JP2010110728A - 配管清掃装置及び配管の清掃方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配管内を効率的に往復清掃できる配管清掃装置の提供、及びこの配管清掃装置を
用いて、配管内を効率的に往復清掃できる配管の清掃方法の提供。
【解決手段】配管清掃装置１は、配管２の内壁２ａに接し、配管清掃装置１全体が配管２
内を移動することにより、配管２の内壁２ａの付着物を除去する清掃部３を備え、配管２
内を流動する流体６に浮くと共に、流体６の移動（上昇及び下降）に伴い、配管２内を移
動（上昇及び下降）されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、配管内の清掃に用いられる配管清掃装置、及びこの配管清掃装置を用いた配
管の清掃方法に関する。

従来、配管清掃具（以下、配管清掃装置という）が配管の内壁面とほぼ接する大きさの
径を有し、且つその前端が縮径していると共に、配管清掃装置の外周面上に、配管清掃装
置の前端まで貫通していない１以上の溝が、配管清掃装置の軸線に対して角度を有するよ
うに形成されていることを特徴とする配管清掃装置が知られている（例えば、特許文献１
参照）。

特開２００７−１５２３１９号公報

上記配管清掃装置は、配管清掃装置の後方から洗浄水を勢いよくパルス的に噴射し、こ
の洗浄水の噴射を受けて推進及び回転することにより、配管内の清掃を行う構成となって
いる。
このことから、配管清掃装置は、配管内の清浄度を高めるのに効果的と考えられる配管
内を往復して清掃する往復清掃の際に、配管の一端側から洗浄水を噴射して清掃する工程
と、その後、一旦配管清掃装置を配管内から取り出して、配管清掃装置の方向を反転させ
る工程と、反転させた配管清掃装置を他端側から再度配管内に挿入し、他端側から洗浄水
を噴射して清掃する工程とが必要になる。
これにより、配管清掃装置は、清掃の工程が煩雑となることから、配管内の往復清掃を
効率的に行うことが極めて困難であるという問題がある。

また、上述したように、配管清掃装置は、配管清掃装置の後方から洗浄水を勢いよくパ
ルス的に噴射し、この洗浄水の噴射を受けて推進及び回転する。
これにより、配管清掃装置は、勢いよく移動しながら配管の内壁面と接触することから
、配管清掃装置自体及び配管の内壁面が損傷し易いという問題がある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形
態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる配管清掃装置は、配管の内壁に接し、配管清掃装置全体
が移動することにより前記内壁の付着物を除去する清掃部を備え、前記配管内を流動する
流体に浮くと共に、前記流体の移動に伴い前記配管内を移動されることを特徴とする。

これによれば、配管清掃装置は、配管清掃装置全体が移動することにより内壁の付着物
を除去する清掃部を備え、配管内を流動する流体に浮くと共に、流体の移動に伴い配管内
を移動される。
これにより、配管清掃装置は、流体が往復移動することに伴い配管内を往復移動される
ことから、従来と比較して配管内を効率的に往復清掃できる。
また、配管清掃装置は、流体の移動速度を調整することにより低速移動が可能となるこ
とから、従来と比較して配管清掃装置自体及び配管の内壁面の損傷を低減できる。

［適用例２］上記適用例にかかる配管清掃装置は、前記清掃部から前記配管の延在方向
の少なくとも一方に延在する延在部を備えていることが好ましい。

これによれば、配管清掃装置は、清掃部から配管の延在方向の少なくとも一方に延在す
る延在部を備えていることから、延在部がない場合と比較して配管内における清掃部の姿
勢が安定する。
このことから、配管清掃装置は、むらが少なく安定した清掃ができる。

［適用例３］上記適用例にかかる配管清掃装置は、前記延在部の延在方向の一端部と他
端部とを繋ぐ螺旋状の溝が、前記延在部の外周面に沿って、少なくとも１つ形成されてい
ることが好ましい。

これによれば、配管清掃装置は、延在部の延在方向の一端部と他端部とを繋ぐ螺旋状の
溝が、延在部の外周面に沿って、少なくとも１つ形成されている。
これにより、配管清掃装置は、流体の移動に伴う移動時に、螺旋状の溝を流体が流動す
ることで発生する配管の径方向の分力により、配管の延在方向を回転軸にして回転するこ
とから、回転する清掃部によって更に確実に清掃できる。

