JP5557575B2 - ドライアイスブラスト式清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の台車などの大型の被清掃物であってもドライアイスブラスト式清掃によって清掃が可能且つ省スペース化が可能なドライアイスブラスト式清掃装置に関する。

従来より、粒子状のドライアイスを高圧の圧縮空気で吹きつけ、被清掃物から汚れを剥離させるドライアイスブラスト式清掃装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この種のドライアイスブラスト式清掃装置においては、ドライアイスを装置内に低温で保管し、このドライアイスを専用工具などで粉砕することでドライアイスのショット材を生成し、生成したドライアイスのショット材を高圧の圧縮空気で被清掃物に吹きつけることで被清掃物の清掃を行っている。

なお、ドライアイスブラスト式清掃によって被清掃物から汚れが剥離する主な原理としては、（１）粒子の衝撃による剥離、（２）昇華による体積膨張による剥離、（３）冷熱による汚れの熱収縮による剥離が挙げられる。

このようなドライアイスブラスト式清掃の主な長所としては、（１）ショット材の回収が不要であること、（２）金属部分に傷を付けることがないこと、（３）清掃に伴う準備・後処置などの簡素化が計れること、などが挙げられる。

また、ロボット等と組み合わせて清掃工程を自動化したドライアイスブラスト式清掃装置もあり（例えば、特許文献２参照。）、自動車用の小型部品や電子基盤等を対象としたものを中心に、汎用性が高く、広く利用されている。

特開平０６−０００４６２号公報 特開平１０−２０２２０８号公報

しかしながら、上述のようなドライアイスブラスト式清掃装置においては、次のような問題があった。すなわち、ドライアイスブラスト式清掃では、被清掃物の大きさに比べて膨大な量のドライアイスを必要とする。したがって、ドライアイスブラスト式清掃の被清掃物が例えば自動車の部品や電子基盤など比較的小型の物品である場合でも、ドライアイスを低温で保管するための保冷設備も大型のものになる。また、このように保冷設備が大型になるため、装置を設置するスペースや装置の建設費用などの問題から、鉄道車両の台車などの比較的大型の物品をドライアイスブラスト式清掃の被清掃物とする実用例が少なかった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、鉄道車両の台車などの大型の被清掃物であってもドライアイスブラスト式清掃によって清掃が可能且つ省スペース化が可能なドライアイスブラスト式清掃装置を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた請求項１に係るドライアイスブラスト式清掃装置（１：この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための形態」欄で用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。）は、液化炭酸ガスから粒子状のドライアイスを生成して被清掃物に対して噴射可能な噴射ノズル（２０）を用いるドライアイスブラスト式清掃装置（１）において、一つ以上の可搬式の液化炭酸ガスボンベ（３１ａ、３１ｂ）から構成される液化炭酸ガスを貯蔵する液化炭酸ガス貯蔵部（３０）と、前記液化炭酸ガス貯蔵部（３０）が貯蔵する液化炭酸ガスを前記噴射ノズル（２０）に供給する液化炭酸ガス供給部（４０）と、前記噴射ノズル（２０）に空気を高圧状態で供給する高圧空気供給部（７０）と、前記被清掃物を搬送する搬送手段（１２）と、前記噴射ノズル（２０）を把持するとともに前記噴射ノズル（２０）から粒子状のドライアイスが噴射される噴射位置および噴射方向を変更可能な噴射ノズル把持部（１４）と、前記ノズル把持部（１４）を制御することで前記噴射ノズル（２０）から粒子状のドライアイスが噴射される噴射時間、噴射位置および噴射角度を、前記搬送手段（１２）によって搬送される前記被清掃物の種別に応じて制御する制御部（８０）と、を備えることを特徴とする。

このように構成された本発明のドライアイスブラスト式清掃装置（１）によれば、次のような作用効果を奏する。
すなわち、液化炭酸ガスから粒子状のドライアイス（ショット材）を生成して噴射可能な噴射ノズル（２０）を採用することで、ドライアイス状態ではなく液化炭酸ガスでの保管を実現することができる。そして、このような液化炭酸ガスでの保管であれば、液化炭酸ガスを汎用のボンベ（３１）を用いて高圧状態で保管することができる。この結果、液化炭酸ガス状態での保管方法によるショット材の消費量単位当たり容積が、ドライアイス状態での保管方式と比べて極めて小さくなるなど、保管における制約上有利となる。よって、装置を設置するスペースや装置の建設費用などの問題が解決される。

