JP5215993B2

JP5215993B2 - 内張りした導管内の既設の継手部の更生

Info

Publication number: JP5215993B2
Application number: JP2009507845A
Authority: JP
Inventors: ポリカ，リチャード，シー．; オクスナー，ケイス，ビー．; ヒューザー，ステファン，ビー．
Original assignee: アイエヌエイアクイジションコーポレーション
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2027-04-27
Also published as: TW200817616A; EP2021675A2; AU2007243167A1; WO2007127447A2; US8015695B2; CA2650654C; JP2009535578A; CA2650654A1; AR060712A1; MX2008013790A; US20070284876A1; WO2007127447A3; AU2007243167B2

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００６年４月２７日出願の米国仮特許出願第６０／７９５，３６４号、２００６年５月１６日出願の米国仮特許出願第６０／８００，９１４号及び２００６年１２月５日出願の米国仮特許出願第６０／８７２，８２６号に基づく優先権を主張するものである。

本発明は、内張りした導管の継手部を内部的に更生させる装置及び方法に関し、より具体的には、分岐栓が取り付けられた導管の機能の内部更生に関するものである。

流体を運搬する主導管からの接合部及び分岐管を形成することが望ましい、様々な状況が存在する。例えば、地方自治地域において、しばしば水道本管、ガス本管、又は下水道本管内に分岐管を設置する必要がある。化学的な管路等の他の産業においても同様のニーズが存在する。

地方自治地域において、多くの水道本管は何年も前に組み立てられ、壁構造は現在ひどく腐食し又は崩れかけている。このような損傷部分を修理するために、これらの管内にライナーを設置し、システムに新しい不透水性の壁を構築することが提案されている。当技術分野では既設の導管内にライナーを挿入する、多岐にわたる異なった方法が利用可能である。これら内張りの方法には、現場硬化（ｃｕｒｅｄ−ｉｎ−ｐｌａｃｅ）、層形成、及び直径縮小工法が含まれ、各工法においてはライナーが導管の一端から他端まで挿入される。しかし管の壁は通常、分岐管及びサービス継手部が、主導管から分岐サービス配管まで流体の自由な流れを可能にするために様々な進入路で主導管と交差しているため、連続的ではない。既設のそして新しく形成された進入路の場合、接合部に分岐栓を用いて一時的に又は恒久的に流体を制御することが望ましい。

内張りを行った後に、継手部を内部的に更生することが好ましい。成功させるには、再接続部材と内張りの間、そして再接続部材と分岐またはサービス継手部との間を密閉することによって更生しなければならない。

サービス継手部の場合、従来技術には様々な分岐栓がある。全ての分岐栓には何らかの欠陥がある。従来の組立体の多くは設計が複雑であり、取付けに時間がかかる。加圧下で流体を運ぶ導管内に分岐栓を取り付けるために、例えばミューラー社製のＢ−１０１堀削・穿孔機等の標準化された機械が開発されている。しかしこの機械は、合成ライナーで内張りした又は修復された導管に使用するのにはあまり適していない。

外側から合成ライナーで内張りした導管内に取り付けるために特別に設計された従来の分岐栓組立体が、ＭｃＭｉｌｌａｎ他に付与された特許文献１に開示されている。全体的に好適ではあるが、上記方法は外部から継手部を取り付けるために埋まった導管を堀削する必要がある。ＭｃＭｉｌｌａｎ他の分岐栓は柔軟なスリーブ部材と拡大した先端部を有するネジ型の柄を有しており、この分岐栓は、ネジ型の柄の首部分と係合するクランプナットを用いて、スリーブ部材の下端を柄の先端部上で強制的に動かして導管内でスリーブ部材の下端を広げ、導管の開口部との内部密閉を形成することにより、内張りした導管内に取り付けられる。

導管の外側から設置される外部栓の別の例が、Ｄｒｉｖｅｒ他に付与された特許文献２に開示されている。この明細書では、標準化された穿孔機と共に使用する分岐栓組立体が開示され、この組立体は、ブラインド側面密閉を形成する拡大された円錐形の先端部を持つネジ付の柄を備えている。半径方向に内向きのツメを有する標準サドルを、開口部付近の導管の外側の側壁上に配置し圧縮リングを受け入れ、ツメが圧縮リングの切れ目と係合する。柄、サドル部材及び圧縮リングは取り付ける際の相対的な回転を防ぐために相互に係合する。

これらのデバイスにより、内張りされた導管内に継手部を取り付けることが可能となるが、外部から接続ジョイントにアクセスすることが要求される。したがって、各継手部において掘削する必要なしに、継手部を内部的に更生する改良された方法及び装置を提供することが望ましい。
米国特許第５１９９１４５号明細書米国特許第５７３７８２２号明細書米国特許第４００９０６３号明細書米国特許第４０６４２１１号明細書米国特許第４８６７９２１号明細書米国特許第５２５５６２４号明細書米国特許第４９２３６６３号明細書米国特許第５９３４３３２号明細書

