JP3411444B2

JP3411444B2 - 管内洗浄装置

Info

Publication number: JP3411444B2
Application number: JP10038696A
Authority: JP
Inventors: 政俊石崎; 秀雄長瀬
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 2003-06-03
Anticipated expiration: 2016-04-22
Also published as: JPH09285749A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノズルを取り付けた洗
浄装置内に水などの高圧流体を導入してノズルより噴射
させ、この噴射反力を利用して装置を自己推進させ、同
時にノズルを取り付けた部分を回転させて、配管内部等
を洗浄する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ホースの先端に取り付けて使
用するホース用ノズル又はビューレットノズルには、ホ
ースを通じて高圧水などが導入される．ノズル取付部に
は複数の同じ穴径のノズル穴が、円周方向全周に均等に
加工されている。ノズルの噴射方向は、あたかも各噴射
流体が装置の長手方向の中心軸上の仮想の一点から放射
するように配置されているので、噴射反力は長手中心軸
の方向にのみ生じ、その他の方向は互いに打ち消し合
う。よって洗浄装置は洗浄水を噴射しながら、長手中心
軸方向に自己推進する。高速度で噴射された噴射水によ
り上下水道管、輸送管などの錆、水垢、油脂類、汚泥、
根切りなどの管内堆積付着物の除去が可能となり、被洗
浄物内の処理能力を維持することができる。金属ブラシ
等を使用していないので、被洗浄面を痛めず、老朽管等
にも安心して使用できる。

【０００３】２次元ノズルで、ノズル本体に同じ穴径の
複数のノズルチップを取り付けたものでは、ノズルは噴
射方向が、装置の長手方向の中心軸に垂直な面上であり
該中心軸と交わらない方向になるよう配置されている。
よって、噴射反力によりノズル本体の回転のみを生じ、
円周方向全周に洗浄水を噴射するが、自己推進しないの
でホース又はロープでノズル本体を引っ張る必要があ
る。また、管内堆積付着物の種類又は状況により最適回
転数が異なり、又回転がある一定限度を越えると、噴射
した洗浄水は飛散し、洗浄効率が極端に落ちるので、ノ
ズル本体の回転数をある一定の値に設定する必要があ
る。しかし、２次元ノズルの回転数制御は、トロコイド
ポンプを使用し油量調節弁により回転数を調節する油圧
制御方式であり、さらに、回転数が 100 RPM 以下のた
め洗浄速度を遅くする必要がある。通常、図３に示すよ
うに洗浄装置に繋がれたホースは水タンク、ジェットポ
ンプ、操作盤、油圧駆動ホースリールを備えた高圧洗浄
車に繋がれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ホース用ノズル、ビ
ューレットノズルによる水を利用した洗浄において、洗
浄効率を上げるためには、なるべく数多くのノズル穴を
取り付けた方が洗浄水の円周方向密度が高くなるので好
ましい。供給圧力もなるべく高くした方が噴射流体の速
度が速くなり洗浄効率が高い。しかし、取付部の外径の
大きさにより加工できるノズルの数、及びノズルの口径
には限度が有り、また、ポンプの容量にも限度があるの
で、洗浄面の均一性が悪く必要に応じて何度も作業を繰
り返す必要があった。さらに、古い下水配管などに、木
根が入り込んでいる場合には木根の除去が十分でなく、
これの除去のためにはチェーンカッター又はオーバーハ
ングカッターを使用する必要がある場合があった。ま
た、構造上洗浄水が直接噴射されない部分が存在し、被
洗浄物又は配管内面に長手方向に筋状に除去が十分でな
い部分を生じるのは避けられない。このため、洗浄装置
を被洗浄物又は配管内部を１、２回通すだけでは均一な
洗浄はできない。

【０００５】２次元ノズルによる洗浄では、装置は自己
推進しないので洗浄前に洗浄装置を被洗浄物又は配管内
部に押し込む必要があるが、ノズル本体にはホースしか
繋がれてないので実際には装置にワイヤーロープ等を繋
ぎ他の開口部まで引っ張り所定の作業開始位置に配置
し、その後ホースリールを巻き上げて反対方向に引っ張
る必要がある。また、構造上ノズルチップが装置より局
部的に突出して取り付けられているので、特に配管内部
をスムーズに移動させるためには、移動ガイドを取り付
けなければならない。このため装置の全長が長くなるの
で、曲がり部を有する配管の曲がり部の洗浄、曲がり部
を通過する洗浄は不可能であった。また、トロコイドポ
ンプを使用した油圧制御のため回転数を高くできず、ま
た作動油の温度変化による粘性の変化のためノズル本体
の回転数に変動をきたし、効率がよく安定した洗浄がで
きない場合があった。

