JP2018001143A - 管内洗浄装置および管内洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配管内に付着した付着物を除去する管内洗浄装置の提供。【解決手段】本発明の管内洗浄装置１は、液体を貯留可能な貯留槽３０と、この貯留槽３０に貯留された液体を汲み上げるとともに外気を吸引して気泡を含んだ混合液を生成する第１のポンプＰ１と、この第１のポンプＰ１によって生成された混合液を通過させてさらに微細な気泡を含んだ洗浄液を生成する微細気泡生成ユニット１１とを備え、これら第１のポンプＰ１および微細気泡生成ユニット１１をそれぞれ貯留槽３０へ接続し洗浄液を循環させる洗浄液生成経路１０を構成する一方、貯留槽３０に貯留された洗浄液を汲み上げる第２のポンプＰ２と、この第２のポンプＰ２を通過した洗浄液を被洗浄体２１の管内へ案内し、被洗浄体２１を通過した回収液を貯留槽３０へ戻し循環させる洗浄経路２０を構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、微細気泡を含む液体を配管内へ送り込み管内に付着した油などの付着物を除去する管内洗浄装置および管内洗浄方法に関する。

従来の管内洗浄装置および管内洗浄方法は、特許文献１および特許文献２に開示されており以下に説明する。

まず、特許文献１に開示の管内洗浄装置は、水を給送するポンプと、このポンプに接続され前記水を送通させる際に空気を取り入れ微細気泡を含んだ洗浄液を生成する微細気泡生成ユニットと、この微細気泡生成ユニットにより生成した洗浄液を洗浄したい配管へ送通して前記配管を通過した回収液を貯留する貯水槽とを備え、前記貯水槽および前記ポンプを接続して成り、前記ポンプにより前記回収液を循環給送して前記洗浄液を生成し続けるように構成されている。

また、特許文献１に開示の管内洗浄方法は、水に微細気泡を混合させた前記洗浄液を生成する洗浄液生成工程と、この洗浄液生成工程を経て生成された洗浄液を洗浄したい配管内へ送通する洗浄液送通工程とを含む。次に、特許文献２に開示の管内洗浄方法は、前記洗浄液生成工程と、この洗浄液を一時的に貯留する貯留工程と、前記槽の洗浄液を高圧にして噴射する噴射工程と、この噴射工程を経て噴射された洗浄液を洗浄したい配管内へ送通する洗浄液送通工程とを含む。

一方、特許文献２に開示の管内洗浄装置は、前記微細気泡生成ユニットに接続され生成された前記洗浄液を貯留する貯留槽と、この貯留槽に接続され貯留槽の洗浄液を高圧にして排出する高圧洗浄機と、この高圧洗浄機に接続され洗浄したい配管内へ侵入し高圧の洗浄液を噴射する噴射ノズルとを備えて成る。

上述した従来の管内洗浄方法および管内洗浄装置は、微細気泡を含んだ洗浄液を洗浄したい配管内へ給送あるいは噴射しているため、配管内に付着している油などの付着物が微細気泡の発泡効果や表面張力によって配管内周面から剥がれ易いという特徴がある。

特公平03-47915号公報 特開2008-57123号公報

しかしながら、特許文献１に開示の従来の管内洗浄装置および管内洗浄方法は、管内洗浄性能が低いという問題があった。これは、微細気泡生成ユニットの排出口から排出された微細気泡が前記排出口付近に発生する乱流などにより比較的大きな気泡へ変化し易いからであり、この大きな気泡が微細気泡に比べて浮遊し易いことから前記混合液から弾け出し発泡するためである。つまり、洗浄したい配管内の上部は、大きな気泡が複数発砲してできる空気層に触れているので、微細気泡の発泡による付着物除去効果を十分に受けることができなかった。また、洗浄したい配管長さが長い場合であれば、前述した大きな気泡だけでなく微細気泡も徐々に発泡するので前記配管端部付近の管内上部も前述同様の空気層で満たされるので、特許文献１の従来の管内洗浄装置および管内洗浄方法は管内洗浄性能が低い。

