特許 7518869 二重管構造体、その形成方法及び管支持部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-09

(45)【発行日】2024-07-18

(54)【発明の名称】二重管構造体、その形成方法及び管支持部材

(51)【国際特許分類】

   F16L 9/18 20060101AFI20240710BHJP

【ＦＩ】

F16L9/18

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022066376

(22)【出願日】2022-04-13

(65)【公開番号】P2023156798

(43)【公開日】2023-10-25

【審査請求日】2023-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】519147522

【氏名又は名称】中西商事株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116207

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100096426

【弁理士】

【氏名又は名称】川合 誠

(72)【発明者】

【氏名】福田 幸作

【審査官】大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】韓国登録特許第１５３８５１０（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】中国特許出願公開第１１３７５７４５９（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００４－２７８５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１２４０９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ９／００－１１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内管及び外管を備え、内管内に、第１の流体を通すための第１の流路が形成され、内管と外管との間に、第２の流体を通すための第２の流路が形成された二重管構造体において、
（ａ）樹脂によって一体に形成された環状体から成り、内管を包囲して配設されたサポートリングと、
（ｂ）前記外管の所定の箇所に取り付けられ、前記サポートリングを保持する保持体とを有するとともに、
（ｃ）該保持体は、外管に取り付けられるポスト、及び該ポストの一端から分岐させて形成された二つのサポート保持部を備え、前記サポートリングを、前記二つのサポート保持部と係合させることによって保持することを特徴とする二重管構造体。

【請求項2】

（ａ）前記サポートリングは溝を備え、
（ｂ）前記サポート保持部は前記溝内に進入させられてサポートリングを保持する請求項１に記載の二重管構造体。

【請求項3】

（ａ）前記外管は、前記所定の箇所において外管の内外を貫通させて形成された穴を備え、
（ｂ）前記保持体は、前記ポストの外周面と前記穴の内周面とを溶接することによって外管に取り付けられる請求項１又は２に記載の二重管構造体。

【請求項4】

（ａ）外管内に、ポスト及びサポート保持部を備えた保持体を挿入し、
（ｂ）外管の所定の箇所に形成された穴にポストを貫通させ、前記保持体を径方向外方に移動させ、サポートリングが外嵌された内管を外管内に挿入し、
（ｃ）前記保持体を径方向内方に移動させて、前記サポート保持部とサポートリングとを係合させることを特徴とする二重管構造体の形成方法。

【請求項5】

内管及び外管を備え、内管内に、第１の流体を通すための第１の流路が形成され、内管と外管との間に、第２の流体を通すための第２の流路が形成された二重管構造体に配設された管支持部材において、
（ａ）樹脂によって一体に形成された環状体から成り、内管を包囲して配設されたサポートリングと、
（ｂ）ポスト、及び該ポストの一端から分岐させて形成された二つのサポート保持部を備え、前記サポートリングを、前記二つのサポート保持部と係合させることによって保持する保持体とを有することを特徴とする管支持部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二重管構造体、その形成方法及び管支持部材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、液化天然ガス（ＬＮＧ）を燃料ガスとし、ガスエンジンを駆動して航行する船舶については、ＩＧＣコード、ＩＧＦコード等において、ガスエンジンが収容されるエンジンルームをガスセーフマシナリースペース（Ｇａｓ ｓａｆｅ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｓｐａｃｅ）とすることが規定されている。該規定に従って設計されたエンジンルームにおいては、燃料ガスが漏れたときを考慮して、燃料ガスが流れる配管である燃料ライン、燃料ガスに接する機器等が、別の構造体によって包囲されることによって二重管構造体にされ、しかも、二重管構造体の内部が常時換気されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

前記二重管構造体においては、内管内に燃料ガス流路が形成され、内管と外管との間に環状の換気用の空気流路が形成され、該空気流路の断面積を一定に保つための管支持部材としてのサポートが長手方向における所定の箇所に配設される。

