JP2763840B2 - 断熱管体およびその製法 - Google Patents
断熱管体およびその製法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
- F16L59/027—Bands, cords, strips or the like for helically winding around a cylindrical object
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H81/00—Methods, apparatus, or devices for covering or wrapping cores by winding webs, tapes, or filamentary material, not otherwise provided for
- B65H81/06—Covering or wrapping elongated cores
- B65H81/08—Covering or wrapping elongated cores by feeding material obliquely to the axis of the core
Description
空断熱二重容器等の内管(内容器)等として用いられる
断熱管体およびその製法に関するものである。
れている。例えば、液体窒素等の超低温流体を輸送する
液体輸送管等には真空断熱二重配管が使用されており、
この真空断熱二重配管の内管に断熱管体が用いられてい
る。この種の断熱管体は、通常、管体の外周に、帯状の
アルミニウム箔とデキシタペーパー(石綿紙)の交互の
多層巻回層を設けて構成されており、一般に、つぎのよ
うにして製造されている。すなわち、まず、アルミニウ
ム箔とデキシタペーパーとを合わせて2層状体をつく
り、これを管体の外周に巻回し、管体の外周面を重ね巻
き層で多層に被覆することにより製造されている。
熱管体の製造を高湿度雰囲気下で行うと、上記断熱管体
の断熱材に用いられているデキシタペーパーが吸水性に
富んでいることから、巻回施工中に上記デキシタペーパ
ーが空気中の水分を吸い込んで高含水状態となる。この
ため、真空断熱二重配管を製造する過程で、内・外管間
を真空排気すると、上記水分が真空排気の抵抗となり真
空排気に長時間を要するという問題が生じる。
もので、真空排気に要する時間を短縮することのできる
断熱管体およびその製法の提供をその目的とする。
め、本発明は、管体の外周に帯状金属箔を重ね巻きして
管体の外周面を帯状金属箔の重ね巻き層で被覆してなる
断熱管体において、上記重ね巻きされた帯状金属箔の巻
き層間に溶射によりセラミックス粒子点付層を設けた断
熱管体を第1の要旨とし、管体の外周に、その一端側か
ら他端側に向かって帯状金属箔をらせん状に重ね巻きし
て管体の外周面を帯状金属箔の重ね巻き層で被覆する断
熱管体の製法において、上記帯状金属箔をその一端側か
ら管体の外周に巻回しながらその巻回部にセラミックス
粒子を溶射してセラミックス粒子点付層を形成し、この
セラミックス粒子点付層が形成された帯状金属箔の外周
に、上記帯状金属箔の一端側に続く帯状金属箔の部分を
軸方向にずらして巻回し、同時にその巻回された新たな
帯状金属箔の部分にセラミックス粒子を溶射してセラミ
ックス粒子点付層を形成することを繰り返し、らせん状
に重ね巻きされた帯状金属箔の巻き層間にセラミックス
粒子点付層を介在させるようにする断熱管体の製法を第
2の要旨とする。
重ね巻きされた帯状金属箔の巻き層間にセラミックス粒
子点付層を設けて構成されており、このセラミックス粒
子は前記デキシタペーパーに比べて吸水性が非常に少な
いことから、高湿度雰囲気下において施工されても、吸
水することが少なく、したがって、真空排気を短時間で
行うことができるようになる。しかも、上記帯状金属箔
の巻き層間に設けた断熱層において、セラミックス粒子
