JP2022070047A - 閉塞装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流体管を安全に閉塞可能な閉塞装置及び方法を提供する。【解決手段】流体管１内にバッグ５０を導入し、バッグを流体の圧力により膨張させて流体管の内部を閉塞する閉塞装置１０であって、流体管に接続可能なシリンダー２０と、シリンダー２０内にシリンダーの軸方向に進退移動可能に設けられ、先端にバッグを通す切欠部３２が形成されたガイドパイプ３０と、ガイドパイプ内に挿通されて軸方向に進退移動可能に設けられ、先端部がバッグに接続されるとともに基端部がバッグを膨張させる流体源６０に接続されるスライド管４０と、を備え、ガイドパイプが流体管から退避された状態で、バッグが膨張する。【選択図】図５

Description

新規性喪失の例外適用申請有り

本発明は、流体管の内部を閉塞する閉塞装置及びこれを用いた閉塞方法に関するものである。

地中に埋設された水道管等の流体管を修理又は交換する場合、流体管を切断する前に施工区間における流体管内の流体を遮断する必要がある。

特許文献１には、上水管の内部に案内部材を挿入した後に軸部材を降下させて、案内部材の下端の開口部を介してバッグを上水管の内部に導入し、バッグを上水管内で膨らませることで上水を遮断する閉塞装置が開示されている。

特開２０１８－１３５９３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された閉塞装置は、バッグで上水管を閉塞した状態で、上水管内で圧力変動が生じた場合、バッグが上水管内を移動して案内部材に衝突して案内部材を変形させて、案内部材が格納不能になる虞があった。

そこで、流体管を安全に閉塞可能な閉塞装置及び方法を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る閉塞装置は、流体管内にバッグを導入し、前記バッグを流体の圧力により膨張させて前記流体管の内部を閉塞する閉塞装置であって、前記流体管に接続可能なシリンダーと、前記シリンダー内に前記シリンダーの軸方向に進退移動可能に設けられ、先端に前記バッグを通す切欠部が形成されたガイドパイプと、前記ガイドパイプ内に挿通されて前記軸方向に進退移動可能に設けられ、先端部が前記バッグに接続されるとともに基端部が前記バッグを膨張させる流体源に接続されるスライド管と、を備え、前記ガイドパイプが前記流体管から退避された状態で、前記バッグが膨張するように構成されている。

この構成によれば、ガイドパイプ及びスライド管をこの順で流体管に降下し、バッグが切欠部を介して流体管に導入され、その後、ガイドパイプのみを上昇させ、バッグを膨張して流体管の内部を閉塞することにより、流体管内の圧力変動によって流体管を閉塞するバッグが、ガイドパイプの先端に衝突してガイドパイプを変形させることを抑制できる。

また、上記目的を達成するために、本発明に係る閉塞方法は、上述した閉塞装置を用いた閉塞方法であって、前記流体管に前記シリンダーを接続する工程と、前記ガイドパイプの先端を前記流体管に導入する工程と、前記シリンダーを前記流体管に向けて進行させ、前記切欠部を介して前記バッグを前記流体管に導入する工程と、前記バッグを膨張させる前に、前記ガイドパイプを前記流体管から退避させる工程と、前記バッグを膨張させて、前記流体管の内部を閉塞する工程と、を含むように構成されている。

この構成によれば、ガイドパイプ及びスライド管をこの順で流体管に降下し、バッグが切欠部を介して流体管に導入され、その後、ガイドパイプのみを上昇させた状態で、バッグを膨張して流体管の内部を閉塞することにより、流体管内の圧力変動によって流体管を閉塞するバッグが、ガイドパイプの先端に衝突してガイドパイプを変形させることを抑制できる。

本発明によれば、流体管内の圧力変動によって流体管を閉塞するバッグが、ガイドパイプの先端に衝突してガイドパイプを変形させることを抑制できる。

本発明の一実施形態に係る閉塞装置を示す一部切欠斜視図であり、（ａ）はガイドパイプを降下させた状態を示す図であり、（ｂ）はバッグを膨張させた状態を示す図である。 閉塞装置が流体管に取り付けられた初期状態を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 ガイドパイプが降下させた状態を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。 バッグが流体管に導入された状態を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。 ガイドパイプが流体管から退避させた後にバッグを膨張させた状態を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ－Ｄ線断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る閉塞装置１０について、図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。なお、本実施例において、「上」、「下」の語は、上下方向における上方、下方に対応するものとする。

