(57)【要約】【課題】メカニカル継手を用いた配管系の改修工事で、漏水を事前に防止すること、特にメカニカル継手が多数使用された大規模な建物であっても水抜き水張り作業を限られた時間で行うための能率的な作業法を提供する【解決手段】建築設備に施設される温水配管であってメカニカル型変位吸収管継手により連結された鋼管から温水を水抜きする作業にあたり、管内の熱媒を熱負荷に循環させる放熱運転をし、管内温水の温度が低下し周囲空気の温度とほぼ同等の温度となったことを確認し、その後接合されている管材と管材の移動を規制する固定金物を配管に固定し、次いで管内の水を抜く。固定金物としてはＵバンドと、各Ｕバンドの開放端に取り付けるＬ型アングルとＬ型アングルの間をボルトで連結してなる構成からなり、放熱運転後、水抜き水張り終了までの間固定しておく。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築設備に施設される熱媒水配管であってメカニカル型変位吸収管継手により連結された鋼管から熱媒水を水抜きする作業にあたり、メカニカル型変位吸収管継手近傍に被覆された断熱材をはがし、管内の熱媒水を熱負荷に循環させる放熱運転をし、管内熱媒水の温度が上昇または低下し周囲空気の温度とほぼ同等の温度となったことを確認し、その後接合されている管材と管材の移動を規制する固定金物を配管に固定し、次いで管内の熱媒水を抜くことを特徴とする、配管の漏水防止工法。
【請求項２】
固定金物の配管への取り付けは、メカニカル型変位吸収管継手で接続される２つの管材に、それぞれＵバンドを巻き締め、各Ｕバンドの開放端にＬ型アングルを取り付け、これらのＬ型アングルの間をボルトで連結してなることを特徴とする、請求項１記載のメカニカル型変位吸収管継手を使用した配管の事前漏洩防止工法。
【請求項３】
建築設備に施設される熱媒水配管であってメカニカル型変位吸収管継手により連結された鋼管から熱媒水を水抜きする作業にあたり、メカニカル型変位吸収管継手近傍に被覆された断熱材をはがし、メカニカル型変位吸収管継手で接続される２つの管材に、それぞれＵバンドを巻き締め、各Ｕバンドの開放端にＬ型アングルを取り付け、これらのＬ型アングルの間を２本のボルトで連結するようにした固定金物を、仮固定の状態で取り付け、次に管内の熱媒水を熱負荷に循環させる放熱運転をし、次いで管内熱媒水の温度が上昇または低下し周囲空気の温度とほぼ同等の温度となったことを確認した後、前記固定金物を固定し、その後管内の熱媒水を抜き、配管系統の部材を取り替えた後で水張りをし、最後に固定金物を管材から係脱することを特徴とする、配管の漏水防止工法。
【請求項４】
熱媒水配管は、温水配管であり、かつ竪管であり、管内熱媒水の温度が低下し周囲空気の温度とほぼ同等の温度となったことを確認し、その後接合されている管材と管材の移動を規制する固定金物を配管に固定することを特徴とする、請求項１、２、または３に記載の配管の漏水防止工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、建築設備に施設される配管の改修工事等で行われる水抜き作業にあたり、メカニカル継手による管の接合部位から漏水することを事前に防止するための工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メカニカル型変位吸収型継手（以下、単に「メカニカル継手」という。）は、ハウジング内にゴムリングが内蔵され、配管に溶接した金属リングとハウジングに形成された係止部により配管の変位を吸収している。また、メカニカル継手を用いた管接合は、溶接による管接合と比べ管の交換等が容易で、改修に適した接合手段として知られている。
一方、配管系の盛り替え等の改修工事に際しては、それまで管内に存在した熱媒水をいったん水抜きし、配管系の更新後に改めて外部から熱媒水を当該管内に供給することが一般に行われている。
【０００３】
改修工事のために建物の稼動を停止したり居住者を排除することはまれであり、建物の機能を満たしながら行われることが大半である。そこで、工事は夜間や休日を利用して行われることになる。従来のメカニカル継手を用いた配管系の改修工事では、漏水が発生する頻度が高かった。メカニカル継手は多数使用され、多くは水抜き後の水張り時に、いずれかの箇所で漏水が発見されることが多かった。そのさいには、漏水している管継手の上にさらにより大きな管継手を被せ当該箇所を密封する等の対応をしていた。しかし、大規模建物で漏水箇所をみつけその個々にそのような対策を講じることには限界がある。指定された納期に改修工事が完了せず顧客に迷惑がかかるという事態も想定される。
