JP4405519B2 - 水道管内夾雑物の移送具 - Google Patents

Description

この発明は、水道管の管路に混入した錆や砂等の夾雑物を排出のため移送する器具に関するものである。

例えば、地中に埋設された水道管には、経年劣化や敷設替え工事に起因して、錆や砂等の夾雑物が混入してしまうことがある。この夾雑物を排出するため、一般には、水道管の本管から立ち上がる枝管に接続された消火栓を開いて、水道水と共に夾雑物を押し出す方法が採用されている。

この方法によると、本管の内部を浮遊して流れる比重の小さい夾雑物は、消火栓から比較的容易に排出することができるが、流速が得られにくい大口径の管路などでは、塊状となった錆や砂礫などの比重の大きな夾雑物が本管の底部に堆積して、消火栓から排出されない場合がある。

このため、本出願人は、下記特許文献１において、図１０に示すように、複数本の枝骨５２を前端部で収束するように結合して拡縮するフレーム５１を形成し、枝骨５２にキャノピー５３を後端で開口するように取り付けた夾雑物の移送具を提案している。

この移送具は、フレーム５１が縮閉した状態で枝管５４から本管５５へ挿入すると、本管５５内でフレーム５１が拡開して、キャノピー５３が本管５５の管路を内壁付近に隙間を残して部分的に閉塞し、その隙間で流速を増大させ、夾雑物を下流側へ移送した後、下流側の枝管を介して前部から回収しようとするものである。

また、下記特許文献２において、図１１に示すように、ホース６１の先端に取り付けた袋体６２を、枝管６３を介して本管６４に挿入し、ホース６１から空気等を送り込んで袋体６２を膨らませ、本管６４の管内流路の断面積を減少させて流速を増大させることにより、夾雑物を下流側へ移送し、ホース６１を押し込みつつ袋体６２を下流側へ順次移動させて、夾雑物を排出する夾雑物の移送具を提案している。

特開２００３−１２１０号公報 特開２００４−２８３７４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の移送具は、管路条件により、下流側の枝管から回収できない場合、上流側の枝管まで引き戻して後部から回収しようとしても、フレームの枝骨が本管から枝管への分岐部に引っかかって回収できないという問題がある。

また、特許文献２に記載の移送具は、膨張して管路内壁に摺接する袋体が破裂しないように、袋体を強度及び耐摩耗性に優れた厚手の布引ゴム等の材質で製作すると、収縮時に袋体があまり小さくならず、消火栓設備の枝管を介して本管に挿入したり、引き出したりすることができなくなるという問題がある。

そこで、この発明は、管路に容易に挿入して、夾雑物を移送でき、その後、下流側に向いた前部からだけでなく、上流側に向いた後部からでも容易に回収できる水道管内夾雑物の移送具を提供することを課題とする。

上記のような課題を解決するため、この発明は、拡縮するフレームにキャノピーを取り付け、管路内でフレームが拡開して、キャノピーが管路を内壁付近に隙間を残して部分的に閉塞し、隙間の通過時に高速化した流れにより夾雑物を下流側へ移送するようにした水道管内夾雑物の移送具において、前記フレームは、弾性を有する複数本の枝骨を前端側と後端側とで収束するように結合して、枝骨の撓みに伴い拡縮する構成とし、枝骨にキャノピーを上流側となる後端が開口するように張設し、キャノピーの後部に開口縁に沿って周回紐材を環状に挿通すると共に、周回紐材のキャノピーから露出した部分に絞り紐材の一端部を結び付け、絞り紐材の他端部をフレームの後端側に結合したことで、管内の水流によるフレームの拡開に伴って絞り紐材により周回紐材がキャノピーから引き出され、キャノピーが巾着状に絞られるようにしたのである。

また、前記フレームの前後方向の軸心に、芯線材を延設し、その前端部を枝骨の前端側の結合部材に接続し、後部側を枝骨の後端側の結合部材の貫穴に挿通して、後端部に捻れを回避するためのスイベルを取り付けたのである。

この発明に係る移送具では、管路に挿入した状態で流速を受けると、キャノピーが後端の開口から流入する流れによりパラシュートのように開き、上流側の後部から下流側の前部へかけて、キャノピーと管路内壁との隙間が小さくなり、隙間の流れが高速化し、夾雑物が下流側へ移送される。

このとき、絞り紐材により周回紐材がキャノピーから引き出されて、周回紐材によりキャノピーが巾着状に絞られ、キャノピーの捲れ上がりが防止されると共に、移送具の全体形状が安定するので、流速の向上効果が確実に得られる。

そして、フレームの枝骨を前端側と後端側とで結合しているので、下流側に向いた前部からだけでなく、上流側に向いた後部からでも、枝骨が本管から枝管への分岐部に引っ掛かることなく、容易に回収できる。

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

この管内夾雑物の移送具は、図１乃至図３に示すように、拡縮するフレーム１にキャノピー２を取り付け、管路内でフレーム１が拡開して、キャノピー２が管路を内壁付近に隙間を残して部分的に閉塞し、隙間の通過時に高速化した流れにより夾雑物Ｓを下流側へ移送するものである。

