JP4177311B2

JP4177311B2 - 流体輸送管の端末金具

Info

Publication number: JP4177311B2
Application number: JP2004265556A
Authority: JP
Inventors: 徹籠浦; 健一石井
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2024-09-13
Also published as: JP2006077952A

Description

本発明は、原油、天然ガス等の高圧流体を輸送するのに使用される可撓性を有する流体輸送管の端末金具に関するものである。

この種の流体輸送管１０は、図４に示すように、架橋ポリエチレンパイプ等のプラスチック製の内管１１の外周に、鋼製の凹型補強材を短ピッチでらせん巻きした周方向の強度を補強する内圧補強層１２と、鋼製の平型補強材を長ピッチでらせん巻きした軸線方向の強度を補強する軸力補強層１３と、プラスチック製の外部シース１４とを有するものである。この流体輸送管１０を使用中に、輸送管１０内を流れて輸送される高圧流体中に含まれるガスが内管１１を浸透して、内管１１と外部シース１４間における内圧補強層１２及び軸力補強層１３の隙間に滞留する。内管１１を浸透するガスの量は微量であるが、長期間使用する間に、ガス圧が高圧になり、この圧力により外部シース１４が膨張して破損することがある。

そこで、従来、流体輸送管１０の内管１１と外部シース１４間に滞留するガスを流体輸送管１０の長手方向の端末から外部に排出させて、外部シース１４が破損するのを防止し得るようにした端末金具が開発されている。

この端末金具は、図４に示すような構成になっている。即ち、流体輸送管１０の内管１１の端部にパッキング１６を介して装着されるエンドボディ１５と、前部がエンドボディ１５に保持され、後部が外部シース１４にパッキング１８を介して嵌着され、内管１１、内圧補強層１２及び軸力補強層１３の各端部をこれらとの間に空間部１９が形成されるように被って装着されるアウターケース１７と、前記空間部１９に設けられ、軸力補強層１３の端部を固定する軸力補強層ホルダ２０と、前記空間部１９に充填されて固化されるエポキシ樹脂等からなる常温硬化性の充填材２１と、内管１１と外部シース１４間に滞留するガスを排出するガス排出手段２２とを備える。

更に詳細に説明すると、前記軸力補強層ホルダ２０は鋼製の環状体からなり、軸力補強層１３の先端が該ホルダ２０に沿って外側に折り曲げられて該ホルダ２０に溶接固定される。また、ガス排出手段２２は、アウターケース１７の後部に一体に設けられたフランジ部１７ａと軸力補強層ホルダ２０との間の前記空間部１９に配設され、内側に外部シース１４の端部にあけられたガス抜き孔１４ａに対向するガス抜き用空間２４を有するガス抜き用環状ブロック２３と、ガス抜き用環状ブロック２３に入口側がガス抜き用空間２４に連通するガス導入孔２５と、エンドボディ１５の側壁に設けられたガス導出孔２６と、一端部がガス導入孔２５の出口側に接続され、他端部がガス導出孔２６に接続されるように、前記空間部１９に配管され、内管１１と外部シース１４間に滞留するガスをガス導入孔２５側からガス導出孔２６側へ導通させて排出する長尺な４弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等よりなるプラスチック製のガス導通管２７とを備える。なお、２８はガス抜き用環状ブロック２３と外部シース１４間をシールするパッキング、２９はガス抜き用環状ブロック２３とアウターケース１７のフランジ部１７ａ間をシールするパッキングである（特許文献１参照）。

実開平２−５９３９３号全文明細書（４頁第１行目乃至５頁第１６行目及び第１図）

しかしながら、従来の端末金具はガス排出手段２２がガス抜き用環状ブロック２３を必要とするため、端末金具の部品点数が増えて構造が複雑になり、端末金具を組み立てることが容易でない。また、端末金具が長くなって大型になるため、配置スペースが十分に取れない布設現場で端末金具を設置することも容易でなく、端末金具の組立、設置の施工性が低下すると共に、コストがアップする問題があった。

また、ガス排出手段２２のガス導通管２７が長くなるため、ガス導通管２７をアウターケース内の狭い空間部１９に配管するのが容易でなく、ガス導通管２７が可撓性に富むプラスチック製のものに限定され、使用環境の厳しい個所で端末金具を長期間使用する場合、ガス導通管２７が劣化や座屈等して端末金具からガスを良好に排出ができなくなる恐れがあった。

