JP5019801B2 - 配管洗浄装置及び配管洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、高圧水を先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する配管洗浄装置及び配管洗浄方法に関するものである。

配管は、使用しつづけるうちに通過する流体に含まれる物質の一部が管壁に付着したり管底に沈殿、堆積したりして、配管抵抗が増したり流体が通過する面積が減少したりする不具合を生じる。特にこの問題は、様々な異物を含む排水管の場合で顕著である。

この解決方法は種々あるが、建築物の排水管で最も普及しているのは、排水管内部に高圧に耐えるホースを挿入し、その先端に装着したノズルから高圧の洗浄水を排水管の内面に向かって噴出させて、付着物や堆積物を剥離、流下させる「高圧洗浄法」である。

高圧洗浄法のホースには排水管屈曲部の通過に支障ない程度の柔軟性が求められているが、ホースを排水管内部に挿入していくと、ホースと排水管内面との接触面積の増加に伴い摩擦力が大きくなってくるので、ホースが手元で折れ曲がるなどして作業者はそれ以上ホースを排水管へ押し込めなくなる。

そこで、ほとんどの場合、図１（ｂ）に示すように、前記ノズルより噴出する洗浄水の方向を、排水管内面に対して直角とするのではなく、やや後方（ホース側）に向けることにより、噴出する洗浄水の運動量の一部を、ホース先端を牽引する推進力として利用している。

一方、配管の排水方式として、サイホンの原理を使用した排水方法（特許文献１：以下サイホン式排水システム）や、ポンプを使った圧送排水方式が提案されている。これらの排水管は、建築物で使用される一般的な排水管よりも内径を小さくすることができ、また、排水勾配に対する融通性も高いので、可とう性を持った樹脂管を排水管として使用することも可能である。例えば径がφ15〜20程度の架橋ポリエチレン管やポリブデン管が、排水管として使用でき、省施工、省スペースを大きく向上させることができる。

特開２００６−０３７４５５号公報

しかしながら、上記従来の高圧洗浄法は、下記理由により、前記推進力にも限界があるため、摩擦に抗して十分な長さのホースを排水管へ挿入できない場合がある。特に、前述のサイホン式排水システム等では、排水管径を小さくした分、ホースと排水管との摩擦が大きくなりがちであり、摩擦に抗して十分な長さのホースを排水管へ挿入できないことがある。

（１）排水管内の洗浄が主目的であるため、洗浄水の全てを推進力に振り向けることはできない。

（２）作業性の良いホース太さや柔軟性確保の都合から一定流量以上は洗浄水をノズル方向へ送ることができない。

（３）上記（１）、（２）をクリアしても、ノズルから噴出する洗浄水の速度を過度に上げると、排水管の内面が水圧で破損される恐れがある。

一方、ホースの推進力を増す方法としては、特許文献２（特開２００５−２３８１３６号公報）に代表されるように、ホースの中間部にも複数のノズルを設ける手段が提案されている。

ところが、小径としたサイホン式排水システム等の排水管にはこの解決手段を適用させることができない。なぜなら、建築排水管に用いられる一般的な高圧洗浄用ホースの外径は、φ10程度であるが、これは、洗浄や前記牽引力を発生させる洗浄水の流量を確保するために最低限必要な太さである。これを前記排水管に挿入すると、噴出された洗浄水や、これによって洗い流された付着物・堆積物は、ホース周囲の僅か２．５〜６ｍｍ程度の隙間から還流することになる。

ここで、特許文献２のように、ホースの中間部にノズルを設けて推進力を得ようとすれば、その分の洗浄水をホースに送り込めるようにホースを太くしなければならず、前記隙間をますます狭くするからである。

また、ホース中間に設けられたノズルは、排水管に挿入されるまでは周囲に水を撒き散らすので、特許文献２にもあるように、何らかの手段でこれを抑えなければならない。

さらに言えば、この解決手段で、ホースを十分挿入できたとしても、逆向きの推進力が得られないので、排水管洗浄後はホースを排水管から引き抜けなくなる恐れもある。

そこで本発明は、高圧洗浄用のホースを太くすることなく、ホースの挿入、引き抜きを容易に行うことができる配管洗浄装置及び配管洗浄方法を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するために本発明に係る配管洗浄装置の第一の構成は、高圧水を送り出す高圧ポンプと、前記高圧ポンプから送り出された高圧水を先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する高圧洗浄ホースと、を有する配管洗浄装置において、前記高圧ポンプと前記高圧洗浄ホースとの間に配置され、前記高圧ポンプから送り出された水の圧力を高圧、低圧の２段階に切り替える圧力切替手段を備え、該圧力切替手段は、水の圧力を高圧と低圧に断続的に切り替させ、該水の圧力の切り替えに伴って前記高圧洗浄ホースの硬直と弛緩の振動を繰り返させる周期タイマーを備えていることを特徴とする。

