JP2000039095A - アイスプラグ解凍方法及び解凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管設備に損傷を与えることなく、凍結部分
に効率的に熱を伝導させて、短期間に解凍を行うアイス
プラグ解凍方法及び装置を提供する。 【解決手段】 恒温槽３８で熱せられた温水４０がホー
ス４６を介して、配管上に設置された解凍用治具２４の
熱流体流入管３０に流入する。前記流入管３０は配管２
０内に挿入された促進管２２と二重管を構成している。
温水４０は前記流入管３０から配管２０内の前記促進管
２２へ流入する。温水４０は促進管２２を介して、前記
促進管２２の周囲に形成されたアイスプラグ４２に熱を
伝達する。よって、アイスプラグ４２は促進管２２付近
から解凍され、厚さの最も薄い配管２０断面の中央が貫
通する。これにより、アイスプラグ４２によって遮断し
ていた配管２０内の流体５６が貫通孔５４を介して配管
内を流動可能となり、配管内の通水状態が回復する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は既設配管の内部流体
を一時的に凍結させるアイスプラグ工法を利用して配管
交換工事等を行った後、アイスプラグを解凍して復旧さ
せるためのアイスプラグ解凍方法及び解凍装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、空調設備に用いられている冷温水
配管においては、タンクに接続されている配管の一部に
亀裂等が生じることがある。このような場合、配管の補
修や交換は、亀裂等が生じている箇所に至る経路間に介
装されているバルブを閉鎖して、タンクからの流体の流
れを遮断した後に行われている。

【０００３】しかし、周辺にバルブが設置されていない
箇所で亀裂等が生じた場合は、タンク及び配管の流体を
抜き取ってから、配管の補修作業や交換作業を行ってい
た。このため、作業後に流体を充填することも考慮する
と、配管の補修や交換に多大な時間がかかり、しかもコ
ストが高くなっていた。そこで、補修や交換作業を行う
流通配管の一部に、アイスプラグ（氷栓）を形成するこ
とにより止水するアイスプラグ工法が考案された。

【０００４】アイスプラグ工法とは、配管の外表面に液
体窒素等の冷却媒体を保持するジャケットを配管周囲に
形成して、配管内の流体を局部的に凍結させてアイスプ
ラグ（氷栓）を配管内に形成し、配管内の流体を一時的
に止水するものである。従って、アイスプラグ工法にお
いて配管内の流体は、アイスプラグにより止水されるた
め、配管内の流体を抜き取る必要はなく、また作業後に
流体を充填する手間も低減される。よって、従前に比べ
て流体入れ替えの費用を抑えることができ、また工期も
短縮することができる。このため、アイスプラグ工法は
配管工事を行うにあたって広く用いられている。

【０００５】ところでアイスプラグ工法においては、配
管工事完了後にアイスプラグを解凍して配管内の流体を
流動させる必要がある。従って、配管工事後のアイスプ
ラグの解凍時間をできるだけ短時間にし、かつ安全に作
業を完成させることが望まれる。このため、配管内のア
イスプラグを短時間でかつ作業上の安全性を保って解凍
することは重要な問題である。

【０００６】従来、配管内アイスプラグの解凍は、配管
外部から投光器やガスバーナ等で配管凍結部を加熱する
ことにより行われていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アイスプラグ解凍方法では、解凍箇所への加熱が不均一
であるため解凍に多大な時間がかかってしまう。また、
加熱時の熱エネルギーが外気に拡散してしまうため、解
凍に熱が有効利用されず、コストも時間も余分にかかっ
てしまうという問題がある。さらに、ガスバーナなどの
裸火により配管を加熱しているため、配管に損傷を与え
るおそれがある。特に、大口径の配管を解凍する場合に
は、アイスプラグ中心への伝熱に時間がかかるため、解
凍に長時間を必要とするという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、以上のような欠点を解消
し、配管設備に損傷を与えることなく、アイスプラグに
効率的に熱を伝導させて、短時間に解凍を行うためのア
イスプラグ解凍方法及び解凍装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るアイスプラグ解凍方法においては、配
管内に挿入配置した挿入管に冷媒を流入させることによ
り配管内流液を凍結させて生成したアイスプラグを解凍
するに際し、前記挿入管内部に熱流体を流入させてアイ
スプラグを解凍させるよう構成した。また、前記熱流体
には気体を用いるよう構成した。さらに、前記解凍方法
において、配管外表面を加熱体にて覆うことにより、配
管を内部と外部とから同時に加熱してアイスプラグを解
凍させるよう構成した。

