JP2012092962A - 断熱二重管 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可撓性を有する材料で形成された内管部2と、この内管部2が挿入状態に保持され、内管部2との間が中空状態になった可撓性を有する材料で形成された外管部2とを備え、管1aが直線状に保持されている場合、内管部2の外壁および外管部3の内壁の少なくとも一方の壁から離間した状態に保たれ、管1aを湾曲させたとき、その一部が内管部2の外壁と外管部3の内壁とにそれぞれ接触して、内管部2の外壁と外管部3の外壁との直接の接触を防止する接触防止部4aが内管部2と外管部3との間に設けられていることを特徴としている。
【選択図】 図1
Description
この残り湯を出来るだけ長時間、使用可能な温度に保つ為には、従来の空気層を介在することによる断熱性能では限界があり、より高度な断熱性能が必要である。
また、内管部200内を流れる流体が高温である場合、線膨張による膨張で内管部200が外管部300より大きく伸び、直線配管時においても、内管部が蛇行することにより内管部200の外壁と外管部300の外壁が接触しやすいといった問題がある。
また、断熱性能をより向上させるためには、内管部の外壁面及び外管部の内壁面のうちいずれか一方、特に外管部の内壁面は、平滑面に形成されたアルミニウムなどの金属からなることや、内管部と外管部との間を大気圧より減圧状態にすることが好ましい。
なお、上記線状体や突起を、上記筒状中間隔壁と内管部との間及び筒状中間隔壁と外管部との間の双方に設ける場合、断熱二重管が真っ直ぐな状態のとき、筒状中間隔壁と内管部との間の線状体や突起が、筒状中間隔壁の内周面あるいは内管部の内周面と非接触状態になっている、または、筒状中間隔壁と外管部との間の線状体や突起が、筒状中間隔壁の外周面あるいは外管部の内周面と非接触状態に保持されていればよい。
図1〜図3は、本発明にかかる断熱二重管の第1の実施の形態をあらわしている。
内管部2は、耐熱性ポリエチレンからなる内層21と、アルミニウムからなる中間層22と、高密度ポリエチレンからなる外層23とからなる複合管(例えば、積水化学工業社製のエスロン スーパーエスロメタックス)から形成されている。
内管部2の外径と、外管部3の内径との差は、小さすぎると、内管と外管が接触しやすくなり、また差が大きすぎると配管断面が大きくなり施工スペースにおさまりにくくなるため、1〜50mm程度がよく、さらに好ましくは2〜20mmである。
また、接触防止部4aは、内管部2を構成する複合管を押出成形すると同時に、その外壁面に一部が融着状態となるように押出成形されて形成されている。
接触防止部4aと、外管部3の内壁面との距離(隙間)は、大きすぎると容易に接触して熱伝導による損失を発生させてしまい、また小さすぎると曲げ加工時に内管と外管が接触しやすくなるため、平均で内管部2の外径と、外管部3の内径との差の1/4以上2/3未満が好適である。
すなわち、接触防止部4aは、管が真っ直ぐな状態においては、通常、外管部3の内壁面から離間した状態に保持されている。
管端キャップ6は、筒状をしていて、熱伝導の小さい素材が好ましくポリプロピレン、塩化ビニル、ABS、フッ化ビニリデン、ポリエチレンや、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂で形成され、内管部挿入部6aと、キャップ部6bとを備えている。
一方、キャップ部6bは、内管部挿入部6aに隣接して設けられたストッパ部63と、フランジ部64とを備えている。
フランジ部64は、管端キャップ6の一端側が段状に拡径していて、この拡径部65にOリング(例えば、EPDM製)66が嵌合装着されている。
すなわち、内管部挿入部6aが外管部3内に挿入されることによって、リング状パッキン62が、外管部3の内周面に気密に密着するとともに、Oリング66が内管部2の外周面に気密に密着する。
