JPH02227178A - 管内清掃用刷子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、管類の内部に固着又は付着等している異物を
除去するのに利用される管内清掃用刷子に関し、特に異
物をその種類に応じて適切に除去する刷子に関する。

（従来の技術） 従来、各種生産工場における熱交換器、冷却器あるいは
蒸気発生器等を構成する種々の管類の内部に付着又は沈
着している異物を除去して、これら機器の性能が劣化す
るのを防止するため、柔軟な円筒状の本体の外周に、異
物を除去するための針毛等を一体的に設け、圧力気水に
より管内を推進、回転させて、異物を除去・掃除する刷
子が知られている（例えば実公昭５８−４０８９５号公
報）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、コンデンサー、加熱器を含む熱交換器に
主に使用される海水、淡水は種々雑多な物質を含むため
、熱交換器を構成する管に溜まる異物も多種多様である
。この管内の異物は、主にムラサキイガイ、ホヤ、珪藻
類、藻類等で多数の付着糸を成長させて管壁面に群生し
た付着物、廃油、油性諸廃棄物、ヘドロ等が沈澱して粘
り付き層状を形成して管内−面に付着した沈着物、石灰
混合物を形成し生長して管壁に強固に固着したカキ類、
フジッボ類等の固着物、一般に土砂、ヘドロ等の混雑物
より形成され、石英粒子、鉄屑等極めて硬質な物質が混
在した固形物等に分類される。

これに対して、上記従来の刷子は、本体が柔軟性に富み
、かつその外周の針毛群等によって異物を除去するよう
に構成されているので、管壁に単に付着又は沈着してい
る上記付着物及び沈着物は除去できるものの、管壁に強
固に固着している固着物を除去できないという問題点が
あった。

また、固形物を除去する場合、刷子と管壁との間に石英
粒子等の極めて硬質な物質を挟み込んでしまい、管を損
傷してその漏洩を招くことがあった。

更に、上記従来の刷子は、異物を除去するための針毛群
等が本体に一体的に形成されているため、管内の異物の
種類に応じて適宜使い分けることができない。

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決するためにな
されたものであり、除去の対象となる異物の種類に応じ
て適宜変更して使用できるとともに、固着物や固形物を
も適切に除去できる刷子を提供することを目的とする。

（課題を達成するための手段） 本発明の管内清掃用刷子は、上記目的を達成するため、
軟質樹脂から成る円筒状の主軸の外周に、清掃の対象と
する異物の除去に最適な形状の複数のパーツを積層状に
設けたものである。

（作用） 複数のパーツが主軸の外周に積層状にセットされるもの
であるので、異物の種類に応じてパーツの種類、数及び
配置等が自由に選定して組み合わせられる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る刷子の全体構成を示す。

同図中の１は刷子の主軸を示し、この主軸１は、例えば
軟質樹脂製で、第２図に示すように円筒体をなし、その
軸線方向の先端部には半径方向に貫通する噴射孔１ａが
、はぼ中間部には複数の同様の噴射孔１ｂが、それぞれ
周方向に等間隔に４個、軸線方向に対し９０度より若干
先端側の方向に向けて設けられている。また、主軸ｌの
両端部内周面には係合凹部１ｃ、ｌｄがそれぞれ周方向
に等間隔に４個設けられている。主軸１は、後述する各
種パーツと一体化され、圧力気水によって推進されて管
内を前進するようになっている。

主軸ｌの先端部外周には推進翼パーツ２（第３図）が嵌
合されている。推進翼パーツ２は、外周に羽根２ａを有
し、側壁には主軸１の噴射孔１ａと合致する位置にこの
噴射孔１ａと同方向の噴射孔２ｂが貫通して設けられて
いる。推進翼パーツ２は、羽根２ａにより刷子に回転を
与えるとともに、噴射孔２ｂからの噴出流によってこれ
を推進して、刷子の清掃効果を助長するものである。