【００１０】本発明に係るアイスプラグ凍結部解凍装置
においては、配管内に挿入配置されアイスプラグ生成に
使用された挿入管と、熱流体源と、両者を連絡させて挿
入管に熱流体を流入させる循環通路とを有し、挿入管に
熱流体を循環させて配管内より解凍を行うよう構成し
た。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を添付した図面
に従って詳細に説明する。なお、前記従来技術において
説明した部分に対応する部分については、同一の符号を
付してその説明を省略する。

【００１２】まず、アイスプラグを生成させる凍結装置
について述べる。図７はアイスプラグ凍結時に用いら
れ、配管２０に設置された凍結装置の要部断面図であ
る。配管には、通水状態にある配管２０の外周面に小ソ
ケット２８と、当該小ソケット２８の外周部分に同心的
に配置されている大ソケット２６が装着されている。小
ソケット２８は内周面に雌ネジを形成したもので、配管
２０の内部に挿入する凍結促進管２２の締結部を構成す
る。また、大ソケット２６は雌ネジを内周面に形成した
円筒体であり、凍結促進管２２を配管２０に装着するに
際して配管からの漏水を防止するために設置される。

【００１３】以上のような状態において、凍結促進管２
２を通水状態にある配管２０の内部に挿入する。この凍
結促進管２２を用いて配管２０内にアイスプラグを形成
する場合は、図７（２）に示すように、凍結装置を構成
する。すなわち、前記二重ソケット２６、２８を内蔵す
るように、配管２０の表面にジャケット３６を装着す
る。このジャケット３６の内部に液体窒素等の冷媒３７
を保持し、配管２０内部にアイスプラグ４２を形成する
のである。この際、ジャケット３６内部の冷媒３７によ
る冷却熱が、凍結促進管２２を介して配管２０内凍結位
置中央部まで効率よく伝熱して凍結を行う。冷媒付近の
液体から先に凍結していくため、配管２０内の凍結促進
管２２の周囲と、冷媒３７に覆われた表面付近とにアイ
スプラグが生成されていく。よって、アイスプラグ４２
は配管内壁面側が厚く、配管断面の中心部側が薄くなっ
ている。アイスプラグ４２生成後、ジャケット３６や冷
媒３７は配管から分離される。よって、配管２０には大
ソケット２６と、小ソケット２８と、凍結に用いられた
挿入管（凍結促進管）２２とが装着されている状態とな
る。

【００１４】以下に本実施形態に係る方法および装置に
ついて説明する。図１は本発明の第一実施形態に係る解
凍装置の説明図である。本実施形態においては、アイス
プラグの生成に利用した促進管の中に、熱流体を送給し
てアイスプラグを配管内から解凍させるようにしたもの
である。また、本実施形態においては熱流体として温水
が用いられている。先に説明したように、配管２０表面
には大ソケット２６と小ソケット２８とが同心的に固着
され、挿入管２２は当該小ソケット２８に装着されて配
管２０外部から配管内部奥まで挿入配置されている。本
実施形態に係る解凍装置は、熱流体を保持してアイスプ
ラグ４２を解凍可能な温度に加熱して保持させる恒温槽
３８と、温水４０を流動させるホース４６、５０と、配
管に設置されて挿入管２２と前記ホース４６、５０とを
連絡させる解凍用治具２４とから構成されている。

【００１５】まず、恒温槽３８は熱流体を貯留する貯水
槽となっており、ヒータ６８が当該槽３８の下部に設け
られている。ヒータ６８の上部には熱流体である温水４
０が保持され、温水４０はヒータ６８によりアイスプラ
グ４２を解凍可能な温度に加熱されている。

