(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内壁面に塗膜を形成するために用いられる管内塗装装置であって、
管体の延長方向に沿って移動可能な管内移動体と、この移動体の移動方向後側に配置されている塗料吹付け手段とを備え、
上記管内移動体は、中心部に移動方向に沿って開通された塗料通路を有する軸体と、同軸体に一体化され、外周部に管内壁面に沿って流通する管内空気流を内壁面側から離れた管内中心寄りに向け迂回流通させるシール部とを備え、
上記塗料吹付け手段は、上記軸体の移動方向において上記シール部よりも後側の位置で回転自在に支持され、内部に上記軸体の塗料通路に連通して外周部に形成されている塗料噴射ヘッドに向け塗料を充填される塗料導入路が形成されている塗料吹付け体と、塗料吹付け体の内側にて周方向に複数配置されている回転羽根とを備え、
上記移動体と上記塗料吹付け体とは、上記塗料吹付け体の回転羽根が上記移動体のシール部により迂回流通される管内空気の吐出位置に対向して配置され、シール部材により迂回流通される管内空気流を上記回転羽根に導入することによって塗料吹付け体が回転駆動されることを特徴とする管内塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の管内塗装装置において、
上記塗料吹付け体は、断面形状がカップ状に形成され、外周壁に塗料噴射ヘッドが設けられていることを特徴とする管内塗装装置。
【請求項３】
請求項１記載の管内塗装装置において、
上記移動体は、その移動方向の前側に牽引手段を備え、その牽引手段により所要速度で管内移動されることにより管内空気流を生起させて塗料吹付け体の回転エネルギーを得るようにしたことを特徴とする管内塗装装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちの一つに記載の管内塗装装置を用いる管内塗装方法であって、
上記管内塗装装置を導入する既設管路に対し、上記移動体の移動方向前側の管内と移動方向後側の管内に所要の圧力差を生起し、その圧力差を生起させた状態で上記管内塗装装置を移動させることにより管内差圧を利用して上記塗料吹付け体を回転させ、その塗料吹付け体内に充填されている塗料を塗料吹付けヘッドから管内壁面に向け遠心吹付けすることにより塗装することを特徴とする管内塗装方法。
【請求項５】
請求項４記載の管内塗装方法において、
上記圧力差は、上記移動体の移動方向前側が正圧とされ、上記移動体の移動方向後側が負圧とされることにより生起されることを特徴とする管内塗装方法。
【請求項６】
請求項４または５記載の管内塗装方法において、
上記圧力差は、上記移動体の移動方向前側の管内に送風圧を、上記移動体の移動方向後側の管内に負圧を付加することにより生起されることを特徴とする管内塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管内塗装装置およびそれを用いた管内塗装方法に関し、さらに詳しくは、既設管路の内面に樹脂液（塗料）を塗付して管内面に薄膜の樹脂ライニングを形成するための装置およびそれを用いた樹脂ライニングの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中等に埋設されているガス管、水道管、あるいは通信管路等の既設配管には、鋼管や鋳鉄管等の金属管あるいは硬質ビニール管等の樹脂管が用いられているが、埋設期間が長期にわたると腐食等による老朽化現象が進行して管内に漏洩孔等の欠損部が生じることがある。特に、金属管を用いた場合にはこの現象が顕著である。
【０００３】
従来、老朽化現象に対して欠損箇所の補修やその現象の進行を予防する予防保全の目的から、気密性を要求されるガス管、水道管では、管路内面にシールチューブを内張りしたり、また樹脂液を管内面にライニングして管路のシール性を高めるようにした更正修理技術が開発されている。
【０００４】
一方、上記の配管のうちでケーブル管のような通信管路は、布設位置に複数の管路群が事前に埋設されていて、新規にケーブルを布設する際には、その管路群のなかの空管路からケーブルを挿通するための管路を選択できるようにしてある。これにより新規にケーブルを布設する際に改めて通信管路を埋設するような手間が省けるようになっている。しかし、空管路をなす管体に生じた腐食孔等から雨水や土砂が侵入して管内に錆こぶ等が発生していると、管体内径の減径によって新規のケーブルを挿通することができなくなる場合がある。このため、空管路に対しても管内壁面に錆止め用の樹脂液を塗付するライニング施工が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、管内面に樹脂ライニングを施工する方法として、ガス管や水道管等の気密性を要求される管路を対象とした場合には、管路内に樹脂液を導入し、この樹脂液をピグや管内差圧により流動させてライニングする方法がある。
