(57)【要約】ガス流内に粒体研磨材料を補給する装置であって、（ａ）粒体研磨材料を受領する加圧ホッパと、（ｂ）ホッパに連結された加圧コンベアであって、粒体研磨材料をホッパから受領するための入口と粒体研磨材料を搬出する出口とを備えたハウジングと、ハウジング内に位置し、粒体研磨材料を入口から出口にまで搬送するスクリューとを有したコンベアとを含んでいる。装置とこの装置を含むパイプクリーニングシステムとを利用した粒体研磨材料の補給方法についても開示している。  【選択図】図１
2010502461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流内に粒体研磨材料を補給する装置であって、
（ａ）粒体研磨材料を受領する加圧ホッパと、
（ｂ）前記ホッパに連結された加圧コンベアであって、粒体研磨材料を前記ホッパから受領するための入口と粒体研磨材料を搬出する出口とを備えたハウジングと、該ハウジング内に位置し、粒体研磨材料を前記入口から前記出口にまで搬送するスクリューとを有したコンベアと、
を含んでいることを特徴とする装置。
【請求項２】
ホッパとコンベアは、設定圧力に加圧されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
粒体材料は、フリント、チャート、花崗岩のうちの１種以上を含んでいることを特徴とする請求項１叉は２記載の装置。
【請求項４】
コンベアは、粒体材料を２００から４００ｋｇ/時間の補給速度でガス流内に補給するように設計されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
スクリューは、水圧式叉は油圧式であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
コンベアは、スクリューを前方叉は後方に駆動することができることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
装置は、利用時に粒体材料を搬送するガス流を提供する空気供給器をさらに含んでいることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
パイプクリーニング方法であって、
ａ．クリーニング対象のパイプ内に空気流を提供するステップと、
ｂ．前記空気流と連通するように請求項１から６のいずれかに記載の装置を提供するステップと、
ｃ．ホッパに粒体研磨材料を提供するステップと、
ｄ．前記ホッパとコンベアを加圧するステップと、
ｅ．前記コンベアを操作してスクリューを回転させ、前記コンベアで粒体材料を搬送して前記空気流内に投入するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項９】
添付の図面に関連させて明細書で実質的に説明した装置。
【請求項１０】
添付の図面に関連させて明細書で実質的に説明した方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補給装置に関する。特に本発明は、パイプ内壁をクリーニングする目的でパイプ内のガス流に粒体研磨材料を補給するための装置、並びにそのような装置を使用してパイプ内壁をクリーニングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
鋼鉄製及び鋳造物製である水道本管内部の腐食の結果として、錆瘤が形成される。これら錆瘤は、錆のごとき腐食生成物の層から成る。錆生成物は、時間をかけて蓄積し、パイプ内のあちこちで塊状あるいは丘状の錆物体を形成する。
【０００３】
錆瘤は、パイプの内部断面を狭め、流量を減らし、パイプを通過する給水量を維持するためにポンプ圧を増加させる。
【０００４】
錆瘤を取り除く現行方法は、鋼製の可撓竿を使用するものである。この竿は、回転軸棒によってパイプ内で回転し、パイプ壁に物理的衝撃を与え、成長した錆瘤を掻き取る。
【０００５】
この方法では、パイプ内部から掻き取られて浮いた錆瘤破片を押し出すために、大量の水を使用するが、この汚れた廃水は地表面に排水され、環境には望ましくはない。
【０００６】
さらに、パイプ壁に物理的衝撃を与える鋼製の可撓竿の物理作用は、パイプの接合部でパイプをずらし、漏水を招く。
【０００７】
