WO2019167646A1 - 配管構造および工法および管工事方法 - Google Patents

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WO2019167646A1
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pipe
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thin skin
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PCT/JP2019/005324
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佐藤 敏之
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株式会社水研
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Definitions

  • the present invention relates to a piping structure, a construction method, and a pipe construction method.
  • Patent Document 1 a method of forming an opening by cutting an existing pipe with a cutting tool without stopping the flow of fluid in the existing pipe, and inserting a gate valve body from the opening into a line of the existing pipe is well known (Patent Document 1). And 2).
  • an object of the present invention is to provide a piping structure, a construction method, and a pipe construction method (construction method) capable of forming an opening in a pipe without cutting chips generated during cutting entering the pipe.
  • the method of the present invention is a method of forming an opening in the pipe 1 in the first aspect, In the step of surrounding a part of the tube 1 with the case 20 and the step of surrounding, a cutter 32 having a milling tool as the cutting tool 3 is attached to the case 20. A thin skin forming step of cutting the outer surface 13 of the tube 1 with the cutting tool 3 disposed in the case 20 to form a bottomed groove G formed of the thin skin 1S in the tube 1; A removal step of removing the chips T generated by the cutting; And a step of breaking the thin skin 1S to form the opening 10 after execution of the thin skin forming step and the removing step.
  • the method of the present invention is a method of forming an opening in the pipe 1 in the second aspect,
  • a cutter 32 having a milling cutting tool 3 is attached to the rotating body 2 in the step of mounting the rotating body 2 rotatable around the tube 1 in the circumferential direction R of the tube 1 and the mounting step.
  • the outer surface 13 of the tube 1 is rotated.
  • a thin skin forming step in which the bottomed groove G formed in the thin skin 1S and long in the circumferential direction R is formed in the tube 1; A removal step of removing the chips T generated by the cutting; And a step of breaking through the thin skin 1S to form the opening 10 after the thin skin forming step and the removing step.
  • the opening G is not formed in the tube 1 by the cutting tool 3, but the bottomed groove G is formed. Therefore, there is no possibility that the chips T generated when the pipe 1 is cut with the cutting tool 3 enter the pipe 1.
  • the bottom of the groove G is formed of a thin skin 1S. Therefore, the opening 10 can be formed without generating the chips T by breaking through the thin skin 1S.
  • the piping structure of the present invention is a piping structure in which a gate valve 4 is incorporated in the pipe 1, A tube 1 extending in the circumferential direction R and defining a bottomed groove G formed of a thin skin 1S; A case 20 surrounding a part of the tube 1 including the bottomed groove G; A gate valve body 4 disposed in the case 20; A valve rod 43 for moving the gate valve body 4 so as to approach the gate valve body 4 toward the groove G and further penetrate the thin skin 1S of the bottomed groove G to form an opening 10;
  • the gate valve body 4 is A circular valve body 40 entering the inside of the tube 1; A blade 41 provided on the distal end side of the valve body 40 for breaking the thin skin 1S to form the opening 10; A seal portion 42 provided on the base end side opposite to the distal end side and in contact with a portion of the tube 1 around the opening 10 to close the opening 10.
  • the blade 41 that broke through the thin skin 1S is in contact with the inner peripheral surface of the tube 1
  • the seal portion 42 is in contact with the portion of the tube 1 around the groove G, and the upstream side and the downstream side in the tube 1 And seal.
  • the seal portion When the tube 1 is made of plastomer or elastomer, the seal portion may be made of metal. On the other hand, when the existing pipe 1 is a steel pipe or the like, the seal portion may be formed of an elastomer. As the elastomer, a thermoplastic resin or latex can be employed in addition to the vulcanized rubber.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are a transverse sectional view and a longitudinal sectional view, respectively, showing the surrounding process of the uninterrupted flow method according to the first embodiment.
  • 2A and 2B are a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view, respectively, showing a thin skin forming process of the continuous flow method according to the first embodiment.
  • 3A and 3B are a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view, respectively, showing a thin skin forming process of the uninterrupted flow method according to the first embodiment.
  • 4A and 4B are a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view, respectively, showing another method for collecting chips.
  • 5B are a transverse sectional view and a longitudinal sectional view, respectively, showing an assembly process of the uninterrupted flow method according to the first embodiment.
  • 6A and 6B are a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view, respectively, showing a process of forming an opening of the uninterrupted flow method according to the first embodiment.
  • 7A and 7B are a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view, respectively, showing a process of forming an opening of the uninterrupted flow method according to the first embodiment.
  • 8A and 8B are a transverse sectional view and a longitudinal sectional view, respectively, showing an insertion process of the uninterrupted flow method according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged longitudinal sectional view showing the cutting tool and the gate valve body according to the first embodiment together with the existing pipe.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view illustrating a process of the continuous flow method according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view which shows the process of the continuous flow construction method concerning the Example 1.
  • FIGS. 10 and 11 the thin skin portion is shown in gray for the sake of clarity.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view, a front view, a side view, a transverse sectional view, and a longitudinal sectional view showing the structure of the gate valve according to the first embodiment.
  • FIG. 13A is a perspective view showing a blade and a gate valve according to a modification of the first embodiment
  • FIGS. 13B to 13E are views showing a structure of the gate valve according to the modification.
  • 14A and 14B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view showing a cutting tool and a cutter according to Example 2, respectively.
  • 15A and 15B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view, respectively, showing a thin skin forming process of the second embodiment.
  • FIG. 16A and 16B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view showing the assembly process of the second embodiment, respectively.
  • FIG. 17A and FIG. 17B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view showing the insertion process of the second embodiment, respectively.
  • 18A, 18B, and 18C are a plan view, a front view, and a side view of a case according to Example 3, respectively.
  • FIG. 19 is a schematic perspective view, a front view, a side view, a transverse sectional view, and a longitudinal sectional view showing the structure of the gate valve according to the second and third embodiments.
  • FIG. 20 is a schematic perspective view illustrating a process of the continuous flow method according to the fourth embodiment.
  • FIG. 20 is a schematic perspective view illustrating a process of the continuous flow method according to the fourth embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic perspective view which shows the process of the continuous flow construction method concerning the Example 4.
  • FIG. 21 and 22 in order to clarify the structure, the thin skin portion of the iron pipe is shown in gray, and the mortar lining portion is shown in a dot pattern.
  • FIG. 22 is an enlarged longitudinal sectional view showing the process according to the fourth embodiment together with the existing pipe.
  • FIG. 23A is a perspective view showing the blade according to the fifth embodiment, and FIGS. 23B to 23D are cross-sectional views showing the construction method according to the seventh embodiment.
  • FIG. 24 is a perspective view of an existing pipe showing steps of the continuous flow method according to the sixth embodiment.
  • 25A and 25B are a cross-sectional view and a side view of the existing pipe, respectively.
  • FIG. 26A is a perspective view showing the blade according to the sixth embodiment
  • FIGS. 26B to 26D are cross-sectional views showing the construction method according to the sixth embodiment
  • FIG. 27 is a cross-sectional view illustrating a step of the continuous flow method according to the seventh embodiment.
  • a cutter 32 having a milling tool as the cutting tool 3 is attached to the case 20 in the surrounding step.
  • the bottomed groove can be accurately formed by the milling-like cutting tool 3.
  • the circumferential cutting direction of the pipe 1 is turned together with the case 20 while rotating the milling-shaped cutting tool 3 around the central axis 30 of the tool.
  • the bottomed groove G which is long in R is formed.
  • the milling-like cutting tool 3 can form the bottomed groove G with high accuracy. Therefore, the thin skin 1s can be set to an appropriate thickness, the fluid can be sealed in the tube 1, and the thin skin 1s can be easily broken by the blade.
  • an insertion step of inserting the gate valve body 4 into the pipe 1 from the opening 10 is further provided.
  • the gate valve body 4 can be inserted into the pipe 1.
  • the method further includes the step of forming the coating film 6 on the surface of the groove G of the tube 1 before the step of forming the opening 10 after performing the thin skin forming step and the removing step.
  • Rust prevention can be easily performed by forming a coating film on the surface of the tube 1 before forming the opening.
  • the gate valve body 4 is A circular valve body 40 that enters the inside of the tube 1 and a blade 41 that is provided on the distal end side of the valve body 40 and breaks the thin skin 1S to form the opening 10; A seal portion 42 provided on the proximal end opposite to the distal end side and in contact with a portion of the tube 1 around the opening 10 to close the opening 10; A step is performed in which the blade 41 of the gate valve body 4 breaks through the thin skin 1S to form the opening 10; The valve main body 40 of the gate valve body enters the pipe 1, the seal portion 42 contacts the portion of the pipe 1 around the opening 10, and the distal end side of the valve main body 40 is the inner peripheral surface of the pipe 1. 14, the insertion step is performed.
  • the valve body 40 of the gate valve body 4 comes into contact with the inner peripheral surface 14 of the pipe 1, and the gate valve body 4 is inserted into the pipe 1. Therefore, the valve can be inserted without providing a working valve.
  • the groove G extends in the circumferential direction R of the tube 1
  • the thin skin 1S is formed such that the thickness of the central portion in the tube axis direction S is thinner than both sides in the tube axis direction S,
  • the step of forming the opening 10 is performed by the blade 41 breaking the thin central portion.
