JP4283685B2

JP4283685B2 - 消雪ノズルの目詰まり除去装置および目詰まり除去システム

Info

Publication number: JP4283685B2
Application number: JP2004007509A
Authority: JP
Inventors: 幸男泉; 篤男大久保
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2024-01-15
Also published as: JP2005199162A

Description

本発明は、噴水孔より噴水して消雪する消雪道路の消雪ノズルおよび目詰まり除去システムに関する。

雪国の道路の中央に給水管（消雪パイプ）を埋設し、給水管から等間隔に配置した消雪ノズルの噴水孔から道路に散水して雪を消す消雪道路が知られている。
図５は従来の給水管３１と消雪ノズル３０を示す斜視図であり、図５（ｂ）〜（ｄ）は消雪ノズルの噴水孔の配置を示す平面図である。図５（ａ）に示すように、消雪道路の例えば、中央線に沿って消雪ノズル３０が約１〜１．４ｍの間隔で配設されている。図５（ｂ）に示すように、消雪ノズル３０の噴水孔３７の配置は４個からなる均等配置であり、図５（ｃ）は、片側３個であり、図５（ｄ）は６個の均等配置となっている。これらは任意に決められる。
図６は、図５に示すＡ−Ａ線の断面図である。図６に示すように、路面の地中には、給水管３１が配管され、この給水管３１から送水管３２を経由して消雪ノズル３０が接続されている。地下水は給水管３１、送水管３２、流出孔４１を通って、空洞部３６に流入し、そして斜めに穿設された複数の噴水孔３７より斜め上方に噴水するようになっている。さらに前記送水孔３５ａの内部には水量調整弁３８を螺合され、この水量調整弁３８により流出量が調節できるようになっている。

この消雪に使用する消雪ノズル（散水ノズル、消雪栓ともいう）、消雪管には、冬期間以外に路上にある砂、小石、車のタイヤゴムの破片等が詰まり、散水が不可能になるという問題があった。そこで、砂や小石による噴水孔の詰まりの場合は、図６に示すように、噴水孔３７へ、ノズル４２を向け、高圧水（２０ＭＰａ（２００ｋｇ/ｃｍ²））を噴射、または千枚通し、ドリルにて対処していた。
特開平６−３１５６５３号公報（段落０００９〜００１６、図１、図２）

しかしながら、噴水孔は道路に露出しているため、夏場の期間、風雨によって砂塵が噴水孔の上に運ばれて、自動車や大型トラックのタイヤにより砂や小石が噴水孔に強力に押し込まれて詰まった場合は、従来の高圧水（２０ＭＰａ）を噴射するぐらいでは、目詰まりが解消できないという問題があった。また、高圧水（２０ＭＰａ）よりも高い値の高圧水を噴射させると、噴射力の反力により、ノズル４２が吹き飛ばされ、危険であるという問題があった。さらに、それでも砂や小石が取れない場合は、千枚通しやφ２程度のドリルで消雪ノズル内に押し込んでいたが、押し込まれた小石が他の穴に詰まったりし、また、ドリルが破損して、反対にドリルの先で目詰まりを起こすという問題があった。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、千枚通しやドリル等の工具を使用せずに噴水孔の目詰まりを粉砕し、安全に、しかも効率良く行う消雪ノズルの目詰まり除去装置およびそれを使用した目詰まり除去システムを提供することを課題とする。

請求項１に記載の消雪ノズルの目詰まり除去装置の発明は、消雪ノズルの中央部の窪みに挿入して位置決めを行う位置決め部と、前記位置決め部を中心に回転自在に軸支されたノズルヘッドと、前記ノズルヘッドに設けられ、前記消雪ノズルに超高圧水を噴射するノズルと、前記ノズルヘッドの上面に接続され、前記超高圧水を導通する垂直管と、前記垂
直管の上端に超高圧水を噴射または停止をするノッチを有するハンドル部と、前記ハンド
ル部に設けられ、前記垂直管を回転させるモータと、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、位置決め部と、ノズルヘッドと、ノズルと、垂直管と、ハンドル部と、モータとを備えたことにより、噴水孔の目詰まりを千枚通しやドリル等の工具を使用することなく、超高圧水によって目詰まりを粉砕して解消すると共に、他の穴の目詰まり防止を図り、目詰まり除去装置の構成により安全で、しかも効率良く行う消雪ノズルの目詰まり除去装置を提供することができる。

