JP2011104552A - 管路内面の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄ヘッド部分の推進力を大きくすることができ、分岐管が小さい内径の場合や管内の付着物の量が多い場合でも、損傷することがなくて洗浄機能に支障をきたすことがない管路内面の洗浄装置を提供する。
【解決手段】管路１外から管路１の分岐管２を介して管路１内に導入される水供給ホース５と、水供給ホース５の先端に設けられ、管路に沿って移送可能な状態で配設される洗浄ヘッド３０と、この洗浄ヘッド３０に設けられ、移送方向を軸心として回転する回転部と、洗浄ヘッド３０の回転部から半径方向に延びるように植設された洗浄ブラシ４０とを備え、洗浄ブラシ４０が洗浄ヘッド３０の移送方向に対して螺旋状となるように植設され、洗浄ブラシ４０の螺旋状の向きが、洗浄ブラシ４０を回転させることにより管路１内の流体が後方に送り出される方向とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、上水道管路や下水道管路などの管路の内面を洗浄する管路内面の洗浄装置に関するものである。

このような管路内面の洗浄装置として、特許文献１や特許文献２において提案されているものがある。その詳細を図６〜図９に基づいて説明する。
図６において、１は地中に埋設された水平方向の管路であって、上水道や下水道を構成しており、たとえばダクタイル鋳鉄製の多数の管を互いに接合することによって配管されている。管路１には、消火栓や空気弁などの付帯設備を取り付けるための上向きの分岐管２が設けられ、この分岐管２では、付帯設備を取り除くことによって、管路１の内外を連通させることができる。なお、消火栓や空気弁などの付帯設備が取り付けられている分岐管２は内径がほぼ決まっている（例えば、呼び径が７５の場合には、内径が７５ｍｍのものと、内径が６５ｍｍのものとの２つの種類がある。）。一方、管路１（いわゆる本管）の内径は同等（例えば、内径７５ｍｍ）のものから、極めて大径（例えば、内径３５０ｍｍやそれ以上）のものなどがある。

３は洗浄装置で、管路１に導入されるヘッド部４と、このヘッド部４へ高圧水を供給するための水供給ホース５と、高圧水の供給源としての高圧水供給装置６などを有する。高圧水供給装置６は、管路１の外部に設けられ、高圧水供給ポンプ６ａやタンク６ｂなどを備えることによって、この高圧水供給装置６から繰り出される水供給ホース５を介してヘッド部４へ高圧水を供給可能である。７は送り込み装置で、この送り込み装置７は、管路１の外部に設けられ、水供給ホース５を挟み込み可能な一対のローラ８Ａ、８Ｂを有し、これらのローラ８Ａ、８Ｂによって、水供給ホース５に、管路１内への送り込み力や、管路１からの取り出し力や、制動力を作用させることができるように構成されている。

図７〜図９は、ヘッド部４の詳細構造を示す。このヘッド部４は、第１のヘッド１１と第２のヘッド１２との間に、周方向に複数の弾性板状の弓形のブラシ支持部１３がかけわたされ、このブラシ支持部１３の中央部に洗浄具としての洗浄ブラシ１４が植設されている。第１のヘッド１１における周方向に沿った複数の位置には、この第１のヘッド１１の接線方向かつ第１のヘッド１１から後方へ向かう斜め方向に延びる噴出孔１５が形成されている。

これにより、水供給ホース５から第１のヘッド１１にたとえば高圧水１６が供給されると、この高圧水１６は、噴出孔１５から第１のヘッド１１の接線方向かつ斜め後ろの方向に噴出される。この噴出孔１５からの高圧水１６の噴出力によって、第１のヘッド１１に、回転力と前方への推進力とが付与される。

このような構成において、管路１の内面を洗浄する際には、管路１における洗浄区間の上流側仕切弁と下流側仕切弁とを閉じ、次に分岐管２から消火栓や空気弁などを取り外して、図１０に示すように、ブラシ支持部１３を手で掴んでヘッド部４の外径を小さくした状態で分岐管２に挿入し、この分岐管２を通して管路１の内部に洗浄装置３のヘッド部４とそれに接続された水供給ホース５とを挿入する。