  • the thin skin 1S whose central portion is thinner than both sides can be easily formed by a mountain-shaped end mill or a stepped end mill. Further, by pressing the blade 41 of the gate valve body 4 against the central portion thinner than both sides, the central portion is easily broken, the reproducibility is improved, and the reliability of water stoppage is improved.
  • the blade 41 of the valve body 40 is made of metal, In the valve body 40 in the closed state, the metal blade 41 is in contact with the inner peripheral surface 14 of the tube 1, and the seal portion 42 is in contact with a portion of the tube 1 around the groove G.
  • the metal blade 41 breaks through the thin skin 1 s and, after entering the pipe 1, comes into contact with the inner peripheral surface 14 of the pipe 1, and is upstream and downstream of the pipe 1. And will seal.
  • the seal portion 42 will contact the periphery of the groove G of the tube 1 and seal the vicinity.
  • a rotating body rotatable in the circumferential direction R of the pipe 1 is mounted around the pipe 1, and the rotating body has a milling cutting tool 3 in the mounting process.
  • a cutter 32 is attached, By rotating the milling tool 3 in the circumferential direction R of the tube 1 together with the rotating body while rotating the milling tool 3 around the central axis 30 of the tool, the outer surface 13 of the tube 1 is rotated.
  • the case 20 is mounted on the pipe 1 so that the case 20 containing the gate valve body 4 surrounds a part of the pipe 1 including the bottomed groove G.
  • a structure that smoothly rotates around the tube 1 can be employed by using a rotating body different from the case 20.
  • the rotating body may have a plurality of rollers that are in rolling contact with the surface of the tube.
  • the case to be mounted may be divided in the circumferential direction of the pipe, or may be a neck flange type that covers the groove G.
  • the case may be welded to the tube 1.
  • Uninterrupted flow device 2 The apparatus 2 shown in FIGS. 1A to 5B surrounds the existing pipe 1 in a state where a fluid (for example, water) flows in the pipe of the existing pipe 1, and as shown in FIGS. In order to insert the valve body.
  • a fluid for example, water
  • the apparatus 2 includes a sealed case (an example of a rotating body) 20.
  • the sealed case 20 includes two divided cases 21 and 22 that surround a part of the existing pipe 1.
  • the first and second divided cases 21 and 22 are divided along a virtual plane substantially orthogonal to the branch pipe portion 27.
  • the pair of split cases 21 and 22 are externally fitted to the existing pipe 1 in the radial direction of the existing pipe 1, and the coupling portion 25 is fastened together by an assembly bolt nut 26 and assembled.
  • segmentation case 21 and 22 is mutually contacting with the metal touch in the coupling
  • each of the divided cases 21 and 22 includes an inner peripheral surface 24 that is curved substantially along the outer surface 13 of the existing pipe 1.
  • the first split case 21 is integrally formed with the branch pipe portion 27 having a branch-like branch hole 23 projecting and extending in the radial direction of the existing pipe 1. Has been.
  • Branch pipe part 27 A flange 28 such as a plate-like flange is formed integrally with the branch pipe portion 27, and a cutter 32 shown in FIG. 1A, a valve lid 44 shown in FIG. 5B, and the like are attached to the flange 28.
  • Rubber packing 60 1A and 1B, the rubber packing 60 is hatched.
  • the packing mounting portion 61 formed of a groove is formed on the inner surface of the split case 21 (22).
  • a rubber packing 60 shown in FIG. 1B is attached to the packing mounting portion 61, and the gap between the existing pipe 1 and the sealed case 20 is sealed by the rubber packing 60, as shown in FIGS. 1A and 1B.
  • a cutting base 31 is fastened to the flange 28 of the split case 21.
  • a cutter 32 is attached to the cutting base 31.
  • An end mill-shaped cutting tool 3 is attached to the tip of the cutter 32.
  • the cutter 32 rotates the cutting tool 3 around a central axis (line) 30. Further, the cutting tool 3 is advanced and retracted in the radial direction of the existing pipe 1 by the feeding device 33.
  • the cutting tool 3 and the cutter 32 can rotate in the circumferential direction R of the existing pipe 1 together with the case 20. Therefore, as shown in FIG. 3A, the cutting tool 3 can cut the long groove G in the circumferential direction R of the existing pipe 1.
  • the tube is cut so that the groove G has a bottom portion formed of a thin skin 1s.
  • the tip of the cutting tool 3 may be pointed in a conical shape.
  • the tip angle may be preferably about 170 ° to 150 °.
  • the thin skin 1S of the groove G is formed such that the thickness of the central portion in the tube axis direction S is thinner than both sides in the tube axis direction S.
  • the thickness of the central portion of the thin skin 1S may be about 0.2-0.4 mm, and the thickness of both sides of the thin skin 1S may be about 0.4-0.6 mm. In each drawing of this example, the change in the thickness of the thin skin 1S is exaggerated.
  • the space in the case 20 may communicate with the negative pressure source 5 via the suction pipe 50.
  • the negative pressure source 5 sucks out the chips T generated by the cutting of the end mill together with the air in the case 20 through the suction pipe 50 from the case 20.
  • 5A-8B show the piping structure.
  • this piping structure is a piping structure in which a gate valve body 4 is incorporated in an existing pipe 1.
  • the existing pipe 1 has a groove G.
  • the groove G extends in the circumferential direction R and has a bottom formed by a thin skin 1S.
  • the groove G can be formed by the end mill-shaped cutting tool 3 described above.
  • a part of the existing pipe 1 including the groove G is surrounded by a case 20 in FIG. 5A.
  • the main pipe structure in FIG. 5A includes the existing pipe 1, the case 20, the gate valve body 4, and the valve rod 43.
  • the case 20 of the present piping structure includes a valve lid 44 in addition to the first and second divided cases 21 and 22.
  • valve lid 44 accommodates a part of the gate valve body 4. That is, the valve lid 44 constitutes a part of the case 20, and the valve lid 44, the first divided case 21, and the second divided case 22 accommodate the gate valve body 4.
  • the valve lid 44 is coupled to the first split case 21 via the flange 28.
  • valve stem 43 When the valve stem 43 is rotated, the gate valve body 4 approaches the groove G, and the valve body 43 further penetrates the thin skin 1S of the groove G to form the opening 10 in FIG. 7B. 4 is moved in the tube diameter direction D.
  • the gate valve body 4 includes a valve body 40, a blade 41, and a seal portion 42.
  • the valve body 40 of FIG. 10 is a circular portion that enters the inside of the existing pipe 1.
  • the blade 41 is made of metal and is provided on the distal end side of the valve body 40 to break the thin skin 1S to form the opening 10.
  • the seal portion 42 in FIG. 8B is made of rubber and is provided on the base end side opposite to the distal end side so as to contact the site of the existing pipe 1 around the groove G and close the opening 10.
  • the metal blade 41 is in contact with the inner peripheral surface 14 of the existing pipe 1, and the rubber seal portion 42 is located at the site of the existing pipe 1 around the groove G. Touch.
  • Sealing rubber may be disposed at the upper end portion of the valve body 40, that is, at the seal portion 42 in contact with the groove G. These sealing rubbers may be baked to wrap the valve body 40 and integrated with the metal plate.
  • FIGS. 1A and 1B a part of the existing pipe 1 is surrounded in an airtight state by the sealing case 20, and the cutter 32 is connected to the first divided case via the flange 28 and the cutting base 31. Attach to 21.
  • a part of the existing pipe 1 is enclosed in an airtight state by the sealing case 20 by fastening the connecting portion 25 of both the split cases 21 and 22 with the bolt nut 26 in advance.
  • the outer surface 13 of the existing pipe 1 is cut with the cutting tool 3 disposed in the case 20 to form the thin skin 1s formed on the inner surface of the existing pipe 1.
  • a groove G having a bottom is formed in the existing pipe 1.
  • the cutting tool 3 is moved to the center of the existing pipe 1 so that the cutting tool 3 does not penetrate the existing pipe 1 while rotating the cutting tool 3 around the central axis 30. Send towards.
  • the thin skin forming step is performed by forming the bottomed groove G that is long in the direction R, for example, about half a circumference in the circumferential direction R.
  • the depth of cutting with the cutting tool 3 needs to be smaller than the thickness of the existing pipe 1 so that the groove G has a bottom.
  • the negative pressure source 5 is a gas (air) in the case 20 through the suction pipe 50.
  • the chips T are sucked.
  • an air introduction hole 51 may be provided in the case 20 in order to make it easier to suck the chips T together with air during the suction of the chips T.
  • the suction step may be performed simultaneously with the thin skin formation step as shown in FIGS. 2B and 3B, or may be executed after the thin skin formation as shown in FIGS. 4A and 4B.
  • a commercially available vacuum cleaner may be used as the negative pressure source 5, and in that case, the suction pipe 50 does not need to be fixed to the case 20.
  • the coating film 6 is formed on the surface of the groove G of the existing pipe 1 as shown in FIG. 9B.
  • the coating film 6 may be a film of rubber that is useful for sealing by applying liquid rubber in addition to an epoxy resin for rust prevention.
  • the application method may be applied by brushing or spraying. Further, the case 20 may be applied while rotating.
  • the valve lid 44 is attached to the flange 28 of the first split case 21. In the valve lid 44, a gate valve body 4 that can enter the existing pipe 1 is incorporated.
