(57)【要約】【課題】複雑な形状の配管の内壁の清掃、研磨または下地処理を、その対象である管に影響を与えることなく、均一に、効果的に、効率的に、かつ、経済的に行う装置及び方法を提供しようとする。【解決手段】従来の配管の内壁を清掃するための配管清掃装置にかわって、所定の軸心の回りに回転可能な動翼を有する翼車と、前記翼車の前記軸心の後端側に配された案内部材と、前記翼車の前記軸心の後端側の部位と前記案内部材の先端部とを連結する屈曲自在な連結部材と、前記案内部材の後端部に先端を連結し後方に延びる紐状部材と、を備え、前記翼車が配管内におかれた際に前記動翼が配管を流れる流体により前記軸心の回りに回転する様になっている、ものとした。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の内壁を清掃するための配管清掃装置であって、
所定の軸心の回りに回転可能な動翼を有する翼車と、
前記翼車の前記軸心の後端側に配された案内部材と、
前記翼車の前記軸心の後端側の部位と前記案内部材の先端部とを連結する屈曲自在な連結部材と、
前記案内部材の後端部に先端を連結し後方に延びる紐状部材と、
を備え、
前記翼車が配管内におかれた際に前記動翼が配管を流れる流体により前記軸心の回りに回転する様になっている、
ことを特徴とする配管清掃装置。
【請求項２】
前記案内部材を先端部と後端部とを除いて包み込む包絡域である第二包絡域が前記翼車を前記軸心の先端側と後端側とを除いて包み込む包絡域である第一包絡域より小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の配管清掃装置。
【請求項３】
前記案内部材を先端部と後端部とを除いて包み込む包絡域である第二包絡域が、中央部から後端部へ移るに従いすぼまった形状を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の配管清掃装置。
【請求項４】
前記案内部材が、前記先端部と前記後端部とを結ぶ軸である案内部材軸と該案内部材軸から周囲に突起した突起部材とを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の配管清掃装置。
【請求項５】
前記案内部材が、前記先端部と前記後端部とを結ぶ軸である案内部材軸と該案内部材軸から周囲に突起し該案内部材軸の長手軸に平行な面をもつ板状の突起部材とを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の配管清掃装置。
【請求項６】
前記連結部材が、前記軸心の直交軸の回りに屈曲可能な機械軸継手である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の配管清掃装置。
【請求項７】
内壁に接触可能な当接部材を有し前記動翼の回転に連動して回転する清掃部材を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の配管清掃装置。
【請求項８】
配管の内壁を清掃するための配管清掃装置であって、
所定の軸心の回りに回転可能な動翼を有する翼車と、
内壁に接触可能な当接部材を有し前記動翼の回転に連動して回転する清掃部材と、
前記翼車の前記軸心の後端側の部位に連結し後方に延びる紐状部材と、
を備え、
前記翼車が配管内におかれた際に前記動翼が配管を流れる流体により回転する様になっている、
ことを特徴とする配管清掃装置。
【請求項９】
前記清掃部材の前記当接部材が、内壁を擦るブラシである、ことを特徴とする請求項７又は請求項８のうちのひとつに記載の配管清掃装置。
【請求項１０】
前記清掃部材の前記当接部材が、内壁を研摩又は研削するする研摩部材である、
ことを特徴とする請求項７又は請求項８のうちのひとつに記載の配管清掃装置。
【請求項１１】
前記清掃部材が、固定端を前記翼車に結合し自由端を当接部位に結合した撓み可能な撓み軸を有する、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項１０に記載の配管清掃装置。
【請求項１２】
前記翼車が、中心軸を前記軸心に一致させ前記紐状物に回転を拘束された固定軸と前記動翼を支持し該固定軸の回りを回転自在な回転筒とを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１に記載の配管清掃装置。
【請求項１３】
配管の内壁を清掃するための配管清掃方法であって、
請求項１乃至請求項１２に記載の配管清掃装置を準備する配管清掃装置準備工程と、
配管の一端から翼車を軸心の先端側を先にして挿入する翼車挿入工程と、
配管の他端から配管内の空気をバキュームにより吸い出す配管吸引工程と、
前記紐状部材を送ることによって前記翼車を配管内の長手方向に移動させる翼車移動工程と、
を備えることを特徴とする配管清掃方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管内の清掃、研磨または下地処理を行う配管清掃装置と、その配管清掃装置を用いた配管清掃方法に係る。特に配管清掃装置の構造に特徴のある配管清掃装置と、その配管清掃装置を用いた作業手順に特徴の有る配管清掃方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビル、マンション、各種プラント等には、種々の流体を運ぶために多量の配管が使用されている。これらの配管は、長期間使用するとその内面に錆や腐食が発生したり、堆積物が流路を狭めたりして、配管としての機能が低下し、ついには使用に耐えなくなる。機能の低下を防ぎ、あるいは、低下した機能を回復させるためには、定期的に配管の内面を清掃し、研磨し、下地処理し、再塗装する配管更生作業をすることが必要である。配管内面の清掃、研磨あるいは下地処理のためには、機械的に回転するブラシ等を挿入したり、吸引又は押圧工法により管内に気流を作り清掃・研磨用のピグをその気流に乗せて送りこむ等の各種の方法が実用化されている。
