JP2014004782A - Lining apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管路のライニングに用いるライニング装置に係る。特に、本発明は、複合材料を含むライニング材に対する加熱性能を高めたライニング装置に関する。 The present invention relates to a lining device used for lining a pipeline. In particular, the present invention relates to a lining apparatus with improved heating performance for a lining material containing a composite material.
地中埋設管を開削せずに更生する方法として、未硬化のFRP筒状体を管路内に挿入する方法や、熱可塑性樹脂製の管状のライニング材を管路内に挿入して管路内面に密着させることにより、地中埋設管をライニングする方法が実用化されている。 As a method of rehabilitating the underground pipe without excavating it, a method of inserting an uncured FRP cylindrical body into the pipe line, or inserting a thermoplastic resin tubular lining material into the pipe line A method for lining underground pipes by bringing them into close contact with the inner surface has been put into practical use.
例えば、特許文献1には、既設管の内径よりも小径であって形状記憶温度において管状に形状回復するライニング材を、既設管内で加熱して形状回復させた後、加圧して拡径させ、既設管の内周面に密着させてライニングする方法が開示されている。
For example, in
また、特許文献2や特許文献3には、繊維で補強された熱可塑性複合材料からなるライニング材を既設管内に挿入し、そのライニング材を加熱及び加圧してライニングする方法が開示されている。
ライニング材は、加熱される前段階では、熱可塑性樹脂材料からなる熱可塑性フィラメントと、ガラス繊維からなる強化繊維フィラメントとの複合材料によって略筒型に形成されている。ライニング方法としては、既設管内に前記ライニング材を挿入した後、ライニング装置を用いてライニング材の熱可塑性樹脂材料を溶融する。これにより、溶融した熱可塑性樹脂材料の中に強化繊維材料が分散する。その後、ライニング材の内側を加圧して拡径させ、熱可塑性樹脂材料を冷却固化し、強化繊維で補強された複合ライニング材によって既設管が更生される。 The lining material is formed in a substantially cylindrical shape by a composite material of a thermoplastic filament made of a thermoplastic resin material and a reinforcing fiber filament made of glass fiber in a previous stage of heating. As a lining method, after inserting the lining material into an existing pipe, the thermoplastic resin material of the lining material is melted using a lining device. Thereby, the reinforcing fiber material is dispersed in the molten thermoplastic resin material. Thereafter, the inside of the lining material is pressurized to expand the diameter, the thermoplastic resin material is cooled and solidified, and the existing pipe is rehabilitated by the composite lining material reinforced with reinforcing fibers.
この種のライニング装置は、既設管の内部に配置されたライニング材に沿って管軸方向に移動しながら、ライニング材を内側から加熱する構成とされている。例えば、特許文献3に開示されるライニング装置は、ウィンチにより引っ張られてライニング材の内側を通過する際、加熱要素を備えた中央部分が、ライニング材の内周側に加熱ガスを供給して、ライニング材を内側から加熱する。 This type of lining apparatus is configured to heat the lining material from the inside while moving in the tube axis direction along the lining material disposed inside the existing pipe. For example, when the lining device disclosed in Patent Document 3 is pulled by a winch and passes through the inside of the lining material, the central portion provided with the heating element supplies the heating gas to the inner peripheral side of the lining material, Heat the lining material from the inside.
前記従来のライニング装置では、熱可塑性複合材料からなるライニング材を過不足なく加熱するためには次のような問題点があり、未だ改良の余地があった。 The conventional lining apparatus has the following problems in order to heat a lining material made of a thermoplastic composite material without excess or deficiency, and there is still room for improvement.
つまり、ライニング材は、内面の平滑性と水密性とを確保するため、最も内側にシート状又はフィルム状のインナー層を設けた構成とされることがある。このような場合、ライニング材を内側から加熱しても、インナー層を介して熱伝達されることになるので、加熱効率が悪いという問題点があった。 That is, the lining material may have a configuration in which a sheet-like or film-like inner layer is provided on the innermost side in order to ensure smoothness and water tightness of the inner surface. In such a case, even if the lining material is heated from the inside, heat is transferred through the inner layer, so that there is a problem that the heating efficiency is poor.
また、ライニング材の熱可塑性樹脂材料の溶融は、比較的低温である既設管内で行われることから、ライニング材が冷やされやすく、ライニング材の内周側から供給した加熱ガスによってライニング材の外周側まで加熱し、熱可塑性樹脂材料を厚み方向に均一に溶融するのが困難という問題点もあった。 In addition, since the thermoplastic resin material of the lining material is melted in the existing pipe having a relatively low temperature, the lining material is easily cooled, and the outer side of the lining material is heated by the heating gas supplied from the inner peripheral side of the lining material. There is also a problem that it is difficult to uniformly melt the thermoplastic resin material in the thickness direction.
