(57)【要約】【課題】ノズルから吹き出た２種類の液体が、対象領域に到達するまでに安定的に混合させて管の内側に樹脂層を設けることができる樹脂層形成装置を提供する。【解決手段】管Ｐの内側に樹脂層を設ける樹脂層形成装置１０において、底部１１から開口１２に向かって内側空間が拡大する椀状の液受け部材１４と、管Ｐ内に配された液受け部材１４の底部１１内側に、混合されて硬化する第１、第２の液体Ｌ１、Ｌ２を同時に吹き付けるノズル１５と、液受け部材１４を回転させて、第１、第２の液体Ｌ１、Ｌ２を混合させながら底部１１から開口１２に向かわせ、第１、第２の液体Ｌ１、Ｌ２の混合液Ｍを開口１２から液受け部材１４外に飛散させる回転手段１６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の内側に樹脂層を設ける樹脂層形成装置において、
底部から開口に向かって内側空間が拡大する椀状の液受け部材と、
前記管内に配された前記液受け部材の底部内側に、混合されて硬化する第１、第２の液体を同時に吹き付けるノズルと、
前記液受け部材を回転させて、前記第１、第２の液体を混合させながら前記底部から前記開口に向かわせ、前記第１、第２の液体の混合液を前記開口から前記液受け部材外に飛散させる回転手段とを備えることを特徴とする樹脂層形成装置。
【請求項２】
管の内側に樹脂層を設ける樹脂層形成装置において、
側壁部に貫通孔が形成され、底部から開口に向かって内側空間が拡大する椀状の液受け部材と、
前記管内に配された前記液受け部材の底部内側に、混合されて硬化する第１、第２の液体を同時に吹き付けるノズルと、
前記液受け部材を回転させて、前記第１、第２の液体を混合させながら前記底部から前記開口に向かわせ、前記第１、第２の液体の混合液を前記貫通孔から前記液受け部材外に飛散させる回転手段とを備えることを特徴とする樹脂層形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の樹脂層形成装置において、前記液受け部材は、軸心が前記管の長手方向に沿った状態で該管内に配されることを特徴とする樹脂層形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂層形成装置において、前記ノズルに送られる前記第１、第２の液体の温度を調整する加熱手段を、更に備えることを特徴とする樹脂層形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の樹脂層形成装置において、前記混合液はポリウレアもしくはポリウレタンであることを特徴とする樹脂層形成装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の樹脂層形成装置において、前記液受け部材、前記ノズル及び前記回転手段が取り付けられ、前記管内を走行する自走機を、更に備えることを特徴とする管補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管の内側に樹脂層を設ける樹脂層形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に設けた下水道等の管を、管の内側に樹脂層を形成して自立管を構築することにより補修する工法があり、その具体例が、例えば特許文献１、２に記載されている。自立管とは、既設の管には強度が無いものと見なして、樹脂層のみで、管に本来求められる強度を確保するものである。樹脂層の形成は、様々な方法で行うことが可能であり、その一つの方法として、液体状の樹脂を管の内周面に吹き付けることが挙げられる。
また、管の内側に樹脂層を形成する目的は、管の補修だけに留まらず、耐震補強、強靭化、耐薬品性付加等様々である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１３７７９号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２０６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、硬化性樹脂には２種類の液体を混合することで硬化する２液混合式のものがあり、仮に、２液混合式の樹脂を採用する場合、ノズルから２種類の液体を吹き出し、対象領域に到達するまでに２種類の液体を混合した状態にする必要がある。
