JPH025957B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉体、流体等の輸送に使用される管
体の自在継手の改良に関するものであり、摩損に
よる被輸送体の漏洩等を生ずることがなく、しか
も半径方向たる二次元方向への被接続管体の芯ず
れした平行変位を可能とする十分な屈曲と軸方向
への十分な進退とを許容しつゝ、接続部の完全な
パツキング効果を維持でき、長期に亘つて本来の
機能を維持できる自在管継手を提供することを目
的としている。

粉体、流体等の輸送管の管継手としては従来
は、第６図、第７図あるいは第８図に示されるご
とき構造のものが使用されている。

第６図に示される構造のものは、双矢印Ｘ方向
への伸縮はできるものの、その伸縮にはかなり大
きな外力を必要とし、接続される管体に破損を生
ずる欠点があるのみでなく、屈折したり横変位す
ることは全く不可能である。

第７図に示される構造のものは、パツキングＰ
の部分で、若干の屈折は可能であるものの横変位
ならびに伸縮は不可能である。

更に、第８図に示される構造のものは、ベロー
ズＱの作用により伸縮、屈折、横変位は許容され
るものの、粉体、粒体等の輸送時にはベローズＱ
に摩損が生じ、漏洩が生ずる欠点がある。

また第９図に示されるように、接続されるべき
第１、第２の両管体Ａ，Ｂの端部Ｃ，Ｄをベロー
ズＥで接続し、ベローズＥの外周域にソケツト管
Ｆを配置し、このソケツト管Ｆと第１、第２の両
管体Ａ，ＢとをブラケツトＧ，Ｈ，Ｉ、十字軸
Ｊ，Ｋよりなる十字軸継手によつて結合したもの
も考えられているが、この構造では、微粉炭のご
とき粉体等の輸送時に、ベローズＥの内面が摩滅
し、使用後、幾許もなくしてベローズＥが破断し
てしまう欠点がある。この欠点を除くため、ベロ
ーズＥに代え、管体Ａ，Ｂの端部とソケツト管Ｆ
の両端との間にパツキングを介装する手段も考え
られるが、十字軸継手の欠点であるところの、管
体ＡまたはＢがソケツト管Ｆに対して屈折した際
の、ソケツト管Ｆの端部と管体ＡまたはＢの端部
との変位量の大きさにパツキングの変位量の大き
さが追従し得ず、パツキングの劣化を生じたり、
設備、装置に接続される管端の変位が大きいため
に破損したりする欠点がある。

他方、例えば、発電所用の微粉炭焚きの大型ボ
イラー等においては、全高40mにも及ぶボイラー
が吊り下げ支持され、これに微粉炭空気輸送用の
直径40cm〜60cm程度の輸送管がボイラーに近接配
置されている。従つて、ボイラー稼動時には、ボ
イラー本体の熱膨張のため、輸送管は斜下方向へ
三次元的に約30cm程度の変位を生ずる。

このため、上記微粉炭の輸送管には、三次元的
な変位を許容しうる管継手の使用が望まれている
が、満足すべきものがなく、前述の第６図、第７
図あるいは第８図に示されるごとき構造のものが
使用されているため、輸送管の破損、微粉炭の漏
洩等が頻発している現状である。このため、三次
元的変位の可能な管継手が要望されている。

本発明は、特許請求の範囲に記載されるように
接続されるべき輸送用の第１の管体と第２の管体
との端部が、間隔を存して対抗され、両端部の外
周部分には、両端部にまたがつて単一のソケツト
管が、該両端部の外周面とソケツト管の内周面と
の間に間〓を存して外嵌され、第１の管体とソケ
ツト管とは、外周に配置されたブラケツトにおい
て、ソケツト管の一方の端面寄り位置の直径線上
に配置された第１の支軸によつて屈折自在に結合
されており、第２の管体とソケツト管とは、外周
に配置された別のブラケツトにおいて、第１の支
軸に対し、ソケツト管の長さ方向の異なる位置に
おける角度90度だけ位相を異にしたソケツト管の
他方の端面寄り位置の直径線上に配置された第２
の支軸によつて屈折自在に結合されており、前記
第１、第２の両管体とソケツト管との間の間〓部
分は、前記第１、第２の各支軸の直下に配置され
た環状パツキングで閉塞されているとともに、第
１の管体とソケツト管との外周に配置されたブラ
ケツトと、第２の管体とソケツト管との外周に配
置されたブラケツトとのそれぞれは、第１、第２
の各管体に固着されたブラケツトとソケツト管に
固着されたブラケツトとの組み合わせ体で構成さ
れ、その一方のブラケツトの対峙する側壁間に他
方のブラケツトの延出舌片部が挿入されており、
前記側壁の延出舌片部側の端面と延出舌片部の両
外側端面とは、第１、第２の管体とソケツト管と
の屈折変位量を、前記環状パツキングの弾性変形
範囲内に留める制限部材とされている輸送管の自
在管継手により、一方の第１の管体と第２の管体
との組が接続されていると共に、他方の第１の管
体と第２の管体との組も接続されており、前記２
組の接続された管体の組のうち、一方の組の第２
の管体が、他方の組の第２の管体の大径部にパツ
キングを介して軸方向に進退自在に嵌入されてい
ると云う構成とすることにより、管端の破損ある
いは弾性パツキングの劣化を伴うことなく三次元
方向の、すなわち半径方向と軸方向とにおける十
分な屈曲、伸縮を行ないうる管継手を得たもので
ある。

以下図示実施例について説明する。

第１図、第２図に示される実施例は、図示を省
略した輸送主管に接続される第１の管体１，２
と、この第１の管体１，２に接続される第２の管
体３，４とソケツト管５，６とで構成され、第２
の管体３は、第２の管体４の大径部７内にパツキ
ングを介して軸方向に進退自在に嵌入されてい
る。

この実施例では、第１の管体１と、第２の管体
３と、ソケツト管５とよりなる第１の自在管継手
８と、第１の管体２と、第２の管体４と、ソケツ
ト管６とよりなる第２の自在管継手９との２個の
自在管継手によつて、１組の自在管継手構造体が
構成されているが、第１の自在管継手８と第２の
自在管継手９とは、対象構造であるので、第１の
自在管継手８についてその構成を説明する。

第１図に示されるように、第１の管体１と第２
の管体３とは、端部１０，１１が間隔ｗを存して
対向させられており、両端部１０，１１の外周部
分には、両端部１０，１１にまたがつて単一のソ
ケツト管５が外嵌されており、両端部１０，１１
の外周面１２，１３と、ソケツト管５の内周面１
４との間には間〓ｗが形成されている。

ソケツト間５の内周面１４の両端面寄り部分に
は、第３図Ａに明示されるように凹溝１５，１６
が周設され、この凹溝内に断面Ｕ字状の環状パツ
キング１７，１８が嵌入されており、前記端部１
０，１１の外周面１２，１３とソケツト管５の内
周面１４との間の間〓ｗを閉塞している。

ソケツト管５の外周面には、第１図、第２図お
よび第３図Ａに示されるように、両端面１９，２
０寄り位置に、ソケツト管５の長さ方向に間隔を
存してブラケツト２１，２２の組と、２３，２４
の組とが固着されており、ブラケツト２１，２２
は、端面１９側に開口し、ブラケツト２３，２４
は、端面２０側に開口している。

またブラケツト２１，２２は、ソケツト管５の
直径線上対称位置に設けられ、各ブラケツト２
１，２２には該直径線上に位置する軸孔２５，２
６が貫設されている。前述の凹溝１５はこの軸孔
２５，２６の直下に設けられている。

他方のブラケツト２３，２４は、ブラケツト２
１，２２に対し角度90度だけ位相を異にする直径
線上対称位置に設けられ、該直径線上に位置する
軸孔２７，２８が貫設されている。なお前述の凹
溝１６はこの軸孔２７，２８の直下に設けられて
いる。

