(57)【要約】ライナーを空気圧により反転挿入し、穴あき折りたたみ平坦ホースを介して導入された蒸気により硬化処理を行うことにより、反転工程と硬化工程の間において、可塑性のその場硬化型ライナーをしぼませることなく、このライナーを敷設する。この敷設は、２つの独立して動作可能なグランドを有し、少なくとも１つの流体導入ポートが第２グランドライナーの下流のライナーに設置された装置を使用して行われる。ライナーがライナーを敷設すべき導管の末端部に到達すると、ライナーは、排気パイプグランドと排気パイプを有する仮設ポート作成パイプへと入り、ライナーは、剛体のポート作成ポートにより穴あけされる。次に、折りたたみ平坦ホースに蒸気を導入して樹脂を硬化させ、そして、蒸気は、制御可能排気パイプに接続された排気ホースを介して排気される。硬化用蒸気が空気に置き換えられてライナーを冷却下後、ライナー両端は切断され、元のパイプのサービスが回復される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の導管にライナーを反転挿入する方法であり、可塑性のチューブ状のライナーを供給する工程と、
第１のグランドと、前記第１グランドの下流に間隔をおいて位置している第２グランドを有する敷設装置へライナーを設置する工程と、
ライナーの先端を、装置の第１グランドの上流部分に固定する工程と、
ライナーを、装置を介して、少なくとも一つのグランドを通り過ぎて反転挿入する工程と、
流体導入ポートを、少なくとも一つのグランドの下流のライナーの反転部分に設置する工程と、
流体導入ポートが、その下流側にあるところのグランドを閉じる工程と、
流体導入ポートを介して、ライナーの反転部分に圧力をかけた反転挿入用流体を導入する工程と、
流体導入ポートを介して導入された流体に応じて、ライナーを反転させることを可能にする工程を有する方法。
【請求項２】
前記導入ポートは、ライナーを前記装置に固定する前に設置する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２グランドの下流に位置する部分の反転ライナーに対して、第２流体導入ポートを設置する工程をさらに有し、前記第１流体導入ポートは、前記２つのグランドの間に設置される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
装置に設置されたライナーの一部は、装置に設置する前に、反転している、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第２グランドの下流に位置する部分の反転ライナーに対して、第２流体導入ポートを設置し、前記第１流体導入ポートは、前記２つのグランドの間に設置される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
既存のパイプラインを、穴掘り工程無しに修復する方法であり、第１アクセス地点から第２アクセス地点へ可塑性の樹脂浸透ライナーを反転挿入し、前記ライナーの樹脂を硬化させることにより修復する方法において、前記修復方法は、
第１流体導入部と第２流体導入部を有するライナーの反転部分を、選択的操作可能な第１の剛体グランドと選択的操作可能な第２の剛体グランドとを有する敷設装置に設置する工程を備え、ここで、第１のグランドは、これを介して、平らにしてある反転ライナーを反転挿入することを可能にするものであり、第２のグランドは、第１グランドの下流に間隔をあけて配置され、ライナーが反転挿入することを可能にしており、前記第１の流体導入部は、前記２つのグランドの間に設置し、前記第２の流体導入部は、前記第２のグランドの下流に間隔をあけて設置するものであり、
第２グランドを閉じて、ライナーを契合させる工程と、
反転挿入用流体をライナーに導入して、ライナーを、ライナーを敷設するべき導管の内部に反転挿入する工程と、
硬化用流体をライナーに導入して、樹脂を硬化させる工程と、
硬化したライナーを冷却する工程を備えた修復方法。
【請求項７】
引き留め紐を反転挿入するライナーの端に取り付け、前記引き留め紐の開始点がグランドの間に来た時、第１グランドを閉じ、第２グランドを開いて、前記紐が通過できるようにする工程と、
反転挿入が完了後、硬化用流体を、流体導入ポートの一つに導入する工程を備えた、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ライナーの末端に、前記引き留め紐を有する折りたたみ平坦ホースを取り付ける工程を備えた、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記折りたたみ平坦ホースは、ライナーに取り付けた末端において閉じられている、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記折りたたみ平坦ホースを第１導入ポートに取り付け、第１グランドを閉じ、第２グランドを開き、前記折りたたみ平坦ホースがライナーの底部にもたれるところまで、反転挿入を続ける工程を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記折りたたみ平坦ホースを導入ポートに取り付ける工程は、
折りたたみ平坦ホースを、上部グランドの上方で切断する工程と、
エルボーの一端を、前記折りたたみ平坦ホースの切断面に取り付ける工程と、
エルボーの他端を導入ポートに取り付ける工程を備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記折りたたみ平坦ホースを導入ポートに取り付ける工程は、
折りたたみ平坦ホースを、上部グランドの上方で切断する工程と、
前記折りたたみ平坦ホースの切断端を、導入ポートを介して供給する工程と、
広がり端を有する、折り曲げ可能なチューブ状の剛体スリーブを、折りたたみ平坦ホースの切断端に挿入する工程と、
折りたたみ平坦ホースを、前記スリーブのチューブ状部分に帯状に締める工程と、
折りたたみ平坦ホースと前記スリーブのチューブ状部分を、導入ポートに挿入する工程を備え、
よって、折りたたみ平坦ホースの一端は、前記スリーブの広がり端と導入ポートとの間に契合され、スリーブが第２グランドに向かって、緩やかに曲がっているので、折りたたみ平坦ホースがねじれることを防いでいる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
折りたたみ平坦ホースは、その長さ方向に沿って、開口が形成されており、これにより、反転挿入されたライナーの内部において、その長さ方向において、硬化用の流体を散布する、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
折りたたみ平坦ホースと引き留め紐の結合部が第１グランドを通過した後、第１グランドを閉じ、第２グランドを開き、この結合部が通過できるようにし、反転挿入を継続する工程を備えた、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
反転挿入が完了した後、ライナーをしぼませることなく、反転挿入されたライナーの下流端に、ポートを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
反転挿入用の流体は空気であり、硬化用の流体は蒸気である、請求項６に記載の方法。
【請求項１７】
樹脂浸透その場硬化型パイプライナーを敷設するための空気圧反転挿入及び蒸気硬化装置であり、
剛体のフレーム、
選択的な操作が可能である剛体の第１のグランド（これにより、平らにした反転挿入ライナーを通過させ、そこを通過するライナーに、流体に対して漏れの無いシールを形成できる）、
選択的な操作が可能である剛体の第２のグランド（これにより、ライナーを反転挿入させ、、そこを通過するライナーに、流体に対して漏れの無いシールを形成できる）、を備えて構成される、空気圧反転挿入及び蒸気硬化装置。
【請求項１８】
前記グランドは、第１及び第２グランド部材から形成されており、これらのグランド部材のうち、少なくとも１つは選択的に移動可能であり、これにより、グランド部材間のギャップを調整できる、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記移動可能な部材は、モーターに結合され、部材間のギャップの調整が可能である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
