特許 6854557 凍結式の不断流構造及び凍結式の不断流工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6854557

(24)【登録日】2021年3月18日

(45)【発行日】2021年4月7日

(54)【発明の名称】凍結式の不断流構造及び凍結式の不断流工法

(51)【国際特許分類】

   F16L 55/103 20060101AFI20210329BHJP

   F16L 55/00 20060101ALI20210329BHJP

【ＦＩ】

   F16L55/103

   F16L55/00 C

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-34211(P2017-34211)

(22)【出願日】2017年2月25日

(65)【公開番号】特開2018-141473(P2018-141473A)

(43)【公開日】2018年9月13日

【審査請求日】2019年11月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】511281556

【氏名又は名称】千葉県水道管整備工事業協同組合

(73)【特許権者】

【識別番号】399130348

【氏名又は名称】株式会社水研

(73)【特許権者】

【識別番号】504371147

【氏名又は名称】株式会社進日本工業

(74)【代理人】

【識別番号】100081709

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴若 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】臼倉 大介

(72)【発明者】

【氏名】五十子 祐輝

(72)【発明者】

【氏名】横山 大平

【審査官】 黒田 正法

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５１−０１７０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１４４９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／００９７３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１１９０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０２６４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２０１２１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｌ ５５／１０３

Ｆ１６Ｌ ５５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

既設の管路が、本管部と、前記本管部の径方向に突出した枝管部とを有するＴ字状管部を有し、前記枝管部に設置された配管要素を、前記枝管部から取り外す凍結式の不断流構造であって、
前記Ｔ字状管部は、前記本管部と前記枝管部とが一体構造で、
前記本管部と前記枝管部の接続部は、管内側に突出する断面アール形状であり、
前記枝管部は、
突出側にフランジを有し、
前記枝管部の周囲と、前記本管部と前記枝管部の接続部を囲う枠を備え、
前記枠は、
前記本管部に接する部分と、前記枝管部から前記フランジの周囲を囲む部分とを有し、
前記枠内に凍結用の冷媒を充填し、
前記凍結用の冷媒により前記枝管部内および前記枝管部内に臨む前記本管部内の一部の流体を凍結する構成であり、
前記本管部に流体が流れた状態で、前記枝管部内および前記枝管部内に臨む前記本管部内の一部の流体を凍結し、
前記流体が凍結した状態で、前記配管要素を前記フランジを介して取り外し可能な構造である、
ことを特徴とする凍結式の不断流構造。

【請求項2】

既設の管路が、本管部と、前記本管部の径方向に突出した枝管部とを有するＴ字状管部を有し、前記枝管部に設置された配管要素を、前記枝管部から取り外す凍結式の不断流工法であって、
前記Ｔ字状管部は、前記本管部と前記枝管部とが一体構造で、
前記本管部と前記枝管部の接続部は、管内側に突出する断面アール形状であり、
前記枝管部は、
突出側にフランジを有し、
前記枝管部の周囲と、前記本管部と前記枝管部の接続部を囲う枠を備え、
前記枠は、
前記本管部に接する部分と、前記枝管部から前記フランジの周囲を囲む部分とを有し、
前記枠内に凍結用の冷媒を充填し、
前記凍結用の冷媒により前記枝管部内および前記枝管部内に臨む前記本管部内の一部の流体を凍結する構成であり、
前記本管部に流体が流れた状態で、前記枝管部内および前記枝管部内に臨む前記本管部内の一部の流体を凍結する凍結工程と、
前記流体が凍結した状態で、前記配管要素を前記フランジを介して取り外す取外し工程と、
を備える、
ことを特徴とする凍結式の不断流工法。

【請求項3】

前記既設の管路は、前記枝管部のフランジに前記配管要素のフランジが複数組の既存のボルト及びナットで接続された既設の管路であって、
前記凍結工程に先立って、前記既存のボルト及びナットを予め新しいボルト及びナットに交換すると共に、前記新しいナットが前記配管要素のフランジに接するように前記新しいボルト及びナットで前記一対のフランジを締め付ける交換工程を更に備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の凍結式の不断流工法。

