JP2006205722A - ライニング材反転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】管ライニング材の反転時、管ライニング材の引き出し抵抗が少なく管ライニング材を円滑に反転させることが可能なライニング材反転装置を提供する。
【解決手段】管ライニング材１は、電動モータ２１によりリールなどの回転体２２にロール状に巻き取られて収納容器１０に収納され、反転時には、収納容器に圧縮空気を作用させ管ライニング材を反転ノズル４０から反転して収納容器から引き出す。このとき、電動モーターを発電機として動作させ、管ライニング材の引き出しに制動をかける。このような構成では、管ライニング材の引き出し速度はほぼ一定となり、また引き出し抵抗が少なく管ライニング材を円滑に反転させることが可能になる。
【選択図】図６

Description

本発明は、ライニング材反転装置、更に詳細には、老朽化した既設管の内面にライニングを施して該既設管を修復する管ライニング材を反転させるためのライニング材反転装置に関する。

地中に埋設された下水管、ガス管、通信ケーブル管、電力ケーブル管等の既設管が老朽化した場合、この既設管を地中から掘出することなく、その内面にライニングを施して既設管を補修する管ライニング工法が提案され、既に実用に供されている。

上記管ライニング工法の１つとして、外表面がプラスチックフィルムで気密的に被覆された管状樹脂吸着材に未硬化の液状硬化性樹脂を含浸せしめて成る管ライニング材を用いて施工されるものが知られており、この工法においては、ライニング反転装置を用いて管ライニング材を流体圧によって管路内に反転挿入した後、該管ライニング材を流体圧によって膨張させて管路の内面に押圧した状態で、管ライニング材に含浸された硬化性樹脂を硬化させている。

通常、管ライニング材は、平坦状にして折りたたんだ状態で密閉容器に収納され、この密閉容器に収納された管ライニング材の一端を外側に折り曲げてこれを密閉容器に接続された反転ノズルの開口端外周に取り付け、密閉容器内に流体圧を作用させて反転させながら管路内に挿入させている（特許文献１）。
特開２００３−１６５１５８号公報

しかしながら、従来のライニング材反転装置では、反転前の管ライニング材は折りたたんで収納容器に収納していたために、反転時に引き出す抵抗が大きく、大きな反転圧力が必要になるという欠点があった。

また、管ライニング材は折りたたんで収納されているので、引き出し時、引き出し量に応じて折りたたまれた上部の管ライニング材が上下に変動し、引き出しが円滑に行われないという問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するもので、管ライニング材の反転時、管ライニング材の引き出し抵抗が少なく管ライニング材を円滑に反転させることが可能なライニング材反転装置を提供することを課題とする。

本発明は、
既設管を更生するための管状の管ライニング材を反転させるライニング材反転装置であって、
回転体を備え該回転体にロール状に巻き取られた管ライニング材を収納する密閉された収納容器と、
回転体を回転させ管ライニング材を該回転体に巻き取る電動モーターと、
前記収納容器に取り付けられた管ライニング材反転のための反転ノズルとを有し、
前記収納容器に流体圧を作用させ管ライニング材を反転ノズルから反転して収納容器から引き出すときは、前記電動モーターを発電機として動作させ、管ライニング材の引き出
しに制動をかけることを特徴とする。

本発明では、電動モータを発電機として動作させたときに発生する電気エネルギーは、電動モータを駆動する電源に戻し蓄電される。また、回転体の回転速度あるいは管ライニング材の引き出す速度を検出するセンサが設けられ、検出された速度に応じて流体圧が調節される。

また、本発明では、管ライニング材は、回転体に所定量巻き取られてから同じ回転体の隣接する側部に巻き取られて収納容器に収納され、また収納容器から引き出されるときは、後から巻き取られた管ライニング材が引き出され、その後先に巻き取られた管ライニング材が引き出される。

本発明によれば、電動機により管ライニング材を回転体に巻き取り、反転時は電動機を発電機として動作させ、管ライニング材の引き出しに制動をかけるようにしているので、管ライニング材の引き出し速度はほぼ一定となり、また引き出し抵抗が少なく管ライニング材を円滑に反転させることが可能となる。

