JP2000065281A - 配管凍結工法におけるアイスプラグ完成の判別方法 - Google Patents

配管凍結工法におけるアイスプラグ完成の判別方法

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JP2000065281A JP10247860A JP24786098A JP2000065281A JP 2000065281 A JP2000065281 A JP 2000065281A JP 10247860 A JP10247860 A JP 10247860A JP 24786098 A JP24786098 A JP 24786098A JP 2000065281 A JP2000065281 A JP 2000065281A
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pipe
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ice plug
pressure
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Nobuhiko Shiromaru
信彦 白丸
Tetsuya Tsubokura
徹哉 坪倉
Naoji Kasegawa
直司 加瀬川
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間でかつ確実に行えるアイスプラグ完成
の判断方法を提供する。 【解決手段】 アイスプラグを生成させる配管部25,
26にそれぞれジャケット20,22を取付け、当該ジ
ャケット20,22内部に液体窒素等の冷媒23,24
を流入させる。配管内流体はジャケット20,22に保
持された冷媒23,24により配管壁面側より冷却され
るため、当該配管内壁面側より流体が凍結してゆき、時
間が経過するにつれて配管中心部へ成長してゆく。配管
中心部まで流体が凍結すると、凍結部分は流体の流動を
遮断するアイスプラグ28,30となり、アイスプラグ
28,30に挟まれた流体は閉塞される。閉塞された流
体の圧力は、凍結した流体の体積膨張のため、若干高く
なっている。従ってアイスプラグ生成後は、アイスプラ
グにより止水される領域と止水されない領域とでは配管
内流体の圧力差が発生している。この圧力差を検出する
ことにより、アイスプラグ生成の判断がなされる。

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て配管の補修・交換等の作業を行う
配管凍結工法におけるアイスプラグ完成の判別方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、空調設備に用いられる冷温水配管
等を補修・交換する場合においては、図4に示すように
タンク1に接続されている配管2の一部に亀裂等が生じ
ることがある。このような場合の配管の補修・交換は、
亀裂等が生じている箇所3aに至る経路間に介装されて
いるバルブ4を閉鎖して、タンク1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4が設置されていな
い箇所3bで亀裂等が生じた場合は、タンク1及び配管
2の流体を抜き取ってから、配管の補修・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
慮すれば、長時間・高コストになる。そこで、この様な
箇所3bを補修・交換する場合、補集箇所を挟んだ箇所
5a,5bにアイスプラグ(氷栓)9を形成することに
より止水する凍結工法が考えられている。
【0004】前記凍結工法は、図5に示すように、配管
2の外表面に液体窒素等の冷媒6を保持するジャケット
7を設け、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。従って配管内の流体は、アイス
プラグ9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。このため、アイスプラグ5を用いた凍結工法は
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9は外部から直接
みることはできない。そのため、従来アイスプラグ9完
成の判別は、凍結作業時にジャケット7近傍の配管外表
面に発生した霜10により作業員が経験的に行ってい
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誤った
アイスプラグ完成の判別を行い配管交換作業をした場
合、配管内部流体が流出するため凍結作業や配管交換作
業を行うことができない。さらに実際には、配管経路の
長さ、内部流体の温度、周囲温度がそれぞれ異なり、従
って霜の発生状況もそれぞれ異なるため、アイスプラグ
完成の判別には経験を要し、アイスプラグ完成の判別を
確実にかつ短時間に行うことができないという問題があ
った。本発明の目的は、以上のような欠点を解消し、短
