JPS6238593B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は密封型たわみ管継手、更に詳しくは高
圧に耐えて流体密性を保ちつつ流体用導管間の運
動を許容することのできる密封型たわみ管継手に
関するものである。

近年、石油や天然ガス等の探鉱が海底に迄及ん
でいる。探鉱が海底に及ぶにつれて地上用に開発
された堀削技術が海洋の環境に合うように改良さ
れた来た。最初のうちは海底に立脚したやぐら上
に堀削用プラツトフオームを固定してそのプラツ
トフオームから堀削を行なつていた。油田あるい
は天然ガス田が生産態勢に入ると、石油やガスは
海面上に持ち上げずに海底パイプラインによつて
陸上の処理工場に送られていた。

石油や探鉱ガスの探鉱は現在増々深海に及んで
いる。その探鉱が深海に移行するにつれてそれま
でのように堀削用のプラツトフオームを海底に立
脚した水中構造によつて支えるのは経済的技術的
に不可能となつて来た。さらに油田やガス田が海
面下千メートル以上に堀られるとなると、海底パ
イプラインを敷設し、維持するのも経済的技術的
に困難となつて来た。そのため最近では浮き式の
堀削用プラツトフオームを築き、さらに浮き式の
処理設備を設けてそこで予備処理をするような傾
向になつて来ている。そのような浮き構造の設備
を使用する場合にはその構造を安定させる方法が
必要となるとともに堀削用や製品吸上用の導管に
浮き式プラツトフオームの揺れを許容するための
柔軟性を持たせる必要がでて来る。

そのような浮き式プラツトフオームはある程度
は安定化させられるが波動によつて或る程度揺れ
るのは免れられない。したがつて例えばそのプラ
ツトフオームからなされる堀削作業はそのプラツ
トフオームの水平方向および垂直方向の揺れを許
容しつつ行なわなければならない。そのようなプ
ラツトフオームの運動を許容するためには、ドリ
ルストリングや吸上管等のパイプは途中にたわみ
継手が設けられているかあるいはパイプ自体が充
分な柔軟性を持つていて、プラツトフオームが動
いたり、あるいは波や潮流がそのパイプに作用し
ても破壊されたりすることのないようになつてい
る必要がある。ドリルストリングに使用されてい
るパイプは通常充分径が細く、プラツトフオーム
が水平方向あるいは垂直方向に揺れても破壊され
ずに撓むことができる。これに対して例えば昇水
管や吸上管は比較的径が太く、ドリルストリング
に比べて柔軟性が小さい。そのため大径の昇水管
や吸上管は、容易に撓んで曲げ運動を許容するこ
とができ、しかも高い内圧および外圧に耐えて密
封することのできるたわみ管継手を少なくとも１
個含んでいる必要がある。

そのような昇水管等に使用されているたわみ管
継手には、例えば、精密に工作された球面を有す
る球状部材と、その球面と摺接する凹面を備えた
ソケツト部材からなるものがある。この継手は球
状部材とソケツト部材の関節状の作用によつて曲
がることができる。また弾性Ｏリングによつて両
摺接面間のインターフエースの密閉がなされる。
しかしながらこのようなボール継手は高い圧力が
かかると両摺接面の相対運動ができなくなる。さ
らにこのボール継手には、両摺接面およびＯリン
グの摩耗および劣化があり、頻繁に修理乃至交換
をしなければならないという問題がある。

また昇水管のような流体用導管を両導管の対向
する端部にそれぞれ設けられたフランジの間に環
状の可撓性弾性部材を挾んで接継する方法もあ
る。この弾性部材は通常非伸張性材料層と弾性材
料層を交互に積層してなつている。非伸張性材料
層は普通金属であり、弾性材料層は通常エラスト
マーである。その弾性部材の各層はジヨンソンの
米国特許第3168334号のパイプ継手におけるよう
に平らな表面を備えた環状でもよいし、あるいは
ハーバード等の米国特許第3680895号のたわみ継
手におけるように球面状の表面を有する環状であ
つてもよい。このような積層弾性部材は、継手の
たわみ運動を許容するとともにシールとしても機
能する。この積層弾性部材を使用した継手は、所
謂「運動部分」がないから、前記ボール継手にお
けるような摩耗の問題がない。積層弾性部材を使
用したたわみ管継手の例は、ハーバード等の米国
特許第3390899号、第3734546号、第3853337号に
も記載されている。

