JP2021067345A - Method for determining freezing in freezing process - Google Patents

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Abstract

To provide a method for determining freezing in a freezing process, capable of accurately and reliably determining whether liquid passing through a pipeline is frozen or not, and thus capable of performing piping construction efficiently.SOLUTION: The configuration of a method for determining freezing in a freezing process of freezing liquid passing through pipeline 10, comprises: arranging a freezing box 110 on both sides of a construction place of the pipeline 10; connecting a sensor 120 near the freezing box 110 to measure a temperature of the place where the freezing box 110 is arranged; and when a surface temperature of the pipeline 10 measured by the sensor 120 rises after dropping and then drops again, determining that the liquid in pipeline 10 has frozen.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、配管内を流通する液体を凍結する凍結工法における凍結判断方法に関する。 The present invention relates to a freezing determination method in a freezing method for freezing a liquid flowing in a pipe.

配管やその周辺の部材の交換の際等の配管工事を行うときには、配管内を通過する液体の流通を止めるために凍結工法を用いることがある。例えば特許文献１には、水道管等の凍結工法が開示されている。特許文献１の水道管等の凍結工法では、耐熱性の箱体内に水管を固定し、箱体の内部に液体窒素を注入することにより、水管内の水を凍結している。 When performing piping work such as when replacing piping and its peripheral members, the freezing method may be used to stop the flow of liquid passing through the piping. For example, Patent Document 1 discloses a freezing method for water pipes and the like. In the freezing method for water pipes and the like in Patent Document 1, the water in the water pipe is frozen by fixing the water pipe in the heat-resistant box and injecting liquid nitrogen into the box.

特開昭５６−２４２８８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-24288

特許文献１のような凍結工法を用いることにより、断水を行う区域を局所的にすることができ、配管工事を効率的に行うことができる。しかしながら、特許文献１に限らず、凍結工法では、配管内を流通する液体が完全に凍結したか否かを正確且つ確実に判断することが難しい。そして、配管内と流通する液体が完全に凍結していない場合に配管工事を開始すると、配管内の液体が周囲に漏洩してしまう。このため、特許文献１の技術には更なる改善の余地がある。 By using the freezing method as in Patent Document 1, the area where water is cut off can be localized, and the piping work can be efficiently performed. However, not limited to Patent Document 1, it is difficult to accurately and surely determine whether or not the liquid flowing in the pipe is completely frozen by the freezing method. If the piping work is started when the liquid flowing in the pipe is not completely frozen, the liquid in the pipe leaks to the surroundings. Therefore, there is room for further improvement in the technique of Patent Document 1.

本発明は、このような課題に鑑み、配管内を流通する液体が凍結したか否かを正確且つ確実に判断することができ、配管工事をより効率的に行うことが可能な凍結工法における凍結判断方法を提供することを目的としている。 In view of such a problem, the present invention can accurately and surely determine whether or not the liquid flowing in the pipe is frozen, and freezing in the freezing method capable of performing the piping work more efficiently. The purpose is to provide a judgment method.

上記課題を解決するために、本発明にかかる凍結工法における凍結判断方法の代表的な構成は、配管内を流通する液体を凍結する凍結工法における凍結判断方法であって、配管の工事箇所の両側に凍結箱を配置し、凍結箱の近傍にセンサを接続して凍結箱が配置された箇所の温度を測定し、センサによって測定した配管の表面温度が、低下した後に上昇し、再度低下したら、配管内の液体が凍結したと判断することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical configuration of the freezing determination method in the freezing method according to the present invention is a freezing determination method in the freezing method in which the liquid flowing in the pipe is frozen, and both sides of the pipe construction site. A freezing box is placed in the freezing box, a sensor is connected near the freezing box, and the temperature of the place where the freezing box is placed is measured. It is characterized in that it is determined that the liquid in the pipe is frozen.

上記構成によれば、液体が凝固し始め、完全に凝固した後の凝固熱によって配管の表面温度が上昇し、再度低下することにより、配管内の液体が凍結したと判断することができる。したがって、配管内を流通する液体が凍結したかを正確且つ確実に判断することができ、配管工事をより効率的に行うことが可能となる。 According to the above configuration, it can be determined that the liquid in the pipe is frozen because the surface temperature of the pipe rises due to the heat of solidification after the liquid starts to solidify and is completely solidified and then decreases again. Therefore, it is possible to accurately and surely determine whether the liquid flowing in the pipe is frozen, and it is possible to carry out the pipe work more efficiently.

