JP2006292113A - 流路閉塞装置及び流路閉塞方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 流路内に設置した状態でせき止めた流体の放出が可能な流路閉塞装置を提供する。
【解決手段】管状体１１の外周面に、圧力流体の注入により膨張し、流路１３壁面に弾接する流路閉塞用の外側袋状部３が形成され、管状体１の管内通路２を開閉する開閉手段が設けられ、該開閉手段が、圧力流体の注入により膨張して管内通路２を閉鎖する閉鎖用袋体４であり、閉鎖用袋体４が管状体１に内装されたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、各種配管等の流体が流通する流路を一時的に閉塞する装置に関するものであり、特にマンホール形式ポンプ場の配管敷設後に水圧テストを行なう際にその配管の一部を一時的に閉塞して止水したり、下水道管の巡視点検や清掃、補修等の作業を行なう際にその下水道管の所要箇所を一時的に閉塞して止水する場合に好適に用いられる流路閉塞装置に関するものである。

従来、この種の流路閉塞装置としては、図７及び図８に示す構成の流体閉塞用ストッパー２０が知られている（特許文献１）。すなわち、この流体閉塞用ストッパー２０は、強化ナイロンなどの繊維コード２１Ａで補強された内層ゴム２１Ｂとその外周を保護する弾力性に富んだ特殊ゴム製の外層ゴム２１Ｃとにより袋体状のストッパー本体２１が構成され、このストッパー本体２１の軸方向両端部分はビードワイヤ２６，２６により補強されている。

ストッパー本体１の軸心中央部には、通常、鉄製で、軽量化が求められる場合はアルミニウム製の筒状ビード受座２２が挿通され、この筒状ビード受座２２の軸方向両端に固着されたビードシート２３，２３と上記ストッパー本体２１の軸方向両端外面に当接された取付けフランジ２４，２４とにより上記ビードワイヤ２６，２６による補強部分を挟んで両者をボルト２５，２５…を介して締結することによってストッパー本体２１、筒状ビード受座２２及び両取付けフランジ２４，２４を一体化しストッパー本体２１の内部を気密化している。

一方の取付けフランジ２４には、空気注入口２７及び安全弁（リリーフ弁）２８が設けられており、その空気注入口２７からストッパー本体２１内に空気圧を封入することにより、該ストッパー本体２１を膨張させるようにしている。また、上記ストッパー本体２１における外層ゴム２１Ｃの外周面には、その軸方向に適当間隔を隔てて複数条の環状突起２９…が一体に設けられている。

上記のように構成された流体閉塞用ストッパー２０は、図９に示すように、閉塞しようとする流体（被閉塞流体）が流れる流体管３０内の所定箇所に挿入した上で、図外のコンプレッサーなどで発生させた圧力空気を圧送管３１を通じて空気注入口２７からストッパー本体２１内に封入することにより、ストッパー本体２１を膨張させ、その膨張に伴いストッパー本体２１の外周面を流体管３０の内壁面に弾性的に接触させ両者間の摩擦力によって所定箇所に位置決めして被閉塞流体Ｗの流れを閉塞するように用いられる。このような使用態様において、上記複数条の環状突起２９…はその外周面が流体管１０の内壁面に強く密着してシール機能を発揮し、被閉塞流体Ｗの閉塞効果を高めることになる。

ここで、上記構成の流体閉塞用ストッパーによる被閉塞流体Ｗの閉塞を成立させるためには、被閉塞流体Ｗの流体圧をＰｗ、空気圧をＰａ、流体管１０の内壁面とストッパー本体２１との摩擦係数をμ、流体管１０の内壁面とストッパー本体１との軸方向の接触長さをｌ、流体管１０の内径をｄとすると、（π／４）ｄ² ×Ｐｗ＜πｄｌμＰａなる関係式の成立が必要であり、この不等式からストッパー本体２１内に封入すべき空気圧Ｐａを求めればよい。
特開２０００−１４６０７７号公報

しかしながら、上記構成の流体閉塞用ストッパーでは、流路を閉塞して流路内の流体の流通を止めることはできても流量調整ができないため、たとえば、流体閉塞用ストッパーで下水道管を止水する場合、止水した量が膨大になり、水頭圧に負けてストッパーが外れたり、ストッパーから漏水したり、あるいは下水道管内に下水が充満してマンホールから水が溢れ出るといった問題が生じていた。

