JP2021162159A - 配管敷設方法および配管敷設構造 - Google Patents

Abstract

【課題】配管ラックなどを増設することなく、配管の断面係数によらず、より省スペースで配管を新設することのできる配管敷設方法を提供する。【解決手段】地上に設置されている既設配管の内部に、前記既設配管よりも小径の新設配管を敷設する、配管敷設方法。【選択図】図２

Description

本発明は、配管敷設方法に関し、特に、既設配管を活用して、新たなスペースを必要とすることなく新規配管を敷設することができる配管敷設方法に関する。また、本発明は配管敷設構造に関する。

地上に敷設される配管（地上配管）は、地中に埋設される配管（埋設配管）に比べて敷設や保守管理が容易であることから、各種のプラントや工場内の配管などとして広く用いられている。

そのようなプラントや工場においては、必要に応じて配管を新設する場合がある。しかし、工場などの敷地には限りがあるため、省スペースで配管を新設できる技術が求められている。

例えば、特許文献１では、既存の配管ラックの上方に、さらに新たな配管ラックを設置し、その新設された配管ラックに新設配管を敷設する方法が提案されている。

また、特許文献２では、既設配管に配管支持具を取り付け、前記配管支持具を用いて前記既設配管の上方に新設配管を多段で敷設する方法が提案されている。

特開２０１８−０４４５９９号公報 特開２００１−１８７９８２号公報

特許文献１で提案されている方法によれば、既設の配管ラックの上方の空間を活用し、比較的省スペースで新設配管を敷設することができる。しかし、新たな配管ラックを敷設する必要があるため費用がかさむという問題がある。また、既設の配管ラックの周囲や上方に新たな配管ラックを設置するスペースが無い場合には、この方法を適用することができない。

また、特許文献２で提案されている方法によれば、比較的省スペースで、かつ簡便な方法で新設配管を敷設することができる。しかし、この方法でも既設配管の上方にスペースがない場合には新設配管を敷設することができない。

さらに、一般的に配管の曲げに対する強度は配管の断面形状とサイズによって決まる断面係数に依存し、基本的には径が小さい配管ほど強度が低くなる。そのため、配管を敷設する際には該配管の断面係数に応じた間隔で支持する必要があるが、特許文献２の方法では既設配管の支持具を利用して新設配管の支持具を固定しているため、支持具の間隔を自由に設定できない。そのため、特許文献２に記載の方法は、既設配管よりも小径の配管の新規敷設には適さない。

また、特許文献１のように配管ラックを新設するのではなく、既存の配管ラックに新設配管を敷設することも考えられる。しかし、その場合には配管ラックの支柱の間隔はすでに決まっており、容易には変更することができない。そのため、やはり既設配管より小径の配管の新設には適さない。その場合、新設配管の径を本来必要な径よりも大きくして断面係数を増加させれば既存の配管ラックの支柱の間隔に対応させることもできるが、過剰設備となりコストが増加することに加え、ラック上においてより広いスペースが必要になってしまう。また、そもそもこの方法は既存の配管ラックに空きスペースが有る場合にしか適用することができない。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、配管ラックなどを増設することなく、配管の断面係数によらず、より省スペースで配管を新設することのできる配管敷設方法を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨構成は以下のとおりである。

１．地上に設置されている既設配管の内部に、前記既設配管よりも小径の新設配管を敷設する、配管敷設方法。

２．前記既設配管が金属製であり、前記新設配管が樹脂製である、上記１に記載の配管敷設方法。

３．前記既設配管の内部に、該既設配管の長手方向に間隔をあけて複数の支持部材を設置し、前記複数の支持部材により前記新設配管を支持する、上記１または２に記載の配管敷設方法。

４．前記既設配管の内径が８００ｍｍ以上であり、
前記既設配管の内部断面積に占める前記新設配管の断面積の割合が５０％以下である、上記１〜３のいずれか一項に記載の配管敷設方法。

５．地上に設置されている既設配管の内部に、前記既設配管よりも小径の新設配管が敷設された配管敷設構造。

６．前記既設配管が金属製であり、前記新設配管が樹脂製である、上記５に記載の配管敷設構造。

７．前記既設配管の内部に、該既設配管の長手方向に間隔をあけて複数の支持部材が設置されており、前記複数の支持部材により前記新設配管が支持されている、上記５または６に記載の配管敷設構造。

８．前記既設配管の内径が８００ｍｍ以上であり、
前記既設配管の内部断面積に占める前記新設配管の断面積の割合が５０％以下である、上記５〜７のいずれか一項に記載の配管敷設構造。

