JP7655751B2 - 更生配管構造及び更生方法 - Google Patents
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Description
また、水圧鉄管を一定期間使用すると、水圧鉄管の更生が必要になる。この場合、水圧鉄管の伸縮性を保ちつつ、水圧鉄管を更生することが望まれる。
本発明の更生配管構造は、伸縮継手が設けられた配管構造と、前記配管構造内に配置された更生管と、前記更生管の外周面における、前記配管構造の軸線方向において前記伸縮継手に対応する部分に設けられ、前記更生管よりも外径が大きい外層部材と、前記配管構造と、前記更生管及び前記外層部材との間に配置された充填材と、を備えることを特徴としている。
また、本発明の更生方法は、伸縮継手が設けられた配管構造を更生する更生方法であって、前記配管構造内に更生管を配置し、前記更生管の外周面における、前記配管構造の軸線方向において前記伸縮継手に対応する部分に、前記更生管よりも外径が大きい外層部材を設け、前記配管構造と、前記更生管及び前記外層部材との間に充填材を配置することを特徴としている。
また、配管構造と、更生管及び外層部材との間に配置される充填材の、更生管の径方向における長さ(厚さ)は、外層部材が設けられない部分よりも外層部材が設けられた部分が短い(短いように更生される)。このため、軸線方向において、外層部材が設けられない部分の充填材よりも外層部材が設けられた部分の充填材を容易に壊すことができる。外層部材が設けられた部分の径方向外側には、伸縮継手が配置される。容易に壊すことができる充填材の径方向外側に伸縮継手が連なるため、配管構造が伸縮継手により軸線方向に伸縮する場合であっても、配管構造の伸縮性を保つことができる。
この発明によれば、外層部材を、質量が比較的軽い発泡体で形成することにより、外層部材を容易に搬送及び施工することができる。
この発明によれば、外層部材が複数の分割片に分かれるため、外層部材から分かれた分割片を搬送及び施工しやすくなる。また、周方向に隣り合う分割片間の向きを容易に調節し、更生管の外周面に沿って複数の分割片を並べることができる。
この発明によれば、複数の分割片が連結部材により一体に連結されるため、複数の分割片が扱いやすくなる。
この発明によれば、受口内で第1更生管の端部が軸線方向に移動することにより、第1更生管及び第2更生管が、全体として軸線方向に伸縮することができる。
そして、外層部材が受口であることにより、第1更生管及び第2更生管が受口とは別の部材を備えなくても、受口を外層部材として用いることができる。
この発明によれば、容易に更生管を配置することができる。
以下、本発明に係る更生配管構造及び更生方法の第1実施形態を、図1から図5を参照しながら説明する。
図1及び図2に示すように、更生配管構造1は、配管構造10と、更生管構造40と、充填材65と、を備える。更生配管構造1は、配管構造10を更生管構造40及び充填材65により更生した構造である。
例えば、配管構造10は、水力発電所用の水を流すのに用いられる。配管構造10は、図示はしないが、山等に形成された傾斜面上に配置される。
第1鋼管11及び第2鋼管12は、鋼材により管状に形成される。第1鋼管11の内径は第2鋼管12の内径と互いに同等であり、第1鋼管11の外径は第2鋼管12の外径と互いに同等である。例えば、鋼管11,12の内径は、1200mmである。
第2鋼管12は、第1鋼管11に対して軸線O方向に位置をずらして配置される。本実施形態では、第2鋼管12は、第1鋼管11よりも下流側D1に配置される。第1鋼管11と第2鋼管12との間には、軸線O方向に隙間S1が形成される。
第1延長部材16は、本体21と、フランジ22と、を有する。本体21は、筒状である。本体21は、第1鋼管11の下流側D1の端部の外周面を覆うとともに、第1鋼管11と同軸に配置される。本体21は、第1鋼管11よりも下流側D1に突出する。例えば、本体21は、第1鋼管11にスペーサ23を介して溶接等により接合される。フランジ22は、本体21の下流側D1の端部から径方向外側に向かって突出する。フランジ22は、本体21の全周にわたって形成される。フランジ22には、軸線O方向に貫通する貫通孔22aが形成される。貫通孔22aは、周方向に互いに間隔を空けて複数形成される。
フランジ27は、本体26の下流側D1の端部から径方向外側に向かって突出する。フランジ27は、本体26の全周にわたって形成される。フランジ27には、軸線O方向に貫通する貫通孔27aが形成される。貫通孔27aは、周方向に互いに間隔を空けて複数形成される。フランジ27は、第1延長部材16の本体21から下流側D1に離間する。フランジ27と本体21との間には、軸線O方向に隙間S2が形成される。各貫通孔27aは、第1延長部材16の貫通孔22aに対して軸線O方向に対向するように形成される。
ボルト32の頭部(符号省略)は、軸部の第1端部に固定される。頭部の径は、第2延長部材17の貫通孔27aの径よりも大きい。頭部は、第2延長部材17のフランジ27における貫通孔27aの開口周縁部にフランジ27の下流側D1から接触する。
