JP2017116077A - 流体送給ライン構成体及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】付加的な装置を必要とせず且つ流体送給ライン構成体の母材を変えることなく、圧力脈動に対する耐久性を向上させる。
【解決手段】流体の送給路を構成する流体送給ライン構成体１１は、合成樹脂材料によって形成される第１の層１３と、ポリウレア樹脂材料によって形成される第２の層１５とを備える。第１の層１３は、流体に接する最も内側に配置されており、第２の層１５は、第１の層１３を覆うように第１の層１３よりも外側に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、化学工場、薬品工場、上下水道、農業・水産業、半導体製造分野、食品分野など各種産業において流体を送給するための送給路を構成するパイプ、タンク、塔槽、管継手などの流体送給ライン構成体及びその施工方法に関する。

パイプ、タンク、塔槽、管継手などの流体送給ライン構成体は、耐腐食性や耐薬品性に優れることから、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂材料から形成されることが多い。このような合成樹脂材料製の流体送給ライン構成体は、化学工場、上下水道、食品分野などの流体送給路で広く使用されている。

特開２００４−６０７１０号公報

流体送給路では、流体送給ライン構成体同士の接続により互いに作用する力、外部からの衝撃、内部の流体の圧力脈動による繰り返し圧力変化、ウォーターハンマー現象による衝撃など様々な力が作用する。このうち、圧力脈動による繰り返し圧力変化は、樹脂材料製の流体送給ライン構成体に繰り返し応力を発生させて、疲労破壊を生じさせることが知られており、疲労破壊による漏れなどを生じさせ得る問題がある。特に、ベンドやエルボなどの接続部は、内部の流体の圧力脈動による圧力変化の影響を受けやすい。

このような圧力脈動に対する耐久性を向上させるために、流体送給ライン構成体の材料として汎用的に使用されるポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどに代えて、より強度の高い合成樹脂材料を使用する方法もあるが、コストが高くなるという問題がある。また、特許文献１に記載されているように、発泡体とバネとを併設配置してこれを薄膜で包んだ圧力脈動吸収発泡体を管路などに設けることにより、圧力脈動を吸収して抑制する方法も提案されている。しかしながら、内部の流体に接する場所に圧力脈動吸収発泡体を収容するための付加的なスペースが必要となり、既設の配管への適用も困難であるという問題がある。

よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解消して、付加的な装置を必要とせず且つ流体送給ライン構成体の母材を変えることなく、圧力脈動に対する耐久性を向上させることにある。

上記目的に鑑み、本発明は、第１の態様として、流体の送給路を構成する流体送給ライン構成体であって、合成樹脂材料によって形成される第１の層と、ポリウレア樹脂材料によって形成される第２の層とを備え、前記第１の層が流体に接する最も内側に配置されると共に、前記第２の層が前記第１の層を覆うように前記第１の層よりも外側に配置されるようにした流体送給ライン構成体を提供する。

上記流体送給ライン構成体では、流体に接する合成樹脂材料製の第１の層の外側を覆うようにポリウレア樹脂材料製の第２の層が形成されている。本発明者は、このような構成で流体送給ライン構成体を形成することにより、内部の流体の圧力脈動による耐久性が向上し疲労破壊が抑制されることを見出した。さらに、ポリウレア樹脂材料は広い温度範囲で物性が維持されるので、屋外など低温下で流体送給ライン構成体が使用される場合でも、圧力脈動に対する耐久性を向上させる効果を維持することが可能である。また、流体送給ライン構成体全体をポリウレア樹脂材料によって形成するのではないので、コストを抑えて、一般的に使用される合成樹脂材料を主に使用しつつ流体送給ラインの耐久性を向上させることができる。

上記流体送給ライン構成体では、前記第２の層が最も外側に配置されることが好ましい。この場合、合成樹脂材料により形成した基礎構造体を設置した後に、その外側を覆うようにポリウレア樹脂材料によって第２の層を形成することによって、上記構成の流体送給ライン構成体を作製することが可能となる。

