JP7104440B1

JP7104440B1 - 配管洗浄装置及び配管洗浄システム

Info

Publication number: JP7104440B1
Application number: JP2021077414A
Authority: JP
Inventors: 章雄長澤
Original assignee: 章雄長澤
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2022-07-21
Anticipated expiration: 2041-04-30
Also published as: JP2022171041A

Abstract

【課題】配管の屈曲部を洗浄することのできる配管洗浄装置を提供する。【解決手段】本実施例の配管洗浄装置Ｄは、配管９の外側に移動可能に設置される外部ユニット１と、配管９の内側に移動可能に設置される内部ユニット２であって、配管９を挟んで外部ユニット１と磁力によって引き付け合う内部ユニット２と、を備え、内部ユニット２は、第１内部ユニット（２１）と、第２内部ユニット（２２）と、を有している。内部ユニット２は、第１内部ユニットとしての球状の第１球体部２１と、第２内部ユニットとしての球状の第２球体部２２と、第１球体部２１と第２球体部２２を連結する連結部２３と、を有することが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造などにおいて使用される排ガス等を流通させる配管を洗浄する配管洗浄装置に関するものである。

従来から、半導体製造において、エッチング装置等で使用された排ガス等は、除害装置で無害化処理されたうえで廃棄されている。この際、排ガス等は、エッチング装置等から配管を通じて除害装置へ搬送されることになる。

しかしながら、排ガスを搬送する途中において、排ガスの反応生成物が配管の内壁に付着し、排ガスの流通が妨げられることが知られている。このため、配管の内部を所定温度以上に昇温して、排ガスの反応生成物が配管内壁に付着しないようにする技術が開発されている。

他の方法として、例えば特許文献１には、配管の外部に装着するアウター体と、配管の内部に配設するインナー体とで構成し、アウター体には移動装着手段を、インナー体には中空箇所を有し、アウター体を配管の管長方向へ移動させた際にインナー体も同じ方向へ移動するようにされた配管洗浄具が開示されている。

特開２０２０－１３８１８０号公報

しかしながら、特許文献１の配管洗浄具の構成では、インナー体が円筒形状に形成されているため、配管の直線部は洗浄できるものの、配管の屈曲部を洗浄することができなかった。

そこで、本発明は、配管の屈曲部を洗浄することのできる、配管洗浄装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の配管洗浄装置は、配管の外側に移動可能に設置される外部ユニットと、前記配管の内側に移動可能に設置される内部ユニットであって、前記配管を挟んで前記外部ユニットと磁力によって引き付け合う内部ユニットと、を備え、前記内部ユニットは、第１内部ユニットと、第２内部ユニットと、を有している。

このように、本発明の配管洗浄装置は、配管の外側に移動可能に設置される外部ユニットと、配管の内側に移動可能に設置される内部ユニットであって、配管を挟んで外部ユニットと磁力によって引き付け合う内部ユニットと、を備え、内部ユニットは、第１内部ユニットと、第２内部ユニットと、を有している。このように内部ユニットを２分割する構成であれば、配管の曲線部であってもこれに追従して洗浄することができる。さらに、外部ユニットも２つに分割すれば、配管にフランジがあってもこれを乗り越えて洗浄することが可能となる。

配管洗浄装置を配管の軸線方向に沿って切断した縦断面図である。配管洗浄装置を配管の軸線方向に垂直に切断した横断面図である。配管洗浄装置を含む配管洗浄システム全体の縦断面図である。変形例の配管洗浄システム全体の縦断面図である。配管洗浄システムの作用について説明した説明図である。（ａ）は配管洗浄装置の回収前であり、（ｂ）は配管洗浄装置の回収時である。変形例の内部ユニットの説明図である。（ａ）は全体図であり、（ｂ）は第１（第２）球体部の分解図であり、（ｃ）は断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成要素は例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（構成）
まず、図１、図２を用いて本実施例の配管洗浄装置Ｄの構成について説明する。配管洗浄装置Ｄは、配管９の外側に移動可能に設置される外部ユニット１と、配管９の内側に移動可能に設置される内部ユニット２であって、配管９を挟んで外部ユニット１と磁力によって引き付け合う内部ユニット２と、を備えている。

