JP2016161170A - 風管の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】風管内を流通する気体のリークを防止することができ、しかも設置が容易になる風管の接続構造とする。
【解決手段】単位風管１Ａ，１Ｂが連結されて気体が流通する構造とされる風管１の接続構造であって、風管１の連結部が円筒状の外側風管２で覆われ、この外側風管２の基端部２ｘが一方の単位風管１Ａの外周面に接着され、外側風管２の先端部２ｙの外周面に、単位風管１Ａ，１Ｂの形成素材及び外側風管２の形成素材よりも伸縮率が小さい素材で形成された環状の帯材３が縫合され、この縫合部を覆う環状の封止材４が、外側風管２の内周面に備えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、風管の接続構造に関するものである。

相互に隣接する風管（単位風管）が連結されてなる風管は、この風管内を流通する気体が連結部からリークしないよう種々の工夫がなされている。例えば、特許文献１は、風管の連結部を「円筒状の外スカートにて外側から被覆すると共に、当該外スカートを風上側風管及び風下側風管の夫々の外面に対し全周にわたって密着してなる」風管の接続構造を提案している。

しかしながら、この提案は、外スカートの密着方法として、「接続後における溶着」（例えば、請求項２）を想定しており、風管内を流通する気体のリークを防止するという点では優れるものの、風管の設置に時間がかかり、また、風管の解体が困難になるとの問題を有している。

特開平１１−３２５５６８号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、風管内を流通する気体のリークを防止することができ、しかも設置が容易になる風管の接続構造を提供することにある。好ましくは、解体も容易になる風管の接続構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明者等は、当初、相互に隣接する風管（単位風管）の連結部を円筒状の外側風管で覆い、この外側風管の一方の端部（基端部）は一方の単位風管に融着等するものの、他方の端部（先端部）は他方の単位風管に融着等せず、当該先端部に単位風管や外側風管の形成素材よりも伸縮率が小さい素材で形成された環状の帯材を備えることを考えた。この形態によると、風管内を気体が流通し、内圧が上昇したとしても、環状の帯材によって外側風管の膨らみが抑えられ、単位風管と外側風管とが密着するため、融着等と同様の効果が得られると考えたのである。

しかるに、環状の帯材の形成素材を、外側風管の形成素材とは伸縮率が異なるものとすると、環状の帯材を外側風管に融着等して備えることが困難になるため、縫合して備える必要が生じる。なお、外側風管及び環状の帯材の形成素材を同一とすると、外側風管の基端部を一方の単位風管に融着等するのが困難になる。したがって、当該縫合部（の穴）から風管内を流通する気体がリークしてしまい、思うような効果が得られなかった。

そこで、更に種々の検討を重ね、想到するに至ったのが以下に示す本発明である。
（請求項１記載の発明）
相互に隣接する一方の単位風管及び他方の単位風管が連結されて気体が流通する構造とされる風管の接続構造であって、
前記風管の連結部が円筒状の外側風管で覆われ、
この外側風管の基端部が前記一方の単位風管の外周面に接着され、
前記外側風管の先端部の外周面に、前記単位風管の形成素材及び前記外側風管の形成素材よりも伸縮率が小さい素材で形成された環状の帯材が縫合され、
この縫合部を覆う環状の封止材が、前記外側風管の内周面に備えられる、
ことを特徴とする風管の接続構造。

（請求項２記載の発明）
前記環状の帯材は、先端側側縁が前記外側風管の先端縁を越えて前記他方の風管の外周面上まで延在し、
前記環状の封止材は、基端側側縁が前記環状の帯材の基端側側縁を越えて前記外側風管の基端部側に延在する、
請求項１記載の風管の接続構造。

