JP2018044562A - フランジ付き管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】管軸のずれた二つの配管を、流体漏れを低減させるとともにコンパクトに接続でき、かつ圧力損失を低減できるフランジ付き管継手を提供する。【解決手段】管部２と、管部２の一端に管部２に対して傾斜して配設されるフランジ部３と、を備え、第一開口４と第二開口５とを有する流路６を内部に備えるフランジ付き管継手１であって、第一開口４がフランジ部３の当接面に配設され、第二開口５が管部２の他端に配設され、流路６の中心線が第一開口４に対して傾斜しており、管部２とフランジ部３とが一体型である。【選択図】図１

Description

本発明は、流体輸送配管が接続される配管部材に関し、特に、水、薬液等の流体を輸送する管軸のずれた二つの配管を接続するのに用いられる管継手に関する。

プラント設備や装置、給湯設備等の配管を施工するときに、管軸が一致していない二つの配管を接続する技術として、複数のエルボやベンドを組み合わせて管軸のずれを吸収するものがあった（例えば、特許文献１参照）。また、一つの管継手を用いて管軸が一致していない二つの管を接続する技術として、管継手の管軸を含む面で予め分割して形成された複数の部材を一体化させた管継手を用いて、管軸のずれを吸収するものがあった（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−１４４９５２号公報 特開平７−２０５２９９号公報

しかしながら、上記特許文献１の二つの配管を接続する技術では、複数の継手や管を組み合わせるため接続箇所が多くなる。そのため、作業工数が増加したり、接続箇所からの流体漏れが生じ易くなったりする恐れがある。また、汎用的な継手や管を組み合わせる場合は、継手の寸法が予め固定されているため、屈曲部や迂回部が多くなり易く、配管形状が大きくなったり、圧力損失が大きくなったりする恐れがある。また、上記特許文献２の管継手では、予め形成された複数の部材を一体化させて一つの管継手を形成しているため、接合箇所の接合不良による流体漏れが生じ易くなる恐れがある。

本発明の目的は、以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、管軸のずれた二つの配管を、流体漏れを低減させるとともにコンパクトに接続でき、かつ圧力損失を低減できるフランジ付き管継手を提供することである。

前述の目的を達成するため、本発明の第一の態様は、管部と、管部の一端に管部に対して傾斜して配設されるフランジ部と、を備え、第一開口と第二開口とを有する流路を内部に備えるフランジ付き管継手であって、第一開口がフランジ部の当接面に配設され、第二開口が管部の他端に配設され、流路の中心線が第一開口に対して傾斜しており、管部とフランジ部とが一体型であることを特徴とする。
本発明の第二の態様は、第一の態様において、管部が曲部を有することを特徴とする。
本発明の第三の態様は、第二の態様において、管部が第一直管部と第二直管部とを有し、第一直管部の一端部にフランジ部が接続されており、第一直管部の他端部と第二直管部の一端部との間に曲部を有することを特徴とする。
本発明の第四の態様は、第二の態様において、管部が曲管部と直管部とを有し、曲管部の一端部にフランジ部が接続されていることを特徴とする。
本発明の第五の態様は、第四の態様において、曲管部の中心線が一つの円弧に対応することを特徴とする。
本発明の第六の態様は、第三の態様において、第一開口を含む第一仮想平面と、第二開口を含む第二仮想平面とが直交し、第一開口の中心を含まず第二開口の中心と第二直管部の中心線とを含む第三仮想平面が、第一仮想平面及び第二仮想平面の各々と直交していることを特徴とする。
本発明の第七の態様は、第四または第五の態様において、第一開口を含む第一仮想平面と、第二開口を含む第二仮想平面とが直交し、第一開口の中心を含まず第二開口の中心と直管部の中心線とを含む第三仮想平面が、第一仮想平面及び第二仮想平面の各々と直交していることを特徴とする。
本発明の第八の態様は、第一乃至第七の態様のいずれかにおいて、管部とフランジ部との接続部に補強部を有することを特徴とする。
本発明の第九の態様は、第一乃至第八の態様のいずれかにおいて、管部とフランジ部とが射出成形により一体成形されており、射出成形用金型のパーティング面が前記管部の中心線を含む平面上にあることを特徴とする。

本発明によるフランジ付き管継手は、管部とフランジ部とが一体型であるので、フランジ付き管継手の外部の二つの配管にそれぞれ接続される、第一開口と第二開口とを一つの配管部材で連通できる。そのため、複数の継手や管を組み合わせた場合と比較して施工が容易になるとともに、流体漏れを低減できる。また、第一開口から第二開口までの配管形状をコンパクトにできる。

