(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内壁面に樹脂液を用いた塗膜を形成するために用いられる管内塗装装置であって、
上記管内を移動する際に得られる管内差圧により生じる管内空気流を受けて回転可能な動翼と、
上記動翼の回転に応じて上記樹脂液を遠心吹付けする樹脂液噴射部とを有し、
上記動翼自体によって上記樹脂液噴射部が形成されていることを特徴とする管内塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の管内塗装装置において、
上記樹脂液噴射部は、上記動翼の内部に形成されている樹脂液通路に連通する開口を上記動翼の先端に有し、上記動翼の基部から先端に至る範囲でその途中から先端に至る範囲が絞られ、上記開口が平坦上に拡形されていることを特徴とする管内塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管内塗装装置に関し、さらに詳しくは、管内空気流を利用して塗料として用いられる樹脂液を遠心吹付けする塗付機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中等に埋設されているガス管、水道管、あるいは通信管路等の既設配管には、鋼管や鋳鉄管等の金属管あるいは硬質ビニール管等の樹脂管が用いられているが、埋設期間が長期にわたると腐食等による老朽化現象が進行して管内に漏洩孔等の欠損部が生じることがある。特に、金属管を用いた場合にはこの現象が顕著である。
【０００３】
従来、老朽化現象に対して欠損箇所の補修やその現象の進行を予防する予防保全の目的から、気密性を要求されるガス管、水道管では、管路内面にシールチューブを内張りしたり、また樹脂液を管内面にライニングして管路のシール性を高めるようにした更正修理技術が開発されている。
【０００４】
樹脂液を管内壁面に塗付してライニングを施す技術には、樹脂液を遠心噴霧させるパッカー方式のライニング技術が提案されている（例えば、特公昭５１ー４１６５５号公報）。
上記公報記載のライニング技術は、エアモータにより塗料吹付けカップを回転させる構造であるために、エアモータを組込むことにより装置自体が大型化するだけでなく、装置が高価となる。しかも、エアモータへのエア供給用配管等の設備が必要となるばかりでなく、その配管を管路内に挿通する操作が必要となることから、配管の重量等が影響して運搬時や管内への挿通の際の作業性が悪くなる。
【０００５】
そこで、このような不具合を解消するライニング技術として、内部に樹脂液の収容部と、この収容部に連通する樹脂通路を有し、樹脂通路末端が周方向に沿って複数の噴射口をなす回転可能な塗付カップとを設け、この塗付カップを管内に引き動かした際に得られる管内差圧により発生する管内空気流を利用して回転させ、内部に収容されている樹脂液を遠心力によって噴射口から吐出させる技術が提案されている（例えば、本出願の先願に係る特願平８−５３４２６号（特開平９−２３９３０７号公報））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のライニンング技術に用いられる構造では次のような問題があった。
つまり、上記従来の構造では、樹脂液を噴射させるための噴射口を備えた塗付カップと、この塗付カップを回転させるための回転部とが必要である。このため、それら各部材を移動方向に沿って配置した場合には、管内塗装装置の全長が長くなる。
管路の一つであるガス管を対象とした場合でいうと、ガス管の場合には、地中に埋設されている管路が地面と平行して直線状をなすだけでなく、管路の途中がエルボ等の管継手を介して曲げられることがある。このため、全長が長くなっている管内塗装装置を管路内で移動させようとした場合には、塗装装置の一部が曲路で衝止されてしまい、円滑な移動が損われてしまう虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の管内塗付装置における問題に鑑み、樹脂液の吹付け効率を妨げることなく全長を短くして管内での円滑な移動を可能にすることができる構造を備えた管内塗装装置を提供することにある。
