JP2014018980A - 更生管内の水位調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯状体を螺旋状に巻き回して更生管を製管する際に用いられ、既設管の流水状態に依存することなく更生管に作用する浮力が制御可能となるような更生管内の水位調整装置を提供する。
【解決手段】 本発明に係る更生管内の水位調整装置１は、帯状体が螺旋状に巻き回されて製管されつつ既設管内に回転しながら挿入されていく更生管内の水位調整装置１であって、更生管Ｓの内外を管軸方向に仕切る仕切具１１と、更生管内の水を吸水口２１ａから吸水して外に排水する排水装置２２とを備え、また好ましくは、更生管Ｓの回転位置に関わらず、吸水口２１ａの更生管Ｓの底部からの高さが維持される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管などの既設管を更生するため、既設管内に挿入する更生管内の水位調整装置に関する。

従来より、帯状体を螺旋状に巻き回して製管した更生管を既設管内に挿入して既設管を更生する技術が知られている（特許文献１，２参照）。このような既設管の更生方法においては、更生管を製管するための製管機は、通常更生を行う既設管に隣接したマンホール内や、地上から開けられた開口部に設置・固定され、その製管機が更生管を形成し、更生管を次々と押し出すような形で製管されていく方法がほとんどである。この方法では、更生管は常に円周方向に回転しながら、かつ製管機から遠ざかる方向に移動しながら形成される。このように、一か所に製管機を設置・固定する方法で、更生管を製管した場合、形成される更生管の重量は延長に応じて増加していく。

特に、更生工法によって更生が必要とされる既設管においては、地上の状況（国道の横断管路、建造物下の管など）によってはマンホール間が長距離に及ぶ管路が多くある。このような長距離の既設管を更生工法により施工する場合、従来工法では管路の延長とともに増大する重量および重量とともに増大する摩擦抵抗よって駆動力が不足し、更生管の回転が不可能となる。

そこで、長距離の既設管の更生工法として、更生管を閉塞させて更生管内の水を完全に抜き去るとともに既設管内に土嚢などを設置して流水を一部堰き止めることにより、更生管に浮力を発生させ、この浮力を利用して既設管内への更生管の挿入を容易にする、という技術も知られている（特許文献３参照）。

特表２００８−５３６０２７号公報 特表２００５−５２８２４３号公報 特開平９−３０９１４９号公報

ところで、下水道の管渠では、地上の状況、時間帯などで流量が常に変動している。上述の従来技術では、既設管内の水位によって更生管に作用する浮力が異なるために更生管の姿勢も変動し、既設管内の水位によっては既設管の管頂部に接触するまで更生管が浮上してしまい、製管の抵抗が却って増大する場合が生じるというという問題があった。

また、製管中に更生管内を排水するために排水装置を更生管に固定設置した場合、製管中に更生管が回転すると、排水装置も追従して回転する。そのため、更生管内の水位を調整することは困難であった。

そのため、既設管の流水状態に依存することなく長距離の既設管を更生できるように、製管中に回転する更生管内の水位を調整できる技術が求められてきた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、帯状体を螺旋状に巻き回して更生管を製管する際に用いられ、既設管の流水状態に依存することなく更生管に作用する浮力が制御可能となるような更生管内の水位調整装置を提供するものである。

本発明に係る更生管内の水位調整装置は、帯状体が螺旋状に巻き回されて製管されつつ既設管内に回転しながら挿入されていく更生管内の水位調整装置であって、前記更生管の内外を管軸方向に仕切る仕切具と、前記更生管内の水を吸水口から吸水して外に排水する排水装置とを備えることを特徴とする。

本発明に係る更生管内の水位調整装置によれば、既設管内の水位に関わらず、更生管内の水位を調整することが可能となり、更生管に発生する浮力を制御することが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記更生管の回転位置に関わらず前記吸水口の前記更生管の底部からの高さが維持されることが好ましい。これにより、製管中の更生管内の水位を、所定の高さに維持することが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記更生管の円周方向にのみ回転する従動車輪を介して前記更生管の内面上に接地する支持具をさらに備え、前記排水装置が前記支持具に支持されていることが好ましい。これにより、吸水口の位置を、更生管の回転に追従させることなく、所定の更生管の底部からの高さに維持することが容易となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記支持具が、前記既設管の管軸方向にのみ回転する従動車輪を介して前記既設管の内面上に接地することが好ましい。これにより、吸水口の位置を、更生管の回転に追従させることなく、所定の更生管の底部からの高さに維持しつつも、更生管の延伸に追従して管軸方向に移動することが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記支持具と前記従動車輪との間にスペーサが介在することが好ましい。これにより、既設管および更生管の管径に応じて、介在させるスペーサの厚さを適宜変更することで、一つの支持具でさまざまな管径の既設管および更生管に対応することが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記仕切具が円形の板状であり、その外周が前記更生管の内面の全周に密着しているとともに、その中心において前記更生管の円周方向にのみ回転可能に前記支持具に支持されていることが好ましい。これにより、更生管の内外を確実に仕切ることが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記仕切具が、その外周に設けられた弾性部材を介して前記更生管の内面の全周に密着していることが好ましい。これにより、更生管の水密をより確実にすることが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記仕切具が前記支持具に剛結合されていることが好ましい。これにより、相対運動する機構の少ないシンプルな排水装置を提供することが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記仕切具が半円形または扇形の板状であり、その円弧状の外周が前記更生管の内面の下部に接することが好ましい。これにより、部品点数が少なく、軽量で運搬および設置が容易な排水装置を提供することが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記仕切具から前記更生管の管軸上を延びる梁部材をさらに備え、前記仕切具は円形の板状であり、その外周が前記更生管の内面の全周に密着しており、前記梁部材は、前記更生管の円周方向にのみ回転可能に前記仕切具に支持されており、前記排水装置が前記梁部材に結合されていることが好ましい。これにより、吸水口の位置を、更生管の回転に追従させることなく所定の高さに維持することが容易となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記梁部材から下方に垂下する錘をさらに備えることが好ましい。これにより、外部から操作することが不要となり、製管中に吸水口の位置を所定の高さに維持することが容易となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記吸水口の前記更生管の底部からの高さが調整可能であることが好ましい。これにより、吸水口の高さを調整することによって更生管内の水位を調整することが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記更生管外に延出するワイヤーの操作により、前記吸水口の前記更生管の底部からの高さが調整されることが好ましい。これにより、更生管の外部でのワイヤーの操作によって更生管内の水位を調整することが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記更生管内に設けられた水位センサーをさらに備え、前記水位センサーの検知状態に応じて前記排水装置の作動が制御されることが好ましい。これにより、吸水口の高さを変えることなく更生管内の水位を調整することが可能となる。

