JP2009257359A

JP2009257359A - 配管接続装置

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Publication number: JP2009257359A
Application number: JP2008104240A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kitaguchi; 佳範北口
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2009-11-05
Anticipated expiration: 2028-04-14
Also published as: EP2267349B1; WO2009128182A1; CN102007333A; US20110037253A1; CN102007333B; KR20100134655A; EP2267349A4; KR101246989B1; JP5297071B2; EP2267349A1

Abstract

【課題】フランジ接続部分において、気液二相流体に含まれている液体を利用して、気液二相流体に含まれている気体の漏出を防止する。
【解決手段】ポット１１０とフランジ板１２０とはフランジ接続されている。上流側配管１１０はポット１１０を貫通して、その流入開口端１０１ａがポット１１０の内部に位置している。下流側配管１０２はフランジ板１２０を貫通して、その流出開口端１０２ａがポット１１０の内部に位置している。水素ガス１１と油１２とが混合した気液二相流体１０が上流側配管１０１からポット１１０内に供給されると、ポット１１０内のうち流出開口端１０２ａよりも上方には水素ガス１１が溜まり下方には油１２が貯溜される。この油１２が、ポット１１０とフランジ板１２０とのフランジ接続部分において、水素ガス１１のシール材として機能し、フランジ接続部分からの水素ガス１１のリークを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は配管接続装置に関し、気体（ガス）と液体とが混合した気液二相流体を流通する配管相互を接続する場合に、気液二相流体に含まれている液体を利用して、接続部分からの気体の漏出を防止するように工夫したものである。

火力発電所や化学プラントでは、多数の配管が引き回して配置される。この場合、配管の取合いの都合により一方の配管と他方の配管とをフランジ接続することがある。

図９は配管に適用する従来のフランジ接続構造（配管接続装置）を示している。同図に示すように、一方の配管１にはフランジ２が形成されており、他方の配管３にはフランジ４が形成されている。そしてフランジ２のフランジ面とフランジ４のフランジ面との間にガスケットを介在させ、フランジ２，４をボルト（図示省略）により締結することにより、フランジ２のフランジ面とフランジ４のフランジ面同士を接続させている。これにより、配管１と配管４とを連結している。

このような配管接続装置により配管１，３同士を連結しておけば、メンテナンスや、点検や、掃除のために配管１，３を開放する際には、フランジ２，４を締結しているボルトを緩めて取り外すだけで、配管１，３の開放ができる。
また復旧の際には、ボルトによりフランジ２，４を締結するという簡単な作業を行うだけでよい。

特開平１０−０３８１５９号公報特公平０６−０２１７４５号公報

従来では、配管のフランジ接続構造は、完全なシールができる封止構造であると考えられていた。
しかし、より高い安全性や信頼性が求められる最近のプラント等では、上述したようなフランジ接続構造においても、シール性が必ずしも完全ではないと想定して、何らかの安全策を施すことが要求されるようになってきた。

例えば、図９に示す配管１，３に流す流体が、正圧の可燃性ガス（水素ガス）と液体（油）とが混合した気液二相流体である場合には、図９に示すフランジ接続構造の周囲領域αを防爆範囲に指定している。
そして防爆範囲に指定した領域αには、着火源となる機器や計器を設置しないようにしていた。このようにすることにより、仮に水素ガスが漏洩したとしても、燃焼や爆発等の事故の発生を防ぐことができ、安全性を確保していた。

しかし、このように防爆範囲を指定してこの範囲に機器等を設置しないようにしたのでは、プラントの設計の自由度が制限されてしまうという問題があった。

一方、配管のフランジ接続構造において、ガスの漏洩を確実に防止したい場合には、配管同士を溶接により接続している。しかし、このようにしたのでは、配管等の配置の自由度が失われたり、点検・清掃ができなくなったりするという問題があった。

本発明は、上記従来技術に鑑み、気体と液体とが混合した気液二相流体を流す配管同士を接続する配管接続装置において、気液二相流体中の液体を利用して気体のシール性を強化した配管接続装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の構成は、気体と液体とが混合して流れる気液二相流体を流通させる配管装置の接続部において、
前記液体を貯溜するポットを前記接続部に設け、前記ポット内に貯溜した液体の液面よりも下方に接続面を設けることによって前記気体の漏洩を防止することを特徴とする。

また本発明の構成は、気体と液体とが混合した気液二相流体を流通させる上流側配管と下流側配管とを接続する配管接続装置であって、
下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成すると共に下端周縁にフランジが形成されており、しかも、前記上流側配管が貫通して上流側配管の流入開口端が前記収容空間に位置しているポットと、
前記ポットのフランジにボルト締結によりフランジ接続されて前記ポットの下端面を閉塞しており、しかも、前記下流側配管が貫通しているフランジ板とを有し、
前記下流側配管の流出開口端が、前記ポットのフランジと前記フランジ板とのフランジ接続位置よりも上方に位置していることを特徴とする。

