JP2019015374A - 洗浄装置用シール機構 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄液供給管よりも大径のヘッド部を装着した状態の洗浄装置を挿通可能で、且つ、ヘッド部挿通後は、径の異なる複数種類の洗浄液供給管との間を効果的にシールすることができる洗浄装置用シール機構を提供する。
【解決手段】洗浄装置用シール機構２は、洗浄対象の開口部４を閉塞する受圧板３６，３７が備える挿通孔３６Ａに洗浄装置の洗浄液供給管２０を挿通した状態で、当該挿通孔を封止するものであって、前記受圧板は、前記洗浄液供給管の外周面に密着するリップ部３３と当該リップ部と一体に成形された基部３４とを有する弾性材料から成るシール部材３２を備え、前記受圧板の挿通孔の内径は、前記洗浄装置が備える前記洗浄液供給管外径よりも大径のヘッド部２１外径より大きく、当該挿通孔は当該ヘッド部を挿通可能とし、前記シール部材の少なくともリップ部は、弾性変形によって前記ヘッド部を挿通可能とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、洗浄液供給管の先端に洗浄液を噴射するヘッド部を備えた洗浄装置を洗浄対象内に設置した状態で、当該洗浄対象の開口部と洗浄液供給管との間を密封する洗浄装置用シール機構に関する。

従来より、水道水や温泉水等が流通する水道配管の内壁面には、当該水道水や温泉水に含まれる成分によって、スケールが付着する。特に、温泉水には、カルシウムや、鉄、硫化水素、ケイ素などが多く含まれている。そのため、温泉水が流通する配管内壁には、温度や圧力の変化、空気の接触等によって、炭酸カルシウムや、硫化鉄、二酸化ケイ素等を含むスケールが析出する。析出したスケールは、配管内を閉塞するばかりか、ポンプ等の設備機器内に侵入して、故障の原因となる。そのため、定期的に配管等の設備機器のメンテナンスが必要不可欠である。

例えば、温泉施設では、高圧洗浄水を用いて、源泉等から目的とする温泉施設まで温泉水を搬送する配管内部のスケール除去が行われる。高圧洗浄には、例えば、洗浄ホースの先端に洗浄水を噴射するヘッド部を備えた洗浄装置が用いられ、当該ヘッド部を介して所定の高圧洗浄水を配管内部に噴射する。しかし、洗浄ホースが挿通された配管の内径と当該洗浄ホースの外径との間には隙間が生じるため、高圧洗浄水がこれらの隙間から外部に噴き出し、作業が困難となる問題がある。そこで、当該洗浄ホースと洗浄対象となる配管等との間には、これらの継手部分を密封するための種々の構成が採用されている。

例えば、特許文献１の管継手の密封構造は、燃料油等を輸送する配管の継手部分に使用されるものであって、管同士の継ぎ目を前記管の外周を覆うように形成され、内周面の周上にパッキンを収納可能な周の溝を備えた筒状体と、前記収納溝に挿入可能なＴの字状のパッキンと、を備え、前記収納溝には、前記収納溝に挿入される前記パッキンの側面と、前記収納溝の側壁との間を埋める間詰め部材が設けられている。

また、特許文献２のパッキン一体型管継手は、端部外周面に環状の鍔部を形成した二つの配管部材を対向状に配置し、対向せしめた二つの配管部材の端部を直径方向に二つ割りにした環状の割りパッキン及び二つ割りの環状のハウジングで覆い、二つ割りのハウジングを縮径方向に締め付けることにより、二つの配管部材を突き合わせ状に接続するようにしたものである。このパッキン一体型管継手は、対向する二つの配管部材に跨って配置され、内周面にパッキン挿入用凹溝を形成した半円状の上側ハウジング及び下側ハウジングから成る二つ割りの環状のハウジングと、上側ハウジング及び下側ハウジングのパッキン挿入用凹溝内にそれぞれ挿着され、対向する二つの配管部材の鍔部に跨る二つの半円状パッキンから成る環状の割りパッキンと、上側ハウジング及び下側ハウジングを縮径方向へ締め付け固定する緊締具とから構成している。

