JPH1028942A - 長尺小径装置のクリーニング方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来法では除去困難なチューブ状反応器等の
長尺小径装置の内壁に強固に付着したファウリング物を
完全、簡易にクリーニングする方法及びその方法を実行
するのに好適な装置を提供する。 【解決手段】 超高圧水を上記装置の内壁に対してほぼ
直角かつ螺旋状に回転させながらファウリング物に噴射
する。上記好適な装置は、超高圧水を噴射する手段と、
該噴射する手段を回転する手段と、該ファウリング物に
接しながら上記装置の長尺方向に移動し得る手段とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長尺小径装置内部
のクリーニング方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】チューブ状の化学反応装置、熱交換器等
の長尺で小直径の産業装置において、それら装置の内部
に汚染物が付着、固着して蓄積すると種々の障害が生じ
る。蓄積した汚染物（ファウリング物）の除去には、従
来、大量の空気、窒素ガス、スチーム等を瞬時に吹き込
むガスブラースト法、サンドブラースト法、溶剤洗浄
法、ケミカルクリーニング法等の色々な方法が行われて
いる。

【０００３】しかしながら、装置内部をコーティングし
たように、強固に固着したファウリング物は、これらの
方法では除去できず、多くは、ワイヤブラシをモータで
回転しながらクリーニングするメカニカルクリーニング
法が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のメカニカルクリ
ーニング法の一具体例を図６に示すが、この方法におい
ては、ワイヤブラシの回転によりクリーニングを行うこ
とから、断面が真円でない装置ではクリーニング漏れが
生じる、クリーニング機が１５０ｋｇ以上と重く、高い
装置での作業が困難である、クリーニング中に、３０ｋ
ｇ以上もあるワイヤブラシを幾度も取り替える必要があ
る、ファウリング物のクリーニングに長日時を要する、
通常電気モータを使用しているため、漏電等の問題があ
る、高所にある装置でのクリーニングでは、ブラシの交
換及びクリーニング箇所の移動等のために、クリーニン
グ機を吊り下げるレッカーを装置近くに常時据え付けて
おかなければならず、装置周辺の通行や作業に影響を与
える、クリーニング中に過大トルクにより、クリーニン
グ機の減速機の破損トラブルが頻発する、等の多くの問
題がある。

【０００５】本発明は、長尺小径装置の上記メカニカル
クリーニング法における問題点を解決した、新たなクリ
ーニング法及びその方法を実行するのに好適なクリーニ
ング装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意創意
工夫を重ねた結果、超高圧水を装置内部のファウリング
物に回転させながら噴射することにより、又、それを実
行することが可能な装置を使用することにより、本発明
の目的が達成できることを見出して本発明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明は、超高圧水を長尺小径
装置の内壁に対してほぼ直角かつ螺旋状に回転させなが
らファウリング物に噴射することからなる長尺小径装置
内部のクリーニング方法、及び超高圧水を噴射する手段
と、該噴射する手段を回転する手段と、長尺小径装置内
壁のファウリング物に接しながら該装置の長尺方向に移
動し得る手段とを有することからなる長尺小径装置内部
のクリーニング装置を要旨とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の方法を図１により説明す
る。図１において、長尺小径装置１は説明の便宜上、そ
の直径方向に大幅に拡大されている。装置１の内壁２に
はファウリング物が蓄積している（図示省略）。このフ
ァウリング物に、外部で超高圧に加圧された超高圧水６
を噴射する。この際、超高圧水の噴射方向が重要であ
り、内壁２に対してほぼ直角で螺旋状に回転させながら
行う。噴射はノズル５を回転させながら行う。ノズル５
の回転は、ノズルユニット４に内蔵されるモータ、望ま
しくは外部から供給されるエアー７により駆動するエア
ーモータ、によりなされる。

【０００９】又、超高圧水の噴射を螺旋状に行うには、
ノズル５を回転させながら、ウインチ８を用いて、クリ
ーニング装置３を連続的に上又は下に移動することによ
りなされる。

