JP2001090900A - 液体輸送管路内の異物位置検知方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体輸送管路の内部に滞留する異物の存在と
その位置を、管内に生成した圧力波とその反射波により
検知する方法及び装置。 【解決手段】 液体輸送管路１の一箇所から異物２の滞
留位置までを加圧ポンプ９で加圧しておき、圧力生成用
ノズル４と圧力波生成用弁５によりマイナスの圧力波を
生成し、また圧力発信器６により管内の液体圧力を計測
し、この計測値によりデータ収集・処理装置８が、マイ
ナスの圧力波を検出した時刻から、その反射波を検出し
た時刻までの時間を計測し、この計測時間と圧力波及び
反射波の伝播速度に基づき、液体輸送管路１の内部に滞
留する異物２の存在とその位置を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流れが発生
していない状態の液体輸送管路の内部に滞留する異物の
存在とその位置を検知する方法及び装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えば、水や石油等を輸送する液体輸送
管路（以下単にパイプラインと記す）においては、パイ
プラインの内部に何らかの物体が滞留し、パイプライン
を閉塞または半閉塞状態とすることがある。図６はパイ
プライン内の異物による閉塞状態を示す図であり、図７
はパイプライン内の異物による半閉塞状態を示す図であ
る。なお、図６、７において、１はパイプライン、２は
パイプライン内の異物である。例えばスフェア、ピグ、
検査ピグなどは、パイプラインの清掃、異種流体バッチ
輸送における流体境界の分離、腐食の検査などを目的と
してパイプライン内部に挿入され、流体の移動に伴って
進行してパイプラインから排出されるべきものである
が、何らかの不具合によりパイプライン内部で滞留し、
図６のような閉塞状態となって流体の流れを全く止めて
しまうか、図７のような半閉塞状態となって流れの一部
を止めることがある。いずれの場合も、パイプラインの
運転には障害となる。

【０００３】これらの他にも予想し得ない物体がパイプ
ライン内部で滞留し、これが原因となって閉塞または半
閉塞状態となることも起こり得る。これらパイプライン
内部で滞留し、運転に対して障害となったものを異物と
呼ぶことにする。一旦パイプライン内で滞留した異物
は、圧送などの手段でパイプライン内を移動させて回収
することが困難であり、滞留位置を特定したうえで回収
作業を行う必要がある。

【０００４】ピグに関しては、その位置検知方法とし
て、ロケータと呼ばれる電磁波を発信する装置をピグ本
体に取り付け、この発信される電磁波を受信装置で受信
することにより走行中のピグの位置検知を行う方法があ
る。この方法はピグが停止して異物と化した場合も位置
検知が可能であるが、ロケータ信号を受信装置で検知で
きる距離は数ｍであり、有効性は限られている。

【０００５】一般にスフェアは、ロケータを搭載するこ
とができず、ピグにはロケータを搭載しないことも多
い。また何らかの不明な物体がパイプライン内で滞留し
た場合も、これを効果的に位置検知する方法は無い。こ
れらを併せ考えた場合、一旦何らかの異物がパイプライ
ン内部で滞留し、閉塞・半閉塞状態になった場合、その
位置検知を行う有効な方法はほとんど無いのが現状とな
っている。

【０００６】本発明は、液体輸送管路の内部に滞留する
異物の存在とその位置の検知を目的とするものであり、
その技術的手法は、後述するように、パイプラインの一
箇所でマイナスの圧力波を生成し、この圧力波がパイプ
ライン内部の異物に達したことにより発生する反射波を
検出することに基づき、パイプライン内部の異物の存在
とその位置を検知するものである。しかし、従来技術を
調査してみたが、本発明が目的とするパイプライン内部
の異物検知の分野において、これまでに圧力波と反射波
が利用されたとする報告は見つからない。なお、パイプ
ライン内の異物検知と比較的近い対象分野であるパイプ
ラインの漏洩検知分野においては、圧力波と反射波を利
用した技術が報告されている。

