(57)【要約】【課題】配管表面および成形断熱材間に接着性目地材と接着しない部材を設けることにより、冷間時の管軸方向に生じる収縮を均一にすることを可能とした低温流体輸送装置を提供する。【解決手段】配管１の表面に離型用フィルム層３を設けたあと、割り筒型成形断熱材４を設け、その表面に離型用フィルム層９を設けたあと割り筒型成形断熱材１０を設けて構成する。【効果】前記内外層成形断熱材４，１０の突き合わせ目地部に接着性目地材を用いても、配管に内層成形断熱材４が、また内層成形断熱材４に外層成形断熱材１０が接着することはない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管と、前記配管の外周に積層される成形断熱材とから成る低温流体輸送装置において、前記配管表面および前記成形断熱材間に、成形断熱材の突き合わせ目地部に充填される接着性目地材と接着することのない離型用フィルム層が設けられていることを特徴とする低温流体輸送装置。
【請求項２】
前記配管表面および前記成形断熱材間の少なくともいずれか一方にさらに耐低温性の保護用フィルム層が設けられている請求項１に記載の低温流体輸送装置。
【請求項３】
前記成形断熱材は割り筒型成形断熱材が用いられ、内層成形断熱材の突き合わせ目地部では、円周方向の突き合わせ目地部に接着性目地材が充填され、管軸方向の突き合わせ目地部に圧縮復元性のある目地材が充填され、外層成形断熱材の突き合わせ目地部では、円周方向の突き合わせ目地部に接着性目地材が充填され、管軸方向の突き合わせ目地部には接着性目地材と圧縮復元性のある目地材とが使い分けられて充填されている請求項１または２に記載の低温流体輸送装置。
【請求項４】
前記外層成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部のうち、圧縮復元性のある目地材を充填する目地部は、斜めに突き合わされる目地部とされている請求項３に記載の低温流体輸送装置。
【請求項５】
前記配管の垂直部分では、前記離型用フィルム層のない空白部があり、外層成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部に充填された接着性目地材が前記空白部にて内層側の成形断熱材と接着し、その内層成形断熱材を支持する機能をもたせた請求項１〜４のいずれかに記載の低温流体輸送装置。
【請求項６】
外層成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部に充填された圧縮復元性を有する目地材の表面に、冷間時の外層成形断熱材の低温収縮に追従されるように撓みをもたせた防湿テープが設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の低温流体輸送装置。
【請求項７】
前記離型用フィルム層がポリエチレンフィルム層とされている請求項１〜６のいずれかに記載の低温流体輸送装置。
【請求項８】
前記耐低温性の保護用フィルム層がポリエステルフィルム層とされている請求項１〜７のいずれかに記載の低温流体輸送装置。
【請求項９】
前記配管にインバー鋼が用いられている請求項１〜８のいずれかに記載の低温流体輸送装置。
【請求項１０】
配管表面に離型用フィルム層を形成し、その外周に内層成形断熱材を設け、前記内層成形断熱材の突き合わせ目地部に目地材を充填し、その周囲に離型用フィルム層を形成し、その外周に外層成形断熱材を設け、前記外層成形断熱材の突き合わせ目地部に目地材を充填し、その外周に外装材を設けて構成することを特徴とする低温流体輸送装置の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＮＧ，ＬＰＧ，エチレン，ＬＮ２，ＬＯＸ，ＤＭＥ，エチレングリコール等の極低温流体を扱う低温流体輸送装置およびその施工方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の極低温流体輸送装置として、配管の外周に硬質ウレタンフォーム等の発泡合成樹脂製の割り筒型保冷用成形断熱材を抱き合わせて配設し、その割り筒型成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部および円周方向の突き合わせ目地部に硬質ウレタンフォーム原液を注入し、発泡・固化させて目地充填材を形成し、成形断熱材の外周を金属製ワイヤー、帯体または粘着テープ等で緊縛したあと、防湿材付き金属外装材で被覆したものが知られている（例えば、特開２００２−３９４９５号参照）。
【０００３】
また、配管の外周に設けられる前記断熱構造として、断熱層厚さが７５ｍｍを越える場合、または低温流体温度が−５０℃を下回る場合、前記成形断熱材を２層以上とする多層断熱構造が多用されている。
【０００４】
前記配管には一般にステンレス鋼が使用されている。
上記ステンレス鋼製配管の場合、冷間時の収縮が比較的大きいため、配管路に伸縮継手やループエキスパンション等の収縮緩衝機器の設置が必要とされる。
