JP2002066486A

JP2002066486A - 管路内面の洗浄方法

Info

Publication number: JP2002066486A
Application number: JP2000264936A
Authority: JP
Inventors: Hirosaku Komatsu; 啓作小松
Original assignee: Kaken Tech Co Ltd
Current assignee: Kaken Tech Co Ltd
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2002-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】気液混合流体で管路を洗浄する場合に、洗浄
液の消費量を抑制して無駄なく効率よく洗浄し、時間
的、コスト的に有利な洗浄方法を提供することを課題と
する。【解決手段】洗浄液と気体との混合流体における洗浄
液の空塔速度を０．１ｍ／秒以上とし、気体の空塔速度
を１０ｍ／秒以下とする。洗浄液の空塔速度を０．１ｍ
／秒まで低下させるから、洗浄液の消費量を抑制でき
る。気体の空塔速度を最大でも１０ｍ／秒とするから、
エネルギーコストを抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒状物などの管路
の内面の洗浄方法、より詳しくは、洗浄液と気体との気
液混合流体を用いて管路内面に付着した汚れや異物など
の被除去物を洗浄除去する方法に関し、例えば、塗装装
置における塗料供給用または循環用の配管、印刷機にお
けるインキ供給用の配管、各種のケミカルプラントにお
ける例えば接着剤やウレタン原材料などの材料供給用の
配管、医薬品や飲食料製造工場における原材料または製
品搬送用の配管、医療現場における医療機器のチューブ
などの各種の管路の内面の洗浄の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】各種産業界で配管やチューブなどの管路
内面を洗浄することは頻繁に行なわれる。例えば自動車
工場の塗装ラインには自動式の塗装装置（塗装ロボッ
ト）が備えられ、該装置の複数の塗装ガンから所定の種
類や色彩の塗料が被塗装物である車体に向けて噴出され
る。一般に、この種の塗装装置には、車種やユーザの注
文に応じて異なる種類または色彩の塗料を切り換えて塗
布するための色替え装置が備えられる。そして、塗料タ
ンク内の塗料を圧送ポンプでこの色替え装置の色替えバ
ルブ（カラーチェンジバルブ）を経由させて塗装ガンま
で導くための塗料供給用の配管や、あるいは剰余になっ
た塗料の一部を再び塗料タンクに戻して循環させる塗料
循環用の配管などが配設される。

【０００３】したがって、例えば上記色替え装置で塗料
の切換えを行なうとき（塗料の色替え時）には、いまま
で使っていた塗料の色がこれから使う塗料に混入しない
ように、塗装装置の塗料供給用配管の洗浄作業が行なわ
れる。すなわち、上記色替え装置のマニホールドから塗
装ガンの噴出ノズルまでの塗料通過管路に残存した塗料
を洗浄除去するのである。また、長時間停止後の作業再
開時や、あるいは定期清掃、定期点検時には、配管内で
沈降してハードケーキとなった塗料の顔料成分を洗い流
すために、上記のような塗料供給用配管だけでなく、塗
料循環用配管の洗浄作業も行なわれる。

【０００４】その場合に、例えばシンナなどの溶剤を洗
浄液として用い、該洗浄液を単に管路に流し続けただけ
では、該管路内に残存した塗料の除去率（洗浄率）がそ
れほど高くならず、したがって洗浄液を流す時間が比較
的長時間に及んで、洗浄液の消費量が無駄に多くなるこ
とがわかっている。また、洗浄率を上げるために、例え
ば洗浄液の流速を早くすると、配管内での圧力損失が大
きくなって大型の高圧ポンプが必要になる。そして、そ
の圧力に耐え得るだけの配管設備も必要となる。したが
って、従来より、このような洗浄作業に要する時間やコ
ストを削減するための種々の提案がなされてきている。

【０００５】例えば、特開昭５６−８９８７０号公報に
は、まず、洗浄液を管路に通して残存した塗料を塗装ガ
ンから押出し排出したのち、次に、空気を同じ管路に通
して上記洗浄液を塗装ガンから押出し排出するという従
来の洗浄方法に代えて、洗浄液と圧縮空気とを交互に管
路に供給することが開示されている。そして、これによ
り、気層と液層との境界部分で乱流が生じ、その衝撃に
よって塗料が洗浄除去され易くなると共に、洗浄液およ
び空気の消費量も少なくなると記載されている。

【０００６】しかし、一般に、管路に洗浄液と気体とを
交互に供給する方法は、洗浄時間が長くかかり、洗浄効
率がよくなく、洗浄液が多量に必要であるため、それほ
ど効果的な方法ではない。

【０００７】また、洗浄液および気体のそれぞれの供給
時間を例えば１秒以内に短くして、供給サイクル回数を
多くすることも知られているが、開閉バルブの応答性や
故障の問題がある。

