JPH0289886A - 対流抑制管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 冷温水管、蒸気管、冷媒管等の外部との熱交換で不都合
が生じる流体が流通する配管において、流体の乱流、対
流等による熱損失を少なくするとともに、凍結による配
管の破裂、損傷等を防止する対流抑制管に関する。

（ロ）従来の技術 熱損失を防ぐには、屋外露出面部の全長に亘って、配管
外周面を保温材で被覆することや、多重管において、内
・外管との間に、空気室の間隙を介在させた方式（実公
昭３８−１４９３９）等がある。また凍結防止に関して
は、前記の他に、独立した空気室を有するチューブや、
又は収縮する弾性部材（特開昭５２−８９２３８）等を
挿入して配する方式が採られている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 従来の方法には、次のような欠点があった。

（ａ）保温材で被覆するのみの方法だと、全体の外径が
大きくなり配管スペースを要することから、布設ライン
の制限が生じたり、ピットを大きくせざるを得なかった
り、又場所により耐火性を要求され材料の制限を受けた
り、そのほか、保温材は損傷を受け易く、維持管理面で
も不経済であった。

（ｂ）多重管で配管内部に空隙を設けた方式は、内管も
圧力管としての強度的能力を要求され材料や厚みの面で
制限を受けていた。

（ｃ）収縮する弾性部材を挿入する方式は、配管内の有
効管径を小さくしていた。

この発明は、従来の方式のもつ、以上のような問題点を
緩和する対流抑制管を提供することを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 この目的を達成させるために、この発明は次のような構
成としている。すなわち、この発明に係る対流抑制管は
、配管の内部断面を仕切る仕切壁を配管長手方向に沿っ
て配設して、配管内部を複数の通水路に区画した多重管
において、仕切壁の全面に多数の細孔を穿設し、隣り合
う通水路を連通させたことを特徴として構成されている
。

（ホ）作用 外気と温度差のある配管内の流体、例えば、冷温水、蒸
気、冷媒等の流れにおいて、仕切壁を隔てた隣り合う通
水路間に圧力差が生じた時、細孔から流体が押し入り、
圧力差を緩和する。圧力差がさほどなければ、押し入る
事は、細孔の流入抵抗により抑制される。凍結時におい
て、配管内の凍結は、仕切壁の断熱性及び細孔の流入抵
抗等により、内側の通水路側へは大きくは進まず、外気
に影響され易い配管の内面に接した外側の通水路で当初
は進行し始める。通常、凍結の生じやすい例えば、屋外
露出配管等は、寒気を特に強く受ける部分と、比較的受
けにくい部分とがあること等の理由により、凍結が一様
に進まず、本発明の外側の通水路においても、凍結部と
、未凍結部とが混在した状態で凍結は進行する。凍結が
遅れ凍結部に囲まれて凍結部の体積膨張に併う上昇した
圧力に押された未凍結流体は、近くの仕切壁の細孔より
流入抵抗に抗して内側の通水路へ押し入る。

さらに、流入した流体により内側の通水路へ押し入る。

さらに、流入した流体により内側の通水路内において圧
力差が生じ、流体は仕切壁の延長して配設された長手方
向へと通水路内を移動して、圧力差を緩和する。外側の
通水路内の凍結部は、それより内側の通水路内の流体に
対し断熱材の役割をなすため、内側の通水路内は、その
後しばらくは、凍結が遅れて通水可能状態が続く。内側
の仕切壁を流体が凍結する際の体積膨張分を収縮し吸収
する弾性体で構成しておくと、外側に続いて内側の通水
路が凍結する段階において、その体積膨張分をその弾性
体が吸収して、配管の凍結による損傷を防止する。自然
解凍の場合、外側の通水路内が外気の影響を最も大きく
受けて、断熱性のある仕切壁で隔てられた内側の流体に
その熱を奪われる事が少ないので、解凍は外側の流体か
ら先に行なわれて、外側の通水路は先に使用可能状況と
なり、流体を流通させて使用するうちに、内側の解凍も
促進されて、変形圧縮されていた弾性体は、自己復元力
で膨張して元の形状に戻る。

