(57)【要約】  本発明は、水もしくは汚水のパイプまたは電気ダクトもしくはガスパイプのようなダクトのライニング用のシステムに用いられるピグに関するものである。このピグは少なくともその一部が、水または汚水のパイプのようなダクト内に配置される繊維のライナースリーブの内部に挿入可能である。ピグは当該ライナースリーブの熱可塑性材料を溶かしまたは軟らかくするためにダクト内においてその場で当該ライナースリーブを加熱することができ、その後その溶けた熱可塑性材料を冷却する際に、ダクト内に堅いライナーを形成する。ライナーをパイプの内側にフィットするためのピグは、前部から後部までの縦方向の縦軸を定義するピグボディと、前部にあるガス供給ポートと、後部の一部を形成するガスアウトレットディヒューザーと、液体インレットからアウトレットディヒューザーまでの流路を形成するピグボディ内の加熱チャンバと、加熱チャンバ内のヒーターとを備える。アウトレットディヒューザーは複数のチャネルを含み、各チャネルは縦方向に前部に対向するインレットと縦軸から径方向外側に延びるアウトレットとを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライナーをパイプの内側にフィットするためのピグであって、
前部から後部までの縦方向の縦軸を定義するピグボディと、
前記前部にあるガス供給ポートと、
前記後部の一部を形成するガスアウトレットディヒューザーと、
液体インレットから前記アウトレットディヒューザーまでの流路を形成する前記ピグボディ内の加熱チャンバと、
前記加熱チャンバ内のヒーターとを備え、
前記アウトレットディヒューザーは複数のチャネルを含み、各チャネルは前記縦方向に前記前部に対向するインレットと前記縦軸から径方向外側に延びるアウトレットとを有する、ピグ。
【請求項２】
各チャネルは前記インレットとアウトレットとの間に曲線部を含む、請求項１に記載のピグ。
【請求項３】
各チャネルは前記曲線部と前記アウトレットとの間に直線のアウトレット部を含む、請求項１または２に記載のピグ。
【請求項４】
各チャネルは前記曲線部と前記インレットとの間に直線のインレット部を含み、
前記インレット部は前記アウトレット部よりも短い、請求項３に記載のピグ。
【請求項５】
各チャネルの断面面積は長さに沿って一定であるかあるいは単調増加する、いずれかの先行の請求項に記載のピグ。
【請求項６】
前記インレットは前記縦軸からおよび前記縦軸の周りに径方向に間隔を有する、いずれかの先行の請求項に記載のピグ。
【請求項７】
前記縦軸に沿って前記アウトレットディヒューザーまで延びるセントラルコアをさらに備え、前記インレットの径方向最内縁は前記コアの外縁と位置合わせされる、請求項６に記載のピグ。
【請求項８】
前記複数のアウトレットは前記アウトレットディヒューザーの外縁の周囲に間隔をあけて配置される、いずれかの先行の請求項に記載のピグ。
【請求項９】
前記ピグボディは前記アウトレットディヒューザーよりも大きな直径を有する、いずれかの先行の請求項に記載のピグ。
【請求項１０】
前記アウトレットディヒューザーは概して円筒形の径方向の外表面を有する、いずれかの先行の請求項に記載のピグ。
【請求項１１】
前記チャネルは、前記アウトレットディヒューザーの第１部材および前記アウトレットディヒューザーの第２部材の間に延びる複数の羽根により定義される、いずれかの先行の請求項に記載のピグ。
【請求項１２】
前記第１部材は、概して円筒形であり第１半径を有する主部分と、前記主部分から前記縦軸に沿って中心を延びる突起部とを有し、前記突起部は第２半径を有し、前記第２半径は前記第１半径よりも小さく、
前記第２部材は、概して環状であり、前記突起部を囲んでその間に前記羽根が配置されるスペースを形成する、請求項１１に記載のピグ。
【請求項１３】
前記ピグボディを囲むシュラウドをさらに備える、いずれかの先行の請求項に記載のピグ。
【請求項１４】
前記シュラウドはその外表面上に、パイプの内表面と接触するための複数の部材を含む、請求項１３に記載のピグ。
【請求項１５】
前記スペーサは細長く、その間に流路を形成するように縦方向に延びる、請求項１４に記載のピグ。
【請求項１６】
