JPH0656168B2 - 突合せ継手緊結方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、一対の管体をスリーブ金具を介して連結す
るに際しての継手を確実に接合せしめる技術分野に属す
る。

〈要旨の概要〉 而して、この発明は断面円形等の一対の管の管端部を突
き合せてスリーブ金具を介して継手連結する際の継手を
確実に緊結する方法に関する発明であり、特に、上記管
の連結される側の端部に長手方向断面変形部分を形成し
ておき、更に、該変形部分に縮径すると嵌合するような
内面形状を有する短円筒状のスリーブ金具を両管にまた
がるように遊挿し、該スリーブ金具に対し環熱縮径法を
適用して環状加熱、及び、その周辺の冷却を軸方向相対
移動しながら付与して、スリーブ金具を縮径させること
により両管端部に確実に緊結させて管の突合せ連結を設
計通りに正確に現出させることが出来るようにした突合
せ継手の緊結方法に係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、配管は始原的な流体輸送手段としてばかり
でなく、近時は構築物や機械装置のビーム等の部材や情
報伝達手段、乃至は、該情報伝達手段の囲繞補強部材等
にも用いられるようになり、あらゆる産業分野で採用さ
れて重要な機能を果している。

しかしながら、該種配管は製造工程や現場据え付けまで
の輸送工程における条件や制約の都合からユニット管長
やサイズが限定され、したがって、現場据え付けにおい
てはユニット管相互の連結により所定長の長尺配管にす
る場合がほとんどであり、周知の如く、長尺配管に際し
てはユニット管同士の継手による連結が不可欠とされて
おり、一般には突合せ溶接やフランジ連結等の継手手段
が用いられている。

これらの継手形式のうち、突合せ溶接継手は配管を不断
一連の如くつなぐことが出来、洩れも生じ難いので多く
の配管において実用されている。

しかしながら、配管は流体輸送等の稼動条件により必ず
しも一様な配管状態とはなっておらず、例えば、二重管
等の複重管相互の突合せや金属管とセラミックス管、或
は、樹脂管等の異材質管相互の継手連結がしばしば必要
である場合があり、突合せ溶接継手では極めて溶接が難
しい場合がある難点がある。

更に、現場溶接等にによる溶接継手においては健全な溶
接を保持するために熟練を要し、又、溶接部の検査も著
しく煩瑣であり、現場作業にはなじみ難いというマイナ
ス点がある。

これに対し、フランジ継手においては現場に於いて機械
的な連結手段が採用出来るために緊結がより確実に現出
し易いという利点はある。

しかし、フランジ継手ではその突合せ面の精密な加工が
必要とされ、コスト高になる不利点があり、継手管にシ
ールやパッキン等の介装せねばならず、部品点数が多く
なったり作業工数が多くなるという不都合さもあった。

又、工業接着剤等を介してシール兼用に接合する継手緊
結手段もあるが、該種工業接着剤は相互の管体の管端部
に対するなじみ性が難しく、緊結状態の経時的な保証が
出来難いという欠点がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述の如く、フランジ継手ではその接合面が広いために
より確実な緊結が強固に現出されない限りリークの発生
や錆の侵入等が起こり易いという不都合さがあり、した
がって、一般にはフランジの緊結面相互の間にパッキン
やシール材等を介装させる手段がとられて現場施工を著
しく煩雑にしていた。

又、長期間使用していると締付ボルトが緩み、内部流体
のリークが生じるようなことも少くなかった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に基づく配管に際しての
各ユニット管のサイズが不可避的に一定されている前提
条件をふまえながら、フランジ継手の現場施工のし易さ
を生かし、しかも、フランジ継手の緊結面に於けるより
確実な強固な緊結を保証してリークや錆発生等を防止
し、配管の本来的な機能を充分に全うすることが出来る
ようにして各種産業における配管技術利用分野に益する
優れた突合せ継手緊結方法を提供せんとするものであ
る。

〈問題点を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの発
明の構成は前述問題点を解決するために、一対の管体の
管端部相互を緊結連結して配管するに際し、管端部に、
例えば、フランジ状の長手方向断面変形部分を形成させ
ておき、該一対の管体の突合せ部に対し該管端部の外面
形状に対応する内面形状を有し、且つ、若干のクリアフ
ランスをもって管体に外挿出来る短円筒状の金具を外装
し、而して、これまでに開発された環熱縮径法を適用
し、金具の外側に環状加熱と該環状加熱の前後、いづれ
か一方、或は、双方に環状冷却を付与し、環状加熱、及
び、環状冷却を軸方向移動して１回、或は、２回以上往
復動させて環状加熱による金具の膨径を押えて押え曲げ
モーメントを作用させ、加熱による強度低下を介して塑
性変形して降伏させ、環状冷却による縮径を介して金具
を各管端部の外面に対し嵌合させ確実に緊結させて管体
の管端部を緊結連結させて健全な突合せ接合を現出させ
ることが出来るようにした技術的手段を講じたものであ
る。