上記凍結箱の近傍に保温材を巻きつけ、保温材の中にセンサの先端を配置するとよい。かかる構成によれば、外気や凍結剤の温度を拾うことなく、配管内の液体の温度を好適に測定することが可能となる。 It is advisable to wrap the heat insulating material in the vicinity of the freezing box and arrange the tip of the sensor in the heat insulating material. According to such a configuration, it is possible to suitably measure the temperature of the liquid in the pipe without picking up the temperature of the outside air or the freezing agent.

上記配管の工事箇所の両側に凍結箱を２つずつ配置し、２つの凍結箱の間にセンサを配置するとよい。これにより、配管の温度をより正確に測定することができ、上述した効果を高めることが可能となる。 It is advisable to arrange two freezing boxes on each side of the construction site of the above piping and to arrange a sensor between the two freezing boxes. As a result, the temperature of the pipe can be measured more accurately, and the above-mentioned effect can be enhanced.

本発明によれば、配管内を流通する液体が凍結したか否かを正確且つ確実に判断することができ、配管工事をより効率的に行うことが可能な凍結工法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately and surely determine whether or not the liquid flowing in the pipe is frozen, and it is possible to provide a freezing method capable of performing the piping work more efficiently.

第１実施形態にかかる凍結工法における凍結判断方法を説明する図である。It is a figure explaining the freezing determination method in the freezing method which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態にかかる凍結工法における凍結判断方法を説明する図である。It is a figure explaining the freezing determination method in the freezing method which concerns on 2nd Embodiment. 本実施形態の凍結判断方法の効果を検証するための実験装置を説明する図である。It is a figure explaining the experimental apparatus for verifying the effect of the freeze determination method of this embodiment. 図３の実験装置を用いて行った実験結果を説明する図である。It is a figure explaining the experimental result performed using the experimental apparatus of FIG.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in such an embodiment are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals to omit duplicate description, and elements not directly related to the present invention are not shown. To do.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる凍結工法における凍結判断方法（以下、凍結判断方法と称する）を説明する図である。凍結工法では、配管１０やその周辺の部材（例えばバルブ１２）の交換等の配管工事を行う際に、配管１０内を流通する液体を凍らせることにより液体の流通を止める。本実施形態の凍結判断方法では、凍結工法を行う際に、配管１０内の液体が確実に凍結したか否かを判断する。なお、以下の説明では、配管１０に設けられているバルブ１２を交換する場合を例示する。 (First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining a freezing determination method (hereinafter, referred to as a freezing determination method) in the freezing method according to the first embodiment. In the freezing method, the flow of liquid is stopped by freezing the liquid flowing in the pipe 10 when performing piping work such as replacement of the pipe 10 and its peripheral members (for example, valve 12). In the freezing determination method of the present embodiment, it is determined whether or not the liquid in the pipe 10 is surely frozen when the freezing method is performed. In the following description, a case where the valve 12 provided in the pipe 10 is replaced will be illustrated.

図１に示すように、第１実施形態の凍結判断方法では、配管１０の工事箇所の両側、すなわちバルブ１２の両側に凍結箱１１０を配置し、凍結箱１１０の近傍にセンサ１２０を接続する。そして、凍結箱１１０内に凍結剤１３０を投入し、凍結箱１１０内の配管１０の内部の液体を凍結する。 As shown in FIG. 1, in the freezing determination method of the first embodiment, the freezing boxes 110 are arranged on both sides of the construction site of the pipe 10, that is, on both sides of the valve 12, and the sensor 120 is connected in the vicinity of the freezing box 110. Then, the freezing agent 130 is put into the freezing box 110 to freeze the liquid inside the pipe 10 in the freezing box 110.

凍結箱１１０に凍結剤１３０を投入したら、凍結箱１１０が配置された箇所の温度をセンサ１２０によって測定する。そして、本実施形態の凍結判断方法では、センサ１２０によって測定した測定箇所の配管１０の表面温度（以下、配管表面温度と称する）が、低下した後に上昇し、再度低下したら、配管１０内の液体が凍結したと判断する。ここで「再度低下」とは、低下を開始したことを意味していて、特定の温度まで低下することを意味しない。なお、もちろん液体は凝固温度近傍で凍結するはずであるから、それ以外の温度で温度の上昇と下降（ふらつき）が発生したとしても、誤差または外れ値であるとして採用しない。 After the freezing agent 130 is put into the freezing box 110, the temperature of the place where the freezing box 110 is arranged is measured by the sensor 120. Then, in the freeze determination method of the present embodiment, the surface temperature of the pipe 10 at the measurement point measured by the sensor 120 (hereinafter referred to as the pipe surface temperature) rises after falling, and when it falls again, the liquid in the pipe 10 Judges that it has frozen. Here, "decrease again" means that the decrease has started, and does not mean that the temperature decreases to a specific temperature. Of course, since the liquid should freeze near the solidification temperature, even if the temperature rises and falls (wobbles) at other temperatures, it is not adopted as an error or an outlier.

