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発明の名称 配管内清掃方法及び装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−226533
公開日 平成11年(1999)8月24日
出願番号 特願平10−69192
出願日 平成10年(1998)2月13日
代理人
発明者 藤田 吉正 / 中根 平三郎
要約 目的
圧縮空気に同伴する研磨材の乱反射を良好なものとし、給水配管等の内面に発生した錆や付着物を効率的に清掃除去する。

構成
清掃すべき配管内に圧縮空気と研磨材とを供給する場合、圧縮空気の流速30〜100m/sec、研磨材の平均粒径0,6〜1,4mm、研磨材の供給量を圧縮空気の供給量に対し2,0〜5,0kg/Nmとする。
特許請求の範囲
【請求項1】 配管内へ圧縮空気と小鋼球よりなる研磨材とを供給し、前記圧縮空気に同伴して移送される前記研磨材により、前記配管内を清掃する方法であって、前記圧縮空気の流速30〜100m/sec,研磨材の平均粒径0,6〜1,4mmとし、かつ、研磨材の供給量を圧縮空気の供給量に対し2,0〜5,0kg/Nmとなるようにしたことを特徴とする配管内清掃方法【請求項2】 圧縮空気供給装置と、研磨材供給装置と、圧縮空気の圧力と流量の検知装置と制御装置とよりなり、前記圧縮空気の圧力と流量の検知装置からの信号を、前記制御装置に入力して制御信号を作成し、該制御信号により前記研磨材供給装置を制御して、研磨材を圧縮空気流中に供給するようにしたことを特徴とする配管内清掃装置【請求項3】 研磨材貯留部と可撓管よりなり、前記研磨材貯留部と圧縮空気移送管とを連結する研磨材移送管と、前記研磨材移送管の側面であって且つ相対するよう配置された2個の押圧材を水平方向に移動させて、前記研磨材移送管を閉鎖するようにした閉鎖手段よりなる請求項2記載の研磨材供給装置【請求項4】 2個の押圧材を各々エアーピストンにより移動させる如く構成し、前記各々のエアーピストンを圧縮空気移送管内を流れる圧縮空気の一部を供給して作動させるようにしてなる請求項3記載の閉鎖手段
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は配管内清掃方法及び装置、より詳しくは、比較的長尺で且つ小径の配管内の付着物又は生成物を除去するようにした配管内清掃方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】近来、既存のビルや高層住宅等においては、水道用の配管内に付着物が生じたり又は錆等の生成物が発生し、流路面積が減少したり又は赤水が発生し、しばしば問題となっている。そのため、この配管内を清掃する必要があり、その清掃方法として種々の方式が提案されかつ実施されているが、その1つに、例えば小鋼球よりなる研磨材と高圧ガス(通常は圧縮空気)とを配管内に供給して研磨し、然る後、適宜エポキシ樹脂等のコーティングを施すことが行われている。そして、かかる配管内清掃方法において、圧縮空気流中に粉粒体(研磨材)を供給する方式として、粉粒体貯蔵部と圧縮空気供給管とを、可撓材よりなる粉粒体供給管で連結し、この粉粒体供給管を押圧材を移動させて間欠的に開放・閉鎖させる方式が知られている。(例えば特開昭63−143120号)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したような配管内清掃方法においては、配管内の良好な清掃を行うことが困難なばかりでなく、最悪の場合は配管内の一部のみを集中して研削し、孔を開けてしまうという問題がある。即ち、かかる配管内清掃方法においては、配管内に供給された研磨材は圧縮空気の偏流と、自らの衝突反力により配管内で乱反射を行い、その結果、配管内壁面を全面に亘って均一に清掃(研磨)することができるのであるが、この研磨材の乱反射作用は、供給される研磨材の質量と圧縮空気の流速との関係により生ずるものである。したがって、所定の圧縮空気流速に対して研磨材の供給量が少な過ぎると、効率の良い研磨が行えず、また、研磨材の供給量が多過ぎると、研磨材は乱反射を行わず配管内に沿って流れ、そのため、場合によっては配管の一部に孔を開けてしまう事態も生ずるのである。然るに、この圧縮空気の流速は、配管内の付着物や生成物の状態により変化する。したがって、この変化する圧縮空気の流速(つまり、配管内の付着物や生成物の状態)に対応した量の研磨材を供給する手段の開発は斯界で望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記したような従来の問題点を解決するため鋭意検討の結果、本発明をなすに至った。