管路構造及び施工方法並びにスリーブ及び製造方法
【課題】管路の内部を流れる水の熱を活用することができる管路構造と、この管路構造を施工する方法、及びスリーブと、このスリーブの製造方法を提供する。
【解決手段】管路構造は、既設管Ｂの内部に、水が流れる内周面を有する筒体Ｃが形成され、該筒体の内周面よりも既設管側で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路Ｄが形成されている。代表的なスリーブＡは、水が流れる管路を構成する既設管Ｂの内部に該既設管の長手方向に配置される合成樹脂からなるスリーブＡであって、既設管Ｂの内形に対応した外形を有する外周面１ａと、水が流れる内周面１ｂと、を有し、外周面１ａと内周面１ｂとの間で且つ長手方向に流通路となる孔４を形成する。スリーブＡを構成する合成樹脂が熱可塑性樹脂である。孔４が水が流れる部分に対応した部位に形成されている。孔４が複数形成されている。
【解決手段】管路構造は、既設管Ｂの内部に、水が流れる内周面を有する筒体Ｃが形成され、該筒体の内周面よりも既設管側で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路Ｄが形成されている。代表的なスリーブＡは、水が流れる管路を構成する既設管Ｂの内部に該既設管の長手方向に配置される合成樹脂からなるスリーブＡであって、既設管Ｂの内形に対応した外形を有する外周面１ａと、水が流れる内周面１ｂと、を有し、外周面１ａと内周面１ｂとの間で且つ長手方向に流通路となる孔４を形成する。スリーブＡを構成する合成樹脂が熱可塑性樹脂である。孔４が水が流れる部分に対応した部位に形成されている。孔４が複数形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路の内部を流れる水の熱を活用することができる管路構造と、この管路構造を施工するための施工方法と、水の熱を活用するためのスリーブと、このスリーブを製造するための方法と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内部に水が流れる管路として、下水道用の管路や工業用水用の管路或いは農業用水用の管路、等が敷設されている。これらの管路の内部を流れる水の温度は四季を通して大きく変動することがなく、略一定の値を保持している。例えば、下水道用の管路を流れる水の温度は、夏季にあっては外気温度よりも低く、冬季にあっては外気温度よりも高い。このため、管路の内部を流れる水との温度差を利用した熱交換を行うことで新たなエネルギー源とすることが考えられる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された発明は、下水熱採熱設備と下水熱利用システムに関するものである。この発明では、採熱設備は下水道管の外周のうち少なくとも上方を被覆するジャケット状に配設されており、この採熱設備は、熱原水が通流し高熱伝導率材料で形成された採熱管と、採熱管の間隙及び周囲に充填された保護材とを有している。また採熱管は、下水道管の長手方向に平行に複数配設された直管と、直管同士を接続するベント管によって構成されている。
【０００４】
上記の如く構成された採熱設備では、採熱管が下水道管の外周に配設される。このため、採熱管が下水に直接接触することがないため、メンテナンスが不要となり維持コストが低減できるという効果を有する。また、既設の下水道管に設置する場合には、周囲の地盤を掘削して開放した下水道管の外周に採熱管を配設すると共に、所定の部位に保護材を充填することで良く、工事が容易であるという効果も有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４１２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された発明は上記の如き特徴を有する。しかし、下水道管を介して下水の熱を取得するため、下水の熱を充分に利用し得ない虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、管路の内部を流れる水の熱を活用することができるスリーブを提供すると共に該スリーブの製造方法と、このスリーブを管路の内部に配置する工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る管路構造は、水が流れる管路の構造であって、既設管の内部に、水が流れる内周面を有する筒状の流水層が形成され、前記流水層の内周面よりも既設管側で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記管路構造に於いて、前記水が流れる管路が、下水道管路であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る第１の施工方法は、上記何れかの管路構造を施工する施工方法であって、既設管の長手方向に、下方側内周面に沿って熱交換媒体を流通させる通路が形成された流通部材を配置し、前記流通部材が配置された既設管の内部に、可撓性を有し且つ前記流水層を構成する筒体を、外周面が既設管の内周面に干渉することがないように縮径して挿入し、その後、挿入された筒体を復元させて該筒体の外周面と既設管の内周面とによって前記流通部材を挟み込むことを特徴とするものである。
【００１１】
また、第２の施工方法は、上記何れかの管路構造を施工する施工方法であって、水が流れる内周面と、該内周面よりも外周面側に長手方向に形成された熱交換媒体を流通させる通路と、を有し且つ可撓性を有する前記流水層を構成する筒体を用意し、前記筒体を、既設管の内部に外周面が既設管の内周面に干渉することがないように縮径して挿入し、その後、挿入された筒体を復元させて該筒体を既設管の内面に配置することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係る第１のスリーブは、水が流れる管路を構成する既設管の内部に該既設管の長手方向に配置される合成樹脂からなるスリーブであって、水が流れる内周面と既設管の内周面と対向する外周面とを有するスリーブ本体を有し、前記スリーブ本体の外周面の長手方向に熱交換媒体を流通させる通路を一体的に形成したものである。
【００１３】
また、第２のスリーブは、水が流れる管路を構成する既設管の内部に該既設管の長手方向に配置される合成樹脂からなるスリーブであって、配置すべき既設管の内形に対応した外形を有する外周面と水が流れる内周面とを有するスリーブ本体を有し、前記スリーブ本体の外周面と前記内周面との間で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路を形成したものである。
【００１４】
上記スリーブに於いて、前記合成樹脂が、熱可塑性樹脂であることが好ましい。
【００１５】
また、上記何れかのスリーブに於いて、前記熱交換媒体を流通させる通路が、管路に於ける水が流れる部分に対応した部位に形成されていることが好ましい。
【００１６】
また、上記何れかのスリーブに於いて、前記熱交換媒体を流通させる通路が、１又は複数形成された孔によって構成されていることが好ましい。
【００１７】
また本発明に係る第１のスリーブの製造方法は、上記何れかのスリーブを製造するための方法であって、合成樹脂を押出成形する際に熱交換媒体を流通させる通路を一体的に成形することを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明に係る第２のスリーブの製造方法は、上記何れかのスリーブを製造するための方法であって、スリーブに於ける熱交換媒体を流通させる通路の形成部位に予め設定された長さを持ったパイプを配置しておき、合成樹脂により前記パイプを一体化することを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明に係る第３のスリーブの製造方法は、上記何れかのスリーブを製造するための方法であって、配置すべき管路の内形に対応した外形と予め設定された肉厚を持った長尺状の筒体を成型しておき、前記筒体の内面を長手方向に切削して熱交換媒体を流通させる通路を形成した後、少なくとも前記通路の開放部分を合成樹脂シートによって覆うと共に前記筒体と一体化させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
上記課題を解決するために本発明に係る管路構造は、既設管の内部に、水が流れる内周面を有する筒状の流水層が形成されており、この流水層の内周面よりも既設管側で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路（以下「流通路」という）が形成されているため、流水層を通して水と熱交換媒体との熱交換を行うことができる。
【００２１】
また、水が流れる管路を下水道管路とすることによって、下水の持つ熱を有効に活用することができる。
【００２２】
また本発明に係る第１の施工方法では、既設管の長手方向で下方側内周面に沿って流通路が形成された流通部材を配置し、この既設管の内部に、可撓性を有し且つ前記流水層を構成する筒体を、外周面が既設管の内周面に干渉することがないように縮径して挿入した後、挿入された筒体を復元させて該筒体の外周面と既設管の内周面とによって前記流通部材を挟み込むことができる。
【００２３】
また、第２の施工方法では、水が流れる内周面と、該内周面よりも外周面側に長手方向に形成され流通路と、を有し且つ可撓性を有する前記流水層を構成する筒体を用意し、この筒体を縮径して既設管の内部に挿入した後、挿入された筒体を復元させることで配置することができる。
【００２４】
本発明に係る第１のスリーブでは、水が流れる内周面と既設管の内周面と対向する外周面とを有するスリーブ本体を有し、該スリーブ本体の外周面の長手方向に流通路を一体的に形成したので、通路を直接既設管の内周面に接触させた状態で配置することによって、内周面に沿って流れる水の熱をスリーブを介して熱交換媒体に伝えることができる。
【００２５】
また、第２のスリーブでは、スリーブ本体に於ける外形が既設管の内形に対応した外周面と内周面との間で且つ長手方向に形成された流通路を有する。このため、スリーブを目的の管路の内部に配置して水を流すと共に流通路の内部に熱交換媒体を流通させることで、水と熱交換媒体との間で熱交換を行うことができる。従って、熱交換媒体を介して管路の内部を流れる水の熱を活用することができる。
【００２６】
特に、スリーブを熱可塑性樹脂によって成形することで、該スリーブを加熱することによって容易に変形させることができる。このため、周長が小さくなるように、断面を凹状に折り畳んでの搬送が可能となり、効率良く目的の現場まで搬送することができ、且つ現場で設置することができる。
【００２７】
また、スリーブに於ける流通路の形成部位を管路に於ける水が流れる部分に対応させることによって、水との熱交換を効率良く行うことができる。
【００２８】
また、スリーブに形成する流通路を複数の孔によって形成することで、個々の孔の断面積を小さくすることが可能となり、スリーブに於ける外周面と内周面との間の寸法（スリーブの厚さ）を小さくすることができる。特に、流通路を構成する際に、径の小さい複数の孔を利用することによって流通路全体の表面積（熱交換面積）を大きくすることが可能となり、効率の良い熱交換を実現できる。
【００２９】
本発明に係る第１のスリーブの製造方法では、スリーブを押出成形する際に流通路を同時に成形することができるため有利である。