【０００８】そこで、特開昭６３−１２３４６０号公
報、特開平２−２６１５６５号公報、あるいは特開平６
−１３４３５９号公報には、洗浄液と圧縮空気とを交互
に管路に供給する洗浄方法に代えて、圧縮空気の供給中
に所定時間だけ洗浄液も併せて供給したり、あるいは圧
縮空気と洗浄液とを同時に供給して、洗浄液と空気との
混合流体を作成し、この混合流体で管路の内部を洗浄す
ることが開示されている。そして、これにより、混合流
体中に生成した気泡の破裂衝撃で塗料が洗浄除去され易
くなり、また洗浄液の消費量も削減されると記載されて
いる。

【０００９】さらに、特公平７−５３２６９号公報に
は、そのように洗浄液と気体との混合流体で管路を洗浄
する場合に、特に、該混合流体における液の空塔速度を
０．５ｍ／秒以上に、気体の空塔速度を１５ｍ／秒以上
に設定することが開示されている。そして、これによ
り、激しい渦流動が高速回流する結果、例えば閉塞した
分岐管のようなＴ字状の管路のデッド部の汚れが効果的
かつ効率的に除去されると記載されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特公平
７−５３２６９号公報には、特に、管の内径が２１．７
ｍｍ、分岐管の長さがその４倍というような比較的大き
なＴ字状のデッド部についての効果は具体的に記載され
ているが、それ以外の形状の管路、例えば分岐管の長さ
がそれほど長くない比較的小さなデッド部を有する管路
や、Ｔ字状ではない異なる形状のデッド部を有する管
路、あるいは微少サイズのデッド部を有する管路や、そ
もそもデッド部を有さない管路などの洗浄性に関して
は、具体的データが示されておらず、したがって空塔速
度の面からの提案は一切なされていないのが現状であ
る。

【００１１】つまり、流体が滞留し易い比較的大きなＴ
字状のデッド部に対しては、液の空塔速度および気体の
空塔速度を上記公報に開示されるような比較的大きな速
度に設定すれば、激しい渦流動が生じて汚れが効果的に
除去されるのであろうが、そのような限定された形状以
外の管路一般の洗浄性を考えた場合に、果たして上記公
報に開示の速度と同程度の空塔速度が必要であるかどう
かは明らかではないのである。

【００１２】そして、前述したように、例えば洗浄液な
どの流体の空塔速度を大きくするためには、配管内での
圧力損失を考慮して相当に大型の高圧ポンプが必要にな
るとともに、またそのような圧力に耐え得るだけの配管
設備を用意しなければならなくなる。したがって、上記
公報に開示の空塔速度よりも低い空塔速度で良好な管路
の洗浄性が確保されるのであれば、より無駄がなく、時
間的、コスト的にも有利な洗浄方法が提供されることに
なる。

【００１３】本発明者等は、このような現状に鑑み、一
般に、洗浄液と気体との混合流体で管路内面を洗浄する
場合において、良好な洗浄性を実現する液の空塔速度お
よび気体の空塔速度を明らかにするべく鋭意検討研究を
重ねた結果、驚くべきことに、混合流体における洗浄液
の空塔速度としては最低限０．１ｍ／秒程度、また気体
の空塔速度としては最大限１０ｍ／秒程度あれば良好な
洗浄性を確保することができ、特に、気体の空塔速度を
上記速度以上に大きくすると、かえって洗浄性が低下す
るという知見を得て、本発明を完成するに至ったもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本願の特許請
求の範囲の請求項１に記載の発明は、洗浄液と気体との
混合流体で管路内面を洗浄する方法であって、上記混合
流体における洗浄液の空塔速度を０．１ｍ／秒以上と
し、気体の空塔速度を１０ｍ／秒以下とすることを特徴
とする。

【００１５】この発明によれば、混合流体における洗浄
液の空塔速度を０．１ｍ／秒まで低下することができる
と共に、気体の空塔速度を最大でも１０ｍ／秒とするか
ら、管路内面を比較的低い空塔速度で良好に洗浄するこ
とができる。すなわち、本発明の洗浄方法で採用する上
記の空塔速度は、上記特公平７−５３２６９号公報に開
示される空塔速度、すなわち、液の空塔速度０．５ｍ／
秒以上、気体の空塔速度１５ｍ／秒以上と比べて、いず
れも低い値であり、特に、気体の空塔速度は、はるかに
低い値となっている。したがって、洗浄液の消費量が少
なくて済み、また大型の高圧ポンプが必要とならない。
すなわち、従来の洗浄方法に比べて、より無駄がなく、
時間的、コスト的にも有利な洗浄方法が提供されること
になる。

【００１６】その場合に、液の空塔速度および気体の空
塔速度と、気液二層流の流動状態との関係については、
すでに学問的な考察が多方面から加えられている（例え
ば、改訂五版化学工学便覧、丸善株式会社、昭和６３
年発行、第２７２〜２７６頁参照）。図６に示すよう
に、本発明の洗浄方法で採用する上記の洗浄液の空塔速
度（０．１ｍ／秒以上）および気体の空塔速度（１０ｍ
／秒以下）においては、混合流体の状態は、水平方向の
流れの場合、気層と液層とが激しく入り交じったスラグ
流やプラグ流（いずれも間欠流の一種）の状態を含むこ
とが解かる。また、図７に示すように、垂直方向の流れ
の場合、同じく間欠流の一種であるChurn流やスラグ流
の状態を含むことが解かる。