そのような弾性部材を使用したたわみ継手には
球状部材とソケツト部材を有するボール・ソケツ
ト型のたわみ継手におけるような摩耗の問題はな
いが、ある程度の軸方向の荷重がかかつたり、大
きな圧力差が作用したりすると、積層弾性部材が
破壊され易いという問題がある。積層弾性部材の
エラストマー層はかなり高い圧縮荷重に耐えるこ
とができるが、引張荷重には比較的弱い。したが
つて継手によつて接続されている２本の導管の軸
方向への相対的な運動によつて積層弾性部材に引
張荷重がかかつたときにその積層弾性部材が破壊
され易い。この問題を解決する一つの方法とし
て、その引張荷重が弾性部材にかかる前にその荷
重を支えるようにしたテンシヨンバーを使用する
方法がある。さらに、複数対の積層弾性部材を使
用して少なくとも１個の弾性部材が両導管の軸方
向の運動の向きにかかわらず常に圧縮されている
ようにすることもできる。さらに、その隣接する
弾性部材を互いに結合して一体化することによつ
て高い圧力差による弾性部材の破壊の傾向を弱め
ることができる。また、弾性部材の形状を高圧側
で厚く低圧側で薄くなるくさび形状になし、弾性
部材が高圧側の圧力に押されて低圧側にはみ出す
のをくさび効果によつて受け止め、主に一方の方
向へ作用する高い圧力差にも耐えるようにするこ
とが本出願人の出願に係る米国特許出願No.621433
に提案されている。

このような事情に鑑みて本発明は極めて大きな
圧力差に耐えることのできる密封型たわみ管継手
を提供することを目的とするものである。

さらに、本発明は流体密封性を確保するための
弾性部材による流体の密封を２重にして、一方が
破損しても他方により密封性が損なわれないよう
になした、信頼性の良い継手を提供することを目
的とするものである。

本発明のたわみ管継手は、中空の環状ハウジン
グとそのハウジングの最大内径より小さい外径を
有する管状部材からなつている。そのハウジング
はその両端にそれぞれ開口を有しており、さらに
そのハウジングの最大内径に対して半径方向内側
に延びる一対の環状フランジを備えている。その
一対のフランジは互いにハウジングの長さ方向に
間隔を置いて配されている。前記管状部材の一端
に隣接してその管状部材の半径方向外側に延びる
環状フランジが設けられている。その環状フラン
ジは前記ハウジングの一対の環状フランジの間に
位置せしめられている。管状部材の他端はハウジ
ングの一端の開口からハウジングの外側に突出し
ており、接続すべき２本の流体用導管の一方に取
り付けられるようになつている。前記ハウジング
の一方のフランジと管状部材のフランジの間およ
びハウジングの他方のフランジと管状部材のフラ
ンジの間に環状の一対の弾性部材が配されてい
る。各弾性部材はそれぞれ少なくとも１個のエラ
ストマー体を含んでいる。一方の弾性部材は管状
部材とハウジングの間に配され、その管状部材
と、ハウジングのその管状部材が突出する前記一
端の開口と反対側の他端の開口とを接続する流体
密な通路の少なくとも一部を形成している。両弾
性部材はその通路から独立した流体密な環状空間
をハウジングとともにハウジング内部に形成する
ようにハウジング内に配されている。前記通路を
形成する前記一方の弾性部材はその一方の側面が
その通路に面し、他方の側面が前記空間に面して
いる。他方の弾性部材の一方の側面は前記空間に
面し他方の側面は継手の外部に面している。さら
にその空間内に殆ど圧縮性のない液体が満たされ
ている。

