特開 2024-129932 管内面塗装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024129932

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】管内面塗装装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 7/02 20060101AFI20240920BHJP

   B05B 1/34 20060101ALI20240920BHJP

   B05B 1/06 20060101ALI20240920BHJP

   B05B 13/06 20060101ALI20240920BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B05C7/02

B05B1/34

B05B1/06

B05B13/06

B05C5/00 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039339

(22)【出願日】2023-03-14

(71)【出願人】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100187827

【弁理士】

【氏名又は名称】赤塚 雅則

(72)【発明者】

【氏名】明渡 健吾

(72)【発明者】

【氏名】岡 正史

(72)【発明者】

【氏名】宮内 直樹

(72)【発明者】

【氏名】矢田 一平

(72)【発明者】

【氏名】八木 一聡

【テーマコード（参考）】

4F033

4F035

4F041

4F042

【Ｆターム（参考）】

4F033AA02

4F033BA05

4F033CA03

4F033DA01

4F033EA01

4F033FA00

4F033JA02

4F033NA01

4F035AA03

4F035CE01

4F035CE04

4F041AA11

4F041AB05

4F041BA05

4F041BA12

4F041BA17

4F042AA25

4F042AB03

4F042BA08

4F042BA12

4F042BA19

4F042CB19

4F042CB24

4F042DA09

4F042EA03

4F042EA17

4F042EC04

4F042EC09

(57)【要約】

【課題】管内面にランスの先端が接触するのを回避しつつ、管内面の塗装をスムーズに行うことができる管内面塗装装置を提供する。
【解決手段】後端側から先端側に向かって、外径が段階的に小さくなる複数の管体７を順次接続して構成されたランス３と、ランス３の先端に設けられるノズル４と、を有し、後端側の管体７に対し先端側の管体７に比重の小さい素材が用いられている構成とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

後端側から先端側に向かって、外径が段階的に小さくなる複数の管体（７）を順次接続して構成されたランス（３）と、
前記ランス（３）の先端に設けられるノズル（４）と、
を有し、後端側の前記管体（７）に対し先端側の前記管体（７）に比重の小さい素材が用いられている管内面塗装装置。

【請求項2】

前記ランス（３）を構成する前記各管体（７）の重量が、後端側から先端側に向かって順次小さくなっている請求項１に記載の管内面塗装装置。

【請求項3】

前記ランス（３）を構成する前記各管体（７）のうち、先端に最も近い前記管体（７）に錘（１０）が設けられており、かつ、先端に最も近い前記管体（７）と前記錘（１０）の重量の和が、先端に最も近い前記管体（７）に接続された他の前記管体（７）の重量よりも小さい請求項１または２に記載の管内面塗装装置。

【請求項4】

前記錘（１０）が、先端に最も近い前記管体（７）の長さ方向中央よりも先端側に設けられている請求項３に記載の管内面塗装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、鋳鉄管などの管体の内面に塗装を行う際に用いられる管内面塗装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

上水道を配水する配水管などに用いられる鋳鉄管などの金属管は、外部環境の影響により腐食などの劣化が進行するため、一般的にその表面の保護が施される。例えば、鋳鉄管の内面には、エポキシ系樹脂粉体塗料による粉体塗装や、セメントモルタルによるモルタルライニングが施されており、これらによって防食性が付与されている。

【0003】

鋳鉄管の内面へのエポキシ系樹脂粉体塗装は、管長よりも長い塗装用ランスを管内に挿入し、ランス先端に設けられたノズルから粉体塗料を噴射することによって行われる。ところが、特に内径が小さい管体（例えば内径が５０ｍｍ程度）への施工に際しては、自重で撓んだランスの先端が管体の内面に接触し、管体の塗装面が傷付くおそれがある。そこで、例えば下記特許文献１に係る管内面塗装装置においては、ランス（塗料配管２１）の先端側に支持ローラ２６を設け、ランスの先端が被塗装管の内面と直接接触するのを防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１５８６８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

鋳鉄管などの管体への塗装工程においては、塗料を供給するランスを管体の内部へ挿入した後に管体から引き抜く作業を２回程度繰り返して、塗料を重ね塗りする作業が行われるのが一般的である。ところが、特許文献１に係る管内面塗装装置は、ランスの先端側に設けられた支持ローラ２６が管内面と接触するため、ランスを管体への挿入方向に移動しながら塗装する際に、塗装面に支持ローラ２６の接触傷が生じる問題がある。このため、ランスを管体からの引抜方向に移動するときしか塗装することができず、往復時の両方で塗装する場合と比較して作業効率が低下する問題がある。