また本発明の構成は、気体と液体とが混合した気液二相流体を流通させる上流側配管と下流側配管とを接続する配管接続装置であって、
下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成すると共に下端周縁にフランジが形成されており、しかも、前記上流側配管が貫通して上流側配管の流入開口端が前記収容空間に位置しているポットと、
上端面及び下端面が開放しつつ、前記ポットの収容空間と連通する収容空間を形成すると共に、上端周縁には前記ポットのフランジとボルト締結によりフランジ接続されるフランジが形成された連結部材と、
前記連結部材の下端面を塞ぐと共に、前記下流側配管が貫通している板材と、
下端が前記下流側配管の流出開口端に連結され、上端開口が、前記ポットのフランジと前記連結部材のフランジとのフランジ接続位置よりも上方に位置している延長配管と、
を有することを特徴とする。

また本発明の構成は、気体と液体とが混合した気液二相流体を流通させる上流側配管と下流側配管とを接続する配管接続装置であって、
下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成すると共に下端周縁にフランジが形成されており、しかも、前記上流側配管が貫通して上流側配管の流入開口端が内部に位置している上ポットと、
上端面が開放しつつ、内部には前記上ポットの収容空間と連通する収容空間を形成すると共に、上端周縁には前記上ポットのフランジとボルト締結によりフランジ接続されるフランジが形成され、しかも、前記下流側配管が貫通して下流側配管の流出開口端が内部に位置している下ポットと、
下端が前記下流側配管の流出開口端に連結され、上端開口が、前記上ポットのフランジと前記下ポットのフランジとのフランジ接続位置よりも上方に位置している延長配管と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、ポットを含む部材により形成した収容空間内に、上流側配管を挿入すると共に下流側配管を挿入し、前記収容空間内の下部空間に、気液二相流体に含まれている液体を溜めるようにしている。しかも、この溜めた液体の液面が、フランジ接続部分（接続面）よりも上方に位置するようにしている。

このため、フランジ接続部分（接続面）において、気液二相流体に含まれている液体が、気液二相流体に含まれている気体のシール材として機能して、気体のリークを確実に防止することができ、シール性が向上する。

このようにして、配管接続装置からの気体のリークの発生頻度を飛躍的に低減することができ、配管接続装置の周囲を防爆範囲等とする必要がなくなり、配管等の設計自由度を向上することができる。また、フランジ接続を利用した配管接続装置を採用できるため開放点検・清掃が容易にできる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１に係る、気液二相流体用の配管接続装置１００を示す。
図１に示すように、上流側配管１０１は上方から下方に向かう方向に沿い配置されている。この上流側配管１０１は、水素ガス１１と油１２とが混合した気液二相流体１０を流通させ、この気液二相流体１０を下端開口である流入開口端１０１ａからポット１１０に流入する。

下流側配管１０２は、上流側配管１０１よりも下方の位置で上方から下方に向かう方向に沿い配置されている。この下流側配管１０２は、上端開口である流出開口端１０２ａから気液二相流体１０を流出して流通させる。本例では、両端が開口して水平配置された流出管１０３が、下流側配管１０２の上端に配置されている。

ポット１１０は、上端面１１１と、筒状の側面１１２と、側面１１２の下端周縁に形成されたフランジ１１３を有しており、下端面が開放している。つまり、ポット１１０は、下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成している。

ポット１１０の上端面１１１には、上流側配管１０１が上方から下方に向かって貫通して流入開口端１０１ａが、ポット１１０の収容空間の内部に位置している。なお、上流側配管１０１とポット１１０の上面端１１１との間は溶接されている。

板状をなすフランジ板１２０は、ポット１１０の下端面を閉塞するものである。このフランジ板１２０は、ボルト（図示省略）により、その周縁部分がポット１１０のフランジ１１３にボルト締結されてフランジ接続されている。

フランジ板１２０には、下流側配管１０２が下方から上方に向かって貫通しており、下流側配管１０２とフランジ板１２０との間は溶接その他の接続手段で固定されている。そして、下流側配管１０２の流出開口端１０２ａが、ポット１１０のフランジ１１３とフランジ板１２０とのフランジ接続位置よりも上方に位置している。

