JP6422461B2 - 送水用断熱配管、及び送水用断熱配管の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、配管が断熱部材で被覆された送水用断熱配管、及びこの送水用断熱配管の施工方法に関する。

従来から、送配水を行う配管には、ポリエチレン管などの樹脂製の配管が一般的に使用される。配水用ポリエチレン管は、熱の影響で変形するなど性能が低下する虞があることから、特に消火配管として使用される場合、火災の熱の影響のない個所に布設されて使用される場合が多い。このため、例えば屋外の場合は地中、屋内の場合は不燃性の天井裏等に限定して布設されている。

また、特許文献１には、補強層や保護層を有し、これにセラミックファイバーなどの繊維系断熱材や発泡系断熱材、無機系断熱材を使用して、耐火性能を高めた消火配管が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−２５１６２８号公報

上述した特許文献１に開示されているような消火配管は、多くの場合、大規模プラントや原子力発電所などの大規模設備の消火用に用いられる。このような大規模設備においては、多くの場合に、配管が複雑に入り組んでいることから、簡便に施工が可能な施工方法と、これに用いられる構造を有する配水用ポリエチレン管の構造の開発が望まれていた。

本発明の目的は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、簡便に施工可能で、耐火性能と断熱性能が良好な送水用断熱配管、及び当該送水用断熱配管の施工方法を提供することを目的とする。

本発明に係る送水用断熱配管は、配管と、前記配管の外周側に設けられた断熱部材と、前記断熱部材を被覆して、前記断熱部材が内部に配置される袋状樹脂部材である樹脂フィルムと、 前記袋状樹脂部材に被覆された前記断熱部材の外周側に設けられた金属管と、を備え、前記断熱部材は、複数のシート状断熱材の積層体であり、前記シート状断熱材の両端部の突き合わせ部が円周方向の異なる位置に配置され、複数枚のシート状断熱材が配管の外周に巻付けられ、前記シート状断熱材の両端部の突き合わせ部の隙間からの熱侵入を緩和することができるように、前記各シート状断熱材の内周部の周長は、内周部の巻き付けに必要な長さよりも僅かに長く設定され、前記シート状断熱材の突き合わせ部が押し込まれることにより、前記シート状断熱材の両端部が断熱部材の長さ方向に圧縮されることで、圧縮部近傍の断熱材が僅かに高密度化することが可能なことを特徴とする。

また、前記断熱部材は、５枚または６枚のシート状断熱材の突き合わせ部が円周方向の異なる位置に配置され、前記シート状断熱材の配置がシート状断熱材の枚数に応じて、それぞれ円周方向に所定の間隔で離間して配管に巻付けられていてもよい。上記構成によれば、シート状断熱材の表面が樹脂フィルム層により被覆されているため、樹脂フィルム層を減圧するなどして容易にシート状断熱材を圧縮して、配管と金属管との間に隙間なく充填することができ、耐火性能と断熱性能との両方を高めることができる。

また、前記袋状樹脂部材の内部に配置される断熱部材は、水分を吸収しても耐火性能が維持されるが、上述の通り、樹脂フィルム層により防水されているので、水分による断熱性能の低下を防止することができる。

本発明では、断熱部材とは、袋状樹脂部材の内部に配置され、前記袋状樹脂部材により被覆された状態の複数のシート状断熱材の積層体を意味する。

また、本発明に係る送水用断熱配管において、前記断熱部材に用いる断熱材料は、セラミックファイバー、生体溶解性ファイバー、ロックウール、シリカエアロジェルを含浸させたグラスウール、及びグラスウールのうちの少なくとも１種からなることが好ましい。袋状樹脂部材としては、透湿性の低い樹脂部材を使用するか、あるいはアルミニウム箔をラミネートした袋状樹脂部材またはアルミニウムを蒸着した袋状樹脂部材を用いてもよい。