【０００８】
この目的を達成するために、請求項１記載の発明は、管内壁面に樹脂液を用いた塗膜を形成するために用いられる管内塗装装置であって、上記管内を移動する際に得られる管内差圧により生じる管内空気流を受けて回転可能な動翼と、上記動翼の回転に応じて上記樹脂液を遠心吹付けする樹脂液噴射部とを有し、上記動翼自体によって上記樹脂液噴射部が形成されていることを特徴としている。請求項２記載の発明は、請求項１記載の管内塗装装置において、上記樹脂液噴射部は、上記動翼の内部に形成されている樹脂液通路に連通する開口を上記動翼の先端に有し、上記動翼の基部から先端に至る範囲でその途中から先端に至る範囲が絞られ、上記開口が平坦上に拡形されていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】
請求項１記載の発明では、管内空気流を受けて回転する回転羽根に相当する動翼と、その動翼の回転によって樹脂液の遠心吹付けを行う樹脂液噴射部とを同一部に纏めることで全長が短くされる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、樹脂液通路からの樹脂液が開口において吐出速度を上げられ、かつ絞られることによりミスト化され、管内壁面で液垂れを起こさないように塗付される。
【００１１】
【実施例】
以下、図示実施例により本発明の詳細を説明する。
図１は、本発明実施例による管内塗装装置の構成に関する概念を説明するための断面を表した図である。
図１において管内塗装装置は、樹脂液の噴射部とこの噴射部に遠心力を生起させる動翼とが同一の部材で構成されていることを特徴としている。
つまり、管内塗装装置１は、軸体２により回転自在に支持されている動翼３を備えている。
軸体２の内部には軸方向に沿って樹脂液通路２Ａが形成されており、その一端が図示されない樹脂液供給部材に連通し、他端は、小径とされることで得られる端壁２Ａ１により堰止められている。
軸体２は、樹脂液通路２Ａを堰止めている端壁に連続して軸方向に延長されている小径ロッド部２Ｂを有し、その小径ロッド部２Ｂには、動翼３を取り付けるために用いられる取り付け支持部材４を回転自在に支持するための軸受け５が配置されている。軸受けは、上記の小径ロッド部２Ｂだけでなく、後述する取り付け支持部材４にも符号６で示すように配置されている。また、本実施例では、図示されないが、管内塗装装置１を管内で移動させる際に、管路に対する管内塗装装置１の心合せを行う機構が設けられるようになっており、一例として、管内塗装装置１に連結される樹脂液収容部材の外周面に管内壁面と当接可能な弾性片を設けることがある。樹脂液収容部材は、管内塗装装置１と同軸線上に位置して管内を移動するものであるので、管路との心合せが可能であればこれに連結される管内塗装装置１も心合せが行われることになる。心合せにより、管路内を移動する際に管内塗装装置１の構成部材が管内壁面と干渉するのを防止することができる。
【００１２】
取り付け支持部材４は、図２に示すように、軸受け５、６（図１参照）を介して軸体２に対し回転自在に支持された断面形状が四角形の部材であり、その表面の平坦面に動翼３が締結されるようになっている。
取り付け支持部材４の内部には、図１に示すように軸体２の樹脂液通路２Ａに連通する樹脂液溜まり４Ａが形成されている。
【００１３】
図１において取り付け支持部材４に締結される動翼３は、内部に取り付け支持部材４の樹脂液溜まり４Ａに連通する樹脂液通路３Ａを有しており、この樹脂液通路３Ａは、動翼３の先端まで開通している。
