特開 2022-53929 管内配管用摩擦軽減装置および管内配管用摩擦軽減方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022053929

(43)【公開日】2022-04-06

(54)【発明の名称】管内配管用摩擦軽減装置および管内配管用摩擦軽減方法

(51)【国際特許分類】

   F16L 1/00 20060101AFI20220330BHJP

   F16L 57/06 20060101ALI20220330BHJP

【ＦＩ】

F16L1/00 J

F16L57/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020160826

(22)【出願日】2020-09-25

(71)【出願人】

【識別番号】502043891

【氏名又は名称】株式会社グッドマン

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】八田国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 研一

(57)【要約】

【課題】既設の配管とこれに挿入する新たな配管との間に生じる摩擦抵抗を軽減させ、敷設工事を容易とする。
【解決手段】既設の配管内１０に新たな配管２０を敷設する場合に用いる管内配管用摩擦軽減装置１００であって、新たな配管２０の外周に線材２００を巻き付ける線材巻付部１１０と、線材巻付部１１０に線材２００を供給する線材供給部１３０と、新たな配管２０を既設の配管１０内に送り込む配管押出部１２０と、を有する。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

既設の配管内に新たな配管を敷設する場合に用いる管内配管用摩擦軽減装置であって、
新たな配管の外周に線材を巻き付ける線材巻付部と、
前記線材巻付部に前記線材を供給する線材供給部と、
前記新たな配管を前記既設の配管内に送り込む配管押出部と、
を有する管内配管用摩擦軽減装置。

【請求項2】

前記線材巻付部は、
前記線材供給部から供給される前記線材を前記新たな配管の外周に螺旋状に巻き付けるときの前記線材のピッチを決める複数の衛星プーリーを有する、請求項１に記載の管内配管用摩擦軽減装置。

【請求項3】

前記複数の衛星プーリーは、
前記新たな配管の外周を回転するベース部に取り付けられている、請求項２に記載の管内配管用摩擦軽減装置。

【請求項4】

前記ベース部は、
電動モーターによりまたは手動で駆動される、請求項３に記載の管内配管用摩擦軽減装置。

【請求項5】

前記配管押出部は、前記線材が螺旋状に巻き付けられた前記新たな配管を、前記既設の配管内に送り込む複数の押出ローラーを有する、請求項１に記載の管内配管用摩擦軽減装置。

【請求項6】

前記押出ローラーは、
電動モーターによりまたは手動で駆動される、請求項５に記載の管内配管用摩擦軽減装置。

【請求項7】

前記線材は、前記既設の配管と前記新たな配管との間の摩擦が軽減できる、金属線または樹脂線である、請求項１に記載の管内配管用摩擦軽減装置。

【請求項8】

既設の配管内に新たな配管を敷設する場合に用いる管内配管用摩擦軽減方法であって、
新たな配管の外周に線材を巻き付ける線材巻付段階と、
前記新たな配管を前記既設の配管内に送り込む配管押出段階と、
を含む管内配管用摩擦軽減方法。

【請求項9】

前記線材巻付段階と前記配管押出段階は、電動モーターを用いて、または手動により実施される請求項８に記載の管内配管用摩擦軽減方法。

【請求項10】

前記配管押出段階は、
前記新たな配管を前記既設の配管内に送り込むと同時に、前記既設の配管と挿入する前記新たな配管との間の間隙を利用して配線を挿入する、請求項８に記載の管内配管用摩擦軽減方法。

【請求項11】

前記配線は、動力線、電話線、通信線、光ケーブル、制御線の少なくともいずれかである、請求項８に記載の管内配管用摩擦軽減方法。

【請求項12】

前記配管押出段階は、前記新たな配管を前記既設の配管内に送り込む際に、前記新たな配管の外周に巻き付けられた線材に潤滑剤が塗布される、請求項８または１０に記載の管内配管用摩擦軽減方法。

【請求項13】

前記配管押出段階は、前記新たな配管を前記既設の配管内に送り込むと同時に、前記新たな配管の先端を前記既設の配管に牽引する、請求項８に記載の管内配管用摩擦軽減方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、既設の配管内に新たに配管を敷設するときに用いられる管内配管用摩擦軽減装置および管内配管用摩擦軽減方法に関する。

