JP4932587B2 - 軌道消雪装置 - Google Patents
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Description
すなわち、従来のこの伸縮吸収機能は、分岐継手と鋼管との接続を合成ゴム製のパッキン材でシールすると共に、この部分で分岐継手と鋼管とを摺動可能に接続することにより伸縮を吸収している。
さらに、軌道上の環境は苛酷であることから、合成ゴムなどの経年劣化する部材の使用は極力避けた方がよい。
すなわち、請求項1にかかる軌道消雪装置は、軌道に沿って配設される送水管同士が管継手を介して接続されてなる送水管部と、この送水管部に並列して配置される散水管同士が上部に開口部を有する分岐継手を介して接続されると共に、前記開口部に散水スプリンクラーが接続されてなるスプリンクラー配管ユニットとを備え、前記スプリンクラー配管ユニットは、その一端が前記送水管部に接続されて固定端とされると共に、他端が自由端とされ、前記固定端を基点として軸方向に摺動自在に構造体に支持されていることを特徴とする。本発明において軌道とは、鉄道等の軌道の他に高速道路を含む道路等の路面を示す。軌道に沿って配設されるとは実質的に軌道との間に一定範囲の距離を保って配置されることを言い、軌道の状況に応じて直線状に、または曲線状に配設されることを意味する。散水管が送水管部に並列するとは、散水管が送水管部に平行に、またはそれに近い状態で配列することを意味する。
図1〜図6は実施の形態1を示す。図1は軌道消雪装置Aの一部の平面を、図2は図1の側面を示す。図3は分岐継手21と散水スプリンクラー23の正面を、図4及び図5は支持部の概略を示す。図6は分岐継手21の具体(詳細)例を示す。図7は実施の形態2としての軌道消雪装置Aの一部を示す。
実施の形態1にかかる軌道消雪装置Aは図1に示すように温水を供給する送水管部1と、送水管部1から分岐するスプリンクラー配管ユニット2と、スプリンクラー配管ユニット2を支持する支持部3とを備える。送水管部1は送水管13と、送水管13、13を接続する第1管継手11と、送水管13にスプリンクラー配管ユニット2を接続する第2管継手12とを備える。
軌道6は基礎61上に敷設、もしくは構築された軌道スラブ62とその上に敷設されたレール63からなり、軌道スラブ62の天端(上面)は、側溝5の底板より高くなっている。
なお、分岐継手21と樹脂管との接続手順は、上記した第1管継手11と送水管13との接続と同じである。また減圧弁24と排水弁25が樹脂製であれば、散水管22の接続は電気融着による接続手順となるが、金属製であれば、従来のメカニカル接続構造となる。
このように支持部3は過締付け防止手段34を備えることで、支持ステー31と支持部材32との間に配置されたスプリンクラー配管ユニット2を軸方向に摺動自在に支持することができる。
この樹脂管Bが継手本体71と融着している末端部分では金属板b1と水が接触し、さらに管本体b3と電熱線73との間に水や粉塵が入り込むことがあり得る。これにより、金属板b1の腐食や電気融着強度不良が発生する危険性が生じる。そこで、例えば図6に示すように樹脂や腐食しない他の材料で形成したリング状部材b4を樹脂管Bの末端に接合、または嵌合により固着することが好適である。
分岐パイプ82は鍔部82aにおいて流路孔の内周面71dに軸回りに回転不能に係止しているので、分岐パイプ82を安定して立設状態におくことができ、回転力や振動など外力に対して強い構造となっている。
次に実施の形態1にかかる軌道消雪装置の試験例について説明する。
実施の形態1にかかるスプリンクラー配管ユニット2につき以下の条件で熱膨張試験を行った。試験目的は複合樹脂管のスプリンクラー配管ユニット2への使用の可否の確認であって、具体的には金属強化ポリエチレン管(SSPE)による屋内モデル配管で熱膨張による軸方向の伸び、たわみ、ひねりを確認すること、及び試験結果に基づく金属強化ポリエチレン管(SSPE)の線膨張係数を確認することである。
金属強化ポリエチレン管(SSPE)の仕様は以下であった。
外径:110mm
肉厚:6mm
管状金属体の材質:熱間圧延軟鋼板(SPHC)
管状金属体の厚さ:1.2mm
なお、上記の伸び量とは、配管の長手方向の伸び量をいい、たわみ量とは、配管の長手方向のたわみ量を上下方向たわみ量といい、短手方向のたわみ量を横方向たわみ量という。また、ひねりとは、配管の周方向の回転角をいう。
