JP6071740B2 - 管内洗浄用部材およびその回収方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば埋設された水道管等の洗浄対象管の内面を洗浄する管内洗浄用部材、および、洗浄中に、管内洗浄用部材を回収する回収方法に関する。
従来、この種の管内洗浄用部材としては、例えば図12に示すように、水が注入される中空部101を有する膨縮自在な弾性球体102と、弾性球体102の外周を覆い且つ洗浄対象管103の内面に接触して管内面を清掃する掻き取り材104とを有している。弾性球体102はゴムボールからなり、掻き取り材104はウレタンフォームからなる。弾性球体102には、係止具105を介して回収用ワイヤ106が接続されている。
このような管内洗浄用部材107を用いて洗浄対象管103内を洗浄する方法を以下に説明する。
図13に示すように、管内洗浄用部材107を収縮させた状態で、管内洗浄用部材107を導入接続管108から洗浄対象管103内に導入する。次に、図14に示すように、水を注水ホース109から弾性球体102内に注入して弾性球体102を膨らませ、管内洗浄用部材107を拡径する。図15に示すように、上流側の弁110を開けて洗浄対象管103の上流側から洗浄区間Aに送水し、洗浄区間Aから取出用接続管111を通して、排水する。洗浄対象管103内の水流により、管内洗浄用部材107が洗浄対象管103内を下流側へ移動しながら、掻き取り材104が洗浄対象管103の内面に付着した水垢やマンガン等の付着物を掻き落とし、これにより、洗浄対象管103内が洗浄される。尚、管内洗浄用部材107が洗浄対象管103内を下流側へ移動するのに伴って、回収用ワイヤ106がワイヤリール112から洗浄対象管103内へ送り出される。
図16に示すように、管内洗浄用部材107が洗浄区間Aの終端部に到達すると、上流側の弁110を閉じ、槍等の破砕用治具(図示省略)を取出用接続管111に挿入し、破砕用治具で管内洗浄用部材107の弾性球体102を破損させて弾性球体102内の水を排出させることにより、管内洗浄用部材107を縮径させる。その後、図17に示すように、縮径した管内洗浄用部材107を、洗浄対象管103内から取出用接続管111を通して、地上へ取り出す。
上記のような洗浄作業において、拡径した管内洗浄用部材107が左右に屈曲した洗浄対象管103内を下流側へ移動しながら管内面を清掃している際、回収用ワイヤ106が洗浄対象管103の内面に発生した錆瘤(錆が瘤状に盛り上がったもの)等に引っ掛って、管内洗浄用部材107が洗浄区間Aの途中で停止してしまうことがある。
この場合、ワイヤリール112を逆転して回収用ワイヤ106を巻き戻すことにより、管内洗浄用部材107を、上流側へ引き戻し、洗浄対象管103から導入接続管108を通して地上に回収する。
尚、上記のような弾性球体102と掻き取り材104とからなる内外二重構造の管内洗浄用部材およびその回収方法は例えば下記特許文献1に記載されている。
特開2011−101847
しかしながら上記の従来形式では、管内洗浄用部材107が洗浄区間Aの途中で停止したので、ワイヤリール112を逆転して回収用ワイヤ106を巻き戻し、管内洗浄用部材107を洗浄対象管103内の上流側に引き戻す際、管内洗浄用部材107は洗浄対象管103内で拡径しているため、掻き取り材104が洗浄対象管103の内面に圧接し、掻き取り材104と洗浄対象管103の内面との摩擦抵抗が大きく、この摩擦抵抗に打ち勝って、回収用ワイヤ106を巻き戻さなければならなかった。従って、回収用ワイヤ106の巻き戻しに多大な労力を要し、管内洗浄用部材107を洗浄対象管103内から容易に回収することは困難であった。
本発明は、洗浄対象管内から容易に回収することが可能な管内洗浄用部材およびその回収方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本第1発明は、管内洗浄用部材を収縮させた状態で導入部から洗浄対象管内に導入し、
管内洗浄用部材内に液体を注入して管内洗浄用部材を拡径し、
