JP6232650B1 - 管路洗浄装置および管路洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】管路の洗浄効率を向上させる。【解決手段】浄水供給部40から供給される浄水によって圧送される複数のピグ12を用いて管路を洗浄する管路洗浄装置100は、管路内にピグ12を発射する発射部20と、管路内を移動したピグ12を受け取る受取部30と、を備える。発射部20は、浄水供給部40から供給される浄水を管路に導く導管21と、導管21に設けられる圧送制御弁21aと、圧送制御弁21aを迂回するように導管21に対して並列に接続される発射管22,24と、発射管22,24に設けられる発射制御弁23a,23b,25a,25bと、を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、管路洗浄装置および管路洗浄方法に関するものである。
特許文献1及び特許文献2には、ピグと呼ばれる洗浄用具を用いて上水道管路などの管路内を洗浄する管路洗浄装置が開示されている。この装置では、管路内に投入された1つのピグを水圧等によって管路内を移動させることにより管路の内壁面に付着した堆積物が除去される。
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の管路洗浄装置では、管路内を十分に洗浄するためには、管路内に1つのピグを投入し、管路の出口でピグを回収するという一連の洗浄工程を複数回実施する必要がある。このように複数回にわたって洗浄工程を実施すると、洗浄作業時間が長くなり、特に上水道管路を洗浄する場合には、断水時間が長時間となるため、周辺住民の生活に支障をきたすおそれがある。
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、管路の洗浄効率を向上させることを目的とする。
本発明は、圧力供給源から供給される作動流体によって圧送される複数の洗浄用具を用いて管路内を洗浄する管路洗浄装置であって、前記管路に接続され、前記管路内に前記洗浄用具を発射する発射部と、前記管路に接続され、前記発射部から発射され前記管路内を移動した前記洗浄用具を受け取る受取部と、を備え、前記発射部は、前記圧力供給源から供給される前記作動流体を前記管路に導く導管と、前記導管に設けられ、前記導管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れを制御する圧送制御弁と、前記圧送制御弁を迂回するように前記導管に対して並列に接続され前記洗浄用具が装填される発射管と、前記発射管に設けられ、前記発射管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れを制御する発射制御弁と、前記発射管から前記洗浄用具が発射されたことを検知する発射検出器と、を有し、前記発射管は複数設けられ、複数の発射管はそれぞれ前記発射制御弁を有し、前記複数の発射管のうちの1つの第1発射管の前記発射制御弁が開弁され、前記第1発射管以外の発射管の前記発射制御弁がすべて閉弁されるとともに、前記圧送制御弁が制御され前記導管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れが低減または遮断されると、前記第1発射管に装填された前記洗浄用具が発射され、前記発射検出器によって前記第1発射管に装填された前記洗浄用具の発射が検出された後、前記第1発射管とは別の第2発射管の前記発射制御弁が開弁され、前記第2発射管以外の発射管の前記発射制御弁がすべて閉弁されるとともに、前記圧送制御弁が制御され前記導管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れが低減または遮断されると、前記第2発射管に装填された前記洗浄用具が発射されることを特徴とする。
また、本発明は、圧力供給源から供給される作動流体によって圧送される複数の洗浄用具を用いて管路内を洗浄する管路洗浄方法であって、前記圧力供給源から供給される前記作動流体を前記管路に導く導管に設けられる圧送制御弁を制御し前記導管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れを低減または遮断するとともに、前記圧送制御弁を迂回するように前記導管に対して並列に接続される複数の発射管のうちの1つの発射管に設けられる発射制御弁を開弁し、前記1つの発射管以外の発射管に設けられる発射制御弁をすべて閉弁して前記1つの発射管から前記洗浄用具を前記管路内に発射し、前記圧送制御弁を制御し前記導管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れを低減または遮断するとともに、前記1つの発射管とは別の1つの発射管に設けられる発射制御弁を開弁し、前記別の1つの発射管以外の発射管に設けられる発射制御弁をすべて閉弁して前記別の1つの発射管から前記洗浄用具を前記管路内に発射することを特徴とする。
本発明によれば、複数の洗浄用具を順次圧送可能とすることにより、管路の洗浄効率を向上させることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
まず、図1を参照して、本発明の実施形態に係る管路洗浄装置について説明する。本実施形態では、管路洗浄装置が、上水道管を洗浄する上水道管路洗浄装置100である場合について説明する。
上水道管路洗浄装置100は、図1に示すように、地中に埋設される管路としての上水道管1に取り付けられ、洗浄用具としてのピグ12を上水道管1内に送り込み一定区間の上水道管1の内部を洗浄するものである。
上水道管1は、通常、その上流側の上流上水道管2と上流側仕切弁4を介して接続され、下流側の下流上水道管3と下流側仕切弁5を介して接続される。また、上水道管1には、消火栓や空気抜き、泥の排出に用いられる複数の補修弁6が設けられる。
上水道管路洗浄装置100は、補修弁6のうち上流側仕切弁4の近傍に位置する第1補修弁6a上に取り付けられ、上水道管1内にピグ12を発射する発射部20と、作動流体としての浄水を加圧し発射部20を通じて上水道管1内に供給する圧力供給源としての浄水供給部40と、補修弁6のうち下流側仕切弁5の近傍に位置する第2補修弁6b上に取り付けられ、発射部20から発射され上水道管1内に送り込まれたピグ12を受け取る受取部30と、を備える。
