JP4854898B2 - パイプを洗浄する方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、パイプを洗浄する方法および装置に関する。
【０００２】
送水管とか液体、スラリー、微粒子材料を運ぶ産業プラントのようなパイプやエアダクト、オイルパイプライン、排水管等は、従来、引っ張りあるいは押すことによってもしくはそれ自体の動力の下でのいずれかによって、ピッグ、すなわちパイプを通って送られる装置によってパイプで運搬される流動可能な材料あるいは積み上げられたおりが取り除かれる。
【０００３】
真っすぐな円形断面のパイプでは、ピッグは通常全く申し分ないが、方向あるいは分岐に変化を有する非円形断面あるいはパイプでは問題が生じる。
【０００４】
本発明は、ピッグ関連方法および装置よりも優れたかなりの改良を示すパイプ洗浄方法および装置を提供する。
【０００５】
本発明は、入口端と１つあるいはそれ以上の出口とを有するパイプを洗浄する方法であって、入口端において、低流速でそれに対して十分な過圧を保持できるガス強制手段を使用して、出口あるいは出口の中の少なくとも１つが開いているパイプの中にガスを入れ、そのガスによって強制的にパイプの中身を放出し、パイプの中身が放出されたら、再び入口端で、出口あるいは出口の中の少なくとも１つを開いて、より低い過圧およびより高い流速でパイプの中に強制的にガスを入れ、前記低い流速工程後パイプに残っている中身を洗浄するようにしている。
【０００６】
このガス強制手段は高流速工程に対しても役立ち得る。
【０００７】
洗浄流体は、このガス強制工程後パイプの中に導入されてもよい。洗浄液体は、少なくとも入口端と開いている出口との間でパイプを充填してもよい。
【０００８】
その後、この洗浄流体はパイプから放出されるが、これは明らかにガス強制手段を再び使用することによって行われてもよく、その後、出口を減圧してガスを強制的にパイプ内に入れ、パイプ内の圧力を増加させ、それに伴う断熱温度の増加により洗浄流体のパイプを乾燥するようにしてもよい。
【０００９】
ある用途、例えば食物および飲料製造プラントあるいは充填プラントの場合、窒素あるいは二酸化炭素が好ましいが、特別の用途のためには他のガスが使用されてもよく、任意の工程あるいは全工程でパイプの中に入れられるガスは、空気でもよく、確かに、便宜的には空気である。
【００１０】
洗浄流体として、水が通常選択でされる。すなわち水は、１００℃までの断熱温度上昇で容易に蒸発でき、１バール未満のパイプ過圧で容易に達成できる。必要ならば有機溶媒のような他の洗浄流体も使用でき、これらは、しばしば乾燥するのが水よりもより容易である。
【００１１】
高速ブローイング工程は、約２０ｍ／ｓのパイプを通るガス速度を含んでもよい。このような流速を得るガス強制手段の特性は、パイプの幾何学的形状によって決まり、必要とされる実際の速度も、パイプ幾何学的形状ならびに洗浄されるのに必要とされる材料の特性によって正しく決めてもよい。２０ｍ／ｓのこの「概算」数値を与えられると、試行錯誤により任意の所与のシステムに対するガス強制要件が容易に確立できる。
【００１２】
同様に、断熱加熱乾燥工程に対して必要とされる過圧の量は、ボイルの法則から容易に計算でき、ガス強制要件は、パイプ洗浄を考慮したとき既に適切でない場合、減圧が必要とされる圧力増加をもたらすように調整できるが、一方、蒸発された洗浄流体を除去するためにガスの十分な流れを確実にすることを達成するように調整した。
【００１３】
本発明は、パイプを洗浄するための装置として構成され、パイプの入口端に接続するガス強制供給手段と、パイプの出口を締め切るように構成されるバルブ手段とを備え、ガス強制供給手段及びバルブ手段により、パイプを通るガスを、より高い圧力、低い流速、およびより低い圧力、より高い流速のどちらも実行でき、両者が効果的に組み合わされて作動するように構成されている。
【００１４】
このガス強制手段はポンプを含んでもよい。
【００１５】
しかしながら、このガス強制手段は、約２０ｍ／ｓオーダーのパイプを通るガス流速を発生できるブロワ、タービンあるいは圧縮機手段を含んでもよい。
【００１６】
ガスを強制的に供給する手段とバルブ手段は、協働して、パイプを通るガスの圧力を上昇させて、それによりパイプ内のガスの温度を増加させ、前記バルブを通過するガスの流出を保持しつつ、洗浄流体を蒸発させるようにしてもよい。
【００１７】
