(57)【要約】【課題】簡単に設置及び試験がおこなえる密閉試験装置を提供する。【解決手段】空気が充填されると膨張する一対のプラグ２１，２２と、一対のプラグに空気をそれぞれ搬送する先行プラグ用ホース３及び後行プラグ用ホース４と、一方のプラグ２２を貫通し、他方のプラグ２１に向けての吐出口５３が形成された試験区間用ホース５と、プラグ用ホース３，４及び試験区間用ホース５に空気を供給するコンプレッサ６と、プラグ間に挟まれた試験区間Ａの圧力を測定する圧力計５５とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が充填されると膨張する一対のプラグと、
前記一対のプラグに前記流体をそれぞれ搬送するプラグ用搬送管と、
前記プラグの一方を貫通し、他方のプラグに向けての吐出口が形成された試験区間用搬送管と、
前記プラグ用搬送管及び前記試験区間用搬送管に前記流体を供給する流体供給手段と、
前記プラグ間に挟まれた試験区間の圧力を測定する圧力測定手段とを備えたことを特徴とする密閉試験装置。
【請求項２】
前記流体供給手段に接続された管が分岐することによって前記プラグ用搬送管及び前記試験区間用搬送管に接続されるとともに、各搬送管は開閉手段及び圧力測定手段をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１に記載の密閉試験装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の密閉試験装置を用いた管体接合部の密閉試験方法であって、
一方の前記プラグを一方の管体内に配置する工程と、
前記管体接合部を挟んで他方の管体内に他方の前記プラグを配置する工程と、
前記流体供給手段から前記プラグ用搬送管を通してそれぞれの前記プラグに流体を充填して膨張させる工程と、
前記流体供給手段から前記試験区間用搬送管を通して前記試験区間に流体を充填させる工程と、
前記試験区間の圧力を前記圧力測定手段によって測定する工程とを備えたことを特徴とする管体接合部の密閉試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のプラグに挟まれた試験区間の気密性能又は液密性能を試験するための密閉試験装置、及びポリエチレン管などの管体を接合した際にこの密閉試験装置を用いておこなう管体接合部の密閉試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のコンクリート管を繋ぎ合わせて上下水道管などを敷設する際に、その管体接合部の止水性能を確認するために気密試験がおこなわれることが知られている（特許文献１など参照）。
【０００３】
この特許文献１に開示されている耐漏洩性試験装置は、プラグなどの密閉手段によって区切られた管体内部の圧力を、所定時間、測定することによって、配管の耐漏洩性能を検査することができる。
【特許文献１】特開２００２−３９９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている耐漏洩性試験装置は、試験区間の圧力を測定することはできるが、プラグなどの密閉手段は、別途、準備しなければならない。
【０００５】
また、湖や海などから水を汲み上げる取水管などの先端開放型の管体においては、管体接合部の接合状態は外観検査によって確認するに止まるのが実情であった。
【０００６】
そこで、本発明は、簡単に設置及び試験がおこなえる密閉試験装置、及びその密閉試験装置を用いた管体接合部の密閉試験方法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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の密閉試験装置は、流体が充填されると膨張する一対のプラグと、前記一対のプラグに前記流体をそれぞれ搬送するプラグ用搬送管と、前記プラグの一方を貫通し、他方のプラグに向けての吐出口が形成された試験区間用搬送管と、前記プラグ用搬送管及び前記試験区間用搬送管に前記流体を供給する流体供給手段と、前記プラグ間に挟まれた試験区間の圧力を測定する圧力測定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記流体供給手段に接続された管が分岐することによって前記プラグ用搬送管及び前記試験区間用搬送管に接続されるとともに、各搬送管は開閉手段及び圧力測定手段をそれぞれ備えている構成とすることができる。
【０００９】