しかしながら、管が細く、ノズルから液体が吹き付けられる管の対象領域までの距離が短いと、液体が十分に混合されずに対象領域に塗布されるという課題が生じる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、細い管であっても、ノズルから吹き出た２種類の液体を、対象領域に到達するまでに安定的に混合させて管の内側に樹脂層を設けることができる樹脂層形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係る樹脂層形成装置は、管の内側に樹脂層を設ける樹脂層形成装置において、底部から開口に向かって内側空間が拡大する椀状の液受け部材と、前記管内に配された前記液受け部材の底部内側に、混合されて硬化する第１、第２の液体を同時に吹き付けるノズルと、前記液受け部材を回転させて、前記第１、第２の液体を混合させながら前記底部から前記開口に向かわせ、前記第１、第２の液体の混合液を前記開口から前記液受け部材外に飛散させる回転手段とを備える。
【０００６】
前記目的に沿う第２の発明に係る樹脂層形成装置は、管の内側に樹脂層を設ける樹脂層形成装置において、側壁部に貫通孔が形成され、底部から開口に向かって内側空間が拡大する椀状の液受け部材と、前記管内に配された前記液受け部材の底部内側に、混合されて硬化する第１、第２の液体を同時に吹き付けるノズルと、前記液受け部材を回転させて、前記第１、第２の液体を混合させながら前記底部から前記開口に向かわせ、前記第１、第２の液体の混合液を前記貫通孔から前記液受け部材外に飛散させる回転手段とを備える。
【０００７】
第１、第２の発明に係る樹脂層形成装置において、前記液受け部材は、軸心が前記管の長手方向に沿った状態で該管内に配されるのが好ましい。
【０００８】
第１、第２の発明に係る樹脂層形成装置において、前記ノズルに送られる前記第１、第２の液体の温度を調整する加熱手段を、更に備えるのが好ましい。
【０００９】
第１、第２の発明に係る樹脂層形成装置において、前記混合液はポリウレアもしくはポリウレタンであるのが好ましい。
【００１０】
第１、第２の発明に係る樹脂層形成装置において、前記液受け部材、前記ノズル及び前記回転手段が取り付けられ、前記管内を走行する自走機を、更に備えるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明に係る樹脂層形成装置は、液受け部材を回転させて、第１、第２の液体を混合させながら底部から開口に向かわせ、第１、第２の液体の混合液を開口から液受け部材外に飛散させる回転手段を備え、第２の発明に係る樹脂層形成装置は、液受け部材を回転させて、第１、第２の液体を混合させながら底部から開口に向かわせ、第１、第２の液体の混合液を、液受け部材の側壁部に形成された貫通孔から液受け部材外に飛散させる回転手段を備える。従って、第１、第２の発明に係る樹脂層形成装置は、第１、第２の液体を混合した状態にしてから液受け部材外に飛散させるので、対象の管が細くても、第１、第２の液体が、対象領域に到達するまでに安定的に混合させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る樹脂層形成装置の説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、液受け部材の説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、管の内側に樹脂層を形成する方法を示す説明図である。
【図４】変形例に係る液受け部材の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る樹脂層形成装置１０は、管Ｐの内側に樹脂層Ｓ４を設ける装置であって、底部１１から開口１２に向かって内側空間が拡大する椀状の液受け部材１４と、液受け部材１４の底部内側に、混合されて硬化する液体Ｌ１、Ｌ２（第１、第２の液体）を吹き付けるノズル１５と、液受け部材１４を回転させる回転手段１６を備えている。以下、詳細に説明する。
【００１４】
本実施の形態において、樹脂層形成装置１０によって内側に樹脂層Ｓ４が設けられる管Ｐは、図１に示すように、地中に設けられた下水道管であり、管Ｐには、地上から下方に向かって配された縦孔Ｑが連通している。
樹脂層形成装置１０は、地上に配され、液体Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ貯留するタンク車１７と、管Ｐ内に配され、タンク車１７に液体供給管１８を介して接続された自走機１９を備えている。
【００１５】
タンク車１７は、液体Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ蓄える貯留部２０、２１を内側に具備し、貯留部２０内の液体Ｌ１及び貯留部２１内の液体Ｌ２を液体供給管１８経由で自走機１９に供給することができる。液体供給管１８の内側には、液体Ｌ１が流れる流路と液体Ｌ２が流れる流路が独立して設けられており、液体Ｌ１、Ｌ２は混合されることなく、タンク車１７から自走機１９に送られる。