【００１７】すなわち、管路内面の洗浄性に関しては、
管路の内壁ないし該内壁に付着した被除去物にどれだけ
大きな衝撃を加えて被除去物を剥離除去することができ
るかが一つの重要な要因であると考えられる。そして、
混合流体が上記のようなスラグ流やプラグ流あるいはCh
urn流などといった間欠流の状態になると、管路の内壁
と接触して通過する流体が気相から液相、液相から気相
へと無秩序に変化し、その相が遷移するときの境界面に
おいて比較的強い衝撃力が生じて、その結果、管路内壁
の洗浄性が高まるものと考えられる。

【００１８】これに対し、洗浄液の空塔速度が本発明の
洗浄方法で採用する洗浄液の空塔速度を下回ると（＜
０．１ｍ／秒）、混合流体は、例えば水平方向の流れの
場合、図６に示すように、気層と液層とが分離した状態
で管内を進む波状流や成層流といった分離流の状態とな
る。

【００１９】管路内を通す混合流体がこのような分離流
の状態では、管路の内壁に接触して通過する流体が、管
路内壁に対して十分大きい衝撃力を付与し得るだけの相
変化をせず、その結果、管路内壁の洗浄性が不足するも
のと考えられる。

【００２０】そのような観点からは、気体の空塔速度
は、０．０３ｍ／秒程度以上であることが好ましい。気
体の空塔速度が上記速度を下回ると（＜０．０３ｍ／
秒）、混合流体は、例えば垂直方向の流れの場合、図７
に示すように、液層中に微細な気泡が生じた気泡流の状
態となって、やはり、管路の内壁に接触して通過する流
体が、管路内壁に対して十分大きい衝撃力を付与し得る
だけの相変化をせず、その結果、管路内壁の洗浄性が不
足するものと考えられるからである。

【００２１】また、洗浄液の空塔速度が本発明の洗浄方
法で採用する洗浄液の空塔速度を下回ると（＜０．１ｍ
／秒）、そもそも洗浄液の供給量自体が不足して、管路
を十分洗浄できなくなり好ましくない。

【００２２】また、気体の空塔速度が本発明の洗浄方法
で採用する気体の空塔速度を上回ると（＞１０ｍ／
秒）、混合流体は、図６に示すように、水平方向の流れ
の場合も、また図７に示すように、垂直方向の流れの場
合も、いずれも気層が液層を筒状に包み込んだ状態で管
内を進む環状流の状態となる。

【００２３】管路内を通す混合流体がこのような環状流
の状態では、管路の内壁は気相のみと接触することにな
り、したがって相が気液間で繰り返し変化することに起
因する衝撃力が得られず、その結果、やはり管路内壁の
洗浄性が不足するものと考えられる。

【００２４】そのような観点からは、洗浄液の空塔速度
は、３〜５ｍ／秒程度以下であることが好ましい。洗浄
液の空塔速度が上記速度を上回ると（＞３〜５ｍ／
秒）、混合流体は、図６に示すように、水平方向の流れ
の場合も、また図７に示すように、垂直方向の流れの場
合も、いずれも気層が液層を筒状に包み込んだ状態で管
内を進む環状噴霧流の状態となって、やはり、管路の内
壁は気相のみと接触することになり、したがって相が気
液間で繰り返し変化することに起因する衝撃力が得られ
ず、その結果、管路内壁の洗浄性が不足するものと考え
られるからである。

【００２５】ちなみに、上記特公平７−５３２６９号公
報に開示される液の空塔速度０．５ｍ／秒以上、特に、
気体の空塔速度１５ｍ／秒以上では、混合流体は、図６
および図７から明らかなように、水平方向の流れの場合
も、また垂直方向の流れの場合も、いずれも環状流の状
態となる。

【００２６】つまり、前述の公報に記載されるような比
較的大きなＴ字状のデッド部を洗浄することに関して
は、管路の内面の形状が該デッド部において大きく変化
するために、空塔速度を大きくすることによって、その
形状変化に起因して激しい渦流動が発生し、その結果、
該デッド部から汚れが掻き出されて洗浄性が向上するこ
とになるのであるが、そうでない場合は、管路の内面の
形状が大きく変化しないから、空塔速度を大きくするこ
とは、かえって汚れが落ち難い環状流や環状噴霧流を生
じさせることになって好ましくないのである。

【００２７】すなわち、単に混合流体における洗浄液の
空塔速度および気体の空塔速度を高くすればするほど筒
状の管路内面の洗浄性が向上するというものではなく、
また空塔速度を高くしてもある程度以上になると洗浄性
が向上しなくなるというものでもなく、かえって洗浄性
が低下することが見出されたのである。その結果、本発
明では、洗浄性が最大限に良好となる（ピークとなる）
比較的低い洗浄液の空塔速度範囲（０．１ｍ／秒以上）
および気体の空塔速度範囲（１０ｍ／秒以下）の混合流
体を流すから、洗浄性を向上させながら、洗浄液および
気体の消費量を低減し、洗浄時間を短くして、コスト的
にも有利な洗浄方法が提供されることになる。