動翼３は、基部に形成されているブラケット３Ｂ（図２参照）がボルト７により取り付け支持部材４に締結されることで、樹脂液通路３Ａが取り付け支持部材４の樹脂液溜まり４Ａに連通するように位置決めされて取り付けられる。
一方、動翼３は、その基部から先端に至る形状として、次のような形状とされている。
図３は、動翼３のみを抽出して示した斜視図であり、同図において同翼３の基部は、取り付け支持部材４の樹脂液溜まり４Ａからの樹脂液が流れ込みやすいように円筒状とされ、内部の樹脂液通路３Ａの平面視による断面形状が図１に示すように、円形にされている。
そして、先端部は、図１および図３に示すように、絞り成形されることによって樹脂液通路３Ａが狭くされた開口３Ｃとされている。これにより、動翼３の基部から先端に至る範囲では、その途中から先端に至る範囲が絞られ、先端に位置する開口３Ｃの位置で最も絞り量が大きくされることにより平坦状に拡形され、開口３Ｃを含む絞り成形面が樹脂液噴射部３Ｄとされている。樹脂液噴射部３Ｄは、平坦状をなしているので、その向きが管内空気を受けて動翼３に回転力を生起させる向きに設定されている。本実施例では、管内塗装装置１の移動方向に対し４５゜の傾斜角が設定されている。これにより、管内空気が樹脂液噴射部３Ｄに作用すると、その管内空気から得られる分力により動翼３が回転することになる。
【００１４】
本実施例は以上のような構成であるから、管内塗装装置１を組み立てる際には、動翼３が取り付け支持部材４に締結される。
動翼３が取り付け支持部材４に締結されると、その動翼３の一部に形成されている樹脂液噴射部３Ｄも同時に組み立てられることになる。
管内塗装装置１を管路１０（図１参照）内に導入し、図示されない牽引部材を介して牽引すると、管内塗装装置１を境にして移動方向前側と後側とに差圧が得られ、この差圧によって管内空気流が発生する。
管内空気流は、動翼３の樹脂液噴射部３Ｄに作用し、これによって動翼３が軸体２を中心にして回転する。
動翼３が回転すると、軸体２に有する樹脂液通路２Ａ内の樹脂液が取り付け支持部材４の樹脂溜まり４Ａおよび動翼３の樹脂液通路３Ａに充填され、動翼３の回転による遠心力によって開口３Ｃから吹出される。
【００１５】
動翼３の樹脂液通路３Ａ内の樹脂液は、樹脂液噴射部３Ｄの形状によって流速が高められるとともに、狭い形状をなす開口３Ｃから吐出されることによりミスト化が促進されて噴霧された状態となり、ミスト化されない場合に比べて管内壁面に吹付けされた際の液粒が小さくされるので、液垂れが発生しにくく、かつ乾燥硬化が早められる。
【００１６】
次に、本発明実施例の変形例を説明する。図４は、本発明実施例の変形例を示す局部的な断面図であり、同図に示される例では、同翼３が軸体２の軸方向に沿って複数段設置されている。
つまり、図４に示されている管内塗装装置２０は、管内移動体２１と樹脂液吹付け手段２２とにより主要部が構成されている。
【００１７】
管内移動体２１は、管内塗装装置２０を管内にて移動させるための部材であり、非回転状態を維持される軸体２１Ａとシール部２１Ｂとを備えている。
軸体２１Ａは、図１に示した軸体２と同様に、移動方向に沿って開通された樹脂液通路２１Ａ１が中心部に形成されており、その樹脂液通路２１Ａ１の一端が図示されない樹脂液収容部に接続されている。
軸体２１Ａの軸方向において、上記の樹脂収容部に接続される端部と反対側の端部は、樹脂液通路２１Ａ１が位置する部分よりも小さい外径のロッド部２１Ａ２とされ、樹脂液通路２１Ａ１の他端が縮径された端壁により塞がれるようになっている。
【００１８】
ロッド部２１Ａ２の軸方向両端には、それぞれ軸受け２３、２４が装備され、後述する樹脂液塗付手段２２が回転自在に支持できるようにされている。軸受け２３は、内輪がロッド部２１Ａ２に形成されているフランジ部によって一方向に対して抜け止めされ、さらにロッド部２１Ａ２の先端に位置する軸受け２４は、ロッド部２１Ａ２に締結されるナットと共締めされる座板により他方向に対して抜け止めされている。
