JP2019209668A - 既設管更生方法及び更生管局所加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度による形状回復性を有する熱可塑性樹脂製の更生管を既設管に引き込んで既設管を更生する際、前記引き込み作業を容易化する。【解決手段】更生管３を既設管１に引き込むのに先立ち、更生管先端部３ｅを局所加熱する。好ましくは、更生管先端部３ｅにシリコンラバーヒーターからなるシート状ヒーター３１を巻き付けて、更生管先端部３ｅが常温より高温かつ形状回復温度より低温の設定温度になるよう制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、既設管の内壁に更生管をライニングすることによって既設管を更生する方法等に関し、特に温度による形状回復性を有する熱可塑性樹脂製の更生管によって既設管を更生する方法及び該更生施工に際して前記更生管を局所加熱する装置に関する。

近年、既設の下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管等の既設管の老朽化対策が求められている。その一例として、既設管の内壁に熱可塑性樹脂製の更生管をライニングする更生方法が知られている（例えば、特許文献１，２等参照）。これら特許文献１，２における更生管は、本来は円形断面であるが、製造工程において周方向の一側部が凹まされて縮径又は扁平化される。
更生施工現場において、前記変形断面の更生管の先端部に繋着冶具を介してワイヤを繋着し、該ワイヤを引っ張ることによって更生管を地上からマンホールを経て既設管に引き込む。更生管を前記変形断面にしておくことによって既設管内に容易に挿入できる。その後、更生管の内部に高温蒸気を供給して形状回復温度（例えば７０℃程度以上）まで加熱する。これによって、更生管が元の円形断面に戻る。続いて、更生管内に圧縮空気を導入することにより更生管を膨張させて既設管の内壁に密着させる。

特開２００４−２３９４０３号公報 特開２０１３−１０７２８０号公報

通常、更生管はドラムに巻き付けられた状態で更生施工現場に搬入される。該更生施工現場において更生管が先端側から順次繰り出されることで伸ばされながらマンホールに降ろされ、さらにマンホールの底部から既設管へ差し入れられる際に屈曲される。
一方、この種の更生管は、常温では相応の剛性を有しており硬い。このため、更生管を既設管へ引き込む際は、事前に更生管を全体的に温めて軟化させる予備加熱工程が必要となる。予備加熱方法として、例えば更生管が巻き付けられたドラムを樹脂製カバーもしくはコンテナにて覆って保温室を形成し、該保温室内に加熱流体として蒸気もしくは熱風を供給する。
しかし、更生管の先端部に繋着冶具を取り付けたり該繋着冶具に引き込み用のワイヤを繋着したりする際は、必然的に保温室を開けて更生管の先端部を引き出すことになる。このため、かかる引き込み準備作業時に、更生管の特に先端部が冷えて硬くなりやすい。そうすると、引き込み作業が困難になる。特に、縦方向のマンホールから横方向の既設管へ曲げるのが困難である。
本発明は、かかる事情に鑑み、形状回復性を有する熱可塑性樹脂製の更生管を既設管の内壁にライニングして更生するに際し、前記更生管の先端部の引き込み作業を容易化することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明方法は、形状回復温度において所定形状に形状回復可能な熱可塑性樹脂からなる更生管を既設管の内壁にライニングする既設管更生方法であって、
前記更生管を前記既設管に引き込むのに先立ち、前記更生管の先端部を局所加熱することを特徴とする。
前記局所加熱によって更生管の先端部が軟化される。ないしは更生管の先端部が硬くなるのが防止される。これによって、更生管の先端部の引き込み作業を容易化できる。

前記更生管の先端部にシート状ヒーターを巻き付けて前記局所加熱を行うことが好ましい。
シート状ヒーターを用いることによって、加熱温度管理が容易化される。シート状ヒーターを更生管の先端部に巻き付けることによって、更生管の先端部を全周にわたって偏りなく加熱できる。

前記既設管への引き込み前に前記シート状ヒーターを取り外すことが好ましい。より好ましくは、前記引き込みの直前に前記シート状ヒーターを取り外す。
これによって、引き込みの直前まで更生管の先端部を局所加熱することで、引き込み時の更生管の先端部を確実に軟らかな状態でき、引き込み作業の容易性を確保できる。

前記更生管の先端部に加熱流体を直接当てることによって前記局所加熱を行うことにしてもよい。
前記加熱流体としては、熱風や高温蒸気などが挙げられる。

前記局所加熱によって、前記更生管の先端部が常温より高温かつ前記形状回復温度より低温の設定温度になるよう制御することが好ましい。
局所加熱の設定温度を常温より高温とすることによって、更生管の先端部を軟らかな状態にして引き込み作業を容易化できる。前記設定温度を形状回復温度より低温とすることによって、更生管の先端部が引き込み前に形状回復しないようにできる。