【０００７】図８はパイプライン内における圧力波の発
生と伝播を示す図である。パイプライン内部で発生する
圧力波については従来から知られている。パイプライン
運転中に、パイプライン途中での亀裂発生等により漏洩
が発生した場合、漏洩発生装置で圧力降下が起こり、こ
こから図８のように圧力波がパイプライン上流及び下流
に向かってパイプライン内音速で伝播する。この圧力波
を運転中のパイプラインにおいて高速で計測し、漏洩と
その位置を検知する方法及び装置に関しては海外および
日本国内での実績報告があり、公知となっている（例え
ば、“圧力波方式パイプライン漏洩検知システム”、計
測自動制御学会誌“計測と制御”．１９８４、以下公知
文献１という）。

【０００８】また、圧力波の計測を基本とする特許出願
もある。例えば、特開昭６２−３９７４１号公報（パイ
プラインの漏洩位置検出装置、以下公知文献２という）
においては、パイプラインに沿って所定間隔をあけて配
設され、前記パイプライン内を流通する液体の圧力を検
出する少なくとも３個以上の各圧力検出器から得られる
各圧力情報を監視してパイプラインの漏洩発生位置を検
出する技術が示されている。

【０００９】またパイプラインにおける圧力波の反射に
ついても従来から知られている（“石油パイプライン”
工業出版社．１９７４、以下公報文献３という）。例え
ば送水配管の末端が貯水池である場合、圧力波が貯水池
に達したときの反射波は、大きさは圧力波と等しく符号
が反対になる、などである。この反射波を利用して運転
中のパイプラインにおける漏洩とその位置を検知する方
法が提案されている。例えば、特開昭６０−１３２３７
号公報（液体輸送管路の漏洩検知方法、以下公知文献４
という）は、運転中のパイプラインの一端で、分岐管か
ら液体の一部が流出している状態で、分岐管の弁を閉鎖
すると流出する流れが急に止まるため、パイプライン圧
力が上昇し、これらがプラスの圧力波となってパイプラ
インを伝播する。この圧力波が漏洩個所に達すると反射
波が生ずるので、これら圧力波・反射波とその計測時刻
から漏洩位置を検知するものである。

【００１０】また、特許番号第２９１１７９０号公報
（特開平０８−１８９８７４、特願平０７−２１０６３
５、パイプライン中の流体の流出位置を探索するシステ
ム及び方法、以下公知文献５という）においては、基本
的な考え方は上記の公知文献４と同様であるが、分岐管
の開閉操作の代わりに、運転中のパイプラインの一端で
アキュムレータに蓄積した圧力をパイプラインに開放す
ることによりプラスの圧力波を発生し、圧力波が漏洩地
点に到達したときに発生する反射波を、圧力波発生と同
一地点で計測することに基づき漏洩位置を特定するもの
である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように圧力波と
反射波の利用は、パイプラインの漏洩検知分野において
実施されているが、パイプライン内の異物の検知につい
ては、これまで実施されていない。本発明はパイプライ
ンにおける圧力波・反射波を利用してパイプライン内の
異物位置の検知を目的とするが、パイプラインの漏洩検
知分野における圧力波・反射波の利用との基本的な違い
は、下記パイプラインの運転状態の相違にある。即ち、
漏洩検知分野ではパイプラインの運転中、すなわち液体
の流れが発生している状態において漏洩位置の検知を目
的とするのに対し、本発明はパイプラインの停止中、す
なわち液体の流れが発生していない状態においてパイプ
ライン内部の異物位置の検知を目的とするものである。
本発明の課題は、上記のように漏洩検知分野とは異なる
パイプラインの運転状態において、パイプライン内の異
物検知の分野ではこれまでに利用されていない圧力波と
反射波を用いて目的を達成せんとすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
液体輸送管路内の異物検知方法は、液体の流れが発生し
ていない状態の液体輸送管路の内部に滞留する異物の存
在とその位置を検知する方法において、前記液体輸送管
路の一箇所から前記異物の滞留位置又はその後方の所定
位置までの範囲の液体を加圧しておき、前記液体輸送管
路の加圧範囲内の任意の第１の位置から管内にマイナス
の圧力波を生成し、また前記加圧範囲内の任意の第２の
位置から管内の液体圧力を計測し、該計測値により前記
マイナスの圧力波を検出した時刻から、前記圧力波が前
記加圧された液体輸送管路内を伝播し異物に到達して反
射される反射波を検出した時刻までの時間を計測し、該
計測時間と前記圧力波及び反射波の液体輸送管路内の伝
播速度に基づき、液体輸送管路の内部に滞留する異物の
存在とその位置を検知するものである。