そのため、従来のライニング装置では、ライニング材に対する加熱が不均一になりやすく、熱可塑性複合材料に溶け残りを生じるおそれがあった。ライニング材に溶け残りがあると、その部分では、熱可塑性樹脂材料の中に強化繊維材料を分散させた均一な構成が得られなくなり、ライニング材の強度の不均一化を招くことになって好ましくない。 Therefore, in the conventional lining apparatus, the heating with respect to the lining material is likely to be non-uniform, and there is a possibility that unmelted residue may be generated in the thermoplastic composite material. If there is any undissolved part in the lining material, it will not be possible to obtain a uniform structure in which the reinforcing fiber material is dispersed in the thermoplastic resin material, resulting in non-uniform strength of the lining material. Absent.
溶け残りの発生を回避するべく、加熱温度を高く設定したり、加熱時間を長く設定したりすることも考えられる。しかし、これでは、加熱が過剰になる箇所が発生し、熱可塑性樹脂材料の一部分が流動してライニング材に偏肉を生じてしまう可能性があった。 In order to avoid the occurrence of undissolved residue, it is conceivable that the heating temperature is set high or the heating time is set long. However, in this case, a portion where heating is excessive occurs, and a part of the thermoplastic resin material may flow to cause uneven thickness of the lining material.
本発明は、かかる点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、熱可塑性樹脂材料及び強化繊維材料からなる複合材料層を含むライニング材に対して加熱の均一化を図り、加熱効率を向上させて、施工期間を短縮化することのできるライニング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of this point, and the object of the present invention is to make heating uniform for a lining material including a composite material layer made of a thermoplastic resin material and a reinforcing fiber material. An object of the present invention is to provide a lining apparatus capable of improving efficiency and shortening a construction period.
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、熱可塑性樹脂材料及び強化繊維材料からなる複合材料層を含むライニング材を既設管の内面にライニングするライニング装置を前提としている。このライニング装置に対し、前記ライニング材に含まれる熱可塑性樹脂材料を加熱して溶融する加熱部を備えさせる。この加熱部としては、外筒と内筒との内外2つの金属円筒体を備えて閉塞された円筒状空間を有するように形成した少なくとも1つの本体部と、前記内筒の外周面に螺旋状に装着されたコイルヒータと、前記円筒状空間に流体を供給する供給路とを備えさせている。そして、前記本体部の内筒に多数の開口部を形成し、前記円筒状空間にて前記コイルヒータにより加熱されて生成した加熱流体を、前記開口部から内筒の内周側へ送出させる。そして、前記内筒の内周側にライニング材を挿通させ、前記本体部によりライニング材を外囲させて、該ライニング材の外周側から加熱する構成としている。 The solution means of the present invention for achieving the above object is premised on a lining device for lining an inner surface of an existing pipe with a lining material including a composite material layer made of a thermoplastic resin material and a reinforcing fiber material. The lining apparatus is provided with a heating unit that heats and melts the thermoplastic resin material contained in the lining material. The heating unit includes at least one main body formed to have a closed cylindrical space including two inner and outer metal cylinders of an outer cylinder and an inner cylinder, and a spiral shape on the outer peripheral surface of the inner cylinder. And a supply path for supplying fluid to the cylindrical space. A large number of openings are formed in the inner cylinder of the main body, and the heated fluid generated by heating by the coil heater in the cylindrical space is sent from the opening to the inner peripheral side of the inner cylinder. And it is set as the structure which inserts a lining material in the inner peripheral side of the said inner cylinder, encloses a lining material with the said main-body part, and heats from the outer peripheral side of this lining material.
この特定事項により、ライニング材の複合材料層に対して、ライニング材の外周側から熱を作用させることができる。このため、ライニング材の内周側にインナー層が設けられていても、そのインナー層が加熱の妨げにならず、加熱部と複合材料層とを相互に近接させた状態で加熱することが可能となる。また、比較的低温の既設管内にあっても熱損失を低く抑えることができ、効率よく加熱することができる。これにより、既設管の内部にライニング材を挿入し、このライニング材を加熱して熱可塑性樹脂材料を溶融させる際、ライニング材に与えた熱は熱可塑性樹脂材料の全体を均一に加熱するものとなる。したがって、比較的短時間で、熱可塑性樹脂材料の全体を溶融させることが可能となり、熱可塑性樹脂材料の中に強化繊維材料を分散させた構成を、ライニング材の全体にわたって得るための施工時間を短縮化することができる。また、ライニング材に対する加熱が均一化されることにより、熱可塑性樹脂材料に溶け残りを生じることがなくなり、また、熱可塑性樹脂材料の一部分が過剰加熱されて流動してしまうといったことも回避できる。 With this specific matter, heat can be applied to the composite material layer of the lining material from the outer peripheral side of the lining material. For this reason, even if an inner layer is provided on the inner peripheral side of the lining material, the inner layer does not hinder heating, and the heating part and the composite material layer can be heated in a state of being close to each other. It becomes. Moreover, even in a relatively low temperature existing pipe, heat loss can be kept low, and heating can be performed efficiently. Thus, when the lining material is inserted into the existing pipe and the lining material is heated to melt the thermoplastic resin material, the heat applied to the lining material uniformly heats the entire thermoplastic resin material. Become. Therefore, the entire thermoplastic resin material can be melted in a relatively short time, and the construction time required to obtain a configuration in which the reinforcing fiber material is dispersed in the thermoplastic resin material over the entire lining material. It can be shortened. Further, since the heating to the lining material is made uniform, no undissolved residue is generated in the thermoplastic resin material, and it is possible to avoid that a part of the thermoplastic resin material is excessively heated and flows.
