JP5932682B2 - 大容量配管類接続システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、大量送水ホース相互の接続あるいは大口径配管相互を接続し、水、ガス、油等の流体を輸送する配管類接続システムに関する。

例えば、石油コンビナートの石油貯蔵タンクの火災発生時のような大火災に対応できる大容量泡放射システム等に使用される大容量送水ホースあるいは洪水等の天災の発生時に排水用ポンプに接続されて使用される大容量送水ホースが知られている。

特に、大容量送水ホースは、例えば、口径が４００ｍｍ、ホースの標準長さが１５０ｍ、質量が１０ｋｇ／ｍもある。

大容量送水ホースは、ホース本体の両端部に結合金具が設けられ、結合金具を介して複数本の送水ホース相互または送水ポンプと送水ホースとが結合される。このような大容量送水ホースは、通常は展張車のドラムに巻回されており、展張時にはドラムを回転駆動して大容量送水ホースを地上等に這わせる繰り出し操作とホースの両端部の結合金具同士を結合する操作を行って目的の場所に展張している。

しかし、石油コンビナートの石油貯蔵タンクに火災が発生したことを想定した場合、大容量送水が要求されることは然る事ながら、水源から石油貯蔵タンクまで数ｋｍという遠距離になり、数十本の大容量送水ホースを結合して延伸する必要がある。

したがって、大容量送水ホース相互を結合する作業及び送水後の大容量送水ホース相互の結合金具の結合を切り離す作業は作業者にとって大きな負担になっている。特に、送水後の大容量送水ホース相互の結合を切り離す作業は、送水を停止してもホースの内部に大量の水が残っており、結合金具の結合を解除することは困難で、危険性も伴う。また、排水後においては、ホースの内部が負圧になっている場合も結合金具の結合を解除することは困難である。

一方、消防ホース等のホースを相互に接続または液体輸送配管の配管相互の接続を行う、雌雄の区別のない一対の同一構造の結合金具本体から構成された結合金具は、本出願人が開発し、登録されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３１０７５０７号公報

前述したように、口径が４００ｍｍの大容量送水ホースになると、質量が１０ｋｇ／ｍもあるため、そのホースの端部に設けられる結合金具を、特許文献１に示す雌雄の区別のない結合金具を使用しても、ホースの内部に大量の水が残っていたり、排水後において、ホースの内部が負圧になっている場合は、結合金具の結合を解除することは困難である。

本発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、口径が４００ｍｍに及ぶ大容量送水ホースのような配管類の接続であっても、結合を切り離す作業を容易かつ安全に行うことができ、また、通水を止めることなく、機器類の保守点検が可能な大容量配管類接続システムを提供するものである。

