KR100966365B1 - 용기의 세정장치와 세정방법 및 탱크 - Google Patents

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Abstract

세정처리를 연속적으로 행할 수 있는 용기(1)의 세정장치(30)와 세정방법 및 탱크를 과제로 한다. 세정장치(300는 용기(1)의 내부에서 유체를 분사하는 분사체(32, 34, 36)와, 분사체(32, 34, 36)가 용기(1)의 입구부로부터 용기(1)의 내부에 삽입되도록 용기(1)에 대하여 분사체(32, 34, 36)를 용기(1)의 축선방향을 따라 상대적으로 이동시키는 이동장치(38)와, 분사에(32, 34, 36)를 다른 기능으로 변환하는 변환장치(40)를 구비하고 있다. 변환장치(40)는, 세정유체용 노즐(32), 물빼기용 노즐(34), 건조용 노즐(36)의 순으로 변환된다.

Description

용기의 세정장치와 세정방법 및 탱크{CONTAINER CLEANING DEVICE, CONTAINER CLEANING METHOD, AND TANK}
본 발명은 예를 들면 탱크 등의 용기의 내부를 세정하기 위한 용기의 세정장치와 세정방법 및 탱크에 관한 것이다.
종래, 입구부를 가지는 용기의 세정장치로서, 노즐로부터 분사한 세정액이나 압축공기에 의하여 용기의 내벽을 세정하는 것이 널리 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 내지 7 참조). 용기가 가스탱크인 특허문헌 1에 기재된 세정장치는, 가스탱크의 입구부를 하향으로 세트하고, 그 입구부에서 내부로 세정용 노즐이 수작업으로 삽입되는 것이다. 세정용 노즐에 의한 세정액의 분사 후에는, 질소가스가 가스탱크 내에 주입되어 가스탱크 내가 건조된다. 이 세정처리 및 건조처리를 행하는 노즐은, 선단측에서 기초부측에 걸쳐 일정한 지름의 원통형상으로 구성되어 있다.
[특허문헌 1]
일본국 특개평9-38611호 공보(제 3 페이지)
[특허문헌 2]
일본국 특개평5-138139호 공보
[특허문헌 3]
일본국 특개2003-366039호 공보
[특허문헌 4]
일본국 특개평9-248537호 공보
[특허문헌 5]
일본국 특개평6-7758호 공보
[특허문헌 6]
일본국 특개2003-181404호 공보
[특허문헌 7]
일본국 특개평7-16554호 공보(제 2 페이지 및 도 1)
이와 같은 종래의 세정장치에서는 가스탱크 내에의 세정용 노즐의 삽입이나, 건조용 질소가스의 주입이 수작업으로 행하여진다. 이 때문에 일련의 처리를 연속적으로 행하기 어려웠다.
또, 용기가 FRP제 탱크 등의 경우에는, 용기의 입구부에는 용기의 내부로 되접어 꺽도록 돌출하는 고리형상의 돌출부가 설치되는 경우가 있다. 그러나 종래의 세정장치에서는 이 종류의 돌출부를 가지는 용기가 고려되어 있지 않다. 이 때문에 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 세정장치에서는, 돌출부를 둘러 싸도록 세정 배수가 체류하여 이 부분에 대하여 세정용 노즐로부터의 분사가 저해될 염려가 있었다. 따라서 가스탱크로부터 세정 배수를 제거하는 작업이 필요하게 되는 등, 일련의 처리를 연속적으로 행하기 어려웠다.
또한, 가스탱크와 같이 입구부의 지름이 용기 본체의 몸통부의 지름보다 작은 용기형상의 경우, 노즐을 용기 내에 삽입하여도 몸통부 내면과 노즐과의 사이에 비교적 거리가 존재한다. 이 때문에 노즐로부터 세정액이나 건조가스를 분사하여도 이들 유체가 몸통부 내면에 도달하지 않아, 세정이나 건조가 불충분하게 되는 등, 작업이 번잡해지기 쉬웠다.
또, 특허문헌 7에 기재된 세정장치의 노즐은, 용기 내부에 대한 위치관계에 상관없이 세정액 및 에어 중 어느 유체도 일 방향으로만 분사하는 것이다. 이 때문에 용기 내부의 형상에 따라서는 노즐로부터 분사되는 유체가 도달하지 않는 사각이 생기는 경우가 있었다. 그 때문에 세정 불균일이나 물빼기 불균일이 생겨, 건조시간이 장기화하는 등, 일련의 처리의 효율이 나빠져 있었다.
본 발명은 용기에 대한 처리를 연속적으로 행할 수 있는 용기의 세정장치와 세정방법 및 탱크를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 용기 내부를 적절하게 처리할 수 있는 용기의 세정장치와 세정방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 형태의 용기의 세정장치는, 용기의 내부에서 유체를 분사하는 분사체와, 분사체가 용기의 입구부에서 용기의 내부에 삽입되도록 용기에 대하여 분사체를 이동시키는 이동장치와, 분사체를 다른 기능으로 변환하는 변환장치를 구비한 것이다.
이 구성에 의하면, 이동장치에 의하여 분사체를 용기에 대하여 상대 이동시켜 분사체를 용기의 내부에 삽입할 수 있다. 변환장치에 의하여 분사체를 다른 기능으로 변환하면, 예를 들면 제일 먼저 분사한 유체와 다른 유체를 용기의 내부에 분사하는 것이 가능해진다. 이것에 의하여 용기의 내부에의 처리를 연속적으로 행할 수 있다.
바람직하게는 분사체는, 제 1 유체를 분사하는 제 1 노즐과, 제 2 유체를 분사하는 제 2 노즐을 가지고, 변환장치는 제 1 노즐로부터 제 2 노즐로 변환함으로써 분사체를 다른 기능으로 변환한다.
이 구성에 의하면 2개의 노즐이 별개 독립이기 때문에, 처리에 적합한 유체를 분사할 수 있다. 또 2개의 노즐의 변환에 의하여 분사체를 다른 기능으로 간이하게 변환할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 변환장치는 이동장치의 일부를 겸하고 있고, 제 1 노즐을 용기의 입구부에서 외부로 빼냄과 동시에, 그 후에 제 2 노즐을 용기의 입구부에서 내부로 삽입함으로써 다른 기능으로 변환한다.
이 구성에 의하면 처리에 있어서 용기의 내부에 삽입되는 것은, 제 1 노즐이나 제 2 노즐의 어느 한 쪽이 된다. 이에 의하여 제 1 및 제 2 노즐의 지름을 비교적 크게 하는 것이 가능해져, 처리에 알맞은 유체를 분사하는 것이 가능해진다. 또 제 1 및 제 2 노즐의 한쪽은, 제 1 및 제 2 노즐의 다른쪽으로부터 분사되는 유체의 영향을 회피할 수 있다.
바람직하게는 제 1 노즐은, 세정 유체를 분사하는 세정 유체용 노즐, 용기의 내벽으로부터 세정 유체를 제거하기 위한 유체를 분사하는 세정 유체 제거용 노즐, 및 용기의 내벽을 건조시키기 위한 온풍을 분사하는 건조용 노즐 중 어느 하나이다.
이 구성에 의하면, 세정 유체용 노즐의 경우에는, 용기 내벽의 오염 등을 저하시킬 수 있다. 세정 유체 제거용 노즐의 경우에는, 예를 들면 세정 유체가 액체이면 용기의 내벽은 물빼기된다. 건조용 노즐의 경우에는, 예를 들면 세정 유체가 액체이면 용기의 내벽은 습기나 수분이 제거된다.
또는 분사체는 제 3 유체를 분사하는 제 3 노즐을 더 가지고, 변환장치는, 용기의 세정처리에서(용기에 대한 일련의 처리에서), 제 1 노즐, 제 2 노즐 및 제 3 노즐의 순으로 변환하여, 제 1 노즐은 세정 유체를 분사하는 세정 유체용 노즐이고, 제 2 노즐은 용기의 내벽으로부터 세정 유체를 제거하기 위한 유체를 분사하는 세정 유체 제거용 노즐이며, 제 3 노즐은 용기의 내벽을 건조시키기 위한 온풍을 분사하는 건조용 노즐인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면 용기 내벽의 세정, 그 내벽의 예를 들면 물빼기, 그 내벽의 건조를 순서대로 연속적으로 행할 수 있다.
바람직하게는 용기의 내벽에 대하여 서로 다른 유체를 분사하는 노즐 또는 분사구가, 공통의 이동장치에 의하여 내벽에 대하여 상대 이동하는 것으로 좋다. 이와 같이 함으로써, 전체의 구성을 간략화할 수 있다.
또, 본 발명을 다른 관점에서 보면, 바람직한 일 형태에서는 분사체는 복수종의 유체를 분사하는 단일의 노즐로 이루어지고, 변환장치는 노즐로부터 분사되는 유체의 종류를 변환함으로써 다른 기능으로 변환하는 것이어도 좋다.
이 구성에 의하면 노즐 속을 흐르는 유체를 변환함으로써, 분사체를 다른 기능으로 변환할 수 있다. 단일의 노즐일 수록 부품점수 등을 줄일 수 있다.
이 경우, 복수종의 유체에는 세정 유체, 용기의 내벽으로부터 세정 유체를 제거하기 위한 유체 및 용기의 내부를 건조시키기 위한 온풍의 적어도 하나가 포함되는 것이 바람직하다.
또, 본 발명을 다른 관점에서 보면, 바람직한 일 형태에서는, 분사체는 세정 유체 및 온풍의 적어도 하나의 유체를 분사 가능하게 구성되어 있고, 용기의 세정장치는, 용기의 내벽의 재료특성에 따라, 적어도 하나의 유체의 온도를 조정하는 조정장치를 더 구비하고 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 예를 들면 용기가 수지제인 경우에는 분사 유체로서 고온가스를 피함으로써 용기의 내벽의 열화를 억제할 수 있다. 또 예를 들면 세정 유체를 소정의 온도로 함으로써 용기의 내벽을 세정하면서 예열할 수 있기 때문에, 그 후의 건조시간을 단축할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 형태의 용기의 세정장치는, 용기의 입구부에 설치되어 용기의 내부로 돌출하는 돌출부를 구비한 용기를, 세정하기 위한 용기의 세정장치로서, 입구부가 하측으로 개방된 상태에서 또한 용기의 축선방향이 연직방향으로부터 기울어진 상태에서 용기를 지지하는 지지장치와, 지지장치에 지지된 용기를 그 축선 주위로 회전시키는 회전장치와, 입구부에서 용기의 내부에 삽입되고, 회전장치에 동기하여 용기의 내부에서 유체를 분사하는 분사체를 구비한 것이다.
이 구성에 의하면 용기를 기울이고 있기 때문에, 용기의 내부에 분사한 유체가 액체인 경우에는, 액체가 돌출부와 용기의 내벽과의 사이에 치우쳐 체류할 수 있다. 이에 의하여 액체가 체류하고 있지 않은 용기의 부분에, 분사체가 유체를 직접적으로 분사할 수 있다. 또 회전장치에 의하여 용기가 회전하기 때문에, 액체가 체류하는 부분을 이동시킬 수 있다. 이에 의하여 분사체가 용기의 내부에 빠짐없이 유체를 분사하는 것이 가능해진다. 이와 같이 돌출부가 설치된 용기이어도 적절하게 처리를 행할 수 있고, 특히 용기 내에서 배액을 제거하는 작업을 적극적으로 행하지 않아도 일련의 처리를 연속적으로 행할 수 있다. 또한 지지장치는, 입구부가 비스듬하게 하측으로 개방되도록 용기를 지지하는 것이 바람직하다.
바람직하게는 용기의 세정장치는, 지지장치에 지지된 용기에 대하여, 분사체를 용기의 축선방향을 따라 상대적으로 이동시키는 이동장치를, 더 구비하고 있다.
이 구성에 의하면 이동장치에 의하여 분사체를 용기의 입구부에서 내부에 삽입할 수 있다. 또 예를 들면 이동장치에 의하여 처리 중에 분사체를 용기에 대하여 상대 이동시킬 수도 있다.