この装置は、既存プラントへのレトロフィットとしてまたは新しいプラントのカスタム装置のいずれかとして製造プラントの中に組み込まれてもよい。しかしながら、携帯装置は、例えば、日常的なパイプ洗浄であろうが時折のパイプ洗浄であろうがサービスを提供するために使用されてもよい。ガス強制手段のための接近手段および出口バルブを使うための接続部は、新しいプラントの中に設計されてもよいし、将来の使用のための使用後にレトロフィットされ、残されてもよいしあるいは必要に応じて間に合わせで急場をしのいでもよい。
【００１８】
この装置はガス強制手段を制御する制御装置を含んでもよい。この制御装置は、パイプの状態に従ってガス強制手段を制御してもよく、リリーフバルブおよび／またはパイプ内部圧力測定装置および／またはパイプ内部温度測定装置を含んでもよい。
【００１９】
この制御手段は、ガス強制手段の出力を制御してもよい。このガス強制手段は、回転ブロワを含んでもよく、制御手段はその回転速度を制御してもよい。ブロワが電気的に動力を供給される場合、速度制御は周波数変換器を介してもよい。
【００２０】
この制御装置は、検出変数に従っておよび／または時間動作有効期間に対してガス強制手段および全補助装置を作動させるようにプログラムされてもよいプログラム化コンピュータを含んでもよい。
【００２１】
この方法のための主要な用途は、現在ロッディングあるいはウォータジェット技術を使用して邪魔物を除去される（ピッグは通常ふさわしくない）家庭用敷地内、商業敷地内および工業用敷地内からの排水設備の分野にある。整合されなくて、なんであってもよいが、まっすぐで、多分隣接部品の長さに沿った異なる断面の隣接部品で破壊さえされる排水装置の場合、ロッディングおよびジェッティングシステムは、いくらよく見ても問題がある可能性があり、パイプを損傷するかあるいは既に現在ある損傷に付加し得る可能性がある。
【００２２】
本発明による装置は、排水設備の修理点検するために取り付けられたトレーラであってもよい。建物排水設備は、通常洗浄工程以外は何も必要としない。従って、減圧された出口のフィッティングは通常必要ない。
【００２３】
本発明によるパイプを洗浄する装置および方法の実施例を以下に添付図面を参照して説明する。
【００２４】
図面は、入口端１１ａおよび１つあるいはそれ以上の出口端１１ｂを有するパイプ１１を洗浄する方法および装置を示す。図１の概略装置では、２つの出口端部１１ｂがあり、パイプ１１には分岐１１ｃがある。この分岐は、パイプ１１の屈曲部１１ｄと同様に、ロッディングおよびジェッティングで問題を生じる分岐である。
【００２５】
図１に示される方法は、
・前記入口端１１ａで、強制して開いている前記出口端１１ｂ、あるいは前記出口端１１ｂの中の少なくとも１つを有する前記パイプ１１の中にガスを入れ、前記ガスによって吹き飛ばされたパイプの中身を放出し、一度に開いている唯一の出口１１ｂを有することは必要なブロワ容量を明らかに減少させる、低流速でパイプの中身を吹き抜けるのに十分な過圧を保持できるブロワ手段１２を使用し、
・前記パイプの中身が放出される場合、再び前記入口端１１ａで、かつ開いている前記出口端あるいは前記出口端の中の少なくとも１つに対して、より低い過圧およびより高い流速で強制して前記パイプ１１の中にガスを入れ、前記低い流速工程後前記パイプに残っている中身を洗浄することとを含む。
【００２６】
絞りバルブあるいはリリーフバルブ１３が通常設けられる。これは、パイプ１１の所与の内部圧力で減圧されるかあるいは開くように設定され、このパイプ１１を保護する。
【００２７】
２つの工程のための異なるポンプあるいはブロワ手段を使用できるが、圧力／流速モードの両方で作動できる単一ブロワを使用することは装置の主要なコストおよび切り換えの時間および故障を軽減する。
【００２８】
この方法は、パイプの長さに関係なく（長さが数キロメートルまでのパイプはこのように洗浄できる）およびパイプの断面サイズあるいは形状にも関係なく一般的に適用性がある。したがって、この方法は、商業プラントのプロセス配管、空調配管、排水装置、と下水管の清掃をするために使用してもよい。たとえパイプが損傷されるかあるいは断面（形状であろうがサイズであろうが）あるいは方向（たとえ直角の湾曲部があっても）に変化してもおよびパイプおよび器具プローブ、フランジ、あるいは排水装置および下水管のツリールートのような内部障害物には際立った工程がある。
【００２９】
高圧、低速工程は、通常パイプの中の材料の大部分を掃除し、一方、Ｕ構造にあってもよいしあるいは突出部に対して遮られてもよい材料を残し少なくともパイプを通るガス流路を洗浄するだろう。
