JP6240526B2 - ミスト飛散防止具、および、閉塞プラグの設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガス配管にソケットを溶接するときに用いるミスト飛散防止具、およびミスト飛散防止具を用いた配管への閉塞プラグの設置方法に関する。

既設のガス配管において、新たに配管を分岐する場合等には、配管の分岐位置よりもガスの流れ方向上流側で配管を閉塞した後、既設の配管を切断して新たに分岐配管を接続する作業を行う。
配管を閉塞するには、配管の外周面に貫通孔を形成し、この貫通孔から配管内を閉塞する閉塞部材を配管内に挿入する。

ここで、上記の作業終了後に貫通孔をプラグによって閉塞する必要があり、強度の面からこのようなプラグは、溶接によって取り付けられることが望ましい。ところが、ガス配管の内周面にはエポキシ樹脂等の防錆材が塗布されているため、プラグを溶接した際には、溶接時の熱によってエポキシ樹脂が溶け出し、ミストとなって配管内に飛散する。すると、このミストがガス配管を通してユーザのガス器具等に到達してしまい、ガス器具の動作に不具合を来たす可能性がある。

そこで、特許文献１には、棒の先端に、断熱性と通気性を有するクロスを備えた略円形のばね板を回動自在に設け、このばね板を湾曲させて貫通孔から配管内に挿入し、バネ板を平板状に復元させて配管の穿孔部と配管内面の溶接熱影響部をクロスで覆った状態で、ソケットの溶接を行う構成が開示されている。
この構成によれば、配管内に塗布されたエポキシ樹脂などが溶接熱で分解して発生したミストは、クロスで捕捉されるので、ミストは配管に流れ込まないようになっている。

特許第３３８７６３２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成においては、クロスがミストの捕捉によって汚れた場合に、クロスを交換しなければならない。しかし、クロスの交換タイミング等が分かりにくく、適切なタイミングでクロスを交換するのが困難であるとともに、クロス交換に手間がかかるという問題がある。
また、バネ板は配管に形成された貫通孔よりも大きいため、ソケットの溶接完了後、バネ板を、貫通孔を通して配管内から引き抜くのは困難であるという問題もある。

そこでなされた本発明の目的は、メンテナンスの手間およびコストを抑えるとともに、作業性を向上させることのできるミスト飛散防止具およびミスト飛散防止具を用いた配管への閉塞プラグの設置方法を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のミスト飛散防止具は、配管の外周面を貫通して取り付けられた筒状のソケットと、前記ソケットに嵌め込まれる固定用プラグと、前記固定用プラグから配管の内周面よりも内方に向けて突出するよう設けられる棒状の支持部材と、前記支持部材に支持され、弾性を有したゴム系材料から形成され、前記ソケットの内径よりも大きな外径を有した傘状またはドーム状をなして、外周縁部が全周にわたって前記配管の内周面に密着して該内周面との間に空間を画成可能なカップ部材と、前記支持部材に設けられ、前記カップ部材と前記配管の内周面との間の前記空間で生じたミストを前記配管外部に排出するミスト排出部と、を備えていることを特徴とする。

このように、カップ部材がゴム系材料から形成されることによって、溶接に先立ってカップ部材を配管内に挿入してその外周縁部を配管の内周面に密着させるとき、および溶接後にカップ部材を配管外に抜き出すときに、カップ部材が弾性変形する。これにより、カップ部材がソケットを容易に通過することができ、作業が容易となる。
また、配管の内周面にスケール等の付着によって凹凸がある場合にも、これに追従してカップ部材を配管の内周面に密着させることができ、ミストの配管内への飛散の防止効果を向上できる。
さらに、カップ部材は、ゴム系弾性材料であるために、クロスのような頻繁な交換も不要であり、さらに、劣化や損傷を目視で容易に確認することができるため、その維持管理も容易となる。