【0004】

図２は従来の二重管構造体に配設されるサポートの斜視図、図３は従来の二重管構造体の縦組立手順を説明するための図である。

【0005】

図において、Ｐｕは二重管構造体、４３は内管、４４は外管、４５は、内管４３を包囲して配設され、内管４３を支持する管支持部材としてのサポート、４６、４７は、二重管構造体Ｐｕの一端側及び他端側の端部において内管４３に外嵌され、かつ、サポート４５に当接させて配設され、内管４３に対してサポート４５を位置決めする位置決め部材としてのリングである。

【0006】

前記サポート４５は、射出成形等の成形方法でフッ素樹脂によって形成された筒状の部材を所定の長さに切断し、機械加工を施すことによって一体に形成され、環状の形状を有する。

【0007】

前記リング４６、４７は、ステンレス鋼によって形成され、内管４３に摺動させて外嵌することができるように、内径が内管４３の外径よりわずかに大きくされる。

【0008】

リング４６は、エッジｅｇ１に塗布された樹脂製の接着剤４８によって内管４３に接着されて固定され、リング４７は、エッジｅｇ２に塗布された接着剤４８によって内管４３に接着されて固定される。

【0009】

また、前記サポート４５は、環状体から成り、環状部５１、及びサポート４５の円周方向における複数箇所、本実施の形態においては、４箇所において径方向外方に突出させて形成された凸部５２を備える。なお、内管４３にサポート４５を摺動させて外嵌することができるように、環状部５１の内径は内管４３の外径よりわずかに大きくされる。

【0010】

サポート４５に外管４４が外嵌されると、サポート４５の円周方向における各凸部５２間に、扇状の形状を有し、内管４３と外管４４との間の空気流路を連通させ、空気を通すための連通孔が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特開２０１７－８２７２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、前記従来の二重管構造体Ｐｕにおいては、内管４３の複数箇所に配設されたサポート４５に外管４４を外嵌する際に、サポート４５と外管４４との間の嵌合いを調整する必要があり、二重管構造体を形成するための作業が煩わしい。

【0013】

また、前記従来の二重管構造体Ｐｕにおいては、内管４３に対してサポート４５を位置決めするためにリング４６、４７が必要であり、リング４６、４７を接着剤４８によって内管４３に接着する必要があり、二重管構造体を形成するための作業が一層煩わしい。

【0014】

本発明は、前記従来の二重管構造体Ｐｕの問題点を解決して、二重管構造体を形成するための作業を簡素化することができる二重管構造体、その形成方法及び管支持部材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】

【0015】

そのために、本発明の二重管構造体は、内管及び外管を備え、内管内に、第１の流体を通すための第１の流路が形成され、内管と外管との間に、第２の流体を通すための第２の流路が形成されるようになっている。

【0016】

そして、樹脂によって一体に形成された環状体から成り、内管を包囲して配設されたサポートリングと、前記外管の所定の箇所に取り付けられ、前記サポートリングを保持する保持体とを有する。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、二重管構造体は、内管及び外管を備え、内管内に、第１の流体を通すための第１の流路が形成され、内管と外管との間に、第２の流体を通すための第２の流路が形成されるようになっている。

【0018】

そして、樹脂によって一体に形成された環状体から成り、内管を包囲して配設されたサポートリングと、前記外管の所定の箇所に取り付けられ、前記サポートリングを保持する保持体とを有する。

【0019】

この場合、外管の所定の箇所に保持体が取り付けられ、該保持体によってサポートリングが保持されるので、サポートリングに外管を外嵌する必要がなく、サポートリングと外管との間の嵌合いを調整する必要がない。

【0020】

また、外管に保持体を取り付けるだけで、内管に対してサポートリングを位置決めすることができる。

【0021】

したがって、二重管構造体を形成するための作業を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施の形態における二重管構造体の斜視図である。