［適用例４］上記適用例にかかる配管清掃装置は、前記配管清掃装置の重心が、前記配
管清掃装置の浮心より上方に有ることが好ましい。

これによれば、配管清掃装置は、重心が浮心より上方に有ることから、配管内における
姿勢が不安定となり、流体の移動速度が遅くても回転しやすくなる。これは、本発明の発
明者らが数多くの実験により得た知見である。

［適用例５］上記適用例にかかる配管清掃装置は、前記延在部が前記清掃部と分離可能
に形成されていることが好ましい。

これによれば、配管清掃装置は、延在部が清掃部と分離可能に形成されていることから
、清掃部の損耗時に清掃部だけを交換でき、ランニングコストの抑制など保守性に優れる
。

［適用例６］上記適用例にかかる配管清掃装置は、前記配管の延在方向における前記清
掃部の一端部及び他端部の形状が略半球状に形成されていることが好ましい。

これによれば、配管清掃装置は、配管の延在方向における清掃部の一端部及び他端部の
形状が略半球状に形成されていることから、移動の際の抵抗が少なくなり移動がスムーズ
となる。これにより、配管清掃装置は、むらが少なく安定した清掃ができる。
加えて、配管清掃装置は、移動の際の抵抗が少なくなることから、清掃部の損耗及び配
管の内壁面の損傷が低減できる。

［適用例７］上記適用例にかかる配管清掃装置は、前記配管清掃装置の自重を変化させ
る自重調整部を備えていることが好ましい。

これによれば、配管清掃装置は、自重を変化させる自重調整部を備えていることから、
自重を調整することにより、流体の界面位置に対する清掃部の位置を変えて、効率的に清
掃できる位置に清掃部を合わせることができる。
また、配管清掃装置は、流体の界面から大気中に突出するように清掃部の位置を調整す
ることにより、例えば、流体が地下水の場合に、地下水と大気との接触面積が少なくなる
ことから、地下水中の二価鉄が大気中の酸素と反応した三価鉄などの生成物の発生を抑制
し、配管内壁面への付着を低減できる。

［適用例８］本適用例にかかる配管の清掃方法は、上記適用例のいずれか一例に記載の
配管清掃装置を用い、前記流体を移動させることにより前記配管清掃装置を移動し、前記
配管内の清掃を行うことを特徴とする。

これによれば、配管の清掃方法は、上記適用例のいずれか一例に記載の配管清掃装置を
用い、流体を移動させることにより配管清掃装置を移動し、配管内の清掃を行う。
このことから、配管の清掃方法は、上記適用例のいずれか一例が奏する効果を得られる
。

以下、配管清掃装置及び配管の清掃方法の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の配管清掃装置の概略構成を示す構成図である。なお、図１は
、配管清掃装置を配管内に挿入した状態で、配管を配管の延在方向に沿って切断した図で
ある。

図１に示すように、配管清掃装置１は、配管２の内壁２ａに接し、配管清掃装置１全体
が配管２の延在方向（矢印Ａ方向）に移動することにより内壁２ａの付着物（図示せず）
を除去する清掃部３と、清掃部３から配管２の延在方向の少なくとも一方に延在する延在
部４と、配管清掃装置１の自重を変化させる自重調整部５とを備えている。

配管清掃装置１は、配管２内を流動する流体６に浮くと共に、流体６の移動に伴い配管
２内を、配管２の延在方向に移動されるようになっている。
詳述すれば、配管清掃装置１は、流体６が上昇（紙面上側へ移動）するときは、浮力に
より上昇され、流体６が下降（紙面下側へ移動）するときは、自重により下降される。

清掃部３は、ブラシ状、スポンジ状など配管２の内壁２ａの付着物を除去し易い形状に
形成されている。清掃部３には、シュロなどの天然素材、化学繊維、発泡樹脂などが用い
られている。これら清掃部３の形状、材質は、付着物及び流体６の性状などに合わせて適
宜選択される。
また、清掃部３は、配管２の延在方向における一端部３ａ及び他端部３ｂの形状が略半
球状に形成されている。これにより、清掃部３は、一端部３ａ及び他端部３ｂが丸みを帯
びた略円柱状またはラグビーボールのような形状に形成されている。

延在部４は、清掃部３から配管２の延在方向に延在する略円柱状または中空の略円筒状
に形成されている。延在部４には、配管清掃装置１が流体６に浮くように、内部に気泡が
形成された発泡性の樹脂、中空の樹脂、木材などが用いられている。なお、延在部４と配
管２の内壁２ａとの間には、流体６が移動可能な空隙が設けられている。
なお、この延在部４の材質は、付着物及び流体６の性状などに合わせて適宜選択される
。例えば、流体６が地下水の場合には、水中に長期間貯蔵しておいた木材を延在部４に用
いることが好ましい。これによれば、配管清掃装置１は、地下水の水質に悪影響を及ぼす
物質が、延在部４から溶出することを抑制できる。

