(57)【要約】【課題】内壁に沈降硬化物が固着した配管を現場にて容易に清掃することのできる方法と、清掃時に使用される配管内沈降硬化物の斫り装置を提供する。【解決手段】清掃する排水管１０の後端部の管Ｚにバキュームポンプ２０を取付けるとともに、前方側に複数のエア抜き孔３１ｐが設けられたシリンダ３１と、このシリンダ３１内に摺動自在に配置されたピストン３２と、このピストン３２の前方側に配置された、外周部にその先端が排水管１０の内壁に当接する複数の翼部３３ｚを備えた斫り部材３３と、上記シリンダ３１の後方側に取付けられたゴムパッキン３４とを備えた斫り装置３０を、上記排水管１０内に投入し、コンプレッサー４０により、上記管Ａから上記排水管１０内に圧縮空気を送って上記斫り装置３０を摺動させて配管内の沈降硬化物を斫り壊し、その斫りガラを上記バキュームポンプ２０にて吸引し、これを上記管Ｆの後段に介挿された回収タンク５０に回収するようにした。【選択図】        図１
2004298794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
清掃する配管の一方の端部に吸引装置を取付けるとともに、上記配管の他端側の管内に、配管の内壁側に突出する複数の翼部を備えた斫り装置を配置し、上記他端側の管から上記配管内に圧縮空気を送って上記斫り装置を摺動させて配管内の沈降硬化物を斫り壊し、その斫りガラを上記吸引装置にて吸引して上記配管外へ排出するようにしたことを特徴とする配管内の清掃方法。
【請求項２】
上記配管の他端側の管から所定距離離れた位置に回収タンクを介挿し、上記吸引された斫りガラを回収するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の配管内の清掃方法。
【請求項３】
上記回収タンクの長さを、上記配管を構成する管の長さと同じ長さとしたことを特徴とする請求項２に記載の配管内の清掃方法。
【請求項４】
上記回収タンクの斫り装置側に、上記配管の通路を開閉するための開閉弁を設けたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の配管内の清掃方法。
【請求項５】
上記回収タンクに上記圧縮空気を大気側に放出するためのエアー放出弁を設けたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の配管内の清掃方法。
【請求項６】
筒状体と、この筒状体内を摺動するピストンと、このピストンの先端側に配置された、上記筒状体の開口部から突出する、外周部に複数の翼部を備えた斫り部材と、上記筒状体の上記斫り部材とは反対側の外周側に設けられた、清掃すべき配管の内壁に当接するパッキンとを備えたことを特徴とする配管内沈降硬化物の斫り装置。
【請求項７】
上記パッキンを、弾性を有する部材から構成したことを特徴とする請求項６に記載の配管内沈降硬化物の斫り装置。
【請求項８】
上記筒状体の先端側に、上記筒状体の中空部に連通するエア抜き孔を設けたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の配管内沈降硬化物の斫り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水管などの配管内に沈降して硬化した沈降硬化物を取り除いて上記配管内を清掃する方法と、清掃時に使用される配管内沈降硬化物の斫り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールド工法を施工する際には、シールド機の前面に取付けられたカッターで切羽を掘削し、トンネルを構築していく。そして、その際に発生する排水等を、排水管を介して、バキュームポンプにて吸引・排水するようにしている。このとき、上記排水管内にはモルタル分等が沈降硬化した塊（沈降硬化物）が固着することから、長時間使用していると、排水管閉鎖などトラブルを引き起こしてしまい、このため、排水管取替え処理が実施されていた。また、排水管閉鎖まで至らなくても排水効率が低下し、全体の作業効率を低下させていた。そこで、上記沈降硬化物が固着した排水管を、トラブル時はもとより、定期的に新しい排水管と交換するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記排水管は、通常、配管業者に返納されるが、その際、上記沈降硬化物が固着した排水管を別途設けられた清掃施設に運搬して洗浄するなどして清掃した後に引き渡すようにしている。そのため、配管清掃費が発生し、工事費のコストアップになっていた。
