JP7007087B2 - 管内面のブラスト方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種の管（被処理管）の内面を研掃・研磨・研削等する管内面のブラスト方法及び同装置、並びに同装置を含む管内面ブラストシステムに関するものである。

鋼管等の管（被処理管）の内面を研掃・研磨・研削等（以下、単に「研掃」という。）する管内面のブラスト方法として、高圧噴射式ブラスト方法と負圧吸引式ブラスト方法とが知られている。高圧噴射式ブラスト方法は、被処理管の内部に高圧で空気と研掃材とを吹き込むもの（特許文献１の図１２及び［０００４］～［００１８］参照）であり、負圧吸引式ブラスト方法は、被処理管内を負圧にすることで研掃材を管内に吸入するものである（特許文献１の図１４及び［００２６］～［００３２］参照）。経済性、省力・省エネルギー性、安全性、保守性、環境衛生等、様々な観点から、今日一般に負圧吸引式ブラスト方法に優位性があると言われている。

特開平７－１３３５号公報 特開昭５０－１５６２号公報 特開平７－２２７７６２号公報

しかしながら、被処理管の内径が小さい場合や被処理管の全長が長い場合には、圧力損失が大きくなるので、負圧による研掃材の搬送作用が被処理管の全長に対して及び難いという問題がある。負圧吸引に時間をかければ被処理管の全長に亘って研掃材の搬送作用を及ぼすことができる場合もあるが、それでは研掃処理効率が低下して作業性が悪くなってしまう。

従来の管内面のブラスト方法の中には、特許文献２に示されているように、被研掃パイプ２２の下流端から被研掃パイプ２２内の空気を吸引して被研掃パイプ２２内を負圧化すると共に、被研掃パイプ２２の上流端から研掃材１４に加えてノズル１１により圧縮空気を供給する方式も知られている。

しかし、このものは、特許文献２の第１図に示されているように、被研掃パイプ２２の上流端に接続される輸送管６の上流端２４が開口しており、この開口部２４から大気が吸引されるようになっている。このため、ノズル１１から供給される圧縮空気は、あくまでも集塵機１８による負圧吸引作用を補助する役割を奏するものでしかない。よって、被研掃パイプ２２の口径に対して被研掃パイプの長さがきわめて長い場合には、被研掃パイプ２２の全長に亘って研掃材の搬送作用が及ぶのに時間がかかってしまい、前記問題が十分に解決されるとは言い難い。

また、管内面のブラスト方法の他の例として、特許文献３の［００２８］に記載されているように、「研掃機１５のブロア２３がレシーバタンク２２側から被処理管１３に負圧吸引力を及ぼし、圧空ノズル２４がサクションヘッド２１側から旋回流の圧空を被処理管１３に吹き込む。これにより、被処理管１３の一端１３Ａから他端１３Ｂに流れる研掃材の旋回流が被処理管１３の内面を研掃する。」ものも知られている。

しかし、特許文献３のものは、［００２３］，［００２４］と図２，図３の記載から見て、負圧吸引力が有効に作用するように、また、研掃材タンクから研掃材が円滑に供給されるように、サクションヘッド２１の上部が上向きに開口しているものと考えられる。そして、圧空ノズル２４から供給される圧縮空気は、あくまでも旋回流を創出するためのものでしかない。よって、被処理管の口径に対して被処理管の長さがきわめて長い場合等には、被処理管の全長に亘って研掃材の搬送作用が及ぶのに時間がかかってしまい、前記問題が十分に解決されるとは言い難い。

本発明は前記のような事情に鑑みてなされたものである。本発明は、従来の負圧吸引式管内面ブラスト装置に使用されているような高出力の真空ブロアをもってしても圧力損失の問題で被処理管の上流端から研掃材搬送気流を引くことができないほど内径が小さいか全長が長い被処理管に対して研掃処理を行う場合に有効なものであり、被処理管のサイズにかかわらず、被処理管の全体に研掃材搬送作用を速やかに及ぼすことができる、管内面のブラスト方法及び同装置、並びに管内面ブラストシステムを提案しようとするものである。

前記課題を解決するため、本発明に係る管内面のブラスト方法は、被処理管の下流端から管内の空気を吸引すると共に、研掃材と空気とを旋回流として前記被処理管の上流端から密閉状態で管内に圧送する管内面のブラスト方法であって、前記被処理管の上流端よりも上流側の混合部で前記研掃材と前記空気とを混合させ、前記混合部には、前記被処理管に向かって延びる軸線と一致しない方向からのみ空気が圧送され、前記混合部に圧送される前記空気以外、前記被処理管へは空気が導入されないことを特徴とする（請求項１）。

本発明の方法によれば、被処理管の下流端から管内の空気が吸引されるとともに、研掃材と空気とが被処理管の上流端から密閉状態で管内に圧送される。これにより、研掃材を管内で上流から下流へ向けて流動させようとする強い力が被処理管の両端から同時に作用する。このため、被処理管の内径が小さい場合や被処理管の全長が長い場合等、負圧吸引作用のみによっては被処理管の全長に亘って研掃材の搬送作用を短時間で及ぼし難い場合であっても、被処理管の全長において研掃材が確実に搬送される。その結果、被処理管のサイズにかかわらず、被処理管の全長に亘って効率よく研掃効果を及ぼすことができる。