概して言えば、本発明によると、内張りした導管内の継手部に流れを内部的に更生させる方法及び内部密閉された継手部が提供されている。継手部を更生しライナーを適所に保持するために、継手部の位置においてライナーに開口部が形成されており、一端が先端部である管状部分を有するＴナットが、Ｔナットの軸周囲の密閉ガスケットと共に継手部内に取り付けられる。Ｔナットは、既設の継手部内に加圧してはめ込むために、あるいは継手部に形成されたネジにねじ込むために、管状部分にセルフタッピンネジ又は刻み面を設けることにより、取り付け可能である。

本発明により構成及び配置された継手部への流れを内部的に更生する装置には、検査及びトレンチレス管路の修繕技術において、内張りした導管内において側面に継手部を切開するのに使用するタイプのロボットが含まれる。このような装置には照明、カメラ及び位置決め穴あけ装置が装着されている。ロボットは、トラック付サポートスレッドと少なくとも、軸方向に移動し回転することができる回転可能なリフトバー付の位置決めモータを有する。リフトバーにはターンテーブルが取り付けられ、例えば六角ドライブなどの中央の穴に、駆動可能な形状を有するＴナットを取り付けるための駆動機構を備えている。リフトバーは、Ｔナットを既設の継手部に取り付けるための位置調整が可能である。取り付けが終了すると、リフトバーが上がって回転し、駆動機構がモータの隣のブラケットに組み込まれ、次の継手部に取り付けられるＴナットと係合する。それぞれのＴナットを取り付けた後に、次に利用可能なＴナットが取付けのために、管路からスレッド組立体を取り外すことなしに駆動機構によって取り出される。

従って、本発明の目的は、内張りした導管の継手部を更生させて、継手部とライナーとの間を密閉接続する改良された方法を提供することである。

本発明の別の目的は、内張りした導管内の継手部を内部的に更生させて、導管の内側と外側の側壁及び継手部の両方を密閉する、改良された方法を提供することである。

本発明の更なる目的は、導管の内部から導管の内径までライナーに穴を切開して内張りした導管内の継手部を更生する、改良された方法を提供することである。

本発明の更に別の目的は、内張りした導管内の継手部を内部的に更生する、改良された装置を提供することである。

本発明の更なる目的は、サービスを復旧させるために継手部に取り付けるためのＴナットを提供することである。

本発明の更なる他の目的及び利点は、本明細書において、ある意味明白に、そしてある意味明らかとなる。

本発明はしたがって、幾つかのステップと、１つ以上の前記ステップの他のステップとの関連、及び前記ステップに影響する構成、要素の組み合わせ及び部品の配置の特徴を具現する装置を含み、これら全ては詳細の開示において例示され、本発明の範囲は請求項において規定される。

本発明をより完全に理解するために、添付の図に関連する下記の説明を参照のこと。

図１に長手方向に延在する対応する導管１３に取り付けられた分岐栓１１を示す。対応する導管又はパイプ１３は、例えば水道本管、ガス本管、又は下水道本管等であってよい。この場合、導管１３は鋼鉄製であり、例えばポリエチレン又は他の同様の合成内張りシステム等の現場硬化ライナー又はポリオレフィンから形成された合成ライナー１７で内張りされたほぼ円筒状の内側壁１５を有する。

現場硬化される柔軟なライナーを通常用いる既設の導管を復旧させる既知の方法は、特許文献３及び４に開示されているインシチュホーム工法（登録商標）であり、この内容は参照することにより本明細書に援用される。ニューパイプ工法（登録商標）として知られる別の復旧方法は、特許文献５及び６に記載され、この内容は参照することにより本明細書に援用される。この後者の工法においては、実質的に堅い交換パイプを平らに折り畳んだ形状で取り付け、加熱することにより膨張させて元の導管の形状とする。同業者になじみのある、導管を内張りするための別の工法は、ＭｃＭｉｌｌａｎ氏に発行された特許文献７に記載されている縮径工法である。別のパイプの内張り及び工法は、Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ氏等に付与された特許文献８に記載されており、この内容は参照することにより本明細書に援用される。この最後のパイプ内張り工程は、本明細書の図に示す実施例で使用されている。

図２Ａに、導管１３に完全に接続されていない分岐栓１１を有する導管１３に取り付けられたライナー１７を示す、導管１３の部分断面図を示す。一般に分岐栓は普通ここで示すように導管内に突出している。分岐栓１１が導管１３内に突出することによって、ライナー１７にくぼみを形成する。このくぼみは、くぼみの位置を検出するためのカメラを有するロボットを導管内に挿入することにより、見つけることができる。くぼみが見つかると、同ロボットの穴あけ工具ビットを使用して分岐栓１１の位置でライナー１７に少なくとも１つの開口部を形成することができる。