請求項２に記載の消雪ノズルの目詰まり除去装置の発明は、請求項１に記載の消雪ノズルの目詰まり除去装置であって、前記位置決め部は、凸形またはテーパ状の凸形とすることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記位置決め部を凸形またはテーパ状の凸形とすることにより、消雪ノズルの中央部の窪みに容易に挿入できて位置決めをすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の消雪ノズルの目詰まり除去装置であって、前記目詰まり除去装置ノズルヘッドの外周には、軟質性の弾性体が配設されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記ノズルヘッドの外周には、軟質性の弾性体が配設されていることにより、噴射ノズルから噴射されて飛散する噴射水を遮断することができると共に、垂直管の傾きが多少傾いても、軟質性の弾性体が伸縮して隙間を覆い、外部への飛散を最小限にして遮断することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の消雪ノズルの目詰まり除去装置であって、前記複数の噴射ノズルは、消雪ノズルの噴射孔の傾斜角度に合わせて、２３°〜４５°に傾斜させて配設されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、複数の噴射ノズルは、消雪ノズルの噴射孔の傾斜角度２３°〜４５°に合わせて傾斜させ、配設されていることにより、噴射孔に飛び込み易く、目詰まりした砂や小石にダイレクト（直接的）に粉砕することができるため、短時間で目詰まりを解消することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の消雪ノズルの目詰まり除去装置を使用した目詰まり除去システムであって、超高圧水ポンプと駆動装置が組み合わされた超高圧水ポンプユニットと、前記超高圧水ポンプユニットに組み込まれた貯水タンクと、前記ノズルヘッドを回転させるために前記ハンドル部へ圧搾空気を供給するコンプレッサと、前記駆動装置を駆動させる電源部とがトラックに載置、および装備され、前記超高圧水ポンプの吐出口と前記目詰まり除去装置の垂直管とが高圧ホースによって接続され、目詰まり除去作業の進捗に伴い、トラックによって超高圧水ポンプを移動しながら目詰まり除去作業を進行させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、消雪ノズルの目詰まり除去装置を使用した目詰まり除去システムにより、機械と人との連動、移動がスムーズで、かつ安全に、しかも無駄がなく、効率良く行うことができる消雪ノズルの目詰まり除去システムを提供することができる。

請求項１に記載の発明によれば、噴水孔の目詰まりを千枚通しやドリル等の工具を使用することなく、超高圧水によって目詰まりを粉砕して解消すると共に、他の穴の目詰まり防止を図り、目詰まり除去装置の構成により安全で、しかも効率良く行う消雪ノズルの目詰まり除去装置を提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、前記ノズルヘッドの外周には、軟質性の弾性体が配設されていることにより、ノズルから噴射されて飛散する噴射水を遮断することができると共に、垂直管の傾きが多少傾いても、軟質性の弾性体が伸縮して隙間を覆い、外部への飛散を最小限にして遮断することができる。

請求項４に記載の発明によれば、複数のノズルは、消雪ノズルの噴射孔の傾斜角度２３°〜４５°に合わせて傾斜させ、配設されていることにより、噴射孔に飛び込み易く、目詰まりした砂や小石にダイレクト（直接的）に粉砕することができるため、短時間で目詰まりを解消することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は消雪ノズルの目詰まり除去システム２０の全貌を示す説明図である。図１に示すように、トラック２１の荷台には、駆動装置であるモータ２２ａと超高圧ポンプ２２ｂとが組み合わされた超高圧ポンプユニット２２が載置されており、モータ２２ａによって超高圧ポンプ２２ｂを駆動する。超高圧ポンプユニット２２の背面には図示しない貯水タンクが配設されている。貯水タンクは消雪ノズル３０の噴射孔３７、３７…（図５（ｂ）参照）を目がけて噴射する超高圧水の水槽であり、適宜補充される。超高圧ポンプ２２ｂの吐出口には、高圧ホース２５が接続されており、その他端は目詰まり除去装置１０の垂直管６の軸端に接続されている。また、足元のノズルヘッド１（図２参照）を回転させるために、目詰まり除去装置１０のハンドル部７へ圧搾空気を供給するコンプレッサ２３も荷台に載置されている。