特開２０１４−２０２２２７号公報 特開２０１３−１１９９３９号公報

しかし、特許文献１に記載された管継手の密封構造は、筒状体の内周面に形成された収納溝にＴ字状のパッキンを挿入して構成されるものであるため、当該筒状体の内側に挿入される管径は、当該筒状体やパッキンの内径によって制約される。そのため、異なる管径の接続対象を接続する場合には、それに応じた径のパッキンに交換しなければならない。また、当該管継手の密封構造を用いて、大径のヘッド部を備えた洗浄ホースを接続対象（洗浄対象）となる配管に挿脱自在に密封保持する場合には、洗浄ホースの径に応じて形成されたパッキンをヘッド部が通過することができないため、洗浄ホースからヘッド部を取り外した状態で、洗浄ホースのみパッキンを通過させ、その後、ヘッド部を当該洗浄ホース先端に接続し直す必要がある。ただし、この場合、パッキンを通過した洗浄ホースの先端を外部に引き出してヘッド部を取り付けることができない場合には、物理的に、ヘッド部を備えた洗浄ホースの密封保持は不可能となる。

これに対して、特許文献２に記載されたパッキン一体型管継手は、二つ割りの環状の割りパッキン及びハウジングを備えたものであるため、大径のヘッド部を備えた洗浄ホースを接続対象（洗浄対象）となる配管に挿脱自在に密封保持する場合であっても、大径のヘッド部を通過させた後段で外周方向から締め付け固定することが可能となる。しかしながら、当該パッキン一体型管継手は、特許文献１と同様に、接続対象の管径は、当該ハウジングやパッキンの内径によって制約される。そのため、異なる管径の接続対象を接続する場合には、それに応じた径のパッキン一体型管継手を用意しなければならない。また、当該特許文献２に記載のパッキン一体型管継手は、二分割されているパッキン及びハウジングを緊締具によって固定するものであるため、耐圧性が十分ではなく、接続される管の圧力が高くなった場合に外れてしまうおそれがある。

このような状況下で、市場からは、径の異なる洗浄ホースの先端にホース径よりも大きな径を有するヘッド部を装着した状態で、シール性を確保したまま配管内に挿入して洗浄できる洗浄装置用シール機構の開発が要望されてきた。

そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、洗浄液供給管よりも大径のヘッド部を外すことなく洗浄装置を洗浄対象の開口部に挿通することができ、且つ、径の異なる複数種類の洗浄液供給管と当該開口部との間を部品交換することなく効果的にシールすることができる洗浄装置用シール機構を提供するに至った。

すなわち、本発明に係る洗浄装置用シール機構は、洗浄対象の開口部を閉塞する受圧板が備える挿通孔に洗浄装置の洗浄液供給管を挿通した状態で、当該挿通孔を封止するものであって、前記受圧板は、前記洗浄液供給管の外周面に密着するリップ部と当該リップ部と一体に成形された基部とを有する弾性材料から成るシール部材を備え、前記受圧板の挿通孔の内径は、前記洗浄装置が備える前記洗浄液供給管外径よりも大径のヘッド部外径より大きく、当該挿通孔は当該ヘッド部を挿通可能とし、前記シール部材の少なくとも前記リップ部は、弾性変形によって前記ヘッド部を挿通可能とすることを特徴とする。

本発明に係る洗浄装置用シール機構において、前記受圧板は、外側受圧板と内側受圧板とを有し、これら外側受圧板と内側受圧板とにより、前記シール部材を前記洗浄対象の開口部に固定することが好ましい。

また、本発明に係る洗浄装置用シール機構は、前記外側受圧板と前記内側受圧板のうち、いずれか一方の受圧板の前記挿通孔内に進入して、前記シール部材の前記基部を当接支持する２つ以上の分割押さえ部材を備えることが好ましい。

さらに、本発明に係る洗浄装置用シール機構において、前記リップ部は、前記ヘッド部挿通後に、前記洗浄液供給管の外周面に密着することが好ましい。

また、本発明に係る洗浄装置用シール機構は、前記シール部材の前記リップ部の内径（ｒ_１）と、前記洗浄液供給管の外径（Ｒ_０）とが、以下の式（１）の関係を満たすことが好ましい。
１．１＜Ｒ_０／ｒ_１＜１．６・・・（１）