外部ユニット１は、全体として正方形の枠状に構成されるものであり、配管９の外側を囲むように設置される。この外部ユニット１は、正方形の枠部１１と、枠部１１の隅角部に配置された磁石部１２と、から構成されている。磁石部１２は、永久磁石であってもよいし、電磁石であってもよい。

外部ユニット１は、図１に示すように、２つの枠部１１、１１と、２つの磁石部１２、１２と、を備えている。これら２つの枠部１１、１１（及び磁石部１２、１２）は、互いに連結されていてもよいし、分離されて独立して移動できるようになっていてもよい。磁石部１２は、本実施例では、Ｓ極を内側（配管９側）に向けた姿勢で設置されている。

さらに、枠部１１には、移動手段３を構成する要素として４つの車輪３２、・・・が軸支されている。そして、この車輪３２、・・・は配管９の延長方向に沿って設置されたレール３１上を走行するようにされている。この他、図示しないが、外部ユニット１を移動させる駆動手段としては、例えば、電動モータによる車輪３２の正逆方向の回転（往復移動）や、手動（外部ユニット１を手で持って移動させる）での移動が考えらえる。

内部ユニット２は、全体に連結された２つの球体として構成されるものであり、球体は配管９の内径いっぱいの幅となるように設置される。内部ユニット２は、配管９を挟んで外部ユニット１と磁力で引き付け合うため、駆動手段による外部ユニット１の移動に伴って、内部ユニット２も移動する。

この内部ユニット２は、互いに自在に揺動可能な、第１内部ユニット（２１）と、第２内部ユニット（２２）と、を有している。より具体的に言うと、内部ユニット２は、第１内部ユニットとしての球状の第１球体部２１と、第２内部ユニットとしての球状の第２球体部２２と、第１球体部２１と第２球体部２２を自在に揺動可能に連結する連結部２３と、を有している。

このうち連結部２３は、２つの連結リング２３１、２３２を有しており、第１球体部２１と第２球体部２２の両方に連結されている。そして、連結リング２３１、２３２は、互いに回転できるようになっている。したがって、第１球体部２１と第２球体部２２は、連結部２３を介することによって、互いに自在に相対的な位置を変更することができる。

そして、第１球体部２１は、略半球殻状の金属部２１ａと、この金属部２１ａの内部に嵌合される球形状の網部２１ｂと、から構成される。すなわち、第１球体部２１は、外側の金属部２１ａと、内側の網部２１ｂと、から構成される二重（殻）構造になっている。

このうち金属部２１ａは、外部ユニット１の磁石部１２と極性が反対向きになっている磁石部２１ｄを有している。この磁石部２１ｄが、外部ユニット１の磁石部１２と磁力によって引き寄せ合うことで、内部ユニット２全体が外部ユニット１に対応する位置に保持されるようになっている。さらに、金属部２１ａは中心角度が１８０度を超える半球殻状であるため、網部２１ｂを内部に回転自在に収容しつつも、網部２１ｂが離脱しないようになっている。

また、網部２１ｂは、所定の寸法の網目（隙間）を有しており、略半球殻状の金属部２１ａの内径よりもひと回り小さい外径を有する球形状に形成される。したがって、網部２１ｂは、金属部２１ａの内部で自在に回転できるようになっている。なお、網部２１ｂは、それ自体が球形状から弾性変形することができるようになっていれば、例えば網部２１ｂを手でつぶせば網部２１ｂを金属部２１ａ内から取り出すこともできる。

同様に、第２球体部２２は、略半球殻状の金属部２２ａと、この金属部２２ａの内部に嵌合される球形状の網部２２ｂと、から構成される。これらの金属部２２ａや網部２２ｂの構成は、第１球体部２１と同様であるので説明を省略する。この他、内部ユニット２には、球体部（２１、２２）の内部に、小型カメラを仕込むことによって配管９の内部の調査をすることも可能である。

