JP2010249227A - 配管遮断装置および配管遮断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流体を確実に遮断するとともに、配管の補修やルート変更の自由度を高める。
【解決手段】車輪１４を備えた自走可能な配管遮断装置１０により、配管遮断装置１０を配管１００内に挿入するために形成した開口孔１０１と対応した位置以外の任意の位置で配管１００を遮断する。配管遮断装置１０は、外周円筒体１１および遮断板１２と、その外周側の膨張チューブ１３とにより、配管１００を遮断するが、膨張チューブ１３と配管１００の内周面との摩擦力だけでなく、支持部材１５によって配管１００に対して支持固定することで、配管１００を確実に遮断する。
【選択図】図４

Description

本発明は、配管内の流体の流れを遮断する配管遮断装置および配管遮断方法に関する。

気体や液体からなる流体の流れる既設の各種配管において、補修やルート変更を行う必要が生じることがある。補修やルート変更を行いたい位置の近傍に流体を遮断するバルブ等がある場合には、そのバルブで配管内の流れを遮断すれば、配管の補修やルート変更が可能である。

しかし、近傍にバルブ等が無い位置において補修やルート変更を行う必要が生じることもある。そのような場合、従来より、流体を流した状態で工事を行う不断水工法と呼ばれる工法が用いられている。不断水工法は、上下に半割れとなった一対のケースを、遮断する配管に対し、その外周側から水封状態に装着する。このケースの上部には開口部が形成され、この開口部に、作業用仕切弁と穿孔機とが装着される。
このようなケースを配管に装着した状態で、穿孔機により配管に孔を形成し、この孔から遮断体を配管に設置することで、配管内の流れを遮断し、配管の補修やルート変更を行うのである（例えば、特許文献１、２参照。）。

特開２００６−３００２０３号公報 特許第３８２４１４５号公報（図６、図９）

ここで、特許文献１、２には、配管の内径よりも大きな径を有した板状の遮断体により、配管を遮断する構成が開示されている。しかしながら、これでは作業空間に大きなスペースが必要となる。さらに、遮断体を設置するために、ケースや仕切弁、穿孔機等を、遮断する位置における配管の外周側に設ける必要があり、実質的には配管直径の２倍以上のスペースが必要となる。

また、特許文献２の図９には、遮断体として、伸縮機能を有した弁体を用い、配管内に挿入した弁体を膨らませることで、配管内の流れを遮断する構成が開示されている。しかし、このような遮断体を用いる場合においても、ケースや仕切弁、穿孔機を、遮断する位置における配管の外周側に設ける必要があるという点では、板状の遮断体を用いる場合と何らの変わりはない。

したがって、従来の手法においては、配管の周囲に、これらのケース、仕切弁、穿孔機等を設置するスペースが確保できない場合には、その位置における配管の遮断を行えないことになり、配管の補修やルート変更の自由度が狭められるという問題がある。

また、特許文献２の図９に記載の構成では、弁体からなる遮断体の配管への固定は、膨張した弁体と配管内面との摩擦力のみによるもので、流体の圧力に抗して弁体がずれることなく、流体の流れを確実に遮断できるとは限らないという問題もある。

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、流体を確実に遮断するとともに、配管の補修やルート変更の自由度を高めることのできる配管遮断装置および配管遮断方法を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明の配管遮断装置は、遮断すべき配管の内径よりも小さな外径を有した、外形円形の遮断部材と、遮断部材の外周部に沿って環状に設けられ、内部に気体または液体が注入されることで膨張可能な膨張チューブと、遮断部材の外周部に設けられ、遮断部材およびチューブを配管の軸線方向に沿って自走可能とする車輪と、を備えることを特徴とする。
このような配管遮断装置においては、配管遮断装置を配管内に挿入した状態で、遮断部材と配管の内周面との間を、気体または液体を注入して膨張させた膨張チューブによって閉塞することで、配管内の流体の流れを遮断することができる。
そして、車輪を備えることで、配管遮断装置は配管内で自走可能となり、配管内に配管遮断装置を挿入するための開口孔から配管の軸線方向にずれた任意の位置で配管を遮断することができる。

また、遮断部材は、配管の軸線方向に一定長を有する円筒体と、円筒体の内方を閉塞する遮断板と、を備えるものとし、車輪は、円筒体の外周面において周方向に間隔を隔てた複数箇所に、それぞれ円筒体の軸線方向に間隔を隔てて複数個を設けるのが好ましい。これにより、配管遮断装置の配管内における安定度が向上する。

さらに、遮断部材の外周面に、遮断部材の外周側に突出して配管の内周面に押し付け力を発揮することで遮断部材を配管に支持固定させる支持部材を備えるのが好ましい。これにより、配管遮断装置の配管内における安定度がさらに向上する。加えて、膨張チューブと配管内周面との摩擦力だけでなく、支持部材によって配管遮断装置が配管に対して支持固定されるので、流体の圧力に抗して遮断部材がずれることなく、流体の流れを確実に遮断することができる。

