JPH0338086B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼管モルタルライニング装置に関する
ものである。

〔従来の技術とその問題点〕

水道管、海水輸送管など耐食性や流量係数の低
下防止の要求される配管用鋼管として、内面にモ
ルタルをライニングした鋼管が汎用されている。

このモルタルライニング鋼管を得る場合、従来
では一般に、対象の鋼管を傾けて一端からバケツ
類でモルタルを投入した後、ターニングローラ類
で鋼管を水平軸線の周りに自転させる方法、ある
いは、ターニングローラ類で鋼管を水平軸線の周
りに自転させながら、ベルトコンベアでモルタル
を鋼管内部に流下投入させる方法が採用されてい
た。

しかしながら、これらの方法は、単にモルタル
を鋼管の内底部に溜めつつ鋼管の自転により全周
に分散塗着させる手法であるため、熟練者が慎重
に均一投入を行つても、円周方向および管長方向
のライニング分布に大きな偏肉が生じ、また、仕
上り面に凹凸が生じやすく、ライニング層の精度
が低くなることを避けられなかつた。ことに、後
者のベルトコンベア投入方式は前者に較べ機械投
入は可能であるが、寸法、重量の大きなベルトコ
ンベアを用いるため、管長が12ｍというような長
い鋼管の場合、これに対するライニングが半管長
づつの回分操業となり、左右のライニング層端部
の継ぎ部分に大きな段差や偏肉が生じやすい問題
があつた。

さらに、上記方法では、偏肉の発生が多いこと
から、必要最少限のライニング厚を確保するには
最大厚が得られるだけのモルタル量の投入が必要
となり、材料使用量が不必要に増すという不利が
あつた。

加えて、管内底部にモルタルを溜めこれを単純
に鋼管の自転で全周にゆき渡たらせるので、必要
なライニング層厚で硬化するまでに長い時間が掛
かり、能率が悪いという問題があつた。ことに後
者の場合は、幅寸法の大きなベルトコンベアを自
転する鋼管に挿入する関係から、たわみや振れな
どにより管内面と接触するトラブルが生じやす
く、これを回避するために鋼管の自転速度を低速
に抑える必要がある点、長尺鋼管の場合、前記の
ように２分ライニング作業のため、半長をライニ
ングした後鋼管の自転を停止させ、鋼管を180度
反転して自転と投入を再開する工程となる点など
からなおさらであつた。

コンクリートパイルやコンクリートポール製造
のためのコンクリート注入装置として特公昭47−
7277号公報があるが、このものは、内部に羽根式
コンベアを内蔵し管先端に孔を設けた注入管を使
用し、この注入管を案内管に嵌合させて型枠内に
挿入し、案内管をガイドとして注入管を台車で移
動させつつ羽根式コンベアでコンクリートを前送
し、注入管の先端孔から注入する構造であつた。
そのため、単にコンクリートを型枠の底に溜めて
型枠の自転で全周に行き渡らせるだけであり、前
記先行技術と同様の不具合があつた。

鋼管モルタルライニング装置として、特公昭49
−43096号公報が知られている。この先行技術は、
モルタル散布機が鋼管に挿入される案内管の先端
部に回転ノズルを設け、回転ノズルを駆動する電
動機をその後部に設け、その電動機ケーシングに
パンタグラフ式支持機構を設けたもので、案内管
を鋼管外の基床に据付けたローラ式駆動機構で移
動させるようにしていた。

そして、鋼管を静止させた状態でローラを駆動
し、パンタグラフ式支持機構により散布機を鋼管
内壁で支持さて回転ノズルを管軸方向に移動し
て、管内壁にモルタルを遠心力で散布し、つい
で、鋼管を回転することで散布したモルタルをな
らすようにしていた。

しかしこの先行技術では、鋼管を静止した状態
でモルタルを散布し、その散布工程が終わつてか
ら、鋼管を回転してならさざるを得ないため、静
止した鋼管にモルタルを散布したところで、重力
によりモルタルは底部に落下することは避けられ
ず、しかも鋼管は真円でなく、管軸方向について
も曲りがあるのが普通であるから、そのような状
態から底部に溜つたモルタルを重力に抗して持ち
上げ、なおかつ、不真円、管軸方向の曲りのある
鋼管の回転芯ズレがある中で、遠心力だけで偏肉
の小さな均一なライニング層を形成することは極
めて困難ないし不可能であつた。