は、点付け状態で取着されているため、真空排気時に、
セラミックス粒子間の空隙が空気の流路となり、真空排
気が効率よく行われるようになる。また、本発明の製法
は、上記帯状金属箔をその一端側から管体の外周に巻回
しながらその巻回部にセラミックス粒子を溶射してセラ
ミックス粒子点付層を形成するため、管体外周への帯状
金属箔の巻回と帯状金属箔外周面へのセラミックス粒子
点付層の形成とが同時に行える。そして、上記セラミッ
クス粒子点付層が形成された帯状金属箔の外周に、上記
帯状金属箔の一端側に続く帯状金属箔の部分を軸方向に
ずらして巻回し、同時にその巻回された新たな帯状金属
箔の部分にセラミックス粒子を溶射してセラミックス粒
子点付層を形成することを繰り返し、帯状金属箔を、セ
ラミックス粒子点付層を介して所定の巻き数、重ね巻き
する。このように、本発明の製法では、セラミックス粒
子の溶射と、金属箔の巻回とを同時に行いながら管体の
外周に、セラミックス粒子の溶射された金属箔を所定の
巻き数だけ巻回することができる。したがって、断熱管
体を連続的に製造することが可能となる。また、本発明
では、帯状金属箔の巻き層間にセラミックス粒子点付層
を溶射により形成しているため、真空排気時に、セラミ
ックス粒子間の空隙が空気の流路となり、真空排気が効
率よく行われるようになる。しかも、溶射時の高温によ
っても、帯状金属箔の表面にセラミックス粒子をドーム
形状で付着させることができ、上記空気の流路として広
い流路を確保することができる。そのうえ、帯状金属箔
とセラミックス粒子とが無機物同士であり、なじみ性が
良いことから、帯状金属箔とセラミックス粒子との接合
が強固になり、真空排気力が強くても、帯状金属箔から
セラミックス粒子が剥がれることがない。
と、溶射によって形成されるセラミックス粒子とを用い
て得られる。
配管,表面を金属蒸着もしくはめっきした合成樹脂管等
各種の管状物が用いられる。
箔は、特に限定するものではなく、各種の金属箔を用い
ることができる。これらの金属箔の厚みは、5〜100
0μm、好適には、5〜100μm、より好適には、5
〜30μmに設定される。上記金属箔のなかでも、特
に、ステンレス箔,銅箔またはニッケル箔のように融解
温度が高く、かつ輻射効率の良い金属箔を用いることが
好結果をもたらす。
テライト(2MgO・SiO2 ),マグネシア(Mg
O)およびアルミナ(Al2 O3 )等のセラミックス材
の粒子があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。
このセラミックス粒子は、正確には、そのセラミックス
粒子の製造原料を上記帯状金属箔の外周に溶射すること
により形成されるものであり、形成された各セラミック
ス粒子は、隣接するセラミックス粒子と所定間隔をおい
て金属箔上に取着されている。このようにして形成され
たセラミックス粒子の粒径は、通常、5〜50μm程度
(したがってセラミックス粒子の溶射によって帯状金属
箔上に形成されるセラミックス粒子点付層の厚みはそれ
と略同じになる)であり、各粒子間の間隔は10〜20
00μm程度に設定される。好適には、セラミックス粒
子の粒径は5〜30μmで、粒子間隔は10〜200μ
mである。
を例えばつぎのようにして製造する。すなわち、帯状金
属箔をその一端側から管体の外周に巻回しながら、同時
にその巻回部にセラミックス粒子を、従来公知の溶射ガ
ンを用いて溶射し、セラミックス粒子点付層を形成す
る。このセラミックス粒子点付層の上に、さらに帯状金
属箔を、管体の軸方向に少しずらして重ね巻きしながら
この巻回部にセラミックス粒子を溶射してセラミックス
粒子点付層を形成する。このような帯状金属箔の巻回と
この巻回部へのセラミックス粒子点付層の形成とを繰り
返すことにより、管体の外周に所望の巻層の断熱層(ら
せん状に重ね巻きされた帯状金属箔と、その各巻き層間
に形成されたセラミックス粒子点付層とからなる)を形
成する。このようにして断熱管体が連続的に製造され
る。
