JP4938642B2 - 管内気体置換方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガス供給用配管内にある第１気体を、他の第２気体に置換する管内気体置換方法に関する。

ガス供給用配管としては、例えば、ガバナーステーション間に亘って敷設されている都市ガス供給用導管などの高圧管があり、このような高圧管を新設したような場合には、ガバナーステーション間に敷設された高圧管内にある空気を全て都市ガスに置換する必要があり、また、既設の高圧管内の点検や補修などのメンテナンスを行う場合には、その既設高圧管内の都市ガスを全て空気に置換する必要があるが、この置換作業の際に、都市ガスと管内空気とが混じると着火する可能性が生じ、安全上の問題がある。
このため、上記管内気体置換方法では、ガス供給用配管内にある第１気体と、その第１気体と置換しようとする第２気体とが混合して着火などの可能性が生じる場合は、その置換作業を安全に行うために、従来、導管の略全長に亘る管内の第１気体の全部を、一旦、第１気体或いは第２気体と混じっても着火・爆発のおそれがない窒素ガスなどの不活性ガスに置換した後、その不活性ガスの全部を第２気体に置換している（周知・慣用技術であり、先行技術文献情報を発見できない。）。

このため、管内の第１気体の全部を不活性ガスに置換する置換作業と、管内の不活性ガスの全部を第２気体に置換する置換作業との、少なくとも二回の置換作業を実施する必要があり、第１気体の第２気体への置換が完了するまでに時間が掛かるので、置換作業に要する費用が高くつく欠点がある。
また、ガバナーステーション間に亘って敷設されている都市ガス供給用導管などのように、口径が大きい高圧管が数キロ〜数十キロに亘って敷設されている場合は、高圧管の略全長に亘る管内の第１気体の全部を不活性ガスに置換するにあたって、大量の不活性ガスが必要で、この点でも多額の費用を要する欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、ガス供給用配管内にある第１気体と、その第１気体と置換しようとする第２気体とが混合して着火などの可能性が生じる場合でも、置換作業を安全に、かつ、安い費用で実施できるようにすることを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、ガス供給用配管内にある第１気体を、他の第２気体に置換する管内気体置換方法であって、
前記第１気体が空気であり、前記第２気体が可燃性ガスであり、管長手方向一端側の前記配管内にピグを挿入して、その配管内を、管長手方向一端側の第１空間部と管長手方向他端側の第２空間部とに仕切ると共に、前記第２空間部のうちのピグ側部分に不活性ガスを供給して不活性ガス領域を形成した後、前記第１空間部に前記可燃性ガスを供給しながら、前記ピグを管長手方向他端側に移動させることにより、前記第２空間部の前記空気を管外に押し出す点にある。

〔作用及び効果〕
管長手方向一端側の配管内にピグを挿入して、その配管内を、管長手方向一端側の第１空間部と管長手方向他端側の第２空間部とに仕切ると共に、第２空間部のうちのピグ側部分に不活性ガスを供給して不活性ガス領域を形成して、第２空間部の第１気体である空気と第１空間部との間に、第２空間部のうちのピグ側部分の不活性ガス領域とピグとを介在させるので、不活性ガスの第１空間部への流入をピグで防止しながら、第１空間部に第２気体である可燃性ガスを供給した場合の、その可燃性ガスと第２空間部の空気との接触を不活性ガス領域とピグとで遮断できる。
そして、第２空間部のうちのピグ側部分に不活性ガス領域を形成した後、第１空間部に可燃性ガスを供給しながら、ピグを管長手方向他端側に移動させることにより、第２空間部の空気を管外に押し出すので、可燃性ガスが充填された第１空間部を配管の略全長に亘って拡げながら、同時に、第２空間部の空気を管外に押し出して、配管の略全長に亘って、空気を可燃性ガスに置換することができる。
従って、ガス供給用配管内にある空気を、混合比によっては着火し易い可燃性ガスに全て置換する場合に、配管の略全長に亘る空気の全部を不活性ガスに置換することなく、少ない量の不活性ガスで安全に、しかも、一回の置換作業で可燃性ガスへの置換を完了させることができるようになり、ガス供給用配管内にある空気と、その空気と置換しようとする可燃性ガスとが混合して着火などの可能性が生じる場合でも、置換作業を安全に、かつ、安い費用で実施できる。

