JP2021070976A - 管路洗浄システム及び管路洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多様な形状の管路に適用することができ、管路内に付着した堆積物に対して高い除去効果を有する管路洗浄システム及び管路洗浄方法を提供すること。【解決手段】シャーベット状の流動体１２を管路２０の洗浄対象区間１１内に加圧注入して、管路内の堆積物を除去する管路洗浄システム１０において、前記洗浄対象区間内に前記流動体を加圧注入して前記管路の管軸方向に移動させる流動体注入手段３０と、前記洗浄対象区間内に配置され、前記流動体に管路周方向への移動力を作用させる移動力作用手段４０と、を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、管路洗浄システム及び管路洗浄方法に関し、特に、シャーベット状の流動体を用いて管路内を洗浄する管路洗浄システム及び管路洗浄方法に関する。

流体等を流す管路、例えば、上水道管や下水道管、工場における原料や燃料等を送るパイプ、又は家庭内での排水パイプ等の管路は、それらの多様な用途に合わせて様々な形態で用いられている。さらに、管路を流れる物体は、液体に限られず、気体、固体等、様々な形態のものがある。

これらの管路は、長期間の使用により管路内に夾雑物等が堆積した堆積物が付着する。例えば、下水道管では、管路内に排出された生活排水や産業排水に含まれる汚物等が管路の内壁に付着し、堆積物が形成される。また、上水道管は、一般に、堆積物が付着しにくい構成になっているが、水道水に含まれるミネラル分や濾過をくぐり抜けた微細な異物や有機物等により、管路の内壁にぬめり等が付着し、時間の経過とともに堆積していく。

このような堆積物の付着による詰まり等の不具合を防止するために、管路は、定期的に洗浄することが必要である。

管路の洗浄方法として、従来、管路内に洗浄用ピグを挿入して移動させるピグ方式（例えば、特許文献１）や、管路内に挿入されたホースの先端に取付けられたノズルから洗浄水を噴射するノズル方式（例えば、特許文献２）が知られている。しかしながら、これらの方式では、多様な形状の管路に適用することが困難であり、近年では、これらの方式に替わる方法として、シャーベット状の流動体を用いた洗浄方法が注目されている（特許文献３）。

この洗浄方法では、液体中に小さな氷粒子を含むシャーベット状の流動体を管路内に加圧注入し、流動体を移動させることにより、管路内の堆積物を除去する。具体的には、流動体が管路内を移動する際に、流動体を構成する氷粒子が管路の内壁に付着した堆積物に接触、衝突等することによって、堆積物に物理的な外力を加えられ、堆積物が削り取られる。削り取られた堆積物は、流動体とともに管路の排出口から排出される。

特開２００１−１９１０４５号公報 特開平９−１０７１６号公報 特許第４６５３９２１号公報

シャーベット状の流動体を用いた洗浄方法では、管路の曲がり部分や狭窄部分、Ｔ型連結管等の複雑な形状の管路、さらには下水道管の伏越し部に対して、流動体を通過させて堆積物をスムーズに排出させることが可能であり、固体の洗浄ピグを管路内に挿入するピグ方式や、水を噴射するノズル方式と比べて、多様な形状の管路の洗浄に適するという利点がある。

しかしながら、シャーベット状の流動体を用いた方法では、流動体を単に管路の長さ方向に直線状に流動させているだけであるため、固体の洗浄用ピグを堆積物に衝突させるものと比べて堆積物を掻き取る効果が低くなるという問題がある。それ故、シャーベット状の流動体を用いた管路洗浄方法において、より堆積物除去効果の高い方法の開発が望まれていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シャーベット状の流動体を用いて管路内を洗浄する管路洗浄方法及び管路洗浄システムにおいて、管路内に付着した堆積物に対して高い除去効果を有する管路洗浄システム及び管路洗浄方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、
シャーベット状の流動体を管路の洗浄対象区間内に加圧注入して、管路内の堆積物を除去する管路洗浄システムにおいて、
前記洗浄対象区間内に前記流動体を加圧注入して前記管路の管軸方向に移動させる流動体注入手段と、
前記洗浄対象区間内に配置され、前記流動体に管路周方向への移動力を作用させる移動力作用手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、流動体注入手段及び洗浄対象区間内に配置された移動力作用手段により、シャーベット状の流動体が、管路周方向へ回転移動しながら且つ洗浄対象区間を管軸方向に流動するので、管路の内壁に付着した堆積物を掻き取る力が高くなり、堆積物に対して高い除去効果を発揮することができる。