また、ドライアイスブラスト式清掃による被清掃物の清掃を自動化することができ、更なる省スペース化、清掃員の安全性確保およびショット材消費量低減を図ることができる。

また、液化炭酸ガスからショット材を生成・噴射する為、液化炭酸ガスを噴射ノズルに供給する細い配管を曲げたり捻ったりしても、従来のショット材を保管庫から供給する場合と異なり、ドライアイスが配管途中でつまることがなく、大型の被清掃物や複雑形状の被清掃物に対して適切な位置・角度でドライアイスブラストをくまなく噴射することができる。一方、小型の被清掃物の場合には、被清掃物が吹き飛ばされないよう調節することができる。

したがって、本発明のドライアイスブラスト式清掃装置（１）によれば、鉄道車両の台車などの大型の被清掃物であっても、小型の被清掃物であってもドライアイスブラスト式清掃によって清掃することができる。

また、清掃に必要な粒子状のドライアイスの量に応じて可搬式の液化炭酸ガスボンベ（３１）の数量を調節することで液化炭酸ガス貯蔵部（３０）の液化炭酸ガス貯蔵量を調節でき、したがって、更なる省スペース化を図ることができる。

上記課題を解決するため、さらに、請求項１に係るドライアイスブラスト式清掃装置（１）は、請求項１に記載のドライアイスブラスト式清掃装置（１）において、前記搬送手段（１２）によって搬送される前記被清掃物に、前記噴射ノズル（２０）によって噴射される粒子状のドライアイスを吹き付けるための清掃ブース（１０）を備え、前記清掃ブース（１０）は、前記搬送手段（１２）によって搬送されながら前記噴射ノズル（２０）によって噴射される粒子状のドライアイスが吹き付けられている前記被清掃物を覆う清掃ブース本体（１１）と、前記搬送手段（１２）が前記被清掃物を前記清掃ブース本体（１１）内に搬入するための搬入口（１１ａ）と、前記搬送手段（１２）が前記被清掃物を前記清掃ブース本体（１１）から搬出するための搬出口（１１ｂ）と、を有することを特徴とする。

このように構成された本発明のドライアイスブラスト式清掃装置（１）によれば、噴射後のショット材が昇華して二酸化炭素になった場合に、二酸化炭素が周囲に影響を及ぼすのを防ぐことができる。

そして、清掃ブース（１０）内に酸素濃度計や炭酸ガス濃度計を設置して常時監視するとともに、清掃ブース（１０）内への作業者の立ち入り用の扉をインターロック設定することで、作業者が誤って清掃中に清掃ブース（１０）内に立ち入ることを防止できる。
さらに、請求項２に記載の発明のごとく、清掃ブース内に高圧の空気を送出するブロアーと、清掃ブース内の空気を吸引して被清掃物から剥離した汚れを集塵する集塵機とを備えることが望ましい。
上記課題を解決するためになされた請求項３に係るドライアイスブラスト式清掃装置（１）は、請求項１または請求項２の何れか１項に記載のドライアイスブラスト式清掃装置（１）において、さらに、前記液化炭酸ガス貯蔵部（３０）が貯蔵する液化炭酸ガスを前記噴射ノズル（２０）に供給する前記液化炭酸ガス供給部（４０）の下流側で液化炭酸ガスの流量を計測する流量計（４２）と、前記液化炭酸ガス貯蔵部（３０）において前記噴射ノズル（２０）に供給する前記液化炭酸ガスボンベ（３１ａ、３１ｂ）を切替る液取出バルブ（３２ａ、３２ｂ）と、加圧する前記液化炭酸ガス貯蔵部（３０）の前記液化炭酸ガスボンベ（３１ａ、３１ｂ）を切替る加圧バルブ（６０）と、を備え、前記制御部は、前記流量計（４２）の積算流量値に基づき、前記液取出バルブ（３２ａ、３２ｂ）と加圧バルブ（６０）との開閉を制御することで液化炭酸ガスボンベ（３１ａ、３１ｂ）を切替ることを特徴とする。

上記課題を解決するためになされた請求項３に係るドライアイスブラスト式清掃装置（１）は、請求項１または請求項２の何れか１項に記載のドライアイスブラスト式清掃装置（１）において、さらに、前記液化炭酸ガス貯蔵部（３０）が貯蔵する液化炭酸ガスを前記噴射ノズル（２０）に供給する前記液化炭酸ガス供給部（４０）の下流側で液化炭酸ガスの流量を計測する流量計（４２）と、前記液化炭酸ガス貯蔵部（３０）において前記噴射ノズル（２０）に供給する前記液化炭酸ガスボンベ（３１ａ、３１ｂ）を切替る液取出バルブ（３２ａ、３２ｂ）と、加圧する前記液化炭酸ガス貯蔵部（３０）の前記液化炭酸ガスボンベ（３１ａ、３１ｂ）を切替る加圧バルブ（６０）と、を備え、前記制御部は、前記流量計（４２）の積算流量値に基づき、前記液取出バルブ（３２ａ、３２ｂ）と加圧バルブ（６０）との開閉を制御することで液化炭酸ガスボンベ（３１ａ、３１ｂ）を切替ることを特徴とする。