その液体は両弾性部材間で圧力を伝達する。し
たがつて両弾性部材は互いに直列に作用して、前
記通路内の流体の圧力と外圧の圧力差に基づく荷
重を分け合う。例えば内圧の方が外圧より高い場
合に、その通路に面した弾性部材がその内圧に押
されて変形する。その変形によつて前記液体に荷
重がかかり、さらにその液体が他方の弾性部材に
その荷重を伝達する。内側の弾性部材にも内圧に
対するある程度の抵抗があるから、外側の弾性部
材にかかる圧力はその分だけ小さくなる。また外
側の弾性部材は圧力差による荷重を内側の弾性部
材と分け合うだけでなく、内側の弾性部材が何ら
かの理由で破壊されたときにそれをバツクアツプ
して継手内部の流体を密封することができる。そ
のためには、その外側の弾性部材はそれだけ、内
圧と外圧の差による全負荷に耐える必要がある。

本発明の継手は従来の特許に示されている継手
と全体的な構造が幾分似ているが、従来のものに
は内圧と外圧の圧力差による荷重を分け合うよう
に２つの弾性部材を直列に配列したものはない。
例えば前述のハーバード等の米国特許第3680895
号、第3734546号、第3853337号には環状ハウジン
グ内に一対の弾性部材を配してなるたわみ継手が
記載されている。各弾性部材はその継手を貫通す
る流体通路を取り巻く環状空間を形成している。
しかしながら、上記３つのハーバード等の特許に
おいては両弾性部材は圧力差に基づく荷重を両者
で分け合うようには構成されておらず、流体通路
内の圧力とその通路を取り巻く前記環状空間内の
圧力を等しくするように構成されている。したが
つて外側の弾性部材のみで継手を密封し、かつ圧
力差に耐えるように構成されている。このような
圧力を均一にするような構造の継手はハーバード
等の米国特許第3390899号の第４図にも示されて
いる。この特許には他の３つの特許に明確に示さ
れている、圧力を均一化する構造についてははつ
きり記載されていないが、この特許にもやはり、
両弾性部材間の環状空間に殆ど圧縮性のない液体
を満たして両弾性部材が圧力差による負荷を分け
合うようにする構造については何等示唆されてい
ない。

本発明の一実施例においては少なくとも一方の
弾性部材がエラストマー体と一対の剛性リングを
備えており、そのエラストマー体はその一対の剛
性リング間に配され、両リングの互いに相対向す
る面に流体密に係合している。このような構成に
よつて両リング間に弾性部材の露出した側面とな
る、エラストマー体の環状側面が形成される。そ
の剛性リングの一方は管状部材のフランジと流体
密に係合し、他方はハウジングのフランジと流体
密に係合する。本発明の望ましい実施例において
は各弾性部材はエラストマー体内に間隔をおいて
埋め込まれた複数の非伸張性の環状シムを有して
いる。そのシムとエラストマー体はほぼ球状をし
たリングである。シムはエラストマー体の圧縮荷
重に耐える能力を向上させるとともに、球状をし
ている場合には管状部材がハウジングに対して継
手の軸に直角な軸を中心として揺動するのを容易
にする。

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。

図面は本発明の一実施例のたわみ管継手の一部
断面、側面図である。図面において本実施例の継
手１０は、その上下の端部をそれぞれ流体用導管
１２，１４に流体密に接続されるようになつてい
る。この接続は従来公知のどのような方法を用い
てもよい。例えば、導管１２乃至１４と継手１０
の互いに対向する端部にフランジをそれぞれ設
け、その両フランジを貫通するボルトを用いて、
締めつけてもよい。さらに両フランジを溶接して
もよい。導管１２，１４は、石油、天然ガス、水
等の流体を内部に完全に密閉して通すことができ
るようになつている。継手１０および導管１２，
１４は、ともに流体中（通常水中）に潜つた状態
で使用される。もちろん空気中に露出している場
合もあり得る。導管１２，１４および継手１０の
内圧と外圧は通常異なる。後述するように継手１
０は、その圧力差に耐えて両導管１２，１４を密
封接続できるような構造になつている。また継手
１０は、その長さ方向の軸１６に直角な軸を中心
とする導管１２，１４間の相対的な揺動運動を許
容するようになつている。