図２Ｂに、導管１３に完全に接続されておらず、導管１３内に突出していない分岐栓１１を有する導管１３に取り付けられたライナー１７を示す、導管１３の部分断面図を示す。

図２Ｃに、導管１３に完全に接続されておらず、導管１３内に突出せず、導管１３の外壁に取り付けられた外部サドルに取り付けられた分岐栓１１を有する導管１３に取り付けられたライナー１７を示す、導管１３の部分断面図を示す。導管１３内に分岐栓１１が突出していないと、ライナー１７に視覚的に目立つくぼみがないだけでなく、一時的に挿入された取付具を取り除くこともない。視覚的な検出以外には、ロボットに装着された渦電流技術等の遠隔探知技術を使用する別の検出方法を使って、分岐栓の位置を確認することができる。分岐栓が見つかったら、同ロボットの穴あけ工具ビットを使用してライナー１７に少なくとも１つの同心開口部を形成することができる。

図３Ａ及び３Ｂに、一端に鋸２６と、他端に六角端２３を有し、センタリングビット２２有り及び無しの穴鋸ビット２１をそれぞれ示す。センタリングビット２２は、ライナー１７に第１開口部１９を開けるのに使用され、ここでセンタリングビット２２の外側の肩部２４は分岐栓１１の内径の大きさに調整される。鋸２６は、ライナー１７に第２の同心開口部２７を開けるのに使用され、ここで鋸２６は分岐栓１１の外径の大きさに調整される。第１開口部１９及び第２の同心開口部２７はほぼ同時に開けられることを注記する。センタリングビット２２がない場合、鋸２６を分岐栓１１の外径の大きさに調整し、ライナー１７に１つの、より大きい開口部２７が形成される。穴鋸ビット２１の六角端２３はターンテーブル６１に装着され（図１２に示す）、輪溝２８で固定される。ターンテーブル６１は穴鋸ビット２１を駆動する。ターンテーブル６１は修正ロボットに装着された標準側部更生カッター６３に装着される。標準側部更生カッター６３に装着された空気圧モータ７１は、図１２及び図１４に示すように穴あけ装置を取り付けるための代替方法となる。

図３Ｃ及び３Ｄに、一端にセンタリングビット２５を有する及び有さないミリングビット２０を示す。センタリングビット２５は、ライナー１７に第１開口部１９を開けるのに使用され、ここでセンタリングビット２５の外側の肩部２４は分岐栓１１の内径の大きさに調整される。ミリングビット２０は、ライナー１７に第２の同心開口部２７を開けるのに使用され、ここでミリングビット２０は分岐栓１１の外径の大きさに調整される。第１開口部１９及び第２の同心開口部２７はほぼ同時に開けられることを注記する。センタリングビット２５がない場合、ミリングビット２０を分岐栓１１の外径の大きさに調整し、ライナー１７に１つの開口部２７が形成される。標準側部更生カッター６３に装着された空気圧モータ７１は、図１４に示すように穴あけ装置を装着する方法となる。あるいは、ミリングビット２０の六角端をターンテーブル６１にはめて、輪溝２８で固定する。ターンテーブル６１はミリングビット２０を駆動する。ターンテーブル６１は修正ロボットに装着された標準側部更生カッター６３に装着される。

図３Ｅ及び３Ｆに、一端にセンタリングビット３１、他端に六角端２３を有する及び有さない加熱式穴開けビット２９をそれぞれ示す。センタリングビット３１は、ライナー１７に第１開口部１９を開けるのに使用され、ここでセンタリングビット３１の外側の肩部２４は分岐栓１１の内径の大きさに調整される。加熱式穴開けビット２９は、ライナー１７に第２の同心開口部２７を開けるのに使用され、ここで加熱式穴開けビット２９は分岐栓１１の外径の大きさに調整される。第１開口部１９及び第２の同心開口部２７はほぼ同時に開けられる。センタリングビット３１がない場合、加熱式穴開けビット２９を分岐栓１１の外径の大きさに調整し、ライナー１７に１つの開口部２７が形成される。加熱式穴開けビット２９の六角端２３をターンテーブル６１にはめて、輪溝２８で固定する。ターンテーブル６１は加熱式穴開けビット２９を駆動する。ターンテーブル６１は図１２に示すように修正ロボットに装着された標準側部更生カッター６３に装着される。

図３Ｇに、ライナーを挿入する前に分岐栓１１の突出部を除去するのに使用される、支持端４５を有するミリングビット２０’の斜視図を示す。ここで、自動位置合わせ先行端３２と六角端３３を有するタップ３１を示す図４を参照する。タップ３１の六角端３３をターンテーブル６１にはめて（図１２参照）、輪溝３４で固定する。タップ３１は分岐栓１１の内径にネジ山を形成するのに使用される。形成されるネジ山はタップ３１でねじ山を成形している間又はＴナット３６を取り付ける間に分岐栓１１がゆるまないように左巻きである。先行端３２は分岐栓１１の内径の大きさに調整され、先行端３２の端部は必要に応じて物質や膜を除去するために削られている。セルフタッピンＴナット３６を使用する場合はタップによるねじ切りは適用されない。

