CN1906439B - 挠性管 - Google Patents

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Abstract

通过在流通流体的金属波形管的外周形成树脂层、金属层以及绝缘性树脂层，可以得到即使由感应雷电引起火花放电，在金属波形管也不会开孔的挠性管。

Description

挠性管
技术领域
本发明涉及被铺设于建筑物的墙面内或地板下面等的气体以及水等流体用的挠性(flexible)管，尤其涉及实施了对因落雷等引起的感应雷电的安全对策的挠性管。
背景技术
近年来，作为建筑物等的气体以及水等流体用配管，大多使用挠性管。一般的挠性管，如图7所示，通过下述得到，即对厚度约为0.2～0.5mm的不锈钢制环带(hoop)材料进行起皱(corrugation)加工，在得到的可以弯曲的金属波形(corrugate)管2的外表面，设置了厚度约为0.5～1mm的软质氯乙烯树脂层4。
如果在建筑物的附近发生落雷，则会产生落雷的大电流经过地面、建筑物的钢筋、电线等导电体，而侵入到建筑物中的所谓“感应雷电”的现象。虽然金属波形管通常被接地或者处于非常接近于接地电位的电位，但是由于侵入到建筑物中的感应雷电，例如会在建筑物的钢筋与被设置于其附近的金属波形管之间产生火花放电，有在金属波形管2上打开直径为1mm左右的孔的危险。
作为对感应雷电的挠性管的安全对策，提出有各种方案。日本特开2002-174374号公报提出了一种耐雷管，该耐雷管在金属挠性管的外周设置有可以导电地连接于外部的导电性设备的导电性被覆层。日本特开2003-083483号公报提出了一种耐雷管，该耐雷管在金属挠性管的外周设置有绝缘性被覆层，在绝缘性被覆层的内表面形成有长度方向槽，同时设置有与金属挠性管相接的导电性被膜层，导电性被膜层可以导电地连接于外部的导电性设备。日本特开2002-310381号公报提出了一种配管，该配管为了防止因感应雷电引起的损伤，而在金属管卷绕了以乙丙橡胶为主剂的厚度为0.5～0.8mm的自粘绝缘带。日本特开2002-315170号公报提出了一种配管，该配管为了防止因感应雷电引起的损伤，而在金属管卷绕了以乙丙橡胶为主剂的自粘绝缘带，并于其上设置了已接地的金属屏蔽层。日本特开2003-083482号公报提出了一种耐雷管，该耐雷管在金属挠性管的外周设置有绝缘性被覆层，在绝缘性被覆层的内表面或外表面一体地配置有线状或带状的导电性部件，导电性部件可以导电地连接于外部的导电性设备。
但是，如日本特开2002-174374号、2003-083483号以及2003-083482号公报所述那样，在金属波形管的外周设置导电性被覆层，或者如日本特开2002-310381号以及2002-315170号公报所述那样，作为金属屏蔽层而卷绕了自粘绝缘带，在这些结构中，可知对于感应雷电的安全对策还是不够的。
使金属波形管完全绝缘是不容易的，如果要充分确保对于火花放电的绝缘性，则绝缘层变得过厚，挠性管的可弯曲性下降而不利于配管的施工。并且由于挠性管的外径变大，所以还有连接的接头大型化的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供可以充分保护金属波形管不受感应雷电影响的挠性管。
本发明的另一个目的在于提供一种挠性管，通过在挠性管的附近设置比挠性管内的金属波形管更接近于接地电位的导电层，使通过因在建筑物内产生的高电位差产生的对挠性管的火花放电所引起的雷电流，经由该导电层释放到大地，以此来防止向金属波形管的直接放电，可以防止金属波形管受到损伤。
本发明的一个实施例的挠性管，在流通流体的金属波形管的外周，从内到外按顺序具有绝缘性树脂层与导电性被覆层，其特征在于，所述导电性被覆层，由沿着所述金属波形管延伸的至少一条金属带构成，其每单位长度的电阻比金属波形管低，且位于所述挠性管的弯曲部的外侧的金属带，由即使断裂该断裂部也能通过放电而导通的至少一条金属带构成。根据该被覆结构，电流优先于金属波形管而流入导电性被覆层，即使由感应雷电在挠性管引起火花放电，在金属波形管也不会开孔，可以防止气体泄漏等。
