リブ付きスパイラルダクト管の継合構造
- 【要約】
【課題】 気体を圧送するリブ付きスパイラルダクト管の継合部では、開口した波形リブの切り口から管内の気体が漏洩して圧損の原因となる。
【解決手段】 リブ付きスパイラルダクト管１の端面１１は真円と円弧で形成されるが、その端面全周に亘り、端面１１を内部へ喰い込ませた弾性パッキング４をそれぞれ装着した継手材をリブ付きスパイラルダクト管の内周面１２へ係止して相互に対向せしめ、両継手材を前記弾性パッキング４の外周側で一体的に固定したことを構成上の特徴とする。ここで継手材は板フランジ５を使用した方式や、アングルフランジ、丸フランジ方式など問うところではない。端面はすべて弾性パッキング内へ喰い込み外気と管内との連通が完全に遮断され、リブの開口部も弾性パッキング内に埋没するから、継合箇所から管内の圧気が漏洩する懸念は確実に払拭される。さらに継合作業自体も格段に能率化する。
- 【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】 帯状鋼板を螺旋状に巻き回した端部を相互に係止したハゼと平行に斜行して膨出するリブ付きスパイラルダクト管において、リブ付きスパイラルダクト管１の直管部２の端面である真円と波形のリブ部３を斜めに横切る端面である円弧で形成する端面１１の全周に亘り、該端面１１を内部へ喰い込ませた弾性パッキング４をそれぞれ装着した継手材をリブ付きスパイラルダクト管の内周面１２へ係止して相互に対向せしめ、両継手材を前記弾性パッキング４の外周側で一体的に固定したことを特徴とするリブ付きスパイラルダクト管の継合構造。
【請求項２】 請求項１において継手材が、一端を直角に屈折したフランジカラー５１のフランジ５２を対向させ、リブ付きスパイラルダクト管の端面１１を喰い込ませた弾性パッキング４をそれぞれ板フランジ５の外側面と前記フランジカラー５１で形成するコーナに嵌め込んで挟持し、該２枚の板フランジ５を密封状に締結するルーズフランジ方式であることを特徴とするリブ付きスパイラルダクト管の継合構造。
【請求項３】 請求項１において継手材が、アングルフランジ６のコーナ部へリブ付きスパイラルダクト管の端面１１を喰い込ませた弾性パッキング４を装着し、２個のアングルフランジ６の対向面同士を密封状に締結するアングルフランジ方式であることを特徴とするリブ付きスパイラルダクト管の継合構造。
【請求項４】 請求項１において、リブ付きスパイラルダクト管の端面１１近くにノッチ１３を部分的、かつ、定間隔毎に凹設し、継手材は該ノッチ１３と衝き当る先端７１を具え、この先端７１から一旦逆進してから折り返して管の端面１１の方向へ進む水平部７２と、さらに直角に立ち上がった垂直部７３とを具えた上、さらに２回鋭角的に屈折した断面ほぼ三角形に形成した丸フランジ７と、該丸フランジ７の対向する前記三角形の両頂端７４を共通に被冠して密封的に締め付けるリング７５とを組合わせた丸フランジ方式であり、管の端面１１が喰い込んだ弾性パッキング４が前記丸フランジ７の三角形の底面７６と垂直部７３と水平部７２の３面間に挟持されていることを特徴とするリブ付きスパイラルダクト管の継合構造。
- 【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案はスパイラル鋼管、特に冷気、暖気、その他の気体を送給するスパイラルダクト管の漏洩防止の新技術に係る。
【０００２】
【従来の技術】
