JP2013155816A - 不断流バルブ挿入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的はゲートを収容する収容ケースの小型化を図り得る不断流バルブ挿入装置を提供する。
【解決手段】既設管１の切削後に既設管１内の流体の流れを止めるために挿入されるゲート８と、既設管１の一部を気密状態で囲繞する密閉ケース２０と、第１分割ケース２１のゲート通過孔２８を開閉するロータリ弁５と、ゲート８の開弁時にゲート８を収容する収容ケース２４と、ロータリ弁５が閉じた状態でゲート８を収容した収容ケース２４を、密閉ケース２０に接合するために収容ケース２４および密閉ケース２０に各々、設けられたフランジ部２０ｆ、２４ｆとを備え、ここにおいて、ロータリ５は既設管１の外周面に接近した横断面が円弧状の凹面５３と、凹面の反対側に設けられ第１分割ケース２１の内周面との間でゲート通過孔２８をシールする凸面５４とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、不断流下で既設管にバルブを設置するための装置に関するものである。

従来より、既設管に不断水下において開孔を形成し、該開孔からゲートを挿入し、管路内の水の流れを遮断可能にする不断水バルブ挿入工法は周知である。かかる工法では、バルブ挿入後にゲートで水の流れを遮断し、目的とする配管変更などの作業を行う。

ＵＳＰ３，９４８，２８２（要約） ＵＳＰ４，５１６，５９８（要約） ＵＳＰ５，６１１，３６５（要約） ＵＳＰ５，７３２，７２８（要約）

ＵＳＰ５，７３２，７２８の工法では、まず、ゲートを挿入するためのゲート通過孔をオペレーションバルブにより開閉できるようにして、前記ゲート通過孔から切削工具を挿入して、既設管を切削する。

しかし、前記オペレーションバルブが既設管の表面から離れた位置となって、前記ゲートの侵入ストロークが大きく、そのため、前記ゲートを収容する収容ケースの大型化を招く。かかる大型化は地下に埋設された配管の場合、ゲートを設置する障害となる。

したがって、本発明の目的はゲートを収容する収容ケースの小型化を図り得る不断流バルブ挿入装置を提供することである。

前記目的を達成するための、本発明のある装置は、不断流バルブ挿入装置であって、
既設管１の切削後に前記既設管１内の流体の流れを止めるために挿入されるゲート８と、前記既設管１の周方向に分割された複数個の分割ケース２１，２２からなり前記既設管１の一部を気密状態で囲繞する密閉ケース２０と、前記分割ケースのうちの第１分割ケー２１には、前記ゲート８が通るゲート通過孔２８が形成され、
前記ゲート通過孔２８を開閉するオペレーションバルブ５と、
前記ゲート８の開弁時に前記ゲート８を収容する収容ケース２４と、
前記オペレーションバルブ５が閉じた状態で前記ゲート８を収容した収容ケース２４を、前記密閉ケース２０に接合するために前記収容ケース２４および密閉ケース２０に各々、設けられたフランジ部２０ｆ、２４ｆとを備え、ここにおいて、
前記オペレーションバルブ５は前記既設管１の外周面に接近した横断面が円弧状の凹面５３と、前記凹面の反対側に設けられ前記第１分割ケース２１の内周面との間で前記ゲート通過孔２８をシールする凸面５４とを備える。

本発明によれば、オペレーションバルブ５の横断面が円弧状で、オペレーションバルブ５が既設管１の外周面に沿って移動する。そのため、オペレーションバルブ５を既設管１に接近して配置することが可能である。したがって、ゲート８の侵入ストロークが小さく、ゲート８を収容する収容ケース２４の小型化を図り得る。

本発明の実施例１にかかる不断流バルブ挿入装置の概略正面図である。 ゲートが開弁した状態で示す同概略縦断面図である。 ゲートが開弁した状態で示す同概略横断面図である。 ゲートが閉弁した状態で示す同概略縦断面図である。 ゲートが閉弁した状態で示す同概略横断面図である。 図６Ａおよび図６Ｂは回転機構５０を示す概略横断面図、図６Ｃはオペレーションバルブの正面図である。 穿孔方法を示す概略横断面図である。 同じく穿孔方法を示す概略横断面図である。 同じく穿孔方法を示す概略横断面図である。 同じく穿孔方法を示す概略横断面図である。 同じく穿孔方法を示す概略横断面図である。 同じく穿孔方法を示す概略横断面図である。 ゲートが開弁した状態で示す実施例２にかかる不断流バルブ挿入装置の概略縦断面図である。 ゲートが開弁した状態で示す実施例２にかかる不断流バルブ挿入装置の概略横断面図である。