【０００６】
しかし、この方法には次のような問題がある。
つまり、この方法では、気密性を確保する目的からして管内に形成される樹脂液の塗膜を比較的厚くすることが多い。このため、通信管路に適用した場合、塗膜が厚いことによって管体内径が減径されてしまい、ケーブルの挿通性を悪化させてしまう。しかも、膜厚に比例して使用される樹脂液の量が多くなることから管路内の全域をライニングする場合を含めて修理コストが高価となる。
【０００７】
通信管路の場合には、その他の管路と違って、管路全域での気密性をさほど考慮しなくてよいこと、そしてケーブルの挿通が可能であることを踏まえて塗膜の厚さも比較的薄くてもよいので、樹脂液の使用量が多くなる上記の方法をそのまま用いることはコストの上昇を招く結果となる。
【０００８】
一方、ライニング技術には、塗料を遠心噴霧させるパッカー方式のライニング技術が提案されている（例えば、特公昭５１ー４１６５５号公報）。
上記公報記載のライニング技術は、エアモータにより塗料吹付けカップを回転させる構造であるために、エアモータを組込むことにより装置自体が大型化するだけでなく、装置が高価となる。しかも、エアモータへのエア供給用配管等の設備が必要となるばかりでなく、その配管を管路内に挿通する操作が必要となることから、配管の重量等が影響して運搬時や管内への挿通の際の作業性が悪くなる。
【０００９】
本発明は、上記従来の管内塗装装置および塗装作業における問題に鑑み、低コストで既設配管の管内壁面に薄膜のライニングが形成できる管内塗装装置およびその塗装装置を用いた管内塗装方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、管内壁面に塗膜を形成するために用いられる管内塗装装置であって、管体の延長方向に沿って移動可能な管内移動体と、この移動体の移動方向後側に配置されている塗料吹付け手段とを備え、上記管内移動体は、中心部に移動方向に沿って開通された塗料通路を有する軸体と、同軸体に一体化され、外周部に管内壁面に沿って流通する管内空気流を内壁面側から離れた管内中心寄りに向け迂回流通させるシール部とを備え、上記塗料吹付け手段は、上記軸体の移動方向において上記シール部よりも後側の位置で回転自在に支持され、内部に上記軸体の塗料通路に連通して外周部に形成されている塗料噴射ヘッドに向け塗料を充填される塗料導入路が形成されている塗料吹付け体と、塗料吹付け体の内側にて周方向に複数配置されている回転羽根とを備え、上記移動体と上記塗料吹付け体とは、上記塗料吹付け体の回転羽根が上記移動体のシール部により迂回流通される管内空気の吐出位置に対向して配置され、シール部材により迂回流通される管内空気流を上記回転羽根に導入することによって塗料吹付け体が回転駆動されることを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の管内塗装装置において、上記塗料吹付け体は、断面形状がカップ状に形成され、外周壁に塗料噴射ヘッドが設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の管内塗装装置において、上記移動体は、その移動方向の前側に牽引手段を備え、その牽引手段により所要速度で管内移動されることにより管内空気流を生起させて塗料吹付け体の回転エネルギーを得るようにしたことを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載の管内塗装装置を用いる管内塗装方法であって、上記管内塗装装置を導入する既設管路に対し、上記移動体の移動方向前側の管内と移動方向後側の管内に所要の圧力差を生起し、その圧力差を生起させた状態で上記管内塗装装置を移動させることにより管内差圧を利用して上記塗料吹付け体を回転させ、その塗料吹付け体内に充填されている塗料を塗料吹付けヘッドから管内壁面に向け遠心吹付けすることにより塗装することを特徴としている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の管内塗装方法において、上記圧力差は、上記移動体の移動方向前側が正圧とされ、上記移動体の移動方向後側が負圧とされることにより生起されることを特徴としている。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の管内塗装方法において、上記圧力差は、上記移動体の移動方向前側の管内に送風圧を、上記移動体の移動方向後側の管内に負圧を付加することにより生起されることを特徴としている。
