JPH109462A - 釣り合い室を有する伸縮継手 - Google Patents
釣り合い室を有する伸縮継手Info
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- JPH109462A JPH109462A JP8188122A JP18812296A JPH109462A JP H109462 A JPH109462 A JP H109462A JP 8188122 A JP8188122 A JP 8188122A JP 18812296 A JP18812296 A JP 18812296A JP H109462 A JPH109462 A JP H109462A
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- rubber
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
- F16L27/12—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement
- F16L27/127—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement with means for locking the longitudinal adjustment or movement in the final mounted position
- F16L27/1275—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement with means for locking the longitudinal adjustment or movement in the final mounted position by means of at least an external threaded bolt
- F16L27/12751—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement with means for locking the longitudinal adjustment or movement in the final mounted position by means of at least an external threaded bolt the threaded bolt extending longitudinally
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Joints Allowing Movement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体の漏洩がなく、流体圧の作用による配管
軸方向の推力が生じない配管伸縮継手を提供する。 【解決手段】 軸線方向に相対向して離隔間隔を可変に
配置する外面が多段になった第１筒状体と第１筒状体を
包囲するように配置するゴム膜外径端固定体が環状体を
介して一端に固定された第２筒状体とが、開口部の内径
側の端を第１筒状体に固定し、外径側の端をゴム膜外径
端固定体に固定した断面Ｕ字形の環形状の繊維で補強さ
れた第１ゴム膜、第２ゴム膜及び第３ゴム膜の３つのゴ
ム膜で連結され、第１ゴム膜と第３ゴム膜で筒状体の内
部に連通する釣り合い室を形成する構成にするととも
に、第１筒状体の内径をＤ0 とし、ゴム膜の有効受圧直
径を、第１ゴム膜がＤ1 、第２ゴム膜がＤ2 、第３ゴム
膜がＤ3 としたとき、 Ｄ2 2 ＝Ｄ1 2 −Ｄ3 2 ＋Ｄ0 2 の関係式が作動時満たされる釣り合い室を有する伸縮継
手。
軸方向の推力が生じない配管伸縮継手を提供する。 【解決手段】 軸線方向に相対向して離隔間隔を可変に
配置する外面が多段になった第１筒状体と第１筒状体を
包囲するように配置するゴム膜外径端固定体が環状体を
介して一端に固定された第２筒状体とが、開口部の内径
側の端を第１筒状体に固定し、外径側の端をゴム膜外径
端固定体に固定した断面Ｕ字形の環形状の繊維で補強さ
れた第１ゴム膜、第２ゴム膜及び第３ゴム膜の３つのゴ
ム膜で連結され、第１ゴム膜と第３ゴム膜で筒状体の内
部に連通する釣り合い室を形成する構成にするととも
に、第１筒状体の内径をＤ0 とし、ゴム膜の有効受圧直
径を、第１ゴム膜がＤ1 、第２ゴム膜がＤ2 、第３ゴム
膜がＤ3 としたとき、 Ｄ2 2 ＝Ｄ1 2 −Ｄ3 2 ＋Ｄ0 2 の関係式が作動時満たされる釣り合い室を有する伸縮継
手。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱膨張あるいは収
縮等による配管の長さ変化に追随して伸縮し、管路の熱
膨張等を吸収する配管継手に関する。
縮等による配管の長さ変化に追随して伸縮し、管路の熱
膨張等を吸収する配管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】配管に使用した管が環境温度あるいは内
部を流れる流体温度の変化に伴って、熱膨張あるいは熱
収縮し、管の長さが変化する。多数の管を接続した管路
は、個々の管の僅かな長さの変化が累積されて大きく長
さが変化し、長さ変化に伴って管に軸方向の応力が発生
し、管が破損することがある。破損を防止するため、管
の長さの変化に追随して伸縮し、管の長さ変化を吸収す
ることができる継手が用いられており、図３〜５に示す
構造のものが知られている。図３に示す継手は、管を湾
曲させたもので、温度変化に従って湾曲の程度を変化さ
せることにより継手の長さｌが変化するようにしたもの
である。この構造の継手は伸縮による摺動部がなく、流
体圧の影響を受けにくい点では優れているが、設置に大