図２は消雪ノズルの目詰まり除去装置１０の全体を示す正面図である。図２に示すように、目詰まり除去装置１０は、ノズルヘッド１と、垂直管６と、ハンドル部７とから構成されており、ノズルヘッド１は、位置決め部３と、垂直管接続部４と、ノズル５とから構成されている。
垂直管６は、全長８００ｍｍの外管、内管からなる２重パイプ構造であり、内管の外周面は、外管の内周面に両端支持によって軸支されている。また、内管の下端部にはおねじが螺設されており、ノズルヘッド１の垂直管接続部４に螺入されている。一方、その上端部には高圧ホース２５用のジョイント部が形成されており、高圧ホース２５が接続されている。また、上端部よりやや下方の位置にはハンドル部７が配設されている。ハンドル部７の上端部にはコンプレッサ２３と結ぶ空圧ホース２４が接続され、さらに、ハンドル部７の下面にはレバー７ａが配設されている。このレバー７ａを把持することによってノッチ７ｂの出し入れを操作し、エアの流量調整を行い、回転数を可変する。
また、ハンドル部７には、図示しないエアモータと減速装置が内蔵されており、減速した回転数で出力するようになっている。
なお、超高圧水の噴射、停止に係る噴射の切り換えについては、先に本出願人が開示した特願２００２−２５４００１号公報に記載されているように、オペレータがハンドル部７のレバー７ａを引くと、エアモータが作動すると同時に図示しない噴射切換装置のエアー機器によりエアコントロールバルブを切り換えることにより、噴射切換装置の出口ポートが開いて超高圧水が目詰まり除去装置１０へ供給され、ノズル５、５から超高圧水が噴射されるようになっている。
つまり、エアーが流れると、超高圧水も流れるようになっており、回転と噴射がはじまる。
さらに、内管とハンドル部７の主軸とは図示しないプーリによってベルトを介して回転が伝達され、内管を回転させるようになっている。
その結果、ハンドル部７の回転は、２重パイプの内管を回転させ、下部に位置するノズルヘッド１を位置決め部３を中心に回転させることができるようになっている。
なお、位置決め部３の芯金３ａは、回らないようになっている。

図３は目詰まり除去装置のノズルヘッド１の詳細を示し、（ａ）はノズルヘッド１の拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図である。図３（ａ）に示すように、ノズルヘッド１は、略コの字状に形成され、下面に向かって開口している。材質は軽量で、かつ強度の高いチタン材である。超高圧水を導く穴は、垂直管接続部４の下方にて２方向に分かれ、ノズル５、５まで穿設されて繋がっている。ノズル５、５は、ウォータノズル５ａを保持したノズルキャップ５ｂが螺入されており、ウォータノズル５ａにさらに絞られ、超高圧水を噴射する。
位置決め部３は、凸形またはテーパ状の凸形とし、差し込みやすいシャフト状の芯金３ａである。この芯金３ａは、ノズルヘッド１の裏面にボルト３ｈ、３ｈ…によってブッシュホルダ３ｆが固定されており、このブッシュホルダ３ｆに保持されている。ブッシュホルダ３ｆには、ブッシュ３ｄが配設されている。また、このブッシュ３ｄは、２つのリング、リング３ｂと下リング３ｃと、２つのリング、上リング３ｅとリング３ｇとから挟持されており、芯金３ａは、ブッシュ３ｄによって軸支されている。ブッシュ３ｄの材質は、弾性変形部材である。その結果、ブッシュ３ｄの弾性変形により、若干、芯金２ａの軸が傾いても、すぐに復元して元に戻るようになっている。

垂直管接続部４は、垂直管６の先端部に設けられたオネジが螺入できるように、底部にＯリングを介して接続する垂直管６の接続部である。
ノズル５は、ノズルヘッド１の内側の対峙した傾斜面にそれぞれ１個の計２個設けられている。ノズル５の傾斜角は、消雪ノズル３０の上面に設けられた後記する噴水孔３７（図４参照）の角度と同じに形成され、ウォータノズル５ａと、ノズルキャップ５ｂと、水漏れを防止するＯリングで構成されている。

図４は消雪ノズルの目詰まり除去装置の噴射状況を示す説明図であり、（ａ）は、ノズルの取付角が３０°の場合を示す一部断面図、（ｂ）はノズルの取付角が４５°の場合を示す一部断面図、（ｃ）はノズルの取付角が２３°の場合を示す一部断面図である。
図４（ａ）に示すように、消雪ノズル３０の噴水孔３７の傾斜角と同じ傾斜角のノズルヘッド１を選択し、目詰まりをした噴水孔３７に向けて超高圧水を噴射し、目詰まりの砂や小石を粉砕して目詰まりを解消する。なお、このように、傾斜角の違いに合わせてノズルヘッド１を用意して置くと、このノズルヘッド１だけを交換すればよく、便利である。
なお、超高圧水（１５０〜２００ＭＰａ）により、目詰まりの砂や小石を噴水孔の孔径より細かく粉砕できるため、噴水孔がその切屑によって目詰まりを起こすことはない。

