JP5984650B2 - How to purge gas piping - Google Patents
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Description
本発明は、ガス配管のパージ方法に関する。 The present invention relates to a gas pipe purging method.
ガス配管の入替工事や既設管への新規接続工事などを行なう場合は、エアパージ(補修前に行なうガスをエアで置換するパージ)、ガスパージ(補修後に行なうエアをガスで置換するパージ)を行なう必要がある。そのようなパージに関して種々の方法が知られているが、例えば、特許文献1には、既設管に接続された幹管に複数の枝管を分岐接続しているガス供給用配管内の空気を置換用ガスで置換するエアパージ方法が開示されている。この特許文献1で開示されたエアパージ方法の1つでは、まず、既設ガス導管と幹管との接続部近くの都市ガス供給用として用いられている供給用枝管と、接続部から最も離れた箇所近くの空気放出用として用いられている放出用枝管とを含む数箇所の枝管を掘り起こす。さらに、それらの掘り起こし枝管のうち、供給用枝管に都市ガスを加圧供給可能なコンプレッサーを接続し、放出用枝管及び供給用枝管以外の一部の掘り起こし枝管に装着してあるキャップをガス濃度センサ付きのキャップに交換する。そして、放出用枝管の端部を塞いでいるキャップを外して、放出用枝管及び供給用枝管以外の残りの枝管の端部をキャップで塞いである状態で、コンプレッサーの作動で供給用ガス圧力以上の高圧に加圧した都市ガスを、供給用枝管を通して幹管に圧入する。これにより、放出用枝管の端部から幹管内の空気が管外に放出され、その幹管内の空気が都市ガスで置換された後、放出用枝管の端部をキャップで塞いで密閉し、幹管内の圧力が供給用ガス圧力以上の高圧に達するとコンプレッサーの作動を停止し、幹管内の都市ガスと枝管内の空気とが混ざり合うように所定時間だけ放置する。この置換工程を繰り返し、放置後の枝管内のガス濃度が所定濃度に達すると、供給用枝管に接続してあるコンプレッサーを外して、キャップで塞いで密閉する。
When performing gas pipe replacement work or new connection work to existing pipes, it is necessary to perform air purge (purging to replace the gas with air before repair) or gas purge (purging to replace the air with gas after repair). There is. Various methods are known for such purging. For example,
このようなパージ作業、例えばエアパージ作業において、ガスがエアとあまり混ざり合わずにガスを押し流すことができると、わずかな時間または流れ量で効果的なパージを行うことができるが、ガスとエアとの混合が起こると、パージ完了までに時間を要する。このことは管内に存在するエアをガスで置換するガスパージ作業でも同様である。 In such a purging operation, for example, an air purging operation, if the gas can be swept away without being mixed with air so much, effective purging can be performed in a short time or flow amount. When mixing occurs, it takes time to complete the purge. The same applies to a gas purge operation in which air existing in the pipe is replaced with gas.
そこで、通常は、例えば、ガス配管のパージを行なう場合、管内流れを遷移領域を超えた乱流域の流れとして、パージを行っている。例えば、内径約80mmの配管に対して、レイノルズ数が10000となる流速で、エア、或は、ガスを流すことにより、エアとガスとの混合ができるだけ発生しない状態でパージ作業を行なうことで、短時間に、効率的にパージ操作を完了できる。
このような流れを乱流としてパージ操作を行える条件として、配管の下流側が大気に開放されており、下流側の配管部位の抵抗が比較的小さいことが挙げられる。
即ち、パージ作業対象の配管が、例えば、地表面付近に埋設され、当該配管が掘削作業により露出された場合の配管である場合には、ガス或は空気の大気開放を特に障害なく行うことができるため、送り込み対象の流体の流れを乱流として、パージ作業を行なえるのである。
Therefore, for example, when purging the gas pipe, for example, the purging is performed by using the flow in the pipe as a flow in a turbulent flow region exceeding the transition region. For example, by purging a pipe having an inner diameter of about 80 mm at a flow rate with a Reynolds number of 10,000 at a flow rate of air or gas so that mixing of air and gas does not occur as much as possible, The purge operation can be completed efficiently in a short time.
As a condition for performing the purge operation using such a flow as a turbulent flow, the downstream side of the piping is open to the atmosphere, and the resistance of the downstream piping portion is relatively small.
That is, when the pipe to be purged is, for example, a pipe that is buried near the ground surface and exposed by excavation work, the gas or air can be released to the atmosphere without any particular obstacles. Therefore, the purge operation can be performed using the flow of the fluid to be fed as a turbulent flow.