きなスペースを必要とする難点がある。図４に示す継手
は、端が相互に対向する２つの配管の一方の端に接続す
る外筒１７に、配管の他方の端に接続する内筒２が遊挿
され、外筒１７の内面に備えられた内筒２と外筒１７の
間隙を気密にするパッキングＰに接触しながら内筒２の
軸方向の摺動が可能にされた構造のものである。この構
造の継手は、管路の長さ変化に追随して内筒２が軸方向
に相対変位して内筒２と外筒１３の間隔ｓが変化し、そ
れによって伸縮するようにしたものである。この構造の
継手は、流体圧による反力が小さく、しかも伸縮によっ
て反力が変化しない点では優れているが、内筒とパッキ
ングの間の摺動抵抗が大きく、摺動によるパッキングの
劣化が生じて流体が漏洩しやすいので、パッキングの増
し締め、取換え等の保守を頻繁にする必要がある等の難
点がある。図５に示す継手は、ベローズＢを備え、ベロ
ーズの形状変化によって伸縮させるものである。この構
造の継手は、摺動箇所がなく、コンパクトで使いやすい
が、ベローズの形状変化に伴って有効受圧面積が変化
し、流体圧によってベローズに発生する管を軸方向に移
動させる推力が無視できない程度に大きくなり、強度が
小さい管の配管に使用した場合、管路が破損することが
ある。一般的に塩化ビニール等の合成樹脂は強度が小さ
いので、これらで製造した管の配管に用いるときは、特
に強度に対しての配慮を必要とする問題点を残してい
る。継手の伸縮によってベローズの形状変化を説明する
図６に従って、上記の推力の変化を説明する。（Ａ）は
ベローズの有効受圧直径ｄ0 が管の内径ｄと同径である
中立状態を示す。この状態のとき、流体圧ｐによってベ
ローズが及ぼす推力は、π・ｐ（ｄ0 2−ｄ2)／４で示さ
れ、ｄ0 ＝ｄであるのでベローズに作用する推力は０で
ある。（Ｂ）は、管路が収縮して、ベローズが伸び、継
手の長さｓ1 が中立状態ｓ0 より長くなって有効受圧直
径ｄ1 が管の内径ｄより小さくなった状態を示す。ｄ1
＜ｄであるので、ベローズが及ぼす推力は、π・ｐ（ｄ
1 2−ｄ2)／４＜０となり、管路を引き戻す方向の推力が
継手に発生する。（Ｃ）は、管路が膨脹して、ベローズ
が縮んで膨径し、有効受圧直径ｄ2 が管の内径ｄより大
きくなり、継手の長さｓ2 が中立状態ｓ0 より短くなっ
た状態を示す。ベローズが及ぼす推力は、π・ｐ（ｄ2 2
−ｄ2)／４＞０となり、配管ラインを押し戻す方向の推
力が作用する。ベローズが及ぼす推力によって生じた推
力の変化が配管に使用した管を破壊するのに要する力よ
り大きい場合、推力の変化によって管路が破損すること
がある。
部を流れる流体温度の変化に伴って、熱膨張あるいは熱
収縮し、管の長さが変化する。多数の管を接続した管路
は、個々の管の僅かな長さの変化が累積されて大きく長
さが変化し、長さ変化に伴って管に軸方向の応力が発生
し、管が破損することがある。破損を防止するため、管
の長さの変化に追随して伸縮し、管の長さ変化を吸収す
ることができる継手が用いられており、図３〜５に示す
構造のものが知られている。図３に示す継手は、管を湾
曲させたもので、温度変化に従って湾曲の程度を変化さ
せることにより継手の長さｌが変化するようにしたもの
である。この構造の継手は伸縮による摺動部がなく、流
体圧の影響を受けにくい点では優れているが、設置に大
きなスペースを必要とする難点がある。図４に示す継手
は、端が相互に対向する２つの配管の一方の端に接続す
る外筒１７に、配管の他方の端に接続する内筒２が遊挿
され、外筒１７の内面に備えられた内筒２と外筒１７の
間隙を気密にするパッキングＰに接触しながら内筒２の
軸方向の摺動が可能にされた構造のものである。この構
造の継手は、管路の長さ変化に追随して内筒２が軸方向
に相対変位して内筒２と外筒１３の間隔ｓが変化し、そ
れによって伸縮するようにしたものである。この構造の
継手は、流体圧による反力が小さく、しかも伸縮によっ
て反力が変化しない点では優れているが、内筒とパッキ
ングの間の摺動抵抗が大きく、摺動によるパッキングの
劣化が生じて流体が漏洩しやすいので、パッキングの増
し締め、取換え等の保守を頻繁にする必要がある等の難
点がある。図５に示す継手は、ベローズＢを備え、ベロ
ーズの形状変化によって伸縮させるものである。この構
造の継手は、摺動箇所がなく、コンパクトで使いやすい
が、ベローズの形状変化に伴って有効受圧面積が変化
し、流体圧によってベローズに発生する管を軸方向に移
動させる推力が無視できない程度に大きくなり、強度が
小さい管の配管に使用した場合、管路が破損することが
ある。一般的に塩化ビニール等の合成樹脂は強度が小さ
いので、これらで製造した管の配管に用いるときは、特
に強度に対しての配慮を必要とする問題点を残してい
る。継手の伸縮によってベローズの形状変化を説明する
図６に従って、上記の推力の変化を説明する。（Ａ）は
ベローズの有効受圧直径ｄ0 が管の内径ｄと同径である
中立状態を示す。この状態のとき、流体圧ｐによってベ
ローズが及ぼす推力は、π・ｐ（ｄ0 2−ｄ2)／４で示さ
れ、ｄ0 ＝ｄであるのでベローズに作用する推力は０で
ある。（Ｂ）は、管路が収縮して、ベローズが伸び、継
手の長さｓ1 が中立状態ｓ0 より長くなって有効受圧直
径ｄ1 が管の内径ｄより小さくなった状態を示す。ｄ1
＜ｄであるので、ベローズが及ぼす推力は、π・ｐ（ｄ
1 2−ｄ2)／４＜０となり、管路を引き戻す方向の推力が
継手に発生する。（Ｃ）は、管路が膨脹して、ベローズ
が縮んで膨径し、有効受圧直径ｄ2 が管の内径ｄより大
きくなり、継手の長さｓ2 が中立状態ｓ0 より短くなっ
た状態を示す。ベローズが及ぼす推力は、π・ｐ（ｄ2 2
−ｄ2)／４＞０となり、配管ラインを押し戻す方向の推
力が作用する。ベローズが及ぼす推力によって生じた推
力の変化が配管に使用した管を破壊するのに要する力よ
り大きい場合、推力の変化によって管路が破損すること
