(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体または液体の単相流体、または、気体と液体との２相混相流体、または、気体または液体と研掃材などの固体粒子との２相混相流体、または、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムにおいて：
該管内タービンブラストシステムは、管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式または複数式のタービンクローラと；管の内部において、上流側から下流側に直列に並べられて、複数式のタービンクローラが配置されている場合には、複数式のタービンクローラどうしを連結するタービンクローラ連結部材と；管の外部に配置され、管の上流端部から管の内部へ流体を供給する流体供給装置と；該タービンクローラを管の内部に沿って移動させるウインチなどの移動装置から少なくとも構成されており；
該タービンクローラは、メインフレーム部材と、管内面接触シール部材と、ロータから少なくとも構成されており；
該メインフレーム部材は、環状に形成されており、該メインフレーム部材の外周端部には該管内面接触シール部材が装着されており、該メインフレーム部材の中心部には、流体供給穴が形成されており、該メインフレーム部材の中心部には更に、該ロータを構成する部材であるロータ回転軸を保持するための軸受部材が装着されており；
該管内面接触シール部材は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管の内面に密着できるように形成されており；
該ロータは、一方の側が該軸受部材に保持されたロータ回転軸と、該ロータ回転軸の他方の側に装着された第１ボス部材と、該第１ボス部材の外周部に配置された第２ボス部材と、該第２ボス部材の外周部に装着された単数または複数の回転ノズルから構成されており；
管の内部に複数式のタービンクローラが配置されている場合には、直列に並んだ複数式のロータ回転軸どうしを連結する回転継手が、タービンクローラ連結部材として配置されており；
該ロータにおいては更に、該第１ボス部材の外周面と該第２ボス部材の内周面との間に、環状のロータ中心空間が形成されており、該ロータ中心空間において、その一方の端面である流体被供給穴は、メインフレームの流体供給穴と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴と該流体被供給穴とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータにおいては更に、該ロータ中心空間の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータにおいては更に、該回転ノズルの上流側の端部は該ロータ中心空間に連通されており、該回転ノズルの下流側の端部は管の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータにおいては、該メインフレームの該流体供給穴を上流側の起点として、該流体被供給穴、該ロータ中心空間、該回転ノズルを経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されており、該ロータ流路において、該流体被供給穴から該ロータ中心空間へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吐出圧力の絶対値がP0である流体供給装置の運転が開始された時以降の管の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の上流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の下流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直後部分の圧力の値をP3とし、管の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体供給装置の最大吐出圧力値であるP0よりは小さいがP0に近い値となるように、且つ、タービンクローラまたはタービンクローラ群における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステム。
【請求項２】
管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムにおいて：
該管内タービンブラストシステムは、管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式または複数式のタービンクローラと；管の内部において、上流側から下流側に直列に並べられて、複数式のタービンクローラが配置されている場合には、複数式のタービンクローラどうしを連結するタービンクローラ連結部材と；管の外部に配置され、管の上流端部から管の内部へ流体を供給する流体供給装置と；該タービンクローラを管の内部に沿って移動させるウインチなどの移動装置から少なくとも構成されており；
該タービンクローラは、メインフレーム部材と、管内面接触シール部材と、ロータから少なくとも構成されており；
該メインフレーム部材は、環状に形成されており、該メインフレーム部材の外周端部には該管内面接触シール部材が装着されており、該メインフレーム部材の中心部には、流体供給穴が形成されており、該メインフレーム部材の中心部には更に、該ロータを構成する部材であるロータ回転軸を保持するための軸受部材が装着されており；
該管内面接触シール部材は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管の内面に密着できるように形成されており；
該ロータは、一方の側が該軸受部材に保持されたロータ回転軸と、該ロータ回転軸の他方の側に装着された第１ボス部材と、該第１ボス部材の外周部に配置された第２ボス部材と、該第２ボス部材の外周部に装着された単数または複数の回転ノズルから構成されており；
管の内部に複数式のタービンクローラが配置されている場合には、直列に並んだ複数式のロータ回転軸どうしを連結する回転継手が、タービンクローラ連結部材として配置されており；
該ロータにおいては更に、該第１ボス部材の外周面と該第２ボス部材の内周面との間に、環状のロータ中心空間が形成されており、該ロータ中心空間において、その一方の端面である流体被供給穴は、メインフレームの流体供給穴と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴と該流体被供給穴とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータにおいては更に、該ロータ中心空間の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータにおいては更に、該回転ノズルの上流側の端部は該ロータ中心空間に連通されており、該回転ノズルの下流側の端部は管の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータにおいては、該メインフレームの該流体供給穴を上流側の起点として、該流体被供給穴、該ロータ中心空間、該回転ノズルを経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されており、該ロータ流路において、該流体被供給穴から該ロータ中心空間へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吐出圧力の絶対値がP0である流体供給装置の運転が開始された時以降の管の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の上流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の下流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直後部分の圧力の値をP3とし、管の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体供給装置の最大吐出圧力値であるP0よりは小さいがP0に近い値となるように、且つ、タービンクローラまたはタービンクローラ群における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステムにおいて；
該流体供給装置は、管の内部に気体を注入するブロアーまたはルーツポンプなどの気体ポンプと、管の内部に液体を注入する液体ポンプと、管の内部に固体粒子を注入する固体粒子供給装置から少なくとも構成されており；
該気体ポンプから注入された気体は、管の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体に対して速度を付与し；
管の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体の流速は、該液体の中で該固体粒子が沈殿せずに浮遊可能な限界流速と同じかあるいは該限界流速を超えた流速に設定されており、かく設定された該混相流体の流速について、管の内部を流れる気体の流量と圧力に起因して発生する気体の作用により該流速が付与され、且つ、設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステム。
【請求項３】
管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体または液体の単相流体、または、気体と液体との２相混相流体、または、気体または液体と研掃材などの固体粒子との２相混相流体、または、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムにおいて：
該管内タービンブラストシステムは、管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式または複数式のタービンクローラと；管の内部において、上流側から下流側に直列に並べられて、複数式のタービンクローラが配置されている場合には、複数式のタービンクローラどうしを連結するタービンクローラ連結部材と；管の外部に配置され、管の上流端部から管の内部へ流体を供給する流体供給装置と；管の外部に配置され、管の下流端部から管の内部の流体を吸引する流体吸引装置と；該タービンクローラを管の内部に沿って移動させるウインチなどの移動装置から少なくとも構成されており；
該タービンクローラは、メインフレーム部材と、管内面接触シール部材と、ロータから少なくとも構成されており；
