(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライニング材として硬質乃至半硬質プラスチック管材を用いて管内面にライニングを形成する工法であって、ライニング対象の管の内径に略々相当する外径の硬質乃至半硬質プラスチック管材を、押し潰した形の扁平形状のもとにロール状に巻き取った状態で施工現場へ搬送し設置する工程、
施工現場への搬送中及び/又は施工現場に於いて、上記巻き取り状態の扁平管材をロール最内層内に接続された導管を通じて内部流通のスチームにより加熱し、ロールから引き出し可能な状態にまで軟化させる工程、
加熱軟化の扁平管材を、ロール最内層内に接続された導管を通じた内部減圧とその保持により扁平状態から過扁平状態まで扁平加工度を増進させつつロールから引き出しながらＵ字状折り畳み加工をする工程、
上記Ｕ字状折り畳み加工後の過扁平管材を、形状拘束下で冷却する工程、
冷却した上記過扁平管材を上記管内に挿入する工程、及び、
上記過扁平管材を内部減圧から解放した後に、内部よりの加熱加圧により管半径方向に膨張復元させる工程、
を上記順序で順次経ることにより、管内面に硬質乃至半硬質プラスチック管材からなるライニングを形成することを特徴とする管内面のライニング工法。
【請求項２】
扁平管材内が、２００〜５００mmＨｇ程度の減圧度に保持されることを特徴とする請求項１記載のライニング工法。
【請求項３】
上記管材として、硬質乃至半硬質のポリエチレン製のものを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のライニング工法。
【請求項４】
前記Ｕ字状折り畳み加工を、前記管材の軟化状態を保持するための保温フード内で行なうことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のライニング工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管内面のライニング工法、詳しくはライニング材として硬質乃至半硬質プラスチック管材を用いる管内面のライニング工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記内張り工法として、プラスチック製の硬質乃至半硬質管材を予め有効外径が減ずるように、例えばＵ字状折り畳み形状に変形加工した状態でロール状に巻き取っておき、施工現場では上記ロールからＵ字状折り畳み管材を加熱軟化状態のもとに引き出しながら管内に挿入し、管内挿入後は、上記管材を内部よりの加熱加圧により当初の円管形状に膨張復元させ、管内面に被着させるライニング工法が提案されている（例えば特開昭６４−４２２２０号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記内張り工法によれば、管材は予め有効外径を減ずるように折り畳み加工されているので、管内への挿入を比較的スムーズに行うことができる。ところが、管材を予め折り畳み加工した状態でロール状に巻き取っておくと、施工現場で使用するまでの保管期間中に折り畳み加工部に折り癖がついてしまい、これが永久歪みとして残る。従って管内での管材の膨張復元に際しては折り癖が付いた部分の膨張復元が問題となり、円形に復元できないことがあった。又、特に、Ｕ字下端内側の折り畳み部分イ（図６参照）は膨張復元方向Ｙに対し逆アールとなるため膨張復元時にはアールの向きを反転させなければならず、このアールの向きの反転には相当の無理を伴い、このようなアール部に折り癖が付いているとアール部の反転時に無数の微細亀裂（所謂‘白化現象’）を生じ品質劣化を招いたり、時には亀裂破断を生じ施工不能に陥るなどの問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記問題点を解決するべく鋭意研究を重ねる課程で、上記管材の折り畳み部分、特に、膨脹復元方向Ｙに対し逆アールとなる折り畳み部分イに折り癖が付かなければ、管材の膨脹復元をスムーズに行い得るのではないかとの着想のもとに、Ｕ字状への折り畳み加工を管内への挿入直前で行うことを試みたところ、膨脹復元については予想通り好結果が得られた。ところが扁平管材は成形当初の円管形状を記憶しているので、当初の形状に戻る傾向となり、図７に仮想線で示すように、扁平加工度がかなり低下し、これではＵ字状加工にかなりの無理を伴うことに加えＵ字加工後に於いては、Ｕ字加工の拘束から解放されると同時に大きくスプリングバックし、Ｕ字状折り畳み形状の保持がかなり難しいことが判明した。特にポリエチレンの場合には加熱軟化状態に於いても弾性を完全には失わないので、スプリングバッグ傾向が顕著である。