また、図４に示すように、ノズルヘッド１の外周には、軟質性の板状の弾性体８が配設されている。弾性体８の材質は、ゴムであり、ウレタンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、合成ゴム等が好適である。したがって、２つの対峙するノズル５から、超高圧水が噴射されるが、噴射力の反力はお互いに相殺し合うため、安全である。また、飛散する超高圧水の飛沫は、板状の弾性体８であるカバーによってガードされているため、路上の上面との隙間以外からの飛散はない。

図１を参照して消雪ノズルの目詰まり除去システム２０を説明する。
トラック２１には超高圧水ポンプユニット２２と、コンプレッサ２３と、それらを駆動する電源部と、超高圧水を噴射するための貯水タンクとが載置、および装備されている。貯水タンクは、超高圧水ポンプユニット２２の図示しない背面にあり、電源部は、図示しない駆動装置であるエンジン部にある。また、超高圧水ポンプ２２ｂの吐出口と垂直管６とは、高圧ホース２５によって接続され、目詰まり除去作業の進捗に伴い、１人のオペレータ（運転手）２６ａによってトラックが前進、停止を繰り返しながら場所を移動し、超高圧水ポンプ等の調整も行う。もう１人のオペレータ２６ｂは、高圧ホース２５の長さに煩わされることなく、目詰まり除去作業に専念する。そして、目詰まり除去作業が無駄なく、効率良く進行する。この結果、超高圧水を発生させる一切の装置、および圧搾空気を発生させる一切の装置をトラックに載置、装備し、作業の進行に合わせて場所を移動することにより、最短長さのホースと、最少の人員をもって消雪ノズルの目詰まり除去作業が可能な消雪ノズルの目詰まり除去システム２０を提供することができる。

さらに、消雪ノズル３０の目詰まり除去装置１０、および目詰まり除去システム２０を用いた目詰まり除去方法について説明する。
１．第1工程（図１参照）は、消雪道路の現場に着いた後、トラック２１の駆動装置であるエンジンを起動させ、駆動装置であるモータ２２ａを起動し、超高圧ポンプ２２ｂを駆動する。
ここでの超高圧ポンプ２２ｂによる圧力は、１５０〜２００ＭＰａ（１５００〜２０００ｋｇ/ｃｍ²）であり、従来の高圧ポンプによる圧力とは、約７〜１０倍という大きな違いがあり、強力なウォタージェットの衝撃力により、ドリルと同様に砂や小石を容易に粉砕することができる。また、ノズルヘッド１を回転させるために、目詰まり除去装置１０のハンドル部７へ圧搾空気を供給するコンプレッサ２３等も起動する。
２．第２工程（図１参照）は、消雪ノズル３０から噴出水を出し、目詰まり箇所に目詰り除去装置１０を配置し、先端の位置決め部２の芯金３ａの先端部を消雪ノズル３０の中央部の窪みに差し込み、位置決めを行う。
その際、オペレータ２６ｂは、高圧ホース２５を超高圧ポンプ２２ｂの吐出口と、目詰まり除去装置１０との間に接続し、消雪ノズル３０の噴射孔３７の角度を事前に確認する。
また、（図４参照）角度指定のノズルヘッド１の中から選定して垂直管６に組み付けておく。
３．第３工程（図２、図３参照）は、両手で押え、ハンドル部７のレバー７ａを握り、ノズルヘッド１を回転させ、超高圧水を噴射して目詰りを除去する。
ノズルヘッド１の位置決め部３を中心に毎分１００回転（１００min^-1）で回転する。そして、超高圧水は垂直管６を下り、ノズルヘッド１の垂直管接続部４の下部で２方向に分かれ、２つのウォータノズル５ａによって絞られ、２つのノズルキャップ５ｂを通り、ノズル５，５から噴射孔３７に向かって勢いよく噴射する。
噴射孔（図４（ａ）参照）３７、３７に目詰まりした砂や小石は、約２０〜３０秒間の超高圧水の噴射によって粉砕し、目詰まりが解消する。
４．続いて、隣の目詰りした消雪ノズル３０に移動して同様の操作手順に従って、超高圧水を噴射する。
このように、消雪ノズル３０の目詰まり除去装置１０、および、目詰まり除去システム２０を用いると、オペレータ２６ａは超高圧ポンプ２２ｂ、トラック２１の運転等の操作を行い、もう１人のオペレータ２６ｂが消雪ノズル３０の目詰まり除去作業を担当することにより、安全で、しかも効率良い目詰まり除去作業を行うことができる。
なお、ノズルヘッド１は噴射しながら回転するため、噴射孔の配置の違いには関係なく、１回の噴射によって、作業が終了することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されることなく、適宜変更して実施することが可能である。例えば、ノズルヘッド１は、略コの字状にしたが、カップ型の円形にして、下面に向かって開口しても構わない。また、ノズルの取付角３０°、４５°、２３°の３つについて記載したが、これに限定されることはなく、消雪ノズルの噴射角と合わせたものであれば、この他の角度であってもよい。