【図2】従来の二重管構造体に配設されるサポートの斜視図である。

【図3】従来の二重管構造体の縦組立手順を説明するための図である。

【図4】本発明の実施の形態における二重管構造体を備えた船舶の要部概念図である。

【図5】本発明の実施の形態における二重管構造体の縦断面図である。

【図6】本発明の実施の形態における二重管構造体の横断面図である。

【図7】本発明の実施の形態におけるサポートリングの斜視図である。

【図8】本発明の実施の形態における保持体の斜視図である。

【図9】本発明の実施の形態におけるサポートリングに保持体を取り付ける状態を示す図である。

【図10】本発明の実施の形態におけるサポートユニットを示す斜視図である。

【図11】本発明の実施の形態におけるサポートユニットが組み込まれた状態の二重管構造体の斜視図である。

【図12】本発明の実施の形態におけるサポートユニットが組み込まれた状態の二重管構造体の縦断面図である。

【図13】本発明の実施の形態におけるサポートユニットが組み込まれた状態の二重管構造体の横断面図である。

【図14】本発明の実施の形態における二重管構造体の形成方法を説明するための第１の図である。

【図15】本発明の実施の形態における二重管構造体の形成方法を説明するための第２の図である。

【図16】本発明の実施の形態における二重管構造体の形成方法を説明するための第３の図である。

【図17】本発明の実施の形態における二重管構造体の形成方法を説明するための第４の図である。

【図18】本発明の実施の形態における二重管構造体の形成方法を説明するための第５の図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、ガスエンジンが収容されるエンジンルームにおける二重管構造体、その形成方法、及び管支持部材としてのサポートユニットについて説明する。

【0024】

図４は本発明の実施の形態における二重管構造体を備えた船舶の要部概念図である。

【0025】

図において、Ａｒｕは、船舶の所定の箇所にＩＧＦコードの規定に従って形成された機関区域であり、該機関区域Ａｒｕは、第１の区域としてのガス安全機関区域Ａｒ１、及び第２の区域としてのＥＳＤ（緊急遮断装置）保護機関区域Ａｒ２から成る。そして、前記ガス安全機関区域Ａｒ１は、ガスエンジン２２が配設されてエンジンルームとして使用される。前記ＥＳＤ保護機関区域Ａｒ２には、液化天然ガスを船舶に供給するためのバンカユニット２５、液化天然ガスを収容するタンク２６、熱交換器２８、換気装置としてのブロア３１等が配設される。

【0026】

また、機関区域Ａｒｕ外に、空気取込口３３、空気排出口３４及び開閉弁３５が配設され、機関区域Ａｒｕ内に、タンク２６とガスエンジン２２とを連結する燃料ラインＬ１、及び空気取込口３３と空気排出口３４とを連結する換気ラインＬ２、Ｌ３が配設され、前記ガス安全機関区域Ａｒ１からＥＳＤ保護機関区域Ａｒ２にかけて、燃料ラインＬ１及び換気ラインＬ３によって二重管構造体Ｐｕが形成される。

【0027】

機関区域Ａｒｕ外からバンカユニット２５を介して船舶に供給された液化天然ガスは、タンク２６に収容された後、ガスエンジン２２を駆動するのに必要な量だけ熱交換器２８に送られ、該熱交換器２８において温水によって加熱されて気化させられ、所定の温度、例えば、４０〔℃〕程度の燃料ガスにされる。

【0028】

燃料ガスは、第１の流体として、燃料ガス用の配管である前記燃料ラインＬ１を流れてガスエンジン２２に送られ、ガスエンジン２２が駆動された後、図示されない排気ガスラインを介して船舶外に排出される。

【0029】

ところで、船舶においては、燃料ガスが燃料ラインＬ１外に漏れたときを考慮して、燃料ラインＬ１によって形成される第１の要素部材としての内管４３を、別の構造体である、換気ラインＬ３によって形成される第２の要素部材としての外管４４によって包囲することにより前記二重管構造体Ｐｕが形成され、機関区域Ａｒｕ外から取り込まれた第２の流体としての空気が、内管４３と外管４４との間に供給され、機関区域Ａｒｕ外に排出されるようになっている。