【０００３】
しかし、実際の配管の内面はまっすぐな円筒面ではなく、曲り、分岐、異形継ぎ手等があったり、補強の肉厚を確保するため部分的に内径を絞っている部分があったり、溶接の溶落ちや垂れ込みによる突起や計器の予備座のように凹部があったりして、複雑な形状をなしており、上述の従来の方法では隅々まで清掃・研磨し、あるいは、隅々まで均一な下地処理をすることは困難であった。清掃、研磨、下地処理が均一、かつ、十分に行われなければ、その上に施される塗装も強い付着力や均一性が得られず、配管更生の効果を十分に発揮することはできない。
【０００４】
複雑な形状の面の清掃、研磨や下地処理には、空気、ガスまたは液体に分散した砥粒を叩きつけるブラスト加工がより均一な効果を与えることで知られている。管内面の清掃や下地処理にも管内に気流を作りその気流に砥粒を分散させて飛ばすブラスト加工が一部で使用されている。しかし、砥粒を高速に加速するには気流そのものの速度を上げねばならず、そのためには高圧で空気を押し込む必要があるので、清掃や下地処理の対象管にその高圧により亀裂や漏れを引き起こす等の悪影響を与えたり、電力消費量が多いなどの不具合があるばかりでなく、単に管内を気流に乗って運ばれる砥粒は主に流線に沿って飛ぶので、清掃や下地処理の対象である管の内面とほぼ並行して走ることになり効果的に内面に衝突しがたいし、また、管の曲り部ではその曲りの外側に偏って流れて内側には衝突の確率が減ったり、管内面にある計器の予備座の凹部などは素通りしてしまうなど、複雑な流路の中で均一、かつ、十分な清掃、研磨または下地処理の効果を上げることが難しい。
【０００５】
そこで、発明者らは、特許第３３２１１５３号で開示したごとく、「流体の力により回転する翼車を清掃、研磨または下地処理の対象である管の中に挿入し、吸引工法により該管の中を流れる流体により回転せしめ、該流体に分散して送り込まれた砥粒を回転する翼によりはじき飛ばして該管の内面に叩きつけることによりその清掃、研磨または下地処理を行う清掃・研磨・下地処理装置であって、該翼車の直径が中心部から流体の上流側及び下流側に向かって小さくなっていること、該翼車の翼端に研磨刃を有していること、及び、該翼車の後流側に可撓継ぎ手を有する延長部を設けたことを特徴とする清掃・研磨・下地処理装置」を発案した。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３３２１１５３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の構造と工法により、「高速回転をする翼によりランダムにはじき飛ばすことにより、対象管の内面に向かってより鋭角に、高エネルギーの砥粒を効果的に衝突させることができ、たとえ、対象管の内面が複雑な形状をなしていても、均一、かつ、確実に砥粒を衝突させて、十分なブラスト効果を与えることができ、効率的に作業を進めることができる」という効果を奏する。
現場では、上述の構造と方法とをさらに改造、または改良して、作業性をより向上させた配管清掃装置と配管清掃方法を提供して欲しいという要請があった。
【０００８】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、従来の配管清掃装置と配管清掃方法とにかわって、配管の内壁の清掃、研磨または下地処理を、その対象である管に影響を与えることなく、均一に、効果的に、効率的に、かつ、経済的に行う装置及び方法を提供しようとする。
【０００９】
【課題を解決するための機構】
上記目的を達成するため、本発明に係る配管の内壁を清掃するための配管清掃装置を、所定の軸心の回りに回転可能な動翼を有する翼車と、前記翼車の前記軸心の後端側に配された案内部材と、前記翼車の前記軸心の後端側の部位と前記案内部材の先端部とを連結する屈曲自在な連結部材と、前記案内部材の後端部に先端を連結し後方に延びる紐状部材と、を備え、前記翼車が配管内におかれた際に前記動翼が配管を流れる流体により前記軸心の回りに回転する様になっている、ものとした。
【００１０】
上記本発明の構成により、翼車の動翼が所定の軸心の回りに回転可能であり、案内部材が前記翼車の前記軸心の後端側に配され、屈曲自在な連結部材が前記翼車の前記軸心の後端側の部位と前記案内部材の先端部とを連結し、後方に延びる紐状部材が前記案内部材の後端部に先端を連結し、前記翼車が配管内におかれた際に前記動翼が配管を流れる流体により前記軸心の回りに回転する様になっているので、前記翼車を流体の流れる配管内におき前記紐状物を引くと、前記翼車が配管内を後進する際に、前記案内部材が回転する動翼の配管内への引っ掛かりを抑制し、前記翼車の後進がスムースにできる。
【００１１】
さらに、本発明に係る配管清掃装置は、前記案内部材を先端部と後端部とを除いて包み込む包絡域である第二包絡域が前記翼車を前記軸心の先端側と後端側とを除いて包み込む包絡域である第一包絡域より小さいのが好ましい。