【００１６】
【実施例】
以下、図示実施例により本発明の詳細を説明する。
図１は、本発明による管内塗装装置の構成を示すために管内塗装装置の縦方向での中心線Ｌを基準として破断した要部の断面図である。
図１において、管内塗装装置１は、管内移動体２と塗料吹付け手段４とにより主要部が構成されている。
【００１７】
管内移動体２は、軸体２Ａとシール部２Ｂとを備えている。軸体２Ａは、中心に移動方向に沿って開通された塗料通路２Ａ１が形成されており、その塗料通路２Ａ１の一端が図示されない塗料収容部に接続されている。塗料通路２Ａ１の他端は、後述する塗料吹付け体を固定するために用いられるボルト３によって塞がれている。
【００１８】
シール部２Ｂは、軸体２Ａに固定されたコア体２Ｂ１とこのコア体２Ｂ１に一体化されているシール片２Ｂ２とを備えている。
コア体２Ｂ１は、軸体２Ａに対し固定されて不動状態を維持されていて、図１中、矢印Ａで示す管内移動体２の使用時での移動方向の前側外径が移動方向の後側外径よりも大きくなるように移動方向に沿った向きが設定された円錐曲面からなる管内空気案内面２Ｂ３とその案内面２Ｂ３において周方向に沿って複数配置されている案内羽根２Ｂ４とを備えており、矢印Ｐで示すように、管内移動体２が矢印Ａで示す方向に移動する際に移動方向前側の管内空気を移動方向後側に向けて吐出させることができるようになっている。
【００１９】
シール片２Ｂ２はコア体２Ｂ１の外周に固定された弾性体で構成され、外周面が管体１０の内壁面に対して、管内移動体２の移動を許容することができる圧力によって接触し、上記の移動方向前側と後側との間での気密性を維持している。
シール部２Ｂは、シール片２Ｂ２が管内壁面に接触していることにより、管内移動体２の移動方向前側と後側とを遮蔽しており、矢印Ｐで示すように、管内空気流を管内壁面から離れた管内中心寄りに向け迂回流通させてコア体２Ｂ１の案内羽根２Ｂ４に向け流動させることができるようになっている。
【００２０】
一方、塗料吹付け手段４は、管内移動体２の移動方向における管内移動体２の後側で軸体２Ａにより回転自在に支持されている塗料吹付け体４Ａを備えている。
塗料吹付け体４Ａは、ボス部に配置された軸受け５、６によって軸体２Ａに対して回転自在に支持され、軸体２Ａの端部に捩じ込まれるボルト３によって軸体２Ａから抜け止めされて固定されている。
【００２１】
塗料吹付け体４Ａは、管体１０内に挿通可能であって、かつ、管内壁面に塗付される塗膜に干渉することがない外径を設定されているカップ状の部材であり、アルミニューム等の軽量部材で構成されることによって慣性質量が小さくされている。
塗料吹付け体４Ａには、軸体２Ａの塗料通路２Ａ１に連通する空間で構成された塗料導入路４Ａ１が内部に形成されている。
塗料導入路４Ａ１は、本実施例の場合、図２に示すように、塗料吹付け体４Ａの周方向で４分割された位置にて塗料吹付け体４Ａの外周壁にまで延長されており、外周壁に設けられている塗料噴射ヘッド４Ａ２に至っている。これにより、塗料は、軸体２Ａ内の塗料通路２Ａ１から塗料吹付け体４Ａの噴射ヘッド４Ａ２に至る範囲に充填されるようになっている。なお、軸体２Ａ側と塗料吹付け体４Ａとの間に、塗料通路２Ａ１および塗料導入路４Ａ１の連通箇所を除いた範囲にパッキン等のシール部材（図示されず）を配置し、連通箇所からの塗料の漏洩を防止することも可能である。
【００２２】
塗料噴射ヘッド４Ａ２は、塗料吹付け体４Ａの外周壁内部に設けられている塗料収容チャンバー４Ａ３と、そのチャンバー４Ａ３の外周壁において周方向および管内移動体２の移動方向に沿って形成された複数の開口からなる塗料噴射口４Ａ４とで構成され、回転した際に得られる遠心力によって塗料導入路４Ａ１および塗料収容チャンバー４Ａ３に充填されている塗料を塗料噴射口４Ａ４から噴出させることができるようになっている。
【００２３】
