JP5943233B2 - 管内清掃具 - Google Patents

Description

本発明は、配管内の清掃や塗装に用いる管内清掃具に関する。

各種の流体を搬送するために使用される配管においては、衛生管理・生産管理の観点から定期的に清掃作業が行われる。配管内を搬送される流体の中には、その特性によって配管内面に付着して堆積していくものもあり、例えば流体が飲食料品であれば定期的に堆積物を除去しなければ衛生的に好ましくないことは言うまでもない。また、この堆積物によって管路が狭くなり、配管としての機能低下、生産性の低下を招くことにも繋がる。したがって、特に飲食料品や医薬品の生産ラインにおける配管では、衛生管理の観点から生産ラインの稼働後は、配管内の洗浄及び残留物の除去を目的とした清掃作業が必須となっている。

そこで、従来から配管内の清掃作業として、所謂ピグ洗浄が行われている（例えば特許文献１）。ピグ洗浄とは、例えば図１７（ａ）〜（ｃ）に示されるような砲弾型或いは球型のピグと呼ばれる管内清掃具の背面に、洗浄水等による水圧、或いはガスや空気等による空気圧を加えて配管内を通過させることによって、配管内の残留物や堆積物、異物等を除去する清掃方法である。このようなピグを用いた清掃方法の一例を図１４に示す。ここでは、砲弾型のピグ１００の後端面に対して圧力を印加し、ピグ１００を背面から押し出すようにして配管１０１内を前進させると共に、ピグ１００の先端側で配管１０１の内面の堆積物１０２を掻き落としている（例えば特許文献２参照）。

そして、ピグによる洗浄効果を高めるために、例えば特許文献１には、図１７（ｄ）〜（ｈ）に示されるような種々の形態を成すピグが開示されている。また、特許文献２には、長手方向に対して垂直な面で複数に分割して形成した清掃部材を長尺体によって一体的に連結した管内清掃具が開示されている。

特開２００２−２０５０２５号公報（図１参照） 実開平５−７０６８５号公報

特許文献１や特許文献２で提案されているピグによると、配管内の清掃効率の向上は図られるものと思われる。しかしながら、これらの管内清掃具を利用できる配管は、砲弾型や球型の管内清掃具が通過できる形状、すなわち障害物のない円筒状の配管でなければならない。

ここで問題となるのが、管路の開閉や流量調整を行うために配管径路に設けられるバルブである。バルブの種類としてはコックやボールバルブ、バタフライバルブ（蝶弁）等が挙げられる。しかしながら、配管の清掃をピグにて行うためには、コックやボールバルブのように弁体が球体で貫通口が開いているタイプのバルブを適用せざるを得ず、バタフライバルブのような敷居が設けられたバルブは利用できないという問題があった。

その一方で、コックやボールバルブは、ピグ洗浄時に洗浄水を配管径路に流すと、バルブ本体と弁体との間に洗浄水が浸水して液だまりができるため、洗浄水が製品に混入するおそれがある。したがって、特に飲食料品や医薬品の生産ライン等ではピグ洗浄を利用できる範囲が限れてしまい、このことが生産性に影響を及ぼしている。

一方で近年ではバタフライバルブのような、液だまりのないバルブが広く利用されている。ここでバタフライバルブの一例を、図１５の斜視図及び図１６（ａ）、（ｂ）の水平断面図に示す。これらの図に示すように、バタフライバルブ１１０は、配管１０１の内径とほぼ一致する円盤状の板状の弁体１１１を水平面内で回転自在とすると共に、弁体１１１の回転軸１１２を、バタフライバルブ１１０上面に設けたレバー１１３と連結している。これにより、操作者がレバー１１３を操作することで、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように弁体１１１を回転させて、開弁状態と閉弁状態とを切り替えることができる。

