JP7011511B2

JP7011511B2 - 管継手

Info

Publication number: JP7011511B2
Application number: JP2018060076A
Authority: JP
Inventors: 匠堀; 英隆中森
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2022-01-26
Anticipated expiration: 2038-03-27
Also published as: JP2019173795A

Description

本発明は、管継手に関する。

例えば、特許文献１に記載の管継手は、流体に接触する部分を合成樹脂製とした場合に、時間が経過しても流体漏れ防止性能が維持される管継手を提供することを目的としている。この管継手は、合成樹脂製で管状の第一継手部材および第二継手部材と、両継手部材の突き合わせ部分に介在される合成樹脂製のガスケットと、両継手部材を連結するねじ手段とを備え、第一継手部材の突き合わせ端面に、ガスケットの全部が嵌め入れられた状態で開口部が残るように環状の凹部が設けられると共に、第二継手部材の突き合わせ端面に環状の凸部が設けられて、ガスケットが嵌め入れられた凹部の開口部に凸部が嵌まり合っており、管継手の適正締め付け状態では、第一継手部材の凹部内面と第二継手部材の凸部外面とがガスケットを介してほぼ全面で密着すると共に、第一継手部材の突き合わせ端面の凹部よりも径方向内側の部分と第二継手部材の突き合わせ端面の凸部よりも径方向内側の部分とがほぼ全面で密着し、第一継手部材の突き合わせ端面の凹部よりも径方向外側の部分と第二継手部材の突き合わせ端面の凸部よりも径方向外側の部分もほぼ全面で密着する。

特開２００４－０５３００６号公報

特許文献１に記載の管継手は、第一継手部材の突き合わせ端面の凹部にガスケットが嵌め入れられ、第二継手部材の突き合わせ端面の凸部が凹部に嵌まり合い、締め付け状態では、第一継手部材の凹部内面と第二継手部材の凸部外面とがガスケットを介してほぼ全面で密着することから、管内の流体の漏れ防止性能を得ることができる。

しかし、合成樹脂製のガスケットは、経時変化（応力緩和、コールドフローなど）によりクリープ変形が進むため接触面圧が低下し、流体をシールするために必要な最低必要面圧を下回るおそれがある。

また、特許文献１に記載の管継手は、締め付け状態では、第一継手部材の突き合わせ端面と第二継手部材の突き合わせ端面とがほぼ全面で密着する。このため、経時変化でガスケットの接触面圧が最低必要面圧を下回るような場合に、増し締めを実施することが困難である。そこで、締め付け状態で第一継手部材の突き合わせ端面と第二継手部材の突き合わせ端面との間に増し締め用の間隔を設けることが考えられるが、増し締め以前にガスケットの接触面圧が最低必要面圧を下回った場合は流体の漏れが発生するおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、流体の漏れ防止性能を確保すると共に適した増し締めを実施可能とすることのできる管継手を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る管継手は、互いに接続される２つの配管のうち一方の配管において他方の配管に対向するように形成された環状の第一端面と、前記他方の配管において前記一方の配管の前記第一端面に対向するように形成された環状の第二端面と、前記第一端面に凹んで形成された環状の凹溝と、前記第二端面に突出して形成されて前記凹溝に嵌まる環状の凸条と、前記凹溝に嵌め入れられる合成樹脂製で環状のガスケットと、前記凹溝よりも径方向外側の前記第一端面と前記凸条よりも径方向外側の前記第二端面との間に配置される環状のＯリングと、前記第一端面と前記第二端面との間に配置されて前記ガスケットおよび前記Ｏリングに最低必要面圧以上の接触面圧を生じさせるように前記第一端面と前記第二端面との接近を許容する一方、前記ガスケットおよび前記Ｏリングが許容締付面圧より大きい接触面圧となるときに前記第一端面と前記第二端面との接近を規制するスペーサと、前記第一端面と前記第二端面とを接近させる締付機構と、を含む。

また、本発明の一態様に係る管継手では、前記スペーサは、前記ガスケットが圧壊面圧に至る過大圧縮変位と、前記Ｏリングが機能損失に至る過大圧縮変位と、前記ガスケットが圧縮変位ゼロから要求寿命となるまでの必要圧縮変位と、から圧縮変位が最も小さいものに合わせて前記第一端面と前記第二端面との接近を許容する間隔を設定するように構成されることが望ましい。

また、本発明の一態様に係る管継手では、前記第一端面と前記第二端面との間において、前記ガスケットの径方向外側であって前記Ｏリングの径方向内側に配置されて流体を検知する漏洩検知器をさらに含むことが望ましい。

また、本発明の一態様に係る管継手では、前記Ｏリングの径方向内側であって前記ガスケットの径方向外側となる前記第一端面または前記第二端面から前記漏洩検知器の配置部に向かって下降傾斜する傾斜部をさらに含むことが望ましい。

