JP7165370B1 - 配管補修装置及び配管補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】曲管部を有する配管内にライニング材を容易に送り込むことができ、配管補修作業の効率を向上させることができる配管補修装置及び配管補修方法を提供する。【解決手段】配管補修装置１は、光硬化樹脂を含むライニング材２２が入れられたチューブ２１を空気の圧力によって反転させて配管４５の内部に挿入する反転送入機２と、配管４５の内部に挿入されたチューブ２１の内部に挿入され光を照射してライニング材２２を硬化する光硬化装置３と、を具備し、光硬化装置３には、チューブ２１に挿入されるケーブル３２の先端から延出する弾性曲げ変形自在なガイド部材３４が設けられている。これにより、複数の曲管部４７を有する配管４５の奥深くまでライニング材２２とそれを硬化させる光源２８を容易に送り込むことができる。よって、従来技術の配管補修装置では難しかった複数の曲管部を有する配管の補修を効率良く正確に行うことができる。【選択図】図８

Description

本発明は、集合住宅等の給排水配管等を内部から補修する配管補修装置及び配管補修方法に関する。

従来、集合住宅や戸建住宅等の一般的な既設の建築物において、老朽化等によって損傷した給排水配管を補修するため、配管の内部に補修用のライニング材を挿入して硬化させることにより配管の内周に新しいライニング層を形成することが知られている。

例えば、特許文献１には、老朽化等によって腐食または損傷した排水トラップや排水口の内壁に補修用のライニング層を施すようにした排水管の補修装置及び補修方法が開示されている。

同文献に開示された排水管の補修方法によれば、ライニング反転器の内部に圧縮エアを注入することによって、ライニングクロスチューブを反転しながら配管の内部に進入させ、ライニングチューブの膨張によってライニングクロスを配管の内壁に付着させる。

また、他の従来技術の例として、例えば、特許文献２には、清掃後の埋設管、排水管及び給水管等の配管網にライニング層を施す配管ライニング装置が開示されている。同文献に開示された配管ライニング装置は、配管内の本管と分岐管との接続部分にライニング層を塗装層として形成する接続部塗装具を有する。

この接続部塗装具は、液状の塗料が収容された塗料収容部と、加圧膨張により本管の内周面に圧接して接続部塗装具を位置保持するバルーン部と、を具備し、ワイヤ等の索条体により配管内に吊り下げられる。この接続部塗装具を配管の接続部分の本管内に保持して分岐管内を負圧にすることにより、塗料収容部内の塗料が吐出用開口部から飛散して分岐管の内周面に塗布されてライニング層が形成される。

特開２０１５－６６７１８号公報 特開２０１４－４５０５号公報

一般に、老朽化した既設配管が損傷等した際には、短時間に確実な補修ができるよう作業性に優れた効率的な補修方法が求められる。しかしながら、上記した従来技術の配管補修装置では、種々の配管経路に対して迅速に対応して高効率な補修作業を可能とするために改善すべき点があった。

具体的には、建築物の給排水配管は、略鉛直方向に延在する縦管部や略水平方向に延在する横管部等を構成する直管部の他、方向の異なる直管部を連結する約９０度の曲がり管等から成る曲管部を有するところ、従来技術の配管補修装置では、複数の曲管部を有する配管経路の補修が困難であった。

例えば、特許文献１に開示された排水管の補修装置のように、圧縮エアでライニングクロスチューブを反転させながら配管の内部に進入させる方式では、長い配管経路の奥深くにライニングクロスを挿入することは容易ではない。具体的には、配管経路の奥深くにライニングクロスを挿入するためには、ライニング反転器の管体を長くする必要がある。そのため、入口から遠く離れた位置で配管が損傷している場合等には、配管の奥深くにある損傷部分までライニングクロスを送り込むことが難しく、その補修は容易ではなかった。

また、圧縮エアでライニングクロスチューブを反転させながら配管の内部に進入させる方式では、進入したライニングクロスチューブは配管の内周面に入口側から順次当接し内側から押圧されるため、配管内に送り込んだライニングクロスの位置を調整することは難しい。そのため、入口から遠く離れた、複数の曲がり管を通過した位置において補修が要求される際には、ライニングクロスを正確な補修位置に送ることが難しかった。

即ち、従来技術によれば、配管入口から遠く離れた位置において配管が損傷した際には、配管内にライニング材を送り込むことができず、補修位置近傍の床や壁等を一部解体し、補修部分の配管を切断して新たな配管経路を設ける等の補修作業が必要であった。

また例えば、特許文献２に開示された配管ライニング装置のように、加圧膨張により配管の内周面に圧接するバルーン部を有する接続部塗装具を索条体により配管内に吊り下げる方式の装置では、接続部塗装具を横管部や曲管部に挿入することができなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、曲管部を有する配管内にライニング材を容易に送り込み硬化させることができ、配管補修作業の効率を向上させることができる配管補修装置及びそれを用いた配管補修方法を提供することにある。

本発明の配管補修装置は、光硬化樹脂を含むライニング材が入れられたチューブを空気の圧力によって反転させて配管の内部に挿入する反転送入機と、前記配管の内部に挿入された前記チューブの内部に挿入され光を照射して前記ライニング材を硬化する光硬化装置と、を具備し、前記光硬化装置には、前記チューブに挿入されるケーブルの先端から延出する弾性曲げ変形自在なガイド部材が設けられており、前記ガイド部材は、前記ケーブルの軸方向に延在するコイルばね形状を成し、径方向の寸法が小さい小径部と、前記小径部よりも径方向の寸法が大きい大径部と、を有し、前記大径部は、球体状若しくは楕円体状の形態を成すよう巻かれていることを特徴とする。

また、本発明の配管補修方法は、光硬化樹脂を含むライニング材が入れられたチューブを空気の圧力によって反転させて配管の内部に挿入する工程と、ケーブルの先端に弾性曲げ変形自在なガイド部材が設けられた光硬化装置の前記ケーブルを前記配管の内部に挿入する工程と、前記ケーブルに設けられた光源から光を照射して前記配管に挿入されている前記ライニング材を硬化する工程と、前記配管から前記ケーブルを取り出す工程と、前記配管から前記チューブを抜去する工程と、を具備し、前記ガイド部材は、前記ケーブルの軸方向に延在するコイルばね形状を成し、径方向の寸法が小さい小径部と、前記小径部よりも径方向の寸法が大きい大径部と、を有し、前記大径部は、球体状若しくは楕円体状の形態を成すよう巻かれていることを特徴とする。

