JP4716024B2

JP4716024B2 - 洗浄装置

Info

Publication number: JP4716024B2
Application number: JP2006092828A
Authority: JP
Inventors: 忠雄竹内; 克也丸山
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP2007260644A

Description

本発明は、自己洗浄（セルフクリーニング）機能を備えた噴射ノズルから噴射される洗浄流体によって被洗浄物を洗浄するための洗浄装置に関するものである。

この種の洗浄装置は、例えばベルトプレス脱水機の濾布等の洗浄に供されるが、その基本構成を図３に基づいて説明する。

図３は従来の洗浄装置の基本構成図であり、同図に示すように、洗浄水を貯留した洗浄水槽１からは洗浄水供給管２がベルトプレス脱水機３内へ延びており、該洗浄水供給管２の先端部には噴射ノズル４が取り付けられている。

そして、上記洗浄水供給管２には、下流方向に向かってポンプ（Ｐ）５、逆止弁Ｖ１、開閉弁Ｖ２、圧力計（ＰＩ）６及び流量計（ＦＩ）７がこの順に設けられている。ここで、前記噴射ズル４は自己洗浄機能を備えたものであって、その概略構成と作用を図４（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。

図４（ａ）は定常運転時の噴射ノズル４の状態を示す断面図であり、該噴射ノズル４は、シリンダ状のハウジング８の先端に着座部材９を結着し、ハウジング８内に受圧部材としてのステム１０を摺動可能に嵌装するとともに、該ステム１０をスプリング１１によって一方向（後述の噴射口を開く方向）に付勢することによって構成されている。

上記ステム１０は、円筒状の部材であって、その先端面と前記着座部材９との間には噴射口１２が形成されている。

而して、図３に示す洗浄装置の通常運転時にポンプ５が駆動されると、洗浄水槽１内の洗浄水が設定圧の０．４ＭＰａまで昇圧され、洗浄水は洗浄水供給管２を通って噴射ノズル４へと６ｍ³ ／ｈの流量で供給される。尚、このときの洗浄水の圧力と流量は圧力計６と流量計７によってそれぞれ計測される。

上述のように０．４ＭＰａの洗浄水が６ｍ³ ／ｈの流量で供給されると、図４（ａ）に示すように、ステム１０が０．４ＭＰａの水圧を受けてスプリング１１の付勢力に抗して着座部材９側（図４（ａ）の左方）へと移動し、着座部材９との間に形成される噴射口１２が絞られ、高水圧の洗浄水が噴射口１２から勢い良く噴射して図３に示すベルトプレス脱水機３の濾布を洗浄する。

そして、洗浄装置の運転を停止すると、ポンプ５が完全に停止する直前の僅かな時間の間（数秒間程度）に圧力が例えば０．０３ＭＰａ程度まで下がった低水圧の洗浄水が噴射ノズル４へと供給されるため、噴射ノズル４においては、図４（ｂ）に示すようにステム１０がスプリング１１の付勢力によって着座部材９から離間する方向（図４（ｂ）の右方）へと移動して噴射口１２が広げられ、この広げられた噴射口１２から洗浄水が噴射される。このとき、噴射ノズル４の噴射口１２に付着して目詰まりを起こさせる可能性のある汚れが洗浄水によって除去される。つまり、噴射口１２に付着していた汚れが自己洗浄によって取り除かれる。尚、自己洗浄機能を備えた噴射ノズルについては特許文献１，２等に提案がなされている。

ところが、噴射口に付着した鉄錆等の汚れは低水圧の洗浄水で瞬時に除去されるが、粘着性の高い有機性汚れ等は運転停止時の僅かな時間での自己洗浄では除去し切れず、実験によれば、水圧０．０２〜０．０４ＭＰａの洗浄水を１．５〜３ｍ³ ／ｈの流量で２０秒程度流す必要があることが分かった。尚、望ましくは、水圧０．０３ＭＰａの洗浄水を２ｍ³ ／ｈの流量で２０秒程度流すことが有効である。

図３に示す洗浄装置においては、運転中に圧力計６と流量計７を見ながら手動で開閉弁Ｖ２の開度を絞って水圧０．０３ＭＰａの洗浄水を２ｍ³ ／ｈの流量で２０程度だけ噴射ノズル４に流すことによって、噴射ノズル４の噴射口１２に付着した有機性汚れ等を除去することは可能である。
特開平６−１５４６６０号公報特開平１１−１０５９８６号公報