【0030】

そのために、前記空気取込口３３と前記ガスエンジン２２との間に、吸気用の前記換気ラインＬ２が配設され、ガスエンジン２２と前記空気排出口３４との間に、排気用の前記換気ラインＬ３が配設され、空気取込口３３によって機関区域Ａｒｕ外から取り込まれた空気が、換気ラインＬ２を流れてガスエンジン２２に送られ、ガスエンジン２２内で加熱された後、前記外管４４と前記内管４３との間を流れ、ガス安全機関区域Ａｒ１からＥＳＤ保護機関区域Ａｒ２に送られた後、燃料ラインＬ１から分離させられ、換気ラインＬ３を流れ、ブロア３１に送られ、空気排出口３４から機関区域Ａｒｕ外に放出される。

【0031】

したがって、前記換気ラインＬ２、Ｌ３内にブロア３１によって負圧が形成されるので、仮に、燃料ガスが内管４３から漏れても、燃料ガスは外管４４外に出ることなく、ブロア３１によって吸引されて機関区域Ａｒｕ外に排出される。

【0032】

なお、図においては、便宜上、内管４３と外管４４とを隣接させて示している。

【0033】

次に、前記二重管構造体Ｐｕについて説明する。

【0034】

図１は本発明の実施の形態における二重管構造体の斜視図、図５は本発明の実施の形態における二重管構造体の縦断面図、図６は本発明の実施の形態における二重管構造体の横断面図、図７は本発明の実施の形態におけるサポートリングの斜視図、図８は本発明の実施の形態における保持体の斜視図、図９は本発明の実施の形態におけるサポートリングに保持体を取り付ける状態を示す図、図１０は本発明の実施の形態におけるサポートユニットを示す斜視図、図１１は本発明の実施の形態におけるサポートユニットが組み込まれた状態の二重管構造体の斜視図、図１２は本発明の実施の形態におけるサポートユニットが組み込まれた状態の二重管構造体の縦断面図、図１３は本発明の実施の形態におけるサポートユニットが組み込まれた状態の二重管構造体の横断面図である。

【0035】

図において、Ｐｕは二重管構造体であり、該二重管構造体Ｐｕは、二重管構造体Ｐｕを配管するために機関区域Ａｒｕ内の必要な箇所に配設された複数の図示されないフランジ間を連結して配設され、内管４３、及び該内管４３を包囲して配設された外管４４から成る。

【0036】

前記内管４３及び外管４４は、いずれも、金属材料、本実施の形態においては、ステンレス鋼から成る管部材を所定の長さに切断し、二重管構造体Ｐｕを配管するに当たり必要に応じて曲げ加工を施すことによって形成される。

【0037】

また、前記各フランジは、金属材料、本実施の形態においては、ステンレス鋼から成り、所定の形状、本実施の形態においては、円板状の形状を有するプレート部材から成り、両面に内管４３及び外管４４を連結するための内管連結部及び外管連結部が形成される。

【0038】

前記内管４３の両端が、各フランジに形成された内管連結部に、溶接によって内管４３の内外が密封されるように固定され、前記外管４４の両端が、各フランジに形成された外管連結部に、溶接によって外管４４の内外が密封されるように固定され、内管４３内に円形の断面形状を有する第１の流路としてのガス流路Ｒｔ１が、内管４３と外管４４との間に、円環状の断面形状を有する第２の流路としての空気流路Ｒｔ２が形成される。なお、前記フランジには、内管連結部と外管連結部との間に、上流側及び下流側のガス流路Ｒｔ１を連通させ、燃料ガスを通すための複数の図示されない燃料ガス穴が形成され、外管連結部より径方向外方に、上流側及び下流側の空気流路Ｒｔ２を連通させ、空気を通すための複数の図示されない空気穴が貫通させて形成される。