する。
おいて、1は管体30を外嵌・固定するためのマンドレ
ルであり、このマンドレル1の一側方に、ステンレス箔
巻付リール18を設けた第1のねじ軸15が配設され、
他側方に、溶射ガン66を設けた第2のねじ軸3が配設
されている。
が着脱自在に外嵌されるとともに、この管体30の左端
縁に接した状態で左環状体(左ダミー体)13が、右端
縁に接した状態で右環状体(右ダミー体)14が配置さ
れ、マンドレル1に着脱自在に外嵌されている。2は床
面に固定状に設置されるモーターであり、その出力軸2
aはマンドレル1の右端部1aに連結部材25を介して
連結され、マンドレル1を回転駆動する。
1のねじ軸15は、その片端部が支持台29に回転自在
に片持ち支持され、前記第2のねじ軸3を回転駆動する
モーター5の回転力を、ベルト16を介して受けて回転
するようになっている。21,22はプーリーである。
上記第1のねじ軸15には、リール支持台17が、ねじ
機構により第1のねじ軸15に沿って進退できるように
取り付けられている。より詳しく説明すると、このリー
ル支持台17には、摺動穴(隠れて見えない)が設けら
れた第1のガイドアーム部28が突設され、その摺動穴
に、支持台29から第1のねじ軸15に沿って延びる第
1のガイド棒36が挿通している。これにより、第1の
ねじ軸15に対するリール支持台17のつれ回りが防止
され、第1のねじ軸15の回転により、リール支持台1
7が第1のねじ軸15に沿って移動するようになる。こ
のリール支持台17の外周には、幅300mmのステンレ
ス箔31を巻き付けたリール18が回転自在に、かつ着
脱自在に外嵌されている。この場合、リール支持台17
の外周にはブレーキ用の爪体(隠れて見えない)が設け
られ、この爪体がリール18の筒部内周面に圧接してブ
レーキ作用を奏し、ステンレス箔31の引き出しの際の
抵抗となる。上記リール支持台17には、コ字状の支持
部19aが突設され、このコ字状の支持部19aで平板
状のガイド部19bが支受固定されている。このガイド
部19bの左右両側部には凸条が設けられ、リール18
から引き出されたステンレス箔31を、マンドレル1方
向に向かって斜めに送り出すガイド作用をする。これに
より、上記ガイド部19bの傾斜角度でステンレス箔3
1が、マンドレル1に外嵌された管体30および左右の
環状体13,14の外周に巻回される。
ねじ軸3は、その左端部3aが支持台26に回転自在に
支受され、右端部3bが支持台27を介してモーター5
の出力軸5aに連結されて支持されている。この第2の
ねじ軸3には、筒状の溶射ガン支持台4が、ねじ機構に
より、第2のねじ軸3に沿って進退できるように外嵌さ
れている。溶射ガン支持台4には、摺動穴(隠れて見え
ない)付きの第2のガイドアーム部36aが突設され、
その摺動穴に、左右の支持台26,27に固定された第
2のガイド棒37が挿通している。これにより、第2の
ねじ軸3に対する溶射ガン支持台4のつれ回りが防止さ
れ、第2のねじ軸3の回転により、溶射ガン支持台4が
第2のねじ軸3に沿って移動するようになる。この溶射
ガン支持台4上には、モーター(隠れて見えない)を上
向き状態で収容する収容ケース7が、溶射ガン支持台4
の長手方向に沿って移動できるように配置され、このケ
ース7に溶射ノズル6を備えた溶射ガン66が図示のよ
うに取着されている。より詳しく述べると、ケース7の
下部からガイド棒(隠れて見えない)が垂下していて、
これが、溶射ガン支持台4上に、長手方向に設けられた
ガイド溝10に嵌合している。このガイド溝10には、
長手方向に沿う左右の両壁面に、長手方向に沿って段部
が設けられ、その段部にガイド棒の下端突起が嵌合して
抜け止めされている。また、ケース7に上向きに収容さ
れたモーターの出力軸7aには、ピニオン8が固定さ
れ、溶射ガン支持台4に長手方向に沿って設けられたラ
ック9と噛合している。上記モーターは、一定の周期
で、正転と逆転を繰り返すようになっている。したがっ