本発明の洗浄装置用シール機構によれば、洗浄対象の開口部に設けられる挿通孔を備えた受圧板は、洗浄液供給管の外周面に密着するリップ部と当該リップ部と一体に成形された基部とを有する弾性材料から成るシール部材を備え、前記受圧板の挿通孔の内径は、前記洗浄装置が備える前記洗浄液供給管外径よりも大径のヘッド部外径より大きく、前記シール部材の少なくともリップ部は、弾性変形によって前記ヘッド部を挿通可能とすることにより、洗浄液供給管よりも大径のヘッド部を外すことなく、シール部材の少なくともリップ部を弾性変形させて、洗浄対象の開口部を閉塞する受圧板が備える挿通孔に洗浄装置を挿通することができる。そして、少なくともリップ部を含むシール部材を弾性変形させることで、径が異なる洗浄液供給管であっても、シール部材を交換することなく、受圧板の挿通孔を効果的にシールすることができる。

したがって、当該洗浄装置のヘッド部から高圧洗浄液を噴射しても、受圧板の挿通孔と洗浄液配管との隙間から洗浄液が外部に噴き出す不都合を効果的に抑制することができる。

本発明の洗浄装置用シール機構の一使用態様を示す概略図である。 本実施の形態に係る洗浄装置用シール機構の分解斜視図である。 図２の洗浄装置用シール機構によって、洗浄装置を挿通した状態で受圧板の挿通孔を封止した状態を示す概略断面図である。 図３のＡ部分拡大図である。 図２におけるシール部材の斜視図である。 図５のシール部材の断面図である。 分割押さえ部材を装着する状態を示す図２の洗浄装置用シール機構の斜視図である。 外径２３．０ｍｍの洗浄液供給管を挿入したときのシール部材に加わる面圧を示す図３のＢ部分拡大図である。 外径１７．０ｍｍの洗浄液供給管を挿入したときのシール部材に加わる面圧を示す図３のＢ部分拡大図である。

以下、本発明に係る洗浄装置用シール機構の一実施の形態として、源泉等から目的とする温泉施設まで温泉水を搬送する配管の洗浄装置と当該配管のシール機構について説明する。まずはじめに、洗浄装置について説明し、つづいて、洗浄対象について説明する。その後で、本発明を適用した洗浄対象となる配管と洗浄装置のシール機構について説明する。

＜洗浄装置＞
本発明に係る洗浄装置用シール機構が適用される洗浄装置は、洗浄ホース等の洗浄液供給管と、当該洗浄液供給管の先端に設けられるヘッド部とを備える。ヘッド部は、洗浄液供給管よりも大径に形成されており、洗浄液を噴射する複数の噴射口が形成されている。本実施の形態に係る洗浄装置１の使用形態を図１に示す。図１の洗浄装置１は、洗浄液供給管２０の先端に、洗浄液を噴射するヘッド部２１が設けられている。この洗浄液供給管２０は、ホースリール２２に巻回されており、当該ホースリール２２から引き出すことによって、洗浄対象となる配管３内に順次挿入可能されることが好ましい。当該洗浄液供給管２０は、加圧手段としての高圧ポンプ２３が接続されていることが好ましい。これによって、当該配管３の内壁面にヘッド部２１から高圧洗浄液を噴射して、スケール等の析出物を除去することができる。

＜洗浄対象＞
本発明の洗浄装置用シール機構が適用される洗浄対象は、タンクや配管等の内壁面を挙げることができ、上述した洗浄装置１のヘッド部２１を開口部４から挿通して用いるものであれば特に限定されない。図１に示す使用形態では、源泉等から目的とする温泉施設まで温泉水を搬送する配管を洗浄対象とする。具体的には、源泉と温泉施設に設けられた貯湯槽１０とが温泉水搬送用の配管３によって接続されており、当該貯湯槽１０に貯留された温泉水は、搬送ポンプ１１によって、適宜、温泉浴場に搬送される。配管３は、メンテナンス用の開口部４を複数備え、洗浄箇所に応じて、洗浄装置１を挿入する開口部４を適宜用いる。各開口部４は、洗浄作業等のメンテナンス時以外は、閉塞部材６によって閉塞されている。そして、貯湯槽１０の前段には、流路切替弁１２を介して洗浄液排出用配管１３が接続されている。当該洗浄液排出用配管１３の端部には、洗浄によって配管３の内壁から剥離したスケールなどのゴミを回収するネット（ゴミ回収手段）１４が配置されていることが好ましい。