また、本発明に係る管路洗浄システムは、さらに、
前記移動力作用手段は、
設置状態で前記管軸方向に伸びる軸部材と、
前記軸部材に取付けられ、該軸部材を中心として管路周方向に回転可能又は回転不可に構成され、前記流動体に管路周方向への移動力を作用させる移動力作用部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の管路洗浄システム。

この構成によれば、軸部材によって移動力作用部を洗浄対象区間内の所要の位置に配置させることができるとともに、流動体が移動力作用部に衝突した際に、この羽根部から受ける力によって、流動体を管路周方向へ移動させることができる。

また、本発明に係る管路洗浄システムは、さらに、
前記移動力作用手段は、
設置状態で前記管軸方向に伸びる軸部材と、
該軸部材に取り付けられ、該軸部材に対して放射状に広がる羽根部を有する移動力作用部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、軸部材によって移動力作用部を洗浄対象区間内の所要の位置に配置させることができるとともに、流動体が移動力作用部の羽根部に衝突した際に、この羽根部から受ける力によって、流動体を管路周方向へ移動させることができる。これにより、例えば、堆積物が多い領域など、洗浄対象区間内の所望の位置で流動体を管路周方向へ移動させることができ、堆積物除去効果を高めることができる。

また、本発明に係る管路洗浄システムは、さらに、
前記軸部材は、可撓性を有する線状材であることを特徴とする。

この構成によれば、軸部材が自由度の高い可撓性を有する線状材で形成されているため、曲がった管路であっても移動力作用手段を管路内に容易に配置することができる。また、軸部材によりシャーベット状流動体の流動が阻害されることを防止して、高い洗浄効果を得ることができる。

また、本発明に係る管路洗浄システムは、さらに、
前記移動力作用部は、前記軸部材を中心として管路周方向に回転可能に構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、移動力作用部を管路周方向に回転可能にすることにより、羽根部が抵抗になってのシャーベット状流動体の管軸方向への移動が阻害されることを防止することができる。

また、本発明に係る管路洗浄システムは、さらに、
前記移動力作用部の羽根部は、回転面に対して傾斜する傾斜面を有し、
前記移動力作用部は、前記傾斜面が前記流動体から受ける力が所定値を超えた場合に回転することを特徴とする。

この構成によれば、シャーベット状の流動体が過剰に管路周方向へ回転移動してしまうことを防止することができる。

また、本発明に係る管路洗浄システムは、さらに、
前記移動力作用部は、前記軸部材に間隔をおいて複数配置され、
各移動力作用部の管路周方向への回転によって前記軸部材に生じるねじりモーメントが全体として打ち消されるように、各移動力作用部の回転の向きが設定されていることを特徴とする。

この構成によれば、移動力作用部が軸部材に間隔をおいて複数配置される、すなわち、管軸方向に間隔をおいて複数配置されることで、洗浄対象区間内の広範囲で、移動力作用部により流動体に管路周方向への移動力を作用させることができ、洗浄効果を高めることができる。また、移動力作用部の管路周方向への回転した際には、軸部材にねじりモーメントが作用するが、各移動力作用部の回転の向きが、ねじりモーメントを全体として打ち消すように設定されていることにより、軸部材のねじれを抑えることができる。これにより、軸部材が受ける負荷を低減して軸部材の耐久性を高めることができる。

また、本発明に係る管路洗浄システムは、さらに、
前記軸部材を牽引して、前記移動力作用部を前記洗浄対象区間の一方側から他方側へ移動させる牽引手段を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、洗浄対象区間内のいずれの領域においても、シャーベット状の流動体を管路周方向に移動させることができるので、洗浄対象区間内の全ての領域で堆積物を掻き取る力を高めて、堆積物除去効果を向上させることができる。

また、本発明に係る管路洗浄方法は、
シャーベット状の流動体を管路の洗浄対象区間内に加圧注入して前記管路の管軸方向に移動させ、管路内の堆積物を除去する管路洗浄方法において、
前記洗浄対象区間内に配置されて前記流動体に管路周方向への移動力を作用させる移動力作用手段によって、前記加圧注入した流動体を管路周方向へ移動させながら前記流動体を前記管軸方向に移動させることを特徴とする。

この構成によれば、洗浄対象区間内に配置された移動力作用手段により、シャーベット状の流動体が、管路周方向へ回転移動しながら洗浄対象区間を管軸方向に流動するので、管路の内壁に付着した堆積物を掻き取る力が高くなり、堆積物に対して高い除去効果を発揮することができる。