また、ミスト排出部により、捕捉したミストの配管内への漏洩を抑制することができる。

さらに、前記配管内の流体を前記カップ部材の内方となる前記空間に導入する逆流防止弁をさらに備えていてもよい。

配管内の流体をカップ部材の内方の空間に導入することによって、流体によってカップ部材のミストが配管外に押し出され、ミストの排出効果を向上できる。

また、前記カップ部材は、中央部側に対して外周縁部側の肉厚が小さくなるよう形成されているのが好ましい。

これにより、ソケットを通してカップ部材を出し入れするときや、外周縁部を配管の内周面に密着させるときに、カップ部材の外周縁部がソケットや配管の内周面に倣って変形しやすくなり、作業がさらに容易となる。

また、本発明は、上記のミスト飛散防止具を用いた配管への閉塞プラグの設置方法であって、前記配管に形成した貫通孔に前記ソケットを装着する工程と、前記ソケットを通して前記ミスト飛散防止具のカップ部材を前記配管内に挿入し、前記カップ部材の外周縁部を前記配管の内周面に密着させる工程と、前記ソケットと前記配管を溶接するとともに、前記ミストを前記ミスト排出部により前記配管外部に排出する工程と、前記ソケットの溶接完了後、前記ソケットを通して前記カップ部材を前記配管外に抜き出す工程と、前記カップ部材を抜き出した後に、前記ソケットの開口を閉塞プラグによって閉塞する工程と、を備えることを特徴とする。

この方法によれば、閉塞プラグを設置する際、カップ部材がソケットを容易に通過することができ、作業が容易となる。また、カップ部材を配管の内周面に密着させることができ、ミストの配管内への飛散の防止効果を向上できる。さらに、維持管理も容易となる。

請求項１のミスト飛散防止具によれば、メンテナンスの手間およびコストを抑えるとともに、作業性を向上させることができる。

また、請求項２のミスト飛散防止具によれば、ミストの配管内への飛散の防止効果を向上できる。

さらに、請求項３のミスト飛散防止具によれば、ミストの配管内への飛散の防止効果をさらに向上できる。

また、請求項４のミスト飛散防止具によれば、さらなる作業性の向上が可能となる。

さらに、請求項５の閉塞プラグの設置方法によれば、メンテナンスの手間およびコストを抑えるとともに、作業性を向上させることができる。

本実施形態のミスト飛散防止具の構成を示す図であり、配管の中心軸方向に沿った断面図である。 カップ部材の形状の一例を示す図であって、（ａ）は配管の中心軸に沿った断面で見た場合、（ｂ）は中心軸に直交する断面で見た場合、（ｃ）は配管の中心軸側から見た場合を示す。 カップ部材の形状の好ましい例を示す図であって、（ａ）は配管の中心軸に沿った断面で見た場合、（ｂ）は中心軸に直交する断面で見た場合、（ｃ）は配管の中心軸側から見た場合を示す。 ミスト飛散防止具を用いた配管への閉塞プラグの設置方法の流れを説明するための図であり、（ａ）は配管にソケットを装着した状態の図、（ｂ）はミスト飛散防止具のカップ部材をソケットを通して配管内に挿入した状態の図、（ｃ）は固定用プラグをソケットに嵌め込んだ状態の図である。 ミスト飛散防止具を用いた配管への閉塞プラグの設置方法の流れを説明するための図であり、（ａ）は溶接中に発生したミストを排出している状態を示す図、（ｂ）は溶接が完了した状態を示す図である。 ミスト飛散防止具を用いた配管への閉塞プラグの設置方法の流れを説明するための図であり、（ａ）はカップ部材をソケットを通して配管外に抜き出す状態を示す図、（ｂ）はミスト飛散防止具を撤去した後にソケットを閉塞プラグで閉塞した状態を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明によるミスト飛散防止具およびミスト飛散防止具を用いた配管への閉塞プラグの設置方法を実施するための形態を説明する。しかし、本発明は本実施形態のみに限定されるものではない。
図１は、本実施形態のミスト飛散防止具の構成を示す図であり、配管１００の中心軸方向に沿った断面図である。
図１に示すように、ミスト飛散防止具１０は、鋼製の配管１００を貫通して取り付けられた円筒状のソケット１１０と、ソケット１１０に嵌め込まれる固定用プラグ２０と、固定用プラグ２０から配管１００の内周面１００ａよりも内方に向けて突出するよう設けられる棒状の支持部材８０と、支持部材８０の先端部に支持されて傘状をなしたカップ部材６０と、を備えている。

