JP4386902B2 - 配管断熱構造 - Google Patents

Description

本発明は、管の外面よりも管径方向外方に突出する突出部を備えた配管を、断熱材で被覆してある配管断熱構造に関する。

管の外面よりも管径方向外方に突出する突出部、例えばフランジ継手部やバルブなどの突出部を備えた配管を、断熱材で被覆してある配管断熱構造では、従来、突出部を含む突出配管部分を、その突出配管部分を挟む両側の通常配管部分を被覆している例えばウレタンフォームなどの断熱材と略同じ材質の断熱材で被覆して、通常配管部分と略同等の断熱性能を確保している（周知慣用技術であり、先行技術文献情報を開示できない）。

このため、少なくとも通常配管部分を被覆している断熱材と略同じ厚さの断熱材で突出配管部分を被覆しなければ、通常配管部分と略同等の断熱性能を確保することができず、その結果、突出配管部分を被覆している断熱材が通常配管部分を被覆している断熱材よりも管径方向外方に膨出することになるので、例えば複数の配管を並設してあるような場合は、突出配管部分を被覆している断熱材が隣り合う配管に干渉しないように、配管どうしの間隔を大きく設定する必要があり、配管設置用の空間を大きく確保する必要が生じている。
また、断熱材の外向き面を外装材で保護する場合は、通常配管部分の断熱材を保護する外装材の内径と、突出配管部分の断熱材を保護する外装材の内径とが異なり、各別の外装材を使用する必要があるので、施工コストが高くなり易い欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、突出配管部分において通常配管部分と略同等の断熱性能を確保しながら、突出配管部分を被覆している断熱材の管径方向外方への膨出を抑制できるようにすることを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、管の外面よりも管径方向外方に突出する突出部を含む突出配管部分を真空断熱材層で被覆し、前記突出配管部分を挟む両側の通常配管部分の夫々を非真空断熱材層で被覆し、前記非真空断熱材層の夫々を、内側断熱材層と、前記内側断熱材層の外周側に重ねる外側断熱材層とで構成し、前記外側断熱材層よりも厚さが薄い真空断熱材層を、前記突出配管部分を挟む両側の前記内側断熱材層夫々の外周面側に跨らせて、前記外側断熱材層の端面側に突き合わせ、前記真空断熱材層の外周側に、補助非真空断熱材層を、その外周面が前記外側断熱材層の外周面と略面一になるように設けてある点にある。

〔作用及び効果〕
気密性を備えた外装材で断熱空間形成用芯材を被覆して、外装材の内側を減圧状態に保持してあるために、熱伝導率が極めて小さく、優れた断熱性能を有する真空断熱材に着目して、突出部を含む突出配管部分を真空断熱材層で被覆し、突出配管部分を挟む両側の通常配管部分の夫々を非真空断熱材層で被覆してあるので、突出配管部分における断熱性能を、通常配管部分を被覆している非真空断熱材層よりも厚さが薄い真空断熱材層で、通常配管部分と略同等に確保することができる。
従って、突出配管部分において通常配管部分と略同等の断熱性能を確保しながら、突出配管部分を被覆している断熱材の管径方向外方への膨出を抑制できる。
そのうえ、非真空断熱材層の夫々を、内側断熱材層と、その内側断熱材層の外周側に重ねる外側断熱材層とで構成し、真空断熱材層を、突出配管部分を挟む両側の内側断熱材層夫々の外周面側に跨らせて、外側断熱材層の端面側に突き合わせてあるので、真空断熱材層と内側断熱材層とが管径方向に対向する目地と、真空断熱材層と外側断熱材層とが管長手方向に対向する目地とをジグザグ状に配置して、真空断熱材層と非真空断熱材層との目地部に沿う熱の出入りを抑制できる。
また、外側断熱材層よりも厚さが薄い真空断熱材層の外周側に、補助非真空断熱材層を、その外周面が外側断熱材層の外周面と略面一になるように設けてあるので、断熱材の外向き面を外装材で保護する場合に、通常配管部分の断熱材を保護する外装材の内径と、突出配管部分の断熱材を保護する外装材の内径とを略同径にすることができ、例えば、通常配管部分の断熱材を保護する外装材を同じ内径で突出配管部分側に延設して、突出配管部分の断熱材を保護したり、通常配管部分の断熱材を保護する外装材と同じ外装材で突出配管部分の断熱材を保護したりすることができるので、施工コストを安くすることができる。