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の継手は設置に大きなスペースを必要としたり、流体の
漏洩を防止するために頻繁に保守する必要があったり、
合成樹脂製の配管に使用した場合、管路を破損しやすい
等の難点があるので、設置に大きなスペースを必要とせ
ず、流体圧によって推力が発生せず、頻繁に保守をする
必要がない信頼性の高い伸縮継手が要請されている。
の継手は設置に大きなスペースを必要としたり、流体の
漏洩を防止するために頻繁に保守する必要があったり、
合成樹脂製の配管に使用した場合、管路を破損しやすい
等の難点があるので、設置に大きなスペースを必要とせ
ず、流体圧によって推力が発生せず、頻繁に保守をする
必要がない信頼性の高い伸縮継手が要請されている。
【０００４】上記に鑑み、本発明は、設置に大きなスペ
ースを必要とせず、合成樹脂製の配管に支障なく使用で
き、信頼性が高く、容易に管路の熱膨張または熱収縮を
吸収する伸縮継手を提供することを目的にしてなされた
ものである。
ースを必要とせず、合成樹脂製の配管に支障なく使用で
き、信頼性が高く、容易に管路の熱膨張または熱収縮を
吸収する伸縮継手を提供することを目的にしてなされた
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者は、前記の図５に
示したベローズを用いた伸縮継手が持つ流体の漏洩がな
く、頻繁な保守を必要としない等の長所を保持して、流
体圧がベローズに作用しても、それの反力の変化が生じ
ない構造の研究を行い、繊維で補強した複数のゴム膜を
用い、個々のゴム膜に生じた反力の変化が相互に相殺さ
れるようにすれば、全体として反力が生じないことを見
い出して本発明をなしたのである。
示したベローズを用いた伸縮継手が持つ流体の漏洩がな
く、頻繁な保守を必要としない等の長所を保持して、流
体圧がベローズに作用しても、それの反力の変化が生じ
ない構造の研究を行い、繊維で補強した複数のゴム膜を
用い、個々のゴム膜に生じた反力の変化が相互に相殺さ
れるようにすれば、全体として反力が生じないことを見
い出して本発明をなしたのである。
【０００６】すなわち本発明は、一対の端部を互いに隔
てて対向する同一軸線上に配設した２本の配管を伸縮可
能に接続する伸縮継手において、外面が中径部、大径
部、小径部の順に多段になった第１筒状体と第２筒状体
が軸線方向に相対向して離隔間隔を可変に配置した内筒
と、第１筒状体を包囲して一端が環状体を介して第２筒
状体に固定されたゴム膜外径端固定体とで継手本体が形
成され、断面Ｕ字形の環形状になるようにし、内径側の
側壁が筒状体外面に沿いながら第１筒状体と第２筒状体
の離隔間隔の変化に追従して奥部での捲れ上がり、また
は捲れ下がりが可能に開口部の内径側の端を第１筒状体
に固定し、外径側の端をゴム膜外径端固定体に固定した
繊維で補強された３つのゴム膜を備え、３つのゴム膜の
内の第１ゴム膜は開口部の内径側の端を大径部の端に気
密固定し、外径側の端をゴム膜外径端固定体の一方の端
に気密固定し、第２ゴム膜は開口部の内径側の端を中径
部の端に気密固定し、外径側の端をゴム膜外径端固定体
の他方の端に気密固定し、第３ゴム膜は開口部の内径側
の端を小径部端に気密固定し、外径側の端をゴム膜外径
端固定体の一方の端に気密固定し、第１ゴム膜と第３ゴ
ム膜で筒状体内部に連通する釣り合い室を形成する構成
にするとともに、流体圧を受圧して定まる第１ゴム膜、
第２ゴム膜及び第３ゴム膜の有効受圧直径をそれぞれＤ
1 、Ｄ2 、Ｄ3とし、第１筒状体の内径をＤ0 とすると
き、筒状体の外径及びゴム膜の径が下記の関係式を満た
すように構成した釣り合い室を有する伸縮継手である。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2
てて対向する同一軸線上に配設した２本の配管を伸縮可
能に接続する伸縮継手において、外面が中径部、大径
部、小径部の順に多段になった第１筒状体と第２筒状体
が軸線方向に相対向して離隔間隔を可変に配置した内筒
と、第１筒状体を包囲して一端が環状体を介して第２筒
状体に固定されたゴム膜外径端固定体とで継手本体が形
成され、断面Ｕ字形の環形状になるようにし、内径側の
側壁が筒状体外面に沿いながら第１筒状体と第２筒状体
の離隔間隔の変化に追従して奥部での捲れ上がり、また
は捲れ下がりが可能に開口部の内径側の端を第１筒状体
に固定し、外径側の端をゴム膜外径端固定体に固定した
繊維で補強された３つのゴム膜を備え、３つのゴム膜の
内の第１ゴム膜は開口部の内径側の端を大径部の端に気
密固定し、外径側の端をゴム膜外径端固定体の一方の端
に気密固定し、第２ゴム膜は開口部の内径側の端を中径
部の端に気密固定し、外径側の端をゴム膜外径端固定体
の他方の端に気密固定し、第３ゴム膜は開口部の内径側
の端を小径部端に気密固定し、外径側の端をゴム膜外径
端固定体の一方の端に気密固定し、第１ゴム膜と第３ゴ
ム膜で筒状体内部に連通する釣り合い室を形成する構成
にするとともに、流体圧を受圧して定まる第１ゴム膜、
第２ゴム膜及び第３ゴム膜の有効受圧直径をそれぞれＤ
1 、Ｄ2 、Ｄ3とし、第１筒状体の内径をＤ0 とすると
き、筒状体の外径及びゴム膜の径が下記の関係式を満た
すように構成した釣り合い室を有する伸縮継手である。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2
【０００７】上記のゴム膜の開口部の外径側の端を固定
するゴム膜外径端固定体の構造は、ゴム膜が上記の有効
受圧直径の関係式を満足して固定されるものであれば特
に限定されないが、内面が内径の異なる多段になった円
筒状体の両端に環状体を連接し、一方の環状体を内筒に
固定した構造のもの、或るいは離隔して並列する２つの
