本発明の流路変更用接続ユニットは、既設管と新設管とを隣接配置して既設管の中途領域および新設管の端部領域を収容する筐体と、既設管の中途領域に対向配置して既設管の中途領域を一部切断する切断部材とを少なくとも備え、筐体が、切断部材により切断された既設管の一部を除去する排出口を備え、切断部材が、既設管の中途領域を切断している間に既設管内の流体の流れを持続させる通過部を備え、切断部材が、排出口へ移動して排出口を閉鎖することにより、既設管の中途領域と新設管の端部領域との間で流体を連通させるものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても構わない。また、本発明の流路変更用接続ユニットを用いる流路変更工法は、既設管と新設管とを隣接配置して既設管の中途領域および新設管の端部領域を収容する筐体と、既設管の中途領域に対向配置して既設管の中途領域を一部切断する切断部材とを少なくとも備える流路変更用接続ユニットを用いる工法であり、筐体が、切断部材により切断された既設管の中途領域の一部を除去する排出口を備え、切断部材が、既設管の中途領域を切断している間に既設管内の流体の流れを持続させる通過部を備える流路変更用接続ユニットを用いて、切断部材が排出口へ移動する移動工程と、移動工程の後に、切断部材が前記排出口を閉鎖する閉鎖工程と、を含むことにより、既設管の中途領域と新設管の端部領域との間で流体を連通させるものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても構わない。
例えば、既設管および新設管は、金属製であっても、樹脂製、例えば塩化ビニール製、であっても構わない。また、既設管と新設管とは直交する配置関係になく如何なる角度をなしていてもよい。また、既設管の中途領域と新設管の端部領域とは同一の平面に位置していてもよいし、同一の平面に位置していなくてもよい。既設管の中途領域の切断は、切断部材が切断刃を有していることによって実現されてもよいし、切断部材によるせん断によって実現されてもよいし、あるいは、切断部材がレーザ光線を既設管に照射することによって実現されてもよい。また、筐体は、例えば、金属製であったり、強化プラスチック製であったりしてもよい。筐体は、下部筐体と上部筐体とが接合して形成されていてもよく、下部筐体と上部筐体とは同じ材料によっても異なる材料によっても構成されていてもよい。また、下部筐体と上部筐体との配置の関係は、任意であり、例えば、下部筐体の上部に上部筐体が位置する必要はなく、下部筐体の下部に上部筐体が位置していてもよい。言い換えると、本発明において「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」などの方向を示す表現は、絶対的なものではなく、相対的なものであり、各部が図に示されている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には、姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
図1は、本発明の一実施形態に係る流路変更用接続ユニット100により、既設管の中途領域と新設管の端部領域とを連通させた状態を示す斜視図である。なお、以下、流路変更用接続ユニット100を接続ユニット100と略記する場合がある。別言すれば、図1は、本発明の一実施形態に係る接続ユニット100により、既設管PE10(図3参照)の中途領域の一部PE11と新設管PN20の端部領域とを連通した状態を示す斜視図である。図2(A)は、図1に対応する上面図であり、図2(B)は、図1に対応する側面図である。
符号PE11、PE12およびPE13は、既設管PE10の中途領域の一部を指し示す。接続ユニット100を設置する前は、既設管PE10の中途領域の一部PE11、PE12およびPE13は、既設管PE10として一本につながっていた。また、既設管PE10には、流体が流れていてもよい。既設管PE10に、流体が流れている場合には、図1に示す状態では、既設管PE10の中途領域の一部PE11を流れる流体は、新設管PN20の端部領域に流れることができ、また、その反対も可能である。流体には、液体、気体、粘弾性流体などがある。なお、以下の説明においては、主に上水道により供給される水道水を流体の主な例にして説明する。ただし、本発明における流体は、水道水に限定されることはない。
接続ユニット100は、筐体110を有する。図1および図2においては、接続ユニット100の有する筐体110は、上部筐体111と下部筐体112とを有する。上部筐体111の最下端の開口と下部筐体112の最上端の開口とは、対応した形状を有しており、上部筐体111の最下端の開口と下部筐体112の最上端の開口との位置を合わせることにより、一体化した筐体とすることができる。別言すれば、下部筐体112に上部筐体111が接合することができる。下部筐体112には、必要に応じて、底面閉鎖部材130が装着されるようになっていてもよい。下部筐体112の底部には、後述するように排出口112i(図4、図5、図6および図7参照)が設けられており、切断部材120(図4参照)により排出口112iが閉鎖され、接続ユニット100の筐体110を密閉した構造とするが、接続ユニット100の筐体110の密閉状態をより確実にし、より継続したものとするために、底面閉鎖部材130が下部筐体112の下面に装着される場合がある。