本発明の配管補修装置は、光硬化樹脂を含むライニング材が入れられたチューブを空気の圧力によって反転させて配管の内部に挿入する反転送入機と、配管の内部に挿入されたチューブの内部に挿入され光を照射してライニング材を硬化する光硬化装置と、を具備し、光硬化装置には、チューブに挿入されるケーブルの先端から延出する弾性曲げ変形自在なガイド部材が設けられている。これにより、複数の曲管部を有する配管の奥深くまでライニング材と、ライニング材を硬化させる光硬化装置の光源を有するケーブルと、を容易に送り込むことができる。そして、配管に挿入されたライニング材を光硬化装置からの光の照射で効率良く硬化させることができる。よって、本発明の配管補修装置によれば、従来技術の配管補修装置では難しかった複数の曲管部を有する配管の補修を効率良く正確に行うことができる。

即ち、本発明の配管補修装置によれば、排水口等から遠く離れた位置においても、従来技術では必要であった建物の一部解体や配管の切断及び交換等を行うことなく、配管の内部から損傷部分を補修することができ、配管補修作業の効率化を図ることができる。

また、本発明の配管補修装置によれば、前記ガイド部材は、前記ケーブルの軸方向に延在するコイルばね形状を成す。このような構成により、配管補修装置の光源が設けられたケーブルを配管の内部に挿入し、ガイド部材で好適にガイドして、曲管部を容易に通過させることができる。

また、本発明の配管補修装置によれば、前記ガイド部材は、径方向の寸法が小さい小径部と、前記小径部よりも径方向の寸法が大きい大径部と、を有しても良い。これにより、ガイド部材は、大径部がチューブの内周と接触し小径部近傍が曲がり変形して、光硬化装置のケーブルを好適に導くことができる。

また、本発明の配管補修装置によれば、前記ガイド部材は、複数の前記大径部を有しても良い。これにより、ガイド部材は、チューブの内周との接触に対する曲がり変形、及び変形に対する反発力が好適な状態となり、曲管部を有する配管においてライニング材を硬化させる光硬化装置のケーブルを好適に導くことができる。

また、本発明の配管補修装置は、前記ガイド部材の先端には、前記配管の内部を撮影する撮像センサが設けられても良い。これにより、撮像センサによる画像によって、硬化前の配管内の異状の有無を確認することができ、精度の良い配管補修を行うことができる。

また、本発明の配管補修装置は、前記ケーブルに、弾性曲げ変形自在な鋼製の補強材が内嵌されても良い。これによりケーブルは、光源及び先端のガイド部材に対して配管内を移動するための押圧力を好適に伝達することができる。よって、曲管部を有する配管の奥深くまで、ライニング材を硬化する光源を効率良く送ることができる。

また、本発明の配管補修装置は、前記チューブの内部には、前記チューブの末端側に固定され前記チューブの先端側から引き出されて前記配管の内部に挿入されるロープが設けられても良い。これにより、空気の圧力のみでは進行が難しい曲管部を有する配管においても、チューブより先にロープを配管の内部に挿入し、配管の先端側からロープでライニング材を引くことができ、配管の内部にライニング材を容易に送り込むことができる。そして、空気の圧力でライニング材を配管の内周に接触させることができる。よって、複数の曲管部を有する配管の補修を効率良く正確に行うことができる。

また、本発明の配管補修方法は、光硬化樹脂を含むライニング材が入れられたチューブを空気の圧力によって反転させて配管の内部に挿入する工程と、ケーブルの先端に弾性曲げ変形自在なガイド部材が設けられた光硬化装置の前記ケーブルを前記配管の内部に挿入する工程と、前記ケーブルに設けられた光源から光を照射して前記配管に挿入されている前記ライニング材を硬化する工程と、前記配管から前記ケーブルを取り出す工程と、前記配管から前記チューブを抜去する工程と、を具備する。これにより、曲管部を有する配管の奥深くが損傷した場合であっても、ライニング材及びライニング材を硬化する光源を配管内に容易に送り込んで、損傷した配管を内周から修復することができる。よって、配管補修の作業効率を向上させることができる。

また、本発明の配管補修方法は、前記配管に挿入される前記チューブの内部には、前記チューブの末端側に固定され前記チューブの先端側から引き出されるロープが設けられており、前記チューブを前記配管の内部に挿入する工程において、前記ロープは、前記チューブよりも先に前記配管の内部に挿入されて前記配管の先端側から引き出され、前記ロープを前記配管の先端側から引っ張ることにより前記チューブの挿入がガイドされても良い。これにより、空気の圧力のみでは進行が難しい曲管部においても、ライニング材を、容易に送り込むことができ、且つ配管の内周に沿って正確に接触させることができる。よって、複数の曲管部を有する配管の補修を効率良く高精度に行うことができる。

本発明の実施形態に係る配管補修装置を示す図である。 本発明の実施形態に係る配管補修装置で用いられるチューブ及びライニング材を示す図である。 本発明の実施形態に係る配管補修装置の光硬化装置を示す図である。 本発明の実施形態に係る光硬化装置のガイド部材近傍を示す図である。 本発明の実施形態に係る光硬化装置のケーブルを示す断面図である。 本発明の実施形態に係る配管補修装置の反転送入機でライニング材を配管に挿入する状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る反転送入機でライニング材を配管に挿入する状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る光硬化装置のケーブルを配管の内部に挿入する状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る光硬化装置のケーブルを配管の内部に挿入する状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る配管補修装置１及びそれを用いた配管補修方法を図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る配管補修装置１の概略構成を示す図である。図１を参照して、配管補修装置１は、老朽化した配管４５（図６参照）を内部から補修する装置である。配管４５は、例えば、マンション等の集合住宅、戸建住宅及びその他既設の建築物の給水配管または排水配管等である。