また、上記排水管を現場にて清掃することができれば、排水管を効率よく使用することができるとともに、配管清掃費の発生もないが、その有効な方法については、出願人の知る限りでは提案されてはいなかった。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、内壁に沈降硬化物が固着した配管を現場にて容易に清掃することのできる方法と、清掃時に使用される配管内沈降硬化物の斫り装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、内壁に沈降硬化物が固着された配管内の清掃方法であって、清掃する配管の一方の端部に吸引装置を取付けるとともに、上記配管の他端側の管内に、配管の内壁側に突出する複数の翼部を備えた斫り装置を配置し、上記他端側の管から上記配管内に圧縮空気を送って上記斫り装置を摺動させて配管内の沈降硬化物を斫り壊し、その斫りガラを上記吸引装置にて吸引して上記配管外へ排出するようにしたことを特徴とするものである。これにより、現場にて、沈降硬化物が固着した配管内を容易に清掃することが可能となる。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の配管内の清掃方法において、上記配管の他端側の管から所定距離離れた位置に、回収タンクを介挿し、上記吸引された斫りガラを、上記配管の途中から回収するようにしたことを特徴とする。これにより、斫りガラを配管の端部まで吸引することなく回収することができるので、斫りガラの回収を効率よく行うことが可能となる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の配管内の清掃方法において、上記回収タンクの長さを、上記配管を構成する管の長さと同じ長さとしたことを特徴とするもので、これにより、短管等の接続用調整部材を用いることなく、上記配管に回収タンクを介挿させることが可能となる。
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の配管内の清掃方法において、清掃途中で回収タンクが満杯近くになった時に、回収作業を中断できるように、上記回収タンクの斫り装置側に、上記配管の通路を開閉するための開閉弁を設けたものである。
請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれかに記載の配管内の清掃方法において、配管の回収タンクまでの清掃が終了した時点で上記斫り装置が回収タンクに収納されるように、上記回収タンクに上記圧縮空気を大気側に放出するためのエアー放出弁を設けたものである。
【０００７】
また、請求項６に記載の発明は、配管内の沈降硬化物を斫り壊すための配管内沈降硬化物の斫り装置であって、筒状体と、この筒状体内を摺動するピストンと、このピストンの先端側に配置された、上記筒状体の開口部から突出する、外周部に複数の翼部を備えた斫り部材と、上記筒状体の上記斫り部材とは反対側に設けられた、清掃すべき配管の内壁に当接するパッキンとを備えたことを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の配管内沈降硬化物の斫り装置において、上記パッキンを、ゴムあるいは樹脂等の弾性を有する部材から構成したものである。
請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載の配管内沈降硬化物の斫り装置において、上記筒状体の先端側に、上記筒状体の中空部に連通するエア抜き孔を設けたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本実施の形態に係る配管内の清掃方法を示す図で、図２は、本発明による配管内沈降硬化物の斫り装置（以下、斫り装置という）３０の一構成例を示す断面図である。各図において、１０は管Ａ〜管Ｚを接続してなる排水管、２０は連結サクションホース２１を介して上記排水管１０の一方の端部に位置する管Ｚに接続される、上記排水管１０の内部を吸引するためのバキュームポンプ、３０は上記排水管１０の他端側の管Ａ内に配置され、上記排水管１０の内壁側に固着した沈降硬化物を斫り壊す配管内沈降硬化物の斫り装置（以下、斫り装置という）、４０は上記管Ａに接続され、上記排水管１０内に圧縮空気を圧送するコンプレッサー、５０は上記排水管１０の中間部の管Ｆと管Ｈとの間に介挿され、上記斫り装置３０で斫り壊されバキュームポンプ２０により上記管Ｚ方向に吸引される斫りガラを回収する回収タンクである。