環状体を、それらの間に架設した複数のタイロッドで結
合した構造のものが好適である。
するゴム膜外径端固定体の構造は、ゴム膜が上記の有効
受圧直径の関係式を満足して固定されるものであれば特
に限定されないが、内面が内径の異なる多段になった円
筒状体の両端に環状体を連接し、一方の環状体を内筒に
固定した構造のもの、或るいは離隔して並列する２つの
環状体を、それらの間に架設した複数のタイロッドで結
合した構造のものが好適である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下説明の便宜上、図面に従っ
て、軸線上に配置する第１筒状体と第２筒状体に対し、
継手を構成する各部分の第２筒状体に近い側を左と言
う。ゴム膜の内径側の側壁が接触する第１筒状体の外面
は、径が異なる３つのゴム膜のそれぞれの内径を規定す
るため、左側から外径が異なる中径部、大径部、小径部
の順に多段面を形成する。ゴム膜の開口部の外径側の端
を固定するゴム膜外径端固定体は、離隔して並列配置す
る第１環状体と第２筒状体に固定されている第２環状体
を、それらの間に筒状体またはタイロッド等を架設して
結合した構造を有する。第１ゴム膜は、開口部を右にし
て、内径側の端が第１筒状体の大径部の右端に気密固定
され、外径側の端がゴム膜外径端固定体の右方に設けら
れた第１環状体の径方向外寄りに固定される。第２ゴム
膜は、開口部を左にして、内径側の端が中径部の左端に
気密固定され、外径側の端がゴム膜外径端固定体の左端
に設けられた第２環状体に気密固定される。第３ゴム膜
は、開口部を左にして、内径側の端が小径部の左端に気
密固定され、外径側の端が第１環状体の径方向内寄りに
気密固定される。開口部が右にある第１ゴム膜と開口部
が左にある第３ゴム膜で釣り合い室を形成し、釣り合い
室は第１筒状体を貫通して設けられた通路によって筒状
体内部と連通する。このように構成することにより、第
１筒状体と第２筒状体は、第２筒状体に固定したゴム膜
外径端固定体を介してゴム膜で連結されているので、配
管路の収縮または膨脹によって内筒に張力または圧縮力
が作用したとき、引っ張りまたは圧縮に応じて第１筒状
体と第２筒状体を連結するゴム膜が側壁を第１筒状体の
外面に接触させながらＵ字形の底部分を捲れ上げたり、
捲れ下げたりして変形させ、それによって両筒状体間の
距離が変り、機械的な抵抗を殆ど受けることなく容易に
内筒は伸縮することができる。
て、軸線上に配置する第１筒状体と第２筒状体に対し、
継手を構成する各部分の第２筒状体に近い側を左と言
う。ゴム膜の内径側の側壁が接触する第１筒状体の外面
は、径が異なる３つのゴム膜のそれぞれの内径を規定す
るため、左側から外径が異なる中径部、大径部、小径部
の順に多段面を形成する。ゴム膜の開口部の外径側の端
を固定するゴム膜外径端固定体は、離隔して並列配置す
る第１環状体と第２筒状体に固定されている第２環状体
を、それらの間に筒状体またはタイロッド等を架設して
結合した構造を有する。第１ゴム膜は、開口部を右にし
て、内径側の端が第１筒状体の大径部の右端に気密固定
され、外径側の端がゴム膜外径端固定体の右方に設けら
れた第１環状体の径方向外寄りに固定される。第２ゴム
膜は、開口部を左にして、内径側の端が中径部の左端に
気密固定され、外径側の端がゴム膜外径端固定体の左端
に設けられた第２環状体に気密固定される。第３ゴム膜
は、開口部を左にして、内径側の端が小径部の左端に気
密固定され、外径側の端が第１環状体の径方向内寄りに
気密固定される。開口部が右にある第１ゴム膜と開口部
が左にある第３ゴム膜で釣り合い室を形成し、釣り合い
室は第１筒状体を貫通して設けられた通路によって筒状
体内部と連通する。このように構成することにより、第
１筒状体と第２筒状体は、第２筒状体に固定したゴム膜
外径端固定体を介してゴム膜で連結されているので、配
管路の収縮または膨脹によって内筒に張力または圧縮力
が作用したとき、引っ張りまたは圧縮に応じて第１筒状
体と第２筒状体を連結するゴム膜が側壁を第１筒状体の
外面に接触させながらＵ字形の底部分を捲れ上げたり、
捲れ下げたりして変形させ、それによって両筒状体間の
距離が変り、機械的な抵抗を殆ど受けることなく容易に
内筒は伸縮することができる。
【０００９】開口部を反対向きにして外径側の端が第１
環状体に固定された第１ゴム膜と第３ゴム膜で形成する
空間は、通路を介して第１筒状体の内部に連通し、流体
圧がゴム膜内部に作用する構造になっている。流体の圧
力ｐによってゴム膜に応力が発生し、この応力によって
筒状体に推力が発生する。この推力を発生させる応力
は、ゴム膜の有効受圧面積と筒状体の内部空間の断面積
の差と流体の圧力の積で求められるゴム膜に作用する全
圧力に等しい。第１ゴム膜、第２ゴム膜、第３ゴム膜そ
れぞれの有効受圧直径をＤ1 、Ｄ2 、Ｄ3 とし、第１筒
状体の内径をＤ0としたとき、ゴム膜に作用する全圧力
は、 第１ゴム膜が、πｐ（Ｄ1 2−Ｄ0 2）／４ 第３ゴム膜が、πｐ（Ｄ3 2−Ｄ0 2）／４ となる。第１ゴム膜と第３ゴム膜は取り付け方向が反対
になっているので、第１環状体に発生する推力は、左向
きの πｐ（Ｄ1 2−Ｄ0 2）／４−πｐ（Ｄ3 2−Ｄ0 2）／４ となる。一方、第２環状体に作用する第２ゴム膜の推力
は右向きの、 πｐ（Ｄ2 2−Ｄ0 2）／４ となる。作用方向が反対向きになっている第１環状体と
第２環状体の推力が釣り合って相殺される条件は、 πｐ（Ｄ2 2−Ｄ0 2）／４ ＝πｐ（Ｄ1 2−Ｄ0 2）／４−πｐ（Ｄ3 2−Ｄ0 2）／４ （１） である。（１）式の両辺を簡素化すれば、次の（２）式
になる。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2 （２） 言い換えれば、（２）式の関係を保って作動すれば、継
手全体として、推力変化が生じないことになる。尚、閉