フランジ板１２０には、ドレン弁１２１が介装されたドレン管１２２が連結され、ドレン管１２２はポット１１０の収容空間に連通している。

上記構成となっている気液二相流体用の配管接続装置１００では、ドレン弁１２１が閉じた状態において、気液二相流体１０が上流側配管１０１からポット１１０内に流入すると、ポット１１０の内部の収容空間のうち、流出開口端１０２ａよりも上方位置には水素ガス１１が溜まり、流出開口端１０２ａよりも下方位置には油１２が貯溜される。

この状態において、上流側配管１０１からポット１１０内に気液二相流体１０が連続的に流入すると、ポット１１０内の水素ガス１１と油１２が、流出開口端１０２ａから下流側配管１０２に流出して気液二相流体１０として下流側配管１０２内を流通する。

ポット１１０には、上流側配管１０１から気液二相流体１０が常に供給されてくるので、ポット１１０内には常に油１２が貯溜される。

本例では、下流側配管１０２の流出開口端１０２ａが、ポット１１０のフランジ１１３とフランジ板１２０とのフランジ接続位置よりも上方に位置しているため、ポット１１０の内部の収容空間のうち、流出開口端１０２ａよりも下方位置には油１２が常に貯溜される。

この結果、フランジ１１３とフランジ板１２０とのフランジ接続部分には、油１２が常に存在し、この油１２が水素ガス１１のシール材として機能する。したがって、水素ガス１１が、フランジ１１３とフランジ板１２０とのフランジ接続部分からリークすることを確実に防止することができる。

このため、可燃性ガスである水素ガス１１のリークの発生頻度を飛躍的に低減することができ、安全性が向上する。また、配管接続装置１００の周囲を防爆範囲に設定する必要がなくなる。

なお、ポット１１０内に貯溜する油１２の液面レベルを監視するレベル検知機構を設けることもできる。
このようにすれば、レベル検知機構により、油１２の液面レベルが、流出開口端１０２ａよりも低下したことを検知した時点で、油漏れが発生したと判断して、気液二相流体１０の流通を停止するなどの措置を取ることにより、更に信頼性を上げることができる。

上記実施例１では、気液二相流体１０は水素ガス１１と油１２とが混合したものであったが、他の気体と他の液体とが混合した気液二相流体であっても実施例１をそのまま適用することができる。

図２は本発明の実施例２に係る、気液二相流体用の配管接続装置２００を示す。
図２に示すように、上流側配管２０１は上方から下方に向かう方向に沿い配置されている。この上流側配管２０１は、水素ガス１１と油１２とが混合した気液二相流体１０を流通させ、この気液二相流体１０を下端開口である流入開口端２０１ａからポット２１０に流入する。

下流側配管２０２は、上流側配管２０１よりも下方の位置で上方から下方に向かう方向に沿い配置されている。この下流側配管２０２は、上端開口である流出開口端２０２ａから気液二相流体１０を流出して流通させる。

ポット２１０は、上端面２１１と、筒状の側面２１２と、側面２１２の下端周縁に形成されたフランジ２１３を有しており、下端面が開放している。つまり、ポット２１０は、下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成している。

ポット２１０の上端面２１１には、上流側配管２０１が上方から下方に向かって貫通して流入開口端２０１ａが、ポット２１０の収容空間の内部に位置している。なお、上流側配管２０１とポット２１０の上面端２１１との間は溶接されている。

板状をなすフランジ板２２０には、下流側配管２０２が下方から上方に向かって貫通しており、下流側配管２０２とフランジ板２２０との間は溶接されている。そして、下流側配管２０２の流出開口端２０２ａが、フランジ板２２０よりも上方に位置している。
フランジ板２２０には、ドレン弁２２１が介装されたドレン管２２２が連結されている。

筒状部材となっている連結筒２３０は、ポット２１０とフランジ板２２０との間に配置されている。この連結筒２３０は、筒部材を縦方向（図では上下方向）に沿い半割した湾曲部材を周方向に沿い連結して、筒形状となっている。
この連結筒２３０には、その上端周縁に上フランジ２３１が形成され、その下端周縁には下フランジ２３２が形成されている。

連結筒２３０は、ボルト（図示省略）により、上フランジ２３１がポット２１０のフランジ２１３にボルト締結されてフランジ接続されている。
また、連結筒２３０は、ボルト（図示省略）により、下フランジ２３２がフランジ板２２０の周縁部分にボルト締結されてフランジ接続されている。

延長配管２４０は、その下端が下流側配管２０２の流出開口端２０２ａにフランジその他の接続手段により連結されている。そして延長配管２４０の上端開口２４０ａは、ポット２１０のフランジ２１３と連結筒２３０の上フランジ２３１とのフランジ接続位置や、連結筒２３０の下フランジ２３２とフランジ板２２０とのフランジ接続位置よりも上方に位置している。

