JP2016044750A - 断熱配管の断熱材層端部シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱材層に対する高温雰囲気でのシール性を向上させたい。
【解決手段】流体配管１の外周部に全周に亘って覆う断熱材層２の外側を、全周にわたって非透水性と非通気性を備えたクロロスルフォン化ポリエチレンシートを巻き付けて、断熱材層２を気密状態に被覆する保護層３を設け、保護層３の外側に、一定幅のクロロスルフォン化ポリエチレンシートを全周に亘って巻き付けると共に、その巻き付け方向の端縁部同士を接着して伸縮許容層１１を設け、管軸方向で端部に近い伸縮許容層１１の一端側から流体配管１の外周部に亘って保護層３よりも耐熱性の高い耐熱シート１２で管周方向の全周を覆う耐熱被覆層１３を設け、伸縮許容層１１における他端側を保護層３と接着し、流体配管１の外周部から耐熱被覆層１３及び伸縮許容層１１に亘って覆うシリコーン樹脂を主材とする気密性補強層１４を設けて、シール部を構成してある。
【選択図】図６

Description

本発明は、流体配管の外周部に全周に亘って覆う断熱材層を設け、前記断熱材層の外側を全周にわたって非透水性と非通気性を備えたクロロスルフォン化ポリエチレンシートを巻き付けると共に、前記クロロスルフォン化ポリエチレンシートの巻き付け方向の端縁部同士を接着して、前記断熱材層を気密状態に被覆する保護層を設けてある断熱配管において、前記断熱材層の端部にシール部を設けてある断熱配管の断熱材層端部シール構造に関する。

従来、図８に示すように、前記断熱材層２の端部におけるシール部９は、前記保護層３の端部の外側から流体配管１の外周部に亘って管周方向の全周に、前記保護層３と同じ材質のクロロスルフォン化ポリエチレンシートを巻き付けて覆う被覆層２０を形成する構造がとられていた（適当な文献が見当たらない）。

上述した従来の前記シール部９の構造では、クロロスルフォン化ポリエチレンシートは、非透水性と非通気性とを備えているために、断熱材層２に対する気密性と防水性が高く、保護層３として断熱材層２の断熱性を高く維持することができ、流体配管１内を低温の流体が流動する場合にはその保護層３としての機能を十分発揮できる。
しかし、クロロスルフォン化ポリエチレンシートは、耐熱性が低いために、流体配管１内を高温の流体が流動する場合には、流体配管１と前記被覆層２０との間での気密性が低下しやすく、そのために断熱材層２内に外部から水分が浸入しやすく、断熱材層２への水分の浸入に基づいてその断熱性が低下しやすくなるという問題点がある。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、断熱材層に対する高温雰囲気でのシール性を向上させたいところにある。

本発明の第１の特徴構成は、流体配管の外周部に全周に亘って覆う断熱材層を設け、前記断熱材層の外側を全周にわたって非透水性と非通気性を備えたクロロスルフォン化ポリエチレンシートを巻き付けると共に、前記クロロスルフォン化ポリエチレンシートの巻き付け方向の端縁部同士を接着して、前記断熱材層を気密状態に被覆する保護層を設けてある断熱配管において、前記断熱材層の端部にシール部を設けてある断熱配管の断熱材層端部シール構造であって、前記シール部を構成するのに、前記保護層の外側に、一定幅のクロロスルフォン化ポリエチレンシートを全周に亘って巻き付けると共に、その巻き付け方向の端縁部同士を接着して伸縮許容層を設け、管軸方向で前記端部に近い前記伸縮許容層の一端側から流体配管の外周部に亘って前記保護層よりも耐熱性の高い耐熱シートで管周方向の全周を覆う耐熱被覆層を設け、前記伸縮許容層における他端側を前記保護層と接着し、前記流体配管の外周部から前記耐熱被覆層及び前記伸縮許容層に亘って覆うシリコーン樹脂を主材とする気密性補強層を設けたところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、前記保護層と同じ材質のクロロスルフォン化ポリエチレンシートから成る伸縮許容層の他端側が保護層と接着して保護層との強固な接着を確保しながら、一端側には耐熱被覆層が接着し、流体配管の外周部と伸縮許容層とにわたって管周方向の全周を覆う耐熱被覆層が、例え、流体配管内に高温の流体が流動しても、その耐熱性により流体配管との間の気密性を発揮して、断熱材層内に外部からの水分の侵入を防止し、また、流体配管内への高温流体の流動に伴う流体配管の熱膨張が発生しても、伸縮許容層が保護層と耐熱被覆層とに接着しながら前記流体配管の熱膨張に伴う伸びを吸収する。
従って、断熱材層の端部におけるシール性能を高く維持できる。
その上、前記流体配管の外周部から前記耐熱被覆層及び前記伸縮許容層に亘って覆うシリコーン樹脂を主材とする気密性補強層を設けたことにより、夫々材質の異なる流体配管と耐熱被覆層、及び、耐熱被覆層と保護層との間での長期使用に伴う気密性の低下をも、気密性補強層により防止でき、高温雰囲気でのシール性をより向上させることができるようになった。