洗浄対象管の上流側から送水して、洗浄対象管内の流体の流れにより管内洗浄用部材を洗浄対象管の下流側へ移動させながら管内面を洗浄する洗浄方法に使用される管内洗浄用部材であって、
本体部は、液体が注入される中空部を有する膨縮自在な内部材と、内部材の外周を覆い且つ洗浄対象管の内面に接触して管内面を清掃する外部材とを有し、
外部材に、本体部を上流側に引張って洗浄対象管内から導入部を通して回収する第1回収用線材が接続され、
第1回収用線材が洗浄対象管内に引っ掛って本体部が洗浄対象管内で停止した場合、本体部に作用する管内流体の力を利用して内部材に孔をあけ、内部材内の液体を孔から排出させる自己排出手段が備えられているものである。
これによると、管内洗浄用部材の本体部を収縮させた状態で導入部から洗浄対象管内に導入し、内部材内に液体を注入して本体部を拡径し、洗浄対象管の上流側から送水して、洗浄対象管内の流体の流れにより本体部を洗浄対象管の下流側へ移動させながら第1回収用線材を洗浄対象管内へ送り込むことにより、外部材が洗浄対象管の内面に接触して管内面を清掃する。
上記のような洗浄作業において、第1回収用線材が洗浄対象管の内面の付着物(例えば錆瘤等)に引っ掛って、本体部が洗浄対象管内で停止した場合、自己排出手段が本体部に作用する管内流体の力を利用して内部材に孔をあけ、内部材内の液体を孔から排出させる。これにより、内部材が縮んで本体部が縮径するため、外部材が洗浄対象管の内面に圧接せず、外部材と洗浄対象管の内面との摩擦抵抗が低減される。これにより、第1回収用線材を巻き戻して、本体部を、上流側へ引き戻し、洗浄対象管から導入部を通して容易に回収することができる。
本第2発明における管内洗浄用部材は、自己排出手段は内部材を引き裂いて孔をあける破裂用線材からなり、
破裂用線材は弛んだ状態で第1回収用線材と内部材とに接続され、
第1回収用線材が洗浄対象管内に引っ掛って本体部が洗浄対象管内で停止した場合、本体部に作用する管内流体の力によって、第1回収用線材が外部材から外れ、破裂用線材が下流側へ引張られて内部材を引き裂くものである。
これによると、第1回収用線材が洗浄対象管の内面の付着物に引っ掛って、本体部が洗浄対象管内で停止した場合、本体部に作用する管内流体の力によって、第1回収用線材が外部材から外れ、破裂用線材が、下流側へ引張られて内部材を引き裂き、内部材に孔をあける。これにより、内部材内の液体が孔から排出して内部材が縮み、本体部が縮径するため、外部材が洗浄対象管の内面に圧接せず、外部材と洗浄対象管の内面との摩擦抵抗が低減される。
本第3発明における管内洗浄用部材は、第2回収用線材が弛んだ状態で第1回収用線材と内部材とに接続され、
破裂用線材が内部材を引き裂いた後に内部材から外れた場合、内部材が第2回収用線材を介して第1回収用線材に接続された状態となるものである。
これによると、破裂用線材が内部材を引き裂いた後に内部材から外れた場合、内部材が第2回収用線材を介して第1回収用線材に接続された状態となるため、第1回収用線材を巻き戻すことにより、縮径した本体部を、上流側へ引き戻し、洗浄対象管から導入部を通して容易に回収することができる。
本第4発明は、上記第1発明から第3発明のいずれか1項に記載の管内洗浄用部材を用いた管内面洗浄時における管内洗浄用部材の回収方法であって、
管内洗浄用部材の本体部を収縮させた状態で、本体部を導入部から洗浄対象管内に導入し、
本体部の内部材内に液体を注入して本体部を拡径し、
洗浄対象管の上流側から送水して、洗浄対象管内の流体の流れにより本体部を洗浄対象管の下流側へ移動させながら、洗浄対象管の内面を清掃し、
清掃中に、第1回収用線材が洗浄対象管内に引っ掛って本体部が洗浄対象管内で停止した場合、自己排出手段が内部材に孔をあけて内部材内の液体を排出させることにより、本体部を縮径し、
第1回収用線材を引張って、本体部を、上流側へ移動させ、洗浄対象管内から導入部を通して回収するものである。
これによると、管内洗浄用部材を洗浄対象管内から容易に回収することができる。