接続ユニット100を設置するときには、既設管PE10の下に、下部筐体112の前後(図1に対して斜め右後方と斜め左前方とに該当する)に突出している第1既設管下部接続部112aおよび第2既設管下部接続部112bを配置する。したがって、既設管PE10は、下部筐体112により、下から支持される。第1既設管下部接続部112aおよび第2既設管下部接続部112bは、鞍状の形、言い換えるとサドルバンド形状を有しており、既設管PE10の断面形状が円形である場合には、第1既設管下部接続部112aおよび第2既設管下部接続部112bの凹部が既設管PE10の直径に対応した半円筒形状を有し、また、ボルト201およびナットなどの締結手段により締結される羽根形状の締結部(なお、締結部は複数図示されるので、図面の見易さのために符号は省略する。)が、第1既設管下部接続部112aおよび第2既設管下部接続部112bそれぞれの凹部の上部から左右に水平に延びているのが図示されている。第1既設管下部接続部112aの締結部は、後述の第1既設管上部接続部111aの締結部と締結され、第2既設管下部接続部112bの締結部は、後述の第2既設管上部接続部111bの締結部と締結される。
また、接続ユニット100を設置するときには、新設管PN20の下に、下部筐体112の右方に突出している新設管下部接続部112cを配置する。したがって、新設管PN20は、下部筐体112により、下から支持される。新設管下部接続部112cは、第1既設管下部接続部112aおよび第2既設管下部接続部112bと同様に、新設管の断面形状が円形である場合には、サドルバンド形状を有しており、新設管下部接続部112cの凹部が新設管PN20の直径に対応した半円筒形状を有し、また、締結部が新設管下部接続部112cの凹部の上部から左右に水平に延びている。
既設管PE10および新設管PN20の下に、第1既設管下部接続部112a、第2既設管下部接続部112bおよび新設管下部接続部112cを配置した後、下部筐体112の上に上部筐体111を配置する。上部筐体111の前後に突出している第1既設管上部接続部111aおよび第2既設管上部接続部111bは、第1既設管下部接続部112aおよび第2既設管下部接続部112bと同様にサドルバンド形状を有しており、第1既設管上部接続部111aおよび第2既設管上部接続部111bの凹部が既設管の直径に対応した半円筒形状を有し、また、締結部が第1既設管上部接続部111aおよび第2既設管上部接続部111bそれぞれの凹部の下部から左右に水平に伸びている。同様に、上部筐体111の右方には、新設管上部接続部111cが突出しており、新設管下部接続部112cと同様にサドルバンド形状を有しており、新設管上部接続部111cの凹部が新設管PN20の直径に対応した半円筒形状を有し、また、締結部が新設管上部接続部111cの凹部の下部から左右に水平に延びている。
下部筐体112の上に上部筐体111を設置すると、第1既設管下部接続部112aおよび第1既設管上部接続部111aのそれぞれから左右に水平に伸びている締結部のネジ穴の位置が合うようになっており、ボルト201を各ネジ孔の一方から挿入し、ナットを反対面に設置して締結することができる。また、第2既設管下部接続部112bおよび第2既設管上部接続部111bから左右に水平に伸びている締結部のネジ穴の位置が合うようになっており、ボルトを各ネジ孔の一方から挿入し、ナットを反対面に設置して締結することができる。また、新設管下部接続部112cおよび新設管上部接続部111cから左右に水平に伸びている締結部のネジ穴の位置が合うようになっており、ボルトを各ネジ孔の一方から挿入し、ナットを反対側に設置して締結することができる。
以上により、上部筐体111と下部筐体112とに、既設管PE10の中途領域および新設管PN20の端部領域が収容された状態で、上部筐体111および下部筐体112とが一体化される。別言すれば、上部筐体111が下部筐体112と接合し、上部筐体111と下部筐体112とにより構成される筐体110は、既設管PE10の中途領域と新設管PN20の端部領域とを収容することになる。
また、図2(A)に示されるように、新設管PN20が配置されている筐体110の側の反対側に、上部筐体111から締結部111dが水平に延びている。この締結部111dに対応する締結部112f(図4参照)が下部筐体112からも水平に延びており、各ネジ穴の位置が合うようになっている。そこで、ボルトを各ネジ孔の一方側から挿入しナットを反対面に設置し締結することができるようになっていてもよい。