モーターは、少なくとも１個以上、フレームに搭載され、移動可能なグランド部材に結合されている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
フレーム上の各移動可能なグランド部材にモータを搭載した、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記モータは、剛体フレームに搭載された空気圧シリンダである、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記移動可能なグランド部材は、フレームに搭載された線形ガイドベアリング上で移動する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
前記移動部材の移動を制限するギャップ調整デバイスにより、第２グランドのグランド部材間のギャップをある最小ギャップに固定する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２５】
前記ギャップ調整デバイスは、少なくとも１個の任意のサイズのスペーサーであり、ガイドベアリング上のグランド部材の間に設置される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記ギャップ調整デバイスは、移動グランド部材の移動を制限するように調整された調整ボルトである、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
さらに、反転挿入すべきライナーを設置するためのフックを、フレーム上の第１グランドの上流部に備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項２８】
グランド部材は、剛体である金属棒である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２９】
グランド部材は、剛体である金属チューブである、請求項１７に記載の装置。
【請求項３０】
既存の導管に反転挿入するためのその場硬化型パイプライナーにおいて、
少なくとも、樹脂浸透素材のチューブ状内部層と不浸透性層を持つチューブ状外部層を有する、ある長さのライナーと、
反転したライナー端において、ライナーの反転した部分の内側を露出した、前記外側層の一部と、
前記反転領域の、ライナー端の近くのライナー反転領域端に形成された第１上流側流体導入ポートと、
前記反転領域の、前記第１導入ポートとライナー反転領域の折りたたみ端との間に形成された第２下流側流体導入ポートと備えて構成され、
２つのグランドを有する装置において、前記第１のポートはこれら２つのグランド間に配置し、前記第２のポートは第２グランドの下流部に配置する装置に関して、この装置を使用することにより、上記ライナーは、適切に反転される、その場硬化型パイプライナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００５年８月１７日に出願された係属中の仮出願  Ｎｏ．６０／７０８，９３４の利益に基づき、かつ、主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、空気圧反転挿入および蒸気硬化によるその場硬化ライナーの反転挿入および敷設に関するものであり、また、反転挿入およびライナー硬化のための二重剛体グランドを有する装置に関するものである。この方法と装置によると、引き留め紐を使用して、反転挿入のスピードを制御することができ、また、蒸気導入のための穴を空けた折りたたみ平坦ホースを、連続的に蒸気を流すための排気ポートと共に使用して、蒸気硬化が完了する前にガスが抜けてしまうことなく、硬化処理を行うことができる。この方法と装置は、特に、約１８から３６インチ、乃至、約７２インチか、それ以上のライナーを設置するのに適している。
【０００３】
流体を通す導管、または、パイプライン、とりわけ、地中のもの、例えば、下水管や雨水管、水道管やガス管などは、流体のリークやあるいは、管の劣化に応じて、修復が必要であることは一般に良く知られている。リークは、外部環境から内部、または、パイプラインの導部へと起きていることもあり、あるいは、パイプラインの導部から周辺環境へとおきていることもある。いずれにせよ、このリークは起こらないのが望ましい。
【０００４】
リークは、パイプの元々の敷設が不適切であることが原因でおこるかもしれないし、あるいは、標準的な経年劣化、または、腐食性、研磨性の物質を流すことによる劣化により、おこるかもしれない。また、パイプのジョイント部の、またはその周辺の亀裂は、その敷設環境の状態、例えば、地震や上方の地表での大型車の走行、あるいは、その他の自然のあるいは人工の類似の振動によりおこるかもしれない。原因はともかく、このようなリークは望ましいことではなく、パイプライン中で運ばれている流体を無駄にしたり、周辺の環境にダメージを与え、人々の健康に対して危険な脅威となる可能性がある。もし、リークが続くとしたら、まわりの土が無くなり、導管の側面の支えが欠損することにより導管は構造的な機能不全に陥るであろう。
【０００５】
上昇し続ける労働コスト、エネルギーコスト、機械のコストのため、地中のリークしているかもしれないパイプ、または、部品を掘り起こして、取り替えることは極めて難しく、また非経済である。そのため、既存のパイプラインを、そのままにして修理または修復するという方法が色々と提案されてきた。これらの新しい手法は、一般の人に大きな不便さを与えず、パイプやパイプ部品を掘り起こして交換することに関連した出費と危険を避けることができる。現在広く使用されている最も成功したパイプラインの修理、または溝掘り不要の再建法はインシチュフォーム工法と呼ばれている。この工法は、特許文献１、特許文献２及び、特許文献３に記述されており、この全ての内容は参照として本案件に編入される。
【０００６】
インシチュフォーム工法の標準的な実用例では、外側に不浸透性のコーティング材をほどこした、熱硬化性の樹脂を浸透したフェルト布、発泡材、または、類似の樹脂浸透性材料からなる、細長く柔軟なチューブ状のライナーを既存のパイプラインに敷設する。一般に、ライナーは、前記の特許のうち、後ろ２件のインシチュフォーム工法の特許に記述しているように、反転挿入工法により敷設される。反転挿入工程において、反転したライナーに放射状にかけられる圧力は、このライナーをパイプラインの内側表面に押し付け契合させる。インシチュフォーム工法は以下の別の方法で行うこともできる。すなわち、ライナー内において反転挿入した別体の対流体不浸透性膨張袋またライナーを使用し、ロープまたはケーブルを使用して樹脂浸透ライナーを導管内で引っ張ることにより、ライナーを既存パイプラインの内壁に硬化させる。このような、樹脂浸透ライナーは、一般に、"cured-in-place-pipes（その場硬化型パイプ）"たは、CIPPライナーとよばれ、このCIPPライナーの敷設をCIPP敷設と呼ぶ。
【０００７】
柔軟性のあるチューブ状のCIPPライナーは、比較的柔軟で十分に不浸透性のポリマーからなる滑らかな層を外側に持ち、最初の状態において、その層は、ライナーの外側をコートしている。反転挿入を行い、ライナーを敷設した後は、この不浸透性層はライナーの内側となる。パイプライン中に柔軟性を持つライナーが敷設される時、パイプラインは内側の、好ましくは、反転挿入用流体、例えば、水や空気により圧力を受け、その結果、ライナーは、放射状に外向きに力を受け、既存パイプラインの内部表面にしたがって契合する。
【０００８】
典型的には、反転挿入塔は、ライナー敷設用の用地に立てられ、必要とされる圧力水頭を提供し、ライナーまたは袋を反転挿入する。代替的には、特許文献４、特許文献５、特許文献６に示された反転挿入部があり、この内容は、参照として、本明細書に組み込まれるものとする。硬化工程は、反転挿入するライナーの端に取り付けられた循環ホースを介して、反転挿入されたライナーに熱水を導入することで行ってもよい。ライナーの硬化が完了するまで、反転挿入用水は、ボイラーや熱交換器のような熱源を介して循環して、戻ってきた反転挿入用水は、反転挿入したライナー内に入れられる。浸透性材料に注入した樹脂は硬化し、硬く、そして、きつく固まってフィットしたパイプライナーを、既存のパイプライン内に形成する。この新たなライナーは、効果的に亀裂をふさぎ、いずれのパイプ部材若しくはパイプ継ぎ手の劣化も補修し、既存パイプラインの内外、いずれへのリークも防ぐ。この硬化した樹脂は、既存のパイプライン壁の強度を増強し、まわりの環境への構造的な支柱となる。