該メインフレーム部材は、環状に形成されており、該メインフレーム部材の外周端部には該管内面接触シール部材が装着されており、該メインフレーム部材の中心部には、流体供給穴が形成されており、該メインフレーム部材の中心部には更に、該ロータを構成する部材であるロータ回転軸を保持するための軸受部材が装着されており；
該管内面接触シール部材は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管の内面に密着できるように形成されており；
該ロータは、一方の側が該軸受部材に保持されたロータ回転軸と、該ロータ回転軸の他方の側に装着された第１ボス部材と、該第１ボス部材の外周部に配置された第２ボス部材と、該第２ボス部材の外周部に装着された単数または複数の回転ノズルから構成されており；
管の内部に複数式のタービンクローラが配置されている場合には、直列に並んだ複数式のロータ回転軸どうしを連結する回転継手が、タービンクローラ連結部材として配置されており；
該ロータにおいては更に、該第１ボス部材の外周面と該第２ボス部材の内周面との間に、環状のロータ中心空間が形成されており、該ロータ中心空間において、その一方の端面である流体被供給穴は、メインフレームの流体供給穴と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴と該流体被供給穴とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータにおいては更に、該ロータ中心空間の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータにおいては更に、該回転ノズルの上流側の端部は該ロータ中心空間に連通されており、該回転ノズルの下流側の端部は管の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータにおいては、該メインフレームの該流体供給穴を上流側の起点として、該流体被供給穴、該ロータ中心空間、該回転ノズルを経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されており、該ロータ流路において、該流体被供給穴から該ロータ中心空間へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吸引圧力の絶対値がP5である流体吸引装置の運転が開始された時以降の管の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の上流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の下流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直後部分の圧力の値をP3とし、管の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体吸引装置の最大吸引圧力値であるP5よりは小さいがP5に近い値となるように、且つ、タービンクローラまたはタービンクローラ群における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステム。
【請求項４】
管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムにおいて：
該管内タービンブラストシステムは、管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式または複数式のタービンクローラと；管の内部において、上流側から下流側に直列に並べられて、複数式のタービンクローラが配置されている場合には、複数式のタービンクローラどうしを連結するタービンクローラ連結部材と；管の外部に配置され、管の上流端部から管の内部へ流体を供給する流体供給装置と；管の外部に配置され、管の下流端部から管の内部の流体を吸引する流体吸引装置と；該タービンクローラを管の内部に沿って移動させるウインチなどの移動装置から少なくとも構成されており；
該タービンクローラは、メインフレーム部材と、管内面接触シール部材と、ロータから少なくとも構成されており；
該メインフレーム部材は、環状に形成されており、該メインフレーム部材の外周端部には該管内面接触シール部材が装着されており、該メインフレーム部材の中心部には、流体供給穴が形成されており、該メインフレーム部材の中心部には更に、該ロータを構成する部材であるロータ回転軸を保持するための軸受部材が装着されており；
該管内面接触シール部材は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管の内面に密着できるように形成されており；
該ロータは、一方の側が該軸受部材に保持されたロータ回転軸と、該ロータ回転軸の他方の側に装着された第１ボス部材と、該第１ボス部材の外周部に配置された第２ボス部材と、該第２ボス部材の外周部に装着された単数または複数の回転ノズルから構成されており；
管の内部に複数式のタービンクローラが配置されている場合には、直列に並んだ複数式のロータ回転軸どうしを連結する回転継手が、タービンクローラ連結部材として配置されており；
該ロータにおいては更に、該第１ボス部材の外周面と該第２ボス部材の内周面との間に、環状のロータ中心空間が形成されており、該ロータ中心空間において、その一方の端面である流体被供給穴は、メインフレームの流体供給穴と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴と該流体被供給穴とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータにおいては更に、該ロータ中心空間の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータにおいては更に、該回転ノズルの上流側の端部は該ロータ中心空間に連通されており、該回転ノズルの下流側の端部は管の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータにおいては、該メインフレームの該流体供給穴を上流側の起点として、該流体被供給穴、該ロータ中心空間、該回転ノズルを経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されており、該ロータ流路において、該流体被供給穴から該ロータ中心空間へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吸引圧力の絶対値がP5である流体吸引装置の運転が開始された時以降の管の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の上流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の下流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直後部分の圧力の値をP3とし、管の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体吸引装置の最大吸引圧力値であるP5よりは小さいがP5に近い値となるように、且つ、タービンクローラまたはタービンクローラ群における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステムにおいて；
該流体供給装置は、管の内部に気体を注入する配管と、管の内部に液体を注入する液体ポンプと、管の内部に固体粒子を注入する固体粒子供給装置から少なくとも構成されており；
該流体吸引装置は、管の内部から気体を吸引するルーツポンプなどの気体ポンプから少なくとも構成されており；
該気体を注入する配管から注入された気体は、管の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体に対して速度を付与し；
管の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体の流速は、該液体の中で該固体粒子が沈殿せずに浮遊可能な限界流速と同じかあるいは該限界流速を超えた流速に設定されており、かく設定された該混相流体の流速について、管の内部を流れる気体の流量と圧力に起因して発生する気体の作用により該流速が付与され、且つ、設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステム。
【請求項５】
ロータにおいて、回転ノズル出口から吹き出す噴流の軸線の配置について、該噴流が該ロータへ回転トルクを付与する位置に配置されている、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項４に記載の、管内タービンブラストシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、水力発電所の水圧鉄管や、給水用配管や、排水用配管あるいはガス配管などの各種配管の内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去し、または、これらを除去した後に、例えば塗料や耐蝕合金などの被覆材料のコーティングを行うなど、管内を移動し且つ作業を行う、管内タービンブラストシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の公知技術としては、特許公開２００３−２２５６２６号公報に記載の配管内作業方法および装置が知られている。
また特許公開平６−６６７７６号公報に記載の管内検査ピグが知られている。
また特許公開２０１４−１８７０２号公報に記載の管内を移動し且つ作業を行う装置が知られている。
【特許文献１】特許公開２００３−２２５６２６号公報
【特許文献２】特許公開平６−６６７７６号公報
【特許文献３】特許公開２０１４−１８７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許公開２００３−２２５６２６号公報に開示された配管内作業方法および装置、および、特許公開平６−６６７７６号公報に開示された管内検査ピグにおいては次の通りの解決すべき問題が存在する。
従来の装置と本発明の装置との違いを明確にするために、先ず、本発明の装置について説明すると、本発明の装置においては、管の内部の空間を低圧領域部分と高圧領域部分の二つの空間に分割するための、管内面接触シール部材を備えたタービンクローラを管の内壁に沿って移動させる機構を具備していることに起因して、該タービンクローラを構成する管内面接触シール部材と管の内壁との間の僅かな隙間を通って高圧領域部分の流体が低圧領域部分へ高速度で流入するので、而して、管の内壁を高効率で研掃し、清掃し、あるいは管の濡れた内壁を乾燥させることが可能である。しかしながら、上述の公知の装置においては、管内面接触シール部材を具備していないので、管の内壁を吹き飛ばして清掃し、あるいは管の濡れた内壁を乾燥させる能力が不十分である。
