JP3588768B2 - 管内壁面処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管内壁面処理装置に関し、水力発電所の水路用水圧鉄管の補修工事の際の水圧鉄管内壁の塗着層や錆の除去、さらには、その他の円管状大径管、例えば、下水管、煙道（ダクト）、煙突、サイロ、各種プラントの配管等の内面のライニングや付着固形物のはつり、剥離、清掃等を行うのに有用な管内壁面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
貯水ダムから水力発電所への水路として使用されている水圧鉄管の補修工事において、管内壁面の塗着層や錆を除去することが要求され、従来はサンドブラスト工法が一般的に行われてきた。
【０００４】
一方、高圧ポンプから供給される例えば５０ＭＰａ 以上の高圧水をノズルから噴射して固形物を切断したり、破砕したり、あるいは物体表面の固着物を剥離・除去したりする方法は従来よく知られており、例えば、高層煙突やサイロ等の縦形円筒体内壁面のはつり作業に適用可能な噴射ノズル型はつり装置等も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記サンドブラスト工法は、以下のような欠点を有する。
（１）管内壁の処理後に研掃用の珪砂が大量に残留するため、その回収と後処理に多くの作業員と時間が掛かる。特に、配管内にエキスパンションジョイントがある場合、その部分に珪砂が詰まり、珪砂の除去作業に多大な工数を要する。
（２）配管母材金属壁が磨耗・減肉し、配管の強度を低下させる恐れがある。
【０００６】
また、前記の高層煙突やサイロ等の縦形円筒体内壁面のはつり作業に適用可能な噴射ノズル型はつり装置には、以下のような問題点がある。
すなわち、水平もしくは傾斜した管体、例えば、水力発電所の水路用水圧鉄管、下水管、煙道（水平ダクト）、各種プラントの水平配管等の内面のライニングや付着固形物のはつり、剥離、清掃等を行う際には、管体内壁面の内周面に沿って円周方向に移動する噴射ノズルから長手方向に出来るだけ幅広く均一に高圧水を噴射しつつ、噴射ノズルの円周方向への移動と管軸方向への移動とを同期させて、管内壁面全面に均一に高圧水を噴射する必要がある。前記噴射ノズル型はつり装置を仮に水平もしくは傾斜した管体に適用したとしても、そのような効果は期待できない。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、
イ）サンドブラスト法のように、処理後の管内に残った珪砂やエキスパンションジョイント等に詰まった珪砂の除去・回収に多大の工数、時間を必要とせず、また、管体母材内面を傷つけたり、磨耗させたりすることもなく、
ロ）内壁面処理対象管体内への移動体の搬入・搬出が容易で、
ハ）１寸法種類の装置で、管内壁面の内径が比較的広範囲に無段階に異なる管体や管路への適用が可能で、また、作業中に管体内径が所定の範囲内で連続的に変化しても、あるいは、１回の段差が所定の範囲内で管体内径が所定の範囲内で断続的に変化しても、問題なく処理作業の継続が可能であり、
ニ）必要最小限の本数の伸縮可能支持アームを用いて、構造が簡単で、設備・運転・保全コストが低くてすみ、
ホ）管内壁面処理能率が高く、
へ）管内壁面の処理効果が、管内壁の円周方向にも長手方向にも均一で、均一な仕上げ面が容易に得られる、
管内壁面処理装置の提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、第１の手段として、
管体の内部に収納され、管軸方向に延びる軸部材と、該軸部材の両端近傍に基端を固定され、該軸部材から管内壁面に向かって放射状に延びる複数本の先端部支持アームと、該先端部支持アームと各々略同方向に放射状に伸びる複数本の後端部支持アームと、前記先端部支持アームと後端部支持アームの各々の先端部に取り付けられ、前記管内壁面に沿って前記管軸方向に転動可能なガイド輪とからなる移動体と、前記移動体を管体の内部で管軸方向に移動させる移動駆動手段と、前記軸部材先端部に該軸部材の中心軸を中心に旋回自在に設けられた旋回アームと、該旋回アームの先端に設けられ、管内壁面に高圧水を噴射する高圧水噴射ガンと、該高圧水噴射ガンのノズル先端よりも前記管内壁面側に突出し、該内壁面上を円周方向に転動して前記高圧水噴射ガンのノズルの先端と前記内壁面との間隔を所定値に保つガイド輪とを備える高圧水噴射ヘッドと、前記軸部材の先端部に設けられた旋回アーム旋回駆動手段とを具備してなる管内壁面処理装置を、前記移動体の先・後端部支持アームのうち、略同一半径方向に延びる一対の支持アーム、または、各々略同一半径方向に延びかつ円周方向に相隣り合う二対の支持アームの先端部の前記ガイド輪の基部よりも基端側（前記軸部材側）に伸縮・付勢用定圧作動型流体圧シリンダを介在させた伸縮可能支持アームを備えるとともに、
前記旋回アームは、屈伸・付勢用定圧作動型流体圧シリンダの伸縮により前記の軸部材の中心軸に直交する面内で屈伸可能な関節式アームであり、
前記旋回アームの先端に、前記軸部材の中心軸に平行な先端部関節軸を介して、前記高圧水噴射ヘッドを回動可能に取り付けたことを特徴とするように構成した。
【０００９】
上記本発明においては、
前記高圧水噴射ガンは、ノズルヘッドの中心軸の回転、旋回または揺動を行う駆動手段を備えたものであることが望ましい。
【００１０】
上記本発明においては、
前記移動体の軸部材が管体からなり、前記旋回アームの旋回中心軸が先端部に取り付けられた内部軸体が、前記軸部材管体の内壁により、該軸部材管体の軸方向に相対的進退自在に、かつ、該軸部材管体と相対的回転不可能に支持・案内されているとともに、前記内部軸体の進退駆動手段を前記軸部材管体に設けるように構成してもよい。
【００１１】
上記本発明においては、
前記旋回アームの旋回駆動手段を制御する旋回アーム旋回制御手段と、前記内部軸体の進退駆動手段を制御する内部軸体進退制御手段および／または前記移動体の移動駆動手段を制御する移動体移動制御手段を備えるとともに、前記旋回アーム旋回制御手段と、前記内部軸体進退制御手段または前記移動体移動制御手段を制御して、前記旋回アームの旋回運動と、前記内部軸体の進退運動または前記移動体の移動運動の少なくとも一方との間の同期制御を行う同期制御手段を備えていることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して、本発明の管内壁処理装置の実施の形態を説明する。図１は、大径鋼管内に収納された請求項１、請求項３に係る本発明装置の実施の形態の全体の概略構成と、本発明装置へ供給される電気、圧縮空気および高圧水等のユーティリティの各々の発生・供給システムの概要をしめす側面図、図２は、請求項１および請求項２に係る本発明装置の実施の形態の構成を示す側面図、図３は図２のＡ−Ａ線矢視正面図、図４は高圧水噴射ヘッドの構成を示す要部拡大図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視正面図、（ｃ）はロータリージエットガンのマルチノズルヘッドのノズルの移動軌跡を示す概念図、図５は伸縮可能支持アームの先端部の構成をしめす要部拡大図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視正面図、図６は請求項３および請求項４に係る本発明の概略構成を示す側面図である。
【００１３】
請求項１および請求項２に係る本発明の管内壁処理装置の実施の形態は、