このように構成された本発明のドライアイスブラスト式清掃装置（１）によれば、清掃中に、貯留する液化炭酸ガスの量が所定量以上である液化炭酸ガスボンベ（３１ａ、３１ｂ）を常に用いることができ、ドライアイスブラスト式清掃の自動化および安定した長時間連続運転を実現することができる。

上記課題を解決するためになされた請求項４に係るドライアイスブラスト式清掃装置（１）は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のドライアイスブラスト式清掃装置（１）において、炭酸ガスを高圧状態で貯蔵する高圧炭酸ガス貯蔵部（４０）と、前記高圧炭酸ガス貯蔵部（５０）が貯蔵する高圧炭酸ガスを前記液化炭酸ガス貯蔵部（３０）に供給する高圧炭酸ガス供給部（６０）と、を備えることを特徴とする。

このように構成された本発明のドライアイスブラスト式清掃装置（１）によれば、液化炭酸ガス貯蔵部（３０）内の液化炭酸ガスにかかる圧力を所定値以上に保つことができ、ドライアイスブラスト式清掃の自動化および安定した長時間連続運転を実現することができる。

本実施形態のドライアイスブラスト式清掃装置１の全体構成図 （ａ）運転準備フローを示す説明図、（ｂ）高圧ボンベ切替ルーチンを示す説明図、（ｃ）ＬＣＯ₂ボンベ切替ルーチンを示す説明図 自動運転フローを示す説明図

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
［１．ドライアイスブラスト式清掃装置１の構成の説明］
図１に示すように、ドライアイスブラスト式清掃装置１は、清掃ブース１０と、搬送手段としての搬送レール１２と、ロボットアーム１４と、ブロアー１６と、集塵機１８と、噴射ノズル２０と、液化炭酸ガス貯蔵部３０と、液化炭酸ガス供給部４０と、高圧炭酸ガス貯蔵部５０と、高圧炭酸ガス供給部６０と、高圧空気供給部７０と、制御部８０と、を備える。以下、順に説明する。

［１．１．清掃ブース１０などの構成の説明］
清掃ブース１０は、搬送レール１２によって外部から搬送される被清掃物に、噴射ノズル２０によって噴射される粒子状のドライアイスを吹き付けるための設備である。

具体的には、清掃ブース１０は、床面の周囲を壁面で囲うとともに上方を天井面で覆った構造体（清掃ブース本体１１）を有している。また、清掃ブース１０の壁面には、清掃ブース１０内に被清掃物を搬入するための開閉可能な搬入口１１ａおよび清掃ブース１０内に搬入された被清掃物を搬出するための開閉可能な搬出口１１ｂが設けられている。

また、清掃ブース１０内には、搬送手段としての長尺状の一対の搬送レール１２が、搬入口１１ａを経由して外部から導入されるとともに搬出口１１ｂを経由して外部に導出される経路で設置されている。

本実施形態では、被清掃物としての鉄道車両の台車を搬送レール１２上を自走させながら、搬入口１１ａを経由して外部から清掃ブース１０内に入った後に搬出口１１ｂを経由して清掃ブース１０から外部に出ることになる。なお、本発明を、自動車の部品や電子基盤など比較的小型で自走不可能な被清掃物の清掃に適用する場合には、ベルトコンベアーなどの搬送手段を用いて、搬入口１１ａを経由して外部から清掃ブース１０内に搬入した後に搬出口１１ｂを経由して清掃ブース１０から外部に搬出するようにしてもよい。

また、清掃ブース１０には外部のブロアー１６が接続されるとともに清掃ブース１０内には集塵機１８が設置されており、ブロアー１６が高圧で送出する空気を清掃ブース１０内に導入しながら、清掃によって被清掃物から剥離した大量の汚れを清掃ブース１０内の集塵機１８が空気とともに吸引して清掃ブース１０の外部に排出するようになっている。

［１．２．ロボットアーム１４および噴射ノズル２０の構成の説明］
また、清掃ブース１０内には、噴射ノズル把持部としてのロボットアーム１４が設置されている。このロボットアーム１４は、噴射ノズル２０を把持するとともに、制御部８０からの指示に基づき、噴射ノズル２０から粒子状のドライアイスが噴射される噴射時間、噴射位置および噴射方向を変更可能である。なお、ロボットアーム１４の構成については公知技術に従うのでここではその詳細な説明は省略する。

また、この噴射ノズル２０は、液化炭酸ガスから粒子状のドライアイスを生成して被清掃物に対して冷却空気とともに噴射可能に構成されている。なお、噴射ノズル２０の構成については公知技術に従うのでここではその詳細な説明は省略する。