【００１６】
自走機１９は、管Ｐ内を走行可能に設計され、遠隔操作によって、管Ｐの長手方向に沿って前進あるいは後退する。
自走機１９には、図１、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、支持部材２２を介して、モータ２３及び液体Ｌ１、Ｌ２を吹き出すノズル１５が取り付けられている。モータ２３には、モータ２３の作動によって回転駆動する回転軸２４の一端部が連結され、回転軸２４の他端部には、液受け部材１４が連結されている。
【００１７】
本実施の形態では、液受け部材１４を回転させる回転手段１６が、主として、モータ２３及び回転軸２４によって構成され、液受け部材１４は、回転手段１６及び支持部材２２を介して自走機１９に取り付けられている。
回転軸２４の他端部は液受け部材１４の底部１１内側の中央に連結され、回転軸２４は、自走機１９を管Ｐ内に配した状態で、管Ｐの長手方向に配置される。
液受け部材１４は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、底部１１と底部１１に一端が連続する側壁部２５とを備え、側壁部２５の他端に開口１２が設けられている。
【００１８】
側壁部２５は、円錐台を中空にし、底面及び上面を取り除いた形状であり、側壁部２５の内側空間は一端から他端に向かって広くなっている。従って、液受け部材１４は、底部１１から開口１２に向かって内側空間が拡大しており、椀状に形成されている。底部１１は、縦断面円弧状に形成され、中央を中心に窪んでいる。本実施の形態では、回転軸２４が、底部１１内側の中央に連結されている。
液受け部材１４は、モータ２３の作動によって、回転軸２４と共に回転する。液受け部材１４は、自走機１９を管Ｐ内に配した際に、軸心（回転軸２４の中心と一致）が管Ｐの長手方向に配置される（軸心が管Ｐの長手方向に沿った状態で管Ｐ内に配される）。
【００１９】
ノズル１５は、ノズル１５から吹き出される液体Ｌ１、Ｌ２が液受け部材１４の底部１１内側に同時に吹き付けられるように配置されている。
ノズル１５から液体Ｌ１、Ｌ２が吹き出されている状態で、モータ２３が作動すると、液受け部材１４の底部１１内側に吹き付けられた液体Ｌ１、Ｌ２は、液受け部材１４の回転による遠心力によって、底部１１から側壁部２５内側を通って開口１２に向かう。
【００２０】
液体Ｌ１、Ｌ２は、側壁部２５内側を底部１１側から開口１２側に混合されながら進んで液体Ｌ１、Ｌ２の混合液Ｍが開口１２から液受け部材１４外に飛散する。従って、回転手段１６は、液受け部材１４を回転させて、液体Ｌ１、Ｌ２を混合させながら底部１１から開口１２に向かわせ混合液Ｍを開口１２から液受け部材１４外に飛散させることとなる。
本実施の形態では、液体Ｌ１、Ｌ２がそれぞれポリアミン及びポリイソシアネートであり、液体Ｌ１、Ｌ２が混合された混合液Ｍはポリウレア樹脂である。
【００２１】
従って、液受け部材１４外に飛散した混合液Ｍは、時間の経過によって硬化する。
ポリウレア樹脂は、ポリアミン及びポリイソシアネートが混合されて硬化することから、混合が不十分な場合、ポリウレア樹脂が安定的に硬化しないという問題が生じる。この点、本実施の形態では、液体Ｌ１、Ｌ２が、液受け部材１４の底部１１から開口１２に向かうまでに混合された後、液受け部材１４外に飛散することから、混合液Ｍを安定的に硬化させることができる。
【００２２】
タンク車１７及び液体供給管１８内にはそれぞれ、図１に示すように、ヒータ（加熱手段の一例）２６、２７が設けられている。ヒータ２６、２７は、液体Ｌ１、Ｌ２の温度を調整して、液体Ｌ１、Ｌ２が４０〜６５℃の範囲の所定の温度でノズル１５から吹き出るようにする。ノズル１５から吹き出る際の液体Ｌ１、Ｌ２の温度が高くなると、混合液Ｍが硬化するまでの時間が短くなり、同温度が低くなると、混合液Ｍが硬化するまでの時間が長くなる。
【００２３】
混合液Ｍは、液受け部材１４の開口１２から液受け部材１４外に出るまでに硬化せず、かつ、液受け部材１４外から飛散し管Ｐ内に付着した後、短時間で硬化するのが好ましい。そのため、管Ｐの内側に樹脂層Ｓ４を設ける日の温度や湿度、並びに、管Ｐの径等を考慮して、ヒータ２６、２７の加熱レベルが調整され、混合液Ｍが液受け部材１４から飛散し管Ｐ内に付着した後、短時間で硬化するようにしている。
【００２４】
本実施の形態では、管Ｐの内側への樹脂層Ｓ４の形成が以下の手順によって行われる。