また、本発明に係る更生管内の水位調整装置において、前記仕切具が、弾性体からなる環状の袋体で構成され、その内部に注入された流体によって拡径して前記更生管の内面の全周に密着していることが好ましい。これにより、部品点数が少なく、軽量で運搬および設置が容易な排水装置を提供することが可能となる。

本発明に係る更生管内の水位調整装置によれば、既設管内の水位に関わらず、更生管内の水位を調整することが可能となり、更生管に発生する浮力を制御することが可能となる。

本発明に係る更生管内の水位調整装置を用いた製管方法を示す、既設管の縦断面模式図である。 図１における更生管の先端に装着された、本発明の第１実施形態に係る更生管の水位調整装置を拡大して示した拡大縦断面図である。 図２における矢視Ａ−Ａを見た矢視図である。 図２における断面Ｂ−Ｂを見た断面図である。 図２における拡大断面図を用いて位置調整機構を説明する説明図であり、（ａ）は吸水口が下方に位置する状態、（ｂ）は吸水口が上方に位置する状態を示し、（ｃ）は（ａ）における断面Ｃ−Ｃを見た断面図である。 本発明の第１実施形態に係る更生管内の水位調整装置の第１変形例を示す拡大縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る更生管内の水位調整装置の第２変形例を示す拡大縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る更生管内の水位調整装置の第３変形例を示す拡大縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る更生管内の水位調整装置を示す拡大縦断面図である。 図９に示す更生管内の水位調整装置に錘を装着した例を示す拡大縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る更生管内の水位調整装置の変形例を示す拡大縦断面図である。 図１における更生管の製管機側に配置された、本発明の第３実施形態に係る更生管の水位調整装置を、一部の部材を切断して拡大して示した拡大縦断面図である。 図１２における矢視Ｄ−Ｄを見た矢視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

まず、本発明に係る更生管内の水位調整装置を用いた製管方法について説明する。図１は、本発明に係る更生管内の水位調整装置を用いた製管方法を示す、既設管の縦断面模式図である。この更生管の製管方法は、帯状体Ｂが製管機Ｐにより螺旋状に巻き回されて製管される更生管Ｓを、順次既設管Ｋ内に回転させつつ挿入する構成において、更生管Ｓに水位調整装置１，３が設置されているものである。

既設管Ｋにはマンホールが設けられており、この例ではマンホールＭ１，Ｍ２を利用して既設管Ｋ内に更生管Ｓを製管して挿入する。更生管Ｓの製管は、既設管ＫのマンホールＭ１からマンホールＭ２に向けて行う。すなわち、マンホールＭ１の下部内に設置された製管機Ｐを使用して、地上から供給される帯状体Ｂを螺旋状に巻き回し順次接合して更生管Ｓを製管し、更生管Ｓ全体を回転させながら既設管Ｋ内に挿入していく。

図１に示す製管方法においては、更生管Ｓの先端に水位調整装置１が設けられており、製管機側には水位調整装置３が設けられている。これらの水位調整装置により更生管内の水が排水され、更生管外の水位がＬ２であるのに対して更生管内の水位がＬ２より低いＬ１となる。この水位差に対応した浮力が更生管Ｓに作用し、更生管Ｓの延伸に起因する抵抗を軽減している。なお、更生管Ｓの先端側の水位調整装置の実施形態は、第１実施形態および第２実施形態に示し、製管機側の水位調整装置の実施形態は、第３実施形態に示す。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る更生管の水位調整装置について、図２から図５に基づき詳細に説明する。図２は、図１における更生管の先端に装着された、本発明の第１実施形態に係る更生管の水位調整装置を拡大して示した拡大縦断面図であり、図３は、図２における矢視Ａ−Ａを見た矢視図であり、図４は、図２における断面Ｂ−Ｂを見た断面図である。図５は、図２における拡大断面図を用いて位置調整機構を説明する説明図であり、（ａ）は吸水口が下方に位置する状態、（ｂ）は吸水口が上方に位置する状態を示す。

本実施形態に係る水位調整装置１は、更生管Ｓの内外を管軸方向に仕切る仕切具１１、更生管内の水を外に排水する排水装置２１および排水装置２１を支持する支持具３１を主な構成要素とする。

仕切具１１は、更生管Ｓの端部を閉塞するように装着されており、更生管内の水を堰き止めている。仕切具１１は、管軸方向に垂直に広がる円形の板状の隔壁１１ａと、隔壁１１ａの外周に設置され更生管Ｓの内面と密着するシール１１ｂと、円形の隔壁１１ａの中心に結合されて軸受を構成するフランジ１１ｃとを主な構成要素としている。なお、円形の隔壁１１ａは、上部１１ｇと下部１１ｈの、二つの半円形の部品をボルトで結合することで構成されている。上部１１ｇおよび下部１１ｈには、組立の際に用いられるハンドルが設けられている。また、仕切具１１の中心には孔１１ｄが設けられており、さらに、仕切具１１の中心で、更生管Ｓの内部側には、軸受を構成するフランジ１１ｃが設けられている。

排水装置２１は、更生管内に設けられた吸水口２１ａから吸水し、排水路２１ｃを通して更生管外に設けられた吐水口２１ｂから吐水することで、更生管内を排水するよう構成されている。