［１．３．液化炭酸ガス貯蔵部３０および液化炭酸ガス供給部４０の構成の説明］
液化炭酸ガス貯蔵部３０は、可搬式のＬＣＯ₂ボンベ３１と、ＬＣＯ₂液取出バルブ３２と、を備える。なお、図１では、２本のＬＣＯ₂ボンベ３１（一番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ａおよび二番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ｂ）および２個のＬＣＯ₂液取出バルブ３２（一番目のＬＣＯ₂液取出バルブ３２ａおよび二番目のＬＣＯ₂液取出バルブ３２ｂ）のみを図示している。このうちのＬＣＯ₂ボンベ３１は、液化炭酸ガス（ＬＣＯ₂）を貯蔵する可搬式のボンベである。なお、ＬＣＯ₂ボンベ３１の数量は、液化炭酸ガスの最大供給量に合わせて増減させることができる。また、ＬＣＯ₂液取出バルブ３２は、ＬＣＯ₂ボンベ３１を開閉可能なバルブであり、ＬＣＯ₂ボンベ３１毎に一つずつ設置される。

また、液化炭酸ガス供給部４０は、ＬＣＯ₂元バルブ４１を備える。このＬＣＯ₂元バルブ４１は、液化炭酸ガス貯蔵部３０と噴射ノズル２０とを接続するライン上に設置され、液化炭酸ガス貯蔵部３０を開閉可能なバルブである。

そして、液化炭酸ガス貯蔵部３０のＬＣＯ₂液取出バルブ３２が開放された状態で、液化炭酸ガス供給部４０のＬＣＯ₂元バルブ４１を開放すると、液化炭酸ガス貯蔵部３０のＬＣＯ₂ボンベ３１に貯蔵される液化炭酸ガスが液化炭酸ガス供給部４０のＬＣＯ₂元バルブ４１を経由して噴射ノズル２０に供給されるようになっている。

なお、液化炭酸ガス供給部４０のＬＣＯ₂元バルブ４１の下流側には流量計４２が設置されており、液化炭酸ガス供給部４０を経由して噴射ノズル２０に供給される液化炭酸ガスの流量を計測可能となっている。

［１．４．高圧炭酸ガス貯蔵部５０および高圧炭酸ガス供給部６０の構成の説明］
高圧炭酸ガス貯蔵部５０は、可搬式の高圧ボンベ５１と、高圧ボンベ切替バルブ５２と、を備える。なお、図１では、２本の高圧ボンベ５１（一番目の高圧ボンベ５１ａおよび二番目の高圧ボンベ５１ｂ）および２個の高圧ボンベ切替バルブ５２（一番目の高圧ボンベ切替バルブ５２ａおよび二番目の高圧ボンベ切替バルブ５２ｂ）のみを図示している。このうちの高圧ボンベ５１は、炭酸ガスを高圧状態で貯蔵する可搬式のボンベである。なお、高圧ボンベ５１の数量は、高圧炭酸ガス貯蔵部５０が液化炭酸ガス貯蔵部３０に供給される高圧炭酸ガスを貯蔵する役割を担っているため、液化炭酸ガス貯蔵部３０の容量に合わせて増減させることができる。また、高圧ボンベ切替バルブ５２は、高圧ボンベ５１を開閉可能なバルブであり、高圧ボンベ５１毎に一つずつ設置される。

また、高圧炭酸ガス供給部６０は、ＬＣＯ₂加圧バルブ６１を備える。このＬＣＯ₂加圧バルブ６１は、高圧炭酸ガス貯蔵部５０と液化炭酸ガス貯蔵部３０とを接続するライン上に設置され、高圧炭酸ガス貯蔵部５０を開閉して液化炭酸ガス貯蔵部３０のＬＣＯ₂ボンベ３１に対して高圧炭酸ガスを供給するためのバルブであり、液化炭酸ガス貯蔵部３０のＬＣＯ₂ボンベ３１毎に一つずつ設置される。

そして、高圧炭酸ガス貯蔵部５０の高圧ボンベ切替バルブ５２が開放された状態で、高圧炭酸ガス供給部６０のＬＣＯ₂加圧バルブ６１を開放すると、高圧炭酸ガス貯蔵部５０の高圧ボンベ５１に貯蔵される高圧炭酸ガスが高圧炭酸ガス供給部６０のＬＣＯ₂加圧バルブ６１を経由して液化炭酸ガス貯蔵部３０のＬＣＯ₂ボンベ３１に供給されるようになっている。

なお、高圧炭酸ガス貯蔵部５０の各高圧ボンベ５１の下流側には圧力計５３（一番目の圧力計５３ａおよび二番目の圧力計５３ｂ）がそれぞれ設置されており、各高圧ボンベ５１から供給される高圧炭酸ガスの圧力を計測可能となっている。