このようなバタフライバルブ１１０で継手した配管径路においてピグ洗浄を行おうとしても、ピグが弁体１１１と干渉してバタフライバルブ１１０を通過することができない。したがって、バタフライバルブ１１０で継手した配管径路では、ピグを使用することはできなかった。このため、現状では人手により配管を一々分解した上で手洗いをしており、多大な手間とコストを要するという問題があった。

そこで本発明は、従来のこのような問題点を解消するためになされたものである。本発明の主な目的は、バタフライバルブの弁体のような仕切り状の障害物が存在する配管に対しても適用可能とした管内清掃具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の管内清掃具は、配管１０１の内部に挿入されて内壁の洗浄を行うための、一方向に延長された外形を有する管内清掃具であって、少なくとも先端部２と、後端部３と、前記先端部２と前記後端部３との間に位置する胴部４とを備えており、前記先端部２、前記胴部４及び前記後端部３は、長手方向に平行な面で複数に分割され、分割されて形成された面を接合面５として該接合面５同士を接合させるための接合具７を備え、分割された各前記胴部４ａ、４ｂの前方に位置する各前記先端部２ａ、２ｂは、先端８ａ、８ｂから接合面５に向かって傾斜された傾斜面９を備えることを特徴とする。

また、本発明の管内清掃具において、前記先端部２を先細り形状としたことを特徴とする。

また、本発明の管内清掃具において、前記傾斜面９が曲面で形成されてなることを特徴とし、さらに前記曲面９が、凸状又は凹状に形成されてなることを特徴とする。

また、本発明の管内清掃具において、前記接合具７が、永久磁石であることを特徴とし、さらに前記永久磁石７が、前記接合面５の長手方向に沿って離間して設けられてなることを特徴とする。

また、前記管内清掃具が第一分割部材６ａと第二分割部材６ｂとに分割されており、前記第一分割部材６ａと前記第二分割部材６ｂが、それぞれ、前記先端部２、前記胴部４及び前記後端部３を備えており、前記第一分割部材６ａと前記第二分割部材６ｂの外形を、等しく形成してなることを特徴とする。

本発明の管内清掃具は長手方向に複数に分割され、接合具によって分離、接合自在に構成されている。従って、配管径路をピグ洗浄する場合において、通常使用状態では接合具で一体的に構成されることにより、従来のピグと同様にピグ洗浄を行うことができる。一方、配管内に障害物が存在する場合には長手方向に分離されることによって障害物を回避し、障害物通過後は接合具によって再び接合状態に復元される。つまり、配管内に障害物がある場合でも、本発明の管内清掃具によると、障害物を回避しつつピグ洗浄を行うことができる。

また、本発明の他の管内清掃具に係る先端部が接合面に向かって傾斜された傾斜面を備えているため、配管内で障害物に接触した際、障害物を傾斜面に沿わせて接合面に誘導することができ、管内清掃具の分離を容易に行うことが可能となる。

さらに、本発明の他の管内清掃具において、前記先端部を先細り形状としたことによって、障害物の配設箇所が通過し易くなると共に、配管内を前進する際、配管内周面と干渉して管内清掃具が引っ掛かり、配管内で詰まってしまうことを防止できる。

また、本発明の他の管内清掃具において、前記傾斜面が曲面で形成され、更には当該曲面が凸状又は凹状に形成されることによって、配管内の障害物を接合面までよりスムーズに誘導することができる。

また、本発明の他の管内清掃具において、前記接合具に永久磁石を利用することによって、第一分割部材と第二分割部材との分離、接合を容易且つ確実に行うことができる。また、永久磁石の利用により、磁気センサ等を用いて本発明の他の管内清掃具の配管径路内における位置を検出できる利点も得られる。

さらに、本発明の他の管内清掃具において、前記永久磁石が、前記接合面の長手方向に沿って離間して設けられることによって、管内清掃具が障害物に接触して部分的に分離されても、他の部分の磁力によって接合状態に近付けるように連結を維持できると共に、障害物を通過後に再度接合する際の管内清掃具の長手方向における位置ずれを低減できる利点が得られる。