（２）本発明に係る配管洗浄方法の第一の構成は、高圧水を送り出す高圧ポンプと、前記高圧ポンプから送り出された高圧水を先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する高圧洗浄ホースと、前記高圧ポンプと前記高圧洗浄ホースとの間に配置され、前記高圧ポンプから送り出された水の圧力を高圧、低圧の２段階に切り替える圧力切替手段を有する配管洗浄装置を用いて、高圧水を高圧洗浄ホースの先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する配管洗浄方法であって、前記圧力切替手段で水の圧力を断続的に切り替えながら、該水の圧力を低圧から高圧に切替えたときに前記高圧洗浄ホースを前記配管の挿入方向に向けて押し込むことを特徴とする。

（３）本発明に係る配管洗浄方法の第二の構成は、前記第一の構成の配管洗浄方法において、前記水の圧力を高圧から低圧に切替えたときにも前記高圧洗浄ホースを前記配管の挿入方向に押し込むことを特徴とする。

（４）本発明に係る配管洗浄装置の第三の構成は、高圧水を送り出す高圧ポンプと、前記高圧ポンプから送り出された高圧水を先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する高圧洗浄ホースと、前記高圧ポンプと前記高圧洗浄ホースとの間に配置され、前記高圧ポンプから送り出された水の圧力を高圧、低圧の２段階に切り替える圧力切替手段を有する配管洗浄装置を用いて、高圧水を高圧洗浄ホースの先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する配管洗浄方法において、前記圧力切替手段で水の圧力を断続的に切り替えながら、高圧から低圧に切替えるとき並びに低圧から高圧に切替えるときに前記高圧洗浄ホースを前記配管から引き抜くことを特徴とする。

本発明に係る配管洗浄装置及び本発明に係る配管洗浄方法の第一〜第三の構成によれば、高圧洗浄用のホースを太くすることなく、ホースの挿入、引き抜きを容易に行うことができる。

本発明に係る配管洗浄装置及び配管洗浄方法の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る配管洗浄装置の構成図である。図２は本実施形態に係る圧力切替手段の構成図である。図３は本実施形態に係る高圧洗浄ホースの押し込みの説明図である。

（配管洗浄装置１）
図１、図２に示すように、配管洗浄装置１は、高圧ポンプ２、高圧洗浄ホース３、圧力切替手段４を有している。

高圧ポンプ２は、水道から供給される低圧水を加圧して高圧水とし、高圧水を圧力切替手段４を介して高圧洗浄ホース３へ送り出す。高圧ポンプ２は、一般の高圧洗浄法に使用されているものを用いることができる。

高圧洗浄ホース３は、可撓性のあるホース部５と、その先端に設けられた噴射ノズル６を有している。高圧洗浄ホース３は、高圧ポンプ２から送り出された高圧水（洗浄水）を先端の噴射ノズル６から噴射して、その水圧により配管９を洗浄する。

ホース部５は、配管９の屈曲部の通過に支障ない程度の柔軟性があればよく、一般の高圧洗浄法に使用されているものを用いることができる。

噴射ノズル６は、高圧水を噴射するノズル孔６ａを有している。ノズル孔６ａは、噴出する高圧水（洗浄水）の方向を、配管９内面に対して直角とするのではなく、やや後方（ホース部５側）に向けることにより、噴出する高圧水の運動量の一部を、ホース先端を牽引する推進力として利用している。

圧力切替手段４は、高圧ポンプ２と高圧洗浄ホース３との間に配置され、高圧ポンプ２から送り出された水の圧力を高圧、低圧の２段階に断続的に（１〜５秒）で切り替える。高圧は洗浄に要する圧力であり、低圧は高圧洗浄ホース３が弛緩しうる圧力である。

図２に示すように、圧力切替手段４は、電磁弁７、アキュムレータ８を有している。

電磁弁７は、高圧ポンプ２から高圧洗浄ホース３への高圧水の流路を断続的に（１〜５秒の周期）で開閉する。本実施形態の電磁弁７は、瞬時に水路を開閉でき、電磁弁開閉手段である周期タイマー１０によって、約１秒間隔で開閉する。

なお、周期タイマー１０は、ダイアルで１〜５秒の所定の周期に設定可能である。また、電磁弁開閉手段は、周期タイマー１０に限定されるものではなく、ＯＮ、ＯＦＦにより電磁弁を開閉する手動式のボタンであってもよい。