なお、延在部４の延在方向の一端部４ａは、コーナー部分が曲面状に形成され、配管２
の内壁２ａとの接触時の互いの損傷を低減できるようになっている。
また、延在部４と清掃部３とは、図示しないねじ部による螺合、フック部とフック受け
部による係合などにより、互いに分離可能に形成されている。なお、清掃部３の芯部分に
は、分離可能に形成されるように、樹脂製部材などが用いられている。

自重調整部５は、例えば、延在部４の清掃部３側に段差を設けるなどして、延在部４と
清掃部３との間に狭持されている。自重調整部５には、例えば、腐食しにくいステンレス
鋼などの金属で形成されたリングなどが用いられている。自重調整部５は、このリングの
サイズ、比重、使用数などを変えることにより重量を変えて、配管清掃装置１の自重を調
整できるように形成されている。なお、自重調整部５は、延在部４と清掃部３とが分離さ
れることにより着脱及び交換され得る。

なお、配管清掃装置１の全長は、配管２の内径の３倍程度が、安定性と清掃可能範囲と
の兼ね合いなどの観点から好ましい。なお、配管清掃装置１は、図１の姿勢を反転した状
態で配管２内に挿入されていてもよい。この配管２内における姿勢は、配管２の形状、付
着物及び流体６の性状などに合わせて適宜選択される。

ここで、配管清掃装置１を用いた配管２の清掃方法について図面を参照して説明する。
図２は、配管の清掃方法について工程順に示した模式図である。図２では、一例として
流体としての地下水を、ポンプにより揚水する際に用いる配管の清掃の様子を示している
。

まず、図２（ａ）に示すように、ポンプ７による揚水を停止した状態で、配管清掃装置
１を配管２内に挿入する。配管清掃装置１は、配管２の一部を取り外して配管２内に挿入
する。このとき、配管清掃装置１は、自重により地下水６’のところまで下降し、延在部
４が地下水６’の界面から大気中に突出した状態で浮いている。なお、延在部４は、その
一部が地下水６’に潜っていてもよい。
なお、配管清掃装置１は、この下降の際にも、清掃部３が移動することにより配管２内
の清掃が可能である。

ついで、図２（ｂ）に示すように、ポンプ７による揚水を開始して、地下水６’を上昇
（移動）させる。これに伴い、配管清掃装置１は、浮力により配管２内を上昇（移動）さ
れる。この上昇により、清掃部３が配管２の内壁２ａの付着物を除去し、配管２内を清掃
する。
ついで、図２（ｃ）に示すように、上昇させた地下水６’を吐出口８から吐出する。こ
のとき、配管清掃装置１は、浮力により、配管２における吐出口８との分岐部９の上方に
留まっている。なお、このとき、清掃部３により除去された付着物の一部は、地下水６’
と一緒に吐出口８から排出される。

ついで、図２（ｄ）に示すように、ポンプ７による揚水を停止して、地下水６’を下降
（移動）させる。これに伴い、配管清掃装置１は、自重により配管２内を下降（移動）さ
れる。この下降により、清掃部３が配管２の内壁２ａの付着物を除去し、配管２内を清掃
する。
これらの工程を経ることにより、配管２の清掃方法は、配管清掃装置１を用いて、ポン
プ７から分岐部９までの配管２内を往復清掃できる。

配管２の清掃方法は、上記工程を１サイクルとして、定期的にまたは随時に実施するこ
とにより、配管２内を清浄な状態に保つことができる。なお、配管清掃装置１は、１回の
清掃ごとに配管２内から取り出す必要はなく、清掃を繰り返すことに伴う清掃部３の損耗
などによる清掃性能の低下時など、必要に応じて取り出せばよい。なお、配管清掃装置１
は、非清掃時（非揚水時）には、ポンプ７の近傍に停留されている。

上述したように、第１の実施形態の配管清掃装置１は、配管清掃装置１全体が移動する
ことにより内壁２ａの付着物を除去する清掃部３を備え、配管２内を流動する流体として
の地下水６’に浮くと共に、地下水６’の上昇及び下降（移動）に伴い配管２内を移動さ
れる。
これにより、配管清掃装置１は、地下水６’の移動に伴い配管２内を往復移動されるこ
とから、従来と比較して配管２内を効率的に往復清掃できる。

