JP3477808B2 - 低温ガス配管の突合部構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低温ガス配管の突合部
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】低温ガスを送給する場合、通常は、図８
に示すように、外側に断熱材２を設けた配管１を用いて
いる。

【０００３】しかし、配管１の外側に断熱材２を設けた
場合、配管１が直接低温ガスに触れるため、低温脆性に
よって配管１に亀裂が入るおそれがあるので、配管１と
してステンレスなどの高級な材料を使用しけなければな
らない。

【０００４】そこで、図９に示すように、配管１の内側
に断熱材２を設けることにより、配管１が低温ガスに直
接触れないようにして配管１を室温に保持させ、配管１
が鉄などの通常の材料であっても、低温脆性による亀裂
の発生などが起こらないようにすることが考えられる。

【０００５】尚、この場合、断熱材２としてはポリウレ
タンフォームなどを用いる。

【０００６】図中、３は配管１と断熱材２との接着部で
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、配管１
の内側に断熱材２を設けた場合、配管１どうしの突合部
に生じる断熱材２の切れ目では、配管１を断熱材２でう
まく保護することができず、端部において配管１に低温
ガスが接触することになるという問題があった。

【０００８】本発明は上述の実情に鑑み、断熱材を配管
の内側に取付けた場合に、配管どうしの突合部における
シール性を確保し得るようにした低温ガス配管を提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部に断熱材
を二層に備え、少なくとも内層側の断熱材が複数の断熱
材ブロックで構成されて、外層側の断熱材に内層側の断
熱材ブロックが中央部の一点で熱変形可能に固定された
配管を設け、該配管どうしの突合部に対し、繊維状断熱
材を積層した積層断熱体を、積層方向に圧縮した状態
で、内層側断熱材突合部間隙に積層断熱体を圧縮方向を
配管の長手方向へ向けて充填挿入すると共に、外層側断
熱材突合部間隙に積層断熱体を圧縮方向を配管の半径方
向へ向けて充填挿入したことを特徴とする低温ガス配管
の突合部構造にかかるものである。

【００１０】

【００１１】この場合において、内層側断熱材突合部間
隙に充填挿入された積層断熱体の内部に、半径方向に延
びて積層断熱体を周方向に仕切る対流抑制用膜部材を配
置するようにしても良い。

【００１２】又、外層側断熱材突合部間隙に充填挿入さ
れた積層断熱体の層間に、対流抑制用膜部材を介在させ
るようにしても良い。

【００１３】

【作用】本発明の作用は以下の通りである。

【００１４】配管どうしの突合部内部における、内層側
断熱材突合部間隙に対し、圧縮方向を配管の長手方向へ
向けて充填挿入した積層断熱体、及び、外層側断熱材突
合部間隙に対し、圧縮方向を配管の半径方向へ向けて充
填挿入した積層断熱体により、内層側断熱材突合部間隙
及び外層側断熱材突合部間隙のシールが行われる。

【００１５】この際、内層側断熱材突合部間隙に対し、
圧縮方向を配管の長手方向へ向けて積層断熱体を充填挿
入したので、配管どうしの突合部における断熱材ブロッ
クが熱収縮により変形した場合でも、これに追随して積
層断熱体が拡縮することにより、配管どうしの突合部の
シール性を保持することができる。

【００１６】そして、内層側断熱材突合部間隙に充填挿
入された積層断熱体の内部に、半径方向に延びて積層断
熱体を周方向に仕切る、ポリエチレンテレフタレート製
のシートなどの対流抑制用膜部材を配置したので、積層
断熱体の内部に低温ガスが入ったとしても、配管の周方
向への低温ガスの対流を防止することができる。

【００１７】又、外層側断熱材突合部間隙に充填挿入さ
れた積層断熱体の層間に、ポリエチレンテレフタレート
製のシートなどの対流抑制用膜部材を介在させたので、
積層断熱体の内部に低温ガスが入ったとしても、配管の
半径方向への低温ガスの対流を防止することができ、よ
って、充分なシール性を得ることが可能となり、突合部
において配管の端部に低温ガスが直接接触することが防
止される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００１９】図１〜図６は、本発明の一実施例である。

【００２０】先ず、本発明に係る低温ガス配管につい
て、図３〜図６を用いて説明する。

【００２１】配管４の内周に硬質ポリウレタンフォーム
から成る外層側の断熱材５を、配管４に全面が固定され
るように接着する。この際、外層側の断熱材５は、長尺
の一体物としても、或いは、後述するような断熱材ブロ
ック７としても良い。

