JP5061886B2 - In-place cleaning equipment for piping lines - Google Patents
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Description
本発明は、配管ラインの定置洗浄装置であって、特に食品・飲料品工場等のプロセスに用いられる配管ラインにおける閉塞部を効率的に洗浄し、洗浄度の信頼性を向上させる定置洗浄装置に関する。 The present invention relates to a stationary cleaning device pipeline, in particular washing the occlusion efficiently in the pipe line used in the process, such as food and beverage plants, to stationary cleaning device for improving the cleanliness of reliability .
食品工場、飲料工場等では、生産品種切り替え時や操業終了時等に、その製造設備や機器類を洗浄している。近年では特に、配管やタンク等は、洗浄時における分解を不要としたCIP(Cleaning In Place:定置洗浄)により洗浄が行われることが多い。 In food factories, beverage factories, etc., production facilities and equipment are washed when production varieties are switched or when operations are completed. In recent years, in particular, pipes and tanks are often cleaned by CIP (Cleaning In Place), which does not require disassembly during cleaning.
一般的なCIP装置は、洗浄剤タンク、送液ポンプ、加熱装置および洗浄溶液の自動切換弁等から構成されている。CIP装置では、製品製造時に生産品を流していた設備や機器類などの配管類を洗浄するために洗浄剤を、洗浄後の洗浄剤を洗い流すために清水をそれぞれ流すこととなる。 A typical CIP device is composed of a cleaning agent tank, a liquid feed pump, a heating device, an automatic switching valve for a cleaning solution, and the like. In the CIP apparatus, a cleaning agent is flowed to clean piping such as equipment and equipment that was flowing a product at the time of product manufacture, and fresh water is flowed to wash away the cleaning agent after cleaning.
洗浄対象となる配管類には、温度や圧力、流量等を示す計器類や、排水用配管、及び将来的な増設用や一時的に使用しない配管などが接続された分岐配管としての閉塞部が存在することがある。こうした閉塞部では、洗浄剤や清水の液溜り(淀み)が生じやすく、主流配管に比べて洗浄性の悪化が著しい。特に、分岐された短管(分岐配管)と閉塞板との接合部分などでの洗浄効率が悪く、洗浄時間増大の要因とされている。このため、閉塞部の配管長さL/閉塞部の管径Dによって表される比率を6以下にする設計が成されてきており、計器類などではLを0とするものも販売されている。ところが、主流配管の分岐用に汎用の継手を用いる場合などではどうしても、Lを0とすることができない。こうした汎用の継手等を使用した分岐配管であって、一時的に使用しない箇所には、閉塞部を構成する閉塞板が配備されている。 The piping to be cleaned has a blockage section as a branch pipe connected to instruments indicating temperature, pressure, flow rate, etc., drainage piping, and piping for future expansion or temporary use. May exist. In such a clogged portion, a cleaning agent or clean water pool (stagnation) is likely to occur, and the cleaning performance is significantly deteriorated as compared with the mainstream piping. In particular, the cleaning efficiency at the junction between the branched short pipe (branch pipe) and the blocking plate is poor, which is a factor in increasing the cleaning time. For this reason, a design has been made so that the ratio represented by the pipe length L of the closed portion / the pipe diameter D of the closed portion is 6 or less, and some instruments and the like in which L is 0 are also sold. . However, L cannot be set to 0 by any means when a general-purpose joint is used for branching mainstream piping. A branch pipe that uses such a general-purpose joint or the like and is provided with a blocking plate that forms a blocking portion at a location that is not temporarily used.
このような淀みを生じさせる閉塞部の洗浄を効率的に行う技術については種々検討されており、例えば特許文献1に開示されているようなものがある。特許文献1に開示されている技術は、先端側にバルブ等を有し、淀みを生じさせる配管の周囲に超音波振動子を取り付け、配管内部の流体に振動を付与することで、流速の遅い箇所での配管の洗浄効果を高めるというものである。
特許文献1に開示されているような技術によれば、確かに淀みを生じさせる配管内部の洗浄効率を高めることができる。しかし、超音波は音源から扇状に広がって伝播されるため、超音波振動子の取り付けられた側面における分岐配管と閉塞板との境界となる角部等には、超音波洗浄による効果が現れにくい。よって、当該部分に付着した汚れの洗浄性が悪くなってしまうという問題があった。 According to the technique disclosed in Patent Document 1, it is possible to improve the cleaning efficiency inside the pipe that surely causes stagnation. However, since the ultrasonic wave spreads and propagates from the sound source in a fan shape, the effect of ultrasonic cleaning hardly appears at the corners that are the boundary between the branch pipe and the blocking plate on the side surface where the ultrasonic transducer is attached. . Therefore, there has been a problem that the cleaning property of dirt attached to the portion is deteriorated.
