JP3321153B1 - 清掃・研磨・下地処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】複雑な形状の管の内面のブラスト加工による清
掃、研磨または下地処理を、対象管に影響を与えること
なく、均一に、効果的に、効率的に、かつ、経済的に行
う装置及び方法を提供する。 【解決手段】流体の力により回転する翼車３を清掃、研
磨または下地処理の対象管１の中に挿入し、管の中を流
れる流体２により回転せしめ、その流体に分散して送り
込まれた砥粒５を回転する翼４によりはじき飛ばして管
の内面に叩きつけることによりその清掃、研磨または下
地処理を行う装置で、翼車の直径が中心部に比べ上流側
及び下流側で小さくなり、翼端に研磨刃を有し、かつ、
後流側に可撓継ぎ手を有する延長部１０を有することを
特徴とする装置、および、その装置を用いて吸引工法に
より行う管内面の清掃・研磨・下地処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、管内の清掃、研磨
または下地処理を行う装置、及び、その方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ビル、マンション、各種プラント等に
は、種々の流体を運ぶために多量の配管が使用されてい
る。これらの配管は、長期間使用するとその内面に錆や
腐食が発生したり、堆積物が流路を狭めたりして、配管
としての機能が低下し、ついには使用に耐えなくなる。
機能の低下を防ぎ、あるいは、低下した機能を回復させ
るためには、定期的に配管の内面を清掃し、研磨し、下
地処理し、再塗装する配管更生作業をすることが必要で
ある。配管内面の清掃、研磨あるいは下地処理のために
は、機械的に回転するブラシ等を挿入したり、吸引又は
押圧工法により管内に気流を作り清掃・研磨用のピグを
その気流に乗せて送りこむ等の各種の方法が実用化され
ている。

【０００３】しかし、実際の配管の内面はまっすぐな円
筒面ではなく、曲り、分岐、異形継ぎ手等があったり、
補強の肉厚を確保するため部分的に内径を絞っている部
分があったり、溶接の溶落ちや垂れ込みによる突起や計
器の予備座のように凹部があったりして、複雑な形状を
なしており、上述の従来の方法では隅々まで清掃・研磨
し、あるいは、隅々まで均一な下地処理をすることは困
難であった。清掃、研磨、下地処理が均一、かつ、十分
に行われなければ、その上に施される塗装も強い付着力
や均一性が得られず、配管更生の効果を十分に発揮する
ことはできない。

【０００４】複雑な形状の面の清掃、研磨や下地処理に
は、空気、ガスまたは液体に分散した砥粒を叩きつける
ブラスト加工がより均一な効果を与えることで知られて
いる。管内面の清掃や下地処理にも管内に気流を作りそ
の気流に砥粒を分散させて飛ばすブラスト加工が一部で
使用されている。しかし、砥粒を高速に加速するには気
流そのものの速度を上げねばならず、そのためには高圧
で空気を押し込んでやる必要があるので、清掃や下地処
理の対象管にその高圧により亀裂や漏れを引き起こす等
の悪影響を与えたり、電力消費量が多いなどの不具合が
あるばかりでなく、単に管内を気流に乗って運ばれる砥
粒は主に流線に沿って飛ぶので、清掃や下地処理の対象
である管の内面とほぼ並行して走ることになり効果的に
内面に衝突しがたいし、また、管の曲り部ではその曲り
の外側に偏って流れて内側には衝突の確率が減ったり、
管内面にある計器の予備座の凹部などは素通りしてしま
うなど、複雑な流路の中で均一、かつ、十分な清掃、研
磨または下地処理の効果を上げることが難しい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、複雑な形状の管の内面のブラスト
加工による清掃、研磨または下地処理を、その対象であ
る管に影響を与えることなく、均一に、効果的に、効率
的に、かつ、経済的に行う装置及び方法を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の清掃・研磨・下地処理装置は、流体の力に
より回転する翼車を清掃、研磨または下地処理の対象で
ある管の中に挿入し、吸引工法によりその管の中を流れ
る流体により回転せしめ、その流体に分散して送り込ま
れた砥粒を回転する翼によりはじき飛ばして管の内面に
叩きつけることによりその清掃、研磨または下地処理を
行うことを基本とする。