また、本発明に係る送水用断熱配管において、前記断熱部材に用いる断熱材料は、ロックウール、シリカエアロジェルを含浸させたグラスウール、及びグラスウールの少なくとも１種を、前記配管側に配置した第１断熱層と、セラミックファイバー及び生体溶解性ファイバーの少なくとも１種を、前記金属管側に配置した第２断熱層と、を有することが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管において、前記断熱部材に用いる断熱材料は、前記配管に最も近い側に、ポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォーム、フェノールフォーム、及び発泡プラスチック保温材の少なくとも１種からなる断熱層を有することが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管において、前記樹脂フィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミドの少なくとも１種の熱可塑樹脂からなる樹脂フィルム、又は前記樹脂フィルムにアルミニウムを積層したフィルムからなることが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管において、前記配管は、ポリエチレン管、又は前記ポリエチレン管に鋼帯とポリアリレート繊維とアラミド繊維との少なくとも１種を巻き付けて形成される補強帯状体を有するポリエチレン管であることが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管において、前記金属管は、スパイラルダクト鋼管又はシームレス鋼管であることが好ましい。ここで、前記スパイラルダクト鋼管は、金属管に形成されたハゼ部から管内への水の侵入を防止するために、ハゼ部にパッキンを設けて防水処理をするか、あるいはハゼ部の外周に防水テープを巻くことで防水処理をすることが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管の施工方法は、断熱部材が内部に圧縮状態で配置された樹脂フィルムからなる袋状樹脂部材により被覆された複数のシート状断熱材の積層体が配管に巻き付けられた筒状部材を、準備する第１工程と、前記筒状部材を金属管の内部に挿入する第２工程と、前記第２工程終了後に、前記袋状樹脂部材の内部の前記断熱部材を圧縮状態から解放させて、前記断熱部材を前記袋状樹脂部材を介して前記配管と前記金属管との間に充満させる第３工程と、を有する送水用断熱配管の施工方法であって、前記第１工程において、それぞれの前記シート状断熱材の両端部の突き合わせ部を円周方向の異なる位置に所定距離ずらして配置することで、シート状断熱材の両端部の突き合わせ部の隙間からの熱侵入を緩和することができるシート状断熱材の内周部の周長を内周部の巻き付けに必要な長さよりも僅かに長く設定し、シート状断熱材の突き合わせ部を押し込んでシート状断熱材の両端部を断熱シート部材の長さ方向に圧縮して、圧縮部近傍の断熱材を高密度化させることを特徴とする送水用断熱配管の施工方法である。

また、前記断熱部材は、５枚または６枚のシート状断熱材の突き合わせ部が円周方向の異なる位置に、シート状断熱材の枚数に応じて、所定の間隔で離間して配置されるように配管に巻付けられていてもよい。上記構成によれば、断熱部材を構成するシート状断熱材の表面が袋状の樹脂フィルム層で被覆されているため、袋状樹脂部材の内部を減圧するなどして容易に断熱部材を圧縮して、配管と金属管との間に断熱部材を隙間なく充填することができ、耐火性能と断熱性能との両方を高めることができる。

また、断熱部材は、水分を吸収しても耐火性能が維持されるが、吸水により断熱性能が低下するので、上述の通り、樹脂フィルム層により防水されていることから、水分による断熱性能の低下を防止することができる。ここで、袋状樹脂部材として透湿性の低い樹脂部材を使用するか、あるいはアルミニウム箔をラミネートした袋状樹脂部材またはアルミニウムを蒸着した袋状樹脂部材を用いれば、吸湿による断熱性能の低下を防止することができる。

また、本発明に係る送水用断熱配管の施工方法において、前記第１工程は、前記断熱部材が挿入された前記袋状樹脂部材の内部を減圧して前記断熱部材を圧縮する工程と、前記断熱部材を圧縮した後に、前記袋状樹脂部材を前記配管に巻きつけて、前記筒状部材を準備する工程と、記断熱部材が挿入された前記袋状樹脂部材の内部を減圧して前記断熱部材を圧縮する工程と、前記断熱部材を圧縮した後に、前記袋状樹脂部材を前記配管に巻きつけて、前記筒状部材を準備する工程と、を有することが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管の施工方法において、前記第１工程は、前記断熱部材が装入された前記袋状樹脂部材を前記配管に巻きつける工程と、前記袋状樹脂部材を前記配管に巻きつけた後に、前記袋状樹脂部材の内部を減圧して前記断熱部材を圧縮して、前記筒状部材を準備する工程と、を有することが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管の施工方法において、前記第１工程では、前記袋状樹脂部材を外部から押し潰すことで前記断熱部材を圧縮することが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管の施工方法においては、 前記第１工程では、前記袋状樹脂部材の内部を減圧後に、前記袋状樹脂部材が有する開口部を閉塞することで、圧縮された断熱部材を袋状樹脂部材の内部に密閉し、前記第３工程では、前記袋状樹脂部材が有する開口部を開放することで、前記袋状樹脂部材の密閉状態を開封して、前記断熱部材を前記袋状樹脂部材を介して前記配管と金属管との間に充満させることが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管の施工方法においては、前記第１工程では、前記袋状樹脂部材の内部を脱気して減圧することで、前記断熱部材を厚さ方向に圧縮し、前記第３工程では、前記袋状樹脂部材の開口部からの脱気を中止して、開口部から空気を導入することで、前記袋状樹脂部材の内部を大気圧、あるいは大気圧未満の所定圧力に復圧させることで、前記圧縮された断熱部材を厚さ方向に膨張させて、前記断熱部材の密度を減圧前の断熱材密度より高密度化することが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管の施工方法においては、前記第１工程では袋状樹脂部材内を脱気しながら減圧して、前記袋状樹脂部材の減圧状態を保持することで、前記断熱部材を厚さ方向に圧縮した前記筒状部材を金属管の内部に挿入し、前記第３工程では、前記袋状樹脂部材の開口部からの脱気を中止して、開口部から空気を導入することで、前記袋状樹脂部材の内部を大気圧、あるいは大気圧未満の所定圧力に復圧させて、前記圧縮された断熱部材を厚さ方向に膨張させ、前記断熱部材の密度を減圧前の断熱材密度より高密度化することが好ましい。