配管補修装置１は、ライニング材２２を配管４５の内部に挿入する反転送入機２と、ライニング材２２に光を照射して硬化させる光硬化装置３と、を備えている。

反転送入機２は、ライニング材２２及びライニング材２２が入れられたチューブ２１を空気の圧力によって反転させて配管４５の内部に挿入する装置である。なお、チューブ２１の詳細については後述する。

反転送入機２は、配管４５に挿入されるチューブ２１が収容される移動可能なドラムユニット１０を有する。ドラムユニット１０は、チューブ２１を収納するための装置であり、チューブ２１を収納する空間を有する。ドラムユニット１０の内部には、チューブ２１が巻き付けられるリール１１が設けられている。

リール１１には、チューブ２１の末端（図２に示す左側の端部）近傍が固定され、例えば、長さ５から５０ｍ程度のライニング材２２が挿入されたチューブ２１が巻き付けられる。なお、リール１１に巻き付けられるライニング材２２及びチューブ２１の長さは、５０ｍ以上であっても良い。即ち反転送入機２には、このように長いライニング材２２を収納することができる。よって、配管補修装置１は、配管４５の入口から奥深くにライニング材２２を送り込むことが求められる配管補修工事に対応することができる。

ドラムユニット１０の外部には、手作業でリール１１を回転させることができるハンドル１２が設けられている。ハンドル１２は、リール１１に対して動力伝達可能に連結されており、ハンドル１２には、把手１３が設けられている。作業者は、把手１３を持ってハンドル１２を回す。これにより、リール１１が回転し、チューブ２１をリール１１に巻き付けることができる。なお、図示しないモータ等の駆動装置を設けて、その駆動装置を利用してリール１１を回転させてチューブ２１を巻き上げる構成を採用しても良い。

反転送入機２には、チューブ２１を反転させるための高圧の空気を供給する加圧装置１９が設けられている。加圧装置１９は、空気を圧縮して高圧にする空気圧縮機等の加圧手段を備えており、エア配管２０を介してドラムユニット１０に接続されており、ドラムユニット１０の内部に空気を供給してドラムユニット１０の内部を加圧する。加圧装置１９から供給される高圧の空気により、チューブ２１が押されて反転しながら配管４５に挿入されることになる。

また、加圧装置１９は、空気を減圧して低圧にするための図示しない空気排出口及び排気弁を有する。なお、加圧装置１９は、空気を減圧する図示しない真空ポンプ等の減圧手段を備えていても良い。

また、加圧装置１９は、加圧と減圧を切り換えて圧力を調整するための切替弁、開閉弁、逆止弁及び流量調整弁等の各種弁機構、並びに圧力センサ、スイッチ、その他加圧手段及び減圧手段等を制御するための各種制御手段を有しても良い。

このような構成により、加圧装置１９は、ドラムユニット１０を介してチューブ２１に空気を供給してチューブ２１を加圧し、チューブ２１及びライニング材２２を反転させて配管４５の内部に挿入することができる。

また、ライニング材２２の取り付けが終了したら、図示しない空気排出口及び排気弁を開いて、または、減圧手段により、高圧の空気を排出してチューブ２１の内部を減圧することができる。これにより、チューブ２１を収縮させて配管４５から容易に取り外すことができる。なお、加圧手段及び減圧手段として１つの共通する圧縮機等を利用し、図示しないバルブ等によってエア配管経路を切り換えてチューブ２１の内部を加減圧する構成を採用しても良い。

ドラムユニット１０には、配管４５に挿入されるチューブ２１を送り出す送出管１４が設けられている。送出管１４は、高圧の空気を送る配管であると共にチューブ２１を送り出す配管である。送出管１４の先端にある送り口１７から、配管４５に挿入されるチューブ２１及びライニング材２２が送り出される。

送出管１４には、送出管１４に光硬化装置３の光源２８（図３参照）等を挿入するためのＹ字管継手１５が設けられている。具体的には、Ｙ字管継手１５は、入口側が略Ｙ字状に分かれた形態を成し、一方の入口部がドラムユニット１０に接続され、他方の入口部が光硬化装置３に接続される。

詳しくは、Ｙ字管継手１５は、一方の入口部がドラムユニット１０に接続されて、ドラムユニット１０から送り口１７につながるチューブ２１及びライニング材２２を送る送出管１４の主たる経路を形成する。他方、Ｙ字管継手１５の他方の入口部には光硬化装置３の接続管４１が接続される。これにより、ライニング材２２を硬化させる光硬化装置３の光源２８を配管４５に送り込むための経路が形成される。

光硬化装置３の接続管４１が接続されるＹ字管継手１５の他方の入口部側の経路には、経路を開閉するバルブ１８が設けられている。バルブ１８は、例えば、ボールバルブ等である。光硬化装置３によるライニング材２２の硬化工程を実行しない場合には、バルブ１８を閉じてＹ字管継手１５の他方の入口部から外部への高圧空気の漏れを止めることができる。

なお、図示を省略するが、送出管１４には、送出管１４の長さを好適に調整するための延長配管その他直管継手等が設けられても良い。また、送出管１４には、配管補修を行う現場に応じて送出管１４の曲がり形状を好適に調整するための曲管継手１６が設けられても良い。曲管継手１６は、例えば、９０度エルボや４５度エルボ等である。

光硬化装置３は、ライニング材２２に光を照射してライニング材２２を硬化させる装置である。光硬化装置３は、ライニング材２２に光を照射する光源２８を配管４５に送り込むケーブル３２を有する。ケーブル３２は、Ｙ字管継手１５に接続される接続管４１を介して送出管１４に送り込まれる。そして、ケーブル３２は、空気の圧力で先に配管４５の内部に挿入されたチューブ２１の内部に送り込まれる。なお、ケーブル３２の詳細については後述する。

図２は、配管補修装置１で用いられるチューブ２１及びライニング材２２の概略構成を示す図である。図２を参照して、チューブ２１は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、軟質塩化ビニル（ＰＶＣ）等の合成樹脂材料から形成された略円筒状の部材である。チューブ２１は、配管補修工事においてライニング材２２を支持する保持部材であり、加圧装置１９による空気の加圧によって反転する。