更に、流体輸送管１０の外部シース１４にガス抜き孔１４ａを設けられているため、流体輸送管１０に作用する長手方向の張力及び伸びにより、ガス抜き孔１４ａの部分に応力が集中してクリープが生じ、外部シース１４が疲労破壊する恐れがあり、端末金具の品質、信頼性を低下させる問題があった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、構造が簡単で小型になり、組立、設置の施工性を向上させると共に、コストを低減させ、更に、ガスを良好に排出することができる品質、信頼性に優れた流体輸送管の端末金具を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載された発明は、内管の外周に、周方向の強度を補強する内圧補強層と、軸線方向の強度を補強する軸力補強層と、外部シースとを有する流体輸送管の内管の端部に装着されるエンドボディと、前部がエンドボディに保持され、後部が外部シースに嵌着され、内管、内圧補強層及び軸力補強層の各端部をこれらとの間に空間部が形成されるように装着されるアウターケースと、前記空間部に設けられ、軸力補強層の端部を固定する軸力補強層ホルダと、前記空間部に充填される充填材と、内管と外部シース間に滞留するガスを排出するガス排出手段とを備えた流体輸送管の端末金具において、前記ガス排出手段が、軸力補強層ホルダに設けられ、内管と外部シース間の隙間に連通するガス導入孔と、ガス導入孔の出口側近傍におけるアウターケースの周壁に設けられたガス導出孔と、一端部がガス導入孔の出口側に接続され、他端部がガス導出孔に接続、又は、ガス導出孔を通して外方へ延出されるように、前記空間部に配管され、内管と外部シース間に滞留するガスをガス導入孔側からガス導出孔側へ導通させて排出するガス導通管とを備える。

本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１記載の流体輸送管の端末金具において、前記ガス排出手段のガス導出孔が前記空間部に充填材を充填する充填材注入孔を兼ねることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２記載の流体輸送管の端末金具において、前記流体輸送管の内圧補強層の外周面、軸力補強層ホルダの内周面及び軸力補強層間に形成される隙間を埋めるようにシール材が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の請求項１記載の端末金具によると、流体輸送管の内管と外部シース間に滞留するガスが軸力補強層ホルダに設けられたガス導入孔に導かれることになって、ガス排出手段のガス抜き用環状ブロックが不要になり、部品点数が減少する。また、ガス導入孔の出口側近傍にガス導出孔が配置されることにより、アウターケース内の空間部に配管されるガス導通管の長さが短くなって、端末金具の構造が簡単になり、端末金具を組み立てることが容易になる。更に、前記ガス抜き用環状ブロックが不要になって、端末金具の長さが短くなり、小型になるから、配置スペースが十分に取れない布設現場でも端末金具を設置することが容易になる。従って、端末金具の組立、設置の施工性が向上し、コストを低減させることができる。

また、アウターケース内の空間部に配管されるガス導通管の長さが短くなり、ガス導通管の曲がりや急激に曲がる部分が減少するため、ガス導通管をアウターケース内の狭い空間部に配管するのが容易になるほか、ガス導通管を流れるガスの流れ抵抗が減少してガスが流れ易くなり、内管と外部シース間に滞留するガスを端末金具から良好に排出することができ、端末金具の品質と信頼性を向上させることができる。

更に、ガス導通管が短く、曲がりが少なくなることから、ガス導通管として、プラスチック製よりも剛性が大きく、強度と耐久性に優れた金属製のものを使用することが可能になり、使用環境の厳しい個所でも端末金具を安定して使用することができる。

本発明の請求項２記載の端末金具によると、アウターケースに新たにガス導出孔を設ける手数が省けるほか、ガス導出孔の内径が充填材を注入するために比較的大きく形成されるため、ガス導通管の他端部をそのガス導出孔に接続、又は、ガス導出孔を通して外方へ延出するように、ガス導通管をアウターケース内の前記空間部に配管する作業が容易になり、端末金具の施工性をより向上させることができる。

