(57)【要約】      （修正有）【課題】竪穴内に設置された中空円筒材の内面を短時間で確実に洗浄可能な円筒材内面洗浄装置を提供する。【解決手段】円筒材内面洗浄装置１は、竪穴３内に配置された中空円筒材５内に上下動可能に配置される。円筒材内面洗浄装置１は、中空円筒材５の内面に向けて洗浄流体を噴射可能な１つ以上のノズル７と、中空円筒材５の内面に対しノズル７を接離させるためのノズル径方向移動手段９と、中空円筒材５の軸線を中心としてノズル７を回転させるためのノズル回転手段１１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪穴内に配置された中空円筒材内に上下動可能に配置される円筒材内面洗浄装置において、
中空円筒材の内面に向けて洗浄流体を噴射可能な１つ以上のノズルと、
前記中空円筒材の内面に対し前記ノズルを接離させるためのノズル径方向移動手段と、
前記中空円筒材の軸線を中心として前記ノズルを回転させるためのノズル回転手段と、
を備えることを特徴とする円筒材内面洗浄装置。
【請求項２】
前記中空円筒材内の流体を前記竪穴の外に排出するためのポンプを更に備えることを特徴とする請求項１記載の円筒材内面洗浄装置。
【請求項３】
前記ポンプは混気ジェットポンプであることを特徴とする請求項２記載の円筒材内面洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、円筒材内面洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、中空杭内面の付着物除去装置を開示している。該付着物除去装置は、環状の噴出管を備えており、噴出管には、中空杭の内面と対向する位置に複数の噴出ノズルが設けられている。該付着物除去装置によれば、複数の噴出ノズルから洗浄流体を噴射することにより、中空杭の内面の付着物が除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−４３９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１が開示するように、環状の噴出管に設けられた複数の噴射ノズルから洗浄流体を中空杭の内面に噴射したとしても、中空杭内に地下水が溜まっている場合、地下水によって洗浄流体の勢いが弱められ、中空杭の内面に衝突するときには洗浄流体の勢いが弱くなる。このため、付着物を除去するための洗浄時間が長くなるばかりか、十分に除去できない虞もある。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、竪穴内に設置された中空円筒材の内面を短時間で確実に洗浄可能な円筒材内面洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る円筒材内面洗浄装置は、
竪穴内に配置された中空円筒材内に上下動可能に配置される円筒材内面洗浄装置において、
中空円筒材の内面に向けて洗浄流体を噴射可能な１つ以上のノズルと、
前記中空円筒材の内面に対し前記ノズルを接離させるためのノズル径方向移動手段と、
前記中空円筒材の軸線を中心として前記ノズルを回転させるためのノズル回転手段と、
を備える。
【０００６】
上記構成（１）によれば、ノズル径方向移動手段によってノズルを中空円筒材の内面に近づけることができ、洗浄流体を勢いよく中空円筒材の内面に衝突させることができる。また、ノズル回転手段によってノズルを回転させることで、中空円筒材の内面に対し全周に渡って洗浄流体を噴射することができるとともに、円筒材内面洗浄装置を上下方向に移動させることで、中空円筒材の内面に対し上下方向にて所定の領域に渡って洗浄流体を噴射することができる。このため、上記構成（１）によれば、中空円筒材の内面を短時間で確実に洗浄可能である。
【０００７】
（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記中空円筒材内の流体を前記竪穴の外に排出するためのポンプを更に備える。
上記構成（２）によれば、ノズルを通じて洗浄流体を中空円筒材内に供給しながら、ポンプによって中空円筒材内の流体を排出することで、中空円筒材内の流体を浄化することができる。この結果として、中空円筒材の内面から除去された付着物の再付着を抑制することができ、中空円筒材の内面を短時間で確実に洗浄可能である。