図１〜図５に示すように、管体２の内部に収納され、管軸方向に延びる軸部材３と、該軸部材３の両端近傍に基端を固定され、該軸部材３から管内壁面２ｉｗに向かって三方の半径方向へ放射状に延びる３本の先端部支持アーム４ｆ と、該先端部支持アーム４ｆ と各々略同方向に放射状に伸びる３本の後端部支持アーム４ｂ と、前記先端部支持アーム４ｆ と後端部支持アーム４ｂ の各々の先端部に取り付けられ、前記管内壁面２ｉｗに沿って前記管軸方向に転動可能なガイド輪５とからなる移動体１と、前記移動体１を管体２の内部でワイヤ６ｗ を介して矢印イで示す管軸方向に牽引・移動させるウインチからなる移動体移動駆動手段６と、前記軸部材３の先端部に該軸部材３の中心軸を中心に旋回自在に設けられた旋回アーム７と、該旋回アーム７の先端に設けられ、管内壁面２ｉｗに高圧水を噴射する例えば回転マルチノズルヘッド８ｍｈを具備したロータリージェットガンからなる高圧水噴射ガン８と、該高圧水噴射ガン８のノズル８ｎ の先端よりも前記管内壁面２ｉｗ側に突出して該内壁面２ｉｗに外周面が接触し、該内壁面２ｉｗ上を矢印ロで示す円周方向に転動して前記高圧水噴射ガン８のノズル８ｎ の先端と前記内壁面２ｉｗとの間の距離を所定の値に保つガイド輪９とを備えた高圧水噴射ヘッド１０と、前記軸部材３の先端部に設けられ、無段変速手段（図示せず）を備えた電動機からなる旋回アーム旋回駆動手段１１と、を具備してなる管内壁面処理装置を、
前記移動体１の三対の先・後端部支持アーム４ｆ 、４ｂ のうち、略同一半径方向に延びる一対の支持アーム４ｆ 、４ｂ を、その先端部の前記ガイド輪５の基部よりも基端側（前記軸部材側）に伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１２を介在させた伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅとするとともに、
前記旋回アーム７は、屈伸・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１３の伸縮により前記軸部材３の中心軸に直交する面内で屈伸可能な関節式アームであり、
前記旋回アーム７の先端に、前記軸部材３の中心軸に平行な先端部関節軸７ｊｂを介して、前記高圧水噴射ヘッド１０を回動可能に取り付けたことを特徴とするように基本的に構成される。
【００１４】
上記の本実施の形態は、さらに以下のような具体的な構成を有する。
【００１５】
前記高圧水噴射ヘッド１０は、図４に示すように、長方形のベースプレート１０ｂｐの中央部に前記ロータリージェットガンからなる高圧水噴射ガン８を固定している。該ロータリージェットガン８は、リング形の先端面に複数のノズル８ｎ を具備した中空の有底円筒形のマルチノズルヘッド８ｍｈの裏面に先端を接続された回転円筒軸８ｒａの基端部を軸受け外筒８ｂｐ内に、回転自在に、かつ、軸方向移動不可能に挿入・保持されている。前記回転円筒軸８ｒａの基端部の外周面と前記軸受け外筒８ｂｐの内周面との間は、超高圧ホース８ｗｈを介して前記軸受け外筒８ｂｐの内部に供給され、前記回転円筒軸８ｒａを介して前記マルチノズルヘッド８ｍｈ内に送られる高圧水が外部に漏れないようにシールされている。
【００１６】
一方圧縮空気供給ホース８ａｈを介して供給される圧縮空気により回転するエアモータ８ａｍが前記回転円筒軸８ｒａの回転軸と平行な回転軸を有するように、前記軸受け外筒８ｂｐの横に付設されている。該エアモータ８ａｍの回転は、回転伝動部８ｔｍに内蔵され、前記エアモータ８ａｍの図示せぬ回転軸に固定された図示せぬ駆動歯車と、該駆動歯車と噛み合い前記回転円筒軸８ｒａの途中に固定された図示せぬ従動歯車を介して、前記回転円筒軸８ｒａに伝えられ、前記マルチノズルヘッド８ｍｈを矢印ハで示す方向へ回転させるように構成されている。
【００１７】
前記高圧水噴射ヘッド１０の前記長方形のベースプレート１０ｂｐの前後左右の４側端部には、各々ガイド輪９がその外周面が前記管体２の内壁面２ｉｗに接して矢印ロで示す円周方向に転動可能なように固定されている。また、前記ベースプレート１０ｂｐの前記マルチノズルヘッド８ｍｈの外周を若干の距離をおいて包囲するように、先端部が例えばゴム等の弾性板からなる反射遮蔽カバー１０ｓｃが、その先端が前記管体２の内壁面２ｉｗに接するように立設されている。
【００１８】
前記旋回アーム７は、前記軸部材３の先端部にエアースイベルユニット１９を介して連結された旋回中心軸７ｒａを中心に回転自在に支持された第１の旋回アーム部材７ａ と、該第１の旋回アーム部材７ａ の先端部に設けられ前記軸部材３の軸方向に平行な第１の関節軸７ｊａと、該第１の関節軸７ｊａを介して前記第１の旋回アーム部材７ａ に基端が回動自在に連結された第２の旋回アーム部材７ｂ と、前記第１の旋回アーム部材７ａ の途中に基端を、前記第２の旋回アーム部材７ｂ の途中に先端を、前記第１の関節軸に平行な回動軸１３ｊｂ、１３ｊｔを介して各々連結された旋回アーム屈伸・付勢用定圧作動型流体圧シリンダ１３と、からなり、前記軸部材３の中心軸に直交する面内で屈伸および旋回する一軸関節アームであり、
前記旋回アーム７の第２の旋回アーム部材７ｂ の先端に、前記第１の関節軸７ｊａに平行な第２の関節軸７ｊｂを介して、前記高圧水噴射ヘッド１０が回動可能に取り付けられている。
すなわち、前記高圧水噴射ヘッド１０の前記長方形のベースプレート１０ｂｐの前記管体２の内壁面２ｉｗとは反対側の表面の、矢印ロで示す側の先端と前記ロータリージエットガン８の取付け中心位置との間の中央部近辺で、前記ベースプレート１０ｂｐの幅方向中心位置に立設された連結板１０ｊｐと、前記第２の旋回アーム部材７ｂ の先端部とが、前記第２の関節軸７ｊｂを介して相互回動自在に連結されている。
【００１９】
前記一対の伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅは、以下のように構成されている。すなわち、図５に示すように、角管体３ｓｐからなる前記軸部材３の外周に半径方向に伸びるように固定された基部アーム部材４ｆｂ、４ｂｂと、その先端面に前記基部アーム部材４ｆｂ、４ｂｂと各々直交するように固定されたベースプレート１２ｂｐとを備えている。
該ベースプレート１２ｂｐの前記軸部材３側の面にシリンダ１２ｃ の前端を、該シリンダ１２ｃ の中心軸が前記基部アーム部材４ｆｂ、４ｂｂの軸と各々平行となるように固定され、そのピストンロッド１２ｐｓが、前記ベースプレート１２ｂｐを貫通して管内壁２ｉｗの方向に伸びる伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１２が固定されている。
さらに、前記ベースプレート１２ｂｐの基部アーム部材４ｆｂ、４ｂｂの各々を挟み前記軸部材３と平行な方向に所定の長さだけ突出した部位に、前記支持アーム基部部材４ｆｂ、４ｂｂの各々を挟んで、該基部アーム部材４ｆｂ、４ｂｂの軸の各々に平行に取り付けられたそれぞれ一対のガイド管１４ｇｐと、該一対のガイド管１４ｇｐを各々貫通して案内され前記基部アーム部材４ｆｂ、４ｂｂの各々の軸に平行に伸びる一対のガイドロッド１４ｇｒとからなる案内手段１４が形成されている。
そして、前記ピストンロッド１２ｐｓおよび前記一対のガイドロッド１４ｇｒの管内壁２ｉｗ側の先端部に取り付けられたガイド輪ベ−スプレート５ｂｐと、該ガイド輪ベ−スプレート５ｂｐの管内壁２ｉｗ側の表面に前記基部アーム部材４ｆｂ、４ｂｂの各々の軸と同芯に取り付けられ、前記伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１２により管内壁２ｉｗに所定圧で押し付けられて該管内壁２ｉｗの表面を前記管体１の管軸方向に転動するガイド輪５とを備えて構成されている。
