(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状のサヤ管（１１）と、該サヤ管内に挿通された可撓性送液管（１２）と、該送液管に沿わせて前記サヤ管内に挿通された少なくとも１本の可撓性を有する管状又は棒状の緩衝材（１３、２１）とから形成されており、前記緩衝材はＦＲＰ製であって、その曲げ弾性率は１００〜１０，０００ｋｇｆ／ｍｍ２であることを特徴とするサヤ管付送液配管の打撃音防止構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、サヤ管付送液配管の打撃音防止構造に関し、更に詳細には施工が簡単で、かつ経済的なサヤ管付送液配管の打撃音防止構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物において給水・給湯等を供給する送液用配管を敷設する場合、従来から、サヤ管ヘッダー工法が採用されている。
サヤ管ヘッダー工法とは、給水配管のヘッダーから所望の場所、例えば台所まで、建築物の床壁、例えばコンクリート床壁上に送液用管を敷設するに当たり、そのコンクリート床壁上に予め管状部材を敷設し、その後送液用管をその管状部材内に引き込んで敷設する工法である。また、建築物の床壁、天井壁等のコンクリートスラブ内に送液用管を埋設する形態で敷設する場合、コンクリートスラブを打設する前に、先ずコンクリートスラブ用の鉄筋等に管状部材を固定し、次いでコンクリートを打設して管状部材を埋設した床壁、天井壁等を形成し、その後その管状部材内に送液管を引き込んで敷設する工法である。
即ち、サヤ管ヘッダー工法は、中空の管状部材を予め敷設して送液管の敷設経路を確保すると共に管内に引き込んだ送液管を外側からサヤ状に覆い保護するようにした敷設工法である。本明細書で言うサヤ管付送液配管とは、かかるサヤ管ヘッダー工法により施工された送液用配管である。
【０００３】
送液管の外側の管状部材は、送液管を覆い保護しているので、この工法では、一般にサヤ管と称され、建築物内の限られた空間内で曲がりを含む経路に従って敷設し易いように可撓性の樹脂管、特に波付け管が使用されている。送液管には、サヤ管内に引き込み易いように、可撓性の樹脂管、例えばポリブテン管又は架橋ポリエチレン管を使用する。
【０００４】
更に、具体的に説明すると、サヤ管ヘッダー工法には次のような種類がある。第１には、図６（ａ）に示すように、サヤ管６１を鉄筋６２に固定し、次いでコンクリートを打設してコンクリートスラブ６３内にサヤ管６１を埋設し、その後サヤ管６１内に送液管６４を挿通するスラブ配管の工法である。
第２には、図６（ｂ）に示すように、打設したコンクリートスラブ６３の上面にサヤ管６１を外部に露出した状態で配置し、取り付け金具６５で固定して敷設し、次いでサヤ管６１内に送液管６４を挿通する引回し配管工法である。尚、６２は、鉄筋である。図７は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すサヤ管ヘッダー工法により施工したサヤ管付送液配管の長手方向の部分断面図である。
このようなサヤ管ヘッダー工法は、鉄管をコンクリートスラブ上に直接敷設する又は鉄管をコンクリートスラブに直接埋設する、いわゆる鉄管敷設工法等と比較して、サヤ管を敷設した後、送液管だけを抜き差しできるため、送液配管の敷設が容易であり、更に敷設後の送液管の交換等のメンテナンスも容易である。また、鉄管敷設工法等では金属管を配管するのに相当の技量が要求されるが、サヤ管ヘッダー工法は、配管作業に技量を必要とせず、熟練者でなくても容易に施工できる利点がある。
【０００５】
ところで、近年、給水・給湯配管系統の端末には、水栓具として、レバーを上下に、或いは左右に動かすだけで水流を速やかにＯＮ／ＯＦＦできるシングルレバー水栓等の急閉止式水栓類が使用されている。
かかる急閉止式水栓のレバーを急いで操作すると、水栓からの水の流出が急激にＯＮ／ＯＦＦされる。水の流出のＯＮ／ＯＦＦに伴って、送液管内で水流の流れ状態が激しく変化するため、送液管内の水圧が局所的に異常に変動し、その結果、送液管内で衝撃音が発生する。これが、いわゆるウォーターハンマー（水撃）現象である。