以上のように本発明によると、洗浄作業を行っている際、第1回収用線材が洗浄対象管の内面の付着物に引っ掛って、管内洗浄用部材の本体部が洗浄対象管内で停止した場合でも、本体部を、上流側へ引き戻し、洗浄対象管から導入部を通して容易に回収することができる。
本発明の実施の形態における水道管およびその付帯設備の図である。 同、水道管に管洗浄装置を据え付けた図である。 同、水道管内の洗浄方法を示す図であり、管内洗浄用部材を水道管内に挿入する行程を示す。 同、水道管内の洗浄方法を示す図であり、管内洗浄用部材を膨らます行程を示す。 同、水道管内の洗浄方法を示す図であり、管内洗浄用部材を下流側分岐管まで移動させる行程を示す。 同、水道管内の洗浄に用いる管内洗浄用部材の一部切欠き側面図である。 同、管内洗浄用部材と第1回収用紐との接続部分の拡大断面図である。 同、管内洗浄用部材の第1回収用紐が水道管内の付着物に引っ掛って、管内洗浄用部材が水道管内で停止した状態を示す。 同、管内洗浄用部材のリングが切断されて、第1回収用紐がウレタンスポンジから外れた状態を示す拡大断面図である。 同、管内洗浄用部材の破裂用紐が引張られ、ボールに裂け目が発生した状態を示す拡大断面図である。 同、管内洗浄用部材の破裂用紐がボールから外れた状態を示す拡大断面図である。 従来の水道管内の洗浄に用いる管内洗浄用部材の断面図である。 従来の水道管内の洗浄方法を示す図であり、管内洗浄用部材を水道管内に挿入する行程を示す。 同、水道管内の洗浄方法を示す図であり、管内洗浄用部材を膨らます行程を示す。 同、水道管内の洗浄方法を示す図であり、管内洗浄用部材を下流側へ移動させる行程を示す。 同、水道管内の洗浄方法を示す図であり、管内洗浄用部材が取出用接続管に到達した状態を示す。 同、水道管内の洗浄方法を示す図であり、管内洗浄用部材を縮径して回収する行程を示す。
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1に示すように、1は地中に埋設された水道管(洗浄対象管の一例)であり、水道管1には上流側開閉弁2と下流側開閉弁3とが設けられ、上流側開閉弁2と下流側開閉弁3との間に洗浄区間Aが設定されている。各開閉弁2,3は、閉状態を黒塗りで表示し、開状態を白抜きで表示している。また、水道管1は上向きに分岐した上流側分岐管6と下流側分岐管7とを有し、各分岐管6,7にはそれぞれ接続管17,18が接続されている。各接続管17,18にはそれぞれ補修弁8,9を介して消火栓10,11が取付けられている。これら補修弁8,9と消火栓10,11と接続管17,18とは地中に掘られた消火栓用空間12,13(いわゆる消火栓用ボックス)内に配設されている。尚、消火栓用空間12,13の上面開口部は蓋体14,15で閉じられている。
また、上流側分岐管6と接続管17と補修弁8とにより導入部19が形成される。
図2〜図5に示すように、20は水道管1内を洗浄する管洗浄装置である。管洗浄装置20は、管内洗浄用部材21と、水注入装置22と、緊急時回収用装置23と、排水装置24と、破砕用治具25とを有している。
図6,図7に示すように、管内洗浄用部材21は、本体部30と、第1および第2回収用紐31,32(第1および第2回収用線材の一例)と、破裂用紐33(破裂用線材の一例)と、回収用誘導紐34とを有している。本体部30は、ゴム等の弾性材で作成された膨縮自在なボール38(内部材の一例)と、ボール38の外周を覆い且つ水道管1の内面に接触して管内面を清掃するウレタンスポンジ39(外部材の一例)とを有している。ボール38は、水(液体の一例)が注入される中空部40と、水を中空部40へ注入するための水注入口44とを有している。
第1回収用紐31は、本体部30を上流側に引張って水道管1内から導入部19を通して回収するためのものであり、その先端部がリング41を介してウレタンスポンジ39に接続されている。尚、リング41はウレタンスポンジ39に取付けられている。
