JP2018044198A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄装置の提供。【解決手段】この洗浄装置２は、その内部に、洗浄液及び長尺の被洗浄物としての鋼管Ｐが収容されうる洗浄槽４と、この洗浄槽４の一端４Ｌ側から洗浄液を供給する第一ポンプ８Ｌと、洗浄槽４の他端４Ｒ側から洗浄液を供給する第二ポンプ８Ｒとを備えており、上記一端４Ｌ側及び他端４Ｒ側が、洗浄槽４内に収容された上記鋼管Ｐの一端側及び他端側に対応している。この洗浄装置２を用いた洗浄方法としては、洗浄槽４内に収容された鋼管Ｐに対して、その一端側からの洗浄液供給と他端側からの洗浄液供給とを交互に行うのが好ましい。【選択図】図２

Description

本発明は、鋼管、鋼線、棒鋼等の長尺物を対象とした、脱脂等の洗浄を行う洗浄装置及び洗浄方法に関する。

例えば鋼管は、冷間圧延等の冷間加工が施された後、その内面及び外面に付着している潤滑油が脱脂液によって洗い落とされる。脱脂液としては、有機溶剤、アルカリ脱脂液等が用いられる。効率よく脱脂するために、種々の洗浄装置及び洗浄方法が提案されている。

特開２００２−２８６０３号公報には、ステンレス鋼管の洗浄方法及びステンレス鋼管の内外面の脱脂槽が記載されている。この脱脂槽は、その底部が水平面に対してわずかに傾斜している。脱脂槽は、その傾斜の高い方から低い方に向けて、脱脂液が噴出するように構成されている。洗浄に際しては、洗浄対象であるステンレス鋼管の束を、脱脂槽の底面に載置する。このとき、ステンレス鋼管を、その中心軸の方向が脱脂液の流れの方向と一致するように載置する。この脱脂槽を用いた洗浄方法によれば、脱脂液が脱脂槽内の傾斜の高い方から低い方に向けて急流のように流れるので、ステンレス鋼管の内外面の潤滑油が効果的に洗い落とされる、ということである。この洗浄装置は、洗浄中のステンレス鋼管を上下方向等に変位させる構成は有していない。

実開平６−１２４６６号公報には、金属管、棒状長尺物等の洗浄に用いられる揺動装置が記載されている。この揺動装置は、浸漬式洗浄槽内の底に設置された一対の伸縮性バッグから構成されている。この一対の伸縮性バッグは、被洗浄物の一端近傍及び他端近傍に対応する位置それぞれに設置される。洗浄に際しては、洗浄対象である長尺物の束を、上記伸縮性バッグの上に載置する。そして、一対の伸縮性バッグが交互に伸縮させられることにより、洗浄液に浸漬された状態の被洗浄物が揺動させられる。具体的には、被洗浄物の一端と他端とが交互に上下動させられる。多数の被洗浄物が揺動させられることにより、互いに動的に接触させられる。その結果、被洗浄物同士の接触部位でも脱スケール等が保証されうる、ということである。この装置においては、被洗浄物が洗浄液に浸漬させられるだけであり、洗浄液を流す構成は備わっていない。

しかし、特開２００２−２８６０３号公報に記載された洗浄方法のように、洗浄液を鋼管の中心軸方向に流すだけ、また、実開平６−１２４６６号公報に記載された洗浄方法のように、洗浄液に浸漬した状態で被洗浄物を揺動させるだけでは、現実には、十分な脱脂性能は得られなかった。

特開２００２−２８６０３号公報 実開平６−１２４６６号公報

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、脱脂性能の一層の向上が得られる洗浄方法及び洗浄装置の提供を目的としている。

本発明に係る洗浄装置は、
その内部に、洗浄液及び長尺の被洗浄物が収容されうる洗浄槽と、
この洗浄槽の一端側から洗浄液を供給する第一給水装置と、
洗浄槽の他端側から洗浄液を供給する第二給水装置を備えており、
上記一端側及び他端側が、洗浄槽内に収容された上記被洗浄物の一端側及び他端側に対応する。