【０００６】
上述のサヤ管ヘッダー工法で使用している送液管は、鉄管敷設工法等における金属管に比べて、力学的に柔軟であり、高い振動モードを持つ圧力変動現象を吸収する効果が比較的大きいので、サヤ管ヘッダー工法による給水・給湯系統では、かかるウォーターハンマー現象の衝撃音が比較的軽減される筈と考えられていた。
しかし、実際には、図６（ａ）、（ｂ）及び図７に示すようなサヤ管ヘッダー工法により敷設されたサヤ管付送液配管においても、送液管６４内を流通する水流の激しい状態変化により生じた送液管６４内の圧力異常変動は、送液管６４を振動させてサヤ管６１の内面に激しく衝突させ、しばしば大きな打撃音を発生させるのである。
このようなウォーターハンマー現象による打撃音は、団地等のコンクリート製集合住宅では減衰することなく伝播し、特に深夜に発生した場合には騒音問題の原因となっている。
【０００７】
そこで、サヤ管付送液配管において、ウォーターハンマー現象による打撃音消音対策のため、実開平２−８７１９５号では図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すようなサヤ管付送液配管の打撃音防止構造が提案されている。
図５（ａ）では、サヤ管３１の内面に、緩衝材、例えば発泡合成樹脂又は発泡ゴム材からなる管状の緩衝材３３を接着し、そのサヤ管３１内に樹脂製の送液管３２を挿通させたサヤ管付送液配管の打撃音防止構造３０が開示されている。
また、図５（ｂ）では、サヤ管４１の内面に円環状の緩衝材４３を所定の間隔で取り付け、そのサヤ管４１内に樹脂製の送液管４３を挿通させたサヤ管付送液配管の打撃音防止構造４０が開示されている。
更に、図５（ｃ）では、サヤ管５１の内側の円環状凸部に軟質性合成樹脂からなる緩衝材５３を一体に形成し、そのサヤ管５１内に樹脂製の送液管５２を挿通させたサヤ管付送液配管の打撃音防止構造５０も提案されている。
これらとは逆に、送液管の周面上に、フィン状の緩衝材を螺旋状に巻きつけ圧着し、次いで緩衝材を巻きつけた送液管をサヤ管内に挿通したサヤ管付送液配管の打撃音防止構造も提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のサヤ管付送液配管の打撃音防止構造は、送液管を流れる流体の激しい流動変化によって生じた流体圧力の異常変動による衝撃音（打撃騒音）を低減することができるものの、いずれも、次のような問題点を有していた。
その一は、サヤ管の管内に送液管を挿通する際に、緩衝材が既にサヤ管の内面に取り付けられているので、送液管を通すサヤ管内の空間が狭くなっていることである。このため、サヤ管の管内へ送液管を抜き差しすることが緩衝材に邪魔されて極めて困難になり、送液管をサヤ管内に挿通させるのに多くの時間と人手とを要する結果となった。また、一旦施工した後で、送液管の交換等のメンテナンスが必要な場合でも、作業性が非常に悪いことである。従って、施工費用、メンテナンス費用が嵩んだ。この問題は、緩衝材が装着された送液管をサヤ管の管内に挿通する構成になっているサヤ管付送液配管の打撃音防止構造においても同じである。
その二は、普通仕様のサヤ管に加えて、サヤ管の内面に管状緩衝材層を連続的に形成すること、サヤ管の内面に円環状緩衝材を離隔して取り付けること、或いはサヤ管の円環状凸部に緩衝材を一体形成することは、波付け管の製造技術上から見て難しく、また複雑な構成の波付け管製造装置を必要とし、従って製造コストが嵩むことであった。
【０００９】
以上の経済的な問題は、サヤ管付送液配管の打撃音防止構造を実際の給水、給湯配管に適用する場合に、極めて大きな障害となっており、コストの低いサヤ管付送液配管の打撃音防止構造の実現が要望されていた。
そこで、本発明は、サヤ管付送液配管で発生する打撃音ないし振動音を有効に防止でき、かつ材料費及び施工費が安くなるような構造に工夫されたサヤ管付送液配管の打撃音防止構造を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、サヤ管内に送液管を挿通し易くするためには、先ず、内面に緩衝材が取り付けてない大きい断面のサヤ管内に送液管を挿通し、次いで緩衝材を挿通するか、又は緩衝材を送液管と共にサヤ管内に挿入することであると考えた。また、打撃音ないし振動音をサヤ管更にサヤ管の外側に伝播しないようにするには、緩衝材が、振動エネルギーを吸収し減衰させ易い連続材である方が効果的であることに着眼した。
