JP2004244958A

JP2004244958A - 凍結防止用流水配管

Info

Publication number: JP2004244958A
Application number: JP2003037189A
Authority: JP
Inventors: Shinji Terachi; 信治寺地; Takamasa Maruyama; 高正圓山
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】配管工事及びヒーターの設置作業や保守・交換作業が容易で、かつ充分な凍結防止性能を有する凍結防止用給水管又は給湯管配管を提供する。
【解決手段】可撓性を有する熱可塑性合成樹脂からなる流水管と、撓性を有する熱可塑性合成樹脂からなる、内部にヒーター線が挿通される、長尺のヒーター用管とが並置され、該ヒーター用管の管壁の一部が長さ方向に沿って切り欠かれてその断面が円弧形状若しくはコの字形状とされ、切り欠き部の端部が流水管に沿って接して配置され、上記流水管とヒーター用管とが、保護材により同時に被覆されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に寒冷地における住宅の給水や給湯に用いられ、ヒーターによる凍結防止機能を付加することを必要とする場所に用いる給水・給湯用パイプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、戸建て住宅の水道管等の凍結防止対策として、主として、パイプに保温材を巻き付ける方法が行われている。しかしながら、保温材を巻き付ける方法は、パイプ内の水が凍結するまでの時間を延長するだけであるため、寒冷地域では夜間の就寝中にも管内の水が凍結してしまうことが起こる。このため寒冷地域では、凍結防止対策として、水道パイプ内の水を抜く方法が採られるが、この方法では、住人が水抜きを忘れた場合には凍結を防止できない。そこで、パイプにリボン型電気ヒーター等を巻き付け、通電発熱することで凍結防止を行うことがなされる場合がある。
【０００３】
この方法は、パイプにリボン型ヒーター等を巻き付けた後、その上から保温材を巻き付ける必要があり、施工の手間や施工費の増大を招いているばかりか、ヒーターの寿命による交換作業は、一旦保温材を取り除いてからヒーターを交換し、再び保温材を巻き付けるという作業となり、例えば床下等の狭いスペースにおいては、非常に困難な作業となっていた。
【０００４】
又、リボン型ヒーターに代わって線型ヒーター等を用いる場合には、そのヒーターの設置方法としては、例えば一例として、合成樹脂材により形成した流水管の外周に、内部にヒーター線を挿通したヒーター用管を並置し、該ヒーター用管と前記流水管の表面を発泡樹脂材により形成した断熱管で被覆したことを特徴とする給水管又は給湯管の凍結防止構造が知られている（特許文献１参照。）。
【０００５】
この文献の構造においては、冬季における寒冷地での流水管の凍結を防止できるという効果が発揮される。しかしながら、実際にこの構造の給水・給湯管を施工するには、例えば、予め、断熱管、例えば発泡樹脂等からなる保温材を巻き付けた合成樹脂製さや管を先に設置し、そのさや管内に流水管と線型ヒーターを内装したヒーター用管とを挿入して配置する方法が取られる。しかしこの方法では、ヒーター寿命による交換は容易になるが、さや管への保温材の巻き付け、さや管の敷設、さや管へのパイプとヒーターとの挿入等の施工の手間が大きくなり、施工費の改善には至っていないという問題点がある。