ナット33には、ボルト32の軸部の雄ネジに嵌め合う雌ネジが形成される。ナット33は、第1延長部材16のフランジ22における貫通孔22aの開口周縁部に、フランジ22の上流側D2から接触する。
ボルト32及びナット33は、第1延長部材16のフランジ22及び第2延長部材17のフランジ27を軸線O方向に挟む。
更生管41は、配管構造10内に配置される。更生管41は、第1更生配管(第1更生管)45と、第2更生配管46と、を有する。
例えば、第1更生配管45は、FRP(Fiber Reinforced Plastics)又はFRPM(Fiberglass Reinforced Plastic Mortar)で形成されている。FRPM製の第1更生配管45としては、エスロンRCP(登録商標。積水化学工業株式会社製)を好ましく用いることができる。
第2更生管49は、第1更生配管45に対して軸線O方向に位置をずらして配置される。本実施形態では、第2更生管49は第1更生配管45よりも下流側D1に配置される。第1更生配管45と第2更生管49との間には、軸線O方向に隙間S4が形成される。
第1突出部52は、本体51の下流側D1の端から径方向内側に向かって突出する。第1突出部52は、本体51の全周にわたって形成される。第2突出部53は、本体51の上流側D2の端から径方向内側に向かって突出する。第2突出部53は、本体51の全周にわたって形成される。受口50は、第1更生配管45と同一の材料で形成される。
本体51における上流側D2の内周面には、封止部材54が配置される。
受口50は、筒状の固定部材55により第2更生管49に固定される。固定部材55は、第2更生管49と受口50の本体51との間に配置される。受口50は、第2更生管49の上流側D2の端部の外周面に設けられる。
受口50の本体51及び第2突出部53内には、第1更生配管45の下流側D1の端部が配置される。封止部材54は、受口50の本体51と第1更生配管45との間を水密に封止する。第1更生配管45は、受口50に対して軸線O方向に相対的に移動可能である。
なお、図示していないが、更生管41の外周に伸縮継手13に対応する部分がある場合、更生管41の外周に外層部材42が設けられる。
例えば、周方向に隣り合う分割片58における径方向内側の端は互いに接している。一方で、周方向に隣り合う分割片58における径方向外側の端の間には、周方向に隙間S6が形成される。
図1及び図2に示すように、複数の分割片58は、バンド等の固定部材59により接合前に固定され、径方向外側から囲われる。複数の分割片58は、固定部材59により第2更生管49に固定される。
図1に示すように、外層部材42が設けられない部分の充填材65の径方向の長さ(厚さ)L3よりも、外層部材42が設けられた部分の充填材65の径方向の長さL4が、短い。
まず、更生管配置工程S11では、配管構造10内に更生管41を配置する。
次に、外装部材配置工程S12では、更生管41の外周面における、軸線O方向において伸縮継手13に対応する部分に外層部材42を設ける。なお、外装部材配置工程S12の後で更生管41を配管に挿入してもよい。また、外装部材配置工程S12の後で更生管配置工程S11を行ってもよい。
充填材配置工程S13では、配管構造10と、更生管41及び外層部材42との間に充填材65を配置する。この際に、硬化する前の充填材65(以下、未硬化充填材と言う)を、エアーモルタルとして充填する。未硬化充填材が、分割片58の隙間S6を通って流れるため、配管構造10と、更生管41及び外層部材42との間に充填材65を充填しやすくなる。
例えば、更生管構造40が温度差により収縮すると、隙間S4が小さくなるように第1更生配管45と第2更生管49とが近づく。配管構造10が温度差により収縮すると、隙間S1,S2が小さくなるように第1鋼管11と第2鋼管12とが近づく。
また、配管構造10と、更生管41及び外層部材42との間に配置される充填材65の径方向における長さは、外層部材42が設けられない部分よりも外層部材42が設けられた部分が短い(短いように更生される)。このため、軸線O方向において、外層部材42が設けられない部分の充填材65よりも外層部材42が設けられた部分の充填材65を容易に壊すことができる。外層部材42が設けられた部分の径方向外側には、伸縮継手13が配置される。容易に壊すことができる充填材65の径方向外側に伸縮継手13が連なるため、配管構造10が伸縮継手13により軸線O方向に伸縮する場合であっても、配管構造10の伸縮性を保つことができる。
外層部材42は、複数の分割片58を有する。外層部材42が複数の分割片58に分かれるため、外層部材42から分かれた分割片58を搬送及び施工しやすくなる。また、周方向に隣り合う分割片58間の向きを容易に調節し、更生管41の外周面に沿って複数の分割片58を並べることができる。
この例では、連結部材71は、可撓性を有する合成樹脂等でシート状に形成されている。例えば、連結部材71と分割片58とは、接着剤により接続される。外層部材70は、更生管41(第2更生管49)の外周面に巻き付けて使用される。
