JP7152620B1 - 配管補修装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 既設配管１１の内面をライニング材７で補修する配管補修装置において、複数の直径の既設配管１１に対応できる装置を提供すること。【解決手段】 中心部材１とそれに固定された脚体２と、中心部材１に固定されたモータケーシング３と、モータケーシング３に回転自在に取付けられた駆動体（アウタロータ）４と、駆動体（アウタロータ）４にリンク機構５を介して半径方向に拡縮自在に取付けられた複数の光照射装置６とを具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、光硬化性樹脂を含浸させたライニング材を利用し、既設配管の内面をライニングする配管補修装置に関する。

下記特許文献１に記載のライニング方法およびライニング装置が知られていた。
これは、未硬化状態の光硬化性樹脂を含浸させた管状ライニング材を既設配管の内面に導入し、加圧気体によりその外周を配管に密着させた状態で、ライニング材の内面から光照射装置により光照射して、ライニング材を硬化することが行われている。
この光硬化ライニング法で使用されるライニング材は、一般的にガラス繊維の編込み物に光硬化性の樹脂（例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等）を含浸させたものが使用される。
そして、紫外線ランプからなる光照射装置には放射方向に車輪が設けられており、ライニング材の内側の中心部にランプ本体が保持されて移動できるようになっている。この場合、紫外線ランプは配管の上流側から下流側に移動速度を１５～２０ｃｍ／ｍｉｎで移動していた。その照射光の波長は、３６５～４００ｎｍであり、その光の波長に適合するように光硬化性樹脂の光反応開始材を調整するものであった。

特許第５６８４４２７号公報 特開２０２０－２３０６８号公報 特表２０１０－５３４０５１号公報

紫外線ランプを複数連結し、ライニング材を硬化させる場合、電力消費が極めて大きいと共に、その移動速度が遅い欠点がある。
また、紫外線ＬＥＤによってライニングする場合には、その発光量が電力の８０％を占め、発熱量は２０％である。
また、近年効率のよいＬＥＤが生産されるようになり、その連結個数を増加してライニング作業を効率よく行う試みが多くなってきている。
しかしながら、既設配管の直径は各種、多数存在し、その配管直径毎に光照射装置を製作することは極めて面倒である。
そこで、本発明は一例として、配管直径が２５０～６００ｍｍの各種既設配管まで多用できる配管補修装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、既設配管１１の内壁に、環状で未硬化の光硬化性のライニング材７を配置して、そのライニング材７の内側から光を照射し、ライニング材７を硬化させる配管補修装置において、
中心部材１と、一端が中心部材１に固定され、他端が既設配管１１の半径方向に伸縮可能な複数の脚体２と、中心部材１にリンク機構５を介し、前記半径方向に拡縮自在に取付けられた複数の光照射装置６と、を具備する配管補修装置である。

請求項２に記載の本発明は、上記構成において、中心部材１に固定されたモータケーシング３と、モータケーシング３に回動自在に取付けられた駆動体４と、駆動体４にリンク機構５を介し、前記半径方向に拡縮自在に取付けられた複数の光照射装置６と、を具備する配管補修装置である。

請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の配管補修装置において、
複数の装置の中心部材１が直列に連結配置され、隣り合う中心部材１の各駆動体４が互いに逆向に回動駆動される配管補修装置である。

請求項４に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の配管補修装置において、
前記光照射装置６は、基部６ａに多数のＵＶ－ＬＥＤ６ｂが分散配置されたものからなる配管補修装置である。

請求項１に記載の発明は、中心部材１にリンク機構５を介し、複数の光照射装置６が半径方向に拡縮自在に配置されたものである。
これにより、既設配管１１の管径に応じて、ライニング材７と光照射装置６との距離を最適に配置して、効率よくライニング材７を光硬化でき、既設配管を迅速に補修できる。

請求項２に記載の発明は、上記構成に加え更に、中心部材１のモータケーシング３に回動する駆動体４が設けられ、その駆動体４に複数の光照射装置６が拡縮自在に設けられたものである。
これにより光照射装置６が中心部材１の回りに回動し、既設配管１１内のライニング材７を内面から均一に加熱し、配管内をむらなく補修することができる。それと共に、効率よくライニング材７を光硬化でき、迅速に補修できる。

請求項３に記載の発明は、上記構成において、複数の中心部材１が直列に連結され、隣り合う中心部材１の各駆動体４が互いに逆向に駆動されるものである。
これにより、隣り合う各駆動体４の回動に伴う、周方向の回転反力が互いに打ち消され、各駆動体４の回動を安定させることができる。

請求項４に記載の発明は、上記構成において、光照射装置６が、基部６ａに多数のＵＶ－ＬＥＤ６ｂを分散配置したものである。
これにより、さらに配管内を均一に補修することができる。