特に二重管あるいはトンネル・地下等に配管を通す場合、上記収縮緩衝機器の設置工事を伴い、多額な土木費用が加算される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３９４９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の多層断熱構造を適用する場合、目地部に注入した硬質ウレタンフォーム等の発泡合成樹脂により、配管と内層の成形断熱材が、また内層の成形断熱材と外層の成形断熱材が目地部分でそれぞれ接着して一体化されるため、冷間時において特に成形断熱材の管軸方向の自由な収縮が拘束され、その結果として、目地部充填材や成形断熱材に亀裂が生じ、その部分から冷気の対流が起こり、断熱機能の低下を招く不具合がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、配管の外周に成形断熱材を積層してなる低温流体輸送装置において、成形断熱材の目地部に接着性目地材を用いても、配管と成形断熱材が、また内外層成形断熱材同士が接着することがなく、かつ配管路に伸縮継手やループエキスパンション等の収縮緩衝機器を必要としない低温流体輸送装置およびその施工方法を提供することを主たる目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、配管と、前記配管の外周に積層される成形断熱材とから成る低温流体輸送装置において、前記配管表面および成形断熱材間に、成形断熱材の突き合わせ目地部に充填される接着性目地材と接着することのない離型用フィルム層が設けられていることを要旨としている。
【０００９】
上記構成によれば、離型用フィルム層の介在により、配管と内層成形断熱材、内層成形断熱材と外層成形断熱材は、目地部に充填される接着性目地材によって接着されることはない。したがって内外層成形断熱材は自由に収縮し得る状態におかれるので、内層成形断熱材の冷間時における管軸方向の収縮は均一化される。
【００１０】
また、上記構成において、前記外層成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部のうち、圧縮復元性のある目地材を充填する目地部を、斜めに突き合わされる目地部とすることで、その充填目地部による断熱性能の低下を最小限に抑えることができる。
【００１１】
また、前記配管の垂直部分では、離型用フィルム層のない空白部を設け、外層成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部に充填された接着性目地材を前記空白部にて内層側の成形断熱材と接着させることで、内層成形断熱材を支持する機能をもたせることができる。
【００１２】
さらにまた、前記外層成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部に充填された圧縮復元性を有する目地材の表面に撓みをもたせた防湿テープを設けることで、冷間時の外層成形断熱材の低温収縮に追従させることができる。
【００１３】
前記離型用フィルム層としては、ポリエチレンフィルムの使用が挙げられる。このポリエチレンフィルムはポリウレタンと接着しにくいが、耐冷性がなく、低温により劣化する欠点がある。
そこで、前記ポリエチレンフィルム層を施す前にポリエステルフィルムを保護用フィルム層として施し併用するのがよい。このポリエステルフィルムはポリウレタンと接着しやすいが、耐冷性に優れている。
前記保護用フィルム層に用いるポリエステルフィルムの代替材料として、ポリイミドフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルムが挙げられるが、コスト、施工性の点でポリエステルフィルムの使用が好ましい。
【００１４】
また前記ポリエステルフィルムは、冷気の対流防止用フィルムとしても有用である。例えば、内層成形断熱材の目地部からの冷気の対流を防止する目的に使用するのに好適な材料である。
したがって配管に対し、内側にポリエステルフィルム層を、外側にポリエチレンフィルム層とを形成するのが好ましい。
【００１５】
前記成形断熱材の突き合わせ目地部に充填される接着性充填材としては、一般に硬質ポリウレタンフォームが使用されるが、目地部の充填材に接着性充填材を使用することで、管軸方向に突き合わされる多数の断熱成形体が一体化された状態におかれると、冷間時の管軸方向に収縮による空間が生じる不具合がある。
【００１６】
これに対しては、順次に突き合わされる成形断熱材の目地部のうち、例えば、１つ置きの目地部にグラスウールのような圧縮復元性のある充填材を充填することにより、冷間時の管軸方向に収縮による空間を生じさせないようにすることが可能となる。
前記圧縮復元性ある充填材としては、グラスウールに限らず、耐冷性ある他の繊維またはスポンジ等を使用してもよい。
【００１７】
低温流体を輸送する配管は、従来のステンレス鋼製に限らず、近時、注目されているインバー鋼を用いた配管の使用が好ましい。
