JP3139532B2 - 固形物の空気輸送管路の摩耗部補修方法および補修用複合体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は都市ゴミをはじめ固
形物の空気輸送を行なうために配管した管路の摩耗に伴
う補修方法、およびその際に有効に使用される補修用複
合体に係る。

【０００２】

【従来の技術】近年の工業用、鉱業用の各装置や、都市
における家庭ゴミの回収などの多くの分野に亘って、固
形物を空気輸送する手法が適用され、その範囲は急速に
拡大する傾向が著しい。工業、鉱業界においては鉱物処
理とその搬送、石炭燃焼動力プラント、ガス、電気、窯
業、化学、薬品、食品、金属精製、浚渫など枚挙に暇が
ない広範囲に及び、空気輸送の技術がなければ装置の経
済的な稼働が覚束ない水準にまでその適用と機能に対す
る評価が高い。

【０００３】一方、都市部の居住区の家庭から排出され
るゴミの収集について、従来からゴミ収集車が定期的に
巡回して回収しているが、収集前にゴミを路上に積み上
げて待機するため、環境面や都市の美観の点で決して好
ましい状態とは言えない。そこで一部のモデル地区を指
定して、家庭ゴミの発生源である集合住宅などの建物内
に設けた投入口から収集センタまで管路で結び、収集セ
ンタ側に設けたブロワを運転して投入されたゴミを空気
の流れに乗せて吸引して輸送する方式が提供され、環境
改善と省力化に効果を上げて好評である。

【０００４】空気輸送は管路内をゴミなどの固形物が空
気と共に通過するのであるから、本質的に管路の内面は
固形物との擦過による摩耗現象に直面することが避け難
い。しかも、管路は必ずしも直線状に布設されているわ
けではなく、むしろ屈曲を重ねて目的地まで達する方が
通常の態様である。この屈曲部分では空気と共に流通す
る固形物の流動方向が転向するから、特に管路内面の摩
耗が甚だしく、偏摩耗のために部分的に管体が減耗して
孔が貫通し、空気と固形物が噴き出す事故を誘発する原
因となる。

【０００５】空気輸送管路の中でも特に偏摩耗現象の激
しいのは、管路内に介装される曲管の曲げ半径方向の外
周側内面である。この部分の摩耗に対応する改善を中心
として、耐摩耗性強化のために従来から数多くの提案が
見られる。その提案を大きく分類すると以下の通りであ
る。 曲管全体を高耐摩耗性材で製作する。たとえば高Ｃｒ
鋳鉄の曲管とする。 曲管の偏摩耗の激しい部分ほど厚肉とする。（たとえ
ば特公平７−４３０６６号公報） 曲管１ａの偏摩耗部分に外部に開口する収容室１０１
を設け、弾性体の耐摩耗性材よりなるライナーを圧縮状
態で収容し、着脱自在に蓋体１０２を取り付ける実開昭
６０−１５０３９３号公報（図５）やセラミックライニ
ングを施工したウエアブロックを取り替え可能に装着し
た実開昭６３−１５０１９２号公報。 偏摩耗部分の外側にタイル層を添着し、その外側に合
成樹脂層で被覆した実開昭６３−１７３５９３号公報。 同様に耐摩耗性材料で曲管外側に接着剤などで添着す
る特開平４−３３７１９３号公報。 摩耗範囲に分割して添着し、相互に嵌合する凸部と凹
部を有する内張りライナーの実開平６０−６２６９６号
公報、実開平４−２３８９９号公報。などが見出され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記の多数の従来技術
はそれぞれ特性があり、偏摩耗の対策として有効である
ことは明細書の記載通り評価できる。しかし、このう
ち、曲管全体を耐摩耗性材で製作する従来技術に関して
は、如何に耐摩耗性が高くとも固形物との擦過に直面す
る限り、耐用日数の差があっても何時かは摩耗が進行し
て更新しなければならない日を迎えることは自明の理で
あり、管路から外して取り替える煩瑣で困難な作業を余
儀なく強いられるから根本的な解決にはならない。ま
た、耐摩耗性の高い材質は反面脆性も高いため、曲管が
大型化するほど鋳造品の製造が技術的に困難となり、寸
法形状的な制約のため鋳造上の限界があり、すべての管
路に適用できるわけではない。この点に関しては一部の
偏摩耗部分の肉厚を増加する従来技術も同様である。