発射部20は、浄水供給部40と第1補修弁6aとを接続し浄水供給部40から供給される浄水を上水道管1に導く導管21と、導管21に設けられ導管21を通じて上水道管1へ向かう浄水の流れを制御する圧送制御弁21aと、圧送制御弁21aを迂回するように導管21に対して並列に接続される複数の発射管22,24と、発射管22,24に設けられ、発射管22,24を通じて上水道管1へ向かう浄水の流れを制御する発射制御弁23a,23b,25a,25bと、を有する。
導管21は、金属製の鋼管や樹脂製の硬質パイプ材、ゴム製の湾曲自在なホース材等により、または、これらを組み合わせて構成され、一端が送水弁28を介して浄水供給部40の送水管41に接続される。浄水供給部40から供給される浄水は、送水弁28が開弁されることで導管21を含む発射部20内へ流入する。導管21の他端には、第1補修弁6aと接続されるフランジ21bが設けられる。なお、導管21のフランジ21bと第1補修弁6aのフランジの形状が異なる場合は、これらの間にアダプタ管を介在させることにより、両者は接続される。
また、導管21には、圧送制御弁21aの上流側に配置されるリリーフ弁21cが組み付けられる。リリーフ弁21cは、導管21内の圧力が所定の許容値を上回ったときに開弁する圧力逃し弁である。なお、リリーフ弁21cが設けられる位置は、圧送制御弁21aと後述の送水ポンプ42との間であればよく、送水弁28の上流側であってもよい。
圧送制御弁21aは、開閉弁であり、開弁されると導管21を通じて浄水が上水道管1へ供給されることが許容され、閉弁されると導管21を通じての上水道管1への浄水の供給が遮断される。なお、圧送制御弁21aは、導管21を開放または閉塞するだけではなく、導管21の流路断面積を調節できるものであることが好ましい。圧送制御弁21aは、オペレータにより手動で開閉されるものであってもよいし、電動で開閉されるものであってもよい。
発射管22,24は、圧送制御弁21aを迂回するように導管21に対して並列に接続される第1発射管22と第2発射管24とを有する。なお、発射管22,24の数は、2つに限定されず、2つ以上の複数個であってもよい。
第1発射管22は、上流側の開口径が下流側の開口径よりも大きい第1レデューサ管22aと、第1レデューサ管22aの上流側に配置される発射制御弁としての上流側第1発射制御弁23aと、第1レデューサ管22aの下流側に配置される発射制御弁としての下流側第1発射制御弁23bと、を有する。
第1レデューサ管22aは、鉛直上方側の側面に設けられた図示しない開口部を有し、開口部には、これを閉塞するための第1蓋部材22bが取り付けられる。第1レデューサ管22aから第1蓋部材22bを取り外すことにより、開口部を通じて第1レデューサ管22a内にピグ12を装填することができる。
上流側第1発射制御弁23aと下流側第1発射制御弁23bとは、開閉弁であり、共に開弁されることで第1発射管22を通じて浄水が上水道管1へ供給されることが許容され、第1発射管22内にピグ12が装填されていれば、浄水の圧力によりピグ12は上水道管1へ向けて発射される。
一方、上流側第1発射制御弁23aと下流側第1発射制御弁23bとが共に閉弁されると第1発射管22を通じての上水道管1への浄水の供給が遮断される。つまり、第1レデューサ管22aに対して浄水が出入りしない状態となるため、第1レデューサ管22aから第1蓋部材22bを取り外せば、第1レデューサ管22a内にピグ12を装填することが可能となる。上流側第1発射制御弁23a及び下流側第1発射制御弁23bは、オペレータにより手動で開閉されるものであってもよいし、電動で開閉されるものであってもよい。また、上流側第1発射制御弁23aと下流側第1発射制御弁23bとは連動することが好ましいが、別々に操作されるものであってもよい。
第2発射管24は、第1発射管22と同様の構成である。このため、その詳細な説明は省略する。第2発射管24においても、発射制御弁としての上流側第2発射制御弁25a及び下流側第2発射制御弁25bが共に開弁されると第2発射管24を通じて浄水が上水道管1へ供給されることが許容され、第2発射管24内にピグ12が装填されていれば、ピグ12は上水道管1へ向けて発射される。また、上流側第2発射制御弁25aと下流側第2発射制御弁25bとが共に閉弁されると第2発射管24を通じての上水道管1への浄水の供給が遮断される。つまり、第2レデューサ管24aに対して浄水が出入りしない状態となるため、第2レデューサ管24aから第2蓋部材24bを取り外せば、第2レデューサ管24a内にピグ12を装填することが可能となる。
導管21に発射管22,24の下流側が接続される部分よりもさらに下流側の導管21には、導管21内を流れる浄水の流量を計測する流量計としての電磁流量計27と、導管21内を上水道管1に向かってピグ12が通過したことを検知する発射検出器としての光電センサ26と、が設けられる。電磁流量計27の検出値と光電センサ26の検出値とは、後述の制御部50に入力される。
光電センサ26は、投光部26aと受光部26bとを有し、投光部26aと受光部26bとは、導管21の中心軸を挟んで対向するように配置される。投光部26aと受光部26bとの間をピグ12が横切ると、投光部26aからの光がピグ12により遮られ、受光部26bの受光量が低下する。このため、受光部26bの受光量の変化に基づいてピグ12の通過を検出することができる。
浄水供給部40は、浄水が貯留される水タンク44と、水タンク44内の浄水を加圧する送水ポンプ42と、送水ポンプ42の吸込口と水タンク44とを接続する吸込管43と、一端が送水弁28に接続され他端が送水ポンプ42の吐出口に接続される送水管41と、を有する。水タンク44内の浄水は、吸込管43を通じて送水ポンプ42により吸い込まれ、送水管41に吐出される。送水管41に吐出された浄水は、送水弁28を通じて発射部20へと供給される。
なお、圧送制御弁21aや発射制御弁23a,23b,25a,25bの作動不良等によって、発射部20内の圧力が異常に上昇した場合には、リリーフ弁21cが開弁し、発射部20における圧力の上昇が抑制される。
受取部30は、第2補修弁6bに一端が接続され上水道管1から排出される浄水を外部へと導く排出管31と、排出管31の他端に取り付けられる受取切換弁32と、受取切換弁32の上流側において排出管31に組み付けられるリリーフ弁31aと、受取切換弁32を介して排出管31に接続される第1受取管33及び第2受取管35と、を有する。