本発明の方法によれば、特許文献２，３のものとは異なり、研掃材と空気とが被処理管の上流端から密閉状態で管内に圧送されるので、管内の空気の吸引と相まって、管内での研掃材の搬送が効率的且つ確実に行われる。

好適な実施の一形態として、前記混合部には、上方からのみ空気が圧送される態様を例示する（請求項２）。

本発明に係る管内面のブラスト装置は、被処理管の下流端から管内の空気を吸引する吸引装置と、研掃材と空気とを旋回流として前記被処理管の上流端から密閉状態で管内へと噴射する噴射装置と、を備える管内面のブラスト装置であって、前記噴射装置は、前記被処理管の上流端よりも上流側で前記研掃材と前記空気とを混合させる混合部を備え、該混合部には、前記被処理管に向かって延びる軸線と一致しない方向からのみ空気が圧送され、前記混合部に圧送される前記空気以外、前記被処理管へは空気が導入されないことを特徴とする（請求項３）。

本発明の装置によれば、吸引装置によって被処理管の下流端から管内の空気が吸引されるとともに、噴射装置によって被処理管の上流端から研掃材と空気とが密閉状態で管内に圧送される。これにより、研掃材と空気とを管内で上流から下流へ向けて流動させようとする強い力が被処理管の両端から同時に作用する。このため、被処理管の内径が小さい場合や被処理管の全長が長い場合等、負圧吸引作用のみによっては被処理管の全長に亘って研掃材の搬送作用を短時間で及ぼし難い場合であっても、被処理管の全長において研掃材が確実に搬送される。その結果、被処理管のサイズにかかわらず、被処理管の全長に亘って効率よく研掃効果を及ぼすことができる。

好適な実施の一形態として、前記混合部には、上方からのみ空気が圧送される態様を例示する（請求項４）。

好適な実施の一形態として、前記噴射装置は、前記研掃材を貯留すると共に前記混合部へと研掃材を供給する密閉式のサーバタンクと、前記混合部内及び前記サーバタンク内へと空気を圧送する圧送装置と、前記混合部の内圧と等しいかそれ以上となるように前記サーバタンクの内圧を制御するレギュレータと、を備えることを特徴とする（請求項５）。この場合、混合部の内圧と等しいかそれ以上となるようにサーバタンクの内圧が制御されるので、サーバタンクから混合部へと研掃材がスムーズに供給される。

本発明に係る管内面ブラストシステムは、被処理管の移送ラインに沿う入側と出側とにそれぞれブラスト装置が配設され、前記入側ブラスト装置は、前記被処理管の一端から管内の空気を吸引する入側吸引装置と、研掃材と空気とを前記被処理管の他端から密閉状態で管内へと旋回流として噴射する入側噴射装置と、を備え、前記出側ブラスト装置は、前記被処理管の前記他端から管内の空気を吸引する出側吸引装置と、研掃材と空気とを前記被処理管の前記一端から密閉状態で管内へと旋回流として噴射する出側噴射装置と、を備える管内面ブラストシステムであって、前記入側噴射装置と前記出側噴射装置のそれぞれが、前記被処理管の上流端よりも上流側で前記研掃材と前記空気とを混合させる混合部を備え、該混合部には、前記被処理管に向かって延びる軸線と一致しない方向からのみ空気が圧送され、前記混合部に圧送される前記空気以外、前記被処理管へは空気が導入されないことを特徴とする（請求項６）。

本発明に係る管内面ブラストシステムは、研掃材の旋回流による研掃において、被処理管の両端間で管内面の研掃処理の効果に差が出てしまうという問題を解決しようとするものである。

本発明によれば、被処理管は、入側ブラスト装置で研掃処理を施され、その後、被処理管の移送ラインに沿って移送されて、出側ブラスト装置で研掃処理を施される。

入側ブラスト装置においては、入側吸引装置によって被処理管の一端から管内の空気が吸引されると共に、入側噴射装置によって被処理管の他端から密閉状態で管内に研掃材と空気とが旋回流として噴射される。これにより、研掃材と空気とを管内で被処理管の他端から一端へ向けて流動させようとする強い力が被処理管の両端から同時に作用する。このため、被処理管の内径が小さい場合や被処理管の全長が長い場合等、負圧吸引作用のみによっては被処理管の全長に亘って研掃材の搬送作用を短時間で及ぼし難い場合であっても、被処理管の全長において研掃材が確実に搬送される。

出側ブラスト装置においては、出側吸引装置によって被処理管の他端から管内の空気が吸引されると共に、出側噴射装置によって被処理管の一端から密閉状態で管内に研掃材と空気とが旋回流として噴射される。これにより、研掃材と空気とを管内で被処理管の一端から他端へ向けて流動させようとする強い力が被処理管の両端から同時に作用する。このため、被処理管の内径が小さい場合や被処理管の全長が長い場合等、負圧吸引作用のみによっては被処理管の全長に亘って研掃材の搬送作用を短時間で及ぼし難い場合であっても、被処理管の全長において研掃材が確実に搬送される。

