JPH06134427A - 重合反応タンクの洗浄方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】洗浄効率が高く、少ない純水で粘性を有する付
着物の洗浄が可能な改良された洗浄方法及び装置を提供
することを目的とする。 【構成】本発明に係る重合反応タンクの洗浄手段は重合
反応タンクの上部開口近傍に高圧ゴムホースが巻設され
たリールを有し、該高圧ゴムホースの一端には純水供給
部が連結されかつ他端には少なくとも一対のノズルを着
脱可能に固定してなるノズルヘッドが設けられており、
該ノズルヘッドは前記タンク開口部から挿入され高圧ゴ
ムホースに懸架されており、かつ該ノズルヘッドは前記
リールの回動によって前記タンク内壁の近傍に縦方向に
配置されたガイド部材によって位置規制されながら上下
動し、更に該ノズルヘッドは上下動しつつ自らは水平方
向に回転して高圧の純水を前記タンク内壁に向かって水
平方向より下方向に放射状に噴出させる構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、重合反応タンクの洗浄
方法及び装置に関し、詳しくは少ない量の純水を洗浄水
として用いた重合反応タンクの洗浄方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【発明の背景】大型タンクの上部マンホールから洗浄水
の供給管を吊り下げ、その端部に取り付けた高圧のノズ
ルから洗浄水を高圧により噴出させてタンク内を洗浄す
る装置としては、特公昭62-60146号、特開昭63-287585
号、特開昭63-294982 号、特開平4-197482号公報などに
記載されているものが知られている。

【０００３】従来のこれら洗浄装置に用いられるノズル
は、いわゆる３次元ノズルといわれているものである。
この３次元ノズルは洗浄効率を向上させようとして開発
されたもので、水平方向のみならず垂直方向に洗浄水を
噴射することができるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、重合反応タンク
の洗浄水には、水道水又は工業用水が用いられ、洗浄後
の廃液は工場廃水となっていた。このためタンク内壁に
付着している化学成分を無駄にしてしまうのみならず、
工場廃水中のＣＯＤ（化学的酸素消費量）が増加し、廃
水処理費が増加する問題があった。

【０００５】本発明者等は、重合反応の際の仕込み水又
は／及び重合反応後の製品希釈水として純水を用いて重
合製品を製造する場合に、上記の問題を解決すべく検討
したところ、製品の品質を維持し得る範囲で、製品希釈
水の一部を洗浄純水に代替できれば上記の廃水処理費の
低減になるのではないかと考えた。

【０００６】しかし、重合反応後のタンク内壁面付着物
は粘性を有する物質であるため、３次元ノズルにより純
水を洗浄水としてタンク内壁に噴出させるだけでは洗浄
効率が悪く、洗浄を確実に行うためには多量の洗浄用純
水を必要とすることがわかった。

【０００７】このため３次元ノズルを用いている限りは
製品希釈水の一部だけを洗浄純水に代替することは不可
能であるため、少ない純水で粘性を有する付着物の洗浄
が可能な手段の開発が求められる。

【０００８】また、１つの重合タンクで常に同じ銘柄の
重合物ばかり製造しているわけではない。このため、異
なる銘柄の重合物を製造する場合であっても、タンク内
付着物の性質や量の如何によっては、それを含む洗浄純
水を新たな仕込み水として使用できることがある。しか
し、その量が多ければ工場廃水にせざるをえない。この
ような場合でも、洗浄純水の使用量は非常に制限される
のである。

【０００９】そこで本発明の目的は、洗浄効率が高く、
少ない純水で粘性を有する付着物の洗浄が可能な改良さ
れた洗浄方法及び装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明にかかる重合反応タンクの洗浄方法は、重合反応の際
の仕込み水又は／及び重合反応後の製品希釈水として純
水を用いる重合製品の製造方法において、ノズルヘッド
が上下動しつつ自らは水平方向に回転して高圧の純水を
前記重合反応後の重合反応タンクの内壁に向かって水平
方向より下方向に放射状に噴出させることを特徴とす
る。

【００１１】また本発明にかかる重合反応タンクの洗浄
装置は重合反応タンクの上部開口近傍に高圧ゴムホース
が巻設されたリールを有し、該高圧ゴムホースの一端に
は純水供給部が連結されかつ他端には少なくとも一対の
ノズルを着脱可能に固定してなるノズルヘッドが設けら
れており、該ノズルヘッドは前記タンク開口部から挿入
され高圧ゴムホースに懸架されており、かつ該ノズルヘ
ッドは前記リールの回動によって前記タンク内壁の近傍
に縦方向に配置されたガイド部材によって位置規制され
ながら上下動し、更に該ノズルヘッドは上下動しつつ自
らは水平方向に回転して高圧の純水を前記タンク内壁に
向かって水平方向より下方向に放射状に噴出させる構成
を有することを特徴とする。