【００２８】なお、本発明では、被除去物（例えば塗
料）が油性（例えば有機溶剤系）の場合は、洗浄液とし
ては、洗浄シンナが好適に使用可能である。一方、被除
去物が水性（例えば水分散系）の場合は、水、または水
に有機溶剤やアルカリ剤あるいは界面活性剤などを混合
した液体が好適に使用可能である。いずれにしても、被
除去物を溶解または分散させて、管路内壁から剥離、除
去することが可能なものが用いられる。

【００２９】また、気体としては、エアや圧縮空気、あ
るいは窒素ガス、その他の不活性ガスなどが好ましく使
用可能であるが、その他にも、状況に応じて、オゾン含
有ガスや二酸化炭素なども用いることができる。

【００３０】次に、請求項２に記載の発明は、上記請求
項1に記載の発明において、洗浄液の空塔速度は、０．
１〜５ｍ／秒であることを特徴とする。

【００３１】この発明によれば、洗浄液の空塔速度の上
限値が定められ、それが５ｍ／秒であるから、前述した
ように、混合流体が、水平方向の流れの場合も、また垂
直方向の流れの場合も、いずれも環状噴霧流の状態とな
らず、管路内壁の洗浄性の不足が回避される。

【００３２】なお、図７に示したように、混合流体が垂
直方向に流れる場合は、洗浄液の空塔速度がおよそ５ｍ
／秒程度以上で混合流体が環状噴霧流の状態となるが、
図６に示したように、混合流体が水平方向に流れる場合
は、洗浄液の空塔速度がおよそ３ｍ／秒程度以上で混合
流体が環状噴霧流の状態となる。したがって、例えば、
洗浄対象となる管路が垂直部分のみで構成されている場
合は、洗浄液の空塔速度は、０．１〜５ｍ／秒程度の範
囲内とし、洗浄対象となる管路が水平部分も含む場合に
は、洗浄液の空塔速度は、０．１〜３ｍ／秒程度の範囲
内にすることが好ましい。

【００３３】次に、請求項３に記載の発明は、上記請求
項1または２に記載の発明において、混合流体は、間欠
流の状態であることを特徴とする。

【００３４】この発明によれば、前述したように、スラ
グ流やプラグ流あるいはChurn流などといった間欠流の
状態の混合流体が管路内を流れるから、管路の内壁と接
触して通過する流体が気相から液相、液相から気相へと
無秩序に変化し、その相が遷移するときの境界面におい
て比較的強い衝撃力が生じて、筒状管路の洗浄性が向上
する。

【００３５】次に、請求項４に記載の発明は、上記請求
項1ないし３のいずれかに記載の発明において、混合流
体を気体と交互に筒状物に流すことを特徴とする。

【００３６】この発明によれば、前述したように、混合
流体のみを連続して管路内に供給する場合に比べて、混
合流体と気体との境界部分で生じた乱流の衝撃によっ
て、さらに洗浄性が向上し、洗浄液および気体の消費量
を一層削減することが可能となる。

【００３７】そして、請求項５に記載の発明は、上記請
求項１ないし４のいずれかに記載の発明において、管路
内面が、塗装装置における塗料通過管路内面であること
を特徴とする。

【００３８】この発明によれば、前述したように、例え
ば自動車工場の塗装ラインにおいて、色替え時における
供給配管の塗料の洗浄性や、定期清掃時における循環配
管の顔料成分の洗浄性が向上し、例えばシンナやその他
の洗浄液、およびエアやその他の気体の消費量が削減さ
れることになる。以下、発明の実施の形態を通して、本
発明をさらに詳しく説明する。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る洗浄方法を
実施するために好適な洗浄装置１および該洗浄装置１で
洗浄される塗装装置５の配管図である。これらの洗浄装
置１および塗装装置５は、例えば、自動車工場の塗装ラ
インにおいて、被塗装物である車体のボンネットやトラ
ンクカバー、あるいはルーフやドアなどの外板部を塗装
する外板塗装ステーションに配置される。この外板塗装
ステーションでは、塗装装置５における複数の塗装ガン
５１…５１（図１にはそのうちの一つのみ図示）から静
電気を印加した塗料を噴出して車体を静電塗装する。

【００４０】塗装ガン５１…５１は、例えば、搬送され
てくる車体の上方において車体の長さ方向および幅方向
に移動自在のガンアーム、および車体の両側方において
車体の長さ方向および高さ方向に移動自在のガンアーム
にそれぞれ首振り自在に設けられ、全体として車体を取
り囲むように配置されている。各塗装ガン５１およびそ
の配管の構成はそれぞれ同様であるので、図１に示した
塗装ガン５１を例にとり説明するが、他の塗装ガン５１
…５１についても同様である。

【００４１】すなわち、塗装装置５は、複数（図例では
二つ）の切換バルブ５３，５４が設けられた色替え装置
５２を有する。一方の切換バルブ５３は、塗料Ｐ１用の
第一の塗料バルブ（色替えバルブ）であり、他方の切換
バルブ５４は、塗料Ｐ２用の第二の塗料バルブである。
各バルブ５３，５４には、制御エア供給管路５３ａ，５
４ａと、塗料供給管路５３ｂ，５４ｂとが接続され、エ
ア供給管路５３ａ，５４ａを介して図外のエア供給源か
ら第一、第二制御エアＡ１，Ａ２が、また塗料供給管路
５３ｂ，５４ｂを介して同じく図外の塗料供給源から所
定種類、所定色の塗料Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ供給され
る。