本发明的其他的实施例的挠性管，在流通流体的金属波形管的外周，从内到外按顺序具有第一树脂层、具有导电性的金属层、第二树脂层，其特征在于，具有导电性的所述金属层，由沿着所述金属波形管延伸的至少一条金属带构成，其每单位长度的电阻比金属波形管低，且位于所述挠性管的弯曲部的外侧的金属带，由即使断裂该断裂部也能通过放电而导通的至少一条金属带构成。根据该被覆结构，电流优先于金属波形管而流入具有导电性的金属层，即使由感应雷电在挠性管引起火花放电，在金属波形管也不会开孔，可以防止气体泄漏等。
所述第一树脂层是绝缘层，所述第二树脂层可以是导电性层以及绝缘层的任意一个。因此，所述金属波形管的被覆层的结构，从下方按顺序可以是如下的任意一个：(a)绝缘性树脂层、金属层以及绝缘性树脂层；以及(b)绝缘性树脂层、金属层以及导电性树脂层。为了完全地防止雷电流流向金属波形管，优选(a)的层结构。
所述导电性树脂层，可以通过将金属粉、碳黑、碳素纤维等微细导电体配合到橡胶或氯乙烯树脂等具有足够的柔软性的树脂而得到，但也可以通过含有导电性微粒的导电性涂料来形成。
本发明的另外其他的实施例的挠性管，具有：流通流体的金属波形管；覆盖所述金属波形管的外周整体的第一绝缘性树脂层；于所述第一绝缘性树脂层的外周在长度方向上延伸的多个金属带；和经由所述金属带覆盖所述第一绝缘性树脂层的外周整体的第二绝缘性树脂层，所述第一以及第二绝缘性树脂层可以容易地剥离，所述挠性管的特征在于，所述金属带的每单位长度的电阻比金属波形管低，且所述第一以及第二绝缘性树脂层通过挤压层叠法而形成，并且不会热溶敷。通过该结构，(a)能够完全地防止雷电流流向金属波形管，并且(b)只通过剥离第二绝缘性树脂层就可以容易地除去金属带。
也可以在所述第一以及第二绝缘性树脂层之间设置分模层。另外，相对于直径15～28mm的金属波形管，所述金属带宽度为10mm、厚度为0.02～0.1mm。
(发明效果)
本发明的挠性管由于在金属波形管的外周具有树脂层与金属层，所以即使由感应雷电在挠性管引起火花放电，在金属波形管也不会开孔，可以防止气体泄漏等的产生。并且由于不用增厚树脂层就可以提高耐火花放电性(耐感应雷电性)，所以挠性管的外径不会变大，可弯曲性也不会下降。
另外，通过使在金属波形管的外周设置的被覆的层结构为第一绝缘性树脂层、多个金属带以及第二绝缘性树脂层，(a)能够完全地防止雷电流流向金属波形管，并且(b)只通过剥离第二绝缘性树脂层就可以容易地除去金属带，容易回收。
附图说明
图1(a)是表示本发明的第一实施例的挠性管的截面图；
图1(b)是图1(a)的A-A截面图；
图2(a)是表示本发明的第二实施例的挠性管的一个例子的立体图；
图2(b)是图2(a)的B-B截面图；
图3(a)是表示本发明的第二实施例的挠性管的其他的例子的立体图；
图3(b)是图3(a)的C-C截面图；
图4(a)是表示本发明的第三实施例的挠性管的截面图；
图4(b)是图4(a)的D-D截面图；
图5是图4(a)一部分的放大图；
图6是表示图4的挠性管的部分剖断立体图；
图7是表示现有的挠性管的截面图。
具体实施方式
下面，参考附图，详细地说明本发明的各实施例的挠性管。只要没有特别说明，各实施例的说明同样也可以适用于其他的实施例。并且，各实施例中的数值只不过是一个例子，并不限定于此。另外，为了使附图明了化，在各图中夸大了金属层的厚度。
第一实施例
图1(a)以及图1(b)表示本发明的第一实施例的挠性管。第一实施例的挠性管，在具有与图7所示的现有的金属波形管2相同的结构的金属波形管12的外周，遍及全周地按顺序具有树脂层14以及导电性被覆层16。树脂层14优选是厚度约为0.5～1mm的高绝缘性软质氯乙烯树脂层，但也可以是具有导电性的树脂层。导电性树脂层，可以通过将金属粉、碳黑、碳素纤维等微细导电体配合到橡胶或氯乙烯树脂等有足够的柔软性的树脂而得到。树脂层14可以通过挤压层叠(lamination)法来形成。