【００１０】超高圧水の圧力は、ファウリング物に応じ
て決められるが、メカニカルクリーニングでも満足に除
去できないような強固なファウリング物にあっては、
１，２００ｋｇ／ｃｍ² 以上の圧力が必要であるが、そ
の上限値は３，０００ｋｇ／ｃｍ² である。超高圧水を
噴射するノズル５の先端の孔径は、ファウリング物によ
り最適値が存在するが、通常は０．５〜１．５ｍｍの範
囲である。

【００１１】本発明においては、超高圧水出口とファウ
リング物との距離も重要であり、それも超高圧水の圧力
やファウリング物に応じて決められものであるが、本発
明が特に対象とするファウリング物にあっては、１０ｃ
ｍ以下、特に５〜５０ｍｍの範囲が望ましい。

【００１２】ノズル５の回転速度は、強固なファウリン
グ物の場合ほどゆっくりするのが望ましいが、通常はそ
の回転数で３０〜２００ｒｐｍである。又、クリーニン
グ装置３の上又は下への移動速度は、ノズル５の回転速
度と同様に、強固なファウリング物の場合ほどゆっくり
するのが望ましいが、通常は１〜１０ｍ／時間である。

【００１３】図１においては、超高圧水が２箇所のノズ
ル５から噴射するようになっているが、本発明は、超高
圧水の噴射は２箇所からと限定するものではなく、１箇
所でも良く、３箇所以上でも良い。２箇所以上から噴射
する場合は、噴射方向をそれぞれ異なるようにするのが
望ましく、又、その場合は、それらの噴射位置を、装置
１の上下方向で同一にしても良いが、図４に示されてい
るように、ずらせる方が好ましい。

【００１４】上記のクリーニング方法は、通常装置１の
上部から下部に向かって行われるが、下部に到達した時
点で、クリーニングを終了させても良く、更に上部に向
かって行っても良い。必要に応じて、これらを繰り返し
ても良いことは、言うまでもない。これら下部に向かう
工程及び上部に向かう工程におけるクリーニング条件
は、それぞれ同じでも良く、異なっても良い。それら
は、ファウリング物の除去の状況に応じて、適宜設定す
れば良い。

【００１５】本発明のクリーニング法を図１に基づい
て、すなわち、装置１の長尺方向を上下方向として説明
したが、本発明は、装置１を横にしてクリーニングする
することも可能であり、その場合は、上記説明における
上・下は当然のことながら、左・右と読み替えなければ
ならない。

【００１６】本発明の方法は、従来メカニカルクリーニ
ング法でしかクリーニングできなかったようなファウリ
ング物のクリーニング、例えば、チューブ状エチレン重
合反応槽のクリーニングにおいて特に有効であるが、そ
れに限らず、種々のファウリング物、例えば、加熱炉チ
ューブ内のコーク、原油移送配管等配管内の固化塩化
物、一般配管内の錆び及びスラッジ、工業用水配管等配
管内のシリカ系ファウリング物等のクリーニングに適用
できる。本発明の方法は、クリーニング装置を小型化す
ることで、より小径、小型の装置内のクリーニングを行
うことができるが、本発明の方法が適用できる装置の内
径には限度があり、その内径が，例えば１０ｃｍ以下の
ような細過ぎる装置のクリーニングには不向きである
し、その内径が、例えば２００ｃｍ以上の大径の装置の
クリーニングには、従前のクリーニング法が可能であ
り、クリーニング装置の大型化に伴うコスト高、作業性
の悪化等が起き、余り有効ではない。しかし、そのよう
な大径の装置であっても、放射線や有毒物質を扱う装置
においては有効である。

【００１７】次に、本発明の方法を実施するに適した本
発明のクリーニング装置の一具体例を図面により説明す
る。

【００１８】本発明のクリーニング装置３は、超高圧水
を噴射する手段と、該噴射する手段を回転する手段と、
長尺小径装置内壁のファウリング物に接しながら該装置
の長尺方向に移動し得る手段とを有することからなる。