好ましくは、上記洗浄装置が、上記洗浄槽の内部において、上記被洗浄物が水平面から上下に傾斜した姿勢で収容されるように構成されている。

好ましくは、上記洗浄槽の内部に収容された上記被洗浄物を上下動させる昇降装置、又は、上記洗浄槽を上下動させる昇降装置を備えている。

本発明に係る洗浄方法は、
洗浄槽内に収容された長尺の被洗浄物に対し、その一端側からの洗浄液供給と他端側からの洗浄液供給とを交互に行う。

好ましくは、上記洗浄槽内に収容された上記被洗浄物の姿勢を、水平面から上下方向に傾斜させる。

好ましくは、上記洗浄槽内に収容された上記被洗浄物を、上下方向に変位させる。

好ましくは、上記被洗浄物の上下方向の変位が、１時間当たり、上昇と下降とからなる往復を１回として５回以上１０回以下である。

好ましくは、上記一端側からの洗浄液供給の継続時間、及び、他端側からの洗浄液供給の継続時間のいずれもが、１０分間以上１５分間以下である。

好ましくは、上記洗浄方法が、前述したうちのいずれかの洗浄装置を用いるものである。

本発明に係る洗浄装置及び洗浄方法によれば、向上した脱脂性能が得られうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る洗浄装置の平面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って見た縦断面図である。 図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見た横断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に示された洗浄装置２は、洗浄槽４と、洗浄槽４内に配置された被洗浄物載置架台（以下単に架台という）６Ｌ、６Ｒと、洗浄槽４に洗浄液Ｗを供給する給水装置としての循環ポンプ８Ｌ、８Ｒとを備えている。被洗浄物として、鋼管Ｐが例示される。例えば、外径が２０ｍｍ以上１１５ｍｍ以下、長さが５ｍ程度の鋼管Ｐが、最大１０００本ほどの束にされて、架台６Ｌ、６Ｒの上に載置される。この洗浄装置２は、金属製管のみならず、金属線、金属棒等の脱脂洗浄に好適である。

図１及び図２から明らかなように、洗浄槽４は、鋼管Ｐの形状に対応して、水平方向に長い直方体状を呈している。図１から図３に示される洗浄槽４は、その上部が開放されている。この上部開口１０を閉止する蓋が設けられてもよい。

循環ポンプは、洗浄槽４の長手方向の一端側（図１、２における左側）と他端側（図１、２における右側）それぞれに配置されている。一端側の第一ポンプ８Ｌは、その吐出口２６Ｌが洗浄槽４の一端４Ｌ側に接続され、この一端４Ｌ側から内部に洗浄液を吐出する。他端側の第二ポンプ８Ｒは、その吐出口２６Ｒが洗浄槽４の他端４Ｒ側に接続され、この他端４Ｒ側から内部に洗浄液を吐出する。図２に示されるように、洗浄槽４の一端４Ｌ側と他端４Ｒ側それぞれに、流出口１２Ｌ、１２Ｒが設けられている。第一ポンプ８Ｌの吸引口２８Ｌと他端側の流出口１２Ｒとは、図示しないフィルタを介して第一循環パイプ１４Ｌによって接続されている。第二ポンプ８Ｒの吸引口２８Ｒと一端側の流出口１２Ｌとは、図示しないフィルタを介して第二循環パイプ１４Ｒによって接続されている。かかる構成により、第一及び第二のポンプ８Ｌ、８Ｒそれぞれが、洗浄液を洗浄槽４に循環させることができる。

図示しないが、循環させるべき洗浄液を貯めておく貯液層を設けておいてもよい。そして、上記第一及び第二の循環パイプ１４Ｌ、１４Ｒを貯液層に接続する。すなわち、第一循環パイプ１４Ｌ同士は貯液層を介して接続され、第二循環パイプ１４Ｒ同士も貯液層を介して接続される。かかる構成により、洗浄液は、この貯液層に仮貯留された状態で洗浄槽４に循環させられる。こうして、ポンプ８Ｌ、８Ｒによる洗浄液の供給が安定して継続される。

