(57)【要約】【課題】配管サンプリング調査に際して、配管切断作業および配管復旧作業の間、調査対象の配管系統を断水したり機能停止させたりする必要のない流体配管構造を提供することにある。【解決手段】建物内に配設されて流体を搬送する流体配管１と、該流体配管１の中間部に着脱自在に配設されるモニター用配管２と、該モニター用配管２の一次側の前記流体配管１に配設される流入開閉弁Ｖ１と、モニター用配管２の二次側の前記流体配管１に配設される流出開閉弁Ｖ２と、流入開閉弁Ｖ１の一次側の前記流体配管１から分岐し、流出開閉弁Ｖ２の二次側の前記流体配管１に合流するバイパス管３とからなる流体配管構造とした。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内に配設されて流体を搬送する流体配管と、該流体配管の中間部に着脱自在に配設されるモニター用配管と、該モニター用配管一次側の前記流体配管に配設される流入開閉弁と、前記モニター用配管二次側の前記流体配管に配設される流出開閉弁と、前記流入開閉弁一次側の前記流体配管から分岐し、前記流出開閉弁二次側の前記流体配管に合流するバイパス管とからなることを特徴とする流体配管構造。
【請求項２】
バイパス管には、バイパス管流入開閉弁およびバイパス管流出開閉弁が配設されていることを特徴とする請求項１記載の流体配管構造。
【請求項３】
建物内に配設されて流体を搬送する流体配管と、該流体配管の中間部に着脱自在に配設されるモニター用配管と、該モニター用配管一次側の前記流体配管に配設される流入側三方切替弁と、前記モニター用配管二次側の前記流体配管に配設される流出側三方切替弁と、前記流入側三方切替弁から分岐し、前記流出側三方切替弁に合流するバイパス管とからなることを特徴とする流体配管構造。
【請求項４】
モニター用配管は、流体配管と同一の材質で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の流体配管構造。
【請求項５】
モニター用配管は、配管内径の１５倍以上の長さの直管部を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の流体配管構造。
【請求項６】
モニター用配管は、配管外周面に分岐取出部を有し、かつ該分岐取出部に開閉弁が接続されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の流体配管構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建物内の設備配管や工場等のプラント配管などとして適用する流体配管構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物内の設備配管や工場等のプラント配管においては、配管工事完了後の配管系統使用開始から配管が徐々に劣化していき、最後には配管内の流体が外部に漏洩してしまう。配管の劣化は、配管内面から腐食し始め、その腐食が徐々に進行することで配管肉厚が減少していき、最後には配管に穴が開いて機能を喪失する場合が殆どである。そのため、配管が機能しなくなる前に配管の更新工事を行う必要があるが、配管内面の腐食状況は、配管外面からの目視だけでは判別が難しく、一定時期で配管劣化状況の診断を行い、配管更新時期を判別しているのが現状である。
【０００３】
これまで、配管の劣化状況診断は、以下の示す調査項目の内のいくつかについて、該当設備配管から重要箇所を複数点、ピックアップして調査し、それらの調査結果から総合的に判断して行っている。
（１）　既設配管の一部を切断してサンプリングし、そのサンプルを管割（縦割り）して目視調査する。
（２）　超音波厚さ計を用い、配管の肉厚を実測調査する。
（３）　超音波流量計を配管外面に設置し、配管内の流量を実測調査する。
（４）　Ｘ線撮影機器を使用し、配管のレントゲン写真を撮影して調査する。
（５）　ファイバースコープを配管内に挿入し、配管内面の状況を目視調査する。
【０００４】
