(57)【要約】【課題】熱が加わり熱膨張しても、内管と外管との間の応力を緩和することができる断熱配管を提供する。【解決手段】実施形態に係る断熱配管１は、管状の外管２０と、外周面が外管２０の内周面に対向するように、外管２０の内部に配置された管状の内管３０と、中央部に貫通穴１５が形成された環状でシート状のシート部材１０であって、シート部材１０における貫通穴１５の周縁は内管３０の外周面に接合し、シート部材１０における外側の周縁は外管２０の内周面に接合したシート部材１０と、を備え、外管２０と、内管３０と、複数のシート部材１０とで囲われる空間は減圧され、シート部材１０は、折り曲げ可能であり、シート部材１０には、捩り折りされるような山折りの折り目及び谷折りの折り目が形成され、内管３０に熱が加わった場合に、内管３０の熱変形に応じて、シート部材１０が捩り折りされるように変形する。【選択図】図２
2018105354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の外管と、
外周面が前記外管の内周面に対向するように、前記外管の内部に配置された管状の内管と、
中央部に貫通穴が形成された環状でシート状のシート部材であって、前記シート部材における前記貫通穴の周縁は前記内管の外周面に接合し、前記シート部材における外側の周縁は前記外管の内周面に接合した前記シート部材と、
を備え、
前記外管と、前記内管と、複数の前記シート部材とで囲われる空間は減圧され、
前記シート部材は、折り曲げ可能であり、
前記シート部材には、捩り折りされるような山折りの折り目及び谷折りの折り目が形成され、
前記内管に熱が加わった場合に、前記内管の熱変形に応じて、前記シート部材が捩り折りされるように変形する、
断熱配管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱配管に関するものであり、例えば、断熱手段として、減圧空間を用いた断熱配管に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内管と外管との間の空間が減圧された断熱配管が記載されている。特許文献１の断熱配管では、内管及び外管の熱膨張差による長手方向の寸法差を吸収するために、外管にベローズが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６６６２７５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】三谷  純、“三谷のＷｅｂページ  折り紙研究ノート”、［ｏｎｌｉｎｅ］、最終更新日２０１３年５月６日、［平成２８年１２月２１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://mitani.cs.tsukuba.ac.jp/origami/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、断熱配管における内管の温度が高くなると、内管は、長手方向及び径方向に膨張する。特許文献１に記載された断熱配管のべローズは、内管の膨張による長手方向の寸法差を吸収することができる。しかしながら、当該べローズは、内管の膨張による拡径、すなわち、内管の半径方向の寸法変化を吸収することはできない。したがって、内管と外管とを接続する部分に応力が発生する。このような断熱配管の接続部分に発生する応力は、繰り返し使用されるうちに、内管及び外管の剥がれを引き起こす。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、断熱配管に熱が加わり熱膨張しても、内管と外管との間の応力を緩和することができる断熱配管を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る断熱配管は、管状の外管と、外周面が前記外管の内周面に対向するように、前記外管の内部に配置された管状の内管と、中央部に貫通穴が形成された環状でシート状のシート部材であって、前記シート部材における前記貫通穴の周縁は前記内管の外周面に接合し、前記シート部材における外側の周縁は前記外管の内周面に接合した前記シート部材と、を備え、前記外管と、前記内管と、複数の前記シート部材とで囲われる空間は減圧され、前記シート部材は、折り曲げ可能であり、前記シート部材には、捩り折りされるような山折りの折り目及び谷折りの折り目が形成され、前記内管に熱が加わった場合に、前記内管の熱変形に応じて、前記シート部材が捩り折りされるように変形する。このような構成により、断熱配管に熱が加わり熱膨張しても、内管と外管との間の応力を緩和することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、熱が加わり熱膨張しても、内管と外管との間の応力を緩和することができる断熱配管を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る断熱配管を例示した断面図である。