て、上記モーターを作動させると、その出力軸7aを介
して上記ピニオン8が正転と逆転を交互に繰り返し、こ
れにより、モーターを収容しているケース7が、ラック
9に沿って左右方向に一定の周期で往復移動する。
5は、その制御部が、マンドレル1の駆動用モーター2
に設けたセンサー11と電気的に接続されていて、モー
ター2と同期的に回転するようになっている。
ようにして製造することができる。すなわち、まず、マ
ンドレル1に、管体10を外嵌するとともに、左右のダ
ミー環状体13,14を外嵌する。一方、リール18に
ステンレス箔31を巻付けたのち、これを、第1のねじ
軸15のリール支持台17に取り付ける。ついで、ステ
ンレス箔31の一端をリール18から引き出し、左ダミ
ー環状体13の外周面に点付溶接する。その状態で、モ
ーター2,5を回転駆動させると同時に、溶射ノズル6
駆動用モーターを作動させる。これにより、マンドレル
1を反時計方向に回転させ、その回転力によって、リー
ル18からステンレス箔31を引き出し、まず左ダミー
環状体13の外周に徐々に巻回する。このとき、ケース
7のモーターの作用により、その巻回部を左右に横切る
ように溶射ノズル6が左右に往復移動し(左右にスキャ
ンし)、上記巻回部にセラミックス粒子32を点付け状
に溶射する。この場合、第1のねじ軸15が、ベルト1
6を介してモーター5の回転により回転し、それにより
リール支持台17が図示の右方へ少しずつ移動するた
め、ステンレス箔31は、マンドレル1の軸方向に少し
ずつずれて(図示の右方に少しずつずらして)巻回され
る。このづらし巻回に対応するため、上記溶射ノズル6
が設けられた溶射ガン支持台4は、ステンレス箔31の
上記軸方向へのずれに合わせて軸方向に移動する。この
溶射ガン支持台4の移動は、マンドレル1の駆動用モー
ター2のセンサー11の出力信号を、第2のねじ軸3駆
動用モーター5の制御部が受信し、モーター5の回転を
制御し第2のねじ軸3の回転速度を制御することにより
適正に行われる。このようにして、ステンレス箔31
が、セラミックス粒子32の溶射を受けながら、左ダミ
ー環状体13の外周面から管体10の外周面、さらに右
ダミー環状体14の外周面に巻回される。この場合、ス
テンレス箔31の巻回数は30に設定される。ところ
で、管体30に、いきなりステンレス箔31を巻回する
と、ステンレス箔31は少しずつずらして斜めに巻回さ
れる関係上、管体30の左端部分(巻き始め部分)で
は、巻き数が30に満たなくなる。また、管体30の右
端部分(巻き終わり部分)でも同様となる。そのため、
本発明では、管体30の左右にダミー用の環状体13,
14を設け、ステンレス箔31の巻き始め部と巻き終わ
り部を環状体13,14上に位置させるようにしてい
る。これにより、管体30に巻回されたステンレス箔3
1は、管体30のどの部分をとっても30層の重ね巻き
層となる。このようにして管体30の全体に巻回された
ステンレス箔31の外周に、軸方向に所定間隔で、巻き
戻り防止用のバンド20を、図2に示すように、巻回
し、ステンレス箔31を固定する。ついで、管体30と
ダミー用環状体13,14との境目で、ステンレス箔3
1の巻回層を切断し、ステンレス箔31の重ね巻き層で
被覆された管体30をマンドレル1から取り外す。この
ようにして、目的とする断熱管体が得られる。
すように、真空断熱二重配管の内管として用いられる。
このような真空断熱二重配管は、例えばつぎのようにし
て、作製することができる。すなわち、上記断熱管体3
6の最外層上に空間をあけて外管37で被包し、この状
態で外管37と断熱管体36との間を密封する。つぎ
に、この状態で、外管37と断熱管体36との間を排気
管38から高真空に(10-4Torr 以下に)真空引きす
る。これにより、真空断熱二重配管を作製することがで
きる。図において、39は排気管38に取り付けられる
フィルタである。
定し、溶射ガン支持台4およびリール支持台17を移動
