JP4498350B2 - 管製造用の中空プロファイル - Google Patents

Description

本発明は、二重壁構造の熱可塑性スパイラル管の製造に用いられる中空プロファイルに関し、この中空プロファイルは、矩形の断面を有するとともに、管の内壁を形成することになる中空プロファイルの壁部は、管の外壁を形成することになる壁部より厚く形成されている。

二重壁構造の熱可塑性スパイラル管を製造する際、中空のプロファイルが、管の内径に対応するドラムなどに螺旋状に巻回され、中空プロファイルの隣接するループ同士が公知の方法によって溶接される。このような方法で製造された管の利点は、その軽さと、同じ量の材料を用いて製造した中実管に較べ、リングの剛性に優れていることである。同時に、二重壁構造によって、管の断熱性が良好になる。また、加熱用または冷却用流体が、管壁に螺旋状に伸びる空洞内を流れることができる。

従来のスパイラル管の製造に用いられる中空プロファイルの空洞は矩形の断面を有しており、矩形のエッジのすべては同じ大きさの丸み半径で丸みづけられ、中空プロファイルの各壁部はほぼ同じ厚みを有している。主に流体の常圧輸送を目的とするこれらの管の壁部構造は、土圧、地下水や交通負荷などの外的負荷に耐えるには最適であるが、管の内圧が上昇する用途は意図されていない。つまり、内圧が上昇すると、管の壁部を損傷する可能性がある。
本発明の目的は、内圧に対する管の抵抗力を大幅に改善する中空プロファイルを提供することにある。

この目的は、中空プロファイルの厚い方の壁部に隣接するエッジの内側丸み半径が、空洞の他の２つのエッジの丸み半径よりも大きいことを特徴とする中空プロファイルによって達成される。

好適な実施例では、管の内壁を形成することになる中空プロファイルの壁部の厚みは、この壁部の中央部において最も薄くなっており、当該壁部に隣接する２つの中空プロファイルの側部エッジに向かって徐々に厚くなるように空洞が壁部側において円弧形状を有する。中空プロファイルの他の３つの壁部は、互いに等しい厚みを有していることが好ましい。

内径が１２００ｍｍの管の製造用の中空プロファイルの厚い方の壁部の最小厚みの、他の壁部の厚みに対する比率は、１２０：７７であることが好ましく、厚い方の壁部に隣接するエッジの内側丸み半径は２４ｍｍであることが好ましい。

中空プロファイルの材料としては、ポリオレフィン、好ましくはＨＤ−ポリエチレンまたはポリプロピレン等の押出し成形可能な熱可塑性材料を用いることができる。充填剤及び／又は補強剤で熱可塑性材料を改質することにより、リング剛性が改善されるとともに耐圧特性が改善される。

以下に、添付の図面を参照しながら本発明を説明する。図面において、図１は、スパイラル管の製造に用いられる従来の中空プロファイルの断面を示し、図２は、スパイラル管の製造に用いられる本発明の中空プロファイルの断面を示している。

図１は、従来の矩形の中空プロファイル１ａの断面を示しており、このプロファイルは、常圧流体を輸送するための二重壁構造の熱可塑性スパイラル管の製造に用いられている。同図から理解される通り、プロファイルのすべての壁部２、３、４、５は、ほぼ同じ厚みを有しており、その中空の空間６のすべてのエッジは同じ丸み半径で丸みづけられている。例えば、内径が１２００ｍｍの傾斜スパイラル管を製造するためには、この種の中空プロファイル１ａは、断面の外側幅が９３．８ｍｍで外側高さが７５ｍｍのものを用いることができる。中空プロファイル１ａの中空空間６の各エッジの丸み半径は６．７ｍｍであり、スパイラル管の内壁となる中空プロファイルの壁部２の厚みは６．５ｍｍであり、中空プロファイルの他の壁部３、４、５の厚みは５．６ｍｍである。この種の中空プロファイルで製造されたスパイラル管は、流体などの常圧媒体の輸送に適しているが、管内により大きな内圧が発生する加圧媒体の輸送には適していない。