具体的には、チューブ２１は、その直径が配管４５（図６参照）の内径に近い大きさに形成されている。チューブ２１の直径、即ち配管４５の内径は、例えば、φ４０から１５０ｍｍである。チューブ２１は、加圧装置１９による圧力によって変形、膨張自在である。これによりチューブ２１は、反転しながら配管４５の内部に挿入される。例えば、チューブ２１は、配管４５内の曲管部４７（図６参照）を通過できるよう、変形自在に形成されている。

チューブ２１の内部には、織布、不織布等から形成された略円筒状の形態を成すライニング材２２が設けられている。ライニング材２２は、配管４５の内周に固定され配管４５の損傷を修復するクロス部材である。ライニング材２２としては、硬化剤としての光硬化樹脂を含む繊維強化樹脂（ＦＲＰ）等の複合材料が用いられる。

例えば、ライニング材２２は、ガラス繊維、炭素繊維、ナイロン等の合成繊維、木綿その他繊維材料と、光の照射によって硬化するアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の光硬化樹脂から成る硬化剤と、から形成される。また、ライニング材２２としては、その他の各種合成樹脂材料や、その他種々の材料が用いられても良い。

チューブ２１の末端近傍、即ち図２における左側の端部近傍、具体的には、リール１１（図１参照）に巻かれる端部近傍には、固定部材２４が設けられている。固定部材２４は、略円筒状の形態を成し、チューブ２１の末端近傍に挿入されている。固定部材２４が挿入されたチューブ２１の末端近傍は、バンド２７によって固定されている。

チューブ２１の内部には、ロープ２３が設けられている。詳しくは、ロープ２３は、チューブ２１に２倍程度の長さであり、末端側、即ち図２において左側、がチューブ２１の末端側に固定され、先端側、即ち図２において右側、がチューブ２１の先端側から突出している。チューブ２１を配管４５に挿入する工程において、ロープ２３は、チューブ２１に先立って配管４５の内部に挿入される。

チューブ２１の末端には、ロープ２３を支持する支持部材２６が設けられている。支持部材２６は、ロープ２３を縛り付ける略輪状の形態を成す紐状の部材である。チューブ２１の内部に挿入されたロープ２３は、支持部材２６に縛り付けられる。そして、支持部材２６は、例えば、固定部材２４とチューブ２１の間に挟まれ、バンド２７によって締め付けられて、チューブ２１の末端近傍に固定される。このようにして、チューブ２１の末端近傍にロープ２３が固定される。

また、支持部材２６は、略輪状に形成された一部がチューブ２１の末端から外側に突出するよう設けられても良い。支持部材２６の一部がチューブ２１の末端の外側に設けられることにより、支持部材２６を利用してチューブ２１の末端をドラムユニット１０（図１参照）のリール１１に固定することができる。よって、チューブ２１をリール１１に巻き付ける作業を容易に行うことができる。

また、固定部材２４には、空気流通が可能となるように開口する通気孔２５が形成されている。通気孔２５は、空気の圧力を利用してチューブ２１を反転させて配管４５の内部に挿入する際、高圧の空気を僅かに漏らすための孔である。

固定部材２４に通気孔２５が形成されていることにより、チューブ２１を配管４５に挿入する工程において、チューブ２１を加圧する空気を僅かに漏らすことができる。そして、通気孔２５から空気を漏らすことにより、加圧装置１９の連続した安定的な運転が可能となって、配管４５内を好適な圧力に維持することができ、空気の圧力によるチューブ２１及びライニング材２２の反転を好適に行うことができる。

図３は、配管補修装置１の光硬化装置３の概略構成を示す図である。図３に示すように、光硬化装置３は、光源２８と、撮像センサ３１と、光源２８及び撮像センサ３１を支持するケーブル３２と、ケーブル３２を巻き付けるコードリール４０と、光源２８による光の照射及び撮像センサ３１による撮影を制御する制御装置４２と、を有する。光源２８及び撮像センサ３１の詳細については後述する。

ケーブル３２は、光源２８につながる配線４４及び撮像センサ３１につながる配線４４を内部に有するホース状の部材である。ケーブル３２は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、軟質塩化ビニル（ＰＶＣ）等の合成樹脂材料から形成された柔軟な可撓性ホース材料から構成される。

ケーブル３２の直径は、例えば、φ６ｍｍ程度である。ケーブル３２の長さは、チューブ２１（図２参照）の長さと同等かそれ以上である。具体的には、ケーブル３２の長さは、例えば、５から５０ｍ程度、または５０ｍ以上であっても良い。

ケーブル３２には、配管４５（図６参照）内に挿入されたライニング材２２（図２参照）に光を照射する光源２８と、配管４５の内部を撮像する撮像センサ３１と、が設けられている。ライニング材２２を硬化する工程が行われる際には、ケーブル３２は、配管４５の内部に挿入される。

光硬化装置３には、ケーブル３２を巻き付ける巻取装置としてのコードリール４０が設けられても良い。ケーブル３２の末端側は、コードリール４０に巻き付けられてコードリール４０に支持され、ケーブル３２の先端側は、配管４５の内部に挿入される。

光硬化装置３がコードリール４０を有することにより、長いケーブル３２の取り扱いが容易になる。よって、配管４５の奥に光源２８を送り込む作業が容易になりライニング材２２を硬化させる作業の効率が向上すると共に、ケーブル３２の移動や保管の作業効率も向上する。

光硬化装置３は、光源２８からの光の照射を制御する制御装置４２を備えている。制御装置４２は、光の照射を制御する図示しない操作ボタン等を有し、ケーブル３２の内部を通過する配線４４を介して光源２８に接続されている。作業者は、制御装置４２を操作することにより光源２８を発光させてライニング材２２を硬化させることができる。

また、光硬化装置３は、ケーブル３２の先端近傍に設けられた撮像センサ３１によって撮影された配管４５の内部の画像を表示するディスプレイ４３を備えている。ディスプレイ４３は、例えば、液晶ディスプレイ等の各種映像表示装置であり、制御装置４２に設けられても良い。