また、砂や小岩のごとき物体をパイプに吹き込んで研磨材料として作用させて錆瘤を削り剥がし、パイプ内壁から錆破片を除去するパイプクリーニング法もいくつか存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような方法は、しばしば成功せず、効果的なクリーニングを確実に提供し、団粒物体による物理的衝撃からパイプ内壁の損傷を最低限に留め、あるいは防止すべく計算されて制御された量で、パイプ内に物体を搬入することができない。
【０００９】
従って、パイプの内壁への損傷を最小限に留め、あるいは防止しつつ、クリーニング作業時にパイプの内面から錆屑を最大限に除去するように、団粒物体を制御下でパイプ内に搬入させる効果的で信頼性が高い方法が求められている。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題に対処することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
従って、本発明の第１の特徴によれば、ガス流内に粒体研磨材料を補給する装置が提供される。
【００１２】
この装置は、（ａ）粒体研磨材料を受領する加圧ホッパと、（ｂ）ホッパに連結された加圧コンベアであって、粒体研磨材料をホッパから受領するための入口と、粒体研磨材料を搬出する出口とを備えたハウジングと、ハウジング内に位置し、粒体研磨材料を入口から出口にまで搬送するスクリューとを有したコンベアとを含んでいる。
【００１３】
スクリューコンベアの利用は、ガス流内への研磨材料の搬送を制御し、均等量とする利点を提供する。
【００１４】
研磨材料は、ホッパからコンベアに、例えば重力作用により、及び/又は加圧により搬送される。あるいは他の知られた手段によって搬送される。
【００１５】
研磨材料は、スクリューの作動によりコンベアハウジングを通過して移動する前にスクリューとコンベアハウジングとの間の空隙を充填する。このようにガス流内に研磨材料を定量的に搬入する。搬送流速は、スクリューの速度を調整することで可能であり、及び/又はスクリューとコンベアハウジングとの間の空隙容積を調整することで制御できる。
【００１６】
一実施例では、ホッパ及びコンベアはパイプの内圧と同じである設定圧力以上に加圧される。
【００１７】
好適には、粒体は以下の条件の１つ以上を満たすものである。
１．モース硬度６．５以上の硬度のもの。
２．ＢＳ  ＥＮ９３３  パート５のセクション３、サブセクション３．５の定義のもの（表面の９０％以上が破砕叉は破壊された全面破砕叉は破壊粒体；破砕叉は破壊表面とは、自然力で破砕叉は破壊され、鋭利な縁部で囲まれ、オプションで９０％以上の角部を有した砂利粒体の磨面である。）。
３．２．５ｇ/ｃｍ３を下回らない比重と、１．３から１．６ｇ/ｃｍ３のバルク密度のもの。
４．火成岩系のもの。
５．１０ｍｍ、２０ｍｍ及び/又は３０ｍｍと計量されたもの。
６．完全に洗浄及び乾燥され、全粉鉱が除去されたもの。
【００１８】
多くの粒体材料が使用可能であるが、好適にはフリント、チャート、花崗岩あるいは他の専門家に知られた砕石叉は鋼材切片等の人工粒体材料が適している。
【００１９】
粒体材料は、渦型空気流内に投入され、パイプの反対側にまで推進力で搬送される。渦型空気流は、パイプの中央部において高速で移動するため、パイプの内面に粒体材料が衝突することになる。クリーニングプロセスは、渦型空気流の速度と、粒体材料の重量と、角鋭利性との組み合わせによる総合的物理エネルギー作用が錆瘤の外殻部に衝突して破壊し、内側の相対的に柔らかい湿った腐食層を露出するのに十分であるときに達成される。引き続く粒体材料の衝突によって内側露出層は容易に除去される。
【００２０】
粒体材料は、パイプ内の通過時にパイプの内壁に継続的に衝突し、補給が不規則であると推進力が減衰し、パイプが閉塞する。
【００２１】
従って、そのようなシステムを適正に活用するには、粒体材料が空気流内に均等並びに制御された状態で補給されることが重要である。このことは、スクリューコンベアにより達成される。特に前述のように加圧ホッパから粒体材料を補給するようになった加圧スクリューの利用によって達成される。スクリューコンベアは、粒体材料を均等に補給することができ、システムに支障をきたすことなくガス流内への粒体材料の分配と搬送の開始及び停止を可能にする。
【００２２】
本発明の一実施例では、コンベアは、１５０から５００ｋｇ/時間の補給速度でガス流内に粒体材料を補給するように設計されている。さらに好適には、コンベアは、２００から４００ｋｇ/時間、特に２５０から３００ｋｇ/時間の補給速度でガス流内に粒体材料を補給するように設計されている。
【００２３】
