JP4294192B2 - ガス遮断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管路を遮断して内部を流通するガスを遮断するためのガス遮断装置に関し、さらに詳しくは管路内に導入されるバッグによって管路を遮断するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス生成工場で生産された都市ガスは、大口径の高圧ライン、中口径の中圧ライン、小口径の低圧ラインおよび供給管を経て需要家に供給される。
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、管路内にエアバッグを挿入し、そのエアバッグを膨張させる方法が知られている。
【０００３】
従来、エアバッグを膨張させて管路内を流れるガスを遮断する場合、管路内壁面にスラグなどがあり、これによって管内面に凹凸が存在していると、エアバッグ外周面と管路内面との間の密着性が不安定となることがある。
このため、ガスの確実な遮断が困難な場合があり、密着状態が不完全な場合にはエアバッグを通り越して流れる、いわゆる、越ガスの発生が問題となる。
そこで、従来では、越ガス対策として、エアバッグを前後に配列した２連式のエアバッグ構造を用い、エアバッグ間に入り込んだ越ガスを大気放散することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、越ガスを大気放散させる場合、越ガスの全てが大気放散されて工事区間内へのガスの流入が完全に断たれているかどうかを確認するようにはなっていないのが現状である。
また、ガスを遮断した後に行われる不活性ガスとの置換のための構造はなく、このため、不活性ガスとの置換作業は、作業員の経験に頼っているのが現状である。
さらに、エアバッグの遮断構造上での問題として、エアバッグを管路内に導入する際には、管内を流れるガスの圧力によってエアバッグが流されたり倒れてしまうことがある。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来のガス遮断装置における問題、特にバッグによる管路遮断構造を用いる装置における問題に鑑み、越ガスの大気放散を確実に行えるようにするとともに、工事区間への越ガスの流入確認が行えるようにし、さらには、管路内に導入されたバッグが流されたり倒れたりすることなくガスの遮断を確実に行うことが可能な構成を備えたガス遮断装置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に、請求項１記載の発明は、管路に導入され、気体を導入することで膨張して前記管路の内面に密着して該管路を流れるガスを遮断するバッグを用いたガス遮断装置において、
前記管路内でのガスの流動方向前後に配置されて膨縮可能な第１，第２バッグと、
前記第１、第２バッグがそれぞれ一体化され、前記第１、第２バッグに形成されたガスの取り込み部と連通する開口部を備えた挿入管と、
前記それぞれの挿入管内に挿通され、前記第１または第２バッグに膨張用気体を供給する開口部を備えた気体導入パイプと、
前記管路に導入された前記第１、第２バッグと一体化されたそれぞれの前記挿入管を挿通可能とした空間が内部に形成され、その内部空間と連通する大気放散口と、前記挿入管を支持する支持部材とを備えたバッグ収容手段と、
を備えていることを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記挿入管を支持する支持部材は、前記バッグ収容手段の内部空間で起倒可能に設けられた支持片と、上記バッグ収容手段の内部空間上端を覆う蓋とを備え、前記管路外にて前記挿入管を挿通支持する構成とされていることを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記第１、第２バッグは、タイヤ形状とされ、その外周部には膨縮可能な変形代部が設けられ、前記変形代部は前記気体の導入圧力に応じて径方向に膨張して、膨張した前記変形代部が前記管路の内面に接触する接触面積を変更可能とされていることを特徴としている。
【００１０】
【作用】