第2回収用紐32は、複数本(図6,図7では2本)設けられており、ボール38とウレタンスポンジ39との間で弛んだ状態で、各第2回収用紐32の一端が第1回収用紐31の先端部に接続され、各第2回収用紐32の他端がボール38に接続されている。尚、ウレタンスポンジ39には外部貫通孔42が形成され、第2回収用紐32はウレタンスポンジ39の内部から外部貫通孔42を通って外部へ引き出されている。
破裂用紐33は、本体部30に作用する管内水流の力を利用してボール38に孔をあける自己排出手段であり、ボール38とウレタンスポンジ39との間で弛んだ状態で、第1回収用紐31とボール38とに接続されている。すなわち、ボール38の二箇所(複数箇所)に小径の内部貫通孔43が形成され、破裂用紐33の両端部は、ボール38内から両内部貫通孔43と外部貫通孔42とを通ってウレタンスポンジ39の外部へ引き出され、第1回収用紐31の先端部に接続されている。尚、ボール38の内面には、中空部40に注入された水が内部貫通孔43からボール38の外部へ漏出するのを防止するゴムシート45(シール部材)が接着されており、破裂用紐33はゴムシート45を貫通している。
回収用誘導紐34は、第1回収用紐31とウレタンスポンジ39との接続位置に対してほぼ180°反対側の位置で、ウレタンスポンジ39に接続されている。
図3,図4に示すように、水注入装置22は、管内洗浄用部材21のボール38内に水を注入する装置であり、ポンプ22aと、水注入ホース22bと、水注入ホース22bの先端に設けられた注水用針22c(図6参照)とを有している。
図2,図3に示すように、緊急時回収用装置23は、上流側の補修弁8に着脱自在な回収用治具50と、第1回収用紐31を巻き取ったり送り出したりするリール装置51とを有している。回収用治具50は、上流側の補修弁8に接合可能なフランジ部50aを有しており、水道管1内の水が第1回収用紐31とフランジ部50aとの間から外部に漏出するのを防止するために、第1回収用紐31とフランジ部50aとの間はシール材(図示省略)でシールされている。尚、第1回収用紐31は上記シール材に対して長手方向に移動自在に保たれている。
図2に示すように、排水装置24は、下流側の補修弁9に着脱自在な直管部24aと、直管部24aの上端に接続されたT字管部24bと、T字管部24bの上端開口部を閉じる着脱自在な蓋24cと、T字管部24bの分岐端部に設けられた排水用弁24dとを有している。
図5に示すように、破砕用治具25は、管内洗浄用部材21のボール38を破裂させるものであり、細長い棒状部材25aの先端に銛25bを取付けたものである。
以下、上記管洗浄装置20を用いた水道管1内の洗浄方法を説明する。
図3に示すように、上流側開閉弁2と下流側開閉弁3とを閉じて水道管1の洗浄区間Aを断水状態にし、補修弁8,9から消火栓10,11を取り外し、水注入装置22と緊急時回収用装置23とを上流側の消火栓用空間12の近傍に設置し、排水装置24を下流側の補修弁9に取付ける。
ボール38の中空部40を空にして本体部30を収縮させた状態の管内洗浄用部材21を用意し、水注入装置22の注水用針22cをボール38の水注入口44に挿入する。そして、回収用治具50を上流側の補修弁8から外した状態で、上流側の補修弁8を開き、収縮した状態の本体部30を、上流側の補修弁8から接続管17内に挿入し、さらに接続管17内から水道管1内に導入する。この際、本体部30は、第1回収用紐31を介して、緊急時回収用装置23のリール装置51と繋がっている。
その後、ポンプ22aを駆動し、水注入ホース22bを介して所定量の水をボール38の中空部40に注入する。これにより、図4に示すように、ボール38が膨れて本体部30が拡径される。次に、水注入ホース22bを引張って、注水用針22cをボール38の水注入口44から引き抜き、水注入ホース22bを地上に回収する。
次に、図2に示すように、回収用治具50を上流側の補修弁8に接続し、下流側開閉弁3を閉にし、上流側および下流側の補修弁8,9を開にし、排水用弁24dを開にし、蓋24cをT字管部24bに取付けた状態で、上流側開閉弁2を開いて、水道管1の上流側から送水する。これにより、水道管1内の水が、洗浄区間Aを流れ、その後、水道管1内から下流側分岐管7と接続管18と補修弁9と排水装置24の直管部24aとT字管部24bとを流れて、排水用弁24dから排出される。