本発明の請求項３記載の端末金具によると、アウターケース内の前記空間部に充填される充填材が、流体輸送管の内圧補強層の外周面、軸力補強層ホルダの内周面及び軸力補強層間に形成される隙間を通して、流体輸送管の内管と外部シース間の隙間に侵入するのを確実に防止し、内管と外部シース間に滞留するガスをより良好に排出することができる。また、シール材が軸力補強層ホルダの内圧補強層と接触する個所近傍に設けられるため、軸力補強層ホルダに固定される軸力補強層の端部と充填材とがシール材によって遮断されるようなことがなく、軸力補強層の端部と充填材が蜜に接合して相互にしっかり固着するから、端末金具が流体輸送管の端末にしっかり固着されて強度が増大し、信頼性をより高めることができる。

次に本発明の実施形態を図面により詳細に説明する。図１は本発明に係る流体輸送管１０の端末金具の一実施形態を示す上半部断面正面図である。なお、従来技術（図４参照）に記載されたものと同一構成のものには同一符号が付してある。

本実施形態の端末金具は、図１に示すように、架橋ポリエチレンパイプ等のプラスチック製の内管１１の外周に、鋼製の凹型補強材を短ピッチでらせん巻きした周方向の強度を補強する内圧補強層１２と、鋼製の平型補強材を長ピッチでらせん巻きした軸線方向の強度を補強する軸力補強層１３と、プラスチック製の外部シース１４とを有する可撓性の流体輸送管１０において、その内管１１の端部にパッキング１６を介して装着されるエンドボディ１５と、前部がエンドボディ１５に保持され、後部が外部シース１４にパッキング１８を介して嵌着され、内管１１、内圧補強層１２及び軸力補強層１３の各端部をこれらとの間に空間部１９が形成されるように被って装着されるアウターケース１７と、前記空間部１９に設けられ、軸力補強層１３の端部を固定する軸力補強層ホルダ２０と、前記空間部１９に液状状態で充填されて固化されるエポキシ樹脂等からなる常温硬化性の充填材２１と、内管１１と外部シース１４間に滞留するガスを排出するガス排出手段３０とを備える。

更に詳細に説明すると、エンドボディ１５の内管１１側の後側部には、前端がパッキング１６に押当するシール金具３１が内管１１と同軸状にボルト３２によって取り付けられ、ボルト３２を締め付けることにより、シール金具３１の前端をパッキング１６に押し付けて、内管１１とエンドボディ１５とを気密、液密にシールするようになっている。

軸力補強層ホルダ２０は鋼製の環状体からなり、その後部内側に形成された拡径部分に、外部シース１４の端部及びその外周面に圧着により挿着された鋼製スリーブからなるシースホルダ３３が嵌着される。また、該ホルダ２０前端側には、該ホルダ２０に沿って内側から外側に折り曲げられた軸力補強層１３の先端が溶接固定される。

また、流体輸送管１０の内圧補強層１２の外周面、軸力補強層ホルダ２０の内周面及び軸力補強層１３間に形成される隙間には、図１、図２に示すように、該隙間を埋めるように樹脂、コンパウンド材等からなるシール材３４が設けられている。

このようなシール材３４が設けられていると、アウターケース１７内の前記空間部１９に充填される充填材２１が、流体輸送管１０の内圧補強層１２の外周面、軸力補強層ホルダ２０の内周面及び軸力補強層１３間に形成される隙間を通して、流体輸送管１０の内管１１と外部シース１４間の隙間に侵入するのを確実に防止し、内管１１と外部シース１４間に滞留するガスをより良好に排出することができる。また、シール材３４が軸力補強層ホルダ２０の内圧補強層１２と接触する個所近傍に設けられるため、軸力補強層ホルダ２０に固定される軸力補強層１３の端部と充填材２１とがシール材３４によって遮断されるようなことがなく、軸力補強層１３の端部と充填材２１が蜜に接合して相互にしっかり固着するから、端末金具が流体輸送管１０の端末にしっかり固着されて強度が増大し、信頼性をより高めることができるで好ましい。

アウターケース１７の後部に一体（図１参照）、又は、別体に設けられたフランジ部１７ａの後側部には、前端がパッキング１８に押当するシール金具３５が外部シース１４と同軸状にボルト３６によって取り付けられ、ボルト３６を締め付けることにより、シール金具３５の前端をパッキング１８に押し付けて、外部シース１４とアウターケース１７のフランジ部１７ａとを気密、液密にシールするようになっている。