本発明の第２特徴構成は、前記真空断熱材層を、前記両側の内側断熱材層の少なくとも一方の外周面側に対して非接着状態で設けてある点にある。

〔作用及び効果〕
突出配管部分を挟む両側の内側断熱材層の外周面側に跨らせてある真空断熱材層を、両側の内側断熱材層の少なくとも一方の外周面側に対して非接着状態で設けてあるので、熱伸縮度の異なる真空断熱材層と内側断熱材層との管長手方向に沿う相対変位を許容して、特に、内側断熱材層の熱収縮に伴う、真空断熱材層や内側断熱材層の破損を防止することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記真空断熱材層を、間隔を隔てて、前記外側断熱材層に突き合わせるとともに、前記補助非真空断熱材層を、前記真空断熱材層よりも前記外側断熱材層側に突出させて、その外側断熱材層に接着し、前記真空断熱材層と前記外側断熱材層との間に伸縮自在な非真空断熱材層を環状に設け、前記環状非真空断熱材層の外周側に防湿テープを巻き付けてある点にある。

〔作用及び効果〕
真空断熱材層を、間隔を隔てて、外側断熱材層に突き合わせてあるので、真空断熱材層と外側断熱材層との管長手方向に沿う相対変位を許容して、外側断熱材層の熱伸縮に伴う、真空断熱材層や外側断熱材層の破損を防止することができる。
また、真空断熱材層の外周側に設けてある補助非真空断熱材層を、真空断熱材層よりも外側断熱材層側に突出させて、その外側断熱材層に接着してあるので、補助非真空断熱材層と外側断熱材層とを一体に熱伸縮させて、温度変化にかかわらず、真空断熱材層と外側断熱材層との間の隙間部分を塞いでおくことができるとともに、その隙間部分に伸縮自在な非真空断熱材層を環状に設けてあるので、熱伸縮度の異なる真空断熱材層と外側断熱材層との管長手方向に沿う相対変位を許容しながら、その隙間部分を通した熱の出入りを効果的に抑制できる。
そして、環状非真空断熱材層の外周側に防湿テープを巻き付けてあるので、真空断熱材層と外側断熱材層との間の隙間部分を略気密に保持しておくことができ、水蒸気の侵入による隙間部分での結氷などによる断熱性能の低下を防止できる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、主に、ＬＮＧやＬＮ２，ＬＰＧ，ＬＥＧなどの常温よりも低温の低温流体用配管Ａの本発明による配管断熱構造を示し、管１の外面よりも管径方向外方に突出するフランジ継手部（突出部）２を備えた配管Ａを断熱材３で被覆し、断熱材３の外向き面を金属板製の外装材４で保護してある。

前記フランジ継手部２を含む突出配管部分６を被覆している断熱材３は、真空断熱材層７と、その外周側の硬質ポリウレタンフォーム成型品から成る半割円筒状の補助非真空断熱材層８とで構成してあり、突出配管部分６を挟む両側の通常配管部分９の夫々を被覆している断熱材３を硬質ポリウレタンフォーム成型品から成る半割円筒状の非真空断熱材層１０で構成して、突出配管部分６のフランジ継手部外周側においても通常配管部分９と略同等の断熱性能を確保してある。

前記非真空断熱材層１０の夫々は、内側断熱材層１１と、その内側断熱材層１１の外周側に重ねる外側断熱材層１２との各別の硬質ポリウレタンフォームの半割円筒状の成型品で構成してある。

そして、突出配管部分６を挟む両側に内側断熱材層１１を設けて、それら両側の内側断熱材層１１どうしの間の突出配管部分６にグラスウール１３を充填し、外側断熱材層１２よりも厚さが薄い真空断熱材層７を、突出配管部分６を挟む両側の内側断熱材層１１夫々の外周面側に跨らせて、突出配管部分６を挟む両側の外側断熱材層１２の端面側に対して間隔Ｂを隔てて突き合わせ、真空断熱材層７の外周側に、補助非真空断熱材層８を、その外周面が外側断熱材層１２の外周面と略面一になるように設けてある。