【図２】（ａ）は、実施形態に係る断熱配管において、シート部材を例示した平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すシート部材が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。
【図３】（ａ）は、捩り折りを例示した展開図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す展開図が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。
【図４】（ａ）は、捩り折りを例示した展開図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す展開図が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。
【図５】（ａ）は、捩り折りを例示した展開図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す展開図が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。
【図６】（ａ）は、捩り折りを例示した展開図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す展開図が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。
【図７】（ａ）は、正三角形のシートを用いた捩り折りを例示した展開図であり、（ｂ）は、正六角形のシートを用いた捩り折りを例示した展開図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る断熱配管において、シート部材が捩り折りされた状態に移行する過程を例示した斜視図である。
【図９】（ａ）は、実施形態の変形例１に係る断熱配管において、シート部材を例示した平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すシート部材が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。
【図１０】実施形態の変形例２に係る断熱配管において、シート部材を例示した平面図である。
【図１１】実施形態の変形例３に係る断熱配管において、シート部材を例示した平面図である。
【図１２】実施形態の変形例４に係る断熱配管において、シート部材を例示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１１】
（実施形態）
実施形態に係る断熱配管を説明する。まず、実施形態に係る断熱配管の構成を説明する。図１は、実施形態に係る断熱配管を例示した断面図である。図２（ａ）は、実施形態に係る断熱配管において、シート部材を例示した平面図である。図１及び図２（ａ）に示すように、本実施形態に係る断熱配管１は、シート部材１０、外管２０及び内管３０を備えている。
【００１２】
外管２０は、管状である。外管２０は、外周面２０ａ及び内周面２０ｂを有している。外管２０は、材料として、例えば、ステンレス等の金属材料を含んでいる。外管２０は、ＳＵＳ３０４等のステンレスを含んでもよい。なお、外管２０は、金属材料以外の材料を含んでもよい。
【００１３】
外管２０の延在方向に直交する断面は、例えば、円形状である。なお、外管２０の延在方向に直交する断面は、楕円等の円形状以外の形状でもよい。ここで、断熱配管１を説明するために、ＸＹＺ直交座標軸を導入する。外管２０の延在方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に直交する面内において、一方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。
【００１４】
外管２０は、筒状の管、または、ある程度変形するホース状の管でもよい。筒状の外管２０の場合及びホース状の外管２０を延在方向に延ばした場合には、外管２０は、延在方向に延びた中心軸Ｌを有している。その場合には、中心軸Ｌは、Ｚ軸方向に延びている。外管２０の内周面２０ｂの内径は、φＴ１１となっている。
【００１５】
内管３０は、管状である。内管３０は、外周面３０ａ及び内周面３０ｂを有している。内管３０は、材料として、例えば、ステンレス等の金属材料を含んでいる。内管３０は、ＳＵＳ３０４等のステンレスを含んでもよい。なお、内管３０は、金属材料以外の材料を含んでもよい。
【００１６】
内管３０の延在方向に直交する断面は、例えば、円形状である。なお、内管３０の延在方向に直交する断面は、楕円等の円形状以外の形状でもよい。内管３０は、筒状の管、または、ある程度変形するホース状の管でもよい。例えば、内管３０の外周面３０ａの外径は、φＳ１１となっている。
