JP7186996B2 - 配管継手構造 - Google Patents

Description

本発明は蒸気配管用の配管継手構造に係り、とりわけ配管からの蒸気の漏れを防止することができる配管継手構造に関する。

蒸気用の配管には蒸気用の配管継手構造が設置される。このような蒸気用の配管継手構造として、第１配管と第２配管の接合部を外方から囲む分割自在のハウジングと、第１配管と第２配管の接合部と、ハウジングとの間に介在されたテフロン製パッキン（以下、テフロンパッキンともいう）とを備えたものが知られている。

このような配管継手構造において、上述のように第１配管と第２配管との間の接合部を確実に密封するため、蒸気に耐えることが可能なテフロンパッキンが用いられている。

この場合、第１配管と第２配管の接合部に設けられたテフロンパッキンは、ゴムパッキンと比較して剛性があり、蒸気に耐えることは可能であるが、例えば第１配管と第２配管に曲がり又は芯ずれが生じ、第１配管又は第２配管がテフロンパッキンの中心からずれた場合、このずれに対してテフロンパッキンが追従して変形することはむずかしく、この場合は蒸気が配管継手構造から外方へ漏洩してしまう。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、第１配管あるいは第２配管がパッキンの中心からずれた場合でも、蒸気が外方へ漏れることがない配管継手構造を提供することを目的とする。

本発明は、第１配管と第２配管との間の接合部に配置される配管継手構造において、分割自在のハウジングと、前記ハウジングの内部に介在された円筒状テフロン製パッキンとを備え、前記ハウジングは分割された複数の分割部分と、前記分割部分間を締め付ける締結手段とを有し、前記パッキンは円筒状外側部材と、前記円筒状外側部材の軸線方向両端部に、半径方向内方へ湾曲して設けられ、各々が前記第１配管の外周面および前記第２配管の外周面に当接するとともに、前記外側部材との間で間隙を形成する一対の円筒状内側部材とを有し、前記パッキンの一対の間隙内にリング状のコイルバネを配置し、前記第１配管または前記第２配管が前記パッキンに対してずれた際、当該ずれた前記第１配管または前記第２配管のいずれかの側のコイルバネが対応する内側部材を当該ずれた前記第１配管または前記第２配管の外周面を押圧する、配管継手構造である。

本発明は、前記ハウジングの各分割部分は円周方向に沿う両端部に設けられ、隣接する分割部分側へ円周方向に沿って突出する突出部と、隣接する分割部分の突出部を受ける受け部とを有し、前記締結手段を締め付けることにより、各分割部分の突出部分が隣接する分割部分の受け部内に当接することなく入り込み、このことにより前記ハウジングにより前記パッキンを半径方向外方から覆う、配管継手構造である。

本発明は、前記締結手段は、頭部を有するボルトと、このボルトに係合するナットとを有し、前記頭部は前記分割部分に形成され、前記頭部と係合して前記ボルトの回り止め機能を果たす凹部内に収納される、配管継手構造である。

本発明は、前記第１配管の外周面および前記第２配管の外周面に、第１円周溝および第２円周溝が各々設けられ、各分割部分に前記第１円周溝および前記第２円周溝内に嵌り込む第１円周突起および第２円周突起が設けられ、かつ前記第１円周突起および前記第２円周突起の軸線方向内方に、第１円周凹状面および第２円周凹状面が形成され、前記締結手段を締付けることにより、前記第１円周突起および前記第２円周突起が前記第１円周溝の底部および前記第２円周溝の底部に当接するか、または前記第１円周凹状面および前記第２円周凹状面が前記第１配管の外周面および前記第２配管の外周面に当接する、配管継手構造である。

以上のように、本発明によれば、第１配管および第２配管がテフロンパッキンの中心からずれた場合でも、テフロンパッキンと第１配管および第２配管との間を確実に密封することができる。

図１は配管継手構造の一実施の形態を示す側断面図であって図２のＢ－Ｂ線断面図。 図２は図１のＡ－Ａ線矢視図。 図３は配管継手構造を部分的に破断した状態を示す斜視図。 図４は配管継手構造を示す分解図。 図５は配管継手構造を示す斜視図。 図６はハウジングを示す側面図。

