JPH091378A - メッキ管内冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少なくとも内表面にメッキが施された鋼管の
外周部に例えば溶接など加熱を伴う加工作業を行う時、
管内でのメッキによる針状突起部の形成、煙の発生、或
いは管内空気の密度変化を防止するメッキ管内冷却装置
を提供すること。 【構成】 少なくとも内表面がメッキされた管の外周に
加熱を伴う加工作業を行う時に加熱される管部分の内周
面を部分的に冷却するメッキ管内冷却装置であって、管
内における冷却予定部分の前後に配置された一対のシー
ル手段１１、１２によってその間隔を密閉室２２に区画
形成し、冷却媒体供給管２３、２９を密閉室２２に連通
し、同様に冷却媒体排出管３０を密閉室２２に連通して
構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメッキ管内冷却装置に関
し、更に詳細には少なくとも内側に例えば亜鉛メッキ等
が施された鋼管の外周部に溶接等をする時その内周面を
冷却する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力又は通信ケーブル等の地中埋
設化が進められている。この種のケーブルの地中埋設
は、小口径の管を埋設し、その内部にケーブルを通すこ
とで行われている。一般に、管は、鋼管又はプラスチッ
ク管が用いられるが、強度及びコスト的な面から鋼管が
多く使用される。

【０００３】鋼管を用いた電力又は通信ケーブルの地中
埋設化工事にあたり、鋼管の埋設には小口径推進工法が
多く採用されている。この小口径推進工法とは、推進機
が入るだけの地下部（発進立坑）を地盤に形成し、この
中に推進機を前後スライド可能に設置する。

【０００４】そして、最初に先導管を発進立坑から地盤
中に推進させ、次いでこの先導管の後端に鋼管を接続し
て更に推進させ、その後は順次鋼管を継ぎ足して行き、
これにより所定距離の埋設管を形成する。

【０００５】その時、先導管の方向を変える場合には、
先導管先端に斜面板を設け、この斜面板が受ける土圧を
利用して行っている。従って、推進中の管全体を発進立
坑から回転して先導管先端の斜面板の向きを制御する必
要がある。そのため、各鋼管は所定の強度で接続されて
いることが必要である。

【０００６】従って、従来では、図６に示されるように
各鋼管１の一端１ａにスリーブ管２を約半分嵌合し、こ
のスリーブ管２の一端部２ａを鋼管１の外周部に隅肉溶
接（溶接部を符号３で示す）して固定したもの（これを
便宜上、布設管４と称する）を予め工場で製作してお
く。

【０００７】そして、工事現場では、発進立坑から推進
埋設された布設管４における鋼管１の一端１ａに設けら
れたスリーブ管２内に、新たに継ぎ足される布設管４に
おける鋼管１の他端１ｂを差し込んで嵌合し、このスリ
ーブ管２の他端部２ｂをいま継ぎ足された鋼管１の他端
１ｂ外周部に隅肉溶接することで両者の堅固な接続を図
っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の鋼
管には一般に亜鉛メッキが施されている。そのため、従
来の小口径推進工法において、既に推進埋設された布設
管４に新たな布設管４を前述のように溶接等で固着して
継ぎ足す時、図６に示されるように鋼管の外周部に与え
られた熱で内周面の亜鉛メッキが酸化溶融し、内周面に
毛羽立ちのように多数の針状突起部５が形成される。

【０００９】このようなメッキの溶融による針状突起部
５は、電力又は通信ケーブル等を管内に引き込んで通す
時ケーブルの被覆部を損傷させ、その機能にまで影響を
与えるという問題があった。また、このようなメッキの
溶融による針状突起部の発生は、当該部分でメッキが実
質的に失われるため錆の発生を招き、鋼管の寿命を低下
させると言う問題もあった。

【００１０】また、近年、推進距離の長距離化が進む中
で溶接強度を強化する必要性があり、メッキ部への影響
との間でジレンマがある。すなわち、溶接力を高めれば
メッキが損傷し、逆にメッキ部を保護しようとすれば溶
接力が低下するという相反する関係があるからである。

