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【発明の名称】 管路ライニング工法
【発明者】 【氏名】神山 隆夫

【氏名】金田 光司

【氏名】藤井 謙治

【氏名】三浦 勝和

【要約】 【課題】安価な方法で、また確実に熱硬化後の管ライニング材の冷却を行うことができる管路ライニング工法を提供する。

【構成】熱硬化性樹脂を含浸させた筒状の管ライニング材3を管路1に挿入し、管ライニング材を膨張させて管路の管内周面に押圧させた状態で、蒸気20aを管ライニング材に噴出させて熱硬化性樹脂を硬化させる。管ライニング材の底部に貯留する温水18をポンプ42により外部に汲み出し、冷却装置43により冷却する。そして、冷却水をホース30を介して硬化後の管ライニング材に噴出させて管ライニング材を冷却する。冷却専用の給水車が不要になり、工事現場の道路占有面積が減少するとともに、工事で使用する水量を節約できる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱硬化性樹脂を含浸させた筒状の管ライニング材を管路に挿入し熱硬化性樹脂を硬化させて管路をライニングする管路ライニング工法であって、
管路に挿入された管ライニング材を膨張させて管路の管内周面に押圧させ、
温水又は蒸気を管路の管内周面に押圧されている管ライニング材に噴出させて管ライニング材に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させ、
管ライニング材の底部に貯留する噴出済みの温水又は噴出済みの蒸気よりなる温水を外部に汲み出し冷却して冷却水とし、
該冷却水を硬化した管ライニング材に噴出させて管ライニング材を冷却することを特徴とする管路ライニング工法。
【請求項2】
前記温水又は蒸気が第1のホースを介して、また冷却水が第2のホースを介してそれぞれ管ライニング材に噴出されることを特徴とする請求項1に記載の管路ライニング工法。
【請求項3】
前記温水又は蒸気がホースを介して管ライニング材に噴出され、熱硬化性樹脂が硬化後、温水又は蒸気に代えて、冷却水が前記ホースに供給され硬化した管ライニング材に噴出されることを特徴とする請求項1に記載の管路ライニング工法。
【請求項4】
水槽の水を加熱することにより形成された温水又は蒸気が前記ホースを介して管ライニング材に噴出され、管ライニング材の底部に貯留している温水が前記水槽に戻され、熱硬化性樹脂が硬化後前記水槽の温水が冷却されて前記ホースに供給されることを特徴とする請求項3に記載の管路ライニング工法。
【請求項5】
前記冷却水が、噴出される温水又は蒸気の冷却に使用されることを特徴とする請求項1又は2に記載の管路ライニング工法。
【請求項6】
前記温水又は蒸気、並びに冷却水がミスト状態で噴出されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の管路ライニング工法。
【請求項7】
前記温水又は蒸気、並びに冷却水がシャワーとして噴出されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の管路ライニング工法。
【請求項8】
周囲に複数の縦溝を形成し、ノズル口を有する噴霧器が設けられ、前記温水、蒸気又は冷却水が前記縦溝を経てノズル口から上方に噴霧されることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の管路ライニング工法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、管路ライニング工法、更に詳細には、老朽化した管路を補修するため管路をライニングする管路ライニング工法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
地中に埋設された下水道管などの管路が老朽化した場合に、管路の管を掘り出すことなく補修するために、熱硬化性樹脂を含浸させた管状の管ライニング材を管路に挿入し、空気圧などで膨張させ管路の管内周面に押圧した状態で管ライニング材を加熱して管ライニング材に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させて管路をライニングする管路ライニング工法が既に提案され実施されている。管ライニング材の加熱、硬化方法としては、蒸気(水蒸気)による方法や、温水のシャワリングによる方法が採用されている。また、温水を噴射、噴霧させたり、あるいは温水を充満させて加熱させる方法も提案されている。