【００１７】
内管３０は、外管２０の内部に配置されている。内管３０は、内管３０の外周面３０ａが外管２０の内周面２０ｂに対向するように配置されている。筒状の内管３０の場合及びホース状の内管３０を延ばした場合に、内管３０は、外管２０の中心軸Ｌと同一になるように、同心円状に配置されてもよい。
【００１８】
シート部材１０は、シート状の部材である。シート部材１０は、一方の面１０ａ及び他方の面１０ｂを有している。シート部材１０は、中央部に一方の面１０ａから他方の面１０ｂまで貫通した貫通穴１５が形成されている。よって、シート部材１０は、環状となっている。シート部材１０は、材料として、例えば、ステンレス等の金属材料を含んでいる。シート部材１０は、特に、ＳＵＳ３０４等のステンレスを含むことが好ましい。なお、シート部材１０は、金属材料以外の材料を含んでもよい。
【００１９】
シート部材１０の貫通穴１５を一方の面１０ａまたは他方の面１０ｂ（以下、一方の面１０ａ及び他方の面１０ｂをまとめてシート面という。）に直交する方向から見た形状は、例えば、円形状となっている。例えば、貫通穴１５の内径は、φＳ１１となっている。なお、貫通穴１５をシート面に直交する方向から見た形状は、楕円等の円形状以外の形状でもよい。
【００２０】
シート部材１０の外形をシート面に直交する方向から見た形状は、円形状となっている。この場合には、シート部材１０は、円環状となっている。例えば、シート部材１０の外径は、φＴ１１となっている。なお、シート部材１０の外形をシート面に直交する方向から見た形状は、楕円等の円形状以外の形状でもよい。
【００２１】
シート部材１０は、外管２０の内部に配置されている。シート部材１０のシート面に直交する方向が、外管２０の延在方向に沿うように、シート部材１０は、外管２０の内部に配置されている。そして、シート部材１０における外側の周縁１０ｃは外管２０の内周面２０ｂに接合している。一方、内管３０は、シート部材１０の貫通穴１５の内部に挿入されている。シート部材１０のシート面に直交する方向が、内管３０の延在方向に沿うように、内管３０は、貫通穴１５に挿入されている。シート部材１０における貫通穴１５の周縁１０ｄは内管３０の外周面３０ａに接合している。このように、シート部材１０は、外管２０と内管３０の間に配置されている。シート部材１０は、外管２０と内管３０とを支持している。
【００２２】
シート部材１０は、外管２０及び内管３０との間に、外管２０及び内管３０の延在方向に間隔を空けて、複数個配置されている。よって、断熱配管１には、外管２０と、内管３０と、複数のシート部材１０とで囲まれた断熱空間５０が形成されている。断熱空間５０は、例えば、ポンプ、吸着剤等で減圧された空間である。なお、断熱空間５０は、減圧された空間に限らない。断熱空間５０は、熱伝導を抑制することができれば、断熱材等の部材を含んだ空間でもよい。
【００２３】
シート部材１０は、折り曲げ可能である。シート部材１０には、捩り折りされるような山折りの折り目１１及び谷折りの折り目１２が形成されている。
【００２４】
ここで、捩り折りについて説明する。捩り折りは、例えば、非特許文献１に記載されているように、紙をひねって折りたたむ構造をし、完全に折りたたむと平坦になる折り方であって、紙が互いに重なり合ってループするように折る折り方をいう。
【００２５】
図３（ａ）は、捩り折りを例示した展開図である。図３（ａ）に示すように、正方形ＥＦＧＨのシート１００の表面１００ａにおいて、中央部に、正方形ＡＢＣＤの山折りの折り目１１１が形成されている。山折りの折り目１１１とは、シート１００を折り目１１１に沿って折ったとき、折り目１１１の線が外側になる折り目をいう。一方、谷折りの折り目１１２とは、シート１００を折り目１１２に沿って折ったとき、折り目１１２の線が内側になる折り目をいう。シート１００の表面１００ａにおいて、山折りの折り目１１１は、シート１００の裏面１００ｂから見れば、谷折りの折り目１１２となる。本実施形態における図において、山折りの折り目１１１を実線で示し、谷折りの折り目１１２を点線で示している。
【００２６】
正方形ＡＢＣＤは、正方形ＥＦＧＨのシート１００の表面１００ａに平行な面内において、所定の角度、例えば、４５°回転した形状となっている。したがって、正方形ＥＦＧＨのシート１００の表面１００ａの中央部分に、正方形ＡＢＣＤがひし形に見えるような形状で配置されている。
【００２７】
ここで、捩り折りを説明するために、ＸＹ直交座標軸系を導入する。正方形ＥＦＧＨの辺ＥＨ及び辺ＦＧが延びる方向をＸ軸方向とし、頂点Ｅから頂点Ｈに向かう方向、及び、頂点Ｆから頂点Ｇに向かう方向を＋Ｘ軸方向、その逆方向を−Ｘ軸方向とする。また、辺ＦＥ及び辺ＧＨが延びる方向をＹ軸方向とし、頂点Ｆから頂点Ｅに向かう方向、及び、頂点Ｇから頂点Ｈへ向かう方向を＋Ｙ軸方向、その逆方向を−Ｙ軸方向とする。
【００２８】