即ち、第1の発明は、配管内へ圧縮空気と小鋼球よりなる研磨材とを供給し、前記圧縮空気に同伴して移送される前記研磨材により、前記配管内を清掃する方法であって、前記圧縮空気の流速30〜100m/sec,研磨材の平均粒径0,6〜1,4mmとし、かつ研磨材の供給量を圧縮空気の供給量に対し2,0〜5,0kg/Nmとなるようにした配管内清掃方法を提供せんとするものである。本発明者の知見によれば、研磨材の供給量が圧縮空気の供給量に対し2,0〜5,0kg/Nmの範囲を外れた場合や、例え、研磨材の供給量が圧縮空気の供給量に対し2,0〜5,0kg/Nmの範囲であったとしても、圧縮空気の流速が30m/sec以下又は100m/sec以上になった場合、更に、研磨材の平均粒径を0,6mm以下又は1,4mm以上とした場合は、良好な乱反射による研磨を行うことが困難であることが判った。
【0005】そして、第2の発明は、圧縮空気供給装置と研磨材供給装置と、圧縮空気の圧力及び流量検知装置と、制御装置とよりなり、前記圧縮空気の圧力及び流量検知装置からの信号を前記制御装置に入力して制御信号を作成し、該制御信号により前記研磨材供給装置を制御して、研磨材を圧縮空気中に供給するようにした配管内清掃装置を提供せんとするものである。かかる配管内清掃装置によれば、予め所定粒径を有する研磨材を選定しておくことにより、供給される圧縮空気の圧力及び流量が変化したとしても、これに応じて研磨材の供給量が制御され、その結果良好な配管内清掃を行うことができる。そして、該配管内清掃装置に備えられる研磨材供給装置は、研磨材貯留部と、可撓管よりなり前記研磨材貯留部と圧縮空気移送管とを連結する研磨材移送管と、前記研磨材移送管の側面であって且つ相対するよう配置された2個の押圧材を水平方向に移動させて前記研磨材移送管を閉鎖するようにした閉鎖手段とにより構成するのが良い。勿論、この閉鎖手段は、間欠的に押圧材が左右に移動することによって研磨材移送管を閉鎖又は開放することとなり、研磨材の圧縮空気流中への供給量を制御することとなるが、この場合、押圧材が2個設けられているため、その移動量は押圧材が1個の場合と比べて半減され、その結果、迅速な研磨材供給量制御が可能となるのである。更にまた、閉鎖手段としては、2個の押圧材を各々エアピストンにより移動させるよう構成し、各々のエアピストンを圧縮空気移送管内を流れる圧縮空気の一部を供給して作動させるのが良い。このような閉鎖手段によれば、研磨材供給量制御のための特別の駆動装置を用いることもない。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図1及び図2に基づき、本発明による配管内清掃方法及び装置の実施例を説明する。図1は配管内清掃装置の系統図であって、1は圧縮空気供給装置としてのコンプレッサー、2は研磨材供給装置、3は圧縮空気の圧力及び流量検知装置、4は制御装置であって、圧力及び流量検知装置3からの信号Vが制御装置4に入力されて制御信号V21〜V23が作成され、この制御信号V21〜V23が研磨材供給装置2を構成するソレノイドバルブ14、流量制御弁21、24を制御する調整器22、24に導かれるようになっている。
【0007】詳述すれば、圧縮空気供給装置としてのコンプレッサー1と内面が清掃されるべき配管6とは、継手7a,7bを有する導入管28aと流量制御弁21、23を有する圧縮空気供給管8と継手7c,7dを有する導入ホース28bと継手7d,7eを有する乱反射増幅管7とにより連結され、このコンプレッサー1により昇圧された圧縮空気aは、導入ホース28a、圧縮空気供給管8、導入ホース28b及び乱反射増幅管27を経て配管6内に供給されるようになっている。研磨材供給装置2は、研磨材bを貯留する研磨材貯留部9と閉鎖手段5と研磨材供給管10とソレノイドバルブ14と研磨材流量計11とにより構成されている。この研磨材貯留部9は封鎖可能なタンクで構成され、圧力計25が装備されるとともに第1の分岐管15aにより圧縮空気供給管8であってかつ流量制御弁21の後流側と連通するするようになっている。そして圧縮空気供給管8の流量制御弁23の上流側には、第2の分岐管15bの一端が接続され、この第2の分岐管15bの他端はソレノイドバルブ14に連結されている。研磨材供給管10は、その一部が図2にも示されるように上端が研磨材貯留部9に、そして下端が圧縮空気供給管8に各々連結されると共に、可撓材でかつ後述する押圧材12a、12bと、この押圧材12a、12bの押圧力Pがなくなると急速に復元可能に構成される。