本発明の第２の特徴構成は、前記耐熱被覆層を、シリコーン樹脂とアルキド樹脂とアクリル樹脂の混合物を主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シートを、前記伸縮許容層から流体配管の外周部に亘って覆って形成したところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、耐熱被覆層を形成するシリコーン樹脂とアルキド樹脂とアクリル樹脂の混合物を主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シートは、補強繊維層により全体が補強されて、例えば、約７０℃以上の高温流体が流体配管内を流動しても、耐久性を発揮しながら、特に接着剤を使用しなくともその高い自己接着性により、クロロスルフォン化ポリエチレンシートから成る伸縮許容層や流体配管とも良好に接着し、より高い気密性を発揮できる。

本発明の第３の特徴構成は、前記耐熱被覆層を、芳香族系ポリアミドを主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シートを、前記伸縮許容層から流体配管の外周部に亘って覆って形成したところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、流体配管及びトレース配管の内部流体温度が７０℃を超えた場合に、耐熱温度が低いクロロスルフォン化ポリエチレンシートでは直接母材に取り付けた際に、接着強度が劣化してしまい気密性能を保持する事が出来ない。これに対し、芳香族系ポリアミドを主材とする耐熱シートを使用する事で、例えば、約７０℃以上の流体配管及びトレース配管の場合にも、母材に直接取り付ける事が出き、防水性能を維持する事が出来る。

本発明の第４の特徴構成は、前記耐熱被覆層を、シリコーン樹脂を主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シートを、前記伸縮許容層から流体配管の外周部に亘って覆って形成したところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、芳香族系ポリアミドを主材とする耐熱シートの接着強度では高める事が出来ない気密性を、より向上させることができる。

本発明の第５の特徴構成は、前記気密性補強層に、カーボンブラックを含有させたところにある。

本発明の第５の特徴構成によれば、カーボンブラックの含有により、気密性補強層により高い耐熱性を付与させることができる。

断熱材層端部の一部切欠き斜視図である。 保護層の施工を説明する一部分解斜視図である。 シール部を設ける前の断熱材層端部の斜視図である。 シール部を設けた後の断熱材層端部の斜視図である。 要部の斜視図である。 要部の縦断面図である。 別実施形態の一部分解斜視図である。 従来例の要部の縦断面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。

断熱対象物が流体配管の場合に、その流体配管を備えた断熱設備において、図１、図２に、流体配管１の外周部を全周にわたって覆う例えば珪酸カルシウムや硬質ポリウレタンフォーム等の多孔質成型体からなる断熱材層２を設け、断熱材層２の外側を全周にわたって非透水性の保護層３で覆ってある断熱配管１０の断熱構造を示してある。
前記断熱材層２は、流体配管１内を流通する流体が、例えば、高温流体の場合には、配管の径方向に複数に分割形成させた耐熱性の珪酸カルシウムの成型体が使用され、これに対し、低温流体が流通する場合には、硬質ポリウレタンフォーム（ＰＵＦ）を使用する。
前記保護層３は、可撓性の樹脂シートを断熱材層２の外側に巻き付けて覆うことにより形成され、その樹脂シート３として、肉厚内に補強用ガラスクロスを埋設一体化した約１ｍｍ厚のクロロスルフォン化ポリエチレンシートなどの特殊ゴム系の保温保冷樹脂シートが、非透水性で非通気性、耐候性、難燃性、耐薬品性、耐引っ張り強度等の面において優れ、室外室内共に施工上の耐久性が良く適切である。