  • Opening process After the replacement process, the thin skin forming process, and the suction process, an opening forming process for breaking the thin skin 1S to form the opening 10 is performed as shown in FIGS. 6A-8B.
  • the blade 41 of the gate valve body 4 breaks through the thin skin 1S to form the opening 10, and the valve body 40 further expands the opening 10.
  • the groove G extends in the circumferential direction R (see FIG. 10B) of the existing pipe 1, and the thin skin 1S is a central portion in the tube axial direction S as shown in FIG. 9C.
  • the thickness of 19 is formed thinner than both sides in the tube axis direction S. A step of forming the opening 10 by the blade 41 breaking the thin central portion 19 is performed.
  • Insertion process As shown in FIGS. 9C to 9E, in the opening forming step, the blade 41 cuts off the thin skin 1S and the blade 41 pushes open and breaks the thin skin 1S. Break into. That is, in the case of this example, the insertion process which inserts the gate valve body 4 in the existing pipe 1 with the opening formation process is performed.
  • the seal portion 42 on the proximal end side of the valve main body 40 in FIG. 9E enters the opening 10 and comes into contact with the site of the existing pipe 1 around the opening 10 to seal the portion of the opening 10.
  • valve main body 40 of the gate valve body enters the existing pipe 1, the seal portion 42 contacts the portion of the existing pipe 1 around the opening 10, and the distal end side of the valve main body 40 is the existing pipe 1.
  • the insertion step is performed in contact with the inner peripheral surface 14 of the first.
  • the gate valve 4 is inserted by this insertion process, and the pipe line of the existing pipe 1 is closed and water is stopped. After the water stoppage, work on the downstream side of the existing pipe 1 is performed. Then, if the operation part of the valve rod 43 is reversely rotated as necessary, the gate valve body 4 is retracted from the existing pipe 1 as shown in FIG. 5A.
  • FIG. 12 shows the gate valve body 4 of the second embodiment.
  • the valve main body 40 and the gate valve body 4 are integrally formed.
  • a metal plate-like valve body 40 is formed with a sharp blade 41 on the tip side over a substantially half circumference. As shown in FIGS. 12D and 12E, the blade 41 is pressed against the inner peripheral surface 14 of the existing pipe 1 when the valve is closed, and the gap between the inner peripheral surface 14 of the existing pipe 1 and the valve body 40 is sealed. To do.
  • seal portions 42 are fixed to the two surfaces of the valve body 40.
  • the seal portion 42 is provided over a substantially half circumference on the proximal end side of the valve main body 40 in FIG.
  • the seal portion 42 contacts the part of the existing pipe 1 around the groove G and the groove G, and seals between the existing pipe 1 and the valve body 40.
  • FIG. 13 shows another gate valve body 4. This example has a structure similar to that of Example 2 in FIG. This example of FIG. 13 is different from Example 2 of FIG. 13 in the structure and function of the seal portion 42.
  • the seal portion 42 in FIG. 13 is thin, and is configured to enter the gap between the valve body 40 and the existing pipe 1 at the opening 10 of the existing pipe 1 as shown in FIG.
  • the seal portion 42 shown in FIG. 12B is coated on the surface of the valve body 40 over a substantially half circumference on the proximal end side of the valve body 40.
  • This seal portion 42 will fill a small gap that occurs when the blade 41 breaks through the skin 1S.
  • the seal part 42 seals between the valve main body 40 and the thin skin 1S.
  • the rotating body 2 different from the case 20 is used in the thin skin forming process or the like.
  • it can employ
  • it can be favorably employed when a new valve is installed in a continuous and long polyethylene pipe.
  • the rotating body 2 includes a cutting base 2B, two roller chains 2C, four coupling tools 2D, and four rollers 2R.
  • the aforementioned cutter 32 is attached to the base 2B.
  • the roller chain 2 ⁇ / b> C and the roller 2 ⁇ / b> R are in contact with the outer circumference of the new pipe 1 that becomes the existing pipe 1, and the rotating body 2 can rotate in the circumferential direction R of the new pipe 1 or the existing pipe 1.
  • the connector 2D connects the roller chain 2C and the base 2B.
  • This structure can be applied to a large number of sizes with one type of rotating body 2 regardless of the outer diameter of the new pipe 1 or the existing pipe 1.
  • a rotating body 2 that is rotatable in the circumferential direction R of a new pipe 1 that is an existing pipe 1 is mounted around the pipe 1.
  • a cutter 32 having a milling cutting tool 3 is attached to the base 2 ⁇ / b> B of the rotating body 2.
  • the cutting tool 3 is fed toward the center of the tube 1 while rotating the cutting tool 3 around the central axis 30. Thereafter, while rotating the milling cutting tool 3 of FIG. 15B around the central axis 30 of the tool, the cutting tool 3 is swung in the circumferential direction R of the tube 1 together with the rotating body 2; A thin skin forming step is performed in which the outer surface 13 of the tube 1 is cut to form a bottomed groove G formed in the thin skin 1S and long in the circumferential direction R in the tube 1.
  • the rotating body 2 and the cutter 32 are removed from the new pipe 1, the surface of the pipe 1 is wiped with a cloth or the like, and the chips T generated by the cutting are wiped off and removed.
  • the case 20, the valve lid 44, and the gate valve body 4 are assembled to the new pipe 1 instead, similarly to FIGS. 5A and 5B.
  • the case 20 is mounted on the pipe 1 so that the case 20 containing the gate valve body 4 surrounds the new pipe 1 including the groove G.
  • a step of breaking through the thin skin 1S to form the opening 10 is performed as necessary. That is, when water stoppage is required, the gate valve body 4 is pushed toward the existing pipe 1 to form the opening 10 and the gate valve body 4 as in FIGS. 6A to 9C to 9E. Is inserted into the existing pipe 1.
  • the case 20 is made of polyethylene and is welded to the polyethylene pipe 1.
  • the case 20 covers a substantially semicircular portion including the groove G of the tube 1.
  • a heating wire 70 for heating is embedded in the case 20.
  • the case 20 is made of polyethylene and the heating wire 70 is embedded as in the second embodiment.
  • the case 20 covers the entire circumference of the tube 1. Further, a metal flange 28A connected to the valve lid is provided.
  • FIG. 19 shows the gate valve body 4 according to the second and third embodiments.
  • the pipe 1 that is symmetrical to the construction is a plastomer or elastomer pipe such as a polyethylene (polyolefin resin) pipe or a vinyl chloride (vinyl chloride) pipe.
  • the seal part 42 of the gate valve body 4 does not require an elastomer. That is, as shown in FIG. 19 (e), when the valve main body 40 enters the existing pipe 1, the thin skin 1 ⁇ / b> S of the existing pipe 1 comes into contact with the valve main body 40. Since the thin skin 1S is a plastomer, the space between the thin valve body 1S and the metal valve body 40 will be sealed.
  • the water pressure in the existing pipe 1 acts on the thin skin 1S. Therefore, the thickness of the thin skin 1S may be preferably about 3 mm to 5 mm. Further, it may be preferable to set the angle of the tip of the cutting tool 3 to about 120 ° to 160 °.
  • the blade 41 of the gate valve body 4 is not only provided at the circumferential portion in contact with the inner peripheral surface 14 of the existing pipe 1 but also at the both ends of the opening 10 of the existing pipe 1. It would be preferable to form the blade 41 so that the gate valve body 4 bites into the existing pipe 1 at both end portions 45 in contact with 1.
  • the sealed case 20 assembled to the existing pipe 1 after cutting with a cutting tool may be welded to the existing pipe 1 made of polyethylene (see, for example, JP2004-24597A).
  • a bottomed groove G is formed in the new pipe 1 that becomes the existing pipe 1 as shown in FIGS. 14A to 15B.
  • the case 20 of FIGS. 16A and 16B is welded to the tube 1 as follows.
  • the case 20 is mounted on the pipe 1 so that the blade 41 of the valve body 40 is aligned with the groove G of the pipe 1.
  • the valve body 40 is accommodated in the case 20.
  • electric power is supplied to the heating wire 70 to melt the contact portion between the case 20 and the tube 1 and then cooled to weld both.
  • valve main body 40 Water is passed after the welding, and if necessary, the valve main body 40 is caused to enter the pipe 1 as shown in FIGS. 17A and 17B to stop the pipe.
  • the existing pipe 1 is a cast iron pipe having an inner layer of a mortar lining 100.
  • a stepped end mill is used as the cutting tool 3 in FIG.
  • the end mill has a large diameter portion 3 L and the small diameter portion 3 S, particles such as diamond is fixed to the outer surface.
  • the coated surface 6 may be formed by coating the cut surface of cast iron.
  • the blade 41 of the valve body 40 is pressed against the exposed portion of the inner layer of the mortar lining 100 as shown in FIGS. 21 and 22 (c) to 22 (e). Since the mortar lining 100 is fragile, the valve body 40 is broken by the blade 41 and enters the existing pipe 1.
  • a rubber packing for sealing is fixed to the seal portion 42.
  • FIG. 23 shows a fifth embodiment.
  • This example can be favorably applied when the existing pipe 1 is a plastomer.
  • the Thomson blade 41 cuts out the thin skin 1S.
  • the gate valve element to be inserted can be thickened. Therefore, it may be applicable to existing pipes with a large size.