スパイラル鋼管は一般には亜鉛鍍金などで防食処理した帯状の鋼板を螺旋状に巻き回し、その両端を屈折して相互に嵌合したハゼ部として１本の直管を成形する方式である。汎用化されているスパイラルダクト管としては、板厚０．５〜１．６ｍｍ程度、板幅１５０ｍｍ程度の鋼板を使用して直径が１００〜１８００ｍｍにまで及ぶ軽量の大中小鋼管として広く供給され、多くの産業分野で活用されているが、特に適性を認められてほとんど専用的に適用されるのは、高層建築物などの各階層の床面（天井面）を構築する際に、コンクリート構造内に埋設して床の軽量化を効果的に実現した中空スラブ工法用管と、建物内の空調用、その他の冷気、暖気の圧送に活用するダクト用管が代表的な需要の対象である。
【０００３】
本考案が対象とするのはこのうちのスパイラルダクト管であり、とくに単に平板を巻き回しただけの直管状のスパイラルダクト管ではなく、中高圧用の耐圧性を強化するためにハゼとハゼとの間の直管部へリブ部を設け、特に管としての製管時の能率性を考慮して波形に外周面から膨出した波形リブ付きのスパイラルダクト管を対象とする。いうまでもなく、スパイラルダクト管の軽量と手軽な取り付け・取り外しなどの利点がスパイラルダクト管の多くの分野における需要を拡大してきた最大の原因ではあるが、適用範囲が拡大するにつれて管内を流通する気体の圧力も増大し、従来のスパイラルダクト管の耐圧能力では対応し切れなくなってきたのが現状であり、スパイラルダクト管の提供者としては需要側の要請に応えて耐圧性の向上を図るためにリブを直管部に周設するリブ付きスパイラルダクト管の商品化が急速に普及しつつある。
【０００４】
たとえば、図２に例示するのは波形リブ付きスパイラルダクト管の一部断面正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）であり、ハゼ１４〜１４間が材料である帯状鋼板の幅であり、最初の工程が鋼板の両端を相互に嵌合できるよう屈折したハゼ部を成形する。このときに成形用金型（マンドレル）に波形の突条を設けて鋼板の表面にこの波形を転写したリブを複数（この図の例では３本）凸設する。鋼板の成形が終われば次工程である製管機にかけて両端のハゼ同士を嵌合しつつ螺旋状に巻き回して管体を成形する。当然、表面に凸設したリブ３もまた、ハゼと平行な斜線を描いて図のような形状となる。側面から見れば直管部２の端面に相当する真円２１とリブ部３を斜めに切断した円弧３１とからなるリブ付きスパイラルダクト管１の端面１１が露呈する。このようなリブ付きスパイラルダクト管は通常の建造物の空調用のダクト配管として床面と天井面の間に配置されてほぼ永久的な設備として供される場合もあるし、一方ではトンネル掘削工事の先端掘削部までトンネル入口から配管されて大量の空気を圧送する場合もある。特に後者の例では圧送する空気量も他に比較して膨大であり、長いトンネル内を延々と送給するために管内の空気圧もまた、きわめて高いから、大径で、かつ、耐圧力に信頼性のおける強化型のリブ付きスパイラルダクト管でなければならない。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、直管だけで構成していたスパイラルダクト管がリブ付き、特に波形のリブが外周面に膨出するようになると、その継合が問題となる。特に前記のトンネル工事用に配管する場合には、短時間に配設できる手軽さ、軽便さも重要な要素には違いないが、配送距離が延々と数百メータ、ときには数キロメータに及ぶ大工事ともなれば、スパイラルダクト管の定尺長さは規格によって定められているから、その継合箇所も多数に上り、作業の効率化と配管後の信頼性、特に管内圧の高いことも考慮すれば漏洩に対する防止機能がきわめて重要な課題となって浮上する。
【０００６】
従来からリブ付きの如何に拘わらずスパイラルダクト管同士を継合する主な方式としては、図３に例示するような継手材を使用するのが慣用化している。すなわち、図（Ａ）は差し込み継手１０１の両開口部へそれぞれリブ付きスパイラルダクト管１を外嵌したもので、差し込み継手の中央にストッパー作用によって管の位置を特定する突条１０２を突出し、この位置で停止した両リブ付きスパイラルダクト管の端部を含む継合部の全周にダクトテープ１０３を巻き付け、なお、管内を密封するために差し込み継手の外周面とリブ付きスパイラルダクト管の内周面の間に接着剤を万遍なく塗り付けて気密を保つように図っている。