［１．５．高圧空気供給部７０の構成の説明］
高圧空気供給部７０は、アフタークーラー７１と、ドライヤー７２と、エアバルブ７３，７４と、を備える。このうちのアフタークーラー７１は、図示しない空気圧縮機から供給される高圧の空気（一次エアー）を冷却して噴射ノズル２０に供給するための機器である。また、ドライヤー７２は、アフタークーラー７１と噴射ノズル２０とを接続する２系統のラインのうちの一方のライン上に設置され、アフタークーラー７１によって冷却された高圧の空気を除湿するための機器である。また、エアバルブ７３は、アフタークーラー７１と噴射ノズル２０とを接続するラインを開閉可能なバルブであり、ドライヤー７２が設置されていない側のライン上に設置されている。また、エアバルブ７４は、アフタークーラー７１と噴射ノズル２０とを接続するラインを開閉可能なバルブであり、ドライヤー７２の下流側に設置されている。

そして、清掃中などに高圧の空気を除湿せずに噴射ノズル２０に供給する場合には、エアバルブ７３を開放すると、アフタークーラー７１によって冷却された高圧の空気がエアバルブ７３を経由して噴射ノズル２０に供給される。一方、運転準備中などに高圧の空気を除湿して噴射ノズル２０に供給する場合には、ドライヤー７２を起動させるとともにエアバルブ７４を開放すると、アフタークーラー７１によって冷却された高圧の空気がドライヤー７２で除湿された後にエアバルブ７４を経由して噴射ノズル２０に供給される。

［１．６．制御部８０の構成の説明］
制御部８０は、ロボットアーム１４を制御することで噴射ノズル２０から粒子状のドライアイスが噴射される噴射時間、噴射位置および噴射角度を、搬送レール１２によって搬送される被清掃物の種別に応じて制御するなど、当該ドライアイスブラスト式清掃装置１全体を制御する。

［２．ドライアイスブラスト式清掃装置の動作の説明］
ドライアイスブラスト式清掃装置の動作を、図２および図３を参照して説明する。
［２．１．運転準備フローの説明］
最初に、制御部８０が実行する運転準備フローについて、図２（ａ）を参照して説明する。

図示しないメイン電源ＳＷがＯＮになることを受け付け（Ｓ１０５）、図示しない運転準備ＳＷがＯＮになることを受け付けたら（Ｓ１１０）、ドライヤー７２を起動させ（Ｓ１１５）、ドライヤー７２側のエアバルブ７４（Ｖ_A1）を開放する（Ｓ１２０）。そして、アフタークーラー７１を起動させる。すると、図示しない空気圧縮機から供給される高圧の空気（一次エアー）がアフタークーラー７１によって冷却され、この冷却された高圧の空気がドライヤー７２で除湿された後にエアバルブ７４（Ｖ_A1）を経由して噴射ノズル２０に供給される。

そして、本処理を終了する。
［２．２．高圧ボンベ切替ルーチンの説明］
次に、制御部８０が実行する高圧ボンベ切替ルーチンについて、図２（ｂ）を参照して説明する。

ここでは、２本の高圧ボンベ５１のうちの一方（一番目の高圧ボンベ５１ａ）から他方（二番目の高圧ボンベ５１ｂ）に切り替える例を説明する。
まず、高圧炭酸ガス貯蔵部５０の一番目の高圧ボンベ５１ａから供給可能な高圧炭酸ガスの圧力に相当する圧力計５３ａの計測値が設定値（本実施形態では２ＭＰａＧ）以上であるか否かを判断する（Ｓ２０５）。

圧力計５３ａの計測値が設定値以上であると判断する場合には、液化炭酸ガス貯蔵部３０に対して一番目の高圧ボンベ５１ａから充分な高圧炭酸ガスを供給可能であると判断し、自動運転フローを実行可能である旨を指示し（Ｓ２２０）、本処理を終了する。

一方、圧力計５３ａの計測値が設定値未満であると判断する場合には、液化炭酸ガス貯蔵部３０に対して一番目の高圧ボンベ５１ａからは充分な高圧炭酸ガスを供給不可能であると判断し、二番目の高圧ボンベ５１ｂからの高圧炭酸ガスの供給を開始するために二番目の高圧ボンベ切替バルブ５２ｂ（Ｖ_G2）を開放し（Ｓ２１０）、一番目の高圧ボンベ５１ａからの高圧炭酸ガスの供給を停止するために一番目の高圧ボンベ切替バルブ５２ａ（Ｖ_G1）を閉鎖する（Ｓ２１５）。このことにより、液化炭酸ガス貯蔵部３０に対して二番目の高圧ボンベ５１ａから充分な高圧炭酸ガスを供給可能になったため、自動運転フローを実行可能である旨を指示し（Ｓ２２０）、本処理を終了する。