そこで本発明では、配管ラインの洗浄性を高め、閉塞部を構成する分岐配管と閉塞板との境界となる角部の洗浄性も向上させることのできる配管ラインの定置洗浄装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a stationary cleaning device for a piping line that can improve the cleaning performance of the piping line and can also improve the cleaning performance of the corner portion that becomes the boundary between the branch piping and the blocking plate constituting the blocking portion. Objective.
上記目的を達成するための本発明に係る配管ラインの定置洗浄装置は、主流配管から分岐された閉塞部の先端に設けられた閉塞板に備えられた超音波振動子と、前記超音波振動子を稼動させる洗浄時間を設定する計時手段と、前記計時手段により設定された洗浄時間に応じて、洗浄開始から洗浄終了にかけて前記超音波振動子から出力される超音波の周波数が高くなるように制御する制御手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object , a pipe line stationary cleaning apparatus according to the present invention includes an ultrasonic vibrator provided on a closing plate provided at a tip of a closing portion branched from a mainstream pipe, and the ultrasonic vibrator The time measuring means for setting the cleaning time for operating the device and the control so that the frequency of the ultrasonic wave output from the ultrasonic transducer increases from the start of cleaning to the end of cleaning according to the cleaning time set by the time measuring means. And a control means.
上記のような構成を有する配管ラインの定置洗浄装置によれば、上記方法と同様に、配管ラインの洗浄性を高め、閉塞部を構成する分岐配管と閉塞板との境界となる角部の洗浄性も向上させることができる。また、上記のような装置の主体は、閉塞部における閉塞板に超音波振動子を取り付けることなので、既設の配管ラインをそのまま利用することができ、設備コストの抑制を図ることができる。 According to the stationary cleaning apparatus for a piping line having the above-described configuration, as in the above method, the cleaning performance of the piping line is improved, and the corner portion serving as the boundary between the branch piping and the blocking plate constituting the blocking portion is cleaned. Can also be improved. Moreover, since the main body of the apparatus as described above is to attach an ultrasonic vibrator to the closing plate in the closing portion, the existing piping line can be used as it is, and the equipment cost can be reduced.
以下、本発明の配管ラインの定置洗浄装置に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図1を参照して、本発明の定置洗浄装置について説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a pipe line stationary cleaning apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the stationary cleaning apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
本発明を実施するための配管ラインは、例えば図1に示すように、主流配管16と、当該主流配管16から分岐された閉塞部22を有する。主流配管16は、定置洗浄装置を構成する図示しない洗浄剤タンク、送液ポンプ、洗浄液加熱装置等に接続された配管であり、図1は、その一部を部分的に示すものである。なお、閉塞部22は、主流配管16の側方に接続された短管である。
For example, as shown in FIG. 1, the piping line for carrying out the present invention has a
閉塞部22には、例えば計器類(具体的には不図示)が設けられている事もあるが、本実施形態では計器類は設けず、先端部を閉じる閉塞板20が設けられている。また、本実施形態に係る配管ラインの定置洗浄方法では、前記閉塞部22における閉塞板20に、超音波振動子10を備えるようにしている。このような構成とすることで、閉塞板20自体が音源(振源)となるため、分岐配管18との境界にあたる角部19であっても、付着した汚れを効果的に剥離することが可能となる。
For example, instruments (specifically not shown) may be provided in the
また、本実施形態に係る配管ラインの洗浄装置は、超音波振動子10に接続された制御手段12と、当該制御手段12に接続された計時手段14とを有する。前記計時手段14は、超音波振動子10を稼動させて行う洗浄時間を定める、いわゆるタイマ機能を持つ。前記制御手段12は、超音波振動子10が出力する超音波の周波数を制御する機能を有する。周波数の制御は、作業者等による入力に基づいて制御することも可能であるが、次のようにして自動制御を行うようにしても良い。
すなわち、計時手段14により設定された時間を所定の時間単位で分割し、洗浄開始時における所定時間(最初の所定時間)から洗浄終了時における所定時間(最後の所定時間)に向けて周波数が高くなるように制御するのである。
In addition, the piping line cleaning apparatus according to the present embodiment includes a