【０００７】他の従来技術は高耐摩耗性材質のライナー
などを添着する点で一致し、従来技術の大半を占める
が、何れの場合においても共通していることは、曲管の
管体の外側、又は内側に別材質のライナーを添着する方
式である点である。外周面上にライナーを添着するとき
は管体自体が偏摩耗して減耗し、その外側のライナーで
管路を維持しているのであるから、一端破れた管体はそ
のままの状態であり、この偏摩耗部分が管路内に凹部を
形成して段差が生じるから、流動中の固形物がこの段差
に引っ掛かって流れを阻害したり、ときには管路の有効
断面を閉塞するトラブルが起こりやすい。また、摩耗面
に露出したライナー自体が摩耗した場合、元の添着面
（管体の外周面）にまでライナー材を補充して原形に再
生することは、管路内に作業員が潜入しないで管外から
行なう限り、さほど容易であるとは考え難い。一方、管
体内に耐摩耗性材のライナーを添着するケースにおいて
も、ライナーの端面自体が段差を形成するから固形物が
引っ掛かる現象は同様に誘発しやすいし、この方式でも
内張りライナー自体が摩耗した後のライナー取り替えに
は、管内に潜入した煩瑣な作業を強いられるからこの点
も課題の一つとして残る。

【０００８】以上のように多くの従来技術にはそれぞれ
課題が残されている上、作業も煩瑣であり経済的にも有
利とは言えないので、実施したところでさほどのメリッ
トが認められず、結局空気輸送管の偏摩耗対策として万
能な対策が現われないまま、大部分の管路では偏摩耗で
破れた貫通孔の周辺を切り取り、外側から鉄板を当てが
って溶接するという以前通りの当て板方式に頼らざるを
得ないのが現実の大勢である。本発明は以上の課題を解
決して比較的簡単で安全に偏摩耗部分の再生を実現する
空気輸送管の摩耗部補修方法と、その方法に使用する補
修用複合体４の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る都市ゴミな
ど固形物の空気輸送管の摩耗補修方法は、屈曲部分など
管部材１の偏摩耗した曲面を切り取り、該切り取った開
口部２の周縁に沿って補助枠３を溶接固着すると共に、
管外において該開口部２を被覆できる保護カバー４１
と、内面に添着して衝撃、振動を吸収する緩衝材４２
と、高耐摩耗性の内張りライナー４３の三部材を一体的
に締結して補修用複合体４を作成した後、該補修用複合
体４を開口部２の上に被せ、前記補助枠３の周辺上で螺
合して一括して偏摩耗部分を管外から着脱自在に取り付
けた手順よりなる。この手順によって偏摩耗の進んだ部
分は一括して比較的容易に管外から補修され、元の管体
内周面と同一レベルの内面が再生するから、内部を流動
する固形物の引っ掛かる現象が回避される。しかも、取
り替えた新しい内面は高い耐摩耗性を具えるから、他の
部分より偏摩耗の集中する条件に直面するにも拘らず長
い耐用期間を維持し、使用中に再び摩耗が進行すれば、
補修用複合体を補助枠から取り外して内装した内張りラ
イナーを新品と更新して取り付ければ、耐摩耗性と形状
が元通り再生することによって従来技術の抱える一切の
課題を解決する。

【００１０】この手順における偏摩耗部分の切り取りに
代えて、経験的に予知される偏摩耗部分をあらかじめ切
り欠いて穿設した開口部の周縁に沿って補助枠を溶接固
着し、該補助枠上へ前記補修用複合体を前記補修用複合
体を着脱自在に取り付けた管部材を、管路の布設当初か
ら装着する手順を採れば、管路布設当初から偏摩耗の予
想される範囲には高い耐摩耗性材で対応できるし、以後
の使用によって偏摩耗が進行したときには、既に開口部
に補助枠が形成されているから、現地における補修用複
合体の取り替え作業だけという単純作業によって、布設
当時の新品と同様の管路が再生されるので、課題解決に
さらに有効である。

【００１１】課題解決のために使用される部材は、管部
材１の偏摩耗部を切り取った開口部２の周縁に沿って補
助枠３を溶接固着し、該補助枠３に被せて着脱自在に締
結する補修用複合体４であり、全開口部２を被覆し前記
補助枠３に周辺で螺合する保護カバー４１と、該保護カ
バー４１の内面側に添着して衝撃、振動を吸収する緩衝
材４２を挟んで高耐摩耗性の内張りライナー４３とを一
体的に締結ボルト４４によって締結し、該締結ボルト４
４は内張りライナー４３と同質の耐摩耗材よりなる頭部
４５と、保護カバー４１と螺合する鉄鋼製のねじ部によ
って形成する構成を特徴とする。この構成によって補修
用複合体４は一体的に管外から補助枠３に締結できるか
ら、偏摩耗の激しい箇所に対して適用し、頻繁な取り替
えを余儀なくされても、従来技術よりも遥かに取り替え
作業の負担が軽減され、課題解決の決め手となる。

