JP5800767B2 - 既設管路のバルブ接合部補強構造及びバルブ接合部補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、既設管路のバルブ接合部を補強する補強構造及び補強工法に関するものである。

ガス管や水道管などの流体輸送管路には一般に流体の輸送を遮断するためのバルブが配備されている。バルブは流体を遮断するバルブ本体部とそれを外部から操作するバルブ操作部から構成されている。バルブの形態は様々であるが、フランジ接合型のバルブでは、バルブの上流側と下流側にフランジ継手部を介して管路が接合されている。また、溶接接合によるバルブでは、バルブの上流側と下流側に溶接継手部を介して既設管路が接合されている。以下の説明でバルブ接合部とは、バルブとバルブ両側の継手部を併せた部位を指している。ここでの継手部は、フランジ継手部だけでなく，溶接継手部なども含むものである。

既設管路のバルブ接合部は、経年劣化によって、バルブ自体或いは継手部の気密性欠如、継手部の接続強度低下などが問題になる。これに対しては、予防保全的にバルブの取り替え工事が必要とされているが、バルブ取り替え工事には多大な費用がかかり、また、工事対象バルブの片側のみに流体供給源が存在する（片供給路線）場合には、工事中に下流側の流体需要者に不便をかけることになるので、取り替え工事がなかなか進まないのが現状である。

これに対して、継手部に対しては、接続補強治具の取り付けや気密性を向上させる補修工事が行われているが、これのみではバルブ自体の老朽化対策にはなり得ない。そこで、バルブ接合部を含む管路の耐震構造として、下記特許文献１に記載のものが提案されている。

この従来技術は、管路のバルブ接合部を囲むように、バルブ接合部及びその両側の外周上に筒状の外郭体を配置し、管路の外周面に弾性材料よりなるパッキンを形成し、バルブ接合部を囲む外郭体の両端部に管路外周面に形成したパッキンの外径よりやや小径のリングを設け、このリングを前述したパッキンの外周に圧接して密嵌したものである。

特開２００１−２８９３８９号公報

既設管路のバルブ接合部を補強する場合に、従来技術は、バルブ接合部の両側の管路が鋳鉄管であり、溶接には不適合であることから、弾性材料のパッキンを介してバルブ接合部を外郭体で囲む方法が採用されている。これに対して、バルブ接合部の両側の管路が鋼鉄製であれば、外郭体を管路の外表面に溶接してバルブ接合部を外郭体で囲むことが可能になる。この場合には、溶接時の熱変形でバルブの可動部品に変形が生じ、バルブを円滑に動かすことができなくなる不具合が生じる。

一方、バルブ接合部を外郭体で囲む場合に、バルブの操作軸を含めて外郭体で囲んでしまうとバルブの開閉操作を行うことができなくなる。バルブの開閉操作を確保するためには、外郭体の外側にバルブの操作軸を延設させて、しかも外郭体全体の気密性を確保することが必要になる。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、外郭体でバルブ接合部を囲む補強構造において、長期の敷設に際しても経年劣化が生じ難い構造を提供できること、溶接によって外郭体を管路などに接合する際に、バルブ動作の円滑性を維持することができること、外郭体の外側にバルブ操作軸を延設しながら、外郭体全体の気密性を確保することができること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明における既設管路のバルブ接合部補強構造及びバルブ接合部補強工法は、以下の構成を少なくとも具備するものである。

既設管路のバルブ接合部補強構造は、バルブの上流側と下流側に継手部を介して既設管路が接合されているバルブ接合部の補強構造であって、一対の継手部とバルブ本体部を囲み、既設管路が貫通している側方開口部とバルブ操作部の周囲を開口した上部開口部を備え、側方開口部が既設管路の外周面に溶接接合されている外郭体球状部と、上部開口部に溶接接合されてバルブ操作部を囲む外郭体筒状部と、バルブ操作部のバルブ操作軸端部に一端部が係合され他端部が外郭体筒状部の外側に延設される操作軸延設部と、操作軸延設部が通過自在な開口を中央部に備え、周縁部が外郭体筒状部の上端に溶接接合されている固定蓋体と、操作軸延設部の側面を気密状態で支持する中央開口部を備え、固定蓋体に気密当接しながら当該固定蓋体に沿って摺動自在な当接面を備えるスライド蓋体と、固定蓋体とスライド蓋体との位置関係を調整しながら両者を固定する調整固定手段とを備えることを特徴とする。