アキュムレータ８は、電磁弁７を閉めた際に高圧ポンプ２の発生させる水の衝撃圧を一時的に吸収し、電磁弁７が開くと吸収した圧力を高圧ポンプ２に向かって開放する。こうして、高圧ポンプ２から送り出された水の圧力を高圧、低圧の２段階に断続的に切り替えると、ホース部５の内部圧力（水の圧力）が断続的に上下する。

電磁弁７を設けることにより、高圧ポンプ２をＯＮ、ＯＦＦすることなく、ホース部５内の水の圧力を切り替えることができ、作業性を高めることができる。また、圧力切替の周期も容易に変えることができる。また、アキュムレータ８を設けることにより、電磁弁７を閉めた衝撃で高圧ポンプ２が壊れることを防止できる。

（配管洗浄方法）
次に、上記の配管洗浄装置１を用いて、高圧水を高圧洗浄ホース３の先端の噴射ノズル６から噴射して配管９を洗浄する配管洗浄方法について説明する。

まず、高圧洗浄ホース３の先端を配管９に挿入する。そして、高圧ポンプ２を動作させて噴射ノズル６から高圧水（洗浄水）を噴射する。そして、圧力切替手段４で水の圧力を断続的に（本実施形態では約１秒間隔）で切り替える。この際、高圧洗浄ホース３を配管９に挿入方向に力をかけて押し込んでいく。これにより、噴射ノズル６のノズル孔６ａからは高圧水が噴射され、この水の圧力によって配管９の内面に付着した汚れを剥離、流下させる。

高圧洗浄ホース３を配管９の所定の位置まで挿入し、配管９の汚れを落とした後、水の圧力を断続的に切り替えたまま、高圧洗浄ホース３を引き抜き、圧力切替手段４、高圧ポンプ２を停止して、配管の洗浄を終了する。

（作用・効果）

この時、ホース部５の内部圧力（水の圧力）が断続的に上下し、ホース部５は、硬直と弛緩を繰り返す。すなわち、内部圧力が高い場合（高圧の場合）は、その内部体積を最大にする形（直線状）に変形し、内部圧力が下がれば本来の柔軟な形状に戻ろうとする。すると、高圧洗浄ホース３の挿入を容易にする次の２つの効果を得ることができる。

（押し込みの効果１）
ホース部５が硬直している場合は、配管９の内面に強く接触して摩擦が大きい反面、作業者の押し込み力をホース部５へ伝えやすく、逆に弛緩しているときは押し込みにくいが、ホース部５と配管９の摩擦も大きくない。そして、高圧ポンプ２は作業者の側にあり、圧力を開放する噴射ノズル６は作業者から遠いほうにあるので、ホース部５が弛緩状態から硬直状態になるときには、常に高圧ポンプ側から（つまり作業者側から）順に硬直が伝っていき、最後にノズルのついたホース先端が硬直する。

したがって、図３（ａ）に示すように、ホース部５が弛緩した状態から硬直する瞬間に、ホース部５が折れない程度の押し込む力をホース部５に加えていれば、ホース部５は僅かに配管９内へ入る。図３（ｂ）に示すように、その挿入分は、ホース部５の硬直とともにホース先端へ順次送られる。そして、図３（ｃ）に示すように、最後にホース挿入分（ホース部５を配管９に押し込んだ分）だけノズルが前進することになる。

次に、電磁弁７を閉じて、加圧を停止すれば、噴射ノズル６から洗浄水が出ることで、内部圧力は低下し、ホース部５はその位置で弛緩する。以上の動作を連続して行えば、単に噴出する高圧水の推進力や作業者の押し込み力だけに頼るよりも、簡単にはるかに長く高圧洗浄ホース３を配管９へ挿入することができる。

すなわち、高圧洗浄ホース３を配管９内部に挿入していき、高圧洗浄ホース３と配管９内面との接触面積の増加に伴い摩擦力が大きくなっても、高圧洗浄ホース３が手元で折れ曲がることを抑制でき、高圧洗浄ホース３をより長く配管９へ押し込むことができる。

（押し込みの効果２）
配管９とホース部５の摩擦そのものを小さくする効果もある。すなわち、摩擦力を決める摩擦係数には、静止摩擦係数と動摩擦係数があるが、動摩擦係数の方が静止摩擦係数よりずっと小さい。このため、作業者の押し込み力やノズル先端の牽引力よりも、ホース部５と配管９との摩擦力が上回って、高圧洗浄ホース３を押し込めなくなった場合でも、高圧洗浄ホース３の内部圧力を断続的に上下させると、高圧洗浄ホース３が振動し、静止摩擦から動摩擦に変わる。これにより、摩擦力が小さくなり、高圧洗浄ホース３を押し込みやすくなる。