바람직하게는 분사체는 세정 유체를 분사하는 세정 유체용 노즐, 용기의 내벽으로부터 세정 유체를 제거하기 위한 유체를 분사하는 세정 유체 제거용 노즐 및 용기의 내벽을 건조시키기 위한 온풍을 분사하는 건조용 노즐의 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 용기의 세정장치는 용기의 세정처리에서(용기에 대한 일련의 처리에서), 세정 유체용 노즐, 세정 유체 제거용 노즐 및 건조용 노즐 순으로 변환하는 변환장치를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이들 구성에 의하면, 용기 내벽의 세정, 그 내벽의 예를 들면 물빼기, 그 내벽의 건조를 순서대로 연속적으로 행할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 형태의 용기의 세정장치는, 용기의 입구부에서 용기의 내부에 삽입되고, 용기의 내부에서 유체를 분사하는 분사체와, 용기의 재료 특성에 따라 유체의 온도를 조정하는 조정장치를 구비한 것이다.
이 구성에 의하면 예를 들면 용기가 수지제인 경우에는, 분사 유체로서 고온가스를 피함으로써 용기의 열화를 억제할 수 있다. 이에 의하여 용기의 재료 특성에 알맞은 처리를 행할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 형태의 용기의 세정방법은, 용기의 입구부에서 용기의 내부에 삽입한 분사체로부터 제 1 유체를 분사하는 제 1 분사공정과, 제 1 분사공정 후에 변환장치를 구동함으로써 분사체가 분사하는 유체를 제 2 유체로 변환하는 변환공정과, 변환공정 후에 분사체로부터 제 2 유체를 분사하는 제 2 분사공정을 구비한 것이다.
이와 같이 함으로써, 제 1 유체를 용기의 내부에서 분사한 후, 변환장치의 구동에 의하여 제 2 유체가 분사 가능하게 된 분사체는, 계속해서 제 2 유체를 용기의 내부에서 분사한다. 이 때문에 용기의 내부에의 처리를 연속적으로 행할 수 있다.
바람직하게는 분사체는 제 1 분사공정 및 제 2 분사공정에 각각 사용되는 별개의 노즐을 가진다.
이 구성에 의하면 제 1 및 제 2 분사공정에 알맞은 유체를 분사할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 형태의 용기의 세정방법은, 용기의 입구부에 설치되어 용기의 내부로 돌출하는 돌출부를 구비한 용기를, 입구부가 하측으로 개방된 경사상태에서 용기의 축선방향으로 회전시키는 회전공정과, 회전공정 중에 용기의 내부에 삽입한 분사체로부터 유체를 분사하는 분사공정을 구비한 것이다.
이와 같이 함으로써, 상기한 본 발명의 용기의 세정장치와 마찬가지로 용기의 내부에 분사한 유체가 액체인 경우이어도 용기의 돌출부와 내벽과의 사이에 체류할 수 있는 액체가 용기의 회전에 의하여 차례로 이동한다. 이에 의하여 분사체가 용기의 내부에 빠짐없이 유체를 분사할 수 있어 처리를 연속적으로 행할 수 있다. 또한 용기의 경사상태는 입구부가 비스듬하게 하측으로 개방되는 상태인 것이 바람직하다.
바람직하게는 분사공정은 분사체의 분사구의 위치를 축선방향을 따라 이동시키면서 행하여진다.
바람직하게는 분사공정은 분사체가 분사하는 유체로서 세정액을 사용하는 세정공정과, 세정공정 후에 분사체가 분사하는 유체로서, 가스를 사용하는 분출공정을 가진다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탱크는, 상기한 본 발명의 용기의 세정방법을 사용하여 세정된 것이다.
이것에 의하면, 탱크를 연속적으로 처리할 수 있기 때문에 탱크의 스루풋을 높일 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 형태의 용기의 세정장치는, 용기 내부에서 소정의 처리를 행하는 처리체를 구비한 용기의 세정장치로서, 처리체는 용기 입구부에서 용기 내부에 삽입되고, 용기 내부의 형상에 대응하여 소정의 처리를 행할 수 있도록 구성되어 있는 것이다.
이 구성에 의하면 처리체가 용기 내부의 형상에 대응하여 소정의 처리를 행할 수 있기 때문에, 용기 내부를 적절하게 처리할 수 있다.
여기서 이와 같은 처리체의 형태로서는, 크게 이하의 2가지를 들 수 있다. 즉 첫번째 형태에서는 처리체는 용기 입구부의 지름보다 작은 지름의 구조체인 제 1 상태와, 용기 입구부의 지름보다 큰 지름의 구조체이고, 용기 내부에서 소정의 처리를 행하는 제 2 상태와의 사이에서 변형 가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또 두번째 형태에서는 처리체는 소정의 처리로서 유체의 분사를 행하는 분사체이고, 용기의 세정장치는, 용기의 축선방향에서의 분사체의 위치에 따라 유체의 분사 지향성을 변경하는 변경수단을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이들 2가지 형태의 상세는 본 발명의 제 5 및 제 6 형태의 용기의 세정장치로서 이하에 설명하는 바와 같다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 5 형태의 용기의 세정장치는, 용기 입구부에서 용기 내부에 삽입되어, 용기 내부에서 소정의 처리를 행하는 처리체를 구비한 용기의 세정장치로서, 처리체는 용기 입구부의 지름보다 작은 지름의 구조체인 제 1 상태와, 용기 입구부의 지름보다 큰 지름의 구조체이고, 용기 내부에서 소정의 처리를 행하는 제 2 상태와의 사이에서 변형 가능하게 구성되어 있는 것이다.
이 구성에 의하면, 처리체를 제 1 상태로 함으로써 처리체를 용기 입구부에서 용기 내부에 삽입할 수 있다. 또 용기 내부에서 처리체를 제 2 상태로 함으로써, 처리체를 제 1 상태보다(용기 입구부의 지름보다) 크게 할 수 있다. 이에 의하여 용기 내면의 가까이에서 처리체에 의한 소정의 처리를 행하는 것이 가능해져, 용기 내부를 적절하게 처리할 수 있음과 동시에, 그 작업성을 향상할 수 있다.
바람직하게는 용기 입구부의 지름이 용기 내부를 구성하는 용기 본체의 지름보다 작다. 이 종류의 용기로서는, 예를 들면 연료전지시스템에 탑재되는 연료가스의 탱크를 들 수 있다.
바람직하게는 처리체는 용기 내면에 대하여 소정의 처리를 작용시키는 작용부를 가지고, 처리체는, 제 2 상태에서 작용부가 용기 내면에 근접하도록 변형된다.
이 구성에 의하면 작용부를 용기 내면에 근접할 수 있기 때문에 용기 내면에 대한 작용부의 처리작용을 높일 수 있다.
또 다른 관점에서 보면, 본 발명의 바람직한 일 형태에서는, 처리체는 용기 내면에 대하여 소정의 처리를 작용시키는 작용부와, 작용부를 가동 가능하게 하는 지지하는 베이스부를 가지고, 처리체는 작용부가 베이스부를 지지점으로 하여 가동함으로써 제 1 상태와 제 2 상태와의 사이에서 변형되는 것이어도 된다.
바람직하게는 작용부는, 용기 내부를 구성하는 용기 본체의 지름방향 또는 용기 입구부의 지름방향에서의 위치를 조정 가능하게 구성되어 있다.
이 구성에 의하면, 용기의 형상에 대응하여 작용부의 위치를 조정할 수 있다. 이에 의하여 작용부에 의한 처리의 특성에 따라, 작용부와 용기 내면과의 거리를 원하는 거리로 설정하는 것이 가능해져, 처리체에 의한 작업효율을 높일 수 있다.
바람직하게는 소정의 처리는, 용기 내부에서 세정용 유체를 분사하는 세정처리, 용기 내부에서 블로우용 유체를 분사하는 블로우처리, 용기 내부에서 건조용 유체를 분사하는 건조처리, 용기 내면을 닦아내는 닦아냄처리, 용기 내면에 가스투과억제제를 분무하는 투과억제처리 및 용기 내부의 잔류물을 흡인하는 흡인처리의 적어도 하나이다.
이 구성에 의하면, 예를 들면 세정용 유체, 블로우용 유체 또는 건조용 유체의 각종 분사 유체를 용기 내면에 충돌시키는 것이 가능해지고, 세정처리, 블로우처리 또는 건조처리를 적절하게 행할 수 있다. 또 예를 들면 투과억제처리를 실시한 경우에는, 용기 내부에서 용기 외부로의 가스의 투과를 억제할 수 있다. 이 투과억제처리는, 수지제의 용기에 특히 적합하며, 이 처리를 용기의 세정장치에서 행할 수 있다.
바람직하게는 용기의 세정장치는 닦아냄처리를 행하는 처리체에 접속되고, 처리체에 흡인력을 작용시키는 흡인기구를 구비한다.
이 구성에 의하면 예를 들면 용기 내면의 액체를 처리체로 닦아내면서, 그 닦아낸 액체를 수시 흡인할 수 있다. 이에 의하여 처리체를 교환하지 않고 용기 내면을 연속적으로 닦아 내는 것이 가능해진다.
바람직하게는 세정처리, 블로우처리 또는 건조처리를 행하는 처리체는, 유체의 분사방향이 용기의 축선방향으로 직교하는 면보다 하측으로 경사져 있다.
이 구성에 의하면, 분사된 유체가 선회류가 될 수 있기 때문에 세정처리 등의 각 처리작용을 높일 수 있다.
바람직하게는 흡인처리를 행하는 처리체는, 용기 내면을 따라 잔류물을 흡인가능하게 구성되어 있다. 더욱 바람직하게는 용기 내면은, 용기의 양쪽 끝부의 적어도 한쪽의 끝부 내면이다.
이들 구성에 의하면, 처리체가 용기 내면을 따라 잔류물을 흡인하기 때문에, 용기 내부의 잔류물을 확실성 좋게 제거할 수 있다.
바람직하게는 용기의 세정장치는, 용기에 대하여 처리체를 용기의 축선방향으로 상대 이동시키는 이동기구를, 더 구비하고 있다. 바람직하게는 용기의 세정장치는, 용기에 대하여 처리체를 용기의 축선 주위로 상대 회전시키는 회전기구를 더 구비하여도 되고, 또한 용기 입구부를 하측으로 개방한 상태에서 용기를 지지하는 지지기구를 더 구비하여도 된다.
이들 구성에 의하면, 예를 들면 이동기구에 의하면 처리체를 용기 입구부에서 용기 내부에 삽입할 수 있거나, 소정의 처리 중에 처리체를 용기에 대하여 상대 이동시키거나 할 수 있다. 또 지지기구에 의하면 예를 들면 처리체가 사용하는 유체가 액체인 경우에는, 그 사용이 끝난 액체를 중력을 이용하여 용기 입구부에서 배액할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 형태의 용기의 세정방법은, 용기 내면에 대하여 소정의 처리를 작용시키는 작용부를 가지는 처리체를 사용한 용기의 세정방법으로서, 작용부를 접은 상태의 처리체를 용기 입구부에서 용기 내부에 삽입하는 삽입공정과, 삽입공정 후, 작용부를 전개하는 전개공정과, 전개공정 후, 작용부에 의하여 용기 내면에 대하여 소정의 처리를 작용시키는 처리공정을 구비한 것이다.
이것에 의하면, 작용부가 접힌 처리체를 용기 입구부에서 용기 내부에 삽입하고, 그 후, 처리개시 전에 작용부를 전개한다. 작용부를 전개함으로써 용기 내면의 가까이에서 작용부에 의한 소정의 처리를 행할 수 있다. 이에 의하여 용기 내면에 대한 처리의 작업성을 향상할 수 있다.
바람직하게는 전개공정은, 작용부가 용기 내면에 근접하도록 전개시킴으로써 행하여진다.
