(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路に導入され、気体を導入することで膨張して前記管路の内面に密着して該管路を流れるガスを遮断するとともに、前記管路の敷設方向に沿った面同士に一体化されて張り渡された吊り帯により上記管路の敷設方向での膨張が抑制されたバッグを用いたガス遮断装置において、
前記バッグは、タイヤ形状とされ、その外周部には膨脹可能な変形代部が設けられ、前記変形代部は前記気体の導入圧力に応じて径方向に膨張して、膨張した前記変形代部が前記管路の内面に接触する接触面積を変更可能とされ、
前記変形代部は、前記気体の導入による最大膨張時の形状として前記バッグ全体がタイヤ形状となるように変形し、前記最大膨張時よりも収縮した際の形状として、前記変形代部の肩部から外周部にかけた部分が台形形状となるように変形可能であることを特徴とするガス遮断装置。
【請求項２】
前記変形代部は、前記管路の内面と接触する面を含む前記外周部を伸縮可能な弾性部材で構成したことを特徴とする請求項１に記載のガス遮断装置。
【請求項３】
前記変形代部には、外周部内面に裏当て部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管路を遮断して内部を流通するガスを遮断するためのガス遮断装置に関し、さらに詳しくは管路内に導入されるバッグの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス生成工場で生産された都市ガスは、大口径の高圧ライン、中口径の中圧ライン、小口径の低圧ラインおよび供給管を経て需要家に供給される。
近年、大地震などの災害に備えて各ラインの管路メンテナンスを実施している。このような管路メンテナンスを行う場合には、通常、メンテナンス対象区間のガス供給を遮断したうえで管路の入れ替えや管路の更生修理などが実施される。
従来、既設管路内のガス供給を遮断する場合には、一例として、管路内にエアバッグを挿入し、そのエアバッグを膨張させる方法が知られている。
【０００３】
図５は、上記エアバッグを用いた方法の一例を示しており、この方法では、補修対象箇所Ｘを有するメンテナンス対象区間の周辺をメンテナンス対象区間よりも大きく開削して作業ピットＰが形成される。次に補修対象箇所Ｘの上流側及び下流側に、エアバッグＡを管路Ｌ内に導入するための連通孔Ｂを開口し、該連通孔Ｂより２連構成のエアバッグＡを収縮した状態で管路内に導入し、導入完了後に該エアバッグＡを管路内で膨張させてガスの流通を遮断する。
そして前記エアバッグＡの位置より外側に、バイパス管Ｃを形成するための連通孔Ｄを形成し、該連通孔Ｄをバイパス管Ｃで結びガスの供給を確保した後に補修作業を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガスの遮断対象となる既設管路においては、敷設時期あるいはメーカが異なることから同型仕様の管体においても多少の内径寸法差がある。例えば、６００Ａの鋼管を例に挙げると、１０〜３０ｍｍの管内径差がある。そこで、多少大きめのバッグを管内に導入して膨張させると、その寸法差によってはバッグに皺が発生し、その皺に沿ってガスがバッグを越えて、いわゆる越ガスが発生してしまう。また、小さめのバッグを導入して膨張させた場合には、管内面に対する圧接力が不足し、いわゆる密着状態が得にくくなり、ガス圧によってバッグが流動しやすくなる。このため、ガスを適正にかつ正確に遮断することができなくなる虞がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来のガス遮断装置における問題、特にバッグを用いた場合の問題に鑑み、管内径の寸法差が存在していても管内面に密着できるようにして越ガスの発生を防止することにより確実なガスの遮断が行える構成を備えたガス遮断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、管路に導入され、気体を導入することで膨張して前記管路の内面に密着して該管路を流れるガスを遮断するとともに、前記管路の敷設方向に沿った面同士に一体化されて張り渡された吊り帯により上記管路の敷設方向での膨張が抑制されたバッグを用いたガス遮断装置において、
