JP5726427B2 - 配管の断熱保護要素 - Google Patents

Description

本発明は、配管の断熱のための保護要素に関し、この要素はまた、配管に沿って設けられるべき技術的装置の支持デバイスとして機能するように設計される。特に、この技術的装置は、配管からの漏洩を検出するために配管をたどるのが理想的である。

本発明では、航空の分野における、特に高温及び／又は高圧下の空気を運ぶ配管のためのかかる保護要素の使用に関連して、特に記載されている。しかしながら、本発明は、配管の保護要素又はシェルが関わるあらゆる分野に適用される。

航空機では、数十メートルにわたる配管が配置され、配管は、エンジンなどの決まった場所から、高温の（２６０〜５４０℃）、又は圧力下にある（５〜１５バール）空気を収集し、その空気を複数の処理システムに分配している。この処理システムは、特に、乗客のいる領域内において、客室などの特定の空間に調整された及び／若しくは加圧された空気を供給する、又は、航空機の翼の前縁から氷や霜を取り除くために、翼に熱い空気を送ることを可能にする。

配管は、航空機の中で輸送時の状況の影響を受ける加圧されていない領域を通るため、周囲環境の温度状態及び圧力状態に曝され、その温度状態及び圧力状態は、特に、温度は−５０℃に至り、圧力は０．２バールもの低さとなる。それゆえ、過剰に熱損失することなく高温の加圧空気を運ぶために、配管は断熱する必要がある。

さらに、配管が、配管の表面温度が２０４℃を超えないような断熱性を有することは、必須であり、規格によって要求されさえしている。そして、このことは、管が航空機燃料などの流体を運ぶ領域を通ることから、流体が管の外側に時宜を得ず接触することで自動的に発火してしまう危険性を回避するためである。

配管は、金属製であり、そして、配管は、発泡材又はミネラルウールなどの断熱材料からなるラッピング材と、その断熱材料の上方に配置される剛性をもつ保護要素とによって、既知の方法で断熱される。保護要素又は少なくともその外層は、一般的には、金属材料若しくは複合材料、又はシリコーン、或いはさらにはチタンでも製造される。

保護要素は２つの半体シェルから形成され、それらには、管が挟み込まれ、管は、断熱材料に包まれる。半体シェルは、その自由端部を溶接することにより管と一体にされる。自由端部は、Ｚ字形断面の金属の接続部品を有し、Ｚ字形断面の一方の側は接着又は溶接により半体シェルの外層に接続され、一方、他方の側は管に溶接されるように設計される。

配管は、互いに端と端とをつなぎ合わせて溶接された複数のセクションから形成され、複数のセクションの一部は、バルブ又は角度補償機構（angular compensator）などの開閉システム及び／又は調節システムと接続される。例えば、配管における亀裂の伝播、セクション間の不適切な溶接、又はバルブ装置における密閉性の喪失に関連して、管及びその接続部から漏洩が起こる危険性がある。

しかしながら、こうした管は、上述のとおり、高温の空気との接触で自然発火し得る流体を含む領域に延在するため、漏洩の検出は不可欠である。

また、漏洩は、供給されるべき末端のシステムによる機能（除霜、空調等）の喪失につながり得る。

配管からの漏洩を検出するため、断熱性をもつ半体シェルは、漏洩が起こった場合に熱い空気が逃げることのできる孔又は通気穴を有する。それと同時に、配管に沿って検知線などの検出装置が配置され、検出装置は、通気穴に対向してセンサを備えており、センサは、逃げる熱い空気を検出することが可能である。

検知線はリング状の支持体に取り付けられ、このリングは管の断熱材の周囲に設けられる。この支持体は、ケーブルを管から距離をあけて保持するもので、規則的に間隔をあけて通気穴に対向して配置されたセンサを支えている。

こうした検出装置は、配管の敷設後でなければ所定位置に設置することができない。管は狭い空間内で入り組んでいるため、多数のリングを所定位置に設置して固定する作業は、現場で行うようなものでなく、常に細心の注意を要する。そして、そのことは、センサを有するケーブルと通気穴に対向するセンサとを正しく位置決めすることが、続いて必要となるため、なおさらである。そのうえ、リングの固定が不適切であると、ケーブルが動き、ひいては１つ又は複数のセンサの位置ずれにつながることもあり、このことにより、効率的な検出の機会、又はさらには有効な検出の機会までもが損なわれる。

