JPH07224449A - 水道管の凍結防止構造 - Google Patents
水道管の凍結防止構造Info
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- JPH07224449A JPH07224449A JP6037963A JP3796394A JPH07224449A JP H07224449 A JPH07224449 A JP H07224449A JP 6037963 A JP6037963 A JP 6037963A JP 3796394 A JP3796394 A JP 3796394A JP H07224449 A JPH07224449 A JP H07224449A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B7/00—Water main or service pipe systems
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- E03B7/12—Devices preventing bursting of pipes by freezing by preventing freezing
-
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- F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水道管の地上への立ち上がり部分の寒冷地に
おける凍結を防止するための構造として、凍結防止効果
が高く、設備コストやランニングコストも低廉でしかも
安全性も高い構造を提供する。 【構成】 一端部を地中に埋込んだヒートパイフ１８の
他端側の部分を、水道管における立ち上がり部分２の外
面に沿わせ、かつその水道管立ち上がり部分２とヒート
パイプ１８とを一括して断熱材２０で覆う構成とした。
またヒートパイプ１８を内外２重管構造とし、その内側
に水道管立ち上がり部分を挿通させる。さらに内外２重
管構造のヒートパイプを縦割りの２分割構造とする。ま
た可撓性を有するコルゲート型ヒートパイプを用いて水
道管立ち上がり部分に巻付ける。
おける凍結を防止するための構造として、凍結防止効果
が高く、設備コストやランニングコストも低廉でしかも
安全性も高い構造を提供する。 【構成】 一端部を地中に埋込んだヒートパイフ１８の
他端側の部分を、水道管における立ち上がり部分２の外
面に沿わせ、かつその水道管立ち上がり部分２とヒート
パイプ１８とを一括して断熱材２０で覆う構成とした。
またヒートパイプ１８を内外２重管構造とし、その内側
に水道管立ち上がり部分を挿通させる。さらに内外２重
管構造のヒートパイプを縦割りの２分割構造とする。ま
た可撓性を有するコルゲート型ヒートパイプを用いて水
道管立ち上がり部分に巻付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は寒冷地などにおいて水
道管の凍結を防止するための構造に関し、特にヒートパ
イプを用いた水道管凍結防止構造に関するものである。
道管の凍結を防止するための構造に関し、特にヒートパ
イプを用いた水道管凍結防止構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に上水道用の水道管の配管として
は、地中の水平な管路から屋外において地上へ立ち上が
らせ、その立ち上がり部分から建屋内へ引込むのが通常
であり、したがって屋外の地上への立ち上がり部分は外
気に曝されることになる。そのため寒冷地などにおいて
水道管の立ち上がり部分が寒気に曝されて、特に夜間な
どに長時間水道水の使用が停止されれば、水道管内の水
の保有熱が徐々に奪われて遂には凍結に至り、その結果
次の使用時に開栓しても水が流れなかったり、極端な場
合には凍結による体積増加によって水道管の破裂に至る
こともある。
は、地中の水平な管路から屋外において地上へ立ち上が
らせ、その立ち上がり部分から建屋内へ引込むのが通常
であり、したがって屋外の地上への立ち上がり部分は外
気に曝されることになる。そのため寒冷地などにおいて
水道管の立ち上がり部分が寒気に曝されて、特に夜間な
どに長時間水道水の使用が停止されれば、水道管内の水
の保有熱が徐々に奪われて遂には凍結に至り、その結果
次の使用時に開栓しても水が流れなかったり、極端な場
合には凍結による体積増加によって水道管の破裂に至る
こともある。
【０００３】そこで従来から、水道管の地上への立ち上
がり部分にポリウレタン等の発泡樹脂を巻き付けたり、
ステンレス鋼からなる真空二重管を用いたりして、水道
管の外周側に断熱層を形成して、凍結を防止することが
行なわれている。しかしながらこのような断熱層を形成
しただけでは、特に寒さの厳しい地方では、凍結を確実
に防止することは困難であった。そのため夜間等の如く
長時間水を使用しないときには、予め水道管の立ち上が
り部分の水抜きを行なっておくという方策も講じられて
いるが、その場合には煩雑な手間を必要とし、また水抜
きを忘れた場合には凍結を避け得ないという問題があ
る。もちろん電磁弁等を用いて水抜き作業を簡単化ある
いは自動化することも考えられるが、その場合には設備
コストの増大を招くとともに、動作部分を有するため保
守点検が必要となってしまう問題がある。
がり部分にポリウレタン等の発泡樹脂を巻き付けたり、
ステンレス鋼からなる真空二重管を用いたりして、水道
管の外周側に断熱層を形成して、凍結を防止することが
行なわれている。しかしながらこのような断熱層を形成
しただけでは、特に寒さの厳しい地方では、凍結を確実
に防止することは困難であった。そのため夜間等の如く
長時間水を使用しないときには、予め水道管の立ち上が
り部分の水抜きを行なっておくという方策も講じられて
いるが、その場合には煩雑な手間を必要とし、また水抜