また、特許文献２に開示の従来の管内洗浄装置は、前記混合液を高圧洗浄機を介して管内へ噴射しているので、前記付着物は配管内壁面から剥離されるものの、前記噴射ノズルを管内へ徐々に侵入させなければならない。よって、洗浄時間が増大するという問題もあった。

さらに、特許文献２に開示の従来の管内洗浄装置は、噴射ノズルを用いているため、高圧の混合液を謂わば局部的に噴射することになる。つまり、特許文献１のように管内に混合液を大量に流し込むものでないため、剥離した付着物を管内の下部に溜まったまま完全に除去できないという問題もあった。

本発明の管内洗浄装置は、液体を貯留可能な貯留槽と、この貯留槽に貯留された前記液体を汲み上げるとともに外気を吸引して気泡を含んだ混合液を生成する第１のポンプと、この第１のポンプによって生成された前記混合液を通過させてさらに微細な気泡を含んだ洗浄液を生成する微細気泡生成ユニットとを備え、これら第１のポンプおよび微細気泡生成ユニットをそれぞれ前記貯留槽へ接続し前記洗浄液を循環させる洗浄液生成経路を構成する一方、前記貯留槽に貯留された前記洗浄液を汲み上げる第２のポンプと、この第２のポンプを通過した洗浄液を被洗浄体の管内へ案内し、前記被洗浄体を通過した回収液を前記貯留槽へ戻し循環させる洗浄経路を構成したことを特徴とする。なお、前記貯留槽は、前記微細気泡生成ユニットに接続され生成された洗浄液を一時的に貯留するバッファ槽と、前記被洗浄体から排出される前記回収液を貯留する回収槽とを備え、これらバッファ槽および回収槽は、前記回収槽へ流れ込む前記回収液の流勢を低減させる仕切板により仕切られて成り、前記仕切板は、貯留槽の底面から隙間を空けて配され、この隙間を前記バッファ槽および回収槽を連通する連通路として構成することが好ましい。また、前記第１のポンプと前記微細気泡生成ユニットとの間には、所定の圧力に加圧された前記混合液および加圧気体を貯留する溶解タンクを配置して成ることが好ましい。さらに、前記第１のポンプは、前記液体および前記混合液を加圧して給送するように構成することが好ましく、前記第２のポンプは、前記被洗浄体の管内全域に渡り前記混合液を満たすだけの吐出流量を少なくとも備えて成ることが好ましい。

また、本発明の管内洗浄方法は、液体に微細気泡を混入させた洗浄液を生成する洗浄液生成工程と、前記洗浄液を貯留槽へ貯留する貯留工程と、前記貯留槽から洗浄液を汲み上げて給送し被洗浄体の管内を洗浄する洗浄工程とを含み、前記洗浄液生成工程は、前記貯留槽から前記液体および洗浄液を連続的に汲み上げて前記洗浄液を前記貯水槽へ循環供給し続ける工程であることを特徴とする。