また、本発明は、上記したような配管遮断装置を用いた配管遮断方法とすることもできる。すなわち、本発明の配管遮断方法は、配管に開口孔を穿孔する工程と、開口孔から配管遮断装置を配管内に挿入する工程と、配管遮断装置を車輪により走行させて、開口孔よりも配管内の流れ方向上流側の所定位置に移動させる工程と、所定位置において膨張チューブを膨張させて遮断部材と配管の内周面との間を閉塞する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、配管遮断装置は配管内で自走可能であるので、配管内に配管遮断装置を挿入するための開口孔から配管の軸線方向にずれた任意の位置で配管を遮断することができる。これにより、配管の補修やルート変更の自由度を高めることができる。
また、配管遮断装置を配管内に挿入した状態で、遮断部材と配管の内周面との間を、気体または液体を注入して膨張させた膨張チューブによって閉塞することで、配管内の流体の流れを遮断することができる。このとき、支持部材によって配管遮断装置を配管に対して支持固定することで、流体の圧力に抗して弁体がずれることなく、流体の流れを確実に遮断することができる。
さらに、遮断部材の外周面を配管の軸線方向に一定長を有する円筒体により形成して、車輪を円筒体の軸線方向に間隔を隔てて複数個設けたり、遮断部材の外周面に支持部材を備えることで、配管遮断装置の配管内における安定度を向上させることができ、この点においても配管の遮断を確実に行うことができる。

本発明に係る配管遮断装置の構成を示す図であり、（ａ）は配管の軸線に直交した面における断面図、（ｂ）は配管の軸線に沿った面における断面図である。 配管遮断装置を用いた配管遮断方法の流れを示す図であり、（ａ）は配管の外周部にケースを装着した状態を示す断面図、（ｂ）は仕切弁ユニットおよび穿孔機を装着した状態を示す断面図である。 配管遮断装置を用いた配管遮断方法の流れを示す図であり、（ａ）は穿孔機で穿孔した開口孔に配管遮断装置を挿入するための挿入ユニットを装着した状態を示す断面図、（ｂ）は挿入ユニットにより配管遮断装置を配管内に挿入した状態を示す断面図である。 配管遮断装置を用いた配管遮断方法の流れを示す図であり、（ａ）は配管遮断装置を配管内で自走させている状態を示す断面図、（ｂ）は配管遮断装置により配管を遮断した状態を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による配管遮断装置および配管遮断方法を実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
図１は、本発明に係る配管遮断装置１０の構成を示す図である。
図１に示すように、配管遮断装置１０は、配管１００内に挿入されて配管１００内の流路を遮断するもので、筒状の外周円筒体（遮断部材、円筒体）１１と、円板状の遮断板（遮断部材）１２と、膨張チューブ１３と、車輪１４と、支持部材１５と、を備えている。

外周円筒体１１は、配管１００の内径よりも小さな外径を有した円筒状で、配管１００内に、配管１００が連続する方向と平行する方向に軸線を一致させて配置される。

遮断板１２は、外周円筒体１１の中心軸線にほぼ直交する面内に配置され、外周円筒体１１の内側空間を塞ぐよう、その外周部が遮断板１２に接合されている。また、必要に応じ、リブ１６により遮断板１２と外周円筒体１１との接合を補強するのが好ましい。

膨張チューブ１３は、全体として環状をなし、外周円筒体１１の外周面に沿って設けられ、内部（チューブ内）に空気や水等の流体を注入することで、膨張可能とされている。この膨張チューブ１３には、外周円筒体１１の内周側に突出するバルブ１７が設けられている。このバルブ１７に、空気や水等の流体を注入するためのホース１８が接続可能とされている。

車輪１４は、外周円筒体１１の周方向において互いに間隔を隔てた３箇所以上（図１の例では４箇所）において、それぞれ、外周円筒体１１の軸線方向に間隔を隔てて二個一対に設けられている。
また、車輪１４の少なくとも一部は、走行用モータ１９により回転駆動される。これにより、外部のコントローラで走行用モータ１９を作動させることにより、車輪１４が回転し、配管遮断装置１０が配管１００内で自走可能とされている。

