JP3157938U

JP3157938U - バブル発生器及び管路洗浄機

Info

Publication number: JP3157938U
Application number: JP2009009136U
Authority: JP
Inventors: 征一郎出口
Original assignee: 征一郎出口
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2019-12-23

Abstract

【課題】バブルによる物理的な洗浄作用と、洗浄剤による化学的な洗浄作用との、相乗的な洗浄効果を得ることのできる管路洗浄機を提供する。【解決手段】バブル発生器２はＪＩＳ呼び径２０Ａの管２１の途中に設けた呼び径４０Ａの拡大部２１ａと、拡大部２１ａの外周に設けた穴径３ｍｍのノズル穴２１ｂと、ノズル穴２１ｂに圧縮空気を送る空気供給管２２とからなる。ノズル穴２１ｂ及び空気供給管２２の中心線と管２１の流れ方向２３との間の角度Ａは６０度とした。洗浄剤は管２１を流れ拡大部２１ａに流入する。呼び径２０Ａの管内面積に対して呼び径４０Ａの管内面積は３．７倍あるので、管２１における流速に対して拡大部２１ａにおける流速は０．２７倍となり、流速が遅くなると共にその流れが大きく乱れる。洗浄剤の流れが乱れた流域に対して圧縮空気を吹き込むことにより、数多くの小さなバブルを発生させることができる。そして、バブルは洗浄剤の乱れた流れと共にバブル発生器２から流出する。【選択図】図１

Description

本考案は、給排水用の配管、蒸気用の配管、空気輸送用の配管、ボイラーや冷却装置などの熱交換器の配管、金型の水冷用の管路などを洗浄する管路洗浄機に係り、バブル発生器によって発生させたバブルによる物理的な洗浄作用と、洗浄剤による化学的な洗浄作用との、相乗的な洗浄効果を得ることのできる管路洗浄機に関するものである。

管路には、スケールや錆が発生したり、シリカ、カルシウム、塩化物、ケイ酸などの無機質や、スライム、ヘドロ、ゴミなどの有機物が付着する。管路にこれらの付着物が付着すると、流体の流れが悪くなる問題や、空気輸送量が低下する問題や、熱交換器の熱交換の効率を低下させる問題や、金型を冷却する機能が低下する問題などが生じるため、時々管路を洗浄する作業が行われている。
従来には、給水管内に圧縮空気を間欠的に送り込んで管内の汚れや錆を剥離させる給水管洗浄装置の発明があった（例えば、特許文献１参照）、しかし管内に不規則な周期で空気及び水の衝撃を生じさせるだけでは洗浄効果に限界があり、十分な洗浄効果を得ることはできない問題を有していた。
また、配管の供給口と吐出口に主タンクと副タンクを設け、主タンクから副タンクに洗浄液を流す工程と、副タンクから主タンクに洗浄液を逆流させる工程とを有する配管洗浄装置の発明があった（例えば、特許文献２参照）、しかし洗浄液を往復して流すだけでは十分な清掃効果が得られない問題を有していた。

本願発明者は管路の洗浄をより効率的に行うため試行錯誤の試験を行った結果、貝殻の粒子を焼成してなる研磨剤を混入した洗浄液を使用する流体通路の洗浄装置（例えば、特許文献３参照）を考案した。
さらに洗浄効果の高い管路洗浄機を得るために、アルカリ性の洗浄剤や酸性の洗浄剤など多種類の洗浄剤を使用した実験を行った。またタンク内でバブルを発生させる方式の市販のバブル発生装置を取り付けて、バブルによる物理的な洗浄作用と洗浄剤による化学的な洗浄作用による、相乗的な洗浄効果を得ることのできる管路洗浄機を目指して試験を行ったが、十分な洗浄効果を得ることができなかった。
そこでタンク内でバブルを発生させるのではなく、洗浄する対象の管路に洗浄剤を供給する供給配管の途中においてバブルを発生させることを考えた。しかし実験の結果、単に洗浄剤を流す配管の途中に圧縮空気を供給するだけでは、洗浄効果の高いバブルを発生させることができないことが分かった。
さらに考案と実験を繰り返した結果、供給管路の途中において洗浄剤の流れの速度又は流れの方向を変化させ、洗浄剤の流れが変化した流域に圧縮空気を供給することにより、洗浄効果の高いバブルを発生させることができた。