  • the operation valve 200 is required for the case 20 as is well known.
  • the thin skin 1s has a constant uniform thickness.
  • FIG. 24 to 27 show Examples 6 and 7.
  • FIG. These examples are used when the branch valve body 4 is taken out from the existing pipe 1 instead of inserting the gate valve body 4 into the existing pipe 1.
  • the cutting tool 3 is rotated together with the case 20 (see FIG. 1A) and the existing pipe 1 while the milling cutting tool 3 is rotated around the central axis 30 (see FIG. 1A) of the tool.
  • the thin-skin forming step is performed by forming the bottomed groove G in a loop by turning in the circumferential direction R and moving in the pipe axial direction S of the existing pipe 1.
  • the first groove G1 is formed by turning the cutting tool 3 together with the case by an angle ⁇ (FIG. 25A) in the first circumferential direction R1 of FIG. Subsequently, the cutting tool 3 together with the case is slightly moved in the first axial direction S1 of FIG. 24B to form the second groove G2.
  • the third groove G3 is formed by turning the cutting tool 3 together with the case in the second circumferential direction R2 opposite to the circumferential direction R1 by an angle ⁇ .
  • the cutting tool 3 together with the case is slightly moved in the second axial direction S2 opposite to the first axial direction S1 to form the fourth groove G4.
  • the central angle ⁇ shown in FIG. 25A may be about 60 ° to 90 °.
  • a method disclosed in Japanese Patent No. 4422242 may be employed as a method of moving the cutting tool 3 in the axial direction S together with the case.
  • the thin skin 1S is pierced by a loop blade 41 that matches the loop-shaped groove G.
  • the opening 10 serving as a branch port is formed in the existing pipe 1. That is, the rectangular cylindrical Thomson blade 41 of FIG. 26A cuts out the thin skin 1S of FIG. 25A.
  • the blade 41 in FIG. 26D is removed from the case 20 by opening and closing the valve 100 in FIG. After the removal, a branch pipe is connected to the case 20 with the valve 200 closed.
  • a circular loop-shaped bottomed groove may be formed by turning the cutting tool 3 in the circumferential direction R and simultaneously moving the cutting tool 3 in the tube axis direction S.
  • Example 7 of FIG. 27 the cutting tool 3 is a hole saw.
  • a return for collecting the section 15 may be provided on the inner surface of the hole saw.
  • the outer surface 13 of the existing pipe 1 is cut and advanced while the hole saw 3 is rotated. At this time, the chips T are sucked out together with air from the back surface of the hole saw 3.
  • the tip of the end mill is not chevron-shaped, and a groove having a certain depth may be formed by the end mill.
  • the fluid flowing in the pipe may be gas in addition to water and oil. Accordingly, such changes and modifications are to be construed as within the scope of the present invention as defined by the claims.
  • the uninterrupted flow construction method and piping structure of the present invention can be used to insert a gate valve body into lines of existing pipes and new pipes such as water and gas, and stop the flow of fluid by the inserted gate valve bodies.
  • the continuous flow construction method of the present invention can also be employed when a branch pipe is provided after so-called continuous water drilling.

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Abstract

管に開口を形成する工法であって、管の周方向Rに分割されたケースで管を囲繞する工程と、ケース内に配置した切削工具で管の外表面を切削して、薄皮で形成された底を持つ溝を管に形成する薄皮形成工程と、切削により生成された切り粉を除去するためにケース内の気体と共に切り粉を吸引する吸引工程と、薄皮形成工程と吸引工程の実行後に、薄皮を破って開口を形成する。

Description

配管構造および工法および管工事方法
 本発明は配管構造および工法および管工事方法に関する。
 従来より、既設管内の流体の流れを止めずに切削工具で既設管を切削して開口を形成し、前記開口から既設管のラインに仕切弁体を挿入する工法は周知である(特許文献1および2参照)。
JP2000-179779 A(要約書) JP2004-69059 A(要約書) WO2011/099398 A(フロントページ)
 エンドミルやホールソーなどの切削工具で既設管の管壁を切削する際には切り粉が生じる。そのため、ケースに排水口を設け、既設管内の流体と共に切り粉の排出を行っている。
しかし、従来の工法では切削工具で開口を形成する際に生じた細かい切り粉が既設管内に侵入するのは避けられない。かかる切り粉は水道管の内部において夾雑物となる上、錆の発生する原因となる。
したがって、本発明の目的は切削時に生じた切り粉が管内に侵入することなく、管に開口を形成し得る配管構造および工法および管工事方法(工法)を提供することである。
本発明方法は第1の局面において、管1に開口を形成する工法であって、
 ケース20で前記管1の一部を囲繞する工程と、前記囲繞する工程において、前記ケース20には切削工具3としてのミリング状の工具を持つカッター32が取り付けられ、
 前記ケース20内に配置した前記切削工具3で前記管1の外表面13を切削して、薄皮1Sで形成された有底の溝Gを前記管1に形成する薄皮形成工程と、
 前記切削により生成された切り粉Tを除去する除去工程と、
前記薄皮形成工程と前記除去工程の実行後に、前記薄皮1Sを破って開口10を形成する工程とを備える。
本発明方法は第2の局面において、管1に開口を形成する工法であって、
 管1の周方向Rに回転可能な回転体2を前記管1のまわりに装着する工程と、前記装着する工程において、前記回転体2にはミリング状の切削工具3を持つカッター32が取り付けられ、
