(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第2貫通孔は、前記第2閉止部材の中心軸を含んで前記外側板部材に開けられており、前記第2貫通孔が非円形であり、前記第2貫通孔の長手方向が前記第2閉止部材の中心軸から前記外側板部材の外周側に延びている請求項2または請求項3に記載の配管用シール機構。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
壁部材の管路に対して、貫通する配管の軸がずれて偏芯している場合、この偏芯荷重を吸収した状態で、隙間を密閉する要望がある。特許文献1及び特許文献2に記載の技術では、伸縮自在なラバーブーツが配管を支える。このラバーブーツは、配管を支えることで変形し、壁部材の管路に対して、貫通する配管の軸がずれ偏芯を増大させる可能性がある。また、ラバーブーツは、壁部材の管路を貫通する配管と当該壁部材との隙間で大きな面積を占め、例えば津波等の外荷重がラバーブーツに加わる場合、耐圧力性を向上させる要望がある。
【0005】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、配管の中心軸と壁部材の管路の中心軸との偏芯に応じて配管を任意の位置に固定でき、壁部材の管路を貫通する配管と壁部材との隙間を密閉する耐圧力性を向上させる配管用シール機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述の目的を達成するために、配管用シール機構は、壁部材の管路を貫通する配管と前記壁部材との隙間を密閉するための配管用シール機構であって、前記配管が挿通可能な第1貫通孔を囲む板状の内側板部材を備える第1閉止部材と、前記内側板部材よりも外形の大きな板状の外側板部材を備え、前記管路に固定できる第2閉止部材と、前記配管の延在方向と平行な方向からみて、前記内側板部材の外縁が前記外側板部材に重なり合う状態で、前記第2閉止部材に対して前記第1貫通孔の径方向に移動可能に案内される前記第1閉止部材の位置を固定し、かつ前記内側板部材と前記外側板部材との間をシールする固定手段と、を含むことを特徴とする。
【0007】
この配管用シール機構は、壁部材の管路に対して、貫通する配管の軸がずれて偏芯している場合、この偏芯荷重を吸収した状態で、隙間を密閉することができる。また、地震等により、壁部材自体の変形等が生じた場合でも、第2閉止部材に対して第1貫通孔の径方向に移動可能に案内される第1閉止部材の位置を変更するだけで密閉を維持することができる。また、配管用シール機構は、内側板部材の外縁が外側板部材に重なり合う状態で外部からの圧力を受けることができるため、耐圧力を高めることができる。その結果、配管用シール機構は、配管の中心軸と壁部材の管路の中心軸との偏芯に応じて配管を任意の位置に固定でき、壁部材の管路を貫通する配管と壁部材との隙間を密閉する耐圧力性を向上させる。
【0008】
本発明において、前記第1閉止部材は、前記第1貫通孔に挿通可能な前記配管を保持するクランプ部を備え、前記内側板部材は前記クランプ部の外周部に配置され、前記第2閉止部材は、前記クランプ部が挿通可能な第2貫通孔を備えることが好ましい。
【0009】
この構成により、クランプ部が挿通可能な第2貫通孔内を移動することにより、第1閉止部材が第2閉止部材に対して第1貫通孔の径方向に移動可能に案内される。このため、第2貫通孔の形状により、第1閉止部材が第2閉止部材に対して第1貫通孔の径方向に移動可能な位置を規制することもできる。
【0010】
本発明において、前記第2貫通孔は、前記クランプ部の外周部よりも大きく、前記内側板部材の外縁よりも小さいことが好ましい。
【0011】
この構成により、内側板部材の外縁が外側板部材に重なり合う状態で、第2貫通孔が露出しない。そして、第1閉止部材が第2閉止部材に対して第1貫通孔の径方向に移動しても、配管の延在方向と平行な方向からみて第2貫通孔が内側板部材と重なり合い、内側板部材と外側板部材とが一体として閉止部材として作用することができる。
【0012】