【００１１】しかし、従来では、溶接力の強化を優先す
る必要から、溶接後に内周面に発生したメッキの針状突
起部を削り落として研き、その後その部分に再塗装を施
していた。鋼管１の一端にスリーブ管２を嵌合して隅肉
溶接をし、布設管４を形成する場合には、前述したよう
にこの作業は予め工場で行われ、しかも溶接部は鋼管の
端部開放部の近傍であるため、メッキの針状突起部を削
り落として再塗装するにしてもその作業は比較的に容易
である。

【００１２】しかしながら、布設管４に別な布設管を接
続する場合には、その作業が埋設工事の現場であるこ
と、溶接部が継ぎ足される単管の端部開口部から溶接部
までの長さがその鋼管のほぼ全長であることから、溶接
部の内周面に生じたメッキの針状突起部を削り落とした
り、研いたり、或いは再塗装したりすることは非常に大
変な作業であり、多大な時間と労力を要していた。

【００１３】更に、前述した鋼管接続時の溶接は、メッ
キの酸化等による煙が発生して管内に停滞するためこれ
を排煙する必要もあった。しかも、この溶接作業中或い
は溶接後の推進作業中にも埋設管の方向の確認などを先
導管に設けられたターゲットを発進立坑からトランシッ
トなどで確認しようとすると、溶接熱或いは溶接後の余
熱で管内の空気密度に変化が生じており、そのためター
ゲット視準が屈折して正確な方向確認ができないという
問題もあった。

【００１４】特に、ターゲットとして使用される発光ダ
イオードは、最も高輝度が製品化されている赤色を使用
することが多く、またこの赤色は最も屈折率が大きいた
め前述の問題は無視できない問題となっていた。

【００１５】このような不都合をなくすべく鋼管内周面
のメッキ層を破壊させないような又は管内空気に密度の
変化を生じさせないような温度条件での溶接では多層溶
接となってあまりにも作業時間が掛かり過ぎるという問
題がある。

【００１６】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、少なくとも内表面にメッ
キが施された鋼管の外周部に例えば溶接など加熱を伴う
加工作業を行う時、管内でのメッキの酸化及び溶融によ
る針状突起部の形成、煙の発生、或いは管内空気の密度
変化を防止するメッキ管内冷却装置を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明はメッキ管内冷却
装置であり、前述した技術的課題を解決するために以下
のように構成されている。すなわち、本発明は、少なく
とも内表面がメッキされた管の外周に加熱を伴う加工作
業を行う時に加熱される管部分の内周面を部分的に冷却
するメッキ管内冷却装置であって、管内における冷却予
定部分の前後に配置され、密閉室を区画形成する一対の
シール手段と、一端を前記シール手段の一方を介して前
記密閉室に連通し且つ他端を前記メッキ管の外部に設置
された冷却媒体供給源に接続された冷却媒体供給管と、
一端を前記シール手段の一方を介して前記密閉室に連通
し且つ他端を前記メッキ管の外部に開放された冷却媒体
排出管とから構成されていることを特徴とする。

【００１８】＜本発明における付加的構成＞本発明のメ
ッキ管内冷却装置は、前述した必須の構成要素からなる
が、その構成要素に更に以下のような構成を加えた場合
であっても成立する。その付加的構成要素とは、両端開
放の透視用管を前記一対のシール手段及びこのシール手
段で区画形成された前記密閉室を貫通し、前記メッキ管
の中心軸線上に設置することである。

【００１９】本発明のメッキ管内冷却装置は、更にその
構成要素が具体的に以下のような場合であっても成立す
る。その付加的構成要素とは、前記一対のシール手段
が、それぞれ管内を移動し得るような走行手段を備えた
支持体と、この支持体の外周面に取付けられ、径方向外
方へ膨張可能な可撓性のチューブとから構成され、前記
メッキ管内冷却装置が、更に前記チューブ内に膨張媒体
を注入すべく膨張媒体供給装置を備えていることを特徴
とする。