図２に示されるように、本実施形態では、第一ポンプ８Ｌの吐出管１６Ｌと、第二ポンプ８Ｒの吐出管１６Ｒとは、洗浄槽４の端面において、同一高さ位置に設けられている。一方、後述するように、上記架台６Ｌ、６Ｒの載置面１８Ｌ、１８Ｒは、洗浄槽４の長手方向に向かって、上下方向に傾斜している。このため、この載置面１８Ｌ、１８Ｒに載置された鋼管Ｐの両端の高さ位置は相違する。そこで、第一ポンプ８Ｌの吐出管１６Ｌの高さ位置と、第二ポンプ８Ｒの吐出管１６Ｒの高さ位置とを、鋼管Ｐの両端の高さ位置の差だけ相違させてもよい。本実施形態では、鋼管Ｐの一端側の高さ位置が、他端側の高さ位置より高いので、第一ポンプ８Ｌの吐出管１６Ｌの高さ位置を高くすることになる。

図２に示されるように、本実施形態では、両ポンプ８Ｌ、８Ｒの吐出管１６Ｌ、１６Ｒは、いずれも水平方向を向いている。しかし、後述するように、架台６Ｌ、６Ｒの載置面１８Ｌ、１８Ｒは、上下方向に傾斜している。従って、この載置面１８Ｌ、１８Ｒに載置された鋼管Ｐも傾斜する。そこで、両ポンプ８Ｌ、８Ｒの吐出管１６Ｌ、１６Ｒの向きを、架台６Ｌ、６Ｒの載置面１８Ｌ、１８Ｒの傾斜角と同一角度に傾斜させてもよい。かかる構成により、洗浄液が、鋼管Ｐの軸方向に向けて噴射され、鋼管Ｐの全長に亘ってその流れの効果が持続しうる。

本実施形態では、架台６Ｌ、６Ｒは、洗浄槽４内に２個備わっている。具体的には、洗浄槽４の一端側の第一架台６Ｌ、及び、他端側の第二架台６Ｒが備わっている。しかし、かかる構成には限定されない。１個の洗浄槽４内の架台は、鋼管Ｐが安定して載置されうるなら、１個でも、３個以上であってもよい。

図２に示されるように、各架台６Ｌ、６Ｒは、鋼管Ｐを載置するための載置面１８Ｌ、１８Ｒを有している。図３に示されるように、架台６Ｌ、６Ｒは、その側面がＬ字状を呈している。Ｌ字の底部が載置面１８Ｌ、１８Ｒを構成する。いずれの載置面１８Ｌ、１８Ｒも、洗浄槽４の長手方向に向かって、上下方向に傾斜している。第一載置面１８Ｌは、第二載置面１８Ｒより高い位置にある。両載置面１８Ｌ、１８Ｒとも、ほぼ同一傾斜角で傾斜し、ほぼ一つの平面内に位置している。これらの載置面１８Ｌ、１８Ｒに載置された鋼管Ｐは、載置面１８Ｌ、１８Ｒとほぼ同一傾斜角で傾斜する。鋼管Ｐに付着している潤滑油は、一般的に、洗浄液Ｗより比重が大きくなっている。従って、鋼管Ｐパイプが傾斜していることにより、剥離された油脂が鋼管Ｐの表面に沿って流れ落ちやすくなり、洗浄効果が向上しうる。

載置面１８Ｌ、１８Ｒの傾斜は、水平面に対して０．５％以上３．０％以下が好ましい。換言すると、水平方向長さ１００ｍｍに対する鉛直方向高さが０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である傾斜が好ましい。この傾斜角の範囲であれば、鋼管Ｐの先端に洗浄液を噴射させたとき、洗浄液の攪拌された状態が、鋼管Ｐのほぼ全長に亘って維持されうる。なお、図２では、理解容易のために、傾斜角が、実際の傾斜角より大きく描かれている。

各架台６Ｌ、６Ｒは、上下動可能に構成されている。ここで、上下動は、昇降ともいい、揺動ともいう。本実施形態では、洗浄槽４の外部に、架台６Ｌ、６Ｒを昇降させる昇降装置２０が設けられている。本実施形態では、昇降装置として油圧シリンダ２０が用いられている。油圧シリンダ２０のピストン２２は、洗浄槽４から外方へ露出した架台６の連結部２４に連結されている。第一架台６Ｌ用の油圧シリンダ２０と、第二架台６Ｒ用の油圧シリンダ２０とは、同期して駆動させられる。従って、鋼管Ｐは、その傾斜角が変化することなく昇降させられうる。昇降装置としては、油圧シリンダに限定されうることはなく、ネジ棒とナットとを利用したいわゆる送りネジ機構等が採用されてもよい。