なお、本例では、両端が開口して水平配置された流出管２４１が、延長配管２４０の上端に配置されている。

上記構成となっている気液二相流体用の配管接続装置２００では、ドレン弁２２１が閉じた状態において、気液二相流体１０が上流側配管２０１からポット２１０内に流入する。そうすると、ポット２１０，連結筒２３０及びフランジ板２２０で囲って形成した内部の収容空間のうち、延長配管２４０の上端開口２４０ａよりも上方位置には水素ガス１１が溜まり、上端開口２４０ａよりも下方位置には油１２が貯溜される。

この状態において、上流側配管２０１からポット２１０内に気液二相流体１０が連続的に流入すると、ポット２１０，連結筒２３０及びフランジ板２２０で囲って形成した内部の収容空間内の水素ガス１１と油１２が、上端開口２４０ａから延長配管２４０に流出して気液二相流体１０として下流側配管２０２内を流通する。

ポット２１０には、上流側配管２０１から気液二相流体１０が常に供給されてくるので、前記収容空間内には常に油１２が貯溜される。

本例では、延長配管２４０の上端開口２４０ａが、ポット２１０のフランジ２１３と連結筒２３０の上フランジ２３１とのフランジ接続位置や、連結筒２３０の下フランジ２３２とフランジ板２２０とのフランジ接続位置や連結筒２３０の半割接続部よりも上方に位置しているため、内部の収容空間のうち、上端開口２４０ａよりも下方位置には油１２が常に貯溜される。

この結果、ポット２１０のフランジ２１３と連結筒２３０の上フランジ２３１とのフランジ接続部分や、連結筒２３０の下フランジ２３２とフランジ板２２０とのフランジ接続部分には、油１２が常に存在し、この油１２が水素ガス１１のシール材として機能する。

したがって、水素ガス１１が、ポット２１０のフランジ２１３と連結筒２３０の上フランジ２３１とのフランジ接続部分や、連結筒２３０の下フランジ２３２とフランジ板２２０とのフランジ接続部分からリークすることを確実に防止することができる。

このため、可燃性ガスである水素ガス１１のリークの発生頻度を飛躍的に低減することができ、安全性が向上する。また、配管接続装置２００の周囲を防爆範囲に設定する必要がなくなる。

なお、収容空間内に貯溜する油１２の液面レベルを監視するレベル検知機構を設けることもできる。
このようにすれば、レベル検知機構により、油１２の液面レベルが、上端開口２４０ａよりも低下したことを検知した時点で、油漏れが発生したと判断して、気液二相流体１０の流通を停止するなどの措置を取ることにより、更に信頼性を上げることができる。

フラッシング等をする場合には、図３に示すように、連結筒２３０及び延長配管２４０を外す。
つまり、ポット２１０のフランジ２１３と連結筒２３０の上フランジ２３１とのフランジ接続を外すと共に、連結筒２３０の下フランジ２３２とフランジ板２２０とのフランジ接続を外し、更に、連結筒２３０を半割した湾曲部材に分解して取り外す。また延長配管２４０と下流側配管２０２との接続を解除して延長配管２４０を取り外す。

図３に示すように、連結筒２３０及び延長配管２４０を外した状態で、仮設配管２９０を下流側配管２０２に接続してフラッシング液Ｆを供給することにより、フラッシング作業を行うことができる。

上記実施例２では、気液二相流体１０は水素ガス１１と油１２とが混合したものであったが、他の気体と他の液体とが混合した気液二相流体であっても実施例２をそのまま適用することができる。

図４は本発明の実施例３に係る、気液二相流体用の配管接続装置３００を示す。
図４に示すように、上流側配管３０１は上方から下方に向かう方向に沿い配置されている。この上流側配管３０１は、水素ガス１１と油１２とが混合した気液二相流体１０を流通させ、気液二相流体１０を下端開口である流入開口端３０１ａからポット３１０に流入する。

下流側配管３０２は、上流側配管３０１よりも下方の位置で上方から下方に向かう方向に沿い配置されている。この下流側配管３０２は、上端開口である流出開口端３０２ａから気液二相流体１０を流出して流通させる。

ポット３１０は、上端面３１１と、筒状の側面３１２と、側面３１２の下端周縁に形成されたフランジ３１３を有しており、下端面が開放している。つまり、ポット３１０は、下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成している。

ポット３１０の上端面３１１には、上流側配管３０１が上方から下方に向かって貫通して流入開口端３０１ａが、ポット３１０の収容空間の内部に位置している。なお、上流側配管３０１とポット３１０の上面端３１１との間は溶接されている。