【００１３】本発明の請求項２に係る液体輸送管路内の
異物検知方法は、前記請求項１に係る液体輸送管路内の
異物検知方法において、前記液体輸送管路の加圧範囲に
おける液体温度を計測し、該計測温度に基づき前記圧力
波及び反射波の液体輸送管路内の伝播速度を算出し、該
算出した伝播速度を用いて液体輸送管路の内部に滞留す
る異物の存在と位置を検知するものである。

【００１４】本発明の請求項３に係る液体輸送管路内の
異物検知装置は、液体の流れが発生していない状態の液
体輸送管路の内部に滞留する異物の存在とその位置を検
知する装置において、前記液体輸送管路の一箇所から前
記異物の滞留位置又はその後方の所定位置までの範囲の
液体を加圧する加圧手段と、前記液体輸送管路の加圧範
囲内の任意の第１の位置に設置され、マイナスの圧力波
を生成する圧力波生成手段と、前記液体輸送管路の加圧
範囲内の任意の第２の位置に設置され、管内の液体圧力
を計測し、該計測値を出力する圧力計測手段と、前記圧
力計測手段から入力する計測値により、前記マイナスの
圧力波を検出した時刻から、前記圧力波が前記加圧され
た液体輸送管路内を伝播し異物に到達して反射される反
射波を検出した時刻までの時間を計測し、該計測時間と
前記圧力波及び反射波の液体輸送管路内の伝播速度に基
づき、液体輸送管路の内部に滞留する異物の存在とその
位置を検知するデータ収集・処理手段とを備えたもので
ある。

【００１５】本発明の請求項４に係る液体輸送管路内の
異物検知装置は、前記請求項３に係る液体輸送管路内の
異物検出装置において、前記液体輸送管路の加圧範囲に
おける液体温度を計測する温度計測手段を付加し、前記
データ収集・処理手段は、前記温度計測手段の計測した
液体温度に基づき前記圧力波及び反射波の液体輸送管路
内の伝播速度を算出する速度算出手段を含み、該速度算
出手段の算出した伝播速度を用いて液体輸送管路の内部
に滞留する異物の存在とその位置を検知するものであ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明は、例えば水や石油等を輸
送する液体パイプライン内部における異物の位置検知の
方法及び装置に関するものであり、その手法は、パイプ
ラインの一箇所でマイナスの圧力波を生成し、この圧力
波がパイプライン内部の異物に達したことにより発生す
る反射波を検出することに基づき、パイプライン内部の
異物の位置を検知するものである。また本発明の異物位
置検知装置は、パイプラインの任意の箇所に設置できる
ものであり、この装置は、パイプラインにマイナスの圧
力波を生成する手段、この圧力波及び反射波を計測する
ためのパイプライン内の液体圧力計測手段、及びこの計
測された液体圧力等のデータの高速収集及び処理を行う
手段を含むものであある（詳細は後述する）。

【００１７】本発明においては、パイプラインの任意箇
所、例えばパイプライン両端のどちらか一方に、前記異
物位置検知装置を設置して、本発明を適用することがで
きる。以下、パイプラインにおける圧力波の生成と反射
波の発生を利用して、パイプライン内部の異物位置検知
を行う本発明の方法を説明する。