既設管路のバルブ接合部補強工法は、バルブの上流側と下流側に継手部を介して既設管路が接合されているバルブ接合部の補強工法であって、バルブ操作部のバルブ操作軸にバルブ操作部を囲む筒状体を備えた位置出し治具を装着する工程と、筒状体に係合する上部開口部と既設管路が貫通する側部開口部の上半分を備え、バルブ本体部の上半分と継手部の上半分を囲む外郭体球状部の上半球部を、上部開口部を筒状体に係合させた状態で位置決めする工程と、側部開口部の下半分を備え、バルブ本体部の下半分と継手部の下半分を囲む外郭体球状部の下半球部を上半球部に溶接接合して外郭体球状部を形成する工程と、位置出し治具を取り外し、バルブ操作軸に当該バルブ操作軸を上方に延設する操作軸延設部を装着する工程と、位置出し治具の筒状体と同寸法の外郭体筒状部と、操作軸延設部が通過自在な開口を中央部に備え周縁部が外郭体筒状部の上端に溶接接合されている固定蓋体と、操作軸延設部の側面を気密状態で支持する中央開口部を備え固定蓋体に気密当接しながら当該固定蓋体に沿って摺動自在な当接面を備えるスライド蓋体を一体にしたユニットを、中央開口部に操作軸延設部の側面を支持した状態で保持し、外郭体筒状部を外郭体球状部の上部開口部に溶接接合する工程と、固定蓋体とスライド蓋体との位置関係を調整しながら、バルブ操作軸の円滑動作が可能な位置で固定蓋体とスライド蓋体とを固定する工程を有することを特徴とする。

このような特徴を有する既設管路のバルブ接合部補強構造とバルブ接合部補強工法によると、外郭体でバルブ接合部を囲む補強構造において、外郭体の接合を溶接接合によって行うので、長期の敷設に際しても経年劣化が生じ難い構造を提供することができる。溶接によって外郭体を管路などに接合する際に、バルブ動作の円滑性を維持することができる。外郭体の外側にバルブ操作軸を延設しながら、外郭体全体の気密性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る既設管路のバルブ接合部補強構造を示した説明図（断面図）である。 本発明の実施形態に係るバルブ接合部補強構造の上部を詳細に示した拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る既設管路のバルブ接合部補強工法を示した説明図である。 本発明の一実施形態に係る既設管路のバルブ接合部補強工法を示した説明図である。 位置出し治具の構造を示した説明図である（同図（ａ）が平面図、同図（ｂ）が同図（ａ）のＸ−Ｘ断面図）。 レベル調整治具を示した説明図である（同図（ａ）が平面図、同図（ｂ）が縦断面図）。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る既設管路のバルブ接合部補強構造を示した説明図（断面図）である。補強の対象となるバルブ接合部Ａは、図示の例ではフランジ接合型ボールバルブであり、バルブ本体部Ａ１０とバルブ操作部（バルブ操作軸）Ａ１１を備えたバルブＡ１と、既設管路Ｐに接合する継手部（フランジ継手部）Ａ２を備えている。

バルブ接合部Ａを気密に囲む外郭体１０は、外郭体球状部１１と外郭体筒状部１２とを備えている。外郭体球状部１１は、一対の継手部Ａ２とバルブ本体部Ａ１０を囲み、既設管路Ｐが貫通している側方開口部１１Ａとバルブ操作部Ａ１１の周囲を開口した上部開口部１１Ｂを備え、側方開口部１１Ａが既設管路Ｐの外周面に溶接接合されている。外郭体筒状部１２は、バルブ操作部（バルブ操作軸）Ａ１１を囲む筒状体であり、外郭体球状部１１の上部開口部１１Ｂに溶接接合されている。

バルブＡ１のバルブ操作部Ａ１１には、操作軸延設部２０が装着されている。操作軸延設部２０は、一端部がバルブ操作軸Ａ１１に係合され他端部が外郭体筒状部１２の外側に延設されている。図示の例では操作軸延設部２０は、ソケット２１とステム２２によって構成されている。

外郭体筒状部１２の上部には、固定蓋体２３とスライド蓋体２４が配備されている。固定蓋体２３は、操作軸延設部２０が通過自在な開口２３Ａを中央部に備え、周縁部が外郭体筒状部１２の上端に溶接接合されている。