【００３０】
また、本発明に係る第２のスリーブの製造方法では、スリーブに於ける流通路の形成部位にパイプを配置して成形することによって、該パイプを外周面と内周面との間に一体化させてスリーブを製造することができる。
【００３１】
また、本発明に係る第３のスリーブの製造方法では、予め成形された筒体の内面を切削して長手方向に連続した流通路を構成する溝を形成するので、溝を所望の断面形状に形成することができるため、該溝の開放部分の寸法を大きくとることができる。このため、溝の開放部分を合成樹脂シートを覆って流通路を形成したとき、該流通路は内周面に対し、大きな寸法で対向すると共に、一定の厚さの隔壁を介して対向することとなる。このため、高い熱交換効率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施例に係るスリーブの構成を説明する図である。
【図２】スリーブの他の例を説明する図である。
【図３】スリーブを管路の内部に配置する際に畳んだ状態を説明する図である。
【図４】本実施例に係る施工方法を説明する図であり、スリーブをマンホール間に配置した状態を説明する模式図である。
【図５】スリーブの端部に開放した孔の接続状態を説明する正面図であり、図４のＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】スリーブの端部に開放した孔の接続状態を説明する側面図である。
【図７】管路構造の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る管路構造、施工方法及びスリーブ並びにスリーブの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００３４】
先ず、本発明に係る管路構造の一例について図７により簡単に説明する。本発明に係る管路構造は、水が流れる面と管路を構成する既設管との間に流通路を構成したものであり、この流通路に熱交換媒体を流通させることによって、管路を流れる水との間で熱交換を実現するものである。
【００３５】
本発明に於いて、水が流れる管路としては、下水道用の管路、上水道用の管路、農業用水用の管路、工業用水用の管路を含む種々の水流用の管路があり、何れも好ましく適用することが可能である。特に、管路として下水道管路を利用した場合、家庭からの廃水が保有する熱を活用することが可能となり、好ましい。また、管路を構成する既設管の形状は円筒形、角筒形等の形状があり、何れの形状であっても適用することが可能である。
【００３６】
図７に於いて、水が流れる管路は、該管路を構成する既設管Ｂの内部に水が流れる内周面を有する流水層を構成する筒体Ｃが配置され、該筒体Ｃの内周面よりも既設管Ｂ側で且つ長手方向に流通路Ｄが形成されている。本実施例に於いて、既設管Ｂは鉄筋コンクリート管によって構成されている。
【００３７】
また、流水層を構成する筒体Ｃとしては、既設管の内周面を補修する際に用いられる各種のライニング材や後述するスリーブを含む種々の筒体を用いることが可能である。
【００３８】
また、流通路Ｄとしては、複数のチューブを一列に並べて一体化させると共に、一体化させた複数のチューブを袋に収容して扁平な帯状に形成したものを利用している。このような流通路Ｄは、合成樹脂の押出成型や、合成樹脂製のチューブを並べて融着或いは接着、又は結束することで構成することが可能である。また、流通路Ｄは前記した構造に限定するものではなく、複数のパイプを既設管Ｂの内周面に沿って配置して構成することも可能である。
【００３９】
しかし、本発明に係る管路構造は、図７に示す構造に限定されるものではなく、筒体Ｃが所定の厚さを有しており、この内部に流通路Ｄが形成されたものを利用することもある。即ち、後述するようなスリーブＡを用いて構成したものであっても、本発明の管路構造を実現することが可能である。
【００４０】
図７に示す管路構造を施工する方法としては、流通路Ｄを構成する複数のチューブを袋に収容して扁平な帯状に形成した部材、或いは複数のパイプを既設管Ｂの内周面に沿って長手方向に配置しておき、その後、可撓性を有する筒体を縮径して既設管Ｂの内部に挿入して形状を回復させると共に硬化させることで行われる。そして、既設管Ｂと、形状を回復した筒体Ｃとによって流通路Ｄを挟み込むことで管路構造を構成することが可能である。
【００４１】
上記の如く、既設管Ｂの内部に流通路Ｄを配置した後、筒体Ｃを挿入する場合、筒体Ｃは可撓性を有する含浸基材に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を含浸させて構成したものを用いることが好ましい。このように構成された筒体Ｃでは、該筒体Ｃの形状を復元する際に、内部に加圧空気を供給したとき、流通路Ｄと既設管Ｂの内周面との間に形成された隙間を充填することが可能となる。そして、筒体Ｃの形状を回復させた後、該筒体Ｃを加熱し或いは光を照射して硬化させることで、硬化した筒体Ｃと既設管Ｂとの間に流通路Ｄを保持することが可能となる。
【００４２】
図７に示す管路構造を施工する際に、筒体Ｃの外周面に流通路Ｄを一体的に形成したものを利用することも可能である。この場合、筒体Ｃを既設管Ｂの内部に挿入して形状を復元させると共に硬化させることで施工することが可能である。特に、この施工方法を実施する際の筒体Ｃは、熱可塑性樹脂によって構成したものでも良いが、前述した含浸基材に熱硬化性樹脂を含浸させて構成したものであることが好ましい。
【００４３】
次に、本発明に係るスリーブについて説明する。本発明に係る第１のスリーブは、合成樹脂からなり、水が流れる内周面と既設管の内周面と対向する外周面とを有するスリーブ本体を有し、該スリーブ本体の外周面の長手方向に流通路を一体的に形成したものである。
【００４４】
スリーブ本体の外周面に一体的に形成された流通路は、該流通路がスリーブ本体の外周面から突出した状態であって良く、或いは流通路の外面がスリーブ本体の外周面と同一面内にあっても良い。流通路がスリーブ本体の外周面から突出して形成されたスリーブでは、図７に示す管路構造を実現することが可能である。
【００４５】
本発明に係る第２のスリーブは、合成樹脂製のスリーブからなり、スリーブ本体の外周面と内周面との間であって該スリーブの長手方向に流通路が形成されている。そして、このスリーブを管路を構成する既設管の内部に配置し、流通路に熱交換媒体を流通させることで管路の内部を流れる水との熱交換を行えるようにしたものである。従って、熱交換媒体を介して管路の内部を流れる水の熱を活用することが可能である。
【００４６】
本発明に係るスリーブは、下水道用の管路、上水道用の管路、農業用水用の管路、工業用水用の管路を含む種々の水流用の管路の何れにも好ましく適用することが可能である。そして、スリーブを管路に配置して該スリーブに形成した流通路に熱交換媒体を流通させることで、スリーブを介して管路を流れる水とスリーブを流通する熱交換媒体との熱交換を行うことが可能である。
【００４７】
スリーブ（以下、「スリーブ」とは「スリーブ本体」を含む）は断面形状を限定するものではなく、配置すべき管路を構成する既設管の内形と対応した外形を有する外周面を有する。スリーブの外周面の外形が既設管の内形と対応するとは、スリーブの外形は既設管の内形と相似形を有することを意味している。即ち、既設管の内形が円形である場合、スリーブの外形は円形となり、断面形状は円筒形となる。また、既設管の内形が角型である場合、スリーブの外径も角型となり、断面形状は角筒形となる。このように、スリーブの断面形状は、既設管の内形に対応した形状を有する。
【００４８】
スリーブの外形寸法は特に限定するものではなく、既設管の内部に容易に且つ確実に挿入し得るような寸法であれば良い。また、スリーブの長さも限定するものではなく、配置される管路の長さの自由度を高めるために長尺状であることが好ましい。そして、長尺状のスリーブを縮径して例えばドラムやリールに巻き付けて、或いは長手方向に折り畳んで籠状のケースに収容して、保管、又は搬送し得るように構成することが好ましい。
【００４９】
スリーブを縮径する場合、スリーブの断面が小さくなるように畳む場合と、スリーブの温度を降下させて縮ませる場合と、がある。更に、後述するようにスリーブが含浸基材に熱可塑性樹脂を含浸させて構成されたものでは、硬化させる際の膨張を見込んで、予め含浸基材の径を既設管の内径よりも小さく形成することで縮径したものもある。
【００５０】
スリーブを断面内で畳んで縮径する場合、単にスリーブの断面が扁平になるように畳む方法と、周の一部を対向する周に接触するようにΩ状に凹ませて畳む方法と、があり、何れの畳み方であっても、ドラムやリールに巻き付けることが可能であり好ましい。
【００５１】
スリーブは合成樹脂によって成形されている。スリーブを成形する合成樹脂として、塩化ビニルやポリエチレン或いはポリエチレンテレフタレートに代表される熱可塑性樹脂を利用することが可能である。熱可塑性樹脂によってスリーブを製造する場合、常温状態に於ける成形体が高い剛性を有するため、流通路を形成する際には多様な方法を採用することが可能である。
【００５２】
また、スリーブを成型する合成樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂からなる熱硬化性樹脂や不飽和ポリエステル樹脂に光開始剤を含有させた光硬化性樹脂（以下、熱硬化性樹脂と光硬化性樹脂を含んで「熱硬化性樹脂」という）を利用することが可能である。熱硬化性樹脂を利用する場合、含浸基材となる筒状の不織布や強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた可撓性を有するスリーブを用いることが必要となるため、流通路を形成する方法は予め成形されているパイプを用いて一体化させる方法に限定される。
【００５３】
スリーブに形成される流通路の位置は特に限定するものではない。即ち、スリーブの全周にわたって一様に流通路を形成しても良い。この場合、管路の内部を流れる水の熱、及び管路内部の雰囲気の熱との熱交換を実現することが可能である。
【００５４】
また、スリーブの周に於ける予め設定された位置に集中して１又は複数の流通路を形成しても良い。この場合、形成された流通路を管路内を流れるの底部に対応する位置に配置することによって、流れる水の熱と熱交換することが可能である。また、流通路を流れる水から離隔した水面よりも上方に配置することによって、管路内部の雰囲気の熱と熱交換することが可能である。
【００５５】
管路の内部を流れる水の熱を活用するには、流通路が流れる水の底面に対応する位置に形成されることが好ましい。水が自然流下するような管路では、通常の水位が管路の太さの約１／３程度よりも低くなるように設定される。このため、スリーブに形成される流通路も、水が流れる部分に対応して管路の太さの約１／３よりも小さくなる位置であることが好ましい。従って、スリーブの太さが管路の太さよりも僅かに小さく形成されるような場合には、該スリーブに形成される流通路の位置もスリーブの太さの約１／３よりも小さいことが好ましい。
【００５６】
上記の如く、流通路をスリーブの全周に形成することなく、限定的な部分とすることによって、スリーブに於ける流通路を形成することのない部分の肉厚を薄くすることが可能となる。このため、スリーブの内断面積を可及的に大きく保持することが可能となり、スリーブを配置することに伴う管路の流下能力の減少を小さくすることが可能である。
【００５７】
