JP2019173836A - Double structure pipe and manufacturing method of pipeline system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内管及び外管を備えた二重構造管、並びに複数の二重構造管が連結された配管システムの製造方法に関する。 The present invention relates to a double structure pipe having an inner pipe and an outer pipe, and a method for manufacturing a piping system in which a plurality of double structure pipes are connected.
従来、配管における断熱性能の向上が求められている。そのため、内管と外管とを同心に配置した二重管において、一方の端部に雄ねじ部を有する管継手を気密に接合し、反対側の端部に雌ねじ部を有する管継手を気密に接合し、内管及び外管の間の隙間に断熱材を充填したり、その隙間を真空にしたりすることによって、断熱性能を向上させた配管が知られている（特許文献１参照）。 Conventionally, improvement of the heat insulation performance in piping is calculated | required. Therefore, in a double pipe in which an inner pipe and an outer pipe are arranged concentrically, a pipe joint having a male threaded portion at one end is hermetically joined, and a pipe joint having a female threaded portion at the opposite end is hermetically sealed. A pipe having improved heat insulation performance by joining and filling a gap between the inner pipe and the outer pipe with a heat insulating material or by evacuating the gap is known (see Patent Document 1).
しかしながら、そのような二重管では、両端部に接合する雄ねじ部を有する管継手や雌ねじ部を有する管継手を用意する必要があり、それに応じて構成が複雑化し、また、コストが増大するという問題があった。 However, in such a double pipe, it is necessary to prepare a pipe joint having a male thread part joined to both ends and a pipe joint having a female thread part, and accordingly, the configuration becomes complicated and the cost increases. There was a problem.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、断熱機能を有すると共に、簡易な構成とすることができる二重構造管、及びその二重構造管が複数連結された配管システムの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and has a double-structured tube having a heat insulation function and a simple configuration, and a piping system in which a plurality of the double-structured tubes are connected. It aims at providing the manufacturing method of.
上記目的を達成するため、本発明による二重構造管は、内管と、内管の外側に設けられた外管と、内管及び外管の両端側にそれぞれ設けられ、内管及び外管の間に隙間を形成するための２個の環形状のスペーサと、隙間に配置された断熱材と、を備えたものである。
このような構成により、内管と外管との間の隙間に配置された断熱材によって、断熱機能を有するようにすることができる。また、内管と外管との間の隙間を、両端側にそれぞれ設けられた２個の環形状のスペーサによって形成するため、二重構造管の構成を簡易にすることができ、例えば、専用の管継手を気密に接合する場合と比較して、コストを低減することができる。また、内管と外管がスペーサによって直接的にまたは間接的に接続されることにより、外管が二重構造管の強度向上に寄与することになる。その結果、外管が断熱材の保護のためにのみ用いられる二重管と比較して、同強度の配管をより軽量に構成することができるようになる。
In order to achieve the above object, a double-structured tube according to the present invention includes an inner tube, an outer tube provided outside the inner tube, and both ends of the inner tube and the outer tube. Two ring-shaped spacers for forming a gap between them and a heat insulating material arranged in the gap.
With such a configuration, a heat insulating function can be provided by the heat insulating material disposed in the gap between the inner tube and the outer tube. Moreover, since the gap between the inner tube and the outer tube is formed by two ring-shaped spacers provided on both ends, the structure of the double structure tube can be simplified. Compared with the case where the pipe joints are joined in an airtight manner, the cost can be reduced. Further, the inner tube and the outer tube are connected directly or indirectly by the spacer, so that the outer tube contributes to the improvement of the strength of the double structure tube. As a result, compared to a double pipe in which the outer pipe is used only for protection of the heat insulating material, the same strength pipe can be configured to be lighter.
また、本発明による二重構造管では、内管及び外管は、ステンレス鋼管であってもよい。
このような構成により、炭素鋼鋼管を用いた配管と比較して、より薄い厚さで、同程度の強度を確保することができるようになる。その結果、例えば、配管を軽量化することができるようになる。
In the double structure pipe according to the present invention, the inner pipe and the outer pipe may be stainless steel pipes.
With such a configuration, comparable strength can be ensured with a thinner thickness as compared with piping using carbon steel pipe. As a result, for example, the piping can be reduced in weight.
また、本発明による二重構造管では、内管及び外管の厚さは、それぞれ２ｍｍ以下であってもよい。
このような構成により、内管及び外管を薄肉化することができ、二重構造管を軽量化することができる。
In the double structure tube according to the present invention, the inner tube and the outer tube may each have a thickness of 2 mm or less.
With such a configuration, the inner tube and the outer tube can be thinned, and the double structure tube can be reduced in weight.
また、本発明による二重構造管では、内管及び外管の間の隙間は、３０ｍｍ以下であってもよい。
このような構成により、内管及び外管の間の隙間を狭くすることができ、二重構造管の外径をより小さくすることができるようになる。
Moreover, in the double structure pipe | tube by this invention, the clearance gap between an inner pipe and an outer pipe | tube may be 30 mm or less.
With such a configuration, the gap between the inner tube and the outer tube can be narrowed, and the outer diameter of the double structure tube can be further reduced.
また、本発明による二重構造管では、内管の内周面は平滑であってもよい。
このような構成により、例えば、内管の内部を流通する流体の流速を向上させることが可能になる。また、例えば、内管の内周面におけるスケールの発生を防止することができ、内管の実質的な内径がスケールによって減少することを防止することができる。
In the double structure pipe according to the present invention, the inner peripheral surface of the inner pipe may be smooth.
With such a configuration, for example, it is possible to improve the flow rate of the fluid flowing through the inner pipe. In addition, for example, generation of a scale on the inner peripheral surface of the inner tube can be prevented, and the substantial inner diameter of the inner tube can be prevented from being reduced by the scale.
また、本発明による二重構造管では、断熱材は、真空断熱材であってもよい。
このような構成により、より高い断熱性能が得られるようになる。
Further, in the double structure pipe according to the present invention, the heat insulating material may be a vacuum heat insulating material.
With such a configuration, higher heat insulation performance can be obtained.
また、本発明による二重構造管では、真空断熱材は、隙間に沿った曲面形状を有してもよい。
このような構成により、内管と外管との間の隙間において、真空断熱材を隙間なく配設することができるようになる。その結果、より高い断熱性能が得られるようになる。
Moreover, in the double structure pipe | tube by this invention, a vacuum heat insulating material may have a curved surface shape along a clearance gap.
With such a configuration, the vacuum heat insulating material can be disposed without a gap in the gap between the inner tube and the outer tube. As a result, higher heat insulation performance can be obtained.
また、本発明による二重構造管では、スペーサの径方向の幅は均一であり、内管と外管とは、スペーサを介して全周にわたって接続されていてもよい。
このような構成により、内管と外管とがより強固に接続されることになる。その結果、二重構造管の強度をより高めることができるようになる。
Moreover, in the double structure pipe | tube by this invention, the width | variety of the radial direction of a spacer is uniform, and the inner pipe and the outer pipe | tube may be connected over the perimeter via the spacer.
With such a configuration, the inner tube and the outer tube are more firmly connected. As a result, the strength of the double structure tube can be further increased.
また、本発明による二重構造管では、内管の端部には、内管の径方向に広がる鍔部が設けられており、内管の外径より大きく、鍔部の外径より小さい内径を有しており、内管の外側に配置されるリング状部材をさらに備えてもよい。
このような構成により、そのリング状部材を用いて、二重構造管を連結することができるようになる。
Further, in the double structure pipe according to the present invention, the end portion of the inner tube is provided with a flange portion extending in the radial direction of the inner tube, and the inner diameter is larger than the outer diameter of the inner tube and smaller than the outer diameter of the flange portion. And a ring-shaped member disposed outside the inner tube.
With such a configuration, the double-structure tube can be connected using the ring-shaped member.
また、本発明による二重構造管では、リング状部材の鍔部と反対側には、外周側に向けてテーパ面が形成されていてもよい。
このような構成により、例えば、リング状部材のテーパ面に当接するテーパ溝を有するクランプを用いて、二重構造管のリング状部材と、シール部材とを締め付けることによって、複数の二重構造管を連結させることができる。
Moreover, in the double structure pipe | tube by this invention, the taper surface may be formed toward the outer peripheral side on the opposite side to the collar part of a ring-shaped member.