なお、特許公開２００３−２２５６２６号公報に開示された配管内作業方法および装置においては、ジェット噴射機構部により該配管内面に付着した異物を剥離する洗浄作業が行われ、次に、該剥離した異物を吸引回収する作業が行われ、次に、該配管内面をコーティング材料にて被覆することにより補修する作業が行われるものであるが、該洗浄作業工程と該補修作業工程との間に必要不可欠な濡れた配管内面を強制乾燥させる工程が記載されていない。
配管内面をコーティング材料にて良好に被覆するためには、濡れた配管内面を強制乾燥させる工程が必須であるが、濡れた配管内面を乾燥させる手段が自然乾燥であれば該濡れた配管内面を自然乾燥させるために多くの時間を要し、かつ多くの時間を要するほど洗浄作業により得られた折角の鉄の地肌を再び錆させることになる。
従って、本発明の第１の技術的解決課題は次のとうりである。
本発明の装置において、管の内部の空間を低圧領域と高圧領域の二つの空間に分割するための、管内面接触シール部材を備えたタービンクローラを管の内壁に沿って移動させる機構を具備していることに起因して、該タービンクローラを構成する管内面接触シール部材と管の内壁との間の僅かな隙間を通って、高圧領域の流体を低圧領域へ高速度で流入させ、而して、管の内壁を高効率で研掃し、清掃し、あるいは管の濡れた内壁を乾燥させることを可能とする。
【０００４】
次に、本発明の第２の技術的解決課題は次のとうりである。
上述の、特許公開２０１４−１８７０２号公報に開示された管内を移動し且つ作業を行う装置は、本発明者により提案された装置である。
該装置においては、管の内部の空間を低圧領域と高圧領域の二つの空間に分割するための、管内面接触シール部材を備えた管内移動体を管の内壁に沿って移動させる機構を具備していることに起因して、該管内移動体を構成する管内面接触シール部材と管の内壁との間の僅かな隙間を通って、高圧領域の流体を低圧領域へ高速度で流入させ、而して、管の内壁を高効率で研掃し、清掃し、あるいは管の濡れた内壁を乾燥させることを可能としているが、該装置には次の通りの解決すべき問題が存在する。
該装置を使用して、内径９０ｃｍ、長さ２０００ｍの水平に配置された鉄管の内面に対して、圧縮空気を使用した研掃材ブラストクリーニング作業を実施する場合に発生する問題を、従来装置において解決すべき問題の例として、以下に説明を行う。
該鉄管の内面積を計算すると５６５２ｍ２であり、１ｍ２あたり４５ｋｇの研掃材としてのガーネットを噴射するとすれば、該鉄管の内部で噴射されるガーネットの総量は約２５４トンである。
噴射済みのガーネットは該鉄管の外部へ排出される必要があるが、該ガーネットを空気輸送方式で移送するためには、該鉄管の内部を流れる空気の流速を毎秒４５ｍにする必要があり、よって該空気流速を得るために必要な該鉄管の内部を流れる空気の流量は毎分１７００ｍ３に達する。
該空気流量を得るために、最大吐出圧力が９０ｋｐａのルーツポンプを使用すると、該ルーツポンプの運転のために必要な動力は３５００ｋｗに達する。
すなわち、毎分１７００ｍ３のルーツポンプの入手は採算面と設置場所の見地から大変困難であり、また、３５００ｋｗの発電機の確保も採算面と設置場所の見地から大変困難である。
次に、圧縮空気の最大吐出圧力が１３ｋｇｆ／ｃｍ２、圧縮空気の吐出流量が１４ｍ３／ｍｉｎの、該鉄管の外部にあるエアコンプレッサを使用して、毎分３５ｋｇのガーネットを該鉄管の内部のブラストノズルまで空気輸送してブラスト作業を行うためには、該鉄管の外部かつ該エアコンプレッサの下流側に配置された研掃材圧送タンクと該ブラストノズルとを連通、連結する長さ２０００ｍのブラストホースが必要であるが、該ブラストホースの全圧力損失を２ｋｇｆ／ｃｍ２とすれば、該ブラストホースの内径は１０２ｍｍとなり、外径は１３２ｍｍとなり、該ブラストホースの１ｍあたりの重量は７ｋｇであるので、長さ２０００ｍのブラストホースの全重量は１４トンに達する。
すなわち、長さ２０００ｍで全重量が１４トンのブラストホースのハンドリングについて、該ブラストホースを巻き取って収納するホースリールを製作、設置するとしても、採算面と設置場所の見地から大変困難である。
従って、本発明の第２の技術的解決課題であるが、より重要な本発明の本質的技術的解決課題について述べると、上記に述べたような、すなわち特許公開２０１４−１８７０２号公報に開示された装置などの従来装置における問題を解決するために、本発明においては上記の述べたような超大型のポンプと動力を必要とせず、また、長くて重いホースを全く必要としない管内タービンブラストシステムを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項１に係る発明においては；
管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体または液体の単相流体、または、気体と液体との２相混相流体、または、気体または液体と研掃材などの固体粒子との２相混相流体、または、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムにおいて：
該管内タービンブラストシステムは、管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式または複数式のタービンクローラと；管の内部において、上流側から下流側に直列に並べられて、複数式のタービンクローラが配置されている場合には、複数式のタービンクローラどうしを連結するタービンクローラ連結部材と；管の外部に配置され、管の上流端部から管の内部へ流体を供給する流体供給装置と；該タービンクローラを管の内部に沿って移動させるウインチなどの移動装置から少なくとも構成されており；
該タービンクローラは、メインフレーム部材と、管内面接触シール部材と、ロータから少なくとも構成されており；
該メインフレーム部材は、環状に形成されており、該メインフレーム部材の外周端部には該管内面接触シール部材が装着されており、該メインフレーム部材の中心部には、流体供給穴が形成されており、該メインフレーム部材の中心部には更に、該ロータを構成する部材であるロータ回転軸を保持するための軸受部材が装着されており；
該管内面接触シール部材は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管の内面に密着できるように形成されており；
該ロータは、一方の側が該軸受部材に保持されたロータ回転軸と、該ロータ回転軸の他方の側に装着された第１ボス部材と、該第１ボス部材の外周部に配置された第２ボス部材と、該第２ボス部材の外周部に装着された単数または複数の回転ノズルから構成されており；
管の内部に複数式のタービンクローラが配置されている場合には、直列に並んだ複数式のロータ回転軸どうしを連結する回転継手が、タービンクローラ連結部材として配置されており；
該ロータにおいては更に、該第１ボス部材の外周面と該第２ボス部材の内周面との間に、環状のロータ中心空間が形成されており、該ロータ中心空間において、その一方の端面である流体被供給穴は、メインフレームの流体供給穴と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴と該流体被供給穴とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータにおいては更に、該ロータ中心空間の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータにおいては更に、該回転ノズルの上流側の端部は該ロータ中心空間に連通されており、該回転ノズルの下流側の端部は管の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータにおいては、該メインフレームの該流体供給穴を上流側の起点として、該流体被供給穴、該ロータ中心空間、該回転ノズルを経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されており、該ロータ流路において、該流体被供給穴から該ロータ中心空間へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吐出圧力の絶対値がP0である流体供給装置の運転が開始された時以降の管の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の上流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の下流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直後部分の圧力の値をP3とし、管の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体供給装置の最大吐出圧力値であるP0よりは小さいがP0に近い値となるように、且つ、タービンクローラまたはタービンクローラ群における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステム、が提供される。
【０００６】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項２に係る発明においては；
管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムにおいて：
該管内タービンブラストシステムは、管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式または複数式のタービンクローラと；管の内部において、上流側から下流側に直列に並べられて、複数式のタービンクローラが配置されている場合には、複数式のタービンクローラどうしを連結するタービンクローラ連結部材と；管の外部に配置され、管の上流端部から管の内部へ流体を供給する流体供給装置と；該タービンクローラを管の内部に沿って移動させるウインチなどの移動装置から少なくとも構成されており；
該タービンクローラは、メインフレーム部材と、管内面接触シール部材と、ロータから少なくとも構成されており；
該メインフレーム部材は、環状に形成されており、該メインフレーム部材の外周端部には該管内面接触シール部材が装着されており、該メインフレーム部材の中心部には、流体供給穴が形成されており、該メインフレーム部材の中心部には更に、該ロータを構成する部材であるロータ回転軸を保持するための軸受部材が装着されており；
該管内面接触シール部材は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管の内面に密着できるように形成されており；
該ロータは、一方の側が該軸受部材に保持されたロータ回転軸と、該ロータ回転軸の他方の側に装着された第１ボス部材と、該第１ボス部材の外周部に配置された第２ボス部材と、該第２ボス部材の外周部に装着された単数または複数の回転ノズルから構成されており；
