JP3551284B2 - 配管凍結工法 - Google Patents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配管凍結工法に係り、特に配管の補修・交換等の作業を行うに際し、アイスプラグによる配管止水の実施時において配管中心部の凍結し難い箇所を確実に止水させるようにした配管凍結工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、図７に示すように、空調設備に用いられる冷温水配管等を補修・交換する場合、水タンク１から配管２が接続されている経路途中において、亀裂等が生じている補修・交換箇所３ａでは、当該箇所３ａに至る経路間に介装されているバルブ４を閉鎖し、水タンク１からの液体の流れを遮断後、補修・交換作業を行っている。
【０００３】
しかし、周辺にバルブが配置されていない補修・交換箇所３ｂでは、タンク１及び配管２の水を抜き取ってから、配管の補修・交換作業を行う。このため作業後の水充填も考慮すれば、長時間・高コストになる。そこで、３ｂのような箇所を補修・交換する場合、補修・交換箇所３ｂへの流通配管の一部をアイスプラグにより止水箇所５を形成する凍結工法が考えられている（特開昭５１−１０２２２０号公報、特開昭６３−２６４９１号公報）。
【０００４】
アイスプラグは、図８に示すように、配管２の外表面に、液体窒素等の冷却媒体６を保持するジャケット７を配管周囲に形成し、配管内部液体８を局部的に凍結させアイスプラグ（氷栓）９を形成し、配管内部液体の流動を一時的に止水するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のアイスプラグを用いて配管の内部液体の止水を行するためには、配管中央部の液体まで完全に凍結させる必要があるが、配管の直径が大きくなるに従い、完全に凍結するまでの時間が長くなる。また、大口径配管では、配管内面に一定厚さの氷層が形成された状態で温度が均衡し、配管中央部まで完全に凍結しないため、大口径配管にアイスプラグを適用できないという技術的問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、アイスプラグを用いる配管凍結工法において、短時間・確実に配管内部にアイスプラグを形成することができ、大口径配管にも適用可能とする配管凍結工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る配管凍結工法は、冷却媒体を用いて配管表面から配管内部流体を凍結させ、配管をアイスプラグにより止水する配管凍結工法において、当該配管に通じる既設開口部から挿入した挿入式凍結促進治具を冷却媒体の配設位置に 対応する配管内部に誘導し、当該治具ごとに凍結してアイスプラグを形成するように構成したものである。
【０００８】
この場合において、前記挿入式凍結促進治具が鋼球であることが好ましい。
【０００９】
また、前記挿入式凍結促進治具を中空容器により形成し、この中空容器内にも冷却媒体を供給充填することもできる。
【００１０】
【作用】
上記構成によれば、挿入式凍結促進治具をタンクの開口部などから挿入し、補修交換部に隣接するアイスプラグの形成箇所へ誘導し、配管凍結部の凍結体積を配管と治具の隙間だけにすることで減少させ、配管の補修・交換作業を短時間・確実に行うことができる。更に、治具を中空容器として内部に冷却媒体を供給することにより、凍結促進作用が格段に増大し、配管の補修・交換作業に取り掛かるに必要なアイスプラグ形成までの時間短縮効果が大きいものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて従来技術に係る方法を説明し、しかる後に本発明に係る配管凍結工法の具体的実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、従来技術に係る配管凍結工法であって、特に管路断面減縮治具に弾性バッグを用いて凍結促進をなすようにした説明断面図である。配管補修箇所を挟んで配管１０の表面に、ジャケット１２を介して、液体窒素等の冷却媒体１４を保持し、配管内部にアイスプラグ１６を形成するようにしている。このアイスプラグ１６は冷却媒体１４の冷却作用により形成されるが、配管内部にアイスプラグ１６を形成する際、弾性バッグ１８を配管１０内部に設置し、膨張させることにより、アイスプラグ１６の体積を極端に減少させるようにしている。
【００１３】
図２〜図４は、上記弾性バッグ１８からなる管路断面減縮治具を用いた凍結工法の実施手順を示したものである。
【００１４】