また、本発明に係る送水用断熱配管の施工方法においては、前記第２工程終了後に、前記袋状樹脂部材の密閉状態のまま、前記袋状樹脂部材のガス透過性を利用して、前記袋状樹脂部材の内部に空気を浸透させて、前記配管と前記金属管との間の前記袋状樹脂部材の内部に配置された断熱部材に空気を充満させる第３工程と、を有することが好ましい。

本発明によれば、簡便に施工可能で、耐火性能と断熱性能が良好な送水用断熱配管、及び当該送水用断熱配管の施工方法を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る送水用断熱配管１の断面図である。 図２は、断熱部材２０を袋状樹脂部材（樹脂フィルム３０）で密閉する工程について説明するための断熱シートの配置図である。 図３は、断熱部材２０を圧縮する工程について説明するための袋状樹脂部材（樹脂フィルム３０）中の断熱シートの配置図である。 図４は、断熱部材２０を配管１０に巻き付ける工程について説明するための図である。 図５は、配管１０に巻き付けたときの断熱シート２１〜２６の断面構造を示す図である。 図６は、断熱部材２０を配管１０に巻き付けた筒状部材を金属管４０の内部に挿入する工程について説明するための図である。 図７は、変形例に係る金属管について説明するための図である。

本発明を実施するための形態（以下、本実施形態という。）について具体例を示して説明する。本実施形態は、配管が内部に断熱部材を有する袋状樹脂部材で被覆された送水用断熱配管、及びこの送水用断熱配管の施工方法に関する。

図１は、本実施形態に係る送水用断熱配管１の断面図である。送水用断熱配管１は、図１に示すように、配管１０と、配管１０の外周側に設けられた断熱部材２０と断熱部材２０の外周側に設けられた金属管４０と、を備える。

配管１０は、ポリエチレン管などの熱可塑性の樹脂管であって、所定の配水経路に沿って配置されるものである。具体的に、配管１０の材料としては、ポリエチレン管を用いたり、或いは、このポリエチレン管に鋼帯とポリアリレート繊維とアラミド繊維との少なくとも１種を巻き付けて形成される補強帯状体を有するポリエチレン管を用いたりすることが好ましい。

断熱部材２０は、シート状の断熱部材であって、好ましくは、ＪＩＳＡ１３０４（建築構造部分の耐火試験方法）の標準曲線に準じた３０分加熱に対して耐火性能を満足するよう断熱材密度や厚さを適宜調整して用いることができる部材である。具体的には、断熱部材２０に用いる断熱材料としては、例えば、セラミックファイバー、生体溶解性ファイバー、ロックウール、シリカエアロジェルを含浸させたグラスウール、及びグラスウールなどの、断熱性能および耐火性能の高い材料が用いられる。さらに具体的には、後述するように、断熱部材２０に用いる断熱材料は、ロックウール、シリカエアロジェルを含浸させたグラスウール、及びグラスウールの少なくとも１種を、配管１０側に配置した第１断熱層とし、セラミックファイバー及び生体溶解性ファイバーの少なくとも１種を、金属管４０側に配置した第２断熱層とすることが好ましい。さらに、上記第１及び第２断熱層に加えて、断熱部材２０は、配管１０に最も近い側に、ポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォーム、フェノールフォーム、及び発泡プラスチック保温材の少なくとも１種からなる断熱材料を含む断熱層を有することができる。

また、断熱部材２０は、図１に示すように、樹脂フィルム３０の層間に配置され、断熱部材２０の内層２０ａおよび外層２０ｂが樹脂フィルム３０により被覆されている。ここで、断熱部材２０を構成する複数枚（図１の例では６枚）のシート状断熱材２００の両端部の突き合わせ部の配置は、シート状断熱材２００毎に所定間隔でずらして配置することが望ましい。このようにシート状断熱材２００の両端部の突き合わせ部を配置することで、シート状断熱材２００の両端部の突き合わせ部の隙間からの熱侵入を、前記突き合わせ部の隙間を円周方向の同一位置に設けた場合よりも緩和することができる。また、各シート状断熱材２００の長さは、各シート状断熱材２００を配管に巻き付けた時に、各シート状断熱材２００の両端部の突き合わせ部に隙間ができないように、配管に巻き付け時の外周部の計算上の周長に合わせて設計するか、あるいは僅かに大きめの長さとする必要がある。このように、各シート状断熱材２００の長さを設計することで、各シート状断熱材２００の突き合わせ部の隙間の形成を防止することが可能となる。なお、この際に、各シート状断熱材２００の長さを巻き付け時の外周部の周長に一致させるか、外周部の周長より僅かに大きくするのは、内周部の周長に略一致させると各シート状断熱材２００の突き合わせ部に隙間ができ、前記突き合わせ部からの熱浸入が起こり易くなるためである。この時、各シート状断熱材２００の内周部の周長は、内周部の巻き付けに必要な長さよりも僅かに長くなるが、各シート状断熱材２００の突き合わせ部を押し込むことで、シート状断熱材２００の両端部がシート状断熱材２００の長さ方向に圧縮され、圧縮部近傍の断熱材が僅かに高密度化することで、各シート状断熱材２００の内周部に生じる余長を吸収することができる。