이와 같이 함으로써, 작용부를 용기 내면에 근접할 수 있기 때문에 용기 내면에 대한 작용부의 처리작용을 더 한층 높일 수 있다.
바람직하게는 소정의 처리는, 용기 내부에서 세정용 유체를 분사하는 세정처리, 용기 내부에서 블로우용 유체를 분사하는 블로우처리, 용기 내부에서 건조용 유체를 분사하는 건조처리, 용기 내면을 닦아내는 닦아냄처리, 용기 내면에 가스투과억제제를 분무하는 투과억제처리 및 용기 내부의 잔류물을 흡인하는 흡인처리의 적어도 하나이다.
바람직하게는 처리공정은 적어도 세정처리, 건조처리, 투과억제처리의 순으로 소정의 처리를 행한다.
이와 같이 함으로써, 용기 내부의 세정, 건조의 후에 가스투과억제제가 용기 내면에 분무된다. 이와 같이 용기의 세정이나 건조에 계속해서 투과억제처리를 연속적으로 행하기 때문에, 설비나 공정을 간소화할 수 있다.
또, 본 발명의 다른 관점에서 보면, 처리공정은 블로우처리와 흡인처리를 동시에 행하여도 좋다.
이와 같이 함으로써, 블로우처리에 의해 불어 날려진 용기 내부의 부착물이 수시 흡인된다. 이에 의하여 용기에 대한 일련의 처리에 요하는 택트타임을 단축할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 6 형태의 용기의 세정장치는, 유체의 분사에 의하여 용기 내부를 세정하는 용기의 세정장치로서, 용기 입구부에서 용기 내부에 삽입되어, 용기 내부에서 유체를 분사하는 분사체와, 용기의 축선방향에서의 분사체의 위치에 따라, 유체의 분사 지향성을 변경하는 변경수단을 구비한 것이다.
이 구성에 의하면 용기 내부에서의 분사체의 위치를 고려하여, 분사체에 의한 유체의 분사방향을 변경할 수 있다. 이에 의하여 용기 내부에 사각을 생기게 하지 않고 용기 내부를 빠짐없이 세정할 수 있다.
바람직하게는 분사체가 분사하는 유체는, 세정용 유체, 블로우용 유체 및 건조용 유체의 적어도 하나이다.
이 구성에 의하면, 세정액 등의 세정용 유체이면 용기 내부의 세정 불균일을 억제할 수 있고, 압축가스 등의 블로우용 유체이면, 예를 들면 용기 내부의 물빼기 불균일을 억제할 수 있다. 또 온풍 등의 건조용 유체이면, 건조 불균일의 억제나 건조시간을 단축할 수 있다.
바람직하게는 변경수단은, 분사체에 대하여 분사 지향성을 변경하기 위한 엑츄에이터를 가진다.
이 구성에 의하면, 엑츄에이터의 구동에 의해 분사 지향성을 적절하게 변경할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 변경수단은 용기의 축선방향에서의 분사체의 위치를 검출하는 검출수단을 가지고, 엑츄에이터는 검출수단의 검출결과에 의거하여 작동량을 설정한다.
이 구성에 의하면, 엑츄에이터는 분사체의 위치의 검출결과에 의거하여 작동량을 설정하기 때문에 분사 지향성의 변경을 더 한층 적절하게 행할 수 있다.
바람직하게는 분사체는, 분사 지향성이 다른 적어도 2개의 분사구를 가지고, 엑츄에이터는 적어도 2개의 분사구를 변환함으로써 분사 지향성을 변경한다.
이 구성에 의하면, 분사구의 변환이라는 간이한 구성으로 분사 지향성을 변경할 수 있다. 또 분사체 자체를 축선방향 이외로 가동시키지 않아도 된다.
본 발명의 다른 관점에서는, 용기의 세정장치는, 분사체에 유체를 공급하는 공급수단을 더 구비하고, 변경수단은, 분사체에 조립되어 공급수단에 의한 유체의 공급압에 따라 분사 지향성이 변환되는 변환수단을 가지고 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 분사체에 대한 유체의 공급압을 조정함으로써, 분사체에 조립된 변환수단에 의하여 분사 지향성이 적절하게 변경될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에서는, 변경수단은 용기 내부의 끝부에 접촉 가능한 접촉부와, 분사체에 조립되어 접촉부와 용기 내부의 끝부와의 접촉에 의하여 분사 지향성이 변환되는 변환수단을 가지고 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 접촉부를 용기 내부의 끝부에 접촉시킴으로써, 변환수단에 의하여 분사 지향성이 적절하게 변경될 수 있다. 즉, 분사 지향성을 기계 구조적으로 적절하게 변경할 수 있다.
이들의 경우, 분사체는 분사 지향성이 다른 적어도 2개의 분사구를 가지고, 변환수단은, 적어도 2개의 분사구가 변환됨으로써 분사 지향성이 변환되는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면 상기와 마찬가지로 분사구의 변환이라는 간이한 구성으로, 분사 지향성을 변경할 수 있다.
또, 본 발명의 다른 관점에서는, 분사체는 분사 지향성이 다른 적어도 2개의 분사구와, 적어도 2개의 분사구에 유체를 각각 공급하는 서로 독립된 적어도 2개의 유로를 가지고, 변경수단은, 용기의 축선방향에서의 분사체의 위치에 따라, 적어도 2개의 유로를 변환하는 변환수단을 가지고 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 유체를 공급하는 유로를 변환수단으로 변환함으로써 분사구가 변환된다. 이에 의하여 분사체의 분사 지향성을 적절하게 변경할 수 있다.
바람직하게는 적어도 2개의 분사구는, 분사체의 선단면과, 분사체의 선단부의 주위면에 적어도 형성되어 있다.
이 구성에 의하면 분사 지향성이 다른 분사구를 간이하게 형성할 수 있고, 또한 각각의 분사구를 근방에 형성할 수 있다.
또, 본 발명의 다른 관점에서는, 변경수단은 용기의 축선방향에서의 분사체의 위치를 검출하는 검출수단과, 검출수단의 검출결과에 의거하여 분사 지향성을 변환하는 변환수단을 가지고 있어도 된다.
이 구성에 의하면 분사체의 위치의 검출결과에 의거하여 변환수단이 변환하기 때문에, 분사 지향성의 변경을 적절하게 행할 수 있다.
바람직하게는 변경수단은 분사체가 용기의 양쪽 끝부의 적어도 한쪽에 위치하는 경우와, 용기의 몸통부에 위치하는 경우와의 사이에서, 다른 분사 지향성이 되도록 변경한다.
예를 들면 탱크형상의 용기의 경우이면, 용기의 양쪽 끝부는 구면형상이 된다. 상기 구성으로 함으로써 분사체는, 용기의 몸통부 뿐만 아니라, 구면형상의 끝부도 적절하게 유체를 분사하는 것이 가능해진다.
바람직하게는 용기의 세정장치는, 용기 입구부를 하측을 향한 상태에서 용기를 세트하는 지지수단을 더 구비하고, 변경수단은 분사체가 용기의 상단부의 위치를 향한 경우에는, 분사 지향성을 상향으로 변경하고, 분사체가 몸통부의 위치를 향한 경우에는 분사 지향성을 수평방향 또는 수평방향에서 약간 하향으로 변경한다.
이 구성에 의하면 용기 입구부가 하측을 향하고 있기 때문에, 예를 들면 세정처리 중에, 분사한 세정액 등을 용기 입구부에서 적절하게 배액하는 것이 가능해진다. 또 용기 내부에서의 분사체의 위치(상단부의 위치 및 몸통부의 위치)에 대응한 분사 지향성으로 설정할 수 있다.
바람직하게는 용기에 대하여 분사체를 용기의 축선방향을 따라 상대적으로 이동시키는 이동수단을 더 구비한다.
이 구성에 의하면 분사체를 용기 입구부에서 용기 내부에 삽입할 수 있다. 또 분사체를 용기 내부에서 상대 이동시키면서 용기 내부에서 유체를 분사할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 형태의 본 발명의 용기의 세정방법은, 유체의 분사에 의해 용기 내부를 세정하는 용기의 세정방법으로서, 용기 입구부에서 용기 내부에 분사체를 삽입하는 삽입공정과, 삽입공정 후에, 용기 내부에서 분사체로부터 유체를 분사하는 분사공정을 가지고, 분사공정은, 용기의 축선방향에서의 분사체의 위치에 따라, 유체의 분사 지향성을 변경하면서 행하여지는 것이다.
이와 같이 함으로써, 용기 내부에서의 분사체의 위치를 고려하여 분사체에 의한 유체의 분사방향을 변경할 수 있다. 이에 의하여 용기 내부에 사각을 생기게 하지 않고 용기 내부를 빠짐없이 세정할 수 있다.
바람직하게는 분사체가 분사하는 유체는, 세정용 유체, 블로우용 유체 및 건조용 유체의 적어도 하나이다.
이상 설명한 본 발명의 제 1 내지 제 6 형태의 용기의 세정장치는, 이하와 같은 용기의 경우에 적합하다.
즉, 바람직하게는 용기의 입구부는 상기 용기의 축선방향의 적어도 한쪽 끝부에 형성되어 있다. 바람직하게는 상기 용기의 입구부는, 꼭지쇠에 의하여 획정된다. 바람직하게는 상기 용기는, 수지 라이너와, 상기 수지 라이너의 바깥 둘레에 설치된 보강층을 가진다. 바람직하게는 상기 용기는 상기 용기의 축선방향으로 연장되는 몸통부와, 상기 몸통부의 양쪽 끝부에서 상기 축선방향으로 연장되어 상기 몸통부보다 지름이 축소된 한 쌍의 끝벽부를 가진다. 바람직하게는 용기는 내부에 고압의 가연가스를 저류하기 위한 탱크이다. 가연가스는, 수소가스 또는 압축 천연가스인 것이 바람직하다.