【0003】
この温水シャワリングにより硬化させる方法は、下記の特許文献1などで知られており、温水を噴出する噴出口を長さ方向に所定間隔で多数形成した温水ホースを管ライニング材と共に管路に挿入し、管ライニング材を空気圧で膨張させ、これを管内周面に押圧した状態で、温水ホースに高温の温水を加圧して供給することにより、温水ホースの各噴出口から温水を温水シャワーとして噴出させ、管ライニング材の内周面に吹き付けて管ライニング材を加熱、硬化する。
【0004】
また、管ライニング材が硬化した後、管ライニング材はまだ温度が高いので、別に給水車により冷水(常温)を用意して、管ライニング材に冷水を吹きかけて、高温の管ライニング材の冷却を行っていた。
【特許文献1】特許第2501048号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来では、硬化後の管ライニング材の冷却に、熱硬化のために使用される温水を供給する装置とは別に、冷水を供給する給水車が必要となり、また給水車の手配、並びに給水車の駐車スペースを用意しなければならない、という問題があった。
【0006】
また、従来のライニング材の硬化方法として、温水を充満させる方法では多量の水が必要となり、また温水をスポット的に噴射する方法ではライニング材全体を均一に温度制御することは困難で、部分的に先に高温になってしまい硬化のムラが発生するなど安定した品質を得ることが困難であった。
【0007】
また、噴霧においては蒸気が主であり、温水の場合は圧力や穴の大きさによりバラツキが大きく、均一に噴霧することが困難であった。
【0008】
したがって、本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、安価な方法で、また均一に管ライニング材を加熱硬化させるとともに、熱硬化後の管ライニング材の冷却を行うことができる管路ライニング工法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するため本発明は、
熱硬化性樹脂を含浸させた筒状の管ライニング材を管路に挿入し熱硬化性樹脂を硬化させて管路をライニングする管路ライニング工法であって、
管路に挿入された管ライニング材を膨張させて管路の管内周面に押圧させ、
温水又は蒸気を管路の管内周面に押圧されている管ライニング材に噴出させて管ライニング材に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させ、
管ライニング材の底部に貯留する噴出済みの温水又は噴出済みの蒸気よりなる温水を外部に汲み出し冷却して冷却水とし、
該冷却水を硬化した管ライニング材に噴出させて管ライニング材を冷却することを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明では、熱硬化性樹脂を硬化させるために使用した温水ないし蒸気を外部に汲み出して冷却することにより得られた冷却水を用いて、硬化した管ライニング材を冷却するようにしているので、冷却専用の給水車が不要になり、工事現場の道路占有面積が減少するとともに、工事で使用する水量を節約できる。更に、管ライニング材が硬化した後、高温の管ライニング材を冷却するようにしているので、硬化後の管ライニング材の特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、添付した図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【実施例1】
【0012】
図1は、管路ライニング工法を説明するための断面図である。1は地中に埋設された下水道管などの老朽化した管路であり、この管路を補修する場合、まず管路1に連通したマンホール2から管路1内に柔軟な筒状の管ライニング材3が挿入され、圧力容器4にパイプ6を介してエアコンプレッサー5から圧縮空気などの圧力媒体を作用させることにより、管ライニング材3をその表裏を反転させて管路1内に反転挿入する。
【0013】
管ライニング材3は、ポリエステル、ビニロン、アクリルなどのファイバーからなる不織布を管状に縫製し、その片面(管路1への反転挿入前は外側面となる面)を気密性の高いフィルムで被覆した柔軟な管状の樹脂吸収材に、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させたものとして構成される。管ライニング材3の先端部は閉じられ、後端部は開かれており、その後端部は、マンホール2内に設置された圧力容器4の下端部片側に形成された開口部に気密に結合される。