また、本発明の一態様に係る管継手では、前記ガスケットの接触面圧を検知する圧力検知器をさらに含むことが望ましい。

本発明によれば、ガスケットに漏れが発生しても、Ｏリングにより流体の漏れ防止性能を確保することができる。しかも、本発明では、スペーサによりガスケットおよびＯリングに最低必要面圧以上の接触面圧を生じさせるように第一端面と第二端面との接近を許容して締付機構による締め付けを可能とすることで、最低必要面圧を確保することができる。その一方で、スペーサによりガスケットおよびＯリングが許容締付面圧より大きい接触面圧となるときに第一端面と第二端面との接近を規制して締付機構による締め付けをさせないことで、許容締付面圧を超えることを防止してガスケットおよびＯリングの圧壊を防ぐことができる。この結果、本発明によれば、流体の漏れ防止性能を確保すると共に適した増し締めを実施可能とすることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る管継手の構成図である。図２は、本発明の実施形態に係る管継手におけるガスケットの接触面圧および圧縮変位の説明図である。図３は、本発明の実施形態に係る管継手におけるガスケットの接触面圧の説明図である。図４は、本発明の実施形態に係る管継手の運用フローチャート図である。図５は、本発明の実施形態に係る管継手の他の例の構成図である。図６は、図５に示す管継手の運用フローチャート図である。図７は、本発明の実施形態に係る管継手の他の例の構成図である。図８は、図７に示す管継手の運用フローチャート図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る管継手の構成図である。図２は、本実施形態に係る管継手におけるガスケットの接触面圧および圧縮変位の説明図である。図３は、本実施形態に係る管継手におけるガスケットの接触面圧の説明図である。図４は、本実施形態に係る管継手の運用フローチャート図である。

本実施形態の管継手は、図１に示すように、配管２０の継手であり、一方の配管２０Ａと他方の配管２０Ｂとを接続する。配管２０は、軸線Ｃを中心とした円筒状に形成され、軸線Ｃの延在方向に沿って一方の配管２０Ａと他方の配管２０Ｂとが連続して接続される。なお、以下の説明において、軸方向とは、軸線Ｃと平行な方向をいう。径方向とは、軸線Ｃに直交する方向をいい、径方向外側とは径方向において軸線Ｃから離れる側、径方向内側とは径方向において軸線Ｃに近づく側である。

本実施形態の管継手は、一方の配管２０Ａの第一端面１と、他方の配管２０Ｂの第二端面２と、第一端面１の凹溝３と、第二端面２の凸条４と、ガスケット５と、Ｏリング６と、スペーサ７と、締付機構８と、を含む。

第一端面１は、一方の配管２０Ａにおいて他方の配管２０Ｂに軸方向で対向するように一方の配管２０Ａが他方の配管２０Ｂに接続される開口端に形成された円環状の平面である。

第二端面２は、他方の配管２０Ｂにおいて一方の配管２０Ａに軸方向で対向するように他方の配管２０Ｂが一方の配管２０Ａに接続される開口端に形成された円環状の平面である。第一端面１と第二端面２とは、一方の配管２０Ａと他方の配管２０Ｂとの接続において互いに対面する。

凹溝３は、第一端面１に凹んで形成された円環状の溝である。凹溝３は、平坦に形成された円環状な底面３ａと、底面３ａの径方向内側で第一端面１に向けて軸方向に立ち上がる内壁面３ｂと、底面３ａの径方向外側で第一端面１に向けて軸方向に立ち上がる外壁面３ｃと、を有して断面において矩形状に形成されている。

凸条４は、第二端面２に突出して形成された円環状の突起である。凸条４は、平坦に形成された円環状な頂面４ａと、頂面４ａの径方向内側で第二端面２に向けて軸方向に立ち上がる内周面４ｂと、頂面４ａの径方向外側で第二端面２に向けて軸方向に立ち上がる外周面４ｃと、を有して断面において矩形状に形成されている。凸条４は、凹溝３に嵌まるように形成されており、頂面４ａが底面３ａに対向し、内周面４ｂが内壁面３ｂに摺接し、外周面４ｃが外壁面３ｃに摺接する。従って、凹溝３と凸条４とは、互いに嵌まり合うことで、頂面４ａと、底面３ａと、内周面４ｂおよび内壁面３ｂと、外周面４ｃおよび外壁面３ｃとで区画された空間を形成する。

ガスケット５は、凹溝３に嵌め入れられるように円環状に形成されている。ガスケット５は、合成樹脂製であり、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）からなる。ガスケット５は、好ましくは、ＰＴＦＥを延伸により多孔質化することで耐クリープ性に優れた延伸ＰＴＦＥからなる。ＰＴＦＥは、流体が硝酸である場合に耐硝酸性を有するため好ましい。ガスケット５は、凹溝３に嵌め入れられ、互いに嵌まり合う凹溝３と凸条４の、頂面４ａと、底面３ａと、内周面４ｂおよび内壁面３ｂと、外周面４ｃおよび外壁面３ｃとで区画された空間に収容される。

Ｏリング６は、凹溝３よりも径方向外側の第一端面１と、凸条４よりも径方向外側の第二端面２との間に配置されるように円環状に形成されている。Ｏリング６は、円形断面に形成されて、フッ素系のゴム材からなる。フッ素系のゴム材は、流体が硝酸である場合に耐硝酸性を有するため好ましい。