また、先行技術では長い案内管が必要になり、
それ自体の撓みと鋼管の曲りとにより円滑な移動
が妨げられやすく、長尺のモルタルライニング鋼
管は製造が困難であり、かつパンタグラフ式支持
機構が鋼管内周を摺動するため、一回しかモルタ
ルを散布できず、0.5mmというような薄いライニ
ング層しか形成できないという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記のような問題点を解決するために
創案されたもので、その目的とするところは、長
尺な鋼管にも、少ないモルタル量でかつ能率良
く、偏肉の少ない良好な精度のモルタルライニン
グを施すことができる装置を提供することにあ
る。

この目的を達成するため、本発明は、ライニン
グすべき鋼管を自転する手段と、前記鋼管に対し
接近後退自在な移動台車と、該移動台車上に昇
降・横行自在に搭載された支体に後部を支承され
鋼管内に挿入されるアームと、該アームの先端に
取付けられ鋼管中に遊挿される遠心投射式の吹付
け機と、この吹付け機にモルタルを圧送するため
の手段とからなり、前記遠心投射式の吹付け機
が、後端部が自在継手を介して前記アーム中を通
るモルタル供給パイプと接続した駆動中空シヤフ
トと、該駆動中空シヤフトとの前端に連結され端
板との間で円周を複数に区画するインペラと、駆
動中空シヤフトの外周を軸受を介して囲む筒状ハ
ウジングと、この筒状ハウジングと駆動中空シヤ
フト間に設けられたモータ部とを備えた構成とし
たものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明
する。

第１図ないし第７図は本発明による鋼管モルタ
ルライニング装置の一実施例を示しており、１は
鋼管Ａを自転させる装置で、公知のものと同様、
鋼管Ａを水平状に支承する複数対のターニングロ
ーラ１９，１９と、任意のターニングローラ１
９，１９を回転する可変速駆動機構２０とを備え
ている。

２は本発明で特徴とするライニング機である。
このライニング機２は、まず、前記鋼管自転装置
１より下がつた基床２１に付設されたレール２
２，２２に沿つて管長方向に移動する移動台車３
を有し、具体的にはレールを転動する車輪２３，
２３を可変速モータ２４で駆動することで所望の
移動速度が得られるようになつている。

前記移動台車３には前側域に支体４が搭載され
ている。この支体４は、後述する吹付け機の保持
アームを支えるためのもので、図示するもので
は、移動台車３の幅方向と高さ方向にスライド自
在となつている。

その機構は任意であるが、一例としては、第３
図と第４図のように、移動台車３の幅方向にガイ
ドロツド２５，２５を横架し、それらガイドロツ
ド２５，２５に、左右一対の縦ガイド２７，２７
を立設したスキツド２６を横行可能に取り付け、
スキツドまたは縦ガイドと移動台車３間に電動ス
クリユージヤツキなどの横行駆動機構２８を設け
る。

また、縦ガイド２７，２７間には保持筒２９を
配し、これに設けたピン２９１を縦ガイド２７，
２７の長孔２７１に貫挿するとともに、縦ガイド
２７，２７から前後に延出する保持筒部位をスキ
ツド２６に設けた電動スクリユージヤツキなどの
昇降駆動機構３０，３１でそれぞれ支承させてお
り、前後の各昇降駆動機構３０，３１は同期駆
動、単独駆動が自在となつている。単独駆動によ
り吹付け機６の角度微調整や水洗いなどが容易と
なる。

前記保持筒２９には好ましくは角管のごときか
らなるアーム５が後端部をもつて貫挿固定されて
おり、アーム５は鋼管Ａに向かつて伸び、先端に
短円筒状の遠心投射型の吹付け機６が着脱可能に
連結されている。アーム５は単体状態で適度に上
反り状をなし、吹付け機６の作動時に水平状とな
るように作られる。なお、アーム５は必要に応
じ、入子式などの伸縮自在構造としてもよい。