〈実施例〉 次に、この発明の実施例を図面に従って説明すれば以下
の通りである。

まず、第３、４、５、６図によってこの発明の原理態様
を説明すると、外側の管材１に対し内側の管材２を相対
重層して第３図に示す様に素管材３を形成させ、而し
て、該素管材３の外管材１の端部に於いて、例えば、高
周波誘導加熱装置等の加熱装置４を環状にセットし、そ
の前後、いづれか一方、或は、双方に水道水のシャワー
リング装置等の冷却装置５、５を同じく環状に設置し、
第４図の様にセットして素管材３と環状加熱装置４、並
びに、環状冷却装置５、５を設定速度で長手方向にそっ
て相対的に軸方向移動すると、環状加熱装置４による加
熱部分の外管材１が自由端であれば膨径するところをそ
の前後の環状冷却装置５、５による冷却により膨径が拘
束されて、第６図に示す様に押え曲げモーメントＦが作
用して加熱による強度低下を介し加熱部分に外管材１は
塑性変形し、ついには降伏し、後から追従して移動する
環状冷却装置５により縮径作用を受けて外管材１の内面
は内管材２の外面に当接し、その後の自然放冷により外
管材１は内管材２に対し充分な嵌合代をもって確実に緊
結することが出来、第５図に示す様な緊結管６を得るこ
とが出来、この場合、環状加熱、及び、環状冷却を軸方
向に往復動させて所望数の複数回の加熱冷却を付与する
ことによりより更に縮径緊結が得られる。

そして、かかる原理態様においては外管材１、内管材２
の材質、サイズにかかわらず緊結が現出されることが分
っている。

次に、上述原理態様に則す第１、２図に示す実施例は一
方のセラミックス製管１と他方の金属製管１′の管端部
７、７′を両者のフランジ８、８′を面当接させて連結
する継手の態様であり、両管１、１′のフランジ８、
８′の相対向する面の反対側にはテーパ面９、９′が所
定角度で予め形成されている。

そして、管１、１′の管端部７、７′の突合せ時におい
て、第１図に示す様に、フランジ８、８′のテーパ面
９、９′に対向するテーパ面９″、９をリング状に形
成した環状凹部10を内側に形成した短円筒状の金具２′
をフランジ８、８′に対する軸方向挿通間隙ｈを介して
遊挿し、凹部10をフランジ８、８′に対向させてセット
し、更に、該金具２′の外側中央部分に上述原理態様同
様に高周波誘導加熱装置４をセットすると共に適宜のブ
ラケットを介してその前後所定間隔を介して水道水によ
るシャワーリングの環状冷却装置５、５をセットする。

而して、このようにセットした状態において環状加熱装
置４，４と環状冷却装置５、５を管体１、１′に対し、
即ち、金具２′に対し、所定ストローク軸方向に沿って
適宜の装置により進退動裡に移動させると、前述原理態
様同様に環状加熱装置４により金具２′の部分は膨径し
ようとするがその前後の環状冷却装置５、５によりその
膨径が拘束され、しかも、環状加熱装置４、４による加
熱により強度低下するために第６図に示したメカニズム
と同様に加熱された部分に押え曲げモーメントＦが作用
し当該加熱部分は塑性変形し、ついには降伏して縮径し
て金具２′の凹部10の部分はフランジ８、８′に面当接
して緊結される。

そして、このような環状加熱装置４、及び、環状冷却装
置５、５を所定ストローク金具２′に沿って前後動させ
ることにより、より更に緊結が促進されて金具２′はフ
ランジ８、８′に外方から縮径されて緊結され、そのテ
ーパ面９、９′に対するテーパ面９″、９のコッタ作
用により管体１、１′の管端部７のフランジ８、８は確
実に面当接圧着されて緊結され、環状加熱装置４、及
び、環状冷却装置５、５取り外しによる自然放冷を介し
てより縮径し、配管としてセットされる時期においては
継手11により確実に緊結状態にされる。

而して、配管稼動中におけるフランジ８、８′の部分が
低温条件であればあるほど金具２′はフランジ８、８′
を緊結して稼動中における緩み等は発生することがな
い。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものではな
いことは勿論であり、例えば、一対の管体は異材質でも
良く、又、同材質でも良く、一方が単重管に対して他方
側が二重管等の複重管である場合においてもその緊結機
能は何ら変化はない。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、基本的に一対の管体の管端部
に於けるフランジを介しての面当接継手において、予め
管端部相互に形成したフランジを介しての突合せ連結が
フランジの外側にセットされたフランジに係合する短円
筒状の金具をして環熱縮径法により溶接やボルト締め等
を介さずに初期据え付け時に確実に緊結することが出
来、しかも、熱応力による縮径であるために無理な機械
的な連結や変質を伴う溶接等を介さずに継手連結が出来
るために、又、フランジ相互の緊密な面当接が強固に得
られるために、稼動中における揺動や振動、更には、熱
挙動等によってもフランジ相互にずれ等が生ぜず、した
がって、リークや錆発生等の虞もないという優れた効果
が奏される。

しかも、一旦緊結した後は容易に金具が取り外されるこ
とがないために、判永久的な緊結構造とすることが出来
る優れた効果が奏される。

そして、この発明の方法は単に流体輸送配管のみなら
ず、建築構造物や機械装置の連結部材としても使用出
来、その継手部分の強固な連結を図ることが出来るとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例の説明図であり、第１図は１実
施例の継手部分のセット断面図、第２図は同緊結の断面
図、第３図以下は原理態様の部分断面図であり、第３図
は二重管素管の部分断面側面図、第４図は素管に対する
環状加熱と環状冷却の部分断面側面図、第５図はは緊結
管の部分断面側面図、第６図は曲げモーメント付与の模
式斜視図である。 １、１′……管、７……管端部、８……フランジ、１１
……突合せ継手

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の管の突合せ継手をスリーブ金具を介
   して緊結する方法において、上記各管の外側に（両管）
   にまたがってリング状のスリーブ金具を装着し、該スリ
   ーブ金具に対して環状加熱及びその周辺の冷却を軸方向
   相対移動しながら付与してスリーブ金具を縮径させて管
   端部に圧締させるようにしたことを特徴とする突合せ継
   手緊結方法。