そして、図３に示すように、上述してきた配管洗浄装置Ｄと、この配管洗浄装置Ｄが設置される配管９と、この配管洗浄装置Ｄを配管９に沿って移動させる移動手段３と、によって配管洗浄システムＳが構成される。このうち配管洗浄装置Ｄと移動手段３の構成は上述した通りである。

そして、配管洗浄システムＳの配管９は、主として、直線部９１と、曲線部９２（エルボ）と、分岐ポート９３と、から構成されている。すなわち、一般に、配管９には、直線部９１と曲線部９２とがあるが、本実施例では、さらに直線部９１の途中に、直角に分岐される分岐ポート９３が設置されている。

そして、この分岐ポート９３には、分岐ポート９３の分岐位置（基端部）近傍に設置される第１バルブｖ１と、分岐ポート９３の末端位置（先端部）近傍に設置される第２バルブｖ２と、が配置されている。これらの第１バルブｖ１と第２バルブｖ２は、ともに、ゲートバルブである。そして、第１バルブｖ１と第２バルブｖ２は、後述するように、内部ユニット２を回収するために、連動して開閉される。

（作用）
次に、図５（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例の配管洗浄装置Ｄの作用について説明する。まず、図５（ａ）に示すように、直線部９１の通過時には、外部ユニット１を直線部９１の延長方向（軸線方向）に沿って移動させることで、内部ユニット２もこれに追従して移動する。この際、直線部９１の内面に内部ユニット２が接触することで、直線部９１の内面の固着物（汚れ）を取り除くことができる。なお、フランジ９４がある場合には、フランジ９４を跨ぐ位置に２つの外部ユニット１を配置すれば、これを乗り越えて移動できる。除去された固着物は、内部ユニット２とともに分岐ポート９３に収容される。

同様に、曲線部９２の通過時には、外部ユニット１を曲線部９２の曲がりに沿って移動させることで、内部ユニット２もこれに追従して移動する。このように、２つの球体部２１、２２が相対位置を変更することによって、曲線部９２を通過できる。この際、曲線部９２の内面に内部ユニット２が接触することで、曲線部９２の内面の固着物を除去できる。特に、内部ユニット２が２つの球体部２１、２２から構成されていれば、曲線部９２に引っ掛かることなくスムースに通過できる。除去された固着物は、内部ユニット２とともに分岐ポート９３に収容される。

一方、内部ユニット２の回収時には、図５（ａ）に示すように、分岐ポート９３の基端部寄りの第１バルブｖ１を開けるとともに、先端部寄りの第２バルブｖ２を閉じる。その後、外部ユニット１を分岐ポート９３の基端部から先端部に移動させることで、内部ユニット２を分岐ポート９３内に導入（収容）する。

次に、図５（ｂ）に示すように、分岐ポート９３の基端部寄りの第１バルブｖ１を閉じるとともに、先端部寄りの第２バルブｖ２を開ける。これによって、分岐ポート９３を配管９から分離させることができる。その後、第２バルブｖ２を通じて、分岐ポート９３内から内部ユニット２を取り出すことで、内部ユニット２を回収する。この際には、内部ユニット２の網部２１ｂに溜められた配管９内の汚れも同時に回収することができる。そして、内部ユニット２を取り替えたり、洗浄して再利用したりできる。

（リニア駆動方式）
さらに、図４に示すように、移動手段３を構成する駆動手段（かつ外部ユニット１）として、複数の電磁石１Ｌを配管９の延長方向に沿って並べることが可能である。このように、配管９の外面に複数の電磁石１Ｌ、・・・を極性が交互になるように配置して通電することで、内部ユニット２がリニア駆動方式によって配管９の内部を移動する。この場合、配管９の途中にフランジ９４が突出していても、これを難なく乗り越えて内部ユニット２を移動させることができる。

（内部ユニットの変形例）
ここで、図６（ａ）～（ｃ）を用いて、変形例の内部ユニット２Ａの構成について説明する。この変形例の内部ユニット２Ａは、第１内部ユニットとしての球状の第１球体部２１と、第２内部ユニットとしての球状の第２球体部２２と、第１球体部２１と第２球体部２２を自在に揺動可能に連結する連結部２３と、を有している。この変形例では、連結部２３は、単一のリングとして構成されている。

