JP5232803B2

JP5232803B2 - 配管補修方法およびその補修構造

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Publication number: JP5232803B2
Application number: JP2010005775A
Authority: JP
Inventors: 史人日沼; 伸吉大岡
Original assignee: エスジーシー下水道センター株式会社; 吉佳エンジニアリング株式会社
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2030-01-14
Also published as: JP2011143608A

Description

被補修管内を、熱可塑性繊維を含む補修材により、補修する方法に関し、効率的な加熱を行うものに関する。

配管補修方法について下記特許が知られている。
下記特許の工法は、膨張可能なバッグの外側に、ガラス繊維と未固化の熱可塑性繊維との混紡布を被覆して、それを被補修管の内面に加熱圧接することにより補修する方法である。即ち、ガラス繊維と未固化の熱可塑性繊維を編みこんだ布状の配管補修材を、補修機の外周に被覆した状態で、それらを被補修管内に挿入し、補修機のバッグを膨張させて配管補修材を被補修配管内面に圧着させた後、一例としてバッグ内部に熱蒸気や高温ガスを送り込み、配管補修材の熱可塑性繊維を加熱溶融し、次いでそれを冷却固化することにより被補修管の内面に補修層を形成させるものである。

特許第４０７６１８８号公報

この方法は、被補修配管内面に直接配管補修材が圧着する。そのため、バッグを加熱したときに、被補修配管に放熱が起こり、熱可塑性繊維の溶融が不完全になり易い。その結果、被補修管の補修が不完全になるおそれがあった。
本発明は、上記課題を解決するための方法を提供するものである。

請求項１に記載の本発明は、加熱手段(4)を有し、端部が閉塞される筒状に膨張可能な圧接装置(3)を用意し、
その圧接装置(3)の外周部にガラス繊維と熱可塑性樹脂を含む配管補修材(1)を筒状に被着し、
その配管補修材(1)の外周に、前記熱可塑性樹脂の融点では溶融しない、繊維状の可撓性断熱材(2)を筒状に被着して、その圧接装置(3)を被補修配管(10)内へ挿入する工程と、
前記圧接装置(3)の内部に加圧空気を供給し、配管補修材(1)および可撓性断熱材(2)を膨張し、それらを被補修配管(10)内面に圧接した状態で圧接装置(3)の加熱手段(4)により前記熱可塑性樹脂を溶融して、その溶融体を前記繊維状の可撓性断熱材(2)に浸透させ、
次いで、配管補修材(1)を冷却、固化することにより被補修配管(10)内面に、前記浸透により、前記可撓性断熱材(2)と一体化した配管補修材(1)を接合する配管補修方法である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１において、繊維状の可撓性断熱材(2)がフェルト材からなる配管補修方法である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２の補修方法により形成された配管補修構造である。

本発明の配管補修方法は、加熱手段４を有する圧接装置３の外側に、ガラス繊維に熱可塑性樹脂を含む配管補修材１を被着し、その外周に可撓性断熱材２を被着して、それらを被補修配管10内に挿入し、その配管10内面に圧着した状態で、熱可塑性樹脂を加熱溶融・冷却固化するものであるから、加熱の際、被補修配管10への放熱を防ぎ、迅速且つ確実に熱可塑性樹脂を溶融して、被補修配管10を補修することができる。
そして、熱可塑性樹脂の融点では溶融しない、繊維状の可撓性断熱材２を配管補修材１の外周に被着して、加熱手段４により熱可塑性樹脂を溶融して、その溶融体を前記繊維状の可撓性断熱材２に浸透させ、可撓性断熱材２と配管補修材１とを一体化したから、熱可塑性樹脂の溶融に伴い、配管補修材１と断熱材２とが一体的に結合され、信頼性の高い補修層を形成できる。

また、繊維状の可撓性断熱材２をフェルト材で構成した場合には、フェルト材が変形可能な弾性体なので、圧接装置３の膨張により自由状態のときよりも圧縮され、配管補修材１を冷却、固化したとき、その直径が縮小しても、その縮小分だけフェルト材が膨張し、被補修配管10との間に隙間が生じることを防止できる。