前記更生管をドラムに巻回した状態で保温室に収容して全体加熱するとともに、前記局所加熱を行うことが好ましい。
より好ましくは、保温室において更生管を全体的に均一に加熱する。これによって、更生管の引き込み作業を終始容易化できる。全体加熱に加えて、さらに更生管の先端部を局所加熱することによって、更生管先端部の引き込み容易性を確保できる。

前記局所加熱と併行して、前記更生管の先端部に繋着冶具を介してワイヤを繋着し、
その後、前記ワイヤを引っ張ることによって前記引き込みを行うことが好ましい。
これによって、繋着冶具の取り付け時やワイヤの繋着時に更生管の先端部が冷えて硬くならないようにでき、引き込み容易性を確保できる。

本発明装置は、形状回復温度において所定形状に形状回復可能な熱可塑性樹脂からなる更生管を既設管に引き込むのに先立ち使用される更生管局所加熱装置であって、
前記更生管の先端部に巻き付けられるシート状ヒーターと、
前記更生管の先端部の温度を検知する温度センサと、
前記温度センサによる検知温度に基づいて、前記更生管の先端部が局所的に常温より高温かつ前記形状回復温度より低温の設定温度になるよう前記シート状ヒーターを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記局所加熱によって更生管の先端部を軟らかくすることで引き込み作業を容易化できる。局所加熱手段としてシート状ヒーターを用いることによって温度管理を容易化でき、作業者によって加熱量がばらつくのを防止でき、過加熱及び加熱不足による施工トラブルを回避できる。
設定温度を常温より高温とすることによって、更生管の先端部を軟らかな状態にして引き込み作業を容易化できる。前記設定温度を形状回復温度より低温とすることによって、更生管の先端部が引き込み前に形状回復しないようにできる。シート状ヒーターの巻き付けによって、更生管の先端部を全周にわたって偏りなく加熱できる。
好ましくは、シート状ヒーターを更生管の先端部に一周又はそれ以上巻き、端部をラップさせて止着手段で止める。これによって、１つのシート状ヒーターで、周長サイズが異なる複数種の更生管先端部に対応できる。前記止着手段としては、面状ファスナー、バンドなどが挙げられる。

前記シート状ヒーターが、シリコンラバーヒーターであることが好ましい。
シリコンラバーヒーターは柔軟性に富むから、更生管の先端部に容易に巻き付けることができる。シリコンラバーは電気絶縁性に富むから、更生管の先端部に一周又はそれ以上巻いてラップさせた場合でも、内部の電熱線が断線するのを防止できる。したがって、繰り返し再使用できる。

本発明によれば、形状回復性を有する熱可塑性樹脂製の更生管を既設管の内壁にライニングして更生するに際し、前記更生管の先端部の引き込み作業を容易化することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る更生施工中の既設管を、更生管の先端部の局所加熱工程及びワイヤ繋着工程で示す側面図である。 図２は、前記更生管を積載した貨物自動車の荷台を局所加熱工程及びワイヤ繋着工程で示す平面図である。 図３は、前記貨物自動車を局所加熱工程及びワイヤ繋着工程で示す斜視図である。 図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図５は、前記更生施工中の既設管を、更生管の引き込み工程で示す側面図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係る更生施工中の既設管を、更生管の先端部の局所加熱工程及びワイヤ繋着工程で示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、本発明形態に係る更生管３は、老朽化した既設管１の更生に用いられる。更生対象の既設管１は、既設の下水道管である。なお、既設管１は、下水道管に限られず、上水道管、農業用水管、水力発電用導水管、ガス管等であってもよい。

更生管３が、マンホール４から既設管１へ引き込まれ、既設管１の内壁にライニングされる。更生管３の材質は、塩化ビニル樹脂、ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂、その他の熱可塑性樹脂である。更生管３は、本来の断面形状は円形であるが、図４に示すように、製造工程において周方向の一側部が凹まされて縮径又は扁平化されている。更生管３は、形状回復温度（例えば７０℃程度以上）において円形断面の所定形状に戻る形状回復性を有している。

図２に示すように、更生施工前の更生管３は、前記変形断面状態でドラム５に巻かれている。更生管３は、ドラム５に巻かれた状態で貨物自動車６の荷台６ａに積載され、更生施工現場まで運搬される。

