JP2007177999A - 防振用ベローズ管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベローズ管を単層構造にしたままの状態でも優れた振動吸収性を有し、且つ、継手による振動や脈動などの伝達を減少することが可能。
【解決手段】 ベローズ管１１の両端側に一対のフランジ部１２，１２を配し、上記ベローズ管１１内に高圧流体を送給させる防振用ベローズ管継手において、上記ベローズ管１１の外周部分は、軸方向の伸び止め部材による外装体１４によって被覆され、少なくともその軸方向の伸びが阻止されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、特に高層ビルなどのような多層階に高圧流体の送給が可能な防振用ベローズ管継手に関する。

従来、ビル建築やブラント配管などの際には防振用の継手が使用されている。このような防振用の継手は、下層側から上層側へと高圧流体の送給を行うためにボンプが設置されており、機械的振動が配管を伝播し騒音を発生するのを防ぐため、特にポンプの吸入側と吐出側に防振用継手が必要とされている。

耐圧性と振動吸収性に優れる防振用の継手として、図３に示すようなものが知られている（特許文献１）。すなわち、この防振用の継手１は、山部２ａと谷部２ｂとを交互に連設した薄板を重ねた複数眉のベローズ管２よりなるもので、単眉構造のベローズ管に比べ大幅に耐圧性の向上が図られており、ベローズ管２の両端側にはそれぞれ他部材と接続される左右一対のフランジ部（突出部）３，３が固着され、管体軸方向の振動を防止するような構造とされている。

左右一対のフランジ部３，３には、それぞれ貫通孔４，４が穿設されると共に、貫通孔４，４同士の間には捧状体５が挿通されて架け渡されている。
棒状体５の両端部には、それぞれ皿バネ５ａ，５ａと合成ゴムや合成樹脂等からなる緩衝材５ｂ，５ｂが挿通され、平ワッシヤ６ａ，６ａとナット６ｂ，６ｂを介してネジ部６，６と螺合されている。なお、７，７は貫通孔４，４の内方に穿設された配管接続用の取付孔である。

特許文献１（特開１０−２５２９６３号公報）

このような防振用の継手１は、左右一対のフランジ部３，３が棒状体５により連結された方式であり、これによって継手１の管内に高圧流体が流通したとしても軸方向の伸長等の変化を起こすことが阻止される。また、継手１が送給ボンプ（図示略）による振動を受けても、単層ではなく耐圧性の高いベローズ管２の耐圧性構造から、振動は伸縮吸収されると共に、フランジ部３，３間に介装された皿バネ５ａ，５ａと緩衝材５ｂ，５ｂの弾性作用によっても振動が吸収されて振動が伝達されることもない。

したがって、このように振動や脈動などは、継手１の構造により遮断されて吐出側の配管などに伝達されず、配管状態を長期に宜って維持することが可能となる。例えば、２０ｋｇ／ｃ ｍ２以上の高層ビル等の高圧給水の継手として好適なものであるが、薄板を重ねた複数層のベロース管２よりなるたの、低コストに製作製することができないという欠点がある。また、ゴム製継手や金属製継手にはそれぞれに次のような問題もある。

すなわち、ゴム製継手は、外部から継手を被覆・保護するという面では優れているが、温度，圧力，流体などの使用される流体条件によって劣化や破壊を起こし易く、破損による水漏れなどの二次災害を起こし易いという問題がある。また、金属製継手は、温度，圧力，流体などの使用される流体条件がゴム製継手に比べて優れているが、反面、継手が波状のベローズ管として形成されていると両端部などに応力集中による疲労破壊が発生しやすく、亀裂などによりクレームの原因となる。さらに、両継手も内圧による推力（断面積×内圧）で、軸方向の伸びを防ぐためボルトを装着しているので防振性能が低下されてしまうなどの問題がある。

この発明は、上記のような事情を鑑みたものでその目的は、ベローズ管を単層構造にしたままの状態でも優れた振動吸収性を有し、且つ、継手による振動や脈動などの伝達を減少することが可能な防振用ベローズ管継手を提供することにある。