さらに、本発明によるフランジ付き管継手は、流路の中心線が第一開口に対して傾斜している。これにより、流路の管部に相当する部分と、流路のフランジ部に相当する部分と、を滑らかに接続でき、流体が管部からフランジ部に差し掛かるときに、流れが無理に曲げられることがなく、圧力損失を低減できる。

本発明の第一の実施形態に係るフランジ付き管継手の斜視図（ａ）及び他の斜視図（ｂ）である。 本発明の第一の実施形態に係るフランジ付き管継手の使用状態を示す模式図である。 本発明の第二の実施形態に係るフランジ付き管継手の斜視図（ａ）及び他の斜視図（ｂ）である。 本発明の第二の実施形態に係るフランジ付き管継手の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。 本発明の第二の実施形態に係るフランジ付き管継手の第一開口と第二開口との位置関係を示す模式図である。 本発明の第二の実施形態の変形例に係るフランジ付き管継手の斜視図（ａ）及び他の斜視図（ｂ）である。 本発明の第三の実施形態に係るフランジ付き管継手の斜視図（ａ）及び他の斜視図（ｂ）である。 本発明の第三の実施形態に係るフランジ付き管継手の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。 本発明の第三の実施形態の変形例に係るフランジ付き管継手の斜視図（ａ）及び他の斜視図（ｂ）である。

（第一の実施形態）
以下、図面を参照しつつ本発明の第一の実施形態について説明する。図１は本発明の第一の実施形態に係るフランジ付き管継手の斜視図であり、図２は本発明の第一の実施形態に係るフランジ付き管継手の使用状態を示す模式図である。

図１に示すフランジ付き管継手１は、硬質ポリ塩化ビニル製であって、射出成形により製作される。フランジ付き管継手１は、円形の直管状の管部２と、管部２の一端に一体的に設けられたフランジ部３と、を備えている。ここで、管部２はフランジ部３に対して傾斜して設けられている。フランジ付き管継手１の一端（フランジ部３が外部の配管部材に当接する当接面７）には楕円形状の第一開口４が配設され、他端には円形状の第二開口５が配設され、内部には第一開口４と第二開口５とを接続する流路６が形成されている。なお、流路６は図１において破線で示されている。流路６は、管部２と同様に、フランジ部３に対して傾斜して設けられているので、流路６の中心線Ｌは第一開口４に対して傾斜して設けられている。

次に、図２を参照して、第一の実施形態のフランジ付き管継手１の作用について説明する。図２において、符号８は薬液を貯蔵する薬液槽であり、薬液槽８の上部に配設された傾斜面にはフランジ継手９が設けられている。フランジ継手９には、ガスケット（図示せず）が配置され、さらにフランジ付き管継手１のフランジ部３がボルトにより接続されている。フランジ付き管継手１の第二開口５側の端部は、外部配管のソケット継手１０に接続されている。

フランジ付き管継手１は、管部２とフランジ部３とが一体型であるので、それぞれ外部配管に接続される第一開口４と第二開口５とを一つの配管部材で連通できる。そのため、複数の継手や管を組み合わせた場合と比較して施工が容易になるとともに、流体漏れを低減できる。また、第一開口４から第二開口５までの配管形状をコンパクトにできる。

また、フランジ付き管継手１は、流路６の中心線Ｌが第一開口４に対して傾斜している。これにより、管部２における流路６とフランジ部３における流路６とを滑らかに接続できる。従って、流体が管部２とフランジ部３とを接続する部分を流れるときに、流れを無理に曲げられることがなく、圧力損失を低減できる。

また、第一開口４の中心点と第二開口５の中心点は同一中心線上に位置している。しかしながら、第一開口４の中心線と第二開口５の中心線とは互いに傾斜しており、一致していない。第一開口４と第二開口５とがこのような位置関係にあるときは、複数の継手や管を組み合わせた場合と比較して、第一開口４から第二開口５までの配管形状をコンパクトにできる。また、第一の実施形態では、管部２が直管であるが、曲管にしてもよい。施工現場の配管条件に応じて、所望の角度や曲率の曲部を管部２に形成できる。

（第二の実施形態）
さらに図３〜図５を参照して、本発明の第二の実施形態に係るフランジ付き管継手について説明する。図３は、本発明の第二の実施形態に係るフランジ付き管継手の斜視図であり、図４は、本発明の第二の実施形態に係るフランジ付き管継手の平面図および正面図であり、図５は、本発明の第二の実施形態に係るフランジ付き管継手の第一開口と第二開口との位置関係を示す模式図である。なお、図１、図２と実質的に同じ箇所には同一の符号を付す。