【０００４】
夏に冷水、冬に温水が流される冷温水配管を例にとると、冷水から温水、またはその逆の切り換え時に熱伸縮はあるが、メカニカル継手により管材の変位を吸収されて漏水はおこらないのが一般である。しかし、改修工事での水抜き水張り時には前述のようになんらかの漏水が生じる頻度が高い。
【０００５】
なお、関連する先行技術としては特許文献１と特許文献２が挙げられる。特許文献１はゴム状弾性体によって配管の熱伸縮を吸収することのできる管継手を開示し、特許文献２は空調配管の座屈を防止するクランプ手段を開示する。
【０００６】
特許文献１では排水管や雨水配管のような低圧配管を対象とし、管内の急激な圧力変動を予定していない。特許文献２では、軽量の冷媒用銅管の熱応力対策を開示するが、配管を壁に取り付けたブラケットに固定するクランプ金具を開示するにとどまる。また対象とする流体はフロン系冷媒であり、これを抜き出して再充填することは考慮していない。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３１３５２２８号公報
【特許文献２】
特許第２８１４２２３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記事項に鑑みてなされたものであり、メカニカル継手を用いた配管系の改修工事で、漏水を事前に防止すること、特にメカニカル継手が多数使用された大規模な建物であっても水抜き水張り作業を限られた時間で行うための能率的な作業法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明によれば、建築設備に施設される熱媒水配管であってメカニカル型変位吸収管継手により連結された鋼管から熱媒水を水抜きする作業にあたり、管内の熱媒水を熱負荷に循環させる放熱運転をし、管内熱媒水の温度が上昇または低下し周囲空気の温度とほぼ同等の温度となったことを確認し、その後接合されている管材と管材の移動を規制する固定金物を配管に固定し、次いで管内の熱媒水を抜くことを特徴とする、配管の漏水防止工法が提供される。
【００１０】
その際の固定金物の配管への取り付けは、メカニカル型変位吸収管継手で接続される２つの管材に、それぞれＵバンドを巻き締め、各Ｕバンドの開放端にＬ型アングルを取り付け、これらのＬ型アングルの間をボルトで連結することが便宜である。
【００１１】
さらに本発明によれば、建築設備に施設される熱媒水配管であってメカニカル型変位吸収管継手により連結された鋼管から熱媒水を水抜きする作業にあたり、メカニカル型変位吸収管継手で接続される２つの管材に、それぞれＵバンドを巻き締め、各Ｕバンドの開放端にＬ型アングルを取り付け、これらのＬ型アングルの間を２本のボルトで連結するようにした固定金物を、仮固定の状態で取り付け、次に管内の熱媒水を熱負荷に循環させる放熱運転をし、次いで管内熱媒水の温度が低下し周囲空気の温度とほぼ同等の温度となったことを確認した後、前記固定金物を固定し、その後管内の熱媒水を抜き、配管系統の部材を取り替えた後で水張りをし、最後に固定金物を管材から係脱することを特徴とする、配管の漏水防止工法が提供される。
【００１２】
メカニカル継手の接合箇所での水抜き水張り時の漏水の原因として発明者らが推定した原因は次のとおりである。
漏水メカニカル継手の止水機能は、配管の内圧を受けたゴムリングが管体に押し付けられることにより発揮され、また、熱による配管の収縮は、配管に溶接した金属リングとハウジングに形成された係止部による規制され、ゴムリングの遊隙幅により若干吸収される。ここで、そのまま管内の水を水抜きすると、配管の内圧がなくなっていき、ゴムリングはそれまで押圧されている方向とは逆の方向つまり管の内側方向に変形する。熱媒が温水である場合には、水抜き時に管の温度が急激に低下して管が収縮し、管と管の幅が広くなって管とゴムリングがずれる。それにより漏水事故が発生する。
【００１３】
請求項１の構成によれば、管内の熱媒水を緩慢に温度上昇または降下させることにより管の急激な収縮を防止し、管内熱媒水の温度が周囲空気と同等の温度となり管と管の間隔とメカニカル継手の変位が生じない状態で水抜きをすることができる。水抜きによって管内が負圧になってもゴムリングが内側に変形しあるいは管体からずれ、または脱落することはない。
【００１４】
なお、以降本明細書において、「熱媒水」とは空調や給湯、冷蔵といった常温の水を温調して熱利用に供する媒体のことであり、冷凍機で冷却された冷水、ボイラで加熱された温水のほか、水にエチレングリコールを混ぜた不凍液を冷却したもの、水を加熱して蒸気の状態になったもの、さらに蒸気が熱利用のあとに液化ししかし温水と同等以上の温度である蒸気還水が例示できる。