本発明の第２特徴構成は、ガス供給用配管内にある第１気体を、他の第２気体に置換する管内気体置換方法であって、
前記第１気体が空気であり、前記第２気体が可燃性ガスであり、管長手方向一端側の前記配管内に少なくとも二個のピグを挿入して、二個のピグ間の中間空間部と、前記中間空間部に対して一方のピグを挟んで管長手方向一端側で隣り合う第１空間部と、前記中間空間部に対して他方のピグを挟んで管長手方向他端側で隣り合う第２空間部とに配管内を仕切ると共に、前記中間空間部に不活性ガスを充填して不活性ガス領域を形成した後、前記第１空間部に前記可燃性ガスを供給しながら、前記ピグを管長手方向他端側に移動させることにより、前記第２空間部の前記空気を管外に押し出す点にある。

〔作用及び効果〕
管長手方向一端側の配管内に少なくとも二個のピグを挿入して、二個のピグ間の中間空間部と、その中間空間部に対して一方のピグを挟んで管長手方向一端側で隣り合う第１空間部と、中間空間部に対して他方のピグを挟んで管長手方向他端側で隣り合う第２空間部とに配管内を仕切ると共に、中間空間部に不活性ガスを充填して不活性ガス領域を形成して、第１空間部と第２空間部との間に、二個のピグで挟まれた不活性ガス領域を介在させるので、不活性ガスの第１空間部への流入をピグで防止しながら、第１空間部に第２気体である可燃性ガスを供給した場合の、その可燃性ガスと第２空間部の第１気体である空気との接触を二個のピグで挟まれた不活性ガス領域で効果的に遮断できる。
そして、中間空間部に不活性ガスを充填して不活性ガス領域を形成した後、第１空間部に可燃性ガスを供給しながら、ピグを管長手方向他端側に移動させることにより、第２空間部の空気を管外に押し出すので、可燃性ガスが充填された第１空間部を配管の略全長に亘って拡げながら、同時に、第２空間部の空気を管外に押し出して、配管の略全長に亘って、空気を可燃性ガスに置換することができる。
従って、ガス供給用配管内にある空気を、混合比によっては着火し易い可燃性ガスに全て置換する場合に、配管の略全長に亘る空気の全部を不活性ガスに置換することなく、少ない量の不活性ガスで安全に、しかも、一回の置換作業で可燃性ガスへの置換を完了させることができるようになり、ガス供給用配管内にある空気と、その空気と置換しようとする可燃性ガスとが混合して着火などの可能性が生じる場合でも、置換作業を安全に、かつ、安い費用で実施できる。

本発明の第３特徴構成は、前記第１空間部に供給した前記可燃性ガスの圧力で、前記ピグを管長手方向他端側に移動させる点にある。

〔作用及び効果〕
第１空間部に供給した可燃性ガスの圧力で、ピグを管長手方向他端側に移動させるので、可燃性ガスの第１空間部への供給圧力に応じて、その可燃性ガスが充填された第１空間部を拡げていくことができ、予め配管内にワイヤーなど挿通しておいて、可燃性ガスの第１空間部への供給量に応じて、そのワイヤーでピグを管長手方向他端側に牽引移動させるような手間が特に不要で、置換作業の簡略化を図ることができる。

本発明の第４特徴構成は、前記不活性ガスとして、窒素ガスを使用する点にある。

〔作用及び効果〕
不活性ガスとして、比重が空気に近い窒素ガスを使用するので、不活性ガスと管内空気とが混じり難く、第１空間部に供給した可燃性ガスと第２空間部の管内空気との接触を効果的に遮断できる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
本発明による管内気体置換方法を、図１に示すように、ガス供給方向で上流側の第１ガバナーステーションＡと下流側の第２ガバナーステーションＢとに亘って新設された、ガス供給用配管としての円筒状の都市ガス供給用高圧管Ｃ内にある第１気体としての管内空気Ｇａを、他の第２気体としての可燃性ガスとしての都市ガスＧｃに置換する場合を例示して説明する。

前記第１ガバナーステーションＡと第２ガバナーステーションＢは例えば互いに２０ｋｍ程度離れた箇所にガバナーなどを設置して設けてあり、両ガバナー間に高圧管（供給圧力：１Ｍｐａ以上）Ｃを設けてある。