【0006】

そこで、この発明は、管内面にランスの先端が接触するのを回避しつつ、管内面の塗装をスムーズに行うことができる管内面塗装装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため、この発明においては、
後端側から先端側に向かって、外径が段階的に小さくなる複数の管体を順次接続して構成されたランスと、
前記ランスの先端に設けられるノズルと、
を有し、後端側の前記管体に対し先端側の前記管体に比重の小さい素材が用いられている管内面塗装装置を構成した。

【0008】

このように、ランスを構成する複数の管体の外径をその先端側に向かって段階的に小さくするとともに、その先端側の管体に比重の小さい素材を用いることによって、先端側の垂れ下がり量を極力小さくすることができ、ランスに支持ローラを設ける必要がない。このため、管内面にランスの先端が接触するのを回避しつつ、管内面の塗装をスムーズに行うことができる。

【0009】

前記構成においては、前記ランスを構成する前記各管体の重量が、後端側から先端側に向かって順次小さくなっている構成とすることができる。このようにすると、ランスの先端側の垂れ下がりを一層抑制することができる。

【0010】

前記のすべての構成においては、前記ランスを構成する前記各管体のうち、先端に最も近い前記管体に錘が設けられており、かつ、先端に最も近い前記管体と前記錘の重量の和が、先端に最も近い前記管体に接続された他の前記管体の重量よりも小さい構成とすることができる。このように、錘を設けることにより、ランスの先端に設けられたノズルから粉体塗料を噴射する際に、その噴射圧によるランス先端の振動を抑制しつつ、錘の重量に起因してランス先端が垂れ下がるのを防止することができ、ランス先端が管内面に接触するのを防止することができる。

【0011】

前記錘を設けた構成においては、前記錘が、先端に最も近い前記管体の長さ方向中央よりも先端側に設けられている構成とすることができる。ランスの先端は、小径とすることにより垂れ下がりを防止して管内面との接触を防止しているが、小径とすることによりその先端の振動が生じやすくなることがある。このように、ランス先端に錘を設けることにより、その先端の振動を効果的に抑制することができる。

【発明の効果】

【0012】

この発明では、管内面塗装装置のランスを後端側から先端側に向かって外径が段階的に小さくなる複数の管体を順次接続することによって構成し、かつ、後端側の管体に対し先端側の管体に比重の小さい素材を用いたので、先端側の垂れ下がり量を極力小さくすることができ、管内面にランスの先端が接触するのを回避しつつ、管内面の塗装をスムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】この発明に係る管内面塗装装置の一実施形態を示す正面図

【図2】図１に示す管内面塗装装置の断面図

【図3】図１に示す管内面塗装装置のノズル付近の拡大断面図

【図4】ノズル近傍に錘を設けた状態を示す拡大断面図

【図5】図１に示す管内面塗装装置の変形例を示す正面図

【発明を実施するための形態】

【0014】

この発明に係る管内面塗装装置１の一実施形態を図面に基づいて説明する。この管内面塗装装置１は、鋳鉄管などの管体（以下、被塗装管と称する。）の内面に塗装を行う際に用いられる装置であって、図１から図３に示すように、本体部２と、本体部２に接続されるランス３と、ランス３の先端に設けられるノズル４と、を有している。

【0015】

図２に示すように、本体部２には、ランス３を冷却する冷却液が流れる冷却管５と、ランス３の先端まで塗料を送る塗料管６が設けられている。冷却管５の先端はランス３の内部（後述する後端管体７ｃの内部）で開口しており、この開口から吐出された冷却液は、ランス３の内面と冷却管５および塗料管６との間の隙間を通って本体部２まで還流する。塗料管６は、ランス３の先端まで延設されている。

【0016】

ランス３は、その後端側から先端側に向かって、外径が段階的に小さくなる複数の管体７を順次接続することで構成されている。この実施形態においては、３本の管体７が接続されている。以下、これらの管体７を先端側から後端側に順に、先端管体７ａ、中間管体７ｂ、後端管体７ｃと称する。この実施形態に係るランス３は、内径が５０ｍｍ程度、管長が４０００ｍｍ程度の被塗装管の塗装処理に適用されることを想定しており、各管体７の外径は、後端管体７ｃが約２７．６ｍｍ、中間管体７ｂが２１．６ｍｍ、先端管体７ａが１６ｍｍとされている。また、各管体７を接続したランス３の長さは、塗装処理をスムーズに行い得るように、被塗装管の管長（例えば４０００ｍｍ）よりも長く設計されている。

【0017】

中間管体７ｂおよび後端管体７ｃの素材として、オーステナイト系配管用ステンレス鋼鋼管（ＪＩＳＧ３４５９、ＳＵＳ３０４ＴＰ、比重７．９３ｇ／ｃｍ^３。以下、ＳＵＳと称する。）が用いられており、先端管体７ａの素材として、ステンレス鋼よりも比重が小さいチタン合金（チタン２種配管用パイプ（ＪＩＳＨ４６３５、ＴＴＰ３４０Ｗ）、比重４．５１ｇ／ｃｍ^３。以下、チタンと称する。）が用いられている。