スリーブに形成される流通路の数は限定するものではなく、１又は複数の流通路を形成することが可能である。効率の良い熱交換を実現するには、流通路の内部を流通する熱交換媒体を可及的にスリーブの内周面に接近させることが好ましい。このため、大きい径の流通路を１又は少数形成するよりも、小さい径の流通路を多数形成することが好ましい。このため、流通路の数はスリーブの太さや外周面と内周面との差（以下、「スリーブの厚さ」或いは単に「厚さ」という）に応じて適宜設定することが好ましい。
【００５８】
スリーブに形成される流通路の形状は限定するものではなく、長手方向に又は周方向に蛇行して形成されたものであって良い。この場合、予め蛇行させた長尺状のパイプを利用することで、流通路を形成することが可能である。また、流通路を孔によって形成しても良い。
【００５９】
流通路を孔によって形成する場合、スリーブに形成される孔の形状は限定するものではなく、円形、楕円形、多角形、円弧と直線が複合した形状、等の形状から選択して採用することが可能である。特に、水がスリーブの内周面を流れるため、孔は該内周面に対し可及的に接近すると共に、内周面に対向する面の面積が大きいことが好ましい。
【００６０】
このため、孔の形状は単純な円形よりも扁平な円や多角形であると好ましい。例えば、スリーブに扁平な円からなる孔を１個形成しておき、この孔に熱交換媒体を流通させるように構成することが可能である。この場合、扁平な円のスリーブの内周面側の面積が大きくなり、高い熱交換効率を実現することが可能となる。
【００６１】
しかし、スリーブに孔を形成する際には単純な円形であることが好ましい場合があるため、製造の際の容易さを考慮した上で、可及的に広い面が内周面に対向し得る形状に設定することが好ましい。
【００６２】
本発明に係るスリーブを製造する方法としては、採用する合成樹脂が熱可塑性樹脂であるか、熱硬化性樹脂であるか、に応じて幾つかの方法がある。
【００６３】
熱可塑性樹脂によってスリーブを製造する場合、一般的に熱可塑性樹脂の成形に採用される押出成形法を採用することが可能である。この製造方法では、スリーブの筒状体と流通路又は流通路を構成する孔とを同時に成形することが可能であり、押出成形されたスリーブを例えばドラムに巻き付けることで長尺状のスリーブを製造することが可能である。
【００６４】
熱可塑性樹脂によって製造されたスリーブは、加熱することによって容易に変形することが可能であり、常温では充分に高い剛性を有する。このため、目的の管路に配置する際の施工性が良い。特に、既設管の内部に配置した後、経年による劣化や他の原因により補修する必要が生じたとき、内部に加熱蒸気や温水を供給して加温することでスリーブを軟化させて容易に抜き出すことが可能である。
【００６５】
また、予め押出成形法によって、スリーブの外周面に対応する外側スリーブと、内周面に対応する内側スリーブとを成形して外側スリーブの中に内側スリーブを挿入して重ねておき、両スリーブの間に所定数のパイプを挿入した後、外側スリーブと内側スリーブを接着又は融着して一体化させることでスリーブを製造することが可能である。
【００６６】
また、予め押出成形法によって外側スリーブを形成しておき、この内側に蛇行させたパイプ、或いは直線状の複数のパイプを挿入し、この状態で内側スリーブを押出成形することで一体化させてスリーブを製造することが可能である。
【００６７】
また、押出成形法によって、スリーブの筒状部と内部に開放する角型或いはＵ字状の溝を形成した肉厚部とを一体的に成形した素材を形成しておき、前記溝の開放部を熱可塑性樹脂からなるシート或いはフィルムによって閉塞すると共に、素材とシート或いはフィルムとを接着或いは融着等の手段で一体化させることでスリーブを製造することが可能である。
【００６８】
特に、上記素材の厚肉部以外の周部分の厚さを予め調整しておくことで、製造されたスリーブを管路を補修する際の補強材として利用することも可能である。
【００６９】
上記溝は、押出成形によって形成することに限定されず、予め押出成形法によって、スリーブの筒状部と肉厚部とを一体的に成形した素材を形成しておき、この素材の肉厚部に角型、Ｕ字型を含む所望の溝を切削等の手段で形成した後、前記溝の開放部を熱可塑性樹脂からなるシート或いはフィルムによって閉塞すると共に、素材とシート或いはフィルムとを接着或いは融着等の手段で一体化させることでスリーブを製造することも可能である。
【００７０】
熱硬化性樹脂によってスリーブを製造する場合、含浸基材に含浸させた熱硬化性樹脂を光或いは熱によって硬化させることでスリーブとしての形状となる。即ち、熱硬化性樹脂によってスリーブを製造する場合、流通路を同時成形する押出成形法や、切削によって流通路を形成する方法は採用することができない。従って、パイプを一体化させて流通路を形成する方法に限定される。
【００７１】
この製造方法は、予め含浸基材となる不織布或いは強化繊維によって、スリーブを配置すべき管路の内形に対応した外形となり得る周長を有する外側筒体と、スリーブの内周面を構成し得る周長を有する内側筒体と、を構成しておく。外側筒体の内部に流通路を構成するパイプを挿入すると共に内側筒体を挿入して重ね合わせ、内側筒体の内部にインナーフィルムを、外側筒体の外側にアウターフィルムを配置した後、両筒体に熱硬化性樹脂を含浸することでスリーブを製造することが可能である。
【００７２】
また、外側筒体の内部にロープ等の牽引部材を配置した状態で熱硬化性樹脂を含浸させた後、前記牽引部材によって流通路を構成するパイプを引き込み、更に、この内部に予め熱硬化性樹脂を含浸させた内側筒体を反転法により又は引込法により引き込んで重ねることでスリーブを製造することが可能である。
【００７３】
上記の如く構成されたスリーブでは、熱硬化性樹脂を含浸させた外側筒体と内側筒体を重ねた筒体は高い可撓性を有する。このため、このスリーブを目的の管路まで搬送して該管路に反転法或いは引込法で挿入し、その後、内側筒体の内側に圧縮空気を供給して拡径させることで外側筒体を管路の内周面に密着させ、この状態を保持して、光を照射し、或いは温水、熱風により加熱することで、熱硬化性樹脂を硬化させることが可能である。
【００７４】
上記製造方法に於いて、内側筒体は必ずしも筒である必要はなく、外側筒体の一部にパイプが配置されるような場合には、配置されたパイプを覆うことが可能な寸法を持つシートであっても良い。
【００７５】
上記の如くして、熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂からなるスリーブを製造することが可能である。
【００７６】
次に、本実施例に係るスリーブの構成について図を用いて説明する。図１に示すスリーブＡは、円筒管を直列に接続して構成した既設管Ｂ（図４参照）の内部に配置し得るように構成されたものである。特に、スリーブＡは、熱可塑性樹脂を押出成形法によって長尺状に形成されており、流通路は既設管Ｂに於ける水が流れる部分に対応する位置に複数形成された孔として構成されている。
【００７７】
本実施例に係るスリーブＡは、水が自然流下する管路（例えば下水道管路）の内部に配置される。前述したように、このような管路では、水位は既設管Ｂの太さの約１／３程度に設定されている。本実施例でも、孔４はスリーブＡの太さの約１／３よりも下方となる位置に複数形成されている。
【００７８】
このため、スリーブＡは、既設管Ｂの内形に対応した外形（円形）を有する外周面１ａと、スリーブＡの太さの約２／３よりも大きい部分に対応して円弧状に形成された円弧部２と、スリーブＡの太さの約１／３よりも小さい部分に対応して形成された孔形成部３と、孔形成部３に形成された複数の孔（本実施例では４個）４と、円弧部２の内周面と孔形成部３の内周面が連続して構成された内周面１ｂと、を有している。
【００７９】
複数の孔４は円形に形成され、スリーブＡの押し出しと同時に該スリーブＡの全長にわたって成形されて該スリーブＡの両端面で開口している。各孔４の内面とスリーブＡの内周面１ｂとの間隔（熱可塑性樹脂の厚さ）は、小さいほど熱交換効率が良いが、強度や耐摩耗性も低下することとなる。このため、スリーブＡは熱伝導率の良い材料を用い、孔４は可及的に内周面１ｂに接近するように形成されている。
【００８０】
複数の孔４は、孔形成部３に円弧上に配列されており、このように配列することによって、スリーブＡの内周面１ｂによって構成される断面積を可及的に大きくすることが可能となる。しかし、複数の孔４を円弧上に配列することの限定するものではなく、孔形成部３に略直線上に配列しても良いことは当然である。
【００８１】
本実施例のスリーブＡは、配置すべき管路を構成する既設管Ｂの内径寸法よりも僅かに小さい外径寸法を有して構成されている。
【００８２】
ここで、孔形成部３に形成する孔４の形状と製造方法とについて、図２を用いて簡単に説明する。
【００８３】
図２（ａ）は本実施例に係る孔４であり、スリーブＡの押出成形と同時に円形の孔として成形されたものである。この場合、金型の構成が複雑化するものの、スリーブＡとの一体成形によるため、スリーブＡの長さの如何に関わらず孔４を形成することが可能であり、長尺状のスリーブＡを容易に製造することが可能である。
【００８４】
図２（ｂ）はパイプ５を利用して形成した孔４を示している。スリーブＡを熱可塑性樹脂によって製造する場合、孔成形部３に対応する位置に所定数のパイプ５を配置しておき、熱可塑性樹脂を押出成形してパイプ５と円弧部２及び孔形成部３を一体成形することで製造することが可能である。
【００８５】
図２（ｂ）に示すスリーブＡを熱硬化性樹脂によって製造する場合、含浸基材となる不織布或いは強化繊維によって、既設管Ｂの内面の周長よりも小さい周長を有する外側筒体を構成すると共に複数のパイプ５を配列したときの周方向の長さよりも大きい寸法を持った内側筒体を構成する。外側筒体の内部に所定数のパイプを挿入すると共に内側筒体を挿入して重ね合わせ、内側筒体の内部にインナーフィルムを、外側筒体の外側にアウターフィルムを配置した後、両筒体に熱硬化性樹脂を含浸することでスリーブＡを製造することが可能である。
【００８６】
或いは、外側筒体の内部にロープ等の牽引部材を配置した状態で熱硬化性樹脂を含浸させた後、前記牽引部材によって流通路を構成するパイプを引き込み、更に、この内部に予め熱硬化性樹脂を含浸させた内側筒体を反転法により又は引込法により引き込んで重ねることでスリーブＡを製造することが可能である。
【００８７】
上記の如く、スリーブＡの成形時に孔成形部３にパイプ５を配置して孔４を形成する場合、パイプ５が有限長であるため、該パイプ５の長さを超える長尺状のスリーブＡを製造する際には複数本のパイプ５をソケットにより直線状に接続することが必要となる。このため、スリーブＡの製造が煩雑となる虞がある。
【００８８】
図２（ｃ）は孔形成部３にＵ字状の溝を形成しておき、この溝を合成樹脂フィルム６によって閉塞して形成された孔４を示している。Ｕ字状の溝は、スリーブＡの押出成形と同時に成形することが可能である。また、スリーブＡの成形時に孔形成部３を単に肉厚部分として成形しておき、この部分を切削して溝を形成することも可能である。このような孔４では、内周面１ｂ側の開口面積が大きくなり、内周面１ｂに流れる水との熱交換効率を向上させることが可能となる。
【００８９】