＜洗浄装置用シール機構＞
次に、上述した洗浄装置と洗浄対象となる配管３の開口部４とを接続する本発明の洗浄装置用シール機構について詳述する。本発明に係る洗浄装置用シール機構は、洗浄液供給管２０の先端に当該洗浄液供給管２０よりも大径のヘッド部２１を備えた洗浄装置１を配管３に挿通した状態で当該配管３の開口部４を閉塞する受圧板が備える挿通孔を封止する。具体的には、本発明に係る洗浄装置用シール機構は、洗浄対象の開口部を閉塞する受圧板が備える挿通孔に洗浄装置の洗浄液供給管を挿通した状態で、当該挿通孔を封止するものであって、受圧板は、洗浄液供給管の外周面に密着するリップ部と当該リップ部と一体に成形された基部とを有する弾性材料から成るシール部材を備え、受圧板の挿通孔の内径は、洗浄装置が備える洗浄液供給管外径よりも大径のヘッド部外径より大きく、当該挿通孔は当該ヘッド部を挿通可能とし、シール部材の少なくともリップ部は、弾性変形によってヘッド部を挿通可能とすることを特徴とする。

以下に、本発明に係る洗浄装置用シール機構の具体的な実施の形態を図２〜図７を参照して説明する。図２は本実施の形態に係る洗浄装置用シール機構２の分解斜視図、図３は図２の洗浄装置用シール機構２によって洗浄装置１を挿通した状態で受圧板３６の挿通孔３６Ａを封止した状態を示す概略断面図、図４は図３のＡ部分拡大図、図５は図２におけるシール部材３２の斜視図、図６は図５のシール部材３２の断面図、図７は分割押さえ部材４０を装着する状態を示す図２の洗浄装置用シール機構２の斜視図をそれぞれ示している。図２では理解を助けるため洗浄装置１をあわせて図示する。

本実施の形態に係る洗浄装置用シール機構２は、図２及び図３に示すように、配管３の開口部４に挿入して保持される管継手３０と、洗浄液供給管２０の外周面に密着するシール部材３２と、当該シール部材３２を当該管継手３０に固定する受圧板３６、３７と、当該受圧板３６、３７に固定されたシール部材３２を外方から補助的に支持する分割押さえ部材４０とを備えている。以下、各構成要素について述べる。

管継手３０は、例えば、Ｓ４５Ｃ等の所定の機械的強度を備えた鉄鋼材料で構成された筒状部材であり、図３に示すように、端縁部には当該筒状部材の軸方向と略直交する方向において外方に向けて延在したフランジ部３１が形成されている。

また、当該管継手３０が装着される配管３の開口部４には、図３に示すように、当該配管の延在方向と略直交する方向において外方に向けて延在したフランジ５が形成されている。このフランジ５には、予め、洗浄装置用シール機構２を螺合にて固定するための複数の固定孔５Ａが形成されている。上述した管継手３０のフランジ部３１は、当該管継手３０を配管３の開口部４に挿入した状態で、当該配管３のフランジ５に当接する。この管継手３０のフランジ部３１には、当該管継手３０を配管３の開口部４に固定するため、配管３のフランジ５に形成された固定孔５Ａと合致する複数の固定孔３１Ａが形成されている。

当該シール部材３２は、図５に示すように、筒状のリップ部３３と当該リップ部３３と一体に成形された基部３４とを備えている。本実施の形態において、リップ部３３は図６に示すように、端部にいくにしたがって径が小さくなるように傾斜している。

シール部材３２のリップ部３３は、挿入された洗浄液供給管２０の外周面に密着することにより、配管３内に供給された高圧洗浄液が外部に飛散することを防止する。このシール部材３２は、弾性変形可能な材料、例えば、熱硬化性エラストマーにより構成されている。熱硬化性エラストマーとしては、具体的に、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）を挙げることができる。本発明では、耐摩耗性の観点からシール部材３２として水素化ニトリルゴムを用いることがより好ましい。

