JP4297359B2 - 可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部 - Google Patents

Description

本発明は、可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部に関するものである。

図４は、例えば１ＭＰａ以上の高圧流体を輸送するのに好適な可撓性流体輸送管１の端部の段剥ぎ状態の斜視図を示したものである。

この可撓性流体輸送管１は、耐外圧座屈強度に優れ且つ耐蝕性も良好なステンレス製のインターロック管２の外周がプラスチック内管３で覆われ、このプラスチック内管３の外周が内圧補強鋼帯４の螺旋巻きによる内圧補強鋼帯巻回層５で覆われ、この内圧補強鋼帯巻回層５の外周が複数本の軸力補強金属条６をそれぞれ斜に螺旋巻きした軸力補強金属条巻回層７で覆われ、この軸力補強金属条巻回層７の外周がプラスチック等の外部シース８で覆われた構造になっている。インターロック管２は、薄いステンレステープのエッジを折曲げて、隣接するターンのエッジと噛み合わせた構造になっている。プラスチック内管３は、インターロック管２の外周にナイロン等のプラスチックを押出し被覆して形成されている。内圧補強鋼帯巻回層５は、内圧補強鋼帯４をショートピッチで密巻きして形成されている。軸力補強金属条巻回層７は、複数本の軸力補強金属条６をロングピッチで螺旋巻きして形成されている。外部シース８は、例えば耐水性や耐摩耗性に優れた半硬質ポリエチレン等のプラスチック素材を押出し被覆して形成されている（例えば、特許文献１参照。）。

このような可撓性流体輸送管１は、図５に示すように、その端末がプラスチック内管３の外周で段剥ぎされ、その端末部分に布設用プーリング端末部９が接続されている。

この布設用プーリング端末部９は、先端にプーリングアイ１０が形成されてプーリング部１１ａとなっているプーリングエンドボデイ１１を備えている。このプーリングエンドボデイ１１の後端部の中心には同心状に凹部１１ｂが設けられている。この凹部１１ｂには、インターロック管２とプラスチック内管３の重ね合わせ端部が該プラスチック内管３の外周を接触させて嵌められている。内圧補強鋼帯巻回層５の端部外周には、インナーシール押し金具１２が嵌められている。プラスチック内管３とプーリングエンドボデイ１１との間に介在されたインナーシール１３がインナーシール押し金具１２をプーリングエンドボデイ１１に固定する圧力で圧縮されて、プラスチック内管３の端末が気密・液密に閉塞されている。即ち、インナーシール押し金具１２の外周の一部には、周方向に沿ってフランジ部１２ａが突設され、このフランジ部１２ａを貫通するボルト１４をプーリングエンドボデイ１１に螺合することにより、このインナーシール押し金具１２をプーリングアイ１０の方向に移動させてインナーシール１３を圧縮し、シールを行うようになっている。複数本の各軸力補強金属条６の端末は、インナーシール押し金具１２の外周に溶接部１５でそれぞれ固定されている。溶接部１５は、各軸力補強金属条６の長手方向に沿って所定の長さにわたって設けられている。外部シース８の端末の外周には、シースホルダー１６が固定されている。シースホルダー１６は、金属製でリング状をしていて、図示しないが周方向に複数のピースに分割され、各ピースの内面には外部シース８に食い込ませる複数の突起が突設され、各ピース間は連結ネジで連結される構造になっている。シースホルダー１６を内鍔部１７ａで抜止め支持するアウターケース１７が、インナーシール押し金具１２と各軸力補強金属条６の溶接部１５を包囲してプーリングエンドボデイ１１にネジ結合部１８で固定されている。アウターケース１７とプーリングエンドボデイ１１との重なり部分もシールリング１９でシールされている。アウターケース１７内には、エポキシ樹脂の如き熱硬化性の樹脂２０が充填されて硬化されている。アウターケース１７の後部では、内鍔部１７ａの後面に当たってアウターケース１７と外部シース８との間をシールするアウターシール２１が介在されている。アウターシール２１の後部にはシール加圧リング２２が配置され、アウターケース１７の後部内周に螺合されたネジリング２３の螺合でアウターシール２１が加圧されるようになっている。