また、配管清掃装置１は、ポンプ７の出力を調整して地下水６’の移動速度を低速にす
ることにより、従来と比較して配管清掃装置１自体及び配管２の内壁２ａ面の損傷を低減
できる。
また、配管清掃装置１は、揚水に用いるポンプ７により移動されることから、従来のよ
うな清掃用の新たな動力源が不要であり、省エネルギー及びＣＯ₂排出削減に貢献できる
。

また、配管清掃装置１は、清掃部３から配管２の延在方向の少なくとも一方に延在する
延在部４を備えていることから、延在部４がない場合と比較して配管２内における清掃部
３の姿勢が安定する。
このことから、配管清掃装置１は、むらが少なく安定した清掃ができる。

また、配管清掃装置１は、延在部４が清掃部３と分離可能に構成されていることから、
清掃部３の損耗時に清掃部３だけを交換でき、ランニングコストの抑制など保守性に優れ
ている。なお、配管清掃装置１は、清掃部３に耐水性に優れたシュロを用いることにより
、その物性から配管２の内壁２ａ面の損傷を低減できると共に、長期使用が可能となる。

また、配管清掃装置１は、配管２の延在方向における清掃部３の一端部３ａ及び他端部
３ｂの形状が略半球状に形成されていることから、配管２内の移動の際の抵抗が少なくな
り移動がスムーズとなる。これにより、配管清掃装置１は、むらが少なく安定した清掃が
できる。
加えて、配管清掃装置１は、移動の際の抵抗が少なくなることから、清掃部３の損耗及
び配管２の内壁２ａの損傷が低減できる。また、配管清掃装置１は、移動の際の抵抗が少
なくなることから、清掃に要するポンプ７の出力増加を抑制できる。

また、配管清掃装置１は、自重を変化させる自重調整部５を備えていることから、自重
を調整することにより、地下水６’の界面位置に対する清掃部３の位置を変えて、効率的
に清掃できる位置に清掃部３を合わせることができる。これにより、配管清掃装置１は、
配管２内を効率的に清掃できる。
また、配管清掃装置１は、自重調整部５を用いて清掃部３の一部を地下水６’の界面か
ら大気中に突出する位置に調整することにより、地下水６’と大気との接触面積が少なく
なることから、地下水６’中の二価鉄が大気中の酸素と反応した三価鉄などの生成物の発
生を抑制し、配管２の内壁２ａへの付着を低減できる。

また、配管清掃装置１を用いた配管２の清掃方法によれば、上記のいずれかの効果を得
られる。また、配管２の清掃方法によれば、配管清掃装置１は、１回の清掃ごとに配管２
内から取り出す必要はなく、清掃部３の損耗などによる清掃性能の低下時など、必要に応
じて取り出せばよいことから、配管２の清掃が効率的に行える。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態の配管清掃装置の概略構成を示す構成図である。なお、図３は
、図１と同様に配管清掃装置を配管内に挿入した状態で、配管を配管の延在方向に沿って
切断した図である。なお、第１の実施形態の配管清掃装置との共通部分には、同一の符号
を付し、その説明を省略する。

ここでは、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
図３に示すように、第２の実施形態の配管清掃装置１０は、延在部４０の直径が配管２
の内径より僅かに小さく形成されている。また、配管清掃装置１０は、延在部４０の延在
方向（矢印Ａ方向）の一端部４０ａと他端部４０ｂとを繋ぐ螺旋状の溝４０ｃが、延在部
４０の外周面４０ｄに沿って、３つ形成されている。
また、配管清掃装置１０は、自重調整部５を用いて延在部４０が流体６に潜り、清掃部
３の少なくとも一部が流体６の界面から突出するように、浮力と自重とのバランスが調整
されている。

また、配管清掃装置１０は、自重調整部５を用いて重心が浮心より上方になるように調
整されている。なお、このとき、配管清掃装置１０は、重心が配管２の延在方向に沿った
中心線上になくてもよい、換言すれば、自重調整部５の重心を偏らせて形成し、重心が配
管２の径方向に偏っていてもよい。
なお、配管清掃装置１０を用いた配管２の清掃方法は、第１の実施形態の配管２の清掃
方法と同様であることから説明を省略する。

