JP4778775B2 - ライニング材反転装置 - Google Patents

Description

本発明は、老朽化した管路の内面にライニングを施して該管路を修復する管状の管ライニング材を地中の管路内に反転挿入させるライニング材反転装置に関する。

地中に埋設された下水管、ガス管、通信ケーブル管、電力ケーブル管等の管路が老朽化した場合、この管路を地中から掘出することなく、その内面にライニングを施して管路を補修する管ライニング工法が提案され、既に実用に供されている。

上記管ライニング工法の１つとして、外表面がプラスチックフィルムで気密的に被覆された管状樹脂吸着材に未硬化の液状硬化性樹脂を含浸せしめて成る管ライニング材を用いて施工されるものが知られており、この工法においては、ライニング材反転装置を用いて管ライニング材を流体圧によって管路内に反転挿入した後、該管ライニング材を流体圧によって膨張させて管路の内面に押圧した状態で、管ライニング材に含浸された硬化性樹脂を硬化させている。

通常、管ライニング材は、平坦状にして折りたたんだ状態で密閉構造の収納容器に収納され、この収納容器に収納された管ライニング材の一端を外側に折り曲げてこれを収納容器に接続された反転ノズルの開口端外周に取り付け、収納容器内に流体圧を作用させて反転させながら管路内に挿入させている（特許文献１）。
特開２００３−１６５１５８号公報

しかしながら、従来のライニング材反転装置では、反転前の管ライニング材は折りたたんで収納容器に収納していたために、反転時に引き出す抵抗が大きく、大きな反転圧力が必要になるという欠点があった。

また、管ライニング材は折りたたんで収納されているので、引き出し時、引き出し量に応じて折りたたまれた上部の管ライニング材が上下に変動し、引き出しが円滑に行われないという問題があった。

また、従来では、既設管路にライニングを施す場合、反転ノズルは垂直方向に取り付けられ、また補修しようとする管路は水平に延びるので、反転ノズルによって反転された管ライニング材は、その方向転換部で屈曲し、そこで大きな摩擦を生じ反転の抵抗となっていた。特に、ライニング材の厚みが増加し大きな反転圧力が必要な場合や、大口径のライニング材で重量が増加した場合には、ライニング材の反転が途中で停止してしまうなどの問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、管ライニング材を途中で停止させることなく、確実にしかも円滑に補修すべき管路内に反転挿入することが可能なライニング材反転装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明は、
管路を更生するための硬化性樹脂を含浸した管ライニング材を、垂直方向に対して屈曲した方向に延びる地中の管路内に反転させて挿入するライニング材反転装置であって、
未反転の管ライニング材を収納する収納容器と、
ノズル開口部が管路開口部に向くように配置された反転ノズルと、
前記反転ノズルと収納容器間に配置された取付管と、を有し、
前記収納容器から引き出された管ライニング材を、未反転のまま反転ノズルに導いてノズル開口部に取り付け、該管ライニング材に流体圧を作用させることにより管ライニング材を管路の延びる方向に反転させながら管路内に挿入し、
管ライニング材の管路への反転挿入が完了した後、取付管と収納容器を切り離し、取付管の上部を窓が形成された蓋でカバーしたあと、熱媒供給ホースを、取付管の側部から反転した管ライニング材内部に導入し、前記窓を介して熱媒供給ホースの導入が監視できるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、管ライニング材が取付けられるノズル開口部が管路開口部に向くように、反転ノズルが配置されるので、管ライニング材は、管路開口部のところで反転が開始され、管路開口部に向かう方向転換部では、まだ反転されておらず、扁平なままであり、そこで大きな摩擦が生じることがない。従って、管ライニング材を、途中で停止させることなく、確実にしかも円滑に補修すべき管路内に反転挿入させることが可能になる。また、本発明によれば、管ライニング材の管路への反転挿入が完了した後、取付管と収納容器を切り離し、取付管の上部を窓が形成された蓋でカバーしたあと、熱媒供給ホースを、取付管の側部から反転した管ライニング材内部に導入させるようにしているので、窓を介して熱媒供給ホースの導入状態の監視ないし確認が容易になる。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１には、管路を更生するための管ライニング材を反転させる管ライニング材の反転装置の外観が図示されている。符号２０で示すものは、管ライニング材を収納する気密な密閉構造の収納容器であり、通常、図示したように、２つの支持板１２（１つは見ることができない）を介してトラックの荷台に取り付けられて、作業現場に移動される。収納容器２０の４隅には、上下調節機構１３、１４（残りの２つは、見ることができないので不図示）が設けられており、それにより、収納容器２０を水平に保持できるようになっている。

