(57)【要約】      （修正有）【課題】管路の内壁に付着した堆積物を、健全な管路の壁部には損傷を与えずに効果的に削り取る管路洗浄方法を提供すること。【解決手段】洗浄対象管路の一方側から高速気流を洗浄用の固体粒子と共に送り込み、他方側から排出することで洗浄対象管路の洗浄を行う管路洗浄方法において、固体粒子は、比重が１．５以下であり粒径が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下のものを用いた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄対象管路の一方側から高速気流を洗浄用の固体粒子と共に送り込み、他方側から排出することで前記洗浄対象管路の洗浄を行う管路洗浄方法において、
前記固体粒子は、比重が１．５以下であり粒径が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする管路清浄方法。
【請求項２】
前記各固体粒子は、
弾性材料でかつ軽量の軽量ベース部材に、該軽量ベース部材より硬度が高くかつ重い硬質材料片を混在させて形成したことを特徴とする請求項１に記載の管路洗浄方法。
【請求項３】
前記軽量ベース部材はゴムであり、前記硬質材料片はセラミックであることを特徴とする請求項２に記載の管路洗浄方法。
【請求項４】
前記軽量ベース部材はプラスチックであり、前記硬質材料片はセラミックであることを特徴とする請求項２に記載の管路洗浄方法。
【請求項５】
前記固体粒子は、比重の異なるものを準備し、前記洗浄対象管路の洗浄段階によって異なる比重のものをそれぞれの比重のものに適した風速及び風量で送り込むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の管路洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路洗浄方法、特に、洗浄対象管路に高速気流を洗浄用の固体粒子と共に送り込んで管路内を洗浄する管路洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の表面を洗浄する方法として、物体の表面に洗浄用の固体粒子を混合した気体流を衝突させることにより物体の表面を洗浄、処理する方法がある。この方法は、サンドブラスト法と呼ばれ、洗浄用の固体粒子はブラスト材（剤）と呼ばれる。この方法の応用は広く、例えば、表面の錆取り、塗装剥がし、下地処理の他、電子・電気等の配線加工、更に鋳物、陶磁器、石材等の表面処理に用いられている。
【０００３】
この方法をパイプラインの洗浄に応用したものとして、特許文献１がある。特許文献１では、螺旋送風機によりパイプライン内に渦型空気流を創出させ、この空気流にモース硬度６．５以上の硬度の粒状研磨材料を混合している。この方法により、直径が８０ｍｍから１５０ｍｍで長さが１０００ｍに亘る汚染したパイプラインのクリーニングを実行している。
【０００４】
特許文献２では、減肉の発生がなく、然も後処理においても環境汚染を引き起こすこと無く行える管内クリーニング工法が開示されている。この方法は、比較的軟らかい材質を用いた既設管路を対象とし、ブラスト剤として特定粒径の重曹を用いている。この重曹を高速搬送状態として付着物に接触させて擦り取ることにより付着物の除去が可能になっている。
【０００５】
特許文献３は、舶用ボイラの蒸発管、加熱器管及びスクリーン管等の伝熱管にブラスト材を噴射して伝熱管に付着したスケールを除去する洗浄方法を開示している。この方法では、伝熱管の表面に形成された酸化被膜は除去せず残すために、ブラスト材として植物系ブラスト材又は樹脂系植物材を用いている。その他、特許文献４には、ブラスト材として、スポンジ状弾性体に研削材粒子（アルミナ粒子等）と防錆剤を含んで構成されたブラスト媒体が開示されている。このスポンジ状の弾性体を備えるブラスト媒体を用いて、粉塵の飛散及びブラスト材の跳ね返りを抑え、ブラスト材に含浸させた防錆剤により被処理面に防錆効果を付与するものである。なお、特許文献３、特許文献４は、管路内の洗浄は対象としていない。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１０−５０２４６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９４８７号公報
【特許文献３】特開２０１２−３７１０６号公報
【特許文献４】特開２００８−２３６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、硬質で重い（比重２．５以上、粒径１０ｍｍ）の粒状研磨材料を高速（６０ｍ／秒）の気体流に混合して導入しているので、この方法を既設管路に用いた場合には、スケール等の付着物は十分に除去されるが、正常な部分の管路の肉厚が減るという、所謂減肉の問題が生じる恐れがある。特に、管路が曲がっている場合、その曲りの箇所に粒状研磨材料を含む高速の気体流が衝突することにより、管路の減肉の発生は避けられない。特許文献２は、このブラスト剤による減肉の問題に着目し、ブラスト剤として重曹を用いたものである。使用する重曹の粒経は１００から３００μｍであり、管内を通過後回収され、水溶状態で廃棄される。減肉の発生を防止しつつ管路を洗浄することは可能であるが、管路の内壁に付着した堆積物を擦り取るという目的に対しては、使用している重曹の粒径等を考慮するとその効果は小さいと考えられる。