【０００９】
反転挿入塔は、建てるのに時間がかかるし、作業者は、地上30フィートの場所で作業することになり、そこには、しばしば、近くまで木や電線がきている。この方法は、ある装置により改良されている。それは、インシチュフォーム工法において、括約筋バルブを使用することにより、水頭を形成するものである。ライナーは、この装置の上部より入れられ、この括約筋バルブより下流の水圧により、括約筋バルブを介して、引き出される。圧力を加えられた水は、ライナーの先端に力を加え、その結果、ライナーは、修復されるパイプ内に反転挿入される。小径のパイプを修復するためのこの種の装置は、約４０年程前から使用されている。
【００１０】
前記の装置は水を使用するが、この装置の主な難点は、反転挿入に必要な量の水を確保しなければならない、ということである。水は、樹脂の硬化をなすため、典型的には、５５°Fから１８０°Fまで熱する必要があり、その後、処理システムに放流する前に、１００°Fまで、水を加えて冷却しなくてはいけない。
【００１１】
反転挿入力を得るのに、水の替わりに空気を使用すると、この難点を解消することができる。樹脂を浸透したライナーが完全に反転挿入されれば、あとは、蒸気を使って樹脂を硬化することができる。このため、蒸気を得るため、水が必要であるが、その蒸気のために必要な水の量は、水圧使用の反転挿入、樹脂硬化、及び冷却、に必要な量の５〜１０％に過ぎない。これは、この方法では、水が自由に使えない場所においても、蒸気を使って樹脂硬化を行うことができることを意味する。この劇的な水の必要量の削減は、１ポンドの水を蒸気として使用する場合の利用可能なエネルギーが、１ポンドの水が熱水の場合の利用可能なエネルギーより高い、ということよりおきている。１ポンドの蒸気は、凝縮して、１ポンドの水になる時、約1000BTUの熱を発するのに対して、１ポンドの水は、１度温度が下がる毎に１BTUしか熱を発しない。この要求される水の量が少なくなることに加えて、事実上、加熱サイクルが不要になるということにより、硬化サイクルと敷設時間を大きく縮小することができる。
【００１２】
空気圧反転挿入法と蒸気硬化法を使用することによることには、明らかに利点があるのにもかかわらず、なぜ、業界では、水圧反転挿入と熱水硬化法がなかなか、捨て去られないのであろうか？
【００１３】
樹脂浸透ライナーを反転挿入するのに水を使用する場合、反転挿入ライナー先端から反転挿入装置までの、まだ反転していない部分は、ライナーにより押し出された水の量と等しい力で浮いている。CIPPライナーの場合、これは、ライナーの実効質量が実質上、減少したことを意味し、まだ反転挿入していないライナー部分を反転挿入先端方向へ引っ張るのに必要な力もまた、減少することを意味する。一方、反転挿入力を得るのに空気圧を使用する場合、まだ反転していないライナー部分はパイプの底に横たわっており、ライナー反転挿入先端にかかる空気圧により、ライナーの全重量を引きずらなければならない。
【００１４】
どんなものが反転挿入のエネルギーを得るのに使われるにせよ、CIPPライナーを反転挿入するには、以下の３つの力を乗り越える必要がある。
１．ライナーを反転する（裏返しにする）力。この力は、ライナー厚さ、材質、及びライナー厚さと直径の関係によって変わる。
２．反転挿入装置から反転挿入先端までのライナーを引っ張る力。
３．反転挿入装置からライナーを引っ張る力。
【００１５】
上記（１）の力は、水圧を使った場合も空気圧を使った場合も概ね同一である。
【００１６】
上記（２）の力は、空気圧を使った場合と水圧を使った場合で大きく異なり、空気圧反転挿入法によるライナー長さを制限する。導入されたCIPPライナーの品質に悪影響を与えることなく、かつ/または、既存の導管にダメージを与えることなく、ライナーを反転挿入するための圧力には限界がある。水圧反転挿入、空気圧反転挿入のいずれにも、潤滑剤を使って、必要とされる引っ張り力を減少させることができる。
【００１７】
上記（３）の力は、装置の設計により異なる。現在使用されている装置のほとんどについて、装置からライナーを引っ張るのに必要な力は、上記（１）、（２）の力のいずれか、あるいは、その両方が増大した時、増大する。これは、以下のことによりおこる。すなわち、利用できる反転挿入エネルギーを増大させるため、今日使われている典型的な装置では、装置への入り口位置下方の圧力チャンバーと、反転挿入ライナーのカフとしばった先端からの圧縮流体の損失を制限する。これは、一般的には、空圧グランド内の空気圧を増大させるか、または、反転挿入用流体により作動されるグランドを使用することにより、制限することができる。これらの典型的な例においては、内側での移動は、グランド材と反転挿入CIPPライナーの圧縮により制限される。これは、今度は、反転挿入CIPPライナーとグランドの間の摩擦を増大させてしまう。
【００１８】
熱水式硬化法と比較した蒸気式硬化法の明らかな利点を鑑みて、得られるエネルギーの観点から、蒸気を使用する方法が提案されている。膨張袋の反転挿入と蒸気の流入による硬化法は、インシチュフォームの特許文献７、特許文献８に開示されており、その内容は、本明細書に参照として組み込まれるとする。これらの最近開示された工法においては、プル・イン法や膨張法が使用されており、現在、小さな口径のライナーに使用されている。これらの工法は、小径のライナーに関して、水圧反転挿入よりも有利である。しかしながら、記述されたプロセスは、蒸気導入のための折りたたみ平坦ホースの使用を提供していない。さらに、これらの特許で開示された穴あけキャニスタの使用は中口径や大口径のライナーには適していない。一般的に、中口径のライナーとは、おおむね１８インチ〜３６インチの直径のものと考えられている。大口径のライナーは、おおむね４２インチ超の直径のものである。
【００１９】
しかるに、引き留め紐と、反転したライナー内に蒸気を分散するための折りたたみ平坦ホースの使用を可能とする改良されたCIPPライナーの空気圧反転挿入／蒸気硬化のためのプロセスを提供することが望ましく、これにより、硬化処理のための蒸気注入前に、ライナーをしぼませることなく、また、温度層分布を形成することなく、確実に、かつ、完全に硬化処理を行うことができる。
【特許文献１】米国特許番号４,００９，０６３
【特許文献２】米国特許番号４,０６４，２１１
【特許文献３】米国特許番号４,１３５，９５８
【特許文献４】米国出願番号５，１５４，９３６
【特許文献５】米国出願番号５，１６７，９０１（ＲＥ３５，９４４）
【特許文献６】米国出願番号５，５９７，３５３
【特許文献７】米国出願番号６，７０８，７２８
【特許文献８】米国出願番号６，６７９，２９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
一般的には、本発明によると、その場硬化型パイプライナーは、２つの選択的に操作可能な剛体のグランドを有する敷設装置を用いて反転挿入される。この装置は、ライナーをしぼませることなく、反転挿入後、硬化用の流体を導入する。この装置は、ライナーを固定するための開構造のフレームを有する。ライナーは、空気または蒸気用のシールを形成するために用いられる第１の選択的に操作可能な剛体のグランドと、反転挿入のための空気用のシールを形成するために用いられる第２の選択的に操作可能な剛体のグランドの間を通過する手前で反転する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の好ましい実施例によると、反転挿入装置は、マンホール入り口に配置するための垂直に配列されたフレームであり、これにより、既存の導管に導入する前に、このフレームに固定した樹脂を浸透したライナーを反転して、第１及び第２のグランドを通過させる。ライナーは、乾燥した部分を有し、これは、フレームに固定されて通過させられている。このフレームは、２つのグランド間に位置する少なくとも１つの反転挿入及び硬化用流体ポートに適合している。各グランドは、２つの剛体部材を有する。本発明の一つの実施例において、一方の側の部材は固定部材であり、もう一方は、協働して動作する、対向する移動可能な導体のメンバーであり、これらの部材でグランドを形成する。あるいは、剛体部材は、両方とも移動可能な部材で、シールを形成してもよい。この第１、または、上流側グランドは、前記剛体の部材を覆って固定される圧縮性の材料を向かい合って備えても良く、これにより、硬化サイクルの間、蒸気シールが確実に形成される。好ましくは、剛体の部材は、チューブ、または、パイプであり、ここで、ライナーの反転部分は十分な圧縮性を提供する素材として機能し、適当な蒸気シールを形成する。第２の、または、空気用グランドは、反転挿入の前半期において固定ギャップに設定されるが、これは、ライナーの厚さに依存する。反転挿入の圧力の増加させることにより、樹脂浸透ライナーにかけるための追加の圧力は必要としない。