継手１０は、スチール等の気密性の材料で形成
された中空の環状ハウジング１８を備えている。
ハウジング１８はほぼ管状の本体部２０とその本
体部２０から半径方向内側に延びる第１、第２の
フランジ２２，２４を備えている。第１のフラン
ジ２２は、環状をしており、本体部２０の一端に
位置せしめられている。その第１のフランジ２２
は、その外縁に近い部分において複数のボルト２
６によつて本体部２０に固定されている。ボルト
２６は、第１のフランジ２２の外縁に近い部分に
円をなすように配列して設けられた複数の穴２８
を貫通し、その穴２８と一致するように本体部２
０の端面に刻設されたねじ穴３０に螺入されてい
る。ボルト２６は、六角レンチで締め付けること
ができるように頭部に六角形の凹部（図示せず）
を備えている。第１のフランジ２２と本体部２０
の間の流体密性を確保するために、２個のＯリン
グ３２，３４が第１のフランジ２２の軸方向突出
部に嵌められている。両Ｏリング３２，３４は、
本体部２０内に嵌入されている第１のフランジ２
２の軸方向突出部に平行に刻設された２つの環状
溝内に入れられている。Ｏリング３２，３４は、
本体部２０の内壁と気密に係合している。第１の
フランジ２２が環状をしているため、ハウジング
１８のその端部は開口している。

第２のフランジ２４は、管状の本体部２０の一
体に形成されている。この第２のフランジ２４に
はハウジング１８の本体部２０よりも大きな荷重
がその大部分の表面に直角にかかるために本体部
２０より相当肉厚にされている。その第２のフラ
ンジ２４は、環状をしており、長さ方向の軸１６
に沿つて、第１のフランジ２２と、離間せしめら
れている。第２のフランジ２４は、下方に延びる
管状延長部３６を有しており、この延長部３６に
前記導管１４が接続されるようになつている。

スチールのような気密性材料で形成された管状
部材３８の一端がハウジング１８内に挿入されて
いる。この管状部材３８は、前記第１のフランジ
２２によつて形成されているハウジング１８の開
口を通つて外側に突出している。この管状部材３
８の外側への突出端に前記導管１２が流体密に接
続される。管状部材３８のハウジング１８内に挿
入されている端部には、環状のフランジ４０が配
されている。このフランジ４０は管状部材３８の
本体部４２から半径方向外方に延びている。また
そのフランジ４０は、ハウジング１８の第１、第
２のフランジ２２，２４の間に位置されている。
フランジ４０は管状部材３８の本体部４２とは別
体に形成され、本体部４２の外周に設けられた環
状溝に嵌められたリングである。

ハウジング１８の第１のフランジ２２と管状部
材３８のフランジ４０の間およびハウジング１８
の第２のフランジ２４と管状部材３８のフランジ
４０の間に環状の第１、第２の弾性部材４６，４
８がそれぞれ配されている。各弾性部材４６，４
８は環状のエラストマー体を備えている。第１の
弾性部材４６のエラストマー体は一端を第１のフ
ランジ２２に、他端を剛性リングとしての役割を
果たす端板５０に結合されている。この端板５０
は第１の弾性部材４６の一部をなしている。端板
５０は金属で形成されるのが望ましく、管状部材
３８のフランジ４０と係合し、それによつて支持
されている。環状のＯリング５２がその端板５０
と管状部材３８の間を流体密にシールしている。
ハウジング１８の第１のフランジ２２と端板５０
の互いに対向する面は球面状をなしている。本実
施例においては両面の球面は共通の中心５４を有
する円弧を回転してなつている。しかしながらそ
の２つの球面を形成する円弧は同心円でなくとも
よく、軸１６に沿つて異なる位置にある中心を備
えた同じ半径の円弧でもよい。そのような相対向
する面を有する第１のフランジ２２と端板５０の
間にエラストマー体５６が配され、その両端面を
前記相対向する面にそれぞれ結合されている。そ
のエラストマー体５６はエラストマーに比べて殆
ど伸張性のない材料で形成され、互いに間隔をお
いてエラストマー体内に埋め込まれた複数の環状
のシムを有している。言い換えれば、第１のフラ
ンジ２２と端板５０の間に配されている構造は複
数のエラストマー材料層と非伸張性材料層を交互
に積層し、互いに接着してなつている。