回路の配管である限り、πＤ0 2ｐ／４の推力が常に発生
し、これを０にすることはできない。
環状体に固定された第１ゴム膜と第３ゴム膜で形成する
空間は、通路を介して第１筒状体の内部に連通し、流体
圧がゴム膜内部に作用する構造になっている。流体の圧
力ｐによってゴム膜に応力が発生し、この応力によって
筒状体に推力が発生する。この推力を発生させる応力
は、ゴム膜の有効受圧面積と筒状体の内部空間の断面積
の差と流体の圧力の積で求められるゴム膜に作用する全
圧力に等しい。第１ゴム膜、第２ゴム膜、第３ゴム膜そ
れぞれの有効受圧直径をＤ1 、Ｄ2 、Ｄ3 とし、第１筒
状体の内径をＤ0としたとき、ゴム膜に作用する全圧力
は、 第１ゴム膜が、πｐ（Ｄ1 2−Ｄ0 2）／４ 第３ゴム膜が、πｐ（Ｄ3 2−Ｄ0 2）／４ となる。第１ゴム膜と第３ゴム膜は取り付け方向が反対
になっているので、第１環状体に発生する推力は、左向
きの πｐ（Ｄ1 2−Ｄ0 2）／４−πｐ（Ｄ3 2−Ｄ0 2）／４ となる。一方、第２環状体に作用する第２ゴム膜の推力
は右向きの、 πｐ（Ｄ2 2−Ｄ0 2）／４ となる。作用方向が反対向きになっている第１環状体と
第２環状体の推力が釣り合って相殺される条件は、 πｐ（Ｄ2 2−Ｄ0 2）／４ ＝πｐ（Ｄ1 2−Ｄ0 2）／４−πｐ（Ｄ3 2−Ｄ0 2）／４ （１） である。（１）式の両辺を簡素化すれば、次の（２）式
になる。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2 （２） 言い換えれば、（２）式の関係を保って作動すれば、継
手全体として、推力変化が生じないことになる。尚、閉
回路の配管である限り、πＤ0 2ｐ／４の推力が常に発生
し、これを０にすることはできない。
【００１０】本発明の伸縮継手の本体は金属または合成
樹脂或るいは金属と合成樹脂の併用で形成される。配管
に本発明の伸縮継手を接続する方法は限定されず、接続
される管路の管の個々の接続方法に準じて行われ、内筒
の配管に接続される側の端にフランジを立設して、配管
側のフランジとボルト締めする方法、内筒にネジを螺刻
し、ニップルを介して接続する方法、溶接する方法等が
挙げられる。
樹脂或るいは金属と合成樹脂の併用で形成される。配管
に本発明の伸縮継手を接続する方法は限定されず、接続
される管路の管の個々の接続方法に準じて行われ、内筒
の配管に接続される側の端にフランジを立設して、配管
側のフランジとボルト締めする方法、内筒にネジを螺刻
し、ニップルを介して接続する方法、溶接する方法等が
挙げられる。
【００１１】
実施例１ 本発明を、ゴム膜の開口部の外径側の端を固定するゴム
膜外径端固定体が円筒体である継手を例にして、断面を
表す図１を参照しながら説明する。継手本体１は、軸線
上を相対移動可能に対向して配置した第１筒状体３と第
２筒状体４でなる内筒２と、外筒１７の端に第１環状体
１８と第２環状体１９を連接してなるゴム膜外径端固定
体５で形成され、内筒２とゴム膜外径端固定体５の間
に、断面Ｕ字形の環形状を有し、コードで補強された第
１ゴム膜１０、第２ゴム膜１１及び第３ゴム膜１２の３
つのゴム膜が開口部の内径側の端を内筒２に固定し、外
径側の端を外筒１７に固定して配置する。
膜外径端固定体が円筒体である継手を例にして、断面を
表す図１を参照しながら説明する。継手本体１は、軸線
上を相対移動可能に対向して配置した第１筒状体３と第
２筒状体４でなる内筒２と、外筒１７の端に第１環状体
１８と第２環状体１９を連接してなるゴム膜外径端固定
体５で形成され、内筒２とゴム膜外径端固定体５の間
に、断面Ｕ字形の環形状を有し、コードで補強された第
１ゴム膜１０、第２ゴム膜１１及び第３ゴム膜１２の３
つのゴム膜が開口部の内径側の端を内筒２に固定し、外
径側の端を外筒１７に固定して配置する。
【００１２】第１筒状体３は、外面が外径を異にする多
段面になっていて、第２筒状体に対向する側、すなわち
左から中径部７、大径部６、小径部８の順に続く３つの
部分を有する。外筒１７は、第１筒状体の小径部８を間
隔を設けて遊挿するように配置した第１環状体１８の第
２環状体１９に向く側に大口径筒２０を連接し、反対側
に小口径筒２２を連接した筒状体と、第２筒状体４の右
端に設けられた鍔部９に固定された第２環状体１９に連
接された中口径筒２１とを、それぞれの対向する側の端
に立設したフランジ２３、２４が気密にすることなく着
脱可能にボルト締めされて継合することによって形成さ
れる。
段面になっていて、第２筒状体に対向する側、すなわち
左から中径部７、大径部６、小径部８の順に続く３つの
部分を有する。外筒１７は、第１筒状体の小径部８を間
隔を設けて遊挿するように配置した第１環状体１８の第
２環状体１９に向く側に大口径筒２０を連接し、反対側
に小口径筒２２を連接した筒状体と、第２筒状体４の右
端に設けられた鍔部９に固定された第２環状体１９に連
接された中口径筒２１とを、それぞれの対向する側の端
に立設したフランジ２３、２４が気密にすることなく着
脱可能にボルト締めされて継合することによって形成さ
れる。
【００１３】断面Ｕ字形の環形状を有する３つのゴム膜
は、いずれも多数のコードを環の軸線方向に対し傾けて
配列し、表裏両面にゴム引きしたプライの２枚をコード
の傾斜方向が相互に反対向きになるように重合し、端を
径が異なる１対のビードリング１３、１３′に捲着して
開口部を形成し、さらに両面にゴムシートを被覆してな
り、内径側の側壁が第１筒状体４の外面に沿い、外径側
の側壁が外筒１３の内面に沿い、第１筒状体３と第２筒
状体４が相対移動して間隔ｓが変動するのに追随してＵ
字形の底に位置する側壁が捲れ上がったり、捲れ下がっ
たりするローリングシール方式のゴム膜である。３つの
ゴム膜の内の、開口部を右にした第１ゴム膜１０は、内
径側の開口端を第１筒状体３の大径部６右端に固定具１