しかしながら、図３に示す洗浄装置の運転中に圧力計６と流量計７を見ながら手動で開閉弁Ｖ２の開度を絞って水圧を０．０３ＭＰａ、流量を２ｍ³ ／ｈに調整することは難しくはないが、その都度操作が必要であって面倒である。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、運転停止と同時に所定水圧の洗浄水を所定流量だけ所定時間だけ噴射ズルに流すことによって噴射ノズルを自動的に自己洗浄することができる洗浄装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、流体供給ラインから供給される洗浄流体の設定圧によって噴射口を絞り、洗浄流体を噴射するとともに、洗浄流体の圧力が設定値よりも低下すると噴射口を広げて該噴射口を洗浄流体で自己洗浄する噴射ノズルを備えた洗浄装置において、該洗浄装置の運転時に前記流体供給ラインを流れる洗浄流体の一部を貯留するアキュームレータと、該アキュームレータに貯留された洗浄流体を前記洗浄装置の運転停止時に減圧して前記噴射ノズルへと流して該噴射ノズルの自己洗浄に供する減圧手段を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記減圧手段を減圧弁、定流量弁、開閉弁、オリフィス又は絞り管で構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記流体供給ラインから分岐する分岐管に前記アキュームレータを接続するとともに、前記減圧手段は、分岐管に前記開閉弁又はオリフィスを設け、或は分岐管を前記絞り管で構成したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記流体供給ラインから分岐する分岐管に前記アキュームレータを接続するとともに、該分岐管に減圧弁を設け、アキュームレータから導出して前記流体供給ラインに合流する合流管に前記減圧弁又は定流量弁を設けたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記流体供給ラインの前記アキュームレータよりも上流側に逆止弁を設けたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、運転時にアキュームレータに貯留された洗浄流体は、洗浄装置の運転停止と同時に減圧手段によって所定圧まで減圧されて噴射ノズルへと流れて該噴射ノズルの自己洗浄に供されるため、面倒な操作を要することなく洗浄装置の運転停止と同時に噴射ノズルを自動的に自己洗浄することができる。尚、洗浄装置の運転停止時に噴射ノズルに流される洗浄流体の流量と時間は、アキュームレータの容量に依存し、アキュームレータの容量を適当に設定することによって洗浄流体の流量と時間を設定値に設定することができる。

請求項２記載の発明によれば、洗浄装置の運転時にアキュームレータに貯留された洗浄流体の圧力は、洗浄装置の運転停止時に減圧弁、定流量弁、開閉弁、オリフィス又は絞り管によって所定値まで減圧されて噴射ノズルへと供給されて該噴射ノズルの自己洗浄に供される。

請求項３記載の発明によれば、洗浄装置の運転中には高圧の洗浄流体の一部が分岐管を通ってアキュームレータへと流れて該アキュームレータに貯留され、アキュームレータに貯留されていた洗浄流体は、洗浄装置の運転停止と同時に同じ分岐管を流れ、その過程で開閉弁又はオリフィス或は絞り管によって絞られて所定圧まで減圧され、この減圧された洗浄流体が噴射ノズルへと流れて該噴射ノズルの自己洗浄に供される。

請求項４記載の発明によれば、洗浄装置の運転中には高圧の洗浄流体の一部が分岐管を通ってアキュームレータへと流れて該アキュームレータに貯留され、アキュームレータに貯留されていた洗浄流体は、洗浄装置の運転停止と同時に合流管を流れ、その過程で減圧弁によって減圧され又は定流量弁によって流量が絞られた後、噴射ノズルへと流れて該噴射ノズルの自己洗浄に供される。

請求項５記載の発明によれば、アキュームレータの貯留されていた洗浄流体が洗浄装置の運転停止時に逆流することなく噴射ノズルへと確実に流されて該噴射ノズルの自己洗浄に供される。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る洗浄装置の基本構成図であり、本図においては図３に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明を省略する。

本実施の形態に係る洗浄装置においては、洗浄水供給管２の圧力計６と流量計７の間から分岐管１３が分岐しており、この分岐管１３にアキュームレータ１４が接続されるとともに、分岐管１３には開閉弁Ｖ３が設けられている。ここで、アキュームレータ１４の内部は撓曲可能なダイヤフラムによって空気室Ｓ１と洗浄水室Ｓ２とに区画されている。又、開閉弁Ｖ３の開度は、ここを通過する洗浄水の圧力が約１／１０に低下するように調整されている。

而して、洗浄装置の定常運転時にポンプ５が駆動されると、洗浄水槽１内の洗浄水が設定圧の０．４ＭＰａまで昇圧され、この高圧の洗浄水は洗浄水供給管２を通って噴射ノズル４へと６ｍ³ ／ｈの流量で供給されるとともに、その一部は分岐管１３から開閉弁Ｖ３を通ってアキュームレータ１４へと流れ、該アキュームレータ１４の洗浄水室Ｓ２に貯留される。尚、このとき、アキュームレータ１４の空気室Ｓ１の内圧は洗浄水室Ｓ２の内圧（＝０．４ＭＰａ）と同じ値になっている。