バッグ収容手段が、第１、第２バッグの配置位置間に連通する内部空間およびこの空間に連通する大気放散口を備えているので、ガスの流動方向前方に位置する第１バッグと管路内面との間に流れた越ガスをバッグの配置位置間に達すると大気放散口を介して大気放散することができる。しかも、工事区間側に位置する第２バッグには、第１バッグと同様にガス取り込み口が設けられているので、挿入管を介して工事区間側での背圧を検出するようにすれば、工事区間へのガスの流入の有無を確認できる。さらに、工事区間側を不活性ガスに置換する際には、第２バッグ側のガス取り込み口を利用して不活性ガスを供給することができるので、確実に工事区間側での置換作業が可能となる。
【００１１】
挿入管がバッグ収容手段内に設けられている支持片により挿通支持されるので、多角形状と支持片側の形状とが合致させることで挿通支持することができる。これにより、挿入管側および支持片側での対向形状が合致していない場合には挿入管に一体化されているバッグの向きが適正でないと判断できる。しかも、挿入管の支持部は管路外にて挿入管を２カ所で支持するようになっているので、挿入管に一体のバッグがガスの圧力によって倒れたり、流される方向に移動するのを阻止できる。
さらに、第１、第２バッグに変形代部を設けているので、バッグ本体内の圧力が最大の場合には、変形代部が径方向に伸長してバッグ全体の形状がタイヤ形状となる。これにより、バッグ本体の幅を小さくしても、変形代部での摩擦抵抗によりバッグの倒れ、つまり、導管の敷設方向に沿った傾きが生じないので、変形代部の外周面が導管の内面に密着した状態を維持することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明実施例によるガス遮断装置の全体構成を示す模式図であり、同図においてガス遮断装置１は、口径が４００ｍｍ以上の大径からなる管路（以下、便宜上、導管という）２に形成されている連通孔２Ａに接続され、連通孔２Ａ内から導入されてガス流入を遮断する第１バッグ３、第２バッグ４およびこれらバッグを連通孔２Ａ内に導入するためのバッグ収容手段をなすバッグ収容箱５とバッグ収容箱５を管路側に設置するためのベース板６とを主要部として備えている。
【００１３】
第１バッグ３、第２バッグ４はガスの流動方向前方側および後方側にそれぞれ配置され、その一つが図３に示されている。
図３は、図１においてガスの流れ方向後方に位置する第２バッグ４を対象として示す図であり、同図において第２バッグ４は、バッグ本体４Ａと、これに一体化されている挿入管４Ｄとを備えて構成されている。なお、第１バッグ３においても同様な構成については符号「３」の後につけるアルファベットを同じにして示す。
バッグ本体４Ａは、膨縮可能なゴム引ナイロン基布からなる袋体で構成されている。
バッグ本体４Ａ内には、図示しないが、導管の敷設方向に沿ってバッグ本体４Ａの正面および背面同士間に張り渡された吊り帯を用いた膨張形状の保持構造が設けられている。吊り帯は、例えば、図２に示すように、バッグ本体４Ａの周方向において多角形状となるように張り巡らされて正面および背面と一体化されるとともに、多角形状の各頂点で正面および背面同士に張り渡されている。本実施例での吊り帯は、相似形の多角形を形成し、各多角形の頂点で正面および背面同士に張り渡された二重の吊り構造を構成している。
【００１４】
バッグ本体４Ａには、その外周部に変形代部４Ｂが設けられており、さらに中心部がガスの取り込み部を構成するために正面側を貫通する通路をなす凹部４Ｃとされている。
凹部４Ｃの周辺部には、バッグ本体４Ａの直径上で２カ所に膨張用気体の供給部である気体導入口４Ａ１が挿入管４Ｄの内部に挿通されている気体導入パイプ４Ｅに連通している。
変形代部４Ｂは、バッグ本体４Ａの幅に対して膨張することによりバッグ本体４Ａの幅とは異なる状態で幅を変更できる部分である。
このため、変形代部４Ｂは、バッグ本体４Ａ内に供給される膨張用気体の圧力によって、図３に示すようにバッグ本体４Ａの正面および背面から外周面に連続する肩部４Ｂ１と外周面４Ｂ２とを含む形状が台形形状に形成される場合と、台形形状が崩れてバッグ本体４Ａをタイヤ形状に形成される場合とが選択できるようになっている。