図２は、本発明の実施形態に係るバルブ接合部補強構造の上部を詳細に示した拡大断面図である。操作軸延設部２０のソケット２１は、下部にバルブ操作軸Ａ１１に係合する係合部２１ａを備え、上部にステム２２の係合部２２ａを係合する被係合部２１ｂを備える。ステム２２は下部に係合部２２ａを備え、上部に露出する操作係合部２２ｂを備える。

スライド蓋体２４は、操作軸延設部２０の側面を気密状態で支持する中央開口部２４Ａを備え、固定蓋体２３の下面２３Ｂに気密当接しながらこの下面に沿って摺動自在な当接面２４Ｂを備えている。

スライド蓋体２４の中央開口部２４Ａはシールリング２４Ｃを介して気密に操作軸延設部２０（ステム２２）の側面を支持している。スライド蓋体２４の当接面２４Ｂと固定蓋体２３の下面２３Ｂとの間にはシールリング２３Ｃが設けられている。

固定蓋体２３は、複数箇所に調整孔２３Ｄを備えており、この調整孔２３Ｄを介して固定蓋体２３とスライド蓋体２４とが固定ボルト２５で固定されている。調整孔２３Ｄは、固定ボルト２５の軸径に対して大きい内径を有する孔であり、この孔を覆うように固定リング２６が設けられ、この固定リング２６によって固定ボルト２５の頭２５ａが調整孔２３Ｄ内に落ち込まないようになっている。ここで示した調整孔２３Ｄ，固定ボルト２５，固定リング２６によって、固定蓋体２３とスライド蓋体２４との位置関係を調整しながら両者を固定する調整固定手段２７が構成されている。

図示の例では、固定蓋体２３の上面はカバー蓋体２８で覆われている。カバー蓋体２８の中央には開口部２８Ａが設けられ、この開口部２８Ａを介して操作係合部２２ｂが外側に突出している。開口部２８Ａとステム２２の側面との間にはシールリング２８Ｂが設けられている。

外郭体筒状部１２の側方には、窒素ガス注入部１２Ａが設けられている。窒素ガス注入部１２Ａは外郭体１０内に窒素ガスを充填するための開口であり、その開口は、窒素ガス注入後はプラグ１２Ｂ，１２Ｃで塞がれる。

このような構造を備えたバルブ接合部補強構造によると、バルブ接合部Ａを囲む外郭体１０を既設管路Ｐなどに溶接接合することで、経年劣化することなくバルブ接合部Ａの気密性を保ちながら補強することができる。図１において、外郭体１０の接合箇所Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は全て溶接接合されている。これによって高い気密性を確保することができる。

バルブＡ１のバルブ操作軸Ａ１１は、操作軸延設部２０によって外郭体１０の外側に延設されている。これによって、バルブＡ１の機能を損なうことなく、バルブ接合部Ａを気密に囲うことができる。そして、操作軸延設部２０は、スライド蓋体２４によって支持されており、スライド蓋体２４は固定蓋体２３に対して位置調整自在に摺動するので、溶接接合時の熱でバルブ操作軸Ａ１１に熱歪みが生じた場合であっても、バルブ操作軸Ａ１１が円滑に動作する位置に操作軸延設部２０を支持するスライド蓋体２４を移動させることができ、熱歪みによってバルブ操作軸Ａ１１の動作が損なわれることがない。

図３及び図４に基づいて、前述したバルブ接合部補強構造を得るための工法を説明する（前述した説明と共通する部位には同一符号を付して重複説明を省略する。）。先ず、図示の（ａ），（ｂ）に示す工程では、バルブ操作部（バルブ操作軸）Ａ１１にバルブ操作部Ａ１１を囲む筒状体３１を備えた位置出し治具３０を装着する。図５は位置出し治具３０の構造を示した説明図である（同図（ａ）が平面図、同図（ｂ）が同図（ａ）のＸ−Ｘ断面図）。位置出し治具３０は、筒状体３１の天板３１Ａにブッシュ３２がネジ止めされており、このブッシュ３２内に支柱３３が気密に装着されている（ブッシュ３２と支柱３３との間にはシールリング３４が設けられている。また、天板３１Ａの装着孔とブッシュ３２との間にもシールリング３４が設けられている）。支柱３３の下端にはバルブ操作軸Ａ１１に係合する係合部３５が設けられている。また、天板３１Ａには吊り下げ用のアイボルト３６が取り付けられている。

