(57)【要約】【課題】配管の破断部分から流体が大量に流出することを防止できる配管構造を提供する。【解決手段】あらかじめ指定された範囲の指定配管（変位吸収配管部２１）の上流側に、流体供給設備から指定配管に向かう流体の流量を制御する第１制御弁（過流防止弁２２）を設け、指定配管の下流側に流体消費設備から指定配管に向かって流体が逆流することを防止するための第２制御弁（逆止弁２４）を設ける。第１制御弁の上流側に第３制御弁（第１遮断弁２３）を設けるとともに第３制御弁と第１制御弁との間に第１パージ弁２６を備えた第１パージ配管２７を接続し、第２制御弁の下流側に第４制御弁（第２遮断弁２５）を設けるとともに第４制御弁と第２制御弁との間に第２パージ弁２８を備えた第２パージ配管２９を接続する。さらに、上流側配管１４と下流側配管１５とをバイパス弁３１，３２を備えた可撓性を有するバイパス配管３３で接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側の流体供給設備から下流側の流体消費設備に向けて流体を供給する配管の構造であって、あらかじめ指定された範囲の指定配管の上流側に、前記流体供給設備から指定配管に向かう流体の流量を制御する第１制御弁を設け、前記指定配管の下流側に、前記流体消費設備から前記指定配管に向かって流体が逆流することを防止するための第２制御弁を設けた配管構造。
【請求項２】
前記指定配管が、可撓性配管及び／又は伸縮継手を備えている請求項１記載の配管構造。
【請求項３】
前記第１制御弁が、過流防止弁である請求項１又は２記載の配管構造。
【請求項４】
前記第２制御弁が、逆止弁である請求項１乃至３のいずれか１項記載の配管構造。
【請求項５】
前記第１制御弁の上流側に第３制御弁を設けるとともに、該第３制御弁と前記第１制御弁との間に第１パージ弁を備えた第１パージ配管を接続し、前記第２制御弁の下流側に第４制御弁を設けるとともに、該第４制御弁と前記第２制御弁との間に第２パージ弁を備えた第２パージ配管を接続した請求項１乃至４のいずれか１項記載の配管構造。
【請求項６】
前記第１制御弁の上流側と前記第２制御弁の下流側とを、バイパス弁を備えるとともに、可撓性を有するバイパス配管で接続した請求項１乃至５のいずれか１項記載の配管構造。
【請求項７】
前記指定配管の上流側の配管が地上又は地中に設置された配管であり、前記指定配管の下流側の配管が免震構造を備えた建造物に設置された配管である請求項１乃至６のいずれか１項記載の配管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管構造に関し、例えば、免震構造を備えた建造物に流体を供給する配管の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上又は地中の配管から免震構造を備えた建造物内に流体を供給する配管構造として、地上又は地中に固定された配管と、免震構造を備えた建造物に固定された配管との間に可撓性配管や伸縮継手を用いることにより、地震の際の地盤と建造物との相対変位から配管を保護することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記可撓性配管や前記伸縮継手は、基本的に破断しないことを前提としているため、何らかの原因で可撓性配管や伸縮継手が破断すると、破断部分から大量の流体が流出して大きな被害が発生するおそれがあった。また、高純度の流体を供給する設備においては、流体の流出後に、破断部から大気成分が入り込んで設備全体が汚染されることで、復旧に時間を要するという問題があった。さらに、上水道の配管では、緊急遮断弁を配置して上水の流出を抑えることも行われているが、緊急遮断弁から下流側の上水のほとんどが流出してしまうという問題があるだけでなく、緊急遮断弁は、構造が複雑で高価であり、初期費用が嵩むだけでなく、保守費用も高くなるという問題もあった。
【０００５】