板状をなすフランジ板３２０には、下流側配管３０２が下方から上方に向かって貫通しており、下流側配管３０２とフランジ板３２０との間は溶接されている。そして、下流側配管３０２の流出開口端３０２ａが、フランジ板３２０よりも上方に位置している。
フランジ板３２０には、ドレン弁３２１が介装されたドレン管３２２が連結されている。

連結ポット３３０は、下端面３３１と、筒状の側面３３２と、側面３３２の上端周縁に形成されたフランジ３３３を有しており、上端面が開放している。つまり、連結ポット３３０は、上端面が開放した状態で内部に収容空間を形成している。
また、連結ポット３３０の下端面には開口部３３４が形成されている。

連結ポット３３０のフランジ３３３と、ポット３１０のフランジ３１３は、ボルト（図示省略）によりボルト締結されてフランジ接続されている。このため、連結ポット３３０の収容空間と、ポット３１０の収容空間とが連通している。

連結ポット３３０の下端面に形成した開口部３３４には、フランジ板３２０が挿入されており、開口部３３４とフランジ板３２０は、適切な手段により水密状態を保ちつつ連結されている。

延長配管３４０は、その下端が下流側配管３０２の流出開口端３０２ａにフランジその他の接続手段により連結されている。そして延長配管３４０の上端開口３４０ａは、ポット３１０のフランジ３１３と連結ポット３３０のフランジ３３３とのフランジ接続位置や、開口部３３４とフランジ板３２０との接続位置よりも上方に位置している。

なお、本例では、両端が開口して水平配置された流出管３４１が、延長配管３４０の上端に配置されている。

上記構成となっている気液二相流体用の配管接続装置３００では、ドレン弁３２１が閉じた状態において、気液二相流体１０が上流側配管３０１からポット３１０内に流入する。そうすると、ポット３１０，連結ポット３３０及びフランジ板３２０で囲って形成した内部の収容空間のうち、延長配管３４０の上端開口３４０ａよりも上方位置には水素ガス１１が溜まり、上端開口３４０ａよりも下方位置には油１２が貯溜される。

この状態において、上流側配管３０１からポット３１０内に気液二相流体１０が連続的に流入すると、ポット３１０，連結ポット３３０及びフランジ板３２０で囲って形成した内部の収容空間内の水素ガス１１と油１２が、上端開口３４０ａから延長配管３４０に流出して気液二相流体１０として下流側配管３０２内を流通する。

ポット３１０には、上流側配管３０１から気液二相流体１０が常に供給されてくるので、前記収容空間内には常に油１２が貯溜される。

本例では、延長配管３４０の上端開口３４０ａが、ポット３１０のフランジ３１３と連結ポット３３０のフランジ３３３とのフランジ接続位置や、開口部３３４とフランジ板３２０との接続位置よりも上方に位置しているため、内部の収容空間のうち、上端開口３４０ａよりも下方位置には油１２が常に貯溜される。

この結果、ポット３１０のフランジ３１３と連結ポット３３０のフランジ３３３とのフランジ接続部分や、開口部３３４とフランジ板３２０との接続部分には、油１２が常に存在し、この油１２が水素ガス１１のシール材として機能する。

したがって、水素ガス１１が、ポット３１０のフランジ３１３と連結ポット３３０のフランジ３３３とのフランジ接続部分や、開口部３３４とフランジ板３２０との接続部分からリークすることを確実に防止することができる。

このため、可燃性ガスである水素ガス１１のリークの発生頻度を飛躍的に低減することができ、安全性が向上する。また、配管接続装置３００の周囲を防爆範囲に設定する必要がなくなる。

なお、収容空間内に貯溜する油１２の液面レベルを監視するレベル検知機構を設けることもできる。
このようにすれば、レベル検知機構により、油１２の液面レベルが、上端開口３４０ａよりも低下したことを検知した時点で、油漏れが発生したと判断して、気液二相流体１０の流通を停止するなどの措置を取ることにより、更に信頼性を上げることができる。

フラッシング等をする場合には、図５に示すように、連結ポット３３０を外す。
つまり、ポット３１０のフランジ３１３と連結ポット３３０のフランジ３３３とのフランジ接続を外すと共に、フランジ板３２０と開口部３３４の接続部を外す。また延長配管３４０と下流側配管３０２との接続を解除して延長配管３４０を取り外す。

図５に示すように、連結ポット３３０及び延長配管３４０を外した状態で、仮設配管３９０を下流側配管３０２に接続してフラッシング液Ｆを供給することにより、フラッシング作業を行うことができる。

上記実施例３では、気液二相流体１０は水素ガス１１と油１２とが混合したものであったが、他の気体と他の液体とが混合した気液二相流体であっても実施例３をそのまま適用することができる。