【００１２】好ましい態様としては、重合反応タンクの
内壁に沿って、２以上の洗浄装置が配置されるものであ
ることであり、更にガイド部材が、重合反応タンクの天
井と底との間に懸架された２本のワイヤであることが好
ましい。

【００１３】

【発明の具体的構成】本発明の重合反応タンクの洗浄方
法は、重合反応の際の仕込み水又は／及び重合反応後の
製品希釈水として純水を用いる重合製品の製造方法に適
用されるものである。

【００１４】本発明に用いられるノズルヘッドは高圧の
純水を噴射可能であればよく、その噴射方向は重合反応
タンクの内壁に向かって水平方向より下方向である。即
ち斜め下方向に放射状に噴射させることが特徴である。

【００１５】３次元ノズルのように水平方向より上に向
けて噴射する場合があると、粘性を有するタンク付着物
が下方に落とされずにかえって上方に移動してしまい再
度その部分の洗浄が必要になって、結局洗浄水が多量に
必要になる。

【００１６】これに対し本発明は３次元ノズルのように
水平方向より上に向けて噴射する場合がないので、１回
だけの噴射で粘性を有するタンク付着物を確実に下方に
たたき落とすことができるため、少量の純水によって洗
浄が可能になったものである。即ち、斜め下向きに噴射
することにより粘性を有するタンク付着物の洗浄が少量
の純水で可能になったのである。

【００１７】本発明の洗浄方法において、純水の圧力は
５０Ｋｇ／ｃｍ²〜３００Ｋｇ／ｃｍ²であることが好ま
しい。またノズルヘッドの回転数は５r.p.m〜３０r.p.m
であることが好ましく、より好ましくは１０r.p.m〜２
０r.p.m である。

【００１８】ノズルヘッドの下動速度とも関係するが、
５r.p.m未満では洗浄されない部分が生じやすい。また
３０r.p.mを越えると噴射された純水が分散され衝撃力
が低下するので好ましくない。

【００１９】次に、本発明の洗浄装置の一例を添付の図
面により詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の洗浄装置の一例を示す要
部斜視図である。同図において、１は洗浄装置、１０は
ノズルヘッドであり、２つのノズル１１が着脱可能に取
り付けられている。このノズルヘッド１０は高圧ゴムホ
ース１３の端部に取り付けられている。高圧ゴムホース
１３は高圧の純水供給管であり、そのために高圧純水ポ
ンプＰに接続されている。そしてこの高圧ゴムホース１
３は、タンク５の上部開口から挿入されて、タンク５上
部に配置されているリール１２により巻き上げ／巻き戻
しが行われる。これによってノズルヘッド１０の上下動
が可能となる。また、タンク５の内部と外部はシール材
１７により遮断されている。

【００２１】このノズルヘッド１０の上下動は前記タン
ク５内壁の近傍に縦方向に配置されたガイド部材によっ
て位置規制されながら行われる。かかるガイド部材とし
てはタンク５の上部鏡板（天井部）と下部鏡板（底部）
との間に張架されている一対のワイヤ１４が用いられ、
ワイヤ１４の上部にはバネが設けられて張力調整されて
いる。このワイヤ１４にノズルヘッド１０の下部中心位
置に回転自在に取り付けられた係合アーム１５が係合す
ることによって、上下動の際の揺れが防止される。

【００２２】従来の３次元ノズルヘッドでは、洗浄液は
一定方向に制限されないため、ノズルヘッドの揺れは問
題にならなかった。これに対しノズルからの洗浄水の噴
出の軌跡が傘状となるように限定され、特に上方に向か
って洗浄水が噴出しないようにするためには、ノズルヘ
ッドの向きを規制する必要があるため、本発明のガイド
部材であるワイヤ１４は効果的である。

【００２３】１対のワイヤ１４の配置間隔は、図２に示
すようにノズルヘッド１０が回転するとき、ノズル１１
が接触しない程度とし、係合アーム１５は端部に形成さ
れているＵ字形切欠部でワイヤ１４に係合している。な
お、Ｕ字形切欠部に代えて２本の棒状体を用いてもよ
い。

【００２４】本発明に用いられるノズルヘッド１０を回
転させる手段としては、ノズル１１からの純水を噴出す
る際それ自体回転する構成としてもよく、風車式、ベル
トン型タービン式など公知の手段を採用することもでき
る。

【００２５】図３は、ノズルヘッド１０の揺れ止め機構
の他の態様を示す説明図である。同図に示す態様では、
タンクの天井部と底部に張架されている１本のループ状
ワイヤ１６によりノズルヘッド１０が支持されており、
ノズルヘッド１０は、図１に示したリール１２による高
圧ゴムホース１３の巻き上げ／巻き戻し操作、或いは、
ワイヤ１６の操作、更には、ノズルヘッド１０の自重に
よる降下、高圧ゴムホース１３の巻き上げによる上昇に
よる操作により上下動される。