積載された鋼管Ｐの束が上下動することにより、鋼管Ｐがわずかに変位して、鋼管Ｐ同士の接触部位が変化しうる。この作用により、洗浄範囲の拡大、洗浄効果の向上が実現可能となる。上下動の回数、速度、時間間隔、距離等は、鋼管Ｐの寸法（径、長さ）、材質、重量、本数等に応じて設定されうる。

本実施形態では、鋼管Ｐを上下動させるために、架台６Ｌ、６Ｒを上下動させる。しかし、かかる構成には限定されない。例えば、架台６Ｌ、６Ｒを洗浄槽４に固定し、この洗浄槽４を上下動させる構成を採用することは可能である。この場合、昇降装置２０は洗浄槽４の幅方向両側に設置するのが好ましい。また、循環ポンプ８Ｌ、８Ｒの吐出管１６Ｌ、１６Ｒは曲げ可能なフレキシブル構造にされる。

本実施形態では、前述したとおり、鋼管Ｐをその長手方向に沿って上下方向に傾斜させるために、架台６Ｌ、６Ｒの載置面１８Ｌ、１８Ｒを傾斜させている。しかし、かかる構成には限定されない。鋼管Ｐを傾斜させるために、例えば以下の手段を採用することができる。まず、同一形状の架台を洗浄槽４の長手方向に沿って複数個配置する。昇降装置により、一端側の架台を他端側の架台より高い位置に移動させておく。この高さ位置の差は、前述した所定の傾斜角に対応するものである。これらの架台に載置された鋼管Ｐは傾斜する。これを架台の基準位置とする。そして、全架台の昇降装置を同期して駆動し、全架台を同時に同一寸法だけ昇降させる。かかる構成によれば、昇降装置によって一部の架台の高さ位置を変更することにより、鋼管Ｐの傾斜角を変更することができる。

また、架台６Ｌ、６Ｒの載置面を洗浄槽４の底面と平行にし、洗浄槽４をその長手方向に沿って、上下方向に傾斜させてもよい。又は、複数個の架台の各載置面を洗浄槽４の底面と平行である水平にしておく。そして、任意の架台を昇降させて、架台間の載置面の高さ位置を異ならせることにより、載置されている鋼管Ｐを傾斜させてもよい。又は、架台を用いることなく、洗浄槽４をその長手方向に向かって上下方向に傾斜させ、鋼管を洗浄槽４の底面に載置するようにしてもよい。そして、この洗浄槽４を昇降可能に構成してもよい。この場合、循環ポンプ８Ｌ、８Ｒの吐出管１６Ｌ、１６Ｒは曲げ可能なフレキシブル構造にされる。

以下に、図１から図３を参照しつつ、上記洗浄装置２を用いた、鋼管Ｐの洗浄方法（脱脂方法）の一例が説明される。

冷間圧延加工後の多数本の鋼管Ｐが束にされて、洗浄槽４に浸漬される。鋼管Ｐの内面及び外面には潤滑油が付着している。この洗浄槽４には、予めアルカリ脱脂液等が充填されていてもよい。アルカリ脱脂液は、脱脂効果の向上のために約８０℃に加熱されている。鋼管Ｐの束は、架台６Ｌ、６Ｒの載置面１８Ｌ、１８Ｒに載置される。鋼管Ｐはその長手方向に見て上下に傾斜した姿勢となる。この傾斜角度は、前述の通り、水平方向長さ１００ｍｍに対して、鉛直方向高さが０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲内である。鋼管Ｐの洗浄液への浸漬時間、すなわち洗浄時間は約１時間である。本実施形態に係る洗浄方法によれば、１時間で十分である。

第一及び第二のポンプ８Ｌ、８Ｒを、一定時間毎に交代して動作させる。いずれのポンプ８Ｌ、８Ｒが動作しているときでも、洗浄液は洗浄槽４に循環させられる。両ポンプ８Ｌ、８Ｒの運転継続時間は原則的に同一とされ、１０分間以上１５分間以下の範囲で設定される。洗浄槽４内への洗浄液の吐出方向は、ほぼ鋼管Ｐの長手方向と一致している。洗浄液を鋼管Ｐの一端側から１０分間から１５分間流すことにより、一方向の循環が生じる。次いで他端側からの流れに変換されると、液の攪拌が生じる。この攪拌流が鋼管Ｐに衝突し、油脂剥離性能（脱脂性能）が向上する。また、鋼管Ｐに付着している油脂に対して、所定時間間隔で、異なる方向から液の流れを作用させることができる。この作用によっても、脱脂性能が向上する。前述したように、鋼管Ｐの表面から剥離された比重の大きい油脂は、傾斜している鋼管Ｐの表面に沿って下方に滑り落ちていく。

