JP2622495B2 - 紫外線硬化性樹脂硬化用の硬化装置 - Google Patents

紫外線硬化性樹脂硬化用の硬化装置

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JP2622495B2
JP2622495B2 JP5335053A JP33505393A JP2622495B2 JP 2622495 B2 JP2622495 B2 JP 2622495B2 JP 5335053 A JP5335053 A JP 5335053A JP 33505393 A JP33505393 A JP 33505393A JP 2622495 B2 JP2622495 B2 JP 2622495B2
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ボルマル・ヨナッソン
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インパイプ・スウェーデン・アクチエボラーグ
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パイプラインのライニ
ング方法に使用される紫外線硬化性樹脂硬化用の硬化装
置(以下、硬化機構とも言う。)に関し、当該方法は、既
設のパイプライン、例えば地中に埋設された水道管や下
水管を紫外線硬化性樹脂材料からなるフレキシブル(可
撓性)ホースでライニングするものである。かかるホー
スは、ライニングすべき既設管内に、当該硬化性樹脂が
未硬化の状態で導入し、次いで当該ホースを構成する硬
化性樹脂材料を硬化させて安定化状態にさせる。
【０００２】
【従来の技術】一般に、水道管や下水管などの地中に埋
設されたパイプラインは、破損したり、損傷したり、腐
食物質で脆くなったりする。かかるパイプラインを補修
するには、予め、パイプラインの損傷部分を掘り起こす
必要があり、これを、新たなパイプ部分で置換してい
る。この作業は、厄介で時間を浪費しかつ多数の装置を
要し、しかもコストがかかる。そのため、地中に敷設し
た既設のパイプラインの修復法につき、掘削が不要であ
って、修復を要するパイプラインの部分や別の部分を外
部から剥がすことの必要がないような、簡単でより効率
的な方法の開発が、この１０年の間に試みられてきた。
現在では、種々の方法が開発されている。例えば、セメ
ント注入法は、部分的に広範囲の漏れを伴うが他の箇所
では良好な状態であるような、自然に傾斜する管に適す
るものである。また、既設管にパネルをライニングした
り、新たな管を設置する方法もあるが、この方法には、
既設管の断面積の著しい減少を伴うので、大口径の管の
みに適しており、その容積が充分には利用されていな
い。
【０００３】上記した公知の修復法は、限られた範囲の
みで使用可能であるため、さらに、修復法の開発につき
種々の試みがなされている。これらの方法の原理は、ポ
リエステル・コンパウンドをパイプの形態に成形したテ
リレン・フェルトに浸漬し、次いでこれを積層体として
未硬化状態で修復されるパイプライン内に、水や空気な
どの加圧媒体により導入することである。積層体をパイ
プライン内に配置させたのち、熱水や加熱空気をポンプ
で加圧して供給し、これによりポリエステル積層体をパ
イプライン内周に膨張状態に維持させながら硬化させ
る。これにより、積層体は、硬化後にパイプラインの内
方において緊密な内方表面層を形成する。しかしなが
ら、このタイプの修復法は、ある種の利点を有するもの
の、数年の間の開発実験にも拘わらず、積層体の硬化が
不完全であって、種々の不都合を惹起する欠点を有す
る。すなわち、かかる方法は、冷却の影響について全く
考慮に入れておらず、とくに冬季ではパイプラインの周
囲や当該パイプライン周囲の土壌や冷たい地下水や表面
水の流動が樹脂の硬化に大きな影響を与える。これまで
使用されてきた硬化法、すなわち、熱水や加熱空気を、
既設管内に適用した積層体を介して循環させる方法で
は、パイプラインの全長にわたり満足のゆく硬化を達成
することや、硬化の過程やその結果を検査することは、
非常に困難である。また、熱水や加熱空気を適用するか
かる硬化法は、常に冷却雰囲気にあるため、比較的長い
期間がかかり、また多量のエネルギーが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パイ
プラインをホースまたは筒状体からなるフレキシブルな
硬化性樹脂でライニングする方法に使用される硬化機構
を提供することであり、かかる硬化機構を用いるライニ
ング法によれば、前記した欠点および難点を伴わずかつ