収納容器２０には、図２に示したように、複数のガイドローラー２１を有するガイド部２２並びに取付管６０を介して誘導ノズル３０が着脱可能に取り付けられる。円柱部３０ａと円錐部３０ｂとからなる誘導ノズル３０は、垂直方向に延び、その下方端には、案内管３１が気密に着脱可能に取付けられ、案内管３１の下方には、調節管３４と案内管３２を介して屈曲した反転ノズル３３が気密に着脱可能に取付けられる。

案内管３１と３２は、それぞれ調節管３４と取付位置が調節できるように互いに気密に結合されており、案内管３１と調節管３４の取付位置、並びに案内管３２と調節管３４との取付位置を調節することにより、管路３が埋設される地中深さに応じて、反転ノズル３３の垂直位置を調節することができる。

取付管６０は、後述するように、管ライニング材１の管路への反転挿入が完了した後、側部からエア供給ホース、エア排出ホース、熱媒の供給ホース、その排出ホースなどを内部に導くことができる構造となっており、各ホースが取付けられる前はホース取付口は密閉されていており、全体として密閉構造となっている。

反転ノズル３３は、図３に示したように、管ライニング材が取付けられる円柱状の先端が開放したノズル開口部３３ａと、この開口部３３ａに対して開口部の向きがほぼ直交する円柱部３３ｃと、ノズル開口部３３ａと円柱部３３ｃを結合する屈曲部３３ｂから構成されている。反転ノズル３３は、そのノズル開口部３３ａが管路３の開口部３ａに向くように配置され、そのノズル軸心３３ｄは、管路３の延びる方向（水平方向）と略一致している。円柱部３３ｃはフランジ３３ｅを介して案内管３２と気密に結合されるので、反転ノズル３３、案内管３２、３１、調節管３４、誘導ノズル３０、取付管６０、ガイド部２２、並びに収納容器２０がそれぞれ結合されたときの全体は、ノズル開口部３３ａが開放している以外は、気密な密閉構造となっている。

また、収納容器２０の両側部には、リール２４を回転自在に軸承する軸受け部２５が取り付けられる。リール２４は、管ライニング材１をロール状に巻き取るために使用され、電動モータ（不図示）により、図２で見て時計方向に回転するように駆動され、それにより管ライニング材１はリール２４にロール状に巻き取られる。なお、リール２４の両側には、複数のスポーク２４ａを備えた輪２４ｂが取り付けられており、それにより管ライニング材１の巻き取りを確実にしている。

また、リール２４に巻き取られている管ライニング材１が、後述するように、収納容器２０から引き出される場合には、リール２４に作用するトルクによりリール２４が逆回転し、電動モータを回転させて発電機として動作させ、管ライニング材の引き出しに制動がかかるようになっている。

また、収納容器２０には、管ライニング材１を反転させるための流体圧（圧縮空気）を収納容器２０に送り込むためのダクト２６が取り付けられる。

リール２４に巻き取られる管ライニング材１は、公知の管ライニング材であり、外表面がプラスチックフィルムで気密的に被覆された管状樹脂吸収材に未硬化の液状熱硬化性樹脂を含浸せしめて構成される。尚、プラスチックフィルムとしてはポリエチレン、塩化ビニル、ビニロン、ポリウレタン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン−ナイロン共重合体等のフィルムが用いられ、管状樹脂吸収材としてはポリエステル、ナイロン、アクリル、ビニロン等の不織布が用いられる。又、管状樹脂吸着材に含浸される未硬化の液状硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。管ライニング材は、反転される前は扁平な形状になっている。なお、管ライニング材１の内面にも、外表面と同様なプラスチックフィルムを気密的に被覆することもできる。