【００２２】
入り口フレームに固定され、第１及び第２のグランドを通過するライナーの一部は、乾燥状態に保たれ、樹脂は注入されない。少なくとも１つの反転挿入のための流体導入のための、そして、硬化用流体の導入のための流体導入ポートが、ライナーの乾燥領域の壁部に形成される。本発明の好ましい実施例において、前記２つのグランド間に位置する第１ポートは、空気などの反転挿入用流体の入り口であり、また、硬化処理の局面においては、蒸気の導入に使用される。第２のポートは、ライナーの乾燥部分の壁部において、空気などのライナーを反転挿入するための反転挿入用流体の導入のための第２グランドの下流部分に設置される。
【００２３】
本発明の一つの実施例において、不浸透性の素材からなる反転挿入向上スリーブをライナーの乾燥領域導入部分に配置してもよく、これにより、外側表面に不浸透性の層を有する反転ライナーは、容易に、フレームに固定したライナーの乾燥領域を通過する。反転ライナーの不浸透性層に対向するスリーブは、潤滑油をさすことが可能であり、これにより、グランドを介した反転挿入が容易になる。
【００２４】
選択的にグランドを開閉することにより、反転挿入の後半期に、引き留めケーブル、または引き留め紐が通過するスピードが制御でき、また、折りたたみ平坦ホースの通過、及び、硬化処理中の高温空気または蒸気の導入のための蒸気継手の通過を可能にする。蒸気硬化処理のための穴あきの折りたたみ平坦ホースを使用することにより、反転挿入されたライナーの全長に沿って、蒸気を導入することが可能となり、これにより、復水の凝縮の問題が避けられる。この復水の凝縮は、蒸気硬化プロセスにおいて、しばしば、硬化不足な箇所が発生する原因となっている。二重グランドを使用することにより、硬化用流体が導入される前に、ライナーがしぼむことなく、蒸気付属部を有する折りたたみ平坦ホースがフレームを通過し、反転挿入されたライナー中に挿入することができる。好ましくは、折りたたみ平坦ホースは、互い違いに複数の穴を有し、これらの穴は、その長さ方向に沿って、エッジに近い側に形成されている。典型的には、各穴は、折りたたみ平坦ホースのエッジから１／４乃至３／２の場所に形成されている。複数のホールをこのようなパターンに形成することにより、ホースの向きによらず、確実に、ライナーの全長に渡って、底面に蒸気を分散する。
【００２５】
ポート作成ツールを受けるために、反転したライナーの末端部に排気ポートを形成するための少なくとも一つの先行設置された隔壁継手を有する仮設ポート作成スリーブを末端アクセスポイントに設置してもよい。ポート作成スリーブに、ライナーの末端が捕らえられた状態で、反転挿入が停止したら、ポート作成ドリルを使って、膨張したライナーに排気ポートを形成してもよい。調整可能な排気ホースが、この排気ポートに接続され、蒸気が折りたたみ平坦ホースを介して導入され、反転挿入されたライナーがしぼむことなく、樹脂を硬化させる。
【００２６】
よって、本発明の目的は、ＣＩＰＰライナーを反転挿入するための改良された方法を提供することである。
【００２７】
本発明の別の目的は、ＣＩＰＰライナーについて、空気を使用して反転挿入を行い、蒸気を使用して硬化を行う二重グランド装置を提供することである。
【００２８】
本発明の別の目的は、剛体の二重グランドを有する装置を使用して、ＣＩＰＰライナーを空圧反転挿入及び蒸気硬化するための改良された方法を提供することである。
【００２９】
本発明のさらなる別の目的は、その場硬化型パイプライナーを空気にて反転挿入し、既存の導管内に設置された後、ライナーをしぼませることなく、ライナーを蒸気にて硬化させるための改良された方法を提供することである。
【００３０】
本発明のさらなる別の目的は、空気厚反転挿入及び蒸気硬化に適した方法と装置を提供することであり、この方法と装置において、ライナーは、少なくとも一つの空気及び／または、蒸気のためのポートを有して形成される部分を介して反転挿入される。
【００３１】
本発明のさらなる別の目的は、引き留め紐と、ライナーを硬化させるたもの蒸気を導入するための折りたたみ平坦ホースを有するＣＩＰＰライナーを反転挿入する改良された方法を提供することである。
【００３２】
本発明のさらなる別の目的と利点については、本明細書により明らかになるであろう。
【００３３】
よって、本発明は、いくつかのステップと、一つ以上のステップとその他のステップに関する関係から構成され、詳細な開示の中で例示される本発明の範囲である、この特徴を有する装置、特性、各要素間の関係は、請求項で示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
ASTM規格F1216の、「反転挿入と樹脂浸透チューブの硬化による既存パイプラインと導管の修復の実行」に従って、改良された、CIPPライナーを反転挿入し蒸気硬化を行うための方法と装置を記述している。この方法と装置は、地表からマンホールのような構造を介して、中口径のCIPP ライナーを敷設し、既存の埋設されたパイプラインや導管を修復することに大変適している。
【００３５】
図１に、本発明によって構成及び配列した反転挿入装置１１を示す。装置１１は、ライナー敷設を行う導管への反転挿入入り口に渡って配置するように寸法取りされた剛体のフレームである。装置１１は、金属の棒またはチューブを組み立ててフレーム１２に形成したものであり、このフレーム１２は、敷設するべき、パイプ用の平坦な、その場硬化型ライナーを受け取るのに、十分は幅”W”を有する。フレーム１２は、例示の実施例において、実質的に矩形であり、反転ライナーを固定するための複数のフック１４を有する長方形の入り口開口を有する。開口１３は、厚さｔを有しており、反転した反転したウェットアウト済みのライナーの乾燥部分がフック１４に固定され、かつ、入り口開口１３を通って反転挿入できるように、この厚さｔは選択されている。
【００３６】
フレーム１２は、入口１３に隣接して配置された一番目の、または、上流にある、グランド１６を支持するのに十分な高さ”ｈ”を有する。このグランド１６は、固定グランド部材１７と、これと対向して協働する、移動可能なグランド部材１８から形成される。一対のエアーシリンダ１９は、フレーム１２の両端に取り付けられて、固定部材１７の方へ部材１８をずらすための移動部材１８に接続している。例示の実施例では、シリンダ１９は、２０ａ．線形ガイドベアリングを有する空気エアーシリンダである。シリンダ１９は、任意の機械式閉構造、または、任意のモータを使用した構造で良く、例えば、水圧式、電気式、または、機械クランプ構造のいずれでも良い。
【００３７】
第２の、または下流のグランド２１は、第一のグランド１６と同様な構造で形成されており、フレーム１２に固定された固定グランド部材２２と移動可能グランド部材２３を、一対の線形ガイドベアリング２０ｂ上に有し、また、シリンダ２４が取り付けられている。フレーム１２の高さ”ｈ”は、空気および／または蒸気の導入のため、流体入口ポートを反転挿入するライナーの乾燥領域に設置して利用するのに十分な空間が、第１のグランド１６および第２のグランド２１との間に形成されるように、選択される。反転流体入口ポートは、反転したライナーの乾燥領域に設置されるが、第２のグランド２１の下流で、かつ、マンホール・アクセスの前に設置される。
ライナーおよびインストール・ポートの完全な説明を以下に行う。
【００３８】