きを忘れた場合には凍結を避け得ないという問題があ
る。もちろん電磁弁等を用いて水抜き作業を簡単化ある
いは自動化することも考えられるが、その場合には設備
コストの増大を招くとともに、動作部分を有するため保
守点検が必要となってしまう問題がある。
【０００４】一方ニクロム線ヒータを水道管の立ち上が
り部分に巻付け、その外側に放熱防止のための断熱材を
巻付けておくことも従来から行なわれているが、その場
合、近くに電源が存在しないときにはそのための工事が
必要となり、一方近くに電源を確保することが困難なと
きには適用できないという問題がある。また近くに電源
が存在したとしても、電力を消費するためランニングコ
ストの増大を招くとともに、電気配線の保守点検も必要
となる問題がある。
り部分に巻付け、その外側に放熱防止のための断熱材を
巻付けておくことも従来から行なわれているが、その場
合、近くに電源が存在しないときにはそのための工事が
必要となり、一方近くに電源を確保することが困難なと
きには適用できないという問題がある。また近くに電源
が存在したとしても、電力を消費するためランニングコ
ストの増大を招くとともに、電気配線の保守点検も必要
となる問題がある。
【０００５】ところで熱を効率良く輸送する手段として
はいわゆるヒートパイプがあり、このヒートパイプを用
いた水道管凍結防止構造が文献（「実用ヒートパイプ」
昭和６０年１０月２５日、日本ヒートパイプ協会編、日
刊工業新聞社発行，ｐ２１８参照）によって提案されて
いる。この提案の凍結防止構造は、図１１に示すように
水道管の管路１における立ち上がり部分２内にヒートパ
イプ３を挿入し、かつそのヒートパイプ３下端部分３Ａ
を地中４の深部に位置させたものである。このような構
造によれば、ヒートパイプ３はその下端部分３Ａで地中
４の深部の熱を吸収し、その熱がヒートパイプ３によっ
て地上の水道管立ち上がり部分２に輸送され、水道水に
熱を与えて凍結を防止することができる。
はいわゆるヒートパイプがあり、このヒートパイプを用
いた水道管凍結防止構造が文献（「実用ヒートパイプ」
昭和６０年１０月２５日、日本ヒートパイプ協会編、日
刊工業新聞社発行，ｐ２１８参照）によって提案されて
いる。この提案の凍結防止構造は、図１１に示すように
水道管の管路１における立ち上がり部分２内にヒートパ
イプ３を挿入し、かつそのヒートパイプ３下端部分３Ａ
を地中４の深部に位置させたものである。このような構
造によれば、ヒートパイプ３はその下端部分３Ａで地中
４の深部の熱を吸収し、その熱がヒートパイプ３によっ
て地上の水道管立ち上がり部分２に輸送され、水道水に
熱を与えて凍結を防止することができる。
【０００６】そして図１１に示されるようなヒートパイ
プを用いた水道管の凍結防止構造によれば、水抜き作業
が不要となるばかりでなく、大きな設備コストや電力を
必要とせず、かつ保守点検もさほど必要とせずに水道管
の凍結防止を図ることができる。
プを用いた水道管の凍結防止構造によれば、水抜き作業
が不要となるばかりでなく、大きな設備コストや電力を
必要とせず、かつ保守点検もさほど必要とせずに水道管
の凍結防止を図ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ヒートパイプは、鋼
管、アルミ管、ステンレス鋼管などの金属管（コンテ
ナ）内を排気して凝縮性流体からなる作動液を所定量だ
け封入し、かつ必要に応じて管内面にウイックを形成し
たのであり、ヒートパイプの一端に熱が加えられれば、
その部分で液相の作動流体が蒸発して気相の状態で他方
の端部に移動し、その他方の端部で外部へ放熱して凝縮
し、再び液相の状態で前記一方の端部へ還流する。すな
わち前記一方の端部が作動流体の蒸発部（吸熱部）、他
方の端部が作動流体の凝縮部（放熱部）となり、作動流
体が潜熱として熱を輸送する。したがってヒートパイプ
には作動流体が必須である。作動流体としては使用温度
によって種々のものが用いられているが、水道管の凍結
防止に必要な０〜１５℃程度の温度域では、フロンある
いは代替フロンを用いるのが通常である。
管、アルミ管、ステンレス鋼管などの金属管（コンテ
ナ）内を排気して凝縮性流体からなる作動液を所定量だ
け封入し、かつ必要に応じて管内面にウイックを形成し
たのであり、ヒートパイプの一端に熱が加えられれば、
その部分で液相の作動流体が蒸発して気相の状態で他方
の端部に移動し、その他方の端部で外部へ放熱して凝縮
し、再び液相の状態で前記一方の端部へ還流する。すな
わち前記一方の端部が作動流体の蒸発部（吸熱部）、他
方の端部が作動流体の凝縮部（放熱部）となり、作動流
体が潜熱として熱を輸送する。したがってヒートパイプ
には作動流体が必須である。作動流体としては使用温度
によって種々のものが用いられているが、水道管の凍結
防止に必要な０〜１５℃程度の温度域では、フロンある
いは代替フロンを用いるのが通常である。
【０００８】ところで前述の図１１に示されるようなヒ
ートパイプを用いた従来の水道管凍結防止構造では、ヒ
ートパイプを水道管内に挿入しているため、ヒートパイ
プの金属管が腐食してフロン等の作動液が金属管外へ漏
洩した場合に、そのフロン等の作動液が水道水に混入す
る危険があった。さらに図１１に示されるような凍結防
止構造では、ヒートパイプを水道管内へ挿入する都合
上、既設の水道管に適用することが困難であるという問
題もあった。
ートパイプを用いた従来の水道管凍結防止構造では、ヒ
ートパイプを水道管内に挿入しているため、ヒートパイ
プの金属管が腐食してフロン等の作動液が金属管外へ漏
洩した場合に、そのフロン等の作動液が水道水に混入す
る危険があった。さらに図１１に示されるような凍結防
止構造では、ヒートパイプを水道管内へ挿入する都合
上、既設の水道管に適用することが困難であるという問
題もあった。