これにより、水道管1内の洗浄区間Aに、水流が上流側開閉弁2から下流側開閉弁3に向って発生する。管内洗浄用部材21の本体部30は水流によって水道管1内を洗浄区間Aの上流側から下流側へ移動し、ウレタンスポンジ39が水道管1の内面に接触して管内面を清掃する。尚、この際、本体部30の移動に伴って、第1回収用紐31がリール装置51から水道管1内に送り込まれる。
このようにして本体部30が水道管1内を移動して図5に示すように下流側分岐管7に到達すると、上流側開閉弁2を閉じて水道管1の洗浄区間Aを断水状態にし、排水装置24の蓋24cを取り外してT字管部24bの上端開口部を開く。その後、破砕用治具25を上方からT字管部24bと直管部24aと下流側の補修弁9と接続管18と下流側分岐管7に挿入し、銛25bの先端で管内洗浄用部材21の本体部30を突いてボール38を破裂させる。
これにより、ボール38内の水が排出されてボール38が縮み、本体部30が縮径される。その後、縮径した本体部30を銛25bに引っ掛けて、銛25bを引き上げることにより、本体部30を地上に回収する。
上記のような洗浄作業において、図8に示すように、第1回収用紐31が水道管1の左右に屈曲(湾曲)した箇所の内面に付着した錆瘤等の付着物52に引っ掛って、本体部30が水道管1内の洗浄区間Aの途中で停止してしまうといったトラブルが発生した場合、以下のような方法で管内洗浄用部材21を回収する。
すなわち、上記のように本体部30が水道管1内の洗浄区間Aの途中で停止した場合、本体部30に作用する水道管1内の水流の力によって本体部30が下流側へ押され、この時の押圧力に耐えられずに図9に示すようにリング41が切断されて第1回収用紐31がウレタンスポンジ39から外れ、図10に示すように、破裂用紐33が、下流側へ引張られてボール38を引き裂き、ボール38に孔54(裂け目)をあける。
尚、リング41は、上記のように本体部30が水道管1内で停止した際に本体部30に作用する押圧力が所定の押圧力以上の場合、切断するような強度に設定されている。
ボール38に孔54があくことにより、図10の点線矢印で示すように、ボール38内の水Wが孔54から排出してボール38が縮み、本体部30が縮径するため、ウレタンスポンジ39が水道管1の内面に圧接せず、ウレタンスポンジ39と水道管1の内面との摩擦抵抗が低減されるとともに、水道管1内の水流がボール38を下流側へ移動させようとする推進力は大幅に低減される。これにより、万一、ウレタンスポンジ39が破れても、ボール38がウレタンスポンジ39に対して下流側へ移動してウレタンスポンジ39の外へ分離してしまうのを防止することができる。
尚、上記のようにボール38の推進力が大幅に低減した際、第1回収用紐31の張力が大幅に低下するため、水道管1内でボール38が引き裂かれて本体部30が縮径したことを察知することができる。その後、上流側開閉弁2を閉じて、水道管1の洗浄区間Aを断水状態にする。
次に、リール装置51で第1回収用紐31を巻き戻し、本体部30を、水道管1内の上流側へ引き戻し、水道管1内から導入部19(すなわち上流側分岐管6と接続管17と補修弁8)を通して容易に回収することができる。
尚、上記のように破裂用紐33がボール38を引き裂いた後、図11に示すように、水道管1内の水流の力に耐えられずに破裂用紐33がボール38から外れた場合であっても、ボール38は第2回収用紐32を介して第1回収用紐31に接続された状態となるため、リール装置51で第1回収用紐31を巻き戻すことにより、縮径した本体部30を、水道管1内の上流側へ引き戻し、水道管1内から導入部19を通して容易に回収することができる。
上記実施の形態では、水道管1内の洗浄作業において、図5に示すように、破砕用治具25を用いて管内洗浄用部材21のボール38を破裂させた後、縮径した本体部30を銛25bに引っ掛けて回収しているが、破砕用治具25を用いてボール38を破裂させた後、回収用誘導紐34の先端部をT字管部24bの上端開口部から引き出すことにより、本体部30を引き上げて地上に回収してもよい。