次に、高圧水供給装置６から水供給ホース５を介してヘッド部４に高圧水１６を供給する。すると、この高圧水１６は、噴出孔１５から外部へ噴出される。この高圧水１６が噴出孔１５を形成する壁面に当接して付与する力により、第１のヘッド１１とブラシ支持部１３と第２のヘッド１２とに一体に回転力が与えられるとともに、ヘッド部４に前向きの推進力が作用する。すると、ヘッド部４は、洗浄ブラシ１４を管路１の内面に押し付けながら回転するととともに前方へ移動し、これによって管路１の内面の洗浄が行われる。

このようにして洗浄作業を実施し、ヘッド部４が管路１における洗浄区間の終端部に到達したなら、水供給ホース５の送り動作を停止するとともに高圧水供給装置６も停止し、分岐部２から水供給ホース５を全長にわたって引き抜き、ヘッド部４も管路１の外に引き戻して、洗浄作業を終了する。最後に、洗浄区間のフラッシングを行うことにより、洗浄作業によって管路１の内面から剥離した付着物などを管路１の中から排出して、全作業を終了する。

特開２００６−１９２３９５号公報 特開２００６−３１４９２６号公報

しかしながら、上記のような従来の洗浄装置では、高圧水１６が噴出孔１５を形成する壁面に当接して付与する力だけでヘッド部４を推進させているため、洗浄対象となる管路１が長くて、ヘッド部４に取り付けている水供給ホース５の重量が大きくなった際に、推進力が足りなくなって、人手によってヘッド部４を管路１内に押し込まなければならなくなることがあり、多くの手間や時間が必要となる課題があった。

また、従来の洗浄装置では、ヘッド部４が、第１のヘッド１１と第２のヘッド１２との間に複数の弾性板状の弓形のブラシ支持部１３がかけわたされた構造であり、ブラシ支持部１３して比較的長い寸法を必要とするとともに、強度的に弱い構造、特に、ブラシ支持部１３を折り曲げる方向に力が作用すると塑性変形しやすい構造である。そのために、図１１（ａ）に示すように、分岐管２から管路１に接続されている箇所でヘッド部４の方向を変更する際に、管路１への挿入が困難となったり（この傾向は、分岐管２が小さい内径の場合（例えば内径が６５ｍｍの場合）に顕著となる）、ブラシ支持部１３が折れ曲がってしまうなどしてヘッド部４が損傷し、洗浄機能を発揮できなくなったりする課題もある。

さらに、管路１は長期使用により、図１１（ｂ）に示すように、その内面に錆こぶなどの付着物１７を生じることがあり、この錆こぶなどの付着物１７の量があまり多くない場合には、ヘッド部４は支障なく管路１内を通過することができる。がしかし、図１１（ｃ）に示すように、錆こぶなどの付着物１７の量が多い場合には、ヘッド部４の先端などが付着物１７に接触した際に、ブラシ支持部１３が折れ曲がるなどして塑性変形したり損傷したりし、この場合には洗浄機能を発揮できなくなる。

本発明は上記課題を解決するもので、洗浄ヘッド部分の推進力を大きくすることができ、また、分岐管が小さい内径の場合や管内の付着物の量が多い場合でも、損傷することが最小限に抑えられて、洗浄機能に支障をきたすことがない管路内面の洗浄装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、管路の内面を洗浄する洗浄装置であって、管路外から管路の分岐管を介して管路内に導入される水供給ホースと、前記水供給ホースの先端に設けられ、管路に沿って移送可能な状態で配設される洗浄ヘッドと、前記洗浄ヘッドに設けられ、移送方向を軸心として回転する回転部と、前記洗浄ヘッドの回転部に設けられ、前記回転部から半径方向に延びるように植設された洗浄ブラシとを備え、前記洗浄ブラシが洗浄ヘッドの移送方向に対して螺旋状となるように植設され、前記洗浄ブラシの螺旋状の向きが、前記洗浄ブラシを回転させることにより管路内の流体が後方に送り出される方向であることを特徴とする。

この構成により、洗浄ブラシが回転されることにより、管路内の水や管路の内壁面を後方に送り出す力が発生し、これにより洗浄ヘッドに推進力が作用する。したがって、洗浄対象となる管路が長い場合でも、人手によって洗浄ヘッドを管路内に押し込まなくても済む。