発明の実施の形態

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図６は、本発明による配管継手構造の一実施の形態を示す図である。

ここで図１は配管継手構造の一実施の形態を示す側断面図であって、図２のＢ－Ｂ線断面図、図２は図１のＡ－Ａ線矢視図である。また図３は配管継手構造を部分的に破断して示す斜視図である。

まず図１乃至図３により、本発明による配管継手構造の概略を述べる。

図１乃至図３に示すように、配管継手構造１０は、蒸気を流す第１配管１１と第２配管１２との間の接合部１０Ａに設置される。このような配管継手構造１０は円筒状の第１配管１１と円筒状の第２配管１２との間の接合部１０Ａを外方から囲む分割自在の円筒状のハウジング２０と、第１配管１１および第２配管１２の外周面と、ハウジング２０の内周面との間に介在された円筒状のテフロンパッキン１５とを備えている。この場合、第１配管１１および第２配管１２としては、その内径が５０ｍｍ～２００ｍｍの蒸気用の鋳鉄管あるいは鋼管が用いられる。

また円筒状のテフロンパッキン１５は、第１配管１１および第２配管１２の外周面の全周に沿って設けられている。

ハウジング２０は全体として鋳鉄製または鋼製となって、複数、例えば２個に円周方向に沿って分割された分割部分２１、２１と、分割部分２１、２１間を締付ける２つの締結手段３０とを有する。この締結手段３０は各分割部分２１の一側に設けられたボルトパッド２５と他側に設けられたボルトパッド２６とを有し、これらボルトパッド２５，２６間にボルトナット２８を嵌合して締付けることにより、各分割部分２１を締付けることができる。

次にハウジング２０の各分割部分２１、２１について更に述べる。各分割部分２１の円周方向に沿う両端部には、隣接する分割部分２１側へ突出する突出部２２と、隣接する分割部分の突出部２２を受ける受け部２３とが各々設けられている。

図２に示す例では、ある分割部分２１の一端部の半径方向内方に突出部２２が設けられ、その半径方向外方に受け部２３が設けられ, 当該分割部分の２１の他端部の半径方向内方に突出部２２が設けられ、その半径方向外方に受け部２３が設けられ、突出部２２と受け部２３とにより印籠構造を構成している。

この場合、各分割部分２１の両側に設けられた突出部２２および受け部２３は、隣接する分割部分２１の受け部２３および突出部２２に当接することはなく、わずかの距離だけ離間している。

また図１に示すように、第１配管１１の外周面および第２配管１２の外周面に第１円周溝１１Ａおよび第２円周溝１２Ａが各々設けられている。またハウジング２０の各分割部分２１に、第１円周溝１１Ａおよび第２円周溝１２Ａ内に嵌り込む第１円周突起３１および第２円周突起３２が各々設けられている。

さらにハウジング２０の各分割部分２１には、第１円周突起３１および第２円周突起３２の軸線方向内方に、第１円周凹状面３３および第２円周凹状面３４が各々形成されている。

ここで、「軸線方向」とは第１配管１１および第２配管１２の軸線Ｌに沿った方向をいい、「軸線方向内方」とは、第１配管１１においては軸線方向Ｌに沿った接合部１０Ａ側の方向をいい、第２配管１２においては軸線方向Ｌに沿った接合部１０Ａ側の方向をいう。また「半径方向」とは、第１配管１１および第２配管１２の半径方向をいう。

図１乃至図３において、２つの締結手段３０のボルトナット２８を締付けた場合、上述のように各分割部分２１の突出部２２が隣接する分割部分２１の受け部２３内に当接することなく入り込む。

このとき、ハウジング２０の各分割部分２１の第１円周凹状面３３が第１配管１１の外周面の当接面１１Ｂに当接するとともに、第２円周凹状面３４が第２配管１２の外周面の当接面１２Ｂに当接する。