本発明は、大容量の液体を輸送するホース相互または大容量の液体を輸送するホースと大口径配管とを接続する媒介金具を備えてなり、前記ホースは巻回されて収納されたものを展張して目的の場所に這わせることで使用状態に設置されるところの大容量配管類接続システムであって、
前記媒介金具は、該媒介金具で接続する配管類の口径と同一の口径の第１の管体と第２の管体及び第３の管体と、これら第１〜３の管体の基端部を互いに連通状態に結合する結合部とを有した媒介金具本体と、
この媒介金具本体の結合部に設けられ前記第１の管体と第２の管体または第１の管体と第３の管体を連通可能な三方弁と、
前記第１の管体と第２の管体及び第３の管体の先端部に設けられ前記ホースまたは配管の接続金具に対して接続可能な同一構造の接続金具と、
を有し、前記媒介金具は、少なくとも２組が用意されており、
更に、該大容量配管類接続システムは、前記媒介金具を介して接続されて流体主流路を形成する第1の媒介管体と、
前記媒介金具を介して接続されて流体副流路を形成する第2の媒介管体と、
を備え、
互いに接続する一対の前記接続金具は、接続対象の管端部をそれぞれ囲繞する円筒状の一対の接続金具本体と、
これら接続金具本体の内側にそれぞれ位置して前記管端部にそれぞれ設けられたシール部と、
これらのシール部に嵌合され、内径が前記管体の口径を保つシール材と、
前記シール部をそれぞれ囲繞して前記一対の接続金具本体にそれぞれ設けられ、該接続金具本体の周方向に配列され軸方向に突設した複数の嵌合凸部と、
これら嵌合凸部の間によって形成された嵌合凹部と、を有し、
前記一対の接続金具本体の嵌合凸部と嵌合凹部は互いに相手側の接続金具本体の嵌合凹部と嵌合凸部に軸方向において嵌合し、
これら嵌合凸部には相手側の接続金具本体の嵌合凹部に周方向に係止して軸方向の移動を規制し、これら一対の接続金具本体を軸方向に係止する係止鉤部を備えてなり、
ホース相互または配管相互あるいはホースと配管とを接続する途中に前記媒介金具を介在して形成する流体主流路の口径と、流体副流路の口径とが同一であるようにしたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、各媒介管体は、両端に前記接続金具と接続可能な同一構造の接続金具を有し、第1の媒介管体及び第２の媒介管体の少なくとも一方の媒介管路には、ストレーナ、計測機器或いは水抜き管を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の大容量配管類接続システムである。
請求項３に係る発明は、接続金具本体は、前記管端部に対して軸方向及び周方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の大容量配管類接続システムである。

本発明によれば、口径が４００ｍｍに及ぶ大容量送水ホースのような配管類の接続であっても、結合を切り離す作業を容易かつ安全に行うことができるという効果がある。また、本発明によれば、通水を止めることなく、機器類の保守点検が可能な大容量配管類接続システムを提供できる。

本発明の第１の実施形態を示し、媒介金具の正面図。 同実施形態を示し、媒介金具の接続状態を示す正面図。 同実施形態を示し、接続金具の一部を断面した側面図。 同実施形態を示し、（ａ）〜（ｃ）は媒介管体の異なる使用状態の図。 本発明の第２の実施形態を示し、媒介金具の正面図。 同実施形態を示し、媒介金具の接続状態を示す正面図。 本発明の第３の実施形態を示し、環状結合部材の正面図。 同実施形態を示し、図７のＡ−Ｂ−Ｃ線に沿って断面した一対の環状結合部材を示す断面図。

以下、本発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図４は配管類接続システムの第１の実施形態を示し、図１に示す媒介金具１０は、大容量送水ホース（例えば、口径４００ｍｍで、標準長さ１５０ｍ、質量１０ｋｇ／ｍ）相互または配管相互あるいはホースと配管とを接続するものである。

媒介金具１０の媒介金具本体１１は、例えばアルミニウム等の金属材料によって形成され、同一口径の第１の管体１２と第２の管体１３及び第３の管体１４を有している。第１の管体１２と第２の管体１３及び第３の管体１４の基端部は連通状態に結合された結合部１５を有しており、この結合部１５には公知の三方弁１６が設けられている。

第１の管体１２と第２の管体１３及び第３の管体１４の先端部には同一構造の接続金具１７が設けられ、この接続金具１７は、ホースまたは配管類１８の端部に設けられた接続金具１７と同一構造の接続金具１９と接続可能になっている。

本実施形態においては、第１の管体１２と第２の管体１３は直線上に結合され、第３の管体１４は、第１の管体１２と第２の管体１３とを結ぶ直線に対して直角に結合されている。さらに、第３の管体１４の中途部には直角の折曲部１４ａが設けられ先端側は第２の管体１２と平行に設けられている。

このように構成された媒介金具１０は、三方弁１６を切り換えることにより、第１の管体１２を第２の管体１３に、あるいは第３の管体１４に選択的に連通させることができる。

また、前記接続金具１７、１９は、特許第３１０７５０７号公報で知られている結合金具と基本的に同一構造であり、図３に示すように、一対の環状の金具本体２０を備えている。これら金具本体２０の前端部には、それぞれ複数個の嵌合凸部２１が一体に突設されている。これらの嵌合凸部２１は金具本体２０の周方向に等間隔に配列されている。

