JP4084632B2 - 低損失水頭型環状体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管内壁の或る部分を覆って止水目的で取り付けられ、かつ実質的な送水能力の低下を来さない低損失水頭型環状体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地中に埋設されている管路には、永年の使用により、様々な外力が作用し、例えば管接続部に漏水を生じ易くなったり、コンクリート管の場合には各部にひび割れを生じたりするというような事態が起こり得る。このような場合、従来は不具合を生じた箇所に漏水止め工事を行うことで修復しており、施工対象が管内にある場合には、管内壁に漏水止めに使用している部材類が残存するため、これらにより水流に生ずる抵抗が問題となる。
【０００３】
図５に示した漏水止めの１例では、管接続部に環状体ｃを配置し、帯金状の固定板ｄを用いて管内壁ｂに押し付けるという方法を取っており、接合箇所が多くなると環状体ｃの水流抵抗により送水量の低下が顕在化し、実用上不都合が生じるので低損失水頭型の環状体ｃが必要となる。そのため環状体ｃの端部をベルマウス形状ｅにして水流抵抗を軽減する試みがなされたが、従来の形状では高流速になると水流による抵抗によりベルマウス形状ｅの先端部ｇが剥離してしまい予測した成果が得られないということがあった。
【０００４】
また、図５に示した環状体ｃは、固定板ｄにより止水突条ｆに生じる摩擦抵抗力よりも、環状体ｃの引っ張り抵抗力の方を大きく設定し、管接続部が伸縮或いは屈折したときに止水突条ｆと管内壁ｂとの間に摺動を生じさせ、伸縮及び屈折に対応させている。ところが管内壁ｂには凹凸があり、止水突条ｆが摺動すると止水性を確保することが困難な場合があり、管内壁ｂの凹凸の補修コストが嵩む事例もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の点に着目してなされたもので、その課題は、環状体による水流抵抗を極限的に低減することである。また本発明の他の課題は、補修コストを抑制しながら管接続部に適切な伸縮性と可撓性とを付与することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため本発明は、低損失水頭型環状体として、環状体本体の流れ方向の端部は、環状体本体を取り付ける固定板によって管内壁に押し付けられる、止水突条よりも大きい直径を有するとともに、ほぼ三日月形の断面形状を呈するベルマウス形状を有するものとし、環状体本体を固定板によって管内壁に押し付けたときに、ベルマウス形状を圧縮し固定するためのハンチ部を固定板取り付け凹部の角を埋めるように設けるという手段を講じたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の低損失水頭型環状体は、管内壁の或る部分を覆って止水目的で取り付けられ、かつ実質的な送水能力を保持可能なものである。ここにおいて、管自体はどのような材質のものも対象となりコンクリート製に限られない。
【０００８】
環状体本体は、文字通り環状形を有しており、管内壁に押し付け得る寸法に形成されているもので、補修対象である管内壁の特定箇所を覆う長さや、管接続部に適用するために必要な長さを有している。この環状体本体の流れ方向の端部には、固定板によって管内壁に押し付けられる、止水突条よりも大きい直径を有し、かつまたほぼ三日月形の断面形状を呈するベルマウス形状が設けられる。従来行なわれたベルマウス形状は先端部ｇの直径を管直径より大きくすることで、環状体の装着に伴い管壁に圧着されるが、直接的にベルマウス形状ｅを圧縮していないため高流速となると、水流抵抗に負けて先端部が剥離してしまうことがあった。これを改良するには、止水突条よりも大きい直径とすることが有効である、と同時に、ベルマウス形状を十分に圧縮することが効果的である。
【０００９】
この観点から本発明では、環状体本体を、固定板によって管内壁に押し付けたときに、ベルマウス形状を圧縮し固定するためのハンチ部を、固定板を取り付けるために環状体本体内面に形成してある凹部の内角に設けている。ハンチ部は、固定板による押し付け力が効果的にベルマウス形状から成る環状体本体の端部に及ぶように設けられているので、環状体本体の端部のベルマウス形状は確実に確保され、水流の抵抗を予測通りに低減できるものとなる。ほぼ三日月形という断面形状は、アーチ形状における任意点に力を掛けるとアーチが撓み先端部に応力が集中するのと同様に、固定板による管内壁方向への押し付け力をベルマウス形状に指向させるために効果がある。
【００１０】
さらに環状体本体を管接続部に配置した場合に、管接続部の伸縮或いは屈折によって環状体本体を伸縮及び屈折可能なものとするために、水流に接する環状体本体内面を平滑面として、そこに周方向の細い溝を設け、環状体本体外面では内面の細い溝に応じた箇所を山とし、隣接箇所を谷とする波型の断面形状を有するものとする。これにより、伸縮性、可撓性を具備し、かつ水理学的にも低損失水頭という目的を外れないものとなる。細い溝は、環状体本体を曲がり易くするためのものであり、溝というよりも切り込み状という方に近い。