 前記ミリング状の切削工具3を前記工具の中心軸30のまわりに回転させながら、前記切削工具3を前記回転体と共に前記管1の周方向Rに旋回させることで、前記管1の外表面13を切削して、薄皮1Sで形成され前記周方向Rに長い有底の溝Gを前記管1に形成する薄皮形成工程と、
 前記切削により生成された切り粉Tを除去する除去工程と、
前記薄皮形成工程と前記除去工程の実行後に、前記薄皮1Sを突き破って開口10を形成する工程とを備える。
本発明方法によれば、切削工具3により管1に開口を形成するのではなく、有底の溝Gを形成する。そのため、切削工具3で管1を切削した際に生じた切り粉Tが管1内に侵入するおそれはない。
一方、前記溝Gの底は薄皮1Sで形成されている。そのため、前記薄皮1Sを突き破ることで、切り粉Tが発生することなく、開口10を形成することができる。
一方、本発明の配管構造は管1に仕切弁体4を組み込んだ配管構造であって、
周方向Rに延び薄皮1Sで形成された有底の溝Gを定義する管1と、
 前記有底の溝Gを含む管1の一部を囲繞するケース20と、
前記ケース20内に配置された仕切弁体4と、
 前記溝Gに向かって前記仕切弁体4を接近させ更に前記有底の溝Gの薄皮1Sを突き破って開口10を形成するように前記仕切弁体4を移動させる弁棒43とを備え、
 前記仕切弁体4は、
 前記管1の内部に入り込む円形状の弁本体40と、
前記弁本体40の先端側に設けられ前記薄皮1Sを破って前記開口10を形成するための刃41と、
前記先端側の反対の基端側に設けられ前記開口10の周囲の前記管1の部位に接して前記開口10を閉塞するシール部42とを備える。
本発明構造によれば、薄皮1Sを突き破った刃41が管1の内周面に接し、シール部42が溝Gの周囲の管1の部位に接して、管1内の上流側と下流側とをシールする。
管1がプラストマー製やエラストマー製である場合、前記シール部は金属製であってもよい。一方、既設管1が鋼管等である場合、前記シール部はエラストマーで形成されていてもよい。前記エラストマーとしては、加硫ゴムの他に熱可塑性樹脂やラテックスなどを採用することもできる。
図1Aおよび図1Bは、それぞれ、実施例1にかかる不断流工法の囲繞工程を示す横断面図および縦断面図である。 図2Aおよび図2Bは、それぞれ、実施例1にかかる不断流工法の薄皮形成工程を示す横断面図および縦断面図である。 図3Aおよび図3Bは、それぞれ、実施例1にかかる不断流工法の薄皮形成工程を示す横断面図および縦断面図である。 図4Aおよび図4Bは、それぞれ、切り粉を回収する他の方法を示す横断面図および縦断面図である。 図5Aおよび図5Bは、それぞれ、実施例1にかかる不断流工法の組付工程を示す横断面図および縦断面図である。 図6Aおよび図6Bは、それぞれ、実施例1にかかる不断流工法の開口を形成する工程を示す横断面図および縦断面図である。 図7Aおよび図7Bは、それぞれ、実施例1にかかる不断流工法の開口を形成する工程を示す横断面図および縦断面図である。 図8Aおよび図8Bは、それぞれ、実施例1にかかる不断流工法の挿入工程を示す横断面図および縦断面図である。 図9は同実施例1にかかる切削工具および仕切弁体を既設管と共に拡大して示す縦断面図である。 図10は同実施例1にかかる不断流工法の工程を示す概略斜視図である。 図11は同実施例1にかかる不断流工法の工程を示す概略斜視図である。
なお、図10および図11において、構造を明確にするために、薄皮部分はグレーで示している。
図12は実施例1にかかる仕切弁の構造を示す概略斜視図、正面図、側面図、横断面図および縦断面図である。 図13(a)は実施例1の変形例にかかる刃および仕切弁を示す斜視図、図13(b)~(e)は同変形例にかかる仕切弁の構造を示す図である。 図14Aおよび図14Bは、それぞれ、実施例2にかかる切削工具およびカッターを示す縦断面図および横断面図である。 図15Aおよび図15Bは、それぞれ、実施例2の薄皮形成工程を示す縦断面図および横断面図である。 図16Aおよび図16Bは、それぞれ、同実施例2の組み付け工程を示す縦断面図および横断面図である。 図17Aおよび図17Bは、それぞれ、同実施例2の挿入工程を示す縦断面図および横断面図である。 図18A、図18Bおよび図18Cは、それぞれ、実施例3にかかるケースの平面図、正面図および側面図である。 図19は実施例2および3にかかる仕切弁の構造を示す概略斜視図、正面図、側面図、横断面図および縦断面図である。 図20は実施例4にかかる不断流工法の工程を示す概略斜視図である。 図21は同実施例4にかかる不断流工法の工程を示す概略斜視図である。なお、図21および図22において、構造を明確にするために、鉄管の薄皮部分はグレーで示し、モルタルライニングの部分はドット模様で示している。 図22は同実施例4にかかる工程を既設管と共に拡大して示す縦断面図である。 図23(a)は実施例5にかかる刃を示す斜視図、図23(b)~(d)は実施例7にかかる工法を示す横断面図である。 図24は実施例6にかかる不断流工法の工程を示す既設管の斜視図である。 図25Aおよび図25Bは、それぞれ、同既設管の横断面図および側面図である。 図26(a)は同実施例6にかかる刃を示す斜視図、図26(b)~(d)は実施例6にかかる工法を示す横断面図である。 図27は実施例7にかかる不断流工法の工程を示す断面図である。
好ましい工法においては、前記囲繞する工程において、前記ケース20には前記切削工具3としてのミリング状の工具を持つカッター32が取り付けられている。
 この場合、ミリング状の切削工具3により有底の溝を精度良く形成することができる。
 好ましい工法においては、前記ミリング状の切削工具3を工具の中心軸30のまわりに回転させながら、前記切削工具3を前記ケース20と共に前記管1の周方向Rに旋回させることで、前記周方向Rに長い前記有底の溝Gを形成する。
ケース20と共に切削工具3を旋回させることで、ミリング状の切削工具3は有底の溝Gを精度良く形成することができる。そのため、薄皮1sを適宜の厚さに設定でき、管1内に流体を密封できると共に、刃により薄皮1sを容易に破ることができる。
好ましい工法においては、前記開口10から仕切弁体4を前記管1内に挿入する挿入工程を更に備える。この場合、仕切弁体4を管1内に挿入することができる。
好ましい工法においては、前記薄皮形成工程および前記除去工程の実行後、前記開口10を形成する工程の前に、前記管1の前記溝Gの表面に塗膜6を形成する工程を更に備える。
開口を形成する前に管1の表面に塗膜を形成することで、容易に防錆を行うことができる。
更に好ましい工法においては、前記仕切弁体4は、
 前記管1の内部に入り込む円形状の弁本体40と前記弁本体40の先端側に設けられ前記薄皮1Sを破って前記開口10を形成する刃41と、
 前記先端側の反対の基端側に設けられ前記開口10の周囲の管1の部位に接して前記開口10を閉塞するシール部42とを備え、
 前記仕切弁体4の刃41が前記薄皮1Sを突き破って前記開口10を形成する工程が実行され、
前記仕切弁体の弁本体40が前記管1内に侵入し、前記シール部42が前記開口10の周囲の管1の部位に接すると共に、前記弁本体40の先端側が前記管1の内周面14に接して前記挿入工程が実行される。
この場合、仕切弁体4に設けた刃41で薄皮1sを突き破り、仕切弁体4の弁本体40が管1の内周面14に接して、仕切弁体4が管1に挿入される。したがって、作業用のバルブを設けなくても弁挿入が可能となる。
更に好ましい工法においては、前記溝Gは前記管1の周方向Rに延び、
 前記薄皮1Sは管軸方向Sの中央部の厚さが管軸方向Sの両側よりも薄く形成され、
前記厚さの薄い中央部を前記刃41が破ることで前記開口10を形成する工程が実行される。
中央部が両側よりも薄い薄皮1Sは、先端が山型のエンドミルや段付のエンドミルにより、容易に形成することができる。
また、両側よりも薄い中央部に仕切弁体4の刃41を押し当てることにより中央部が容易に破断し、再現性が高くなり、止水の信頼性が向上する。
好ましい配管構造においては、前記弁本体40の刃41が金属製で、
閉弁状態の前記弁本体40は、前記金属製の刃41が前記管1の内周面14に接し、シール部42が前記溝Gの周囲の管1の部位に接する。
管1が例えば鋼管である場合、金属製の刃41は前記薄皮1sを突き破ると共に、管1内に侵入した後は、管1の内周面14に接して、管1の上流側と下流側とをシールするであろう。
一方、シール部42は管1の溝Gの周囲に接し付近をシールするであろう。
好ましい管工事方法においては、管1の周方向Rに回転可能な回転体を前記管1のまわりに装着する工程と、前記装着する工程において、前記回転体にはミリング状の切削工具3を持つカッター32が取り付けられ、
 前記ミリング状の切削工具3を前記工具の中心軸30のまわりに回転させながら、前記切削工具3を前記回転体と共に前記管1の周方向Rに旋回させることで、前記管1の外表面13を切削して、薄皮1Sで形成され前記周方向Rに長い有底の溝Gを前記管1に形成する薄皮形成工程と、
 前記切削により生成された切り粉Tを除去する除去工程と、
 前記回転体および前記カッター32を前記管1から取り外す工程と、
前記仕切弁体4を内蔵した前記ケース20が前記有底の溝Gを含む前記管1の一部を囲繞するように前記ケース20を前記管1に装着する。
この場合、ケース20とは別の回転体を用いることで、管1のまわりをスムースに回転する構造を採用することができる。
回転体としては、管の表面に転がり接触する複数のローラを有していてもよい。
前記溝Gの形成後は回転体とカッターを取り外し、回転体とは別のケースを管1に装着する。装着されるケースは管の周方向に分割されていてもよいし、溝Gを覆い囲うようなネックフランジ形式でもよい。また、ケースは管1に溶着されてもよい。
1つの前記各実施態様または下記の実施例に関連して説明および/または図示した特徴は、1つまたはそれ以上の他の実施態様または他の実施例において同一または類似な形で、および/または他の実施態様または実施例の特徴と組み合わせて、または、その代わりに利用することができる。
 本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかし、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は請求の範囲によってのみ定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
