JP7430042B2 - 管体支持用緩衝材、構造物及び管体固定方法 - Google Patents
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Description
管体支持具により固定された管体において、管体支持具と管体とが直接接触していると、管体に流体が流入する際の振動や、躯体の振動、管体支持具と管体の熱膨張差等により、管体支持具と管体とが擦れ、管体支持具及び管体が破損することがあった。
すなわち、特許文献1には、配管を躯体側に挟持状に保持するためのクランプ部の内面に、前記配管とクランプ部とのあいだに配されて配管の緩衝をするための緩衝材を一体に止着して形成したことを特徴とするクランプが開示されている。
そのため、管体に高温流体が流れたとしても、長期間、緩衝効果を得ることができる。
また、本発明の管体支持用緩衝材では、上記無機繊維は、アルミナ-シリカ繊維であることが望ましい。
これらの材料は耐熱性が高い。そのため、本発明の管体支持用緩衝材がこれらの材料からなると、本発明の管体支持用緩衝材は劣化しにくい。
有機バインダは、無機繊維同士を接着し、管体支持用緩衝材から無機繊維が飛散することを防ぐことができる。
本発明の管体支持用緩衝材は、高温流体が流れる管体を固定するために使用されるので、管体が高温になると、管体支持用緩衝材に含まれる有機バインダが熱により分解する。
有機バインダの含有量が8wt%を超えると、有機バインダが分解して発生するガスの量が多くなり、白煙の発生等の問題が生じる。
しかし、有機バインダの含有量が8wt%以下であると、このような有機バインダの分解に伴う問題が生じにくい。
本発明の管体支持用緩衝材が、ニードルパンチングマットであっても、抄造マットであっても本発明の効果を得ることができる。
このような管体支持用緩衝材は、排気ガス等の高温流体が流れる管体の管体支持用緩衝材として適している。
従って、管体に高温流体が流れ、管体が高温になったとしても、管体支持用緩衝材は劣化しにくい。
そのため、管体に高温流体が流れたとしても、長期間、緩衝効果を得ることができる。
管体支持具がこのような構成であると、好適に管体を固定することができる。
管体支持用緩衝材の密度が上記範囲であると、好適に管体を保持することができる。
管体支持用緩衝材の密度が0.2g/cm3未満であると、管体支持用緩衝材が管体を保持する力が弱くなり、管体の固定位置がずれやすくなる。
管体支持用緩衝材の密度が0.7g/cm3を超えると、管体支持用緩衝材にかかる圧力が高くなり、無機繊維が折損しやすくなる。
管体支持具と管体支持用緩衝材とを接着剤で接着することにより、管体に管体支持具を取り付ける際に、作業性を向上することができる。そして、管体支持具と管体支持用緩衝材とがずれることを防止することができる。
管体支持用緩衝材の密度が上記範囲となるようにすることにより、好適に管体を保持することができる。
管体支持用緩衝材の密度が0.2g/cm3未満であると、管体支持用緩衝材が管体を保持する力が弱くなり、管体の固定位置がずれやすくなる。
管体支持用緩衝材の密度が0.7g/cm3を超えると、管体支持用緩衝材にかかる圧力が高くなり、無機繊維が折損しやすくなる。
以下、本発明のマット材について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
図1は、本発明の管体支持用緩衝材の一例を模式的に示す斜視図である。
なお、高温流体の温度は400~800℃であることが望ましい。
そのため、管体に高温流体が流れたとしても、長期間、緩衝効果を得ることができる。
1mm以上であることが望ましく、1~50mmであることがより望ましい。また複数の緩衝材を重ねて使用しても良い。
管体支持用緩衝材の厚さが1mm未満であると、充分な緩衝効果が得られず、管体が破損しやすくなる。
無機繊維は耐熱性が高い。そのため、管体支持用緩衝材10が無機繊維からなると、管体支持用緩衝材10は劣化しにくい。
無機繊維の平均繊維長が0.1mm未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、無機繊維同士の交絡が不充分となり、管体支持用緩衝材の強度が得られにくくなり、管体支持用緩衝材の形状保持性が低下しやすくなる。
繊維の平均繊維長が150mmを超えると、繊維の繊維長が長すぎるため、管体支持用緩衝材を構成する繊維本数が減少する。そのため緻密性が低下しやすくなる。