冷水や不凍液のように熱利用のために常温より低温であるものは、放熱運転の際に常温近傍まで温度上昇させ、温水や蒸気、蒸気還水のように熱利用のために常温より高温であるものは、放熱運転の際に常温近傍まで温度降下させる。
【００１５】
請求項２の構成によれば、建築現場で汎用される材料のみを用い、簡便に管の伸縮を防止してメカニカル継手内のゴムリングのずれを最小限に抑えることができる。またボルト止めのため取り外しも可能で、水張り後にメカニカル継手で温度変動による管の伸縮を吸収させる機能を再現できる。
【００１６】
請求項３の構成によれば、特に大規模建物で作業効率よく本発明の効果を発揮する。すなわち、固定金物で管の伸縮を抑える必要があるのは水抜き・水張り時であるが、これを例えば夜間に行うとする。大規模建物においてメカニカル継手の数だけ固定金物を取り付けるとそれだけで夜間の大部分を費やすことになる。そこで、例えば昼間に固定金物を仮固定しておくのである。
また、配管が竪管である場合には、特に配管の自重に起因するゴムリングのずれが防止できて本発明の効果が顕著になる。
さらに熱媒水が温水の場合は、冷水に比べ常温と温度差が大きく、上記した本発明の課題が一層顕著であるところ、これを解決できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る配管の１系統のうち竪管部分を示す図である。この配管系は図示しない熱源機と熱負荷としての空調機器に接続されている。熱源機としてはガスエンジンヒートポンプ温水同時取り出し冷凍機である。改修前には、冬に温水、夏に冷水が前記熱源機からポンプを介して冷温水配管としての配管１に導かれていた。空調機器としてはエアハンドリングユニットであり、ポンプを介して熱媒水としての前記温水、冷水が搬送され温熱または冷熱が消費される。このように配管１は熱源機と空調機器を結び熱媒水を循環するもので、往管と還管で１組となっている。この管１と同様な管群がこの建物には系統別に４０本配設されている。またこの管１は図示の竪管部分について言うと６フロアで２２．５ｍであり、この６フロアに７つのメカニカル継手２が用いられている。メカニカル継手としてはビクトリックジョイントが用いられている。さらにこの建物での竪管は他系統の竪管も合わせると竪管の総長は１６０ｍである。なお、符号３は、竪管の座屈を防止し縦方向での伸縮の限度を規制するための支持機構であり、Ｃ型鋼と防振ゴム，等辺山形鋼により構成されている。本実施の形態では、竪管に備えられたバルブに腐食が発見されたため、竪管のバルブをすべて交換しようとしている。
【００１８】
改修時期は冬期であり、管１には熱媒水として温水が流れている。この温水の温度は、熱源機の停止時点で平均４８℃である。そして管１を含む熱媒管群に保有される温水の保有水量は１２５ｍ３である。
熱源機を停止し、１１５０Ｌ／ｍｉｎの能力のポンプ３台にて放熱運転を行うとすると、１分あたり３４５０リットルの温水が循環する。各空調機における温水熱交換を５℃とすると、単純計算ではビル内温度に近づけるために約７回の循環により温水温度と建物内の空気温度が近似値になる。放熱運転時間は、数値上約４時間で室温に近づく。放熱後の温水管の伸縮は、室温に近づく為、無視できると判断できる。よって、温水配管の継手箇所の固定を放熱運転後に行えば、継手位置に変動なく水が抜けることになる。
【００１９】
放熱運転の前に、メカニカル継手とその周囲の配管（接合される２本の管材の接合部付近）に被覆された断熱材をはがす。断熱材はグラスウールが主材で管内流体の保温のため被覆されているが、これをはがして管材を露出させることにより、万一漏水した場合の目視による確認と放熱効果の向上と後述する固定金物の管材への取付けが可能となる。
放熱運転は、熱源機を停止し管内流体を空調機器としてのエアハンドリングユニットに導き、これに付設された送風機を運転して温熱を室内に放出して放熱させる。なお、この放熱で室内は温まるため、次の日の空調運転開始時には躯体に蓄熱がされて状態で起動時の熱源機の負荷が少なくなるという効果がある。
【００２０】
次に、本発明の実施に必要な固定金物の好適な構成例を図２により以下に示す。