【００４２】そして、例えば塗料Ｐ１を塗布するとき
は、第一制御エアＡ１を供給して第一塗料バルブ５３を
開くと共に、第二制御エアＡ２の供給を停止して第二塗
料バルブ５４を閉じる。これにより、塗料Ｐ１が第一塗
料バルブ５３から色替え装置５２のマニホールド５５お
よびチューブ５６を経由して塗装ガン５１に至り、該塗
装ガン５１の例えばニードル弁式のノズル（噴口）から
噴出される。

【００４３】一方、塗料Ｐ２を塗布するときは、第一制
御エアＡ１の供給を停止して第一塗料バルブ５３を閉じ
ると共に、第二制御エアＡ２を供給して第二塗料バルブ
５４を開く。これにより、塗料Ｐ１に代わって、塗料Ｐ
２が第二塗料バルブ５４から色替え装置５２のマニホー
ルド５５およびチューブ５６を経由して塗装ガン５１に
至り、該塗装ガン５１のノズルから噴出される。

【００４４】このように色替え装置５２で塗料Ｐ１，Ｐ
２の切換えを行なうときは、いままで使っていた塗料が
これから使う塗料に混入しないように、上記色替え装置
５２のマニホールド５５、チューブ５６、および塗装ガ
ン５１における塗料通過管路に残存した塗料を洗浄除去
する必要がある。

【００４５】洗浄装置１はそのためのもので、まず、上
記色替え装置５２のマニホールド５５に設けられた二つ
の切換バルブ１１，１２を有する。一方の切換バルブ１
１は洗浄エアバルブであり、他方の切換バルブ１２は洗
浄媒体バルブである。各バルブ１１，１２には、図外の
エア供給源から第三、第四制御エアＡ３，Ａ４が供給さ
れる制御エア供給管路１１ａ，１２ａが接続されてい
る。また、洗浄エアバルブ１１には、同じく図外の洗浄
エア供給源から洗浄エアＡＣが供給される洗浄エア供給
管路１１ｂが接続されている。一方、洗浄媒体バルブ１
２には、次に説明する混合流体生成装置１３から混合流
体Ｍが供給される洗浄媒体供給管路１２ｂが接続されて
いる。

【００４６】混合流体生成装置１３は、マニホールド１
６に設けられた二つの切換バルブ１４，１５を有する。
一方の切換バルブ１４は洗浄エア導入バルブであり、他
方の切換バルブ１５は洗浄シンナ導入バルブである。各
バルブ１４，１５には、上記洗浄媒体バルブ１２に供給
される制御エアと同じ第四制御エアＡ４が供給される制
御エア供給管路１４ａ，１５ａが接続されている。ま
た、洗浄エア導入バルブ１４には、上記洗浄エアバルブ
１１に供給される洗浄エアと同じ洗浄エアＡＣが供給さ
れる洗浄エア供給管路１４ｂが接続されている。一方、
洗浄シンナ導入バルブ１５には、図外の洗浄シンナ供給
源から洗浄シンナＴＣが供給される洗浄シンナ供給管路
１５ｂが接続されている。

【００４７】洗浄エア導入バルブ１４に至る制御エア供
給管路１４ａには、該管路１４ａを連通または遮断する
開閉バルブ１７が配設されている。また、同じく洗浄エ
ア導入バルブ１４に至る洗浄エア供給管路１４ｂには、
該管路１４ｂの開度を調節する開度調節バルブ１８が配
設されている。

【００４８】そして、混合流体生成装置１３は、洗浄エ
ア供給管路１４ｂを介して供給された洗浄エアＡＣと、
洗浄シンナ供給管路１５ｂを介して供給された洗浄シン
ナＴＣとを混合して混合流体Ｍを生成し、該混合流体Ｍ
をマニホールド１６から洗浄媒体供給管路１２ｂを経由
して洗浄媒体バルブ１２に供給する。

【００４９】上記のような構成の塗装装置５および洗浄
装置１は、例えば塗料Ｐ１から塗料Ｐ２への色替え時に
は、およそ図２に示すフローチャートに従って次のよう
に動作する。

【００５０】すなわち、塗料Ｐ１での塗装時は、第一制
御エアＡ１で第一塗料バルブ５３のみ開状態としてい
る。したがって、まず、塗料Ｐ１の塗装ガン５１への供
給を停止するため、ステップＳ１で、第一制御エアＡ１
の供給を停止して第一塗料バルブ５３を閉じる。

【００５１】次のステップＳ２〜Ｓ５は洗浄動作であ
る。この一連の洗浄動作は、例えば図示しないシーケン
サ（コントロールユニット）を用いて自動で行なうこと
ができる。