【０００７】翼車を回転させる流体は、清掃、研磨また
は下地処理の対象である管（以下「対象管」と言う。）
の中を流れているから、その管軸方向に対して適度に傾
斜した翼を有する翼車であれば、流体の力を受けて容易
に高速で回転する。高速回転をする翼は、流体に分散し
て送り込まれた砥粒をランダムにはじき飛ばし、その近
傍の管内面に叩きつける。ランダムにはじき飛ばされて
砥粒の方向は一定せず多方向に向かうえ、高速回転する
翼にはじかれて高速で飛ぶので、対象管の内面に向かっ
てより鋭角に、高エネルギーの砥粒を効果的に衝突させ
ることができる。さらに、たとえ、対象管が曲り、分
岐、異形継ぎ手、内面の凹部や突起等を有した複雑な形
状をなしていて従来の方法では砥粒を均一に衝突させる
確率が低い場合でも、均一、かつ、確実に砥粒を衝突さ
せて、十分なブラスト効果を与えることができ、効率的
に作業を進めることができる効果を有する。

【０００８】さらに、従来の単に気流を管内に流し砥粒
を分散させて飛ばすブラスト工法では、砥粒に十分な速
度を与えるためには、気流そのものの流速を高める以外
方法がなく、高圧の押圧工法を用いて高速気流を作らな
ければその効果が期待できなかったが、本発明によれば
翼車により叩かれて砥粒が大きく加速され、気流の速度
が比較的低くても良いので、差圧が最大でも１気圧しか
とれない吸引工法でも十分なブラスト効果を得ることが
できる。吸引工法を用いることにより、高圧による対象
管への影響を減じ、また、省エネルギーの効果も有す
る。

【０００９】流体の力を受けてそれ自身が高速で回転す
ればよいので、翼車の形状は特に限定されず、一般に風
車や水車として用いられる形状、あるいは、それを簡素
化した形状、例えば、軸に数枚の平板を斜めに取り付け
たもので良い。また、翼車は、必ずしも研磨用のピグの
ようにそれ自体が対象管の内壁に接しながら研削をする
ものではないから、その径を対象管の管径とほぼ等しく
することは必須ではなく、配管系統を構成する大小の配
管内を通過しうる大きさを勘案して選べばよい。

【００１０】従来の管内面のブラスト加工に比べて、設
備としては小さな翼車を追加するだけであるから、均一
で十分な仕上がりと作業の効率化を勘案すれば高い採算
性を得られ、上述の省エネルギー効果と併せて、経済性
に優れているという効果を有する。

【００１１】上述の基本となる構成に加え、さらに、本
発明はその翼車の直径が、中心部から流体の上流側及び
下流側に向かって小さくなることを特徴とする。

【００１２】翼の形状やその強度、さらには、流体の力
を受けたときの翼車の姿勢の安定性を考えて設計する
と、翼車は流体の方向、すなわち、対象管の管軸方向に
ある程度の長さを有した形状になる。その場合に、管軸
方向のどの部分でも同じ径になるように製作すると、翼
車の径にほぼ等しい口径の対象管に使用した場合に、対
象管の曲り部分で曲がりきれずに翼車が引っかかった
り、停止してしまうおそれがある。翼車の直径を流体の
方向に沿って変化をさせ、中心部を最も大きくし、その
上流側及び下流側を小さくする、例えば、翼車全体が中
心部の直径に等しい直径を持つ仮想の球に内接するよう
に流体の方向に沿ってその直径を変化させることによ
り、対象管の曲り部等での停止をさけ、より機動性を持
たせることができるという効果を有する。

【００１３】さらに、本発明はその翼車の翼端に研磨刃
を有することを特徴とする。比較的自由にその軸の位置
や方向を変えられるように支持された翼車は、高速で回
転し砥粒をはじき飛ばして対象管の内面に衝突させなが
ら、自ら内面に衝突する。翼車の翼端に硬質材からなる
研磨用の刃を取り付けておくことにより、ブラスト効果
に加えて機械的な研磨の効果も有する。

【００１４】上述の構成に加えて、さらに、本発明はそ
の翼車の後流側に可撓継ぎ手を有する延長部を設けるこ
とを特徴とする。翼車とともに可撓継ぎ手を有する延長
部を高速回転することにより、翼車の軸方向を安定さ
せ、進行方向のガイドの役をなし、さらに、延長部それ
自体が、対象管の内面を叩き、あるいは、流体に分散し
て流れる砥粒をはじき飛ばして対象管の内面に衝突さ
せ、清掃や下地処理の効果を増大させるという効果を生
じる。

【００１５】また、本発明は翼車の上流側に回転可能な
継ぎ手を介してロープを取り付け、流体の上流側より翼
車を対象管の中に挿入し、そのロープの長さを調整する
ことにより、対象管の任意の地点で清掃、研磨あるいは
下地処理を行うことを特徴とする。