図６は本発明の実施例４に係る、気液二相流体用の配管接続装置４００を示す。
図６に示すように、上流側配管４０１は水平方向に沿い配置されている。この上流側配管４０１は、水素ガス１１と油１２とが混合した気液二相流体１０を流通させて、この気液二相流体１０を流入開口端４０１ａから上ポット４１０に流入する。

下流側配管４０２は、上流側配管４０１よりも下方の位置で水平方向に沿い配置されている。この下流側配管４０２は、流出開口端４０２ａから気液二相流体１０を流出して流通させる。

上ポット４１０は、上端面４１１と、筒状の側面４１２と、側面４１２の下端周縁に形成されたフランジ４１３を有しており、下端面が開放している。つまり、上ポット４１０は、下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成している。

上ポット４１０の側面４１２には、上流側配管４０１が水平方向に貫通して流入開口端４０１ａが、上ポット４１０の収容空間の内部に位置している。なお、上流側配管４０１と上ポット４１０の側面４１２との間は溶接されている。

下ポット４３０は、下端面４３１と、筒状の側面４３２と、側面４３２の上端周縁に形成されたフランジ４３３を有しており、上端面が開放している。つまり、下ポット４３０は、上端面が開放した状態で内部に収容空間を形成している。
下ポット４３０の下端面４３１には、ドレン弁４３４が介装されたドレン管４３５が連結されている。

下ポット４３０のフランジ４３３と、上ポット４１０のフランジ４１３は、ボルト（図示省略）によりボルト締結されてフランジ接続されている。このため、下ポット４３０の収容空間と、上ポット４１０の収容空間とが連通している。

下ポット４３０の側面４３２には、下流側配管４０２が水平方向に貫通して流出開口端４０２ａが、下ポット４３０の収容空間の内部に位置している。なお、下流側配管４０２と下ポット４３０の側面４３２との間は溶接されている。

延長配管４４０は、エルボ状に湾曲しており、その下端が下流側配管４０２の流出開口端４０２ａに連結されている。そして延長配管４４０の上端開口４４０ａは、上ポット４１０のフランジ４１３と下ポット４３０のフランジ４３３とのフランジ接続位置よりも上方に位置している。

上記構成となっている気液二相流体用の配管接続装置４００では、ドレン弁４３４が閉じた状態において、気液二相流体１０が上流側配管４０１から上ポット４１０内に流入する。そうすると、上ポット４１０及び下ポット４３０で囲って形成した内部の収容空間のうち、延長配管４４０の上端開口４４０ａよりも上方位置には水素ガス１１が溜まり、上端開口４４０ａよりも下方位置には油１２が貯溜される。

この状態において、上流側配管４０１から上ポット４１０内に気液二相流体１０が連続的に流入すると、上ポット４１０及び下ポット４３０で囲って形成した内部の収容空間内の水素ガス１１と油１２が、上端開口４４０ａから延長配管４４０に流入して気液二相流体１０として下流側配管４０２内を流通する。

上ポット４１０には、上流側配管４０１から気液二相流体１０が常に供給されてくるので、前記収容空間内には常に油１２が貯溜される。

本例では、延長配管４４０の上端開口４４０ａが、上ポット４１０のフランジ４１３と下ポット４３０のフランジ４３３とのフランジ接続位置よりも上方に位置しているため、内部の収容空間のうち、上端開口４４０ａよりも下方位置には油１２が常に貯溜される。

この結果、上ポット４１０のフランジ４１３と下ポット４３０のフランジ４３３とのフランジ接続部分には、油１２が常に存在し、この油１２が水素ガス１１のシール材として機能する。

したがって、水素ガス１１が、上ポット４１０のフランジ４１３と下ポット４３０のフランジ４３３とのフランジ接続部分からリークすることを確実に防止することができる。

このため、可燃性ガスである水素ガス１１のリークの発生頻度を飛躍的に低減することができ、安全性が向上する。また、配管接続装置４００の周囲を防爆範囲に設定する必要がなくなる。

なお、収容空間内に貯溜する油１２の液面レベルを監視するレベル検知機構を設けることもできる。
このようにすれば、レベル検知機構により、油１２の液面レベルが、上端開口４４０ａよりも低下したことを検知した時点で、油漏れが発生したと判断して、気液二相流体１０の流通を停止するなどの措置を取ることにより、更に信頼性を上げることができる。

上記実施例４では、気液二相流体１０は水素ガス１１と油１２とが混合したものであったが、他の気体と他の液体とが混合した気液二相流体であっても実施例４をそのまま適用することができる。

図７は本発明の実施例５に係る、気液二相流体用の配管接続装置５００を示す。
図７に示すように、上流側配管５０１は水平方向に沿い配置されている。この上流側配管５０１は、水素ガス１１と油１２とが混合した気液二相流体１０を流通させて、この気液二相流体１０を流入開口端５０１ａから上ポット５１０に流入する。