本発明においては、一つの被処理管に対して、吸引と噴射の作用方向（研掃材の流動方向）を逆にして研掃処理が二度施される。これにより、被処理管の両端間での旋回流による研掃処理の効果を均等化することが可能となる。加えて、入側ブラスト装置と出側ブラスト装置が被処理管の移送ラインに沿う入側と出側とに配置されるので、二度の研掃処理を施すに当たって被処理管を反転させる必要がない。よって、作業が楽に行え、処理効率も良い。

好適な実施の一形態として、被処理管の移送ラインに沿う入側と出側とにそれぞれブラスト装置が配設され、前記入側ブラスト装置は、前記被処理管の一端から管内の空気を吸引する入側吸引装置と、研掃材と空気とを前記被処理管の他端から密閉状態で管内へと旋回流として噴射する入側噴射装置と、を備え、前記出側ブラスト装置は、前記被処理管の前記他端から管内の空気を吸引する出側吸引装置と、研掃材と空気とを前記被処理管の前記一端から密閉状態で管内へと旋回流として噴射する出側噴射装置と、を備える管内面ブラストシステムであって、前記入側ブラスト装置が、前記被処理管の前記他端側に位置し且つ前記被処理管内に供給するための研掃材を貯留する入側サーバタンクと、前記被処理管の前記一端側に位置し且つ前記被処理管内を通過した研掃材を受け入れる入側レシーバタンクと、を備え、前記出側ブラスト装置が、前記被処理管の前記一端側に位置し且つ前記被処理管内に供給するための研掃材を貯留する出側サーバタンクと、前記被処理管の前記他端側に位置し且つ前記被処理管内を通過した研掃材を受け入れる出側レシーバタンクと、を備え、前記入側レシーバタンク内の研掃材を前記出側サーバタンク内へと移送できるように前記入側レシーバタンクと前記出側サーバタンクとが連結され、前記出側レシーバタンク内の研掃材を前記入側サーバタンク内へと移送できるように前記出側レシーバタンクと前記入側サーバタンクとが連結されることを特徴とする（請求項７）。

この実施の形態によれば、入側ブラスト装置で被処理管の内面の研掃を終えた研掃材が出側ブラスト装置に再投入され、出側ブラスト装置で被処理管の内面の研掃を終えた研掃材が入側ブラスト装置に再投入され、これが繰り返される。研掃材が繰り返し循環するように使用されるので、経済的である。

さらに、入側ブラスト装置を構成する入側レシーバタンクと出側ブラスト装置を構成する出側サーバタンクは、いずれも被処理管の一端側にある。また、出側ブラスト装置を構成する出側レシーバタンクと入側ブラスト装置を構成する入側サーバタンクは、いずれも被処理管の他端側にある。このため、入側レシーバタンクと出側サーバタンクとの間の研掃材移送路と、出側レシーバタンクと入側サーバタンクとの間の研掃材移送路とが、共に短くてすみ、研掃材移送路の配設レイアウトも簡素にできる。よって、研掃材移送路の配設コストが節約でき、一層経済的である。

本発明の実施の一形態に係る管内面のブラスト装置の構成図である。 図１のブラスト装置における噴射装置の拡大断面図である。 本発明の実施の一形態に係る管内面ブラストシステムの概略平面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１に示すように、本発明の実施の一形態に係る管内面のブラスト装置１は、被処理管Ｐの下流端Ｐ１から管内の空気を吸引するとともに研掃に関与した研掃材や研掃屑を回収する吸引回収装置２と、研掃材と空気とを被処理管Ｐの上流端Ｐ２から密閉状態で管内へと噴射する噴射装置３と、を備える。

噴射装置３は、被処理管Ｐの上流端Ｐ２に密着する研掃作業位置（図１に示す位置）と、被処理管Ｐの上流端Ｐ２から離れる退避位置（図１に示す位置から左方へ移動した位置）とに移動自在とされる。そして、吸引回収装置２に対して被処理管Ｐの下流端Ｐ１を接続した後、退避位置にある噴射装置３を図１に示す研掃作業位置へと移動させることによって、噴射装置３と吸引回収装置２との間で被処理管Ｐを保持する。この保持状態にて被処理管Ｐに対して研掃処理が施される。研掃処理が終了したら、噴射装置３を退避位置へと移動させることで被処理管Ｐを解放し、被処理管Ｐを移送ライン（図１の紙面に対して垂直な方向）に沿って移送する。

また、噴射装置３は、台車３５に搭載される等して、被処理管Ｐの長さ方向に沿って大きく移動可能でもある。この構成により、長さの異なる被処理管Ｐの研掃処理に対応することができる。

噴射装置３は、サーバタンク４と、混合部５と、圧送装置６とを備える。サーバタンク４は、被処理管Ｐ内に供給するための研掃材を貯留し、この研掃材を混合部５へと供給する。混合部５は、研掃材と空気とを被処理管Ｐの上流端Ｐ２よりも上流側で混合させる。圧送装置６は、混合部５内及びサーバタンク４内へと圧縮空気を供給する。圧送装置６としては、例えばコンプレッサの他、吐出仕様のルーツブロワ等の送風機を用いることもできる。混合部５で混合された研掃材と搬送用の空気は、被処理管Ｐ内を上流Ｐ２から下流端Ｐ１へと高速で流動し、この流動過程で研掃材が被処理管Ｐの内面を研掃する。研掃に関与した研掃材は、搬送用の空気とともに吸引回収装置２によって負圧吸引されて被処理管Ｐの下流端Ｐ１から流出し、回収される。