閉鎖手段5は、研磨材供給管10の側面にかつ相対するように配置された2個の押圧材12a、12bと、この押圧材12a、12bを各々水平方向に移動させるエアピストン13a、13bとにより構成され、圧縮空気の一部aを第2の分岐管15b及びソレノイドバルブ14を経てエアシリンダー16a、16b内に供給しピストン13a、13bを作動させるようになっている。即ち、ソレノイドバルブ14を操作することにより、間欠的に圧縮空気の一部aをエアシリンダー16a、16b内に供給して、押圧材12a、12bを水平方向に往復移動させる。このことにとって、研磨材供給管10は閉鎖又は開放され、研磨材bは圧縮空気供給管8内を流れる圧縮空気aの中に供給されるのである。制御装置4は、記憶装置17と演算装置18と比較器19と制御信号作成装置20とにより構成される。26は電源である。
【0008】かかる構成による配管内清掃装置において、いま、配管6内を清掃しようとする場合、コンプレッサー1と配管6とを圧縮空気供給管8と導入ホース28a,28bと乱反射増幅管7とにより連結する。そして流量制御弁21、23を開放した後コンプレッサー1を作動させ圧縮空気aを配管内へ供給する。このときの圧縮空気aの圧力及び流量は圧力及び流量検知装置3で検出され、その信号Vが演算装置18に入力されここで流速が求められその信号Vが比較器19に入力され、ここで予め記憶装置17に入力されている所定の流速(30〜100m/sec)の信号Vと比較され、偏差があるときは信号Vが制御信号作成装置20に入力されここで制御信号V22,V23が作成され、この制御信号V22,V23が調整器22、24に与えられ圧縮空気aの流速が所定値の範囲となるよう制御される。即ち、清掃しようとする配管6内の付着物や生成物の状態は、それぞれ一定ではない。したがって、研磨材bの供給に先立って、圧縮空気の流速が一定値の範囲となるよう制御される。然る後、制御装置4は運転制御に切換えられる。この運転状態に入ると、圧縮空気の圧力及び流量検知装置3からの信号Vは、この制御装置4を構成する演算装置18に入力され、この信号Vと記憶装置17に入力されている所定の係数の信号Vとにより供給すべき研磨材bの量が演算され、その信号Vが比較器19に入力され、ここで研磨材供給管10に設けられた研磨材bの流量を検知する流量計11からの信号Vと比較され、許容値の範囲を外れたときは、その偏差信号Vが制御信号作成装置20に入力され、ここで制御信号Vが作成される。そしてこの制御信号Vはソレノイドバルブ14の操作間隔を制御することにより、押圧材12a、12bによる研磨材供給管10の開閉間隔を制御し、研磨材bの供給量を制御するのである。このとき、研磨材貯留部9内へ第1の分岐管15aを経て圧縮空気の一部aが供給されるとともに、圧縮空気供給管8の先端は導入ホース28b及び乱反射増幅管27を介して配管6に連結されているため、その内圧は研磨材貯留部9の内圧より低くなる。そのため、研磨材bを圧縮空気aの中に容易に供給できるのである。そして、この研磨材貯留部9内の圧力は圧力計25で検出され、運転中において、この内圧と配管6の後流側の圧縮空気aの圧力との差が所定値より小となる場合は、流量制御弁23を絞ることによりその差圧を保持するよう制御する。
【0009】一方、かかる装置の運転中に研磨材貯留部9内の研磨材が減少しこれを補充する場合は、図示しない手動装置により流量制御弁21を閉鎖し、研磨材貯留部9の内圧を大気圧とした後に上部を開放して、この研磨材を補充するのである。
【0010】勿論、上記のようにして運転することにより配管6内は清掃され、その結果、配管6内の圧縮空気aの流速は増大してくる。この圧縮空気aの流速は、前記したように、圧力及び流量検出装置3の信号Vに基ずき作成される制御信号V22、V23により流量制御弁21、23を制御して所定の流速が得られるのである。ところで、このようにして圧縮空気供給管8内に供給された研磨材bは、圧縮空気aに同伴して、導入ホース28bから乱反射増幅管27を通じて配管6内に供給されるのであるが、その際、乱反射管27で乱反射作用が増幅付与されると共に自らの衝突反力が加わることによって、配管6の内壁面を効率的・均一的で且つ万遍なく研磨する。この研磨の効率は、圧縮空気aの流速と研磨材の供給量及び粒径に関係があり、そのため、前記配管内清掃装置により良好な配管内清掃を行う場合、これをどのように定めるかが重要な問題となる。
【0011】かかることから、本発明者は実験を行った。その実験の例を次に説明する。
実験例1.
