JP2003154322A

JP2003154322A - 地下水揚水管洗浄装置

Info

Publication number: JP2003154322A
Application number: JP2001401744A
Authority: JP
Inventors: Naonobu Sasada; 直伸笹田; Soutaro Kaneda; 創太郎金田; Robert D Varrin Jr; ディバリンジュニアロバート
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2003-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】温泉など地下水の揚水管に付着する付着物、
閉塞物を除去し、揚水管の閉塞を防止、及び解消する。【解決方法】超音波発振器と金属棒を組み合わせた超
音波洗浄装置及びこれに吸引装置を備え付けた洗浄装置
で、揚水管の付着物、閉塞物を剥離させながらこれを除
去する装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下水揚水管の
清掃、付着物除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】温泉などの地下水の揚水管は一般に掘
削機を使い、地下約１０００ｍもの細長い穴を垂直に掘
り、そこに敷設される。揚水管の直径は最上部で約４０
ｃｍ、一番下で１５ｃｍ程度で、何段階かに太さを変え
て、地表に近くなるにしたがって太くなるように掘られ
ている。また、揚水管の最も深い部分の配管は、配管に
多数の小さな穴、すなわち採水穴のあいたものを使用し
ており、ここから地下深くの地下水が揚水管内にわき出
してくる。

【０００３】温泉の成分には、一般にナトリウム、カ
リウム、カルシウム、マグネシウムなどアルカリ金属、
アルカリ土類金属が含まれ、これに土の成分であるアル
ミニウム、シリカ等及び塩素、硫黄などが化合した成分
が含まれ、化学的な洗浄では除去が難しい不溶成分が含
まれている。このため、これをくみ上げる揚水管、及び
最も深い部分の揚水管にあけられている採水穴には、こ
れら不溶成分が経年的に付着していく。この付着物はし
だいに揚水管を閉塞させるため、最終的には揚水量が減
少し、揚水が不可能となる。

【０００４】揚水管は地下深く掘られており、揚水管
に洗浄用の薬液を投入しても、湧き出てくる地下水自身
により地上に排出されてしまうため、化学薬液を用いた
効果的な洗浄は不可能である。さらに、強力な薬液で洗
浄すると、揚水管自体を著しく損傷させるおそれがあ
る。しかも、このような化学的成分は、揚水管内に残留
すると、その後の地下水の使用に支障をきたす。このた
め、化学成分を使用しない機械的な付着物の除去方法の
開発が望まれていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、この
付着物を効果的に除去する機械的な方法は存在しなかっ
た。したがって、再度、揚水管を敷設し直す必要があ
り、多大な費用が必要であった。本発明を使用すること
により、付着物による閉塞が原因で、揚水量が小さくな
った揚水管はもとより、閉塞して使用不能となった揚水
管を、容易な工法で安価に掘削直後の状態に復元でき
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の洗浄装置では、超音波を発生させる超音波
発振器と、これにより発生した超音波を放出する金属棒
とで構成される。超音波発振器は、一般的な形として円
柱形をしており、その軸方向に発振し、超音波を発生す
る。金属棒も円柱形をしており、超音波発振器と金属棒
はそれぞれその円形の面が接するように接続され、洗浄
のための超音波発生装置を構成する。

【０００７】超音波発振器は軸方向に発振することに
より、金属棒に軸方向の粗密波を与える。金属棒はその
まま軸方向に超音波を発し、軸方向の先方にある付着物
を超音波で破壊するほか、円周方向にも円状の超音波を
発し、円周方向の先にある付着物をも効果的に破壊す
る。前者の付着物の例としては、本発明を揚水管に挿入
したときの装置下方の付着物、後者の付着物の例として
は、装置が挿入されている位置の揚水管及び採水穴の付
着物があげられる。

【０００８】また、剥離させた付着物を効果的に除去
するために、付着物の吸入機構を備える。この吸入機構
は、吸引ポンプと吸引配管により構成されており、吸引
ポンプは超音波発振器の金属棒が接続されている面の反
対側に設置され、吸引配管の吸引口を金属棒の超音波発
振器と接していない端面付近に配置させることによっ
て、破壊された付着物を除去できる。

