(57)【要約】【課題】            従前の流体輸送管路の凍結工法にあって、管路の一部を凍結してその対応する部位の管内に管路内の流体を凍結して氷結させた氷塊は一次側からの流体圧力に押され、二次側は無圧のため流されてしまい、目的とする止通効果を得ることができなくなってしまったという点である。【解決手段】        流体輸送管の少なくとも二箇所に、管内を流通する流体を凍結させるための凍結手段を配置し、その凍結手段間に位置する管内に各凍結手段側からの低温によって球形もしくは楕球形状の氷塊を形成させることとし、前記した流体は上水道水とし、凍結手段は液体空気ボックスもしくは液体窒素ボックスとしてあることとする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体輸送管の少なくとも二箇所に、管内を流通する流体を凍結させるための凍結手段を配置し、その凍結手段間に位置する管内に各凍結手段側からの低温によって球形もしくは楕球形状の氷塊を形成させることを特徴とする流体輸送管路の凍結工法。
【請求項２】
前記した流体は上水道水とし、凍結手段は液体空気ボックスもしくは液体窒素ボックスとしてあることを特徴とする請求項１に記載の流体輸送管路の凍結工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体輸送管路、主として上水道水の管路の凍結工法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上水道管の一部が損傷したり、管路に付設されるバルブが不具合となった場合、その管やバルブの修理や交換の作業を行なうため、一時的に断水、それも広範囲における断水が余儀なくされ、大量の上水道水が無駄に廃棄され、工事修了後には管内に侵入した空気抜きを行なう作業が必要とされていた。
【０００３】
かかる従来の工法の問題点に着目して、近年は断水（止水）を最小限の地域でのものとし、作業時間も短くて済むこととなり、しかも工事修了後の空気抜き作業を不要とする管路の凍結工法が開発され、実質的に実行されている。
【０００４】
この凍結工法は、管路の一部、特に既設管が溶接配管である場合には、その溶接部から約２０ｃｍ以上離して、凍結手段となる液体空気や液体窒素のボックスを取り付ける。これは、凍結によって溶接部に亀裂が生じてしまうことを防止するためであり、管の切断や新規溶接はその凍結手段より約５０ｃｍ以上離す位置で行なう。これは、凍結により生じた霜が解け、溶接にピンホールが生じてしまうことを防止するためである。尚、凍結手段付近で新規溶接を行なう場合は、火花による引火を防ぐため、不活性ガスである窒素１００％の液体を使用することとなる。
【０００５】
この凍結工法にあっては、凍結手段を管の一部に装着し、その装着部分に対応する管内の流体（上水道水）を氷結させ、その氷塊によって一時的に管内の通水を停止させることとしている。しかしながら、近時は管自体の質が良化し、内面も滑面状態となっているため、その氷塊の一次側に加えられる流体（上水道水）の流圧（４〜５ヘクトパスカル）によって押し流されてしまい、止水効果を得ることが困難となってしまっている。
【特許文献１】出願人は、本願発明に関し、先行する技術文献を調査したが、格別に本願発明と関連し、類似すると思われる文献を発見することは出来なかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明が解決しようとする問題点は、従前の流体輸送管路の凍結工法にあって、管路の一部を凍結してその対応する部位の管内に管路内の流体を凍結して氷結させた氷塊は一次側からの流体圧力に押され、二次側は無圧のため流されてしまい、目的とする止通効果を得ることができなくなってしまったという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した問題点を解決するために、本願に係る流体輸送管路の凍結工法は、流体輸送管の少なくとも二箇所に、管内を流通する流体を凍結させるための凍結手段を配置し、その凍結手段間に位置する管内に各凍結手段側からの低温によって球形もしくは楕球形状の氷塊を形成させることを特徴とし、前記した流体は上水道水とし、凍結手段は液体空気ボックスもしくは液体窒素ボックスとしてあることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明に係る流体輸送管路の凍結工法は上記のように構成されている。少なくとも二以上の凍結手段間に、その各凍結手段からの低温によって管内の流体を球状もしくは楕球状にした氷塊を得るため、この氷塊は体積的に膨張しており、管路内壁面を内側から押圧する力が生じており、壁内壁に強く踏ん張るため、例え一次側の流体圧力が加えられても作業に必要な時間内に押し流されてしまうことはなくなり、十分に止通効果を発揮することができることとなるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図面として示し、実施例で説明したように構成することで実現した。
