(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路内面にポリエチレン樹脂からなる内装管を溶融成形する工法であって、
管路内に挿入されているポリエチレン樹脂からなる管状の内装材と、
ヒータをそれぞれ全周に亘って内蔵した内筒と外筒との間に、当該内筒と外筒との間における後方領域で放射状に設けられた支持板により同心状の加熱路が形成されていると共に、支持手段により管路内面に支持され且つ牽引手段により牽引されて管路内を移動する加熱筒と、
加熱筒における内筒の後端に延設されている拡径状の成形筒とを備え、
内装材を加熱路に挿通した加熱筒の移動により内装材を加熱して順次溶融する内装材溶融工程と、
溶融された内装材を成形筒の移動により拡径成形して管路内面にポリエチレン樹脂からなる内装管を順次成形する内装管成形工程とを含むことを特徴とする管路における内装管の溶融成形工法。
【請求項２】
前記支持板の少なくとも１個には、内部に外筒のヒータ用及び温度センサ用のリード線通路が形成されていると共に、該外筒のリード線通路は内筒に穿設されたリード線通路に連通されていることを特徴とする請求項１に記載された管路における内装管の溶融成形工法。
【請求項３】
前記成形筒には、筒本体の内周面に複数の冷却フィンが立設されていることを特徴とする請求項１に記載された管路における内装管の溶融成形工法。
【請求項４】
前記支持手段は、加熱筒における外筒の前端部と後端部との周域に設けられた管路内面に当接するそれぞれ複数の支持脚により構成されていることを特徴とする請求項１に記載された管路における内装管の溶融成形工法。
【請求項５】
前記牽引手段は、加熱筒の前端部側を牽引索により牽引して加熱筒及び成形筒を移動させることを特徴とする請求項１に記載された管路における内装管の溶融成形工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス導管，通信管路，電力管路，上下水道管等の管路における内装管の溶融成形工法に関し、詳しくは、老朽化した鋳鉄管，鋼管，コンクリート管等の既設管を対象とし、その管路に耐久性を有するポリエチレン樹脂からなる内装管を溶融成形することによる既設管の更新に適用されるもので、特に、細長管路における施工作業の効率化と、管路の強化とを図ることができる管路における内装管の溶融成形工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の老朽化した既設管の更生修理に適用される管路のライニング工法の主なものとしては、気流によるライニング工法，ピグによるライニング工法及び樹脂プラグによるライニング工法等が知られているが、いずれも液体のライニング材を移動させることにより管路をライニングするものであるから、ライニング層は比較的に薄いものであり、しかも、液体のライニング材は管路の奥深いライニング箇所への供給あるいは適量給送等、ライニング施工にあたって取り扱い難いという不都合もある。
【０００３】
これに対して、固体のライニング材を移動させることなく管路にライニングする工法が特開昭６３−２９５２３７号公報に開示されている。
この管路のライニング工法は、管路内に挿入された合成樹脂の長尺条体からなるライニング材を加熱軟化させながら管路の内面側に押圧することにより、管路の内面に合成樹脂をライニングするものであり、このライニング工法は、図５に示すように、合成樹脂の長尺条体からなるライニング材を管路ａと略同径の螺旋管ｂに形成し、その螺旋管ｂを回転させながらライニング施工対象の管路ａの始端管口から内部に押し込み管路ａの全長に亘って挿入する工程と、管路ａ内に挿入された螺旋管ｂの始端部内に管内移動される電気ヒータｃ’を備えた加熱ピグｃを設置すると共に、螺旋管ｂの始端管口に蓋ｄを施す工程と、蓋ｄと加熱ピグｃとの間の螺旋管ｂ内を導管ｅにより供給される加圧空気で加圧状態に保持しつつ加熱ピグｃの管内移動により螺旋管ｂを加熱軟化させながら管半径方向に押圧して平滑管ｂ’からなる内面ライニングを形成する工程とからなる管路ａの内面ライニング工法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術における管路ａの内面ライニング工法においては、合成樹脂の長尺条体からなるライニング材を管路ａの内面にライニングするにあたり、長尺条体からなるライニング材を管路ａと略同径の螺旋管ｂに成形しなければならず、また、螺旋管ｂを回転させながら管路ａの全長に亘って挿入するものであるから、長尺条体からなるライニング材から管路ａと略同径である螺旋管ｂの成形及びライニング材である螺旋管ｂの管路ａに対する挿入配置に手間を要し、しかもこの手間は、ライニング施工対象の管路ａが細長い管路ａである場合に顕著であり、ライニング施工の作業効率が低下するという不都合があった。
【０００５】
また、合成樹脂製螺旋管ｂを管路ａの内面にライニングするにあたり、合成樹脂製螺旋管ｂはその管内を移動する加熱ピグｃのみによって加熱と成形とが同一工程すなわち同時に行われるものであるから、合成樹脂製螺旋管ｂの内面側と外面側とにおける加熱ピグｃによる加熱溶融の進行に差異を生じ、図６にみられるように、合成樹脂製螺旋管ｂの内面側は加熱軟化の進行により平滑に成形され得るものの、合成樹脂製螺旋管ｂの外面側は加熱軟化の不充分な進行により螺旋管ｂの原形を維持し、その結果として、ライニング層は層自体に螺旋状の薄肉部が形成されると共に管路ａの内面に対して遊離するものであるから、ライニング層の強度の低下を招くという不都合があった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の技術における問題点を解決するもので、施工作業の効率化と、管路の強化とを図ることができる管路における内装管の溶融成形工法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、管路内面にポリエチレン樹脂からなる内装管を溶融成形する工法であって、管路内に挿入されているポリエチレン樹脂からなる管状の内装材と、ヒータをそれぞれ全周に亘って内蔵した内筒と外筒との間に、当該内筒と外筒との間における後方領域で放射状に設けられた支持板により同心状の加熱路が形成されていると共に、支持手段により管路内面に支持され且つ牽引手段により牽引されて管路内を移動する加熱筒と、加熱筒における内筒の後端に延設されている拡径状の成形筒とを備え、内装材を加熱路に挿通した加熱筒の移動により内装材を加熱して順次溶融する内装材溶融工程と、溶融された内装材を成形筒の移動により拡径成形して管路内面にポリエチレン樹脂からなる内装管を順次成形する内装管成形工程とを含むものである。
【０００８】
この特徴によれば、加熱筒の加熱路に挿通されたポリエチレン樹脂からなる管状の内装材は、牽引手段により牽引されて管路内を移動する加熱筒により順次溶融され、順次溶融された内装材は、後続する拡径状の成形筒で連続的に管路内面に内装管を順次成形することができるから、内装材を管状形態のままで使用することができると共に、施工作業の効率化を図ることができる。
【０００９】
また、加熱筒には、内筒及び外筒の全周に亘ってヒータが内蔵されており、加熱筒に周設された加熱路はヒータによって均一に加熱されるので、管路内に挿通された管状の内装材を加熱路により均一に溶融することができると共に、加熱路はヒータによって内周側及び外周側から加熱されるので、加熱密度を高めることができるため、加熱筒を短尺化することが可能となり、装置のコンパクト化を図ることができる。
【００１０】
さらに、加熱筒により順次溶融された内装材は、後続する拡径状の成形筒により内装管に順次拡径成形されるものであるから、管路内面に形成される内装管の肉厚は、管状の内装材の肉厚と成形筒の画一的な拡径率とにより定まるので、管状の内装材の肉厚を内装管の目標肉厚に対応させて選定することにより、内装管を目標肉厚に形成することができ、管路の強化を図ることができると共に、加熱筒及び成形筒は、いずれも内部側が通気可能に構成されているから、成形筒側から送風することにより成形筒を効率よく冷却することができ、内装管を安定に成形することができる。
