JP2012041950A - フランジ継手 - Google Patents

Abstract

【課題】接続管の接続による破損を防止可能、且つ、整流が可能なフランジ継手を提供すること。
【解決手段】管路を形成するフランジ管６の端部に設けられたフランジ部２３に接続可能なフランジ継手７は、その内面がテーパ面２７ａで形成された内径を有し、一方の端部から接続管９を挿入可能に形成された接続部２７と、他方の端部に設けられ、前記フランジ管６のフランジ部２３と接続する鍔部２８と、を備える構成とした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、配管等の接続管と接続するフランジ継手に関する。

現在、井戸水を給水ポンプで増圧給水することで、井戸水が利用されている。この井戸水は、除菌器及び濾過槽を用いて、井戸水に含有される鉄やマンガンの除去や、除菌が行われる。

除菌器は、井戸水を給水する給水ポンプの二次側に順次設けられ、薬液、例えば次亜塩素酸ナトリウムを給水ポンプで給水された井戸水に注入し、除菌を行う。また、除菌器は、この薬液により給水された井戸水中に含有する鉄を酸化させて析出させる。濾過槽は、この析出させた鉄を濾過することで、除鉄を行う。なお、濾過槽は、その内部に設けられた濾過材によりマンガンを吸着することで、除マンガンを行う。

このような除菌器は、薬液を貯留する薬液槽と、井戸水を流通させる連結管と、薬液を注入する井戸水の流量を検出する流量検出器と、薬液を注入する薬液注入手段と、を備え、流量に応じて薬液を連結管の注入部から注入する構成が用いられている（例えば、特許文献１参照）。なお、流量検出器は、例えば、磁石付の回転翼を有し、回転翼の回転を磁石により検知するものが用いられる。しかし、回転翼を用いた流路検出器は、その表面に薬液により酸化、析出した鉄が付着すると、回転翼の回転に影響が発生し、機能が低下する虞がある。そこで、酸化により析出した鉄が回転翼に付着しないように、流路検出器は、連結管の注入部上流側に用いる技術が知られている。

また、除菌器は、連結管を給水ポンプの吐出管や二次側の配管等の接続管と接続するねじ部が設けられたフランジ継手がフランジ管である連結管に設けられている。このようなフランジ継手は、耐食性、除菌器の軽量化及びコスト低減のため、樹脂材料により成形したものが用いられる。

特開２００６−８１９７６号公報

上述したフランジ継手では、以下の問題があった。即ち、上述した除菌器では、連結管を接続管と接続させる際に、フランジ継手にステンレス管等の金属管で形成された配管や、硬質塩化ビニルにより形成されたバルブソケット等を強固に接続すると、ねじ部が破損する虞がある。ねじ部が破損すると、漏れが発生するため、フランジ継手を交換する必要があり、交換コスト及び作業時間が増加する。例えば、フランジ継手のネジ部分を青銅製又はステンレス製の継手をインサートする方法も考えられるが、製造コストが増大する、という問題もある。

また、上述した除菌器では、流量検出器を注入口の上流側に設ける構成としたが、連結管に接続される接続管に、ベント管等を用いると、連結管の上流側、即ち、流量検出器付近においてその流れが乱れる虞もある。流量検出器付近において、井戸水の流れが乱れていると、回転翼の回転にも乱れが発生し、流量の検出精度が低下する虞がある。

そこで本発明は、接続管の接続による破損を防止可能であって、且つ、整流が可能なフランジ継手を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のフランジ継手は次のように構成されている。

本発明の一態様として、管路を形成するフランジ管の端部に設けられたフランジ部に接続可能なフランジ継手において、テーパ面で形成された内径を有し、一方の端部から接続管を挿入可能に形成された接続部と、他方の端部に設けられ、前記フランジ管の前記フランジ部と接続する鍔部と、備えることを特徴とするフランジ継手が提供される。

本発明によれば、接続管の接続による破損を防止可能であって、且つ、整流が可能なフランジ継手を提供することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係るフランジ継手を用いた除菌器の構成を示す平面図。 同除菌器の要部構成を拡大して示す断面図。 同フランジ継手の要部構成を示す平面図。 同除菌器の要部構成を拡大して示す断面図。

