JP2001179200A - 洗浄ロボットおよびそれを用いる洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部に付帯物を有する反応釜などの、通常の
洗浄方法では洗浄困難な箇所をも容易に洗浄できる洗浄
ロボットを提供する。 【解決手段】 親台車（２０）と子台車（５０）とから
なり、該親台車（２０）は、その上部に吊り金具（１
４）、下部に車輪駆動モータ（１３）により駆動されて
親台車（２０）を移動させるための車輪（１２）、ケー
ブル（１７）および洗浄液ホース（１６）をつなぐため
のケーブルドラム（１８）、ならびに該ケーブルドラム
（１８）を駆動するためのドラム駆動モータ（１９）を
有し、該子台車（５０）は、その背面に車輪（６０）、
前面にスプレーノズル（５２）を有し、ケーブルドラム
（１８）からのケーブル（５７）およびホース（５６）
の末端に連結されて親台車（２０）の内部に吊られ、ケ
ーブルドラム（１８）の駆動によって昇降させうるよう
になした洗浄ロボット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄ロボットおよ
びそれを用いる洗浄方法に関し、特に加熱用および／ま
たは冷却用コイルが内部に固定された、重合などに用い
る反応釜において、洗浄が困難な場所を洗浄するための
装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】内部に固定された冷却コイル、加熱コイ
ル等の内部付帯物を有する反応器において、重合に用い
る反応釜等（以下、反応釜と称す）は、定期的に洗浄す
る必要があることは良く知られているところである。

【０００３】上記反応釜の洗浄をする方法として、釜の
内部にスプレーノズルを設けたり、有機溶剤等の洗浄液
を釜に張り込んで、浸漬洗浄するなどの方法があげられ
る。前記浸漬洗浄の場合には、溶剤等の洗浄液を釜一杯
に張り込んで、攪拌機を回して洗浄するという方法がと
られているが、攪拌による流れのみであるため、スプレ
ーノズルからのようなエネルギーレベルが高くないの
で、固着してしまったような汚れ（重合物の残滓）はお
ちにくい。また、浸漬時間を長く要すること、使用する
洗浄液の量が多いこと、洗浄後の洗浄液の処理等の問題
があり、比較的処理時間が短く、使用する洗浄液の量と
洗浄後の洗浄廃液の処理量が少ないスプレーノズルを用
いる方法が採用されることが多かった。

【０００４】しかし、釜内にスプレーノズルを固定して
用いる場合には、噴射角度が固定されるために洗浄液が
あたる箇所が限定されてしまい、スプレーがあたらない
部分はうまく洗えないという問題があった。

【０００５】また、外部からスプレーを都度釜の内部に
導入して、全方位に向けて噴射できるスプレーノズルを
用いて洗浄する場合においても、釜の内部構造が簡単
で、例えば加熱コイルなどが設置されておらず、釜の内
壁のみが洗浄の対象であるような場合に適するのみで、
上記と同様にスプレーがあたらない部分はうまく洗えな
いという問題があった。

【０００６】以上説明したように、反応釜の内部にコイ
ルがある場合には、スプレーノズルからの噴射があたら
ない部位については、汚れが落ちにくいという不具合が
生じていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、内部
に付帯物を有する反応釜において、通常のスプレーノズ
ルからの噴射では洗浄が困難な箇所をも容易に洗浄する
ことができる洗浄ロボットを提供することにある。

【０００８】本発明のいま一つの目的は、内部に付帯物
を有する反応釜の内部を上記洗浄ロボットを用いて洗浄
する方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下に記載される手段により達成される。

【００１０】（１）親台車（２０）と子台車（５０）と
からなり、該親台車（２０）は、その上部に吊り金具
（１４）、下部に車輪駆動モータ（１３）により駆動さ
れて親台車（２０）を移動させるための車輪（１２）、
ケーブル（１７）および洗浄液ホース（１６）をつなぐ
ためのケーブルドラム（１８）、ならびに該ケーブルド
ラム（１８）を駆動するためのドラム駆動モータ（１
９）を有し、該子台車（５０）は、その背面に車輪（６
０）、前面にスプレーノズル（５２）を有し、ケーブル
ドラム（１８）からのケーブル（５７）およびホース
（５６）の末端に連結されて親台車（２０）の内部に吊
られ、ケーブルドラム（１８）の回転によって昇降させ
うるようになした洗浄ロボット。

