JP3794893B2 - ガス火災消火システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス火災消火システムに関し、さらに詳しくは、緊急遮断用バッグを用いて補修対象区間両側でガスを遮断する際に発生するガスの噴出を防止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大地震などの災害に備えて各ラインの管路メンテナンスを実施している。このような管路メンテナンスを行う場合には、通常、メンテナンス対象区間のガス供給を遮断したうえで管路の入れ替えや管路の更生修理などが実施される。従来、既設管路内のガス供給を遮断する場合には、一例として、管路内に膨張可能なバッグを挿入し、そのバッグを膨張させる方法が知られている。
【０００３】
図６は、上記バッグを用いた方法の一例を示しており、この方法では、入れ替え補修対象箇所Ｘを有するメンテナンス対象区間の周辺をメンテナンス対象区間よりも大きく開削して作業ピットＰが形成される。次に補修対象箇所Ｘの前後位置に、バッグＡを管路Ｌ内に導入するための連通孔Ｂを開口し、該連通孔Ｂより２連構成のバッグＡを収縮した状態で管路内に導入し、導入完了後に該バッグＡを管路内で膨張させてガスの流通を遮断する。
そして前記バッグＡの位置より外側に、バイパス管Ｃを形成するための連通孔Ｄを形成し、該連通孔Ｄをバイパス管Ｃで結びガスの供給を確保した後に入れ替え補修作業を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
バッグＡによって補修対象箇所Ｘ両側でのガスの供給を遮断した上でメンテナンス作業を行うことになるが、何らかの原因によってバッグが正規の圧力状態から変化し、例えば、破裂してしまうような事態が発生すると、補修対象箇所Ｘ側にバッグＡを通り越してガスが噴出する虞がある。
噴出ガスはバッグＡが破裂した瞬間に流れ込むため、補修対象箇所Ｘを含む遮断区間内での作業において溶接などが行われていると噴出ガスに着火し、きわめて危険な状況となる。
噴出ガスに着火することで引き起こされる火災に対しては、消火器や土砂あるいはウエスや水を用いた鎮火作業や緊急グリースの圧入による越ガスの遮断が試みられる。
しかし、バッグの破裂によって補修対象区間内に噴出するガスの抑止は完全に行えないのが現状であり、消火後においてもガスの噴出を抑えられないことにより着火による爆発などの危険が残されたままとなる。
さらに、遮断する場合には、緊急グリースなどを封入するための掘削作業や管路への穿孔作業が必要となることから、噴出し続けるガスを遮断するまでの時間が長くなり、迅速な遮断を行うことが困難となりがちである。
一方、水による消火や管内の封止を行って閉管することが鎮火および遮断を行う際の確実性において他の作業内容に比べて優位であるが、管路の敷設形態によっては内部に水が滞留したままとなるので、事後処理がきわめて面倒となる。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来の越ガス対策、特に、バッグの破裂などの事故によって補修対象区間内に瞬間的に侵入するガスを遮断する場合の問題に鑑み、ガスの不燃化に加えて、二次災害の防止および事後処理の簡易化が可能なガス火災消火システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、地中に埋設されている管路内でガスの供給を遮断する区間両側の遮断位置にそれぞれ並置された複数のバッグと、上記遮断位置で、管路を流れるガスと直接接触する側のバッグの圧力を検出する圧力検知手段と、上記圧力検知手段が設けられているバッグに連通して設けられたパージガス供給手段と、上記遮断位置で、上記並置されているバッグとは別に管路を遮断可能な遮断治具と、上記圧力検知手段が入力側に接続され、上記パージガス供給手段および上記遮断治具の作動部が出力側にそれぞれ接続されている制御部とを備え、上記制御部は、上記圧力検知手段によって上記バッグの圧力が該バッグを上記管内面に密着させる圧力から低下した場合に上記パージガス供給手段を作動させるのに連続して上記遮