【０００５】
本発明者等は上記問題点の解決を計るべく、更に鋭意研究を重ねた結果、扁平管材の加熱軟化後に該扁平管材内を減圧に保持し、扁平加工度を増進させた状態でＵ字状折り畳み加工を行うときは、上記問題点を解決できることを見出し、茲に本発明を完成するに至ったものである。
【０００６】
即ち、本発明は、ライニング材として硬質乃至半硬質プラスチック管材を用いて管内面にライニングを形成する工法であって、ライニング対象の管の内径に略々相当する外径の硬質乃至半硬質プラスチック管材を、押し潰した形の扁平形状のもとにロール状に巻き取った状態で施工現場へ搬送し設置する工程、
施工現場への搬送中及び/又は施工現場に於いて、上記巻き取り状態の扁平管材をロール最内層内に接続された導管を通じて内部流通のスチームにより加熱し、ロールから引き出し可能な状態にまで軟化させる工程、
加熱軟化の扁平管材を、ロール最内層内に接続された導管を通じた内部減圧とその保持により扁平状態から過扁平状態まで扁平加工度を増進させつつロールから引き出しながらＵ字状折り畳み加工をする工程、
上記Ｕ字状折り畳み加工後の過扁平管材を、形状拘束下で冷却する工程、
冷却した上記過扁平管材を上記管内に挿入する工程、及び、
上記過扁平管材を内部減圧から解放した後に、内部よりの加熱加圧により管半径方向に膨張復元させる工程、
を上記順序で順次経ることにより、管内面に硬質乃至半硬質プラスチック管材からなるライニングを形成することを特徴とする管内面のライニング工法に係る。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明工法の一実施形態を添付図面にもとづき説明する。本発明工法に於いて、内張り材として使用される管材１は、硬質乃至半硬質のプラスチック、例えばポリエチレンから円管状に成形され、内張り対象の管ａの内径に略々等しい外径、例えば管ａの内径の９０〜１００％に相当する外径を持っている。また肉厚は口径の１〜１０％程度、例えば１〜３０mm程度の範囲内から外径に応じ適宜選択される。管材１は一工事長に相当する長さ、例えば５０〜２００ｍ程度の長さを有し、図１に示すように、施工現場への搬入に便ならしめるために、扁平管状のもとに、予めロール状、例えばドラム２上にロール状に巻き取られている。管材１のドラム２への扁平管状巻き取りは、通常は該管材１を軟化点近くまで加熱した状態で行なわれるが、半硬質の場合は、肉厚によっては、常温で行う場合もある。ポリエチレン管材としては、例えば、密度０．９３０〜０．９５０ｇ／ｃｍ3、引張り強度１２０〜２５０kg／ｃｍ2、軟化点１１０〜１２０℃程度のものを使用できる。
【０００８】
施工に際し、管材１は、図１に示すように、ドラム２に扁平管状に巻き取られた状態で施工現場に搬送設置され、この設置状態に於いて、先ず最初に管材１を加熱し軟化させるために、該管材１内に加熱流体、例えばスチームが供給される。
【０００９】
管材１内へのスチームの供給は、導管３を通じ行われる。導管３は一端側が管材１の巻き取り層の最内層内に接続され、他端側はスチームの供給源、例えばボイラー（図示せず）に接続されている。スチーム供給源から導管３を通じ管材１内に供給されたスチームは、その内部を終端側（最内層側）から始端側（最外層側）に向けて流通し、この流通の間に、該管材１を内部側から加熱する。
【００１０】
而して、このようなスチームによる内部加熱を継続することにより、管材１をドラム２にロール状に巻き取った状態のままでその全長に亘り均一に加熱し軟化させることができる。