【００１６】恒温槽３８はホース４６を介して解凍用治
具２４に挿入された熱流体流入管３０に連絡している。
ホース４６の一部にはポンプ４４が設置され、温水４０
は当該ポンプ４４により恒温槽３８から吸引されて、解
凍用治具２４に挿入された熱流体流入管３０に移送され
る。

【００１７】解凍用治具２４の構成を図２に示す。解凍
用治具２４は、大ソケット２６に螺着可能な円筒形状を
なしており、中心部に熱流体流入管３０が挿入配置され
た構成となっている。また治具２４上面には、前記流入
管３０とは別に熱流体排出管３２が設けられている。治
具２４の下部はプラグネジ部３４となっており、ネジ部
３４の外径は凍結装置の大ソケット２６の内径にほぼ等
しく、前記大ソケット２６と接続されて配管上に固着さ
れる。前記治具２４が配管上に固着されると、治具２４
の流入管３０は挿入管２２内に同心配置した構成とな
り、挿入管２２と流入管３０とで二重管を形成する。こ
のため流入管３０から移送された温水４０は、配管内に
流入して挿入管２２に移動する。その後、温水４０は配
管内から解凍用治具２４内に流出する。治具２４の上面
には、上記したように流入管３０の他に排出管３２が設
けられている。前記排出管３２はホース５０を介して恒
温槽３８と連絡されるため、治具２４内の温水４０は排
出管３２よりホース５０を通って恒温槽３８に戻る。以
上のような熱流体循環経路が形成される。

【００１８】以下に温水４０の循環による解凍作用につ
いて述べる。まず、恒温槽３８で熱せられた温水４０
が、ポンプ４４によって温水流入ホース４６へと矢印４
８のように吸引される。そして、温水４０はホース４６
から熱流体流入管３０を通って配管２０内へ誘導され
る。それから、温水４０は挿入管２２内へ流入される
が、挿入管２２は熱流体流入管３０の外周面に同心配置
した構成となっているため、温水４０は挿入管２２内を
流動して、挿入管２２内付近のアイスプラグ４２に熱を
伝達する。その後、温水４０は、挿入管２２から配管外
部の治具２４内に移動し、熱流体排出管３２からホース
５０を通って再び恒温槽３８に戻る。この循環が連続的
に繰り返され、配管内の挿入管２２には熱流体である温
水４０が連続的に供給される。よって挿入管２２付近の
アイスプラグ４２が解凍されていく。

【００１９】図３は熱流体である温水４０の循環が繰り
返されて、解凍が進行している状況を示したものであ
る。前記図２のように温水４０を挿入管２２の中を通過
する時に、温水４０のもつ熱が挿入管２２を介してアイ
スプラグ４２に伝達されるため、アイスプラグ４２は挿
入管２２付近から徐々に解凍されて、流動状態の回復し
た解凍部５２が形成される。

【００２０】解凍終了時の状況を図４を用いて説明す
る。アイスプラグ４２は配管断面の中心部側が薄くなっ
ていたため、解凍がさらに進行すると配管２０断面の中
央が貫通する。これにより、アイスプラグ４２によって
遮断していた配管２０上部の流体５６ａと配管２０下部
の流体５６ｂとが、貫通孔５４を介して配管内を流動可
能となり、配管内の通水状態が回復する。

【００２１】以上のように解凍が終了した後、解凍治具
２４を凍結装置から取り外し、大ソケット２６に凍結促
進管挿入治具を取り付けて挿入管２２を取り出し、プラ
グ装着用治具で小ソケット用プラグを取り付けて、解凍
装置の取り外しは完了する。

【００２２】本発明に係る凍結部解凍方法においては、
配管内部の挿入管２２を介してアイスプラグ４２を配管
内部にて解凍させ、最も厚さの薄い配管断面の中央部を
貫通させるため、短期間で解凍作業を行うことができ
る。また、解凍作業終了後のアイスプラグ４２は配管内
部の表面に付着しているため、アイスプラグ４２が配管
内を移動して配管設備を損傷する恐れがない。なお、本
実施形態においては熱流体として油等を用いることもで
きる。