【００１８】本発明の異物位置検知方法の一連の操作
は、以下の手順で行う。 （１）まず異物が存在すると考えられるパイプライン全
体またはパイプライン該当区間が、このパイプラインに
許容される圧力範囲内で加圧状態に保たれていることを
確認する。もし加圧状態に保たれていない場合は、前記
許容圧力範囲内において加圧する。 （２）次に管内圧力計測地点に設置した圧力計測手段に
よりパイプライン内部の液体圧力の連続的計測を開始す
る。 （３）次に圧力波生成地点に設置したマイナス圧力波生
成手段を作動させ（例えば、圧力波生成用弁を急速に全
閉から開操作し）、パイプライン圧力の急激な降下によ
りマイナスの圧力波を生成し、圧力計測手段においてこ
のマイナスの圧力波を計測し、同時にマイナス圧力波の
計測時刻ｔ₁ がデータ収集・処理手段に記憶される。 （４）マイナスの圧力波は、パイプライン内を伝播し、
異物に到達して反射波が発生し、圧力波生成・計測地点
（以下圧力波生成地点と略記する）方向に戻る。反射波
は圧力計測手段で計測され、同時に反射波計測時刻ｔ₂
がデータ収集・処理手段に記憶される。

【００１９】（５）圧力波計測時刻ｔ₁ から反射波計測
時刻ｔ₂ までの時間が、圧力波生成地点・異物地点間距
離と、異物地点・反射波計測地点間距離とを、圧力波及
び反射波がパイプライン内音速で伝播するのに要した時
間である。 （６）従って圧力波生成地点・反射波計測地点間距離が
既知のとき、圧力波・反射波の伝播速度、すなわちパイ
プライン内音速が分かれば、圧力波生成地点・異物地点
間距離、および反射波計測地点・異物地点間距離を算出
することができる。 （７）パイプライン内音速は、流体の種類と流体の温
度、パイプライン特性により決まるので、異物位置検知
時点の液体温度を別途計測し、この計測温度に基づきデ
ータ収集・処理手段によりパイプライン内の音速を算出
することにより、異物の位置検知が行える。

【００２０】なお、圧力波生成地点、圧力波計測地点及
び反射波計測地点が、同一地点または１〜２ｍ以上離れ
ていない、ほぼ同一地点にあるように本発明の装置を構
成・配置することが望ましく、この場合は、マイナス圧
力波計測地点と異物間の距離は、次式（１）で表され
る。 Ｌ＝（ｔ₂ −ｔ₁ ）・ａ／２ ・・・（１） Ｌ：圧力計測点と異物間の距離 ｔ₂ ：反射波が圧力計測点に到達した時刻 ｔ₁ ：圧力波生成による圧力降下が発生し、圧力計測点
で計測された時刻ａ：パイプライン内の圧力波伝播速度 なおパイプライン内の圧力波の伝播速度ａは、次式
（２）で表されることが知られている。

【００２１】

【数１】

【００２２】上記パラメータに関わる温度特性を予めデ
ータ収集・処理手段に入力しておき、計測した液体温度
データに基づき該当液体温度における上記パラメータ値
を計算して圧力波伝播速度ａを計算し、このａを用いて
圧力計測点と異物間の距離を計算する。

【００２３】ここで、最初の加圧状態とするための加圧
の方法は、異物の閉塞状態により以下のように異なるも
のとなる。異物が完全にパイプラインを閉塞している場
合は、加圧は図９のように圧力波生成手段と異物滞留位
置との間に対して行われる。この場合異物の前側（加圧
側）の圧力Ｐ₁ は、後側の圧力Ｐ₂ より大となる。ま
た、異物がパイプラインを完全にではなく部分的に閉塞
している場合は、図１０のように異物の前後の圧力Ｐ₁
とＰ₂ は等しくなるので、加圧は異物を含む区間に対し
て行うことになる。ただし、異物滞留位置が特定できな
いながらもパイプラインの一部区間と推定して異物存在
の検知及び位置特定を行う場合は、図１１のように圧力
波生成手段側から見て異物滞留推定区間よりも下流側の
遮断弁３を閉止したうえで加圧以降の操作を行うことに
より、加圧区間が短くなって加圧時間を短縮でき、また
圧力波・反射波の走行距離が短くなることから異物位置
検知精度を向上することができる。