【００１１】
さらには、内装材溶融工程とこれに続く内装管成形工程とによる目標肉厚によって強化された内装管がポリエチレン樹脂で構成されることにより、既設管が腐食して消滅するようなことがあったとしても、内装管のみによって例えば都市ガス管等としての要求性能を維持することができる。
【００１３】
また、加熱路は内筒と外筒との間に放射状に設けられた支持板により形成されているから、加熱路を内筒と外筒との間に同心状に形成することができ、また、支持板は加熱路の後方領域に設けられているから、支持板は常に内装材の溶融領域に位置しているため、支持板により加熱筒の移動を妨げることなく、加熱筒の移動により内装材を加熱して順次溶融することができる。
【００１４】
また、本発明は、前述の特徴に併せて、支持板の少なくとも１個には、内部に外筒のヒータ用及び温度センサ用のリード線通路が形成されていると共に、該外筒のリード線通路は内筒に穿設されたリード線通路に連通されているものである。
【００１５】
この特徴によれば、リード線通路が支持板に形成されていると共に、内筒に穿設されたリード線通路に連通されているから、外筒のヒータ用及び温度センサ用のリード線を内装材の溶融領域にさらすことなく、配線することができる。
【００１６】
また、本発明は、前述の特徴に併せて、成形筒には、筒本体の内周面に複数の冷却フィンが立設されているものである。
【００１７】
また、本発明によれば、成形筒は冷却フィンによって均一に冷却されるので、溶融された内装材を成形筒によって均一な所定の厚さの安定した内装管に成形することができる。
【００１８】
また、本発明は、前述の特徴に併せて、支持手段は、加熱筒における外筒の前端部と後端部との周域に設けられた管路内面に当接するそれぞれ複数の支持脚により構成されているものである。
【００１９】
この特徴によれば、加熱筒の支持手段として、管路内面に当接する複数の支持脚が外筒の前端部と後端部との周域に設けられているから、加熱筒及び成形筒が管路内面に対して同心的に支持され、成形筒によって均一厚さの内装管を成形することができる。
【００２０】
また、本発明は、前述の特徴に併せて、牽引手段は、加熱筒の前端部側を牽引索により牽引して加熱筒及び成形筒を移動させるものである。
【００２１】
また、本発明によれば、内装管の成形作業中にトラブルが生じたとしても、加熱筒には牽引索が連結されているため、加熱筒及びこれと一体の成形筒を管路中に残置することがなく安全に作業を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明をその実施の形態について図面に示した一実施例を参照して説明する。図１は、本発明の管路における内装管の溶融成形工法の縦断側面図で、内装管の溶融成形工法の全体を示す説明図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線の縦断正面図、図３は、図１におけるＢ−Ｂ線の縦断正面図、図４は、図１におけるＣ−Ｃ線の縦断正面図で、要部を拡大して示す説明図である。
【００２３】
本発明は、老朽化した既設管の管路１の内面に、熱溶融性のポリエチレン樹脂からなる管状の内装材２を順次溶融しながら内装管２２を成形する工法であって、管路１内に挿入されているポリエチレン樹脂からなる管状の内装材２と、ヒータ３４をそれぞれ全周に亘って内蔵した内筒３１と外筒３２との間に同心状の加熱路３３が形成されていると共に、支持手段により管路１内面に支持され且つ牽引手段により牽引されて管路１内を移動する加熱筒３と、加熱筒３における内筒３１の後端に延設されている拡径状の成形筒４とを備え、内装材２を加熱路３３に挿通した加熱筒３の移動により内装材２を加熱して順次溶融する内装材溶融工程と、溶融された内装材２１を成形筒４の移動により拡径成形して管路１内面にポリエチレン樹脂からなる内装管２２を順次成形する内装管成形工程とを含むものであり、先ず、本発明の管路１における内装管２２の溶融成形工法に使用される内装管成形機構の構成について、図２〜図４を参照しながら図１に基づいて説明する。