スペーサ７は、第一端面１と第二端面２との間に配置される円環状の部材である。スペーサ７は、本実施形態では、Ｏリング６よりも大径に形成され、Ｏリング６の径方向外側において第一端面１から第二端面２に向かって第一端面１よりも軸方向に突出し、一方の配管２０Ａに取り付けられている。図には明示しないが、スペーサ７は、Ｏリング６の径方向外側において第二端面２から第一端面１に向かって第二端面２よりも軸方向に突出し、他方の配管２０Ｂに取り付けられていてもよい。なお、スペーサ７をＯリング６の径方向内側に装着すると、Ｏリング６が径方向外側に飛び出さないように保持するための部材がなくなるため、スペーサ７は、できればＯリング６の径方向外側に装着する方が望ましい。

締付機構８は、一方の配管２０Ａと他方の配管２０Ｂとを近づける締め付け力を付与するものである。一方の配管２０Ａは、他方の配管２０Ｂに接続される開口端に径方向外側に延出し軸線Ｃを中心として円環状に形成された接続フランジ２０Ａａが設けられている。また、他方の配管２０Ｂは、一方の配管２０Ａに接続される開口端に径方向外側に延出し軸線Ｃを中心として円環状に形成された接続フランジ２０Ｂａが設けられている。各接続フランジ２０Ａａ，２０Ｂａは、共にボルト（図示せず）が挿通される貫通穴２０Ａｂ，２０Ｂｂが複数形成されている。そして、各貫通穴２０Ａｂ，２０Ｂｂに挿通したボルトで各接続フランジ２０Ａａ，２０Ｂａを締結することで、ボルトの締め付け力により一方の配管２０Ａと他方の配管２０Ｂとを近づける。このように、本実施形態では、各接続フランジ２０Ａａ，２０Ｂａおよびボルトが締付機構８を構成する。

そして、締付機構８の締め付けにより、一方の配管２０Ａと他方の配管２０Ｂとが近づくことで、第一端面１と第二端面２とが接近し、凹溝３に凸条４が嵌まり合い、ガスケット５が凹溝３および凸条４がなす空間内で押し潰され頂面４ａと、底面３ａと、内周面４ｂおよび内壁面３ｂと、外周面４ｃおよび外壁面３ｃとに面圧をもって接触し、Ｏリング６が第一端面１と第二端面２とに押し潰されて第一端面１と第二端面２とに面圧をもって接触した形態で一方の配管２０Ａと他方の配管２０Ｂとが接合される。従って、ガスケット５により、接合された一方の配管２０Ａと他方の配管２０Ｂとからなる配管２０の内部を流通する流体の漏れを防止する。Ｏリング６は、万一ガスケット５から漏洩が生じた場合であっても、流体を外部に流出させない機能を有する。

ここで、スペーサ７は、ガスケット５およびＯリング６に最低必要面圧以上の接触面圧を生じさせるように第一端面１と第二端面２とが接近可能な間隔Ｈを確保する。また、スペーサ７は、ガスケット５およびＯリング６が許容締付面圧より大きい接触面圧となるときに間隔Ｈを消失させる。

図２に示すように、ガスケット５の最低必要面圧ｐｄは、ガスケット５が頂面４ａと、底面３ａと、内周面４ｂおよび内壁面３ｂと、外周面４ｃおよび外壁面３ｃとに接触する接触面圧ｐのうち、設計された流体の圧力に抗して流体を漏洩させることのない最低限必要な接触面圧である。

Ｏリング６の最低必要面圧は、図には明示しないが、Ｏリング６が第一端面１と第二端面２とに接触する接触面圧のうち設計された流体の圧力に抗して流体を漏洩させることのない最低限必要な接触面圧である。Ｏリング６の最低必要面圧は、例えば、Ｏリング６のつぶし率が１０％以上２５％以下の範囲から選択された接触面圧とする。

これらガスケット５の最低必要面圧ｐｄおよびＯリング６の最低必要面圧は、流体の圧力や流量などに基づいてＪＩＳなどにより規定された、配管２０（配管２０Ａ，２０Ｂ）の寸法や、凹溝３の寸法や、凸条４の寸法や、各接続フランジ２０Ａａ，２０Ｂａの寸法や、ボルトの寸法および本数から要素試験などで所得される。

また、図２に示すように、ガスケット５の許容締付面圧ｐｕは、締付機構８による締め付け力が増大した場合、ガスケット５が頂面４ａと、底面３ａと、内周面４ｂおよび内壁面３ｂと、外周面４ｃおよび外壁面３ｃとに接触する接触面圧ｐのうち、ガスケット５が圧壊する直前の圧壊面圧ｐｕとなる最大の接触面圧である（図３参照）。図３に示すように、ガスケット５が圧壊面圧ｐｕのときのガスケット５の圧縮変位ｄを過大圧縮変位ｄｕ０とする。ガスケット５の許容締付面圧ｐｕ（圧壊面圧ｐｕや過大圧縮変位ｄｕ０）は、上述した要素試験などで取得される。