そこで本発明は、配管の破断部分から流体が大量に流出することを防止できる配管構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の配管構造は、上流側の流体供給設備から下流側の流体消費設備に向けて流体を供給する配管の構造であって、あらかじめ指定された範囲の指定配管の上流側に、前記流体供給設備から指定配管に向かう流体の流量を制御する第１制御弁を設け、前記指定配管の下流側に、前記流体消費設備から前記指定配管に向かって流体が逆流することを防止するための第２制御弁を設けたことを特徴としている。
【０００７】
さらに、本発明の配管構造は、前記指定配管が可撓性配管及び／又は伸縮継手を備えていること、前記第１制御弁が過流防止弁であること、前記第２制御弁が逆止弁であることを特徴としている。また、本発明の配管構造は、前記第１制御弁の上流側に第３制御弁を設けるとともに、該第３制御弁と前記第１制御弁との間に第１パージ弁を備えた第１パージ配管を接続し、前記第２制御弁の下流側に第４制御弁を設けるとともに、該第４制御弁と前記第２制御弁との間に第２パージ弁を備えた第２パージ配管を接続したこと、前記第１制御弁の上流側と前記第２制御弁の下流側とを、バイパス弁を備えるとともに可撓性を有するバイパス配管で接続したことを特徴とし、さらに、前記指定配管の上流側の配管が地上又は地中に設置された配管であり、前記指定配管の下流側の配管が免震構造を備えた建造物に設置された配管であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の配管構造によれば、何らかの原因で指定配管が破断した場合、第１制御弁と第２制御弁とが閉じることにより、指定配管の破断箇所から流出する流体の量を第１制御弁と第２制御弁との間の量に抑えることができる。また、高純度の流体を供給する設備においては、破断箇所から入り込む大気成分による汚染範囲を、第１制御弁と第２制御弁との間に限定することができる。さらに、指定配管が可撓性配管や伸縮継手を備えている場合、曲げ応力の繰り返しなどで可撓性配管や伸縮継手が破断するおそれがあるので、このような指定配管を有する配管に前記第１制御弁や前記第２制御弁を設けておくことにより、可撓性配管や伸縮継手が破断しても被害を最小限に抑えることができる。加えて、第１制御弁に過流防止弁を使用したり、第２制御弁に逆止弁を使用したりすることにより、複雑な制御を必要とせずに機械的で確実な作動が期待できるとともに、設備費の低減を図ることもできる。
【０００９】
また、パージ配管を設けておくことにより、破断した指定配管を交換した後のパージ操作を容易に行うことができる。さらに、バイパス配管を設けておくことにより、第１制御弁と第２制御弁とが閉じたときにバイパス弁を開くことで、流体供給設備から流体消費設備に向けて必要量の流体の供給を継続することができる。特に、免震構造を備えた建造物に流体を供給する配管に適用することにより、地震発生時に可撓性配管や伸縮継手が何らかの原因で破断したとしても、流体流出による被害を最小限にとどめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の配管構造の第１形態例を示す説明図である。
【図２】本発明の配管構造の他の形態例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１の第１形態例に示す配管構造は、地盤１１に免震構造部１２を介して設けられた建造物１３に流体を供給する例を示すものであって、地盤１１には、図示しない流体供給設備から流体が供給される上流側配管１４が設けられ、建造物１３には、図示しない流体消費設備に流体を供給する下流側配管１５が設けられている。なお、矢印Ａ，Ｂは、地震発生時における地盤１１と建造物１３の揺れの大きさを表したものである。
【００１２】