导电性被覆层16优选由铜或铝等高导电性金属构成。挠性管12以及导电性被覆层16接地。
对得到的挠性管施加规定的电压，引起火花放电来进行实验，虽然在金属波形管12产生了火花放电，但孔完全没有形成，可以确认具有良好的耐感应雷电性。
为了比较，还如下这样地制作了挠性管：与第一实施例的层结构相反，在金属波形管12的外周、遍及全周地按顺序形成了导电性被覆层16以及绝缘性树脂14的挠性管；以及在金属波形管12的外周、遍及全周地按顺序形成了导电性涂料层以及绝缘性树脂层14，对它们进行了相同的耐感应雷电性的实验。其结果，在任意一个挠性管的金属波形管12都形成了直径约为0.2～1.5mm的孔。从这里，可以看出为了提高耐感应雷电性，必须在树脂层14的外侧形成导电性被覆层16。在最外层是绝缘性树脂层的情况下，在金属波形管12开孔可以认为是因为，在火花放电时在绝缘性树脂层部分地存储了大量电荷。
第二实施例
最外层的导电性被覆层16没有必要覆盖金属波形管12的全周，也可以部分地形成于树脂层14的表面。在如图2以及图3所示的例子中，导电性被覆层16由在长度方向延伸的多个导电性带构成，部分地覆盖全周被覆盖的树脂层14。导电性被覆层16，在图2的例子中，由在周方向上以180°的间隔配置的两条导电性带构成，在图3的例子中，由在周方向上以90°的间隔配置的四条导电性带构成。导电性带，在金属波形管12的直径例如约为15～28mm的情况下，优选的是宽度为10mm左右、厚度约为0.02～0.1mm的金属带(例如铜等的金属箔的带)。
使用多条金属带是因为，考虑到虽然即使是一条金属带只要满足耐电流以及电阻值的条件便可以确保耐感应雷电性，但是因一次的落雷金属带可能会烧毁，所以这样可以提高耐感应雷电性的可靠性。并且如果配置多条金属带，则由于金属带之间的间隙窄，所以在金属带之间容易引起放电，所以这样可以进一步可靠地确保雷电流的释放路径。尤其是，由于挠性管可自由弯曲，所以位于弯曲部的外侧的金属带断裂，断裂部因放电不仅导通，相邻的金属带之间也会因放电而导通，因此，这样可以可靠地将雷电流释放到大地。
第二实施例的挠性管除了导电性被覆层16以外其他可以与第一实施例的挠性管相同。因此，作为树脂层14可以使用具有导电性的树脂层。
对于第二实施例的挠性管进行了与第一实施例的情况相同的耐感应雷电性的实验，在金属波形管12上没有形成任何孔。
第三实施例
图4～图6表示本发明的第三实施例的挠性管。该挠性管具有由遍及金属波形管12的全周的、第一绝缘性树脂层20、导电性金属层22以及第二树脂层24构成的三层结构的覆盖。第二树脂层24可以具有导电性，也可以具有绝缘性。第二树脂层24保护金属层22不被腐蚀，防止因施工时的外力(例如弯曲力)引起的金属层22的脱落。导电性树脂层可以是上述的层。并且绝缘性树脂层，与第一实施例同样地，可以是厚度约为0.5～1mm的高绝缘性软质氯乙烯树脂层。金属层22接地。第一以及第二树脂层20、24都可以通过挤压层叠法来形成。
因此，被覆层的结构，从下方按顺序可以是如下的任意一个：(a)绝缘性树脂层、金属层以及绝缘性树脂层；以及(b)绝缘性树脂层、金属层以及导电性树脂层。为了可靠地防止雷电流流到金属波形管，(a)的层结构是最优选的。
金属层22优选由铝或铜等高导电性金属的箔构成。金属箔优选形成带状，并在长度方向上延伸于第一树脂层20的外周上，或者至少卷绕成一层。并且可以在金属带的背面涂敷粘接剂，而固定于第一树脂层20的外表面，但为了在回收时能够容易剥离，最好不粘接于第一树脂层20的外表面。
与第二实施例同样地，不需要在金属波形管12的全周设置金属层22，只要满足耐电流以及电阻值得条件，也可以通过多个带状金属箔(金属带)来形成。由于在落雷时雷电流通过金属层22被释放到大地，所以多个带状金属箔的厚度以及宽度越大则耐雷电流性高。在粘贴了一条作为金属层22的厚度为35μm以及宽度为5mm的带状的铜箔的挠性管引起火花放电的实验中，确认到至少可以经得起一次的具有30kA的峰值电流值的8/20μS的脉冲电流。
