JP6878331B2 - 配管被覆構造及び配管被覆構造の施工方法 - Google Patents

Description

本開示は、配管被覆構造及び該配管被覆構造の施工方法に関する。

発電所等の冷却水配管の表面には、結露を防止するため防露材が被覆されている。一般的に、防露材は、結露防止の観点から、断熱性及び密封性に優れた材料（例えば、ウレタン、発泡ポリウレタン等）が用いられる。他方、火災防護の観点から、不燃性が求められ、建築基準法では、不燃材料を用いることが定められている。
特許文献１には、防露材の表面をアルミニウム合金等の防火性能が高い金属板で覆うことで、防露材の分解及び焼損を防ぐ構成が開示されている。

特開２０１５−１７５５０６号公報

特許文献１に開示された防火方法は、配管の周囲を金属板で覆う作業が容易ではなく、かつ高コストとなる。特に、Ｙ型配管などの複数な形状を有する配管への施工は困難である。
また、水性エマルジョン樹脂、水ガラス、ケイ酸マグネシウム等を主体とする高粘性鉱物を組み合わせた不燃性塗料を防露材に塗布する方法が考えられるが、塗布面積が広いと、均一な塗布が難しく、含水率のバラツキなどにより乾燥時に剥離やひび割れが生じる、等の問題がある。

一実施形態は、配管の表面に被覆された防露材に不燃性塗料を塗布する際の上記問題を解消し、不燃性塗料の剥離やひび割れをなくし、防火性能を保持可能にすることを目的とする。

（１）一実施形態に係る配管被覆構造は、
冷却流体が流れる配管の外表面に被覆された防露材と、
前記防露材の表面に被覆される第１網目状部材であって、熱伝導性材料から形成される第１網目状部材と、
前記第１網目状部材の表面に不燃性塗料が塗布されることで形成される被覆層と、
を備える。

上記（１）の構成によれば、第１網目状部材は変形性に富むので、配管表面に容易に取り付けられ、複雑な形状の配管に対しても施工が可能である。また、第１網目状部材は熱伝導性材料で形成されるため、第１網目状部材を伝って熱が放散し、熱が滞留しないため、防露材が局所的に高温になることがない。従って、防露材の耐熱性能を向上できる。また、第１網目状部材の表面に不燃性塗料からなる被覆層が施されるので、耐火性能を向上できると共に、該被覆層は第１網目状部材及び防露材の表面に付着することで、接着力が増大するので、第１網目状部材や防露材表面からの被覆層の剥離を抑制できる。さらに、不燃性塗料からなる被覆層は第１網目状部材によって多数の狭い領域に分割されるので、塗布の不均一に起因したひび割れを抑制できる。これによって、耐火性能を長期に持続できる。

（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記第１網目状部材は、金属製の網糸が格子状に配列されてなる金属製ネットからなる。
上記（２）の構成によれば、第１網目状部材が熱伝導性が高くかつ高剛性を有する金属製の網糸で構成されるため、耐熱性能及び耐久性能を向上できる。

（３）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記第１網目状部材は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなる。
ここで「格子状」と「メッシュ状」とは、主として第１網目状部材の目開きが異なることで区別され、「メッシュ状」は目開きが「格子状」より細かいことを意味する。例えば、「メッシュ状」の第１網目状部材の目開きは数μｍから数ｍｍの範囲であり、「格子状」の第１網目状部材の目開きは数ｍｍ〜数百ｍｍの範囲である。
上記（３）の構成によれば、第１網目状部材として熱伝導率が高いカーボンファイバを用いるため、耐熱性能をさらに向上できる。また、第１網目状部材がカーボンファイバがメッシュ状に織られるカーボンファイバシートで構成されるため、不燃性塗料からなる被覆層は第１網目状部材によってさらに細い領域に分割されるので、第１網目状部材に対する接着力が増し、剥離及びひび割れを抑制できる。

（４）一実施形態では、前記（３）の構成において、
前記カーボンファイバシートは、伸張された状態で前記防露材の表面に被覆される。
上記（４）の構成によれば、カーボンファイバシートが伸張された状態で防露材の表面に被覆されるため、防露材表面に対するカーボンファイバの接着力を高めることができると共に、複雑な形状の配管への施工であっても、カーボンファイバシートを配管表面に密着して被覆できる。