【０００９】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、水抜き作業が不要でかつ大きな設備コストや
電力を不要とし、かつ保守点検も不要となるようにヒー
トパイプを用い、しかもヒートパイプの作動液の水道水
への混入の危険もなく、なおかつ既設の水道管にも適用
できるようにした水道管の凍結防止構造を適用すること
を目的とするものである。
たもので、水抜き作業が不要でかつ大きな設備コストや
電力を不要とし、かつ保守点検も不要となるようにヒー
トパイプを用い、しかもヒートパイプの作動液の水道水
への混入の危険もなく、なおかつ既設の水道管にも適用
できるようにした水道管の凍結防止構造を適用すること
を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の水道管凍結防止
構造においては、前述の問題を解決するため、基本的に
は、請求項１に記載したように、一端部を地中に埋込ん
だヒートパイプの他端側の部分を、水道管における地上
の立ち上がり部分に沿わせ、かつその水道管の立ち上が
り部分とそれに沿うヒートパイプとを一括して断熱材で
覆ったことを特徴としている。
構造においては、前述の問題を解決するため、基本的に
は、請求項１に記載したように、一端部を地中に埋込ん
だヒートパイプの他端側の部分を、水道管における地上
の立ち上がり部分に沿わせ、かつその水道管の立ち上が
り部分とそれに沿うヒートパイプとを一括して断熱材で
覆ったことを特徴としている。
【００１１】また請求項２の発明の凍結防止構造は、請
求項１に記載の凍結防止構造において、前記ヒートパイ
プが、内管の外側に外管を設けて内管と外管との間に作
動液を封した内外２重管構造とされ、かつその内管の内
側の中空部分に水道管の立ち上がり部分が挿通されてい
ることを特徴とするものである。
求項１に記載の凍結防止構造において、前記ヒートパイ
プが、内管の外側に外管を設けて内管と外管との間に作
動液を封した内外２重管構造とされ、かつその内管の内
側の中空部分に水道管の立ち上がり部分が挿通されてい
ることを特徴とするものである。
【００１２】さらに請求項３の発明の凍結防止構造は、
請求項２に記載の凍結防止構造において、前記ヒートパ
イプが、内外２重管構造をさらに縦割りに２分割した構
造とされ、かつその一対の２重管分割体が水道管の立ち
上がり部分をその両側から挟むように設けられているこ
とを特徴とするものである。
請求項２に記載の凍結防止構造において、前記ヒートパ
イプが、内外２重管構造をさらに縦割りに２分割した構
造とされ、かつその一対の２重管分割体が水道管の立ち
上がり部分をその両側から挟むように設けられているこ
とを特徴とするものである。
【００１３】そしてまた請求項４の発明の凍結防止構造
は、請求項１に記載の凍結防止構造において、前記ヒー
トパイプとして、可撓性を有するコルゲート型ヒートパ
イプが用いられ、そのコルゲート型ヒートパイプが水道
管の立ち上がり部分に螺旋状に巻付けられていることを
特徴とするものである。
は、請求項１に記載の凍結防止構造において、前記ヒー
トパイプとして、可撓性を有するコルゲート型ヒートパ
イプが用いられ、そのコルゲート型ヒートパイプが水道
管の立ち上がり部分に螺旋状に巻付けられていることを
特徴とするものである。
【００１４】
【作用】地中の深部は寒冷地や冬期においても常に一定
の温度を維持しており、地表からの深さによっても異な
るが、１〜３ｍ程度の深さでは２〜６℃程度、６ｍ以上
では８〜１０℃程度を維持している。したがって水道管
の立ち上がり部分の凍結が予想される外気温度０℃以下
の場合、地中深部は外気温度よりも格段に高温となって
いることになる。ここで地中に埋込まれたヒートパイプ
の一端部では、地中深部の熱を受けてヒートパイプ内の
作動液が蒸発し、気相となってヒートパイプの他端側へ
移動する。ヒートパイプの他端側の部分は水道管の立ち
上がり部分に沿わされているから、水道管およびその内
側の水道水に放熱してヒートパイプ内の作動液は再び凝
縮し、地中に埋込まれた一端部側へ戻る。このようにし
てヒートパイプによって地中深部の熱が水道管立ち上が
り部分に輸送され、立ち上がり部分での水道水の凍結を
防止することができる。また水道管の立ち上がり部分と
それに沿わされたヒートパイプとは一括して断熱層によ
って覆われているため、ヒートパイプにより水道管立ち
上がり部分に輸送された熱が外部へ放熱されることが防
止され、そのため確実かつ充分に水道管および水道水を
加熱して水道水の凍結を防止することができる。
の温度を維持しており、地表からの深さによっても異な
るが、１〜３ｍ程度の深さでは２〜６℃程度、６ｍ以上
では８〜１０℃程度を維持している。したがって水道管
の立ち上がり部分の凍結が予想される外気温度０℃以下
の場合、地中深部は外気温度よりも格段に高温となって
いることになる。ここで地中に埋込まれたヒートパイプ
の一端部では、地中深部の熱を受けてヒートパイプ内の
作動液が蒸発し、気相となってヒートパイプの他端側へ
移動する。ヒートパイプの他端側の部分は水道管の立ち
上がり部分に沿わされているから、水道管およびその内
側の水道水に放熱してヒートパイプ内の作動液は再び凝
縮し、地中に埋込まれた一端部側へ戻る。このようにし
てヒートパイプによって地中深部の熱が水道管立ち上が
り部分に輸送され、立ち上がり部分での水道水の凍結を
防止することができる。また水道管の立ち上がり部分と
それに沿わされたヒートパイプとは一括して断熱層によ
って覆われているため、ヒートパイプにより水道管立ち
上がり部分に輸送された熱が外部へ放熱されることが防
止され、そのため確実かつ充分に水道管および水道水を
加熱して水道水の凍結を防止することができる。
【００１５】ここで、ヒートパイプは水道管立ち上がり
部分の外側に沿わされているため、ヒートパイプの金属
管が腐食して内部の作動液が漏洩しても、作動液が水道