主軸ｌの外周には更に、管内の異物をその種類に応じて
最適に除去するために最適に構成された種々のパーツ群
が嵌合され積層されている。即ち、パーツ群は、先端側
から順に、固着物除去パーツ３、付着物除去パーツ４、
沈着物除去パーツ５、固形物除去パーツ６、螺旋溝用パ
ーツ７及び極微細物除去パーツ８から成る。

固着物除去パーツ３（第４図）は２つのパーツから成り
、先端側のパーツは、例えば、軟質樹脂製の肉厚円板３
ａ（同図Ａ）の先端側表面に硬質樹脂又は金属の薄円板
３ｂ（同図Ｂ）を取り付けて構成され、後端側のパーツ
は肉厚円板３ａのみで構成される。この肉厚円板３ａの
外径は、後述する各パーツの円板の外径よりも小さくな
っている。固着物除去パーツ３のかかる構成は、以下の
実験結果（第１表乃至第４表）に基づくものである。

固着物は、主に生物によって形成され、海水では、暖・
寒流地域により異なるが、主にカキ類、フジッボ類であ
り、これらは卵からプランクトンとなり、回遊して被着
体に取り付くと軟体でゲル状の成体となり、この状態で
は根元から除去することは第１表に示すように比較的容
易であるが、はぼ２週間で根元から石灰混合物を形成し
生長して被着体に強固に固着し、根元から除去すること
は次第に困難となる。しかし、根元から２ｍｍ程度上方
には石灰混合物層の比較的軟質な部分があり、この部分
を破壊除去する方法で第２表に示す効果を得た。第３表
は、この破壊除去に使用した荷重を水圧に換算したもの
であり、これらの表から、石灰混合物層を軟質部分から
有効に除去するのに必要な水圧は、管の強度から制限さ
れる使用可能な範囲内に留まることがわかる。

また、このような石灰混合物層の一部を除去すれば、渦
流腐食を起こすことなく、残余の生体も次第に死滅して
行くことも確認された。

更に、高温の淡水又は蒸気等により発生する不銹鋼管の
鱗状高温腐食片も固着物を形成するが、これらについて
も上述の方法による除去が可能であることが確認された
。

第１表 固着物の剥離効果（付着間もないゲル状に近いもの）α
カ叫管内径２２．９１ｍｍ） （備考＞　　１．　　荷重は管内径よりＯ，１ｍｎ減の
丸棒に加えたｔ数。

２、貝の高さｇ＃Ｉｔａ以下は四捨臥した数（Ｌ３、試
料管は各５本について行った。

４、表中Ｏ印は剥離したもの、　Ｘ印は剥離しなかった
ちの表わす。

５、貝の高さ４ｍ以上は効果し始めたため除去できず第
２表 第３表 荷重と水圧との関連表 （備考） １、荷重は円筒の上部半分は管内径より０．ｌｎｎ減、
下部半分は管内径より２０％減のものに上部から加えた
。

２、貝の高さの根元より２ｍ程度破壊することを目的と
した。

３、試料管は各５本について行った。

４、表中○印は破壊、Ｘ印は破壊不能のものを示す。

５、貝の高さが７ｍ以上になるのに約６ケ月を要するの
で、それ以前ならば５〜６ｔ／ｃｎｒの水圧でＥｉｌ）
７−を用いて効果をあげ得る。

（備考）１１表中の内径はアルブラック管の標準値を示
す。

２、チタン管の場合は内径は大きくなる。

３、ｉｉにて刷子を用いた場合は貝に衝突すれば衝撃な
るので荷重は上表値の倍近くになる。

５、気圧で操作すれば漏洩が大きくなり、残圧は極めて
小さい値となるので効果はない。

従って、固着物除去パーツ３を前述の構成とし、硬質樹
脂又は金属の薄円板３ｂによって、カキ類、フジッボ類
等の石灰混合物層の一部を除去して残余の生体を死滅さ
せるとともに、不銹鋼管の鱗状高温腐食片等の固着物を
効果的に除去することができる。