前記バッグは、タイヤ形状とされ、その外周部には膨脹可能な変形代部が設けられ、前記変形代部は前記気体の導入圧力に応じて径方向に膨張して、膨張した前記変形代部が前記管路の内面に接触する接触面積を変更可能とされ、
前記変形代部は、前記気体の導入による最大膨張時の形状として前記バッグ全体がタイヤ形状となるように変形し、前記最大膨張時よりも収縮した際の形状として、前記変形代部の肩部から外周部にかけた部分が台形形状となるように変形可能であることを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記変形代部は、前記管路の内面と接触する面を含む前記外周部を伸縮可能な弾性部材で構成したことを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記変形代部には、外周部内面に裏当て部材が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
【作用】
請求項１記載の発明では、バッグが備えている変形代部は気体の導入圧力に応じてこの変形代部以外の箇所であるバッグ本体とは独立して径方向に膨縮し、変形代部における肩部から外周部にかけた部分が管路内面に対する接触面積を変更できる。特に、その変形代部が最大膨張時にバッグ全体がタイヤ形状となるように変形し、それよりも僅かに収縮した際の形状として肩部から外周部に掛けた部分が台形形状となるように変形することにより、小さめの管路内にバッグを導入した場合には外周部が台形の底辺をなすことで皺の発生が抑えられ、大きめの管路内に導入された場合には外周部における必要最小限の接触面積が確保できる。これにより、管路の大小に拘わらず、管路の内面とバッグ外周部との密着状態が維持でき、越ガスの発生が防止できる。
【００１２】
請求項２および請求項３記載の発明では、変形代部が前記管路の内面と接触する面を含む前記外周部分を伸縮可能な弾性部材で構成しているので、管路内径に僅かな寸法誤差が生じていても、変形代部はこの弾性部材の伸縮作用により寸法誤差を吸収して管路内面に密着させることができ、また、密着した際に、内面との間の摩擦抵抗を向上させてバッグが不用意に移動しないようにできるとともに、その内面に耐摩耗性および高摩擦係数を有する裏当て部材を設けることにより、管路内面に残存している切粉等による損傷から保護できる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明実施例によるガス遮断装置の全体構成を示す模式図であり、同図においてガス遮断装置１は、口径が４００ｍｍ以上の大径からなる管路（以下、便宜上、導管という）２に形成されている連通孔２Ａに接続され、連通孔２Ａ内から導入されてガス流入を遮断する第１バッグ３、第２バッグ４およびこれらバッグを連通孔２Ａ内に導入するためのバッグ収容箱５とバッグ収容箱５を管路側に設置するためのベース板６とを主要部として備えている。
【００１４】
第１バッグ３、第２バッグ４はガスの流動方向前方側および後方側にそれぞれ配置され、その一つが図３に示されている。
図３は、図１においてガスの流れ方向後方に位置する第２バッグ４を対象として示す図であり、同図において第２バッグ４は、バッグ本体４Ａと、これに一体化されている挿入管４Ｄとを備えて構成されている。なお、第１バッグ３においても同様な構成については符号「３」の後につけるアルファベットを同じにして示す。
バッグ本体４Ａは、膨縮可能なゴム引ナイロン基布からなる袋体で構成されている。