なお、以下、便宜上、上記管Ａ側を排水管１０の前段側、上記管Ｚ側を排水管１０の後段側と呼ぶ。また、上記斫り装置３０は前段側の管Ａから後段側の管Ｚ方向に移動するので、上記管Ｚ側を斫り装置３０の前方側、上記管Ａ側を後方側と呼ぶ。
【０００９】
上記斫り装置３０は、図２（ａ），（ｂ）にも示すように、前方側に複数のエア抜き孔３１ｐが設けられたシリンダ３１と、このシリンダ３１内に摺動自在に配置されたピストン３２と、このピストン３２の前方側に配置され、上記シリンダ３１の前方側の開口部から前方側に突出し、上記排気管１０内の沈降硬化物を斫る斫り部材３３と、上記シリンダ３１の後方側に取付けられた、その先端が排水管１０の内壁に当接するゴムパッキン３４とを備えている。
上記斫り部材３３は、詳細には、上記ピストン３２の前方側に取付けられた棒状のアーム部３３ａと、このアーム部３３ａにブロック状の接続部材３３ｂを介して取付けられた、外周部にその先端が排水管１０の内壁に当接する複数の翼部３３ｚを備えた斫り部３３ｃとを備えている。なお、図２（ａ），（ｂ）では、図を簡明化するため、斫り部材３３を互いに直交する４枚の翼部３３ｚを３段に配置した構成としたが、上記翼部３３ｚの形状・枚数及び各翼部３３ｚのなす角度などはこれに限るものではなく、排水管１０の内径や沈降硬化物の種類・量等により適宜決定されるものである。このとき、各段での翼部３３ｚ同士のなす角度を、例えば、４枚翼を３段に配置した構成の場合ならば、上記角度を３０°とするなど、互いにずらすことが望ましい。
上記ゴムパッキン３４は、上記シリンダ３１の中空部３１ｓに連通する貫通孔３５ｓを有するナット３５の外周側に取付けられた傘状の部材で、上記ナット３５のネジ部３５ｍを上記シリンダ３１の後方側の端部に設けられたネジ部３１ｍに螺入することにより、上記ゴムパッキン３４を上記シリンダ３１に取付けられる。このとき、上記ゴムパッキン３４の外径としては、後述する圧縮空気による変形を考慮して、上記排水管１０の内径よりもやや大きめにしておくことが望ましい。
【００１０】
また、上記回収タンク５０は、介挿する箇所の前段の管Ｆ側に接続される導入管５１と、この導入管５１の通路に設けられ、上記排水管１０の通路を開閉するためのストップバルブ５１Ｖと、回収タンク５０の容器５２内に圧縮空気が導入された時にその圧力で開放されるエア放出弁５３Ｖと、上記容器５２内に到達した斫りガラを収納する回収ユニット５４とを備えたもので、本例では、上記導入管５１を含む回収タンク５０の全長Ｌが、上記排水管１０を構成する管Ａ〜管Ｚの長さＬと同じ長さになるように設定している。したがって、例えば、排水管１０の管Ａ〜管Ｆまでの清掃を行う場合には、上記管Ｆの後段に接続されている管Ｇを外し、この管Ｇの代わりに上記回収タンク５０を上記管Ｆと上記管Ｇの後段の管Ｈとの間に介挿すれば、短管等の接続用調整部材を用いることなく、上記排水管１０の任意の位置に上記回収タンク５０を介挿させることができる。
なお、このとき、上記斫り装置３０の投入位置と上記回収タンク５０との距離、すなわち、清掃する配管の長さとしては、１００〜２００ｍとすることが好ましい。
【００１１】
次に、図３に示すような、シールド掘進機７０により掘削された土砂を含む泥水を排出するための排水管１０を現場である坑内８０にて清掃する方法について、図１〜図５を参照して説明する。
まず、排水管１０の最前段の管Ａからシールド掘進機７０の図示しない排泥口に取付けられた排泥用ホース７１を取り外し、上記管Ａ内に斫り装置３０を設置する。次に、上記管Ａの開口部に接続蓋４１を取付け、この接続蓋４１のエア導入パイプ４１ａにコンプレッサー４０からの高圧ホース４２を接続する。また、この作業と並行して、清掃を行う管のうちの最終段に位置する管（ここでは、Ｆ管とする）の後段に接続されている管Ｇを取り外し、この管Ｇの代わりに回収タンク５０を上記管Ｆと上記管Ｇの後段の管Ｈとの間に介挿させる。これにより、清掃のための接続作業が完了する。上述したように、上記回収タンク５０の長さは取り外した管Ｇの長さと同じであるので、上記管Ｈよりも後段の管、及び、立坑８１内に設置された、上記排水管１０内の泥水を吸引するためのバキュームポンプ２０と、このバキュームポンプ２０と上記排水管１０の最後段の管Ｚとを接続する連結サクションホース２１と、についてはそのままの状態でよい。
【００１２】
上記接続作業が終了した段階でバキュームポンプ２０を稼動させ、最後段の管Ｚ方向から排水管１０内を吸引するとともに、コンプレッサー４０のバルブ４０Ｖを開放して最前段の管Ａから上記排水管１０内に、例えば、５．５〜７．０ｋｇ／ｍｍ２の圧縮空気を導入する。