上述のように０．４ＭＰａの洗浄水が６ｍ³ ／ｈの流量で噴射ノズル４に供給されると、図４（ａ）に示すように、ステム１０が０．４ＭＰａの水圧を受けてスプリング１１の付勢力に抗して着座部材９側（図４（ａ）の左方）へと移動し、着座部材９との間に形成される噴射口１２が絞られ、高水圧の洗浄水が噴射口１２から勢い良く噴射して図１に示すベルトプレス脱水機３の濾布を洗浄する。

そして、洗浄装置の運転を停止すると、アキュームレータ１４の洗浄水室Ｓ２に貯留されていた高圧の洗浄水が分岐管１３を流れるが、この洗浄水は開閉弁Ｖ３を通過する際に圧力が約１／１０程度になるので０．０２ＭＰａ〜０．０４ＭＰａを経て圧力ゼロまで減圧されるとともに流量が３ｍ³ ／ｈから徐々に減少し、この減圧された洗浄水は、洗浄水供給管２を通って噴射ノズル４へと供給される。尚、アキュームレータ１４からの洗浄水のポンプ５方向への逆流は逆止弁Ｖ１によって阻止されるため、０．０２〜０．０４ＭＰａまで減圧された低圧の洗浄水の全てが噴射ノズル４へと確実に流れる。

噴射ノズル４においては、図４（ｂ）に示すようにステム１０がスプリング１１の付勢力によって着座部材９から離間する方向（図４（ｂ）の右方）へと移動して噴射口１２が広げられ、この広げられた噴射口１２から低圧の洗浄水が噴射される。このとき、噴射ノズル４の噴射口１２に付着して目詰まりを起こさせる可能性のある汚れが洗浄水によって除去される。つまり、噴射口１２に付着していた汚れが自己洗浄によって取り除かれる。

ところで、洗浄装置の運転停止時に噴射ノズル４に洗浄水が流される時間は、アキュームレータ１４の洗浄水室Ｓ２の容量に依存し、アキュームレータ１４の洗浄水室Ｓ２の容量を適当に設定することによって洗浄水が噴射ノズル４から噴射される時間を設定値に設定することができる。

実験によれば、粘着性の高い有機性汚れを完全に除去するには、水圧０．０３ＭＰａの洗浄水を平均２ｍ³ ／ｈの流量で２０秒間程度流す必要があることが分かった。従って、この条件を満たすには、アキュームレータ１４の洗浄水室Ｓ２から供給される洗浄水量は次式にて算出される。

２０００（Ｌ／ｈ）×（２０秒／３６００秒）＝１１．１Ｌ（リットル）
以上のように、本実施の形態によれば、洗浄装置の運転時にアキュームレータ１４に貯留された洗浄水は、洗浄装置の運転停止と同時に開閉弁Ｖ３によって所定圧まで減圧されて噴射ノズル４へと流れて該噴射ノズル４の自己洗浄に供されるため、面倒な操作を要することなく洗浄装置の運転停止と同時に噴射ノズル４を自動的に自己洗浄することができる。

尚、本実施の形態では、減圧手段として開閉弁Ｖ３を分岐管に設けたが、洗浄水の圧力と流量を絞るためのオリフィスを分岐管１３に設けても良く、或は分岐管１３を洗浄水供給管２よりも小口径の絞り管で構成しても前記と同様の効果が得られる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図２に基づいて説明する。

図２は本発明の実施の形態２に係る洗浄装置の基本構成図であり、本図においては図１に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明を省略する。

本実施の形態に係る洗浄装置においては、洗浄水供給管２の圧力計６と流量計７の間から分岐管１３が分岐しており、この分岐管１３にアキュームレータ１４が接続されるとともに、分岐管１４には逆止弁Ｖ４が設けられている。又、アキュームレータ１４から導出して洗浄水供給管２に合流する合流管１５には減圧弁Ｖ５が設けられている。

而して、洗浄装置の通常運転時にポンプ５が駆動されると、洗浄水槽１内の洗浄水が設定圧の０．４ＭＰａまで昇圧され、この高圧の洗浄水は洗浄水供給管２を通って噴射ノズル４へと６ｍ³ ／ｈの流量で供給されるとともに、その一部は分岐管１３から逆止弁Ｖ４を通ってアキュームレータ１４へと流れ、該アキュームレータ１４の洗浄水室Ｓ２に貯留される。