また、材料費を安くする条件は、特別仕様のサヤ管又は送液管ではなく市販のサヤ管及び送液管を使用できるようにすることであると考え、研究した結果、本発明を完成するに至った。
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係るサヤ管付送液配管の打撃音防止構造は、管状のサヤ管（１１）と、該サヤ管内に挿通された可撓性送液管（１２）と、該送液管に沿わせて前記サヤ管内に挿通された少なくとも１本の可撓性を有する管状又は棒状の緩衝材（１３、２１）とから形成されており、前記緩衝材はＦＲＰ製であって、その曲げ弾性率は１００〜１０，０００ｋｇｆ／ｍｍ２であることを特徴としている。
【００１２】
本発明では、サヤ管に必ずしも可撓性波付け管を使用する必要はないが、施工性を良くするためには、自由に曲げて敷設できるような可撓性を有する合成樹脂製の管材、特に波付け管が好適である。本発明で使用する波付け管は、前掲公報で述べたような特別仕様の波付け管でなく、市販の波付け管を使用できる。
本発明では、緩衝材を送液管と共にサヤ管内に挿入するか、又は予めサヤ管内に送液管を挿入した後、サヤ管と送液管の隙間に緩衝材を押し込みながら挿入する。緩衝材は、以上のようにしてサヤ管内に挿通できるような可撓性と曲げ弾性率とを備えた、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  、繊維強化プラスチック、以下同様）製の中実棒材又は中空の管状部材である。
緩衝材の形状は、連続した条材である限り、特にその断面形状に制約は無く、円形、楕円形、四角形等の形状を取り得るのは勿論であり、また長手方向に関して同一断面である必要もない。その断面寸法は、サヤ管と、サヤ管内に既に挿通されている送液管との隙間を通るような寸法であることが必要である。例えば、サヤ管、送液管、緩衝材とも断面が円形である場合には、緩衝材の最大直径は、サヤ管の内径と送液管の外径の差に等しい。
【００１３】
緩衝材を挿通する場合の作業性、及び打撃音防止効果の面から、望ましくは、断面の大きい緩衝材を１本挿通するよりは、比較的断面の小さい緩衝材を複数本挿通するようにする。また、挿通する際に、送液管を損傷しないように、軟質でかつ滑り性の良い樹脂でコーティングした方が望ましい。
緩衝材は、送液管の全長にわたって沿わせるのが望ましいが、水圧変動の発生源、即ち水栓側から部分的に、例えば数メートル沿わせても打撃音を防止する効果がある。それは、ウォーターハンマー現象が、水栓側で発生し、そこから上流に向かって、例えば送液管が分岐されたヘッダー側に向かって徐々に減衰して行き、ウォーターハンマー現象発生箇所から充分に離れている送液管部分においては振動、或いは騒音が発生しないからである。
【００１４】
本発明に係る望ましい実施態様では、緩衝材の曲げ弾性率が１００〜１０，０００ｋｇｆ／ｍｍ２  であることを特徴とする。本実施態様は、送液管をサヤ管内に挿入し、その後緩衝材を挿入する施工方法のサヤ管付送液配管の打撃音防止構造に好適である。
緩衝材の曲げ弾性率が１００ｋｇｆ／ｍｍ２  以下の場合、サヤ管内で緩衝材が送液管を拘束する力が不足し、ウォーターハンマーの発生時、送液管の振動を抑制する効果が小さいからであり、また緩衝材を挿通する際に、緩衝材の剛性が不足し、挿通するのが難しくなるからである。逆に、緩衝材の曲げ弾性率が１０，０００ｋｇｆ／ｍｍ２  以上の場合、剛性が大き過ぎて送液管に沿ってサヤ管内に緩衝材を挿通することが困難になり、また挿通する際に、送液管を損傷する恐れがあるからである。
【００１５】
【作用】
本発明の上述の構成により、条状の緩衝材を送液管に沿わせた組合体の形でサヤ管内に挿入することが出来るので、又は先に送液管をサヤ管内に挿入し、次いでサヤ管と送液管との間に形成された空間部にサヤ管の入口から送液管に沿って緩衝材を挿通して行くことができるので、比較的簡単に緩衝材を挿通できる。