しかしながら、パージ作業の対象となる配管としては、例えば、地下室内の配管等も存在し、このような配管に対するパージ作業では、先に説明したような流体を開放できる空間の容量が限られている、あるいはこの空間に流体を放散できないということがありうる。
このような制限のある配管に対してパージを行なおうとする場合、配管の下流側端に可撓性の比較的長い放散管を接続し、外空間まで流体を導いて放散するか、あるいは配管の下流側端にガスバッグを接続して、ガスバッグで放散する流体を捕集しながら、外空間に搬送して放散することとなる。
However, pipes to be purged include, for example, underground pipes and the like, and the purge work for such pipes has a limited space capacity for opening the fluid as described above. Or it may be that fluid cannot be dissipated in this space.
When purging pipes with such restrictions, connect a relatively long flexible diffusion pipe to the downstream end of the pipe and guide the fluid to the outside space to dissipate it or pipe it. The gas bag is connected to the downstream end of the gas bag, and the fluid diffused by the gas bag is collected and conveyed to the outer space to be diffused.
これらの手法を採用すると、前者の場合は、配管の下流側端に可撓性の比較的長い放散管を接続し、外空間まで流体を導いて放散するため、全体の流路抵抗が格段に上昇し、配管内の流れを乱流とすることはできず、流れは、層流(例えば、レイノルズ数100程度の流れ)とならざるを得ない。後者の場合は、使用可能な容積のガスバッグを下流側に接続するため、同様に、管内流れを乱流として作業を進めることは、実質的に不可能に近い。 When these methods are adopted, in the former case, a relatively long flexible diffusion pipe is connected to the downstream end of the pipe, and the fluid is guided to the outside space to dissipate. Ascending, the flow in the pipe cannot be made turbulent, and the flow must be a laminar flow (for example, a flow having a Reynolds number of about 100). In the latter case, since a gas bag having a usable volume is connected to the downstream side, similarly, it is substantially impossible to proceed with the operation using the turbulent flow in the pipe.
管内の流れが層流となる場合は、ガスとエア(2種の流体)の境界が明確に形成されず、両流体の混合が起こり、本来の目的である、いずれか一方の流体で配管内が満たされた状態を実現するのに時間がかかるとともに、配管内のエアをガスで置換するパージ操作においては、作業時間が長くなるに従って、パージ作業に使用するガス量も増加するという問題が発生する。 When the flow in the pipe is a laminar flow, the boundary between gas and air (two types of fluids) is not clearly formed, mixing of both fluids occurs, and the original purpose is one of the fluids in the pipe It takes time to realize the state where the gas is satisfied, and in the purge operation that replaces the air in the pipe with gas, there is a problem that the amount of gas used for the purge operation increases as the work time becomes longer To do.
従って、本発明の目的は、流体(エア或はガス)の放散に困難性を伴い、配管内の流れが層流となってしまう管に対してパージ作業を行なう必要がある作業環境において、できるだけ短時間に効率的に作業を完了することができるパージ方法を得ることにある。 Therefore, an object of the present invention is as much as possible in a working environment where it is difficult to dissipate fluid (air or gas) and it is necessary to perform a purging operation on a pipe in which the flow in the pipe becomes a laminar flow. An object of the present invention is to provide a purge method capable of efficiently completing work in a short time.
上記課題を解決するため、本発明によるパージ方法は、上流側に遮断弁が設けられたパージ対象の配管の下流側に、当該配管からの流体の流出及び流出停止を操作可能な遮断手段を設ける遮断手段設置工程と、前記遮断手段から流出する流体を捕集する捕集手段を設ける、もしくは外部放出する外部放出手段を設ける流出流体処理手段設置工程と、前記配管の上流側から配管内に充満させる置換流体を供給し、配管内に充満された被置換流体を前記遮断手段を介して下流側へ流出させる置換工程とを含み、前記置換工程において、前記遮断弁を開状態に維持して、前記遮断手段を開操作し、予め設定した置換流体供給時間後に前記遮断手段を閉操作する基本置換操作工程を繰り返すこととしている。 In order to solve the above-described problems, the purge method according to the present invention provides a shut-off means operable to control the outflow and stop of the fluid from the pipe on the downstream side of the pipe to be purged provided with a shut-off valve on the upstream side. Step of installing the shut-off means, step of installing the effluent fluid processing means for providing an external discharge means for collecting the fluid flowing out from the shut-off means, or filling the pipe from the upstream side of the pipe A replacement step of supplying a replacement fluid to be filled and causing the fluid to be replaced filled in the pipe to flow downstream through the blocking means, and maintaining the shut-off valve in the replacement step, The basic replacement operation step of opening the blocking means and closing the blocking means after a preset replacement fluid supply time is repeated.