上記本発明の構成により、前記第二包絡域が前記第一包絡域より小さいので、前記翼車を配管内におき前記紐状物を送り又は引くと、前記翼車が配管内を前進または後進する際に、案内部材が配管内の流体の流れの抵抗を生じにくく、流体の流れが翼車の動翼を勢い良く回転させる。
【００１２】
さらに、本発明に係る配管清掃装置は、前記案内部材を先端部と後端部とを除いて包み込む包絡域である第二包絡域が、中央部から後端部へ移るに従いすぼまった形状を有するのが好ましい。
上記本発明の構成により、前記第二包絡域が、中央部から後端部へ移るに従いすぼまった形状を有するので、前記翼車を流体の流れる配管内におき、前記紐状物を引いて、前記翼車が配管内を後進する際に、前記案内部材が動翼の配管内への引っ掛かりにくく、前記翼車の後進がよりスムースにできる。
【００１３】
さらに、本発明に係る配管清掃装置は、前記案内部材が、前記先端部と前記後端部とを結ぶ軸である案内部材軸と該案内部材軸から周囲に突起した突起部材とを有するのが好ましい。
上記本発明の構成により、案内部材軸が、前記先端部と前記後端部とを結ぶ軸であり、突起部材が該案内部材軸から周囲に突起しているので、流体が案内部材軸と突起部材の隙間を流れて、案内部材の抵抗が少なく、流体の流れが翼車の動翼を勢い良く回転させる。
【００１４】
またさらに、本発明に係る配管清掃装置は、前記案内部材が、前記先端部と前記後端部とを結ぶ軸である案内部材軸と前記案内部材軸から周囲に突起し前記案内部材軸の長手軸に平行な面をもつ板状の突起部材とを有するのが好ましい。
上記本発明の構成により、案内部材軸が前記先端部と前記後端部とを結ぶ軸であり、前記突起部材が前記案内部材軸の長手軸に平行な面をもち突起した板材であるので、流体が案内部材軸と板状の突起部材の隙間を流れて、案内部材の抵抗が少なく、流体の流れが翼車の動翼を勢い良く回転させる。
【００１５】
さらに、本発明に係る配管清掃装置は、前記連結部材が、前記軸心の直交軸の回りに屈曲可能な機械軸継手であるのが好ましい。
上記本発明の構成により、前記機械軸継手が前記翼車と案内部材とを連結し、案内部材が翼車の軸心に対してスムースに首振り運動をすることができ、前記翼車を流体の流れる配管の曲りの箇所で前記紐状物を送り又は引くと、前記翼車が配管の曲りを前進又は後進する際に、前記案内部材と翼車が配管内をスムースに移動できる。
【００１６】
さらに、本発明に係る配管清掃装置は、内壁に接触可能な当接部材を有し前記動翼の回転に連動して回転する清掃部材を備えるのが好ましい。
上記本発明の構成により、前記動翼の回転に連動して回転する清掃部材が内壁に接触可能な当接部材を有するので、配管内で翼車が回転すると、清掃部材が翼車と一緒に供回りし、当接部材が壁面に接触する。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に係る配管の内壁を清掃するための配管清掃装置を、所定の軸心の回りに回転可能な動翼を有する翼車と、内壁に接触可能な当接部材を有し前記動翼の回転に連動して回転する清掃部材と、前記翼車の前記軸心の後端側の部位に連結し後方に延びる紐状部材と、を備え、前記翼車が配管内におかれた際に前記動翼が配管を流れる流体により回転する様になっている、ものとした。
【００１８】
上記本発明の構成により、翼車の動翼が所定の軸心の回りに回転可能であり、前記動翼の回転に連動して回転する清掃部材が内壁に接触可能な当接部材を有し、後方に延びる紐状部材が前記翼車の前記軸心の後端側の部位に連結し、前記翼車を配管内においた際に前記動翼が配管を流れる流体により前記軸心の回りに回転する様になっているので、前記翼車を流体の流れる配管内におき前記紐状物を送り又は引くと、前記翼車が配管内を前進又は後進する際に、配管内で翼車が回転し、清掃部材が翼車と一緒に供回りし、当接部材が壁面に接触する。
【００１９】
さらに、本発明に係る配管清掃装置は、前記清掃部材の前記当接部材が、内壁を擦るブラシであるのが好ましい。
上記本発明の構成により、前記当接部材が、内壁を擦るブラシであるので、翼車が配管内を前進または行進する際に、回転するブラシが配管内を清掃できる。
【００２０】
さらに、本発明に係る配管清掃装置は、前記清掃部材の前記当接部材が、内壁を研摩又は研削する研摩部材であるのが好ましい。
上記本発明の構成により、前記当接部材が、内壁を研摩又は研削する研摩部材であるので、翼車が配管内を前進または行進する際に、回転する研摩ブラシが配管内を研摩又は研削できる。
【００２１】
さらに、本発明に係る配管清掃装置は、前記清掃部材が、固定端を前記翼車に結合し自由端を当接部位を結合した撓み可能な撓み軸を有するのが好ましい。
上記本発明の構成により、撓み可能な撓み軸が固定端を前記翼車に結合し自由端を当接部位を結合するので、翼車が配管内を前進または行進する際に、撓み軸が撓んで当接部材を配管の内壁に押し付けることができる。
【００２２】
さらに、本発明に係る配管清掃装置は、前記翼車が、中心軸を前記軸心に一致させ前記紐状物に回転を拘束された固定軸と前記動翼を支持し該固定軸の回りを回転自在な回転筒とを有する、のが好ましい。
上記本発明の構成により、前記翼車の固定軸が前記紐状物に回転を固定され、前記動翼を支持する回転筒が固定軸の回りに回転するので、翼車が配管内を移動する際に、回転筒に支持された動翼が固定軸の回りをスムースに回転することができる。