時間でかつ確実に行えるアイスプラグ完成の判別方法を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明に係る配管凍結工法におけるアイスプラグ完成
の判別方法においては、アイスプラグにより止水される
領域の圧力を検出し、アイスプラグの生成が認められる
設定値まで前記圧力が上昇したことを検知してアイスプ
ラグ完成の判別を行うよう構成した。また、アイスプラ
グにより止水される領域に流体を強制的に供給して、ア
イスプラグの破砕の有無による圧力の変化によりアイス
プラグの完成の判別を行うよう構成した。さらに、アイ
スプラグによる止水される領域の圧力と止水されない領
域の圧力とをそれぞれ検出し、止水される領域と止水さ
れない領域との圧力偏差によりアイスプラグの完成の判
別を行うよう構成した。
【0008】
【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。図1は本発明の実施形態を示
した説明図である。まずアイスプラグを生成させる配管
凍結工法について述べる。本実施形態では止水を行う補
修・交換箇所を挟んでそれぞれジャケット20,22を
取付け、当該ジャケット20,22内部に液体窒素等の
冷媒23,24を流入させる。配管内流体はジャケット
20,22に保持された冷媒23,24により配管壁面
側より冷却されるため、冷却される配管部25,26の
内壁面側より流体が凍結してゆき、時間が経過するにつ
れて配管中心部へ凍結が進行してゆく。配管中心部まで
流体が凍結すると、凍結部分は流体の流動を遮断するア
イスプラグ28,30となり、アイスプラグ28,30
に挟まれた流体は止水される。止水された流体の圧力
は、凍結した流体の体積膨張のため、若干高くなってい
る。従ってアイスプラグ生成後は、アイスプラグにより
止水される領域と止水されない領域とでは配管内流体の
圧力偏差が発生している。本実施形態はこのことに着目
してアイスプラグ生成の判断がなされる。
【0009】図2は配管内流体の圧力を検知する装置の
説明図である。アイスプラグ28,30により止水され
る領域31にはソケット32が溶接され、ソケット32
内の配管表面には貫通孔36が形成されている。前記ソ
ケット32にはT字管構造の分水栓34が取り付けられ
ている。前記分水栓34の側面の一端は閉塞されてお
り、他端はホース38を介して配管内流体の圧力を測る
圧力計40と連絡している。また、前記分水栓34上部
はホース44を介して手動水圧ポンプ48に連絡してお
り、前記ポンプ48は配管内流体と同じ流体を保持する
槽と一体化している。前記圧力計40の先にはホース3
8を介して圧力計用バルブ42が設けられ、前記ポンプ
48と分水栓34との間にはホース44を介して前記ポ
ンプ用バルブ46が設けられている。それぞれのバルブ
42,46の開閉により流路の調節がなされる。さら
に、前記ポンプ48には圧力計56が設けられており、
配管内圧力値を表示できるようになっている。そして、
アイスプラグにより止水されない領域49にも配管用圧
力計50を連絡させた構成となっている。
【0010】以上のように設置された装置を用いて配管
内の圧力値を検出する。まず、分水栓34に付属する分
水栓ハンドル52により、分水栓ボール部分54を回転
させて分水栓34を開口させる。この場合分水栓34に
取り付けた圧力計用バルブ42は閉鎖状態であり、分水
栓34の他端に取り付けた手動水圧ポンプ用バルブ46
は開口状態となっている。アイスプラグを形成させる前
の状態では、配管内流体は自由に流動可能であるため配
管内圧力は等しくなり、前記圧力計40,50,56は
それぞれ等しい圧力値を示している。
【0011】図1(2)は配管内流体の凍結が進行中の
本実施形態における説明図である。ジャケット20,2
2に冷媒23,24を満たすと、冷却される配管部2
5,26の内壁面付近から凍結し始める。しかし、配管
内中心部はまだ凍結されていないため配管内流体は流動
可能であり配管内の圧力は等しい。このため、圧力計4
0,50,56は先ほどと同様にそれぞれ等しい圧力値
を示している。
【0012】図3はアイスプラグ完成時の本実施形態の
説明図である。冷却される配管部25,26内の流体の
凍結が進行して配管内中心部まで達すると、前記配管部
25,26内にはアイスプラグ28,30が形成され
る。よって、配管部25,26に挟まれた配管内流体は
アイスプラグ28,30により止水される。さらに凍結
が進行してアイスプラグ28,30が成長すると、アイ
スプラグ28,30により止水される領域31の圧力は
上昇する。これは、冷却される配管部25,26内の流
体が凍結することによる体積膨張が無視できなくなるか
らである。しかし、アイスプラグ28,30により止水
されない領域49では依然として流動可能であるため、
当該領域49では圧力の変化はない。このため、止水さ
れる領域31に連絡した圧力計40,56の圧力値は上
昇するが、止水されない領域49に連絡した圧力計50
の圧力値は変化しない。従って、止水される領域31と
止水されない領域49とのそれぞれの圧力値を比較し