そして、断熱二重管1aは、両端を管端キャップ6によって閉じた状態で、上記吸引口を真空ポンプに接続し、真空ポンプを用いて隙間5内の空気を排気して隙間5内が真空に近い状態に減圧されている。
また、曲げ加工した場合においても、接触防止部4aを備えているので、接触防止部4aの一部が外管部3の内壁面と接触するだけで内管部2と外管部3とが直接接触することがなく、接触防止部4aも断面円形であるので、外管部3との接触面積も極力小さく抑えることができ、断熱性能を高い状態で保持することができる。
さらに、外管部3の内壁面を構成する内層31がアルミニウムで形成されているので、内管部2側からの熱が内層31で反射して外部に放出されることを防止する。したがって、より高い断熱性能を発揮する。
また、接触防止部4aが内管部2となる複合管の成形と同時に設けられ、この接触防止部4aと一体化された内管部2を外管部3内に挿入するだけでよいので、製造が容易で低コスト化を図ることができる。
図4に示すように、この断熱二重管1bは、接触防止部4bが外管部3の内壁面に沿って設けられ、内管部2から離間した状態に保持されている以外は、上記断熱二重管1aと同様になっている。
図5に示すように、この断熱二重管1cは、1条の接触防止部4cが内管部2の外壁面に沿って螺旋状に巻きつけられた状態になっている以外は、上記断熱二重管1aと同様になっている。
なお、接触防止部4cは、内管部2の外壁面に全体的に融着や接着されていても、間欠的に融着や接着されていても、バネ力(弾性復元力)による締め付けのみで内管部2の外壁面に保持されていてもよい。例えば、間隔を隔てて間欠的に融着や接着されている場合や、バネ力による締め付けのみで内管部2の外壁面に保持されている場合、曲げ加工する際の自由度が高くなる。
図6に示すように、この断熱二重管1dは、半球状をした多数の接触防止部4dが内管部2の外壁面に沿って点在している以外は、上記断熱二重管1aと同様になっている。
図7及び図8に示すように、この断熱二重管1eは、接触防止部4eが、以下の構成になっている以外は、上記第1の実施の形態の断熱二重管1aと同様になっている。
筒状中間隔壁41は、内径が内管部2の外径より大きく、外径が外管部3の内径より小さいアルミニウムの環状体で形成されている。
また、各隔壁支持突起42は、その高さが筒状中間隔壁41の内径と、内筒部の外径との差の1/2と同じ寸法か少し低くなっている。
すなわち、筒状中間隔壁41がこの隔壁支持突起42によって、内管部2との間にほぼ同じ間隔の隙間が形成されるように保持されている。
また、外管支持突起43は、その高さが筒状中間隔壁41の外径と、外管部3の内径との差の1/2未満になっている。
すなわち、管が真っ直ぐな状態においては、接触防止部4eが外管部3の内壁面とほぼ離間状態になっている
図9及び図10に示すように、この断熱二重管1fは、接触防止部4fが、上記隔壁支持突起42に代えて、1本の連続する線状体からなる隔壁支持螺旋突条44を設けるとともに、上記外管支持突起43に代えて、1本の連続する線状体からなる外管支持螺旋突条45を隔壁支持螺旋突条44と上下方向に重ならないように設けるようにした以外は、上記第5の実施の形態の断熱二重管1eと同様になっている。
図11に示すように、この断熱二重管1gは、接触防止部4gが、上記隔壁支持突起42に代えて、管軸に平行にかつ内管部2の周方向に等ピッチで4本の隔壁支持突条46を設けるとともに、上記外管支持突起43に代えて、4本の外管支持突条47を隔壁支持突条46と上下方向で重ならないように設けるようにした以外は、上記第5の実施の形態の断熱二重管1eと同様になっている。
図12に示すように、この断熱二重管1hは、接触防止部4hが、上記隔壁支持突起42に代えて、複数のリング状隔壁支持突条48を設けるとともに、上記外管支持突起43に代えて、複数(図12では1つしかあらわれていない)のリング状外管支持突条49をリング状隔壁支持突条48と上下方向で重ならないように設けるようにした以外は、上記第5の実施の形態の断熱二重管1eと同様になっている。