【００１２】補修用複合体４の構成は偏摩耗に直面する
箇所には高耐摩耗性の内張りライナー４３を露呈し、そ
の裏面にゴムなどの緩衝材を添着した上でさらに保護カ
バー４１と締結しているから、高硬度の内張りライナー
４３と金属製の保護カバー４１とが直接接触することが
なく、硬い代りに脆いという弱点もある内張りライナー
４３が衝撃や不均衡な押圧力のためにクラックが生じた
り、破断して脱落する事故を未然に防止するから、側面
から課題解決を助ける有効なクッション作用を果たす。

【００１３】補修用複合体４の構成のうち、特に内張り
ライナー４３を保護カバー４１に締結する締結ボルト４
４が、内張りライナー４３の曲率と一致する曲面を具え
た頭部４５を有し、かつ該頭部４５の材質が内張りライ
ナー４３と同質の高耐摩耗性材よりなる構成が望まし
い。締結ボルトの表面が内張りライナー４３と同一の高
い耐摩耗性を具え、かつ、その頭部の曲面が内張りライ
ナー４３の曲面と連続した同一レベルを形成するから、
従来、締結ボルトに集中し勝ちであった局部摩耗を阻止
して課題解決の有力な要因となる。

【００１４】補修用複合体４の内層となる内張りライナ
ー４３については、作業員の手動で搬送可能な程度の重
量、たとえば２０〜３０Kg程度に分割して保護カバー４
１に取り付けている態様が望ましい。すなわち、管路の
補修現地で手動で保護カバー４１の上へ並べる程度の大
きさと重量で内張りライナー４３を分割してあれば、多
少大きな開口部の補修範囲であっても作業は容易であ
る。また、内張りライナー４３は高耐摩耗性であるから
一般には高硬度であり、適宜複数に分割して保護カバー
４１上へ並列する方が、衝撃などが掛かっても亀裂や破
断の起こる懸念がなく脱落防止のために望ましい。

【００１５】以上記載した内張りライナー４３と締結ボ
ルトの頭部４５については、共に高Ｃｒ鋳鉄で形成する
ことがきわめて望ましい。この材質の選択によって内張
りライナー４３の製造もその保護カバー４１への取り付
けも容易であり、しかもその耐摩耗性の高さに比べて製
造費は比較的低廉であるから、実施上の経済的な利点が
大きい。従来技術のほとんどすべてについて、材料費と
工費を合わせた経済的負担が実施上の大きな障害ではな
いかという推測もできるので、本発明の材質選択と得ら
れる機能の高さが課題解決の重要な要素の一つとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
縦断正面図であり、図２は管路に介装した曲管全体を概
念的に例示した一部断面正面図（締結ボルトなど省略）
である。両図において、管部材１（この場合は曲管）の
特に偏摩耗の進行した範囲を切り取った開口部２の周辺
へ額縁状に溶接固着したのが補助枠３である。尤も請求
項２のケースのように管路へ介装する布設当初から、管
部材固有の偏摩耗の位置とその程度を予知できることは
普通であるから、はじめから開口部２を穿孔し、補助枠
３を固着した構成とすることも望ましい形態である。

