JP4017417B2 - 管内清掃装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道管のような埋設管内に堆積した堆積土を立坑を通して清掃する管内清掃装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水道管内に堆積した堆積物もしくは付着物等の汚泥（以下、「堆積土」という。）を清掃する際には、下水道管内の水を抜いた後、マンホールから立坑を通って作業者が下水道管内に入り、作業者の手作業によって堆積土を掻き寄せ、この掻き寄せられた堆積土を、作業者が持つ吸引ホースを通して地上に停車している汚泥吸引車にて吸引回収する方法が一般的に採られている。
【０００３】
ところが、このように下水道管の管内清掃を人的作業に頼っているのでは、作業効率が悪いだけでなく、作業者に苛酷な労働を強いるという問題点がある。そこで、このような問題点を解消するために、例えば特開平６−１７４７９号公報、特開平６−１７４８０号公報に開示されているように、下水道管内にマニピュレータを備える走行体を挿入し、このマニピュレータに吸引ノズルを取り付け、この吸引ノズルによって堆積土を吸引し、吸引ホースを介してその堆積土を吸引車によって吸引回収するようにした清掃装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記各公報に開示された方法は、埋設管の埋設深さが深くて吸引ホースの距離が長くなる場合や、伏越し管（管路の障害物の両側に鉛直な伏越し室を設け、障害物の下を通して伏越し室間を管渠で結んだ構造の管）のように常に満水状態にある管の清掃を行う場合には適用できないという問題点がある。
【０００５】
また、これら従来技術では、管内の堆積土を水分および管内の空気とともに吸引車まで搬出するように構成されているために、管内で吸引された悪臭の強い空気が吸引車を通して大気中に放出されるという問題点がある。さらに、吸引後に堆積土中の固形分と水分とを分離する必要があることから、地上に水処理等の特別な処理装置を設置しなければならないという問題点もある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、埋設深さが深い管や常に満水状態にある管に対しても適用することができ、かつ地上に大きな処理装置を設置する必要もなく、しかも悪臭漏れも抑えることのできる管内清掃装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明による管内清掃装置は、
立坑を通して埋設管内の堆積土を清掃する管内清掃装置であって、
（ａ）前記立坑内に吊下げられ、堆積土の固形分と水分とを分離するストレーナ、
（ｂ）このストレーナを、そのストレーナ内に堆積土を貯留する貯留位置とそのストレーナ内に貯留した堆積土を回収する回収位置との間を上下動させる上下動手段、
（ｃ）埋設管内の堆積土を削り取るとともに、この削り取った堆積土を搬送して前記貯留位置にあるストレーナ内に流入管を介して排出する清掃ロボットおよび
（ｄ）前記上下動手段により前記回収位置まで持上げられたストレーナ内から前記固形分を回収する回収手段
を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
管内に堆積された堆積土は、遠隔操作される清掃ロボットによって削り取られて後方へ搬送され、立坑内に吊下げられて貯留位置にあるストレーナ内に流入管を通して排出・貯留される。このストレーナでは、上方から投入される堆積土中の水分が濾過・排出されて固形分のみが貯留される。こうしてストレーナ内に所定量の固形分が貯留されると、上下動手段によってそのストレーナが回収位置まで上昇され、この回収位置において回収手段によってそのストレーナ内から前記固形分が回収される。
【０００９】