正方形ＡＢＣＤの対角線ＣＡはＹ軸に平行であり、頂点Ｃから頂点Ａに向かう方向が＋Ｙ軸方向となっている。対角線ＢＤはＸ軸方向に平行であり、頂点Ｂから頂点Ｄに向かう方向が＋Ｘ軸方向となっている。正方形ＡＢＣＤの各頂点から、正方形ＥＦＧＨの各辺に対して、折り目が形成されている。
【００２９】
頂点Ａから辺ＥＨに下した垂線ＡＩ、頂点Ｂから辺ＦＥに下した垂線ＢＪ、頂点Ｃから辺ＦＧに下した垂線ＣＫ、頂点Ｄから辺ＧＨに下した垂線ＤＬは、山折りの折り目１１１となっている。ここで、点Ｉ、点Ｊ、点Ｋ、点Ｌは、それぞれ、辺ＥＨ、辺ＦＥ、辺ＦＧ、辺ＧＨと、垂線ＡＩ、垂線ＢＪ、垂線ＣＫ、垂線ＤＬとの交点である。
【００３０】
頂点Ａから辺ＧＨに下した垂線ＡＭ、頂点Ｂから辺ＥＨに下した垂線ＢＮ、頂点Ｃから辺ＦＥに下した垂線ＣＯ、頂点Ｄかた辺ＦＧに下した垂線ＤＰは、谷折りの折り目１１２となっている。ここで、点Ｍ、点Ｎ、点Ｏ、点Ｐは、それぞれ、辺ＧＨ、辺ＥＨ、辺ＦＥ、辺ＦＧと、垂線ＡＭ、垂線ＢＮ、垂線ＣＯ、垂線ＤＰとの交点である。
【００３１】
したがって、頂点Ａから延びる山折りの折り目１１１は、対角線ＢＤに直交し、頂点Ａから延びる谷折りの折り目１１２は、対角線ＢＤに平行となっている。頂点Ｂから延びる山折りの折り目１１１は、対角線ＢＤに平行であり、頂点Ｂから延びる谷折りの折り目１１２は、対角線ＢＤに直交している。このように、各頂点から延びる山折りの折り目１１１及び谷折りの折り目１１２は、対角線ＢＤに直交または平行となっている。
【００３２】
なお、展開図の頂点に注目すると、１つおきの内角の和が１８０°になっている（川崎定理）。例えば、図３（ａ）に示すように、頂点Ａに注目すると、正方形ＡＢＣＤの内部から反時計回りに９０°、４５°、９０°、１３５°であり、１つおきの内角の和が、１８０°になっている。
【００３３】
すなわち、シート１００の中央部に山折りの折り目１１１によって形成された正方形ＡＢＣＤの頂点に注目すると、隣り合う折り目の間の角度を内角とした場合に、頂点を囲む１つおきの内角の和が１８０°となっている。具体的には、頂点Ａについては、反時計回りに、∠ＢＡＤ、∠ＤＡＭ、∠ＭＡＩ、∠ＩＡＢは、９０°、４５°、９０°、１３５°であり、１つおきの内角の和の、∠ＢＡＤ＋∠ＭＡＩ、及び、∠ＤＡＭ＋∠ＩＡＢは、１８０°になっている。
【００３４】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す展開図が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。図３（ｂ）に示すように、シート１００に形成された展開図の折り目のとおりに折りたたむと、シート１００を捩り折りすることができる。捩り折りされた状態における正方形ＡＢＣＤは、捩り折りされる前の展開図の状態に対して、シート１００の表面１００ａに平行な面内で、反時計回りに９０°回転する。このようにして、シート１００を捩り折りすることができる。
【００３５】
図４（ａ）は、捩り折りを例示した展開図である。図４（ａ）に示す展開図において、長方形Ｅ１・Ｆ１・Ｆ２・Ｅ２のシート２００の中央部には、正方形Ａ１・Ｂ１・Ｃ１・Ｄ１及び正方形Ａ２・Ｂ２・Ｃ２・Ｄ２の２つの正方形の山折りの折り目２１１が形成されている。そして、各正方形の頂点から山折りの折り目２１１及び谷折りの折り目２１２が形成されている。
【００３６】
図４（ａ）の展開図は、図３（ａ）に示す展開図をＹ軸に関して鏡映変換し、図３（ａ）に示す展開図の＋Ｘ軸方向側に連結させたものとなっている。したがって、長方形Ｅ１・Ｆ１・Ｆ２・Ｅ２は、Ｈ１（Ｈ２）からＧ１（Ｇ２）に延びた線分を対称軸とする線対称となっている。そして、正方形Ｅ１・Ｆ１・Ｇ１・Ｈ１は、図３（ａ）と同じ展開図となっている。
【００３７】
図３（ａ）と同様に、正方形Ａ１・Ｂ１・Ｃ１・Ｄ１及び正方形Ａ２・Ｂ２・Ｃ２・Ｄ２は、長方形Ｅ１・Ｆ１・Ｆ２・Ｅ２のシート２００の表面２００ａに平行な面内において、所定の角度、例えば、４５°回転した形状となっている。したがって、長方形Ｅ１・Ｆ１・Ｆ２・Ｅ２のシート２００の表面２００ａの中央部に、正方形Ａ１・Ｂ１・Ｃ１・Ｄ１及び正方形Ａ２・Ｂ２・Ｃ２・Ｄ２がひし形に見えるような形状で配置されている。
【００３８】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す展開図が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。図４（ｂ）に示すように、シート２００に形成された展開図の折り目のとおりに折りたたむと、シート２００を捩り折りすることができる。捩り折りされた状態における正方形Ａ１・Ｂ１・Ｃ１・Ｄ１は、捩り折りされる前の展開図の状態に対して、シート２００の表面２００ａに平行な面内で、反時計回りに９０°回転する。一方、捩り折りされた状態における正方形Ａ２・Ｂ２・Ｃ２・Ｄ２は、捩り折りされる前の展開図の状態に対して、シート２００の表面２００ａに平行な面内で、時計回りに９０°回転する。
【００３９】