本発明の管路洗浄システム及び管路洗浄方法によれば、洗浄対象区間内に配置された移動力作用手段により、シャーベット状の流動体を管路周方向へ回転移動させながら流動させることができる。これにより、管路の内壁に付着した堆積物を掻き取る力を高めて、堆積物の除去効果を高めることができる。

本発明の第１の実施形態の管路洗浄システムを模式的に示す断面図。 図１に示す管路洗浄システムの要部拡大図。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。 本発明の第２の実施形態の管路洗浄システムを模式的に示す断面図。 本発明の第３の実施形態の管路洗浄システムを模式的に示す断面図。 移動力作用部の他の例を示す図であって、（ａ）は設置状態における移動力作用部の側面図、（ｂ）は設置状態における移動力作用部の正面図。 移動力作用部の他の例を示す図であって、（ａ）は設置状態における移動力作用部の側面図、（ｂ）は移動力作用部の斜視図。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る管路洗浄システム１０を模式的に示す断面図であり、図２は、図１に示す管路洗浄システム１０の要部拡大図である。管路洗浄システム１０は、シャーベット状の流動体１２を用いて管路内の洗浄を行うものであり、管路の一例である下水道管２０と、下水道管２０の洗浄対象区間１１の上流側及び下流側の開口端部を閉鎖する閉鎖手段である蓋体３２，３３と、注入用配管３６を介して下水道管２０に流動体１２を加圧注入する流動体注入装置（流動体注入手段）３０と、洗浄対象区間１１内に配置され、流動体１２に管路周方向への移動力を作用させる移動力作用装置（移動力作用手段）４０と、排出用配管３８を介して洗浄対象区間１１に注入された流動体１２を回収する回収タンク５０と、迂回用配管７０と、を備える。この管路洗浄システム１０は、洗浄対象区間１１内にシャーベット状の流動体１２を加圧注入して、下水道管２０内の堆積物１８を除去する。

下水道管２０は、地面から所定の深さに埋設されており、下水道管２０の伸長方向に沿って所定の区間ごとにマンホール６１，６２が設置される。下水道管２０の内径は、例えば、約１５０〜６００ｍｍである。本実施形態では、隣り合うマンホール６１，６２の間の区間を下水道管２０の洗浄対象区間１１としている。洗浄対象区間１１の長さは、例えば、約１５〜３００ｍである。

蓋体３２，３３は、洗浄対象区間１１の開口端部を封鎖して、洗浄対象区間１１から水等が漏れないようにするものであり、金属製、樹脂製等、何れの材質のものであってもよい。本実施形態において蓋体３２，３３は、下水道管２０とマンホール６１，６２との接続部にそれぞれ設置され、注入用配管３６及び排出用配管３８のそれぞれの端部が連結される開口部３２ａ，３３ａを有する。

注入用配管３６及び排出用配管３８は、下水道管２０の洗浄対象区間１１と外部とを連通する配管であり、本実施形態では可撓性を有し、マンホール６１，６２の中にそれぞれ挿入される。注入用配管３６の一端は、蓋体３２の開口部３２ａに水密状態で連結され、他端側は、地上に配置された流動体注入装置３０に接続される。

流動体注入装置３０は、流動体１２を収容するタンクと、このタンク内の流動体１２を注入用配管３２に圧送する圧送手段であるスクリュポンプとを備える。本実施の形態において、流動体注入装置３０は、タンクと、スクリュポンプとを搭載した車両（以下、施工車両という）によって構成されている。スクリュポンプは、スクリュの回転数を調節することにより、流動体１２を注入用連通管に送り出す圧力を自由に変更することができる。

流動体１２は、水と氷粒子とを含むシャーベット状であって、管路内を移動可能な流動性を有する。流動体１２を構成する氷粒子の粒径（長径）は５ｍｍ以下であり、好ましくは平均粒径が約０．４ｍｍ以下である。また、流動体１２中の氷粒子の含氷率は６０％以上であり、好ましくは８０％以上である。流動体１２は塩分を含んでおり、これにより、氷粒子の周囲に存在する水を凍らせずに流動性を維持することができる。流動体１２中の塩分の割合は、例えば約３〜７質量％である。この流動体１２は、工場で生成された後、施工車に搭載された流動体注入装置３０のタンクに収容され、洗浄現場まで搬送される。なお、この施工車にシャーベット状の流動体１２を生成する製氷装置を搭載してもよい。