このような布設用プーリング端末部９は、各軸力補強金属条６の末端を外向きに折り返して引止めリングで引き止める構造に比べて、外径を小型にできる利点がある。このため既設の管路内への引き込みも、外径が小さいので容易に行うことができる。
特開平６−１２３３８５号公報（図３）

しかしながら、このような従来の布設用プーリング端末部９では、インナーシール押し金具１２の外周に溶接部１５で溶接されて固定されている各軸力補強金属条６にそれぞれ引張り張力が作用した際に、それぞれロングピッチで斜に螺旋巻きされている各軸力補強金属条６に、直線状に戻ろうとする移動力がインナーシール押し金具１２の周方向に向かって発生し、この移動力で溶接部１５の手前の各軸力補強金属条６が曲げられて、該溶接部１５の近くで各軸力補強金属条６が破断される問題点があった。

また、従来の布設用プーリング端末部９では、樹脂２０と外部シース８との接着力が弱く、且つシースホルダー１６の外部シース８に対する固定力も十分ではないので、外部シース８に大きな張力が作用した際に、外部シース８の先端がアウターケース１７から抜け出してしまう問題点があった。

本発明の目的は、引張り張力で各軸力補強金属条がその溶接部の近くで破断されるのを防止できる可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部を提供することにある。

本発明の他の目的は、大きな張力で外部シースの先端がアウターケースから抜け出してしまうのを防止できる可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部を提供することにある。

本発明は、インターロック管の外周がプラスチック内管で覆われ、該プラスチック内管の外周が内圧補強鋼帯巻回層で覆われ、該内圧補強鋼帯巻回層の外周が複数本の軸力補強金属条をそれぞれ斜に螺旋巻きした軸力補強金属条巻回層で覆われ、該軸力補強金属条巻回層の外周が外部シースで覆われている可撓性流体輸送管の端末が段剥ぎされ、
可撓性流体輸送管の段剥ぎされた端末に布設用プーリング端末部が接続され、
該布設用プーリング端末部は、先端がプーリング部となっているプーリングエンドボデイを備え、該プーリングエンドボデイの後端部にインターロック管とプラスチック内管の端部が嵌められ、内圧補強鋼帯巻回層の端部外周にインナーシール押し金具が嵌められ、プラスチック内管とプーリングエンドボデイとの間に介在されたインナーシールがインナーシール押し金具をプーリングエンドボデイに固定する圧力で圧縮されてプラスチック内管の端末が気密・液密に閉塞され、複数本の各軸力補強金属条の端末がインナーシール押し金具の外周に溶接部でそれぞれ固定され、外部シースの端末の外周にシースホルダーが固定され、該シースホルダーを抜止め支持するアウターケースがインナーシール押し金具と各軸力補強金属条の溶接部を包囲してプーリングエンドボデイに固定され、アウターケース内に樹脂が充填されて構成されている可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部を改良するものである。

本発明に係る可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部では、溶接部でインナーシール押し金具の外周に固定されている各軸力補強金属条にそれぞれ張力が作用した際に、それぞれ斜に螺旋巻きされている各軸力補強金属条が直線状に戻ろうとする移動を阻止する阻止金具がそれぞれインナーシール押し金具の外周に突設されている。

この場合、軸力補強金属条巻回層が内圧補強鋼帯巻回層の周方向に斜に並設されている複数本の各軸力補強金属条の間にスペーサ条をそれぞれ介在させて構成され、各阻止金具は各スペーサ条の切除箇所に設置されていることが好ましい。