以上において、配管レントゲン調査の場合、調査対象系統を断水や機能停止をしなくてもよいメリットはあるが、Ｘ線撮影機器設置のための広いスペースが必要であること、調査に要する費用が他の調査に比べて高額であることなどのデメリットから採用されることは少ない。
【０００５】
また、超音波厚さ計により配管肉厚を実測調査する場合、この調査のみで配管内の腐食状況を把握するには、１箇所当たりの計測点数を細かく取る必要があり、その数が膨大になる（配管内周方向での計測点数×管軸方向の計測点数）。このため、配管サンプリング等の本格調査を行うかを判断するために、配管肉厚を数点実測してみるようなサブ的な調査として行うことが多い。
【０００６】
建物新築時に、将来の設備配管の劣化状況を確認し、設備配管更新計画を立てるために、配管に予め診断可能な配管ユニットやピースを組み込むようなことは一般に行われていない。
きわめて少ない例として、機械室内の配管に３００ｍｍ程度のフランジ短管をサンプリング用のピースとして取り付けることがあるが、機械室内の配管のサンプリング調査のみでは、配管系統全体の配管劣化状況を把握するのが困難であり、実際には役に立っていないというのが実状である。
【０００７】
なお、上記先行技術は当業者一般に知られた技術であって、文献公知発明に係るものではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の流体配管構造では、該配管を劣化状況診断に際してサンプリングするときに、配管切断作業および配管復旧作業の間中、サンプリング部分以降の配管系統を一度断水しなければならないという課題があった。特に、給水設備等の供給ポンプ付近、給湯設備等の中央式循環給湯配管系統、空調設備等の冷温水循環配管系統の場合においては、作業時にその系統の機能を全て停止しなければならないという課題があった。
【０００９】
一般に、配管中に曲管部やバルブがあると、その周辺部分の管内流体は乱流状態となる。超音波流量計は、管内流体が乱流状態である部分で計測した場合、計測値に大きな誤差が生じたり、最悪計測不能に陥ったりする。そのため、計測のために、配管に相当長の直管部分（一般に配管内径×１５倍）が必要といわれている。しかし、既存建物の配管で、特に各階横枝配管系統においては、そのような長い直管部は少ない。さらに、超音波流量計の設置可能な箇所となると更に限定されてしまい、最悪、天井を剥がしたり、壁を壊す作業が発生した上で設置しなければならないという課題があった。
【００１０】
ファイバースコープによる調査は、バルブ止端部、キャップ止端部、圧力計取付部等が調査対象部周辺にある場合は、そこからファイバースコープを挿入して調査する。しかし、実際の調査では、周辺に都合良く挿入可能な箇所があることは少ない。前述の配管サンプリング調査時の配管を切断した際に、端部よりファイバースコープを挿入して調査することが多い。この場合、配管サンプリング調査とファイバースコープ調査の両方を行うことになり、その配管系統を断水や機能停止させる時間が更に長くなってしまうという課題があった。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、配管サンプリング調査に際して、配管切断作業および配管復旧作業の間、調査対象の配管系統を断水したり機能停止させたりする必要のない流体配管構造を提供することを目的とする。
【００１２】
また、この発明は、超音波流量計による配管内流体の流量計測を確実に行うことができ、正確な流量計測値を得ることができる流体配管構造を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、この発明は、ファイバースコープを配管内の劣化状況調査箇所までのファイバースコープの挿入距離を短くすることができ、その挿入を容易に行うことができる流体配管構造を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る流体配管構造は、建物内に配設されて流体を搬送する流体配管と、該流体配管の中間部に着脱自在に配設されるモニター用配管と、該モニター用配管一次側の前記流体配管に配設される流入開閉弁と、前記モニター用配管二次側の前記流体配管に配設される流出開閉弁と、前記流入開閉弁一次側の前記流体配管から分岐し、前記流出開閉弁二次側の前記流体配管に合流するバイパス管とからなるものである。
