JP2007260846A - 既設配管のライニング用配管部材の挿入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既設配管のライニングによる配管更生現場に容易に搬入可能であり、挿入操作に熟練を要することなく、簡単且つ短時間で既設配管内にライニング用配管部材を挿入可能とし、既設配管にライニング用配管部材を押込む際、ライニング用配管部材の押込み荷重の実測値に基づいて押込み速度又は押込み量を調節するようにして確実にライニング用配管部材の物理的性能の劣化、損傷、破断等を回避できるライニング用配管部材の挿入装置を提供することにある。
【解決手段】ピンチローラ機構部の一対の回転ロールのいずれか一方又は双方の回転軸を回転駆動することにより該両回転ロールの外周面間に挟持したライニング用配管部材を既設配管に向けて推進させながら該既設配管内に押込むように構成する。また、上記ピンチロール機構部は既設配管の一端部を把持するクランプ機構部とともに架台に装着して一体的に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、既設配管、特に、ガス配管又は水道配管の更生に好適な既設配管のライニング用配管部材の挿入装置に関する。

一般に、例えば、ガス配管とか水道配管等が老朽化した場合、地面等を掘削して配管を新しく交換する代わりに、老朽化した既設配管の一端から他端にわたり可撓性を有する配管部材、代表的に、合成樹脂材製コルゲート管を挿入し、該配管部材により既設配管をライニング（裏張り）して更生する方法が採られている。

従来、既設配管の更生にあたり、既設配管の一方の開口端から他方の開口端にわたり挿通された牽引用の線状材の一端部をライニング用の配管部材の先端部と接続した後、既設配管の一端側から配管部材の挿入装置又は治具を用いて配管部材を押込む操作と、既設配管の他端側から牽引装置を用いて上記線条材の他端を牽引して配管部材を引き出す操作とを交互に繰り返すことにより、既設配管の一端から他端にわたり上記配管部材を挿入してライニングを施工している（例えば、特許文献１を参照）。

また、既設配管の更生工法に適用できるライニング用配管部材の挿入治具として、既設配管の一端部に該既設配管の外径より若干小さい径寸法の案内管を着脱可能に挿入して取付け、該案内管を介してライニング用コルゲート管をかなり長い分量（長さ分）の挿入操作を繰り返し行いながら既設配管内にコルゲート管を挿入するようにした挿入治具が公知である（例えば、特許文献２を参照）。

上記従来形式のライニング用配管部材の挿入装置は、原理的に、一定の押込み量又は押込み速度をもってライニング用配管部材を既設配管内に断続的に挿入するようにしたものである。したがって、既設配管に配管部材の移動を妨げる部分、例えば、エルボ、ベント等の管継手により形成される屈曲部の角部等に配管部材の先端部が掛止されると、配管部材には益々過大な荷重が加わることとなり、配管部材の座屈、性能劣化、損傷、破断等が発生し易いという問題があった。

また、上記従来形式の挿入装置を用いて既設配管内へのライニング用配管部材の挿入にあたり、一般に、操作者が既設配管ライニング施工現場における既設配管の状態、周辺環境等を予備調査し、その調査結果と操作者の経験的な「勘」とに基づいて挿入装置におけるライニング用配管部材の押込み速度又は押込み量を決定して挿入操作を実行していた。挿入操作時、配管部材の押込みがスムーズに行われないときは、挿入操作を試行錯誤しながら押込み速度又は押込み量を変更して既設配管のライニングを行っており、多大な作業手間を要するという問題があった。
特開２００２−１８８７５５号公報 特開２００５−２９１２５６号公報

本発明は上記問題点に鑑みて創案されたもので、第１の目的は、既設配管の一端開口にライニング用配管部材を押込む際に該配管部材に加わる押込み荷重又は押圧力を検出可能とし、操作者の経験的な「勘」に依存することなく、ライニング用配管部材の押込み荷重又は押圧力の実測値に基づいて押込み速度又は押込み量を調節するようにして確実にライニング用配管部材の物理的性能の劣化、損傷、破断等を回避できるライニング用配管部材の挿入装置を提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、既設配管のライニングによる配管更生現場に容易に搬入可能であり、挿入操作に熟練を要することなく、簡単且つ短時間で既設配管内にライニング用配管部材を挿入することができる挿入装置を提供することにある。