本発明によれば、配管ラックなどを増設することなく、配管の断面係数によらず、より省スペースで配管を新設することができる。

材質による配管のコストを比較したグラフである。 本発明の一実施形態における配管敷設構造を示す模式図である。 本発明の他の実施形態における配管敷設構造を示す模式図である。 本発明の配管敷設方法を実施する方法の一例を示す模式図である。

本発明の一実施形態においては、地上に設置されている既設配管の内部に、前記既設配管よりも小径の新設配管を敷設する。本発明では既設配管の内部に新設配管を敷設するため、新たなスペースを必要としない。また、既設配管自体で新設配管を支持することができるため、新たな配管ラックなどを設ける必要もない。

［既設配管］
本発明では、地上に設置されている既設配管を利用する。ここで、「地上に設置されている」とは、地中に埋設されている埋設配管ではないことを意味する。したがって、地面に直接設置されている既設配管と、架台などの支持部材を用いて空中に（地面と直接接触しない状態で）敷設されている既設配管（架空配管）のいずれもが、「地上に設置されている既設配管」に包含される。

また、「既設配管」とは、新設配管の敷設に先立って既に敷設され、使用に供されていた配管を指すものとする。したがって、一度の敷設作業において、単に新設配管よりも先に敷設した配管は「既設配管」に含まれない。

前記既設配管としては、地上に設置されている配管であれば任意のものを対象とすることができる。例えば、前記既設配管は、製鉄所などの各種工場やプラントに敷設された配管であってもよい。

なお、前記既設配管は、使用中の配管であってもよく、以前使用されていたが現在は使用されていない配管であってもよい。ここで、「使用」とは、配管を本来の目的である気体や液体などの輸送に利用することを指す。前記既設配管として使用中の配管を使用する場合には、追加のスペースを消費することなく配管の新設が可能となる。また、前記既設配管として、使用されていない配管を使用する場合には、本来不要となって撤去されるべき配管を、新設配管の敷設スペースおよび支持手段として活用することができる。

前記既設配管の材質はとくに限定されず、任意の材質の配管を用いることができる。なお、強度や耐候性の観点からは、前記既設配管が金属製の配管であることが好ましく、鋼製の配管であることがより好ましい。

［新設配管］
前記新設配管としては、前記既設配管よりも小径の配管であれば任意の配管を用いることができる。

前記新設配管の材質はとくに限定されず、任意の材質の配管を用いることができる。しかし、一般的に樹脂製の配管は金属製の配管に比べて非常に低コストであるため、前記新設配管としては樹脂製の配管を用いることが好ましい。例えば、図１は、上水配管として一般的に用いられている３種類の配管のコストを比較したグラフである。このグラフから分かるように、樹脂製の管であるポリエチレン管（ＰＥ）の１インチメーター（口径×長さ）当たりのコストは、鋼管の外面にポリエチレン樹脂を被覆したポリエチレンライニング管（ＰＬＰ）やステンレス鋼管（ＳＵＳ）の１／２以下である。

また、施工性の観点からも、前記新設配管として樹脂製の配管を用いることが好ましい。すなわち、一般的な金属製の管では管同士の接合が溶接によって行われるのに対し、樹脂製の管であれば融着によって接合することができるため、施工性に優れている。

なお、一般的に樹脂製の配管は耐候性に劣るため、通常は屋外での使用が避けられる。しかし、本発明によれば、新設配管は既設配管内に設置されるため、日光の影響を受けない。したがって、耐候性に劣る樹脂製の配管であっても問題なく使用することができる。

なお、以上の理由から、前記既設配管としては耐候性や強度に優れる金属製の配管を使用し、前記新設配管としてはコスト面で有利な樹脂製の配管を使用することがより好ましい。

既設配管内に敷設される新設配管の本数はとくに限定されず、１本であってもよく、複数本であってもよい。なお、複数本の新設配管を１つの既設配管内に敷設する場合には、支持部材を用いて各新設配管を支持することが好ましい。ただし、いずれの場合であっても、新設配管は、既設配管に対して固定しないことが好ましい。言い換えると、新設配管は、既設配管の長手方向に移動自在な状態で設置することが好ましい。これは、温度変化などによる配管の伸縮に対応するためである。

また、既設配管が存在しない場所にも新設配管を敷設する場合には、新設配管の一部の区間を既設配管外に設置してもよい。その場合、新設配管は太陽光などにさらされることになるため、新設配管のうち、既設配管外に設置される区間については金属製の配管とすることが好ましい。

上記既設配管のサイズはとくに限定されないが、内部に作業者や点検用機器が入ることのできる空間を確保するという観点からは、前記既設配管の内径を８００ｍｍ以上とすることが好ましく、１０００ｍｍ以上とすることがより好ましく、１５００ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。