【００２２】そして、外層側の断熱材５の内周に設ける
内層側の断熱材６を、硬質ポリウレタンフォームから成
る所定の大きさのほぼ矩形状をした複数の断熱材ブロッ
ク７で構成する。

【００２３】該断熱材ブロック７を配管４に沿うよう円
筒面状に曲げ、断熱材ブロック７を互いの間に、間隙部
８を有して配管４の内周の周方向９に複数個配設する。

【００２４】同様に、断熱材ブロック７を互いの間に間
隙部１０を有して配管４の長手方向１１に複数列配設す
る。

【００２５】この際、必要に応じ、各列間で断熱材ブロ
ック７の位相をずらせるようにしても良い。

【００２６】そして、各断熱材ブロック７を中央部の一
点（接着固定部１２）で、接着剤などを用い、外層側の
断熱材５に自由に熱収縮し得るように接着固定する。

【００２７】次に、セラミックファイバーやガラスウー
ルなどの繊維状断熱材１３を積層した積層断熱体１４，
１５を設け、該積層断熱体１４，１５を、積層方向に圧
縮した状態とする。

【００２８】この際、繊維状断熱材１３の層間にポリエ
チレンテレフタレート製のシートなどの対流抑制用膜部
材１６を介在させる。

【００２９】そして、積層断熱体１４を、間隙部８に対
し、圧縮方向を間隙部８の幅方向１７へ向けて充填挿入
すると共に、積層断熱体１５を、各列間の断熱材ブロッ
ク７間の間隙部１０に、圧縮方向を配管４の長手方向１
１へ向けて充填挿入する。

【００３０】又、内層側の断熱材ブロック７の長手方向
１１の端面間の位置にガラスクロスにアルミをコーティ
ングして成る帯状のシール部材１８を配設して、シール
部材１８を外層側の断熱材６側に接着する。

【００３１】又、外層側の断熱材６と内層側の断熱材ブ
ロック７との間に、内方側の端部が外層側の断熱材５に
接着され、外方側の端部が内層側の断熱材ブロック７に
接着されるようにシール部材１９を取付ける。

【００３２】同様に、隣接する内層側の断熱材ブロック
７の内周面における長手方向１１の辺部間や周方向９の
辺部間に、間隙部８，１０をシールするため、ガラスク
ロスにアルミをコーティングして成る帯状のシール部材
２０，２１を貼付ける。

【００３３】尚、シール部材２０，２１には、断熱材ブ
ロック７の収縮に対応させるため、所要のたるみ部２２
を設けておくようにし、シール部材１８〜２１のうちの
いくつかに内外間の圧力を均一化するための通気孔２３
を設ける。該通気孔２３は、配管４の上半部に極く少数
設けるのが好ましい。

【００３４】又、２４は外層側の断熱材６と配管４との
全面接着部、２５はシール部材１９の外方端側の接着
部、２６はシール部材１９の内方端側の接着部、２７は
シール部材１８の外層側の断熱材６への接着部２７であ
る。

【００３５】更に、図では、シール部材１８〜２１は隙
間を有して断熱材５，６に取付けられているが、実際に
は、隙間ができないように取付けるようにする。

【００３６】上記構造の配管４どうしを突合せると、断
熱材５，６間に切れ目が生じるが、本発明では上記切れ
目部分に対して、図１・図２に示すようなシールを行
う。

【００３７】即ち、配管４どうしの突合部２８に形成さ
れたフランジ２９の内部に対し、セラミックファイバー
やガラスウールなどの繊維状断熱材３０を積層した積層
断熱体３１，３２を、積層方向に圧縮した状態で、内層
側断熱材突合部間隙３３に積層断熱体３１を圧縮方向を
配管４の長手方向１１へ向けて充填挿入すると共に、外
層側断熱材突合部間隙３４に積層断熱体３２を圧縮方向
を配管４の半径方向３５へ向けて充填挿入する。

【００３８】この際、内層側断熱材突合部間隙３３に充
填挿入された積層断熱体３１の内部に、半径方向３５に
延びて積層断熱体３１，３２を周方向９に仕切る、ポリ
エチレンテレフタレート製のシートなどの対流抑制用膜
部材３６を配置する。

【００３９】又、内層側断熱材突合部間隙３３に充填挿
入された積層断熱体３１の層間に、ポリエチレンテレフ
タレート製のシートなどの対流抑制用膜部材３７を介在
させる。

【００４０】更に、外層側断熱材突合部間隙３４に充填
挿入された積層断熱体３２の層間に、ポリエチレンテレ
フタレート製のシートなどの対流抑制用膜部材３９を介
在させる。