バッグ本体４Ａ内には、図示しないが、導管の敷設方向に沿ってバッグ本体４Ａの正面および背面同士間に張り渡された吊り帯を用いた膨張形状の保持構造が設けられている。吊り帯は、例えば、図２に示すように、バッグ本体４Ａの周方向において多角形状となるように張り巡らされて正面および背面と一体化されるとともに、多角形状の各頂点で正面および背面同士に張り渡されている。本実施例での吊り帯は、相似形の多角形を形成し、各多角形の頂点で正面および背面同士に張り渡された二重の吊り構造を構成している。
【００１５】
バッグ本体４Ａには、その外周部に変形代部４Ｂが設けられており、さらに中心部が正面側を貫通する通路をなす凹部４Ｃとされている。
凹部４Ｃの周辺部には、バッグ本体４Ａの直径上で２カ所に気体導入口４Ａ１が導入管４Ｄの内部に挿通されている気体導入パイプ４Ｅに連通している。
変形代部４Ｂは、バッグ本体４Ａの幅に対して膨張することによりバッグ本体４Ａの幅とは異なる状態で幅を変更できる部分である。
このため、変形代部４Ｂは、バッグ本体４Ａ内に供給される膨張用気体の圧力によって、図３に示すようにバッグ本体４Ａの正面および背面から外周面に連続する肩部４Ｂ１と外周面４Ｂ２とを含む形状が台形形状に形成される場合と、台形形状が崩れてバッグ本体４Ａをタイヤ形状に形成される場合とが選択できるようになっている。
すなわち、バッグ本体４Ａ内の圧力が最大の場合には、変形代部４Ｂが径方向に伸長してバッグ全体の形状がタイヤ形状となり、バッグ本体４Ａ内の圧力が最大値よりも低い場合には、その圧力差に応じて変形代部４Ｂが台形形状に近づく。これにより、変形代部４Ｂが台形形状の場合にはバッグ本体４Ａの幅（便宜上、符号Ｌで示す）よりも外周部の幅（便宜上、符号Ｌ１で示す）が大きく、タイヤ形状の場合にはバッグ本体４Ａの幅と略同等となるとともに、バッグ全体での外径寸法が大きくなる。
【００１６】
変形代部４Ｂでは、台形形状の場合とタイヤ形状の場合のうちで特にタイヤ形状の場合には、バッグ本体４Ａの幅よりも小さくならないように径方向での変形量が設定されており、これによって、最大膨張時での導管内面に対する密着のための必要最小限の接触面積を確保するようになっている。
この場合の接触面積は、導管２内で第１，第２のバッグ３，４が倒れを生じない程度の摩擦抵抗が変形代部４Ｂの外周面４Ｂ２と導管２の内面との間に生起される面積に相当させてある。これにより、仮に、設計上、バッグ本体４Ａの幅を小さくしても、変形代部４Ｂでの摩擦抵抗によりバッグ３，４の倒れ、つまり、導管２の敷設方向に沿った傾きが生じないので、変形代４Ｂの外周面４Ｂ２が導管２の内面に密着した状態を維持することができる。
なお、バッグ本体４Ａの中央に形成されている凹部４Ｃは、後述する挿入管３Ｄ、４Ｄを介して導管２内を流れるガスを排出する部分であるので、ガスの流動方向前方に位置するバッグ、図１では第１のバッグ３を対象としてのみ設けるようにすることも可能である。
【００１７】
挿入管４Ｄは、バッグ本体４Ａの凹部４Ｃに対向して形成されている開口部４Ｄ１を介して凹部４Ｃに連通し、挿入管４Ｄ内に位置する気体導入パイプ４Ｅは、バッグ本体４Ａの気体導入口４Ａ１に対向して形成されている開口部４Ｅ１を介してバッグ４Ａの内部に連通している。
開口部４Ｄ１，４Ｅ１に対してバッグ本体４Ａの凹部４Ｃおよび気体導入口４Ａ１が一体化されることにより、収縮した状態でのバッグ本体４Ａと挿入管４Ｄとが旗状に構成され、挿入管４Ｄが竿に相当し、バッグ本体４Ａが旗に相当している。
挿入管４Ｄの先端、つまり導管２内に挿入される側の端部には、図３に示すように、導管２の内面に対して多少食い込むことができる形状の支持錐１０が一体化されており、バッグの移動を阻止できるようになっている。
【００１８】
上記構成の第１，第２バッグ３，４は、気体導入パイプ４Ｅから開口部４Ｅ１を介して炭酸ガスなどの不活性ガスがバッグ本体４Ａ内に導入されることにより膨張し、内部に導入される気体の圧力に応じて外周面３Ｂ、４Ｂが台形形状をなす場合とタイヤ形状をなす場合とに選択される。
