JP2012057612A

JP2012057612A - 二重壁管

Info

Publication number: JP2012057612A
Application number: JP2011180224A
Authority: JP
Inventors: Hans-Peter Graf; ハンス−ペーター・グラーフ; Stefan Huehn; シュテファン・ヒューン
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2012-03-22
Also published as: KR20120025418A; EP2425906B1; DE102010040249A1; CN102434729B; CN102434729A; EP2425906A1

Abstract

【課題】二重壁管のスペーサー要素が燃焼する際に発生するガスによる環境負荷を回避する。
【解決手段】内径(A_ID)を有する外側管(10)と、外径(I_AD)を有するとともに、外側管の内径の内部に設けられている内側管(20)とを有し、それによって、外側管の内径と内側管の外径との間に管状の隙間(ZR)が形成されている二重壁管(1)であって、当該二重壁管の軸方向(AR)に沿って少なくとも一つの曲げ位置(30)が設けられており、当該曲げ位置において、内側管と外側管との間に、隙間を径方向に充填するスペーサー要素(40)が設けられており、個々のスペーサー要素は軸方向において、隙間の一部のみを充填している。本発明により、個々のスペーサー要素の除去に伴う環境汚染が回避される。この点は、特に、個々のスペーサー要素が金属発泡体から形成されており、それによって持続的に隙間に留まり得ることによって達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は請求項１もしくは請求項７の、おいて書き部に記載の、二重壁管および二重壁管を製造するための方法と、このような二重壁管の使用法とに関する。

特許文献１から、上記の種類の二重壁管および二重壁管を製造するための方法が知られている。当該文献において二重壁管は、内燃機関のための排気導管として用いられる。当該文献によれば、外側管と内側管との間の隙間に設けられている個々のスペーサー要素は、特にポリエチレンのようなプラスチックから製造されており、二重壁管を、軸方向を横断する方向に湾曲させた後に、この隙間から再び除去される。この場合、個々のスペーサー要素の除去は好適に、二重壁管を通過してガイドされる排ガスが高温であるため、残留物なしの燃焼によって行われる。

上記の点に関して問題となるのは、燃焼の際に発生するガスによって環境が汚染されることである。

国際公開第2005/061142号パンフレット

本発明は、上記のような環境汚染が回避される、二重壁管および二重壁管を製造するための方法を提供することを課題とする。本発明はまた、このような二重壁管のための好適な使用法を提供することを課題とする。

上記の課題は請求項１に記載の二重壁管と、請求項６に記載の使用法と、請求項７に記載の方法とによって解決される。本発明のさらなる構成は、それぞれ従属請求項に規定されている。

本発明の第一の態様において、二重壁管は内径を有する外側管と、外径を有するとともに、この外側管の内径の内部に設けられている内側管とを有しており、それによって、外側管の内径と内側管の外径との間に管状の隙間が形成されており、当該二重壁管の軸方向に沿って少なくとも一つの曲げ位置が設けられており、当該曲げ位置において、内側管と外側管との間に、上記隙間を径方向に充填するスペーサー要素が設けられており、個々のスペーサー要素は軸方向においてこの隙間の一部のみを充填している。本発明に係る二重壁管は、個々のスペーサー要素が金属発泡体から形成されていることを特徴とする。

本発明によって、個々のスペーサー要素が金属発泡体、例えば非鉄金属（例えばアルミニウムまたは銅など）および／あるいは鉄類（例えば鋼鉄）から成る金属発泡体から形成されていることによって、当該スペーサー要素は熱負荷を受ける際、燃焼もしくはガス放出を行わず、そのために環境を汚染することがない。

設けられているスペーサー要素が上記隙間に留まり、それによって、内側管と外側管の壁部に対して持続的に安定化作用を及ぼすことにより、当該壁部は比較的小さな厚み寸法を有して実現され得る。これは材料を節約する結果となり、それによって、重量およびコストの節約につながる。さらに、比較的小さな壁厚によって、管を湾曲させるために費やされる曲げ力は著しく低減される。