また、本発明の管体接合部の密閉試験方法は、上記の密閉試験装置を用いた管体接合部の密閉試験方法であって、一方の前記プラグを一方の管体内に配置する工程と、前記管体接合部を挟んで他方の管体内に他方の前記プラグを配置する工程と、前記流体供給手段から前記プラグ用搬送管を通してそれぞれの前記プラグに流体を充填して膨張させる工程と、前記流体供給手段から前記試験区間用搬送管を通して前記試験区間に流体を充填させる工程と、前記試験区間の圧力を前記圧力測定手段によって測定する工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このように構成された本発明の密閉試験装置は、流体が充填されると膨張する一対のプラグと、プラグ及び試験区間に流体を供給する流体供給手段と、その流体供給手段からプラグ及び試験区間に流体を搬送するためのプラグ用搬送管及び試験区間用搬送管と、試験区間の圧力を測定する圧力測定手段とを備えている。
【００１１】
このため、簡単に試験対象構造物に密閉試験装置を設置し、密閉試験をおこなうことができる。
【００１２】
また、流体供給手段から分岐された管にプラグ用搬送管及び試験区間用搬送管が接続される構成とすることで、装置全体の構成を簡素にすることができる。さらに、各搬送管に開閉手段及び圧力測定手段を設けることによって、各プラグと試験区間の圧力管理を容易におこなうことができる。
【００１３】
また、プラグを管体内にそれぞれ配置する工程と、プラグを膨張させる工程と、試験区間に流体を充填させる工程と、試験区間の圧力を測定する工程とによっておこなわれる管体接合部の密閉試験方法であれば、任意の試験区間の密閉性能を容易に検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態で説明する密閉試験装置としての気密試験装置１の構成を説明する説明図である。
【００１６】
まず、本実施の形態の気密試験装置１を設置して気密試験をおこなう、試験対象構造物としての管体の構成について説明する。
【００１７】
この気密試験は、例えばポリエチレン管などの単管を継ぎ足して長尺管体を形成する際に、単管同士の管体接合部の止水性能などを確認するためにおこなわれる。
【００１８】
この図１に示した構成では、右側が先行管７１、左側が後行管７２となり、先行管７１と後行管７２の管体接合部にはＥＦ継手部７３が設けられている。このＥＦ継手部７３は、電熱線が予め埋設されたＥＦソケットを使って、ポリエチレン管同士をＥＦ融着（電気溶融融着）させることで形成される。また、先行管７１と後行管７２の外周は、被覆層７４，７４によって覆われている。
【００１９】
そして、この管体接合部の気密性能を検査するためにおこなわれる気密試験において、本実施の形態の気密試験装置１が使用される。
【００２０】
この気密試験装置１は、先行管７１と後行管７２とにそれぞれ配置されて流体が充填されると膨張する一対のプラグ２１，２２と、一対のプラグ２１，２２にそれぞれ流体を搬送するプラグ用搬送管としての先行プラグ用ホース３及び後行プラグ用ホース４と、後行のプラグ２２を貫通し、先行のプラグ２１に向けての吐出口５３が形成された試験区間用搬送管としての試験区間用ホース５と、プラグ用ホース３，４及び試験区間用ホース５に流体を供給する流体供給手段としてのコンプレッサ６と、プラグ２１，２２間に挟まれた試験区間Ａの圧力を測定する圧力測定手段としての圧力計５５とを主に備えている。
【００２１】
ここで、流体としては、空気若しくは試験用ガスなどの気体、又は水若しくは試験用液などの液体が使用できる。以下、本実施の形態では、流体として空気（気体）を使用して気密試験をおこなう場合について、主に説明する。
【００２２】
また、プラグ２１，２２には、前方に設置する先行管７１用のプラグ２１と、後方に設置する後行管７２用のプラグ２２とがあり、基本的な構成は同じであるため、先行管７１用のプラグ２１を例に概略構成を説明する。
【００２３】
このプラグ２１は、図１に示すように、円筒状に形成される遮蔽部材で、周面を形成する円筒状のゴム筒体２１ｂと、その両端に配置されるキャップ部２１ｃ，２１ｃと、キャップ部２１ｃ，２１ｃにゴム筒体２１ｂの両端をそれぞれ固定する固定バンド２１ｄ，２１ｄとを主に備えている。
【００２４】
このゴム筒体２１ｂは、内外面をそれぞれ形成する２層のゴム層の間に補強繊維層を積層させたシート材を円筒状に成形した部材で、円筒内部に空気を充填すると周方向に膨張し、内部の空気を排出すると収縮するように伸縮自在に形成されている。
【００２５】