ここで、ガスケット５の圧縮変位ｄにおいては、図２に示すように、圧縮変位がゼロの状態から、ガスケット５が圧縮されて要求を満たす限界となる要求寿命となるまでの圧縮変位を必要圧縮変位ｄｕとする。必要圧縮変位ｄｕは、ガスケット５の圧縮変位ｄを全て合わせたもので、本実施形態では、図２に示すように、圧縮変位がゼロの状態から、最低必要面圧ｐｄ以上許容締付面圧ｐｕ以下の接触面圧ｐを生じさせるように施す圧縮変位（初期圧縮変位ｄ０および増し締め変位ｄ１）、およびクリープ変位（クリープ変位ｄｃ１，ｄｃ２）により圧縮変形した圧縮変位を含む。

Ｏリング６の許容締付面圧は、図には明示しないが、Ｏリング６が第一端面１と第二端面２とに接触する接触面圧のうち、Ｏリング６が圧壊する圧壊面圧までに至らない最大の接触面圧である。ここで、Ｏリング６が機能損失するときのＯリング６の圧縮変位を過大圧縮変位ｄＯとする。過大圧縮変位ｄＯは、Ｏリング６のつぶし率に基づく第一端面１と第二端面２との間の間隔ｈ１と、Ｏリング６の充填率に基づく第一端面１と第二端面２との間の間隔ｈ２から算出する。間隔ｈ１は、Ｏリング６のつぶし率が１０％以上２５％以下となるときの第一端面１と第二端面２との間の寸法である。Ｏリング６のつぶし率は、上述した要素試験などで取得される。Ｏリング６のつぶし率が１０％以上２５％以下の範囲は、Ｏリング６の最低必要面圧を設定する際に選択される範囲であり、そこで選択されたつぶし率に基づいて第一端面１と第二端面２との間の寸法を設定する。間隔ｈ２は、Ｏリング６が配置される第一端面１と第二端面２と凸条４の外周面４ｃとスペーサ７の内周面とで囲まれる空間の体積と、Ｏリング６の体積とからＯリング６の充填率を求め、この充填率が９０％となるときの第一端面１と第二端面２との間の寸法である。間隔ｈ２は、間隔ｈ１よりも小さい。そして、過大圧縮変位ｄＯは、間隔ｈ１と間隔ｈ２との差から算出される。

従って、スペーサ７は、ガスケット５の最低必要面圧ｐｄおよびＯリング６の最低必要面圧以上の接触面圧を生じさせるように第二端面２との間に間隔Ｈを確保することで第一端面１と第二端面２とが接近することを許容する。また、スペーサ７は、ガスケット５およびＯリング６が許容締付面圧より大きい面圧となるときに、第二端面２との間に間隔Ｈを消失させることで第一端面１と第二端面２とが接近することを規制する。このように、スペーサ７は、ガスケット５およびＯリング６が機能する接触面圧を付与するように第一端面１と第二端面２とが接近させる一方で、ガスケット５およびＯリング６が圧壊するような接触面圧が付与されないように第一端面１と第二端面２との接近を規制するストッパとなる。

具体的に、スペーサ７がなす第二端面２との間の間隔Ｈは、ガスケット５が圧壊面圧ｐｕに至る過大圧縮変位ｄｕ０と、ガスケット５が圧縮変位ゼロから要求寿命となるまでの必要圧縮変位ｄｕと、Ｏリング６が機能損失に至る過大圧縮変位ｄＯと、から圧縮変位ｄが最も小さいものに合わせて設計される。

本実施形態の管継手の運用について説明する。図４に示すように、ステップＳ１では、管継手を設計する。ステップＳ１において、ステップＳ１－１では、締付機構８を設計する。具体的に、ステップＳ１－１では、配管２０に流通する流体の圧力や流量などに基づいてＪＩＳなどによる規定から、各接続フランジ２０Ａａ，２０Ｂａの寸法、ボルトの寸法および本数などを設計する。次に、ステップＳ１－２では、ガスケット５を設計する。具体的に、ステップＳ１－２では、ステップＳ１－１に合わせてガスケット５の外径、内径、厚さの寸法を設計する。次に、ステップＳ１－３では、締付機構８におけるボルトの初期締付軸力（初期締付面圧ｐｃ０：図２参照）を設計する。具体的に、ステップＳ１－３では、ステップＳ１－１およびステップＳ１－２より、ガスケット５の初期締付面圧ｐｃ０が、最低必要面圧ｐｄ以上許容締付面圧ｐｕ以下となる範囲でボルトの締付軸力を設計する。次に、ステップＳ１－４では、スペーサ７と第二端面２との間隔Ｈを設計する。具体的に、ステップＳ１－４では、間隔Ｈは、上述したように、ガスケット５が圧壊面圧ｐｕに至る過大圧縮変位ｄｕ０と、ガスケット５が圧縮変位ゼロから要求寿命となるまでの必要圧縮変位ｄｕと、Ｏリング６が機能損失に至る過大圧縮変位ｄＯ、から圧縮変位ｄが最も小さいものに合わせて設計する。次に、ステップＳ１－５では、Ｏリング６を設計する。具体的に、ステップＳ１－５では、Ｏリング６は、上述したつぶし率および充填率に基づいて設計する。