【００２３】図５に本発明の熱源部分の第二実施形態を
示す。本実施形態は、アイスプラグ４２を解凍する熱流
体として温風を使用する。温風機５８を解凍用治具２４
の熱流体流入管３０に接続した構成となっている。熱流
体の循環経路は前記実施形態とほぼ同様で、温風機５８
により温風が生成され、矢印６０のように流入管３０を
介して挿入管２２内が加温されてアイスプラグ４２の解
凍が行われ、排出管３２により外部へ排出される。本実
施形態においては熱源として温風を使用しているため、
熱流体を貯留しておく必要がない。特に、配管の凍結箇
所が天井等の高所にある場合に、熱流体の漏水による被
害の恐れもなく、作業箇所下側の安全を確保できる。な
お、本実施形態においては熱流体として蒸気を用いても
よい。

【００２４】さらに、本発明の第三実施形態として、本
発明の解凍熱源に加えて配管外表面に熱源を加えた実施
形態を図６に示す。上記第一及び第二実施形態との相違
点は配管外表面にラバーヒータ６２を設け、更にそれを
保温材６４にて覆ったことである。よって解凍時には、
ラバーヒータ６２による配管表面からの加熱と、挿入管
２２による配管内部からの加熱とにより解凍が相乗的に
進行するため、解凍時間を大幅に短縮することができ
る。また、保温材にて熱源の周囲を覆っているため、配
管外表面からの熱が外気側に拡散しない。このため、加
熱体からの熱を解凍に有効利用でき、解凍作業にかかる
コストを低減できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は配管内に
生成したアイスプラグの解凍が従来に比して効率的に行
えるため、解凍時間が短縮でき、早期に装置立ちあげが
行えるという効果がある。また従来、加熱に裸火等を使
用していたため発生していた配管設備損傷の問題を解決
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態における解凍装置と凍結
装置の断面図である。

【図２】本発明の第一実施形態における解凍治具の説明
図である。

【図３】本発明の第一実施形態における解凍進行状態を
示す断面図である。

【図４】本発明の第一実施形態における解凍終了状態を
示す断面図である。

【図５】本発明の第二実施形態における熱源部分の断面
図である。

【図６】本発明の第三実施形態における説明図である。

【図７】凍結装置によるアイスプラグ生成の説明図であ
る。

【符号の説明】

２０ 配管 ２２ 凍結促進管（挿入管） ２４ 解凍用治具 ２６ 大ソケット ２８ 小ソケット ３０ 熱流体流入管 ３２ 熱流体排出管 ３４ プラグネジ部 ３６ ジャケット ３７ 冷媒 ３８ 恒温槽 ４０ 温水 ４２ アイスプラグ ４４ ポンプ ４６ 温水流入ホース ４８ 矢印 ５０ 温水排出ホース ５２ 解凍部 ５４ 貫通孔 ５６ａ 配管内液体 ５６ｂ 配管内液体 ５８ 温風機 ６０ 矢印 ６２ ラバーヒータ ６４ 保温材 ６６ ラバーヒータによる解凍 ６８ ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪倉 徹哉 東京都千代田区内神田一丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内 Ｆターム(参考） 3H025 DA02 DB03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管内に挿入配置した挿入管に冷媒を流
   入させることにより配管内流液を凍結させて生成したア
   イスプラグを解凍するに際し、前記挿入管内部に熱流体
   を流入させてアイスプラグを解凍させることを特徴とし
   たアイスプラグ解凍方法。
2. 【請求項２】 前記熱流体には気体を用いることを特徴
   とする請求項１に記載のアイスプラグ解凍方法。
3. 【請求項３】 前記解凍方法において、配管外表面を加
   熱体にて覆うことにより、配管を内部と外部とから同時
   に加熱してアイスプラグを解凍させることを特徴とする
   請求項１又は２に記載のアイスプラグ解凍方法。
4. 【請求項４】 配管内に挿入配置されアイスプラグ生成
   に使用された挿入管と、熱流体源と、両者を連絡させて
   挿入管に熱流体を流入させる循環通路とを有し、挿入管
   に熱流体を循環させて配管内より解凍を行うことを特徴
   とするアイスプラグ解凍装置。