熱可塑性樹脂によって製造されたスリーブＡでは、外周面１ａが円形のため容積が大きくなり、保管時や搬送時の効率が悪いため、図３に示すように、断面を凹字状に畳んだ状態に形成される。即ち、スリーブＡは、円弧部２が加熱されて柔軟な状態で頂部が孔形成部３側に接近するように凹まされて孔形成部３を含めて縮径して凹字状に畳まれ、図示しないドラムに巻き取られている。このように、凹字状に畳まれて縮径されることで、保管時や搬送時の効率が向し、且つ既設管Ｂの内部に挿入する際の作業も容易に行うことが可能である。
【００９０】
次に、上記スリーブＡを管路を構成する既設管Ｂに配置する際の施工方法について図３〜図６を用いて詳細に説明する。
【００９１】
本実施例に於いて、スリーブＡを配置すべき管路は下水道用の管路として構成されており、図４に示すように、隣接するマンホール１１、１２の間に構成されている。下水道用の管路は、隣接するマンホール１１、１２の間を既設管Ｂとなる複数の鉄筋コンクリート管を直列に接続することで構成されいる。マンホール１１、１２には、直壁管と斜壁管を縦方向に接続して構成されており、底部には既設管Ｂと同じレベルの溝を形成した底盤１３が設けられている。
【００９２】
前述したように、スリーブＡは円弧部２が凹状（Ω状）に畳まれて縮径されて硬化しており、この状態でドラムに巻き付けられてトラック等の搬送手段により管路の端部となる一方のマンホール１１まで搬送される。そして、マンホール１１まで搬送されたドラムは地上に設置される。また、各マンホール１１、１２の底盤１３は既設管Ｂに対向する部位には斫によって窪み１３ａが形成される。
【００９３】
その後、スリーブＡを加熱して軟化させつつ、ドラムを巻戻方向に回転させて軟化したスリーブＡを繰り出し、この繰り出しによりスリーブＡをマンホール１１から既設管Ｂの内部に挿入する。このとき、孔４が既設管Ｂの底部側に位置するように、スリーブＡの姿勢を設定して挿入する。スリーブＡを既設管Ｂに挿入する際に、該スリーブＡが円弧部２が凹んだ状態に畳まれた状態であることから、図３に示すように、スリーブＡを既設管Ｂに干渉させることなく円滑に挿入することが可能である。
【００９４】
スリーブＡをマンホール１１、１２の間の既設管Ｂに挿入した後、該スリーブＡを所定位置（例えばマンホール１１、１２に於ける略中央部位）で切断する。この状態では、スリーブＡの孔形成部３に形成されている複数の孔４は、該スリーブＡの端面に開口した状態となっている。
【００９５】
次いで、凹状に畳まれた状態を保持しているスリーブＡを温水や蒸気或いは加熱空気により加熱して更に柔軟性を発揮させる。即ち、スリーブＡの内部、又はスリーブＡの内部及び既設管Ｂの内部（スリーブＡの外周面１ａ側）に温水や蒸気或いは加熱空気を供給して加熱して、スリーブＡ、特に円弧部２の柔軟性を発揮させる。スリーブＡが充分に柔軟性を発揮したとき、作業員により、或いはスリーブＡの内部に供給した蒸気により、円弧部２を凹状から円弧状に復帰させ、外周面１ａを既設管Ｂの内面に密着させる。
【００９６】
スリーブＡが全長にわたって形状が復帰して外周面１ａが既設管Ｂの内面に密着したことを確認した後、温水や蒸気或いは加熱空気の供給を停止し、常温の水或いは常温の空気等の気体を供給して冷却する。スリーブＡは強制的に冷却されて硬化し、密着した形状を保持する。そして、充分にスリーブＡが硬化した後、該スリーブＡの各マンホール１１、１２に突出している部分を、マンホール１１、１２の壁面と同一面となるように切削する。
【００９７】
その後、図５、図６に示すように、スリーブＡの端面に開口している二つの孔４を選択して一方の孔４に熱交換媒体の供給部材となる供給管１５を接続すると共に、他方の孔４に熱交換媒体の受給部材となる受給管１６を接続する。また、残った開口４は夫々Ｕ字管１７を接続して連通する。
【００９８】
スリーブＡの孔４から選択された孔４に供給管１５、受給管１６を接続する際に、これらの供給管１５と受給管１６を同じマンホール１１に設けるか、マンホール１１、１２に夫々設けるかは限定するものではなく、地上に設置したヒートポンプ１８の使い方や、既設管Ｂの長さ等の条件に応じて設定される。
【００９９】
例えば、図４に示すように、一方のマンホール１１に供給管１５、受給管１６を設けてヒートポンプ１８に接続する場合、マンホール１１に開口しているスリーブＡに形成した４つの孔４から両端側の二つの孔４を選択して夫々供給管１５、受給管１６を接続すると共に、残った孔４にＵ字管１７を接続して連通させ、マンホール１２に開口している孔４の隣接する孔４を夫々Ｕ字管１７を接続して連通させて、４つの孔４を連続させた熱交換媒体を流通させる一連の流通路として構成することが可能である。
【０１００】
また、マンホール１１に供給管１５を設けると共に、マンホール１２に受給管１６を設ける場合、マンホール１１に開口している４つの孔４の中から１つの孔４（例えば図５に於ける左側の端部にある孔４）を選択して供給管１５を接続すると共に残る３つの孔４から２つの孔４（例えば図５に於ける左から２番目、３番目の孔４）を選択してＵ字管１７を接続して連通し、マンホール１２に開口している孔４のうち、マンホール１１で供給管１５が接続されている孔４と該孔４に隣接したる孔４にＵ字管１７を接続して連通させ、更に、隣接した孔４に受給管１６を接続することで、３つの孔４を連続させた熱交換媒体を流通させる一連の流通路として構成することが可能である。この場合、スリーブＡに形成されている４つの孔４のうち１つの孔４は使用しない。
【０１０１】
上記の如くしてマンホール１１、１２に開口している孔４に夫々供給管１５、受給管１６、Ｕ字管１７を接続したとき、これらの管１５〜１７と孔４の接続部分は底盤１３に形成された窪み１３ａ内に存在する。また、スリーブＡの孔形成部３に対応する内周面１個のレベルは初期の底盤１３の流水レベルよりも上位となる。このため、モルタル２０によって窪み１３ａを埋めると共に底盤１３の流水レベルを上昇させる。
【０１０２】
供給管１５、受給管１６は地上に設置したヒートポンプ１８に接続されている。また、ヒートポンプ１８には図示しない冷暖房器具などが接続され、これにより、管路を流れる水の熱を活用することが可能である。
【０１０３】
尚、スリーブＡが熱硬化性樹脂によって構成されている場合、このスリーブＡは可撓性を有する状態で現場まで搬送され、目的の管路に反転法或いは引込法によって挿入される。その後、孔４に非圧縮性流体である例えば水を充填し、スリーブＡの内部に圧縮空気を供給して膨張させることで、既設管Ｂの内面に密着させる。更に、スリーブＡの内部から光を照射し或いは加熱することで熱硬化性樹脂を硬化させることによって、スリーブＡを管路を構成する既設管Ｂの内部に配置することが可能である。このように、スリーブＡに形成した孔４に水を充填した状態で、該スリーブＡの内部に圧縮空気を供給することで、孔４がつぶれることがない。
【０１０４】
管路に熱硬化性樹脂からなるスリーブＡを配置した場合、経時的な劣化や何等かの原因でスリーブＡを補修する際に該スリーブＡを加熱しても軟化することがない。このため、硬化したスリーブＡを管路から排除する作業は容易ではない、という問題が生じることがある。しかし、熱硬化性樹脂からなるスリーブＡは硬化した後の強度が高いため、充分に自立した管路を構成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明に係る管路構造は管路を流れる水の熱を活用することが可能であり、冷暖房用の熱源や融雪用の熱源などに利用して有利である。また、施工方法は、前記管路構造を構成する際に利用して有利である。更に、本発明に係るスリーブは管路を流れる水の熱を熱交換媒体に対し伝える際に利用して有利である。
【符号の説明】
【０１０６】
Ａ スリーブ
Ｂ 既設管
Ｃ 筒体
Ｄ 流通路
１ａ 外周面
１ｂ 内周面
２ 円弧部
３ 孔形成部
４ 孔
５ パイプ
６ 合成樹脂フィルム
１１、１２ マンホール
１３ 底盤
１３ａ 窪み
１５ 供給管
１６ 受給管
１７ Ｕ字管
１８ ヒートポンプ
２０ モルタル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路の内部を流れる水の熱を活用することができる管路構造と、この管路構造を施工するための施工方法と、水の熱を活用するためのスリーブと、このスリーブを製造するための方法と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内部に水が流れる管路として、下水道用の管路や工業用水用の管路或いは農業用水用の管路、等が敷設されている。これらの管路の内部を流れる水の温度は四季を通して大きく変動することがなく、略一定の値を保持している。例えば、下水道用の管路を流れる水の温度は、夏季にあっては外気温度よりも低く、冬季にあっては外気温度よりも高い。このため、管路の内部を流れる水との温度差を利用した熱交換を行うことで新たなエネルギー源とすることが考えられる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された発明は、下水熱採熱設備と下水熱利用システムに関するものである。この発明では、採熱設備は下水道管の外周のうち少なくとも上方を被覆するジャケット状に配設されており、この採熱設備は、熱原水が通流し高熱伝導率材料で形成された採熱管と、採熱管の間隙及び周囲に充填された保護材とを有している。また採熱管は、下水道管の長手方向に平行に複数配設された直管と、直管同士を接続するベント管によって構成されている。
【０００４】
上記の如く構成された採熱設備では、採熱管が下水道管の外周に配設される。このため、採熱管が下水に直接接触することがないため、メンテナンスが不要となり維持コストが低減できるという効果を有する。また、既設の下水道管に設置する場合には、周囲の地盤を掘削して開放した下水道管の外周に採熱管を配設すると共に、所定の部位に保護材を充填することで良く、工事が容易であるという効果も有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４１２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された発明は上記の如き特徴を有する。しかし、下水道管を介して下水の熱を取得するため、下水の熱を充分に利用し得ない虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、管路の内部を流れる水の熱を活用することができるスリーブを提供すると共に該スリーブの製造方法と、このスリーブを管路の内部に配置する工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る管路構造は、水が流れる管路の構造であって、既設管の内部に、水が流れる内周面を有する筒状の流水層が形成され、前記流水層の内周面よりも既設管側で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記管路構造に於いて、前記水が流れる管路が、下水道管路であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る第１の施工方法は、上記何れかの管路構造を施工する施工方法であって、既設管の長手方向に、下方側内周面に沿って熱交換媒体を流通させる通路が形成された流通部材を配置し、前記流通部材が配置された既設管の内部に、可撓性を有し且つ前記流水層を構成する筒体を、外周面が既設管の内周面に干渉することがないように縮径して挿入し、その後、挿入された筒体を復元させて該筒体の外周面と既設管の内周面とによって前記流通部材を挟み込むことを特徴とするものである。
【００１１】