（５）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記第１網目状部材の表面に被覆される第２網目状部材であって、熱伝導性材料から形成される第２網目状部材をさらに備え、
前記第２網目状部材の網目の目開きの大きさは、前記第１網目状部材の網目の目開きの大きさよりも小さい。
上記（５）の構成によれば、第１網目状部材及び第１網目状部材の表面に塗布された不燃性塗料の外側に、第１網目状部材より目開きが細かい上記第２網目状部材をさらに被覆するので、不燃性塗料からなる被覆層を第２網目状部材で保護することができる。また、第２網目状部材の配置によって熱の伝搬を促進できるため、防露材の耐火性能をさらに向上でき、防露材の燃焼を抑制できる。

（６）一実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記配管が、発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなる。
上記（６）の構成によれば、発電プラントに配置される冷却系配管に被覆された防露材の耐熱性能及び耐火性能を高め、かつ不燃性塗料からなる被覆層の剥離及びひび割れを抑制して耐火性能を長期に持続できる。

（７）一実施形態に係る配管被覆構造の施工方法は、
冷却流体が流れる配管の外表面に被覆された防露材の表面に、熱伝導性材料から形成される第１網目状部材を被覆する第１ステップと、
前記第１網目状部材の表面に不燃性塗料を塗布することで被覆層を形成する第２ステップと、
を備える。

上記（７）の方法によれば、第１網目状部材は変形性に富むので、配管表面に容易に取り付けられ、複雑な形状の配管に対しても施工が可能である。また、第１網目状部材は熱伝導性材料で形成されるため、第１網目状部材を伝って熱が放散し、熱が滞留しないため、防露材が局所的に高温になることがない。従って、防露材の耐熱性能を向上できる。また、第１網目状部材の表面に不燃性塗料からなる被覆層が施されるので、耐火性能を向上できると共に、該被覆層は第１網目状部材及び防露材の表面に付着することで、接着力が増大するので、第１網目状部材や防露材表面からの被覆層の剥離を抑制できる。さらに、不燃性塗料からなる被覆層は第１網目状部材によって多数の狭い領域に分割されるので、塗布の不均一に起因したひび割れを抑制できる。これによって、耐火性能を長期に持続できる。

（８）一実施形態では、前記（７）の構成において、
前記第１網目状部材は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなり、
前記第１ステップでは、伸張された状態の前記カーボンファイバシートを前記防露材の表面に被覆する。
上記（８）の方法によれば、カーボンファイバシートが伸張された状態で防露材の表面に被覆されるため、防露材表面に対するカーボンファイバの接着力を高めることができると共に、複雑な形状の配管への施工であっても、カーボンファイバシートを配管表面に密着して被覆できる。

（９）一実施形態では、前記（７）又は（８）の方法において、
前記第２ステップの後に、前記第１網目状部材の表面に熱伝導性材料から形成され、網目の目開きの大きさが前記第１網目状部材より小さい第２網目状部材を被覆する第３ステップをさらに備える。
上記（９）の方法によれば、第１網目状部材及び第１網目状部材の表面に塗布された不燃性塗料の外側に、第１網目状部材より網目の目開きの大きさが小さい上記第２網目状部材をさらに被覆するので、不燃性塗料からなる被覆層を第２網目状部材で保護することができる。また、第２網目状部材の配置によって熱の伝搬を促進できるため、防露材の耐火性能をさらに向上でき、防露材の燃焼を抑制できる。

（１０）一実施形態では、前記（７）〜（９）の何れかの方法において、
前記配管が、発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなる。
上記（１０）の方法によれば、発電プラントに配置される冷却系配管に被覆された防露材の耐熱性能及び耐火性能を高め、かつ不燃性塗料からなる被覆層の剥離及びひび割れを抑制して耐火性能を長期に持続できる。

幾つかの実施形態によれば、冷却流体が流れる配管の表面に被覆された防露材に第１網目状部材及び不燃性塗料からなる被覆層を設けることで、防露材の耐熱性能及び耐火性能を向上できると共に、該被覆層の剥離やひび割れを抑制して、耐火性能を長期間持続できる。

一実施形態に係る配管被覆構造を示す斜視図である。 一実施形態に係る配管被覆構造を示す斜視図である。 一実施形態に係る配管被覆部の断面図である。 一実施形態に係る第１網目状部材の平面図である。 網目状部材の分類を説明するための説明図である。 一実施形態に係る配管被覆構造の施工方法を示す工程図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１及び図２は幾つかの実施形態に係る配管被覆構造１０（１０Ａ、１０Ｂ）を示す。
図１及び図２において、冷却流体が流れる配管１２の外表面は該冷却流体によって冷されるため、結露が生じやすい。そのため、配管１２の表面に防露材１４が被覆される。防露材１４は、断熱性及び密封性が優れた、例えば、ウレタン、発泡ポリウレタン等の材料で構成される。他方、防露材１４は、火災防護上の観点から建築基準法では不燃性が求められている。