断治具を作動させて上記遮断区間をバッグとは別に遮断するものであり、上記遮断治具は、上記管路を流れるガスの直接接触する側のバッグ内に格納された今ひとつのバッグが用いられることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明は、上記制御部の出力側には警報手段が接続され、上記圧力検知手段によって上記バッグの圧力が上記管内面に該バッグを密着させる圧力から変化した際に警報することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明は、上記パージガスとしてＮ₂ガスが用いられることを特徴とす特徴としている。
【００１１】
【作用】
本発明では、圧力検知手段によるバッグの圧力変化に応じてパージガスが供給されて遮断区間内が不活性化されるとともに、警報されることで遮断状態に異常事態が発生したことを認識することができる。しかも、検知圧力が所定圧力に達した場合には、バッグとは別に遮断治具によって遮断区間が遮断される。従って、仮にバッグが破裂することでその圧力が異常低下した場合には新たに遮断治具による遮断が行われることにより遮断区間内へのガスの噴射を迅速に遮断できる。しかも管路内のガスと直接接触する側に位置するバッグを対象として圧力検知するので、ガスの流動方向前後の遮断位置のいずれにおいても同様に遮断区間内へのガスなどの侵入を阻止することが可能となる。
【００１２】
また、本発明では、遮断治具として、バッグ内に格納されたバッグを用いているので、この遮断治具としてのバッグをパージガスで膨らませることが可能である。これにより、パージガスをそのままバッグの膨張用とすることで遮断区間内を不活性化しながらガスの噴出を遮断することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施例により本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明実施例によるガス火災消火システムの構成図である。
図１において、補修対象箇所（便宜上、図６において用いた符号Ｘで示す）が存在する管路１は、その箇所を含めた作業ピット２が形成されることにより外部に露呈される。
管路１における補修対象箇所Ｘ両側でガスの流動方向前後に位置する遮断位置には、ガスの流動方向（仮に図１中、矢印で示す方向）前後に一対のバッグ３，４が並置されることにより遮断区間Ｌが形成される。本実施例では、矢印で示す方向とされているガスの流動方向からして、バッグ３が管路１内を流れるガスに直接接触する側に位置しており、遮断区間Ｌの両側の遮断位置において同じ関係とされている。
一方、遮断区間Ｌの両側においてバッグ３，４の並置位置よりも外側の遮断区間外同士はバイパス５によって連通され、遮断区間Ｌにはガスを供給しないようにするものの、遮断区間外ではガスの供給が維持されることにより、ガスの不断流状態でメンテナンスが行えるようになっている。
【００１４】
バッグ３，４は、収縮した状態で管路１に予め形成されている導入口（図示されず）から管内に導入され、バッグ３，４に連通する供給路を備えた不活性ガス供給手段（図示されず）によって膨張させられると管内面に密着することができる。
バッグ３，４の並置位置間は越ガス放散部６に連通させてあり、図１において管路のガスと直接接触する側であるガスの流動方向前方側に位置するバッグ３と管内面との間でわずかに通過した場合のガスが大気放散されるようになっている。
【００１５】
不活性ガス供給手段（図示されず）とガス流動方向前方に位置するバッグ３との連通路中には、バッグ３内の圧力を監視するための圧力検知手段７が設けられている。
圧力検知手段７は、後述する制御部８の入力側に接続されて圧力情報を出力する。
制御部８は、マイクロコンピュータにより主要部が構成されており、図示しないＩ／Ｏインターフェースを介して入力側に上記圧力検知手段７が、そして、出力側には、パージガス供給手段９および警報手段１０がそれぞれ接続されている。
【００１６】
パージガス供給手段９はコンプレッサ１１によって設定される圧力を以てＮ₂ガスなどの不活性ガスを噴射するための装置であり、バッグ３の内部に連通するホース１２の一端が連結されている。