内管部2として積水化学工業株式会社製商品名スーパーエスロメタックス10A(外径14.1mm)、外管部3として積水化学工業(株)製商品名スーパーエスロメタックス20A(外径25.1mm、内径19.6mm)、筒状中間隔壁41としての0.3mm厚みの板を溶接して得た外径16mm、内径15.4mmのアルミ筒、隔壁支持螺旋突条44として10倍発泡のポリエチレン発泡体を幅2mm、厚み0.7mmの帯状に切断した帯状発泡体A、外管支持螺旋突条45としての10倍発泡のポリエチレン発泡体を幅2mm、厚み1.5mmの帯状に切断した帯状発泡体Bを用いて、図9に示すような断熱二重管1fのサンプル管Aを得た。
なお、得られたサンプル管Aの内管部2の外周面と筒状中間隔壁41の内周面とのクリアランスは、平均0.65mm、筒状中間隔壁41の外周面と外管部3の内周面とのクリアランスは、平均1.8mmである。
また、隔壁支持螺旋突条44は、以下のようにして形成されている。
まず、上記帯状発泡体Aを、その厚みがサンプル管Aの上記クリアランス(平均0.65mm)より薄くなるまで厚み方向に圧縮状態となるように弾性変形させた状態で内管部2の外周面に螺旋ピッチ40mmとなるように粘着剤を介して巻回する。
次に、圧縮状態の帯状発泡体Aの厚みが弾性復元してクリアランス(平均0.65mm)より厚くなる前に、内管部2とともに筒状中間隔壁41内に挿入する。
すなわち、隔壁支持螺旋突条44は、帯状発泡体Aが、クリアランス(平均0.65mm)より厚い厚みまで弾性復元し、内管部2の外周面及び筒状中間隔壁41の内周面のいずれにも接触した状態となっている。
一方、外管支持螺旋突条45は、上記帯状発泡体Bを、螺旋ピッチ40mmとなるように、筒状中間隔壁41の周囲に粘着剤を介して巻回したのち、外管部3内に筒状中間隔壁41とともに挿入することによって形成されている。
すなわち、外管支持螺旋突条45は、サンプル管Aが真っ直ぐな状態では、その外周面が、外管部3との間に平均0.3mmの隙間を備えている。
つぎに、上記サンプル管Aの端末に継手を設けて、温度測定用の熱電対を敷設し、直結型油回転真空ポンプ(アルバック機工(株) GLD-051)を用いて内管部2と外管部3との間の空間の真空引きを行った。さらにサンプル管を曲げ半径4D(100mm)で曲げを行った。
そして、内管部2に70度のお湯を投入して、雰囲気温度を常温(23℃)に保持して30分及び60分経過後の内管部2内の湯温度をそれぞれ測定した。
内管部2として積水化学工業株式会社製商品名スーパーエスロメタックス10A(外径14.1mm)、外管部3として積水化学工業(株)製商品名スーパーエスロメタックス32A(外径40.1mm、内径33.1mm)、筒状中間隔壁41としての0.3mm厚みの板を溶接して得た外径16mm、内径15.4mmのアルミ筒、隔壁支持螺旋突条44として10倍発泡のポリエチレン発泡体を幅2mm、厚み0.55mmの帯状に切断した帯状発泡体C、外管支持螺旋突条45としての10倍発泡のポリエチレン発泡体を幅2mm、厚み8.45mmの帯状に切断した帯状発泡体Dを用いて、図9に示すような断熱二重管1fのサンプル管Bを得た。
なお、得られたサンプル管Bの内管部2の外周面と筒状中間隔壁41の内周面とのクリアランスは、平均0.65mm、筒状中間隔壁41の外周面と外筒部3の内周面とのクリアランスは、平均8.55mmである。
また、隔壁支持螺旋突条44は、上記帯状発泡体Cを、螺旋ピッチ40mmとなるように、内管部2の周囲に粘着剤を介して巻回したのち、筒状中間隔壁41内に挿入する。外管部3内に筒状中間隔壁41とともに挿入することによって形成されている。
すなわち、隔壁支持螺旋突条44は、サンプル管Bが真っ直ぐな状態では、その外周面が、筒状中間隔壁41との間に平均0.1mmの隙間を備えている。