【００２０】
また、前記伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１２と、前記旋回アーム７の伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１３とに送られる圧縮空気の圧力をそれぞれ所定値に保つ図示せぬレギュレータが、前記移動体１に付設されている。
【００２１】
本発明の管内壁面処理装置の駆動用の電気、圧縮空気および管内壁面処理媒体としての高圧水の供給手段は、図１の破線および実線と、図２に示すように以下のように構成されている。
（１）電気は、管体２の外部の可搬式発電機１５より、動力用ケーブル１５ｃａを介して、前記ウインチからなる移動体移動駆動手段６と、管内壁面処理装置の移動体１に付設の電気・計装・制御ボックス１６を介して、無段変速手段付き電動機からなるアーム旋回駆動手段１１、および後述の無段変速手段付き電動機からなる前記軸部材３内の内部軸部材体３ｉａの軸方向への進退駆動手段３Ｍ に供給される。
（２）圧縮空気は、コンプレッサ１７からエア配管１７ａｐを経由し、前記移動体１に付設のエア制御バルブ１８を介して、一対の伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１２と、さらに前記軸部材３の先端部に設けられたエアスイベルユニット１９を介して、前記旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動型エアシリンダ１３と、該旋回アーム先端のロータリージエットガン８のエアモータ８ａｍに供給される。
（３）高圧水は、高圧水発生装置（アクアジエットポンプ）２０から、超高圧水配管（ホース）２０ｈｐを介して、前記移動体１に送られ、該移動体１の前記軸部材３の後端から、該軸部材３の内部を軸部材の長手方向に貫通する図示せぬ高圧水通路、前記軸部材３の先端部に設けられたエアスイベルユニット１９の軸中心の貫通孔、旋回アーム旋回中心軸７ｒａの貫通孔を経由して、前記旋回アーム旋回中心軸７ｒａの先端に設けられたスイベルジョイント２１および該スイベルジョイント２１の先端に接続された高圧水ホース８ｗｈを経由して、旋回アーム７の先端のロータリージェットガンからなる高圧水噴射ガン８に供給される。
【００２２】
上記のように構成された請求項１および請求項２に係る実施の形態の作用を以下に述べる。
【００２３】
（１）前記一対の伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮・付勢用定圧作動型エアシリンダー１２と、旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１３とを収縮させ、前記移動体１を図１に示したように、前記一対の伸縮可能アーム４ｆｅ、４ｂｅを除く他の二対の支持アーム４ｆ 、４ｂ の先端のガイド輪５の各々が管内壁面２ｉｗに沿って管軸方向へ転動するように、前記移動体１を管体１の内部に入れ、前記移動体１の後端部のワイヤ連結金物６ｗｃに連結されたワイヤ６ｗ を介して、ウインチ６により管内の任意の位置まで、牽引、移動させる。
【００２４】
（２）前記一対の伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１２を伸長させ、該伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの先端のガイド輪５を前記レギュレータで設定された所定の圧力で管内壁面２ｉｗに接触させる。その結果、前記二対の支持アーム４ｆ 、４ｂ および上記一対の伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅと、これら６本の支持アームの先端の各々のガイド輪５を介して、前記移動体１が管内壁面２ｉｗに支持・案内されるようになる。
【００２５】
（３）前記旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１３を伸長させると、旋回アーム７の第１の関節軸７ｊａを支点として、第２の旋回アーム部材７ｂ の先端部が管内壁面２ｉｗに近づくように回動する。その結果、前記第２の旋回アーム部材７ｂ の先端部に第２の関節軸７ｊｂを介して回動可能に連結された高圧水噴射ヘッド１０の４個のガイド輪９の外周面が前記管内壁面２ｉｗに前記レギュレータで設定された所定の圧力で押し付けられる。
この時、前記高圧水噴射ヘッド１０のロータリージェットガン８の先端部に、前記管内壁面２ｉｗに対向して取り付けられたマルチノズルヘッド８ｍｈの先端部の複数のノズル８ｎ の先端と前記管内壁面２ｉｗとの間隔が所定の値に保たれる。
【００２６】
（４）前記ロータリージェットガン８の前記エアモータ８ａｍによりマルチノズルヘッド８ｍｈが回転円筒軸８ｒａを中心に矢印ハで示す方向に回転し、同時に複数のノズル８ｎ から高圧水の噴射が開始され、前記無段変速機付き電動機からなる旋回アーム旋回駆動手段１１が起動して、旋回アーム７が矢印ロで示す方向に旋回する。
前記ロータリージェットガン８から噴射される高圧水は、前記図４（ｃ）に示されるようなマルチノズルヘッド８ｍｈの複数のノズル８ｎ の移動軌跡８ｔｎの幅Ｗｔｎ内で均一な噴射水量分布を示し、前記旋回アーム７の旋回により、前記管内壁２ｉｗの前記マルチノズルヘッド８ｍｈのノズル移動軌跡幅Ｗｔｎと略同じ幅の内周面の付着塗料および錆等の付着物を剥離させて、洗い流しながら、マルチノズルヘッド８ｍｈが管内壁２ｉｗに沿って１周する。
【００２７】
（５）管内壁２ｉｗの全面を均一に処理するためには、本実施の形態においては、旋回アーム７の矢印ロで示す方向への旋回・停止と、前記ウインチからなる移動体移動手段６による移動体１の矢印イで示す方向への移動・停止の組合せにより、両者の同期運転の仕方には以下の２種のパターンが考えられる。
ａ）パターンＡ
このパターンでは、移動体１の矢印イで示す方向への移動を停止した状態で、旋回アーム７を矢印ロで示す方向へ１周旋回させて停止し、前記移動体１を矢印イで示す方向へ前記マルチノズルヘッド８ｍｈのノズル移動軌跡幅Ｗｔｎより僅かに狭い幅だけ移動させて停止する。再びこの位置で旋回アーム７を１周旋回させて停止し、前記移動体１を矢印イで示す方向へ前記と同様に移動させて
停止する。以後、上記のような運転を繰り返す。
ｂ）パタ−ンＢ
このパターンでは、旋回アーム７を矢印ロでしめす円周方向へ連続的に旋回させながら、前記ウインチよりなる移動体移動駆動手段６で、移動体１を矢印イで示す方向へ連続的に牽引・移動させ、旋回アーム７が１周旋回する間に、前記移動体１が前記マルチノズルヘッド８ｍｈの移動軌跡幅Ｗｔｎより僅かに狭いい幅だけ移動するように、旋回アーム７の旋回速度および／または移動体１の移動速度を調節する。
【００２８】
（６）前記パターンＡまたはパターンＢのいずれかにより、前記ウインチよりなる移動体移動駆動手段６の管体１内の位置や、移動体１の運転・作業用ユーティリティ（電気、圧縮空気、超高圧水等）の供給源の位置と供給用配線・配管（ホース）の長さやその巻取り手段の巻取り可能範囲およびこれらの配管を管体１の内部に送り込んでいるマンホール１ｍｈ等の位置等により決まる範囲内の管内壁面の処理が終了したら一旦処理作業を停止する。