前記高圧管Ｃの管長手方向一端側は、第１ガバナーステーションＡにおいて、横管１ａで、二次側開閉バルブ２ａを介して、第１整圧装置３ａの二次側配管４ａに接続してあるとともに、管長手方向他端側は、第２ガバナーステーションＢにおいて、横管１ｂで、一次側開閉バルブ２ｂを介して、第２整圧装置３ｂの一次側配管４ｂに接続してあり、また、高圧管Ｃの第１ガバナーステーションＡにおいて開口している第１端部開口５ａと、第２ガバナーステーションＢにおいて開口している第２端部開口５ｂは、塞ぎ板６ａ，６ｂで開閉自在に密閉してある。

前記高圧管Ｃの管内空気Ｇａを都市ガスＧｃに置換する本発明による管内気体（空気）置換方法を説明する。
尚、図中の一次側開閉バルブ２ａ，二次側開閉バルブ２ｂ及び窒素ガス供給バルブ７の表示において、黒塗りのバルブは閉じ状態を示しており、白抜きのバルブは開き状態を示している。

先ず、図２（ａ）に示すように、第１ガバナーステーションＡの二次側開閉バルブ２ａと、第２ガバナーステーションＢの一次側開閉バルブ２ｂ及び窒素ガス供給バルブ７を閉じてある状態で、各ガバナーステーションＡ，Ｂにおいて、塞ぎ板６ａ，６ｂを外して第１，第２端部開口５ａ，５ｂの夫々を開放しておく。

次に、図２（ｂ）に示すように、第１端部開口５ａから高圧管Ｃ内に球形ピグ８を挿入して、横管１ａの開口部を第２ガバナーステーションＢ側に越えた箇所で塞ぐように装着し、その高圧管Ｃ内を、ピグ８を挟んで、管長手方向一端側である第１ガバナーステーションＡ側の第１空間部９ａと、管長手方向他端側である第２ガバナーステーションＢ側の第２空間部９ｂとに仕切る。

前記ピグ８は、独立気泡の弾性発泡材料で高圧管Ｃの内径よりも若干大径の球形に形成して、径方向に若干弾性変形させた状態で高圧管Ｃ内に挿入してあり、ピグ８の外面と高圧管Ｃの内面との接触箇所を通過する越ガスの発生を防止できるように、その外周面にグリスなどの液状シール材を予め塗布してある。

次に、図２（ｃ）に示すように、第１端部開口５ａを塞ぎ板６ａで緩く閉じた状態で二次側開閉バルブ２ａを少し開いて、第１整圧装置３ａから都市ガスＧｃを第１空間部９ａに供給することにより、第１空間部９ａに残っている管内空気Ｇａを管壁端部と塞ぎ板６ａとの隙間から管外に押し出して都市ガスＧｃに置換した後、図３（ｄ）に示すように、二次側開閉バルブ２ａを閉じると共に、第１端部開口５ａを塞ぎ板６ａで密閉する。

次に、高圧管Ｃの第１ガバナーステーションＡ側に接続してある窒素ガス供給管１０の窒素ガス供給バルブ７を開いて、第２端部開口５ｂから管内空気Ｇａの一部を押し出しながら、第２空間部９ｂのうちのピグ側部分に不活性ガスとしての窒素ガスＧｂを供給して、図３（ｅ）に示すように、高圧管Ｃに沿う長さが１ｋｍ程度の窒素ガス領域１１をピグ側部分に形成した後、窒素ガス供給バルブ７を閉じて窒素ガスＧｂの供給を停止する。

次に、二次側開閉バルブ２ａを開いて、図３（ｆ）に示すように、第１空間部９ａに都市ガスＧｃを供給しながら、その都市ガスＧｃの圧力でピグ８を窒素ガス領域１１と共に第２ガバナーステーションＢ側に移動させることにより、第２空間部９ｂの管内空気Ｇａと窒素ガスＧｂとを順に第２端部開口５ｂから管外に押し出して、図４（ｇ）に示すように、高圧管Ｃの略全長に亘る管内空気Ｇａを都市ガスＧｃに置換する。

この後、図４（ｈ）に示すように、二次側開閉バルブ２ａを閉じて第１整圧装置３ａからの都市ガスＧｃの供給を停止して、第２端部開口５ｂからピグ８を管外に取り出し、図４（ｉ）に示すように、その第２端部開口５ｂを塞ぎ板６ｂで緩く閉じた状態で二次側開閉バルブ２ａを少し開いて、第１整圧装置３ａから都市ガスＧｃを高圧管Ｃ内に供給することにより、ピグ８を取り出すに伴って第２端部開口５ｂから入り込んだ空気を管壁端部と塞ぎ板６ｂとの隙間から管外に押し出して都市ガスＧｃに置換した後、図１に示したように、第２端部開口５ｂを塞ぎ板６ｂで密閉して、第２ガバナーステーションＢの一次側開閉バルブ２ｂを開く。