【００２４】異物の閉塞状態が完全閉塞か不完全閉塞か
正確に把握できない場合でも、異物滞留位置がパイプラ
インの一部区間にあると推定できるときは、圧力波生成
手段側から見て異物滞留推定区間よりも下流側の弁を閉
止したうえで加圧以降の操作を行うことにより、操作全
体にかかる時間を短縮でき、異物位置検知精度を向上す
ることができる。

【００２５】実施形態１ 実施形態１では、圧力波生成手段と管内圧力計測手段と
が同一位置又は近傍の位置に設置される場合の実施形態
を示す。図１は本発明の実施形態１に係る液体輸送管路
内異物位置検知装置の概略構成図である。図１におい
て、１はパイプライン、２はパイプライン内の異物、４
は圧力生成用ノズル、５は圧力波生成用弁であり、圧力
生成用ノズル４と圧力波生成用弁５により圧力波生成手
段は構成される。６は液体圧力計測手段としての圧力発
信器である。７は液体温度計測手段としての温度発信器
（温度センサを含む）である。８はデータ収集・処理装
置、９は加圧ポンプ、１０は液体供給源、１１は弁５か
ら排出される液体用の容器である。

【００２６】図１の液体輸送管路内異物位置検知装置の
構成について説明する。図１において、パイプライン１
の内部に予め位置が特定できない異物２が存在するとす
る。パイプライン１に既存設備として適当なノズル４と
弁５がある場合は、これらを圧力波生成手段として利用
することができる。既存のノズルと弁等、圧力波生成手
段として適当なものがない場合は、圧力生成用ノズル４
と圧力波生成用弁５を設置する。そして管内液体圧力を
高速で連続的に計測する圧力計測手段として圧力発信器
６を設置する。また、液体温度の計測手段である温度発
信器７（温度センサーを含む）を設置する。既存設備と
して圧力発信器や温度センサー・温度発信器がある場合
は、これらを利用することができる。また、圧力や温度
等の計測データを記憶し、それらを演算処理する手段と
してデータ収集・処理装置８を設置する。圧力発信器
６、温度発信器７及びデータ収集処理装置８の設置場所
は、圧力波生成手段の近傍であることが望ましい。な
お、対象となるパイプライン区間の途中に遮断弁などが
ある場合は、これらを全て全開状態として、これらによ
る反射波の発生を極力抑えるようにする。

【００２７】図２は、図１の動作を説明するための圧力
波伝播タイミングチャートであり、図の１２は圧力波、
１３は反射波である。図２タイミングチャートを参照し
て図１の動作を説明する。図１の装置による異物位置検
知の一連の操作は、以下の手順で行う。 （１）まずパイプライン１内の液体圧力を、圧力発信器
６を経由してデータ収集・処理装置８で計測し、パイプ
ライン１に印可できる限度内で適当な大きな圧力がかか
っていなければ、加圧ポンプ９を運転し、データ収集・
処理装置８で圧力計測を行いながら、タンクなどの液体
供給源１０からパイプライン内に液体を供給して適当な
圧力まで加圧し、加圧終了後にデータ収集・処理装置８
用いて、圧力の安定を確認する（図２の（ａ）を参
照）。 （２）次にデータ収集・処理装置８は、圧力発信器６を
用いて管内液体圧力の高速で連続的な計測・記憶を開始
する。そして圧力波生成用弁４を急速に開放し、パイプ
ライン内部液体を急速に排出して排出液体を容器１１で
受ける。パイプライン１からの急激な液体の排出により
該当地点で圧力が急激に降下し（図２の（ｂ）を参
照）、データ収集・処理装置８によって、これが計測さ
れてマイナスの圧力波１２として認識されるとともに、
圧力波計測時刻ｔ₁ が記憶される。