排出管31には、排出管31内を流れる浄水の流量を計測する流量計としての電磁流量計38と、受取部30にピグ12が到達したことを検知する到達検出器としての光電センサ37と、排出管31内を流れる浄水の濁度及び色度を検出する濁色度センサ39と、が設けられる。電磁流量計38の検出値と光電センサ37の検出値とは、後述の制御部50に入力される。
光電センサ37は、投光部37aと受光部37bとを有し、投光部37aと受光部37bとは、排出管31の中心軸を挟んで対向するように配置される。光電センサ37は、導管21に設けられる光電センサ26と同様にしてピグ12の通過を検出することができる。
受取切換弁32は、三方弁であり、排出管31と第1受取管33とを連通させるとともに排出管31と第2受取管35との連通を遮断する第1位置(図1に示される位置)と、排出管31と第2受取管35とを連通させるとともに排出管31と第1受取管33との連通を遮断する第2位置と、に切り換えられる。
つまり、受取切換弁32が第1位置にあるときには、上水道管1内を移動してきたピグ12は、上水道管1から排出される浄水とともに第1受取管33へと導かれ、受取切換弁32が第2位置にあるときには、上水道管1内を移動してきたピグ12は、上水道管1から排出される浄水とともに第2受取管35へと導かれる。受取切換弁32は、オペレータにより手動で切り換えられるものであってもよいし、電動で切り換えられるものであってもよい。
第1受取管33は、鉛直上方側の端面に開口部が設けられる有底円筒状の第1受取筒33aと、第1受取筒33aの開口部を閉塞するために第1受取筒に取り付けられる第1蓋部材33bと、一端が受取切換弁32に接続され他端が第1受取筒33aの鉛直上方寄りの側面に接続される上流側第1排出管33cと、第1受取筒33a内に設けられ、ピグ12が第1受取筒33aを通過することを防止する網状の通過防止網33dと、を有する。
上流側第1排出管33cを通じて第1受取筒33aに導かれた浄水は、第1受取筒33aの鉛直下方寄りの側面に接続される第1排水弁34を通じて図示しない排出タンクに排出される。また、浄水とともに第1受取筒33aに流れ込んだピグ12は、通過防止網33dによって捕えられ、第1排水弁34を通じて外部に排出されることなく、第1受取筒33a内に滞留する。
受取切換弁32が第2位置に切り換えられると第1受取筒33aに対して浄水が出入りしない状態となる。このため、第1受取筒33aから第1蓋部材33bを取り外すことにより、第1受取筒33a内からピグ12を取り出すことが可能となる。
第2受取管35は、第1受取管33と同様の構成である。このため、その詳細な説明は省略する。第2受取管35においても、上流側第2排出管35cを通じて第2受取筒35aに導かれた浄水は、第2受取筒35aの鉛直下方寄りの側面に接続される第2排水弁36を通じて排出タンクに排出される。また、浄水とともに第2受取筒35aに流れ込んだピグ12は、通過防止網35dによって捕えられ、第2排水弁36を通じて外部に排出されることなく、第2受取筒35a内に滞留する。
受取切換弁32が第1位置に切り換えられると第2受取筒35aに対して浄水が出入りしない状態となる。このため、第2受取筒35aから第2蓋部材35bを取り外すことにより、第2受取筒35a内からピグ12を取り出すことが可能となる。
リリーフ弁31aは、排出管31内の圧力が所定の許容値を上回ったときに開弁する圧力逃し弁であり、受取切換弁32の作動不良や通過防止網33d,35dの目詰まり等によって、排出管31内の圧力が異常に上昇した場合に開弁し、受取部30における圧力の上昇を抑制する。
また、上水道管路洗浄装置100は、ピグ12の移動に応じて送水ポンプ42の駆動や圧送制御弁21a及び発射制御弁23a,23b,25a,25bの開閉、受取切換弁32の切り換えを制御可能な制御部50をさらに備える。
制御部50は、発射部20の光電センサ26及び電磁流量計27の検出結果が入力される第1制御部51と、受取部30の光電センサ37及び電磁流量計38の検出結果が入力される第2制御部52と、を有する。
第1制御部51及び第2制御部52のそれぞれは、各検出器26,27,37,38,39で検出された検出値や上水道管路洗浄装置100の作動状況が表示される第1表示部53と第2表示部54とを有する。第1制御部51と第2制御部52とは、有線または無線接続されており、それぞれに入力される各検出器26,27,37,38,39の検出値は互いに共有される。このため、第1制御部51の第1表示部53には、第2制御部52に接続される各検出器37,38,39で検出された検出値を表示することも可能である。
また、第1制御部51には、オペレータによって操作される入力部55から、洗浄開始の指示や洗浄される上水道管1の長さや口径といった洗浄条件が入力される。
また、制御部50は、入力部55に入力されたオペレータの指示や各検出器26,27,37,38,39で検出された検出値に基づいて、送水ポンプ42の駆動や圧送制御弁21a及び発射制御弁23a,23b,25a,25bの開閉、受取切換弁32の切り換えを制御することも可能である。
具体的には、オペレータによりピグ12の発射指令が行われた場合に圧送制御弁21aを閉じるとともに第1発射制御弁23a,23bを開弁させたり、所定の個数のピグ12が受取部30に到達したことを光電センサ37の出力に基づいて検知した場合に送水ポンプ42の駆動を停止させたりすることができる。なお、送水ポンプ42の駆動や圧送制御弁21a及び発射制御弁23a,23b,25a,25bの開閉、受取切換弁32の切り換えは、第1表示部53または第2表示部54に表示される指示に従ってオペレータが行ってもよい。
上水道管路洗浄装置100において洗浄用具として用いられるピグ12は、軟質ポリウレタンフォームからなる本体の外面にシリコーンゴム膜を被覆した球状の弾性体である。ピグ12の材質はこれに限定されず、軽く柔らかい素材であって、損傷することなく、上水道管1内をスムーズに移動できるものであればどのようなものであってもよい。また、ピグ12の形状は、球状に限らず、円柱状や砲弾状であってもよい。
ピグ12は、径方向に圧縮された状態で上水道管1内を圧送される。このため、ピグ12の外面は、復元力により上水道管1の内壁に押し付けられた状態となるため、ピグ12は、上水道管1の内壁面に付着した堆積物をそぎ落としながら上水道管1内を移動することになる。