【０００８】
特許文献３は、熱管の表面に形成された酸化被膜は除去せずにスケールだけを除去するために、ブラスト材として粒径７００μｍ以下の植物系ブラスト材又は樹脂系植物材を用いている。この特許文献３を管路内の洗浄に適用した場合、減肉の問題は生じないが、ブラスト材の粒径等を考慮すると管壁に付着した堆積物を削り取るという目的に対しては効果が小さい。同様に、特許文献４のブラスト材を管路の洗浄に適用した場合には、ブラスト材は防錆剤を含浸できる構成であるため、洗浄中に水分等を含むと比重が変化することから管路の清浄方法には適さない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、管路の内壁に付着した堆積物を、健全な管路の壁部には損傷を与えずに効果的に削り取る管路洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の管路洗浄方法は、洗浄対象管路の一方側から高速気流を洗浄用の固体粒子と共に送り込み、他方側から排出することで前記洗浄対象管路の洗浄を行う管路洗浄方法において、前記固体粒子は、比重が１．５以下であり粒径が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
この方法によれば、固体粒子は高速気流に搬送され、管路の内壁に衝突しながら管路内を移動する。すなわち、固体粒子が管壁を擦りながら移動するので、管壁に付着した堆積物等を削り取ることができる。本発明では、固体粒子は比重が１．５以下であり、粒径が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であるため、固体粒子の持つ運動エネルギは小さく、堆積物が付着していない健全な管路には何ら損傷を与えることはない。特に、管路の曲り部においてその効果は顕著であり、管路の減肉を防止しつつ管路を洗浄することができる。更に、固体粒子が従来のものよりも軽いことから、使用する風速及び風量を大幅に低減することも可能である。
【００１２】
請求項２に記載の管路洗浄方法は、請求項１に記載の管路洗浄方法において、前記各固体粒子は、弾性材料でかつ軽量の軽量ベース部材に、該軽量ベース部材より硬度が高くかつ重い硬質材料片を混在させて形成したことを特徴とする。軽量ベースに硬質材料片を混在させる割合を変えることで、固体粒子の比重を変えることができ、洗浄対象管路の汚れの程度に応じて最適な比重の固体粒子を用いることができる。また、固体粒子の表面から露出する硬質材料片は、管路の内壁を効果的に擦ることとなる。したがって、減肉を防止しつつ効果的な洗浄が可能である。
【００１３】
請求項３に記載の管路洗浄方法は、請求項２に記載の管路洗浄方法において、前記軽量ベース部材はゴムであり、前記硬質材料片はセラミックであることを特徴とする。ゴム、セラミックは種々の硬度、比重のものがあり、容易に入手可能である。軽量ベース部材をゴムとすることで、所望の固体粒子を容易に製作することができる。固体粒子が容易に製作できることから洗浄作業のコストを低減することが可能である。
【００１４】
請求項４に記載の管路洗浄方法は、請求項２に記載の管路洗浄方法において、前記軽量ベース部材はプラスチックであり、前記硬質材料片はセラミックであることを特徴とする。軽量ベース部材を請求項３のゴムに替えてプラスチックとしたもので、所望の固体粒子を容易に製作することができる。固体粒子が容易に製作できることから洗浄作業のコストを低減することが可能である。
【００１５】
請求項５に記載の管路洗浄方法は、請求項１から４の何れか１項に記載の管路洗浄方法において、前記固体粒子は、比重の異なるものを準備し、前記洗浄対象管路の洗浄段階によって異なる比重のものをそれぞれの比重のものに適した風速及び風量で送り込むことを特徴とする。比重を大きくすると固体粒子の持つ運動エネルギが大きくなるので、例えば、最初に比重の大きな固体粒子を用いて大きな堆積物を削り取り、次に比重の小さな固体粒子を用いて残っている堆積物や小さな堆積物を削り取ることができる。比重の大きな固体粒子は、それだけ風量が必要となるので、固体粒子はそれぞれの比重に応じて適した風速及び風量にすることができる。したがって、堆積物が付着していない健全な管路に損傷を与えることをより精密に防止しつつ、効率的に管路を洗浄することが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の管路洗浄方法によれば、高速気流に搬送される固体粒子の比重を１．５以下、粒径を１ｍｍ以上２０ｍｍ以下としたので、健全な管壁には何ら損傷を与えることなく、管壁に付着した堆積物を擦り取ることができる。また、管路の堆積物の程度に応じて固体粒子の比重を変えることができるので、洗浄作業の効果及び品質を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の管路洗浄方法の実施の形態に係り、固体粒子の概略説明図である。