まず、図２（１）に示すように、配管１０の補修箇所に割Ｔ字管２０を取付ける。この割Ｔ字管２０は配管１０を囲繞可能とする半割の筒体２２ａ、２２ｂを有し、その一方に分岐管２４を設けている。分岐管２４には、ハンドル２６と連動する弁２８が装備され、分岐端２４の先端にはフランジ部２９が形成されている。これは市販品を用いればよい。
【００１５】
次に、同図（２）に示しているように、前記フランジ部２９を介して、ドリル保持器３０を取付ける。このドリル保持器３０は、フランジ部３２を有して割Ｔ字管２０とフランジ接続可能とされ、前記分岐管２４の中心に沿ったドリル差し込み孔３４が形成されたものである。このドリル保持器３０に対し、ドリル３６を装備した電動ドリル装置３７を装着し、ドリル３６を前記差込み孔３４から挿入し、配管１０の管壁へ穿孔を行って、管壁孔３８を形成する。
【００１６】
配管１０への穿孔後、ドリル３６をドリル保持器３０に差し込んだまま、割Ｔ字管２０の弁２８が開閉可能とする位置に移動し、弁２８を閉じて止水させて後、図２（３）に示すように、ドリル３６を撤去する。同時に管路断面減縮部材としての弾性バッグ１８を一対準備する。この弾性バッグ１８には空気、液体窒素などの供給用ボンベ４０を接続しておき、ボンベ４０の開栓により弾性バッグ１８を膨張できるようにしている。
【００１７】
次いで、図３（１）に示しているように、ドリル差し込み孔３４から挿入した一対の弾性バッグ１８を管壁孔３８を通過させ、それぞれアイスプラグ実施位置４２に設置する。これは操作ワイヤ等を用いて行えばよい。そして、ボンベ４０を開き、弾性バッグ１８を膨張させるのである。
【００１８】
弾性バッグ１８の膨張後、図３（２）に示すように、アイスプラグ実施位置４２にて、ジャケット１２を配管１０の外周面に設置し、液体窒素等の冷却媒体１４をジャケット１２内に充填しアイスプラグ１６を形成する。形成されたアイスプラグ１６は弾性バッグ１８により管路断面が減縮されているため、弾性バッグ１８の外面と配管１０の内面との間のわずかな体積分であり、凍結してアイスプラグ１６が生成されるまでの時間は大幅に短縮される。
【００１９】
このようなアイスプラグ１６形成後、図３（３）に示す如く、割Ｔ字管２０、ドリル保持器３０、冷却媒体１４を有するジャケット１２、弾性バッグ１８に接続しているボンベ４０を撤去する。その後、配管経路全体の水抜きをすることなく、補修・交換部４４を切断することができる。補修・交換部４４を切断後、フランジ４６を切断管端に溶接する。
【００２０】
次に、図４（１）の如く、補修・交換部４４へ、新たに接続するＴ路管４８に、仕切り弁５０とドリル保持器３０を接続したものを接続する。アイスプラグ１６が溶けた後、ドリル保持器３０、弾性バッグ１８を撤去する。
【００２１】
このような方法によれば、弾性バッグ１８が凍結箇所の内部に位置して凍結体積量を減少するので、ジャケット１２の冷却媒体１４の作用によるアイスプラグ１６の形成体積は大幅に減少される。そして、アイスプラグ１６は生成過程で弾性バッグ１８を配管１０の中心部に自然的に配置するので、配管中央の凍結し難い箇所は弾性バッグ１８により閉塞され、配管１０の内部は弾性バッグ１８を内蔵したアイスプラグ１６により止水されるのである。この結果、配管外周に冷媒ジャケット１２を装着して凍結工法を行った場合でも、簡単に配管中心部に止水効果を与えることができ、大口径配管に対しても凍結工法を実施できるものとなる。
【００２２】
図５（１）は、挿入式凍結促進治具を用いた本発明の第１実施形態を示したものである。これは水タンク５１に近接した位置に補修・交換部４４がある場合に好適な例である。いま、アイスプラグ１６を図の破線位置に実施する場合、水タンク５１の開口部５２から、ワイヤ５４を接続した挿入式凍結促進治具としての鋼球５６を挿入し、アイスプラグ１６の実施位置４２まで誘導する。このようにすることにより、弾性バッグ１８を用いた場合と同様に、図５（２）〜（３）に示しているように、配管中央部まで凍結させることなく、配管内部にアイスプラグ１６を形成することができる。
【００２３】
更に、図６に本発明の第２実施形態を示している。これは挿入式凍結治具の変形例を示しており、この挿入式凍結促進治具は、配管内部の凍結体積を減少させる目的で配管内部に設置するが、配管内部からも効率良く凍結を促進するために、治具内部に空洞部５８を有する中空容器６０により形成し、これをワイヤーの代わるチューブ６２を用いて、水タンク５１の開口部から外部の冷熱源６４（液体窒素等のボンベ）に接続し、治具本体からも冷熱源を凍結部に与えるようにしている。この実施形態では先の例よりも凍結時間を早める効果がある。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る配管凍結工法によれば、冷却媒体を用いて配管表面から配管内部流体を凍結させ、配管をアイスプラグにより止水する配管凍結工法において、当該配管に通じる既設開口部から挿入した挿入式凍結促進治具を冷却媒体の配設位置に対応する配管内部に誘導し、当該治具ごとに凍結してアイスプラグを形成するように構成したので、凍結体積を低減する作用があるため、凍結による配管止水が短時間で行え、配管の補修・交換作業を短時間・確実に行えるとともに、特に、従来、完全に凍結する事が不可能であった大口径配管に、アイスプラグを利用した補修・交換作業を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係る凍結工法に用いる弾性バッグの配置構成を示す縦横断面図である。