比較的少ないエネルギー消費で当該硬化性樹脂の有効な
硬化が可能である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的は、請求の範
囲記載の本発明の構成により得られる本発明の硬化機構
によって、達成することができる。すなわち本発明の硬
化機構は、地中に配置されたパイプライン内で使用され
る放射線硬化性樹脂（とくに、紫外線硬化性樹脂）硬化
用の硬化機構であって、未硬化の放射線硬化性樹脂に放
射線（とくに、紫外線）を照射するための放射源または
照射源を、上記パイプライン断面の実質的に中央の位置
となるように配置するとともに、上記放射源の周囲に、
当該放射源を支持するための脚部を当該硬化機構が移動
可能に設け、かつ、上記脚部に、当該脚部に作用して上
記放射源を前記中央位置に維持させるための調節機構を
付設することからなる。
【０００６】
【実施例】次に、添付の図面を参照しながら、本発明を
さらに詳しく説明する。図１および図２は、各々、押圧
または非押圧状態の、地中に配設されたパイプライン1
と共にホース4および成端手段(端子手段)5を示す長手軸
方向の模式的断面図、図３は、成端手段5の拡大部分的
断面図、図４は、押圧ホース4内への導入前の位置にお
ける硬化機構の模式的断面図、および図５は、ホース4
内に導入した硬化の間の硬化機構の模式図である。
【０００７】図面中、参照番号1はパイプラインを示
す。パイプライン1は、地中に配設されており、その非
被覆端部2と3の間において硬化性樹脂製フレキシブルホ
ース4によりライニングされるべきものである。なお、
ホース4は、パイプライン1内において未硬化の状態で適
用される。図１において、ホース4は、未硬化状態でパ
イプライン１内に引き込まれた状態で示され、その端部
で成端手段5を備える。これら各成端手段5は、硬質のパ
イプ6を備えると共に、クリップ7により外方に付設され
たゴム製の空気袋8を有する(図３参照)。この空気袋8
は、圧縮空気により膨張して、ホース4をパイプライン1
に付着させて当該パイプライン1をシールすることがで
きる。成端手段5の各パイプ6は、空気袋8と対向する端
部にて、中央配置の通路10を有する停止スリーブ9など
でシールされる。またパイプ6は、圧縮空気ライン13,14
用の2つの空気連結部11,12を備える。かかるライン13,1
4により、空気をホース4へ給気したり当該ホース4から
排気して、当該ホース4を、硬化前にパイプライン1に対
し押圧して硬化の間に押圧した当該位置に維持したり、
また、圧縮空気をゴム製の空気袋8に、パイプ6内に配置
した管15を介して供給する。圧縮空気用の管13は、圧縮
空気ライン14と同様に圧縮空気源16(図５)に連結されて
おり、この管13は、2つの成端手段5を相互に連結させ
て、ホース4と共に空気循環ラインを形成する。
【０００８】加えて、圧縮空気でパイプライン1まで膨
張させたホースの樹脂の硬化開始の位置(図２参照)にお
いて、硬化機構18は一方の成端手段5のパイプ6内に配置
される。硬化機構18(図４参照)は、照射源19およびこれ
を支持するためのキャリッジ20を備え、このキャリッジ
20は、他方の成端手段5の中央配置の通路10を通って伸
張する牽引ロープ21に連結する。この牽引ロープ21は、
駆動モーター22に連結し、また、当該モーター22の後段
に配置の駆動ドラム23上で巻き取るべく配置する。
【０００９】硬化機構のキャリッジ20は、単に一具体例
としてのみ図示したものでは、前端域24および後端域25
を備え、これらの間に放射源(照射源)19を配置する。さ
らに詳しくは、この放射源19は、各域24,25に位置する
端部シールド26,26'各々の端部に付設され、各シールド
26,26'は、少なくとも2つの手段により、好ましくは、
当該シールド26,26'の各端部に配置したねじ山付端部や
止めナット28などを有する4本のバー27のうち少なくと
も2本、好ましくは3本のバー27により、往復運動自在に
固定する。この配置により、放射源の交換を簡単な方法
で行うことができ、またシールド26間の距離が調節可能
なので、種々の長さの放射源をキャリッジ20内に配置す
ることができる。
【００１０】キャリッジ20の前端域24は、シールド26に
連結した牽引バー29、当該牽引バーまたはロッド29に付
設した牽引ロープ21、および角度をつけて配置した脚部
(少なくとも2本、好ましくは3本または4本、より好まし
くは6本)からなり、各脚部は、好ましくはダブル・タイ
プの車輪31を備え、また牽引バー29に付設したホルダー
32上に載置される。図４において、脚部30は、バー29に