本実施形態の凍結判断方法によれば、液体が凝固し始め、完全に凝固した後の凝固熱によって配管表面温度が上昇した後に再度低下することにより、配管１０内の液体が凍結したと判断することができる。これにより、配管１０内を流通する液体が凍結したかを正確且つ確実に判断することができ、配管工事をより効率的に行うことが可能となる。 According to the freezing determination method of the present embodiment, it is determined that the liquid in the pipe 10 is frozen because the liquid starts to solidify and the temperature of the pipe surface rises again due to the heat of solidification after the liquid is completely solidified and then decreases again. be able to. As a result, it is possible to accurately and surely determine whether or not the liquid flowing in the pipe 10 has frozen, and it is possible to carry out the pipe work more efficiently.

特に本実施形態の凍結判断方法では、配管１０の工事箇所の両側に凍結箱１１０を２つずつ配置し、すなわち配管１０の工事箇所の両側それぞれに一対の凍結箱１１０を配置している。複数の凍結箱１１０を設置すると、大きな凍結箱１１０を使用した場合と同様に、広い範囲を冷却することができる。 In particular, in the freezing determination method of the present embodiment, two freezing boxes 110 are arranged on both sides of the construction site of the pipe 10, that is, a pair of freezing boxes 110 are arranged on both sides of the construction site of the pipe 10. When a plurality of freezing boxes 110 are installed, a wide range can be cooled as in the case where a large freezing box 110 is used.

そして本実施形態においては、２つの（一対の）凍結箱１１０の間（中間位置）にセンサ１２０を配置している。これにより、凍結剤の温度を直接拾ってしまうことを低減することができるため、配管表面温度をより正確に測定することができ、上述した効果を高めることが可能となる。 Then, in the present embodiment, the sensor 120 is arranged between the two (pair) freezing boxes 110 (intermediate position). As a result, it is possible to reduce the direct pick-up of the temperature of the freezing agent, so that the pipe surface temperature can be measured more accurately, and the above-mentioned effect can be enhanced.

また本実施形態の凍結判断方法では、凍結箱１１０の近傍に保温材１４０を巻きつけ、保温材１４０の中にセンサ１２０の先端を配置している。これにより、外気の温度を拾うことなく、配管１０内の液体の温度を好適に測定することが可能となる。 Further, in the freezing determination method of the present embodiment, the heat insulating material 140 is wound around the freezing box 110, and the tip of the sensor 120 is arranged in the heat insulating material 140. This makes it possible to suitably measure the temperature of the liquid in the pipe 10 without picking up the temperature of the outside air.

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態にかかる凍結工法における凍結判断方法（以下、凍結判断方法と称する）を説明する図である。図１に示す例では、配管１０の工事箇所の両側それぞれに一対の凍結箱１１０を配置していた。これに対し、図２に示す例では、配管１０の工事箇所の両側に凍結箱１１０を１つずつ配置している。このような構成によっても、上述した効果を得ることが可能である。 (Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating a freezing determination method (hereinafter, referred to as a freezing determination method) in the freezing method according to the second embodiment. In the example shown in FIG. 1, a pair of freezing boxes 110 were arranged on both sides of the construction site of the pipe 10. On the other hand, in the example shown in FIG. 2, one freezing box 110 is arranged on each side of the construction site of the pipe 10. Even with such a configuration, the above-mentioned effect can be obtained.