【０００８】
（３）幾つかの実施形態では、上記構成（２）において、
前記ポンプは混気ジェットポンプである。
上記構成（３）によれば、ポンプを混気ジェットポンプによって構成することで、土砂等を含む流体を効率的に竪穴の外に排出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、竪穴内に設置された中空円筒材の内面を短時間で確実に洗浄可能な円筒材内面洗浄装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る円筒材内面洗浄装置を概略的に示す図である。
【図２】ノズルの数及び配置を説明するための図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略的な部分断面図である。
【図３】ノズル径方向移動手段の構成の一例を説明するための図である。
【図４】ノズル回転手段の構成の一例を説明するための図である。
【図５】回転するノズルに洗浄流体を供給するための洗浄流体供給手段の構成の一例を説明するための図である。
【図６】他の実施形態に係る円筒材内面洗浄装置の図２に相当する部分断面図である。
【図７】円筒材内面洗浄装置に適用される変形例のノズルを概略的に示す斜視図である。
【図８】円筒材内面洗浄装置に適用される変形例のノズル及びブラシを概略的に示す斜視図である。
【図９】他の実施形態に係る円筒材内面洗浄装置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る円筒材内面洗浄装置（以下、単に洗浄装置ともいう）１を概略的に示す図である。
図１に示したように、洗浄装置１は、地盤に設けられた竪穴３内に配置された中空円筒材５の内面を洗浄するためのものであり、中空円筒材５内に上下動可能に配置される。竪穴３は例えば杭穴であり、中空円筒材５は鋼管や既製杭等である。例えば、洗浄装置１は、場所打ち杭の構築の際、コンクリートを打設する前に鋼管の内面を洗浄するために使用される。また例えば、洗浄装置１は、中空の既製杭の埋め込み工法において、セメントミルクを注入する前に既製杭の内面を洗浄するために使用される。
【００１３】
洗浄装置１は１つ以上のノズル７を有しており、ノズル７は、中空円筒材５の内面に向けて洗浄流体を噴射可能である。ノズル７が噴射する洗浄流体は、例えば水である。ノズル７には、地上から高圧の洗浄流体が供給される。
【００１４】
そして、洗浄装置１は、ノズル径方向移動手段９及びノズル回転手段１１を有している。ノズル径方向移動手段９は中空円筒材５の内面に対しノズル７を接離させるためのものである。ノズル回転手段１１は中空円筒材５の軸線を中心としてノズル７を回転させるためのものである。
【００１５】
上述した洗浄装置１によれば、ノズル径方向移動手段９によってノズル７を中空円筒材５の内面に近接させた状態で、ノズル回転手段１１によってノズル７を回転させながら、ノズル７から洗浄流体を中空円筒材５の内面に向けて噴射することで、中空円筒材５の内面の付着物を除去することができる。
この際、ノズル径方向移動手段９によって、中空円筒材５の内径にかかわらずに、ノズル７を中空円筒材５の内面に近づけることができ、洗浄流体を勢いよく中空円筒材５の内面に衝突させることができる。また、ノズル７をノズル回転手段１１によって回転させることで、中空円筒材５の内面に対し全周に渡って洗浄流体を噴射することができるとともに、洗浄装置１を上下方向に移動させることで、中空円筒材５の内面に対し上下方向にて所定の領域に渡って洗浄流体を噴射することができる。このため、上記構成の洗浄装置１によれば、中空円筒材５の内面を短時間で確実に洗浄可能である。
【００１６】
図２は、ノズル７の数及び配置を説明するための図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略的な部分断面図である。
幾つかの実施形態では、図２に示したように、複数のノズル７が中空円筒材５の周方向に間隔を存して配置され、例えば８つのノズル７が設けられる。