以下に、上述したような反転装置を用いて管路をライニングする工程を説明する。

反転装置は、通常トラックに積み込まれており、管ライニング材１は、その一端がリール２４に固定され、電動モータを駆動してリール２４にロール状に巻き取られ、収納容器２０に収納される。誘導ノズル３０がマンホール２上にくるように、反転装置本体を移動したあと、誘導ノズル３０の下端に案内管３１、３２を調節管３４を介して取り付ける。そして、反転ノズル３３を、ノズル軸心３３ｄが管路３の延びる方向に向くように配置し、ノズル開口部３３ａを管路開口部３ａに合わせる。この作業は、調節管３４に対する案内管３１と３２の取付位置を調節することにより行われる。その場合、調節管３４を用いるのではなく、種々の長さの案内管３２を用意し、案内管３２と反転ノズル３３を取付けたとき、ノズル開口部３３ａと管路開口部３ａがほぼ一致するような長さの案内管を選択して、それを案内管３１に結合するようにしてもよい。また、管路３の深さによっては、１つの案内管だけで、誘導ノズル３０と反転ノズル３３を結合させることもできる。

上述したように、反転ノズル３３を配置した後、足場４を組んで誘導ノズル３０を支持した後、図４に示したように、管ライニング材１の他端１ａが、反転ノズル３３のノズル開口部３３ａに導びかれ、外側に折り返えされて、ノズル開口部３３ａの外周にバンド３５などによって気密に取り付けられる。

続いて、圧縮空気がダクト２６を介して収納容器２０内に供給され、この流体圧（圧縮空気圧）が管ライニング材１の折り返し部に作用することにより、管ライニング材１はリール２４から巻き戻されて収納容器２０から引き出され、点線で示したように、未反転のままマンホール２内に垂直方向に下方に挿入されていく。このとき、電動モータは発電機として動作し、リール２４の逆回転、すなわち、管ライニング材１の引き出しに制動がかかるようになる。

マンホール２内に未反転のまま挿入される管ライニング材１は、垂直方向から水平方向に屈曲してノズル開口部３３ａに達し、そこで流体圧の作用により反転されて管路３内に反転挿入される。このように、管ライニング材１は、管路開口部３ａのところで始めて反転が開始されるので、方向が転換する反転ノズル３３の屈曲部３３ｂのところでは、まだ反転されておらず、扁平なままである。従って、その屈曲部３３ｂで大きな摩擦が生じることがなく、管ライニング材は、確実にしかも円滑に補修すべき管路３内に反転しながら挿入されるようになる。

このように管路の開口部で管ライニング材を反転させるボトム反転は、例えば直径が３５０ｍｍ未満の管ライニング材を反転挿入するのに適している。

管ライニング材１が管路３内に所定の長さに渡って反転挿入されると、取付管６０と収納容器２０（ガイド部２２も収納容器２０の一部とする）が切り離される。

取付管６０は、図６、図７に示したように、上下にフランジ６０ａ、６０ｂを備えた円管状の部材で、フランジ６０ａは、複数のクランプ７３を介して気密な圧力蓋８０のフランジ８０ａと気密に取付けられ、また取付管６０のフランジ６０ｂは、複数のボルトナット式の固定手段７２を介してノズル円錐部３０ｂのフランジ３０ｃと気密に取付けられる。

また、取付管６０の側部には、熱媒供給ホース７０と熱媒排出ホース７１を内部に導くことができるダクト６１、６２が取付けられ、また圧縮空気を供給するエア供給ホース（不図示）を取付ける取付穴６３並びにエアを排出するエア排出ホース（不図示）を取付ける取付穴６４が形成される。ダクト６１、６２並びに取付穴６３、６４は、いずれも各ホースを取付ける前は、キャップなどで気密に密閉される。

取付管６０を収納容器２０から切り離したあと、圧力蓋８０を取付管６０の上部に取り付け、内部に圧縮空気を供給する。圧力蓋８０、取付管６０、誘導ノズル３０、案内管３１、３２、調節管３４、反転ノズル３３は、全体として密閉構造となっているので、反転ノズル３３に取り付けた管ライニング材１は、膨張して管路３の内壁面に押し付けられた状態となる。

この状態で、図７に示したように、熱媒供給ホース７０と熱媒排出ホース７１を、ダクト６１、６２を介して取付管６０の側部からマンホール２並びに管路３内に導入し、熱媒供給ホース７０の他端を熱媒供給源（不図示）に接続する。圧力蓋８０の上部には、透明なアクリル板８２を設けた窓８１が取り付けられているので、作業者は、この窓を介して、熱媒供給ホース７０、熱媒排出ホース７１が反転された管路の管ライニング材内に円滑に導入されていくかどうかを確認する。このとき、各ホース７０、７１は、上部からではなく、取付管６０の側部から内部に導入されるので、窓８１を介してのホース導入状態の監視ないし確認が容易になる。