図１の例示の実施例において、フレーム１２は、２つの側部管２６および２７から形成されるベース２５を有する。これらの側部管２６および２７は、下部管２９、２つの側部管３１および３２および上部管３３から形成される長方形の前部フレーム２８に溶接されている。垂直の管３１及び３２は、それぞれ、ベース側管２６及び２７に溶接されている。また、前部フレーム２８と同様に、対応する長方形の後部フレーム３４は、下部管３６、２つの側部管３７および３８および上部管３９から形成され、底側横梁２６及び２７に溶接されている。一対をなす第１の水平グランドサポート管４１および４２は、前部フレーム２８の前部側面管３１および３２および後部フレーム３４の側部管３７および３８の間に固定される。同様に、一対のサポート梁４３及び４４は、前部フレーム２８と後部フレーム３４の間に固定され、第２グランド２１を支持している。４つの斜めサポート管４６、４７、４８および４９は、側部管２６及び２７の前部、及び後部に溶接され、フレーム１２を安定化している。ここでは、斜めサポート管を示したが、ステップを形成する長方形のサポート部材を使用して、第２グランド２１の、またはそのあたりの高さを有するプラットフォームを形成してもよいと考える。
【００３９】
空気シリンダ１９は、第１グランド１６と第２グランド２１の上部に設置される。各シリンダは、一対の線形ガイドベアリング２０上で動くように、継手に接続されている。空気シリンダ１９は、各々、空気継手５０を有しており、これは、図３に示すように空気スイッチ制御ボード５３に接続されている。
【００４０】
第１のグランドを形成する固定グランド部材１７と移動可能グランド部材１８は、圧縮可能な高温耐性ブランケット５４および５６を有しており、これらは、一対を成す対向した面に設置されている。この圧縮性材料５４および５６は、反転挿入の後半期間において、引き留め紐がつけられているライナー、及び、折りたたみ平坦ホースが第一グランド１６を通過している時、これらの部材に追従し、かつ、ぴったりと契合する。加えて、この圧縮性材料５４および５６は、蒸気硬化の期間に、第一グランド１６が閉じられた時、適切な追従型シールとして機能する。
【００４１】
第２グランドの剛性の、対向して協働的に働く部材２２と２３がなす表面は平坦でもよい。また、小口径のパイプを梁２２及び２３に溶接することにより、また、部材２２及び２３に対して管、またはパイプを使用することにより、これらの１対を成す面に曲線を持たせても良い。こうして形成された曲面は、反転挿入するライナーと契合するのに、より、滑らかな表面として機能する。
【００４２】
第２のグランド２１は、空気反転挿入の期間中、空気のシール部材として機能する。反転挿入の始まり及び、前半において、第２グランド２１は、ギャップ設定装置により、ライナーの厚みの約４倍の距離を残して閉じられる。このギャップ設定装置は、ベアリング２０ａ及び２０ｂに設置される、適当な大きさに形成されたスペーサーでよい。ここで、反転挿入プロセスの後半部分において、引き留め紐と折りたたみ平坦ホースが第２グランドを通過すると、グランド２１のギャップは、ライナーの壁厚の約２倍まで縮められる。
【００４３】
この構造物を使用することにより、反転挿入のための空気圧を増加することにより、ライナーを反転することができ、この時、部材２２及び２３によって、第２グランド２１において、ライナーにかかる圧力を増加することを必要としない。グランド２１のギャップがライナー厚さの２倍以上になることを防ぐために、空気圧シリンダ１９の数を増やしても良い。ギャップ調整装置、例えば、ガイドベアリングまたは、ねじボルト上に設置されたスペーサーは、ギャップが望ましい距離以下にならないようにしている。
【００４４】
反転しているライナーの周辺のシールは、ライナー自身の乾燥領域により形成され、よって、形成されたシールは、ライナーと同一の形状及び寸法を有する。よって、平らなライナー端において、シールを形成することを考慮する必要はない。平らなライナーの端周辺の長さは、長さ方向と比較すると極めて小さいので、ライナー端にかかる圧力も極めて小さく、追加の終結部材やサポート部材をライナー端に取り付ける必要はない。このことにより、直線の剛体管や梁を使用して、グランドやシールを形成することが可能となる。ここで開示される工程と装置は、先行技術による反転挿入装置に対して有利である。具体的には、先行技術による反転挿入装置においては、反転は、シールあるいはグランドの下流において開始されるので、ライナー端にシールを形成することは難しい。これに対して、ここで開示される工程と装置は、ライナーが、反転及び硬化用シールを形成するグランドを通過する前に、ライナーの反転が開始されるので有利である。
【００４５】
図３は、装置１１を示しており、ここでは、蒸気硬化ステップの間、反転ライナー１０１が入力開口１３上のフック１４に固定される様子を示す。ライナー１０１は、乾燥させた端部領域１０２を有して作成されており、この反転しているライナーが修復すべき導管に挿入される場所の直前において、ウェットアウト工程を受けている。空気入り口ポート１０６は、第２グランド２１と領域１０３のウェットアウト済み領域の開始点の間の、乾燥領域１０２ｂの中に形成している。空気ホース１０７が、空気入り口ポート１０６及び、圧力空気源（図示せず）に接続される。
【００４６】
また、空気／蒸気吸気口１０８が、第１のグランド１６および第２のグランド２１の間にライナー領域１０２ａに取り付けられる。蒸気ホース１０９が、蒸気吸気口１０８、及びボイラー（図示せず）に接続される。
【００４７】
図３の装置１１において、反転完了後、蒸気硬化中の、ライナー敷設の様子と、第１グランド１６と第２グランド２１の位置を示す。ここで、第１グランド１６は、蒸気導入入り口ポート１０８の上部に蒸気シールを形成するように閉じられている。第２グランド２１は、開口されていて、これにより、蒸気がライナー１０１と共に設置した折りたたみ平坦ホースを介して、反転したライナー１０１中を、通過し、硬化を行う。
【００４８】
図４乃至１３は、順に、反転挿入と硬化の工程のシーケンスの概略を示す。図４の反転挿入の前半部分において、第１グランド１６は開口され、一方、第２グランド２１は、ギャップ設定装置を使用して、４T（ライナー１０１の４倍の厚さ）のギャップを残して閉じられる。反転挿入のための空気は、入り口ホース１０７から空気入り口ポート１０６へ供給され、ライナー１０１を、乾燥ライナー領域１０２ｂ中において、かつ、ライナーが設置される導管中において、反転させる。図５に示すように、反転の途中の時点で、第１のグランド１６は閉じられ、引き留め紐１１１と折りたたみ平坦ホース１１２と契合する。折りたたみ平坦ホース１１２は、閉じられた先端１１２ａを有する。続いて、反転挿入の後半部分においては、図６に示すように、第２グランド２１は開口され、反転挿入用の空気が、空気反転用入り口ポート１０６に供給され、反転が完了する。この時、図７に示すように、第２グランド２１は閉じられ、第１グランド１６は開口される。
【００４９】
この第１グランド１６が開口される時、折りたたみ平坦ホース１１２は、第１グランド１６の上部で切断され、蒸気エルボーが、この切断端に取り付けられる。蒸気エルボー１１３と、余分の折りたたみ平坦ホース１１２は、フレーム１２中の、第１グランド１６と、閉じられた第２グランド２１の間に引き下げられ、エルボー１１３は、空気／蒸気ポート１０８の裏側に取り付けられる。あるいは、柔軟性のある折りたたみ平坦アダプタを、反転領域の外部に位置する折りたたみ平坦ホース（次のステップで、空気／蒸気ポートに挿入可能な領域）に取り付けても良く、これにより、反転したチューブに蒸気を加えることが容易になる。この折りたたみ平坦アダプタは、薄いチューブ状の、硬質であり、かつ、折り曲げ可能な金属のスリーブで、空気／蒸気ポートに引きずり込まれないように、フレア形状をもったものでよい。次に、このスリーブのチューブ状箇所は、折りたたみ平坦ホースの切断端に挿入され、さらに、入り口ポートに挿入される。折りたたみ平坦ホースは、スリーブのフレア領域とポートの間に契合される。図１３に示すように、蒸気サイクルの開始時において、第１グランド１６が閉じられ、第２グランド２１が開口されると、折りたたみ平坦ホース１１２のたるみ部分は、反転部に落とされる。
【００５０】
本発明の一実施例において、不浸透性の材料で形成された反転挿入向上スリーブ１１５を、ライナーの乾燥領域の入り口部に設置してもよく、これにより、グランドを介した反転挿入が容易になる。この場合、不浸透性の層をその外側層に持つ反転したライナーは、容易にフレームに固定したライナーの乾燥領域を通過する。この反転ライナーの不浸透性層に面するスリーブは、潤滑油をさすことが可能であり、これにより、さらに、グランドを介した反転挿入が容易となる。