上述のように０．４ＭＰａの洗浄水が６ｍ³ ／ｈの流量で噴射ノズル４に供給されると、図４（ａ）に示すように、ステム１０が０．４ＭＰａの水圧を受けてスプリング１１の付勢力に抗して着座部材９側（図４（ａ）の左方）へと移動し、着座部材９との間に形成される噴射口１２が絞られ、高水圧の洗浄水が噴射口１２から勢い良く噴射して図２に示すベルトプレス脱水機３の濾布を洗浄する。

そして、洗浄装置の運転を停止すると、アキュームレータ１４の洗浄水室Ｓ２に貯留されていた高圧の洗浄水が合流管１５を洗浄水供給管２へ向かって流れる。その際、アキュームレータ１４内の圧力が徐々に低下しても、この洗浄水が減圧弁Ｖ５を通過した後の圧力が一定の０．０３ＭＰａに減圧されるとともに流量が２ｍ³ ／ｈと一定となり、この減圧された洗浄水は、洗浄水供給管２を通って噴射ノズル４へと所定の２０秒間程度流される。尚、アキュームレータ１４からの洗浄水のポンプ５方向への逆流は逆止弁Ｖ１，Ｖ４によって阻止されるため、０．０３ＭＰａまで減圧された低圧の洗浄水の全てが噴射ノズル４へと確実に流れる。

噴射ノズル４においては、図４（ｂ）に示すようにステム１０がスプリング１１の付勢力によって着座部材９から離間する方向（図４（ｂ）の右方）へと移動して噴射口１２が広げられ、この広げられた噴射口１２から低圧の洗浄水が２０秒間だけ噴射される。このとき、噴射ノズル４の噴射口１２に付着して目詰まりを起こさせる可能性のある汚れが洗浄水によって除去される。つまり、噴射口１２に付着していた汚れが自己洗浄によって取り除かれる。

以上のように、本実施の形態によれば、運転時にアキュームレータ１４に貯留されていた洗浄水は、運転停止と同時に減圧弁Ｖ５によって所定圧まで減圧されて噴射ノズル４へと流れて該噴射ノズル４の自己洗浄に供されるため、面倒な操作を要することなく運転停止と同時に噴射ノズル４を自動的に自己洗浄することができる。

尚、本実施の形態では、減圧手段として減圧弁Ｖ５を合流管１５に設けたが、洗浄水の流量を所定値（２ｍ³ ／ｈ）まで絞るための定流量弁を合流管１５に設けても前記と同様の効果が得られる。

本発明の実施の形態１に係る洗浄装置の基本構成図である。本発明の実施の形態２に係る洗浄装置の基本構成図である。従来の洗浄装置の基本構成図である。（ａ）は定常運転時の噴射ノズルの状態を示す断面図、（ｂ）は自己洗浄時の噴射ノズルの状態を示す断面図である。

符号の説明

１洗浄水槽
２洗浄水供給管（洗浄流体供給ライン）
３ベルトプレス脱水機
４噴射ノズル
５ポンプ
６圧力計
７流量計
８噴射ノズルのハウジング
９着座部材
１０ステム
１１スプリング
１２噴射ノズルの噴射口
１３分岐管
１４アキュームレータ
１５合流管
Ｖ１逆止弁
Ｖ２開閉弁
Ｖ３開閉弁（減圧手段）
Ｖ４逆止弁
Ｖ５減圧弁（減圧手段）
Ｓ１アキュームレータの空気室
Ｓ２アキュームレータの洗浄水室

Claims

流体供給ラインから供給される洗浄流体の設定圧によって噴射口を絞り、洗浄流体を噴射するとともに、洗浄流体の圧力が設定値よりも低下すると噴射口を広げて該噴射口を洗浄流体で自己洗浄する噴射ノズルを備えた洗浄装置において、
該洗浄装置の運転時に前記流体供給ラインを流れる洗浄流体の一部を貯留するアキュームレータと、該アキュームレータに貯留された洗浄流体を前記洗浄装置の運転停止時に減圧して前記噴射ノズルへと流して該噴射ノズルの自己洗浄に供する減圧手段を設けたことを特徴とする洗浄装置。
前記減圧手段を減圧弁、定流量弁、開閉弁、オリフィス又は絞り管で構成したことを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
前記流体供給ラインから分岐する分岐管に前記アキュームレータを接続するとともに、前記減圧手段は、分岐管に前記開閉弁又はオリフィスを設け、或は分岐管を前記絞り管で構成したことを特徴とする請求項２記載の洗浄装置。
前記流体供給ラインから分岐する分岐管に前記アキュームレータを接続するとともに、分岐管に逆止弁を設け、アキュームレータから導出して前記流体供給ラインに合流する合流管に前記減圧弁又は定流量弁を設けたことを特徴とする請求項２記載の洗浄装置。
前記流体供給ラインの前記アキュームレータよりも上流側に逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の洗浄装置。