制御装置４２等に設けられたディスプレイ４３は、ケーブル３２の内部を通過する配線４４を介して、ケーブル３２の先端に設けられた撮像センサ３１に接続されている。作業者は、制御装置４２等に設けられたディスプレイ４３を視認することによりライニング材２２と配管４５の接合状況等を正確に把握することができる。

図４は、ケーブル３２の先端近傍の概略構成を示す図である。図４に示すように、ケーブル３２の先端側には、複数の光源２８が設けられている。光源２８は、配管４５（図８参照）に挿入され配管４５の内周に密着するライニング材２２（図２参照）に光を照射してライニング材２２を硬化させるために用いられる。

光源２８は、例えば、白色光を発するＬＥＤライトであり、透明なライトケース２９と、そのライトケース２９の内部に設けられる複数のＬＥＤ素子３０と、を有する。ライニング材２２に含まれる硬化剤としての光硬化樹脂に対応するよう、紫外光や赤外光を発する光源２８が用いられても良い。

光源２８は、ライトケース２９が、例えば、直径約φ２０から４０ｍｍ、長さ約２０から４０ｍｍの略球体状または略楕円体状の形態を成し、ケーブル３２に外嵌されている。光硬化装置３は、複数の光源２８を有し、ケーブル３２の先端側には、例えば、約５から２０個の光源２８がピッチ約５０から１００ｍｍで、長さ約２５ｃｍから２ｍ連続するよう設けられている。このような光源２８の配置により、ライニング材２２の光硬化を高精度に行うことができる。

ケーブル３２の先端近傍には、ガイド部材３４が設けられている。ガイド部材３４は、ケーブル３２の先端から延出する弾性曲げ変形自在な部材である。具体的には、ガイド部材３４は、チューブ２１の先端からチューブ２１の軸方向に略沿って延出するコイルばね形状の部材である。ガイド部材３４は、例えば、鋼材等から形成されても良い。

配管補修工事においてケーブル３２を配管４５の内部に挿入する際には、ガイド部材３４は、配管４５の軸に略沿って、ケーブル３２の先端から配管４５の奥方向に向かって突出することになる。

ガイド部材３４は、先端側のガイドスプリング３５と、末端側のスプリングロッド３８と、から構成されている。スプリングロッド３８は、略直管状に延在するコイルばね形状であり、ガイドスプリング３５を支持する。

スプリングロッド３８は、その末端が接続部材３９を介してケーブル３２の先端に固定されている。スプリングロッド３８の先端側には、ガイドスプリング３５の末端側が螺合するよう連結されている。

接続部材３９は、ケーブル３２とスプリングロッド３８を連結する継手部材である。接続部材３９は、例えば、末端側がケーブル３２の先端に嵌合し、先端側がスプリングロッド３８の末端に嵌合する。

このようにガイド部材３４は、先端側のガイドスプリング３５と、ガイドスプリング３５を支持する末端側のスプリングロッド３８と、を連結する構成であるので、ガイドスプリング３５及びスプリングロッド３８それぞれの生産及びそれらの組み立てが容易である。なお、ガイド部材３４は、ガイドスプリング３５とスプリングロッド３８とが１つの連続する鋼材等から一体的に形成される構成でも良い。

前述の構成により、配管４５の曲管部４７（図８参照）において、ガイドスプリング３５は、その外周が配管４５の内周に当接して曲げられた状態で曲管部４７を通過し、スプリングロッド３８の末端につながるケーブル３２を進行方向に導く。このように、ガイド部材３４は、ケーブル３２の進行を好適にガイドすることができる。

また、ガイドスプリング３５は、スプリング形状の径方向の寸法が小さい小径部３６と、径方向の寸法が小径部３６よりも大きい大径部３７と、を有する。具体的には、小径部３６は、例えば、直径φ６から１０ｍｍ程度、長さ約５から１５ｍｍの略円筒状の形態に巻かれ、大径部３７は、最大直径φ１５から３０ｍｍ程度、長さ約１５から３０ｍｍの略球体状若しくは略楕円体状の形態を成す。

このような小径部３６及び大径部３７が形成されることにより、ガイドスプリング３５は、大径部３７が配管４５の内周と接触し小径部３６近傍が曲がり変形して、ケーブル３２を好適に導くことができる。なお、小径部３６及び大径部３７は、ガイドスプリング３５の側面視において、スプリング形状の外周輪郭が曲線状に湾曲するような形態であっても良い。

また、ガイドスプリング３５は、複数の大径部３７を有する。具体的には、ガイドスプリング３５は、２から５個の、好ましくは、３から４個の、更に好ましくは、３個の、大径部３７を有する。これにより、ガイドスプリング３５は、配管４５の内周との接触に対する曲がり変形及び変形に対する反発力が好適な状態となり、曲管部４７を有する配管４５において光源２８のケーブル３２を好適に導くことができる。

ガイド部材３４の先端、即ちガイドスプリング３５の先端には、配管４５の内部を撮影する撮像センサ３１が設けられている。撮像センサ３１は、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を利用したイメージセンサ等である。

配管４５の内部に挿入されるケーブル３２の先端には、ガイド部材３４を介して撮像センサ３１が設けられているので、作業者は、撮像センサ３１で撮影された配管４５内の画像から、ライニング材２２と配管４５内周の密着状況等を正確に把握することができる。これにより、高精度な配管補修工事が可能となる。

図５は、光硬化装置３のケーブル３２の概略構成を示す断面図である。図５に示すように、ケーブル３２の内部には、光源２８（図４参照）や撮像センサ３１（図４参照）につながる配線４４が設けられていると共に、弾性曲げ変形自在な補強材３３が内嵌されている。補強材３３は、例えば、コイルばね形状を成す鋼製の部材である。また例えば、補強材３３は、硬鋼線を撚ったワイヤ等から形成されても良い。

このようにケーブル３２の内部に補強材３３が挿入されていることにより、ケーブル３２は、配管４５（図８参照）内を移動するためにケーブル３２の末端側からケーブル３２に与えられる押圧力をケーブル３２の先端側に好適に伝達することができる。よって、配管補修装置１は、曲管部４７（図８参照）を有する配管４５の奥深くまでケーブル３２を効率良く送ることができる。