【0039】

前記二重管構造体Ｐｕの長手方向における所定の複数箇所にサポート配設位置Ｓｔ１が設定され、該各サポート配設位置Ｓｔ１に管支持部材としてのサポートユニット６１が配設され、該サポートユニット６１によって内管４３が支持される。

【0040】

前記サポートユニット６１は、内管４３を包囲して配設され、樹脂材料、本実施の形態においてはフッ素樹脂から成る管支持環状体としてのサポートリング６３、及び外管４４の周方向における所定の箇所、本実施の形態においては、外管４４の上端部及び下端部に溶接によって取り付けられ、二重管構造体Ｐｕの長手方向においてサポートリング６３を保持し、内管４３に対して位置決めする一対の位置決め部材としての保持体６５、６６から成る。

【0041】

サポートリング６３は、射出成形等の成形方法で樹脂材料、本実施の形態においてはフッ素樹脂によって形成された環状体から成り、内管４３に外嵌することができるように、内管４３の外径よりわずかに大きい内径を有する。また、サポートリング６３を保持体６５、６６によって位置決めすることができるように、図７に示されるように、サポートリング６３の外周面Ｓ１の幅方向（内管４３の長手方向）における中央部に、所定の幅及び所定の深さを有し、環状の形状を有する溝ｍ１が周方向の全体にわたって形成される。

【0042】

本実施の形態においては、サポートリング６３が、耐摩耗性、耐熱性及び耐候性の高いフッ素樹脂によって形成されるので、長期間にわたり二重管構造体Ｐｕを使用しても、サポートリング６３が変形することがなく、サポートユニット６１の耐久性を向上させることができる。

【0043】

前記保持体６５、６６は、金属材料、本実施の形態においては、ステンレス鋼から成る鋼材にプレス加工等を施すことによって形成され、図８に示されるように、「さすまた」状の形状を有する。また、保持体６５、６６は、円柱状の形状を有し、保持体６５、６６を外管４４に取り付けるためのポスト６８、及び該ポスト６８と一体に、かつ、ポスト６８の一端から左右に分岐させ、「Ｕ」字状（半円形状）に湾曲させて形成されたサポート保持部６９を備える。

【0044】

該サポート保持部６９を前記溝ｍ１に進入させることができるように、サポート保持部６９の内周面の曲率半径は、溝ｍ１の外周面の曲率半径よりわずかに大きくされる。

【0045】

そして、例えば、図９に示されるように、サポート保持部６９をサポートリング６３の溝ｍ１に進入させ、サポートリング６３に保持体６５、６６を取り付けると、図１０に示されるように、サポートユニット６１が形成される。

【0046】

前記サポート配設位置Ｓｔ１において、サポートユニット６１を前記外管４４の上端部及び下端部に取り付けるために、外管４４の上端部及び下端部に、１８０〔°〕のピッチ角をおいて穴ｈ１が形成される。該各穴ｈ１にポスト６８を内嵌することができるように、穴ｈ１の内径はポスト６８の外径よりわずかに大きくされる。

【0047】

各ポスト６８を各穴ｈ１に内嵌させた状態で、前記保持体６５、６６を外管４４内における径方向外方に移動させ、続いて、前記内管４３に外嵌されたサポートリング６３を保持体６５、６６間に挿入し、保持体６５、６６を径方向内方に移動させてサポート保持部６９をサポートリング６３の溝ｍ１に進入させ、サポートリング６３とサポート保持部６９とを係合させると、図１１に示されるように、二重管構造体Ｐｕにおいてサポートユニット６１が組み込まれる。

【0048】

続いて、ポスト６８の外周面と穴ｈ１の内周面とを溶接することによって外管４４の内外を密封すると、サポートユニット６１が二重管構造体Ｐｕに取り付けられる。

【0049】

なお、サポートユニット６１が二重管構造体Ｐｕに取り付けられると、図１１～１３に示されるように、保持体６５、６６のポスト６８が外管４４の上端部及び下端部から径方向外方に向けて突出させられる。