（請求項３記載の発明）
前記単位風管及び前記外側風管は、伸縮率が「横方向」＞「縦方向」となる同一の素材によって形成され、
前記単位風管は、伸縮率が相対的に大きい前記横方向が前記気体の流通方向と直交する方向となるように形成され、
前記外側風管は、伸縮率が相対的に小さい前記縦方向が前記気体の流通方向と直交する方向となるように形成される、
請求項１又は請求項２記載の風管の接続構造。

（請求項４記載の発明）
前記単位風管及び前記外側風管の接着が融着とされ、
前記一方の風管及び前記他方の風管の連結がファスナーとされる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の風管の接続構造。

（主な作用効果）
外側風管の先端部の外周面に単位風管の形成素材及び外側風管の形成素材よりも伸縮率が小さい素材で形成された環状の帯材が縫合されていると、気体の流通により膨らんだ単位風管と膨らみが抑えられた外側風管とが密着することになる。したがって、単位風管と外側風管との間から気体がリークするのを抑制することができる。

また、縫合部を覆う環状の封止材が外側風管の内周面に備えられていると、縫合部から気体がリークするのも抑制することができる。したがって、本発明によると、単位風管及び外側風管を融着等するのと同様に、風管内を流通する気体のリークを防止することができる。しかも、この作用効果は、風管を設置する際の融着等によるものではないため、風管を容易に設置することができる。

本発明によると、風管内を流通する気体がリークするおそれがなく、しかも設置が容易な風管の接続構造となる。

風管の接続構造及び接続手順の説明図である。 外側風管、環状の帯材、及び環状の封止材の断面方向に関する位置関係を示す説明図である。 気体が流通する前の状態（１）、及び気体が流通する状態（２）における、単位風管及び外側風管の関係を示す説明図である。 外側風管、環状の帯材、及び環状の封止材の前後方向（気体の流通方向）に関する位置関係を示す説明図である。 単位風管及び外側風管の形成素材を説明するための説明図である。 漏風量を測定する試験に使用した装置の概要図である。

次に、本発明を実施するための形態を説明する。
図１に示すように、本形態に係る風管１の接続構造には、気体の流通方向に並べられる複数の単位風管、図示例では一方の単位風管１Ａ及び他方の単位風管１Ｂ、並びに外側風管２、環状の帯材３、及び環状の封止材４が、主に備えられている。

風管１を設置するに際しては、図１の（１）に示すように、相互に分離した状態にある一方の単位風管１Ａ及び他方の単位風管１Ｂが、図１の（２）に示すように、一方の単位風管１Ａの端部１ｘ及び他方の単位風管１Ｂの端部１ｘにおいて連結される。この連結によって、風管１の内部に気体を流通させることができる状態になる。

外側風管２は、基端部２ｘが一方の単位風管１Ａの外周面に全周にわたって接着されている。この接着は、気体のリーク防止という観点から、例えば、熱融着、超音波融着等の融着によるのが好適である。

他方、外側風管２の先端部２ｙは、他方の単位風管１Ｂの外周面に接着されておらず、図２に示すように、当該先端部２ｙの外周面側に環状の帯材３が全周にわたって縫合されている。また、外側風管２の先端部２ｙの内周面側には、環状の封止材４が接着等によって全周にわたって備えられている。

なお、図２の（１）は、外側風管２に対して、環状の帯材３及び環状の封止材４が備えられる前の状態を、図２の（２）は、外側風管２の先端部２ｙの内周面側に環状の封止材４が備えられた状態を、図２の（３）は、更に外側風管２の先端部２ｙの外周面側に環状の帯材３が備えられた状態を、それぞれ示す。

環状の帯材３は、単位風管１Ａや単位風管１Ｂの形成素材及び外側風管２の形成素材よりも伸縮率が小さい素材で形成されている。また、環状の封止材４は、外側風管２及び管状の帯材３の縫合部３ｘ（図３参照）を覆うように備えられている。

