(57)【要約】【課題】  配管に検査・測定装置等を挿入することなく、配管の片端側の空間のみを利用して配管の鉛直度を確認できる配管の傾斜調査治具および配管の傾斜調査方法を提供すること。【解決手段】  タンク予備ノズル１７に、レーザー発光器４１、配管１３に固定され、レーザー発光器４１を吊り下げつつ移動させる支持部３３、支持部３３に固定され、透明板付単管３１の上端に設置された傾斜した透明板３２を有する配管傾斜調査用治具２７を設置する。配管傾斜調査用治具２７は、透明板付単管３１に設置された架台３３上を平行移動する可動台４５、可動台４５上で回転移動する回転台４７および回転棒４９を用いてレーザー発光器４１の光源位置を適宜移動させ、レーザー発光器４１から鉛直下方にレーザー光５１を照射する。そして、レーザー光５１の反射光５３を観察し、配管１３の鉛直度が保たれている範囲６３を把握する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー発光器と、
前記レーザー発光器と配管との間に配置された、傾斜した透明板と、
前記配管の上端部に設置され、前記レーザー発光器を垂直に吊下げつつ前記透明板上を移動させる移動手段を有する支持部と、
を具備し、
前記レーザー発光器からレーザー光を照射して前記透明板を通過させ、前記配管または前記配管の下端部の下方に設けられた水平板による前記レーザー光の反射光を観察することを特徴とする配管の傾斜調査用治具。
【請求項２】
前記透明板が、
前記配管に固定された単管の上部フランジに設置され、
前記支持部が、
前記単管の下部フランジに設置された架台と、
前記架台上を平行移動する可動台と、
前記可動台上で回転する回転台と、
前記回転台に連結され、前記レーザー発光器を保持する回転棒と、
からなることを特徴とする請求項１記載の配管の傾斜調査用治具。
【請求項３】
前記透明板の傾斜角度が、前記レーザー光の種類、前記透明板の種類および厚さによって設定されることを特徴とする請求項１記載の配管の傾斜調査用治具。
【請求項４】
前記配管がタンクの屋根に設けられたノズルであり、前記水平板がタンクの底板であることを特徴とする請求項１記載の配管の傾斜調査用治具。
【請求項５】
レーザー発光器と、
前記レーザー発光器と配管との間に配置された、傾斜した透明板と、
前記配管の上端側に設置され、前記レーザー発光器を垂直に吊下げつつ前記透明板上を移動させる移動手段を有する支持部と、
を具備する配管の傾斜調査用治具を用い、
前記レーザー発光器からレーザー光を照射して前記透明板を通過させ、前記配管または前記配管の下端部の下方に設けられた水平板による前記レーザー光の反射光を観察することを特徴とする配管の傾斜調査方法。
【請求項６】
前記透明板が、
前記配管に固定された単管の上部フランジに設置され、
前記支持部が、
前記単管の下部フランジに設置された架台と、
前記架台上を平行移動する可動台と、
前記可動台上で回転する回転台と、
前記回転台に連結され、前記レーザー発光器を保持する回転棒と、
からなることを特徴とする請求項５記載の配管の傾斜調査方法。
【請求項７】
前記透明板の傾斜角度が、前記レーザー光の種類、前記透明板の種類および厚さによって設定されることを特徴とする請求項５記載の配管の傾斜調査方法。
【請求項８】
前記レーザー発光器の光源位置を移動させつつ前記レーザー光を照射し、観察した前記反射光の強度に基づいて、前記配管内において鉛直度が保持されている範囲を把握することを特徴とする請求項５記載の配管の傾斜調査方法。
【請求項９】
前記配管がタンクの屋根に設けられたノズルであり、前記水平板がタンクの底板であることを特徴とする請求項５記載の配管の傾斜調査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管の傾斜調査治具および配管の傾斜調査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の管を接合して配管を形成すると、管同士の接合部で折れ曲がりが生じる可能性があった。複数の管を接合した配管が土中に埋設されており、外観を観察できない場合などには、内視鏡を用いて内部の状況を観察していた。
【０００３】
図９は、タンク１０１の垂直断面図を示す。図９に示すように、タンク１０１は、水平な底板１０５と、底板１０５の周囲に垂直に形成された側壁１０３と、底板１０５と側壁１０３によって形成された空間の上部を覆う屋根１０７と、屋根１０７に固定された配管１１１とからなる。配管１１１は複数の管１１１ａ、管１１１ｂ、管１１１ｃを接続して形成される。図９に示すようなタンク１０１の配管１１１の状態を調査する場合においても、配管１１１に内視鏡１１３を挿入して内部の状況を観察していた。