下流側配管５０２は、上流側配管５０１よりも下方の位置で水平方向に沿い配置されている。この下流側配管５０２は、流出開口端５０２ａから気液二相流体１０を流出して流通させる。

上ポット５１０は、上端面５１１と、筒状の側面５１２と、側面５１２の下端周縁に形成されたフランジ５１３を有しており、下端面が開放している。つまり、上ポット５１０は、下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成している。

上ポット５１０の側面５１２には、上流側配管５０１が水平方向に貫通して流入開口端５０１ａが、上ポット５１０の収容空間の内部に位置している。なお、上流側配管５０１と上ポット５１０の側面５１２との間は溶接されている。

板状をなすフランジ板５２０には、下流側配管５０２が水平方向に貫通しており、下流側配管５０２とフランジ板５２０との間は溶接されている。
そして、下流側配管５０２の流出開口端５０２ａが、フランジ板５２０よりも内部側（図７では左側）に位置している。つまり、下流側配管５０２の流出開口端５０２ａが、後述する下ポット５３０の収容空間に位置している。

下ポット５３０は、下端面５３１と、筒状の側面５３２と、側面５３２の上端周縁に形成されたフランジ５３３を有しており、上端面が開放している。つまり、下ポット５３０は、上端面が開放した状態で内部に収容空間を形成している。

下ポット５３０のフランジ５３３と、上ポット５１０のフランジ５１３は、ボルト（図示省略）によりボルト締結されてフランジ接続されている。このため、下ポット５３０の収容空間と、上ポット５１０の収容空間とが連通している。

また下ポット５３０の側面５３２には、ボルト（図示省略）により、フランジ板５２０がボルト締結されてフランジ接続されている。このようにフランジ板５２０が側面５３２にフランジ接続されることにより、フランジ板５２０は下ポット５３０の一部の面となる。
下ポット５３０の底面５３１には、ドレン弁５３４が介装されたドレン管５３５が連結されている。

延長配管５４０は、エルボ状に湾曲しており、その下端が下流側配管５０２の流出開口端５０２ａに連結されている。そして延長配管５４０の上端開口５４０ａは、上ポット５１０のフランジ５１３と下ポット５３０のフランジ５３３とのフランジ接続位置や、下ポット５３０の側面５３２とフランジ板５２０とのフランジ接続位置よりも上方に位置している。

上記構成となっている気液二相流体用の配管接続装置５００では、ドレン弁５３４が閉じた状態において、気液二相流体１０が上流側配管５０１から上ポット５１０内に流入する。そうすると、上ポット５１０，下ポット５３０及びフランジ板５２０で囲って形成した内部の収容空間のうち、延長配管５４０の上端開口５４０ａよりも上方位置には水素ガス１１が溜まり、上端開口５４０ａよりも下方位置には油１２が貯溜される。

この状態において、上流側配管５０１から上ポット５１０内に気液二相流体１０が連続的に流入すると、上ポット５１０，下ポット５３０及びフランジ板５２０で囲って形成した内部の収容空間内の水素ガス１１と油１２が、上端開口５４０ａから延長配管５４０に流入して気液二相流体１０として下流側配管５０２内を流通する。

上ポット５１０には、上流側配管５０１から気液二相流体１０が常に供給されてくるので、前記収容空間内には常に油１２が貯溜される。

本例では、延長配管５４０の上端開口５４０ａが、上ポット５１０のフランジ５１３と下ポット５３０のフランジ５３３とのフランジ接続位置や、下ポット５３０の側面５３２とフランジ板５２０とのフランジ接続位置よりも上方に位置しているため、内部の収容空間のうち、上端開口５４０ａよりも下方位置には油１２が常に貯溜される。

この結果、上ポット５１０のフランジ５１３と下ポット５３０のフランジ５３３とのフランジ接続部分や、下ポット５３０の側面５３２とフランジ板５２０とのフランジ接続部分には、油１２が常に存在し、この油１２が水素ガス１１のシール材として機能する。

したがって、水素ガス１１が、上ポット５１０のフランジ５１３と下ポット５３０のフランジ５３３とのフランジ接続部分や、下ポット５３０の側面５３２とフランジ板５２０とのフランジ接続部分からリークすることを確実に防止することができる。

このため、可燃性ガスである水素ガス１１のリークの発生頻度を飛躍的に低減することができ、安全性が向上する。また、配管接続装置５００の周囲を防爆範囲に設定する必要がなくなる。