吸引回収装置２は吸引装置７と回収装置８とで構成される。吸引装置７としては、例えば乾式又は湿式ルーツブロワ等の真空ブロワや、真空ポンプが用いられる。吸引装置７と被処理管Ｐの下流端Ｐ１との間には、回収装置８が配設される。この回収装置８によって、被処理管Ｐの内面の研掃に関与した研掃材や、研掃に関与することで破砕した研掃材や、研掃屑等が回収される。回収装置８は、上流側から順に、レシーバタンク９と、サイクロンセパレータ１０と、集塵機１１と、を含んでいる。レシーバタンク９は、研掃を終えた研掃材を受け入れて、この研掃材の一部を収容する。サイクロンセパレータ１０は、研掃後でも完全には破砕していない粒状の研掃材と搬送用の空気とを分離する。集塵機１１は、破砕した研掃材や研掃屑と搬送用の空気とを分離する。そして、これらの異物を除去された清浄な空気は、吸引装置７の排気側に配設される排気サイレンサ１２を通して大気中へと放出される。

吸引装置７は、研掃に関与した研掃材を回収するのに必要な吸引力を有するだけでは足りない。従来の負圧吸引式管内面ブラスト装置に使用されているような、通常サイズの被処理管に対してであれば被処理管内の全体に短時間で研掃材搬送気流を生じさせることができるだけの負圧吸引力を有することを要する。すなわち、本実施の形態に係る管内面のブラスト装置１は、従来の負圧吸引式管内面ブラスト装置に使用されているような高出力の吸引装置をもってしても圧力損失の問題で被処理管Ｐの上流端Ｐ２から研掃材搬送気流を引くことができないほど内径が小さいか全長が長い被処理管Ｐに対して研掃処理を行う場合に有効な装置である。

本実施の形態に係る管内面のブラスト装置１で研掃処理を行うのに適する被処理管Ｐの内径Ｄと長さＬとの関係は、次のようにして定めることができる。

一般に、開口面積がＡ（＝πＤ^２×１／４）（ｍ^２）である直管（固有の損失係数ζ＝０．０２×Ｌ／Ｄ）内に、ある風量Ｑ（ｍ^３／ｍｉｎ）の空気を流すために必要な圧力Ｐ（Ｐａ）は、直管の内径（直径）Ｄ（ｍ）及び長さＬ（ｍ）と、空気密度γ（ｋｇ／ｍ^３）（例えば、２０℃大気圧の空気密度γ＝１．２ｋｇ／ｍ^３）と、管内を通る空気の速度Ｖ（＝Ｑ／６０Ａ）（ｍ／ｓ）とで、次のように決まる（ダルシー・ワイスバッハの式）。
Ｐ＝ζ・γ・Ｖ^２／２・・・・・・（１）
Ｐ＝０．０２×Ｌ／Ｄ×γ×Ｖ^２／２・・・・・・（２）

ここで、Ｐ：必要な圧力（圧力損失） Ｐａ
Ａ：直管の断面積 ｍ^２
（Ａ＝πＤ^２×１／４）
Ｑ：風量 ｍ^３／ｍｉｎ
Ｖ：流速（Ｖ＝Ｑ／６０Ａ） ｍ／ｓ
γ：空気密度 ｋｇ／ｍ^３
（２０℃大気圧の空気密度γ＝１．２ｋｇ／ｍ^３）
ζ：直管固有の損失係数（ζ＝０．０２×Ｌ／Ｄ）
Ｄ：直管の内径（直径） ｍ
Ｌ：直管の長さ ｍ

ところで、吸引装置７には、吸引圧力について固有の限界値がある。例えば、吸引装置７として乾式ルーツブロワを用いる場合には吸引圧力は６０ｋＰａが限界、湿式ルーツブロワを用いる場合には吸引圧力は９５ｋＰａが限界、真空ポンプを用いる場合には吸引圧力は１０１．３ｋＰａが限界である。これらの限界値を前記必要な圧力が超える場合に、本実施の形態に係る管内面のブラスト装置１が有効となる。

よって、前記（２）式において、管内を通る空気の速度Ｖを所望の値（後で述べるように、Ｖ＝８０ｍ／ｓ以上であるのが好ましい）に設定し、且つ、前記限界値を超える必要圧力を設定すれば、本実施の形態に係る管内面のブラスト装置１が有効となる被処理管Ｐの内径Ｄと長さＬとの関係が定まる。例えば、被処理管Ｐの内径Ｄを一定値に決めれば被処理管Ｐの好ましい最短の長さＬが決まり、被処理管Ｐの長さＬを一定値に決めれば被処理管Ｐの好ましい最大の内径Ｄが決まる。