支持具３１は、仕切具１１に回転可能に支持されているとともに、更生管Ｓの内面および既設管Ｋの内面に接地しており、排水装置２１を支持するよう構成されている。支持具３１は、主軸体３１ａ、枠体３１ｂ、受台３１ｃ、位置調整機構３１ｄ、脚３１ｆおよび脚３１ｇを主要な構成要素とする。

排水装置２１のポンプ本体２１ｄは、支持具３１の受台３１ｃに載置され、受台３１ｃは枠体３１ｂに結合されている。ここで、受台３１ｃは枠体３１ｂに位置調整機構３１ｄを介して結合されており、受台３１ｃは、枠体３１ｂに対して上下にスライド可能に構成されている。そして、枠体３１ｂは、断面円形の主軸体３１ａに結合されている。

主軸体３１ａは、仕切具１１のフランジ１１ｃに支持されるとともに、孔１１ｄを通って隔壁１１ａを貫通し、更生管Ｓの外に延びている。なお、主軸体３１ａには径方向に突出する複数の突起部３１ｈが設けられており、主軸体３１ａは、フランジ１１ｃの内面に突起部３１ｈを当接させながらフランジ１１ｃに対して回転可能に支持されている。

そして、主軸体３１ａの内部には流路が形成されており、排水装置２１の排水路２１ｃの一部を構成するとともに、更生管Ｓの外側に設けられた吐水口２１ｂに連通している。その一方で、ポンプ本体２１ｄはその底部に吸水口２１ａを備えており、排水路２１ｃに連通している。すなわち、ポンプ本体２１ｄにより吸水口２１ａから吸水された水は、図２の矢印で示すように、排水路２１ｃを通り吐水口２１ｂから吐出される。

枠体３１ｂの、図２における右端からは脚３１ｆが延出しており、一方、更生管Ｓの外側において、主軸体３１ａから脚３１ｇが延出している。脚３１ｆには、更生管Ｓの円周方向にのみ回転可能に配向された従動車輪４１，４１が設けられ、更生管Ｓの内面に接地している（図４参照）。また、脚３１ｇには、既設管Ｋの管軸方向にのみ回転可能に配向された従動車輪４２，４２が設けられ、既設管Ｋの内面に接地している（図３参照）。

製管工程において、更生管Ｓは、回転しながら既設管Ｋの中に挿入されていく。そのため、更生管Ｓの先端は、回転しながら図２における左方向に移動していく。仕切具１１は、シール１１ｂを介して密着しているため、製管工程においては、仕切具１１は更生管Ｓとともに回転する。その一方で、排水装置２１の主軸体３１ａは、仕切具１１のフランジ１１ｃに対して回転可能に支持されており、さらに排水装置２１に結合された従動車輪４１は、更生管Ｓに接地しつつもその円周方向に回転可能に配向されている。すなわち、排水装置２１は、更生管Ｓに対して円周方向に自由に回転可能に構成されている。

したがって、更生管Ｓが回転しても、排水装置２１は、更生管Ｓの回転に追従することなく元の位置に留まろうとする。さらに、従動車輪４２は、管軸方向にのみ回転可能に配向されて円周方向には回転しないため、円周方向にグリップし、排水装置２１が元の位置に留まることに寄与する。なお、従動車輪４２は管軸方向には回転可能であるため、更生管Ｓの先端の、図２における左方向への移動には追従して更生管Ｓとともに左に移動するよう構成されている。

すなわち、排水装置２１は、更生管Ｓの回転に関わらず一定の位置に維持されるため、排水装置２１のポンプ本体２１ｄに設けられた吸水口２１ａの、更生管Ｓの底部からの高さもまた、更生管Ｓの回転位置に関わらず一定に維持される。そのため、この排水装置２１の構成により、更生管内の水位が、吸水口２１ａの位置に応じた水位（Ｌ１）となるまで更生管内を排水することが可能となる。

なお、図３，４に示すように、従動車輪４１，４２は支持具３１から分離可能に構成されており、さらに、支持具３１と従動車輪４１，４２との間にはスペーサ４３，４４が介在している。したがって、既設管Ｋおよび更生管Ｓの管径に応じて、介在させるスペーサ４３，４４の厚さを適宜変更することにより、一つの支持具３１でさまざまな管径の既設管Ｋおよび更生管Ｓに対応することが可能となる。

次に、吸水口２１ａの高さを調整するための位置調整機構３１ｄについて、図５に基づき説明する。図５は、図２における拡大断面図を用いて位置調整機構を説明する説明図であり、（ａ）は吸水口が下方に位置する状態、（ｂ）は吸水口が上方に位置する状態を示す。

支持具３１には、受台３１ｃに結合されたワイヤー３１ｅが、突起部３１ｈの内部またはその脇に沿って、仕切具１１の孔１１ｄを通過して更生管Ｓの外まで伸びている。そのため、更生管Ｓの外の作業者が、ワイヤー３１ｅを操作することができ、ワイヤー３１ｅを引っ張ると吸水口２１ａが上昇するよう構成されている。

図５（ａ）は、ワイヤー３１ｅを引っ張る前の状態であり、図５（ｂ）はワイヤー３１ｅを引っ張って吸水口２１ａが上昇した状態を示す。ワイヤー３１ｅが引っ張られると、ワイヤー３１ｅに結合された受台３１ｃが上方に引っ張られるようにワイヤー３１ｅが配線されている。そのため、ワイヤー３１ｅが引っ張られると、受台３１ｃおよび受台３１ｃに載置されたポンプ本体２１ｄおよび吸水口２１ａは上昇する。なお、ワイヤー３１ｅの操作によって吸水口２１ａの位置を決めた後は、ワイヤー３１ｅを適宜な場所に固定することで吸水口２１ａの位置を固定することができる。