【背景技術】

【0002】

既設の配管内に新たに配管を敷設するときに用いられる工法として管内配管工法がある。管内配管工法は特許文献１に示すように既設の配管内にその配管の内径よりも小さな外径の配管を挿入して新たな配管を敷設する工法である。管内配管工法は地面を掘削して地中に新たな配管を敷設する工法である掘削配管工法と比較して大幅なコストダウンと工期の短縮が可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－２８０５３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に示すような管内配管工法を用いれば、図１に示すように、既存の配管１０内に新たな配管２０を容易に敷設することができるので、図２に示すように、地面を掘削して地中に新たな配管２０を敷設する掘削配管工法よりも、大幅なコストダウンと工期の短縮が可能である。

【0005】

管内配管工法を用いる場合、新たな配管２０の外径は既設の配管１０の内径よりも小さくせざるを得ない。しかし、新たな配管２０の外径はできるだけ既設の配管１０の内径に近くする必要がある。したがって、新たな配管２０を既設の配管１０に挿入することは容易ではない。

【0006】

新たな配管２０を既設の配管１０に容易に挿入できるようにするために、通常は、新たな配管２０として、既設の配管１０の内周と新たな配管２０の外周との間の摩擦を軽減させるためのリブ構造を持つ特殊管を用いる必要がある。

【0007】

つまり、新たな配管２０には、図３に示すような、リブ構造を持つ特殊管２５を用いる。特殊管２５は、柔軟性のある樹脂管の外壁にらせん状の樹脂を融着させ、リブ構造の突起物３０で既設の配管１０との接触面を減らし、既設の配管１０内への挿入を容易にしている。

【0008】

特殊管２５はリブ構造の突起物３０を形成する必要があるので、特殊管２５は一般的なポリエチレン管やビニール管と比較してコスト高の要因となっている。

【0009】

また、このリブ構造の突起物３０は、図４および図５に示すような、一般的なポリエチレン管やビニール管４０では使用可能な取り出し配管用のサドル分水器５０、および図６に示すような、ポリエチレン管やビニール管４０を接合する連結器６０などの使用を困難にする。

【0010】

さらに、このリブ構造の突起物３０は、図７および図８に示すような、管挿入型の分水器７０や連結器８０の採用を必要とする。

【0011】

したがって、従来の管内配管工法は分岐部ごとに挿入管の切断を余儀なくされることから、接合部からの漏水やウオーターハンマーによる配管の離脱を招く要因となっている。

【0012】

なお、通常のポリエチレン管やビニール管４０においては、分岐部においてサドル分水器５０が使用でき、管内配管工法の中でも配管の切断を要しない、漏水とウオーターハンマーに強い分岐部や接合部の構築が可能となる。

【0013】

また、通常のポリエチレン管やビニール管４０においては、サドル型不断分水栓の採用も可能となることから通水後の配管取り出しも断水を行うことなく容易に施工できる特長を持つ。

【0014】

さらに、通常のポリエチレン管やビニール管４０においては、連結部においても、既存のユニオン式（袋ナット式）連結器６０で対応でき、安価で信頼性のある結合対策が可能となる。

【0015】

本発明は、管内配管工法を用いて既設の配管内に新たに配管を敷設するときに、既設の配管１０とこれに挿入する新たな配管２０との間に生じる摩擦抵抗を軽減させ、敷設工事を容易とする、管内配管用摩擦軽減装置および管内配管用摩擦軽減方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記の目的を達成するための管内配管用摩擦軽減装置は、既設の配管内に新たな配管を敷設する場合に用いる管内配管用摩擦軽減装置であって、新たな配管の外周に線材を巻き付ける線材巻付部と、前記線材巻付部に前記線材を供給する線材供給部と、前記新たな配管を前記既設の配管内に送り込む配管押出部と、を有する。

【0017】

上記の目的を達成するための管内配管用摩擦軽減方法は、既設の配管内に新たな配管を敷設する場合に用いる管内配管用摩擦軽減方法であって、新たな配管の外周に線材を巻き付ける線材巻付段階と、前記新たな配管を前記既設の配管内に送り込む配管押出段階と、を含む。