【０００６】また従来の装置では、装置の移動方向、又
はノズル本体の回転方向は一方向だけであり、またノズ
ルは全て噴射を行い、ノズルの相対的噴射方向も固定さ
れているので、洗浄効率及び洗浄作業効率に限界があっ
た。

【０００７】本発明は以上の従来技術における問題に鑑
みてなされたものであって、洗浄効率を更に高めるた
め、流体の噴射反力を回転力及び長手中心軸方向移動力
として利用し、ノズル取付部を回転させることにより円
周方向くまなく均一に洗浄することが可能であり、同時
に装置が長手中心軸方向へ自己推進することが可能であ
り、又はノズル取付部の回転数を制御することが可能で
あり、又は前記ノズル取付部の制御回転数を適切な値に
調整することが可能であり、回転するノズル取付部への
異物侵入保護手段を有する回転し自己推進する洗浄装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【問題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の管内洗浄装置は一端に圧力流体が導入される中空部
を有するシャフトと、このシャフトに回転可能に軸支さ
れ、前記中空部から導入される圧力流体を噴射する一以
上の対をなすノズルが取り付けられたノズル取付部と、
前記シャフトの一部と前記ノズル取付部の一部が内部に
収納され、当該シャフトの他端が固定されるカバーとを
備え、前記ノズルは対ごとに、前記ノズル取付部の長手
方向の中心軸を中心とする同一円周上で、その中心をは
さんで対向する位置に配置され、当該ノズルそれぞれの
噴射角度のうち、前記ノズル取付部の長手方向の中心軸
となす角は同一角度であり、前記対をなすノズルのう
ち、少なくとも一つの対をなすノズルの先端中心を、当
該ノズルそれぞれの根元中心と前記長手方向の中心軸と
を含む面に垂直に互いに反対方向に同じ距離だけ偏心さ
せ、残りの対をなすノズルの先端中心を、当該ノズルそ
れぞれの根元中心と前記長手方向の中心軸とを含む面内
に位置させ、前記ノズル取付部の回転速度を調整する回
転制御手段を前記カバー内部に備え、前記回転制御手段
が、前記カバー内部に取り付けられた磁石と前記ノズル
取付部に係止された金属部材とをクリアランスを設けて
対向させて構成し、当該クリアランスの調整によりノズ
ル取付部の制御回転数を調節することを特徴とする。前
記ノズル取付部の長手中心軸に関する安定した回転及び
装置の長手中心軸方向の自己推進により、洗浄効率を高
め均一な洗浄をすることができるとともに、磁界と渦電
流を利用して回転数の異常上昇を防止して、噴射された
洗浄水等の飛散等を防止し、また洗浄流体の種類、流体
供給圧力、噴射流量などに適した回転数に設定可能と
し、洗浄効率を高めることができる。請求項２に記載の
管内洗浄装置は請求項１に記載の管内洗浄装置で、前記
金属部材の外周面に異物侵入保護手段を備えたことを特
徴とする。異物、特に磁石に引きつけられる鉄粉等が回
転部に侵入することを防ぎ、悪環境下での使用が可能と
なる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の実施例の洗浄装置の組立断
面図であり、特に下水管内部を洗浄するが、ダクト、大
口径配管の管内面、側溝及びＵ字溝の洗浄に利用できる
ものである。圧力流体として水を使用するが、圧力流体
は使用用途に応じて、空気などの気体、油、化学品、薬
品なども使用する。流体の圧力は水の場合 20 〜70 MPa
( 200 〜 700 kgf/cm² ) を洗浄対象物に合わせて選定
する必要がある.図１において、シャフト２のほぼ右半
分は中空であり、この中空穴１８の入口部にはネジ加工
がなされており、ここに雌雄ユニオンアダプタ１７の一
端が螺合され、該雌雄ユニオンアダプター１７の他の一
方の端には圧力流体を供給するホース（図示せず）が螺
合される。該中空穴１８の奥には、半径方向にシャフト
表面に連通する貫通穴１９が加工されている。前記シャ
フト表面の前記貫通穴１９の部分に空間２０を形成する
よう凹み部を有し、前記シャフトの中央部を覆うように
配置されたロータ１に前記空間２０に連通する穴２１を
加工し、この連通穴２１のロータ表面に近い部分にネジ
加工を施しここにノズルチップ５を螺合する。供給洗浄
水は、ホース、雌雄ユニオンアダプター１７、貫通穴１
９、空間２０、連通穴２１を通りノズル５Ａ，５Ｂ，５
Ｃ，５Ｄから噴射される。