次に、ステップＳ２では、配管２０（２０Ａ，２０Ｂ）を接続しボルトにより初期締付を行い、設計した初期締付面圧ｐｃ０を付与する。

次に、ステップＳ３では、運転を実施する。即ち、配管２０に流体を流通させる。

次に、ステップＳ４では、運転実施に伴い、ガスケット５が要求寿命に到達したかを判断する。要求寿命は、上述したように、ガスケット５が圧縮されて要求を満たす限界であり、流体の圧力や流体の流量などに基づいて、初期締付面圧ｐｃ０を付与した後の運転時間が上述した要素試験などで取得され予め設定される。従って、ステップＳ４では、初期締付面圧ｐｃ０を付与した後の運転時間によりガスケット５が要求寿命に到達しているかが判断できる。そして、ガスケット５が要求寿命に到達した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５でガスケット５およびＯリング６の取り替えを行う。ステップＳ５の後は、取り替えた新たなガスケット５およびＯリング６にてステップＳ２から運用する。

また、ステップＳ４において、ガスケット５が要求寿命に到達していない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、ステップＳ６において漏れ発生タイミングｔＬに達するか（増し締め時期か）を判断する。漏れ発生タイミングｔＬは、図２に示すように、初期圧縮変位ｄ０を付与したガスケット５が経時変化によりクリープ変位ｄｃ１により最低必要面圧ｐｄを維持できなくなるタイミングであり、上述した要素試験などで取得され予め設定される。そして、漏れ発生タイミングｔＬに達した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ７でボルトの増し締めを行い接触面圧を最低必要面圧ｐｄ以上に回復させる。ステップＳ７の後は、増し締めしたガスケット５およびＯリング６においてステップＳ２から運用する。また、ステップＳ６において、漏れ発生タイミングｔＬに達していない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻り運転を続ける。

本実施形態の管継手では、ガスケット５に漏れが発生しても、Ｏリング６により流体の漏れ防止性能を確保することができる。しかも、本実施形態の管継手では、スペーサ７によりガスケット５およびＯリング６に最低必要面圧以上の接触面圧を生じさせるように第一端面１と第二端面２との接近を許容して締付機構８による締め付けを可能とすることで、最低必要面圧を確保することができる。その一方で、スペーサ７によりガスケット５およびＯリング６が許容締付面圧より大きい接触面圧となるときに第一端面１と第二端面２との接近を規制して締付機構８による締め付けをさせないことで、許容締付面圧を超えることを防止してガスケット５およびＯリング６の圧壊を防ぐことができる。この結果、本実施形態の管継手によれば、流体の漏れ防止性能を確保すると共に適した増し締めを実施可能とすることができる。

また、スペーサ７は、ガスケット５が圧壊面圧に至る過大圧縮変位ｄｕ０と、Ｏリング６が機能損失に至る過大圧縮変位ｄＯと、ガスケット５が圧縮変位ゼロから要求寿命となるまでの必要圧縮変位ｄｕと、から圧縮変位が最も小さいものに合わせて第一端面１と第二端面２との接近を許容する間隔Ｈを設定するように構成されることが望ましい。即ち、最低必要面圧を確保し、許容締付面圧を超えることを防止することを実現することができる。

図５は、本実施形態に係る管継手の他の例の構成図である。図６は、図５に示す管継手の運用フローチャート図である。

図５に示す管継手は、上述した管継手の構成に、漏洩検知器９と、制御部１０と、をさらに含む。その他の構成については、図５において同一の符号を付してその説明を省略する。

漏洩検知器９は、流体の漏れを検知するもので、第一端面１と第二端面２との間において、ガスケット５の径方向外側であってＯリング６の径方向内側に配置される。従って、漏洩検知器９は、ガスケット５の径方向外側に漏れてＯリング６の径方向内側に至った流体を検知する。

制御部１０は、例えば、コンピュータであり、図には明示しないが、演算処理装置、記憶装置などにより実現され、制御部１０は、表示装置、入力装置、音声出力装置、ドライブ装置、および入出力インターフェース装置を有してもよい。演算処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、ＲＯＭやＲＡＭのようなメモリおよびストレージを含む。演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施する。表示装置は、フラットパネルディスプレイを含む。入力装置は、操作されることにより入力データを生成するもので、キーボードおよびマウスの少なくとも一方を含む。なお、入力装置が表示装置の表示画面に設けられたタッチセンサを含んでもよい。音声出力装置は、スピーカーを含む。ドライブ装置は、制御部１０を実行させるためのプログラムなどのデータが記録された記録媒体からデータを読み出す。記録媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスクなどのように情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの様に情報を電気的に記録する半導体メモリなど、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。入出力インターフェース装置は、演算処理装置と記憶装置と表示装置と入力装置と音声出力装置とドライブ装置との間でデータ通信する。

制御部１０は、漏洩検知器９において流体の漏れを検知した検知信号を入力する。制御部１０は、漏洩検知器９から検知信号を入力した場合、その旨を表示装置の表示や音声出力装置の音声により報知する。また、制御部１０は、記憶装置に要求寿命が記憶されており、ガスケット５およびＯリング６を取り替えて運転を開始してから要求寿命に達した場合、その旨を表示装置の表示や音声出力装置の音声により報知する。また、制御部１０は、記憶装置に漏れ発生タイミングｔＬが記憶されており、ガスケット５およびＯリング６を取り替えて運転を開始してから漏れ発生タイミングｔＬに達した場合、その旨を表示装置の表示や音声出力装置の音声により報知する。また、制御部１０は、漏れ発生タイミングｔＬに達する前に漏洩検知器９から検知信号を入力した場合、例えば、検知信号を入力したタイミングを新たな漏れ発生タイミングｔＬとするように漏れ発生タイミングｔＬを見直す。