試験結果を表1に示す。
(1)管表面温度変化約60℃において試験に用いられた金属強化ポリエチレン管の伸縮量に対する線膨張係数は鋼管の線膨張係数(1.2X10-5K-1)とほぼ同等の値であることが確認された。
(2)ひねりは0.3°以下の極めて微小な値であることが確認された。
(3)防振ゴムの有無による大きな差異は認められないことが確認された。
したがって、金属強化層なしのポリエチレン管を使用して熱膨張試験を行った場合に発生する顕著なたわみや伸びが発生せず、鋼管使用時とほぼ同じ伸びとたわみであることが確認された。よって金属強化ポリエチレン管(SSPE)を使用することは、金属強化層なしのポリエチレン管に比べ、伸びとたわみを減少させる効果があり、複合樹脂管のスプリンクラー配管ユニット2への使用は十分可能であることが確認された。
続いて本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2にかかる軌道消雪装置Aは、実施の形態1における軌道消雪装置の送水管部1とスプリンクラー配管ユニット2の一部に屈曲部4を設けた上で、直線状配管等からなる本線部9に対して偏心した迂回部10を設けた例であり、その他の構成は実施の形態1と同じであるため、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
なお、本実施の形態では、湾曲するように配管することで屈曲部4としているが、送水管13や散水管22の一部をベローズ管(樹脂製が好適である)にして屈曲部4としても良い。
具体的には、例えば曲げ角度30°の第3管継手41本体が35°の曲げ角度に変形することでスプリンクラー配管ユニット2の伸び量が吸収される。伸縮量を第3管継手41の曲げで吸収するか、若しくはスプリンクラー配管ユニット2全体の移動で吸収するかは、散水管22の移動を阻害する支持部3での摩擦力と、屈曲部4を構成する第3管継手41の剛性のバランスで決まる。散水管22が短く、スプリンクラー配管ユニット2全体の移動を阻害する力が小さい場合には、屈曲部4での伸縮の吸収は起こらない。
図9に示すように、この支持部3の支持ステー31の上面には長穴36が設けられている。この長穴36を支持部材32の先端が貫通し、その下面に突出した部分にナット等が螺合することにより支持部材32が支持ステー31に接続される。このことにより、支持部材32は長穴の長手方向に長さ分だけスライド移動が可能となる。よって、支持ステー31上に載置された散水管22は、その短手水平方向(径方向)に長穴の長さ分はスライド移動が可能になる。
この結果、上記スプリンクラー配管ユニット2の気温変化による熱伸縮が生じて、第3管継手41の角度変化と同時に直線部101の散水管22が軌道6側にせりだしてきても、当該支持部3によりその変形を吸収できる。この可能スライド量以上の伸びに対しては、迂回部10での吸収は不可能であり、軸方向で伸縮を吸収することになる。このように、伸縮量の一部を迂回部10で吸収することにより、スプリンクラー配管ユニット2全体の移動量を小さく抑えることが可能となる。なお、本願発明においては、屈曲部4の突出方向は水平方向に構成している。
また、配管の支持部分を配管方向と平行な部分のみとしたことにより、配管部の軸方向摺動が容易になる共に、迂回部10を本線部9の軸の回りに回転させようとする力に対して効果的に抵抗させることができるため、回転(ひねり)の発生を防止する効果が発揮される。
ここで、実施の形態2にかかる軌道消雪装置Aの試験例について説明する。
実施の形態2にかかる軌道消雪装置Aにつき以下の条件で熱膨張試験を行った。試験目的は迂回部を含む屋外モデル配管での配管挙動を確認することである。
配管支持部に測定目標(SUSバンド)を取付け、温度変化時の配管移動量から伸びを測定した。ひねりの測定については、配管6m毎の分岐継手にスタンションを立て温度変化時のスタンションの角度変化から測定した。また、配管の上面部及び下面部の温度についても測定した。試験結果を表2及び図12、13に示す。なお、図12は迂回部及び直線部の配管位置と各位置における熱膨張量との関係を示すグラフである。また図13は6m間隔の配管位置と各位置における角度変化量との関係を示すグラフである。