【０００９】さらに、本発明品は強固な付着物、閉塞
物の除去のために以下の機構を備えている。すなわち、
吸引配管の吸引口部分を鋭く尖らせる事により、装置が
閉塞物を突くこと、先端が超音波発振器の振動を受け振
動する事により閉塞物の破壊を助ける事ができる。

【００１０】また、閉塞が強固な場合、上記の吸引機
構を逆に送水させることにより、冷水の注水機構として
機能する。超音波洗浄では温度が低くすることで洗浄装
置から洗浄対象の間での減衰が小さくできる、冷水を注
入する事により洗浄を効果を上げる事ができる。水を送
水する方法としては、地上に送水用のポンプを設置し、
吸引機構を通して注入する方法がある。

【００１１】本発明の構成により、揚水管の付着物が
超音波発振器、金属棒から発せられた超音波で破壊さ
れ、また強固に固着した付着物で発振器の挿入を妨げる
ような閉塞物は吸引配管の吸引口部分によって破壊さ
れ、破壊された付着物は吸引機構により揚水管内から除
去される。以上の機構により、効果的に揚水管内に付着
した付着物を除去し、揚水管の閉塞を除去できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施例を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明の洗浄装置の斜
視図であり、図２はその中で本発明の最も基本的な構成
要素となる洗浄装置の斜視図である。本発明の基本形は
超音波発振器１と金属棒２で構成される。超音波発振器
１は円柱形をしており、円柱形の底面に金属棒２が接続
されている。円柱形の軸方向、すなわち図１の上下方向
に発振することによって、金属棒２に同じく軸方向の粗
密波を与える。金属棒２は、その軸方向に超音波を発生
するのみでなく、一般金属の特性から、半径方向、すな
わち図の横方向や紙面に対して垂直方向にも伸縮、膨張
をすることによって、円状の超音波を発生する。

【００１３】さらに吸引ポンプ３を発振器１の上方に
設置し、ここから吸引配管４を金属棒２の洗浄端面２ａ
付近に吸引口４ａを配置させるように設置し、吸引ポン
プ３から、排水ホース５によって揚水管の外まで排水す
ることによって、閉塞部に堆積した微細な付着物を揚水
管系外に排出でき、閉塞物の除去が効果的に実施でき
る。また、この吸引機構から吸引される洗浄装置付近の
水を採取し、その色等を評価することで、実際に閉塞物
が除去できているかの確認ができる。

【００１４】図３には本装置を使用する地下水の揚水
管の一例を示す。揚水管６は地下１０００ｍ程度まで掘
削機などで掘ることによって作られている。掘削工事の
経済性のため、地表近くの揚水管上部６ａでは直径４０
ｃｍ程度としており、深くなるにしたがって徐々に太さ
が小さくなる。揚水管最下部６ｂでは１５ｃｍ程度が一
般的であり、通常、３段階程度に太さが変化する。

【００１５】図４は図２で示す本発明の基本形を揚水
管内に挿入し、洗浄している際の状況を表した図であ
る。円状の超音波７は、金属棒２の側面方向の揚水管付
着物８を効果的に除去する。一方、軸方向の超音波９は
金属棒の洗浄端面２ａから発せられ、金属棒の洗浄端面
の下方に存在する付着物１０を効果的に破壊する。ま
た、揚水管最下部６ｂには地下水採取のため、採水穴１
１があいており、地中から水が湧き出て、揚水管６を通
って地上に湧き出てくるが、これらの超音波は採水穴１
１の洗浄にも効果的である。したがって、本装置の基本
的な使用方法は、揚水管上部から金属棒２を下、超音波
発振器１を上にして挿入し、徐々に揚水管下部まで挿入
する。洗浄装置の移動速度は、付着物の付着量による
が、１ないし１０ｍ／分を目安に洗浄を行い、閉塞物が
あり装置が通過できない場合は、装置をそれ以上挿入で
きなくなり、結果として、閉塞箇所での洗浄が長くな
り、閉塞物が除去されるまで洗浄が継続される。