なお、収容空間内に貯溜する油１２の液面レベルを監視するレベル検知機構を設けることもできる。
このようにすれば、レベル検知機構により、油１２の液面レベルが、上端開口５４０ａよりも低下したことを検知した時点で、油漏れが発生したと判断して、気液二相流体１０の流通を停止するなどの措置を取ることにより、更に信頼性を上げることができる。

フラッシング等をする場合には、図８に示すように、下ポット５３０を外す。
つまり、上ポット５１０のフランジ５１３と下ポット５３０のフランジ５３３とのフランジ接続を外すと共に、下ポット５３０の側面５３２とフランジ板５２０とのフランジ接続を外す。また延長配管５４０と下流側配管５０２との接続を解除して延長配管５４０を取り外す。

図８に示すように、下ポット５３０及び延長配管５４０を外した状態で、仮設配管５９０を下流側配管５０２に接続してフラッシング液Ｆを供給することにより、フラッシング作業を行うことができる。

上記実施例５では、気液二相流体１０は水素ガス１１と油１２とが混合したものであったが、他の気体と他の液体とが混合した気液二相流体であっても実施例５をそのまま適用することができる。

本発明の実施例１に係る、気液二相流体用の配管接続装置を示す構成図。本発明の実施例２に係る、気液二相流体用の配管接続装置を示す構成図。本発明の実施例２において、フラッシング作業の状態を示す説明図。本発明の実施例３に係る、気液二相流体用の配管接続装置を示す構成図。本発明の実施例３において、フラッシング作業の状態を示す説明図。本発明の実施例４に係る、気液二相流体用の配管接続装置を示す構成図。本発明の実施例５に係る、気液二相流体用の配管接続装置を示す構成図。本発明の実施例５において、フラッシング作業の状態を示す説明図。従来の配管接続装置を示す構成図。

符号の説明

１００，２００，３００，４００，５００配管接続装置
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１上流側配管
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２下流側配管
１１０，２１０，３１０，３３０，４１０，４３０，５１０，５３０ポット
１２０，２２０，３２０，５２０フランジ板
２３０連結筒
２４０，３４０，４４０，５４０延長配管

Claims

気体と液体とが混合して流れる気液二相流体を流通させる配管装置の接続部において、
前記液体を貯溜するポットを前記接続部に設け、前記ポット内に貯溜した液体の液面よりも下方に接続面を設けることによって前記気体の漏洩を防止することを特徴とする配管接続装置。
気体と液体とが混合した気液二相流体を流通させる上流側配管と下流側配管とを接続する配管接続装置であって、
下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成すると共に下端周縁にフランジが形成されており、しかも、前記上流側配管が貫通して上流側配管の流入開口端が前記収容空間に位置しているポットと、
前記ポットのフランジにボルト締結によりフランジ接続されて前記ポットの下端面を閉塞しており、しかも、前記下流側配管が貫通しているフランジ板とを有し、
前記下流側配管の流出開口端が、前記ポットのフランジと前記フランジ板とのフランジ接続位置よりも上方に位置していることを特徴とする気液二相流体用の配管接続装置。
気体と液体とが混合した気液二相流体を流通させる上流側配管と下流側配管とを接続する配管接続装置であって、
下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成すると共に下端周縁にフランジが形成されており、しかも、前記上流側配管が貫通して上流側配管の流入開口端が前記収容空間に位置しているポットと、
上端面及び下端面が開放しつつ、前記ポットの収容空間と連通する収容空間を形成すると共に、上端周縁には前記ポットのフランジとボルト締結によりフランジ接続されるフランジが形成された連結部材と、
前記連結部材の下端面を塞ぐと共に、前記下流側配管が貫通している板材と、
下端が前記下流側配管の流出開口端に連結され、上端開口が、前記ポットのフランジと前記連結部材のフランジとのフランジ接続位置よりも上方に位置している延長配管と、
を有することを特徴とする気液二相流体の配管接続装置。
気体と液体とが混合した気液二相流体を流通させる上流側配管と下流側配管とを接続する配管接続装置であって、
下端面が開放した状態で内部に収容空間を形成すると共に下端周縁にフランジが形成されており、しかも、前記上流側配管が貫通して上流側配管の流入開口端が内部に位置している上ポットと、
上端面が開放しつつ、内部には前記上ポットの収容空間と連通する収容空間を形成すると共に、上端周縁には前記上ポットのフランジとボルト締結によりフランジ接続されるフランジが形成され、しかも、前記下流側配管が貫通して下流側配管の流出開口端が内部に位置している下ポットと、
下端が前記下流側配管の流出開口端に連結され、上端開口が、前記上ポットのフランジと前記下ポットのフランジとのフランジ接続位置よりも上方に位置している延長配管と、
を有することを特徴とする気液二相流体の配管接続装置。