【００１５】
この発明に係る流体配管構造のバイパス管に、バイパス管流入開閉弁およびバイパス管流出開閉弁を配設したものである。
【００１６】
この発明に係る流体配管構造は、建物内に配設されて流体を搬送する流体配管と、該流体配管の中間部に着脱自在に配設されるモニター用配管と、該モニター用配管一次側の前記流体配管に配設される流入側三方切替弁と、前記モニター用配管二次側の前記流体配管に配設される流出側三方切替弁と、前記流入側三方切替弁から分岐し、前記流出側三方切替弁に合流するバイパス管とからなるものである。
【００１７】
この発明に係る流体配管構造のモニター用配管は、流体配管と同一の材質で構成したものである。
【００１８】
この発明に係る流体配管構造のモニター用配管は、配管内径の１５倍以上の長さの直管部を有しているものである。
【００１９】
この発明に係る流体配管構造のモニター用配管は、配管外周面に分岐取出部を有し、かつ該分岐取出部に開閉弁が接続されているものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による流体配管構造を示す概略図である。
同図において、１は建物内に配設されて流体を搬送する流体配管であり、この流体配管１は劣化状況調査対象（モニター）部位で分離されており、１Ａはその一次側（上流側）流体配管、１Ｂは二次側（下流側）流体配管をそれぞれ示す。
【００２１】
Ｖ１は一次側流体配管１Ａに設けられた流入側開閉弁、Ｖ２は二次側流体配管１Ｂに設けられた流出側開閉弁、２は一次側流体配管１Ａと二次側流体配管１Ｂとを接続する着脱自在なモニター用配管である。したがって、モニター用配管２は流体配管１の途中に着脱自在に配設された状態となっており、そのモニター用配管２の上流側および下流側には分岐取出部（分岐取出管）２ａ，２ｂが設けられ、それらの分岐取出部２ａ，２ｂには開閉弁Ｖ３，Ｖ４が接続されている。ここで、モニター用配管２は、流体配管１と同一の材質で構成されているものである。
【００２２】
３は一次側流体配管１Ａにおける流入側開閉弁Ｖ１の一次側と二次側流体配管１Ｂにおける流出側開閉弁Ｖ２の二次側とを接続するバイパス管であり、このバイパス管３には流入側開閉弁Ｖ５と流出側開閉弁Ｖ６および流出側開閉弁Ｖ６の流入側に位置する水抜き弁Ｖ７のそれぞれが設けられている。
【００２３】
次に動作について説明する。
前述した流体配管構造の通常使用に際しては、流体配管１の流入側開閉弁Ｖ１および流出側開閉弁Ｖ２のそれぞれを開状態にする一方で、モニター用配管２の開閉弁Ｖ３，Ｖ４およびバイパス管３の流入側開閉弁Ｖ５と流出側開閉弁Ｖ６のそれぞれを閉状態とする。これにより、通常使用時は、バイパス管３内には水が流入しない状態となる。万一、誤操作等によってバイパス管３内に水が入り込んだ場合には、水抜き弁Ｖ７を開いて水抜きすればよい。
【００２４】
以上の状況で長期間使用を続けると、一次側流体配管１Ａからモニター用配管２および二次側流体配管１Ｂに水が流れることにより、流体配管１とモニター用配管２の管内面は腐食等により徐々に劣化していく。
【００２５】
そこで、配管劣化状況を調査するためには、まず、配管サンプリングを行うが、この場合、以下の作業を行う。
▲１▼　バイパス管３の流入側開閉弁Ｖ５および流出側開閉弁Ｖ６をそれぞれ開状態にする。
▲２▼　流体配管１の流入側開閉弁Ｖ１および流出側開閉弁Ｖ２を閉状態にする。
▲３▼　モニター用配管２の開閉弁Ｖ３，Ｖ４を開いて流入側開閉弁Ｖ１と流出側開閉弁Ｖ２との間の管内の水を引き抜いたり、パン等で受けるなど注意を払いながら、モニター用配管２を取り外す。
▲４▼　モニター用配管２が取り外された一次側流体配管１Ａと二次側流体配管１Ｂとの間に前記モニター用配管２と同等の配管を装着して配管を復旧する。