図５Ａに、分岐栓１１にねじ込まれるセルフタッピンＴナット３６を示す。セルフタッピンＴナット３６は、管状の端部あるいは先行端３７と六角端３８を有する。先行端３７は、セルフタッピンＴナット３６を真っ直ぐ導き、斜め止めを防ぐために、分岐栓１１の内径の大きさに調整されている。六角端３８は、六角開口部３９を中央に有している。セルフタッピンＴナット３６を使用する場合は、セルフタッピンＴナット３６がそれ自体のねじ山を形成するため、分岐栓１１にねじ山を形成する必要がない。好ましくは、ストリッピングを防ぐためにねじ山が粗く、ネジの設計が約１０度であり、ネジの形状は、セルフタッピンＴナット３６が未知の又は様々な内径を有する分岐栓１１内まで達するように狭くなっている。ネジ山はセルフタッピンＴナット３６を取り付ける間に分岐栓１１がゆるまないように左巻きネジである。セルフタッピンＴナット３６は、六角端３８の外周囲部によって分岐栓１１にねじ込まれてもよいし、六角端３８の内径の六角開口部３９によって分岐栓１１にねじ込まれてもよい。Ｔナット３６はロボット制御によってライナー１７の内側から取り除く、あるいは分岐栓１１の内径を通ってアクセスすることにより外側から取り除くことが可能である。例えば閉鎖接続等のブラインド接続を必要とする場合、Ｔナット３６は貫流型でなくてもよい。

図５Ｂに、分岐栓１１にねじ込まれる、標準の平行ネジである（セルフタッピンでない）Ｔナット３６’を示す。図５Ｃに、分岐栓１１にねじ込まれる、標準の先細Ｔナット３６”を示す。ネジ込みＴナットは先行端３７と六角端３８を有する。先行端３７は、Ｔナットを真っ直ぐ導き、斜め止めを防ぐために、分岐栓１１の内径の大きさに調整されている。六角端３８は、六角開口部３９を中央に有している。Ｔナット３６を使用する場合は、タップ３１で予め分岐栓１１にねじ山を形成しなければならない。ネジ山はタップ３１でねじ山を形成する間もしくはＴナット３６を取り付ける間に分岐栓１１がゆるまないように左巻きネジである。Ｔナット３６は、六角端３８の外周囲部によって分岐栓１１にねじ込まれてもよいし、六角端３８の内径の六角開口部３９によって分岐栓１１にねじ込まれてもよい。Ｔナット３６は修理のためにロボット制御によってライナー１７の内側から取り除く、あるいは分岐栓１１の内径を通ってアクセスすることにより外側から取り除くことが可能である。例えば閉鎖接続等のブラインド接続を必要とする場合、Ｔナット３６は貫流型でなくてもよい。

図５ＤはＴナットの軸周囲に設置され分岐栓１１内にねじ込まれるシーリングガスケット４１の斜視図である。図５Ｅに、シーリングガスケット４１と、Ｔナット３６の先行端３７周囲に設置され分岐栓１１にねじ込まれる堅いシーリングワッシャ３５を含むＴナット組立体４０の斜視図を示す。シーリングガスケット４１はゴム又は圧縮可能な合成材料等の、導管内を流れる流体に好ましい全ての適切なガスケット材料からなっていてよい。ガスケット４１は、好ましくはＥＰＤＭゴム又は他の適切なエラストマー系シーリング材である。図５Ｆは、Ｔナット組立体が分岐栓１１に取り付けられた、内張りされた導管の断面図である。

図６〜８に、分岐栓１１の密閉継手部の、ライナー１７に設けられた開口部内への取り付けを示す。ライナー１７は水と空気に対して不浸透性である。

図６に、分岐栓１１とライナー１７の間に内部密閉された継手部を形成し始めた時の、ライナー１７の開口部１４を示す。図７に、分岐栓１１とライナー１７の開口部１４内に挿入される直前のシーリングワッシャ３５有又は無しのセルフタッピンＴナット３６とシーリングガスケット４１を示す。シーリングガスケット４１とＴナット３６の六角端３８はライナー１７に押し付けられライナー１７において、図８に示すように導管への通り道に密閉継手部を形成する。ここで、内部継手部は分岐栓１１とライナー１７との間に完全に内部が密閉された継手部を形成する。通常、セルフタッピンＴナット３６がライナー１７に取り付けられると、これにより機械的なロック点が形成され、ライナー１７が適所に保持される。

使用されるＴナットがセルフタッピンＴナットでない場合、図４に示すようにタップ３１を使用して分岐栓１１にねじ山を形成する。先行端３２は分岐栓１１の内径の大きさに調整され、先行端３２の端部は必要に応じて物質や膜を除去するために削られている。分岐栓１１にねじ山が形成された後、図６〜８に示すように、Ｔナット３６を分岐栓１１のライナー１７に設けられた開口部内に取り付けることができる。Ｔナット３６はライナー１７に対向するシーリングガスケット４１と共に分岐栓１１にねじ込まれ、分岐栓１１とライナー１７の間に内部密閉された継手部を形成する。