次に、配管補修装置１を用いた配管補修方法について詳細に説明する。
先ず、配管補修工事に使用するライニング材２２を準備する工程が行われる。図２に示すように、ポリエチレン（ＰＥ）等の合成樹脂材料から成るチューブ２１の内部に、合成繊維等から成り硬化剤としての光硬化樹脂を含むライニング材２２が挿入される。

チューブ２１のライニング材２２の内部には、末端がチューブ２１の末端近傍に固定され先端がチューブ２１の先端側から引き出されるロープ２３が設けられる。具体的には、ロープ２３は、チューブ２１の内部に挿入され、ロープ２３の末端は、支持部材２６に縛り付けられる。そして、支持部材２６は、固定部材２４と共にチューブ２１の末端近傍に挿入され、チューブ２１の外周からバンド２７によって締め付けられてチューブ２１に固定される。これにより、チューブ２１の末端近傍が塞がれ、チューブ２１の末端近傍の内部には、ロープ２３の末端が固定されることになる。

なお、前述のライニング材２２を準備する工程、即ち、チューブ２１の内部に光硬化樹脂を含むライニング材２２を挿入する工程は、ライニング材２２等の製造工場において行われても良いし、配管補修工事を行う現場において行われても良い。

図６は、配管補修装置１の反転送入機２でライニング材２２を配管４５に挿入する状態を示す図である。図２及び図６を参照して、前述のライニング材２２を準備する工程でライニング材２２及びロープ２３が挿入されたチューブ２１は、その末端側からドラムユニット１０のリール１１に巻き付けられる。なお、リール１１へのチューブ２１の巻き取りは、作業者が把手１３を持ってハンドル１２を回すことにより容易に行うことができる。

そして、図６に示すように、チューブ２１の先端近傍は、送出管１４の送り口１７近傍に固定される。送出管１４へのチューブ２１の固定は、チューブ２１の先端近傍を外周側に反転させるようにして行われても良い。また、チューブ２１は、図示しない接続継手等を用いて送り口１７近傍に固定されても良い。

チューブ２１の先端近傍が送出管１４の送り口１７近傍に固定されたら、チューブ２１及びライニング材２２を配管４５の内部に挿入する工程が行われる。なお、配管４５は、集合住宅等の一般的な建築物に設けられている既設の排水管であり、その管径は、例えば、φ４０から１５０ｍｍである。また、配管４５は、給水管等であっても良い。

チューブ２１等を配管４５の内部に挿入する工程では、チューブ２１の挿入に先立ち、先ずロープ２３が配管４５の内部に挿入される。ロープ２３は、チューブ２１を挿入する配管４５の開口である配管入口４６から挿入され、配管４５の先端側の開口である配管出口４８に達するまで送り込まれる。

配管４５にロープ２３が挿入された後、加圧装置１９によってドラムユニット１０の内部に高圧の空気が送られる。加圧装置１９から供給された高圧の空気は、送出管１４に送られ、先端近傍が送り口１７に固定されたチューブ２１を押圧する。

図７は、図６に示す反転送入機２でライニング材２２を配管４５に挿入する状態を示す図である。高圧の空気で押圧されたチューブ２１及びライニング材２２は、反転しながら配管４５の内部に挿入される。

具体的には、チューブ２１の反転部分は、高圧の空気によって押圧されて配管４５の奥へと進行する。詳しくは、チューブ２１の反転部分よりも末端側は、高圧の空気によって押圧され収縮して小径となって配管４５の径方向中央近傍に集まり、チューブ２１の反転部分よりも先端側は、高圧の空気によって押圧され大径となってライニング材２２を配管４５の内周に押し付ける。

このように、加圧装置１９（図６参照）によって昇圧される空気の圧力を利用して、チューブ２１及びライニング材２２を配管４５の内部の挿入することができ、光硬化樹脂を含むライニング材２２を配管４５の内周に密着させることができる。

ここで、従来技術の配管補修方法では、配管４５の奥深くにライニング材２２を送り込むことが難しく、特に曲管部４７を有する配管４５では、高圧の空気を供給してもライニング材２２の反転が曲管部４７で止まってしまうという問題点があった。

これに対して、本実施形態に係る配管補修装置１の反転送入機２は、配管４５に挿入されるチューブ２１の内部には、チューブ２１の末端側に固定されチューブ２１の先端側から引き出されるロープ２３が設けられている。

そのため、チューブ２１を配管４５の内部に挿入する工程において、チューブ２１より先にロープ２３を配管４５の内部に挿入して配管４５の先端側から引き出し、ロープ２３を配管４５の先端側から引っ張ることにより、配管４５内におけるチューブ２１の進行をガイドすることができる。

このようなロープ２３によるチューブ２１のガイドは、ロープ２３を軽く引けば良く、ロープ２３を強く牽引する必要はない。何回かに分けてロープ２３を軽い力で引っ張る、または、振動させる程度で、チューブ２１の進行を好適にガイドすることができる。

これにより、空気の圧力のみでは進行が難しい曲管部４７においても、ライニング材２２を、容易に送り込むことができ、且つ配管４５の内周に沿って正確に接触させることができる。よって、複数の曲管部４７を有する配管４５の補修を効率良く高精度に行うことができる。

また、空気の圧力と、ワイヤによる軽い牽引ガイドを利用して配管４５の内部にチューブ２１を挿入できるので、補修が必要な損傷部が配管４５の奥深くにあっても、ライニング材２２を送ることができる。例えば、配管４５の損傷部が、配管入口４６から約５から２０ｍ離れた位置またはそれ以上離れた位置にあったとしても、その損傷部までライニング材２２を送ることができる。

このようにして、チューブ２１は、補修工事が必要な配管４５の出口、即ち配管出口４８、まで送られ、ライニング材２２が配管４５の内周に密着される。反転送入機２によるライニング材２２の挿入が完了したら、次に、光硬化装置３（図８参照）のケーブル３２（図８参照）を配管４５の内部に挿入する工程が行われる。