管の内部に複数式のタービンクローラが配置されている場合には、直列に並んだ複数式のロータ回転軸どうしを連結する回転継手が、タービンクローラ連結部材として配置されており；
該ロータにおいては更に、該第１ボス部材の外周面と該第２ボス部材の内周面との間に、環状のロータ中心空間が形成されており、該ロータ中心空間において、その一方の端面である流体被供給穴は、メインフレームの流体供給穴と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴と該流体被供給穴とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータにおいては更に、該ロータ中心空間の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータにおいては更に、該回転ノズルの上流側の端部は該ロータ中心空間に連通されており、該回転ノズルの下流側の端部は管の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータにおいては、該メインフレームの該流体供給穴を上流側の起点として、該流体被供給穴、該ロータ中心空間、該回転ノズルを経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されており、該ロータ流路において、該流体被供給穴から該ロータ中心空間へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吐出圧力の絶対値がP0である流体供給装置の運転が開始された時以降の管の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の上流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の下流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直後部分の圧力の値をP3とし、管の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体供給装置の最大吐出圧力値であるP0よりは小さいがP0に近い値となるように、且つ、タービンクローラまたはタービンクローラ群における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステムにおいて；
該流体供給装置は、管の内部に気体を注入するブロアーまたはルーツポンプなどの気体ポンプと、管の内部に液体を注入する液体ポンプと、管の内部に固体粒子を注入する固体粒子供給装置から少なくとも構成されており；
該気体ポンプから注入された気体は、管の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体に対して速度を付与し；
管の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体の流速は、該液体の中で該固体粒子が沈殿せずに浮遊可能な限界流速と同じかあるいは該限界流速を超えた流速に設定されており、かく設定された該混相流体の流速について、管の内部を流れる気体の流量と圧力に起因して発生する気体の作用により該流速が付与され、且つ、設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステム、が提供される。
【０００７】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項３に係る発明においては；
管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体または液体の単相流体、または、気体と液体との２相混相流体、または、気体または液体と研掃材などの固体粒子との２相混相流体、または、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムにおいて：
該管内タービンブラストシステムは、管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式または複数式のタービンクローラと；管の内部において、上流側から下流側に直列に並べられて、複数式のタービンクローラが配置されている場合には、複数式のタービンクローラどうしを連結するタービンクローラ連結部材と；管の外部に配置され、管の上流端部から管の内部へ流体を供給する流体供給装置と；管の外部に配置され、管の下流端部から管の内部の流体を吸引する流体吸引装置と；該タービンクローラを管の内部に沿って移動させるウインチなどの移動装置から少なくとも構成されており；
該タービンクローラは、メインフレーム部材と、管内面接触シール部材と、ロータから少なくとも構成されており；
該メインフレーム部材は、環状に形成されており、該メインフレーム部材の外周端部には該管内面接触シール部材が装着されており、該メインフレーム部材の中心部には、流体供給穴が形成されており、該メインフレーム部材の中心部には更に、該ロータを構成する部材であるロータ回転軸を保持するための軸受部材が装着されており；
該管内面接触シール部材は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管の内面に密着できるように形成されており；
該ロータは、一方の側が該軸受部材に保持されたロータ回転軸と、該ロータ回転軸の他方の側に装着された第１ボス部材と、該第１ボス部材の外周部に配置された第２ボス部材と、該第２ボス部材の外周部に装着された単数または複数の回転ノズルから構成されており；
管の内部に複数式のタービンクローラが配置されている場合には、直列に並んだ複数式のロータ回転軸どうしを連結する回転継手が、タービンクローラ連結部材として配置されており；
該ロータにおいては更に、該第１ボス部材の外周面と該第２ボス部材の内周面との間に、環状のロータ中心空間が形成されており、該ロータ中心空間において、その一方の端面である流体被供給穴は、メインフレームの流体供給穴と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴と該流体被供給穴とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータにおいては更に、該ロータ中心空間の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータにおいては更に、該回転ノズルの上流側の端部は該ロータ中心空間に連通されており、該回転ノズルの下流側の端部は管の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータにおいては、該メインフレームの該流体供給穴を上流側の起点として、該流体被供給穴、該ロータ中心空間、該回転ノズルを経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されており、該ロータ流路において、該流体被供給穴から該ロータ中心空間へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吸引圧力の絶対値がP5である流体吸引装置の運転が開始された時以降の管の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の上流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の下流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直後部分の圧力の値をP3とし、管の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体吸引装置の最大吸引圧力値であるP5よりは小さいがP5に近い値となるように、且つ、タービンクローラまたはタービンクローラ群における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステム、が提供される。
【０００８】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項４に係る発明においては；
管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムにおいて：
該管内タービンブラストシステムは、管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式または複数式のタービンクローラと；管の内部において、上流側から下流側に直列に並べられて、複数式のタービンクローラが配置されている場合には、複数式のタービンクローラどうしを連結するタービンクローラ連結部材と；管の外部に配置され、管の上流端部から管の内部へ流体を供給する流体供給装置と；管の外部に配置され、管の下流端部から管の内部の流体を吸引する流体吸引装置と；該タービンクローラを管の内部に沿って移動させるウインチなどの移動装置から少なくとも構成されており；
該タービンクローラは、メインフレーム部材と、管内面接触シール部材と、ロータから少なくとも構成されており；
該メインフレーム部材は、環状に形成されており、該メインフレーム部材の外周端部には該管内面接触シール部材が装着されており、該メインフレーム部材の中心部には、流体供給穴が形成されており、該メインフレーム部材の中心部には更に、該ロータを構成する部材であるロータ回転軸を保持するための軸受部材が装着されており；
該管内面接触シール部材は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管の内面に密着できるように形成されており；
該ロータは、一方の側が該軸受部材に保持されたロータ回転軸と、該ロータ回転軸の他方の側に装着された第１ボス部材と、該第１ボス部材の外周部に配置された第２ボス部材と、該第２ボス部材の外周部に装着された単数または複数の回転ノズルから構成されており；
管の内部に複数式のタービンクローラが配置されている場合には、直列に並んだ複数式のロータ回転軸どうしを連結する回転継手が、タービンクローラ連結部材として配置されており；