塗料吹付け体４Ａには、塗料噴射ヘッド４Ａ２よりも中心寄りの内側に周方向に沿って複数の回転羽根４Ｂが設けられている。回転羽根４Ｂは、塗料吹付け体４Ａのシール部２Ｂにより迂回流通された管内空気流を吐出する案内羽根２Ｂ４と対向して配置されている。本実施例では、回転羽根４Ｂの配置数として、案内羽根２Ｂ４の数と同等若しくはそれ以上に設定されている。これにより、シール部２Ｂによって案内羽根２Ｂ４に向け迂回流通された管内空気流を効率よく受けることができるようにしてある。
【００２４】
本実施例は以上のような構成であるから、シール部２Ｂによって遮蔽されている管内移動体２の移動方向前側と後側とで圧力差が生起されると、管体１０内に空気流が生成される。管内空気流は、管内移動体２のシール部２Ｂによってコア体２Ｂ１の管内空気案内面２Ｂ３および案内羽根２Ｂ４に向け迂回流通され、案内羽根２Ｂ４を流通した後に塗料吹付け体４Ａの回転羽根４Ｂに向け吐出される。
【００２５】
回転羽根４Ｂに管内移動体２の案内羽根２Ｂ４からの管内空気が吐出されると、塗料吹付け体４Ａに回転力が生じ、この回転力によって塗料導入路４Ａ１および塗料収容チャンバー４Ａ３内に充填されていた塗料が塗料噴射ヘッド４Ａ２の塗料噴射口４Ａ４から管内壁面に向け遠心吹付けされ、管体１０の内壁面に薄膜のライニング１１が形成される。塗料吹付け体４Ａの回転速度は、上記の圧力差を調整することにより変化させることができるので、回転速度によって得られる遠心吹付け量に応じた塗膜の厚さを設定することができる。
【００２６】
本実施例によれば、塗料吹付け体４Ａの回転エネルギーを管内空気によって得ることができるので、特別な回転駆動源を準備する必要がなく、構造を簡略化することができる。
【００２７】
一方、塗料吹付け体４Ａの回転力を得るための構成としては、シール部２Ｂをはさんで管内移動体２の移動方向前側と後側とで圧力差を生起させればよい。このため、管内移動体２のシール部２Ｂに有するコア体２Ｂ１には、管内移動体２の移動方向前側に相当する位置に牽引部材７の一端が結合され、図１において矢印Ａで示す方向に牽引できるようになっている。牽引部材７を介して管内移動体２が牽引されると、シール部２Ｂをはさんで管内移動体２の移動方向における前側の圧力が後側よりも高くなるように作用する。
管内移動体２が牽引部材７を介して移動すると、その移動方向前側の圧力が後側に比べて高くなり管内空気流が生じる。管内空気流は、先に述べたように、シール部２Ｂによってコア体２Ｂ１の案内羽根２Ｂ４に導かれて塗料吹付け体４Ａの回転羽根４Ｂに向け吐出されることで塗料吹付け体４Ａを回転させる。
【００２８】
このような構成によれば、単に、管内移動体２を牽引するだけの簡単な操作によって塗料の遠心吹付けが可能になる。しかも、牽引速度を調整することによって管内移動体２の移動方向前側での圧力を変化させることができるので、この手法によっても管内壁面の塗膜厚さを種々変更することができる。
【００２９】
次に、上記構成を備えた管内塗装装置１を用いた管内塗装方法について説明する。
管体１０の内壁面を塗付するにあたり、図３に示すように、管内塗装装置１は、既設配管の延長方向一端から挿通される。この場合、管内塗装装置１に有する管内移動体２には、牽引部材７が連結されている。
【００３０】
既設配管の延長方向一端から挿通された管内塗装装置１は、管内移動体２が牽引部材７によって牽引されることにより管内を移動する。管内移動体２の移動が開始されると、管内移動体２の移動方向における前側と後側との間に圧力差が生起される。この場合の圧力は、管内移動体２の移動方向前側が正圧とされ、後側が負圧とされる。これにより、管内移動体２のシール部２Ｂにより管内壁面に沿って流通する管内空気流が管内中心寄りに位置する案内羽根２Ｂ４に向け流動させられ、塗料吹付け体４Ａの回転羽根４部に向け吐出される。
回転羽根４Ｂに管内空気流が作用すると塗料吹付け体４Ａに回転力が得られるので、塗料吹付け体４Ａの塗料導入路４Ａ１および塗料収容チャンバー４Ａ３内に充填されている塗料が遠心吹付けされて管内壁面に対してライニングが形成される。
【００３１】
一方、管内移動体２の移動方向における前側を正圧とし、後側を負圧とするために、図３において、上記移動方向前側には図示されない送風機を配置し、上記移動方向後側には駆動モータ８Ａによって駆動される真空ポンプ８に連結されたダクト１２をマンホール１３から管体１０内に配置する。これにより、管内には空気流が生成され、管内空気流がシール部２Ｂを介して管内移動体２の案内羽根２Ｂ４に導入される。案内羽根２Ｂ４に導入された管内空気流は、塗料吹付け体４Ａの回転羽根に向け吐出され、塗料吹付け体４Ａに回転力を与えて塗料の遠心吹付けを可能にする。