【００２４】
内装管成形機構の主なる構成は、加熱筒３と、加熱筒３の後端側に一体に設けられた成形筒４とからなり、加熱筒３の前端部と後端部との周域にはそれぞれ管路１内面に当接する支持手段としての複数の支持脚５が設けられおり、また、加熱筒３の先端側に一体に設けられた複数の牽引杆６の先端部が牽引索６１に連結されて、加熱筒３と成形筒４とは図示しない駆動手段により管路１内部を移動するようになっている。
【００２５】
加熱筒３は、ヒータ３４をそれぞれ全周に亘って内蔵した内筒３１と外筒３２とからなり、内筒３１と外筒３２との間には、その後方領域で放射状に設けられた複数の支持板３５により内筒３１及び外筒３２と同心状の加熱路３３が形成されており、また、支持板３５の１個には、内部に外筒３２のヒータ用及び温度センサ用のリード線通路３６が形成されていると共に、該外筒３２のリード線通路３６は内筒３１に穿設されたリード線通路３７に連通されており、外筒３２のヒータ用及び温度センサ用のリード線３８は、各リード線通路３６，３７を挿通して内筒３１のヒータ用及び温度センサ用のリード線３８と共に管路１の後方へ配線して図示しない電源及び温度調節器に接続される。
【００２６】
成形筒４は、加熱筒３における内筒３１の後端に拡径状に延設され、成形筒４の前周縁側の外周面は加熱筒３の加熱路３３の小径面と面一になるように、且つ溶融された内装材２１を案内するようにテーパ面に形成されており、筒本体の表面にはフッ素樹脂コーティング層４２が形成され、筒本体の内周面には複数の冷却フィン４１が管路方向に立設されていると共に、成形筒４の外周面は、管路１の内周面に対して目標厚さの内装管２２を成形することができるように設定されている。
【００２７】
また、加熱筒３における外筒３２の外周面は管路１の内周面より小径に形成されていると共に、外筒３２の前端部と後端部との周域には、管路１内面に当接する複数の支持脚５がそれぞれ図示しないばね手段により外方へ付勢されて設けられ、複数の支持脚５により加熱筒３と成形筒４が管路１の内周面に対して同心的に支持されており、また、加熱筒３の先端側に一体に設けられた複数の牽引杆６の先端部が牽引索６１に連結されて、加熱筒３及びこれと一体の成形筒４とは図示しない駆動手段により管路１内部を移動するようになっている。
【００２８】
本発明の管路１における内装管２２の溶融成形工法に使用する内装管成形機構は上記のように構成されており、次に、この内装管成形機構を使用した管路１における内装管２２の溶融成形工法を図１に基づいて説明する。
【００２９】
管路１における内装管２２の溶融成形にあたっては、先ず、予備工程として、熱溶融性のポリエチレン樹脂からなる管状の内装材２を管路１内の全長に亘って挿入するのであるが、内装材２は、例えば、塩化ビニル管，ポリブテン管，ポリアミド管であってもよく、内装材２を管路１内に挿入する際に重要なことは、ポリエチレン樹脂からなる内装材２の厚さの断面積が管路１内面に溶融成形される内装管２２の目標厚さの断面積に対応している内装材２を選定することであり、これにより、内装材２を順次溶融し、溶融された内装材２１を管路１の内周面に内装管２２として順次成形する連続溶融成形が可能となる。
【００３０】
図１において、管路１内の全長に亘って挿入されているポリエチレン樹脂からなる管状の内装材２は、管路１方向への移動はなく、これに対して加熱筒３及び成形筒４は、牽引杆６の先端部に連結されている牽引索６１により、図示しない駆動手段により管路１内部を移動するようになっているから、管路１内の全長に亘って挿入されているポリエチレン樹脂からなる管状の内装材２は、先ず、ヒータ３４が内蔵された加熱筒３に形成されている加熱路３３により加熱されて、加熱筒３の移動すなわち加熱路３３の移動により内装材２は加熱路３３の後部側で溶融される。
【００３１】