排出用配管３８の一端は、蓋体３３の開口部３３ａに水密状態で連結され、他端は回収タンク５０に連結される。回収タンク５０は、洗浄後の流動体１２を回収するためのタンクであり、地上に配置される。図示例では、流動体１２の移動を円滑にするために、排水用配管３８に吸引ポンプ５２を設けている。なお、吸引ポンプ５２及び回収タンク５０としてバキューム車を用いてもよい。

移動力作用装置４０は、軸部材４２と、軸部材４２に取付けられる少なくとも一つの移動力作用部４４とを備える。本実施形態では、複数の移動力作用部４４が、軸部材４２の伸長方向に間隔をおいて取付けられている。

軸部材４２は、設置状態で下水道管２０の管軸方向に伸びるように配置される部材であり、例えば、ワイヤーやフレキシブルシャフト等の可撓性を有する線状材や棒状材、又はこれらを組み合わせて構成することができる。本実施形態では、軸部材４２として可撓性を有するワイヤーを用いている。設置状態において、軸部材４２は、蓋体３２，３３の中心部に形成された貫通孔に挿通されて下水道管２０のほぼ中央部に位置している。

図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。なお、図３では下水道管２０内の流動体１２の記載を省略している。移動力作用部４４は、軸部材４２の外周を囲む筒状部４６と、筒状部４６の外周面に取付けられ、軸部材４２に対して放射状に広がる複数の羽根部４８とを有している。図３に示す例では、３つの羽根部４８を備えた移動力作用部４４が記載されているが、羽根部４８の数はこれに限られず１つ以上であればよい。

移動力作用部４４は、軸部材４２を中心として軸部材４２の周方向（すなわち、設置状態における管路周方向）に回転可能に構成されている。具体的には、筒状部４６がベアリング等の軸受部材で構成されており、この筒状部４６を介して、複数の羽根部４８が周方向に回転可能に構成されている。

移動力作用部４４の各羽根部４８は、回転面（すなわち、設置状態において、下水道管２０の径方向に広がる面）に対して傾斜する傾斜面４９を有しており、この傾斜面４９が流動体１２から受ける力によって、羽根部４８が管路周方向に回転する。また、各移動力作用部４４の回転の向きは、各移動力作用部４４の回転によって前記軸部材に生じるねじりモーメントが全体として打ち消されるように設定されている。具体的には、１つの移動力作用部４４において、各傾斜面４９は、同じ方向を向くように傾斜しており、各羽根部４８には同じ方向の回転力が作用するように構成されている。一方、図２に示すように、隣り合う２つの移動力作用部４４は、互いの回転方向の向きが異なるように、羽根部４８の傾斜面４９の向きが異なっている。

さらに、本実施形態では、筒状部４６を構成する軸受部材の摩擦抵抗が比較的大きくなるように調整することにより、羽根部４８が周方向に回転し難くなっている。具体的には、移動力作用部４４の傾斜面４９が、流動体１２から受ける力が所定値を超えた場合に回転し、所定値以下の場合には回転しないように、軸受部材の摩擦係数が比較的大きく設定されている。

迂回用配管７０は、下水道管２０を流れる下水を管路洗浄中に洗浄対象区間１１を迂回させて下水道管２０の下流側へ流す管路である。迂回用配管７０は、一方のマンホール６２から地上を経て他方のマンホール６１へと延びており、迂回用配管７０に取付けられたポンプ７２によって下水道管２０内の下水２２を汲み上げ、洗浄対象区間１１を迂回させて下流側へ流す。

次に、上述した管路洗浄システム１０による下水道管２０の洗浄方法について説明する。

まず、下水道管２０に対して迂回用配管７０を設置し、迂回用配管７０のポンプ７６を作動させて下水２２を迂回用配管７０側へ流す。また、下水道管２０の洗浄対象区間１１内に移動力作用装置４０を挿入して、洗浄対象区間１１の両端部に蓋体３２，３３を設置する。移動力作用装置４０は、例えば、一方のマンホール６１内に挿入した後、図示していない牽引装置を用いて、軸部材４２の一端部を他方のマンホール６２まで牽引することにより、洗浄対象区間１１内に挿入することができる。次に、洗浄対象区間１１の上流側に位置する蓋体３２の開口部３２ａに注入用配管３６の一端部を連結し、他端部に流動体注入装置３０を接続する。また、洗浄対象区間１１の下流側に位置する蓋体３３の開口部３３ａに排出用配管３８の一端部を連結して、排出用配管３８の他端部に回収タンク５０を接続する。洗浄対象区間１１内には、注入用配管３６に接続された図示していない接続管を介して水が充満される。