また、前記第１の層に表面処理が施されており、表面処理が施された前記第１の層上に前記第２の層が設けられていることが好ましい。このような構成により、第１の層と第２の層との接合性が高まり、圧力脈動による疲労破壊を抑制する効果がさらに向上する。

一つの実施形態では、前記ポリウレア樹脂材料が透明であってもよい。この場合、内側に配置された第１の層などの破損を外側から認識することが可能となる。

上記流体送給ライン構成体において、前記第１の層を形成する前記合成樹脂材料は、例えば、硬質ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン及びポリフッ化ビニリデンから成る群から選択される。また、前記流体送給ライン構成体は、例えば、パイプ、タンク、塔槽、管継手のうちの何れかとすることができる。

また、本発明は、第２の態様として、流体の送給路を構成する流体送給ライン構成体の施工方法であって、各々が合成樹脂材料によって形成される第１の層を有した複数の流体送給ライン構成体を互いに接続するステップと、接続された前記複数の流体送給ライン構成体を覆うようにポリウレア樹脂材料を積層して各流体送給ライン構成体の表面上に第２の層を形成するステップとを含む流体送給ライン構成体の施工方法を提供する。

上記流体送給ライン構成体の施工方法では、接続された前記流体送給ライン構成体の表面に表面処理を施した後に、前記流体送給ライン構成体の表面上に前記第２の層を形成することが好ましい。

上記流体送給ライン構成体の施工方法において、前記第１の層を形成する前記合成樹脂製材料は、例えば、硬質ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン及びポリフッ化ビニリデンから成る群から選択される。また、前記流体送給ライン構成体は、例えば、パイプ、タンク、塔槽、管継手のうちの何れかとすることができる。

本発明によれば、内部の流体の圧力脈動に対する耐久性が向上して、流体送給ライン構成体の疲労破壊が抑制される。また、流体送給ライン構成体全体をポリウレア樹脂材料によって形成するのではなく、第１の層の外側を覆う第２の層のみをポリウレア樹脂材料によって形成するので、コスト上昇も抑えることができる。したがって、コストを抑えつつ、流体送給ライン構成体における漏れの発生を抑制することができ、保守点検の労力やコストも低減させることができる。また、外側の第２の層を形成するポリウレア樹脂材料は広い温度範囲で物性が維持されるので、屋外など低温下で流体送給ライン構成体が使用される場合でも、上述の効果を奏することが可能となる。

本発明による流体送給ライン構成体の一実施形態によるパイプの構造を示す断面図である。 図１に示されている実施形態の変形形態によるパイプの構造を示す断面図である。 本発明による流体送給ライン構成体の他の実施形態による管継手を示す断面図である。 本発明による流体送給ライン構成体の他の実施形態によるタンクを示す断面図である。 硬質ポリ塩化ビニルによって形成されたエルボ型の管継手について、ポリウレア樹脂材料層による被覆なしの場合とポリウレア樹脂材料層による被覆を施した場合とを比較して、圧力脈動に対する耐久試験の結果を示す表である。 図５に示されている実験で使用された圧力脈動サイクルのパターンを示すグラフである。 硬質ポリ塩化ビニルとポリプロピレンによって形成されたパイプから作成した試験片について、ポリウレア樹脂材料層による被覆なしの場合とポリウレア樹脂材料層による被覆を施した場合とを比較して、アイゾット衝撃試験の結果を示す表である。 本発明による流体送給ライン構成体同士の接続に好適に用いられる配管部材の概略断面図である。 図８に示されている配管部材の先端部Ａの断面拡大図である。 図８に示されている配管部材を用いた本発明による流体送給ライン構成体同士の接続方法を示す概略断面図である。

以下、図面を参照して、本発明による流体送給ライン構成体及びその施工方法の実施の形態を説明する。
最初に、図１を参照して、流体送給ライン構成体１１の全体構成を説明する。図１では、流体送給ライン構成体１１の実施例として、パイプが示されている。なお、「流体送給ライン構成体」とは、流体を送給するための送給路を構成する部品を意味し、例えば、パイプ（管部材）、管継手、タンク、塔槽などが含まれる。