抗した状態であって、当該脚部30を揺動させる傾向を示
すスプリング力の影響下に置かれるが、これは、パイプ
6を図４に図示の位置に配置させることで防止してい
る。他方、脚部30が車輪31と共に成端手段5のパイプ6か
ら離れると、当該脚部30は、直ちにスプリング力の低下
により揺動してパイプライン1に対して膨張したホース4
を支持して、ホース4とパイプライン1を接触状態に維持
し、これにより、脚部30は、偶発的に別の障害物に遭遇
した場合でも、過剰の大きな抵抗力を伴うことなくスプ
リングを内方に移動させることができる。図示した具体
例では、かかるスプリング力は、牽引バー29の周囲に配
置したスプリング33で形成されるが、このスプリング33
は、その一端ではバー29に固定した支持部材(支持体ま
たはスプリング力調節部材)35に抗して存在し、かつそ
の他端では牽引バー29上にスライド自在に配置した好ま
しくは先細形の圧力リング(またはスリーブ)34に連結、
支持され、そして締め付けられた当該スプリングによっ
て全ての脚部30と接触した状態に保持され、これによ
り、かかる脚部がパイプ6から離れたときに同時に揺動
することができる。
【００１１】キャリッジ20の後端域25は、前端域24と同
様な構成を有し、かつ作用する。そのため、詳細には説
明しないが、その部分は、前端域24の対応部分と同じ番
号を付し、さらに「'」を付した。ただし、図示した具
体例は、後端域25の脚部30'がシールド26'にピボット運
動自在に載置されている点、および後端域の中空ロッド
29'が、マルチ導体ケーブル36用のケーシングとして機
能する点で異なっている。かかるケーブル36は、電源37
から放射源19へ給電し(図５参照）、それらの接地を行
い、また、域24,25における1またはそれ以上の脚部30,3
0'または他の適切な場所に設置した温度センサー38から
の制御信号を制御装置39に伝送する。なお、温度センサ
ー38は、硬化工程におけるホース内部の温度を検出しう
る位置に配置する。マルチ導体ケーブル36は、キャリッ
ジ20から成端手段5の中央通路10を通って電源37へ延在
し、さらにライニング長さよりも過剰な長さの信号伝送
部分36'を有する制御装置39に延在する。この過剰な長
さ部分は、ドラム40上に巻き取ることができ(これは、
非巻き取り部分に対し殆ど負荷抵抗を与えないタイプの
ものである。)、また、ここから、当該ケーブルは、成端
手段の中央通路内に、この方向に先細の制御パイプを介
して延在する。このパイプは、図面の明確化のために詳
細には図示しない。
【００１２】図示してはいないが、域24,25の脚部30,3
0'は、各々独立して、バー29,29'の間に配置したそれら
の各スプリングにより作用することができる。すなわ
ち、各脚部30,30'は、各々独立した弾性力を発揮する作
用を示すため、パイプライン1内で他の脚部から独立し
て発生しうる不規則な状態に従い、それ自体、調節する
ことができる。ただし、脚部30,30'配置の目的は、キャ
リッジをパイプライン1内に引き入れて硬化性樹脂製ホ
ースを硬化させこれにより当該ホースを安定化させる際
に放射源19を常にパイプライン1の中央位置に維持させ
ることである。
【００１３】硬化機構18に設けられる放射源19は、ホー
ス中に含まれている、硬化により形状が安定化される樹
脂のタイプに応じて、赤外線ランプ、ＵＶ(紫外線)ラン
プ、赤外線ヒーターなどを使用する。
【００１４】とくに、ホース4は、パイプライン1に押し
付けた際に僅かに収縮するため、その両端は余裕を持た
せて余分に当該ラインに適用すべきである。これは、と
りわけスエーデン公開公報第7701289-6号に記載のタイ
プのものに適用され、また当該目的に使用される市販の
他のホースについても好ましいことである。なぜなら、
かかる余分な被覆により、ホースを膨張させてそれ自体
をパイプラインに結合させることができ、また硬化状態
のホースが、当該目的のために市販のタイプの他のホー
スで達成可能なものよりも実質的により高い強度を達成
できるからである。
【００１５】ホース4をパイプライン1に押圧すると共に
成端手段のゴム製空気袋を膨張させた後、駆動モーター
22を始動させて、硬化機構18を成端手段のパイプ6を介
してホース4内に引き込む。前端域24の脚部30は、パイ
プ6から離れると、直ちにスプリング33により揺動し、
同様に、後端域25の脚部30'もパイプ6'から離れると揺
動する。その後、脚部30,30'は、放射源19をパイプライ
ン1内の中央に保持する。放射源19が成端手段のパイプ6