ガス排出手段３０は、図１に示すように、軸力補強層ホルダ２０に設けられ、流体輸送管１０の内管１１と外部シース１４間の隙間に連通するガス導入孔３７と、ガス導入孔３７の出口側近傍におけるアウターケース１７の任意の周壁、好ましくは上方の周壁に設３０けられ、アウターケース１７内の前記空間部１９に充填材２１を充填するための充填材注入孔４１を兼ねるガス導出孔３８と、一端部がガス導入孔３７の出口側に取り付けられたワンタッチ接続型の管コネクタ３９（市販品）に接続され、他端部がガス導出孔３８を通して外方へ所定長延出されるように、アウターケース１７内の前記空間部１９に配管され、内管１１と外部シース１４間に滞留するガスをガス導入孔３７側からガス導出孔３８側へ導通させて排出するガス導通管４０とを備える。ガス導通管４０は、例えば、４弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ＦＲＰ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＶＣ等のプラスチック製、ＳＵＳ、銅、銅合金等の金属製の細管からなる。ガス導通管４０の他端部には排出されるガスの圧力が所定圧より高くなった場合に開いてガスを大気中に排出する、リリーフ弁、逆止弁等のガス排出用弁４２が接続される。

前記ガス排出手段３０のように、軸力補強層ホルダ２０にガス導入孔３７が設けられていることにより、流体輸送管１０の内管１１と外部シース１４間に滞留するガスが軸力補強層ホルダ２０のガス導入孔３７に導かれることになって、従来必要としたガス抜き用環状ブロックが不要になり、部品点数が減少する。また、ガス導入孔３７の出口側近傍にガス導出孔３８が配置されることにより、アウターケース１７内の空間部１９に配管されるガス導通管４０の長さが短くなって、端末金具の構造が簡単になり、端末金具を組み立てることが容易になる。更に、前記ガス抜き用環状ブロックが不要になって、端末金具の長さが短くなり、小型になるから、配置スペースが十分に取れない布設現場でも端末金具を設置することが容易になる。従って、端末金具の組立、設置の施工性が向上し、コストを低減させることができる。

前記ガス抜き用環状ブロックが不要になって、端末金具の長さが短くなり、小型になるから、配置スペースが十分に取れない布設現場でも端末金具を設置することが容易で施工性が向上し、コストを低減させることができる。

また、前記空間部１９に配管されるガス導通管４０の長さが短くなり、ガス導通管４０の曲がりや急激に曲がる部分が減少するため、ガス導通管４０をアウターケース１７内の狭い空間部に配管するのが容易になるほか、ガス導通管４０を流れるガスの流れ抵抗が減少してガスが流れ易くなり、内管１１と外部シース１４間に滞留するガスを端末金具から良好に排出することができるようになる。更に、ガス導通管４０として、強度と耐久性に優れた金属製のものを使用することが可能になり、ガス導通管４０を使用できる選択幅が拡大されて、使用環境の厳しい個所でも端末金具を安定して使用することができる。

ガス導通管３９を前記空間部１９に配管する場合には、その一端部を前記エンドボディ１５にアウターケース１７を装着した後、アウターケース１７内の空間部１９に充填材２１を充填する前に、アウターケース１７のガス導出孔３７（充填材注入孔４０）に差し込んで、軸力補強層ホルダ２０のガス導入孔３６の出口側に取り付けられた管コネクタ３８に接続することにより、或いは、アウターケース１７をエンドボディ１５に装着する前に、アウターケース１７のガス導出孔３７（充填材注入孔４０）に予め差し込んで管コネクタ３８に接続することにより行われる。管コネクタ３８は軸力補強層ホルダ２０側ではなく、ガス導通管３９の一端部側に予め取り付けられるようにしてもよく、管コネクタ３８を介してガス導通管３９の一端部が軸力補強層ホルダ２０のガス導入孔３７の出口側に接続される。ガス導出孔３８はこれより前記空間部１９に充填材２１を充填した後、パッキング（図示せず）等によりシールされる。

前記空間部１９に充填材２１を充填する前にガス導通管３９を配管する場合、その他端部を前記のようにガス導出孔を通して外方へ延出させず、図３に示すように、ガス導出孔３８自体に直接接続するようにしてもよい。この場合、ガス導通管３９の一端部をガス導入孔３７に接続する作業は、エンドボディ１５にアウターケース１７を装着する前後いずれの時に行ってもよいが、他端部をガス導出孔３８に接続する作業は、エンドボディ１５にアウターケース１７を装着した後に行う方が施工上望ましい。この場合も、ガス導通管４０の他端部にはガス排出用弁４２（図示せず）が接続される。