以下、本発明の一実施の形態に係るフランジ継手７を用いた除菌器１を図１〜４を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係るフランジ継手７を用いた除菌器１の構成を正面から示す平面図、図２は除菌器１の要部であって、特に連結管６の一次側及びフランジ継手７の構成を拡大して示す断面図、図３はフランジ継手７の整流板２９の構成を正面から示す平面図、図４は除菌器１の要部であって、特に、連結管６の二次側及びフランジ継手７の構成を拡大して示す断面図である。なお、図１中、Ｂはボルトを、Ｆは井戸水の流れを、Ｇは薬液の流れを、Ｓは信号線を、それぞれ示している。

図１に示すように、除菌器１は、架台３と、薬液タンク（薬液槽）４と、薬液注入手段５と、連結管６と、フランジ継手７と、制御部８と、を備えている。このような除菌器１は、例えば、その一次側が給水ポンプに、その二次側が濾過槽にそれぞれ接続される。除菌器１は、除菌に用いる薬液として、例えば、次亜塩素酸ナトリウムが用いられる。

なお、給水ポンプは、例えば、井戸に配置され、井戸水を揚水可能に形成され、その吐出口に接続された接続管９を介して連結管６の一次側のフランジ継手７に接続されている。濾過槽は、例えば、除菌器により析出された鉄、及び、井戸水中に含有されるマンガンを除去可能に形成されている。濾過槽は、その吸込口に接続された接続管１０を介して、連結管６の二次側のフランジ継手７に接続されている。

接続管９、１０は、接着可能な硬質塩化ビニル等の樹脂材料で形成されている。なお、接続管９、１０は、それら接続する給水ポンプ及び濾過槽へと接続するために、給水ポンプ、濾過槽及び除菌器１の配置によっては、途中が屈曲するベント管等が用いられる。

架台３は、その上面に連結管６を配置可能な台部１１と、その上方に薬液タンク４を配置させる天部１２と、台部１１及び天部１２とを連続させるとともに、薬液注入手段５を配置可能な壁部１３と、を備えている。

薬液タンク４は、その内部に、所定の量の薬液を貯留可能に形成されている。薬液タンク４は、薬液供給管１５を介して薬液注入手段５と接続されている。

薬液注入手段５は、薬液を一定量注入可能な注入ポンプ１７と、この注入ポンプ１７及び連結管６を接続させる薬液注入器１８と、を備えている。なお、注入ポンプ１７は、例えば、ダイヤフラムポンプが用いられる。薬液注入器１８は、連結管６内に注入した薬液及び井戸水の逆流を防止可能に形成されている。薬液注入器１８は、連結管６の二次側、具体的には、連結管６内の後述する流量検出器２１の二次側に配置される。

連結管６は、管路を形成し、その一次側に設けられた流量検出器２１と、その二次側に設けられ、薬液をその管路内に注入可能に薬液注入器１８を配設する注入部２２と、を備えている。また、連結管６は、その両端面にそれぞれボルトＢ等によりフランジ継手７を締結し固定するフランジ部２３を有するフランジ管である。

図１、２に示すように、連結管６は、その管路の内径が、一次側のフランジ部２３から流量検出器２１まで漸次縮径し（小となり）、流量検出器２１の近傍においては同一径に形成される。また、連結管６は、流量検出器２１から注入部までの内径が漸次拡径する（大となる）形状に形成されている。このように、連結管６は、その内径形状が一次側から流量検出器２１まで縮径し、流量検出器２１から注入部２２まで漸次拡径して形成されている。

流量検出器２１は、連結管６内の流体の流れに応じて回転する回転翼２４と、回転翼２４の回転を検出する磁石２５と、磁石２５で検出した回転翼２４の回転情報（信号）を制御部８に送信する信号線Ｓと、を備えている。回転翼２４は、回転軸２４ａと、この回転軸２４ａに放射状に等間隔に設けられた複数枚の翼部２４ｂを有している。