本発明の既設配管のライニング用配管部材の挿入装置は、一対の回転ロールの回転軸を互いに平行状に支持するとともに該両回転ロールの外周面間の間隔を調整可能としたピンチロール機構部と、上記両回転ロールのうちいずれか一方の回転軸に逆転ブレーキ機構部を介して連結して上記一方の回転ロールを一方向にのみ回転駆動するようにしたハンドル部材とを具備し、上記操作ハンドルにより一方の回転ロールを回転駆動するにつれて両回転ロールの外周面間に挟持した配管部材を既設配管の一端開口から押込むように構成したことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の牽引装置は、ピンチローラ機構部の一対の回転ロールのいずれか一方の回転軸を回転駆動することにより該両回転ロールの外周面間に挟持したライニング用配管部材を既設配管の一端開口に向けて推進させながら該既設配管内に押込むようにしたから、挿入操作中、一方の回転ロールの回転トルクの実測データに基づきライニング用配管部材に加わる押込み荷重をリアルタイムに監視可能であり、ライニング用配管部材に過大な押込み荷重が加わることを回避してライニング用配管部材の物理的諸性能の劣化、破損及び破断を確実に防止できるという優れた作用効果を奏し得る。

本発明の請求項２に記載の挿入装置においては、架台にクランプ機構部とピンチロール機構部とを一緒に装着して一体化したから、ライニングによる既設配管の更生現場に容易に搬入することができ、従来装置におけるような反力支持手段が不要であり、既設配管の向きとか、空中に露出した又は浮き上がった状態のものであっても簡単にかつ短時間でライニング用配管部材の挿入を完了することができる。また、架台に装着したクランプ機構部により既設配管の一端部を把持して既設配管と架台とを一体的に固定するとともに、架台に装着したピンチローラ機構部の一対の回転ロールの一方又は双方を回転駆動することによ両回転ロール間に挟持したライニング用配管部材を既設配管内に、該配管部材の許容応力以下の安定した押込み荷重をもって押込むようにしたから、ライニング用配管部材の物理的諸性能の劣化、破損及び破断を確実に防止できるという優れた作用効果を奏し得る。

本発明の請求項３に記載の挿入装置においては、ピンチローラ機構部の一対の回転ロールの一方又は双方を回転駆動するハンドル部材にトルクメータを接続し、該ハンドル部材を回動することにより両回転ローラ間に挟持したライニング用配管部材を推進させて既設配管の一端開口から押込む際、上記トルクメータによりハンドル部材を回動した際の出力トルクを計測することにより上記ライニング用配管部材に加わる押込み荷重をリアルタイムに監視可能としたから、挿入操作時、ライニング用配管部材の許容応力を超える過大な押込み荷重が該配管部材に加わることを阻止し、ライニング用配管部材の物理的諸性能の劣化、破損及び破断を確実に防止できるという優れた作用効果を奏し得る。

本発明の請求項４に記載の挿入装置においては、ハンドル部材に連結したクラッチ機構部により、ハンドル部材の出力トルクに応じた押込み荷重がライニング用配管部材の許容応力に相当する荷重より小さい予め定めた値に達したとき、ハンドル部材は空回りするようにしたから、ハンドル部材によりライニング用配管部材に過大な押込み荷重が加わるのを確実に阻止し、ライニング用配管部材の物理的諸性能の劣化、破損及び破断を確実に防止できるという優れた作用効果を奏し得る。

本発明の請求項５に記載の牽引装置においては、架台に装着するクランプ機構部とピンチローラ機構部との間隔Ｄがライニング用配管部材の外径ｄの３倍以下の大きさに設定したから、ライニング用配管部材が、例えば、合成樹脂製コルゲート管等の柔軟な配管部材であっても、挿入時、既設配管の開口縁部に引っ掛って座屈するようなことが回避することができる。また、ライニング用配管部材が合成樹脂製コルゲート管等のように巻きぐせなどがあっても、既設配管内にスムーズに案内して押込むことができるという優れた作用効果を奏し得る。

本発明の実施の形態を、その基本的構成概念を示す図１とともに説明する。
上記実施の形態のライニング用配管部材の挿入装置は、既設配管１、例えば、地面下に埋設された金属製ガス配管の全長にわたり該既設配管１の内径より若干小さい外径を有する配管部材、例えば、既設配管のライニングによる更生工法において一般的に使用される合成樹脂製コルゲート管１０を挿入してライニングする場合について説明する。