図１及び図２に示すように、防露材１４の表面に第１網目状部材１６（１６ａ、１６ｂ）が被覆される。第１網目状部材１６は、例えば、金属などの熱伝導性材料で構成される。さらに、第１網目状部材１６の表面に不燃性塗料が塗布され、不燃性塗料からなる被覆層１８が形成される。
なお、図１及び図２では、被覆層１８が第１網目状部材１６の１つの網目内のみに存在するように図示されているが、被覆層１８は第１網目状部材１６のすべての網目に存在する。

上記構成によれば、第１網目状部材１６は変形性に富むので、配管１２の表面に容易に取り付けられ、複雑な形状の配管に対しても施工が可能である。また、第１網目状部材１６は熱伝導性材料で形成されるため、第１網目状部材１６を伝って熱が放散し、熱が滞留しないため、防露材１４が局所的に高温になることがない。従って、防露材１４の耐熱性能を向上できる。また、第１網目状部材１６の表面に不燃性塗料からなる被覆層１８が施されるので、耐火性能を向上できると共に、被覆層１８は第１網目状部材１６及び防露材１４の表面に付着することで、接着力が増大するので、第１網目状部材１６や防露材表面からの被覆層１８の剥離を抑制できる。さらに、被覆層１８は第１網目状部材１６によって多数の狭い領域に分割されるので、塗布の不均一に起因したひび割れを抑制できる。これによって、耐火性能を長期に持続でき、建築基準法を満たす不燃性能を得ることができる。

一実施形態では、不燃性塗料として例えばガラス塗料が用いられる。また、配管１２を流れる冷却流体は、例えば、液体又は気体の冷却流体であり、液体の場合、例えば冷却水である。

図３は、一実施形態に係る被覆層１８の断面図であって、図１中のＡ―Ａ線に沿う断面図である。
図３に示すように、不燃性塗料は第１網目状部材１６の間に塗布されて被覆層１８を形成する。被覆層１８は、第１網目状部材１６の網目間に形成される凹部に溜まり、第１網目状部材１６及び防露材１４に付着することで接着力を増大でき、剥離を抑制できる。また、被覆層１８は第１網目状部材１６の網目毎に分割されることで、塗布ムラによるひび割れを抑制できる。被覆層１８’のように、被覆層の高さが第１網目状部材１６の高さを超え、第１網目状部材１６の網目を超えて一体となった場合でも、被覆層１８の第１網目状部材１６及び防露材１４に対する接着力は低下しない。

一実施形態では、図１に示すように、第１網目状部材１６（１６ａ）は、金属製の網糸が格子状に配列されてなる金属製ネットからなる。第１網目状部材１６は、例えばステンレス鋼で構成される。
この実施形態によれば、第１網目状部材１６（１６ａ）が熱伝導性が高くかつ高剛性を有する金属製の網糸で構成されるため、耐熱性能及び耐久性能を向上できる。

一実施形態では、図２に示すように、第１網目状部材１６（１６ｂ）は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなる。
本明細書において、「格子状」と「メッシュ状」とを次のように区別して定義する。図５に示すように、「格子状」と「メッシュ状」とは、主として第１網目状部材１６の網目の目開きＭの大きさが異なることで区別される。即ち、「メッシュ状」は「格子状」より網目の目開きＭが小さいことを意味する。例えば、「メッシュ状」の目開きの大きさは数μｍ〜数ｍｍの範囲であり、「格子状」の目開きの大きさは数ｍｍ〜数百ｍｍの範囲である。

この実施形態によれば、第１網目状部材１６（１６ｂ）として熱伝導率が高いカーボンファイバを用いるため、耐熱性能をさらに向上できる。また、第１網目状部材１６（１６ｂ）がカーボンファイバが網目の目開きが細かいメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートで構成されるため、不燃性塗料からなる被覆層１８の第１網目状部材１６や防露材１４の表面に対する付着力をさらに向上できる。

一実施形態では、図４に示すように、カーボンファイバシートで構成される第１網目状部材１６（１６ｂ）は、伸張された状態で防露材１４の表面に被覆される。
この実施形態によれば、カーボンファイバシートが伸張された状態で防露材１４の表面に被覆されるため、防露材表面に対するカーボンファイバの付着力を高めることができると共に、複雑な形状の配管への施工であっても、カーボンファイバシートを配管表面に密着して被覆できる。