パイプラインの一部のクリーニング完了に必要な典型的な粒体材料の量は、１００から５００ｋｇである。
【００２４】
パイプラインの汚染物量は、使用される団塊研磨材料の量にパイプの長さよりも大きく影響する。なぜなら団塊研磨材料は、パイプの全長に渡ってクリーニング作用を殆ど劣化させずに効果を発揮するからである。
【００２５】
スクリューは、水圧式叉は油圧式でよい。あるいはスクリューは、専門家に知られた他の適した手段によって機械的に駆動されるものでもよい。
【００２６】
本発明の一実施例では、コンベアは、スクリューを前方叉は後方に駆動することができる。この能力は、ガス流に到達する前に装置内で粒体材料が目詰まりを起こしたときにその目詰まりを解消させるためにスクリューを逆回転させて粒体材料を引き戻すことができる利点を提供する。
【００２７】
装置は、利用時に粒体材料を搬送するガス流を提供する空気供給器をさらに含むことができる。
【００２８】
本発明のさらなる特徴は、以下のステップを含んだパイプクリーニング方法を提供する。
ａ．クリーニング対象のパイプ内に空気流を提供するステップ。
ｂ．空気流と連通するように後出の請求項１から６のいずれかに記載の装置を提供するステップ。
ｃ．ホッパに粒体研磨材料を提供するステップ。
ｄ．ホッパとコンベアを加圧するステップ。
ｅ．コンベアを操作してスクリューを回転させ、コンベアで粒体材料を搬送して空気流内に投入するステップ。
【００２９】
以下の添付図面を利用して、本発明の実施例を本発明の例示のみを目的として解説する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明による補給装置の第一実施例を図示する。
【図２】図２は、図１で示す実施例を採用したクリーニングシステムを図示する。
【図３Ａ】図３Ａは、図２で示すクリーニングシステムの一部を図示する別図であり、クリーニング対象のパイプラインの一部を図示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２で示すクリーニングシステムの一部を図示する別図であり、クリーニング対象のパイプラインの一部を図示している。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１から図３の実施例について説明する。
【００３２】
装置１０は、ハウジング３０を有する団塊研磨材料ホッパ２０を含んでおり、ハウジング３０は、団塊研磨材料４０を通過させてホッパ２０に供給する入口３２を備えている。ホッパ２０は、スクリューコンベア５０と係合する出口３４をさらに有している。
【００３３】
スクリューコンベア５０は、ハウジング５２と、ハウジング５２内に配置されており、ハウジング５２の少なくとも一部に沿って団塊研磨材料を出口５６まで搬送するように設計されたスクリュー５４とを含んでいる。団塊研磨材料は、出口５６を通ってコンベアから離れ、パイプ６０の部分を通過する加圧空気流に進入する。
【００３４】
使用時には、団塊研磨材料１００は、ハウジング３０の入口３２を介してホッパ２０へと供給される。ホッパ２０は、加圧され、団塊研磨材料は、重力によって下方に接続通路３６を介してスクリューコンベア５０側へ方向付けられる。コンベアに入ると団塊研磨材料は、スクリュー５４とコンベアハウジング５２の壁との間のスクリュー５４周囲の全空隙を充填する。団塊研磨材料１００は、その後、コンベア５０のハウジング５２から加圧空気流（図１には示していない）へと計算された量で搬送されるべく制御された速度でコンベア５０のハウジング５２を通過する。
【００３５】
図２に示すように、パイプ６０の断面をクリーニングするための前述の実施例では、２体のホッパとコンベアの構造が使用できる。
【００３６】
２体のディーゼルエンジン装置７０がクリーニング対象であるパイプライン１１０の第１端に提供されており、それぞれのエンジンユニットは、別々の螺旋送風機７２を駆動させる。加圧下で渦型空気流を創出するため、螺旋送風機７２を個別叉は同時的に操作することができる。前述の実施例では、２体のディーゼルエンジン装置７０を利用しており、それぞれが別の螺旋送風機７２を駆動させているが、１体のディーゼルエンジン装置７０を利用して２体以上の螺旋送風機７２を駆動させることもでき、２体以上のディーゼルエンジン装置７０を利用してあらゆる所望の数の螺旋送風機７２を駆動させることもできることは言うまでもない。
【００３７】
出口配管８０は、配管８０からの振動を除去するようにフランジ型で可撓性のステンレス鋼ホースを介して送風機出口に接続されている。送風機７２からの空気は、そのホースを介して出口配管８０へと排出される。