固定用プラグ２０は、例えば金属製で、外形略円柱状をなし、その外周面にネジ溝２１が形成されている。固定用プラグ２０の中央部には、その中心軸方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。また、固定用プラグ２０は、一端２０ａ側に、その外径が、ネジ溝２１が形成された他端２０ｂ側よりも小さく設定されたボス部２３が一体に形成されている。このボス部２３には、その外周面にネジ溝２４が形成されている。

この固定用プラグ２０が嵌め込まれるソケット１１０は、予め、配管１００に形成された貫通孔１０１に装着される。貫通孔１０１には、その内周面にネジ溝１０２が形成されている。ソケット１１０は、鋼製で、円筒状をなしており、その外周面と内周面には、それぞれネジ溝１１１，１１２が形成されている。このソケット１１０は、外周面のネジ溝１１１を貫通孔１０１のネジ溝１０２にねじ込むことによって、配管１００に取り付けられる。

上記固定用プラグ２０は、このようなソケット１１０の内周面のネジ溝１１２に、ネジ溝２１をねじ込むことによって装着される。ここで、固定用プラグ２０は、ボス部２３が配管１００の外方を向き、固定用プラグ２０よりも配管１００の外周側に突出するよう設けられる。

支持部材８０は、固定用プラグ２０を貫通して設けられるミスト排出管（ミスト排出部）３０と、ミスト排出管３０を固定用プラグ２０に固定する固定ネジ４０と、ミスト排出管３０の先端部に設けられて配管１００内に位置する逆流防止弁５０と、を備えている。

ミスト排出管３０は、鋼製あるいは樹脂製等であり、固定用プラグ２０の貫通孔２２に挿通されている。ミスト排出管３０の外径は貫通孔２２の内径よりも小さく、これによって、ミスト排出管３０は、貫通孔２２内でミスト排出管３０の中心軸方向に固定用プラグ２０に対して相対移動可能とされている。このミスト排出管３０は、固定用プラグ２０よりも十分に長く、固定用プラグ２０をソケット１１０に装着した状態で、一端３０ａが配管１００の内方に突出し、他端３０ｂが固定用プラグ２０から配管１００の外方に突出する長さを有している。

また、ミスト排出管３０は、筒状をなし、その一端３０ａ側には、内外を貫通する複数のスリットまたは孔３１が形成されている。ミスト排出管３０の一端３０ａは閉塞端とされ、この一端３０ａに逆流防止弁５０が一体に設けられている。

固定ネジ４０は、環状で、その中央部に、固定用プラグ２０から配管１００の外周側に突出したミスト排出管３０を貫通させる貫通孔４１が形成されている。また、固定ネジ４０の一面側には、断面円形の凹部４２が形成されている。凹部４２の内周面にはネジ溝４３が形成されており、このネジ溝４３をボス部２３のネジ溝２４にねじ込むことで、固定ネジ４０はボス部２３に締結される。ボス部２３の頂面と凹部４２の底面との間には、ミスト排出管３０の外周面に沿う、例えばゴム系材からなるＯリング４４が設けられる。

Ｏリング４４は、固定ネジ４０をボス部２３に締結すると、固定ネジ４０とボス部２３との間でミスト排出管３０の中心軸方向に押しつぶされ、これによって内周側に膨出するようになっている。すると、Ｏリング４４がミスト排出管３０の外周面に押し付けられて、ミスト排出管３０は、固定用プラグ２０に対してその中心軸方向の位置が固定されるようになっている。

逆流防止弁５０は、ミスト排出管３０側の基端部５０ａを閉塞端とした有底筒状で、先端部５０ｂには、開口部５１が形成されている。逆流防止弁５０の内周面は、基端部５０ａと先端部５０ｂとの間に、その内径が先端部５０ｂ側に向かって漸次縮小するテーパ部５２が形成されている。そして、逆流防止弁５０内には、テーパ部５２と基端部５０ａとの間に、テーパ部５２の最小径よりも大きな外径を有した球状の弁体５３が収容されている。この弁体５３がテーパ部５２に押し付けられることにより、開口部５１につながる流路５４が閉塞可能とされている。