さらにまた、本発明の他の管内清掃具を複数に分割された第一分割部材と第二分割部材とで構成すると共に、前記第一分割部材と第二分割部材の外形を等しく形成することによって、第一分割部材と第二分割部材とを同一の金型等で成型できるため、製造コストを低減することができる。

本発明の一実施の形態に係る管内清掃具を示す斜視図である。 図１の管内清掃具を背面から見た斜視図である。 図１の管内清掃具の側面図である。 図１の管内清掃具の平面図である。 図４のＶ−Ｖ線における断面図である。 図５の管内清掃具を二分割した状態を示す断面図である。 図５の管内清掃具を配管内で進行させる状態を示す断面図である。 図７の状態から、障害物に接触して分割する状態を示す断面図である。 図７の状態から、障害物を通過して再び接合する状態を示す断面図である。 四分割した配管の端面を示す断面図である。 図１０の配管に対応させた四分割型の管内清掃具を示す垂直断面図である。 図１２（ａ）は図１の管内清掃具における接合具の他の配設態様を示す斜視図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る管内清掃具を示す側面図である。 従来のピグを用いた配管洗浄の様子を示す模式断面図である。 バタフライバルブの斜視図である。 図１６（ａ）は図１５のバタフライバルブを閉弁した状態を示す水平断面図、図１６（ｂ）は開弁した状態を示す水平断面図である。 図１７（ａ）〜（ｈ）は、従来のピグの外形を示す模式側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための管内清掃具を例示するものであって、本発明は管内清掃具を以下のものに特定しない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。

以下、図１〜図６を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る管内清掃具として、洗浄用ピグを説明する。本実施形態に係る洗浄用ピグ１は、配管の内部に挿入されて内壁の洗浄を行うための、一方向に延長された外形を有する管内清掃具であって、少なくとも先端部２と、後端部３と、先端部２と後端部３との間に位置する胴部４とを備えている。本実施形態に係る胴部４は平板状をなし、この胴部４の後方に位置する後端部３における後端面３ａは平面状をなしている。

そして、胴部４及び後端部３は、長手方向に平行な面によって一の洗浄用ピグ片６ａ（第一分割部材）と他の洗浄用ピグ片６ｂ（第二分割部材）とに２分割されている。さらに、分割されて形成された面をそれぞれ接合面５、５として、接合面５、５同士を接合させるための接合具７を備えている。接合具７としては、永久磁石や電磁石等が挙げられるが、一の洗浄用ピグ片６ａと他の洗浄用ピグ片６ｂとの分離、接合を容易且つ確実に行い得る点で、永久磁石が特に好ましい。また、永久磁石を利用することによって、磁気センサ等を用いて洗浄用ピグ１の配管径路内における位置を検出できる利点も得られる。さらに、本実施形態の洗浄用ピグ１においては、一の洗浄用ピグ片６ａの接合面５及び他の洗浄用ピグ片６ｂの接合面５の長手方向に沿って、複数の接合具７が離間して配設されている。また、複数本の永久磁石を平行姿勢で並べて配置する場合は、隣接する永久磁石間でＮ極とＳ極とが交互に逆向きとなる姿勢とすることで、磁極の反発力を利用した接合位置の強制も可能となる。

また、分割された一の洗浄用ピグ片６ａに係る胴部４ａの前方に位置する先端部２ａ及び他の洗浄用ピグ片６ｂに係る胴部４ｂの前方に位置する先端部２ｂは、各々の先端８ａ、８ｂから接合面５に向かって傾斜された傾斜面９を備えている。なお、傾斜面９は、先端８ａ、８ｂから接合面５に向かって傾斜していればよく、各図に示した曲面に限定されるものではなく、平面であってもよい。更には、傾斜面９を曲面とした場合における曲面の形状も特に限定されず、図３に示すような凹状に形成された曲面であってもよく、凸状に形成された曲面であってもよい。