この変形例の外層部材70では、複数の分割片58が連結部材71により一体に連結されるため、複数の分割片58が扱いやすくなる。
図4に示す第2変形例の分割片75は、軸線O方向に見たときに台形状を呈している。すなわち、分割片75における周方向を向く一対の側面75a間の距離は、径方向内側に向かうに従い漸次短くなる。この変形例では、分割片75における径方向外側を向く側面75b、及び径方向内側を向く側面75cは、それぞれ平坦である。
図5に示す第3変形例の分割片76は、第2変形例の分割片75とは側面76b,76cの形状が異なる。側面76b,76cは、径方向外側に向かって凸となるようにそれぞれ湾曲している。側面76cは、第2更生管49の外周面に対応する形状に形成される。
次に、本発明の第2実施形態について図6を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態の更生配管構造2では、第2更生配管46の受口50が外層部材を兼ねている。すなわち、受口50は、更生管41の外周面における、軸線O方向において伸縮継手13に対応する部分に設けられている。更生配管構造2では、発泡体で形成された外層部材は、用いられない。
そして、外層部材が受口50であることにより、第1更生配管45及び第2更生管49が受口50とは別の部材を備えなくても、受口50を外層部材として用いることができる。
例えば、前記第1実施形態及び第2実施形態では、更生配管構造1,2が用いられるのは水力発電所に限定されず、各種のプラント設備や排水設備等でもよい。
10 配管構造
13 伸縮継手
41 更生管
42 外層部材
45 第1更生配管(第1更生管)
49 第2更生管
58 分割片
65 充填材
71 連結部材
L1 距離
O 軸線
Claims (8)
- 伸縮継手が設けられた配管構造と、
前記配管構造内に配置された更生管と、
前記更生管の外周面における、前記配管構造の軸線方向において前記伸縮継手に対応する部分に設けられ、前記更生管よりも外径が大きい外層部材と、
前記配管構造と、前記更生管及び前記外層部材との間に配置された充填材と、
を備え、
前記外層部材は、発泡体で形成されている更生配管構造。 - 伸縮継手が設けられた配管構造と、
前記配管構造内に配置された更生管と、
前記更生管の外周面における、前記配管構造の軸線方向において前記伸縮継手に対応する部分に設けられ、前記更生管よりも外径が大きい外層部材と、
前記配管構造と、前記更生管及び前記外層部材との間に配置された充填材と、
を備え、
前記外層部材は、前記配管構造の周方向に並べて配置された複数の分割片を有する更生配管構造。 - 前記外層部材は、前記複数の分割片を互いに連結する連結部材を有する、請求項2に記載の更生配管構造。
- 伸縮継手が設けられた配管構造と、
前記配管構造内に配置された更生管と、
前記更生管の外周面における、前記配管構造の軸線方向において前記伸縮継手に対応する部分に設けられ、前記更生管よりも外径が大きい外層部材と、
前記配管構造と、前記更生管及び前記外層部材との間に配置された充填材と、
を備え、
前記更生管は、
第1更生管と、
前記第1更生管に対して前記軸線方向に位置をずらして配置された第2更生管と、
前記第2更生管の端部の外周面に設けられ、前記第1更生管の端部が内部に配置された前記外層部材である受口と、
を有する更生配管構造。 - 前記外層部材と前記配管構造との、前記配管構造の径方向における距離は、20mm以上50mm以下である、請求項1から4のいずれか一項に記載の更生配管構造。
- 伸縮継手が設けられた配管構造を更生する更生方法であって、
前記配管構造内に更生管を配置し、
前記更生管の外周面における、前記配管構造の軸線方向において前記伸縮継手に対応する部分に、前記更生管よりも外径が大きい発泡体で形成された外層部材を設け、
前記配管構造と、前記更生管及び前記外層部材との間に充填材を配置する、更生方法。 - 伸縮継手が設けられた配管構造を更生する更生方法であって、
前記配管構造内に更生管を配置し、
前記更生管の外周面における、前記配管構造の軸線方向において前記伸縮継手に対応する部分に、前記配管構造の周方向に並べて配置された複数の分割片を有し前記更生管よりも外径が大きい外層部材を設け、
前記配管構造と、前記更生管及び前記外層部材との間に充填材を配置する、更生方法。 - 伸縮継手が設けられた配管構造を更生する更生方法であって、
前記配管構造内に、
第1更生管と、
前記第1更生管に対して軸線方向に位置をずらして配置された第2更生管と、
前記第2更生管の端部の外周面に設けられ、前記第1更生管の端部が内部に配置された外層部材である受口と、
を有する、更生管を配置し、
前記更生管の外周面における、前記配管構造の軸線方向において前記伸縮継手に対応する部分に、前記更生管よりも外径が大きい前記外層部材を設け、
前記配管構造と、前記更生管及び前記外層部材との間に充填材を配置する、更生方法。
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