前記（２）式を変形して、
Ｌ／Ｄ＝２Ｐ／（０．０２×γ×Ｖ^２）・・・・・・（３）
前記（３）式において、例えば、
Ｐ＝７０ｋＰａ＝７００００Ｐａ
Ｖ＝８０ｍ／ｓ
γ＝１．２ｋｇ／ｍ^３ （２０℃大気圧下）
とすると、
Ｌ／Ｄ≒９１１．４６・・・・・・（４）
ここで、Ｄ＝０．０８（ｍ）とすると、Ｌ≒７２．９２（ｍ）

よって、被処理管Ｐの内径Ｄが０．０８ｍの場合、その被処理管Ｐの長さＬが７２．９２ｍ以上であれば、従来の負圧吸引式管内面ブラスト装置では研掃処理ができないけれども、本実施の形態に係る管内面のブラスト装置１であれば研掃処理ができることになる。

また、前記（４）式において、
Ｌ＝５０（ｍ）とすると、Ｄ≒０．０５５（ｍ）。
よって、被処理管Ｐの長さＬが５０ｍの場合、その被処理管Ｐの内径Ｄが０．０５５ｍ以下であれば、従来の負圧吸引式管内面ブラスト装置では研掃処理ができないけれども、本実施の形態に係る管内面のブラスト装置であれば研掃処理ができることになる。

本実施の形態に係る管内面のブラスト装置１によれば、吸引装置７によって被処理管Ｐの下流端Ｐ１から管内の空気が吸引されるとともに、噴射装置３によって被処理管Ｐの上流端Ｐ２から研掃材と空気とが密閉状態で管内に圧送される。これにより、研掃材と空気とを管内で上流から下流へ向けて流動させようとする強い力が被処理管Ｐの両端から同時に作用する。このため、被処理管Ｐの内径Ｄが小さい場合や被処理管Ｐの全長Ｌが長い場合等、負圧吸引作用のみによっては被処理管Ｐの全長に亘って研掃材の搬送作用を短時間で及ぼし難い場合であっても、被処理管の全長において研掃材が確実に搬送される。その結果、被処理管のサイズにかかわらず、被処理管Ｐの全長に亘って効率よく研掃効果を及ぼすことができる。

次に、前記噴射装置３の詳細について説明する。図２に示すように、サーバタンク４は上部にホッパ１３を備える。このホッパ１３を通してサーバタンク４内に研掃材が投入される。サーバタンク４の下面には研掃材流出パイプ１４が下向きに配設される。この研掃材流出パイプ１４は、調量バルブ１５を介して下方に配設される混合部５へと連通する。したがって、研掃材流出パイプ１４と調量バルブ１５とを通して、サーバタンク４内の研掃材が混合部へと落下する。そして、調量バルブ１５の操作コック１６を回動操作することで、研掃材の混合部５への落下量を調整できる。

混合部５には圧送装置６から圧縮空気が供給される。このため、何らの措置も講じないと、サーバタンク４から混合部５への研掃材の落下が妨げられる。そこで、圧送装置６からの圧縮空気をサーバタンク４内にも導入し、混合部５の内圧を検知する圧力センサ１７を設け、この圧力センサ１７の検知信号を受けて混合部５の内圧と等しいかそれ以上となるようにサーバタンク４の内圧を制御するレギュレータ１８を設ける。これにより、サーバタンク４の内圧を混合部５の内圧と同じがそれ以上に制御することができ、サーバタンク４から混合部５への研掃材の円滑な落下が実現できる。

圧送装置６からの圧縮空気はエアドライヤ１９を通してヘッダータンク２０に圧送される。ヘッダータンク２０は、主エア配管２１を介して混合部５へと連通する。主エア配管２１上にはエアバルブ２２が配設される。また、ヘッダータンク２０は、副エア配管２３を介してサーバタンク４に連通する。副エア配管２３上には、ヘッダータンク２０側から順に、前記レギュレータ（電空レギュレータ）１８と残圧排気弁２４とが配設される。副エア配管２３は、気密状態でサーバタンク４内に突入し、サーバタンク４内の上部中央位置で上向きに延びて開口している。この上向き開口部２５には、傘形の弁体からなる密閉制御弁２６が上下動自在に嵌合している。この密閉制御弁２６は、上昇位置でホッパ１３の下端開口部２７を密閉し、下降位置でホッパ１３の下端開口部２７を開放する。副エア配管２３を通してヘッダータンク２０からサーバタンク４内へと空気が圧送されると、この空気が密閉制御弁２６を上昇位置へと押し上げて、ホッパ１３の下端開口部２７を気密に閉じる。これにより、サーバタンク４は、研掃材流出パイプ１４の部分を除いて密閉状態となる。

また、副エア配管２３を通してサーバタンク４内に圧送される空気によって、サーバタンク４の内圧が上昇する。サーバタンク４の内圧は、電空レギュレータ１８によって混合部５の内圧と同じがそれ以上に制御される。過剰な圧縮空気は残圧排気弁２４から自然に排気される。