なお、受台３１ｃは枠体３１ｂに対して相対的に上下にスライド可能に構成されており、その機構を図５（ｃ）に基づき説明する。図５（ｃ）は、図５（ａ）の断面Ｃ−Ｃの断面を示す断面図である。枠体３１ｂは、上下に一定断面で延びる溝３１ｉを有しており、受台３１ｃは、上下に一定断面で延びる突起３１ｊを有する。そして、図５（ｃ）に示すように、溝３１ｉに突起３１ｊが係合しており、溝３１ｉに対して突起３１ｊが上下に摺動可能に構成されている。そのため、ワイヤー３１ｅの操作により、枠体３１ｂ対して受台３１ｃが上下にスライドする。すなわち、ワイヤー３１ｅの操作により、吸水口２１ａの高さを調整することができ、排水後の更生管内の水位を調整することが可能となる。

次に、本実施形態に係る水位調整装置１の作用について説明する。まず、更生管Ｓの端部に水位調整装置１を装着する。仕切具１１は、その外周がシール１１ｂを介して更生管Ｓの内面に密着しているため、更生管Ｓの端部を水密に閉塞しており、更生管Ｓの内と外とは確実に仕切られている。そして、製管工程を開始すると、更生管Ｓは回転しつつ延伸する。このとき、更生管内の水位は、更生管Ｓの回転に追従することなく一定に保たれる。そして、仕切具１１は、その外周がシール１１ｂを介して更生管Ｓの内面に密着しているため、更生管Ｓの回転に追従して一体的に回転する。これに対して、支持具３１は、更生管Ｓの管軸方向の移動にのみ追従し、更生管Ｓの回転には追従することなくその位置を維持する。そして、支持具３１に結合されている排水装置２１もまた、更生管Ｓの回転位置に関わらず吸水口２１ａ高さを所定の高さに維持している。

そして、排水装置２１は、吸水口２１ａが水没している限り排水を継続する。したがって、更生管内の水位は、吸水口２１ａの位置に応じて決まる水位（Ｌ１）まで低下する。そして、吸水口２１ａが水没しないと排水されないため、水位調整装置１を運転している間、更生管内の水位は水位Ｌ１で維持されることになる。

そして、吸水口２１ａの高さは、ワイヤー３１ｅにより調整可能である。そのため、更生管内の水位は、ワイヤー３１ｅの操作によって所望の水位（Ｌ１）とすることが可能となる。また、ワイヤー３１ｅは更生管Ｓの外に延びているため、製管中においても更生管内の水位Ｌ１は随時変更することが可能である。

なお、上述の作用の説明においては、吸水口２１ａの高さを設定した上で排水装置２１を継続的に運転することにより、所望の水位を得る方法について説明したが、排水装置２１の運転／停止を制御することによって水位を調整することも勿論可能である。

また、仕切具１１の隔壁１１ａは、上部１１ｇと下部ｈの二つの半円部を結合して構成されているが、三つ以上に分割したものを組み立てるよう構成することも勿論可能である。また、仕切具１１はその外周にシール１１ｂが配設されているが、シール１１ｂを使用することなくその外周を更生管Ｓの内面に当接させるよう構成することも可能である。

また、仕切具１１は、フランジ１１ｃを介して支持具３１に対して回転可能に支持されているが、ベアリングやスイベル機構など、他の適宜な方法を用いて回転可能に支持することも可能である。

次に、本発明の第１実施形態に係る更生管内の水位調整装置の第１変形例について、図６に基づき説明する。図６は、本発明の第１実施形態に係る更生管内の水位調整装置の第１変形例を示す拡大縦断面図である。なお、図２に示した例との相違点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。図２に示した例と第１変形例との相違点は、仕切具１１と更生管Ｓとの結合方法、および仕切具１１と支持具３１との結合方法である。

図２の例においては、仕切具１１のフランジ１１ｃに支持具３１の主軸体３１ａが回転可能に支持されているのに対し、本変形例では、仕切具１１のボス１１ｅが主軸体３１ａに剛結合されている。なお、剛結合の手段は特に問われないが、図示しないキーを用いてボス１１ｅと主軸体３１ａとが剛結合されている。また、図２の例においては、円形の板状の仕切具１１は、その外周において、シール１１ｂを介して更生管Ｓの内面に密着しているのに対し、本変形例では、仕切具１１の外周１１ｆは、更生管Ｓの内面に接してはいるものの密着してはおらず、円周方向に相対的に回転可能に構成されている。

そのため、図２の例においては、仕切具１１は更生管Ｓと一体的に回転し、仕切具１１の回転は支持具３１に伝達されない。これに対して、本変形例においては、仕切具１１は更生管Ｓの回転位置に関わらず一定の位置に保たれ、仕切具１１と支持具３１とが一体的に構成されている。そのため、仕切具１１と支持具３１の主軸体３１ａとの間において、回転可能となる機構を省略することができる。

本変形例に係る水位調整装置１の作用は、上述の図２に示す例と同様である。すなわち、仕切具１１は更生管Ｓの端部を閉塞して更生管Ｓの内と外とを仕切り、支持具３１は、更生管Ｓの管軸方向の移動にのみ追従し、更生管Ｓの回転には追従せずその位置を維持する。そして支持具３１に結合されている排水装置２１もまた、更生管Ｓの回転位置に関わらず吸水口２１ａ高さを所定の高さに維持する。

そして、水位調整装置１を運転している間、更生管内の水位は吸水口２１ａに位置に応じて決まる水位Ｌ１で維持される。この水位Ｌ１は、ワイヤー３１ｅの操作によって調整可能である。

なお、上述の通り、仕切具１１の外周１１ｆと更生管Ｓの内面とは密接していないため、わずかな隙間が存在し、そこから更生管Ｓの内外が通水する可能性がある。しかし、排水装置２１を継続的に運転することによって、常時更生管内の水位が所定の水位Ｌ１となるよう排水される。したがって、水位調整装置１が有する水位調整機能を隙間が棄損することはない。

また、図６に図示した本変形例においては、主軸体３１ａが更生管Ｓの管軸を通るように配置されているが、任意の位置に配置することができ、また、任意の位置で仕切具１１と結合することができる。そして、主軸体３１ａと仕切具１１との結合の方法として、溶接などの適宜な方法を用いることができる。