流体送給ライン構成体１１は、流体に接する最も内側に配置される基礎構造体としての第１の層１３と、第１の層１３を覆うように第１の層１３よりも外側に配置される第２の層１５とを備えている。第１の層１３はポリウレア樹脂材料以外の合成樹脂材料によって形成されており、第１の層１３によって構成されている基礎構造体は、本実施形態では、一般的なパイプと同様の筒形状を有している。第２の層１５はポリウレア樹脂材料によって形成されており、本実施形態では、第１の層１３を被覆するように第１の層１３の外側表面上に形成されている。第２の層１５は、第１の層１３の外側表面にサンドブラスト処理や亜鉛溶射などの表面処理を施した後に第１の層１３の外側表面上に形成されてもよく、第１の層１３の外側表面に表面処理を施すことなく第１の層１３の外側表面上に形成されてもよい。また、図１に実施形態では、第１の層１３に隣接して第２の層１５が形成されているが、第１の層１３と第２の層１５との接合性を向上させるために、図２に示されているように、基礎構造体の表面をなす第１の層１３の外側表面上にプライマーや接着剤などによって形成される下塗層１７を設け、第１の層１３の外側の下塗層１７上に、第２の層１５を形成してもよい。なお、表面処理の例として、サンドブラスト処理や亜鉛溶射を挙げたが、耐水ペーパやグラインダ、ブラストなどで基礎構造体の外側表面を荒らして物理的に接着強度を補ったり、プラズマ放電やコロナ放電などの電気放電処理、火炎処理、紫外線照射処理などを基礎構造体の外側表面に施して化学的に接着強度を補ったり、さらには、電気放電処理や火炎処理後にシランカップリング剤や過酸化水素水などで基礎構造体の外側表面を化学的に処理して接着強度を補ったりするなどの方法を表面処理として実施してもよい。

第１の層１３を形成する合成樹脂材料としては、例えば、硬質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を使用することができる。これらＰＶＣ、ＰＰ，ＰＶＤＦのような合成樹脂材料は、紫外線により劣化することが知られている。しかしながら、流体送給ライン構成体１１では、第１の層１３の外側がポリウレア樹脂材料によって形成される第２の層１５によって覆われているので、流体送給ライン構成体１１が屋外等に設置された場合でも、紫外線による第１の層１３の劣化を抑制し、ポリウレア樹脂材料自体も耐紫外線性を有しているので、流体ライン構成体１１の寿命を延ばすことが可能となる。また、ポリウレア樹脂材料以外の他の合成樹脂材料を第１の層１３の材質として使用することも可能である。例えば、第１の層１３の合成樹脂材料として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン（ＰＢ）、ポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂、耐衝撃性ポリ塩化ビニル（ＨＩ−ＰＶＣ）、塩素化ポリ塩化ビニル（Ｃ−ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン等の塩素系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂（ＡＳ）、エチレン−酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の飽和ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０等のポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアリレート（ＰＡＬ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、芳香族ポリエステル、ポリエーテル−エーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの熱可塑性樹脂を用いてもよい。

また、ポリウレア樹脂材料によって形成される第２の層１５は、発泡体層として形成されてもよい。第２の層１５を発泡体層として形成することによって、第２の層１５が断熱層としても機能すると共に、衝撃吸収性を増す。したがって、発泡体層として形成された第２の層１５は、外気の温度変化に起因する熱劣化や低温脆化、外部からの衝撃による第１の層１３の破損などを抑制する効果や、内部流体の保温により熱効率を向上させる効果を奏する。