また、これらの嵌合凸部２１の間は嵌合凹部２２として形成されており、嵌合凸部２１の一方の側面２１ａには段形鉤状の係止鉤部２３がそれぞれ形成されている。これらの嵌合凸部２１の他方の側面２１ｂの先端角部は円弧状に形成されてガイド部２４が形成されている。

また、これらの嵌合凸部２１の他方の側面２１ｂには、それぞれ付勢機構２５が設けられている。これらの付勢機構２５は、鋼球と、この鋼球を突出方向に付勢するスプリングとから構成されており、これらの付勢機構２５はこれら嵌合凸部２１の他方の側面２１ｂに埋め込まれている。従って、これらの嵌合凸部２１が相手側の嵌合凹部２２内に嵌合されると、鋼球が互いに当接して互いに押圧付勢し、これら嵌合凸部２１の他方の側面２１ｂを互いに離反するように付勢する。この結果、これら嵌合凸部２１の一方の側面２１ａは互いに近接するように付勢され、これらの一方の側面２１ａの係止鉤部２３が互いに係合するように付勢されるようになっている。

そして、一対の金具本体２０の結合部が軸方向に衝合された場合には、例えば、一方の金具本体２０の嵌合凸部２１が他方の金具本体２０の嵌合凹部２２内に嵌合し、また、他方の金具本体２０の嵌合凸部２１が一方の金具本体２０の嵌合凹部２２内に嵌合し、互いに相補形に嵌合する。同様に、一方の金具本体２０の嵌合凸部２１が他方の金具本体２０の嵌合凹部２２内に嵌合し、また他方の金具本体２０の嵌合凸部２１が一方の金具本体２０の嵌合凹部２２内に嵌合し、互いに相補形に嵌合する。

前記接続金具１７の金具本体２０は媒介金具１０の第１〜第３の管体１２，１３，１４の管端部２６の係合段部２７に嵌合され、金具本体２０は管端部２６に対して軸方向及び周方向に移動自在であり、前記接続金具１９の金具本体２０はホースまたは配管類１８の管端部２８の係合段部２９に嵌合され、金具本体２０は管端部２８に対して軸方向及び周方向に移動自在である。さらに、管端部２６，２８の端面には環状凹部３０が設けられ、この環状凹部３０にはゴム製のシール材としてのＯリング３１が嵌着され、Ｏリング３１は接続金具１７と１９との接続時に衝合して流体密にシールされる。

図２は媒介金具１０を用いた配管類接続システムを示し、２組の媒介金具１０を媒介管体３２，３３によって接続した状態を示す。媒介管体３２，３３は、同一構造であり、直管３４の両端部に前記接続金具１７，１９と同一構造の接続金具３５が設けられている。そして、２組の媒介金具１０の第２の管体１３相互及び第３の管体１４相互は媒介管体３２，３３によって接続され、流体主流路Ａと流体副流路（バイパス流路）Ｂとが形成されている。

媒介管体３２，３３は、例えば、図４（ａ）に示すストレーナ内蔵管体３６、（ｂ）に示す水抜き付き管体３７、（ｃ）に示す計測機器付き管体３８である。（ａ）に示すストレーナ内蔵管体３６は、ストレーナ支持管体３６ａに異物を捕捉する円筒状のストレーナ３６ｂがねじ込み式に着脱可能に設けられている。（ｂ）に示す水抜き付き管体３７は、分岐管体３７ａに公知のボール弁３７ｂが設けられ、ボール弁３７ｂを開弁することにより、水抜きできるようになっている。（ｃ）に示す計測機器付き管体３８は、雌ねじを有する接続ポート３８ａが設けられ、例えば温度計、圧力計、サイトグラス（スピンナ式）等の計器３８ｂが取付けられている。