前記ピグメインボディはテーパーノーズ部を有し、前記シュラウドはその内表面上に１つ以上のスペーサを有し、前記スペーサは前記ノーズのテーパ面に相補的な形状を有する、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のピグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水もしくは汚水のパイプまたは電気ダクトもしくはガスパイプのようなダクトのライニング用のシステムに用いられるピグに関するものである。このピグは少なくともその一部が、水または汚水のパイプのようなダクト内に配置される繊維のライナースリーブの内部に挿入可能である。ピグは当該ライナースリーブの熱可塑性材料を溶かしまたは軟らかくするためにダクト内においてその場で当該ライナースリーブを加熱することができ、その後その溶けた熱可塑性材料を冷却する際に、ダクト内に堅いライナーを形成する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ９８／２６９１９は、パイプ、たとえば水のパイプまたは汚水のパイプが管状のライナーを用いてどのように復旧されるかについて開示している。管状のライナーは崩れた形状の繊維スリーブとしてパイプの内部に導入されるが、その後拡張してパイプ内の壁に接触する。次にライナーに熱が加えられ、引き続きライナーが冷まされると、ライナーは堅く硬直した管状のパイプ用ライニングを形成する。当該プロセスに用いられた繊維スリーブは、補強ファイバと織り交ぜられた熱可塑性複合材料を備える。当該熱可塑性材料は加熱によりパイプの内部その場で溶融し、その後、硬化されてパイプの中に管状のライナーを形成する。特別に作り上げられたピグが、パイプ内のスリーブをその場で加熱しライナーを形成するために用いられる。
【０００３】
ＷＯ０２／２５１５６は、熱可塑物およびファイバ補強材を含む複合材料の繊維スリーブを通る熱い空気を導き、熱可塑性材料を溶かしダクト内のその場で堅いスリーブを形成するために用いられるピグの詳細を開示する。
【０００４】
ＷＯ２００４／０９０４１１は、ダクトのライニング用のシステムに用いられるピグの更なる変形例を開示する。当該明細書中に記載されるピグは、熱可塑性材料と補強ファイバとを含む繊維スリーブに熱いガスを圧力下で通すように設計されている。また当該ピグは、スリーブの均一な加熱を確保するために、繊維スリーブの内部と外部との両方に加熱手段を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先行技術に開示されるようなタイプの実用的で有益なシステムを達成するために、ピグの長さは用途に応じておよそ７００ｍｍに限定されるが、さもなければパイプのカーブ周辺にピグを導くことが非常に困難になりかねない。このことは、繊維スリーブの十分な加熱を確保し、かつ繊維スリーブ内の熱可塑性材料の均一な溶融を確保するのに十分な温度まで空気を加熱するために、ピグの内部には限られたスペースしか利用できないことを意味する。熱可塑性材料の溶融を容易にするための空気温度に正確に到達することを確保することだけではなく、ピグから供給される熱い空気が均一な温度を有することを確保することが重要である。そのようにしなければ繊維スリーブには冷たい場所と熱い場所とが存在し、ダクトのライナーが誤った形状に形成されたり、強度の弱い場所を有するように形成されたりする。
【０００６】
さらに、発明者は、熱い空気が供給される手段は、熱い空気がピグ縁の周りの繊維スリーブに均一に供給されるように注意深く設計されなければならないことを理解している。さもなければ、均一に加熱された空気の供給がなされているにもかかわらず、冷たい部分と熱い部分とが繊維スリーブ内に生じ、強度の弱い場所を生じてしまう。
【０００７】
本発明によれば、特許請求の範囲により定義されるピグが提供される。
本発明のよりよい理解のために、そして本発明をどのようにして具体化できるかを示すために、例示としてのみ、付属の図面が参照されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に従ったアウトレットディヒューザーを備えるピグの実施形態を示す図である。
【図２ａ】図１に示すピグのアウトレットディヒューザーを示す図である。
【図２ｂ】図２ａのアウトレットディヒューザーを示す分解図である。
【図２ｃ】図２ａのアウトレットディヒューザーの概略レイアウトを示す図である。
【図３ａ】ピグ内に用いられるバッフルを示す図である。
【図３ｂ】ピグ内に用いられるバッフルを示す図である。
【図３ｃ】ピグ内に用いられるバッフルを示す図である。
【図３ｄ】ピグ内に用いられるバッフルを示す図である。
【図３ｅ】ピグ内に用いられるバッフルを示す図である。
【図３ｆ】ピグ内に用いられるバッフルを示す図である。
【図３ｇ】ピグ内に用いられるバッフルを示す図である。
【図３ｈ】ピグ内に用いられるバッフルを示す図である。
【図３ｉ】ピグ内に用いられるバッフルを示す図である。
【図３ｊ】ピグ内に用いられるバッフルを示す図である。
