(57)【要約】【課題】本発明の目的は、金属板の少なくとも一方の面にあらかじめ低放射率塗膜層を備えてなる板金を外装板として使用する被保温構造体の保温構造を提供することにある。【解決手段】本発明の被保温構造体の保温構造は、被保温構造体の外周に設置された保温材及び保温材の外周に設置された板金よりなる外装板から構成される被保温構造体の保温構造において、前記板金が金属板の少なくとも一方の面にあらかじめ低放射率塗膜層を備えてなる構成を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被保温構造体の外周に設置された保温材及び保温材の外周に設置された板金よりなる外装板から構成される被保温構造体の保温構造において、前記板金が金属板の少なくとも一方の面にあらかじめ低放射率塗膜層を備えてなる構成を有することを特徴とする被保温構造体の保温構造。
【請求項２】
板金の低放射率塗膜層を備える面の赤外線領域における放射率が０．３０以下である、請求項１記載の被保温構造体の保温構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管、ダクト、タンク等の被保温構造体の外側に設けられる保温材と、その外装に用いられる板金からなる外装板から構成される保温構造に関し、更に詳細には、外装板として少なくとも一方の面に低放射率塗料の塗膜層を備えてなる板金を用いた保温構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温水や蒸気等を使用する施設のタンク、配管等は、外側に保温のための断熱材が巻付けられ、更に、その外側にはそれらを保護する目的で外装のカバーが取付けられている。例えば、配管の場合には、配管の外側に筒状の断熱材を取付け、更に、その外側に長尺金属板を筒状に加工して端部を嵌合可能なようにしたラッキングカバー（特許文献１）を外装材として取付ける方法などが用いられている。
【０００３】
従来の被保温構造体の保温構造の一例として配管の保温構造を図１に示す。図１において、配管（１）の外周には、保温材（２）が設置されており、保温材（２）は所定の間隔で設置されている緊縛材（３）により配管（１）に固定されている。そして、保温材（２）の外周には、保温材（２）を保護する目的で外装板（４）が設置されている。なお、従来の配管の保温構造において、保温材（２）としては、例えば、ロックウール、グラスウール、けい酸カルシウム保温材などが、また、緊縛材（３）としては、例えば鋼線（針金又は番線）、樹脂バンド、アルミテープなどが、更に、外装板（４）に用いられる板金としては、例えばめっき処理、塗装処理が施された鋼板、例えば亜鉛めっき鋼板、アルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム鋼板及びこれらに塗装を施した塗装鋼板などがそれぞれ用いられている。
【０００４】
更に、図２に示す従来の保温構造の他の例では、図１と同様に配管（１）の外周には、保温材（２）が設置されており、保温材（２）は所定の間隔で設置されている緊縛材（３）により配管（１）に固定されており、この外周にさらに第２の保温材（５）が設置されており、第２の保温材（５）は所定の間隔で設置されている第２の緊縛材（６）により保温材（２）に固定されている。そして、第２の保温材（５）の外周には、第２の保温材（５）を保護する目的で外装板（４）が設置されている。なお、保温材（２）、第２の保温材（５）、緊縛材（３）、第２の緊縛材（６）、外装板（４）の材質等は図１に記載する保温構造に準ずるものである。
【０００５】
また、前記のような保温構造について更に保温性を高める方法として、外装板（４）の上から後付けで断熱塗料を塗る方法（例えば、特許文献２）などが従来から提案されているが、こうした断熱塗膜層を追加する方法とは別に、低放射率塗膜層を設けることによる熱放散の低減という考え方もある。
【０００６】
低放射率塗膜層を設けるための低放射率塗料として、例えば、特許文献３には、平均粒子径（Ｄ５０）が１０μｍ以上１２．５μｍ以下かつ厚みが０．０２μｍ以上０．０５μｍ以下である蒸着金属箔と、樹脂と、溶媒とを含み、前記樹脂１００重量部に対し前記蒸着金属箔を１００重量部以上９００重量部以下含み、当該塗料組成物を被塗装物に塗装して形成される塗装物の塗膜が０．５μｍ以上１．５μｍ以下である場合に、前記塗装物の２０°鏡面反射における鏡面光沢度が３００以上かつ可視光領域における正反射率が４０％以上である、塗料組成物が開示されている。また、特許文献４には、空気中の水分によって硬化反応するアルコキシシロキサンをビヒクルの主成分とし、金属粉末と溶剤を混合したものであって、該金属粉末の混合量は、該ビヒクル１００容積部に対して金属粉末が３０〜５０容積部であり、該金属粉末は、アルミニウム粉末、銀粉末、クロム粉末、ニッケル粉末の中から選ばれる１又は複数のものであり、さらに沈降防止剤を混合したことを特徴とする放射熱軽減塗料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−７４１９４号公報