【００２０】更に、本発明のメッキ管内冷却装置では、
冷却媒体供給管、密閉室及び冷却媒体排出管より冷却媒
体を排出すべく圧縮空気を冷却媒体供給管から供給可能
な供給装置を設けることもできる。

【００２１】

【作用】本発明のメッキ管内冷却装置によると、既に埋
設推進された鋼管端部に取り付けられたスリーブ内に新
たな鋼管の端部を嵌合する。その後、嵌合した鋼管の端
部開口から本メッキ管内冷却装置を入れ、スリーブ管と
鋼管とを溶接する隅肉溶接予定部の内周部が一対のシー
ル手段の間で形成される密閉室に位置するようにする。

【００２２】あるいは、予め新たな布設管の内部に本メ
ッキ管内冷却装置を入れておき、この布設管の鋼管端部
を既に埋設推進された布設管の端部に位置するスリーブ
管内に嵌合させるようにしてもよい。

【００２３】次いで、各シール手段を作動させてこれら
の間の管内を密閉室に区画形成する。その後、前述の溶
接作業を開始すると共に密閉室に冷却用の媒体を供給管
から導入し、且つ排出管から排出する。この結果、鋼管
の外周溶接部に対応する内周部は冷却用媒体で冷却さ
れ、鋼管内面のメッキ層の加熱による酸化及び溶融を生
じることがなく、よってメッキ層による針状突起部の発
生等が防止される。

【００２４】一対のシール手段が、具体的にそれぞれ管
内を移動し得るような走行手段を備えた支持体の外周面
に可撓性部材を取付け、この可撓性部材を径方向外方へ
膨張するようにしたものである場合には、密閉室は各支
持体外周部に設置された可撓性部材に気体を導入するこ
とで膨張させ鋼管内周面に密着させることで形成され
る。

【００２５】また、前述したような溶接作業中に埋設管
の方向の確認などを先導管に設けられたターゲットを発
進立坑からトランシットなどで確認しようとする時、一
対のシール手段とこれらで区画形成された密閉室とを貫
通し、鋼管の中心軸線上に設置された両端開放の透視用
管を通してターゲットに視準を合わせるようにする。

【００２６】更に、溶接作業完了後、メッキ管内冷却装
置を引き抜こうとする時、冷却媒体が布設管内に拡散し
ないように、予め冷却媒体供給管に圧縮空気等の膨張媒
体を供給し、冷却媒体供給管、密閉室及び冷却媒体排出
管から冷却媒体をほとんどすべて排出する。

【００２７】

【実施例】以下、本発明のメッキ管内冷却装置を図に示
される実施例について更に詳細に説明する。図１には本
発明の一実施例に係るメッキ管内冷却装置１０が示され
ている。前述したように小口径推進工法では発進立坑か
ら方向修正刃先６と中心軸線上にターゲット７とを取り
付けた先導管７を先頭にしてスリーブ管の付いた鋼管
（布設管）が順次接続されながら推進される。このよう
な工法自体は従来と同様である。

【００２８】この実施例のメッキ管内冷却装置１０は、
既に推進埋設された布設管４に新たな布設管４を接続固
定する場合であって新たな布設管４の鋼管端部を既に推
進埋設された布設管４におけるスリーブ管２に嵌合して
隅肉溶接をする際に鋼管内面を冷却するための装置であ
り、鋼管１内における冷却予定部分の前後に配置され、
密閉室を区画形成する一対のシール手段１１、１２を備
える。

【００２９】各シール手段１１、１２はほぼ同一のもの
であり、従って一方のシール手段１１の構造についての
み説明する。シール手段１１は、図２に示されるように
筒状のリム１３の軸方向中央部に２枚の円盤状スポーク
即ちスポーク盤１４ａ、１４ｂを間隔をあけて取り付け
てなる支持体１５を含む。

【００３０】このリム１３の外周面には、図３に示され
るようにゴム製の環状バンド１６が装着され、この環状
バンド１６のその両端部は止め輪１７によりリム１３の
外周面に固着されている。筒状リム１３の軸方向中央部
に設けられた２つのスポーク盤１４ａ、１４ｂ間におけ
る空間部１８はリム１３に形成された多数の通気口１９
を介してリム１３外表面の外側に連通している。