図９に、分岐栓１１にねじ込まれるドリルビット付セルフタッピンＴナット４６と称される別のタイプのＴナットを示す。セルフタッピンＴナット４６はドリルビット型先行端４７と六角端４８を有する。ドリルビット型先行端４７は、セルフタッピンＴナットを真っ直ぐ導くために分岐栓１１の内径の大きさに調整されており、斜め止めを防ぐためライナー１７に直接開口部を開ける。加えて、ドリルビット型先行端４７により分岐栓１１にねじ山が形成され、ライナー１７に対して密閉される。六角端４８は、中央に六角開口部４９（図示しない）を有している。ストリッピングを防ぐためにねじ山が粗く、ネジの設計が約１０度であることが好ましい。セルフタッピンＴナット４６は、六角端４８の外周囲部によって分岐栓１１にねじ込まれてもよいし、六角端４８の内径の六角開口部４９によって分岐栓１１にねじ込まれてもよい。

図１０に、分岐栓１１にねじ込まれるパンチビット付セルフタッピンＴナット５６と称される別のタイプのＴナットを示す。セルフタッピンＴナット５６はパンチビット型先行端５７と六角端５８を有する。パンチビット型先行端５７は、セルフタッピンＴナットを真っ直ぐ導くために分岐栓１１の内径の大きさに調整されており、斜め止めを防ぐためライナー１７に直接開口部を開ける。加えて、パンチビット型先行端５７により分岐栓１１にねじ山が形成され、ライナー１７に対して密閉される。六角端５８は、中央に六角開口部５９（図示しない）を有している。ストリッピングを防ぐためにねじ山が粗く、ネジの設計が約１０度であることが好ましい。セルフタッピンＴナット５６は、六角端５８の外周囲部によって分岐栓１１にねじ込まれてもよいし、六角端５８の内径の六角開口部５９によって分岐栓１１にねじ込まれてもよい。

ドリルビット付セルフタッピンＴナット４６又はパンチビット付セルフタッピンＴナット５６を使用する場合は、ドリルビット付Ｔナット４６又はパンチビット付Ｔナット５６によってライナー１７に最初の穴が形成され、それと同時に分岐栓にねじ山が形成されライナーが密閉される。この場合、図５Ｆ及び１９に示すシーリングワッシャ３９又は１３９を図５Ｆに示すＴナット３６と共に使用する。分岐栓にねじ山が形成されると、Ｔナット３６上のねじ山をテフロン（登録商標）テープで巻いて密閉させることができるため、シーリングワッシャ３９又は１３９は必須ではない。

図１１に、分岐栓１１内に装着される圧縮Ｔナット６６と称される別のタイプのＴナットを示す。ここで、圧縮Ｔナット６６はギザギザの本体７０とＯリングシール７２と、分岐栓１１の内径に対して圧縮セルフタッピンＴナット６６の本体を成形させる内部成型ナット７３（図示しない）を有する。装着前に、圧縮Ｔナット６６にねじ山が形成されたロッド又はボルト７４が挿入され、そして強く引かれることにより、ねじ込みナット７３の作用で圧縮適合Ｔナット６６の本体の外側が加締められ、適所にねじ込まれる。次にネジ型のロッド７４が引き抜かれ、ロボットに別の次の圧縮適合Ｔナット６６を装着するための再補充が行われる。

図示した全ての異なるＴナットには、導管１３に接触するライナー１７を密閉させるために、シーリングガスケット４１がシーリングワッシャ３９と共に、あるいはシーリングワッシャ３９なしで使用されることが好ましい。

図１２に、取り外し可能な六角ドライブ６２を有するターンテーブル６１を示す。ターンテーブル６１は標準側部更生カッター６３（図示しない）に装着される。ターンテーブル６１はタップ３１、穴あけビット２１、六角の外側からＴナットを駆動させるソケット及び六角ドライブ６２を保持し及び駆動して、Ｔナットの六角又は他の形状の内径をボール押さえ６４で駆動させてパイプ内を下降している間Ｔナットを適所に保持し、Ｔナットを自動補充機構（図１３）で取り扱う際にＴナットが滑り落ちるのを防ぐのに使用される。ターンテーブル６１は標準側部更生カッターロボット６３を担持する滑材に配置されているモータを備えている。モータは、カッターロボットが分岐栓１１近辺で軸方向に伸びたり縮んだりする際に軸方向に移動可能な滑動する滑材に装着されている。標準側部更生カッター６３に装着された空気圧モータ７１は、穴あけ装置を装着するための代替方法とすることもできる。

カメラと穴あけビット付のロボット組立体１０１は、視覚的に分岐栓１１の位置を判別するための突出部を見つけるため導管１３に挿入される。ロボットが分岐栓１１を見付けると、これを利用して次に一以上の開口部がライナー１７に形成される。別の例では、渦電流プローブ７２を利用して分岐栓１１又は対応する導管１３を形作っている導電性材料を探すことも可能である。分岐栓１１の突出部が隠れている場合、あるいは分岐栓１１が内張り前に導管１３の内壁の同一平面に意図的に圧延されている場合は、穴あけビットが取り付けられたターンテーブルに渦電流プローブ７２を装着して分岐栓１１の位置を確認することができる。渦電流プローブ７２によって真ちゅう製の分岐栓１１の位置が確認されると、分岐栓１１の中央部を識別する信号が操作者に送られる。このとき、ターンテーブル６１又は空気圧モータ７１を、穴あけビットによりライナー１７に一以上の開口部を形成することが可能な位置まで回転させることができる。ライナー１７に開口部が切開された後、別のロボットをセルフタッピンＴナット４６と共に導管１３内に挿入し、セルフタッピンＴナット４６及びシーリングガスケットを取り付ける、あるいは分岐栓１１にすでにねじ山が形成されている場合には、取り付けるＴナットはセルフタッピンＴナットではない。