また、キャップ部２１ｃは、正面視円形の蓋状に成形された部材で、試験区間Ａに向いた側の端面には、プラグ用搬送管を接続するためのカプラ２１ａ、連結ワイヤ２３を繋ぐためのアイボルト２３ａなどが設けられている。ここで、プラグ２１，２２間を連結ワイヤ２３で繋ぐことで、測定区間Ａの圧力が高まっても、一方のプラグ２１（２２）だけが抜け出してしまうことを防ぐことができる。
【００２６】
これらの構成に加えて後行管７２用のプラグ２２は、後述する通過ホース３２及び貫通ホース５２が内部に収容されており、試験区間Ａと反対側の端面には、３つのカプラ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられている。
【００２７】
そしてこの３つのカプラ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄには、先行プラグ用ホース３と後行プラグ用ホース４と試験区間用ホース５を構成するホースの端部がそれぞれ接続される。
【００２８】
この先行プラグ用ホース３は、通過ホース３２と接続ホース３３とを備え、後行管７２の後方に引き出されるホースの端部をカプラ２２ｄに接続することによって通過ホース３２に連通させ、その通過ホース３２の試験区間Ａ側のカプラ２２ａに接続ホース３３の一端を接続し、接続ホース３３の他端はプラグ２１のカプラ２１ａに接続する。これによって、通過ホース３２を通った空気は、接続ホース３３を介してプラグ２１内部に送り込まれることになる。
【００２９】
また、この先行プラグ用ホース３には、圧力測定手段としての圧力計３５と開閉手段としてのバルブ３４とが設けられ、分岐管３１を介してコンプレッサ６に繋がる供給ホース６１に接続される。
【００３０】
さらに、後行プラグ用ホース４がカプラ２２ｃに接続されることによって、空気がプラグ２２内部に送り込まれることになる。また、この後行プラグ用ホース４には、圧力測定手段としての圧力計４３と開閉手段としてのバルブ４２とが設けられ、分岐管４１を介して供給ホース６１に接続される。
【００３１】
また、試験区間用ホース５は、貫通ホース５２を備え、後行管７２の後方に引き出されるホースの端部をカプラ２２ｂに接続することによって貫通ホース５２に連通させる。これによって、試験区間用ホース５の一部を構成する貫通ホース５２の試験区間Ａ側の吐出口５３から、試験区間Ａに向けて空気が送り込まれることになる。また、この試験区間用ホース５には、圧力測定手段としての圧力計５５と開閉手段としてのバルブ５４とが設けられ、分岐管５１を介して供給ホース６１に接続される。
【００３２】
さらに、コンプレッサ６は、圧縮した空気を供給する装置であって、コンプレッサ６に接続される供給ホース６１にも開閉手段としてのバルブ６２が設けられる。
【００３３】
次に、先行管７１と後行管７２との接合作業と併せて、本実施の形態の気密試験装置１の設置方法について、図２に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【００３４】
まず、先行管７１の後端付近に膨張させる前の状態のプラグ２１を設置する（ステップＳ１）。続いて、ステップＳ２で、先行管７１の後端にＥＦソケットを装着する。
【００３５】
そして、プラグ２１の端面に設けられたカプラ２１ａに接続ホース３３の一端を接続する（ステップＳ３）。なお、この際、連結ワイヤ２３の一端もアイボルト２３ａに連結する。
【００３６】
また、ＥＦソケットの内部で先行管７１の後端に後行管７２の先端を当接させることで後行管７２を設置する（ステップＳ４）。
【００３７】
続いてステップＳ５では、ＥＦソケットに電気を流して電熱線を加熱させることで、ＥＦソケットの内周面と先行管７１及び後行管７２の端部表面を溶融させて、それぞれを融着させてＥＦ継手部７３を形成する。
【００３８】
このようにして管体接合部が完成した後に、後行管７２の後端付近にプラグ２２を設置する（ステップＳ６）。このプラグ２２の先行管７１側では、連結ワイヤ２３の他端とアイボルト２３ａとの連結をおこなうとともに、接続ホース３３とカプラ２２ａとの接続をおこなう。
【００３９】
一方、プラグ２２の反対側の端面では、先行プラグ用ホース３を構成するホースの端部をカプラ２２ｄに接続し、後行プラグ用ホース４を構成するホースの端部をカプラ２２ｃに接続し、試験区間用ホース５を構成するホースの端部をカプラ２２ｂに接続する。
【００４０】
また、先行プラグ用ホース３の後端は分岐管３１に接続し、後行プラグ用ホース４の後端は分岐管４１に接続し、試験区間用ホース５の後端は分岐管５１に接続する。