流体送給ライン構成体１１は、第１の層１３としての基礎構造体を合成樹脂材料から押出成形などによって作製した後に、基礎構造体の外側を覆うように塗布又は噴射などによって基礎構造体の表面上に第２の層１５としてポリウレア樹脂材料を形成してもよく、多層成形によってポリウレア樹脂材料からなる第２の層１５の内側に合成樹脂材料からなる第１の層１３を積層して形成してもよい。ポリウレア樹脂材料の塗布により第２の層１５を形成する場合、既設の合成樹脂材料製の流体送給ライン構成体を容易に本発明による流体送給ライン構成体１１の構成にすることができる。第１の層１３としての基礎構造体の表面上に第２の層１５としてのポリウレア樹脂材料を塗布又は噴射する場合、基礎構造体の外側表面にサンドブラスト処理や亜鉛溶射などの表面処理を施したり、プライマーや接着剤などによって形成される下塗層を設け、その上に第２の層を塗布又は噴射するようにしてもよい。このような表面処理を施したり、下塗層を設けることによって、第１の層１３と第２の層１５との接合性が高めることが可能となる。

ポリウレア樹脂材料によって形成される第２の層１５の厚さは、例えば、流体送給ライン構成体１１が図１に示されているようなパイプであり第２の層１５が塗布や噴射などにより形成される場合、第１の層１３によって形成される基礎構造体の厚さの１／２０から３倍の範囲とすることが好ましく、第１の層１３によって形成される基礎構造体の厚さの１／１０から３／２の範囲とすることがさらに好ましい。ただし、塗布又は噴射技術の観点から、第２の層１５の厚さは、０．５ｍｍ以上とすることが好ましく、１ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。また、費用対効果や施工時間又は加工時間の観点から、第２の層１５の厚さは、１５ｍｍ以下とすることが好ましく、１０ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。

なお、本発明による流体送給ライン構成体１１について、パイプの実施形態を例にして説明したが、本発明による流体送給ライン構成体１１はパイプに限定されるものではない。例えば、流体送給ライン構成体１１は、図３に示されているような管継手１９や図４に示されているようなタンクとすることもできる。なお、図３及び図４では、図１と共通する構成部分に対して同じ参照符号を付している。

本発明者は、上述したようにポリウレア樹脂材料以外の合成樹脂材料によって形成された第１の層１３を有した基礎構造体の外側を覆うようにポリウレア樹脂材料によって第２の層１５を形成して流体送給ライン構成体１１を作製することによって内部流体の圧力脈動に対する耐久性が大きく向上し、疲労破壊が抑制されることを見出した。

図５は、圧力脈動の影響を受けやすいエルボ型の硬質ポリ塩化ビニル製管継手について、ポリウレア樹脂材料層による被覆なしの場合とポリウレア樹脂材料層による被覆を施した場合とを比較して、圧力脈動に対する耐久性試験の結果の表を示している。圧力脈動に対する耐久試験は、各試験サンプルに対して、温度２３℃の下で、最高圧力２ＭＰａ、サイクル時間２．５秒の図６に示される台形波の圧力脈動を繰り返し付与することにより行われ、破壊するまでのサイクル数を脈動回数とした。表中において、比較例１は、ポリウレア樹脂材料層による被覆がなされていない、呼び径５０ｍｍのエルボ型の硬質ポリ塩化ビニル製管継手についての試験結果、実施例１から実施例３は、表面処理を施さずにポリウレア材料を塗布してポリウレア樹脂材料層による被覆を施した、呼び径５０ｍｍのエルボ型の硬質ポリ塩化ビニル製管継手であって、ポリウレア樹脂材料層の厚さがそれぞれ１．５ｍｍ、３．５ｍｍ、７ｍｍの場合の試験結果、実施例４から実施例６は、サンドブラストによる表面処理を施した後にポリウレア樹脂材料を塗布してポリウレア材料層による被覆を施した、呼び径５０ｍｍのエルボ型の硬質ポリ塩化ビニル製管継手であって、ポリウレア樹脂材料層の厚さがそれぞれ１．５ｍｍ、３．５ｍｍ、７ｍｍの場合の試験結果である。また、比較例及び各実施例の脈動回数としては、サンプル数ｎ＝３について実施した試験結果の平均値の１０の位を四捨五入した値が示されている。また、表中における増加率（％）は、比較例１の脈動回数を１００としたときの各実施例の脈動回数の比率を示している。