即ち、本願に係るパージ方法では、置換区間の下流側に設けた遮断手段の開閉を一定の時間(本願にいう「置換流体供給時間」)毎に繰返す。このように開閉を繰返した場合、遮断手段の閉操作により、一旦流れは停止する。そして、この停止後に遮断手段を再度開操作すると、配管内の流れは、これまでの置換流体の送り込み操作に伴って配管内面から成長してきた境界層(配管内の流速が遅い場合は、この境界層の成長が管内流れの層流化を助長する)が崩され、再度、遮断手段を開操作した場合には、管断面で見て流速分布が比較的一様な、所謂、乱流の流速分布に近い流れとなる。このような流れでは、レイノルズ数が低い(管内流速が遅い流れ)状態で充分に発達した層流流れに較べ、上流側の流体(置換流体)と下流側の流体(被置換流体)との混合度が低いものとなる。
従って、本願では上記のような基本置換操作工程を繰り返すことにより、上流側の流体と下流側の流体の混合を回避しながら、結果的に、短時間でパージ作業を完了することができる。
That is, in the purging method according to the present application, the opening / closing of the shut-off means provided on the downstream side of the replacement section is repeated at regular intervals (“replacement fluid supply time” in the present application). When opening and closing is repeated in this way, the flow is temporarily stopped by the closing operation of the blocking means. When the shut-off means is opened again after this stop, the flow in the pipe is the boundary layer that has grown from the inner surface of the pipe with the previous replacement fluid feeding operation (if the flow velocity in the pipe is slow, this boundary If the growth of the layer promotes laminarization of the flow in the tube) and the blocking means is opened again, the flow velocity distribution is relatively uniform when viewed from the cross section of the tube, so-called turbulent flow velocity. The flow is close to the distribution. In such a flow, mixing of the upstream fluid (substitution fluid) and the downstream fluid (substitution fluid) compared to the fully developed laminar flow with a low Reynolds number (a flow velocity in the pipe is slow). The degree is low.
Therefore, in the present application, by repeating the basic replacement operation step as described above, the purge operation can be completed in a short time while avoiding mixing of the upstream fluid and the downstream fluid.
本発明の好適な実施形態では、置換流体供給時間tを、前記配管の管内径をd、前記置換流体の動粘性係数をν、αを0.1より大きく6以下の定数として、
t=α×0.065×d2/ν
とすることが提案されている。この式は開空間から一定径の配管内に流入する流れの助走区間長さ:Xと管内径:dとの関係が、無次元値である、X/d=0.065Re(Reはレイノルズ数)で近似できるという流体力学の教えに従い、この無次元量との関係で、発明者らが実際に実験を行なって決定した値である。
発明者らは、αが0.1より大きく1以下の場合は無論のこと、助走区間長さの6倍程度でも、本願が期待する程度のエアとガスとのある程度の分離が可能であることを実験的に確認した。従って、この式を用いることで、簡単に1回の基本置換操作工程の実行時間を求めることができる。そして、発明者らの検討によれば、遮断手段の閉操作から開操作までの待機時間は、置換流体供給時間tに対して、その半分以下とですることが好ましい。
In a preferred embodiment of the present invention, the replacement fluid supply time t is set such that the pipe inner diameter of the piping is d, the kinematic viscosity coefficient of the replacement fluid is ν, and α is a constant greater than 0.1 and 6 or less.
t = α × 0.065 × d 2 / ν
Has been proposed. This formula shows that the relationship between the length of the running section of the flow flowing into the pipe having a constant diameter from the open space: X and the inner diameter of the pipe: d is a dimensionless value, X / d = 0.065Re (Re is the Reynolds number) The value determined by the inventors through actual experiments in relation to this dimensionless quantity in accordance with the teaching of fluid mechanics that can be approximated by
The inventors of course have a case where α is greater than 0.1 and less than or equal to 1 and that separation of air and gas to the extent expected by the present application is possible even when the length of the run-up section is about 6 times. Was confirmed experimentally. Therefore, by using this formula, the execution time of one basic replacement operation step can be easily obtained. According to the study by the inventors, it is preferable that the waiting time from the closing operation to the opening operation of the blocking means is less than half of the replacement fluid supply time t.