なお、２つの締結手段３０を締付けた場合、第１円周凹状面３３および第２円周凹状面３４が第１配管１１の外周面の当接面１１Ｂおよび第２配管１２の外周面の当接面１２Ｂに当接する代わりに、ハウジング２０の各分割部分２１の第１円周突起３１および第２円周突起３２が第１配管１１の第１円周溝１１Ａの底部および第２配管１２の第２円周溝１２Ａの底部に当接してもよい。

このように、ハウジング２０の分割部分２１に第１配管１１の第１円周溝１１Ａおよび第２配管１２の第２円周溝１２Ａに嵌り込む第１円周突起３１および第２円周突起３２が設けられ、さらに締結手段３０を締付けることにより、第１円周凹状面３３および第２円周凹状面３４が第１配管１１の外周面および第２配管１２の外周面に各々当接するか、あるいは第１円周突起３１および第２円周突起３２が、第１円周溝１１Ａの底部および第２円周溝１２Ａの底部に当接する。このことにより、第１配管１１および第２配管１２に対して、ハウジング２０が半径方向の一方向へずれた場合であっても、半径方向の他方向側において、ハウジング２０の各分割部分２１から第１配管１１または第２配管１２のいずれか軸線方向へ抜けてしまうことを確実に防止できる。

ところで図１に示すように、第１配管１１および第２配管１２の外周面とハウジング２０の内周面との間にテフロンパッキン１５が介在されており、このテフロンパッキン１５はハウジング２０の各分割部分２１内に保持され、第１配管１１および第２配管１２の軸線方向Ｌに沿って位置決めされる。

また上述のように、円周方向に突出する各分割部分２１の突出部２２は、隣接する分割部分２１の受け部２３との間で印籠構造を構成し、この印籠構造は第１配管１１および第２配管１２の軸線方向Ｌ両側および半径方向外方から、テフロンパッキン１５を覆っている。

次に図１および図３によりハウジング２０と、第１配管１１および第２配管１２との間に介在されたテフロンパッキン１５について説明する。テフロンパッキン１５は全体として円筒状となっており、円筒状の外側部材４０と、外側部材４０の軸線方向両端部に設けられた一対の円筒状内側部材４１，４２とを有する。

このうち内側部材４１は外側部材４０から半径方向内方へ湾曲して形成され、第１配管１１の外周面に当接する。また内側部材４１と外側部材４０との間にリング状の間隙４１Ａが形成されている。

また内側部材４２は外側部材４０から半径方向内方へ湾曲して形成され、第２配管１２の外周面に当接する。また内側部材４２と外側部材４０との間にリング状の間隙４２Ａが形成されている。

またテフロンパッキン１５の間隙４１Ａ内には、バネ性をもつ鋼材からなるリング状のコイルバネ４３が配置され、テフロンパッキン１５の間隙４２Ａ内にはバネ材からなるリング状のコイルバネ４４が配置されている。

これらのコイルバネ４３，４４は、ハウジング２０およびテフロンパッキン１５を第１配管１１および第２配管１２の外周面に設置した際、外側部材４０と内側部材４１，４２との間で押圧されて、半径方向に沿って押しつぶされる。

その後、例えば第１配管１１に対して第２配管１２が半径方向に沿ってずれた場合、第１配管１１あるいは第２配管１２のいずれかがテフロンパッキン１５に対して半径方向に沿ってずれることも考えられる。例えば第１配管１１あるいは第２配管１２のうち、第１配管１１がテフロンパッキン１５に対して半径方向にずれた場合、外側部材４０と内側部材４１との間で押しつぶされたコイルバネ４３が押しつぶされる前の状態に復帰する。このことによりコイルバネ４３により内側部材４１を第１配管１１外周面に当接させることができ、第１配管１１とテフロンパッキン１５との間の密封性を高めることができる。このことにより、蒸気が第１配管１１側の内側部材４１から外方へ漏洩することを確実に防止することができる。