本発明の好的な実施例においては、前記第１分割ケース２１における前記内周面に形成され前記オペレーションバルブ５が閉弁時に接触する弁座５６と、
前記オペレーションバルブ５を回転させるための回転機構５０とを更に備える。

この場合、オペレーションバルブ５が既設管１と第１分割ケース２１との間の隙間を回転し、そのため、オペレーションバルブ５が既設管の管軸方向Ｓに沿って水平にスライドする場合に比べ、不断流バルブ挿入装置が更にコンパクトになるであろう。

本発明の更に好的な実施例においては、前記回転機構５０は前記オペレーションバルブ５の周方向に沿って前記オペレーションバルブ５の前記凸面５４に形成された従動ギヤ５１と、
前記密閉ケース２０の外から回転操作される操作ギヤ５２とを備え、
前記オペレーションバルブ５が閉弁時に前記弁座５６に接するシール領域５８の外の領域５９に設けられ、
前記シール領域５８と、前記従動ギヤ５１とが前記既設管１の管軸方向Ｓに互いに離間している。

この場合、オペレーションバルブ５の従動ギヤ５１の既設管の管軸方向Ｓの位置がシール領域５８から位置ズレしているので、従動ギヤ５１がオペレーションバルブ５のシール性能を劣化させない。

本発明の更に好的な実施例においては、前記シール領域５８の前記既設管１の管軸方向Ｓの位置と、前記操作ギヤ５２の前記管軸方向Ｓの位置とが互いに離間している。

この場合、操作ギヤ５２を配置し易いだろう。

本発明の更に好的な実施例においては、前記シール領域５８の周方向の長さよりも前記従動ギヤ５１が形成された周方向の長さの方が大きい。

この場合、従動ギヤ５１の既設管の周方向Ｒの長さが大きい。そのため、オペレーションバルブ５の回転機構５０の構造が設計し易い。

本発明の更に好的な実施例においては、前記オペレーションバルブ５の前記凹面５３から前記既設管１までの第１距離Ｄ１が前記オペレーションバルブ５の前記凸面５４から前記ゲート８までの第２距離Ｄ２よりも小さい。

この場合、横断面が円弧状のオペレーションバルブ５が既設管１に接近して配置される。そのため、不断流バルブ挿入装置が更にコンパクトになるであろう。

本発明は、添付の書類を参考にした以下の好的な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は請求の範囲のみによって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。

以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
実施例１：
図１〜図１２は実施例１を示す。
まず、本バルブ挿入装置の全体構成について説明する。

バルブ挿入装置２：
図１および図２に示すバルブ挿入装置２は、既設管１の管内に流体（たとえば、水等）が流れている状態で、既設管１にゲート８を設置する不断流バルブ挿入に用いるものである。図５に示すように、前記ゲート８は既設管１の切削後に前記既設管１内の流体の流れを止めるために挿入される。

図３に示すように、バルブ挿入装置２は、既設管１を囲繞する密閉ケース２０を有している。前記密閉ケース２０は、既設管１の周方向Ｒに分割された第１および第２分割ケース２１，２２を備えている。第１分割ケース２１には、既設管１の管径方向Ｃに突出して分岐する分岐状部２７が一体に形成されている。

分割ケース２１，２２：
前記第１および第２分割ケース２１，２２は、分岐状部２７の軸線２７Ｌに略直交する仮想平面Ｈに沿って分割されている。一対の前記分割ケース２１，２２は、既設管１に対して既設管１の管径方向Ｃの両側方から外嵌装着され、結合部２５が図示しない組立ボルトにより互いに締結されて組み立てられる。

図１および図３に示すように、各分割ケース２１，２２は、既設管１の外周面１３に概ね沿って湾曲した内周面２９をそれぞれ備えている。図５および図４に示すように、各分割ケース２１，２２の結合部２５と内周面２９における前記既設管１の管軸方向Ｌの両端部とには、それぞれ、溝状のパッキン装着部が形成されている。前記パッキン装着部にはゴムパッキン２６が装着され、既設管１とバルブ挿入装置２との間や、第１分割ケース２１と第２分割ケース２２との間がシールされる。
なお、各分割ケース２１，２２の管軸方向Ｌの両端部に図示しないボルト挿通孔を更に設け、両端部を組立ボルトで締結してもよい。