支持部材１５は、車輪１４と同様、外周円筒体１１の周方向において互いに間隔を隔てた３箇所以上（図１の例では４箇所）に設けられている。各支持部材１５は、外周円筒体１１の外周側への突出方向が調整可能とされており、例えば、外周円筒体１１に一体に固定されたナット２０と、このナット２０に噛み合い、外周円筒体１１の径方向に軸線を有するボルト２１と、から構成することができる。ナット２０に噛み合ったボルト２１を回転させることで、ボルト２１の外周円筒体１１からの突出寸法が変更できるようになっている。なお、このボルト２１をモータ（図示無し）等で回転させることで、ボルト２１の外周円筒体１１からの突出寸法を自動的に変更できる構成とすることも可能である。このような支持部材１５において、ボルト２１の先端部２１ａを配管１００の内周面に押し付けることで、配管遮断装置１０を配管１００に対して確実に固定できるようになっている。

次に、上記のような配管遮断装置１０を用い、配管１００の補修やルート変更を行う方法について説明する。
これにはまず、図２（ａ）に示すように、配管１００に、ケース５０を装着する。ケース５０は、上下に二分割された分割体５０Ａ、５０Ｂを組み合わせた構造で、分割体５０Ａ、５０Ｂは、それぞれ、配管１００の外周面に沿う略半円形の断面形状を有している。ケース５０の上側に配置される分割体５０Ａには、その中央部に、配管１００に装着した状態で情報に向けて延びる筒体５１が一体に形成されており、この筒体５１の内方は開口部とされている。
これら分割体５０Ａ、５０Ｂは、配管１００を上下から挟むようにして配管１００に装着され、図示しないボルト等によって一体に連結される。また、分割体５０Ａ、５０Ｂには、配管１００に装着した状態で、配管１００との隙間を水封するためのシール部材等が適宜設けられている。

ケース５０の配管１００への装着後、次いで、図２（ｂ）に示すように、筒体５１の上端部に形成されたフランジ部５１ａに、仕切弁ユニット６０を、図示しないボルト等により水封状態に装着する。
仕切弁ユニット６０は、上下方向に貫通した貫通孔６１を有するとともに、貫通孔６１を閉塞する仕切弁６２が開閉自在に設けられている。
このような仕切弁ユニット６０において、当初、仕切弁６２は開いた状態とし、貫通孔６１を開放しておく。

仕切弁ユニット６０の貫通孔６１の上部に形成されたフランジ部６３には、まず、穿孔機７０を取り付ける。
穿孔機７０は、カッタ７１を下端部に備えたロッド７２と、ロッド７２を昇降させるシリンダ７３と、ロッド７２（カッタ７１）を回転させるモータ７４とを備えている。この穿孔機７０は、仕切弁ユニット６０のフランジ部６３に、図示しないボルト等によって水封状態に装着される。
この穿孔機７０により、ロッド７２をモータ７４で回転させながら、シリンダ７３によって、仕切弁ユニット６０の貫通孔６１、およびケース５０の筒体５１の開口部を通して下降させ、ロッド７２の先端のカッタ７１で、配管１００に開口孔１０１を形成する。このとき、形成する開口孔１０１の内径は、配管遮断装置１０の少なくとも外周円筒体１１が挿入できる寸法とする。開口孔１０１の形成により、配管１００内の流体は仕切弁ユニット６０内に流れ込むが、配管１００とケース５０、ケース５０と仕切弁ユニット６０、仕切弁ユニット６０と穿孔機７０は、それぞれ水封状態に連結・装着されているため、流体が漏れ出ることはない。

開口孔１０１の形成後、仕切弁ユニット６０の仕切弁６２を閉じ、貫通孔６１を閉塞する。そして、仕切弁ユニット６０のフランジ部６３から穿孔機７０を取り外す。

次いで、図３（ａ）に示すように、仕切弁ユニット６０のフランジ部６３に、配管遮断装置１０の挿入ユニット８０を水封状態に装着する。
挿入ユニット８０は、配管遮断装置１０を吊り下げるケーブル８１と、このケーブル８１を繰り出し・巻き上げするケーブル駆動部８２とを備える。
このケーブル８１には、配管遮断装置１０の膨張チューブ１３に空気や水等の流体を注入するためのホース１８や、走行用モータ１９への電源供給・制御用の配線を沿わせることもできる。
図３（ｂ）に示すように、ケーブル８１により配管遮断装置１０を吊り下げた状態で、仕切弁６２を開き、ケーブル８１をケーブル駆動部８２により繰り出し、配管遮断装置１０を下降させていき、貫通孔６１、ケース５０の筒体５１、および配管１００の開口孔１０１を通し、配管１００内にセットする。
このとき、配管遮断装置１０を安定した姿勢で下降させるため、適宜のガイド部材等を挿入ユニット８０に備えることもできる。

この後、図４（ａ）に示すように、走行用モータ１９により車輪１４を駆動させ、配管遮断装置１０を、配管１００内の流れ方向上流側に移動させる。
そして、図４（ｂ）に示すように、配管１００の開口孔１０１よりも上流側の所定位置（配管１００を切断する位置よりも上流側の予め設定した位置）に配管遮断装置１０が到達した時点で、車輪１４の駆動を停止させる。