管内の水道水に混入する危険はない。またヒートパイプ
および断熱層は水道管内部に挿入するものではないた
め、既設の水道管についても適用することができる。
部分の外側に沿わされているため、ヒートパイプの金属
管が腐食して内部の作動液が漏洩しても、作動液が水道
管内の水道水に混入する危険はない。またヒートパイプ
および断熱層は水道管内部に挿入するものではないた
め、既設の水道管についても適用することができる。
【００１６】また特に請求項２の発明の凍結防止構造で
は、ヒートパイプが内外２重管構造とされていて、水道
管の立ち上がり部分がヒートパイプの内管の内側に挿入
されているから、水道管立ち上がり部分の全周がヒート
パイプによって取囲まれていることになる。ここで、２
重管構造のヒートパイプでは、内管と外管との間の空間
に作動液が封入されていて、その空間は水道管立ち上が
り部分の全周を囲んでいることになり、したがって水道
管立ち上がり部分はその外面の全周側からヒートパイプ
により移送された熱を受けるから、より確実に水道管お
よびその内側の水道水を加熱して、凍結防止を図ること
ができる。
は、ヒートパイプが内外２重管構造とされていて、水道
管の立ち上がり部分がヒートパイプの内管の内側に挿入
されているから、水道管立ち上がり部分の全周がヒート
パイプによって取囲まれていることになる。ここで、２
重管構造のヒートパイプでは、内管と外管との間の空間
に作動液が封入されていて、その空間は水道管立ち上が
り部分の全周を囲んでいることになり、したがって水道
管立ち上がり部分はその外面の全周側からヒートパイプ
により移送された熱を受けるから、より確実に水道管お
よびその内側の水道水を加熱して、凍結防止を図ること
ができる。
【００１７】さらに請求項３の発明の凍結防止構造で
は、内外２重管構造のヒートパイプを構成する一対の２
重管分割体が水道管立ち上がり部分をその両側から挟む
ため、ヒートパイプを水道管立ち上がり部分に装着する
にあたっては、２重管分割体を立ち上がり部分の両側か
ら沿わせれば良く、したがって特に既設の水道管の立ち
上がり部分に容易に装着することができる。
は、内外２重管構造のヒートパイプを構成する一対の２
重管分割体が水道管立ち上がり部分をその両側から挟む
ため、ヒートパイプを水道管立ち上がり部分に装着する
にあたっては、２重管分割体を立ち上がり部分の両側か
ら沿わせれば良く、したがって特に既設の水道管の立ち
上がり部分に容易に装着することができる。
【００１８】そしてまた請求項４の発明の凍結防止構造
でも、ヒートパイプの装着にあたっては可撓性を有する
コルゲート型ヒートパイプを水道管の立ち上がり部分に
外側から巻付ければ良いため、装着が容易であって、既
設の水道管にも容易に装着することができる。
でも、ヒートパイプの装着にあたっては可撓性を有する
コルゲート型ヒートパイプを水道管の立ち上がり部分に
外側から巻付ければ良いため、装着が容易であって、既
設の水道管にも容易に装着することができる。
【００１９】
【実施例】図１および図２に、この発明の第１の実施例
の凍結防止構造を示す。
の凍結防止構造を示す。
【００２０】図１、図２において、水道管の管路１は地
中４に水平に埋設された水道本管１０から各戸宛の分岐
管１２が分岐された構成とされ、この分岐管１２が地中
４から地上外部１４へ立ち上げられて立ち上がり部分２
が形成されており、この立ち上がり部分２において分岐
管１２が建屋内１６に引込まれている。そして単管状を
なすヒートパイプ１８の先端部（下端部）１８Ａが地中
４の深部の高温部分、好ましくは地表５から１ｍ以上あ
るいは２ｍ以上の深さの部分まで埋込まれ、そのヒート
パイプ１８の他端側の部分１８Ｂが前記分岐管１２の立
ち上がり部分２の外面に沿わされた状態で地上外部１４
を経て建屋内１６まで引込まれている。さらに分岐管１
２の立ち上がり部分２およびそれに沿わされたヒートパ
イプ１８は、発泡ポリウレタン等の断熱性の良好な材料
あるいは真空断熱層などの断熱層２０によって一括して
取囲まれている。ここで前記断熱層２０は、地中４の浅
い部分すなわち常時高温に維持されない部分から地上外
部１４を経て建屋内１６の位置まで設けられている。な
おこの断熱層２０は、長尺帯状の断熱材を水道管立ち上
がり部分２およびヒートパイプ１８の外側に巻付けて形
成したり、あるいは断熱材を中空管状に予め成形してお
いて軸線方向に沿って挿入したり、さらには縦割り半筒
状の形状に成形しておいて、その縦割り半筒体を水道管
立ち上がり部分２およびヒートパイプ１８の両側から挟
み込んで適宜結束あるいは接着することにより形成して
も良い。
中４に水平に埋設された水道本管１０から各戸宛の分岐
管１２が分岐された構成とされ、この分岐管１２が地中
４から地上外部１４へ立ち上げられて立ち上がり部分２
が形成されており、この立ち上がり部分２において分岐
管１２が建屋内１６に引込まれている。そして単管状を
なすヒートパイプ１８の先端部（下端部）１８Ａが地中
４の深部の高温部分、好ましくは地表５から１ｍ以上あ
るいは２ｍ以上の深さの部分まで埋込まれ、そのヒート
パイプ１８の他端側の部分１８Ｂが前記分岐管１２の立
ち上がり部分２の外面に沿わされた状態で地上外部１４
を経て建屋内１６まで引込まれている。さらに分岐管１
２の立ち上がり部分２およびそれに沿わされたヒートパ
イプ１８は、発泡ポリウレタン等の断熱性の良好な材料
あるいは真空断熱層などの断熱層２０によって一括して
取囲まれている。ここで前記断熱層２０は、地中４の浅
い部分すなわち常時高温に維持されない部分から地上外
部１４を経て建屋内１６の位置まで設けられている。な
おこの断熱層２０は、長尺帯状の断熱材を水道管立ち上
がり部分２およびヒートパイプ１８の外側に巻付けて形
成したり、あるいは断熱材を中空管状に予め成形してお
いて軸線方向に沿って挿入したり、さらには縦割り半筒