また、本発明は、回転部に筒状で金属製の回転パイプ体が設けられ、前記回転パイプ体に対して螺旋状に洗浄ブラシが植設されたことを特徴とする。
この構成により、洗浄ヘッドを、剛性が大きくて強い金属製の回転パイプ体と、この回転パイプ体に植設された柔軟性を有する洗浄ブラシとで構成することができ、分岐管から管路に接続されている箇所でも、前記回転パイプ体がこの箇所を通過できる寸法に設定することで、回転パイプ体が折れ曲がってしまうなどして洗浄ヘッドが損傷することを防止できる。また、管路の内面に錆こぶなどの付着物が多く付着しており、前記付着物が前記回転パイプ体に接触した場合でも、前記回転パイプ体が折れ曲がることが殆どなくなり、洗浄機能を良好に維持できる。さらに、洗浄ブラシは前記回転パイプ体に対して螺旋状に植設されているので、前記回転パイプ体を長尺にしなくても支障をきたさず、この結果、分岐管から管路に接続されている箇所や、管路の内面に錆こぶなどの付着物が多く付着している箇所でも支障なく通過できる形状に前記回転パイプ体を形成し易い。

また、本発明は、前記洗浄ヘッドの回転部の一部に、水供給ホースから供給される水を、半径方向に対して傾斜する方向に噴出させる噴出孔が形成され、この噴出孔が水から受ける力により回転部が回転することを特徴とする。

また、本発明は、噴出孔が回転部から後ろ向きに噴出するように形成され、噴出孔が水から受ける力によっても前方に移送される構成としたことを特徴とする。これにより、噴出孔が水から受ける力によっても前方に移送される推進力が発生し、洗浄ブラシの回転に伴う推進力と合わされて洗浄ヘッドが推進される。

以上のように本発明によれば、管路内面を洗浄する洗浄ブラシが洗浄ヘッドの移送方向に対して螺旋状となるように植設したことにより、この洗浄ブラシの回転が回転されることにより、管路内の水や管路の内壁面を後方に送り出す力が発生し、これにより洗浄ヘッドに推進力が作用する。したがって、洗浄対象となる管路が長い場合でも、人手によって洗浄ヘッドを管路内に押し込まなくても済み、多くの手間や時間をかけなくて済む。

また、本発明によれば、洗浄ブラシの支持部分を金属製の回転パイプ体で構成したので、分岐管から管路に接続されている箇所や、管路の内面に錆こぶなどの付着物が多く付着している箇所でも、回転パイプ体が折れ曲がるなどして損傷することは無く、洗浄機能を良好に維持できる。さらに、洗浄ブラシは前記回転パイプ体に対して螺旋状に植設されているので、前記回転パイプ体を長尺にしなくても支障をきたさず、この結果、分岐管から管路に接続されている箇所や、管路の内面に錆こぶなどの付着物が多く付着している箇所でも支障なく通過できる形状に前記回転パイプ体を形成し易い利点を有する。

本発明の実施の形態に係る管路内面の洗浄装置の概略構成を示す図である。 同洗浄装置を管路内に導入する様子を示す図である。 同洗浄装置の洗浄ヘッドの斜視図である。 同洗浄ヘッドの縦断面正面図である。 同洗浄ヘッドの縦断面側面図である。 従来の管路内面の洗浄装置の概略構成を示す図である。 同従来の洗浄装置におけるヘッド部の斜視図である。 同従来の洗浄装置におけるヘッド部の縦断面正面図である。 同従来の洗浄装置におけるヘッド部の縦断面側面図である。 同従来の洗浄装置におけるヘッド部を挿入する状態を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ同従来の洗浄装置におけるヘッド部を挿入する状態を簡略的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る管路内面の洗浄装置を図面に基づき説明する。なお、上述した第１、第２の従来の洗浄方法で説明した構成要素と同様な機能の構成要素には同符号を付す。