また、本実施形態に係る先端部２ａ及び先端部２ｂは、先細り形状としている。より具体的には、先端部２ａに係る先端８ａ及び先端部２ｂに係る先端８ｂが、洗浄用ピグ１の長手方向の中心軸に向かうように形成されると共に、各先端８ａ、８ｂを尖らせている。

さらに、本実施形態に係る先端部２及び後端部３には、リブ１０が設けられている。これらのリブ１０によって配管の内周面に付着した堆積物や配管内の残留物等が除去される。なお、リブ１０の材質を含め、本実施形態の洗浄用ピグ１の材質は特に限定されず、用途に応じてゴムやポリウレタン発泡体等の弾性部材とする。また、耐薬品性に優れた素材とすることも好ましい。さらに、洗浄用ピグ１に係る先端部２や後端部３とリブ１０を同一の材質で一体に形成してもよく、或いはリブ１０を材質を換える等して先端部２や後端部３とは別に形成し、ピグ洗浄時に先端部２や後端部３にリブ１０を取り付ける態様としてもよい。

以上の構成を含んでなる本実施形態の洗浄用ピグ１による配管の洗浄方法について、図７〜図９を参照しながら説明する。バタフライバルブ１１０で継手した配管径路を洗浄対象とした場合、まず配管１０１内に洗浄用ピグ１を挿入する。洗浄用ピグ１の後端部３側から空気を圧送して後端部３に係る後端面３ａを押圧することによって、配管１０１内に洗浄用ピグ１を前進させる。このとき、洗浄用ピグ１に係る先端部２及び後端部３に設けられたリブ１０によって、配管１０１の内周面に付着した堆積物や配管１０１内に残留する洗浄水が洗浄用ピグ１の進行方向に向かって押し出され、配管１０１内から除去されていく。このようにして洗浄用ピグ１を用いて堆積物などを除去した後、配管１０１内を洗浄水によって洗浄する。

ここでピグ洗浄の際に、洗浄用ピグ１が配管径路に配設されているバタフライバルブ１１０に到達すると、洗浄用ピグ１に係る先細り形状の先端部２ａ、２ｂの先端８ａ、８ｂによってバタフライバルブ１１０に係る弁体１１１が先端部２ａ、２ｂ間に導かれる。洗浄用ピグ１が更に前進していくと、先端部２ａ、２ｂが備える傾斜面９に沿って弁体１１１が一の洗浄用ピグ片６ａと他の洗浄用ピグ片６ｂとの接合面５に到達する。すると、図８に示すように、弁体１１１によって接合具７、７による接合が先端部２側から順次解除されていき、一の洗浄用ピグ片６ａと他の洗浄用ピグ片６ｂとに分離されることとなる。

一の洗浄用ピグ片６ａと他の洗浄用ピグ片６ｂとに分離されることによって弁体１１１を回避しつつ更に洗浄用ピグ１が前進していくと、図９に示すように、弁体１１１によって接合が解除されていた接合具７、７は、弁体１１１を通過後に再び先端部２側から順次、磁力によって接合していく。洗浄用ピグ１に係る後端部３が弁体１１１を通過すると、弁体１１１によって分離されていた一の洗浄用ピグ片６ａと他の洗浄用ピグ片６ｂとは接合具７によって再び接合され、配管１０１内を更に先へと前進していくこととなる。

以上のように、本実施形態に係る洗浄用ピグ１によると、生産設備のサニタリー性に好適なバタフライバルブ１１０を備える配管径路においてピグ洗浄を行うことが可能となり、分解洗浄をする手間が省けるため、配管内の清掃作業に要する手間とコストを大幅に削減することができると共に、ランニングコストの削減にもつながる。すなわち、ピグ洗浄を行う上で障害物となるバタフライバルブ１１０に係る弁体１１１を、洗浄用ピグ１を一の洗浄用ピグ片６ａと他の洗浄用ピグ片６ｂとに分離することによって回避することが可能になる。その一方で、バタフライバルブ１１０の配設箇所を通過後は、接合具７によって洗浄用ピグ１が接合状態に復元されるため、従来のピグと同様、配管１０１内のピグ洗浄を行うことが可能である。この結果、ピグ洗浄が利用可能なエリアを拡大すること可能となる。