この発明は、そのような謀題を解決するために、請求項１記載のように、ベローズ管の両端側に一対のフランジ部を配し、上記ベローズ管内に高圧流体を送給させる防振用ベローズ管継手において、上記ベローズ管の外周部分は、軸方向の伸び止め部材による外装体によって被覆され、少なくともその軸方向の伸びが阻止されていることを特徴とする。また、請求項２記載のように、外装体による軸方向の伸び止め部材は、上記ベローズ管の外周部分を被覆する肉厚のゴム製又は樹脂製の外装体よりなり、上記外装体に内通されて一対のフランジ部間に掛け渡されるフランジ部間掛け渡し部材よりなることを特徴とする。また、請求項３記載のように、ベローズ管の中央部の谷部に立設される中間リングは、フランジ部間掛け渡し部材を維持することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、継手の内面側は金属製のベローズ管の単層構造としながらも、複層構造のベローズ管と比して充分に振動吸収性にも優れると共に、ゴム部材などに比して温度，圧力，流体などによる劣化を防止することができる低コストな継手を提供することができる。
また、ベローズ管の外周部分が軸方向の伸び止め部材による外装体によって被覆され、少なくともその軸方向の伸びが阻止されていることで、打痕などを回避することができ、且つ、金属製のベローズ管を均等に伸縮作動させ応力の集中化を防いで耐久性の向上を図ることができる。
請求項２記載の発明によれば、ベローズ管の内圧による推力による伸びを内蔵されているフランジ部間掛け渡し部材で阻止することができ、従来のボルトに比べて防振性能の向上は勿論として製品の簡易化を行うことができる。
また、請求項３記載の発明によれば、軸方向の伸び止め部材の中間リングが、ベローズ管の中央部の谷部に立設され、フランジ部間掛け渡し部材をゴム部材などの圧力に抗して良好に維持するこができる。

以下、この発明の実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の上半部を破砕した状態を示す正面図、図２は、図１の他の実施例を示す上半部の一部破砕正面図である。

この継手１０の概略構成は、中央位置に配置される金属製のベローズ管１１と、金属製のベローズ管１１の左右側に配置される一対のフランジ部１２，１２と、ベローズ管１１の外周部分に被覆される伸び止め部材である外装体１４とによって構成されている。

ベローズ管１１は、単層構造の金属製よりなり、山部１１ａと谷部１１ｂが連続する蛇腹部とされ、主に軸方向に伸縮可能な円筒状として形成されている。フランジ部１２，１２は、ベローズ管１１の両端側にそれぞれ配置されてベローズ管１１を固定的に装着する。

このベローズ管１１は金属製であればよいが、ステンレス鋼製であればより好適でありオーステナイト系ステンレス鋼製でもフェライト系ステンレス鋼製でもよい。

伸び止め部材である外装体１４は、両端側のフランジ部１２，１２に挟まれたベローズ管１１に外装され、ベローズ管１１を被覆しつつベローズ管１１の内圧による伸縮を阻止して伸び止め作用を果たす。
伸び止め作用を果たす素材としては、外装体としてゴム材又は合成樹脂材あるいは発泡樹脂材があり、ゴム材としてはニチレンプロピレン，ニトリルブタジエンゴム，クロロプレンゴム，ブチルゴム，アクリルゴム，エチレンアクルルゴムなど種々のものがあるが、防振用ゴム材としてはシリコンゴム，ポリイソプレンゴム，ポリブタジエンゴム，ポリクロロプレンゴム，フッ素ゴムなどが好適であり、適宜目的の用途に応じて選択される。

合成樹脂材としては、塩化ビニール，ポリスチレン，耐衝撃性ポリスチレン，低密度ポリエチレン，高密度ポリエチレン，ポリプロピレンなどがコスト面でも優れているが、ポリスチレンを二酸化炭素で多孔質化しスポンジ化した発泡樹脂材としたものも有効である。

この継手１０のより具体的構造について説明する。蛇腹状に形成された円筒状の単眉構造のベローズ管１１は、その両端側においてストレートな円筒端部に形成され、左右のフランジ部１２，１２の取付け孔１２ａ，１２ａの間隙に外側端部と面一となるように差し込まれている。また、左右のフランジ部１２，１２の取付け孔１２ａ，１２ａと、ベローズ管１１のストレートな円筒端部との間隙は、パイブ１３，１３が差し込まれ、特に図中左側のフランジ部１２とパイプ１３はフランジ部１２より延設されてフランジ部１２の外周と面一となるように折曲されている。この結合方法は、上記の方法に限定されず適宜設計変更が可能である。なお、図中の黒部分は溶接部分を示している。

伸び止め部材である外装体１４は、両端側のフランジ部１２，１２に挟まれたベローズ管１１の外周部に取付けられるもので、主として両フランジ部１２，１２の軸方向の保護と伸び止めを行うものであり、ベローズ管１１の保護はゴム製の外装体１４による被覆で行い、伸び止め作用は左右に張った金属製のワイヤーローブ１６によって行う。なお、径方向の伸び止め作用も軸方向に比べて少ないが考慮にいれることとなる。