【請求項4】

前記交換工程において新しいボルトが前記枝管部のフランジを貫通するように前記新しいボルト及びナットで前記一対のフランジを締め付け、
前記新しいボルトが回転するのを防止する回り止め具を前記凍結工程に先立って前記枝管部のフランジに回り止め具を取り付ける回り止め具の取付工程を更に備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の凍結式の不断流工法。

【請求項5】

前記枝管部を囲うように枠を組む枠組工程と、
前記枠内に凍結用の冷媒を充填する充填工程と、を更にさらに備え、
前記凍結工程において、前記凍結用の冷媒により前記枝管部内の流体を凍結する、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の凍結式の不断流工法。

【請求項6】

前記充填工程に先立って、
前記流体を凍結させる前記枝管部内において管内部に突出する係止具を前記枝管部に固定する係止具取付工程を更に備える、
ことを特徴とする請求項５に記載の凍結式の不断流工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は凍結式の不断流構造及び凍結式の不断流工法に関する。

【背景技術】

【0002】

既設の管路を流れる流体を液体チッソなどにより２ヶ所において凍結し、管路の流れを遮断して、配管要素を交換する工法は公知である（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＪＰＳ６３−２６４９１（第１図）

【発明の概要】

【0004】

しかし、前記特許文献１の発明では、既設の管路の流れが遮断されるという大きな問題がある。

【0005】

したがって、本発明の目的は凍結式の不断流工法により、既設の管路の流体の流れを止めることなく、配管要素を取り外すことである。

【0006】

請求項１に記載の発明は、既設の管路が、本管部と、前記本管部の径方向に突出した枝管部とを有するＴ字状管部を有し、前記枝管部に設置された配管要素を、前記枝管部から取り外す凍結式の不断流構造であって、
前記Ｔ字状管部は、前記本管部と前記枝管部とが一体構造で、
前記本管部と前記枝管部の接続部は、管内側に突出する断面アール形状であり、
前記枝管部は、
突出側にフランジを有し、
前記枝管部の周囲と、前記本管部と前記枝管部の接続部を囲う枠を備え、
前記枠は、
前記本管部に接する部分と、前記枝管部から前記フランジの周囲を囲む部分とを有し、
前記枠内に凍結用の冷媒を充填し、
前記凍結用の冷媒により前記枝管部内および前記枝管部内に臨む前記本管部内の一部の流体を凍結する構成であり、
前記本管部に流体が流れた状態で、前記枝管部内および前記枝管部内に臨む前記本管部内の一部の流体を凍結し、
前記流体が凍結した状態で、前記配管要素を前記フランジを介して取り外し可能な構造である、
ことを特徴とする凍結式の不断流構造である。
請求項２に記載の発明は、既設の管路が、本管部と、前記本管部の径方向に突出した枝管部とを有するＴ字状管部を有し、前記枝管部に設置された配管要素を、前記枝管部から取り外す凍結式の不断流工法であって、
前記Ｔ字状管部は、前記本管部と前記枝管部とが一体構造で、
前記本管部と前記枝管部の接続部は、管内側に突出する断面アール形状であり、
前記枝管部は、
突出側にフランジを有し、
前記枝管部の周囲と、前記本管部と前記枝管部の接続部を囲う枠を備え、
前記枠は、
前記本管部に接する部分と、前記枝管部から前記フランジの周囲を囲む部分とを有し、
前記枠内に凍結用の冷媒を充填し、
前記凍結用の冷媒により前記枝管部内および前記枝管部内に臨む前記本管部内の一部の流体を凍結する構成であり、
前記本管部に流体が流れた状態で、前記枝管部内および前記枝管部内に臨む前記本管部内の一部の流体を凍結する凍結工程と、
前記流体が凍結した状態で、前記配管要素を前記フランジを介して取り外す取外し工程と、
を備える、
ことを特徴とする凍結式の不断流工法である。
請求項３に記載の発明は、前記既設の管路は、前記枝管部のフランジに前記配管要素のフランジが複数組の既存のボルト及びナットで接続された既設の管路であって、
前記凍結工程に先立って、前記既存のボルト及びナットを予め新しいボルト及びナットに交換すると共に、前記新しいナットが前記配管要素のフランジに接するように前記新しいボルト及びナットで前記一対のフランジを締め付ける交換工程を更に備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の凍結式の不断流工法である。
請求項４に記載の発明は、前記交換工程において新しいボルトが前記枝管部のフランジを貫通するように前記新しいボルト及びナットで前記一対のフランジを締め付け、
前記新しいボルトが回転するのを防止する回り止め具を前記凍結工程に先立って前記枝管部のフランジに回り止め具を取り付ける回り止め具の取付工程を更に備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の凍結式の不断流工法である。
請求項５に記載の発明は、前記枝管部を囲うように枠を組む枠組工程と、
前記枠内に凍結用の冷媒を充填する充填工程と、を更にさらに備え、
前記凍結工程において、前記凍結用の冷媒により前記枝管部内の流体を凍結する、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の凍結式の不断流工法である。
請求項６に記載の発明は、前記充填工程に先立って、
前記流体を凍結させる前記枝管部内において管内部に突出する係止具を前記枝管部に固定する係止具取付工程を更に備える、
ことを特徴とする請求項５に記載の凍結式の不断流工法である。