【００５２】まず、ステップＳ２で、第三制御エアＡ３
を供給して洗浄エアバルブ１１を開く。これにより、洗
浄エアＡＣが、色替え装置５２のマニホールド５５、チ
ューブ５６、および塗装ガン５１における塗料通過管路
に送り込まれ、該管路内に残存した塗料Ｐ１を粗方押し
出して塗装ガン５１のノズルから排出（吐出）させる。

【００５３】次に、ステップＳ３で、第四制御エアＡ４
を供給する。このとき、開閉バルブ１７は、通常、開状
態とされている。これにより、洗浄エア導入バルブ１４
と、洗浄シンナ導入バルブ１５と、洗浄媒体バルブ１２
とが同時に開き、洗浄エアＡＣと洗浄シンナＴＣとの混
合流体Ｍが、色替え装置５２のマニホールド５５、チュ
ーブ５６、および塗装ガン５１における塗料通過管路に
送り込まれ、該管路の内壁に付着した塗料Ｐ１を例えば
溶解させるなどして洗浄する。

【００５４】次に、ステップＳ４で、上記のステップＳ
２，Ｓ３のサイクルを数回繰り返す。つまり、洗浄エア
ＡＣと混合流体Ｍとを交互に供給するのである。

【００５５】そして、ステップＳ５で、再び、第三制御
エアＡ３を供給して洗浄エアバルブ１１を開き、洗浄エ
アＡＣを供給する。これにより、色替え装置５２のマニ
ホールド５５、チューブ５６、および塗装ガン５１にお
ける塗料通過管路内に残存した混合流体Ｍを完全に押し
出して塗装ガン５１のノズルから排出させ、また管路内
を乾燥させる。

【００５６】しかる後、ステップＳ６で、第二制御エア
Ａ２を供給して第二塗料バルブ５４を開き、塗料Ｐ２の
供給を開始する。

【００５７】なお、以上は、塗料Ｐ１から塗料Ｐ２への
色替え時の動作であるが、逆に塗料Ｐ２から塗料Ｐ１へ
の色替え時の動作もこれに準じて実行可能であることは
いうまでもない。

【００５８】また、本実施の形態においては、塗料バル
ブ（色替えバルブ）を塗料Ｐ１用（符号５３）とＰ２用
（符号５４）との二つしか備えていないが、三つ以上の
塗料バルブを備えてもよく、その場合におけるいずれの
塗料同士の切換えについても上記に準じた色替え洗浄動
作が実行可能であることもまたいうまでもない。

【００５９】次に、上記洗浄装置１を用いて行なった塗
料Ｐ１の具体的な洗浄実験について説明する。該洗浄実
験はおよそ上記の色替え洗浄動作に準じて行なった。実
験動作のフローチャートを図３に示す。

【００６０】なお、塗料Ｐ１として、赤色の有機溶剤系
塗料を用いた。また、洗浄エアＡＣとして、圧力が４．
９×１０⁵Ｎ／ｍ²（５．０ｋｇｆ／ｃｍ²）の圧縮空気
を用いた。さらに、混合流体生成装置１３のマニホール
ド１６、および洗浄媒体供給管路１２ｂ、並びに、色替
え装置５２のマニホールド５５、チューブ５６などの塗
料通過管路の内径をそれぞれ６ｍｍに設計した。

【００６１】［実験例１〜７］（１）まず、図示しないレギュレータを用いて、洗浄シ
ンナＴＣの供給量を、実験例１では１６００ｍＬ／分
（２６．７ｍＬ／秒）に、実験例２では１４００ｍＬ／
分（２３．３ｍＬ／秒）に、実験例３では１２００ｍＬ
／分（２０．０ｍＬ／秒）に、実験例４では１０００ｍ
Ｌ／分（１６．７ｍＬ／秒）に、実験例５では８００ｍ
Ｌ／分（１３．３ｍＬ／秒）に、実験例６では６００ｍ
Ｌ／分（１０．０ｍＬ／秒）に、および、実験例７では
４００ｍＬ／分（６．７ｍＬ／秒）にそれぞれ設定し
た。

【００６２】（２）また、各実験例１〜７において、開
度調節バルブ１８を用い、洗浄エア導入バルブ１４に至
る洗浄エア供給管路１４ｂの開度を１０〜８０％の間で
１０％おきに８段階に設定し、これにより、混合流体生
成装置１３への洗浄シンナＴＣの供給量および洗浄エア
ＡＣの供給量（混合流体における気液混合比）をいろい
ろに変化させた。

【００６３】例えば、実験例１において調節バルブ１８
の開度を１０％とすると、該バルブ１８の開度を０％と
したときの洗浄シンナＴＣの供給量（すなわち１６００
ｍＬ／分）のおよそ１０％程度、洗浄シンナＴＣの供給
量が減少した状態となる。

【００６４】（３）そして、各実験例１〜７および各気
液混合比毎に、図３のフローチャートに従って洗浄実験
を行なった。すなわち、まず、塗料Ｐ１を色替え装置５
２のマニホールド５５、チューブ５６、および塗装ガン
５１における塗料通過管路内に残存させるために、ステ
ップＳ１１で、第一制御エアＡ１を供給して第一塗料バ
ルブ５３を開き、塗料Ｐ１を塗装ガン５１から吐出させ
た。