以上説明した本発明の管内洗浄装置は、微細な気泡を含んだ洗浄液を前記貯留槽へ供給し続ける前記洗浄液生成経路と、前記被洗浄体へ前記洗浄液を供給する前記洗浄経路とを構成し、洗浄液の流れる経路を２経路に分けている。これにより、前記洗浄液生成経路では、生成した洗浄液を貯留槽に一旦溜め込み生成し続けることができるので、洗浄性能の高い洗浄液を常に貯留槽でストックできる一方、前記洗浄経路では、この洗浄性能の高い洗浄液を被洗浄体内へ供給することが可能となる。よって、常に洗浄性能の高い洗浄液を被洗浄体内へ供給できるので、被洗浄体の洗浄が効率よく行えるという利点がある。また、本発明の管内洗浄装置は、第１のポンプおよび第２のポンプの特性を個別に設定できるので、例えば、前記洗浄液の生成に最適となる加圧性能の高いポンプを第１のポンプに選定する一方、前記洗浄液を被洗浄体の管内全域に渡って満たすことができる吐出流量の多い性能のものを第２のポンプに選定できる。よって、吐出流量の多い第２のポンプにより洗浄液を被洗浄体内へ供給し、被洗浄体内を洗浄液で満たすことができるため、管内の洗浄をより効率よく行えるという利点もある。さらに、本発明の管内洗浄装置は、前記仕切板により槽を隔てた前記バッファ槽および回収槽を備え、これら互いの２槽が一部連通する連通路を備える。これにより、前記洗浄経路から前記回収槽へ流れ込んだ前記回収液を仕切板により衝突させ流れ込む勢いを低減させることができ、勢いの弱まった回収液を順次前記洗浄液生成経路へ送ることができる。よって、バッファ槽に貯留された前記洗浄液は、微細気泡を高濃度のまま維持されるので、被洗浄体の洗浄をさらに効率的に行えるという利点もある。また、本発明の管内洗浄装置は、第１のポンプと微細気泡生成ユニットとの間に溶融タンクを配置しているため、第１のポンプにより生成された気泡を含んだ混合液を予め溶融タンクに貯留できる。これにより、事前に気泡を含んだ混合液を基にしてより微細な気泡を含む洗浄液を微細気泡生成ユニットによって得ることができるという利点もある。

また、本発明の管内洗浄方法は、液体に微細気泡を混入させた洗浄液を生成する洗浄液生成工程と、前記洗浄液を貯留槽へ貯留する貯留工程と、前記貯留槽から洗浄液を汲み上げて給送し被洗浄体の管内を洗浄する洗浄工程とを含み、前記洗浄液生成工程を、前記貯留槽から前記液体および洗浄液を連続的に汲み上げて前記洗浄液を前記貯水槽へ循環供給し続ける工程としている。これにより、洗浄液の生成と被洗浄体への洗浄液の供給とを個別に行えるので、被洗浄体の洗浄効率を向上できるという利点がある。

本発明の管内洗浄装置の概略説明図である。

本発明の管内洗浄装置１は、図１に示すように所定量の液体を貯留可能な貯留槽３０と、この貯水槽３０から液体を汲み上げるとともに外気を吸引して気泡を含んだ混合液を給送する第１のポンプＰ１と、この第１のポンプＰ１を通過した混合液を通過させ前記貯留槽３０内に微少な気泡を含んだ洗浄液を生成する微細気泡生成ユニット１１と、前記貯留槽３０に貯留した洗浄液を汲み上げる第２のポンプＰ２と、この第２のポンプを通過した洗浄液を被洗浄体２１の管内へ案内し、被洗浄体２１から排出される回収液を前記貯水槽３０へ戻すように構成されている。つまり、前記管内洗浄装置１は、前記第１のポンプＰ１側の液体および混合液の流れる経路である洗浄液生成経路１０と、前記第２のポンプＰ２側の洗浄液および回収液の流れる経路である洗浄経路２０とを備える。

前記貯留槽３０は、２槽構造を成しており、前記洗浄液生成経路１０に接続され前記洗浄液を貯留するバッファ槽３１と、前記被洗浄体２１に接続され被洗浄体２１から排出される回収液を貯留する回収槽３２とから構成される。また、前記バッファ槽３１および回収槽３２は、これらに貯留された液体の水面に対して直交する方向へ延びる仕切板３３により区分けされている。前記仕切板３３は、貯留槽３０の底面３０ａから若干の隙間を空けるように配置されており、その先端部には前記バッファ槽３１と回収槽３２とを連通する連通穴３３ａを備えて成る。なお、前記隙間あるいは連通穴３３ａが特許請求の範囲に記載した連通路に相当する。これにより、前記回収液が勢いよく回収槽３２へ流入しても仕切板３３に衝突しその流勢が弱められ、微細な気泡を含んだ洗浄液で満たされたバッファ槽３１へ直接的に流入しない。よって、被洗浄体２１の洗浄に必要な気泡濃度の高い洗浄液をバッファ槽３１内に貯留できるので、常時洗浄液を前記洗浄経路２０へ供給できる。