【0007】

本発明によれば、Ｔ字状管部１の枝管部１１内および／または枝管部１１内に臨む本管部１０内の一部の流体Ｌが凍結される。したがって、枝管部１１に接続された補修弁や仕切弁などを取り外すことができる。

【0008】

特に、前記凍結工程において、Ｔ字状管部１の本管部１０の流体Ｌが流れた状態を保つので、水などの流体Ｌの流れを止めることなく、前記取り外しを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例１の工法の工程の一部を示す断面図である。

【図2】本発明の実施例１の工法の工程の一部を示す断面図である。

【図3】本発明の実施例１の工法の工程の一部を示す断面図である。

【図4】本発明の実施例１の工法の工程の一部を示す断面図である。

【図5】本発明の実施例２の工法の工程の一部を示す断面図である。

【図6】本発明の実施例２の工法の工程の一部を示す断面図である。

【0010】

各図において、実行した工程を分かり易くするために、工程の実行により変化した部位には、ドット模様を付している。また、実行した工程を分かり易くするために、管路の各部の断面にはハッチングを施していない。

【発明を実施するための形態】

【0011】

好ましくは、前記既設の管路は、前記枝管部１１のフランジ１１Ｆに前記配管要素１２のフランジ１２Ｆが複数組の既存のボルトＢ１及びナットＮ１で接続された既設の管路であって、
前記凍結工程に先立って、前記既存のボルトＢ１及びナットＮ１を予め新しいボルトＢ２及びナットＮ２に交換すると共に、前記新しいナットＮ２が前記配管要素１２のフランジ１２Ｆに接するように前記新しいボルトＢ２及びナットＮ２で前記一対のフランジ１１Ｆ，１２Ｆを締め付ける交換工程を更に備える。

【0012】

既存のボルト及びナットはサビや焼付きなどにより容易に回らない場合がある。これに対し、予め、ボルト及びナットを新しいものと交換しておくことで、こうした不具合に対処し易い。

【0013】

更に好ましくは、前記交換工程において新しいボルトＢ２が前記枝管部１１のフランジ１１Ｆを貫通するように前記新しいボルトＢ２及びナットＮ２で前記一対のフランジ１１Ｆ，１２Ｆを締め付け、
前記新しいボルトＢ２が回転するのを防止する回り止め具２を前記凍結工程に先立って前記枝管部１１のフランジ１１Ｆに回り止め具２を取り付ける取付工程を更に備える。