また、挿通された緩衝材は、サヤ管内で送液管をサヤ管内壁に押しつけるようにして送液管に沿った状態で定着し、サヤ管の曲がり部では、送液管に沿って曲がり、しかも送液管を大きいピッチで螺旋状に巻回するような形に自然になる。以上のような形態で構成されているので、ウォーターハンマーが発生した場合、緩衝材は送液管の振動を抑制し、打撃音を防止することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、添付図面を参照し、構成例と実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。
図１は、本発明に係るサヤ管付送液配管の打撃音防止構造の一構成例の断面図、図２は別の構成例の断面図である。図３は、図１及び図２に示すサヤ管付送液配管の打撃音防止構造の部分断面斜視図である。
【００１７】
構成例１
図１に示すサヤ管付送液配管の打撃音防止構造（以下、簡単のため打撃音防止構造と略称する）１０は、図６（ａ）に示すようにコンクリートスラブ内に埋設されているか、または図６（ｂ）に示すようにコンクリートスラブ上に露出して配設されている。
打撃音防止構造１０は、サヤ管１１と、サヤ管１１内に挿通されている送液管１２と、送液管１２に沿って挿通されている中実の棒状緩衝材１３とから構成されている。
【００１８】
サヤ管１１は、蛇腹状に形成して可撓性を持たせた市販の波付け管である。サヤ管１１には、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、硬質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成樹脂製波付け管、更に具体的には古河電気工業（株）製の「サヤレックス」（商品名）として市販されている波付け管を使用する。サヤ管１１の寸法は、特に制約はなく、送液管の大小に応じて例えば呼び径１６、２２、２５又は２８等を使用する。
送液管１２は、冷水、温水等を供給するための可撓性の中空管であって、合成樹脂、例えばポリブテン、ポリエチレン、架橋ポリエチレン等からできた管である。具体的には、例えば古河電気工業（株）製の「キュアレックス」（商品名）として市販されているものを使用する。送液管１２の寸法は、サヤ管１１に挿通できる限り制約はなく、例えば外径１３ｍｍ（呼び径１０Ａ）、１７ｍｍ（呼び径１３Ａ）等である。
【００１９】
緩衝材１３にはＦＲＰ製の棒材を使用できる。図１では、１本の緩衝材１３が挿通されているが、打撃音の防止効果を向上させるために複数本の緩衝材を挿通することも可能である。
図３に示すように、打撃音防止構造１０の曲がり部１５では、可撓性の送液管の巻き癖のため、緩衝材１３は、送液管１２に何周か螺旋巻きに巻きついた状態になっている。
【００２０】
構成例２
図２に示す打撃音防止構造２０は、緩衝材２１が、図１に示す打撃音防止構造１０の棒状の緩衝材１３に変えて可撓性の中空管である。その他は、図１の打撃音防止構造１０と同じである。
寒冷地において、構成例２の管状緩衝材に温水を流通させることにより、打撃音防止手段に加えて解氷手段として構成例２を利用することも可能である。
【００２１】
実施例１
図１に示す構成例１の打撃音防止構造１０を鉄筋コンクリート構造の集合住宅の図４に示すような給湯水配管に適用した実施例１において、打撃音防止効果を測定した。
図４に示す給湯水配管２５は、給水ヘッダー２６から台所までの配管長約１０ｍのサヤ管付送液配管であって、台所の給水配管の終端部には、レバーの上下による急閉止式水栓２７が設けてある。配管曲がり箇所は、給水ヘッダー立ち下がり部及び台所水栓立ち上がり部の２か所にあり、給水圧力は、約３ｋｇｆ／ｃｍ２ｇであった。
実施例１では、サヤ管１１として古河電気工業（株）製の「サヤレックス」（商品名）として市販されている波付け管を、送液管１２として古河電気工業（株）製の「キュアレックス」（商品名）として市販されている架橋ポリエチレン管を、緩衝材１３としてＦＲＰ製の棒（小松化成（株）製の商品名ＴＥＮＳＩＯＮ
ＢＡＲ）を使用した。