次に、図1及び図2を参照して、上水道管1を洗浄する工程について説明する。図2は、上水道管路洗浄装置100による上水道管1の洗浄工程を示すフロー図である。なお、上水道管1の洗浄を開始するにあたっては、前もって上流側仕切弁4と下流側仕切弁5とが閉止され、上水道管1内は断水状態とされる。
ステップS101では、上水道管1内への通水が行われる。具体的には、浄水が流通する流路上にある各弁体6a,6b,28,34,36が開弁されるとともに、圧送制御弁21aが開弁され、発射制御弁23a,23b,25a,25bが閉弁される。この状態で送水ポンプ42が駆動され、送水ポンプ42から吐出された浄水は、導管21を通じて上水道管1内へと供給され、第1排水弁34または第2排水弁36を通じて排出タンクに排出される。
続くステップS102では、発射管22,24へのピグ12の装填が行われる。具体的には、第1レデューサ管22aから第1蓋部材22bが取り外され、第1レデューサ管22aの下流側に向けてピグ12が押し込まれる。同様にして、第2レデューサ管24aにも下流側に向けてピグ12が押し込まれる。なお、ピグ12を装填する際には、発射管22,24内の空気を抜いて、発射管22,24の内部が浄水で満たされた状態とすることが好ましい。
ピグ12が押し込まれた後、各レデューサ管22a,24aに蓋部材22b,24bがそれぞれ取り付けられることによりピグ12の装填が完了する。なお、ステップS102では、発射制御弁23a,23b,25a,25bは全て閉弁された状態にあり、各レデューサ管22a,24aに対して浄水が出入りしないため、ピグ12の装填を容易に行うことができる。
次にステップS103では、第1発射管22からのピグ12の発射が行われる。具体的には、第1発射管22の発射制御弁である上流側第1発射制御弁23aと下流側第1発射制御弁23bとが共に開弁されるとともに、圧送制御弁21aが閉弁され、第1レデューサ管22aに加圧された浄水が供給されることで第1発射管22から上水道管1に向けてピグ12が発射される。また、ステップS103では、第2発射管24の上流側第2発射制御弁25a及び下流側第2発射制御弁25bは、ステップS102に引き続き閉弁状態に維持される。
なお、ピグ12を発射させるためには、導管21を通じて上水道管1へ向かう浄水の流れを低減させ、第1発射管22を通じて上水道管1へ向かう浄水の流れを増大させればよいので、ピグ12を発射させる際、圧送制御弁21aは、導管21を完全に閉塞する状態となる必要はない。また、ピグ12が発射される際に、上水道管1内及び発射部20内の圧力が変動することを抑制するために、圧送制御弁21aは、上流側第1発射制御弁23a及び下流側第1発射制御弁23bが開弁されてから徐々に閉弁されることが好ましい。
また、上流側第1発射制御弁23a、下流側第1発射制御弁23b及び圧送制御弁21aを電動式の開閉弁とすることで、オペレータが入力部55を介して発射操作を行うことに応じて、上流側第1発射制御弁23a、下流側第1発射制御弁23b及び圧送制御弁21aの開閉を第1制御部51が制御し、自動的に第1発射管22からピグ12を発射させることも可能である。
第1発射管22からピグ12が正常に発射されたか否かは、導管21に設けられた光電センサ26の出力により判別することができる。第1制御部51は、光電センサ26の出力値に基づいてピグ12が導管21を通過したと判定すると、第1表示部53にピグ12が発射されたことを表示する。なお、各発射制御弁23a,23b,25a,25bの開閉状態を位置センサ等を介して第1制御部51に入力しておくことで、第1発射管22と第2発射管24とのどちらからピグ12が発射されたかを第1表示部53に表示することも可能である。
第1表示部53にピグ12が正常に発射されたことが表示されると、上流側第1発射制御弁23a及び下流側第1発射制御弁23bが共に閉弁されるとともに、圧送制御弁21aが開弁され、導管21を通じて上水道管1へ供給される浄水の流量が増大され、上水道管1を通り受取部30へ向かうピグ12を推進させるために必要な流量が確保される。このように、ピグ12が発射された後、上水道管1への浄水の供給を継続することで、ピグ12が上水道管1の途中で停止してしまうことを抑制することができる。
ステップS103において第1発射管22からのピグ12の発射が完了すると、続くステップS104では、第2発射管24からのピグ12の発射が行われる。具体的には、ステップS103における第1発射管22からのピグ12の発射と同様にして、第2発射管24から上水道管1に向けてピグ12が発射される。第2発射管24からのピグ12の発射は、第1表示部53に第1発射管22からのピグ12の発射が表示されてから所定時間経過後に行われる。どの程度の時間が経過してからピグ12を発射させるかは、洗浄される上水道管1の長さや発射されるピグ12の総数、上水道管1内の堆積物の量等を考慮して適宜決定される。
なお、上流側第2発射制御弁25a及び下流側第2発射制御弁25bを電動式の開閉弁とすることで、オペレータが入力部55を介してピグ12の発射間隔を予め設定しておけば、先に発射されたピグ12が導管21を通過してから設定時間が経過した後に、自動的に第2発射管24からピグ12を発射させることも可能である。
ステップS105では、再び発射管22,24へのピグ12の装填が行われる。具体的には、ステップS102と同様にして、第1レデューサ管22aと第2レデューサ管24aとにそれぞれピグ12が押し込まれる。
なお、ステップS105では、ステップS102と同様に、圧送制御弁21aは開弁された状態に維持される。このため、ステップS103とステップS104において発射管22,24から上水道管1へ発射された2つのピグ12は、圧送制御弁21a及び導管21を通じて上水道管1に供給される浄水の圧力によって圧送される。このように、発射された2つのピグ12により上水道管1の内部が洗浄されている間に、発射管22,24へ新たにピグ12を装填することが可能となる。
ステップS106では、ステップS105で第1発射管22に装填された新たなピグ12がステップS103と同様にして発射される。また、ステップS107では、ステップS105で第2発射管24に装填された新たなピグ12がステップS104と同様にして発射される。この結果、上水道管1は、発射管22,24から発射された4つのピグ12によって内部が洗浄されることとなる。