【図２】従来技術に係る凍結工法の作業工程（第１〜第３工程）を示す説明図である。
【図３】従来技術に係る凍結工法の作業工程（第４〜第６工程）を示す説明図である。
【図４】従来技術に係る凍結工法の作業工程（第７〜第８工程）を示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る凍結工法に用いる鋼球を用いた作業説明図および配置構成を示す縦横断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る凍結工法に用いる中空容器を用いた作業説明図および中空容器の断面構成図である。
【図７】配管補修の説明図である。
【図８】従来の凍結工法の説明断面図および斜視図である。
【符号の説明】
１０ 配管
１２ ジャケット
１４ 冷却媒体
１６ アイスプラグ
１８ 弾性バッグ
２０ 割Ｔ字管
２２ａ、２２ｂ 半割筒体
２４ 分岐管
２６ ハンドル
２８ 弁
２９ フランジ部
３０ ドリル保持器
３２ フランジ部
３４ ドリル差込み孔
３６ ドリル
３７ 電動ドリル装置
３８ 管壁孔
４０ ボンベ
４２ アイスプラグ実施位置
４４ 補修・交換部
４６ フランジ
４８ Ｔ路管
５０ 仕切弁
５１ 水タンク
５２ タンク開口部
５４ ワイヤ
５６ 鋼球
５８ 空洞部
６０ 中空容器
６２ チューブ
６４ 冷熱源
【発明の属する技術分野】
本発明は配管凍結工法に係り、特に配管の補修・交換等の作業を行うに際し、アイスプラグによる配管止水の実施時において配管中心部の凍結し難い箇所を確実に止水させるようにした配管凍結工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、図７に示すように、空調設備に用いられる冷温水配管等を補修・交換する場合、水タンク１から配管２が接続されている経路途中において、亀裂等が生じている補修・交換箇所３ａでは、当該箇所３ａに至る経路間に介装されているバルブ４を閉鎖し、水タンク１からの液体の流れを遮断後、補修・交換作業を行っている。
【０００３】
しかし、周辺にバルブが配置されていない補修・交換箇所３ｂでは、タンク１及び配管２の水を抜き取ってから、配管の補修・交換作業を行う。このため作業後の水充填も考慮すれば、長時間・高コストになる。そこで、３ｂのような箇所を補修・交換する場合、補修・交換箇所３ｂへの流通配管の一部をアイスプラグにより止水箇所５を形成する凍結工法が考えられている（特開昭５１−１０２２２０号公報、特開昭６３−２６４９１号公報）。
【０００４】
アイスプラグは、図８に示すように、配管２の外表面に、液体窒素等の冷却媒体６を保持するジャケット７を配管周囲に形成し、配管内部液体８を局部的に凍結させアイスプラグ（氷栓）９を形成し、配管内部液体の流動を一時的に止水するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のアイスプラグを用いて配管の内部液体の止水を行するためには、配管中央部の液体まで完全に凍結させる必要があるが、配管の直径が大きくなるに従い、完全に凍結するまでの時間が長くなる。また、大口径配管では、配管内面に一定厚さの氷層が形成された状態で温度が均衡し、配管中央部まで完全に凍結しないため、大口径配管にアイスプラグを適用できないという技術的問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、アイスプラグを用いる配管凍結工法において、短時間・確実に配管内部にアイスプラグを形成することができ、大口径配管にも適用可能とする配管凍結工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る配管凍結工法は、冷却媒体を用いて配管表面から配管内部流体を凍結させ、配管をアイスプラグにより止水する配管凍結工法において、当該配管に通じる既設開口部から挿入した挿入式凍結促進治具を冷却媒体の配設位置に 対応する配管内部に誘導し、当該治具ごとに凍結してアイスプラグを形成するように構成したものである。