外側風管２は、当初、捲られる等して一方の単位風管１Ａ及び他方の単位風管１Ｂを連結する際の邪魔にならない状態とされている。しかるに、一方の単位風管１Ａ及び他方の単位風管１Ｂの連結後においては、図１の（３）に示すように、一方の単位風管１Ａ及び他方の単位風管１Ｂの端部１ｘ同士で構成される風管１の連結部を覆う状態とされる。

本形態によると、図３の（１）に示すように、当初、外側風管２、図示例では環状の封止材４が、他方の単位風管１Ｂと密着していなかったとしても、図３の（２）に示すように、気体の流通によって他方の単位風管１Ｂが膨らむと、当該膨らんだ他方の単位風管１Ｂと、環状の帯材３によって膨らみが抑えられた外側風管２、図示例では環状の封止材４と、が密着することになる。したがって、他方の単位風管１Ｂと外側風管２との間から気体（連結部（１ｘ）からリークした気体）がリークするおそれがない。

また、縫合部３ｘを覆う環状の封止材４が外側風管２の内周面に備えられているため、縫合部３ｘから気体（連結部（１ｘ）からリークした気体）がリークするおそれもない。つまり、本形態によると、他方の単位風管１Ｂ及び外側風管２を融着等するのと同様に、風管１の内部を流通する気体のリークを完全に防止することができる。しかも、この作用効果は、風管１を設置する際の融着等によるものではないため、風管１を容易に設置することができる。特に、本形態では、気体の流通が止まり、他方の単位風管１Ｂが萎むと、この他方の単位風管１Ｂから外側風管２、図示例では環状の封止材４が自然に離れるため、一方の単位風管１Ａや他方の単位風管１Ｂの連結解除も容易となり、風管１の解体が容易となる。

ここで、図４に（形態Ａ）として示すように、環状の帯材３は、先端側側縁３ａが外側風管２の先端縁２ａを越えて他方の風管１Ｂの外周面上まで延在し、環状の封止材４は、基端側側縁４ｂが環状の帯材３の基端側側縁３ｂを越えて外側風管２の基端部側に延在していると好適である。

この点、図４に（形態Ｂ）として示すように、環状の帯材３の先端側側縁３ａが外側風管２の先端縁２ａと面一であると、同形態の下段に示すように、外側風管２と環状の封止材４との間から気体（連結部（１ｘ）からリークした気体）がリークするおそれがある。これに対し、（形態Ａ）のように、環状の帯材３の先端側側縁３ａが外側風管２の先端縁２ａを越えて他方の風管１Ｂの外周面上まで延在していると、当該環状の帯材３によって以上のような気体のリークが防止される。

また、図４に（形態Ｂ）として示すように、環状の封止材４の基端側側縁４ｂが環状の帯材３の基端側側縁３ｂと面一であると、外側風管２と環状の封止材４との間から気体（連結部（１ｘ）からリークした気体）がリークするおそれがある。これに対し、（形態Ａ）のように、環状の封止材４の基端側側縁４ｂが環状の帯材３の基端側側縁３ｂを越えて外側風管２の基端部側に延在していると、当該環状の封止材４が歪むことによって以上のような気体のリークが防止される。

なお、例えば、単位風管１Ａ，１Ｂの直径が３００〜３０００ｍｍ（好適には１５００ｍｍ）である場合においては、環状の帯材３の幅（気体の流通方向の長さ）を５０ｍｍ、環状の封止材４の幅（気体の流通方向の長さ）を１０〜５０ｍｍ（好適には３０ｍｍ）とし、環状の帯材３の先端側側縁３ａが外側風管２の先端縁２ａを越える長さを４０ｍｍ以下（好適には３０ｍｍ）、環状の封止材４の基端側側縁４ｂが環状の帯材３の基端側側縁３ｂを越える長さを３０ｍｍ以下（好適には１０ｍｍ）とすると好適である。