まず、本装置の全体構成について説明する。
不断流装置2:
図1A~図5Bに示す本装置2は、既設管1の管内に流体(たとえば、水等)が流れている状態で既設管1を囲繞し、図9~図11に示すように、不断流下で弁体の挿入等を行うためのものである。
分割ケース21,22:
図1Aおよび図1Bに示すように、本装置2は密閉ケース(回転体の一例)20を備えている。密閉ケース20は、既設管1の一部を囲繞する2個の分割ケース21,22を備える。
前記第1および第2分割ケース21,22は、枝管部27に略直交する仮想平面に沿って分割されている。一対の前記分割ケース21,22は、既設管1に対して既設管1の管径方向に外嵌装着され、結合部25が組立ボルトナット26により互いに締結されて組み立てられる。なお、結合部25において各分割ケース21,22は互いにメタルタッチで接触しているのが好ましい。
 図1Aに示すように、前記各分割ケース21,22は、既設管1の外表面13に概ね沿って湾曲した内周面24をそれぞれ備えている。図1Aに示す前記複数の分割ケース21,22のうち、第1分割ケース21には、既設管1の径方向に突出して延びる分岐状の分岐孔23を有する前記枝管部27が一体に形成されている。
枝管部27:
前記枝管部27には、たとえば板状フランジのようなフランジ28が一体に形成されており、該フランジ28には図1Aに示すカッター32や、図5Bに示す弁蓋44等が取り付けられる。
ゴムパッキン60:
 図1Aおよび図1Bにおいて、ゴムパッキン60にはハッチングを施してある。
 図1Aおよび図1Bに示すように、分割ケース21(22)の内面には、溝からなる前記パッキン装着部61が形成されている。前記パッキン装着部61には、図1Bに示すゴムパッキン60が装着され、図1Aおよび図1Bに示すように、前記ゴムパッキン60により既設管1と密閉ケース20との間がシールされる。
前記分割ケース21のフランジ28には切削用ベース31が締結されている。前記切削用ベース31にはカッター32が取り付けられている。前記カッター32の先端にはエンドミル状の切削工具3が装着されている。
前記カッター32は切削工具3を中心軸(線)30のまわりに回転駆動させる。また、切削工具3は送り装置33により既設管1の径方向に進退される。
一方、図2Aおよび図3Aのように、切削工具3およびカッター32はケース20と共に既設管1の周方向Rに回転可能である。したがって、図3Aのように、切削工具3は既設管1の周方向Rに長い溝Gを切削することができる。
本例においては、図10のグレーで示すように、溝Gが薄皮1sで形成された底部を持つように管が切削される。図9(a)に拡大して示すように、切削工具3の先端は円錐状に尖っていてもよい。先端の角度は170°~150°程度が好ましいかもしれない。
図9(a)において、前記溝Gの薄皮1Sは管軸方向Sの中央部の厚さが管軸方向Sの両側よりも薄く形成される。例えば鋼管の場合、薄皮1Sの中央部の厚さは0.2-0.4mm程度で、薄皮1Sの両側の厚さは0.4-0.6mm程度であってもよい。なお、本例の各図においては薄皮1Sの厚さの変化が誇張して描かれている。
図3Bに示すように、前記ケース20内の空間は、吸引管50を介して負圧源5に連通していてもよい。負圧源5は吸引管50を介してケース20内の空気と共にエンドミルの切削により生じた切り粉Tをケース20内から吸い出す。
図5A-図8Bは配管構造を示す。
図10に示すように、本配管構造は、既設管1に仕切弁体4を組み込んだ配管構造である。前記既設管1は溝Gを有する。溝Gは周方向Rに延び薄皮1Sで形成された底を有する。この溝Gは前述のエンドミル状の切削工具3で形成することができる。なお、前記溝Gを含む既設管1の一部は図5Aのケース20に囲繞されている。
図5Aの本配管構造は、前記既設管1、前記ケース20、仕切弁体4および弁棒43を備える。本配管構造のケース20は前記第1および第2分割ケース21,22に加え、弁蓋44を備える。
図5Aに示す開弁状態において、前記弁蓋44は仕切弁体4の一部を収容する。すなわち、弁蓋44はケース20の一部を構成し、前記弁蓋44、第1分割ケース21および第2分割ケース22は仕切弁体4を収容する。なお、前記弁蓋44はフランジ28を介して第1分割ケース21に結合されている。
前記弁棒43は回転操作されることにより、前記溝Gに向かって前記仕切弁体4を接近させ更に前記溝Gの薄皮1Sを突き破って図7Bの開口10を形成するように前記仕切弁体4を管径方向Dに移動させる。
前記仕切弁体4は弁本体40、刃41およびシール部42を備える。
図10の前記弁本体40は前記既設管1の内部に入り込む円形状の部分である。前記刃41は金属製で前記弁本体40の先端側に設けられ前記薄皮1Sを破って前記開口10を形成するためのものである。
図8Bの前記シール部42はゴム製で、前記先端側の反対の基端側に設けられ前記溝Gの周囲の既設管1の部位に接して前記開口10を閉塞する。
閉弁状態の前記仕切弁体4は、前記金属製の刃41が前記既設管1の内周面14に接し、前記ゴム製のシール部42が前記溝Gの周囲の既設管1の部位に接する。
弁本体40の上端部分には、つまり、溝Gに接するシール部42には、シール用のゴムが配置されていてもよい。これらのシール用のゴムは弁本体40を包むように焼付けで、金属板に一体とされていてもよい、。
不断流工法:
つぎに、既設管1内に流体が流れている状態で、前記既設管1に開口10を形成し、仕切弁体4を既設管1内に挿入する不断流工法について説明する。
組立工程;
まず、図1Aおよび図1Bに示すように、既設管1の一部を前記密閉ケース20によって気密状態で囲繞すると共に、前記フランジ28および切削用ベース31を介して前記カッター32を第1分割ケース21に取り付ける。
なお、予め、前記両分割ケース21,22の結合部25を前記ボルトナット26で締結することで、既設管1の一部を密閉ケース20によって気密状態で囲繞する。
薄皮形成工程;
その後、図2Aのように、ケース20と共にカッター32を所定角度に設定した後に、切削工具3を既設管1の中心に向って移動させて切削工具3で既設管1の管壁12の一部を削る。この状態で、つまり切削工具3で管1を削りながら、図3Aの本装置2全体を周方向Rに回動させることで、図10(a),(b)に示すように既設管1の一部を切削した有底の溝Gが略半周にわたって形成される。
すなわち、図2A-図3Bの薄皮形成工程においては、前記ケース20内に配置した切削工具3で前記既設管1の外表面13を切削して、既設管1の内表面で形成された薄皮1sの底を持つ溝Gを前記既設管1に形成する。
本例の場合、まず、図2Aに示すように、切削工具3を中心軸30のまわりに回転させながら、切削工具3が既設管1を貫通しないように切削工具3を既設管1の中心に向かって送る。ついで、図3Aのミリング状の前記切削工具3を工具の中心軸30のまわりに回転させながら、前記切削工具3を前記ケース20と共に前記既設管1の周方向Rに旋回させることで、前記周方向Rに長い、例えば周方向Rに約半周にわたる有底の前記溝Gを形成することにより前記薄皮形成工程が実行される。
なお、薄皮形成工程において、溝Gが有底となるように、切削工具3により切削する深さは既設管1の厚さよりも小さくする必要がある。
吸引工程:(除去工程)
吸引工程においては、図2Bおよび図3Bに示すように、前記切削により生成された切り粉Tを除去するために、負圧源5が吸引管50を介して前記ケース20内の気体(空気)と共に前記切り粉Tを吸引する。なお、切り粉Tの吸引中に切り粉Tを空気と共に吸引し易くするために、エアの導入孔51がケース20に設けられていてもよい。
吸引工程は図2Bおよび図3Bのように前記薄皮形成工程と同時に実行されてもよいし、図4Aおよび図4Bのように、薄皮形成後に実行されてもよい。前記負圧源5としては市販の電気掃除機を用いてもよく、その場合、吸引管50はケース20に固定される必要もない。
交換工程;
次に、図3Aおよび図3Bの前記薄皮形成工程後にカッター32および切削工具3を密閉ケース20から取り外す。ここで、前記薄皮1sは既設管1内に流体を閉じ込めている。そのため、既設管1の管路内を流れる水が既設管1から噴出するおそれがない。
図3Bの前記カッター32の取り外し後、前記開口を形成する前に、図9(b)のように、既設管1の溝Gの表面に塗膜6を形成する。塗膜6は防錆用のエポキシ樹脂の他、液体ゴムを塗布してシールにも役立つゴムの皮膜であってもよい。塗布方法はハケ塗又はスプレーで塗布してもよい。更にケース20を回転させながら塗布してもよい。その後、図5Aに示すように、第1分割ケース21のフランジ28に弁蓋44を装着する。前記弁蓋44内には、既設管1内に侵入可能な仕切弁体4が内蔵されている。
開口形成工程:
前記交換工程、前記薄皮形成工程および前記吸引工程の実行後に、図6A-図8Bのように、前記薄皮1Sを破って開口10を形成する開口形成工程が実行される。本例の場合、前記仕切弁体4の刃41が前記薄皮1Sを突き破って前記開口10を形成し、更に、弁本体40が前記開口10を押し拡げる。
図10の本例において、前記溝Gは前記既設管1の周方向R(図10(b)参照)に延び、図9(c)のように、前記薄皮1Sは管軸方向Sの中央部19の厚さが管軸方向Sの両側よりも薄く形成されている。前記厚さの薄い中央部19を前記刃41が破ることで前記開口10を形成する工程が実行される。
開口形成工程において、図5Aおよび図5Bの弁棒43を回転操作すると、まず、図6Bおよび図6Aの刃41は既設管1の薄皮1Sのトップの部分に当接して、当該部分を切り開く。続いて、図7Bおよび図7Aの刃41は前記薄皮1Sを更に切り開き、図8Aおよび図8Bのように、刃41が既設管1の内周面14に接するまで、刃41が既設管1の両サイドを切り開く。
挿入工程:
図9(c)~(e)に示すように、前記開口形成工程において、刃41が薄皮1Sを切り開くと共に刃41が薄皮1Sを押し開いて破り、弁本体40は刃41と共に既設管1内に侵入する。すなわち、本例の場合、開口形成工程と共に仕切弁体4を既設管1内に挿入する挿入工程が実行される。
続いて、図8Aおよび図8Bの前記弁棒43を更にねじ込むと、既に内周面14に当接した刃41は進まず、一方、図9(e)の刃41が既設管1の内周面14にメタルタッチで接してシールする。