図１において、１は地中に埋設された水平方向の管路であって、上水道や下水道を構成しており、たとえばダクタイル鋳鉄製の多数の管を互いに接合することによって配管されている。管路１には、消火栓や空気弁などの付帯設備を取り付けるための上向きの分岐管２が設けられ、この分岐管２では、付帯設備を取り除くことによって、管路１の内外を連通させることができる。なお、消火栓や空気弁などの付帯設備が取り付けられている分岐管２は内径がほぼ決まっている（例えば、呼び径が７５の場合には、内径が７５ｍｍのものと、内径が６５ｍｍのものとの２つの種類がある。）。一方、管路１（いわゆる本管）の内径は同等（例えば、内径７５ｍｍ）のものから、極めて大径（例えば、内径３５０ｍｍやそれ以上）のものなどがある。

２０は洗浄装置で、管路１外から管路１の分岐管２を介して管路１に導入（挿入）され、たとえば高圧水１６が供給される水供給ホース５と、水供給ホース５の先端に設けられ、管路１の内部において分岐管２の先端の開口から挿入されて管路１の軸心方向に沿って移送可能な状態で配設される洗浄ヘッド３０と、高圧水の供給源としての高圧水供給装置６などを有する。高圧水供給装置６は、管路１の外部に設けられ、高圧水供給ポンプ６ａやタンク６ｂなどを備えることによって、この高圧水供給装置６から繰り出される水供給ホース５を介して洗浄ヘッド３０へ高圧水を供給可能である。７は送り込み装置で、管路１の外部に設けられ、水供給ホース５を挟み込み可能な一対のローラ８Ａ、８Ｂを有し、これらのローラ８Ａ、８Ｂによって、水供給ホース５に、管路１内への送り込み力や、管路１からの取り出し力や、制動力を作用させることができるように構成されている。

図２〜図４は、洗浄ヘッド３０の構造を示す。これらの図に示すように、洗浄ヘッド３０は、高圧水供給ポンプ６ａの先端に取り付けられて通水路３１ａなどを有する基台部３１と、基台部３１にラジアル軸受３２、３３およびスラスト軸受３４を介して軸心３５の回りに回転自在に配設され、第１の回転ヘッド部３６、第２の回転ヘッド部３７、回転パイプ体３８などを有する回転部３９と、回転部３６の回転パイプ体３８から半径方向に延びるように（放射状に）植設された洗浄ブラシ４０とを備えている。

図２に示すように、回転部３９は、ラジアル軸受３２、３３の外周側に第１の回転ヘッド部３６が外嵌されているとともに、第１の回転ヘッド部３６と、この第１の回転ヘッド部３６の前方に配設される第２の回転ヘッド部３７とが複数の連結材４２で連結され、連結材４２を外装する姿勢で、第１の回転ヘッド部３６と第２の回転ヘッド部３７との間に、洗浄ブラシ４０が植設された回転パイプ体３８が配設された構成とされている。第１の回転ヘッド部３６は、略円筒形のブロック体から形成されて、基台部３１の通水路３１ａを介して導入された水を外部に噴出する噴出孔４１が複数（図４に示すものにおいては４箇所）形成されている。ここで、図２および図４に示すように、噴出孔４１は第１の回転ヘッド部３６において、斜め後方へ、かつ外周側に広がる向きで、さらに第１の回転ヘッド部３６の外周面に接する接線方向側に傾斜されて形成されている。これにより、水供給ホース５から第１の回転ヘッド部３６に例えば高圧水１６が供給された際に、高圧水１６が、噴出孔４１から第１の回転ヘッド部３６の接線方向側かつ斜め後ろの方向に噴出される。この噴出孔４１からの高圧水１６の噴出力（高圧水１６が噴出孔４１を形成する壁面に当接して付与する力）によって、第１の回転ヘッド部３６に、回転力と前方への推進力とが付与され、この結果、第１の回転ヘッド部３６が設けられている回転部３９と、洗浄ブラシ４０とに、回転力と前方への推進力とが付与される。