図３（ａ）の工程では、先ず、バルブＡ１のバルブ操作軸Ａ１１に支柱３３の係合部３５を係合させる。その後、図３（ｂ）に示すように、支柱３３を筒状体３１に装着されたブッシュ３２に挿入する。位置出し治具３０は、後から溶接接合する外郭体筒状部１２と操作軸延設部２０を模擬した部材である。これをバルブ操作軸Ａ１１に装着することで、外装体球状部１１の位置出しを行うことができる。

図３（ｃ）に示す工程では、筒状体３１に係合する上部開口部１１Ｂと既設管路Ｐが貫通する側部開口部１１Ａの上半分を備え、バルブ本体部Ａ１０の上半分と継手部Ａ２の上半分を囲む外郭体球状部１１の上半球部１１−１を、上部開口部１１Ｂを筒状体３１に係合させた状態で位置決めする。

図３（ｄ）に示す工程では、一対の側部開口部１１Ａの下半分を備え、バルブ本体部Ａ１０の下半分と継手部Ａ２の下半分を囲む外郭体球状部１１の下半球部１１−２を上半球部１１−１に溶接接合して外郭体球状部１１を形成する。その後外郭体球状部１１の側部開口部１１Ａを既設管Ｐの外周面に溶接接合する。その後、図３（ｅ）に示すように、位置出し治具３０を取り外す。

図４（ｆ）に示す工程では、バルブ操作軸Ａ１１にソケット２１とステム２２からなる操作軸延設部２０を装着する。その後、図４（ｇ），（ｈ）に示すように、外装体筒状部１２と固定蓋体２３とスライド蓋体２４を一体にしたユニットを、スライド蓋体２４の中央開口部２４Ａに操作軸延設部２０の側面を支持した状態で保持し、外郭体筒状部１２を外郭体球状１１の上部開口部１１Ｂに溶接接合する。この際、図４（ｈ）に示すように、レベル調整治具４０を用いる。

図６は、レベル調整治具４０を示した説明図である（同図（ａ）が平面図、同図（ｂ）が縦断面図）。レベル調整治具４０は、レベル調整板４１、スペーサボルト４２、ナット４３、固定ボルト４４を備えており、レベル調整板４１の中心を操作軸延設部２０の操作係合部２２ｂに取り付け、操作係合部２２ｂを支持点としてレベル調整板４１によってスペーサボルト４２で決められた高さに外装体筒状部１２と固定蓋体２３とスライド蓋体２４を一体にしたユニットを吊り下げるものである。このレベル調整治具４０を用いることによって、所定の高さに位置調整された外装体筒状部１２を外装体球状部１１の上部開口１１Ｂに適正に溶接接合することができる。

その後は、図４（ｉ）に示すように、レベル調整治具４０を取り外す。そして、図４（ｊ）に示した工程では、一旦固定蓋体２３とスライド蓋体２４を固定していた固定ボルト２５を緩めて操作軸延設部２０の位置調整を行い、固定蓋体２３とスライド蓋体２４との位置関係を調整しながら、バルブ操作軸Ａ１１の円滑動作が可能な位置で固定ボルト２５を締め付けて固定蓋体２３とスライド蓋体２４とを固定する。

このような特徴のバルブ接合部補強工法によると、外郭体１０を既設管Ｐなどに溶接接合した後に、最終的にバルブ操作軸Ａ１１の動作を確認しながら、操作軸延設部２０の支持固定を行うことができるので、溶接接合時の熱で熱歪みが生じた場合であっても、バルブＡ１の動作を円滑に維持することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