分岐状部２７：
図７に示すように、前記分岐状部２７のたとえば板状フランジのような継手部２０ｆには、穿孔機３が取り付けられる。エンドミル状の切削工具４が回転しながら分岐状部２７のゲート通過孔２８を通って、既設管１の管径方向Ｃに向かって送り込まれることで、図８および図２に示すように、既設管１の管壁１２が切削されて、更に後述するように、前記既設管１に図１１の開孔１１が穿設される。なお、前記開孔１１の穿設方法については後述する。

ゲート８：
つぎに、管路に挿入されるゲート８について説明する。
図２および図３に示すように、収容ケース２４は、ゲート８の開弁時にゲート８を収容する。収容ケース２４には、分岐状部２７のフランジ部２０ｆに接合されるフランジ部２４ｆが設けられている。前記収容ケース２４と分岐状部２７の間は、ゴムパッキンによってシールされている。前記フランジ部２０ｆ，２４ｆは、図１２および図３のように、ロータリ弁（オペレーションバルブの一例）５がゲート通過孔２８を閉塞した状態で前記ゲート８を収容した収容ケース２４を、前記密閉ケース２０に接合するために前記収容ケース２４および密閉ケース２０に各々、設けられている。ゲート８はスピンドル８０を正逆方向に回転させることにより、既設管１の管径方向Ｃにスライドする。ゲート８には、ゴムパッキン８１が装着されている。図７に示すように、ゴムパッキン８１は、ゲート８が開孔１１から既設管１内に侵入すると、開孔１１を閉塞すると共に、既設管１の内面に圧接する。
かかるゲートの詳しい構造は、ＷＯ２０１１／０９９３９８Ａ１に開示されており、その記述の全てがここに組み込まれる。

ロータリ弁（オペレーションバルブ）５：
図３および図５に示すように、前記既設管１と第１および第２分割ケース２１，２２との間には、それぞれ、第１および第２空間Ｓ１，Ｓ２が設けられている。前記第１空間Ｓ１と前記第２空間Ｓ２とは周方向Ｒに互いに連通しており、横断面が円弧状のロータリ弁５を２つの分割ケース２１，２２にわたって移動できるように収容している。前記ロータリ弁５は、分割ケース２１，２２の内周面２９と既設管１の外周面１３に沿って、かつ、既設管１の周方向Ｒに回転することにより、前記分岐状部２７のゲート通過孔２８を開閉する。

すなわち、図５のゲート８の閉弁時および図７〜図１１の穿孔ないし切削時において、ロータリ弁５は前記第２空間Ｓ２に大半部分が収容されており、図６Ａおよび図６Ｂに示す回転機構５０により回転されて図３のゲート通過孔２８を閉塞する。すなわち、前記回転機構５０は前記ロータリ弁５を既設管１の周方向Ｒに回転させることにより、該ロータリ弁５を図６Ａに示す閉弁位置と、図６Ｂに示す開弁位置に回転移動させる。
なお、両分割ケース２１，２２には、前記円弧状のロータリ弁５の回転を案内する案内部が一体に設けてもよい。

図２および図３に示す分岐状部２７を有する第１分割ケース２１には、前記分岐状部２７のゲート通過孔２８の周りに沿って略長円形にシール用のゴムリング（弁座の一例）５６がゴムリング装着溝に装着されている。

ロータリ弁５が図３に示す閉弁位置に回転移動されると、ロータリ弁５がゴムリング５６に密着する。これにより、図３に示すように、前記ゲート通過孔２８が閉塞され、分割ケース２１，２２およびロータリ弁５によって既設管１の開孔１１の周囲が密閉される。

前記ロータリ弁５は前記既設管１の外周面１３に接近した円弧状の凹面５３と、前記凹面５３の反対側に設けられ前記第１分割ケース２１の内面との間で前記ゲート通過孔２８をシールする凸面５４とを備える。

回転機構５０：
図６Ａおよび図６Ｂに示す前記密閉ケース２０には、前記回転機構５０が設けられている。
前記回転機構５０は、密閉ケース２０の外において回転操作される操作ギヤ（ウォーム）５２と、前記操作ギヤ５２の回転により回転するウォームホイール５５と、前記ロータリ弁５に形成されウォームホイール５５の回転で該ロータリ弁５を既設管１の周方向Ｒに沿って回転させる従動ギヤ５１とを備えている。
なお、図６Ｃに示すように、前記従動ギヤ５１はロータリ弁５の既設管１の管軸方向Ｓの端部に設けられている。

前記オペレーションバルブ５の凸面５４は、その閉弁時に前記弁座５６（図３）に接するシール領域５８と外の領域５９とを備える。図６Ｃにおいて前記シール領域５８には網点が施されており、該シール領域５８は略長円形状のループになっている。