サヤ管１１、送液管１２及び緩衝材１３の寸法及び緩衝材１３の挿通本数は、表１に示す通りであった。尚、サヤ管の呼び径２２の内径は、２２ｍｍであり、送液管の呼び径１０Ａの内径、外径は、それぞれ９．８ｍｍ、１３．０ｍｍ、呼び径１３Ａの内径、外径は、それぞれ１２．８ｍｍ、１７ｍｍである。
緩衝材１３に使用したＦＲＰ製の棒の曲げ弾性率は、５００ｋｇｆ／ｍｍ２  であって、棒の曲げ剛性値は、直径が３ｍｍの棒で１本当たり約２００ｋｇｆ  ・ｃｍ２  、直径が４ｍｍの棒で約６００ｋｇｆ  ・ｃｍ２  であった。
実施例１において、急閉止式水栓を素早く上下してウォーターハンマー現象を発生させ、ウォーターハンマー発生時の騒音量を配管の中央部で測定し、その測定結果を表１に示した。
【００２２】
実施例２〜５
実施例１とは寸法、本数等を変えた実施例２から実施例５の場合のウォーターハンマー発生時の騒音量を測定し、その測定結果を同じく表１に示した。
【００２３】
比較例
緩衝材１３が挿通されていないことを除いて実施例１と同じ比較例におけるウォーターハンマー発生時の騒音量を測定し、その測定結果を表１に示した。
【００２４】
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暗騒音とは、ウォーターハンマー現象が発生していない状態で測定した騒音値であって上の実施例３及び実施例５では４５ｄＢＡ  であった。従って、実施例３及び実施例５ではウォーターハンマーによる打撃音はほぼ消音されており、騒音測定値は、暗騒音のみであったことを意味する。
【００２５】
表１の実施例と比較例との比較から判る通り、緩衝材を挿通していない場合には、ウォーターハンマー発生時、７５ｄＢＡ  の打撃音が発生するが、本発明に係るサヤ管付送液配管の打撃音防止構造を適用した場合には、４５〜５５ｄＢＡ  に消音されるので、ウォーターハンマーが発生していることに気が付かない程度の騒音しか実際上引き起こされない。
尚、送液管をサヤ管内に挿入し、次いで緩衝材を挿入する場合には、実施例１から５で使用した緩衝材の曲げ剛性値程度の緩衝材を必要とするが、緩衝材を送液管と共にサヤ管内に挿入する場合には、より小さい曲げ剛性値でも打撃音防止の効果を奏することを確認した。
【００２６】
【発明の効果】
本発明では、管状のサヤ管と、該サヤ管内に挿通された可撓性送液管と、該送液管に沿わせて前記サヤ管内に挿通された少なくとも１本の可撓性を有する管状又は棒状の緩衝材とからサヤ管付送液配管の打撃音防止構造を形成することにより、市販の材料を使用してコストを低減し、かつ施工し易い、サヤ管付送液配管の打撃音防止構造を実現している。
本発明に係るサヤ管付送液配管の打撃音防止構造を団地等の給水、給湯配管系統に適用することにより、ウォーターハンマー現象による騒音を大幅にかつ低いコストで軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサヤ管付送液配管の打撃音防止構造の一構成例の断面図である。
【図２】本発明に係るサヤ管付送液配管の打撃音防止構造の別の構成例の断面図である。
【図３】図１及び図２に示すサヤ管付送液配管の打撃音防止構造の部分断面斜視図である。
【図４】図１に示すサヤ管付送液配管の打撃音防止構造を適用した給湯水配管の斜視図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ従来のサヤ管付送液配管の打撃音防止構造を示す長手方向断面図である。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれサヤ管ヘッダー工法で施工したサヤ管付送液配管の説明図である。
【図７】図６（ａ）及び（ｂ）に示したサヤ管付送液配管の長手方向部分断面図である。
【符号の説明】
１０  本発明に係るサヤ管付送液配管の打撃音防止構造の一実施例
１１  サヤ管
１２  送液管
１３  緩衝材
１５  サヤ管付送液配管の打撃音防止構造の曲がり部
２０  本発明に係るサヤ管付送液配管の打撃音防止構造の別の実施例
２１  緩衝材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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