この状態で、ホース１８を通して膨張チューブ１３に空気や水等の流体を注入し、膨張チューブ１３を膨張させ、外周円筒体１１の外周面と配管１００の内周面との隙間を水封する。

さらに、支持部材１５のボルト２１を外周側に突出させて、配管１００の内周面に押し付ける。これにより、配管遮断装置１０が、車輪１４に加え、支持部材１５によって配管１００に確実に固定される。

このようにして配管遮断装置１０により配管１００内の流れが遮断されるので、この後は、配管遮断装置１０よりも下流側において、配管１００の補修やルート変更を行うことができる。
なお、配管遮断装置１０を配管１００内から撤去する際には、上記とは逆の手順で、支持部材１５による固定の解除、膨張チューブ１３の収縮、配管遮断装置１０の自走による開口孔１０１下方位置までの移動、挿入ユニット８０による配管遮断装置１０の吊り上げ、を行えばよい。その後、仕切弁ユニット６０の仕切弁６２を閉じ、挿入ユニット８０を仕切弁ユニット６０から取り外せば、配管１００は閉塞された状態とすることができる。

上述したようにして、車輪１４を備えた自走可能な配管遮断装置１０により、配管遮断装置１０を配管１００内に挿入するために形成した開口孔１０１と対応した位置に限らない任意の位置で配管１００を遮断できる。つまり、仕切弁ユニット６０や穿孔機７０、挿入ユニット８０は、これらを設置するスペースを確保できる位置に配置し、配管遮断装置１０による配管１００の遮断位置は、これとは異なる位置とすることができる。したがって、配管１００の補修やルート変更のレイアウト的な自由度を高めることができる。

配管遮断装置１０は、外周円筒体１１および遮断板１２と、その外周側の膨張チューブ１３とにより、配管１００内の流体の流れを遮断することができる。このとき、配管遮断装置１０は、膨張チューブ１３と配管１００の内周面との摩擦力だけでなく、支持部材１５によって配管１００に対して支持固定されるので、流体の圧力に抗して配管遮断装置１０がずれることなく、流体の流れを確実に遮断することができる。

また、配管遮断装置１０は、車輪１４を、筒状の外周円筒体１１の周方向複数個所において、それぞれ外周円筒体１１の軸線方向に間隔を隔てて複数組備えるようにしたので、配管１００内において安定して設置することができる。
さらに加え、外周円筒体１１から外周側に突出して配管１００に押し当てられる支持部材１５を備えているので、外周円筒体１１、つまり配管遮断装置１０をさらに安定して配管１００に固定することができる。
このようにして、遮断板１２および膨張チューブ１３による配管遮断装置１０の遮断を確実に行うことが可能となっている。

なお、本発明の配管は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０ 配管遮断装置
１１ 外周円筒体（遮断部材、円筒体）
１２ 遮断板（遮断部材）
１３ 膨張チューブ
１４ 車輪
１５ 支持部材
２１ ボルト
６０ 仕切弁ユニット
６１ 貫通孔
６２ 仕切弁
７０ 穿孔機
７１ カッタ
８０ 挿入ユニット
８１ ケーブル
８２ ケーブル駆動部
１００ 配管
１０１ 開口孔

Claims (4)

1. 遮断すべき配管の内径よりも小さな外径を有した、外形円形の遮断部材と、
   前記遮断部材の外周部に沿って環状に設けられ、内部に気体または液体が注入されることで膨張可能な膨張チューブと、
   前記遮断部材の外周部に設けられ、前記遮断部材および前記チューブを前記配管の軸線方向に沿って自走可能とする車輪と、
   を備えることを特徴とする配管遮断装置。
2. 前記遮断部材は、前記配管の軸線方向に一定長を有する円筒体と、
   前記円筒体の内方を閉塞する遮断板と、を備え、
   前記車輪は、前記円筒体の外周面において周方向に間隔を隔てた複数箇所に、それぞれ前記円筒体の軸線方向に間隔を隔てて複数個が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の配管遮断装置。
3. 前記遮断部材の外周面に、前記遮断部材の外周側に突出して前記配管の内周面に押し付け力を発揮することで前記遮断部材を前記配管に支持固定させる支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の配管遮断装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の配管遮断装置を用いた配管遮断方法であって、
   前記配管に開口孔を穿孔する工程と、
   前記開口孔から前記配管遮断装置を前記配管内に挿入する工程と、
   前記配管遮断装置を前記車輪により走行させて、前記開口孔よりも前記配管内の流れ方向上流側の所定位置に移動させる工程と、
   前記所定位置において前記膨張チューブを膨張させて前記遮断部材と前記配管の内周面との間を閉塞する工程と、
   を備えることを特徴とする配管遮断方法。

Images