特開２００４−３２１８４２号公報特開２０００−１２６７０７号公報実用新案登録第３１１２７５３号公報

本考案の目的とするところは、比較的短時間の洗浄作業を行うことにより、高い洗浄効果を得ることのできる管路洗浄機を提供することにある。
また洗浄対象の管路に洗浄剤を送る供給配管の途中において、洗浄効果の高いバブルを発生させることのできる、バブル発生器及びバブル発生機構を提供することにある。

本考案は、洗浄対象の管路に洗浄剤を供給する供給配管の途中においてバブルを発生させること、特に供給配管の途中において洗浄剤の流れの速度又は流れの方向を変化させ、洗浄剤の流れが変化した流域に圧縮空気を供給してバブルを発生させること、及びこれらの構成を有する管路洗浄機であって、バブルによる物理的な洗浄作用と洗浄剤による化学的な洗浄作用とによる、相乗的な洗浄効果を効果的に得ることのできる管路洗浄機としたことに特徴がある。

洗浄する管路に近い供給配管の途中においてバブルを発生させたので、バブルが供給配管の中で消滅したり破裂することが少なく、ほとんどのバブルを洗浄する管路の中まで送り込むことが可能となり、バブルによる洗浄効果を効率的に得ることができた。
洗浄剤の流れの速度又は流れの方向を変化させ、洗浄剤の流れが変化した流域に圧縮空気を供給してバブルを発生させたので、洗浄剤に発生した流れの乱れはその中で発生するバブルの数とサイズに影響を与え、管路洗浄に適した数とサイズのバブルを得ることができるようになった。
供給配管の途中で発生した洗浄剤の流れの乱れにより、バブルは管路の外周付近を比較的均一に流れるようになり、バブルの破裂による物理的影響が管路の付着物に及び易く、バブルによる物理的な洗浄作用と洗浄剤による化学的洗浄作用とによる、相乗的な洗浄効果を効果的に得ることができた。

バブル発生器の断面図である。バブル発生器の断面図である。バブル発生器の断面図である。管路洗浄機の構成を表した図である。

液体の洗浄剤を流す配管に取り付け可能なバブル発生器であって、流速を変化させる構成又は流れ方向を変化させる構成のいずれかの構成を有するものとし、流れが変化して乱れた流域に対して圧縮空気を供給するためのノズルを設け、ノズルに圧縮空気を供給するための空気供給管を設けたバブル発生器とする。
流速を変化させる構成には、管の途中に拡大部を設けて一時的に流速を遅くする方法や、管の途中にオリフィスなどの縮小部を設けて一時的に流速を早くする方法が考えられる。なかでも管の途中に拡大部を設け、拡大部において洗浄液の流速が遅く変化して流れが乱れた流域に対して、圧縮空気を供給する構成は特に好ましい。
また管にノズル穴を設けて圧縮空気を供給する実験の結果によると、管の流れ方向に対するノズル穴の角度Ａを３０〜９０度とした場合に、最も好ましい洗浄効果が得られた。