次に、前記洗浄液生成経路１０側の構成について説明する。前記第１のポンプＰ１は、前記バッファ槽３１に接続されており、このバッファ槽３１に貯留した前記洗浄液や前記回収槽３２に貯留した回収液を通過可能なストレーナ１３に接続されており、これら洗浄液および回収液を汲み上げ可能に構成されている。また、第１のポンプＰ１は、別途外気を吸引して汲み上げた前記洗浄液および回収液に混ぜ込み、気泡を含んだ混合液を生成して成り、その性能は、外気などの空気混入による所謂落水を生じ難く、かつ高い揚程力のものが選定されている。さらに、第１のポンプＰ１は、前記混合液の圧力を０．３Ｍｐａないし０．５Ｍｐａの範囲にして前記微細気泡生成ユニット１１へ供給する性能を備えており、微細気泡生成ユニット１１から通過する微細気泡を含んだ洗浄液を効率よく生成できる圧力が選定されている。したがって、第１のポンプＰ１は、後述する第２のポンプＰ２とは異なり、吐出流量よりも圧力を重視したタイプのものが選定されている。

前記微細気泡生成ユニット１１は、前記第１のポンプＰ１を通過した前記混合液を通過させることで、その排出口から微細な気泡を含んだ洗浄液を生成可能なノズルであり、前記バッファ槽３１の底面３０ａ付近に配されている。また、前記洗浄液は、無数の微細な気泡が溶け込んだ状態であり、この気泡の発泡効果や表面張力効果により油などの汚れを被洗浄体２１から剥がし取る性能を備えている。

前記洗浄液生成経路１０は、前記第１のポンプＰ１および微細気泡生成ユニット１１の間に配置された溶解タンク１２を備えてもよい。この溶解タンク１２は、前記第１のポンプＰ１によって生成された前記混合液をその上部から貯留するよう構成され、その下部に貯留された前記混合液と、上述した０．３Ｍｐａないし０．５Ｍｐａの圧力に高められ上部に滞留された気体とに分かれている。また、溶解タンク１２の下部と前記微細気泡生成ユニット１１とが接続されているので、溶解タンク１２内の混合液は、前記気体の圧力により微細気泡生成ユニット１１を通過する。このように、洗浄液生成経路１０に前記溶解タンク１２を配置し、この溶解タンク１２に図示しない圧力調整弁などを設けることで、簡単に溶解タンク１２内の圧力設定および圧力管理が行えるようになる。よって、溶解タンク１２側で前記微細気泡生成ユニット１１へ供給する混合液の圧力を設定できるので、前記第１のポンプＰ１の性能のみに頼らなくてもよく、前記微細気泡生成ユニット１１の性能に合わせた圧力を管理できる。

次に、前記洗浄経路２０側の構成について説明する。前記第２のポンプＰ２は、前記バッファ槽３１に接続されており、このバッファ槽３１に貯留された前記洗浄液を汲み上げ可能に構成されている。また、この第２のポンプＰ２は、前記被洗浄体２１の全長に渡り、かつ被洗浄体２１の管内を洗浄液により満たすことができる吐出流量の性能を有している。したがって、被洗浄体２１の管内で前記気泡が弾けても十分な流量の洗浄液が管内に供給されるので、従来のように管内上部が空気の層で満たされるようなことが生じ難く、被洗浄体２１の管内の洗浄が短時間でかつ効率よく行える。

また、上述の被洗浄体２１は、例えば食品製造ラインに使用される配管であり、その内壁面に油などの付着物が付着したものである。この配管は、直径が４０ｍｍ程度の比較的大径で設定されており、その形状は図１に示すようなＬ字形であったり、図示しないＵ字形などに成形され、さらにその長さは、１ｍないし３ｍに設定されている。また、この被洗浄体２１内を通過した前記洗浄液は、管内の油分を気泡の表面張力などにより取り除き、この油分を含んだ洗浄液が回収液となって前記回収槽へ流れ込むように構成されている。つまり、このような複雑な形状の被洗浄体２１であっても、その全長に渡り管内を満たす洗浄液が送り込まれるので、管内の付着物が短時間且つ効率よく行える。