フレーム１は、弾性を有する複数本の枝骨３を前端側の結合部材４と後端側の結合部材５とで収束するように結合して、枝骨３の撓みに伴い拡縮する構成とされ、通常時には縮閉した状態となっている。枝骨３の材質には、Ｎｉ−Ｔｉ合金やステンレス（ＳＵＳ）の帯鋼等、湾曲の繰り返しに強く、塑性変形及び破壊を生じにくいものを使用する。結合部材４，５の材質には、ポリアセタール樹脂等を使用する。

キャノピー２は、複数枚のシート材６を周方向に縫い合わせて形成され、上流側となる後端が開口するようにフレーム１の枝骨３に張設されている。シート材６の材質には、管路を閉塞する必要上、通水性がないか、通水性の乏しい材料を用いる必要があり、また、枝管を介した挿入・取出のため、薄手で柔軟なものが好ましい。ここでは、ナイロン繊維を使用しているが、流速を受けても破れないものであれば、他のものであってもよい。

また、枝骨３は、図４に示すように、シート材６同士をポリエチレン等の糸により縫着した２本の縫い目６ａの間に挿通されて、キャノピー２に係止されている。これにより、キャノピー２がフレーム１の拡縮にスムーズに追随し、フレーム１の過度の拡開が防止されるようになっている。

枝骨３の前後両端部は、それぞれ図５及び図６に示すように、ヒンジ７を介して回動自在に結合部材４，５に結合されている。これにより、枝骨３に無理な力が作用せずにフレーム１が拡縮し、枝骨３の折損が防止される。結合部材５には、ストッパー５ａが設けられ、枝骨３がキャノピー２の拡開方向と反対側へ回動しないようになっている。

キャノピー２の後部には、図２及び図３に示すように、開口縁に沿った折返部に周回紐材８が環状に挿通され、周回紐材８は、シート材６の縫合部に形成された複数の穴から間欠的に露出している。周回紐材８のシート材６から露出した部分には、絞り紐材９の一端部が結び付けられ、絞り紐材９の他端部は、フレーム１の後端側に設けられた結合部材１０に結合されている。

この周回紐材８及び絞り紐材９の材質には、ポリエチレン等の高強度の線材を使用するのが好ましい。また、結合部材１０は、結合部材５と別体としたが、これらを一体に形成してもよく、結合部材１０を省略し、結合部材５に絞り紐材９を結合してもよい。

フレーム１の前後方向の軸心には、ポリエチレン等の線材を使用した芯線材１１が延設され、その前端部は、結合部材４側にボルト及びスクリュージョイント１２を介して接続されている。芯線材１１の後部側は、結合部材５の貫穴に挿通され、後端部に、芯線材１１の捩れを回避するため、回転カンと呼ばれるスイベル１３が取り付けられている。

このような移送具を使用して水道管の管路内の夾雑物を除去する際には、図７に示すように、本管２１から分岐した上流側及び下流側の枝管２２に、それぞれ補修弁２３を介して挿入装置３１及び排出装置３２を取り付け、挿入装置３１側に搬送装置３３を配置し、排出装置３２のボール弁３４に流量計３５を備えたホースを接続し、ホースの排出口の下方に夾雑物捕捉具３６を配置する。

そして、移送具Ｅのスイベル１３に、搬送装置３３から引き出した高強度のポリエチレン等から成る送り線材１４の先端を接続し、フレーム１が縮閉した状態の移送具Ｅを挿入装置３１に収納して、上流側の仕切弁２４を閉じた状態で、挿入装置３１から押し出すように、枝管２２を介して、本管２１に移送具Ｅを挿入する。下流側の仕切弁２５は閉じ、排出装置３２の接続された補修弁２３及びボール弁３４は開いておく。

この状態で、仕切弁２４を開き、本管２１の管内に流速を与えると、図１及び図７に示すように、キャノピー２の内側に後端の開口から水が流入し、フレーム１の拡開に伴い、キャノピー２がパラシュートのように開き、上流側の後部から下流側の前部へかけて、キャノピー２と本管２１の管路内壁との隙間が小さくなり、隙間の流れが高速化して、夾雑物Ｓが下流側へ移送される。

ここで、本管２１の通水面積に対し、例えば、キャノピー２による閉塞面積を７５％程度としたとき、管内流速は、通常断面に対し、キャノピー２と内壁の隙間部分で４倍程度に高速化される。

また、絞り紐材９により周回紐材８がキャノピー２から引き出されて、周回紐材８によりキャノピー２が巾着状に絞られ、キャノピー２の捲れ上がりが防止されると共に、移送具Ｅの全体形状が安定する。

このようにして、流速により張力が作用した送り線材１４を、搬送装置３３から定速で繰り出すと、移送具Ｅの下流側への移動に伴い、夾雑物Ｓは、順次下流側へ流されて、管底で開口した排出装置３２の排水ノズル３２ａに流入し、水流と共に排出装置３２から排出されて、夾雑物捕捉具３６に捕捉される。