同時に、図9(e)の弁本体40の基端側のシール部42が開口10内に入り込み開口10の周囲の既設管1の部位に接して、当該開口10の部分のシールがなされる。
こうして、前記仕切弁体の弁本体40が前記既設管1内に侵入し、前記シール部42が前記開口10の周囲の既設管1の部位に接すると共に、前記弁本体40の先端側が前記既設管1の内周面14に接して前記挿入工程が実行される。
この挿入工程により仕切弁体4が挿入されて、図8Aおよび図8Bに示すように、既設管1の管路が塞がれ止水される。この止水後、既設管1の下流側の作業を行う。その後、必要に応じて弁棒43の操作部を逆回転させると、図5Aのように、仕切弁体4が既設管1内から退避する。
図12は実施例2の仕切弁体4を示す。
本例の場合、弁本体40と仕切弁体4とが一体に形成されている。
図12において、金属板状の弁本体40には先端側に略半周にわたって鋭利な刃41が形成されている。図12(d),(e)に示すように、前記刃41は閉弁時に既設管1の内周面14に圧接し、既設管1の内周面14と弁本体40との間をシールする。
一方、図12(a)~(c)に示すように、弁本体40の2つの面にはシール部42となるゴムパッキンが固着されている。このシール部42は図12(b)の弁本体40の基端側の略半周にわたって設けられている。図12(e)に示すように、前記シール部42は溝Gおよび溝Gの周囲の既設管1の部位に接して、既設管1と弁本体40との間をシールする。
図13は別の仕切弁体4を示す。
本例は図12の実施例2に近似した構造である。図13の本例はシール部42の構造および機能が図13の実施例2と異なる。
図13のシール部42は薄肉で、図13(e)のように、既設管1の開口10において、弁本体40と既設管1との間の隙間に入り込むように構成されている。
すなわち、図12(b)に示すシール部42は弁本体40の基端側に略半周にわたって、弁本体40の表面にコーティングされている。このシール部42は刃41が薄皮1Sを突き破った際に生じた小さな隙間を埋めるだろう。これにより、開口10において、シール部42は弁本体40と薄皮1Sとの間をシールする。
図14A-図15Bは、実施例2にかかる切削工具3およびカッター32を示す。この実施例2においては、前記薄皮形成工程等において、ケース20とは異なる回転体2を用いる。また、既設管1となる新設管1を配管する場合にも好的に採用することができる。例えば連続的で長いポリエチレン管に新設の弁を設置する場合に好的に採用できる。
本例において、回転体2は切削用ベース2B、2本のローラチェーン2C、4本の連結具2Dおよび4個のローラ2Rを有する。前記ベース2Bには前述のカッター32が取り付けられている。
図14Bに示すように、ローラチェーン2Cおよびローラ2Rは既設管1となる新設管1の外周に接しており、回転体2が新設管1または既設管1の周方向Rに回転可能である。連結具2Dはローラチェーン2Cとベース2Bとを連結している。
本構造は、新設管1または既設管1の外径の大小にかかわらず、1種類の回転体2で多数のサイズに適用できる。
つぎに、回転体2を用いた工法について説明する。
まず、図14Bのように、既設管1となる新設管1の周方向Rに回転可能な回転体2を前記管1のまわりに装着する。前記装着する際に、前記回転体2のベース2Bにはミリング状の切削工具3を持つカッター32が取り付けられている。
ついで、切削工具3を中心軸30のまわりに回転させながら切削工具3を管1の中心に向かって送る。この後、図15Bの前記ミリング状の切削工具3を前記工具の中心軸30のまわりに回転させながら、前記切削工具3を前記回転体2と共に前記管1の周方向Rに旋回させることで、前記管1の外表面13を切削して、薄皮1Sで形成され前記周方向Rに長い有底の溝Gを前記管1に形成する薄皮形成工程が実行される。
前記回転体2およびカッター32を新設管1から取り外し、管1の表面を布等で拭き、前記切削により生成された切り粉Tを拭き取って除去する。図15Bの回転体2を取り外し後、代わりに、図5Aおよび図5Bと同様に、ケース20、弁蓋44および仕切弁体4を新設管1に組み付ける。こうして、仕切弁体4を内蔵したケース20が溝Gを含む新設管1を囲繞するようにケース20が管1に装着される。
前記装着工程の実行後に、前記薄皮1Sを突き破って開口10を形成する工程を必要に応じて実行する。すなわち、止水が必要となった時に、図6A~図9(c)~(e)と同様に、仕切弁体4を既設管1に向って押し進め、開口10を形成すると共に仕切弁体4を既設管1内に挿入する。
図16A~図17Bは実施例2にかかる別のケース20を示す。
これらの図において、ケース20はポリエチレン製でポリエチレン製の管1に溶着される。この例において、ケース20は管1の前記溝Gを含む略半周部分を覆う。なお、周知のように、ケース20には加熱用の電熱線70が埋設されている。
図18A~図18Cは実施例3にかかるケース20を示す。
この例においても前記実施例2と同様にケース20はポリエチレン製で、電熱線70が埋設されている。
なお、本例ではケース20は管1の全周を覆う。また、弁蓋に接続される金属製フランジ28Aが設けられている。
図19は実施例2および3にかかる仕切弁体4を示す。
本例において、工事の対称となる管1は、例えばポリエチレン(ポリオレフィン系樹脂)管や塩ビ(塩化ビニル)管などのプラストマー製またはエラストマー製の管である。
本例の場合、仕切弁体4のシール部42にはエラストマーを必要としない。すなわち、図19(e)のように、弁本体40が既設管1内に侵入すると、弁本体40に既設管1の薄皮1Sが接触する。前記薄皮1Sはプラストマーであるから金属製の弁本体40との間がシールされるであろう。
本例において、薄皮1Sには既設管1内の水圧が作用する。したがって、薄皮1Sの肉厚は3mm~5mm程度が好ましいかもしれない。また、切削工具3の先端の角度を120°~160°程度とするのが好ましいかもしれない。
図19(a)~(d)に示すように、仕切弁体4の刃41は既設管1の内周面14に接する円周部分だけでなく、既設管1の開口10の両端において既設管1に接する両端部45において仕切弁体4が既設管1に食い込むように、刃41を形成するのが好ましいだろう。
なお、前記図19の例の場合、切削工具による切削後、既設管1に組み付けられた密閉ケース20はポリエチレン製の既設管1に溶着されてもよい(例えばJP2004-245397A参照)。
つぎに、実施例2のケース20を用いた弁挿入の方法について説明する。
まず、弁挿入に先立って図14A~図15Bに図示したように既設管1となる新設管1に有底の溝Gを形成する。前記溝Gの形成後、以下のように、図16Aおよび図16Bのケース20を管1に溶着する。
まず、管1の前記溝Gに弁本体40の刃41が一致するように、ケース20を管1に装着する。なお、ケース20には弁本体40が収容されている。ついで、電熱線70に電力を供給し、ケース20と管1の接触部分を融解させ、その後、冷却させて両者を溶着する。
前記溶着後通水し、必要に応じて、図17Aおよび図17Bのように、弁本体40を管1内に侵入させて、管路を止水する。
図20~図22は実施例4を示す。
これらの図において、既設管1はモルタルライニング100の内層を有する鋳鉄管である。
これらの例においては、図22(a)の切削工具3として、段付エンドミルを用いる。このエンドミルは大径部3と小径部3とを有し、外表面にダイヤモンドなどの粒子が固着されている。
本切削工具3で既設管1を切断する場合、大径部3で既設管1の表層の鋳鉄の部分のみを切削し、一方、小径部3で既設管1のモルタルライニング100を切削する。切削された既設管1の溝Gには、図20のように、浅く幅の大きい部分と深く幅の小さい部分とが形成される。
なお、切削後、図22(b)のように、鋳鉄の切削面に塗装が施されて塗膜6が形成されてもよい。
前記段付の溝Gを形成した後、図21および図22(c)~(e)のように、前記モルタルライニング100の内層が露出した部分に弁本体40の刃41を押し当てる。モルタルライニング100は脆弱であるため、刃41により割れて弁本体40が既設管1内に侵入する。
本例において、好ましくは、弁本体40の刃41の部分にはゴムライニングを施す。これにより、モルタルライニング管であってもシールが可能となる。
また、図22(e)および図21(a)に示すように、シール部42にはシール用のゴムパッキンを固着しておくのが好ましい。
図23は実施例5を示す。本例は既設管1がプラストマーである場合に好的に適用できる。
この例では、トムソン式の刃41が薄皮1Sを切り抜く。この場合、挿入される仕切弁体を厚くすることができる。したがって、サイズの大きい既設管にも適用できるかもしれない。
この場合、開口10の形成後に、刃41に代えて仕切弁体および弁蓋をケース20に装着して、仕切弁体を既設管1に組み込む。そのため、周知のようにケース20にオペレーションバルブ200が必要になる。
なお、本例の場合、薄皮1sは一定の均一な厚さであるのが好ましいだろう。
図24~図27は実施例6,7を示す。
これらの例は既設管1に仕切弁体4を挿入するのではなく、既設管1から分岐配管を取り出す場合に用いられる。
図24~図26は実施例6を示す。
図24に示す工法において、前記ミリング状の切削工具3を工具の中心軸30(図1A参照)のまわりに回転させながら、前記切削工具3を前記ケース20(図1A参照)と共に前記既設管1の周方向Rに旋回させることと前記既設管1の管軸方向Sに移動させることで、前記有底の溝Gをループに形成することにより前記薄皮形成工程が実行される。
より詳しくは、前記ケースと共に前記切削工具3を図24(a)の第1の周方向R1に角θ(図25A)旋回させて第1溝G1を形成する。つづいて、ケースと共に切削工具3を図24(b)の第1の軸方向S1に若干移動させて第2溝G2を形成する。その後、ケースと共に切削工具3を前記周方向R1とは反対の第2の周方向R2に角θ旋回させて第3溝G3が形成される。最後に、ケースと共に切削工具3を前記第1の軸方向S1とは反対の第2の軸方向S2に若干移動させて第4溝G4が形成される。