本実施形態の管継手の運用について説明する。図６において、ステップＳ１からステップＳ７は、上述した管継手の運用と同様であるためその説明を省略する。

ステップＳ４において、ガスケット５が要求寿命に到達したかの判断は、制御部１０が実施し、ガスケット５が要求寿命に到達した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ５でガスケット５およびＯリング６の取り替えを行うように報知を行う。また、ステップＳ４において、ガスケット５が要求寿命に到達していない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、漏れ発生タイミングｔＬに達するか（増し締め時期か）の判断は、制御部１０が実施し、漏れ発生タイミングｔＬに達した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ７でボルトの増し締めを行い接触面圧を最低必要面圧ｐｄ以上に回復させるように報知を行う。ステップＳ７でボルトの増し締めが行われた後は、増し締めした記録を記憶装置に記憶しステップＳ３に戻る。

ステップＳ６において、漏れ発生タイミングｔＬに達していない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ８において漏れを検知したかを判断する。即ち、制御部１０は、漏洩検知器９から検知信号を入力したかを判断する。そして、ステップＳ８において漏れを検知した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ９において、流体の漏れがあった旨、およびステップＳ１０でボルトの増し締めを行い接触面圧を最低必要面圧ｐｄ以上に回復させるように報知を行う。ここで、ステップＳ１０におけるボルトの増し締めは、それ以上の流体（硝酸）の漏れを防止して後の回収やガスケット５およびＯリング６の取り替えの準備の対策を講じるための運用である。一方、ステップＳ８において漏れを検知していない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻り運転を続ける。

ステップＳ１０においてボルトの増し締めを行った後は、ステップＳ９においてＯリング６の径方向内側に溜まっている流体（硝酸）を回収し、ガスケット５およびＯリング６の取り替えを行う。ガスケット５およびＯリング６の取り替えを行った旨は、制御部１０にリセット入力される（ステップＳ５でも同様）。

ステップＳ１１においてＯリング６部に滞留した流体（硝酸）の回収を行い、ガスケット５およびＯリング６の取り替えを行った後（リセット入力の後）、制御部１０は、ステップＳ１２において、漏れの検知が漏れ発生タイミングｔＬより早いかを判断する。ステップＳ１２において漏れの検知が漏れ発生タイミングｔＬより早い場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ１３において漏れ発生タイミングｔＬを見直し記憶装置に記憶する。一方、ステップＳ１２において漏れを検知が漏れ発生タイミングｔＬより早くなく同時である場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、取り替えた新たなガスケット５およびＯリング６にてステップＳ２から運用する。

このように、本実施形態の管継手では、漏洩検知器９をさらに含むことで、漏れ発生タイミングｔＬに係わらずに漏れを検知することができる。この結果、流体の漏れ防止性能を向上することができ、その後の増し締めを実施するタイミングを見直すことができる。

なお、本実施形態の管継手では、流体の流通する方向（軸線Ｃの延在方向）が上下方向である。この場合、Ｏリング６の径方向内側であってガスケット５の径方向外側となる第一端面１から漏洩検知器９の配置部に向かって下降傾斜する傾斜部１１をさらに含むことが望ましい。

即ち、傾斜部１１を設けることで、ガスケット５から漏れた流体が傾斜部１１を流れて漏洩検知器９に到達する。このため、漏洩検知器９で流体を確実に検知することができ、漏れ検知の精度を向上することができる。なお、流体の流通する方向（軸線Ｃの延在方向）が垂直から傾いている（または水平）の場合は、最も下の位置に漏洩検知器９を配置することで、同様に漏洩検知器９で流体を確実に検知することができ、漏れ検知の精度を向上することができる。

なお、図１に示す実施形態において、図には明示していないが、図５に示す制御部１０を含んでいてもよい。この場合、制御部１０により、図４におけるステップＳ４およびステップＳ６の判断を行う。即ち、制御部１０は、上述したように、ステップＳ４において、ガスケット５が要求寿命に到達した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５でガスケット５およびＯリング６の取り替えを行うように報知を行う。また、ステップＳ４において、ガスケット５が要求寿命に到達していない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ６に進む。そして、ステップ６において、漏れ発生タイミングｔＬに達した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ７でボルトの増し締めを行い接触面圧を最低必要面圧ｐｄ以上に回復させるように報知を行う。

図７は、本実施形態に係る管継手の他の例の構成図である。図８は、図７に示す管継手の運用フローチャート図である。

図７に示す管継手は、上述した管継手の構成に、圧力検知器１２をさらに含む。その他の構成については、図７において同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図７においては、図５に示す構成を含まなくてもよい。

圧力検知器１２は、ガスケット５に生じる接触面圧を検知するもので、ガスケット５が接触する凹溝３および凸条４における頂面４ａと、底面３ａと、内周面４ｂおよび内壁面３ｂと、外周面４ｃおよび外壁面３ｃとの少なくとも１つに設けられている。従って、圧力検知器１２は、ガスケット５の接触面圧を検知する。