図３〜図５に示すフランジ付き管継手１１は、硬質ポリ塩化ビニル製であって、射出成形により製作される。フランジ付き管継手１１は、曲部１２を有する管部２と、管部２の一端に一体的に設けられたフランジ部３と、を備えている。管部２は、第一直管部１３と、第二直管部１４と、を有している。第一直管部１３は、円形の直管状で外径および内径が一端側（第一開口４側）から他端側（第二開口５側）にかけて漸次縮径している。第二直管部１４は、円形の直管状で外径および内径が均一であり、第一直管部１３よりも長い。また、第二直管部１４の外径と内径は、第一直管部１３の他端側と同じ外径および内径である。フランジ付き管継手１１は、第一直管部１３と第二直管部１４との間に曲部１２を有する。曲部１２は、概ね直角である。また、第一直管部１３はフランジ部３に対して傾斜している。フランジ付き管継手１１は、配管応力への耐久性を向上させるために、第一直管部１３の肉厚が他端近傍部からフランジ部３にかけて漸次厚くなるように、第一直管部１３とフランジ部３との接続部に補強部１５を有する。また、フランジ付き管継手１１の一端面には、楕円形状の第一開口４が配設されており、他端面には、円形状の第二開口５が配設されており、内部には、第一開口４と第二開口５とを接続する流路６が配設されている。流路６は、管部２と同様に、フランジ部３に対して傾斜して設けられている。すなわち、流路６の中心線Ｌは第一開口４に対して傾斜して設けられている。

このように、フランジ付き管継手１１の管部２は、第一直管部１３と第二直管部１４とで外径や内径の大きさが異なっていたり、第一直管部１３の外径と内径が一端側から他端側にかけて漸次縮径していたりしている。管部２と同じ形状を複数の継手や管を組み合わせて形成しようとすると、異径継手を使用する必要があり、管部２の内径が段階的に急激に変化するので、圧力損失が生じやすくなる。フランジ付き管継手１１は、第一直管部１３と第二直管部１４とが一体的に成形されるとともに、第一直管部１３の外径および内径の大きさを漸次変化させているので、圧力損失の発生を低減できる。ここで、第一直管部１３のような、外径と内径とが一端側から他端側にかけて漸次縮径する形状は、射出成形などにより形成できる。

次に、図５を参照して、第二の実施形態に係るフランジ付き管継手１１の第一開口４と第二開口５との位置関係について説明する。フランジ付き管継手１１の第一開口４は外部配管のフランジ継手９に接続され、第二開口５は外部配管のソケット継手１０に接続されている。このとき、第一開口４は第一仮想平面Ｓ１上に配設され、第二開口５は第二仮想平面Ｓ２上に配設され、第一仮想平面Ｓ１と第二仮想平面Ｓ２は互いに直交している。そして、第二開口５の中心点Ｐ２と第二直管部１４の中心線Ｌ２は第三仮想平面Ｓ３上に有り、第三仮想平面Ｓ３は第一仮想平面Ｓ１と第二仮想平面Ｓ２との各々に直交している。第一開口４の中心点Ｐ１は第三仮想平面Ｓ３上に無い。

第一開口４と第二開口５とが、このような位置関係にあるときは、複数の継手や管を組み合わせてフランジ継手９からソケット継手１０までを連通させると、配管形状が大きくなり易い。特に、フランジ継手９とソケット継手１０との間隔が狭いと、その間隔に適した配管を組むことができないことがある。フランジ付き管継手１１は、曲部１２を有する管部２と、管部２に対して傾斜しているフランジ部３とが一体型であるので、フランジ継手９とソケット継手１０とを一つの配管部材で連通できる。そのため、複数の継手や管を組み合わせた場合と比較して施工が容易になるとともに、流体漏れを低減できる。また、第一開口４から第二開口５までの配管形状をコンパクトにできる。