〔第２実施形態〕
前記高圧管Ｃの管内空気Ｇａを都市ガスＧｃに置換する本発明による管内気体（空気）置換方法の別実施形態を説明する。
第１実施形態と同様に、図５（ａ）に示すように、第１ガバナーステーションＡの二次側開閉バルブ２ａと、第２ガバナーステーションＢの一次側開閉バルブ２ｂ及び窒素ガス供給バルブ７を閉じておき、各ガバナーステーションＡ，Ｂにおいて、塞ぎ板６ａ，６ｂを外して第１，第２端部開口５ａ，５ｂの夫々を開放しておく。

次に、図５（ｂ）に示すように、第１端部開口５ａから高圧管Ｃ内に、第２ガバナーステーションＢ側の第２ピグ８ｂと、第１ガバナーステーションＡ側の第１ピグ８ａとの二個の球形ピグ８を挿入して、横管１ａの開口部を第２ガバナーステーションＢ側に越えた箇所で塞ぐように装着し、二個のピグ８ａ，８ｂ間の中間空間部９ｃと、中間空間部９ｃに対して第１ピグ８ａを挟んで管長手方向一端側である第１ガバナーステーションＡ側で隣り合う第１空間部９ａと、中間空間部９ｃに対して第２ピグ８ｂを挟んで、管長手方向他端側である第２ガバナーステーションＢ側で隣り合う第２空間部９ｂとに高圧管Ｃ内を仕切る。

次に、図５（ｃ）に示すように、第１端部開口５ａを塞ぎ板６ａで緩く閉じた状態で二次側開閉バルブ２ａを少し開いて、第１整圧装置３ａから都市ガスＧｃを第１空間部９ａに供給することにより、第１空間部９ａに残っている管内空気Ｇａを管壁端部と塞ぎ板６ａとの隙間から管外に押し出して都市ガスＧｃに置換した後、図６（ｄ）に示すように、二次側開閉バルブ２ａを閉じると共に、第１端部開口５ａを塞ぎ板６ａで密閉する。

次に、高圧管Ｃの第１ガバナーステーションＡ側に接続してある窒素ガス供給管１０の窒素ガス供給バルブ７を開いて、第２端部開口５ｂから管内空気Ｇａの一部を押し出しながら、中間空間部９ｃに不活性ガスとしての窒素ガスＧｂを供給して、図６（ｅ）に示すように、高圧管Ｃに沿う長さが１ｋｍ程度の窒素ガス領域１１を第１，第２ピグ８ａ，８ｂ間に形成した後、窒素ガス供給バルブ７を閉じて窒素ガスＧｂの供給を停止する。

次に、図６（ｆ）に示すように、二次側開閉バルブ２ａを開いて、第１空間部９ａに都市ガスＧｃを供給しながら、その都市ガスＧｃの圧力で各ピグ８ａ，８ｂを窒素ガス領域１１と共に第２ガバナーステーションＢ側に移動させることにより、第２空間部９ｂの管内空気Ｇａを第２端部開口５ｂから管外に押し出すと共に、第２ピグ８ｂと窒素ガスＧｂとを順に第２端部開口５ｂから管外に押し出して、図７（ｇ）に示すように、高圧管Ｃの略全長に亘る管内空気Ｇａを都市ガスＧｃに置換する。