既設管PE10の中途領域の一部PE13は、既設管PE10が、切断部材120(図4参照)の下部切断部122により、図1において斜め右後方の部分と、斜め左前方の部分(図2において、右側の部分と左側の部分)に切断されて排出された既設管PE10の中途領域の一部である。下部切断部122には、例えば切断刃122aおよび122bが下部切断部122の下面の前後(図1において斜め左前方を「前」とした)、したがって、切断部材120の下面の前後、それぞれに配置されている。切断刃122aおよび122bを既設管に押し当て、下に移動させると既設管が切断される。切断刃122aおよび122bは、図1においては、既設管の側面形状と対応する円形を有しているが、これに限定されることはない。例えば、図1のように、切断刃122aおよび122bが、既設管PE10の側面形状に対応する円弧を含む形状を有していると、切断開始時に切断刃122aおよび122bが既設管PE10に接触する長さが大きくなり、切断開始時に大きな力を加えることが必要となる場合がある。そこで、切断刃122aおよび122bを円弧ではなく、例えばW字形あるいはM字形とし、切断開始時には、切断刃122aおよび122bのW字の左右の尖部あるいはM字の中央の尖部が既設管PE10に当たり、切断開始に必要な力を小さくすることも可能である。なお、図1のように切断刃122aおよび122bが既設管の側面形状に対応する円弧を含む形状を有していることにより、後に説明するように切断部材操作部170(図4参照)によって切断部材120が操作されても、切断部材120が回転することがなくなり、より確実に既設管PE10の中途領域の一部の切断を行なうことができる。また、切断部材120が回転することがなくなり、次に説明するような一部PE13の除去をより確実に行なうこともできる。
接続ユニット100を設置した直後には、切断部材120は既設管の中途領域に対向配置される。より具体的には、切断部材120は、既設管の中途領域に接続されている一部PE13の上に配置される。また、既設管の一部PE13の下方(切断部材120が配置された側とは反対側の下部筐体112の位置)に、言い換えると、既設管の中途領域の一部の下方に、排出口112i(図4、図5、図6および図7参照)が設けられている。このため、切断部材120が既設管PE10の上から下に排出口112iへ移動することにより既設管の中途領域の一部PE13が切断され、その後、排出口112iから一部PE13が接続ユニット100の筐体110の外に排出され、除去されるようにできる。また、排出口112iから、切断部材120の下部切断部122の一部または全体も接続ユニット100の外に排出することができる。なお、排出口112iは、下部切断部122の上に配置されている上部閉鎖部121(図4、図5および図6参照)により、閉鎖することができる。
なお、排出口112iは、一部PE13が排出されるまで、封止されていてもよい。例えば、取り外し可能な板により接続ユニット100の外部から排出口112iが仮に閉鎖されていてもよい。これにより、既設管PE10の中途領域の一部切断時に、既設管PE10から流体が漏えいしても、筐体110の外部に流体が漏えいすることを抑制することができる。これにより作業スペースが水没などすることがないようにすることができる。
切断部材120を既設管PE10の上から下に移動させる過程については、説明すると次のようになる。接続ユニット100を設置した直後において、上述のように、切断部材120は、下部切断部122と、下部切断部122の上に配置された上部閉鎖部121(図4、図5および図6参照)が配置され構成されている。また、第1キャップ150は、第1キャップ150の位置に配置されている切断部材操作部170(図4参照)を閉鎖するキャップである。切断部材操作部170は、切断部材操作桿171、切断部材操作桿送りナット172および切断部材操作桿受け具173により構成され、切断部材120の位置を操作する。例えば、切断部材操作桿送りナット172は、上部筐体111に設けられたネジ孔であり、切断部材操作桿171は、そのネジ孔に挿入され係合する軸状のボルトであり、切断部材操作桿受け具173は、そのボルトを切断部材120の上部(上部閉鎖部121)の上面にて受ける手段(例えばボルト軸受け)である。したがって、例えば、電動ドライバ等によりボルトである切断部材操作桿171を回転させることにより、上部閉鎖部121を上から下に移動させることが可能となっている。上部閉鎖部121を上から下に移動させることにより、下部切断部122が上から下に移動し、下部切断部122が一部PE13を切断し、その後、一部PE13そして下部切断部122が排出口112iから排出されるようにできる。また、排出口112iから一部PE13および下部切断部122が排出されると、上部閉鎖部121は排出口112iを閉鎖し、接続ユニット100を密閉した構造とすることができる。なお、図4においては、1本のボルトの先端が上部閉鎖部121の上面に位置しているが、複数本のボルトの先端が上部閉鎖部121に位置していてもよい。これにより、複数本のボルトを回転させ、上部閉鎖部121を上から下へ移動させるとき、上部閉鎖部121および下部切断部122が回転しないようにすることができる。
なお、下部切断部122は、下部切断部122の前後を連通する通過部122cを有していることが好ましい。実施形態における通過部122cは、下部切断部122の前後に連通し、壁面が閉じられた孔から構成される。したがって、下部切断部122を部分として有する切断部材120が通過部122cを有していることが好ましい。下部切断部122が既設管を切断し、通過部122cが既設管PE10の位置に下降すると、下部切断部122が既設管PE10を切断している途中であっても、通過部122cを連通(通過)して流体が流れることにより、既設管PE10内の流体の流れを止めることを回避することができる。したがって、例えば上水道の工事において、断水の発生を回避することができる。
