JP5950387B2 - 管路の吸引装置、及び、管路の滞留物排出方法 - Google Patents

Description

本発明は、管路内の滞留物を排出する吸引装置、及び、この吸引装置を用いた滞留物排出方法に関する。

従来から、ガス管や水道管等の既設管路において、管路の下部に滞留する水や堆積物等の滞留物を吸引して外部に排出することが行われている。例えば、既設管路の内面には、塗布された防錆剤等の被膜や堆積物などの付着物が存在しており、管路の内面に補修材を貼り付けて補修を行う際に、上記付着物が補修材の接着力低下の原因となるため、このような付着物を管路の内面から除去しておくことが好ましい。その際に、管路の内面に高圧の水を噴射することによって内面を洗浄する方法を採用したときには、その洗浄工程後に、管路の下部に、管路の内面から剥離された付着物を含む水が滞留するため、洗浄工程後に滞留水を速やかに排出することが望ましい。

特許文献１には、管路内に滞留する水を排出する装置が開示されている。この装置は、吸水ホースに接続された吸水口部材と、この吸水口部材を囲い、且つ、吸水口部材を回動可能に軸支する外郭部材とを備えている。吸水口部材には、下向きに開口した第１の吸水口と、上向きに開口した第２の吸水口が形成され、水位が低い場合には第１の吸水口から水を吸引し、水位が高い場合には第２の吸水口から水を吸引するように構成されている。

特開２００９−１０８８８５号公報

前述した特許文献１の装置では、吸水口が形成された吸水口部材が、外郭部材で囲われた構成であるため、下向きに開口した第１の吸水口と管路の内面との間に比較的大きな隙間が存在する。そのため、管路の下部に残留する水等の滞留物を第１の吸水口から吸引する際に、管路の内面との間の隙間から周囲の空気を吸い込むことになり、その分、肝心の滞留物に作用する吸引力が弱くなるため、管路内の滞留物を確実に吸引できるとは言い難い。

本発明の目的は、管路の下部に滞留する滞留物を確実に吸引して排出することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明の管路の吸引装置は、管路内の滞留物を吸引して排出する吸引装置であって、吸引源と接続され、前記管路内を移動する装置本体と、前記装置本体と接続され、前記管路の下部内面に載置される吸引体とを備え、前記吸引体は、前記管路の内面に沿った曲面に形成されて、前記管路の内面に接触する接触面と、前記接触面において開口した吸引口と、前記吸引体の下部において前記吸引口に対して前記装置本体側と前記装置本体の反対側にそれぞれ位置し、厚みを有する２つの壁部とを有し、前記吸引体の前記２つの壁部のうちの前記装置本体側の壁部に形成された、前記接触面から前記装置本体側に連なる面が、前記装置本体側に向かうほど前記接触面から遠ざかるように傾斜し、前記装置本体側の壁部の下端部の厚みは、前記装置本体と反対側の壁部の下端部の厚みよりも薄いことを特徴とするものである。

本発明によれば、管路の下部内面に載置される吸引体が、管路の内面に沿った曲面に形成された接触面を有し、この接触面において吸引口が開口している。即ち、吸引体の接触面が管路の内面にほぼ全面的に接触した、両者の間の隙間が非常に小さい状態で、吸引口からの吸引が行われる。また、吸引体の下部に厚みを有する壁部が設けられているので吸引体の重心が下側となり管内下部面を沿わせ易くなる。従って、管路の下部に滞留する滞留物に強い吸引力が作用することになり、滞留物を確実に吸引して排出することができる。
また、吸引体の接触面から装置本体側に連なる面が傾斜していることで、管路の下部に段差や障害物が存在する場合に、装置本体に引きずられて移動する吸引体が前記段差等にひっかかりにくくなる。

第２の発明の管路の吸引装置は、前記第１の発明において、前記吸引体は、前記装置本体の一端部に、フレキシブル性を有する吸引ホースによって接続されていることを特徴とするものである。

本発明では、装置本体を、吸引体と接続される一端部とは反対側の端部を先頭に、管路内を移動させることで、装置本体と吸引ホースで接続された吸引体が、その接触面が管路の内面に接触した状態で、引きずられるようにして移動する。また、段差や障害物等が存在する管路内で吸引を行う場合に、管路内を移動する装置本体の位置が前記段差等によって変動しても、フレキシブル性を有する吸引ホースにより変動が吸収されるため、吸引体が振動しにくい。従って、吸引体の接触面が管路の内面に接触した状態が維持され、吸引を安定的に継続して行える。