【００１０】ノズルチップ５の配置を示す正面図の一部
を図２に示す。ノズルの個数は、ここでは４個である
が、用途、使用条件により決定され他の値を取り得る。
ノズル５Ａ，５Ｂが一つの対を、ノズル５Ｃ，５Ｄが他
の対をなす。５Ａ，５Ｂは長手方向の中心軸から同じ半
径距離にありノズルの先端中心を結ぶ線は装置の長手中
心軸を通る。ノズルの噴射方向は５Ａ，５Ｂの先端中心
及び長手中心軸を通る面内であり、該中心軸に対して外
側にαだけ傾いている。αは30度〜85度であり、管内堆
積付着物の種類又は状況により角度αを変化させる。ノ
ズル５Ａ，５Ｂの噴射反力により、長手方向の中心軸の
方向の推力のみ生じ、ノズル本体の回転力は生じない。

【００１１】ノズル５Ｃ，５Ｄの噴射方向は、ノズル５
Ａ，５Ｂと同様に決定され長手方向の中心軸に対する角
度βは同様に30度〜85度であり、管内堆積付着物の種類
又は状況により角度βを決定する必要がある。ノズル５
Ｃ，５Ｄの位置はまずノズル５Ａ，５Ｂと同様に決め、
ノズル５Ｃ，５Ｄの先端中心及び長手中心軸を通る仮想
面を考える。次に噴射反力による回転力を生じさせるた
め、ノズル５Ｃ，５Ｄを噴射角度を変えないで、前記仮
想面に垂直に互いに反対方向に同じ距離εだけ偏心させ
て位置させる。回転力は噴射反力又は偏心量εに比例す
る。ノズル５Ｃ，５Ｄにより長手方向の中心軸の方向の
移動力も同時に生じる。

【００１２】ノズルチップを偶数個取り付け、各々対を
構成させ、対を構成する二つのノズルを長手方向の中心
軸に対して互いに180度反対で同じ半径位置となるよう
にし、流体噴射方向を長手中心軸上の点に対して点対象
となるようにし、かつ回転力又は軸移動力の総和が零と
ならないようにすれば良い。ノズルチップをまず回転の
み生ずるように取り付け、長手中心軸方向以外の移動の
み生じるようにノズルチップをさらに非回転部分に取り
付けてもよい。

【００１３】ロータ１には金属部材からなる回転制御部
の一部３Ａが六角穴付ボルト１１により取り付けられて
おり、前記ロータは回転抵抗を極力小さくするためスラ
スト軸受８を介してシャフト２に回転自在に取り付けら
れている。スラスト軸受８はスペーサ７により位置決め
され、ナット６によりシャフト２に固定されている。磁
石からなる回転制御部の残りの一方の部分３Ｂは六角穴
付ボルトによりカバー１６内部に取り付けられている。
カバー１６内部には回転制御部の残りの一方の部分３Ｂ
を貫通してシャフト２が挿入され、シャフト２の左端に
は外ネジが加工されカバー１６の左端の貫通穴内周に加
工された内ネジと螺合させることでカバー１６に固定
し、シャフト２の左端にねじ込まれたボルト１４を調整
することによりカバー１６に対する軸方向位置の微調整
を可能としている。シャフト２のカバー１６に対する軸
方向位置を調整することは後述のクリアランスδを調整
することになる。また、ロータ１は大半がカバー１６内
部に収納されている。シャフト２の高圧水供給口近くの
外径をカバー１６の外径と同一となるように大きくして
回転ノズル部をはさみ、装置本体が長手中心軸方向に移
動するときにできるだけ水平に移動させノズル部が傾い
て損傷しないようにしている。ロータ１には軸封部品と
してリング１０を介してスクレーパ９又はＶリング等が
取り付けられ、異物の内部侵入を防止している。ロータ
１のシャフト２との間の軸封部品として極小のラビリン
スシールを使用している。

【００１４】回転する回転制御部の一部３Ａと静止して
いる回転制御部の残りの一方の部分３Ｂの間には、クリ
アランスδが設定されている。このクリアランスδはナ
ット１４により値の微調整が可能であり、これによりロ
ータ１の制御回転数の設定を変えることができる。よっ
て、装置の分解をすることなく外側から制御回転数の設
定を変えることができる。回転数の設定範囲は、水を利
用した洗浄の場合は通常、 200 〜 1000 rpm である。
回転制御部の一部３Ａの外周中央部には、溝が加工され
ておりこの溝にフェルト等のダストシール４が組み込ま
れ、下水管等の悪環境下での使用中に前記クリアランス
へ磁石に引きつけられる鉄粉などの異物が侵入し回転抵
抗となることを防止している。