前記ライニング装置のより具体的な構成として次のものが挙げられる。すなわち、前記加熱部としては、可撓性を有する連結手段を介して、複数の本体部を連結した構成であってもよい。 The following is mentioned as a more concrete structure of the said lining apparatus. In other words, the heating unit may have a configuration in which a plurality of main body units are connected via flexible connecting means.
これにより、ライニング材を複数の本体部によって順次加熱していき、ライニング材に対する加熱を十分に行き渡らせることが可能となる。しかも、複数の本体部は可撓性を有する連結手段を介して連結されているので、既設管に曲がり管路部があっても、加熱部をその曲率に追従させて配置することができ、管路の形状に関わらずライニング材を均一に加熱することができる。 Accordingly, the lining material is sequentially heated by the plurality of main body portions, and the heating of the lining material can be sufficiently distributed. In addition, since the plurality of main body portions are connected via flexible connecting means, even if the existing pipe has a bent pipe line portion, the heating portion can be arranged to follow the curvature, The lining material can be heated uniformly regardless of the shape of the pipe.
より好ましくは、前記連結手段を可撓性パイプにより構成して、該連結手段と流体の供給路とを兼用させた構成とすることである。 More preferably, the connecting means is constituted by a flexible pipe, and the connecting means is also used as a fluid supply path.
これにより、加熱部における複数の本体部の相互間に配設する部材点数を低減させることができるとともに、曲がり管路部の曲率に容易に追従させることができる。 Thereby, while being able to reduce the number of members arrange | positioned between the some main-body parts in a heating part, it can be made to follow easily the curvature of a bending pipe line part.
また、前記構成のライニング装置において、前記本体部に、前記円筒状空間の内部温度を検出する温度検出手段を設けた構成としてもよい。 In the lining device having the above-described configuration, a temperature detection unit that detects an internal temperature of the cylindrical space may be provided in the main body.
これにより、ライニング材を加熱する加熱流体の温度を把握することができ、加熱温度を制御することが可能となる。 Thereby, the temperature of the heating fluid for heating the lining material can be grasped, and the heating temperature can be controlled.
また、前記構成のライニング装置において、前記本体部として、前記内筒の内周側に補助加熱部を備えさせ、前記ライニング材の内外両側から加熱する構成としてもよい。 Moreover, the lining apparatus of the said structure WHEREIN: As a main body part, it is good also as a structure which equips the inner peripheral side of the said inner cylinder with an auxiliary heating part, and heats from the inner and outer sides of the said lining material.
これにより、ライニング材は、本体部の内筒と補助加熱部との間に配置されて、双方から与えられる熱によって均一に加熱される。ライニング材に与えられる熱は、内筒と補助加熱部との間に保持されて本体部の外へ逃げにくいため、熱損失が抑えられる。よって、ライニング材の均一な加熱と、既設管の内面への良好な密着性とを好適に確保することができる。 Thereby, a lining material is arrange | positioned between the inner cylinder of a main-body part, and an auxiliary | assistant heating part, and is uniformly heated by the heat given from both. The heat given to the lining material is held between the inner cylinder and the auxiliary heating part and is difficult to escape to the outside of the main body part, so that heat loss is suppressed. Therefore, uniform heating of the lining material and good adhesion to the inner surface of the existing pipe can be suitably ensured.
本発明に係るライニング装置により、熱可塑性樹脂材料及び強化繊維材料からなる複合材料層を含むライニング材に対して、加熱の均一化を図ることが可能となるとともに、加熱効率を向上させることが可能となる。その結果、比較的短時間で、熱可塑性樹脂材料の全体を溶融させることが可能になり、熱可塑性樹脂材料の中に強化繊維材料を分散させた構成をライニング材全体に亘って得るための施工時間を短縮化することができる。 With the lining apparatus according to the present invention, it is possible to achieve uniform heating and improve heating efficiency for a lining material including a composite material layer made of a thermoplastic resin material and a reinforcing fiber material. It becomes. As a result, the entire thermoplastic resin material can be melted in a relatively short time, and the construction for obtaining a configuration in which the reinforcing fiber material is dispersed in the thermoplastic resin material over the entire lining material. Time can be shortened.