第２の実施形態の配管清掃装置１０は、第１の実施形態の配管清掃装置１の効果に加え
て、下記のような効果を有する。

上述したように、第２の実施形態の配管清掃装置１０は、延在部４０の直径が配管２の
内径より僅かに小さく形成され、延在部４０の延在方向の一端部４０ａと他端部４０ｂと
を繋ぐ螺旋状の溝４０ｃが、延在部４０の外周面４０ｄに沿って、３つ形成されている。
これにより、配管清掃装置１０は、例えば、流体６の移動に伴う上昇時に、螺旋状の溝
４０ｃを流体６が矢印Ｂ方向に沿って流動する。この流動により、配管清掃装置１０には
、配管２の延在方向に沿った矢印Ｃ方向の推進力と、配管２の径方向に沿った矢印Ｄ方向
の回転力とが分力として発生する。
この矢印Ｄ方向の回転力により、配管清掃装置１０は、配管２の延在方向を回転軸にし
て配管２の内壁２ａに沿って矢印Ｄ方向に回転することから、回転する清掃部３によって
確実に付着物を除去し、配管２内をより清浄に清掃できる。

また、配管清掃装置１０は、重心が浮心より上方に有ることから、配管２内における姿
勢が不安定となり、流体６の移動速度が遅くても回転しやすくなる。これにより、配管清
掃装置１０は、流体６の移動速度にあまり影響されることなく回転する清掃部３によって
、確実に付着物を除去し、配管２内をより清浄に清掃できる。
なお、第２の実施形態では、螺旋状の溝４０ｃを３つとしたが、これに限定するもので
はなく、螺旋状の溝４０ｃは、２つ、４つ、５つなど、少なくとも１つ以上形成されてい
ればよい。この螺旋状の溝４０ｃの数は、流体６の性状、配管２の内径、配管２の形状な
どにより適宜設定される。同様に、延在部４０の直径も、流体６の性状、配管２の内径、
配管２の形状などにより適宜設定される。

なお、上記実施形態では、自重調整部５に金属製のリングを用いたが、これに限定する
ものではなく、自重調整部５に金属以外の、例えば、比重が比較的に大きい樹脂製のリン
グなどを用いてもよい。これによれば、配管清掃装置１，１０は、自重調整部５の腐食を
抑制できる。また、延在部４，４０、自重調整部５は、なくてもよい。また、延在部４，
４０は、清掃部３から配管２の延在方向の両方に延在していてもよい。
また、清掃部３の形状は、略球状に形成されていてもよい。これによれば、配管清掃装
置１，１０は、清掃部３の姿勢が多少変化しても、清掃部３の形状が略球状であることか
ら、清掃状態の変化が少なく安定した清掃ができる。
なお、上記実施形態では、流体６として地下水６’を例に取り上げたが、これに限定す
るものではなく、河川水、海水、各種溶液、各種油などにも適用できる。

第１の実施形態の配管清掃装置の概略構成を示す構成図。 配管の清掃方法について工程順に示した模式図。 第２の実施形態の配管清掃装置の概略構成を示す構成図。

符号の説明

１…配管清掃装置、２…配管、２ａ…配管の内壁、３…清掃部、３ａ…清掃部の一端部
、３ｂ…清掃部の他端部、４…延在部、４ａ…延在部の一端部、５…自重調整部、６…流
体。

Claims (8)

1. 配管の内壁に接し、配管清掃装置全体が移動することにより前記内壁の付着物を除去す
   る清掃部を備え、
   前記配管内を流動する流体に浮くと共に、前記流体の移動に伴い前記配管内を移動され
   ることを特徴とする配管清掃装置。
2. 請求項１に記載の配管清掃装置において、前記清掃部から前記配管の延在方向の少なく
   とも一方に延在する延在部を備えていることを特徴とする配管清掃装置。
3. 請求項２に記載の配管清掃装置において、前記延在部の延在方向の一端部と他端部とを
   繋ぐ螺旋状の溝が、前記延在部の外周面に沿って、少なくとも１つ形成されていることを
   特徴とする配管清掃装置。
4. 請求項３に記載の配管清掃装置において、前記配管清掃装置の重心が、前記配管清掃装
   置の浮心より上方に有ることを特徴とする配管清掃装置。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の配管清掃装置において、前記延在部が前記清掃部
   と分離可能に形成されていることを特徴とする配管清掃装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の配管清掃装置において、前記配管の延在方向にお
   ける前記清掃部の一端部及び他端部の形状が略半球状に形成されていることを特徴とする
   配管清掃装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の配管清掃装置において、前記配管清掃装置の自重
   を変化させる自重調整部を備えていることを特徴とする配管清掃装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の配管清掃装置を用い、前記流体を移動させること
   により前記配管清掃装置を移動し、前記配管内の清掃を行うことを特徴とする配管の清掃
   方法。

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