状の形状に成形しておいて、その縦割り半筒体を水道管
立ち上がり部分２およびヒートパイプ１８の両側から挟
み込んで適宜結束あるいは接着することにより形成して
も良い。
【００２１】以上の図１、図２に示す実施例において、
水道管分岐管１２の立ち上がり部分２は地上外部１４に
おいて外気に曝されていることになるが、その部分には
ヒートパイプ１８が沿わされているため、地中深部の熱
がヒートパイプ１８を介して与えられ、しかもその水道
管立ち上がり部分２とヒートパイプ１８の全体が一括し
て断熱層２０によって覆われているため、外部への放熱
も少なく、効率良く水道管立ち上がり部分２を加熱して
水道水の凍結を防止することができる。
水道管分岐管１２の立ち上がり部分２は地上外部１４に
おいて外気に曝されていることになるが、その部分には
ヒートパイプ１８が沿わされているため、地中深部の熱
がヒートパイプ１８を介して与えられ、しかもその水道
管立ち上がり部分２とヒートパイプ１８の全体が一括し
て断熱層２０によって覆われているため、外部への放熱
も少なく、効率良く水道管立ち上がり部分２を加熱して
水道水の凍結を防止することができる。
【００２２】図３にはこの発明の第２の実施例として、
凍結防止構造を屋外の蛇口に適用した例を示す。
凍結防止構造を屋外の蛇口に適用した例を示す。
【００２３】図３において、水道管立ち上がり部分２の
上端には蛇口付水道栓２２が取付けられている。そして
ヒートパイプ１８は水道管立ち上がり部分２からさらに
蛇口付水道栓２２の外周部分まで延長され、その蛇口付
水道栓２２の部分もヒートパイプ１８と一括して断熱層
２０によって覆われている。この実施例に示すように、
屋外の蛇口についてもこの発明を適用することができ
る。
上端には蛇口付水道栓２２が取付けられている。そして
ヒートパイプ１８は水道管立ち上がり部分２からさらに
蛇口付水道栓２２の外周部分まで延長され、その蛇口付
水道栓２２の部分もヒートパイプ１８と一括して断熱層
２０によって覆われている。この実施例に示すように、
屋外の蛇口についてもこの発明を適用することができ
る。
【００２４】図４、図５にはこの発明の第３の実施例の
凍結防止構造を示す。
凍結防止構造を示す。
【００２５】図４、図５において、ヒートパイプ１８と
しては、小径の内管２４と大径の外管２６とを同心状に
配置し、かつ内管２４と外管２６との間の横断面管状の
空間２８を長さ方向の両端部において閉じ、その空間２
８に作動液を封入し、必要に応じて外管２６の内面およ
び内管２４の外面にウイック（図示せず）を形成した内
外２重管構造のものが用いられている。そしてヒートパ
イプ１８の内管２４の内側の中空部分２９に水道管立ち
上がり部分２が挿通されており、その状態でヒートパイ
プ１８の下端部１８Ａが地中４に埋込まれている。また
ヒートパイプ１８の外周面上のうち、地中４の浅い部分
から地上外部１４を経て建屋内１６の位置まで、発泡ポ
リウレタン等の断熱材あるいは真空断熱層などの断熱層
２０が設けられている。
しては、小径の内管２４と大径の外管２６とを同心状に
配置し、かつ内管２４と外管２６との間の横断面管状の
空間２８を長さ方向の両端部において閉じ、その空間２
８に作動液を封入し、必要に応じて外管２６の内面およ
び内管２４の外面にウイック（図示せず）を形成した内
外２重管構造のものが用いられている。そしてヒートパ
イプ１８の内管２４の内側の中空部分２９に水道管立ち
上がり部分２が挿通されており、その状態でヒートパイ
プ１８の下端部１８Ａが地中４に埋込まれている。また
ヒートパイプ１８の外周面上のうち、地中４の浅い部分
から地上外部１４を経て建屋内１６の位置まで、発泡ポ
リウレタン等の断熱材あるいは真空断熱層などの断熱層
２０が設けられている。
【００２６】上述のような図４、図５の第３実施例にお
いては、水道管立ち上がり部分２がその全周にわたって
ヒートパイプ１８によって取囲まれているから、図１、
図２に示される実施例の場合よりもヒートパイプ１８か
ら水道管立ち上がり部分２への伝熱面積が増加し、ヒー
トパイプ１８を介して地中からの熱を一層効率良く水道
管立ち上がり部分２へ与えることができる。
いては、水道管立ち上がり部分２がその全周にわたって
ヒートパイプ１８によって取囲まれているから、図１、
図２に示される実施例の場合よりもヒートパイプ１８か
ら水道管立ち上がり部分２への伝熱面積が増加し、ヒー
トパイプ１８を介して地中からの熱を一層効率良く水道
管立ち上がり部分２へ与えることができる。
【００２７】以上のところにおいて、断熱層２０として
は、発泡ウレタン等の断熱材に代え、真空２重管パイプ
を用いることもできる。この場合の実施例、すなわちこ
の発明の第４の実施例を図６、図７に示す。この真空２
重管パイプ３０は、相対的に小径の内管３０Ａと相対的
に大径の外管３０Ｂとを同心状に組合せかつその内管３
０Ａと外管３０Ｂとの間の横断面管状の空間３０Ｃを長
さ方向の両端部で閉じ、かつその空間３０Ｃを真空排気
したものである。その他の部分の構成は図４、図５に示
される第３実施例と同様であり、この場合も図４、図５
の第３実施例の場合と同様に機能させることができる。
は、発泡ウレタン等の断熱材に代え、真空２重管パイプ
を用いることもできる。この場合の実施例、すなわちこ
の発明の第４の実施例を図６、図７に示す。この真空２
重管パイプ３０は、相対的に小径の内管３０Ａと相対的
に大径の外管３０Ｂとを同心状に組合せかつその内管３
０Ａと外管３０Ｂとの間の横断面管状の空間３０Ｃを長
さ方向の両端部で閉じ、かつその空間３０Ｃを真空排気
したものである。その他の部分の構成は図４、図５に示
される第３実施例と同様であり、この場合も図４、図５
の第３実施例の場合と同様に機能させることができる。
【００２８】また図４、図５の第３実施例あるいは図
６、図７の第４実施例においては、内外２重管構造のヒ
ートパイプ１８が全体として一体に作られたものを用い