したがって、上記流体閉塞用ストッパーで長時間作業を行なう場合には、一度ストッパーを流路から外して流路内に溜まった水を放流し、その後、再度、ストッパーを流路内に設置し、ストッパー本体内に空気を注入して流路を閉塞する必要があった。

そこで、本発明においては、流路内に設置した状態でせき止めた流体の放出が可能な流路閉塞装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る流路閉塞装置は、管状体の外周面に、圧力流体の注入により膨張し、流路壁面に弾接する流路閉塞用の外側袋状部が形成され、管状体の管内通路を開閉する開閉手段が設けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、外側袋状部に圧力流体を注入し、流路閉塞装置を膨張させて流路壁面に弾接させた状態で開閉手段を開閉することにより、流路の閉塞と流体の放流とを自在に制御することが可能となる。

従って、流路に設置した流路閉塞装置を外すことなく、簡単な操作により流路閉塞装置にかかる流体圧を調節することが可能となる。外側袋状部は、浮き輪状の弾性を有する環状チューブを管状体の外周面に外装してもよいが、弾性を有する筒状体の両端部を管状体の両端部にそれぞれ固着して形成することも可能であり、この場合、ホイールに固定された空気入りタイヤのごとく、外側袋状部を管状体上に確実に固定することが可能となる。

開閉手段は、管状体の管内通路を開閉できるものであれば特に制限なく用いることができ、具体的に開閉バルブを挙げることができる。また、開閉手段として、圧力流体の注入により膨張して管内通路を閉鎖する閉鎖用袋体を用いることも可能であり、この場合、閉鎖用袋体は、管状体に内装して使用され、外側袋状部に注入するのと同じ圧力流体を用いて管内通路の開閉を制御することができるという利点を有する。

閉鎖用袋体は、圧力流体の注入により膨張して管内通路を閉鎖するものであればよく、弾性を有する袋体をそのまま用いることもできるが、芯体の外周面に、流体の注入により膨張し、管内通路に弾接する内側袋状部が形成された構成のものを用い、芯体の軸方向と管内通路の軸方向とを合せるようにして閉鎖用袋体を管状体に内装すれば、内側袋状部を膨張させたときに、閉鎖用袋体を広い範囲で管内通路の壁面に密着させることができ、これによりシール性を高めることが可能となる。

本発明に係る流路閉塞装置を使用して流路を閉塞するには、先ず、管状体の軸方向と流路の流体の流れ方向とを合せた状態で、上記流路閉塞装置を流路内に内装し、外側袋状部に圧力流体を注入し、袋状部を膨張させて流路壁面に弾接させる。

それとともに、開閉手段によって管内通路を閉鎖して流路を閉塞し、流路閉塞装置の上流側にかかる流体の圧力が所定値を超えたときに、開閉手段によっていったん管内通路を開放して流体を放出することにより流路閉塞装置に係る流体圧力を減少させた後、再度、開閉手段によって管内通路を閉鎖して流路を閉塞すればよい。これにより、流路から流路閉塞装置を取り外すことなく、流路閉塞装置によってせき止められた流体を放出することが可能となる。

本発明では、管状体の外周面に、圧力流体の注入により膨張し、流路壁面に弾接する流路閉塞用の外側袋状部を形成し、管状体の管内通路を開閉する開閉手段を設けたため、流路から流路閉塞装置を取り外すことなく、流路閉塞装置によってせき止められた流体を放出することができる。

以下、図面を基に本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係る流路閉塞装置の実施形態を示す断面図であり、図２は流路閉塞装置の正面図である。本実施形態の流路閉塞装置１１は、内部に管内通路２が形成された金属製の円筒状の管状体１と、管状体１の外周面に形成された外側袋状部３と、管内通路２を開閉する開閉手段として管内通路２に設置された閉鎖用袋体４とを備えている。

外側袋状部３は、図７〜８で説明した流体閉塞用ストッパーのストッパー本体と同様に、強化ナイロンなどの繊維コードで補強された内層ゴムとその外周を保護する弾力性に富んだ特殊ゴム製の外層ゴムとによりなる円筒状体から構成されており、外側袋状部３の軸方向両端部分はビードワイヤにより補強されたビード部３ａが形成されている。