また、制御部１０は、圧力検知器１２におけるガスケット５の接触面圧を検知した検知信号を入力する。制御部１０は、圧力検知器１２から検知信号を入力し、その旨を表示装置の表示や音声出力装置の音声により報知する。特に、制御部１０は、ガスケット５の接触面圧が最低必要面圧ｐｄである場合に、その旨を表示装置の表示や音声出力装置の音声により報知する。また、制御部１０は、記憶装置に漏れ発生タイミングｔＬが記憶されており、ガスケット５およびＯリング６を取り替えて運転を開始してから漏れ発生タイミングｔＬに達した場合、その旨を表示装置の表示や音声出力装置の音声により報知する。また、制御部１０は、漏れ発生タイミングｔＬに達する前に圧力検知器１２からガスケット５の接触面圧が最低必要面圧ｐｄである検知信号を入力した場合、例えば、検知信号を入力したタイミングを新たな漏れ発生タイミングｔＬとするように漏れ発生タイミングｔＬを見直す。

本実施形態の管継手の運用について説明する。図８において、ステップＳ１からステップＳ７、およびステップＳ８からステップＳ１３は、上述した管継手の運用と同様であるためその説明を省略する。

ステップＳ４において、ガスケット５が要求寿命に到達していない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ１４において圧力検知器１２で検知される接触面圧が最低必要面圧ｐｄ未満となるかを判断する。そして、ステップＳ１４において、接触面圧が最低必要面圧ｐｄ未満となった場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ７でボルトの増し締めを行い接触面圧を最低必要面圧ｐｄ以上に回復させるように報知を行う。一方、ステップＳ１４において、接触面圧が最低必要面圧ｐｄ未満とならない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ６において漏れ発生タイミングｔＬに達するか（増し締め時期か）を判断する。そして、ステップＳ６において、漏れ発生タイミングｔＬに達した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ７でボルトの増し締めを行い接触面圧を最低必要面圧ｐｄ以上に回復させるように報知を行う。また、ステップＳ６において、漏れ発生タイミングｔＬに達していない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ８において漏れを検知したかを判断する。

ステップＳ７の後、制御部１０は、ステップＳ１５において、最低必要面圧ｐｄ未満の検知が漏れ発生タイミングｔＬより早いかを判断する。ステップＳ１５において最低必要面圧ｐｄ未満の検知が漏れ発生タイミングｔＬより早い場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ１６において漏れ発生タイミングｔＬを見直し記憶装置に記憶する。ステップＳ１６の後は、ステップＳ３に戻る。一方、ステップＳ１５において最低必要面圧ｐｄの検知が漏れ発生タイミングｔＬより早くなく同時である場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻り運転を続ける。

このように、本実施形態の管継手では、圧力検知器１２をさらに含むことで、ガスケット５の接触面圧を監視する。これにより、ガスケット５の接触面圧が最低必要面圧ｐｄ未満になる前に、増し締めを行うことができ、ガスケット５の漏れを防止することができる。この結果、流体の漏れ防止性能を向上することができ、その後の増し締めを実施するタイミングを見直すことができる。

１第一端面
２第二端面
３凹溝
３ａ底面
３ｂ内壁面
３ｃ外壁面
４凸条
４ａ頂面
４ｂ内周面
４ｃ外周面
５ガスケット
６Ｏリング
７スペーサ
８締付機構
９漏洩検知器
１０制御部
１１傾斜部
１２圧力検知器
２０（２０Ａ，２０Ｂ）配管
２０Ａａ，２０Ｂａ接続フランジ
２０Ａｂ，２０Ｂｂ貫通穴
Ｃ軸線
Ｈ間隔
ｈ１間隔
ｈ２間隔
ｄ圧縮変位
ｄ０ガスケットの初期圧縮変位
ｄ１ガスケットの増し締め変位
ｄＯＯリングの過大圧縮変位
ｄｃ１，ｄｃ２ガスケットのクリープ変位
ｄｕガスケットの必要圧縮変位
ｄｕ０ガスケットの過大圧縮変位
ｐ接触面圧
ｐｃ０ガスケットの初期締付面圧
ｐｄガスケットの最低必要面圧
ｐｕガスケットの許容締付面圧（圧壊面圧）
ｔＬ漏れ発生タイミング

