JP4203472B2 - 予断熱パイプ導管のためのパイプ接続用成形部品 - Google Patents

Description

本発明は、ポリウレタン発泡体により予断熱した、プラスチック材料の予断熱パイプ導管のパイプ接続用成形部品に関するものである。

パイプ導管の敷設に際して、特に、例えば冷媒の搬送に用いるパイプ導管系のような環境に対して媒体を良好に断熱することが要求される分野においては、予断熱パイプ導管を用いることが多くなっている。冷媒用パイプ導管を断熱するのに簡便で好適な材料はポリウレタン発泡体である。パイプ導管の周りには外側パイプ又は管状外側ケーシングを設け、これを、スペーサによりパイプ導管の周囲に同心状にパイプ導管の外壁から一定の距離に保持する。このケーシングの内壁とパイプ導管の外壁との間の環状の空間をポリウレタン発泡体により完全に充填する。ポリウレタン発泡体は、反応性発泡形成液体として注入し、形成した泡が硬化する。この発泡体は、パイプ導管及び外側ケーシングの表面に容易に接着して、このように予断熱されたパイプ導管に大きな剛性を付与する。

このようなパイプ導管部分を複数個順次接続する必要がある場合には、パイプ導管の接続部を準備し形成するのにかなりの労力を要する。パイプ導管自体を露出して、発泡体を取り除き、このパイプ導管をスリーブにより次のパイプ導管部分に接続する必要がある。外側ケーシングは、接続ポイントの周囲で熱収縮可能チューブにより再び連続的なものとする必要があり、また外側ケーシングとスリーブに連結したポイントとの間の環状中間空間に新しい発泡体を充填する必要がある。

欧州特許第182,604 号明細書には、ポリウレタン発泡体により予断熱したパイプ導管の接続方法及びその構成が開示されている。パイプ導管と外側ケーシングとの間の中間空間における断熱材料部分には、接続ポイントにおいて環状の空間が形成される。この環状の空間に、熱の作用により収縮する特別な環状素子を導入する。この特別な素子はニッケルーチタン合金から構成する。収縮装着操作を行うと、この環状素子は２個のパイプ導管間の接続ポイントに対して強い力を及ぼすため、パイプ導管に他の接続処理をする必要はない。

特別な環状素子を用いる代わりに、市販のスリーブ又は接着スリーブを用いることもできる。このために、接続部を形成する前に、連結領域からポリウレタン発泡体も取り除く必要がある。スリーブとパイプ導管との間を良好に連結するためには、内側パイプの外面は特別な剥離器具により剥離処理を行い清浄にしておかなければならない。

本発明の目的は、この従来技術に基づいて、パイプ導管の任意の所望点における２個のパイプ導管の間の接続を、媒体漏れがなく、廉価に、且つ環境に安全に行う、予断熱パイプ導管のパイプ接続用成形部品を提供するにある。

この目的は、ポリウレタン発泡体により予断熱した、プラスチック材料の予断熱パイプ導管のパイプ接続用成形部品であって、このパイプ接続用成形部品を、接続すべきパイプ導管の内壁に連結しうるニップルとして構成し、かつ、該ニップルの中央外周に、接続すべきパイプ導管に対する止め部として作用するとともに、接続すべきパイプ導管の間にギャップを形成する、径方向外方に指向するウエブを設けたことを特徴とするパイプ接続用成形部品により達成する。

本発明の好適な改良例は特許請求の範囲の従属項に従うものである。

パイプ導管部分の接続に際して、断熱材料及び外側パイプの材料を取り除いて廃棄する必要がないことは有利である。このことは、ポリウレタン発泡体により予断熱したパイプ導管部分を、内側導管の内径に適合するニップル上の所定位置に押し込みうるように接続領域において整えることにより達成する。

さらに、連結に際して付加的な準備作業や、例えば内側パイプの外面の剥離器具のような器具を必要としないことも有利である。接続領域における互いに連結すべきニップル及びパイプ導管の内側表面には、断熱処理を行わず発泡体残留物で汚染されることはない。