樹脂フィルム３０は、袋状樹脂部材であって、具体的には後述するように、大気圧以下の所定圧力に保持されていることが好ましい。また、樹脂フィルム３０の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミドの少なくとも１種の熱可塑樹脂からなるフィルムを用いることができる。具体的には、内層にポリエチレン、外層にポリアミドを配置した２層の袋状樹脂部材を用いることができる。また、樹脂フィルム３０としては、透湿性の低い樹脂部材を使用するか、あるいはアルミニウム箔をラミネートした袋状樹脂部材またはアルミニウムを蒸着した袋状樹脂部材を用いてもよい。ここで、樹脂フィルム３０は、耐久性を確保するため、フィルム厚さが０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。

金属管４０は、耐火性能を実現するため、上述したように断熱部材２０の外周側に設けられる金属製の管状体である。金属管４０は、スパイラルダクト又はシームレス鋼管から構成されることが好ましい。

次に、以上のような構成からなる送水用断熱配管１の具体的な施工方法について説明する。

まず、図２（Ａ）に示すように、断熱部材２０を袋状の樹脂フィルム３０で密閉にする、言い換えれば袋とじ（袋状の樹脂フィルム３０の開口部分３０ａを閉じる）にする。本工程においては、断熱部材２０は、例えば図２（Ｂ）に示すように６枚の断熱シート２１〜２６を用いる。後述の巻き付け工程から明らかなように、シート状断熱材２１〜２６は、同一の形状であって、長手方向に少しずらす、特に図２（Ｂ）に示すように、シート状断熱材２１、２２、２３、２４、２５、２６の順番に、長手方向に１／６ずらして積層することが好ましい。

なお、図２（Ｂ）は、袋樹脂部材（樹脂フィルム３０）を密閉する工程において、シート状断熱材２１〜２６を配管１０の外周に円周方向に間隔をずらして積層して巻き付けるため、シート状断熱材２１〜２６の配置例を示した図である。言い換えれば、図２（Ｂ）は、配管１０に巻き付ける前の密閉時の袋樹脂部材（樹脂フィルム３０）中の断熱部材２０を構成する各シート状断熱材２１〜２６であって、各シート状断熱材２１〜２６の両端部が当接する突き合わせ部の隙間の配置を所定間隔でずらした配置を示している。このように、シート状断熱材の円周方向の両端部が当接する突き合わせ部の隙間の配置を、シート状断熱材の積層枚数に合わせて各層毎に円周方向に等角度になるようにずらすことができる。具体的には、６枚のシート状断熱材２１〜２６を配管１０に巻き付ける場合に、６０°間隔で各シート状断熱材２１〜２６の突き合わせ部を配置する断熱材の構造が得られる。この場合、シート状断熱材巻き付け時の各層毎の周長の増加に対応するように、積層する各シート状断熱材２１〜２６の長さは内層から外層に向かって順にシート厚さの２倍ずつ増加させる必要がある。このようにシート状断熱材２１〜２６の両端部の突き合わせ部を所定間隔でずらして設けることで、送水用断熱配管１が加熱された時に、シート状断熱材２１〜２６の長手方向の両端部の突き合わせ部の隙間からの熱侵入を最も効率的に防止できる。

なお、断熱部材２０を構成する各層（本例では６層）については、各層を構成するシート状断熱材が必ずしも１枚のシート部材である場合に限らず、任意の枚数のシート部材を長手方向につなぎ合わせたものであってもよい。例えば図２（Ｂ）に示す例では、最外層のシート状断熱材２６は、最内層のシート状断熱材２１と比べて長くなるため、２枚のシート部材から構成されてもよい。このように任意の枚数のシート部材をつなぎ合わせることで、各層専用の長さのシートを用意しなくてもよく、また、任意の口径の配管に対して容易に隙間無く断熱材を巻き付けることができる。ここで、本実施形態における「つなぎ合わせる」とは、必ずしも接着材などで接合することに限らず、付き合わせて配置してもよい。このため、シート状断熱材２６として任意枚数のシート部材を長手方向につなぎ合わせて使用する場合に、隣接する層間のシート状断熱材の突き合わせ部（つなぎ合わせ部を含む）の配置が円周方向の同一位置とならないようにする必要がある。

図３は、袋状樹脂部材３０（樹脂フィルム）を圧縮する工程の説明図である。続いて、図３に示すように、袋状樹脂部材３０で断熱部材２０を密閉した状態で、袋状樹脂部材３０の内部を減圧することにより、断熱部材２０を圧縮する。具体的に、樹脂フィルムからなる袋状樹脂部材３０に設けられた開口部３５に、吸引装置５０のノズル５５を挿入し、ノズル５５により袋状の樹脂フィルム３０内部の空気を吸引すること、すなわち、袋状樹脂部材３０内を脱気することで減圧して断熱部材２０を圧縮する。