また、本発明では、管ライニング材は収納容器に並置して巻き取ることができるので、収納容器に収納される管ライニング材の長さを延長することができる。

本発明は、電動モータを用いてリールなどの回転体に管ライニング材を巻き取り、一方管ライニング材を反転させるときは、電動モータを発電機として動作させ、管ライニング材の引き出しに制動をかけるようにしたもので、以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１から図３には、ライニング材反転装置の構成が図示されており、符号１０で示すものは、管ライニング材を収納する密閉構造の収納容器であり、通常、図１に示したように、支持板１１、１２を介してトラックの荷台に取り付けられて、作業現場に移動される。支持板１２には、支持板を補強するための水平に延びるリブ構造１２ａ、１２ｂが設けられている。支持板１１にも、同様なリブ構造１１ａ、１１ｂが設けられる（図３）。また、収納容器１０の４隅には、上下調節機構１３、１４、１５（残りの１は、見ることができないので不図示）が設けられており、それより、収納容器１０を水平に保持できるようになっている。

収納容器１０には、複数のガイドローラー４２を有する導管４１を介して反転ノズル４０が着脱可能に取り付けられる。反転ノズル４０は、円柱状のノズル部４０ａと、ノズル部４０ａに対して気密に取り付けられる円錐部４０ｂからなり、この円錐部４０ｂには導管４１の一端が同様に気密に取り付けられ、また導管４１の反転ノズルと反対側端部には、フランジ４１ａが固定される。フランジ４１ａと、収納容器１０の側方に延びる側管１６に取り付けたフランジ１６ａは、複数のボルトとナットなどの固定手段を介して互いに気密に連結できるようになっており、それにより反転ノズル４０が導管４１を介して密閉構造を保って収納容器１０に取り付けられる。

また、収納容器１０の両側部には、スプールやリールなどの回転体（以下リールとして説明する）２２を回転自在に軸承する軸受け部２５、２６が取り付けられている。リール２２は、管ライニング材１をロール状に巻き取るために使用され、図３、図４に示したように、軸受け部２５、２６にそれぞれ回転自在に軸承される小径軸２２ｂ、２２ｄとその
間の大径軸２２ｃを有し、大径軸２２ｃの一端には、スポーク２３ａを備えたリング板２３が固定されており、また、他端には、スポーク２４ａを備えたリング板２４が、軸方向に摺動自在に取り付けられる。

このリール２２の小径軸２２ｂには、連結孔２２ａが穿孔されており、この連結孔２２ａに直流の電動モータ２１の軸２１ａが連結される。電動モータ２１は、モータ駆動部２０に収納されており、電動モータ２１が駆動されると、リール２２は、図４で見て時計方向に回転し、それにより管ライニング材１はリール２２にロール状に巻き取られる。なお、このとき、リング板２４は、大径軸２２ｃに沿って移動され、管ライニング材１の巻き取り幅に合ったところにその位置が調節され、管ライニング材の巻き取りを確実にする。

また、リール２２に巻き取られている管ライニング材１が、後述するように、収納容器から引き出されて反転される場合には、リール２２に作用するトルクによりリール２２が逆回転し、電動モータ２１を回転させて発電機として動作させ、管ライニング材の引き出しに制動をかけることができる。

また、収納容器１０には、上記管ライニング材１を反転させるための流体圧（圧縮空気）を収納容器に送り込むためのダクト３３、３４が左右に取り付けられ、また、収納容器１０の下方部には、開閉可能な作業用ドア３０が気密に取り付けられており、作業者は、このドアを取っ手３１を引くことにより開放して収納容器１０の内部を点検することができる。

また、リールに巻き取られる管ライニング材１は、公知の管ライニング材であり、図８に示すように、外表面がプラスチックフィルム１ｂで気密的に被覆された管状樹脂吸着材１ｃに未硬化の液状硬化性樹脂を含浸せしめて構成される。尚、プラスチックフィルム１ｂとしてはポリエチレン、塩化ビニル、ビニロン、ポリウレタン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン−ナイロン共重合体等のフィルムが用いられ、管状樹脂吸着材１ｃとしてはポリエステル、ナイロン、アクリル、ビニロン等の不織布が用いられる。又、管状樹脂吸着材１ｃに含浸される未硬化の液状硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。

このような構成において、反転装置は、通常トラックに積み込まれており、収納容器１０に管ライニング材を収納する場合は、導管４１のフランジ４１ａと収納容器１０の側管１６のフランジ１６ａの固定を外し、導管４１とそれに接続された反転ノズル４０をクレーン（不図示）を用いて収納容器１０から除去する。そして、図５（Ａ）に示したように、開口部から管ライニング材１の一端をリール２２に固定し、電動モータ２１を直流電源４５により駆動する。リール２２は時計方向に回転し、管ライニング材１は扁平な状態になってリール２２にロール状に巻き取られる。管ライニング材１がリング板２３、２４とほぼ同じ径になるまで巻き取られると、電動モータ２１の駆動を停止する。