なお、配管１０の工事箇所の両側に凍結箱１１０を配置する場合には、センサ１２０を凍結箱１１０から所定間隔（例えば１５ｃｍ程度）離れた場所に配置するとよい。センサ１２０が凍結箱１１０に近すぎると、センサ１２０が凍結剤１３０の冷熱を拾ってしまい、温度の測定が不正確になってしまう。一方、センサ１２０が凍結箱１１０から遠すぎると、凍結箱１１０の位置で凍結が起こるものであるから、上記の温度変化を検知できなくなってしまう。そのためセンサ１２０の測定位置は凍結箱１１０から配管１０の直径の２〜５倍程度の距離であることが望ましい。 When the freezing boxes 110 are arranged on both sides of the construction site of the pipe 10, the sensors 120 may be arranged at a predetermined interval (for example, about 15 cm) from the freezing box 110. If the sensor 120 is too close to the freezing box 110, the sensor 120 will pick up the cold heat of the freezing agent 130, resulting in inaccurate temperature measurement. On the other hand, if the sensor 120 is too far from the freezing box 110, freezing occurs at the position of the freezing box 110, so that the above temperature change cannot be detected. Therefore, it is desirable that the measurement position of the sensor 120 is a distance of about 2 to 5 times the diameter of the pipe 10 from the freezing box 110.

図３は、本実施形態の凍結判断方法の効果を検証するための実験装置１００を説明する図である。図３の実験装置１００では、長さＬ（例えば２０００ｍｍ程度）の配管１０に対して、所定間隔Ｉ（例えば５００ｍｍ程度）あけて２つの凍結箱１１０を配置している。凍結箱１１０の幅Ｗは、２００ｍｍ程度である。配管１０には保温材１４０が巻きつけられていて、２つの凍結箱１１０の間にはセンサ１２０が配置されている。また配管１０の両端にはホース１４ａ・１４ｂが接続されていて、配管１０およびホース１４ａ・１４ｂにはオイル（絶縁油）が充填されている。 FIG. 3 is a diagram illustrating an experimental device 100 for verifying the effect of the freeze determination method of the present embodiment. In the experimental device 100 of FIG. 3, two freezing boxes 110 are arranged at a predetermined interval I (for example, about 500 mm) with respect to the pipe 10 having a length L (for example, about 2000 mm). The width W of the freezing box 110 is about 200 mm. A heat insulating material 140 is wound around the pipe 10, and a sensor 120 is arranged between the two freezing boxes 110. Further, hoses 14a and 14b are connected to both ends of the pipe 10, and the pipe 10 and the hoses 14a and 14b are filled with oil (insulating oil).

図４は、図３の実験装置１００を用いて行った実験結果を説明する図である。図４（ａ）は、凍結箱１１０に凍結剤１３０を投入した後の経過時間、配管表面温度、ホース１４ｂの油面高さおよびホース目視確認を示す図である。図４（ｂ）は、経過時間における配管表面温度を示すグラフである。 FIG. 4 is a diagram illustrating the results of an experiment conducted using the experimental device 100 of FIG. FIG. 4A is a diagram showing the elapsed time after the freezing agent 130 is put into the freezing box 110, the pipe surface temperature, the oil level of the hose 14b, and the hose visual confirmation. FIG. 4B is a graph showing the pipe surface temperature over the elapsed time.

図４（ｂ）を参照すると、凝固点より低い温度まで低下し、それから少し上昇する。これは、過冷却の状態になって温度が低下し、一気に凝固が進行するときの凝固熱によって温度が上昇に転ずるものと考えられる。そして、わずかに上昇した温度が再び低下に転じ、以後は冷却能力に準じて温度が低下していく。これは、温度が上昇から下降に変化したときに凝固熱が尽きた、すなわち凍結が完了したと考えられる。 Referring to FIG. 4 (b), the temperature drops below the freezing point and then rises slightly. It is considered that this is because the temperature drops due to the supercooled state, and the temperature rises due to the heat of solidification when solidification progresses at once. Then, the slightly increased temperature starts to decrease again, and thereafter the temperature decreases according to the cooling capacity. It is considered that the heat of solidification was exhausted when the temperature changed from rising to falling, that is, freezing was completed.

実験に使用した液体は高圧絶縁油１種４号である。凍結箱１１０に凍結剤１３０を投入すると、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、時間が経過するにしたがって配管表面温度が低下し、配管１０内の液体の温度も同様に低下する。そして、配管１０内の液体は、凝固し始めると体積が減少するためホース１４ｂの油面高さが低下していく。図４（ａ）に示す「低減高さ」は、液面が下がった量である。 The liquid used in the experiment is high-pressure insulating oil No. 1 type 4. When the freezing agent 130 is charged into the freezing box 110, as shown in FIGS. 4A and 4B, the pipe surface temperature decreases as time elapses, and the temperature of the liquid in the pipe 10 also decreases. .. Then, when the liquid in the pipe 10 begins to solidify, the volume decreases, so that the oil level height of the hose 14b decreases. The "reduced height" shown in FIG. 4A is the amount at which the liquid level is lowered.