図８は、光硬化装置３のケーブル３２を配管４５の内部に挿入する状態を示す図である。図８に示すように、光硬化装置３のケーブル３２を配管４５の内部に挿入する工程では、先ず、反転送入機２の送出管１４に光硬化装置３の接続管４１が接続される。詳しくは、接続管４１は、送出管１４のＹ字管継手１５に接続される。

そして、バルブ１８が開かれ、光硬化装置３のケーブル３２が送出管１４に挿入される。ケーブル３２は、送出管１４を経由して、配管４５の内部に送り込まれる。ここで、配管４５には、既にライニング材２２が反転挿入されているので、ケーブル３２は、ライニング材２２の内部に送り込まれることになる。

図９は、光硬化装置３のケーブル３２を配管４５の内部に挿入する状態を示す図であり、ケーブル３２が配管４５の更に奥まで送り込まれた状態を示している。図９を参照して、ケーブル３２の先端近傍には複数の光源２８が設けられているので、ケーブル３２を配管４５の内部に挿入することにより、ライニング材２２を硬化させる光源２８を配管４５の奥まで、具体的には配管出口４８まで、送ることができる。

ここで、本実施形態に係る配管補修装置１は、光硬化装置３のケーブル３２に、弾性曲げ変形自在な補強材３３（図５参照）が内嵌されている。そのためケーブル３２は、光源２８及び先端のガイド部材３４に対して配管４５内を移動するための押圧力を好適に伝達することができる。よって、作業者は、ライニング材２２を硬化する光源２８を、配管４５の奥深くまで容易に送ることができる。

具体的には、補修に使用されるライニング材２２が、配管入口４６から約５から５０ｍ以上離れた位置まで挿入されていたとしても、ライニング材２２を硬化させる光源２８を、配管４５に挿入されているライニング材２２の奥まで送ることができる。

また、光硬化装置３には、ケーブル３２の先端から延出する弾性曲げ変形自在なガイド部材３４が設けられている。これにより、複数の曲管部４７を有する配管４５の奥深くまでライニング材２２と、ライニング材２２を硬化させる光硬化装置３の光源２８を有するケーブル３２と、を容易に送り込むことができる。

具体的には、ガイド部材３４は、ケーブル３２の軸方向に延在するコイルばね形状を成すスプリングロッド３８及びガイドスプリング３５を有する。このような構成により、配管４５の内部に挿入される配管補修装置１のケーブル３２を、ガイド部材３４で好適にガイドして、曲管部４７を容易に通過させることができる。

詳しくは、前述のとおり、ガイド部材３４のガイドスプリング３５は、径方向の寸法が小さい小径部３６と、径方向の寸法が大きい大径部３７と、を有する。これにより、ガイド部材３４は、大径部３７がチューブ２１の内周と接触し小径部３６近傍が曲がり変形して、光硬化装置３のケーブル３２を好適に導くことができる。

そして、ガイド部材３４のガイドスプリング３５には、複数の大径部３７が形成されているので、複数の大径部３７がケーブル３２の内周に接触してガイド部材３４の進行をガイドする。よって、ガイド部材３４は、チューブ２１の内周との接触による曲がり変形、及び変形に対する反発力が好適な状態となり、曲管部４７を有する配管４５においてライニング材２２を硬化させる光硬化装置３のケーブル３２を配管４５の奥まで好適に導くことができる。

また、本実施形態に係る配管補修装置１は、ガイド部材３４の先端に、配管４５の内部を撮影する撮像センサ３１が設けられている。これにより、作業者は、ディスプレイ４３（図８参照）等に表示される撮像センサ３１による画像によって、配管４５内に挿入されたライニング材２２の状態を硬化前に確認することができる。即ち、ライニング材２２を硬化させる工程の前に、配管４５内の異状の有無を確認することができる。

例えば、光硬化装置３の撮像センサ３１でライニング材２２の状態を確認した結果、曲管部４７等においてライニング材２２と配管４５との密着に不良が発見された場合には、配管４５に挿入されているチューブ２１及びライニング材２２を全て配管４５から引き抜いて配管４５への挿入をやり直す。即ち、再度チューブ２１及びライニング材２２の反転挿入が行われる。

撮像センサ３１を利用したライニング材２２の確認は、ケーブル３２を配管４５の内部に挿入する工程で行われるので、この段階では、ライニング材２２の光硬化は行われておらず、ライニング材２２は配管４５に固定されていない。また、光硬化樹脂を利用した硬化方法であるため、外気温等の影響を受けてライニング材２２が硬化することもない。そのため、撮像センサ３１で不具合を発見した際のチューブ２１及びライニング材２２の取り外しは容易である。

このように、ケーブル３２の先端に撮像センサ３１が設けられており、ケーブル３２を挿入する工程において、撮像センサ３１を利用してライニング材２２の状態を把握できるので、本実施形態に係る配管補修装置１は、配管４５内に異常が少ない正確な配管補修を行うことができる。

配管４５の内部にケーブル３２を挿入する工程が完了したら、即ち、光源２８が配管出口４８近傍まで挿入されたら、光源２８から光を照射してライニング材２２を硬化する工程が行われる。

ライニング材２２を硬化する工程では、光源２８から光を照射しながら所定の速度でケーブル３２が配管入口４６方向に引き戻される。これにより、ライニング材２２の光硬化樹脂が硬化し、ライニング材２２が配管４５の内面に密着した状態で固定される。

ライニング材２２を硬化する工程が完了し、ライニング材２２が配管４５の内周に固定されたら、配管４５からケーブル３２を取り出す工程が行われる。図８を参照して、ケーブル３２は、コードリール４０に巻かれながら、配管４５の配管出口４８側から引き抜かれ、送出管１４から取り外される。

そして、配管４５からケーブル３２を取り出す工程が行われた後、配管４５からチューブ２１を抜去する工程が行われる。配管４５からチューブ２１を抜去する工程では、先ず、チューブ２１内の空気が減圧される。

具体的には、加圧装置１９による高圧空気の供給が止められ、図示しない排気口等を介してチューブ２１の内部の空気が外部に排出される。これによりチューブ２１内の空気の圧力が低下し、チューブ２１は収縮し、配管４５に固定されているライニング材２２からの分離が容易となる。
なお、図示しない真空ポンプ等を利用して、チューブ２１内を減圧して、チューブ２１を収縮しても良い。