【０００７】
同図（Ｂ）は板フランジ１０４を使用したルーズフランジ方式であり、フランジカラー１０５の外周面とリブ付きスパイラルダクト管の内周面の間に接着剤を万遍なく塗布して気密を図る。この方式では２枚の板フランジ１０４の間にパッキング１０６を挟持してボルト・ナット１０７で締結しているのが特徴である。
また図（Ｃ）は板フランジに換えてアングルフランジ１０８をパッキング１０９を挟んで締結している点が異なるが、アングルフランジに添着したフランジカラー１１０の外周面とリブ付きスパイラルダクト管の内周面との間に接着剤を万遍なく塗布しなければ、管内の気密が保ち得ず漏洩の懸念が多分にあることは前三者と同様である。
【０００８】
また、図（Ｄ）は丸フランジ１１１を使用した管継合の例であり、聊か前三者とは形態が異なる。この方式ではリブ付きスパイラルダクト管の直管部の端面近くにノッチ１１２を専用の治具で押圧して形成し、このノッチと衝き合う先端を具え１８０度方向変換して管端側へ進み、管端で立ち上がってさらにその上で２回鋭角的に屈折して三角形を形成する丸フランジを成形した継手方式である。なお、この三角形の頂点に当る部分にはパッキング１１３を介装すると共に、さらにパッキングの上にリング１１４を被冠して締め付け、両管の端面間からの漏気の防止を図っている。
【０００９】
このように図３の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の３方式では管内からの圧気の漏洩を防止するために継手材とリブ付きスパイラルダクト管との接触面の間に接着剤を万遍なく塗布して継合部からの漏気、ひいては管内圧の低下を防止しようとしている。しかし、この方法はリブの付いていない直管だけで構成したスパイラルダクト管であれば、工事が煩瑣に失するという欠点を別にすれば漏洩防止には有効であったが、リブ付き、特に波形に膨出したリブ付きのスパイラルダクト管については甚だ厄介な課題を突き付けられることになる。
【００１０】
すなわち、リブ自体は前記の通り、決して管軸と直角に膨出しているのではなく螺旋状に斜行しているのであるから、その端面には必ず波形リブを斜めに截った円弧面が現われ、その切り口が外気に開口している限り、かならず継手材が重なっていない管内のリブ内部と連通して自由勝手な漏洩を許すことに他ならない。これを防止するためには少なくともその切り口へ開口するリブ端面の円弧部を全て接着剤などで埋め尽くして外気との連通を断つよりないが、数百本に及ぶリブ付きスパイラルダクト管を延々と継合しなければならないトンネル工事現場などで、このような煩瑣で非能率な作業を行なう余裕も時間もなく、まことに深刻な課題であると言わざるを得ない。最後に例示した丸フランジ方式に至ってはリブ付きスパイラルダクト管内へ丸フランジを嵌合するだけで継合が瞬間的に完了することを最大の利点に謳っているのであるが、一旦、嵌合して継合した後はその嵌合面と管の内周面管に接着剤などを塗り込む手段は皆無であり、両部材の接点を伝う漏洩防止の点では全く手の施しようがないと断定せざるを得ない。
【００１１】
本考案は以上の課題を解決するために、どのような継手材を適用した場合でも適用可能であり、煩瑣な接着剤の使用に依存することなく、簡単に、かつ、手軽にリブ付きスパイラルダクト管、特に波形リブの膨出したスパイラルダクト管の圧気漏洩に抜群の機能を発揮する新たな継合構造の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本考案に係るリブ付きスパイラルダクト管の継合構造は、リブ付きスパイラルダクト管１の直管部２の端面である真円と波形のリブ部３を斜めに横切る端面である円弧で形成する端面１１の全周に亘り、該端面を内部へ喰い込ませた弾性パッキング４をそれぞれ装着した継手材をリブ付きスパイラルダクト管の内周面１２へ係止して相互に対向せしめ、該継手材を前記弾性パッキング４の外周側で一体的に固定したことを構成上の特徴とする。