With such a configuration, for example, by using a clamp having a tapered groove that abuts the tapered surface of the ring-shaped member, the ring-shaped member of the double-structured tube and the seal member are tightened to thereby form a plurality of double-structured tubes. Can be linked.
また、本発明による二重構造管では、リング状部材は、一面にテーパ面が形成されている本体部と、本体部の内周側から内管の長手方向に延びる管状部と、を有しており、管状部は、スペーサに固定されていてもよい。
このような構成により、リング状部材とスペーサとが一体的に構成されるため、スペーサを、二重構造管の端部近傍に配置することができるようになる。
Further, in the double structure pipe according to the present invention, the ring-shaped member has a main body part having a tapered surface formed on one surface, and a tubular part extending in the longitudinal direction of the inner pipe from the inner peripheral side of the main body part. The tubular portion may be fixed to the spacer.
With such a configuration, since the ring-shaped member and the spacer are integrally formed, the spacer can be disposed in the vicinity of the end portion of the double structure tube.
また、本発明による二重構造管では、リング状部材は、遊合形フランジであってもよい。
このような構成により、リング状部材である遊合形フランジを、他の遊合形フランジやその他の取付対象に固定して接続させることによって、複数の二重構造管を連結させたり、二重構造管を所定の取付対象に取り付けたりすることができる。
In the double structure pipe according to the present invention, the ring-shaped member may be a loose flange.
With such a configuration, a ring-shaped member, which is a loose flange, is fixedly connected to another loose flange or other mounting object, thereby connecting a plurality of double structure pipes or double A structural tube can be attached to a predetermined attachment object.
また、本発明による配管システムの製造方法は、複数の二重構造管が連結された配管システムの製造方法であって、２個の二重構造管を、鍔部が環形状のシール部材の両端にそれぞれ当接するように突き合わせる工程と、シール部材の両端側の各リング状部材のテーパ面が、円弧状の複数のクランプ片の内側に形成されたクランプ溝のテーパ面に係合するように複数のクランプ片を２個の二重構造管の連結部分に装着し、テーパ溝がテーパ面に圧接するように複数のクランプ片を締付手段によって締め付ける工程と、を備えたものである。
このような構成により、フランジ自体をボルトやナットを用いて固定するのではなく、クランプを用いて複数の二重構造管を連結させるため、連結をより容易に行うことができるようになる。また、そのようにして製造された配管システムは、連結部分を簡単に分解することができるため、メンテナンス性に優れたものとなる。
The pipe system manufacturing method according to the present invention is a pipe system manufacturing method in which a plurality of double-structure pipes are connected to each other. And a taper surface of each ring-shaped member on both ends of the seal member so as to engage with a taper surface of a clamp groove formed inside a plurality of arc-shaped clamp pieces. Mounting a plurality of clamp pieces on a connecting portion of two double structure pipes, and tightening the plurality of clamp pieces by a tightening means so that the tapered groove is pressed against the tapered surface.
With such a configuration, the flange itself is not fixed using bolts or nuts, but a plurality of double-structure pipes are connected using a clamp, so that the connection can be performed more easily. Moreover, since the piping system manufactured in this way can disassemble a connection part easily, it becomes the thing excellent in maintainability.
また、本発明による配管システムの製造方法では、複数のクランプ片及び締付手段を備えたクランプを、配管システムを支持する支持部材に接続する工程をさらに備えてもよい。
このような構成により、配管側の振動が支持部材側に伝わりにくくなり、また逆に、支持部材側の振動も配管側に伝わりにくくなる。２個の二重構造管は、シール部材を介して連結されており、その連結箇所であるクランプの部分で配管システムが支持されているからである。また、通常、配管を固定する際には、配管の伸縮に対応するため、緩く固定することが行われるが、そのようにすると、配管を目的とする位置に保持できないという問題が生じる。一方、配管システムのクランプの部分で支持する場合には、二重構造管の伸縮は、連結部分のシール部材によって吸収することができるため、配管の伸縮への対応と、配管の目的位置への保持とを両立することができるようになる。
Moreover, in the manufacturing method of the piping system by this invention, you may further provide the process of connecting the clamp provided with the some clamp piece and the clamping means to the support member which supports a piping system.
With such a configuration, vibration on the pipe side is hardly transmitted to the support member side, and conversely, vibration on the support member side is also difficult to be transmitted to the pipe side. This is because the two double-structure pipes are connected via a seal member, and the piping system is supported by a clamp portion which is a connecting portion. Normally, when fixing a pipe, it is fixed loosely in order to cope with expansion and contraction of the pipe. However, such a problem arises that the pipe cannot be held at a target position. On the other hand, when supported by the clamp part of the piping system, the expansion and contraction of the double structure pipe can be absorbed by the sealing member of the connecting part. It becomes possible to achieve both holding.
また、本発明による配管システムの製造方法では、シール部材は、第一の材質の第一環状盤と、第一の材質より軟質である第二の材質の第二環状盤とを、第二環状盤が両側となるように積層させた積層構造のシール体を備えてもよい。
このような構成により、第一環状盤によってシール部材の強度を向上させることができ、また、第二環状盤によってシール部材が可撓性を有するようにすることができる。また、配管システムでは、そのような第一及び第二環状盤が積層されたシール部材の端部に二重構造管の端部が当接することになるため、二重構造管が中心軸に対して回転したとしても、その回転を複数の環状盤が少しずつ回転することによって吸収することができ、二重構造管の回転にも対応することができるようになる。
In the method for manufacturing a piping system according to the present invention, the sealing member includes a first annular disc made of the first material and a second annular disc made of the second material that is softer than the first material. You may provide the sealing body of the laminated structure laminated | stacked so that a board | substrate might become both sides.
With such a configuration, the strength of the sealing member can be improved by the first annular disk, and the sealing member can be flexible by the second annular disk. Further, in the piping system, the end of the double structure pipe comes into contact with the end of the seal member in which the first and second annular discs are laminated. Even if it rotates, the rotation can be absorbed by rotating the plurality of annular discs little by little, and the rotation of the double structure tube can be accommodated.
また、本発明による配管システムの製造方法では、第一の材質は金属であり、第二の材質はゴムであってもよい。
このような構成により、金属の第一環状盤によってシール部材の強度を向上させることができ、また、ゴムの第二環状盤によってシール部材に可撓性を持たせることができるようになる。
In the method for manufacturing a piping system according to the present invention, the first material may be a metal, and the second material may be rubber.
With such a configuration, the strength of the seal member can be improved by the metal first annular disk, and the seal member can be made flexible by the rubber second annular disk.
また、本発明による配管システムの製造方法では、金属は、ステンレス鋼であってもよい。
このような構成により、炭素鋼などと比較して、より薄い厚さで、同程度の強度を確保することができるようになる。
In the method for manufacturing a piping system according to the present invention, the metal may be stainless steel.
With such a configuration, comparable strength can be ensured with a thinner thickness compared to carbon steel or the like.
また、本発明による配管システムの製造方法では、シール体は、３個以上の第一環状盤と、４個以上の第二環状盤とが交互に積層された積層構造であってもよい。
このような構成により、シール部材の強度と可撓性とをバランスよく向上させることができるようになる。
In the method for manufacturing a piping system according to the present invention, the sealing body may have a laminated structure in which three or more first annular discs and four or more second annular discs are alternately laminated.
With such a configuration, the strength and flexibility of the seal member can be improved in a balanced manner.
また、本発明による配管システムの製造方法では、シール部材は、シール体の外周面を取り囲む、第一の材質より軟質な材質の筒状部材をさらに備えてもよい。
このような構成により、複数の第一及び第二環状盤を筒状部材によってまとめることができるため、二重構造管の端部をシール部材に当接させる際に、シール部材がばらばらになることを防止でき、配管システムを製造する際の作業性を向上させることができる。また、第一及び第二環状盤の外周側に筒状部材が存在することによって、その積層構造部分において内周側から外周側に流体等が漏れることを防止することができ、シール部材のシール性をより向上させることができる。
In the method for manufacturing a piping system according to the present invention, the seal member may further include a tubular member made of a softer material than the first material surrounding the outer peripheral surface of the seal body.