すなわち、バッグ本体４Ａ内の圧力が最大の場合には、変形代部４Ｂが径方向に伸長してバッグ全体の形状がタイヤ形状となり、バッグ本体４Ａ内の圧力が最大値よりも低い場合には、その圧力差に応じて変形代部４Ｂが台形形状に近づく。これにより、変形代部４Ｂが台形形状の場合にはバッグ本体４Ａの幅（便宜上、符号Ｌで示す）よりも外周部の幅（便宜上、符号Ｌ１で示す）が大きく、タイヤ形状の場合にはバッグ本体４Ａの幅と略同等となるとともに、バッグ全体での外径寸法が大きくなる。
【００１５】
変形代部４Ｂでは、台形形状の場合とタイヤ形状の場合のうちで特にタイヤ形状の場合には、バッグ本体４Ａの幅よりも小さくならないように径方向での変形量が設定されており、これによって、最大膨張時での導管内面に対する密着のための必要最小限の接触面積を確保するようになっている。
この場合の接触面積は、導管２内で第１，第２のバッグ３，４が倒れを生じない程度の摩擦抵抗が変形代部４Ｂの外周面４Ｂ２と導管２の内面との間に生起される面積に相当させてある。これにより、仮に、設計上、バッグ本体４Ａの幅を小さくしても、変形代部４Ｂでの摩擦抵抗によりバッグ３，４の倒れ、つまり、導管２の敷設方向に沿った傾きが生じないので、変形代部４Ｂの外周面４Ｂ２が導管２の内面に密着した状態を維持することができる。
【００１６】
図１において挿入管３Ｄ、４Ｄは、外径形状が六角形状などの多角形状に形成されている。この挿入管３Ｄ、４Ｄは、バッグ本体４Ａの凹部４Ｃに対向して形成されている開口部４Ｄ１を介して凹部４Ｃに連通し、挿入管４Ｄ内に位置する気体導入パイプ４Ｅは、バッグ本体４Ａの気体導入口４Ａ１に対向して形成されている開口部４Ｅ１を介してバッグ４Ａの内部に連通している。
開口部４Ｄ１，４Ｅ１に対してバッグ本体４Ａの凹部４Ｃおよび気体導入口４Ａ１が一体化されることにより、収縮した状態でのバッグ本体４Ａと挿入管４Ｄとが旗状に構成され、挿入管４Ｄが竿に相当し、バッグ本体４Ａが旗に相当している。
挿入管４Ｄの先端、つまり導管２内に挿入される側の端部には、図３に示すように、導管２の内面に対して多少食い込むことができる形状の支持錐１０が一体化されており、バッグの移動を阻止できるようになっている。
【００１７】
上記構成の第１，第２バッグ３，４は、図３においては気体導入パイプ４Ｅから開口部４Ｅ１を介して炭酸ガスなどの不活性ガスがバッグ本体４Ａ内に導入されることにより膨張し、内部に導入される気体の圧力に応じて外周面３Ｂ、４Ｂが台形形状をなす場合とタイヤ形状をなす場合とに選択される。
また、バッグ本体４Ａ内から気体が抜かれると、収縮して折り畳むことができる。本実施例では、図示しないが、折り畳んだ状態での閉じ部として折り畳まれて重なる正面および背面との対向位置にホックが設けられている。
【００１８】
気体の導入時には、バッグ本体４Ａが幅方向にも膨らもうとするが、吊り帯によって幅方向での膨らみを抑制されているので、バッグ本体４Ａが径方向に膨らみやすくされている。
【００１９】
バッグ収容箱５は、筒状をなし、内部に第１，第２バッグ３，４が一体化されている挿入管（便宜上、第１バッグ用としては符号３Ｄで示す）、４Ｄを挿通支持する支持部材５Ａが設けられ、上端部には挿入管３Ｄ、４Ｄをそれぞれ挿通支持する孔を有した蓋５Ｂが着脱可能に設けられている。
また、バッグ収容箱５には、下端と上端との間に内部に連通する大気放散口としてのエルボ５Ｃが設けられており、第１，第２バッグ３，４間に入り込んだ越ガスを回収して大気放散できるようになっている。
【００２０】
支持部材５Ａは、起倒可能に設けられた支持片で構成され、挿入管３Ｄ、４Ｄを挿通するための支持孔が形成されている。支持孔は、図示しないが挿入管３Ｄ、４Ｄの外形形状である六角形の一部に対応する形状とされ、倒した際に挿入管３Ｄ、４Ｄの外周面にその一部が対向して挿入管３Ｄ、４Ｄの回り止めが行えるとともに、形状同士の整合状態によって挿入管３Ｄ、４Ｄに一体のバッグの向きを確認できるできるようになっている。
【００２１】
挿入管３Ｄ、４Ｄには、バッグ本体３Ａ、４Ａの中央部に形成されている凹部に連通するプラグ部７，７’が設けられ、気体導入パイプ３Ｅ、４Ｅには、気体導入口３Ｅ１，４Ｅ１（図３参照）に連通するプラグ部８，８’が設けられている。
プラグのうちで、挿入管３Ｄ、４Ｄに連通するプラグ７，７’は、導管２内でのガスの圧力を検出することができ、また、そのうち、ガスの流動方向後方に位置する挿入管４Ｄ側では、圧力検知に代えて、不活性ガスを供給できるようにもなっている。この不活性ガスの供給は工事区間側に位置する挿入管４Ｄの凹部４Ｃから工事区間に向けて行われ、いわゆる、工事区間内での気体の置換作業のために実行される。更に、ガス流動方向前方側の圧力が低い場合には、別系統ガス導管あるいはＣＮＧガスボンベよりガスを流入供給させ、安定した圧力を保持させることもできる。