また、ガス導通管４０の他端部をガス導出孔３８に直接接続する場合には、ガス導通管４０とガス導出孔３８の穴径を合致させて接続の施工性を高めるために、ガス導出孔３８が充填材注入孔４１を兼ねるものではなく、ガス導出孔専用のものとすることが望ましい。この場合、充填材注入孔４１はアウターケース１７の周壁のガス導出孔３８が設けられている個所とは別の個所、例えば、下方の個所に設けることができる。

前記ガス導出孔３８が充填材注入孔４１を兼ねていると、アウターケース１７に新たにガス導出孔３８を設ける手数が省けるほか、ガス導出孔３８の内径が一般に充填材２１を注入するために比較的大きく形成されるため、ガス導通管４０の他端部をそのガス導出孔３８に接続、又は、ガス導出孔３８を通して外方へ延出するように、ガス導通管４０をアウターケース１７内の前記空間部１９に配管する作業が容易になり、端末金具の施工性をより向上させることができるので好ましい。

なお、４３はアウターケース１７内の前記空間部１９に充填材２１を充填する際、空間部１９に残留する空気を逃がすと共に、空間部１９に充填された充填材２１をアウターケース１７外へオーバーフローさせて、空間部１９に空気が残留しないようするために、アウターケース１７の周壁に設けられたニップル孔である。ニップル孔４２は充填材の充填終了後、栓（図示せず）により閉じられる。４４は流体輸送管１０の内管１１の内側に設けられた内管座屈防止用のインターロック管である。

本発明に係る流体輸送管の端末金具の一実施形態を示す上半部断面正面図である。図１の端末金具において、流体輸送管の内圧補強層の外周面、軸力補強層ホルダの内周面及び軸力補強層間に形成される隙間を埋めるシール材が設けられている状態を示すＸ−Ｘ線拡大断面図である。図１の端末金具のガス排出手段において、ガス導通管の他端部をガス導出孔に直接接続する状態を示す拡大断面図である。従来の流体輸送管の端末金具の上半部断面図である。

符号の説明

１０流体輸送管
１１内管
１２内圧補強層
１３軸力補強層
１４外部シース
１５エンドボディ
１６パッキング
１７アウターケース
１７ａフランジ部
１８パッキング
１９空間部
２０軸力補強層ホルダ
２１充填材
３０ガス排出手段
３１シール金具
３２ボルト
３３シースホルダ
３４シール材
３５シール金具
３６ボルト
３７ガス導入孔
３８ガス導出孔
３９管コネクタ
４０ガス導通管
４１充填材注入孔
４２ガス排出用弁
４３ニップル孔
４４インターロック管

Claims

内管の外周に、周方向の強度を補強する内圧補強層と、軸線方向の強度を補強する軸力補強層と、外部シースとを有する流体輸送管の内管の端部に装着されるエンドボディと、前部がエンドボディに保持され、後部が外部シースに嵌着され、内管、内圧補強層及び軸力補強層の各端部をこれらとの間に空間部が形成されるように装着されるアウターケースと、前記空間部に設けられ、軸力補強層の端部を固定する軸力補強層ホルダと、前記空間部に充填される充填材と、内管と外部シース間に滞留するガスを排出するガス排出手段とを備えた流体輸送管の端末金具において、前記ガス排出手段が、軸力補強層ホルダに設けられ、内管と外部シース間の隙間に連通するガス導入孔と、ガス導入孔の出口側近傍におけるアウターケースの周壁に設けられたガス導出孔と、一端部がガス導入孔の出口側に接続され、他端部がガス導出孔に接続、又は、ガス導出孔を通して外方へ延出されるように、前記空間部に配管され、内管と外部シース間に滞留するガスをガス導入孔側からガス導出孔側へ導通させて排出するガス導通管とを備えてなることを特徴とする流体輸送管の端末金具。
前記ガス排出手段のガス導出孔が前記空間部に充填材を充填する充填材注入孔を兼ねることを特徴とする請求項１記載の流体輸送管の端末金具。
前記流体輸送管の内圧補強層の外周面、軸力補強層ホルダの内周面及び軸力補強層間に形成される隙間を埋めるようにシール材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の流体輸送管の端末金具。