図１（ａ）、（ｂ）は、閉塞装置１０を示す一部切り欠き斜視図である。図２（ａ）は、閉塞装置１０を示す正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。閉塞装置１０は、流体管１の穿孔２に対応する位置にストッパーサドル３を介して接続されている。なお、以下では、流体管１内を上水が流れる場合を例に説明するが、流体管１内を流れる流体は、上水に限定されず、例えば、工業用水、農業用水、下水等の液体、ガス、又は液体とガスとの混合体等であっても構わない。

流体管１は、断面略円形状に形成されており、その材質は、金属製、コンクリート製、塩化ビニール製、ポリエチレン製又はポリオレフィン製等である。または、流体管１の内周面は、エポキシ樹脂やモルタル等で被覆されても良い。

ストッパーサドル３は、それぞれ略半円筒状に形成された上方サドル部３ａ及び下方サドル部３ｂを対向させて組み合わせることで略円筒形状を呈している。

上方サドル部３ａの幅方向の両端には、側方フランジ４ａがそれぞれ設けられている。また、下方サドル部３ｂの幅方向の両端には、側方フランジ４ｂがそれぞれ設けられている。側方フランジ４ａ、４ｂには、ボルト５を挿通する図示しないボルト孔が形成されている。ボルト５は、側方フランジ４ａ、４ｂのボルト孔に挿通された状態でナット５ａが螺合することにより、上方サドル部３ａと下方サドル部３ｂとが一体に固定される。

上方サドル部３ａの中央には、中央フランジ６が設けられている。中央フランジ６は、幅方向に直交する上下方向に向かって上方サドル部３ａから立設されている。中央フランジ６は、上下方向に沿って略同径に形成されている。

中央フランジ６には、上方サドル部３ａを上下方向に貫通する取付孔７が形成されている。取付孔７は、上方サドル部３ａの内側及び外側を連通している。取付孔７は、穿孔２に対応する位置に配置されている。

上方サドル部３ａの内周面は、流体管１の外周に沿って湾曲して形成されている。上方サドル部３ａの内周面には、穿孔２に対応する取付孔７と略同心円上に刻設されたシール溝８が設けられている。シール溝８には、Ｏリング９が嵌入されている。Ｏリング９は、上方サドル部３ａと流体管１との間から上水が漏出することを抑制する。

閉塞装置１０は、シリンダー２０と、ガイドパイプ３０と、スライド管４０と、を備えている。

シリンダー２０は、略円筒状に形成されており、下部に開口部２０ａが形成されるとともに上部に蓋部２０ｂが形成されている。シリンダー２０の下端は、ボールバルブ２１を介してストッパーサドル３に接続されており、シリンダー２０の開口部２０ａが、穿孔２に対応して配置される。シリンダー２０は、開口部２０ａを除いて水密構造である。ボールバルブ２１が開くことにより、シリンダー２０と流体管１とが連通される。

ガイドパイプ３０は、シリンダー２０内に収容されており、シリンダー２０内を軸方向Ｌに進退移動（昇降）可能に設けられている。ガイドパイプ３０は、略円筒状に形成されている。

ガイドパイプ３０の周面には、２本のハンドル３１が立設されている。ハンドル３１は、シリンダー２０の周面に形成されたスリット２２を介してシリンダー２０の外部まで延伸されている。

ガイドパイプ３０の先端には、半割の切欠部３２が形成されている。切欠部３２の長さは、バッグ５０を通過可能な範囲で任意に設定可能であり、流体管１の直径と略同一かそれより短く設定されている。切欠部３２は、流体管１内に導入された際に、流体管１内の上水の流れの下流側（図２（ｂ）の紙面上で左方向）を向くように配置されている。なお、切欠部３２の形状は、略垂直なものに限定されるものではなく、後述するようにガイドパイプ３０を流体管１から退避させる際にスライド管４０に干渉しない形状であれば、如何なるものであっても構わない。

ガイドパイプ３０には、安全機構を構成するジョイント３３及びチェーン３４が設けられている。ジョイント２２は、後述する吸込口４３に接続可能である。チェーン３４は、一方端がハンドル３１に括り付けられ、他方端がジョイント３３に取り付けられている。チェーン３４の長さは、ハンドル３１が下方に位置するときにはジョイント３３が吸込口４３に届かず、ハンドル３１が上方に位置するときにはジョイント３３が吸込口４３に届くように設定されている。

スライド管４０は、ガイドパイプ３０内に挿通されている。スライド管４０の上部には、２本のハンドル４１が立設されている。スライド管４０は、略円筒状に形成されており、内部に圧空ライン４０ａが設けられている。圧空ライン４０ａの下端は、ホース４２を介してバッグ５０に接続され、圧空ライン４０ａの上端は、吸込口４３及びジョイント３３を介して流体源６０に接続されている。スライド管４０は、ガイドパイプ３０内を軸方向Ａに進退移動（昇降）可能に設けられている。なお、ガイドパイプ３０とスライド管４０とは、それぞれ独立して移動可能である。