また、第２の施工方法は、上記何れかの管路構造を施工する施工方法であって、水が流れる内周面と、該内周面よりも外周面側に長手方向に形成された熱交換媒体を流通させる通路と、を有し且つ可撓性を有する前記流水層を構成する筒体を用意し、前記筒体を、既設管の内部に外周面が既設管の内周面に干渉することがないように縮径して挿入し、その後、挿入された筒体を復元させて該筒体を既設管の内面に配置することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係る第１のスリーブは、水が流れる管路を構成する既設管の内部に該既設管の長手方向に配置される合成樹脂からなるスリーブであって、水が流れる内周面と既設管の内周面と対向する外周面とを有するスリーブ本体を有し、前記スリーブ本体の外周面の長手方向に熱交換媒体を流通させる通路を一体的に形成したものである。
【００１３】
また、第２のスリーブは、水が流れる管路を構成する既設管の内部に該既設管の長手方向に配置される合成樹脂からなるスリーブであって、配置すべき既設管の内形に対応した外形を有する外周面と水が流れる内周面とを有するスリーブ本体を有し、前記スリーブ本体の外周面と前記内周面との間で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路を形成したものである。
【００１４】
上記スリーブに於いて、前記合成樹脂が、熱可塑性樹脂であることが好ましい。
【００１５】
また、上記何れかのスリーブに於いて、前記熱交換媒体を流通させる通路が、管路に於ける水が流れる部分に対応した部位に形成されていることが好ましい。
【００１６】
また、上記何れかのスリーブに於いて、前記熱交換媒体を流通させる通路が、１又は複数形成された孔によって構成されていることが好ましい。
【００１７】
また本発明に係る第１のスリーブの製造方法は、上記何れかのスリーブを製造するための方法であって、合成樹脂を押出成形する際に熱交換媒体を流通させる通路を一体的に成形することを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明に係る第２のスリーブの製造方法は、上記何れかのスリーブを製造するための方法であって、スリーブに於ける熱交換媒体を流通させる通路の形成部位に予め設定された長さを持ったパイプを配置しておき、合成樹脂により前記パイプを一体化することを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明に係る第３のスリーブの製造方法は、上記何れかのスリーブを製造するための方法であって、配置すべき管路の内形に対応した外形と予め設定された肉厚を持った長尺状の筒体を成型しておき、前記筒体の内面を長手方向に切削して熱交換媒体を流通させる通路を形成した後、少なくとも前記通路の開放部分を合成樹脂シートによって覆うと共に前記筒体と一体化させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
上記課題を解決するために本発明に係る管路構造は、既設管の内部に、水が流れる内周面を有する筒状の流水層が形成されており、この流水層の内周面よりも既設管側で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路（以下「流通路」という）が形成されているため、流水層を通して水と熱交換媒体との熱交換を行うことができる。
【００２１】
また、水が流れる管路を下水道管路とすることによって、下水の持つ熱を有効に活用することができる。
【００２２】
また本発明に係る第１の施工方法では、既設管の長手方向で下方側内周面に沿って流通路が形成された流通部材を配置し、この既設管の内部に、可撓性を有し且つ前記流水層を構成する筒体を、外周面が既設管の内周面に干渉することがないように縮径して挿入した後、挿入された筒体を復元させて該筒体の外周面と既設管の内周面とによって前記流通部材を挟み込むことができる。
【００２３】
また、第２の施工方法では、水が流れる内周面と、該内周面よりも外周面側に長手方向に形成され流通路と、を有し且つ可撓性を有する前記流水層を構成する筒体を用意し、この筒体を縮径して既設管の内部に挿入した後、挿入された筒体を復元させることで配置することができる。
【００２４】
本発明に係る第１のスリーブでは、水が流れる内周面と既設管の内周面と対向する外周面とを有するスリーブ本体を有し、該スリーブ本体の外周面の長手方向に流通路を一体的に形成したので、通路を直接既設管の内周面に接触させた状態で配置することによって、内周面に沿って流れる水の熱をスリーブを介して熱交換媒体に伝えることができる。
【００２５】
また、第２のスリーブでは、スリーブ本体に於ける外形が既設管の内形に対応した外周面と内周面との間で且つ長手方向に形成された流通路を有する。このため、スリーブを目的の管路の内部に配置して水を流すと共に流通路の内部に熱交換媒体を流通させることで、水と熱交換媒体との間で熱交換を行うことができる。従って、熱交換媒体を介して管路の内部を流れる水の熱を活用することができる。
【００２６】
特に、スリーブを熱可塑性樹脂によって成形することで、該スリーブを加熱することによって容易に変形させることができる。このため、周長が小さくなるように、断面を凹状に折り畳んでの搬送が可能となり、効率良く目的の現場まで搬送することができ、且つ現場で設置することができる。
【００２７】
また、スリーブに於ける流通路の形成部位を管路に於ける水が流れる部分に対応させることによって、水との熱交換を効率良く行うことができる。
【００２８】
また、スリーブに形成する流通路を複数の孔によって形成することで、個々の孔の断面積を小さくすることが可能となり、スリーブに於ける外周面と内周面との間の寸法（スリーブの厚さ）を小さくすることができる。特に、流通路を構成する際に、径の小さい複数の孔を利用することによって流通路全体の表面積（熱交換面積）を大きくすることが可能となり、効率の良い熱交換を実現できる。
【００２９】
本発明に係る第１のスリーブの製造方法では、スリーブを押出成形する際に流通路を同時に成形することができるため有利である。
【００３０】
また、本発明に係る第２のスリーブの製造方法では、スリーブに於ける流通路の形成部位にパイプを配置して成形することによって、該パイプを外周面と内周面との間に一体化させてスリーブを製造することができる。
【００３１】
また、本発明に係る第３のスリーブの製造方法では、予め成形された筒体の内面を切削して長手方向に連続した流通路を構成する溝を形成するので、溝を所望の断面形状に形成することができるため、該溝の開放部分の寸法を大きくとることができる。このため、溝の開放部分を合成樹脂シートを覆って流通路を形成したとき、該流通路は内周面に対し、大きな寸法で対向すると共に、一定の厚さの隔壁を介して対向することとなる。このため、高い熱交換効率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施例に係るスリーブの構成を説明する図である。
【図２】スリーブの他の例を説明する図である。
【図３】スリーブを管路の内部に配置する際に畳んだ状態を説明する図である。
【図４】本実施例に係る施工方法を説明する図であり、スリーブをマンホール間に配置した状態を説明する模式図である。
【図５】スリーブの端部に開放した孔の接続状態を説明する正面図であり、図４のＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】スリーブの端部に開放した孔の接続状態を説明する側面図である。
【図７】管路構造の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る管路構造、施工方法及びスリーブ並びにスリーブの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００３４】
先ず、本発明に係る管路構造の一例について図７により簡単に説明する。本発明に係る管路構造は、水が流れる面と管路を構成する既設管との間に流通路を構成したものであり、この流通路に熱交換媒体を流通させることによって、管路を流れる水との間で熱交換を実現するものである。
【００３５】
本発明に於いて、水が流れる管路としては、下水道用の管路、上水道用の管路、農業用水用の管路、工業用水用の管路を含む種々の水流用の管路があり、何れも好ましく適用することが可能である。特に、管路として下水道管路を利用した場合、家庭からの廃水が保有する熱を活用することが可能となり、好ましい。また、管路を構成する既設管の形状は円筒形、角筒形等の形状があり、何れの形状であっても適用することが可能である。
【００３６】
図７に於いて、水が流れる管路は、該管路を構成する既設管Ｂの内部に水が流れる内周面を有する流水層を構成する筒体Ｃが配置され、該筒体Ｃの内周面よりも既設管Ｂ側で且つ長手方向に流通路Ｄが形成されている。本実施例に於いて、既設管Ｂは鉄筋コンクリート管によって構成されている。
【００３７】
また、流水層を構成する筒体Ｃとしては、既設管の内周面を補修する際に用いられる各種のライニング材や後述するスリーブを含む種々の筒体を用いることが可能である。
【００３８】
また、流通路Ｄとしては、複数のチューブを一列に並べて一体化させると共に、一体化させた複数のチューブを袋に収容して扁平な帯状に形成したものを利用している。このような流通路Ｄは、合成樹脂の押出成型や、合成樹脂製のチューブを並べて融着或いは接着、又は結束することで構成することが可能である。また、流通路Ｄは前記した構造に限定するものではなく、複数のパイプを既設管Ｂの内周面に沿って配置して構成することも可能である。
【００３９】
しかし、本発明に係る管路構造は、図７に示す構造に限定されるものではなく、筒体Ｃが所定の厚さを有しており、この内部に流通路Ｄが形成されたものを利用することもある。即ち、後述するようなスリーブＡを用いて構成したものであっても、本発明の管路構造を実現することが可能である。
【００４０】
図７に示す管路構造を施工する方法としては、流通路Ｄを構成する複数のチューブを袋に収容して扁平な帯状に形成した部材、或いは複数のパイプを既設管Ｂの内周面に沿って長手方向に配置しておき、その後、可撓性を有する筒体を縮径して既設管Ｂの内部に挿入して形状を回復させると共に硬化させることで行われる。そして、既設管Ｂと、形状を回復した筒体Ｃとによって流通路Ｄを挟み込むことで管路構造を構成することが可能である。
【００４１】
上記の如く、既設管Ｂの内部に流通路Ｄを配置した後、筒体Ｃを挿入する場合、筒体Ｃは可撓性を有する含浸基材に熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を含浸させて構成したものを用いることが好ましい。このように構成された筒体Ｃでは、該筒体Ｃの形状を復元する際に、内部に加圧空気を供給したとき、流通路Ｄと既設管Ｂの内周面との間に形成された隙間を充填することが可能となる。そして、筒体Ｃの形状を回復させた後、該筒体Ｃを加熱し或いは光を照射して硬化させることで、硬化した筒体Ｃと既設管Ｂとの間に流通路Ｄを保持することが可能となる。
【００４２】
図７に示す管路構造を施工する際に、筒体Ｃの外周面に流通路Ｄを一体的に形成したものを利用することも可能である。この場合、筒体Ｃを既設管Ｂの内部に挿入して形状を復元させると共に硬化させることで施工することが可能である。特に、この施工方法を実施する際の筒体Ｃは、熱可塑性樹脂によって構成したものでも良いが、前述した含浸基材に熱硬化性樹脂を含浸させて構成したものであることが好ましい。
