水処理倶楽部＠mixiコミュの寒冷地の配管について

寒い日が続いていますね。
先日は、うちのボイラーの排水バルブが破裂して交換しなければなりませんでした。
（写真のバルブの胴体の１／２という文字の右に縦の亀裂が入っている）
それでふと思ったことがあります。

寒冷地では　冬季の上水道や給湯管の凍結防止のため、
露出している管やバルブに断熱材を巻いたり、ヒーター線を巻いたりしています。
このヒーターの電気代が　結構バカになりません。
うちでは６本ヒーター線などを使っていますが、その電気を入れっぱなしにすると
月に3千円ぐらいは電気代が高くなります。

うち程寒くない地方だと、夜間は
水をちょろちょろ流し放しにするという事をします。

日本は国土の半分ぐらいが豪雪地帯ということだそうです。
ある年の５月頃、航空機で中部から北海道へいったとき、上空から見ていたら
もう春だというのに、国土のかなりの部分が白く雪に覆われていて、
日本列島という島はこういうところなんだと気づかされた事があります。

こういう国ですから、凍結予防の対策をしなければならない地方は
かなりあると思います。

でその対策ということになると、前述のように、
断熱材か、ヒーター線か、流しっぱなしかというようなことで、
あまり環境に良くないし、見た目もすっきりしないし、
配管工事の手間が増えるで、良い事はありません。
寒冷地に住む人は　それだけ負担を負っています。
これを改善できないものでしょうか。

凍結防止のために別の熱源を使わず、
従来の規格の管と互換性をもっていて、
露出部分に被覆をする必要がない様なもの、、

配管の内部に　特殊な樹脂をコーティングするような方法が良いと思うのですが、
管内の水が凍結し膨張しても、バルブや継ぎ手部分、配管が破裂しないような
工夫って出来ないものでしょうか。
何か新素材を使うとか、
新しい管やバルブ、継手を考案するとか。

コメント(6)

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[1] mixiユーザー 02月14日 22:35

おもしろそうな案ですね。

知り合いに聞いてみます。

[3] mixiユーザー 02月18日 11:51

寸法規格を従来のものと変わらない様にするのが、好ましい訳ですから、
新素材を見つけるか、
部品の内側の部分に何かコーティングする方法になるかなと思いました。

コーティングの場合、有効断面積が減少してしまうことが考えられますが、
配管部のサイズを１ランク上げれば使えますね。

必要な事は　耐寒性に加えて、
耐圧性、耐食性、耐塩性、耐光性、耐熱性、シール性など
いろいろ要求されるので、単一の素材を使うよりも
複合させる（コーティングさせる）方が　解決し易いのかなと考えます。

[4] mixiユーザー 02月20日 14:40

簡単、かつシンプルに　解決する方法を思いつきました。
コロンブスの卵みたいな話ですけど。

たぶん実現可能だと思います。
配管部品を製造している関係者の方には　
ぜひ使っていただきたいアイディアです。（独占しないで）
ひょっとしたら　既に同じ事を考えつかれて
実行されはじめている方がおられるかも知れませんね。

やり方はこうです。
１、凍結対策の必要な部分の配管を、従来のものより
　　大きなサイズの管径のものにする。
　　屋外で地面から立ち上がっている水道蛇口の場合なら、
　　地下の立ち上がり部分から末端までを太い管にします。
２、太くした配管の内側の端から端まで、
　　口径を広げた部分から末端のバルブのところまで目一杯に
　　円筒形で棒状のある「物質」を挿入します。
３、この挿入した物質が　管内部で水の流入方向へずれ込んだり、
　　バルブに挟まらない様に配慮する。

これだけです。
簡単ですよね。
従来のパーツが使えますし、外側にヒーター線や断熱材を巻く必要が無いし、
加温のためのエネルギーも使いません。
配管を大きくした分と　この「物質」の分の費用は増えますけど、
メリットの方が大きくなるように出来ると思います。

問題は、管の中に挿入する「物質」ということになります。
この物質は「圧力を受けて収縮する」ことが必要です。
他にも、無害性とか、長寿性とか、経済性とか、加工し易さが要求されます。

そこで　たとえばウエットスーツの生地を考えてみます。
ウエットスーツの生地は平面的で　厚さも厚くて15mmぐらいでしょうが、
この素材で円筒形の棒が出来ると仮定します。
この素材は保温のためにゴムの中に気泡を無数に含んでいます。

これを通常の大気圧の元から水圧の掛かる場所へ持って行くと、
当然ながら気泡が圧縮され　物質全体として見ても収縮します。
水道配管の中へ持ち込むとすれば、最大の水頭圧がメーターで2気圧とすれば
気泡の体積は3分の1になり　棒はその分、細くなります。

水は氷結すると体積が９％増加します。
水道の水圧の掛かったこの配管の中で、氷結が起った時、
この棒がさらに９％（プラスいくらか）以上、収縮することができれば、
水道管の凍結による破裂を防げる可能性があります。

管が凍る場合は外気と触れ合う外側から凍り始めるので、
水は内側に押され、収縮する物質を圧迫することで
破裂の力を逃がすことが出来るのではないでしょうか。

元の物質に含まれる気泡の割合と、膨張率から
必要な物質の量が計算されます。
その計算から2次的に　管内の有効通水面積が計算され、
実際に必要な管サイズを決める事が出来ます。
逆に管サイズから　挿入する棒の断面積を求める事も出来ますね。

挿入する物質の素材として　ウエットスーツの生地が適しているのか、
もっといいものがあるのかは判りません。
しかし素材に明るい人が探せば　きっと適したものがあって作れると思います。

どなたか行動力のある方、この実験を行い易い立場にある方が
実際にやってみて下さればいいと思います。
上手く行ったら、すごい社会貢献になるんじゃないでしょうか。

[5] mixiユーザー 02月20日 15:06

棒の断面の形は　円形よりも
三角形や四角形の方がいいかもしれません。
固定しやすいし、管内が筒状に凍結すると　
その膨張圧力が管そのものに掛かってしまうのを防げそうです。

[6] mixiユーザー 02月21日 10:30

この方法の問題点としては、

・棒にウエットスーツの生地を使った場合は、配管に熱湯を流す場合に
　問題が起きないか注意が必要。
　またゴムや溶剤の臭い、成分が水に移らないかも心配。
・氷結の圧力に因って、物質内の気泡が徐々に外へ出てしまい、
　有効な気泡の体積が少なくなってしまう恐れがある。
・配管が凍結してしまったら、それを融かさないと使用出来ない。

などが考えられますね。

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