スライド管４０は、可撓性のホース４２を介してバッグ５０に接続されている。ホース４２は、可撓性を有する所定長さのゴム管等である。

バッグ５０には、圧空ライン４０ａ及びホース４２を介して流体源６０から供給される圧縮空気が送入される。なお、バッグ５０を膨張させる流体は、圧縮空気に限定されるものではない。

次に、流体管１の内部を閉塞する手順について、図面に基づいて説明する。

まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、流体管１にストッパーサドル３を介してシリンダー２０を取り付ける。バッグ５０は、圧縮された状態でガイドパイプ３０内に収容されている。

次に、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、スライド管４０を静止させた状態で、ガイドパイプ３０を降下させる。具体的には、作業員がハンドル３１を把持してガイドパイプ３０を降下させることにより、ガイドパイプ３０の先端が流体管１内に導入される。このとき、ガイドパイプ３０の周面が流体管１内に達するまで、ガイドパイプ３０が降下されるのが好ましい。これにより、穿孔２の内周面に付着したバリ等が、バッグ５０の挿入時にバッグ５０を傷つけることを抑制できる。

次に、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、バッグ５０を流体管１の内部に導入する。具体的には、作業員が、ハンドル４１を把持してスライド管４０を降下させることにより、バッグ５０が切欠部３２を介して流体管１内に導入される。なお、上水の上流側から下流側に向かう流れ、及び流体管１内においてガイドパイプ３０の先端がバッグ５０に対して上水の上流側に位置することにより、ホース４２が湾曲して、バッグ５０が、流体管１の下流側に導入される。また、切欠部３２が流体管１の下流側に傾斜するように形成されている場合には、バッグ５０をスムーズに流体管１に導入することができる。

次に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ガイドパイプ３０を流体管１から退避させた状態で、バッグ５０を膨張させて流体管１の内部を閉塞する。

具体的には、まず、作業員が、ハンドル３１を把持してガイドパイプ３０を上昇させることにより、スライド管４０が降下した状態で、ガイドパイプ３０の先端が流体管１から退避する。

次に、ジョイント３３を介して流体源６０と吸込口４３とを接続し、流体源６０を起動して、圧空ライン４０ａ及びホース４２を介してバッグ５０に圧縮空気が供給され、バッグ５０が膨張して流体管１を閉塞（止水）する。これにより、流体管１内の圧力変動により、バッグ５０が上流側に移動する場合であっても、バッグ５０が、ガイドパイプ３０に接触することを回避できる。

このようにして、本実施形態に係る閉塞装置１０は、流体管１内にバッグ５０を導入し、バッグ５０を流体の圧力により膨張させて流体管１の内部を閉塞する閉塞装置１０であって、流体管１に接続可能なシリンダー２０と、シリンダー２０内にシリンダー２０の軸方向Ａに進退移動可能に設けられ、先端にバッグ５０を通す切欠部３２が形成されたガイドパイプ３０と、ガイドパイプ３０内に挿通されて軸方向Ａに進退移動可能に設けられ、先端部がバッグ５０に接続されるとともに基端部がバッグ５０を膨張させる流体源６０に接続されるスライド管４０と、を備え、ガイドパイプ３０が流体管１から退避された状態で、バッグ５０が膨張する構成とした。

この構成によれば、ガイドパイプ３０及びスライド管４０をこの順で流体管１に降下し、バッグ５０が切欠部３２を介して流体管１に導入され、その後、ガイドパイプ３０のみを流体管１から退避させた状態で、バッグ５０を膨張して流体管１の内部を閉塞することにより、流体管１内の圧力変動によって流体管１を閉塞するバッグ５０が、ガイドパイプ３０の先端に衝突してガイドパイプ３０を変形させることを抑制できる。

また、本実施形態に係る閉塞装置１０は、ガイドパイプ３０が流体管１から退避された状態でのみスライド管４０への流体の供給を許容する安全機構をさらに備えている構成とした。

この構成によれば、ガイドパイプ３０が流体管１に留まった状態でバッグ５０を膨張させることを抑制できる。

また、本実施形態に係る閉塞装置１０は、安全機構が、流体源６０とスライド管４０の吸込口４３とを接続可能なジョイント３３と、ジョイント３３とハンドル３１とを結ぶチェーン３４と、を備え、チェーン３４の長さが、ガイドパイプ３０が流体管１から退避された状態におけるハンドル３１及び吸込口４３の距離と略等しく設定されている構成とした。