渦電流プローブ７２は、バネと共に円筒筐体７３に装着されている。このやり方では、プローブ７２がライナー１７の表面に沿って進み、どこに分岐栓１１の中央部が位置するか操作者にはっきりとした信号を送ることができる。渦電流プローブに加えて、継手部は超音波、探知レーダー、Ｘ線、ガルバ測定電流微分法、音波探知機等を使用することにより位置を確認できる。

図１３に、追加のＴナットを保持する自動ローダーを示す。これにより、更生後にロボットをパイプから外に引き出して新しいＴナットを挿入し、そして更にＴナットを取り付けるためにロボットをパイプの中へ再配置する必要が回避される。これは時間的観点から手間のかかる作業である。

エアシリンダー７５は、ロボットを操作してＴナットのうちの一つを拾い取ることができる場所に、シーリングナットのホルスターを供給する「スライド」を押し出す滑材の一又は複数の脚部に装着されている。Ｔナットがホルスターから取り去られると、エアシリンダーがスライドを引きこんで更生及び密閉作業の邪魔にならないようにする。スライド及び滑材は、ここで図１３で示し図１７及び１８に示すように、一以上のナットを扱うことができる。

図１４に、標準側部更生カッター６３（図示しない）に装着される空気圧モータ７１を示す。空気圧モータ７１は、穴あけビット２１を保持し駆動させるのに使用される。空気圧モータ７１は、穴あけビットが導管１３の軸方向に自動的に位置合わせできる、自動センタリングバネ機構を備えていてもよい。空気圧モータ７１はまた、渦電流プローブ７２等の遠隔探知技術を含んでいてもよい。ライナー１７との接触を密にするため、またライナー１７に同心開口部を形成する際に穴あけビットが半径方向に動くことができるようにするために、バネ機構に検出プローブを装着することができる。これを、図１５の空気圧モータ及び検出装置の斜視図に示す。図１６は、図１４及び１５に示す穴あけビット２１を装着するのに用いる空気圧モータ７１の正面図である。

ロボットでシーリングナットを運ぶには様々な方法がある。例えば、六角ソケットにナットを静置してもよい。これははまり具合がゆるくなりやすく、「ぐらぐら」してソケットから外れる可能性がある。ローダーのホルスターからナットを拾い取るための図１３のロボットは、ロボットのターンテーブルに装着された六角ドライバーの軸を利用する。このドライバー軸はボール押さえを備えており、シーリングナットの六角内径に挿入される。ドライバー軸は側面に、ナットがドライバー軸から滑り落ちることを防ぎ、自動装填機構（図１３）でＴナットを扱っている最中にＴナットが滑り落ちるのを防ぐ、ボール押さえを有する。複数のＴナットを扱う改良されたローダーを、図１７〜２０の密閉組立体に示す。

ここで、本発明にしたがって構築され配置された内部更生及び密閉組立体１０１を示す図１７〜２０を参照する。密閉組立体１０１は、一対のランナー１０３及び１０４を有するスレッド１０２の形態のフレームを備える。カメラ１０６がフレーム１０２の一端に位置し、全体として１０７に示す、電子モータ１０８及びローダー１０９を備えるモーター副組立体が、カメラ１０６より内側に装着されている。ローダー１０９はエアシリンダー１１１のピストンに結合されているカートリッジスライド１１２を有するエアシリンダー１１１を含む。カートリッジスライド１１２は図１９に示すようにスレッド１０２の溝１０５を進み、複数のＴナット取付具１３１を運ぶ。カートリッジスライド１１２はエアシリンダー１１１から延びて下記に説明するようにＴナット取付具を装填する位置に置く。

組立体１０１はフレーム１０２の反対端にロボット区域１１６を備えている。ロボット区域１１６は、選択的に伸び縮みさせることができるシリンダー１１７から延びた延長アーム部１１９を有する、細長く堅い電子制御されるシリンダー１１７である。選択的に時計回りに又は反時計回りに回転させることができる回転シリンダー１１８は、延長アーム部１１９に装着されており、リフト台１２０が回転シリンダー１１８に固定されている。六角ドライブ１２２を有するターンテーブル１２１は、駆動軸１１０及び第１共通継ぎ手１２４及び第２共通継ぎ手１２６によってモータ１０８に操作可能に接続されている。