図６に示すリップ部３３の基端側３３Ａの内径（ｒ_０）は、洗浄装置１の大径のヘッド部２１の外径よりも小さい。そのため、洗浄装置１のヘッド部２１がシール部材３２を挿通する際には、当該シール部材３２を弾性変形させて拡開させながらヘッド部２１が通過する。

また、図５に示すリップ部３３の先端側３３Ｂの内径（ｒ_１）は、少なくとも洗浄装置１の洗浄液供給管２０の外径（Ｒ_０）よりも小さい。本発明における洗浄装置用シール機構は、複数種類の径の洗浄液供給管であっても、支障なくシールすることを可能とすると同時に、配管３内を高圧洗浄液で洗浄した際に生ずる洗浄液の外部への飛散を防止することを目的とする。よって、当該リップ部３３の先端側３３Ｂの内径（ｒ_１）は、装着対象として想定される洗浄液供給管２０のいずれの外径（Ｒ_０）よりも小さく形成されているものとする。具体的には、リップ部３３の先端側３３Ｂの内径（ｒ_１）と、洗浄液供給管２０の外径（Ｒ_０）とが、以下の式（１）の関係を満たすことが好ましい。
１．１＜Ｒ_０／ｒ_１＜１．６・・・（１）

洗浄液供給管２０の外径（Ｒ_０）とリップ部３３の先端側３３Ｂの内径（ｒ_１）の比（Ｒ_０／ｒ_１）を１．６倍未満とすることにより、リップ部３３と洗浄液供給管２０の外周面との間を支障なく密着させることができ、シール性を確保できる。このとき、洗浄液供給管２０の外径（Ｒ_０）とリップ部３３の先端側３３Ｂの内径（ｒ_１）の比（Ｒ_０／ｒ_１）が１．６倍以上では、リップ部３３の洗浄液供給管２０の外周面に対する面圧が大きくなりすぎ、作業性が悪くなる。また、洗浄液供給管２０の外径（Ｒ_０）とリップ部３３の先端側３３Ｂの内径（ｒ_１）の比（Ｒ_０／ｒ_１）を１．１倍より大きくすることにより、当該洗浄装置用シール機構２は、受圧板３６の挿通孔３６Ａと洗浄液供給管２０の隙間のシール性を確保しつつ、洗浄液供給管２０の挿脱が可能となる。このとき、洗浄液供給管２０の外径（Ｒ_０）とリップ部３３の先端側３３Ｂの内径（ｒ_１）の比（Ｒ_０／ｒ_１）が１．１倍以下では、リップ部３３の洗浄液供給管２０の外周面に対する面圧が小さくなり、シール性が低下する。

本実施の形態において、シール部材３２を洗浄対象の開口部４に固定する受圧板は、開口部４に装着された管継手３０側に配置される内側受圧板３６と、管継手３０とは反対側に配置される外側受圧板３７である。これら内側受圧板３６と外側受圧板３７により、シール部材３２の基部３４を挟持して、当該シール部材３２を洗浄対象の開口部４に固定する。内側受圧板３６と外側受圧板３７は、いずれも、例えば、Ｓ４５Ｃ等の所定の機械的強度を備えた鉄鋼材料で構成された板部材である。

図２〜図４に示すように、内側受圧板３６及び外側受圧板３７には、洗浄装置１のヘッド部２１及び洗浄液供給管２０を挿通可能とする挿通孔３６Ａ及び３７Ａが形成されている。ヘッド部２１及び洗浄液供給管２０を挿通可能とするため、これら挿通孔３６Ａ及び３７Ａは、当然にヘッド部２１及び洗浄液供給管２０の外径よりも大きく形成されている。

内側受圧板３６及び外側受圧板３７のシール部材３２側の面のいずれか一方、若しくは両方には、当該シール部材３２を収容する収容凹部３８が形成されていることが好ましい。図２〜図４には、内側受圧板３６のみに収容凹部３８が形成されている。当該収容凹部３８は、シール部材３２の厚み（ｔ）よりも少なくとも浅く形成されており、内側受圧板３６と外側受圧板３７との間にシール部材３２の基部３４を挟持した状態で、シール部材３２の基部３４を圧縮可能とされていることが好ましい。また、収容凹部３８は、挟持によって圧縮された状態の基部３４が支障なく収容可能とされる径寸法に形成されていることが好ましい。