上流側の流体と下流側の流体の混合が大きくならない程度に置換流体の供給を制限した基本置換操作工程の実現は、上述したように、置換流体供給時間を制限することで可能となるが、置換流体供給量を制限することによっても可能である。つまり、1回の置換流体の供給を上記助走区間長さを越えない程度に制限することである。このような発明者らの知見に基づく、上記課題を解決するための本発明によるパージ方法は、上流側に遮断弁が設けられたパージ対象の配管の下流側に、当該配管からの流体の流出及び流出停止を操作可能な遮断手段を設ける遮断手段設置工程と、前記遮断手段から流出する流体を捕集する捕集手段を設ける、もしくは外部放出する外部放出手段を設ける流出流体処理手段設置工程と、前記配管の上流側から配管内に充満させる置換流体を供給し、配管内に充満された被置換流体を前記遮断手段を介して下流側へ流出させる置換工程とを含み、前記置換工程において、前記遮断弁を開状態に維持して、前記遮断手段を開操作し、予め設定した置換流体供給量の供給後に前記遮断手段を閉操作する基本置換操作工程を繰り返す。
その際、置換流体の連続した供給により管内に形成される層流におけるレイノルズ数をReとし、管内径をdとすると、助走区間長さ:Xは、(0.065×Re×d)で求めることができる。従って、1回の置換流体供給量を(0.065×Re×d)×((d/2)2×π)以下とすれば、供給された置換流体の移動距離は助走区間長さ以下に制限さ
れ、良好なパージが得られる。従って、本発明の好適な実施形態では、前記置換流体供給量を、前記配管の管内径をd、前記配管内を流れる流体のレイノルズ数をReとして、以下の式
(0.065×Re×d)×((d/2)2×π)
で求められる値以下とする。
As described above, the basic replacement operation process in which the supply of the replacement fluid is limited to such an extent that the mixing of the upstream fluid and the downstream fluid does not become large can be realized by limiting the replacement fluid supply time. It is also possible to limit the supply amount of the replacement fluid. In other words, the supply of one replacement fluid is limited to such an extent that it does not exceed the run-up section length. Based on such knowledge of the inventors, the purging method according to the present invention for solving the above-described problem is that the outflow of fluid from the pipe to the downstream side of the pipe to be purged provided with a shutoff valve on the upstream side. And a blocking means installation step for providing a blocking means operable to stop the outflow, and a spilled fluid treatment means installation step for providing a collecting means for collecting the fluid flowing out from the blocking means, or for providing an external discharge means for external discharge. A replacement step of supplying a replacement fluid to be filled in the pipe from the upstream side of the pipe, and causing the fluid to be replaced filled in the pipe to flow out to the downstream side through the blocking means, and in the replacement step, The basic replacement operation step of maintaining the shut-off valve in an open state, opening the shut-off means, and closing the shut-off means after supplying a preset replacement fluid supply amount is repeated.
At that time, assuming that Re is the Reynolds number in the laminar flow formed in the pipe by continuous supply of the replacement fluid and d is the inner diameter of the pipe, the run-up section length: X is obtained by (0.065 × Re × d). be able to. Therefore, if the replacement fluid supply amount at one time is (0.065 × Re × d) × ((d / 2) 2 × π) or less, the movement distance of the supplied replacement fluid is less than the run-up section length. Limited and good purge is obtained. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, the replacement fluid supply amount is represented by the following equation (0.065 × Re × d) where d is the inner diameter of the pipe and Re is the Reynolds number of the fluid flowing in the pipe. ) × ((d / 2) 2 × π)
Or less.
上述した、置換流体供給量を制限する方法において、捕集手段の容積を1回の基本置換操作工程で流出される流体の量と関係付け、1回の基本置換操作工程が終了する毎に捕集手段を外部放出して空にするようにすれば、パージ作業の手順が分かり易くなり、実際的である。このため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記流出流体処理手段設置工程において、前記式で求められる値以下の容積を有する前記捕集手段が用いられ、かつ前記置換工程において、前記遮断手段の開操作に伴って前記捕集手段が流体で充満した状態で前記遮断手段を閉操作して、前記捕集手段に充満した流体を外部放出する。 In the above-described method for limiting the supply amount of replacement fluid, the volume of the collecting means is related to the amount of fluid that flows out in one basic replacement operation step, and the trap is collected every time one basic replacement operation step is completed. If the collecting means is discharged to the outside and emptied, the procedure of the purge operation becomes easy to understand and practical. For this reason, in one of the preferred embodiments of the present invention, in the spilled fluid treatment means installation step, the collection means having a volume equal to or less than the value obtained by the equation is used, and in the replacement step, With the opening operation of the blocking means, the blocking means is closed in a state where the collecting means is filled with fluid, and the fluid filled in the collecting means is discharged to the outside.