回転シリンダー１１８、延長アーム部シリンダー１１９及びリフト台１２０等のこれらの様々な構成要素を用いることにより、Ｔナット１３１を内張りした導管の既設の分岐栓の内径内に首尾よく取り付けることができる。上述し、また図１９及び２０に示すように、シーリングガスケット１３２を有するＴナット１３１は六角形の基部１３３を有している。この場合、基部１３３が六角形であることにより、密閉及び／又は取付けの際にＴナット１３１を回転させるための六角形の主空洞を有するターンテーブルを用いて取り付けることができる。

図１７〜２０に示す実施形態では、Ｔナット１３１は図２０に示すように六角形の内径１３７を含んでいる。六角ドライブ１２２は取出し及び取付けの際にＴナット１３１を六角ドライブ１２２に固定するためのボール押さえ１３８を備える。実質的に堅いシーリングワッシャ１３９は、導管内の既設の分岐栓との密閉を確実にするために、Ｔナット１３１の自動ねじ切り部分１３４の周囲、及び圧縮可能なシーリングドーナツ型ガスケット１３２の中央内部に取り付けられている。シーリングワッシャ１３９は、Ｔナット１３１の基部と分岐栓及び内張りした導管壁との間の密閉を補助するため、ナイロン、ＬＤＰＥ、ポリエステル、ポリアセタール、ＰＴＦＥ等の実質的に堅いエンジニアリングプラスチックから形成されている。

Ｔナット１３１は先行端１３６を有する円筒状の自動ねじ切り部分１３４を含む。自動ねじ切り部分１３４は、ストリッピングを防ぐための粗いねじ山又は水分岐径の変化に適応するために約１０度に設定された粗いねじ山を含む。これにより、Ｔナット１３１のねじ切りに要するトルク量も削減される。

複数のブラケット１１３を有するカートリッジスライド１１２を詳細に示す図１７と１８及び１９と２０をもう一度参照する。ここでは、Ｔナット１３１の自動ねじ切り部分１３４は、導管の中央に対向する六角径１３７でブラケット１１３に装着される。この場合、内側の更生が完了すると、ターンテーブル１２１がエアシリンダー１１１から延びているカートリッジスライド１１２上に配置され、これによりターンテーブル１２１が下降し六角ドライブ１２２がＴナット１３１の内径１３７に入って係合することが可能となる。回転シリンダー１１８とターンテーブル１２１を時計回りの方向に回転させることにより、Ｔナット１３１がブラケット１１３から取り外され、更生されるべき次の分岐栓に取り付けられる準備ができる。カメラ１４１とカメラ装着用ブラケット１４２は、ブラケット１１３内のＴナット１３１を視覚的に位置確認するのを補助する。

複数のＴナット１３１を保持するカートリッジスライド１１２を有する内部タッピン組立体１０１を用いることにより、ターンテーブル１２１を再装填するために、内部タッピン組立体１０１を内張り導管からはずす必要なく、いくつもの内部タッピングを終わらせることができる。

ローダー区域１０９は位置確認をしやすくするカメラ１４１を備えており、Ｔナット１３１が配置され取り付けられたという情報を操作者に提供する。モータ１０８は、既設の分岐栓にＴナット１３１を取り付けるのに適切な速度が可能となる可変速度モータである。通常モータ１０８は電気的に駆動される。内部更生及び密閉組立体１０１は堅いスレッド１０２を有するものを示しているが、本発明の範囲内でトラクター及び／又はホイール等の全てのロボット位置決め装置を用いることができると考えられる。Ｔナットの取り付けにより継手部への流れが滞る可能性がある。この場合は、継手部又は分岐栓の内径を拡張してより大きい内径を有するより大きい直径のＴナットを取り付けて流体の流れを完全に回復させることができる。

本発明に従ったプロセスを実行することにより、分岐栓と合成ライナーを接続し密閉する内部タップを便利に取り付けることが可能になることが分かる。したがって、前述の説明により明らかされたもののうちの上述した目的が効果的に達成され、また本発明の精神及び範囲を逸脱せずに上述の方法を上述した構成において実行するにあたって特定の変更を行うことが可能であるため、上述の説明に含まれ及び添付の図に図示した全ての事柄は例示としてとらえられるべきであって、限定するものと解釈されるべきではない。

添付の請求項は本明細書に記述された本発明の包括的及び具体的な特徴の全てを網羅するものであり、本発明の範囲の全ての明細は、言葉上、当該請求項の範囲内に収まるということができる。