ここで、上水道管1内に発射された4つのピグ12の外径の大きさは、発射される順番が遅いほど大きく設定されることが好ましい。これは先に上水道管1内を通過するピグ12により、上水道管1の内壁面に付着した堆積物が徐々に除去されることで、堆積物が付着する上水道管1の内径が徐々に大きくなるため、後から通過するピグ12の外径を大きくした方が、堆積物の除去効率を向上させることができるためである。なお、複数個ずつ同じ大きさのピグ12を発射してもよく、例えば、上水道管1内に最初に発射される複数個のピグ12の外径の大きさを同じとし、続いて発射される複数個のピグ12の外径の大きさをこれよりも大きくしてもよい。また、一度の洗浄工程で上水道管1内に発射される複数のピグ12の外径の大きさはすべて同じとし、次に行われる洗浄工程で発射される複数のピグ12の外径の大きさをこれよりも大きくしてもよい。
続くステップS108では、受取管33,35においてピグ12の回収が行われる。具体的には、図1に示されるように受取切換弁32が第1位置に切り換えられた状態にあると、上水道管1内に最初に発射されたピグ12は、上水道管1から排出される浄水とともに第1受取管33へと導かれる。そして、受取部30にピグ12が到達したことは、光電センサ37により検出されるとともに第2表示部54に表示される。このように、最初に発射されたピグ12が到達したことが検知されると受取切換弁32は第2位置に切り換えられる。
受取切換弁32が第2位置に切り換えられることにより第1受取管33の第1受取筒33aに対して浄水が出入りしない状態となる。このため、第1受取筒33aから第1蓋部材33bを取り外すことにより、第1受取筒33a内に到達したピグ12を容易に回収することができる。ピグ12が回収された後、第1受取筒33aには第1蓋部材33bが取り付けられ、第1受取管33は再びピグ12を回収可能な状態となる。
2番目に受取部30に到達したピグ12は、受取切換弁32が第2位置に切り換えられているため、上水道管1から排出される浄水とともに第2受取管35へと導かれる。そして、2番目に発射されたピグ12が到達したことが検知されると受取切換弁32は再び第1位置に切り換えられる。
受取切換弁32が第1位置に切り換えられると第2受取管35の第2受取筒35aに対して浄水が出入りしない状態となる。このため、第2受取筒35aから第2蓋部材35bを取り外すことにより、第2受取筒35a内に到達したピグ12を容易に回収することができる。ピグ12が回収された後、第2受取筒35aには第2蓋部材35bが取り付けられ、第2受取管35は再びピグ12を回収可能な状態となる。
同様にして、3番目に発射されたピグ12は第1受取管33に回収され、4番目に発射されたピグ12は第2受取管35に回収される。このように受取切換弁32は、光電センサ37によってピグ12の到達が検出される度に切り換えられ、受取部30に到達したピグ12は、第1受取管33と第2受取管35とに交互に導かれる。なお、受取切換弁32を電動式の切換弁とすることで、第2制御部52が受取切換弁32の切り換えを制御し、ピグ12の到達が検知される度に自動的に受取切換弁32の位置を切り換えることも可能である。
このように、受取部30において、ピグ12が回収される際、上水道管1から排出される浄水は、第1受取管33及び第2受取管35の何れかを通じて常に外部に排出される状態となっている。このため、ピグ12を回収する度に浄水の供給を停止させる必要がないので、複数のピグ12を用いて上水道管1内を洗浄する場合であっても、ピグ12を回収するために洗浄が中断されることなく、洗浄を継続的に実施することができる。
ステップS109では、発射されたすべてのピグ12が回収されると、浄水の濁度及び色度の判定が行われる。具体的には、光電センサ37により通過が検出されたピグ12の個数が所定の個数、例えば4個に達したことが第2制御部52において判定されると、排出管31に設けられる濁色度センサ39によって検出される浄水の濁度及び色度が予め設定された値以下になっているか否かが第2制御部52において判定される。
ステップS109において、浄水の濁度及び色度が予め設定された値以下になっていることが第2制御部52において判定されると、ステップS110に進み、第2制御部52における判定を受信した第1制御部51より送水ポンプ42の駆動が停止される。このように、複数のピグ12によってそぎ落とされた堆積物が流出し、排出管31を流れる浄水の濁度及び色度が正常な状態となった段階で一連の洗浄工程が終了される。なお、第1表示部53にピグ12の到達個数と浄水の濁度及び色度とを表示しておき、第1表示部53に表示された内容に基づいてオペレータにより送水ポンプ42の停止が行われてもよい。
なお、上述の洗浄工程では、ステップS104及びステップS107で第2発射管24からピグ12が発射される前に、上流側第1発射制御弁23a及び下流側第1発射制御弁23bが共に閉弁されるとともに、圧送制御弁21aが開弁されている。これに代えて、第1発射管22からピグ12が発射された後、上流側第1発射制御弁23a及び下流側第1発射制御弁23bが開弁され、圧送制御弁21aが閉弁された状態に維持しておき、ステップS104及びステップS107では、上流側第2発射制御弁25a及び下流側第2発射制御弁25bを開弁するとともに、上流側第1発射制御弁23a及び下流側第1発射制御弁23bを閉弁することにより第2発射管24からピグ12を発射するようにしてもよい。この場合も第2発射管24からピグ12を発射されるまでの間、上水道管1への浄水の供給が第1発射管22を通じて継続される。このため、すでに発射されたピグ12が上水道管1の途中で停止してしまうことを抑制することができる。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
上水道管路洗浄装置100では、発射管22,24から所定の間隔をあけて連続して発射される複数のピグ12によって上水道管1の内部が洗浄されるため、高い洗浄力を発揮することができる。このため、ピグ12を1つだけ用いた洗浄工程を何度も繰り返し実施することにより洗浄力を確保する場合と比較し、洗浄作業時間を大幅に短縮させることが可能となる。この結果、断水時間が短くなり、家屋や商業施設が密集する都市部においても断水の影響を低減させることができる。