このうち、第１球体部２１（及び第２球体部２２）は、略半球殻状の金属部２１ａと、この金属部２１ａの内部に嵌合される球形状の枠部２１ｃと、から構成される。すなわち、この変形例の球体部２１、２２は、実施例と同様に二重構造であるが、網部２１ｂではなく、枠部２１ｃである点において実施例と異なる。より具体的に言うと、枠部２１ｃは、２つの円環を垂直に交差させて組み合わせた形状となっており、交点近傍に連結部２３が連結されている。

金属部２１ａは、半球殻形状よりも少し大きく形成されていることで、内部の枠部２１ｃが離脱しないようになっている。さらに、図６（ｃ）に示すように、枠部２１ｃは磁石部２１ｄに干渉しない範囲では自在に回転できるようになっている。

（効果）
次に、本実施例の配管洗浄装置Ｄの奏する効果を列挙して説明する。

（１）上述してきたように、本実施例の配管洗浄装置Ｄは、配管９の外側に移動可能に設置される外部ユニット１と、配管９の内側に移動可能に設置される内部ユニット２であって、配管９を挟んで外部ユニット１と磁力によって引き付け合う内部ユニット２と、を備え、内部ユニット２は、第１内部ユニット（２１）と、第２内部ユニット（２２）と、を有している。このように内部ユニット２を２分割する構成であれば、配管９の曲線部９２であってもこれに追従して洗浄することができる。さらに、外部ユニット１も２つに分割すれば、配管９にフランジ９４があってもこれを乗り越えて洗浄することが可能となる。

つまり、内部ユニット２を２分割することで、第１内部ユニット（２１）と第２内部ユニット（２２）の相対的な位置関係を変更することによって、内部ユニット２（２１、２２）は配管９の曲線部９２の形状に追従して変形することができる。さらに、外部ユニット１も２分割することで、フランジ９４を跨ぐ位置に２つの外部ユニット１を配置すれば、フランジ９４を乗り越えることができる。

（２）また、内部ユニット２は、第１内部ユニットとしての球状の第１球体部２１と、第２内部ユニットとしての球状の第２球体部２２と、第１球体部２１と第２球体部２２を連結する連結部２３と、を有することが好ましい。このように、２つの球体部２１、２２を連結部２３で連結すれば、配管９の内部をスムースに通過できるうえ、内面を傷つけることなく内面と接触することで内面を洗浄できる。

（３）さらに、第１球体部２１及び第２球体部２２は、略半球殻形状の金属部２１ａ、２２ａと、金属部２１ａ、２２ａの内部に嵌合される球形状の網部２１ｂ、２２ｂと、から構成されることが好ましい。このように球体部２１、２２が二重構成になっていることで、網部２１ｂ、２２ｂに配管９内の汚れを溜めながらも、金属部２１ａ、２２ａによって汚れを捕捉できる。

（４）また、第１球体部２１及び第２球体部２２は、略半球殻形状の金属部２１ａ、２２ａと、金属部２１ａ、２２ａの内部に嵌合される球形状の枠部２１ｃ、２２ｃと、から構成されることも可能である。このように球体部２１、２２が二重構成になっていることで、枠部２１ｃ、２２ｃに配管９内の汚れを溜めながらも、金属部２１ａ、２２ａによって汚れを捕捉できる。

（５）そして、本実施例の配管洗浄システムＳは、上述したいずれかに記載された、配管洗浄装置Ｄと、配管９と、配管洗浄装置Ｄを配管９に沿って移動させる移動手段３と、備えている。このような構成であれば、配管９を開けることなく、配管９の内部を洗浄できる。つまり、配管洗浄装置Ｄの外部ユニット１を移動手段３によって移動させることによって、これと連動して内部ユニット２を配管９内で移動させて洗浄することができる。

（６）さらに、配管洗浄システムＳの移動手段３は、配管９の延長方向に沿って配管９の外部に設置されるレール３１と、外部ユニット１に回転自在に支持されてレール３１上を走行する車輪３２と、車輪３２の駆動手段３３と、を有することが好ましい。このような構成であれば、例えば、駆動手段３３を適切に制御すれば、洗浄動作を自動化することも可能である。さらに、従来側のヒータと比べると、必要なタイミングでのみ洗浄すればよいため、省電力のシステムとなる。