吹付け機６は、第６図と第７図で示すように、
駆動中空シヤフト６１と、これの前端に連結され
端板６３との間で円周を複数（図示のものでは４
つ）に区画するインペラ６２と、駆動中空シヤフ
ト６１の外周を軸受を介して囲む筒状ハウジング
６４と、このハウジングと駆動中空シヤフト６１
間に設けられたベーン型モータ部６５とを備えて
おり、駆動中空シヤフト６１の後端部は自在継手
を介してモルタル供給パイプ７と相対回転自在に
接続され、モータ部６５はハウジングの導孔を介
して流体（たとえばエア）供給パイプ８と接続さ
れ、それら流体供給パイプ８とモルタル供給パイ
プ７はアーム５中を通して後方に導かれ、モルタ
ル供給パイプ７は操行台車に搭載したモルタル圧
送手段９と接続されている。

モルタル圧送手段９は、所望配合のモルタルを
吹付け機６に連続供給しうるものであれば任意で
あるが、図示するものでは、移動台車３上にモル
タルを貯蔵するホツパ１０と、このホツパ１０と
接続したモルタルポンプ１１とを用いており、モ
ルタルポンプ１１の吐出部はホース１２により前
記モルタル供給パイプ７と接続されている。

モルタルポンプ１１は吐出量が可変で脈動の少
ないタイプたとえばスクイーズ型やスネークチユ
ーブ型を用いることが好ましく、そして、モルタ
ル供給量をモルタルライニング施工厚に即した条
件に管理するため、ホツパ１０を架台１００にロ
ードセル１３を介して支承させ、演算回路１４に
より、モルタル残量、吐出量、さらに必要に応じ
瞬間吐出量を検出し、操作盤１５にデジタル表示
するとともに、演算回路１４をコントローラ１６
に接続し、前記モルタルポンプ１１の駆動を制御
するようにしている。

以上が基本構成であるが、本発明はさらに自動
運転制御系を結合し、モルタルポンプ１１と移動
台車３と吹付け機６とを一定のプログラムで作動
させるようにしたものを含む。

第８図はその一例を示しており、１７はライニ
ング条件演算部で、前記コントローラ１６と電気
的に接続され、管長、管径、ライニング時間、施
工層厚、単位時間当りのポンプ吐出量、吹付け機
吐出量等が設定器１８から入力されることで移動
台車３の移動速度と往復回数を演算し、コントロ
ーラ１６に信号を送り、記憶させる。

コントローラ１６はモルタルポンプ１１の無断
変速駆動部１１０、移動台車３の駆動部２４、吹
付け機６のモータ部に対する流体供給制御部６６
たとえば電磁流量調整弁、また要すれば支体４の
横行駆動機構２８および昇降駆動機構３０，３１
あるいはさらに鋼管自転装置１の駆動部にそれぞ
れタイマーやリレーを介して接続される。

その他図面において、３５はウエイト、３６は
給電リール、３７は添加剤混入部である。

上記本発明の使用方法を図示する態様のものを
例にとつて説明する。

鋼管Ａは自転装置１に配され、可変速駆動機構
２０により自転される。一方移動台車３のホツパ
１０には所望配合比と水／セメント比で混練され
たモルタルが投入される。そして、管長、管径、
ライニング時間、施工層厚、単位時間当りのポン
プ吐出量、吹付け機吐出量等を設定器１８からラ
イニング条件演算部１７に入力する。

これで移動台車３の走行速度と往復回数が設定
され、管径に応じて昇降駆動機構３０，３１と横
行駆動機構２８を作動させる。昇降駆動機構３
０，３１を作動すれば、保持筒２９がアーム５を
保持したまま長孔とピンをガイドとしてスライド
し、横行駆動機構２８を作動すれば、保持筒２９
を搭載したスキツドがガイドバーを介して移動台
車３の幅方向をスライドする。これにより、吹付
け機６は管径の変動に自在に追従し、インペラ中
心が管軸と整合される。そのため、吹付け機の直
径以上の小径から大径の鋼管まで一つの装置でモ
ルタルライニングすることができる。