添付の請求項は、言葉上、当該請求項の範囲内に収まると考えられる本発明の包括的及び具体的な特徴の全てを網羅している。

本発明に従って配置されている、流体運搬用導管に取付けられた分岐栓を有する内張りした流体運搬用導管の断片の斜視図である。流体運搬用導管の部分断面図であり、突出した分岐栓を有する、図１の流体運搬用導管内に取り付けられたライナーを示す。流体運搬用導管の別の部分断面図であり、平坦な分岐栓を有する、図１の流体運搬用導管内に取り付けられたライナーを示す。流体運搬用導管の別の部分断面図であり、導管の外壁に付着した外部サドルの内部に装着された分岐栓を有する、図１の流体運搬用導管内に取り付けられたライナーを示す。本発明に従ってライナーに２つの同心開口部を形成するのに使用される、センタリングビット付穴鋸の斜視図である。本発明に従って合成ライナーに１つの同心開口部を形成するのに使用される、穴鋸ビットの斜視図である。本発明に従って合成ライナーに１つの同心開口部を形成するのに使用される、ミリングビットの斜視図である。本発明に従ってライナーに２つの同心開口部を形成するのに使用される、センタリングビット付ミリングビットの斜視図である。本発明に従って合成ライナーに１つの同心開口部を形成するのに使用される加熱式穴開けビットの斜視図である。本発明に従って合成ライナーに２つの同心開口部を形成するのに使用される加熱式穴開け及びセンタリングビットの斜視図である。本発明に従ってライナーを挿入する前に、分岐栓の突出部を除去するのに使用される、支持端を有するミリングビットの斜視図である。本発明に従って分岐栓に雌ネジを形成するための自動位置合わせタップの斜視図である。本発明に従って分岐栓内にねじ込まれるセルフタッピンＴナットの斜視図である。本発明に従って分岐栓内にねじ込まれる平行ネジ付ねじ切りＴナットの斜視図である。本発明に従って分岐栓内にねじ込まれるテーパーネジ付ねじ切りＴナットの斜視図である。本発明に従ってＴナットの軸周囲に設置され分岐栓内にねじ込まれるシーリングガスケットの斜視図である。本発明に従って分岐栓内にねじ込まれる、シーリングガスケットとシーリングワッシャを含むＴナット組立体の斜視図である。本発明によるライナー及び更生された分岐栓を有する流体運搬用導管の断面図である。分岐栓と合成ライナーの間に内部密閉された継手部を形成し始めた時の、ライナー上の同心開口部を示す図２と同様の図である。本発明に従って分岐栓と合成ライナーの開口部内部に挿入される直前のＴナットとシーリングガスケットを示す図６と同様の図である。分岐栓と合成ライナーの間を密閉させる、本発明にしたがって構成及び配置された取付内部タップを示す図７と同様の図である。本発明の別の実施形態に従ってライナーに同心開口部を形成するのに使用される、先行端部にドリルビットを有するセルフタッピンＴナットの斜視図である。本発明の更なる実施形態に従ってライナーに同心開口部を形成するのに使用される、先行端部にパンチビットを有するセルフタッピンＴナットの斜視図である。ギザギザの本体を有するセルフタッピンＴナットと、本発明の別の実施形態に従って分岐栓の内径内でＴナットを導くのを助ける内部成型ナット付のＯリングシールの斜視図である。本発明に従って合成ライナーに同心開口部を形成し、分岐栓をミリング加工し、Ｔナットをタッピング加工及び取付けするビットと、取り外し可能な六角又は他の形状のドライブを有するターンテーブルの斜視図である。本発明に従って構成され、配置された自動Ｔナットローダーの斜視図である。内張りした導管に穴開け用ミリングビットと、渦電流プローブ等の遠隔探知技術を組み込むための空気圧モータの正面図である。図１４の穴あけ／ミリング装置の斜視図である。図１４及び１５のローダー上に穴あけビットを装着するのに用いる空気圧モータの正面図である。本発明に従って構成され、配置されたローダーを備える組立体の斜視図である。図１７の組立体のモータ及びカートリッジが装着された部分の斜視図である。図１７のタッピング組立体のリフトとＴナット及びロボットが装着されたターンテーブルの斜視図である。図１９に示すターンテーブルのボール押さえと六角ドライブの斜視図である。

Claims

ライナーを内張りした導管内に継手部を更生させるための組立体であって、
第１の端部及び第２の端部を有する細長いフレームと、
前記フレームの一端に位置するカメラと、
前記フレームの他端に位置するロボット組立体であって、前記ロボット組立体は、選択的に回転及び延伸及び引込させることができるアーム部を有するシリンダーを含む、ロボット組立体と、
前記フレームに取り付けられたモータと、
カートリッジモータに連結されたカートリッジスライド付のシリンダーであって、前記カートリッジスライドは、前記導管内の前記継手部への設置のための複数のＴナットを保持している、シリンダーと、
前記アーム部に取り付けられたリフト台と、
前記リフト台に取り付けられ、かつ動作可能に前記モータに接続されている駆動部品を含むターンテーブルと、を備え、
これにより、前記カートリッジスライドに保管された取付具と係合し、かつ前記取付具を前記導管内の前記継手部への設置のために配置するように、前記駆動部品を選択的に配置することができる、組立体。
前記Ｔナットを挿入するために、前記ライナーに少なくとも１つの開口部を開けるための、前記ターンテーブル上の穴あけ要素を更に含む、請求項１に記載の組立体。
前記フレームに取り付けられ、かつ導管壁に偏向している遠隔検出機構を更に含む、請求項１に記載の組立体。
前記遠隔検出機構が渦電流検出器である、請求項３に記載の組立体。