【００２８】（３）上記圧力波発生に伴いマイナスの圧
力波１２が圧力波生成地点からパイプライン１の内部の
異物２の滞留地点に向って進行する（図２の（ｃ）を参
照）。 （４）次に圧力波１２は異物２に到達して（図２の
（ｄ）を参照）、反射波１３が発生する（図２の（ｅ）
を参照）。 （５）上記反射波１３は、圧力波１２の進行方向と逆方
向に伝播し（図２の（ｆ）を参照）、圧力計測地点に到
達する（図２の（ｇ）を参照）。この圧力計測地点に到
達した反射波１３は、圧力発信器６を介して収集・処理
装置８によって計測・記憶され、同時に反射波計測時刻
ｔ₂ が記憶される。またこの時に液体温度計測手段とし
ての温度発信器７により液体温度を計測し、データ収集
・処理装置８に記憶する。

【００２９】（６）データ収集・処理装置８において
は、前記式（２）を使い圧力波・反射波伝播速度ａを計
算する。式（２）において、流体の比重量ρ、流体の断
熱圧縮率βなど、温度依存性のあるパラメータについて
は、予め温度特性を式またはテーブルの形でデータ収集
・処理装置８に記憶しておき、計測した液体温度におけ
る諸量を求め、その上で式（２）を計算することにより
圧力波・反射波伝播速度ａを計算する。 （７）次に前記式（１）により異物位置の推定を行う。

【００３０】実施形態２ 実施形態２では、圧力波生成手段と管内圧力計測手段と
が離れて設置されている場合の実施形態を示す。図３は
圧力波生成手段から見て管内圧力計測手段が異物推定位
置側にある場合の配置図である。図３のように、圧力生
成用ノズル４及び圧力波生成用弁５からなる圧力波生成
手段からみて圧力波・反射波を計測するための圧力発信
器６が異物２の推定位置側にある場合には、圧力発信器
６から異物までの距離をＬとすれば式（１）がそのまま
成立する。

【００３１】図４は圧力波生成手段から見て管内圧力計
測手段が異物推定位置と反対側にある場合の配置図であ
る。図４のような配置の場合には、圧力波生成手段と圧
力発信器６の間の距離Ｌ₀が既知とすれば、次式（３）
により圧力計測地点と異物との距離を求めることができ
る。 Ｌ＝Ｌ₀ ＋（ｔ₂ −ｔ₁ ）・ａ／２ ・・・（３） Ｌ₀ ：圧力波生成手段と圧力波・反射波計測手段の間の
距離 Ｌ：圧力計測点と異物間との距離 ｔ₂ ：反射波が圧力計測点に到達した時刻 ｔ₁ ：圧力波生成による圧力降下が発生し、圧力計測点
で計測された時刻 ａ：パイプライン内の圧力波伝播速度

【００３２】上記実施形態１，２において、圧力波生成
手段はマイナス圧力波を生成する例を示したが、生成す
る圧力波はマイナス圧力波、プラス圧力波のいずれでも
反射波は発生する。しかし本発明のマイナス圧力波生成
手段は、プラス圧力波生成手段と比べて装置構成が簡素
になり、操作性の点でも簡略化される特徴を有する。

【００３３】次に本実施形態１の実験による異物位置推
定の数値例を示す。この例においては、外径２１６．３
ｍｍ、肉厚８．２ｍｍの圧力配管用炭素鋼鋼管からなる
パイプラインを用い、加圧状態の圧力は１ＭＰａ、液体
は温度２０℃の水とした。この水のパイプライン内圧力
波伝播速度は、この条件で１３３８．６ｍ／ｓｅｃであ
り、マイナス圧力波は１０ｍｍ口径の弁０．５ｓｅｃで
全閉から全開まで操作して得たものである。また圧力波
生成手段と圧力発信器６の位置は同一地点とした。