それ故、本発明は、断熱シェルを形成するために、配管の断熱保護要素を提供することを目的とする。この保護要素は、さらなる機能を果たし、このさらなる機能は、技術的装置を支持して技術的装置の迅速且つ容易な設置を可能とし、それと同時に、適切な位置決めを保証することである。さらにその配置は、時間が経過しても高い信頼性を維持する。

本発明によると、配管の断熱保護要素は、半体シェルなどの開放凹部をもつ中空本体であって、壁部を有する中空本体を備えており、そして、その壁部が、上記保護要素に関連する技術的装置を固定することができるよう設計されて剛性をもつ、位置決め及び／又は支持の基台（platform）を少なくとも１つ有することを特徴とする。

これ故、基台は壁部の厚みに組み込まれる。基台は、独立した要素を構成するのではなく、本体を構成して切り離すことのできない部材とすることによって、その本体の一体となった部分を形成する。基台は、実質的に平坦な表面を形成する。基台は、一方の保護要素の外部にあり且つ他方の保護要素とは別個になった装置を、位置決めする及び／又は支持するための手段を構成する。他方の保護要素は、完全なシェルを形成するようなかたちで、上記一方の保護要素と向かい合わせにし、凹部に対向させて設けられ得る。

このようにして、基台は、続いて固定するための支持体を提供する。

また、基台は、管の周囲の保護材料に関連する技術的装置の位置を定める。技術的装置の配置及び／又は固定が計画されている場所を、初めに計算して位置決めする必要はない。

また、基台を用いることにより、半体シェルの剛性が高まり、それ故、時間の経過に伴う半体シェルの変形が回避される。

最後に、基台は、本体の他の部分より高く上げられ、それ故、管より高く上げられており、関連する技術的装置を、管から離れた距離に配置する。特に、航空学において検知線を用いて適用すると、検知線は、シェルから所要の距離だけ離れて機械的に設置され、且つ規則性を有して設置される。

このような、外部環境に面する本体の外側面に対して上げられた場所又は隆起部は、位置決め及び取り付けのための手段としてより容易に利用可能とされるために、壁部の通常面に与えられる。このような基台は、シェルを形成するよう２つの中空本体を互いに接続したり、又は組み付けたりするための手段ではないが、取り付けられる外部要素を適切に位置決めし且つ固定することを可能とする機能を有する。

ある特徴によれば、基台は、固定手段を構成する少なくとも１つの穴を有する。穴は、例えば技術的要素を固定するための、ねじ又はリベットを受け入れるように設計される。

基台は、十分な剛性を有するように設計される。このようにすることで、壁部を、上記基台を構成する１つ又は複数の材料の性質そのものによって強化することができる。代替の例として、又は、上記と組み合わせて、基台は、検知線が構造を補強するように設計される形状を有してもよい。基台が、保護要素の本体の壁部に埋め込まれる金属型の少なくとも１つのインサートを有するとしてもよい。

別の特徴によれば、本体の壁部は、エポキシ樹脂系の樹脂及び／又はガラス繊維などの断熱繊維からなる材料のような成形可能な断熱材料から形成される。

その断熱特性に加え、本発明の保護要素の複合材料は、金属製の筐体と比べてその構造の質量が低減されるという利点がある。このことは航空機においては価値のないことではない、というのも、航空機では、特に燃料の節減及び環境の保護を目的として、重量の低減は常に懸案事項となっているからである。

保護要素の本体の壁部は、着脱可能である又は着脱不可能である保護パッドによって覆うことが可能な少なくとも１つの逃し穴を有するのが好ましい。この逃し穴は、基台の近傍に優先的に配置される。

着脱可能なパッドにより、保護要素を、穴有りでも、又は穴なしでも使用することが可能となる。１つ又は複数の逃し穴が使用可能であれば、特に、航空学において、管からの流体漏洩を検出するために本発明を適用する場合、管に保護要素を取り付ける前に、保護パッドに穴を開けるか、又は保護パッドを剥がし取ることで十分間に合う。

保護要素は、実際には、その開放凹部で管を覆うように設計される。

それ故、保護要素は、相補的な（complementary）対向するカバーと共に使用することで、上記管を囲む断熱保護シェルを形成するように設計される。

本発明の保護要素は、技術的要素を固定するために使用され、それらの技術的要素は、上記保護要素が取り付けられる配管の経路をたどるように設計される。

特に、保護要素は、１つ又は複数の基台を用いて１本の検知線を支持し、この検知線は、配管からの漏洩を検出するように逃し穴に対向して配置された少なくとも１つのセンサを有する。逃がし穴を基台の近傍に配置することにより、好都合にも、センサを適切な場所、すなわち穴に対向する場所に位置決めすることが可能となる。そして、センサを保持する検知線は、好都合にも、基台に固定されることによってすでに好ましい位置となってしまっている。