［２．３．ＬＣＯ₂ボンベ切替ルーチンの説明］
次に、制御部８０が実行するＬＣＯ₂ボンベ切替ルーチンについて、図２（ｃ）を参照して説明する。

ここでは、２本のＬＣＯ₂ボンベ３１のうちの一方（一番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ａ）から他方（二番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ｂ）に切り替える例を説明する。
制御部８０では、流量計４２の計測値に基づいて一番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ａからの液化炭酸ガスの供給量を積算しており、この積算流量値が設定値（本実施形態では１５０ｋｇ）以上であるか否かを判断する（Ｓ３０５）。

積算流量値が設定値未満であると判断する場合には、噴射ノズル２０に対して一番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ａから充分な液化炭酸ガスを供給可能であると判断し、自動運転フローを実行可能である旨を指示し（Ｓ３３０）、本処理を終了する。

一方、積算流量値が設定値以上であると判断する場合には、噴射ノズル２０に対して一番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ａからは充分な液化炭酸ガスを供給不可能であると判断し、二番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ｂからの液化炭酸ガスの供給を開始するために二番目のＬＣＯ₂加圧バルブ６１ｂ（Ｖ_G3）を開放するとともに二番目のＬＣＯ₂液取出バルブ３２ｂ（Ｖ_L3）を開放し（Ｓ３１０、Ｓ３１５）、一番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ａからの液化炭酸ガスの供給を停止するために一番目のＬＣＯ₂加圧バルブ６１ａ（Ｖ_G4）を閉鎖するとともに一番目のＬＣＯ₂液取出バルブ３２ａ（Ｖ_L2）を閉鎖する（Ｓ３２０、Ｓ３２５）。このことにより、噴射ノズル２０に対して二番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ａから充分な液化炭酸ガスを供給可能になったため、自動運転フローを実行可能である旨を指示し（Ｓ３３０）、本処理を終了する。

［２．４．自動運転フローの説明］
次に、制御部８０が実行する自動運転フローについて、図３を参照して説明する。
まず、図示しない操作部からの清掃モードの選択を受け付け（Ｓ４０５）、図示しない自動清掃ＳＷがＯＮになることを受け付けたら（Ｓ４１０）、集塵機１８を起動させるとともにブロアー１６を起動させる（Ｓ４１５、Ｓ４２０）。なお、清掃モードの種別は、車両形式や台車種別（例えば駆動モータの有無）を選択可能に設定される。このことにより、ブロアー１６が高圧で送出する空気を清掃ブース１０内に導入しながら、清掃によって被清掃物から剥離した大量の汚れを清掃ブース１０内の集塵機１８が空気とともに吸引して清掃ブース１０の外部に排出できるようになる。

続いて、被清掃物としての鉄道車両の台車を搬送レール１２上で移動させ、搬入口１１ａを経由して外部から清掃ブース１０内に搬入させ（Ｓ４２５）、図示しない検知センサによって所定場所に被清掃物が位置するか否かの在荷検知を行う（Ｓ４３０）。

続いて、除湿されていない高圧の空気を高圧空気供給部７０から噴射ノズル２０に供給するため、ドライヤー７２側でないエアバルブ７３（Ｖ_A2）を開放するとともにドライヤー７２側のエアバルブ７４（Ｖ_A1）を閉鎖する（Ｓ４３５、Ｓ４４０）。

続いて、高圧炭酸ガスを高圧炭酸ガス貯蔵部５０から液化炭酸ガス貯蔵部３０に供給するため、一番目の高圧ボンベ５１ａに対応する一番目の高圧ボンベ切替バルブ５２ａ（Ｖ_G1）を開放する（Ｓ４４５）。但し、上述の高圧ボンベ切替ルーチンにおいて、一番目の高圧ボンベ５１ａから供給可能な高圧炭酸ガスの圧力値が設定値未満である場合には、一番目の高圧ボンベ５１ａから二番目の高圧ボンベ５１ｂへの切り替えが既に終了しているので、本Ｓ４４５の処理は実行せずに次の処理に移行する。

さらに、上述のＬＣＯ₂ボンベ切替ルーチンにおいて、一番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ａから供給された液化炭酸ガスの積算流量値が設定値未満であるときには、ＬＣＯ₂ボンベ３１ａからの液化炭酸ガスの供給を開始するため、一番目のＬＣＯ₂加圧バルブ６１ａ（Ｖ_G4）を開放するとともに一番目のＬＣＯ₂液取出バルブ３２ａ（Ｖ_L2）を開放する（Ｓ４５０、Ｓ４５５）。但し、積算流量値が設定値以上であるときには、上述のＬＣＯ₂ボンベ切替ルーチンにおいて、一番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ａから二番目のＬＣＯ₂ボンベ３１ｂへの切り替えが既に終了しているので、Ｓ４５０およびＳ４５５の処理は実行せずに次の処理に移行する。