本発明による中空プロファイル１を用いると、内圧に対してかなり改善された抵抗力をもつスパイラル管の製造が可能になる。図２は本発明による中空プロファイル１の好適な実施例の断面を示している。この中空プロファイル１は、同じ大きさの内径のスパイラル管を製造するための図１の中空プロファイル１ａと同じ外形寸法を有している。スパイラル管の内壁を形成することになる本発明による中空プロファイルの壁部２は、中空プロファイルの他の壁部３、４、５に較べて大きい厚みを有するとともに、壁部２に隣接する中空空間６のエッジの丸み半径７ａが、他の２つのエッジの丸み半径よりも大きい。後者の半径は、図１の中空プロファイルのすべての丸み半径と同じである。図２の好適な実施例によると、壁部２の厚みは全幅にわたって一定ではなく、厚みは壁部２の中央部において最も薄くなっており、壁部２に隣接する中空プロファイルの２つのエッジに向かって徐々に厚くなり、中空プロファイル１の空洞がこの厚い方の壁部２においてほぼ円弧形状を有するようになっている。内径が１２００ｍｍのスパイラル管を製造するためには、厚い方の壁部２の最小厚みは１２ｍｍとすることができ、中空プロファイルの他の壁部３、４、５の厚みは７．７ｍｍとなる。壁部２に隣接した中空空間６のエッジの丸み半径７ａは最小で２４ｍｍである。

図１に示した中空プロファイル１ａと図２に示した中空プロファイル１とを比較するために、両中空プロファイルで製造された内径１２００ｍｍのスパイラル管の内圧が２バールのときに内壁に生じる内部張力を検査した。比較計算を行ったところ、図１の中空プロファイルで製造された管の内壁の最大張力は８Ｎ／ｍｍ^２で、図２の中空プロファイルで製造された管の内壁の最大張力はたったの４Ｎ／ｍｍ^２であることが判明した。この結果から明らかな通り、管の耐圧特性は、本発明による中空プロファイルによってかなり改善される。

スパイラル管の製造に用いられる従来の矩形の中空プロファイルの断面 スパイラル管の製造に用いられる本発明の矩形の中空プロファイルの断面

Claims (5)

1. 二重壁構造の熱可塑性スパイラル管の製造用の中空プロファイル（１）であって、この中空プロファイルが矩形の断面を有するとともに、管の内壁を形成することになる前記中空プロファイルの壁部（２）が、管の外壁を形成することになる前記中空プロファイルの壁部（４）よりも厚く形成されているものにおいて、
   管の内壁を形成する壁部（２）の厚みが当該壁部の中央部において最も薄く、この壁部（２）に隣接して位置する中空プロファイル（１）の２つの側部エッジに向かって徐々に厚くなるように、空洞（６）が前記壁部（２）側において円弧形状を有し、
   前記中空プロファイルの厚い方の壁部（２）に隣接するエッジの内側丸み半径（７ａ）が、空洞（６）の他の２つのエッジの丸み半径（７）よりも大きいことを特徴とする中空プロファイル（１）。
2. 前記中空プロファイル（１）の他の３つの壁部（３、４、５）が、互いに等しい厚みを有することを特徴とする請求項１に記載の中空プロファイル（１）。
3. 内径が１２００ｍｍの管の製造用の中空プロファイル（１）の厚い方の壁部（２）の最小厚みの、他の壁部（３、４、５）の厚みに対する比率が１２０：７７であり、厚い方の壁部（２）に隣接するエッジの内側丸み半径（７ａ）が２４ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の中空プロファイル（１）。
4. 前記中空プロファイル（１）が、ポリオレフィン、好ましくはＰＥ−ＨＤまたはポリプロピレン等の押出し成形可能な熱可塑性材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の中空プロファイル。
5. 前記熱可塑性材料を充填剤及び／又は補強剤で改質して、耐圧特性およびリング剛性を改善してあることを特徴とする請求項４に記載の中空プロファイル（１）。

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