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明に係る配管の内壁を清掃するための配管清掃方法を、上記に記載のうちの一つの配管清掃装置を準備する配管清掃装置準備工程と、配管の一端から翼車を軸心の先端側を先にして挿入する翼車挿入工程と、配管の他端から配管内の空気をバキュームにより吸い出す配管吸引工程と、前記紐状部材を送ることによって翼車を配管内の長手方向に移動させる翼車移動工程と、を備えるものとした。
【００２４】
上記本発明の構成により、配管清掃装置準備工程で上記に記載のうちの一つの配管清掃装置を準備し、翼車挿入工程で配管の一端から翼車を軸心の先端側を先にして挿入し、配管吸引工程で配管の他端から配管内の空気をバキュームにより吸い出し、翼車移動工程で前記紐状部材を配管の中に送ることによって翼車を配管内の長手方向に移動させるので、バキュームにより吸い出されて配管内を気体が流れ、前記紐状部材を送ることより、動翼が回転する翼車を配管内の長手方向に移動させることができ、配管の清掃作業の作業性が向上する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２６】
本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置を説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置の全体概念図である。図２は、本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置の一部側面図その１である。図３は、本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置の一部断面図である。図４は、本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置のＡ−Ａ矢視図である。図５は、本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置のＢ−Ｂ断面図である。
【００２７】
配管清掃装置２は、配管１の内壁を清掃するための装置であり、配管１に砥粒供給装置３と吸気装置４とを仮設した状態で用いられる。
最初に、配管１と砥粒供給装置３と吸気装置４とを概略説明する。
配管１は、配管清掃装置２が清掃しようとする配管であって、その経路中に曲り１ａ、分岐１ｂ、異径継手１ｃ、枝管１ｄ、１ｅ、及び計測の予備座１ｆを備える。  曲り１ａは、配管の経路が向きを変える箇所である。分岐１ｂは、配管の経路が枝分かれする箇所である。異径継手１ｃは、配管の経路中で配管の口径が変わる箇所である。枝管１ｄ、１ｅは、配管の経路中で主の経路から外れた経路である。計測の予備座１ｆは、配管１に設けられた計測のための小径の枝管である。
【００２８】
砥粒供給装置３は、配管１の中に砥粒６を供給する装置であり、砥粒ホッパー３ａと砥粒フィーダ３ｂと砥粒供給管３ｃとで構成される。砥粒ホッパー３ａは、砥粒６を貯留する装置である。砥粒フィーダ３ｂは、貯留ホッパー３ａの砥粒を砥粒供給管３ｃに送る装置である。砥粒供給管３ｃは、砥粒フィーダ３ｂから送られた砥粒６を配管１の管端１ｇに案内する管である。
【００２９】
吸気装置４は、配管１の管端１ｈから配管１内の気体を吸いだす装置であり、仮設管４ａと砥粒回収装置４ｂと真空ポンプ４ｃとで構成される。仮設管４ａは、配管１の管端１ｈに設けられ、仮に配管１と吸気装置とを連通する管である。砥粒回収装置４ｂは、仮設管４ａに繋がり、吸気した気体中の砥粒６を回収する装置である。真空ポンプ４ｃは、配管内の気体を吸いだす装置であり、通常容積式コンプレッサと真空タンクとでできている。
ここで、説明の便宜のために、吸気装置４により配管１にできた流体の流れの上流側を後方、流れの下流側を前方と呼ぶ。
【００３０】
配管清掃装置１は、配管の内壁を清掃するための装置であって、翼車１０と案内部材２０と連結部材３０とロープ（紐状部材に相当する。）４０と清掃部材５０とロープ送り装置６０とで構成される。
ロープ送り装置６０がロープ４０を繰り込んで配管の中から引き出し、または繰り出して配管の内部へ送り込む。そのロープ４０が、一体となった翼車１０と案内部材２０と連結部材３０と清掃部材５０とを配管１の内部で移動させる。
【００３１】
翼車１０は、配管１の内部を移動する器具であって、動翼１１と回転筒１２と固定軸１３と回転軸受１４とで構成される。
動翼１１は、所定の軸心Ｃの回りに回転可能な翼であって、回転筒１２に支持される。動翼１１は、軸心Ｃに所定の角度で交差する様に回転筒１２の外周に設けられた板材である。通常、複数の動翼１１が回転筒１２の外周に設けられる。翼車１０を軸心Ｃの先端側と後端側を除いて包み込む包絡域（第一包絡域Ｈ１と呼ぶ。）の外形が、中央部が大きく、先端側および後端側へ移るに従いすぼまった形状をする。
図２には、略球形の形状をした第一包絡域Ｈ１を有する４枚の動翼１１を持った翼車１０が示されている。
固定軸１３は、中心軸を軸心Ｃに一致させた軸であり、回転軸受１４を介して回転筒１２を軸心Ｃの回りに回転自在に支持する。
翼車１０を配管１の中に設置し、軸心Ｃが流体が流れる配管の長手方向に沿わせて固定軸１３の回転を拘束すると、配管の流体の流れが動翼１１が動かして、動翼１１と回転筒１２とが回転する。
固定軸１３が、後述するロープ４０により回転を拘束される。
【００３２】
案内部材２０は、翼車１０の軸心Ｃの後端側に配される部材である。
案内部材２０の先端部は、連結部材３０により翼車１０の軸心Ｃの後端側の部位１０ｒと連結している。
案内部材２０の後端部２０ｒが、ロープ４０の先端部と連結している。