【００３０】
低圧、高速工程は、高圧工程後残されるいかなるこのような廃棄物も取り除くだろう。流体フローの揚げ力は流体の速度の４乗に比例し得る、公称２０ｍ／ｓ以上の速度のわずか増加さえ、高圧、低速工程後パイプの中に残された液体、固体あるいはその混合物を取り出し、外側に運ぶかなり大きい能力を生じ得る。
【００３１】
通常水であるが手の洗浄作業に適切であるいかなる他の液体、例えば有機溶剤であってもよい洗浄流体は、必要ならば、高圧、低速および低圧、高速のガスブロウイング工程の再使用によってパイプを通って流れ、パイプから洗浄されてもよい。
【００３２】
パイプの壁上に残された洗浄流体のいかなる膜も、もちろんブロウイング動作によって残された流体のいかなるたまりも、パイプ出口が減圧されるときに断熱加熱によって蒸発され、圧力増加をもたらすと同時にパイプを通る流れが蒸発された洗浄流体を遠くへ運ぶことができる。
【００３３】
図２は、生成物、例えば缶詰にするためのミネストローネスープが混合タンク２１で混合され、パイプ２２によって貯蔵タンク２３に、そこからパイプ２４によって缶詰のための充填装置２５あるいは出荷、小売等のための他の容器に移送する工業プラントに関する本発明の方法および装置を示している。
【００３４】
混合タンク２１から貯蔵タンク２３への移送は、ポンプ２５によって、貯蔵タンク２３からパイプ２６で充填装置２５に行われる。バルブ２７によって、生成物充填動作あるいは他の容器への生成物移送を可能にする。
【００３５】
本発明の本実施例による付加装置は、ブロワ装置２９およびバルブ２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇを含む。
【００３６】
本来ダクトファン装置であるブロワ装置２９は、ガス供給パイプ３１によってバルブ２９ａおよび２９ｂに、そこからガス供給パイプ３２によってバルブ２９ｅに接続される。バルブ２９ｃおよび２９ｆは処理水あるいは洗浄流体を供給する。
【００３７】
パイプ２２を洗浄するために、ブロワ装置２９は、パイプ２２に接続するバルブ２９ａおよび２９ｂで作動される。ブロワ装置２９からの高圧、低速初期フローは、生成物をパイプ２２から収容する貯蔵タンク２３の中へ押し込み、続く低圧／高速は、次に高圧、低体積流量によって洗浄されないいかなる生成物も取り除く。
【００３８】
洗浄液、例えば、水は、次にバルブ２９ｃを介して導入でき、バルブ２９ａは、ブロワ装置２９から閉鎖されるが、パイプ２２に対しては開放されている。洗浄液は、別個の圧力源によってパイプ２２に送り込み、パイプ２２を通す。この動作が完了された場合、バルブ２９ｃは、洗浄液供給源から閉鎖され、バルブ２９ａおよび２９ｂは、パイプ２２をブロワ装置２９に接続するために開かれる。洗浄液が廃棄物の方へ排出が終わったとき、バルブ２９ｄは閉じられて、それにより、パイプ２２内のガス圧力が上り、ガスを断熱的に加熱し、洗浄液を蒸発させて、洗浄液はガス流で運ばれる蒸気として、バルブ２９ｄから押し出される。
【００３９】
この方法はパイプ２６のために繰り返される。
【００４０】
パイプ洗浄を処理する従来技術の方法より優れている重要な長所は、生成物が廃棄物に消失しなくて、貯蔵タンクに供給できる、異物は、パイプの中身を害するかあるいは汚染するかもしれないパイプに全然挿入されない。
【００４１】
図２は、バルブ２９ｃおよび２９ｆを介してパイプ２２および２６に順に接続できる洗浄液を示す。
【００４２】
全装置は、既存のプラントに対するレトロフィットとして形成できるかあるいは新しいプラントへ設計される。
【００４３】
図３、図４および図５は、いかに１つの装置が実際に生じるかを示す正面図である。
【００４４】
図３は、モータ４１を含み、ファン４２を駆動するブロワ装置２９を示す。バルブツリー４３は、フィルタ４４を含むので、ブロワ装置２９はフィルタリングされた空気をパイプ２２に供給する。混合タンク２１からの接続なしにパイプ２２に接続するバルブ２９ａが図２に示される。
【００４５】
図４は、パイプ２２が収容タンク５１の中に供給する取り付け部２２ｂを有するライザ２２ａで終端する図２に示されるようなシステムの外部端に可能な装置を示す。図５は、断熱熱発生のために減圧される前に洗浄流体の通過のために開くことができるバルブ装置５２によって取り外され、取り換えられる部分２２ｂによる断熱温度増加に適合されるパイプ２２のための同じライザ２２ａを示している。バルブ装置５２は、パイプの異なる部分が個別に処理できるようにパイプシステムの異なる位置にあってもよい。