また、逆流防止弁５０において、テーパ部５２と基端部５０ａとの間には、内外を貫通する貫通孔５５が複数形成されている。
これにより、逆流防止弁５０においては、開口部５１から配管１００内の流体（ガス）が流れ込んだ場合には、弁体５３が流体に押されることによって、テーパ部５２から離間するので、流体は逆流防止弁５０内を通り、貫通孔５５から流出する。一方、貫通孔５５から流体が流れ込んだ場合には、弁体５３がテーパ部５２に突き当たって開口部５１への流路５４を閉塞するため、流体が開口部５１側に逆流するのが阻止される。

この逆流防止弁５０には、テーパ部５２と先端部５０ｂとの間に、その外径が縮径する段部５６が形成されている。これによって、段部５６よりも先端部５０ｂ側は、段部５６よりも基端部５０ａ側よりも外径の小さな小径部５７とされ、この小径部５７の外周面にはネジ溝が形成されている。

カップ部材６０は、中央部６０ａに貫通孔６１ａが形成された円板部６１と、円板部６１の外周側に一体に形成され、円板部６１が位置する面の一方の側に傘状に延びるフード部６２とを備えて形成されている。このカップ部材６０は、柔軟性、弾性、可撓性を有し、配管１００の内周面に塗布された塗料に対する耐性を有した材料、例えばＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＲ（天然ゴム）等のゴム系弾性材料から形成されている。

円板部６１は、その両面にワッシャ７１，７２を沿わせた状態で、貫通孔６１ａに逆流防止弁５０の小径部５７を挿入させ、ナット７３を小径部５７のネジ溝にねじ込むことによって、ナット７３と段部５６との間に挟み込まれて保持される。これらワッシャ７１，７２およびナット７３により、カップ部材６０の中央部を逆流防止弁５０に支持させる固定部材７０が構成されている。

フード部６２は、円板部６１に連続する内周頂部６２ａから、ミスト排出管３０側の外周縁部６２ｂに向けて、その外径が漸次拡大するよう形成されている。このフード部６２は、外周縁部６２ｂの全周が、配管１００の内周面１００ａに密着して、内周面１００ａとの間に空間Ｓを画成可能な形状を有している。

このフード部６２は、配管１００に形成されたソケット１１０の内径よりも大きく、さらにソケット１１０と配管１００との溶接時における溶接熱影響部よりも大きな外径を有している。フード部６２は、配管１００内で、フード部６２の外周縁部６２ｂの全周が配管１００の内周面１００ａに密着する。また、このフード部６２は、柔軟性、弾性、可撓性を有しているため、このフード部６２を窄めるように弾性変形させることで、ソケット１１０を挿通させることができるようになっている。ここで、フード部６２は、ソケット１１０を挿通させる際に、容易に窄めることができるよう、例えばその外周縁部６２ｂの肉厚を、内周頂部６２ａの肉厚よりも小さくするのが好ましい。

ここで、カップ部材６０の好ましい形状の一例について説明する。図２は、カップ部材の形状の一例を示す図である。図３は、カップ部材の形状の、より好ましい例を示す図である。
図２（ａ）に示すように、配管１００をその中心軸Ｃ１に沿った断面で見た場合、配管１００の内周面１００ａは直線状であるのに対し、図２（ｂ）に示すように、配管１００をその中心軸Ｃ１に直交する断面で見た場合、配管１００の内周面１００ａは円弧状をなしている。
このため、円板部６１に対するフード部６２の開き角θを、貫通孔６１ａの中心軸Ｃ２周りの周方向で一定とした場合、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、配管１００の中心軸Ｃ１に沿った方向におけるフード部６２の外周縁部６２ｂの径Ｄ１が、配管１００の中心軸Ｃ１周りの周方向におけるフード部６２の外周縁部６２ｂの径Ｄ２よりも大きくなる。つまりこの場合、図２（ｃ）に示すように、フード部６２は、配管１００の断面中心側から見た場合、楕円形となる。これでは、フード部６２をすぼめてソケット１１０に挿通させにくくなることがある。
そこで、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、配管１００の中心軸Ｃ１に沿った方向におけるフード部６２の外周縁部６２ｂの径Ｄ３と、配管１００の中心軸Ｃ１周りの周方向におけるフード部６２の外周縁部６２ｂの径Ｄ４とが等しくなるよう、円板部６１に対するフード部６２の開き角θを、ミスト排出管３０および逆流防止弁５０の中心軸Ｃ２周りの周方向で増減させるのが好ましい。つまりこの場合、図３（ｃ）に示すように、フード部６２は、配管１００の断面中心側から見た場合、円形となる。