前記保護層３を形成する樹脂シートは、断熱材層２の外周面に沿って巻き付けると共に、樹脂シート３の端縁部同士を接着して、断熱材層２を気密状態に被覆する。つまり、図２、図３に示すように、円筒状の断熱材層２の周方向には、樹脂シート３の端縁部を重ね合わせ、その重ね合わせ部の両面に、フェノール系のポリクロロプレンからなる接着剤４を塗布して両端縁部同士を一体接着し、その重ね合わせ部において上側の端縁部と下側の樹脂シート３との境界部には、シリコーン系の樹脂からなるシール材５を塗布して完全に気密状態になるようにシールしてある。また、配管長手方向においては、断熱材層２の端部同士を突き合わせ、その突き合わせ部同士の外径方向の側において、樹脂シート３の端縁部同士を突き合わせ、突き合わせた樹脂シート３同士に跨って、帯状の樹脂シート３aを図２、図３に示すように、配管周方向に巻き付けて重ね、その重なり面夫々に接着剤４を塗布して、双方を一体接着してある。

尚、流体配管１に高温流体を流通させる場合、ケイ酸カルシウムの成型体からなる断熱材層２と流体配管１との間には、電熱ヒータが内装されたトレース管６や、スチームを通して加温するカッパーチューブから成るトレース管６が並設され、そのトレース管６により流体配管１を加温して流体配管１内を流通する流体の温度を保持できるように構成してある。
図中７は、トレース管６の外側を覆うカラー鉄板で、８は、カラー鉄板７の外周部や、断熱材層２の外周部に全周にわたって巻き付けて縛る亜鉛めっき鉄線である。

前記断熱材層２の端部においては、シール部９を設けて、断熱配管１０の断熱材層端部シール構造を構成してある。
図４〜図６に示すように、前記シール部９を構成するのに、保護層３の外側に、一定幅のクロロスルフォン化ポリエチレンシートを全周に亘って巻き付けると共に、その巻き付け方向の端縁部同士を、接着して伸縮許容層１１を設け、管軸方向で断熱材層２の端部に近い伸縮許容層１１の一端側から流体配管１の外周部に亘って保護層３よりも耐熱性の高い耐熱シートで管周方向の全周を覆う耐熱被覆層１３を設け、伸縮許容層１１における他端側を保護層３と接着し、流体配管１の外周部から耐熱被覆層１３及び伸縮許容層１１に亘って覆うシリコーン樹脂を主材とする気密性補強層１４を設けてある。

前記耐熱被覆層１３は、シリコーン樹脂とアルキド樹脂とアクリル樹脂の混合物を主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シート１２を、複数枚準備して、それらを流体配管１の周方向に並べ、隣接する物同士の端縁部を重ね合わせながら互いに接着して、伸縮許容層１１から流体配管１の外周部に亘って覆って形成してある。
更に、図５、図６に示すように、流体配管の周方向に端縁部同士を重ねて並べた耐熱シート１２に対し、流体配管１の長手方向の両端部を、耐熱シート１２のテープで管周方向に巻き付けてある。
尚、前記耐熱シート１２は、自己接着性があるために、接着剤なしで他物と接着し、接着後は、空気との接触により硬化して伸びにくくなるが、７０℃以上の高温雰囲気では、クロロスルフォン化ポリエチレンよりも耐熱性が高く、その強度を高く維持できる。

そこで、流体配管１内への高温流体の流動に伴う流体配管１の熱膨張が発生しても、クロロスルフォン化ポリエチレンから成る伸縮許容層１１が、保護層３と耐熱被覆層１３とにその両端縁部を夫々接着しながら流体配管１の熱膨張に伴う伸びを吸収することで、断熱材層２の端部におけるシールを維持できるようにしてある。

前記気密性補強層１４は、アルケノキシシラン、アルコキシシラン、オルガノシランなどのシリコーン樹脂を主成分とすると共に、酸化鉄、カーボンブラック、アセトン等が含有する耐熱性のペースト状物で、流体配管１の外周部から耐熱被覆層１３及び伸縮許容層１１に亘って塗布して覆うことで形成してあり、その気密性補強層１４が、高温での伸びを維持しながら、夫々材質の異なる流体配管１と耐熱被覆層１３、及び、耐熱被覆層１３と保護層３との間での長期使用に伴う気密性の低下を防止できるように構成してある。