【図２】本発明の管路洗浄方法の実施の形態に係り、上水道管に適用した場合の概略説明図である。
【図３】図２の送風機、ホッパ、スクリューコンベアの概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の管路洗浄方法の実施の形態について、図面を参照しながら詳述する。実施の形態では、上水道管の洗浄に適用した例について示している。
【００１９】
図１は、本発明の固体粒子の概略説明図である。基本的には、固体粒子は比重が１．５以下であり粒径が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であれば何れでも構わない。本実施の形態では、各固体粒子１０は、弾性材料でかつ軽量の軽量ベース部材に、軽量ベース部材より硬度が高くかつ重い硬質材料片を混在させて形成し、軽量ベース部材としてゴム１２、硬質材料片としてセラミック１４を用いた。全体の大きさは略１５ｍｍ、比重の調整は、ゴム１２に混在するセラミック１４の量を調整することにより行い、比重がそれぞれ略０．５、略１．０、略１．５の３種類のものを製作した。固体粒子１０の形状は略球形状であるが、表面に多少の凹凸が形成されている。なお、ゴム及びセラミックは種々の硬度のものがあるが、洗浄する管路の材質、汚れ程度等に応じて適宜選択することができる。
【００２０】
固体粒子１０は、後で詳述しているように、洗浄対象管路の一方側から高速気流に混合され、洗浄対象管路の他方側から排出される。高速気流で搬送される固体粒子１０は、管路の内壁に接触又は衝突しながら搬送される。その結果、固体粒子１０が管路の内壁の堆積物等を擦り取り、管路の洗浄が行われる。図１に示した様に、固体粒子１０の表面から硬質材料片であるセラミック１４が一部露出することで、このセラミック１４が管路の内壁を効果的に擦ることとなる。
【００２１】
図２は、図１の固体粒子を用いて上水道管を洗浄する概略説明図である。上水道管として、直径１００ｍｍで長さが略１０００ｍの管路に適用した例について示している。図２では、説明のために管路は誇張して示されている。
【００２２】
上水道管４０は地面から所定の深さに埋設されている。また、上水道管４０には、途中に複数の制水弁４２が接続されている。更に、上水道管４０には複数の枝管４４が設けられている。通常、これらの枝管４４には止水弁４８を介して消火栓又は排泥管（図示していない）が取り付けられている。図１においては、枝管４４ａ、４４ｂは、地面から所定深さ掘った凹所４６ａ、４６ｂ内に突出しており、止水弁４８ａ、４８ｂを介して空気導入管２４、空気排出管３０が取り付けられている。
【００２３】
空気導入管２４には、高速気流発生手段である送風機２５と、固体粒子供給手段であるホッパ２２とスクリューコンベア２６が接続されている。図３に、それらを拡大して示している。ホッパ２２は、固体粒子１０を溜めるハウジング２３を有する。ハウジング２３は、固体粒子１０を入れる供給口２３ａと、スクリューコンベア２６と結合する排出口２３ｂを有している。スクリューコンベア２６は、ハウジング２６ａとスクリュー２６ｂと、スクリュー２６ｂをドライブする駆動装置２６ｄを有している。スクリュー２６ｂは、ホッパ２２のハウジング２３の排出口２３ｂから、スクリューコンベア２６のハウジング２６ａの排出口２６ｃまで固体粒子１０を搬送する。固体粒子１０は、スクリューコンベア２６のハウジング２６ａの排出口２６ｃから空気導入管２４に導入される。
【００２４】
送風機２５は、ディーゼルエンジン（図示していない）が具備されており、ディーゼルエンジンによりファン（図示していない）を高速回転させて発生させた高速気流を、風力調整手段（図示していない）により所定の圧力の空気流として空気導入管２４に導入させる。本実施の形態では、洗浄対象区間４０ａでの空気の流速、すなわち風速を毎秒１０ｍから１００ｍまで調整可能である。
【００２５】
空気排出管３０には、高速気流で運ばれてきた固体粒子１０及び洗浄対象区間４０ａで擦り又は削り取られた堆積物４３を回収するための回収装置３１が接続されている。固体粒子１０と削り取られた堆積物４３は、混ぜ合わさって回収装置３１で回収される。その後、固体粒子１０と堆積物４３は、分離装置、例えば遠心分離機（図していない）によって分離される。すなわち、遠心分離機によって、より重い固体粒子１０は遠心力により堆積物４３から分離される。更に、この遠心分離機を用いて、比重の異なる固体粒子１０を所定の比重毎に分離することも可能である。なお、回収され分離された固体粒子１０は再利用される。
【００２６】