本発明において、前記第2貫通孔は、前記第2閉止部材の中心軸を含んで前記外側板部材に開けられており、前記第2貫通孔が非円形であり、前記第2貫通孔の長手方向が前記第2閉止部材の中心軸から前記外側板部材の外周側に延びていることが好ましい。
【0013】
この構成により、第1閉止部材が第2閉止部材に対して第1貫通孔の径方向に移動可能に案内される方向を第2貫通孔の長手方向に規制することができる。また、第2閉止部材を管路に対して回転することで、第1閉止部材が第2閉止部材に対して第1貫通孔の径方向に移動可能に案内される方向を調整することができる。
【0014】
本発明において、前記第2閉止部材は、前記外側板部材の外縁に設けられる弾性材料で構成され、かつ前記弾性材料で囲まれた空間への流体の流入量に応じて変形する弾性体を含み、前記弾性体を変形させることにより、前記管路の壁面に、前記弾性体を突出させてシールすることが好ましい。
【0015】
この構成により、配管用シール機構は、壁部材の管路の内径に合わせて、弾性体を突出させることができる。また、配管用シール機構は、弾性材料で囲まれた空間の流体の流入量を低減すれば、管路に対しての取り外しが容易となり、弾性体の交換も容易とすることができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、配管の中心軸と壁部材の管路の中心軸との偏芯に応じて配管を任意の位置に固定でき、壁部材の管路を貫通する配管と壁部材との隙間を密閉する耐圧力性を向上させる配管用シール機構を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【0019】
(実施形態1)
実施形態1について、図面を参照して説明する。
図1は、実施形態1に係る配管用シール機構が配管を支持する状態を説明する概略図である。
図1に示すように、壁部材6のコンクリート壁61には、管路60の孔が貫通している。管路60のコンクリート壁61の内壁には、鋼鉄製であって筒状のスリーブ62が備えられている。なお、スリーブ62は、なくてもよい。
【0020】
コンクリート壁61の管路60を貫通する配管5は、例えば鋼鉄製の鋼管である。
図1に示すように、配管5は、支持部材63と、配管用シール機構100とにより支持されている。支持部材63は、配管5を貫通させる孔が中央にあいた円盤状の板部材であり、ボルトなどの固定部材64でコンクリート壁61に固定されている。
【0021】
配管用シール機構100は、配管5を支持すると共に、壁部材6の管路60を貫通する配管5と壁部材6との隙間を密閉するシール構造体である。
図2は、実施形態1に係る配管用シール機構の一例を示す概略図である。
【0022】
配管用シール機構100は、第1閉止部材1と、第2閉止部材2とを含む。
図2に示すように、第1閉止部材1と第2閉止部材2とは、配管5の延在方向と平行な方向からみて、第1閉止部材1の外縁が第2閉止部材2に重なり合い、第1閉止部材1が備えるクランプ部13は、第2閉止部材2の第2貫通孔O2に挿入されている。そして、第1閉止部材1と第2閉止部材2とは、固定手段3により第1閉止部材1と第2閉止部材2とがシールされ、かつ固定されている。
【0023】
また、配管5の延在方向と平行な方向からみて第2閉止部材2の外周は、後述するOリングなどのチューブ状の弾性体22で覆われており、弾性体22がスリーブ62と第2閉止部材2の間をシールしている。そして、クランプ部13の内周部13aには、ガスケット15が配置され、第1貫通孔O1を貫通する配管5はガスケット15を介してクランプ部13に締め付けられてシールされている。このように配管用シール機構100は、第1貫通孔O1を貫通する配管5を囲い、壁部材6の管路60を貫通する配管5と壁部材6と隙間を密閉する。
【0024】