【０００４】
また、筒体の両端部が露出している場合などには、筒体内上方にレーザー光線送出装置を配設した下げ振りを設置し、送出したレーザー光線を筒体内下方に設置したスクリーンに投射して、スクリーン上の基準線とレーザー光線のラインとの合致を目視する方法が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３３２３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、内視鏡を用いた観察では、内視鏡を厳密に鉛直に下降させることができないため、配管の折れ曲がりの状況を正確に把握して鉛直の有無を判断することができない。
【０００６】
また、図９に示すようなタンク１０１で、タンク１０１の内部に貯蔵された液体１０９が危険物（ＬＮＧ等）である場合、配管１１１内の有毒ガスや危険物が内視鏡１１３の挿入部分から漏洩する。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、配管に検査・測定装置等を挿入することなく、配管の片端側の空間のみを利用して配管の鉛直度を確認できる配管の傾斜調査治具および配管の傾斜調査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するための第１の発明は、レーザー発光器と、前記レーザー発光器と配管との間に配置された、傾斜した透明板と、前記配管の上端側に設置され、前記レーザー発光器を垂直に吊下げつつ前記透明板上を移動させる移動手段を有する支持部と、を具備し、前記レーザー発光器からレーザー光を照射して前記透明板を通過させ、前記配管または前記配管の下端部の下方に設けられた水平板による前記レーザー光の反射光を観察することを特徴とする配管の傾斜調査用治具である。
【０００９】
透明板は、例えば、配管に固定された単管の上部フランジの上面に設置される。このとき、支持部は、例えば、単管の下部フランジの上面に設置された架台と、架台上を平行移動する可動台と、可動台上で回転する回転台と、回転台に連結され、レーザー発光器を保持する回転棒とからなる。
【００１０】
支持部が、架台上を平行移動する可動台と、可動台上で回転する回転台とを有することにより、レーザー発光器は、透明板上の任意の位置に水平移動することが可能となる。透明板は、例えば、ポリカーボネート製とする。透明板の傾斜角度は、レーザー光の種類、透明板の種類および厚さによって設定される。
【００１１】
第１の発明において、配管とは、例えば、内部に危険物が貯蔵されたタンクの屋根に設けられたノズルであり、水平板とは、タンクの底板である。
【００１２】
第２の発明は、レーザー発光器と、前記レーザー発光器と配管との間に配置された、傾斜した透明板と、前記配管の上端側に設置され、前記レーザー発光器を垂直に吊下げつつ前記透明板上を移動させる移動手段を有する支持部と、を具備する配管の傾斜調査用治具を用い、前記レーザー発光器からレーザー光を照射して前記透明板を通過させ、前記配管または前記配管の下端部の下方に設けられた水平板による前記レーザー光の反射光を観察することを特徴とする配管の傾斜調査方法である。
【００１３】
透明板は、例えば、配管に固定された単管の上部フランジの上面に設置される。このとき、支持部は、例えば、単管の下部フランジの上面に設置された架台と、架台上を平行移動する可動台と、可動台上で回転する回転台と、回転台に連結され、レーザー発光器を保持する回転棒とからなる。
【００１４】
支持部が、架台上を平行移動する可動台と、可動台上で回転する回転台とを有することにより、レーザー発光器は、透明板上の任意の位置に水平移動することが可能となる。透明板は、例えば、ポリカーボネート製とする。透明板の傾斜角度は、レーザー光の種類、透明板の種類および厚さによって設定される。
【００１５】
第２の発明では、レーザー発光器の光源位置を移動させつつレーザー光を照射し、観察した反射光の強度に基づいて、配管内において鉛直度が保持されている範囲を把握する。
【００１６】