付着物除去パーツ４（実施例では２個）は、軟質樹脂製
の厚円板４ａの折目を、周方向全体にわたって三角状に
半カットして成るものである（第５図）。

付着物は主にムラサキイガイ、ホヤ、珪藻類、藻類等で
多数の付着糸を成長させて母材に群生する。

付着糸を根元から切断し、完全に除去し且つ管内面を損
傷させないようにするため、軟質樹脂の円筒を圧入する
ことによりその効果を測定し、第５表に示す結果を得た
。

第 表 以上の諸実験より得られた新知見に基づき、付着物除去
には刷子の刷子パーツを軟質樹脂の肉厚円板として直径
を管内径より２０％程大とし、更に表面の折目に当たる
個所を三角状にカットし作動中は月形を形成する構造と
して第６表に示す効果を得た。

第６表 付着物の肉厚円板とカット月形による除去表（備考） １、付着物が１０−１５ケのもＯを各５本について行っ
た。

２、刷子通過後の残渣の乾燥重量により効果を算出した
。

３、管の各サイズとも水圧５ｔ／ｃｎｆ以上のときに完
全に効果があ従って、付着物除去パーツ４を前述の構成
とし、全体としては軟質で、厚円板４ａの折目が三角状
の半カットで月形を形成することにより、管内面を損傷
させることなく、付着糸を根元から切断し、付着物を完
全に除去することができる。

沈着物除去パーツ５（実施例では２個）は、軟質樹脂製
の円板５ａの先端にフィン５ｂを設け、主軸ｌの噴射孔
１ｂのうちの先端側のものと連通し、かつ方向が同一と
なるように、根元に噴射孔５ｃを設けて成るものである
（第６図）。

沈着物は、廃油、油性諸廃棄物、ヘドロ等が沈澱して管
内面に粘り付き、°層状を形成して管内−面に付着した
ものである。第７表は、これらの掃除効果を測定するた
め、軟質樹脂円筒をガイドとし、その先端を細くした所
に肉厚円板を設は荷重を掛けて行った実験結果を示す。

２゜ 第７表 沈着物の除去効果実験表 試用管内径２２．９１ｍｍ各５本宛試料とする。

５゜ 前進ｍ数の間は沈着物は完全に除去されている。

以上の諸実験より得られた新知見に基づき、沈着物除去
には刷子を軟質樹脂の管内径より５％〜２０％大のフィ
ン状円板とし、管壁に強く密着して沈着物を掻き上げる
作用をさせ、更にフィン状円板上部に噴射孔を設け、こ
れを内筒柱と連通する通水道として内水圧により強い渦
流を噴出させる構造として第８表に示す効果を得た。

第８表 フィン板と噴射水による沈着物除去 （備考） 沈着層３．１〜３．８ｍの管各５本を選択した。

効果は残渣重量による。

沈着層に対する衝撃効果はほとんどない。

４　ｔ／ｃｒ１以上の水圧がないと途中で減圧されるの
でジェット効果が表われない。

従って、沈着物除去パーツ５を前述の構成とし、フィン
５ｂが管壁に強く密着して沈着物を掻き上げるとともに
、主軸ｌの中空部、噴射孔１ｂ及び噴射孔５ｃを介して
、管壁と沈着物除去パーツ５との間に渦流を発生させる
ことにより、沈着物を完全に除去することができる。

固形物除去パーツ６（実施例では２個）は、軟質樹脂製
の厚円板６ａの外周全体にわたって独立した薄状ヘラ状
の突起６ｂを群設し、厚円板６ａの根元に、主軸ｌの噴
射孔１ｂのうちの後端側のものと連通し、かつ方向が同
一となるように噴射孔６Ｃを設けて成る（第７図）。

固形物は一般に土砂、ヘドロ等の混雑物より形成され、
この中に石英粒子、鉄屑等極めて硬質な物質が混在する
ので、刷子と管との間に狭い管内面を損傷させ、管の漏
洩に連がる。従来の刷子の何れの形状でも第９表の実験
結果に示すように、管の損傷を防ぐことはほとんど不可
能である。