【００３１】この２つのシール手段１１、１２は、図２
に示されるように間隔をあけて並べられて連結固定され
ている。この連結手段としては、それぞれの支持体１５
のスポーク盤１４ａ、１４ｂ間の空間部１８を連通すべ
く各支持体１５のスポーク盤同志を接続する連通管２０
であり、またこれら各スポーク盤１４ａ、１４ｂを貫い
て中心軸線上に設けられた両端開放の透視用管２１であ
る。

【００３２】このようにして相互に間隔をあけて連結さ
れたその間隔部２２には、図２及び図４に示されるよう
にリング状のパイプ２３が配置されている。このリング
状のパイプ２３の外周部には多数の冷却水噴出穴２４が
形成されている。

【００３３】そして、更に一体に連結された一対のシー
ル手段１１、１２のそれぞれ外側の側部には、図５に明
瞭に示されるようにトライアングル状に形成されたブラ
ケット２５がその各頂点を各リム１３の内面に溶接など
により固定されている。このブラケット２５の各辺外側
にはキャスター２６が固定され、各キャスター２６は鋼
管１の内面に３点で接触し、シール手段１１、１２を移
動可能に支持している。

【００３４】このように構成されたメッキ管内冷却装置
は１０は、更に、一方のシール手段１２におけるスポー
ク盤１４ａ、１４ｂ間の空間部１８に圧縮エアーを供給
するエアー供給管２７を備えている。このエアー供給管
２７は、その一端がスポーク盤１４ｂに接続され且つ他
端は透視用管２１に取付けられたステー２８に固定され
ている。

【００３５】同様に、このステー２８には冷却水供給管
２９の一端が支持され、その他端は一方のシール手段１
２におけるスポーク盤１４ａ、１４ｂを貫通して前述の
リング状パイプ２３の内周部に固着されると共に図４に
示されるように連通穴により相互に連通されている。

【００３６】更に、このステー２８には冷却水排出管３
０の一端が支持され、その他端は一方のシール手段１２
におけるスポーク盤１４ａ、１４ｂを貫通して前述の間
隔部２２に開放している。

【００３７】これら３つの管即ちエアー供給管２７、冷
却水供給管２９及び冷却水排出管３０においてステー２
８から突出するそれぞれの端部には各々可撓性のホース
が接続され、布設管４の外部に設置された圧縮エアー供
給源、冷却水供給源、冷却水プール等に接続されてい
る。

【００３８】次に、前述した実施例のメッキ管内冷却装
置１０の動作について説明する。最初に、既に埋設推進
された布設管４のスリーブ管２内に新たな布設管４の鋼
管１端部を嵌合する。その後、嵌合した鋼管１の端部開
口から本メッキ管内冷却装置１０を入れ、キャスター２
６で管内を移動させてスリーブ管２と鋼管１とを溶接す
る隅肉溶接予定部の内周面が一対のシール手段１１、１
２の間の間隔部２２に位置するようにする。

【００３９】あるいは、予め新たな布設管４にメッキ管
内冷却装置１０を入れておき、その後この布設管４の鋼
管１端部を既に埋設推進された布設管４の端部に位置す
るスリーブ管２内に嵌合させる。そして、このメッキ管
内冷却装置１０における一対のシール手段１１、１２の
間隔部２２にスリーブ管２と鋼管１とを溶接する隅肉溶
接予定部の内周面が位置するように当該メッキ管内冷却
装置１０の位置を正確に調整する。

【００４０】次いで、図１に示されるように発進立坑な
ど布設管外部に設置された圧縮エアー供給源３１を作動
し、ソレノイドバルブ装置３２、ホース及びエアー供給
管２７を介して圧縮エアーを一方のシール手段１２を構
成する支持体１５のスポーク盤１４ａ、１４ｂ間空間部
１８内に導入する。圧縮エアーは連通管２０を通って他
方のシール手段１１を構成する支持体１５のスポーク盤
間１４ａ、１４ｂ間空間部１８内にも導入される。