該ロータにおいては更に、該第１ボス部材の外周面と該第２ボス部材の内周面との間に、環状のロータ中心空間が形成されており、該ロータ中心空間において、その一方の端面である流体被供給穴は、メインフレームの流体供給穴と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴と該流体被供給穴とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータにおいては更に、該ロータ中心空間の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータにおいては更に、該回転ノズルの上流側の端部は該ロータ中心空間に連通されており、該回転ノズルの下流側の端部は管の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータにおいては、該メインフレームの該流体供給穴を上流側の起点として、該流体被供給穴、該ロータ中心空間、該回転ノズルを経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されており、該ロータ流路において、該流体被供給穴から該ロータ中心空間へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吸引圧力の絶対値がP5である流体吸引装置の運転が開始された時以降の管の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の上流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラまたはタービンクローラ群の下流側の領域において該タービンクローラまたはタービンクローラ群の直後部分の圧力の値をP3とし、管の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体吸引装置の最大吸引圧力値であるP5よりは小さいがP5に近い値となるように、且つ、タービンクローラまたはタービンクローラ群における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステムにおいて；
該流体供給装置は、管の内部に気体を注入する配管と、管の内部に液体を注入する液体ポンプと、管の内部に固体粒子を注入する固体粒子供給装置から少なくとも構成されており；
該流体吸引装置は、管の内部から気体を吸引するルーツポンプなどの気体ポンプから少なくとも構成されており；
該気体を注入する配管から注入された気体は、管の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体に対して速度を付与し；
管の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体の流速は、該液体の中で該固体粒子が沈殿せずに浮遊可能な限界流速と同じかあるいは該限界流速を超えた流速に設定されており、かく設定された該混相流体の流速について、管の内部を流れる気体の流量と圧力に起因して発生する気体の作用により該流速が付与され、且つ、設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステム、が提供される。
【０００９】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項３に係る発明においては；ロータにおいて、回転ノズル出口から吹き出す噴流の軸線の配置について、該噴流が該ロータへ回転トルクを付与する位置に配置されている；以上のように構成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４に記載の、管内タービンブラストシステム、が提供される。
【００１０】
本発明の装置においては、管１の内部の空間を低圧領域部分と高圧領域部分の二つの空間に分割するための、管内面接触シール部材２１を備えたタービンクローラ２を管１の内壁に沿って移動させる機構を具備していることに起因して、タービンクローラ２は高圧領域部分から低圧領域部分の方向へ作用する強い圧力を受圧している。
タービンクローラ２の走行速度のコントロール方法について、管１の外部にウインチ７を配置し、ウインチ７に巻き取られるワイヤロープ７０１の端部にタービンクローラ２を連結し、ワイヤロープ７０１をウインチ７によって巻き取り、または繰り出すことによりタービンクローラ２を管１に沿って走行させ、ワイヤロープ７０１の巻き取り、繰り出し速度をコントロールすることにより、タービンクローラ２の走行速度をコントロールするものである。
なお、管１の上流側の端部には、管端部部材９が配置されており、管端部部材９は、隔壁９０１と、上流側流体入口９０２と、複数個のワイヤロープガイドローラ９０３と、ワイヤロープシール９０４により構成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は下記の効果をもたらすものである。
例えば、水力発電所の水圧鉄管や、給水用配管や排水用配管あるいはガス配管などの各種配管の内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去し、または、これらを除去した後に、例えば塗料や耐蝕合金などの被覆材料のコーティングを行うなど、管内を移動し且つ作業を行う本発明の装置においては、管の内面を高効率で研掃し、清掃し、あるいは管の濡れた内面を高効率で乾燥させることができる管内タービンブラストシステムが提供される。また、上記の述べたような超大型のポンプと動力を必要とせず、また、長くて重いホースを全く必要としない管内タービンブラストシステムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に従って構成された装置の好適実施例について、添付図を参照して更に詳細に説明する。
なお本発明への理解を深めるために、以下の好適実施例の説明においては、管の直径や長さや流体の流速などの値を具体的に例示して説明を行う。
【実施例】
【００１３】
図１乃至図６を参照して説明すると、本発明に従って構成された、請求項１に係る第１の好適実施例の管内タービンブラストシステムは；
管の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体と研掃材などの固体粒子との２相混相流体、または、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムを提案するものである。
該管内タービンブラストシステムは、管１の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式タービンクローラ２と；管１の外部に配置され、管１の上流端部から管１の内部へ流体を供給する流体供給装置としてのルーツポンプ３、研掃材圧送タンク１４と；該タービンクローラ２を管１の内部に沿って移動させる移動装置としてのウインチ７から少なくとも構成されており；
該タービンクローラ２は、メインフレーム部材２２と、管内面接触シール部材２１と、ロータ２３から少なくとも構成されている。
該メインフレーム部材２２は、その中心線が管１の中心線とほぼ同心である環状に形成されており、該メインフレーム部材２２の外周端部には該管内面接触シール部材２１が装着されており、該メインフレーム部材２２の中心部には、流体供給穴２２３が形成されており、該メインフレーム部材２２の中心部には更に、該ロータ２３を構成する部材であるロータ回転軸２３１を保持するための軸受部材２２４が装着されており；
該管内面接触シール部材２１は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管１の内面に密着できるように形成されており；
該ロータ２３は、一方の側が該軸受部材２２４に保持されたロータ回転軸２３１と、該ロータ回転軸２３１の他方の側に装着された第１ボス部材２３２と、該第１ボス部材２３２の外周部に配置された第２ボス部材２３４と、該第２ボス部材２３４の外周部に装着された単数または複数の回転ノズル２３５から構成されており；
該ロータ２３においては更に、該第１ボス部材２３２の外周面と該第２ボス部材２３４の内周面との間に、環状のロータ中心空間２３６が形成されており、該ロータ中心空間２３６において、その一方の端面である流体被供給穴２３３は、メインフレームの流体供給穴２２３と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴２２３と該流体被供給穴２３３とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータ２３においては更に、該ロータ中心空間２３６の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータ２３においては更に、該回転ノズル２３５の上流側の端部は該ロータ中心空間２３６に連通されており、該回転ノズル２３５の下流側の端部は管１の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータ２３においては、該メインフレームの該流体供給穴２２３を上流側の起点として、該流体被供給穴２３３、該ロータ中心空間２３６、該回転ノズル２３５を経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されている。
以上のように構成された装置において、ルーツポンプ３が作動すると、管１の上流側流体入口９０２から管１の内部へ、多量の空気が注入される。管１の内部に配置されているタービンクローラ２の回転ノズル２３５の内部の流路は狭いので空気の流れが阻害され、また、管１の内面と管内面接触シール部材２１とは最大限気密に接触しているので、管１の内部において回転ノズル２３５の上流側の領域の圧力が上昇する。
なお、実際の管１の内壁には錆などにより腐食された凹凸があり、管内面接触シール部材２１の表面にも細かい傷が有るので、これ等の凹凸や傷に起因する僅かな隙間を通って、高速の空気流が下流の領域へ流入する。
該高速空気流は、管１の内面に付着する汚れを吸引清掃し、あるいは、管１の内面に付着する水分を乾燥させるために大変効果的である。
タービンクローラ２の上流側の領域と下流側の領域との圧力差に起因して、タービンクローラ２は、下流側へ向かう強い力を受ける。
タービンクローラ２の移動を規制し、且つ、タービンクローラ２の移動速度をコントロールするために、例えば巻取り方向と巻取り速度を任意に変更可能なウインチ７に巻取られた電纜・高圧ホース入りワイヤロープ７０１の端部がタービンクローラ２に連結されている。
なお、該機能を備えた電纜・高圧ホース入りワイヤロープ７０１の代わりに、タービンクローラ２の該移動を規制し、且つ、タービンクローラ２の移動速度をコントロールするための公知の管内自走装置（図示せず）がタービンクローラ２に連結されても良い。
本発明に従って構成されたタービンクローラ２においては、タービンクローラ２が管１の内部を移動するのに伴い、タービンクローラ２に装着され且つ管１の内壁に密着した管内面接触シール部材２１が管１の内壁を擦り、而して、該内壁に付着した錆などの異物が剥離される。