（備考） 第９表 １、試料管はアルブラック管慎鍮系）長さ７ｍを用いた
。

３、各寸法管は５本ずつを用いた。

４、数値は傷の深さは測定せず條痕数とした。

５、條痕数欄の上段はナイロン毛、下段はスポンジ形部
刷子のもの。

上記の実験結果から、発生する條痕数に大きく関与する
のは刷子の構造であり、條痕数は、管径が大きくなって
も條痕数は余り多くはならず、単位面積当たりではほと
んど変わらないことがわかった。また、操作水圧が変化
しても條痕数はほとんど変わらないということも明らか
になった。

このような観点から、刷子の先端に異物を挟み込まない
ようにするという第１の目的と、一般の固形物を流し出
すことができるという第２の目的とを達成する構造によ
って実験を行った。即ち、第１の目的のため、刷子の積
層パーツ円板の周囲に独立した薄いヘラ状単体の掻き出
し機構のものを群生させ、硬質粒子等を挟み込むことが
ないようにし、第２の目的のため、このパーツの上下に
噴射孔を設は固形物を噴流により捲き上げつつ管外に排
除する構造とすることにより、第１Ｏ表に示すように、
條痕を付けることなく、固形物を除去できるという効果
を得た。

第１θ表 固形物除去の効果 作により取り出した残渣を完全乾燥したる後に計量し百
分率を算定した。

３、その他は第９表の備考と同じ。

従って、固形物除去パーツ６を前述の構成とすることに
より、突起６ｂと管内壁との間の固形物の挟み込み及び
これに起因する管内面の損傷を防止できるとともに、主
軸ｌの中空部、噴射孔１ｂ及びこのパーツ６の噴射孔６
Ｃを介して、管内壁とパーツ６きの間に噴流を発生させ
ることにより、固形物を管外に排除することができる。

螺旋溝用パーツ７（実施例では６個）は、軟質樹脂製の
厚円板７ａの外周全体にわたり針毛７ｂを群生したもの
であり（第８図）、これが−段毎に周方向にずらして積
層状にセットされている。

螺旋溝部に介在する汚染物質は、当初は水中に生棲する
好気性あるいは嫌気性のバクテリア類が生成してフロッ
グ状になり、これは酸性あるいはアルカリ性液を分泌し
管母材をも腐食させ、更に次々に藍藻、緑藻、珪藻等の
発生、真菌類、糸状菌類による綿状物質の生成、これら
に寄生する繊毛虫、輪生等の発生、これらに更に寄生す
る藻食性昆虫、食虫昆虫の累積発生を見ることが多い。

このように、管母材に悪影響を及ぼすこれらの菌類、昆
虫等は、管溝部を発生起点として蔓延し管全体に及ぶも
のであるため、起点となる管溝部の異物を除去すること
が、熱交換器等の機能を維持する上で不可欠である。

螺旋溝用パーツ７を上述のように構成することにより、
針毛７ｂの先端は、溝部では溝底に十分当着してその掃
除を行えるとともに、溝部以外では管内面に当たって容
易にたわむので、刷子の通過を妨げることもない。また
、針毛７ｂを一枚ずつ周方向に漸次ずらして積層し、上
から見て針毛７ｂ間に間隙がない状態とすることにより
、管の溝部の掃除をより適切に行うことができる。

なお、主軸ｌの中空部には、軟質樹脂製の複数個（実施
例では１０個）の螺旋パーツ９（第１Ｏ図）が積層して
設けられている。螺旋パーツ９は筒体の内部に螺旋部を
形成したもので、前記主軸ｌの噴射孔１ｂの存する位置
にセットされるものには、筒体にこの噴射孔１ｂと連通
ずる孔が設けられている。上記螺旋部を管の溝ピッチに
調和して回転するように形成することにより、刷子を溝
に添って回転させながら進行させ、溝の掃除効果をより
一層高めることができる。