案内部材２０を先端部２０ｆと後端部２０ｒとを除いて包み込む包絡域（第二包絡域Ｈ２と呼ぶ。）が、第一包絡域Ｈ１より小さいのが好ましい。
また、第二包絡域Ｈ２が、中央部から後端部２０ｒ及び前端部２０ｆへ移るに従いすぼまった形状を有するのが好ましい。
図２には、第一包絡域Ｈ１の外径よりも小さな外径を有する第二包絡域Ｈ２を持ち、翼車１０の固定軸１３の後端側に配された案内部材２０が示されている。この様にすると、ロープ４０が一体となった案内部材２０と連結部材３０と翼車４０とを配管１の中で引っ張り、一体となった案内部材２０と連結部材３０と翼車４０とが配管１の中を後方に移動する際に、翼車１０の動翼１１が配管２の内壁にある突起部や段差部に引っ掛かるのを防止できる。
【００３３】
案内部材２０が、先端部２０ｆと後端部２０ｒとを結ぶ軸である案内部材軸２１と案内部材軸２１から周囲に突起した突起部材２２とで構成されるのが好ましい。
また、案内部材２０が、先端部２０ｆと後端部２０ｒとを結ぶ軸である案内部材軸２１と、案内部材軸２１から周囲に突起して案内部材軸２１の長手軸に平行な面をもつ板状の突起部材２２とで構成されるのが好ましい。
この様にすると、一体となった案内部材２０と連結部材３０と翼車４０とが流体の流れる配管１の中を置かれた際に、案内部材２２が流体の流れを妨げる抵抗を生ぜす、流体の流れが翼車１０の動翼１１を勢い良く回転させることができる。
図３と図５には、長手軸である案内部材軸２１の長手方向に沿って外周に張り出した半円弧状の板材である突起部材２２ａが設けられた案内部材２０ａが示されている。
【００３４】
連結部材３０は、翼車１０の軸心Ｃの後端側の部位１０ｒと案内部材２０の先端部２０ｆとを連結する屈曲自在な部材である。
連結部材３０が、軸心Ｃの直交軸の回りに屈曲可能な機械軸継手であるのが好ましい。
この様にすると、翼車１０の軸心Ｃと案内部材２０の前後方向との交差する角度を任意に変化させることができ、一体となった案内部材２０と連結部材３０と翼車４０とが配管１の曲り１ａ、分岐１ｂ、異径継手１ｃ等をスムーズに移動することができる。
図３には、継手３１と継手３２とが十文字に直交する軸３３を介して連結された、いわゆるユニバーサルジョイント形式の連結部材３０が示されている。
【００３５】
ロープ（紐状部材に相当する）４０は、案内部材２０の後端部２０ｒの部位に連結し後方に延びる部材である。但し、案内部材２０を設けない場合は、ロープ（紐状部材に相当する）４０は、翼車１０の前記軸心Ｃの後端側の部位１０ｒに連結し後方に延びる部材である。ロープ４０は、例えば、鉄線をコイル状に巻いて造られたワイヤーである。この様にすると、鉄線の直径と材料、硬度とコイルピッチ直径を選択することで、最適なロープを選定することができる。
ロープ４０は、ロープ送り装置６０により繰り込みまたは繰り出される。ロープ４０は、ロール送り装置４０から配管１の内部へ送られ、配管１の経路を伝って案内部材２０の後端部２０ｒに連結する。
ロープ１０が、ロープ送り装置６０により繰り込まれると、一体となった案内部材２０と連結部材３０と翼車４０と清掃部材５０とが配管１の上流側へ後方移動する。
ロープ１０が、ロープ送り装置６０により繰り出されると、一体となった案内部材２０と連結部材３０と翼車４０と清掃部材５０とが配管１の下流側へ前方移動する。
【００３６】
清掃部材５０は、動翼１０の回転に連動して回転する部材であり、撓み軸５１と当接部材５２とで構成される。
撓み軸５１は、固定端を翼車１０の先端部１０ｆに結合し自由端を当接部材５２に結合した撓み可能な軸部材である。撓み軸５１は、例えば、鉄線をコイル状に巻いて造られたワイヤーである。
当接部材５２は、壁面に接触可能な部材であり、例えば、内壁を清掃するブラシ、または内壁を研摩又は研削する研摩部材であるのが好ましい。
図２には、固定端が翼車１０の回転筒１２の先端部１０ｆに軸を揃えて結合し、自由端を前方に延ばした撓み軸５１が示され、その撓み軸５１の先端に固定され、束になった無数のワイヤーが先方に延びたブラシである当接部材５２が示されている。
この様にすると、一体となった案内部材２０と連結部材３０と翼車４０と当接部材５０とを配管１の内部に置くと、当接部材５０が動翼１１の回転に伴って回転し、当接部材５２が遠心力で配管１の内壁に押し付けられつつ回転するので、配管１の内壁を清掃することができる。
【００３７】
ロープ送り装置６０は、ロープ４０を繰り込み、または繰り出す装置であり、ロープ巻き取り装置６１とサイドプーリー６２とで構成される。
ロープ巻き取り装置６１は、回転駆動されるドラムによりロープを巻き取る装置である。
サイドプーリー６２は、ロープ巻き取り装置６１から出たロープ４０を巻きかけて、ロープ４０の送りの向きを調整し、管端１ｇから配管の中へロープ４０を案内する。
【００３８】
次に、本発明の第二の実施形態に係る配管清掃装置を説明する。図６は、本発明の第二の実施形態に係る配管清掃装置の一部側面図その２である。
本発明の第二の実施形態に係る配管清掃装置は、第一の実施形態に係る配管清掃装置の他のバリエーションであり、案内部材２０が異なる。
同一の構造の説明を省略して、案内部材２０の構造のみを説明する。
案内部材２０ｂは、概略球形の中実部材である。連結部材３０が案内部材２０ｂの先端部２０ｆに連結し、ロープ４０が案内部材２０ｂの後端部３０ｒに連結する。
案内部材２０ｂの球の外径は、第一包絡域Ｈ１の外径よりも小さい。
【００３９】