続いて、図４に示すように、断熱部材２０の長手方向の端部から延びた樹脂フィルム３０、すなわちシート状断熱材２１のシート状断熱材２２が重畳していない側の短辺２１ａから延びた樹脂フィルム３０と、配管１０とをテープ３６で貼り合わせる。そして配管１０を回転させることで、配管１０にシート状断熱材２１、２２、２３、２４、２５、２６の順番で巻き付ける。

ここで、配管１０に巻き付けたときのシート状断熱材２１〜２６の断面構造を図５に示す。図５に示すように、シート状断熱材２１〜２６の順番に、円周方向に６０°ずつずらしながら最内周から最外周に亘って巻き付けられることとなる。これは、上述したように、シート状断熱材２１、２２、２３、２４、２５、２６の順番に、長手方向の両端部が当接する突き合わせ部の隙間２１１、２２１、２３１，２４１，２５１，２６１を、図５に示すように各層毎に６０°ずつずらして配管１０の外周に円周方向に円周の（１／６）分割した位置に配置されるように積層しているためである。図５では、６層のシート状断熱材を巻き付けた場合を示したが、配管に対するシート状断熱材の巻き付け層数は、６層に限らず５層としてもよく、例えば、各層のシート状断熱材を突き合わせや接着を行わずに、１枚で形成して５層のシート状断熱材を巻き付けた場合には、各層の断熱シートの両端部の突き合わせ部の配置間隔は、７２°間隔となる。このように、シート状断熱材の突き合わせ部の配置間隔は、断熱材の種類や被覆厚さなどにより適宜変更することができる。

なお、複数枚の断熱シートを厚さ方向に重畳させずに配管に巻き付けたり、層厚の１枚の断熱シートを配管に巻き付けることで、断熱層を形成してもよいが、次の理由から、シート状断熱材２１、２２、２３、２４、２５、２６の順番に、長手方向にシート状断熱材の長さの（１／６）ずつずらして積層することが好ましい。ここで、複数枚のシート状断熱材を重畳させる場合であっても、シート状断熱材２１、２２、２３の３枚をこの順番に重畳させて袋状樹脂部材に詰めて配管１０に巻き付けて減圧後密閉して、さらに、シート状断熱材２４、２５、２６の３枚をこの順番に重畳させて袋状樹脂部材に詰めて配管１０に巻き付け減圧後密閉して使用してもよい。このように、複数の袋状樹脂部材に断熱材を別々に詰めることで、断熱材の密度を、それぞれの袋状樹脂部材によって異なるものとすることができる。

また、シート状断熱材２１〜２６を巻き付けた場合には、合計６枚の断熱材を厚さ方向に重畳させずに６重に巻き付けた場合に比べて、断熱部材２０の厚みにムラが生じることなく、断熱部材２０を配管１０に巻き付けることができる。つまり、径方向の厚みにムラが生じないので、金属管４０に対して配管１０が偏心することを防止することができる。

さらに、層厚の１枚の断熱シートを断熱材として配管に巻き付けた場合には、シート状断熱材の長手方向の両端部に隙間が生じ、当該隙間が熱の伝達経路となることから断熱性能が低下してしまう。これに対してシート状断熱材２１〜２６を巻き付けた場合には、個々のシート状断熱材２１〜２６の長手方向の両端部に隙間が生じうるが、最外周（断熱シート２６）を除いたシート状状断熱材で覆われるため、断熱性能の低下を抑制することができる。ここで、断熱シートは、図１のようにシート状断熱材２００各層を所定間隔でずらして配置することもできるが、より望ましくは、図６に示すように各層のシート状断熱材２１〜２６の配置間隔を最大化するために、シート状断熱材２１〜２６をそれぞれ６０°ずつずらして配置するのが望ましい。このようにすることで、シート状断熱材２１〜２６の各層の長手方向の両端部の隙間が最も離隔した位置に設けることができるので、シート状断熱材２１〜２６の両端部の隙間からの熱侵入をより効果的に防止することができる。

続いて、図６に示すように、袋状樹脂部材３０の内部に配置された断熱部材２０を配管１０に巻き付けた筒状部材を金属管４０の内部に挿入し、袋状の樹脂フィルム３０に装入された断熱部材２０を圧縮状態から解放させて、袋状樹脂部材３０に被覆された断熱部材２０を配管１０と金属管４０との間に充満させる。金属管４０は、互いに隣接する金属管体のハゼ部４５、４５を接続して形成された金属製の管状体である。図６は、ハゼ部４５が管軸方向に対して螺旋状に設けた例を示している。ここで、ハゼ部４５から管内への水の侵入を防止するために、ハゼ部４５にパッキンを設けて防水処理をするか、あるいはハゼ部４５の外周に防水テープを巻くことで防水処理をすることが好ましい。なお、金属管４０としては、ハゼ部４５を管軸方向に対して垂直に短尺で設けた金属管やシームレス鋼管を用いることもできる。なお、外管にスパイラルダクト鋼管を用いると、ハゼ部４５により、金属管４０の長手方向にリブが形成され、管の断面が補強されることから、金属管４０が薄肉高剛性のものを得ることができる。なお、金属管４０の耐食性を向上させるためには、金属管４０の表面に亜鉛メッキを施した亜鉛めっき鋼板を金属管４０の素材として用いることが望ましい。