以下、本発明の実施の形態に係るライニング装置について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a lining apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、ライニング材10を用いて既設管8の内面をライニングする過程を示す説明図であり、図2は、実施形態1に係るライニング装置1の加熱部11を一部断面とともに模式的に示した斜視図である。また、図3及び図4はライニング材10の一例を示しており、図3は既設管8内に配置された未加熱のライニング材10を示す断面図であり、図4は加熱及び加圧後のライニング材10を示す断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory view showing a process of lining the inner surface of an existing
ライニング装置1は、熱可塑性樹脂材料及び強化繊維材料からなる複合材料層101を含むライニング材10を加熱して、既設管8の内面にライニングするための装置である。
The
このライニング装置1の説明に先立ち、ライニング装置1に適用されるライニング材10の概要について説明する。
Prior to the description of the
ライニング材10は、繊維強化複合材料からなる可撓性を有する筒状布帛を含む、複層構造とされている。図3に示すライニング材10では、熱可塑性フィラメント及び強化繊維フィラメントからなる複合材料層101と、複合材料層101よりも小径にて形成されたインナー層102とを備えた二層構造とされている。
The lining
複合材料層101は、熱可塑性樹脂フィラメント及び強化繊維フィラメントからなる材料の組物、織物、又は編物により構成されている。熱可塑性樹脂フィラメントの熱可塑性樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PETP)、ポリブチレンテレフタレート(PBTP)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアミド6(PA6)、又はポリアミド66(PA66)等が挙げられる。また、強化繊維フィラメントとしては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、又は金属繊維が挙げられる。
The
インナー層102は、シート状又はフィルム状の熱可塑性樹脂材料からなり、ライニング材10の内周側を被覆して、内面平滑性と遮水性とを確保する。
The
ライニング材10は、ライニング装置1により加熱されることで、前記熱可塑性樹脂材料が溶融する。また、加熱されたライニング材10は、内側から加圧されて拡径し、図4に示すように既設管8の内面に密着してライニング層を形成するものとなる。
When the lining
実施形態1に係るライニング装置1は、ライニング材10を加熱する加熱部11を有する。加熱部11は、本体部2と、本体部2に備えられた熱源としてのコイルヒータ31と、本体部2内に流体を供給する供給管32とを備えている。
The
図2に示すように、本体部2は、外筒25と内筒26との内外2つの円筒体と、外筒25及び内筒26の軸方向の両端部間を閉塞するように備えられた帯板状かつ環状の端部材27、27とにより、内部に円筒状空間28を有するように形成されている。外筒25、内筒26、及び端部材27は、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
As shown in FIG. 2, the
本体部2の外筒25は、既設管8よりも小口径で形成され、既設管8の内部を管軸方向に沿って挿通しうる大きさを有する。例えば、内径が105mmの既設管8に対しては、本体部2の外径は85mmで形成されている。内筒26は、外筒25より小口径で形成され、外筒25の内側に配設されている。
The
内筒26には、多数の小孔の開口部261が設けられている。内筒26は、金属円筒体に多数の開口部261を穿設して形成することができる。また、内筒26は、例えばパンチングメタルやエキスパンドメタル等の多孔質の金属板材を円筒状に成形して形成されてもよい。
The
内筒26の外周面には、給電線に接続されたコイルヒータ31が螺旋状に巻き付けられている。本体部2の端部材27には、コイルヒータ31を挿通させる図示しない貫通孔が設けられている。コイルヒータ31は、内筒26と外筒25との間の円筒状空間28の内部雰囲気を加熱する熱源とされている。
A
端部材27には、円筒状空間28に流体を供給する供給管32が接続されている。供給管32は、円形の断面形状を有する管状体からなり、図1に示す地上の圧縮機92(又は送風機)に接続されている。圧縮機92は、加熱部11の本体部2に供給管32を介して圧縮されたエアを送り込む。エアは、本体部2の円筒状空間28内で、コイルヒータ31の発熱によって加熱され、熱風となって開口部261を通過し、内筒26の内周側に供給される。
A
本体部2は、さらに、円筒状空間28の内部温度を検出する温度検出手段を備えている。例示の形態では、温度検出手段としての熱電対33が円筒状空間28に挿入されている。端部材27には、熱電対33を挿入する図示しない挿入孔が設けられている。また、熱電対33は、そのリード線が図示しない温度制御装置に接続されている。熱電対33は、外筒25、内筒26、及びコイルヒータ31に接触しないように、円筒状空間28内の軸方向に沿って配置されている。
The
図1に示すように、ライニング装置1の加熱部11の後方には、加圧部5が配設される。加圧部5は、内圧により十分に拡径することが可能な加圧チューブ51を有する。加圧チューブ51は、例えばエラストマー、シリコンゴム、ポリ塩化ビニル等の、拡張に際して十分な強度を有する拡張性及び耐熱性に優れた材料により形成されている。加圧チューブ51の外径は、最大拡張時にライニング材10を内側から既設管8の内周面に押圧し得る大きさとされている。
As shown in FIG. 1, a pressurizing
加圧チューブ51は、内部の加圧空気によって拡径することが可能であり、地上に設置された反転機93に対し、拡張していない状態で接続されている。加圧チューブ51は、反転機93によって、先端側から反転させつつ既設管8に導入される。
The
また、ライニング装置1の地上設備として、マンホールM2の近傍には、圧縮機92のほか、発電機91も設置されている。これらに接続するエアの供給管32やコイルヒータ31の給電線等は、マンホールM2を通して既設管8内の加熱部11まで配設されている。