該ロータ流路において、該流体被供給穴２３３から該ロータ中心空間２３６へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吐出圧力の絶対値がP0である流体供給装置の運転が開始された時以降の管１の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管１の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラ２の上流側の領域において該タービンクローラの直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラ２の下流側の領域において該タービンクローラの直後部分の圧力の値をP3とし、管１の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体供給装置の最大吐出圧力値であるP0よりは小さいがP0に近い値となるように、且つ、タービンクローラ２における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている。
本発明に従って構成された第１の好適実施例の管内タービンブラストシステムを使用して、内径３０ｃｍ、長さ３００ｍの水平に配置された鉄管の内面に対して、研掃材ブラストクリーニング作業を実施する場合の作業例について、以下に説明を行う。
該鉄管の内面積を計算すると２８３ｍ２であり、１ｍ２あたり４５ｋｇの研掃材としてのガーネットを噴射するとすれば、該鉄管の内部で噴射されるガーネットの総量は約１３トンである。
噴射済みのガーネットは該鉄管の外部へ排出される必要があるが、該ガーネットを空気輸送方式で移送するためには、該鉄管の内部を流れる空気の流速を毎秒４５ｍにする必要があり、よって該空気流速を得るために必要な該鉄管の内部を流れる空気の流量は毎分１９２ｍ３である。
なお、管１の内部を流れる空気とガーネットとの２相混相流体の流速について、空気の中でガーネットが浮遊可能な限界流速は毎秒約４５ｍである。
該空気流量を得るために、最大吐出圧力が９０ｋｐａのルーツポンプを使用すると、該ルーツポンプの運転のために必要な動力は３９５ｋｗである。
管１と管内面接触シール部材２１との隙間は非常に僅かであるので、管１の上流側の端部にある上流側流体入口９０２から注入された毎分１９２ｍ３の流量の空気のほとんどとガーネットの流量のほぼ全流量は、回転ノズル２３５のノズル口を通過して下流方向へ流れるものであるが、２個のノズル口の流路断面積の合計を２５ｃｍ２とすれば、該ノズル口を通過する２相混相流体の流速は毎秒１３４０ｍとなり、該流体がロータ２３を高速回転させるとともに、高速度のガーネットが管１の内面に衝突して該内面に対して研掃作用を施す。なお、該ノズル口において発生する圧力損失は８４ｋｐａであり、３００ｍの長さの管１の圧力損失は６ｋｐａである。
研掃作業を終えたガーネットは、空気と共に管１の下流方向へ流れて下流側流体出口９０５から流体セパレータ４に到り、該装置により分離されたガーネットは廃材容器４０１に貯留され、一方、清浄な空気は大気中へ放出される。
タービンクローラ２を構成しているロータ回転軸２３１の端部には塗装ノズル６０２が装着されており、塗料ポンプ６から、スイベルジョイント６０３、電纜・高圧ホース入りワイヤロープ７０１、高圧塗料ホース６０５、スイベルジョイント７０２、塗料流路６０４を経由して、塗装ノズル６０２へ塗料が供給される。
本発明に係る管内タービンブラストシステムの好適実施例の装置においては、研掃作業が終了後、管１の内面の清掃と乾燥作業が実施され、続いて塗装作業が実施される。
なお、管１の内壁に対して作用を施す手段について、研掃材や塗料の吹付けに限定されない。例えば、塗装ノズル６０２の代わりに超高圧水噴射ノズルなどを具備することもできる。
【００１４】
図１に図示してはいないが、ウエットブラスト作業の時には、流体供給装置として水ポンプが追加されて、空気と水と固体粒子としての研掃材との３相混相流体が管１の内部に向けて吹き付けられる。後述の、本発明に従って構成された第２の好適実施例の管内タービンブラストシステムにおいては、空気と水と固体粒子としての研掃材との３相混相流体が管１の内部に向けて吹き付けられるものであるが、第２の好適実施例において該３相混相流体を利用する目的は、該３相混相流体の中の空気の流量を極小にする目的のためであるが、ウエットブラスト作業において３相混相流体を利用する目的は、該３相混相流体の中の空気の流量を極小にする目的のためでは全くなく、すなわち本発明の第２の好適実施例の目的とは全く異なって該３相混相流体の中の空気の流量を減じることは決してなく、ブラスト作業の際に発生する粉塵の飛散を水膜を利用して防止する目的のためである。
【００１５】
図２乃至図６、及び図７乃至図９を参照して説明すると、本発明に従って構成された、請求項２に係る第２の好適実施例の管内タービンブラストシステムは；
管１の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムを提案するものである。
該管内タービンブラストシステムは、管１の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式のタービンクローラ２と；管１の外部に配置され、管１の上流端部から管１の内部へ流体を供給する流体供給装置としてのルーツポンプ３、研掃材圧送タンク１４、水ポンプ５と；該タービンクローラ２を管１の内部に沿って移動させる移動装置としてのウインチ７から少なくとも構成されている。
該タービンクローラ２は、メインフレーム部材２２と、管内面接触シール部材２１と、ロータ２３から少なくとも構成されており；
該メインフレーム部材２２は、その中心線が管１の中心線とほぼ同心である環状に形成されており、該メインフレーム部材２２の外周端部には該管内面接触シール部材２１が装着されており、該メインフレーム部材２２の中心部には、流体供給穴２２３が形成されており、該メインフレーム部材２２の中心部には更に、該ロータ２３を構成する部材であるロータ回転軸２３１を保持するための軸受部材２２４が装着されており；
該管内面接触シール部材２１は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管１の内面に密着できるように形成されており；
該ロータ２３は、一方の側が該軸受部材２２４に保持されたロータ回転軸２３１と、該ロータ回転軸２３１の他方の側に装着された第１ボス部材２３２と、該第１ボス部材２３２の外周部に配置された第２ボス部材２３４と、該第２ボス部材２３４の外周部に装着された単数または複数の回転ノズル２３５から構成されており；
該ロータ２３においては更に、該第１ボス部材２３２の外周面と該第２ボス部材２３４の内周面との間に、環状のロータ中心空間２３６が形成されており、該ロータ中心空間２３６において、その一方の端面である流体被供給穴２３３は、メインフレームの流体供給穴２２３と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴２２３と該流体被供給穴２３３とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータ２３においては更に、該ロータ中心空間２３６の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータ２３においては更に、該回転ノズル２３５の上流側の端部は該ロータ中心空間２３６に連通されており、該回転ノズル２３５の下流側の端部は管１の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータ２３においては、該メインフレームの該流体供給穴２２３を上流側の起点として、該流体被供給穴２３３、該ロータ中心空間２３６、該回転ノズル２３５を経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されている。
該ロータ流路において、該流体被供給穴２３３から該ロータ中心空間２３６へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吐出圧力の絶対値がP0である流体供給装置の運転が開始された時以降の管１の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管１の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラ２の上流側の領域において該タービンクローラの直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラ２の下流側の領域において該タービンクローラの直後部分の圧力の値をP3とし、管１の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体供給装置の最大吐出圧力値であるP0よりは小さいがP0に近い値となるように、且つ、タービンクローラ２における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステムにおいて；
該流体供給装置は、管１の内部に気体を注入するブロアーまたはルーツポンプ３などの気体ポンプと、管１の内部に液体を注入する液体ポンプ５と、管１の内部に固体粒子を注入する固体粒子供給装置から少なくとも構成されており；
該気体ポンプから注入された気体は、管１の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体に対して速度を付与し；
管１の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体の流速は、該液体の中で該固体粒子が沈殿せずに浮遊可能な限界流速と同じかあるいは該限界流速を超えた流速に設定されており、かく設定された該混相流体の流速について、管１の内部を流れる気体の流量と圧力に起因して発生する気体の作用により該流速が付与され、且つ、設定されている。
発明が解決しようとする課題の項において、従来装置において解決すべき問題の例として、内径９０ｃｍ、長さ２０００ｍの水平に配置された鉄管の内面に対して、圧縮空気を使用した研掃材ブラストクリーニング作業を実施する場合に発生する問題を述べた。
すなわち、該鉄管の内面積を計算すると５６５２ｍ２であり、１ｍ２あたり４５ｋｇの研掃材としてのガーネットを噴射するとすれば、該鉄管の内部で噴射されるガーネットの総量は約２５４トンである。
噴射済みのガーネットは該鉄管の外部へ排出される必要があるが、該ガーネットを空気輸送方式で移送するためには、該鉄管の内部を流れる空気の流速を毎秒４５ｍにする必要があり、よって該空気流速を得るために必要な該鉄管の内部を流れる空気の流量は毎分１７００ｍ３に達する。
該空気流量を得るために、最大吐出圧力が９０ｋｐａのルーツポンプを使用すると、該ルーツポンプの運転のために必要な動力は３５００ｋｗに達する。