【００３２】
なお、上記送風機による正圧の生成と同じ現象は、牽引部材７を牽引することによっても得られるので、敢えて送風機を設けることなく、図３において符号１４で示すウインチを用い、このウインチ１４に牽引部材７の一端を結合して牽引するようにして、管内移動体２の移動方向後側に配置された真空ポンプ８だけを用いるようにすることも可能である。さらに、牽引速度を調整できるようにすれば、正圧圧力を変化させることが可能になるので、塗料吹付け体４Ａの回転速度と管内移動体２の移動速度との組合わせにより、設定される管内壁面での塗膜の厚さを要求される厚さに設定することができる。
【００３３】
以上のような構成によれば、管内移動体２の移動方向前側と後側との間に圧力差を生成させるだけの簡単な操作によって管内壁面への塗料の遠心吹付けが可能となる。しかも、圧力差の大きさは、正圧と負圧との設定値によって、あるいは牽引部材７の牽引速度によって設定できるので、管内移動体２に対して減速機構等を用いた増速機構を要することなく塗料吹付け体４Ａの回転速度を制御し、より高速の回転を行わせることによって薄膜のライニングを形成することが可能になる。
【００３４】
本発明は、上記実施例に限られるものではなく、要旨の範囲内で種々変更することが可能である。例えば、管内移動体２の案内羽根２Ｂ４から吐出されて塗料吹付け体４Ａの回転羽根４Ｂに衝突した管内空気を塗料噴射口４Ａ２よりの移動方向の前側にて管内壁面に吹付けられるような案内部を形成しておくことで、塗料の塗付前に塗付面のごみ等の異物を除去できるようにすることも可能である。
【００３５】
さらに、塗料の塗付前の塗付面を清浄化する構成としては、塗料吹付け体４Ａの外周部にブラシを設けて回転ブラシを構成するようにしてもよい。このように塗料吹付け体４Ａに塗料吹付けとは別な機能部品を設けることによって塗料の吹付けとその前処理とを同一部材によって実行することができるので、操作部材の取り替え等の操作を不要にして、作業時間の短縮化を図ることができる。また、管内移動体２に移動距離を計測できる機構を装備したり塗料吹付け体４Ａに回転停止機構を付加するか、また塗料の供給停止手段を具備しておくと、移動量に応じてあるいは施工対象の既設管路に対して部分的なライニング施工を行えるようにすることも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１乃至３記載の発明によれば、管内移動体を管内にて移動させることにより、移動方向前側の管内空気をシール部によって迂回流通させた状態で塗料吹付け手段の回転羽根に吐出できるようにしたので、塗料吹付け手段の高速回転を可能にして塗料の遠心吹付けを可能にするばかりでなく、その高速回転に要する駆動源を特別に設けることなく塗料の遠心吹付けが行える。これにより、遠心吹付けのための構成を簡単にすることができ、低コストで管内壁面への薄膜ライニングを実現することができる。
【００３７】
請求項４乃至６記載の発明によれば、管内移送体の移動方向前側と後側とで所要の圧力差を生起させ、特に、移動方向前側には正圧を、そして移動方向後側に負圧をそれぞれ付加するようにしたので、塗料吹付け手段への高速回転エネルギーを特別な構造を要することなく得ることができ、しかも、高速回転による管内壁面へのライニング塗装を効率よく行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る管内塗装装置の実施例における要部の構成を示す局部的な断面図である。
【図２】図１中、符号Ｌ２で示す方向の矢視図である。
【図３】本発明に係る管内塗装方法の概略を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１      管内塗装装置
２      管内移動体
２Ａ    軸体
２Ａ１  塗料通路
２Ｂ    シール部
２Ｂ１  コア体
２Ｂ２  シール片
２Ｂ３  管内空気案内面
２Ｂ４  案内羽根
４      塗料吹付け手段
４Ａ    塗料吹付け体
４Ａ１  塗料導入路
４Ａ２  塗料噴射ヘッド
４Ａ３  塗料収容チャンバー
４Ａ４  塗料噴射口
４Ｂ    回転羽根
【図１】
0003649505.tif 000002
【図２】
0003649505.tif 000003
【図３】
0003649505.tif 000004