比較例１と実施例１から実施例３及び実施例４から実施例６との試験結果の比較から、基礎構造体を構成する合成樹脂材料層すなわち第１の層１３の外側表面に対する表面処理の有無にかかわらず、合成樹脂材料層（第１の層１３に相当）上にポリウレア樹脂材料層（第２の層１５に相当）を被覆することにより、圧力脈動に対する耐久性が４０％以上向上することが分かる。また、実施例１から実施例３の試験結果の比較及び実施例４から実施例６の試験結果の比較から、ポリウレア樹脂材料層の厚さが増えるほど圧力脈動に対する耐久性が向上することが分かる。さらに、実施例１から実施例３と実施例４から実施例６との試験結果の比較から、合成樹脂材料層上にポリウレア樹脂層を被覆する場合でも、合成樹脂材料層の表面に表面処理を施すことにより、圧力脈動に対する耐久性が向上することが分かる。

パイプ、管継手、タンク、塔槽などの流体送給ライン構成体には、内部の流体の圧力脈動による圧力変化により、繰り返し応力が発生して、疲労破壊を生じさせる。流体送給ライン構成体１１は、上述の試験結果から分かるように、このような圧力脈動に対する耐久性を向上させることができ、流体の漏れの発生を抑制する効果を奏する。これにより、保守点検の労力やコストを低減させることが可能となる。また、流体に接する第１の層１３を合成樹脂材料によって形成することができ、第１の層１３の外側を覆うように第２の層１５としてポリウレア樹脂層を形成すればよいので、流体送給ライン構成体に用いられる汎用的な合成樹脂材料よりも高価なポリウレア樹脂材料の使用量を抑え、コスト増加を抑制することができる。さらに、ポリウレア樹脂材料は、温度変化に対する物性の変化が少なく、広い温度範囲で物性を維持できるので、屋外など低温下で流体送給ライン構成体を使用する場合でも、圧力脈動に対する耐久性を向上させる効果を維持させることが可能である。

また、合成樹脂材料によって形成される第１の層１３の外側をポリウレア樹脂材料によって形成される第２の層１５で被覆することによって付加的な効果も奏する。

図７は、硬質ポリ塩化ビニルとポリプロピレンによって形成されたパイプから作成した試験片について、ポリウレア樹脂材料層による被覆なしの場合とポリウレア樹脂材料層による被覆を施した場合とを比較して、アイゾット衝撃試験の試験結果の表を示している。アイゾット衝撃試験は、温度条件２３℃と０℃において、ＪＩＳ Ｋ７１１０に準拠してタイプＡのノッチ付き試験片を用いて行った。詳細には、試験片は、長さ８０ｍｍ、厚さ１０ｍｍとし、幅はサンプルの厚みそのままとした。ノッチは深さを１ｍｍとした。表中において、比較例１は、ポリウレア樹脂材料層による被覆がなされていない、規格内径５０ｍｍ、規格外径６０ｍｍの硬質ポリ塩化ビニル製パイプから切り出して作成した厚さ４．４ｍｍの試験片の試験結果、比較例２は、ポリウレア樹脂材料層による被覆がなされていない、規格内径１５０ｍｍ、規格外径１６５ｍｍの硬質ポリ塩化ビニル製パイプから切り出して作成した厚さ５．３ｍｍの試験片の試験結果、比較例３は、ポリウレア樹脂材料層による被覆がなされていない、規格内径５０ｍｍ、規格外径６３ｍｍのポリプロピレン製パイプから切り出して作成した厚さ６．４ｍｍの試験片の試験結果である。また、実施例１は、比較例１と同じ硬質ポリ塩化ビニル製パイプに表面処理を施さずに厚さ１．３ｍｍのポリウレア樹脂材料層の被覆を施したものから切り出して作成した厚さ５．７ｍｍの試験片の試験結果、実施例２は、比較例３と同じポリプロピレン製パイプに表面処理を施さずに厚さ１．３ｍｍのポリウレア樹脂材料層の被覆を施したものから切り出して作成した厚さ７．７ｍｍの試験片の試験結果である。なお、「完全破壊」とは、試験片が二つ以上の破片に破壊するもの、「破壊せず」とは、破壊せずに、試験片が曲がるたけのものを指す。