次に、本発明の第三の実施形態に係る配管清掃装置を説明する。図７は、本発明の第三の実施形態に係る配管清掃装置の一部側面図その３である。
本発明の第三の実施形態に係る配管清掃装置は、第一の実施形態に係る配管清掃装置の他のバリエーションであり、清掃部材５０が異なる。
同一の構造の説明を省略して、清掃部材５０の構造のみを説明する。
清掃部材５０は、動翼１０の回転に連動して回転する部材であり、撓み軸５１と当接部材５２ｂとで構成される。
撓み軸５１は、固定端を翼車１０に結合し自由端を当接部材５２に結合した撓み可能な軸部材である。
当接部材５２は、壁面に接触可能な部材である。
撓み軸５１が、固定端を翼車１０の回転筒１２の先端部に軸を揃えて結合し、自由端を前方に延ばす。当接部材５２ｂが、配管１の内壁に先端をこする様に撓み軸５１に直交して中心部から全周囲へ延びた無数のワイヤーを束ねたブラシである。その当接部材５２ｂが、その撓み軸５１の先端に固定される。
【００４０】
次に、本発明の第四の実施形態に係る配管清掃装置を説明する。図８は、本発明の第四の実施形態に係る配管清掃装置の一部側面図その４である。
本発明の第四の実施形態に係る配管清掃装置は、第一の実施形態に係る配管清掃装置の他のバリエーションであり、清掃部材５０が異なる。
同一の構造の説明を省略して、清掃部材５０の構造のみを説明する。
清掃部材５０は、動翼１０の回転に連動して回転する部材であり、複数の当接部材５２ｃとで構成される。
当接部材５２は、壁面に接触可能な部材である。
当接部材５２ｂが、配管１の内壁に先端をこする様に外周側へ延びた無数のワイヤーを束ねたブラシである。その複数の当接部材５２ｂが、固定端を翼車１０の回転筒１２の周辺部に軸を配管の半径方向に揃えて結合している。
【００４１】
次に、本発明の第五の実施形態に係る配管清掃装置を説明する。図９は、本発明の第五の実施形態に係る配管清掃装置の一部側面図その５である。
本発明の第五の実施形態に係る配管清掃装置は、第一の実施形態に係る配管清掃装置の他のバリエーションであり、清掃部材５０が異なる。
同一の構造の説明を省略して、清掃部材５０ｄの構造のみを説明する。
清掃部材５０は、動翼１０の回転に連動して回転する部材であり、撓み軸５１と当接部材５２ｄとで構成される。
撓み軸５１は、固定端を翼車１０に結合し自由端を当接部材５２に結合した撓み可能な軸部材である。
当接部材５２ｄは、壁面に接触し壁面を研摩可能または研削可能な部材である。
撓み軸５１が、固定端を翼車１０の回転筒１２の先端部に軸を揃えて結合し、自由端を前方に延ばした。研摩部材５２ｄが、その撓み軸５１の先端に固定される。
【００４２】
次に、本発明の実施形態に係る配管清掃方法を説明する。
配管清掃方法は、配管の内壁を清掃するための方法であり、配管清掃装置準備工程と翼車挿入工程と配管吸引工程と翼車移動工程と砥粒供給工程とで構成される。
以下では、第一の実施形態に係る配管清掃装置を用いる場合を例にとり、説明する。
【００４３】
配管清掃装置準備工程は、上述の配管清掃装置を準備する工程である。
配管１の内径よりも僅かに小さな外径の球形をした第一包絡域Ｈ１をもつ翼車１０とその翼車１０に組み合わされて一式となった案内部材２０、連結部材３０、ロープ４０、製造部材５０、及びロープ送り装置６０を用意する。
さらに、配管１の清掃すべき経路を決定し、その経路から外れる枝管１ｄ、１ｅに盲蓋５をする。
砥粒供給装置３を、配管１の経路の一方の管端１ｇに設ける。
吸気装置４を、配管１の経路の他方の管端１ｈに設ける。
【００４４】
翼車挿入工程は、配管の一端から翼車を挿入する工程である。
清掃部材５０を先頭にして、一体となった翼車１０、案内部材２０、連結部材３０、及び清掃部材５０を管端１ｇから配管へ挿入する。
【００４５】
配管吸引工程は、配管１の他方の管端１ｈから配管内の空気をバキュームにより吸い出す工程である。
吸気装置４の真空ポンプ４ｃを作動すると、配管の一方の管端１ｇから他方の管端１ｈに向かい、配管１のなかに流体（気体）の流れが生じる。
【００４６】
翼車移動工程は、ロープ４０を配管１の中に送ることによって翼車１０を配管内の長手方向に移動させる工程である。
ロープ送り装置６０によって、ロープ４０を繰り出しで、配管１のなかにロープを送る。
配管１の内部に流体の流れによって、翼車１０の動翼１１が回転する。
吸気装置４により配管１の内部を吸気する形式を採用しているので、翼車１０の前方の経路にながれる流体の密度が小さく、翼車１０から他方の管端１ｈまでの圧力損失が小さくなり、翼車１０の下流側の端部での圧力を十分に小さな値（例えば、２００ｍｍＨｇから５００ｍｍＨｇ）に維持できる。
また、翼車１０の後方の経路を流れる気体の圧力は概略１気圧であるので、気体の密度も１気圧に相当する値であり、一方の管端１ｇから翼車１０までの配管の経路での圧力損失が小さい。
一般に行われる配管の上流側から高圧空気を流す形式に比べ、配管の経路での圧力損失とそれにともなうエネルギー損失が小さく、少ない動力で翼車１０の前後の圧力を十分な値に維持できる。従って、吸引式を用いると、数Ｋｍの長さの配管の経路であっても、翼車１０を送ることができる。
また、吸気装置により配管１の内部を吸気する形式を採用しているので、配管に漏れがあっても、配管内の汚れが配管の外に吹きだすことがない。
また、一般に行われる配管の上流側から高圧空気を流す形式の様に、高圧ガスにより配管を損傷させる恐れがない。
【００４７】
清掃部材５０が、翼車１０と共に回転し、当接部材５２のブラシが配管の内壁に溜まった汚れをかき落とす。