次に、流動体注入装置３０を作動させて、注入用配管３６を介して洗浄対象区間１１にシャーベット状の流動体１２を加圧注入する（流動体の加圧注入工程）。注入された流動体１２により、洗浄対象区間１１内に充填された水は、回収タンク５０に排出される。

図１に示すように、本実施形態では流動体１２が洗浄対象区間１１の全域に亘って充填されるように流動体１２を注入している。洗浄対象区間１１内の流動体１２の移動速度は、約０．３〜１．０ｍ／ｓに設定されることが好ましい。流動体１２の移動速度は一定であってもよいし、所定の範囲内で変化させてもよい。例えば、作業開始直後の移動速度は遅く、作業終了間際は速くしてもよい。

図１及び図２に示すように、洗浄対象区間１１内において、流動体１２が移動力作用部４４の羽根部４８に衝突すると、流動体１２は羽根部４８の傾斜面４９から受ける力（反力）によって管路周方向へ移動する。具体的には、図１及び図２において白抜き矢印で示すように、流動体注入装置３０による管軸方向への推進力と、羽根部４８に衝突した際に受ける力によって、洗浄対象区間１１内を螺旋状に移動する。水道管２０の内壁に付着した堆積物１８は、流動体１２が接触、衝突等することによって擦り又は削り取られるが、このように、流動体１２を管路周方向へ回転移動させながら流動させることにより、堆積物１８を掻き取る力を高めて、堆積物１８の除去効果を高めることができる。

洗浄対象区間１１を通過した流動体１２及び取り除かれた堆積物１８等は、排出用配管３８を経て回収タンク５０内へ排出される。排出用配管３８には図示していない水質監視装置が接続され、この水質監視装置により排出物の濁度、温度、管路内圧力等が監視される。

洗浄に必要な量の流動体１２の注入が完了した後、注入用配管３６から洗浄対象区間１１内に水を流してフラッシングを行う。このフラッシングは水質監視装置によって所定の水質が確認されるまで行われる。洗浄後に下水道管２０内に残留したシャーベット状の流動体１２は、氷粒子が溶けることによって自然排出することができる。

上述したように、本実施形態の管路洗浄システム１０では、移動力作用装置４０により、シャーベット状の流動体１２を管路周方向へ回転移動させながら管軸方向に流動させることができるため、下水道管２０の内壁に付着した堆積物１８を掻き取る力を高めて、堆積物１８の除去効果を向上することができる。また、軸部材４２によって移動力作用部４４を洗浄対象区間１１内の所要の位置に配置させることができるので、例えば、堆積物１８が多い領域など、洗浄対象区間１１内の所望の位置で流動体１２を管路周方向へ移動させることができる。

また、移動力作用装置４０を構成する軸部材４２は、自由度の高い可撓性を有するワイヤーで形成されているため、洗浄対象となる下水道管２０が曲がった管路であっても管路内に容易に配置することができる。また、軸部材４２によりシャーベット状流動体１２の流動が阻害されることを防止して、高い洗浄効果を得ることができる。

また、移動力作用部４４が軸部材４２に間隔をおいて複数配置されているので、洗浄対象区間１１内の広範囲で、流動体１２に管路周方向への移動力を作用させることができ、洗浄効果を高めることができる。また、移動力作用部４４は、管路周方向に回転可能に構成されているため、羽根部４８が抵抗になっての流動体１２の管軸方向への移動が阻害されることを防止することができる。さらに、移動力作用部４４は、傾斜面４９が、流動体１２から受ける力が所定値を超えた場合に回転し、所定値以下の場合には回転しないように設定されているため、羽根部４８の回転によって、流動体１２が過剰に管路周方向へ回転移動してしまうことを防止することができる。これにより、移動力作用部４４の回転を制御する駆動源を備えた制御装置を設けることなく、流動体１２の移動速度を適切に保つことができる。

また、移動力作用部４４の羽根部４８が管路周方向への回転した際には、軸部材４２にねじりモーメントが作用するが、各移動力作用部４４の回転の向きが、ねじりモーメントを全体として打ち消すように設定されていることにより、軸部材４２のねじれを抑えることができる。これにより、軸部材４２が受ける負荷を低減して軸部材４２の耐久性を高めることができる。