例えば、壁部材6の管路60の中心軸が第2閉止部材2の中心軸と一致している場合、中心軸Qに対して、貫通する配管5の中心軸がずれて偏芯している場合でも、配管用シール機構100は、第1閉止部材1の中心軸Pが貫通する配管5の中心軸と一致するように第2閉止部材2に対して第1閉止部材1を案内する。そして、第1閉止部材1は、第1閉止部材1の第1貫通孔O1の中心軸Pが配管5の中心軸と一致する位置で、固定手段3の固定ボルト31により第2閉止部材2に固定される。この構造により、配管用シール機構100は、壁部材6の管路60の中心軸に対して配管5の中心軸がずれて生じる偏芯荷重を吸収した状態で、隙間を密閉することができる。
【0025】
図3は、実施形態1に係る配管用シール機構の第1閉止部材の概略を示す模式図である。
図4は、実施形態1に係る配管用シール機構の第1閉止部材の結合部を示す部分断面図である。なお、
図4は、
図3に示すA−A断面の部分断面図である。
図1及び
図3に示すように、第1閉止部材1は、配管5が挿通可能な第1貫通孔O1を囲うクランプ部13と、第1内側板部材11と、第2内側板部材12とを含む。
【0026】
第1内側板部材11及び第2内側板部材12は、クランプ部13の外周部13bから径方向外側に延在する板状部材である。また、第1内側板部材11及び第2内側板部材12は、所定の厚みの鋼鈑である。
図1に示すように、第1内側板部材11及び第2内側板部材12は、クランプ部13における配管5の延在方向と平行な方向(第1貫通孔O1の内部に配管5を挿入する方向)に距離を隔てて平行に配置されている。そして、第1内側板部材11及び第2内側板部材12の間の円環空間14は、後述する外側板部材21の厚みよりも配管5の延在方向と平行な方向に長く形成されている。
【0027】
図3に示すように、第1閉止部材1は、第1貫通孔O1の周囲にクランプ部13を備えている。クランプ部13は、配管5の直径に合わせた直径D1のガスケット15がクランプ部13の内壁側に配置されている。
【0028】
第1閉止部材1は、クランプ部13、第1内側板部材11及び第2内側板部材12が上下に分割され、第1閉止板半体10Aと第1閉止板半体10Bとを組み合わせて構成されている。第1閉止板半体10Aと第1閉止板半体10Bとは、
図4に示すように、厚み方向に重ね合わされ、固定ボルト10cで固定されている。なお、第1内側板部材11の構造は、円環状の板部材であってもよい。また、第2内側板部材12の構造は、
図3に示す第1内側板部材11と同じ構造である。
【0029】
また、クランプ部13の締付手段である締付ボルト17は、上下に分かれたクランプ部13を互いに締め付け一体とし、ガスケット15の外側から第1貫通孔O1の配管5を押圧する。
【0030】
図5は、実施形態1に係る配管用シール機構の第2閉止部材の一例を示す概略図である。
図6は、実施形態1に係る配管用シール機構の第2閉止部材の結合部を示す部分断面図である。なお、
図6は、
図5に示すB−B断面の部分断面図である。
図1及び
図5に示すように、第2閉止部材2は、クランプ部13が挿通可能な第2貫通孔O2を囲む外側板部材21と、Oリングなどのチューブ状の弾性体22とを含む。外側板部材21の側面には、チューブ状の弾性体22に流体を封入する封入口の止栓となる圧入プラグ23が備えられている。
【0031】
図5に示すように、第2閉止部材2の外側板部材21は、中央部に第2貫通孔O2を開けた、鋼鈑などの所定の厚みを有する板状部材である。第2貫通孔O2は、
図3に示すクランプ部13の外周部13bの直径D2よりも大きく、第1閉止部材1の第1内側板部材11及び第2内側板部材12の外周の直径D3よりも小さい直径D4を有している。このように、第2貫通孔O2は、クランプ部13の外周部13bよりも大きく、第1内側板部材11、第2内側板部材12の外縁よりも小さい。
【0032】
図2に示すように、第1内側板部材11、第2内側板部材12の外縁が外側板部材21に重なり合う状態で、第2貫通孔O2が露出しない。そして、第1閉止部材1が第2閉止部材2に対して第1貫通孔O1の径方向に移動しても、配管5の延在方向と平行な方向からみて第2貫通孔O2が第1内側板部材11、第2内側板部材12と重なり合い、第2内側板部材12と外側板部材21とが一体として閉止部材として作用することができる。
【0033】
図5に示すように、第2閉止部材2の外側板部材21は、上下に分割され、第2閉止板半体20Aと第2閉止板半体20Bとを組み合わせて構成されている。