【００２９】
（７）前記ウインチよりなる移動体移動手段６や前記移動体１の運転・作業用ユーティリティ（電気、圧縮空気、超高圧水等）の供給源の位置と供給用配線・配管（ホース）の巻取り手段の位置を移動させるとともに、これらのユーティリティ配管を管体１の内部に送り込んでいるマンホール１ｍｈを変更するとともに、前記ステップ（１）と同じように、移動体１の位置を次のスタート予定位置まで、移動させる。
【００３０】
（８）前記ステップ（２）〜（７）を繰り返し、管体１の全体の管内壁面２ｉｗの処理を行う。
【００３１】
請求項１に係る本発明における上記の実施の形態においては、移動体１の支持アームは前後三対とし、そのうちの一対の先端部のみに伸縮・付勢用定圧作動型エアシリンダーからなる流体圧シリンダを設けたが、本発明はこれに限るものでなく、前後三対のうちの二対に流体圧作動式伸縮・付勢手段を設けてもよい。この場合、仮に前記の実施の形態の場合とエアシリンダーの伸縮ストロークが同じとすると、収縮時の外接円の大きさが前記の場合よりも小さくなり、管体１内への移動体１の出し入れがより容易になり、また、適用できる管体１の内径の変化許容範囲が大きくなるという効果もある。
また、移動体１の支持アームを前後四対とし、そのうちの円周方向に隣り合う二対に流体圧シリンダを設けてもよい。
【００３２】
なお、上記の請求項１および請求項２に係る本発明の実施の形態は、例えば、貯水ダムから水力発電所への水路として使用されている水圧鉄管の補修工事において、管内壁面の塗着層や錆を除去する作業に本発明装置を適用することを前提として、前記管体１が略水平である例について述べたが、請求項１に係る本発明は、例えば、前述のような直立した筒身からなる高層煙突やサイロ等の壁面に固着した固形物の切断、破砕および削り等のはつり作業にも適用可能である。
【００３３】
しかしながら、例えば、前記の高層煙突の内壁ライニングのはつり作業のように、下層の方から一定の高さづつ間欠的に移動体を上昇・停止させつつ、各停止位置で旋回アームを旋回させて、ノズルから噴射される高圧水ジエットにより、前記のノズルの上下にウイービングする高さ範囲の壁面のライニングをジグザグに円周方向へはつり流し、上部のライニングとの接続を断たれたはつり位置以下のライニングが自重で落下して行くような場合は、前記高圧水噴射ヘッド１０の高圧水噴射ガンは、マルチノズルヘッド８ｍｈとその回転駆動軸手段を有する前記ロータリージエットガン８のようなものではなく、単ノズルガンであってもよく、また、必ずしも該単ノズルを回転や旋回させる駆動軸手段を備えたものでなくても良い。
【００３４】
また、前記実施の形態における移動体１の移動駆動手段６として、ウインチを用いたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、前記先端部支持アーム４ｆ 、４ｆｅのうち、伸縮しない２本の支持アーム４ｆ の各々の先端の２個のガイド輪５を、移動体１に搭載した図示せぬ無段変速手段付きの１台の駆動電動機と、該駆動電動機の回転を前記２個のガイド輪５の回転軸に伝動する図示せぬ回転伝動手段により駆動するようにし、前記移動体１を自走式のものにしてもよい。
【００３５】
上記の請求項１に係る本発明の実施の形態は、以下のような効果を有する。
（１）移動体１を管体１内に出し入れする際は、一対または二対の伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅと旋回アーム７を収縮させれば、容易に可能である。
（２）１寸法種類の管内壁処理装置で、前記一対または二対の伸縮支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮ストロークよりやや小さな範囲内で、かつ、旋回アーム７の前記軸部材３の中心軸に直交する方向の伸縮ストロークよりやや小さな範囲内で、管内壁面の直径が無段階に異なる管体や管路に適用可能である。
（３）管内壁面処理作業中に、前記一対または二対の伸縮・付勢支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮ストロークよりやや小さな範囲内で、かつ、旋回アーム７の前記軸部材３の中心軸に直交する方向の屈伸ストロークよりやや小さな範囲内で、管内壁面２ｉｗの直径が連続的に変化（拡大・縮小）した場合には、その変化に追随して、問題なく処理作業の継続が可能である。
（４）必要最小限の伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅを用いているので、構造が簡単で、設備・運転・保全コストが少なくて済む。
（５）管内壁面２ｉｗと旋回アーム７の先端の高圧水噴射ヘッド１０に取付けられた高圧水噴射ガン８のノズル８ｎ の先端との間隔が常に一定に保たれるので、管体２の中心軸と、旋回アーム７の旋回軸７ｒａが一致するときは、高圧水ジエットによる管内壁面の処理効果が常に一定に保たれる。
（６）旋回アーム７として、屈伸・付勢用定圧作動型流体圧シリンダ（エアーシリンダ）の伸縮により前記の軸部材３の中心軸に直交する面内で、屈伸可能な関節式アームとしたので、その前記軸部材３の中心軸に直交する面内での屈伸ストロークは、前記前後一対または二対の伸縮支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮ストロークよりかなり大きくすることが可能である。その結果、ストレートな管体２の内部で管体内径と前記前後の支持アーム４ｆ 、４ｂ の長さの関係によって前記軸部材３が管軸より偏心したときは無論、本発明の管内壁処理装置がある程度長い湾曲管部や局部的曲管部を通過する際に、旋回アーム７の回転軸７ｒａが、管体の中心線より偏芯しても、旋回アーム７の先端の高圧水噴射ヘッド１０のガイド輪９が常に管内壁２ｉｗに接触・転動し、高圧水噴射ノズル８ｎ の先端と管内壁２ｉｗの表面が一定に保たれる。その結果、管内壁２ｉｗの円周方向の高圧水による処理効果は、略一定に保たれる。
【００３６】
また、請求項１に係る前記の実施の形態の他に、さらに以下のような実施の形態とその作用・効果が考えられる。
【００３７】
（１）以下の手段の一つ以上を採用することにより、前記伸縮アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮・付勢用定圧作動式流体圧シリンダ１２の伸縮ストロークを越えて、および／または、前記旋回アーム７の前記軸部材３の中心軸に直交する面内での屈伸ストロークを越えて異なる内径の管内壁処理作業を行うことが可能である。
ａ）前記支持アーム４ｆ 、４ｂ 、前記伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの各々の基端を、前記軸部材３に対して脱着可能に取り付けられるように構成し、長さの異なる支持アーム４ｆ 、４ｂ および伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅを複数種類
準備しておき、これらの支持アームの交換を行えるようにしておく。
ｂ）前記支持アーム４ｆ 、４ｂ 、前記伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅを基部と先端部とに分割し、先端部を前記基部に脱着可能に連結できるようにしておき、長さの異なる支持アーム４ｆ 、４ｂ および伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの各々の先端部をそれぞれを複数種類準備しておき、これら先端部の交換をおこな