具体的には、袋状樹脂部材３０に被覆された断熱部材２０を配管１０と金属管４０との間に充満させるため、袋状の樹脂フィルム３０の内部を減圧後に、袋状の樹脂フィルム３０が有する開口部３５を開放することで、袋状の樹脂フィルム３０の密閉状態を開封する。すなわち、袋状の樹脂フィルム３０の開口部３５からの脱気を中止して、開口部３５から空気を導入することで、袋状の樹脂フィルム３０の内部を大気圧、あるいは大気圧未満の所定圧力に復圧させることで、圧縮された袋状樹脂部材に被覆された断熱部材２０を厚さ方向に膨張させて、断熱部材２０の密度を減圧前より高密度化する。より具体的には、耐火材は、減圧前に比べて圧縮率が５％〜８０％の範囲となるように圧縮することが好ましい。これは、減圧前に比べて圧縮率が８０％を超えて圧縮しすぎると、繊維が破断するなどして断熱性能ないし耐火性能が損なわれてしまうことがあり、５％以下の圧縮率であると、復圧時の断熱材の膨張量が不安定になるからである。このようにして圧縮率が５％〜８０％の範囲となるように圧縮することにより、後述の工程で袋状樹脂部材に被覆された断熱部材２０を配管１０と金属管４０との間に高密度に充填でき、さらに外圧強度の向上も図ることができる。また、袋状樹脂部材に被覆された断熱部材２０の密度は、送水用断熱配管１の外径や断熱性能の設計に合わせて適宜調整することができる。

具体的に袋状樹脂部材３０に被覆された断熱部材２０を配管１０と金属管４０との間に充満させるには、樹脂フィルム３０の開口部３５からの脱気を中止して開口部３５から空気を導入する場合に限定されない。例えばガス透過性を有する樹脂フィルムを用いれば、開口部がなくても、時間の経過により樹脂フィルムを介して断熱部材を配管と金属管との間に充満することができる。具体的には、断熱部材を配管に巻き付けた筒状部材を金属管の内部に挿入してから所定の時間が経過すれば、樹脂フィルムのガス透過性により空気が導入され減圧状態が解放することで、断熱部材を配管と金属管との間に空気を充満することができる。ガス透過性が大きい樹脂としては、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチエン等を用いることができる。例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）等を用いる。

以上のようにして、上記図２〜図６を用いて説明した方法により施工される送水用断熱配管１は、断熱材の表面が樹脂フィルム層により被覆されているため、樹脂フィルム層を減圧するなどして容易に断熱部材を圧縮して、配管と金属管との間に隙間なく充填することができ、耐火性能と断熱性能とをともに高めることができる。

また、袋状樹脂部材の内部に配置される断熱部材は、水分を吸収しても耐火性能が維持されるが、吸水により断熱性能が低下するので、上述の通り、樹脂フィルム層により防水されていることから、水分による断熱性能の低下を防止することができる。ここで、袋状樹脂部材として透湿性の低い樹脂部材を使用するか、あるいはアルミニウム箔をラミネートした袋状樹脂部材またはアルミニウムを蒸着した袋状樹脂部材を用いれば、吸湿による断熱性能の低下を防止することができる。

また、配管１０に近い側の断熱部材については、配管１０から離れた金属管４０に近い側の断熱部材に比べて耐熱温度が低い材料を用いても、断熱部材２０全体としての耐熱性能が大きく低下することはないことから、耐熱温度によらず熱伝導率が低い材料を用いることが好ましい。一方、金属管４０に近い側の断熱部材は、配管１０に近い側の断熱部材に比べて熱伝導率が高くても、耐熱温度が高い材料を用いることが好ましい。

例えば、配管１０の最も近い側に設けられるシート状断熱材２１、２２については、シート状断熱材２３〜２６と比較して、耐熱温度が低いが熱伝導率が低い材料、具体的にはポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォーム、フェノールフォーム、及び発泡プラスチック保温材の少なくとも１種の材料を用いる。シート状断熱材２１、２２の次に配管１０に近い側のシート状断熱材２３、２４については、シート状断熱材２５、２６と比較して、耐熱温度が低いが熱伝導率が低い材料、具体的には、ロックウール、シリカエアロジェルを含浸させたグラスウール、及びグラスウールの少なくとも１種の材料を用いる。配管１０から離れた金属管４０に近い側に設けられるシート状断熱材２５、２６については、セラミックファイバー及び生体溶解性ファイバーの少なくとも１種の材料を用いる。