本発明によれば、管内の堆積土が清掃ロボットにより一旦ストレーナまで搬送され、このストレーナにて固形分と水分とが分離されて固形分のみ上下動手段により持上げられるように構成されているので、埋設管の埋設深さが深い場合であっても堆積土を地上まで確実に排出することができる。また、回収手段はストレーナ内に貯留された堆積土の固形分のみを回収すれば良いことから、この回収手段がすぐに満杯になることがなく、しかも管内の悪臭の強い空気がその回収手段を通して大気中に放出されるといった事態の発生を防ぐことができる。また、当然、堆積土中の固形分と水分とを分離する特別な処理装置を地上に設置する必要もない。
【００１０】
本発明において、前記埋設管は伏越し管であり、前記貯留位置は、前記ストレーナの上端を除く部分もしくはストレーナ全体が汚泥水中に浸かった位置であり、また、前記回収位置は、前記ストレーナが汚泥水から抜け出した位置であるのが好ましい。このようにすることで、伏越し管のように常に満水状態にある管であっても、その清掃を容易に行うことができる。
【００１１】
ここで、前記回収手段は吸引式の回収装置であり、この回収装置から排出される空気を排気ホースにより立坑内に戻すように構成されており、かつ前記立坑の出入口部には、管内からの臭気漏れを遮断する遮断蓋が設けられるのが好ましい。こうすることで、ストレーナ内に貯留された堆積土の固形分を排気ホースから吐出された空気とともに容易に回収することができる。また、遮断蓋によって管内からの臭気漏れをより確実に防止することができる。
【００１２】
さらに、前記遮断蓋を取り囲むように地上に隔室が設けられ、この隔室内に空気を送入する送風装置が設けられるのが好ましい。このようにすれば、立坑内より隔室内の圧力が高くなり、堆積土およびそれに接触する水および空気から発生する悪臭を管内および隔室内に確実に閉じ込めて大気中に放散するのを防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による管内清掃装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１には、本発明の一実施形態に係る管内清掃装置の全体システム構成図が示されている。
【００１５】
本実施形態は、地中に埋設された伏越し管よりなる下水道管１において、上流側および下流側のそれぞれに鉛直向きに配される伏越し室（下流側の伏越し室は図示せず）としての鉛直管２の下端部間を結ぶ水平管３内に堆積した堆積土４を清掃する管内清掃システムに適用された例を示すものである。なお、この伏越し管においては通常、図１で記号Ｈにて示される位置に水面があって水平管３は常時満水状態にある。
【００１６】
この堆積土４の清掃に際しては、上流側の鉛直管２の上方に連設される立坑５から清掃ロボット６が挿入される。この清掃ロボット６は、立坑５の出入口部近傍の地上に設置されるロボット引揚げ用電動ウインチ７から繰出されるワイヤ８の先端部に連結され、前記水平管３の底面に沿って走行する走行体９と、この走行体９の先端部に装着される回転カッタ１０と、この回転カッタ１０により削り取られた堆積土４を捕集して吸い込む水中ポンプ１１を備え、発電機１２を搭載して地上に停車される制御車両１３から延設される制御ケーブル１４を介して遠隔制御によりその運転が制御される。
【００１７】
前記水中ポンプ１１には回収ホース１５の先端部が接続され、この水中ポンプ１１により水とともに吸い込まれた堆積土４はその回収ホース１５により後方へ搬送されるようになっている。前記ワイヤ８、ケーブル１４および回収ホース１５はフロート付きのホース・ケーブルカバー１６によって束ねられ、水中において回収ホース１５等が常に浮き上がった姿勢を保持するようにされている。
【００１８】
前記水平管３と鉛直管２との境界部におけるコーナー部には、ワイヤ８、ケーブル１４および回収ホース１５の向きを変更するとともに、それら回収ホース１５等の移動を案内するガイド１７が配されている。このガイド１７は、地上に固設されたガイド１８の支持ブラケットに上端部が固着された支持杆１９の下端部に支持されている。
【００１９】