シム５８はスチールで形成するのが望ましく、
エラストマー体は、ニトリルゴムで形成するのが
望ましい。ニトリルゴムは、耐油性に優れてい
る。スチールとニトリルゴム以外の適当な非伸張
性材料およびエラストマー材料でシムとエラスト
マー体を形成してもさしつかえない。例えばニト
リルゴムの替りに他の合成ゴムや天然ゴムを使用
してもよいし、スチールの替りに他の金属フアイ
バーグラス、強化プラスチツク、高張力繊維強化
樹脂等を使用することができる。シム５８は前記
第１のフランジ２２の内面、端板５０の外面の球
面と共通の中心を有する球面状の表面を有してい
る。このように第１の弾性部材４６は全体的に球
状をしており、ユニバーサルジヨイントのような
機能をする。エラストマー体以外の部材（すなわ
ちシム５８第１のフランジ２２、端板５０）間の
相対的回転運動はエラストマー体５６が変形する
ことによつて許容される。

第２の弾性部材４８は第１の弾性部材４６と殆
ど同じ構造をしている。第２の弾性部材４８は比
較的質量が大きく剛性が高い剛性リングとしての
役割を果たす２つの環状の端板６０，６２を有し
ている。この２つの端板６０，６２は金属で形成
するのが望ましい。両端板６０，６２の相対向す
る面は共通の中心を有する球面をなしている。そ
の共通の中心は前記第１のフランジ２２、端板５
０およびシム５８の球面の中心５４と一致してい
る。環状のエラストマー体６４がその両端板６
０，６２間に配され、その相対向する球面に両端
面を接着されている。前記第１の弾性部材４６の
エラストマー体５６と同様にエラストマー体６４
はエラストマーに比べて殆ど伸張性のない材料で
形成されるとともに互いに間隔をおいてエラスト
マー体内に埋め込まれた複数のシム６６を備えて
いる。このシム６６は環状をしており、さらに半
径方向の断面が円弧状をなしている。その円弧の
中心は前記端板６０，６２の球面の基準となる円
弧の中心と一致している。第２の弾性部材４８の
エラストマー体６４およびシム６６はそれぞれ第
１の弾性部材４６のエラストマー体５６およびシ
ム５８と同じ材料で形成することができる。しか
しながら、第２の弾性部材４８は第１の弾性部材
４６に比べて圧縮荷重に対してより変形し易いよ
うに構成されている。これは、第２の弾性部材４
８のエラストマー体６４を第１の弾性部材４６の
エラストマー体５６の材料より柔かい材料で形成
したり、シム６６をシム５８よりエラストマー体
の形状に与える影響が小さくなるように構成する
ことによつて可能である。

前記端板６０の前記エラストマー体６４が接着
されている面と反対側の面は前記第１の弾性部材
４６の端板５０の下面、前記管状部材３８の環状
フランジ４０および管状部材３８の本体部４２と
係合している。端板５０と６０は互いに密着する
係合面を備えており、両端板５０，６０間の半径
方向の相対的運動が完全に防止されない迄も極め
て小さくなるようにされている。２個のＯリング
６８，７０が端板５０の係合面に刻設された環状
溝に入れられており、端板５０と６０の間を流体
密にシールしている。同様に２個のＯリング７
２，７４が管状部材３８の係合面に刻設された環
状溝内に入れられており、端板６０と管状部材３
８の間を流体密にシールしている。これらのシー
ルによつて、管状部材３８のフランジ４０はそれ
自体が他の部材とシールを構成するような係合を
していないにもかかわらず作用的に流体の接触を
防止されている。

第２の弾性部材４８の他方の端板６２は、ハウ
ジング１８の第２のフランジ２４と密着し、これ
によつて支持されている。２個のＯリング７６，
７８が端板６２に刻設された２つの環状溝内に入
れられており、端板６２とフランジ２４の間をシ
ールしている。端板６２の環状の突出部８０がハ
ウジング１８の長さ方向に延びており、第２のフ
ランジ２４の内周に隣接して刻設された環状の凹
部と嵌合している。これによつて端板６２のハウ
ジング１８の半径方向への運動および導管１４方
向への軸１６に沿つた運動が防止されている。さ
らにエラストマーの薄膜が端板６２の内表面を被
つて、端板６２の腐食を防止するようになつてい
る。