また、媒介金具１０の第１の管体１２の接続金具１７はホースまたは配管類１８の端部に設けられた接続金具１９と接続されている。

ここで、例えば、媒介管体３２，３３に、図４（ａ）に示すストレーナ内蔵管体３６を設け、流体主流路Ａに流体を流通し、流体副流路Ｂを休止した状態で使用する形態の場合、流体主流路Ａの媒介管体３２に設けられたストレーナ３６ｂを定期的に交換あるいは取り外して清掃する必要がある。しかし、この場合、三方弁１６を切り換えて流体主流路Ａを休止し、流体副流路Ｂに流体を流通する使用形態とすることにより、流体の流通を止めることなくストレーナ３６ｂの交換を含む保守作業ができる。

したがって、媒介管体３２，３３に、図４（ｂ）に示す水抜き付き管体３７を設けることにより、送水停止後、媒介金具１０の第１の管体１２の接続金具１７とホースまたは配管類１８の接続金具１９との接続部を外す際には、まず水抜き付き管体３７のボール弁３７ｂを開弁し、ホースまたは配管類１８の内部の水を抜いてから接続部を外すことができる。また、排水後、ホースまたは配管類１８の内部が負圧になっている場合もボール弁３７ｂを開弁して正圧にして安全に接続部を外すことができる。

また、媒介管体３２，３３に、図４（ｃ）に示す圧力計等の計測機器付き管体３８を設けることにより、流体主流路Ａ、流体副流路Ｂを流通する流体の圧力等を計測でき、圧力等を常に監視する必要がある使用形態に有効である。

図５及び図６は第２の実施形態を示し、図５は媒介金具の正面図、図６は媒介金具を用いた配管類接続システムの正面図である。媒介金具４０の媒介金具本体４１は、主管体４２とこの主管体４２の途中から分岐する分岐管体４３とから構成されている。分岐管体４３は主管体４２の軸心に対して傾斜（例えば、６０°）しており、主管体４２の両端部及び分岐管体４３の端部には媒介金具４０相互を接続可能な第１の実施形態と同様の接続金具１７が設けられている。

図６は、媒介金具４０を複数個用意し、これら媒介金具４０同士の接続金具１７相互間を接続し、流体主流路Ｃとこの流体主流路Ｃと分岐する分岐流路Ｄを形成した状態を示す。流体主流路Ｃを構成する媒介金具４０の主管体４２の接続金具１７及び分岐流路Ｄを構成する媒介金具４０の分岐管体４３の接続金具１７に、ホースまたは配管類１８の端部に設けられた接続金具１９を接続することにより、多分岐の分水あるいは集水（合流）することができる。

なお、第１及び第２の実施形態における接続金具１７，１９は、特許第３１０７５０７号公報で知られている接続金具を用いたが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、図７及び図８に示す接続金具を用いてもよい。図７は接続金具の正面図、図８は図７のＡ−Ｂ−Ｃ線に沿って断面した一対の接続金具を示す断面図であり、第１の実施形態の媒介金具１０に嵌合されるストルツ接続金具５５を示す。

図７及び図８に示すように、ストルツ接続金具５５は、同一の構造の一対の環状接続部材５６ａ，５６ｂから構成されており、これら環状接続部材５６ａ，５６ｂは、それぞれ筒本体５７を備えており、これら筒本体５７は円筒形をなし、その前端部における軸心Ｏを中心とする点対称位置には例えば２個の嵌合凸部５８が軸方向に突出して設けられている。これら嵌合凸部５８には筒本体５７の外周方向に突出する略Ｌ字状の係止鉤部５８ａが設けられている。

嵌合凸部５８の右隣には該嵌合凸部５８が嵌合されるように嵌合凸部５８より広幅で深い嵌合凹部５９が設けられている。この嵌合凹部５９のさらに右隣には筒本体５７の周方向に係合受け部６０が設けられている。係合受け部６０は嵌合凹部５９から連続する円弧状の凹溝６１と、この凹溝６１の開口幅を狭めるように凹溝６１の長手方向に沿って突出し、前記係止鉤部５８ａと係合する係合縁部６１ａとから構成されている。