また、図２（ａ）（図１の部分拡大図）に示されているように、前記回収ホース１５の基端部（上端部）には流入管２０が接続されている。この流入管２０は、上端部が側方へ向けて屈曲形成されてその先端がストレーナ２１の上部側壁に接続されている。なお、このストレーナ２１は長手方向に複数のピースに分割可能な構造となっており、このピースを追加したり除いたりすることにより、立坑深さに応じて長さを変えられるようになっている。こうして、回収ホース１５によって搬送されてきた水分を含んだ堆積土４は流入管２０を通してストレーナ２１の上部からそのストレーナ２１内に排出される。なお、図１においては明確に示されていないが、ガイド１７と走行体９との間の回収ホース１５およびワイヤ８、ケーブル１４の長さは、当該清掃ロボット６による作業に支障を来たさないように弛みを持たせて十分長い長さにされている。
【００２０】
前記ストレーナ２１は、地上に定置された資材運搬車（ラフテレンクレーン）２２によって吊下げられ、立坑５を通して鉛直管２の内壁面に沿うように保持される。そして、このストレーナ２１内に堆積土を貯留する下方の貯留位置（図１参照）とそのストレーナ２１内に貯留された堆積土中の固形分（泥土）を回収する上方の回収位置（図３参照）との間で上下動される。ここで、前記貯留位置は、前記流入管２０の堆積土排出口が水面Ｈのやや上方となる位置とされ、前記回収位置は、ストレーナ２１全体が水面Ｈより上方に抜け出した位置とされる。また、前記ストレーナ２１は、上部から投入された堆積土中の水分が濾過・排出されて固形分のみが貯留されるようにそのメッシュ粗さが設定されている。なお、本実施形態における資材運搬車２２が、本発明におけるストレーナを上下動させる上下動手段に対応する。
【００２１】
本実施形態においては、ストレーナ２１の上部が開放されたものとなっているため、ストレーナ２１はその上端が汚水に浸からない位置に吊り下げられて回収ホース１５から排出される堆積土４が立坑５内の汚水中に散逸しないようにされているが、ストレーナ２１として上部に蓋を設けたものを用いて、ストレーナ２１全体が汚水中に浸かるようにすることも可能である。また、流入管２０の堆積土排出口は、ストレーナ２１のなるべく上側に設置した方がストレーナ２１内の堆積土の貯留量を大きくすることができるが、必ずしも水面Ｈよりも上方になるようにする必要はなく、水面Ｈより下方であっても構わない。
【００２２】
地上には、前記制御車両１３および資材運搬車２２のほかに、汚泥吸引車（本発明における回収手段に対応する。）２３が配されている。この汚泥吸引車２３には、吸引ホース２５を介してストレーナ２１内から堆積土４を吸引するための吸引装置が設けられている。この吸引装置から排出される空気は排気ホース２４により立坑５内に吊り下げられたストレーナ２１内に戻されるように構成されており、立坑５と汚泥吸引車２３の間で空気を循環させることにより、悪臭が周囲に放散するのを防止している。排気ホース２４の先端は、立坑５内に開放しさえすれば良く、必ずしもストレーナ２１内に差し込む必要はない。これら排気ホース２４および吸引ホース２５は、前記ガイド１８に案内されて各先端が立坑５内に所定長さだけ挿入されて位置決めされる。なお、符号２６にて示されるのは制御ケーブル１４を巻き取るケーブルリールであり、符号２７にて示されるのはワイヤ８を案内するガイドローラである。
【００２３】
前記汚泥吸引車２３は、四壁および天井によって外部と画成された隔室２８内に定置されて作業を行うようにされている。こうすることで、堆積土およびそれに接触する水および空気から発生する悪臭が大気中に放散するのを防止することができる。
【００２４】
このように構成されている管内清掃システムにおいて、水平管３内の清掃作業は清掃ロボット６を立坑５および鉛直管２を通してその水平管３内に挿入して行われる。この清掃作業に際して、ストレーナ２１は予め資材運搬車２２によって吊下げられて図１、図２（ａ）に示される貯留位置に待機した状態にある。この状態で、清掃ロボット６が地上より遠隔操作されると、水平管３内に堆積された堆積土４はその清掃ロボット６先端の回転カッタ１０により削り取られ、この削り取られた堆積土４は水分とともに水中ポンプ１１にて捕集され、回収ホース１５を通って後方へ搬送され、この回収ホース１５の基端部に接続された流入管２０からストレーナ２１内に排出される。このストレーナ２１では、上方から順次投入される堆積土４中の水分が濾過・排出されて固形分のみが貯留される。