【０００８】
この場合において、前記挿入式凍結促進治具が鋼球であることが好ましい。
【０００９】
また、前記挿入式凍結促進治具を中空容器により形成し、この中空容器内にも冷却媒体を供給充填することもできる。
【００１０】
【作用】
上記構成によれば、挿入式凍結促進治具をタンクの開口部などから挿入し、補修交換部に隣接するアイスプラグの形成箇所へ誘導し、配管凍結部の凍結体積を配管と治具の隙間だけにすることで減少させ、配管の補修・交換作業を短時間・確実に行うことができる。更に、治具を中空容器として内部に冷却媒体を供給することにより、凍結促進作用が格段に増大し、配管の補修・交換作業に取り掛かるに必要なアイスプラグ形成までの時間短縮効果が大きいものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて従来技術に係る方法を説明し、しかる後に本発明に係る配管凍結工法の具体的実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、従来技術に係る配管凍結工法であって、特に管路断面減縮治具に弾性バッグを用いて凍結促進をなすようにした説明断面図である。配管補修箇所を挟んで配管１０の表面に、ジャケット１２を介して、液体窒素等の冷却媒体１４を保持し、配管内部にアイスプラグ１６を形成するようにしている。このアイスプラグ１６は冷却媒体１４の冷却作用により形成されるが、配管内部にアイスプラグ１６を形成する際、弾性バッグ１８を配管１０内部に設置し、膨張させることにより、アイスプラグ１６の体積を極端に減少させるようにしている。
【００１３】
図２〜図４は、上記弾性バッグ１８からなる管路断面減縮治具を用いた凍結工法の実施手順を示したものである。
【００１４】
まず、図２（１）に示すように、配管１０の補修箇所に割Ｔ字管２０を取付ける。この割Ｔ字管２０は配管１０を囲繞可能とする半割の筒体２２ａ、２２ｂを有し、その一方に分岐管２４を設けている。分岐管２４には、ハンドル２６と連動する弁２８が装備され、分岐端２４の先端にはフランジ部２９が形成されている。これは市販品を用いればよい。
【００１５】
次に、同図（２）に示しているように、前記フランジ部２９を介して、ドリル保持器３０を取付ける。このドリル保持器３０は、フランジ部３２を有して割Ｔ字管２０とフランジ接続可能とされ、前記分岐管２４の中心に沿ったドリル差し込み孔３４が形成されたものである。このドリル保持器３０に対し、ドリル３６を装備した電動ドリル装置３７を装着し、ドリル３６を前記差込み孔３４から挿入し、配管１０の管壁へ穿孔を行って、管壁孔３８を形成する。
【００１６】
配管１０への穿孔後、ドリル３６をドリル保持器３０に差し込んだまま、割Ｔ字管２０の弁２８が開閉可能とする位置に移動し、弁２８を閉じて止水させて後、図２（３）に示すように、ドリル３６を撤去する。同時に管路断面減縮部材としての弾性バッグ１８を一対準備する。この弾性バッグ１８には空気、液体窒素などの供給用ボンベ４０を接続しておき、ボンベ４０の開栓により弾性バッグ１８を膨張できるようにしている。
【００１７】
次いで、図３（１）に示しているように、ドリル差し込み孔３４から挿入した一対の弾性バッグ１８を管壁孔３８を通過させ、それぞれアイスプラグ実施位置４２に設置する。これは操作ワイヤ等を用いて行えばよい。そして、ボンベ４０を開き、弾性バッグ１８を膨張させるのである。
【００１８】
弾性バッグ１８の膨張後、図３（２）に示すように、アイスプラグ実施位置４２にて、ジャケット１２を配管１０の外周面に設置し、液体窒素等の冷却媒体１４をジャケット１２内に充填しアイスプラグ１６を形成する。形成されたアイスプラグ１６は弾性バッグ１８により管路断面が減縮されているため、弾性バッグ１８の外面と配管１０の内面との間のわずかな体積分であり、凍結してアイスプラグ１６が生成されるまでの時間は大幅に短縮される。
【００１９】
このようなアイスプラグ１６形成後、図３（３）に示す如く、割Ｔ字管２０、ドリル保持器３０、冷却媒体１４を有するジャケット１２、弾性バッグ１８に接続しているボンベ４０を撤去する。その後、配管経路全体の水抜きをすることなく、補修・交換部４４を切断することができる。補修・交換部４４を切断後、フランジ４６を切断管端に溶接する。
【００２０】
次に、図４（１）の如く、補修・交換部４４へ、新たに接続するＴ路管４８に、仕切り弁５０とドリル保持器３０を接続したものを接続する。アイスプラグ１６が溶けた後、ドリル保持器３０、弾性バッグ１８を撤去する。
【００２１】