第2キャップ160は、第2キャップ160の位置に配置されている閉塞部材操作部180(図4参照)を閉鎖するキャップである。閉塞部材操作部180は、閉塞部材操作桿181、閉塞部材操作桿送りナット182および閉塞部材操作桿受け具183により構成され、閉塞部材140の位置を操作する。例えば、閉塞部材操作桿送りナット182は、上部筐体111に設けられたネジ孔であり、閉塞部材操作桿181は、そのネジ孔に挿入され係合する軸状のボルトであり、閉塞部材操作桿受け具183は、そのボルトを閉塞部材140の上面にて受ける手段(例えばボルト軸受け)である。したがって、例えば、電動ドライバ等によりボルトである閉塞部材操作桿181を回転させることにより、後述するように、閉塞部材140(図4、図5および図6参照;図1および図2には示されていない)が操作され、下部切断部122により切断された既設管PE10の中途領域の一方の側が閉塞される。図1および図2においては、切断された既設管PE10の中途領域のうち、既設管PE10の一部PE12の側の中途領域が閉塞される。これにより、既設管の一部PE12へは流体が流れないようになり、第2既設管下部接続部112bおよび第2既設管上部接続部111bの先端部において既設管を切断し、閉塞栓15を設置することができる。
図3は、既設管と新設管とを隣接配置した状態を説明するための図である。
図3(A)に示すように既設管PE10が左右に延設されている。水道工事の場合には、通常は、既設管PE10は、地面中に埋設されているので、地面を掘り起こし、既設管PE10の中途領域を露出させる。また、接続ユニット100および新設管PN20に関する必要な作業スペースを確保することも行なう。なお、既設管PE10内の流体の流れは、図3(A)において、右方から左方に向かうものであってもよいし、左方から右方に向かうものであってもよい。
次に、図3(B)に示すように、新設管PN20の端部領域を既設管PE10の中途領域に近接して配置する。図3(B)には示されていないが、新設管PN20の端部領域から所定の距離離れた位置に新設管PN20内の流体(例えば水道水)の流れを制御するバルブを設けてもよい。「所定の距離離れた」とは、接続ユニット100の設置に必要なスペースを除く位置に設けることをいう。具体的には、新設管下部接続部112cおよび新設管上部接続部111cにより新設管PN20が覆われる部分を除く位置に設ける。また、新設管PN20を流れることになる流体は、既設管PE10から新設管PN20へ新たに流れる流体であっても、新設管PN20から既設管PE10へ新たに流れる流体であってもよい。
なお、図3(B)において、新設管PN20を既設管PE10に垂直となるように設置することが示されているが、新設管下部接続部112cおよび新設管上部接続部111cの形状を変更することにより、新設管PN20を既設管PE10に対して任意の角度をなすように設置することができる。また、新設管PN20および既設管PE10が、図3(B)においては、同一平面上にあるように示されているが、上部筐体111および下部筐体112の形状を変更することにより、新設管PN20および既設管PE10が同一平面上になくてもよいようにすることができる。
図4は、既設管PE10の中途領域および新設管PN20の端部領域を収容して設置される接続ユニット100の組立斜視図である。
図1および図2を参照して説明したように、下部筐体112の前後それぞれに突出している第1既設管下部接続部112aおよび第2既設管下部接続部112bの凹部を既設管PE10の中途領域の下に配置し、下部筐体112の右方に突出している新設管下部接続部112cの凹部を新設管PN20の中途領域の下に配置し、下部筐体112の位置を固定する。例えば、既設管PE10の中途領域を露出し確保された作業スペースの底部からジャッキなどを用いて下部筐体112の位置を固定する。このとき、下部筐体112の底面には、排出口112iが形成されているので、排出口112iをジャッキなどで塞がないようにするのが好ましい。例えば、排出口112iの第1既設管下部接続部112aおよび第2既設管下部接続部112bそれぞれの側の下部筐体の裏面をジャッキなどによって支える。
下部筐体112の固定の後、上部筐体111を下部筐体112の上に配置し、一体化した筐体110を形成する。このとき、図4に示すように、切断部材120および閉塞部材140を、既設管PE10の中途領域の上側に配置する。閉塞部材140は、切断部材120に隣接していることが好ましく、また、閉塞部材140の垂直に延びる板部の先端が、切断部材120の上部前端に位置するようにすると、閉塞部材140を下方向に移動させることにより、閉塞部材140による閉塞をよりスムーズに行なうことができる。別言すれば、閉塞のために閉塞部材140の位置を前後に移動させて位置を調整する手間を省くことができる。
また、切断部材操作部170を構成する切断部材操作桿171を、切断部材操作桿送りナット172および切断部材操作桿受け具173に接続し、閉塞部材操作部180を構成する閉塞部材操作桿181を、閉塞部材操作桿送りナット182および閉塞部材操作桿受け具183に接続する。ここで、前述したように、切断部材操作桿送りナット172は、上部筐体111に設けられており、切断部材操作桿受け具173は、切断部材120の上面に設けられている。また、閉塞部材操作桿送りナット182は、上部筐体111に設けられており、閉塞部材操作桿受け具183は、閉塞部材140の上面に設けられている。