【００２６】洗浄装置１は、既設の重合反応タンクに設
けることもできるが、新設の重合反応タンクに設置する
こともできる。既設の重合反応タンクに設ける場合に
は、タンク内の中央に攪拌機構が存在する場合が多く、
これらに接触しないようにする必要があるためタンク側
壁近くに配置することが好ましい。

【００２７】本発明では撹拌機を有するタンクへ設置し
た場合に、より効果的である。即ち、撹拌機の付着物を
洗浄することも本発明では可能だからである。このこと
が本発明の価値を増加させているのである。

【００２８】本発明の洗浄装置の設置数は１つのタンク
に１つでもよいが、好ましくは複数設けることである。
２つ設ける場合には相対設する位置に設けることが好ま
しい。

【００２９】

【実施例】次に本発明の好ましい実施例を説明する。

【００３０】実施例１ 内径３２４０ｍｍ、高さ４２００ｍｍ（鏡部除く）の重
合タンク（有効３０ｍ³）で接着剤を重合した後、接着
剤を抜き出してそのタンクを空にし、壁面及び撹拌機に
付着した重合物を純水で洗浄した。

【００３１】この接着剤は製品として出荷する時、純水
が８０％、製品が２０％の割合で混合しており、この
際、製品品質を維持する上で、製品希釈水として利用で
きる洗浄用純水は１ｍ³である。

【００３２】洗浄装置は図１に示すものを２基設けた。
本実施例においてノズルの傾斜角は水平方向より３０°
下向きとした。洗浄水圧は１００Ｋｇ／ｃｍ²とした。
またノズルヘッド回転数は２０r.p.mとした。ノズルの
上昇又は下降速度は５〜６ｍｍ／秒とした。

【００３３】２基の洗浄装置（１号幾と２号機とする）
による洗浄スケジュールは図４の洗浄タイムチャート及
び図５のフロー図に従った。

【００３４】図４において、折れ線Ｘは１号機のノズル
（Ｎｏ．１ノズル）のタンク内での位置を表している。
折れ線Ｙは２号機のノズル（Ｎｏ．２ノズル）のタンク
内での位置を表している。Ｎｏ．１ＳＶはＮｏ．１ノズ
ルから純水を噴射しているか否かを表しており、「開」
の部分は噴射していることを示している。Ｎｏ．２ＳＶ
はＮｏ．２ノズルから純水を噴射しているか否かを表し
ており、「開」の部分は噴射していることを示してい
る。

【００３５】スタートはホースにかかる圧力を和らげる
ために噴射の開始時間を本発明の洗浄装置２基とも同時
とし、その後に単独に噴射させることにした。１基のノ
ズルヘッドにのみ急激に水圧をかけるとホースが膨らん
でホースの長さが収縮し、ノズルヘッドが跳ね上がるこ
とを防止するためである。

【００３６】各々のノズルともタンクの底部で噴射が停
止しないで幾分上がった位置で停止しているのは（ｊ、
ｐの位置参照）、ホースにかかっていた圧力がなくなる
と、ホースが伸びてノズルがタンク底面または壁面に衝
突するのを避けるためである。

【００３７】以上の結果、本発明の洗浄装置では０．９
６ｍ³で洗浄が完了した。洗浄の完了は目視で判断し
た。

【００３８】また比較として、ノズルを３次元ノズル
（（株）キット製「ハイプレッシャーロータリーノズ
ル」（商品名））を用いて同様に洗浄した。ただし２次
元ノズルと３次元ノズルではノズル自体が相違すること
等から、比較する上で一定の仮定が必要になる。以下
に、その仮定条件及び比較例を示す。

【００３９】（仮定条件） １）単位面積を洗浄するために必要な水量及び時間を同
じとする。

【００４０】２）ジェット水の洗浄に有効な距離が等し
いとする。

【００４１】３）２次元ノズルについてジェット水の洗
浄に有効な距離内での洗浄効果を１００％とする。

【００４２】（比較）洗浄する部分の面積を２次元ノズ
ルの場合をＡ、Ｂ、３次元ノズルの場合を、に分け
て比較する（図６〜図９参照）。

【００４３】Ａ部及びＢ部の有効な洗浄水量をＶ
（Ａ）、Ｖ（Ｂ）とすると Ｖ（Ａ）＝Ｖ（） Ｖ（Ｂ）＝Ｖ（） Ａ部及びＢ部の洗浄時間をＴ（Ａ）、Ｔ（Ｂ）とすると Ｔ（Ａ）＝Ｔ（） Ｔ（Ｂ）＝Ｔ（） 次に洗浄の有効性について比較する。ただし、タンクの
半分で考える。本発明のノズルは傾斜角度θ＝３０°で
ある。