도 1은 제 1 실시형태에 관한 용기의 구성을 나타내는 단면도,
도 2는 제 1 실시형태에 관한 용기의 세정장치를 모식적으로 나타내는 시스템도,
도 3은 도 2의 일부 정면도이고, 3개의 노즐과 용기의 관계와, 분사 지향성을 나타내는 도,
도 4는 제 2 실시형태에 관한 용기의 세정장치를 모식적으로 나타내는 시스템도,
도 5는 제 3 실시형태에 관한 용기의 구성을 나타내는 단면도,
도 6은 제 3 실시형태에 관한 용기의 세정장치를 모식적으로 나타내는 시스템도,
도 7은 제 3 실시형태에 관한 용기의 세정장치로 용기를 세정한 경우에 대하여, 용기의 돌출부와 세정액과의 관계를 모식적으로 나타내는 단면도,
도 8은 도 7과 동일한 도면이고, 비교예의 세정장치로 용기를 세정한 경우에 대하여, 용기의 돌출부와 세정액과의 관계를 모식적으로 나타내는 단면도,
도 9는 제 4 실시형태에 관한 세정장치를 모식적으로 나타내는 시스템도,
도 10은 도 9의 일부 정면도이고, 3개의 처리체와 용기를 나타내는 도,
도 11은 제 4 실시형태에 관한 세정장치에 의한 일련의 처리를 나타내는 플로우차트,
도 12는 제 4 실시형태에 관한 스펀지장치를 용기와의 관계로 나타내는 단면도,
도 13은 제 4 실시형태에 관한 스펀지장치를 용기와의 관계로 나타내는 단면도,
도 14는 도 12 및 도 13에 나타내는 스펀지장치의 부분 확대 단면도,
도 15는 제 5 실시형태에 관한 세정처리용 노즐을 용기와의 관계로 나타내는 시스템도,
도 16은 도 15의 평면 투시도,
도 17은 제 5 실시형태에 관한 노즐로서, 용기의 몸통부에 대응한 노즐의 분사 지향성을 나타내는 도면으로, (a)는 정면 단면도, (b)는 (a)의 화살표방향에서 본 단면도,
도 18은 제 5 실시형태에 관한 노즐의 개폐(변형)를 나타내는 도면으로, (a)는 접은 제 1 상태를 나타내는 도, (b)는 전개한 제 2 상태를 나타내는 도,
도 19는 제 6 실시형태에 관한 건조처리용 노즐을 용기와의 관계로 나타내는 단면도,
도 20은 도 19의 평면 투시도,
도 21은 제 6 실시형태에 관한 노즐의 개폐(변형)를 나타내는 도면으로, (a)는 접은 제 1 상태를 나타내는 도, (b)는 전개한 제 2 상태를 나타내는 도,
도 22는 제 7 실시형태에 관한 투과억제처리용 분무기구를 용기와의 관계로 나타내는 단면도,
도 23은 제 7 실시형태에 관한 세정장치에 의한 일련의 처리를 나타내는 플로우차트,
도 24는 제 8 실시형태에 관한 블로우처리용 물빼기 노즐 및 흡인처리용 흡인 노즐을 나타내는 도면으로, (a)는 측면도, (b)는 (a)의 화살표방향에서 본 단면도,
도 25는 제 8 실시형태에 관한 물빼기 노즐 및 흡인 노즐에 의한 용기내에 삽입한 상태를 나타내는 도면으로, 블로우처리 및 흡인처리에 대한 순서를 나타내는 플로우차트,
도 26은 도 25에 계속되는 플로우차트로서, 흡인 노즐을 전개한 상태를 나타내는 도,
도 27은 도 26에 계속되는 플로우차트로서, 흡인구가 용기의 최저부에 위치한 상태를 나타내는 도,
도 28은 도 27에 계속되는 플로우차트로서, 물빼기 노즐을 빼냄방향으로 이동시키고 있는 상태를 나타내는 도,
도 29는 도 28에 계속되는 플로우차트로서, 물빼기 노즐이 용기의 하측 끝벽부에 도달한 상태를 나타내는 도,
도 30은 도 29에 계속되는 플로우차트로서, 블로우처리 및 흡인처리의 최종 순서를 나타내는 도,
도 31은 제 9 실시형태에 관한 흡인처리용 흡인 노즐에 대하여 나타내는 도면으로, (a)는 측면도, (b)는 (a)의 화살표방향에서 본 단면도,
도 32는 제 10 실시형태에 관한 용기의 세정장치를 모식적으로 나타내는 시스템도,
도 33은 제 10 실시형태에 관한 분사체의 분사 지향성을 용기와의 위치관계를 나타내는 도면으로, (a)는 용기의 상측의 끝벽부에 대한 분사 지향성을 나타내는 도, (b)는 용기의 몸통부 또는 하측의 끝벽부에 대한 분사 지향성을 모식적으로 나타내는 도,
도 34는 제 10 실시형태에 관한 분사체의 구성을 나타내는 단면도로서, (a)는 용기의 상측의 끝벽부에 대한 분사 지향성을 나타내는 도, (b)는 용기의 몸통부 또는 하측의 끝벽부에 대한 분사 지향성을 나타내는 도,
도 35는 제 11 실시형태에 관한 분사체의 구성을 나타내는 단면도로서, (a)는 용기의 상측의 끝벽부에 대한 분사 지향성을 나타내는 도, (b)는 용기의 몸통부 또는 하측의 끝벽부에 대한 분사 지향성을 나타내는 도,
도 36은 제 12 실시형태에 관한 분사체의 구성을 나타내는 단면도로서, (a)는 용기의 상측의 끝벽부에 대한 분사 지향성을 나타내는 도, (b)는 용기의 몸통부 또는 하측의 끝벽부에 대한 분사 지향성을 나타내는 도,
도 37은 제 13 실시형태에 관한 용기의 세정장치에 대하여, 블로우기구를 중심으로 모식적으로 나타내는 시스템도,
도 37(a)는 노즐의 분사부를 확대하여 나타내는 단면도,
도 38은 제 13 실시형태에 관한 분사체의 분사 지향성을 용기와의 위치관계를 나타내는 도면으로, (a)는 용기의 상측의 끝벽부에 대한 분사 지향성을 모식적으로 나타내는 도, (b)는 용기의 몸통부에 대한 분사 지향성을 모식적으로 나타내는 도, (c)는 용기의 하측의 끝벽부에 대한 분사 지향성을 모식적으로 나타내는 도,
도 39는 제 14 실시형태에 관한 용기의 세정장치의 흡인기구를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시형태에 관한 용기의 세정장치 및 세정방법에 대하여 설명한다. 이 세정장치는 입구부를 가지는 탱크형상의 용기의 내부를 세정하는 것으로, 그 세정처리(예를 들면 세정, 물빼기, 건조)를 연속적으로 행할 수 있는 것이다. 이하에서는 먼저 용기의 구조에 대하여 간단하게 설명하고, 그 후에 세정장치에 대하여 상세하게 설명한다. 또 제 2 실시형태 이후에서는 제 1 실시형태와 공통되는 구성에 대해서는 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
(제 1 실시형태)
도 1에 나타내는 바와 같이 용기(1)는, 전체로서 밀폐 원통형상의 용기 본체(2)와, 용기 본체(2)의 길이방향의 양쪽 끝부에 설치된 꼭지쇠(3)를 구비하고 있다. 용기 본체(2)의 내부(즉, 용기 내부)는 각종 기체나 액체 등의 유체를 저류하는 저류공간(5)을 구성하고 있다. 용기(1)는, 상압의 유체를 충전할 수도 있고, 상압에 비하여 압력이 높아진 유체를 충전할 수도 있다. 즉, 용기(1)는 고압 탱크로서 기능할 수 있다.
예를 들면 연료전지시스템에서는 고압의 상태에서 준비된 연료가스를 감압하여 연료전지의 발전에 공급하고 있다. 용기(1)는 고압의 가연성 연료가스를 저류하는 데 적용할 수 있고, 연료가스로서의 수소가스나, 압축 천연가스(CNG 가스) 등을 저류할 수 있다. 용기(1)에 충전되는 수소가스의 압력으로서는, 예를 들면 35 MPa 또는 70 MPa 이고, CNG 가스의 압력으로서는, 예를 들면 20 MPa 이다. 이하에서는 수소가스를 고압으로 저류하기 위한 탱크형상의 용기(1)를 일례로 설명한다.
용기 본체(2)는, 그 축선방향으로 대략 일정한 지름의 몸통부(11)와, 몸통부(11)의 양쪽 끝부에서 연장되어 몸통부(11)보다 지름이 축소된 한 쌍의 끝벽부(12, 12)로 구성되어 있다. 용기 본체(2)는, 예를 들면 2층 구조로 이루어지고, 그 2층 구조는, 가스 배리어성을 가지는 수지제의 라이너(15)(내각)와, 라이너(15)의 바깥 둘레에 배치된 보강층(16)(외각)으로 구성되어 있다.
라이너(15)는, 폴리에틸렌 등의 경질의 수지에 의하여 형성되고, 라이너(15)에 의하여 용기(1)의 내벽이 주로 구성되어 있다. 보강층(16)은 예를 들면 탄소섬유와 에폭시수지를 함유하는 FRP로 이루어지고, 라이너(15)의 외표면을 피복하도록 이것을 감고 있다. 또한 용기 본체(2) 자체를 알루미늄합금 등 금속제로서 구성하여도 되고, 라이너(15)를 알루미늄 등의 금속제(5)로 하고, 보강층(16)을 수지제로 하여도 좋다.
꼭지쇠(3)는 예를 들면 스테인리스 등의 금속으로 형성되어 있다. 꼭지쇠(3)는, 반구면형상을 한 끝벽부(12)의 중심에 설치되어 있다. 꼭지쇠(3)는, 몸통부(11)의 내경보다 작은 지름(내경)의 개구부(19)를 가지고 있고, 이 개구부(19)는 용기(1)의 입구부로서 기능하여 용기(1)의 내부와 외부를 연통하고 있다. 꼭지쇠(3)의 개구부(19)는 밸브나 이음새 등의 배관 요소를 일체적으로 조립한 밸브 어셈블리 등의 기능부품 외에, 마개나 배관을 밀어 넣어 접속 가능하게 구성되어 있다.
예를 들면 연료전지시스템상의 용기(1)는, 밸브 어셈블리를 거쳐 저류공간(5)과 도시 생략한 외부의 가스유로와의 사이가 접속된다. 그리고 용기(1)는 밸브 어셈블리 및 가스유로를 거쳐 저류공간(5)에 예를 들면 수소가스가 충전됨과 동시에, 저류공간(5)으로부터 예를 들면 수소가스가 방출된다. 또한 용기(1)의 양쪽 끝부에 꼭지쇠(3)를 설치하였으나, 물론 한쪽의 끝벽부(12)에만 꼭지쇠(3)를 설치하고, 그 끝벽부(12)를 폐색끝부로서 구성하여도 좋다.
이와 같은 용기(1)는, 예를 들면 블로우성형이나 사출성형 등을 거처 제조된다. 제조 후의 용기(1)에 수소가스를 초기 충전하기 전에는, 용기(1)를 세정하여 수소가스 등에 불순물이나 이물이 혼입되는 것을 방지할 필요가 있다. 또 제조시뿐만 아니라, 적절한 점검시 등에서도 용기(1)의 내부를 세정하는 경우가 있다. 이하, 용기(1)의 내부를 세정하기 위한 세정장치(30)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 세정장치(30)의 구성을 모식적으로 나타내는 시스템도이고, 세정용 노즐(32)을 용기(1)의 내부에 삽입한 도면이다. 도 3은, 도 2의 간략 정면도이고, 3개의 노즐(32, 34, 36)과 용기(1)와의 관계를 나타내는 도면이다.
세정장치(30)는, 지지된 용기(1)의 내부에 대하여, 세정액에 의한 세정, 에어 블로우에 의한 물빼기, 및 온풍에 의한 건조의 일련의 처리를 실행하는 것이다. 그 때문에 세정장치(30)는 지지기구(31), 세정용 노즐(32)을 가지는 세정기구(33), 블로우용 노즐(34)을 가지는 블로우기구(35) 및 건조용 노즐(36)을 가지는 건조기구(37)를 구비하고 있다. 또 세정장치(30)는 이들 3개의 분사기능용 노즐(32, 34, 36)을 이동시키는 이동기구(38)와, 용기(1)를 회전시키는 회전기구(39)와, 이들 각 기구(33, 35, 37, 38, 39)를 통괄 제어하는 제어장치(40)를 구비하고 있다. 또한 이하의 설명에서는 일련의 처리를 일련의 세정처리라 부르는 경우도 있다.
지지기구(31)는 꼭지쇠(3)를 아래쪽을 향한 상태(직립상태)에서 용기(1)를 지지하는 것이다. 일련의 처리 중에서는 용기(1) 상측의 꼭지쇠(3)에는 도시 생략한 마개가 접속되는 한편, 용기(1) 하측의 꼭지쇠(3)는, 아래쪽을 향하여 개방되어 있다. 지지기구(31)에 지지된 용기(1)의 축선방향은 연직방향에 합치되어 있다.
지지기구(31)는, 가대(51)의 상부에 설치된 지지체(52)와, 지지체(52)에 설치되어 용기(1)의 몸통부(11)를 상하 2부분에서 유지하는 한 쌍의 유지기구(53, 53)와, 용기(1) 하측의 꼭지쇠(3)가 면하는 하측 플레이트(54)를 가지고 있다. 한 쌍의 유지기구(53, 53)는, 용기(1)를 그 축선 주위로 회전 가능하게 유지하고 있 다. 하측 플레이트(54)에는 꼭지쇠(3)에 대응하는 위치에 꼭지쇠(3)의 개구부(19)와 같은 정도 또는 이것보다 큰 관통구멍을 가지고 있다. 용기(1) 내의 세정액(5)의 배액은 꼭지쇠(3)의 개구부(19)에서 관통구멍으로 아래쪽으로 흘러 내려, 도시 생략한 배액 팬 등에 저류되도록 되어 있다.