図１に示すように、本発明の実施の形態は、概略、ライニング施工対象の既設配管１の一端開口の周辺部を掘削して穴を設け、該穴の空間に既設配管１の一端部分を露出させ、該既設配管１の一端開口の近くに設置可能とした架台３に、既設配管１の一端部を着脱可能に把持するクランプ機構部１２と、ピンチローラ機構部２２とを一定間隔をあけて固定して構成される。

クランプ機構部１２は、右回りねじ溝を有する右ねじ棒１３と左回りねじ溝を有する左ねじ棒１４とを直線状に連結したねじ棒と、左右のねじ棒１３、１４にそれぞれかみ合わせたナット部材に装着した左右のチャック片１９、２０と、左右のチャック片の間隔を調整する間隔調整用ハンドル２１とにより構成され、該ハンドル２１を回転することにより両チャック片１３、１４を相対的に接近させて既設配管１の一端部分を把持する。既設配管１の一端に、詳細に後述する潤滑剤注入機構部４０が着脱可能に設置される。

ピンチローラ機構部２２は、相反方向に回転可能とした一対の回転ロール２９、３０と、両回転ロール２９、３０の外周面間の間隔を調整するハンドル３２と、両回転ロールのいずれか一方又は双方のローラ回転軸３３に装着された押込みハンドル３４（図１には、一方の左回転ローラ３０の回転軸に取り付けたものが示される）とにより構成される。ハンドル３２を左又は右に回動させることにより両回転ロール２９、３０の間隔を調整して両回転ロール２９、３０の外周面間にライニング用コルゲート管１０の両側の外周面部を圧接して挟持させた後、押込みハンドル３２を一方向に回動することにより一方の左回転ローラ３０を回転駆動すると、該左回転ローラ３０の外周面と圧接したコルゲート管１０の外周面部間に作用する摩擦力に応じた押込み荷重が該コルゲート管１０に伝播される。該コルゲート管１０は上記クランプ機構部１２に把持された既設配管１の一端開口に向けて推進され、該コルゲート管１０は上記押込み荷重をもって既設配管１内に押込まれる。

以下に、本発明の一実施例の挿入装置を、添付図面（図２〜図５）を参照して説明する。なお、実施例の説明において、図１に示す牽引装置における構成部分と等価の構成部分には同一の数字符号を付してその詳細な説明は省略する。

図２〜図５に示すように、架台３に、クランプ機構部１２とピンチローラ機構部２２とが一直線上に並べて所定の間隔をあけて装着される。クランプ機構部１２とピンチローラ機構部２２とは、両機構部１２、２２の中心線、すなわち、クランプ機構部１２の左右のチャック片１９、２０が接触したときの接線と、ピンチローラ機構部２２の左右の回転ローラ２９、３０の外周面部が接触したときの接線とがクランプ機構部１２により把持された既設配管１の一端部の中心線と直交する位置に設置される。

クランプ機構部１２は、図４に示すように、相反方向のねじ溝を有する右ねじ棒１３と左ねじ棒１４とを連結子１５を介して直列に連結し、各ねじ棒１３、１４とそれぞれ螺合するナット台座部１７、１８に、それぞれ、右チャック片１９、左チャック片２０を固定して構成される。上記連結子１５により連結されたねじ棒は、架台３の両側の枠体支持部に装着した軸受け部に回転可能に支持され、該ねじ棒の一端部に設けた回転軸１６に、左右チャック片間の間隔調整用ハンドル２１（図２参照）が取り付けられる。間隔調整ハンドル２１を回動することにより、両チャック片１９、２０をそれぞれ固着したナット台座部は上記連結子１５を介して連結されたねじ棒の中心点に向かって又は該中心点から相反する方向に離間するように摺動し、両チャック片１９、２０の間隔が変化する。ハンドル２１は、既設配管１の外径に応じて回動することにより両チャック片１９、２０により既設配管１の外周部を把持する。