上記構成によれば、中空円筒材５の周方向に間隔を存して配置された複数のノズル７から中空円筒材５の内面に向けて洗浄流体を噴射することで、中空円筒材６の内面を効率的に洗浄可能である。
【００１７】
図３は、ノズル径方向移動手段９の構成の一例を説明するための図である。
図３に示したように、ノズル径方向移動手段９は、中心軸１５を有し、中心軸１５には、傾動可能なアーム１７が取り付けられている。アーム１７の数はノズル７の数に対応しており、１つ以上のアーム１７が中心軸１５の周りに配置される。
中心軸１５には、アーム１７の動力源として油圧シリンダ１９が取り付けられ、油圧シリンダ１９の伸縮に応じて、アーム１７は傾動可能である。例えば、中心軸１５には、可動リング２１が摺動可能に嵌合され、可動リング２１及びアーム１７には、リンクロッド２３がピン結合されている。可動リング２１は油圧シリンダ１９の伸縮に応じて中心軸１５に沿って上下動可能であり、可動リング２１の上下動に伴い、リンクロッド２３を介してアーム１７が中心軸１５に対し傾動する。そして、アーム１７の傾動に伴い、アーム１７の先端に取り付けられたノズル７が中空円筒材５の内面に対し接離する。
なお、アーム１７は中心軸１５に直接取り付けられていてもよいが、図３に示したように、中心軸１５に嵌合された固定リング２５にピン結合されていてもよい。
【００１８】
図４は、ノズル回転手段１１の構成の一例を説明するための図である。
図４に示したように、ノズル回転手段１１は、動力源としての油圧モータ２７、ギアボックス２９、及び、駆動軸３１を備えている。油圧モータ２７を作動させることにより、ギアボックス２９を介して駆動軸３１を回転させることができる。駆動軸３１の回転は中心軸１５に伝達され、これにより中心軸１５を中心としてノズル７を回転させることができる。
【００１９】
幾つかの実施形態では、ノズル７はアーム１７に対して傾動可能に固定されている。この場合、アーム１７の傾動に合わせてノズル７の角度を調整することで、中空円筒材５の内面に洗浄流体を適当な角度で噴射することができる。
【００２０】
図５は、回転するノズル７に洗浄流体を供給するための洗浄流体供給手段の構成の一例を説明するための図である。
洗浄流体供給手段は、図５に示したようにスイベル３３を有する。スイベル３３は、内筒３５と外筒３７を有し、内筒３５は外筒３７に対し相対回転可能である。内筒３５は、駆動軸３１及び中心軸１５に連結され、駆動軸３１の回転を中心軸１５に伝達可能である。一方、外筒３７は、内筒３５と共に回転しないように、回り止め３８によって回転を規制される。
【００２１】
外筒３７には、洗浄流体のための入口３９ａが設けられ、内筒３５には洗浄流体のための出口４１ａが設けられている。そして、内筒３５及び外筒３７には、入口３９ａと出口４１ａとの間を延びる内部流路４３ａが設けられている。なお、アーム１７の動力源として油圧シリンダ１９を用いる場合には、内筒３５及び外筒３７には、油圧シリンダ１９に油圧を供給するための入口３９ｂ,３９ｃ、出口４１ｂ,４１ｃ及び内部流路４３ｂ,４３ｃが設けられる。従って、竪穴３の外から内筒３５の入口３９ａ,３９ｂ，３９ｃにパイプやチューブを通じて洗浄流体や油圧を供給すれば、回転するノズル７や油圧シリンダ１９に洗浄流体や油圧を供給することができる。
【００２２】
図６は、他の実施形態に係る洗浄装置１の図２に相当する部分断面図である。
図６に示したように、洗浄装置１は、中空円筒材５の内面に当接可能なブラシ４５を更に有していてもよい。ブラシ４５は、例えばノズル７の横に取り付けられている。当該構成によれば、ブラシ４５で大きな付着物を除去しながら、ブラシ４５で除去できなかった付着物を洗浄流体で除去することができる。この結果として、中空円筒材５の内面を短時間で確実に洗浄することができる。
【００２３】
図７は、洗浄装置１に適用される変形例のノズル４７を概略的に示す斜視図である。ノズル４７は、複数の噴射口４７ａを有している。各アーム１７にノズル４７を取り付ければ、洗浄可能な面積を増やすことができ、短時間で確実に中空円筒材６の内面を洗浄することができる。
なお、図８に示したように、ノズル４７の横にブラシ４５を設けてもよい。
【００２４】