６で挟持して気密固定し、側壁を大径部６の外面に沿わ
し、外径側の開口端を第１環状体１８に固定具１６で挟
持して気密固定し、側壁を大口径円筒２０の内面に沿わ
して配置される。開口部を左にした第２ゴム膜１１は、
内径側の開口端を第１筒状体３の中径部７左端に固定具
１６で挟持して気密固定し、側壁を中径部７の外面に沿
わし、外径側の開口端を第２環状体１９に鍔部９で挟持
して気密固定し、側壁を中口径円筒２１の内面に沿わし
て配置される。開口部を左にした第３ゴム膜１２は、内
径側の開口端を第１筒状体３の小径部８左端に固定具１
６で挟持して気密固定し、側壁を小径部８の外面に沿わ
し、外径側の開口端を第１環状体１８に固定具１６で挟
持して気密固定し、側壁を小口径円筒２２の内面に沿わ
して配置される。第１ゴム膜１０、第３ゴム膜１２、大
径部６の端面及び第１環状体１８とで画成される空間
は、通路１５を介して第１筒状体３の内部に連通して釣
り合い室１４を形成する。第１ゴム膜１０と第２ゴム膜
１１に挟まれた空間は、フランジ２３と２４の隙間を介
して大気圧に通じる。
は、いずれも多数のコードを環の軸線方向に対し傾けて
配列し、表裏両面にゴム引きしたプライの２枚をコード
の傾斜方向が相互に反対向きになるように重合し、端を
径が異なる１対のビードリング１３、１３′に捲着して
開口部を形成し、さらに両面にゴムシートを被覆してな
り、内径側の側壁が第１筒状体４の外面に沿い、外径側
の側壁が外筒１３の内面に沿い、第１筒状体３と第２筒
状体４が相対移動して間隔ｓが変動するのに追随してＵ
字形の底に位置する側壁が捲れ上がったり、捲れ下がっ
たりするローリングシール方式のゴム膜である。３つの
ゴム膜の内の、開口部を右にした第１ゴム膜１０は、内
径側の開口端を第１筒状体３の大径部６右端に固定具１
６で挟持して気密固定し、側壁を大径部６の外面に沿わ
し、外径側の開口端を第１環状体１８に固定具１６で挟
持して気密固定し、側壁を大口径円筒２０の内面に沿わ
して配置される。開口部を左にした第２ゴム膜１１は、
内径側の開口端を第１筒状体３の中径部７左端に固定具
１６で挟持して気密固定し、側壁を中径部７の外面に沿
わし、外径側の開口端を第２環状体１９に鍔部９で挟持
して気密固定し、側壁を中口径円筒２１の内面に沿わし
て配置される。開口部を左にした第３ゴム膜１２は、内
径側の開口端を第１筒状体３の小径部８左端に固定具１
６で挟持して気密固定し、側壁を小径部８の外面に沿わ
し、外径側の開口端を第１環状体１８に固定具１６で挟
持して気密固定し、側壁を小口径円筒２２の内面に沿わ
して配置される。第１ゴム膜１０、第３ゴム膜１２、大
径部６の端面及び第１環状体１８とで画成される空間
は、通路１５を介して第１筒状体３の内部に連通して釣
り合い室１４を形成する。第１ゴム膜１０と第２ゴム膜
１１に挟まれた空間は、フランジ２３と２４の隙間を介
して大気圧に通じる。
【００１４】継手の作動時、流体圧ｐがゴム膜の受圧面
に均等に作用するものとして、第１筒状体の内径を
Ｄ0 、第１ゴム膜１０の有効受圧直径をＤ1 、第２ゴム
膜１１の有効受圧直径をＤ2 、第３ゴム膜１２の有効受
圧直径をＤ3 としたとき、下記の関係式が保たれるよう
に上記の内筒の各部の外径、外筒の各部の内径及びゴム
膜の径を設定する。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2
に均等に作用するものとして、第１筒状体の内径を
Ｄ0 、第１ゴム膜１０の有効受圧直径をＤ1 、第２ゴム
膜１１の有効受圧直径をＤ2 、第３ゴム膜１２の有効受
圧直径をＤ3 としたとき、下記の関係式が保たれるよう
に上記の内筒の各部の外径、外筒の各部の内径及びゴム
膜の径を設定する。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2
【００１５】実施例２ 実施例２は、ゴム膜の開口部の外径側の端を固定するゴ
ム膜外径端固定体が離隔して並列した環状体を複数のタ
イロッドを介して結合してなる構造の伸縮継手の例であ
る。本発明の伸縮継手の他の実施例の縦断面の上半分を
表す図２を参照しながら、実施例２を説明する。継手本
体１は、軸線上を相対移動可能に対向して配置した第１
筒状体３と第２筒状体４でなる内筒２と、離隔して並列
する第１環状体１８と第２環状体１９を複数のタイロッ
ド２５で連結固定してなるゴム膜外径端固定体５で形成
され、内筒２とゴム膜外径端固定体５の間に、断面Ｕ字
形の環形状を有し、コードで補強された第１ゴム膜１
０、第２ゴム膜１１及び第３ゴム膜１２の３つのゴム膜
が開口部の内径側の端を内筒２に固定し、外径側の端を
外筒１７に固定して配置する。
ム膜外径端固定体が離隔して並列した環状体を複数のタ
イロッドを介して結合してなる構造の伸縮継手の例であ
る。本発明の伸縮継手の他の実施例の縦断面の上半分を
表す図２を参照しながら、実施例２を説明する。継手本
体１は、軸線上を相対移動可能に対向して配置した第１
筒状体３と第２筒状体４でなる内筒２と、離隔して並列
する第１環状体１８と第２環状体１９を複数のタイロッ
ド２５で連結固定してなるゴム膜外径端固定体５で形成
され、内筒２とゴム膜外径端固定体５の間に、断面Ｕ字
形の環形状を有し、コードで補強された第１ゴム膜１
０、第２ゴム膜１１及び第３ゴム膜１２の３つのゴム膜
が開口部の内径側の端を内筒２に固定し、外径側の端を
外筒１７に固定して配置する。
【００１６】内筒２は、実施例１と同じで構造であっ
て、中径部７、大径部６、小径部８の順に続く３つの部
分を有する。ゴム膜外径端固定体５は、第１筒状体３の
小径部８を間隔を設けて遊挿するように配置した第１環
状体１８と第２筒状体４の第１筒状体に対向する側の端
に設けられた鍔部９に固定された第２環状体１９を、両
者の間に第２筒状体を包囲するように架設した複数のタ
イロッド２５で結合することによって形成される。内筒