次に、上記したようなミスト飛散防止具１０を用いた配管１００への閉塞プラグ１２０の設置方法について説明する。
図４〜図６は、ミスト飛散防止具１０を用いた配管１００へのソケット１１０の設置方法の流れを説明するための図である。
まず、図４（ａ）に示すように、配管１００に貫通孔１０１を形成し、貫通孔１０１の内周面にネジ溝１０２を形成する。
次いで、その外周面および内周面にネジ溝１１１、１１２が予め形成されたソケット１１０を貫通孔１０１にねじ込む。

そして、図４（ｂ）に示すように、ミスト飛散防止具１０のカップ部材６０を、ソケット１１０を通して配管１００内に挿入する。このとき、カップ部材６０は、ゴム系弾性材料から形成されているため、ソケット１１０を通るときには窄まるようにして弾性変形し、貫通孔１０１を通過して配管１００内に入ったときに、自身の弾性により、フード部６２が元の傘状の形状に復元される。
このとき、ミスト排出管３０を、固定用プラグ２０に対して配管１００の内方に向けて突出させておくのが好ましい。また、固定ネジ４０は緩めておき、ミスト管排出管３０の位置をその中心軸方向に移動可能としておく。

次いで、図４（ｃ）に示すように、固定用プラグ２０をソケット１１０にねじ込む。
続いて、図１に示したように、ミスト排出管３０を配管１００の外方に引き出し、カップ部材６０のフード部６２の外周縁部６２ｂの全周を配管１００の内周面１００ａに押し当てて密着させる。この状態で、固定ネジ４０をねじ込むことによって、Ｏリング４４を内周側に膨出させ、ミスト排出管３０の中心軸方向の位置を固定用プラグ２０に対して固定する。

この状態で、図５（ａ）に示すように、ソケット１１０の外周部を配管１００の外周面１００ｂに溶接する。このとき、溶接部２００の溶接時の熱によって、配管１００の内周面１００ａに塗布された防錆材がミスト化するが、発生したミストは、カップ部材６０と配管１００の内周面１００ａとに囲まれた空間Ｓに収まり、配管１００内に飛散しないようになっている。
そして、カップ部材６０内のミストは、孔３１からミスト排出管３０内に入り込み、これによって、配管１００外に排出される。
このとき、配管１００内の流体の圧力が配管１００外の圧力（大気圧）よりも高い場合、配管１００内の流体が逆流防止弁５０を通してカップ部材６０内に流れ込む。これによって、図５（ｂ）に示すように、カップ部材６０内のミストがミスト排出管３０内に押し込まれ、配管１００外に排出される。

こののち、図６（ａ）に示すように、固定用プラグ２０をソケット１１０から取り外すとともに、カップ部材６０を、ソケット１１０を通して配管１００外に抜き出す。このとき、カップ部材６０は、弾性変形することによって容易に窄まり、ソケット１１０を通して容易に取り出すことができる。

しかる後、ソケット１１０を通して配管１００内で、例えばガスを遮断してその下流側で所要の作業を行った後、図６（ｂ）に示すように、ソケット１１０には、閉塞プラグ１２０をねじ込み、閉塞プラグ１２０をソケット１１０に溶接する。
このようにして、配管１００への閉塞プラグ１２０の設置が完了する。