内側受圧板３６及び外側受圧板３７は、シール部材３２の基部３４を挟持した状態で、管継手３０や配管３の開口部４に固定されるため、管継手３０のフランジ部３１や、配管３のフランジ５と同等以上の外形寸法である。そして、これら内側受圧板３６及び外側受圧板３７には、シール部材３２の基部３４を挟持した状態の受圧板３６、３７を管継手３０を介して配管３に固定するための複数の固定孔３６Ｂ、３７Ｂが形成されている。

なお、本実施の形態では、内側受圧板３６が管継手３０とは別部材にて構成しているが、これら内側受圧板３６を管継手３０とを一体に構成したものを採用してもよい。

本発明に係る洗浄装置用シール機構は、上述したシール部材３２と、当該シール部材３２の基部３４を挟持して、配管３の開口部４に固定される受圧板３６、３７を備えていればよいが、本実施の形態に係る洗浄装置用シール機構２は、さらに、分割押さえ部材４０を備えている。

分割押さえ部材４０は、受圧板３６、３７によってシール部材３２の基部３４が挟持されることにより、シール部材３２が受圧板３６、３７の挿通孔３６Ａ、３７Ａに取り付けられた状態で、当該配管３内が噴射された洗浄液によって高圧となった場合でも当該シール部材３２の変形を抑制する部材である。具体的に、分割押さえ部材４０は、外側受圧板３７に取り付けられた状態で一体となってシール部材３２の基部３４を押さえる複数の分割部材からなる。本実施例では、環状部材を径方向において二分割した第１押さえ部材４１と第２押さえ部材４２とから成る。しかし、分割押さえ部材４０は、取り付けられた状態で一体となってシール部材３２の基部３４を押さえることができれば、環状以外の形状を採用してもよいことはもちろんである。

第１押さえ部材４１及び第２押さえ部材４２は、外側受圧板３７の挿通孔３７Ａに挿入することで、シール部材３２のリップ部３３と一体に成形された基部３４を当接支持する押圧部４３、４４が形成されている。

外側受圧板３７には、分割押さえ部材４０を螺合にて固定する複数の固定孔３７Ｃが形成されており、これら第１押さえ部材４１及び第２押さえ部材４２には、当該外側受圧板３７に形成された固定孔３７Ｃと合致する複数の固定孔４１Ａ、４２Ａがそれぞれ形成されている。

次に、洗浄装置用シール機構２の固定及び洗浄装置１の挿入動作について図２〜図４を用いて説明する。管継手３０に内側受圧板３６を組み付け、内側受圧板３６の収容凹部３８にシール部材３２を収容し、当該シール部材３２の基部３４を挟み込むように、外側受圧板３７を内側受圧板３６に重ね合わせる。ここで、シール部材３２のリップ部３３は、内側受圧板３６側に延出するように配置する。そして、配管３のフランジ５の固定孔５Ａと、管継手３０の固定孔３１Ａ、内側受圧板３６の固定孔３６Ｂ、外側受圧板３７の固定孔３７Ｂとを合致させ、固定用ボルト４６にて締付固定する。

以上のように、シール部材３２の基部３４が一対の受圧板３６、３７で挟持された状態で、先端にヘッド部２１が設けられた洗浄液供給管２０を配管３内に挿入する。具体的には、洗浄装置１の洗浄液供給管２０の先端に設けられたヘッド部２１を外側受圧板３７の挿通孔３７Ａに挿入し、ヘッド部２１を配管３側に押し入れることで、外側受圧板３７と内側受圧板３６との間に挟持されたシール部材３２のリップ部３３を弾性変形させながら、当該リップ部３３内にヘッド部２１を挿通させる。ヘッド部２１をさらに配管３側に押し入れることで、当該ヘッド部２１は、内側受圧板３６の挿通孔３６Ａを挿通して、配管３内に進入する。このとき、シール部材３２のリップ部３３は、先端側３３Ｂの内径（ｒ_１）が洗浄液供給管２０の外径よりも小さいため、当該リップ部３３及び基部３４の一部が弾性変形することにより、図４に示すように、リップ部３３と洗浄液供給管２０の外周面とが密着する。よって、洗浄液供給管２０が挿通された状態を維持したままで、受圧板３６の挿通孔３６Ａをシールすると同時に洗浄液供給管２０の外周面との間を効果的にシールすることができる。