【００４６】
前述のように、この方法は、パイプの全長および断面（サイズ、形状）を含み、液体、スラリー、粉末のような全ての種類の生成物を運ぶ多数の異なるパイプ洗浄動作に適合可能である。この装置は、本発明によれば、商業用構内に組み込まれてもよいし、あるいは例えば従来の排水装置ロッディングおよびジェッティング装置の代替物あるいは補助物としてその場限りに配置するためにトレーラ上に取り付けられてもよい。
【００４７】
この方法のいろいろの適応が検討される。１つの適応では、この方法が使用され、保守目的でパイプを洗浄する方法としてでなく、むしろ製造方法の欠かせない部分として、パイプは、決定的な容積を有することができ、この量の生成物は、パイプを充填し、次にパイプの中身を洗浄して収容タンクの中に入れることによって正確に供給できる。
【００４８】
この方法は、広い態様では、日常的に排水装置および下水管に関しても使用できる。第２の高速、低圧、この処理の一部は、排水装置および下水管を通る流れおよび排水装置および下水管のレベルを制御し、通常排水装置および下水管を廃物の堆積がない状態に保持する際に特に効果がある。ブロワおよびバルブは、下水管の断面の流れを制御するために重要な位置に取り付けることができる。
【００４９】
「ガス強制手段」によることは、強制してガスあるいは空気を当のパイプを通過させるいかなる適切な装置も理解すべきである。内燃機関を装備したブロワは、（下水管および排水装置を洗浄するための装置のような）携帯装置に適し得る。例えば低温殺菌のためにパイプが耐えることができるかあるいは得ることができる圧力（例えば下水管の漏れのために）断熱加熱によって発生できる熱よりも大きい熱が必要とされる場合、加熱ブロワは、使用できるし、あるいは特に大きなパイプあるいはシステムに関する場合、ガスタービンさえ使用できる。
【００５０】
図６および図７は、本発明による下水洗浄装置が示されている。
【００５１】
燃料タンク７３を有するガソリンエンジンおよびバルブを利用したパイプコネクタ７５を有する出口パイプ７４として示される適切にギヤ化した原動機７２によって駆動されるブロワ７１を収容する（図７）トレーラ上の移動装置は、排水装置あるいは下水管６３のさらされた端部６３ａに調整器６６によって端部６３ａに激突される結合金具６５を受け入れる栓６４が装備されている排水装置あるいは下水管６３のために通路点６２に牽引できる。
【００５２】
結合金具６５は、装置６１から可撓性ホース６７に接続でき、水の供給のためのバルブを使用された入口６７を有する、他のバルブを使用された開口も、例えば水スプレイのために取り付けられてもよい。
【００５３】
下流の通路点６８で、排水装置あるいは下水管６３の端部６３ｂには、他の調整器６６によって中に保持されるコネクタ６９が装備されている。洗浄の場合、これは常に排水装置および下水管洗浄の１つの要求であるけれども、コレクタは、所望ならば、断熱加熱のために洗浄流体および空気の流れを制御するようにバルブ装置と交換できる。
【００５４】
原動機７２は中央パネル７６を有し、ブロウイング装置を組み立て、制御し、バルブを利用等するための別個の制御パネル７７がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による基本システムの概略図である。
【図２】 典型的な製造プラントの装置の概略図である。
【図３】 装置の典型的なブロワ端部の正面図である。
【図４】 パイプ洗浄のために配置された図３の装置のための出口端の正面図である。
【図５】 液体洗浄および乾燥のために配置された図４の出口端の正面図である。
【図６】 ドレイン洗浄装置の概略図である。
【図７】 ドレイン洗浄のトレーラのレイアウトである。

Claims (23)

1. 入口端と、１つ又はそれ以上の出口とを有するパイプを洗浄する方法であって、ガスの流れによってパイプの内容物を排出することからなり、
   前記入口端において、前記１つ又はそれ以上の出口開口を持つパイプ内に向けてガスを強制的に供給し、前記ガスにより強制的にパイプ内の内容物を排出するためのステップと、 前記強制的なガスの供給は、低い流速で、大気圧以上の加圧を維持できるガス強制供給手段を使用して行い、
   前記パイプ内の内容物の強制排出が完了したときにのみ、再度、１つ又はそれ以上の出口開口に向けて、ガスを、前記加圧より低い加圧力で、前記流速より、高速の流速で強制的に供給し、それにより、高圧、低速度流速のガス供給ステップの終了後に残っている内容物を清掃するようにするステップと、