Ａ：バルブ接合部，Ａ１：バルブ，Ａ１０：バルブ本体部，
Ａ１１：バルブ操作部（バルブ操作軸），Ａ２：継手部（フランジ継手部），
Ｐ：既設管路，
１０：外郭体，１１：外郭体球状部，
１１Ａ：側部開口部，１１Ｂ：上部開口部，
１２：外郭体筒状部，１２Ａ：窒素ガス注入部，１２Ｂ，１２Ｃ：プラグ，
２０：操作軸延設部，２１：ソケット，２１ａ：係合部，２１ｂ：被係合部，
２２：ステム，２２ａ：係合部，２２ｂ：操作係合部，
２３：固定蓋体，２３Ａ：開口，２３Ｂ：下面，２３Ｃ：シールリング，
２３Ｄ：調整孔，
２４：スライド蓋体，２４Ａ：中央開口部，２４Ｂ：当接面，
２４Ｃ：シールリング，
２５：固定ボルト，２５ａ：頭，２６：固定リング，２７：調整固定手段，
２８：カバー蓋体，２８Ａ：開口部，２８Ｂ：シールリング，
３０：位置出し治具，
３１：筒状体，３１Ａ：天板，３２：ブッシュ，３３：支柱，
３４：シールリング，３５：係合部，３６：アイボルト，
４０：レベル調整治具，４１：レベル調整板，４２：スペーサボルト，
４３：ナット，４４：固定ボルト

Claims (3)

1. バルブの上流側と下流側に継手部を介して既設管路が接合されているバルブ接合部の補強構造であって、
   前記バルブはバルブ本体部とバルブ操作部を備え、
   一対の前記継手部と前記バルブ本体部を囲み、既設管路が貫通している側方開口部と前記バルブ操作部の周囲を開口した上部開口部を備え、前記側方開口部が前記既設管路の外周面に溶接接合されている外郭体球状部と、
   前記上部開口部に溶接接合されて前記バルブ操作部を囲む外郭体筒状部と、
   前記バルブ操作部のバルブ操作軸端部に一端部が係合され他端部が前記外郭体筒状部の外側に延設される操作軸延設部と、
   前記操作軸延設部が通過自在な開口を中央部に備え、周縁部が前記外郭体筒状部の上端に溶接接合されている固定蓋体と、
   前記操作軸延設部の側面を気密状態で支持する中央開口部を備え、前記固定蓋体に気密当接しながら当該固定蓋体に沿って摺動自在な当接面を備えるスライド蓋体と、
   前記固定蓋体と前記スライド蓋体との位置関係を調整しながら両者を固定する調整固定手段とを備えることを特徴とする既設管路のバルブ接合部補強構造。
2. 前記外郭体球状部は、前記上部開口部が形成されると共に前記側方開口部の上半分が形成される上半球部と、前記側方開口部の下半分が形成される下半球部とを溶接接合して形成されることを特徴とする請求項１に記載された既設管路のバルブ接合部補強構造。
3. バルブの上流側と下流側に継手部を介して既設管路が接合されているバルブ接合部の補強工法であって、
   前記バルブはバルブ本体部とバルブ操作部を備え、
   前記バルブ操作部のバルブ操作軸に前記バルブ操作部を囲む筒状体を備えた位置出し治具を装着する工程と、
   前記筒状体に係合する上部開口部と前記既設管路が貫通する側部開口部の上半分を備え、前記バルブ本体部の上半分と前記継手部の上半分を囲む外郭体球状部の上半球部を、前記上部開口部を前記筒状体に係合させた状態で位置決めする工程と、
   前記側部開口部の下半分を備え、前記バルブ本体部の下半分と前記継手部の下半分を囲む外郭体球状部の下半球部を前記上半球部に溶接接合して前記外郭体球状部を形成する工程と、
   前記位置出し治具を取り外し、前記バルブ操作軸に当該バルブ操作軸を上方に延設する操作軸延設部を装着する工程と、
   前記位置出し治具の筒状体と同寸法の外郭体筒状部と、前記操作軸延設部が通過自在な開口を中央部に備え周縁部が前記外郭体筒状部の上端に溶接接合されている固定蓋体と、前記操作軸延設部の側面を気密状態で支持する中央開口部を備え前記固定蓋体に気密当接しながら当該固定蓋体に沿って摺動自在な当接面を備えるスライド蓋体を一体にしたユニットを、前記中央開口部に前記操作軸延設部の側面を支持した状態で保持し、前記外郭体筒状部を前記外郭体球状部の上部開口部に溶接接合する工程と、
   前記固定蓋体と前記スライド蓋体との位置関係を調整しながら、前記バルブ操作軸の円滑動作が可能な位置で前記固定蓋体と前記スライド蓋体とを固定する工程を有することを特徴とする既設管路のバルブ接合部補強工法。

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