上流側配管１４と下流側配管１５との間には、地震発生時に生じる地盤１１と建造物１３との相対変位から配管を保護するため、伸縮継手２１ａ及び可撓性配管２１ｂを備えた変位吸収配管部（指定配管）２１が設けられている。変位吸収配管部２１の上流側には、上流側配管１４から変位吸収配管部２１に向かって流れる流体の流量を制御する第１制御弁である過流防止弁２２が設けられ、該過流防止弁２２の上流側には、第３制御弁である第１遮断弁２３が設けられている。また、変位吸収配管部２１の下流側には、下流側配管１５から変位吸収配管部２１に向かって流体が逆流することを防止する第２制御弁である逆止弁２４が設けられ、該逆止弁２４の下流側には、第４制御弁である第２遮断弁２５が設けられている。
【００１３】
前記過流防止弁２２と前記第１遮断弁２３との間には、第１パージ弁２６を備えた第１パージ配管２７が接続され、前記逆止弁２４と第２遮断弁２５との間には、第２パージ弁２８を備えた第２パージ配管２９が接続されている。さらに、前記第１遮断弁２３の上流側と、前記第２遮断弁２５の下流側とは、第１バイパス弁３１及び第２バイパス弁３２を備えたバイパス配管３３で接続されている。このバイパス配管３３は、可撓性を有する配管や伸縮性を有する継手を適宜使用することにより、地震発生時の地盤１１と建造物１３との相対変位を吸収可能な構造に形成されている。
【００１４】
上流側配管１４から下流側配管１５へ、所定圧力、所定流量で流体を供給しているときに、何らかの理由で伸縮継手２１ａや可撓性配管２１ｂが破断し、変位吸収配管部２１から配管内を流れる流体が外部に流出すると、変位吸収配管部２１内の圧力が低下することから、上流側配管１４から破断部に向かって流体が急激に流れ出すため、あらかじめ設定された流量以上になると過流防止弁２２が自動的に閉じ状態となり、上流側配管１４から変位吸収配管部２１への流体の流れを遮断する。また、下流側配管１５においても、配管内の圧力差によって下流側配管１５内の流体が変位吸収配管部２１に向かって流れようとするが、逆止弁２４が自動的に閉じ状態となり、下流側配管１５から変位吸収配管部２１への流体の流れを遮断する。これにより、変位吸収配管部２１の破断部から外部に流出する流体量を、変位吸収配管部２１内の流体のみにすることができ、流体流出量を大幅に減少させることができる。
【００１５】
また、流体消費設備が、消火用、シール用などで常時流体を供給する必要がある設備の場合は、第１バイパス弁３１及び第２バイパス弁３２をそれぞれ開いた状態にすることにより、バイパス配管３３を介して上流側配管１４から下流側配管１５に流体を供給することができる。さらに、破断した伸縮継手２１ａや可撓性配管２１ｂを復旧させた後、破断時にこれらの配管内に流入した大気成分などの不純物を除去（パージ）したいときには、第１パージ配管２７及び第２パージ配管２９にパージ用配管（図示せず）をそれぞれ接続し、パージ用流体を使用して復旧した変位吸収配管部２１内のパージ操作を行うことができる。これにより、変位吸収配管部２１を通して上流側配管１４から下流側配管１５に流体の供給を開始する際に、流体中に不純物が混入することを防止できる。
【００１６】
したがって、地盤１１や建造物１３に固設された配管に比べて変位量が大きく、金属疲労などで破断のおそれがある伸縮継手２１ａや可撓性配管２１ｂが何らかの原因で破断したとしても、過流防止弁２２及び逆止弁２４が自動的に閉じることによって外部に流出する流体量を少なくできるとともに、第１バイパス弁３１及び第２バイパス弁３２をそれぞれ開くことにより、必要な量の流体を流体消費設備に供給することができる。さらに、供給する流体が不純物の混入を嫌う流体であっても、第１パージ配管２７及び第２パージ配管２９を使用することによって復旧後の変位吸収配管部２１内をパージすることができ、流体消費設備に供給する流体に不純物が混入することを防止できる。
【００１７】
なお、本形態例では、第１制御弁として市販の過流防止弁２２を使用するとともに、第２制御弁として市販の逆止弁２４を使用することにより、設備費の増加を抑えながら、停電時でも機械的に作動することで確実な作動を得られるようにしているが、過流防止弁２２や逆止弁２４の構造は任意であり、さらに、第１制御弁や第２制御弁には、流量センサや圧力センサで電気的に検出した流体の流量や圧力の変化に応じて閉弁状態となる遮断弁を使用することもできる。