２とゴム膜外径端固定体５の間に配置される形状が断面
Ｕ字形の環である３つのゴム膜は、いずれも多数のコー
ドを環の軸線方向に対し傾けて配列し、表裏両面にゴム
引きしたプライの２枚をコードの傾斜方向が相互に反対
向きになるように重合し、端を径が異なる１対のビード
リング１３、１３′に捲着して開口部を形成し、さらに
両面にゴムシートを被覆してなる。３つのゴム膜の内の
開口部を右にした第１ゴム膜１０は、内径側の開口端を
第１筒状体３の大径部６右端に固定具１６で挟持して気
密固定し、開口部の外径側の端を第１環状体１８に固定
具１６で挟持して気密固定する。開口部を左にした第２
ゴム膜１１は、内径側の開口端を第１筒状体３の中径部
７左端に固定具１６で挟持して気密固定し、側壁を中径
部７の外面に沿わし、外径側の開口端を第２環状体１９
に鍔部９で挟持して気密固定する。開口部を左にした第
３ゴム膜１２は、内径側の開口端を第１筒状体３の小径
部８左端に固定具１６で挟持して気密固定し、側壁を小
径部８の外面に沿わし、外径側の開口端を第１環状体１
８に固定具１６で挟持して気密固定する。第１ゴム膜１
０、第３ゴム膜１２、大径部６の端面及び第１環状体１
８とで画成される空間は、通路１５を介して第１筒状体
３の内部に連通して釣り合い室１４を形成する。
て、中径部７、大径部６、小径部８の順に続く３つの部
分を有する。ゴム膜外径端固定体５は、第１筒状体３の
小径部８を間隔を設けて遊挿するように配置した第１環
状体１８と第２筒状体４の第１筒状体に対向する側の端
に設けられた鍔部９に固定された第２環状体１９を、両
者の間に第２筒状体を包囲するように架設した複数のタ
イロッド２５で結合することによって形成される。内筒
２とゴム膜外径端固定体５の間に配置される形状が断面
Ｕ字形の環である３つのゴム膜は、いずれも多数のコー
ドを環の軸線方向に対し傾けて配列し、表裏両面にゴム
引きしたプライの２枚をコードの傾斜方向が相互に反対
向きになるように重合し、端を径が異なる１対のビード
リング１３、１３′に捲着して開口部を形成し、さらに
両面にゴムシートを被覆してなる。３つのゴム膜の内の
開口部を右にした第１ゴム膜１０は、内径側の開口端を
第１筒状体３の大径部６右端に固定具１６で挟持して気
密固定し、開口部の外径側の端を第１環状体１８に固定
具１６で挟持して気密固定する。開口部を左にした第２
ゴム膜１１は、内径側の開口端を第１筒状体３の中径部
７左端に固定具１６で挟持して気密固定し、側壁を中径
部７の外面に沿わし、外径側の開口端を第２環状体１９
に鍔部９で挟持して気密固定する。開口部を左にした第
３ゴム膜１２は、内径側の開口端を第１筒状体３の小径
部８左端に固定具１６で挟持して気密固定し、側壁を小
径部８の外面に沿わし、外径側の開口端を第１環状体１
８に固定具１６で挟持して気密固定する。第１ゴム膜１
０、第３ゴム膜１２、大径部６の端面及び第１環状体１
８とで画成される空間は、通路１５を介して第１筒状体
３の内部に連通して釣り合い室１４を形成する。
【００１７】流体圧ｐがゴム膜に均等に作用しするもの
として、第１筒状体の内径をＤ0 、第１ゴム膜１０の有
効受圧直径をＤ1 、第２ゴム膜１１の有効受圧直径をＤ
2 、第３ゴム膜１２の有効受圧直径をＤ3 にしたとき、
作動時下記式の関係が保たれるように上記の内筒の各部
の外径、ゴム膜の径、ゴム膜の取り付け位置を設定す
る。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2
として、第１筒状体の内径をＤ0 、第１ゴム膜１０の有
効受圧直径をＤ1 、第２ゴム膜１１の有効受圧直径をＤ
2 、第３ゴム膜１２の有効受圧直径をＤ3 にしたとき、
作動時下記式の関係が保たれるように上記の内筒の各部
の外径、ゴム膜の径、ゴム膜の取り付け位置を設定す
る。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2
【００１８】
【発明の効果】断面Ｕ字形の環形状を有する３つのゴム
膜のそれぞれが内径側の開口端を内筒の第２筒状体に固
定し、外径側の開口端を第１筒状体に結合されたゴム膜
外径端固定体に固定して、第１筒状体と第２筒状体を連
結することにより、第１筒状体と第２筒状体の間隔の変
動が容易になり、第１筒状体の内径をＤ0 とし、流体圧
ｐが作用したときの第１ゴム膜の有効受圧直径をＤ1 、
第２ゴム膜の有効受圧直径をＤ2 、第３ゴム膜の有効受
圧直径をＤ3 にしたとき、作動時下記の式の関係が保た
れることにより、流体圧の作用によってゴム膜に発生す
る環状体を軸方向に押す推力を相互に相殺して、継手全
体として推力が生じないようにすることができ、ゴム膜
に作用する流体圧の反力による管路の破損が防止でき
る。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2
膜のそれぞれが内径側の開口端を内筒の第２筒状体に固
定し、外径側の開口端を第１筒状体に結合されたゴム膜
外径端固定体に固定して、第１筒状体と第２筒状体を連
結することにより、第１筒状体と第２筒状体の間隔の変
動が容易になり、第１筒状体の内径をＤ0 とし、流体圧
ｐが作用したときの第１ゴム膜の有効受圧直径をＤ1 、
第２ゴム膜の有効受圧直径をＤ2 、第３ゴム膜の有効受
圧直径をＤ3 にしたとき、作動時下記の式の関係が保た
れることにより、流体圧の作用によってゴム膜に発生す
る環状体を軸方向に押す推力を相互に相殺して、継手全
体として推力が生じないようにすることができ、ゴム膜
に作用する流体圧の反力による管路の破損が防止でき
る。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2
【図１】 本発明の１実施例の縦断面を表す断面図であ
る。
る。
【図２】 本発明の他の実施例の縦断面の上半分を表す
断面図である。
断面図である。