회전기구(39)는, 예를 들면 한쌍의 유지기구(53, 53)의 사이에 설치되어, 용기(1)를 그 축선 주위로 회전시킨다. 도 2 및 도 3에서는 회전기구(39)는 간략화하여 나타나 있다. 회전기구(39)는 일련의 처리에서는 예를 들면 세정기구(33)의 구동에 동기하여 구동한다. 또한 회전기구(39)의 구성은 상기에 한정하지 않고 일련의 처리에서의 물빼기나 건조처리에서 회전기구(39)를 사용하여도 좋다. 또 일련의 처리에서 회전기구(39)를 사용하지 않아도 된다.
이동기구(38)는, 분사체인 3개의 노즐(32, 34, 36)을 지지하는 지지베이스(61)와, 지지베이스(61)를 거쳐 3개의 노즐(32, 34, 36)을 연직방향으로 이동시키는 Y축 이동장치(62)와, 지지베이스(61)상의 3개의 노즐(32, 34, 36)을 수평방향으로 이동시키는 X축 이동장치(63)를 가지고 있다. 또한 X축 이동장치(63)는 간략화하여 도시되어 있다.
Y축 이동장치(62) 및 X축 이동장치(63)의 엑츄에이터는, 제어장치(40)에 접속되어 있다. 지지베이스(61)상의 3개의 노즐(32, 34, 36)은, 그 중의 임의의 하나의 노즐이 용기(1)의 내부에 삽입되고, 또한 나머지 2개의 노즐이 용기(1)의 외부에 위치하도록, 서로 수평방향에서 소정의 거리만큼 이간되어 있다.
Y축 이동장치(62)는 예를 들면 구동원이 되는 모터(71)와, 모터(71)에 연결 된 볼나사(72)와, 볼나사(72)에 나사 결합하는 볼너트(73)를 구비하고 있다. 볼너트(73)에는 지지베이스(61)가 연결되어 있다.
모터(71)를 정역 회전시킴으로써 볼나사(72) 및 볼너트(73)를 거쳐, 지지베이스(61)상의 3개의 노즐(32, 34, 36)이, 연직방향[용기(1)의 축선방향]으로 상하 이동한다. 예를 들면 지지베이스(61)가 위쪽으로 이동한 경우에는 임의의 하나의 노즐이 꼭지쇠(3)의 개구부(19)로부터 용기(1) 내부에 삽입된다. 한편, 지지베이스(61)가 아래쪽으로 이동한 경우에는 용기(1) 내부의 노즐이 개구부(19)로부터 용기(1)의 외부로 뽑아내진다.
또한 모터(71)를 에어실린더 등의 다른 엑츄에이터로 구성하여도 좋다. 또 볼나사(72) 및 볼너트(73) 대신 헬리컬 레일을 사용하여도 되고, 랙과 피니언에 의한 구성으로 하여도 좋다. 또한 3개의 노즐(32, 34, 36)을 이동시키는 것이 아니고, 3개의 노즐(32, 34, 36)을 고정 배치하고, 이것에 대하여 용기(1)를 그 축선방향으로 이동시키도록 하여도 된다. 즉, Y축 이동장치(62)는 용기(1)에 대하여 3개의 노즐(32, 34, 36)을 용기(1)의 축선방향을 따라 상대적으로 이동시키는 구성이면 되고, 본 발명의 청구항에 기재된 「이동장치」에 상당한다.
X축 이동장치(63)는, Y축 이동장치(62)와 동일하게 구성할 수 있으나, 여기서는 상세한 설명을 생략한다. X축 이동장치(63)는 지지베이스(61)상의 3개의 노즐(32, 34, 36)을 예를 들면 용기(1)의 축선방향에 직교하는 방향으로 이동시키고, 임의의 하나의 노즐을 꼭지쇠(3)의 개구부(19)의 바로 밑에 위치시킬 수 있게 되어 있다.
또한 X축 이동장치(63)는, Y축 이동장치(62)의 변형예와 마찬가지로, 용기(1)에 대하여 3개의 노즐(32, 34, 36)을 용기(1)의 축선방향에 직교하는 방향으로 상대적으로 이동시키는 구성이어도 된다. 또 지지베이스(61)를 하나로 하였으나, 물론 2개 이상으로 하여, 3개의 노즐(32, 34, 36)을 개별로 이동시키도록 하여도 된다.
이와 같이 용기(1)의 내벽면에 대하여 서로 다른 유체를 분사하는 3개의 노즐(32, 34, 36)이, 공통의 이동기구(38)에 의하여 상기 내벽면에 대하여 상대 이동된다. 이에 의하여 세정장치(30) 전체의 구성을 간략화할 수 있다.
세정기구(33)는, 용기(1)의 내부에 삽입한 세정용 노즐(32)에 의하여 세정용 유체가 되는 세정액을 분사함으로써 용기(1) 내벽(세정면)의 부착물이나 오염 등을 씻어 낼 수 있는 것이다. 세정액으로서는 물을 사용할 수도 있고, 물 등에 세정제를 녹여 이루어지는 적절한 것을 사용할 수 있다.
세정기구(33)는, 소정량의 세정액을 저류하는 세정조(81)와, 세정조(81) 내의 세정액을 가열하는 히터(82)와, 한쪽 끝이 세정조(81) 속에 접속된 세정용 호스(83)를 가지고 있다.
히터(82)는 제어장치(40)에 접속되고, 용기(1)의 재료특성에 따른 온도로 세정액을 조정하는 조정장치로서 기능한다. 히터(82)는 세정면인 라이너(15)에 따른 소정의 온도로 세정액을 조정하여, 예를 들면 120℃, 바람직하게는 70∼80℃로 조정한다. 히터(82)에 의하여 온도 조정된 세정액을 사용함으로써 예열효과를 가지고, 용기(1)의 건조시간도 단축할 수 있게 된다. 또한 세정용 호스(83)에 이와 같 은 종류의 조정장치를 설치하여도 좋다.
세정용 호스(83)의 다른쪽 끝은, 지지베이스(61)인 곳에서 세정용 노즐(32)의 세정용 파이프(91)에 접속되어 있다. 세정용 호스(83)는, 가요성을 가지고 있어, 세정용 노즐(32)의 상하 이동 및 수평 이동에 추종 가능하게 구성되어 있다. 한편, 세정용 파이프(91)는 경질의 재료로 이루어지고, 용기(1)의 축선방향으로 연장되어 있음과 동시에 용기(1)의 축선방향에서의 길이보다 길게 형성되어 있다.
세정용 호스(83)에는 세정조(81)측에서 순서대로 세정조(81) 내의 세정액을 세정용 노즐(32)에 압송하는 펌프(84)와, 세정용 호스(83)를 개폐하는 전자식 차단밸브(85)와, 압송되는 세정액 중의 불순물을 제거하는 필터(86)와, 세정액의 역류를 저지하는 체크밸브(87)가 설치되어 있다. 펌프(84) 및 차단밸브(85)는, 제어장치(40)에 접속되어 있다. 펌프(84)에 의하여 세정액의 압력이 높아지기 때문에 용기(1)의 내벽에 대하여 세정액에 의한 고압 세정을 행할 수 있다.
세정용 노즐(32)은, 세정액이 유동하는 상기한 세정용 파이프(91)와, 세정용 파이프(91)의 선단부에 설치된 분사부(92)로 구성되어 있다. 분사부(92)는 세정용 파이프(91)의 선단부에 지름방향으로 팽출하도록 설치되어 있다. 분사부(92) 및 세정용 파이프(91)는 꼭지쇠(3)의 개구부(19)를 통과 가능하게 구성되어 있고, 이들을 용기(1)의 내부에 삽입한 상태에서는 세정용 파이프(91)와 꼭지쇠(3)와의 사이에는 소정의 간극이 생기게 되어 있다. 그 간극으로부터 사용이 끝난 세정액이 배액되어,상기한 배액 팬에 저류된다.
분사부(92)는 세정용 파이프(91)에 연통하여 세정액을 용기(1)의 내벽에 대 하여 분사하는 도시 생략한 분사구를 가지고 있다. 분사구의 위치는, 용기(1)의 내벽에 사각이 생기지 않도록 설정하면 된다. 예를 들면 분사구는 분사부(92)의 상부, 중간부 및 하부 등에 복수 설치되고, 도 3에 점선으로 나타내는 세정액의 분사 지향성을 가지고 있다.
이 방사상의 분사 지향성에 의하여 분사구는, 용기(1)의 상하의 끝벽부(12, 12) 및 몸통부(11)의 내벽을 향하여 세정액을 분사할 수 있어, 용기(1)의 내벽에 부착된 오염 등을 제거할 수 있다. 또한 이 종류의 분사부(92)는 세정액의 압력에 의하여 분사구의 위치가 회전하는 자압회전식으로 구성할 수도 있고, 분사구의 위치가 불변인 고정식으로 구성할 수도 있다.
블로우기구(35)는, 용기(1)의 내부에 삽입한 블로우용 노즐(34)에 의하여 블로우용 유체가 되는 압축가스를 분사함으로써, 용기(1)의 내벽에 부착되고 남은 세정액을 떨어뜨릴 수 있는 것이다. 즉, 블로우기구(35)는 그 전공정인 세정공정에서 세정액이 부착된 용기(1)에 대하여 물빼기를 행한다. 압축가스로서는 질소 등의 불활성가스를 사용할 수도 있으나, 본 실시형태에서는 압축공기를 사용하고 있다.
블로우기구(35)는, 공기를 도입하여 블로우용 노즐(34)에 압송하는 컴프레서(101)와, 컴프레서(101)와 블로우용 노즐(34)을 접속하는 블로우용 호스(102)를 가지고 있다.
컴프레서(101)는, 제어장치(40)에 접속되어 있다. 블로우용 호스(102)는 지지베이스(61)인 곳에서, 블로우용 노즐(34)의 블로우용 파이프(111)에 접속되어 있 다. 블로우용 호스(102)는, 가요성을 가지고 있어, 블로우용 노즐(34)의 상하 이동 및 수평 이동에 추종할 수 있게 되어 있다. 블로우용 파이프(111)는, 경질의 재료로 이루어지고, 용기(1)의 축선방향으로 연장되어 있음과 동시에 용기(1)의 축선방향에서의 길이보다 길게 형성되어 있다.
블로우용 호스(102)에는, 컴프레서(101)측에서 순서대로 컴프레서(101)로 압송되는 압축공기의 압력을 조정하는 압력 조정기(104)와, 블로우용 호스(102)를 개폐하는 전자식의 차단밸브(105)와, 압송되는 압축공기 중의 불순물을 제거하는 필터(106)와, 압축공기의 역류를 저지하는 체크밸브(107)가 설치되어 있다. 압력 조정기(104) 및 차단밸브(105)는 제어장치(40)에 접속되어 있다. 또한 블로우용 호스(102)에, 압축 공기의 온도를 조정하는 조정장치를 설치하여도 된다.
블로우용 노즐(34)은, 압축공기가 유동하는 상기한 블로우용 파이프(111)와, 블로우용 파이프(111)의 선단부에 설치된 분사부(112)로 구성되어 있다. 분사부(112) 및 블로우용 파이프(111)는, 꼭지쇠(3)의 개구부(19)를 통과 가능하게 구성되어 있고, 이들을 용기(1)의 내부에 삽입한 상태에서는 블로우용 파이프(111)와 꼭지쇠(3)와의 사이에는 소정의 간극이 생기게 되어 있다. 그 간극으로부터 물빼기된 세정액이 아래쪽으로 적하된다.
분사부(112)는, 블로우용 파이프(111)에 연통하여 압축공기를 용기(1)의 내벽에 대하여 분사하는 도시 생략한 분사구를 가지고 있다. 분사구의 위치는, 용기(1)의 내벽에 사각이 생기지 않도록 설정하면 된다. 예를 들면 분사구는 분사부(112)의 선단부의 주위면에 걸쳐 또는 분산하여 설치되고, 도 3에 점선으로 나타 내는 바와 같이 수평방향으로부터 약간 하향의 분사 지향성을 가지고 있다. 이 콘형상의 분사 지향성에 의하여 분사구는 용기(1)의 끝벽부(12)나 몸통부(11)의 내벽을 향하여 압축공기를 분사하고, 이 에어 블로우에 의하여 용기(1)의 내벽에 부착된 세정액이 긁어내진다.