【００４１】
そして、この分岐管３１，４１，５１は供給ホース６１の一端に接続し、供給ホース６１の他端はコンプレッサ６に接続する。
【００４２】
なお、接続時は、供給ホース６１、先行プラグ用ホース３、後行プラグ用ホース４及び試験区間用ホース５のバルブ６２，３４，４２，５４は閉じておく。
【００４３】
続いてステップＳ７では、プラグ２１，２２にコンプレッサ６から圧縮空気（エア）を送り込む。この際、まず、供給ホース６１のバルブ６２と、先行プラグ用ホース３のバルブ３４を開いて、プラグ２１に空気を充填して膨張させる。このプラグ２１が先行管７１の内面に密着しているか否かは、圧力計３５の測定値によって判定することができる。
【００４４】
さらに、後行プラグ用ホース４のバルブ４２を開いてプラグ２２に空気を充填し、膨張させる。このプラグ２２が後行管７２の内面に密着しているか否かについても、圧力計４３の測定値によって判定できる。
【００４５】
このようにしてプラグ２１，２２への空気の注入が完了した時点で、先行プラグ用ホース３のバルブ３４と後行プラグ用ホース４のバルブ４２は、閉じることができる。そして、圧力計３５，４３の測定値を監視しながら、圧力が低下したときに再びバルブ３４，４２を開いて圧縮空気をプラグ２１，２２に送り込むことができる。なお、状況によっては、バルブ３４，４２は、開いたままの状態にしておくこともできる。
【００４６】
そして、ステップＳ８では、プラグ２１，２２間に形成された試験区間Ａに空気（エア）を注入する。すなわち、試験区間用ホース５のバルブ５４を開くと、吐出口５３から試験区間Ａに空気が流れ込み、試験区間Ａに空気が充填される。
【００４７】
この試験区間Ａへの空気の充填は、圧力計５５の測定値が実施しようとする気密試験の初期値になるまでおこない、所定の圧力に達した時点でバルブ５４を閉じ、気密試験を開始する（ステップＳ９）。通常、気密試験は、初期設定された圧力の低下状態を所定時間内で測定することによっておこなわれる。
【００４８】
また、気密試験後は、供給ホース６１を分岐管３１，４１，５１から切り離し、先行プラグ用ホース３のバルブ３４を開放してプラグ２１を収縮させる。続いて、後行プラグ用ホース４のバルブ４２を開き、最後に試験区間用ホース５のバルブ５４を開放する。
【００４９】
そして、収縮したプラグ２２を後行管７２から引き出し、さらに連結ワイヤ２３を引っ張って先行管７１からプラグ２１を引き出す。このようにすれば、試験後に、一対のプラグ２１，２２を容易に回収することができる。
【００５０】
このような気密試験は、例えば、図３に示すように、海洋深層水を取水するために敷設される取水管７０の管体接合部の気密性能を確認するためにおこなわれる。
【００５１】
この長尺の取水管７０を構成する多数のポリエチレン管は、直管で折り曲げることができないので、予め工場で接合しておくことができない。そこで、敷設船８の上で例えばポリエチレン管同士をバット融着などで接合し、各管体接合部において気密試験装置１を使用して気密試験をおこなう。この接合は、敷設船８の船体長さに応じて例えば５本分程度おこなう。
【００５２】
一方、このように５本程度接合しただけでは取水管７０が必要とする全長には及ばないので、さらに、敷設しながらの接合もおこなう。すなわち、図３の右側の水底９１に敷設された管体群から水面９２上の船尾シュート８３に向けて斜めに敷設途中の取水管７０が延びており、その上端が先行管７１となる。
【００５３】
そして、この先行管７１の端部と、後行管７２の端部を接合台８２の上で当接させてＥＦ融着による接合をおこなう。この際、先行管７１及び後行管７２が動かないようにクランプ８１，８１でそれぞれ固定しておく。
【００５４】
このようにして敷設船８の船尾シュート８３手前で接合がおこなわれた管体接合部についても、気密試験装置１によって気密性能の試験をおこない、所定の気密性能を備えていれば、そのまま船尾シュート８３から水底９１に向けて取水管７０として落とし込むことになる。
【００５５】
次に、本実施の形態の気密試験装置１の作用について説明する。
【００５６】
このように構成された本実施の形態の気密試験装置１は、空気が充填されると膨張する一対のプラグ２１，２２と、プラグ２１，２２及び試験区間Ａに空気を供給するコンプレッサ６と、そのコンプレッサ６からプラグ２１，２２及び試験区間Ａに空気を送気するためのプラグ用ホース３，４及び試験区間用ホース５と、試験区間Ａの圧力を測定する圧力計５５とを備えている。
【００５７】