【００１１】
【実施例】
以下図示の実施例を参照して本発明をより詳細に説明する。図１は本発明の低損失水頭型環状体１０の縦断面の一部分を示しており、図２はさらにその要部を拡大して示している。
【００１２】
各図において、１１は全体として円筒型を呈する環状体本体であり、その流れ方向両端部には固定部１２、１３が設けられている。各固定部１２、１３の内面には、固定板１４を取り付けるためにこれを受け入れる大きさの固定板取り付け凹部１５が形成してあり、また各固定部１２、１３の外面には、固定板１４によって管内壁２３に押し付けられる止水突条１６、１７が、固定板１４の幅に見合う間隔で設けられている。各突条１６、１７は尖鋭な先端を支える基部１６ａ、１７ａを有する。１８は支持部を示しており、基部１６ａ、１７ａとともに固定板１４と内面の平滑面２７との平坦性を確保している。また、１９は固定板取り付け凹部内に設けられた応力集中突条を示す。
【００１３】
ベルマウス形状２０は、固定部１２、１３の流れ方向外側に突出するように設けられており、外方の曲率Ｒ１の方が内方の曲率Ｒ２よりも大きいか等しい、外側に反ったほぼ三日月形或いはほぼつの状の断面形状を有する。さらにこのベルマウス形状２０を圧縮するためのハンチ部２１、２２が固定部取り付け凹部１５の内角に設けられている。このハンチ部２１、２２はベルマウス形状２０の先端部２０ａと止水突条１６を結ぶアーチ形状の支点に対して直角に作用する力点となり、先端部２０ａを管内壁に圧接し、ベルマウス形状２０への応力集中に寄与している。
【００１４】
このように構成された、固定部１２、１３及びベルマウス部２０並びに支持部１８により、固定板１４による押し付け力を十二分に吸収し、先端部２０ａに働くことが予測される水流による剥離作用力より大きな力で、環状体１０を管内壁２３に取り付けることができることになる（図３参照）。図３では管２４の内面に補強管２５を装着しているので、この場合補強管２５は、支持部１８の内側に装着されることとなる。
【００１５】
環状体本体１１の両端の固定部１２、１３の間は、伸縮及び屈折可能な構造部分２６になっており、そのために水流に接する環状体本体内面を平滑面２７として、そこに細い溝２８を設け、環状体本体外面の細い溝２８に対応する箇所を山とし、隣接箇所を谷とする波形断面形状２９を形成している。本発明において細い溝２８は環状体本体１１を曲がりやすくするための手段であり、水理学的に水流抵抗が大きくならないように溝巾をできる限り狭くすることが必要である。
【００１６】
本発明に係る環状体１０は、管接続部３０に図４に示すように配置され、一方の固定部１２は一方の管内壁２３に、他の一方の固定部１３は他の一方の管内壁２３′に、夫々固定板１４を使用して取り付けられる。この結果接続されている管２４、２４′に相対的な動きを生じたときには、本発明の環状体１０はその動きに応じて伸縮し、或いは屈折することができるので、従来の環状体のように管に対して摺動する必要がなく、管内壁を摺動に適するように凹凸を修復する作業も不要となる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成され、かつ作用するものであるから、ベルマウス形状を設計通りに保つことができるとともに、環状体による水流抵抗を極限的に低減できるものとなり、また補修コストを抑制しながら管接続部に適切な伸縮性と可撓性とを付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る低損失水頭型環状体の実施例を示す部分縦断面図。
【図２】同上要部の拡大断面説明図。
【図３】同じく管に装着した状態を説明するための拡大断面図。
【図４】同じく管接続部に適用した状態を示す縦断面図。
【図５】従来の低損失水頭型環状体を示す拡大断面図。
【符号の説明】
１０ 低損失水頭型環状体
１１ 環状体本体
１２、１３ 固定部
１４ 固定板
１５ 固定板取り付け凹部
１６、１７ 止水突条
２０ ベルマウス形状
２１、２２ ハンチ部
２３、２３′ 管内壁
２４、２４′ 管
２７ 平滑面
２８ 細い溝

Claims (2)

1. 管内壁の或る部分を覆って止水目的で取り付けられ、かつ実質的な送水能力の低下を来さない低損失水頭型環状体であって、環状体本体の流れ方向の端部は、環状体本体を取り付ける、固定板によって管内壁に押し付けられる止水突条よりも大きい直径を有するとともに、ほぼ三日月形の断面形状を呈するベルマウス形状を有するものとし、環状体本体を固定板によって管内壁に押し付けたときに、ベルマウス形状を圧縮し固定するためのハンチ部を固定板取り付け凹部の角を埋めるように設けたことを特徴とする低損失水頭型環状体。
2. 環状体本体を管接続部に配置し、管接続部の伸縮或いは屈折によって環状体本体を伸縮及び屈折可能とするとともに、流水の抵抗を少なくするために、水流に接する環状体本体内面を平滑面としてそこに周方向の細い溝を設け、環状体本体外面は内面の細い溝に応じた箇所を山とし隣接箇所を谷とする波型の断面形状を有するものとした請求項１記載の低損失水頭型環状体。

Images