幾つかの実施形態では、洗浄装置１は、中空円筒材５内の流体を竪穴３の外に排出するためのポンプ４９を更に備えている。
【００２５】
上記構成によれば、ノズル７を通じて洗浄流体を中空円筒材５内に供給しながら、ポンプ４９によって中空円筒材５内の流体を排出することで、中空円筒材５内の流体を浄化することができる。この結果として、中空円筒材５の内面から除去された付着物の再付着を抑制することができ、中空円筒材５の内面を短時間で確実に洗浄可能である。
【００２６】
幾つかの実施形態では、図４に示したように、ポンプ４９は水中ポンプ４９ａであり、駆動軸３１の上端に回転継手５０を介して接続される。駆動軸３１、スイベル３３の内筒３５及び中心軸１５は中空であり、中心軸１５の下端から流体を吸い込むことができる。そして、水中ポンプ４９ａには排水管５１が接続されており、排水管５１を通じて流体を竪穴３の外へ排出可能である。
なお、回り止め５３によって、水中ポンプ４９ａの連れ回りが防止される（図１参照）。
【００２７】
幾つかの実施形態では、図１に示したように、中心軸１５の下端にはラッパ形状の吸込口５５が設けられている。ラッパ形状の吸込口５５は、ノズル７よりも下方に位置しており、中空円筒材５の内面から除去された付着物を効率的に吸い込むことができる。
【００２８】
図９は、本発明の他の実施形態に係る洗浄装置１を概略的に示す図である。
図９に示したように、幾つかの実施形態では、ポンプ４９は混気ジェットポンプ４９ｂである。混気ジェットポンプ４９ｂは、例えば中心軸１５の下端部に設けられ、中心軸１５内に高圧空気及び高圧水を供給することにより構成される。高圧空気及び高圧水は中心軸１５内に上向きに噴射される。この場合も、中空の中心軸１５及び駆動軸３１を介して流体が竪穴３の外へ排出される。
上記構成によれば、ポンプ４９を混気ジェットポンプ４９ｂによって構成することで、土砂等を含む流体を効率的に竪穴３の外に排出することができる。
なお、混気ジェットポンプ４９ｂに供給する高圧空気及び高圧水も、入口、出口及び内部流路をスイベル３３に追加することにより、スイベル３３を介して供給可能である。
また、ポンプ４９は、竪穴３内に配置される必要はなく、竪穴３の外に配置されてもよい。
【００２９】
幾つかの実施形態では、図１及び図９に示したように、洗浄装置１はドリル管５７やケリーバロッド５９を介してクレーンによって地上から吊り下げられ、クレーンを操作することにより中空円筒材５内で上下動させられる。ケリーバロッド５９を用いた場合、ノズル回転手段１１の回転により生じる回転反力を地上で受け止めることができる。
【００３０】
最後に、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態やこれらを組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００３１】
１      円筒材内面洗浄装置
３      竪穴（杭穴）
５      中空円筒材
７      ノズル
９      ノズル径方向移動手段
１１    ノズル回転手段
１５    中心軸
１７    アーム
１９    油圧シリンダ
２１    可動リング
２３    リンクロッド
２５    固定リング
２７    油圧モータ
２９    ギアボックス
３１    駆動軸
３３    スイベル
３５    内筒
３７    外筒
３８    回り止め
３９ａ，３９ｂ，３９ｃ    入口
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ    出口
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ    内部流路
４５    ブラシ
４７    ノズル
４７ａ  噴射口
４９    ポンプ
４９ａ  水中ポンプ
４９ｂ  混気ジェットポンプ
５０    回転継手
５１    排水管
５３    回り止め
５５    吸込口
５７    ドリル管
５９    ケリーバロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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