【００４１】次に、作動について説明する。

【００４２】低温ガスは、配管４の内部に二重に設られ
けた断熱材５，６のうち、内層側の断熱材６の内面に沿
って長手方向１１へ流れるようになっている。

【００４３】このように、配管４の内部の側に断熱材６
を設けることにより、配管４に低温ガスが直接触れるこ
とが防止されて、配管４が室温に保たれるため、低温脆
性により配管４に亀裂を生じることが防止され、配管４
として低温脆性に強い高級な材料を使用する必要をなく
すことができる。

【００４４】この際、内層側の断熱材６は複数の断熱材
ブロック７で構成されているが、隣接する断熱材ブロッ
ク７などの間に各種シール部材１８〜２１を貼付けて低
温ガスを止めるようにしているので、低温ガスが断熱材
ブロック７間の間隙部８，１０へ入り込むことや、間隙
部８，１０へ入り込んだ低温ガスが間隙部８，１０を周
方向９や長手方向１１に対流することが防止され、よっ
て、配管４内に低温ガスを支障なく送給することが可能
となる。

【００４５】但し、間隙部８，１０を完全にシールして
しまうと、断熱材５，６の内外に圧力差が生じることと
なるので、内外間の圧力を均一化するため、シール部材
１８〜２１に極く少数の通気孔２３を設けるようにして
いる。尚、低温ガスが間隙部８，１０へ入り込みにくい
ように、通気孔２３は配管４の上半部に設けるようにし
ている。

【００４６】そして、通気孔２３から僅かに入った低温
ガスは、間隙部８，１０に設けられた積層断熱体１４，
１５によって対流を遮断され、配管４に接触するのを防
止される。

【００４７】特に、積層断熱体１４，１５は、層間に対
流抑制用膜部材１６を多数層介在されているので、高い
対流抑制効果が得られる。

【００４８】ここで、配管４の内部にマイナス１００度
程度以下の極く低温の、例えば、液体窒素から気化され
た低温窒素ガスなどの低温ガスが流れた場合、内層側の
断熱材ブロック７の内外面の温度差が１００度以上とな
るが、該温度差が１００度以上となると、断熱材ブロッ
ク７の内面側が収縮して断熱材ブロック７が変形するこ
ととなる。

【００４９】しかし、断熱材５，６を二層化しているの
で、各層の断熱材５，６の内外面間の温度差が小さくな
り、特に、低温ガスに直接接触する内層側の断熱材６の
変形量を小さくすることができる。

【００５０】又、外層側の断熱材５は内層側の断熱材ブ
ロック７によって断熱されているため、内外面の温度差
が１００度を越えることがなくなるので、収縮の問題は
なく、配管４に全面を接着しても支障がない。

【００５１】そして、内層側の断熱材ブロック７が収縮
した場合、各断熱材ブロック７間に間隙部８，１０を形
成し、且つ、各断熱材ブロック７を中央の接着固定部１
２の一点で、接着剤などを用い、配管４側に接着固定す
るようにしているので、断熱材ブロック７が温度勾配に
応じて自由に変形することができ、断熱材ブロック７に
亀裂が入ることなどが防止される。

【００５２】この際、シール部材２０，２１に、たるみ
部２２を持たせているので、断熱材ブロック７が変形し
た場合でも、シール部材２０，２１は変形に追従するこ
とができ、シール部材２０，２１の部分からシール性が
破壊されるのが防止される。

【００５３】又、シール部材１８は内層側の断熱材ブロ
ック７に直接接着されていないので、シール部材１９は
外方端のみが内層側の断熱材ブロック７に接着されてい
るので、内層側の断熱材ブロック７が変形した場合で
も、それぞれシール状態を保持することができる。

【００５４】内層側の断熱材ブロック７間の間隙部８，
１０を断熱する、積層断熱体１４，１５は、積層方向に
圧縮した状態で圧縮方向を間隙部８，１０の幅方向１７
へ向けて充填挿入されているので、断熱材ブロック７が
変形した時に、これに追随して拡縮し、間隙部８，１０
のシール性を確保することができる。

【００５５】そして、上記構造の配管４どうしを突合せ
ると、断熱材５，６間に切れ目が生じ、配管４を断熱材
５，６でうまく保護することができなくなるので、端部
において配管４に低温ガスが接触することになるという
問題が生じるが、本発明では、図１・図２に示すよう
に、即ち、配管４どうしの突合部２８におけるフランジ
２９内部の、内層側断熱材突合部間隙３３に対し、圧縮
方向を配管４の長手方向１１へ向けて充填挿入した積層
断熱体３１、及び、外層側断熱材突合部間隙３４に対
し、圧縮方向を配管４の半径方向３５へ向けて充填挿入
した積層断熱体３２により、内層側断熱材突合部間隙３
３及び外層側断熱材突合部間隙３４のシールが行われ
る。