また、ピグ12を1つだけ用いた洗浄工程を何度も繰り返し実施する場合には、上水道管1の口径及び長さと洗浄回数に応じた大量の浄水が必要となる。このため、浄水自体のコストだけではなく、大量の浄水を運搬するコストもかかり、洗浄作業全体のコストが上昇するおそれがある。
これに対して、上水道管路洗浄装置100では、複数のピグ12によって上水道管1の内部が洗浄されるため、洗浄回数を減らしても、1つのピグ12を用いた洗浄工程を繰り返した場合と同等の洗浄効果が得られる。このため、必要となる浄水の量を低減させることが可能となり、洗浄作業全体のコストを低減させることができる。
また、山間部等の過疎地では、上水の需要が減少することで上水道管1内に停滞水が生じ、上水道管1に付着する堆積物が多くなる。しかし、このような地域では、大量の浄水を運搬することが可能な大型の給水車が進入できないところが多く、上水道管1を洗浄するための浄水を確保することが困難である。
これに対して、上水道管路洗浄装置100では、上水道管1を洗浄するために必要となる浄水の量が低減されるため、小型の給水車に積載可能な浄水の量でも十分に上水道管1を洗浄することが可能となる。さらに、上水道管路洗浄装置100は、導管21または排出管31の長さを伸ばすことにより、洗浄される上水道管1から離れた場所からの浄水の供給または排水が可能となるため、小型の給水車でさえ進入できない場合でも洗浄を行うことができる。このように浄水を確保することが容易となることで、洗浄可能な地域を拡大することができる。
また、複数のピグ12を連続して発射するには、単一の発射管を通じて上水道管1へ浄水を供給するとともにピグ12を発射した後、上水道管1への浄水の供給を停止してピグ12を発射管に装填し、再度、発射管を通じて上水道管1へ浄水を供給するとともにピグ12を発射させることも可能である。しかしながら、ピグ12が発射される度に浄水の供給が停止されると、先に上水道管1内に発射されたピグ12は、上水道管1内で移動と停止を繰り返すことになる。特に堆積物の付着が多い上水道管1では静止摩擦力が大きくなるため、ピグ12は一旦停止すると再び動き出すことができなくなり、上水道管1を詰まらせてしまうおそれがある。また、ピグ12は、上水道管1内を移動する際に堆積物をそぎ落とすだけではなく、そぎ落とされた堆積物を進行方向へ押し進めるとともに、粉砕された堆積物をピグ12の後方に生じた渦流によって牽引するという運搬機能を有している。このため、ピグ12を上水道管1内で一旦停止させてしまうと、堆積物が沈下することで上述の運搬機能が低下し、ピグ12を再始動させたとしても堆積物を上水道管1の外へ排出することが困難となる。また、受取部30が発射部20よりも低い位置に配置され、発射部20と受取部30との間に高低差がある場合、ピグ12が上水道管1内で停止すると、ピグ12よりも受取部30側の浄水が自重により自然流下し、ピグ12の進行方向における上水道管1内の圧力が負圧になってしまう。上水道管1内の圧力が負圧になると、上水道管1が圧壊してしまうおそれがある。その他にもピグ12を再始動させることができたとしても、浄水の供給を徐々に増やし、浄水の供給量を当初の計画流量に至らせてピグ12の移動を安定させるまでには相当な時間がかかってしまう。つまり、ピグ12を再始動させた後の浄水の供給流量の設定に手間取り、結果として洗浄時間が遅延してしまい洗浄効率の低下、すなわち施工品質の低下を招くことになる。このように、上水道管1の洗浄工程においては、浄水の供給を中断することなく継続して行うことで、ピグ12を上水道管1内で停止させることなく一気に移動させることが重要である。
これに対して、上水道管路洗浄装置100では、複数のピグ12を発射する際に上水道管1への浄水の供給が停止されることがなく、また、複数のピグ12を回収する際にも上水道管1への浄水の供給が停止されない。さらには、複数のピグ12を装填する際にも上水道管1への浄水の供給は継続される。このように上水道管路洗浄装置100では、一連の洗浄工程において浄水の供給が停止されることがないため、上水道管1にピグ12が詰まることを確実に防止することができるとともに、洗浄時間を短縮させることができる。
また、上水道管路洗浄装置100では、複数の発射管22,24が設けられるため、複数のピグ12を任意の間隔で発射することができる。このため、断水時間が制限されている場合や使用できる浄水の量に制限がある場合は、複数の発射管22,24から発射されるピグ12の発射間隔を短くしたり、発射管22,24を増設して短時間の間に発射可能なピグ12の数を増やしたりすることで洗浄力を確保することができる。また、ピグ12の発射から受取までの洗浄工程を1工程とし、1工程の作業時間がT時間とすると、従来のようにこの1工程を繰り返し行う場合、ピグ12をN個発射するには、1工程をN回繰り返さなければならず、作業時間としては、(N×T)時間かかることになる。これに対して、上水道管路洗浄装置100では、複数のピグ12を連続して発射することで洗浄回数Nを減らしても同等以上の洗浄効果が得られるとともに、洗浄作業時間を上述の(N×T)時間よりも大幅に短くすることができる。特に堆積量が多い場合は、発射管22,24を増設し、短時間の間に発射可能なピグ12の数を増やすことでピグ12を止めどなく連続して発射させ、洗浄効果を向上させることが可能である。なお、上記実施形態における上水道管路洗浄装置100では、受取管33,35は二つ設けられているが、これに限定されず、発射管22,24の数に合せて受取管33,35を増設することにより、ピグ12を回収する際に上水道管1への浄水の供給が停止してしまうことを防止することが好ましい。
また、洗浄される上水道管1の長さが長いほど洗浄に時間がかかるとともに洗浄に必要な浄水の量も増加する。これに対して上水道管路洗浄装置100では、複数のピグ12を所定の間隔で連続して発射させることにより上水道管1に供給される浄水の単位流量あたりの洗浄力を向上させることができる。つまり上水道管路洗浄装置100による洗浄を一度行っただけで、1つのピグ12を用いた洗浄工程を繰り返し行った場合に相当する洗浄効果が得られることになる。このため、洗浄される上水道管1の長さが長い場合であっても洗浄時間が短縮され、洗浄に必要な浄水の量が大幅に減少する。この結果、1度に洗浄される上水道管1の長さを延伸させることが可能になるとともに、上水道管1の単位長さあたりの洗浄作業コストを低減させることができる。
次に、図3及び図4を参照して、本発明の実施形態に係る上水道管路洗浄装置100の変形例について説明する。