With such a configuration, since the plurality of first and second annular discs can be combined by the cylindrical member, the seal member is separated when the end of the double structure pipe is brought into contact with the seal member. Can be prevented, and workability when manufacturing the piping system can be improved. In addition, the presence of the cylindrical member on the outer peripheral side of the first and second annular discs can prevent fluid and the like from leaking from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the laminated structure portion. The sex can be further improved.
本発明による二重構造管によれば、内管と外管との間の隙間に配置された断熱材によって、断熱機能を有するようにすることができる。また、内管と外管との間の隙間を、両端側にそれぞれ設けられた２個の環形状のスペーサによって形成するため、二重構造管の構成を簡易にすることができる。さらに、内管と外管がスペーサによって直接的にまたは間接的に接続されることにより、外管が二重構造管の強度向上に寄与するようにできる。また、本発明による配管システムの製造方法では、クランプを用いて二重構造管を連結させることによって、配管システムをより短時間で簡単に製造することができるようになる。 According to the double structure pipe by this invention, it can have a heat insulation function by the heat insulating material arrange | positioned in the clearance gap between an inner pipe and an outer pipe. In addition, since the gap between the inner tube and the outer tube is formed by two ring-shaped spacers provided on both ends, the structure of the double structure tube can be simplified. Further, the inner tube and the outer tube are directly or indirectly connected by the spacer, so that the outer tube can contribute to the improvement of the strength of the double structure tube. Moreover, in the manufacturing method of the piping system by this invention, a piping system can be easily manufactured now in a short time by connecting a double structure pipe | tube using a clamp.
以下、本発明による配管システム、及び二重構造管について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本発明による配管システムは、複数の二重構造管が管継手を介して連結されたものであり、また本発明による二重構造管は、スペーサによって形成された、内管と外管との間の隙間に断熱材が配置されたものである。 Hereinafter, a piping system and a double structure pipe according to the present invention will be described using embodiments. Note that, in the following embodiments, the components given the same reference numerals are the same or equivalent, and repetitive description may be omitted. The piping system according to the present invention is a structure in which a plurality of double-structure pipes are connected via a pipe joint, and the double-structure pipe according to the present invention is formed between an inner pipe and an outer pipe formed by a spacer. A heat insulating material is arranged in the gap.
図１は、本実施の形態による配管システム１００を示す外観図であり、図２は、配管システム１００の連結箇所の拡大図である。図３は、図２におけるIII−III線断面図であり、図４は、図２におけるIV−IV線断面図であり、図５は、図２におけるV−V線断面図であり、図６は、図２におけるVI−VI線断面図である。図７は、クランプ片５２を示す平面図である。図８は、内管１２の端部を示す図である。図９は、シール部材３２を示す平面図であり、図１０は、図９におけるX−X線断面図である。図１１は、シール部材３２の斜視図であり、図１２は、シール体４２の斜視図である。
FIG. 1 is an external view showing a
図１を参照して、本実施の形態による配管システム１００は、複数の二重構造管１０と、２個の二重構造管１０を連結させる管継手３０とを備えている。二重構造管１０は、内管１２と、外管１４と、２個のスペーサ１６と、２個のリング状部材１８と、断熱材２０とを備える。管継手３０は、管を連結するものであり、シール部材３２と、クランプ３４とを備える。シール部材３２は、シール体４２と、筒状部材４４とを備える。シール体４２は、第一環状盤４６と、第二環状盤４８とを備えており、両者が積層されたものである。クランプ３４は、シール部材３２の両端側の環状面に、２個の二重構造管１０の端部がそれぞれ当接した状態で、２個の二重構造管１０の端部とシール部材３２とを締め付けるものであり、２個のクランプ片５２と、締付手段５４とを備える。
Referring to FIG. 1, a
まず、二重構造管１０について説明する。図３及び図５を参照して、内管１２の外側に外管１４が設けられている。内管１２及び外管１４は、同軸に設けられることが好適である。なお、図３で示されるように、長手方向の長さは、通常、内管１２の方が外管１４よりも僅かに長いことになる。内管１２及び外管１４は、通常、平滑管である。また、内管１２及び外管１４の材質は問わないが、それぞれ独立して、例えば、金属であってもよく、樹脂であってもよい。金属としては、例えば、炭素鋼、クロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金などを挙げることができる。樹脂としては、例えば、硬質ポリ塩化ビニル樹脂、ポリブテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、繊維強化樹脂（ＦＲＰ：Fiber-Reinforced Plastics）、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどを挙げることができる。なお、本実施の形態では、内管１２及び外管１４がステンレス鋼管である場合について主に説明する。ステンレス鋼管は、例えば、溶接ステンレス鋼管であってもよい。
First, the
内管１２及び外管１４がステンレス鋼管である場合に、内管１２及び外管１４の厚さ（肉厚）は、それぞれ独立して、例えば、２ｍｍ以下であってもよく、１．５ｍｍ以下であってもよく、１．３ｍｍ以下であってもよく、１．２ｍｍ以下であってもよく、それら以外の厚さであってもよい。内管１２の厚さが厚い場合には、例えば、温度の高い流体が内部を流通する際に、内管１２の温度を上昇させるために用いられる熱量が多くなる。その観点からは、内管１２の厚さは、薄い方が好適である。なお、厚さが薄いほど重量は軽くなるが、強度は低下する。したがって、重量と強度を考慮して、適切な厚さのステンレス鋼管を選択することが好適である。また、内管１２の厚さに関しては、流通対象の圧力に耐えられる程度のものを選択することが好適である。
When the
具体的には、円筒胴が周方向応力に耐えられるためには、次式で示される厚さｔ（ｍｍ）を有していればよい。
ｔ＝ＤiＰ／（２σaη−１．２Ｐ） （１）
ここで、Ｄiは胴の内径（ｍｍ）であり、Ｐは設計圧力（ＭＰａ）であり、σaは材料の許容応力（Ｎ／ｍｍ2）であり、ηは溶接継手効率である。したがって、内管１２の内径、内管１２内の流体の圧力、内管１２の材質等が決まると、上記（１）式によって、内圧に耐えるのに必要な内管１２の厚さを求めることができる。
Specifically, in order for the cylindrical body to withstand circumferential stress, it is only necessary to have a thickness t (mm) represented by the following equation.