えるようにしておく。
ｃ）前記旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動式流体圧シリンダ１３の伸縮ストロークの異なるものを複数種類準備しておいて、該流体圧シリンダ１３の交換
を行えるようにしておく。
ｄ）前記屈伸・付勢用流体圧シリンダ１３の基端の前記旋回アーム７の第１の旋回アーム部材７ａ および／または前記屈伸・付勢用流体圧シリンダ１３の先端の前記旋回アーム７の第２の旋回アーム部材７ｂ への取付け位置を変更可能に
形成しておき、これらの取付け位置の変更が行えるようにしておく。
【００３８】
（２）前記図２に示したように、前後一対のガイド輪５、５の間の距離（スパン）をＳＰ_５（ｍｍ） としたとき、前記水力発電所の水路用水圧鉄管等の曲管部（図示せず）の諸元、例えば、ある程度長い湾曲管部（図示せず）の曲率半径Ｒｂｕ（ｍｍ）や管内径Ｄｂｕ（ｍｍ）、部分的曲管部（図示せず）の曲率半径Ｒｂｅ（ｍｍ）や曲管部長さＬｂｅ（ｍｍ）等と、前記ガイド輪５、５の間の距離（スパン）ＳＰ_５（ｍｍ） との大小関係を規定し、前記ガイド輪５、５の間の距離（スパン）ＳＰ_５（ｍｍ） を、移動体１とこれに取り付けられた旋回ア−ム部を含めた重心位置を考慮して、その長手方向の安定性が損なわれない範囲内で短くすることにより、上記の様な曲管部を前記移動体１が通過することが容易になる。
【００３９】
（３）前記支持アーム４ｆ 、４ｂ 、前記伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの基端の、前記軸部材３の軸方向への取り付け位置を、連続的あるいは非連続的に変更可能なように構成しておき、前記（２）項で述べたような前記ガイド輪５、５の間の距離（スパン）ＳＰ_５（ｍｍ） を変更可能に構成しておけば、前記前記水力発電所の水路用水圧鉄管等の曲管部の諸元に応じて、前記ガイド輪５、５の間の距離（スパン）ＳＰ_５（ｍｍ） を変更すれば、移動体１を上記のような曲管部を容易に通過させることができるようになる。
【００４０】
（４）例えば、管内壁面に管内壁面より高さＨ_ｏｂ（ｍｍ） の突起状の障害物（図示せず）があっても、前記高圧水噴射ヘッド１０のガイド輪９の直径をＤ_９（ｍｍ） 、前記指示アーム４ｆ 、４ｂおよび伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの先端のガイド輪５の直径をＤ_５（ｍｍ） とした場合に、（Ｄ_９ ／２）＞Ｈ_ｏｂであれば、前記ガイド輪９は前記旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動式エアーシリンダ１３がクッションとなって収縮し、また（Ｄ_５ ／２）＞Ｈ_ｏｂであれば、前記ガイド輪５は前記伸縮可能アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮・付勢用定圧作動式エアーシリンダ１２がクッションとなって収縮し、それぞれ前記突起状障害物を乗り越えられる。
【００４１】
（５）例えば、管内にエキスパンションジョイント部（図示せず）のような、深さ（段差）ｈｅ（ｍｍ） 、管軸方向の幅ｗｅ（ｍｍ） の窪みが存在した場合、上記（４）項と同じ考え方により、（Ｄ_５ ／２）＞ｈｅ であれば、前記ガイド輪５は前記窪みの段部を乗り越えられる。また、前記窪みにガイド輪５が落ち込み難い構造とするために、前記ガイド輪５を、前記窪みの幅ｗｅ（ｍｍ） と前記ガイド輪５の直径をＤ_５（ｍｍ） とを考慮した中心間距離を置いて、管軸方向に２連設けるようにしてもよい。
また、前記高圧水噴射ヘッド１０の前後２対のガイド輪９の、図４（ｂ）に示すような管軸方向の内面間間隔（トレッド）Ｔｒ_９（ｍｍ）を前記の窪みの管軸方向の幅ｗｅ（ｍｍ） 以上としておけば、前記エキスパンションジョイント部のような窪みへの前記ガイド輪９の落ち込みを防止できる。
【００４２】
次に、請求項２に係る本発明の他の実施の形態について説明する。
請求項２に係る本発明の一実施の形態の構成部品としてのロータリージェットガン８の構成とその作用は、図１〜図４に示す上記実施の形態の中で既に述べたが、請求項２に係る本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、以下のような実施の形態も考えられる。
【００４３】
例えば、実開昭６０−３１３６６号公報に開示されているように、マルチノズルヘッドの中心軸をガン中心軸に対して所定の角度を付けて偏心させて旋回させるようにしたものでもよい。このような高圧水噴射ガンにおいては、先端部のノズルのそれぞれが小さな円を描くように動き、前記ガンを一定の方向に移動させることにより、スパイラル状の各ノズルの移動軌跡が集合して、全体としての移動軌跡幅内での緻密かつ均一な噴射水量分布が得られるとともに、前記移動軌跡幅がマルチノズルヘッドの有効直径より広くなり、高圧水による処理能率が向上するという効果もある。
【００４４】
また、前記マルチノズルヘッドを前記高圧水噴射ガンのボデイに対して、左右／前後に所定の幅（角度）で振り子のように揺動させるようにしても、同じような移動軌跡内での噴射水量分布の均一化効果や、処理能率の向上効果も得られる。
【００４５】
さらに、上記の様なマルチノズルヘッドの回転、旋回や揺動に限らず、単ノズルヘッドの場合であっても、その高圧水噴射パターン（噴射水が単ノズルガンの軸に垂直な面に衝突してその面に描く２次元的・平面的な形状、あるいは、噴射水の形成する３次元的・立体的な形状）に応じて、前記単ノズルヘッドの中心軸の、高圧水噴射ガンの中心軸と同心の回転、高圧水噴射ガンの中心軸に対する単ノズルヘッド中心軸の所定の角度の偏心による旋回、あるいは、左右／前後への所定の幅（角度）での揺動によっても、移動軌跡内での噴射水量分布の均一化効果や、処理能率の向上効果も得られる。
【００４６】
次いで、請求項３に係る本発明の実施の形態の構成と作用について、前記図１〜図３と、図６を参照して、以下に説明する。
【００４７】
請求項３に係る本発明の実施の形態は、前記図１〜図５を参照して述べた前記請求項１または請求項２に係る実施の形態の構成に加えて以下の構成を有する。すなわち、前記移動体１の軸部材３が角管体３ｓｐからなる。先端にエアースイベルユニット１９を介して前記旋回アーム７の旋回中心軸７ｒａおよび高圧水スイベルジョイント２１が取り付けられ、中心に高圧水通路を備えた内部軸体３ｉａが前記角管体３ｓｐからなる軸部材３内に収容されている。
前記内部軸体３ｉａの先端部および後端部の断面外形は前記角管体３ｓｐの内壁断面角形よりもやや小さな角形とされ、中央部の所定の範囲はネジシャフトで構成されており、前記角管体３ｓｐの内壁により、該角管体３ｓｐの軸方向に所定の範囲内で相対的進退自在に、かつ、該角管体３ｓｐと相対的回転不可能に支持・案内されているとともに、無段変速手段付きの電動機からなる前記内部軸体３ｉａの進退駆動手段３Ｍ を前記角管体３ｓｐに設けて、基本的に構成されている。
【００４８】
前記角管体３ｓｐの長手方向中央部の内部には、前記内部軸体３ｉａのネジシャフト部の雄ネジに嵌合する雌ネジを設けたナットが、角管体３ｓｐ内で回転自在に、かつ、角管体３ｓｐの長手方向への移動不可能に支持されている。前記無段変速手段付きの電動機からなる前記内部軸体３ｉａの進退駆動手段３Ｍ により図示せぬチェーンとスプロケットホイールを介して、前記ナットが正逆回転駆動されることにより、前記内部軸体３ｉａが角管体３ｓｐ内部を前進・後退するように構成されている。