本発明の配管補修装置の斜視図。 複数の同装置を直列に連結した状態を示す説明図。 既設配管１１の各直径に対する本装置の使用状態を示す説明図であって、（Ａ）は既設配管１１の直径が比較的小さいもの、（Ｂ）は既設配管１１の直径が中間のもの、（Ｃ）は既設配管１１の直径が最大のもの。 本配管補修装置を直列に多数連結した状態を示す説明図。 本発明の配管補修装置の光照射装置６部分の拡大図。

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。
図１は本発明の配管補修装置の斜視図、図２は複数の同装置を直列に連結した状態を示す説明図、図３は既設配管１１の各直径に対する本装置の使用状態を示す説明図であって、（Ａ）は既設配管１１の直径が比較的小さいもの、（Ｂ）は既設配管１１の直径が中間のもの、（Ｃ）は既設配管１１の直径が最大のもの、図４は本配管補修装置を多数連結した状態を示す説明図である。
本発明の配管補修装置の単体は、図１に示す如く、中心軸１０を有する中心部材１と、中心部材１の後方に順次配置されたモータケーシング３と駆動体（アウタロータ）４とを有する。その駆動体（アウタロータ）４には、リンク機構５を介して放射方向に複数の光照射装置６が中心軸１０の半径方向に拡縮自在に配置されている。
モータケーシング３は、中心部材１に固定され、内部に固定子が配置されると共に、固定子に回転子としてのアウタロータが回動自在に連結され、それが回転駆動体４を構成する。即ち、この例では、モータとして外部回転子型ものを使用し、さらに図示しない遊星歯車機構等を介して、複数の光照射装置６を中心軸１０の回りに回転駆動させるものである（回転速度については、〔００１８〕で後述します）。このタイプの外部回転子型モータは、一例として特許文献３の公報その他に記載され公知のものである。

中心部材１は先端の中心にカメラ１２を有し、カメラ１２の位置から放射方向に多数のＬＥＤによる前照明８が配置されている。中心部材１には中心軸１０の半径方向に複数の脚体２が放射状に且つ、拡縮自在に配置されている。そして、モータケーシング３の内部にはインナブロック（固定子）が設けられ、その外周にアウタロータとしての駆動体４が被嵌されている。駆動体（アウタロータ）４には、この例では４つのリンク機構５が放射状に配置されている。
各リンク機構５は、第１リンク５ａと第２リンク５ｂとからなる。この例では、第１リンク５ａ，第２リンク５ｂはその中央部がＸ字状に軸支され且つ、その第１リンク５ａの一端側が駆動体（アウタロータ）４に突設された第１支持リング１３に軸支される。それと共に、第２リンク５ｂの一端側が、第２支持リング１４に軸支されている。その第２支持リング１４は中心軸１０の軸方向に移動自在に被嵌されている。また、第１リンク５ａと第２リンク５ｂの他端が、光照射装置６の基部６ａに軸支され、その基部６ａに多数のＵＶ－ＬＥＤ６ｂが分散配置されている。リンク機構５は、その外周直径を任意位置に維持するための、図示しない保持機構を有する。

この光照射装置６の基部６ａの表面は、リンク機構５により、常に中心軸１０の軸線に平行に維持されている。
次に、この例では、４つの脚体２の一端が中心部材１に固定され、その脚体２は基部２ａとその基部２ａの根元に屈曲自在に配置された屈曲部２ｂとを有し、その屈曲部２ｂの先端に車輪２ｃが設けられている。中心部材１と一体の中心軸１０の後端には、コネクタ９が設けられ、そのコネクタ９を介して複数の配管補修装置が軸線方向に直列に、図２に示す如く連結される。

〔作用〕
先ず、図２に示す如く、複数の配管補修装置が中心軸１０の軸線方向にコネクタ９を介して連結される。そして、モータケーシング３にこの例では電源が供給され、駆動体（アウタロータ）４を回転駆動する。
なお、駆動体（アウタロータ）４の回転は周方向に連続的に回転してもよいが、それに変えて軸線の周りに間欠的に反転を繰り返すものであってもよい。
中心軸１０の内部には、図示しないケーブルが挿通され、駆動体（アウタロータ）４の駆動源を形成する。なお、駆動源は電源に限らず、空気圧源を用いてもよい。
そして、既設配管１１の内面にライニング材７が被覆され、空気圧によりそれが既設配管１１の内面に密着する。この状態で、本装置の中心部材１の先端が既設配管１１内を、適宜速度で下流側に移動する。