【００６５】次のステップＳ１２〜Ｓ１６は、上記の図
２の色替え洗浄動作のステップＳ１〜Ｓ５にほぼ準ずる
ものである。すなわち、ステップＳ１２で、第一制御エ
アＡ１の供給を停止して第一塗料バルブ５３を閉じて塗
料Ｐ１の供給を停止したうえで、ステップＳ１３で、第
三制御エアＡ３を供給して洗浄エアバルブ１１を開いて
洗浄エアＡＣを３秒間供給し、ステップＳ１４で、第四
制御エアＡ４を供給して洗浄エア導入バルブ１４と洗浄
シンナ導入バルブ１５と洗浄媒体バルブ１２とを開いて
混合流体Ｍ（各実験例１〜７および各気液混合比毎に、
洗浄シンナＴＣの量および洗浄エアＡＣの量が様々な値
に変化している）を４秒間供給した。

【００６６】そして、ステップＳ１５で、上記のステッ
プＳ１３，Ｓ１４のサイクルをあと２回、計３回繰り返
した後、ステップＳ１６で、再び、第三制御エアＡ３を
供給して洗浄エアバルブ１１を開いて洗浄エアＡＣを６
秒間供給し、洗浄動作を終了した。

【００６７】次いで、ステップＳ１７で、マニホールド
５５、チューブ５６、および塗装ガン５１における塗料
通過管路の洗浄後の清浄度を調べるために、洗浄エア導
入バルブ１４を閉じた状態で第四制御エアＡ４を供給し
て、洗浄シンナ導入バルブ１５と洗浄媒体バルブ１２と
を開き、洗浄シンナＴＣを、マニホールド５５、チュー
ブ５６、および塗装ガン５１における塗料通過管路内に
通して塗装ガン５１から吐出させた。

【００６８】次いで、ステップＳ１８で、そのとき最初
に吐出した１００ｍＬの洗浄シンナＴＣを採取して、そ
の透過度を６７０ｎｍの波長の光を用いて測定した。そ
して、透過度が７５％以上あるものを、洗浄後の管路内
の清浄度が高いとして、洗浄評価を「○」とし、７５％
未満のものを「×」とした。

【００６９】（４）結果を表１〜表４および図５に示
す。なお、図５においては、白丸が洗浄評価「○」を示
し、黒丸が洗浄評価「×」を示す。

【００７０】また、表１〜表４における洗浄シンナＴＣ
および洗浄エアＡＣの吐出量（ｍＬ／秒）の欄は、塗装
ガン５１のノズルに採取用袋を装着し、各実験例１〜７
および各気液混合比毎に混合流体Ｍを一定時間流したと
きに上記袋に採取された各成分の実測値である。

【００７１】また、表１〜表４および図５における洗浄
シンナＴＣおよび洗浄エアＡＣの空塔速度（ｍ／秒）の
欄は、上記吐出量を塗料通過管路の断面積（２８．２６
ｍｍ ²）で除した商である。

【００７２】また、表１〜表４における本発明の範囲の
欄では、混合流体Ｍにおける洗浄シンナＴＣの空塔速度
が０．１ｍ／秒以上で、かつ洗浄エアＡＣの空塔速度が
１０ｍ／秒以下のものを「○」で示し、それ以外のもの
を「×」で示した。本発明の範囲に該当する洗浄実験に
おいて、良好な洗浄性が確保されていることがわかる。

【００７３】なお、図５に、本発明のより好ましい範囲
の一例を示した。すなわち、Ｘ軸に洗浄液体の空塔速度
およびＹ軸に気体の空塔速度をとり、その単位をｍ／秒
とした両対数グラフにおいて、ａ（０．１４９：６．９
７１），ｂ（０．２６２：９．１５８），ｃ（０．５２
９：２．６７３），ｄ（０．８２８：０．３６８），ｅ
（０．２１２：０．０３９），ｆ（０．１４２：０．３
８９）の６つの点（座標）を直線で結んだときに囲まれ
た範囲である。これらの各点の符号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆは、表１，２，４にも示してある。もちろん、こ
の好ましい範囲は一例であって、表１〜表４に示した実
験例１〜７の結果のうち、洗浄評価に優れ、本発明の範
囲に属する適宜の点を選択して決定することができる。

【００７４】［参考例１〜７］参考例として、非混合流
体での洗浄実験、すなわち洗浄シンナＴＣのみでの洗浄
実験をおよそ上記の実験例に準じて併せて行なった。実
験動作のフローチャートを図４に示す。

【００７５】参考例１〜７が実験例１〜７と異なる点
は、ステップＳ２４で、開閉バルブ１７を完全に閉じる
点である。これにより、第四制御エアＡ４を供給しても
洗浄エア導入バルブ１４が開かず、その結果、混合流体
Ｍに代わって洗浄シンナＴＣのみが供給されることにな
る。その他のステップＳ２１〜Ｓ２３、Ｓ２５〜Ｓ２８
は、それぞれ、ステップＳ１１〜Ｓ１３、Ｓ１５〜Ｓ１
８にほぼ同様である。