【００４９】
本発明の上記の実施の形態では、前記軸部材３を角管体３ｓｐで形成し、前記内部軸体３ｉａ前後両端部の断面外形を前記角管体３ｓｐの内壁断面角形よりやや小さな角形を持つように形成することにより、前記角管体３ｓｐと前記内部軸体３ｉａの相対的回転が不可能なようにしたが、前記軸部材３の前後両端部の内部をその内周面に軸方向に伸びる１乃至複数のスプライン溝を持つ円形孔とし、前記内部軸体３ｉａの前後両端部をその外周面が前記円形孔の内径よりやや小さな外径を有し、その外周面に前記スプライン溝に嵌合し、軸部材方向に伸びるスプラインを備えた円柱体としてもよい。このように構成された前記内部軸体３ｉａの中央部の所定の範囲はネジシャフトで構成し、該ネジシャフトの雄ネジに嵌合する雌ネジを備えたナットを前記と同様に正逆回転させることによって、前記内部軸体３ｉａを角管体３ｓｐ内部を前進・後退するよう構成してもよい。
【００５０】
なお、前記管体からなる軸部材３の先端と前記エア−スイベルユニット１９の後端との間の内部軸体３ｉａの外表面は、該内部軸体３ｉａの軸方向への進退に応じて伸縮する蛇腹２２で覆われ、前記内部軸体３ｉａの外周面の発錆や、前記管体からなる軸部材３の先端内周面と前記内部軸体３ｉａの外周面との間隙に水が浸入して両者が錆付くことにより相対的進退が不可能になるのを防止している。
【００５１】
上記のように構成した本発明の実施の形態の作用は、下記の（５−１）〜（５−５）項および（６）項を除いて、前記した請求項１および請求項２に係る実施の形態の（１）〜（４）項および（７）〜（８）項で述べた作用と同じである。
【００５２】
（５−１）管内壁２ｉｗの全面を均一に処理するためには、本実施の形態においては、旋回アーム７の矢印Ｃで示す方向への旋回・停止と、前記無段変速手段付きの電動機からなる内部軸体進退駆動軸手段３Ｍ による内部軸体３ｉａの管軸方向への前進（または後退）と停止の組合せにより、両者の同期運転の仕方には以下のＣとＤの２種類のパターンが考えられる。この２種類のパターンＣ、Ｄのいずれかにより、管内壁面２ｉｗの処理を行う。
ａ）パターンＣ
このパターンでは、図６の後退限界位置Ｐｂ （または前進限界位置Ｐｆ ）で内部軸体３ｉａの軸方向への前進（または後退）を停止した状態で、旋回アーム７を矢印ロで示す方向へ１周旋回させて停止し、前記内部軸体３ｉａを軸方向へ前記マルチノズルヘッド８ｍｈのノズル移動軌跡幅Ｗｔｎより僅かに狭い幅だけ前進（または後退）させて停止する。再びこの位置で旋回アーム７を１周旋回させて停止し、前記内部軸体３ｉａを軸方向へ前記と同様に前進（または後退）させて停止する。上記のような運転を前記内部軸体３ｉａの軸方向への進退ストローク（図６のＳｔ ）の範囲内で、前進限界位置Ｐｆ まで前進（または後退限界位置Ｐｂ まで後退）させるまで繰り返し、前記旋回アーム７の旋回、前記内部軸体３ｉａの軸方向への前進（または後退）、前記ロータリージェットガン８からの高圧水の噴射を停止する。
ｂ）パタ−ンＤ
このパターンでは、旋回アーム７を矢印ロでしめす円周方向へ連続的に旋回させながら、前記内部軸体３ｉａを図６の後退限界位置Ｐｂ （または前進限界位置Ｐｆ ）から軸方向へ連続的に前進（または後退）させ、旋回アーム７が１周旋回する間に、前記内部軸体３ｉａが前記マルチノズルヘッド８ｍｈの移動軌跡幅Ｗｔｎより僅かに狭い幅だけ前進（または後退）するように、旋回アーム７の旋回速度および／または内部軸体３ｉａの前進速度（または後退速度）を調節する。内部軸体３ｉａが図６に示す前進限界位置Ｐｆ （または後退限界位置Ｐｂ ）まで前進（または後退）したら内部軸体３ｉａを停止させるとともに、旋回アーム
７の旋回とロータリージェットガン８からの高圧水噴射を停止する。
【００５３】
（５−２）前記一対の伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮・付勢用定圧作動型エアシリンダー１２と、旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１３とを収縮させ、前記移動体１を図１に示したように、前記一対の伸縮可能アーム４ｆｅ、４ｂｅを除く他の二対の支持アーム４ｆ 、４ｂ の先端のガイド輪５の各々が管内壁面２ｉｗに沿って管軸方向へ転動するように、前記移動体１をウインチ６により、図６の前記内部軸体３ｉａの軸方向への進退ストロークＳｔ（ｍｍ） だけ矢印イで示す方向に牽引・移動させて停止する。
【００５４】
（５−３）前記一対の伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの伸縮・付勢用定圧作動型エアシリンダー１２を伸長させ、該伸縮可能支持アーム４ｆｅ、４ｂｅの先端のガイド輪５を前記管内壁面２ｉｗに再び接触させる。また、前記旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１３を伸長させ、前記高圧水噴射ヘッド１０の４個のガイド輪９の外周面を前記管内壁面２ｉｗに再び押し付ける。
【００５５】
（５−４）前記ロータリージェットガン８のマルチノズルヘッド８ｍｈの回転と、複数のノズル８ｎ から高圧水の噴射を再び開始し、前記旋回アーム７を矢印ロで示す方向に再び旋回させる。
【００５６】
（５−５）前記パターンＣまたはパターンＤのいずれかにより、前記（５−１）〜（５−４）項の動作を繰り返す。
【００５７】
（６）前記ウインチよりなる移動体移動駆動手段６の管体１内の位置、移動体１の運転・作業用ユーティリティ（電気、圧縮空気、超高圧水等）の供給源の位置と供給用配線・配管（ホース）の長さやその巻取り手段の巻取り可能範囲、およびこれらの配線・配管を管体１の内部に送り込んでいるマンホール１ｍｈ等の位置等により決まる範囲内の管内壁面の処理が終了したら、一旦管内壁処理作業を中止する。
【００５８】
次に、請求項４に係る本発明の実施の形態を、前記図６を参照して以下に述べる。
請求項４に係る本発明の実施の形態は、前記図６を参照して述べた請求項３に係る本発明の実施の形態の構成に加えて、前記旋回アーム７の無段変速手段付きの電動機からなる旋回駆動手段１１を制御する旋回アーム旋回制御手段２５と、前記無段変速手段付きの電動機からなる内部軸体３ｉａの進退駆動手段３Ｍ を制御する内部軸体進退制御手段２６を備えるとともに、前記旋回アーム旋回制御手段２５と、前記内部軸体進退制御手段２６を制御して、前記旋回アーム７の旋回運動と前記内部軸体３ｉａの進退運動との間の同期制御を行う同期制御手段２８とを備えて、基本的に構成される。
【００５９】
上記の実施の形態は、さらに以下のような具体的な構成を有する。すなわち、旋回アーム７の無段変速手段付きの電動機からなる旋回駆動手段１１の回転数をを検出して前記旋回アーム旋回制御手段２５に送信する回転検出器２９と、前記無段変速手段付きの電動機からなる内部軸体３ｉａの進退駆動手段３Ｍ の正逆回転数を検出して前記内部軸体進退制御手段２６に送信する回転検出器３０を備える。
【００６０】
また、前記同期制御手段２７には、管内壁処理装置の全体の運転操作を行うための中央操作盤２８が接続されており、該中央操作盤２８には、前記請求項３に係る本発明の実施の形態の作用の説明の（５−１）項で具体的に説明した、前記旋回アーム７の旋回運動と前記内部軸体３ｉａの進退運動との間の同期運転の２種類のパターンＣ、Ｄの何れかを選択する選択手段や、例えば内壁処理の対象となる管体１の内径等同期制御に必要なパラメータを設定入力するパラメータ入力手段等が設けられている。
