(57)【要約】【課題】本発明の課題は、配管脈動圧試験の際に、実際の水撃現象において発生する圧力変動を繰り返し模擬することにより、水撃現象による配管試験を安価で確実に実施することができる配管脈動圧試験システムを提供することにある。【解決手段】試験配管内の流体に対して、加圧手段による加圧操作と減圧手段による減圧操作を周期的に行うことによって、試験配管内流体に脈動圧を発生させる配管脈動圧試験システムであって、加圧手段として、試験配管２６内に流体を供給する圧力槽２２と、圧力槽２２および試験配管２６を連結する配管２７に設けられて所定の周期で開閉する電動式回転ボールバルブ２４とを備え、減圧手段として、試験配管２６内流体を排出する圧抜きバルブ２５を備えることを特徴とするものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験配管内の流体に対して、加圧手段による加圧操作と減圧手段による減圧操作を周期的に行うことによって、試験配管内流体に脈動圧を発生させる配管脈動圧試験システムであって、
加圧手段として、試験配管内に流体を供給する圧力槽と、前記圧力槽および前記試験配管を連結する管路に設けられて所定の周期で開閉する第一開閉弁とを備え、
減圧手段として、前記試験配管内流体を排出する第二開閉弁を備える
ことを特徴とする配管脈動圧試験システム。
【請求項２】
加圧手段として、圧力槽へ流体を供給して圧力槽内を所定の圧力に制御する流体搬送装置がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の配管脈動圧試験システム。
【請求項３】
第一開閉弁は、加圧操作時に開放され、減圧操作時に閉止されることを特徴とする請求項１又は２に記載の配管脈動圧試験システム。
【請求項４】
試験配管内流体に発生させる脈動圧の振幅を変更する手段として、圧力槽内の圧力を可変制御する圧力調整手段が設けられることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の配管脈動圧試験システム。
【請求項５】
試験配管内流体に発生させる脈動圧の周期を変更する手段として、第一開閉弁の開閉周期を可変制御する周期調整手段が設けられることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の配管脈動圧試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を充填した試験配管に対し脈動圧を与えて漏水等の試験を行う、配管脈動圧試験システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の配管漏洩試験では、試験配管に最大使用圧力の数倍程度の静水圧を加え、時間経過に伴う圧力低下を検査する方法や、あるいは、試験配管に加圧ポンプをを連結し、あらかじめ設定された所定の開弁時間、周期による脈動圧試験を行い、継手などの配管接合部の潜在的な不良部位を顕在化させる方法が採られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、他の配管漏洩試験装置として、脈動圧を発生させる開閉弁の開弁を、電動機（加圧ポンプの作動手段）の回転軸に減速機構を介して連動するカムの回転によって行い、脈動圧発生のための電磁弁または電動弁、タイマー等の制御機構を不要にするとともに、所定の開弁時間、周期による脈動圧試験を簡便に行うことができる装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開昭５９−１６０７３３号公報
【特許文献２】特許第３０５８５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の配管脈動圧試験の場合、試験配管に対して、加圧ポンプ等の加圧手段による変動圧力が加えられる。図３は、従来の配管漏洩試験に用いられる試験装置の基本構成（ａ）と、この装置によって生成される試験配管内の脈動圧パターン（ｂ）を示したものである。すなわち、水を入れたポリタンク１１と試験配管１２を連結する管路に加圧ポンプ１３を設けるとともに、開閉弁１４をあらかじめ設定された所定の開弁時間、周期により動作して脈動圧試験を行っていた。しかしながら、図３（ｂ）に示されるように、その変動状況（急上昇、急下降）は正弦波状のやや緩慢なものであり、実際の配管システムで起こり得る、急峻な圧力上昇を伴う水撃現象（ウォーターハンマ）を人工的に起こし、脈動圧試験を実施するものではなかった。