流量検出器２１は、連結管６の管路内に、回転軸２４ａを中心に一方側に位置する翼部２４ｂが配置される。即ち、流量検出器２１は、連結管６内の流路に対して回転翼２４が回転するように、回転軸２４ａを中心に、回転翼２４の半分が連結管６の管路内に、他が管路外に位置するように配置されている。このため、例えば、連結管６には、その管路に隣接して、流量検出器２１の一部が収納される収納室を有している。この流量検出器２１は、磁石２５で検出した回転翼２４の回転情報（信号）を、信号線Ｓを介して制御部８に送信可能に形成されている。

フランジ部２３は、フランジ継手７をボルトＢにより締結することで、フランジ継手７を固定可能に形成されている。注入部２２は、連結管６の二次側に配置され、薬液注入器１８を固定可能に形成されている。なお、図１に示すように、注入部２２は、連結管６の他部と分離可能な管部材により形成されていてもよく、また、連結管６の他部と一体に形成されていてもよい。

フランジ継手７は、接続部２７と、鍔部２８と、整流板２９と、を備えている。フランジ継手７は、例えば、硬質塩化ビニル等の樹脂材料により、これら接続部２７、鍔部２８及び整流板２９が一体に成型されている。

接続部２７は、中空の円管状に形成され、その両端面が開口し、一方の端面から他方の端面に向って漸次縮径する内径となるように、その内面がテーパ面２７ａで形成される。即ち、接続部２７の内径は、漸次縮径する円錐台状のテーパ面２７ａにより、形成される。接続部２７は、その内径が小径となる側の端部に鍔部２８が設けられている。また、接続部２７は、鍔部２８とその外面とを渡す補強部材であるリブ２７ｂが、その軸心に対して対称に設けられている。このような接続部２７は、接続管９を、その内部に挿入するとともに、接着剤により、接続管９を接着・固定可能に形成されている。

鍔部２８は、他方の端面側に設けられ、その端面２８ａがフランジ部２３の端面と当接可能に形成されている。鍔部２８は、フランジ部２３と当接する端面２８ａに、パッキン等のシール部材を取り付ける溝部２８ｂが形成されている。また、鍔部２８は、ボルトＢを挿通する挿通孔２８ｃを有し、ボルトＢを用いてフランジ継手７を連結管６に取り付け可能に形成されている。

整流板２９は、接続部２７の内面の鍔部２８側に設けられている。具体的には、整流板２９は、他方の端面側の接続部２７の管路の、フランジ継手７を連結管６に固定した際に、連結管６と隣接する内面に設けられている。整流板２９は、フランジ継手７の軸心を中心に等間隔に回動配置された（対称に配置された）複数のフィン２９ａにより構成されている。具体的には、整流板２９は、図３に示すように、流れＦ方向から視認した際に、接続部２７の内面であって、フランジ継手７の接続部２７の軸心を中心に点対称となるように、隣り合うフィン２９ａと等間隔に回動配置された４枚の十文字形状に形成されている。

制御部８は、流量検出器２１から送信された流量の信号に基づいて、注入ポンプ１７から注入される薬液量を制御（調整）可能に形成されている。具体的には、制御部８は、流量に対する薬液の注入量を記憶する記憶部８ａを備えている。制御部８は、流量検出器２１により検出された流量、及び、記憶部８ａに記憶された流量に対する注入比率から、注入する薬液の量を算出する。制御部８は、この算出した薬液の量を注入するように、注入ポンプ１７の往復動の速度を制御し、注入する薬液の量を制御する。

このように構成された除菌器１は、井戸水の流れＦに示すように、連結管６に接続された一次側の接続管９から圧送された井戸水の流量を流量検出器２１により検出する。制御部８は、流量検出器２１により検出された流量及び記憶部８ａに記憶された薬液の注入比率に基づいて、薬液の注入量を制御する。