t = D i P / (2σ a η−1.2P) (1)
Here, D i is the inner diameter (mm) of the cylinder, P is the design pressure (MPa), σ a is the allowable stress (N / mm 2 ) of the material, and η is the weld joint efficiency. Therefore, when the inner diameter of the
例えば、ステンレス鋼管である内管１２内の流体の圧力Ｐを２．５ＭＰａとし、ステンレス鋼の引張強さ５２０（ＭＰａ）を安全率３で割った値１７３．３（ＭＰａ）を許容応力σaとし、溶接継手効率ηを０．９５とすると、内管１２の内径と、上記（１）式を用いて算出した内管１２の厚さとの対応は、次のようになる。
内径１００ｍｍ：厚さ０．７７ｍｍ
内径１５０ｍｍ：厚さ１．１５ｍｍ
内径２００ｍｍ：厚さ１．５３ｍｍ
内径３００ｍｍ：厚さ２．３０ｍｍ
内径５００ｍｍ：厚さ３．８３ｍｍ
For example, the pressure P of the fluid in the
Inner diameter 150 mm: thickness 1.15 mm
Inner diameter 200 mm: thickness 1.53 mm
Inner diameter 300 mm: thickness 2.30 mm
Inner diameter 500 mm: Thickness 3.83 mm
したがって、ステンレス鋼管である内管１２の内径が１５０ｍｍである場合には、２．５ＭＰａの設計圧力に耐えられるようにするためには、１．２ｍｍ程度の厚さを有していればよいことになる。ただし、その厚さは、耐圧試験２．５ＭＰａにおける値である。呼び圧１．０ＭＰａの場合には、内管１２の厚さは０．５ｍｍで十分である。
Therefore, when the inner diameter of the
内管１２及び外管１４がステンレス鋼管である場合に、内管１２及び外管１４の直径は、それぞれ独立して、例えば、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２５ｍｍ、１５０ｍｍ、１７５ｍｍ、２００ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍであってもよく、または、それら以外の直径であってもよい。内管１２の直径は、内管１２の流通対象に関する流通量などに応じて決められてもよい。また、外管１４の直径は、通常、内管１２の直径と、断熱材２０の幅とによって決まることになる。
When the
外管１４の厚さは、二重構造管１０の耐震性能に応じて決められてもよい。例えば、横走り管直管部に関して、地震力による最大応力度σE（Ｎ／ｃｍ2）は、次式のようになる。
σE＝ｉfｋHｗTＩh 2／（８Ｚ） （２）
ここで、ｉfは断面方向の継手効率による応力度増倍係数（＝１／ηS）であり、ηSは断面方向継手効率であり、ｋHは設計用水平方向震度であり、ｗTは内容物を含む配管の単位長さあたり重量（Ｎ／ｃｍ）であり、Ｉhは耐震支持間隔（ｃｍ）であり、Ｚは配管の有効断面係数（ｃｍ3）である。したがって、上記のようにして内管１２の内径や厚さを決定し、断熱材２０の厚さに応じて外管１４の内径を決定した後に、所望の耐震性能が得られるように、外管１４の厚さを決定してもよい。
The thickness of the
σ E = if k H w T I h 2 / (8Z) (2)
Here, if is a stress multiplication factor (= 1 / η S ) due to the joint efficiency in the cross-sectional direction, η S is the cross-sectional joint efficiency, k H is the design horizontal seismic intensity, and w T Is the weight per unit length (N / cm) of the pipe including the contents, I h is the seismic support interval (cm), and Z is the effective section modulus (cm 3 ) of the pipe. Therefore, after determining the inner diameter and thickness of the
例えば、断熱材２０の厚さを４ｍｍとし、断熱材２０は強度に寄与しないものと仮定し、設計用水平方向震度ｋHを１．０とし、耐震支持間隔Ｉhを４００ｃｍとし、断面方向継手効率ηSを０．６とし、内容物を水とし、外管１４の厚さをすべて１ｍｍとした場合に、上記（２）式を用いて内管１２における最大応力を算出すると、次表のようになる。なお、比較のため、二重管ではないＳＧＰ配管に関する最大応力も次表に含めている。また、内管１２と外管１４は、ステンレス鋼管であるとしている。
上記表から、内径が２００ｍｍである内管１２を有する二重構造管１０については、同じ内径のＳＧＰ配管と比較して１．６５倍の地震力による応力が内管１２に作用することが分かる。一方、引張強さは、ステンレス鋼が５２０ＭＰａであり、炭素鋼は３００ＭＰａであるため、二重構造管１０の内管１２の方が、ＳＧＰ配管に対して１．７３倍になる。その結果、外管の厚さが１ｍｍであったとしても、同内径のＳＧＰ配管と比較して、同程度の耐震強度を有することが分かる。また、ＳＧＰ配管の周囲に断熱材を配設した場合には、それだけ外径が太くなる。したがって、ＳＧＰ配管に代えて、上記表に記載された二重構造管１０を用いることによって、同程度の耐震強度を有する配管を、より軽量に、よりコンパクトに実現できることが分かる。
From the above table, it can be seen that, with respect to the
内管１２の内周面には、樹脂やゴムなどによる耐食用のライニングが行われてもよい。樹脂ライニングとしては、例えば、塩化ビニルライニング、ポリエチレンライニングなどを挙げることができる。
The inner peripheral surface of the
内管１２の内部を流通する流通対象は、例えば、液体や気体などの流体であってもよく、粉体であってもよい。液体としては、例えば、温水、冷水、冷却水、油などを挙げることができる。気体としては、例えば、蒸気、冷媒、ガスなどを挙げることができる。
The distribution target that circulates inside the
なお、内管１２の内周面は平滑であることが好適である。内管１２の内周面へのスケールの付着を防止するためである。内管１２の内周面にスケールが付着すると、それに応じて内管１２の内部の断面積が小さくなる。したがって、スケールの付着が想定される場合には、そのスケールの厚さ分だけ大きな内径の内管１２を採用する必要があるが、スケールの付着を防止することによって、より小さな内径の内管１２を採用することができ、より小型の二重構造管１０を実現することができるようになる。そのため、例えば、ステンレス鋼管である内管１２の内周面は、Ｎｏ．２Ｂ仕上げ程度の表面粗さであってもよく、または、より平滑な表面粗さであってもよい。したがって、内管１２は、例えば、ＳＵＳ３０４−２Ｂによって構成されてもよい。
The inner peripheral surface of the
スペーサ１６は、内管１２及び外管１４の間に隙間を形成するものであり、内管１２及び外管１４の両端側にそれぞれ設けられる。本実施の形態では、二重構造管１０が、２個のスペーサ１６を両端側にそれぞれ有している場合について主に説明するが、二重構造管１０は、３個以上のスペーサ１６を有していてもよい。なお、両端側とは、二重構造管１０の両端であってもよく、または、厳密な意味での両端ではなく、両端に近い位置であってもよい。スペーサ１６によって内管１２及び外管１４が一体となることによって強度を高める観点からは、スペーサ１６は、より端部に近い側に設けられることが好適である。図３では、スペーサ１６は、二重構造管１０の端部から少し離れた位置に配置されている。
The
スペーサ１６は、内管１２及び外管１４に直接、固定されてもよく、または、他の構成等を介して間接的に固定されてもよい。本実施の形態では、図３及び図６で示されるように、スペーサ１６が、外管１４に直接固定されており、内管１２には、リング状部材１８を介して間接的に固定されている場合について主に説明する。スペーサ１６と外管１４とは、例えば、接着されていてもよく、ネジ止め等によって固定されていてもよい。また、スペーサ１６とリング状部材１８とは、例えば、接着されていてもよい。
The
スペーサ１６の径方向の幅は均一であり、二重構造管１０が管継手３０によって連結された際に、内管１２と外管１４とは、スペーサ１６を介して全周にわたって接続されていることが好適である。そのようにすることで、二重構造管１０の強度をより向上させることができる。なお、内管１２と外管１４とがスペーサ１６を介して接続されているとは、上記のように、例えば、スペーサ１６のみを介して接続されていることであってもよく、スペーサ１６と、スペーサ１６以外の他の構成要素（例えば、図３では、リング状部材１８である。）とを介して接続されていることであってもよい。
The radial width of the
スペーサ１６は、略円筒形状のものであってもよい。図３、図８で示されるように、その略円筒形状のスペーサ１６の内周側に環状の窪み部１６ａが設けられている。窪み部１６ａは、内径が拡張した部分であり、スペーサ１６の鍔部１２ａ側に設けられている。その窪み部１６ａに、リング状部材１８の一端が取り付けられていてもよい。上記のように、リング状部材１８は、スペーサ１６の窪み部１６ａに接着剤で固定されてもよい。スペーサ１６は、内管１２及び外管１４と略同軸に配置されることになる。
The