【００４３】
次に、本発明に係るスリーブについて説明する。本発明に係る第１のスリーブは、合成樹脂からなり、水が流れる内周面と既設管の内周面と対向する外周面とを有するスリーブ本体を有し、該スリーブ本体の外周面の長手方向に流通路を一体的に形成したものである。
【００４４】
スリーブ本体の外周面に一体的に形成された流通路は、該流通路がスリーブ本体の外周面から突出した状態であって良く、或いは流通路の外面がスリーブ本体の外周面と同一面内にあっても良い。流通路がスリーブ本体の外周面から突出して形成されたスリーブでは、図７に示す管路構造を実現することが可能である。
【００４５】
本発明に係る第２のスリーブは、合成樹脂製のスリーブからなり、スリーブ本体の外周面と内周面との間であって該スリーブの長手方向に流通路が形成されている。そして、このスリーブを管路を構成する既設管の内部に配置し、流通路に熱交換媒体を流通させることで管路の内部を流れる水との熱交換を行えるようにしたものである。従って、熱交換媒体を介して管路の内部を流れる水の熱を活用することが可能である。
【００４６】
本発明に係るスリーブは、下水道用の管路、上水道用の管路、農業用水用の管路、工業用水用の管路を含む種々の水流用の管路の何れにも好ましく適用することが可能である。そして、スリーブを管路に配置して該スリーブに形成した流通路に熱交換媒体を流通させることで、スリーブを介して管路を流れる水とスリーブを流通する熱交換媒体との熱交換を行うことが可能である。
【００４７】
スリーブ（以下、「スリーブ」とは「スリーブ本体」を含む）は断面形状を限定するものではなく、配置すべき管路を構成する既設管の内形と対応した外形を有する外周面を有する。スリーブの外周面の外形が既設管の内形と対応するとは、スリーブの外形は既設管の内形と相似形を有することを意味している。即ち、既設管の内形が円形である場合、スリーブの外形は円形となり、断面形状は円筒形となる。また、既設管の内形が角型である場合、スリーブの外径も角型となり、断面形状は角筒形となる。このように、スリーブの断面形状は、既設管の内形に対応した形状を有する。
【００４８】
スリーブの外形寸法は特に限定するものではなく、既設管の内部に容易に且つ確実に挿入し得るような寸法であれば良い。また、スリーブの長さも限定するものではなく、配置される管路の長さの自由度を高めるために長尺状であることが好ましい。そして、長尺状のスリーブを縮径して例えばドラムやリールに巻き付けて、或いは長手方向に折り畳んで籠状のケースに収容して、保管、又は搬送し得るように構成することが好ましい。
【００４９】
スリーブを縮径する場合、スリーブの断面が小さくなるように畳む場合と、スリーブの温度を降下させて縮ませる場合と、がある。更に、後述するようにスリーブが含浸基材に熱可塑性樹脂を含浸させて構成されたものでは、硬化させる際の膨張を見込んで、予め含浸基材の径を既設管の内径よりも小さく形成することで縮径したものもある。
【００５０】
スリーブを断面内で畳んで縮径する場合、単にスリーブの断面が扁平になるように畳む方法と、周の一部を対向する周に接触するようにΩ状に凹ませて畳む方法と、があり、何れの畳み方であっても、ドラムやリールに巻き付けることが可能であり好ましい。
【００５１】
スリーブは合成樹脂によって成形されている。スリーブを成形する合成樹脂として、塩化ビニルやポリエチレン或いはポリエチレンテレフタレートに代表される熱可塑性樹脂を利用することが可能である。熱可塑性樹脂によってスリーブを製造する場合、常温状態に於ける成形体が高い剛性を有するため、流通路を形成する際には多様な方法を採用することが可能である。
【００５２】
また、スリーブを成型する合成樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂からなる熱硬化性樹脂や不飽和ポリエステル樹脂に光開始剤を含有させた光硬化性樹脂（以下、熱硬化性樹脂と光硬化性樹脂を含んで「熱硬化性樹脂」という）を利用することが可能である。熱硬化性樹脂を利用する場合、含浸基材となる筒状の不織布や強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた可撓性を有するスリーブを用いることが必要となるため、流通路を形成する方法は予め成形されているパイプを用いて一体化させる方法に限定される。
【００５３】
スリーブに形成される流通路の位置は特に限定するものではない。即ち、スリーブの全周にわたって一様に流通路を形成しても良い。この場合、管路の内部を流れる水の熱、及び管路内部の雰囲気の熱との熱交換を実現することが可能である。
【００５４】
また、スリーブの周に於ける予め設定された位置に集中して１又は複数の流通路を形成しても良い。この場合、形成された流通路を管路内を流れるの底部に対応する位置に配置することによって、流れる水の熱と熱交換することが可能である。また、流通路を流れる水から離隔した水面よりも上方に配置することによって、管路内部の雰囲気の熱と熱交換することが可能である。
【００５５】
管路の内部を流れる水の熱を活用するには、流通路が流れる水の底面に対応する位置に形成されることが好ましい。水が自然流下するような管路では、通常の水位が管路の太さの約１／３程度よりも低くなるように設定される。このため、スリーブに形成される流通路も、水が流れる部分に対応して管路の太さの約１／３よりも小さくなる位置であることが好ましい。従って、スリーブの太さが管路の太さよりも僅かに小さく形成されるような場合には、該スリーブに形成される流通路の位置もスリーブの太さの約１／３よりも小さいことが好ましい。
【００５６】
上記の如く、流通路をスリーブの全周に形成することなく、限定的な部分とすることによって、スリーブに於ける流通路を形成することのない部分の肉厚を薄くすることが可能となる。このため、スリーブの内断面積を可及的に大きく保持することが可能となり、スリーブを配置することに伴う管路の流下能力の減少を小さくすることが可能である。
【００５７】
スリーブに形成される流通路の数は限定するものではなく、１又は複数の流通路を形成することが可能である。効率の良い熱交換を実現するには、流通路の内部を流通する熱交換媒体を可及的にスリーブの内周面に接近させることが好ましい。このため、大きい径の流通路を１又は少数形成するよりも、小さい径の流通路を多数形成することが好ましい。このため、流通路の数はスリーブの太さや外周面と内周面との差（以下、「スリーブの厚さ」或いは単に「厚さ」という）に応じて適宜設定することが好ましい。
【００５８】
スリーブに形成される流通路の形状は限定するものではなく、長手方向に又は周方向に蛇行して形成されたものであって良い。この場合、予め蛇行させた長尺状のパイプを利用することで、流通路を形成することが可能である。また、流通路を孔によって形成しても良い。
【００５９】
流通路を孔によって形成する場合、スリーブに形成される孔の形状は限定するものではなく、円形、楕円形、多角形、円弧と直線が複合した形状、等の形状から選択して採用することが可能である。特に、水がスリーブの内周面を流れるため、孔は該内周面に対し可及的に接近すると共に、内周面に対向する面の面積が大きいことが好ましい。
【００６０】
このため、孔の形状は単純な円形よりも扁平な円や多角形であると好ましい。例えば、スリーブに扁平な円からなる孔を１個形成しておき、この孔に熱交換媒体を流通させるように構成することが可能である。この場合、扁平な円のスリーブの内周面側の面積が大きくなり、高い熱交換効率を実現することが可能となる。
【００６１】
しかし、スリーブに孔を形成する際には単純な円形であることが好ましい場合があるため、製造の際の容易さを考慮した上で、可及的に広い面が内周面に対向し得る形状に設定することが好ましい。
【００６２】
本発明に係るスリーブを製造する方法としては、採用する合成樹脂が熱可塑性樹脂であるか、熱硬化性樹脂であるか、に応じて幾つかの方法がある。
【００６３】
熱可塑性樹脂によってスリーブを製造する場合、一般的に熱可塑性樹脂の成形に採用される押出成形法を採用することが可能である。この製造方法では、スリーブの筒状体と流通路又は流通路を構成する孔とを同時に成形することが可能であり、押出成形されたスリーブを例えばドラムに巻き付けることで長尺状のスリーブを製造することが可能である。
【００６４】
熱可塑性樹脂によって製造されたスリーブは、加熱することによって容易に変形することが可能であり、常温では充分に高い剛性を有する。このため、目的の管路に配置する際の施工性が良い。特に、既設管の内部に配置した後、経年による劣化や他の原因により補修する必要が生じたとき、内部に加熱蒸気や温水を供給して加温することでスリーブを軟化させて容易に抜き出すことが可能である。
【００６５】
また、予め押出成形法によって、スリーブの外周面に対応する外側スリーブと、内周面に対応する内側スリーブとを成形して外側スリーブの中に内側スリーブを挿入して重ねておき、両スリーブの間に所定数のパイプを挿入した後、外側スリーブと内側スリーブを接着又は融着して一体化させることでスリーブを製造することが可能である。
【００６６】
また、予め押出成形法によって外側スリーブを形成しておき、この内側に蛇行させたパイプ、或いは直線状の複数のパイプを挿入し、この状態で内側スリーブを押出成形することで一体化させてスリーブを製造することが可能である。
【００６７】
また、押出成形法によって、スリーブの筒状部と内部に開放する角型或いはＵ字状の溝を形成した肉厚部とを一体的に成形した素材を形成しておき、前記溝の開放部を熱可塑性樹脂からなるシート或いはフィルムによって閉塞すると共に、素材とシート或いはフィルムとを接着或いは融着等の手段で一体化させることでスリーブを製造することが可能である。
【００６８】
特に、上記素材の厚肉部以外の周部分の厚さを予め調整しておくことで、製造されたスリーブを管路を補修する際の補強材として利用することも可能である。
【００６９】
上記溝は、押出成形によって形成することに限定されず、予め押出成形法によって、スリーブの筒状部と肉厚部とを一体的に成形した素材を形成しておき、この素材の肉厚部に角型、Ｕ字型を含む所望の溝を切削等の手段で形成した後、前記溝の開放部を熱可塑性樹脂からなるシート或いはフィルムによって閉塞すると共に、素材とシート或いはフィルムとを接着或いは融着等の手段で一体化させることでスリーブを製造することも可能である。
【００７０】
熱硬化性樹脂によってスリーブを製造する場合、含浸基材に含浸させた熱硬化性樹脂を光或いは熱によって硬化させることでスリーブとしての形状となる。即ち、熱硬化性樹脂によってスリーブを製造する場合、流通路を同時成形する押出成形法や、切削によって流通路を形成する方法は採用することができない。従って、パイプを一体化させて流通路を形成する方法に限定される。
【００７１】
この製造方法は、予め含浸基材となる不織布或いは強化繊維によって、スリーブを配置すべき管路の内形に対応した外形となり得る周長を有する外側筒体と、スリーブの内周面を構成し得る周長を有する内側筒体と、を構成しておく。外側筒体の内部に流通路を構成するパイプを挿入すると共に内側筒体を挿入して重ね合わせ、内側筒体の内部にインナーフィルムを、外側筒体の外側にアウターフィルムを配置した後、両筒体に熱硬化性樹脂を含浸することでスリーブを製造することが可能である。
【００７２】