【００１１】（２）上記（１）に記載の洗浄ロボット
の、内部に付帯物を有する反応釜内部の洗浄への使用。

【００１２】（３）上記（１）に記載の洗浄ロボット
を、内部に加熱用および／または冷却用コイル（１０
２）を有する反応釜内の上部に設けられた、回転しうる
ロボット受け腕木（１３０）上に置き、該ロボットを車
輪駆動モータにより車輪を駆動して適宜の位置に移動さ
せ、ケーブルドラムを回転させることによって、ロボッ
ト受け腕木（１３０）に設けられた開口部（１３２）を
通して子台車（５０）を昇降させ、スプレーノズル（５
２）から洗浄液を噴射して反応釜内部を洗浄する反応釜
の洗浄方法。

【００１３】（４）洗浄が終了してのち、子台車（５
０）を親台車（２０）中に引き上げ、ついでロボット受
け腕木（１３０）を所望の位置まで回転させ、子台車
（５０）を開口部（１３２）を通して昇降させ、スプレ
ーノズル（５２）から洗浄液を噴射して洗浄を行い、同
様にして順次内部を洗浄する上記（３）に記載の方法。

【００１４】（５）反応釜のマンホール（１１９）上に
設けられた締切りバルブ（１２１）に、底が開き、上部
にワイヤーを気密に通し得る蓋を有し、該蓋を通して吊
り金具（１４）にワイヤーを取り付けた洗浄ロボットを
格納した格納箱（１２２）を取り付け、締切りバルブ
（１２１）およびマンホール（１１９）を通してワイヤ
ーにより該洗浄ロボットを吊って洗浄ロボット受け腕木
（１３０）上に置く上記（３）に記載の方法。

【００１５】（６）子台車（５０）を、反応釜内壁（１
０１）と加熱用および／または冷却用コイル（１０２）
との間に、背面を内壁（１０１）に向けて降下させ、ス
プレーノズル（５２）から洗浄液を噴射してコイル（１
０２）の裏面の洗浄を行う上記（３）ないし（５）のい
ずれかに記載の方法。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の洗浄ロボットの構成を添
付図面を参照して説明する。図１は本発明の洗浄ロボッ
トの構成を説明するための模式図である。

【００１７】本発明の洗浄ロボット（１０）は親台車
（２０）および子台車（５０）から構成される。親台車
（２０）のケース（２１）の上部には、図示しない吊り
下げ装置からのワイヤー（１５）などで吊り下げられる
ように吊り金具（１４）が取り付けられている。この吊
り金具（１４）を用いてワイヤー（１５）により吊り下
げ装置から吊り下げ、マンホールなどから洗浄すべき反
応器中に洗浄ロボット（１０）を降下させて洗浄を行
う。

【００１８】親台車（２０）のケース（２１）の下部に
は車輪（１２）が設けられており、これらの車輪を駆動
するための車輪駆動モータ（１３）が取り付けられてい
る。親台車（２０）には、また、外部からの洗浄液（有
機溶剤など）ホース（１６）、および電源、信号などの
ためのケーブル（１７）がつながるケーブルドラム（１
８）が設けられ、このケーブルドラム（１８）を駆動す
るためのケーブルドラムの駆動モータ（１９）が取り付
けられている。このドラムには、後述する子台車（５
０）に設けられているスプレーノズルに洗浄液を供給す
るための洗浄液ホース（５６）、ならびに照明灯および
監視カメラのための電源と信号用のケーブル（５７）が
巻きつけられており、ケーブルドラムの駆動モータ（１
９）を回転させることにより、子台車（５０）を上げ下
げできる。これらは、ケース（２１）に納められてい
る。

【００１９】子台車（５０）内には、先端から洗浄剤を
供給噴射するための機構、例えばスプレーノズル（５
２）が設けられている。スプレーノズルとしては種々の
ものが用いられるが、二次元ノズルを用いると、二次元
に噴射できるので、広範囲の洗浄が可能となる。必要に
より、スプレーノズルを揺動させるための機構が設けら
れてもよい。また、汚れの状態や洗浄作業後の状態を遠
隔で監視するためのテレビカメラ（５４）および照明灯
（５５）が設けられている。子台車（５０）の背面に
は、車輪（６０）が取り付けられている。

【００２０】本発明の洗浄ロボットは、種々の場面に用
いられるが、特に、加熱用コイル、冷却用コイルなどの
付帯物を内部に有する、内部の洗浄が困難な反応釜、例
えば重合用反応釜の洗浄に好適に使用される。このよう
な反応釜の洗浄に用いるには、洗浄ロボットをワイヤー
などで吊り下げてマンホールなどから適宜の位置に降下
させ、その位置から子台車（５０）を、ケーブルドラム
を回転させてケーブル（５７）およびホース（５６）を
繰り出したり巻きもどすことによって昇降させて洗浄
し、順次洗浄ロボットおよび子台車の位置を変えて洗浄
を行って全体の洗浄を行う。