また、フランジ付き管継手１１は、管部２が二つの直管部（第一直管部１３、第二直管部１４）で構成され、曲部１２が一つであることから、射出成形で製作するときに、金型の構造を単純かつ簡単な構造にすることができる。また、フランジ付き管継手１１のパーティングラインは、第一直管部１３と第二直管部１４との外周面と、第一直管部１３の中心線Ｌ１と第二直管部１４の中心線Ｌ２とをそれぞれ含む平面との交線上に、有するとよい（すなわち、フランジ付き管継手１１の金型のパーティング面が、第一直管部１３の中心線Ｌ１と第二直管部１４の中心線Ｌ２とをそれぞれ含む平面（図４ではＡ−Ａ断面）上にあるとよい。）。このようにすると、フランジ部３が管部２の端部に管部２に対して傾斜して配設されていても、金型の構造を単純かつ簡単な構造にできる。なお、第一直管部１３の中心線Ｌ１と第二直管部１４の中心線Ｌ２とをそれぞれ含む平面とは、厳密に平坦な面でなくてもよく、概ね平面であればよい。

（第二の実施形態の変形例）
図６は、本発明の第二の実施形態の変形例に係るフランジ付き管継手１６の斜視図及び他の斜視図である。当該変形例では、フランジ付き管継手１６の曲部１２が鈍角である。曲部１２を鈍角にすることによって、曲部１２で生じる圧力損失を低減できる。なお、第二の実施形態の変形例における第一開口４と第二開口５との位置関係は、第二の実施形態における第一開口４と第二開口５との位置関係と同様であるので説明を省略する。第二の実施形態では曲部１２が概ね直角であり、第二の実施形態の変形例では曲部１２が鈍角であるが、曲部１２は鋭角でもよい。すなわち、曲部１２の角度は、フランジ付き管継手１１によって接続される外部配管の状況に応じて自由に設計できる。

（第三の実施形態）
続いて図７〜図８を参照して、本発明の第三の実施形態に係るフランジ付き管継手２１について説明する。図７は、本発明の第三の実施形態に係るフランジ付き管継手の斜視図である。図８は、本発明の第三の実施形態に係るフランジ付き管継手の平面図および正面図である。なお、図１、図２と実質的に同じ箇所には同一の符号を付す。ここでは、第二の実施形態との相違点を主に説明する。

図７〜図８に示すように、フランジ付き管継手２１は、曲部２２を有する管部２と、フランジ部３と、を備えている。管部２は、断面形状が円形であって、中心線が一つの円弧に対応する曲管状の曲管部２３と、曲管部２３よりも短く、断面形状が円形で縮径部２５と短管部２６とを有する直管状の直管部２４と、を有する。縮径部２５は、曲管部２３側に配設されている。短管部２６は、均一の外径および内径を有する短管で配設されている。また、曲管部２３はフランジ部３に対して傾斜して設けられている。

フランジ付き管継手２１の内部には、第一開口４と第二開口５とを有する流路６が配設されている。流路６は、管部２と同様に、フランジ部３に対して傾斜して設けられている。第三の実施形態における第一開口４と第二開口５との位置関係は、第二の実施形態における第一開口４と第二開口５との位置関係と同様であるので、説明を省略する。

第三の実施形態に係るフランジ付き管継手２１では、管部２に曲管部２３を備えるとともに、流路６の曲管部２３に相当する部分（流路６ａ）を流路６の直管部２４に相当する部分（流路６ｂおよび流路６ｃ）よりも殆どの部分で大径にしている。流路６ａを流路６ｂおよび流路６ｃよりも大径にすることによって、第一開口４から第二開口５に流体を流すときに、圧力損失を小さくできる。フランジ付き管継手２１の流路６は射出成形金型のスライドコアによって形成される。流路６ａは、曲管部２３と同様に、流路６ａの中心線が一つの円弧に対応する。このようにすることによって、流路６ａが曲管であっても射出成形によって形成できる。また、流路６ａと流路６ｂは同じスライドコアによって形成される。流路６ｂは、第一開口４側から第二開口５側にかけて縮径された形状であり、長さも短いので、流路６ｂを形成するスライドコアを流路６ａに干渉させることなく引き抜くことができる。また、第三の実施形態において、曲管部２３の中心線の半径の大きさや、直管部２４の長さは自由に設計できる。例えば、直管部２４は曲管部２３よりも短いが、直管部２４を曲管部２３よりも長くできる。その他のフランジ付き管継手２１の作用は、第二の実施形態と同様なので説明を省略する。

（第三の実施形態の変形例）
図９は、本発明の第三の実施形態の変形例に係るフランジ付き管継手２１の斜視図及び他の斜視図である。当該変形例では、フランジ付き管継手２７の管部２が、内径が漸次縮径する曲管部２８と、外径および内径がそれぞれ均一な径を有する直管部２９と、を含む。曲管部２８はその内径が第一開口４から第二開口５に向かって漸次縮径されている。また、直管部２９は、その内径および外径が曲管部２８の第二開口５側端面の外径および内径とそれぞれ同じ径を有する。なお、第三の実施形態の変形例における第一開口４と第二開口５との位置関係は、第二の実施形態における第一開口４と第二開口５との位置関係と同様であるので、説明を省略する。