また、外側筒体の内部にロープ等の牽引部材を配置した状態で熱硬化性樹脂を含浸させた後、前記牽引部材によって流通路を構成するパイプを引き込み、更に、この内部に予め熱硬化性樹脂を含浸させた内側筒体を反転法により又は引込法により引き込んで重ねることでスリーブを製造することが可能である。
【００７３】
上記の如く構成されたスリーブでは、熱硬化性樹脂を含浸させた外側筒体と内側筒体を重ねた筒体は高い可撓性を有する。このため、このスリーブを目的の管路まで搬送して該管路に反転法或いは引込法で挿入し、その後、内側筒体の内側に圧縮空気を供給して拡径させることで外側筒体を管路の内周面に密着させ、この状態を保持して、光を照射し、或いは温水、熱風により加熱することで、熱硬化性樹脂を硬化させることが可能である。
【００７４】
上記製造方法に於いて、内側筒体は必ずしも筒である必要はなく、外側筒体の一部にパイプが配置されるような場合には、配置されたパイプを覆うことが可能な寸法を持つシートであっても良い。
【００７５】
上記の如くして、熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂からなるスリーブを製造することが可能である。
【００７６】
次に、本実施例に係るスリーブの構成について図を用いて説明する。図１に示すスリーブＡは、円筒管を直列に接続して構成した既設管Ｂ（図４参照）の内部に配置し得るように構成されたものである。特に、スリーブＡは、熱可塑性樹脂を押出成形法によって長尺状に形成されており、流通路は既設管Ｂに於ける水が流れる部分に対応する位置に複数形成された孔として構成されている。
【００７７】
本実施例に係るスリーブＡは、水が自然流下する管路（例えば下水道管路）の内部に配置される。前述したように、このような管路では、水位は既設管Ｂの太さの約１／３程度に設定されている。本実施例でも、孔４はスリーブＡの太さの約１／３よりも下方となる位置に複数形成されている。
【００７８】
このため、スリーブＡは、既設管Ｂの内形に対応した外形（円形）を有する外周面１ａと、スリーブＡの太さの約２／３よりも大きい部分に対応して円弧状に形成された円弧部２と、スリーブＡの太さの約１／３よりも小さい部分に対応して形成された孔形成部３と、孔形成部３に形成された複数の孔（本実施例では４個）４と、円弧部２の内周面と孔形成部３の内周面が連続して構成された内周面１ｂと、を有している。
【００７９】
複数の孔４は円形に形成され、スリーブＡの押し出しと同時に該スリーブＡの全長にわたって成形されて該スリーブＡの両端面で開口している。各孔４の内面とスリーブＡの内周面１ｂとの間隔（熱可塑性樹脂の厚さ）は、小さいほど熱交換効率が良いが、強度や耐摩耗性も低下することとなる。このため、スリーブＡは熱伝導率の良い材料を用い、孔４は可及的に内周面１ｂに接近するように形成されている。
【００８０】
複数の孔４は、孔形成部３に円弧上に配列されており、このように配列することによって、スリーブＡの内周面１ｂによって構成される断面積を可及的に大きくすることが可能となる。しかし、複数の孔４を円弧上に配列することの限定するものではなく、孔形成部３に略直線上に配列しても良いことは当然である。
【００８１】
本実施例のスリーブＡは、配置すべき管路を構成する既設管Ｂの内径寸法よりも僅かに小さい外径寸法を有して構成されている。
【００８２】
ここで、孔形成部３に形成する孔４の形状と製造方法とについて、図２を用いて簡単に説明する。
【００８３】
図２（ａ）は本実施例に係る孔４であり、スリーブＡの押出成形と同時に円形の孔として成形されたものである。この場合、金型の構成が複雑化するものの、スリーブＡとの一体成形によるため、スリーブＡの長さの如何に関わらず孔４を形成することが可能であり、長尺状のスリーブＡを容易に製造することが可能である。
【００８４】
図２（ｂ）はパイプ５を利用して形成した孔４を示している。スリーブＡを熱可塑性樹脂によって製造する場合、孔成形部３に対応する位置に所定数のパイプ５を配置しておき、熱可塑性樹脂を押出成形してパイプ５と円弧部２及び孔形成部３を一体成形することで製造することが可能である。
【００８５】
図２（ｂ）に示すスリーブＡを熱硬化性樹脂によって製造する場合、含浸基材となる不織布或いは強化繊維によって、既設管Ｂの内面の周長よりも小さい周長を有する外側筒体を構成すると共に複数のパイプ５を配列したときの周方向の長さよりも大きい寸法を持った内側筒体を構成する。外側筒体の内部に所定数のパイプを挿入すると共に内側筒体を挿入して重ね合わせ、内側筒体の内部にインナーフィルムを、外側筒体の外側にアウターフィルムを配置した後、両筒体に熱硬化性樹脂を含浸することでスリーブＡを製造することが可能である。
【００８６】
或いは、外側筒体の内部にロープ等の牽引部材を配置した状態で熱硬化性樹脂を含浸させた後、前記牽引部材によって流通路を構成するパイプを引き込み、更に、この内部に予め熱硬化性樹脂を含浸させた内側筒体を反転法により又は引込法により引き込んで重ねることでスリーブＡを製造することが可能である。
【００８７】
上記の如く、スリーブＡの成形時に孔成形部３にパイプ５を配置して孔４を形成する場合、パイプ５が有限長であるため、該パイプ５の長さを超える長尺状のスリーブＡを製造する際には複数本のパイプ５をソケットにより直線状に接続することが必要となる。このため、スリーブＡの製造が煩雑となる虞がある。
【００８８】
図２（ｃ）は孔形成部３にＵ字状の溝を形成しておき、この溝を合成樹脂フィルム６によって閉塞して形成された孔４を示している。Ｕ字状の溝は、スリーブＡの押出成形と同時に成形することが可能である。また、スリーブＡの成形時に孔形成部３を単に肉厚部分として成形しておき、この部分を切削して溝を形成することも可能である。このような孔４では、内周面１ｂ側の開口面積が大きくなり、内周面１ｂに流れる水との熱交換効率を向上させることが可能となる。
【００８９】
熱可塑性樹脂によって製造されたスリーブＡでは、外周面１ａが円形のため容積が大きくなり、保管時や搬送時の効率が悪いため、図３に示すように、断面を凹字状に畳んだ状態に形成される。即ち、スリーブＡは、円弧部２が加熱されて柔軟な状態で頂部が孔形成部３側に接近するように凹まされて孔形成部３を含めて縮径して凹字状に畳まれ、図示しないドラムに巻き取られている。このように、凹字状に畳まれて縮径されることで、保管時や搬送時の効率が向し、且つ既設管Ｂの内部に挿入する際の作業も容易に行うことが可能である。
【００９０】
次に、上記スリーブＡを管路を構成する既設管Ｂに配置する際の施工方法について図３〜図６を用いて詳細に説明する。
【００９１】
本実施例に於いて、スリーブＡを配置すべき管路は下水道用の管路として構成されており、図４に示すように、隣接するマンホール１１、１２の間に構成されている。下水道用の管路は、隣接するマンホール１１、１２の間を既設管Ｂとなる複数の鉄筋コンクリート管を直列に接続することで構成されいる。マンホール１１、１２には、直壁管と斜壁管を縦方向に接続して構成されており、底部には既設管Ｂと同じレベルの溝を形成した底盤１３が設けられている。
【００９２】
前述したように、スリーブＡは円弧部２が凹状（Ω状）に畳まれて縮径されて硬化しており、この状態でドラムに巻き付けられてトラック等の搬送手段により管路の端部となる一方のマンホール１１まで搬送される。そして、マンホール１１まで搬送されたドラムは地上に設置される。また、各マンホール１１、１２の底盤１３は既設管Ｂに対向する部位には斫によって窪み１３ａが形成される。
【００９３】
その後、スリーブＡを加熱して軟化させつつ、ドラムを巻戻方向に回転させて軟化したスリーブＡを繰り出し、この繰り出しによりスリーブＡをマンホール１１から既設管Ｂの内部に挿入する。このとき、孔４が既設管Ｂの底部側に位置するように、スリーブＡの姿勢を設定して挿入する。スリーブＡを既設管Ｂに挿入する際に、該スリーブＡが円弧部２が凹んだ状態に畳まれた状態であることから、図３に示すように、スリーブＡを既設管Ｂに干渉させることなく円滑に挿入することが可能である。
【００９４】
スリーブＡをマンホール１１、１２の間の既設管Ｂに挿入した後、該スリーブＡを所定位置（例えばマンホール１１、１２に於ける略中央部位）で切断する。この状態では、スリーブＡの孔形成部３に形成されている複数の孔４は、該スリーブＡの端面に開口した状態となっている。
【００９５】
次いで、凹状に畳まれた状態を保持しているスリーブＡを温水や蒸気或いは加熱空気により加熱して更に柔軟性を発揮させる。即ち、スリーブＡの内部、又はスリーブＡの内部及び既設管Ｂの内部（スリーブＡの外周面１ａ側）に温水や蒸気或いは加熱空気を供給して加熱して、スリーブＡ、特に円弧部２の柔軟性を発揮させる。スリーブＡが充分に柔軟性を発揮したとき、作業員により、或いはスリーブＡの内部に供給した蒸気により、円弧部２を凹状から円弧状に復帰させ、外周面１ａを既設管Ｂの内面に密着させる。
【００９６】
スリーブＡが全長にわたって形状が復帰して外周面１ａが既設管Ｂの内面に密着したことを確認した後、温水や蒸気或いは加熱空気の供給を停止し、常温の水或いは常温の空気等の気体を供給して冷却する。スリーブＡは強制的に冷却されて硬化し、密着した形状を保持する。そして、充分にスリーブＡが硬化した後、該スリーブＡの各マンホール１１、１２に突出している部分を、マンホール１１、１２の壁面と同一面となるように切削する。
【００９７】
その後、図５、図６に示すように、スリーブＡの端面に開口している二つの孔４を選択して一方の孔４に熱交換媒体の供給部材となる供給管１５を接続すると共に、他方の孔４に熱交換媒体の受給部材となる受給管１６を接続する。また、残った開口４は夫々Ｕ字管１７を接続して連通する。
【００９８】
スリーブＡの孔４から選択された孔４に供給管１５、受給管１６を接続する際に、これらの供給管１５と受給管１６を同じマンホール１１に設けるか、マンホール１１、１２に夫々設けるかは限定するものではなく、地上に設置したヒートポンプ１８の使い方や、既設管Ｂの長さ等の条件に応じて設定される。
【００９９】
例えば、図４に示すように、一方のマンホール１１に供給管１５、受給管１６を設けてヒートポンプ１８に接続する場合、マンホール１１に開口しているスリーブＡに形成した４つの孔４から両端側の二つの孔４を選択して夫々供給管１５、受給管１６を接続すると共に、残った孔４にＵ字管１７を接続して連通させ、マンホール１２に開口している孔４の隣接する孔４を夫々Ｕ字管１７を接続して連通させて、４つの孔４を連続させた熱交換媒体を流通させる一連の流通路として構成することが可能である。
【０１００】
また、マンホール１１に供給管１５を設けると共に、マンホール１２に受給管１６を設ける場合、マンホール１１に開口している４つの孔４の中から１つの孔４（例えば図５に於ける左側の端部にある孔４）を選択して供給管１５を接続すると共に残る３つの孔４から２つの孔４（例えば図５に於ける左から２番目、３番目の孔４）を選択してＵ字管１７を接続して連通し、マンホール１２に開口している孔４のうち、マンホール１１で供給管１５が接続されている孔４と該孔４に隣接したる孔４にＵ字管１７を接続して連通させ、更に、隣接した孔４に受給管１６を接続することで、３つの孔４を連続させた熱交換媒体を流通させる一連の流通路として構成することが可能である。この場合、スリーブＡに形成されている４つの孔４のうち１つの孔４は使用しない。
【０１０１】