1.資 料 a)研 磨 材 : 平均粒径 0.8mmの鋼球(粒径 範囲 0,59〜1,00)
b)配 管 : 口径20mm,長さ15m 使用年数22年の炭素鋼鋼管 2.条 件 a)配管内の乾燥 : 温度45℃,流速63m/sec 湿度20%,流量180Nm/H の圧縮空気で60min b)研 磨 時 間 : 10,0sec c)圧縮空気の流速 : 10〜110m/sec (流量:180Nm/H, 管内圧力:1,5〜5,6kg /cm
d)研磨材供給量 : 0,5〜5,5kg/Nm前記1に示す試料を2に示す各条件により配管内に供給した後、この配管内の研磨状況を確認した。その結果を次の表1に示す。

この実験結果から、圧縮空気aの流速は30〜100m/secであって、且つ、圧縮空気aの中に供給される研磨材bの混入量は、圧縮空気aの供給量に対して2,0〜5,0kg/Nmの範囲内とすることにより、良好な配管内研磨が行えることが判明した。
【0012】実験例2.次に、研磨材bの供給量は同じであっても、その粒径が乱反射作用には大きな影響を及ぼすものであり、かかることから粒径と圧縮空気流速の関係について調べた結果を、表2に示す。
1.試 料 a)研 磨 材 : 平均粒径0,4〜1,7mmの鋼球 b)配 管 : 口径20mm,長さ15m 使用年数22年の炭素鋼鋼管2.条 件 a)配管内の乾燥 : 温度45℃,流速63m/sec 湿度20%,流量180Nm/Hの 圧縮空気で60min b)研 磨 時 間 : 10,0sec c)圧縮空気の流速 : 63m/sec(流量:180Nm /H, 管内圧力:2,5kg/cm
d)研磨材供給量 : 2,7〜2,8kg/Nm
この実験結果から、圧縮空気aの流速は30〜100m/secであり、且つ、研磨材bの供給量が、圧縮空気aの供給量に対し2,0〜5,0kg/Nmの範囲内であっても、この研磨材bの平均粒径0,6〜1,4mmとすることが重要であることが判った。そして、前記した配管内清掃装置においては、実際にはこれらの条件を満足するように制御するものである。
【0013】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明による配管内清掃方法及び装置によれば、小鋼球を研磨材とし、この研磨材を圧縮空気に同伴させて配管内に供給して、この配管内を研磨(清掃)する場合において、圧縮空気の流速と研磨材の粒径及び圧縮空気中に供給される研磨材の供給量を選定することにより、配管内の清掃を良好に行うことができ、且つ配管内に孔の開く等の事故もなくなる。更に、圧縮空気の圧力と流量を検知し、この信号を制御装置に入力して制御信号を作成し、この制御信号により研磨材供給装置を制御して、圧縮空気中に供給される研磨材の供給量を制御するようにしたため、配管内の付着物や錆等の生成状況により圧縮空気の流速が変化したとしても、これに対応して自動的に研磨材の供給量が調整される。そのため、簡単且つ容易でしかも効率良く配管内の清掃を行うことができる。




 

 


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