このように構成された管内洗浄装置１は、上述したように洗浄液生成経路１０と、洗浄経路２０との２経路を備えるので、微細気泡を含む洗浄液の生成に適した第１のポンプＰ１と、被洗浄体２１へ大量の洗浄液を流し込むために適した第２のポンプＰ２とを個別に配置できるという利点がある。

次に、本発明の管内洗浄方法は、前記バッファ槽３１の液体を循環して微細気泡を混入させた洗浄液を生成する洗浄液生成工程と、前記洗浄液を前記貯留槽３０に貯留する貯留工程と、前記貯留槽から洗浄液を汲み上げて被洗浄体へ給送し管内を洗浄する洗浄工程とを含む。つまり、本発明の管内洗浄方法は、洗浄液を生成する洗浄液生成工程と被洗浄体の洗浄を行う洗浄工程とを別工程に分け、しかも、それぞれの工程に使用する洗浄液を１つの貯留槽から分岐させて活用している。よって、効率の良い洗浄液の生成のみならず十分に貯留された洗浄液を利用できるので、被洗浄体の洗浄を効率的に行うことが可能になる。

１・・・管内洗浄装置
１０・・・洗浄液生成経路
１１・・・微細気泡生成ユニット
１２・・・溶解タンク
１３・・・ストレーナ
２０・・・洗浄経路
２１・・・被洗浄体
３０・・・貯留槽
３０ａ・・底面
３１・・・バッファ槽
３２・・・回収槽
３３・・・仕切板
Ｐ１・・・第１のポンプ
Ｐ２・・・第２のポンプ

Claims (6)

1. 液体を貯留可能な貯留槽と、
   この貯留槽に貯留された前記液体を汲み上げるとともに外気を吸引して気泡を含んだ混合液を生成する第１のポンプと、この第１のポンプによって生成された前記混合液を通過させてさらに微細な気泡を含んだ洗浄液を生成する微細気泡生成ユニットとを備え、これら第１のポンプおよび微細気泡生成ユニットをそれぞれ前記貯留槽へ接続し前記洗浄液を循環させる洗浄液生成経路を構成する一方、
   前記貯留槽に貯留された前記洗浄液を汲み上げる第２のポンプと、この第２のポンプを通過した洗浄液を被洗浄体の管内へ案内し、前記被洗浄体を通過した回収液を前記貯留槽へ戻し循環させる洗浄経路を構成したことを特徴とする管内洗浄装置。
2. 前記貯留槽は、前記微細気泡生成ユニットに接続され生成された洗浄液を一時的に貯留するバッファ槽と、前記被洗浄体から排出される前記回収液を貯留する回収槽とを備え、
   これらバッファ槽および回収槽は、前記回収槽へ流れ込む前記回収液の流勢を低減させる仕切板により仕切られて成り、
   前記仕切板は、貯留槽の底面から隙間を空けて配され、この隙間を前記バッファ槽および回収槽を連通する連通路として構成したことを特徴とする請求項１に記載の管内洗浄装置。
3. 前記第１のポンプと前記微細気泡生成ユニットとの間には、所定の圧力に加圧された前記混合液および加圧気体を貯留する溶解タンクを配置して成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内洗浄装置。
4. 前記第１のポンプは、前記液体および前記混合液を加圧して給送するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の管内洗浄装置。
5. 前記第２のポンプは、前記被洗浄体の管内全域に渡り前記混合液を満たすだけの吐出流量を少なくとも備えて成ることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の管内洗浄装置。
6. 液体に微細気泡を混入させた洗浄液を生成する洗浄液生成工程と、前記洗浄液を貯留槽へ貯留する貯留工程と、前記貯留槽から洗浄液を汲み上げて給送し被洗浄体の管内を洗浄する洗浄工程とを含み、
   前記洗浄液生成工程は、前記貯留槽から前記液体および洗浄液を連続的に汲み上げて前記洗浄液を前記貯水槽へ循環供給し続ける工程であることを特徴とする管内洗浄方法。

Images