斫り装置３０は、上記導入された圧縮空気により、図４（ａ）に示すように、前方（管Ｂ方向）へ押し出される。それと同時に、ナット３５に設けられた貫通孔３５ｓを介して、シリンダ３１の中空部３１ｓに上記圧縮空気が導入され、ピストン３２を前方へ押し出すので、斫り部材３３は上記シリンダ３１の開口部から管Ｂ方向へ更に押し出され、斫り部材３３の翼部３３ｚが管Ａの内壁に固着している沈降硬化物１０Ｚの塊に激しく衝突する。これにより、上記沈降硬化物１０Ｚは斫り壊されて多数の細かな斫りガラ１０ｚが発生する。この斫りガラ１０ｚは上記バキュームポンプ２０の吸引により排気管１０内に発生した負圧により上記管Ｚ方向に吸引される。
上記沈降硬化物１０Ｚが強く固着している場合には、図４（ｂ）に示すように、上記斫り部材３３が後方に押し返されピストン３２の前方側の空気の圧力が上昇するが、本例では、上記シリンダ３１に設けられた複数のエア抜き孔３１ｐから上記前方側の空気がシリンダ３１外部へと排出されるので、ピストン３２の斫り部材３３側の圧力は急激に減少し、図４（ｃ）に示すように、上記斫り部材３３は上記圧縮空気の圧力により、シリンダ３１の開口部から管Ｂ方向へ再度押し出され、沈降硬化物１０Ｚの塊に衝突する。
このように、斫り装置３０の管Ｂ方向への摺動に伴う上記斫り部材３３によるエアハンマーの作用により、上記沈降硬化物１０Ｚは上記斫り部材３３の翼部３３ｚと衝突して次々と斫り壊されて斫りガラ１０ｚとなり、上記管Ｚ方向（回収タンク５０方向）に吸引される。
また、本例では、斫り装置３０のパッキンを、弾性を有するゴムパッキン３４から構成しているので、圧縮空気の導入側と吸引側とを確実に分離することができる。すなわち、圧縮空気の導入により、上記ゴムパッキン３４は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、排水管１０の内壁側に押付けられるように変形するので、圧縮空気が斫り装置３０の前方側に漏れることがない。したがって、斫り装置３０を効率よく、管Ｂの方向へ摺動させることができる。
【００１３】
上記バキュームポンプ２０により管Ｚ方向に吸引された斫りガラ１０ｚは、その途中で、回収タンク５０に捕獲され、回収ユニット５４に蓄積される。なお、上記斫り装置３０は、上記圧縮空気により管Ａから管Ｆまで移動した後、回収タンク５０に回収される。
このようにして、排水管１０の管Ａから管Ｆまでの清掃が完了すると、次に、回収タンク５０と上記管Ｆとを取り外して上記取り外してあった管Ｇを取付け、上記管Ｇに斫り装置３０をセットするとともに、上記管Ｇに接続蓋４１を取付け、コンプレッサー４０からの高圧ホース４２を接続する。また、上記管Ｇの後段の、次に清掃を行う管のうちの最終段に位置する管（例えば、管Ｍ）の後段の管を取り外し、そこに上記回収タンク５０を介挿させ、上記管Ａ〜管Ｆの場合と同様に、管Ｇ〜管Ｍの清掃を行う。以上の作業を繰り返すことにより、現場にて排水管１０の全ての管（管Ａ〜管Ｚ）の清掃を行うことができる。
【００１４】
ところで、沈降硬化物１０Ｚが少ない場合や、その固着強度が弱い時などは、上記斫り装置３０が圧縮空気の勢いで後段の管Ｈの位置以上の後方に移動してしまい、回収タンク５０に回収されない恐れがあるので、本例では、回収タンク５０の容器５２内に圧縮空気が導入された時にその圧力で開放されるエア放出弁５３Ｖを設け、上記圧縮空気を回収タンク５０の容器５２内から排出するようにしている。また、上記エア放出弁５３Ｖは、斫り装置３０が回収タンク５０まで到達した時点で上記斫り装置３０後方に蓄積された圧縮空気を瞬時に大気側に放出する安全弁としての機能も兼ね備えている。なお、このとき、上記エア放出弁５３Ｖの作動に連動して、コンプレッサー４０のバルブ４０Ｖを閉鎖するように制御することが好ましい。
また、排水管１０内の沈降硬化物１０Ｚが多い場合には、斫り装置３０が管Ｆまで到達しないうちに上記回収ユニット５４が満杯になることも考えられるが、本例では、回収タンク５０の上記排水管１０の通路を開閉するためのストップバルブ５１Ｖを設けているので、回収ユニット５４に蓄積された斫りガラ１０ｚが所定量に達した場合には上記ストップバルブ５１Ｖを閉鎖し、回収ユニット５４の交換後、上記ストップバルブ５１Ｖを開放して再び斫りガラ１０ｚを回収することができる。これにより、排水管１０内の蓄積された沈降硬化物１０Ｚが多い場合にも十分対応することができる。
【００１５】