That is, the time set by the time measuring
なお、制御する超音波の周波数帯は、20kHz付近から1MHz付近の範囲とすると良く、より好ましくは20kHz付近から30kHz付近までの範囲とすることが最も望ましい。このような構成としたことより、閉塞部22の淀み具合、すなわち閉塞部22内に流れ込む洗浄液の流速に応じて、適切な周波数を選択して洗浄を実行したり、自動切換による振動の変動を利用して汚れの剥離を促進させることができる。
Note that the frequency band of the ultrasonic wave to be controlled is preferably in the range from about 20 kHz to about 1 MHz, and more preferably in the range from about 20 kHz to about 30 kHz. By adopting such a configuration, cleaning is performed by selecting an appropriate frequency according to the degree of stagnation of the
このような構成の配管ラインおよび定置洗浄装置において実施される配管ラインの定置洗浄方法に係る第1の実施形態は、次のようなものである。まず、主流配管16の内部に洗浄液を流入させる。主流配管16内部に流入した洗浄液は、主流配管16から分岐された閉塞部22を含む配管ライン全体に流入する。主流配管16内部、および閉塞部22内部等が洗浄液によって満たされた後、閉塞部22の先端に設けられた閉塞板20に備えられた超音波振動子10を稼動させる。
The first embodiment relating to the pipe line stationary cleaning method implemented in the pipe line and the stationary cleaning apparatus configured as described above is as follows. First, the cleaning liquid is caused to flow into the
超音波振動子10の稼動により励起された超音波(振動)は、閉塞板20に伝達され、閉塞板20を発振源として分岐配管18内部に満たされた洗浄液に伝達される。洗浄液に伝達された超音波は、洗浄液中に圧力の高低を生じさせ、洗浄液中にキャビテーションを発生させる。キャビテーションとは、洗浄液中に極めて小さな気泡や空洞が急速に形成されたり、これが激しく崩壊したりする現象であり、気泡が崩壊する際に生ずるエネルギーを利用して、配管内部(閉塞部22の内部)に付着した汚れを剥離させるのである。このため、淀みの生じやすい閉塞部22であっても、洗浄性の向上を図ることができる。
The ultrasonic wave (vibration) excited by the operation of the
また、本実施形態の配管ラインの定置洗浄方法では、閉塞部22の先端部分に設けた閉塞板20を振動させることにより洗浄液中にキャビテーションを生じさせる。このため、振動の伝播は閉塞部22を構成する分岐配管18の側面と平行な方向(矢印Aの方向)、換言すると、主流配管16を流れる洗浄液と交差する方向(図1では矢印Bと直交する方向)となる。よって、閉塞部22を構成する分岐配管18の内壁面を効率良く洗浄することができると共に、閉塞板20近傍に流れ込んだ洗浄液の流れに生ずる乱流の発生をより複雑なものとすることができる。よって、分岐配管18と閉塞板20との境界部である角部19の洗浄も効率的に行うことが可能となる。
Further, in the pipe line stationary cleaning method of the present embodiment, cavitation is generated in the cleaning liquid by vibrating the
洗浄液による主流配管16の内面、及び閉塞部22の内面の洗浄が終了した後、配管ラインから洗浄液を抜き、清水等による洗浄液の洗い流しを行う(清水による洗浄)。なお、清水による洗浄工程においても、超音波振動子10を稼動させるようにすることができる。
After the cleaning of the inner surface of the
このようにして行う配管ラインの定置洗浄方法では、閉塞部22の洗浄性を向上させることができる。そして、主流配管16の洗浄に要する時間と閉塞部22の洗浄に要する時間との差を小さくすることができ、配管ライン全体の洗浄時間を短くすることができる。また、配管ラインの洗浄時間の短縮により、製造ラインの効率的稼動も可能となり、製造コストの低減を図ることも可能となる。
In the piping line stationary cleaning method performed in this way, it is possible to improve the cleaning performance of the
また、上述したように、閉塞部22の洗浄性を著しく向上させることができるため、洗浄具合の確認等を目的とした閉塞部22の分解、および分解時の洗浄といった行為の頻度を減らす事ができるため、これに要する人件費を減らすことができる。
また、本実施形態に係る配管ラインの定置洗浄方法を実施するためには、閉塞板20に超音波振動子10を設けるだけで良いため、既設配管をそのまま使用することができ、設備コストの抑制を図ることができる。
In addition, as described above, the cleaning performance of the blocking
Further, in order to carry out the pipe line stationary cleaning method according to the present embodiment, it is only necessary to provide the
次に、本発明の配管ラインの定置洗浄方法に係る第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る配管ラインの定置洗浄方法の殆どの工程は、上述した第1の実施形態に係る配管ラインの定置洗浄方法と同様である。
相違点としては、洗浄開始時から洗浄終了時にかけて段階的に、あるいはリニアに、洗浄に用いる超音波の周波数を高めてゆくようにした点である。
Next, a second embodiment according to the pipe line stationary cleaning method of the present invention will be described. Most steps of the pipe line stationary cleaning method according to the present embodiment are the same as those of the pipe line stationary cleaning method according to the first embodiment described above.