薬液注入手段５は、制御部８により制御された薬液を、薬液注入器１８から注入部２２を介して連結管６内へと注入する。これにより、連結管６内で、井戸水と薬液とが混合し、除菌、及び、鉄の析出を行うとともに、連結管６の二次側に接続された接続管１０を介して二次側へと、井戸水が流れる。

また、連結管６の一次側に設けられたフランジ継手７は、井戸水が図２の流れＦに示すように、給水された井戸水が整流板２９を通過することで、整流板２９により井戸水の流れＦを整流する。また、連結管６の二次側に設けられたフランジ継手７は、注入部２２から注入された薬液が薬液の流れＧに示すように整流板２９に衝突することで、井戸水に薬液を攪拌させる。

このように構成された除菌器１によれば、フランジ継手７は、接続部２７の内面がテーパ面２７ａにより形成されているため、接続管９，１０を挿入し、接着剤により接着することで、フランジ継手７及び接続管９，１０が接続可能となる。即ち、フランジ継手７及び接続管９，１０は、挿入及び接着だけで互いに接続できるため、フランジ継手７が樹脂材料で形成されていても、接続管９，１０の接続に際し、過度な負荷が印加されない。このように、接続時の負荷を低減することで、樹脂材料で形成されたフランジ継手７の破損を防止可能となる。

具体的には、フランジ継手７が樹脂材料で形成されているため、例えば接続管との接続を、ねじ部による締結で行なうと、ねじ部同士の締結によりフランジ継手７又は接続管９，１０の破損の発生の虞がある。特に、接続管９，１０が金属であると、フランジ継手７に過度な負荷が印加され、フランジ継手７の割れの発生の虞が高い。

しかし、本実施の形態のフランジ継手７によれば、接続管９，１０との接続は、接続管９，１０の接続部２７への挿入、及び、接着剤による接着でよいため、過度な負荷が印加されることを防止できる。このため、フランジ継手７の割れを防止し、フランジ継手７の信頼性を向上させることができる。

また、フランジ継手７には、整流板２９が一体に成型されるため、整流板２９が、補強部材となり、フランジ継手７の機械的強度を向上させることが可能となる。特に、整流板２９は、フランジ継手７の軸心を中心に等間隔に回動して配置された（対称に配置された）複数のフィン２９ａにより構成されるため、均等にフランジ継手７の強度を向上させることが可能となる。これにより、フランジ継手７の接続管９，１０の接続による割れの発生をさらに防止させることが可能となる。

また、整流板２９は、接続管９，１０が接続部２７へ過度に挿入されることを防止できる。詳しく説明すると、フランジ継手７の内径及び接続管９，１０の外径は、望ましくはフランジ継手７に接続管９，１０を所定の長さ挿入した際に、接続管９，１０が接続部２７に嵌入可能な径にそれぞれ形成されている。しかし、寸法精度によっては、接続管９，１０がフランジ継手７の内部に、所定の長さ以上挿入される虞もあるが、その際には、挿入された接続管９，１０が整流板２９に当接することで、過度に接続管９，１０が挿入されることを防止できる。

また、除菌器１は、一次側に設けられたフランジ継手７の整流板２９により、フランジ継手７を通過する井戸水の流れを整流することが可能となる。これにより、フランジ継手７の二次側であって、連結管６の一次側に設けられた流量検出器２１の回転翼２４を通過する水の流れは、整流された流れとなり、回転翼２４を安定して回転させることが可能となる。これにより、流量検出器２１で検出する流量の精度が向上する。

また、注入部２２から注入された薬液は、注入部２２の二次側に設けられたフランジ継手７の整流板２９に衝突する。図４に示すように、整流板２９に衝突した薬液は、分散してフィン２９ａ間の流路を通過する。

また、井戸水、特に、整流板２９の中心側を流れる井戸水は、薬液と同様に、整流板２９で分散する。この薬液及び井戸水の分散により、薬液及び井戸水は、整流板２９で分散されるとともに、互いに比重の異なりから流れが乱れ、薬液と井戸水とが攪拌することとなる。このように、フランジ継手７の整流板２９により、薬液と井戸水との混合が可能となり、井戸水中の塩素濃度のムラを低減することが可能となる。