軸体２１Ａにおける樹脂液通路２１Ａ１の他端近傍には、周方向で４分割された位置に開口２１Ａ３が形成され、樹脂液を流動させることができるようになっている。この開口２１Ａ３には、図３に示すように、後述する樹脂液塗付手段２２における塗付ノズル２８内の樹脂液通路が連通するようになっている。
【００１９】
シール部材２１Ｂは、軸体２Ａの外周囲に位置する円筒部材２１Ｂ１とシール片部２１Ｂ２とを備えている。
図４において円筒部材２１Ｂ１は、内周面に基部が位置し、周方向に沿って複数配置された整流板２１Ｂ３を有し、その整流板２１Ｂ３の先端部が軸体２１Ａの外周面に固定されることにより軸体２１Ａと一体化されて非回転状態に維持されている。
【００２０】
図４においてシール片部２１Ｂ２は、円筒部材２１Ｂ１の外周面にて周方向に沿って複数箇所で固定された弾性部材で構成され、外周面が管体１０の内壁面に対して、管内移動体２１の移動を許容することができる圧力によって接触し、上記の移動方向前側と後側との間での気密性を維持している。また、シール片部２１Ｂ２は、管体３０の内周面に接触することで、管内移動体２１と管体３０との心合せ機能も持ち合せている。
【００２１】
円筒部材２１Ｂ１は、内周面に位置する整流板２１Ｂ３が周方向に沿って複数配置され、各整流板２１Ｂ３間が開放されている。整流板２１Ｂ３は、翼部材で構成されて軸体２１Ａに一体化されることにより管内空気流が流れる方向を切り換える機能を有しており、本実施例では、管内移動体２１の移動方向と平行する管内空気の流動方向を後述する回転翼２７の翼面に対して直角な方向に切り換えて導入できる角度に設定されている。これにより、管内移動体２１が矢印Ａで示す方向に移動する際、管内空気を矢印Ｐで示すように管内移動体２１の移動方向前側から後側に向け流通させることができるようになっている。
【００２２】
一方、樹脂液吹付け手段２２は、管内移動体２１の軸体２１Ａに嵌合されている支持部材２６、回転翼２７および塗付ノズル２８を備えて構成されている。
支持部材２６は、軸体２１Ａに対して樹脂液吹付け手段２２の塗付ノズル２８を回転自在に支持するためものであり、軸体２１Ａにおける樹脂液通路２１Ａ１が形成されている箇所からロッド部２１Ａ２に渡って対向することができる長手方向の長さを有している。
支持部材２６は、長手方向において樹脂液通路２１Ａ１が形成されている箇所が軸体２１Ａの外周面に嵌合されて自らの回転が許容され、その箇所からさらに長手方向先端部に至る範囲が軸体２１Ａのロッド部２１Ａ２に対して軸受け２３、２４により回転自在に支持されている。さらに支持部材２６の長手方向先端には、キャップ２６Ａが締結されて内部を密封している。
【００２３】
回転翼２７は、支持部材２６の長手方向において管内移動体２１の移動方向（矢印Ａで示す方向）に沿って複数配置されて支持部材２６に締結されている。
回転翼２７は、周方向に沿って等分された位置に配置されていて、管内移動体２１の移動方向（矢印Ａで示す方向）前側から流動してくる管内空気を受けることができる角度をもたせて径方向に直立させてある。本実施例では、整流板２１Ｂ３により整流された管内空気が当たった際の分力により回転力が得られるように、回転翼２７は、整流板２１Ｂ３の傾斜角を以て整流板２１Ｂ３の位相を反転させた位相で支持部材２６に設けられている。
【００２４】
塗付ノズル２８は、図１乃至図３に示した動翼３の構成と同様なものが用いられるのでその詳細な説明は省くが、回転翼２７と連動して回転することができるようになっている。
【００２５】
複数段設置されている回転翼２７は、支持部材２６とともに軸体２１Ａに対して回転することができるが、回転の際の管内空気流を効率よく受けるための構造が設けられている。
【００２６】
図４において、軸体２１Ａの軸方向に沿って配列されている回転翼２７の間には、静止翼２９が配置されている。