このような方法によれば、弾性バッグ１８が凍結箇所の内部に位置して凍結体積量を減少するので、ジャケット１２の冷却媒体１４の作用によるアイスプラグ１６の形成体積は大幅に減少される。そして、アイスプラグ１６は生成過程で弾性バッグ１８を配管１０の中心部に自然的に配置するので、配管中央の凍結し難い箇所は弾性バッグ１８により閉塞され、配管１０の内部は弾性バッグ１８を内蔵したアイスプラグ１６により止水されるのである。この結果、配管外周に冷媒ジャケット１２を装着して凍結工法を行った場合でも、簡単に配管中心部に止水効果を与えることができ、大口径配管に対しても凍結工法を実施できるものとなる。
【００２２】
図５（１）は、挿入式凍結促進治具を用いた本発明の第１実施形態を示したものである。これは水タンク５１に近接した位置に補修・交換部４４がある場合に好適な例である。いま、アイスプラグ１６を図の破線位置に実施する場合、水タンク５１の開口部５２から、ワイヤ５４を接続した挿入式凍結促進治具としての鋼球５６を挿入し、アイスプラグ１６の実施位置４２まで誘導する。このようにすることにより、弾性バッグ１８を用いた場合と同様に、図５（２）〜（３）に示しているように、配管中央部まで凍結させることなく、配管内部にアイスプラグ１６を形成することができる。
【００２３】
更に、図６に本発明の第２実施形態を示している。これは挿入式凍結治具の変形例を示しており、この挿入式凍結促進治具は、配管内部の凍結体積を減少させる目的で配管内部に設置するが、配管内部からも効率良く凍結を促進するために、治具内部に空洞部５８を有する中空容器６０により形成し、これをワイヤーの代わるチューブ６２を用いて、水タンク５１の開口部から外部の冷熱源６４（液体窒素等のボンベ）に接続し、治具本体からも冷熱源を凍結部に与えるようにしている。この実施形態では先の例よりも凍結時間を早める効果がある。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る配管凍結工法によれば、冷却媒体を用いて配管表面から配管内部流体を凍結させ、配管をアイスプラグにより止水する配管凍結工法において、当該配管に通じる既設開口部から挿入した挿入式凍結促進治具を冷却媒体の配設位置に対応する配管内部に誘導し、当該治具ごとに凍結してアイスプラグを形成するように構成したので、凍結体積を低減する作用があるため、凍結による配管止水が短時間で行え、配管の補修・交換作業を短時間・確実に行えるとともに、特に、従来、完全に凍結する事が不可能であった大口径配管に、アイスプラグを利用した補修・交換作業を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係る凍結工法に用いる弾性バッグの配置構成を示す縦横断面図である。
【図２】従来技術に係る凍結工法の作業工程（第１〜第３工程）を示す説明図である。
【図３】従来技術に係る凍結工法の作業工程（第４〜第６工程）を示す説明図である。
【図４】従来技術に係る凍結工法の作業工程（第７〜第８工程）を示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る凍結工法に用いる鋼球を用いた作業説明図および配置構成を示す縦横断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る凍結工法に用いる中空容器を用いた作業説明図および中空容器の断面構成図である。
【図７】配管補修の説明図である。
【図８】従来の凍結工法の説明断面図および斜視図である。
【符号の説明】
１０ 配管
１２ ジャケット
１４ 冷却媒体
１６ アイスプラグ
１８ 弾性バッグ
２０ 割Ｔ字管
２２ａ、２２ｂ 半割筒体
２４ 分岐管
２６ ハンドル
２８ 弁
２９ フランジ部
３０ ドリル保持器
３２ フランジ部
３４ ドリル差込み孔
３６ ドリル
３７ 電動ドリル装置
３８ 管壁孔
４０ ボンベ
４２ アイスプラグ実施位置
４４ 補修・交換部
４６ フランジ
４８ Ｔ路管
５０ 仕切弁
５１ 水タンク
５２ タンク開口部
５４ ワイヤ
５６ 鋼球
５８ 空洞部
６０ 中空容器
６２ チューブ
６４ 冷熱源
Claims (3)
- 冷却媒体を用いて配管表面から配管内部流体を凍結させ、配管をアイスプラグにより止水する配管凍結工法において、当該配管に通じる既設開口部から挿入した挿入式凍結促進治具を冷却媒体の配設位置に対応する配管内部に誘導し、当該治具ごとに凍結してアイスプラグを形成することを特徴とする配管凍結工法。
- 前記挿入式凍結促進治具が鋼球であることを特徴とする請求項１に記載の配管凍結工法。
- 前記挿入式凍結促進治具を中空容器により形成し、この中空容器内に冷却媒体を供給充填することを特徴とする請求項１に記載の配管凍結工法。
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