図示のような継手１０の組立て状態において、
継手１０を貫通する流体密な通路が形成される。
その通路の壁の一部は第２の弾性部材４８の環状
の側面８４によつて形成される。さらに、ハウジ
ング１８内にその通路を取り巻く、その通路から
独立した環状の流体密な空間８２が形成される。
その空間８２は、ハウジング１８の本体部２０の
内面、第２のフランジ２４の内面、第２の弾性部
材４８の他方の側面８６および第１の弾性部材４
６の一方の側面８８によつて形成されている。こ
の空間８２内に水、鉱物油、水とエチレングリコ
ールの混合物等の殆ど圧縮性のない液体９０が満
たされる。この液体９０はハウジング１８の本体
部２０に形成された貫通孔９２から空間８２内に
入れられる。その貫通孔９２は螺条を有する栓９
４およびＯリング９６によつて密閉される。

管状部材３８の前記突出端には導管１２が流体
密に接続され、第２のフランジ２４の前記管状延
長部３６には導管１４が流体密に接続される。そ
の導管１２，１４間を石油、天然ガス等の加圧流
体が流れる。油井やガス井の堀削設備においては
両導管１２，１４にはその長さ全体に亘つて張力
がかかつているのが普通である。継手１０にかか
る張力は第１の弾性部材４６を圧縮することによ
つて支持される。第１の弾性部材４６に圧縮荷重
がかかるとエラストマー体５６が変形するため、
端板５０、および管状部材３８のフランジ４０は
ともに第２の弾性部材４８の端板６０から遠去か
る方向に動こうとする。このような相対的運動に
よつて端板５０，６０の間および、端板６０と管
状部材３８の間のシールが破壊されるのを防止す
るために両弾性部材４６，４８は継手を組立てる
際に、ハウジング１８の第１、第２のフランジ２
２，２４の間で予め圧縮され変形されている。前
述のように、第２の弾性部材４８の方が第１の弾
性部材４６より圧縮に対して変形し易いため、そ
の予備圧縮によつて第２の弾性部材４８の方が第
１の弾性部材４６より大きく変形している。した
がつて両導管１２，１４にかかる張力によつて第
１の弾性部材４６が圧縮されても、その圧縮によ
る第１の弾性部材４６の変形は第２の弾性部材４
８を完全に解放するのには充分でない。例えばＯ
リング７０，７４，７６は押圧されたままに保た
れる。さらに、前記予備圧縮によつて隣接する金
属部材間の相対的運動が防止されるから、それら
の部材の当接面の摩擦が制限される。

両弾性部材４６，４８の非伸張性成分が球状の
表面を有していることによつて導管１２，１４の
継手１０のいずれの方向への角度的なずれも許容
される。各弾性部材４６，４８の非伸張性部材の
相対的回転およびエラストマー５６，６４の変形
によつて両導管１２，１４が互いに角度を持つて
位置するのが許容される。非伸張性部材の相対的
回転は前記共通の中心５４を中心として生ずる。
変形した状態においても両弾性部材４６，４８は
継手１０内を流れる流体を密封している。継手１
０内を流れる流体の圧力と継手１０の環境圧力の
間には殆ど常に差があるから、両弾性部材はその
圧力差によつて変形しようとする。例えば継手１
０内の流体の圧力の方が環境圧力より高いとする
と、第２の弾性部材４８はその内側面８４にかか
つた圧力によつて外側面８６方向に膨らむ。これ
によつて前記環状空間８２内の液体９０が第２の
弾性部材の外側面８６によつて押される。この液
体９０に殆ど圧縮性がないため、その外側面の押
圧力は殆ど減衰せずに第１の弾性部材４６の空間
８２側の側面８８に伝えられる。この側面８８に
かかつた荷重は第１の弾性部材４６によつて吸収
される。