【0014】
また、水槽9から供給される水が、軟水機10により軟水にされてから蒸気槽13に供給される。蒸気槽13は不図示のヒーターにより加熱され、内部の水が温水18となって沸騰し蒸気20が発生する。蒸気槽13の上部にはパイプ14を介して蒸気ポンプ15が接続されており、この蒸気ポンプ15を介して蒸気ホース16内に蒸気が供給される。蒸気ホース16は、先端部がロープ17によって管ライニング材3の先端部に結合されており、管ライニング材3が反転挿入されるにつれて管路1内に挿入される。
【0015】
なお、図1では、図示できないが、図2、図3に示す冷却媒体ホース30の先端部が、蒸気ホース16と同様にロープ17によってライニング材3の先端部に結合され、これにより、冷却媒体ホース30は、管ライニング材3が反転挿入されるにつれて蒸気ホース16とともに管路1内に挿入され、図2、図3に示したように、蒸気ホース16と並列に、距離d離して冷却媒体ホース30が配置される。
【0016】
冷却媒体ホース30には、図2に示すように、冷却装置43により冷却される水槽40からポンプ41を介して冷却水(常温の水)が供給される。水槽40には、後述するように、管ライニング材3の下部に滞留しポンプ42によりくみ出される温水18が供給される。
【0017】
なお、蒸気ホース16、冷却媒体ホース30が挿通される圧力容器4における挿通部分は不図示のパッキンなどにより気密性が確保される。
【0018】
蒸気ホース16には、図3に示すように、噴霧手段としての噴霧器19がホースの長さ方向に所定間隔で複数設けられている。噴霧器19は、図4(a)、(b)に示すように、2つのノズル19aを有し、各ノズルのノズル孔19cから噴射される蒸気が、拡散部材19bで拡散されて蒸気ミスト20aとして噴出される。本発明では、蒸気と、蒸気が凝結して得られる霧状になった多数の微小な温水滴(ミスト)の混合体を、蒸気ミストと
いう。
【0019】
また、冷却媒体ホース30にも、噴霧器19と同様な構成の噴霧器31が設けられ、冷却水が噴霧器31を介して冷却媒体ホース30からミスト状態となって噴出される。冷却媒体ホース30の各噴霧器31は、ホースの長さ方向で噴霧器19と同じ位置で、噴霧器19の配置間隔と同じ間隔で、複数配置される。
【0020】
なお、各噴霧器19、31の拡散部材19bは省略するようにしてもよく、また、各噴霧器19、31は、図3で破線で示すように下側にも設けても良く、さらに追加的に左右の横側にも設けてもよい。
【0021】
反転挿入された管ライニング材3を加熱硬化させるときには、エアコンプレッサー5を介して空気圧をかけ、管ライニング材3を膨張させて管路1の管内周面に押圧させておく。そして、この状態で、蒸気槽13を加熱して蒸気20を発生させるとともに、蒸気ポンプ15を駆動して、蒸気20を蒸気ホース16に加圧して供給する。蒸気20は、図2に示すように、垂直方向y1を中心にして四方に均一に拡散して、各噴霧器19から蒸気ミスト20aとして噴出され、管ライニング材3の内周面に吹き当てられて、管ライニング材3が加熱される。
【0022】
このとき、蒸気ミストは高温であり、これが直接管ライニング材に吹き当てられると、管ライニング材の種類によっては、その特性が劣化する恐れがあるので、蒸気ミストを冷却して蒸気ミストが管ライニング材に吹き当るときの温度を低下させる。
【0023】
蒸気ミストを効果的に冷却するために、冷却媒体ホース30に設けた各噴霧器31から、冷却水が管ライニング材3に向かって噴出される。その噴射方向y2は、蒸気ミストが蒸気ホース16から管ライニング材3に向かって噴出される方向y1(垂直方向)と角度α傾斜し、線y1とy2がほぼ管ライニング材3の内面で交差するように設定される。このように噴霧器31からの冷却水の噴出方向y2を、蒸気ホース16の噴霧器19からの蒸気ミストの噴出方向y1と傾斜させることにより、蒸気ミストを、噴霧器31から噴霧された冷却水により、均一に冷却することができる。
【0024】
なお、冷却媒体ホース30から供給される冷却水は、蒸気ミストあるいは後述するように、硬化した管ライニング材を冷却するための冷却水であって、たとえば、外気温(約20℃)ぐらいのあるいはそれ以下の常温の水を意図している。
【0025】
このように、冷却された蒸気ミストにより加温された管ライニング材3は、その内部に含浸された熱硬化性樹脂が硬化することにより管路1がライニングされる。
【0026】