【0050】

そこで、サポートユニット６１が二重管構造体Ｐｕに組み付けられた後、ポスト６８の他端である外管４４の上端部及び下端部から突出した部分が図示されないカッタ等によってカットされ、除去される。これにより、図１、５及び６に示されるような二重管構造体Ｐｕが形成される。

【0051】

また、図において、Ｓｂはポスト６８をカットしたときのカット面、Ｐｔ１は、ポスト６８の外周面と穴ｈ１の内周面との間に形成された溶接金属部である。

【0052】

次に、二重管構造体Ｐｕの形成方法について説明する。

【0053】

図１４は本発明の実施の形態における二重管構造体の形成方法を説明するための第１の図、図１５は本発明の実施の形態における二重管構造体の形成方法を説明するための第２の図、図１６は本発明の実施の形態における二重管構造体の形成方法を説明するための第３の図、図１７は本発明の実施の形態における二重管構造体の形成方法を説明するための第４の図、図１８は本発明の実施の形態における二重管構造体の形成方法を説明するための第５の図である。

【0054】

まず、図１４に示されるように、管部材を所定の長さに切断することによって内管４３、外管４４が、射出成形等によってサポートリング６３が、プレス加工等によって保持体６５、６６が形成される。前述されたように、サポート配設位置Ｓｔ１における外管４４の上端部及び下端部に、保持体６５、６６のポスト６８を貫通させるための穴ｈ１が形成される。

【0055】

次に、図１５に示されるように、外管４４の所定の端部ｅｇ１から、保持体６５、６６が外管４４内に挿入され、外管４４内において各ポスト６８が穴ｈ１に貫通させられる。

【0056】

続いて、図１６に示されるように、保持体６５、６６が、外管４４内において径方向外方に移動させられ、ポスト６８が穴ｈ１から十分な量突出させられ、サポート保持部６９が外管４４の内周面に近接させられ、サポートリング６３が外嵌された内管４３が、外管４４内に進入させられる。

【0057】

次に、保持体６５、６６が径方向内方に移動させられ、サポート保持部６９がサポートリング６３の前述された溝ｍ１（図７）に進入させられて、サポートリング６３とサポート保持部６９とが係合させられると、図１７に示されるように、二重管構造体Ｐｕのサポート配設位置Ｓｔ１にサポートユニット６１が形成される。そして、溶接装置７１によって、ポスト６８の外周面と穴ｈ１の内周面とが溶接される。

【0058】

続いて、ポスト６８の他端である外管４４の上端部及び下端部から突出した部分がカッタ等によってカットされ、除去される。これにより、図１８に示されるような二重管構造体Ｐｕが形成される。

【0059】

このように、本実施の形態においては、外管４４の所定の箇所に保持体６５、６６が取り付けられ、該保持体６５、６６によってサポートリング６３が保持されるので、サポートリング６３に外管４４を外嵌する必要がなく、サポートリング６３と外管４４との間の嵌合いを調整する必要がない。

【0060】

また、外管４４に保持体６５、６６を取り付けるだけで、内管４３に対してサポートリング６３を位置決めすることができる。

【0061】

したがって、二重管構造体Ｐｕを形成するための作業を簡素化することができる。

【0062】

さらに、保持体６５、６６のサポート保持部６９は、内管４３の外周面の近傍でサポートリング６３を保持するので、サポート保持部６９と外管４４の内周面との間に、空気流路Ｒｔ２の上流側と下流側とを連通する十分な広さのスペースが形成される。したがって、サポートユニット６１によって空気の流れが阻害されることがない。

【0063】

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

【符号の説明】

【0064】

４３ 内管
４４ 外管
６３ サポートリング
６５、６６ 保持体
Ｐｕ 二重管構造体
Ｒｔ１ ガス流路
Ｒｔ２ 空気流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】