図３に示すように、荷台６ａにはコンテナ７が設置されている。コンテナ７の内部は保温室７ａとなっている。該保温室７ａにドラム５ひいては該ドラム５に巻かれた更生管３が収容されている。好ましくは、保温室７ａの内壁には断熱材（図示省略）が設けられている。

図１及び図２に示すように、保温室７ａに予備加熱手段１０が接続されている。予備加熱手段１０は、加熱流体供給部１１と、吹出ダクト１２と、温度センサ１３と、コントローラ１４を含む。加熱流体供給部１１と、その駆動源の発電機８が荷台６ａに載せられている。加熱流体供給部１１は、加熱流体として熱風を発生させる熱風発生機によって構成されている
なお、加熱流体は、熱風に限らず高温蒸気であってもよい。加熱流体供給部１１がボイラであってもよい。

図２に示すように、保温室７ａの例えば底部に吹出ダクト１２が設けられている。吹出ダクト１２は、ドラム５を囲むように環状に配管されている。吹出ダクト１２には、複数の吹出口１２ａが環状の延び方向に分散して配置されている。加熱流体供給部１１が吹出ダクト１２に接続されている。

保温室７ａ内に温度センサ１３が設けられている。温度センサ１３は、更生管３に直接設けられていてもよい。温度センサ１３を複数用意して、更生管３又は保温室７ａ内の複数個所に分散させて配置してもよい。
詳細な図示は省略するが、コントローラ１４は、マイクロコンピューター、入出力回路、駆動回路などを含む。コントローラ１４と加熱流体供給部１１とが制御信号線１４ａによって接続され、かつコントローラ１４と温度センサ１３とが検温信号線１４ｂによって接続されている。

図１に示すように、更生管３の先端部３ｅには、引き込み装置２０と、更生管局所加熱装置３０が接続されている。引き込み装置２０は、繋着冶具２１と、ワイヤ２２と、ウィンチ２３を含む。

図２に示すように、局所加熱装置３０は、シート状ヒーター３１と、温度センサ３２と、コントローラ３３（制御手段）を含む。シート状ヒーター３１は、シリコンラバーヒーターによって構成されている。シリコンラバーヒーターは、シリコンラバーの内部に電熱線が埋め込まれている。シリコンラバーは、柔軟であり、かつ優れた耐熱性及び電気絶縁性を有している。シート状ヒーター３１の両端部には、一対の面状ファスナー３１ｅ（止着手段）が設けられている。さらに、シート状ヒーター３０に断熱層が設けられていてもよい。

温度センサ３２は、例えば熱電対によって構成されている。
詳細な図示は省略するが、コントローラ３３は、マイクロコンピューター、入出力回路、駆動回路などを含む。コントローラ３３とシート状ヒーター３０が制御信号線３３ａによって接続され、かつコントローラ３３と温度センサ３２とが検温信号線３３ｂによって接続されている。コントローラ３３には、シート状ヒーター３１の設定温度を設定するための入力操作部３４が設けられている。
局所加熱装置３０の電源としては、前記発電機８を用いることができる。

＜既設管更生方法＞
既設管１は次のようにして更生される。
図１に示すように、更生管３を積んだ貨物自動車６を更生施工現場のマンホール４の近くに配車する。なお、貨物自動車６が進入できない現場では、ドラム４を貨物自動車６から降ろしてマンホール４の近くまで運搬する。この場合、ドラム４に保温カバー（図示せず）を被せる。保温カバーとしては、例えばポリ塩化ビニル製の樹脂カバーを用いることができる。

＜予備加熱工程＞
更生施工現場では、あらかじめ更生管３を予備加熱する。なお、予備加熱は、更生管３の積み込み現場などでも行い、更生施工現場で再度行うことにしてもよい。
予備加熱の際は、保温室７ａの密閉状態を確認する。そして、加熱流体供給部１１を駆動する。加熱流体供給部１１は加熱流体として熱風を送り出す。該熱風が、吹出ダクト１２の各吹出口１２ａから吹き出される。これによって、更生管３が全体的に万遍なく加温される。
併せて、温度センサ１３によって保温室７ａ内又は更生管３の各所の温度が検出される。かつコントローラ１４によって、前記検出温度に基づいて、加熱流体供給部１１の出力が調節され、更生管３が予備加熱温度に保持されるよう制御される。熱風の熱を保温室７ａ内に行き渡らせることによって、更生管３の全体が均一に予備加熱温度に保持されるようにできる。予備加熱温度は、好ましくは５０℃〜６０℃程度である。これによって、更生管３が全体的に軟化される。