極微細物除去パーツ８（実施例では２個）は、軟質樹脂
製の有鍔短筒状のガイドピース８ａ（第９図Ａ）の外周
に、このピース８ａよりも軸線方向長さが大きい軟質発
泡樹脂製の長筒８ｂ（同図Ｂ）を嵌合し、この長筒８ｂ
の外周面全体に、硬質樹脂の細い繊維を植毛した針毛８
Ｃを密生させた後に、長筒８ｂの表面を一定厚みの短繊
維入り硬化剤により根元を固定化処理して成るものであ
る。これにより、上記各種パーツによっては除去されな
い極く微細な極微細粉、管酸化被膜（天然又は人工）微
細プランクトン屑、各種胞子関連物質類を完全に除去す
ることができる。また、ガイドピース８ａと長筒８ｂの
２つの部品で極微細物除去パーツ８を構成することによ
り、摩耗の度合の小さいガイドピース８ａを繰り返し使
用し、摩耗の度合の大きい長筒８ｂを適宜交換して使用
することもできる。更に、ガイドピース８ａの軸線方向
長さを長筒８ｂのそれよりも短くしたのは、長筒８ｂが
水圧等の外圧によっである程度圧縮するのを許容する一
方、必要以上に圧縮することにより半径方向に過度に膨
張して刷子の前進できなくなるのを防止するためである
。

なお、主軸ｌとこれに積層される前記パーツとの間は、
主軸ｌの前記係合凹部１ｃと係合するセットピンｌＯａ
を有する冠状留具１０（第１１図）と、主軸ｌの前記係
合凹部１ｄと係合するセットピンｌｌａを有する平坦留
具１１（第１２図）とを主軸ｌに嵌合することにより、
これらを上下から固定セットして、刷子全体を一体的に
形成することができる。冠状留具ｌＯ１平坦留具１１に
は軸線方向に貫通する孔１０ｂ、ｌｌｂがそれぞれ設け
られている。

また、冠状留具１０の冠部には、熱交換器等の短板への
衝撃を緩和し、短板のライニング及び付属器具の損傷を
防止するために、数條のスリット１０ｃが設けられてい
る。

更に１つのパーツの軸線方向長さを他のパーツのそれと
等しいか、又は偶数倍とすることにより、管内の異物の
種類に応じた各パーツの組合せを容易に行うことができ
る。′ （発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、除去の対象となる
異物の種類に応じて適宜変更して使用できるとともに、
固着物や固形物をも適切に除去できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る管内清掃用刷子の一実施例の全体
構成を示す断面図、第２図乃至第１２図は各部品の単体
図である。 １・・・主軸、 ｌｂ・・・噴射孔（孔）、 ３・・・固着物除去パーツ（パーツ）、３ａ・・・厚円
板、 ３ｂ・・・薄円板、 ４・・・付着物除去パーツ（パーツ）、５・・・沈着物
除去パーツ（パーツ）、６・パ・固形物除去パーツ（パ
ーツ）、６ａ・・・厚円板、 第１図 ・突起、 ・噴射孔（孔）、 螺旋溝用パーツ（パーツ）、 極微細物除去パーツ（パーツ） 冠状留具（留具）、 ・孔、 平坦留具（留具）、 ・孔。 第４図 第９図 第１１ 第１２

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟質樹脂から成る円筒状の主軸の外周に、清掃の
   対象とする異物の除去に最適な形状の複数のパーツを積
   層状に設けたことを特徴とする管内清掃用刷子。
2. （２）前記複数のパーツの少なくとも１つは、上表面に
   硬質樹脂又は金属の薄円板を備えた厚円板から成ること
   を特徴とする請求項（１）に記載の管内清掃用刷子。
3. （３）前記複数のパーツの少なくとも１つは、外周に薄
   いヘラ状の複数の突起と、半径方向の孔とを備えた厚円
   板から成り、前記主軸に該孔と該主軸の中空部とを連通
   する孔を設けたことを特徴とする請求項（１）に記載の
   管内清掃用刷子。
4. （４）前記主軸の中空部と連通する孔を備え、該主軸と
   前記複数のパーツを一体化するための留具を、該主軸の
   端部の少なくとも一方に設けたことを特徴とする、請求
   項（１）乃至（３）に記載の管内清掃用刷子。