すなわち、毎分１７００ｍ３のルーツポンプの入手は採算面と設置場所の見地から大変困難であり、また、３５００ｋｗの発電機の確保も採算面と設置場所の見地から大変困難である。
次に、圧縮空気の最大吐出圧力が１３ｋｇｆ／ｃｍ２、圧縮空気の吐出流量が１４ｍ３／ｍｉｎの、該鉄管の外部にあるエアコンプレッサを使用して、毎分３５ｋｇのガーネットを該鉄管の内部のブラストノズルまで空気輸送してブラスト作業を行うためには、該鉄管の外部かつ該エアコンプレッサの下流側に配置された研掃材圧送タンクと該ブラストノズルとを連通、連結する長さ２０００ｍのブラストホースが必要であるが、該ブラストホースの全圧力損失を２ｋｇｆ／ｃｍ２とすれば、該ブラストホースの内径は１０２ｍｍとなり、外径は１３２ｍｍとなり、該ブラストホースの１ｍあたりの重量は７ｋｇであるので、長さ２０００ｍのブラストホースの全重量は１４トンに達する。
すなわち、長さ２０００ｍで全重量が１４トンのブラストホースのハンドリングについて、該ブラストホースを巻き取って収納するホースリールを製作、設置するとしても、採算面と設置場所の見地から大変困難である。
従って、本発明の重要な技術的解決課題について述べると、上記に述べたような従来装置における問題を解決するために、本発明においては超大型のポンプと動力を必要とせず、また、長くて重いホースを全く必要としない管内タービンブラストシステムを提案するものである。
本発明に従って構成された第２の好適実施例の管内タービンブラストシステムを使用して、内径９０ｃｍ、長さ２０００ｍの水平に配置された鉄管の内面に対して、研掃材ブラストクリーニング作業を実施する場合の作業例について、以下に説明を行う。
該鉄管の内面積を計算すると５６５２ｍ２であり、１ｍ２あたり４５ｋｇの研掃材としてのガーネットを噴射するとすれば、該鉄管の内部で噴射されるガーネットの総量は約２５４トンである。
噴射済みのガーネットは該鉄管の外部へ排出される必要があるが、該ガーネットを空気輸送方式で移送するためには、該鉄管の内部を流れる空気の流速を毎秒４５ｍにする必要があり、よって該空気流速を得るために必要な該鉄管の内部を流れる空気の流量は毎分１７００ｍ３に達する。
ところが、これから噴射するガーネット及び噴射済みのガーネットを、空気輸送方式ではなく水力輸送方式で移送するとすれば、該鉄管の内部を流れる水の流速は毎秒３ｍで良く、この時、水とガーネットとの２相混相流体の流量に占めるガーネットの流量を２０％とすれば必要な水の量は毎分１８０ｋｇである。
すなわち、管１の内部を流れる水とガーネットとの２相混相流体の流速について、水の中でガーネットが沈殿せずに浮遊可能な限界流速は毎秒約３ｍである。
該鉄管の内部を流れる空気の作用により、水とガーネットとの２相混相流体に対して毎秒３ｍの流速を付与するとすれば、必要な空気の流量は毎分１１５ｍ３であり、該空気流量を得るために、最大吐出圧力が９０ｋｐａのルーツポンプを使用すると、該ルーツポンプの運転のために必要な動力は２４０ｋｗである。
すなわち、これから噴射するガーネット及び噴射済みのガーネットを、空気輸送方式のみを利用した２相混相流ではなく、水力輸送方式を取り入れた３相混相流にて移送するとすれば、空気輸送方式の約７％の動力で移送することが可能となり、よって初期設備費用や設備運転費用の大幅な低減が実現できるものである。
管１と管内面接触シール部材２１との隙間は非常に僅かであるので、管１の上流側の端部にある上流側流体入口９０２から注入された毎分１１５ｍ３の流量の空気、毎分１８０ｋｇの水のほとんどとガーネットの流量のほぼ全流量は、回転ノズル２３５のノズル口を通過して下流方向へ流れるものであるが、２個のノズル口の流路断面積の合計を７２ｃｍ２とすれば、該ノズル口を通過する３相混相流体の流速は毎秒２６５ｍとなり、該流体がロータ２３を高速回転させるとともに、高速度のガーネットが管１の内面に衝突して該内面に対して研掃作用を施す。なお、該ノズル口において発生する圧力損失は７８ｋｐａであり、２０００ｍの長さの管１の圧力損失は０に近い値である。研掃作業を終えたガーネットは、空気と共に管１の下流方向へ流れて下流側流体出口９０５から流体セパレータ４に到り、該装置により分離されたガーネットは廃材容器４０１に貯留され、一方、清浄な空気は大気中へ放出される。
発明が解決しようとする課題の項において、従来装置において解決すべき問題の例として、内径９０ｃｍ、長さ２０００ｍの水平に配置された鉄管の内面に対して、圧縮空気を使用した研掃材ブラストクリーニング作業を実施する場合に発生する更なる問題を述べた。
すなわち、圧縮空気の最大吐出圧力が１３ｋｇｆ／ｃｍ２、圧縮空気の吐出流量が１４ｍ３／ｍｉｎの、該鉄管の外部にあるエアコンプレッサを使用して、毎分３５ｋｇのガーネットを該鉄管の内部のブラストノズルまで空気輸送してブラスト作業を行うためには、該鉄管の外部かつ該エアコンプレッサの下流側に配置された研掃材圧送タンクと該ブラストノズルとを連通、連結する長さ２０００ｍのブラストホースが必要であるが、該ブラストホースの全圧力損失を２ｋｇｆ／ｃｍ２とすれば、該ブラストホースの内径は１０２ｍｍとなり、外径は１３２ｍｍとなり、該ブラストホースの１ｍあたりの重量は７ｋｇであるので、長さ２０００ｍのブラストホースの全重量は１４トンに達する。
すなわち、長さ２０００ｍで全重量が１４トンのブラストホースのハンドリングについて、該ブラストホースを巻き取って収納するホースリールを製作、設置するとしても、採算面と設置場所の見地から大変困難である。
ところが本発明においては、従来装置においては必要なブラストホースを必要としないので、初期設備費用や設備運転費用の大幅な低減が実現できるものである。
【００１６】
図２乃至図６、及び図１０を参照して説明すると、本発明に従って構成された、請求項１乃至請求項２に係る第３の好適実施例の管内タービンブラストシステムは；
図７乃至図９に図示された管内タービンブラストシステムにおいて、１式のタービンクローラ２の代わりに、管１の軸線に沿って連結された３式のタービンクローラ２が具備されている。
また、図７乃至図９に図示された管内タービンブラストシステムにおいて、１式のルーツポンプ３の代わりに、直列に連結された２式のルーツポンプ３が具備されている。
タービンクローラ２が３式連結されていると、管１の内面に衝突するガーネットの量は３倍に増大し研掃能力も増大するが、タービンクローラ群の圧力損失も増大するので、ルーツポンプ３の圧力を増大させるために２式のルーツポンプ３が直列に連結されているものである。
【００１７】
図２乃至図６、及び図１１を参照して説明すると、本発明に従って構成された、請求項３に係る第４の好適実施例の管内タービンブラストシステムは；
管１の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体と研掃材などの固体粒子との２相混相流体、または、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムを提案するものである。
該管内タービンブラストシステムは、管１の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式のタービンクローラ２と；管１の外部に配置され、管１の上流端部から管１の内部へ流体を供給する流体供給装置としての研掃材タンク１４と；管１の外部に配置され、管１の下流端部から管１の内部の流体を吸引する流体吸引装置としてのルーツポンプ３と；該タービンクローラ２を管１の内部に沿って移動させる移動装置としてのウインチ７から少なくとも構成されており；
該タービンクローラ２は、メインフレーム部材２２と、管内面接触シール部材２１と、ロータ２３から少なくとも構成されている。
該メインフレーム部材２２は、その中心線が管１の中心線とほぼ同心である環状に形成されており、該メインフレーム部材２２の外周端部には該管内面接触シール部材２１が装着されており、該メインフレーム部材２２の中心部には、流体供給穴２２３が形成されており、該メインフレーム部材２２の中心部には更に、該ロータ２３を構成する部材であるロータ回転軸２３１を保持するための軸受部材２２４が装着されており；
該管内面接触シール部材２１は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管１の内面に密着できるように形成されており；
該ロータ２３は、一方の側が該軸受部材２２４に保持されたロータ回転軸２３１と、該ロータ回転軸２３１の他方の側に装着された第１ボス部材２３２と、該第１ボス部材２３２の外周部に配置された第２ボス部材２３４と、該第２ボス部材２３４の外周部に装着された単数または複数の回転ノズル２３５から構成されており；
該ロータ２３においては更に、該第１ボス部材２３２の外周面と該第２ボス部材２３４の内周面との間に、環状のロータ中心空間２３６が形成されており、該ロータ中心空間２３６において、その一方の端面である流体被供給穴２３３は、メインフレームの流体供給穴２２３と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴２２３と該流体被供給穴２３３とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータ２３においては更に、該ロータ中心空間２３６の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータ２３においては更に、該回転ノズル２３５の上流側の端部は該ロータ中心空間２３６に連通されており、該回転ノズル２３５の下流側の端部は管１の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータ２３においては、該メインフレームの該流体供給穴２２３を上流側の起点として、該流体被供給穴２３３、該ロータ中心空間２３６、該回転ノズル２３５を経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されている。
該ロータ流路において、該流体被供給穴２３３から該ロータ中心空間２３６へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吸引圧力の絶対値がP5である流体吸引装置の運転が開始された時以降の管１の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管１の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラ２の上流側の領域において該タービンクローラの直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラ２の下流側の領域において該タービンクローラの直後部分の圧力の値をP3とし、管１の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体吸引装置の最大吸引圧力値であるP5よりは小さいがP5に近い値となるように、且つ、タービンクローラ２における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている。