例えば、切断部材操作桿171および閉塞部材操作桿181それぞれの一例として、軸状のボルトを挙げることができ、切断部材操作桿送りナット172および閉塞部材操作桿送りナット182それぞれの一例として、上部筐体111の上面に配置されたネジ孔を挙げることができ、ボルトをネジ孔に挿入し、ボルトのネジ山とネジ孔のネジ谷とを係合させることができる。また、切断部材操作桿受け具173および閉塞部材操作桿受け具183のそれぞれは、切断部材120の上面に設けられたボルト受けおよび閉塞部材140の上面に設けられたボルト軸受けとすることができる。
したがって、例えば、切断部材操作桿171および閉塞部材操作桿181それぞれの一例としてのボルトを、切断部材操作桿送りナット172および閉塞部材操作桿送りナット182それぞれの一例としてのネジ孔に挿入し、それぞれのボルトの下端を、それぞれの受け具173および183を介して切断部材120および閉塞部材140に接続しておくことができる。
なお、閉塞部材140には、例えば1本のボルトの下端ではなく、複数本のボルトの下端を接続することにより、ボルト181の回転によって閉塞部材140が回転してしまうことを避けることができる。
上部筐体111を下部筐体112と一体化するには、第1既設管下部接続部112aと第1既設管上部接続部111aとの締結部の位置を合わせ、第2既設管下部接続部112bと第2既設管上部接続部111bとの締結部の位置を合わせ、新設管下部接続部112cと新設管上部接続部111cとの締結部の位置を合わせ、また、締結部112fと締結部111d(図2(A)参照)との位置を合わせ、ボルト201とナット202などの締結手段により、それぞれの締結部を締結する。
これにより、排出口112iが開口を有している状態を除けば、接続ユニット100の筐体110は、既設管PE10の中途領域および新設管PN20の端部領域を収容する密閉された構造となる。なお、それぞれの締結部をボルト201とナット202などの締結手段により締結した後、排出口112iから、接続ユニット100の筐体110の内部を観察することができる。これにより、接続ユニット100の外部の例えば第1既設管下部接続部112aおよび第1既設管上部接続部111aの側から光を照射して、第1既設管下部接続部112a、第1既設管上部接続部111aおよび既設管PE10がしっかり接続され、接続ユニット100の筐体110が排出口112iを除いて密閉された状態であるかどうかを確認することができる。また、排出口112iを接続ユニット100の外側から一時的に閉鎖し、接続ユニット100の外から空気を供給し、接続ユニット100の筐体110内部の気圧を大気圧より大きくしたり小さくしたりした後、時間の経過とともに気圧が変化しないことを確認することにより、接続ユニット100の筐体110が密閉された構造であることを確認することもできる。
図4においては、第1既設管下部接続部112aの凹部に連続して、下部筐体112内部に第1下受部112dが設けられている。また、第2既設管下部接続部112bの凹部に連続して、下部筐体112内部に第2下受部112eが設けられている。これにより、既設管PE10の中途領域を第1下受部112dおよび第2下受部112eによって下から支持することができる。
図4に示すように、既設管PE10の上には切断部材120が配置されている。また、図4に示すように、切断部材120の上側には、図4において板状に示されている上部閉鎖部121が配置され、切断部材操作部170により上部閉鎖部121に下方に向かう力を加え、上部閉鎖部121が下部切断部122に下方に力を加えることができるようになっている。このように、下部切断部122に上から力を加えることにより、下部切断部122に設けられた切断刃122aおよび122b(図1および図2参照)により既設管PE10が切断される。第1下受部112dおよび第2下受部112eは、切断部材120の下部切断部122により既設管PE10を切断する際に、既設管PE10に下部切断部122により加えられる力を支えるために設けられている。したがって、第1下受部112dおよび第2下受部112eの底面がジャッキなどによって支えられるのが好ましい。
また、既設管PE10の延在方向(既設管PE10内の流体の流れる方向)において、第1下受部112dと第2下受部112eとは、切断部材120の長さ以上離れている。これにより、切断部材120の下部切断部122は、既設管PE10を切断しながら、第1下受部112dと第2下受部112eとの間を移動し、排出口112iへ移動する。
また、第1下受部112dと第2下受部112eとが離れている距離を可能な限り切断部材120の長さに近づけることにより、切断部材120の下部切断部122に切断刃122aおよび122bなどを設けなくても、既設管PE10をせん断することが可能となる。