【００２１】次に、本発明の洗浄ロボットによる内部に
付帯物を有する反応釜の洗浄方法を図２〜４を参照して
説明する。図２は、本発明の反応釜の洗浄方法を説明す
るための模式図、図３は洗浄ロボット受け腕木の詳細を
示す模式図、図４は洗浄中の洗浄ロボット子台車の状況
を示す模式図である。

【００２２】図２を参照して、まず反応釜（１００）の
構造の一例を説明する。反応釜（１００）の内部には反
応に必要または不要な熱エネルギーを供給または除去す
るために、らせん状にしてコイル（１０２）が設けら
れ、このコイルはアングル材（１０３）などによって適
宜に支持されている。コイル（１０２）への加熱または
吸熱媒体の供給は、タンク壁を貫通して横方向に設けら
れている管台（１０６）からなされる。

【００２３】反応釜（１００）の外側には、ジャケット
（１１０）が設けられ、さらなる加熱冷熱源の供給手段
として用いられている。管台（１０７）は、ジャケット
に取り付けられている加熱冷却媒体の供給出入り口であ
る。

【００２４】また、反応釜（１００）の内部には攪拌の
ための攪拌軸（１１２）、および攪拌羽根（１１４）が
設けられている。攪拌軸の上部には、それを囲んで固定
的に設けられている洗浄スプレーコイル（１１６）があ
る。軸の上部には、以下に詳述する、洗浄ロボット受け
腕木（１３０）が固定的に設けられている。

【００２５】反応釜（１００）の上部には攪拌軸（１１
２）を回転させるための駆動機（１２０）（電動機およ
び歯車など）、スプレーへの供給用管台（１１７）、ハ
ンドホール（１１８）、マンホール（１１９）、挿入口
上部の締め切りバルブ（１２１）などが設けられてい
る。

【００２６】次に、図２〜４を参照して反応釜（１０
０）を洗浄ロボットを用いて洗浄する方法を説明する。

【００２７】反応が終了し、洗浄工程に入ると、図示し
ない天井走行クレーンやジブクレーン付きの搬送台車な
どが適宜洗浄ロボット（１０）を吊り金具（１４）に取
り付けたワイヤー（１５）で吊って搬送し、所定の位置
についた後に、該洗浄ロボット（１０）を降下させる。
この時に反応釜（１００）のバルブ（１２１）を自動的
に開放して、マンホール（１１９）を通してこの洗浄ロ
ボット（１０）を釜内に降下させる。

【００２８】なお、バルブが開放したままの状態で、洗
浄装置を作動させて洗浄工程にかかることは、洗浄液の
飛散を招くことになるので環境上好ましくないので、洗
浄ロボット（１０）を格納した前記の気密性を得られる
格納箱（１２２）を別途に設ける。上記格納箱（１２
２）を都度にバルブ（１２１）に取り付けてもよい。

【００２９】洗浄ロボット（１０）を反応釜内部に降下
させる際に、攪拌軸（１１２）に取り付けた洗浄ロボッ
ト受け腕木（１３０）をマンホール（１１９）の開口の
直下に来るように回転させて移動させる。この移動のた
めには駆動機（１２０）のモータのインバータ制御な
り、回転角度制御なりを用いることができる。所定の位
置に移動させたのちは、その位置を保持しておく。

【００３０】腕木（１３０）は、洗浄ロボット（１０）
を受けるのに十分な幅を有しており、先端部または適宜
な箇所に、子台車が通過できる開口（１３２）をもって
いる。当然の事ながら、腕木はこれらの過重を受けるに
十分な強度をもつものとする。

【００３１】腕木（１３０）に降ろされた洗浄ロボット
（１０）は、ついで、車輪駆動モータ（１３）により、
車輪（１２）が駆動されて前進させられる。腕木（１３
０）上を移動して、先端部に位置する開口（１３２）ま
で移動し、そこで停止される。

【００３２】前記腕木（１３０）の先端には、洗浄装置
が落下しないための止め具がある。また、何らかのセン
サー、例えば近接センサーなどにより、洗浄装置を検出
してモータ（１３）を止めてもよい。

【００３３】なお、この移動に際しては、いままで吊り
下げていたワイヤー（１５）は緩められて移動に支障の
ないようにされる。

【００３４】先端の開口（１３２）のある位置にまで移
動した洗浄ロボット（１０）は、その位置にてモータ
（１３）を止めて、モータの軸が動かないように、例え
ばブレーキ付きモータなどにより、その位置を維持して
おく。もちろん、他の方法で、位置がずれないようにし
てもよい。