【００１６】本発明の翼車を回転可能に支えるのは、支
持用の軸の先端に軸受を介して翼車を取り付ける等種々
の方法が考えられる。ここでは、翼車に回転可能な継ぎ
手を介してロープを取り付け、対象管の中に流体の上流
側から翼車を挿入している。流体の力により翼車は回転
しながら対象管の中に進み、ロープの長さの所で保持さ
れて、流体に分散して送り込まれた砥粒をランダムには
じき飛ばす。

【００１７】ロープを使用することにより対象管の屈曲
にかかわらず任意の位置に翼車を挿入でき、そのロープ
の長さを少しづつ変えることにより、翼車の位置を対象
管の経路に沿って変え、対象管全体を効率よくブラスト
加工することができると言う効果を有する。また、特に
重点的に清掃、研磨または下地処理を行いたい部分で
は、その地点で翼車をしばらく固定したり、その地点を
挟んで翼車を往復させる等の操作を行うこともできる。
なお、翼車をロープで支えることにより、翼車の軸の位
置や方向は比較的自由に変わることができ、翼端に研磨
刃を取り付けたことによる研磨効果が十分期待できると
いう効果を生じる。

【００１８】さらに、本発明は、対象管の中に吸引工法
により気流を作り、その気流に砥粒を分散して送り込
み、上述のいずれかの装置を挿入して対象管の内面の清
掃、研磨または下地処理を行う方法である。

【００１９】対象管の内側を真空ポンプを用いて吸引し
て気流を形成するのは、従来からあるピグを使用する配
管更生方法の場合と同様である。この気流の中に従来の
ブラスト加工の場合と同様に砥粒を分散して送り込み、
そこに上述の清掃・研磨・下地処理装置を挿入して作動
させ、清掃、研磨または下地処理を行う方法である。本
発明に係る簡易な設備を付加するのみで、複雑な形状の
配管の内面のブラスト加工が、より均一に、より確実
に、かつ効率的に行うことができ、さらに、前述の通り
差圧が最大でも１気圧しかとれない吸引工法でも十分な
ブラスト効果を得ることができるので、対象管に悪影響
を与えず、省エネルギーの効果を有する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明をする。なお、本発明はかか
る実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体
的構造に種々の変更を加えて良いことは言うまでもな
い。図１は、本発明の清掃・研磨・下地処理装置の作用
を示す説明図、図２は同装置の実施例の構成を示す斜視
図、図３は同実施例のより詳細な構成を示す側面図、図
４は同装置を用いて対象管の内面の清掃、研磨または下
地処理を行う方法の説明図である。

【００２１】図１に示すように、本発明の清掃・下地処
理装置は清掃、研磨または下地処理の対象管１の中を流
れる流体２の力により回転する翼車３の翼４により、流
体２に分散して送り込まれた砥粒５をランダムな方向に
高速ではじき飛ばして、翼車３の近傍の対象管１の内面
に叩きつける。

【００２２】図２に示す実施例では、翼車３は流体２の
方向に対しねじれを持って軸６に取り付けられた４枚の
翼４からなっている。翼車３を回転可能に支持するため
に、本実施例では軸６から回転継ぎ手７を介してロープ
８につないである。この実施例を用いた実験によれば、
適当な流速で流体１を流すことにより、１０００から３
０００ｒｐｍの回転数で翼車３を回転させることができ
た。この高速回転により、砥粒５は翼車３をすり抜ける
ことなく図１に示すように翼４によりランダムに、か
つ、高速ではじき飛ばされ多方向に向かい対象管１の内
面にはげしく、かつ、効果的に衝突する。

【００２３】さらに本実施例では、翼車３の流体の後流
側に可撓継ぎ手９を有する延長部１０を設けてある。延
長部１０は翼車３と一体になって回転することにより、
翼車３の回転軸方向を安定させ、対象管１の曲り部等で
は、翼車３の進行方向のガイド役をなし、さらに、可撓
継ぎ手９の働きにより延長部１０そのものが、対象管１
の内面を叩き、あるいは、砥粒５をはじき飛ばして対象
管１の内面に叩きつける。これらの効果をさらに有効に
発揮させるために、延長部１０の先端部の形状を変えた
り、先端部にアタッチメントを付設することも考えられ
る。