【００６１】
上記のように構成された請求項４に係る本発明の実施の形態の作用を以下に説明する。
【００６２】
（１）中央操作盤で、前記同期運転パターンＣ、Ｄの何れかを選択する。
【００６３】
（２）２種類の同期運転パターンに共通の制御用パラメータと、選択された同期運転パターンに必要な制御用パラメータを設定する。
「共通」
▲１▼内壁処理対象管体１の内径Ｄｐｉ（ｍｍ）
▲２▼内壁処理対象管体１の種類に応じて最適な高圧水噴射ヘッド１０の前記内壁面位置における旋回周速度Ｖ_１０（ｍｍ／ｍｉｎ）
▲３▼内部軸体３ｉａ（すなわち、高圧水噴射ガン８）の管軸方向の進退ストロークＳｔ（ｍｍ）
「パターンＣ」
▲１▼旋回アームを１周旋回させて停止したときの、前記ノズル移動軌跡幅Ｗｔｎを考慮した前記内部軸体３ｉａの一回あたりの前進（または後退）幅Ｗｉａ（ｍ ｍ／ｔｉｍｅ）
「パターンＤ」
▲１▼旋回アーム７の１旋回（内壁処理対象管体１の１内周長）当たりの、前記ノズル移動軌跡幅Ｗｔｎを考慮した前記内部軸体３ｉａの前進（または後退）幅、換言すれば、連続前進（または後退）速度Ｖｉａ（ｍｍ／ｍｍ）
【００６４】
（３）同期運転を開始する。前記同期運転パターンＣ、Ｄに応じて、以下のような同期制御が行われる。
【００６５】
（３−１）パターンＣの場合
▲１▼前記同期制御手段２７に内蔵の演算手段２７ｃｌで、前記中央操作盤２８で予め設定・入力された、内壁処理対象管体１の内径Ｄｐｉ（ｍｍ）と、内壁処理対象管体１の種類に応じて最適な高圧水噴射ヘッドの前記内壁面位置における旋回周速度Ｖ_１０（ｍｍ／ｍｉｎ）とから、下記式１により前記無段変速手段付きの電動機からなる旋回アーム旋回駆動軸手段１１の最適回転速度Ｖ_１１（ｒｐｍ） が演算される。
Ｖ_１１＝π×Ｄｐｉ／（Ｖ_１０×Ｒｄ ） ────式１
ここで、
Ｒｄ ：電動機１１の回転速度に対する旋回アーム７の回転速度の減速比
▲２▼図６の後退限界位置Ｐｂ （または前進限界位置Ｐｆ ）で内部軸体３ｉａの軸方向への前進（または後退）を停止した状態で、高圧水噴射ガン８から高圧水の噴射を開始し、高圧水の吐出圧が設定値に達したら前記最適回転速度Ｖ_１１ （ｒｐｍ） で前記電動機１１が回転し、前記旋回アーム旋回制御手段２５に内蔵の演算手段２５ｃｌが、前記回転検出器２９からの電動機１１の回転数信号Ｖ _１１（ｒｐｍ） と前記減速比Ｒｄ の積として求める旋回アーム７の回転数Ｖ_７ が１に達したら、旋回アーム７の旋回が一旦停止する。
▲３▼前記内部軸体３ｉａが軸方向へ前進（または後退）し、前記内部軸体進退制御手段２６に内蔵の演算手段２６ｃｌが、前記電動機３Ｍ の回転検出器３０からの回転数信号ｖ_３Ｍ（ｒｐｍ） と、電動機３Ｍ の１回転あたりの内部軸体３ｉａの移動距離として定義される移動距離定数Ｋ（ｍｍ／ｒｐｍ） との積として計算する移動距離Ｌ_３（ｍｍ） が、あらかじめ設定された内部軸体３ｉａの一回あたりの前進（または後退）幅Ｗｉａ（ｍｍ／ｔｉｍｅ） に一致したときに、内部軸体３ｉａの前進（または後退）が一旦停止する。
▲４▼前記旋回アーム７が再び旋回を開始し、前記▲２▼で述べた要領と同じ要領で１旋回したら旋回を停止する。
▲５▼上記▲３▼項と▲４▼項が繰り返され、前記内部軸体３ｉａの移動距離Ｌ_３（ｍｍ） の累積値ΣＬ_３（ｍｍ） が、予め設定された内部軸体３ｉａ（すなわち、高圧水噴射ガン８）の管軸方向の進退ストロークＳｔ（ｍｍ） に達したら、前記内部軸体３ｉａの軸方向への前進（または後退） および高圧水の噴射が停止し、前記図６の後退限界位置Ｐｂ と前進限界位置Ｐｆ との間の管内壁処理作業が完了する。
【００６６】
（３−２）パターンＤの場合
▲１▼前記（３−１）項パターンＣの場合の▲１▼項と同じ要領で、前記無段変速手段付きの電動機からなる旋回アーム旋回駆動軸手段１１の最適回転速度Ｖ_１１（ｒ ｐｍ） が演算される。
▲２▼前記同期制御手段２７に内蔵の演算手段２７ｃｌで、前記中央操作盤２８で予め設定・入力された、前記内壁処理対象管体１の種類に応じて最適な高圧水噴射ヘッド１０の前記内壁面位置における旋回周速度Ｖ_１０（ｍｍ／ｍｉｎ）と、前記内部軸体３ｉａの連続前進（または後退）速度Ｖ_ｉａ（ｍｍ／ｍｍ） および前記電動機３Ｍ の１回転あたりの内部軸体３ｉａの移動距離として定義される移動距離定数Ｋ（ｍｍ／ｒｐｍ） とから、下記式２により前記電動機３Ｍ の最適回転速度Ｖ_３Ｍ （ｒｐｍ） が演算される。
Ｖ_３Ｍ＝（Ｖ_１０×Ｖ_ｉａ）／Ｋ ────式２
▲３▼図６の後退限界位置Ｐｂ （または前進限界位置Ｐｆ ）で、高圧水噴射ガン８から高圧水の噴射を開始し、高圧水の吐出圧が設定値に達したら、前記最適回転速度Ｖ_１１（ｒｐｍ） で前記電動機１１が回転して旋回アーム７の連続的旋回が始まり、同時に前記最適回転速度Ｖ_３Ｍ（ｒｐｍ） で前記電動機３Ｍ が回転して内部軸体３ｉａの連続的前進（または連続的後退）が始まる。
▲４▼前記内部軸体進退制御手段２６に内蔵の演算手段２６ｃｌが、前記電動機３Ｍ の回転検出器３０からの回点数信号ｖ_３Ｍ（ｒｐｍ）と、前記移動距離定数Ｋ（ｍｍ／ ｒｐｍ） との積として計算する移動距離Ｌ_３（ｍｍ） の累積値ΣＬ_３（ｍｍ） が、予め設定された内部軸体３ｉａ（すなわち、高圧水噴射ガン８）の管軸方向の進退ストロークＳｔ（ｍｍ） に達したら、前記内部軸体３ｉａの軸方向への前進（または後退） 、旋回アーム７の旋回および高圧水の噴射が停止し、前記図６の後退限界位置Ｐｂ と前進限界位置Ｐｆ との間の管内壁処理作業が完了する。
【００６７】
請求項４に係る本発明は、上記の実施の形態に限られるものではなく、例えば、以下のような実施の形態も考えられる。
【００６８】
（１）請求項１に係る実施の形態における、移動体１の管軸方向移動量の検出手段を含み、ウインチからなる移動体移動駆動手段６の制御を行う移動体移動制御手段を設け、該移動体移動制御手段と、前述の旋回アーム旋回制御手段とを制御して、ウインチ６による移動体の管軸方向への移動・停止と旋回アームの旋回・停止を、前記請求項１および請求項２に係る前記実施の形態の作用の（５）項で述べた２種類の同期運転パターンＡ、Ｂのいずれかのパターンに対応した同期制御を行う同期制御手段を設ける。
【００６９】
（２）例えば、前記ウインチからなる移動体移動駆動手段６に代えて、前記移動体１の前記先端部支持アーム４ｆ 、４ｆｅのうち、伸縮しない２本の支持アーム４ｆ の各々の先端の２個のガイド輪５を、移動体１に搭載した図示せぬ無段変速手段付きの１台の駆動電動機と、該駆動電動機の回転を前記２個のガイド輪５の回転軸に伝動する図示せぬ回転伝動手段により駆動するようにし、前記移動体１を自走式のものにする。そして、前記移動体１の自走距離検出手段を含み、該移動体１の自走駆動手段を制御する移動体自走制御手段を設け、該移動体自走制御手段と前記の旋回アーム旋回制御手段とを制御して、前記移動体自走駆動手段による移動体の管軸方向への移動・停止と旋回アームの旋回・停止を、前記請求項１および請求項２に係る前記実施の形態の作用の（５）項で述べた２種類の同期運転パターンＡ、Ｂのいずれかのパターンに準じた（すなわち、前記ウインチ６による移動体の移動・停止を、前記移動体自走駆動軸手段による移動体の移動・停止に読み替えた）パターンＥ、Ｆのいずれかのパターンに対応した同期制御を行う同期制御手段を設ける。
【００７０】