【００１７】補助枠３の上に取り付けて開口部２を全面
的に被覆する曲板体が補修用複合体４であり、その最外
面は鉄板を成形加工して製作した保護カバー４１であ
る。補助枠３に保護カバー４１を取り付けるのは締結ボ
ルト３１であり、締結ボルト３１はあらかじめ額縁状の
補助枠３の表面に均等割合で溶接して立設しておくと作
業上好都合である。保護カバー４１の内面に添着するの
が緩衝材４２であり、防震性のゴム材で製作すれば好適
である。緩衝材４２の内面に添着するのが高耐摩耗性材
で製作した内張りライナー４３であり、材質としては高
Ｃｒ鋳鉄が経済的には有利であり、とくに２７％Ｃｒ配
合の鋳鉄であればセメンタイトとクロームカーバイドに
よる複合炭化物が基地を形成し、抜群の高硬度がもたら
す耐摩耗性は定評があるので推奨に価する。緩衝材４２
を隔てて保護カバー４１と内張りライナー４３が締結す
るが、その締結ボルト４４の頭部４５の先端面は内張り
ライナー４３と同一曲率の曲面よりなり、材質も内張り
ライナー４３と同質である。すなわち、２７％Ｃｒ鋳鉄
を筆頭に高Ｃｒ鋳鉄で形成し、螺合するねじ部を鉄鋼製
とするのが望ましい形態である。しかし、内張りライナ
ー４３の材質は高耐摩耗性材であればその種類を問わ
ず、高マンガン鋳鋼をはじめ、Ｎｉ−Ｃｒ，Ｃｒ−Ｍ
ｏ，Ｃｒ−Ｔｉ，などの各種合金鋼、窒化鋼、浸炭鋼、
高周波焼入鋼、焼結合金の他、セラミックス材料などの
非金属体も対象となり得る。

【００１８】

【実施例】図３は本発明の実施例の要部を拡大して示し
た正面断面図である。図において管部材１は外径５０８
ｍｍ、肉厚１５．１ｍｍのＪＩＳ規格５００Ａの鋼管で
あり、開口部２の周辺に溶接固着した補助枠３は幅６０
ｍｍ、肉厚１２ｍｍのＳＳ４００板で製作した。保護カ
バー４１と補助枠３を着脱する締結ボルト３１はＭ１６
ボルトであり、額縁状の補助枠３の表面に均等に配置し
て植設している。保護カバー４１は肉厚７．９ｍｍのＳ
Ｓ材で製作し、補助枠３と保護カバー４１の間には厚さ
３ｍｍのゴム材（ＮＢＲ）を介装している。保護カバー
４１と内張りライナー４３の間には緩衝材４２として厚
さ５ｍｍのゴム材（ＮＢＲ）を介装し、内張りライナー
４３は肉厚２５ｍｍでその表面は管部材１の内周面と同
一レベルの曲面を連続して形成した２７％Ｃｒ鋳鉄であ
る。内張りライナー４３と保護カバー４１の締結ボルト
４４の頭部４５も２７％Ｃｒ鋳鉄で製作している。両締
結ボルト３１、４４の締結部には管外からシリコン樹脂
を流し込んで、締結部から圧縮空気が外部へ漏洩しない
ように封止している。

【００１９】図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は分割した内張り
ライナー４３の実施例を例示する図であり、開口部を被
覆する補修用複合体４には９枚の内張りライナー４３が
分割して並列して取り付けられ、それぞれの内張りライ
ナー４３の長さは４１３ｍｍ、曲面の幅（円弧長さ）は
２０７ｍｍであり、長さの合計は１２３８．８ｍｍ、幅
の合計は６２７ｍｍの実効面積を形成している。なお、
この実施例の内張りライナー４３の単体重量は約１５Kg
であり、施工時の取り扱いがきわめて軽便、容易である
ために好評である。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上に述べた通り、空気輸送管
の管径の大小に拘らず管外から摩耗部分だけを切り取っ
て補修用複合体を取り付けることによって一挙に布設当
初と同一水準の内面を再生する。再生した内面には段差
も凹部もないから、管路内を通過する固形物が引っ掛か
ったり、管路に係止して一部を閉塞するような懸念がな
く、円滑な固形物の流れが継続する要因となる。

【００２１】しかも、その取り付け作業はすべて管外か
ら施工できるし、対象とする管体が大型であっても特に
支障となる制限はないから、すべてのケースに適用可能
である。再生した内面は高い耐摩耗性を具えているか
ら、引続き使用する際の耐用期間の延長に繋がることは
言うまでもない。

【００２２】請求項２のようにあらかじめ偏摩耗の位置
と程度が予知される場合には、管路布設の当初から当該
範囲を補修用複合体に置換した管部材を採用すれば、な
お耐用期間の延長に有効である。一般的に管路内を通過
する固形物の性状や流量、流速などは該管路特有の数値
であり、その使用条件にマッチングした管部材と、予知
される偏摩耗の関係はあらかじめ計算に入れた標準化が
初めから可能であるから、計画的に管路のすべての管部
材に補修用複合体を添着した特別仕様を設定すれば、布
設工事とその後の管路のメンテナンスに図り知れない利
便をもたらすことができる。