The difference is that the frequency of the ultrasonic wave used for cleaning is increased stepwise or linearly from the start of cleaning to the end of cleaning.
超音波洗浄において、キャビテーションにより生ずる気泡は周波数を高くするに従って小さくなるが、その数は増加する。このため、高周波帯での洗浄は、微粒子の除去に適することとなる。従って、洗浄開始時には低い周波数で超音波洗浄を行うことで閉塞部22内部に付着した大きな汚れを剥離除去し、洗浄時間の経過と共に段階的、あるいはリニアに、超音波の周波数を高めて行くようにする。こうすることにより、洗浄液の流入・流出による洗浄を行いつつ、超音波による粗洗浄と仕上げ洗浄とを実行することが可能となり、洗浄後における閉塞部22内面の清浄度を高めることができる。
In ultrasonic cleaning, bubbles generated by cavitation become smaller as the frequency is increased, but the number increases. For this reason, cleaning in the high frequency band is suitable for removing fine particles. Therefore, ultrasonic cleaning is performed at a low frequency at the start of cleaning to remove and remove large dirt adhering to the inside of the
なお具体的な制御に関しては上述したように、計時手段14により設定された時間を所定の時間単位で分割し、洗浄開始時における所定時間から洗浄終了時における所定時間に向けて周波数が高くなるように制御するのである。その他の作用、効果については、上述した第1の実施形態に係る配管ラインの定置洗浄方法と同様である。 As for the specific control, as described above, the time set by the time measuring means 14 is divided by a predetermined time unit so that the frequency increases from the predetermined time at the start of cleaning toward the predetermined time at the end of cleaning. To control. Other operations and effects are the same as those in the method for cleaning a piping line according to the first embodiment described above.
上記のような本発明に係る配管ラインの定置洗浄方法は、図2に示すような十字配管の体を成す閉塞部22,28にも適用することができる。このような構成の配管の場合、従来(特許文献1に開示されている技術)分岐配管18と分岐配管24との双方に超音波振動子を設ける必要があった。しかし、本発明に係る配管ラインの定置洗浄方法では、上述したように、分岐配管18の側壁に平行な方向に超音波が伝播されるため、閉塞板20に対向する閉塞部28における分岐配管24と閉塞板26との境界である角部25に対しても洗浄効果を付与することができる。よって、従来に比べて必要とする超音波振動子10の数を減らすこともでき、設備コストを抑制することが可能となる。
The pipe line stationary cleaning method according to the present invention as described above can also be applied to the blocking
10………超音波振動子、12………制御手段、14………計時手段、16………主流配管、18………分岐配管、19………角部、20………閉塞板、22………閉塞部。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記超音波振動子を稼動させる洗浄時間を設定する計時手段と、
前記計時手段により設定された洗浄時間に応じて、洗浄開始から洗浄終了にかけて前記超音波振動子から出力される超音波の周波数が高くなるように制御する制御手段とを有することを特徴とする配管ラインの定置洗浄装置。 An ultrasonic transducer provided in a closing plate provided at the tip of the closing portion branched from the mainstream piping;
Time measuring means for setting a cleaning time for operating the ultrasonic transducer;
And a control means for controlling the frequency of the ultrasonic wave output from the ultrasonic transducer to increase from the start of cleaning to the end of cleaning according to the cleaning time set by the time measuring means. Line cleaning equipment.
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