(57)【要約】【課題】土中に埋設または共同溝内等に配設した場合でも耐用年数が長く、万一の地震の場合にも安定してガスを供給することのできるヘリウムガス用パイプラインを提供する。【解決手段】土中あるいは管路内に、ポリエチレン樹脂からなる管を配設し、これらを電気融着継手を用いて繋ぎ合わせることにより、可とう性・柔軟性および密閉性に優れるヘリウムガス用パイプラインを構築することができる。また、本発明のヘリウムガス用パイプラインは、ガス管自身が柔軟性を備えることから、曲部の曲げ加工が容易になるとともに、前記融着工法と相俟って、その施工作業の手間と時間を短縮することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土中あるいは管路内に、ポリエチレン樹脂からなる管を配設し、これらを電気融着継手を用いて繋ぎ合わせたことを特徴とするヘリウムガス用パイプライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリウムガスのリークが少なく、耐震性能に優れたヘリウムガス用パイプラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋外に設けられたタンクから、離れた場所にある複数の建物に、ヘリウム（Ｈｅ）ガスを供給・回収する手段として、管路（共同溝等）内に配設するか、あるいは、土中に埋設するかして構築した配管網（パイプライン）が用いられており、これらの配管には、通常、ステンレス（ＳＵＳ）や銅からなる金属管が使用されている。
【０００３】
一方、阪神大震災以降、地震発生時におけるライフライン確保の要求の高まりから、近年、都市ガスや水道等のパイプラインの土中埋設部には、ポリエチレン等からなる樹脂製配管が用いられ始めており、旧来の金属製配管からの置き換えも進行している。
【０００４】
このポリエチレン管は、中密度あるいは高密度のポリエチレン（ＰＥ）樹脂から構成されているため、酸やアルカリに対する耐腐食性に優れる上、可とう性・柔軟性を有するため、曲げによる施工が容易であるという特徴を備えている。また、これらポリエチレン管どうしを、融着（エレクトロフュージョン：ＥＦ）継手を用いた融着工法により接続することにより、施工作業の効率化を図るとともに、接合部の密着強度を向上させ、地盤沈下や万一の地震等にも耐える管路一体構造を構築することができる（例えば、特許文献１，２等を参照）。
【特許文献１】特開２００１−３３０１８８号公報
【特許文献２】特開平５−１８０３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のヘリウムガス用パイプラインは、そのヘリウムガスの輸送中のリーク（管壁や継手部等からのガス漏れ）を考慮して、ステンレス（ＳＵＳ）管や銅管等が使用されていたのであるが、剛直であるため地盤沈下等の地盤変動に弱く、万一地震が発生した場合は、その継手部や管壁からヘリウムガスが漏れてしまう恐れがある。
【０００６】
また、従来のＳＵＳ管や銅管等は、曲げ加工が難しい上、ある程度の耐腐食性は有しているものの、土中に埋設した後の耐候性を推し量る術が無く、耐用年数にも懸念が残る。
【０００７】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、土中に埋設または共同溝内等に配設した場合でも耐用年数が長く、万一の地震の場合にも安定してガスを供給することのできるヘリウムガス用パイプライン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】
【０００８】
本発明者らは、既存の金属管整ヘリウムガス用パイプラインを更新するにあたり、その耐震性や耐候性を向上させることのできる配管素材を種々検討した結果、都市ガスや水道等のライフラインに用いられているポリエチレン管のヘリウムガスリーク量を確認することによって、このポリエチレン管がヘリウムガス用パイプラインに採用可能であることを見出した。
【０００９】
本発明は、以上の知見によりなされたものであって、請求項１に記載の発明は、土中あるいは管路内に、ポリエチレン樹脂からなる管を配設し、これらを電気融着継手を用いて繋ぎ合わせたことを特徴とするヘリウムガス用パイプラインである。
【００１０】
このように、ヘリウムガス用パイプラインにポリエチレン管を採用し、これらを融着継手を用いて一体化することにより、パイプラインに可とう性・柔軟性が付与され、地盤変動や地震が起こった場合でも、パイプラインからのヘリウムガスのリークを防止することができる。また、ガス管自身が柔軟性を備えることから、曲部の曲げ加工が容易になるとともに、前記融着工法と相俟って、その施工作業の手間と時間を短縮することができる。
【００１１】
また、ポリエチレン管は、耐腐食性に優れるため、それを用いたパイプラインの寿命を向上させることができるとともに、ヘリウムガス用パイプラインのトータルコストを低減することが可能になる。
【００１２】
なお、ポリエチレン管は、直射日光に当たると劣化することが懸念されるため、土中や共同溝内等、日光に当たらない場所に配設することが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、万一の地震の場合でもガスのリークがなく、長期間安定してガスを供給することのできるヘリウムガス用パイプラインとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明を実施するための形態について説明する。
本実施形態におけるヘリウムガス用パイプラインは、工場や研究施設等の敷地内に埋設されるものを想定したものであり、外部（ローリー車等）から受け入れたヘリウムガスを貯蔵するタンクから、ヘリウムガスを供給・回収する敷地内の建物（研究棟等）の間に配設されている。