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３０８４４５５号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題に鑑み、本発明は、配管工事及びヒーターの設置作業や保守・交換作業が容易で、かつ充分な凍結防止性能を有する凍結防止用給水管又は給湯管配管を提供する目的で行われたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１記載の凍結防止用流水配管（発明１）は、可撓性を有する熱可塑性合成樹脂からなる流水管と、可撓性を有する熱可塑性合成樹脂からなる、内部にヒーター線が挿通される長尺のヒーター用管とが並置され、該ヒーター用管の管壁の一部が長さ方向に沿って切り欠かれてその断面が円弧形状若しくはコの字形状とされ、切り欠き部の端部が流水管に沿って接して配置され、上記流水管とヒーター用管とが、保護材により同時に被覆されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明（発明２）は、前記、可撓性を有する熱可塑性合成樹脂からなる断面が円弧形状若しくはコの字形状である長尺のヒーター用管は、開口部の幅が流水管の外径より小さく、かつ形状復元性又は形状保持性を有することを特徴とする発明１の凍結防止用流水配管である。
【００１０】
請求項３記載の発明（発明３）は、前記流水管は、架橋ポリエチレン若しくはポリブテンを主成分とする合成樹脂からなることを特徴とする発明１又は２の凍結防止用流水配管である。
【００１１】
本発明では、流水管は可撓性を有する熱可塑性合成樹脂からなる、断面円形の管である。例えば一例として、架橋ポリエチレン、ポリブテン等を主成分とする樹脂からなり、各材質における日本工業規格若しくは工業会規格等の規格適合品、自己認証、第三者認証による給水装置性能基準適合品等が挙げられる。
【００１２】
ヒーター用管は可撓性を有する熱可塑性合成樹脂からなる管であり、電気絶縁性能に優れたものが良い。例えば一例として、ポリ塩化ビニルや、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン等を主成分とする樹脂からなる管が挙げられる。
【００１３】
ヒーター用管の断面形状は、通常円形とされるが、楕円や多角形状であっても構わない。又、長さ方向の形状は、平滑であっても波付き形状であっても良く、ヒーター用管全体の可撓性が失われなければ特に限定されない。
【００１４】
該ヒーター用管は、管壁の一部が長さ方向に沿って切り欠かれて、その断面が、管が円形管の場合は円弧形状とされる。管が、例えば四角管の場合は、略コの字形状となる。いずれも、ヒーター用管は流水管と並置されるが、ヒーター用管に挿入された線型ヒーターが発生する熱が流水管を直接伝達される、又はヒーター用管内の空気が加熱されてその空気により流水管が加熱される時の効率を良くするために、切り欠き部の幅は流水管の外径より小さくされて、その切り欠き部の端部が流水管の管外壁に接するように並置される。
【００１５】
ヒーター用管切り欠き部の開口幅は、流水管の外径の１／４〜２／５程度とされることが好ましい。ヒーター用管切り欠き部の開口幅がこの範囲であれば、ヒーター用管に管軸に直角方向に応力が掛かった場合に、ヒーター用管自体が開口部が拡がるように変形し、ヒーター用管自体の損壊が防止できるとともに、流水管に伝達される応力が緩和されて、流水管も損壊が防がれる。これより大きければヒーター用管が流水管に被さってしまってヒーター空間（後述）が確保できなくなる恐れがあり、これより小さければ、応力が掛かった場合に、ヒーター用管自体の変形が少なくなり、流水管に応力が直接伝達されてしまう恐れがある。
【００１６】
ヒーター用管をその切り欠き部を流水管に沿わせて並置した時に生じる、ヒーター用管内の空間（以降、ヒーター空間という。）には、線型ヒーターが挿通される。従ってヒーター空間の大きさは使用する線型ヒーターの外寸よりも大きくなければならない。即ち、ヒーター空間の中で、線型ヒーターが自由に回転できる大きさである。これは、ヒーター空間の大きさが小さいと、線型ヒーター挿入時に抵抗となるだけでなく、配管の曲がり部で挿入不能になる場合があるからである。
【００１７】
ヒーター用管は、絶縁性能に加えて形状復元性能及び形状保持性能を有する必要がある。形状復元性能とは、呼び径１００ｍｍφの流水管に外径１００ｍｍφのヒーター用管の切り欠き部を沿わせ、ヒーター用管の背側からヒーター用管を流水管側に強制的に押さえ込んでヒーター空間を無くした状態とし、次いで押さえ込んだ力を解放した時に、ヒーター用管の形状が復元して、ヒーター空間が再び確保される性能をいう。
【００１８】