【図４】本発明に従ったピグの代替的な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、ライナーをパイプの内側にフィットするためのピグ１０を示す。ピグ１０はＷＯ９８／２６９１９、ＷＯ２００４／０９０４１１またはＷＯ２００４／０９０４１１のいずれかに開示された水または汚水のパイプのライニングの方法に用いられる。特に、ピグ１０は熱可塑性材料および任意の補強材からなるライナースリーブを加熱するように設計されている。ピグ１０は、ライナースリーブを加熱して任意のダクト、たとえば水または汚水のパイプのみならず電気ダクトまたはガスパイプの中に堅いライナーを形成するために用いられる。
【００１０】
ピグ１０は、後部１１ａから前部１１ｂまで縦方向に延びる縦軸７を定義するピグボディ１１を有する。ピグボディ１１は一般的に縦方向に細長く延びている。
【００１１】
ピグ１０は、後部１１ａの一部を形成するアウトレットディヒューザー２０と、加熱チャンバ１７（好ましくは円筒形である）とを備え、加熱チャンバ１７の内部にヒーター１６が配置される。
【００１２】
ピグ１０は、好ましくは後部１１ａの後端に成形工具７２を備える。成形工具７２は、パイプまたはダクトの表面の方へと、加熱されたライナースリーブを径方向外側に押し進める。成形工具７２は一般的に、ピグボディ１１よりも径方向に大きな直径を有する円筒形の外表面を有する。
【００１３】
好ましくは、ピグメインボディ１１の周りにシュラウド７０を有する。当該シュラウドは管状であり一般的には円筒形である。図４に示すように、いくつかの実施形態では、シュラウド７０はその外周に間隔をあけて設けられる縦延在部材１７８を備えてもよい。縦延在部材１７８は弾力性があり、シュラウド７０，１７０をパイプ内の中央に配置する。
【００１４】
このようにして、縦延在部材１７８はピグメインボディ１１をパイプ内にて軸方向に位置合わせされ得る。
【００１５】
さらに、縦延在部材１７８は離れて配置されており、シュラウド７０とパイプとの間に流路が形成可能となっている。このため流体（たとえば排気熱ガス）がピグ１０の前の当該パイプを通り排気できる。
【００１６】
ピグの前部１１ｂは好ましくはテーパーノーズ１１ｅとともに形成される。テーパーノーズ１１ｅは外径１１ｄを有する。シュラウドは好ましくはシュラウドの内周に間隔をあけられた複数のスペーサ７５，１７５または単一の環状スペーサ１７５のいずれかを有することが好ましい。スペーサ７５，１７５の内径は、ノーズ１１ｅの外径１１ｄよりも小さい。
【００１７】
図４からわかるように、スペーサ１７５は、ノーズ１１ｅの外表面と実質的に相補になるような形状を有するテーパ面を有することが好ましい。
【００１８】
使用時には、ライナースリーブはシュラウド７０とピグメインボディ１１との間を通ってもよい。ライナーは厚みＸを有する。ピグメインボディ１１がライナーを通過する際に、ライナーはシュラウド７０を前方に押し、シュラウド７０はピグボディ１１をライナーを通る力で中央に置く。
【００１９】
ノーズ１１ｅと、ライナーと、シュラウド７０との間の接触は、ディヒューザー２０から排出される加熱ガスが、ピグメインボディ１１の前のスリーブ内を前方に通過することを妨げるためのシールを形成できる。
【００２０】
シュラウド７０，１７０は、後端７９，１７９がディヒューザー２０のアウトレット９と重ならないような軸方向長さを有する。好ましくは、シュラウド後端７９，１７９は軸方向に、ディヒューザー２０のアウトレット９との間に間隔を有する。
【００２１】
必要に応じて、ヒーター１６および／または熱電対信号線に電力を供給する電源ケーブルを収容するためのケーブルダクトが供給されてもよい。
【００２２】
ヒーター１６は好ましくは複数の環状のコイルとされた加熱要素１から６から構成され、加熱要素１から６はすべて共通の縦軸７の周りに配置される。ピグ１０は加熱チャンバ１７にガスを供給するためのガス供給ポート８を有し、加熱されたガスは、ピグ１０を出発して、そこからピグ１０の後端１１ａにおけるアウトレットディヒューザー２０内の一続きの開口９を経由して径方向に流れる。このようにして、加熱チャンバ１７はガス供給ポート８からアウトレットディヒューザー２０まで、ピグボディ１１内に流れのチャネルを形成する。
【００２３】
必要に応じて、ガス供給ポート８は軸７から放射状に位置ずれしてもよい。
ガス供給ポート８により供給されたガスは、ガスを加熱チャンバ１７に導くためのツリーディヒューザー１５を貫通するように導かれてもよい。ツリーディヒューザー１５は、インレットチューブ８と繋がっている中央トランク部から放射状に外側へ延びる枝管を備える。好ましくは、当該枝管の少なくとも一部は縦軸７に垂直な平面内を延びる。