【００５１】
反転挿入が完了した直後、反転ライナー１０１は、下流のアクセス用開口において、ポートが形成される。図１０に示すように、フロースルー型のポート１３０が反転したライナー１０１の末端に形成されるが、これにより、ライナー１０１が縮むことがないようにしている。図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、可塑性のポート形成スリーブ１１７が受け手側のマンホールの中で固定される。スリーブ１１７（直径が小さい場合は、剛体あってもよい）は、排気隔壁継手１１８と復水ドレイン継手１１９を有する。図９は、一つの継手１１０の断面図を示しており、これが、フランジ１２１とボルト１２２でスリーブ１１７に固定されている様子を示している。スリーブ１１７は、既存の導管の受け入れ端に固定され、ライナー１０１は、スリーブを介して反転され、この中で固定される。この時、排気ポート１３０と復水ポート１６３は、ポート形成スリーブ１１７に設置される継手スリーブ１３９を有する隔壁継手１１８及び１１９に形成され、これらは、図１１及び１２を参照して説明する手順により形成される。
【００５２】
排気ポートは１３０、図１１（ａ）乃至１１（ｇ）に示す工程に従って、末端部に形成される。ポート形成スリーブ１１７は、ある長さのＣＩＰＰライナー部材から作成してもよく、これは、図１４（ａ）及び１４（ｂ）に示すように、復水ドレイン１６４を形成するための第２ポート１６３を形成するための隔壁継手１１９を取り付けたものであってよい。
【００５３】
継手スリーブ１３９からキャップ１３８が取り外され、ボールバルブ１７１が取り付けられる。ボールバルブ１７１は、それに取り付けられているニップル１７２により塞がれている。ドリル軸１７４が付属しているホール鋸１７３がニップル１７２に挿入され、ねじ込みホール鋸軸ガイド１７６は、ニップル１７２の端部に固定される。ドリル１７３は、芯軸１７４に取り付けられている。ボールバルブ１７１をポート１３０または１６０上で開口させ、ドリル１７７を使って開口１３０または１６３を形成する。この時、ライナー１０１の空気圧を維持するようにしておく。ポート１３０または１６３が完全に開口したら、ボールバルブ１７１を閉じ、ドリル１７７及びホール鋸１７３を継手１３１から取り外す。そして、排気ホース６１をニップル１７２に取り付ける。
【００５４】
復水ポート１６３は同様な工程に従って、図１１（ａ）乃至１１（ｇ）に示したように作成してよい。ドリル１７７を取り外した後、復水パイプグランド１８１をニップル１７２に設置し、復水ドレインホース１８２を、ライナー１０１の底に達するように、グランド１８２に設置する。グランド１８１を、ホース１８２が動かないように堅く閉める。小口径のライナーであれば、排気ポート及び復水ポートは、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、ポート作成工具を使用して形成してもよい。
【００５５】
ここで、図１３に示すように、グランド１６及び２１を図３に示す位置にした状態で、蒸気を、取り付けた穴あき折りたたみ平坦ホース８６に導入し、反転挿入したライナー１０１の樹脂の硬化を開始する。本発明で例示した実施例においては、折りたたみ平坦ホース８６は、４インチの直径の高温度耐性プラスチックチューブであり、１／８インチの大きさの穴が複数、開口されているものである。穴の大きさと間隔は、ボイラー、ライナーのサイズ、及び長さによって変更される。これらの開口は、１フィート間隔で開口しており、また、折りたたんだ時の対向する両端から、ほぼ１／２インチ離れて開口している。このエッジからの距離は、ライナーのサイズ、及び長さによって変更される。
【００５６】
前記の開口パターンでは、ライナー１０１の近い方の端部において、より蒸気が供給され、これによると、たとえ、ホーズ１１２がねじれたとしても、良好に混合することが可能である。また、これにより、反転パイプ内に復水がたまっていたとしても、蒸気は確実に、そこにも注入され、復水だまりに覆われたライナー内の樹脂を硬化させる。蒸気は、バルブマニホルドにより調整される蒸気導入ホースから供給される。この蒸気流量は、硬化サイクルが完了するまで、硬化圧力である、約３乃至６ｐｓｉに維持するように調整される。
【００５７】
折りたたみ平坦ホース１１２の代表的な設置例においては、４インチホースを折りたたんで、この折りたたんだチューブの上面と底面に対して、交互に、約１／２インチ離した位置に開口した場合、これらの複数の開口は、１フィート間隔で開口させている。よって、各地点における、２つの開口は、交互パターンを描くように形成されている。折りたたみ平坦ホース８６は、閉じられた末端を有し、直径のサイズは、約２〜８インチの範囲である。前記開口の直径のサイズは、約１／８から１／２インチの範囲であり、好ましくは、約３／１６から３／８インチの範囲である。選定された樹脂によるが、高い放熱を行うものに関しては、硬化を成すのに少量の蒸気しか必要としないので、小さい開口しか必要としない。システムによっては、一つ以上の穴あき折りたたみ平坦ホースが使われても良い。
【００５８】
排気ポート１３０が設置されると、蒸気エルボー、または、可塑性折りたたみ平坦アダプター１１３が、入り口開口部１３の上部の折りたたみ平坦ホース１１２の近い方の端部に取り付けられる。エルボー１１３と余分な折りたたみ平坦ホース１１２は、第1グランド１６を介して引き下ろされ、キャップをした空気／蒸気ポート１０８に取り付けられる。図１３に示すように、次に第1グランド１６をしっかりと閉め、空気／蒸気供給ホース１０９をライナー１０１上の蒸気導入ポート１０８に接続し、第2グランド２１を開く。この時、空気及び蒸気を空気／蒸気ポート１０８に導入し、折りたたみ平坦ホースを介して供給し、ライナー１０１の暖気を開始する。末端で、温度が３°F上昇したことが検出されたら、１００％の蒸気を供給し、硬化を行う。排気蒸気は、ライナー１０１の末端にある排気ポート１３０に接続した排気ホースを介して排出される。
【００５９】
設置手順は以下の通りである。
【００６０】
１．乾燥領域である第１端部を持つウェットアウト済みCIPPライナーを裏返し、入り口開口を介して供給する。この時、ウェットアウト済みCIPPライナーは、フックに固定されている。ライナーは、グランドを介して、導管のマンホール開口の中に置かれる。空気ホースをライナーの乾燥領域上の空気導入口に取り付ける。
【００６１】
２．２インチの空気ホースを、空気／蒸気マニホルドの排気端から、反転挿入部の空気導入口へ接続する。空圧ゲージ及び、温度ゲージを空気／蒸気マニホルドに接続する。
【００６２】
３．引き留め紐と穴あき折りたたみ平坦ホースをCIPPライナーの他端に接続する。
【００６３】
４．適当な潤滑油を、ライナーの乾燥領域に配置した、反転挿入向上スリーブへの導入口にある吸収性フェルト層に施す。
【００６４】
続いて、図４乃至８に関連して説明した設置手順を行う。
【００６５】
図１４(a)と１４(b)に示すように、離れた位置にあるマンホール内には、モールド１６２と鋼製パイプ１６３とを備えた排気パイプアセンブリ１６１を備えたPVCまたは、剛体のパイプの金属製のサンプルモールドが備えられており、それは、反転挿入するチューブを受け取るように位置決めされている。反転挿入される先端が、この離れた位置にあるマンホールに近づくと、反転挿入の速度は緩められ、ライナーがサンプルモールド１６２と鋼製パイプ１６３に入るのが可能になる。反転挿入するライナーの先端が、サンプルモールド１６２の端から、大体、直径分くらい過ぎた時、反転挿入は停止される。
【００６６】
引き止めロープは結んで留められ、突き刺し点１６６を底部端にもち、バルブ１６７を上部端に持つ鋼製ポート形成パイプ１６４を挿入することにより、反転挿入されたライナーには、開口があけられ、ポートが形成される。ポート形成パイプ１６４がライナーの反対側を突き刺さないように、フランジ、または、O-リング１６８が開口パイプ１６４に設置されている。
【００６７】