【００３４】図５は上記実施形態１の実験による圧力波
計測と反射波計測の様子を示す図である。図５におい
て、１４はマイナス圧力波生成による圧力降下を圧力計
測点で計測したものであり、１５は反射波を圧力計測点
で計測したものである。圧力波計測地点における圧力波
計測時刻と反射波到達時刻との間の時間は１４．３秒で
あり、パイプライン内圧力波伝播速度が１３３８．６ｍ
／ｓｅｃであることから、圧力波生成地点から異物地点
までの距離Ｌは、Ｌ＝１３３８．６×１４．３／２＝９
５７０ｍと推定される。データ収集・処理装置８におけ
る時間計測の最小単位が、例えば０．０１ｓｅｃ単位で
あれば、１０ｍ程度の精度で位置推定が可能である。

【００３５】本実施形態による液体輸送管路内異物位置
検知手法と従来手法によるピグ等に搭載されるロケータ
とを比較すると、ロケータによる異物位置検知は、パイ
プラインに沿って受信器を移動して行う必要があり、短
時間で位置検知することが困難である。またロケータの
使用可能時間は、ロケータに内蔵された電池の寿命まで
と限られている。これに比較して、本実施形態における
圧力波生成は、急激な減圧で実現するものであり、圧力
波生成手段とその操作手順は極めて簡単で、また位置検
知作業を一箇所で行うことができる。ロケータのような
時間的制約は無いので、異物の滞留状態が発生すると、
本実施形態の装置を準備して位置検知作業の実施環境を
整えてから、位置検知作業を実施することにより、短時
間の処理で、且つ精度の良い位置を検知することができ
る。その結果、本実施形態によって、異物滞留によるパ
イプライン運転障害が効果的に取り除かれ、運転障害に
よる経済的な損失を最小限にくい止めることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、液体の流
れが発生していない状態の液体輸送管路の内部に滞留す
る異物の存在とその位置を検知する方法及び装置におい
て、前記液体輸送管路の一箇所から前記異物の滞留位置
又はその後方の所定位置までの範囲の液体を加圧してお
き、前記液体輸送管路の加圧範囲内の任意の第１の位置
から管内にマイナスの圧力波を生成し、また前記加圧範
囲内の任意の方２の位置から管内の液体圧力を計測し、
該計測値により前記マイナス圧力波を検出した時刻か
ら、前記圧力波が前記加圧された液体輸送管路内を伝播
し異物に到達して反射される反射波を検出した時刻まで
時間を計測し、該計測時間と前記圧力波及び反射波の液
体輸送管路内の伝播速度に基づき、液体輸送管路の内部
に滞留する異物の存在とその位置を検知するようにした
ので、比較的単純な構成の装置の設置と、この装置の簡
単な操作により、短時間で液体輸送管路内の異物の位置
を検知し、該当異物の除去により、液体輸送管路の運転
障害による経済的な損失を最小限に抑えることができ
る。

【００３７】また本発明によれば、上記液体輸送管路内
の異物検知方法及び装置において、前記液体輸送管路の
加圧範囲における液体温度を計測し、該計測温度に基づ
き前記圧力波及び反射波の液体輸送管路内の伝播速度を
算出し、該算出した伝播速度を用いて液体輸送管路の内
部に滞留する異物の存在と位置を検知するようにしたの
で、管内液体温度の変化による管内圧力波及び反射波の
伝播速度の変動に基づく影響を受けずに、精度の良い伝
播速度を用いて異物の位置を高精度で算出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る液体輸送管路内異物
位置検知装置の概略構成図である。