【００７６】結果を表１〜表４に併せて示す。なお、表
１〜表４では、調節バルブ１８の開度が０％とされてい
る。

【００７７】

【表１】

【００７８】

【表２】

【００７９】

【表３】

【００８０】

【表４】

【００８１】なお、混合流体Ｍの状態は、気体と液体と
の事前の混合の形態に関係なく、それぞれの空塔速度に
よって定まるから、混合流体Ｍは、気体と液体とを単に
混合して作成してもよく、また例えばスタティックミキ
サなどで微細に混合して作成してもよい。

【００８２】その場合に、混合流体Ｍは、気液混合バル
ブを用いて作成してもよく、また上記のようにバルブと
マニホールドとの組合せで作成してもよい。さらには、
バルブと三方配管との組合せで作成することもできる。

【００８３】気体の供給量を制御するには、例えばマス
フローコントローラを使用することができる。一方、液
体の供給量を制御するには、例えばレギュレータや、定
量バルブあるいはニードルバルブなどの各種バルブを使
用することができる。そして、気体の圧力を液体の圧力
よりも高くしておいて、気体をニードルバルブでコント
ロールしながら液体に混合することができる。

【００８４】色替え作業の手順は、上記のように、ま
ず、塗料の供給を停止し、次に気体を流して残存塗料を
ほぼ排出させた後、混合流体と気体との交互供給を行な
い、最後に、残存混合流体を押し出し排出するために気
体を通し、そして次の塗料を供給するようにしてもよ
く、また、例えば、混合流体と気体との交互供給に代え
て、混合流体を一回だけ流して洗浄するようにしてもよ
い。さらに、塗料の供給停止後に気体を流して残存塗料
をほぼ排出させる工程を省略し、塗料の供給停止後に混
合流体をいきなり流すようにしてもよい。

【００８５】また、塗料通過管路のほとんどの部分で、
本発明に係る最適空塔速度範囲が実現するように、マニ
ホールドや管路の接続部分のサイズ（内径、断面積）を
設定してもよい。洗浄効率の高い塗装システムが設計さ
れる。

【００８６】そして、上記の実施の形態では、塗装装置
の色替え時の洗浄動作を例に説明したが、これに限ら
ず、例えば、同じ塗装装置であっても塗料循環用配管の
洗浄や、各種のケミカルプラントにおける原材料供給用
配管の洗浄などにも本発明は適用可能である。その場合
は、洗浄対象物や被除去物の性質に応じて、洗浄液の種
類や気体の種類を選択する。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
洗浄液の消費量が少なくて済み、また大型の高圧ポンプ
が必要とならず、従来の洗浄方法に比べて、無駄がな
く、時間的、コスト的に有利な洗浄方法が提供される。

【００８８】本発明は、例えば、塗装装置における塗料
供給用または循環用の配管、印刷機におけるインキ供給
用の配管、各種のケミカルプラントにおける例えば接着
剤やウレタン原材料などの材料供給用の配管、医薬品や
飲食料製造工場における原材料または製品搬送用の配
管、医療現場における医療機器のチューブなどの各種の
管路の内面の洗浄一般に広く好ましく適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る洗浄装置の配管図
である。

【図２】同洗浄装置による塗料色替え時の洗浄工程の
流れ図である。

【図３】同じく洗浄実験例１〜７の工程の流れ図であ
る。

【図４】同じく洗浄実験参考例１〜７の工程の流れ図
である。

【図５】液体空塔速度と気体空塔速度とを対数表示し
たものにおいて、上記洗浄実験例１〜７の洗浄結果をプ
ロットしたチャートである。

【図６】同じく液体空塔速度と気体空塔速度とを対数
表示したものにおいて、気液混合流体が水平方向に流れ
る場合の該混合流体の状態を示すチャートである。

【図７】同じく気液混合流体が垂直方向に流れる場合
の該混合流体の状態を示すチャートである。

【符号の説明】

１洗浄装置１１洗浄エアバルブ１２洗浄媒体バルブ１３混合流体生成装置１４洗浄エア導入バルブ１５洗浄シンナ導入バルブ５１塗装ガン５２色替え装置５３，５４色替えバルブＡＣ洗浄エアＴＣ洗浄シンナＭ混合流体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄液と気体との混合流体で管路内面を
洗浄する方法であって、上記混合流体における洗浄液の
空塔速度を０．１ｍ／秒以上とし、気体の空塔速度を１
０ｍ／秒以下とすることを特徴とする管路内面の洗浄方
法。
【請求項２】洗浄液の空塔速度を０．１〜５ｍ／秒と
することを特徴とする請求項１に記載の管路内面の洗浄
方法。
【請求項３】混合流体を間欠流の状態とすることを特
徴とする請求項１または２に記載の管路内面の洗浄方
法。
【請求項４】混合流体を気体と交互に筒状物に流すこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の管路
内面の洗浄方法。
【請求項５】管路内面が、塗装装置における塗料通過
管路内面であることを特徴とする請求項１から４のいず
れかに記載の管路内面の洗浄方法。