【００１３】 この構成によれば、直管部の端面で形成する真円も、波形のリブ部を斜めに切断して形成する円弧も、どの端面もすべて弾性パッキング内へ喰い込んでいるから外気と管内との連通が完全に遮断され、どのような継手材でリブ付きスパイラルダクト管同士を継合しても端面に露呈するリブの開口部が弾性パッキング内に埋没して密封状態となるから、継合箇所から管内の圧気が漏洩する懸念は確実に払拭される。また、継合作業自体もあらかじめ継手材に適当な弾性パッキングを装着しておくことによってワンアクションで瞬時に完了し、接着剤などによる密閉作業の必要性が皆無となって前記の課題を解決する。
【００１４】
前記の基本的要件さえ成立するのであれば、継手材自体の形状、構造、組合わせは問うところではないが、一応、現在、スパイラルダクト管の継合構造として公知技術である諸方式について本考案の実施の形態を挙げておく。ただし、本考案の請求項１記載の要件が満たされる限り、何れの継合構造であっても本考案の実施と見做されることは言うまでもない。第一の実施形態としては、一端を直角に屈折したフランジカラー５１のフランジ５２を対向させ、リブ付きスパイラルダクト管の端面１１を喰い込ませた弾性パッキング４をそれぞれ板フランジ５の外側面と前記フランジカラーで形成するコーナに嵌め込んで挟持し、該２枚の板フランジ５を密封状に締結するルーズフランジ方式である。
【００１５】
第二の実施形態としては継手材が、アングルフランジ６のコーナ部へリブ付きスパイラルダクト管の端面１１を喰い込ませた弾性パッキング４を装着し、２個のアングルフランジ６の対向面同士を密封状に締結するアングルフランジ方式である。
【００１６】
また、第三の実施形態としては、リブ付きスパイラルダクト管の端面１１近くにノッチ１３を部分的、かつ、定間隔毎に凹設し、継手材は該ノッチ１３と衝き当る先端７１を具え、この先端７１から一端逆進してから折り返して管の端面１１の方向へ進む水平部７２と、さらに直角に立ち上がった垂直部７３とを具えた上、さらに２回鋭角的に屈折した断面ほぼ三角形に形成した丸フランジ７と、該丸フランジ７の対向する前記三角形の両頂端７４を共通して被冠して密封的に締め付けるリング７５とを組合わせた丸フランジ方式であり、管の端面１１が喰い込んだ弾性パッキング４が前記丸フランジ７の三角形の底面７６と垂直部７３と水平部７２の３面に挟持されて取り付けられる。
【００１７】
【考案の実施の形態】
図１は本考案の種々の実施形態を具体的に図示した例である。まず、図１（Ａ）では、板フランジを使用したルーズフランジ方式の継手材を適用した場合を示し、端部を直角に屈折した円筒状のフランジカラー５１と、屈折して相互に対向するフランジ５２と、該フランジ５２の対向面間に挾在するフランジパッキング５３と、フランジ５２の外側面側へそれぞれ添着する板フランジ５と、該両板フランジ５と中間の３部材を共通して締結するボルト・ナット５４と、前記フランジカラー５１と前記直管部２とを固定するビス５５とで形成する。フランジ〜フランジ間にフランジパッキングを挟んで締結するから、継手部分からの漏気は阻止されるし、ビスでフランジカラーとリブ付きスパイラルダクト管とを固定したから両部材の係止作用もきわめて信頼性の高い状態となる。
【００１８】