ホース１２は、図２に示すように二重管構造とされ、同一端部側で大径部がバッグ３の内部に連通し、そして大径部の内側に位置する小径部が後述する遮断治具１３に連通している。
【００１７】
図２において遮断治具１３は、耐熱、耐炎性および耐圧性を有したバッグで構成されており、通常状態として収縮した状態でバッグ３内に配置されている。
通常状態にある遮断治具１３は、バッグ３が破裂した場合に制御部８からの指令によりパージガス供給手段９が作動することで供給される不活性ガスによって膨張して管路内面に密着できるようになっている。
遮断治具１３が膨らむ際には、これが管路内面に密着するまでの間、ホース１２における大径部の端末部が開放されているので、パージガスがその大径部と小径部との内径差を利用してバッグ３側に噴出され、遮断治具１３が管路内面に密着するように膨らんだ際には、大径部からのパージガスの噴出路が遮断治具１３によって閉塞されるので、遮断治具１３の膨張に先立ち、パージガスが噴出することになる。
上記遮断治具１３は、バッグ３内に配置されることに限らず、図１において二点鎖線で示すように、バッグ３，４の配置位置間に設けることもでき、この場合には、ホース１２がバッグ３側と遮断治具１３側とに別系統で設けられる。
【００１８】
制御部８では、圧力検知手段７を用いてバッグ３内の圧力監視を行い、バッグ３内の圧力が管路内面に密着できる圧力から変化し、特に、バッグ３が破裂した際の膨張による圧力低下が検知された場合には警報するとともに、パージガス供給装置９を作動させるようになっている。
【００１９】
本実施例は以上のような構成を用いて次の作用が得られる。
管路１内に導入されたバッグ３，４が不活性ガス供給装置６によって膨張され、管路内面に密着した状態に維持されると、補修対象箇所Ｘの両側がバッグ３，４によって遮断され、ここに遮断区間Ｌが構成される。
【００２０】
バッグ３，４のうちで、遮断位置で管路内のガスと直接接触する側のバッグ３が何らかの原因によって管路内面との密着状態が悪化し、仮に破裂した場合には、そのときの圧力低下が圧力検知手段７によって検知され、その圧力情報が制御部８に出力される。
バッグ３の内部圧力が変化した場合に実行される制御部８での処理は、図３に示すとおりである。
図３において、制御部８では、管路内面に密着できる圧力から低下した場合にその圧力がバッグ３の破裂時に相当する圧力かどうかが判別される（ＳＴ１）。バッグ３の破裂に相当していると判別した場合には、警報のための指令が警報手段１０に出力されるとともに（ＳＴ２）、パージガス供給手段９が作動され、パージガスがバッグ３側に向けて供給される（ＳＴ３）。
【００２１】
パージガス供給手段９からパージガスがバッグ３側に向けて供給されると、遮断治具１３が膨らみ始める一方、遮断治具１３が管路内面に密着することができる膨張量に達するまでの間はホース１２の端末部における大径部からパージガスが噴出する。
これにより、遮断治具１３が管路内面に密着できる程度に膨らむのに先立ちパージガスが遮断区間Ｌ側に向けて噴射されるので、仮にバッグ３の破裂によって遮断機能が悪化した場合でも遮断区間Ｌ内が不活性化され、遮断区間Ｌ内を難燃域に移行させることができる。従って、火災の発生を抑制できるとともに、火災を鎮火傾向に変更することができる。
遮断治具１３が管路内面に密着する程度に膨らむとホース１２の端末部での大径部を介したパージガスの噴出は行われないものの、これに代わって遮断治具１３によって遮断区間Ｌにおけるガス流動方向前方側が遮断されるので、遮断区間Ｌ内へのガスの侵入が阻まれて火災発生傾向が抑制されることになる。
【００２２】
本実施例では、バッグ３の圧力検知を利用して、バッグ３の膨らみ状態を矯正することもできる。この場合の前提として、パージガス供給手段９がホース１２の大径部および小径部を個別に用いてパージガスを供給できる構成であることとする。
図４は、この場合の制御部８の作用を説明するためのフローチャートである。同図において、遮断位置でガスと直接接触する側のバッグ３内の圧力がこのバッグ３が管路内面に密着しなくなる程度に低下したことを圧力検知手段７によって検知されると（ＳＴ１０）、制御部８では、その圧力がバッグの破裂に相当する圧力低下であるかどうかを判別する（ＳＴ１１）。