から完全にまたは部分的に離れると、放射源19をエネル
ギー源に連結させ、次いで樹脂の意図する形態への硬化
に要するエネルギーを照射する一方、放射源19を、その
キャリッジ20ごと、定位されているホース4内に駆動モ
ータ22により引き入れ、ホース４をパイプライン1に対
し循環圧縮空気で押圧する。なお、この圧縮空気は、図
１に図示の状態から図２に図示の状態に使用されるホー
ス4の押圧用の圧力よりも、実質的により低い圧力とす
ることができる。次いで、空気を冷媒として用いて、ホ
ース4の内部温度を使用したホースの規格上限温度内に
維持する。ホース4の内部温度を温度センサー38で連続
的に感知し、かかる温度が予め定めた上限温度以上に上
昇するかまたは予め定めた下限温度以下に下降する傾向
を示したら、直ちにこの傾向を温度センサー38が記録
し、次いで制御信号をコントロール装置39を介して圧縮
空気用の管13内に配置した調節バルブ41に送り、これに
より、空気量を、各々増加および減少させて、圧縮空気
をホース4内へ流動させる。この方法により、温度は常
に許容値内に維持される。また、本発明と関連して、駆
動モーター22をホース4の内周域の温度に応じてコント
ロールし、これにより各々硬化機構の駆動速度を温度上
昇時には増加させ、また温度下降時には減少させる。こ
れは、前記したホース4を介する風量の調節と共に、行
うことができる。
【００１６】硬化機構18のホース4内の通過後その硬化
が終了した際、放射源19を断ち、硬化機構を成端手段の
パイプ6内に引き込むが、これは、脚部30,30の傾斜によ
って行うことができる。硬化機構のホース内での移動に
必要な牽引力が通常のものよりも大である場合、これ
は、モーター22に接続した負荷感知手段42(図５参照)に
より記録される。かかる牽引力が所定の最大値を越えた
場合や、例えば牽引ロープ21が破断して牽引力が完全に
消失したときには、上記負荷感知手段42により、放射源
19の電流を断ち、樹脂の過熱による損傷を防止すること
ができる。
【００１７】本発明は、本明細書および添付の図面に記
載の事項には制限されるものではなく、請求の範囲に記
載の本発明の範囲内で種々の変形および改良をなすこと
ができる。
【００１８】
【発明の作用および効果】前記したごとく、本発明の硬
化機構18は、当該硬化機構の使用前に一方の成端手段5
の硬質パイプ6内に導入される。このパイプ6内では、脚
部30、30'がスプリング33、33'の反発力に抗しパイプ6の
形状に沿った形態で収納されている(図４参照)。次い
で、当該硬化機構18をホース4内に引き込むと、スプリ
ング33、33'が伸張してリング34、34'がロッドまたはバー
29、29'軸上を摺動し、このリング34、34'が各脚部30、30'
をロッド29、29'軸から離れる方向に揺動させる。揺動し
た脚部30、30'は、各車輪31、31'がホース4を介してパイ
プライン1の内壁に接触し、次いで、当該硬化機構18をホ
ース４内を移動させながら未硬化樹脂を照射によって硬
化させるのである(図５参照)。
【００１９】本発明の硬化機構は、前記したごとく、照
射源をパイプライン断面の実質的に中央の位置となるよ
うに設け、かつ調節機構が脚部に作用して当該照射源を
当該中央位置に維持させることができるため、照射源と
パイプライン内周壁の間の距離を一定に保持できる技術
的効果を奏することができ、これにより、当該内壁まで
膨張した放射性硬化性樹脂含有可撓性ホースの全ての部
分に対し、均一な照射エネルギーを照射することがで
き、その結果、均一でかつ強固なライニング硬化被膜の
形成に成功することができたのである。
【００２０】なお、本発明の好適な具体例によれば、第
１に、当該硬化機構は、ロッド軸上の支持部材とスプリ
ングとリングとからなるバネ機構を設けることにより脚
部を自在に折り畳むことができ、このため、収納が容易
でかつコンパクトに収納できる技術的効果を発揮するこ
とができる。第２に、当該硬化機構は、パイプライン内
での使用時にそこに存在する障害物に遭遇した場合で
も、当該バネ機構の作用によって過剰な衝撃力を吸収
し、これにより当該硬化機構を保護でき、しかも、各脚
部は、各々独立して作用するスプリングを有するため、
パイプライン内で発生しうる不規則な衝撃力に対し、他
の脚部から独立して保護できる技術的効果をも奏するこ
とができる。第３に、照射源収納用シールドの固定のた
めに、取り外しが簡易なバーを用いているため、当該照
射源の交換を非常に簡単に実施できという利点を有する
とともに、種々の長さのバーの選択によって２枚のシー
ルド間の距離を自在に調節することができ、その結果、