この後、図７（ｈ）に示すように、二次側開閉バルブ２ａを閉じて第１整圧装置３ａからの都市ガスＧｃの供給を停止して、第２端部開口５ｂから第１ピグ８ａを管外に取り出し、図７（ｉ）に示すように、第２端部開口５ｂを塞ぎ板６ｂで緩く閉じた状態で二次側開閉バルブ２ａを少し開いて、第１整圧装置３ａから都市ガスＧｃを高圧管Ｃ内に供給することにより、第１ピグ８ａを取り出すに伴って第２端部開口５ｂから入り込んだ空気を管壁端部と塞ぎ板６ｂとの隙間から管外に押し出して都市ガスＧｃに置換した後、図１に示したように、第２端部開口５ｂを塞ぎ板６ｂで密閉する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
１．本発明による管内気体置換方法は、第２気体としての可燃性ガスが、都市ガス以外の各種可燃性ガスであっても良い。
２．本発明による管内気体置換方法は、高圧のガス供給用配管以外の配管内にある第１気体を、他の第２気体に置換するために使用しても良い。
３．本発明による管内気体置換方法は、弾性を備えた中空のピグを使用しても良い。
４．本発明による管内気体置換方法は、硬質のピグを使用しても良い。
５．本発明による管内気体置換方法は、炭酸ガスを不活性ガスとして使用しても良い。
６．本発明による管内気体置換方法は、予め配管内にワイヤーなど挿通しておいて、第２気体の第１空間部への供給量に応じて、そのワイヤーでピグを管長手方向他端側に牽引移動させても良い。
７．本発明による第１特徴構成の管内気体置換方法は、管長手方向一端側の配管内にピグを挿入して、その配管内を、管長手方向一端側の第１空間部と管長手方向他端側の第２空間部とに仕切ると同時に、第２空間部のうちのピグ側部分に不活性ガスを供給して不活性ガス領域を形成しても良い。
８．本発明による第２特徴構成の管内気体置換方法は、管長手方向一端側の配管内に少なくとも二個のピグを挿入して、二個のピグ間の中間空間部と、中間空間部に対して一方のピグを挟んで管長手方向一端側で隣り合う第１空間部と、中間空間部に対して他方のピグを挟んで管長手方向他端側で隣り合う第２空間部とに配管内を仕切ると同時に、中間空間部に不活性ガスを充填して不活性ガス領域を形成しても良い。
９．本発明による第２特徴構成の管内気体置換方法は、三個以上のピグを配管内に挿入して、二個のピグ間毎の複数の中間空間部に配管内を仕切っても良い。

ガス供給用配管の配管構造を示す側面図 管内気体置換方法の説明図 管内気体置換方法の説明図 管内気体置換方法の説明図 管内気体置換方法の第２実施形態を示す説明図 管内気体置換方法の第２実施形態を示す説明図 管内気体置換方法の第２実施形態を示す説明図

符号の説明

８ ピグ
８ａ 一方のピグ
８ｂ 他方のピグ
９ａ 第１空間部
９ｂ 第２空間部
９ｃ 中間空間部
１１ 不活性ガス領域
Ｃ 配管
Ｇａ 管内空気（第１気体）
Ｇｂ 不活性ガス
Ｇｃ 可燃性ガス（第２気体）

Claims (4)

1. ガス供給用配管内にある第１気体を、他の第２気体に置換する管内気体置換方法であって、
   前記第１気体が空気であり、前記第２気体が可燃性ガスであり、
   管長手方向一端側の前記配管内にピグを挿入して、その配管内を、管長手方向一端側の第１空間部と管長手方向他端側の第２空間部とに仕切ると共に、前記第２空間部のうちのピグ側部分に不活性ガスを供給して不活性ガス領域を形成した後、前記第１空間部に前記可燃性ガスを供給しながら、前記ピグを管長手方向他端側に移動させることにより、前記第２空間部の前記空気を管外に押し出す管内気体置換方法。
2. ガス供給用配管内にある第１気体を、他の第２気体に置換する管内気体置換方法であって、
   前記第１気体が空気であり、前記第２気体が可燃性ガスであり、
   管長手方向一端側の前記配管内に少なくとも二個のピグを挿入して、二個のピグ間の中間空間部と、前記中間空間部に対して一方のピグを挟んで管長手方向一端側で隣り合う第１空間部と、前記中間空間部に対して他方のピグを挟んで管長手方向他端側で隣り合う第２空間部とに配管内を仕切ると共に、前記中間空間部に不活性ガスを充填して不活性ガス領域を形成した後、前記第１空間部に前記可燃性ガスを供給しながら、前記ピグを管長手方向他端側に移動させることにより、前記第２空間部の前記空気を管外に押し出す管内気体置換方法。
3. 前記第１空間部に供給した前記可燃性ガスの圧力で、前記ピグを管長手方向他端側に移動させる請求項１又は２記載の管内気体置換方法。
4. 前記不活性ガスとして、窒素ガスを使用する請求項１〜３のいずれか１項記載の管内気体置換方法。

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