【００３５】ついで、ケーブルドラム（１８）を回転し
て、巻きつけてある洗浄液ホース（５６）、ケーブル
（５７）を緩め、子台車（５０）を降下させる。反応釜
（１００）の内部のコイル（１０２）の状況によって
は、このままでは、コイル（１０２）にぶつかる場合が
ある。このような場合には、降下をはじめた直後に、ス
プレーノズル（５２）から洗浄液を噴射して、その反作
用を利用して、図４に示したように、子台車を反応釜内
壁（１０１）に押し付けてもよい。

【００３６】子台車（５０）の背面には車輪（６０）が
設けられており、反応釜内壁（１０１）に押し付けられ
た後に、洗浄液の噴射を継続しつつ、ケーブルドラム
（１８）を回転してホース（５６）、ケーブル（５７）
を緩めることを継続することにより、子台車（５０）が
常に釜内側に押し付けられた状態を維持しながら、洗浄
作業を行うことができる。洗浄液の噴射圧力は３〜５０
ＭＰａ程度が好ましいが、必要ならば高圧ポンプで加圧
して５００ＭＰａまでの圧力で噴射することもできる。

【００３７】洗浄液ではなく、別のノズルから例えば窒
素ガスなどを噴射して、その反動力を利用することもで
きる。このようなガスを用いるのは、例えば、洗浄の状
況を観察するときに用いられる。洗浄液を噴射した後に
は、内部に残る洗浄液の揮発成分ガスを置換する必要が
あり、このためには窒素ガスなどの不活性ガスが用いら
れるので、その不活性ガスの一部として用いられる。

【００３８】このようにして、子台車（５０）は反応釜
（１００）の下まで降下していくことができ、この降下
する際に、洗浄ノズル（５２）から噴射される洗浄液に
より、いままでは、機械エネルギーが当たらなかったコ
イル（１０２）の背面などにも、直接的に溶剤を当てる
ことができる。

【００３９】この子台車（５０）の動きは、降下してい
く一次元的な動きのみである。この子台車による、ある
範囲での洗浄が終了した後に、再度、子台車を巻き上げ
て、攪拌軸（１１２）を所定の角度だけ回転させて、違
う位置にセットして、再び、子台車を降ろして、洗浄作
業を続ける。以後、この作業を繰り返す。

【００４０】回転軸（１１２）は、正転、逆転が通常可
能であるので、洗浄装置へのホース（１６）、ケーブル
（１７）を絡ますことなく、作業が実施できる。

【００４１】降下していくと、内部のコイル（１０２）
に加熱または冷却源を供給するための管台（１０６）に
子台車がぶつかって、降下に支障がある場合がある。こ
の場合には、一端、子台車を引き上げ、攪拌軸を少しま
わして子台車の位置をずらし、再度降下せしめることで
対応可能である。このような場合には、洗浄位置がずれ
ることになるが、スプレーノズルを横方向に複数個設置
することで対処可能である。

【００４２】これらの一連の洗浄作業が終了した後に
は、洗浄の効果を確認し、汚れがないことを確かめるこ
とが好ましい。このためには、遠隔監視テレビカメラ
（５４）および照明灯（５５）を用いることができる。

【００４３】全工程を終了した後には、子台車（５０）
は親台車（２０）に収納され、さらに、親台車の位置固
定を解除して、モータを駆動してマンホール直下にまで
移動せしめ、ワイヤー（１５）を巻き上げて、洗浄ロボ
ット（１０）を釜の外に取り出す。外部に取り出された
洗浄ロボット（１０）は、再び、天井走行クレーンなど
の搬送設備にて他の反応釜に移動される。

【００４４】以上、コイル（１０２）と反応釜内壁（１
０１）との間に洗浄ロボットを降下させてコイルを洗浄
する場合を説明したが、反応釜内壁（１０１）を洗浄す
る場合は、子台車（５０）をスプレーノズル（５２）が
反応釜内壁に向くように洗浄ロボット（１０）を腕木
（１３０）上に置くこと、およびスプレーノズル（５
２）からの噴射の反作用を打消すように、子台車（５
０）の背面に洗浄液または不活性ガスの噴射ノズルを設
けること以外は同様に操作することができる。同様にし
てスプレーノズル（５２）と子台車背面に設けられた噴
射ノズルからの噴射量をバランスさせ、かつ腕木（１３
０）上の、子台車（５０）を降下させる開口部（１３
２）の位置を適宜選定することにより、反応釜（１０
０）の内部の、固定スプレーノズルによっては洗浄が困
難な種々の場所を洗浄することができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 （１）直接的に洗浄溶剤の機械エネルギーでもって洗浄
できるために、今までは洗いにくかった部位の汚れを容
易に落とすことができる。また、監視カメラでその状況
も確認できる。 （２）密閉空間内で自動的に洗浄作業を行うことができ
る。 （３）既存の反応釜であっても、攪拌軸に洗浄ロボット
受け腕木を取り付けるだけで、洗浄することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗浄ロボットの構成を説明するための
模式図である。