【００４４】１）タンクの直胴部を洗浄する場合 ３次元ノズルにおいて本発明と比較して無駄になる角度
を無効角度とすると、無効部角度θ＝２（９０°−
θ）＝１２０°となる。

【００４５】従って、３次元ノズルでは２Ｖ（Ａ）／３
の洗浄水が無効となる。

【００４６】２）タンクの鏡部を洗浄する場合 無効部角度θ＝９０°＋θ＝１２０°となるから、従
って、３次元ノズルでは２Ｖ（Ｂ）／３の洗浄水が無効
となる。

【００４７】上記よりＶ（Ａ）＋Ｖ（Ｂ）＝Ｖとする
と、無効な洗浄水は２（Ｖ（Ａ）＋Ｖ（Ｂ））／３＝２
Ｖ／３となる。

【００４８】以上のことから、２次元ノズルの方が３次
元ノズルを使用した場合の約６６％洗浄水を節約できる
ことがわかる。

【００４９】具体的には、本発明の２次元ノズルでは、
０．９６ｍ³で洗浄が完了するのに対し、比較の３次元
ノズルでは２．８５ｍ³で洗浄が完了した。

【００５０】すなわち、単位面積当り洗浄する水量が２
次元ノズルでも３次元ノズルでも同じとした場合、３次
元ノズルでは、水量の１／３しか有効に働いていなく、
２／３が無駄になっていることがわかる。 実施例２ 実施例１において、ノズルの回転数を２０r.p.mより３
０r.p.mに変化させて同様の実験を行った。その結果、
２０r.p.mが好ましく、洗浄の効果には差がないことが
わかった。

【００５１】実施例３ 実施例１において、ノズルの傾斜角を水平方向より４５
°下方向に変化させて同様の実験を行った。その結果、
水平方向より３０°下方向が好ましいことがわかった。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、洗浄効率が高く、少な
い純水で粘性を有する付着物の洗浄が可能となり改良さ
れた洗浄方法及び装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗浄装置の一例を示す要部概略斜視図

【図２】ノズルヘッド部分の一部断面図

【図３】揺れ止め機構の他の態様を示す概略図

【図４】洗浄タイムチャートを示す図

【図５】洗浄スケジュールを示すフロー図

【図６】比較の３次元ノズルの洗浄モデルを示す説明図

【図７】比較の３次元ノズルの洗浄モデルを示す説明図

【図８】本発明の２次元ノズルの洗浄モデルを示す説明
図

【図９】本発明の２次元ノズルの洗浄モデルを示す説明
図

【符号の説明】

１−洗浄装置 ５−タンク １０−ノズルヘッド １１−ノズル １２−リール １３−高圧ゴムホース １４、１６−ワイヤ １５−係合アーム １７−シール材 Ｐ−高圧純水ポンプ ｒ−容器半径 ｌ−有効洗浄距離 θ−下向角度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重合反応の際の仕込み水又は／及び重合反
   応後の製品希釈水として純水を用いる重合製品の製造方
   法において、ノズルヘッドが上下動しつつ自らは水平方
   向に回転して高圧の純水を前記重合反応後の重合反応タ
   ンクの内壁に向かって水平方向より下方向に放射状に噴
   出させることを特徴とする重合反応タンクの洗浄方法。
2. 【請求項２】重合反応タンクの上部開口近傍に高圧ゴム
   ホースが巻設されたリールを有し、該高圧ゴムホースの
   一端には純水供給部が連結されかつ他端には少なくとも
   一対のノズルを着脱可能に固定してなるノズルヘッドが
   設けられており、該ノズルヘッドは前記タンク開口部か
   ら挿入され高圧ゴムホースに懸架されており、かつ該ノ
   ズルヘッドは前記リールの回動によって前記タンク内壁
   の近傍に縦方向に配置されたガイド部材によって位置規
   制されながら上下動し、更に該ノズルヘッドは上下動し
   つつ自らは水平方向に回転して高圧の純水を前記タンク
   内壁に向かって水平方向より下方向に放射状に噴出させ
   る構成を有することを特徴とする重合反応タンクの洗浄
   装置。
3. 【請求項３】重合反応タンクの内壁に沿って、２以上の
   洗浄装置が配置されるものであることを特徴とする請求
   項２に記載の重合反応タンクの洗浄装置。
4. 【請求項４】ガイド部材が、重合反応タンクの天井と底
   との間に懸架された２本のワイヤであることを特徴とす
   る請求項２又は３に記載の重合反応タンクの洗浄装置。