上記ポンプ８Ｌ、８Ｒの運転中、同時に２つの架台６Ｌ、６Ｒを、同期して同一距離だけ昇降させる。従って、載置されている鋼管Ｐは、その傾斜角が変化されることなく昇降させられる。昇降回数は、鋼管Ｐの洗浄時間である１時間当たり、上昇と下降とからなる往復を１回として５回以上１０回以下とされている。上昇及び下降の速度は約１０ｍｍ／ｓｅｃから２０ｍｍ／ｓｅｃの範囲で設定される。上昇の速度と下降の速度とは、同一である必要はない。この５回／ｈｒから１０回／ｈｒの揺動回数により、パイプの外面はもとより、パイプの内面、及び、外面同士の接触部に対しても、脱脂が良好になされる。

以上のごとくして脱脂洗浄された鋼管Ｐの束は、洗浄槽４から吊り上げられて、次工程に搬送される。次いで、新たな未洗浄の鋼管Ｐの束が洗浄槽４内の洗浄液に浸漬される。そして、上記した洗浄が実施される。

本発明に係る洗浄装置及び洗浄方法は、金属管のみならず、金属線、金属棒等の脱脂洗浄に好適である。

２・・・洗浄装置
４・・・洗浄槽
４Ｌ、４Ｒ・・・洗浄槽の端部
６Ｌ、６Ｒ・・・架台
８Ｌ、８Ｒ・・・ポンプ
１０・・・（洗浄槽の）上部開口
１２Ｌ、１２Ｒ・・・排水口
１４Ｌ、１４Ｒ・・・循環パイプ
１６Ｌ、１６Ｒ・・・吐出管
１８Ｌ、１８Ｒ・・・載置面
２０・・・昇降装置（油圧シリンダ）
２２・・・（油圧シリンダの）ピストン
２４・・・（架台の）連結部
２６Ｌ、２６Ｒ・・・（ポンプの）吐出口
２８Ｌ、２８Ｒ・・・（ポンプの）吸引口
Ｗ・・・洗浄液
Ｐ・・・被洗浄物（鋼管）

Claims (9)

1. その内部に、洗浄液及び長尺の被洗浄物が収容されうる洗浄槽と、
   この洗浄槽の一端側から洗浄液を供給する第一給水装置と、
   洗浄槽の他端側から洗浄液を供給する第二給水装置を備えており、
   上記一端側及び他端側が、洗浄槽内に収容された上記被洗浄物の一端側及び他端側に対応する、洗浄装置。
2. 上記洗浄槽の内部において、上記被洗浄物が水平面から上下に傾斜した姿勢で収容されるように構成されている、請求項１に記載の洗浄装置。
3. 上記洗浄槽の内部に収容された上記被洗浄物を上下動させる昇降装置、又は、上記洗浄槽を上下動させる昇降装置を備えている、請求項１又は２に記載の洗浄装置。
4. 洗浄槽内に収容された長尺の被洗浄物に対し、その一端側からの洗浄液供給と他端側からの洗浄液供給とを交互に行う、洗浄方法。
5. 上記洗浄槽内に収容された上記被洗浄物の姿勢を、水平面から上下方向に傾斜させる、請求項４に記載の洗浄方法。
6. 上記洗浄槽内に収容された上記被洗浄物を、上下方向に変位させる、請求項４又は５に記載の洗浄方法。
7. 上記被洗浄物の上下方向の変位が、１時間当たり、上昇と下降とからなる往復を１回として５回以上１０回以下である、請求項６に記載の洗浄方法。
8. 上記一端側からの洗浄液供給の継続時間、及び、他端側からの洗浄液供給の継続時間のいずれもが、１０分間以上１５分間以下である、請求項４から７のいずれかに記載の洗浄方法。
9. 請求項１から３のいずれかに記載の洗浄装置を用いた、請求項４から８のいずれかに記載の洗浄方法。

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