（ヘ）実施例 この発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。

第１実施例 この発明の第１実施例を、第１図及び第２図を参照しな
がら説明する。

配管１の内部断面を仕切る仕切壁が配管内径より小なる
独立した別体の筒体２に形成された場合で、その筒体２
の１本を配管１の内部に挿入してなる。その筒体２によ
り配管内部断面は、外側の通水路４と、内側の通水路３
との２か所に区画されていて、筒体２の壁面に多数穿設
された細孔５により速通される。挿入される筒体２は、
配管１の内部において中心より偏っていても又は一方の
配管内面６に付着していてもさしつかえない。

金属よりは、合成樹脂、合成樹脂よりは発泡させた合成
樹脂の順位で通常断熱性が高い。熱的効率の改善の使用
においては、筒体２は、前記の材料のいずれかを適宜選
択して構成することは、さしつかえないが、凍結による
損傷防止を含む場合は、独立気泡を有し弾性に富む合成
樹脂の発泡体の方が有利である。筒体２を挿入しての作
用は、「（ホ）作用」と同様になる。

第２実施例 この発明の第２実施例を、第３図を参照しながら説明す
る。

挿入する筒体の直径を適宜に選択して、直径が大の筒体
７、中の筒体８、小の筒体９と大中小３本を同時に挿入
して配した場合である。３本ともおのおのの壁面に、多
数の細孔５を穿設させてなる。大の筒体７は、弾性体で
構成し凍結時の体積膨張分を吸収し配管１の損傷を防止
する役割を合わせ持つ。外気条件の異なる本節ごとや、
流体を温水から冷水に変更する際等に、挿入の本数を加
減して筒体の能力を調整する場合である。

第３実施例 この発明の第３実施例を、第４図を参照しながら説明す
る。

小の筒体１０を、それより大なる筒体２内に挿入して通
水路を、３重に区画した３重管である。内側の小の筒体
１０を、弾性体で構成した場合で、通水路１１内の流体
は、最も断熱され温度を維持し、さらに凍結時は２重管
よりも凍結が遅く有利である。

第４実施例 この発明の第４実施例を、第５図及び第６図を参照しな
がら説明する。

外側の通水路を適宜間隙に保持するために、通水路の内
壁である筒体外周面１２から、外壁である配管内面６に
向けて、３本の支持体１３を放射状にかつ筒体外周面１
２に沿わして筒体１４の配設された長手方向へ突設した
ものである。配管内面６より同距離にあって熱的に同条
件に位置する例えば、通水路１６と通水路１７とにおい
て、それらの間を仕切る仕切壁である支持体１３は、細
孔５を穿設しなくても差し支えなくて、内側の筒体１４
に穿設してある多数の細孔５を通し、さらに通水路３を
介して、通水路１６と通水路１７とは、間接的に少なく
とも連通すれば、それで足りるのだが第６図の例におい
ては、支持体１３に、細孔５を多数穿設してある。支持
体１３を含む筒状体は、配管１とは、別体として構成し
挿入して用いる方式でも良く、又配管１と一体的に構成
する方式でも良い。

第５実施例 この発明の第５実施例を、第７図を参照しながら説明す
る。

棒状の支持体１８を筒体外周面１２に放射状に多数突設
させることにより、筒体１５は、配管内面６に接触する
ことなく、又通水路４は適宜間隙に保持される。棒状の
支持体１８が合成樹脂製等の場合、先端面積が少なく、
かつ曲がり易い事等から挿脱し易い。

第６実施例 この発明の第６実施例を、第８図を参照しながら説明す
る。

配管断面を、複数の通水路に区画するのに、格子状やハ
ニカム状等に区画する場合があるが、第６実施例におい
ては、格子状の場合を説明する。

仕切壁１９が、配管１の内部断面を格子状に仕切り、９
か所の複数の通水路に区画した場合である。最も断熱さ
れ熱的に条件のよい中央の通水路２０と、共有する共通
の仕切壁を持たない４か所の通水路２１があるが、それ
らは隣接する通水路２２を介して、細孔５により間接的
に通水路２０と、連通される。