ているが、この内外２重管構造のヒートパイプ１８を縦
割りに２分割した構造のヒートパイプを用いることもで
きる。その場合の実施例、すなわちこの発明の第５の実
施例を、図５に対応して図８に示す。
６、図７の第４実施例においては、内外２重管構造のヒ
ートパイプ１８が全体として一体に作られたものを用い
ているが、この内外２重管構造のヒートパイプ１８を縦
割りに２分割した構造のヒートパイプを用いることもで
きる。その場合の実施例、すなわちこの発明の第５の実
施例を、図５に対応して図８に示す。
【００２９】図８において、ヒートパイプ１８は、それ
ぞれ横断面半環状をなす一対の分割体３２，３４によっ
て構成されており、各分割体３２，３４は、それぞれ図
５の内管２４に相当する内側壁３６および図５の外管２
６に相当する外側壁３８とが端壁４０，４２によって連
続一体化された構成とされている。そして各分割体３
２，３４の内側壁３６、外側壁３８との間の空間４４に
それぞれ作動液が封入され、また内側壁３６の外面、外
側壁３８の内面に必要に応じて図示しないウイックが形
成されている。なお凍結防止構造の全体の構成は、図
４、図５の場合と同様である。
ぞれ横断面半環状をなす一対の分割体３２，３４によっ
て構成されており、各分割体３２，３４は、それぞれ図
５の内管２４に相当する内側壁３６および図５の外管２
６に相当する外側壁３８とが端壁４０，４２によって連
続一体化された構成とされている。そして各分割体３
２，３４の内側壁３６、外側壁３８との間の空間４４に
それぞれ作動液が封入され、また内側壁３６の外面、外
側壁３８の内面に必要に応じて図示しないウイックが形
成されている。なお凍結防止構造の全体の構成は、図
４、図５の場合と同様である。
【００３０】図８に示される例の場合は、各分割体３
２，３４を水道管立ち上がり部分２を挟むようにその左
右両側から合わせるだけでヒートパイプ１８を装着する
ことができるため、ヒートパイプ１８の装着が容易であ
り、特に既設の水道管に好適に適用することができる。
２，３４を水道管立ち上がり部分２を挟むようにその左
右両側から合わせるだけでヒートパイプ１８を装着する
ことができるため、ヒートパイプ１８の装着が容易であ
り、特に既設の水道管に好適に適用することができる。
【００３１】図９には、ヒートパイプの装着性をさらに
高めた例、すなわちこの発明の凍結防止構造の第６の実
施例を示す。
高めた例、すなわちこの発明の凍結防止構造の第６の実
施例を示す。
【００３２】この図９の例の場合は、図８に示される内
外２重管・縦割り２重管構造のヒートパイプ１８におけ
る各分割体３２，３４の各一方の端壁４２に係合突部４
４が形成され、各他方の端壁４０に係合凹部４６が形成
されており、係合突部４４と係合凹部４６とは互いに着
脱可能に嵌合し得る形状とされている。この場合には、
ヒートパイプ１８を装着するにあたっては、そのヒート
パイプ１８を構成する各分割体３２，３４を水道管立ち
上がり部分２をその両側から挟み、係合突部４４を係合
凹部４６に嵌め込めば良い。したがってこれらの係合突
部４４、係合凹部４６によって分割体３２，３４が相互
に連結・固定されるから、改めて固定手段を講じる必要
がなくなり、ヒートパイプの装着が極めて容易となる。
外２重管・縦割り２重管構造のヒートパイプ１８におけ
る各分割体３２，３４の各一方の端壁４２に係合突部４
４が形成され、各他方の端壁４０に係合凹部４６が形成
されており、係合突部４４と係合凹部４６とは互いに着
脱可能に嵌合し得る形状とされている。この場合には、
ヒートパイプ１８を装着するにあたっては、そのヒート
パイプ１８を構成する各分割体３２，３４を水道管立ち
上がり部分２をその両側から挟み、係合突部４４を係合
凹部４６に嵌め込めば良い。したがってこれらの係合突
部４４、係合凹部４６によって分割体３２，３４が相互
に連結・固定されるから、改めて固定手段を講じる必要
がなくなり、ヒートパイプの装着が極めて容易となる。
【００３３】さらにこの発明においては、ヒートパイプ
１８として可撓性を有するコルゲート型ヒートパイプを
用いることもできる。この場合の例、すなわちこの発明
の第７の実施例に使用されるコルゲート型ヒートパイプ
を図１０に示す。この例において、コルゲート型ヒート
パイプ１８は、そのコンテナとなる金属管４８をその長
さ方向の断面で見て波状となるように作り、これによっ
て可撓性を与えたものである。このようなコルゲート型
ヒートパイプ１８は、水道管立ち上がり部分２の外周上
に螺旋状に巻付けられる。そして図１０には示していな
いが、前記同様な断熱層２０がその螺旋状に巻付けたコ
ルゲート型ヒートパイプ１８の外側に設けられる。
１８として可撓性を有するコルゲート型ヒートパイプを
用いることもできる。この場合の例、すなわちこの発明
の第７の実施例に使用されるコルゲート型ヒートパイプ
を図１０に示す。この例において、コルゲート型ヒート
パイプ１８は、そのコンテナとなる金属管４８をその長
さ方向の断面で見て波状となるように作り、これによっ
て可撓性を与えたものである。このようなコルゲート型
ヒートパイプ１８は、水道管立ち上がり部分２の外周上
に螺旋状に巻付けられる。そして図１０には示していな
いが、前記同様な断熱層２０がその螺旋状に巻付けたコ
ルゲート型ヒートパイプ１８の外側に設けられる。
【００３４】図１０の実施例においては、ヒートパイプ
の装着にあたっては、可撓性を有するコルゲート型ヒー
トパイプ１８を水道管立ち上がり部分２の外側から巻付
けるだけで良いため、特に既設の水道管に好適に適用す
ることができる。
の装着にあたっては、可撓性を有するコルゲート型ヒー
トパイプ１８を水道管立ち上がり部分２の外側から巻付
けるだけで良いため、特に既設の水道管に好適に適用す
ることができる。
【００３５】以下にさらにこの発明の凍結防止構造を実
際に水道管に適用した実験例を示す。