次に、本発明の第１実施形態に係る更生管内の水位調整装置の第２変形例について、図７に基づき説明する。図７は、本発明の第１実施形態に係る更生管内の水位調整装置の第２変形例を示す拡大縦断面図である。なお、図６に示した第１変形例との相違点のみ説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。図６の第１変形例との相違点は、仕切具１１の構成、および仕切具１１と支持具３１との結合方法である。

図６の第１変形例においては、仕切具の形状は円形の板状であったが、本変形例においては、仕切具１１の形状は下半分のみの半円形であり、下部１１ｈのみから構成されている。そして、本変形例の仕切具１１は、円周方向に延びる溶接部１１ｉで図示する通り、溶接により支持具３１の主軸体３１ａに剛に結合され、溶接部１１ｉが形成されている。そのため、本変形例に係る水位調整装置１は、部品点数が少なく、軽量で運搬および設置が容易である。

半円形の仕切具１１の上縁は、直径方向に延びる水平な縁１１ｊで規定されている。そして、仕切具１１の弧状の外周１１ｆは、更生管Ｓの内面の下部に接してはいるものの密着してはおらず、円周方向に相対的に回転可能に構成されている。

本変形例に係る水位調整装置１の作用は、上述の図６に示す変形例１と同様である。なお、本変形例の仕切具１１は、縁１１ｊより上側は開放しているため、更生管外の水位Ｌ２が縁１１ｊの位置より低い場合に更生管Ｓの内外を仕切ることが可能である。また、仕切具１１は、半円形以外に扇形とすることもでき、さらに縁１１ｊの位置を適宜変更することも可能である。また、図７に図示した本変形例においては、主軸体３１ａが更生管Ｓの管軸を通るよう配置されているが、任意の位置に配置することができ、また任意の位置で仕切具１１と結合することができる。

また、本変形例に係る仕切具１１は、上部が開放した半円形であるため、更生管内の状況を更生管Ｓの外から見ることができる。すなわち、作業者は更生管内の水位を更生管Ｓの外から確認することができ、また、吸水口２１ａが詰まった場合など排水装置２１にトラブルが発生した場合でも、作業を行うことが容易である。

次に、本発明の第１実施形態に係る更生管内の水位調整装置の第３変形例について、図８に基づき説明する。図８は、本発明の第１実施形態に係る更生管内の水位調整装置の第３変形例を示す拡大縦断面図である。なお、図６に示した第１変形例との相違点のみ説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。図６の第１変形例との相違点は、仕切具１１の構成、および仕切具１１と支持具３１との結合の有無である。

図６の第１変形例においては、仕切具の形状は円形の板状であったが、本変形例においては、仕切具は、弾性体からなる環状の袋体であるパッカー１２により構成され、パッカー１２の内部に空気が注入されて拡径し、その外周１２ａが更生管Ｓの内面に密着して固定されている。そして、環状のパッカー１２の内周１２ｂを、支持具３１の主軸体３１ａおよびワイヤー３１ｅが貫通しており、主軸体３１ａとパッカー１２とは結合されていない。そのため、本変形例に係る水位調整装置１は、部品点数が少なく、軽量で運搬および設置が容易である。

本変形例においては、パッカー１２は更生管Ｓと一体的に回転し、パッカー１２の回転は支持具３１に伝達されないという点で、図２の例と共通している。そして、本変形例は、図２の例とは異なり、主軸体３１ａとパッカー１２とは結合されていないため、仕切具１１と支持具３１の主軸体３１ａとを接合するための部品は不要となる。

本変形例に係る水位調整装置１の作用は、上述の図２に示す例と同様である。まず、更生管Ｓの端部に水位調整装置１を装着する。これにはまず、パッカー１２を膨らませていない状態で、支持具３１の主軸体３１ａをパッカー１２の内周１２ｂに通した後、パッカー１２を更生管内の所定の位置にセットし、その後空気を注入して拡径させ、パッカー１２の外周を更生管Ｓの内面に密着させる。これにより、パッカー１２は、更生管Ｓの端部で更生管Ｓの内と外とを仕切る。そして、製管工程を開始すると、更生管Ｓは回転しつつ延伸する。支持具３１は、更生管Ｓの管軸方向の移動にのみ追従し、更生管Ｓの回転には追従せずその位置を維持する。そして、支持具３１に結合されている排水装置２１もまた、更生管Ｓの回転位置に関わらず吸水口２１ａ高さを所定の高さに維持する。

そして、水位調整装置１を運転している間、更生管内の水位は吸水口２１ａに位置に応じて決まる水位Ｌ１で維持される。この水位Ｌ１は、ワイヤー３１ｅの操作によって調整可能である。

なお、パッカー１２は、その外周１２ａにおいて水密に更生管Ｓの内面と密着しているが、内周１２ｂにおいては更生管Ｓの内外が連通している。そのため、更生管外の水位Ｌ２が、内周１２ｂの最低部の位置より低い場合に更生管Ｓの内外を仕切ることが可能である。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る更生管の水位調整装置について、図９，１０に基づき説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係る更生管内の水位調整装置を示す拡大縦断面図であり、図１０は、図９に示す更生管内の水位調整装置に錘を装着した例を示す拡大縦断面図である。なお、図２に示した第１実施形態との相違点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。

本実施形態に係る水位調整装置２は、更生管Ｓの内外を管軸方向に仕切る仕切具１１、更生管内の水を外に排水する排水装置２１および排水装置２１を支持する梁部材５１を主な構成要素とする。第１実施形態と本実施形態との相違点は、更生管Ｓおよび既設管Ｋに接地する支持具に代わって、仕切具１１から片持ち状に延びる梁部材５１が排水装置２１を支持するという点である。仕切具１１および排水装置２１は、第１実施形態と全く同様であるので、梁部材５１について詳細に説明する。

梁部材５１は、仕切具１１に片持ち状に支持されており、排水装置２１を支持するよう構成されている。梁部材５１は、主軸体５１ａ、受台５１ｃおよび位置調整機構５１ｄを主要な構成要素とする。