上記の如くしてマンホール１１、１２に開口している孔４に夫々供給管１５、受給管１６、Ｕ字管１７を接続したとき、これらの管１５〜１７と孔４の接続部分は底盤１３に形成された窪み１３ａ内に存在する。また、スリーブＡの孔形成部３に対応する内周面１個のレベルは初期の底盤１３の流水レベルよりも上位となる。このため、モルタル２０によって窪み１３ａを埋めると共に底盤１３の流水レベルを上昇させる。
【０１０２】
供給管１５、受給管１６は地上に設置したヒートポンプ１８に接続されている。また、ヒートポンプ１８には図示しない冷暖房器具などが接続され、これにより、管路を流れる水の熱を活用することが可能である。
【０１０３】
尚、スリーブＡが熱硬化性樹脂によって構成されている場合、このスリーブＡは可撓性を有する状態で現場まで搬送され、目的の管路に反転法或いは引込法によって挿入される。その後、孔４に非圧縮性流体である例えば水を充填し、スリーブＡの内部に圧縮空気を供給して膨張させることで、既設管Ｂの内面に密着させる。更に、スリーブＡの内部から光を照射し或いは加熱することで熱硬化性樹脂を硬化させることによって、スリーブＡを管路を構成する既設管Ｂの内部に配置することが可能である。このように、スリーブＡに形成した孔４に水を充填した状態で、該スリーブＡの内部に圧縮空気を供給することで、孔４がつぶれることがない。
【０１０４】
管路に熱硬化性樹脂からなるスリーブＡを配置した場合、経時的な劣化や何等かの原因でスリーブＡを補修する際に該スリーブＡを加熱しても軟化することがない。このため、硬化したスリーブＡを管路から排除する作業は容易ではない、という問題が生じることがある。しかし、熱硬化性樹脂からなるスリーブＡは硬化した後の強度が高いため、充分に自立した管路を構成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明に係る管路構造は管路を流れる水の熱を活用することが可能であり、冷暖房用の熱源や融雪用の熱源などに利用して有利である。また、施工方法は、前記管路構造を構成する際に利用して有利である。更に、本発明に係るスリーブは管路を流れる水の熱を熱交換媒体に対し伝える際に利用して有利である。
【符号の説明】
【０１０６】
Ａ スリーブ
Ｂ 既設管
Ｃ 筒体
Ｄ 流通路
１ａ 外周面
１ｂ 内周面
２ 円弧部
３ 孔形成部
４ 孔
５ パイプ
６ 合成樹脂フィルム
１１、１２ マンホール
１３ 底盤
１３ａ 窪み
１５ 供給管
１６ 受給管
１７ Ｕ字管
１８ ヒートポンプ
２０ モルタル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が流れる管路の構造であって、
既設管の内部に、水が流れる内周面を有する筒状の流水層が形成され、
前記流水層の内周面よりも既設管側で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路が形成されている
ことを特徴とする管路構造。
【請求項２】
前記水が流れる管路が、下水道管路であることを特徴とする請求項１に記載した管路構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載した管路構造を施工する施工方法であって、
既設管の長手方向に、下方側内周面に沿って熱交換媒体を流通させる通路が形成された流通部材を配置し、
前記流通部材が配置された既設管の内部に、可撓性を有し且つ前記流水層を構成する筒体を、外周面が既設管の内周面に干渉することがないように縮径して挿入し、
その後、挿入された筒体を復元させて該筒体の外周面と既設管の内周面とによって前記流通部材を挟み込む
ことを特徴とする施工方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載した管路構造を施工する施工方法であって、
水が流れる内周面と、該内周面よりも外周面側に長手方向に形成された熱交換媒体を流通させる通路と、を有し且つ可撓性を有する前記流水層を構成する筒体を用意し、
前記筒体を、既設管の内部に外周面が既設管の内周面に干渉することがないように縮径して挿入し、
その後、挿入された筒体を復元させて該筒体を既設管の内面に配置する
ことを特徴とする施工方法。
【請求項５】
水が流れる管路を構成する既設管の内部に該既設管の長手方向に配置される合成樹脂からなるスリーブであって、
水が流れる内周面と既設管の内周面と対向する外周面とを有するスリーブ本体を有し、
前記スリーブ本体の外周面の長手方向に熱交換媒体を流通させる通路を一体的に形成した
ことを特徴とするスリーブ。
【請求項６】
水が流れる管路を構成する既設管の内部に該既設管の長手方向に配置される合成樹脂からなるスリーブであって、
配置すべき既設管の内形に対応した外形を有する外周面と水が流れる内周面とを有するスリーブ本体を有し、
前記スリーブ本体の外周面と内周面との間で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路を形成した
ことを特徴とするスリーブ。
【請求項７】
前記合成樹脂が、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項５又は６に記載したスリーブ。
【請求項８】
前記熱交換媒体を流通させる通路が、管路に於ける水が流れる部分に対応した部位に形成されていることを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載したスリーブ。
【請求項９】
前記熱交換媒体を流通させる通路が、１又は複数形成された孔によって構成されていることを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載したスリーブ。
【請求項１０】
請求項５乃至９の何れかに記載したスリーブを製造するための方法であって、合成樹脂を押出成形する際に熱交換媒体を流通させる通路を一体的に成形することを特徴とするスリーブの製造方法。
【請求項１１】
請求項５乃至９の何れかに記載したスリーブを製造するための方法であって、スリーブに於ける熱交換媒体を流通させる通路の形成部位に予め設定された長さを持ったパイプを配置しておき、合成樹脂により前記パイプを一体化することを特徴とするスリーブの製造方法。
【請求項１２】
請求項６乃至９の何れかに記載したスリーブを製造するための方法であって、配置すべき管路の内形に対応した外形と予め設定された肉厚を持った長尺状の筒体を成型しておき、前記筒体の内面を長手方向に切削して熱交換媒体を流通させる通路を形成した後、少なくとも前記通路の開放部分を合成樹脂シートによって覆うと共に前記筒体と一体化させることを特徴とするスリーブの製造方法。
【請求項１】
水が流れる管路の構造であって、
既設管の内部に、水が流れる内周面を有する筒状の流水層が形成され、
前記流水層の内周面よりも既設管側で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路が形成されている
ことを特徴とする管路構造。
【請求項２】
前記水が流れる管路が、下水道管路であることを特徴とする請求項１に記載した管路構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載した管路構造を施工する施工方法であって、
既設管の長手方向に、下方側内周面に沿って熱交換媒体を流通させる通路が形成された流通部材を配置し、
前記流通部材が配置された既設管の内部に、可撓性を有し且つ前記流水層を構成する筒体を、外周面が既設管の内周面に干渉することがないように縮径して挿入し、
その後、挿入された筒体を復元させて該筒体の外周面と既設管の内周面とによって前記流通部材を挟み込む
ことを特徴とする施工方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載した管路構造を施工する施工方法であって、
水が流れる内周面と、該内周面よりも外周面側に長手方向に形成された熱交換媒体を流通させる通路と、を有し且つ可撓性を有する前記流水層を構成する筒体を用意し、
前記筒体を、既設管の内部に外周面が既設管の内周面に干渉することがないように縮径して挿入し、
その後、挿入された筒体を復元させて該筒体を既設管の内面に配置する
ことを特徴とする施工方法。
【請求項５】
水が流れる管路を構成する既設管の内部に該既設管の長手方向に配置される合成樹脂からなるスリーブであって、
水が流れる内周面と既設管の内周面と対向する外周面とを有するスリーブ本体を有し、
前記スリーブ本体の外周面の長手方向に熱交換媒体を流通させる通路を一体的に形成した
ことを特徴とするスリーブ。
【請求項６】
水が流れる管路を構成する既設管の内部に該既設管の長手方向に配置される合成樹脂からなるスリーブであって、
配置すべき既設管の内形に対応した外形を有する外周面と水が流れる内周面とを有するスリーブ本体を有し、
前記スリーブ本体の外周面と内周面との間で且つ長手方向に熱交換媒体を流通させる通路を形成した
ことを特徴とするスリーブ。
【請求項７】
前記合成樹脂が、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項５又は６に記載したスリーブ。
【請求項８】
前記熱交換媒体を流通させる通路が、管路に於ける水が流れる部分に対応した部位に形成されていることを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載したスリーブ。
【請求項９】
前記熱交換媒体を流通させる通路が、１又は複数形成された孔によって構成されていることを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載したスリーブ。
【請求項１０】
請求項５乃至９の何れかに記載したスリーブを製造するための方法であって、合成樹脂を押出成形する際に熱交換媒体を流通させる通路を一体的に成形することを特徴とするスリーブの製造方法。
【請求項１１】
請求項５乃至９の何れかに記載したスリーブを製造するための方法であって、スリーブに於ける熱交換媒体を流通させる通路の形成部位に予め設定された長さを持ったパイプを配置しておき、合成樹脂により前記パイプを一体化することを特徴とするスリーブの製造方法。
【請求項１２】
請求項６乃至９の何れかに記載したスリーブを製造するための方法であって、配置すべき管路の内形に対応した外形と予め設定された肉厚を持った長尺状の筒体を成型しておき、前記筒体の内面を長手方向に切削して熱交換媒体を流通させる通路を形成した後、少なくとも前記通路の開放部分を合成樹脂シートによって覆うと共に前記筒体と一体化させることを特徴とするスリーブの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−４０４６９（Ｐ２０１３−４０４６９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６９０８（Ｐ２０１１−１７６９０８）
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００２１９３５８）東亜グラウト工業株式会社 (47)
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００２１９３５８）東亜グラウト工業株式会社 (47)
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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