＜局所加熱工程＞
さらに更生管３を既設管１に引き込むのに先立ち、前記予備加熱に加えて、次のようにして、更生管先端部３ｅの局所加熱を行う。
図３に示すように、コンテナ７の後扉７ｂを開き、さらに該後扉７ｂの内面側の断熱用内張カバー７ｃをめくって、更生管先端部３ｅを引き出す。
図２に示すように、該更生管先端部３ｅに温度センサ３２を取り付ける。次に、シート状ヒーター３１を温度センサ３２に被せるとともに、シート状ヒーター３１を更生管先端部３ｅに巻き付ける。シリコンラバーヒーターからなるシート状ヒーター３１は柔軟性に富むから、更生管先端部３ｅに容易に巻き付けることができる。
図４に示すように、シート状ヒーター３１の両端部をラップさせて、面状ファスナー３１ｅ（止着手段）で止める。更生管先端部３ｅの周長サイズが規定とは多少違っていても、一対の面状ファスナー３１ｅが重なる範囲であれば、同じシート状ヒーター３１を用いることができる。
止着手段としては、面状ファスナー３１ｅに限らず、バンドなどを用いてもよい。
更生管先端部３ｅは、更生管の端部から１．５ｍ程度までの範囲である。好ましくは、更生管の端部から３０ｃｍ〜１００ｃｍ程度、シート状ヒーター３１を巻く。

入力操作部３４によって、シート状ヒーター３１ひいては更生管先端部３ｅの設定温度を設定しておく。
そして、シート状ヒーター３１を作動させる。これによって、更生管先端部３ｅが局所加熱される。併せて、温度センサ３２によって更生管先端部３ｅの温度が検出される。かつ、コントローラ３３によって、前記検出温度に基づいてシート状ヒーター３１の出力が調節され、更生管先端部３ｅが設定温度に保持されるよう制御される。

設定温度は、常温より高温かつ前記形状回復温度より低温であり、好ましくは５０℃〜６０℃程度、より好ましくは６０℃に近い温度である。設定温度を５０℃以上とすることによって、更生管先端部３ｅを確実に軟らかくでき、引き込み作業を容易化できる。設定温度を６０℃以下とすることによって、更生管先端部３ｅが引き込み前に形状回復しないようにできる。
シート状ヒーター３１を用いることによって、更生管先端部３ｅの加熱温度管理を容易化でき、作業者によって加熱量がばらつくのを防止でき、過加熱及び加熱不足による施工トラブルを回避できる。
シート状ヒーター３１を更生管先端部３ｅに巻き付けることによって、更生管先端部３ｅを全周にわたって偏りなく加熱できる。
シート状ヒーター３１を構成するシリコンラバーは電気絶縁性に富むから、端部をラップさせても、内部の電熱線が断線するのを防止できる。したがって、繰り返し再使用できる。

＜引き込み準備工程＞
図１及び図２に示すように、更生管先端部３ｅにおけるシート状ヒーター３１を巻き付けた部分よりも先端側の部分には、繋着冶具２１を取り付ける。
かつ、ワイヤ２２を、ウィンチ２３から繰り出し、到達側マンホール４Ｂから既設管１に通し、さらに発進側マンホール４から引き上げて、繋着冶具２１に繋着する。
かかる引き込み準備中、シート状ヒーター３１によって更生管先端部３ｅを局所加熱する。これによって、更生管先端部３ｅが引き込み準備のために保温室７ａから引き出されたとしても、該更生管先端部３ｅが冷めて硬くなるのを防止できる。

＜引き込み工程＞
前記準備作業が完了したら、シート状ヒーター３１を更生管先端部３ｅから取り外し、かつドラム５の回転ストッパー（図示せず）を解除したうえで、ウインチ２３を駆動してワイヤ２２を巻き取る。シート状ヒーター３１は、できるだけワイヤ２２を巻取る直前まで作動させ、ワイヤ２２の巻取開始の直前に取り外すことが好ましい。
図５に示すように、ワイヤ２２を巻き取ることによって、更生管先端部３ｅがマンホール４内に引き降ろされる。これに伴って、先端部３ｅからドラム５までの間の更生管３が伸ばされる。該更生管３は前記予備加熱及び局所加熱によって軟質状態を保っているために容易に伸ばすことができる。

さらに既設管１の管口部に設けた管口ローラー９に沿って更生管先端部３ｅが縦方向から横方向へほぼ９０°屈曲されて既設管１へ引き込まれる。このとき、更生管先端部３ｅは前記局所加熱の熱で軟質状態を保っているために容易に屈曲させることができる。前記局所加熱工程において、更生管先端部３ｅを好ましくは５０℃〜６０℃、より好ましくは６０℃近くに局所加熱しておくことで、管口ローラー９において更生管先端部３ｅを確実かつ容易に屈曲させることができる。ひいては、更生管３の引き込み作業を容易化できる。また、管口ローラー９にかかる負荷を軽減できる。