図6に示すように、第2閉止板半体20Aと第2閉止板半体20Bとは厚み方向に重ね合わされ、固定ボルト20cで固定されている。この構造により、第2閉止部材2は、上述した円環空間14に第2閉止板半体20Aと第2閉止板半体20Bとを挿入して、組み立てることができる。このため、
図1に示すように、第2閉止部材2の外側板部材21は、第1閉止部材1の第1内側板部材11及び第2内側板部材12の間の円環空間14に位置する。
【0034】
第2貫通孔O2には、クランプ部13が挿入される。クランプ部13が挿通可能な第2貫通孔O2内を移動することにより、第1閉止部材1が第2閉止部材2に対して第1貫通孔O1の径方向に移動可能に案内される。このため、第2貫通孔O2の形状により、第1閉止部材1が第2閉止部材2に対して第1貫通孔O1の径方向に移動可能な位置を規制することもできる。
【0035】
このように、第2閉止部材2の外側板部材21は、第1閉止部材1の第1内側板部材11及び第2内側板部材12の間に配置されることで、配管5の延在方向と平行な方向からみて、第1内側板部材11及び第2内側板部材12の外縁が第2閉止部材2の外側板部材21に重なり合う状態で、第2閉止部材2に対して第1閉止部材1が第1貫通孔O1の径方向に移動可能に案内する案内機構を構成する。
【0036】
変形例に係る配管用シール機構100として、第1閉止部材1が第1内側板部材11及び第2内側板部材12のいずれか1つを備え、第2閉止部材2が一対の外側板部材21を備え、第1内側板部材11及び第2内側板部材12のいずれか1つを一対の外側板部材21の間に挿入して案内機構を構成してもよい。
【0037】
図7は、実施形態1に係る配管用シール機構の固定手段を示す概略図である。
図7に示すように、第2閉止部材2の外側板部材21と、第1閉止部材1の第2内側板部材12との間にガスケット32を配置する。そして、第1閉止部材1の第1内側板部材11に開けた雌ねじ孔16に固定ボルト31の雄ねじ部31aを締結させ、固定ボルト31のねじ頭部で第2閉止部材2をガスケット32側に押圧する。ガスケット32は、外側板部材21と第2内側板部材12との両方に密着し、外側板部材21と第2内側板部材12との間をシールする。
【0038】
図2及び
図3に示すように、固定ボルト31は、第1内側板部材11の周方向に複数個配置されている。ここで周方向に隣合う固定ボルト31の間隔は、均等であることがより好ましい。このように、第2閉止部材2は、上述した第1閉止部材1の第1内側板部材11及び第2内側板部材12の間で固定手段3である固定ボルト31により固定される。
【0039】
変形例として、配管用シール機構100は、第1閉止部材1が第1内側板部材11及び第2内側板部材12のいずれか1つ、例えば第1内側板部材11を備え、第2閉止部材2が外側板部材21を備えるようにしてもよい。この場合、外側板部材21にも雌ねじ孔を設け、第1内側板部材11と外側板部材21とがガスケット32を介して固定手段3の固定ボルト31により締結されるようにしてもよい。
【0040】
図8及び
図9は、実施形態1に係る配管用シール機構が管路に固定される機構を説明する説明図である。配管用シール機構100は、チューブ状の弾性体22を第2閉止部材2の外周に備えている。弾性体22は、ゴム材料などの弾性材料で囲まれた空間22aを含み、空間22aは、第2閉止部材2の内部に設けられた流体流路23aを介して、圧入プラグ23に接続されている。圧入プラグ23は、押圧手段であるポンプ24の吐出流路24aと接続できる接続口であると共に、圧入プラグ23を閉鎖することで、空間22aに封入した流体Atの流出を止める止栓となっている。
【0041】
弾性体22は、弾性材料で囲まれた空間22aへの流体Atの流入量に応じて変形する。例えば、
図8に示すように、ポンプ24は、吐出流路24aから圧入プラグ23に対し,流体Atが吐出される。吐出された流体Atは、流体流路23aを介して、空間22aに流入し、弾性体22を変形させる。