なお、移動力作用部４４及び軸部材４２の大きさは、洗浄対象となる管路の内径に応じて適宜設定できるが、これらを管路内に導入しやすいように、洗浄対象となる管路の内径が２００φ以上であることが好ましく、洗浄対象区間１１の距離（長さ）は、２００ｍ以下であることが好ましい。

（第２の実施形態）
次に、図４を用いて本発明の第２の実施形態の管路洗浄システム１０を説明する。なお、図４において、上述した第１の実施形態と同様の要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態の管路洗浄システム１０では、軸部材４２に１つの移動力作用部４４が取付けられている。また、管路洗浄システム１０は、軸部材４２を管軸方向に牽引する牽引装置（牽引手段）５５Ａ，５５Ｂを備えている。

牽引装置５５Ａ，５５Ｂは、軸部材４２を牽引して、移動力作用部４４を洗浄対象区間１１の一方側から他方側まで移動させるものである。本実施形態では、軸部材４２の一端部が牽引装置５５Ａに接続され、他端部が牽引装置５５Ｂに接続されている。図４では、牽引装置５５Ａ，５５Ｂを地上に配置しているが、牽引装置５５Ａ，５５Ｂはマンホール６１，６２内に配置される構成であってもよい。

本実施形態の管路洗浄システム１０では、図４において黒塗り矢印で示すように、洗浄対象区間１１内に流動体１２を注入して洗浄を行う際に、牽引装置５５Ａ，５５Ｂの牽引動作により、移動力作用部４４を洗浄対象区間１１の一端側から他端側に向かって移動させる。

このように、移動力作用部４４を洗浄対象区間１１内で移動させることで、移動力作用部４４が１つの場合であっても、洗浄対象区間１１の全域において、流動体１２に管路周方向への移動力を作用させることができる。また、図示していないが、移動力作用部４４は、軸部材４２に間隔をおいて複数配置されていてもよく、かかる場合には、堆積物１８の除去効果をより向上させることができる。

さらに、牽引装置５５Ａ，５５Ｂによる牽引方向を変更可能とすることにより、移動力作用部４４を洗浄対象区間１１内で管軸方向に往復移動させてもよい。往復移動させる場合、流動体１２の移動方向に沿って移動させる際と、流動体１２の移動方向に反して移動させる際とで、牽引速度を変化させてもよい。なお、流動体１２の移動方向に沿って移動力作用部４４を移動させる場合、移動力作用部４４の移動速度は、流動体１２の管軸方向の移動速度よりも遅くすることが好ましい。

なお、図４に示す例では、牽引装置５５Ａ，５５Ｂを用いて移動力作用部４４を移動させたが、牽引装置５５Ａ，５５Ｂを用いることなく、作業者が手動で軸部材４２を牽引してもよい。

（第３の実施形態）
次に、図５を用いて本発明の第３の実施形態の管路洗浄システム１０を説明する。なお、図５において、上述した第１の実施形態と同様の要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態の管路洗浄システム１０は、流動体１２を用いて洗浄対象管路である上水道本管８０内を洗浄するものであり、上水道本管８０と、上水道本管８０と外部とを連通する複数の枝管８１，８２と、上水道本管８０の洗浄対象区間１１の上流側及び下流側の開口端部をそれぞれ閉鎖する閉鎖手段である制水弁９１ａ，９１ｂと、上水道本管８０内に流動体１２を加圧注入する流動体注入装置３０と、洗浄対象区間１１内に配置され、流動体１２に管路周方向への移動力を作用させる移動力作用装置４０と、洗浄対象区間１１に注入された流動体１２を回収する回収タンク５０と、を備える。

上水道本管８０は、地面から所定の深さに埋設されており、管路の途中に複数の制水弁２４ａ，２４ｂが設置される。洗浄時には、上水道本管２０の洗浄対象区間１１の両端部に設置された制水弁９１，９２を閉じることで、洗浄対象区間１１における上水８９の流れを止めることができる。

枝管８１，８２は、上水道本管８０から分岐して地上へ延びる管路であって、上水道本管８０の伸長方向に所定の間隔をあけて複数設けられる。枝管８１，８２は、上水道本管８０の点検等に用いられ、通常、止水弁８３，８４を介して図示していない消火栓又は排泥管等が取付けられる。