上記実施形態では、発射管22,24が二つ設けられている。これに代えて変形例では、発射管122が1つだけ設けられている。つまり、変形例では、発射管122からピグ12が発射されると、発射管122に別のピグ12が装填され、続けて発射管122からピグ12が発射されることで上記実施形態と同様に、複数のピグ12によって上水道管1の内部が洗浄される。
図3に示されるように、発射管122は、圧送制御弁21aを迂回するように導管21に対して並列に接続される。発射管122は、上流側の開口径が下流側の開口径よりも大きいレデューサ管122aと、レデューサ管122aの上流側に配置される発射制御弁としての上流側発射制御弁123aと、レデューサ管122aの下流側に配置される発射制御弁としての下流側発射制御弁123bと、を有する。
レデューサ管122aは、鉛直上方側の側面に設けられた図示しない開口部を有し、開口部には、これを閉塞するための蓋部材122bが取り付けられる。レデューサ管122aから蓋部材122bを取り外すことにより、開口部を通じてレデューサ管122a内にピグ12を装填することができる。
上流側発射制御弁123aと下流側発射制御弁123bとは、開閉弁であり、共に開弁されることで発射管122を通じて浄水が上水道管1へ供給されることが許容され、発射管122内にピグ12が装填されていれば、浄水の圧力によりピグ12は上水道管1へ向けて発射される。
上流側発射制御弁123aと下流側発射制御弁123bとが共に閉弁されると発射管122を通じての上水道管1への浄水の供給が遮断される。つまり、レデューサ管122aに対して浄水の出入りがない状態となるため、レデューサ管122aから蓋部材122bを取り外せば、レデューサ管122a内にピグ12を装填することが可能となる。
以下に、図4のフロー図を参照して、変形例における上水道管1の洗浄工程について説明する。なお、上水道管1の洗浄を開始するにあたっては、前もって上流側仕切弁4と下流側仕切弁5とが閉止され、上水道管1内は断水状態とされる。
ステップS201では、上記実施形態のステップS101と同様にして、上水道管1内への通水が行われる。具体的には、浄水が流通する流路上にある各弁体6a,6b,28,34,36が開弁されるとともに、圧送制御弁21aが開弁され、発射制御弁123a,123bが閉弁される。この状態で送水ポンプ42が駆動され、送水ポンプ42から吐出された浄水は、導管21を通じて上水道管1内へと供給される。
続くステップS202では、上記実施形態のステップS102と同様にして、発射管122へのピグ12の装填が行われる。具体的には、レデューサ管122aから蓋部材122bが取り外され、レデューサ管122aの下流側に向けてピグ12が押し込まれる。ピグ12が押し込まれた後、レデューサ管122aに蓋部材122bが取り付けられることによりピグ12の装填が完了する。
次にステップS203では、上記実施形態のステップS103と同様にして、発射管122からのピグ12の発射が行われる。具体的には、発射管122の発射制御弁である上流側発射制御弁123aと下流側発射制御弁123bとが共に開弁されるとともに、圧送制御弁21aが閉弁され、レデューサ管122aに加圧された浄水が供給されることで発射管122から上水道管1に向けてピグ12が発射される。
発射管122からピグ12が正常に発射されたか否かは、導管21に設けられた光電センサ26の出力により判別することができる。第1制御部51は、光電センサ26の出力値に基づいてピグ12が導管21を通過したと判定すると、第1表示部53にピグ12が発射されたことを表示する。第1表示部53にピグ12が発射されたことが表示されるとステップS204に移行する。
ステップS204では、再び発射管122へのピグ12の装填が行われる。具体的には、ピグ12の発射が確認された後、ステップS202と同様にして、レデューサ管122aから蓋部材122bを取り外し、レデューサ管122a内にピグ12が押し込まれる。
なお、ステップS204では、ステップS202と同様に、圧送制御弁21aは開弁された状態にある。このため、ステップS203において発射管122から上水道管1へ発射されたピグ12は、圧送制御弁21a及び導管21を通じて上水道管1に供給される浄水の圧力によって圧送される。このように、発射されたピグ12により上水道管1の内部が洗浄されている間に、発射管122へ新たにピグ12を装填することが可能となる。
ステップS205では、ステップS204で発射管122に装填された新たなピグ12がステップS203と同様にして発射される。この結果、上水道管1は、発射管122から発射された2つのピグ12によって内部が洗浄されることとなる。なお、ステップS204及びステップS205をさらに繰り返すことによって、複数のピグ12を発射管122から順次発射してもよい。
続くステップS206では、上記実施形態のステップS108と同様にして、受取管33,35においてピグ12の回収が行われる。具体的なピグ12の回収方法は、上記実施形態のステップS108と同じである。このため、詳細な説明は省略する。
ステップS207では、上記実施形態のステップS109と同様にして、発射されたすべてのピグ12の回収が確認された後、浄水の濁度及び色度の判定が行われる。そして、浄水の濁度及び色度が予め設定された値以下になっていることが第2制御部52において判定されると、ステップS208に進み、上記実施形態のステップS110と同様にして、送水ポンプ42による浄水の供給が停止される。以上により、一連の洗浄工程が終了する。
このように、変形例では、1つの発射管122から複数のピグ12が順次発射され上記実施形態と同様に、複数のピグ12によって上水道管1の内部が洗浄される。したがって、上記実施形態に係る上水道管路洗浄装置100と同様に、より少ない浄水を用いて高い洗浄力を発揮することができる。
また、変形例では、発射管122は複数ではなく、1つだけ設けられる。このため、複数のピグ12を連続して発射可能な上水道管路洗浄装置100の製造コストを低減させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、上記実施形態では、上水道管1を洗浄する場合について説明したが、洗浄される管路としては、これに限定されず、ガス管や工場内の配管等であってもよい。