【００２４】
加熱チャンバ１７を通るガスの流れ、およびその結果のピグ１０の加熱効率は、バッフル１９から２３およびセントラルコア５６を使用することで助けられてもよい。セントラルコア５６上にはバッフル１９から２３が取り付けられ、セントラルコア５６はバッフル１９から２３の開口と、コイルとされた加熱要素２から６の中央の開口とを貫通するように延びる。セントラルコア５６は、加熱チャンバ１７を貫通するガスの流れが、コイルとされた加熱要素２から６の整列された中央の開口を貫通するように流れるのではなく、コイルとされた加熱要素２から６を横切るように流れることを確実にする。
【００２５】
バッフル１９から２３の好ましい形は、下記の通り、それぞれ図３ａから図３ｊに示される。
【００２６】
本発明に従うアウトレットディヒューザー２０は、図２ａから図２ｃに詳細に示される。
【００２７】
アウトレットディヒューザー２０は概して円筒形の径方向外側の表面を有し、好ましくはそれぞれはピグボディ１１よりも小さい径（図１参照）または同じ径（図４参照）を有することで、ライナースリーブとアウトレットディヒューザー２０との間のスペースを供給し、そこに加熱ガスが流れこむことを可能とする。
【００２８】
ピグボディ１１の直径はもちろん、使用されるパイプの直径によって決まる。しかしながら、ピグボディ１１の外径は、シュラウド７０の円筒部分の内径より５０ｍｍから６０ｍｍ小さくてもよい。
【００２９】
成形工具７２の直径は好ましくは使用されるパイプの内径よりも２０ｍｍから３０ｍｍ小さい。
【００３０】
アウトレットディヒューザー２０は好ましくは第１部材５１と第２部材５２とを備える。
【００３１】
第１部材５１は概して円筒形であり第１半径を有する主部分５５と、主部分５５から中心を縦軸７に沿って延びる突起部５４とを有する。
【００３２】
突起部５４は第２半径を有し、第１半径よりも小さい。好ましくは、突起部５４は円筒形の主部分５５から離れてゆっくり湾曲する表面により定義される。
【００３３】
第２部材５２は概して環状であり開口部５７を有する。好ましくは、第２部材５２の第１部材５１に対向する側は概して、開口部５７の径方向の外縁からリムまで延びる整合する輪郭を有する。
【００３４】
突起部５４は開口部５７内に向けて延び、これにより突起部５４と開口部５７との間に環状のスペースを形成する。第２部材５２はまた、第１部材５１の主部分５５から軸方向に間隔をあけている。このようにして、第１部材５１および第２部材５２はそれらの間に環状のスペースを形成する。そのスペースは、ピグ１０について縦方向に前方を向く加熱チャンバ１７に至る開口部と、縦軸７についてピグ１０の径方向の外側に至る開口部との間に、形成される。
【００３５】
ピグ１０からアウトレットディヒューザー２０を貫通するように放出された加熱ガスの分布を改善するために、またピグ１０の縦軸周りの加熱ガスの回転流動を有利に抑制するために、環状のスペースを個々のチャネルに分割することが望ましいことが見出されている。したがって、当該環状のスペースの内部にて複数の羽根５３が供給されている。
【００３６】
このようにして、アウトレットディヒューザー２０は複数のチャネル６０を備える。各チャネル６０は、縦方向にピグ１０の前部１１ｂを向くインレット６１と、縦軸７に垂直でありピグ１０から径方向外側を向くアウトレット６２とを備える。
【００３７】
各チャネル６０は、２つの直線部６３および６５を接合する曲線部６４を含むことが好ましい。各チャネル６０の２つの直線部６３および６５は、直線のインレット部６５と直線のアウトレット部６３とを含む。インレット部６５はアウトレット部６３より短いことが好ましい。
【００３８】
図２ｂの分解図での羽根５３の形状を参照すると最もよく見られるように、アウトレットディヒューザー２０の各チャネル６０を通るように流れるガスはインレット６１を通るようにその中に入り、直線のインレット部６５を通って曲線部６４に入り、曲線部６４から直線のアウトレット部６３に流れ込みそしてアウトレット６２を貫通する。
【００３９】
図２ｃの概略レイアウトから最もよく見られるように、羽根５３は、縦軸７に垂直な平面において、縦軸７から外側に延びる半径に沿って、延びている。したがって、アウトレット６２における羽根と羽根との間の距離はインレット６１での羽根と羽根との間の距離よりも大きい（インレット６１では羽根が径方向内側にあるためである）。このように、インレットの径方向寸法はアウトレットの軸方向寸法よりも大きい。好ましくは、各チャネルの断面面積は、長さに沿って、一定であるか、あるいは単調増加する。好ましくは、複数のインレット６１は縦軸周りに径方向に等間隔をあけている。好ましくは、複数のアウトレット６２はアウトレットディヒューザー２０の径方向外周周りに径方向に等間隔をあけている。