▲５▼　その配管復旧後に流体配管１の流入側開閉弁Ｖ１と流出側開閉弁Ｖ２を開状態にする。
▲６▼　バイパス管３の流入側開閉弁Ｖ５と流出側開閉弁Ｖ６を閉状態にする。
▲７▼　水抜き弁Ｖ７を開いてバイパス管３内の水を排水する。
【００２６】
以上説明した実施の形態１によれば、配管サンプリングの際に、流体配管１の流入側開閉弁Ｖ１と流出側開閉弁Ｖ２を閉じてバイパス管３の流入側開閉弁Ｖ５と流出側開閉弁Ｖ６を開くことにより、設備配管を断水したり機能停止させることなくモニター用配管２を取り外して劣化状況の調査に供することができる。
【００２７】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による流体配管構造を示す概略図であり、図１と同一の構成要素には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態２では、一次側流体配管１Ａに流入側三方切替弁Ｖ８を設け、かつ二次側流体配管１Ｂに流出側三方切替弁Ｖ９を設け、それらの三方切替弁Ｖ８，Ｖ９を介してバイパス管３を一次側流体配管１Ａと二次側流体配管１Ｂとに接続したものである。
【００２８】
このような構成とした実施の形態２によれば、流体配管１の流入側三方切替弁Ｖ８と流出側三方切替弁Ｖ９の二箇所を切替操作するだけで、設備配管を断水したり機能停止させることなくモニター用配管２を取り外すことができると共に、その取り外し後の配管復旧を容易に行うことができる。また、上記実施の形態１の場合に比べて弁使用個数を半減することができ、このため、配管サンプリング作業をいっそう簡易に行うことができると共に、コスト低減を図ることができる。
【００２９】
図３は図１および図２中のモニター用配管を示す外観図である。
同図において、２Ａはモニター用配管２の直管部、２Ｂ，２Ｃはモニター用配管２両端側の曲管部、Ｌは前記直管部２Ａの長さであり、この直管部２Ａの長さＬはモニター用配管２の内径ｄの約１５倍（Ｌ≧１５ｄ）に設定されている。
【００３０】
１０はモニター用配管２の直管部２Ａの外面に設置された超音波流量計のセンサ部である。このセンサ部１０の設置位置は、モニター用配管２内の流体の流れが層流状態である箇所に設定されるもので、モニター用配管２の直管部２Ａの上流端から下流側に向かってＬ１≧１０ｄの設置位置で、かつ、その設置位置から前記直管部２Ａの下流側へＬ２≧５ｄの距離となる直管部２Ａとすることが望ましい。
【００３１】
ここで、超音波流量計のセンサ部１０を外面に設置するモニター用配管２の直管部２Ａの長さＬがＬ＜１５ｄであると、管内流体がモニター用配管２の曲管部２Ｂ，２Ｃやバルブで影響を受けて乱流状態となったまま、前記センサ部１０の設置位置まで到達してしまい、流量計測不能となったり、正確な流量計測値が得られなかったりする。これに対して本発明では、上述のように、モニター用配管２の直管部２Ａの長さＬをＬ≧１５ｄに設定すると共に、その直管部２Ａの上流端から下流側に向かってＬ１≧１０ｄの位置にセンサ部１０の設置位置を設定し、その設置位置から直管部２Ａの下流端までの距離がＬ２≧５ｄとなるように設定したことにより、モニター用配管２の曲管部２Ｂ，２Ｃやバルブの影響で発生する管内流体の乱流の影響をセンサ部１０が受けるようなことがなくなる。このため、超音波流量計による正確な流量計測値を得ることができる。
【００３２】
なお、モニター用配管２の直管部２Ａは、上記のＬ、Ｌ１、Ｌ２の条件内であれば幾ら長くてもよいが、計測精度に差がないため、経済的観点から考えて、Ｌ＝１５ｄ、Ｌ１＝１０ｄ、Ｌ２＝５ｄとすることが最も望ましい。また、モニター用配管２は、曲管部２Ｂ、２Ｃを有さない直管とすることが最も望ましい。
【００３３】
超音波流量計１０は、配管内の流速を計測し、その流速に断面を乗じて配管流量を算出する。つまり、配管径が大きくなるほど計測誤差が大きくなるため、計測する配管系統の配管径が大きくなるほど、上記の条件を満たす設置位置にすべきである。