【0014】

このように、回り止め具２により新しいボルトが回転するのを防止することで、ボルトが供回りすることなく、新しいナットを容易に回転させることができる。

【0015】

好ましくは、前記凍結工程に先立って、
前記枝管部１１を囲うように枠３を組む枠組工程と、
前記枠内に凍結用の冷媒４を充填する充填工程とを更にさらに備え、
前記凍結工程において、前記凍結用の冷媒により前記枝管部１１内の流体Ｌを凍結することを特徴とする。

【0016】

この場合、枝管部１１に接続された補修弁などを取り外し、必要に応じて、交換や修理などを行うことができる。

【0017】

更に好ましくは、前記充填工程に先立って、
前記流体Ｌを凍結させる前記枝管部１１内において管内部に突出する係止具５を前記枝管部１１に固定する係止具取付工程を更に備える。

【0018】

この場合、流体の凍結部位に係止具５が係止しており、凍結部位に滑りが生じにくい。

【0019】

好ましくは、前記凍結工程に先立って、
前記枝管部１１に臨む本管部１０内の部位１３を囲うように枠３を組む枠組工程と、
前記枠３内に凍結用の冷媒４を充填する充填工程とを更にさらに備え、
前記凍結工程において、前記凍結用の冷媒４により前記本管部１０内の前記部位１３を凍結することを特徴とする。

【0020】

この場合、枝管部１１内を凍結させずに、あるいは、枝管部１１内の凍結部位を溶かすことで、枝管部１１に接続された仕切弁の弁蓋や弁体を交換することができる。

【実施例】

【0021】

以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。図１〜図４は実施例１を示す。

【0022】

既設の管路のＴ字状管部１は本管部１０と前記本管部１０の径方向Ｒに突出した枝管部１１とを有する。前記Ｔ字状管部１の前記枝管部１１には配管要素１２が設置されている。本工法は配管要素１２を前記既設の管路から取り外す不断流工法である。

【0023】

前記既設の前記枝管部１１のフランジ１１Ｆには前記配管要素１２のフランジ１２Ｆが複数組の既存のボルトＢ１及びナットＮ１で接続されている。本例の場合、配管要素１２は補修弁である。
なお、補修弁は主に消火栓や空気弁の止水用としてＴ字管との間に設置される。

【0024】

本工法は不断流工法であり、本管部１０には流体Ｌが流れたままの状態で、以下の各工程が実行される。

【0025】

図１Ａおよび図１Ｂに示す交換工程では、後述の凍結工程に先立って、前記既存のボルトＢ１及びナットＮ１を１組ずつ予め新しいボルトＢ２及びナットＮ２に交換する。この際、新しいナットＮ２が前記配管要素１２のフランジ１２Ｆに接するように前記新しいボルトＢ２及びナットＮ２で前記一対のフランジ１１Ｆ，１２Ｆを締め付ける。
図１Ｂの前記交換工程において新しいボルトＢ２が前記枝管部１１のフランジ１１Ｆを貫通するように前記新しいボルトＢ２及びナットＮ２で前記一対のフランジ１１Ｆ，１２Ｆを締め付ける。

【0026】

また、後述の充填工程に先立って、図１Ｂの係止具取付工程では、前記流体Ｌを凍結させる前記枝管部１１内において管内部に突出する係止具５を前記枝管部１１に固定する。係止具５はシール付きのタッピングビスであってもよい。

【0027】

図２Ａの回り止め具２の取付工程では、前記新しいボルトＢ２が回転するのを防止する回り止め具２を前記凍結工程に先立って前記枝管部１１のフランジ１１Ｆに取り付ける。

【0028】

図２Ｂの枠組工程では、枝管部１１を囲うように型枠状の枠３をＴ字状管部１に組み付ける。枠３としては例えば発泡スチロール製であってもよく、また、枠３とＴ字状管部１との隙間を湿式のパテで埋めてもよい。