また、本実施形態の洗浄用ピグ１においては一の洗浄用ピグ片６ａの接合面５及び他の洗浄用ピグ片６ｂの接合面５の長手方向に沿って、複数の接合具７が離間して配設されている。従って、洗浄用ピグ１が弁体１１１に接触して接合具７、７による接合が先端部２側から順次解除され、一の洗浄用ピグ片６ａと他の洗浄用ピグ片６ｂとが部分的にに分離され始めても、後端部３側の接合具７、７の磁力によって接合状態に近付けるように連結を維持することができる。そして、このように連結状態ができるだけ維持できるように構成されているため、弁体１１１を通過後に再度、接合具７、７によって一の洗浄用ピグ片６ａと他の洗浄用ピグ片６ｂとを順次接合していく際、洗浄用ピグ１の長手方向における位置ずれを低減できる利点も得られる。

以上、本発明の管内清掃具の一実施形態である洗浄用ピグ１について詳述したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。すなわち、上記の実施形態では、バタフライバルブ１１０の弁体１１１を通過する例を説明したが、本発明の管内清掃具は、弁体１１１に限らず、配管１０１内に存在する他の仕切りも同様にして通過できることは言うまでもない。

さらに上記の実施形態では、配管１０１内の障害物として、配管１０１内をほぼ二分するように配設されたバタフライバルブ１１０に係る弁体１１１を通過する態様を説明した。ただ、障害物の形態が配管内を２分割する場合に限らず、３分割或いは４分割するような形態の場合であっても、障害物の形態に応じて本発明の管内清掃具も分割することによって、配管内を３分割、４分割するような障害物が配設された配管径路の洗浄にも対応できる。例えば図１０に示すような配管１０１の入口側に、異物混入防止のため断面方向にワイヤを交差させて四分割した障害物１１４が配設された配管１０１においては、図１１（ａ）の断面図に示すように断面方向に４分割した洗浄用ピグ１Ｂが利用できる。この洗浄用ピグ１Ｂは、第一分割部材６ａ、第二分割部材６ｂ、第三分割部材６ｃ、第四分割部材６ｄで構成される。これらの第一分割部材６ａ、第二分割部材６ｂ、第三分割部材６ｃ、第四分割部材６ｄは、それぞれ接合具７Ｂである磁石によって接合されている。そして、障害物１１４を通過する際には、図１１（ｂ）の断面図に示すように障害物１１４で接合具７Ｂによる接合が解除され、第一分割部材６ａと第二分割部材６ｂ、第三分割部材６ｃ、第四分割部材６ｄが分離されることによって障害物１１４を回避することができる。障害物１１４の通過後は、接合具７Ｂによって洗浄用ピグ１Ｂが接合状態に復元され、従来のピグと同様、配管１０１内のピグ洗浄を行うことができる（なお図１１（ｂ）においては、説明のためリブを図示していないが、リブで配管１０１の内面に当接させて、内面に付着した堆積物の掻き取りなどを行えることは上述の通りである）。

さらにまた、本発明の管内清掃具における接合具の配設態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、管内清掃具である洗浄用ピグ１Ｃの長手方向に対して並行に複数の接合具７Ｃが配設されてもよい。

また、本発明の管内清掃具において、複数に分割した際の各清掃部材の形状は必ずしも同一形状とする必要は無く、第一分割部材と第二分割部材とで先端部の形状や胴部の形状を異にする態様であってもよい。ただ、上記の実施形態に係る一の洗浄用ピグ片６ａ（第一分割部材）と他の洗浄用ピグ片６ｂ（第二分割部材）のように、外形をほぼ等しく形成することによって、各清掃部材を同一の金型等で成型できるため、製造コストの低減が図られる。