また、排出口112iの開口面の大きさは、下部切断部122が排出口112iを通過自在な大きさおよび形状となっているのが好ましい。また、下部切断部122が上部閉鎖部121から分離することができるようになっていることが好ましい。これにより下部切断部122が既設管PE10を切断した後に、一部PE13および下部切断部122を排出口112iから接続ユニット100の外部に排出し、除去することができ、下部切断部122を回収し、別の接続ユニット100を使用する再利用が可能となり、接続ユニット100の製造コストを削減することができる。
なお、下部切断部122を排出口112iから接続ユニット100の外部に排出し、除去する場合には、上部閉鎖部121が排出口112iを閉鎖し、排出口112iから漏水などの流体の漏れが発生しないようにする。このため、上部閉鎖部121が図4に示すように板状である場合には、その板の縦おび横の一方または両方の寸法が、排出口112iの開口部の対応する寸法よりも大きくなっている。図4、図5および図6においては、排出口112iの開口の側面は、下部筐体112の底面に対して垂直に形成されているが、これに限定されることはない。例えば、排出口112iの開口の側面が、下部筐体112の底面から上部に移動するにつれ、大きくなっており、例えばテーパ形状を有していてもよい。この場合、上部閉鎖部121は、排出口112iの開口面に達するか達する前に排出口112iを閉鎖することができる。
なお、上部閉鎖部121が排出口112iを閉鎖する構成の代わりに、下部切断部122が既設管PE10を切断後に、排出口112iを閉鎖する構成になっていてもよい。この場合、下部切断部122の下部は排出口112iを通過自在な大きさおよび形状となっているが、下部切断部122の下部が排出口112iを通過した後、下部切断部122の上部が排出口112iを通過できない大きさおよび形状となっており、排出口112iが閉鎖されることになる。したがって、この場合には、上部閉鎖部121と下部切断部122とを分離する必要がないので、下部切断部122と上部閉鎖部121とを一体にして形成することができる。
閉塞部材140は、切断部材120による既設管PE10の切断の後、切断された既設管10の中途領域の一部切断により生じた、一方の側を閉塞する。図4においては、閉塞部材140は、下部切断部122の切断刃122aにより切断された既設管PE10の断面を閉塞するように、水平に延びる板部と垂直に延びる板部とが組み合わされ逆L字型の形状となっている。閉塞部材140には、閉塞部材操作部180を介して下向きの力が加えられ、垂直に延びる板部により、切断部材120により切断された既設管PE10の一方の側を閉塞する。
図5および図6は、切断部材120による既設管PE10の切断、排出口112iの閉鎖および既設管PE10の切断された一方を閉塞部材140により閉塞する過程を説明するための図である。
図5(A)は、既設管PE10および新設管PN20に接続ユニット100を設置した状態の上面図であり、図5(B)、図5(C)、図6(A)、図6(B)および図6(C)それぞれは、図5(A)におけるI−I断面線における断面図を示す。
図5(B)は、既設管PE10および新設管PN20に接続ユニット100を設置し、排出口112iが開口を有している状態を除けば、接続ユニット100の筐体110を密閉した構造とした直後の断面図である。図5(B)に示すように、既設管PE10の中途領域は、下部筐体112の第1既設管下部接続部112a、第1下受部112d、第2下受部112eおよび第2既設管下部接続部112bにより下から支えられ、既設管PE10の上には、切断部材120および閉塞部材140が配置されている。切断部材120の上方には、上部閉鎖部121が配置され、上部閉鎖部121は、例えば、ボルト軸受け173(切断部材操作桿受け具)を介してボルト171(切断部材操作桿)に接続されている。閉塞部材140は、例えばボルト軸受け183(閉塞部材操作桿受け具)を介してボルト181(閉塞部材操作桿)に接続されている。したがって、一例としてのボルト171および181は、上部筐体111の上部に固定されたナット172および182のネジ孔にそれぞれ挿入されている。
図5(C)は、切断部材操作桿の一例としてのボルト171を電動ドライバなどにより回転させ、切断部材120を排出口112iに向けて移動させ、既設管PE10の一部PE13を切断している途中の過程を示す。図5(C)においては、切断部材120の下部切断部122に設けられた通過部122cが、既設管PE10の位置に下降している。通過部122cは、下部切断部122が既設管PE10の中途領域の一部を切断している間(別言すれば、切断操作中)において、既設管PE10を流れる流体を通過させ、既設管PE10における流れを持続させる。したがって、既設管PE10の中途領域の一部を切断している間においても、既設管PE10内の流体の流れを維持することができ、断水等の発生を回避することができる。
図6(A)は、切断部材120の下部切断部122が既設管PE10の一部PE13を切断し、一部PE13とともに排出口112iから排出されるとともに、上部閉鎖部121が排出口112iを閉鎖した状態を示す。この状態であっても、既設管PE10を流れる流体は、接続ユニット100を介して、流れることができる。また、新設管PN20の端部領域が接続ユニット100の筐体110内部に収容されているので、新設管PN20にバルブが備えられている場合にはバルブを開くことにより、既設管PE10内の流体の流れに加え、既設管PE10と新設管PN20との間の流体の流れを生じさせ、流体を既設管PE10と新設管PN20との間で流体を連通させることができる。