図４において、カーボンファイバシートで構成される第１網目状部材１６（１６ｂ）に対し、両側から引張力ｆを加えることで、カーボンファイバシートを伸張でき、網目の目開きＭを広げることができる。従って、網目の目開きＭが小さいカーボンファイバシートを製造し、配管１２への施工時にカーボンファイバシートを伸張して防露材１４の表面に装着することで、目開きＭを大きくできる。
このように、配管１２への施工時にカーボンファイバシートを伸張することで、目開きＭの大きさを調整できる。

一実施形態では、図２に示すように、防露材１４の表面に被覆された第１網目状部材１６（１６ａ、１６ｂ）の表面及び第１網目状部材１６の表面に塗布された不燃性塗料にさらに第２網目状部材２０が被覆される。第２網目状部材２０は、第１網目状部材１６と同様に、熱伝導性材料から形成される。第２網目状部材２０の網目の目開きの大きさは、第１網目状部材１６の網目の目開きの大きさよりも小さい。
この実施形態によれば、第１網目状部材１６及び第１網目状部材１６の表面に塗布された不燃性塗料の外側に、第１網目状部材１６より目開きが細かい第２網目状部材２０をさらに被覆するので、不燃性塗料からなる被覆層１８を第２網目状部材２０で保護することができる。また、第２網目状部材２０の配置によって熱の伝搬を促進できるため、防露材１４の耐火性能をさらに向上でき、防露材１４の燃焼を抑制できる。

一実施形態では、第１網目状部材１６は金属製の網糸が格子状に配列されてなる金属製ネットからなり、第２網目状部材２０は金属製の網糸がメッシュ状に配列されてなる金属製ネットからなる。
この実施形態によれば、第１網目状部材１６及び第２網目状部材２０ともに金属製の網糸で構成されるため、防露材１４の耐熱性能及び耐久性能をさらに向上できる。また、第２網目状部材２０によって被覆層１８の保護を強化できると共に、被覆層１８の剥離及びひび割れを抑制できる。

一実施形態では、第１網目状部材１６は金属製の網糸が格子状に配列されてなる金属製ネットからなり、第２網目状部材２０はカーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなる。
この実施形態によれば、第１網目状部材１６によって防露材１４の耐熱性能及び耐久性能を高めることができると共に、被覆層１８を第２網目状部材２０で保護することができる。また、第２網目状部材２０の配置によって被覆層１８の剥離及びひび割れを抑制できる。

一実施形態では、第１網目状部材１６及び第２網目状部材２０はカーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなり、第２網目状部材２０は、第１網目状部材１６より網目の目開きの大きさが第１網目状部材１６より小さい。
この実施形態によれば、防露材１４の耐熱性能及び耐火性能を高めることができると共に、第２網目状部材２０によって被覆層１８を保護できる。また、第２網目状部材２０の配置によって被覆層１８の剥離及びひび割れを抑制できる。

なお、図２に示すように、第１網目状部材１６及び第２網目状部材２０を備える実施形態において、第２網目状部材２０の表面にさらに不燃性塗料を塗布した被覆層を形成するようにしてもよい。
これによって、防露材１４の耐火性能をさらに高めることができる。

一実施形態では、第１網目状部材１６及び第２網目状部材２０は、熱伝導度が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である材料で構成される。
これによって、防露材１４からの熱の放散を促進でき、局所的熱滞留による高温上昇及び防露材１４の発火を抑制できる。

一実施形態では、配管１２が原子力又は火力等の発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなる。
この実施形態によれば、発電プラントに配置される冷却系配管に被覆された防露材１４の耐熱性能及び耐火性能を高め、かつ不燃性塗料からなる被覆層１８の剥離及びひび割れを抑制して耐火性能を長期に持続できる。

一実施形態に係る配管被覆構造の施工方法は、図６に示すように、冷却流体が流れる配管１２の外表面に被覆された防露材１４の表面に、熱伝導性材料から形成される第１網目状部材１６を被覆する（第１ステップＳ１０）。次に、第１網目状部材１６の表面に不燃性塗料を塗布することで被覆層１８を形成する（第２ステップＳ１２）。