【００１６】超音波洗浄による洗浄効率、洗浄物の健
全性は超音波の出力、周波数により、大きく異なる。一
般に、出力が大きいほど、周波数が小さいほど、より強
力に付着物を剥離させることができるが、あまり大きな
出力、小さな周波数にすると揚水管自体を損傷させてし
まう。また、小さな出力、大きな周波数では、付着物の
除去効果が著しく悪くなってしまう。本発明の適用対象
である、地下水に含まれる不溶成分の付着物を除去する
ためには、周波数が１０ないし４０ｋＨｚが適当であ
る。また、出力は洗浄をしている箇所の地上からの深さ
にもよるが、地表付近では揚水管の表面で０．５から２
Ｗ／ｃｍ^２程度、１００ｍ深くなるごとに３Ｗ／ｃｍ^２
ずつ出力を増加させるのが一般的である。しかし、適切
な出力で洗浄するためには、小さい出力で洗浄をはじ
め、前述の通り、吸引機構により洗浄箇所から吸引され
る排水の色などを評価することで、付着物が地下水に含
まれていないと判断される場合に出力を上げるという方
法で適切な出力での洗浄ができる。

【００１７】図５は本発明の適用例である。本発明の
洗浄装置１２を地上から、揚水管６に挿入し、揚水管の
付着物を容易に除去できる。図６は本発明の適用時の斜
視図である。このように装置を挿入し上記の要領で洗浄
を行うことにより、揚水管６の壁面、及び採水穴１１の
付着物を容易に除去できる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により、揚
水管の付着物をその付着、閉塞の程度によらず、簡単に
除去できることにより、付着物の堆積を防ぐことができ
るとともに、閉塞を解消することにより、安価に揚水管
の維持が可能となる。

【００１９】

【図面の簡単な説明】

【図１】吸引機構を備えた本発明の斜視図である。

【図２】本発明の基本形の斜視図である。

【図３】本発明の洗浄対象である揚水管の概略断面図で
ある。特徴の把握を容易にするため、縦と横の縮尺比を
変えてある。

【図４】本発明の基本形を適用した時の一例を示す断面
図である。

【図５】本発明を揚水管に適用したときの概略断面図で
ある。揚水管の特徴の把握を容易にするため、縦と横の
縮尺比を変えてある。

【図６】本発明の適用時の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１超音波発振器２金属棒２ａ金属棒の洗浄端面３吸引ポンプ４吸引配管４ａ吸引口５排水ホース６揚水管６ａ揚水管上部６ｂ揚水管最下部７円状の超音波８金属棒の側面方向の揚水管付着物９軸方向の超音波１０金属棒の洗浄端面の下方に存在する付着物１１採水穴１２本発明の洗浄装置

フロントページの続きＦターム(参考） 3B116 AA13 AB53 BB47 BB72 BB77 BB85 3B201 AA13 AB53 BB47 BB72 BB77 BB85 BB92

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波発振器とこれの発振方向に接続さ
れた金属棒とで構成され、金属棒の軸方向の端面から超
音波を発生し、金属棒の円周方向に円状の超音波を発生
することを特徴とした、地下水揚水管の洗浄装置
【請求項２】請求項１に記載した洗浄装置であって、
洗浄周波数を１０ｋＨｚから４０ｋＨｚとすることを特
徴とする、地下水揚水管の洗浄装置
【請求項３】請求項１、または請求項２に記載した洗
浄装置において、金属棒の端面付近に吸引口を配置させ
た吸引配管と吸引ポンプ及び排水ホースにより構成され
た吸引機構を備えることを特徴とした、地下水揚水管の
洗浄装置
【請求項４】請求項３に記載した洗浄装置において、
吸引配管の先端が尖っており、これが超音波発振器の振
動を受け、振動する事により、閉塞物の破壊を助長する
ことを特徴とした、地下水揚水管の洗浄装置
【請求項５】請求項３に記載した洗浄装置において、
吸引配管から逆に送水させ冷水を送水する事により超音
波洗浄の効果を上げることを特徴とした、地下水揚水管
の洗浄装置