させるようにしているが、その逆にしてもよい。また、
ダミー用環状体13,14は必ずしも用いる必要はな
い。
体の外周に重ね巻きされた帯状金属箔の巻き層間にセラ
ミックス粒子点付層を設けて構成されており、このセラ
ミックス粒子は前記デキシタペーパーに比べて吸水性が
非常に少ないことから、高湿度雰囲気下において施工さ
れても、吸水することが少なく、したがって、真空排気
を短時間で行うことができるようになる。しかも、上記
帯状金属箔の巻き層間に設けた断熱層において、セラミ
ックス粒子は、点付け状態で取着されているため、真空
排気時に、セラミックス粒子間の空隙が空気の流路とな
り、真空排気が効率よく行われるようになる。また、本
発明の製法は、上記帯状金属箔をその一端側から管体の
外周に巻回しながらその巻回部にセラミックス粒子を溶
射してセラミックス粒子点付層を形成するため、管体外
周への帯状金属箔の巻回と帯状金属箔外周面へのセラミ
ックス粒子点付層の形成とが同時に行える。そして、上
記セラミックス粒子点付層が形成された帯状金属箔の外
周に、上記帯状金属箔の一端側に続く帯状金属箔の部分
を軸方向にずらして巻回し、同時にその巻回された新た
な帯状金属箔の部分にセラミックス粒子を溶射してセラ
ミックス粒子点付層を形成することを繰り返し、帯状金
属箔を、セラミックス粒子点付層を介して所定の巻き
数、重ね巻きする。このように、本発明の製法では、セ
ラミックス粒子の溶射と、金属箔の巻回とを同時に行い
ながら管体の外周に、セラミックス粒子の溶射された金
属箔を所定の巻き数だけ巻回することができる。したが
って、断熱管体を連続的に製造することが可能となる。
また、本発明では、帯状金属箔の巻き層間にセラミック
ス粒子点付層を溶射により形成しているため、真空排気
時に、セラミックス粒子間の空隙が空気の流路となり、
真空排気が効率よく行われるようになる。しかも、溶射
時の高温によっても、帯状金属箔の表面にセラミックス
粒子をドーム形状で付着させることができ、上記空気の
流路として広い流路を確保することができる。そのう
え、帯状金属箔とセラミックス粒子とが無機物同士であ
り、なじみ性が良いことから、帯状金属箔とセラミック
ス粒子との接合が強固になり、真空排気力が強くても、
帯状金属箔からセラミックス粒子が剥がれることがな
い。
より見下ろした状態を示している。
部分的断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 管体の外周に帯状金属箔を重ね巻きして
管体の外周面を帯状金属箔の重ね巻き層で被覆してなる
断熱管体において、上記重ね巻きされた帯状金属箔の巻
き層間に溶射によりセラミックス粒子点付層を設けたこ
とを特徴とする断熱管体。 - 【請求項2】 管体の外周に、その一端側から他端側に
向かって帯状金属箔をらせん状に重ね巻きして管体の外
周面を帯状金属箔の重ね巻き層で被覆する断熱管体の製
法において、上記帯状金属箔をその一端側から管体の外
周に巻回しながらその巻回部にセラミックス粒子を溶射
してセラミックス粒子点付層を形成し、このセラミック
ス粒子点付層が形成された帯状金属箔の外周に、上記帯
状金属箔の一端側に続く帯状金属箔の部分を軸方向にず
らして巻回し、同時にその巻回された新たな帯状金属箔
の部分にセラミックス粒子を溶射してセラミックス粒子
点付層を形成することを繰り返し、らせん状に重ね巻き
された帯状金属箔の巻き層間にセラミックス粒子点付層
を介在させるようにすることを特徴とする断熱管体の製
法。
Priority Applications (5)
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- 1992-02-11 EP EP92301115A patent/EP0544383B1/en not_active Expired - Lifetime
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