在金属层22由铜、铝等构成的情况下，由于没有伸缩性，在使挠性管弯曲时有时会断裂，但由于在最外层具有绝缘性树脂层24作为保护层，所以抑制金属层22的脱落。并且只要金属层22没有完全脱落，即使多少有些断裂，对于能够对挠性管造成损伤程度的高电流，在金属层22的断裂部的间隙容易引起放电，耐雷性的效果也不会受损。在金属箔上，即使以长度方向一米的间隔空出10～30mm的间隙，对耐感应雷电性也没有影响。
为了形成该三层结构的覆盖，也可以在金属波形管12的外周设置了第一绝缘性树脂层20之后，粘贴例如由带状的金属箔构成的金属层22，于其上形成第二树脂层24。被夹在第一绝缘性树脂层20与第二树脂层24之间的金属层22，为了容易回收，优选可以容易地从任意一层剥离。因此，优选为在金属层22的表面预先设置分模层。
对于第三实施例的挠性管进行了与第一实施例的情况相同的耐感应雷电性的实验，在金属波形管12上没有形成任何孔。
具体地说，第三实施例的挠性管优选为，具有流通流体的金属波形管12、覆盖金属波形管12的外周整体的第一绝缘性树脂层20、于第一绝缘性树脂层20的外周在长度方向上延伸的多个金属带22、经由金属带22覆盖第一绝缘性树脂层20的外周整体的第二绝缘性树脂层24，第一以及第二绝缘性树脂层20、24可以容易地剥离。
如上所述，在通过挤压层叠法形成第一以及第二绝缘性树脂层20、24的情况下，如果两层20、24由相同的树脂构成，则有热溶敷的危险。如果第一以及第二绝缘性树脂层20、24热溶敷，则在回收时，难以除去金属带22。因此，优选为在两层之间设置分模层，以使第一以及第二绝缘性树脂层20、24不会热溶敷。作为分模层优选的是硅树脂等。
在回收时，为了容易地除去金属带22，如上所述，优选为在金属带22涂敷分模层。如果在第一绝缘性树脂层20涂敷分模层，于其上载置涂敷了分模层的金属带22，挤压层叠第二树脂层24，则第二树脂层24不仅不会热溶敷于第一绝缘性树脂层20并且也不密接于金属带22。因此，如果用切断器等切开第二树脂层24，便可以简单地除去金属带22。
在所有的实施例中，金属层的每单位长度的电阻需要比金属波形管的低，以使电比金属波形管优先地流向金属层。金属层除了多个带状金属箔以外，也可以通过由导电性金属线的织布或编布构成的带形成。

Claims (6)

1.一种挠性管，在流通流体的金属波形管的外周，从内到外按顺序具有绝缘性树脂层与导电性被覆层，其特征在于，
所述导电性被覆层，由沿着所述金属波形管延伸的至少一条金属带构成，其每单位长度的电阻比金属波形管低，且位于所述挠性管的弯曲部的外侧的金属带，由即使断裂该断裂部也能通过放电而导通的至少一条金属带构成。
2.一种挠性管，在流通流体的金属波形管的外周，从内到外按顺序具有第一树脂层、具有导电性的金属层、和第二树脂层，其特征在于，
具有导电性的所述金属层，由沿着所述金属波形管延伸的至少一条金属带构成，其每单位长度的电阻比金属波形管低，且位于所述挠性管的弯曲部的外侧的金属带，由即使断裂该断裂部也能通过放电而导通的至少一条金属带构成。
3.根据权利要求2所述的挠性管，其特征在于，
所述第二树脂层，是通过在具有导电性的所述金属层涂敷导电性涂料而形成的导电性树脂层。
4.一种挠性管，具有：流通流体的金属波形管；覆盖所述金属波形管的外周整体的第一绝缘性树脂层；于所述第一绝缘性树脂层的外周在长度方向上延伸的多个金属带；和经由所述金属带覆盖所述第一绝缘性树脂层的外周整体的第二绝缘性树脂层，
所述第一以及第二绝缘性树脂层可以容易地剥离，所述挠性管的特征在于，
所述金属带的每单位长度的电阻比金属波形管低，且所述第一以及第二绝缘性树脂层通过挤压层叠法而形成，并且不会热溶敷。
5.根据权利要求4所述的挠性管，其特征在于，
在所述第一以及第二绝缘性树脂层之间设置有分模层。
6.根据权利要求4所述的挠性管，其特征在于，
相对于直径15～28mm的金属波形管，所述金属带宽度为10mm、厚度为0.02～0.1mm。
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