開口ポート作成工程に責任を持つ作業メンバーは、反転挿入端側に、彼が反転挿入されたライナーに開口ポート作成工程を行う準備中であることを知らせる。よって、反転挿入されたライナーに開口が形成された後の反転挿入されたライナーにかかる圧力を維持するために、空気の供給を調整する準備を行うことができる。
【００６８】
ライナーに成功裏に開口部を設けられると、ポート形成パイプバルブ１６７は閉じられ、遠い方の端にバルブを持つ排気ホースが、ポート形成パイプバルブ１６７に取り付けられる。この後、排気コントロールは、この排気ホースの遠い方の端にて行われる。
【００６９】
反転挿入が完了すると、排気コントロールは、排気ホースの遠い方の端にて行われる。排気バルブと空気導入レギュレータは、必要であれば、適切な流量、推奨加熱及び硬化圧力を維持するよう調整される。排気ポート及び復水ポートは、図１１（ａ）乃至１１（ｈ）に示すように設置される。
【００７０】
ボイラーの出力は閉じられ、蒸気供給ホースは空気/蒸気マニフォルドに取り付けられる。そして、暖気を開始する。離れた位置のマンホール内の６時の方向の境界温度をモニターする。暖気のための蒸気/空気混合物の温度は、約180°Fにすべきである。暖気工程は、離れた位置のマンホール内の界面の温度上昇が３°Fになるまで行う。暖気が完了したら、空気／蒸気混合物の量のうちの空気の量をゆっくりとゼロにし、１００％の蒸気を、推奨硬化圧力において、２２５°Ｆ乃至２４０°Ｆに維持する。ライナーの長さと厚さ、及び、周辺の環境によるが、１００％蒸気硬化は、１時間〜４時間、続けることが必要とされる。
【００７１】
硬化過程が完了した後、蒸気はゆっくりと遮断され、同時に空気を加えていき、推奨硬化圧力を維持する。ライナーは、最低１５分間、または、遠方端の界面が１３０°Fになるまで、のいずれか長い方の間、冷まされる。
【００７２】
ボイラーでの蒸気供給は、その後、遮断される。ボイラー供給ホースの圧力が０になった時、蒸気供給ホースは切り離される。冷まし工程が完了すると、空気コンプレッサーは遮断され、空気ホースの圧力は開放され、そして、空気供給ホースは切り離される。
【００７３】
そして、通常の標準的な工程を用いて、ライナー設置されたパイプから両端が除去され、サービスが回復される。
【００７４】
この可塑性の、その場での硬化可能なライナーは、この技術分野においては一般的に良く知られているものである。このライナーは、少なくとも１つの可塑性の樹脂浸透性材料の層、例えば、外側に不浸透性のポリマーフィルム層を持つフェルト層のような材料で形成される。このフェルト層とフィルム層は、継ぎ目に沿って縫い合わせてあり、チューブ状のライナーを形成している。ライナーの不浸透性を確実なものにするため、併用可能であるが、テープ状熱可塑性フィルムが、縫い目に渡って、貼られ、または、押出形成素材が押し出し形成される。
【００７５】
もっと大きい口径のライナーにおいては、数枚のフェルト材料層を使用してもよい。フェルト層は、ポリエステルやアクリル繊維のような、柔軟な樹脂吸収性素材であり、天然素材でも合成素材のものでも良い。不浸透性フィルム外側層は、ポリプロピレンのような、適当なポリオレフィンでよく、または、この技術分野では良くしられている、蒸気温度に耐えうる高性能ポリマーであっても良い。全ての溝掘不用の修復工事の最初の段階において、既存のパイプラインは、クリーニングとビデオ撮影を行って、作業の準備とする。
【００７６】
本発明にかかる方法に従った工事を実行する前に、硬化可能な、熱硬化性樹脂が、ウェットアウトと呼ばれる工法により、ライナーのフェルトに注入される。このウエットアウト工法は、ライナー技術で良く知られているように、一般に、不浸透性フィルム層に形成した開口か、若しくはフェルト層の端から樹脂をフェルト層に注入し、真空引きし、樹脂浸透したライナーをニップローラーに通すといったことが必要である。この真空注入の一つの手順は、米国特許番号 4,366,012のインシチュフォーム工法特許に記載されており、この内容は、参照として本案件に編入される。広い範囲の種々の樹脂が使用可能であり、例えば、ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ樹脂などが使用可能であり、所望の改変が可能である。室温で比較的安定な樹脂であり、熱すると容易に硬化する樹脂を使用するのが望ましい。
【００７７】
ここで説明した、その場硬化型ライナー（ＣＩＰＰライナー）の反転挿入及び、蒸気硬化は、中型から大型（１８インチから８４インチ）のライナーを設置及び硬化する方法として、コスト的に有効であり、効率的な方法である。反転したライナーを、しぼませることなく、蒸気による硬化を行うには、同じ口径のＣＩＰＰライナーの硬化において、より標準的な熱水を使用する方法とは大きく違う手順が必要である。また、中口径、または大口径のＣＩＰＰライナーに対して、蒸気硬化を行うには、小口径（６インチ〜１５インチ）の蒸気硬化で使用されている技術とは違った技術が必要とされる。
【００７８】
適切に使用されれば、蒸気は、水を使用した場合よりも、より環境にやさしい硬化方法である。蒸気を使用した場合、熱水硬化の場合の約５％の水しか使用せず、また、使用するエネルギーは、約１５〜３０％である。ＣＩＰＰライナーの蒸気硬化の使用を、１８インチ、またはそれ以上の口径のライナーに拡張しようとする初期の試みでは、敷設したCIPPライナーの低い部分において、不完全な硬化になってしまうという結果となっていた。大量の蒸気、及び／または、大量の空気と蒸気を使用して、この硬化に関する問題を解決しようとする試みは、あまり成功しなかった。さらに、大量の容積の蒸気を使用するので、硬化サイクルの期間を長くすることになり、また、エネルギーの使用量も増大してしまう。硬化サイクル期間を長くし、また、エネルギーの使用量も増やしたとしても、現場での条件によっては、効果的な硬化処理を達成することが難しい。これは、熱の層分布や、パイプや硬化しているライナーの下部部分に集まる復水領域の存在に起因すると考えられる。このように集結した復水は、断熱作用をもち、上方の蒸気層から樹脂層に熱が移動するのを妨げてしまう。
【００７９】
中口径から大口径のＣＩＰＰライナーの熱水硬化処理には、典型的には、硬化しようとする樹脂、１ポンドあたり、約１５００ＢＴＵ〜２５００ＢＴＵの熱が必要である。一方、小口径（６インチ〜１２インチ）のライナーの蒸気硬化は、硬化しようとする樹脂、１ポンドあたり、約７００ＢＴＵ〜１０００ＢＴＵの熱が必要である。
【００８０】
ここで、一貫して説明している方法は、たとえ、ＣＩＰＰライナーの底部に復水たまりが発生したとしても、樹脂１ポンドあたり、約３００ＢＴＵから５００ＢＴＵの熱で、完全なＣＩＰＰ硬化を達成する。これは、蒸気注入位置を制御する蒸気注入方法を使用したことにより可能になったものであり、これにより、熱の総分布の問題や、復水だまりの箇所の硬化への悪影響を除外することが可能となる。また、この方法は、ＣＩＰＰライナーの長さ方向に沿って、蒸気注入の量と位置を制御する。これにより、蒸気が、ＣＩＰＰライナーの遠端から復水、または水蒸気として排出される前に、１ポンドあたりの蒸気から樹脂フェルト層へと移動する熱の量を最大化する。
【００８１】
ここで説明したように、蒸気は、先端が閉じたホースに注入される。このホースは、裏返しになって広げられたＣＩＰＰライナー内に置かれる。制御バルブ付きの独立した排気ポートが備えられており、水蒸気、及び復水のＣＩＰＰライナーの末端からの排出を制御する。このホースは、設置のサイズ、厚さ、及び長さに関して、ホースの全長に沿って、適当なサイズ、及び間隔の多数の開口を有する。ホースの周囲に形成される、これら開口の位置は、ＣＩＰＰライナーを配置している間、ホースの向きによらず、ホースの長さ方向に沿って形成されている多数の開口が、ＣＩＰＰライナーの底部を向くように設計されている。これにより、硬化サイクルを通して、常に、どの復水だまりにも、蒸気の注入を連続的に行う。復水に蒸気の注入を行うことにより、復水を、硬化に必要な温度以上に熱する。
【００８２】
蒸気注入ホースに閉じた端部を形成することにより、蒸気注入後のホース内部圧力を、ＣＩＰＰライナーの内部硬化圧力よりも高く設定することが可能となる。注入した蒸気が、ホースの長さ方向に沿って移動すると、蒸気は、開口部から押し出され、ＣＩＰＰライナー内部に蒸気層を形成する。蒸気注入ホースの内部圧力とＣＩＰＰ内部圧力の差は、蒸気が蒸気注入ホースの注入端から離れると小さくなる。よって、各開口から注入される蒸気の堆積は、蒸気注入ホースの長さ方向に沿って、少なくなっている。