このようにして、送水用断熱配管１では、上述したように、異なる材料からなる断熱部材を組み合わせることで、耐熱性能と断熱性能の両方を維持しながら、例えばシート状断熱材２１、２２のシート厚みを薄くできる。つまり、耐熱性能と断熱性能の両方を維持しながら、断熱部材２０全体の厚みを薄くすることができる。

なお、本実施形態では、上記図２〜図６を用いて説明した方法に限らず、種々の変更が可能である。例えば、袋状の樹脂フィルム３０を配管１０に巻きつけた後に、袋状の樹脂フィルム３０の内部を減圧して袋状樹脂部材の内部の断熱部材２０を圧縮して筒状部材を準備してもよい。

また、断熱部材２０を圧縮する工程については、袋状の樹脂フィルム３０の内部を減圧する場合に限らず、袋状の樹脂フィルム３０を外部から押し潰すことで断熱部材２０を圧縮してもよい。

また、断熱部材２０を配管１０に巻き付けた筒状部材を金属管４０の内部に挿入する場合に限らず、金属管として、例えば、図７に示すように、フランジ付きの断面半円形の分割管状体５１、５２を用いてもよい。つまり、断熱部材２０を内部に含む袋状樹脂部材３０を配管１０に巻き付けた筒状部材を、上下方向からそれぞれ分割管状体５１、５２で挟み込む。そして、分割管状体５１のフランジ部５１１と分割管状体５２のフランジ部５１２とを突き合わせた状態で、ボルトとナットからなる締結部材６０で締結してもよい。このようにして分割管状体５１、５２を用いることで、例えば収縮させた袋状樹脂部材３０の内部の断熱部材２０が膨張し始めても確実に挟み込むことができる。

さらに、断熱部材２０は、配管１０と金属管４０との間に設けられていれば、袋状樹脂部材３０の他に、他の部材が介在していてもよい。例えば断熱部材２０と配管１０との間、或いは断熱部材２０と金属管４０との間に、衝撃吸収材を設けてもよい。

１ 送水用断熱配管
１０ 配管
２０ 断熱部材
２００、２１、２２、２３、２４、２５、２６ シート状断熱材
２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１ 突き合わせ部の隙間
２０ａ 内層
２０ｂ 外層
３０ 樹脂フィルム（袋状樹脂部材）
３５ 開口部
４０ 金属管
４５ ハゼ部
５０ 吸引装置
５１、５２ 分割管状体
５１１，５２１ 分割管状体のフランジ部
６０ 締結部材（ボルト、ナット）

Claims (17)