第７実施例 この発明の第７実施例を、第９図を参照しながら説明す
る。

筒状体２３を多角形である三角形の断面形状として形成
して、該筒状体２３により、通水路を４か所に区画した
場合である。

第８実施例 この発明の第８実施例を、第１０図を参照しながら説明
する。

筒状体が螺旋状もしくは平行状の波形を有する可撓性波
付管の場合、曲がり部において、断面がつぶれて筒内径
が小さくなるような事は少ないので、継手等の配管の曲
がり部へ挿入した場合でも、当初の目的とする筒内径を
維持し易い。

第１０図では平行状の波形を有する可撓性波付管２４を
挿入した場合である。

第９実施例 この発明の第９実施例を、第１１図を参照しながら説明
する。

細孔２５が略Ｖ字型の舌状体２６を組み合わせた十字型
の切れ目よりなる場合である。仕切壁２７の両側の流体
による圧力差が、抵抗のある舌状体２６を動かす程に強
くなると、舌状体２６が押されて細孔２５が開き、流体
が流入して圧力差を緩和する。通常は、舌状体２６は、
その復元力により閉まっていて流入を阻止するので熱的
に遮蔽されている。

第１０実施例 この発明の第１０実施例を第１２図を参照しながら説明
する。

第１２は、凍結による水道管の損傷防止の際の本発明の
使用の一例である。

水道管２８が凍結の虞れを有しない位置２９より、凍結
の虞れを有する位置３０に配置されている場合、即ち図
１２では、凍結の虞れを有しない位置２９が、地中３１
であり又凍結の虞れを有する位置３０が地上３２である
とした場合において、第１実施例に詳述した弾性に富む
合成樹脂製の筒体２を、水道管２８内に挿入し、水道管
２８の凍結の虞れを有する位置３０より凍結の虞れを有
しない位置２９まで延長して配して使用する場合である
。筒体２の凍結の虞れを有する側の端部は流入抵抗を増
やすために、閉じた端部３３として、他方の凍結の虞れ
を有しない側は、開いた端部３４として、通水路３内の
流体が流出し易いようにしてある。

（ト）発明の効果 仕切壁に隔てられた隣り合う通水路内の流体は、流入抵
抗のある細孔に妨げられ混合することが少なく、よって
乱流、対流等による流体の熱交換が少なくなる。そのこ
とにより外側の通水路内の流体はその隔てる仕切壁と供
に、内側の流体に対して断熱材の役割を成すことになり
、その熱的遮蔽効果により、流体は熱損失が少く、初期
の温度を維持し易くなる。又配管全体の断熱材は外側の
流体の少ない流量及び温度に見合って考慮すれば良く、
したがって併用して配管外側に断熱材を巻装する場合に
は、断熱材の厚みを薄くできる。

断熱材を含む配管の外径が小さくなると、配管の建物内
等での占有スペースが少なくて済み、又配管の施工時の
取り回し、構造体の貫通部の補強処理等に有利で、又薄
肉つまり量の少なくなった断熱材は維持管理面で経済的
である。次に多数の細孔により内・外の通水路内の流体
の圧力差は緩和されるゆえ、仕切壁に圧力差による大き
な力は加わる事がなく、圧力壁である外側の配管とは異
なり耐圧性を要せず、薄肉で構成することができて、配
管の有効通水断面積は、従来の方式に比べさほど減少せ
ず、つまり挿入して配することによる配管抵抗の増加を
押さえることができる。同時に材料の量が少なくなり経
済的である。

又、仕切壁は常に流体内に置かれて延焼の度合が少なく
、従来の断熱材と異なり、耐火性に限定されず、材料の
選択度が大きくなる。

次に凍結の初期において、外側の通水路内の流体の凍結
による体積膨張で圧力が増すことにより、該通水路内に
混在していた未凍結流体は、細孔より内側通水路内へと
押し入まれ、さらに仕切壁の配設された方向へと押され
て圧力差を緩和することにより、配管には破壊するよう
な大きな力は加わらない。未凍結流体の乱流、対流等に
よる熱伝達は、凍結後は減少するので、外側通水路内の
凍結部は内側の流体に対して断熱材としての効果をさら
に増すことになり、内側の凍結を遅らせて、内側の通水
路の使用可能状況を延ばす事ができる。次に全配管内の
凍結後において、自然解凍の際に、外側の通水路が外気
の影響を最も良く受け、断熱性のある仕切壁で隔てられ
ているために、内側の流体にその熱を奪われる事が少な
く、よって解凍は外側の流体から先行して、外側の通水
路は早期に使用可能となる。さらに流体を流通させて使
用するうちに、内側の通水路内の解凍も促進される。