【０００５】
また、試験配管内の急峻な圧力上昇は、例えば図３の試験装置において、加圧ポンプ性能を上げて大きな送水圧を発生させることにより、ある程度は実現することができるが、この方法は装置コストや運用コストが嵩むという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、配管脈動圧試験の際に、実際の水撃現象において発生する圧力変動を繰り返し模擬することにより、水撃現象による配管試験を安価で確実に実施することができる配管脈動圧試験システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、試験配管内の流体に対して、加圧手段による加圧操作と減圧手段による減圧操作を周期的に行うことによって、試験配管内流体に脈動圧を発生させる配管脈動圧試験システムであって、加圧手段として、試験配管内に流体を供給する圧力槽と、前記圧力槽および前記試験配管を連結する管路に設けられて所定の周期で開閉する第一開閉弁とを備え、減圧手段として、前記試験配管内流体を排出する第二開閉弁を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、試験配管内の流体に対する加圧手段として、試験配管内に流体を供給する圧力槽と、圧力槽および試験配管を連結する管路に設けられて所定の周期で開閉する第一開閉弁とを備え、一方、試験配管内の流体に対する減圧手段として、試験配管内流体を排出する第二開閉弁を備える構成としているため、配管脈動圧試験の際に、実際の水撃現象において発生する圧力変動を繰り返し模擬し得、水撃現象による配管漏洩試験を安価で確実に実施することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【００１０】
図１に本発明の実施形態例に係る配管脈動圧試験システムの基本構成を示す。２１は例えばポリタンク等の貯留槽、２２は例えば圧力タンク等の圧力槽、２３は貯留槽２１内の例えば水等の流体を圧力槽２２へ圧送・供給する加圧ポンプ（流体搬送装置）、２４は電動式回転ボールバルブ（第一開閉弁）、２５は圧抜きバルブ（第二開閉弁）、２６は圧力槽２２からの流体が充填される試験配管、２７は圧力槽２２および試験配管２６を連結する配管、２８は貯留槽２１に流体を返送する分岐配管である。電動式回転ボールバルブ２４は配管２７の管路上に設けられ、圧抜きバルブ２５は分岐配管２８の管路上に設けられる。
【００１１】
配管脈動圧試験システムを稼動させる際には、電動式回転ボールバルブ２４と圧抜きバルブ２５は閉止しておき、あらかじめ、試験配管２６内を例えば水等の流体で満たしておくとともに、圧力槽２２内を所定の圧力（試験配管２６内の流体圧力よりも大）に調整しておく。
【００１２】
試験配管２６内流体に対する加圧操作時の動作は以下のようになる。すなわち、電動式回転ボールバルブ２４が閉止状態から徐々に開き始めると同時に、圧力槽２２内（高圧側）の流体が、配管２７を介して、試験配管（低圧側）２６へ向けて圧送され、圧力槽２２内の流体圧力と試験配管２６内の流体圧力が平衡状態に達するまで、試験配管２６内の流体圧力が一気に増大する。圧抜きバルブ２５は閉止状態である。このとき、圧力槽２２の流体圧力は一時的に低下することになるが、加圧ポンプ２３によって流体が貯留槽２１から圧力槽２２へ随時供給されることにより、圧力槽２２の流体圧力は所定圧力に制御される。その後、電動式回転ボールバルブ２４は一定速度で回転動作が続けられ、試験配管２６内の流体圧力は、後述の減圧操作が始まるまで、一定の圧力状態が維持される。
【００１３】
一方、試験配管２６内流体の減圧操作時の動作は以下のようになる。すなわち、電動式回転ボールバルブ２４が開放状態から閉止状態へ遷移する直前に、閉止されていた圧抜きバルブ２５が開放される。これにより、試験配管２６内（高圧側）の流体は分岐配管２８を介して貯留槽（低圧側）２１に向けて排出され、試験配管２６内の流体圧力が低下する。このとき、電動式回転ボールバルブ２４と圧抜きバルブ２５が双方とも開放していることにより、圧力槽２２の流体圧力は一時的に低下することになるが、次の加圧操作に備え、加圧ポンプ２３によって流体が貯留槽２１から圧力槽２２へ随時供給されることにより、圧力槽２２の流体圧力は所定圧力に制御される。圧抜きバルブ２５は、電動式回転ボールバルブ２４が完全に閉止状態へ移行すると同時に閉止される。なお、圧抜きバルブ２５の開放時間は、試験内容に応じて適宜設定することができる。