弾性パッキング材としては特に限定する必要はない。この材料分野での進歩も著しいから適宜最良の材料を選択すればよいが、この実施形態ではネオプレンゴムを採用したが、結果は満足すべき成績が記録されている。しかしその他の材質としてウレタンやポリエチレンなど、さらに試験を繰り返して絶えず検索することも望ましい。
【００１９】
別の実施形態として図１（Ｂ）のアングルフランジ方式も慣用化された継手材の一つである。この方式では水平円筒部６１と対向する端部を屈折した屈折部６２よりなるアングルフランジ６と、該アクグルフランジの屈折部６２の対向面間へ挾在するフランジパッキング６３と、両アングルフランジ６とフランジパッキング６３の３部材を共通して締結するボルト・ナット６４と、アングルフランジ６の円筒部６１と前記直管部２とを固定するビス６５とで形成する。前例と同様にフランジパッキングを挾在させて継手部からの漏洩を阻止すると共に、固定用のビスによって引き抜き方向への外力が加えられたときでも充分に絶えられる係止力を強化する構成である。
【００２０】
さらに図１（Ｃ）は丸フランジ方式を継手材に採用した場合の形態であり、リブ付きスパイラルダクト管１の端面近くの直管部２に定間隔毎、たとえば外周面を均等に分割して８０〜１００ｍｍ毎のピッチで外周面から局部的に押圧して塑性変形したノッチ１３を凹設し、継手材が該ノッチ１３に係止する先端７１を具え、折り返して水平に端面１１の方向へ進む水平７２と、該水平部７２の他端から直角に立ち上がる垂直部７３と、垂直部の先端を２回鋭角的に屈折して形成する断面ほぼ三角形の丸フランジ７と、該丸フランジ７の対向する前記三角形の両頂端７４を共通して被冠して締め付けるリング７５と、リング７５と前記頂端７４間に介装するパッキング７７とで形成する丸フランジ型継手という特異なケースもある。この形態では、リブ付きスパイラルダクト管の端面を全周に亘って喰い込ませた弾性パッキング４は断面角形の環状帯からなり、その３面を前記の三角形の底面７６、水平部７２、垂直部７３に囲まれて挟持され、リブ付きスパイラルダクト管のノッチ１３と丸フランジの前記先端７１とが互に衝き合って係止するから、管路に引き抜き方向の外力が加わっても相互の継合が外れるトラブルは起こらない。
【００２１】
【考案の効果】
本考案は以上に述べた通りリブ付きスパイラルダクト管の継合部からの管内圧気の漏洩を完全に阻止し、大量の空気を最小の圧損で遠距離まで送給することができる。リブ付きスパイラルダクト管の用途は多岐に亘るが、どのような継手材を適用した場合でも耐圧力を具有したままで強化の根源をなす波形のリブ切り口からの管内気圧の漏洩を防止し、耐圧と漏気防止の双方の機能を両立させる得難い効果をもたらすことができる。しかも継合作業自体もきわめて簡略化され、継手を構成する各部材間に接着剤を塗布するという煩瑣な負担を解消し、作業性の大幅な改善、能率向上、日程短縮など、現地作業に及ぼす効果は計り知れないものがある。とくにトンネル掘削工事などの大型で大量の空気を高圧で遠距離まで一時的に送給する仮配管などでは、配管工事が手軽であり、稼働中の信頼性が高いという特徴がより顕著に発揮されて、他の型式の追随を許さない優位に立つ継合構造であると認められる。
- 【登録番号】第３０３８２５６号
【登録日】平成９年（１９９７）３月１９日
【発行日】平成９年（１９９７）６月１０日
【考案の名称】リブ付きスパイラルダクト管の継合構造
- 【出願番号】実願平８−１２７６３
【出願日】平成８年（１９９６）１１月２９日
【出願人】
【識別番号】０００１４２５９５
【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所
- 【代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】青野 順三
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