第３の発明の管路の吸引装置は、前記第２の発明において、前記吸引体が、金属で形成されていることを特徴とするものである。

吸引体が金属で形成されているためにその重量は大きくなり、装置本体によって引きずられて移動するときの吸引体の姿勢が安定する。従って、吸引体の接触面が管路の内面から離れるようなことが生じにくく、吸引口から安定して滞留物を吸引することができる。また吸引体の下部に厚みを有する壁部が金属であるため、より吸引体の重心が下側となり管内下部面を沿わせ易くなる。

第４の発明の管路の吸引装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記装置本体の外周部に放射状に設けられ、前記管路の径方向に移動可能な複数の脚部と、前記複数の脚部をそれぞれ独立して前記径方向外側に付勢する複数のバネを有することを特徴とするものである。

複数の脚部が、それぞれバネによって管路の径方向外側（装置本体から離れる方向）に付勢されて、管路の内面に押し付けられているため、管路内に段差や障害物、あるいは、曲がりなどがある場合でもバネによってその段差等を吸収できる。従って、移動中の装置本体の径方向の変位が小さく抑えられ、吸引体の接触面が管路の内面に接触した状態が安定的に維持される。

第５の発明の管路の滞留物排出方法は、前記第１の発明の吸引装置を用いて、管路内の滞留物を吸引して排出する方法であって、前記吸引体を前記管路の下部内面に載置し、前記接触面を前記管路の内面に接触させた状態で、前記装置本体を管軸方向に移動させつつ、前記吸引源の吸引力によって前記吸引口から前記管路内の滞留物を吸引することを特徴とするものである。

本発明によれば、吸引体の、管路の内面に沿った曲面形状を有する接触面が、管路の内面にほぼ全面的に接触し、両者の間の隙間が非常に小さい状態で、吸引口からの吸引が行われる。従って、管路の下部内面に滞留する滞留物に強い吸引力が作用することになり、滞留物を確実に吸引して排出することができる。

本実施形態に係る吸引装置の縦断面図である。 図１の吸引装置の前面図である。 吸引体の前面図である。 吸引体の下面図である。 図３の吸引体のV-V線断面図である。 管路の洗浄工程を示す図である。 管路の補修工程を示す図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態に係る吸引装置の縦断面図である。尚、以下では、図１の左方を前方（吸引時における装置の進行方向）として説明する。また、図２は、図１の吸引装置の前面図である。

後でも説明するが、図１に示すように、本実施形態の吸引装置１は、金属管（例えば、ねずみ鋳鉄管）からなる既設のガス管路Ｐの内面を補修する前工程として、管路Ｐの内面洗浄が行われた後に管路Ｐ内に挿入され、洗浄後に管路Ｐの下部に滞留する滞留水を吸引して排出する際に使用される。尚、本実施形態では、１００ｍｍ〜７５０ｍｍ程度の管径の既設管路を対象としている。

図１、図２に示すように、吸引装置１は、円筒状の装置本体２と、この装置本体２の外周部に設けられた８つの脚部３と、装置本体２の後端部に吸引ホース１９を介して接続された吸引体４等を備えている。

円筒状の装置本体２の前端部には、ポンプ等の吸引源６に連結された吸引ホース１８が接続されている。また、装置本体２の後端部には、吸引体４に連結された吸引ホース１９が接続されている。尚、吸引ホース１８，１９は、共に、剛性を有するフレキシブル性保形ホースである。そして、装置本体２の内部には、その前後両端部にそれぞれ接続された２本の吸引ホース１８，１９を連通させる連通管１４が配設されている。また、装置本体２の前端部には、牽引用のワイヤ１５が連結される。

装置本体２の外周部の周方向４等分位置には、脚部３を支持する４つの脚部支持体１０がそれぞれ設けられている。脚部３は、一端部が脚部支持体１０に回動可能に連結された脚本体１１と、この脚本体１１の他端部に回転可能に設けられたローラ１２とを有する。また、１つの脚部支持体１０には、前後２つの脚部３の脚本体１１が支持されている。そして、前側４つの脚部３と後側４つの脚部３とがそれぞれ放射状に配置されることで、円筒状の装置本体２の中心軸線Ｃが管路Ｐの中心に維持され（センタリング）、前側４つのローラ１２と後側４つのローラ１２の、合計８つのローラ１２によって、吸引装置１は管路Ｐ内を走行可能である。