このようにして、シート２００に形成された２つの小さな正方形Ａ１・Ｂ１・Ｃ１・Ｄ１及び正方形Ａ２・Ｂ２・Ｃ２・Ｄ２をそれぞれ逆方向に捩るように回転させることにより、シート２００を捩るように捩り折りすることができる。
【００４０】
図５（ａ）は、捩り折りを例示した展開図である。図５（ａ）に示す展開図において、長方形Ｅ１・Ｅ４・Ｅ３・Ｅ２のシート３００の中央部には、４つの正方形の山折りの折り目３１１が形成されている。図５（ａ）の展開図は、図４（ａ）に示す展開図をＸ軸に関して鏡映変換し、図４（ａ）に示す展開図の−Ｙ軸方向側に連結させたものとなっている。したがって、長方形Ｅ１・Ｅ４・Ｅ３・Ｅ２は、Ｆ１（Ｆ４）からＦ２（Ｆ３）に延びた線分を対称軸とする線対称となっている。そして、長方形Ｅ１・Ｆ１・Ｆ２・Ｅ２は、図４（ａ）と同じ展開図となっている。このように、正方形を基本とする捩り折りでは、捩り折りの中心となる正方形を、平面上に多数敷き詰め、それらを連結することができる。
【００４１】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す展開図が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。図５（ｂ）に示すように、シート３００に形成された展開図の折り目のとおりに折りたたむと、シート３００を捩り折りすることができる。
【００４２】
図６（ａ）は、捩り折りを例示した展開図である。図６（ａ）では、図３（ａ）に示した展開図において、中央の正方形ＡＢＣＤを回転する角度を変えた場合となっている。例えば、図６（ａ）は、正方形ＥＦＧＨのシート４００の表面４００ａに平行な面内において、正方形ＡＢＣＤを角度θ＝２０°回転させた展開図となっている。この場合でも、展開図の頂点に注目すると、１つおきの内角の和が１８０°になっている。例えば、図６（ａ）に示すように、頂点Ａについては、反時計回りに、∠ＢＡＤ、∠ＤＡＭ、∠ＭＡＩ、∠ＩＡＢは、９０°、２０°、９０°、１６０°であり、１つおきの内角の和の、∠ＢＡＤ＋∠ＭＡＩ、及び、∠ＤＡＭ＋∠ＩＡＢは、１８０°になっている。
【００４３】
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す展開図が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。図６（ｂ）に示すように、シート４００に形成された展開図の折り目のとおりに折りたたむと、シート４００を捩り折りすることができる。正方形ＡＢＣＤを回転させる角度θを小さくすると、折りたたんだ状態において、シート４００の重なる領域が小さくなり、裏面側には、正方形の隙間が生まれる。傾きの角度を変えた捩り折りのパターンでも、連結することができる。そして、平面上に敷き詰めることができる。
【００４４】
シートの中央部に形成される山折りの折り目の形状を正方形とした基本の捩り折りだけでなく、正三角形、正六角形をベースとした捩り折りのバリエーションを形成することもできる。
【００４５】
図７（ａ）は、正三角形ＤＥＦのシート５００を用いた捩り折りを例示した展開図であり、（ｂ）は、正六角形ＧＨＩＪＫＬのシート６００を用いた捩り折りを例示した展開図である。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、正三角形ＤＥＦの中央部に正三角形ＡＢＣの山折りの折り目５１１を含む展開図を用いても、捩り折りすることができるし、正六角形ＧＨＩＪＫＬのシート６００の中央部に正六角形ＡＢＣＤＥＦの山折りの折り目６１１を含む展開図を用いても、捩り折りすることができる。
【００４６】
以上、捩り折りを説明した。このような捩り折りの山折りの折り目及び谷折りの折り目を本実施形態において利用する。図２に戻り、本実施形態の断熱配管１の説明を続ける。
【００４７】
図２（ａ）に示すように、シート部材１０の一方の面１０ａには、貫通穴１５を囲むように、正方形ＡＢＣＤの山折りの折り目１１が形成されている。本実施形態において導入したＸＹＺ直交座標軸のうち、Ｘ軸方向を、正方形ＡＢＣＤの対角線ＢＤの方向とし、点Ｂから点Ｄへ向かう方向を＋Ｘ軸方向、その逆方向を−Ｘ軸方向とする。また、対角線ＣＡの方向をＹ軸方向とし、点Ｃから点Ａに向かう方向を＋Ｙ軸方向、その逆方向を−Ｙ軸方向とする。断熱配管１の延在方向をＺ軸方向とすることは前述したとおりであり、一方を＋Ｚ軸方向、その反対方向を−Ｚ軸方向とする。
【００４８】
正方形ＡＢＣＤは、＋Ｚ軸方向から見て、ひし形となるように、正方形ＡＢＣＤを、ＸＹ平面に平行な面内で４５°傾けて配置されている。＋Ｚ軸方向から見て、山折りの折り目１１により形成された正方形ＡＢＣＤの内部に貫通穴１５が形成されている。例えば、正方形ＡＢＣＤの各辺に貫通穴１５の周縁１０ｄが接している。この場合には、貫通穴１５の周縁１０ｄは、正方形ＡＢＣＤに内接している。
【００４９】