パイプ導管とパイプ接続用成形部品との間の連結領域における連結状態は、互いに適合したものであり、再現性があることも有利である。このことは、連結領域においてパイプの内径とニップルの外径とが精密に規定できることにより達成する。

全体として、内側パイプの内側で接続を行うことにより材料及び時間の大幅な節約になる。外側パイプ及びポリウレタン発泡体を除去したり、ポリウレタン発泡体を環境に適合するように廃棄したり、内側パイプのポリウレタン発泡体が付着している外面の面倒な清掃をしたりすることが不要になる。内側パイプの外面用に特別な剥離器具を調達する必要がなくなる。比較的高価なポリウレタン発泡体により予断熱したパイプ導管のパイプ導管部分を、実質的に無駄にしたり損失したりすることなく処理することができる。

本発明の例示的な実施例を図面を参照して説明する。
温度の影響を受けやすい媒体、例えば、工業用冷却ライン系の冷媒用の２個のパイプ導管の間を接続する既知の接続部の断面を図１に示す。内側パイプ１，２からなるパイプ導管は、ポリウレタン発泡体層３により予断熱して外側パイプ４，５で囲む。内側パイプは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）から形成し、外側パイプは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成する。保冷のための断熱材料にはポリウレタン発泡体（ＰＵＲ）が最も適している。パイプ導管は、接着スリーブ６を用いて従来のようにして接続する。予断熱パイプとしては、公称直径が１６〜２２５ｍｍのものを入手することができる。

接続部は以下のようにして形成する。パイプ導管を接続領域で切断して内側パイプ１，２の端部を露出させる。この接続領域から、外側パイプ４，５及びポリウレタン発泡体層３を取り除く。ポリウレタン発泡体層３を取り除いたら、内側パイプ１，２の外面を清浄にして接続の準備をしなければならない。ポリウレタン発泡体は、ほとんどの表面と半永久的に結合している。内側パイプ１，２の外面は、特別な剥離器具による剥離処理を行う必要がある。この処理を行うに当たっては、取り除く材料が多くなりすぎないように注意する必要があるが、その理由は、スリーブ６の内壁と内側パイプ１，２の外壁との間に過大なギャップが形成されるおそれがあり、このギャップを適正且つ媒体漏れのないように接続するのが困難になるためである。

その後、双方のパイプ導管部分を、スリーブ６に対して接着結合又は溶着結合がなされるように準備する。内側パイプの内面には、これら２個の導管を接着スリーブ６に押し込んだ部分に接着剤によるビード７が形成される。「スリーブ溶着処理」中に、溶融したプラスチック材料のビード７が形成される場合もある。スリーブ６と外側パイプ４，５との間の残った空間は、その後ポリウレタン発泡体により再び充填する。

このために、市販されているいわゆるハーフシェル、即ちポリウレタン発泡体の半環状部材を使用する。ハーフシェルの長さは接続領域の長さに相当するものにする。それぞれのハーフシェルの長さは、双方のパイプ導管部分において端部を露出させて接着結合するために取り除いたポリウレタン発泡体層３の長さの２倍よりもやや長いものとする。最後に、パイプ導管の接続ポイントを、ポリエチレンの熱収縮可能チューブ８と、シール材又は接着テープ９，１０とにより再度封止して空気又は湿気の浸入を防ぐ。

温度の影響を受けやすい媒体、例えば、工業用冷却ライン系の冷媒のための２個のパイプ導管の間を接続する新規な接続部の断面を図２に示す。導管は、内側から外側に向かって、例えばアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンとするプラスチックの内側パイプ１１，１２と、例えばポリウレタン発泡体の断熱発泡体層１３，１４と、例えば高密度ポリエチレンの外側パイプ１５，１６とから構成する。ポリウレタン発泡体の導入及び硬化中に、外側パイプ１５，１６を、内側パイプ１１，１２周囲で同心状に均一な距離に維持するために、内側パイプ１１，１２及び外側パイプ１５，１６間に導管の長手方向に一定間隔でプラスチックのスペーサ１７，１８を設ける。内側パイプと外側パイプとの間の直径差は、発泡体層のための中間空間の寸法の違いにつながるが、スペーサ１７，１８を用いることによりこの直径差が自動的に補償される。