管状体１の軸方向両端部には、外側袋状部３のビード部３ａを固定するためのフランジ部１ａが形成されており、フランジ部１ａと取付けフランジ５とにより、ビード部３ａを挟んで両者をボルト６で締結することにより、外側袋状部３の内部を気密化している。なお、取付けフランジ５は、管状体１の管内通路２が露出するように、中央部に開口を有するリング状に形成されている。

閉鎖用袋体４は、円筒状の金属製の芯体７と、芯体７の外周面に形成された内側袋状部８とを備えている。内側袋状部８は、外側袋状部３と同じ構成とされている。すなわち、内側袋状部８は、強化ナイロンなどの繊維コードで補強された内層ゴムとその外周を保護する弾力性に富んだ特殊ゴム製の外層ゴムとによりなる円筒状体から構成されており、内側袋状部８の軸方向両端部分はビードワイヤにより補強されたビード部８ａが形成されている。

芯体７の軸方向両端部には、内側袋状部８のビード部８ａを固定するためのフランジ部７ａが形成されており、このフランジ部７ａと円板状の密閉用フランジ９、１０とにより、ビード部８ａを挟んで両者をボルト１２で締結することにより、閉鎖用袋体４を密閉している。

密閉用フランジ９及び１０のうち、フランジ９は管内通路２よりも小径に形成されており、密閉用フランジ１０は管内通路２よりも大径に形成されている。密閉用フランジ１０は、中央部に芯体７固定用のボルト１２を挿通するボルト穴が穿設されており、その半径方向外方には管内通路２に連通する開口１０ａが形成されている。さらに、開口１０ａの半径方向外方には取付けフランジ５と同じ位置にボルト穴が穿設されている。

閉鎖用袋体４は、上記構成の密閉用フランジ９及び１０を芯体７に取付けた状態で、密閉用フランジ９側を先頭にして、管内通路２に挿入し、密閉用フランジ１０を取付けフランジ５及びフランジ部１ａとともに、ボルト６によって固定している。

すなわち、密閉用フランジ１０は、閉鎖用袋体４を密閉するとともに、管内通路２の流体の流通を確保しつつ、閉鎖用袋体４を管内通路２内に保持するための支持板としての機能をも兼ね備えている。

このようにして得られた流路閉塞装置１１は、装置を構成する管状体１、外側袋状部３、芯体７及び内側袋状部８が、流路閉塞装置１１全体としての中心軸Ｃと同心軸上に配された構造となっている。

図３〜６は、上記流路閉塞装置１１を用いて、流路１３を閉塞する方法を説明する概略図である。以下、流路閉塞装置１１の外側袋状部３及び内側袋状部８を膨張させる圧力流体として空気を用い、流路１３として下水道を閉塞する場合について具体的に説明する。

先ず、図３に示すように、本実施形態の流路閉塞装置１１をその中心軸Ｃ方向が下水道１３の下水の流れ方向Ｆに一致するようにして下水道１３に内装する。

次に、図４に示すように、流路閉塞装置１１の取付けフランジ５に設けられた図示しない空気注入口からエアコンプレッサー等によって空気を注入し、外側袋状部３を膨張させて流路１３の壁面に外側袋状部３を弾接させる（弾性的に接触させる）。さらに、閉鎖用袋体４の密閉用フランジ１０に設けられた図示しない空気注入口からエアコンプレッサー等によって空気を注入し、内側袋状部８を膨張させて管内通路２に内側袋状部８を弾接させる。

これにより、図５に示すように、流路１３を閉塞することができる。このとき、流路閉塞装置１１は、管状体１の一端部に固定された閉鎖用袋体４が下水流れ方向Ｆの下流側に、管状体１の他端部が下水流れ方向Ｆの上流側になるように下水道１３内に配置するのが好ましい。

このように配置することにより、閉鎖用袋体４の内側袋状部８を膨張させたときに、管内通路２内を通過する下水Ａがせき止められ、このせき止められた下水Ａによって、閉鎖用袋体４を密閉用フランジ１０の方向に押し付ける力がかかる。この下水Ａの圧力によって内側袋状部８は半径方向に膨張し、管内通路２の壁面に押し付けられて良好なシール性を発揮することができる。