スペーサ１６の材質は、例えば、金属であってもよく、樹脂であってもよく、セラミックスであってもよい。金属としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム合金などを挙げることができる。樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などであってもよい。また、樹脂は、例えば、液晶ポリマーであってもよい。樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂（ナイロン）、ポリアセタール（POM）、高密度ポリエチレン（HDPE）、フェノール・ホルム・アルデヒド樹脂（ベークライト）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリプロピレン（PP）、ポリ塩化ビニル（PVC）、塩素化ポリ塩化ビニル（CPVC）、フッ素樹脂（PTFE：ポリテトラフルオロエチレン）、エポキシ樹脂、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック、ガラスやカーボン繊維等で強化された繊維強化樹脂などを挙げることができる。内管１２から外管１４への熱移動、またはその逆方向の熱移動を防止する観点からは、スペーサ１６の材質は、樹脂であることが好適である。通常、樹脂の熱伝導率は低いからである。
The material of the
スペーサ１６によって形成された、内管１２と外管１４との間の隙間には、断熱材２０が配置される。断熱材２０としては、例えば、真空断熱材、グラスウール、発泡ポリエチレン、発泡ウレタン、ウレタンなどを挙げることができる。断熱性能の観点からは、断熱材２０として真空断熱材を用いることが好適である。その真空断熱材である断熱材２０は、例えば、内管１２と外管１４との間の隙間に沿った曲面形状を有するものであってもよい。また、曲面形状を有する真空断熱材である断熱材２０は、円筒形状のものであってもよい。その円筒形状の断熱材２０は、例えば、その円筒形状の中心軸を通る平面によって、２個以上に分割可能なものであってもよい。そのような分割可能な構成となっていることにより、内管１２の周囲に、円筒形状の断熱材２０を容易に配置することができるようになる。なお、断熱性能の観点からは、内管１２と外管１４との間の隙間を真空にすることも考えられる。しかしながら、真空を実現するにはコストが高くなり、また、長期間にわたって真空を維持することも困難である。さらに、配管が損傷することによって気密性が失われると、真空を保持できなくなる。そのような観点から、内管１２と外管１４との間を真空にするのではなく、上記のように、真空断熱材などの断熱材２０を用いることが好適である。なお、図３や、図５では、外管１４と断熱材２０との間に隙間が存在しているが、そのような隙間が存在しないように、内管１２と外管１４との間に断熱材２０が配置されてもよい。また、図３や図５では、内管１２と断熱材２０の間に隙間が存在していないが、その間に隙間が存在していてもよい。また、図５の断面図で示されるように、内管１２と外管１４との間には、全周方向に隙間なく断熱材２０が配置されることが好適である。
A
内管１２及び外管１４の間の隙間は、径方向において３０ｍｍ以下であることが好適であり、２０ｍｍ以下であることがより好適であり、また、１５ｍｍ以下であってもよく、６ｍｍ以下であってもよい。その隙間が小さいほど、二重構造管１０が全体として小型化することになるが、その隙間に配置できる断熱材２０の厚さが薄くなる。その隙間の径方向の幅を小さくする観点からも、断熱材２０として、薄い厚さでも高い断熱性能を有する真空断熱材を用いることが好適である。
The gap between the
図８を参照して、内管１２の端部には、内管１２の径方向に広がる鍔部１２ａが設けられている。内管１２の径方向とは、内管１２の長手方向に直交する方向である。その鍔部１２ａは、例えば、フレア加工によって形成されたフレア部であってもよい。また、その鍔部１２ａは、管の端部にスタブエンドを溶接することによって形成されてもよい。その場合には、内管１２の端部のスタブエンドに形成されている鍔部が、内管１２の鍔部１２ａとなる。いずれの場合であっても、内管１２の端部に鍔部１２ａが形成される前に、内管１２がスペーサ１６やリング状部材１８に挿通されていることが好適である。鍔部１２ａは、通常、内管１２の両端に設けられている。なお、図８では、外管１４や断熱材２０は、図示を省略している。
Referring to FIG. 8, a
また、二重構造管１０の長さ、すなわち内管１２の一端の鍔部１２ａから他端の鍔部１２ａまでの長さは特に問わないが、例えば、１ｍ以上であってもよく、２ｍ以上であってもよく、５ｍ以下であってもよく、４ｍ以下であってもよい。
Further, the length of the
図８を参照して、リング状部材１８は、内管１２の外径（鍔部１２ａの箇所ではない、内管１２の本体部分の外径である）より大きく、鍔部１２ａの外径より小さい内径を有しており、内管１２の外側に配置される。なお、そのように配置されたリング状部材１８は、内管１２の長手方向に移動可能になっていてもよい。内管１２の外径と、リング状部材１８の内径との間には、遊びのあることが好適である。例えば、内管１２の外径が１００〜２５０ｍｍ程度である場合に、その遊びの幅（内管１２の外径と、リング状部材１８の内径との差）は、０．５〜２ｍｍ程度であってもよい。例えば、鍔部１２ａがフレア加工によって形成されている場合には、その鍔部１２ａの平面の精度が高くないこともあり得るが、遊びが存在することによって、鍔部１２ａの一部に平坦でない箇所が存在したとしても、リング状部材１８が径方向に適宜、ずれることによって、より平坦な箇所で鍔部１２ａと接することができるようになる。また、例えば、鍔部１２ａがフレア加工によって形成されている場合には、その鍔部１２ａの外周側の円が、内管１２の本体部分と同軸にならないこともあり得るが、遊びが存在することによって、リング状部材１８が径方向に適宜、ずれることができ、リング状部材１８が鍔部１２ａと同心になることができる。その結果、クランプ３４によって２個の二重構造管１０を適切に接続することができるようになる。このリング状部材１８と鍔部１２ａとによって、二重構造管１０のフランジが形成されることになる。
Referring to FIG. 8, the ring-shaped
リング状部材１８は、径方向に延びる本体部１８ａと、本体部１８ａの内周側から内管１２の長手方向に延びる管状部１８ｂとを有しており、径方向の平面による断面は、Ｌ字形状となっている。なお、図８で示されるように、リング状部材１８は、本体部１８ａ側が、鍔部１２ａ側となるように内管１２に装着されるものとする。本体部１８ａの鍔部１２ａ側は、鍔部１２ａと同様に、径方向に延びる平面となっており、本体部１８ａの鍔部１２ａと反対側には、外周側に向けてテーパ面１８ｃが形成されている。すなわち、テーパ面１８ｃは、外周側に向かって本体部１８ａの厚さが小さくなるように形成されている。リング状部材１８の本体部１８ａの鍔部１２ａ側の面には、Ｏリングや環状パッキン等を挿入可能な環状溝１８ｄが形成されている。フレア加工によって鍔部１２ａが形成される場合には、鍔部１２ａの精度はそれほど高くないこともある。そのような場合に、環状溝１８ｄに挿入されたＯリングや環状パッキン等によって、鍔部１２ａとリング状部材１８との間での漏れを効果的に防止することができる。また、リング状部材１８は、回転体形状となっていることが好適である。また、上記のように、管状部１８ｂの本体部１８ａと反対側の端部が、スペーサ１６の窪み部１６ａに取り付けられることによって、スペーサ１６とリング状部材１８とが固定されてもよい。
The ring-shaped
リング状部材１８の材質は、例えば、金属であってもよく、樹脂であってもよい。金属としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム合金などを挙げることができる。また、樹脂としては、例えば、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどを挙げることができる。なお、例えば、リング状部材１８とスペーサ１６との材質が共に同じ樹脂である場合には、両者は一体に構成されてもよい。
The material of the ring-shaped
次に、二重構造管１０の製造方法について簡単に説明する。まず、２個のスペーサ１６と、２個のリング状部材１８に、鍔部１２ａの形成されていない内管１２を通す。なお、その２個のリング状部材１８の環状溝１８ｄには、それぞれＯリングや環状パッキン等が挿入されているものとする。その後、フレア加工などによって内管１２の両端にそれぞれ鍔部１２ａを形成し、スペーサ１６の窪み部１６ａにリング状部材１８の管状部１８ｂ側の端部を固定する。なお、スペーサ１６とリング状部材１８とは、あらかじめ固定されていてもよい。スペーサ１６の取り付けられた２個のリング状部材１８を、それぞれ内管１２の両端の鍔部１２ａ側に寄せた状態で、内管１２の本体部分の周囲に断熱材２０を配置し、その断熱材２０の周囲に外管１４を配置する。そして、２個のリング状部材１８をそれぞれ鍔部１２ａに押しつけた状態で、外管１４の両端部にそれぞれスペーサ１６を固定することによって、二重構造管１０が構成される。
Next, a method for manufacturing the
次に、管継手３０について説明する。シール体４２は、第一の材質の第一環状盤４６と、第二の材質の第二環状盤４８とが、第二環状盤４８が両側となるように積層された積層構造を有している。第二の材質は、第一の材質より軟質なものである。なお、シール体４２が可撓性を有するようにするため、第二の材質は、弾性を有することが好適である。第一の材質は、例えば、金属や高強度の樹脂などであってもよい。第二の材質は、例えば、ゴムや柔軟性を有する樹脂などであってもよい。金属としては、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム合金、銅合金などを挙げることができる。高強度の樹脂としては、例えば、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどを挙げることができる。ゴムは、例えば、合成ゴムやエラストマー類などであってもよい。また、ゴムとしては、例えば、弾性のあるエチレン・プロピレンゴム（EPDM）、クロロプレンゴム（CR）、ブチルゴム（IIR）、スチレンゴム（SBR）、ニトリルゴム（NBR）、チオコール（T）、エテレン・酢酸ビニルゴム（EVA）、フッ素ゴム、ポリウレタンゴム、シリコーンゴムなどを挙げることができる。柔軟性を有する樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などを挙げることができる。また、シール体４２が複数の第一環状盤４６を有する場合に、各第一環状盤４６の材質は同じであってもよく、または異なっていてもよい。第二環状盤４８についても同様である。