【００１９】該装置３は、図２に示すようにノズルユニ
ット４を主体とし、その側面（図２においては３側面）
には，長尺小径装置１の内壁のファウリング物に接しな
がら装置１の長尺方向に移動し得る手段であるボールベ
アリング１２がスプリング１３を介して取り付けられて
いる。ボールベアリングとスプリングの組み合わせによ
り、どのようなファウリング物の状態にも対処して、装
置３を装置１の内部をスムースに移動させることができ
る。

【００２０】ノズルユニット４は超高圧水を噴射する手
段と、該噴射する手段を回転する手段とを有する。図２
及びその部分取り外し図面である図３に示すように、超
高圧水を噴射する手段は、超高圧水供給配管１４、ジョ
イント１８、メカニカルシール１９、分配器９、接続管
１０及びその先端に超高圧水噴出口１１を有するノズル
５からなる。又、上記噴射する手段を回転する手段は、
エアー供給配管１５、エアーモータ１７及びギアーボッ
クス２０からなる。このような構成を採ることによっ
て、メカニカルシール１９下端から先が回転し、超高圧
水を回転させながら噴射することができる。

【００２１】上記噴射する手段を回転する手段において
は、エアーモータ１７が採用されているが、クリーニン
グ対象物によっては、電動モータを使用しても良いのは
いうまでもない。しかし、エアーモータの方が、駆動制
御が容易、軽量であり、漏電の心配がない等の理由から
望ましい。

【００２２】又、図２ではノズル５が２個設けられてい
るが、１個でも良く、図５のように３個以上設けてもよ
い。ノズル５を２個以上設ける場合は、相反する方向
に、かつ同角度で設けるのが望ましい。更に、ノズル５
を２個以上設ける場合、その取り付け位置を図４に示す
ように、ノズルの各噴射口は互いに超高圧水の同一噴射
面にはない距離ｄだけずらすようにするのが好ましい。
距離ｄは、ファウリング物やノズル５の回転速度等によ
り一概に規定できないが、通常は５〜２０ｍｍの範囲で
ある。噴出口１１の大きさも一概に規定できないが、通
常は０．５〜１．５ｍｍの範囲である。

【００２３】本発明の装置３は、上記のように構造が簡
単であり、軽量である。回転手段に、特にエアーモータ
を採用すると、駆動制御が容易であり、漏電や漏電によ
る火花の発生を防止することができ、それらを嫌う化学
装置のファウリング物のクリーニングに好適に用いるこ
とができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。

【００２５】（実施例）長期間の操業により、その内壁
が厚さ１〜２ｍｍのフィルム状のポリエチレン樹脂でフ
ァウリングした、内径３５ｃｍ、高さ２６ｍのチューブ
状エチレン重合反応槽の頂部の内部に、図１に示すよう
にクリーニング装置３をウインチ８で吊り下げ、４ｍ／
時間の速度で降下させた。このときの超高圧水の圧力は
１，５００ｋｇ／ｃｍ² 、ノズル回転速度は６０ｒｐｍ
であった。使用したクリーニング装置３は、図２に示す
ように、ノズル５が２個（１８０度方向）、その２個の
ノズル５の図４に示す間隔ｄが１０ｍｍ、超高圧水噴出
口１１の孔径が０．８ｍｍ、噴出口１１とファウリング
物との距離が３０ｍｍ、ノズル駆動がエアーモータのも
のであり、重量は１５ｋｇである。

【００２６】クリーニング装置３が重合反応槽１の底部
に達した後、今度はクリーニング装置３を８ｍ／時間の
速度で上昇させた。このときの超高圧水の圧力は上と同
じであるが、ノズル回転速度を１００〜１２０ｒｐｍと
した。クリーニング装置３が重合反応槽１の頂部に達し
たところで、クリーニングを終了した。クリーニングに
要した時間は１０時間であった。