In addition to the
ライニング装置1は、このように構成されることにより、加熱部11においては、本体部2の円筒状空間28に供給されたエアをコイルヒータ31により加熱し、生成された熱風を内筒26の開口部261から内周側へ噴射する。この本体部2の円筒状の中心領域には、ライニング材10が挿通される。ライニング材10は、外周側から加熱されることになるので、インナー層102が遮熱することなく、複合材料層101に効率よく熱が伝達され、熱可塑性樹脂材料が溶融する。
With the
(既設管のライニング方法)
次に、上記ライニング装置1を用いて既設管8をライニングする方法について、図1を参照しつつ説明する。
(Lining method for existing pipes)
Next, a method for lining the existing
なお、以下の説明において、説明の便宜上、ライニング装置1が既設管8をライニングする際の管路における進行方向を前方、その反対方向を後方とする。また、図面を見やすくするため、図1では、既設管8、ライニング材10等は断面により示し、既設管8の内部に配置されるライニング装置1の加熱部11は側面視により示している。
In the following description, for convenience of explanation, the traveling direction in the pipe line when the
図1に示すように、既設管8の補修対象箇所には、ライニング材10を挿入して配置する。ライニング作業に先立ち、既設管8に下水等の流下水がある場合には、この流下水を管路からいったん除去することが好ましい。既設管8の管路には、適当な間隔を設けてマンホールM1、M2が設けられており、近傍のマンホールの上流側に堰き止め部材7を設ける。堰き止めた流下水は、マンホールM1、M2を通して排水ポンプから汲み取り、地上に配設した図示しない排水ホース等を迂回路として下流側へ放出する。更に、既設管8内に存在する堆積物や木片等の異物を除去し、高圧水洗浄を行ってから管内のライニング作業に入る。
As shown in FIG. 1, a
先ず、マンホールM1、M2を通してライニング材10を既設管8に導く。ライニング材10は、例えば、発進側マンホールM1と到達側マンホールM2との間の長さに余裕長さを加えた長さで用意する。
First, the lining
次いで、既設管8内に配置したライニング材10の端部を、ライニング装置1の加熱部11の内周側に挿入する。加熱部11の先端部には、図示しない牽引ワイヤを取り付ける。この牽引ワイヤにより、ライニング装置1を発進側マンホールM1から到達側マンホールM2方向に牽引する。
Next, the end of the
ライニング装置1は、発進側マンホールM1から到達側マンホールM2方向に移動する加熱部11により、ライニング材10を端部から順に加熱する。このとき、加熱部11の本体部2から噴射する熱風を、ライニング材10の外周側から作用させて加熱する。これにより、ライニング材10に含まれる熱可塑性樹脂材料を溶融する(加熱工程)。
The
加熱工程では、ライニング材10の熱可塑性樹脂材料の融点以上の温度で加熱する。すなわち、熱風の温度は、ライニング材10の熱可塑性樹脂材料により設定される。例えば、熱可塑性樹脂材料としてポリプロピレン(融点は160〜170℃程度)が採用された場合、既設管8のライニング過程での熱風の温度は約180〜200℃に設定される。また、熱可塑性樹脂材料として高密度または低密度ポリエチレン(融点は140℃)が採用された場合は、既設管8のライニング過程での熱風の温度は例えば150〜170℃に設定される。
In the heating step, heating is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin material of the
これにより、ライニング材10の熱可塑性樹脂材料が溶融し、ライニング材10の全体が強化繊維材料を混合した円管状の複合材料となる。
Thereby, the thermoplastic resin material of the
加熱工程を経て軟化したライニング材10は、後段の加圧部5が前進することで、徐々に拡径される。具体的には、加圧部5によりライニング材10が内側から押圧され、既設管8の内周面に沿う管状に拡径される(拡径工程)。
The diameter of the
加圧チューブ51には、反転機93から加圧気体を供給し、ライニング装置1の進行に追従させながら内周面が外周側に反転するように拡張させる。これに伴って、ライニング材10は、加熱部11を経て溶融及び軟化した部分から順に、加圧チューブ51によって内側から押圧されて拡径する。
Pressurized gas is supplied to the pressurizing
ライニング材10の拡径した部分は、既設管8の内面に密着する。ライニング装置1が前記のように前進することによって、加圧チューブ51の拡張範囲も前方へ広げられ、ライニング材10と既設管8との密着状態はそのまま維持されて、広範囲で均一な力を付与することができる。
The expanded part of the
既設管8の補修対象箇所の全域に亘ってライニング材10が拡径されたならば、ライニング装置1への加熱流体の供給を停止し、常温の加圧空気等の冷却媒体により冷却及び硬化させる(冷却工程)。冷却後、加圧チューブ51をライニング材10から剥離し除去する。これにより、既設管8の内周面がライニング材10によってライニングされる(図4参照)。
If the diameter of the
このように、ライニング装置1は、ライニング材10を外周側から加熱して均一に軟化させ、その直後に、後段の加圧チューブ51により拡径する。また、ライニング材10は内周側にインナー層102を備えていても、インナー層102が加熱の妨げにならず、加熱部11と複合材料層101とを相互に近接させた状態で加熱することができる。
Thus, the
したがって、ライニング材10に与えた熱は、熱可塑性樹脂材料の全体を均一に加熱するものとなり、ライニング材10に対する加熱の不均一化を解消することができる。また、比較的短時間で、熱可塑性樹脂材料の全体を溶融させることが可能となるので、熱可塑性樹脂材料の中に強化繊維材料を分散させた構成をライニング材10の全体に亘って得るための施工時間を短縮化することができる。加えて、ライニング材10に対する加熱が均一化されることにより、熱可塑性樹脂材料に溶け残りが生じることがなくなり、熱可塑性樹脂材料の一部分が流動するという問題も回避される。
