JPS61149695A - 封入断熱材付パイプライン設備 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、断熱材が輸送パイプを取囲んでいるパイプラ
イン設備に関する。本発明は、更に詳細には、海中環境
で液化天然ガス運搬設備として使用するように設計した
パイプライン設備に関する。

従来技術及びその問題点 パイプラインは、製品の損失を防ぐために製品を一定レ
ベルに維持しなければならない温度でしばしば輸送する
。例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ）は、一般に約−１６
０℃で輸送され、パイプラインの温度が上昇すると気化
が起こる。

熱損失を最小にし、その結果製品の損失を最小にするた
めに、断熱材は実質的に一定の温度を維持しなければな
らないパイプライン設備の不可欠の構成要素である。熱
伝簿率が小さいためにポリウレタンフォームを使用する
のが有利である。

断熱材は、その有効性を保持するために保護されなけれ
ばならない。断熱材は、伸縮を受ける輸送パイプと接触
して置かれると破壊されるかもしれない。輸送パイプが
伸縮すると、パイプと接触している断熱材は移動し、そ
して裂けてパイプを露出させ、その結果熱損失が大きく
なる。パイプの自由な移動を可能にし且つ断熱材との接
触を防止するためにパイプと断熱材との間には隙間が残
されている。しかしながら熱伝導率の比較的高い水及び
気体が隙間から断熱材の中へ拡散する。断熱材の熱伝導
率は、ガス又は気体が拡散し続ける間に増大する。拡散
過程と、その結果としての断熱材の有効性の劣化は「老
化」と呼ばれる。

老化は温度上昇に比例してより迅速に起こる。

そのために、老化はＬＮＧを輸送する低温では関係ない
ことがわかる。しかしながら低温によって引き起される
熱応力のために、断熱材に亀裂が入り、その亀裂に水蒸
気又は水が侵入し、凍り、機械的な損傷を起こす。

気体及び水は、断熱材を取囲む浸透性の低い蒸気障壁を
使用することによって断熱材の外に保たれる。蒸気障壁
は、パイプの移動から生ずる断熱材の破壊を防止する。

しかしながら、従来の蒸気障壁は、ＬＮＧのような製品
を極めて低い温度で輸送している場合には効果的でない
。障壁は、典型的には、伸縮を防止する現場継手で固定
されている。しかしながら、そうすると、蒸気障壁は熱
応力（これは温度変化及び材料の弾性率から生ずる全熱
収縮の結果である）を受ける。この応力が蒸気障壁の引
張応力を越えると破壊が起こる。上述したのと同じ問題
が起こる。蒸気障壁又は断熱材が破壊すると、損傷の探
知及び修理に費用がかかり且つ論理的に困難である。

製品の損失を増大させずに製品を極めて低い温度で輸送
することによって生ずる熱応力に耐えるように設計され
た断熱パイプライン設備の必要性があることは明らかで
ある。

発明の構成　　　　　１ 本発明のパイプライン設備は内側パイプを取囲む断熱材
を有する。パイプは、周囲温度に比べて極めて低い温度
のＬＮＧのような製品を輸送する。

断熱材料は、好ましくはガラス強化エポキシ樹脂でつく
られた内側蒸気障壁及び外側蒸気障壁で封入されている
。断熱材を内側パイプから分離する内側障壁は２つの波
形面を有する。この波形面はベローズのように作用して
、内側蒸気障壁を破損なしに移動させ、かくして蒸気障
壁はＬＮＧ輸送パイプの低い温度によって生ずる熱応力
のような応力に耐えることができる。

好ましい実施例では、本発明のパイプライン設備は、２
つの波形面を持ち一方の面が内側パイプの外面に面して
いる第１蒸気障壁を有する。断熱材は第１蒸気障壁の外
面に成形される。第２蒸気障壁は断熱材に成形され且つ
これを取囲み、これによって断熱材は完全に封入される
。

実施例 本発明は、輸送パイプを周囲断熱材から分離する蒸気障
壁を有する改良パイプラインである。蒸気障壁は断熱材
への水及び気体の浸入を阻止することによって輸送パイ
プの熱損失を最小にし、しかも断熱材の老化を防止する
。波形により蒸気障壁はＬＮＧパイプラインの低温によ
って及ぼされる熱応力のような応力に耐えることができ
る。本発明を、その海中ＬＮＧパイプライン設備の実施
例について論じるが、本発明の実施は、海中ＬＮＧパイ
プライン設備に限定されるものではない。例えば、高温
の油のような極めて高温の物質を、波形蒸気障壁を持つ
パイプライン設備を通して運んでもよい。