上記実施の形態では、図6,図7に示すように、第2回収用紐32を2本設けたが、1本又は3本以上の複数本設けてもよい。また、破裂用紐33を1本設けたが、複数本設けてもよい。
上記実施の形態では、図7に示すように、第1および第2回収用線材の一例として第1および第2回収用紐31,32を用い、破裂用線材の一例として破裂用紐33を用いたが、これら紐の代りに、ワイヤー等を用いてもよい。
上記実施の形態では、図7に示すように、内部材の一例としてボール38を用い、外部材の一例としてウレタンスポンジ39を用いたが、ウレタンスポンジ39の代りにゴムスポンジやブラシ等を用いてもよい。
上記実施の形態では、図2に示すように、洗浄対象管の一例として水道管1を挙げたが、水道管1以外の管であってもよい。
1 水道管(洗浄対象管)
19 導入部
21 管内洗浄用部材
30 本体部
31 第1回収用紐(第1回収用線材)
32 第2回収用紐(第2回収用線材)
33 破裂用紐(破裂用線材,自己排出手段)
38 ボール(内部材)
39 ウレタンスポンジ(外部材)
40 中空部
54 孔
W ボール内の水(内部材内の液体)

Claims (4)

  1. 管内洗浄用部材を収縮させた状態で導入部から洗浄対象管内に導入し、
    管内洗浄用部材内に液体を注入して管内洗浄用部材を拡径し、
    洗浄対象管の上流側から送水して、洗浄対象管内の流体の流れにより管内洗浄用部材を洗浄対象管の下流側へ移動させながら管内面を洗浄する洗浄方法に使用される管内洗浄用部材であって、
    本体部は、液体が注入される中空部を有する膨縮自在な内部材と、内部材の外周を覆い且つ洗浄対象管の内面に接触して管内面を清掃する外部材とを有し、
    外部材に、本体部を上流側に引張って洗浄対象管内から導入部を通して回収する第1回収用線材が接続され、
    第1回収用線材が洗浄対象管内に引っ掛って本体部が洗浄対象管内で停止した場合、本体部に作用する管内流体の力を利用して内部材に孔をあけ、内部材内の液体を孔から排出させる自己排出手段が備えられていることを特徴とする管内洗浄用部材。
  2. 自己排出手段は内部材を引き裂いて孔をあける破裂用線材からなり、
    破裂用線材は弛んだ状態で第1回収用線材と内部材とに接続され、
    第1回収用線材が洗浄対象管内に引っ掛って本体部が洗浄対象管内で停止した場合、本体部に作用する管内流体の力によって、第1回収用線材が外部材から外れ、破裂用線材が下流側へ引張られて内部材を引き裂くことを特徴とする請求項1記載の管内洗浄用部材。
  3. 第2回収用線材が弛んだ状態で第1回収用線材と内部材とに接続され、
    破裂用線材が内部材を引き裂いた後に内部材から外れた場合、内部材が第2回収用線材を介して第1回収用線材に接続された状態となることを特徴とする請求項2記載の管内洗浄用部材。
  4. 上記請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の管内洗浄用部材を用いた管内面洗浄時における管内洗浄用部材の回収方法であって、
    管内洗浄用部材の本体部を収縮させた状態で、本体部を導入部から洗浄対象管内に導入し、
    本体部の内部材内に液体を注入して本体部を拡径し、
    洗浄対象管の上流側から送水して、洗浄対象管内の流体の流れにより本体部を洗浄対象管の下流側へ移動させながら、洗浄対象管の内面を清掃し、
    清掃中に、第1回収用線材が洗浄対象管内に引っ掛って本体部が洗浄対象管内で停止した場合、自己排出手段が内部材に孔をあけて内部材内の液体を排出させることにより、本体部を縮径し、
    第1回収用線材を引張って、本体部を、上流側へ移動させ、洗浄対象管内から導入部を通して回収することを特徴とする管内洗浄用部材の回収方法。
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