係合縁部６１ａには筒本体５７の軸方向の肉厚が嵌合凹部５９から時計方向に向うに従って漸次大きくなるように傾斜面６２及びストッパ６３が設けられている。そして、一方の環状接続部材５６ａの嵌合凸部５８を、他方の環状接続部材５６ｂの嵌合凹部５９に嵌合し、環状接続部材５６ａと５６ｂを相対的に時計回りに回すと、係止鉤部５８ａが係合縁部６１ａに係合し、係止鉤部５８ａが傾斜面６２の上り勾配に差し掛かると、環状接続部材５６ａと５６ｂが互いに軸方向に引き寄せられて互いに前端面が接合するようになっている。

本発明の配管類接続システムは、消防ホースの接続、冷媒配管やホースの接続あるいは水素やガソリン用の供給用配管、航空・宇宙機器用の配管や高圧ホースの接続等、広範囲に適用できる。

なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組み合わせてもよい。

１０…媒介金具、１１…媒介金具本体、１２…第１の管体、１３…第２の管体、１４…第３の管体、１５…結合部、１６…三方弁、１７，１９…接続金具、１８…配管類、３２，３３…媒介金具。

Claims (3)

1. 大容量の液体を輸送するホース相互または大容量の液体を輸送するホースと大口径配管とを接続する媒介金具を備えてなり、前記ホースは巻回されて収納されたものを展張して目的の場所に這わせることで使用状態に設置されるところの大容量配管類接続システムであって、
   前記媒介金具は、該媒介金具で接続する配管類の口径と同一の口径の第１の管体と第２の管体及び第３の管体と、これら第１〜３の管体の基端部を互いに連通状態に結合する結合部とを有した媒介金具本体と、
   この媒介金具本体の結合部に設けられ前記第１の管体と第２の管体または第１の管体と第３の管体を連通可能な三方弁と、
   前記第１の管体と第２の管体及び第３の管体の先端部に設けられ前記ホースまたは配管の接続金具に対して接続可能な同一構造の接続金具と、
   を有し、前記媒介金具は、少なくとも２組が用意されており、
   更に、該大容量配管類接続システムは、前記媒介金具を介して接続されて流体主流路を形成する第1の媒介管体と、
   前記媒介金具を介して接続されて流体副流路を形成する第2の媒介管体と、
   を備え、
   互いに接続する一対の前記接続金具は、接続対象の管端部をそれぞれ囲繞する円筒状の一対の接続金具本体と、
   これら接続金具本体の内側にそれぞれ位置して前記管端部にそれぞれ設けられたシール部と、
   これらのシール部に嵌合され、内径が前記管体の口径を保つシール材と、
   前記シール部をそれぞれ囲繞して前記一対の接続金具本体にそれぞれ設けられ、該接続金具本体の周方向に配列され軸方向に突設した複数の嵌合凸部と、
   これら嵌合凸部の間によって形成された嵌合凹部と、を有し、
   前記一対の接続金具本体の嵌合凸部と嵌合凹部は互いに相手側の接続金具本体の嵌合凹部と嵌合凸部に軸方向において嵌合し、
   これら嵌合凸部には相手側の接続金具本体の嵌合凹部に周方向に係止して軸方向の移動を規制し、これら一対の接続金具本体を軸方向に係止する係止鉤部を備えてなり、
   ホース相互または配管相互あるいはホースと配管とを接続する途中に前記媒介金具を介在して形成する流体主流路の口径と、流体副流路の口径とが同一であるようにしたことを特徴とする大容量配管類接続システム。
2. 各媒介管体は、両端に前記接続金具と接続可能な同一構造の接続金具を有し、第1の媒介管体及び第２の媒介管体の少なくとも一方の媒介管路には、ストレーナ、計測機器或いは水抜き管を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の大容量配管類接続システム。
3. 接続金具本体は、前記管端部に対して軸方向及び周方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の大容量配管類接続システム。

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