好ましい実施例は、第１図を参照して一層容易に理解す
ることができる。従来のパイプ部分１０は、好ましくは
ガラス強化エポキシ樹脂で作られた第１蒸気障壁１２で
取囲まれている。第１図では、蒸気障壁１２の内外両面
が波形にされている。

蒸気障壁１２はパイプ１０の外面を取囲んでいる。

プレース１５がパイプ１０及び蒸気障壁１２を心出しす
る。断熱材１６は蒸気障壁１２の外面に円筒形状に成形
されている。これ又好ましくはガラス強化エポキシ樹脂
で作られた第２蒸気障壁１８が断熱材１６を取囲んでい
るため、断熱材１６は蒸気障壁１２及び１８によって完
全に封入される。

平滑な蒸気障壁とは著るしく異なって、本発明の波形蒸
気障壁１２は非常に大きな熱応力に耐えることができる
。波形の振幅は蒸気障壁１２が高い熱応力を受けると減
少する。この熱応力は蒸気障壁工２の波形内面の振幅の
減少によって吸収される。かくして材料は、極めて低い
ＬＮＧ温度から生ずる応力に破損しない。第２図は、極
めて低。

い温度のＬＮＧのような製品の輸送中の蒸気障壁１２を
示す。

ガラス強化エポキシ樹脂が蒸気障壁１２及び１８の好ま
しい材料である。エポキシ樹脂は不浸透性が高く、且つ
引張強さが大きい。つけ加えると、エポキシ樹脂を使う
ことによって、パイプライン設備の敷設前に断熱材を封
入することができる。

エポキシ樹脂を注入又は噴霧によって中空円筒状断熱材
の両面に液体状態で付けることができる。

断熱材はエポキシ樹脂が硬化すると取囲まれる。

波形は、エポキシ樹脂を付けた後に機械加工によって、
又は波形表面を持つ型を使用することによって、形成す
ることができる０次に断熱材の取囲み部分をパイプ部分
のまわりに設置することができる。

断熱材１６は、発砲材としてトリクロロフルオロメタン
のようなハロゲン化炭化水素を使用することによってつ
くられたポリウレタンフォームであるのが好ましい、ハ
ロゲン化炭化水素は、気体の熱伝導率を低くする大きな
分子量を持つために選ばれている。付加えると、ポリウ
レタンフォームは固形分が少なく、このことは、低い熱
伝導率に寄与する。

本発明のパイプライン設備は従来のパイプライン設備と
比較して多くの利点を提供する蒸気障壁１２の波形は、
ＬＮＧ輸送パイプの極めて低い温度によって引き起され
熱応力のような応力を減する。波形がないと蒸気障壁工
２及び工８は熱応力により亀裂に弱く、水や気体が断熱
材に自由に入るようになる。

本発明のパイプライン設備では、気体及び水が断熱材１
６に浸透できず、このことが断熱材１６の低い熱伝導率
を保つ。かくして、断熱材１６を頻繁に交換しなくても
よく、費用及びパイプライン設備の破壊の危険を減する
０例えば、海中ＬＮＧパイプライン設備では、設備を水
の外に引出さずに断熱材を交換する便利な方法がない。

パイプ１０は伸縮する傾向がある０以上に論じたように
、断熱材１６は保護されていないと裂けてしまうことが
ある。蒸気障壁１２は強い表面を提供し、パイプ１０は
断熱材を損傷することなくこの表面に向って移動するこ
とができる。

蒸気障壁１２の波形は、好ましくは種々の形状のうちの
いずれかに形成するのが望ましい。第３図はベローズ状
の形状を持つ波形蒸気障壁を示し、第４図は螺旋形状の
波形を持つ波形蒸気障壁を示す。

第３図及び第４図の各々は、パイプライン設備に設置す
る前の蒸気障壁１２を示す。更に、パイプ１０に面する
蒸気障壁１２の表面は常に波形になっているが蒸気障壁
１２の断熱材に面する表面は平滑であっても波形であっ
てもよい。