また、バッグ本体４Ａ内から気体が抜かれると、収縮して折り畳むことができる。本実施例では、図示しないが、折り畳んだ状態での閉じ部として折り畳まれて重なる正面および背面との対向位置にホックが設けられている。
【００１９】
気体の導入時には、バッグ本体４Ａが幅方向にも膨らもうとするが、吊り帯によって幅方向での膨らみを抑制されているので、バッグ本体４Ａが径方向に膨らみやすくされている。
【００２０】
バッグ収容箱５は、筒状をなし、内部に第１，第２バッグ３，４に有する挿入管（便宜上、第１バッグ用としては符号３Ｄで示す）、４Ｄを挿通支持する支持部材５Ａが設けられ、上端部には挿入管３Ｄ、４Ｄをそれぞれ挿通支持する孔を有した蓋５Ｂが着脱可能に設けられている。
また、バッグ収容箱５には、下端と上端との間に内部に連通するエルボ５Ｃが設けられており、第１，第２バッグ３，４間に入り込んだ越ガスを排出できるようになっている。
【００２１】
挿入管３Ｄ、４Ｄには、バッグ本体３Ａ、４Ａの中央部に形成されている凹部に連通するプラグ部７，７’が設けられ、気体導入パイプ３Ｅ、４Ｅには、気体導入口４Ａ１に連通するプラグ部８，８’が設けられている。
バッグ収容箱５は、ベース板６の上面に載置固定されるようになっており、ベース板６は、図２に示すように、チェーンなどの結束部材９によって自らに形成されている開口部を導管２の開口部２Ａに対向させて位置決めがなされて、導管２上で固定されている。
ベース板６には、摺動可能なシャッター部材６Ａが設けられており、第１，第２バッグ３，４が挿入されるまでの間閉じられて、導管２内からのガスの漏洩を防止している。
【００２２】
本実施例は以上のような構成であるから、ベース板６が導管２の開口部２Ａに対向して取り付けられた後、バッグ収容箱５がベース板６上に載置されると、第１，第２バッグ３，４を導管２内に挿入することができる。
第１，第２バッグ３，４は、バッグ収容箱５の蓋５Ｂおよび支持部材５Ａを介してガイドされながらバッグ本体３Ａ、４Ａを導管２内に位置させる。
導管２の内部に配置された第１，第２バッグ３，４は、挿入管３Ｄ、４Ｄの先端に位置する支持錐１０により挿入位置に保持される。
第１，第２バッグ３，４におけるバッグ本体３Ａおよび４Ａ内に対して気体導入パイプ４Ｅ（図２参照）を介して不活性ガスが導入されるとバッグ本体３Ａ、４Ａが膨張する。
【００２３】
バッグ本体３Ａ、４Ａ内での圧力によって膨張量が設定され、径方向での膨らみ量が設定されることになるが、本実施例では、バッグ本体３Ａ、４Ａの膨張に加えて変形代部３Ｂ、４Ｂでの変形量により導管２の内面への密着状態が変更できるようになっている。
図４は、バッグ本体３Ａ、４Ａの内圧と第１、第２バッグ３、４の全体形状の変化、つまり、外径寸法および変形代部３Ｂ、４Ｂでの外周面の幅に関する実験結果を示している。
図４においては、バッグ本体３Ａ、４Ａ内の圧力上昇に応じて第１、第２バッグ３、４の全体形状に影響する外径寸法が大きくなり、これにより、変形代部３Ｂ、４Ｂの形状が台形形状からタイヤ形状に変化する。従って、タイヤ形状となった場合には、変形代部３Ｂ、４Ｂでの外周面４Ｂ２（図３参照）の幅が外周面４Ｂ２と導管２の内面との間での摩擦抵抗を確保できる幅に設定されるので、仮に、バッグ本体３Ａ、４Ａの幅が小さくても導管２の内面と変形代部３Ｂ、４Ｂの外周面との間での滑りが生じない。これにより、導管２内を流れるガスの圧力によって不用意にバッグ本体３Ａ、４Ａが傾くようなことなく、上記両者間での密着状態が維持されて外周面を越える、いわゆる、越ガスの発生が防止できる。
【００２４】
上記実施例によれば、導管２の内径差が多少存在していても、バッグ本体３Ａ、４Ａ内に供給される不活性ガスの圧力を変更するだけで変形代部３Ｂ、４Ｂでの伸縮変形により導管２の内面への密着が確保できる。