２個のパイプ導管の間の接続部は、内側パイプ１１，１２のプラスチックに連結することができるプラスチックのニップル１９により形成する、つまり、このニップルは、内側パイプ１１，１２のプラスチックに接着結合又は溶着しうる或いはこれらの双方に適合性のあるものとする。このニップル１９はパイプ導管に連結する前に接着性を示すようにすることができる。このために、互いに接続すべき内側パイプ１１，１２及びニップル１９の双方の表面を、「スリーブ溶着処理」により加熱するか、或いはこれらの連結する表面を適切な接着剤により接着性を示すようにする。ニップル１９の中央外周には、連結中に内側導管１１，１２用の止め部として作用する、径方向外方に指向する環状ウエブ２０を設ける。このウエブ２０により、パイプ１１，１２の双方をニップル１９に対して充分に深く押し込むことが確実なものとなる。ニップル１９の先端と尾端には、丸み付け又は内向きに面取りした壁部領域２１，２２を設ける。このことにより、パイプ導管を通る冷媒の流れの阻害をできるだけ小さくし、直径の変化による導管内の圧力損失をできるだけ小さくすることを確実にする。

内側パイプ１１，１２の内側端部を面取りして「引き込み面取り部」を設けるか、或いは丸み付けして引き込み径部を設けることができる。図２において、内側パイプ１１，１２の端部は、面取り部２３，２４、即ち斜め内方に指向する「引き込み面取り部」２３，２４を有する。これにより、パイプ導管をニップル１９上の所定位置まで確実に極めて簡単に押し込むことができる。接着結合中には、これら面取り部２３，２４は、パイプ導管をニップル１９上に押し込む際に移動した過剰な材料を取り入れる役割も果たす。内側パイプ１１，１２の内径がニップル１９の外径に対して小さすぎる場合には、内側パイプ１１，１２を予め修正しておく、つまり剥離又は切削処理により内側パイプの内径を適合させておく必要がある。

接続処理の前には、パイプ導管部分をできるだけ正確に導管の軸線に整列させる。現場において、パイプ導管部分を製造業者から提供されたものより短い長さに処理する場合には、パイプ導管の境界面に新しい面取り部２３，２４を形成するという簡単な準備をする必要がある。断熱層１３，１４又は外側パイプ１５，１６からは材料を取り除かない。ニップル１９を使用すれば、いかなる場合にもポリウレタン発泡体又はポリエチレンを取り除く必要はない。ポリウレタン発泡体又はポリエチレンを廃棄する必要がなくなる。内側パイプ１１，１２の表面からポリウレタン発泡体の残留物を取り除く必要がないため、内側パイプ１１，１２の内側での連結はより簡単なものとなる。

接続部を形成する前に、「熱収縮可能チューブ」２５、即ち熱の作用により収縮するように変性したプラスチック材料のチューブを、一方のパイプ導管上に弛く配置する。ニップル１９と内側パイプ１１，１２との間の連結部を硬化させた後に、接続部の気密性を検査する。

ウエブ２０を形成してあるため、パイプ導管の間、即ち断熱発泡体層１３，１４の間と外側パイプ１５，１６の間にギャップ３１が形成される。このギャップ３１により、実際に接続処理を行った後であって且つ熱収縮可能チューブに溶着する前に行う気密性検査の際に検査を容易に行うことができる。気密性検査の間には、ギャップ３１において、漏れのある接続部のとき内側パイプ１１，１２からの媒体漏出を観察することができる。ギャップ３１が存在しないと漏出した検査用媒体は断熱発泡体により吸収されてしまう。

ニップル１９と内側パイプ１１，１２との間の連結部の気密性検査の後に、ニップル１９の領域の外側パイプ１５，１６の端部周囲に接着封止テープ又は封止接着テープ２７，２８を巻装する。熱収縮可能チューブ２５及び外側パイプ１５，１６に対するより良好な接着性を得るために、接着テープ２７，２８を両面接着テープにすることができる。接続処理の後においても断熱発泡体層１３，１４の断熱特性が維持されるようにするために、熱収縮可能チューブ２５の領域の封止を充分なものにする必要がある。その後、接続部の領域の熱収縮可能チューブ２５を、熱の作用により外側パイプ１５，１６の直径まで収縮させる。