ピンチローラ機構部２２は、上記クランプ機構部１２における左右ねじ棒とナット台座部との摺動機構部と同様の摺動機構部を介して左右一対の回転ローラ２９、３０が、連結された左右ねじ棒の一端に連結した回転軸２６に、上記ハンドル２１と同様のハンドル３２（図２参照）を回動操作することにより両回転ローラ２９、３０の回転軸間の間隔、したがって、両回転ロールの外周面間の間隔が調整可能とされる。両回転ロールのうち、一方の回転ロール（本実施例では左回転ロール２９）の回転軸に押込みハンドル３４が着脱可能に取り付けられる。また、左回転ロール３０の回転軸に歯車と該歯車に係合して該回転軸の逆転を阻止する逆転ブレーキ機構部３６が装着される。この構成により、押込みハンドル３４により回転駆動される左回転ローラ３０は一方向にのみ回転駆動され、したがって、両回転ローラ２９、３０間に挟持したコルゲート管１０は既設配管１の一端開口に向かって押込まれる。また、上記左回転ロールの回転軸にクラッチ機構部（図示しない）が連結され、上記押込みハンドル３４により所定の回転駆動力以上の駆動力が作用したとき、該クラッチ機構部により上記回転軸が空回りするように設定される。また、上記左回転ロール３０の回転軸に、図示しないトルクメータが装着され、該トルクメータによる計測トルク値が予め定めた基準値を維持するように押込みハンドル３４の回転速度、したがって、コルゲート管１０の既設配管１内への押込み速度又は押込み量を調節しながらコルゲート管１０の挿入が実行される。なお、上記基準値は、コルゲート管１０の許容応力以下の適宜押込み荷重値に設定される。

上記クランプ機構部１２の先端部、すなわち、既設配管１の一端部分を把持する部分に、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、該既設配管１の一端面と接触するように、潤滑剤注入機構部が装着される。潤滑剤注入機構部４０は、プランジャ４３を押圧することによりシリンダ内の潤滑剤４２を注入ノズル４１からコルゲート管１０の外周面部に抽出し、コルゲート管１０の既設配管１内に向かって移動するにつれてコルゲート管１０の外周面全体に潤滑剤が塗布されるようになっている。

架台３上のクランプ機構部１２とピンチロール機構部２２との間隔Ｄはライニング用配管部材であるコルゲート管１０の外径ｄの３倍以下の大きさに設定される。これにより、ピンチローラ機構部２２によるコルゲート管１０の挿入時、該コルゲート管１０が既設配管１の開口縁部に引掛って該コルゲート管１０が滞留するのを回避することができる。

上記構成の挿入装置において、ピンチローラ機構部２２の回転ロールを回転駆動するにあたり、押込みハンドル３４に代えて、サーボモータ等を用いて構成したモータユニットにより回転駆動し、該サーボモータを定トルク制御することにより挿入装置の全自動化を図るようにしてもよい。

上記実施例の挿入装置は、ライニング用配管部材として、合成樹脂製コルゲート管に限らず、可撓性を有する合成樹脂製配管部材、二重コルゲート管等の他のライニング用配管部材に対しても適用することができる。

次に、上記構成の挿入装置（本発明）を用いて図７に示す配管４５の全長にわたって合成樹脂製コルゲート管４８によりライニングするために、上記配管４５に合成樹脂製コルゲート管を挿入する施工結果について説明する。なお、配管４５は、図７に示されるように、エルボ管継手が接続された屈曲箇所(1)および(2)並びにベント管継手が接続された屈曲箇所(3)および(4)を含み、全長１０ｍ、配管断面積４０Ａを有するものである。

本発明の挿入装置を使用して上記配管４５に合成樹脂製コルゲート管４８を挿入したところ、ライニング用コルゲート管４８に物理的性能の劣化、座屈、損傷等の問題が生じることもなく、スムーズに挿入することができた。上記配管４５に挿入した後、ライニング用コルゲート管の外観検査を行ったところ、伸び、破損等の異常は検出されなかった。また、ライニング用コルゲート管の気密性検査を行ったところ、ガス漏れは検出されなかった。挿入に要した時間は約１０分間であった。