【図２】本発明の反応釜の洗浄方法を説明するための模
式図である。

【図３】洗浄ロボット受け腕木の詳細を示す模式図であ
る。

【図４】洗浄中の洗浄ロボット子台車の状況を示す模式
図である。

【符号の説明】

１０ 洗浄ロボット １２ ６０ 車輪 １３ １９ モータ １４ 吊り金具 １５ ワイヤー １６ ５６ 洗浄液ホース １７ ５７ ケーブル １８ ケーブルドラム ２０ 親台車 ２１ ケース ５０ 子台車 ５２ スプレーノズル ５４ 監視カメラ ５５ 照明灯 １００ 反応釜 １０１ 反応釜内壁 １０２ コイル １０３ アングル材 １０６ １０７ １１７ 管台 １１０ ジャケット １１２ 攪拌軸 １１４ 攪拌羽根 １１６ 洗浄スプレーコイル １１８ ハンドホール １１９ マンホール １２０ 駆動機 １２１ 締切りバルブ １２２ 格納箱 １３０ 腕木 １３２ 開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川田 久 東京都墨田区墨田２−39−１ Ｆターム(参考） 3B116 AA33 AB51 BB33 BB54 BB57 4G075 AA32 AA57 AA61 AA65 EA01 EA05 EC01 ED13

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 親台車（２０）と子台車（５０）とから
   なり、該親台車（２０）は、その上部に吊り金具（１
   ４）、下部に車輪駆動モータ（１３）により駆動されて
   親台車（２０）を移動させるための車輪（１２）、ケー
   ブル（１７）および洗浄液ホース（１６）をつなぐため
   のケーブルドラム（１８）、ならびに該ケーブルドラム
   （１８）を駆動するためのドラム駆動モータ（１９）を
   有し、該子台車（５０）は、その背面に車輪（６０）、
   前面にスプレーノズル（５２）を有し、ケーブルドラム
   （１８）からのケーブル（５７）およびホース（５６）
   の末端に連結されて親台車（２０）の内部に吊られ、ケ
   ーブルドラム（１８）の駆動によって昇降させうるよう
   になしたことを特徴とする洗浄ロボット。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の洗浄ロボットの、内部
   に付帯物を有する反応釜内部の洗浄への使用。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の洗浄ロボットを、内部
   に加熱用および／または冷却用コイル（１０２）を有す
   る反応釜内の上部に設けられた、回転しうるロボット受
   け腕木（１３０）上に置き、該ロボットを車輪駆動モー
   タにより車輪を駆動して適宜の位置に移動させ、ケーブ
   ルドラムを回転させることによって、ロボット受け腕木
   （１３０）に設けられた開口部（１３２）を通して子台
   車（５０）を昇降させ、スプレーノズル（５２）から洗
   浄液を噴射して反応釜内部を洗浄することを特徴とする
   反応釜の洗浄方法。
4. 【請求項４】 洗浄が終了してのち、子台車（５０）を
   親台車（２０）中に引き上げ、ついでロボット受け腕木
   （１３０）を所望の位置まで回転させ、子台車（５０）
   を開口部（１３２）を通して昇降させ、スプレーノズル
   （５２）から洗浄液を噴射して洗浄を行い、同様にして
   順次内部を洗浄する請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 反応釜のマンホール（１１９）上に設け
   られた締切りバルブ（１２１）に、底が開き、上部にワ
   イヤー（１５）を気密に通し得る蓋を有し、該蓋を通し
   て吊り金具（１４）にワイヤー（１５）を取り付けた洗
   浄ロボットを格納した格納箱（１２２）を取り付け、締
   切りバルブ（１２１）およびマンホール（１１９）を通
   してワイヤー（１５）により該洗浄ロボットを吊って洗
   浄ロボット受け腕木（１３０）上に置く請求項３に記載
   の方法。
6. 【請求項６】 子台車（５０）を、反応釜内壁（１０
   １）と加熱用および／または冷却用コイル（１０２）と
   の間に、背面を内壁（１０１）に向けて降下させ、スプ
   レーノズル（５２）から洗浄液を噴射してコイル（１０
   ２）の裏面の洗浄を行う請求項３ないし５のいずれかに
   記載の方法。