図9に示すように、流体Atが空間22aに封入され弾性体22がスリーブ62の内壁62aを押圧しシールした後、ポンプ24の吐出流路24aとの接続を解除し、圧入プラグ23が空間22aの流体Atを密封する。その結果、弾性体22が変形し、配管用シール機構100は、スリーブ62の内壁62a(コンクリート壁61の管路60の内側)に、弾性体22を突出させてシールする。この構造により、配管用シール機構100は、壁部材6の管路60の内径に合わせて、弾性体22を突出させることができる。
【0042】
弾性体22は、弾性材料で囲まれた空間22aへの流体Atの流入量に応じて変形する。例えば、圧入プラグ23を開放させ、空間22aの流体Atを流出させ、弾性材料で囲まれた空間22aの流体Atの流入量を低減すれば、配管用シール機構100が管路60に固定するための押圧力がなくなる。このため、配管用シール機構100は、管路60から取り外しやすくなる。このため、経年変化により弾性体22を交換する必要が生じた場合であっても、弾性体22の交換作業が容易となる。
【0043】
以上説明したように配管用シール機構100は、第1閉止部材1と、第2閉止部材2と、固定手段3と、を含む。第1閉止部材1は、配管5が挿通可能な第1貫通孔O1を囲む板状の第1内側板部材11、第2内側板部材12を備える。第2閉止部材2は、第1内側板部材11、第2内側板部材12よりも外形の大きな板状の外側板部材21を備え、管路60に固定できる。そして、固定手段3は、配管5の延在方向と平行な方向からみて、第1内側板部材11、第2内側板部材12の外縁が外側板部材21に重なり合う状態で、第2閉止部材2に対して第1貫通孔O1の径方向に移動可能に案内される第1閉止部材1の位置を固定し、かつ第2内側板部材12と外側板部材21との間をシールする。
【0044】
この配管用シール機構100は、壁部材6の管路60に対して、貫通する配管5の軸がずれて偏芯している場合、この偏芯荷重を吸収した状態で、隙間を密閉することができる。このため、配管5に過度な荷重がかからないため、配管5の信頼性を高めることができる。
【0045】
また、地震等により、壁部材6自体の変形等が生じる可能性がある場合でも、第2閉止部材2に対して第1貫通孔O1の径方向に移動可能に案内される第1閉止部材1の位置を変更するだけで隙間の密閉を維持することができる。
【0046】
また、配管用シール機構100は、第2内側板部材12の外縁が外側板部材21に重なり合う状態で外部からの圧力を受けることができるため、耐圧力を高めることができる。また、配管用シール機構100は、第2内側板部材12及び外側板部材21の鋼鈑が管路60内において占める面積比率を高くしているので、耐圧力性を向上させることができる。例えば、配管用シール機構100は、津波のような高圧力が加えられても高い耐水性を維持できる。その結果、配管用シール機構100は、配管5の中心軸と壁部材6の管路60の中心軸との偏芯に応じて配管5を任意の位置に固定でき、壁部材6の管路60を貫通する配管5と壁部材6との隙間を密閉する耐圧力性を向上させる。
【0047】
(実施形態2)
図10は、実施形態2に係る配管用シール機構の一例を示す概略図である。
図11は、実施形態2に係る配管用シール機構の第2閉止部材の一例を示す概略図である。次の説明においては、実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0048】
図10に示すように、クランプ部13が挿通可能な第2貫通孔O22内を移動することにより、第1閉止部材1が第2閉止部材2Aに対して第1貫通孔O1の径方向に移動可能に案内される。このため、第2貫通孔O22の形状により、第1閉止部材1が第2閉止部材2Aに対して第1貫通孔O1の径方向に移動可能な位置を規制することもできる。
図11に示すように、第2閉止部材2Aの外側板部材21Aは、中央部に第2貫通孔O22を開けた、鋼鈑などの所定の厚みを有する板状部材である。第2貫通孔O22は、管路60の中心軸Qを含み、最短長さD5及び最長長さD6となる長孔となっている。そして、第2貫通孔O22は、第2閉止部材2Aの中心軸Qを含んで外側板部材21Aに非円形の孔として開けられており、第2貫通孔O22の長手方向が第2閉止部材2Aの中心軸Qから外側板部材21の外周側に延びている。