【図３】 従来の湾曲管を用いた継手の正面図である。
【図４】 従来の伸縮継手の縦断面を表す断面図であ
る。
る。
【図５】 従来の他の伸縮継手の縦断面を表す断面図で
ある。
ある。
【図６】 従来の伸縮継手に流体圧による反力の発生を
説明する図である。
説明する図である。
１ 継手本体 ２ 内筒 ３ 第１筒状体 ４ 第２筒状体 ５ ゴム膜外径端固定体 ６ 大径部 ７ 中径部 ８ 小径部 ９ 鍔部 １０ 第１ゴム膜 １１ 第２ゴム膜 １２ 第３ゴム膜 １４ 釣り合い室 １５ 通路 １７ 外筒 １８ 第１環状体 １９ 第２環状体 ２０ 大口径部 ２１ 中口径部 ２２ 小口径部 ２５ タイロッド Ｄ0 内筒の内径 Ｄ1 第１ゴム膜の有効受圧直径 Ｄ2 第２ゴム膜の有効受圧直径 Ｄ3 第３ゴム膜の有効受圧直径
Claims (1)
- 【請求項１】 軸方向に相対向する２つの筒状体を連結
してなる配管用伸縮継手において、繊維で補強された断
面Ｕ字形の環形状の第１ゴム膜、第２ゴム膜及び第３ゴ
ム膜を有し、流体圧を受圧して定まる第１ゴム膜、第２
ゴム膜及び第３ゴム膜の有効受圧直径をそれぞれＤ1 、
Ｄ2 、Ｄ3 とし、筒状体の内径をＤ0としたとき、下記
の関係が保たれて作動するように、３つのゴム膜のそれ
ぞれの開口部の内径側の端を一方の筒状体に気密固定
し、３つのゴム膜のそれぞれの開口部の外径側の端を環
状体を介して他方の筒状体に固定されたゴム膜外径端固
定体に気密固定するとともに、第１ゴム膜と第３ゴム膜
で筒状体内部に連通する釣り合い室を形成したことを特
徴とする釣り合い室を有する伸縮継手。 Ｄ2 2＝Ｄ1 2−Ｄ3 2＋Ｄ0 2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18812296A JP3794759B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 釣り合い室を有する伸縮継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18812296A JP3794759B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 釣り合い室を有する伸縮継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH109462A true JPH109462A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3794759B2 JP3794759B2 (ja) | 2006-07-12 |
Family
ID=16218105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18812296A Expired - Fee Related JP3794759B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 釣り合い室を有する伸縮継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3794759B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10248086A1 (de) * | 2002-10-15 | 2004-06-24 | Georg Fischer Rohrleitungssysteme Ag | Verbindungsanordnung zur längsbeweglichen Verbindung von Rohrleitungen |
| JP2014501905A (ja) * | 2010-12-22 | 2014-01-23 | ヒドリア エーイーティー ドルジュバ ザ プロイズヴォドニョ ヴジニー システモヴ イン エレクトロニケ ディー．オー．オー． | 加熱ロッドを受け入れるためのスリーブが遠位部に曲げ返し部を備えているグロープラグ |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP18812296A patent/JP3794759B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10248086A1 (de) * | 2002-10-15 | 2004-06-24 | Georg Fischer Rohrleitungssysteme Ag | Verbindungsanordnung zur längsbeweglichen Verbindung von Rohrleitungen |
| DE10248086B4 (de) * | 2002-10-15 | 2008-03-20 | Georg Fischer Rohrleitungssysteme Ag | Verbindungsanordnung zur längsbeweglichen Verbindung von Rohrleitungen |
| JP2014501905A (ja) * | 2010-12-22 | 2014-01-23 | ヒドリア エーイーティー ドルジュバ ザ プロイズヴォドニョ ヴジニー システモヴ イン エレクトロニケ ディー．オー．オー． | 加熱ロッドを受け入れるためのスリーブが遠位部に曲げ返し部を備えているグロープラグ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3794759B2 (ja) | 2006-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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