また、８つの脚部３の脚本体１１は、８つのバネ１３によって、管路Ｐの径方向（装置本体２の中心軸線Ｃと直交する方向）の外側にそれぞれ付勢されており、８つのローラ１２はそれぞれ独立して管路Ｐの内面に押し付けられている。これにより、図１に二点鎖線で示すように、管路Ｐ内の一部（例えば、継手部や分岐部等）に段差や障害物がある場合でもそのような段差等を乗り越える一部のローラ１２（図中下側のローラ１２）のみが径方向に移動し、バネ１３によってその段差等が吸収される一方で、他のローラ１２については位置が変更されない。従って、装置本体２の中心軸線Ｃが常に管路Ｐの中心に維持され、走行時の吸引装置１の姿勢が安定する。

次に、吸引体４について説明する。図３は吸引体４の前面図、図４は吸引体４の下面図、図５は図３の吸引体４のV-V線断面図である。図３〜図５に示すように、吸引体４は、鋼などの金属材料によって形成された、横長形状の塊体からなる、比較的重量の大きな物体であり、図１に示すように、吸引体４は、吸引ホース１９によって装置本体２の後端部と接続された状態で、管路Ｐの下部内面に載置される。

この吸引体４の下面は、管路Ｐの下部内面に接触する接触面２０となっている。この接触面２０は、管路Ｐの下部内面に沿った曲面（管路Ｐの内面の曲率に等しい曲率の曲面）に形成されており、管路Ｐの内面にほぼ全面的に接触する。また、図４に示すように、この接触面２０には横長の吸引口２１が開口している。さらに、吸引体４の内部に吸引口２１に連なる吸引通路２２が形成されるとともに、吸引体４の前端部には、吸引通路２２に連通する筒状のホース接続部２３が設けられ、ホース接続部２３に吸引ホース１９が接続される。これにより、吸引源６の吸引力が、図１に示される前側の吸引ホース１８、装置本体２内の連通管１４、後側の吸引ホース１９を介して、接触面２０の吸引口２１に作用するようになっている。

また、ワイヤ１５にて装置本体２を前方に走行させたときに、吸引体４は、その接触面２０が管路Ｐの内面に接触した状態で、引きずられるようにして移動する。ここで、図５に示すように、吸引体４の、接触面２０から前側（装置本体２側）に連なる面２４が、前側に向かうほど接触面２０から遠ざかる（管路Ｐの内面から離れる）ように傾斜している。そのため、管路Ｐの下部に存在する段差や障害物等に、装置本体２によって前方へ引きずられる吸引体４が前記段差等にひっかかりにくくなる。

また、図５に示すように、吸引口２１を前後に挟むように位置する壁部２５，２６のうち、進行方向前側の壁部２５の先端部の厚みは、後側の壁部２６の先端部の厚みよりも薄くなっている。まず、前側の壁部２５が薄く形成されているのは、吸引体４が管路Ｐの下部に存在する段差等を乗り越えるのに要する時間（即ち、接触面２０が管路Ｐの内面から離れて、吸引が途切れる時間）を短くし、吸引をすぐに継続できるようにするためである。一方、後側の壁部２６の先端部が厚くなっているのは、この壁部２６の剛性を高めることによって、吸引体４が段差等を乗り越える際に、段差等がこの後側の壁部２６にひっかかり、壁部２６が変形してしまうことを防止するためである。また、後側の壁部２６の先端部内側には、曲面仕上げ（Ｒ面取り）が施されている。これにより、管路Ｐの下部内面に滞留する水を、その曲面部分で掃き取ることができ、水の取りこぼしを極力減らすことができる。

次に、上述の吸引装置１を用いた滞留水の排出工程を含む、管路Ｐの補修方法について説明する。

既設のガス管路Ｐの内面には、防錆剤（例えば、タールエポキシ樹脂）が塗布されていたり、あるいは、長年の使用によって堆積物が付着していたりする。そこで、管路Ｐの補修を行う前に、図６に示すように、管路Ｐ内に洗浄装置３０を挿入し、この洗浄装置３０をワイヤ３３によって管軸方向に移動させつつ、供給ホース３１で供給された洗浄液を噴射部３２から管路Ｐの内面に向けて高圧で噴射し、管路Ｐの内面に付着した防錆剤等の付着物を除去する。