また、アウターケース内の外部シースの表面が粗面に加工され、アウターケース内に充填された樹脂が粗面に接着されていることが好ましい。

さらに、シースホルダーがロックピンで外部シースに固定されていることが好ましい。

本発明に係る可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部では、各軸力補強金属条が溶接部でインナーシール押し金具の外周に固定されている箇所の手前で、各軸力補強金属条に沿わせて阻止金具をインナーシール押し金具の外周に突設したので、各軸力補強金属条にそれぞれ張力が作用した際に、それぞれ斜に螺旋巻きされている各軸力補強金属条が直線状に戻ろうとして、インナーシール押し金具の周方向に向かう移動力が発生するのを阻止金具でそれぞれ阻止することができる。このため、この移動力で溶接部の手前の各軸力補強金属条が曲げられて、該溶接部の近くで各軸力補強金属条が破断されるのを防止することができる。

また、軸力補強金属条巻回層を、内圧補強鋼帯巻回層の周方向に斜に並設されている複数本の各軸力補強金属条の間にスペーサ条をそれぞれ介在させて構成し、各阻止金具を各スペーサ条の切除箇所に設置すると、隣接する軸力補強金属条に邪魔されないで阻止金具を設置することができる。

また、アウターケース内の外部シースの表面を粗面に加工し、アウターケース内に充填した樹脂を粗面に接着すると、樹脂と外部シースとの接着力が向上し、外部シースに大きな張力が作用した際の該外部シースの先端のアウターケースからの引き抜けを抑制することができる。

さらに、シースホルダーがロックピンで外部シースに固定されていると、シースホルダーの外部シースに対する固定力が一層向上し、外部シースに大きな張力が作用した際の該外部シースの先端のアウターケースからの引き抜けを防止することができる。

図１及び図２は本発明に係る可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部の実施の形態の一例を示したもので、図１は本例の可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部の一部縦断側面図、図２は図１で溶接された軸力補強金属条とこれに並設された阻止金具との関係を示す要部平面図である。なお、図４や図５と対応する部分には、同一符号を付けて示している。

本例の可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部では、軸力補強金属条巻回層７は内圧補強鋼帯巻回層５の周方向に斜に並設されている複数本の各軸力補強金属条６の間に図示しないがほぼ同じ太さでプラスチック製のスペーサ条がそれぞれ介在されて構成されている。このようにスペーサ条を使用すると、軸力補強金属条巻回層７の軽量化を図ることができる。これらスペーサ条は、本例では、各軸力補強金属条６を溶接部１５で溶接する箇所では、先端側が切除されて存在しないようになっている。

溶接部１５でインナーシール押し金具１２の外周に固定されている各軸力補強金属条６にそれぞれ張力が作用した際に、それぞれ斜に螺旋巻きされている各軸力補強金属条６が直線状に戻ろうとする移動を阻止する阻止金具２４がそれぞれインナーシール押し金具１２の外周に突設されている。本例では、各阻止金具２４はインナーシール押し金具１２の外周に溶接されて突設されている。これら阻止金具２４は、スペーサ条の先端の切除箇所に設置されている。各阻止金具２４は、各軸力補強金属条６の側面に接触するようにして配置されている。各阻止金具２４が各軸力補強金属条６の側面に接する面は、円弧状に面取りされていることが好ましい。

また、アウターケース１７内の外部シース８の表面は、サンドペーパで擦って粗面８ａに加工されている。アウターケース１７内に充填された樹脂２０は、外部シース８の粗面８ａに接着されている。

さらに、シースホルダー１６はこれを貫通して外部シース８に突き刺さるロックピン２５により、外部シース８に固定されている。

このように各軸力補強金属条６が溶接部１５でインナーシール押し金具１２の外周に固定されている箇所の手前で、各軸力補強金属条６に沿わせて阻止金具２４をインナーシール押し金具１２の外周に突設しておくと、各軸力補強金属条６にそれぞれ張力が作用した際に、それぞれ斜に螺旋巻きされている各軸力補強金属条６が直線状に戻ろうとして、インナーシール押し金具１２の周方向に向かう移動力が発生するのを阻止金具２４でそれぞれ阻止することができる。このため、この移動力で溶接部１５の手前の各軸力補強金属条６が曲げられて、該溶接部１５の近くで各軸力補強金属条６が破断されるのを防止することができる。