種々の長さの照射源を配置できる技術的効果をも奏する
ことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 非押圧状態の地中に配設されたパイプライン
1と共にホース4および成端手段5を示す長手軸方向の模
式的断面図
【図２】 押圧状態の地中に配設されたパイプライン1
と共にホース4および成端手段5を示す長手軸方向の模式
的断面図
【図３】 成端手段5の拡大部分的断面図
【図４】 押圧ホース4内への導入前の位置における硬
化機構の模式的断面図
【図５】 ホース4内に導入した硬化の間の硬化機構の
模式図
【符号の説明】
１:パイプライン ４:ホース ６:パイプ ８:空気袋 １０:通路 １８:硬化機構 １９:照射源または放射源 ２０:キャリッジ ２１:ロープ ２４:前端域 ２５:後端域 ２６,２６':シールド ２７:バー ２８:ナット ２９,２９':ロッドまたはバー ３０,３０':脚部 ３１,３１':車輪 ３２:ホルダー ３３,３３':スプリング ３４,３４':リング ３５,３５':支持部材

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】地中に配置されたパイプライン内で使用さ
    れる紫外線硬化性樹脂硬化用の硬化装置であって、 未硬化の紫外線硬化性樹脂に紫外線を照射するための照
    射源を、上記パイプライン断面の実質的に中央の位置と
    なるように配置するとともに、上記照射源の周囲に、当
    該照射源を支持するための脚部を当該硬化装置が移動可
    能に設け、かつ、上記脚部に、当該脚部に作用して上記
    照射源を前記中央位置に維持させるためのバネ機構を付
    設すること、 上記バネ機構の作用により上記照射源を前記中央位置に
    維持させることによって、未硬化の紫外線硬化性樹脂を
    均一に硬化させること、および 上記照射源19の両側方に設けた各水平ロッド29、29'の軸
    上において、(i)支持部材35、35'を固定し、(ii)当該硬
    化装置18の進行方向に関し支持部材35、35'の下流側にリ
    ング34、34'を摺動自在に付設し、かつ(iii)これらの両
    者に接触させながら当該リング34、34'よりもより小さな
    径のスプリング33、33'を付設して、前記バネ機構を構築
    し、かつ、 上記各スプリング33、33'が伸張した状態でリング34、34'
    が接するロッド軸上の部材26'、32各々から、車輪31、31'
    を有する少なくとも２本の脚部30、30'を、上流側へ実質
    的に等しい長さで延在させかつロッド軸方向に対し９０
    度未満の所定の角度でピボット運動自在に設けて、前記
    脚部を構築することを特徴とする硬化装置。
  2. 【請求項２】 紫外線硬化性樹脂が、パイプライン・ラ
    イニング用の可撓性ホース中に存在し、この可撓性ホー
    スがガス流によってパイプラインの内壁まで膨張してそ
    の内壁に密着しており、かつ当該硬化機構が、膨張した
    当該ホース内に配置される請求項１記載の硬化装置。
  3. 【請求項３】 パイプライン内の温度が、ガス流の流動
    によって一定範囲内に保持されている請求項２記載の硬
    化装置。
  4. 【請求項４】 ガス流が空気流である請求項３記載の硬
    化装置。
  5. 【請求項５】 照射源が紫外線ランプである請求項１記
    載の硬化装置。
  6. 【請求項６】 前記照射源を、２枚の垂直シールド26、2
    6'によって区画される空間内に収納するとともに、当該
    硬化装置18の進行方向に関し上流側のシールド26および
    下流側のシールド26'から、各々、上流側および下流側
    へ、水平ロッド29、29'を延在させる請求項１記載の硬化
    装置。
  7. 【請求項７】 各脚部がロッド軸に接近する方向に屈曲
    し、３本または４本設けられる請求項１記載の硬化装
    置。
  8. 【請求項８】 各スプリング33、33'が伸張した状態でリ
    ング34、34'が接するロッド軸上の前記部材が、各々、当
    該硬化装置18の進行方向に関し上流側のシールド26'お
    よび下流側のロッド29軸上のホルダー32である請求項１
    記載の硬化装置。
  9. 【請求項９】 ２枚の垂直シールド26、26'を少なくとも
    ２本のバー27によって固定する請求項６記載の硬化装
    置。
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