JP2005114018A

JP2005114018A - 断熱二重パイプおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2005114018A
Application number: JP2003348317A
Authority: JP
Inventors: Takeo Jinno; 武男神野; Takashi Tono; 隆東野
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】最低限度の断熱性能を有する安価な断熱パイプを提供する。
【解決手段】外パイプ３と、外パイプ３内に挿入された外パイプ３よりも長い内パイプ２と、外パイプ３両端に内パイプ２と前記外パイプ３との間の空間を封止する端板５と、内パイプ２と外パイプ３の間の空間に体積が大気圧下での１／２以下に圧縮された弾性を有する多孔質体６とを有する断熱二重パイプ。
【選択図】図１

Description

本発明は、断熱二重パイプおよびその製造方法に関する。

配管用のパイプにおいて、移送流体と雰囲気の温度差による熱損失や結露などのトラブルを防止するために、パイプの周りに多孔質体による断熱層を設けることがよく行われている。一般的には、パイプにグラスウールや発泡ウレタンなどの多孔質体を巻きつけ、外側をテープで巻いたり金属製の外装を施したりしている。

断熱材として代表的な多孔質体であるグラスウールは、一般に、その密度が高いほど空気の対流を防止する効果が高く断熱性能に優れており、密度１０kg／ｍ^３から５０kg／ｍ^３程度のものが汎用されている。また、パイプに装着し易いように予めＣ型断面に成形されたものも市販されている。

しかし、食品工業などでは、断熱材に水が侵入してバクテリア汚染の原因となる恐れがあるために、前述のような断熱方法は敬遠される。そこで、流体を移送するパイプの外側に口径が大きく長さの短いパイプを被せ、その外側のパイプの両端と内側のパイプの外壁との開口部に鏡板など端板を溶接して水の侵入口を完全に塞ぐ。さらに、内側のパイプと外側のパイプの間にできた空間を真空することで断熱性能を与えた真空二重パイプが利用されている。

このような真空二重パイプは、衛生的で非常に優れた断熱性能を有しているが、高価でもある。断熱性能に関しては、さほど高い性能を必要としないユーザも多く、真空二重パイプと同様の衛生性と必要最小限度の断熱性能とを有する、安価な断熱パイプを求める声も大きい。

そこで、上述の技術を組み合わせて、二重パイプの内部に保温材を封入すればよいようにも思われるが、その場合、必要な保温材を封入するためには、外側のパイプの口径を大きくする必要があり、大きく重いものとなって取り扱いにおいて不利になるだけでなく、材料費と工作費の上昇を招くため真空二重パイプと同様に高価なものとなってしまう。

以上のように、衛生性と経済性を兼ね備える断熱パイプは見当たらず、食品工業など、衛生性を必用とする場合には、たとえパイプに僅かな断熱性能しか要求されない場合においても真空二重パイプが使用されているのが実情である。

そこで、本発明は、衛生的で安価な断熱パイプを提供することを課題とする。

本発明による断熱パイプは、外パイプと、該外パイプ内に挿入された前記外パイプよりも長い内パイプと、前記外パイプ両端に前記内パイプと前記外パイプとの間の空間を封止する端板と、前記内パイプと前記外パイプの間の空間に体積が大気圧下での１／２以下に圧縮された弾性を有する多孔質体とを有する断熱二重パイプとする。

この構成によれば、前記内パイプ、前記外パイプおよび前記端板を隙間なく溶接することができ、前記多孔質体に水が染み込むことがない。また、圧縮された前記多孔質体は、圧縮されないときよりも高い断熱性を有すると共に、前記多孔質体の弾性により、前記内パイプと前記外パイプの間の空間内でほぼ隙間なく広がり、空気の対流による熱伝達を効果的に抑制することができる。これによって、前記断熱二重パイプは、十分な衛生性と断熱性とを得ることができる。

本発明による断熱二重パイプの製造方法は、気密性のある袋に、弾性を有する多孔質体を収容し、前記袋内の気体を吸引排出し、大気圧により前記多孔質体を圧縮して密封し、前記圧縮した多孔質体を、内パイプに巻き付け、前記袋を破いて袋内に空気を導入し、前記多孔質体の弾力により前記内パイプと外パイプの間の空間内で膨張させ、前記外パイプの両端を端板で塞いで前記内パイプと外パイプの間の空間を密封する方法とする。

この製造方法によれば、前記多孔質体を通常得られない高密度に圧縮した状態で、前記内パイプと前記外パイプの間の空間内にほぼ隙間なく均一に充填することができる。また、簡単な設備と簡単な工程で断熱二重パイプを製造することができ、真空二重パイプに比べて安価である。

本発明により、安価でありながら、衛生的で必用な断熱性能を備えるパイプとして、断熱二重パイプを提供することが可能となった。

図１は、本発明の実施例である断熱二重パイプ１の構造を示す。断熱二重パイプ１は、移送する流体が内部を流れる内パイプ２と外装となる外パイプ３の間に２層の断熱材４を有している。外パイプ３の両端には端板５があり、この端板５と内パイプ２および外パイプ３は隙間なく溶接され、断熱材４が収容されている空間を密封している。断熱材４は、グラスウール６をポリエチレンの袋７に入れたものである。ここで、内パイプ２が１．５インチのサニタリー管であり、外パイプは２インチのサニタリー管である場合、内パイプ２の外壁と外パイプの内壁と間の距離は約４．４ｍｍである。よって、断熱材４の１層の厚みは、約２．２ｍｍとなっている。