（７）また、配管洗浄システムＳの駆動手段３３としては、配管９の外部に配管の延長方向に沿って設置される複数の電磁石１Ｌ、・・・をさらに有するように構成すれば、配管９の外側にフランジ９４等を含む障害物があっても、これを容易に乗り越えることができる。つまり、フランジ９４等を跨いで電磁石１Ｌを配置すれば、内部ユニット２を移動させることができる。

（８）さらに、配管洗浄システムＳは、配管９の途中で分岐される分岐ポート９３と、分岐ポート９３の分岐位置近傍に設置される第１バルブｖ１と、分岐ポート９３の末端位置近傍に設置される第２バルブｖ２と、をさらに備えることが好ましい。このような構成であれば、第１バルブｖ１と第２バルブｖ２を連動させることで、分岐ポート９３を通じて内部ユニット２を外部に回収（取り出すことが）できる。この分岐ポート９３には、除去された固着物を貯留できるとともに、内部ユニット２を待機状態で収容することもできる。

以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

Ｓ配管洗浄システム
Ｄ配管洗浄装着
１外部ユニット
１１枠部
１２磁石部
２内部ユニット
２１第１球体部（第１内部ユニット）
２１ａ金属部
２１ｂ網部
２１ｃ枠部
２１ｄ磁石部
２２第２球体部（第２内部ユニット）
２２ａ金属部
２２ｒ半球殻部
２２ｂ網部
２２ｄ磁石部
２３連結部
３移動手段
３１レール
３２車輪
３３駆動手段
９配管
９１配管（直線部）
９２配管（曲線部）
９３分岐ポート
ｖ１第１バルブ
ｖ２第２バルブ

Claims

配管の外側に移動可能に設置される外部ユニットと、
前記配管の内側に移動可能に設置される内部ユニットであって、前記配管を挟んで前記外部ユニットと磁力によって引き付け合う内部ユニットと、を備え、
前記内部ユニットは、第１内部ユニットと、第２内部ユニットと、を有し、
前記内部ユニットは、第１内部ユニットとしての球状の第１球体部と、第２内部ユニットとしての球状の第２球体部と、前記第１球体部と前記第２球体部を連結する連結部と、を有し、
前記第１球体部及び前記第２球体部は、略半球殻形状の金属部と、前記金属部の内部に嵌合される球形状の網部と、から構成される、配管洗浄装置。
配管の外側に移動可能に設置される外部ユニットと、
前記配管の内側に移動可能に設置される内部ユニットであって、前記配管を挟んで前記外部ユニットと磁力によって引き付け合う内部ユニットと、を備え、
前記内部ユニットは、第１内部ユニットと、第２内部ユニットと、を有し、
前記内部ユニットは、第１内部ユニットとしての球状の第１球体部と、第２内部ユニットとしての球状の第２球体部と、前記第１球体部と前記第２球体部を連結する連結部と、を有し、
前記第１球体部及び前記第２球体部は、略半球殻形状の金属部と、前記金属部の内部に嵌合される球形状の枠部と、から構成される、配管洗浄装置。
請求項１又は請求項２に記載された、配管洗浄装置と、
前記配管と、
前記配管洗浄装置を前記配管に沿って移動させる移動手段と、
備える、配管洗浄システム。
前記移動手段は、前記配管の延長方向に沿って前記配管の外部に設置されるレールと、前記外部ユニットに回転自在に支持されて前記レール上を走行する車輪と、前記車輪の駆動手段と、を有する、請求項３に記載された、配管洗浄システム。
前記駆動手段として、前記配管の外部に配管の延長方向に沿って設置される電磁石をさらに有する、請求項４に記載された、配管洗浄システム。
前記配管の途中で分岐される分岐ポートと、
前記分岐ポートの分岐位置近傍に設置される第１バルブと、
前記分岐ポートの末端位置近傍に設置される第２バルブと、
をさらに備える、請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載された、配管洗浄システム。