本明細書において、平均繊維長とは、管体支持用緩衝材から無機繊維300本を抜き取り、繊維長を計測した平均長さを意味する。管体支持用緩衝材から無機繊維を破断せずに抜き取れない場合、管体支持用緩衝材を脱脂処理して、脱脂済み管体支持用緩衝材を水の中へ投入し、無機繊維同士の絡みをほぐしながら無機繊維が破断しないように採取すると良い。
無機繊維の平均繊維径が1μm未満であると、強度が弱く、衝撃等により無機繊維が裁断されやすくなる。
無機繊維の平均繊維径が20μmを超えると、繊維径が太すぎ無機繊維自体のヤング率が高くなり管体支持用緩衝材の柔軟性が低くなりやすくなる。
これらの無機繊維は耐熱性が高く、このような無機繊維により形成されたマット材は、温度変化によって形状変化しにくい。
無機繊維の結晶化率は0.1~80.0%であることが望ましく、0.5~10.0%がより望ましい。
嵩密度が0.05g/cm3未満であると、アルミナ繊維の絡み合いが弱く、マットの引張強度が小さい。また、アルミナ繊維が剥離しやすいため、管体支持用緩衝材の形状を所定の形状に保ちにくくなる。
嵩密度が0.25g/cm3を超えると、管体支持用緩衝材が硬くなり、管体への巻き付け性が低下し、管体支持用緩衝材を管体の表面に沿う様に曲げた際、表面が割れやすくなる。
有機バインダは、無機繊維同士を接着し、管体支持用緩衝材から無機繊維が飛散することを防ぐことができる。
有機バインダとしては、アクリル系樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、カルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコール等の水溶性又は水分散した有機重合体、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
これらの有機バインダは、2種以上併用してもよい。
本発明の管体支持用緩衝材は、高温流体が流れる管体を固定するために使用されるので、管体が高温になると、管体支持用緩衝材に含まれる有機バインダが熱により分解する。
有機バインダの含有量が8wt%を超えると、有機バインダが分解して発生するガスの量が多くなり、白煙の発生等の問題が生じる。
しかし、有機バインダの含有量が8wt%以下であると、このような有機バインダの分解に伴う問題が生じにくい。
管体支持用緩衝材10が無機バインダを含むと、無機繊維が管体支持用緩衝材10から飛散することを防止することができる。
管体支持用緩衝材10が、ニードルパンチングマットであっても、抄造マットであっても本発明の効果を得ることができる。
また、ニードルパンチングを行うことにより、有機バインダの量を減らすことができる。
そのため、有機バインダが分解して発生するガスの量も減らすことができる。
特に、ニードルパンチングマットは、有機バインダが無くても管体支持用緩衝材に使用することができる。
また、ニードルパンチングマットは、有機バインダが熱分解、焼失後においても、管体支持用緩衝材の端部や、管体支持具で押さえられていない管体支持用緩衝材表面からの無機繊維脱落、風蝕の発生の抑制ができる。
図2は、本発明の管体支持用緩衝材が用いられた構造物の一例を示す斜視図である。
また、管体20には、高温流体が流れることになる。
すなわち、本発明の構造物は、いわゆるクランプ構造であってもよい。
管体支持具30がこのような構成であると、好適に管体20を固定することができる。
管体支持用緩衝材10の密度が上記範囲であると、好適に管体20を保持することができる。
管体支持用緩衝材の密度が0.2g/cm3未満であると、管体支持用緩衝材が管体を保持する力が弱くなり、管体の固定位置がずれやすくなる。
管体支持用緩衝材の密度が0.7g/cm3を超えると、管体支持用緩衝材にかかる圧力が高くなり、無機繊維が折損しやすくなる。
管体支持具30と管体支持用緩衝材10とを接着剤で接着することにより、管体支持具30と管体支持用緩衝材10とがずれることを防止することができる。
管体支持用緩衝材10と管体20とを接着剤で接着することにより、管体支持用緩衝材10と管体20とがずれることを防止することができる。
図3(a)~(d)は、管体固定方法を工程順に示す模式図である。
まず、図3(a)に示すように、管体把持部31と、管体把持部31を締める固定部32とを有する管体支持具30を準備する。
つぎに、図3(b)に示すように、管体把持部31に管体支持用緩衝材10を配置する。
この際、接着剤を用いて、管体把持部31と管体支持用緩衝材10とを接着してもよい。
次に、図3(c)に示すように、管体把持部31の内側に、管体支持用緩衝材10を介して、高温流体が流れることになる管体20を配置する。