前述のように、ブラケツト２１，２２の組とブ
ラケツト２３，２４の組とは、ソケツト管５の両
端面１９，２０寄り位置に間隔を存して固着され
ているため、前記軸孔２５，２６と軸孔２７，２
８とは、ソケツト管５の長さ方向すなわち軸線方
向において、第３図Ａに示すごとく間隔Ｌを存し
た異なる位置を占めている。

各ブラケツト２１，２２，２３，２４は、いず
れもその両側壁２９，３０あるいは３１，３２に
おけるソケツト管５の端面１９および２０側の端
面が、第４図に拡大図示されるよう角度αの内向
きテーパ面部３３，３４，３５，３６とされてお
り、図示例においては、角度αは約35.4度に設定
されている。

他方、第１の管体１には、第１図、第２図およ
び第３図Ｂに示されるように、ソケツト管５のブ
ラケツト２１，２２に対応する位置にブラケツト
３７，３８が固着されており、同じく第２の管体
３には、ソケツト管５のブラケツト２３，２４に
対応する位置にブラケツト３９，４０が固着され
ている。

各ブラケツト３７，３８，３９，４０は、第３
図Ｂに示されるブラケツト３７に代表されるごと
く、ソケツト管５側に向つて延出舌片部４１を有
し、その左右の両外側端面は、延出方向に向うに
従つて互の間隔を狭めるよう角度βのテーパ面部
４２，４３とされており、図示例においては角度
βは約30度に設定されている。

また各ブラケツト３７〜４０の、舌片部４１に
は、第１、第２の両管体１，３の直径線上に位置
して軸孔４４が貫設されている。

以上説明したソケツト管５のブラケツト２１〜
２４と、第１の管体１のブラケツト３７，３８
と、第２の管体のブラケツト３９，４０とは、第
１図に示される位置に第１、第２の両管体１，３
とソケツト管５とが嵌着、配置されたとき、それ
ぞれの軸孔が合致するように構成されており、ブ
ラケツト２１と３７との組、およびブラケツト２
２と３８との組は、それぞれ第１の支軸４５，４
６で回動自在に支着され、ブラケツト２３と３９
との組、およびブラケツト２４と４０との組は、
第２の支軸４７，４８で回動自在に支着されてい
る。このため、既述の凹溝１５，１６内に嵌入さ
れた環状パツキング１７，１８は、第１、第２の
両支軸４５，４６の組と、第２の支軸４７，４８
との各組の直下にそれぞれ位置することとなる。

ところで、既述のように、ソケツト管５のブラ
ケツト２１〜２４の軸孔２５，２６と軸孔２７，
２８とは、角度90度だけ位相を異にすると共に、
第３図Ａに示すように、間隔Ｌを存しているの
で、前述の第１の支軸４５，４６と第２の支軸４
７，４８との軸心は、間隔Ｌを存することとな
り、かつ第１の支軸４５，４６と第２の支軸４
７，４８とは、角度90度だけ位相を異にしている
こととなる。

以上、第１の自在管継手８についてその構成を
説明したが、第２の自在管継手９も、対称構造で
はあるものの全く同一構成である。

次に本発明に係る自在管継手の作用を説明す
る。

第１の管体１あるいは第２の管体３は、ソケツ
ト管５に対し、第１の支軸４５，４６あるいは第
２の支軸４７，４８の軸廻りに回動することによ
り、自在継手としての機能を発揮するが、その特
徴的な作用は第５図の作用説明図から明らかに理
解される。