また、軸力補強金属条巻回層７を、内圧補強鋼帯巻回層５の周方向に斜に並設されている複数本の各軸力補強金属条６の間にスペーサ条をそれぞれ介在させて構成し、各阻止金具２４を各スペーサ条の切除箇所に設置すると、隣接する軸力補強金属条６に邪魔されないで阻止金具２４を設置することができる。

また、アウターケース１７内の外部シース８の表面を粗面８ａに加工し、アウターケース１７内に充填した樹脂２０を粗面８ａに接着すると、樹脂２０と外部シース８との接着力が向上し、外部シース８に大きな張力が作用した際の該外部シース８の先端のアウターケース１７からの引き抜けを抑制することができる。

さらに、シースホルダー１６がロックピン２５で外部シース８に固定されていると、シースホルダー１６の外部シース８に対する固定力が一層向上し、外部シース８に大きな張力が作用した際の該外部シース８の先端のアウターケース１７からの引き抜けを防止することができる。

このような可撓性流体輸送管１は、布設用プーリング端末部９で牽引することにより、地上、地中、洞道、水底、海底、海底中に、直接或いは既設の管路内に布設することができる。特に、既設の管路が老朽化等した場合には、この管路を保護材或いは布設ルートとしてその内に可撓性流体輸送管１を布設することができる。

軸力補強金属条６の従来例と本発明の固定構造での、軸力補強金属条６の破断強度の違いを実験により確認した際の条件を表１に示す。

供試試料は、図３に示す単体試料とし、矢印方向にインナーシール押し金具１２と軸力補強金属条６を引っ張る引張り試験を実施した。軸力補強金属条６はその傾斜角度θを７５°として、溶接部１５でインナーシール押し金具１２に固定し、阻止金具２４なしと、阻止金具２４ありでその設置角度を７５°，７８°，８２°との３通りに変えた４例で評価を行った。

表２は、４例で引張り試験をした際の軸力補強金属条６の破断荷重と破断箇所について示した。

この結果、阻止金具２４なしと、阻止金具２４ありとで、破断荷重の差が確認された。阻止金具２４なしでは、溶接部１５の端部で軸力補強金属条６が破断し、破断荷重が他の例より低下している。阻止金具２４ありでは、溶接部１５から距離をおいた箇所で軸力補強金属条６が破断し、阻止金具２４なしより破断荷重が上昇している。

また、阻止金具２４の設置角度については、軸力補強金属条６の巻付け角度と同等か、それ以上であれば十分な強度を確保することができる。

軸力補強金属条６の巻付け角度以下の阻止金具２４の設置角度については評価していないが、限られたスペース内に設置することを考慮すると、軸力補強金属条６の巻付け角度以下では阻止金具２４の占有面積が大きくなるため余り好ましくない。

次に、外部シース８の先端のアウターケース１７からの引き抜けについて評価した結果を表３に示す。評価は、シースホルダー１６によるロックと、熱硬化性樹脂２０の充填とを行った従来例と、シースホルダー１６によるロックと、外部シース８の表面を粗面８ａにして熱硬化性樹脂２０の充填とを行った本発明例１と、シースホルダー１６を３箇所でロックピン２５で外部シース８に固定し、外部シース８の表面を粗面８ａにして熱硬化性樹脂２０の充填とを行った本発明例２について行った。評価は、既設管路を模擬したマイターベンド管（Ｒ１．５ｍ、１８０°曲がり）とし、即ち、曲がり管となるように直線管をつなぎ合わせた管とし、このマイターベンド管の内面には溶接ビードを施し、凹凸状態を意図的に設置し、この中に可撓性流体輸送管１を引き込んだ際の引き込み張力と、外部シース８の状態を確認することにより行った。

この結果、従来例では１００ｋＮにて抜けが発生したが、本発明例１では１１０〜１２０ｋＮにて抜けが発生し、本発明例２では１６０ｋＮにて抜けが発生しなかった。それ故、従来例に比べて本発明例１，２では抜け荷重が向上しており、布設張力を高くすることができることを確認した。