（３）例えば、前記旋回アーム７の無段変速手段付きの電動機からなる旋回駆動軸手段１１の回転数を検出する回転検出器２９に加えて、前記高圧水噴射ヘッド１０に、管内壁２ｉｗに接触転動する測長ロール（図示せず）と、該測長ロールの回転数を検出する回転検出器（図示せず）を設けて、旋回アーム７の旋回周速度Ｖ_１１ａ （ｍｍ／ｍｉｎ） を連続的に実測し、該実測旋回周速度Ｖ_１１ａ （ｍｍ／ｍｉｎ） が、前記の最適な旋回周速度Ｖ_１１（ｍｍ／ｍｉｎ） に一致するように、前記無段変速手段付きの電動機からなる旋回駆動軸手段１１の回転数を変速制御するようにしてもよい。この場合、旋回アーム７の旋回軸７ｒａの前記軸部材３の中心軸からの偏心があっても、前記高圧水噴射ヘッド１０が常に最適の周速度Ｖ_１１（ｍｍ／ｍｉｎ） で、管内壁面２ｉｗに沿って周方向に移動するので、該周方向の高圧水による処理効果が常に均一に保たれるという効果がある。
【００７１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限られるものではなく、その構成の主旨を逸脱しない範囲内で他の実施の形態を含むことは論をまたない。
【００７２】
【発明の効果】
本発明の管内壁処理装置は、以下のように優れた効果を奏する。
（１）例えば、サンドブラスト法のように、処理後の管内に残った珪砂やエキスパンションジョイント等に詰まった珪砂の除去・回収に多大の工数、時間を必要とせず、また、管体母材内面を傷つけたり、磨耗させたりすることもない。
（２）内壁面処理対象管体内への移動体の搬入・搬出が容易である。
（３）一寸法種類の装置で、管内壁面の内径が比較的広範囲に無段階に異なる管体や管路への適用が可能で、また、処理作業中に、管体内径が所定の範囲内で連続的に、あるいは一回の段差が所定の範囲内で管体内径が所定の範囲内で断続的に変化しても問題なく処理作業の継続が可能である。
（４）必要最小限の本数の伸縮可能支持アームを用いて、構造体が簡単で、設備・運転・保全コストが低くて済む。
（５）管内壁面処理能率が高い。
（６）管内壁面の処理効果が、管内壁の円周方向にも長手方向にも均一で、均一な仕上げ面が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】大径管内に収納された請求項１および請求項３に係る本発明装置の実施の形態の全体の概略構成と、本発明装置へ供給される電気、圧縮空気および高圧水の各々の発生・供給システムの概要を示す側面図である。
【図２】請求項１および請求項３に係る本発明装置の実施の形態の構成を示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視線正面図である。
【図４】高圧水噴射ヘッドの構成を示す要部拡大図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視正面図、（ｃ）はロータリージェットガンのマルチノズルヘッドのノズルの移動軌跡を示す概念図である。
【図５】伸縮可能支持アームの先端部の構成を示す要部拡大図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視正面図である。
【図６】請求項３および請求項４に係る本発明の実施の形態の構成の概要を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 移動体
２ 管体
２ｉａ 管内壁面
３ 軸部材
３ｓｐ 角管体
３ｉａ 内部軸体
３Ｍ 内部軸体進退駆動軸手段
４ｆ 先端部支持アーム
４ｂ 後端部支持アーム
４ｆｅ、４ｂｅ 伸縮可能支持アーム
５ ガイド輪
６ 移動体移動駆動軸手段（ウインチ）
７ 旋回アーム
７ｒａ 旋回中心軸
８ 高圧水噴射ガン（ロータリージェットガン）
８ｍｈ マルチノズルヘッド
８ｎ ノズル
９ ガイド輪
１０ 高圧水噴射ヘッド
１１ 旋回アーム旋回駆動軸手段（無段変速手段付電動機）
１２ 定圧作動型流体圧シリンダ（エアーシリンダ）
１３ 定圧作動式流体圧シリンダ（エアーシリンダ）
１４ 案内手段
１９ エアースイベルユニット
２０ 高圧水供給装置（アクアジェットポンプ）
２１ スイベルジョイント
２２ 蛇腹
２５ 旋回アーム旋回制御手段
２６ 内部軸体進退制御手段
２７ 同期制御手段
２８ 中央操作盤
２９、３０ 回転検出器

Claims (4)

1. 管体の内部に収納され、管軸方向に延びる軸部材と、該軸部材の両端近傍に基端を固定され、該軸部材から管内壁面に向かって放射状に延びる複数本の先端部支持アームと、該先端部支持アームと各々略同方向に放射状に伸びる複数本の後端部支持アームと、前記先端部支持アームと後端部支持アームの各々の先端部に取り付けられ、前記管内壁面に沿って前記管軸方向に転動可能なガイド輪とからなる移動体と、該移動体を管体の内部で管軸方向に移動させる移動体移動駆動手段と、前記軸部材の先端部に該軸部材の中心軸を中心に旋回自在に設けられた旋回アームと、該旋回アームの先端に設けられ、管内壁面に高圧水を噴射する高圧水噴射ガンと、該高圧水噴射ガンのノズル先端よりも前記管内壁面側に突出し、該内壁面上を円周方向に転動して前記高圧水噴射ガンのノズルの先端と前記内壁面との間隔を所定値に保つガイド輪とを備える高圧水噴射ヘッドと、前記軸部材の先端部に設けられた旋回アーム旋回駆動手段とを具備してなる管内壁面処理装置であって、
   前記移動体の先・後端部支持アームのうち、略同一半径方向に延びる一対の支持アーム、または、各々略同一半径方向に延びかつ円周方向に相隣り合う二対の支持アームの先端部の前記ガイド輪の基部よりも基端側に伸縮・付勢用定圧作動型流体圧シリンダを介在させた伸縮可能支持アームを備えるとともに、
   前記旋回アームは、屈伸・付勢用定圧作動型流体圧シリンダの伸縮により前記の軸部材の中心軸に直交する面内で屈伸可能な関節式アームであり、
   前記旋回アームの先端に、前記軸部材の中心軸に平行な先端部関節軸を介して前記高圧水噴射ヘッドを回動可能に取り付けたことを特徴とする管内壁面処理装置。
2. 前記高圧水噴射ガンは、ノズルヘッドの中心軸の回転、旋回または揺動を行う駆動手段を備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の管内壁面処理装置。
3. 前記移動体の軸部材が管体からなり、前記旋回アームの旋回中心軸が先端部に取り付けられた内部軸体が、前記軸部材管体の内壁により、該軸部材管体の軸方向に相対的進退自在に、かつ、該軸部材管体と相対的回転不可能に支持・案内されているとともに、前記内部軸体の進退駆動手段を前記軸部材管体に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内壁面処理装置。
4. 前記旋回アームの旋回駆動手段を制御する旋回アーム旋回制御手段と、前記内部軸体の進退駆動手段を制御する内部軸体進退制御手段および／または前記移動体の移動駆動手段を制御する移動体移動制御手段を備えるとともに、前記旋回アーム旋回制御手段と、前記内部軸体進退制御手段または前記移動体移動制御手段を制御して、前記旋回アームの旋回運動と、前記内部軸体の進退運動または前記移動体の移動運動の少なくとも一方との間の同期制御を行う同期制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の管内壁面処理装置。

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