本発明の配管補修方法に用いる圧接装置と、その外周に被覆する配管補修材および断熱材の被覆状態を示す説明図。圧接装置、配管補修材および断熱材の被覆構造を示す説明図。図１の配管補修材、断熱材および圧接装置により、枝管を補修している状態を示す説明図。配管補修時における補修材と配管内面の補修構造を示す縦断面図拡大図。同横断面図。車輪つき圧接装置、配管補修材および断熱材を継手管の位置に挿入する説明図。本管と継手管との隙間を補修している状態を示す説明図。首部を有する車輪つき圧接装置を枝管位置に挿入している状態を示す説明図。本管と枝管とのつなぎ目を補修している状態を示す説明図。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
本発明の配管補修方法には、第１の実施例として、図１に示す配管補修材１、断熱材２および圧接装置３を使用する。
この配管補修材１は、ガラス繊維と、比較的融点の低い熱可塑性樹脂であるポリプロピレンの繊維との混紡、またはポリプロピレンを融着または含浸させたものを使用する。一例として特許文献１に記載のベトロテックス・インターナショナル社の「ＴＷＩＮＴＥＸ（登録商標）」を用いることもできる。このポリプロピレンの代わりに、ポリエチレンを使用してもよい。さらには、他の低融点繊維材料を用いることもできる。
断熱材２は一例として可撓性・柔軟性に優れた膨潤ゴムをシート状にしたものを使用する。圧接装置３には膨張することが可能な耐熱性の樹脂フィルムまたはゴム材からなり、その外周または内部に加熱手段４である伝熱ヒータを巻回している。或いは、圧接手段３と加熱手段とを別体とし、加熱する際に圧接装置３内部にヒータを有する加熱手段を導入する方法も取りうる。

これらは、先ず図１および図２に示す如く、加熱手段４を有する圧接装置３の外周に配管補修材１を筒状に被覆し、その外周にさらに断熱材２を筒状に被覆する。同時に圧接装置３の一方端部を閉塞し、そこにワイヤー等の牽引手段５を係止する。他方の端部は図３に示す如く、空気供給手段16に係止手段17を介して係止しておく。
ここで、配管補修材１と断熱材２とは独立した状態で被覆しているが、配管補修材１および断熱材２は、接着剤等で予め部分的に接合したものを圧接装置３に筒状に被覆しても良い。
次に、その圧接装置３を、この例では枝管12入口の桝から挿入し、枝管12出口と本管11の接続部まで牽引手段５により牽引する。圧接装置３および断熱材２は柔軟な樹脂フィルムまたはゴムであるため、枝管12に曲折部分（６０°〜９０°）があったとしても、圧接装置３、配管補修材１断熱材２をその曲折形状に追従して挿入することができる。

その後、空気供給手段16から圧縮空気を圧接装置３へ導入し、圧接装置３を拡径する。すると、その外周に巻きつけた配管補修材１および断熱材２がそれぞれ拡径され、最終的に図４および図５に示す如く、それらが順に被補修配管10内面に圧接される。
また、この例では、断熱材に膨潤ゴムを使用しているので、被補修配管10内部に水の流れや水溜り等が存在していても、ゴム自体が水を吸収し膨張するため、圧接装置の作用との相互作用により、被補修配管10内部の補修箇所における止水性を十分に確保でき、断熱効果を確保する。

次に、図示しないコントロール装置（一例としてパーソナルコンピュータ）で圧接装置３の加熱手段４の温度を２３０℃まで昇温し、１０分程度その状態を保持する。すると、配管補修材１内部の熱可塑性樹脂が完全に溶融する。このとき図４、図５に示すように加熱手段４は圧接装置３の外周に直接巻きつけられ、配管補修材１内部の熱可塑性樹脂に直接熱を伝えることができる。さらに配管補修材１と被補修配管10内周面の間に断熱材が介装されている構造をとるため、被補修配管10内部が冷えている状態であっても、被補修配管10へ放熱することがない。そのため、ガラス繊維の保温性能と相まって、効率的に熱可塑性樹脂を溶融することができる。

次に、加熱手段４の電源をＯＦＦにして、冷却すると、溶融していた熱可塑性樹脂が固化し、ガラス繊維の隙間を固化した熱可塑性樹脂が埋めることにより、強度を増したパイプ状の補修層が内面に形成され、被補修配管10の補修が完成する。
その後、空気を抜き、圧接装置３を桝15または本管11のマンホールから取り出し、桝15の枝管12入口および枝管12出口に残った配管補修材１および断熱材２を切断して作業を終了する。