【００４０】
加熱チャンバ１７からディヒューザー２０までの流路をスムーズにするために、インレット６１の径方向の最内縁はセントラルコア５６の外縁と位置合わせされることが好ましい。
【００４１】
発明者は、ピグが上記のツリーディヒューザー１５またはアウトレットディヒューザー２０の有無にかかわらず、あるいは上記の実施の形態のいずれかとの組合せにおいても確実に、好ましくは、セントラルコア５６を有する加熱チャンバ１７の内部において複数の加熱コイル１から６を分離するバッフルを有することも見出した。セントラルコア５６の上にはバッフル１９から２３が搭載され、セントラルコア５６はバッフル１９から２３内の開口と、コイルとされた加熱要素１から６の中央の開口とを貫通するように延びる。バッフルは図３ａから３ｊに示すように形成される。
【００４２】
バッフル１９から２３はそれぞれ図３ａから３ｊに示されており、すべては加熱チャンバ１７のインレット側から対向するように見えている。各バッフルは１つの中央の円状の島および、中央の円状の島から円状のリムまで径方向外側に延びる３つのアームを有する。たとえば、バッフル１９は中央の円状の島５７および３つのアーム５８，５９，６０を有し、３つのアーム５８，５９，６０は中央の島５７を円形の外側のリム６１に接続する。各アーム５８，５９，６０は十字架状を有し、島から始まりアームの長さに沿っておよそ２／３の位置に、両側にて外側に向けて延びるクロスバーを有する。図３ａではアーム５８はクロスバー６２を有し、アーム５９はクロスバー６３を有し、アーム６０はクロスバー６４を有する。
【００４３】
また図３において、リム６１にはノッチ６５，６６，６７，６８が設けられ、それらは加熱コイル１から６（またセンサワイリングの通路となり得る）のステムと係合するように設計されている。加熱コイル１から６はバッフルノッチ６５，６６，６７に係合するステムにより所定の位置に固定されていてもよく、バッフルは中央軸にロックされてもよい。
【００４４】
バッフル２０，２１，２２，２３はバッフル１９と同様の特徴を有するが、各バッフルが円筒形の加熱チャンバ１７内の所定の位置に固定されたときの各バッフルのアームの方向は、隣り合うバッフルのアームの方向とは異なる。たとえば、図３ａ，３ｂおよび３ｃを参照して、図３ａおよび３ｃのバッフル１９および２１はアーム５８および５８’をおよそ１１時の位置に有するのに対し、図３ｂのバッフル２０はアーム５８”をおよそ１時の位置に有する。同様にバッフル１９および２１のアーム５９および５９’は３時の位置にあるのに対し、バッフル２０のアーム５９”は９時の位置にある。さらにバッフル１９および２１のバッフルアーム６４および６４’は７時の位置にあるのに対し、バッフル２０のアーム６４”は５時の位置にある。バッフルの形状およびお互いの方向は、円筒形の加熱チャンバ１７に沿うガスの流れの方向が、コイルとされた加熱要素１から６のコイルを横切るバッフルにより決められるように、選択される。
【００４５】
一方、図３ａから３ｅではバッフル１９から２３はすべて５３ｍｍの第１直径５７の中心の島を有し、代替的なバッフル１９’，２０’，２１’，２２’および２３’は図３ｆから３ｊに示されており、バッフル１９’，２０’，２１’，２２’は５７ｍｍの第２直径の大きめの中心の島を有し、バッフル２３’は７５ｍｍの第３直径のさらに大きい中心の島を有する。バッフル１９’，２０’，２１’，２２’および２３’の配置は、円筒形の加熱チャンバ１７を通るガスフローが異なる配置を達成するために、ある状況下で、バッフル１９から２３にとって代わられる。中心の島がより大きいバッフル２３’はまた、バッフル２３の代わりに、バッフル１９から２２とともに用いられ得る。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図３ｈ】
2021513927.tif 000014
【図３ｉ】
2021513927.tif 000015
【図３ｊ】
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【図４】
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【国際調査報告】
2021513927.tif 000018
2021513927.tif 000019