シート部材１０において、正方形ＡＢＣＤの各頂点からシート部材１０の外側の周縁１０ｃに向かって対して山折りの折り目１１が形成されている。しかしながら、本実施形態では、山折りの折り目１１は、シート部材１０の周縁１０ｃまでは延びていない。山折りの折り目１１は周縁１０ｃに向かう途中で終端され、シート部材１０の周縁１０ｃ近傍には形成されない。このように、通常のシートの捩り折りでは、折り目をシートの辺縁まで延ばしているのに対して、本実施形態では、シート部材１０の周縁までは延ばさず、シート部材１０の周縁１０ｃ近傍に折り目が形成されないようにしている。
【００５０】
例えば、頂点Ａから＋Ｙ軸方向に山折りの折り目１１を形成するが、折り目１１は、周縁１０ｃまで達していない。同様に、頂点Ｂから−Ｘ軸方向に折り目１１を形成するが、折り目１１は周縁１０ｃまで達していない。他の頂点の場合も同様に、頂点Ｃから−Ｙ軸方向に折り目１１を形成するが、折り目１１は、周縁１０ｃまで達しておらず、頂点Ｄから＋Ｘ軸方向に折り目１１を形成するが、周縁１０ｃまで達していない。
【００５１】
谷折りの折り目１２についても、頂点Ａから＋Ｘ軸方向に折り目１２を形成するが、折り目１２は周縁１０ｃまで達していない。同様に、頂点Ｂから＋Ｙ軸方向に折り目１２を形成するが、折り目１２は、周縁１０ｃまで達していない。他の頂点の場合も同様に、頂点Ｃから−Ｘ軸方向に折り目１２を形成するが、折り目１２は、周縁１０ｃまで達しておらず、頂点Ｄから−Ｙ軸方向に折り目１２を形成するが、折り目１２は、周縁１０ｃに達していない。
【００５２】
このように、シート部材１０に形成する折り目は、図３（ａ）で示した展開図と異なり、シート部材１０の周縁１０ｃまで達しないようにする。すなわち、シート部材１０の周縁１０ｃ近傍には、折り目１１及び折り目１２を形成しない。周縁１０ｃまで折り目を形成させた場合には、外管２０との接合が困難になる。
【００５３】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すシート部材１０が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。図２（ｂ）に示すように、内管３０に熱が加わって、内管３０が長手方向及び径方向に膨張した場合には、シート部材１０にも熱が加わって、シート部材１０も熱膨張する。シート部材１０の一方の面１０ａには、捩り折りの山折りの折り目１１及び谷折りの折り目１２が形成されている。したがって、内管３０に熱が加わった場合に、内管３０の熱変形に応じて、シート部材１０も熱変形し、シート部材１０が捩り折りされるように変形する。
【００５４】
図８（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る断熱配管１における捩り折りされた状態に移行する過程を例示した斜視図である。図８（ａ）に示すように、捩り折りの山折りの折り目１１及び谷折りの折り目１２が形成されたシート部材１０は、内管３０に熱が加わった場合に、図８（ｂ）に示すように、内管３０の熱変形に応じて、シート部材１０が捩り折りされるように変形する。さらに、内管３０に熱が加わり、内管３０の熱変形が進むと、図８（ｃ）に示すように、シート部材１０が捩り折りされる。これにより、シート部材１０は、温度上昇によって膨張した内管３０及びシート部材１０の変形の大部分を捩り折りで吸収する。
【００５５】
図２（ａ）で示したように、シート部材１０の周縁１０ｃには折り目を形成することができないが、シート部材１０の中央部の捩り折りで熱膨張を吸収する。図２（ｂ）では、変形の前後において、シート部材１０の貫通穴１５の内径がφＳ１１からφＳ１２へ、シート部材１０の外径がφＴ１１からφＴ１２になっている。内径φＳ１２は、内径φＳ１１より大きくなっている（φＳ１１＜φＳ１２）。これに対して、外径φＴ１１と外径φＴ１２は、略同一の長さである（φＴ１１≒φＴ１２）。また、図２（ｂ）では、捩り折りされた状態となる程度に十分に熱膨張した場合、特に、許容できる最大の温度まで加熱し、許容できる最大まで熱膨張した場合のシート部材１０を示している。現実的な変形は、図２（ａ）と、図２（ｂ）との間の中間の状態に変形する。
【００５６】
なお、熱膨張した時に、シート部材１０が捩り折りされるように変形可能な折り目が形成されていれば、厳密に、図２（ａ）で示した山折りの折り目１１及び谷折りの折り目１２の形状でなくてもよい。また、各頂点において、隣り合う折り目の間の角度を内角とした場合に、頂点を囲む１つおきの内角の和が１８０°となっていることが好ましい。さらに、シート部材１０の一方の面１０ａにおいて、山折りの折り目１１の正方形ＡＢＣＤを形成したが、シート部材１０の他方の面１０ｂ、すなわち、断熱空間５０側において、山折りの折り目１１の正方形ＡＢＣＤを形成してもよい。