【発明の効果】

【0018】

以上のように構成された管内配管用摩擦軽減装置によれば、新たな配管の外周に巻き付けた線材によって、既設の配管とこれに挿入する新たな配管との間に生じる摩擦抵抗を軽減させることができるので、管内配管工法を用いて既設の配管内に新たに配管を敷設するときの敷設工事を容易とすることができる。

【0019】

以上のように構成された管内配管用摩擦軽減方法によれば、新たな配管の外周に巻き付けた線材によって、既設の配管とこれに挿入する新たな配管との間に生じる摩擦抵抗を軽減させることができるので、管内配管工法を用いて既設の配管内に新たに配管を敷設するときの敷設工事を容易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】管内配管工法の説明図である。

【図2】掘削配管工法の説明図である。

【図3】リブ構造を持つ特殊管の説明図である。

【図4】取り出し配管用のサドル分水器の側面図である。

【図5】取り出し配管用のサドル分水器の正面図である。

【図6】ポリエチレン管やビニール管を接合する連結器の説明図である。

【図7】管挿入型の分水器の説明図である。

【図8】管挿入型の連結器の説明図である。

【図9】管内配管工法の説明図である。

【図10】本実施形態の管内配管工法の説明図である。

【図11】本実施形態の管内配管用摩擦軽減装置の構成図である。

【図12】本実施形態の管内配管用摩擦軽減装置の線材巻付部および線材供給部の構成図である。

【図13】本実施形態の管内配管用摩擦軽減装置の線材巻付部、線材供給部、および配管押出部の構成図である。

【図14】本実施形態の管内配管用摩擦軽減方法の手順を示す工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

次に、本発明に係る管内配管用摩擦軽減装置および管内配管用摩擦軽減方法の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0022】

本発明は、図９に示すように、管内配管工法を用いて、既設の配管１０内に新たな配管２０を敷設するときに、既設の配管１０とこれに挿入する新たな配管２０との間に生じる管同士の大きな接触面９０による摩擦抵抗が、新たな配管２０の牽引時または押し込み時に敷設作業の障害とならないようにする。

【0023】

つまり、管内配管用摩擦軽減装置および管内配管用摩擦軽減方法を用いて、図１０に示すように、この摩擦抵抗を新たな配管２０に巻き付けた線材の点接触３５とすることで軽減させる。したがって、本実施形態の管内配管用摩擦軽減装置および管内配管用摩擦軽減方法を用いることによって、図３に示した特殊管２５を用いることなく、従来のポリエチレン管やビニール管を現場で配管内配管材として容易に転用できる。

【0024】

[管内配管用摩擦軽減装置の構成]
次に、管内配管用摩擦軽減装置の構成について説明する。図１１は、本実施形態の管内配管用摩擦軽減装置の構成図である。図１２は、本実施形態の管内配管用摩擦軽減装置の線材巻付部および線材供給部の構成図である。図１３は、本実施形態の管内配管用摩擦軽減装置の線材巻付部、線材供給部、および配管押出部の構成図である。

【0025】

図１１に示す本実施形態の管内配管用摩擦軽減装置１００は、既設の配管内に新たな配管を敷設する場合に用いる。管内配管用摩擦軽減装置１００は、線材巻付部１１０、配管押出部１２０、および線材供給部１３０を有する。

【0026】

線材巻付部１１０は、新たな配管２０の外周に螺旋状に線材２００を巻き付ける。配管押出部１２０は、新たな配管２０を既設の配管１０内に送り込む。線材供給部１３０は、線材巻付部１１０に線材２００を供給する。

【0027】

なお、管内配管工法の特長として、工事費の削減と工期の短縮があげられるが、加えて、既設の配管１０と挿入する新たな配管２０との間の間隙を利用して、動力線、電話線、通信線、光ケーブル、制御線などの配線３００の併設も可能であり、インフラ構築の一翼を担うことも可能となる。

【0028】

線材巻付部１１０は、図１２に示すように、３対の衛星プーリー１１４、１１５、および１１６を備える。衛星プーリー１１４、１１５、および１１６は、新たな配管２０の外周を回転するベース部１１２に取り付けられる。