特に、本発明では、シール部材３２を挟持する一対の受圧板３６、３７に形成された挿通孔３６Ａ、３７Ａが図３及び図４に示すように、洗浄液供給管２０の外径よりも大きなヘッド部２１の外径よりも大きく形成されており、これらに挟持されたシール部材３２は弾性変形可能な材料にて構成されているため、洗浄液供給管２０からヘッド部２１を外すことなく、洗浄装置１を挿脱することができる。よって、洗浄作業に伴う洗浄装置１の挿脱作業性を向上させることができる。また、弾性変形によってヘッド部２１が通過したシール部材３２のリップ部３３は、支障なく洗浄液供給管２０の外周面に密着するため、配管３内においてヘッド部２１から高圧洗浄液を噴射しても、当該洗浄液供給管２０の外周面と受圧板３６の挿通孔３６Ａとの隙間から洗浄液が外部に吹き出す不都合を効果的に抑制することができる。

さらに、弾性変形可能なシール部材３２のリップ部３３の先端側３３Ｂの内径（ｒ_１）は、装着対象として想定される洗浄液供給管２０のいずれの外径（Ｒ_０）よりも小さく形成されているので、洗浄装置１の洗浄液供給管２０の径が異なる場合であっても、シール部材３２を交換することなく、当該洗浄液供給管２０の外周面と受圧板３６の挿通孔３６Ａとの間を効果的にシールすることができる。

本実施の形態における洗浄装置用シール機構２は、洗浄装置１を配管３内に挿通させた後、更に、上述した分割押さえ部材４０を取り付けることができる。当該分割押さえ部材４０は、二分割した第１押さえ部材４１と第２押さえ部材４２とから成るため、押さえ部材４０に洗浄液供給管２０を挿通させることなく、図７に示すように、配管３に挿通した状態の当該洗浄液供給管２０の外側から取り付けることができる。

この際、第１押さえ部材４１及び第２押さえ部材４２は、内側に位置する押圧部４３、４４を外側受圧板３７の挿通孔３７Ａ内に挿入して、外側受圧板３７に形成された固定孔３７Ｃと、第１押さえ部材４１及び第２押さえ部材４２の固定孔４１Ａ、４２Ａとを合致させて、固定用ボルト４７にて締付固定する。これにより、図３に示すように、第１押さえ部材４１及び第２押さえ部材４２の押圧部４３、４４が、シール部材３２のリップ部３３と一体に成形された基部３４を当接支持することができる。

したがって、洗浄装置１のヘッド部２１から高圧洗浄液が配管３内に噴射された際に、配管３内が高圧となって、シール部材３２を配管３内から外方に向けて押圧する力が生じても、当該シール部材３２の基部３４は、当該押圧部４３、４４によって支持される。このとき、洗浄液供給管２０の外周面に密着するシール部材３２のリップ部３３及び基部３４の一部が変形することによって、これら洗浄液供給管２０の外周面とリップ部３３との間を十分にシールすることができるため、洗浄液が外部に噴出する不都合を効果的に防止することができる。

以下に、本発明の洗浄装置用シール機構を適用した実施例を示す。この実施例では、シール部材３２を熱可塑性エラストマーである水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）を用いて作製した。当該実施例では、シール部材３２の厚さを２ｍｍとし、リップ部３３の基端側３３Ａの内径（ｒ_０）を２４ｍｍ、先端側３３Ｂの内径（ｒ_１）を１５ｍｍとして、外径３０ｍｍの洗浄装置のヘッド部２１を弾性変形により挿通可能とした。

当該シール部材３２を用いた洗浄装置用シール機構２によって、外径（Ｒ_０）が２３．０ｍｍの洗浄液供給管２０Ａと、外径（Ｒ_０）が１７．０ｍｍの洗浄液供給管２０Ｂを挿通し、配管３内の液圧を０．２ＭＰａとしたときに、リップ部３３が洗浄液供給管２０の外周面に加える面圧の解析を行った。