混合部５はサイクロンパイプ２８に連通する。このサイクロンパイプ２８の下流端には、被処理管Ｐへの接続部２９が形成される。接続部２９は、被処理管Ｐの様々な外径サイズに対応できるように、先端に近づくにつれて拡開する形状とされている。主エア配管２１を通して混合部５に供給される圧縮空気は、同じく混合部５に供給される研掃材を含んだ状態で、サイクロンパイプ２８の中心軸線Ｘの回りで旋回しながらサイクロンパイプ２８内を下流側へと高速で流動する。この旋回流Ａが研掃材搬送気流である。

本実施の形態では、サイクロンパイプ２８に対して混合部５を偏心状態で接続することで、断面円形のサイクロンパイプ２８内に旋回流Ａを生じさせるようにしている。しかし、旋回流の形成手段はこれに限定されず、圧縮空気を旋回させるための回転翼やガイドを設けたりすることもできる。研掃材搬送気流を旋回させながら被処理管Ｐ内に圧送することで、被処理管Ｐの内面に対して研掃材が衝突しやすくなる。このため、被処理管Ｐの内面の全体に対して隈なく効果的な研掃作用を施すことができる。また、本実施の形態では、図２に示すように、混合部５に対して、被処理管Ｐに向かって延びる軸線Ｘと一致しない方向である上方からのみ空気が圧送される。このため、サイクロンパイプ２８内に管内面のブラストに適する旋回流Ａが形成されやすい。さらに、本実施の形態では、図２のサイクロンパイプ２８の左端部（被処理管Ｐの上流端に対向する端部）が閉鎖されており、混合部に圧送される空気以外、被処理管へは空気が導入されない構成となっている。

本実施の形態では、圧送装置６から混合部５へと供給される圧縮空気は、そのすべてが密閉状態で被処理管Ｐ内へと圧送される。加えて、被処理管Ｐの下流端Ｐ１側から、吸引装置７によって被処理管Ｐ内に負圧吸引力が作用する。このため、吸引装置７の負圧吸引力だけでは被処理管Ｐの上流端Ｐ２から研掃材搬送気流を引くことができないほど内径が小さいか又は全長が長い被処理管Ｐに対してであっても、流速８０ｍ／ｓ以上の高速で研掃材搬送気流を流動させることができ、効率的に研掃処理を行うことができる。研掃材搬送気流の管内流速は、例えば、１００ｍ／ｓ以上とするのが好ましく、１２０ｍ／ｓ以上とするのがさらに好ましい。

なお、本実施の形態では、研掃材と空気とが噴射装置３から密閉状態で被処理管Ｐ内に噴射されるので、被処理管Ｐ内への研掃材搬送気流の流入量が被処理管Ｐからの研掃材搬送気流の流出量よりも大きいと、装置の破損につながってしまう。このため、吸引装置７による研掃材搬送気流の吸入量が噴射装置３による研掃材搬送気流の圧送量よりも大きくなるように設定する。

また、本実施の形態では、最もシンプルな例として、単一のサーバタンク４に対して混合部５及びサイクロンパイプ２８を一系統設けたものについて説明したが、処理効率を高めるための他の例として、単一のサーバタンク４に対して混合部５及びサイクロンパイプ２８を複数系統設けることも可能である。混合部５及びサイクロンパイプ２８を複数系統設ける場合には、各系統に対して空気を安定供給するためのアキュムレータとして、前記ヘッダータンク２０を設けることが特に有効となる。

次に、図３を参照して、前述した管内面のブラスト装置１を含む管内面ブラストシステムについて説明する。このシステムは、被処理管Ｐの両端Ｐ１，Ｐ２間で管内面の研掃処理の効果に差が出てしまうという問題を解決しようとするものである。すなわち、被処理管Ｐ内を流動する研掃材の旋回流Ａは、上流端Ｐ２側では旋回の度合いが強くても下流端Ｐ１に近づくにつれて弱くなる。このため、被処理管Ｐの下流端Ｐ１側での研掃効果が低下するという問題がある。

この問題を解決するため、本実施の形態の管内面ブラストシステム３０は、前記ブラスト装置１と同一構成のブラスト装置を二つ備える。そして、これらのブラスト装置（入側ブラスト装置１ａと出側ブラスト装置１ｂ）が被処理管Ｐの移送ラインに沿う入側と出側とに、互いに逆方向に作用するように配置される。

図３に示すように、入側ブラスト装置１ａと出側ブラスト装置１ｂは、入側設備３１ａと出側設備３１ｂとの間に配設される。入側設備１ａと出側設備１ｂは、被処理管Ｐの移送ラインとなる移送コンベア３２で互いに連結される。この移送コンベアに沿う入側に入側ブラスト装置１ａ、出側に出側ブラスト装置１ｂが配設される。

入側ブラスト装置１ａは、被処理管Ｐの一端Ｐａから管内の空気を吸引する入側吸引装置７ａと、研掃材と空気とを被処理管Ｐの他端Ｐｂから密閉状態で管内へと旋回流として噴射する入側噴射装置３ａとを備える。一方、出側ブラスト装置１ｂは、被処理管Ｐの他端Ｐｂから管内の空気を吸引する出側吸引装置７ｂと、研掃材と空気とを被処理管Ｐの一端Ｐａから密閉状態で管内へと旋回流として噴射する出側噴射装置３ｂとを備える。入側吸引装置７ａと出側吸引装置７ｂは、前述した吸引装置７と同一の構成である。同様に、入側噴射装置３ａと出側噴射装置３ｂは、前述した噴射装置３と同一の構成である。