静止翼２９は、回転翼２７のうち、管内移動体２１の移動方向（矢印Ａで示す方向）で前段に位置する回転翼２７から排出された管内空気流を次段の回転翼２７に対し、その回転翼２７の回転力が得られる向きに整流するためのものであり、シール部材２１Ｂに取り付けられるようになっている。このため、シール部材２１Ｂは、整流板２１Ｂ３が設置されている箇所から軸体２１Ａの軸方向において回転翼２７間の位置まで延長された支持片２１Ｂ４を有し、この支持片２１Ｂ４の内面に、周方向に沿って複数の静止翼２９が取り付けられるようになっている。
静止翼２９は、回転翼２７の傾斜角度を以て反転した位相に傾斜され、前段の回転翼２７から排出された管内空気流を次段の回転翼２７に対して回転させることができる方向に切り換えて次段の回転翼２７に排出するようになっている。図４において、矢印Ｄは、前段の回転翼２７および静止翼２９を通過して次段の回転翼２７に向け流れる管内空気の方向を示している。
【００２７】
上記の例では、管内塗装装置２０が管内で移動する時に得られる移動方向前側と後側との差圧によって管内空気流が発生すると、その管内空気流が樹脂吹付け手段２８における回転翼２７のうちの前段の回転翼２７に作用することにより回転翼１７が回転する。
前段の回転翼２７が回転すると、これが固定されている支持部材２６に回転が伝達され、支持部材２６に一体化されている塗付ノズル２８も回転し、内部の樹脂液通路に充填されている樹脂液を遠心吹付けする。
前段の回転翼２７から排気された管内空気は、静止翼２９によって再度次段の回転翼２７に向け整流されて吐出されるので、次段の回転翼２７が前段の回転翼２７と同様な条件、つまり、最初に管内空気流の作用を受ける場合と同じ状態とされる。これにより、管内空気流の乱れや圧力損失を生じることなく次段の回転翼２７に管内空気を作用させることができるので、支持部材２６の回転が増長され、塗付ノズル２８の遠心力も増長されて樹脂液の遠心吹付け効率が上昇される。
図４に示した例では、回転翼２７の段数にもよるが、多段とした場合に塗付ノズル２８が回転翼２７に相当する動翼も兼備していることにより、回転翼２７を１段分だけ少なくすることができるので、管内塗装装置としての全長をそれだけ短くすることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上、請求項１記載の発明によれば、管内空気流を受けて回転する回転羽根に相当する動翼をその動翼の回転によって樹脂液の遠心吹付けを行う樹脂液噴射部とを纏めることで全長が短くされるので、吹付け効率を低下させることなく管内での移動を阻害されてしまうような事態を未然に防止することが可能になる。
【００２９】
請求項２記載の発明によれば、樹脂液噴射部で樹脂液通路からの樹脂液が開口において吐出速度を上げられ、かつ絞られることによりミスト化され、管内壁面で液垂れを起こさないように塗付されるので、吹付け効率をさらに向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る管内塗装装置の実施例における要部の構成を示す局部的な断面図である。
【図２】図１に示した管内塗装装置に用いられる動翼の正面図である。
【図３】図１に示した管内塗装装置に用いられる動翼の構成を説明するための斜視図である。
【図４】図１に示した管内塗装装置における動翼を用いた変形例を示す局部的な断面図である。
【符号の説明】
１    管内塗装装置
２    軸体
２Ａ  樹脂液通路（軸体内）
３    動翼
３Ａ  樹脂液通路（動翼内）
３Ｂ  ブラケット
３Ｃ  開口
３Ｄ  樹脂液噴射部
【図１】
0003782175.tif 000002
【図２】
0003782175.tif 000003
【図３】
0003782175.tif 000004
【図４】
0003782175.tif 000005