消雪ノズルの目詰まり除去システムの全貌を示す説明図である。消雪ノズルの目詰まり除去装置の全体を示す正面図である。目詰まり除去装置のノズルヘッドの詳細を示し、（ａ）はノズルヘッドの拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図である。消雪ノズルの目詰まり除去装置の噴射状況を示す説明図であり、（ａ）はノズルの取付角が３０°の場合を示す一部断面図、（ｂ）はノズルの取付角が４５°の場合を示す一部断面図、（ｃ）はノズルの取付角が２３°の場合を示す一部断面図である。従来の給水管と消雪ノズルを示す斜視図であり、（ｂ）〜（ｄ）は消雪ノズルの噴水孔の配置を示す平面図である。図５に示すＡ−Ａ線の断面図である。

符号の説明

１ノズルヘッド
２ベース
３位置決め部
３ａ芯金
３ｂリング
３ｃ下リング
３ｄブッシュ
３ｅ上リング
３ｆブッシュホルダ
３ｇリング
３ｈボルト
４垂直管接続部
５ノズル
５ａウォータノズル
５ｂノズルキャップ
６垂直管
７ハンドル部
７ａレバー
７ｂノッチ
８弾性体
１０、１１、１２目詰まり除去装置
２０目詰まり除去システム
２１トラック
２２超高圧ポンプユニット
２２ａモータ
２２ｂ超高圧ポンプ
２３コンプレッサ
２４空圧ホース
２５高圧ホース
２６ａオペレータ（運転手）
２６ｂオペレータ
３０消雪ノズル
３７噴水孔

Claims

消雪ノズルの中央部の窪みに挿入して位置決めを行う位置決め部と、
前記位置決め部を中心に回転自在に軸支されたノズルヘッドと、
前記ノズルヘッドに設けられ、前記消雪ノズルの外側から前記消雪ノズルに超高圧水を噴射するノズルと、
前記ノズルヘッドの上面に接続され、前記超高圧水を導通する垂直管と、
前記垂直管の上端に超高圧水を噴射または停止をするノッチを有するハンドル部と、
前記ハンドル部に設けられ、前記垂直管を回転させるモータと、
を備えたことを特徴とする消雪ノズルの目詰まり除去装置。
前記位置決め部は、凸形またはテーパ状の凸形とすることを特徴とする請求項１に記載の消雪ノズルの目詰まり除去装置。
前記ノズルヘッドの外周には、軟質性の弾性体が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の消雪ノズルの目詰まり除去装置。
前記複数のノズルは、消雪ノズルの噴射孔の傾斜角度に合わせて、２３°〜４５°に傾斜させて配設されていることを特徴とする請求項１に記載の消雪ノズルの目詰まり除去装置。
超高圧水ポンプと駆動装置が組み合わされた超高圧水ポンプユニットと、
前記超高圧水ポンプユニットに組み込まれた貯水タンクと、
前記ノズルヘッドを回転させるために前記ハンドル部へ圧搾空気を供給するコンプレッサと、
前記駆動装置を駆動させる電源部とがトラックに載置、および装備され、
前記超高圧水ポンプの吐出口と前記目詰まり除去装置の垂直管とが高圧ホースによって接続され、
目詰まり除去作業の進捗に伴い、トラックによって超高圧水ポンプを移動しながら目詰まり除去作業を進行させることを特徴とする請求項１に記載の消雪ノズルの目詰まり除去装置を使用した目詰まり除去システム。