なお、洞道内布設等の場合には、樹脂２０は場合によっては省略することもできる。

本発明に係る可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部の実施の形態の一例の一部縦断側面図である。 図１で溶接された軸力補強金属条とこれに並設された阻止金具との関係を示す要部平面図である。 軸力補強金属条の本発明の固定構造での破断強度の違いを実験するための単体試料の平面図である。 可撓性流体輸送管の段剥ぎ状態を示す斜視図である。 従来の可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部の一部縦断側面図である。

符号の説明

１ 可撓性流体輸送管
２ インターロック管
３ プラスチック内管
４ 内圧補強鋼帯
５ 内圧補強鋼帯巻回層
６ 軸力補強金属条
７ 軸力補強金属条巻回層
８ 外部シース
８ａ 粗面
９ 布設用プーリング端末部
１０ プーリングアイ
１１ プーリングエンドボデイ
１１ａ プーリング部
１１ｂ 凹部
１２ インナーシール押し金具
１２ａ フランジ部
１３ インナーシール
１４ ボルト
１５ 溶接部
１６ シースホルダー
１７ アウターケース
１７ａ 内鍔部
１８ ネジ結合部
１９ シールリング
２０ 樹脂
２１ アウターシール
２２ シール加圧リング
２３ ネジリング
２４ 阻止金具
２５ ロックピン

Claims (4)

1. インターロック管の外周がプラスチック内管で覆われ、前記プラスチック内管の外周が内圧補強鋼帯巻回層で覆われ、前記内圧補強鋼帯巻回層の外周が複数本の軸力補強金属条をそれぞれ斜に螺旋巻きした軸力補強金属条巻回層で覆われ、前記軸力補強金属条巻回層の外周が外部シースで覆われている可撓性流体輸送管の端末が段剥ぎされ、
   前記可撓性流体輸送管の段剥ぎされた端末に布設用プーリング端末部が接続され、
   前記布設用プーリング端末部は、先端がプーリング部となっているプーリングエンドボデイを備え、該プーリングエンドボデイの後端部に前記インターロック管と前記プラスチック内管の端部が嵌められ、前記内圧補強鋼帯巻回層の端部外周にインナーシール押し金具が嵌められ、前記プラスチック内管と前記プーリングエンドボデイとの間に介在されたインナーシールが前記インナーシール押し金具を前記プーリングエンドボデイに固定する圧力で圧縮されて前記プラスチック内管の端末が気密・液密に閉塞され、複数本の前記各軸力補強金属条の端末が前記インナーシール押し金具の外周に溶接部でそれぞれ固定され、前記外部シースの端末の外周にシースホルダーが固定され、前記シースホルダーを抜止め支持するアウターケースが前記インナーシール押し金具と前記各軸力補強金属条の前記溶接部を包囲して前記プーリングエンドボデイに固定され、前記アウターケース内に樹脂が充填されて構成されている可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部において、
   前記溶接部で前記インナーシール押し金具の外周に固定されている前記各軸力補強金属条にそれぞれ張力が作用した際に、それぞれ斜に螺旋巻きされている前記各軸力補強金属条が直線状に戻ろうとする移動を阻止する阻止金具がそれぞれ前記インナーシール押し金具の外周に突設されていることを特徴とする可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部。
2. 前記軸力補強金属条巻回層が前記内圧補強鋼帯巻回層の周方向に斜に並設されている複数本の前記各軸力補強金属条の間にスペーサ条をそれぞれ介在させて構成され、前記各阻止金具は前記各スペーサ条の切除箇所に設置されている請求項１に記載の可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部。
3. 前記アウターケース内の前記外部シースの表面が粗面に加工され、前記アウターケース内に充填された前記樹脂が前記粗面に接着されている請求項１または２に記載の可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部。
4. 前記シースホルダーがロックピンで前記外部シースに固定されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の可撓性流体輸送管の布設用プーリング端末部。
   

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