形状保持性能とは、呼び径１００ｍｍφの流水管に外径１００ｍｍφのヒーター用管の切り欠き部を沿わせ、ヒーター用管の背側からヒーター用管に２０Ｎの力を掛けた時に、ヒーター空間が保持される性能をいう。これら形状復元性能と形状保持性能とを同時に備えていないと、さや管を配管した後の、特に曲がり部におけり線型ヒーターの挿入が困難になる。
【００１９】
ヒーター用管内に挿通される線型ヒーターは、特に限定されず、市販の各種ヒーターが適用可能である。例えば一例として、厚みが１０ｍｍの保温材を用いてヒーターを配置した場合の流水管表面の温度が、外気温に対して１５℃以上高く保持できる温度に発熱するように制御可能なヒーターが好ましい。このような温度制御を行うヒーターとしては、サーモスタット、バイメタル等による温度制御装置付きヒーター、自己温度制御型ヒーターが挙げられるが、ヒーターの長さ方向における温度制御が可能な、自己温度制御型ヒーターが好ましく用いられる。市販品の一例としては、ＳＫＦヒーター（商品名、山清電気社製、自己制御型水道凍結防止ヒーター）等が挙げられる。
【００２０】
上記流水管とヒーター用管とは、保護材により同時に被覆されている。保護材は保温機能を有していることが望ましく、例えば一例として、発泡ポリエチレン、架橋発泡ポリエチレン、ウレタンフォーム、等が挙げられる。保護材の厚さは、５ｍｍから２０ｍｍであることが好ましい。５ｍｍ以下であると、ヒーターによる保温効果が低下するばかりでなく、ヒーターの熱が大気側に放散し、熱量が無駄に使用されることになり、ヒーター通電量が増加して電気代増大に繋がる。２０ｍｍを超えると、保温効果は向上するが、施工時の曲げ抵抗が大きくなって取り扱い性が低下し、実用的でなくなる。
【００２１】
このような構造の凍結防止用流水配管の施工は、どのような方法でも構わないが例えば、まず、さや管内に、流水管とヒーター用管とを、ヒーター用管の切り欠き部の端部が流水管に接するように流水管に沿わせて同時に挿入し、挿入後さや管外周面に保温材を巻き付け、所定の配管場所に、通常の保温材を巻き付けた流水管の施工と同様にして施工する。施行後、線型ヒーターを管路の一方の端から、ヒーター空間内に挿入すれば良い。
【００２２】
（作用）
本発明の凍結防止用流水配管は、流水管と管壁の一部が長さ方向に沿って切り欠かれてその断面が円弧形状若しくはコの字形状とされた長尺のヒーター用管とが、切り欠き部の端部が流水管に沿って接して並置され、流水管とヒーター用管とが保護材により同時に被覆されている構造とされているから、配管後にヒーター用管内に形成されるヒーター空間に線型ヒーターを容易に挿通又は抜脱することができる。施工時のヒーター挿通作業やヒーター不具合時の交換作業が容易となる。又、保護材に保温機能があり、予めその保護材が巻かれているので、施工の手間が掛からない。
【００２３】
又、ヒーター用管に切り欠き部が設けられ、その切り欠き部が流水管に沿って並置されているから、線型ヒーターが直接流水管を加熱できるのみならず、ヒーター空間の加熱された空気によっても流水管がよく加熱されるので、熱が効率良く利用できる。
【００２４】
更に、ヒーター用管をこの形状として流水管と並置する構造とすることで、ヒーター用管の材料自体が有する物性に加え、さらに形状復元性能、形状保持性能が発揮されるので、配管の曲がり箇所や外部からの応力が加えられた場合でも、ヒーター用管が潰れたり、流水管が損傷したりすることが少なくなるのである。
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を、実施例及び図面を参照して説明する。図１は本発明の凍結防止用流水配管の実施の一例の断面図である。
【００２５】
凍結防止用流水配管１は、給水・給湯用に用いられる流水管３と、内部に線型ヒーター５を挿通されたヒーター用管４とが並置され、全体が保温機能を有する保護材２で被覆されている。ヒーター用管４の管壁にはヒーター用管４の管軸に沿って切り欠きが設けられ、その開口部が、流水管３に沿って接して並置されている。
【００２６】