個々のスペーサー要素が金属によって形成されることにより、内側管と外側管との間で、長手方向の寸法の有意な差は生じず、それによって二重壁管の取り付けのための事前準備が簡易化される。

本発明に係る二重壁管の実施の形態によれば、個々のスペーサー要素は開放型多孔質の金属発泡体から形成されている。

金属発泡体は開放型多孔質によって、媒体を透過させ、それによって、軸方向に隙間を通過して流れるガスまたは液体などの媒体に対して、流れの障壁とならない。

そのために本発明の実施の形態による二重壁管には、軸方向に沿って漏れ検出接続部、特に単独の漏れ検出接続部が設けられていてよい。これによって、内側管の内部空間から隙間内への媒体の侵入を検出可能である。

漏れ検出接続部は好適に、外側管の壁部内の開口部として形成されており、当該開口部に、例えば液体センサまたはガスセンサのような媒体センサが接続されている。

本発明に係る二重壁管のさらなる実施の形態によれば、外側管は７０ｍｍよりも大きい外径を、特に１００ｍｍよりも大きい外径を有している。

これによって本発明に係る二重壁管は、直径が大きく、かつ、湾曲した媒体導管、例えば大型ディーゼルエンジンまたは大型ターボエンジンの媒体導管に対しても用いられ得る。

本発明の第二の態様において、本発明の前記の実施の形態の一つ、または複数、または全てに係る二重壁管は、あらゆる想定可能な組み合わせにおいて、流体導管もしくは液体導管として用いられる。

本発明の第三の態様において、二重壁管を製造するための方法は以下のステップを有している。すなわち、内径を有する外側管を準備するステップと、外径を有する内側管を準備するステップと、前記外側管の内径の内部に前記内側管を設け、それによって、外側管の内径と内側管の外径との間に管状の隙間が形成されるステップと、内側管と外側管の間の、当該二重壁管の軸方向に沿った少なくとも一つの位置に、上記隙間を径方向に充填するスペーサー要素を設け、個々のスペーサー要素は軸方向において上記隙間の一部のみを充填するステップと、当該二重壁管を、スペーサー要素が設けられた少なくとも一つの位置において、軸方向を横断する方向に湾曲させるステップとを有している。本発明に係る方法は、個々のスペーサー要素が金属発泡体から製造されることを特徴とする。管の始端部において内側管は外側管と溶接されていてもよい。直径の隔たりは、拡張、収縮、あるいはリングカバーによって得られる。

本発明により、個々のスペーサー要素が金属発泡体、例えば非鉄金属（例えばアルミニウムまたは銅など）および／あるいは鉄類（例えば鋼鉄）から成る金属発泡体から製造されることによって、当該スペーサー要素は熱負荷を受ける際、燃焼もしくはガス放出を行わず、そのために環境を汚染することがない。言い換えれば、本発明に係る方法の実施の形態によれば、個々のスペーサー要素は持続的に隙間に留められ得る。

設けられているスペーサー要素が隙間に留まり、それによって、内側管と外側管の壁部に対して持続的に安定化作用を及ぼすことにより、当該壁部は比較的小さな厚み寸法を有して実現され得る。これは材料を節約する結果となり、それによって、重量およびコストの節約につながる。さらに、比較的小さな壁厚によって、管を湾曲させる際に費やされる曲げ力は著しく低減される。

本発明に係る方法の実施の形態によれば、個々のスペーサー要素は開放型多孔質の金属発泡体から製造される。

そのために本発明に係る方法の実施の形態によれば、二重壁管には、軸方向に沿って漏れ検出接続部、特に単独の漏れ検出接続部が設けられていてよい。それによって、内側管の内部空間から隙間内への媒体の侵入を検出可能である。

漏れ検出接続部は好適に、外側管の壁部内の開口部として製造され、当該開口部に、例えば液体センサまたはガスセンサのような媒体センサが接続される。

本発明に係る方法のさらなる実施の形態によれば、外側管は７０ｍｍよりも大きい外径を、特に１００ｍｍよりも大きい外径を有して提供される。

本発明が、請求項の明示的な引用から生じる特徴の組み合わせによっては得られないような実施の形態にも及んでいる点を明確にしておく。これによって、開示されている発明の特徴は、技術的に有意義である限り、互いに任意に組み合わせられ得る。

以下に、好適な実施の形態に基づくとともに、添付の図面に関連させて、本発明をより詳細に説明する。

本発明の実施の形態による、湾曲された二重壁管の断面を概略的に示す図である。

図１に示す通り、本発明の実施の形態によれば、二重壁管１は、所定の内径Ａ_ＩＤを有する金属の外側管１０と、所定の外径Ｉ_ＡＤを有するとともに、外側管１０の内径Ａ_ＩＤの内部に設けられている金属の内側管２０とを有しており、それによって、外側管１０の内径Ａ_ＩＤと内側管２０の外径Ｉ_ＡＤとの間に管状の隙間ＺＲが形成されている。

二重壁管１の軸方向ＡＲに沿って、複数の曲げ位置３０（本図では二つの曲げ位置３０）が設けられており、当該曲げ位置にはそれぞれ、隙間ＺＲを径方向に充填するリング状もしくは管状のスペーサー要素４０が、内側管２０と外側管１０との間に設けられており、個々のスペーサー要素４０は軸方向ＡＲにおいて隙間ＺＲの一部のみを充填している。

スペーサー要素４０は管１の直線的な区間においても用いられ得る。それによって、特に長い配管の場合、内側管２０を機械的に支持することを可能にする。スペーサー要素４０はしかしながら、内側管と外側管の（自励）振動挙動に対して目標を定めた作用を及ぼすためにも用いられ得る。

本発明によれば、個々のスペーサー要素４０は開放型多孔質の金属発泡体から形成されており、当該金属発泡体は、非鉄金属（例えばアルミニウムまたは銅など）および／あるいは鉄類（例えば鋼鉄）から製造されている。

金属発泡体もしくは金属発泡体から成る成形品を製造するための方法は、例えば独国特許出願公開第197 34 394号明細書、独国特許発明第43 26 982号明細書、ならびに欧州特許発明第0 804 982号明細書に記載されている。

外側管１０は外径Ａ_ＡＤを有しており、当該外径は７０ｍｍよりもはるかに大きく、例えば１００ｍｍよりも大きい。

軸方向ＡＲに沿って、外側管１０の壁部内の開口部として、単独の漏れ検出接続部５０が設けられている。当該漏れ検出接続部に、分析装置（図示せず）と信号によって連結されている媒体センサ６０が接続されており、それによって、内側管２０の内部空間２１から隙間ＺＲ内への媒体の侵入が検出可能である。

従って、二重壁管１は、漏れ検出部を備える流体導管または液体導管として用いられ得る。

本発明に係る二重壁管１を製造するために、少なくとも以下の方法ステップが設けられている。すなわち、外側管１０を準備するステップと、内側管２０を準備するステップと、外側管１０の内径Ａ_ＩＤの内部に内側管２０を設け、それによって、外側管１０の内径Ａ_ＩＤと内側管２０の外径Ｉ_ＡＤとの間に管状の隙間ＺＲが形成されるステップと、内側管２０と外側管１０との間の、二重壁管１の湾曲されるべき個々の位置（湾曲位置３０）にスペーサー要素４０を設け、全ての必要とされるスペーサー要素は開放型多孔質の金属発泡体から製造されるステップと、二重壁管１を、湾曲されるべき個々の位置において、軸方向ＡＲを横断する方向に湾曲させ、それによって湾曲位置３０が生じるステップである。

好適に（例えば湾曲の後、あるいは、すでに外側管１０を準備する際に）軸方向ＡＲに沿って、単独の漏れ検出接続部５０が外側管１０に導入される。その後、好ましくは湾曲の後に、媒体センサ６０（この場合は例えば流体センサ）が漏れ検出接続部５０に接続され、電線（図１に示されていない）を用いて、分析装置と信号によって連結される。