【特許文献２】特開２００７−３１４６４０号公報
【特許文献３】特開２０１２−７７１９８号公報
【特許文献４】特開２０１２−３１３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、従来の保温構造では、保温材（２）または第２の保温材（５）の外周に、単に板金を外装板（４）として設置していたが、このような構成では、外力から保温材（２）または第２の保温材（５）を保護するためには有効であるものの、配管に保温機能が要求される場合において、配管から保温材（２）または第２の保温材（５）の表面にまで伝わってきた内部からの熱は、外装板（４）の表面から放散され易いという欠点がある。また、特許文献２のように保温性を高める目的で、外装板（４）の外表面に後付けで断熱塗装を施す方法については、断熱効果を得るのに十分な厚さの断熱塗膜を得るには数回に分けて塗り重ねる必要があるため多大な労力を必要とし、また、養生期間も必要となるという欠点があった。また、こうした断熱塗装は塗膜を厚くする必要があり（通常３００〜１０００μｍ）、板金の曲げ加工等への追随性確保が困難なため、加工前の板金に断熱塗装を施すことはできず、従って、外装板（４）の内表面にあらかじめ断熱塗装を設けることはできなかった。
更に、特許文献３及び４のような低放射率塗料で外装板（４）の外表面を塗装した場合、配管内の高温流体の温度が同じでも、外表面は従来の板金の外表面よりも高い表面温度を示すことになり、保温構造体の表面温度が高い場合、通常の省エネ診断では内部からの熱エネルギーの漏洩が大きいと判断されることになる。このため、低放射率塗装の省エネ効果はあまり認知されておらず普及していない。しかし、この場合の表面温度の上昇は、外装の板金に伝わった熱が低放射率塗膜により放散しにくくなるため熱放散による冷却が進まないことを示しているのであって、熱エネルギーの漏洩はかえって小さくなっている。また、外装板（４）の内表面へ低放射率塗料を塗装することについては、保温構造への応用及び効果に対する知見が無く、これまで検討されてこなかった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、金属板の少なくとも一方の面にあらかじめ低放射率塗膜層を備えてなる板金を外装板として使用する被保温構造体の保温構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明は、被保温構造体の外周に設置された保温材及び保温材の外周に設置された板金よりなる外装板から構成される被保温構造体の保温構造において、板金が金属板の少なくとも一方の面にあらかじめ低放射率塗膜層を備えてなる構成を有することを特徴とする被保温構造体の保温構造を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、施工現場で簡易な方法により設置することができ、かつ低放射率塗膜層による省エネ効果を有する被保温構造体の保温構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】配管の保温構造の一例を示す概略図である。
【図２】配管の保温構造の他の例を示す概略図である。
【図３】実施例において、保温効果を検証する測定に用いた配管の保温構造の供試体の模式図（断面図）である。
【図４】図３に示す構成の側面図である。
【図５】実施例において、保温効果を検証するための測定装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の被保温構造体の保温構造は、被保温構造体の一例として配管を用いた図１または２に示すような保温構造に適用することができ、外装体として、金属板の少なくとも一方の面にあらかじめ低放射率塗膜層を備えてなる板金を使用するところに特徴がある。
【００１４】
例えば、図１において、配管（１）の外周には、保温材（２）が設置されており、保温材（２）は、所定の間隔で設置されている緊縛材（３）により配管（１）に固定することができる。なお、保温材（２）は、所定の形状に分割して既存の配管（１）に設置するのが通常である。ここで、保温材（２）としては、例えばロックウール、グラスウール、けい酸カルシウム保温材などを用いることができる。また、保温材（２）は、配管（１）に設置し易いように、所定の形状に分割したものを設置することもできる。なお、緊縛材（３）を用いる場合、例えば鋼線（針金又は番線）、樹脂バンド、アルミテープ等を用いることができる。そして、保温材（２）の外周には、外装板（４）が設置されている。ここで、保温材（２）および外装板（４）は、図１では直管の形状に合わせた直線形状、すなわち、円筒形状となっているが、曲面形状や分岐形状などの配管の形状、あるいは平面的なタンクなどの形状に合わせて様々な形状とすることができる。
【００１５】