流れ方向を変化させる構成には、４５度〜９０度の曲がり管としたりＴ型管とするなどの構成が考えられる。曲がり管を使用する場合は、流れ方向が変化する途中から変化直後までの流域に圧縮空気を供給することが好ましい。
また、流入口と流出口とノズル口の３つの口を有する管からなるものとし、流入口から流出口に流れる途中において流れ方向を変化させ、流れ方向が変化する途中また変化直後の流域に対して、ノズル口を経由して圧縮空気を供給するバブル発生器とする。
このとき流入口の断面中心と流出口の断面中心とは４５度〜９０度の範囲で交わる構成とすることが好ましい。一方、ノズル口の位置について特にこだわるものではない。
また、ノズル口の断面中心と流出口の断面中心とを一直線上に配置し、流入口の断面中心を流出口の断面中心に対して直角に配置したＴ型管からなるバブル発生器とする。かかるＴ型管では流入口から流出口に向かって直角に曲がるため、急激な流れの変化に伴う大きな乱れが発生して好ましいからである。

上記したいずれかのバブル発生器であって、ノズル管を取り付けることにより、洗浄液の流れの中央部に圧縮空気を供給する構成とした発生器とする。ノズル管を取り付けることにより管の外周から圧縮空気を供給するのではなく、管の中央部おいて流れの下流に向けて圧縮空気を供給することが可能になるからである。
またいずれかのバブル発生器と、バブル発生器に流入する洗浄液の圧力を測定する洗浄剤圧力計、バブル発生器に供給する圧縮空気の圧力を調節する減圧弁及び調節後の圧力を測定する空気圧力計をそれぞれ設けたバブル発生機構とする。
予め設定した圧力の洗浄液をバブル発生器に送り、予め設定した圧力の圧縮空気をバブル発生器に供給することが可能な状態であれば、圧力計や減圧弁は不要である。しかし、洗浄する管路の口径、管路の長さ、管路の曲部や内面の状態に応じて、洗浄する管路に供給する洗浄液の圧力を調節する場合が多い。
そこで、バブル発生器の上流側に洗浄剤圧力計を設けて、バブル発生器に流入する洗浄剤の圧力を測定し、減圧弁により適宜圧縮空気の圧力を調節して供給する構成にしたものである。

上記したいずれかのバブル発生器、洗浄剤タンク、ポンプ、供給配管及び回収配管を有する管路洗浄機であって、ポンプにより洗浄剤タンクに溜めた洗浄剤を供給配管及びバブル発生器を経由して洗浄対象の管路に送り、管路を洗浄した後の洗浄液を回収配管を経由して洗浄剤タンクに戻す構成とした管路洗浄機とする。
また上記したバブル発生機構、洗浄剤タンク、ポンプ、供給配管及び回収配管を有する管路洗浄機であって、ポンプにより洗浄剤タンクに溜めた洗浄剤を供給配管及びバブル発生機構を経由して洗浄対象の管路に送り、洗浄後の洗浄液を回収配管を経由して洗浄剤タンクに戻す構成とした管路洗浄機とする。
また上記したいずれかの管路洗浄機であって、エアータンクを有するものとし、エアータンクに溜めた圧縮空気をバブル発生器の空気供給管に供給する構成とした管路洗浄機とする。
さらに上記したいずれかの管路洗浄機であって、コンプレッサを有するものとし、コンプレッサにより圧縮した空気をバブル発生器に供給する構成とした管路洗浄機とする。
工場全体で使用する圧縮空気を大型のコンプレッサで供給する設備を有し、工場内に配設されている工場エアー配管の圧縮空気の量に余裕があれば、工場エアー配管からバブル発生器に直接配管を接続して使用することができる。また工場エアー配管の圧縮空気の圧力の変動が問題になる場合には、エアータンクを設置して圧力変動の影響を少なくすることができる。さらにコンプレッサを取り付けた管路洗浄機とすれば、工場エアー配管がない場所においいても使用することができる。