続いて、液化炭酸ガスを液化炭酸ガス貯蔵部３０から噴射ノズル２０に供給するため、ＬＣＯ₂元バルブ４１（Ｖ_L1）を開放する（Ｓ４６０）。これで、噴射ノズル２０に液化炭酸ガスおよび冷却空気が供給され、噴射ノズル２０では、液化炭酸ガスから生成される粒子状のドライアイスが冷却空気とともに先端から噴射される。

続いて、ロボットアーム１４を用いてプログラム清掃を行う（Ｓ４６５）。具体的には、ロボットアーム１４を制御することで、噴射ノズル２０から粒子状のドライアイスが噴射される噴射時間、噴射位置および噴射角度を、搬送レール１２によって搬送される被清掃物の種別に応じて制御する。

プログラム清掃が終了したら、液化炭酸ガス貯蔵部３０からの噴射ノズル２０への液化炭酸ガスの供給を停止するため、ＬＣＯ₂元バルブ４１（Ｖ_L1）を閉鎖する（Ｓ４７０）。

続いて、除湿された高圧の空気を高圧空気供給部７０から噴射ノズル２０に供給するため、ドライヤー７２側でないエアバルブ７３（Ｖ_A2）を閉鎖するとともにドライヤー７２側のエアバルブ７４（Ｖ_A1）を開放する（Ｓ４７５、Ｓ４８０）。

続いて、ロボットアーム１４を制御して原点復帰させる（Ｓ４８５）。
続いて、次の被清掃物が存在するか否かを判断する（Ｓ４９０）。具体的には、搬入口１１ａの手前に設置された検知センサ（図示省略）が被清掃物を検知した場合には、次の被清掃物が存在すると判断する。

次の被清掃物が存在すると判断する場合には、Ｓ４２５に移行してその被清掃物を搬入口１１ａから清掃ブース１０内に搬入する。
一方、次の被清掃物が存在しないと判断する場合には、本処理を終了する。

［３．実施形態の効果］
（１）このように本実施形態のドライアイスブラスト式清掃装置１によれば、次のような作用効果を奏する。

すなわち、液化炭酸ガスから粒子状のドライアイス（ショット材）を生成して噴射可能な噴射ノズル２０を採用することで、ドライアイス状態ではなく液化炭酸ガスでの保管を実現することができる。そして、このような液化炭酸ガスでの保管であれば、液化炭酸ガスを汎用のボンベである可搬式のＬＣＯ₂ボンベ３１を用いて高圧状態で保管することができる。この結果、液化炭酸ガス状態での保管方法によるショット材の消費量単位当たり容積が、ドライアイス状態での保管方式と比べて極めて小さくなるなど、保管における制約上有利となる。よって、装置を設置するスペースや装置の建設費用などの問題が解決される。

また、ドライアイスブラスト式清掃による被清掃物の清掃を自動化することができ、更なる省スペース化、清掃員の安全性確保およびショット材消費量低減を図ることができる。

また、大型の被清掃物や複雑形状の被清掃物に対してドライアイスブラストをくまなく噴射することができる。一方、小型の被清掃物の場合には、被清掃物が吹き飛ばされないよう調節することができる。

したがって、本実施形態のドライアイスブラスト式清掃装置１によれば、鉄道車両の台車などの大型の被清掃物であっても、小型の被清掃物であってもドライアイスブラスト式清掃によって清掃することができる。

また、清掃に必要な粒子状のドライアイスの量に応じて可搬式のＬＣＯ₂ボンベ３１の数量を調節することで液化炭酸ガス貯蔵部３０の貯蔵量を調節でき、したがって、更なる省スペース化を図ることができる。

（２）また、本実施形態のドライアイスブラスト式清掃装置１によれば、清掃ブース１０を備え、ドライアイスブラスト式清掃が清掃ブース１０で行われるので、噴射後のショット材が昇華して二酸化炭素になった場合に、二酸化炭素が周囲に影響を及ぼすのを防ぐことができる。

なお、清掃ブース１０内に酸素濃度計や炭酸ガス濃度計を設置して常時監視するとともに、清掃ブース１０内への作業者の立ち入り用の扉をインターロック設定することで、作業者が誤って清掃中に清掃ブース１０内に立ち入ることを防止するようにすればなおよい。

（３）また、本実施形態のドライアイスブラスト式清掃装置１によれば、液化炭酸ガス貯蔵部３０に貯蔵される液化炭酸ガスの量を所定量以上に保つことができ、ドライアイスブラスト式清掃の自動化および安定した長時間連続運転を実現することができる。