図6(B)は、閉塞部材操作桿の一例としてのボルト181を電動ドライバ等により回転させ、閉塞部材140を、接続ユニット100内にて、降下させ、閉塞部材140により既設管PE10の切断された一部PE12の側を閉塞した状態を示す。この状態では、一部PE12が閉塞されているので、既設管の一部PE11と一部PE12との間の流体の流れは停止するが、一部PE11と新設管PN20との間の流体の流れを持続することができる。
図6(C)は、必要であれば接続ユニット100の下側から底面閉鎖部材130をさらに設置し、また、既設管PE10の一部PE12の側を切断し、閉塞部材操作桿の一例としてのボルト171を抜き、第1キャップ150により閉鎖した状態を示す図である。図6(C)に示すように、閉塞部材140により一部PE12を閉鎖した後も、ボルト181により閉塞部材140を第2下受部112eに押し付けた状態とすることにより、閉塞部材140による一部PE12の閉鎖をより確実に継続することができる。
なお、流体が既設管PE10の一部PE11の側から一部PE12へ流れている場合には、閉塞部材140により、一部PE12を閉塞すると、一部PE11から流入する流体による圧力により、閉塞部材140の閉塞を継続することができる。
図7は、閉塞部材140による閉塞をより確実なものとするため、下部筐体112に溝112hを形成した場合の下部筐体112の上面図である。溝112hには、閉塞部材140の図5および図6などにおいて垂直に延びる板部が溝112hに入りこむ。このため、閉塞部材140の図5および図6などにおいて垂直に延びる垂直な板部の幅を既設管PE10の直径よりも大きくしておく。
溝112hを形成するために、溝112hの左側に、第2下受部112eと上下に隣接して第1凸部112gが下部筐体112の内部に形成されている。また、溝112hの右側には、第2凸部112jが形成されている。
このように、閉塞部材140の垂直に延びる板部が溝112hに入り込む構成により、例えば、既設管PE10の一部PE12から流体が流入する場合であっても、閉塞部材140は溝112hにより固定されるので、閉塞部材140の閉塞を継続することができる。
図8は、本発明の一実施形態に係る接続ユニットを用いて、本発明を実施し、受水タンクの使用から増圧直結ポンプの使用へ切り替える過程を説明する図である。
より詳細には、図8(A)に示すように、水道の引込管PE30を流れる上水を受水タンク800で受け、貯水された上水を、ポンプ801により、配管PE40を介して、各区画の水道蛇口802に供給している。この状態から、受水タンク800の使用を廃止し、増圧直結ポンプ803により各区画の水道蛇口802に上水を供給するには、まず、増圧直結ポンプ803と、水道の引込管PE30および配管PE40それぞれの中途領域に、端部領域が隣接配置されるように新設管PN50およびPN60を設置する。
次に、図8(B)に示すように、水道の引込管PE30の中途領域および新設管PN50の端部領域に第1の接続ユニット200を設置し、配管PE40の中途領域および新設管PN60の端部領域に第2の接続ユニット300を設置する。なお、以下、第1の接続ユニット200を接続ユニット200と略記し、第2の接続ユニット300を接続ユニット300と略記する場合がある。それぞれの接続ユニット200および300の設置が終わると、まず、接続ユニット200の切断部材120により水道の引込管PE30の中途領域の一部を切断し、上部閉鎖部121または下部切断部122により排出口112iを閉鎖する。これにより、受水タンク800への水道の引込管PE30による上水の供給が継続されたまま、供給される上水の一部を新設管PN50に分岐させることができる。その結果、上水の一部は増圧直結ポンプ803を経由して接続ユニット300へ到達することができる。
そこで、接続ユニット300の下部切断部122により配管PE40の中途領域の一部を切断し、切断部材120の上部閉鎖部121または下部切断部122により接続ユニット300の排出口112iを閉鎖する。この状態においては、水道の引込管PE30を流れる上水は、受水タンク800およびポンプ801を経由して水道蛇口802に供給することができ、また、増圧直結ポンプ803を経由しても水道蛇口802に供給することもできる。
そこで、接続ユニット200において、閉塞部材140により、接続ユニット200から受水タンク800へ向かう上水の流れを停止する。次に、ポンプ801を停止させ、受水タンク800から接続ユニット300へ流れる上水の流れを停止する。この状態においては、水道の引込管PE30から供給される上水は、増圧直結ポンプ803を経由して、水道蛇口802へ供給されるようになる。また、接続ユニット300内には、新設管PN60を経由して上水が流れ込み、水圧が上昇し、接続ユニット300の閉塞部材140による閉塞が容易となる。
したがって、水道の引込管PE30を流れる上水は、増圧直結ポンプ803のみを経由して水道蛇口802に供給されるので、接続ユニット200の直後から受水タンク800およびポンプ801を経由して接続ユニット300の直前に至る水道設備は不要となる。