【００３８】
出口配管８０は、可撓性ホース８５を介してクリーニング対象のパイプライン１１０に接続されている。クリーニング対象の配管１１０には、ダックスフット湾曲部１２２に取り付けられたＶＪ連結部１２０が装着されている。ＶＪ連結部１２０と湾曲部１２２は、圧力下で連結部がパイプラインから外れないように支柱部１２４と木製ブロック１２６とを用いて対面状態でパイプに対して保持されている。しかしながら、連結部出口配管８０とパイプライン１１０とを固定させるためのあらゆる適した構造を前述の構造の代わりに、あるいはそれと組み合わせて利用できることは言うまでもない。
【００３９】
前述の実施例においてパイプライン１１０を通過する空気の推進特性は、以下のようになる。
【００４０】
推進力
大容量：６０ｍ/秒で好適には９０ｍ/秒
低圧：最大２．５バール
品質：１００％オイルフリー
パイプライン１１０内で十分な高速が達成されれば渦型空気流が達成できることが分かった。これは、壁付近で空気流を減速させるパイプライン１１０内壁のドラッグ効果によって創出される。空気流の速度が上がるにつれて、パイプライン１１０の中央部の空気流速度とパイプライン１１０の壁付近の空気流速度との差も大きくなるためパイプライン１１０内の空気流の渦もさらに大きくなる。
【００４１】
渦型空気流は、湾曲部周囲でも維持することができるため、本システムの利用は、直線パイプのみに限定されない。Ｔ継手がパイプライン１１０内に設置される場合には、空気流を減速させて渦型空気流を創出するための壁がないために空気流は、少々層状となり、よって団塊研磨材料をパイプに沿って通流させ、Ｔ継手の分岐部には、進入させない。
【００４２】
システム全体を通じて一定で制御された流速を維持するための十分な空気流を発生させるよう送風機７２のサイズを選択することができるため、パイプライン１１０を通過する必要な量の空気を提供するためにエネルギーを保存したりバースト状態でエネルギーを放出させたり高圧力を発生させる必要性が排除できる。
【００４３】
送風機７２によって発生される圧力は、適切な圧力制御装置によって制御できる。この圧力制御装置は、パイプライン１１０からの主排出ラインの廃棄口構造を制御することで、オペレータにシステム内の圧力を制御させてシステムの装置を以下のように作動させる。
１．バルク水を除去するために低圧、すなわち０．５バール以下の圧力によって必要な制御能力を維持し、装置運転中の安全な作業環境を確実に提供すること。
２．クリーニングに必要な場合には、２．５バールの高圧を利用すること。
【００４４】
送風機７２は、約１５０℃の熱風を創出するが、これは、ディーゼルエンジン装置７０の物理的操作と空気の加圧中に変換された熱エネルギーの両方によるものである。この熱は、運転中にパイプライン１１０の内壁を乾燥させるために利用される。乾燥中に壁とその汚染物すなわち錆瘤は、乾燥して砕けやすくなり、除去を容易にさせる。
【００４５】
本発明は、直径が８０ｍｍから１５０ｍｍで、長さが最大１０００メーターまでの汚染パイプをクリーニングすることができるが、本発明を用いてさらに長く大きな直径のパイプをクリーニングできることは言うまでもない。さらに所望の空気圧等を達成するために適切な設備を選択することであらゆるサイズのパイプにも対応できる。クリーニングを実施する装置は、持ち運びが簡単であり、パイプラインのクリーニングが必要な場所への装置移動が容易であることが望ましい。しかしながら作業の規模により使用する設備が大きすぎて簡単に移動できない場合には、装置を現場で組み立て、パイプラインのクリーニングに使用し、その後に分解して、使用のために再度組み立てられる前に別の場所に移動することもできることは言うまでもない。
【００４６】
本発明の特徴について図面に示した実施例に関連して説明したが、本発明は、図示の実施例に限定されず、本発明の範囲を超えることなく変更、変形が可能であることは言うまでもない。
【図１】
2010502461.tif 000003
【図２】
2010502461.tif 000004
【図３Ａ】
2010502461.tif 000005
【図３Ｂ】
2010502461.tif 000006
【国際調査報告】
2010502461.tif 000007
2010502461.tif 000008
2010502461.tif 000009
2010502461.tif 000010
2010502461.tif 000011