図２ａは、当該固定金物の正面図、図２ｂは側面図である。この固定金物は、金属製のＵバンド４を４本、長孔とボルト孔を形成した一対のＬ型アングル５、Ｕバンド４の開放端側とＬ型アングル５を締結する手段（図示せず）、Ｌ型アングル５同士を連結するための２本のボルト６、ボルト６を固定するナット（合計４個）からなる。この固定金物を、それぞれのメカニカル継手２ごとに、メカニカル継手２をまたぐ状態で、メカニカル継手２で接合された２本の管１の端部近くに取り付ける。メカニカル継手２側のＵバンド４同士の間隔は、３０ｍｍ程度である。Ｕバンド４の開放側はねじが切られており、Ｌ型アングル５の開口孔を貫通してＬ型アングル５に固定される。一側に設けたＵバンド４は、１箇所ではずれを許容できないことを想定して２本であり、これに対応してＬ型アングル５には長孔（Ｕバンド４の両開放端の位置に対応）が形成されてＵバンド４のねじ部の位置に合わせてナット等で締結できるようにしてある。Ｌ型アングル５の一辺は管１に沿い、他片は管１と直交する方向に位置して、２本対向して配置されている。そしてＬ型アングル５には固定金物の管軸方向への移動を規制するボルト６を通すためのボルト孔が、間隔をおいて各２箇所あけられている。
Ｌ型アングル５の寸法は、幅が管１側の面と管１と直交する側の面いずれも７５ｍｍで等しい。長さは管１の口径に応じ、例えば１５Ａの管に対し１８０ｍｍ、２００Ａの管に３５０ｍｍである。なお、長孔のかわりにＵバンド４の固定位置に併せてあらかじめ計４つのボルト貫通開口をＬ型アングル５にあけておいてもよい。またボルト６を貫通させるためのＬ型アングル５の開口は、Ｕバンド４用の開口より外側に、つまり開口間の間隔をよりあけて設けられている。
【００２１】
この固定金物は、本実施の形態では放熱運転に先立って管１に仮固定しておく。
その理由は、対象となる系統のメカニカル継手２の数は多くあり、放熱運転後に取り付けていたのではその後の水抜き・水張り作業を考慮して営業開始に間に合わないためである。仮固定は、固定金物の２本のボルト６のうち一方をねじ止めしておくことで行った。なお、仮固定方法については、前記の支持機構にて継手の伸びを吸収しているものと判断すると、配管の重量分を許容できる構造で充分と考えられる。
【００２２】
固定金物は、放熱運転を開始し温水の温度が室温に近づいたら他方のボルトを締結して強固に固定する。仮固定と固定を分ける作業手順の意義について以下に詳述する。もし、放熱運転の前に固定金物を強固に固定したならば、熱伸縮によりメカニカル継手自身が幾らか縮小し、管１が縮まないとすると、ゴムリングと管体がずれる恐れがある（６階分のフロアの支持機構の間に７個のメカニカル継手がある）。
その点、放熱運転によるクールダウンを行い常温まで温度を下げれば、伸縮対応を考慮しなくて済み、内圧の変化のみの問題となる。したがって放熱運転後の水抜き・水張りに対しては管１の自重等に起因する上下移動と水流による衝撃・脈動による管１のずれを許さなければメカニカル継手２も伸縮せず、変動因子が存在しないことになる。そこで放熱運転前には２本のボルト６のうち一方のみをナットで締めることで遊動を許容することにしている。いずれにせよこの仮固定の目的は、メカニカル継手の位置に固定金物を運搬し位置決めし仮付けして放熱運転後の固定作業の時間を節約することにあるため、接合された２本の管１のメカニカル継手２側の端部にＵバンド４を介してＬ型アングル５を固定し、ボルト６は上下の一方のみをナットで止めていても良い。
【００２３】
図３はメカニカル継手２の挙動を示す図である。メカニカル継手２はビクトリックジョイントであり、７はハウジング、８はハウジングの爪、９は管１の管外周に溶接されハウジング７の爪８と係合してハウジング７と管１の変位の幅を規制する金属リング、１０はゴムリングである。
空調運転時での管内圧は２０Ｋであり、ゴムリング１０を管体に押し付け漏水を止めている。そしてこの圧がかかったままの空調運転では熱伸縮対応として管体がハウジング７の爪８と金属リング９との遊び幅で伸縮する。管体の伸縮と同時にゴムリング１０は内圧で抑えられているため、管体に密着しながらゴムリング１０が変形する（管軸方向にも内圧はかかり、遊びの範囲で管軸方向に伸びようとする）。
従って、内圧が掛かったままであれば、問題は無い。内圧が無くなった場合（水抜き時）管体に内圧でゴムリング１０を押さえている力が無くなり、管重量によりゴムリング１０が縮むことになる。また熱応力により管１やメカニカル継手２が移動したときには、管体１とゴムリング１０がずれ、脱落しあるいは管端に噛み込まれる。
【００２４】
このように放熱運転を終了した後、管内温水の温度を温度計（既設の設備に取り付けられているマノスターゲージ）で計測し、室温と同等になったらポンプと放熱のための前記ファンを停止する。その後、配管系の下方位置に既設で設けられている水抜き弁を開放し、管１の系内水を放出する。本実施の形態ではバルブの取替えが目的であるため、管１にフランジを介して取り付けられた既設のバルブを取り外し、耐食性の高いバルブを前記フランジに取り付けた。さらにその後、水張りし、同時に耐圧試験をする。なお、更新対象はストレーナ等のバルブ以外の弁類でもよく、系内の一部の配管であってもよい。