加熱路３３の後部側で溶融された内装材２１は、次に、内周面に複数の冷却フィン４１が管路方向に立設されている成形筒４により冷却成形されて、成形筒４の移動により溶融された内装材２１は管路１の内周面に対して目標厚さの内装管２２を成形することができる。この成形筒４は、その前周縁が加熱筒３の内筒３１の後周縁に連結されていると共に、成形筒４の前周縁側の外周面が加熱筒３の加熱路３３の小径面と面一になるように、溶融された内装材２１を案内する拡径状のテーパ面に形成されており、溶融された内装材２１を成形筒４のテーパ面により案内して管路１の内周面に内装管２２として円滑に成形することができる。
【００３２】
なお、加熱筒３及び成形筒４は、いずれも内部側が通気可能に構成されているから、成形筒４側から送風することにより成形筒４を効率よく冷却することができ、内装管２２を安定に成形することができる。
【００３３】
また、加熱筒３及びこれと一体の成形筒４は、加熱筒３における外筒３２の前端部と後端部との周域に設けられた管路１内面に当接する複数の支持脚５により管路１の内周面に対して同心的に支持されており、しかも、加熱筒３の加熱路３３は、放射状に設けられた複数の支持板３５により内筒３１及び外筒３２と同心状に形成されているから、管路１の内周面に対して加熱筒３及び成形筒４を一定間隔に支持することにより、管路１の内面に均一の内装管２２を成形することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されており、加熱筒の加熱路に挿通されたポリエチレン樹脂からなる管状の内装材は、牽引手段により牽引されて管路内を移動する加熱筒により順次溶融され、順次溶融された内装材は、後続する拡径状の成形筒で連続的に管路内面に内装管を順次成形することができるから、内装材を管状形態のままで使用することができると共に、施工作業の効率化を図ることができる。
【００３５】
また、加熱筒により順次溶融された内装材は、後続する拡径状の成形筒により内装管に順次拡径成形されるものであるから、管路内面に成形される内装管の肉厚は、ポリエチレン樹脂からなる管状の内装材の肉厚と成形筒の画一的な拡径率とにより定まるので、ポリエチレン樹脂からなる管状の内装材の肉厚を内装管の目標肉厚に対応させて選定することにより、内装管を目標肉厚に成形することができ、管路の強化を図ることができる。
【００３６】
さらに、内装材溶融工程とこれに続く内装管成形工程とによる目標肉厚によって強化された内装管がポリエチレン樹脂で構成されることにより、既設管が腐食して消滅するようなことがあったとしても、内装管のみによって例えば都市ガス管等としての要求性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である管路における内装管の溶融成形工法の縦断側面図で、内装管の溶融成形工法の全体を示す説明図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線の縦断正面図で、要部を拡大して示す説明図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線の縦断正面図で、要部を拡大して示す説明図である。
【図４】図１におけるＣ−Ｃ線の縦断正面図で、要部を拡大して示す説明図である。
【図５】従来のライニング工法により管路の内面に平滑管を内張りしている状態を示す説明図である。
【図６】従来のライニング工法により内面に平滑管を内張りした管路を示す拡大説明図である。
【符号の説明】
１    管路
２    内装材
２１  溶融された内装材
２２  内装管
３    加熱筒
３１  内筒
３２  外筒
３３  加熱路
３４  ヒータ
３５  支持板
３６  外筒のリード線通路
３７  内筒に穿設されたリード線通路
３８  リード線
４    成形筒
４１  冷却フィン
５    支持手段としての支持脚
６    牽引手段としての牽引杆
６１  牽引索
【図１】
0004028726.tif 000002
【図２】
0004028726.tif 000003
【図３】
0004028726.tif 000004
【図４】
0004028726.tif 000005
【図５】
0004028726.tif 000006
【図６】
0004028726.tif 000007