比較例１と実施例１との試験結果の比較から、２３℃及び０℃の何れの温度条件下でも、基礎構造体を構成する合成樹脂材料層（第１の層１３に相当）上にわずか厚さ１．３ｍｍのポリウレア樹脂材料層（第２の層１５に相当）を被覆するだけで、衝撃強度が１０倍以上になり、大幅に向上することが分かる。また、比較例２と実施例１との試験結果の比較から、２３℃及び０℃の何れの温度条件下でも、ほぼ同じ厚さの試験片について、厚さ１．３ｍｍ分の外側表面をポリウレア樹脂材料層に置換することにより、衝撃強度が１０倍以上になって、大幅に向上し、実施例１の衝撃強度の増加が厚さの増加の効果によるものだけではないないことが分かる。さらに、比較例３と実施例２との試験結果の比較から、２３℃及び０℃の何れの温度条件下でも、合成樹脂材料層がポリプロピレンによって形成される場合でも合成樹脂材料層がポリ塩化ビニルによって形成される場合と同じく、衝撃強度が１０倍以上となって、大幅に向上することが分かる。

合成樹脂材料製の流体送給ライン構成体は、保管、運搬時に表面に損傷を受けやすい。表面に損傷を受けたパイプに衝撃が加わると、ノッチ効果で衝撃強度が低下する。ノッチ付き試験片を用いたアイゾット衝撃試験は、このように表面に損傷を受けた場合の衝撃強度を推測するのに適している。したがって、図７に示されている試験結果から、合成樹脂材料によって形成されている基礎構造体の外側表面上にポリウレア樹脂層を被覆することによって、衝撃強度を向上させる効果が得られることが分かる。特に流体送給ライン構成体がパイプや継手など埋設されるものである場合、埋設時に流体送給ライン構成体は礫など角のあるもので表面に損傷を受け、埋め戻した後に土圧や車などが通った時に衝撃が加わったりすることで破損することがある。したがって、埋設される流体送給ライン構成体の場合、流体送給ライン構成体１１のように合成樹脂材料層がポリウレア樹脂材料層によって被覆されることで、衝撃を吸収して耐衝撃性が向上することは非常に利点が大きい。なお、水道管などパイプを埋設する場合、埋め戻しの際に砂を使用することが推奨されているが、外側表面をポリウレア樹脂材料層で被覆された流体送給ライン構成体１１を用いることで、原土による埋め戻しができるため、砂の調達や余った原土を破棄する費用や手間が不要となる。

また、ポリウレア樹脂材料は、耐紫外線性、断熱性、引張伸び率が高いという特性を有している。したがって、ポリウレア樹脂材料層が外側表面に被覆されていれば、流体送給ライン構成体が屋外に設置された場合でも、紫外線劣化を生じにくい。また、第１の層１３が破壊してクラックが生じても、ポリウレア樹脂材料層である第２の層１５は、クラックに追従して伸展し、内部の流体がクラックを通じて漏出することを抑制する。さらに、ポリウレア樹脂材料層である第２の層１５は断熱性により内部の流体の保温効果を奏し、熱効率を向上させる。

次に、流体送給ライン構成体１１の施工方法について説明する。
流体送給ライン構成体１１は、ポリウレア樹脂材料から形成される第２の層１５が合成樹脂材料から形成される第１の層１３よりも外側に配置されている。したがって、流体供給ライン構成体１１の第１の層１３によって構成される基礎構造体同士を接続して設置した後に、その外側表面に、表面処理を施し又は施さずに、ポリウレア樹脂材料を塗布又は噴射して第１の層１３の表面に第２の層を積層することによって複数の流体送給ライン構成体１１が接続された流体送給路を作製することができる。もちろん、第１の層１３の表面に、プライマー層などの下塗層１７を設けた後にポリウレア樹脂材料の塗布又は噴射により下塗層１７上に第２の層１５を積層することによって複数の流体送給ライン構成体１１が接続された流体送給路を作製することもできる。