前記外の領域５９には前記従動ギヤ５１が配置されている。前記シール領域５８と前記従動ギヤ５１とは前記既設管１の管軸方向Ｓに互いに離間している。したがって、シール領域５８の前記既設管１の管軸方向Ｓの位置と、図１の前記操作ギヤ５２の前記管軸方向Ｓの位置とが互いに離間している。

図６Ｃに示すように、前記シール領域の周方向の長さよりも前記従動ギヤ５１が形成された周方向の長さの方が大きい。

また、図２に示すように、前記オペレーションバルブ５の前記凹面５３から前記既設管１までの第１距離Ｄ１が前記オペレーションバルブ５の前記凸面５４から前記ゲート８の下端（先端）までの第２距離Ｄ２よりも小さいのが好ましい。

つぎに、工法について説明する。
まず、図７の既設管１内に流体が流れている状態で、該既設管１の外周面１３を囲繞するように密閉ケース２０を取り付ける。この取り付け後、作業者は、前記組立ボルトにより両分割ケース２１，２２を組み立てる。
なお、前記ロータリ弁５は、まず、分岐状部２７のゲート通過孔２８を塞いだ閉弁位置に設定し、前記閉弁状態の密閉ケース２０と既設管１との間に水を注入して、水漏れがないことを確認するための水密試験を行ってもよい。

その後、図７に示すように、ロータリ弁５を開弁し、更に、作業者は、分岐状部２７のフランジ部２０ｆに、穿孔機３の継手部３１をボルトを用いて取り付ける。こうして、密閉ケース２０は、既設管１の一部を気密状態で囲繞する。

前記囲繞後、図８に示すように、切削工具４を回転させながら既設管１に向かって穿孔方向Ｃに移動させると、切削工具４が既設管１の管壁１２を切削する。

送り工程：
その後、前記切削運動を切削工具４が行っている状態で、図９に示すように、作業者が密閉ケース２０を既設管１の周方向Ｒに回転させる。すなわち、切削工具４は主軸のまわりを回転しながら密閉ケース２０と共に前記周方向Ｒに回転する送り運動を行う。このように作業者は切削工具４が送り運動を行っている状態で、図９〜図１０に示すように、切削工具４を既設管１の周方向Ｒに略半周の範囲にわたって回転させる。その後、作業者は、図１１〜図１２に示すように、切削工具４を元の位置まで退避させて、密閉ケース２０を元の位置に戻す。このようにして、切片を生成することなく、既設管１を前記周方向Ｒに略半周の範囲にわたって切削し、図１１および図１２に示すように、既設管１に前記周方向Ｒに略半周の範囲にわたって切り開かれた溝状の開孔１１を形成する。

その後、作業者が図６Ｂの操作ギヤ５２を回転させると、ウォームホイール５５が回転し、ウォームホイール５５に歯合する従動ギヤ５１によって、ロータリ弁５が閉弁方向に回転され、開弁位置のロータリ弁５が、図６Ａに示す閉弁位置に移動される。前記ロータリ弁５の閉弁位置への移動により、図１２のロータリ弁５がゴムリング５６の表面に密着し、ゲート通過孔２８が閉塞される。

この閉塞後、穿孔機３を密閉ケース２０から取り外す。前記穿孔機３の取り外し後、図３に示すように、収容ケース２４のフランジ部２４ｆをボルトを用いて該分岐状部２７のフランジ部２０ｆに接続する。

その後、作業者が図６Ａの操作ギヤ５２を開弁方向に回転させて、図６Ｂに示す開弁位置までロータリ弁５を開弁方向に回転させることにより、ロータリ弁５が開弁し、図３のゲート通過孔２８が開く。この開弁後、図４および図５に示すように、作業者は、ゲート８を開孔１１から既設管１内に侵入させて、該ゲート８により既設管１内の水の流れを止める。この既設管１の閉塞状態において、たとえば、配管変更などの作業を行う。

その後、必要に応じ図３のようにゲート８を開き（上昇させて）収容ケース２４内に収容した後に、ロータリ弁５を閉弁し、前記ゲート８および収容ケース２４を撤去し、フランジ部２０ｆに図示しない板からなる栓を接合してもよい。

図１３および図１４は実施例２を示す。
図１４に示すように、オペレーションバルブは横断面が円弧状のスライド弁５Ａで、図１３の既設管１の管軸方向Ｓにスライド移動可能で往復移動される。