バブル発生器の実施例１について図１に示し説明する。バブル発生器２は呼び径２０Ａの管２１の途中に設けた呼び径４０Ａの拡大部２１ａと、拡大部２１ａの外周に設けた穴径３ｍｍのノズル穴２１ｂと、ノズル穴２１ｂに圧縮空気を送る空気供給管２２とからなるものとした。ノズル穴２１ｂ及び空気供給管２２の中心線と管２１の流れ方向２３との間の角度Ａは６０度とした。
洗浄剤は管２１を流れ拡大部２１ａに流入する、呼び径２０Ａの管内面積に対して呼び径４０Ａの管内面積は３．７倍あるので、管２１における流速Ｖに対して拡大部２１ａにおける流速は０．２７Ｖとなり、流速が遅くなると共にその流れが大きく乱れる。洗浄剤の流れが乱れた流域に対して圧縮空気を吹き込むことにより、数多くの小さなバブルを発生させることができる。そして、バブルは洗浄剤の乱れた流れと共にバブル発生器２から流出する。

バブル発生器の実施例２について図２に示し説明する。バブル発生器３は実施例１のバブル発生器２に対して屈曲部３１ａを有するノズル管３１を取り付けた点で異なる。重複した記載となるため、バブル発生器２と同じ構成についての説明は避ける。バブル発生器３ではノズル管３１の先端から、洗浄剤の流れ方向２３に向かって、流れの中央部に直接圧縮空気を供給することができる。

バブル発生器の実施例３について図３に示し説明する。バブル発生器４は流入口４１ａと流出口４１ｂとノズル口４１ｃを有する、呼び径２０ＡのＴ型管４１と、ノズル口４１ｃに取り付けた空気供給部４２とからなるものとした。空気供給部４２は空気供給管４２ａにノズル管４２ｂを取り付けたもので、その先端と流入口４１ａの流出口４１ｂ側端部との間の流出口中心線方向の間隔Ｂだけ、ノズル管４２ｂの先端を流出口４１ｂ側に位置させ、間隔Ｂはマイナスにならないようにした。
バブル発生器４において、洗浄剤は流入口４１ａから流出口４１ｂに流れる途中で９０度だけ流れ方向４３を変える。この流れ方向４３の変化によって洗浄剤の流れが大きく乱れる。そして洗浄剤の流れが乱れた流域に圧縮空気を吹き込むことにより、数多くの小さなバブルを発生させることができる。さらに、バブルは洗浄剤の乱れた流れと共にバブル発生器４から流出する。
バブル発生器４ではノズル管４２ｂの先端から、洗浄剤の流れ方向４３が変化する途中の位置・流域において、洗浄剤が流出する方向に向かって直接圧縮空気を供給することができる。

管路洗浄機の実施例４について図４に示し説明する。管路洗浄機１は洗浄剤タンク６を有するものとし、洗浄剤タンク６にはヒータ６ａを取り付けて洗浄剤の温度が摂氏４０度前後になるようにした。
またポンプ７を設けて、洗浄剤タンク６に溜めた洗浄剤を供給配管１２を経由して金型１５の管路に送り、金型１５の管路から流出した洗浄液を回収配管１４と濾過フィルタ６ｂを経由して洗浄剤タンク６に回収する構成とした。
金型の近くであって供給配管１２の途中にバブル発生器２を取り付け、コンプレッサ１０により得た圧縮空気を一旦エアータンク１１に溜め、減圧弁５を経由してバブル発生器２に供給する構成とした。またバブル発生器２に洗浄剤が流入する前の位置に洗浄剤圧力計８ａを、減圧弁５とバブル発生器２の間に空気圧力計８ｂをそれぞれ取り付けた。
実施例４の管路洗浄機１では洗浄剤として日本農薬株式会社（住所東京都中央区日本橋１−２−５電話０３−３２７４−３３７４）製の酸性洗浄剤（商品名「スタインＳＳコンク」又は「スタインＣＬ−２」）を用途に応じて使用した。
洗浄する管路の状態によって全体の圧力損失は異なるため、試験における洗浄剤圧力計８ａによる測定圧力は０．０３〜０．３メガパスカルの間の値を示した。このときポンプ７により送り込む洗浄剤の流量は２０〜３０リットル毎分であった。
以上の試験により良好な洗浄結果を得ることができた。