【００１１】
管材１の加熱軟化操作は、大気中への熱放散を防ぎ、更には管材断面の内層部はもとより外層部をも均一な加熱軟化状態に保持するために、加熱流体、例えば加熱空気の充満雰囲気に保持された保温ケーシング４内で行うことができる。
【００１２】
管材１がスチームによる内部加熱によりドラム２から引き出し可能な状態まで軟化するに至った後は、管材１内へのスチームの供給を停止し、停止後は、該管材１内を導管３及び該導管３の途中に接続している分岐管５を介し真空発生装置（図示せず）に接続し、真空発生装置の作動をして管材１内を減圧に保持する。因みに、スチーム供給源から真空発生装置への切り替えは、導管３及び分岐管５上に備え付けのバルブ１３,１４,１５の開閉操作により行われる。
【００１３】
管材１内を減圧に保持した状態で、該管材１をドラム２から管ａの入り口ａ１に向けて引き出し移動させて行く。この管材１の引き出しは、図２に示すように、先端に接続されたロープ６の牽引操作により行われる。ロープ６の基端側は発進立坑ｂ及び管ａ内を経て到達立坑側に設置のウインチ（図示せず）に巻き取られており、ウインチの作動をしてロープ６による牽引操作が行われる。
【００１４】
管材１はドラム２から管入り口ａ１に向かう移動の間に、図２に示すように、変形加工ゾーンＡから拘束冷却ゾーンＢへと通過して行き、この通過の間に所定の加工処理を受ける。
【００１５】
変形加工ゾーンＡを通過中、管材１は、図３に示すように、扁平管状からＵ字状折り畳み形状まで漸進的に変形加工されて行き、その有効外径を管路ａ内に挿入可能な寸法まで減少する。
【００１６】
管材１は内部が減圧に保持されているので、図３、特にその左側から２番目に示すように、扁平状態から過扁平状態まで扁平加工度が増進されており、Ｕ字状への折り畳み加工を受けやすい形状になっているので、Ｕ字状への折り畳み加工を無理なくスムーズに行うことが可能になる。その結果、変形加工後、スプリングバッグ傾向は残るものの、その度合いを軽減することができる。
【００１７】
変形加工ゾーンＡには複数台、例えば４台の加工ロール装置７１〜７４が管材１の移動方向に並列設置されており、図３に示すように、これらロール装置７１〜７４の加工ロール７１ａ,７１ｂ、７２ａ,７２ｂ、…間を順次通過して行く過程で変形加工が漸進的に進み、最終的にＵ字状の折り畳み管材１′が得られる。
【００１８】
管材１の変形加工を終えるまでの間、管材１の軟化状態、特に外層部の軟化状態を良好に保持するために、管材１は変形加工ゾーンＡに至るまでは保温ダクト１０内を通過し、また変形加工は保温フード１１内で受ける構成になっている。
【００１９】
保温フード１１内は保温ダクト１０内を通じ保温ケーシング４内に連通し、該ケーシング４内から加熱空気が保温ダクト１０及び保温フード１１内にそれぞれ供給され、管材１の変形加工を終えるまでの間、該管材１を外気から遮断できるようになっている。
【００２０】
上記変形加工ゾーンＡに備えた加工ロール装置７１〜７４を構成している加工ロールをパイプ送り方向に積極回転するときは、該加工ロール装置７１〜７４が管材１の引き出しロールとして機能し、管材１を変形加工の進行につれドラム２から引き出して行くことができる。
【００２１】
拘束冷却ゾーンＢには、形状拘束装置８と強制冷却装置９とが設置されており、該ゾーンＢ内の通過中に、Ｕ字状折り畳み管材１′は形状拘束された状態で強制冷却を受ける。
【００２２】
形状拘束装置８は、上記管材１′を移動可能な状態で形状拘束する並列設置の多数の挟持ロール部８ａ…を備え、挟持ロール部８ａの上下ロール間にパイプ１′を通過させることにより形状拘束できるようになっている。
【００２３】
挟持ロール８ａ列の途中には、例えば始端部,中間部及び終端部にガイドロール８ｂが設置されている。
【００２４】
強制冷却装置９は拘束冷却ゾーンＢのほぼ全長に亘って設置されており、冷却水噴射型９ａ、冷風吹き付け型９ｂ等が単独又は併用して適用され、図１,２には併用した場合が示されている。
【００２５】