【図２】図１の動作を説明するための圧力波伝播タイミ
ングチャートである。

【図３】本発明の実施形態２に係る圧力波生成手段から
みて管内圧力計測手段が異物推定位置側にある場合の配
置図である。

【図４】本発明の実施形態２に係る圧力波生成手段から
みて管内圧力計測手段が異物推定位置と反対側にある場
合の配置図である。

【図５】本実施形態１の実験による圧力波計測と反射波
計測の様子を示す図である。

【図６】パイプライン内の異物による閉塞状態を示す図
である。

【図７】パイプライン内の異物による半閉塞状態を示す
図である。

【図８】パイプライン内における圧力波の発生と伝播を
示す図である。

【図９】パイプライン内の異物による閉塞状態における
加圧と異物の前後の圧力を示す図である。

【図１０】パイプライン内の異物による半閉塞状態にお
ける加圧と異物の前後の圧力を示す図である。

【図１１】圧力波生成手段から見て異物滞留推定区間よ
りも下流側の弁操作を示す図である。

【符号の説明】

１ パイプライン ２ パイプライン内の異物 ３ 遮断弁 ４ 圧力生成用ノズル ５ 圧力波生成用弁 ６ 圧力発信器 ７ 温度発信器 ８ データ収集・処理装置 ９ 加圧ポンプ １０ 液体供給源 １１ 容器 １２ 圧力波 １３ 反射波 １４ 圧力波による圧力降下 １５ 反射波による圧力降下

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体の流れが発生していない状態の液体
   輸送管路の内部に滞留する異物の存在とその位置を検知
   する方法において、 前記液体輸送管路の一箇所から前記異物の滞留位置又は
   その後方の所定位置までの範囲の液体を加圧しておき、
   前記液体輸送管路の加圧範囲内の任意の第１の位置から
   管内にマイナスの圧力波を生成し、また前記加圧範囲内
   の任意の第２の位置から管内の液体圧力を計測し、該計
   測値により前記マイナスの圧力波を検出した時刻から、
   前記圧力波が前記加圧された液体輸送管路内を伝播し異
   物に到達して反射される反射波を検出した時刻までの時
   間を計測し、該計測時間と前記圧力波及び反射波の液体
   輸送管路内の伝播速度に基づき、液体輸送管路の内部に
   滞留する異物の存在とその位置を検知することを特徴と
   する液体輸送管路内の異物位置検知方法。
2. 【請求項２】 前記液体輸送管路の加圧範囲における液
   体温度を計測し、該計測温度に基づき前記圧力波及び反
   射波の液体輸送管路内の伝播速度を算出し、該算出した
   伝播速度を用いて液体輸送管路の内部に滞留する異物の
   存在と位置を検知することを特徴とする請求項１記載の
   液体輸送管路内の異物検知方法。
3. 【請求項３】 液体の流れが発生していない状態の液体
   輸送管路の内部に滞留する異物の存在とその位置を検知
   する装置において、 前記液体輸送管路の一箇所から前記異物の滞留位置又は
   その後方の所定位置までの範囲の液体を加圧する加圧手
   段と、 前記液体輸送管路の加圧範囲内の任意の第１の位置に設
   置され、マイナスの圧力波を生成する圧力波生成手段
   と、 前記液体輸送管路の加圧範囲内の任意の第２の位置に設
   置され、管内の液体圧力を計測し、該計測値を出力する
   圧力計測手段と、 前記圧力計測手段から入力する計測値により、前記マイ
   ナスの圧力波を検出した時刻から、前記圧力波が前記加
   圧された液体輸送管路内を伝播し異物に到達して反射さ
   れる反射波を検出した時刻までの時間を計測し、該計測
   時間と前記圧力波及び反射波の液体輸送管路内の伝播速
   度に基づき、液体輸送管路の内部に滞留する異物の存在
   とその位置を検知するデータ収集・処理手段とを備えた
   ことを特徴とする液体輸送管路内の異物位置検知装置。
4. 【請求項４】 前記液体輸送管路の加圧範囲における液
   体温度を計測する温度計測手段を付加し、 前記データ収集・処理手段は、前記温度計測手段の計測
   した液体温度に基づき前記圧力波及び反射波の液体輸送
   管路内の伝播速度を算出する速度算出手段を含み、該速
   度算出手段の算出した伝播速度を用いて液体輸送管路の
   内部に滞留する異物の存在とその位置を検知することを
   特徴とする請求項３記載の液体輸送管路内の異物位置検
   知装置。