上記方法によれば、第１網目状部材１６は変形性に富むので、配管１２の表面に容易に取り付けられ、複雑な形状の配管に対しても施工が可能である。また、第１網目状部材１６は熱伝導性材料で形成されるため、第１網目状部材１６を伝って熱が放散し、熱が滞留しないため、防露材１４が局所的に高温になることがない。従って、防露材１４の耐熱性能を向上できる。また、第１網目状部材１６の表面に不燃性塗料からなる被覆層１８が施されるので、耐火性能を向上できると共に、被覆層１８は第１網目状部材１６及び防露材１４の表面に付着することで、接着力が増大するので、第１網目状部材１６や防露材表面からの被覆層１８の剥離を抑制できる。さらに、被覆層１８は第１網目状部材１６によって多数の狭い領域に分割されるので、塗布の不均一に起因したひび割れを抑制できる。これによって、耐火性能を長期に持続でき、建築基準法を満たす不燃性能を得ることができる。

一実施形態では、第１網目状部材１６は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなる。第１ステップＳ１０では、伸張された状態のカーボンファイバシートを防露材１４の表面に被覆する。
この実施形態によれば、カーボンファイバシートが伸張された状態で防露材１４の表面に被覆されるため、防露材表面に対するカーボンファイバの接着力を高めることができると共に、複雑な形状の配管への施工であっても、カーボンファイバシートを配管表面に密着して被覆できる。

一実施形態では、第２ステップＳ１２の後に、第１網目状部材１６の表面に熱伝導性材料から形成され、網目の目開きの大きさが第１網目状部材１６より小さい第２網目状部材２０を被覆する（第３ステップＳ１４）。
この実施形態によれば、第１網目状部材１６及び第１網目状部材１６の表面に塗布された不燃性塗料の外側に、第１網目状部材より網目の目開きの大きさが小さい第２網目状部材２０をさらに被覆するので、不燃性塗料からなる被覆層１８を第２網目状部材２０で保護することができる。また、第２網目状部材２０の配置によって熱の伝搬を促進できるため、防露材１４の耐火性能をさらに向上でき、防露材１４の燃焼を抑制できる。

一実施形態では、配管１２が、発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなる。
この実施形態によれば、発電プラントに配置される冷却系配管に被覆された防露材１４の耐熱性能及び耐火性能を高め、かつ不燃性塗料からなる被覆層１８の剥離及びひび割れを抑制して耐火性能を長期に持続できる。

幾つかの実施形態によれば、配管の表面に被覆された防露材に不燃性塗料を塗布する際に、不燃性塗料の剥離やひび割れをなくし、防火性能を長期に保持できる。例えば、原子力発電プラント、火力発電プラント等の発電プラントにおいて、冷却水などの冷却流体が流れる配管などに適用可能である。

１０（１０Ａ、１０Ｂ） 配管被覆構造
１２ 配管
１４ 防露材
１６（１６ａ、１６ｂ） 第１網目状部材
１８、１８’ 被覆層
２０ 第２網目状部材
Ｍ 目開き
ｆ 引張力

Claims (10)

1. 冷却流体が流れる配管の外表面に被覆された防露材と、
   前記防露材の表面に被覆される第１網目状部材であって、熱伝導性材料から形成される第１網目状部材と、
   前記第１網目状部材の表面に不燃性塗料が塗布されることで形成される被覆層と、
   を備えることを特徴とする配管被覆構造。
2. 前記第１網目状部材は、金属製の網糸が格子状に配列されてなる金属製ネットからなることを特徴とする請求項１に記載の配管被覆構造。
3. 前記第１網目状部材は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなることを特徴とする請求項１に記載の配管被覆構造。
4. 前記カーボンファイバシートは、伸張された状態で前記防露材の表面に被覆されることを特徴とする請求項３に記載の配管被覆構造。
5. 前記第１網目状部材の表面に被覆される第２網目状部材であって、熱伝導性材料から形成される第２網目状部材をさらに備え、
   前記第２網目状部材の網目の目開きの大きさは、前記第１網目状部材の網目の目開きの大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の配管被覆構造。
6. 前記配管が、発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の配管被覆構造。
7. 冷却流体が流れる配管の外表面に被覆された防露材の表面に、熱伝導性材料から形成される第１網目状部材を被覆する第１ステップと、
   前記第１網目状部材の表面に不燃性塗料を塗布することで被覆層を形成する第２ステップと、
   を備えることを特徴とする配管被覆構造の施工方法。
8. 前記第１網目状部材は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなり、
   前記第１ステップでは、伸張された状態の前記カーボンファイバシートを前記防露材の表面に被覆することを特徴とする請求項７に記載の配管被覆構造の施工方法。
9. 前記第２ステップの後に、前記第１網目状部材の表面に熱伝導性材料から形成され、網目の目開きの大きさが前記第１網目状部材より小さい第２網目状部材を被覆する第３ステップをさらに備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の配管被覆構造の施工方法。
10. 前記配管が、発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなることを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載の配管被覆構造の施工方法。

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