一方、外管支持螺旋突条45は、上記帯状発泡体Dを、螺旋ピッチ40mmとなるように、筒状中間隔壁41の周囲に粘着剤を介して巻回したのち、外管部3内に筒状中間隔壁41とともに挿入することによって形成されている。
すなわち、外管支持螺旋突条45は、サンプル管Bが真っ直ぐな状態では、その外周面が、外管部3との間に平均0.1mmの隙間を備えている。
そして、得られたサンプル管Bを用いて実施例1と同様にして及び60分経過後の内管部2内の湯温度をそれぞれ測定した。
筒状隔壁、隔壁支持螺旋突条、外層部支持螺旋突条を設けなかった以外は、実施例1と同様にして内管部2と外管部3とからなるサンプル管Cを作製した。
そして、得られたサンプル管Bを用いて実施例1と同様にして及び60分経過後の内管部2内の湯温度をそれぞれ測定した。
内管支持螺旋突条44を、帯状発泡体Aに代えて、実施例2と同様の帯状発泡体Cを用いて形成した以外は、実施例1と同様にしてサンプル管Dを得た。
すなわち、内管支持螺旋突条44は、サンプル管Dが真っ直ぐな状態では、その外周面が、筒状中間隔壁41との間に平均0.1mmの隙間を備えている。
また、その外周面が、外管部3との間に平均0.3mmの隙間を備えている。
そして、得られたサンプル管Bを用いて実施例1と同様にして及び60分経過後の内管部2内の湯温度をそれぞれ測定した。
また、上記の実施の形態では、内管部の外壁面または外管部の内壁面のいずれかに沿って接触防止部が設けられていたが、両方に設けるようにしても構わない。
2 内管部
21 内層
22 中間層
23 外層
3 外管部
31 内層
32 外層
4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g,4h 接触防止部
41 筒状中間隔壁
42 隔壁支持突起
43 外管支持突起
44 隔壁支持螺旋突条
45 外管支持螺旋突条
46 隔壁支持突条
47 外管支持突条
48 リング状隔壁支持突条
49 リング状外管支持突条
Claims (9)
- 可撓性を有する材料で形成された内管部と、この内管部が挿入状態に保持され、内管部との間が中空状態になった可撓性を有する材料で形成された外管部とを備える断熱二重管であって、
管が直線状に保持されている場合、内管部の外壁および外管部の内壁の少なくとも一方の壁から離間した状態に保たれ、管を湾曲させたとき、その一部が内管部の外壁と外管部の内壁とにそれぞれ接触して、内管部の外壁と外管部の外壁との直接の接触を防止する接触防止部が前記内管部と外管部との間に設けられていることを特徴とする断熱二重管。 - 接触防止部が、内管部と外管部との間を少なくとも2つの筒状中空部に仕切るように配置される筒状中間隔壁を備えている請求項1に記載の断熱二重管。
- 接触防止部が、管軸に沿って螺旋状に設けられた合成樹脂からなる線状体を備えている請求項1または請求項2に記載の断熱二重管。
- 接触防止部が、管軸方向に連続する複数条の合成樹脂からなる線状体を備えている請求項1または請求項2に記載の断熱二重管。
- 接触防止部が、点状に設けられた合成樹脂からなる突起を備えている請求項1または請求項2に記載の断熱二重管。
- 内管部が、熱可塑性樹脂製の内外層と、アルミニウム製の中間層とを備える複合管で形成されている請求項1〜請求項5のいずれかに記載の断熱二重管。
- 内管部の外周面及び外管部の内周面の少なくともいずれかが、平滑面に形成された金属からなる請求項1〜請求項6のいずれかに記載の断熱二重管。
- 外管部が、熱可塑性樹脂製の外層と、アルミニウム製の内層とを備える複合管で形成されている請求項7に記載の断熱二重管。
- 内管部と外管部との間の空間が、大気圧より減圧されている請求項1〜請求項8のいずれかに記載の断熱二重管。
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