この際、接着剤を用いて、管体支持用緩衝材10と管体20とを接着してもよい。
次に、図3(d)に示すように、固定部32により管体把持部31を締めることにより管体20を前記管体支持具30に固定する。
この際、管体支持用緩衝材10が無機繊維からなる場合、管体支持用緩衝材10の密度が0.2~0.7g/cm3となるように管体把持部31を締めることが望ましく、0.22~0.55g/cm3となるように管体把持部31を締めることがより望ましい。
管体支持用緩衝材10の密度が上記範囲となるようにすることにより、好適に管体20を保持することができる。
管体支持用緩衝材の密度が0.2g/cm3未満であると、管体支持用緩衝材が管体を保持する力が弱くなり、管体の固定位置がずれやすくなる。
管体支持用緩衝材の密度が0.7g/cm3を超えると、管体支持用緩衝材にかかる圧力が高くなり、無機繊維が折損しやすくなる。
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、Al2O3:SiO2=72:28(重量比)となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体(ポリビニルアルコール)を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この紡糸用混合物をブローイング法(紡糸雰囲気温度:120℃)により紡糸してアルミナ繊維前駆体を作製した。
その後、シート状物を焼成することにより、アルミナ繊維前駆体をアルミナ繊維に転換し坪量1500g/m2の無機繊維集合体のシートを得た。得られたアルミナ繊維の繊維径は5μmであった。
得られたシートを縦×横=350mm×50mmに切断することにより実施例1に係る管体支持用緩衝材を製造した。
Al含有量が70g/Lであり、Al:Cl=1:1.8(原子比)となるように調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、Al2O3:SiO2=72:28(重量比)となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体(ポリビニルアルコール)を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して無機繊維前駆体を作製した。続いてこの無機繊維前駆体を圧縮して、長方形のシート状物を作製した。圧縮したシート状物を焼成し、アルミナとシリカとを72重量部:28重量部で含む無機繊維(平均繊維径5μm)を作製した。
得られた繊維集合体を、プレス機を用いて7.0mmに圧縮しながら140℃で15分加熱することで無機繊維集合体のシートを作製した。
続いて、無機繊維集合体のシートを縦×横=350mm×50mmに切断することにより実施例2に係る管体支持用緩衝材を製造した。
実施例2に係る管体支持用緩衝材の厚さは、10.0mmであり、実施例2に係る管体支持用緩衝材中の有機バインダの含有量は、6.0wt%であった。
11、12 端部
20 管体
30 管体支持具
31 管体把持部
32 固定部
40 構造物
Claims (4)
- 管体と前記管体を支持する管体支持具との間に配置される管体支持用緩衝材であって、
前記管体には、高温流体が流れ、
前記管体支持用緩衝材は、無機繊維からなり、
前記無機繊維は、アルミナ-シリカ繊維であり、
前記管体支持用緩衝材は、有機バインダを含み、
前記無機繊維の重量に対し、前記有機バインダの含有量は、8wt%以下であり、
前記高温流体の温度は400~800℃であることを特徴とする管体支持用緩衝材。 - 前記管体支持用緩衝材は、ニードルパンチングマット又は抄造マットである請求項1に記載の管体支持用緩衝材。
- 管体把持部と、前記管体把持部を締める固定部とを有する管体支持具を準備する管体支持具準備工程と、
前記管体把持部に請求項1又は2に記載の管体支持用緩衝材を配置する管体支持用緩衝材配置工程と、
前記管体把持部の内側に、前記管体支持用緩衝材を介して、高温流体が流れることになる管体を配置する管体配置工程と、
前記固定部により前記管体把持部を締めることにより前記管体を前記管体支持具に固定する管体固定工程とを含むことを特徴とする管体固定方法。 - 前記管体固定工程では、前記管体支持用緩衝材の密度が0.2~0.7g/cm3となるように、前記管体把持部を締める請求項3に記載の管体固定方法。
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