こうして、図24(d)および図25Bに示す方形ループ状の有底の溝Gが形成される。なお、図25Aに示す中心角θは60°~90°程度であってもよい。また、切削工具3をケースと共に軸方向Sに移動させる方法としては特許第4422242号に開示された方法が採用されてもよい。
この工法においては、図26(b)~(d)に示すように、前記開口10を形成する工程において、前記ループ状の有底の溝Gに合致するループの刃41で前記薄皮1Sを突き破って、前記既設管1に分岐口となる前記開口10を形成する。
すなわち、図26(a)の方形筒状のトムソン式の刃41が図25Aの薄皮1Sを切り抜く。この場合、刃41の内側に返りを設けておいて、切片15を刃41と共に回収できるようにしておくのが好ましい。
前記切り抜き後、図26(d)の刃41を図26(b)のバルブ100を開閉してケース20から撤去する。前記撤去後、前記バルブ200が閉じた状態でケース20に分岐配管を接続する。
なお、切削工具3を周方向Rに旋回させると同時に管軸方向Sに移動させることで円形ループ状の有底の溝が形成されてもよい。
図27の実施例7において、切削工具3はホールソーである。ホールソーの内面には切片15を回収するための返りを設けてもよい。
本例においては、図27(a)および(b)に示すように、ホールソー3を回転させながら、既設管1の外表面13を切り進む。この際、ホールソー3の背面からエアと共に切り粉Tを吸い出す。
図27(b)のように、ホールソー3が既設管1を切削して既設管1に薄皮1Sが形成されると、図27(c)のように、ホールソー3の回転を停止する。この停止後、ホールソー3を管径方向、つまり既設管1の中心に向かって押し込むと、前記薄皮1Sが突き破られて、図27(d)のように、ホールソー3に切片15が嵌りこむ。
なお、ホールソー3の撤去後、分岐配管を接続する。
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、エンドミルの先端は山型ではなく、エンドミルで一定の深さの溝を形成してもよい。また、管内を流れる流体は水や油の他、ガスであってもよい。
したがって、以上のような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
 本発明の不断流工法および配管構造は、水道やガスなどの既設管および新設管のラインに仕切弁体を挿入し、この挿入した仕切弁体により流体の流れを止めるのに用いることができる。
 また、本発明の不断流工法は、いわゆる不断水穿孔後に分岐配管を設ける場合にも採用することができる。
1:既設管 10:開口 12:管壁 13:外表面 14:内周面 15:切片
19:中央部
2:回転体 2B:ベース 2C:ローラチェーン 2D:連結具 2R:ローラ
20:ケース 21:第1分割ケース 22:第2分割ケース 23:分岐孔 24:内周面 25:結合部 26:組立ボルトナット 27:枝管部 28:フランジ 
29:栓
3:切削工具 30:中心軸 31:切削用ベース 32:カッター 33:送り装置
:大径部 3:小径部
4:仕切弁体 40:弁本体 41:刃 42:シール部 43:弁棒 44:弁蓋 45:両端部 5:負圧源 50:吸引管 51:導入孔
6:塗膜 70:電熱線 100:モルタルライニング
D:管径方向 G:溝 G1~G4:第1~第4溝
R,R1,R2:周方向 S,S1,S2:軸方向 T:切り粉

Claims (14)

  1.  管1に開口を形成する工法であって、
     ケース20で前記管1の一部を囲繞する工程と、前記囲繞する工程において、前記ケース20には切削工具3としてのミリング状の工具を持つカッター32が取り付けられ、
     前記ケース20内に配置した前記切削工具3で前記管1の外表面13を切削して、薄皮1Sで形成された有底の溝Gを前記管1に形成する薄皮形成工程と、
     前記切削により生成された切り粉Tを除去する除去工程と、
     前記薄皮形成工程と前記除去工程の実行後に、前記薄皮1Sを破って開口10を形成する工程とを備える、工法。
  2.  請求項1の工法において、
     前記ミリング状の切削工具3を工具の中心軸30のまわりに回転させながら、前記切削工具3を前記ケース20と共に前記管1の周方向Rに旋回させることで、前記周方向Rに長い前記有底の溝Gを形成することにより前記薄皮形成工程が実行される、工法。
  3.  請求項2の工法において、
     前記開口10から仕切弁体4を前記管1内に挿入する挿入工程を更に備える、工法。
  4.  管1に開口を形成する工法であって、
     管1の周方向Rに回転可能な回転体2を前記管1のまわりに装着する工程と、前記装着する工程において、前記回転体にはミリング状の切削工具3を持つカッター32が取り付けられ、
     前記ミリング状の切削工具3を前記工具の中心軸30のまわりに回転させながら、前記切削工具3を前記回転体2と共に前記管1の周方向Rに旋回させることで、前記管1の外表面13を切削して、薄皮1Sで形成され前記周方向Rに長い有底の溝Gを前記管1に形成する薄皮形成工程と、
     前記切削により生成された切り粉Tを除去する除去工程と、
     前記薄皮形成工程と前記除去工程の実行後に、前記薄皮1Sを突き破って開口10を形成する工程とを備える、工法。
  5.  請求項1もしくは4の工法において、
     前記薄皮形成工程および前記除去工程の実行後、前記開口10を形成する工程の前に、
     前記管1の前記溝Gの表面に塗膜6を形成する工程を更に備える、工法。
  6.  請求項4の工法において、前記回転体は前記管1の周方向Rに分割されたケース20を含み、
     前記装着する工程において、前記ケース20で前記管1の一部を囲繞し、
     前記開口10を形成する工程に先立って、前記工具3に代えて前記薄皮1Sを突き破る平板状の仕切弁体4を前記ケース20に組み付ける組付工程と、
     前記開口を形成する工程において前記開口10から仕切弁体4を前記管1内に挿入する挿入工程とを更に備える、工法。
  7.  請求項6の工法において、前記仕切弁体4は、
     前記管1の内部に入り込む円形状の弁本体40と前記弁本体40の先端側に設けられ前記薄皮1Sを破って前記開口10を形成する刃41と、
     前記先端側の反対の基端側に設けられ前記開口10の周囲の管1の部位に接して前記開口10を閉塞するシール部42とを備え、
     前記仕切弁体4の刃41が前記薄皮1Sを突き破って前記開口10を形成する工程が実行され、
     前記仕切弁体の弁本体40が前記管1内に侵入し、前記シール部42が前記開口10の周囲の管1の部位に接すると共に、前記弁本体40の先端側が前記管1の内周面14に接して前記挿入工程が実行される、工法。
  8.  請求項7の工法において、前記溝Gは前記管1の前記周方向Rに延び、
     前記薄皮1Sは管軸方向Sの中央部の厚さが管軸方向Sの両側よりも薄く形成され、
     前記厚さの薄い中央部を前記刃41が破ることで前記開口10を形成する工程が実行される、工法。
  9.  請求項1の工法において、
     前記ミリング状の切削工具3を工具の中心軸30のまわりに回転させながら、前記切削工具3を前記管1の周方向Rに旋回させることと前記管1の管軸方向Sに移動させることで、前記有底の溝Gをループに形成することにより前記薄皮形成工程が実行される、工法。
  10.  請求項9の工法において、
     前記開口10を形成する工程において、前記ループの有底の溝Gに合致するループの刃41で前記薄皮1Sを突き破って、前記管1に分岐口となる前記開口10を形成し、
     前記ループの刃を撤去する工程を更に備える、工法。
  11.  管1に仕切弁体4を組み込んだ配管構造であって、
    周方向Rに延び薄皮1Sで形成された有底の溝Gを定義する管1と、
     前記有底の溝Gを含む管1の一部を囲繞するケース20と、
    前記ケース20内に配置された仕切弁体4と、
     前記溝Gに向かって前記仕切弁体4を接近させ更に前記有底の溝Gの薄皮1Sを突き破って開口10を形成するように前記仕切弁体4を移動させる弁棒43とを備え、
     前記仕切弁体4は、
     前記管1の内部に入り込む円形状の弁本体40と、
    前記弁本体40の先端側に設けられ前記薄皮1Sを破って前記開口10を形成するための刃41と、
     前記先端側の反対の基端側に設けられ前記開口10の周囲の前記管1の部位に接して前記開口10を閉塞するシール部42とを備える、配管構造。
  12.  請求項11において、
     前記弁本体40の刃41が金属製で、
     閉弁状態の前記弁本体40は、前記金属製の刃41が前記管1の内周面14に接し、前記シール部42が前記開口10の周囲の前記管1の部位に接する、配管構造。
  13.  請求項11もしくは12の配管構造を得るための管工事方法であって、
     前記管1の周方向Rに回転可能な回転体2を前記管1のまわりに装着する工程と、前記装着する工程において、前記回転体にはミリング状の切削工具3を持つカッター32が取り付けられ、
     前記ミリング状の切削工具3を前記工具の中心軸30のまわりに回転させながら、前記切削工具3を前記回転体と共に前記管1の周方向Rに旋回させることで、前記管1の外表面13を切削して、薄皮1Sで形成され前記周方向Rに長い有底の溝Gを前記管1に形成する薄皮形成工程と、
     前記切削により生成された切り粉Tを除去する除去工程と、
     前記回転体および前記カッター32を前記管1から取り外す工程と、
     前記仕切弁体4を内蔵した前記ケース20が前記有底の溝Gを含む前記管1の一部を囲繞するように前記ケース20を前記管1に装着する工程と、を備える管工事方法。
  14.  請求項4の工法において、前記回転体2および前記カッター32を取り外す工程と、
     前記開口10を形成する工程に先立って、前記薄皮1Sを突き破る平板状の仕切弁体4を収容したケース20で前記管1の有底の溝Gを囲繞するように前記ケース20を前記管1に組付ける組付工程と、
     前記開口を形成する工程において前記開口10から仕切弁体4を前記管1内に挿入する挿入工程とを更に備える、工法。
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