第２の発明において、配管とは、例えば、内部に危険物が貯蔵されたタンクの屋根に設けられたノズルであり、水平板とは、タンクの底板である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、配管に検査・測定装置等を挿入することなく、配管の片端側の空間のみを利用して配管の鉛直度を確認できる配管の傾斜調査治具および配管の傾斜調査方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、タンク１の垂直断面図を示す。図１に示すように、タンク１は、水平な底板５と、底板５の周囲に垂直に形成された側壁３と、底板５と側壁３によって形成された空間の上部を覆う屋根７と、屋根７に固定された配管１３とからなる。配管１３は複数の管１３ａ、管１３ｂ、管１３ｃを接続して形成される。配管１３は、タンク予備ノズル１７である。タンク１の内部には、危険物である液体９（ＬＮＧ等）が貯蔵される。
【００１９】
図２は、タンク予備ノズル１７の断面図を示す。図２は、図１に示す配管傾斜調査用治具設置予定部１５を拡大した図である。図２に示すように、タンク予備ノズル１７では、配管１３ａ上に、バタフライ弁２３が設置されている。バタフライ弁２３の上面には、閉止フランジ２１が設置されている。
【００２０】
図１に示すタンク１では、通常、液体９の液位を測定するため、他のノズルに液面計（図示せず）が設置される。タンク１では、既設の液面計（図示せず）が劣化すると、タンク予備ノズル１７に新設の液面計６５（図８）を設置することとなるが、このとき、タンク予備ノズル１７の配管１３の鉛直度を調査する必要が生じる。
【００２１】
本実施の形態では、タンク１のタンク予備ノズル１７の配管１３の鉛直度を調査するための配管傾斜調査用治具２７（図３）と、この治具を用いた調査方法について説明する。
【００２２】
まず、配管傾斜調査用治具２７の構成について説明する。図３は、タンク予備ノズル１７に配管傾斜調査用治具２７を設置した状態を示す図、図４は、配管傾斜調査用治具２７の平面図である。図３、図４に示すように、配管傾斜調査用治具２７は、レーザー発光部２９、透明板付単管３１、支持部３３等で構成される。
【００２３】
レーザー発光部２９は、レーザー発光器４１、風除けフード４３等からなる。レーザー発光器４１は、筒状の風除けフード４３の内部に配置され、レーザー光を照射する。風除けフード４３は、レーザー発光器４１に風が当たるのを防ぐ。
【００２４】
透明板付単管３１は、透明板３２、単管３７等からなる。単管３７の下端部付近には注入口５５が、上端部付近には放出口５７が設けられる。単管３７は、下部フランジ３５ａと上部フランジ３５ｂとを有する。単管３７の下部フランジ３５ａは、配管１３ａのバタフライ弁２３の上面に固定される。透明板３２は、押え板（図示せず）等を用いて、単管３７の上部フランジ３５ｂの上面に、傾斜をつけて固定される。透明板３２は、例えばポリカーボネート製の円盤である。
【００２５】
支持部３３は、架台３９、可動台４５、回転台４７、回転棒４９等からなる。架台３９は、例えば、門型の部材を平行に配置したものである。架台３９は、透明板付単管３１の単管３７の下部フランジ３５ａ上に固定される。可動台４５は、架台３９上に設置される。回転台４７は、可動台４５上に設置される。回転棒４９は、回転台４７上に設置される。
【００２６】
支持部３３の回転棒４９には、線状材４２を用いて、レーザー発光部２９のレーザー発光器４１が連結される。このとき、レーザー発光器４１が、透明板付単管３１の透明板３２の上方に配置されるようにする。線状材４２は、レーザー発光器４１を回転棒４９に鉛直に吊下げることができるような材質のものとする。
【００２７】
配管傾斜調査用治具２７では、可動台４５が、図４の矢印Ａに示すように、架台３９上を平行移動する。また、回転台４７が、図４の矢印Ｂに示すように、可動台４５上で回転し、回転棒４９が、回転台４７と連動して回転する。これにより、回転棒４９に吊下げられたレーザー発光器４１は、透明板３２の上方において、任意の位置に平行移動することが可能となる。
【００２８】
配管傾斜調査用治具２７では、レーザー発光器４１が、鉛直下方にレーザー光５１を照射する。レーザー光５１は、透明板３２を透過し、単管３７の内部を通過する。
【００２９】
次に、配管傾斜調査用治具２７を用いてタンク予備ノズル１７の配管１３の鉛直度を調査する方法について述べる。タンク予備ノズル１７の配管１３の鉛直度を調査するには、図３に示すように、タンク予備ノズル１７に配管傾斜調査用治具２７を設置する。
【００３０】
タンク予備ノズル１７に配管傾斜調査用治具２７を設置するには、まず、図２に示すタンク予備ノズル１７の閉止フランジ２１を、バタフライ弁２３を閉鎖した状態で撤去する。次に、透明板付単管３１をバタフライ弁２３の上面に固定する。
【００３１】