主軸体５１ａは、仕切具１１のフランジ１１ｃに支持されるとともに、孔１１ｄを通って隔壁１１ａを貫通し、更生管Ｓの外に延びている。なお、主軸体５１ａには径方向に突出する複数の突起部５１ｈが設けられており、主軸体５１ａは、フランジ１１ｃの内面に突起部５１ｈを当接させながらフランジ１１ｃに対して回転可能に支持されている。

そして、主軸体５１ａの内部には流路が形成されており、排水装置２１の排水路２１ｃの一部を構成するとともに、更生管Ｓの外側に設けられた吐水口２１ｂに連通している。その一方で、ポンプ本体２１ｄはその底部に吸水口２１ａを備えており、排水路２１ｃに連通している。すなわち、ポンプ本体２１ｄにより吸水口２１ａから吸水された水は、図２の矢印で示すように、排水路２１ｃを通り吐水口２１ｂから吐出される。

なお、梁部材５１は、第１実施形態の支持具３１とは異なり、更生管Ｓおよび既設管Ｋと全く接触していない。すなわち、梁部材５１は、仕切具１１のみにより片持ち状に支持されている。ただし、上述の通り、主軸体５１ａは、仕切具１１のフランジ１１ｃに対して回転可能に支持されている。そして、排水装置２１は梁部材５１にのみ結合されている。

したがって、更生管Ｓが回転しても、排水装置２１は更生管Ｓの回転に追従することなく、元の位置に留まろうとする。すなわち、排水装置２１は、更生管Ｓの回転に関わらず一定の位置に維持されるため、排水装置２１のポンプ本体２１ｄに設けられた吸水口２１ａの、更生管Ｓの底部からの高さもまた、更生管Ｓの回転位置に関わらず一定に維持される。そのため、この排水装置２１の構成により、更生管内の水位が、吸水口２１ａの位置に応じた水位（Ｌ１）となるまで更生管内を排水することが可能となる。

なお、梁部材５１も、第１実施形態の支持具３１と同様に、吸水口２１ａの高さを調整するための位置調整機構５１ｄを有する。位置調整機構５１ｄは、第１実施形態と同様に、受台５１ｃの枠体５１ｂに対する相対的な上下スライドを可能にする機構であり、その構成も図５に示した構成と全く同様であるため、説明を省略する。また、受台５１ｃに結合されたワイヤー５１ｅが、突起部５１ｈの内部またはその脇に沿って仕切具１１の孔１１ｄを通過して更生管Ｓの外まで伸びている点についても第１実施形態と同様であり、ワイヤー５１ｅの操作の方法も第１実施形態と同様である。

次に、本実施形態に係る水位調整装置２の作用について説明する。まず、更生管Ｓの端部に水位調整装置２を装着する。このとき仕切具１１は、その外周がシール１１ｂを介して更生管Ｓの内面に密着しているため、更生管Ｓの端部を水密に閉塞しており、更生管Ｓの内と外とは確実に仕切られている。そして、製管工程を開始すると、更生管Ｓは回転しつつ延伸する。このとき更生管内の水位は、更生管Ｓの回転に追従することなく一定に保たれる。そして、仕切具１１は、その外周がシール１１ｂを介して更生管Ｓの内面に密着しているため、更生管Ｓの回転に追従して一体的に回転する。これに対して、梁部材５１は、更生管Ｓの管軸方向の移動にのみ追従し、更生管Ｓの回転には追従することなくその位置を維持する。そして、梁部材５１に結合されている排水装置２１もまた、更生管Ｓの回転位置に関わらず吸水口２１ａ高さを所定の高さに維持している。

そして、排水装置２１は、吸水口２１ａが水没している限り排水を継続する。したがって、更生管内の水位は、吸水口２１ａの位置に応じて決まる水位（Ｌ１）まで低下する。そして、吸水口２１ａが水没しないと排水されないため、水位調整装置１を運転している間、更生管内の水位は水位Ｌ１で維持されることになる。

そして、吸水口２１ａの高さは、ワイヤー３１ｅにより調整可能である。そのため、更生管内の水位は、ワイヤー３１ｅの操作によって所望の水位（Ｌ１）とすることが可能となる。また、ワイヤー３１ｅは更生管Ｓの外に延びているため、製管中においても更生管内の水位Ｌ１は随時変更することが可能である。

なお、上述の作用の説明においては、吸水口２１ａの高さを設定した上で排水装置２１を継続的に運転することにより所望の水位を得る方法について説明したが、排水装置２１の運転／停止を制御することによって水位を調整することも勿論可能である。

また、上述の図９に示した例では、梁部材５１は更生管Ｓの回転に追従せず元の位置に留まる場合について説明した。しかし、仕切具１１と主軸体５１ａとの間に作用する摩擦力によっては、梁部材５１が更生管Ｓに追従して回転する場合が考えられる。その場合、作業員が更生管Ｓの外から主軸体５１ａを操作することにより、梁部材５１の回転を抑え、元の位置に維持することが可能となる。

また、図１０に示すように、主軸体５１ａから下方に垂下する錘５２を主軸体５１ａに固定すると、梁部材５１が回転した場合、錘５２が下方に延びる位置へ復元しようとする力が働くため、梁部材５１は元の位置に留まり、それに伴って吸水口２１ａも所定の位置に維持される。

次に、本発明の第２実施形態に係る更生管内の水位調整装置の変形例について、図１１に基づき説明する。図１１は、本発明の第２実施形態に係る更生管内の水位調整装置の変形例を示す拡大縦断面図である。なお、図９に示した例との相違点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。図９に示した例と本変形例との相違点は、本変形例においては、吸水口とポンプ本体とが分離したスイープポンプを用いている点、ポンプ本体を更生管の外に配置している点、および水位センサーを設けている点である。