【００２５】
こうしてストレーナ２１内に所定量の固形分が貯留されると、一旦清掃ロボット６を停止させ、資材運搬車２２によってストレーナ２１を図３、図２（ｂ）に示される回収位置まで上昇させる。このようにストレーナ２１が回収位置まで上昇されると、このストレーナ２１内に上方から排気ホース２４および吸引ホース２５が挿入され、これと同時に汚泥吸引車２３を作動させることで、吸引ホース２５の先端からの吸引と、排気ホース２４先端からストレーナ２１内への空気の排出との相互作用によって効果的にそのストレーナ２１内の固形分が汚泥吸引車２３の貯留タンク２３ａ内に吸引・回収される。この場合、汚泥吸引車２３は四壁および天井を囲まれた隔室２８内で作業を行うので、外部への悪臭の放散を抑えることができる。
【００２６】
本実施形態によれば、清掃ロボット６により回収した堆積土４を水中ポンプ１１により一旦ストレーナ２１まで搬送し、このストレーナ２１にて固形分と水分とに分離し、固形分のみ上方へ持上げて汚泥吸引車２３により吸引するように構成されているので、下水道管１の特に水平管３の埋設深さが深い場合であっても堆積土４を地上まで確実に排出することができる。また、汚泥吸引車２３はストレーナ２１内に貯留された堆積土４の固形分のみを回収すれば良いことから、この汚泥吸引車２３のタンクがすぐに満杯になることがない。しかも、堆積土４中の固形分と水分とを分離する特別な処理装置を地上に設置する必要がない。また、固形分と水分との分離が立坑５内で行われるので、系外への悪臭の漏れを防ぐという利点がある。さらに、汚泥吸引車２３は汚泥を貯留する貯留タンク２３ａを車両上に搭載した構造であるので、貯留タンクから運搬車へ汚泥を移し変える必要がなく、臭気を外部に漏らさずに運搬することができる利点がある。
【００２７】
本実施形態において、立坑５の出入口部に遮断蓋を設けるようにすれば、この遮断蓋によって下水道管１からの悪臭を遮断することができるのでより好ましい。
【００２８】
図４には、悪臭防止装置の別実施形態を示す横断面図（ａ）および縦断面図（ｂ）がそれぞれ示されている。
【００２９】
この実施形態では、立坑５の出入口部に遮断蓋２９を設けてその遮断蓋２９によって下水道管１内からの悪臭を遮断するとともに、この遮断蓋２９を取り囲むように中間室（隔室）３０を設けるように構成されている。
【００３０】
前記遮断蓋２９には、吸引ホース２５および各種ケーブル等を通過させる部分に貫通孔が設けられるとともに、逆流防止換気口３１を取り付ける部分にも貫通孔が設けられている。また、前記中間室３０の側壁には送風装置（ブロア）３２が取り付けられ、室外からその中間室３０内へ向かう空気の流れが形成されるようにされている。こうして中間室３０内に取り入れられた空気は逆流防止換気口３１を通して立坑５内に取り込まれる。したがって、下水道管１からの悪臭が外部に漏れるのを確実に抑えることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、遮断蓋２９の下方に洗浄装置３３が装着されている。この洗浄装置３３は、円筒状壁部の内面に多数の噴射ノズル３３ａが取り付けられてなる構造であって、これら噴射ノズル３３ａから水等の洗浄液を噴射させることで、吸引ホース２５および各種ケーブル等の管内搬入物が洗浄される。このような洗浄装置３３を設けることで、悪臭防止機能をより高めることができる。
【００３２】
図５および図６には、本発明の他の実施形態に係る管内清掃装置の全体システム構成図（１）（２）がそれぞれ示されている。本実施形態において、先の実施形態（図１および図３）と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
【００３３】
本実施形態においては、先の実施形態における汚泥吸引車２３に代えて、汚泥吸引機能を有さない汚泥運搬車３４が地上に配されている。また、ストレーナ２１'が、下端部に開閉可能な蓋体２１ａを有する構造とされている。
【００３４】