伸び止め部材に用いるものは、金属製のワイヤーロープとして説明したがこれに限定されず適宜設計変更が可能であり、例えば細い金属製のワイヤーローブを撚り合わせたものなどでもよく、両フランジ部１２，１２に間に架るベローズ管１１の長を堅牢に一定に維持できるものであれば適宜設計変更が可能である。

すなわち、このゴム製の外装体１４は、ワイヤーローブ１６を張った状態でゴム部材を加硫する。左右方向に張った状態で設置されるワイヤーローブ１６は、その両端部がボルト１７及びナット１８により径方向に固定されている。

また、１９は中間リングであり、ベローズ管１１の中央部に設けられ谷部１１ｂに固定され、孔１９ａにワイヤーローブ１６が挿通されて良好に張った状態に維持するものである。

このように、この発明によれば、左右側を一対のフランジ部１２，１２とし、継手１０の内面側を金属製の単層構造のベローズ管１１とし、且つ、その外面側をゴム製の外装体１５により被覆すると共に、ゴム製の外装体１５は左右側のフランジ部１２，１２に亘るワイヤーロープ１６を張った状態で架け渡す構成とされているので、複層構造のベローズ管に比して低コストに製作可能であり、しかも左右のフランジ部同士間は棒状体が架け渡されず、ワイヤーローブ１６の作用により伸縮を阻止することができる。

図２に示したものは、ワイヤーロープ１６の架け渡し状態の他例を示すものであり、その両端部がボルト１７及びナット１８により軸方向に固定されている。このように、ボルト１７とナット１８の位置は適宜設計変更が可能である。すなわち、フランジ部間掛け渡し部材１６としての止着は、ボルト１７，ナット１８の止着に限定されずあらゆる方法が想定される。

伸び止め部材である外装体１４は、被覆体１５を一定厚みに形成するだけでなく、径方向あるいは軸方向に介在される伸び止め部材を埋設することでも可能であり、外装体１４を素材面から補強すると共に、補強材をまぶすことにより達成する。補強材の素材については上記したあらゆる素材を考慮することができる。

以上のように構成されたこの発明によれば、継手の内面側は金属製のベローズ管であるため、ゴム部材に比して温度，圧力，流体などによる劣化を防止することができる。また、継手の外面側はゴム製又は合成樹脂製の外装体で被覆されて保護されているので、打痕などを回避することができると共に、金属製のベローズ管を均等に伸縮作動させ応力の集中化を防ぐことができる。
さらに、ゴム製又は合成樹脂製の外装体は、金属製のベローズ管の内圧による推力による伸びを、内蔵されているフランジ部間掛け渡し部材で阻止することができ、従来のボルトなどに比べて防振性能の向上は勿論として製品の簡易化を行うことができる。

なお、その他ボンブの吐出側や吸入側の防振継手のみならず、配管の温度変化による伸縮や変位なども吸収できる継手としても使用が可能であり、さらにバルブの急開閉で生ずる流速の変化に起因するノイズなども消音することができる。

この発明の上半部を破砕した状態を示す正面図である。 図１の他の実施例を示す上半部の一部破砕正面図である。 従来の防振用の継手を示す上半部の一部破砕正面図である。

符号の説明

１０ 継手
１１ ベローズ管
１２ フランジ部
１３ パイブ
１４ 外装体（伸び止め部材）
１５ 被覆体
１６ フランジ部間掛け渡し部材
１７ ボルト
１８ ナット
１９ 中間リング

Claims (3)

1. ベローズ管の両端側に一対のフランジ部を配し、上記ベローズ管内に高圧流体を送給させる防振用ベローズ管継手において、
   上記ベローズ管の外周部分は、軸方向の伸び止め部材による外装体によって被覆され、少なくともその軸方向の伸びが阻止されていることを特徴とする防振用ベローズ管継手。
2. 外装体による軸方向の伸び止め部材は、上記ベローズ管の外周部分を被覆する肉厚のゴム製又は樹脂製の外装体よりなり、上記外装体に内通されて一対のフランジ部間に掛け渡されるフランジ部間掛け渡し部材よりなることを特徴とする請求項１記載の防振用ベローズ管継手。
3. ベローズ管の中央部の谷部に立設される中間リングは、フランジ部間掛け渡し部材を維持することを特徴とする請求項２記載の防振用ベローズ管継手。

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