【００２７】この結果、約２０ｌ入りの土のう袋で９袋
の除去ポリマーが回収された。重合反応槽１の内壁を、
管内検査ロボットで検査したが、内壁のファウリング物
は完全に除去されており、表面には傷もなく、綺麗であ
った。なお、重合反応槽１器壁の総括伝熱係数は、クリ
ーニング前が８７０Ｋｃａｌ／ｍ² ・時間・℃、クリー
ニング後が１，３２０Ｋｃａｌ／ｍ² ・時間・℃であ
り、大幅に改善されたことが分る。

【００２８】（比較例）実施例で用いられたたクリーニ
ング装置３の代わりに図６に示されている重量が１５０
ｋｇのクリーニング装置３１を用いる従来のメカニカル
クリーニング法により、ポリエチレン樹脂でファウリン
グした実施例と同様の重合反応槽をクリーニングした。
除去ポリマーは約２０ｌ入りの土のう袋で６袋しか回収
できず、該装置３１にトラブルが多発し、クリーニング
に２０時間を要した。

【００２９】重合反応槽の内壁を、管内検査ロボットで
検査したが、内壁のファウリング物の除去にはムラがあ
り、表面には傷も見られた。又、重合反応槽器壁の総括
伝熱係数は、クリーニング前が８８０Ｋｃａｌ／ｍ² ・
時間・℃、クリーニング後が９００Ｋｃａｌ／ｍ² ・時
間・℃であり、余り改善されていないことが分る。

【００３０】

【発明の効果】本発明の方法及び装置により、強固なフ
ァウリング物の除去を、完全かつ短時間に行うことがで
き、クリーニング装置の軽量化に伴って操作性及び作業
性が改善される。高所での作業に必要なレッカーによる
作業を最小限とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の説明図である。

【図２】本発明の装置の一具体例を示す側面図である。

【図３】図２のノズルユニットの内部の一具体例を示す
ためにその上部を取り外した図面である。

【図４】図２の部分拡大図である。

【図５】図２の一変形底面部分拡大図である。

【図６】従来のメカニカルクリーニグ法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 長尺小径装置 ２ 装置内壁 ３ クリーニング装置 ４ ノズルユニット ５ ノズル ６ 超高圧水供給部 ７ エアー供給部 ８ ウインチ ９ ノズル取付具 １０ 接続管 １１ 超高圧水噴出口 １２ ボールベアリング １３ スプリング １４ 超高圧水供給配管 １５ エアー供給配管 １６ ウインチワイヤ取付具 １７ エアーモータ １８ ジョイント １９ メカニカルシール ２０ ギアボックス ２１ 軸受 ３１ クリーニング装置 ３２ モータ ３３ ワイヤブラシ ３４ 揺れ止めガイド ３５ 固定用ガイド ３６ 電気ケーブルリール ３７ コントロールユニット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超高圧水を長尺小径装置の内壁に対して
   ほぼ直角かつ螺旋状に回転させながらファウリング物に
   噴射することからなる長尺小径装置内部のクリーニング
   方法。
2. 【請求項２】 超高圧水の圧力が１，２００ｋｇ／ｃｍ
   ² 以上である請求項１記載のクリーニング方法。
3. 【請求項３】 超高圧水を噴射する手段と、該噴射する
   手段を回転する手段と、長尺小径装置内壁のファウリン
   グ物に接しながら該装置の長尺方向に移動し得る手段と
   を有することからなる長尺小径装置内部のクリーニング
   装置。
4. 【請求項４】 上記超高圧水を噴射する手段は、互いに
   異なる方向に超高圧水を噴射する噴射口を持つ複数のノ
   ズルを有し、該複数のノズルの各噴射口は互いに超高圧
   水の同一噴射面にはないことからなる請求項３記載のク
   リーニング装置。