건조기구(37)는 용기(1)의 내부에 삽입한 건조용 노즐(36)에 의하여 건조용 유체를 분사함으로써 용기(1)의 내벽이나 내부를 건조할 수 있는 것이다. 건조용 유체로서는 예를 들면 온풍을 사용할 수 있다.
건조기구(37)는 온풍을 발생하여 건조용 노즐(36)에 압송하는 온풍발생장치(121)와, 온풍발생장치(121)와 건조용 노즐(36)를 접속하는 건조용 호스(122)를 가지고 있다. 온풍발생장치(121)는, 예를 들면 큰 풍량의 압송이 가능한 컴프레서(123)와, 컴프레서(123)에서 도입된 공기를 가열하는 히터(124)를 구비하고 있다. 컴프레서(123) 및 히터(124)는 제어장치(40)에 접속되어 있다.
히터(124)는 용기(1)의 재료특성에 따른 온도로 공기를 조정하는 조정장치로서 기능한다. 히터(124)는 라이너(15)에 따른 소정의 온도로 공기 조정하고, 예를 들면 120℃, 바람직하게는 70∼80℃로 조정한다. 또한 건조용 호스(122)에 이와 같은 종류의 조정장치를 설치하여도 좋다.
건조용 호스(122)는, 지지베이스(61)인 곳에서, 건조용 노즐(36)의 건조용 파이프(131)에 접속되어 있다. 건조용 호스(122)는 가요성을 가지고 있고, 건조용 노즐(36)의 상하 이동 및 수평 이동에 추종할 수 있게 되어 있다. 한편, 건조용 파이프(131)는 경질의 재료로 이루어지고, 용기(1)의 축선방향으로 연장되어 있다. 건조용 호스(122)에는 온풍발생장치(121)측에서 순서대로 건조용 호스(122)를 개폐하는 전자식의 차단밸브(125)와, 송풍되는 온풍 중의 불순물을 제거하는 필터(126)와, 온풍의 역류를 저지하는 체크밸브(127)가 설치되어 있다. 차단밸브(125)는 제어장치(40)에 접속되어 있다.
건조용 노즐(36)은 온풍이 유동하는 상기한 건조용 파이프(131)와, 건조용 파이프(131)의 선단부에 설치된 분사부(132)로 구성되어 있다. 분사부(132) 및 건조용 파이프(131)는, 꼭지쇠(3)의 개구부(19)를 통과 가능하게 구성되어 있고, 이들을 용기(1)의 내부에 삽입한 상태에서는 건조용 파이프(131)와 꼭지쇠(3) 사이에는 소정의 간극이 생기도록 되어 있다. 단, 대유량의 온풍을 용기(1)의 내부에 불어 넣도록 건조용 파이프(131)의 지름은 큰 것이 바람직하고, 예를 들면 꼭지쇠(3)의 개구부(19)와 같은 정도가 바람직하다.
분사부(132)는, 건조용 파이프(131)에 연통하여 온풍을 용기(1)의 내부에 대하여 분사하는 도시 생략한 분사구를 가지고 있다. 분사구는, 건조용 파이프(131)의 선단개구로 구성할 수 있고, 도 3에 점선으로 나타내는 바와 같이 주로 일 방향이 되는 위쪽으로의 분사 지향성을 가지고 있다. 건조 중의 분사구는, 예를 들면 상하 이동하지 않고 용기(1) 내부의 중앙부에 위치하여 용기(1)의 상측의 끝벽부(12)를 향하여 분사한다. 이에 의하여 온풍은 상측의 끝벽부(12)로부터 몸통부(11)를 거쳐 하측의 끝벽부(12)에도 도달하여, 용기(1)의 내부 전체를 건조한다. 또한 온풍의 분사는 일 방향뿐만 아니라, 다방향이어도 된다.
제어장치(40)(ECU)는, 모두 도시 생략하였으나, CPU, ROM, RAM 및 입출력 인 터페이스를 가지고, 이들은 서로 버스를 거쳐 접속되어 있다. 제어장치(40)는, 일련의 처리(세정, 물빼기, 건조)를 연속적으로 행하기 위하여, 각 분사기능의 노즐(32, 34, 36)을 차례로 변환하여 용기(1)의 내부에서 각 유체를 분사하도록 제어한다.
여기서 본 발명의 청구항에 기재된 「변환장치」는, 소정의 분사기능의 노즐을 별도의 분사기능의 노즐로 변환하는 장치를 말한다. 본 실시형태에서는 「변환장치」는, 주로 이동기구(38)의 Y축 이동장치(62), X축 이동장치(63) 및 제어장치(40)가 상당하고, 각 분사기능의 기구(33, 35, 37)에 설치된 구성기기[차단밸브(85, 105, 125), 펌프(84), 컴프레서(101, 123) 등]도 포함되는 개념이다.
다음에 세정장치(30)에 의한 일련의 동작에 대하여 설명한다.
준비단계로서, 용기(1)의 한쪽의 꼭지쇠(3)를 하측으로 하고, 지지기구(31)에 회전 가능하게 지지시킨다. 용기(1)의 상측의 꼭지쇠(3)에는 마개를 한다.
다음 세정공정에서는 Y축 이동장치(62)에 의하여 세정용 노즐(32)을 하측의 꼭지쇠(3)의 개구부(19)로부터 용기(1)의 내부에 삽입하여, 분사부(92)를 상측의 끝벽부(12)의 근방을 향하게 한다. 이것에 전후하여 히터(82)를 구동하여 세정액을 소정의 온도로 가열한다. 이어서 차단밸브(85)를 개방하여 펌프(84)를 구동하고, 분사부(92)로부터 세정액을 분사한다. 이 때, Y축 이동장치(62)에 의하여 분사부(92)를 아래쪽으로 내리면서 세정액을 분사하여, 용기(1)의 내벽을 상측의 끝벽부(12), 몸통부(11) 및 하측의 끝벽부(12)로 순서대로 세정한다. 이에 의하여 용기(1)의 내벽이 빠짐없이 세정되어, 오염 등이 제거되게 된다. 또한 세정액을 분사 중인 분사부(92)를 Y축 이동장치(62)에 의하여 상하로 이동시키도록 하여도 된다.
세정공정의 종료 후에는, 차단밸브(85)을 폐쇄함과 동시에 펌프(84)의 구동을 정지하고, 세정용 노즐(32)로의 송액을 정지한다. 세정용 노즐(32)을 용기(1)의 내부에서 빼낸 후, X축 이동장치(63)를 구동하여 블로우용 노즐(34)을 개구부(19)의 바로 밑으로 이동시킨다. 즉, 세정용 노즐(32)로부터 블로우용 노즐(34)로 변환한다.
물빼기공정에서는 Y축 이동장치(62)에 의하여 블로우용 노즐(34)을 하측의 개구부(19)를 거쳐 용기(1)의 내부에 삽입하고, 분사부(112)를 상측의 끝벽부(12)의 근방을 향하게 한다. 이어서 차단밸브(105)을 개방하고, 컴프레서(101)를 구동하여 분사부(112)로부터 압축공기를 분사한다. 이 때, Y축 이동장치(62)에 의하여 분사부(112)를 아래쪽으로 내리면서 압축공기를 분사하여 용기(1)의 내벽을 상측의 끝벽부(12), 몸통부(11) 및 하측의 끝벽부(12)로 순서대로 물빼기를 행한다. 이에 의하여 용기(1)의 내벽에 부착된 액적이 긁어내진다.
물빼기공정의 종료 후에는, 차단밸브(105)을 폐쇄함과 동시에 컴프레서(101)의 구동을 정지하고, 블로우용 노즐(34)에의 송기를 정지한다. 블로우용 노즐(34)을 용기(1)의 내부에서 빼낸 후, X축 이동장치(63)를 구동하여 건조용 노즐(36)을 개구부(19)의 바로 밑으로 이동시킨다. 즉, 블로우용 노즐(34)로부터 건조용 노즐(36)로 변환한다.
건조공정에서는, Y축 이동장치(62)에 의하여 건조용 노즐(36)을 하측의 개구 부(19)를 거쳐 용기(1)의 내부에 삽입하여, 분사부(132)를 용기(1)내의 중앙부를 향하게 한다. 이어서, 차단밸브(125)를 개방하고, 온풍발생장치(121)를 구동하여 분사부(132)로부터 소정의 온도(예를 들면 80℃)의 온풍을 분사한다. 이에 의하여 용기(1)의 내벽을 포함하여 용기(1)의 내부가 건조된다. 또한 건조공정 중에 Y축 이동장치(62)를 구동하여 분사부(132)를 위쪽으로 이동, 아래쪽으로 이동 또는 상하 이동시키도록 하여도 된다.
건조가 종료되면, 차단밸브(125)를 폐쇄함과 동시에 온풍발생장치(121)의 구동을 정지하고, 건조용 노즐(36)에의 송풍을 정지한다. 건조용 노즐(36)을 용기(1)의 내부에서 빼낸다. 이에 의하여 세정장치(30)에 의한 일련의 처리가 종료된다. 그리고 최종적으로 용기(1)를 지지기구(31)로부터 떼어내고, 용기(1)의 꼭지쇠(3)에 밸브 어셈블리 등을 밀어 넣으면, 용기(1)는 예를 들면 연료전지시스템에 탑재되게 된다.
이상과 같이 본 실시형태의 세정장치(30)에 의하면, 세정, 물빼기 및 건조의 각 분사기능의 노즐(32, 34, 36)을 차례로 변환하고, 각 분사기능에 대응하는 차단밸브(85, 105, 125)를 슬라이드 변환하도록 하고 있다. 이에 의하여 일련의 처리를 자동적으로 또한 연속적으로 행할 수 있어, 용기(1)의 세정효율을 높일 수 있다.
또한 수지제의 용기(1)를 대상으로 하였으나, 스틸제의 용기(1) 등의 경우에는 비교적 고온의 증기를 사용하여 세정·건조할 수 있다. 다만, 본 실시형태와 같은 세정방법을 취함으로써, 증기를 사용하지 않고 수지제의 용기(1)를 적절하게 세정할 수 있다. 또 물빼기공정의 압축공기의 온도를, 용기(1)의 건조를 겸하는 소정의 온도로 설정할 수 있으면, 건조공정을 생략하는 것도 가능하다. 즉, 블로우용 노즐(34)이 건조용 노즐(36)을 겸할 수 있다.
또, 각 분사기능의 노즐(32, 34, 36)을 상하 이동시킬 때에, 예를 들면 각 파이프(91, 111, 131)의 이동을, 지지기구(31)의 하측 플레이트(54)의 부분에서 슬라이드 가능하게 지지하도록 하여도 된다. 또한 꼭지쇠(3)가 있는 용기(1)를 세정하도록 하였으나, 꼭지쇠(3)을 설치하기 전의 상태의 용기(1)를 세정하도록 하여도 된다. 이 경우에는 각 분사기능의 노즐(32, 34, 36)의 삽입구가 되는 용기(1)의 입구부(용기 입구부)는, 꼭지쇠(3)가 설치되어야만 끝벽부(12)의 개구부가 된다.
또, 각 분사기능의 노즐(32, 34, 36)을 용기(1)의 개구부(19)로부터 빼내지 않고 변환하도록 하여도 된다. 즉, 세정공정의 초기단계에서 3개의 노즐(32, 34, 36)을 모두 또는 2개의 노즐을 용기(1)의 내부에 삽입하고, 각 공정의 종료 후에 용기(1)의 내부에서 다음 기능의 노즐로 변환하여도 된다.