複数の枝管８１，８２のうち、上水道本管８０の洗浄対象区間１１の一端部側に位置する枝管８１は、流動体１２を注入する注入用配管として用いられ、他端部側に位置する枝管８２は、流動体１２を排出する排出用配管として用いられる。図５に示す例では、枝管８１，８２が、地面から所定深さ掘った凹所９３，９４内に突出しており、枝管８１，８２に取付けられた止水弁８３，８４を介して、注入用配管である接続管９６及び排出用配管である接続管９７が連結されている。接続管９６は流動体注入装置３０に接続され、接続管９７は回収タンク５０に接続されている。

移動力作用装置４０の移動力作用部４４は、枝管８１を介して上水道本管８０内に挿入される。具体的には、枝管８１内及び上水道本管８０の洗浄対象区間１１に注入される流動体１２に押されて移動力作用部４４が洗浄対象区間１１の上流側から下流側まで移動する。また、軸部材４２の一端部に取付けられた牽引装置５５Ａにより軸部材４２を牽引することで、洗浄対象区間１１の下流側に配置された移動力作用部４４を上流側に移動させることができる。

次に、上述した管路洗浄システム１０による上水道本管２０の洗浄方法について説明する。

まず、枝管８１に接続管９６を介して流動体注入装置３０を接続し、枝管８２に接続管９７を介して回収タンク５０を接続する。また、制水弁９１，９２を閉じて洗浄対象区間１１の上水８９の流れを止める。

次に、止水弁８３，８４を開放し、流動体注入装置３０作動させ、洗浄対象区間１１内に流動体１２を加圧注入するとともに、移動力作用装置４０の移動力作用部４４を洗浄対象区間１１内に導入する。なお、洗浄対象区間１１内に残留している上水８９は、流動体１２の注入により下流側へ押し出されて排出される。

その後、洗浄対象区間１１内に連続的に流動体１２を注入して、上水道本管８０内の洗浄を行う。この際、図５において黒塗り矢印で示すように、牽引装置５５Ａの牽引動作により、移動力作用部４４を洗浄対象区間１１の一端側から他端側（すなわち、下流側から上流側）に向かって移動させる。なお、図示していないが、移動力作用部４４は、軸部材４２に間隔をおいて複数配置されていてもよい。図５において白抜き矢印で示すように、流動体１２は、移動力作用部４４の羽根部４８に衝突して管路周方向へ移動する。

洗浄対象区間１１を通過した流動体１２及び取り除かれた堆積物１８等は、枝管８２及び接続管９７を経て回収タンク５０内へ排出される。なお、図示していないが、接続管９７には水質監視装置が接続され、排出された流動体１２等の濁度、温度、管路内圧力等が監視される。洗浄に必要な量の流動体１２の注入が完了すると、止水弁８３を閉鎖する。次に、上流側の制水弁９１を開放して、上水８９を洗浄対象区間１１に流すことにより、上水道本管８０内の流動体１２を押し流して枝管８２から外部へ排出する。このような上水８９による洗浄対象区間１１のフラッシングは、水質監視装置によって所定の水質が得られるまで行われる。所定の水質が確認された後、止水弁８４を閉鎖し、制水弁９２を開放する。

上述したように、本実施形態の管路洗浄システム１０では、移動力作用装置４０により、シャーベット状の流動体１２を管路周方向へ回転移動させながら管軸方向に流動させることができるため、上水道本管８０の内壁に付着した堆積物１８を掻き取る力を高めて、堆積物１８の除去効果を向上することができる。

なお、本発明は上述した各実施形態や変形例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、本発明の管路洗浄システム１０は、下水道管路に限らず、工業用配管等、流動体１２が流入可能な多種の管路に適用することが可能である。

また、例えば、図６に示すように、移動力作用部４４は、筒状部４６に取付けられた駆動モータ４７の駆動力によって、強制的に羽根部４８を管路周方向へ回転可能な構成であってもよい。駆動モータ４７には、軸部材４２内に配置される電力ケーブルを介して電力を供給することができる。かかる場合、羽根部４８は、傾斜面４９に代えて、軸部材４２の軸方向（設置状態における管軸方向）に対して平行な表面４８ａを有する構造であってもよい。

また、例えば、移動力作用部４４は、軸部材４２に対して固定され、軸部材４２に対して羽根部４６が管路周方向に回転不可な構造であってもよい。かかる場合であっても、流動体１２は、移動力作用部４４の羽根部４８に衝突した際に、羽根部４８から管路周方向への力（反力）を受けることになり、管路周方向へ移動しながら管軸方向へ進むことになる。