繰り返し実行される置換工程の終了判定には、ガス工事の実験的かつ経験的知識に基づいて行なう必要がある。本願発明者の知見では、パージされる管の最終位置領域での置換流体の濃度が95体積%である。このため、本発明の好適な実施形態では、前記遮断手段の近傍の前記配管の部位における前記置換流体の濃度が、95体積%に到達するまで、前記遮断手段の開操作と閉操作とを行ないながら前記置換工程が繰り返される。 It is necessary to determine the end of the repeated replacement process based on experimental and empirical knowledge of gas construction. According to the inventor's knowledge, the concentration of the replacement fluid in the final position region of the purged pipe is 95% by volume. For this reason, in a preferred embodiment of the present invention, the blocking means is opened and closed until the concentration of the replacement fluid in the portion of the piping near the blocking means reaches 95% by volume. However, the replacement step is repeated.
地下室内の配管等がパージ作業の対象である場合、パージ作業で流出されるガスを周囲に放散することが現実的には不可能である。このような状況では、流出されるガスを収容するバッグ(容器)の利用が好都合である。このことから、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記捕集手段が、前記パージ対象の配管の配管容積以下で、1回の前記置換工程で配管内から流出される流体容積以上の容量を有するバッグである。もちろん、パージ作業で流出されるガスの量はわずかであることから、周囲環境によってはガスを周囲に放散することが可能である。このような状況を考慮し、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記外部放出手段が、前記遮断手段の出口と外空間とを連通接続する配管である。 When piping or the like in the basement is the target of the purge operation, it is practically impossible to dissipate the gas that flows out of the purge operation to the surroundings. In such a situation, it is advantageous to use a bag (container) that contains the gas to be discharged. From this, in one of the preferred embodiments of the present invention, the collection means is less than the pipe volume of the purge target pipe, and more than the fluid volume flowing out of the pipe in one replacement step. A bag having a capacity. Of course, since the amount of gas flowing out in the purging operation is small, it is possible to diffuse the gas to the surroundings depending on the surrounding environment. In consideration of such a situation, in one preferred embodiment of the present invention, the external discharge means is a pipe that communicates and connects the outlet of the blocking means and the external space.
まず、図1を用いて、本発明のパージ方法の基本的な流れを説明する。ここでは、パージ対象配管は、ガス供給管2から分岐した分岐管1である。この分岐管1内部には工事等によってエアが滞留している。パージ前作業(遮断手段設置工程)として、この分岐管1の上流端に第1の遮断弁1Aが取り付けられ、その下流端には第2の遮断弁(遮断手段の一例)1Bが取り付けられている。パージ作業時に分岐管1を流れるガスとエアの混合気は第2の遮断弁1Bの流出口から流出されるが、流出流体処理手段設置工程としてこの第2の遮断弁1Bの流出口にはガスバッグ3(外部放出手段の一例)が装着され、流出される混合気はガスバッグ3に一時的に収容される。
First, the basic flow of the purge method of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the purge target pipe is the
実質的なガスパージ作業は、分岐管1内に充満されたエア(被置換流体の一種)をガス供給管2を介して供給する都市ガス(置換流体の一種、以下単にガスと称する)で下流側に押し流して置き換える置換工程である。次に、この置換工程を図1のタイムチャートを用いて説明する。
Substantial gas purging is performed by using city gas (a type of replacement fluid, hereinafter simply referred to as gas) that supplies air (a type of fluid to be replaced) filled in the
(1)まず第1の遮断弁1Aを開操作してガス供給管2から分岐管1へのガスの流れ込みを可能にする。この時点で、第2の遮断弁1Bは閉状態に保っておく。
(2)1回目のパージの開始指令。
(3)開始指令に応答して、第2の遮断弁1Bを開操作することにより、ガス供給管2からのガスによる分岐管1内に滞留したエアのパージが始まる。このように第2の遮断弁1Bを開放することにより、当該遮断弁より下流側に位置するエアがガスにより下流側へ押し流される。そして、第2の遮断弁1Bを開状態に保ったままで、配管内の流れを維持すると、ガスの流速が小さい(レイノルズ数を臨界レイノルズ数以上には上げることができない)ため、図3で模式的に示されているように、管壁からの境界層の発達により、所謂、本願においては好ましくない層流が形成される。このような層流が形成され、その流れが定常的に長い区間を流れた場合、管壁近傍に被置換流体であるエアが、管中心側に置換流体であるガスが分布することとなり、両流体の比較的長い混合域が形成され、この層流の状態を維持したのでは、配管内全体のガス濃度が所定の濃度(95体積%)以上になるのに、長時間を要する。