(제 2 실시형태)
다음에 도 4를 참조하여 제 2 실시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 1 실시형태와의 큰 상위점은, 단일의 노즐(150)로, 세정액, 압축공기 및 온풍의 각종 유체를 분사하도록 한 것이다.
구체적으로는 분사체로서의 단일의 노즐(150)은, 분사구를 가지는 단일의 공통 분사부(151)와, 분사부(151)에 연통하는 단일의 공통 파이프(152)를 가지고 있다. 플렉시블 호스(160)는, 공통 파이프(152)에 접속되는 단일의 공통 호스부(161) 와, 3개의 유체에 대응하는 독립된 3개의 개별 호스부(162, 163, 164)를 가지고 있다.
3개의 개별 호스부(162, 163, 164)의 한쪽 끝은, 각각 세정조(81), 컴프레서(101) 및 온풍 발생장치(121)에 접속되어 있다. 3개의 개별 호스부(162, 163, 164)의 다른쪽 끝은 사방밸브식의 변환밸브(167)의 입력 포트에 접속되어 있고, 변환밸브(167)의 나머지 하나의 출력 포트에는, 공통 호스부(161)가 접속되어 있다. 변환밸브(167)는, 제어장치(40)에 접속되고, 그 입력 포트를 선택적으로 변환한다.
여기서 본 실시형태에서의 본 발명의 청구항에 기재된 「변환장치」란, 노즐(150)로부터 분사되는 유체의 종류를 변환함으로써 노즐(150)을 다른 기능으로 변환하는 장치를 말한다. 「변환장치」는 주로 제어장치(40) 및 변환밸브(167)가 상당하고, 각 분사기능의 기구(33, 35, 37)에 설치된 구성기기[차단밸브(85, 105, 125), 펌프(84), 컴프레서(101, 123) 등]도 포함하는 개념이다. 또한 이동장치(38)는 X축 이동장치(63)를 구비할 필요는 없다.
본 실시형태의 세정장치(30)에서 일련의 세정처리를 행하는 경우의 동작에 대하여 간단하게 설명한다.
먼저, 세정공정에서는 변환밸브(167)에 의하여 공통 호스부(161)와 개별 호스부(162)를 연통하여 노즐(150)을 이동시키면서 세정액을 용기(1)의 내부에서 분사한다. 세정공정의 종료 후에는 변환밸브(167)를 변환하여 세정액의 송액을 끊고, 공통 호스부(161)와 개별 호스부(163)를 연통하여 압축공기를 노즐(150)에 송기할 수 있도록 한다. 그리고 물빼기공정을 실행한다. 이 세정공정에서 물빼기공 정으로의 이행시에 노즐(150)을 용기(1)의 내부에서 빼낼 필요는 없다.
물빼기공정의 종료 후에는, 마찬가지로 변환밸브(167)를 변환하여 압축공기의 송기를 끊고, 공통 호스부(161)와 개별 호스부(164)를 연통하여 온풍을 노즐(150)에 송풍할 수 있도록 한다. 그리고 건조공정을 실행하나, 이 때도 노즐(150)을 용기(1)의 내부에서 빼낼 필요는 없다.
이상과 같이 본 실시형태의 세정장치(30)에 의하면 노즐(150)을 용기(1)의 내부에서 빼내지 않고, 노즐(150)로부터 분사하는 유체의 종류를 차례로 변환함으로써 처리를 행할 수 있다. 이에 의하여 부품 점수를 줄이면서 일련의 처리를 자동적으로 또한 연속적으로 행할 수 있어, 용기(1)의 세정효율을 높일 수 있다.
(제 3 실시형태)
다음에, 도 5 내지 도 8을 참조하여 제 3 실시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 1 실시형태와의 상위점은, 용기(1)의 형상으로 되돌려지는 돌출부(13)를 설치한 것과, 이것에 따라 세정장치(30)로 용기(1)를 경사 지지하면서 회전시키도록 한 것이다. 또한 도 7에서는 용기(1)의 구성을 간략화하여 나타내고 있다.
도 5는 용기(1)의 단면도이다. 용기(1)는 그 각 끝벽부(12, 12)에 형성되고, 용기 본체(2)의 내부로 돌출하는 돌출부(13, 13)를 구비하고 있다. 돌출부(13)는, 꼭지쇠(3)가 설치되는 라이너(15)의 입구부로 되접어 꺽이도록 설치되고, 용기(1)의 축선방향을 축선으로 하는 대략 통형상의 형상을 가지고 있다. 돌출부(13)의 바깥 둘레면과 라이너(15)의 내면과의 사이에는 도너츠형상의 공간(18) 이 구성되어 있다. 돌출부(13)는 구조상의 이른바 리턴부라고 바꿔 말할 수 있고, 라이너(15)의 강도, 나아가서는 용기(1)의 강도를 확보하는 데 기능하고 있다.
또한 용기(1)의 그 밖의 구조는 제 1 실시형태와 동일하다. 또 용기(1)에 한 쌍의 돌출부(13, 13)를 설치하였으나, 한쪽에 대해서는 생략하여도 된다. 또한 돌출부(13)를 라이너(15)에 형성하였으나, 물론 이것에 한정하는 것은 아니다. 라이너(15)를 제 1 실시형태와 마찬가지로 구성하여 꼭지쇠(3)가 용기(1)의 내부로 돌출하도록 한 경우에는, 꼭지쇠(3)의 그 돌출부분이 돌출부(13)가 된다.
도 6은 세정장치(30)를 모식적으로 나타내는 시스템도이다. 세정장치(30)는 제 1 실시형태와 마찬가지로 지지기구(31), 세정기구(33), 블로우기구(35), 건조기구(37), 이동기구(38), 회전기구(39) 및 제어장치(40)를 가지고, 이들 각 기구나 제어장치(40) 등에 의하여 노즐(32, 34, 36)의 기능을 변환하는 변환장치를 구성하고 있다.
지지기구(31)는 용기(1)의 꼭지쇠(3)의 개구부(19)를 비스듬하게 하측으로 개방하도록 용기(1)를 경사시킨 상태에서 지지한다. 용기(1)의 상측의 꼭지쇠(3)에는 처리에 있어서 도시 생략한 마개가 접속된다. 지지기구(31)에 지지된 용기(1)의 축선방향은 연직방향으로 교차하도록 연직방향에서 경사져 있다. 이 때의 용기(1)의 축선방향의 경사각도는, 연직방향에 대하여 90도(즉, 수평자세에서 지지의 상태)보다 작으면 좋고, 바람직하게는 30∼60도이며, 예를 들면 지지상태의 용기(1)의 높이를 억제하는 관점에서 보면 35도가 바람직하다. 또한 본 실시형태에서는 하측 플레이트(54)를 생략하였다.
회전기구(39)는 간략화하여 나타내고 있으나, 제 1 실시형태와 마찬가지로 지지기구(31)에 지지된 용기(1)를 그 축선 주위로 회전시킨다. 회전기구(39)는 일련의 처리에서는 예를 들면 세정기구(33)와 블로우기구(35)의 구동에 동기하여 구동하나, 건조기구(37)의 구동 중에도 이것에 동기하여 구동하여도 된다.
이동기구(38)는, 지지베이스(61)상의 각 분사기능의 3개의 노즐(32, 34, 36)을 용기(1)의 축선방향으로 이동시키는 Y축 이동장치(62)와, 이 축선방향에 직교하는 방향으로 3개의 노즐(32, 34, 36)을 이동시키는 X축 이동장치(63)를 가지고 있다. 이동기구(38)에 대하여 제 1 실시형태와 동일한 변형예를 적용할 수 있다. 또한 상세하게 설명하지 않으나, 세정기구(33), 블로우기구(35) 및 건조기구(37)의 각 노즐(32, 34, 36)의 파이프(91, 111, 131)는, 용기(1)의 축선방향과 같은 기울기 되어있다.
본 실시형태의 세정장치(30)는, 용기(1)의 내부에 고여 배액되지 않은 세정액을 흡인하는 흡인기구(190)를 더 구비하고 있다.
흡인기구(190)는, 꼭지쇠(3)의 개구부(19)를 통하여 용기(1) 내부의 상기 공간(18)에 한쪽 끝이 위치하는 흡인용 튜브(191)와, 흡인용 튜브(191)의 다른쪽 끝이 위치하는 배액 받이부(192)와, 흡인용 튜브(191)에 설치된 흡인 펌프(193)를 구비하고 있다. 흡인 펌프(193)는 제어장치(40)에 접속되어 있다. 흡인 펌프(193)의 구동에 의하여 용기(1) 내의 공간(18)에 고인 세정액이 흡인용 튜브(191)를 거쳐 흡인되고, 배액 받이부(192)에 배액되도록 되어 있다.
다음에 세정장치(30)의 동작에 대하여 설명한다. 세정공정에서는 Y축 이동 장치(62)에 의하여 세정용 노즐(32)을 소정의 각도로 기울인 상태의 용기(1)의 개구부(19)에 비스듬하게 하측으로부터 용기(1)의 내부에 삽입하여 분사부(92)를 상측의 끝벽부(12)의 근방을 향하게 한다. 그리고 제 1 실시형태와 마찬가지로 Y축 이동장치(62)에 의하여 분사부(92)를 비스듬하게 아래쪽으로 내리면서, 소정의 온도로 조정된 세정액을 분사시킨다. 이에 의하여 용기(1)의 내벽을 상측의 끝벽부(12), 몸통부(11) 및 하측의 끝벽부(12)는 순서대로 세정되어 간다.
이 세정시에는 분사된 세정액의 일부는, 용기(1)의 개구부(19)로부터 자연 유하에 의하여 배액되지 않고, 이 개구부(19)의 근방의 공간(18)에 고이게 된다(도 7 및 도 8 참조). 도 8의 비교예와 같이 용기(1)를 기울이고 있지 않은 경우에는, 최대로 돌출부(13)의 높이까지 세정액이 공간(18)의 전체에 고이게 된다. 이와 같은 상태에서 분사부(92)가 용기(1)의 끝벽부(12)의 내벽에 대하여 세정액을 분사하였다 하여도 공간(18)에 고인 세정액에 방해된다. 이 때문에 분사부(92)로부터의 세정액을 끝벽부(12)의 내벽에 직접 충돌시킬 수 없어, 이 부분의 세정이 불충분하게 된다.
이것에 대하여, 도 7에 나타내는 본 실시형태의 구성에서는 용기(1)를 기울이고 있기 때문에, 용기(1)의 축선보다 하측 공간(18)의 부분에 세정액이 고이게 된다. 즉, 공간(18)에 고이는 세정액은 공간(18)에서 한쪽으로 치우치게 된다. 이에 의하여 세정액이 체류하고 있지 않은 끝벽부(12) 내벽의 부분에, 분사부(92)로부터의 세정액을 직접 닿게 할 수 있어 이 부분을 세정할 수 있다.
또 본 실시형태에서는 이 세정시에 회전기구(39)에 의하여 용기(1)를 축선 주위로 회전시킴으로써 공간(18)에서 세정액이 체류하는 부분이 용기(1)의 끝벽부(12)에 대하여 상대적으로 이동한다. 이에 의하여 분사부(92)로부터의 사각이 없어져 끝벽부(12) 내벽의 모든 부분에 분사부(92)로부터의 세정액을 직접 닿게 할 수 있다. 따라서 용기(1)의 내벽을 빠짐없이 세정할 수 있다.
세정공정의 종료 후에는, 세정용 노즐(32)에의 송액을 정지한다. 세정용 노즐(32)을 용기(1)의 내부에서 빼내는 것에 전후하여 흡인용 튜브(191)를 용기(1)의 개구부(19)로부터 용기(1)의 내부에 삽입한다. 그리고 흡인용튜브(191)의 한쪽 끝을 세정액이 한쪽으로 치우쳐 고여 있는 공간(18)의 부분에 삽입하고, 흡인 펌프(193)를 구동하여 이 세정액을 배액 받이부(192)로 흡인한다. 이에 의하여 용기(1)의 공간(18)으로부터 세정액이 제거된다. 또한 흡인용 튜브(191)를 용기(1)의 내부에 삽입하는 장치를 흡인기구(190)에 설치하여 두는 것이 바람직하다.