本実施の形態のシステム３０によれば、被処理管Ｐは、移送コンベア３２によって入側設備３１ａから入側ブラスト装置１ａへと供給され、入側ブラスト装置１ａで研掃処理を施される。その後、被処理管Ｐは、移送コンベア３２によって出側ブラス装置１ｂへと移送され、出側ブラスト装置１ｂで再び研掃処理を施される。研掃処理を終えた被処理管Ｐは、移送コンベア３２によって出側設備３１ｂへと送り出される。

入側ブラスト装置１ａにおいては、入側吸引装置７ａによって被処理管Ｐの一端Ｐａから管内の空気が吸引されると共に、入側噴射装置３ａによって被処理管Ｐの他端Ｐｂから密閉状態で管内に研掃材と空気とが旋回流Ａとして噴射される。これにより、研掃材と空気とを管内で被処理管Ｐの他端Ｐｂから一端Ｐａへ向けて流動させようとする強い力が被処理管Ｐの両端から同時に作用する。このため、被処理管Ｐの内径が小さく全長が長い場合等、負圧吸引作用のみによっては被処理管Ｐの全長に亘って研掃材の搬送作用を短時間で及ぼし難い場合であっても、被処理管Ｐの全長において研掃材が確実に搬送される。

出側ブラスト装置１ｂにおいては、出側吸引装置７ｂによって被処理管Ｐの他端Ｐｂから管内の空気が吸引されると共に、出側噴射装置３ｂによって被処理管Ｐの一端Ｐａから密閉状態で管内に研掃材と空気とが旋回流Ａとして噴射される。これにより、研掃材と空気とを管内で被処理管Ｐの一端Ｐａから他端Ｐｂへ向けて流動させようとする強い力が被処理管Ｐの両端から同時に作用する。このため、被処理管Ｐの内径が小さく全長が長い場合等、負圧吸引作用のみによっては被処理管Ｐの全長に亘って研掃材の搬送作用を短時間で及ぼし難い場合であっても、被処理管Ｐの全長において研掃材が確実に搬送される。

本実施の形態においては、一つの被処理管Ｐに対して、吸引と噴射の作用方向（研掃材の流動方向Ａ）を逆にして研掃処理が二度施される。これにより、被処理管Ｐの両端間での、旋回流Ａによる研掃処理の効果を均等化することが可能となる。加えて、入側ブラスト装置１ａと出側ブラスト装置１ｂが被処理管Ｐの移送ライン３２に沿う入側と出側とに配置されるので、二度の研掃処理を施すに当たって被処理管Ｐを反転させる必要がない。よって、作業が楽に行え、処理効率も良い。

さらに、図３の例では、入側ブラスト装置１ａが、被処理管Ｐの他端Ｐｂ側に位置し且つ管内に供給するための研掃材を貯留する入側サーバタンク４ａと、被処理管Ｐの一端Ｐａ側に位置し且つ被処理管Ｐ内を通過した研掃材を受け入れる入側レシーバタンク９ａと、を備える。また、出側ブラスト装置１ｂが、被処理管Ｐの一端Ｐａ側に位置し且つ被処理管Ｐ内に供給するための研掃材を貯留する出側サーバタンク４ｂと、被処理管Ｐの他端Ｐｂ側に位置し且つ被処理管Ｐ内を通過した研掃材を受け入れる出側レシーバタンク９ｂと、を備える。そして、入側レシーバタンク９ａ内の研掃材を出側サーバタンク４ｂ内へと移送できるように、入側レシーバタンク９ａと出側サーバタンク４ｂとが研掃材移送路３３で連結される。同様に、出側レシーバタンク９ｂ内の研掃材を入側サーバタンク４ａ内へと移送できるように出側レシーバタンク９ｂと入側サーバタンク４ａとが研掃材移送路３４で連結される。

この構成によれば、入側ブラスト装置１ａで被処理管Ｐの内面の研掃を終えた研掃材が出側ブラスト装置１ｂに再投入され、同様に、出側ブラスト装置１ｂで被処理管Ｐの内面の研掃を終えた研掃材が入側ブラスト装置１ａに再投入され、これが繰り返される。研掃材が繰り返し循環するように使用されるので、経済的である。

さらに、入側ブラスト装置１ａを構成する入側レシーバタンク９ａと出側ブラスト装置１ｂを構成する出側サーバタンク４ｂは、いずれも被処理管Ｐの一端Ｐａ側にある。また、出側ブラスト装置１ｂを構成する出側レシーバタンク９ｂと入側ブラスト装置１ａを構成する入側サーバタンク４ａは、いずれも被処理管Ｐの他端Ｐｂ側にある。このため、入側レシーバタンク９ａと出側サーバタンク４ｂとの間の研掃材移送路３３と、出側レシーバタンク９ｂと入側サーバタンク４ａとの間の研掃材移送路３４とが、共に短くてすみ、研掃材移送路３３，３４の配設レイアウトも簡素にできる。よって、研掃材移送路３３，３４の配設コストが節約でき、一層経済的である。