際に水道管に適用した実験例を示す。
【００３６】実験例１ 図１、図２に示されるような凍結防止構造を適用するに
あたり、ヒートパイプ１８として、コンテナの金属管が
外径２６．５ｍｍ、長さ３ｍのステンレス鋼管からな
り、かつ作動液としてフレオン（Ｒ−１３４ａ）を内容
積の２０％封入したものを用いた。この長さ３ｍのヒー
トパイプ１８の一端から２ｍの部分を、地表から地中４
に２ｍの深さにわたって垂直に埋設し、地上０．８ｍの
部分を地上外部１４における水道管立ち上がり部分２の
側面に沿わせ、残りの０．２ｍの部分を水道管立ち上が
り部分２における屋内の部分に祖まわせた。そして地表
から地下に０．５ｍの部分および地上の１ｍの部分につ
いて、水道管立ち上がり部分２およびヒートパイプ１８
の外周上を厚さ５ｃｍの発泡ウレタンフォームによって
覆い、断熱層２０を形成した。
あたり、ヒートパイプ１８として、コンテナの金属管が
外径２６．５ｍｍ、長さ３ｍのステンレス鋼管からな
り、かつ作動液としてフレオン（Ｒ−１３４ａ）を内容
積の２０％封入したものを用いた。この長さ３ｍのヒー
トパイプ１８の一端から２ｍの部分を、地表から地中４
に２ｍの深さにわたって垂直に埋設し、地上０．８ｍの
部分を地上外部１４における水道管立ち上がり部分２の
側面に沿わせ、残りの０．２ｍの部分を水道管立ち上が
り部分２における屋内の部分に祖まわせた。そして地表
から地下に０．５ｍの部分および地上の１ｍの部分につ
いて、水道管立ち上がり部分２およびヒートパイプ１８
の外周上を厚さ５ｃｍの発泡ウレタンフォームによって
覆い、断熱層２０を形成した。
【００３７】このようにして凍結防止構造を適用した水
道管について外気温約−２０℃の状態で管内に水道水を
滞留させて１２時間放置したが、水道管立ち上がり部分
２における水道水の凍結は生じなかった。
道管について外気温約−２０℃の状態で管内に水道水を
滞留させて１２時間放置したが、水道管立ち上がり部分
２における水道水の凍結は生じなかった。
【００３８】実験例２ 前記実験例１における発泡ポリウレタンフォームの代り
にステンレス製真空２重管パイプを断熱層として用い、
その他の構成は実験例１と同様にして凍結防止構造を施
工した。この場合も、外気温約−２０℃の状態で１２時
間放置しても水道水の凍結は生じなかった。
にステンレス製真空２重管パイプを断熱層として用い、
その他の構成は実験例１と同様にして凍結防止構造を施
工した。この場合も、外気温約−２０℃の状態で１２時
間放置しても水道水の凍結は生じなかった。
【００３９】比較実験例 実験例１において、発泡ポリウレタンフォームによる断
熱層を形成せずに、ヒートパイプのみを設置したとこ
ろ、前記と同じ約−２０℃、１２時間放置で水道水の凍
結が生じてしまった。
熱層を形成せずに、ヒートパイプのみを設置したとこ
ろ、前記と同じ約−２０℃、１２時間放置で水道水の凍
結が生じてしまった。
【００４０】
【発明の効果】この発明の凍結防止構造によれば、地中
深部の熱を、ヒートパイプを介して水道管立ち上がり部
分に与え、かつ断熱層によって無駄な放熱あるいは外側
の寒気の侵入を防止しているため、寒冷度合の厳しい地
方においても確実に水道管立ち上がり部分における水道
水の凍結を防止することができ、したがって煩雑な水抜
き作業が不要となるとともに、電力も不要でかつ設備コ
ストも比較的少なくて済み、さらには保守点検もほとん
ど必要なくなる。そしてまた、この発明の凍結防止構造
では、ヒートパイプが水道管立ち上がり部分の外側に沿
わされるため、ヒートパイプの金属管が腐食して作動液
が漏洩した場合でも、その作動液が飲料用の水道水に混
入するおそれがなく、したがって安全性も極めて高く、
さらには既設の水道管にも容易に適用できる等の利点を
有する。
深部の熱を、ヒートパイプを介して水道管立ち上がり部
分に与え、かつ断熱層によって無駄な放熱あるいは外側
の寒気の侵入を防止しているため、寒冷度合の厳しい地
方においても確実に水道管立ち上がり部分における水道
水の凍結を防止することができ、したがって煩雑な水抜
き作業が不要となるとともに、電力も不要でかつ設備コ
ストも比較的少なくて済み、さらには保守点検もほとん
ど必要なくなる。そしてまた、この発明の凍結防止構造
では、ヒートパイプが水道管立ち上がり部分の外側に沿
わされるため、ヒートパイプの金属管が腐食して作動液
が漏洩した場合でも、その作動液が飲料用の水道水に混
入するおそれがなく、したがって安全性も極めて高く、
さらには既設の水道管にも容易に適用できる等の利点を
有する。
【図１】この発明の第１の実施例の凍結防止構造を示す
縦断正面図である。
縦断正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における横断平面図であ
る。
る。
【図３】この発明の第２の実施例の凍結防止構造を示す
断面正面図である。
断面正面図である。
【図４】この発明の第３の実施例の凍結防止構造を示す
部分切欠正面図である。
部分切欠正面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における横断平面図である。
【図６】この発明の第４の実施例の凍結防止構造を示す
縦断正面図である。
縦断正面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における横断平面図で
ある。
ある。
【図８】 この発明の第５の実施例の凍結防止構造を示
す図で、図５に対応する位置での横断平面図である。
す図で、図５に対応する位置での横断平面図である。
【図９】 この発明の第６の実施例の凍結防止構造を示
す図で、図５に対応する位置での横断平面図である。
す図で、図５に対応する位置での横断平面図である。
【図１０】この発明の第７の実施例の凍結防止構造に使
用されるコルゲート型ヒートパイプの一部を示す略解的
な断面図である。