【００５７】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態の断熱配管１においては、外管２０と内管３０との間に、捩り折りされるような山折りの折り目１１及び谷折りの折り目１２が形成されたシート部材１０が配置されている。よって、内管３０が高温になり、外管２０との間で、熱膨張差による応力が発生しても、シート部材１０が捩り折りされるように変形することによって、発生した応力を緩和させることができる。
【００５８】
具体的には、内管３０が高温になり、外管との間で、断熱配管１の長手方向における寸法差が生じても、シート部材１０が捩り折りされるように変形することによって、長手方向の熱膨張差による応力を緩和させることができる。また、内管３０が拡径し、径方向における寸法に変化が生じても、シート部材１０が捩り折りされるように変形することによって、径方向における熱膨張差による応力を緩和させることができる。
【００５９】
これに対して、例えば、特許文献１に記載された断熱配管は、内管及び外管の熱膨張差による長手方向の寸法差を吸収するために、外管にベローズが設けられている。しかしながら、特許文献１のべローズは、断熱配管の長手方向の寸法差を吸収することができるが、径方向の寸法の変化を吸収することができない。そのため、内管と外管の径の差が大きくなる場合、すなわち、内管と外管の温度差が大きい場合には、二重構造の配管とすることができない。また、内管と外管の径がともに大きい場合にも、べローズの構造上取り付けることができないため、内管及び外管を含む二重構造の配管とすることができない。
【００６０】
これに対して、本実施形態のシート部材１０は、捩り折りされるように変形するため、断熱配管１の長手方向及び径方向の寸法の変化を吸収することができ、長手方向及び径方向に発生した応力を緩和させることができる。また、内管と外管の径がともに大きい場合にも、シート部材を取り付けることができるので、発生した応力を緩和させることができる。
【００６１】
（変形例１）
次に、実施形態の変形例１を説明する。
図９（ａ）は、実施形態の変形例１に係る断熱配管１ａにおいて、シート部材６０を例示した平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すシート部材６０が、捩り折りされた状態を例示した説明図である。図９（ａ）に示すように、本変形例の断熱配管１ａでは、シート部材６０の中央部に形成する山折りの折り目６１の形状を正三角形ＡＢＣとしている。そして、山折りの折り目１１の正三角形ＡＢＣの内部に貫通穴１５が形成されている。
【００６２】
また、頂点Ａから内管３０と反対側の周縁１０ｃに向かう方向に山折りの折り目６１を形成するが、折り目６１は、周縁１０ｃまで到達しないにように形成する。同様に、頂点Ｂから内管３０と反対側の周縁１０ｃに向かう方向に山折りの折り目６１を形成するが、折り目６１は、周縁１０ｃまで到達しないように形成する。頂点Ｃから内管３０と反対側の周縁１０ｃに向かう方向に山折りの折り目６１を形成するが、折り目６１は、周縁１０ｃまで到達しないように形成する。
【００６３】
さらに、頂点Ａから延びる折り目６２を、頂点Ｃから延びた折り目６１に平行に延びるように形成するが、折り目６２は、周縁１０ｃまで到達しないように形成する。頂点Ｂから延びる折り目６２を、頂点Ａから延びた折り目６１に平行に延びるように形成するが、折り目６２は、周縁１０ｃまで到達しないように形成する。頂点Ｃから延びる折り目６２を、頂点Ｂから延びた折り目６１に平行に延びるように形成するが、折り目６２は、周縁１０ｃまで到達しないように形成する。
【００６４】
図９（ｂ）に示すように、内管３０に熱が加わった際に、内管３０及びシート部材６０は熱膨張する。シート部材６０の表面には、捩り折りの山折りの折り目６１及び谷折りの折り目６２が形成されている。そして、内管３０及びシート部材６０が熱膨張することにより、内管３０及びシート部材６０の熱変形に応じて、山折りの折り目６１及び谷折りの折り目６２が捩り折りされるように変形する。
【００６５】
図９（ｂ）では、変形の前後において、シート部材６０の貫通穴１５の内径がφＳ２１からφＳ２２に、シート部材６０の外径がφＴ２１からφＴ２２になっている。内径φＳ２２は、内径φＳ２１より大きくなっている（φＳ２１＜φＳ２２）。これに対して、外径φＴ２１と外径φＴ２２は、略同一の長さである（φＴ２１≒φＴ２２）。図９（ｂ）では、捩り折りされた状態となる程度に十分に熱膨張した場合を示しており、現実的な変形は、図９（ａ）と、図９（ｂ）との間の中間の状態に変形する。
【００６６】
本変形例によれば、シート部材６０の貫通穴１５を囲む折り目１１を三角形とすることができ、シート部材６０における折り目１１の選択の幅を拡げることができる。
【００６７】
（変形例２）
次に、実施形態の変形例２を説明する。
図１０は、実施形態の変形例２に係る断熱配管１ｂにおいて、シート部材７０を例示した平面図である。図１０に示すように、本変形例の断熱配管１ｂでは、シート部材７０に、山折りの折り目７１の正方形を２つ形成し、それぞれの正方形Ａ１・Ｂ１・Ｃ１・Ｄ１及び正方形Ａ２・Ｂ２・Ｃ２・Ｄ２の内部に貫通穴１５が形成されている。そして、各貫通穴１５に内管３０が接合されている。