尚、洗浄装置３０の構成は特に限定されないが、例えば、図６のように、先端部に洗浄液を噴射するノズルを有する噴射部３２が管路Ｐの周方向に回転する構成であると、この噴射部３２を回転させつつ、ノズルから管路Ｐの内面の周方向全域に洗浄液を噴射して付着物を除去できる。また、図６には、先に説明した吸引装置１と、装置本体２及び脚部３の構成が同一の、洗浄装置３０が示されている。この場合には、洗浄装置３０によって管路Ｐの内面の洗浄を行った後、噴射部３２等の洗浄のための構成を装置本体２から取り外した後に、この装置本体２に吸引ホース１８，１９や吸引体４を取り付けることで、次に説明する滞留水の吸引工程の吸引装置として使用できる。

管路Ｐの内面洗浄が行われた後には、管路Ｐの下部に付着物を含んだ水が滞留するが、この滞留水を放置しておくと、付着物が沈降して管路Ｐの下部内面に残留することになる。そこで、図１に示すように、上述の吸引装置１を管路Ｐ内に挿入し、ワイヤ１５で牽引することによって、装置本体２の前端部（吸引体４の接続側と反対側の端部）を先頭に管軸方向に移動させて吸引体４を引きずりながら、吸引源６の吸引力によって吸引口２１から管路Ｐ内の水Ｗを吸引する。

ここで、図３に示すように、吸引口２１が開口する吸引体４の接触面２０が、管路Ｐの内面に沿った曲面に形成されており、接触面２０は管路Ｐの内面にほぼ全面的に接触した状態で、吸引口２１からの吸引が行われる。尚、実際には、管路Ｐの真円度や吸引体４の製造公差等の要因によって、接触面２０は管路Ｐの内面に完全に密着するわけではなく、また、吸引装置１の移動時の振動によっても接触面２０と管路Ｐの内面との間に隙間が生じるものの、この隙間は非常に小さいものとなる。また吸引体４の下部に厚みを有する壁部２５が設けられているので吸引体４の重心が下側となり管内下部面を沿わせ易くなる。従って、管路Ｐの下部内面に滞留する水Ｗに、強い吸引力が作用することになり、滞留水を吸引口２１から確実に吸引して管路Ｐの外へ排出することができる。

また、吸引体４は、装置本体２の後端部に、フレキシブル保形ホースからなる吸引ホース１９で接続されており、装置本体２の前端部を先頭に管路Ｐ内を移動させたときに、管路Ｐの内面に載置された吸引体４が、その接触面２０が管路Ｐの内面に接触した状態で、引きずられるようにして移動する。また、段差や障害物等が存在する管路Ｐ内の吸引排出を行う場合に、このような管路Ｐ内を移動する装置本体２の位置が径方向に変動しても、フレキシブル性を有する吸引ホース１９によって上記変動が吸収されるため、吸引体４が振動しにくい。従って、吸引体４の接触面２０が管路Ｐの内面に接触した状態が維持され、水Ｗの吸引を安定的に継続して行える。

また、吸引体４は金属材料で形成されているために重量が大きく、装置本体２によって引きずられて移動するときの吸引体４の姿勢が安定する。特に、管路Ｐに曲管部が存在する場合に、本実施形態のように、ワイヤ１５で装置本体２を牽引したときに、曲管部において、ワイヤ１５が管路Ｐの中心軸線に対して曲管部の内側に引き寄せられ、それに伴って装置本体２も内側に引きつけられて管路Ｐ内で管周方向に回転する虞がある。しかし、本実施形態では、重量の大きい吸引体４が錘の作用をなし、この吸引体４によって吸引装置１全体が管路Ｐの下部に引っ張られるため、吸引装置１の全体の姿勢が安定する。また吸引体４の下部に厚みを有する壁部２５が金属であるため、より吸引体４の重心が下側となり管内下部面を沿わせ易くなる。また、吸引装置１の脚部３が管路Ｐ内の段差や障害物を乗り越える際にも吸引体４は錘の役割を果たし、吸引装置１全体の走行抵抗となるため、段差等を乗り越える際の不安定な姿勢のままで牽引されてしまうことが防止される。このことから、吸引体４の接触面２０が管路Ｐの内面から離れるようなことが生じにくく、吸引口２１から安定して水を吸引することができる。