前記インバー鋼は、鉄・ニッケルの合金のうち、ニッケル含有率３５％〜４２％の合金で、ステンレス鋼とほぼ同等の強度を有する低温特性に優れた材料である。この合金は、その線膨張係数が１．５×１０−６／℃程度と小さく、これは鉄の約１／１０であり、通常は無視することができることから、インバー（Ｉｎｖａｒｉａｂｌｅ  ｓｔｅｅｌ）と名付けられ、その用途としては、例えばメートル器、精密機器等に使用されている。
【００１８】
上記に挙げたインバー鋼を低温流体輸送配管に用いることで、ステンレス配管の収縮を補う手段として必要とされていた伸縮継手やループエキスパンション等の収縮緩衝機器を省くことができ、かつそれに伴う費用の節減を図ることが可能となる。
【００１９】
また、二重管あるいはトンネル、地下等に配管を通す場合に、その断面積を最小で済ませることができ、土木費用の大幅な低減が可能となる。
しかし、インバー鋼は錆が生じやすいという欠点がある。この問題は防錆塗装を行い、この塗装の保護用フィルム層としてポリエステルフィルムを配管に被覆することで解決できる。
上記低温流体輸送装置は、配管表面に離型用フィルム層を形成したあと内層成形断熱材を設け、内層成形断熱材の突き合わせ目地部に目地材を充填し、その外周に離型用フィルム層を形成したあと外層成形断熱材を設け、前記外層成形断熱材の突き合わせ目地部に目地材を充填し、その外周に外装材を設ける施工方法によって構成される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態としては、図１〜図３に示すように、配管１に錆止めを塗布したインバー鋼配管を用い、その表面に、ポリエステルフィルムからなる保護用フィルム層２およびポリエチレンフィルムからなる離型用フィルム層３を順次に施し、その外周に内層成形断熱材４を設け、その目地部に硬質ポリウレタンフォームの目地材５、グラスウールの目地材６を充填し、緊縛材７を掛け、その外周にポリエステルフィルムからなる対流防止用フィルム層８およびポリエチレンフィルムからなる離型用フィルム層９を設け、その外周に外層成形断熱材１０を設け、その目地部に硬質ポリウレタンフォームの目地材１１，１２、グラスウールの目地材１３を充填し、緊縛材１５を掛け、その外周に外装材１８を施して構成する。
【００２１】
【実施例】
図１〜図４に本発明による低温流体輸送装置の一実施例を示す。本実施例は配管にインバー鋼を用いた例である。
図１〜図４において、１はインバー鋼製の配管、２は配管表面に巻き付けたポリエステルフィルムからなる保護用フィルム層、３はその上に巻き付けたポリエチレンフィルムからなる離型用フィルム層であり、その外周に硬質ポリウレタンフォーム製割り筒型の内層成形断熱材４が被覆されている。
【００２２】
前記内層成形断熱材同士の突き合わせ目地部のうち、管の円周方向の突き合わせ目地部には硬質ポリウレタン原液を注入発泡・固化した接着性目地材５が用いられ、一方、冷間時に大きく収縮する傾向のある管軸方向の突き合わせ目地部には、例えばグラスウール等の圧縮復元性を有する目地材６が用いられている。７は配管に抱き合わされた前記成形断熱材４，４を保持する緊縛材である。
【００２３】
上記内層成形断熱材４の外周には、内層成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部からの冷気の対流を防止する目的としてポリエステルフィルムからなる対流防止用フィルム層８が巻き付けられ、その外周に後記する目的として、前記と同様なポリエチレンフィルムからなる離型用フィルム層９が巻き付けられ、その外周に硬質ポリウレタンフォーム製割り筒型の外層成形断熱材１０が被覆されている。
【００２４】
前記外層成形断熱材同士の突き合わせ目地部、即ち、管の円周方向の突き合わせ目地部および管軸方向の突き合わせ目地部には、硬質ポリウレタン原液を注入発泡・固化してなる接着性目地材１１，１２が用いられるが、管軸方向の突き合わせ目地部のうち、配管サポート（図示してない）間の成形断熱材の固定点となり得る間の１箇所の目地部にはグラスウール等の繊維材料を充填してなる圧縮復元性を有する目地材１３が用いられ、さらにその目地材１３の表面に冷間時の外層成形断熱材１０の低温収縮に追従されるように撓みを持たせたＰＥＴフィルムとブチルゴム粘着剤からなる防湿テープ１４が貼り付けられている。
【００２５】
１５は抱き合わされた前記成形断熱材１０，１０を保持する緊縛材、１６，１７は前記目地材１１，１２，１３の表面に貼り合わせたＰＥＴフィルムなどの防湿テープである。１８は前記外層成形断熱材１０の外周を覆う金属外装材である。
【００２６】
上記実施例に示した低温流体輸送装置の構成によれば、金属配管１の表面および内層成形断熱材４と外層成形断熱材１０との間に、現場発泡の硬質ポリウレタンフォームの充填材と接着しない離型用フィルム層３，９が設けられているので、配管１と内層成形断熱材４、内層成形断熱材４と外層成形断熱材１０とは接着せず、それぞれ管軸方向に自由に収縮し得る状態に置かれているので、内外層の成形断熱材間の摩擦は低減し、かつ冷間時に管軸方向に生じる収縮を均一にすることが可能となる。その結果として、冷間時において、現場発泡の硬質ポリウレタンフォームを注入した目地部の充填材や成形断熱材の亀裂発生を皆無とすることができる。
【００２７】