Therefore, the heat applied to the
なお、本発明に係るライニング装置1は、加熱部11として1つの本体部2を有する構成に限定されるものではなく、複数の本体部2を有する構成であってもよい。加熱部11が複数の本体部2を備えた例については、次の実施形態2にて説明する。
In addition, the
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係るライニング装置1について図面を参照しつつ説明する。
(Embodiment 2)
Next, a
図5〜図7は、実施形態2に係るライニング装置1の構成を示し、図5は加熱部11の軸方向の断面図、図6は図5のA−A断面図、図7はライニング装置1を用いたライニング施工の様子を模式的に示す断面図である。
5 to 7 show the configuration of the
なお、このライニング装置1において各本体部2の内部構造及び加圧部5等の構成は実施形態1のものと同様であるため、実施形態1と共通の符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
In the
図5に示すライニング装置1は、加熱部11として、4つの本体部2(21、22、23、24)を有する。加熱部11は、ライニング装置1の進行方向(すなわち図中右から左の方向)に対して、前方から順に、第1本体部21、第2本体部22、第3本体部23、及び第4本体部24が連結されている。
The
これらの4つの本体部2は、可撓性パイプ34を介して連結されている。可撓性パイプ34は、隣り合う本体部2間に複数本が架設され、周方向に略均等に配設されている。図6に示す例では、4本の可撓性パイプ34が端部材27に貫通して固定されている。各可撓性パイプ34の端部は、円筒状空間28の内側まで挿入されて、円筒状空間28に開放されている。
These four
本体部2の相互間は、例えば本体部2の外径が85mmで形成され、軸方向の長さが100mmで形成された場合に、約30mmの間隔が設けられて可撓性パイプ34で接続される。
For example, when the outer diameter of the
可撓性パイプ34はまた、圧縮機92からのエアを流通させて本体部2に対するエアの供給路とされている。可撓性パイプ34は、例えば架橋ポリエチレン管等の可撓性及び耐熱性に優れた管体からなる。
The
第1本体部21の前方に接続された可撓性パイプ34は、それぞれ、一端が円筒状空間28に貫通され、他端は圧縮機92に接続されている。よって、この可撓性パイプ34は、まず第1本体部21の前方の端部材27に接続され、第1本体部21の円筒状空間28にエアを供給する。第1本体部21と第2本体部22との間に架設された可撓性パイプ34は、これらの相互間を連結するとともに、第1本体部21を通過したエアを第2本体部22の円筒状空間28へと送り込む。エアは、可撓性パイプ34を介して、順次後方の本体部2へ供給される。
Each of the
供給されたエアは、その一部が、前方の本体部2において開口部261から噴射されてライニング材10を加熱する。また、残りのエアは、当該本体部2を通過して後方の本体部2へ供給され、コイルヒータ31により再度加熱される。したがって、複数の本体部2を通してライニング材10に供給される熱風は、複数の本体部2の先頭部と最後尾とで温度低下がなく、ライニング材10の全体を均一に加熱する。
A part of the supplied air is injected from the
なお、加熱部11は、隣り合う本体部2同士の間に、ワイヤ又はスプリングワイヤ等の適宜の連結手段が架設されて、本体部2同士を補助的に連結した構成であってもよい。
The
第1本体部21、第2本体部22、及び第3本体部23には、1本のコイルヒータ31が連通されている。コイルヒータ31は、先頭部に配置された第1本体部21から円筒状空間28に挿通され、内筒26の外周面に螺旋状に巻き付けられている。コイルヒータ31は、第1本体部21の後方から引き出されて、続く第2本体部22の円筒状空間28に挿通されている。また、第2本体部22の内筒26に螺旋状に巻き付けられたコイルヒータ31は、第3本体部23の円筒状空間28に引き込まれている。
One
この形態においても、温度検出手段としての熱電対33が設けられている。熱電対33は、少なくとも第4本体部24の円筒状空間28に配設されている。図示する形態では、第4本体部24に加えて、第3本体部23にも熱電対33が配設されている。これらの熱電対33は、第1本体部21及び第2本体部22を貫通させて、第3本体部23又は第4本体部24まで挿通されている。各熱電対33は、各本体部2の外筒25、内筒26、及びコイルヒータ31等に接触しないように、円筒状空間28内の軸方向に沿って配置されている。
Also in this embodiment, a
加熱部11の最後尾に配置された第4本体部24は、前方の端部材27に供給管32が接続され、コイルヒータ35及び熱電対33が円筒状空間28に挿通されている。第4本体部24の後端部は、円筒状空間28を閉塞する蓋部材29が嵌め込まれている。
The fourth
この第4本体部24には、前方に配設されたコイルヒータ31とは異なるコイルヒータ35が配設されている。このコイルヒータ35は、前方に配設されたコイルヒータ31よりも細い径を有し、第4本体部24の内筒26に密に巻き付けられている。内筒26には、図示しない多数の小孔(開口部)が形成されている。
The fourth
第4本体部24のコイルヒータ35は、第1本体部21の前方の端部材27から挿通され、第1本体部21、第2本体部22、及び第3本体部23を直線状に連通して配設されている。また、コイルヒータ35は、これらの各本体部2の外筒25、内筒26、及びコイルヒータ31に接触しないように細い径で形成されて、各円筒状空間28内の軸方向に沿って配置され、第4本体部24に引き込まれている。これにより、第4本体部24における一定の加熱性能を、省スペースで確保できるように構成されている。
The
また、第4本体部24は、内筒26の内周側に補助加熱部4を備えている。補助加熱部4は、銅などの熱伝導率の高い金属材からなり、円錐台形状の外形を有する。補助加熱部4の軸心部にはカートリッジヒータ41が埋設されている。
The fourth
