JP2020101234A - 配管断熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】外周面において屈曲凹部がある断熱部材において、断熱温度の変化を抑制できる構造を提供する。【解決手段】冷却流体を流通させる流体配管の外周部を、その長手方向に断熱部材３で覆う配管の断熱構造であって、流体配管の直管部分から継ぎ手部分２に亘る部分を覆う断熱部材３の外周面における屈曲凹部４を、流体配管の軸心に沿った縦断面形状が、鈍角に折れ曲がった直線状または滑らかな曲線状になるように形成してある。【選択図】図１

Description

本発明は、流体配管の外周部を、その長手方向に断熱部材で覆う配管の断熱構造に関する。

従来、流体配管の外周部を覆う断熱部材は、流体配管を流通させる流体を保温するために、流体配管の外周面から設定された厚みを保つ断熱部材で被覆してあり、そのために、流体配管の外周面形状に沿うように、断熱部材の外形も形成されていた。
つまり、図６に示すように、例えば直管１と直管１とを接続する継ぎ手部分２が、扁平なフランジ継手の場合、流体配管の軸心に沿った縦断面形状が、そのフランジの外側の形状に沿った矩形の形状に断熱部材３の外形が形成されていた（周知技術で文献を示すまでもない）。
尚、図６の断熱部分３の縦断面において、色の濃淡は、温度の差を表し、濃色であればあるほど低温を表す。

上述した従来の配管断熱構造では、外形が矩形の形状に形成された断熱部材で、表面が屈曲した凹凸外形部における特に段差のある凹み部分(屈曲凹部４)において、流体配管の外周部からの距離が、保温するための最低限の設定厚み以上あるにもかかわらず、他の部分と比べて比較的急激に温度が低く変化していることを知見した。
つまり、流体配管を断熱部材で覆った配管断熱構造の内部透視図において、図６に示すように、温度分布が凹み部分４において、断熱部材３の他の外周部よりも低温になっている。

従って、その凹み部分４が露点温度未満となって結露が発生する可能性が高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、外周面において屈曲凹部がある断熱部材において、温度の変化を抑制できる構造を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、前記新知見に基づいて発明されたもので、流体配管の外周部を、その長手方向に断熱部材で覆う配管の断熱構造であって、前記断熱部材の外周面における屈曲凹部を、前記流体配管の軸心に沿った縦断面形状が、鈍角に折れ曲がった直線状または滑らかな曲線状になるように形成したところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、前記断熱部材の外周面における屈曲凹部を、前記流体配管の軸心に沿った縦断面形状が、鈍角に折れ曲がった直線状または滑らかな曲線状になるように形成することにより、前記断熱部材の外周面の段差部における温度分布が、比較的なだらかに温度変化し、結露の発生を抑制できる。

本発明の第２の特徴構成は、前記流体配管が冷却流体を流通させるもので、前記断熱部材における屈曲凹部は、前記流体配管の直管部分から継ぎ手部分に亘る部分を覆う部分である。

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、特に流体配管が冷却流体を流通させるものである場合で、しかも、屈曲凹部が流体配管の直管部分から継ぎ手部分に亘る部分を覆う部分である場合に、屈曲凹部の形状に沿った凹み部が他の部分よりも低温になる傾向にあるのを、前記流体配管の軸心に沿った縦断面形状が、鈍角に折れ曲がった直線状または滑らかな曲線状になるように形成することにより、温度低下を防止できるようになる。
つまり、屈曲凹部からの冷熱の放出を防止できる。

本発明の第３の特徴構成は、前記断熱部材は、硬質発泡ウレタン樹脂であって、発泡成型され、又は切り出し成形され、且つ、流体配管の周方向に複数に分割形成されたものを、流体配管の外周部を覆うように嵌合させて取り付けるものである。

本発明の第３の特徴構成によれば、前記断熱部材は、硬質発泡ウレタン樹脂であって、発泡成型され、又は切り出し成形され、且つ、流体配管の周方向に複数に分割形成したもので、流体配管の外周部を覆うことにより、前記断熱部材の外周形状をより簡単に形成しながら流体配管に対してその外周部を簡単に覆い断熱することができる。

配管断熱の一部縦断面図である。 配管断熱の一部切欠き斜視図である。 別実施形態の配管断熱の一部縦断面図である。 別実施形態の配管断熱の一部縦断面図である。 図４における断熱部材の温度分布を表す解析断面図である。 従来例の断熱部材の温度分布を表す解析断面図である。 参考例の断熱部材の温度分布を表す解析断面図である。 参考例の断熱部材の温度分布を表す解析断面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施形態１］
図１、図２に示すように、直管１、及び、直管１同士を接続する継ぎ手部分２、並びに、移送する流体の流量調整や給排制御を行うバルブなどを設けた流体配管において、それらの外周部の全周に亘って覆い断熱する断熱部材３を設けて配管断熱構造を構成してある。
特に一例として、図１に示すように、直管１と直管１をそれらの端部同士で接続するのに継ぎ手部分２としてフランジ継手を使用し、その直管１同士の連結接続をしてある。
特に低温流体を通流させる直管１及び直管１同士を接続するフランジ継手には、それらの外周部を全体に亘って覆う断熱部材３として発泡ポリウレタン樹脂（ＰＵＦ）を設けてある。

図１に示すように、流体配管の軸心に沿った縦断面形状では、断熱部材３の外周面における屈曲凹部４が、流体配管の軸心に沿った縦断面形状が、鈍角に折れ曲がった直線状に形成してある。
つまり、直管部分を覆う断熱部材３は、直管１と平行な直線状で、フランジ継手のフランジ最外周部に対応する大径部分も、直管部分と同様に流体配管の軸心に平行な直線状に形成され、直管部分から継ぎ手部分２に亘る断熱部材３外周の屈曲凹部４は、鈍角に折れ曲がった直線状に形成してある。