ところで、上述のようにハウジング２０の分割部分２１間は締結手段３０のボルトナット２８により締め付けられる。またボルトナット２８は頭部２８ａを有するボルト２８ｂと、ボルト２８ｂに係合するナット２８ｃとを有する。この場合、ハウジング２０の分割部分２１の端部に、ボルトナット２８のボルト２８ｂの頭部２８ａが収納される凹部２１ａが形成されている。ハウジング２０をボルトナット２８により締め付ける際、ボルトナット２８の頭部２８ａは、分割部分２１の凹部２１ａ内に収納され、かつこの凹部２１ａ内に係合する。このことによりボルトナット２８のナット２８ｃを締め付け工具を用いて締め付ける際、頭部２８ａが凹部２１ａに係合するため、ボルト２８ｂの回転を確実に防止することができる。

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

まず、全周に延びる円筒状の剛性をもつテフロンパッキン１５を準備し、このテフロンパッキン１５を第１配管１１および第２配管１２の一方、例えば第１配管１１外周に配置する。この場合、テフロンパッキン１５の一対の間隙４１Ａ，４２Ａ内には予めリング状のコイルバネ４３、４４が配置されている。次に、第１配管１１と第２配管１２を互いに接合し、次に第１配管１１外周にあるテフロンパッキン１５を第１配管１１と第２配管１２の接合部１０Ａの外周まで移動させる。

次に２つ割れされたハウジング２０の分割部分２１を第１配管１１と第２配管１２の接合部１０Ａ外周に、この接合部１０Ａおよびテフロンパッキン１５を外方から囲むように配置する。

その後２つの締結手段３０のボルトナット２８を締付けることにより、４つの分割部分２１を堅固に固定して、第１配管１１と第２配管１２の接合部１０Ａ外周に接合部１０Ａおよびテフロンパッキン１５を外方から囲むハウジング２０を設置する。このことにより配管継手構造１０を組立てることができる。

締結手段３０のボルトナット２８を締付けた場合、各分割部分２１の突出部２２は隣接する分割部分２１の受け部２３に当接することなく入り込む。そして分割部分２１の内周面に形成された第１円周凹状面３３が第１配管１１の外周面の当接面１１Ｂに当接し、かつ第２円周凹状面３４が第２配管１２の外周面の当接面１２Ｂに当接する。あるいは第１円周突起３１および第２円周突起３２が、第１円周溝１１Ａの底部および第２円周溝１２Ａの底部に当接する。この段階で締結手段３０のボルトナット２８の締め付けが停止する。

このようにして各分割部分２１の第１円周凹状面３３および第２円周凹状面３４が第１配管１１の外周面の当接面１１Ｂ及び第２配管１２の外周面の当接面１２Ｂに当接するか、あるいは第１円周突起３１および第２円周突起３２が、第１円周溝１１Ａの底部および第２円周溝１２Ａの底部に当接する。このため、各分割部分２１と第１配管１１および第２配管１２との間の隙間が一定に定まる。このことにより、各分割部分２１と第１配管１１および第２配管１２との間で均一な圧力で、テフロンパッキン１５を押圧することができ、第１配管１１と第２配管１２の接合部１０Ａから漏水することはなく、止水機能を所定レベルに一定に保つことができる。このとき、コイルバネ４３，４４は外側部材４０と内側部材４１，４２との間で押圧されて、半径方向に沿って押しつぶされる。このことにより、コイルバネ４３，４４により内側部材４１，４２が第１配管１１および第２配管１２の外周面に押し付けられて、内側部材４１，４２と第１配管１１および第２配管１２との間が密封される。

あるいはまた、テフロンパッキン１５は上述のように一定の剛性をもつテフロンとなっているため、締結手段３０のボルトナット２８を締め付けた場合、テフロンパッキン１５からハウジング２０側へ大きな圧力が働く。このためこのテフロンパッキン１５側からの反力によりボルトナット２８の締め付けが停止する。

使用に際して、第１配管１１および第２配管１２の支持構造に不具合が生じたり、第１配管１１および第２配管１２の自重により、あるいは第１配管１１および第２配管１２を流れる蒸気により、第１配管１１または第２配管１２がテフロンパッキン１５に対して半径方向にずれることがある。