【0029】

ベース部１１２は、電動モーターによって駆動させるようにしても良いし、手動によって駆動させるようにしても良い。ベース部１１２が新たな配管２０の周囲を回転することによって、新たな配管２０の外周に線材２００が螺旋状に巻き付けられる。

【0030】

衛星プーリー１１４、１１５、および１１６は、図１３に示すように、新たな配管２０の長手方向に対してそれぞれ一定の間隔でオフセットされている。それぞれの衛星プーリー１１４、１１５、および１１６のオフセット量によって新たな配管２０の外周に螺旋状に巻かれる線材２００のピッチが決まる。なお、衛星プーリー１１４、１１５、および１１６のオフセット量は調整可能である。

【0031】

配管押出部１２０は、図１３に示すように、少なくとも４対の押出ローラー１２５を有し、新たな配管２０を既存の配管１０内に送り込む。押出ローラー１２５は電動モーターによって駆動させるようにしても良いし、手動によって駆動させるようにしても良い。

【0032】

線材供給部１３０は、図１２および図１３に示すように、コンパクトに巻回された線材２００が収納されている。線材２００は、既設の配管１０と新たな配管２０との間の摩擦が軽減できるものであれば、金属線でも良いし樹脂線でも良い。線材２００は新たな配管２０に巻回されるときに潤滑剤を塗布されことが好ましい。

【0033】

[管内配管用摩擦軽減装置の動作]
次に、管内配管用摩擦軽減装置の動作について説明する。

【0034】

図１１に示すように、まず、既設の配管１０に新たな配管２０を送り込む前に、線材巻付部１１０によって新たな配管２０の外周に線材２００を巻き付ける。新たな配管２０の外周に線材２００を巻き付けるときには、線材巻付部１１０のベース部１１２が新たな配管２０の周囲を回転する。

【0035】

ベース部１１２が回転することによって、図１２に示すように、線材２００が線材供給部１３０から引き出され、新たな配管２０の外周に巻き付けられる。巻き付けた線材２００の先端は、新たな配管２０の先端に固定して、巻き付けた線材２００が新たな配管２０から容易に外れないようにすることが好ましい。

【0036】

線材巻付部１１０が新たな配管２０の外周に線材２００を巻き付けるのと同時に、配管押出部１２０は、４対の押出ローラー１２５によって、線材２００が巻き付けられた新たな配管２０を既存の配管１０内に送り込む。本実施形態では、ベース部１１２の回転と押出ローラー１２５の回転を、図示されていない電動モーターによって行っている。

【0037】

なお、新たな配管２０を既設の配管１０内に送り込むと同時に、新たな配管２０の先端を既設の配管２０の内側から牽引するようにしても良い。新たな配管２０の先端を既設の配管２０の内側から牽引するようにすると、よりスムースに新たな配管２０を既設の配管１０内に送り込むことができる。

【0038】

線材巻付部１１０のベース部１１２の回転速度と、４対の押出ローラー１２５による新たな配管２０の送り込み速度とは、同期が取られていることが好ましい。これらの速度の同期が取られていれば、よりスムースに新たな配管２０を既設の配管１０内に送り込むことができるからである。

【0039】

[管内配管用摩擦軽減方法]
次に、管内配管用摩擦軽減方法の実施形態について説明する。図１４は、本実施形態の管内配管用摩擦軽減方法の手順を示す工程図である。

【0040】

本実施形態の管内配管用摩擦軽減方法は、図１４に示すように、新たな配管２０の外周に線材２００を巻き付ける線材巻付段階と、新たな配管２０を既設の配管１０内に送り込む配管押出段階と、を含む。

【0041】

線材巻付段階と配管押出段階は、図示しない電動モーターを用いて、または手動により実施される。

【0042】

配管押出段階は、新たな配管２０を既設の配管１０内に送り込むと同時に、既設の配管１０と挿入する新たな配管２０との間の間隙を利用して配線３００を挿入することもできる。ここで、配線は、動力線、電話線、通信線、光ケーブル、制御線の少なくともいずれかである。動力線、電話線、通信線、光ケーブル、制御線などの配線３００を、新たな配管２０の送り込みと同時に行うことによって、インフラ構築の一翼を担うことができる。