一方、上記挿入装置を使用せず、手で直接上記コルゲート管４８を持って図７に示す配管４５へコルゲート管４８を挿入したところ、コルゲート管４８の先端部が屈曲部(1)に到達した時、配管４５の他端開口から引出す速度が低下し、挿入側のコルゲート管部分に座屈が発生した。また、配管４５の全長にわたってコルゲート管４８の挿入を行えたが、配管４５の挿入側で生じた座屈部を外観検査したところ、コルゲート管の表面が白化していた。なお、挿入に要した時間は約１０分間であった。
また、前述した従来技術（特許文献２：特開２００５−２９１２５６号公報図２）に示す挿入治具を使用して、上記配管４５へコルゲート管４８を挿入したところ、作業中には問題なくコルゲート管を挿入することができた。しかし、配管４５の長さが１０ｍと長かったために、上記挿入治具のクランプの解放と把持の操作を多数回（約２０回）繰り返し行なう必要があったため、挿入に要した時間は約１５分間と本発明の挿入装置によるよりも長い時間を要した。

本発明の挿入装置の基本的構成概念を示す図である。 本発明の実施例のライニング用配管部材の挿入装置の平面図である。 上記挿入装置の側面図である。 上記挿入装置における既設配管端部のクランプ機構部の正面図である。 上記挿入装置におけるライニング用配管部材の送給用ピンチローラ機構部の正面図である。 上記挿入装置の既設配管クランプ機構部に設けた潤滑剤注入機構部の概略構成を示し、図６（Ａ）は上記潤滑剤注入機構部の縦断面図であり、図６（Ｂ）は上記潤滑剤注入機構部の正面図である。 本発明の挿入装置を用いてライニング用コルゲート管による挿入施工した配管路を示す線図である。

符号の説明

１ 既設配管
２ 穴
３ 架台
４ 脚部
８ 支持枠体
１０ ライニング用コルゲート管
１２ クランプ機構部
１９ 右チャック片
２０ 左チャック片
２１ チャック間隔調整ハンドル
２２ ピンチローラ機構部
２９ 右回転ローラ
３０ 左回転ローラ
３２ 間隔調整ハンドル
３３ ローラ回転軸
３４ 押込みハンドル
３６ 逆転ブレーキ機構部
４０ 潤滑剤注入機構部
４１ 注入ノズル
４２ 潤滑剤
４３ プランジャ
４５ 配管
４６ ガイド管
４７ 取手
４８ ライニング用コルゲート管

Claims (5)

1. 既設配管の一端側から合成樹脂製の配管部材を押込みながら上記既設配管の一端から他端にわたり上記配管部材を挿入してライニングするための配管部材の挿入装置において、
   一対の回転ロールの回転軸を互いに平行状に支持するとともに該両回転ロールの外周面間の間隔を調整可能としたピンチロール機構部と、上記両回転ロールのうちいずれか一方の回転軸に逆転ブレーキ機構部を介して連結して上記一方の回転ロールを一方向にのみ回転駆動するようにしたハンドル部材とを具備し、上記操作ハンドルにより一方の回転ロールを回転駆動するにつれて両回転ロールの外周面間に挟持した配管部材を既設配管の一端開口から押込むように構成したことを特徴とするライニング用配管部材の挿入装置。
2. 既設配管の一端開口の近傍に設置可能とした架台に、既設配管の一端部を着脱自在に把持可能としたクランプ機構部と、一対の回転ロールの回転軸を互いに平行状に起立させて支持するとともに該両回転ロールの外周面間の間隔を調整可能としたピンチロール機構部とを間隔をあけて装着する一方、上記両回転ロールのうちいずれか一方の回転軸に逆転ブレーキ機構部を介してハンドル部材を連結し、上記ハンドル部材により一方の回転ロールを回転駆動するにつれて両回転ロールの外周面間に挟持した配管部材を既設配管の一端開口から押込むように構成したことを特徴とする請求項１に記載のライニング用配管部材の挿入装置。
3. ハンドル部材にトルクメータを接続し、上記ハンドル部材を回動した際、上記トルクメータによる計測トルクが予め定めた一定値を維持するように両回転ロールにより推進される配管部材の押込み速度又は押込み量を調節しながら該配管部材を既設配管内に挿入するように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のライニング用配管部材の挿入装置。
4. ハンドル部材にクラッチ機構部を連結し、上記ハンドル部材を回動した際、該ハンドル部材のトルク出力が予め定めた一定値以上であるとき、上記クラッチ機構部により空回りするように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のライニング用配管部材の挿入装置。
5. 架台に装着するクランプ機構部とピンチロール機構部との間隔Ｄがライニング用配管部材の外径ｄの３倍以下の大きさに設定したことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載のライニング用配管部材の挿入装置。

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