次に、保護層３を形成するクロロスルフォン化ポリエチレンシートから成る樹脂シートＡと、耐熱シート１２を形成するシリコーン樹脂とアルキド樹脂とアクリル樹脂の混合物を主材とすると共に補強繊維層を備えた樹脂シートＢとを、２３℃（常温雰囲気）と７０℃（高温雰囲気）での各雰囲気における気密性の維持強度を調べるために、夫々の引っ張り試験を評価バロメータとして、実験を行った。

尚、樹脂シートＡは、肉厚内に補強繊維の埋設されていないシートを使用した。なぜならば、補強シートにより引っ張り強度は高温雰囲気でも高く維持するが、目視観察によると、クロロスルフォン化ポリエチレン自体の強度が軟化によって低下し、破断して気密性を維持できないような状態になるので、補強繊維なしの状態の樹脂シートでの引っ張り強度を計測した。
これに対し、樹脂シートＢでは、高温雰囲気での目視観察により、耐熱性が高く、補強繊維との一体性が高いために、実施する耐熱シート１２を試験体に選択した。
実験結果が、表１に示されるように、２３℃での引っ張り強度は、樹脂シートＡが樹脂シートＢよりも大であるのに対し、７０℃での引っ張り強度は、樹脂シートＡよりも樹脂シートＢのほうが大になり、樹脂シートＡが常温雰囲気の時から高温雰囲気になると、およそ１／１０にまで引っ張り強度が低下した。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記断熱材層２は、多孔質成型体に代えて、グラスファイバーやロックウール等の繊維材から成るものも使用できる。
〈２〉 前記耐熱被覆層１３は、シリコーン樹脂とアルキド樹脂とアクリル樹脂の混合物を主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シート１２に代えて、芳香族系ポリアミドを主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シート１２や、シリコーン樹脂を主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シート１２を使用してもよい。
〈３〉 前記耐熱被覆層１３を形成するために、前記耐熱シート１２を図７に示すように、流体配管１の径方向に２分割した形状で、両端縁部に鍔が付いた成形品で形成してあってもよく、この場合、流体配管１と伸縮許容層１１の外周部に簡単に被覆でき、施工性を上げることができる。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１ 流体配管
２ 断熱材層
３ 保護層
９ シール部
１１ 伸縮許容層
１３ 耐熱被覆層
１４ 気密性補強層

Claims (5)

1. 流体配管の外周部に全周に亘って覆う断熱材層を設け、
   前記断熱材層の外側を全周にわたって非透水性と非通気性を備えたクロロスルフォン化ポリエチレンシートを巻き付けると共に、前記クロロスルフォン化ポリエチレンシートの巻き付け方向の端縁部同士を接着して、前記断熱材層を気密状態に被覆する保護層を設けてある断熱配管において、
   前記断熱材層の端部にシール部を設けてある断熱配管の断熱材層端部シール構造であって、
   前記シール部を構成するのに、
   前記保護層の外側に、一定幅のクロロスルフォン化ポリエチレンシートを全周に亘って巻き付けると共に、その巻き付け方向の端縁部同士を接着して伸縮許容層を設け、
   管軸方向で前記端部に近い前記伸縮許容層の一端側から流体配管の外周部に亘って前記保護層よりも耐熱性の高い耐熱シートで管周方向の全周を覆う耐熱被覆層を設け、
   前記伸縮許容層における他端側を前記保護層と接着し、
   前記流体配管の外周部から前記耐熱被覆層及び前記伸縮許容層に亘って覆うシリコーン樹脂を主材とする気密性補強層を設けてある断熱配管の断熱材層端部シール構造。
2. 前記耐熱被覆層を、シリコーン樹脂とアルキド樹脂とアクリル樹脂の混合物を主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シートを、前記伸縮許容層から流体配管の外周部に亘って覆って形成してある請求項１に記載の断熱配管の断熱材層端部シール構造。
3. 前記耐熱被覆層を、芳香族系ポリアミドを主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シートを、前記伸縮許容層から流体配管の外周部に亘って覆って形成してある請求項１に記載の断熱配管の断熱材層端部シール構造。
4. 前記耐熱被覆層を、シリコーン樹脂を主材とすると共に補強繊維層を備えた耐熱シートを、前記伸縮許容層から流体配管の外周部に亘って覆って形成してある請求項１に記載の断熱配管の断熱材層端部シール構造。
5. 前記気密性補強層に、カーボンブラックを含有させてある請求項１〜４のいずれか１項に記載の断熱配管の断熱材層端部シール構造。

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