なお、この実施の形態では、第１の回転ヘッド部３６と第２の回転ヘッド部３７とを連結する連結材４２は、後部寄り部分が屈曲された（詳しくは、屈曲されることで、後部以外の部分が洗浄ヘッド３０の軸心３５に近接して沿う姿勢に配設された）金属板が、第１の回転ヘッド部３６の外周面の複数箇所に（この実施の形態では、９０度間隔で４箇所に）その後部で取り付けられ、この連結材４２の先端に、第２の回転ヘッド部３７が取り付けられている。第２の回転ヘッド部３７は、連結材４２の先端部にねじにより固定された第２回転ヘッド本体部４３と、この第２回転ヘッド本体部４３にねじ付けられた第２回転ヘッド先頭部４４とからなる。なお、図２における４５は、連結材４２の屈曲部近傍箇所および回転パイプ体３８の後端部をねじなどで連結する中間連結材である。

そして、連結材４２の外側（詳しくは、連結材４２における第２回転ヘッド本体部４３への取付け部分から、中間連結材４５への取付け部分にかけての箇所）に、細径、筒状で金属製の回転パイプ体３８が外装され、この回転パイプ体３８の外周面に沿って、洗浄ブラシ４０の根元をかしめて係止している固着用チューブ４５が溶接などにより固着されている。ここで特に、固着用チューブ４５は、回転パイプ体３８の外周面において、洗浄ヘッド４０の移送方向に対して螺旋状となる姿勢で固着されており、これにより、洗浄ブラシ４０が洗浄ヘッド３０の移送方向に対して螺旋状となる姿勢で植設されている。そしてこの洗浄ブラシ４０の螺旋状の向きは、洗浄ブラシ４０を回転させることにより管路１内の流体である水が後方に送り出される方向とされている。

上記構成において、管路１の内面を洗浄する際には、管路１における洗浄区間の上流側仕切弁と下流側仕切弁とを閉じて、洗浄区間を断水状態とした後に、洗浄区間の一端部に配設されている箇所の消火栓などの付帯設備が取り付けられている分岐管２から、前記付帯設備を取り外し、回転パイプ体３８を手で掴むなどしながら分岐管２に洗浄ヘッド３０を挿入し、分岐管２を通して管路１の内部に洗浄装置２０の洗浄ヘッド３０とそれに接続された水供給ホース５とを導入（挿入）する。

この場合に、洗浄装置２０の洗浄ヘッド３０として、金属製の回転パイプ体３８に洗浄ブラシ４０を植設させた構成としており、回転パイプ体３８が十分な剛性を有するので、図５に示すように、分岐管２から管路１に接続されている箇所でも、回転パイプ体３８が折れ曲がってしまうなどして洗浄ヘッド３０が損傷することはなく、後の洗浄作業に支障をきたすことはない。

この後、洗浄ヘッド３０を管路１の洗浄区間に導入した段階で、高圧水供給装置６から水供給ホース５を通して洗浄ヘッド３０に高圧水を供給し、噴出孔４１から水を噴出させる。すると、噴出孔４１からの高圧水１６の噴出力によって、洗浄ヘッド３０の推進力と、回転部３９および洗浄ブラシ４０への回転力とが付与される。ここで、洗浄ヘッド３０には、洗浄ブラシ４０が洗浄ヘッド３０の移送方向に対して螺旋状となるように植設されているので、この洗浄ブラシ４０が回転されることにより、管路１内に溜まった水を後方に送り出す力や、管路１の内壁面に洗浄ブラシ４０が接触して洗浄ヘッド３０を前方に送り出す力が発生し、これらにより洗浄ヘッド３０に対して前方に移送させる推進力が発生する。このように、洗浄ヘッド３０には、高圧水１６の噴出力に起因する推進力だけでなく、洗浄ブラシ４０の回転に伴う推進力も作用するので、洗浄対象となる管路１が長くて、洗浄ヘッド３０に取り付けている水供給ホース５の重量が大きくなった際でも、推進力が足りなくなることを防止できる。したがって、従来では例えば洗浄区間が２００ｍ以上であると、人手によって洗浄ヘッドを管路１内に押し込む必要があったが、本発明の実施の形態によれば、洗浄区間が４００ｍほどの長い距離であっても人手によって洗浄ヘッドを管路１内に押し込む必要はなくなり、多くの手間や時間を省くことができて、作業能率が向上する。