保温性を有する保護材２は、前述の断熱材が用いられるので、外周面に傷等がつくきやすく、着傷を防止して配管１全体を保護するために、更にその外周面に、合成樹脂シートやフィルム若しくは板、或いは金属シートや板等の保護層２１が積層されても良い。
【００２７】
（実施例１）
流水管３として給水給湯用架橋ポリエチレン管（商品名：エスロペックス１３Ａ、積水化学工業社製）に、ヒーター用管４として、外周面一部を管軸に沿って切り欠いた架橋ポリエチレン管（管壁厚さ２ｍｍ、ヒーター空間：幅１２．８ｍｍ、高さ１０ｍｍ）を、切り欠き部の端部が流水管３に接してヒーター用管の内部のヒーター空間が、幅１２．８ｍｍ、高さ１０ｍｍとなるように並置した。
【００２８】
これら全体を、発泡架橋ポリエチレンシート（商品名：ソフトロン、発泡倍率３０倍、厚さ１０ｍｍ、積水化学工業社製）により被覆したものを、単位長さ１０ｍで複数本準備した。
【００２９】
連鋳ヘッダー（モデル：ＲＨＤ２０−１、積水化学工業社製）を、ヘッダー保温カバー（モデル：ＨＤＷＦ１、積水化学工業社製）でカバーし、継手に架橋ポリエチレン製ワンタッチ継手（商品名：エスルカチット雄ねじアダプター１３Ａ、積水化学工業社製）を取り付け、ヘッダー固定具（モデル：ＢＲＴ、積水化学工業社製）で固定し、配管１を上記継手に接続後、サドルバンド（品番：Ａ１０４３０−００７７ＳＧＰ３２Ａ用、アカギ社製）を用いて１．５ｍ間隔及び配管の曲がり部の頂点位置で固定した。
【００３０】
図に示すように、ヘッダーから第１の曲がり部までを２０００ｍｍ、そこから第２の曲がり部までを２０００ｍｍ、更に第３の曲がり部までを２０００ｍｍ、第４の曲がり部までを２０００ｍｍ、第５の曲がり部までを２０００ｍｍとし、第５の曲がり部では配管１を５００ｍｍ高さまで立ち上げて全体配管を施工した。各曲がり部及び配管１の立ち上がり部では、ヒーター用管のヒーター空間は確保され、流水管にも損傷は無かった。
【００３１】
このように配管後、自己制御型線型ヒーター（商品名：ＳＫＦヒーター、長さ１０ｍ、山清電気社製）を、ヒーター空間内に、ヘッダー側から挿入した。この時、外ヒーターの挿入には、何ら問題が起こらずスムースに挿入できた。また、挿入後一旦ヒーターを引き抜いたが、引き抜き時にも何ら問題は起こらず、再び、ヒーターを挿入してもスムースに挿入が可能であった。
【００３２】
次に、この配管を冷凍庫室内に設置し、流水管内に水を満たした後に、冷凍庫庫内温度を−２０℃に設定し、直ちにヒーターを通電し発熱させた状態で、１２時間放置した。１２時間後流水管内の水の凍結の有無を観察したが、全く凍結は見られず、充分な凍結防止性能を有することを確認した。
【００３３】
【発明の効果】
以上の通りであるから、本発明の凍結防止用流水配管は、配管工事及びヒーターの設置作業や保守・交換作業が容易で、かつ充分な凍結防止性能を有する凍結防止用給水管又は給湯管配管となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の凍結防止用流水配管の一例の断面図である。
【図２】ヒーター用管の別の一例の断面図である。
【図３】本発明の流水用配管の実施例１の配管図である。
【符号の説明】
１凍結防止用流水配管
２保護材
２１保護層
３流水管
４ヒーター用管
５線型ヒーター

Claims

可撓性を有する熱可塑性合成樹脂からなる流水管と、
可撓性を有する熱可塑性合成樹脂からなる、内部にヒーター線が挿通される長尺のヒーター用管とが並置され、
該ヒーター用管の管壁の一部が長さ方向に沿って切り欠かれてその断面が円弧形状若しくはコの字形状とされ、
切り欠き部の端部が流水管に沿って接して配置され、
上記流水管とヒーター用管とが、保護材により同時に被覆されている
ことを特徴とする凍結防止用流水配管。
前記、可撓性を有する熱可塑性合成樹脂からなる断面が円弧形状若しくはコの字形状である長尺のヒーター用管は、開口部の幅が流水管の外径より小さく、かつ形状復元性又は形状保持性を有する
ことを特徴とする請求項１記載の凍結防止用流水配管。
前記流水管は、架橋ポリエチレン若しくはポリブテンを主成分とする合成樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の凍結防止用流水配管。