これらの一連の作業が完了したら、固定金物を取り外す。調温される熱媒水が流れるため、熱伸縮による変位をメカニカル継手に吸収させるという意味から、むしろ固定金物で強固に締め付けておくことは避けたい。そこで、固定金物を管１から係脱する。この実施の形態では取り外したが、上下一方のナットを緩めあるいは外すだけでもよい。以降の空調運転は、管１内の流体が冷水から温水に切り換えられた後に漏水を招いていないことから、実績があるといえる。
【００２５】
図４は以上の実施の形態に係る作業手順を示したフロー図である。なお、図中の「Ｕバンドマーキング」とは、管１とビックトリックジョイントがズレた場合に解るようにした印付けである。
【実施例】
【００２６】
土曜日の午後３時に熱源機を停止した。そして午後５時まで次に記載する放熱運転準備作業をした。熱媒水管としての温水管群のうち竪管部分のメカニカル継手（この実施例ではビクトリックジョイントであり、全対象は１３５９個ある）をまたぐようにそれぞれ図２に示す固定金物を仮固定した。この仮固定は、前述のように各メカニカル継手の位置に固定金物を預けておくに足ればよいので、ボルト６のうち一方を遊嵌しただけである。なお、これら作業に先立ち竪管部分の断熱材は、各メカニカル継手とその上下の接合管の一部をはがしておいた。さらに、各温水管と接続される熱負荷機器であるエアハンドリングユニットおよびファンコイルユニットの制御弁を手動で強制全開した。これらの準備作業の後、午後５時から午後１０時までの５時間、放熱運転を行った。この放熱運転では、エアハンドリングユニットおよびファンコイルユニットでは機内の送風機を運転すると共にポンプのフル運転により温水を供給した。なお、午後９時から午後１０時までの間で、メカニカル継手の異常をチェックしたが、漏水等の異常はなかった。
【００２７】
午後９時には温水の温度が常温（室温）近傍となったことが確認できたので、固定金物のＵバンドを締め付けるとともにボルト４本を強固に締めて固定金物の固定した（ポンプとファンはそのまま午後１０時まで運転した）。また同時にＵバンドの位置をマーキングした。これらを午前０時に終了した。並行して翌日である日曜の午前０時３０分まで、膨張タンクの警報信号解除と補給水遮断の処置をとるとともにエア抜き弁を開放し水抜きに備えた。午前０時３０分から水抜き弁を開放しあらかじめ取り付けてあった仮設排水管から雨水槽に常温となった温水を排水した。排水が終了したのは日曜の午前１０時３０分である。
【００２８】
以降は、日曜日１日で更新工事の主目的であるバルブの交換をし、翌日月曜日は祭日であったため水張り作業に充てた。月曜日の午前６時３０分から午後６時３０分まで水張りとともに耐圧試験を行ったが、これは常法と同様の作業法であるので詳細は省略する。そして水張り完了後に翌日の空調運転に備えて固定金物を取り外した。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の効果は、メカニカル継手を用いた配管系の改修工事で、漏水を事前に防止すること、特にメカニカル継手が多数使用された大規模な建物であっても水抜き水張り作業を限られた時間で行うための能率的な作業法を提供できることである。さらに、固定金物を用いることにより、特に火気には注意を払わなければならない改修工事に有効で、これを建築現場で常用される材料のみで構成したため安価で簡便に作業準備ができることである。また、限られた時間で漏水対策・水抜き・更新・水張りの一連の工事を計画的に行えることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る配管の１系統のうち竪管部分を示す図である。
【図２】本発明の実施に必要な固定金物の好適な構成例である。
【図３】メカニカル継手２の挙動を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る作業手順を示したフロー図である。
【符号の説明】
１  管（竪管）
２  メカニカル継手
３  支持機構
４  Ｕバンド
５  Ｌ型アングル
６  ボルト
７  ハウジング
８  ハウジングの爪
９  金属リング
１０  ゴムリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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