前記真空断熱材層７は、厚さが１〜１０ｍｍ程度の複数枚（本実施形態では４枚）の帯状真空断熱材（ＶＩＰ）１４を各別に巻き付けて積層することにより構成してあり、真空断熱材１４の巻き付け端部が対向する突合せ部１５の位置を、隣り合う真空断熱材１４どうしにおいて管周方向にずらせてある。

前記真空断熱材１４は、図４に示すように、ガラス繊維集合体からなる略扁平な帯状の断熱空間形成用芯材１６の両面を、金属箔とプラスチックフィルムとを積層してある多層フィルムなどの気密性を備えた２枚の外装材１７で各別に被覆するとともに、その外装材１７の内側を略真空の減圧状態に保持して構成してあり、熱伝導率が０．００６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱性能を備えている。

前記２枚の外装材１７は、いずれも、アルミ箔とプラスチックフイルムとを積層してあるガスバリア性フイルムで構成してある。
尚、真空断熱材層７を、芯材１６の両面を各別の外装材１７（１７ａ，１７ｂ）で被覆してある真空断熱材１４で構成し、芯材１６の片面を被覆している外装材１７ａを、アルミ箔とプラスチックフイルムとを積層してある第１ガスバリア性フイルムで構成し、芯材１６の残りの片面を被覆している外装材１７ｂを、金属或いは無機物を蒸着してあるフィルムとプラスチックフイルムとを積層してある第２ガスバリア性フイルムで構成して、突出配管部分６を被覆している真空断熱材層７を、第２ガスバリア性フイルム１７ｂ側を第１ガスバリア性フイルム１７ａよりも低温側、つまり、配管Ａ側に位置させてある真空断熱材１４で構成してあっても良い。

そして、芯材１６の一側面側に、帯幅方向に沿って略平行で横断面形状が略Ｕ字状の溝１８を帯長手方向に沿って略一定間隔で並設するとともに、外装材１７をこれらの溝１８の内周面に密着させて、溝１８側を配管側に向けた状態で強制的に湾曲変形させながら突出配管部分６に巻き付けることができるように構成してある。

前記真空断熱材層７は、両側の内側断熱材層１１の双方の外周面側に対して非接着状態で設けてあり、補助非真空断熱材層８は、真空断熱材層７よりも外側断熱材層１２側に突出させて、その外側断熱材層１２に接着してある。

また、図３に示すように、真空断熱材層７と外側断熱材層１２との間の隙間部分５に、硬質ポリウレタンフォーム製の帯板状断熱材１９を環状に装着して外側断熱材層１２に接着するとともに、帯板状断熱材１９と真空断熱材層７との間に、グラスウールや軟質ウレタンフォームなどの伸縮自在な非真空断熱材層２０を環状に設けて、その環状非真空断熱材層２０の外周側を覆うブチル防湿テープ２１を、帯板状断熱材１９側と真空断熱材層７側とに亘って巻き付けた状態で、帯板状断熱材１９を補助非真空断熱材層８に接着してある。