本発明の被保温構造体の保温構造では、外装板（４）を構成する板金として、金属板の少なくとも一方の面にあらかじめ低放射率塗膜層を有する構成のものを使用する。ここで、板金を構成する金属板としては、例えば鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム鋼板等を用いることができる。また、低放射率塗膜層は、微細な金属箔あるいは金属粉末を塗膜形成用の樹脂等に多量に添加、分散させた低放射率塗料より形成される塗膜層であり、例えば、サーモレジンＳＶ６００、ＳＶ３００［中外商工（株）製］、ＴＳ−２００シルバー［オキツモ（株）製］等を用いて形成することができる。ここで、低放射率塗膜層の膜厚は、１０〜４０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍの範囲内である。ここで、低放射率塗膜層の膜厚が１０μｍより薄いと十分な省エネ効果が得られず、４０μｍより厚いと板金を曲げ加工する際に塗膜にひび割れ等が生じ易くなるために好ましくない。なお、低放射率塗膜層は、金属板表面に直接低放射率塗料を塗布することにより設けることができるが、必要に応じて金属板表面にプライマー等の下塗り材を塗布して下塗り層を設け、その表面に低放射率塗料を塗布することにより設けることもできる。下塗り層を設けることにより、耐食性を向上させたり、低放射率塗膜層の金属板への密着性をより高めたりすることができる。なお、下塗り材は特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系等、公知・慣用の下塗り材を用いることができる。下塗り材の塗膜の膜厚は、５〜３０μｍ、好ましくは１０〜２５μｍの範囲内である。
【００１６】
本発明の保温構造において、外装板として用いる板金の低放射率塗膜層を設けた面の赤外線領域における放射率は、０．３以下であることが好ましく、０．２以下であることがより好ましい。この放射率が０．３を超えると、熱放散の低減が不十分となり、期待する省エネ効果を得ることが難しい。
【００１７】
なお、低放射率塗料、下塗り材の金属板への塗布方法は特に限定されるものではなく、例えばロールコーターによる塗装、吹付塗装や、金属板の両面に低放射率塗料、下塗り材を塗布する場合には、ディッピング塗装などを採用することもできる。
【００１８】
なお、図１に示す被保温構造体の保温構造では、保温材（２）の一層構造、図２では、保温材（２）及び第２の保温材（５）の二層構造として示したが、保温材の構成は、これらに限定されるものではなく、目的に応じて三層以上の多層構造とすることができる。
【００１９】
また、上述のように、本発明の被保温構造体の保温構造を、被保温構造体として配管を用いた場合について説明したが、被保温構造体としてダクトやタンクを使用する保温構造に適用できることは勿論である。
【実施例】
【００２０】
次に、本発明の被保温構造体の保温構造を実施例により更に具体的に説明する。
図１に準じ、配管（１）として外径１１４．３ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ（呼び径：１００Ａ）、長さ１１００ｍｍの炭素鋼鋼管を用い、保温材（２）として内径が配管（１）の外径と同寸法で、長さ６１０ｍｍ、肉厚３０ｍｍのけい酸カルシウム保温筒（円筒を二分割にしたもの）で配管（１）を挟み込み、緊縛材（３）として１２番のなまし番線を用いて、保温材（２）を配管（１）に固定した。なお、保温材（２）は配管（１）の長さ方向全体を覆うように取り付け、配管（１）の端部からはみ出した部分は切断した。次に、外装板（４）として以下に記載する４種の金属板からなり、あらかじめ保温材（２）の外径に合わせて筒状に加工した板金を使用し、保温材（２）の外表面に設置した後、端部の折り返し（ハゼ折り）を重ねて圧着することにより固定し、被保温構造体の保温構造の供試体を作製した。
【００２１】
外装板（４）に使用する板金の材質：
板金（ａ）：アルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板、板厚０．３ｍｍ（ＪＩＳ  Ｇ  ３３１８）に以下の塗装を施したもの
外表面
下塗り：エポキシ系プライマー（厚さ：約２０μｍ）
上塗り：オキツモＴＳ−２００シルバー［オキツモ（株）製］（厚さ：約１５μｍ）
裏面
下塗り：エポキシ系プライマー（厚さ：約２０μｍ）
上塗り：ポリエステル系塗料（厚さ：約１０μｍ）
板金（ｂ）：アルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板、板厚０．３ｍｍ（ＪＩＳ  Ｇ  ３３１８）に以下の塗装を施したもの
外表面・裏面
下塗り：エポキシ系プライマー（厚さ：約２０μｍ）
上塗り：オキツモＴＳ−２００シルバー［オキツモ（株）製］（厚さ：約１５μｍ）
板金（ｃ）：ＪＦＥカラーエコガル［ＪＦＥ鋼板（株）製］、板厚０．３ｍｍ、色シルバー（ＪＩＳ  Ｇ  ３３１８：塗装溶融亜鉛−５％アルミニウム合金めっき鋼板）
板金（ｄ）：板金（ｃ）の劣化想定品
板金（ｃ）の長期使用による劣化を模すために、板金（ｃ）の外表面側の塗装を♯１００番のサンドペーパーで塗装のツヤがなくなる程度に擦ったもの