１ 管内面のブラスト装置
１ａ 入側ブラスト装置
１ｂ 出側ブラスト装置
３ 噴射装置
３ａ 入側噴射装置
３ｂ 出側噴射装置
４ サーバタンク
４ａ 入側サーバタンク
４ｂ 出側サーバタンク
５ 混合部
６ 圧送装置
７ 吸引装置
７ａ 入側吸引装置
７ｂ 出側吸引装置
９ａ 入側レシーバタンク
９ｂ 出側レシーバタンク
１８ レギュレータ
Ｐ 被処理管
Ｐ１ 被処理管の下流端
Ｐ２ 被処理管の上流端
Ｐａ 被処理管の一端
Ｐｂ 被処理管の他端

Claims (7)

1. 被処理管の下流端から管内の空気を吸引すると共に、研掃材と空気とを旋回流として前記被処理管の上流端から密閉状態で管内に圧送する管内面のブラスト方法であって、前記被処理管の上流端よりも上流側の混合部で前記研掃材と前記空気とを混合させ、前記混合部には、前記被処理管に向かって延びる軸線と一致しない方向からのみ空気が圧送され、前記混合部に圧送される前記空気以外、前記被処理管へは空気が導入されないことを特徴とする、管内面のブラスト方法。
2. 前記混合部には、上方からのみ空気が圧送されることを特徴とする、請求項１に記載の管内面のブラスト方法。
3. 被処理管の下流端から管内の空気を吸引する吸引装置と、研掃材と空気とを旋回流として前記被処理管の上流端から密閉状態で管内へと噴射する噴射装置と、を備える管内面のブラスト装置であって、前記噴射装置は、前記被処理管の上流端よりも上流側で前記研掃材と前記空気とを混合させる混合部を備え、該混合部には、前記被処理管に向かって延びる軸線と一致しない方向からのみ空気が圧送され、前記混合部に圧送される前記空気以外、前記被処理管へは空気が導入されない、管内面のブラスト装置。
4. 前記混合部には、上方からのみ空気が圧送されることを特徴とする、請求項３に記載の管内面のブラスト装置。
5. 前記噴射装置は、前記研掃材を貯留すると共に前記混合部へと研掃材を供給する密閉式のサーバタンクと、前記混合部内及び前記サーバタンク内へと空気を圧送する圧送装置と、前記混合部の内圧と等しいかそれ以上となるように前記サーバタンクの内圧を制御するレギュレータと、を備える、請求項３又は４に記載の管内面のブラスト装置。
6. 被処理管の移送ラインに沿う入側と出側とにそれぞれブラスト装置が配設され、前記入側ブラスト装置は、前記被処理管の一端から管内の空気を吸引する入側吸引装置と、研掃材と空気とを前記被処理管の他端から密閉状態で管内へと旋回流として噴射する入側噴射装置と、を備え、前記出側ブラスト装置は、前記被処理管の前記他端から管内の空気を吸引する出側吸引装置と、研掃材と空気とを前記被処理管の前記一端から密閉状態で管内へと旋回流として噴射する出側噴射装置と、を備える管内面ブラストシステムであって、前記入側噴射装置と前記出側噴射装置のそれぞれが、前記被処理管の上流端よりも上流側で前記研掃材と前記空気とを混合させる混合部を備え、該混合部には、前記被処理管に向かって延びる軸線と一致しない方向からのみ空気が圧送され、前記混合部に圧送される前記空気以外、前記被処理管へは空気が導入されない、管内面ブラストシステム。
7. 被処理管の移送ラインに沿う入側と出側とにそれぞれブラスト装置が配設され、前記入側ブラスト装置は、前記被処理管の一端から管内の空気を吸引する入側吸引装置と、研掃材と空気とを前記被処理管の他端から密閉状態で管内へと旋回流として噴射する入側噴射装置と、を備え、前記出側ブラスト装置は、前記被処理管の前記他端から管内の空気を吸引する出側吸引装置と、研掃材と空気とを前記被処理管の前記一端から密閉状態で管内へと旋回流として噴射する出側噴射装置と、を備える管内面ブラストシステムであって、前記入側ブラスト装置が、前記被処理管の前記他端側に位置し且つ前記被処理管内に供給するための研掃材を貯留する入側サーバタンクと、前記被処理管の前記一端側に位置し且つ前記被処理管内を通過した研掃材を受け入れる入側レシーバタンクと、を備え、前記出側ブラスト装置が、前記被処理管の前記一端側に位置し且つ前記被処理管内に供給するための研掃材を貯留する出側サーバタンクと、前記被処理管の前記他端側に位置し且つ前記被処理管内を通過した研掃材を受け入れる出側レシーバタンクと、を備え、前記入側レシーバタンク内の研掃材を前記出側サーバタンク内へと移送できるように前記入側レシーバタンクと前記出側サーバタンクとが連結され、前記出側レシーバタンク内の研掃材を前記入側サーバタンク内へと移送できるように前記出側レシーバタンクと前記入側サーバタンクとが連結される、管内面ブラストシステム。

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