加圧装置１９による加圧が停止されチューブ２１の内部が減圧されたら、次に、チューブ２１が反転送入機２の送出管１４から取り外される。そして、チューブ２１は、ライニング材２２から剥離され、配管４５から引き抜かれる。詳しくは、チューブ２１は、配管入口４６側から引き抜かれる。

ライニング材２２は、光硬化装置３による光の照射によって硬化し、配管４５の内周に固定されているので、配管入口４６側に引かれたチューブ２１は、ライニング材２２から容易に剥離する。よって、チューブ２１はライニング材２２から分離し、チューブ２１のみが配管４５から抜去される。

以上の工程により、複数の曲管部４７を有する配管４５に対して高精度なライニング加工を施すことができる。例えば、複数の曲管部４７を有する配管４５の奥深くが損傷した場合であっても、ライニング材２２及びライニング材２２を硬化する光源２８を配管４５内に容易に送り込んで、損傷した配管４５を内周から修復することができる。

以上説明の如く、本実施形態に係る配管補修装置１及びそれを用いた配管補修方法によれば、従来技術の配管補修装置１では困難であった曲管部４７を有する配管４５の補修が可能となり、配管補修の作業効率を大幅に向上させることができる。

例えば、配管補修装置１によれば、配管入口４６から約５から５０ｍ以上離れた配管４５の奥に補修が必要な損傷部があり、更に配管４５の経路に曲管部４７のような曲がりが４か所以上あったとしても、ライニング材２２及び光源２８を補修位置まで容易且つ正確に送り込んで高精度な配管補修を効率良く行うことができる。

即ち、配管補修装置１は、複数の曲管部４７を有する配管４５の奥深くまでライニング材２２と、ライニング材２２を硬化させる光硬化装置３の光源２８を有するケーブル３２と、を容易に送り込むことができる。

そして、配管４５に挿入されたライニング材２２を光硬化装置３からの光の照射で効率良く硬化させることができる。よって、本発明の配管補修装置１によれば、従来技術の配管補修装置１では難しかった複数の曲管部４７を有する配管４５の補修を効率良く正確に行うことができる。

本発明の配管補修装置１によれば、排水口等の配管入口４６から遠く離れた位置においても、従来技術では必要であった建物の一部解体や配管４５の切断及び交換等を行うことなく、配管４５の内部から損傷部分を補修することができ、配管補修作業の効率化を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１ 配管補修装置
２ 反転送入機
３ 光硬化装置
１０ ドラムユニット
１１ リール
１２ ハンドル
１３ 把手
１４ 送出管
１５ Ｙ字管継手
１６ 曲管継手
１７ 送り口
１８ バルブ
１９ 加圧装置
２０ エア配管
２１ チューブ
２２ ライニング材
２３ ロープ
２４ 固定部材
２５ 通気孔
２６ 支持部材
２７ バンド
２８ 光源
２９ ライトケース
３０ ＬＥＤ素子
３１ 撮像センサ
３２ ケーブル
３３ 補強材
３４ ガイド部材
３５ ガイドスプリング
３６ 小径部
３７ 大径部
３８ スプリングロッド
３９ 接続部材
４０ コードリール
４１ 接続管
４２ 制御装置
４３ ディスプレイ
４４ 配線
４５ 配管
４６ 配管入口
４７ 曲管部
４８ 配管出口

Claims (7)

1. 光硬化樹脂を含むライニング材が入れられたチューブを空気の圧力によって反転させて配管の内部に挿入する反転送入機と、
   前記配管の内部に挿入された前記チューブの内部に挿入され光を照射して前記ライニング材を硬化する光硬化装置と、を具備し、
   前記光硬化装置には、前記チューブに挿入されるケーブルの先端から延出する弾性曲げ変形自在なガイド部材が設けられており、
   前記ガイド部材は、前記ケーブルの軸方向に延在するコイルばね形状を成し、径方向の寸法が小さい小径部と、前記小径部よりも径方向の寸法が大きい大径部と、を有し、
   前記大径部は、球体状若しくは楕円体状の形態を成すよう巻かれていることを特徴とする配管補修装置。
2. 前記ガイド部材は、複数の前記大径部を有することを特徴とする請求項１に記載の配管補修装置。
3. 前記ガイド部材の先端には、前記配管の内部を撮影する撮像センサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の配管補修装置。
4. 前記ケーブルには、弾性曲げ変形自在な鋼製の補強材が内嵌されていることを特徴とする請求項１に記載の配管補修装置。
5. 前記チューブの内部には、前記チューブの末端側に固定され前記チューブの先端側から引き出されて前記配管の内部に挿入されるロープが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の配管補修装置。
6. 光硬化樹脂を含むライニング材が入れられたチューブを空気の圧力によって反転させて配管の内部に挿入する工程と、
   ケーブルの先端に弾性曲げ変形自在なガイド部材が設けられた光硬化装置の前記ケーブルを前記配管の内部に挿入する工程と、
   前記ケーブルに設けられた光源から光を照射して前記配管に挿入されている前記ライニング材を硬化する工程と、
   前記配管から前記ケーブルを取り出す工程と、
   前記配管から前記チューブを抜去する工程と、を具備し、
   前記ガイド部材は、前記ケーブルの軸方向に延在するコイルばね形状を成し、径方向の寸法が小さい小径部と、前記小径部よりも径方向の寸法が大きい大径部と、を有し、
   前記大径部は、球体状若しくは楕円体状の形態を成すよう巻かれていることを特徴とする配管補修方法。
7. 前記配管に挿入される前記チューブの内部には、前記チューブの末端側に固定され前記チューブの先端側から引き出されるロープが設けられており、
   前記チューブを前記配管の内部に挿入する工程において、前記ロープは、前記チューブよりも先に前記配管の内部に挿入されて前記配管の先端側から引き出され、前記ロープを前記配管の先端側から引っ張ることにより前記チューブの挿入がガイドされることを特徴とする請求項６に記載の配管補修方法。

Images