その後、図５（Ｂ）に示したように、導管４１と反転ノズル４０が、フランジ４１ａと１６ａを固定することにより、収納容器１０に取り付けられる。そして、管ライニング材１の一端１ａは、反転ノズル４０の開口部近くに導びかれ、図示のように外側に折り返されて、反転ノズル４０の開口端外周にバンド４８によって気密に取り付けられる。

このような管ライニング材１の収納容器１０への収納並びに管ライニング材１の反転ノズル４０への取り付けは、作業現場で、あるいは作業現場に向かう前の段階で行うことができる。

このような反転装置を用いて、下水道や通信ケーブル管等の既設管を更生する場合には
、図６に示したように、反転装置が、マンホール５０の近くに移動され、トラックにのせたまま反転ノズル４０がマンホール５０に垂直方向に臨まされる位置に配置される。

その状態で、圧縮空気源４３が駆動されて、バルブ４４を介して圧縮空気がダクト３３（３４）を介して収納容器１０内に供給される。収納容器１０は、導管４１、反転ノズル４０まで密閉状態となっており気密状態が保たれているので、圧縮空気は、反転ノズル４０の開口端に折り返して取り付けられた管ライニング材１の折り返し部にも作用し、それにより管ライニング材１は反転してマンホール５０内に移動される。

この流体圧（圧縮空気圧）の作用により、管ライニング材１はリール２２から巻き戻されて収納容器１０から引き出され、反転ノズル４０により反転されてマンホール５０内に挿入されていく。このとき、管ライニング材の引き出しによりリール２２が逆回転することにより、このリール２２に連結されている電動モータ２１の軸２１ａが回転されるので、電動モータ２１は発電機として動作し、リール２２の逆回転、すなわち、管ライニング材１の引き出しに制動がかかるようになる。電動モータで発電した電気エネルギーは、例えば抵抗などの負荷４９で消費するようにする。また、電動モータで発電した電気エネルギーを電源４５に戻すようにして回生制動をかけるようにしてもよい。この場合、必要なら、電動モータを抵抗を介して電源に接続し、電動モータの巻き取り方向への回転力を減少させ、管ライニング材の引出し力の損失を防止するようにする。

なお、管ライニング材１の引き出し速度が大きいほど、制動力が大きくなるので、管ライニング材１は、ほぼ一定の速度で引き出されるが、図６に示したように、回転速度センサ４６によりリング板２３（２４）の回転速度を測定し、回転速度に応じてアクチュエータ４７によりバルブ４４の絞り量を変化させ、収納容器１０に導入される圧縮空気量を調節しその圧力を調節するようにしてもよい。これにより、例えば回転速度が所定値よりも大きくなったときには、バルブ４４を絞ることにより圧縮空気量を少なくして、回転速度を低下させることもできる。また、収納容器１０には、気圧計３６が取り付けられているので、この気圧計の気圧に応じてバルブ４４の絞り量を調節し圧縮空気圧を調節することもできる。

上述のように、収納容器１０内に圧縮空気が供給されると、管ライニング材１は反転しながらマンホール５０を下降し、屈曲管５１によりその方向を水平にされて既設管５２内に順次挿入される。そして、既設管５２に反転挿入された管ライニング材１は、温水あるいは蒸気などで加温され、それにより管ライニング材１に含浸された熱硬化性樹脂が熱によって硬化するため、既設管５２の内面は、硬化した管ライニング材１によってライニングされて修復される。

なお、管ライニング材１は、修復すべき既設管の管径に応じて巻き取り幅が、図４に示したようにリールの幅一杯の大きさになるのではなく、管径が小さい場合には、狭い幅になる。そこで、図７に示したように、リールに２つ並置する形で管ライニング材を巻き取るようにしてもよい。

この図７の構成では、リング板２３、２４と同じ構成のリング板２８を設け、リング板２４と２８の間に、管ライニング材１’を、巻き径がほぼリング板の径になるまで巻き取り、その後、左隣に移動させてリング板２３に寄せて巻き取る。引き出すときは、左側の管ライニング材１’から引き出され、その全てが引き出されると、右側に巻き取られている管ライニング材１’が引き出される。このような構成により、収納容器１０内に収納する管ライニング材の量を増加させることができる。