【0018】

ランス３を構成する各管体７の重量は、後端側から先端側に向かって、すなわち、後端管体７ｃ、中間管体７ｂ、先端管体７ａの順に小さくなっている。この実施形態で採用した各管体７の重量は、後端管体７ｃが４．９０８ｋｇ、中間管体７ｂが１．７４３ｋｇ、先端管体７ａが０．３４９ｋｇである。

【0019】

ノズル４は、筒部８と拡散部９を有している。筒部８は、先端管体７ａの先端に設けられている。拡散部９は、塗料管６から送られてきた塗料を被塗装管の内面全周に向けて拡散させるための部材であり、図３に示すように、コーン状の部材が採用されている。筒部８と拡散部９は、塗料の拡散への影響が極力小さくなるように設計された連結部材（図示せず）で連結されている。この実施形態で採用したノズル４の重量は、０．２００ｋｇである。

【0020】

塗料管６から送られる塗料として、この実施形態ではエポキシ系樹脂粉体塗料を採用したが、粉体または液体を問わず他の種類の塗料を採用できる可能性がある。

【0021】

この管内面塗装装置１を用いた塗装作業においては、まず、被塗装管を例えば３００℃程度の温度に加熱した上で、管内面塗装装置１の冷却管５に冷却液を循環させる。そして、被塗装管の内側に管内面塗装装置１のランス３を挿入しつつ、塗料管６を通じてランス３の先端まで供給されたエポキシ系樹脂粉体塗料をノズル４から噴射する。ノズル４から噴射された粉体塗料は被塗装管の内面に吹き付けられ、その内面で硬化してエポキシ系樹脂被膜が形成される。この管内面塗装装置１は、冷却管５を流れる冷却液でランス３を冷却することで、被塗装管からの熱によって粉体塗料がランス３内で硬化するなどのトラブルを防止している。

【0022】

上記の実施形態においては、図４に示すように、先端管体７ａに設けられたノズル４の近傍に錘１０を設けた構成とすることもできる。錘１０は、固定リングと耐熱テープ（いずれも図示せず）によって先端管体７ａに固定されている。この実施形態で採用した錘１０の重量は１５ｇまたは３０ｇであり、いずれの錘１０を用いた場合でも、先端管体７ａと錘１０の重量の和は、先端管体７ａに接続された中間管体７ｂの重量よりも小さい。先端管体７ａへの錘１０の取り付け位置は特に限定されないが、先端管体７ａの長さ方向中央よりも先端側とするのが好ましく、図４に示したように、ノズル４と隣り合う位置とするのが特に好ましい。

【0023】

先端管体７ａに錘１０を設けることにより、ノズル４からの粉体塗料の噴射に伴ってランス３の揺れが発生した際に、その揺れを低減または防止することができる。なお、錘１０の重量は、ランス３の先端の垂れ下がりを極力防止しつつ、ランス３の揺れの大きさが小さくなるように適宜調節することができる。

【0024】

上記の実施形態においては、ランス３を３本の管体７（先端管体７ａ、中間管体７ｂ、後端管体７ｃ）を接続することで構成したが、図５に変形例として示すように、ランス３を２本の管体７（先端管体７ａ、後端管体７ｃ）を接続することで構成できる可能性もある。この場合も、後端側から先端側に向かって、管体７の外径が段階的に小さくなる（この変形例では、後端管体７ｃが約２７．６ｍｍ、先端管体７ａが１６ｍｍ）という点、および、各管体７の重量は、後端側から先端側に向かって、すなわち、後端管体７ｃ、先端管体７ａの順に小さくなっている点は同じである。また、ランス３を４本以上の管体７を接続することで構成できる可能性もある。

【0025】

管内面塗装装置１を用いた塗装作業の評価試験を行った。その結果を表１に示す。この評価試験では、ランス３を構成する管体７（先端管体７ａ、中間管体７ｂ、後端管体７ｃ）の素材を変更したときなどにおける、ランス揺れ、作業性、防錆性について調査した。採用した素材は、チタン（チタン２種配管用パイプ（ＪＩＳＨ４６３５、ＴＴＰ３４０Ｗ、比重４．５１ｇ／ｃｍ^３））、ＳＵＳ（オーステナイト系配管用ステンレス鋼鋼管（ＪＩＳＧ３４５９、ＳＵＳ３０４ＴＰ、比重７．９３ｇ／ｃｍ^３））、および、ＳＳ（配管用炭素鋼鋼管（ＪＩＳＧ３４５２、ＳＧＰ、比重７．８５ｇ／ｃｍ^３））の３種類である。