その後、注入口５５を介して透明板付単管３１の内部に窒素を注入しつつ、放出口５７を介して透明板付単管３１の内部の空気や水分等を放出する。そして、透明板付単管３１の内部の空気や水分等と配管１３内のガス等とが混ざる可能性がなくなった後、バタフライ弁２３を開放する。
【００３２】
なお、配管傾斜調査用治具２７を構成する他の部材（レーザー発光部２９、支持部３３等）は、透明板付単管３１をバタフライ弁２３に固定した後に取り付ける。
【００３３】
配管傾斜調査用治具２７を用いてタンク予備ノズル１７の配管１３の鉛直度を調査するには、図３に示すように配管傾斜調査用治具２７を設置した後、透明板３２上でレーザー発光部２９を移動させて位置を調整し、レーザー発光器４１の光源位置を確定する。
【００３４】
上述したように、配管傾斜調査用治具２７では、図４の矢印Ａに示すように可動台４７を平行移動させつつ、図４の矢印Ｂに示すように回転台４５および回転棒４９を回転させることにより、図３の実線や点線で図示するように、レーザー発光部２９を透明板３２上の任意の位置に移動させることができる。
【００３５】
図５は、レーザー光５１の通り道の概略図である。レーザー発光器４１の光源位置が確定した後、レーザー発光器４１は、レーザー光５１を照射する。レーザー発光器４１から照射されたレーザー光５１の大部分は、図５に示すように、透明板３２を透過する。透明板３２の傾斜は、レーザー光５１の全反射を防ぐために設けられる。透明板３２は、例えば１０°程度傾斜している。透明板３２の傾斜角度は、レーザー光５１の種類、透明板３２の種類および厚さによって適切に設定される。
【００３６】
透明板３２を透過したレーザー光５１は、図４および図５に示すように、透明板付単管３１、バタフライ弁２３の内部を通って、配管１３内に達し、鉛直に進めなくなった箇所で反射する。レーザー光５１の反射光５３の見え方は、タンク１の底板５で反射した場合と、配管１３で反射した場合とで異なる。
【００３７】
配管１３内に達したレーザー光５１は、配管１３の全長にわたって鉛直度が保たれている範囲では、図３や図５に点線で示すように、配管１３および液体９内を通過し、タンク１の底板５で反射する。反射光５３は、レーザー光５１の通り道を逆行し、透明板３２上に達する。
【００３８】
配管１３内に達したレーザー光５１は、配管１３の全長にわたって鉛直度が保たれていない範囲では、図３に実線で示すように、配管１３の内壁で反射する。配管１３の内壁で反射した反射光５３は、散乱する。
【００３９】
図６は、反射光５３の強度測定結果を示す図である。図６の横軸は光源移動距離を、縦軸は反射光強度を示す。実線６１は、図３に示す配管傾斜調査用治具２７を用いて、レーザー発光器４１の移動距離と反射光５３の強度との関係を、レーザー光５１の反射位置が底板５から配管１３の内壁に変化する境界付近で測定した際のデータを示す。
【００４０】
図６に示すように、レーザー光５１の反射光５３の強度は、反射位置が底板５から配管１３の内壁に変化する境界付近において、１／１０以下に変化する。そのため、反射光５３の強度の把握によって、反射位置が底板５から配管１３の内壁に変化する境界を判断することができる。例えば、図６では、光源移動距離７ｍｍ付近が変化の境界と判断できる。変化の境界付近には、反射光５３の強度が徐々に変化する部分があるが、変化の境界の判断基準は、適宜設定する。
【００４１】
なお、透明板３２が傾斜しているため、透明板３２で反射するレーザー光５１の反射光５９は少量である。また、反射光５９は、反射光５３とは異なる方向に進む。そのため、透明板３２で反射する反射光５９が、反射光５３の強度測定に影響を及ぼすことはない。
【００４２】
図６では、測定器を用いた反射光５３の強度を示したが、反射光５３の形状を目視によって確認することにより、反射位置が底板５から配管１３の内壁に変化する境界を判断することも可能である。目視によって判断する場合、作業者は、必ずレーザー光保護用眼鏡を装着する。
【００４３】
図７は、配管１３の全長にわたって鉛直度が保持されている範囲６３を示す図である。配管１３の鉛直度の調査時には、レーザー発光部２９を透明板３２上で任意の位置に移動させ、複数の光源位置からレーザー光５１を照射して反射光５３を観察し、図６に示すようなレーザー発光器４１の移動距離と反射光５３の強度との関係を把握する。そして、反射位置が底板５から配管１３の内壁に変化する境界を判断し、図７に示すように、反射位置が底板５である範囲、すなわち、配管１３の全長にわたって鉛直度が保持されている範囲６３を図示する。
【００４４】
図８は、液面計６５を設置したタンク１の垂直断面図を示す。図３から図７を用いて説明した方法でタンク１の配管１３の鉛直度を調査した後、タンク予備ノズル１７から配管傾斜調査用治具２７を撤去し、図８に示すように、タンク１のタンク予備ノズル１７に液面計６５を設置する。