Next, the pipe joint 30 will be described. The
第一環状盤４６及び第二環状盤４８は、それぞれ厚さ以外は同形状であることが好適である。第一環状盤４６及び第二環状盤４８はそれぞれ、図１２で示されるように、同心円状に中心部をくり貫いた所定の厚みを有する円板の環状体形状である。シール体４２において、第一環状盤４６及び第二環状盤４８は、両端が第二環状盤４８となるように、交互に積層された積層構造となっている。図１２等では、シール体４２が、４個の第一環状盤４６と、５個の第二環状盤４８とを備える場合について示しているが、それらの個数は問わない。例えば、シール体４２は、１個の第一環状盤４６と、その両側に配置された２個の第二環状盤４８とを備えたものであってもよく、交互に積層された、２個の第一環状盤４６と、３個の第二環状盤４８とを備えたものであってもよく、交互に積層された、３個以上の第一環状盤４６と、４個以上の第二環状盤４８とを備えたものであってもよい。第一環状盤４６及び第二環状盤４８は、同軸に積層されることが好適である。したがって、シール体４２も、通常、円筒形状となる。
The first
なお、通常、第一環状盤４６の厚さの方が、第二環状盤４８の厚さよりも薄いが、そうでなくてもよい。また、シール体４２が複数の第一環状盤４６を有する場合に、各第一環状盤４６の厚さは同じであってもよく、または異なっていてもよい。第二環状盤４８についても同様である。
Normally, the thickness of the first
また、第一及び第二環状盤４６，４８の外径は、例えば、図３で示されるように、鍔部１２ａの外径よりも僅かに大きくてもよい。また、第一及び第二環状盤４６，４８の内径は、例えば、図３で示されるように、内管１２の内径よりも僅かに大きくてもよい。
Further, the outer diameters of the first and second
また、シール体４２において、接している環状盤同士は、固定されていないことが好適である。管継手３０によって連結された二重構造管１０が中心軸に対して回転したとしても、その回転を複数の環状盤が少しずつ回転することによって吸収することができるようにするためである。
Moreover, in the sealing
筒状部材４４は、シール体４２の外周面を取り囲む部材である。筒状部材４４の材質は、第一の材質より軟質である。なお、筒状部材４４の材質は、例えば、ゴムや柔軟性を有する樹脂などであってもよく、第二環状盤４８と同じであってもよく、異なっていてもよい。ゴムや柔軟性を有する樹脂の例示は、上記のとおりである。また、第二環状盤４８と同様に、筒状部材４４の材質も、弾性を有することが好適である。
The
図１０，図１１で示されるように、筒状部材４４の両端には、内周側に突出した環状の突出部４４ａが設けられている。筒状部材４４の両側にそれぞれ突出部４４ａが形成されていることによって、筒状部材４４の内周面には、環状の凹部４４ｂが形成されることになり、その凹部４４ｂにシール体４２が嵌め込まれることによってシール部材３２が構成される。なお、突出部４４ａの内径は、内管１２の鍔部１２ａの外径より大きく、またリング状部材１８の本体部１８ａの外径より大きいことが好適である。シール部材３２の端部に、二重構造管１０の端部が当接する際に、鍔部１２ａや本体部１８ａが、シール体４２の端面（すなわち、シール体４２の端部の第二環状盤４８の表面）に直接当接するようにするためである。
As shown in FIGS. 10 and 11, at both ends of the
図７を参照して、円弧状のクランプ片５２の内側には、シール部材３２の両端に、それぞれ同軸となるように端部が当接した２個の二重構造管１０におけるテーパ面１８ｃにそれぞれ係合するテーパ溝（クランプ溝）５２ｂが形成されている。テーパ溝５２ｂの両側には、それぞれテーパ面５２ｄが周方向に沿って存在する。両側にテーパ面５２ｄが存在することにより、テーパ溝５２ｂの幅は、内周側ほど大きくなっている。図３で示されるように、テーパ溝５２ｂの底部側（外周側）の幅は、シール部材３２の幅と略同じになっていることが好適である。また、２個のクランプ片５２を締付手段５４によって締め付けた際に、その２個のクランプ片５２のテーパ溝５２ｂの内径は、シール部材３２の外径と略同じになっていることが好適である。クランプ３４によって、シール部材３２を介して２個の二重構造管１０を連結させる際には、そのテーパ面５２ｄと、二重構造管１０のテーパ面１８ｃとが接触することになる。本実施の形態では、クランプ３４が有するクランプ片５２の個数が２個である場合について主に説明するが、クランプ３４は、３個以上のクランプ片５２を有していてもよい。
Referring to FIG. 7, on the inner side of the arc-shaped
クランプ片５２の両端側には、それぞれ突状部５２ａが設けられており、突状部５２ａにはボルト孔５２ｃが設けられている。
クランプ片５２の材質は、例えば、金属であってもよい。金属としては、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム合金、鉄系（Ｆｅ）、白金、銅、マグネシウム系などを挙げることができる。
Protruding
The material of the
図４を参照して、２個のクランプ片５２は、テーパ溝５２ｂが対向するように２個の二重構造管１０の連結部分に装着され、締付手段５４によって締め付けられる。締付手段５４は、ボルト５４ａと、ナット５４ｂとを有しており、ボルト５４ａは、２個のクランプ片５２の一端において、突状部５２ａに設けられたボルト孔５２ｃに挿通されてナット５４ｂによって締め付けられる。２個のクランプ片５２の他端側も同様に、ボルト５４ａとナット５４ｂによって締め付けられる。その結果、２個のクランプ片５２は、リング状部材１８のテーパ面１８ｃにテーパ溝５２ｂが係合するように組み付けられ、締付手段５４によって、テーパ溝５２ｂのテーパ面５２ｄが、リング状部材１８のテーパ面１８ｃに圧接するように２個のクランプ片５２が締め付けられる。そして、リング状部材１８のテーパ面１８ｃが楔のように作用することによって、連結部分において、２個の二重構造管１０の突き合わされた端部がシール部材３２に強固に密着された状態で、２個の二重構造管１０と、シール部材３２とが連結固定されることになる。
Referring to FIG. 4, the two
なお、クランプ３４の構成は、図４に示されるものでなくてもよい。例えば、２個のクランプ片５２の一端側は、ヒンジ等を介して連結されており、他端側のみが、ボルト５４ａやナット５４ｂによって締め付けられる構成となっていてもよい。また、ナット５４ｂに代えて、蝶ナットが用いられてもよい。蝶ナットを用いることで、工具を用いることなく、締付手段５４によって２個のクランプ片５２を締め付けることができるようになる。また、クランプ３４においても、断熱を行うようにしてもよい。具体的には、クランプ片５２のクランプ溝５２ｂと外周面との間などに、真空層を設けてもよく、真空断熱材等の断熱材を配置してもよい。
The configuration of the
次に、管継手３０のシール部材３２の製造方法について簡単に説明する。まず、第一環状盤４６及び第二環状盤４８を、第二環状盤４８が両端となるように交互に積層することによってシール体４２を構成する。次に、そのシール体４２を筒状部材４４の凹部４４ｂに嵌め込むことによって、シール部材３２を製造することができる。
Next, a method for manufacturing the
次に、配管システム１００の製造方法について簡単に説明する。
まず、２個の二重構造管１０を、鍔部１２ａが、シール部材３２の両端、好ましくはシール体４２の両環状面にそれぞれ当接するように突き合わせる。その際に、２個の二重構造管１０、及びシール部材３２の各中心軸は、一直線状になっていることが好適である。
Next, a manufacturing method of the
First, the two double-
その後、シール部材３２の両端側に存在する各リング状部材１８のテーパ面１８ｃが、２個のクランプ片５２の内側に形成されたテーパ溝５２ｂに係合するように、２個のクランプ片５２を２個の二重構造管１０の連結部分に装着する。そして、テーパ溝５２ｂがテーパ面１８ｃに圧接するように、２個のクランプ片５２を２個の締付手段５４によってそれぞれ締め付ける。このようにして、クランプ３４によって２個の二重構造管１０がシール部材３２を介して連結されることになり、配管システム１００を構成することができる。複数の管継手３０を有する配管システム１００では、複数のシール部材３２を介して複数の二重構造管１０が連結されることになるため、二重構造管１０の偏心や傾き、せん断によりよく対応することができるようになる。
Thereafter, the two