凍結剤１３０を投入後、まず３０分の時点で一方のホース１４ａを揺らし、他方のホース１４ｂの液面の変化（揺れ）を目視で確認した。その結果、他方のホース１４ｂの液面が変化した、すなわち揺れたため、凍結箱１１０の中の配管１０の液体が凍結していないことがわかった。その後、配管表面温度が最も低下した状態、すなわち配管１０内の液体が過冷却状態となった６０分後に同様に目視確認を行ったが、他方のホース１４ｂの液面が変化した。このため、凍結箱１１０の中の配管１０の液体が凍結していないことがわかった。 After adding the freezing agent 130, one hose 14a was first shaken at 30 minutes, and the change (sway) of the liquid level of the other hose 14b was visually confirmed. As a result, it was found that the liquid in the pipe 10 in the freezing box 110 was not frozen because the liquid level of the other hose 14b changed, that is, it shook. After that, the same visual confirmation was performed 60 minutes after the pipe surface temperature was the lowest, that is, 60 minutes after the liquid in the pipe 10 was supercooled, but the liquid level of the other hose 14b changed. Therefore, it was found that the liquid in the pipe 10 in the freezing box 110 was not frozen.

そして、過冷却状態となった後に配管表面温度が上昇した７０分後に再度目視確認を行ったが、他方のホース１４ｂの液面には若干の変化があった。その後、配管表面温度が再度低下した７７分後に目視確認を行った結果、他方のホース１４ｂの液面には変化がなかった（揺れがなかった）。このことから、配管表面温度が、低下した後に上昇し、再度低下したタイミングで配管１０内の液体が完全に凍結したことが理解できる。 Then, 70 minutes after the pipe surface temperature rose after the supercooled state, a visual check was performed again, but there was a slight change in the liquid level of the other hose 14b. After that, as a result of visual confirmation 77 minutes after the pipe surface temperature dropped again, there was no change in the liquid level of the other hose 14b (no shaking). From this, it can be understood that the pipe surface temperature rises after falling, and the liquid in the pipe 10 is completely frozen at the timing when the temperature drops again.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は斯かる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, which naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、配管内を流通する液体を凍結する凍結工法における凍結判断方法として利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a freezing determination method in a freezing method for freezing a liquid flowing in a pipe.

１０…配管、１２…バルブ、１４ａ…ホース、１４ｂ…ホース、１００…実験装置、１１０…凍結箱、１２０…センサ、１３０…凍結剤、１４０…保温材 10 ... piping, 12 ... valve, 14a ... hose, 14b ... hose, 100 ... experimental equipment, 110 ... freezing box, 120 ... sensor, 130 ... freezing agent, 140 ... heat insulating material

Claims (3)

配管内を流通する液体を凍結する凍結工法における凍結判断方法であって、
前記配管の工事箇所の両側に凍結箱を配置し、
前記凍結箱の近傍にセンサを接続して該凍結箱が配置された箇所の温度を測定し、
前記センサによって測定した前記配管の表面温度が、低下した後に上昇し、再度低下したら、前記配管内の液体が凍結したと判断することを特徴とする凍結工法における凍結判断方法。 It is a freezing judgment method in the freezing method that freezes the liquid flowing in the pipe.
Freezing boxes are placed on both sides of the pipe construction site.
A sensor is connected in the vicinity of the freezing box to measure the temperature of the place where the freezing box is placed.
A method for determining freezing in a freezing method, which comprises determining that the liquid in the pipe is frozen when the surface temperature of the pipe measured by the sensor rises after falling and then falls again. 前記凍結箱の近傍に保温材を巻きつけ、
前記保温材の中に前記センサの先端を配置することを特徴とする請求項１に記載の凍結工法における凍結判断方法。 Wrap a heat insulating material around the freezing box,
The method for determining freezing in the freezing method according to claim 1, wherein the tip of the sensor is arranged in the heat insulating material. 前記配管の工事箇所の両側に前記凍結箱を２つずつ配置し、
前記２つの凍結箱の間に前記センサを配置することを特徴とする請求項１または２に記載の凍結工法における凍結判断方法。 Two freezing boxes are placed on each side of the pipe construction site.
The method for determining freezing in the freezing method according to claim 1 or 2, wherein the sensor is arranged between the two freezing boxes.
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