各ホース７０、７１が管路に挿入されたのを確認後、熱媒供給ホース７０を介して管ライニング材１に熱媒を供給する。熱媒としては、温水あるいは蒸気があり、図５に示したように、温水あるいは蒸気がホース７０に設けられた噴出口７０ａを介してミスト状態となって反転された管ライニング材１に吹き付けられる。それにより、管ライニング材１は加温され、管ライニング材１に含浸された熱硬化性樹脂が熱によって硬化するため、管路３の内面は、硬化した管ライニング材１によってライニングされて修復される。管ライニング材１が硬化した後は、エアをエア排出ホースを介して外部に排出するようにする。

なお、温水の場合は、ミスト状態とするのではなく、シャワリングさせることもでき、また温水又は蒸気は、ミストとして噴出させるのではなく、ホース７０の先端から放出させ、管ライニング材の内部に温水あるいは蒸気を満たすようにして、管ライニング材を硬化させることもできる。

加熱に使用した温水は、排出ホース７１を介して外部に排出され、熱媒供給源に戻し、循環させることができる。なお、排出ホース７１を取付管６０から導入するのではなく、図４に仮想線で示したように、反転ノズル３３の屈曲部３３ｂに排出口３３ｆを設け、この排出口３３ｆを介して硬化に使用した熱媒を排出させるようにしてもよい。

また、取付管６０には、図６で仮想線で示したように、異なる口径のダクト６５、６６を取付けて異なる径の熱媒供給（排出）ホースを取付けるようにすることができる。また、取付管６０の側部には、複数のエア供給ホース取付穴とエア排出ホース取付穴を設けることもできる。

また、管ライニング材を反転挿入させるための圧縮空気は、収納容器２０に設けたダクト２６から供給するのでなく、取付管６０に形成された取付穴６３に取り付けられるエア供給ホースを介して供給するようにしてもよい。

また、圧力蓋８０は、図６に示したようなお椀形ではなく、平坦で透明なアクリル板として、取付管６０の上部全体を覆うようにしてもよい。この場合には、大きな透明窓が得られ、ホースなどの導入状態をより良好に観察ないし監視することができる。

管ライニング材反転装置をトラックに載せた状態で示した斜視図である。 管ライニング材をマンホールから管路に反転挿入する状態を示した説明図である。 （ａ）は反転ノズルの上面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。 管ライニング材を管路に反転挿入する工程を示した説明図である。 管ライニング材の反転挿入が完了した後、管ライニング材を硬化させる工程を示した説明図である。 取付管と圧力蓋の外観を示す斜視図である。 取付管と圧力蓋の垂直断面図である。

符号の説明

１ 管ライニング材
２ マンホール
３ 管路
２０ 収納容器
３３ 反転ノズル
６０ 取付管
７０ 熱媒供給ホース
７１ 熱媒排出ホース
８０ 圧力蓋

Claims (3)

1. 管路を更生するための硬化性樹脂を含浸した管ライニング材を、垂直方向に対して屈曲した方向に延びる地中の管路内に反転させて挿入するライニング材反転装置であって、
   未反転の管ライニング材を収納する収納容器と、
   ノズル開口部が管路開口部に向くように配置された反転ノズルと、
   前記反転ノズルと収納容器間に配置された取付管と、を有し、
   前記収納容器から引き出された管ライニング材を、未反転のまま反転ノズルに導いてノズル開口部に取り付け、該管ライニング材に流体圧を作用させることにより管ライニング材を管路の延びる方向に反転させながら管路内に挿入し、
   管ライニング材の管路への反転挿入が完了した後、取付管と収納容器を切り離し、取付管の上部を窓が形成された蓋でカバーしたあと、熱媒供給ホースを、取付管の側部から反転した管ライニング材内部に導入し、前記窓を介して熱媒供給ホースの導入が監視できるようにしたことを特徴とするライニング材反転装置。
2. 前記取付管の側部から、管ライニング材内部に供給された熱媒を排出する排出ホースが導入されることを特徴とする請求項１に記載のライニング材反転装置。
3. 前記管ライニング材は、収納容器に巻回して収納されることを特徴とする請求項１又は２に記載のライニング材反転装置。

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