なお、外装板（４）として、板金（ａ）を使用した保温構造の供試体を本発明品１とし、板金（ｂ）を使用した保温構造の供試体を本発明品２とし、板金（ｃ）を使用した保温構造の供試体を比較品１とし、板金（ｄ）を使用した保温構造の供試体を比較品２とする。
【００２２】
上述のような構成を有する本発明品１及び２並びに比較品１及び２の供試体について、以下に説明するようにして保温効果を測定した。すなわち、図３ないし５に示すように、台座（１０）に供試体（９、９’）を設置し、外装板（４）の外側上部中央と、配管（１）の内部の略対向する位置に温度測定用の熱電対（１１、１２）を設置し、熱電対（１１、１２）をデータロガー（１３）［グラフテック（株）製：ＧＬ２４０］に接続して測定温度を記録できる構成とした。次に、配管（１）の内部中心に、筒状に丸めたシリコンラバーヒーター（７）［アズワン（株）製：５００ｍｍ×３００ｍｍ］を設置し、供試体の両側面には、保温材（８）を充填した。なお、シリコンラバーヒーター（７）には温度制御装置（１４）が接続されており、配管（１）の内部を所定の温度に制御できる構成とした。また、温度制御装置（１４）［（株）ヤガミ製：ＹＤ−１５Ｎ］には、消費電力計（１５）［サンワサプライ（株）製：ＴＡＰ−ＴＳＴ８Ｎ］を接続して消費電力を測定できる構成とした。なお、以下の試験では、図５に示すように、本発明品１または２の供試体（９）１本と、比較品１または２の供試体（９’）１本の計２本を平行に設置して同時に試験する方法をとり、周囲温度を室温（２３±３℃）として消費電力を計測し、消費電力の削減量を保温効果として表示した。
【００２３】
測定試験の具体的方法は以下の通りである：
ａ）まず、本発明品と比較品の供試体各１本（９、９’）を図５に示すとおり平行に設置して測定装置を組み、温度制御装置（１４）の設定値を１５０℃（または１２０℃）にセットしてから同時に配管内に設置してあるシリコンラバーヒーター（７）による加熱を開始し、供試体の外装板に設置した熱電対（１１）と配管内側に設置した熱電対（１２）を使って、各部の温度を１秒間隔でデータロガー（１３）に記録した；
ｂ）温度制御が安定した状態になったことを確認してから、消費電力計（１５）により管内の温度を設定値どおりに保つために使われた電力の測定を開始した；
ｃ）安定した状態で２４時間継続して測定を行ったのち、測定値を集計して試験結果とした。なお、再現性を確認するために、同じ供試体の組み合わせで３〜４回反復して測定試験を行った。得られた結果を以下の表１ないし５に記載する。
【００２４】
また、前記測定試験中に、外装板（４）の赤外線領域における放射率について測定を行った：
まず、外装板（４）の外表面の温度を接触式温度計［足立計器（株）：ＨＡ−２００Ｅ］で測定し、つづいてその測定位置と同じ位置を赤外線カメラ［日本アビオニクス（株）製：測定波長８〜１４μｍ］で撮影して、赤外線カメラの表示温度が、接触式温度計の測定値と同じとなるように赤外線カメラの放射率の設定を調整した。この操作を数回反復し、接触式温度計と赤外線カメラの温度測定値がほぼ同じ値となった時の赤外線カメラの放射率の設定値を供試体表面の放射率とした。なお、放射率測定時の供試体の外表面温度は約４０℃であった。得られた結果を以下に記載する：
【００２５】
放射率測定結果
本発明品１  本発明品２    比較品１    比較品２
放射率    ０．２６    ０．２６      ０．７５    ０．７９
なお、この放射率測定結果は、外表面における測定値であるため、外装板の外表面のみに低放射率塗膜を設けた本発明品１と、外装板の両面に低放射率塗膜を設けた本発明品２との間に有意の差異は認められなかった。
【００２６】
【表１】
2019027555.tif 000003
【００２７】
【表２】
2019027555.tif 000004
【００２８】
【表３】
2019027555.tif 000005
【００２９】
【表４】
2019027555.tif 000006
【００３０】
【表５】
2019027555.tif 000007
【００３１】
上記試験結果より、被保温構造体の保護構造において、外装板を構成する板金の少なくとも一方の面を低放射率塗膜層とすることにより、消費電力を削減することができることが判る。また、表２、４及び５からは、板金の外表面のみに低放射率塗膜層を設置するよりも、両面に低放射率塗膜層を設置する方が消費電力の削減効果が大きいことが判る。また、表３〜５より、保温構造の外装板がある程度劣化している場合には、本発明品による改修を実施する省エネ効果がより大きいことが判る。
【符号の説明】
【００３２】
１  配管、２  保温材、３  緊縛材、４  外装板、５  第２の保温材、６  第２の緊縛材、７  シリコンラバーヒーター、８  保温材、９、９’  供試体、１０  台座、１１  、１２  熱電対、１３  データロガー、１４  温度制御装置、１５  消費電力計
【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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