まず、図３（Ａ）に示すように、アウターフィルムＳ１、ガラス繊維に未硬化の光硬化性樹脂を含浸させた樹脂層Ｓ２及びインナーフィルムＳ３を外側から順に重ねた３層構造の筒状物Ｔを管Ｐの内側空間に配置し、筒状物Ｔ内に空気を吹き込んで、筒状物Ｔを膨らませ、アウターフィルムＳ１が管Ｐの内周面に密着した状態にする。次に、筒状物Ｔの内側空間から筒状物Ｔに紫外線を照射して樹脂層Ｓ２を硬化させた後、図３（Ｂ）に示すように、インナーフィルムＳ３を樹脂層Ｓ２から取り外して管Ｐの外に取り出す。
【００２５】
そして、図１に示すように、樹脂層Ｓ２の内側に自走機１９を配し、自走機１９を管Ｐの長手方向に走行させながら、ノズル１５から液受け部材１４の底部１１内側への液体Ｌ１、Ｌ２の吹き付け、並びに、液受け部材１４の回転を行って、混合液Ｍを、液受け部材１４の開口１２から飛散させ樹脂層Ｓ２の内側に塗布する。
樹脂層Ｓ２の内側に塗布された混合液Ｍ、即ち、ポリウレア樹脂は、時間の経過によって硬化し、図１、図３（Ｃ）に示すように、樹脂層Ｓ２の内周面に混合液Ｍが硬化した樹脂層Ｓ４が設けられる。
液受け部材１４は回転軸２４に着脱自在に取り付けられており、液受け部材１４の内側に混合液Ｍが硬化した層が形成され、その層が所定の厚み以上になった場合等には、新しい液受け部材１４に取り替えられる。
【００２６】
また、液受け部材は、底部に吹き付けられた液体Ｌ１、Ｌ２を混合して飛散させることができればよく、液受け部材１４と構造が異なる液受け部材を採用してもよい。以下、図４を参照して、液受け部材１４の変形例である液受け部材３０について説明する。
液受け部材３０は、図４に示すように、底部３１と底部３１に一端が連続する側壁部３２を有し、側壁部３２の他端に開口３３が設けられて（即ち、底部３１から開口３３に向かって内側空間が拡大しており）、椀状に形成されている。
【００２７】
側壁部３２の開口３３側（他端側）には多数の貫通孔３４が形成されている。液受け部材３０の形状は、貫通孔３４が形成されている点を除き、液受け部材１４の形状と同様である。液受け部材３０は、底部３１内側に回転軸２４が連結され、ノズル１５から吹き出された液体Ｌ１、Ｌ２は同時に、底部３１内側に吹き付けられる。
ノズル１５から液体Ｌ１、Ｌ２が吹き出ている状態で、モータ２３の作動によって液受け部材３０を回転させると、液受け部材３０の底部３１内側に吹き付けられた液体Ｌ１、Ｌ２は混合しながら底部３１から開口３３に向かい、混合液Ｍとなって各貫通孔３４から液受け部材３０外に飛散する。即ち、回転手段１６は、液受け部材３０を回転させて、液体Ｌ１、Ｌ２を混合させながら底部３１から開口３３に向かわせ、混合液Ｍを各貫通孔３４から液受け部材３０外に飛散させることとなる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、液受け部材は、軸心が管の長手方向に非平行に配置された状態で管内に配されてもよく、更に、液受け部材の底部は、平坦であってもよい。
また、第１、第２の液体の温度を調整する加熱手段は必ずしも必要ではない。
そして、混合液はポリウレアである必要はなく、例えばポリウレタンでもよく、混合液をポリウレタンにする場合、第１、第２の液体はそれぞれポリオール及びポリイソシアネートである。
【００２９】
更に、液受け部材、ノズル及び回転手段は、自走機に設けられている必要はなく、例えば、液受け部材、ノズル及び回転手段を備えるユニットを人力で管に沿って移動させてもよい。
また、混合液は、光硬化性樹脂が硬化した樹脂層の内周面に塗布される必要はなく、例えば、管の内周面に直接塗布されてもよい。
そして、樹脂層形成装置によって樹脂層が内側に設けられる管は、下水道管に限らない。更に、内側に樹脂層が設けられる管は水平に配置されているものに限定されず、例えば、鉛直に配された縦孔内で、液受け部材、ノズル及び回転手段を安定的に上昇あるいは降下させる機構を採用することによって、縦孔の内側に樹脂層を設けることが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：樹脂層形成装置、１１：底部、１２：開口、１４：液受け部材、１５：ノズル、１６：回転手段、１７：タンク車、１８：液体供給管、１９：自走機、２０、２１：貯留部、２２：支持部材、２３：モータ、２４：回転軸、２５：側壁部、２６、２７：ヒータ、３０：液受け部材、３１：底部、３２：側壁部、３３：開口、３４：貫通孔、Ｌ１、Ｌ２：液体、Ｍ：混合液、Ｐ：管、Ｑ：縦孔、Ｓ１：アウターフィルム、Ｓ２：樹脂層、Ｓ３：インナーフィルム、Ｓ４：樹脂層、Ｔ：筒状物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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