図示は省略するが、さらに、更生管先端部３ｅが到達側マンホール４Ｂ（図１）に突出するまで、更生管３を既設管１に引き込む。これによって、更生管３が既設管１の全長にわたって挿入配置される。

その後、高温蒸気等によって更生管３を形状回復温度（例えば７０℃程度以上）まで加熱する。すると、更生管３の形状回復性が発現し、更生管３が円形断面に戻る。
更に、更生管３を圧縮空気で膨張させて既設管の内壁に密着させる。これによって、既設管１の内壁に更生管３がライニングされることで、既設管１を更生できる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の実施形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態を示したものである。
第２実施形態における更生管局所加熱装置４０は、加熱流体供給部４１と、吹出ノズル４２を含む。加熱流体供給部４１は、加熱流体として熱風４４を発生させる熱風発生機によって構成されている。
図６において、加熱流体供給部４１は、地面上に設置されているが、貨物自動車６の荷台６ａに設置されていてもよい。加熱流体供給部４１の動力源として、荷台６ａ上の発電機８を用いてもよい。

加熱流体供給部４１から吹出ノズル４２が延びている。
更生管３の引き込みに先立つ局所加熱工程においては、ドラム５から更生管先端部３ｅを引き出すとともに、作業者が吹出ノズル４２を持って、該吹出ノズル４２の先端を更生管先端部３ｅへ向ける。そして、加熱流体供給部４１からの熱風４４を吹出ノズル４２から吹き出して更生管先端部３ｅに直接当てる。これによって、更生管先端部３ｅを局所加熱することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、第１実施形態において、シート状ヒーター３１に断熱材を巻いてもよい。
第２実施形態の加熱流体は、熱風に代えて、高温蒸気であってもよい。加熱流体供給部４１がボイラであってもよい。

本発明は、例えば下水道管などの既設管の更生に適用できる。

１ 既設管
３ 更生管
３ｅ 更生管先端部
４ 発進側マンホール
７ａ 保温室
１０ 予備加熱手段
２０ 引き込み装置
２１ 繋着冶具
２２ ワイヤ
２３ ウィンチ
３０ 局所加熱装置
３１ シート状ヒーター
３１ｅ 面状ファスナー（止着手段）
３２ 温度センサ
３３ コントローラ
３４ 入力操作部
４０ 更生管局所加熱装置
４１ 加熱流体供給部
４２ 吹出ノズル
４４ 熱風（加熱流体）

Claims (9)

1. 形状回復温度において所定形状に形状回復可能な熱可塑性樹脂からなる更生管を既設管の内壁にライニングする既設管更生方法であって、
   前記更生管を前記既設管に引き込むのに先立ち、前記更生管の先端部を局所加熱することを特徴とする既設管更生方法。
2. 前記更生管の先端部にシート状ヒーターを巻き付けて前記局所加熱を行うことを特徴とする請求項１に記載の既設管更生方法。
3. 前記既設管への引き込み前に前記シート状ヒーターを取り外すことを特徴とする請求項２に記載の既設管更生方法。
4. 前記更生管の先端部に加熱流体を直接当てることによって前記局所加熱を行うことを特徴とする請求項１に記載の既設管更生方法。
5. 前記局所加熱によって、前記更生管の先端部が常温より高温かつ前記形状回復温度より低温の設定温度になるよう制御することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の既設管更生方法。
6. 前記更生管をドラムに巻回した状態で保温室に収容して全体加熱するとともに、前記局所加熱を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の既設管更生方法。
7. 前記局所加熱と併行して、前記更生管の先端部に繋着冶具を介してワイヤを繋着し、
   その後、前記ワイヤを引っ張ることによって前記引き込みを行うことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の既設管更生方法。
8. 形状回復温度において所定形状に形状回復可能な熱可塑性樹脂からなる更生管を既設管に引き込むのに先立ち使用される更生管局所加熱装置であって、
   前記更生管の先端部に巻き付けられるシート状ヒーターと、
   前記更生管の先端部の温度を検知する温度センサと、
   前記温度センサによる検知温度に基づいて、前記更生管の先端部が局所的に常温より高温かつ前記形状回復温度より低温の設定温度になるよう前記シート状ヒーターを制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする更生管局所加熱装置。
9. 前記シート状ヒーターが、シリコンラバーヒーターであることを特徴とする請求項８に記載の更生管局所加熱装置。

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