【００２４】より詳細な構成を図３に示す。翼車３の翼
４は仮想の楕円球、すなわち、楕円をその軸の一つを中
心にして回転した球１１に内接するように作られてい
る。翼車の形状が、中心部から流体の上流側及び下流側
に向かって小さくなるようにした例である。この形状を
採ることにより、翼車全体が円筒に内接する形状の場合
に比べて、対象管の中の曲り部等で引っかかったり、停
止したりする可能性が減り、機動性が向上する。楕円球
１１に変えて球に内接させた場合でも、あるいは、全体
としては円筒に内接する形状で翼を製作し、その上流側
と下流側を部分的に斜めにカットして径を小さくした形
状でも、同様の効果を期待できる。

【００２５】また、翼４の端部に硬質材からなる研磨刃
４ｂが取り付けられている。ロープ８で比較的自由に対
象管内に支持された翼車３は、高速回転を行うとともに
適宜軸６の位置や方向を変え、自ら対象管の内面に回転
しながら衝突して研磨効果を発揮する。

【００２６】さらに、本図では図２と異なり、軸６から
可撓継ぎ手９ｂを有する延長部１０ｂと回転継ぎ手７を
介してロープ８につないでいる。可撓継ぎ手９ｂを有す
る延長部１０ｂを翼車３とロープ８の間に挟むことによ
り、ロープ８を繰り出して一連の清掃、研磨または下地
処理作業が終了した後、ロープ８を巻き取って清掃・下
地処理装置を回収するときに、その延長部がガイドとな
り対象管の曲り部で装置が引っかかり停止するのを防止
できる効果を有する。

【００２７】図４は、本発明の清掃・下地処理装置を用
いて吸引工法により対象管の内面の清掃または下地処理
を行う方法を示す。

【００２８】一般に清掃、研磨または下地処理の対象管
１には、曲り１ａ、分岐１ｂ、異径継ぎ手１ｃ等が含ま
れている場合が多い。そこでまず、対象管１の中で一連
の作業で清掃や下地処理をする経路を選ぶ。図４では管
端１２から管端１３に至る経路が選ばれている。その一
端１３に耐圧ホース等の仮設管１４を介して砥粒回収装
置１５ａと真空ポンプ１５ｂをつなぎ、経路の他端１２
に砥粒５のホッパー１６、そのフィーダー１７、対象管
１への砥粒の供給管１８を設ける。さらに、ロープ８の
ガイドプーリー１９と回転駆動部とその制御部（図示し
ていない。）を有するロープ巻き取り装置２０を設け
る。対象管１の内、今回経路として選定されなかった枝
管１ｄや枝間１ｅには、あらかじめ盲蓋２１、２２を取
り付け閉鎖しておく。

【００２９】清掃・研磨・下地処理装置２３を対象管内
に挿入し、ロープ巻き取り装置２０を動かしてロープ８
の長さを調整して装置２３をスタート位置に支持する。
真空ポンプ１５ｂを起動し選定された経路内に気流を作
り、フィーダー１７を動かしてホッパー１６に貯蔵して
いた砥粒５を供給管１８を通して気流の中に分散させ
る。気流により翼車３は高速回転を始め、塗粒を対象管
１の内壁に叩きつけて、清掃、研磨または下地処理を行
う。ロープ巻き取り装置２０の回転を制御して、経路に
沿って清掃・研磨・下地処理装置２３を前進させ、ブラ
スト加工を行う。重点的に清掃、研磨または下地処理を
行いたい部分では、ロープ巻き取り装置２０を制御し
て、その地点で清掃・研磨・下地処理装置２３をしばら
く固定したり、その地点を挟んで往復させる等の操作を
行うことも有効である。気流に乗って管端１３に至った
砥粒は砥粒回収装置１５ａにより回収される。

【００３０】管端１３まで清掃・研磨・下地処理装置２
３を前進させて、一連の作業が完了する。真空ポンプ１
５ｂを停止し、ロープ巻き取り装置２０を操作してロー
プ８を巻き取ることにより、清掃・研磨・下地処理装置
２３は管端１２に回収される。経路に選ばれなかった部
分、例えば、枝管１ｅを清掃等するためには、盲蓋２２
をはずして仮設管１４をつなぎ、管端１３を別途盲蓋で
塞いで、枝管１ｅを含む経路を造って同じ作業を繰り返
せばよい。計器の予備座１ｆのような凹部は浅いもので
あれば、それが設置されている管を清掃、研磨または下
地処理する際に、翼車３にはじき飛ばされた砥粒５がラ
ンダムに多方向に高速で向かうので、あえてその部分を
別途取り上げて作業しなくても清掃、研磨または下地処
理の効果が期待できる。