同様の観点から、前記既設配管の内部断面積に占める前記新設配管の断面積の割合は、５０％以下とすることが好ましく、４０％以下とすることがより好ましい。なお、ここで「断面積」とは、管の長手方向に直交する断面における面積であり、「既設配管の内部断面積」とは、該既設配管の内径から算出される内部断面積を指す。また、「新設配管の断面積」とは、該新設配管が複数である場合には、すべての新設配管の断面積の合計を指すものと定義する。

既設配管の内径と、その内部に収容されている新設配管の断面積が上記の条件を満たす場合、前記新設配管を敷設して使用を開始した後も、既設配管の内部に十分な空間が確保されているため、内部に作業者が入って、あるいは内部に各種機器を入れて、日常的な点検や補修作業を容易に行うことができる。

また、既設配管の内部に作業者が入って作業を行う際の作業性や安全性のために空間を十分に確保するという観点からは、新設配管外面と既設配管の内面との最大距離を８００ｍｍ以上とすることが好ましい。

次に、本発明のより具体的な実施の形態について、図面を参照して説明する。

図２は、本発明の一実施形態における配管敷設構造１０を示す模式図である。本実施形態においては、既設配管１１の内部に、既設配管１１よりも小径の新設配管１２が敷設されている。既設配管１１は、管台１３により固定されており、管台１３は、支持架台１４によって地表面から離間した位置に支持されている。支持架台１４は、配管の座屈を防ぐために、配管の長手方向に所定の間隔で配置されている。

図２に示した実施形態では、新設配管１２が既設配管１１の底部に直接設置されているが、支持部材を介して設置してもよい。

図３は、本発明の他の実施形態における配管敷設構造１０を示す模式図である。本実施形態においては、既設配管１１の内部に、既設配管１１よりも小径の新設配管１２が３本敷設されている点が図２に示した実施形態と異なっている。新設配管１２は、それぞれ支持部材（サポート）１５により支持されている。支持部材１５は、既設配管１１の長手方向に間隔をあけて複数設置されている。

次に、図４を参照して、使用されていない既設配管１１の内部に新設配管１２を敷設する際の作業方法の一例について説明する。

まず、既設配管１１の上面に、新設配管１２を挿入するための開口２０を設ける。その後、開口２０より新設配管１２を既設配管内へ挿入する。挿入作業を行う際には、既設配管１２をクレーンやチェーンブロックなどで吊上げることが好ましい。次いで、既設配管内に挿入した新設配管１２を人力などで設置位置まで移動させ、管同士を接合する。新設配管１２がポリエチレン管などの樹脂製の管の場合には、前記接合を溶着で行うことが好ましい。なお、作業時には配管内の換気を行う。また、使用中の既設配管内に新設配管を敷設する場合には、当該既設配管の使用をいったん停止し、内部にガスなどが流れていない状態で敷設作業を行うことが好ましい。

なお、上記の実施形態は、いずれも既設配管が支持架台によって空中に固定されている架空配管の場合についてのものであるが、地面に直接設置されている既設配管を対象とすることもできる。

１０ 配管敷設構造
１１ 既設配管
１２ 新設配管
１３ 管台
１４ 支持架台
１５ 支持部材（サポート）
２０ 開口

Claims (8)

1. 地上に設置されている既設配管の内部に、前記既設配管よりも小径の新設配管を敷設する、配管敷設方法。
2. 前記既設配管が金属製であり、前記新設配管が樹脂製である、請求項１に記載の配管敷設方法。
3. 前記既設配管の内部に、該既設配管の長手方向に間隔をあけて複数の支持部材を設置し、前記複数の支持部材により前記新設配管を支持する、請求項１または２に記載の配管敷設方法。
4. 前記既設配管の内径が８００ｍｍ以上であり、
   前記既設配管の内部断面積に占める前記新設配管の断面積の割合が５０％以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の配管敷設方法。
5. 地上に設置されている既設配管の内部に、前記既設配管よりも小径の新設配管が敷設された配管敷設構造。
6. 前記既設配管が金属製であり、前記新設配管が樹脂製である、請求項５に記載の配管敷設構造。
7. 前記既設配管の内部に、該既設配管の長手方向に間隔をあけて複数の支持部材が設置されており、前記複数の支持部材により前記新設配管が支持されている、請求項５または６に記載の配管敷設構造。
8. 前記既設配管の内径が８００ｍｍ以上であり、
   前記既設配管の内部断面積に占める前記新設配管の断面積の割合が５０％以下である、請求項５〜７のいずれか一項に記載の配管敷設構造。
   
   
   
   
   

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