1. 配管と、
   前記配管の外周側に設けられた断熱部材と、
   前記断熱部材を被覆して、前記断熱部材が内部に配置される袋状樹脂部材である樹脂フィルムと、
   前記袋状樹脂部材に被覆された前記断熱部材の外周側に設けられた金属管と、を備え、
   前記断熱部材は、複数のシート状断熱材の積層体であり、
   前記シート状断熱材の両端部の突き合わせ部が円周方向の異なる位置に配置され、
   複数枚のシート状断熱材が配管の外周に巻付けられ、
   前記シート状断熱材の両端部の突き合わせ部の隙間からの熱侵入を緩和することができるように、前記各シート状断熱材の内周部の周長は、内周部の巻き付けに必要な長さよりも僅かに長く設定され、前記シート状断熱材の突き合わせ部が押し込まれることにより、前記シート状断熱材の両端部が断熱部材の長さ方向に圧縮されることで、圧縮部近傍の断熱材が僅かに高密度化することが可能なことを特徴とする送水用断熱配管。
2. 前記断熱部材は、５枚または６枚のシート状断熱材の突き合わせ部が円周方向の異なる位置に配置され、前記シート状断熱材の配置がシート状断熱材の枚数に応じて、それぞれ円周方向に所定の間隔で離間して巻付けられた断熱部材であることを特徴とする請求項１に記載の送水用断熱配管。
3. 前記断熱部材に用いられる断熱材料は、
   セラミックファイバー、生体溶解性ファイバー、ロックウール、シリカエアロジェルを含浸させたグラスウール、及びグラスウールのうちの少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１または２に記載の送水用断熱配管。
4. 前記断熱部材に用いられる断熱材料は、
   ロックウール、シリカエアロジェルを含浸させたグラスウール、及びグラスウールの少なくとも１種を、前記配管側に配置した第１断熱層と、
   セラミックファイバー及び生体溶解性ファイバーの少なくとも１種を、前記金属管側に配置した第２断熱層と、
   を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の送水用断熱配管。
5. 前記断熱部材に用いられる断熱材料は、
   前記配管に最も近い側に、ポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォーム、フェノールフォーム、及び発泡プラスチック保温材の少なくとも１種からなる断熱層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の送水用断熱配管。
6. 前記樹脂フィルムは、
   ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミドの少なくとも１種の熱可塑樹脂からなる樹脂フィルム、又は前記樹脂フィルムにアルミニウム箔を積層したフィルムからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の送水用断熱配管。
7. 前記配管は、ポリエチレン管、又は前記ポリエチレン管に鋼帯とポリアリレート繊維とアラミド繊維との少なくとも１種を巻き付けて形成される補強帯状体を有するポリエチレン管であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の送水用断熱配管。
8. 前記金属管は、
   スパイラルダクト鋼管又はシームレス鋼管であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の送水用断熱配管。
9. 断熱部材が内部に圧縮状態で配置された樹脂フィルムからなる袋状樹脂部材により被覆された複数のシート状断熱材の積層体が配管に巻き付けられた筒状部材を、準備する第１工程と、
   前記筒状部材を金属管の内部に挿入する第２工程と、
   前記第２工程終了後に、前記袋状樹脂部材の内部の前記断熱部材を圧縮状態から解放させて、前記断熱部材を前記袋状樹脂部材を介して前記配管と前記金属管との間に充満させる第３工程と、を有する送水用断熱配管の施工方法であって、
   前記第１工程において、
   それぞれの前記シート状断熱材の両端部の突き合わせ部を円周方向の異なる位置に所定距離ずらして配置することで、シート状断熱材の両端部の突き合わせ部の隙間からの熱侵入を緩和することができるシート状断熱材の内周部の周長を内周部の巻き付けに必要な長さよりも僅かに長く設定し、シート状断熱材の突き合わせ部を押し込んでシート状断熱材の両端部を断熱シート部材の長さ方向に圧縮して、圧縮部近傍の断熱材を高密度化させることを特徴とする送水用断熱配管の施工方法。
10. 前記断熱部材は、５枚または６枚のシート状断熱材の突き合わせ部が円周方向の異なる位置に、前記シート状断熱材の枚数に応じて、所定の間隔で離間して配置されるように配管に巻付けられることを特徴とする請求項９に記載の送水用断熱配管の施工方法。
11. 前記第１工程は、
    前記断熱部材が挿入された前記袋状樹脂部材の内部を減圧して前記断熱部材を圧縮する工程と、
    前記断熱部材を圧縮した後に、前記袋状樹脂部材を前記配管に巻きつけて、前記筒状部材を準備する工程と、
    を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の送水用断熱配管の施工方法。
12. 前記第１工程は、
    前記断熱部材が装入された前記袋状樹脂部材を前記配管に巻きつける工程と、
    前記袋状樹脂部材を前記配管に巻きつけた後に、前記袋状樹脂部材の内部を減圧して前記断熱部材を圧縮して、前記筒状部材を準備する工程と、
    を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の送水用断熱配管の施工方法。
13. 前記第１工程では、前記袋状樹脂部材を外部から押し潰すことで前記断熱部材を圧縮することを特徴とする請求項９または１０に記載の送水用断熱配管の施工方法。
14. 前記第１工程では、前記袋状樹脂部材の内部を減圧後に、前記袋状樹脂部材が有する開口部を閉塞することで、圧縮された断熱部材を袋状樹脂部材の内部に密閉し、
    前記第３工程では、前記袋状樹脂部材が有する開口部を開放することで、前記袋状樹脂部材の密閉状態を開封して、前記断熱部材を前記袋状樹脂部材を介して前記配管と金属管との間に充満させることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の送水用断熱配管の施工方法。
15. 前記第１工程では、前記袋状樹脂部材の内部を脱気して減圧することで、前記断熱部材を厚さ方向に圧縮し、
    前記第３工程では、前記袋状樹脂部材の開口部からの脱気を中止して、開口部から空気を導入することで、前記袋状樹脂部材の内部を大気圧、あるいは大気圧未満の所定圧力に復圧させることで、前記圧縮された断熱部材を厚さ方向に膨張させて、前記断熱部材の密度を減圧前の断熱材密度より高密度化することを特徴とする請求項９または１０に記載の送水用断熱配管の施工方法。
16. 前記第１工程では袋状樹脂部材内を脱気しながら減圧して、前記袋状樹脂部材の減圧状態を保持することで、前記断熱部材を厚さ方向に圧縮した前記筒状部材を金属管の内部に挿入し、前記第３工程では、前記袋状樹脂部材の開口部からの脱気を中止して、開口部から空気を導入することで、前記袋状樹脂部材の内部を大気圧、あるいは大気圧未満の所定圧力に復圧させて、前記圧縮された断熱部材を厚さ方向に膨張させ、前記断熱部材の密度を減圧前の断熱材密度より高密度化することを特徴とする請求項９または１０に記載の送水用断熱配管の施工方法。
17. 前記第２工程終了後に、前記袋状樹脂部材の密閉状態のまま、前記袋状樹脂部材のガス透過性を利用して、前記袋状樹脂部材の内部に空気を浸透させて、前記配管と前記金属管との間の前記袋状樹脂部材の内部に配置された断熱部材に空気を充満させる第３工程と、を有する請求項９または１０に記載の送水用断熱配管の施工方法。

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