(1) 試験実施日3月29日の角度測定値を基準として、軸方向、周方向の角度変化は図13に示すように±0.4°以下であった。測定誤差を考慮すると、配管の傾きは発生していないことが確認された。
(2) 伸びについては、図12に示すように迂回部の形成が有効に熱膨張を吸収していることが確認された。
(3) 図13は防振ゴム有りの試験結果を示すが、防振ゴムなしの場合も同様の結果であることが確認された。
表2に示すように配管全体の伸びの累計は51.3mmであるところ、図12から明らかなように迂回部10を設けたことにより、迂回部10において熱膨張が吸収されているため、結果的に端部の伸びが21.5mmに抑えられることが確認された。
実施の形態2にかかる軌道消雪装置Aに対しては耐伸縮性確認を目的とする迂回部の繰返し伸縮試験も行った。本試験の試料寸法と固定方法の模式図を図14に示す。迂回部は、図14に示すように直管部と直管部を30°の角度で電気融着により接続する第3管継手2個と3本の直線複合樹脂管とで形成されている。迂回部の一端側の配管を完全固定し固定側とし、可動側については、Uバンドのみで構造体等に支持することにより、配管の軸方向に伸縮自在としている。迂回部の他端側の配管を図示していない伸縮試験機に接続し、F方向の往復繰返し伸縮試験を行った。
繰返し伸縮試の試験条件を表3に示す。
1日変位量は10mmとした。これは熱膨張量測定における夏季の測定値に該当する。これを条件1とした(表3参照)。
季節変動量を考慮した試験条件を条件2及び条件3とした。つまり夏条件を70℃、冬条件をー10℃(ΔT=80℃)とし、複合樹脂管の線膨張係数を1.2×10−5/℃とすると、迂回部間隔48mの膨張量は46mmであるため、50mm変位を与えた後に、更に変位量10mmを発生させる繰返し伸縮試験を行った。
条件2は夏季に施工された場合を想定したものであって、冬季にー50mm移動しその状態から1日の気温変化により10mm移動する。
条件3は条件2の逆であり、冬季に施工された場合を想定したものであって、夏季に+50mm移動し、その状態から1日の気温変化により10mm移動する。
繰返し伸縮試験終了後には、管内空気圧力を2.5MPaまで加圧して、2分間の耐圧試験により迂回部10の漏れ発生の有無を確認した。
試験結果を表4に示す。
Claims (7)
- 軌道に沿って配設される送水管同士が管継手を介して接続されてなる送水管部と、この送水管部に並列して配置される散水管同士が上部に開口部を有する分岐継手を介して接続されると共に、前記開口部に散水スプリンクラーが接続されてなるスプリンクラー配管ユニットとを備え、
前記スプリンクラー配管ユニットは、その一端が前記送水管部に接続されて固定端とされると共に、他端が自由端とされ、前記固定端を基点として軸方向に摺動自在に構造体に支持されていることを特徴とする軌道消雪装置。 - 前記散水管及び/又は前記送水管の少なくとも接続部分は熱可塑性樹脂を含み、前記分岐継手及び/又は前記管継手と前記散水管及び/又は前記送水管とが電気融着されてなることを特徴とする請求項1記載の軌道消雪装置。
- 前記散水管及び/又は前記送水管は、少なくとも外周面が熱可塑性樹脂からなる管本体の肉厚方向の一部に管状の金属板が介在してなる複合樹脂管であることを特徴とする請求項1又は2に記載の軌道消雪装置。
- 前記散水管の中途部に配設され、前記スプリンクラー配管ユニットを保持する支持部材を備え、
前記支持部材は前記散水管への過締付けを防止する過締付け防止手段を具備していることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の軌道消雪装置。 - 前記送水管部及び/又は前記スプリンクラー配管ユニットは本線部とその本線部に対して偏心した迂回部とを有していることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の軌道消雪装置。
- 前記迂回部の前記本線部に平行若しくは平行に近い部分で前記送水管部及び/又は前記スプリンクラー配管ユニットが構造体に支持されていることを特徴とする請求項5に記載の軌道消雪装置。
- 前記送水管部及び/又は前記スプリンクラー配管ユニットに、軸方向の伸縮の一部を吸収し得る屈曲部を備えていることを特徴とする請求項5又は6に記載の軌道消雪装置。
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