〔その他の実施形態〕
１．本発明による配管断熱構造は、突出配管部分を真空断熱材層のみで断熱してあっても良い。
２．本発明による配管断熱構造は、真空断熱材層を、両側の内側断熱材層の一方の外周面側に対して非接着状態で設け、他方の外周面側に対して接着状態で設けてあっても良い。３．本発明による配管断熱構造は、真空断熱材層と外側断熱材層との間に、その隙間部分の全体を埋めるように伸縮自在な非真空断熱材層を環状に設けてあっても、隙間部分の一部に伸縮自在な非真空断熱材層を環状に設けてあっても良い。
４．本発明による配管断熱構造は、非真空断熱材層や補助非真空断熱材層を、グラスウールや軟質ウレタンフォーム，現場発泡ウレタンフォームなどの真空断熱材以外の断熱材で構成しても良い。
５．本発明による配管断熱構造は、厚さ方向で単一の真空断熱材からなる真空断熱材層を設けてあっても良い。
６．本発明による配管断熱構造は、厚さ方向でウレタンフォームの単一成型品からなる非真空断熱材層を設けてあっても良い。
７．本発明による配管断熱構造は、内側断熱材層夫々の外周面側に跨らせた真空断熱材層を、突出配管部分を挟む両側の外側断熱材層のうちの一方の外側断熱材層の端面側に対してのみ、間隔を隔てて突き合わせてあっても良い。
８．本発明による配管断熱構造は、突出部としてのバルブを含む突出配管部分を真空断熱材層で被覆してあっても良く、この場合は、バルブの弁箱部分を含む突出配管部分を真空断熱材層で被覆してあっても良い。
９．本発明による配管断熱構造は、高温流体用配管を断熱材で被覆するために設けてあっても良い。
１０．本発明による配管断熱構造は、常温よりも高温の高温流体用配管Ａの突出配管部分６を被覆する真空断熱材層７を、略扁平な芯材１６の両面を各別の外装材１７（１７ａ，１７ｂ）で被覆してある真空断熱材１４で構成し、芯材１６の片面を被覆している外装材１７ａを、アルミ箔とプラスチックフイルムとを積層してある第１ガスバリア性フイルムで構成し、芯材１６の残りの片面を被覆している外装材１７ｂを、金属或いは無機物を蒸着してあるフィルムとプラスチックフイルムとを積層してある第２ガスバリア性フイルムで構成してある場合は、その突出配管部分６を被覆している真空断熱材層７を、第２ガスバリア性フイルム１７ｂ側を第１ガスバリア性フイルム１７ａよりも低温側に位置させてある真空断熱材１４、つまり、第１ガスバリア性フイルム１７ａ側を配管Ａ側に位置させてある真空断熱材１４で構成してあっても良い。

上記配管断熱構造において、厚さが約１１０ｍｍの非真空断熱材層１０で通常配管部分９を被覆するとともに、厚さが約４．４ｍｍの真空断熱材１４の４枚を重ねて巻き付けて、両側の内側断熱材層１１の外周面の夫々に対する重なり代が約５０ｍｍの真空断熱材層７と、厚さが約３７ｍｍの補助非真空断熱材層８とで突出配管部分６を被覆して、配管内に液化窒素を通流させたときの断熱材３の外表面温度を計測した。

その結果、通常配管部分９の外周側における計測温度が約７．６℃であったのに対して、突出配管部分６のフランジ継手部２近くの外周側における計測温度が約８．３℃であったので、突出配管部分６の断熱性能が通常配管部分９の断熱性能と同等以上であることを確認できた。

配管断熱構造の縦断面図 配管断熱構造の要部横断面図 要部の拡大断面図 （イ）真空断熱材の斜視図，（ロ）真空断熱材の縦断面図

１ 管
２ 突出部
３ 断熱材
６ 突出配管部分
７ 真空断熱材層
８ 補助非真空断熱材層
９ 通常配管部分
１０ 非真空断熱材層
１１ 内側断熱材層
１２ 外側断熱材層
１４ 真空断熱材
１６ 芯材
１７ 外装材
２０ 環状非真空断熱材層
２１ 防湿テープ
Ａ 配管
Ｂ 間隔

Claims (3)

1. 管の外面よりも管径方向外方に突出する突出部を含む突出配管部分を真空断熱材層で被覆し、前記突出配管部分を挟む両側の通常配管部分の夫々を非真空断熱材層で被覆し、前記非真空断熱材層の夫々を、内側断熱材層と、前記内側断熱材層の外周側に重ねる外側断熱材層とで構成し、
   前記外側断熱材層よりも厚さが薄い真空断熱材層を、前記突出配管部分を挟む両側の前記内側断熱材層夫々の外周面側に跨らせて、前記外側断熱材層の端面側に突き合わせ、
   前記真空断熱材層の外周側に、補助非真空断熱材層を、その外周面が前記外側断熱材層の外周面と略面一になるように設けてある配管断熱構造。
2. 前記真空断熱材層を、前記両側の内側断熱材層の少なくとも一方の外周面側に対して非接着状態で設けてある請求項１記載の配管断熱構造。
3. 前記真空断熱材層を、間隔を隔てて、前記外側断熱材層に突き合わせるとともに、前記補助非真空断熱材層を、前記真空断熱材層よりも前記外側断熱材層側に突出させて、その外側断熱材層に接着し、
   前記真空断熱材層と前記外側断熱材層との間に伸縮自在な非真空断熱材層を環状に設け、
   前記環状非真空断熱材層の外周側に防湿テープを巻き付けてある請求項１又は２記載の配管断熱構造。

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