【００２５】
一方、上記変形代部３Ｂ、４Ｂは、バッグ本体３Ａ、４Ａと同様な材質ではなく、異なる材質とすることも可能である。
すなわち、バッグ本体３Ａ、４Ａを上述したゴム引ナイロン基布とし、変形代部３Ｂ、４Ｂを、伸縮可能なゴムなどの弾性体で構成する。これにより、弾性体の伸縮作用によって内径差を吸収し、導管２の内面に変形代部３Ｂ、４Ｂを密着させることができる。
【００２６】
また、このような構成に代えて、変形代部３Ｂ、４Ｂの裏側、つまりバッグ内面側に耐摩耗性および高摩擦係数さらには機械的強度の高い特性を有する材質の裏当て部材を配置することも可能である。これにより、変形代部３Ｂ、４Ｂの外表面が導管２内に残留する切粉などによって摺擦されても耐久性を高めて保護することができるので、変形代部３Ｂ、４Ｂの外表面と導管２の内面との間の密着性を維持することができる。また、耐摩耗性や高摩擦係数および機械的強度に加えて、耐熱性を持たせることも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、バッグが備えている変形代部は気体の導入圧力に応じてこの変形代部以外の箇所であるバッグ本体とは独立して径方向に膨縮し、変形代部における肩部から外周部にかけた部分が管路内面に対する接触面積を変更することができる。これにより、このバッグが導入される管路に他の管路に対する内径差が存在していても、その内径差を変形代部の伸縮変形により吸収することができ、この変形代部の伸縮変形により、異なる径の管路を対象としたバッグを用いた場合の皺の発生や不十分な密着を防止してバッグの外周面とを管路の内面に密着させて越ガスの発生を防止することが可能となる。
特に変形代部の変形変更が行われる際には、バッグ全体の形状がタイヤ形状となった場合でもガス遮断が可能な接触面積を確保できるようになっているので、不用意にバッグが傾いたりするのを防止して密着性が損なわれるのを防止することができる。
【００２８】
請求項２および請求項３記載の発明によれば、変形代部は伸縮可能なゴムなどの弾性部材で構成されているので、管路内径に僅かな寸法誤差が生じていてもその伸縮作用により寸法誤差を吸収して管路内面に密着させることができる。また、変形代部が管路内面に密着した際に、内面との間の摩擦抵抗を向上させてバッグが不用意に移動しないようにできるとともに、変形代部の外周部内面に裏当て部材を設けることにより、管路内面に残存している切粉等による損傷から保護できる。この結果、管路内面への密着性を良好に維持して越ガスの発生を確実に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例によるガス遮断装置の全体構成を説明するための図である。
【図２】図１に示したガス遮断装置を管路に装着した状態を示す図である。
【図３】図１に示したガス遮断装置に用いられるバッグの構成を説明するための図である。
【図４】図３に示したバッグの作用を説明するための図であり（Ａ）は形態変化を示す図、（Ｂ）はバッグの外径寸法と内圧との関係を示す表図である。
【図５】従来のガス遮断工法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１          ガス遮断装置
２          管路をなす導管
３          第１バッグ
３Ａ        バッグ本体
３Ｂ        変形代部
４          第２バッグ
４Ａ        バッグ本体
４Ｂ        変形代部
４Ｄ        挿入管
４Ｅ        気体導入パイプ
５          バッグ収容箱
６          ベース板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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