本考案は、給排水用の配管、蒸気用の配管、空気輸送用の配管、ボイラーや冷却装置などの熱交換器の配管、金型の水冷用の管路などの設備を有する産業、及びバブル発生器や管路洗浄機を製造販売する産業だけでなく、管路を清掃するサービスを行う産業においても利用される。

１：管路洗浄機２：バブル発生器３：バブル発生器
４：バブル発生器５：減圧弁６：洗浄剤タンク
６ａ：ヒータ６ｂ：濾過フィルタ７：ポンプ
８ａ：洗浄剤圧力計８ｂ：空気圧力計１０：コンプレッサ
１１：エアータンク１２：供給配管１４：回収配管
１５：金型２１：管２１ａ：拡大部
２１ｂ：ノズル穴２２：空気供給管２３：流れ方向
３１：ノズル管３１ａ：屈曲部４１：Ｔ型管
４１ａ：流入口４１ｂ：流出口４１ｃ：ノズル口
４２：空気供給部４２ａ：空気供給管４２ｂ：ノズル管
４３：流れ方向

Claims

液体の洗浄剤を流す配管に取り付け可能なバブル発生器であって、流速を変化させる構成又は流れ方向を変化させる構成のいずれかの構成を有するものとし、流れが変化する流域に対して圧縮空気を供給するためのノズルを設け、前記ノズルに圧縮空気を供給するための空気供給管を設けたことを特徴とするバブル発生器。
請求項１に記載したバブル発生器であって、管の途中に拡大部を設け前記拡大部おいて洗浄液の流速が遅く変化した流域に対して、圧縮空気を供給することを特徴とするバブル発生器。
請求項２に記載したバブル発生器であって管にノズル穴を設け、前記管の流れ方向に対する前記ノズル穴の角度Ａを３０〜９０度としたことを特徴とするバブル発生器。
請求項１に記載したバブル発生器であって、流入口と流出口とノズル口の３つの口を有する管からなるものとし、前記流入口から前記流出口に流れる途中において流れの方向を変化させ、流れの方向が変化した流域に対して、前記ノズル口を経由して圧縮空気を供給することを特徴とするバブル発生器。
請求項４に記載したバブル発生器であって、ノズル口の断面中心と流出口の断面中心とを一直線上に配置し、流入口の断面中心が前記流出口の断面中心に対して直角になるよう配置した、Ｔ型管からなることを特徴とするバブル発生器。
請求項１〜請求項５のいずれかに記載したバブル発生器であって、ノズル管を取り付けることにより、洗浄液の流れの中央部に圧縮空気を供給する構成としたことを特徴とするバブル発生器。
請求項１〜請求項６のいずれかに記載したバブル発生器と、前記バブル発生器に流入する洗浄剤の圧力を測定する洗浄剤圧力計、前記バブル発生器に供給する圧縮空気の圧力を調節する減圧弁及び調節後の圧力を測定する空気圧力計をそれぞれ設けたことを特徴とするバブル発生機構。
請求項１〜請求項７のいずれかに記載したバブル発生器又はバブル発生機構を有し、さらに、洗浄剤タンク、ポンプ、供給配管及び回収配管を設けてなる管路洗浄機であって、前記ポンプにより前記洗浄剤タンクに溜めた洗浄剤を前記供給配管及び前記バブル発生器を経由して洗浄対象の管路に送り、洗浄後の洗浄剤を前記回収配管を経由して前記洗浄剤タンクに戻す構成としたことを特徴とする管路洗浄機。
請求項８に記載した管路洗浄機であって、エアータンクを有するものとし、前記エアータンクに溜めた圧縮空気をバブル発生器の空気供給管に供給する構成としたことを特徴とする管路洗浄機。
請求項８又は請求項９のいずれかに記載した管路洗浄機であって、コンプレッサを有するものとし、前記コンプレッサにより圧縮した空気をバブル発生器に供給する構成としたことを特徴とする管路洗浄機。