このように構成されている管内清掃システムにおいて、清掃ロボット６を用いて水平管３内の清掃作業を行い、この清掃作業によって堆積土４を水分とともに回収して流入管２０を通してストレーナ２１'内に投入する手順については先の実施形態と同様である。
【００３５】
この後、ストレーナ２１'内に所定量の固形分が貯留されると、一旦清掃ロボット６を停止させ、図６に示されるように、資材運搬車２２によってストレーナ２１'を立坑５から上方に持上げる。そして、ストレーナ２１'が地上に抜け出た段階で、資材運搬車２２のテレスコピックブーム２２ａを伸ばしてそのまま汚泥運搬車３４の荷台上方まで移動させ、この荷台上方位置で下端部の蓋体２１ａを開放してそのストレーナ２１'内に貯留されている固形分を荷台上に排出する。なお、この排出後はストレーナ２１'を再度、鉛直管２内の貯留位置にセットする。
【００３６】
本実施形態のシステムは、悪臭除去機能を有していないために使用場所は制限されるものの、下水道管１の埋設深さが深い場合にも適用可能である点、堆積土４中の固形分と水分とを分離する特別な処理装置を地上に設置する必要がない点等については先の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３７】
前記各実施形態においては、伏越し管を清掃するものについて説明したが、本発明は、この伏越し管以外の下水道管等の埋設管に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る管内清掃装置の全体システム構成図（１）である。
【図２】図２は、本実施形態におけるストレーナ近傍の拡大図であって、（ａ）は貯留位置、（ｂ）は回収位置をそれぞれ示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る管内清掃装置の全体システム構成図（２）である。
【図４】図４は、悪臭除去装置の別実施形態を示す図であって、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係る管内清掃装置の全体システム構成図（１）である。
【図６】図６は、本発明の他の実施形態に係る管内清掃装置の全体システム構成図（２）である。
【符号の説明】
１ 下水道管
４ 堆積土
５ 立坑
６ 清掃ロボット
１１ 水中ポンプ
１３ 制御車両
１５ 回収ホース
２０ 流入管
２１，２１' ストレーナ
２２ 資材運搬車
２３ 汚泥吸引車
２４ 排気ホース
２５ 吸引ホース
２８ 隔室
２９ 遮断蓋
３０ 中間室（隔室）
３２ 送風装置（ブロア）
３４ 汚泥運搬車

Claims (4)

1. 立坑を通して埋設管内の堆積土を清掃する管内清掃装置であって、
   （ａ）前記立坑内に吊下げられ、堆積土の固形分と水分とを分離するストレーナ、
   （ｂ）このストレーナを、そのストレーナ内に堆積土を貯留する貯留位置とそのストレーナ内に貯留した堆積土を回収する回収位置との間を上下動させる上下動手段、
   （ｃ）埋設管内の堆積土を削り取るとともに、この削り取った堆積土を搬送して前記貯留位置にあるストレーナ内に流入管を介して排出する清掃ロボットおよび
   （ｄ）前記上下動手段により前記回収位置まで持上げられたストレーナ内から前記固形分を回収する回収手段
   を備えることを特徴とする管内清掃装置。
2. 前記埋設管は伏越し管であり、前記貯留位置は、前記ストレーナの上端を除く部分もしくはストレーナ全体が汚泥水中に浸かった位置であり、また、前記回収位置は、前記ストレーナが汚泥水から抜け出した位置である請求項１に記載の管内清掃装置。
3. 前記回収手段は吸引式の回収装置であり、この回収装置から排出される空気を排気ホースにより立坑内に戻すように構成されており、かつ前記立坑の出入口部には、管内からの臭気漏れを遮断する遮断蓋が設けられる請求項１または２に記載の管内清掃装置。
4. さらに、前記遮断蓋を取り囲むように地上に隔室が設けられ、この隔室内に空気を送入する送風装置が設けられる請求項３に記載の管内清掃装置。

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