自動運転を選択すれば、流体供給パイプ８を通
してエアなどの作用流体が吹付け機６のモータ部
６５に送られ、駆動中空シヤフト６１によりイン
ペラ６２が回転する。タイマーにより一定時間が
経過するとモルタルポンプ１１が運転され、それ
と同時に移動台車３の可変速モータ２４が駆動を
開始し、待機位置から所定位置たとえば吹付け機
６が鋼管Ａの端部位置に到る位置まで前進し、こ
の位置から続いて移動台車３が前進する。

この移動台車３の前進によりアーム５先端に支
承されている吹付け機６は自転している鋼管Ａの
管端から進入し、アーム５中を通るモルタル供給
パイプ７から駆動中空シヤフト６１を経て高速回
転中のインペラ６２にモルタルが圧送されるた
め、モルタルは遠心力により鋼管内周に均一に配
分、投射され、モルタルライニング層が管長方向
で漸進的に形成される。こうして鋼管Ａの一端ま
でいたると可変速モータ２４が逆転し、移動台車
３が後進する。このときにも前記吹付け機６によ
りモルタルが投射されることでライニング層Ｂの
厚さの増加、調整が行われる。この間、モルタル
供給量はロードセル１３と演算回路１４により自
動的に検出され、目的ライニング厚に対応するよ
うに移動台車３が設定回数だけ前進、後退され
る。

このようにして目的ライニング厚に達すると、
コントローラ１６からモルタルポンプ１１に停止
信号が送られ、作動が停止する。次いで流体供給
が停止され、吹付け機６のインペラ６２の回転が
停止され、その後移動台車３が待機位置まで後退
し、吹付け機６はアーム５とともに鋼管Ａから抜
き出される。

これでライニングの１サイクルが終了し、水切
り、硬化後鋼管Ａは自転装置１から取り外され、
湿潤養生または蒸気養生されることで製品とな
る。

本発明による鋼管モルタルライニングの特徴を
列挙すると下記の通りである。

偏肉が少なく、強度、密着性などの優れた高
精度のモルタルライニング鋼管を製造できる。

本発明はモルタルを自転する鋼管に溜め内周に
流動塗着させるのでなく、自転する鋼管の内部で
インペラ６２を回転させ、モルタルを強制的に円
周方向に均等に配分・投射し、これを管軸方向に
移動するものであり、そのため、鋼管の自転によ
る遠心力とモルタルそのものの遠心投射および軸
線方向移動との相乗作用で適切なならしが行わ
れ、円周方向および長手方向のモルタルライニン
グ厚にバラツキが少なくなる。

そして、モルタルを単純に壁面に沿つて流し付
着させるのでなく、壁面に管軸と所要の角度から
強い圧力で噴射させ衝撃的に付着させるので、中
の水分の抜けがよいとともに管内壁面との密着性
が良くなり、さらに自然付着でないため固練りの
モルタルを用いることが可能となる。そのため、
強度が高く、ダレ等も少なく、仕上り面が良くな
る。

モルタルライニング鋼管を高能率で製造でき
る。

モルタルを鋼管底側に撒きこれを順次重力に抗
して上方に移動させ壁面に付着させるのでなく、
鋼管内面全周にモルタルをダイレクトに吹付ける
ことから、ライニング層の成長が早く、かつまた
前記のような２重の遠心力によりモルタルの硬化
が非常に早くなる。

しかも、本発明は先端に遠心投射式の吹付け機
６を備えたアーム５を、移動台車３に搭載された
支体４で支えて管軸方向に移動させるため、アー
ム長さが鋼管の長さより若干長いだけで足り、吹
付け機６も後端部が自在継手を介して前記アーム
中を通るモルタル供給パイプ７と接続した駆動中
空シヤフト６１と、該駆動中空シヤフト６１との
前端に連結され端板６３との間で円周を複数に区
画するインペラ６２と、駆動中空シヤフト６１の
外周を軸受を介して囲む筒状ハウジング６４と、
この筒状ハウジング６４と駆動中空シヤフト６１
間に設けられたモータ部６５とを備えたものであ
るから軽量小型であり、支体４によりアーム５が
昇降・横行自在であるから、案内管やパンタグラ
フ式支持機構といつた特別な手段を要さずに鋼管
に対し遊挿形式で円滑に移動しつつモルタルを遠
心投射することができる。即ち、管内壁と接触す
る心配がなく、鋼管の自転速度が制約されず、
1000rpm以上というような高速化を行える。それ
故、鋼管が12ｍ以上のように長尺であつてもその
全長を一度にかつ迅速にモルタルライニングする
ことができる。