管ライニング材3の硬化が完了したら、蒸気槽13の加熱とポンプ15の駆動を停止し、ポンプ41、42は駆動したままにし、管ライニング材3の底部に滞留している温水18を水槽40を介して循環させる。水槽40は、冷却装置43により冷却され、約70℃〜80℃の温水18は、20℃以下の常温の冷却水となり、冷却媒体ホース30の噴霧器31を介して硬化後の管ライニング材3にミスト状態で噴出される。これにより管ライニング材3が効果的に冷却され、管ライニング材3の強度を向上させることができる。
【0027】
従来では、硬化後の管ライニング材を冷却するために、冷却専用の給水車が必要であったが、本発明では、蒸気ミストを冷却するための設備を、そのまま用いることができるので、冷却専用の給水車が不要になり、工事現場の道路占有面積が減少するとともに、工事で使用する水量を節約できる。
【0028】
なお、上述の実施例において、管ライニング材3の底部に滞留している温水18をポンプ(不図示)を介して蒸気槽13に戻し、蒸気用の温水を循環させるようにしてもよい。
【実施例2】
【0029】
実施例1では、蒸気ホース16から噴射される蒸気ミストを積極的に冷却したが、管ライニング材の特性によっては、必ずしも冷却する必要がない場合がある。このような管ライニング材を使用する場合には、一つのホースを蒸気兼冷却媒体ホースとして用い、管ライニング材を硬化させるときは、このホースを介して蒸気ミストを、また硬化後の管ライニング材を冷却するときは、該ホースを介して冷却水を噴出されるようにしてもよい。
【0030】
この実施例が図5に図示されている。この実施例では、蒸気ホース16の代わりに、蒸気兼冷却媒体ホース50が設けられる。このホースの構造は、蒸気ホース16と同様の構造であり、ホース50には、噴霧器19と同様な噴霧器が複数設けられる。
【0031】
管ライニング材3を硬化させるときは、切替バルブ51を蒸気側に切り替え、蒸気槽13からの蒸気をホース50に供給し、ホース50に設けた噴霧器から蒸気を蒸気ミストとして噴出させ、管ライニング材5の熱硬化性樹脂を加温して硬化させる。また、管ライニング材3が硬化した後は、切替バルブ51を冷却水側に切り替え、ホース50に冷却水を供給し、ホース50に設けた噴霧器から冷却水をミスト状態で噴出させることにより、硬化後の管ライニング材を冷却する。
【0032】
この実施例2においても、実施例1と同様な効果を得ることができる。
【実施例3】
【0033】
管ライニング材3は、蒸気ではなく、高温の温水によっても硬化させることができる。たとえば、図6に示したように、水槽40をボイラー62で加熱し、高温の温水を温水ポンプ61を介して温水兼冷却媒体ホース60に供給する。温水兼冷却媒体ホース60は、蒸気ホース16、蒸気兼冷却媒体ホース50などと同様の構造であり、温水が温水兼冷却媒体ホース60の噴霧器から温水ミストとなって管ライニング材3に噴出され、管ライニング材3が加温されて硬化される。
【0034】
管ライニング材3が硬化後は、ボイラー62の運転を休止し、冷却装置43を駆動してポンプ42から供給される温水18を冷却する。そして、冷却水となった温水を温水ポンプ61を介してホース60に供給し、冷却水をホース60の噴霧器からミスト状態として噴出させ、硬化後の管ライニング材3を冷却する。この実施例3においても、実施例1、2と同様な効果を得ることができる。
【実施例4】
【0035】
図7、図8には、満遍なく温水を噴霧させ、管ライニング材全体を均一に加熱、硬化できる噴霧器70(スプレーシステム)の他の実施例が図示されている。この噴霧器70は、図7(a)に示したように、ノズル体71と、このノズル体71に圧入嵌合される嵌合体72から構成されている。ノズル体71は、円錐形状のノズル口71aと、それに連通する円柱部71bと、両側に拡がる湾曲部71d、71eと、ノズル口71aの下方に形成された嵌合部71cとを有し、この嵌合部71cに、図7(b)〜(d)に示したような円柱状の嵌合体72が圧入嵌合される。嵌合体72には、径方向に対向する位置に垂直方向に延びる縦溝72a、72bが形成されており、これらの縦溝72a、72bは横溝72c、72dを介して、ノズル体71の中心部下方に位置する円柱状の溝72eに通じている。ノズル体71の湾曲部71d、71eには、ばね性のある取り付け金具73、74が圧入嵌合されており、その先端73a、74aは、下方に折り曲げられている。
【0036】