本変形例における水位調整装置２は、仕切具１１、排水装置２２および梁部材５１を主たる構成要素とする。仕切具１１については、図９に示した例と同様の構成である。本変形例における排水装置２２はスイープポンプを採用しており、吸水口２２ａは更生管内に配置されているのに対して、ポンプ本体２２ｄは更生管外に配置されており、更生管内の機材の配置をシンプルにしている。吸水口２２ａから吸水された水は、排水路２２ｃを通って更生管外に配置されたポンプ本体２２ｄに設けられた吐水口２２ｂから吐出されることで、更生管内を排水するよう構成されている。

梁部材５１は、仕切具１１に片持ち状に支持されており、排水装置２２を支持するよう構成されている。梁部材５１は、主軸体５１ａおよび受台５１ｃを主要な構成要素とする。

主軸体５１ａには、更生管外において、受台５１ｃが吊り下げられて設けられており、受台５１ｃにはポンプ本体２２ｄが載置されている。この配置により、作業者はポンプ本体２２ｄを直接操作することも可能である。

主軸体５１ａの内部には流路が形成されており、排水路２２ｃの一部を構成している。そして、主軸体５１ａは、仕切具１１に設置されたスイベル２２ｅに回転可能に支持されている。そして、主軸体５１ａの反対側には、吸水口２２ａまで連通する屈曲管２２ｆがスイベル２２ｅに結合されている。これにより、吸水口２２ａから吐水口２２ｂまで連通する排水路２２ｃが仕切具１１に対して円周方向に回転可能に構成されている。そして、吸水口２２ａから吸水された水は、図１１の矢印で示すように、排水路２１ｃを通り吐水口２１ｂから吐出される。

また、主軸体５１ａには、更生管内において、水位センサー支持棒６２が鉛直方向に吊り下げられるよう設けられており、水位センサー支持棒６２には、複数の水位センサー６１，・・・，６１が付設されている。

吸水口２２ａ、ポンプ本体２２ｄおよび水位センサー支持棒６２は、すべて主軸体５１ａに結合されており、主軸体５１ａは仕切具１１に対してスイベル２２ｅを介して回転可能に支持されている。そのため、更生管Ｓが回転しても、吸水口２２ａは更生管Ｓの回転に追従することなく元の位置に留まろうとする。すなわち、吸水口２２ａの、更生管Ｓの底部からの高さもまた、更生管Ｓの回転位置に関わらず一定に維持される。

吸水口２２ａと水位センサー支持棒６２とは、主軸体５１ａに結合されており、これらは更生管Ｓの回転に追従しないため、鉛直方向に延びる水位センサー支持棒６２の位置は、更生管Ｓの回転位置に関わらず維持される。本変形例においての更生管内の水位調整は、水位センサー６１の検知状態に応じてなされる。すなわち、水位センサー６１が水に浸漬していれば排水装置２２を運転して排水を継続し、水位センサー６１が水面から露出すれば排水装置２２を停止するよう制御する。このように、水位センサー６１の検知状態に応じて排水装置２２の作動を制御することにより、更生管内の水位が水位センサー６１の位置に応じた水位Ｌ１に調整される。

本変形例ではスイープポンプが用いられているため、吸水口２２ａの位置を更生管Ｓの内面の近傍まで下げることが可能となり、これにより、更生管内の水をほぼ全て排水して大きな浮力を得ることが可能となる。

なお、図１１に示す本変形例では、複数の水位センサー６１，・・・，６１が設けられており、この中から排水装置２２の作動を制御する基準となる水位センサー６１を選択できるよう構成されている。そして、排水後の更生管内の水位Ｌ１は、選択した水位センサー６１の位置に応じて決まる。

また、水位センサーを複数設けてその中から基準となる水位センサーを一つ選択する方法の他に、一つ設けた水位センサーの位置を変更することによって水位を調整することも可能である。水位センサーの位置の変更には、第１実施形態で示した位置調整機構と同様な構成にすることにより実現可能である。

また、図１１に示す本変形例では、水位センサー６１を水に浸漬したとき排水装置２２を作動させるスイッチとして構成しているが、水圧の測定により水位を計測するような水位センサーや、水面位置を光学的に測定して水位を計測するような水位センサーを採用することも勿論可能である。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る更生管の水位調整装置について、図１２，１３に基づき説明する。図１２は、図１における更生管の製管機付近を、一部の部材を切断して拡大した拡大縦断面図であり、図１３は、図１２における矢視Ｄ−Ｄを見た矢視図である。

本実施形態に係る水位調整装置３は、更生管Ｓの内外を管軸方向に仕切る仕切具１３、更生管内の水を外に排水する排水装置２３および排水装置２３を支持する支持具３３を主な構成要素とする。

仕切具１３は、更生管Ｓの製管機Ｐ側に配置され、更生管内の水を堰き止めている。仕切具１３は、管軸方向に垂直な面上に広がる扇形の板状に形成されている。そして、仕切具１３の外周は、更生管Ｓの内面に接してはいるものの、密着してはおらず、円周方向に相対的に回転可能に構成されている。

排水装置２３は、更生管内に設けられた吸水口２３ａから吸水し、排水路２３ｃを通して更生管外に設けられた吐水口２３ｂから吐水することで、更生管内を排水するよう構成されている。

支持具３３は、製管機ＰのフレームＦに結合されているのと同時に仕切具１３と結合されており、排水装置２３を支持するよう構成されている。支持具３３は、取付板３３ａ、アーム３３ｂ、受台３３ｃおよび位置調整機構３３ｄを主要な構成要素とする。

排水装置２３のポンプ本体２３ｄは、支持具３３の受台３３ｃに載置され、受台３３ｃは取付板３３ａに結合されている。ここで、受台３３ｃは取付板３３ａに位置調整機構３３ｄを介して結合されており、受台３３ｃは、取付板３３ａに対して上下にスライド可能に構成されている。なお、受台３３ｃに取り付けられた寸切りボルトが、取付板３３ａに取り付けられた部材を貫通してナットが取り付けられており、ナットを締めることによって受台３３ｃの上下方向の位置を決めるよう構成されている。