また、例えば、移動力作用部４４は、図７に示すように、略円錐台状又は略円錐状の形状であってもよい。図７の移動力作用部４４は、円錐台状の本体部７２と、本体部７２の外周面に螺旋状に設けられた複数の突状羽根部７４とを有している。流動体１２は、移動力作用部４４の突状羽根部７２により螺旋形状に沿って管路周方向への移動力を受ける。この移動力作用部４４は、軸部材４２に固定されていてもよいし、軸部材４２を中心に回転可能な構成であってもよい。図７に示す例では、移動力作用部４４の小径側が、流動体１２の流れ方向の下流側となるように移動力作用部４４を配置しているが、小径側が流れ方向上流側となるように移動力作用部４４を配置してもよく、具体的には、移動力作用部４４によって管路洗浄のために流動体１２に周方向への回転力を付与する際に、図７において矢印で示すように、洗浄中に流動体１２が移動力作用部４４の小径側から大径側に移動するように配置する。これにより、流動体１２が移動力作用部４４の小径側から大径側に移動するにしたがって、流動体１２には下水道本管２０の内壁側に向かう力が付与されるので、内壁に付着した堆積物を除去する効果が高くなる。また、比較的体積の大きい移動力作用部４４を下水道本管内に導入することによって、下水道本管２０の内部空間を移動力作用部４４で埋めることができるので、流動体１２の使用量を低減させることができる。

１０ 管路洗浄システム
１１ 洗浄対象区間
２０ 下水道管
３０ 流動体注入装置（流動体注入手段）
３２，３３ 蓋体
３６ 注入用配管
３８ 排出用配管
４０ 移動力作用装置（移動力作用手段）
４２ 軸部材
４４ 移動力作用部
４６ 筒状部
４８ 羽根部
４９ 傾斜面
５０ 回収タンク
５５Ａ，５５Ｂ 牽引装置（牽引手段）
６１，６２ マンホール
８０ 上水道本管

Claims (9)

1. シャーベット状の流動体を管路の洗浄対象区間内に加圧注入して、管路内の堆積物を除去する管路洗浄システムにおいて、
   前記洗浄対象区間内に前記流動体を加圧注入して前記管路の管軸方向に移動させる流動体注入手段と、
   前記洗浄対象区間内に配置され、前記流動体に管路周方向への移動力を作用させる移動力作用手段と、を備えたことを特徴とする管路洗浄システム。
2. 前記移動力作用手段は、
   設置状態で前記管軸方向に伸びる軸部材と、
   前記軸部材に取付けられ、該軸部材を中心として管路周方向に回転可能又は回転不可に構成され、前記流動体に管路周方向への移動力を作用させる移動力作用部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の管路洗浄システム。
3. 前記移動力作用手段は、
   設置状態で前記管軸方向に伸びる軸部材と、
   該軸部材に取り付けられ、該軸部材に対して放射状に広がる羽根部を有する移動力作用部と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の管路洗浄システム。
4. 前記軸部材は、可撓性を有する線状材であることを特徴とする請求項２又は３に記載の管路洗浄システム。
5. 前記移動力作用部は、前記軸部材を中心として管路周方向に回転可能に構成されたことを特徴とする請求項２〜３のいずれか１項に記載の管路洗浄システム。
6. 前記移動力作用部の羽根部は、回転面に対して傾斜する傾斜面を有し、
   前記移動力作用部は、前記傾斜面が前記流動体から受ける力が所定値を超えた場合に前記軸部材を中心として管路周方向に回転することを特徴とする請求項３に記載の管路洗浄システム。
7. 前記移動力作用部は、前記軸部材に間隔をおいて複数配置され、
   各移動力作用部の管路周方向への回転によって前記軸部材に生じるねじりモーメントが全体として打ち消されるように、各移動力作用部の回転の向きが設定されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の管路洗浄システム。
8. 前記軸部材を牽引して、前記移動力作用部を前記洗浄対象区間の一方側から他方側へ移動させる牽引手段を備えたことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の管路洗浄システム。
9. シャーベット状の流動体を管路の洗浄対象区間内に加圧注入して前記管路の管軸方向に移動させ、管路内の堆積物を除去する管路洗浄方法において、
   前記洗浄対象区間内に配置されて前記流動体に管路周方向への移動力を作用させる移動力作用手段によって、前記加圧注入した流動体を管路周方向へ移動させながら前記流動体を前記管軸方向に移動させることを特徴とする管路洗浄方法。

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