すなわち、第１の支軸４５，４６あるいは第２
の支軸４７，４８は、既述させるところから明ら
かなように、ソケツト管５の端面１９，２０寄り
位置に配置されている。

この第１の支軸４５，４６あるいは第２の支軸
４７，４８の位置を第５図において０点とし、こ
の０点を回動中心として、ソケツト管相当体ａに
対し、管体相当体ｂを角度γだけ回動させると、
管体相当体ｂの側線ｃ，ｄがソケツト管相当体ａ
の側線ｅ，ｆに対して変位する量は、それぞれ
ｇ，ｈとなるが、第９図に示されるごとき従来の
十字軸継手による十字軸の位置を、第５図におい
て0′点とし、この0′点を回動中心として、管体相
当体ｂと同一構造の管体相当体ｉを、角度γだけ
回動させると、管体相当体ｉの側線ｊ，ｋのソケ
ツト管相当体ａの側線ｅ，ｆに対する変位量は、
それぞれｌ，ｍとなり、その変位量は、前述の変
位量ｇ，ｈに比し、著大となる。

すなわち、本発明の構成による第１、第２の両
支軸４５，４６，４７，４８の位置として第１、
第２の両管体１，３をソケツト管５に対して回
動、屈折させた際の、第１、第２の両管体１，３
の外周面１２，１３と、ソケツト管５の内周面１
４との間〓の変化は、従来の十字軸継手構造のも
のに比し、著しく少量たらしめうるのである。

この外周面１２，１３と内周面１４との間〓の
変化が少量であることは、前述の第１、第２の両
支軸４５，４８の直下に配置された環状パツキン
グ１７，１８の変形量も少ないこととなり、その
間〓の変化量を環状パツキング１７，１８の弾性
変形範囲内に留めうることを意味し、前述のよう
にソケツト管５に対して第１、第２の両管体１，
３が回動し、屈折しても、環状パツキング１７，
１８の作用によつて、第１、第２の両管体１，３
の外周面１２，１３とソケツト管５の内周面１４
との間〓ｗ部分は常に密封されることとなる。こ
の作用が本発明の最も特徴的な点である。

上述の外周面１２，１３と内周面１４との間〓
の変化量を、環状パツキング１７，１８の弾性変
形範囲内に留めることを強制するため、第３図Ａ
および同図Ｂならびに第４図に示されるように、
ブラケツト２１〜２４に角度αのテーパ面部３３
〜３６を形成し、ブラケツト３７〜４０の舌片４
１に、角度βのテーパ面部４２，４３を形成し、
両テーパ面部の当接により、それ以上の第１、第
２の両管体１，３とソケツト管５との変位を阻止
するようにしている。図示例では角度αが約35.4
度とされ、角度βが約30度とされているので、第
１、第２の両管体１，３がソケツト管５に対して
回動し、屈折する最大角度θは約５度となる。こ
の結果、弾性パツキング１７，１８は、常に弾性
変形範囲内の変形をするにとどまり、長期に亘つ
て良好なパツキング性能を保持できるし、設備、
装置に接続される第１、第２の管体１，３の端部
の移動も破損を生じない範囲に制限される。

更に本発明の自在管継手は、第２の管体３が第
２の管体４の大径部７に、Ｕ字パツキング４９群
を介し、気密に、軸方向へ進退自在に嵌入されて
いるので、前記第１、第２の自在管継手８，９を
備えることとあいまち三次元方向への、すなわち
半径方向と軸方向との変位量の大きい配管系の接
続に適する。

本発明に係る自在管継手は、以上説明した構
成、作用のものであり、第１の管体とソケツト管
とを屈折自在に結合している第１の支軸と、第２
の管体と前記ソケツト管とを屈折自在に結合して
いる第２の支軸とが、ソケツト管の長さ方向の異
なる位置に、角度90度だけ位相を異にして配置さ
れているので、第１、第２の両管体が第１、第２
の両支軸廻りに回動し、ソケツト管に対して屈折
位置を占めた際において、第１、第２の両管体の
外周面と、ソケツト管の内周面との間〓の変化量
を、従来の十字軸継手構造のものに比して著しく
少量ならしめることができ、しかも第１、第２の
両支軸の直下に環状パツキングが配置されてお
り、該パツキングの変形量を小としうるので、比
較的大きな角度での屈曲が許容されるに拘らず、
第１、第２の両管体とソケツト管との間に介装し
た環状パツキングの作用のみで、管継手部分の密
封を図ることができ、摩損による漏洩等を生ずる
ことなく、長期に亘つて輸送管の自在管継手とし
ての機能を発揮しうる効果を奏する。