本発明のパイプライン設備の他の形体を想像する。前述
の記載は説明のみのためであって、上述の特定の実施例
についての他の変形例を特許請求の範囲に記載した発明
の範囲から逸脱することなく用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、波形内面を持つ内側蒸気障壁によって取囲ま
れたパイプ部分の長手方向断面図であり、第２図は、内
側蒸気障壁が極めて低い温にさらされている、第１図の
パイプ部分の長手方向断面図であり、 第３図は、ベローズ状形状を有する内側蒸気障壁（立面
図で示す）と、内側蒸気障壁を取囲む外側蒸気障壁及び
断熱材（両方とも長手方向断面図で示す）との、一部が
断面図で一部が立面図の図であり、 第４図は、螺旋形状を有する内側蒸気障壁（立面図で示
す）と、内側蒸気障壁を取囲む外側蒸気障壁及び断熱材
（両方とも長手方向断面図で示す）との、一部が断面図
で一部が立面図の図である。 １０・・・パイプ、１２・・・内側蒸気障壁、１５・・
・プレース、１６・・・断熱材、１８・・・外側蒸気障
壁。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）パイプ部分と、 前記パイプ部分に面し且つ波形構造を有する第１面及び
   この第１面と反対側の第２面を有する第１蒸気障壁と、 前記パイプ部分から同心的に間隔を保ちかつ前記第１蒸
   気障壁の第２面を取囲んでこれに接着される第１面及び
   第２面を有する断熱材と、前記パイプ区域から同心的に
   間隔を保ち、かつ前記断熱材の第２面を取囲んでこれに
   接着される第２蒸気障壁とを有する、パイプライン設備
   。
2. （２）第１蒸気障壁及び第２蒸気障壁がガラス強化エポ
   キシ樹脂でできていることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載のパイプライン設備。
3. （３）断熱材がポリウレタンフォームであることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載のパイプライン設
   備。
4. （４）第１蒸気障壁の第１波形面は全体に螺旋形の形体
   を有していることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載のパイプライン設備。
5. （５）第１蒸気障壁の第１波形面は全体にベローズ状の
   形体を有していることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載のパイプライン設備。
6. （６）第１蒸気障壁の第２面は波形構造を有しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のパイプ
   ライン設備。
7. （７）前記第１蒸気障壁及び前記第２蒸気障壁は、設置
   前に中空円筒形状を持つ断熱材を取囲むようにつくられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   のパイプライン設備。
8. （８）各パイプ部分は設置前に断熱材によって取囲まれ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（７）項記載のパ
   イプライン設備。
9. （９）中空円筒形状をなした断熱材の部分を形成する工
   程と、 前記断熱材と反対側の第１面及びかかる断熱材に面する
   第２面を有する第１蒸気障壁を前記第１面が波形構造を
   持つように前記断熱材の内面に付ける工程と、 第２蒸気障壁を前記断熱材の外面に付ける工程とを有す
   る、パイプライン設備に使用する断熱材の部分を取囲む
   方法。
10. （１０）前記第１蒸気障壁の第２面には波形構造が形成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第（９）項
    記載の方法。
11. （１１）前記第蒸気障壁及び前記第２蒸気障壁が、ガラ
    ス強化エポキシ樹脂でできていることを特徴とする特許
    請求の範囲第（９）項記載の方法。
12. （１２）前記第１蒸気障壁が前記断熱材に液体の形態で
    付けられることを特徴とする特許請求の範囲第（９）項
    記載の方法。
13. （１３）前記取囲まれた断熱材は、パイプライン設備に
    設置する前にパイプ部分のまわりに取付けられることを
    特徴とする特許請求の範囲第（９）項記載の方法。
14. （１４）前記第１蒸気障壁を、波形の型を取囲みながら
    前記断熱材につけることによって、前記第１蒸気障壁の
    波形面が形成されることを特徴とする特許請求の範囲第
    （９）項記載の方法。
15. （１５）断熱材はポリウレタンフォームであることを特
    徴とする特許請求の範囲第（９）項記載の方法。
16. （１６）第１蒸気障壁の第１波形面は、全体に螺旋形体
    で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
    ９）項記載の方法。
17. （１７）第１気化障壁の第１波形面は全体にベローズ形
    体で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    （９）項記載の方法。
18. （１８）端部と端部が連結されている複数の同様なパイ
    プ部分と、 前記パイプ部分に面し且つ波形構造を有している第１面
    及びこの第１面と反対側の第２面を有する第１蒸気障壁
    と、 第１面及び第２面を有し、前記パイプ部分から同心的に
    間隔を保ち、第１面が前記蒸気障壁の第２面を取囲んで
    これに接着されている断熱材と、 前記断熱材料の第２面を取囲んでこれに接着され、前記
    パイプ部分から同心的に間隔を隔てた第２蒸気障壁とを
    有するパイプライン設備。