さらに、放射状に配置された８つの脚部３のローラ１２が、それぞれバネ１３によって径方向外側に付勢されて、管路Ｐの内面に押し付けられているため、管路Ｐ内に段差や障害物がある場合でもバネ１３によってその段差を吸収できる。従って、移動中の装置本体２の径方向の変位自体が小さく抑えられ、この点からも、吸引体４の接触面２０が管路Ｐの内面に接触した状態が安定的に維持され、段差等の前後に滞留する水を確実に排出できる。

上記のように、管路Ｐ内の滞留水を吸引装置１によって吸引し、管路Ｐの外部へ排出した後、管路Ｐ内を乾燥させてからその内面に補修材を貼り付けて補修を行う。図７に、管路補修の一例を挙げる。この図７では、外面が樹脂でコーティングされ、且つ、内面側に熱硬化性接着剤が含浸された筒状織物からなる補修材４０を、流体圧力によって内外面を反転させつつ管路Ｐ内に挿入し、反転後の補修材４０の表面（接着剤含浸部分）を管路Ｐの内面に密着させる。その後、加熱により熱硬化性接着剤を硬化させ、補修材４０を管路Ｐの内面に接着する。ここで、上述の管路洗浄によって、管路Ｐの内面から付着物が除去されているため、補修材４０が管路Ｐの内面に直接接着されることになり、接着強度が高くなる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］前記実施形態では、装置本体２と吸引体４とが、フレキシブル保形ホースからなる吸引ホース１９によって接続されていたが、吸引対象となる管路Ｐ内の段差や障害物等が小さい場合は、装置本体２と吸引体４とがフレキシブル性を有しない剛直な部材で接続されて、両者が一体的に移動する構成が採用されてもよい。

２］本発明の吸引装置１は、管路Ｐ内の滞留水を排出する場合に限らず、管路Ｐの内面の付着物が掻き取られて管路Ｐの下部に落下し滞留したものや、長期間の管路Ｐの使用によって管路の下部に堆積した堆積物など、固体の滞留物を吸引して外部へ排出する場合にも用いることができる。

３］前記実施形態は、既設のガス管路内の滞留物排出に本発明を適用した一例であるが、上水道や下水道等の水が流れる管路内の滞留水の排出、あるいは、電気ケーブルや通信ケーブル等が挿通される管路内の堆積物の排出など、ガス管路以外の様々な用途で用いられる管路についても本発明を適用することが可能である。

１ 吸引装置
２ 装置本体
３ 脚部
４ 吸引体
６ 吸引源
１３ バネ
１９ 吸引ホース
２０ 接触面
２１ 吸引口
Ｐ 管路

Claims (5)

1. 管路内の滞留物を吸引して排出する吸引装置であって、
   吸引源と接続され、前記管路内を移動する装置本体と、
   前記装置本体と接続され、前記管路の下部内面に載置される吸引体とを備え、
   前記吸引体は、前記管路の内面に沿った曲面に形成されて、前記管路の内面に接触する接触面と、前記接触面において開口した吸引口と、前記吸引体の下部において前記吸引口に対して前記装置本体側と前記装置本体の反対側にそれぞれ位置し、厚みを有する２つの壁部とを有し、
   前記吸引体の前記２つの壁部のうちの前記装置本体側の壁部に形成された、前記接触面から前記装置本体側に連なる面が、前記装置本体側に向かうほど前記接触面から遠ざかるように傾斜し、
   前記装置本体側の壁部の下端部の厚みは、前記装置本体と反対側の壁部の下端部の厚みよりも薄いことを特徴とする管路の吸引装置。
2. 前記吸引体は、前記装置本体の一端部に、フレキシブル性を有する吸引ホースによって接続されていることを特徴とする請求項１に記載の管路の吸引装置。
3. 前記吸引体が、金属で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の管路の吸引装置。
4. 前記装置本体の外周部に放射状に設けられ、前記管路の径方向に移動可能な複数の脚部と、前記複数の脚部をそれぞれ独立して前記径方向外側に付勢する複数のバネを有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の管路の吸引装置。
5. 請求項１に記載の吸引装置を用いて、管路内の滞留物を吸引して排出する方法であって、
   前記吸引体を前記管路の下部内面に載置し、前記接触面を前記管路の内面に接触させた状態で、前記装置本体を管軸方向に移動させつつ、前記吸引源の吸引力によって前記吸引口から前記管路内の滞留物を吸引することを特徴とする管路の滞留物排出方法。