さらに、本発明の管内清掃具において、上記の実施形態では胴部４の形状が平板状をなしているが、胴部の形状は平板状に限定されるものではない。例えば図１３に示す洗浄用ピグ１Ｄに係る胴部のように、先端部２Ｄから後端部３Ｄにかけて同径の円柱状をなす胴部４Ｄのような形状であってもよい。また、この円柱状をなす胴部４Ｄの外周面に複数のリブが設けられてもよく、或いは複数の突起物やブラシ等が設けられてもよい。

本発明に係る管内清掃具は、配管内の洗浄用ピグとして好適に利用できる。また、洗浄用に留まらず、配管内の塗装や被膜の作成等にも利用できる。例えばガス管の内面に樹脂をライニングする際のライニングピグとしても利用できる。

１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…管内清掃具（洗浄用ピグ）
２、２Ｄ…先端部
２ａ…一の洗浄用ピグ片に係る先端部；２ｂ…他の洗浄用ピグ片に係る先端部
３、３Ｄ…後端部；３ａ…後端面
４…胴部
４ａ…一の洗浄用ピグ片に係る胴部；４ｂ…他の洗浄用ピグ片に係る胴部
４Ｄ…胴部
５…接合面
６ａ…第一分割部材；６ｂ…第二分割部材；６ｃ…第三分割部材；６ｄ…第四分割部材
７、７Ｂ、７Ｃ…接合具
８ａ…先端部２ａの先端；８ｂ…先端部２ｂの先端
９…傾斜面
１０…リブ
１００…ピグ
１０１…配管
１０２…堆積物
１１０…バタフライバルブ
１１１…弁体
１１２…弁体の回転軸
１１３…レバー
１１４…障害物

Claims (7)

1. 配管(101)の内部に挿入されて内壁の洗浄を行うための、一方向に延長された外形を有する管内清掃具であって、
   少なくとも先端部(2)と、
   後端部(3)と、
   前記先端部(2)と前記後端部(3)との間に位置する胴部(4)と、
   を備えており、
   前記先端部(2)、前記胴部(4)及び前記後端部(3)は、長手方向に平行な面で複数に分割され、
   分割されて形成された面を接合面(5)として該接合面(5)同士を接合させるための接合具(7)を備え、
   分割された各前記胴部(4a,4b)の前方に位置する各前記先端部(2a,2b)は、先端(8a,8b)から接合面(5)に向かって傾斜された傾斜面(9)を備えることを特徴とする管内清掃具。
2. 請求項１に記載の管内清掃具であって、
   前記先端部(2)を先細り形状としたことを特徴とする管内清掃具。
3. 請求項１又は２に記載の管内清掃具であって、
   前記傾斜面(9)が曲面で形成されてなることを特徴とする管内清掃具。
4. 請求項３に記載の管内清掃具であって、
   前記曲面が、凸状又は凹状に形成されてなることを特徴とする管内清掃具。
5. 請求項１から４のいずれか一に記載の管内清掃具であって、
   前記接合具(7)が、永久磁石であることを特徴とする管内清掃具。
6. 請求項５に記載の管内清掃具であって、
   前記永久磁石が、前記接合面(5)の長手方向に沿って離間して設けられてなることを特徴とする管内清掃具。
7. 請求項１から６のいずれか一に記載の管内清掃具であって、
   前記管内清掃具が第一分割部材(6a)と第二分割部材(6b)とに分割されてなり、
   前記第一分割部材(6a)と前記第二分割部材(6b)が、それぞれ、前記先端部(2)、前記胴部(4)及び前記後端部(3)を備えており、
   前記第一分割部材(6a)と前記第二分割部材(6b)の外形を、等しく形成してなることを特徴とする管内清掃具。

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