【００１５】
本実施形態におけるヘリウムガス用パイプラインの特徴は、これらタンクと建物との間に配設されたパイプラインの配管が、ポリエチレン管を用いて構成されているとともに、これら各ポリエチレン管が、電気融着継手を用いて繋ぎ合わされている点である。なお、これらポリエチレン管は、土中に埋設あるいは共同溝内等、日光に当たらない部分にのみ配置されており、地上の直射日光が当たる部分には、従来と同様のＳＵＳ管まやは銅管が採用されている。
【００１６】
次に、以上の構成のヘリウムガス用パイプラインに上記ポリエチレン管を採用するにあたり、当該ポリエチレン管のヘリウムガスリーク量（ヘリウムガス透過性）を測定した結果について述べる。
【００１７】
まず、ポリエチレン管のヘリウムガス透過量を測定するにあたり、図１に示すようなヘリウムガス透過試験装置を製作した。このヘリウムガス透過試験装置は、ステンレス製の真空容器（真空チャンバー）と、この真空容器内に配置された供試サンプル管（ＳＵＳ管およびポリエチレン管）にヘリウム（Ｈｅ）ガスを供給する供給配管と、この供試サンプル管の周囲の真空容器内を減圧する真空ポンプおよび減圧配管と、サンプル管から周囲に漏れ出したヘリウムガスの量を測定するヘリウムリークディテクター（図示省略）とを主体として構成されている。
【００１８】
供試サンプル管（ＳＵＳ管およびポリエチレン管）は、真空容器内に載置され、その両端開口部がフロンパッキンでシールされ、さらに側面がＯリングでシールされた状態で、ステンレス製のボルトにより、前記真空容器内に固定されている。なお、ポリエチレン管はその可とう性のため、締め付け停止（締め付け力）の判断が難しく、破裂を避けるために、ＳＵＳ管の場合と比べて締め付け力をやや減じた。
【００１９】
ヘリウムガスは、既設のボンベから導入され、供試サンプル管の内部に最大５気圧まで充填される。なお、図示していないが、ヘリウムガスの温度を一定に保つための温度コントローラも別途用意した。
【００２０】
（比較例１）
まず、参照サンプル管としてＳＵＳ管（内径３８ｍｍ，肉厚２１ｍｍ，サンプル管長さ３００ｍｍ）を設置し、中にヘリウムガスを０．１ＭＰａ導入し、アネルバ社製のリークディテクターで真空チャンバーのヘリウムガスリーク量を測定した。
【００２１】
図２は、従来のＳＵＳ管を用いた際のヘリウムガスリーク量の推移を示すグラフである。このグラフから見てとれるように、本比較例１では、初期真空として吸着ヘリウムガスを十分排気していなかったため、ヘリウムガス導入後もリーク量が小さくなっているが、１５分経過後、徐々にリーク量が増大しているのが見てとれる。
【００２２】
（実施例１）
次に、サンプル管としてポリエチレン管（三菱樹脂株式会社製ヒシパイプ（登録商標）：内径４８ｍｍ，肉厚６ｍｍ，サンプル管長さ３００ｍｍ）を用い、その他の条件を同じとして、上記ＳＵＳ管と同様の測定を行った。その結果を図３に示す。
【００２３】
図３のグラフと前記図２のグラフ（ＳＵＳ管）を比較すると、一見大きく異なるように見えるが、リーク量が増え始める辺りで重ねるとそれほど違いがないことがわかる。なお、厳密には、サンプル管の端部開口を密閉する上下方向のボルトの締め付け力に差異があること、初期真空排気を十分長時間行ったこと、がＳＵＳ管での実験と条件が異なる。
【００２４】
また、比較例１におけるＳＵＳ管の肉厚は２１ｍｍあり、ヘリウムガスの透過量は限りなく小さいと考えられることから、ＳＵＳ管のリーク量（測定曲線分）は、サンプル管の上下両端のパッキンあるいはＯリングを介したヘリウムガスリークと考えられる。そこで、これを差し引き、ポリエチレン管の管壁を透過するヘリウムガスリーク量のみを評価した。その結果を図４に示す。
【００２５】
図４は、上記実験におけるポリエチレン管とＳＵＳ管とのヘリウムガスリーク量の差を示すグラフである。このグラフより、供試ポリエチレン管の管壁を透過するヘリウムガスリーク量は、５×１０―8  Ａｔｍ  ｃｃ／ｓ以下であることが分かった。
【００２６】
なお、参考文献（浅井、吉田；大阪大学低温センター便り、実験メモ「ヘリウムガスはこんなに漏れる」（１９８６）６月号）によれば、最もリークの少ないと報告されている都市ガス管で３．４×１０-4  Ａｔｍ  ｃｃ／ｓ、最もリーク量の多い飴ゴム管で１×１０―3  Ａｔｍ  ｃｃ／ｓである。これらの文献値と、今回我々が測定したポリエチレン管のリーク量を比較すると、本実施形態におけるポリエチレン管は１万倍以上リーク量が少ないことが判る。従って、以上の結果から、このポリエチレン管をヘリウムガス用配管に使用することは、相当、有望な用途であると合理的に推定することができる。
【００２７】
また、一般に水素分子はヘリウム原子より透過率が低い。従って、上記のポリエチレン管を、水素（Ｈ2）ガスを供給・回収するパイプラインの配管に使用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態で用いたヘリウムガス透過試験装置の概略構成図である。
【図２】従来のヘリウムガスパイプライン用ＳＵＳ管のヘリウムガスリーク量の推移を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態におけるヘリウムガスパイプライン用ポリエチレン管のヘリウムガスリーク量の推移を示すグラフである。
【図４】本実施形態におけるヘリウムガスパイプライン用ポリエチレン管の管壁を透過するヘリウムガスリーク量を計算により求めたグラフである。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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