【００１４】
このように、上述の加圧操作と減圧操作が試験配管２６内流体に対して繰り返し実施されることにより、試験配管２６内には一定の振幅と周期を有する脈動圧パターンが生成されることになる。なお、圧抜きバルブ２５の操作については、電動式回転ボールバルブ２４の動作と連動制御をさせても良く、また、試験配管２６に対して、急峻な圧力上昇を伴う脈動圧パターンが生成できる範囲内で、所定の開度にて常時開放状態にしておいても良い。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態例に係る配管脈動圧試験システムが発生する脈動圧パターンと２つのバルブ動作を示す図である。図中、（ａ）は試験配管２６内における脈動圧パターン、（ｂ）は電動式回転ボールバルブ（第一開閉弁）２４の開閉動作パターン、（ｃ）は圧抜きバルブ（第二開閉弁）２５の開閉動作パターンである。グラフの横軸は経過時間を表す。
【００１６】
本実施形態例の試験システムが生成する脈動圧パターンは、図３に示す従来装置が生成する正弦波状のやや緩慢な波形ではなく、実際の配管システムで起こり得る急峻な圧力上昇や圧力下降を伴う波形になることが特徴的である。
【００１７】
図２（ａ）に示すように、１周期分の試験配管２６内流体の圧力変動は次のようになる。すなわち、加圧操作が開始された直後にＰ１（ＭＰａ）からＰ３（ＭＰａ）へ急激に上昇した後、残りの加圧操作の時間帯ではＰ３（ＭＰａ）の状態を保ち、減圧操作時にＰ３（ＭＰａ）からＰ１（ＭＰａ）へ下降する。その変動は、図２（ｂ）に示すように、電動式回転ボールバルブ２４の開度変化（正弦波状）と同位相となる。ここで、脈動圧変動の周期はＴ（秒）、振幅はＰ３−Ｐ１（ＭＰａ）である。
【００１８】
一方、図２（ａ）に示すように、脈動圧波形を分析すると、電動式回転ボールバルブ２４の開放直後の急峻な圧力上昇に対し、圧力下降の挙動は比較的緩慢であるが、この圧力下降の速度は、圧力上昇時と同様に、急峻なものとすることもできる。すなわち、分岐配管２８の管径や圧抜きバルブ２５の口径を大きくしたり、圧抜きバルブ２５の弁開度を大きく調整したりすることによって、減圧操作時の試験配管２６内流体の排出量がより多くなるようにすれば良い。
【００１９】
以上、本発明の好適な実施形態例を説明したが、配管脈動圧試験システムの実施態様は前述した例に限定されるものではない。
【００２０】
例えば、圧力槽２２へ流体を圧送・供給する加圧ポンプ２３の代わりにコンプレッサを用い、高圧空気を圧力槽２２へ供給することによって、所望の脈動圧パターンを生成するように構成しても良い。また、電動式回転ボールバルブ２４の代わりに電磁弁を用い、図２の圧抜きバルブ２５の開閉動作とは逆位相の開閉動作を行うように設定すれば、図２と同様の脈動圧パターンを得ることができる。
【００２１】
さらに、図２（ａ）に示すような脈動圧パターンを所望の波形に調整することも可能である。例えば、試験配管２６内流体に発生させる脈動圧の振幅および周期を調整する手段として、例えば、それぞれ、圧力槽２２内の設定圧力を可変制御する圧力調整装置（圧力調整手段）、および、電動式回転ボールバルブ２４の開閉動作周期を可変制御する弁開度調整装置（周期調整手段）を設けることにより、所望の振幅および周期を有する脈動圧パターンによる配管漏洩試験を実施することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態例に係る配管脈動圧試験システムを示す構成説明図である。
【図２】本発明の実施形態例に係る脈動圧パターンおよび弁動作を示す特性図である。
【図３】従来の配管脈動圧試験システム及び脈動圧パターンを示す構成説明図及び特性図である。
【符号の説明】
【００２３】
２１…貯留槽、２２…圧力槽、２３…加圧ポンプ（流体搬送装置）、２４…電動式回転ボールバルブ（第一開閉弁）、２５…圧抜きバルブ（第二開閉弁）、２６…試験配管、２７…配管、２８…分岐配管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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