なお、配管システム１００は、クランプ３４の箇所で支持されてもよい。そのため、例えば、クランプ３４を、配管システム１００を支持する支持部材（図示せず）に接続するようにしてもよい。例えば、図１３で示されるように、長いボルト５４ａを用いて、そのボルト５４ａの先端を、床や壁、天井等に設けられた支持部材に接続するようにしてもよい。または、クランプ３４に、バンド等を装着し、そのバンド等を支持部材によって床や壁、天井等に連結させることによって、クランプ３４を、支持部材に接続させるようにしてもよい。このように、クランプ３４の箇所で配管システム１００を支持することによって、二重構造管１０と支持部材とが、シール部材３２を介して接続されることになり、二重構造管１０側と支持部材側との間の振動の伝達が低減されることになる。その結果、例えば、二重構造管１０側の振動が、床や壁などに伝わりにくいことになり、また、床や壁の振動が、二重構造管１０側に伝わりにくいことになる。また、クランプ３４の位置を強固に固定したとしても、シール部材３２が存在することによって、二重構造管１０の伸縮を吸収できることになり、配管システム１００の高精度な位置決めと、二重構造管１０の伸縮への対応とを両立することができるようになる。
The
（耐圧性能試験）
本実施の形態による配管システム１００について、耐圧性能試験を行った。本試験では、それぞれリング状部材１８が遊嵌された２個の内管１２を、上記のように、管継手３０によって連結し、両内管１２の管継手３０と反対側の端部は、それぞれ別の継手で固定した。その２個の内管１２の長さは、それぞれ３００ｍｍとした。内管１２としては、ステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４）の直径が１１４．３ｍｍ、厚さが１．２ｍｍのものを用いた。管継手３０のシール体４２としては、ステンレス鋼製の４個の第一環状盤４６と、ゴム製の５個の第二環状盤４８とを交互に積層したものを用いた。なお、本試験は、耐圧性能の確認を目的としているため、外管１４、スペーサ１６、及び断熱材２０は装着しなかった。
(Pressure resistance test)
The
気温２０℃の環境において、２０℃の水を上記のように連結された２個の内管１２に満たして、０．５ＭＰａから順番に０．５ＭＰａごとに加圧を行い、各圧力において３分間保持して漏水を確認した。すなわち、本試験では、０．５ＭＰａ、１ＭＰａ、１．５ＭＰａ、２ＭＰａ、２．５ＭＰａ、３ＭＰａ、３．５ＭＰａ、４ＭＰａのそれぞれについて漏水を確認したが、すべての圧力において漏水はなかった。なお、例えば、ＪＩＳ規格では、ＳＧＰ管（JIS G 3452）について、ＦＳＧＰの継手（JIS B 2311）について、ＳＵ管（JIS G 3448）について、それぞれ２．５ＭＰａで５秒間以上、保持できることが求められており、ＳＵ管の継手（JIS B 2309）について、３．５ＭＰａで１分間以上、保持できることが求められている。また、ＪＰＦＡ（日本金属継手協会）の規格では、ＬＪ−１０Ｋの配管用ステンレス鋼製スタブエンド（JPF SP 001）について、２ＭＰａで３分間以上、保持できることが求められている。その観点からは、管継手３０によって連結された内管１２は、十分な耐圧性能を有していることが確認されたことになる。
In an environment with a temperature of 20 ° C., 20 ° C. water is filled in the two
なお、継手部分での漏れは、次のように防止できていると考えられる。まず、シール部材３２の両側に当接している内管１２の鍔部１２ａが、クランプ３４によって、シール部材３２の両端の第二環状盤４８に押しつけられている。そのため、鍔部１２ａとシール部材３２との間からの漏れが防止されることになる。また、内圧が上がると第二環状盤４８が外側に押し出されるが、そのことによって、第二環状盤４８の外周側が、筒状部材４４の内周側に強く密接することになり、第二環状盤４８と筒状部材４４との間からの漏れが防止される。また、図３で示されるように、筒状部材４４の突出部４４ａの端部が、リング状部材１８のテーパ面１８ｃとクランプ片５２のテーパ面５２ｄとの接触箇所に位置している場合には、内圧の上昇に応じて筒状部材４４が押され、突出部４４ａの端部が、テーパ面１８ｃとテーパ面５２ｄと接触箇所の一端側を塞ぐようになるため、テーパ面１８ｃとテーパ面５２ｄとの間からの漏れが防止される。さらに、Ｏリングなどが環状溝１８ｄに挿入されているリング状部材１８が、クランプ３４によって内管１２の鍔部１２ａに押しつけられているため、リング状部材１８と内管１２の鍔部１２ａとの間からの漏れが防止されることになる。
In addition, it is thought that the leak in a joint part has been prevented as follows. First, the
以上のように、本実施の形態による配管システム１００及び二重構造管１０によれば、内管１２と外管１４との間の隙間に配置された断熱材２０によって、断熱機能を有するようにすることができる。なお、断熱材２０として、真空断熱材を用いた場合には、内管１２と外管１４との間の隙間の幅が狭くても、より高い断熱性能を得ることができる。また、複数の二重構造管１０が管継手３０を介して連結された際には、内管１２及び外管１４が、スペーサ１６を介して固定されることになり、外管１４も、二重構造管１０の強度向上に寄与することになる。そのため、外管が強度向上に寄与しない二重管と比較した場合に、二重構造管１０は、同程度の強度の配管を、より軽量に実現することができる。また、内管１２及び外管１４の間の隙間を、両端側にそれぞれ設けられた２個のスペーサ１６によって形成することにより、二重構造管１０の構成を簡易にすることができ、その結果、上記特許文献１に記載された従来例の二重管よりもコストを低減することができる。
As described above, according to the
特に、内管１２及び外管１４をステンレス鋼管として、断熱材２０を真空断熱材とした二重構造管１０は、従来のＳＧＰ管をグラスウールで断熱した同程度の強度の配管と比較して、直径をより小さくすることができ、重量をより軽くすることができ、断熱性能をより向上させることができるようになる。したがって、本実施の形態による二重構造管１０は、例えば、冷暖房システムや給湯システムにおいて、５〜７５℃程度の温度の水が流通する冷温水配管として好適である。また、ＳＧＰ管は厚いため重たく、径が大きくなると人が運ぶことができず、通常、機械を用いて配置することになるが、厚さが２ｍｍ以下のステンレス鋼管の内管１２及び外管１４を用いた二重構造管１０は、ＳＧＰ管と比較して軽量であるため、径が大きくても、手作業で運ぶことができ得ることになり、施工時の作業性が向上することになる。
In particular, the double-
なお、二重構造管１０が有するリング状部材は、遊合形フランジ（ルーズフランジ）であってもよい。図１４は、遊合形フランジであるリング状部材６０を備えた二重構造管１０の構成を示す図である。図１４において、外管１４や断熱材２０は、図示を省略している。二重構造管１０が遊合形フランジであるリング状部材６０を有する場合には、２個の二重構造管１０は、両鍔部１２ａの端面を、ガスケット６２を介して突き合わせた状態で、両リング状部材６０をボルトやナットで締め付けることによって連結される。なお、このような連結方法は、遊合形フランジを用いた配管の連結方法として公知であり、詳細な説明を省略する。また、リング状部材６０にスペーサ１６が取り付けられてもよいことなどは、上記説明と同様である。また、二重構造管１０において、一方の端部についてのみ、遊合形フランジであるリング状部材６０を配置するようにしてもよい。そして、その端部については、二重構造管１０以外の連結対象に連結されてもよい。
In addition, the ring-shaped member which the
また、本実施の形態では、スペーサ１６がリング状部材１８に固定される場合について説明したが、そうでなくてもよい。図１５で示されるように、スペーサ１６は、内管１２及び外管１４にそれぞれ固定されており、リング状部材１８は、内管１２、外管１４、及びスペーサ１６のいずれにも固定されていなくてもよい。なお、図１５は、図３と同様に、図２におけるIII−III線断面図である。この場合には、リング状部材１８は、本体部１８ａのみを有するものであってもよく、または、管状部１８ｂをも有していてもよい。本体部１８ａの鍔部１２ａと反対側にテーパ面１８ｃが設けられていることなどは、上記説明と同様である。
Moreover, although the case where the
また、外管１４とスペーサ１６とがネジ止めによって固定される場合について説明したが、その際には、例えば、図１６で示されるように、スペーサ１６にネジ穴１６ｂが設けられ、そのネジ穴１６ｂを用いて外管１４とスペーサ１６とがネジ止めされてもよい。図１６（ａ）は、ネジ穴１６ｂの設けられたスペーサ１６の正面図であり、図１６（ｂ）は、そのスペーサ１６の側面図であり、図１６（ｃ）は、そのスペーサ１６に外管１４がネジ止めされた状態を示す外観図である。ネジ穴１６ｂは、例えば、樹脂等のスペーサ１６にインサートナットを埋め込むことによって設けられてもよい。また、各ネジ穴１６ｂに対応する外管１４の位置には、ネジ１６ｃの軸が挿通される孔が設けられてもよい。そして、図１６（ｃ）で示されるように、外管１４の外周側から、ネジ穴１６ｂにネジ１６ｃを挿入して締め付けることによって、外管１４とスペーサ１６とが固定されてもよい。なお、図１６（ｃ）では、内管１２やリング状部材１８、断熱材２０は、図示を省略している。
Further, the case where the
また、本実施の形態では、筒状部材４４の両端に突出部４４ａが設けられている場合について説明したが、筒状部材４４は、それらの突出部４４ａを有しないものであってもよい。その場合には、筒状部材４４は、外周側と共に、内周側も均一な径となってもよい。また、突出部４４ａを有しない場合には、筒状部材４４の中心軸方向の長さは、例えば、シール体４２の中心軸方向の長さと同じであってもよく、または、それよりも長くてもよい。
Moreover, although the case where the
また、本実施の形態では、シール部材３２が筒状部材４４も有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。シール部材３２は、筒状部材４４を有していなくてもよい。その場合であっても、クランプ３４によって２個の二重構造管１０の端部をそれぞれシール体４２に押しつけるように締め付けることによって、適切に漏れを防止することができる。