【００５６】この際、内層側断熱材突合部間隙３３に対
し、圧縮方向を配管４の長手方向１１へ向けて積層断熱
体３１を充填挿入したので、配管４どうしの突合部２８
における断熱材ブロック７が熱収縮により変形した場合
でも、これに追随して積層断熱体３１が拡縮することに
より、配管４どうしの突合部２８のシール性を保持する
ことができる。

【００５７】そして、内層側断熱材突合部間隙３３に充
填挿入された積層断熱体３１の内部に、半径方向３５に
延びて積層断熱体３１，３２を周方向９に仕切る、ポリ
エチレンテレフタレート製のシートなどの対流抑制用膜
部材３６を配置したので、積層断熱体３１の内部に低温
ガスが入ったとしても、配管４の周方向９への低温ガス
の対流を防止することができる。

【００５８】又、内層側断熱材突合部間隙３３に充填挿
入された積層断熱体３１の層間に、ポリエチレンテレフ
タレート製のシートなどの対流抑制用膜部材３７を介在
させたので、積層断熱体３１の内部に低温ガスが入った
としても、配管４の長手方向１１への低温ガスの対流を
防止することができる。

【００５９】更に、外層側断熱材突合部間隙３４に充填
挿入された積層断熱体３２の層間に、ポリエチレンテレ
フタレート製のシートなどの対流抑制用膜部材３９を介
在させたので、積層断熱体３２の内部に低温ガスが入っ
たとしても、配管４の半径方向３５への低温ガスの対流
を防止することができ、よって、充分なシール性を得る
ことが可能となり、突合部２８において配管４の端部に
低温ガスが直接接触することが防止される。

【００６０】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、低温ガスの温度が−１００度以下と
ならないような場合などには、本発明の他の実施例とし
て図７に示すように、断熱材３９を一層とし、断熱材突
合部間隙４０に前記例と同様に積層断熱体３１，３２な
どの繊維状断熱材３０を充填するようにしても良いこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の低温ガス
配管の突合部構造によれば、断熱材を配管の内側に取付
けた場合に、配管どうしの突合部におけるシール性を確
保することができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の側方断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】本発明を適用する低温ガス配管の概略正面図で
ある。

【図４】図３の部分拡大斜視図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ矢視図である。

【図６】図４のＶＩ−ＶＩ矢視図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す側方断面図である。

【図８】断熱材を配管の外周側に設けた従来の低温ガス
配管の概略正面図である。

【図９】断熱材を配管の内周側に設けた低温ガス配管の
概略正面図である。

【符号の説明】

４ 配管 ５，６，３９ 断熱材 ７ 断熱材ブロック １１ 長手方向 １２ 接着固定部 ２８ 突合部 ３０ 繊維状断熱材 ３２ 積層断熱体 ３３ 内層側断熱材突合部間隙 ３４ 外層側断熱材突合部間隙 ３５ 半径方向 ３６，３８ 対流抑制用膜部材 ４０ 断熱材突合部間隙

フロントページの続き (72)発明者 中島 雅祐 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社 技術研究所 内 (72)発明者 大森 隆夫 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社 技術研究所 内 (56)参考文献 特開 昭56−55791（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−30561（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−113894（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−31493（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−55956（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−44290（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭45−6098（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 59/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に断熱材を二層に備え、少なくとも
   内層側の断熱材が複数の断熱材ブロックで構成されて、
   外層側の断熱材に内層側の断熱材ブロックが中央部の一
   点で熱変形可能に固定された配管を設け、該配管どうし
   の突合部に対し、繊維状断熱材を積層した積層断熱体
   を、積層方向に圧縮した状態で、内層側断熱材突合部間
   隙に積層断熱体を圧縮方向を配管の長手方向へ向けて充
   填挿入すると共に、外層側断熱材突合部間隙に積層断熱
   体を圧縮方向を配管の半径方向へ向けて充填挿入したこ
   とを特徴とする低温ガス配管の突合部構造。
2. 【請求項２】 内層側断熱材突合部間隙に充填挿入され
   た積層断熱体の内部に、半径方向に延びて積層断熱体を
   周方向に仕切る対流抑制用膜部材を配置した請求項１記
   載の低温ガス配管の突合部構造。 【請求項３】 外層側断熱材突合部間隙に充填挿入され
   た積層断熱体の層間に、対流抑制用膜部材を介在させた
   請求項１記載の低温ガス配管の突合部構造。