さらに、砥粒供給装置３が、砥粒５を配管１に送る。配管１を流れてきた砥粒５は、翼車１０の動翼１１に当たって回転し、遠心力により内壁に勢いよく当たる。砥粒１が配管１の内壁に溜まった汚れをかき落とす。
かき落とされた汚れは、流体の流れにのって吸気装置４へ吸い込まれる。
【００４８】
ロープ送り装置６０がロープ４０を繰り出して、ロープ４０を一定の速度で配管の中に送ることで、翼車１０を配管１の経路の一方の管端１ｇから他方の管端１ｈまで所定の速度で移動させることがでる。翼車１０が他方の管端１ｈに到達すると、配管１の内部の清掃が完了する。
翼車１０の動翼１１は勢い良く回転し、動翼の先端部が配管内の突起部や段差部から逃げる方向に回転する。翼車１０が配管１の経路の一方の管端１ｇから他方の管端１ｈまで一定の速度で移動する際に、翼車１０が配管１の内壁に引っ掛かることがほとんどない。
【００４９】
次に、翼車１０を配管１から回収する。
図１０は、本発明の実施形態に係る配管清掃方法の作用図である。
ロープ送り装置がロープ４０を繰り込んで、ロープ４０を一定の速度で配管の外に引きだすことで、翼車１０を配管１の経路の他方の管端１ｈから一方の管端１ｇまで一定の速度で移動させることができ。
翼車１０の動翼１１は勢い良く回転し、動翼の後端部が配管内の突起部や段差部にぶつかる方向に回転する。案内部材２０が翼車１０の後方に配置され、連結部材が案内部材２０の前後軸と翼車２０の軸心が任意の角度で交差する様にするので、動翼１１の後端部が配管内の突起部や段差部にぶつかることがない。したがって、翼車１０が配管１の経路の他方の管端１ｈから一方の管端１ｇまで一定の速度で移動する際に、翼車１０が配管１の内壁に引っ掛かることがほとんどない。
図１０は、案内部材２０がロープ４０に後方に引っ張られながら、翼車２０を配管１の曲り１ａの中を後方に案内し、連結部材３０が、案内部材２０の前後軸と翼車１０の軸心Ｃを任意の角度に交差させている様子を示している。
【００５０】
上述の実施形態の配管清掃装置とそれを持ちた配管清掃方法を用いれば、ロープで引っ張られる案内部材と翼車を連結部材で繋いだので、一体となった案内部材と翼車と清掃部材とを配管内をスムースに移動させることができる。
また、案内部材の第二包絡域の外径を略球形としたので、一体となった案内部材と翼車と清掃部材とが配管内をスムースに後進できる。
また、案内部材の第二包絡域を翼車の第一包絡域よりも小さくしたので、案内部材が配管の中を流れる流体の抵抗を生じさせず、翼車が勢い良く回る。
また、案内部材を案内部材軸に板状の突起部材を軸心に沿って取付けた構造としたので、案内部材が配管の中を流れる流体の抵抗を生じさせず、翼車がさらに勢い良く回る。
また、案内部材を第一包絡域の大きさより小さな外径の球としたので、案内部材が配管の中を流れる流体の抵抗を生じさせず、翼車がさらに勢い良く回る。
【００５１】
一方、上述の実施形態の配管清掃装置とそれを持ちた配管清掃方法を用いれば、翼車の先端側に動翼と連動して回転する清掃部材を設けたので、清掃部材により配管の内壁を清掃できる。
また、清掃部材の先端に撓み軸の長手方向に沿って延びた多数のワイヤーを束ねたブラシを付けたので、清掃部材の回転の遠心力によってワイヤーが配管の壁面に押し付けられて、配管を清掃できる。
また、清掃部材の先端に撓み軸に直交して前周囲に延びた多数のワイヤーを束ねたブラシを付けたので、清掃部材の回転によって配管の壁面をワイヤーの先端が擦って、配管を清掃できる。
また、翼車の先端部に軸心の交差して四方に延びた束ねたワイヤーを付けたので、翼車の回転に同期して配管の壁面をワイヤーの先端が擦って、配管を清掃できる。
また、また、清掃部材の先端に研削部材を付けたので、清掃部材の回転の遠心力によって研削部材が配管の壁面に押し付けられて、配管を研削または研摩して清掃できる。
【００５２】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
軸心とは、仮想の軸心を意味し、特に現実の軸の中心軸心に限定されない。
ロープと案内部材と連結部材と翼車と清掃部材とが連なった構造を例にとり説明したがこれに限定されず、例えば、ロープと案内部材と連結部材と翼車とが連なった構造でもよいし、ロープと連結部材と翼車と清掃部材とが連なった構造でもよい。
また、案内部材の材質について特に述べていないが、鉄、ステンレス等の金属でも、樹脂等の材質で製作されていても良い。
また、案内部材を２つのバリエーションで説明したが、これに限定されず、他の形式でもよい。
また、第一包絡域の形状を球である場合を例に説明したがこれに限定されず、細長い球形でも、多角形でもよい。
また、第二包絡域の形状を球である場合を例に説明したがこれに限定されず、細長い球形でも、多角形でもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の配管清掃装置は、その構成により、以下の効果を有する。
紐状部材に連結した案内部材と翼車とを連結部材で結合したので、前記翼車を流体の流れる配管内におき前記紐状物を引くと、前記翼車が配管内を後進する際に、前記案内部材が回転する動翼の配管内への引っ掛かりを抑制し、前記翼車の後進がスムースにできる。
また、第二包絡域が第一包絡域より小さいので、前記翼車を配管内におき前記紐状物を送り又は引くと、前記翼車が配管内を前進または後進する際に、案内部材が配管内の流体の流れの抵抗になりにくく、流体の流れが翼車の動翼を勢い良く回転させる。