このため、簡単に管体内に気密試験装置１を設置し、管体接合部の止水性能を検査する気密試験をおこなうことができる。すなわち、深層水の取水管７０のように全長が長く、管体接合部が多数、発生する場合であっても、気密試験装置１の設置、気密試験及び撤去が容易におこなえる構成であれば、すべての接合箇所において気密試験をおこなうことができ、品質の高い取水管７０を敷設することができる。
【００５８】
また、コンプレッサ６から分岐されることで先行プラグ用ホース３、後行プラグ用ホース４及び試験区間用ホース５が形成される構成とすることで、装置全体の構成を簡素にすることができる。
【００５９】
さらに、各ホース３，４，５にバルブ３４，４２，５４及び圧力計３５，４３，５５を設けることによって、各プラグ２１，２２と試験区間Ａの圧力管理を容易におこなうことができる。
【００６０】
また、プラグ２１，２２を先行管７１内及び後行管７２内にそれぞれ配置する工程と、プラグ２１，２２を膨張させる工程と、それらのプラグ２１，２２間の試験区間Ａに所定の圧力で空気を充填させる工程と、試験区間Ａの圧力を圧力計５５で測定する工程とによっておこなわれる管体接合部の気密試験方法であれば、任意の試験区間Ａの密閉性能を容易に検査することができる。
【００６１】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００６２】
例えば、前記実施の形態では、試験区間Ａの圧力測定手段として試験区間用ホース５に設けられた圧力計５５を使用したが、これに限定されるものではなく、試験区間Ａ内に圧力センサを設置することで圧力測定手段を構成することができる。
【００６３】
また、前記実施の形態では、空気を使用した気密試験について説明したが、これに限定されるものではなく、流体として液体を使用し、試験区間Ａに液体を送り込む液密試験においても本発明を適用することができる。
【００６４】
さらに、前記実施の形態では、試験対象構造物をポリエチレン管とし、管体接合部の気密性能を検査する気密試験について説明したが、これに限定されるものではなく、試験対象構造物がコンクリート管など他の材料で成形された管体であってもよく、また、試験対象構造物がボックスカルバートなど管体以外の構造物であってもよい。
【００６５】
また、前記実施の形態では、一対のプラグ２１，２２を連続して膨張させる工程について説明したが、これに限定されるものではなく、一方のプラグ２１の設置、膨張が完了してから、他方のプラグ２２の設置、膨張をおこなうという工程であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の最良の実施の形態の気密試験装置の構成を説明する説明図である。
【図２】気密試験装置の設置及び気密試験開始までの流れを説明するフローチャートである。
【図３】気密試験をおこなう取水管の敷設状況を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ              試験区間
１              気密試験装置（密閉試験装置）
２１，２２      プラグ
３              先行プラグ用ホース（プラグ用搬送管）
３１            分岐管
３２            通過ホース（プラグ用搬送管）
３３            接続ホース（プラグ用搬送管）
３４            バルブ（開閉手段）
３５            圧力計（圧力測定手段）
４              後行プラグ用ホース（プラグ用搬送管）
４１            分岐管
４２            バルブ（開閉手段）
４３            圧力計（圧力測定手段）
５              試験区間用ホース（試験区間用搬送管）
５１            分岐管
５２            貫通ホース（試験区間用搬送管）
５３            吐出口
５４            バルブ（開閉手段）
５５            圧力計（圧力測定手段）
６              コンプレッサ（流体供給手段）
６１            供給ホース（管）
７１            先行管（管体）
７２            後行管（管体）
７３            ＥＦ継手部（管体接合部）
【図１】
2009243895.tif 000003
【図２】
2009243895.tif 000004
【図３】
2009243895.tif 000005