上述したようにして、ミスト飛散防止具１０のカップ部材６０をゴム系弾性材料から形成することで、ソケット１１０を通して配管１００内に挿入設置したり、配管１００内から抜去したりという作業を容易かつ確実に行うことができる。さらに、配管１００の内周面１００ａにスケール等の付着によって凹凸がある場合にも、これに追従してカップ部材６０の外周縁部６２ｂを確実に配管１００の内周面１００ａに密着させることができ、ミストの配管１００内への飛散を確実に防止できる。

また、カップ部材６０は、ゴム系弾性材料であるために、クロスのように頻繁な交換は不要であり、また、劣化や損傷を目視で容易に確認することができるため、その維持管理も容易となる。

また、ミスト飛散防止具１０は、カップ部材６０内に連通するミスト排出管３０を備えているので、溶接時にカップ部材６０内に発生したミストを配管１００外に排出することが可能となる。よって、捕捉したミストが配管１００内へ漏洩してしまうことを抑制できる。

さらに、ミスト飛散防止具１０は、配管１００内に連通する逆流防止弁５０を備えている。これにより、配管１００内の流体の圧力が配管１００外の圧力よりも高ければ、配管１００内の流体が逆流防止弁５０を通してカップ部材６０内に流入し、これによって、カップ部材６０内のミストを配管１００外に確実に排出することが可能となる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、逆流防止弁５０やミスト排出管３０は、必須の構成とは限らず、これらを省略した構成とすることもできる。

また、ミスト排出管３０を筒状として、このミスト排出管３０を通してミストを排出するようにしたが、ミスト排出管３０は単なる中実の棒状とし、固定用プラグ２０に、ミストを排出するミスト排出孔を貫通形成するようにしてもよい。

さらに、固定ネジ４０に代えて、ミスト排出管３０の外周面に周方向に連続する溝を形成し、この溝にＣ字状のスナップリングを嵌め込むようにしてもよい。

また、フード部６２は、傘状に限らず、球面状のドーム形状としてもよい。

これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０ ミスト飛散防止具
２０ 固定用プラグ
３０ ミスト排出管（ミスト排出部）
４０ 固定ネジ
５０ 逆流防止弁
６０ カップ部材
６１ 円板部
６２ フード部
６２ａ 内周頂部
６２ｂ 外周縁部
７０ 固定部材
８０ 支持部材
１００ 配管
１００ａ 内周面
１０１ 貫通孔
１１０ ソケット
１２０ プラグ

Claims (4)

1. 配管の外周面を貫通して取り付けられた筒状のソケットと、
   前記ソケットに嵌め込まれる固定用プラグと、
   前記固定用プラグから配管の内周面よりも内方に向けて突出するよう設けられる棒状の支持部材と、
   前記支持部材に支持され、弾性を有したゴム系材料から形成され、前記ソケットの内径よりも大きな外径を有した傘状またはドーム状をなして、外周縁部が全周にわたって前記配管の内周面に密着して該内周面との間に空間を画成可能なカップ部材と、
   前記支持部材に設けられ、前記カップ部材と前記配管の内周面との間の前記空間で生じたミストを前記配管外部に排出するミスト排出部と、
   を備えていることを特徴とするミスト飛散防止具。
2. 前記配管内の流体を前記カップ部材の内方となる前記空間に導入する逆流防止弁をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のミスト飛散防止具。
3. 前記カップ部材は、中央部側に対して外周縁部側の肉厚が小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のミスト飛散防止具。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のミスト飛散防止具を用いた配管への閉塞プラグの設置方法であって、
   前記配管に形成した貫通孔に前記ソケットを装着する工程と、
   前記ソケットを通して前記カップ部材を前記配管内に挿入し、前記カップ部材の外周縁部を前記配管の内周面に密着させる工程と、
   前記ソケットと前記配管とを溶接するとともに、前記ミストを前記ミスト排出部により前記配管外部に排出する工程と、
   前記ソケットの溶接完了後、前記ソケットを通して前記カップ部材を前記配管外に抜き出す工程と、
   前記カップ部材を抜き出した後に、前記ソケットの開口を閉塞プラグによって閉塞する工程と、
   を備えることを特徴とする配管への閉塞プラグの設置方法。

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