また、第二包絡域が、中央部から後端部へ移るに従いすぼまった形状を有するので、前記翼車を流体の流れる配管内におき、前記紐状物を引いて、前記翼車が配管内を後進する際に、前記案内部材が動翼の配管内への引っ掛かりにくく、前記翼車の後進がよりスムースにできる。
また、案内部材の突起部材が該案内部材軸から周囲に突起した形状としたので、前記翼車が配管内を前進または後進する際に、流体が案内部材軸と突起部材の隙間を流れて、案内部材の抵抗が少なく、流体の流れが翼車の動翼を勢い良く回転させる。
また、案内部材が前記案内部材軸の長手軸に平行な面をもつ板材であるので、前記翼車が配管内を前進または後進する際に、流体が案内部材軸と板状の突起部材の隙間を流れて、案内部材の抵抗が少なく、流体の流れが翼車の動翼を勢い良く回転させる。
また、機械軸継手が前記翼車と案内部材を連結し、案内部材が翼車の軸心に対してスムースに首振り運動をすることができ、特に前記翼車を流体の流れる配管の曲りに置いて前記紐状物を引くと、前記翼車が配管の曲りを後進する際に、前記案内部材が回転する動翼の配管の曲り部内への引っ掛かりを抑制し、前記翼車の後進がスムースにできる。
また、前記翼車を流体の流れる配管内におき前記紐状物を配管内へ送り又は引くと、前記翼車が配管内を前進又は後進する際に、配管内で翼車が回転し、清掃部材が翼車と一緒に供回りし、当接部材が壁面に接触する。
【００５４】
一方、以上説明したように本発明の配管清掃装置は、その構成により、以下の効果を有する。
また、前記当接部材が、内壁を清掃するブラシであるので、翼車が配管内を前進または行進する際に、回転するブラシが配管内を清掃する。
また、前記当接部材が、内壁を研摩する研摩部材であるので、翼車が配管内を前進または行進する際に、回転する研摩ブラシが配管内を研摩する。
また、撓み可能な撓み軸が固定端を前記翼車に結合し自由端を当接部位を結合するので、翼車が配管内を前進または行進する際に、撓み軸が撓んで当接部位を配管の内壁に押し付けることができる。
また、前記翼車の固定軸が前記紐状物に回転を固定され、前記動翼を支持する回転筒が固定軸の回りに回転するので、翼車が配管内を移動する際に、回転筒に支持された動翼が固定軸の回りをスムースに回転することができる。
また、上述の配管清掃装置を配管内に設置して、配管内にバキュームにより気体を流すので、前記紐状部材を送ることより、動翼が回転する翼車を配管内の長手方向に移動させることができ、配管の清掃作業の作業性が向上する。
従って、複雑な形状の配管の内壁を清掃、研磨または下地処理を、その対象である管に影響を与えることなく、均一に、効果的に、効率的に、かつ、経済的に行う装置及び方法を提供できる。
【００５５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置の全体概念図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置の一部側面図その１である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置の一部断面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】本発明の第一の実施形態に係る配管清掃装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係る配管清掃装置の一部側面図その２である。
【図７】本発明の第三の実施形態に係る配管清掃装置の一部側面図その３である。
【図８】本発明の第四の実施形態に係る配管清掃装置の一部側面図その４である。
【図９】本発明の第五の実施形態に係る配管清掃装置の一部側面図その５である。
【図１０】本発明の実施形態に係る配管清掃方法の作用図である。
【符号の説明】
Ｃ    軸心
１    配管
１ａ  曲り
１ｂ  分岐
１ｃ  異径継手
１ｄ  枝管
１ｅ  枝管
１ｆ  計測の予備座
１ｇ  一方側の管端
１ｈ  他方側の管端
２    配管清掃装置
３    砥粒供給装置
３ａ  砥粒ホッパー
３ｂ  砥粒フィーダ
３ｃ  砥粒供給管
４    吸気装置
４ａ  仮設管
４ｂ  砥粒回収装置
４ｃ  真空ポンプ
１０    翼車
１０ｆ  先端側の部位
１０ｒ  後端側の部位
１１    動翼
１２    回転筒
１３    固定軸
１４    回転軸受
２０    案内部材
２０ａ  案内部材
２０ｂ  案内部材
２０ｆ  先端部
２０ｒ  後端部
２１    案内部材軸
２２ａ  突起部材
３０    連結部材
３１    継手
３２    継手
３３    軸
４０    ロープ（紐状部材）
５０    清掃部材
５０ａ  清掃部材
５０ｂ  清掃部材
５０ｃ  清掃部材
５０ｄ  清掃部材
５１    撓み軸
５２    当接部材
５２ａ  当接部材
５２ｂ  当接部材
５２ｃ  当接部材
５２ｄ  当接部材
【図１】
2004167434.tif 000003
【図２】
2004167434.tif 000004
【図３】
2004167434.tif 000005
【図４】
2004167434.tif 000006
【図５】
2004167434.tif 000007
【図６】
2004167434.tif 000008
【図７】
2004167434.tif 000009
【図８】
2004167434.tif 000010
【図９】
2004167434.tif 000011
【図１０】
2004167434.tif 000012