さらに、高圧洗浄ホース３の振動で高圧洗浄ホース３が配管９内壁から一時的に離れ、摩擦力自体が消失する部分が表れることもある。これにより、全体の摩擦力が小さくなり、高圧洗浄ホース３を押し込みやすくなる。

（引き抜きの効果）
また、高圧洗浄ホース３を引き抜く時も、上記効果２と同様に高圧洗浄ホース３が振動し、静止摩擦から動摩擦に変わり、摩擦力が減少する。また、高圧洗浄ホース３が配管９内壁から一時的に離れ、摩擦力自体が消失する部分が表れ、摩擦力が減少する。

これにより、高圧洗浄ホース３を太くすることなく、高圧洗浄ホース３の引き抜きを容易に行うことができる。

なお、高圧洗浄ホース３を引き抜く際には、高圧洗浄ホース３を押し込む力が加わらないため、上記効果１のようにホース部５の弛緩、硬直によってホース挿入分だけノズルが前進することはない。

なお、以上の連続的な工程は、原理的には高圧ポンプ２を発停すれば実現可能である。しかし、高圧洗浄ホース３と高圧ポンプ２の間に（本実施形態の例）、あるいは高圧ポンプ２そのものに、高圧洗浄ホース３への加圧を断続的に行う機構があれば、作業性の面で好ましい。

本発明は、排水管へ高圧洗浄用のホースを挿入する場合だけでなく、管の中へ、一回り小さなフレキシブル管を挿入する場合にも広く応用できる技術である。

本実施形態に係る配管洗浄装置の構成図である。 本実施形態に係る圧力切替手段の構成図である。 本実施形態に係る高圧洗浄ホースの押し込みの説明図である。

符号の説明

１…配管洗浄装置、２…高圧ポンプ、３…高圧洗浄ホース、４…圧力切替手段、５…ホース部、６…噴射ノズル、６ａ…ノズル孔、７…電磁弁、８…アキュムレータ、９…配管、１０…周期タイマー（電磁弁開閉手段）

Claims (4)

1. 高圧水を送り出す高圧ポンプと、前記高圧ポンプから送り出された高圧水を先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する高圧洗浄ホースと、を有する配管洗浄装置において、
   前記高圧ポンプと前記高圧洗浄ホースとの間に配置され、前記高圧ポンプから送り出された水の圧力を高圧、低圧の２段階に切り替える圧力切替手段を備え、
   該圧力切替手段は、水の圧力を高圧と低圧に断続的に切り替させ、該水の圧力の切り替えに伴って前記高圧洗浄ホースの硬直と弛緩の振動を繰り返させる周期タイマーを備えていることを特徴とする配管洗浄装置。
2. 高圧水を送り出す高圧ポンプと、前記高圧ポンプから送り出された高圧水を先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する高圧洗浄ホースと、前記高圧ポンプと前記高圧洗浄ホースとの間に配置され、前記高圧ポンプから送り出された水の圧力を高圧、低圧の２段階に切り替える圧力切替手段を有する配管洗浄装置を用いて、高圧水を高圧洗浄ホースの先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する配管洗浄方法であって、
   前記圧力切替手段で水の圧力を断続的に切り替えながら、該水の圧力を低圧から高圧に切替えたときに前記高圧洗浄ホースを前記配管の挿入方向に向けて押し込む
   ことを特徴とする配管洗浄方法。
3. 前記水の圧力を高圧から低圧に切替えたときにも前記高圧洗浄ホースを前記配管の挿入方向に押し込む
   ことを特徴とする請求項２に記載の配管洗浄方法。
4. 高圧水を送り出す高圧ポンプと、前記高圧ポンプから送り出された高圧水を先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する高圧洗浄ホースと、前記高圧ポンプと前記高圧洗浄ホースとの間に配置され、前記高圧ポンプから送り出された水の圧力を高圧、低圧の２段階に切り替える圧力切替手段を有する配管洗浄装置を用いて、高圧水を高圧洗浄ホースの先端の噴射ノズルから噴射して配管を洗浄する配管洗浄方法において、
   前記圧力切替手段で水の圧力を断続的に切り替えながら、高圧から低圧に切替えるとき並びに低圧から高圧に切替えるときに前記高圧洗浄ホースを前記配管から引き抜くことを特徴とする配管洗浄方法。

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