Moreover, although the case where the sealing
また、本実施の形態において、図１７の断面図で示されるように、第二環状盤４８の内周面に、所定の長さだけ外周側に延びている環状の溝４８ａを設けてもよい。なお、図１７は、第二環状盤４８の中心軸を含む平面による断面図である。環状の溝４８ａは、第二環状盤４８と同心に設けられていることが好適であり、また、第二環状盤４８の内周面側にのみ開口していることが好適である。また、溝４８ａの外周側には、溝４８よりも幅の広い拡張部４８ｂが溝４８ａに連続して設けられていてもよい。この溝４８ａや拡張部４８ｂが存在することにより、第二環状盤４８の内周側を通過する流体、特に液体は、溝４８ａや拡張部４８ｂに入り込むことになる。そして、液体の圧力が高いほど、そのようになる。その結果、第二環状盤４８は、溝４８ａなどに浸入した液体によって幅方向に膨張することになり、隣接する第一環状盤４６に、より押しつけられることになる。その結果、管継手３０を通過する液体の圧力が高い場合であっても、効果的に漏れを防止することができるようになる。なお、拡張部４８ｂは設けられていなくてもよい。
Further, in the present embodiment, as shown in the cross-sectional view of FIG. 17, an
また、本実施の形態では、複数の二重構造管１０がクランプ３４によって連結される場合について説明したが、そうでなくてもよい。二重構造管１０の端部にはフランジが形成されていてもよい。そして、２個の二重構造管１０の端部のフランジがガスケットを介して突き合わせた状態で、両フランジをボルトやナットで締め付けることによって２個の二重構造管１０が連結されてもよい。
Moreover, although this Embodiment demonstrated the case where the several double structure pipe |
また、複数の二重構造管１０を現場で連結する場合に、連結対象の２個の二重構造管１０の中心軸が、一直線にならないこともあり得る。例えば、一方の二重構造管１０の中心軸と、他方の二重構造管１０の中心軸とが直線から少しずれて斜めになることもある。そのような場合には、例えば、第一環状盤４６及び／または第二環状盤４８として、厚さが、環状盤の外周側の第１の点から、その第１の点と軸対称の第２の点に向かって、テーパ状に薄くなっているものを用いることによって、そのようなずれを吸収するようにしてもよい。シール部材３２において、そのような厚さがテーパ状に変化している環状盤を、１個だけ用いてもよく、２個以上用いてもよい。
Moreover, when connecting the several double structure pipe |
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention.
以上より、本発明による二重構造管等によれば、例えば、断熱機能を有すると共に、簡易な構成とすることができるという効果が得られ、配管等として有用である。 From the above, according to the double structure pipe or the like according to the present invention, for example, the effect of being able to have a heat insulating function and a simple configuration is obtained, which is useful as a pipe or the like.
１０ 二重構造管
１２ 内管
１２ａ 鍔部
１４ 外管
１６ スペーサ
１８、６０ リング状部材
１８ｃ、５２ｄ テーパ面
２０ 断熱材
３０ 管継手
３２ シール部材
３４ クランプ
４２ シール体
４４ 筒状部材
４６ 第一環状盤
４８ 第二環状盤
５２ クランプ片
５２ｂ テーパ溝（クランプ溝）
５４ 締付手段
１００ 配管システム
DESCRIPTION OF
54 Tightening means 100 Piping system
Claims (15)
前記内管の外側に設けられた外管と、
前記内管及び前記外管の両端側にそれぞれ設けられ、前記内管及び前記外管の間に隙間を形成するための２個の環形状のスペーサと、
前記隙間に配置された断熱材と、を備えた二重構造管。 An inner pipe,
An outer tube provided outside the inner tube;
Two annular spacers provided on both ends of the inner tube and the outer tube, respectively, for forming a gap between the inner tube and the outer tube;
And a heat insulating material disposed in the gap.
前記内管と前記外管とは、前記スペーサを介して全周にわたって接続されている、請求項１から請求項７のいずれか記載の二重構造管。 The radial width of the spacer is uniform,
The double pipe according to any one of claims 1 to 7, wherein the inner pipe and the outer pipe are connected over the entire circumference via the spacer.
前記内管の外径より大きく、前記鍔部の外径より小さい内径を有しており、前記内管の外側に配置されるリング状部材をさらに備えた、請求項１から請求項８のいずれか記載の二重構造管。 The end portion of the inner tube is provided with a flange that extends in the radial direction of the inner tube,
9. The device according to claim 1, further comprising a ring-shaped member having an inner diameter larger than an outer diameter of the inner tube and smaller than an outer diameter of the flange portion, and disposed on the outer side of the inner tube. Or double structure tube as described.
前記管状部は、前記スペーサに固定されている、請求項１０記載の二重構造管。 The ring-shaped member has a main body portion on which the tapered surface is formed, and a tubular portion extending in the longitudinal direction of the inner tube from the inner peripheral side of the main body portion,
The dual structure tube according to claim 10, wherein the tubular portion is fixed to the spacer.
２個の前記二重構造管を、前記鍔部が環形状のシール部材の両端にそれぞれ当接するように突き合わせる工程と、
前記シール部材の両端側の各リング状部材のテーパ面が、円弧状の複数のクランプ片の内側に形成されたクランプ溝のテーパ面に係合するように前記複数のクランプ片を２個の前記二重構造管の連結部分に装着し、前記テーパ溝が前記テーパ面に圧接するように前記複数のクランプ片を締付手段によって締め付ける工程と、を備えた配管システムの製造方法。 A manufacturing method of a piping system in which a plurality of double structure pipes according to claim 10 or 11 are connected,
A process of abutting the two double-structured tubes so that the flanges are in contact with both ends of the ring-shaped seal member,
The plurality of clamp pieces are connected to each other so that the tapered surfaces of the ring-shaped members on both ends of the seal member are engaged with the tapered surfaces of clamp grooves formed inside the plurality of arc-shaped clamp pieces. A method of manufacturing a piping system comprising: a step of attaching the plurality of clamp pieces to a connecting portion of a double structure pipe and fastening the plurality of clamp pieces with fastening means so that the tapered groove is in pressure contact with the tapered surface.
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