【００２２】
バッグ収容箱５は、ベース板６の上面に載置固定されるようになっており、ベース板６は、図２に示すように、チェーンなどの結束部材９によって自らに形成されている開口部を、導管２の開口部２Ａに対向させて位置決めがなされたうえで固定されている。ベース板６には、摺動可能なシャッター部材６Ａが設けられており、第１，第２バッグ３，４が挿入されるまでの間閉じられて、導管２内からのガスの漏洩を防止している。
【００２３】
本実施例は以上のような構成であるから、ベース板６が導管２の開口部２Ａに対向して取り付けられた後、バッグ収容箱５がベース板６上に載置されると、第１，第２バッグ３，４を導管２内に挿入することができる。
第１，第２バッグ３，４は、バッグ収容箱５の蓋５Ｂおよび支持部材５Ａを介してガイドされながらバッグ本体３Ａ、４Ａを導管２内に位置させる。
導管２の内部に配置された第１，第２バッグ３，４は、挿入管３Ｄ、４Ｄの先端に位置する支持錐１０により挿入位置に保持される。
第１，第２バッグ３，４におけるバッグ本体３Ａおよび４Ａ内に対して気体導入パイプ４Ｅ（図２参照）を介して不活性ガスが導入されるとバッグ本体３Ａ、４Ａが膨張する。
【００２４】
バック本体３Ａ、４Ａ内での圧力によって膨張量が設定され、径方向での膨らみ量が設定されることになるが、本実施例では、バッグ本体３Ａ、４Ａの膨張に加えて変形代部３Ｂ、４Ｂでの変形量により導管２の内面への密着状態が変更できるようになっている。
つまり、バッグ本体３Ａ、４Ａ内の圧力上昇に応じて第１，第２バッグ３，４の全体形状に影響する外径寸法が大きくなり、これにより、変形代部３Ｂ、４Ｂの形状が台形形状からタイヤ形状に変化する。従って、タイヤ形状となった場合には、変形代部３Ｂ、４Ｂでの外周面４Ｂ２（図３参照）の幅が外周面４Ｂ１と導管２の内面との間での摩擦抵抗を確保できる幅に設定されるので、仮に、バッグ本体３Ａ、４Ａの幅が小さくても導管２の内面と変形代部３Ｂ、４Ｂの外周面との間での滑りが生じない。これにより、導管２内を流れるガスの圧力によって不用意にバッグ本体３Ａ、４Ａが傾くようなことなく、上記両者間での密着状態が維持されて外周面を越える、いわゆる、越ガスの発生が防止できる。
【００２５】
挿入管３Ｄ、４Ｄがバッグ収容箱５内に挿通される際には支持部材５Ａが起こされており、挿通されると支持部材５Ａが倒される。これにより、挿入管３Ｄ、４Ｄが挿通される際に支持部材５Ａが挿入管３Ｄ、４Ｄの挿入通路を邪魔することがなく、また、挿通後には挿入管３Ｄ、４Ｄの外形形状との整合状態によって挿入管３Ｄ、４Ｄに一体のバッグの向きを確認できる。これにより、バッグの向きが適正化され、バッグ側のガス取り込み部である凹部３Ｃ、４Ｃをガスの流れに正対させることができる。なお、蓋５Ｂが被される場合には、バッグ収容箱５に設けられているコック５Ｄを開放することで内部空間内の圧力上昇を防止して迅速に蓋５Ｂによりバッグ収容箱５の上端開口を閉じることができるようになっている。なお、上記コック５Ｄは、大気放散口５Ｃを閉じた状態でバッグ収容箱５内に入り込む越ガスの圧力検知を行うためにも用いることができる。
【００２６】
工事区間側に位置する第２バッグ４では、凹部４Ｃにより工事区間側での圧力を検出することで越ガスが工事区間に侵入しているかどうかが確認できる。
しかも、工事区間側への越ガスの侵入が合った場合には、工事区間内でのガスの置換が行われることになるが、その際には、凹部４Ｃに連通する挿入管４Ｄ側のプラグ７に対して不活性ガスの供給源を接続し、この供給源からの不活性ガスを凹部４Ｃから工事区間側に導入することで工事区間でのガス置換が行われる。
【００２７】