例えば第１配管１１がテフロンパッキン１５の中心に対して半径方向にずれた場合、外側部材４０と内側部材４１との間で押しつぶされたコイルバネ４３が押しつぶされる前の状態に復帰する。このことによりコイルバネ４３により内側部材４１を第１配管１１外周面に当接させることができ、第１配管１１とテフロンパッキン１５との間の密封性を高めることができる。このことにより、第１配管１１と第２配管１２との間の接合部１０Ａから蒸気が、第１配管１１側の内側部材４１を介して外方へ漏洩することを確実に防止することができる。

このように本実施の形態によれば、蒸気用の第１配管１１と第２配管１２との間の接合部から蒸気が漏洩することを確実に防止することができる。

１０ 配管継手構造
１０Ａ 接合部
１１ 第１配管
１１Ａ 第１円周溝
１１Ｂ 当接面
１２ 第２配管
１２Ａ 第２円周溝
１２Ｂ 当接面
１５ テフロンパッキン
２０ ハウジング
２１ 分割部分
２２ 突出部
２３ 受け部
２５，２６ ボルトパッド
２８ ボルトナット
２８ａ 頭部
２８ｂ ボルト
２８ｃ ナット
３０ 締結手段
３１ 第１円周突起
３２ 第２円周突起
３３ 第１円周凹状面
３４ 第２円周凹状面
４０ 外側部材
４１，４２ 内側部材
４１Ａ，４２Ａ 間隙
４３，４４ コイルバネ

Claims (3)

1. 第１配管と第２配管との間の接合部に配置される配管継手構造において、
   分割自在のハウジングと、
   前記ハウジングの内部に介在された円筒状テフロン製パッキンとを備え、
   前記ハウジングは分割された複数の分割部分と、前記分割部分間を締め付ける締結手段とを有し、
   前記パッキンは円筒状外側部材と、前記円筒状外側部材の軸線方向両端部に、半径方向内方へ湾曲して設けられ、各々が前記第１配管の外周面および前記第２配管の外周面に当接するとともに、前記外側部材との間で間隙を形成する一対の円筒状内側部材とを有し、 前記パッキンの一対の間隙内にリング状のコイルバネを配置し、前記第１配管または前記第２配管が前記パッキンに対してずれた際、当該ずれた前記第１配管または前記第２配管のいずれかの側のコイルバネが対応する内側部材を当該ずれた前記第１配管または前記第２配管の外周面を押圧し、
   前記第１配管の外周面および前記第２配管の外周面に、第１円周溝および第２円周溝が各々設けられ、
   各分割部分に前記第１円周溝および前記第２円周溝内に嵌り込む第１円周突起および第２円周突起が設けられ、かつ前記第１円周突起および前記第２円周突起の軸線方向内方に、第１円周凹状面および第２円周凹状面が形成され、
   前記締結手段を締付けることにより、前記第１円周突起および前記第２円周突起が前記第１円周溝の底部および前記第２円周溝の底部に当接することなく、前記第１円周凹状面および前記第２円周凹状面が前記第１配管の外周面および前記第２配管の外周面に当接し、各分割部分と前記第１配管および前記第２配管との間の前記パッキンが収納された隙間の大きさが前記第１配管と前記第２配管の円周方向に沿って一定に定まり、このことにより各分割部分と前記第１配管および前記第２配管との間で前記パッキンを均一に押圧する、配管継手構造。
2. 前記ハウジングの各分割部分は円周方向に沿う両端部に設けられ、隣接する分割部分側へ円周方向に沿って突出する突出部と、隣接する分割部分の突出部を受ける受け部とを有し、前記締結手段を締め付けることにより、各分割部分の突出部分が隣接する分割部分の受け部内に当接することなく入り込み、このことにより前記ハウジングにより前記パッキンを半径方向外方から覆う、請求項１記載の配管継手構造。
3. 前記締結手段は、頭部を有するボルトと、このボルトに係合するナットとを有し、前記頭部は前記分割部分に形成され、前記頭部と係合して前記ボルトの回り止め機能を果たす凹部内に収納される、請求項１または２記載の配管継手構造。

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