【0043】

配管押出段階では、新たな配管２０を既設の配管１０内に送り込む際に、新たな配管２０の外周に巻き付けられた線材２００に潤滑剤が塗布されるようにしても良い。潤滑剤を塗布することによって、新たな配管２０の送り込みがよりスムースに行える。

【0044】

配管押出段階では、新たな配管２０を既設の配管１０内に送り込むと同時に、新たな配管２０の先端を既設の配管１０に牽引するようにしても良い。このようにすれば、新たな配管２０の送り込みがよりスムースに行える。

【0045】

以上、本発明の管内配管用摩擦軽減装置１００および管内配管用摩擦軽減方法について１つの実施形態を例示して説明した。本実施形態の管内配管用摩擦軽減装置および管内配管用摩擦軽減方法を実施することによって、新たな配管の外周に巻き付けた線材によって、既設の配管とこれに挿入する新たな配管との間に生じる摩擦抵抗を軽減させることができるので、管内配管工法を用いて既設の配管内に新たに配管を敷設するときの敷設工事を容易とすることができる。

【0046】

また、本実施形態の管内配管用摩擦軽減装置および管内配管用摩擦軽減方法によれば、分岐部ごとに挿入管の切断が必要なくなり、接合部からの漏水やウオーターハンマーによる配管の離脱を招くことがない。

【0047】

また、新たな配管２０として、通常のポリエチレン管やビニール管を用いることができ、分岐部においてサドル分水器が使用でき、管内配管工法の中でも配管の切断を要しない、漏水とウオーターハンマーに強い分岐部や接合部の構築が可能となる。なお、サドル分水器には電気融着式のサドル分水器を用いることが好ましい。

【0048】

電気融着式のサドル分水器は、サドル部を本管に載置跨設し、電熱線に通電することによって、発熱した電熱線でサドル部を溶融させ、本管と融着接続する。分岐管に適宜配管（枝管）を接続した後、穿孔刃を回転下降させて本管に穿孔し、分岐流路を形成する。電気融着式のサドル分水器を用いることによって、劣悪な環境の現場での作業負担を大幅に軽減できる。

【0049】

また、新たな配管２０として、通常のポリエチレン管やビニール管を用いることができるので、サドル型不断分水栓の採用も可能となることから通水後の配管取り出しも断水を行うことなく容易に施工できるようになる。

【0050】

さらに、新たな配管２０として、通常のポリエチレン管やビニール管を用いることができるので、連結部においても、既存のユニオン式（袋ナット式）連結器で対応でき、安価で信頼性のある結合対策が可能となる。

【0051】

新たな配管２０同士の接続には、超音波によって配管の端部を加熱する超音波溶接、電熱器のようにして配管の端部を加熱するエレクトロフュージョン（エＦ）、高周波誘導加熱の原理で配管の端部を加熱する高周波誘導加熱、および発熱板の両側にポロエチレン（ＰＥ）を押し付けて、端部を融かしておき、板をサッと外してＰＥ同士を押し付けて融着させるバット溶接などの技術を用いる。このような技術を用いて新たな配管２０同士を溶接すれば、劣悪な環境の現場での作業負担を大幅に軽減できる。

【0052】

以上、本発明の管内配管用摩擦軽減装置１００および管内配管用摩擦軽減方法について、実施形態を例示して説明したが、本発明の管内配管用摩擦軽減装置１００および管内配管用摩擦軽減方法の技術的範囲は、上記の実施形態の範囲に限定されないことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0053】

１０ 既設の配管
２０ 新たな配管
２５ 特殊管
３０ 突起物
４０ ポリエチレン管、ビニール管
５０ サドル分水器
６０ ユニオン式（袋ナット式）連結器
７０ 分水器
８０ 連結器
９０ 接触面
１００ 管内配管用摩擦軽減装置
１１０ 線材巻付部
１１２ ベース部
１１４、１１５、１１６ 衛星プーリー
１２０ 配管押出部
１２５ 押出ローラー
１３０ 線材供給部
２００ 線材
３００ 配線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】