用されるコルゲート型ヒートパイプの一部を示す略解的
な断面図である。
【図１１】ヒートパイプを用いた従来の凍結防止構造の
一例を示す略解図である。
一例を示す略解図である。
２ 水道管の立ち上がり部分 １８ ヒートパイプ ２０ 断熱層 ２４ 内管 ２６ 外管 ３２ ２重管分割体 ３４ ２重管分割体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｄ 15/02 Ａ (72)発明者 結束 陽一郎 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 東野 隆 大阪府大阪市北区天満１丁目20番５号 象 印マホービン株式会社内 (72)発明者 神野 武男 大阪府大阪市北区天満１丁目20番５号 象 印マホービン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 一端部を地中に埋込んだヒートパイプの
他端側の部分を、水道管における地上の立ち上がり部分
に沿わせ、かつその水道管の立ち上がり部分とそれに沿
うヒートパイプとを一括して断熱材で覆ったことを特徴
とする水道管の凍結防止構造。 - 【請求項２】 請求項１に記載の凍結防止構造におい
て、前記ヒートパイプが、内管の外側に外管を設けて内
管と外管との間に作動液を封した内外２重管構造とさ
れ、かつその内管の内側の中空部分に水道管の立ち上が
り部分が挿通されている、水道管の凍結防止構造。 - 【請求項３】 請求項２に記載の凍結防止構造におい
て、前記ヒートパイプが、内外２重管構造をさらに縦割
りに２分割した構造とされ、かつその一対の２重管分割
体が水道管の立ち上がり部分をその両側から挟むように
設けられていることを特徴とする水道管の凍結防止構
造。 - 【請求項４】 請求項１に記載の凍結防止構造におい
て、前記ヒートパイプとして、可撓性を有するコルゲー
ト型ヒートパイプが用いられ、そのコルゲート型ヒート
パイプが水道管の立ち上がり部分に螺旋状に巻付けられ
ている、水道管の凍結防止構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6037963A JPH07224449A (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 水道管の凍結防止構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6037963A JPH07224449A (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 水道管の凍結防止構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07224449A true JPH07224449A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=12512225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6037963A Withdrawn JPH07224449A (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 水道管の凍結防止構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07224449A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009052293A (ja) * | 2007-06-04 | 2009-03-12 | Tai-Her Yang | 給水システムによる温度を均一にする方法及び装置 |
| CN101634475A (zh) * | 2008-07-22 | 2010-01-27 | 杨泰和 | 借自来水温能作均温的装置 |
| WO2010032304A1 (ja) * | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 配管装置および流体搬送装置 |
| WO2011055430A1 (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 伝熱装置 |
| JP2016217576A (ja) * | 2015-05-18 | 2016-12-22 | 株式会社 ノ−スウィング | 床下蓄熱を利用した凍結防止システム |
| WO2018097783A1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | Ingemar Andersson | A water and sewage anti-freezing system |
| WO2018215096A1 (de) * | 2017-05-24 | 2018-11-29 | Linde Aktiengesellschaft | Einfriersicherung |
| CN110017466A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-16 | 黄静 | 一种高效节能分层锅炉 |
| WO2020046969A1 (en) * | 2018-08-27 | 2020-03-05 | Alaska Native Tribal Health Consortium | Hybrid thermosiphon system |
-
1994
- 1994-02-10 JP JP6037963A patent/JPH07224449A/ja not_active Withdrawn
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