そこで、図8(C)に示すように、接続ユニット200の直後から受水タンク800およびポンプ801を経由して接続ユニット300の直前に至る水道設備を除去し、水道の引込管PE30を流れる上水は、接続ユニット200および新設管PN50を経由して増圧直結ポンプ803に供給され、増圧直結ポンプからは、新設管PN60および接続ユニット300を経由して、水道蛇口802に供給されるようになる。
以上のように、本発明の一実施形態に係る流路変更用接続ユニットおよび流路変更用接続ユニットを用いる流路変更工法によれば、切断部材が既設管の中途領域を一部切断し、切断された一部を排出口から排出し、また、切断部材が通過部を有し、切断部材が既設管の中途領域の一部を切断している間に既設管を流れる流体を通過して流れを継続することができ、既設管を流れる流体の停止時間を無くすことができるなど、その効果は甚大である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形例のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内に含まれる。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載したものに限定されない。なお、上述の実施形態及び後述する変形例は、適宜に組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、以下に説明する変形例では、前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を適宜に付して、重複する説明を適宜に省略する。
(第1変形例)
図9は、第1変形例として、既設管の中途領域の両方と新設管の端部領域との間で流体が連通する三方連通状態を示す断面図(図6(C)対応図)である。
実施形態では、図6(C)に示すように、閉塞部材140により一部PE12を閉鎖して、既設管PE10の一部PE11と新設管PN20との間で流体を連通させる例を示したが、これに限定されない。例えば、図9に示すように、閉塞部材140により一部PE12を閉鎖せずに、既設管PE10の一部PE11、一部PE12及び新設管PN20の三方で流体を連通させるように構成してもよい。
(第2変形例)
図10は、第2変形例として、溝形状の通過部を有する切断部材を示す模式図である。
実施形態において、下部切断部122に設けられた通過部122cは、下部切断部122の前後に連通し、壁面が閉じられた孔として構成されている(図1等参照)。しかし、通過部122cの構成は、図10に示す通過部122dのように、例えば、断面が凹形となるような溝形状であってもよい。図10に示す通過部122dは、下部切断部122の前後に連通し、壁面が開いた空間として構成されている。図10では、下部切断部122の両側面に、それぞれ一つの通過部122dを設けた例を示すが、下部切断部122の両側面に、それぞれ複数の通過部122dを設けてもよい。また、通過部122dの断面形状は、凹形状に限らず、三角形状でもよいし、半円形状等であってもよい。
(第3変形例)
図11は、第3変形例として、三方連通状態の他の態様を示す断面図(図9対応図)である。
実施形態では、図3(B)に示すように、新設管PN20を既設管PE10に対して垂直(直交)するように設置する例を示したが、これに限定されない。例えば、図11に示すように、新設管PN20を既設管PE10と平行に設置してもよい。本構成においても、閉塞部材140により一部PE12を閉鎖していないため、既設管PE10の一部PE11、一部PE12及び新設管PN20の三方で流体を連通させることができる。なお、図11では、新設管PN20を筐体110の左側に設けた構成を示すが、新設管PN20を筐体110の右側又は裏側に設けた構成としてもよい。
(第4変形例)
図12は、第4変形例として、既設管の中途領域の一方と新設管の端部領域との間で流体が連通する二方連通状態の他の態様を示す断面図(図6(C)対応図)である。
実施形態では、図6(C)に示すように、下部切断部122により一部PE13(不図示)を切断した後、上部閉鎖部121により排出口112iを閉鎖し、更に底面閉鎖部材130を設置する例を示したが、これに限定されない。下部切断部122により一部PE13を切断した後、一部PE13とともに、上部閉鎖部121を含む切断部材120の全体を排出し、図12に示すように、排出口112iを底面閉鎖部材130で閉鎖するようにしてもよい。このような構成においては、切断部材120の排出後、速やかに排出口112iを底面閉鎖部材130で閉鎖する構成を採る必要がある。
(第5変形例)
図13は、第5変形例として、三方連通状態の更に他の態様を示す断面図(図9対応図)である。
第1変形例では、図9に示すように、下部切断部122により一部PE13(不図示)を切断した後、上部閉鎖部121により排出口112iを閉鎖し、更に底面閉鎖部材130を設置する例を示したが、これに限定されない。下部切断部122により一部PE13を切断した後、一部PE13とともに、切断部材120を排出し、図13に示すように、排出口112iを底面閉鎖部材130で閉鎖するようにしてもよい。