また、上記実施形態では、作動流体として浄水が用いられている。これに代えて、洗浄される管路に適した洗浄液等が用いられてもよい。
また、上記実施形態では、発射部20は、上流側仕切弁4の近傍に位置する第1補修弁6a上に配置され、受取部30は、下流側仕切弁5の近傍に位置する第2補修弁6b上に配置される。これに代えて、発射部20を第2補修弁6b上に配置し、受取部30を第1補修弁6a上に配置してもよい。
100 上水道管路洗浄装置(管路洗浄装置)
1 上水道管(管路)
12 ピグ(洗浄用具)
20 発射部
21 導管
21a 圧送制御弁
22 第1発射管(発射管)
23a 上流側第1発射制御弁(発射制御弁)
23b 下流側第1発射制御弁(発射制御弁)
24 第2発射管(発射管)
25a 上流側第2発射制御弁(発射制御弁)
25b 下流側第2発射制御弁(発射制御弁)
26 光電センサ(発射検出器)
30 受取部
32 受取切換弁
33 第1受取管
35 第2受取管
37 光電センサ(到達検出器)
40 浄水供給部(圧力供給源)
50 制御部
122 発射管
123a 上流側発射制御弁(発射制御弁)
123b 下流側発射制御弁(発射制御弁)
1 上水道管(管路)
12 ピグ(洗浄用具)
20 発射部
21 導管
21a 圧送制御弁
22 第1発射管(発射管)
23a 上流側第1発射制御弁(発射制御弁)
23b 下流側第1発射制御弁(発射制御弁)
24 第2発射管(発射管)
25a 上流側第2発射制御弁(発射制御弁)
25b 下流側第2発射制御弁(発射制御弁)
26 光電センサ(発射検出器)
30 受取部
32 受取切換弁
33 第1受取管
35 第2受取管
37 光電センサ(到達検出器)
40 浄水供給部(圧力供給源)
50 制御部
122 発射管
123a 上流側発射制御弁(発射制御弁)
123b 下流側発射制御弁(発射制御弁)
Claims (6)
- 圧力供給源から供給される作動流体によって圧送される複数の洗浄用具を用いて管路内を洗浄する管路洗浄装置であって、
前記管路に接続され、前記管路内に前記洗浄用具を発射する発射部と、
前記管路に接続され、前記発射部から発射され前記管路内を移動した前記洗浄用具を受け取る受取部と、を備え、
前記発射部は、
前記圧力供給源から供給される前記作動流体を前記管路に導く導管と、
前記導管に設けられ、前記導管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れを制御する圧送制御弁と、
前記圧送制御弁を迂回するように前記導管に対して並列に接続され前記洗浄用具が装填される発射管と、
前記発射管に設けられ、前記発射管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れを制御する発射制御弁と、
前記発射管から前記洗浄用具が発射されたことを検知する発射検出器と、を有し、
前記発射管は複数設けられ、複数の発射管はそれぞれ前記発射制御弁を有し、
前記複数の発射管のうちの1つの第1発射管の前記発射制御弁が開弁され、前記第1発射管以外の発射管の前記発射制御弁がすべて閉弁されるとともに、前記圧送制御弁が制御され前記導管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れが低減または遮断されると、前記第1発射管に装填された前記洗浄用具が発射され、
前記発射検出器によって前記第1発射管に装填された前記洗浄用具の発射が検出された後、前記第1発射管とは別の第2発射管の前記発射制御弁が開弁され、前記第2発射管以外の発射管の前記発射制御弁がすべて閉弁されるとともに、前記圧送制御弁が制御され前記導管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れが低減または遮断されると、前記第2発射管に装填された前記洗浄用具が発射されることを特徴とする管路洗浄装置。 - 前記発射検出器によって前記第1発射管に装填された前記洗浄用具の発射が検出された後、前記第1発射管の前記発射制御弁が閉弁されると、前記第1発射管に別の前記洗浄用具を装填することが可能となり、
前記発射検出器によって前記第2発射管に装填された前記洗浄用具の発射が検出された後、前記第2発射管の前記発射制御弁が閉弁されると、前記第2発射管に別の前記洗浄用具を装填することが可能となることを特徴とする請求項1に記載の管路洗浄装置。 - 前記受取部は、
前記管路に接続され、前記発射部から発射され前記管路内を移動した前記洗浄用具を受け取る第1受取管及び第2受取管と、
前記管路から前記受取部に流入する作動流体を前記第1受取管及び前記第2受取管の何れかに導くように切り換わる受取切換弁と、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の管路洗浄装置。 - 前記受取部は、前記受取部内に前記洗浄用具が到達したことを検知する到達検出器をさらに有し、
前記受取切換弁は、前記到達検出器によって前記洗浄用具の到達が検出される度に切り換えられ、前記第1受取管と前記第2受取管とに交互に前記洗浄用具を導くことを特徴とする請求項3に記載の管路洗浄装置。 - 前記洗浄用具の外径の大きさは、発射される順番が遅いほど大きく設定されることを特徴とする請求項1〜4の何れか1つに記載の管路洗浄装置。
- 圧力供給源から供給される作動流体によって圧送される複数の洗浄用具を用いて管路内を洗浄する管路洗浄方法であって、
前記圧力供給源から供給される前記作動流体を前記管路に導く導管に設けられる圧送制御弁を制御し前記導管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れを低減または遮断するとともに、前記圧送制御弁を迂回するように前記導管に対して並列に接続される複数の発射管のうちの1つの第1発射管に設けられる発射制御弁を開弁し、前記第1発射管以外の発射管に設けられる発射制御弁をすべて閉弁して前記第1発射管から前記洗浄用具を前記管路内に発射し、
前記圧送制御弁を制御し前記導管を通じて前記管路へ向かう前記作動流体の流れを低減または遮断するとともに、前記第1発射管とは別の第2発射管に設けられる発射制御弁を開弁し、前記第2発射管以外の発射管に設けられる発射制御弁をすべて閉弁して前記第2発射管から前記洗浄用具を前記管路内に発射することを特徴とする管路洗浄方法。
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