【0026】

ランス揺れは、ランス３の先端に設けたノズル４から粉体塗料を噴射したときのランス３の先端の揺れを観察することにより評価した。表１中の記号は、「◎：揺れが非常に小さく被塗装管の内面との接触がない、○：揺れが小さく被塗装管の内面との接触がない、△：揺れが大きく被塗装管の内面と接触するおそれがある」ことをそれぞれ意味する。

【0027】

作業性は、複数の管体７（先端管体７ａ、中間管体７ｂ、後端管体７ｃ）を接続することで構成したランス３を、被塗装管に対して位置調整（高さ調整）する際の調整のしやすさによって評価した。表１中の記号は、「○：ランス３の位置調整が容易である（調整時間をさほど要しない）、△：ランス３の位置調整が少し難しい（調整時間を要する）」ことをそれぞれ意味する。

【0028】

防錆性は、冷却管５に流した冷却液（ここでは水道水）によるランス３の腐食の有無によって評価した。表１中の記号は、「○：錆が発生しない、×：錆の発生が認められる」ことをそれぞれ意味する。

【0029】

また、総合評価に係る表１中の記号は、「○：塗装作業に問題なく適用できる、△：塗装作業に支障が生じるおそれがある、×：塗装作業に支障が生じるおそれが高い」ことをそれぞれ意味する。

【0030】

【表1】

【0031】

実施例１および実施例２のように、中間管体７ｂと後端管体７ｃの素材をＳＵＳとする一方で、先端管体７ａの素材をチタンとすることにより、ランス揺れ、作業性、防錆性のいずれの点においても良好となり、高い総合評価を得ることができた。特に、実施例２のように、先端管体７ａに錘１０を設けることにより、ランス揺れの抑制効果が一層高まることが確認できた。錘１０の重さが１５ｇまたは３０ｇいずれの場合でも、良好な抑制効果が発揮された。

【0032】

その一方で、比較例１および比較例２のように、先端管体７ａ、中間管体７ｂ、後端管体７ｃのいずれもＳＵＳまたはチタンから選択される１種類の素材のみとした場合、被塗装管に対するランス３の位置調整が少し難しく、塗装作業に支障が生じるおそれがあることが明らかとなった。また、比較例３のように、先端管体７ａ、中間管体７ｂ、後端管体７ｃのいずれもＳＳとした場合、被塗装管に対するランス３の位置調整の難しさに加えて、冷却液によってランス３に錆が発生することが確認され、塗装作業に支障が生じるおそれが高いことが明らかとなった。

【0033】

また、比較例４のように、中間管体７ｂと後端管体７ｃの素材をＳＳとする一方で、先端管体７ａの素材をチタンとした場合、被塗装管に対するランス３の位置調整のしやすさは改善するものの、冷却液によってランス３に錆が発生することが確認され、塗装作業に支障が生じるおそれが高いことが明らかとなった。

【0034】

上記の管内面塗装装置１は、ランス３を後端側から先端側に向かって外径が段階的に小さくなる複数の管体７を順次接続することによって構成し、かつ、後端側の管体７よりも先端側の管体７に比重の小さい素材を用いたので、先端側の垂れ下がり量を極力小さくすることができ、管内面にランス３の先端が接触するのを回避しつつ、管内面の塗装をスムーズに行うことができる。

【0035】

また、上記の管内面塗装装置１は、ランス３を構成する各管体７の重量を、後端側から先端側に向かって、すなわち、後端管体７ｃ、中間管体７ｂ、先端管体７ａの順に小さくしたので、ランス３の先端側の垂れ下がりを一層抑制することができる。

【0036】

また、上記の管内面塗装装置１は、ランス３の素材として耐食性を有するステンレスとチタンを用いたので、ランス３に冷却液を流すことによってランス３に錆が発生するのを防止することができる。

【0037】

また、上記の管内面塗装装置１は、ランス３（先端管体７ａ）の先端に錘１０を設け、かつ、先端管体７ａと錘１０の重量の和が、中間管体７ｂの重量よりも小さい構成としたので、ランス３の先端に設けられたノズル４から粉体塗料を噴射する際に、その噴射圧によるランス３の先端の振動を抑制しつつ、錘１０の重量によってランス３の先端が垂れ下がるのを防止することができ、ランス３の先端が管内面に接触するのを防止することができる。ランス３の振動抑制効果のためには、錘１０が先端管体７ａの長さ方向中央よりも先端側に設けられているのが好ましく、ノズル４と隣り合う位置とするのが特に好ましい。

【0038】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およびすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0039】

１ 管内面塗装装置
２ 本体部
３ ランス
４ ノズル
５ 冷却管
６ 塗料管
７ 管体
７ａ 先端管体
７ｂ 中間管体
７ｃ 後端管体
８ 筒部
９ 拡散部
１０ 錘

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】