【００８３】
これにより、次に３点のことが達成される。
１．蒸気の滞在時間、すなわち、大部分の蒸気が、ＣＩＰＰライナー内において利用可能である時間を増大し、これにより、樹脂フェルト層へのエネルギー移動を最大化する。
２．蒸気がＣＩＰＰライナーの排出端に向かって移動している時に、連続的に、追加のエネルギーを蒸気層に供給し、エネルギー移動率を高く保つ。
３．この蒸気層への蒸気注入は、乱流を引き起こす。これは、熱の層分布を壊し、エネルギー移動を増大させる。
【００８４】
ＣＩＰＰライナーの物理特性（直径、長さ、厚さ、樹脂、及び、触媒系）及び、利用できるボイラー出力を、毎時のＢＴＵの熱量単位で知ることができれば、開口のサイズを、推奨硬化サイクル時間あたりの蒸気のポンド数で表されるボイラー出力にあわせて調整することができる。
【００８５】
本発明におけるプロセスによれば、蒸気フローシステムを使用して樹脂ライナーの硬化が行えるという利点が容易に達成できる、ということが、容易に理解できるであろう。このプロセスを実行すれば、チューブ状の部材を容易に反転して、既存のパイプラインに挿入することができる。２つの剛体グランドを有する装置を使用することにより、反転したライナーを、引き留め紐と折りたたみ平坦ホースを使用して、設置することができる。ギャップ設定デバイスを使用することにより、第２グランドのギャップが維持され、これにより、反転ライナー上のグランド圧力を増大させることなく、ライナーの全面に対してかける圧力を増大させることができる。次に、蒸気を反転したライナーに通過させ、蒸気中の利用可能な、高いエネルギーを利用する。これにより、熱水硬化と比較して、著しく、硬化サイクルを短縮させることができる。
【００８６】
前述の説明より明らかになったことにより、上記の目的は効率的に達成されることが理解できる。また、発明の本質と範囲を逸脱することなく、変更が可能であり、そのような構成により、上記の方法を実行できる。上記の説明と添付の図面に示された全てのものは説明的なものであり、制限的な意味でなされたものではない、と解釈されるべきである。
【００８７】
以下の請求項は、記述された本発明の全ての一般的な特徴と具体的な特徴と発明の範囲の全ての記述を含むことを意図するものであることは理解すべきであるが、言語の問題として、その中間を含んでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
本発明の完全な理解のために、以降の説明は、次の添付の図面を参照しておこなわれる。
【図１】図１は、本発明に従って構成及び配列された、その場硬化パイプライナーの空気反転挿入及び蒸気硬化を行うための、二重の剛体グランドを有する装置の概略斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す反転挿入装置の概略右側面図である。
【図３】図３は、本発明にかかる、図１及び図２に示す反転挿入装置を示し斜視図であり、蒸気硬化の期間中、設置したＣＩＰＰライナー、及び空気／蒸気継手を配置した様子を示したものである。
【図４】図４は、空気反転挿入の前半期間中、図３で示す装置のグランドの位置を示している概略断面図である。
【図５】図５は、反転挿入の途中の時点における、図３で示す装置のグランドの位置を示す概略断面図である。
【図６】図６は、反転挿入の後半期間中、図３で示す装置のグランドの位置を示している概略断面図である。
【図７】図７は、反転挿入の完了の時点における、図３で示す装置のグランドの位置を示す概略断面図である。
【図８】図８は、硬化処理前に行う、折りたたみ平坦ホースを蒸気導入部に連結するための準備工程を示す概略断面図である。
【図９ａ】図９（ａ）は、反転挿入したライナーと共に使用するために設置された隔壁継手を有する可塑性ポート作成スリーブを示す概略平面図及び概略断面図である。
【図９ｂ】図９（ｂ）は、反転挿入したライナーと共に使用するために設置された隔壁継手を有する可塑性ポート作成スリーブを示す概略平面図及び概略断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示す隔壁継手の拡大断面図であり、完全に反転挿入されたライナーの反転挿入端がスリーブに捕らえられたところのポート部の構造の詳細を示すものである。
【図１１ａ】図１１（ａ）は、ポート作成ツールでポートを作成する前後において、図９に示すポート作成スリーブ内に捕らえられた反転挿入ライナーに排気ポートを作成し、その場硬化型ライナーを仮設ポート作成パイプに挿入するための手順を示す概略断面図である。
【図１１ｂ】図１１（ｂ）は、ポート作成ツールでポートを作成する前後において、図９に示すポート作成スリーブ内に捕らえられた反転挿入ライナーに排気ポートを作成し、その場硬化型ライナーを仮設ポート作成パイプに挿入するための手順を示す概略断面図である。
【図１１ｃ】図１１（ｃ）は、ポート作成ツールでポートを作成する前後において、図９に示すポート作成スリーブ内に捕らえられた反転挿入ライナーに排気ポートを作成し、その場硬化型ライナーを仮設ポート作成パイプに挿入するための手順を示す概略断面図である。
【図１１ｄ】図１１（ｄ）は、ポート作成ツールでポートを作成する前後において、図９に示すポート作成スリーブ内に捕らえられた反転挿入ライナーに排気ポートを作成し、その場硬化型ライナーを仮設ポート作成パイプに挿入するための手順を示す概略断面図である。
【図１１ｅ】図１１（ｅ）は、ポート作成ツールでポートを作成する前後において、図９に示すポート作成スリーブ内に捕らえられた反転挿入ライナーに排気ポートを作成し、その場硬化型ライナーを仮設ポート作成パイプに挿入するための手順を示す概略断面図である。
【図１１ｆ】図１１（ｆ）は、ポート作成ツールでポートを作成する前後において、図９に示すポート作成スリーブ内に捕らえられた反転挿入ライナーに排気ポートを作成し、その場硬化型ライナーを仮設ポート作成パイプに挿入するための手順を示す概略断面図である。
【図１１ｇ】図１１（ｇ）は、ポート作成ツールでポートを作成する前後において、図９に示すポート作成スリーブ内に捕らえられた反転挿入ライナーに排気ポートを作成し、その場硬化型ライナーを仮設ポート作成パイプに挿入するための手順を示す概略断面図である。
【図１２ａ】図１２（ａ）は、図１１（ａ）乃至図１１（ｇ）に示す工程を行った後、復水ドレインを反転したライナーの末端部に設置するための工程を示す概略断面図である。
【図１２ｂ】図１２（ｂ）は、図１１（ａ）乃至図１１（ｇ）に示す工程を行った後、復水ドレインを反転したライナーの末端部に設置するための工程を示す概略断面図である。
【図１３】図１３は、硬化処理のための蒸気導入の準備のために取り付けられた空気／蒸気供給ホースを有する、図３に示す装置のグランドの位置を示す概略断面図である。
【図１４ａ】図１４（ａ）は、小口径ライナーに適した排気ポート形成技術を示したものである。
【図１４ｂ】図１４（ｂ）は、小口径ライナーに適した排気ポート形成技術を示したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図１０】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１１（ｃ）】
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【図１１（ｄ）】
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【図１１（ｅ）】
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【図１１（ｆ）】
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【図１１（ｇ）】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１３】
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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【国際調査報告】
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