上述のような施工法を採用する場合、既設の合成樹脂製流体送給路の外側表面にポリウレア樹脂材料を塗布又は噴射して第２の層１５を形成することにより、流体送給ライン構成体１１を用いた流体送給路を作製できる。劣化した流体送給ライン構成体の基礎構造体や損傷を受けた流体送給ライン構成体の基礎構造体は、劣化又は損傷した箇所への応力集中や材料劣化に伴い、初期物性を低下させてしまう。しかしながら、このような基礎構造体の補修として、その外側表面上へのポリウレア樹脂材料の塗布や噴射により第２の層１５を形成することにより、圧力脈動への耐久性や基礎構造体を形成する合成樹脂材料の初期物性を保持できるようになり、寿命の延長効果が得られる。また、ポリウレア樹脂材料は硬化が早いので、塗布や噴射などによりポリウレア樹脂材料層を形成しても、液だれの心配がなく、施工又は加工が容易となる。

合成樹脂材料によって形成された第１の層１３の外側を覆うようにポリウレア樹脂材料によって形成された第２の層１５を備えた流体送給ライン構成体１１を予め作製した後に流体送給ライン構成体１１同士を接続する場合には、図８に示されているような配管部材３１を用いて接続することが好ましい。

図８に示されているように、配管部材３１は、筒状部材であり、配管部材３１の筒状部３３の外周面を接続する二つの流体送給ライン構成体１１のそれぞれの内孔（内部流路）内に嵌合させて、流体送給ライン構成体１１の内孔の周面（内周面）と配管部材３１の外周面を接着又は融着接続によって一体化させることにより二つの流体送給ライン構成体１１を接続する。配管部材３１の両先端部の外径Ｄ_１は接続する流体送給ライン構成体１１の内孔の内径よりも僅かに小径となるように構成されている。筒状部３３は、両先端部において、両先端に向かうにつれ肉薄となるように外周面及び内周面の両方にテーパが形成されている。

図９及び図１０を参照して、流体送給ライン構成体１１としての第１のパイプ４５と第２のパイプ４７とを配管部材３１により接続する場合を例に、配管部材３１の筒状部３３の先端形状についてさらに詳細に説明する。筒状部３３の先端には、配管部材３１を第1のパイプ４５及び第２のパイプ４７の内孔（内部流路）への挿入を容易にするために、面取部３５が設けられている。接続される第１のパイプ４５及び第２のパイプ４７の厚さは、引取速度や合成樹脂材料の溶融状態に大きく依存し、内径ｄが一様ではない。そのため、配管部材３１の両先端部の外周面に、挿入ガイドとしての第１のテーパ部３７、第１のパイプ４５及び第２のパイプ４７の内周面との初期接触領域としての第２のテーパ部３９、及び第１のパイプ４５及び第２のパイプ４７との接続領域としての第３のテーパ部４１が形成されており、第１のテーパ部３７及び第２のテーパ部３９の少なくとも二つ以上のテーパ部を経由して第１のパイプ４５及び第２のパイプ４７に挿入することで、配管部材３１を第１のパイプ４５及び第２のパイプ４７に容易に挿入できるようになっている。特に、内孔の中心軸線と平行な軸線に対する第２のテーパ部３９の傾斜角度を第１のテーパ部３７よりも大きくすることで、接続される第１のパイプ４５及び第２のパイプ４７の内径のバラツキに対応することが可能となり、第３のテーパ部４１により、一定の接続長さ及び接続面積を確保し、高い耐圧性能を有することができる。

さらに流量特性を向上させる目的から、配管部材３１の端部の内周面にテーパ部４３を設け、端部の面取り加工を行うことも有効である。

なお、図１０では、流体送給ライン構成体１１として同じ口径（内径）のパイプ４５，４７同士を配管部材３１を用いて接続している実施形態を示しているが、配管部材３１による流体送給ライン構成体同士の接続は流体送給ライン構成体１１が同じ径のパイプである場合に限定されるものではない。例えば、二つの流体送給ライン構成体１１が異なるタイプ、例えばパイプと管継手の場合であっても、配管部材３１により二つの流体送給ライン構成体１１同士を接続することができる。また、二つの流体送給ライン構成体１１の内孔（内部流路）が異なる口径（内径）を有する場合であっても、同様に、配管部材３１により二つの流体送給ライン構成体１１同士を接続することができる。この場合、例えば、挿入される流体送給ライン構成体１１の内孔に嵌合するのに適するように配管部材３１の両端部の外径サイズを設計すればよい。