図９には、他の実施例が図示されている。図８に示した管ライニング材１の反転ノズルと反対側端部は、気密に封止されていて、この管ライニング材１の反対側端部１ｄには、連結具６０、６１を介して温水、蒸気などの熱媒を供給するホース６２が連結される。ホース６２は、電動モータ２１によりリール２２の大径軸２２ｃに巻き取られ、管ライニング材１は、ホース６２が巻き取られた後、リール２２の大径軸２２ｃに巻き取られる。

この実施例では、管ライニング材１の反転挿入時、管ライニング材１のすべてがリール２２から巻き戻されて、管ライニング材１の端部１ｄがリール２２から離脱しても、その端部１ｄにホース６２が連結されているため、今度はホース６２が巻き戻され、それによりリール２２が逆回転することにより電動モータ２１がなお発電機として動作して、管ライニング材１の引き出しに制動をかけることができる。

図１０は、管ライニング材１の既設管５２への反転挿入が完了した状態を示しており、管ライニング材１の端部１ｄが既設管５２の最終端部に至るまで、ホース６２の巻き戻しが継続するので、管ライニング材の引出しを、その反転挿入が完了するまで安定化させることができる。このために、ホース６２は、図１０に示したように、管ライニング材１の端部１ｄが既設管５２の最終端部に達したとき、なお、ホース６２がリール２２に巻き取られた状態で残っているような長さに設計される。

管ライニング材１の既設管５２への反転挿入が完了すると、ホース６２のリール側端部から、温水あるいは蒸気が供給され、それにより反転挿入された管ライニング材内の熱硬化性樹脂が加熱されて硬化し、既設管５２の補修が完了する。なお、管ライニング材１の硬化は、ホース６２の先端、つまり管ライニング材１の端部１ｄから温水あるいは蒸気を供給することにより行われるか、あるいは、ホース６２に複数の噴射口を設け、この噴射口から温水又は蒸気をミスト状態として噴出させるか、あるいは噴射口から温水をシャワリングさせることにより行われる。

本発明に係るライニング材反転装置をトラックに載せた状態で示した斜視図である。 ライニング材反転装置の正面図である。 ライニング材反転装置の側面図である。 ロール状に巻き取られた管ライニング材を示す斜視図である。 管ライニング材を収納容器に収納する過程を示した説明図である。 管ライニング材を反転して既設管に挿入する状態を示した説明図である。 管ライニング材を並置して巻き取る状態を示した側面図である。 管ライニング材の横断面図である。 （Ａ）は管ライニング材の端部にホースを連結した例を示す側面図、（Ｂ）はその上面図である。 管ライニング材の既設管への反転挿入が完了した状態を示す説明図である。

符号の説明

１、１’ 管ライニング材
１０ 収納容器
２１ 電動モータ
２２ リール
４０ 反転ノズル
４５ 電動モータ

Claims (6)

1. 既設管を更生するための管状の管ライニング材を反転させるライニング材反転装置であって、
   回転体を備え該回転体にロール状に巻き取られた管ライニング材を収納する密閉された収納容器と、
   回転体を回転させ管ライニング材を該回転体に巻き取る電動モーターと、
   前記収納容器に取り付けられた管ライニング材反転のための反転ノズルとを有し、
   前記収納容器に流体圧を作用させ管ライニング材を反転ノズルから反転して収納容器から引き出すときは、前記電動モーターを発電機として動作させ、管ライニング材の引き出しに制動をかけることを特徴とするラインニング材反転装置。
2. 電動モータを発電機として動作させたときに発生する電気エネルギーを、電動モータを駆動する電源に戻し蓄電することを特徴とする請求項１に記載のライニング材反転装置。
3. 回転体の回転速度あるいは管ライニング材の引き出す速度を検出するセンサを設け、検出された速度に応じて流体圧を調節することを特徴とする請求項１又は２に記載のライニング材反転装置。
4. 前記管ライニング材は、回転体に所定量巻き取られてから同じ回転体の隣接する側部に巻き取られて収納容器に収納され、また収納容器から引き出されるときは、後から巻き取られた管ライニング材が引き出され、その後先に巻き取られた管ライニング材が引き出されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のライニング材反転装置。
5. 前記管ライニング材の反転ノズルと反対側端部が、前記回転体に巻き取られたホースと連結されており、管ライニング材の引き出しにより、該ホースが回転体から巻き戻されて、管ライニング材の引き出しに制動がかけられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のライニング材反転装置。
6. 前記ホースから、反転後の管ライニング材を加熱するための熱媒が供給されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のライニング材反転装置。

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