ステップＳＴ１１においてバッグの破裂に相当していない場合には、警報するための指令が警報手段１０に出力され（ＳＴ１２）、パージガス供給手段９を作動させてホース１２の端末部における大径部からパージガスをバッグ３内に噴射し、バッグ３の内部圧力を高める（ＳＴ１２）。
これにより、バッグ３を膨らませるための不活性ガスを供給する手段に何らかの不具合が生じたことが原因となってバッグ３を管路内面に密着させる状態が維持できなくなってもこの供給手段に代わってパージガス供給手段９によりバッグ３を管路内面に密着させる状態を維持させることができる。
【００２３】
パージガス供給手段９が作動した時点からバッグ３の内部圧力が圧力検知手段７によって検知され、規定圧、つまり、管路内面に密着できる圧力に達したかどうかが判別され（ＳＴ１４）、規定圧に達している場合にはパージガス供給手段９の作動を圧力検知手段７の検知情報に応じて制御する態様を維持する。
一方、パージガス供給手段９からのパージガスの噴出によってもバッグ３の内部圧力が規定圧に達していない場合には、バッグ３自体に破裂やあるいは破損などの不具合が発生していると判断してパージガス供給手段９の作動が継続されて遮断治具１３が膨張される（ＳＴ１５）。
このような制御によれば、遮断区間Ｌを難燃域とするために用いられる構成をバッグ３の膨張のためにも用いることができるので、バッグ３の密着状態をバックアップして常に良好な密着状態を維持させることができる。
【００２４】
本実施例によれば、不活性ガスの供給による遮断区間Ｌの難燃化と遮断治具１３によるガスの遮断が行われるだけで遮断区間Ｌでの火災発生の防止に加えて火災の鎮火を促進することができるので、従来行われていた消火と違って、消火に水や土砂あるいは緊急グリースなどを用いないですむ。これにより、消火のための掘削作業や消火後復元作業などの事後処理が不要となる。
【００２５】
次に本発明実施例の変形例について説明する。
図５に示す実施例は、図１に示したガス火災消火システムの構成において、例えば、矢印で示すガスの流動方向後方側の遮断位置で遮断区間Ｌの外側に位置して管路内のガスと直接接触するバッグ３の圧力が低下した場合にその位置を遮断することを特徴としている。
すなわち、遮断区間Ｌの外側でガスの流動方向後方側の遮断位置に並置されているバッグ３，４のうち、管路内のガスと直接接触する側に位置するバッグ３には、内部圧力を検知するための圧力検知手段１５が設けられている。
【００２６】
一方、圧力検知手段１５が設けられているバッグ４の内部には、図１に示したバッグ３と同様に、遮断治具（便宜上、図１に示した符号１３を用いる）が収縮した状態で内装され、遮断治具１３には、パージガス供給手段（便宜上、符号９’で示す）がホース（便宜上符号１２’で示す）を介して連通している。
パージガス供給手段９’およびホース１２’とバッグ４との連結構造は図２に示した場合と同様なものとされ、さらにパージガス供給手段９’は、制御部（便宜上、符号８’で示す）によって作動制御されるようになっている。
【００２７】
制御部８’は、例えば、図５において矢印で示す方向にガスが流されている場合にその流動方向後方側の遮断位置で、ガスや空気が遮断区間Ｌ内に侵入することがある場合を前提として、遮断区間Ｌを遮断するための制御を行う。
つまり、内部圧力がこのバッグ３を管路内面に密着させることができなくなる圧力に達すると、パージガス供給手段９’を作動させてパージガスを噴出する一方で、遮断治具１３’を膨張させる。
これにより、ガスの流動方向後方側の遮断位置で管路内のガスと直接接触する位置のバッグ３が破裂した時はもちろん、収縮した場合においても遮断治具１３’が膨張することでガスの流動方向後方側での遮断位置の外側においてガスや空気が遮断されるので、遮断区間内への空気や多少のガスの侵入が阻止される。この結果、パージガスにより遮断区間を難燃域とするとともに火災を助長する要素である空気やガスを遮断することでより効果的に火災の発生を防止するとともに火災の鎮火を促進することができる。