て、その偏差によりアイスプラグ28,30の形成を判
別する。
【0013】この時さらに、手動水圧ポンプ48に付属
するハンドル58により配管内部流体8と同様の流体を
強制的に供給することによりアイスプラグの成長度合い
を確認する。ポンプ48により前記止水領域47に配管
内と同じ流体を強制的に供給する。この時アイスプラグ
28,30の生成が不十分であれば、ポンプ48による
圧力の上昇により、アイスプラグ28,30の一部が破
砕されて配管内流体は自由に流動可能となるため、それ
ぞれの圧力計40,50,56は同じ圧力値を示すこと
になる。しかし、この時アイスプラグ28,30が十分
に成長していれば破砕されず、ポンプ48に取り付けて
ある圧力計56の圧力値は大きく上昇する。その後、分
水栓34に取り付けてある圧力計用バルブ42を開口し
て圧力値を下降させ、圧力計用バルブ42を閉鎖状態と
する。それから再度、手動水圧ポンプ48の圧力計56
の圧力値の上昇を確認する。このように、アイスプラグ
により止水される領域31の圧力の変化を検知すること
により、アイスプラグ28,30の完成をより確実に判
別することができる。以上のようにしてアイスプラグの
完成を判別した後、図3(2)に示すように分水栓34
に取り付けてある圧力計用バルブ42を開口して圧力値
を下降させる。
【0014】なお本実施形態においては、手動水圧ポン
プ48により配管内に流体を強制的に供給して圧力変化
を検知することによりアイスプラグ28,30の生成を
判別する方式としたが、アイスプラグにより止水される
領域31の圧力上昇の検知のみでアイスプラグ生成を判
別する方式としてもよい。さらに、前記実施例において
はアイスプラグにより止水されない領域49にも配管用
圧力計50を連絡したが、止水される領域31にのみ圧
力計40を連絡し、圧力値の上昇を検知することによっ
てアイスプラグ生成を判別する方式としてもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はアイスプ
ラグによる止水領域に配管内部圧力を感知する圧力計を
連絡し、前記領域の内部圧力の上昇を検知することによ
り、アイスプラグ完成の判別を経験を要することなく短
時間でかつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における説明図である。
【図2】配管内流体の圧力を検知する装置の説明図であ
る。
【図3】本発明の実施形態におけるアイスプラグ完成後
の説明図である。
【図4】従来の凍結工法の説明図である。
【図5】従来の凍結装置の説明図である。
【符号の説明】
1 タンク 2 配管 3a 補修・交換箇所 3b 補集・交換箇所 4 バルブ 5a アイスプラグ生成箇所 5b アイスプラグ生成箇所 6 冷媒 7 ジャケット 8 配管内部液体 9 アイスプラグ 10 霜 20 ジャケット 22 ジャケット 23 冷媒 24 冷媒 25 冷却される配管部 26 冷却される配管部 28 アイスプラグ 30 アイスプラグ 31 止水される領域 32 ソケット 34 分水栓 36 貫通孔 38 ホース 40 圧力計 42 圧力計用バルブ 44 ホース 46 手動水圧ポンプ用バルブ 48 手動水圧用ポンプ 49 止水されない領域 50 配管用圧力計 52 分水栓ハンドル 54 分水栓ボール部分 56 手動水圧ポンプの圧力計 58 ハンドル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却媒体を用いて配管内部流体を凍結さ
    せ、アイスプラグを生成して配管の止水を行う配管凍結
    工法におけるアイスプラグ完成の判別方法であって、前
    記アイスプラグにより止水される領域の圧力を検出し、
    アイスプラグの生成が認められる設定値まで前記圧力が
    上昇したことを検知してアイスプラグ完成の判別を行う
    ことを特徴とする配管凍結工法におけるアイスプラグ完
    成の判別方法。
  2. 【請求項2】 冷却媒体を用いて配管内部流体を凍結さ
    せ、アイスプラグを生成して配管の止水を行う配管凍結
    工法におけるアイスプラグ完成の判別方法であって、前
    記アイスプラグにより止水される領域に流体を強制的に
    供給して、アイスプラグの破砕の有無による圧力の変化
    によりアイスプラグの完成の判別を行うことを特徴とす
    るアイスプラグ完成の判別方法。
  3. 【請求項3】 冷却媒体を用いて配管内部流体を凍結さ
    せ、アイスプラグを生成して配管の止水を行う配管凍結
    工法におけるアイスプラグ完成の判別方法であって、前
    記アイスプラグによる止水される領域の圧力と止水され
    ない領域の圧力とをそれぞれ検出し、止水される領域と
    止水されない領域との圧力偏差によりアイスプラグの完
    成の判別を行うことを特徴とするアイスプラグ完成の判
    別方法。
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