これらのように、フランジ継手７は、整流板２９を設けることで、整流板２９を通過する流体の整流が可能、且つ、整流板２９に衝突する液体が異なる比重を有する複数の流体であることで、これら流体を攪拌することが可能となる。

上述したように、本実施の形態に係るフランジ継手７を用いた除菌器１によれば、接続管９，１０の接続によるフランジ継手７の破損を防止可能であって、連結管６を流れる流体の整流が可能となる。また、フランジ継手７を除菌器１に用いることで、フランジ継手７を通過する比重の異なる複数の流体である、薬液注入手段５から注入される薬液及び井戸水の攪拌が可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、整流板２９は、４枚のフィン２９ａを用いた構成を記載したがこれに限定されない。例えば、フランジ継手７の軸心に対して等間隔に配置された２枚又は３枚のフィンであってもよく、５枚のフィンを用いてもよい。例えば、２枚のフィンを設けた際には、整流板は、フランジ内面を渡す一文字状の整流板となる。なお、フィン２９ａの厚さ及び枚数等は、フランジ継手７を通過する流体の流路抵抗を増大させない範囲であればよい。

また、上述した例では、フランジ継手７及び接続管９，１０の接続は、接着剤を用いると説明したが、これに限定されない。例えば、間にシーリングが可能なテープ状の部材を、接続管９，１０に巻付け、接続管９，１０をフランジ継手７に挿入させてもよい。

また、上述した例では、フランジ継手７は、鍔部２８を有する構成としたが、鍔部２８を有さずに、例えば、フランジ継手及び連結管（フランジ管）にねじ部を有し、フランジ継手及び連結管を、シール部材を介して螺合させる構成であってもよい。

また、フランジ継手７は、その上部に、内部と連通する雌ねじ部を設け、この雌ねじ部にプラグを螺合する構成をさらに有しても良い。このような構成とすることで、プラグを緩めてフランジ継手７内の水を取水可能とすることで、除菌器１の連結管６の一次側と二次側の水を容易に採取することが可能となる。特に、除菌器１においては、その塩素濃度の変化を測定する作業等ことが考えられ、このため、プラグを螺合可能な雌ねじ部を有することで、その作業性を向上することが可能となる。

さらに、上述した例では、除菌器１は、給水ポンプにより給水された井戸水に用いる構成を説明したが、井戸水に限定されない。流体中に薬液を注入する装置であれば、適宜設定可能である。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１…除菌器、３…架台、４…薬液タンク、５…薬液注入手段、６…連結管（フランジ管）、７…フランジ継手、８…制御部、８ａ…記憶部、９、１０…接続管、１１…台部、１２…天部、１３…壁部、１５…薬液供給管、１７…注入ポンプ、１８…薬液注入器、２１…流量検出器、２２…注入部、２３…フランジ部、２４…回転翼、２４ａ…回転軸、２４ｂ…翼部、２５…磁石、２７…接続部、２７ａ…テーパ面、２７ｂ…リブ、２８…鍔部、２８ａ…端面、２８ｂ…溝部、２８ｃ…挿通孔、２９…整流板、２９ａ…フィン、Ｂ…ボルト、Ｆ…水の流れ、Ｇ…薬液の流れ、Ｓ…信号線。

Claims (4)

1. 管路を形成するフランジ管の端部に設けられたフランジ部に接続可能なフランジ継手において、
   その内面がテーパ面で形成された内径を有し、一方の端部から接続管を挿入可能に形成された接続部と、
   他方の端部に設けられ、前記フランジ管の前記フランジ部と接続する鍔部と、
   を備えることを特徴とするフランジ継手。
2. 前記接続部の前記他方の端部側の内面に設けられた整流板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフランジ継手。
3. 前記整流板は、前記接続部の軸心を中心に等間隔に配置された複数のフィンを具備することを特徴とする請求項２に記載のフランジ継手。
4. 前記整流板は、前記接続部と樹脂材料により一体に成形されていることを特徴とする請求項３に記載のフランジ継手。

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