第一の実施形態乃至第三の実施形態において、いずれも管部２の一端部のみにフランジ部３が配設されているが、管部２の他端部にもフランジ継手やソケット継手などの各種の継手を配置できる。また、第一の実施形態乃至第三の実施形態において、第二開口５と流路６の中心線Ｌとはいずれも直交しているが、第二開口５と流路６の中心線Ｌとの角度は自由に設計できる。

本発明において、フランジ付き管継手１、１１、２１の材質は硬質ポリ塩化ビニルに制限されることはなく、フランジ付き管継手１、１１、２１の使用条件や流体の性質に応じて自由に選択できる。例えば、ポリプロピレンやポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂、鉄やアルミニウム、ステンレス鋼などの金属、ガラス、陶器などが好適な材質として挙げられる。

本発明において、フランジ付き管継手１、１１、２１の製造方法は射出成形に制限されることはなく、フランジ付き管継手１、１１、２１の形状や材質などに応じて自由に選択できる。例えば、圧縮成形や鋳造、切削加工、三次元プリンタによる成形などが好適な製造方法として挙げられる。

本発明の好ましい実施形態は上記のとおりであるが、本発明はそれらのみに限定されるものではない。本発明の趣旨と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。さらに、本実施形態において述べられる作用および効果は一例であり、本発明を限定するものではない。

１、１１、１６、２１、２７ フランジ付き管継手
２ 管部
３ フランジ部
４ 第一開口
５ 第二開口
６ 流路
７ 当接面
８ 薬液槽
９ フランジ継手
１０ ソケット継手
１２、２２ 曲部
１３ 第一直管部
１４ 第二直管部
１５ 補強部
２３、２８ 曲管部
２４、２９ 直管部
２５ 縮径部
２６ 短管部
Ｌ 中心線
Ｌ１ 第一直管部の中心線
Ｌ２ 第二直管部の中心線
Ｓ１ 第一仮想平面
Ｓ２ 第二仮想平面
Ｓ３ 第三仮想平面
Ｐ１ 第一開口の中心点
Ｐ２ 第二開口の中心点

Claims (9)

1. 管部と、前記管部の一端に前記管部に対して傾斜して配設されるフランジ部と、を備え、第一開口と第二開口とを有する流路を内部に備えるフランジ付き管継手であって、
   前記第一開口がフランジ部の当接面に配設され、前記第二開口が管部の他端に配設され、前記流路の中心線が前記第一開口に対して傾斜しており、前記管部と前記フランジ部とが一体型であることを特徴とするフランジ付き管継手。
2. 前記管部が曲部を有することを特徴とする請求項１に記載のフランジ付き管継手。
3. 前記管部が第一直管部と第二直管部とを有し、前記第一直管部の一端部に前記フランジ部が接続されており、前記第一直管部の他端部と前記第二直管部の一端部との間に前記曲部を有することを特徴とする請求項２に記載のフランジ付き管継手。
4. 前記管部が曲管部と直管部とを有し、前記曲管部の一端部に前記フランジ部が接続されていることを特徴とする請求項２に記載のフランジ付き管継手。
5. 前記曲管部の中心線が一つの円弧に対応することを特徴とする請求項４に記載のフランジ付き管継手。
6. 前記第一開口を含む第一仮想平面と、前記第二開口を含む第二仮想平面とが直交し、前記第一開口の中心を含まず前記第二開口の中心と前記第二直管部の中心線とを含む第三仮想平面が、前記第一仮想平面及び第二仮想平面の各々と直交していることを特徴とする請求項３に記載のフランジ付き管継手。
7. 前記第一開口を含む第一仮想平面と、前記第二開口を含む第二仮想平面とが直交し、前記第一開口の中心を含まず前記第二開口の中心と前記直管部の中心線とを含む第三仮想平面が、前記第一仮想平面及び第二仮想平面の各々と直交していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のフランジ付き管継手。
8. 前記管部と前記フランジ部との接続部に補強部を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のフランジ付き管継手。
9. 前記管部と前記フランジ部とが射出成形により一体成形されており、射出成形用金型のパーティング面が前記管部の中心線を含む平面上にあることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のフランジ付き管継手。

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