当該解析には、非線形シミレーションソフト（Ｍａｒｃ２０１３：商品名）を用いた。このとき、シール部材３２以外の部材は剛体として解析を行った。なお、図８に外径２３．０ｍｍの洗浄液供給管を挿入した場合、図９に外径１７．０ｍｍの洗浄液供給管を挿入した場合の解析結果を示す。図８及び図９では、面圧の大きさを矢印の長さにより示す。そのため、図８及び図９は断面図であるが、各部材のハッチングを省略している。

解析結果から、外径が２３．０ｍｍの洗浄液供給管２０Ａを用いた場合には、外径が１７．０ｍｍの洗浄液供給管２０Ｂを用いた場合よりも高い面圧で、シール部材３２のリップ部３３と洗浄液供給管２０Ａとが接触していることが分かる。そして、外径が１７．０ｍｍの場合の面圧は、２３．０ｍｍの場合と比較して小さいが、リップ部３３と洗浄液供給管２０Ｂとの接触部分の全域にわたって、十分にシール性を確保できる面圧値が得られていることが確認できた。

なお、上述した実施の形態では、温泉水を搬送する配管の洗浄装置と当該配管とのシール機構を例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、タンク等の閉塞された内壁を洗浄する洗浄装置と当該タンク開口部とのシールを行う場合にも同様に適用することができる。

本発明にかかる洗浄装置用シール機構は、洗浄対象内部を高圧の洗浄液にて洗浄する場合において特に有用である。

１ 洗浄装置
２ 洗浄装置用シール機構
３ 配管（洗浄対象）
３Ａ 内周面
４ 開口部
５ フランジ
５Ａ 固定孔
６ 閉塞部材
１０ 貯湯槽
１１ 搬送ポンプ
１２ 流路切替弁
１３ 洗浄液排出用配管
１４ ネット（ゴミ回収手段）
２０（２０Ａ、２０Ｂ）洗浄液供給管（洗浄ホース）
２１ ヘッド部
２２ ホースリール
２３ 高圧ポンプ（加圧手段）
３０ 管継手
３０Ａ 外周面
３１ フランジ部
３１Ａ 固定孔
３２ シール部材
３３ リップ部
３３Ａ 基端側
３３Ｂ 先端側
３４ 基部
３６ 内側受圧板
３７ 外側受圧板
３６Ａ、３７Ａ 挿通孔
３６Ｂ、３７Ｂ 固定孔
３７Ｃ 固定孔
３８ 収容凹部
４０ 分割押さえ部材
４１ 第１押さえ部材
４２ 第２押さえ部材
４１Ａ、４２Ａ 固定孔
４３、４４ 支持部
４６、４７ 固定用ボルト

Claims (5)

1. 洗浄対象の開口部を閉塞する受圧板が備える挿通孔に洗浄装置の洗浄液供給管を挿通した状態で、当該挿通孔を封止する洗浄装置用シール機構であって、
   前記受圧板は、前記洗浄液供給管の外周面に密着するリップ部と当該リップ部と一体に成形された基部とを有する弾性材料から成るシール部材を備え、
   前記受圧板の挿通孔の内径は、前記洗浄装置が備える前記洗浄液供給管外径よりも大径のヘッド部外径より大きく、当該挿通孔は当該ヘッド部を挿通可能とし、前記シール部材の少なくともリップ部は、弾性変形によって前記ヘッド部を挿通可能とすることを特徴とする洗浄装置用シール機構。
2. 前記受圧板は、外側受圧板と内側受圧板とを有し、これら外側受圧板と内側受圧板とにより、前記シール部材を前記洗浄対象の開口部に固定する請求項１に記載の洗浄装置用シール機構。
3. 前記外側受圧板と前記内側受圧板のうち、いずれか一方の受圧板の前記挿通孔内に進入して、前記シール部材の前記基部を当接支持する２つ以上の分割押さえ部材を備える請求項２に記載の洗浄装置用シール機構。
4. 前記リップ部は、前記ヘッド部挿通後に、前記洗浄液供給管の外周面に密着する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の洗浄装置用シール機構。
5. 前記シール部材の前記リップ部の内径（ｒ_１）と、前記洗浄液供給管の外径（Ｒ_０）とが、以下の式（１）の関係を満たす請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の洗浄装置用シール機構。
   １．１＜Ｒ_０／ｒ_１＜１．６・・・（１）

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