そこで、本願では、第2の遮断弁1Bの開操作と開操作に引き続く閉操作を一定の時間(この時間を本願では「置換流体供給時間」と呼んでいる)で繰返す。このように開操作と閉操作とを順次繰返した場合、流れは、断続的に停止されることとなり、配管内に層流が形成されるのを抑制することができる。即ち、図2に示す助走区間が管路下手側に逐次延びた形態を呈する。
発明者らの検討では、このような「置換流体供給時間t」を、前記配管の管内径をd、前記置換流体の動粘性係数をν、αを0.1より大きく6以下の定数として、t=α×0.065×d2/νとする。
(4)パージ時間を正確に計測するために、第2の遮断弁1Bを開操作に応答してタイマーをスタートさせる。タイマーは、先に算出されたパージ時間:tに設定されている。
(5)タイマーのタイムアップに応答して、第2の遮断弁1Bを閉操作され、パージ作業が終了する。パージ作業の終了後、ガスバッグ3に、少なくともあと1回のパージ作業で送り込まれる混合気の量を収容するだけの余裕がない場合、ガスバッグ3に充填された混合気を他の容器に回収するか、その混合気の放出が問題とならない場所で放出して、空にする。
(6)パージ作業の終了後、第2の遮断弁1Bの近傍の分岐管1に配置された濃度計4による濃度測定結果を評価して、所定の判定しきい値に達したかどうかチェックされる。この判定しきい値の一例として、95体積%のガス濃度値が採用される。
(7)測定されたガス濃度値が判定しきい値に達していない限り、続いて2回目、3回目・・・のパージ開始指令が出され、パージ作業(上記(1)から(6))が繰り返される。
(8)何回目かのパージ作業の終了後、測定されたガス濃度値が判定しきい値に達すると、このパージ作業が完了する。
(1) First, the
(2) First purge start command.
(3) By opening the
Therefore, in the present application, the opening operation of the
In the study by the inventors, such a “substitution fluid supply time t” is set such that the pipe inner diameter of the pipe is d, the kinematic viscosity coefficient of the substitution fluid is ν, α is a constant greater than 0.1 and less than or equal to 6. Let t = α × 0.065 × d 2 / ν.
(4) In order to accurately measure the purge time, the timer is started in response to the opening operation of the second shut-off
(5) In response to the time-up of the timer, the second shut-off
(6) After the purge operation is completed, the concentration measurement result by the
(7) Unless the measured gas concentration value reaches the determination threshold value, the second, third,... Purge start command is issued, and the purge operation (from (1) to (6) above) Is repeated.
(8) When the measured gas concentration value reaches the determination threshold value after the completion of the several purge operations, the purge operation is completed.
なお、第2の遮断弁1Bから、混合気を、ガス放出配管(外部放出手段の一種)によってその混合気の放出が問題とならない場所へ送り出すことができる場合には、ガスバッグ3による回収に代えて、そのようなガス放出配管を配備するとよい。
When the air-fuel mixture can be sent from the second shut-off
次に、本発明によるパージ方法の実験例を図3と図4を用いて説明する。
この実験設備では、パージ対象管は、都市ガス(低圧13Aガス)の供給管2と遮断弁1Aを介して接続された直線状の管1である。管1の下流端はガスメータが接続されており、ガスメータの出口筒に遮断弁1Bを介してガスバッグ3が接続されている。管1の長さは8mである。管1の内部濃度を測定するために、8つに濃度センサS1〜S8が上流側から下流側にかけて均等配置されている。第1の濃度センサS1は、第1の遮断弁1Aから0.5mの位置に、その後第2の濃度センサS2から第8の濃度センサS8は1m間隔で配置されている。管1には大気圧のエアが充満している。ガスバッグ3の容量は5リットルである。
Next, an experimental example of the purge method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In this experimental facility, the purge target pipe is a
このパージ実験は、図1を用いて説明した本発明のパージ方法に準拠して行なわれている。つまり、以下の(1)から(4)、つまり
(1)第1の遮断弁1Aを開操作し、管1にガスを流入、
(2)第2の遮断弁1Bを開操作し、ガスバッグ3にパージされたパージガスを収容、
(3)第2の遮断弁1Bを閉操作し、ガスバッグ3を遮断弁1Bから取り外してパージガスを大気に放散、
(4)再度ガスバッグ3を遮断弁1Bに取り付ける、
を一回のパージ(パージ時間約1分)として、これを15回繰り返しながら、連続的に8つに濃度センサS1〜S8の測定値を取得する。
This purge experiment is performed in accordance with the purge method of the present invention described with reference to FIG. That is, the following (1) to (4), that is, (1) the first shut-off
(2) Opening the second shut-off
(3) Close the
(4) Reattach the
As a single purge (purge time of about 1 minute), the measurement values of the concentration sensors S1 to S8 are acquired continuously in 8 while repeating this 15 times.