【００４１】これらの空間部１８に導入された圧縮エア
ーは、各リム１３に形成された多数の通気口１９から外
部に噴出し、これによりバンド１６を膨張させる。バン
ド１６が膨張して鋼管１の内壁面に密着すると、一対の
シール手段１１、１２の間の間隔部２２は鋼管１と協働
して密閉室となる。

【００４２】その後、冷却水が冷却水供給ポンプ３３に
よって冷却水プール３４からホース及び冷却水供給管２
９を介してリング状のパイプ２３に送水され、このパイ
プ２３の外周部に形成された多数の冷却水噴出穴２４か
ら鋼管内壁に向かって噴出する。これと同時にスリーブ
管２と鋼管１との隅肉溶接が開始される。

【００４３】密閉された間隔部２２即ち密閉室で前述し
たように冷却水がパイプ２３に多数の噴出穴２４から噴
出されると、この密閉室２２には冷却水が貯留し、その
レベルが冷却水排出管３０の端部開放部に達すると、こ
の冷却水排出管３０からホースを介して鋼管外部に排出
され、冷却水プール３４に戻される。この結果、鋼管の
外周溶接部に対応する内周部は冷却水で冷却され、鋼管
内面のメッキ層の加熱溶融を生じることがなく、よって
メッキ層による針状突起部の発生等が防止される。

【００４４】このような溶接作業中又は溶接作業終了
後、本メッキ管内冷却装置１０を布設管４内に残した状
態で埋設管の推進方向を確認する必要が生じた場合には
発進立坑に設置したトランシットＴで、一対のシール手
段１１、１２とこれらで区画形成された密閉室２２とを
貫通し、鋼管１の中心軸線上に設置された両端開放の透
視用管２１を通して先導管８に設けられたターゲット７
に視準を合わせるようにする。

【００４５】スリーブ管２と鋼管１との隅肉溶接が終了
し溶接部が十分に冷却されると、冷却水の供給も停止さ
れる。しかしながら、冷却水供給管２９内、密閉室２２
内及び冷却水排出管３０内には完全に排水しきれなかっ
た残余の冷却水が残る。特に、埋設管が下り勾配で布設
される場合には、冷却水供給管２９、密閉室２２、及び
冷却水排出管３０の中にほとんどすべての冷却が残され
る。そこで、冷却水供給配管系にソレノイドバルブ装置
３５介して接続されている圧縮エアー供給源３１から圧
縮エアーをこの冷却水供給配管系に送り、密閉室２２内
の気圧を高めながら排水する。

【００４６】これにより、冷却水供給管２９内、密閉室
２２内及び冷却水排出管３０内に残っている冷却水は冷
却水排出管３０を介して鋼管の外へ排水され、特に、排
水経路の隅に残った冷却水も風速に乗り排出され、その
結果ほとんど大部分の冷却水は排出されることになる。
なお、最後には極わずかな冷却水が残るが、この程度の
水は作業にほとんど影響しないので無視できる。

【００４７】その後、各シール手段１１、１２における
バンド１６内の圧縮エアーを排気して収縮し、この冷却
装置１０を布設管の外へ引き出す。そして、通常の布設
管推進作業を継続する。または、このメッキ管内冷却装
置１０を布設管４内に残したまま通常の布設管推進作業
を行い、推進完了後に残しておいたこのメッキ管内冷却
装置１０を布設管の外へ引き出すこともできる。

【００４８】なお、前述した実施例のメッキ管内冷却装
置では、冷却媒体として水を利用し、またチューブ１７
を膨張させるための気体として圧縮エアーを使用した
が、これは単なる一例であってどのような冷却媒体及び
膨張用気体であってもよい。