洗浄作業を開始する前の段取りとして、止水栓４２、４２を閉め、洗浄対象区間内の水を抜く。水抜きは、枝管４４ａ、４４ｂの何れか一方の枝管に吸引ポンプを接続して行うことができる。止水栓４２の近傍にパッカー３９を詰め、洗浄対象区間４０内の気密性を保つようにする。枝管４４ａに、空気導入管２４を取り付け、この空気導入管２４に送風機２５、ホッパ２２、スクリューコンベア２６をセットする。次いで、枝管４４ｂに、空気排出管３０を取り付け、空気排出管３０に回収装置３１をセットする。パッカー３９、３９で気密性が確保された管路４０が洗浄対象区間４０ａである。
【００２７】
洗浄作業は、空気導入管２４に接続された送風機２５を作動させ、洗浄対象区間４０ａ内に所定の高速気流を発生させる。そして、ホッパ２２、スクリューコンベア２６を作動させ、発生させた高速気流に固体粒子１０を混在させる。本実施の形態で使用した固体粒子１０は、図１で示したように、ゴム１２にセラミック１４を混在して一体形成したもので、大きさは略１５ｍｍである。ゴム１２に混在するセラミック１４の量を変え、比重がそれぞれ略０．５、略１．０、略１．５の３種類を準備した。作業開始直後は、空気流を流速２０ｍ／秒とし、比重略１．５の固体粒子１０を用いた。作業を開始してから略１０分経過した時に、比重略１．０の固体粒子１０を用いた。更に、略１０分経過した後、比重略０．５の固体粒子１０を用いた。比重の重いものに変える毎に、風速及び風量を適宜変化させた。すなわち、固体粒子１０が効果的に管路４０の堆積物４３を擦り取ることができるように、風速及び風量を適宜変化させた。このようにして、先ず比重の大きい固体粒子１０により、洗浄対象区間４０ａ内の堆積物４３の大部分を削り取る。すると、堆積部物４３の先端部又は本体部が擦り又は削り取られ、基部、すなわち管路４０に付着している堆積物４３の根の部分が残る。その後に、比重の小さな固体粒子１０により堆積物４３の残った部分である基部を擦り又は削り取るようにした。このようにすることで、健全な管路の内壁に損傷を与えることを精密に防止しつつ、効果的に管路４０内の堆積物４３を除去することができる。
【００２８】
使用した固体粒子１０と洗浄対象区間４０ａで削り取られた堆積物４３は、回収装置３１に混ざり合って回収された。この後、混じり合った固体粒子１０と堆積物４３は、分離装置、例えば遠心分離機により固体粒子１０と堆積物４３分離された。更に、固体粒子１０は比重の大きいものと小さいものが混じっているが、更に遠心分離機により比重毎に分離され、再利用に供された。
【００２９】
洗浄作業後、洗浄対象区間４０ａ内の管路の内壁を観察したところ、管壁に付着していた堆積物のうち、軟らかいものは殆ど削り取られていた。固い堆積物は先端部又は本体部が削り取られ、基部が残っているものもあったが、大部分の基部は取り除かれていた。また、管路４０内にあった管路に付着していない浮遊の塵等は高速気流により回収装置３１に回収された。この洗浄作業の後、必要であれば氷粒子と水を有するシャーベット状の流動体により、洗浄対象区間４０ａの洗浄を行うことができる。この流動体により洗浄を行うことで、管壁に基部だけが残っていた堆積物は、完全に取り除くことができる。
【００３０】
本実施の形態の管路洗浄方法によれば、軽量ベース部材のゴムに、硬質材料片のセラミックを混在させて固体粒子を形成し、高速気流と共に管路内に送り込むことにより、管壁に付着した堆積物を効果的に削り取ることができた。使用した固体粒子は、従来に比べて軽いので運動エネルギは小さく、健全な管路の壁面を損傷させることを防止しつつ洗浄を行うことができる。特に、管路が曲がっている箇所でその効果を発揮する。更に、軽いことで従来に比べて使用する空気の風量を大幅に低減することができる。また、使用する固体粒子の比重を、比重の異なるものを準備し、前記洗浄対象管路の洗浄段階によって異なる比重のものをそれぞれの比重のものに適した風速及び風量で送り込むことで、堆積物が付着していない健全な管路に損傷を与えることをより精密に防止しつつ、効率的に管路を洗浄することが可能である。
【００３１】
なお、上記の実施の形態では、一例として上水道管を例にして本発明の管路洗浄方法を説明したが、これらの実施の形態に限定されることはない。すなわち、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、洗浄する管路として下水道管、農業用水管や工場内での各種の配管、食品等を扱う管路、及び家庭内の排水管等としても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１０  固体粒子
１２  ゴム
１４  セラミック
２２  ホッパ
２４  空気導入管
２５  送風機
２６  スクリューコンベア
３０  空気排出管
３１  回収装置
３９  パッカー
４０  上水道管
４２  制水弁
４３  堆積物
４８  止水弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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