【0029】

図３Ａの充填工程においては、前記枠３内に液体チッソのような冷媒４を流し込み、枠３内に凍結用の冷媒４を充填する。本冷媒４により枝管部１１内の流体Ｌが凍結する。

【0030】

すなわち、前記Ｔ字状管部１の本管部１０に流体Ｌが流れた状態で前記枝管部１１内および前記枝管部１１内に臨む前記本管部１０内の一部の流体Ｌを凍結する凍結工程が実行される。なお、本例の場合、流体Ｌの凍結する部位１３は、少なくとも枝管部１１内の一部であってもよい。

【0031】

前記凍結状態で、図３Ａおよび図３Ｂに示すように新しいナットＮ２を締め、古い配管要素１２を取り外す。

【0032】

前記取り外し後、図３Ｂの古い配管要素１２に代えて図４Ａの新しい配管要素１２Ｎを設置する。なお、配管要素を交換する代わりに配管要素を現場で修理して管路に再設置することも可能である。

【0033】

その後、前記枠３および回り止め具２を撤去し、係止具５の周囲に保護バンド６を取り付ける。

【0034】

図５および図６は実施例２の概略を示す。本実施例２については、前記図１〜図４の例と異なる箇所について主に説明する。

【0035】

図５は例えば水道用の管路に設置された仕切弁を示す。以下に説明するように、本凍結式の不断流工法では前記仕切弁の弁体１２Ｖを交換することも可能である。

【0036】

本例において、仕切弁の弁箱はＴ字状管部１を構成する。
また、管路に挿入されている両フランジの部位は本管部１０を構成する。枝管部１１に相当する部位には弁体１２Ｖの一部が収容されている。前記弁体１２Ｖの上部は弁蓋１２Ｃ内に収容されている。前記弁体１２Ｖや弁蓋１２Ｃは、交換される配管要素１２の一部である。

【0037】

本例の場合、前記枠組工程において、少なくとも前記枝管部１１に臨む本管部１０内の部位１３を囲うように枠３を組む必要があり、図５Ａの二点鎖線で示すように、前記本管部１０内の部位および枝管部１１の一部を囲うように枠３を組んでもよい。

【0038】

本例の場合、係止具５は本管部１０に固定され、本管部１０内に向かって突出する。したがって、冷媒４により凍結した部位１３は係止具５に流体Ｌの流れ方向に係止する。

【0039】

前記凍結工程において、前記凍結用の冷媒４により前記本管部１０内の一部の前記部位１３および枝管部１１内の流体Ｌが凍結される。

【0040】

前記凍結後、図５の弁蓋１２Ｃを図６に示すように取り外す。その後、上方の開口から温水Ｈを流し込み、弁体１２Ｖのまわりの凍結した氷を解凍して、弁体１２Ｖを撤去する。

【0041】

前記撤去後、枝管部１１のフランジ１１Ｆに新しい弁体付きの弁蓋を取り付け、仕切弁の補修が完了する。

【0042】

本例においては、枝管部１１に臨む本管部１０内の部位のみが凍結するように、冷媒４を枠３内に流し込んでもよい。また、予め、枝管部１１内に連通する循環路を不断流で設け、常時、枝管部１１内に温水を循環させてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明の構造及び工法は水道用の管路の他に、原油などの管路に採用することができる。

【符号の説明】

【0044】

１：Ｔ字状管部 １０：本管部 １１：枝管部 １２：配管要素 １３：部位
１１Ｆ，１２Ｆ：フランジ
２：回り止め具 ３：枠 ４：冷媒 ５：係止具 ６：保護バンド
Ｂ１：既存のボルト Ｂ２：新しいボルト
Ｎ１：既存のナット Ｎ２：新しいナット
Ｌ：流体 Ｒ：径方向 Ｈ：温水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】