【００４９】更に、本実施例のメッキ管内冷却装置で
は、布設管同志を溶接して連結する場合に内周部を冷却
するために用いたが、本発明はこのような使用に限定さ
れるものではなく、布設管の外周部に加熱を伴う種々の
加工作業を行う時にも管部分の内周面を部分的に冷却す
るのに有効であることは言うまでもない。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のメッキ管
内冷却装置によれば、メッキ管の外周部に加熱を伴う種
々の加工作業を行う時、比較的に容易に内周面を部分的
に冷却することができるのでメッキの溶融による針状突
起部の発生を防止することができ、その結果従来行って
いたような針状突起部の削り落とし、再塗装などの作業
が必要なく、しかも布設管内を通す電力等ケーブルの被
覆部の損傷、錆の発生等を防止することができる。

【００５１】従って、溶接熱によるメッキ部への影響を
気にすることなく充分な溶接作業強度を得ることができ
ると共にこのような加工作業中或いはこのメッキ管内冷
却装置を布設管内に置いたままにした状態でもトランシ
ットによるターゲット視認作業を行うこともできる等多
大な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るメッキ管内冷却装置を
地中に埋設する布設管内に設置して全体を示す構成説明
図である。

【図２】図１に示される実施例のメッキ管内冷却装置を
拡大して示す断面図である。

【図３】図２に示されるメッキ管内冷却装置を構成する
１つのシール手段を部分的に拡大して示す断面図であ
る。

【図４】図２の４−４線に沿って切断して示すメッキ管
内冷却装置の縦断面図である。

【図５】図２の５−５線に沿って切断して示すメッキ管
内冷却装置の縦断面図である。

【図６】従来、布設管の接続に際して管外周部を溶接し
た時に内周部にメッキ層が溶融して生じる針状突起部の
発生状態を概略的に示す布設管の断面図である。

【符号の説明】

１ 鋼管 ２ スリーブ管 ３ 隅肉溶接部 ４ 布設管 １０ メッキ管内冷却装置 １１ シール手段 １２ シール手段 １３ リム １４ａ スポーク盤 １４ｂ スポーク盤 １５ 支持体 １６ 環状バンド １７ 止め輪 １８ 空間部 １９ 通気口 ２０ 連通管 ２１ 透視用管 ２２ 間隔部（密閉室） ２３ パイプ ２４ 冷却水噴出穴 ２５ ブラケット ２６ キャスター ２７ エアー供給管 ２８ ステー ２９ 冷却水供給管 ３０ 冷却水排出管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも内表面がメッキされた管の外
   周に加熱を伴う加工作業を行う時に加熱される管部分の
   内周面を部分的に冷却するメッキ管内冷却装置であっ
   て、 管内における冷却予定部分の前後に配置され、密閉室を
   区画形成する一対のシール手段と、一端を前記シール手
   段の一方を介して前記密閉室に連通し且つ他端を前記メ
   ッキ管の外部に設置された冷却媒体供給源に接続された
   冷却媒体供給管と、一端を前記シール手段の一方を介し
   て前記密閉室に連通し且つ他端を前記メッキ管の外部に
   開放された冷却媒体排出管とから構成されていることを
   特徴とするメッキ管内冷却装置。
2. 【請求項２】 前記メッキ管内冷却装置が、更に前記一
   対のシール手段及びこのシール手段で区画形成された前
   記密閉室を貫通し、前記メッキ管の中心軸線上に設置さ
   れた両端開放の透視用管を備えていることを特徴とする
   請求項１に記載のメッキ管内冷却装置。
3. 【請求項３】 前記一対のシール手段が、それぞれ管内
   を移動し得るような移動可能手段を備えた支持体と、こ
   の支持体の外周面に取付けられ、径方向外方へ膨張可能
   な可撓性部材とから構成され、前記メッキ管内冷却装置
   が、更に前記可撓性部材内に膨張媒体を注入すべく膨張
   媒体供給装置を備えていることを特徴とする請求項１又
   は請求項２に記載のメッキ管内冷却装置。
4. 【請求項４】 前記メッキ管内冷却装置が、冷却媒体を
   前記冷却媒体供給管、前記密閉室及び前記冷却媒体排出
   管からほとんどすべて排出すべく圧縮空気等の膨張媒体
   を前記冷却媒体供給管から供給可能な装置を備えている
   ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のメッキ管
   内冷却装置。