またブラケツトにより、第１、第２の管体とソ
ケツト管との屈曲変位が、弾性パツキングの弾性
変形の範囲内に制限されるので、該パツキングの
性能劣化が防止されるとともに、設備、装置に接
続される第１、第２の管体の端部の過大な移動も
制限でき、該端部の過大な移動による破損も防止
できる効果を有している。

更に本発明では、前記構成の自在管継手を２個
使用し、第１の管体と第２の管体３とを接続し、
また第１の管体２と第２の管体４とを接続すると
共に、第２の管体４の大径部７へ、前記第２の管
体３をパツキング４９を介して軸方向へ進退自在
に嵌入してあるので、管体接続部分が半径方向と
軸方向とに、被接続管体の芯ずれした平行変位を
も可能とする十分な屈曲と、伸縮とを許容され、
三次元方向への変位量を大きくしうる効果も有し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施の１例の半部を断面として示した
正面図、第２図は第１図に示すものの左側面図、
第３図Ａはソケツト管の一部を断面として示した
平面図、第３図Ｂは第１の管体の一部を断面とし
て示した平面図、第４図はブラケツトの作用の説
明図、第５図は本発明に係る自在管継手の作用の
説明図、第６図、第７図および第８図はそれぞれ
異なる従来の管継手の半截縦断図面、第９図は十
字軸継手を用いた管継手の一例の一部を断面とし
て示した正面図である。 １，２：第１の管体、３，４：第２の管体、
５，６：ソケツト管、１０，１１：第１、第２の
管体の端部、１２，１３：外周面、１４：内周
面、１７，１８：環状パツキング、２１，２２，
２３，２４，３７，３８，３９，４０：ブラケツ
ト、２９，３０，３１，３２：側壁、４５，４
６：第１の支軸、４７，４８：第２の支軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 接続されるべき輸送用の第１の管体と第２の
   管体との端部が、間隔を存して対向され、両端部
   の外周部分には、両端部にまたがつて単一のソケ
   ツト管が、該両端部の外周面とソケツト管の内周
   面との間に間〓を存して外嵌され、第１の管体と
   ソケツト管とは、外周に配置されたブラケツトに
   おいて、ソケツト管の一方の端面寄り位置の直径
   線上に配置された第１の支軸によつて屈折自在に
   結合されており、第２の管体とソケツト管とは、
   外周に配置された別のブラケツトにおいて、第１
   の支軸に対し、ソケツト管の長さ方向の異なる位
   置における角度90度だけ位相を異にしたソケツト
   管の他方の端面寄り位置の直径線上に配置された
   第２の支軸によつて屈折自在に結合されており、
   前記第１、第２の両管体とソケツト管との間の間
   〓部分は、前記第１、第２の各支軸の直下に配置
   された環状パツキングで閉塞されているととも
   に、第１の管体とソケツト管との外周に配置され
   たブラケツトと、第２の管体とソケツト管との外
   周に配置されたブラケツトとのそれぞれは、第
   １、第２の各管体に固着されたブラケツトとソケ
   ツト管に固着されたブラケツトとの組み合わせ体
   で構成され、その一方のブラケツトの対峙する側
   壁間に他方のブラケツトの延出舌片部が挿入され
   ており、前記側壁の延出舌片部側の端面と延出舌
   片部の両外側端面とは、第１、第２の管体とソケ
   ツト管との屈折変位量を、前記環状パツキングの
   弾性変形範囲内に留める制限部材とされている輸
   送管の自在管継手により、一方の第１の管体と第
   ２の管体との組が接続されていると共に、他方の
   第１の管体と第２の管体との組も接続されてお
   り、前記２組の接続された管体の組のうちの、一
   方の組の第２の管体が、他方の組の第２の管体の
   大径部にパツキングを介して軸方向に進退自在に
   嵌入されている輸送管の自在管継手。