（４）また、本実施形態のドライアイスブラスト式清掃装置１によれば、清掃中に、貯留する液化炭酸ガスの量が所定量以上である液化炭酸ガスボンベを常に用いることができ、ドライアイスブラスト式清掃の自動化および安定した長時間連続運転を実現することができる。

１…ドライアイスブラスト式清掃装置、１０…清掃ブース、１１…清掃ブース本体、１１ａ…搬入口、１１ｂ…搬出口、１２…搬送レール、１４…ロボットアーム、１６…ブロアー、１８…集塵機、２０…噴射ノズル、３０…液化炭酸ガス貯蔵部、３１（３１ａ、３１ｂ）…ＬＣＯ₂ボンベ、３２（３２ａ、３２ｂ）…ＬＣＯ₂液取出バルブ、４０…液化炭酸ガス供給部、４１…ＬＣＯ₂元バルブ、４２…流量計、５０…高圧炭酸ガス貯蔵部、５１（５１ａ、５１ｂ）…高圧ボンベ、５２（５２ａ、５２ｂ）…高圧ボンベ切替バルブ、５３（５３ａ、５３ｂ）…圧力計、６０…高圧炭酸ガス供給部、６１（６１ａ、６１ｂ）…ＬＣＯ₂加圧バルブ、７０…高圧空気供給部、７１…アフタークーラー、７２…ドライヤー、７３…エアバルブ、７４…エアバルブ、８０…制御部

Claims (4)

1. 液化炭酸ガスから粒子状のドライアイスを生成して被清掃物に対して噴射可能な噴射ノズルを用いるドライアイスブラスト式清掃装置において、
   一つ以上の可搬式の液化炭酸ガスボンベから構成される液化炭酸ガスを貯蔵する液化炭酸ガス貯蔵部と、
   前記液化炭酸ガス貯蔵部が貯蔵する液化炭酸ガスを前記噴射ノズルに供給する液化炭酸ガス供給部と、
   前記噴射ノズルに空気を高圧状態で供給する高圧空気供給部と、
   前記被清掃物を搬送する搬送手段と、
   前記噴射ノズルを把持するとともに前記噴射ノズルから粒子状のドライアイスが噴射される噴射位置および噴射方向を変更可能な噴射ノズル把持部と、
   前記ノズル把持部を制御することで前記噴射ノズルから粒子状のドライアイスが噴射される噴射時間、噴射位置および噴射角度を、前記搬送手段によって搬送される前記被清掃物の種別に応じて制御する制御部と、
   前記搬送手段によって搬送される前記被清掃物に、前記噴射ノズルによって噴射される粒子状のドライアイスを吹き付けるための清掃ブースとを備え、
   前記清掃ブースは、
   前記搬送手段によって搬送されながら前記噴射ノズルによって噴射される粒子状のドライアイスが吹き付けられている前記被清掃物を覆う清掃ブース本体、
   前記搬送手段が前記被清掃物を前記清掃ブース本体内に搬入するための搬入口、並びに
   前記搬送手段が前記被清掃物を前記清掃ブース本体から搬出するための搬出口を有し、
   さらに、前記清掃ブース内に酸素濃度計や炭酸ガス濃度計を設置して常時監視するとともに、当該清掃ブース内への作業者の立ち入り用の扉をインターロック設定することで、作業者が誤って清掃中に清掃ブース内に立ち入ることを防止する
   ことを特徴とするドライアイスブラスト式清掃装置。
2. 前記清掃ブース内に高圧の空気を送出するブロアーと、
   前記清掃ブース内の空気を吸引して被清掃物から剥離した汚れを集塵する集塵機と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のドライアイスブラスト式清掃装置。
3. 請求項１又は２に記載のドライアイスブラスト式清掃装置において、
   さらに、
   前記液化炭酸ガス貯蔵部が貯蔵する液化炭酸ガスを前記噴射ノズルに供給する前記液化炭酸ガス供給部の下流側で液化炭酸ガスの流量を計測する流量計と、
   前記液化炭酸ガス貯蔵部において前記噴射ノズルに供給する前記液化炭酸ガスボンベを切替る液取出バルブと、
   加圧する前記液化炭酸ガス貯蔵部の前記液化炭酸ガスボンベを切替る加圧バルブと、
   を備え、
   前記制御部は、前記流量計の積算流量値に基づき、前記液取出バルブと加圧バルブとの開閉を制御することで液化炭酸ガスボンベを切替ること
   を特徴とするドライアイスブラスト式清掃装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のドライアイスブラスト式清掃装置において、
   炭酸ガスを高圧状態で貯蔵する高圧炭酸ガス貯蔵部と、
   前記高圧炭酸ガス貯蔵部が貯蔵する高圧炭酸ガスを前記液化炭酸ガス貯蔵部に供給する高圧炭酸ガス供給部と、
   を備えることを特徴とするドライアイスブラスト式清掃装置。

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