【００１８】
図２乃至図６、及び図１２を参照して説明すると、本発明に従って構成された、請求項４に係る第５の好適実施例の管内タービンブラストシステムは；
管１の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて、気体と液体と固体粒子との３相混相流体を吹き付けることにより作業を行う管内タービンブラストシステムにおいて：
該管内タービンブラストシステムは、管１の内部に沿って移動し且つ該内部に向けて流体を吹き付ける一式のタービンクローラ２と；管１の外部に配置され、管１の上流端部から管１の内部へ流体を供給する流体供給装置としての研掃材タンク１４、水ポンプ５と；管１の外部に配置され、管１の下流端部から管１の内部の流体を吸引する流体吸引装置としてのルーツポンプ３と；該タービンクローラ２を管１の内部に沿って移動させる移動装置としてのウインチ７から少なくとも構成されており；
該タービンクローラ２は、メインフレーム部材２２と、管内面接触シール部材２１と、ロータ２３から少なくとも構成されている。
該メインフレーム部材２２は、その中心線が管１の中心線とほぼ同心である環状に形成されており、該メインフレーム部材２２の外周端部には該管内面接触シール部材２１が装着されており、該メインフレーム部材２２の中心部には、流体供給穴２２３が形成されており、該メインフレーム部材２２の中心部には更に、該ロータ２３を構成する部材であるロータ回転軸２３１を保持するための軸受部材２２４が装着されており；
該管内面接触シール部材２１は、全体の形状が環状で、且つ、柔軟に変形することにより管１の内面に密着できるように形成されており；
該ロータ２３は、一方の側が該軸受部材２２４に保持されたロータ回転軸２３１と、該ロータ回転軸２３１の他方の側に装着された第１ボス部材２３２と、該第１ボス部材２３２の外周部に配置された第２ボス部材２３４と、該第２ボス部材２３４の外周部に装着された単数または複数の回転ノズル２３５から構成されており；
該ロータ２３においては更に、該第１ボス部材２３２の外周面と該第２ボス部材２３４の内周面との間に、環状のロータ中心空間２３６が形成されており、該ロータ中心空間２３６において、その一方の端面である流体被供給穴２３３は、メインフレームの流体供給穴２２３と可能な限り気密に対面しており、すなわち、該流体供給穴２２３と該流体被供給穴２３３とは可能な限り気密に且つ互いに回転自在な状態で連通されており；
該ロータ２３においては更に、該ロータ中心空間２３６の他方の端面は気密に塞がれており；
該ロータ２３においては更に、該回転ノズル２３５の上流側の端部は該ロータ中心空間２３６に連通されており、該回転ノズル２３５の下流側の端部は管１の内部の空間に開放されており；
かくして、該ロータ２３においては、該メインフレームの該流体供給穴２２３を上流側の起点として、該流体被供給穴２３３、該ロータ中心空間２３６、該回転ノズル２３５を経由して下流側の終点としての回転ノズル出口に至るロータ流路が形成されている。
該ロータ流路において、該流体被供給穴２３３から該ロータ中心空間２３６へ流入した流体の単位時間あたりの流量の値をQとし、流量Qの流体が通過する流路の断面積において最小面積の断面積の値をAとし；
以上のように構成されている管内タービンブラストシステムにおいて、最大吸引圧力の絶対値がP5である流体吸引装置の運転が開始された時以降の管１の内部のいくつかの地点における絶対圧力の値とAの値の関係について述べると；
すなわち、管１の上流側の端部の圧力の値をP1とし、タービンクローラ２の上流側の領域において該タービンクローラの直前部分の圧力の値をP2とし、タービンクローラ２の下流側の領域において該タービンクローラの直後部分の圧力の値をP3とし、管１の下流側の端部の圧力の値をP4とし、P1−P4＝PL1とし、P2−P3＝PL2とし、PL1−PL2＝PL3とした時のAの値の設定方法について述べると；
全体の圧力損失値であるPL1が流体吸引装置の最大吸引圧力値であるP5よりは小さいがP5に近い値となるように、且つ、タービンクローラ２における圧力損失値であるPL2がPL1よりは小さいがPL1に近い値となるように、すなわちAの値がより小さくなって而してPL２の値がより大きくなるようにAの値が設定されている：
以上のように構成されていることを特徴とする、管内タービンブラストシステムにおいて；
該流体供給装置は、管１の内部に気体を注入する配管と、管１の内部に液体を注入する液体ポンプ５と、管１の内部に固体粒子を注入する固体粒子供給装置１４から少なくとも構成されており；
該流体吸引装置は、管１の内部から気体を吸引するルーツポンプ３から少なくとも構成されており；
該気体を注入する配管から注入された気体は、管１の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体に対して速度を付与し；
管１の内部を流れる液体と固体粒子との混相流体の流速は、該液体の中で該固体粒子が沈殿せずに浮遊可能な限界流速と同じかあるいは該限界流速を超えた流速に設定されており、かく設定された該混相流体の流速について、管１の内部を流れる気体の流量と圧力に起因して発生する気体の作用により該流速が付与され、且つ、設定されている。
【００１９】
図２乃至図６、及び図１３を参照して説明すると、本発明に従って構成された、請求項３乃至請求項４に係る第６の好適実施例の管内タービンブラストシステムは；
図１２に図示された管内タービンブラストシステムにおいて、１式のタービンクローラ２の代わりに、管１の軸線に沿って連結された３式のタービンクローラ２が具備されている。
また、図１２に図示された管内タービンブラストシステムにおいて、１式のルーツポンプ３の代わりに、直列に連結された２式のルーツポンプ３が具備されている。
タービンクローラ２が３式連結されていると、管１の内面に衝突するガーネットの量は３倍に増大し研掃能力も増大するが、タービンクローラ群の圧力損失も増大するので、ルーツポンプ３の圧力を増大させるために２式のルーツポンプ３が直列に連結されているものである。
【００２０】
以上に本発明の装置の好適実施例について説明したが、本発明の装置は該好適実施例の他にも特許請求の範囲に従って種々実施例を考えることができる。
該好適実施例の装置の説明においては、装置も管も大気中にあるものとして説明を行ったが、装置と管が水中にある場合においても本発明の装置を適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
例えば、水力発電所の水圧鉄管や、給水用配管や排水用配管あるいはガス配管などの各種配管の内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去し、または、これらを除去した後に、例えば塗料や耐蝕合金などの被覆材料のコーティングを行うなど、本発明の管内タービンブラストシステムは、管の内面を高効率で研掃し、清掃し、管の濡れた内壁を乾燥し、コーティングを行うことができる装置であって、大型のポンプと大型の動力を必要とせず、また、ブラストホースやサクションホースを必要としない装置として好都合に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に従って構成された管内タービンブラストシステムの第１の好適実施例の装置構成を示す全体図。
【図２】本発明に従って構成された管内タービンブラストシステムの第１乃至第６の好適実施例に示すタービンクローラ２の正面図。
【図３】図２に示すタービンクローラ２の右側面図。
【図４】図２におけるＣ−Ｃ矢視の断面図。
【図５】図３におけるＡ−Ａ矢視の断面図。
【図６】図３におけるＢ−Ｂ矢視の断面図。
【図７】本発明に従って構成された管内タービンブラストシステムの第２の好適実施例の装置構成を示す全体図であって、タービンクローラ２が管１の内部において上流方向に移動しながら研掃材ブラスト作業を実施している状態を示す図。
【図８】本発明に従って構成された管内タービンブラストシステムの第２の好適実施例の装置構成を示す全体図であって、タービンクローラ２が管１の内部において下流方向に移動しながら清掃兼乾燥作業を実施している状態を示す図。
【図９】本発明に従って構成された管内タービンブラストシステムの第２の好適実施例の装置構成を示す全体図であって、タービンクローラ２が管１の内部において上流方向に移動しながら塗装作業を実施している状態を示す図。
【図１０】本発明に従って構成された管内タービンブラストシステムの第３の好適実施例の装置構成を示す全体図。
【図１１】本発明に従って構成された管内タービンブラストシステムの第４の好適実施例の装置構成を示す全体図。
【図１２】本発明に従って構成された管内タービンブラストシステムの第５の好適実施例の装置構成を示す全体図。
【図１３】本発明に従って構成された管内タービンブラストシステムの第６の好適実施例の装置構成を示す全体図。
【符号の説明】
【００２３】
管１
タービンクローラ２
管内面接触シール部材２１
メインフレーム部材２２
円錐筒形ケース２２１
円筒形ケース２２２
流体供給穴２２３
軸受部材２２４
下流側車輪２２５
上流側車輪２２６
上流側車輪取付ブラケット２２７
被牽引金具２２８
ロータ２３
ロータ回転軸２３１
第１ボス部材２３２
流体被供給穴２３３
第２ボス部材２３４
回転ノズル２３５
ロータ中心空間２３６
ルーツポンプ３
流体セパレータ４
廃材容器４０１
液体ポンプ５
塗料ポンプ６
塗料容器６０１
塗装ノズル６０２
スイベルジョイント６０３
塗料流路６０４
高圧塗料ホース６０５
ウインチ７
電纜・高圧ホース入りワイヤロープ７０１
スイベルジョイント７０２
管端部部材９
隔壁９０１
上流側流体入口９０２
ワイヤロープガイドローラ９０３
ワイヤロープシール９０４
下流側流体出口９０５
タービンクローラ連結部材１０
研掃材圧送タンク１４
タービンクローラ２が作業する際の移動方向８２
ロータ回転方向８３
【図１】
0006511621.tif 000002
【図２】
0006511621.tif 000003
【図３】
0006511621.tif 000004
【図４】
0006511621.tif 000005
【図５】
0006511621.tif 000006
【図６】
0006511621.tif 000007
【図７】
0006511621.tif 000008
【図８】
0006511621.tif 000009
【図９】
0006511621.tif 000010
【図１０】
0006511621.tif 000011
【図１１】
0006511621.tif 000012
【図１２】
0006511621.tif 000013
【図１３】
0006511621.tif 000014