【0049】
また、最短長さD5は、
図3に示すクランプ部13の外周部13bの直径D2とほぼ等しいまたは直径D2よりも大きく、第1閉止部材1の第1内側板部材11及び第2内側板部材12の外周の直径D3よりも小さい。最短長さD5は、
図3に示すクランプ部13の外周部13bの直径D2とほぼ等しい長さとする場合、第2貫通孔O22の縁がクランプ部13の移動方向を規制することができるようになる。
【0050】
最長長さD6は、
図3に示すクランプ部13の外周部13bの直径D2よりも大きく、第1閉止部材1の第1内側板部材11及び第2内側板部材12の外周の直径D3よりも小さい。
【0051】
第2貫通孔O22は、最長長さD6の延びる方向が中心軸Qから径方向外側に延びる方向に互いに異なる長さとすることが好ましい。この構造により、
図10に示すように、第2閉止部材2Aの外側板部材21AをR方向またはR方向と逆方向に回転させることで、クランプ部13の中心軸Pの位置が弧を描く軌跡に沿って変化する。
【0052】
実施形態2に係る配管用シール機構100は、第1閉止部材1が第2閉止部材2Aに対して第1貫通孔O1の径方向に移動可能に案内される方向を第2貫通孔O22の長手方向に規制することができる。また、第2閉止部材2Aを管路60に対してR方向またはR方向と逆方向に回転することで、第1閉止部材1が第2閉止部材2Aに対して第1貫通孔O1の径方向に移動可能に案内される方向を調整することができる。
【0053】
図12は、実施形態2に係る配管用シール機構の第2閉止部材の変形例を示す概略図である。次の説明においては、実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0054】
図12に示すように、第2閉止部材2Bの外側板部材21Bは、中央部に第2貫通孔O23を開けた、鋼鈑などの所定の厚みを有する板状部材である。第2貫通孔O23は、中心軸Qを含み、上下左右に延びる十字状の孔となっている。第2貫通孔O23は、第2閉止部材2Bの中心軸Qを含んで外側板部材21Aに非円形の孔として開けられており、第2貫通孔O23の長手方向が第2閉止部材2Bの中心軸Qから外側板部材21の外周側の4方向に延びている。
【0055】
また、最短長さD7は、
図3に示すクランプ部13の外周部13bの直径D2とほぼ等しいまたは直径D2よりも大きく、第1閉止部材1の第1内側板部材11及び第2内側板部材12の外周の直径D3よりも小さい。最短長さD7は、
図3に示すクランプ部13の外周部13bの直径D2とほぼ等しい長さとする場合、第2貫通孔O23の縁がクランプ部13の移動方向を規制することができるようになる。
【0056】
最長長さD8は、
図3に示すクランプ部13の外周部13bの直径D2よりも大きく、第1閉止部材1の第1内側板部材11及び第2内側板部材12の外周の直径D3よりも小さい。
【0057】
実施形態2の変形例に係る配管用シール機構100は、第1閉止部材1が第2閉止部材2Bに対して第1貫通孔O1の径方向に移動可能に案内される方向を第2貫通孔O23の4方向に延びる長手方向に規制することができる。
【0058】
(実施形態3)
図13は、実施形態3に係る配管用シール機構が配管を支持する状態を説明する概略図である。次の説明においては、実施形態1及び実施形態2で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0059】
図13に示すように、実施形態3に係る配管用シール機構100は、第2閉止部材2の外側板部材21が壁部材6のコンクリート壁61の側面に固定ボルト25で固定されている。この構造により、配管用シール機構100は、壁部材6のコンクリート壁61の側面に強固に固定され、津波など外部からの耐圧力性を高めることができる。
【0060】
以上説明した配管用シール機構100は、例えば、ガス管、上下水道管、電線管、火力発電所の配管、原子力施設の配管など、壁部材の管路を貫通する配管と壁部材との隙間を密閉することができる。