   からなることを特徴とするパイプを洗浄する方法。
2. ガス強制供給手段が、低加圧、高速の流速のステップに対しても使用される請求項１に記載の方法。
3. 洗浄用流体が、ガスの強制供給ステップの後に、前記パイプの中に導入される、請求項１または２に記載の方法。
4. 洗浄用流体が、少なくとも入口端と出口あるいは開口している出口端との間に充満する、請求項３に記載の方法。
5. 洗浄用流体がパイプから放出され、そして１つ又は複数の出口を締め切り、ガスを強制的にパイプに供給して管内圧力を増加させ、それによって、それに伴う断熱温度上昇が、前記洗浄用流体を乾燥させるようにしている、請求項３又は４に記載の方法。
6. 前記パイプの中に強制的に供給されるガスが空気である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. ガスが、各ステップに対して同じガス強制供給手段によって強制してパイプの中に入れられる、請求項３〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 低加圧、高速の流速のステップにおいて、パイプを通るガス速度が、２０ｍ／Ｓのオーダーを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. パイプをガスの流れを使って洗浄するための装置であって、
   パイプの入口端に接続するガスを強制的に供給する手段と、
   前記パイプの出口を絞るように構成されているバルブ手段と、
   を含み、
   前記ガスを強制的に供給する手段と前記バルブ手段が協働して、前記パイプを通るガスを、低い流速で、大気圧以上の加圧を維持できるように行い、前記の加圧より低い加圧力で、前記流速より高速の流速で強制的に供給する、両方を実行できるように構成されており
   前記構成によって、
   最初に、パイプの内容物を、第１の段階で、低い流速、高い圧力を使って排出し、
   次に、より早い流速を使って、該高い圧力、低い流速のステップの後の前記パイプ内の内容物の残留を清掃するために、高い圧力、低い流速のステップによる排出が行われたときのみに排出するようにしている
   パイプを洗浄するための装置。
10. ガスを強制的に供給する手段がポンプを含む、請求項９に記載の装置。
11. ガスを強制的に供給する手段がブロワー手段を含む、請求項９に記載の装置。
12. ブロワー手段が、２０ｍ／Ｓのオーダーの流速で、パイプを通過するガス流速を発生できる、請求項１１に記載の装置。
13. ガスを強制的に供給する手段とバルブ手段が協働して、パイプを通るガスの圧力を上昇させて、それによりパイプ内のガスの温度を増加させ、前記バルブを通過するガスの流出を保持しつつ、洗浄流体を蒸発させるようにしている、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の装置。
14. ガスを強制的に供給する手段を制御する制御装置を含む、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 制御装置が、パイプ内の状態に従って前記ガスを強制的に供給する手段を制御する、請求項１４に記載の装置。
16. 制御装置が、圧力安全弁を含む、請求項１５に記載の装置。
17. パイプの内部圧力測定装置を含む請求項１４〜１６に記載の装置。
18. パイプの内部温度測定装置を含む請求項１４〜１７に記載の装置。
19. 制御装置が、ガスを強制的に供給する手段の出力を制御する、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の装置。
20. 前記ガスを強制的に供給する手段が、ロータリーブロワーを含み、制御装置が、その回転速度を制御する、請求項１９に記載の装置。
21. ブロワーが電気的に作動され、速度制御が、周波数変換器を介して行われる、請求項２０に記載の装置。
22. 制御装置が、プログラムされたコンピュータを含む、請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の装置。
23. コンピュータが、検知された変数及び時間順の手順に従って、ガスの強制供給手段と全補助装置を作動させるように、プログラムされる、請求項２２に記載の装置。

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