取付板３３ａは矩形の板状であり、仕切具１３と板厚方向に重ねられてボルト・ナットで結合されている。また、取付板３３ａからはアーム３３ｂ，３３ｂが延出しており、アーム３３ｂは製管機ＰのフレームＦにボルト・ナットで結合されている（図１３参照）。

ポンプ本体２３ｄは、その底部に吸水口２３ａを備えており、また、ポンプ本体２３ｄには吸水口２３ａから連通する排水路２３ｃが延出し、更生管Ｓの外側に設けられた吐水口２３ｂまで延びている。すなわち、ポンプ本体２３ｄにより吸水口２３ａから吸水された水は、図１２の矢印で示すように、排水路２３ｃを通り吐水口２３ｂから吐出される。

製管工程において、製管機Ｐによって後続する帯状体Ｂが更生管Ｓに順次接合されていき、更生管ＳはガイドローラＲに沿って回転しながら既設管Ｋの中に挿入されていく。これに対して、仕切具１３および排水装置２３は、支持具３３を介して製管機ＰのフレームＦに固定されている。したがって、更生管Ｓが回転しても、仕切具１３および排水装置２３は更生管Ｓの回転に追従することなく元の位置に留まる。

したがって、排水装置２３は、更生管Ｓの回転に関わらず一定の位置に維持されるため、排水装置２３のポンプ本体２３ｄに設けられた吸水口２３ａの、更生管Ｓの底部からの高さもまた、更生管Ｓの回転位置に関わらず一定に維持される。そのため、この排水装置２３の構成により、更生管内の水位が、吸水口２３ａの位置に応じた水位（Ｌ１）となるまで更生管内を排水することが可能となる。

本実施形態に係る水位調整装置３の作用については、図７に示した第１実施形態に係る水位調整装置の第２変形例と同様であるため、説明を省略する。

なお、仕切具１３は、図１２，１３に示すように、更生管Ｓの上部を開放する半円形として構成することも可能であるが、円形に構成することも勿論可能である。また、扇形とすることもでき、更生管外の水位に応じて上縁の位置を適宜変更することも可能である。

１，２，３ 水位調整装置
１１，１３ 仕切具
１２ パッカー（袋体）
２１，２２，２３ 排水装置
２１ａ，２２ａ，２３ａ 吸水口
３１，３３ 支持具
３１ｄ，３３ｄ 位置調整機構
３１ｅ，３３ｅ ワイヤー
４１，４２ 従動車輪
４３，４４ スペーサ
５１ 梁部材
５２ 錘
６１ 水位センサー
Ｋ 既設管
Ｓ 更生管
Ｍ１，Ｍ２ マンホール
Ｐ 製管機
Ｂ 帯状体
Ｌ１ 更生管内の水位
Ｌ２ 更生管外の水位

Claims (15)

1. 帯状体が螺旋状に巻き回されて製管されつつ既設管内に回転しながら挿入されていく更生管内の水位調整装置であって、
   前記更生管の内外を管軸方向に仕切る仕切具と、
   前記更生管内の水を吸水口から吸水して外に排水する排水装置とを備える
   ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
2. 請求項１に記載の更生管内の水位調整装置において、
   前記更生管の回転位置に関わらず前記吸水口の前記更生管の底部からの高さが維持される
   ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
3. 請求項２に記載の更生管内の水位調整装置において、
   前記更生管の円周方向にのみ回転する従動車輪を介して前記更生管の内面上に接地する支持具をさらに備え、
   前記排水装置が前記支持具に支持されている
   ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
4. 請求項３に記載の更生管内の水位調整装置において、
   前記支持具が、前記既設管の管軸方向にのみ回転する従動車輪を介して前記既設管の内面上に接地する
   ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
5. 請求項３または４に記載の更生管内の水位調整装置において、
   前記支持具と前記従動車輪との間にスペーサが介在する
   ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
6. 請求項３から５のいずれか一つに記載の更生管内の水位調整装置において、
   前記仕切具が円形の板状であり、その外周が前記更生管の内面の全周に密着しているとともに、その中心において前記更生管の円周方向にのみ回転可能に前記支持具に支持されている
   ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
7. 請求項６に記載の更生管内の水位調整装置において、
   前記仕切具が、その外周に設けられた弾性部材を介して前記更生管の内面の全周に密着している
   ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
8. 請求項３から５のいずれか一つに記載の更生管内の水位調整装置において、
   前記仕切具が前記支持具に剛結合されている
   ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
9. 請求項８に記載の更生管内の水位調整装置において、
   前記仕切具が半円形または扇形の板状であり、その円弧状の外周が前記更生管の内面の下部に接する
   ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
10. 請求項２に記載の更生管内の水位調整装置において、
    前記仕切具から前記更生管の管軸上を延びる梁部材をさらに備え、
    前記仕切具は円形の板状であり、その外周が前記更生管の内面の全周に密着しており、 前記梁部材は、前記更生管の円周方向にのみ回転可能に前記仕切具に支持されており、 前記排水装置が前記梁部材に結合されている
    ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
11. 請求項１０に記載の更生管内の水位調整装置において、
    前記梁部材から下方に垂下する錘をさらに備える
    ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
12. 請求項２から１１のいずれか一つに記載の更生管内の水位調整装置において、
    前記吸水口の前記更生管の底部からの高さが調整可能である
    ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
13. 請求項１２に記載の更生管内の水位調整装置において、
    前記更生管外に延出するワイヤーの操作により、前記吸水口の前記更生管の底部からの高さが調整される
    ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
14. 請求項２から１３のいずれか一つに記載の更生管内の水位調整装置において、
    前記更生管内に設けられた水位センサーをさらに備え、
    前記水位センサーの検知状態に応じて前記排水装置の作動が制御される
    ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。
15. 請求項１から５のいずれか一つに記載の更生管内の水位調整装置において、
    前記仕切具が、弾性体からなる環状の袋体で構成され、その内部に注入された流体によって拡径して前記更生管の内面の全周に密着している、
    ことを特徴とする更生管内の水位調整装置。

Images