Claims

互いに接続される２つの配管のうち一方の配管において他方の配管に対向するように形成された環状の第一端面と、
前記他方の配管において前記一方の配管の前記第一端面に対向するように形成された環状の第二端面と、
前記第一端面に凹んで形成された環状の凹溝と、
前記第二端面に突出して形成されて前記凹溝に嵌まる環状の凸条と、
前記凹溝に嵌め入れられる合成樹脂製で環状のガスケットと、
前記凹溝よりも径方向外側の前記第一端面と前記凸条よりも径方向外側の前記第二端面との間に配置される環状のＯリングと、
前記第一端面と前記第二端面との間に配置されて前記ガスケットおよび前記Ｏリングに最低必要面圧以上の接触面圧を生じさせるように前記第一端面と前記第二端面との接近を許容する一方、前記ガスケットおよび前記Ｏリングが許容締付面圧より大きい接触面圧となるときに前記第一端面と前記第二端面との接近を規制するスペーサと、
前記第一端面と前記第二端面とを接近させる締付機構と、
を含み、
前記スペーサは、前記ガスケットが圧壊面圧に至る過大圧縮変位と、前記Ｏリングが機能損失に至る過大圧縮変位と、前記ガスケットが圧縮変位ゼロから要求寿命となるまでの必要圧縮変位と、から圧縮変位が最も小さいものに合わせて前記第一端面と前記第二端面との接近を許容する間隔を設定するように構成される、管継手。
互いに接続される２つの配管のうち一方の配管において他方の配管に対向するように形成された環状の第一端面と、
前記他方の配管において前記一方の配管の前記第一端面に対向するように形成された環状の第二端面と、
前記第一端面に凹んで形成された環状の凹溝と、
前記第二端面に突出して形成されて前記凹溝に嵌まる環状の凸条と、
前記凹溝に嵌め入れられる合成樹脂製で環状のガスケットと、
前記凹溝よりも径方向外側の前記第一端面と前記凸条よりも径方向外側の前記第二端面との間に配置される環状のＯリングと、
前記第一端面と前記第二端面との間に配置されて前記ガスケットおよび前記Ｏリングに最低必要面圧以上の接触面圧を生じさせるように前記第一端面と前記第二端面との接近を許容する一方、前記ガスケットおよび前記Ｏリングが許容締付面圧より大きい接触面圧となるときに前記第一端面と前記第二端面との接近を規制するスペーサと、
前記第一端面と前記第二端面とを接近させる締付機構と、
前記第一端面と前記第二端面との間において、前記ガスケットの径方向外側であって前記Ｏリングの径方向内側に配置されて流体を検知する漏洩検知器と、
前記Ｏリングの径方向内側であって前記ガスケットの径方向外側となる前記第一端面または前記第二端面から前記漏洩検知器の配置部に向かって下降傾斜する傾斜部と、
を含む管継手。
前記ガスケットの接触面圧を検知する圧力検知器をさらに含む請求項１または２に記載の管継手。
互いに接続される２つの配管のうち一方の配管において他方の配管に対向するように形成された環状の第一端面と、
前記他方の配管において前記一方の配管の前記第一端面に対向するように形成された環状の第二端面と、
前記第一端面に凹んで形成された環状の凹溝と、
前記第二端面に突出して形成されて前記凹溝に嵌まる環状の凸条と、
前記凹溝に嵌め入れられる合成樹脂製で環状のガスケットと、
前記凹溝よりも径方向外側の前記第一端面と前記凸条よりも径方向外側の前記第二端面との間に配置される環状のＯリングと、
前記第一端面と前記第二端面との間に配置されて前記ガスケットおよび前記Ｏリングに最低必要面圧以上の接触面圧を生じさせるように前記第一端面と前記第二端面との接近を許容する一方、前記ガスケットおよび前記Ｏリングが許容締付面圧より大きい接触面圧となるときに前記第一端面と前記第二端面との接近を規制するスペーサと、
前記第一端面と前記第二端面とを接近させる締付機構と、
前記第一端面と前記第二端面との間において、前記ガスケットの径方向外側であって前記Ｏリングの径方向内側に配置されて流体を検知する漏洩検知器と、
前記ガスケットおよび前記Ｏリングが設置されて前記第一端面と前記第二端面との間に予め設定した初期締付面圧が付与され各前記配管に流体が流通された後の漏れ発生タイミングが予め記憶されており、前記漏洩検知器による検知が前記漏れ発生タイミングに達する前である場合、検知したタイミングを新たな漏れ発生タイミングに見直す制御部と、
を含む管継手。
互いに接続される２つの配管のうち一方の配管において他方の配管に対向するように形成された環状の第一端面と、
前記他方の配管において前記一方の配管の前記第一端面に対向するように形成された環状の第二端面と、
前記第一端面に凹んで形成された環状の凹溝と、
前記第二端面に突出して形成されて前記凹溝に嵌まる環状の凸条と、
前記凹溝に嵌め入れられる合成樹脂製で環状のガスケットと、
前記凹溝よりも径方向外側の前記第一端面と前記凸条よりも径方向外側の前記第二端面との間に配置される環状のＯリングと、
前記第一端面と前記第二端面との間に配置されて前記ガスケットおよび前記Ｏリングに最低必要面圧以上の接触面圧を生じさせるように前記第一端面と前記第二端面との接近を許容する一方、前記ガスケットおよび前記Ｏリングが許容締付面圧より大きい接触面圧となるときに前記第一端面と前記第二端面との接近を規制するスペーサと、
前記第一端面と前記第二端面とを接近させる締付機構と、
前記ガスケットの接触面圧を検知する圧力検知器と、
前記ガスケットおよび前記Ｏリングが設置されて前記第一端面と前記第二端面との間に予め設定した初期締付面圧が付与され各前記配管に流体が流通された後の漏れ発生タイミングが予め記憶されており、前記圧力検知器による所定の接触面圧の検知が前記漏れ発生タイミングに達する前である場合、検知したタイミングを新たな漏れ発生タイミングに見直す制御部と、
を含む管継手。