本発明では、図１に示したように、ガスの流動方向前方側の遮断位置で管路内のガスと直接接触する側に位置するバッグ３を対象として遮断治具１３を設ける構成と、上述したガスの流動方向後方側の遮断位置で管路内のガスと直接接触する側に位置するバッグ３を対象として遮断治具１３’を設けた構成とを組み合わせて用いることも可能である。これにより、遮断区間内に対していずれの方向からのガスあるいは空気の侵入を阻止して火災を助長しないようにできるととも火災を鎮火傾向に変更することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、圧力検知手段によるバッグの圧力変化に応じてパージガスが供給されて遮断区間内が不活性化されるとともに、警報されることで遮断状態に異常事態が発生したことを認識することができる。しかも、検知圧力が所定圧力に達した場合には、バッグとは別に遮断治具によって遮断区間が遮断されるのでバッグの破裂などの事故によって補修対象区間内に瞬間的に侵入するガスの不燃化に加えて、二次災害の防止および事後処理の簡易化が可能なガス火災消火システムが得られる。
【００２９】
また、本発明によれば、遮断治具として、バッグ内に格納されたバッグを用いているので、この遮断治具としてのバッグをパージガスを用いて膨らませることが可能である。これにより、パージガスをそのままバッグの膨張用とすることで遮断区間内を不活性化しながらガスの噴出を遮断することができ、事後処理が不要な消火システムを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例によるガス火災消火システムを説明するための構成図である。
【図２】図１に示したガス火災消火システムに用いられる遮断治具の構成を説明するための模式図である。
【図３】図１に示したガス火災消火システムに用いられる制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示したガス火災消火システムに用いられる制御部の他の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の別実施例によるガス火災消火システムを説明するための構成図である。
【図６】ガス遮断工法の一例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ 管路
３ ガス流動方向前方に位置するバッグ
４ ガス流動方向後方に位置するバッグ
５ バイパス
６ バッグ包丁用の不活性ガス供給手段
７、１５ 圧力検知手段
８ 制御部
９ パージガス供給手段
１０ 警報手段
Ｘ 補修対象箇所
Ｌ 遮断区間

Claims (3)

1. 地中に埋設されている管路内でガスの供給を遮断する区間両側の遮断位置にそれぞれ並置された複数のバッグと、上記遮断位置で、管路を流れるガスと直接接触する側のバッグの圧力を検出する圧力検知手段と、上記圧力検知手段が設けられているバッグに連通して設けられたパージガス供給手段と、上記遮断位置で、上記並置されているバッグとは別に管路を遮断可能な遮断治具と、上記圧力検知手段が入力側に接続され、上記パージガス供給手段および上記遮断治具の作動部が出力側にそれぞれ接続されている制御部とを備え、
   上記制御部は、上記圧力検知手段によって上記バッグの圧力が該バッグを上記管内面に密着させる圧力から低下した場合に上記パージガス供給手段を作動させるのに連続して上記遮断治具を作動させて上記遮断区間をバッグとは別に遮断するものであり、
   上記遮断治具は、上記管路を流れるガスの直接接触する側のバッグ内に格納された今ひとつのバッグが用いられることを特徴とするガス火災消火システム。
2. 上記制御部の出力側には警報手段が接続され、上記圧力検知手段によって上記バッグの圧力が上記管内面に該バッグを密着させる圧力から変化した際に警報することを特徴とする請求項１記載のガス火災消火システム。
3. 上記パージガスとしてＮ₂ガスが用いられることを特徴とする請求項１記載のガス火災消火システム。

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