この補助加熱部4は、第4本体部24と同心円状に配置されている。また、補助加熱部4は、円錐台形状の頂部側を前方に向けて配設され、前端部に牽引ワイヤ42が取り付けられている。牽引ワイヤ42は、他の本体部2の内筒26の内周側を通して地上の図示しないウィンチに接続されている。これにより、補助加熱部4は第4本体部24と同調して既設管8内を進行するように牽引される。
The auxiliary heating unit 4 is arranged concentrically with the fourth
図7に示すように、第4本体部24においては、内筒26の内周面と補助加熱部4の外周面との間にライニング材10が挿通する。内筒26と補助加熱部4との隙間は、前方よりも後方が狭くなるテーパ状に形成されている。ライニング材10は、該隙間を挿通することで、徐々に外側へ押し拡げられつつ、第4本体部24の後方に導かれる。
As shown in FIG. 7, in the fourth
内筒26と補助加熱部4との隙間は、比較的小さく、低温空気の進入する余地がほとんどない。このため、該隙間は、円筒状空間28から送出される熱風と、補助加熱部4の外周面からの放熱と、補助加熱部4の外周面の輻射熱とで満たされ、高温状態に維持される。これにより、第4本体部24においては、ライニング材10が外周側と内周側との両面からムラなく加熱される。
The gap between the
第4本体部24の後方には、加圧部5が配設されており、4つの本体部2を経て十分に加熱され軟化したライニング材10が、加圧チューブ51により拡径される。
A pressurizing
このような構成のライニング装置1によって、ライニング材10は、加熱部11の第1本体部21で外周側から加熱され、続く第2本体部22及び第3本体部23で更に加熱され、熱可塑性樹脂材料が溶融する。最後に、第4本体部24にて、ライニング材10は内外両側から加熱され、外周側においてはライニング材10と既設管8との密着性が高められ、内周側においてはライニング材10の拡径性が高められる。
By the
これにより、ライニング材10は、既設管8内の低温環境の影響や、内周側のインナー層102による熱の遮断作用を受けることなく、効率よく均一に加熱される。そのため、比較的短時間で、ライニング材10の熱可塑性樹脂材料を均一に溶融することができる。すなわち、熱可塑性樹脂材料の中に強化繊維を分散させた構成を、ライニング材10の全体に亘って得るための施工時間及び加熱時間の短縮化を図ることができる。また、ライニング材10に対する加熱の均一化によって、熱可塑性樹脂材料に溶け残りが生じることがなくなり、また、熱可塑性樹脂材料の一部分が過剰加熱されて流動してしまうといったことも回避することができる。
Thereby, the lining
ライニング装置1は、図7に示した直管状の既設管8をライニングする場合に限らず、曲がり管路部を有する既設管8に対しても好適に用いることができる。図8は、曲がり管路部をライニングする様子を示す説明図であり、既設管8の断面に対し、ライニング装置1を上方から見た状態を示している。
The
図示するように、加熱部11における各本体部2は、可撓性パイプ34を介して連結されているので、管路の曲率に追従した配置形態を形成する。これにより、ライニング装置1は、曲がり管路部にあってもスムーズに牽引され、管路に沿ってライニング材10を加熱しつつ進行することができる。
As shown in the drawing, each
(他の実施形態)
本発明に係るライニング装置1は、前記の実施形態以外にも他の様々な形で実施することができる。
(Other embodiments)
The
例えば、前記実施形態では、加熱部11において本体部2は、1つ又は4つ設けられる例を示したが、本体部2の数は限定されるものではなく、いくつ連結されるものであってもよい。また、複数の本体部2が連結される場合に、どのような連結手段により連結されて、温度検出手段としての熱電対33による温度検出箇所がいずれの本体部2にあってもよい。
For example, in the embodiment, the example in which one or four
例えば図9に示すように、加熱部11は複数の本体部2が連結され、本体部2の相互間に、連結手段として可撓性を有するフレキシブルホース36が架設された構成であってもよい。この場合、フレキシブルホース36は連結手段として用いられ、このフレキシブルホース36とは別に、円筒状空間28に流体を供給する供給管32が接続されている。本体部2の端部材27には、供給管32のほか、熱電対33及びコイルヒータ31が貫通して設けられている。
For example, as shown in FIG. 9, the
また、補助加熱部4に埋設されるヒータとしてはカートリッジヒータ41に限定されず、棒状のセラミックヒータ等であってもよい。加熱部11がライニング材10を加熱する加熱媒体としては、例示した熱風のほか、加熱蒸気であってもよい。ライニング材1の構成も、前記実施形態に限定されるものではなく、三層であっても、四層以上の複層構造であってもよい。そのため、前記実施形態は例示であって、限定的なものではない。
Further, the heater embedded in the auxiliary heating unit 4 is not limited to the
本発明は、熱可塑性樹脂材料及び強化繊維材料からなる複合材料層を含むライニング材を用いた既設管のライニングに好適に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized suitably for the lining of the existing pipe using the lining material containing the composite material layer which consists of a thermoplastic resin material and a reinforced fiber material.
1 ライニング装置
11 加熱部
2 本体部
21 第1本体部
22 第2本体部
23 第3本体部
24 第4本体部
25 外筒
26 内筒
261 開口部
27 端部材
28 円筒状空間
31 コイルヒータ
32 供給管(供給路)
33 熱電対
34 可撓性パイプ
35 コイルヒータ
36 フレキシブルホース
4 補助加熱部
41 カートリッジヒータ
5 加圧部
51 加圧チューブ
8 既設管
91 発電機
92 圧縮機
93 反転機
10 ライニング材
101 複合材料層
102 インナー層