このとき、各脚体２の長さ及び、ライニング材７の内面と光照射装置６との距離が一定に保たれる。
光照射装置６は、その背面側（リンク機構５側）に多数の冷却フィン１５（図５参照）が配置され、駆動体（アウタロータ）４の回転に伴い、基部６ａおよびＵＶ－ＬＥＤ６ｂを冷却する。駆動体（アウタロータ）４の回転速度は、一例として、１００ｒｐｍあれば、十分に冷却効果を発揮する。
既設配管１１の内直径が最小のものに対しては図３（Ａ）に示す如く、脚体２の屈曲部２ｂがＬ字状に屈曲して、車輪２ｃが既設配管１１の内面側に接触する。既設配管１１の内直径が中間の場合は、図３（Ｂ）の如く、屈曲部２ｂが基部２ａに対してヘの字状に曲折し、その車輪２ｃが既設配管１１内面に図示しないライニング材を介して接触する。また、既設配管１１が最大直径の場合には、図３（Ｃ）に示す如く、基部２ａの最延長上に屈曲部２ｂが直線的に伸びる。この例では、屈曲部２ｂはその一端が捩じりコイル状に形成されているが、それに変えて基部２ａ内に、シリンダのように直線的に伸縮自在に収納されるものであってもよい。
同様に、光照射装置６の位置もリンク機構５を介して、所定の半径に維持される。即ち、光照射装置６の外周半径が、リンク機構５により、既設配管１１の内周半径に合わせて、伸縮配置され、光照射装置６とライニング材７との距離が所定距離に維持される。これにより、ライニング材７の光硬化を効率的に行う。

また、コネクタ９に介して、直線上に連結された複数の配管補修装置は、最先端の装置の中心部材１に固定された図示しないワイヤにより、図２の矢印方向に所定の定速度で移動する。このとき、各光照射装置６は、駆動体（アウタロータ）４の回転に伴い中心軸１０の周りをゆっくり回動する。それにより、中心軸１０に被覆されたライニング材７の内面を多数のＵＶ－ＬＥＤ６ｂを有する光照射装置６の光が照射し、ライニング材７を硬化させる。このとき、進行方向の上流側の駆動体（アウタロータ）４の回転と、それに隣接する下流側の駆動体（アウタロータ）４の回転とは逆向きになる。その状態を図２において矢印で示す。
それに伴って、光照射装置６は実線の状態から想像線の状態に回動する。それらの回転速度、移動速度は、任意に選択することができる。そして、ライニング材７の内面を中心部材１に設けられたカメラ１２により観察する。カメラ１２は下流側の装置にも設けることができる。また、下流側の装置の後端にも前照明８を配置することが好ましい。

次に、図４は、本配管補修装置を直列に多数連結した状態を示し、進行方向の奇数番目の駆動体（アウタロータ）４の回転と、偶数番目の駆動体（アウタロータ）４の回転とは逆向きになる。

本発明の実施例では、光照射装置を駆動体（アウタロータ）４により回転させたが、駆動体（アウタロータ）４の回転を停止した状態で、本装置を既設配管１１内に移動させてもよい。請求項１に記載の発明は、駆動体（アウタロータ）４の回転を停止した場合も含み、その効果を明細書の詳細な説明に記載する。
また、駆動体（アウタロータ）４の駆動方法は、各種公知の技術を利用できる。

１ 中心部材
２ 脚体
２ａ 基部
２ｂ 屈曲部
２ｃ 車輪
３ モータケーシング
４ 駆動体（アウタロータ）
５ リンク機構
５ａ 第１リンク
５ｂ 第２リンク

６ 光照射装置
６ａ 基部
６ｂ ＵＶ－ＬＥＤ
７ ライニング材
８ 前照明
９ コネクタ
１０ 中心軸
１１ 既設配管
１２ カメラ
１３ 第１支持リング
１４ 第２支持リング
１５ 冷却フィン

Claims (4)

1. 既設配管（１１）の内壁に、環状で未硬化の光硬化性のライニング材（７）を配置して、そのライニング材（７）の内側から光を照射し、ライニング材（７）を硬化させる配管補修装置において、
   中心部材（１）と、一端が中心部材（１）に固定され、他端が既設配管（１１）の半径方向に伸縮可能な複数の脚体（２）と、中心部材（１）にリンク機構（５）を介し、前記半径方向に拡縮自在に取付けられた複数の光照射装置（６）と、を具備する配管補修装置。
2. 請求項１に記載の配管補修装置において、
   中心部材（１）に固定されたモータケーシング（３）と、モータケーシング（３）に回動自在に取付けられた駆動体（４）と、駆動体（４）にリンク機構（５）を介し、前記半径方向に拡縮自在に取付けられた複数の光照射装置（６）と、を具備する配管補修装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の配管補修装置において、
   複数の中心部材（１）が直列に連結して配置され、隣り合う中心部材（１）の各駆動体（４）が互いに逆向に回動駆動される配管補修装置。
4. 請求項１～請求項３に記載の配管補修装置において、
   前記光照射装置（６）は、基部（６ａ）に多数のＵＶ－ＬＥＤ（６ｂ）が分散配置されたものからなる配管補修装置。

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