この構成によれば、ガイドパイプ３０が流体管１から退避した状態でなければ、ジョイント３３を介して流体源６０が吸込口４３に接続できず、バッグ５０を膨張し得ないため、ガイドパイプ３０が流体管１に留まった状態でバッグ５０を膨張させることを確実に抑制できる。

また、本実施形態に係る閉塞装置１０を用いた閉塞方法は、流体管１にシリンダー２０を接続する工程と、ガイドパイプ３０の先端を流体管１に導入する工程と、シリンダー２０を流体管１に向けて降下させ、切欠部３２を介してバッグ５０を流体管１に導入する工程と、バッグ５０を膨張させる前に、ガイドパイプ３０を流体管１から退避させる工程と、バッグ５０を膨張させて、流体管１の内部を閉塞する工程と、を含む構成とした。

この構成によれば、ガイドパイプ３０及びスライド管４０をこの順で流体管１に降下し、バッグ５０が切欠部３２を介して流体管１に導入され、その後、ガイドパイプ３０のみを流体管１から退避させた状態で、バッグ５０を膨張して流体管１の内部を閉塞することにより、流体管１内の圧力変動によって流体管１を閉塞するバッグ５０が、ガイドパイプ３０の先端に衝突してガイドパイプ３０を変形させることを抑制できる。

また、本発明は上記で説明した以外にも、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

例えば、上述した実施形態では、ガイドパイプ３０が流体管１から退避された状態でのみスライド管４０への流体の供給を許容する安全機構として、ジョイント３３及びチェーン３４から成る構成を例示したが、安全機構の構成はこれに限定されるものではない。例えば、チェーン３４は、ジョイント３３とガイドパイプ３０とを接続可能な紐状部材であれば良く、コード等であっても構わない。

１ ：流体管
２ ：穿孔
３ ：ストッパーサドル
３ａ ：上方サドル部
３ｂ ：下方サドル部
４ａ ：側方フランジ
４ｂ ：側方フランジ
５ ：ボルト
５ａ ：ナット
６ ：中央フランジ
７ ：取付孔
８ ：シール溝
９ ：Ｏリング
１０ ：閉塞装置
２０ ：シリンダー
２０ａ：開口部
２０ｂ：蓋部
２１ ：ボールバルブ
２２ ：スリット
３０ ：ガイドパイプ
３１ ：（ガイドパイプの）ハンドル
３２ ：切欠部
３３ ：ジョイント（安全機構）
３４ ：チェーン（安全機構）
４０ ：スライド管
４０ａ：圧空ライン
４１ ：（スライド管の）ハンドル
４２ ：ホース
４３ ：吸込口
５０ ：バッグ
６０ ：流体源

Claims (4)

1. 流体管内にバッグを導入し、前記バッグを流体の圧力により膨張させて前記流体管の内部を閉塞する閉塞装置であって、
   前記流体管に接続可能なシリンダーと、
   前記シリンダー内に前記シリンダーの軸方向に進退移動可能に設けられ、先端に前記バッグを通す切欠部が形成されたガイドパイプと、
   前記ガイドパイプ内に挿通されて前記軸方向に進退移動可能に設けられ、先端部が前記バッグに接続されるとともに基端部が前記バッグを膨張させる流体源に接続されるスライド管と、
   を備え、
   前記ガイドパイプが前記流体管から退避された状態で、前記バッグが膨張することを特徴とする閉塞装置。
2. 前記ガイドパイプが前記流体管から退避された状態でのみ前記スライド管への流体の供給を許容する安全機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の閉塞装置。
3. 前記安全機構は、
   前記流体源と前記スライド管の吸込口とを接続可能なジョイントと、
   前記ジョイントと前記ガイドパイプのハンドルとを結ぶ紐状部材と、
   を備え、
   前記紐状部材の長さは、前記ガイドパイプが前記流体管から退避された状態における前記ハンドルと前記吸込口との距離と略等しく設定されていることを特徴とする請求項２に記載の閉塞装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の閉塞装置を用いた閉塞方法であって、
   前記流体管に前記シリンダーを接続する工程と、
   前記ガイドパイプの先端を前記流体管に導入する工程と、
   前記シリンダーを前記流体管に向けて進行させ、前記切欠部を介して前記バッグを前記流体管に導入する工程と、
   前記バッグを膨張させる前に、前記ガイドパイプを前記流体管から退避させる工程と、
   前記バッグを膨張させて、前記流体管の内部を閉塞する工程と、
   を含むことを特徴とする閉塞方法。

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