また、図５に示すように、一方の単位風管１Ａ（他方の単位風管１Ｂも同様）及び外側風管２は、可撓性、あるいは柔軟性を有する素材であって、伸縮率が「横方向」＞「縦方向」となる同一の素材によって形成され、しかも一方の単位風管１Ａは、伸縮率が相対的に大きい横方向（伸縮方向）が気体の流通方向と直交する方向となるように形成され、外側風管２は、伸縮率が相対的に小さい縦方向が気体の流通方向と直交する方向となるように形成されていると好適である。

この形態によると、一方の単位風管１Ａ、外側風管２、及び環状の帯材３の幅方向（気体の流通方向に直交する方向）に関する伸縮率が、一方の単位風管１Ａ＞外側風管２＞環状の帯材３となる。したがって、一方の単位風管１Ａ及び外側風管２と、環状の帯材３とで、形成素材の伸縮率が大きく異なっていたとしても、伸縮率の変化が一方の単位風管１Ａ＞外側風管２＞環状の帯材３と段階的になり、皺等ができるおそれがなくなる。この点、皺等の発生は、気体のリークにつながるので可及的に防止するのが好ましい。

なお、例えば、単位風管１Ａ，１Ｂの直径を３００〜３０００ｍｍ（好適には１５００ｍｍ）とした場合においては、外側風管２の直径を同径とし、また、当該外側風管２の長さ（気体の流通方向の長さ）を３００〜６００ｍｍ（好適には４００ｍｍ）とすると、皺の発生を完全に防止することができる。

また、単位風管１Ａ，１Ｂが膨らんだ際に外側風管２がずれてしまうのを防止するために、図１の（４）に示すように、両端部をそれぞれ外側風管２及び他方の単位風管１Ｂにボタン止め等することができるズレ止め材が備えられると好適である。

さらに、前述したように一方の単位風管１Ａ及び外側風管２の基端部２ｘの接着が融着とされ、加えて一方の風管１Ａ及び他方の風管１Ｂの連結がファスナーとされるているとより好適である。

この形態によると、図１の（４）に示すように、外側風管２で覆われる部分の風管１が、外側風管２の基端部２ｘ、一方の単位風管１Ａ及び他方の単位風管１Ｂの連結部（１ｘ）、及び外側風管２の先端部２ｙにおいて狭まることにより、風管１の形状が安定する。したがって、外側風管２で覆われる部分における一方の単位風管１Ａ及び他方の単位風管１Ｂの歪みが抑制され、また、これに伴う他方の単位風管１Ｂと外側風管２との密着性低下、これを原因とする気体のリークが抑制される。

（形成素材）
単位風管１Ａ，１Ｂの形成素材は、可撓性や柔軟性を有する素材を使用することができ、従来から使用されている素材、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を使用することができる。

また、外側風管２の形成素材としては、単位風管１Ａ，１Ｂと同一の素材を使用することも、異なる素材を使用することもできる。ただし、前述した通り、同一の素材を使用し、伸縮方向を異なるものとするのが好適である（図５参照）。同一の素材であると、外側風管２の基端部２ｘの融着等が容易である。

環状の帯材３の形成素材としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等を使用することができる。ただし、ポリプロピレンを使用するのが好ましい。ポリプロピレン製の帯材としては、例えば、トラスコ中山（株）製の結束バンド（ＰＰＢ−３０シリーズ、ＰＰＢ−４０シリーズ、ＰＰＢ−５０シリーズ等）等が存在し、この結束バンドの端部を融着等することで、本形態の環状の帯材３とすることができる。

環状の封止材４の形成素材としては、例えば、合成ゴム、ポリエチレン等を使用することができる。ただし、合成ゴムを発泡させた半連続気泡体を有する発泡体を使用するのが好ましい。この発泡体としては、例えば、三和化工（株）のパッキン材（オプシーラー・ラバペルカ：ＯＰ−１３０（エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等）等が存在する。このパッキン材を外側風管２の内周面に全周にわたって貼り付けることで、本形態の環状の封止材４とすることができる。