M1、M2 マンホール
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ライニング材に含まれる熱可塑性樹脂材料を加熱して溶融する加熱部を備え、
前記加熱部は、
外筒と内筒との内外2つの金属円筒体を備えて閉塞された円筒状空間を有するように形成された少なくとも1つの本体部と、前記内筒の外周面に螺旋状に装着されたコイルヒータと、前記円筒状空間に流体を供給する供給路とを備え、
前記本体部は、前記内筒に多数の開口部が設けられ、前記円筒状空間にて前記コイルヒータにより加熱されて生成された加熱流体を、前記開口部から内筒の内周側へ送出する構成とされ、
前記本体部は前記内筒の内周側にライニング材を挿通させて外囲し、該ライニング材の外周側から加熱することを特徴とするライニング装置。 A lining device for lining an inner surface of an existing pipe with a lining material including a composite material layer made of a thermoplastic resin material and a reinforcing fiber material,
A heating section for heating and melting the thermoplastic resin material contained in the lining material;
The heating unit is
At least one main body portion formed so as to have a closed cylindrical space provided with two inner and outer metal cylinders of an outer cylinder and an inner cylinder, and a coil helically attached to the outer peripheral surface of the inner cylinder A heater and a supply path for supplying fluid to the cylindrical space;
The main body is provided with a large number of openings in the inner cylinder, and sends heated fluid generated by heating by the coil heater in the cylindrical space from the opening to the inner peripheral side of the inner cylinder. With the configuration,
The main body is surrounded by inserting a lining material on the inner peripheral side of the inner cylinder, and is heated from the outer peripheral side of the lining material.
前記加熱部は複数の本体部が可撓性を有する連結手段を介して連結されてなることを特徴とするライニング装置。 The lining device according to claim 1,
The heating unit is a lining device in which a plurality of main body portions are connected through a connecting means having flexibility.
前記連結手段は可撓性パイプからなり、流体の供給路を兼ねることを特徴とするライニング装置。 The lining apparatus according to claim 2,
The lining device is characterized in that the connecting means is made of a flexible pipe and also serves as a fluid supply path.
前記本体部には、前記円筒状空間の内部温度を検出する温度検出手段が設けられていることを特徴とするライニング装置。 In the lining apparatus as described in any one of Claims 1-3,
The lining apparatus according to claim 1, wherein the main body portion is provided with temperature detecting means for detecting an internal temperature of the cylindrical space.
前記本体部は、前記内筒の内周側に補助加熱部を備え、前記ライニング材を内外両側から加熱可能とされたことを特徴とするライニング装置。 In the lining apparatus as described in any one of Claims 2-4,
The main body includes an auxiliary heating unit on the inner peripheral side of the inner cylinder, and the lining material can be heated from both the inner and outer sides.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012142796A JP2014004782A (en) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | Lining apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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2012
- 2012-06-26 JP JP2012142796A patent/JP2014004782A/en active Pending
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