また、洗浄ヘッド３０として、金属製の回転パイプ体３８に洗浄ブラシ４０を植設させた構成としたので、管路１の内面に錆こぶなどの付着物１７が多く付着しており、この付着物１７が回転パイプ体３８に接触した場合でも、回転パイプ体３８が折れ曲がることを防止でき、洗浄機能を良好に維持できる。

さらに、洗浄ブラシ４０は回転パイプ体３８に対して螺旋状に植設されているので、回転パイプ体３８を長尺にしなくても支障をきたさず、この結果、分岐管２から管路１に接続されている箇所や、管路１の内面に錆こぶなどの付着物１７が多く付着している箇所でも支障なく通過できる形状に回転パイプ体３８を形成し易い。なお、洗浄ブラシ４０の形状としては管路１の内面に洗浄ブラシ４０の先端が良好に接触するように、管路１よりも若干大きい寸法とすればよい。また、図２、図３においては、周方向に対して２条の洗浄ブラシ４０を配設した場合を述べたが、付着物１７の付着の付着力や大きさに応じて、その数や材質（材料）を適当に選択すればよい。また、洗浄ブラシ４０をなす材料としては、ナイロンブラシなどを用いれば好適であるが、これに限るものではなく、各種材料を用いればよい。

また、洗浄ブラシ４０を螺旋状に形成したことにより、洗浄ヘッド３０を回転した際に、回転方向に対して洗浄ブラシ４０が連続的に接触して、洗浄ブラシ４０が、いわゆる腰の強い状態で、折れ曲がり難い状態で、強く付着物１７に接触して付着物１７を良好に掻き取ることができる利点もある。

なお、このようにして洗浄作業を実施し、洗浄ヘッド３０が管路１における洗浄区間の終端部に到達したなら、水供給ホース５の送り動作を停止するとともに高圧水供給装置６も停止し、分岐部２から水供給ホース５を全長にわたって引き抜き、洗浄ヘッド３０も管路１の外に引き戻して、洗浄作業を終了する。最後に、洗浄区間のフラッシングを行うことにより、洗浄作業によって管路１の内面から剥離した付着物などを管路１の中から排出して、全作業を終了する。

また、上記実施の形態においては、消火栓用の分岐管２を用いた場合を述べたが、これに限るものではなく、空気管用の分岐管や各種補修用の分岐管に対しても適用可能であり、下水道などにも対応可能である。

１ 管路
２ 分岐管
５ 水供給ホース
６ 高圧水供給装置
７ 送り込み装置
２０ 洗浄装置
３０ 洗浄ヘッド
３１ 基台部
３８ 回転パイプ体
３９ 回転部
４０ 洗浄ブラシ
４１ 噴出孔

Claims (4)

1. 管路の内面を洗浄する洗浄装置であって、
   管路外から管路の分岐管を介して管路内に導入される水供給ホースと、
   前記水供給ホースの先端に設けられ、管路に沿って移送可能な状態で配設される洗浄ヘッドと、
   前記洗浄ヘッドに設けられ、移送方向を軸心として回転する回転部と、
   前記洗浄ヘッドの回転部に設けられ、前記回転部から半径方向に延びるように植設された洗浄ブラシと
   を備え、
   前記洗浄ブラシが洗浄ヘッドの移送方向に対して螺旋状となるように植設され、前記洗浄ブラシの螺旋状の向きが、前記洗浄ブラシを回転させることにより管路内の流体が後方に送り出される方向である
   ことを特徴とする管路内面の洗浄装置。
2. 回転部に筒状で金属製の回転パイプ体が設けられ、前記回転パイプ体に対して螺旋状に洗浄ブラシが植設されたことを特徴とする請求項１記載の管路内面の洗浄装置。
3. 前記洗浄ヘッドの回転部の一部に、水供給ホースから供給される水を、半径方向に対して傾斜する方向に噴出させる噴出孔が形成され、この噴出孔が水から受ける力により回転部が回転することを特徴とする請求項１または２に記載の管路内面の洗浄装置。
4. 噴出孔が回転部から後ろ向きに噴出するように形成され、噴出孔が水から受ける力によっても前方に移送される構成としたことを特徴とする請求項３記載の管路内面の洗浄装置。

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