一方、導管２内において導管２の内面に密着した第１，第２バッグ３，４は、挿入管３Ｄ、４Ｄがバッグ収容箱５内の支持部材５後蓋５Ｂとの２カ所で支持されているので、ガスの圧力により第１，第２バッグ３，４が流されたり倒れたりするのを防止することができる。従って、ガスの流れに対して垂直な状態で挿入管３Ｄ、４Ｄが配置されることにより第１，第２バッグ３，４の外周面は導管２の内面に最も効率よく密着することができ、導管２内でのガスを最も効率よく封じることができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、バッグ収容手段が第１，第２バッグの配置位置間に連通する内部空間およびこの空間に連通する大気放散口を備えているので、ガスの流動方向前方に位置する第１バッグと管路内面との間に流れた越ガスをバッグの配置位置間に達すると大気放散口を介して大気放散することができる。しかも、工事区間側に位置する第２バッグには、第１バッグと同様にガス取り込み口が設けられているので、挿入管を介して工事区間側での背圧を検出するようにすれば、工事区間へのガスの流入の有無を確認できる。これにより、工事開始時での事故を未然に防止することが可能となる。
さらに、工事区間内を不活性化するためにガス置換する際には、第２バッグ側のガス取り込み口を利用して不活性ガスを供給することができるので、特別な置換構造を用いることなく遮断構造を兼用して実行することができ、設備コストの上昇を抑えることが可能となる。
【００２９】
さらに、発明によれば、挿入管の支持部は、管路外にて挿入管を２カ所で支持するようになっているので、挿入管に一体のバッグがガスの圧力によって倒れたり、流される方向に移動するのを阻止できる。これにより、バッグと管路内面との密着状態を適正化して越ガスの発生をより確実に防止することが可能となる。
さらに、第１、第２バッグに変形代部を設けているので、バッグ本体内の圧力を最大にした場合には、変形代部が径方向に伸長してバッグ全体の形状がタイヤ形状となる。これにより、バッグ本体の幅を小さくしても、変形代部での摩擦抵抗によりバッグの倒れ、つまり、導管の敷設方向に沿った傾きが生じないので、変形代部の外周面が導管の内面に密着した状態を維持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例によるガス遮断装置の全体構成を説明するための図である。
【図２】図１に示したガス遮断装置を管路に装着した状態を示す図である。
【図３】図１に示したガス遮断装置に用いられるバッグの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ガス遮断装置
２ 管路をなす導管
３ 第１バッグ
３Ａ バッグ本体
３Ｂ 変形代部
３Ｃ ガス取り込み部に相当する凹部
４ 第２バッグ
４Ａ バッグ本体
４Ｂ 変形代部
４Ｃ ガス取り込み部に相当する凹部
４Ｄ 挿入管
４Ｅ 気体導入パイプ
５ バッグ収容手段に相当するバッグ収容箱
５Ａ 支持部の一つである支持部材
５Ｂ 支持部の他の一つである蓋
５Ｃ 大気放散口
６ ベース板

Claims (3)

1. 管路に導入され、気体を導入することで膨張して前記管路の内面に密着して該管路を流れるガスを遮断するバッグを用いたガス遮断装置において、
   前記管路内でのガスの流動方向前後に配置されて膨縮可能な第１，第２バッグと、
   前記第１、第２バッグがそれぞれ一体化され、前記第１、第２バッグに形成されたガスの取り込み部と連通する開口部を備えた挿入管と、
   前記それぞれの挿入管内に挿通され、前記第１または第２バッグに膨張用気体を供給する開口部を備えた気体導入パイプと、
   前記管路に導入された前記第１、第２バッグと一体化されたそれぞれの前記挿入管を挿通可能とした空間が内部に形成され、その内部空間と連通する大気放散口と、前記挿入管を支持する支持部材とを備えたバッグ収容手段と、
   を備えていることを特徴とするガス遮断装置。
2. 前記挿入管を支持する支持部材は、前記バッグ収容手段の内部空間で起倒可能に設けられた支持片と、上記バッグ収容手段の内部空間上端を覆う蓋とを備え、前記管路外にて前記挿入管を挿通支持する構成とされていることを特徴とする請求項１記載のガス遮断装置。
3. 前記第１、第２バッグは、タイヤ形状とされ、その外周部には膨縮可能な変形代部が設けられ、前記変形代部は前記気体の導入圧力に応じて径方向に膨張して、膨張した前記変形代部が前記管路の内面に接触する接触面積を変更可能とされていることを特徴とする請求項１記載のガス遮断装置

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