【００２３】補修用複合体は請求項３のように一体的に
構成されていることと、これに加え請求項４のように内
張りライナーと締結ボルト頭部とが他の管部材の内面と
連続した同一レベルを維持することが相俟って、固形物
の擦過による摩耗が均等化して進行し、極端な局部摩耗
から免れる効果が昂進する。かつ、内張りライナーと背
後の保護カバーとの間に緩衝材が介在しているから、高
硬度の内張りライナーに掛かる衝撃や振動を吸収して亀
裂発生を防止する効果をもたらす。

【００２４】補修用複合体のうちで内張りライナーは請
求項５のように分割した状態で添着すれば、これによっ
て内張りライナーの単体重量は軽量化して作業員が手作
業で容易に配列し締結できるので、管体の大型化に対し
ても制約されることなくすべての管路に実施できる。内
張りライナーの取り付け工程は管路外の任意の場所で進
められるから、作業性の向上と作業の安全性の点で従来
技術を凌ぐ効果が得られる。また、前記のようにあらか
じめ内張りライナーを取り付けた補修用複合体を標準化
して工場や現地に保存待機しておけば、さらに高い作業
能率が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の縦断正面図を示す。

【図２】同形態の全体を示す一部断面の正面図である。

【図３】本発明の実施例の要部を示す拡大正面断面図で
ある。

【図４】本発明の実施例を示す平面図（Ａ）、図（Ａ）
のＸ−Ｘ断面矢視図（Ｂ）、図（Ａ）のＹ−Ｙ矢視にお
ける内張りライナーの配置図（Ｃ）である。

【図５】従来技術の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 管部材（曲管） ２ 開口部 ３ 補助枠 ４ 補修用複合体 31 締結ボルト 41 保護カバー 42 緩衝材 43 内張りライナー 44 締結ボルト 45 頭部

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−148934（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 57/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 都市ゴミをはじめ固形物の空気輸送管路
   の摩耗部の補修方法において、屈曲部分など管部材１の
   偏摩耗した曲面を切り取り、該切り取った開口部２の周
   縁に沿って補助枠３を溶接固着すると共に、管外におい
   て該開口部２を被覆できる保護カバー４１と、内面に添
   着して衝撃、振動を吸収する緩衝材４２と、高耐摩耗性
   の内張りライナー４３の三部材を一体的に締結して補修
   用複合体４を作成した後、該補修用複合体４を開口部２
   の上に被せ、前記補助枠３の周辺上で螺合して一括して
   偏摩耗部分を管外から着脱自在に取り付けることを特徴
   とする固形物の空気輸送管路の摩耗部補修方法。
2. 【請求項２】 請求項１における偏摩耗部分の切り取り
   に代えて、経験的に予知される偏摩耗部分をあらかじめ
   切り欠いて穿設した開口部の周縁に沿って補助枠３を溶
   接固着し、該補助枠上へ前記補修用複合体４を着脱自在
   に取り付けた管部材１を、管路の布設当初から装着する
   ことを特徴とする固形物の空気輸送管路の摩耗部補修方
   法。
3. 【請求項３】 屈曲部など管部材１の偏摩耗部を切り取
   った四角状の開口部２の周縁に沿って補助枠３を溶接固
   着し、該補助枠３に被せて着脱自在に締結する補修用複
   合体４は、全開口部２を被覆し前記補助枠３に周辺で螺
   合する保護カバー４１と、該保護カバー４１の内面側に
   添着して衝撃、振動を吸収する緩衝材４２を挟んで高耐
   摩耗性の内張りライナー４３とを一体的に締結ボルト４
   ４によって締結し、該締結ボルト４４は内張りライナー
   ４３と同質の耐摩耗材よりなる頭部４５と、保護カバー
   ４１と螺合する鉄鋼製のねじ部よりなることを特徴とす
   る固形物の空気輸送管路の補修用複合体。
4. 【請求項４】 請求項３における内張りライナー４３を
   保護カバー４１に締結する締結ボルト４４が、内張りラ
   イナー４３の曲率と一致する曲面を具えた頭部４５を有
   することを特徴とする固形物の空気輸送管路の補修用複
   合体。
5. 【請求項５】 請求項３または４における内張りライナ
   ー４３が手動で搬送可能な程度の重量に分割して保護カ
   バー４１に取り付けていることを特徴とする固形物の空
   気輸送管路の補修用複合体。
6. 【請求項６】 請求項３乃至５の何れかにおいて、内張
   りライナー４３と締結ボルトの頭部４５が共に高Ｃｒ鋳
   鉄で形成していることを特徴とする固形物の空気輸送管
   路の補修用複合体。