【実施例１】
【００１０】
次に、本発明の好ましい実施の一例を図面を参照して説明する。図１は本発明を実施した状態を示す断面図、図２は同じく氷塊の押圧作用力を示す図、図３は凍結手段であるボックスの取付状態を示す図である。
【００１１】
これらの図にあって１は通常、上水道水が通水され、水道設備に水を供給するための上水道管を示している。この上水道管１は、近時内壁面が不純物の付着や錆の生じる事が無いよう加工された滑面状態のものが使用されている。
【００１２】
この上水道管１の一部で、管の修理や交換等の施工を行なう部分の一次側に少なくとも二以上の冷凍手段、例えば液体空気ボックス２ａ、２ｂもしくは液体窒素ボックスが近接距離、例えば数ｃｍ〜数１０ｃｍの間隔を置いてセットされる。この間隔距離は上水道管１の管径によって設定される。
【００１３】
この液体空気ボックス２ａ、２ｂは発泡スチロールで成形され、超低温にも耐えるものとした直方体のもので、内部は中空とされている。この液体空気ボックス２ａ、２ｂはその下方寄りの部分に、前記した上水道管１が貫通する状態で装着される。換言すると、下方寄り部分に上水道管１の管径と合わせた連通孔を穿設して上水道管１に挿通し、この連通孔と上水道管１の外表面との間には漏れ防止用の固着剤を塗布しておくこととなる。
【００１４】
また、前記した液体空気ボックス２ａ、２ｂは上面が開口されたものとなっており、この上面開口から、例えば３０リットル、５０リットル等のボンベに詰められた液体空気３を現場で注入することとなる。また、上面開口は必要に応じて施蓋される。
【００１５】
こうして、二つの液体空気ボックス２ａ、２ｂに液体空気、場合によっては液体窒素が注入されると、その注入された部分の上水道管１は超低温に冷却され、その上水道管１からの伝熱により、内部の上水道水は氷結していく。
【００１６】
この実施例にあって、液体空気ボックス２ａ、２ｂに挟まれた上水道管１の内部は、この液体空気ボックス２ａ、２ｂからの超低温が両側から伝熱され、この伝熱が相乗的に作用して徐々に球形あるいは楕球形をした氷塊４を形成する。
【００１７】
この氷塊４は上水道管１の内径内に密に形成されることとなり、また、水が氷結してその体積が増加されることで、この氷塊４は上水道管１の内径を押圧する。この押圧は特に氷塊４の中心から直交する方向で上水道管１の内壁面に対して作用することとなる（図２の矢印参照）。
【００１８】
この作用によって、氷塊４は一時的に上水道管１内の通水を止めることとなり、水の流圧によって押し流されてしまうこともない。また、この氷塊４は球形、あるいは楕球形となるため押圧力は上水道管１の軸芯方向にも作用することで分散され、上水道管１を破裂させたり、亀裂を生じさせたりしてしまうことはない。
【００１９】
本願に係る流体伝送管路の凍結工法はこのように構成されている。その為、管路内を流通する流体で形成した氷塊によって少なくとも工事作業に必要な時間は止通（水）効果が得られ、これによって、従来のような広域の断水はなくなり、工事後は空気抜きも必要なく、しかも極めて短時間で、かつ、経費も低廉なもので済む工事を実行する事が出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
上記実施例は上水道管１について説明したが、本発明はこの上水道管１に限定して実施されるものではなく、他の液体や気体に関してもその流体が氷結可能なものであれば実行する事が出来るもので、多くの化学設備、プラント等に対し、バルブ等を閉め、管内を空にする作業を必要とせず、管路や付設されるバルブの修理、交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を実施した状態を示す断面図である。
【図２】氷塊の押圧作用力を示す図である。
【図３】凍結手段であるボックスの取付状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    上水道管
２ａ  液体空気ボックス
２ｂ  液体空気ボックス
３    液体空気
４    氷塊
【図１】
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【図２】
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【図３】
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