管材１′は形状拘束状態下での強制冷却によりスプリングバッグ傾向が略々完全に消去され、Ｕ字状折り畳み形状のまま固定セットされ、形状拘束解放後もＵ字状折り畳み形状を安定確実に保持する。
【００２６】
因みに、ポリエチレンの場合は加熱軟化状態に於いても弾性を完全には失わず、変形加工の拘束から解放されると加工前の形状に向けてスプリングバッグする傾向が強いが、形状拘束した状態で、外表面を強制冷却することにより、スプリングバッグ傾向を略々完全に消去できる。
【００２７】
強制冷却があまりに過剰になりすぎると、管材１′の可撓性が極度に低下し、管曲がり部の通過性を失う恐れがあるので、例えば管材１′がポリエチレン製の場合には、管入り口ａ１に於ける管材外表面温度が４０±１０℃となる程度の強制冷却が適当である。
而して、上記拘束冷却を経た後に、折り畳み管材１′を管路ａ内に引き込んで行くことにより、該管材１′を管ａ内にスムーズに挿入することができる。  管ａ内への管材１′の挿入を終えた後は、図４に示すように、最終の挟持ロール部８ａ１を強制的に閉じ管材１′の終端側を密閉した後に、始端側から加熱流体供給管１２を通じ管材１′内に加熱流体、例えばスチームを供給し内部から加熱加圧し該管材１′を膨張復元することにより、管材を管路ａ内に内張りすることができる。
【００２８】
この内部よりの加熱加圧による膨張復元は、折り畳み加工後それほど時間の経過なしに、従って実質的に折り癖が付かない間に行われるので、逆アールとなるＵ字下端内側の折り畳み部イ（図参照）を含めて全体をスムーズに膨張復元させることができる。
【００２９】
また膨張復元を無理なくスムーズに行うことができるので、白化現象による内張りの品質劣化や亀裂発生による施工不能等を回避できる。
【００３０】
本発明に於いて、管材引き出し時に於ける管材内の減圧度は、設備面及び管材に対するダメージ等を考慮し、低真空度で充分であり、例えば２００〜５００mmＨｇ程度の範囲内から管材の肉厚,材質などを考慮、適宜選択決定される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明工法によれば、管材を、加熱軟化後、内部減圧保持により、扁平加工度を過扁平状態まで増進させた状態でＵ字状折り畳み形状に変形加工する構成になっているので、Ｕ字状加工をスムーズに無理なく行うことができ、その分スプリングバッグ傾向を抑制でき、管路内への挿入を無理なくスムーズに行うことが可能になる。更に管内挿入の直前で変形加工を行うので膨張復元をも無理なくスムーズに行うことが可能になり、高品質の内張りを施工容易に形成でき、特にポリエチレン管材の内張り施工に適用して有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明工法に於ける、管材の加熱軟化工程と本発明工法に適用される施工装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明工法に於ける、変形加工工程と拘束冷却工程の状況を概略的に示す説明図である。
【図３】管材の扁平管状からＵ字状折り畳み形状までの加工状況を示す説明図である。
【図４】管材の管路内挿入状況を概略的に示す説明図である。
【図５】管材の膨張復元状況を概略的に示す説明図である。
【図６】管材のＵ字状折り畳み状況を示す説明図である。
【図７】管材の加熱軟化時に於ける扁平加工度の低下状況を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１        管材
１′      Ｕ字状折り畳み管材
２        ドラム
３        導管
４        保温ケーシング
５        分岐管
６        ロープ
７        加工ロール装置
８        形状拘束装置
９        強制冷却装置
１０      保温ダクト
１１      保温フード
１２      加熱流体供給管
【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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