この例の場合、スライド弁５Ａは弁棒５９の回転により、往復移動され、該スライド弁５Ａの開弁時には第１分割ケース２１に収容される。この例の場合、第２分割ケース２２の内外径は第１分割ケース２１に比べ小さいという利点がある。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
前述した実施例では、既設管１を囲繞する密閉ケース２０は第１および第２分割ケース２１，２２の２分割としたが３分割以上であってもよい。
また、既設管１を囲繞するケースは鋳造品であってもよいし、鋼板で形成されてもよい。鋼板で形成した場合には、第１および第２分割ケース２１，２２を仮に組み立てた状態で溶接することにより２つの分割ケースを一体に形成してもよい。
また、穿孔する孔の形状は溝状に限らず、円形であってもよい。なお、円形の孔は周知のホールソーで形成することができる。
したがって、以上のような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。

本発明は、水道やガスなどの既設管のラインにゲートを挿入し、この挿入したゲートにより流体の流れを止めるのに用いることができる。

１：既設管 １１：開孔 １２：管壁 １３：既設管の外周面
２：バルブ挿入装置
２０：密閉ケース ２０ｆ：フランジ部 ２１：第１分割ケース ２２：第２分割ケー ス ２４：収容ケース ２４ｆ：フランジ部 ２５：結合部 ２６：ゴムパッキン ２ ７：分岐状部 ２７Ｌ：軸線 ２８：ゲート通過孔 ２９：分割ケースの内周面
３：穿孔機
４：切削工具
５：オペレーションバルブ（ロータリ弁）５Ａ：オペレーションバルブ（スライド弁）
５０：回転機構 ５１：従動ギヤ ５２：操作ギヤ（ウォーム）５５：ウォームホイール
５３：凹面 ５４：凸面
５６：弁座（ゴムリング）
５８：シール領域 ５９：外の領域
Ｓ：既設管の管軸方向 Ｒ：既設管の周方向
８：ゲート ８０：スピンドル ８１：ゴムパッキン
Ｄ１：第１距離 Ｄ２：第２距離
Ｓ１：第１空間 Ｓ２：第２空間
Ｈ：仮想平面
Ｃ：管径方向

Claims (6)

1. 不断流バルブ挿入装置であって、
   既設管１の切削後に前記既設管１内の流体の流れを止めるために挿入されるゲート８と、前記既設管１の周方向に分割された複数個の分割ケース２１，２２からなり前記既設管１の一部を気密状態で囲繞する密閉ケース２０と、前記分割ケースのうちの第１分割ケー２１には、前記ゲート８が通るゲート通過孔２８が形成され、
   前記ゲート通過孔２８を開閉するオペレーションバルブ５と、
   前記ゲート８の開弁時に前記ゲート８を収容する収容ケース２４と、
   前記オペレーションバルブ５が閉じた状態で前記ゲート８を収容した収容ケース２４を、前記密閉ケース２０に接合するために前記収容ケース２４および密閉ケース２０に各々、設けられたフランジ部２０ｆ、２４ｆとを備え、ここにおいて、
   前記オペレーションバルブ５は前記既設管１の外周面に接近した横断面が円弧状の凹面５３と、前記凹面の反対側に設けられ前記第１分割ケース２１の内周面との間で前記ゲート通過孔２８をシールする凸面５４とを備える。
2. 請求項１の不断流バルブ挿入装置において、前記第１分割ケース２１における前記内周面に形成され前記オペレーションバルブ５が閉弁時に接触する弁座５６と、
   前記オペレーションバルブ５を回転させるための回転機構５０とを更に備える。
3. 請求項２の不断流バルブ挿入装置において、
   前記回転機構５０は前記オペレーションバルブ５の周方向に沿って前記オペレーションバルブ５の前記凸面５４に形成された従動ギヤ５１と、
   前記密閉ケース２０の外から回転操作される操作ギヤ５２とを備え、
   前記オペレーションバルブ５は、その閉弁時に前記弁座５６に接するシール領域５８と外の領域５９とを備え、
   前記外の領域５９に前記従動ギヤ５１が配置され、
   前記シール領域５８と前記従動ギヤ５１とが前記既設管１の管軸方向Ｓに互いに離間している。
4. 請求項３の不断流バルブ挿入装置において、前記シール領域５８の前記既設管１の管軸方向Ｓの位置と、前記操作ギヤ５２の前記管軸方向Ｓの位置とが互いに離間している。
5. 請求項４の不断流バルブ挿入装置において、前記シール領域の周方向の長さよりも前記従動ギヤ５１が形成された周方向の長さの方が大きい。
6. 請求項５の不断流バルブ挿入装置において、前記オペレーションバルブ５の前記凹面５３から前記既設管１までの第１距離Ｄ１が前記オペレーションバルブ５の前記凸面５４から前記ゲート８までの第２距離Ｄ２よりも小さい。

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