その後、移送具Ｅが下流側の枝管２２の分岐部に達すると、排出装置３２からの放水音が変化し、流量計３５の流量値が変化するので、これを確認し、排出装置３２のボール弁３４を閉じると共に、上流側の仕切弁２４を閉じ、移送具Ｅの回収のため、本管２１の管路を断水して、移送具Ｅのフレーム１を縮閉させ、キャノピー２を萎ませる。そして、下流側の補修弁２３を閉じ、排出装置３２を取り外す。

移送具Ｅの回収作業に際しては、図８に示すように、下流側の補修弁２３に確認窓付きの回収装置３７を取り付け、回収装置３７の上部に設けられたボール弁３８に流量計３９を備えたホースを接続し、回収装置３７の下方の補修弁２３及び上部のボール弁３８を開き、上流側の仕切弁２４を徐々に開いて、流量計３９で流量を確認しつつ、搬送装置３３から送り線材１４を繰り出す。

これにより、移送具Ｅが回収装置３７に流れ込むので、確認窓を介して回収装置３７の内部の移送具Ｅを確認した後、ボール弁３８を閉じ、上流側の仕切弁２４を閉じて、本管２１の管路を断水した状態で、回収装置３７を取り外す。そして、移送具Ｅを回収装置３７から引き出して露出させ、スイベル１３と送り線材１４との連結を切り離し、送り線材１４から分離した移送具Ｅを回収する。

この移送具Ｅは、通常、図９（ａ）に示すように、下流側の枝管２２を介して前部から回収するが、管路条件により、下流側の枝管２２から回収できない場合でも、フレーム１の枝骨３を前端側と後端側とで収束するように結合しているので、上流側の枝管２２まで引き戻して、図９（ｂ）に示すように、本管２１から枝管２２への分岐部に枝骨３が引っ掛かることなく、後部から枝管２２へ引き上げて、容易に回収することができる。

なお、上記実施形態では、フレーム１の枝骨３を、前端部と後端部の結合部材４，５に結合したが、枝骨３は、必ずしもフレーム１の端部で結合する必要はなく、フレーム１の前端側と後端側とで収束させることができれば、端部から間隔をあけた位置で結合するようにしてもよい。また、枝骨３を、結合部材４，５に結合するのではなく、相互に直接結合して、フレーム１を一体に形成してもよい。

この発明に係る夾雑物移送具の使用状態を示す管路縦断側面図 同上の移送具の縮閉状態を示す側面図 同上の移送具の拡開状態を示す側面図 同上のシート材の縫着部の拡大断面図 同上の枝骨の前端側の結合部を示す縦断側面図 同上の枝骨の後端側の結合部を示す縦断側面図 同上の移送具による夾雑物移送過程を示す管路縦断側面図 同上の移送具の回収過程を示す管路縦断側面図 （ａ）同上の移送具の前部からの取出過程を示す概略側面図、（ｂ）同上の移送具の後部からの取出過程を示す概略側面図 特許文献１に係る移送具の使用状態を示す管路縦断側面図 特許文献２に係る移送具の使用状態を示す管路縦断側面図

Ｅ 移送具
Ｓ 夾雑物
１ フレーム
２ キャノピー
３ 枝骨
４，５ 結合部材
５ａ ストッパー
６ シート材
６ａ 縫い目
７ ヒンジ
８ 周回紐材
９ 絞り紐材
１０ 結合部材
１１ 芯線材
１２ スクリュージョイント
１３ スイベル
１４ 送り線材
２１ 本管
２２ 枝管
２３ 補修弁
２４，２５ 仕切弁
３１ 挿入装置
３２ 排出装置
３２ａ 排水ノズル
３３ 搬送装置
３４ ボール弁
３５ 流量計
３６ 夾雑物捕捉具
３７ 回収装置
３８ ボール弁
３９ 流量計

Claims (2)

1. 拡縮するフレーム(1)にキャノピー(2)を取り付け、管路内でフレーム(1)が拡開して、キャノピー(2)が管路を内壁付近に隙間を残して部分的に閉塞し、隙間の通過時に高速化した流れにより夾雑物を下流側へ移送するようにした水道管内夾雑物の移送具において、
   前記フレーム(1)は、弾性を有する複数本の枝骨(3)を前端側と後端側とで収束するように結合して、枝骨(3)の撓みに伴い拡縮する構成とし、枝骨(3)にキャノピー(2)を上流側となる後端が開口するように張設し、キャノピー(2)の後部に開口縁に沿って周回紐材(8)を環状に挿通すると共に、周回紐材(8)のキャノピー(2)から露出した部分に絞り紐材(9)の一端部を結び付け、絞り紐材(9)の他端部をフレーム(1)の後端側に結合したことで、管内の水流によるフレーム(1)の拡開に伴って絞り紐材(9)により周回紐材(8)がキャノピー(2)から引き出され、キャノピー(2)が巾着状に絞られるようにしたことを特徴とする水道管内夾雑物の移送具。
2. 前記フレーム(1)の前後方向の軸心に、芯線材(11)を延設し、その前端部を枝骨(3)の前端側の結合部材(4)に接続し、後部側を枝骨(3)の後端側の結合部材(5)の貫穴に挿通して、後端部に捻れを回避するためのスイベル(13)を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の水道管内夾雑物の移送具。

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