約17分間に及ぶ15回のパージにおける8つの濃度センサS1〜S8の濃度測定結果が図4に示されている。図4のグラフでは、縦軸は体積%で表されたガス濃度が示され、横軸は分で表された実験経過時間である。図4では、8つの濃度センサS1〜S8の濃度測定結果がそれぞれ独立したグラフ線で示されており、濃度センサS1の濃度測定結果を示すグラフ線にはS1が付記されており、同様に各濃度センサの濃度測定結果を示すグラフ線には濃度センサに割り当てられた図番が付記されている。図5は、図4のグラフから第1の濃度センサS1の測定結果だけを取り出したグラフであり、図6は、図4のグラフから第8の濃度センサS8の測定結果だけを取り出したグラフである。 FIG. 4 shows the concentration measurement results of the eight concentration sensors S1 to S8 in 15 purges over about 17 minutes. In the graph of FIG. 4, the vertical axis represents the gas concentration expressed in volume%, and the horizontal axis represents the experimental elapsed time expressed in minutes. In FIG. 4, the density measurement results of the eight density sensors S1 to S8 are indicated by independent graph lines, and S1 is appended to the graph line indicating the density measurement results of the density sensor S1. A graph line indicating the density measurement result of the density sensor is attached with a figure number assigned to the density sensor. FIG. 5 is a graph in which only the measurement result of the first density sensor S1 is extracted from the graph of FIG. 4, and FIG. 6 is a graph in which only the measurement result of the eighth density sensor S8 is extracted from the graph of FIG. is there.
縦矢印は、それぞれ1〜8回目のパージの終了時点を示している。特に図5と図6との比較から明らかなように、上述したパージ作業を繰り返しによる管1の最上流側の位置での濃度変化は急速に立ち上がって徐々に上昇するのに対して、最下流側の位置での濃度変化はほぼ一定の比率で上昇している。例えば、1回目のパージの終了時点で最上流側の位置での濃度を示す第1の濃度センサS1の測定結果は60体積%を越えているのに対して、最下流側の位置での濃度を示す第8の濃度センサS8の測定結果は数体積%に過ぎない。また、10回目のパージの終了時点で最上流側の位置での濃度を示す第1の濃度センサS1の測定結果は既に100体積%に達しているのに対して、最下流側の位置での濃度を示す第8の濃度センサS8の測定結果はせいぜい90体積%である。
The vertical arrows indicate the end points of the first to eighth purges, respectively. In particular, as apparent from the comparison between FIG. 5 and FIG. 6, the concentration change at the position on the most upstream side of the
パージ作業のおける好適な終了状態は、パージ対象となっている管1の最下流位置での濃度が95体積%に達することである。この実験例から、12回目のパージ終了時点で第8の濃度センサS8の測定結果は95体積%に達している。したがって、この実験例では、1回あたり約1分間のパージを12回繰り返すことで、管1のエアは十分に排除されたとみなされる。
A preferable end state in the purge operation is that the concentration at the most downstream position of the
なお、12回目のパージ終了時点でのガスバッグ3に収納された混合気の濃度は80体積%であった。さらに3回のパージを行なうことにより、ガスバッグ3の濃度は95体積%となった。従って、ガスバッグ3の濃度は95体積%に達するまでパージ作業を行うとすれば、最下流位置での濃度センサS8による濃度が95体積%に達したのち、さらに数回のパージを行なうとよい。
The concentration of the air-fuel mixture stored in the
上述した実施形態では、1回の置換工程における置換流体の供給を時間で制限する形態を採用していたが、実質的には類似するが、これを、置換流体の供給量で制限する形態を採用してもよい。上流側の流体と下流側の流体との混合を抑えるために、この別実施形態では、1回の置換行程で置換流体を供給する量を、(0.065×Re×d)×((d/2)2×π)以下に設定された設定置換量となるように制限する。つまり、置換工程において置換流体の供給量ないしは遮断手段からの流体の流出量が、設定置換量となった段階で遮断弁1Bを閉鎖する。この設定置換量は流量計を用いて測定することができる。また、設定置換量を容量とするガスバッグ3を用いた場合には、ガスバッグ3が満杯になるタイミングで遮断弁1Bを閉鎖し、ガスバッグ3を遮断弁1Bから取り外してパージガスを外部に放出することで、効果的なパージ作業を行うことができる。もちろん、ガスバッグ3の容量を設定置換量の整数倍とし、パージガスの外気放出を所定回数の基本置換操作工程終了毎に行うようにしてもよい。
In the above-described embodiment, a form in which the supply of the replacement fluid in one replacement step is limited by time is adopted. However, although it is substantially similar, a form in which this is limited by the supply amount of the replacement fluid is used. It may be adopted. In order to suppress mixing of the upstream fluid and the downstream fluid, in this alternative embodiment, the amount of the replacement fluid supplied in one replacement stroke is set to (0.065 × Re × d) × ((d / 2) Limit to the set replacement amount set to 2 × π) or less. That is, the
本発明によるパージ方法は、層流状態の混入ガスで行なう必要がある、都市ガス以外のガスを含む種々のパージに適用することができる。 The purge method according to the present invention can be applied to various purges including gases other than city gas that need to be performed with mixed gas in a laminar flow state.