最後に、保護要素は、特に、建造物、又は、空を移動する型式、レール上を移動する型式、水上を移動する型式若しくは道路上を移動する型式の輸送手段に配置される配管に取り付けられる。

ここで本発明を、例を挙げて、添付の図面を参照して説明する。これらの例は単に例示に過ぎず、決して本発明の範囲を限定するものではない。

本発明による保護要素の斜視図である。 管の保護シェルを形成するように本発明による保護要素と相補する要素とが取り付けられた管の長手方向断面図である。 図１の保護要素を上方から見た斜視図である。 本発明による保護要素の基台の断面を見た斜視図である。

図１は、管の断熱のための本発明による保護要素１を示す。

この保護要素は、開放凹部１０Ａを有し、半体シェルを形成する。その構成材料は、成形可能な材料である。構成材料は、エポキシ樹脂系の樹脂及び／又はガラス繊維などの断熱特性を有する繊維から作られる複合材料であることが好ましい。

かかる半体シェルは、同様の機械的特性及び断熱特性を有し且つ概して同等な形状を有する半体シェルに対向させて組み付けられることによって、管を覆い、それにより１つの保護シェルを形成するように設計される。

図２は、本発明の一方の半体シェル１と、それに相補する半体シェル３との間に挟まれた管２の断面図を示す。半体シェル１と半体シェル３とは共に、管の周囲を囲む１つの保護シェル４を形成する。かかるシェルは、例えば、航空機で使用される（最高５４０℃までの）高温の空気を運ぶ管の熱保護のために用いられる。こうした管は、発泡材又は断熱ウールなどの断熱材５に包まれ、外層を形成する保護シェル４によって覆われる。そして、保護シェル４の温度は、航空学の分野で適用される規格に基づく２０４℃を超えない。

保護要素又は半体シェル１は、覆うべき管の形状に合わせて真っ直ぐであっても、又は曲がっていてもよい。

図１及び図３に示されるように、保護要素１は本体１０を有し、本体１０は、管の実質的に円筒状をした形状に合うように、実質的に凹面状又は半円筒状の形状をもつ壁部１１と、自由端部１２とを有する。

壁部１１は本体の各端部１２に肩部１３を有することが好ましく、この肩部１３は、保護要素を管と一体にさせるために設計される。

壁部１１は、相補する半体シェル３の対向する縁部を組み付ける支持縁部を構成するように設計された側部自由縁部１４を有する。

随意に、そして、半体シェルの目的に関連して、半体シェルは、穴８を有し、この穴８は、後述されるとおり、管に漏洩がある場合に、管内を流れる流体が逃げることができるようにするためのものである。

図２に示すように、保護要素１は、本体の凹部１０Ａを断熱材５に対して配置し、端部１２を管２に対して取り付けることによって、管に組み付けられる。固定は、管の金属材料と、端部１２特に肩部１３の複合材料とを結合するのに適した接着手段６によって、行われる。

保護要素の端部１２の固定は、本体１０において直接、肩部１３の構造を適合させることによって、行われることが好ましいことに留意されたい。しかしながら、本体１０は、先行技術のように肩部のない端部１２を有してもよい；その場合、Ｚ字形状の金属の部品が、各端部１２において、壁部１１の内側に対して接着によって取り付けられ、保護要素は、その金属の部品を管に対して溶接することによって固定される。

相補する半体シェル３は、保護要素１と同じ方法で、管に取り付けられ、固定される。半体シェル３は、その側部縁部を保護要素１の支持縁部１４に溶接することにより、保護要素１と組み付けられる。

図２に示すように、管２は、管の直線又は曲がりをたどるように互いに端と端とをつなぎ合わせたシェル４をいくつも備える。保護シェルの各保護要素１は、管の同じ側に設けられる。

本発明によれば、保護要素１は、管に関連する技術的装置７を支持及び位置決めするための手段として作用する。（図２参照）

技術的装置７は、例えば、管からの空気又は他のガスの漏洩を検出するための検知線であってよい。この検知線は、それ自体がセンサであってもよく、又は分散して配置された一連のセンサ７０に置き換えられてもよい、そして、検知線は、管から特定の距離をおき、且つ、保護要素に設けられた少なくとも１つの逃し穴８の直ぐ近傍にセンサが配置されるようなかたちで、管をいやおうなしにたどらなければならない。漏洩が起こった場合には、空気が、穴８から逃げて、センサによって検出される。