図２および３は、断熱材４を内パイプ２と外パイプ３の間に挿入する前の圧縮作業を示す。グラスウール６は、厚さが１０ｍｍ、密度が３２ｋｇ／ｍ^３の市販品であり、幅を約２７０ｍｍ、長さを外パイプとほぼ同じ長さに裁断したものである。図２のように、グラスウール６を、ポリエチレンの袋７に収納し、内部の空気を掃除機程度の吸引力を有する吸引装置によって排出すると、図３に示すように、グラスウール６は、大気圧によって圧縮される。このグラスウール６が圧縮された状態で、袋７の開口部を加熱溶着して密封し、圧縮した断熱材４を造る。このとき、グラスウール６の面積は、さほど小さくならないが、その厚みは１．７ｍｍ程度となるまで圧縮され、体積は約１／６程度になる。

次に、図４に示すように、圧縮した断熱材４を内パイプ２の周りに２重に巻き付ける。このとき、断熱材４が緩まないように数ヶ所をテープ８で仮止めをしてもよい。そして、断熱材４の外側に外パイプ３を被せた後、外パイプ３の端から断熱材４の袋７に穴をあけると、断熱材４は、内部のグラスウール６の弾力により外部の空気を吸って膨らむ。そして、図５に示すように、断熱材４は、内パイプ２と外パイプ３の間一杯に、１層の厚みが約２．２ｍｍとなるまで膨張する。このとき、仮止めしたテープ８は、その膨張に抗しきれずに剥がれるか、テープ８周辺の袋６が断熱材４の膨張に伴う引張力により破れるので断熱材４はテープ８の影響なく膨張できる。この後、端板５を内パイプ２と外パイプ３の間に挿入して、全周を溶接することで、断熱二重パイプ１ができる。

このように、グラスウール６の弾性を利用して、断熱材４を、内パイプ２と外パイプ３の間一杯に膨張させるためには、膨張後もグラスウール６が圧縮前の１／２以下の体積となるようにして十分な復元力を与えねばならない。この例では、グラスウール６は、膨張後も、袋７に封入する前の約１／４．５の体積となっており、その密度はおよそ１５０ｋｇ／ｍ^３である。

また、グラスウール６は、密度が高いほど断熱性能が高くなる。そこで、圧縮された断熱材４をより多く巻き付けることができればよいが、そうすると、断熱材４をぴったりと内パイプ２に巻き付けなくてはならず、作業効率が悪く、外パイプ３を装着する際に誤って袋７を破いてしまう恐れもあることから、これ以上多くの断熱材を巻き付けることは難しい。圧縮作業時の真空度を上げてより密度の高い状態で断熱材４を巻き付ける方法もあるが、そのためには特殊な真空装置や高い強度を有する袋６が必要となりコストが増加する。汎用されているグラスウールを使用し、一般的な掃除機程度の真空装置によって作業する条件では、断熱二重パイプ１での断熱材４のグラスウール６の最終的な密度は、１００ｋｇ／ｍ^３から１５０ｋｇ／ｍ^３とすることが適当である。

また、図６に示す例では、圧縮前の密度は同じであるが、厚さは倍の２０ｍｍのグラスウール６を袋７で真空圧縮した断熱材４を、内パイプ２と外パイプ３の間に一重巻きになるように挿入したものである。この場合は、断熱材４を内パイプ２に巻き付け易く、予め内パイプ２に外パイプ３を被せ、一端の端板５を取り付けた後で、断熱材４を反対側から挿入することもできる。

また、図１の端板５は、凹型の鏡板であるが、凸型でもよく、真空圧が加わらないので平板であっても問題はない。また、内パイプ２の端部には、必要に応じて、フランジ等の継手を取り付けてもよく、直接、別のパイプを溶接してもよい。さらに、同様にエルボやチーズ等の製作も可能である。

本発明の断熱二重パイプ１は、特殊な設備がなくても製造可能であり、従来の真空二重パイプに比べて安価に提供することができる。

断熱二重パイプの軸方向断面図。断熱材の圧縮前を示す斜視図。断熱材の圧縮後を示す斜視図。断熱材の巻き付け方法を示す径方向断面図。図１の断熱二重パイプの径方向断面図。断熱材の巻き付け方法の変形例を示す径方向断面図。

符号の説明

１断熱二重パイプ
２内パイプ
３外パイプ
５端板
６グラスウール（多孔質体）
７袋

Claims

外パイプと、
該外パイプ内に挿入された前記外パイプよりも長い内パイプと、
前記外パイプ両端に前記内パイプと前記外パイプとの間の空間を封止する端板と、
前記内パイプと前記外パイプの間の空間に体積が大気圧下での１／２以下に圧縮された弾性を有する多孔質体とを有することを特徴とする断熱二重パイプ。
気密性のある袋に、弾性を有する多孔質体を収容し、
前記袋内の気体を吸引排出し、大気圧により前記多孔質体を圧縮して密封し、
前記圧縮した多孔質体を、内パイプに巻き付け、
前記袋を破いて袋内に空気を導入し、前記多孔質体の弾力により前記内パイプと外パイプの間の空間内で膨張させ、
前記外パイプの両端を端板で塞いで前記内パイプと外パイプの間の空間を密封することを特徴とする断熱二重パイプの製造方法。