このように、本実施の形態では、清掃する排水管１０の後端部の管Ｚにバキュームポンプ２０を取付けるとともに、前方側に複数のエア抜き孔３１ｐが設けられたシリンダ３１と、このシリンダ３１内に摺動自在に配置されたピストン３２と、このピストン３２の前方側に取付けられた棒状のアーム部３３ａ及び上記アーム部３３ａにブロック状の接続部材３３ｂを介して取付けられ、外周部にその先端が排水管１０の内壁に当接する複数の翼部３３ｚを備えた斫り部３３ｃとから成る斫り部材３３と、上記シリンダ３１の後方側に取付けられた、その先端が排水管１０の内壁に当接するゴムパッキン３４とを備えた斫り装置３０を、上記排水管１０の清掃すべき管Ａ〜管Ｆの最前段の管Ａ内に投入し、コンプレッサー４０により、上記管Ａから上記排水管１０内に圧縮空気を送って上記斫り装置３０を摺動させて配管内の沈降硬化物を斫り壊し、その斫りガラを上記バキュームポンプ２０にて吸引し、これを上記管Ｆの後段に介挿された回収タンク５０に回収するようにしたので、沈降硬化物が固着した排水管１０を容易に清掃することができる。したがって、現場にて、排水管１０を効率よく使用することができるとともに、配管清掃費を大幅に低減することができる。また、上記斫り装置３０は再使用ができるので、更なるコストダウンを実現することができる。
【００１６】
なお、上記実施の形態では、シールド掘進機７０の排水管１０を清掃する方法について説明したが、これに限るものではなく、本発明は、様々な配管内の固着物の除去に適応することができる。
また、上記例では、現場（坑内８０）にて排水管１０の清掃作業を行ったが、排水管１０を現場とは別の箇所に運搬して清掃してもよい。すなわち、本発明による清掃は従来の清掃施設における洗浄作業に比べて設備も少なく作業も容易であるので、運搬費用が発生しても、配管清掃費を大幅に低減することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内壁に沈降硬化物が固着された配管内を清掃する際に、清掃する配管の一方の端部に吸引装置を取付けるとともに、上記配管の他端側の管内に、配管の内壁側に突出する複数の翼部を備えた斫り装置を配置し、上記他端側の管から上記配管内に圧縮空気を送って上記斫り装置を摺動させて配管内の沈降硬化物を斫り壊し、その斫りガラを上記吸引装置にて吸引して上記配管外へ排出するようにしたので、現場にて、沈降硬化物が固着した配管内を容易に清掃することができる。これにより、作業効率を向上させることができるとともに、配管清掃費を大幅に低減することができる。
また、上記斫り装置を、筒状体と、この筒状体内を摺動するピストンと、このピストンの先端側に配置された、上記筒状体の開口部から突出する、外周部に複数の翼部を備えた斫り部材と、上記筒状体の上記斫り部材とは反対側に設けられた、清掃すべき配管の内壁に当接するパッキンとから構成したので、簡単な構成で再使用が可能な斫り装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る配管内の清掃方法を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る配管内沈降硬化物の斫り装置の一構成例を示す断面図である。
【図３】本発明をシールド掘進機の排水管の清掃方法に適用した例を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る斫り装置の動作を説明するための図である。
【図５】本実施の形態に係る斫り装置による清掃方法を示す図である。
【符号の説明】
１０  排水管、１０Ｚ  沈降硬化物、１０ｚ  斫りガラ、２０  バキュームポンプ、２１  連結サクションホース、３０  配管内沈降硬化物の斫り装置、３１  シリンダ、３１ｍ  ネジ部、３１ｐ  エア抜き孔、３１ｓ  シリンダの中空部、３２  ピストン、３３  斫り部材、３３ａ  アーム部、３３ｂ  接続部材、３３ｃ  斫り部、３３ｚ  翼部、３４  ゴムパッキン、３５  ナット、３５ｍ  ネジ部、３５ｓ  貫通孔、４０  コンプレッサー、４０Ｖ  コンプレッサーのバルブ、４１  接続蓋、４１ａ  エア導入パイプ、４２  高圧ホース、５０  回収タンク、５１  導入管、５１Ｖ  ストップバルブ、５２  容器、５３Ｖ  エア放出弁、５４  回収ユニット、７０  シールド掘進機、７１  排泥用ホース、８０  坑内、８１  立坑、Ａ〜Ｚ  管。
【図１】
2004298794.tif 000003
【図２】
2004298794.tif 000004
【図３】
2004298794.tif 000005
【図４】
2004298794.tif 000006
【図５】
2004298794.tif 000007