両弾性部材４６，４８のエラストマー体５６，
６４はそれぞれ端板に連結されているため圧力に
対する抵抗となる。

したがつてエラストマー体５６，６４が圧力を
一方の側面から他方の側面へ伝達するときには必
らず圧力の減衰がある。各エラストマー体５６，
６４内にシム５８，６４が埋め込まれているた
め、各エラストマー内でかなりの部分の圧力が吸
収される。したがつて第２の弾性部材４８から空
間８２内の液体にかかる圧力は継手１０内の流体
から第１の弾性部材４６にかけられた圧力より相
当小さい。したがつて、第１の弾性部材４６にか
かる圧力は相当減衰している。このように内圧と
外圧の差は両弾性部材４６，４８によつて分割し
て吸収される。各弾性部材４６，４８にかかる圧
力の大きさは弾性部材４６，４８の圧力にさらさ
れる部分の比表面積およびその弾性部材に使われ
ているエラストマー体の相対的柔軟性等の因子に
左右される。各弾性部材４６，４８によつて吸収
される総圧力差の割合は空間８２内の液体に最初
に通常の大気圧より幾分高い圧力をかけておくこ
とによつても調節できる。本実施例の継手１０に
おいては継手１０内の流体の圧力と外圧の差に耐
えるのに両弾性部材が直列に作用するようになつ
ているから、結局、継手１０には２重のシールが
存在することになる。１次シールとして働く第２
の弾性部材４８が万一の理由で破壊されたとして
も、第１の弾性部材４６が継手１０内の流体が外
部に流出するのを防止することができる。このよ
うな特徴は継手１０内を流れる流体が石油等の環
境汚染を招くようなものである場合には特に重要
である。このように第１の弾性部材４６をセーフ
テイシールとして作用させるためには、第１の弾
性部材４６が内圧と外圧の圧力差による荷重全体
に単独で耐えられるようになつている必要があ
る。

継手１０の２重シールとしての有用性を増すた
めに、ハウジング１８内に圧力トランスデユーサ
ー１００が配され、空間８２内の液体９０の圧力
を検知するようになつている。このトランスデユ
ーサー１００は空間８２内に液体９０を満たすた
めに使用する穴９２の入口部分に位置させるのが
便利である。リード線１０２が前記栓９４を貫通
する小孔（図示せず）を通つて離れた位置にある
デイスプレイ装置まで延びており、空間８２内の
圧力をモニターすることができるようになつてい
る。このトランスデユーサー１００によつて伝達
される空間８２内の圧力の読みによつていずれか
一方の弾性部材が破壊された場合に直ちにそれを
知ることができ、またもう１つの弾性部材が破壊
されないうちに継手を修理すればよいから、その
修理に緊急を要しないとともに継手内の流体の流
出を未然に防止することができる。