流路閉塞装置１１によって下水道１３を閉塞することにより、下水道１３を流れる流体である下水Ａがせき止められるため、その間に下水道１３内での作業等を行なう。作業中は、流路閉塞装置１１にかかる下水Ａの圧力が増加していく。

そこで、流路閉塞装置１１にかかる下水Ａの圧力を圧力計等で監視し、流路閉塞装置１１が水圧に負けて下水道１３の壁面から外れたり、流路閉塞装置１１と下水道１３の壁面の間から漏水する危険性が生じる前に、所定の水圧になった時点で一旦作業を中断し、図６に示すように、閉鎖用袋体４内の空気を排出する。これにより、内側袋状部８収縮して管内通路２が開放され、せき止められていた下水Ａは管内通路２を通って流路閉塞装置１１の下流側に放出される。

このようにして流路閉塞装置１１にかかる水圧を減少させた後、再度、閉鎖用袋体４の内部に空気を注入し、内側袋状部８を膨張させて管内通路２を閉鎖した上で作業を再開することにより、流路閉塞装置１１を下水道１３から外すことなくせき止めた下水Ａを下流に放出することができ、作業効率を高めることが可能となる。なお、本実施形態では、圧力流体として気体である空気を用いているが、外側袋状部３及び内側袋状部８を膨張収縮させることができるものであれば特に限定はなく、例えば、水等の液体を利用してもよい。

本発明に係る流路閉塞装置の実施形態を示す断面図 上記流路閉塞装置の正面図 上記流路閉塞装置を流路に内装した状態を示す概略図 上記流路閉塞装置に空気を注入して流路を閉塞した状態を示す概略図 上記流路閉塞装置によって流体がせき止められた状態を示す概略図 上記流路閉塞装置の管内通路を開放した状態を示す概略図 従来の流体閉塞用ストッパーを示す斜視図 上記流体閉塞用ストッパーを示す断面図 上記流体閉塞用ストッパーを流体管に内装した状態を示す図

符号の説明

１ 管状体
１ａフランジ部
２ 管内通路
３ 外側袋状部
３ａ ビード部
４ 閉鎖用袋体
５ 取付けフランジ
６ ボルト
７ 芯体
７ａ フランジ部
８ 内側袋状部
８ａ ビード部
９、１０ フランジ
１０ａ 開口
１２ ボルト

Claims (6)

1. 管状体の外周面に、圧力流体の注入により膨張し、流路壁面に弾接する流路閉塞用の外側袋状部が形成され、前記管状体の管内通路を開閉する開閉手段が設けられたことを特徴とする流路閉塞装置。
2. 前記外側袋状部は、弾性を有する筒状体の両端部を前記管状体の両端部にそれぞれ固着して形成されたことを特徴とする請求項１記載の流路閉塞装置。
3. 前記開閉手段が、圧力流体の注入により膨張して前記管内通路を閉鎖する閉鎖用袋体であり、該閉鎖用袋体が前記管状体に内装されたことを特徴とする請求項１又は２記載の流路閉塞装置。
4. 前記閉鎖用袋体は、芯体の外周面に、圧力流体の注入により膨張し、前記管内通路に弾接する内側袋状部が形成されたものである請求項３記載の流路閉塞装置。
5. 前記内側袋状部は、弾性を有する筒状体の両端部を前記芯体の両端部にそれぞれ固着して形成されたことを特徴とする請求項４記載の流路閉塞装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の流路閉塞装置を流体が流通する流路内に設置し、前記外側袋状部に圧力流体を注入し、袋状部を膨張させて流路壁面に弾接させるとともに、前記開閉手段によって管内通路を閉鎖して流路を閉塞し、前記流路閉塞装置の上流側にかかる流体の圧力が所定値を超えたときに、前記開閉手段によっていったん管内通路を開放して流体を放出することにより流路閉塞装置にかかる流体圧力を減少させた後、再度、開閉手段によって管内通路を閉鎖して流路を閉塞することを特徴とする流路閉塞方法。
   

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