次に、図６および図７は、本発明の他の例であり、この例は本管11等の継目部分13の補修を行う方法である。
圧接装置３は図示のごとく、車輪21付きであり、牽引手段５により補修部分までのスムーズな移動が可能なものになっている。位置確認をするために圧接装置３の牽引手段５側の端部に図示しないカメラが備えられており、その画像をパーソナルコンピュータのモニターに映し出して確認する。圧接装置３の外周には、図６の鎖線のごとく、配管補修材１、断熱材２の順で筒状に被覆され、輪ゴムまたは紐状のもので軽く保持されている。
補修位置まで圧接装置３を誘導した後、図７のごとく空気供給手段20から圧縮空気を導入し、圧接装置３を膨張させる。膨張後は上記実施例と同様に加熱、溶融、冷却、固化の作業を行い、固化後は圧接装置３を被補修配管10から取出して作業を終了する。

図８および図９は、本発明のさらに他の例であり、この例は本管11と枝管12との接合部を補修する方法である。
図６の例と異なるところは、圧接装置３に首部22が突設形成されており、配管補修材１および断熱材２が圧接装置３の本体部のみならず、その首部22外周にも被覆されている点にある。
この圧接装置３を本管11と枝管12との接合部に誘導し、その位置で圧縮空気を圧接装置３に供給して膨張させ、首部22を本管11と枝管12の接合部に当接させる。そして、本管11と枝管12の接合部に配管補修材１および断熱材２を、水密にそれら被補修配管10内周面に圧着する。膨張後は上記第１実施例と同様に加熱、溶融、冷却、固化の作業を行い、その後、圧接装置３を被補修配管10から取出して作業を終了する。
また、これら補修方法を組み合わせ、本管11内を全長に渡り、連続的に補修することも可能である。

(変形例)
可撓性断熱材(2)をゴム材に代えてフェルト材を利用することもできる。その場合には、フェルト材が圧接装置３により自由状態（非圧縮状態）より薄く圧縮されて、配管補修材１を冷却、固化したとき、その直径が縮小しても、その縮小分だけフェルトが膨張し、被補修配管10との間に隙間が生じることを防止できる。
また、そのフェルト材として樹脂繊維であるものを使用することができる。この場合、樹脂繊維融点を熱可塑性樹脂の融点よりやや高いものとすることが好ましい。一例として、ポリプレン繊維やポリエステル繊維または、植物繊維等を使用することができる。そして、熱可塑性樹脂の溶融に伴い、配管補修材１とフェルト材とが一体的に結合され、信頼性の高い補修層を形成できる。

１配管補修材
２断熱材
３圧接装置
４加熱手段
５牽引手段

10 被補修配管
11 本管
12 枝管
13 継手部

15 桝
16 空気供給手段
17 係止手段
20 空気供給手段
21 車輪
22 首部

Claims

加熱手段(4)を有し、端部が閉塞される筒状に膨張可能な圧接装置(3)を用意し、
その圧接装置(3)の外周部にガラス繊維と熱可塑性樹脂を含む配管補修材(1)を筒状に被着し、
その配管補修材(1)の外周に、前記熱可塑性樹脂の融点では溶融しない、繊維状の可撓性断熱材(2)を筒状に被着して、その圧接装置(3)を被補修配管(10)内へ挿入する工程と、
前記圧接装置(3)の内部に加圧空気を供給し、配管補修材(1)および可撓性断熱材(2)を膨張し、それらを被補修配管(10)内面に圧接した状態で圧接装置(3)の加熱手段(4)により前記熱可塑性樹脂を溶融して、その溶融体を前記繊維状の可撓性断熱材(2)に浸透させ、
次いで、配管補修材(1)を冷却、固化することにより被補修配管(10)内面に、前記浸透により、前記可撓性断熱材(2)と一体化した配管補修材(1)を接合する配管補修方法。
請求項１において、
前記繊維状の可撓性断熱材(2)がフェルト材からなる配管補修方法。
請求項１または請求項２の補修方法により形成された配管補修構造。