[実験例１]
図１における配管径１５０Ａの流体配管において、外気温度３０℃、配管内部温度-１５℃、断熱部材３（Ｂ種硬質ウレタンフォーム）の保温厚４０ｍｍ（ＪＩＳ Ａ９５０１に準拠し、相対湿度８５％で算出した防露厚み）、屈曲凹部４（測定位置）で、各テーパー角度θ（°）の場合の測定温度（℃）を表１に示す。
尚、表１中の一般部とは、屈曲凹部４以外の直管１の外側の断熱部材３の外周部を示す。

つまり、直管部分などの一般部の温度が２７．６℃であるのに対し、屈曲凹部４が従来構造（θ９０°）の場合は（図６）、冷熱がリークして測定位置で２３．９４℃と低温化し、本実施形態１の場合、テーパー角θ１５°で２７．２２℃、θ３０°で２６．８４℃、θ４５°で２６．３５℃となり、いずれも外側屈曲角が鈍角（９０°以上）となるのが良いことが明確である。

［実験例２］
断熱部材３の外形が図３に示すような場合、配管径４５ｍｍ（５００Ａ）で他の条件は、実験例１と同様である。
この断熱部材３の形状の場合、屈曲凹部４は２か所あり、測定位置１と測定位置２における各温度を、表２に示す。

上記表２に示すように、実施形態２においても各測定位置における断熱部材３の温度が、従来構造における外面角度９０°の屈曲凹部４では、２３．６℃であるのに対し、本実施形態２における測定位置１と２における温度は、いずれも従来例の屈曲凹部４の温度より高い。

[実施形態２]
なお、以下の他の実施形態において、上記実施形態と同様の部材には同一の符号を附してある。
図４、図５に示すように、流体配管の軸心に沿った縦断面形状では、断熱部材３の外周面における屈曲凹部４が、流体配管の軸心に沿った縦断面形状が、より鈍角に曲がった滑らかな曲線状に形成してある。
つまり、直管部分を覆う断熱部材３は、直管１と平行な直線状で、フランジ継手のフランジ最外周部に対応する大径部分も、直管部分と同様に流体配管の軸心に平行な直線状に形成され、直管部分から継ぎ手部分２に亘る断熱部材３外周の屈曲凹部４は、鈍角に曲がった滑らかな曲線状に形成してある。
尚、図５〜図８に示す断熱部分において、色の濃淡は温度差を表し、濃色度の高い部分の方が、他よりも低温であることを示す。

[実験例３]
上記実施形態２における流体配管の断熱部材３において、１５０Ａの流体配管でその他の条件は、実験例１と同様である。
次の表３に示すように、測定位置における温度は、従来例の２３．９４℃に対して実施形態２において、基準の曲線の曲率半径Ｒを５７．４ｍｍとして、その接線のテーパー角度θが、１．０倍の場合２７．３３℃、１．５倍の場合２６．８８℃、２．０倍の場合２６．７１℃となる。つまり、１．０倍でより直線部が曲線状部分の接線に近くなることになり、冷熱のリークは少なくなる。

[参考例１]
直管１の外側を覆う断熱部材３の外面形状を、図８に示すように、部分的に外径の大きい膨出部を備えた場合、従来例と同様に、測定位置における温度が２５．６７℃となり、一般部の２７．６℃に比べて少し減少していることが分かり、被断熱対象物の外形とは無関係に屈曲凹部４の外面の縦断面形状が鈍角か、滑らかな曲線状の方が良いことが明確である。

[参考例２]
直管部分とフランジ部に亘る屈曲凹部４は、図７に示すように、その外面形状が９０°よりも小さい角度の場合、従来例と同様に、一般部で２７．６℃に対して測定位置では２３．３６℃と温度低下している。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
〈１〉 前記断熱部材３は、流体配管に対して、未発泡のポリウレタン樹脂を直接吹き付けて発泡、又は注入発泡にて発泡ポリウレタン樹脂（ＰＵＦ）を形成してもよいが、予め、直管１及び継ぎ手部分２などの外周面形状に沿うように、金型で発泡成型した成型断熱部材、又は、発泡させたポリウレタン樹脂のブロックから所定の形状に切り出して、必要な形状に成形したものであってもよい。なお、これらの場合は、配管の周方向に複数に分割したものを、流体配管に対して組み付けて覆う取り付け方法を採用する。
〈２〉 前記断熱部材３は、発泡ポリウレタン樹脂以外の発泡樹脂であってもよい。
〈３〉 前記断熱部材３によって覆う対象物は、直管部分の他に、管継手部分やバルブ等の流体制御調整部材であってもよい。

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 直管
２ 継ぎ手部分
３ 断熱部材
４ 屈曲凹部

Claims (3)

1. 流体配管の外周部を、その長手方向に断熱部材で覆う配管の断熱構造であって、
   前記断熱部材の外周面における屈曲凹部を、前記流体配管の軸心に沿った縦断面形状が、鈍角に折れ曲がった直線状または滑らかな曲線状になるように形成してある配管断熱構造。
2. 前記流体配管が冷却流体を流通させるもので、
   前記断熱部材における屈曲凹部は、前記流体配管の直管部分から継ぎ手部分に亘る部分を覆う部分である請求項１に記載の配管断熱構造。
3. 前記断熱部材は、硬質発泡ウレタン樹脂であって、発泡成型され、又は切り出し成形され、且つ、流体配管の周方向に複数に分割形成されたものを、流体配管の外周部を覆うように嵌合させて取り付けるものである請求項１または２に記載の配管断熱構造。
   

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