のモルタルライニング鋼管を低コストで製
造できる。

前記のように硬化時間が短縮されるうえに、偏
肉の減少により最大厚と最少厚の差を小さくでき
る。そのためライニングに必要なモルタル使用量
を大幅に節減することが可能となり、また、養生
後の手入れ、補修作業も大幅に軽減できる。

モルタルライニング厚さを自在にコントロー
ルすることができる。

本発明はインペラ吹付け機を鋼管中で移動させ
る方式のため、吹付け機の吐出量を一定にすれ
ば、一定時間内での移動台車の往復回数の増減で
ライニング厚を自由に設定することができ、ま
た、吹付け機の吐出量を管軸方向で変化させるだ
けで、ライニング厚をテーパ状にしたり、節状に
したり、あるいは任意ゾーンだけ局部的に非ライ
ニング部とすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によるときには、ライニン
グすべき鋼管を自転する手段と、前記鋼管に対し
接近後退自在な移動台車と、該移動台車上に昇
降・横行自在に搭載された支体に後部を支承され
鋼管内に挿入されるアームと、該アームの先端に
取付けられ鋼管中に遊挿される遠心投射式の吹付
け機と、この吹付け機にモルタルを圧送するため
の手段とからなり、前記遠心投射式の吹付け機
が、後端部が自在継手を介して前記アーム中を通
るモルタル供給パイプ７と接続した駆動中空シヤ
フト６１と、該駆動中空シヤフト６１との前端に
連結され端板６３との間で円周を複数に区画する
インペラ６２と、駆動中空シヤフト６１の外周を
軸受を介して囲む筒状ハウジング６４と、この筒
状ハウジング６４と駆動中空シヤフト６１間に設
けられたモータ部６５とを備えているため、鋼管
を静止した状態でなく自転させ、この状態で遠心
力投射式吹付け機を鋼管と接触させぬように保ち
ながら鋼管内壁にモルタルを遠心力で円周方向に
配分投射しつつ管軸方向に円滑に往復移動させて
均一なライニング層を漸進形成することができ、
ことに、長尺な鋼管に厚く偏肉の少ないモルタル
ライニング層を高能率かつ安価に形成することが
できるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による鋼管モルタルライニング
装置の一実施例を示す平面図、第２図は同じくそ
の側面図、第３図は第１図の詳細を示す平面図、
第４図は同じくその部分切欠側面図、第５図は第
４図−線に沿う断面図、第６図は本発明にお
ける吹付け機部分の部分切欠側面図、第７図は吹
付け機の正面と背面を半部づつ示す説明図、第８
図は本発明で用いられる制御系を例示する説明図
である。 １…鋼管自転装置、２…ライニング機、３…移
動台車、４…支体、５…アーム、６…吹付け機、
９…モルタル圧送手段、２６…スキツド、２８…
横行駆動機構、３０，３１…昇降駆動機構、２９
…保持筒、６２…インペラ、Ａ…鋼管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ライニングすべき鋼管を自転する手段と、前
   記鋼管に対し接近後退自在な移動台車と、該移動
   台車上に昇降・横行自在に搭載された支体に後部
   を支承され鋼管内に挿入されるアームと、該アー
   ムの先端に取付けられ鋼管中に遊挿される遠心投
   射式の吹付け機と、この吹付け機にモルタルを圧
   送するための手段とからなり、前記遠心投射式の
   吹付け機が、後端部が自在継手を介して前記アー
   ム中を通るモルタル供給パイプ７と接続した駆動
   中空シヤフト６１と、該駆動中空シヤフト６１と
   の前端に連結され端板６３との間で円周を複数に
   区画するインペラ６２と、駆動中空シヤフト６１
   の外周を軸受を介して囲む筒状ハウジング６４
   と、この筒状ハウジング６４と駆動中空シヤフト
   ６１間に設けられたモータ部６５とを備えている
   ことを特徴とする鋼管モルタルライニング装置。