本発明によれば、保護要素は、保護要素に検知線を直接支持させるような構成を有する。保護要素１の壁部１１は、少なくとも１つの突出した形状又は剛性をもつ基台１６を備え、これは、上記保護要素に関連する技術的装置７を位置決め及び／又は支持するための手段を構成する。

基台は、壁部の外側面１１Ａに対する隆起部を構成する。なお、外側面１１Ａは、開放凹部１０Ａの反対側である。隆起部は、保護要素の本体の製造時に成形によって形成される。

基台１６は、支持及び固定する領域を備えることができるように、十分な剛性を有するか、又は、図２及び図４に示すように、本体の壁部に少なくとも１つの金属インサート９を組み込んでもよい。インサートは、保護要素の成形による製造中に、本体１０の複合材料に挿入することによって組み込まれる。

基台１６は、図３及び図４に示す少なくとも１つの穴１７を有することが好ましい。穴１７は、ねじ又はリベットなどの、技術的要素７を固定するための固定部品９０（図２）が使われるように設計される。関連する装置に使用される固定の型式に応じて、穴は平滑であっても、ねじ切りされていてもよい。

それにより、検知線は、例えば図２に示されるように固定される。この検知線は、保護要素の本体１０の他の部分から距離を置いて、ひいては管から距離を置いて付随するケーブルである。検知線は、分散して配置された一連のセンサ７０に置き換えられてもよい。この場合、センサは逃し穴８の真向かいに適切に位置付けられる。

従って、本発明の保護要素を用いると、その断熱機能に加え、固定に適した表面を形成する剛性の上げられた基台があるおかげで、装置を位置決め及び／又は固定するための支持機能が備えられる。

Claims (9)

1. ２つの半体シェル（１，３）を備える配管の断熱保護要素（１）において、前記半体シェル（１，３）のそれぞれが、開放凹部（１０Ａ）を有し且つ壁部（１１）を有する中空本体（１０）を形成し、前記半体シェル（１，３）のそれぞれが、樹脂及び／又は繊維から構成される複合材料から作られ、一方の前記半体シェル（１）が、前記壁部（１１）の厚みに組み込まれた少なくとも１つの剛性を有する基台（１６）を備え、前記基台（１６）は、前記壁部の外側面（１１Ａ）に対する隆起部を構成し、且つ前記保護要素に関連する技術的装置の固定に適合するよう設計される位置決め及び／又は支持の手段を構成し、前記基台（１６）は、前記保護要素の前記本体（１０）の前記壁部（１１）に埋め込まれる少なくとも１つの金属製のインサート（９）を備えることを特徴とする保護要素。
2. 前記基台（１６）が、固定手段を構成する少なくとも１つの穴（１７）を備えることを特徴とする請求項１に記載の保護要素。
3. 前記本体（１０）の前記壁部（１１）が、エポキシ樹脂系の樹脂及び／又はガラス繊維などの断熱繊維からなる材料のような成形可能な断熱材料から作られることを特徴とする請求項１または２に記載の保護要素。
4. 前記本体（１０）の前記壁部（１１）が、着脱可能である又は着脱不可能である保護パッドによって覆うことが可能な少なくとも１つの逃し穴（８）を有し、前記逃し穴（８）は、前記基台（１６）の近傍に優先的に配置され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保護要素。
5. 前記開放凹部（１０Ａ）で管（２）を覆うように設計されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の保護要素。
6. 請求項５に記載の保護要素において、
   前記一方の半体シェル（１）に対向して配置され且つ相補的である他方の前記半体シェル（３）と共に使用されることにより、前記管（２）を囲む断熱保護シェル（４）を形成するように設計されることを特徴とする保護要素。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の保護要素において、
   前記保護要素が取り付けられる前記配管の経路をたどるように設計される技術的要素（７）を固定するために使用されることを特徴とする保護要素。
8. １つ又は複数の基台（１６）を用いて、前記逃し穴（８）に対向して配置される少なくとも１つのセンサ（７０）を有する検知線（７）を支持することを特徴とする請求項４に記載の保護要素。
9. 建造物、又は、空を移動する型式、レール上を移動する型式、水上を移動する型式若しくは道路上を移動する型式の輸送手段に配置される配管に取り付けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の保護要素。

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