このように、本発明は、熱効率、施工性、配管の保護、
経済性等に実用上きわめて有益な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例における一部欠截斜視図
、第２図はその横断面図、第３図は第２実施例における
横断面図、第４図は第３実施例における横断面図、第５
図は第４実施例における横断面図、第６図は第４実施例
における一部欠截斜視図、第７図は第５実施例における
一部欠截斜視図、第８図は第６実施例における横断面図
、第９図は第７実施例における横断面図、第１０図は第
８実施例における一部欠截側面図、第１１図は第９実施
例における一部欠截側面図、第１２図は第１０実施例に
おける略線的縦断面図。 図中１は配管、２は筒体、３は内側の通水路、４は外側
の通水路、５は細孔、６は配管内面、７は弾性材料によ
る大の筒体、８は中の筒体、９は小の筒体、１０は弾性
材料による小の筒体、１１は三重管の内側の通水路、１
２は筒体外周面、１３は支持体、１４及び１５は支持体
を配する場合の筒体、１６及び１７は支持体で隔てられ
た外側の通水路、１８は棒状の支持体、１９は格子状の
仕切壁、２０は中央の通水路、２１及び２２は格子状に
仕切る場合の外側の通水路、２３は三角形の断面形状を
持つ筒状体、２４は可撓性波付管、２５は切入みによる
細込、２６は舌状体、２７は筒状の仕切壁、２８は水道
管、２９は凍結の虞れを有しない位置、３０は凍結の虞
れを有する位置、３１は地中、３２は地上、３３は閉じ
た端部、３４は開いた端部、３５は水栓、３６は継手、
を夫々示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、配管の内部断面を仕切る仕切壁を配管長手方向に沿
   って配設して、配管内部を複数の通水路に区画した多重
   管において、仕切壁の全面に多数の細孔を穿設し、隣り
   合う通水路を連通させたことを特徴とする対流抑制管。 ２、仕切壁が配管内径より小なる筒状体に形成された場
   合で、該筒状体の少なくとも１本以上を挿入してなる特
   許請求の範囲第１項に記載の対流抑制管。 ３、内、外壁に囲まれた通水路を適宜間隙に保持する複
   数の支持体を、内・外壁の少なくともどちらか一方に突
   設して構成した仕切壁である場合の特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の対流抑制管。 ４、内・外壁に囲まれた通水路を適宜間隙に保持する複
   数の支持体を介在させてなる多重管を一体的に成形した
   場合である特許請求の範囲第１〜３項から選ばれる１つ
   の項に記載の対流抑制管。 ５、筒状体の少なくとも、１本以上が断面が多角形であ
   る場合の特許請求の範囲第１〜４項から選ばれる１つの
   項に記載の対流抑制管。 ６、筒状体が可撓性波付管である場合の特許請求の範囲
   第１〜５項から選ばれる１つの項に記載の対流抑制管。 ７、仕切壁が金属により成形してなる場合の特許請求の
   範囲第１〜６項から選ばれる１つの項に記載の対流抑制
   管。 ８、仕切壁の一部分が少なくとも合成樹脂により成形し
   てなる場合の特許請求の範囲第１〜７項から選ばれる１
   つの項に記載の対流抑制管。 ９、配管内の流体が凍結時に発生させる体積膨張分を、
   変形収縮でもって吸収する弾性体で少なくとも仕切壁の
   一部分が構成されてなる場合の特許請求の範囲第１〜８
   項から選ばれる１つの項に記載の対流抑制管。 １０、細孔が切込みによる舌状体の少なくとも１つ以上
   で構成してなる場合の特許請求の範囲第１〜９項から選
   ばれる１つの項に記載の対流抑制管。