一方、配管に線膨張係数の極めて小さいインバー鋼を使用した構成の低温流体輸送装置によれば、ステンレス鋼の配管路に設けられる伸縮継手やループエキスパンション等の収縮緩衝機器は不要となり、それに要する施工費用の大幅な低減が可能となる。
【００２８】
なお、外層成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部のうち、グラスウール等の繊維材料１３を充填してなる目地部は、ポリウレタンフォームを充填してなる目地部に較べて熱伝導率は高く、断熱性能に劣る部分となる。
そこで、図５に示すように、外層成形断熱材１０において、グラスウール目地材１３を充填してなる目地部を斜めに突き合わさる目地部となし、その目地部の表面部（イ）の下側をグラスウールだけでなく、ポリウレタンフォームもあるようにすれば、グラスウール充填目地部による断熱性能の低下を最小限に抑えることができる。
【００２９】
図６〜図７に、低温流体輸送装置における垂直配管部の実施例を示す。なお、図１〜図４と同一または類似する部材には同じ符号が付されている。
【００３０】
垂直配管部が水平配管部と異なる点は、内外層間に設けられるポリエチレンフィルムの対流防止用フィルム層８およびポリエチレンフィルムの離型用フィルム層９の層部分のうち、外層成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部のうち、グラスウール目地材を充填してなる目地部以外の目地部に当る部位に前記フィルム層のない空白部ａを予め残しておき、目地部に充填した現場発泡の硬質ポリウレタンの充填材１２を内層成形断熱材４に接着させる構造にある。なお、１９はポリウレタンフォーム製のサポートであり、内外層成形断熱材による管軸方向（垂直方向）配列の所要長さ箇所に設けられ、その上の断熱材と配管をそれぞれ支持するものである。
【００３１】
上記構成としない場合、内外層成形断熱材同士は非拘束であり、内層成形断熱材は自重で下りやすい状態（管軸方向の突き合わせ目地部が圧縮復元性のある繊維質断熱材で使用されている）にあるため、成形断熱材が収縮したとき生ずる隙間が上方部位にあるサポートの近くの目地部に集まり、該目地部の幅のみが広がり、目地幅が不均一になる不具合がある。
【００３２】
しかし、上述の構成とした場合、内外層成形断熱材の管軸方向の目地部１つで内層成形断熱材の１つを支えることになるので、圧縮復元性の目地材が充填されている内層成形断熱材が収縮しても、その収縮は各々の目地部で吸収されるので、各目地部での収縮による開きは均一となり、上記の如き不具合は生じない。
【００３３】
なお、図７に示した断熱構造にあっても、外層成形断熱材１０におけるグラスウール充填材１３からなる目地部を斜めに突き合わさる目地部とすることで、その目地部による断熱性能の低下を抑えることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明による低温流体輸送装置の構成によれば、下記の通りの優れた効果が得られる。
〔１〕配管表面および成形断熱材間に、成形断熱材の突き合わせ目地部に充填する接着性目地材と接着しない離型用フィルム層が設けられているため、配管と内層成形断熱材、内層成形断熱材と外層成形断熱材が接着するのを防止し、内外層の成形断熱材をそれぞれ自由に収縮し得る状態におくと共に、収縮時の摩擦を低減させ、それにより冷間時の管軸方向に生じる各成形断熱材の収縮を均一化することができる。
〔２〕また、内層または外層の成形断熱材の管軸方向の突き合わせ目地部に圧縮復元性のある繊維質充填材を使用することにより、冷間時の管軸方向に生じる収縮による空間（亀裂による空間）を生じさせないようにすることができる。
〔３〕さらにまた、配管に線膨張係数の極めて小さいインバー鋼（３５％〜４２％Ｎｉ鋼）を使用することにより、従来のステンレス鋼配管で使用されていた伸縮継手やループエキスパンション等の収縮緩衝機器を省き、それに伴う設備や工事費用の大幅な節減化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す低温流体輸送装置の斜視図である。
【図２】図１のサークル（イ）の部分の断面図である。
【図３】図１のサークル（ロ）の部分の断面図である。
【図４】図１の断面図である。
【図５】目地部の他の実施例を示す断面図である。
【図６】低温流体輸送装置の垂直配管部を示す斜視図である。
【図７】図６の断面図である。
【符号の説明】
１  配管
２  保護用フィルム層
３  離型用フィルム層
４  内層成形断熱材
５  接着性目地材
６  圧縮復元性目地材
７  緊縛材
８  対流防止用フィルム層
９  離型用フィルム層
１０  外層成形断熱材
１１  接着性目地材
１２  接着性目地材
１３  圧縮復元性目地材
１４  防湿テープ
１５  緊縛材
１６  防湿テープ
１７  防湿テープ
１８  金属外装材
１９  サポート
【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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