また、合成樹脂材料によって形成された第１の層１３の外側を覆うようにポリウレア樹脂材料によって形成された第２の層１５を備えた流体送給ライン構成体１１を予め作製した後に、配管部材３１を用いずに流体送給ライン構成体１１同士を接続する場合には、二つの流体送給ライン構成体１１を互いに接続する接続領域において、第２の層１５を設けないように流体送給ライン構成体１１同士を作製し、接着剤を用いて又は一方を他方に嵌合させて接続した後に、接続領域を覆うようにポリウレア樹脂材料層を設けるようにしてもよい。

以上、図示されている実施形態を参照して、本発明による流体送給ライン構成体１１を説明したが、本発明は図示されている実施形態に限定されるものではない。例えば、図示されている実施形態では、ポリウレア樹脂材料層である第２の層１５が最も外側に配置されているが、第２の層１５は、第１の層１３よりも外側に配置されていればよく、最も外側に配置されている必要はない。さらに、本発明は流体送給ライン構成体としてベンドやエルボ以外のチーズ、ソケット及びキャップなどの継手やバルブ、流量計、ストレーナー及びミキサーにも適用される。また、ポリウレア樹脂材料に代えて、ポリウレタン樹脂やポリウレタンウレア樹脂を用いて第２の層１５を形成しても同様の効果が得られる。

１１ 流体送給ライン構成体
１３ 第１の層
１５ 第２の層
１７ 下塗層
１９ 管継手
２１ タンク

Claims (10)

1. 流体の送給路を構成する流体送給ライン構成体であって、
   合成樹脂材料によって形成される第１の層と、
   ポリウレア樹脂材料によって形成される第２の層と、
   を備え、前記第１の層が流体に接する最も内側に配置されると共に、前記第２の層が前記第１の層を覆うように前記第１の層よりも外側に配置されることを特徴とする流体送給ライン構成体。
2. 前記第２の層が最も外側に配置される、請求項１に記載の流体送給ライン構成体。
3. 前記第１の層に表面処理が施されており、表面処理が施された前記第１の層上に前記第２の層が設けられている、請求項１又は請求項２に記載の流体送給ライン構成体。
4. 前記ポリウレア樹脂材料が透明である、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の流体送給ライン構成体。
5. 前記第１の層を形成する前記合成樹脂材料が、硬質ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン及びポリフッ化ビニリデンから成る群から選択される、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の流体送給ライン構成体。
6. 前記流体送給ライン構成体が、パイプ、タンク、塔槽、管継手のうちの何れかである、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の流体送給ライン構成体。
7. 流体の送給路を構成する流体送給ライン構成体の施工方法であって、
   各々が合成樹脂材料によって形成される第１の層を有した複数の流体送給ライン構成体を互いに接続するステップと、
   接続された前記複数の流体送給ライン構成体を覆うようにポリウレア樹脂材料を積層して各流体送給ライン構成体の表面上に第２の層を形成するステップと、
   を含むことを特徴とする流体送給ライン構成体の施工方法。
8. 接続された前記流体送給ライン構成体の表面に表面処理を施した後に、前記流体送給ライン構成体の表面上に前記第２の層を形成する、請求項７に記載の流体送給ライン構成体の施工方法。
9. 前記第１の層を形成する前記合成樹脂製材料が、硬質ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン及びフッ化ビニリデンから成る群から選択される、請求項７又は請求項８に記載の流体送給ライン構成体の施工方法。
10. 前記流体送給ライン構成体が、パイプ、タンク、塔槽、管継手のうちの何れかである、請求項７から請求項１０の何れか一項に記載の流体送給ライン構成体の施工方法。

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