ポリウレタン発泡体により予断熱した２個のパイプ導管部の間の接続部を示す断面図である。 本発明によるニップルを有する、ポリウレタン発泡体により予断熱した２個のパイプ導管部の間の接続部を示す断面図である。

Claims (6)

1. ポリウレタン発泡体により予断熱した、プラスチック材料の予断熱パイプ導管のパイプ接続用成形部品であって、このパイプ接続用成形部品（１９）を、接続すべきパイプ導管の内壁に連結しうるニップル（１９）として構成し、かつ、該ニップル（１９）の中央外周に、接続すべきパイプ導管に対する止め部として作用するとともに、接続すべきパイプ導管の間にギャップ（３１）を形成する、径方向外方に指向するウエブ（２０）を設けたことを特徴とするパイプ接続用成形部品。
2. 前記パイプ接続用成形部品を、スリーブ溶着処理により連結しうるニップル（１９）として設計した請求項１に記載のパイプ接続用成形部品。
3. 前記パイプ接続用成形部品を、接着結合処理により連結しうる接着ニップル（１９）として設計した請求項１に記載のパイプ接続用成形部品。
4. 前記ニップル（１９）の先端及び尾端に、内向きテーパを有してパイプ導管内の流れを最適化する面取り又は丸み付けした内壁領域（２１，２２）を設けた請求項１乃至３のいずれか一項に記載のパイプ接続用成形部品。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のニップル（１９）によるプラスチック材料の予断熱パイプ導管の接続方法であって、前記予断熱パイプ導管を、ポリウレタン発泡体により予断熱し、少なくとも、内側パイプ（１１，１２）と、発泡体層（１３，１４）と、外側パイプ（１５，１６）とから構成した当該予断熱パイプ導管の接続方法において、
   接続すべきパイプ導管を直角に切断する工程と、
   前記内側パイプ（１１，１２）の内壁を面取りする工程と、
   前記外側パイプ（１５，１６）上の所定位置に熱収縮可能チューブ（２５）を押し込む工程と、
   前記ニップル（１９）及び前記内側パイプ（１１，１２）の連結表面を、熱又は接着剤の作用によりこれらが接着しうるように調整する工程と、
   接続すべきパイプ導管とニップル（１９）とを互いにウエブ（２０）まで押し付ける工程と、
   接続部の気密性を検査する工程と、
   前記外側パイプ（１５，１６）に封止材（２７，２８）を被覆する工程と、
   前記熱収縮可能チューブ（２５）を熱の作用により収縮させる工程とを有することを特徴とする予断熱導管の接続方法。
6. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のニップル（１９）によるプラスチック材料の予断熱パイプ導管の接続方法であって、前記予断熱パイプ導管を、ポリウレタン発泡体により予断熱し、少なくとも、内側パイプ（１１，１２）と、発泡体層（１３，１４）と、外側パイプ（１５，１６）とから構成した当該予断熱パイプ導管の接続方法において、
   接続すべきパイプ導管を直角に切断する工程と、
   前記内側パイプ（１１，１２）の内径を修正する工程と、
   前記内側パイプ（１１，１２）の内壁を面取りする工程と、
   前記外側パイプ（１５，１６）の一方の所定位置に熱収縮可能チューブ（２５）を押し込む工程と、
   前記ニップル（１９）及び前記内側パイプ（１１，１２）の接続表面を、熱又は接着剤の作用によりこれらが接着しうるように調整する工程と、
   接続すべきパイプ導管とニップル（１９）とを互いにウエブ（２０）まで押し付ける工程と、
   接続部の強度が得られるまで所定の期間養生する工程と、
   前記ニップル（１９）と前記内側パイプ（１１，１２）との間の前記接続部の気密性を検査する工程と、
   前記外側パイプ（１５，１６）に封止材（２７，２８）を被覆する工程と、
   前記熱収縮可能チューブ（２５）を熱の作用により収縮させる工程とを有することを特徴とする予断熱導管の接続方法。

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