単位風管１Ａ，１Ｂの連結部（１ｘ）は、従来から使用されているファスナーで構成するのが好適である。ただし、面ファスナー等で構成することもできる。

（その他）
本形態の風管１は、例えば、トンネルの頂部から吊り下げられて使用される。したがって、単位風管１Ａ，１Ｂには、吊り穴を有する懸垂帯等が適宜備えられる。

次に、本発明の実施例を説明する。
図６に示す試験装置を使用して気体の漏風量を測定する試験を行った。本試験装置は、試験風管１００に、ブロワ１０１（ボルテックスブロワ）及びコンプレッサー１０２と、圧力計１０３（ＫＡＮＯＭＡＸ ＡＮＥＭＯＭＡＳＴＥＲ）及び流量計１０４（ＡＰ−０２００）と、バルブＢと、が接続されてなる。試験風管１００は、一方の単位風管１Ａ（直径１５００ｍｍ）及び他方の単位風管１Ｂ（直径１５００ｍｍ）と、これらの連結部を覆う外側風管２と、で構成されている。試験風管１００の両端部は閉じられている。

本試験装置を使用して試験を行うにあたっては、まず、ブロワ１０１を使用して試験風管１００を膨らませた。次に、バルブＢを開閉して、エアー源をブロワー１０１からコンプレッサー１０２に切り替えた。試験風管１００の内圧が測定目標圧力となったら、バルブＢを調節してエアーの流量を試験風管１００の内圧が変化しなくなるまで下げた。そして、この内圧が変化しなくなった時点でのエアーの流量を漏風量（ｌ／分）とした。

表１に試験結果を示した。実施例１〜４は、内圧を１〜８ｋＰａまで段階的に加圧した場合を、実施例５は、内圧を８〜１ｋＰａまで段階的に減圧した場合を、実施例６〜８は、内圧を０〜５ｋＰａまで急加圧した場合を、実施例９〜１２は、内圧を０〜８ｋＰａまで急加圧した場合を、それぞれ示す。

本発明は、トンネル内等に設置される風管の接続構造として適用可能である。

１…風管、１Ａ…一方の単位風管、１Ｂ…他方の単位風管、２…外側風管、３…環状の帯材、４…環状の封止材、５…ズレ止め材、１００…試験風管、１０１…ブロワ、１０２…コンプレッサー、１０３…圧力計、１０４…流量計、Ｂ…バルブ。

Claims (4)

1. 相互に隣接する一方の単位風管及び他方の単位風管が連結されて気体が流通する構造とされる風管の接続構造であって、
   前記風管の連結部が円筒状の外側風管で覆われ、
   この外側風管の基端部が前記一方の単位風管の外周面に接着され、
   前記外側風管の先端部の外周面に、前記単位風管の形成素材及び前記外側風管の形成素材よりも伸縮率が小さい素材で形成された環状の帯材が縫合され、
   この縫合部を覆う環状の封止材が、前記外側風管の内周面に備えられる、
   ことを特徴とする風管の接続構造。
2. 前記環状の帯材は、先端側側縁が前記外側風管の先端縁を越えて前記他方の風管の外周面上まで延在し、
   前記環状の封止材は、基端側側縁が前記環状の帯材の基端側側縁を越えて前記外側風管の基端部側に延在する、
   請求項１記載の風管の接続構造。
3. 前記単位風管及び前記外側風管は、伸縮率が「横方向」＞「縦方向」となる同一の素材によって形成され、
   前記単位風管は、伸縮率が相対的に大きい前記横方向が前記気体の流通方向と直交する方向となるように形成され、
   前記外側風管は、伸縮率が相対的に小さい前記縦方向が前記気体の流通方向と直交する方向となるように形成される、
   請求項１又は請求項２記載の風管の接続構造。
4. 前記単位風管及び前記外側風管の接着が融着とされ、
   前記一方の風管及び前記他方の風管の連結がファスナーとされる、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の風管の接続構造。

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