【００３１】

【発明の効果】以上に述べた通り本発明の清掃・研磨・
下地処理装置およびその装置を用いる方法は、高速回転
をする翼によりランダムにはじき飛ばすことにより、対
象管の内面に向かってより鋭角に、高エネルギーの砥粒
を効果的に衝突させることができ、たとえ、対象管の内
面が複雑な形状をなしていても、均一、かつ、確実に砥
粒を衝突させて、十分なブラスト効果を与えることがで
き、効率的に作業を進めることができる効果を有する。
また、翼車により叩かれて砥粒が大きく加速され、気流
の速度が比較的低くても良いので、吸引工法でも十分な
ブラスト効果を得ることができ、対象管への影響を減
じ、また、省エネルギーの効果が得られる。さらに、従
来の管内面のブラスト加工に比べて、設備としては小さ
な翼車を追加するだけであるから、上述の省エネルギー
効果と併せて、経済性に優れているという効果を有す
る。

【００３２】また、本発明の清掃・研磨・下地処理装置
は、翼車の形状を工夫したり、翼端に研磨刃を設けた
り、可撓性を有する延長部を付け加えたり、あるいは、
翼車の上流側に回転可能な継ぎ手を介してロープを取り
付けることにより、より機動性を持たせたり、さらに清
掃、研磨または下地処理の効果を高めたり、あるいは、
対象管の屈曲や分岐等にかかわらず選定した経路を一連
の作業をもって処理し、かつ、重点的に研磨等をしたい
部分ではその地点で一時翼車を固定したり往復させたり
して、対象管全体を効率よく清掃、研磨または下地処理
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の清掃・研磨・下地処理装置の作用を示
す説明図である。

【図２】本発明の清掃・研磨・下地処理装置の実施例の
構成を示す斜視図である。

【図３】本発明の清掃・研磨・下地処理装置のより詳細
な構成を示す側面図である。

【図４】本発明の清掃・研磨・下地処理装置を用いて対
象管の内面の清掃、研磨または下地処理を行う方法の説
明図である。

【符号の説明】

１ 清掃、研磨または下地処理の対象管 １ａ 曲り １ｂ 分岐 １ｃ 異径継ぎ手 １ｄ、１ｅ 枝管 １ｆ 予備の計測座 ２ 流体３ 翼車４ 翼 ４ｂ 研磨刃 ５ 砥粒６ 軸７ 回転継ぎ手８ ロープ９、９ｂ 可撓継ぎ手１０、１０ｂ 延長部 １１ 仮想の楕円球 １２、１３ 対象管のなかで選定された経路の管端 １４ 仮設管 １５ａ 砥粒回収装置 １５ｂ 真空ポンプ １６ 砥粒ホッパー １７ 砥粒フィーダー １８ 砥粒供給管 １９ ガイドプーリー ２０ ロープ巻き取り装置 ２１、２２ 盲蓋 ２３ 清掃・研磨・下地処理装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24C 3/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の力により回転する翼車を清掃、研
   磨または下地処理の対象である管の中に挿入し、吸引工
   法により該管の中を流れる流体により回転せしめ、該流
   体に分散して送り込まれた砥粒を回転する翼によりはじ
   き飛ばして該管の内面に叩きつけることによりその清
   掃、研磨または下地処理を行う清掃・研磨・下地処理装
   置であって、該翼車の直径が中心部から流体の上流側及
   び下流側に向かって小さくなっていること、該翼車の翼
   端に研磨刃を有していること、及び、該翼車の後流側に
   可撓継ぎ手を有する延長部を設けたことを特徴とする清
   掃・研磨・下地処理装置。
2. 【請求項２】 前記翼車の上流側に回転可能な継ぎ手を
   介してロープを取り付け、前記流体の上流側より該翼車
   を清掃、研磨または下地処理の対象である管の中に挿入
   し、該ロープの長さを調節することにより、該管の任意
   の地点で清掃、研磨または塗装を行うことを特徴とする
   請求項１記載の清掃・研磨・下地処理装置。
3. 【請求項３】 清掃、研磨または下地処理の対象である
   管の中に吸引工法により気流を作り、該気流に砥粒を分
   散して送り込み、請求項１または請求項２記載の清掃・
   研磨・下地処理装置を挿入して該管の内面の清掃、研磨
   または下地処理を行う方法。