【００４５】
液面計６５は、液面信号変換器６９、ガイドノズル７１、フロート７５等からなる。液面信号変換器６９は、配管１３の上方に設置される。ガイドノズル７１は、配管１３に挿入され、タンク１内に鉛直方向に設置される。ガイドノズル７１には、密度差が出ないように、所定の間隔で液体９が流通するための穴（図示せず）が設けられる。フロート７５は、ガイドノズル７１内に設置され、ガイドノズル７１内を鉛直方向に移動する。ガイドノズル７１、フロート７５は、図７に示す配管１３内の範囲６３の適切な位置に配置される。
【００４６】
液面計６５では、液面信号変換器６９からレーザー光７９を発射し、液体９の液面で浮いているフロート７５に反射させて、液面信号変換器６９とフロート７５との間の距離を測定する。これにより、液面の底板５からの距離を計算できる。
【００４７】
このように、本実施の形態によれば、図３に示すような配管傾斜調査用治具２７を用いることにより、配管１３に検査・測定装置等を挿入することなく、配管１３の鉛直度を確認できる。
【００４８】
配管傾斜調査用治具２７は、配管１３の上端に固定するため、開口部がなく、配管１３内から有毒ガスや危険流体が漏洩することがない。また、レーザー発光器４１は、下げ振りの原理を用いているため、レーザー光５１を正確に鉛直に照射することができる。さらに、レーザー光５１の反射位置によって反射光５３の強度が極端に変化することから、目視にて鉛直の有無を判断することができる。
【００４９】
配管傾斜調査用治具２７を用いて配管１３の鉛直度が保持されている範囲６３（図７）をあらかじめ把握できれば、液面計６５をタンク１に設置する際に、ガイドノズル７１等が配管１３の内壁に接触することがない。
【００５０】
なお、支持部３３やレーザー発光部２９の構成は、図３に示すものに限らない。支持部は、レーザー発光部を垂直に吊下げつつ、透明板上の任意の位置に移動させることができるような構成であればよい。レーザー発光部２９は、レーザー光を鉛直下方に正確に照射できるような構成であればよい。
【００５１】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる配管の傾斜調査治具および配管の傾斜調査方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５２】
例えば、本実施の形態では、液体９を貯蔵するタンク１を例にして説明したが、本発明にかかる配管の傾斜調査治具および配管の傾斜調査方法は、液体９以外の危険物を貯蔵するタンク（地上タンク、地中タンクなど）の配管の鉛直度を調査する場合にも用いることができる。また、タンク以外の配管の鉛直度の調査にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】タンク１の垂直断面図
【図２】タンク予備ノズル１７の断面図
【図３】タンク予備ノズル１７に配管傾斜調査用治具２７を設置した状態を示す図
【図４】配管傾斜調査用治具２７の平面図
【図５】レーザー光５１の通り道の概略図
【図６】反射光５３の強度測定結果を示す図
【図７】配管１３の全長にわたって鉛直度が保持されている範囲６３を示す図
【図８】液面計６５を設置したタンク１の垂直断面図
【図９】タンク１０１の垂直断面図
【符号の説明】
【００５４】
１………タンク
５………底板
９………液体
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ………配管
１７………タンク予備ノズル
２７………配管傾斜調査用治具
２９………レーザー発光部
３１………透明板付単管
３３………支持部
３５ａ………上部フランジ
３５ｂ………下部フランジ
３７………単管
３９………架台
４１………レーザー発光器
４５………可動台
４７………回転台
４９………回転棒
５１、７９………レーザー光
５３、５９………反射光
６３………範囲
【図１】
2006322882.tif 000003
【図２】
2006322882.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006322882.tif 000006
【図５】
2006322882.tif 000007
【図６】
2006322882.tif 000008
【図７】
2006322882.tif 000009
【図８】
2006322882.tif 000010
【図９】
2006322882.tif 000011