1:分岐管(パージ対象となる配管)
1A:第1の遮断弁
1B:第2の遮断弁
2:ガス供給管
3:ガスバッグ
1: Branch pipe (pipe to be purged)
1A:
Claims (8)
前記遮断手段から流出する流体を捕集する捕集手段を設ける、もしくは外部放出する外部放出手段を設ける流出流体処理手段設置工程と、
前記配管の上流側から配管内に充満させる置換流体を供給し、配管内に充満された被置換流体を前記遮断手段を介して下流側へ流出させる置換工程とを含み、
前記置換工程において、前記遮断弁を開状態に維持して、前記遮断手段を開操作し、予め設定した置換流体供給時間後に前記遮断手段を閉操作する基本置換操作工程を繰り返すパージ方法。 A shut-off means installation step for providing shut-off means operable to flow out and stop the outflow of fluid from the pipe on the downstream side of the pipe to be purged provided with a shut-off valve on the upstream side ;
An outflow fluid treatment means installation step for providing a collection means for collecting the fluid flowing out from the blocking means, or for providing an external discharge means for external discharge;
A replacement step of supplying a replacement fluid to be filled in the pipe from the upstream side of the pipe, and causing the fluid to be replaced filled in the pipe to flow out to the downstream side through the blocking means,
A purge method that repeats a basic replacement operation step of maintaining the shut-off valve in the open state, opening the shut-off means, and closing the shut-off means after a preset replacement fluid supply time in the replacement step.
前記遮断手段から流出する流体を捕集する捕集手段を設ける、もしくは外部放出する外部放出手段を設ける流出流体処理手段設置工程と、
前記配管の上流側から配管内に充満させる置換流体を供給し、配管内に充満された被置換流体を前記遮断手段を介して下流側へ流出させる置換工程とを含み、
前記置換工程において、前記遮断弁を開状態に維持して、前記遮断手段を開操作し、予め設定した置換流体供給量の供給後に前記遮断手段を閉操作する基本置換操作工程を繰り返すパージ方法。 A shut-off means installation step for providing shut-off means operable to flow out and stop the outflow of fluid from the pipe on the downstream side of the pipe to be purged provided with a shut-off valve on the upstream side ;
An outflow fluid treatment means installation step for providing a collection means for collecting the fluid flowing out from the blocking means, or for providing an external discharge means for external discharge;
A replacement step of supplying a replacement fluid to be filled in the pipe from the upstream side of the pipe, and causing the fluid to be replaced filled in the pipe to flow out to the downstream side through the blocking means,
A purge method that repeats a basic replacement operation step of maintaining the shut-off valve in the replacement step, opening the shut-off means, and closing the shut-off means after supplying a preset replacement fluid supply amount.
(0.065×Re×d)×((d/2)2×π)
で求められる値以下とする請求項3に記載のパージ方法。 The replacement fluid supply amount is represented by the following formula (0.065 × Re × d) × ((d / 2) 2 × π, where d is the pipe inner diameter of the pipe and Re is the Reynolds number of the fluid flowing in the pipe. )
The purging method according to claim 3, wherein the purge method is equal to or less than a value obtained by the above.
前記置換工程において、前記遮断手段の開操作に伴って前記捕集手段が流体で充満した状態で前記遮断手段を閉操作して、前記捕集手段に充満した流体を外部放出する請求項4に記載のパージ方法。 In the spilled fluid treatment means installation step, the collection means having a volume equal to or less than the value obtained by the above formula is used, and in the replacement step, the collection means is fluid with the opening operation of the blocking means. The purging method according to claim 4, wherein the shutting means is closed in a full state to discharge the fluid filled in the collecting means to the outside.
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