上記実施例の継手はその機能に影響を与えずに
種々の変更を施すことができる。例えば第２の弾
性部材４８のエラストマー体は必らずしもシム６
６を含んでいなくともよい。これは第１の弾性部
材４６とは異なり、第２の弾性部材４８には大き
な圧縮荷重がかからないからである。また管状部
材３８の本体部４２、フランジ４０、端板５０お
よび端板６０を一体物として形成することができ
るし、時によつてはその方が便利である。ハウジ
ング１８の第１のフランジ２２はボルト締め以外
の方法で本体部２０に取り付けてもよく、例えば
両者に互いに螺合する螺条を設けて螺着するよう
にしてもよい。また第２のフランジ２４はハウジ
ングと別体であつてもよい。フランジ４０のみを
管状部材３８の本体部４２と一体にし、端板５
０，６０を別体としてもよい。また第２のフラン
ジ２４の管状延長部３６を除去して第２のフラン
ジ２４に直接導管１４を接続するようにしてもよ
い。さらに、第１の弾性部材を別の端板部材を介
して第１のフランジ２２に結合するようにしても
よい。また弾性部材中のシムは必らずしも均一な
厚みを有する必要はなく、中心５４から半径方向
に測つた場合にテーパーしていてもよい。第１、
第２の弾性部材４６，４８の変更例としては、米
国特許第4173360号第３図に記載されているよう
に、例えばその中に埋設されるシムの外周端が弾
性部材の外周面から一部露出するようにすること
が考えられる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例のたわみ継手の一部断
面側面図である。 １８……ハウジング、２０……本体部、２２，
２４……フランジ、３８……管状部材、４０……
フランジ、４６，４８……弾性部材、８２……空
間、９０……液体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外圧と異なる圧力を有する流体を通す２本の
   導管を接続する管継手において、 一端から他端に貫通する貫通孔とその貫通孔の
   長さ方向に間隔をおいて配された半径方向内側に
   延びる第１、第２の環状フランジ手段を備えてお
   り、その第１の環状フランジ手段が第２の環状フ
   ランジ手段より前記一端に近い位置にある中空の
   環状ハウジング、 その環状ハウジングの前記貫通孔の最大直径部
   より小さい外径を有するとともに一端部に半径方
   向外側に延びる環状フランジ手段を備えており、
   その環状フランジ手段が前記ハウジングの第１、
   第２の環状フランジ手段の間に位置し、他端部が
   ハウジングの貫通孔の前記一端から外側に突出す
   るようにして前記貫通孔内に挿入され、その突出
   した他端部に一方の導管が接続されるようになつ
   ている管状部材、 少なくとも１個のエラストマー体と一対の環状
   の側面を備えているとともに前記ハウジングの第
   １の環状フランジ手段と前記管状部材の環状フラ
   ンジ手段との間において、その管状部材を取り巻
   くように前記貫通孔内に配された第１の弾性部
   材、および 少なくとも１個のエラストマー体と一対の環状
   の側面を備えているとともに、前記ハウジングの
   第２の環状フランジ手段と前記管状部材の環状フ
   ランジ手段との間に配されて、その管状部材と前
   記貫通孔の前記他端とを接続する流体密な通路の
   少なくとも一部を形成する第２の弾性部材からな
   り、 少なくとも前記ハウジングと両弾性部材がその
   ハウジング内に前記流体密な通路と独立した流体
   密な環状空間を形成しており、第１の弾性部材の
   一方の側面が前記外圧側に、他方の側面がその環
   状空間側に面しており、第２の弾性部材の一方の
   側面が前記流体密な通路側に、他方の側面が環状
   空間側に面しており、その環状空間内に殆ど圧縮
   することのできない液体が満たされており、その
   液体が第１の弾性部材の前記他方の側面と第２の
   弾性部材の前記他方の側面の間で圧力を伝達し、
   両弾性部材が前記流体密な通路内の圧力と外圧の
   間の圧力差に帰因する負荷を互いに分け合うよう
   になつていることを特徴とする密封型たわみ管継
   手。 ２ 前記第１、第２の弾性部材の少なくとも一方
   が互いに間隔をおいて配された一対の剛性リング
   を備えており、その弾性部材の前記エラストマー
   体がその両リング間に配され、その両リングの互
   いに対向する面に流体密に係合しており、そのエ
   ラストマー体の環状の両側面がその弾性部材の露
   出した両側面を形成していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の管継手。 ３ 前記一対のリングの一方が前記管状部材と流
   体密に係合しており、他方が前記ハウジングの第
   １、第２のフランジのいずれか一方と流体密に係
   合していることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の管継手。 ４ 前記エラストマー体が前記各リングに接着さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の管継手。 ５ 前記各弾性部材がエラストマー体内に間隔を
   おいて埋め込まれ、かつそのエラストマー体に接
   着されている複数の非伸張性のシムを有している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の管
   継手。 ６ 前記各シムとエラストマー体がほぼ球面状の
   リングであることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載の管継手。 ７ 前記外圧と前記流体密な通路内の圧力が標準
   大気圧に等しいとき、前記空間内の液体が標準大
   気圧より高い圧力を有するように加圧されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の管
   継手。 ８ 前記第２の弾性部材が前記管状部材のフラン
   ジ手段とハウジングの第２のフランジ手段によつ
   てかけられる圧縮荷重に対して、前記第１の弾性
   部材が管状部材のフランジ手段とハウジングの第
   １のフランジ手段によつてかけられる等しい大き
   さの圧縮荷重に対するよりも、抵抗が小さくより
   変形し易いことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の管継手。 ９ 前記ハウジングが前記環状空間と外部を連通
   する密閉可能な穴を有していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の管継手。 １０ 前記ハウジングの第２のフランジが本体部
   と一体に形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の管継手。