このように、嵌合体72がノズル体71に圧入嵌合された噴霧器70は、実施例1、2、3の噴霧器19(31)として使用することができる。図7(a)は、噴霧器70を実施例3の温水兼冷却媒体ホース60に取り付けた状態を示しており、噴霧器70は、そのノズル体71を温水兼冷却媒体ホース60の開口部60aを通過させ、リング状金具75を介して温水兼冷却媒体ホース60を金具73、74の先端73a、74aと湾曲部71d、71eで堅固に挟持させることにより、温水兼冷却媒体ホース60に取り付けられる。図8には、噴霧器70を温水兼冷却媒体ホース60に取り付けた状態が上面図として図示されている。
【0037】
なお、噴霧器70のノズル体71、嵌合体72は、いずれも、樹脂、金属、セラミック、あるいは木材等で製作される。また、縦溝は、図示した実施例では、2本しか設けられていないが、それ以上の縦溝を嵌合体の周囲に形成するようにしてもよい。
【0038】
このような構成で、図6の実施例に基づいて、噴霧器70の噴霧状態を説明すると、水槽40をボイラー62で加熱し、高温の温水を温水ポンプ61を介して温水兼冷却媒体ホース60に供給する。温水は、図7(a)、(b)で一点鎖線で示したように、噴霧器70の嵌合体72の縦溝72a、72bを垂直に上昇して横溝72c、72dを通過し、円柱溝72eで合流して、ノズル体71のノズル口71aを介して上方に噴霧される。この噴霧状態が図9に図示されており、温水は温水兼冷却媒体ホース60から四方に満遍なく噴霧され、それにより管ライニング材3全体が均一に加熱され、管ライニング材3に含浸された熱硬化性樹脂が硬化される。
【0039】
管ライニング材3が硬化後は、ボイラー62の運転を休止し、冷却装置43を駆動してポンプ42から供給される温水18を冷却する。そして、冷却水となった温水を温水ポンプ61を介してホース60に供給し、冷却水を噴霧器70から噴霧させる。冷却水も、温水と同様に、四方に満遍なく噴霧され、それにより管ライニング材3全体が均一に常温まで冷却される。
【0040】
このような構成では、いずれの実施例1〜3でも、より広範囲に満遍なく噴霧される温水により、管ライニング材は、均一に加温硬化され、それにより、硬化のムラが発生せず、安定した品質を確保することができる。さらに、硬化時間の短縮および使用する水量も約半分以下となり節約できる。
【0041】
また、熱硬化後に高温の管ライニング材を急激に冷却せず、段階的に冷却することにより強度低下の恐れがなくなり安定した品質を確保することができる。
【0042】
更に、従来は必要であった冷却専用の給水車が不要になることにより、工事で使用する水量を節約することができ、従来は必要であった冷却専用の給水車が不要になることにより、その分の段取りがなくなり工事時間を短縮することができる。また、冷却専用の給水車(給水タンク)が不要になることにより、工事現場の道路占有面積が減少し、交通渋滞等を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の管路ライニング工法を説明するための断面図である。
【図2】図1中の矢印A−A線に沿った断面図である。
【図3】蒸気ホース並びに冷却媒体ホースの拡大上面図である。
【図4】(a)は噴霧器の構造を示す上面図、(b)は(a)中のB−B線に沿った断面図である。
【図5】本発明の他の実施例を示す図2に対応する断面図である。
【図6】本発明の更に他の実施例を示す図2に対応する断面図である。
【図7】(a)は噴霧器をホースに取り付けた状態を示す説明図、(b)は噴霧器の嵌合体の斜視図、(c)は嵌合体の上面図、(d)は嵌合体の側面図である。
【図8】噴霧器をホースに取り付けたときの上面図である。
【図9】ホースから温水が噴霧される状態を示した説明図である。
【符号の説明】
【0044】
1 管路
3 管ライニング材
13 蒸気槽
15 蒸気ポンプ
18 温水
19 噴霧器
20 蒸気
20a 蒸気ミスト
30 冷却媒体ホース
31 噴霧器
40 水槽
43 冷却装置
50 蒸気兼冷却媒体ホース
60 温水兼冷却媒体ホース
70 噴霧器
71 ノズル体
72 嵌合体
【出願人】 【識別番号】592057385
【氏名又は名称】株式会社湘南合成樹脂製作所
【出願日】 平成18年7月10日(2006.7.10)
【代理人】 【識別番号】100075292
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 卓


【公開番号】 特開2008−1078(P2008−1078A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−188757(P2006−188757)