なお、現状の計測技術では、流量計センサ部の設置は上記の条件が最適であるが、将来において、超音波流量計の精度が向上し、上記条件よりも短い直管部でも正確な流量計測値が得られるような場合においては、この限りではない。
【００３４】
配管内の劣化状況をファイバースコープで調査する場合には、まず、調査範囲の配管系統を断水し、モニター用配管２の開閉弁Ｖ３，Ｖ４等から配管内の水を抜き取る。その水抜き作業完了後に、開閉弁Ｖ３，Ｖ４から分岐取出部２ａ，２ｂを経てファイバースコープを流体配管内に挿通して、目視調査を行う。
【００３５】
なお、通常使用時には、分岐取出部２ａ，２ｂの開閉弁Ｖ３，Ｖ４に圧力計等を設置しておくと、通常のメンテナンス時に配管内圧力を目視できる。
【００３６】
また、ファイバースコープを流体配管内に挿通する際に、開閉弁Ｖ３，Ｖ４の内部とファイバースコープとの間をゴム系やシリコン系などのパッキン等で液密にシールする構造とすることも可能である。この場合、調査する配管系統を断水したり、水抜きしたりする必要がなく、いっそう効果的な調査を行うことができる。
【００３７】
以上説明した各実施の形態では、モニター用配管２の二箇所に分岐取出部２ａ，２ｂを設けたが、その分岐取出部は一箇所であっても十分に役割を果たすものである。
【００３８】
また、モニター用配管２とバイパス管３の配管径を同一径にすれば、モニター用配管２を取り外し後、その取り外し部分の配管復旧をせずにそのままバイパス管３を使用し続けても、その配管系統の設備に悪影響を及ぼす危惧がない（例えば、管内圧力、管内流速等の変化があっても微小であり問題がない）ため、いっそう効果的である。
【００３９】
上記各実施の形態において、モニター用配管２と流体配管１とは、例えば、フランジ型接続、メカニカル型接続、ハウジング型接続などのような着脱自在な接続構造であれば、いずれの接続方式であってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、バイパス管と流体配管のそれぞれが流入側開閉弁および流出側開閉弁を有することにより、配管サンプリング調査を行うときの配管切断作業および配管復旧作業の間、対象の配管系統を断水する必要がなく、特に、給水設備等の供給ポンプ付近、給湯設備等の中央式循環給湯配管系統、空調設備等の冷温水循環配管系統においては、その系統の機能を停止させることなく、配管サンプリング作業を行うことができるという効果がある。
【００４１】
この発明によれば、モニター用配管の直管部が配管内径の１５倍以上の長さを有することにより、超音波流量計を設置しての配管内流体の流量計測を確実に行うことができ、正確な計測値を得ることができるという効果がある。
【００４２】
この発明によれば、モニター用配管の分岐取出部に設けた開閉弁からファイバースコープを挿入できるため、遠くにある配管取出口等から配管内調査地点まで、延々とファイバースコープを挿入したり、配管を切断してファイバースコープを挿入したりする必要がないという効果がある。
【００４３】
この発明によれば、開閉弁の内部とファイバースコープのケーブルとの間をパッキン等で液密にシールして配管内にファイバースコープを挿通した場合、その調査する配管系統を断水したり、水抜きしたりする必要がないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による流体配管構造を示す概略図である。
【図２】この発明の実施の形態２による流体配管構造を示す概略図である。
【図３】図１および図２中のモニター用配管を示す外観図である。
【符号の説明】
１　流体配管
１Ａ　一次側流体配管
１Ｂ　二次側流体配管
２　モニター用配管
２ａ，２ｂ　分岐取出部
２Ａ　直管部
２Ｂ，２Ｃ　曲管部
３　バイパス管
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６　開閉弁
Ｖ７　水抜き弁
Ｖ８，Ｖ９　三方切替弁
１０　超音波流量計のセンサ部
【図１】
2004092860.tif 000003
【図２】
2004092860.tif 000004
【図３】
2004092860.tif 000005