漏れ検出部の接続は、開口部を介して、端面側に溶接されたフランジにおいて行われてもよい。

１二重壁管
１０外側管
２０内側管
２１内部空間
３０湾曲位置
４０スペーサー要素
５０漏れ検出接続部
６０媒体センサ
ＡＲ軸方向
ＺＲ隙間
Ｉ_ＡＤ内側管の外径
Ａ_ＩＤ外側管の内径
Ａ_ＡＤ外側管の外径

Claims

内径（Ａ_ＩＤ）を有する外側管（１０）と、外径（Ｉ_ＡＤ）を有するとともに、前記外側管（１０）の前記内径（Ａ_ＩＤ）の内部に設けられている内側管（２０）とを有し、それによって、前記外側管（１０）の前記内径（Ａ_ＩＤ）と前記内側管（２０）の前記外径（Ｉ_ＡＤ）との間に管状の隙間（ＺＲ）が形成されている、二重壁管（１）であって、当該二重壁管（１）の軸方向（ＡＲ）に沿って少なくとも一つの曲げ位置（３０）が設けられており、当該曲げ位置において、内側管（２０）と外側管（１０）との間に、前記隙間（ＺＲ）を径方向に充填するスペーサー要素（４０）が設けられており、個々のスペーサー要素（４０）は軸方向（ＡＲ）において前記隙間（ＺＲ）の一部のみを充填している二重壁管において、
個々のスペーサー要素（４０）は金属発泡体から形成されていることを特徴とする二重壁管（１）。
個々のスペーサー要素（４０）は開放型多孔質の金属発泡体から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二重壁管（１）。
前記軸方向（ＡＲ）に沿って、漏れ検出接続部（５０）、特に単独の漏れ検出接続部（５０）が設けられており、それによって、前記内側管（２０）の内部空間（２１）から前記隙間（ＺＲ）内への媒体の侵入を検出可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二重壁管（１）。
前記外側管（１０）は、７０ｍｍよりも大きい外径（Ａ_ＡＤ）を有していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の二重壁管（１）。
前記外側管（１０）の前記外径（Ａ_ＡＤ）は１００ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の二重壁管（１）。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の二重壁管（１）の、流体導管としての使用法。
二重壁管（１）を製造するための方法であって、
内径（Ａ_ＩＤ）を有する外側管（１０）を準備するステップと、
外径（Ｉ_ＡＤ）を有する内側管（２０）を準備するステップと、
前記外側管（１０）の前記内径（Ａ_ＩＤ）の内部に前記内側管（２０）を設け、それによって、前記外側管（１０）の前記内径（Ａ_ＩＤ）と前記内側管（２０）の前記外径（Ｉ_ＡＤ）との間に管状の隙間（ＺＲ）が形成されるステップと、
内側管（２０）と外側管（１０）との間の、前記二重壁管（１）の軸方向（ＡＲ）に沿った少なくとも一つの位置に、前記隙間（ＺＲ）を径方向に充填するスペーサー要素（４０）を設け、個々のスペーサー要素（４０）は軸方向（ＡＲ）において前記隙間（ＺＲ）の一部のみを充填するステップと、
前記二重壁管（１）を、スペーサー要素（４０）が設けられた少なくとも一つの位置において、前記軸方向（ＡＲ）を横断する方向に湾曲させるステップと、を有する方法において、
個々のスペーサー要素（４０）は金属発泡体から製造されることを特徴とする方法。
個々のスペーサー要素（４０）は開放型多孔質の金属発泡体から製造されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
前記軸方向（ＡＲ）に沿って、漏れ検出接続部（５０）、特に単独の漏れ検出接続部（５０）が設けられ、それによって、前記内側管（２０）の内部空間（２１）から前記隙間（ＺＲ）内への媒体の侵入を検出可能であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の方法。
前記外側管（１０）は、７０ｍｍよりも大きい、特に１００ｍｍよりも大きい外径（Ａ_ＡＤ）を有して提供されることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の方法。