【００１８】
また、バイパス配管３３は、流体消費設備が必要とする最小限の流体を供給できればよいことから、最大供給量に対応した変位吸収配管部の伸縮継手２１ａや可撓性配管２１ｂに比べて小口径の配管材料を用いることができる。したがって、大口径の配管材料に比べて変位に対する追従性が向上し、地盤１１と建造物１３との相対変位が大きくてもバイパス配管３３が破断するおそれはなく、金属疲労の蓄積量も大口径のものに比べて少ないので、長期間の使用にも耐えることができる。また、バイパス配管３３を、Ω字状や、コ字状に形成することにより、変位吸収性を更に向上させることができる。
【００１９】
さらに、変位吸収配管部２１の構成は、流体の種類、圧力、流量に応じて適宜最適な構成を採用することができ、変位吸収配管部２１の構成も、相対変位量や流体供給量、圧力、温度などの条件に応じて適宜最適な構成を採用することができる。また、バイパス配管のバイパス弁は１個でもよく、パージ配管は、１箇所に設けるだけでもよい。
【００２０】
図２は、本発明の配管構造の他の形態例を示すもので、図２において、左側が上流側、右側が下流側を表しており、中間の矢印Ｃの範囲が、本発明の指定配管となる部分である。なお、以下の説明において、前記形態例に示した配管構造の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２１】
図２（イ）に示す第２形態例は、指定配管５１の上流側に位置する上流側配管１４の最下流部に過流防止弁２２を設けるとともに、指定配管５１の下流側に位置する下流側配管１５の最上流部に逆止弁２４を設けた構造を有している。この第２形態例に示す配管構造は、指定配管５１が破断した場合でも、過流防止弁２２及び逆止弁２４が閉じることにより、破断部分から外部に流出する流体の量を過流防止弁２２と逆止弁２４との間の流体量だけに抑えることができる。図２（ロ）に示す第３形態例は、指定配管５１として、上流側と下流側との相対変位を吸収可能な可撓性配管５１ａを使用した形態例を示すものである。
【００２２】
図２（ハ）に示す第４形態例は、過流防止弁２２の上流側に第１遮断弁２３を設けるとともに、過流防止弁２２と第１遮断弁２３との間に第１パージ弁２６を備えた第１パージ配管２７を接続し、逆止弁２４の下流側に第２遮断弁２５を設けるとともに、逆止弁２４と第２遮断弁２５との間に第２パージ弁２８を備えた第２パージ配管２９を接続した形態例を示している。これにより、破断した指定配管５１を復旧させた後のパージ操作を容易に行うことができる。
【００２３】
図２（ニ）は、前記図１に示した第１形態例と同じ配管構造であって、指定配管５１の上流側に、下流側から順に、過流防止弁２２、第１パージ配管２７、第１遮断弁２３及びバイパス配管３３が設けられ、指定配管５１の下流側に、上流側から順に、逆止弁２４、第２パージ配管２９、第２遮断弁２５及びバイパス配管３３を設けられている。これにより、前記同様に、指定配管５１が破断したときでも、バイパス配管３３を通して流体の供給を継続することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１１…地盤、１２…免震構造部、１３…建造物、１４…上流側配管、１５…下流側配管、２１…変位吸収配管部、２１ａ…伸縮継手、２１ｂ…可撓性配管、２２…過流防止弁、２３…第１遮断弁、２４…逆止弁、２５…第２遮断弁、２６…第１パージ弁、２７…第１パージ配管、２８…第２パージ弁、２９…第２パージ配管、３１…第１バイパス弁、３２…第２バイパス弁、３３…バイパス配管、５１…指定配管、５１ａ…可撓性配管
【図１】
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【図２】
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