【００１５】

【発明の効果】ノズルによる流体の噴射反力をノズル取
付部の回転力及び装置の長手方向の中心軸の方向の移動
力として利用するので、流体を円周方向に連続して噴射
でき、円周方向くまなく均一に洗浄することが可能とな
る。また同時に、装置が前記長手中心軸方向に自己推進
することが可能であるので、装置を最初に設置した場所
から洗浄作業を開始でき、作業効率を上げることができ
る。前記の二つの効果を同時に得ることができるので相
乗的に洗浄効率が上昇する。流体を円周方向に連続して
噴射できるようにしたことから、ノズルの数を大幅に減
少させることができ、作業継続時間を減少させることな
く、流体の供給圧力を上げることができるので、回転し
自己推進する洗浄装置において被洗浄部分の堆積付着物
の除去力を高めることができる。

【００１６】磁石と回転部材とをクリアランスを設けて
対向させて配置し、発生磁界とうず電流を利用してノズ
ル取付部の回転数を制御することを可能としたことか
ら、回転し自己推進する洗浄装置において安定してスケ
ールに応じた回転数とすることができ、回転数の過大に
よる噴射された流体の流れの乱れ、飛散等を防ぎ洗浄力
を維持し洗浄効率を高めることができる。前記クリアラ
ンスを変えることによりノズル取付部の制御回転数を調
整することを可能としたことから、回転し自己推進する
洗浄装置においてスケールの状況、洗浄流体の種類、流
体供給圧力、噴射流量などに適した回転数に設定可能と
し、洗浄効率を高めることができる。また、前記クリア
ランスを有する非接触構造としたことから、長寿命効果
が得られる。回転するノズル取付部への異物侵入保護手
段を備えたことから、回転し自己推進する洗浄装置にお
いて、異物の多い悪環境下で使用することが可能であ
る。流体を噴射するノズルを電磁弁等を使用して選択す
ることを可能とすれば、例えば自己推進方向を前後二方
向として作業効率を高めたり、回転方向、噴射角度を変
えることができ洗浄効率を高めることができる。構造
上、半径方向の局部的突起がない構造としたので移動ガ
イドが不要となり、自己推進方向を二方向としたことと
相まって曲がり部の多い配管内部の洗浄が可能となる。

【００１７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の管内洗浄装置の組立断面
図である。

【図２】図１に示す一実施例のＡ−Ａ方向の正面図の
一部である。

【図３】従来例の高圧洗浄車に繋がれたノズルを示
す。

【符号の説明】

１・・・ロータ２・・・シャフ
ト３Ａ・・・回転制御部３Ｂ・・・回転
制御部４・・・ダストシール５・・・ノズル
チップ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ．．．ノズル６・・・ナット７・・・スペーサ８・・・スラス
ト軸受９・・・スクレーパ１０・・・リン
グ１１・・・六角穴付ボルト１４・・・ボル
ト１５・・・六角穴付ボルト１６・・・カバ
ー１７・・・雌雄ユニオンアダプター１８・・・中空
穴１９・・・貫通穴２０・・・空間２１・・・連通穴２２・・・水タ
ンク２３・・・操作盤２４・・・油圧
駆動ホースリール２５・・・マンホール２６・・・ジェ
ットポンプ２７・・・ビューレットノズル２８・・・２次
元ノズル２９・・・ホース３０・・・高圧
洗浄車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−163959（ＪＰ，Ａ) 実開平２−70782（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−108192（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−187282（ＪＰ，Ｕ) 実公平７−53728（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 12/00 - 13/06 B05B 3/06 B08B 9/049

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に圧力流体が導入される中空部を有
するシャフトと、このシャフトに回転可能に軸支され、前記中空部から導
入される圧力流体を噴射する一以上の対をなすノズルが
取り付けられたノズル取付部と、前記シャフトの一部と前記ノズル取付部の一部が内部に
収納され、当該シャフトの他端が固定されるカバーとを
備え、前記ノズルは対ごとに、前記ノズル取付部の長手方向の
中心軸を中心とする同一円周上で、その中心をはさんで
対向する位置に配置され、当該ノズルそれぞれの噴射角
度のうち、前記ノズル取付部の長手方向の中心軸となす
角は同一角度であり、前記対をなすノズルのうち、少なくとも一つの対をなす
ノズルの先端中心を、当該ノズルそれぞれの根元中心と
前記長手方向の中心軸とを含む面に垂直に互いに反対方
向に同じ距離だけ偏心させ、残りの対をなすノズルの先端中心を、当該ノズルそれぞ
れの根元中心と前記長手方向の中心軸とを含む面内に位
置させ、前記ノズル取付部の回転速度を調整する回転制御手段を
前記カバー内部に備え、前記回転制御手段が、前記カバー内部に取り付けられた
磁石と前記ノズル取付部に係止された金属部材とをクリ
アランスを設けて対向させて構成し、当該クリアランス
の調整によりノズル取付部の制御回転数を調節すること
を特徴とする管内洗浄装置。
【請求項２】前記金属部材の外周面に異物侵入保護手
段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の管内洗浄
装置。