【００６８】
図４（ａ）に示した展開図と同様に、シート部材７０に形成された２つの正方形の各頂点から周縁１０ｃに向かって山折りの折り目７１及び谷折りの折り目７２が形成されている。しかしながら、山折りの折り目７１及び谷折りの折り目７２を、シート部材７０の周縁１０ｃに形成しないようにしている。
【００６９】
このように、シート部材７０に形成された複数の貫通穴１５に内管３０を接合させるとともに、各貫通穴１５を囲むように、複数の正方形の山折りの折り目７１を形成する。これにより、シート部材７０に、捩り折りされる個所を複数設けることができる。よって、シート部材７０において、熱膨張の吸収を均一にするとともに、熱膨張の吸収を分散させることができる。
【００７０】
（変形例３）
次に、実施形態の変形例３を説明する。
図１１は、実施形態の変形例３に係る断熱配管１ｃにおいて、シート部材８０を例示した平面図である。図１１に示すように、本変形例の断熱配管１ｃでは、シート部材８０に、山折りの折り目８１の正方形を４つ形成し、それぞれの正方形の内部に貫通穴１５が形成されている。そして、各貫通穴１５に内管３０が接合されている。
【００７１】
図５（ａ）に示した展開図と同様に、シート部材８０に形成された４つの正方形の各頂点から周縁１０ｃに向かって山折りの折り目８１及び谷折りの折り目８２が形成されている。しかしながら、山折りの折り目８１及び谷折りの折り目８２を、シート部材８０の周縁１０ｃに形成しないようにしている。
【００７２】
このように、シート部材８０に形成された複数の貫通穴１５に内管３０を接合させるとともに、各貫通穴１５を囲むように、複数の正方形の山折りの折り目８１を形成する。これにより、シート部材８０に、捩り折りされる個所を複数設けることができる。よって、シート部材８０において、熱膨張の吸収をさらに均一にするとともに、熱膨張の吸収をさらに分散させることができる。
【００７３】
（変形例４）
次に、実施形態の変形例４を説明する。
図１２は、実施形態の変形例４に係る断熱配管１ｄにおいて、シート部材９０を例示した平面図である。図１２に示すように、本変形例のシート部材９０は、各折り目と、正方形ＡＢＣＤの各辺との角度を変えた例となっている。図２（ａ）で示したように、実施形態の断熱配管１において、谷折りの折り目１２と正方形の各辺との角度は、４５°であるが、本変形例では、谷折りの折り目９２と正方形の各辺との角度θは、２０°としている。よって、谷折りの折り目９２と正方形の各辺とのなす角に対向した、山折りの折り目９１と正方形の各辺との角度は、川崎定理より、１８０°−２０°の１６０°となっている。周縁１０ｃに向かう山折りの折り目９１及び谷折りの折り目９２は、各変形例と同様に、シート部材９０の周縁１０ｃ近傍に形成されないようにしている。
【００７４】
このように、正方形ＡＢＣＤを回転させる角度θを小さくすることにより、折りたたんだ状態において、重なる領域を小さくすることができる。これにより、変形量を小さくすることができる。
【００７５】
以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
【００７６】
例えば、シート部材に形成する山折りの折り目の形状として、実施形態では、正方形、変形例では正三角形及び正方形としたが、これらに限らず、正六角形でもよい。
【００７７】
また、ここでいう、正方形、正三角形及び正六角形は、厳密な意味で、正方形、正三角形及び正六角形を示すようものではなく、捩り折り可能な範囲内における誤差を含んでいる。すなわち、シート部材を捩り折りすることが可能ならば、シート部材に形成する山折りの折り目の形状を、正方形、正三角形及び正六角形に限らず、矩形、三角形、六角形としてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  断熱配管
１０、６０、７０、８０、９０  シート部材
１０ａ  一方の面
１０ｂ  他方の面
１０ｃ、１０ｄ  周縁
１１、１２、６１、６２、７１、７２、８１、８２、９１、９２  折り目
１５  貫通穴
２０  外管
２０ａ  外周面
２０ｂ  内周面
３０  内管
３０ａ  外周面
３０ｂ  内周面
５０  断熱空間
１００、２００、３００、４００、５００、６００  シート
１００ａ、２００ａ  表面
１００ｂ  裏面
１１１、１１２、２１１、２１２、３１１、３１２、４１１、４１２、５１１、５１２、６１１、６１２  折り目
Ｌ  中心軸
【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】
2018105354.tif 000009
【図８】
2018105354.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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