그후, 제 1 실시형태와 마찬가지로 블로우용 노즐(34)에 의하여 물빼기를 행하고, 이 노즐(34)을 건조용 노즐(36)로 변환하여, 건조용 노즐(36)에 의하여 건조를 행함으로써 용기(1)에 대한 일련의 처리가 종료된다. 따라서 본 실시형태의 세정장치(30)에 의하면 돌출부(13)가 안쪽으로 돌출하여 세정액이 고이는 구조의 용기(1)이어도 분사액(세정액)을 사각없이 용기(1)의 내벽에 닿게 할 수 있다. 이에 의하여 용기(1)의 청정성을 불균일하게 하지 않고 일련의 세정처리를 자동적으로 또한 연속적으로 행할 수 있다.
또한 블로우공정에서도 기울어진 용기(1)를 회전시키면서 압축공기를 분사하면 좋다. 이렇게 함으로써, 압축공기에 의하여 떨어지는 액적이 공간(18)에 고일 만큼 많았다 하여도, 압축공기를 사각없이 용기(1)의 내벽에 닿게 할 수 있다. 또 블로우공정 후에도 흡인기구(190)에 의하여 공간(18)의 세정액을 흡인 제거하도록 하여도 좋다.
(제 4 실시형태 ∼ 제 9 실시형태)
이하에서는 도 5에 나타내는 용기(1)를 세정하는 데 적합한 제 4 실시형태 ∼제 9 실시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 설명한다. 각 실시형태의 설명에서는 제 1 실시형태의 구성기기 또는 구조와 동일해지는 부분에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 적절하게 생략한다. 제 4 실시형태 ∼ 제 9 실시형태는, 상기한 노즐 등의 처리체가, 용기 내부의 형상에 대응하여 용기 내부에서 소정의 처리를 행할 수 있도록 구성되어 있는 것에 특징을 가지는 것이다.
구체적으로는 제 4 실시형태에서는 흡인기능을 가지는 닦아냄 처리용 처리체에 대하여, 제 5 실시형태에서는 세정처리용 처리체에 대하여, 제 6 실시형태에서는 건조처리용 처리체에 대하여 설명한다. 또 제 7 실시형태에서는 투과억제처리용 처리체에 대하여, 제 8 및 제 9 실시형태에서는 흡인처리용 처리체를 중심으로 설명한다. 또한 제 5 ∼ 제 9 실시형태에서는 제 4 실시형태의 구조와 동일해지는 부분에 대해서는 제 4 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
(제 4 실시형태)
도 9는 세정장치(30)의 구성을 모식적으로 나타내는 시스템도이다. 도 10은 도 9의 간략 정면도이고, 3개의 처리체(500, 511, 530)와 용기(1)와의 관계를 나타 내는 도면이다.
세정장치(30)는, 용기(1)의 내부에 대하여 세정액에 의한 세정, 세정 후의 닦아냄 및 온풍에 의한 건조의 일련의 처리를 실행함으로써, 용기(1)의 내면을 세정한다.
세정장치(30)는, 지지기구(31), 세정기구(33), 닦아냄기구(42), 건조기구(37), 이동기구(38), 회전기구(39) 및 이들 각 기구(33, 42,37, 38, 39)를 통괄 제어하는 도시 생략한 제어장치를 구비하고 있다.
지지기구(31)는 꼭지쇠(3)를 아래쪽을 향한 상태(직립상태)에서 용기(1)를 지지한다. 지지기구(31)는 상기한 가대(51), 지지체(52), 유지기구(53, 53)를 가지고 있다. 일련의 처리 중에서는 상측의 꼭지쇠(3)에는 도시 생략한 마개가 접속되는 한편, 하측의 꼭지쇠(3)의 개구부(19)는 아래쪽을 향하여 개방된다.
세정기구(33)는 용기(1)의 내부에서 세정처리를 행하는 처리체로서 노즐(500)을 가지고, 세정용 유체인 세정액을 노즐(500)에 공급한다. 세정기구(33)는 상기와 마찬가지로 세정조(81), 세정용 호스(83), 펌프(84), 차단밸브(85) 및 노즐(500)에 연통하는 파이프부(86)를 가지고 있다. 세정기구(33)는 용기(1)의 내부에 삽입한 노즐(500)로부터 세정액을 분사함으로써, 용기(1) 내벽의 부착물 등을 씻어 낸다.
닦아냄기구(42)는, 용기(1)의 내부에서 닦아냄처리를 행하는 처리체인 스펀지장치(511)와, 스펀지장치(511)에 접속된 흡인장치(512)를 가지고 있다. 스펀지장치(511)는 접은상태에서 용기(1)의 내부에 삽입된 후, 우산형상으로 퍼지도록 전 개되어, 용기(1)의 내벽에 부착되고 남은 세정액을 닦아 내는 것이다. 스펀지장치(511)의 상세한 구성에 대해서는 뒤에서 설명한다.
흡인장치(512)는 스펀지장치(511)로 닦어낸 세정액을 흡인하여 이 세정액을 용기(1) 밖으로 제거한다. 흡인장치(512)는 스펀지장치(511)에 접속된 흡인 파이프부(521)와, 지지베이스(61)인 곳에서 흡인 파이프(521)에 접속된 가요성의 흡인용 호스(522)와, 흡인용 호스(522)를 개폐하는 차단밸브(523)와, 흡인용 호스(522)의 한쪽 끝이 위치하여 흡인 후의 세정액을 회수하는 회수 탱크(524)와, 회수 탱크(524)에 세정액을 압송하는 흡인 펌프(525)를 가지고 있다. 흡인 펌프(525)의 구동에 의하여 스펀지장치(511)에 흡인력이 작용하여 스펀지장치(511)로 닦어내진 세정액이 회수 탱크(524)에 회수된다.
건조기구(37)는 용기(1)의 내부에서 건조처리를 행하는 처리체로서, 노즐(530)을 가지고, 건조용 유체를 노즐(530)에 공급한다. 건조기구(37)는 용기(1)의 내부에 삽입한 노즐(530)로부터 건조용 유체를 분사시킴으로써, 용기(1)의 내벽이나 내부를 건조한다. 건조용 유체로서는, 예를 들면 온풍을 사용할 수 있다.
건조기구(37)는, 컴프레서(541)에서 도입한 공기를 히터(542)로 가열하고, 이 가열된 공기를 건조용 호스(543)를 거쳐 노즐(530)에 연통하는 파이프부(545)에 공급한다. 건조용 호스(543)를 개폐하는 차단밸브(544)가 설치되어 있다. 히터(542)는 라이너(15)의 재료특성에 따른 소정의 온도로 공기를 조정하여, 예를 들면 120℃, 바람직하게는 70∼80℃로 조정한다.
이동기구(38)는, 3개의 처리체[노즐(500), 스펀지장치(511), 노즐(530)]를 용기(1)의 축선방향으로 이동시키고, 3개의 처리체를 일일이 용기(1)의 내부에 대하여 삽입/이탈시키는 것이다. 이동기구(38)는 예를 들면 상기한 지지베이스(61), 모터(71), 볼나사(72) 및 볼너트(73)를 구비하고, 또한 도시 생략한 X축 이동장치(도 2 및 도 3에서는 부호 63)를 구비하고 있다. 또한 이동기구(38)는, 용기(1)에 대하여 3개의 처리체[노즐(500), 스펀지장치(511), 노즐(530)]를 용기(1)의 축선방향을 따라 상대적으로 이동시키는 구성이면 된다.
회전기구(39)는 제어장치에 접속되어 있고, 용기(1)에 대한 일련의 처리에 있어서 용기(1)를 그 축선 주위로 적절하게 회전시킨다. 또한 회전기구(39)는 용기(1) 및 처리체(500, 511, 530)의 적어도 한쪽을 용기(1)의 축선 주위로 회전시키는 구성이면 된다. 제어장치(ECU)는 세정기구(33), 닦아냄기구(42) 및 건조기구(37)를 제어함과 동시에, 이것에 관련되어 이동기구(38)나 회전기구(39)를 제어함으로써 용기(1)에 대하여 일련의 처리를 연속적으로 행한다.
도 11은 세정장치(30)에 의한 일련의 처리에 대한 플로우차트이다. 예를 들면 세정공정(S1)에서는 개구부(19)로부터 상측의 끝벽부(12) 근방의 용기(1) 내로 삽입한 노즐(500)로부터 세정액을 분사시킨다. 이 세정액의 분사 중에 이동기구(38)에 의하여 노즐(500)을 아래쪽으로 이동시키고, 또한 회전기구(39)에 의하여 용기(1)를 회전시킨다. 이에 의하여 용기(1) 내벽의 전 영역이 세정되어 오염이 제거된다. 세정 후에는 세정기구(33)를 제어하여 세정액의 통액을 차단하고, 노즐(500)을 용기(1)밖으로 빼낸다.
닦아냄공정(S2)에서는, 개구부(19)로부터 용기(1) 내에 스펀지장치(511)를 삽입한다. 닦아냄기구(42)의 구동을 개시하여, 즉 차단밸브(523)를 개방하여 흡인펌프(525)를 구동하고, 스펀지장치(511)로 용기(1)의 내면을 닦아내면서 흡인력을 작용시킨다. 이 때, 이동기구(38)에 의하여 스펀지장치(511)를 아래쪽으로 이동시키면서 회전기구(39)에 의하여 용기(1)를 회전시킨다. 이에 의하여 용기(1)의 내부에 남는 세정액이 회수된다.
세정액의 회수 후에는 닦아냄기구(42)를 제어하여 흡인작용을 정지하고, 스펀지장치(511)를 용기(1) 밖으로 빼낸다. 그 후, 스펀지장치(511)를 가압식의 물빼기장치(550)를 향하게 한다. 그리고 물빼기장치(550)에 의하여 스펀지장치(511)의 뒤에서 설명하는 스펀지(561)에 흡인되지 않고 남는 세정액을 제거하고, 이 제거한 세정액을 아래쪽의 물받이(551)로 유하시키도록 한다.
건조공정(S3)에서는 개구부(19)로부터 용기(1) 내에 건조기구(37)의 노즐(530)을 삽입한다. 그리고 컴프레서(541) 및 히터(542)를 구동하여 노즐(530)로부터 온풍을 분사시킨다. 이 온풍의 분사 중에 이동기구(38)에 의해 노즐(530)을 아래쪽으로 이동시키고 또한 회전기구(39)에 의해 용기(1)를 회전시켜, 용기(1)의 내부를 건조한다. 건조 후에는 건조기구(37)를 제어하여 온풍의 통기를 차단하고, 노즐(530)을 용기(1) 밖으로 빼낸다. 이상의 공정에 의하여 세정장치(30)에 의한 일련의 처리가 종료된다.
다음에 도 12 내지 도 14를 참조하여 처리체인 스펀지장치(511)에 대하여 상세하게 설명한다.
스펀지장치(511)는, 용기(1)의 축선방향을 따라 용기(1)의 내부에 삽입된다. 스펀지장치(511)는, 스펀지(561)와 스펀지(561)를 선단부에 유지하는 유지 아암(562)과, 유지 아암(562)의 기초끝부를 회동 가능하게 지지하는 베이스(563)와, 유지 아암(562)의 회동 지지점과 동축상에 설치되어 유지 아암(562)의 기초끝측에 고착된 피니언(564)과, 피니언(564)에 맞물리는 랙(565)와, 한쪽 끝이 랙(565)의 기초끝에 연결된 연결로드(566)와, 연결로드(566)의 다른쪽 끝이 접속된 엑츄에이터(567)를 구비하고 있다.
스펀지(561), 유지 아암(562) 및 피니언(564)은, 예를 들면 한 쌍이 설치되어 있고, 랙(565)의 길이방향의 양쪽에는 한 쌍의 피니언(564, 564)이 각각 맞물려 있다. 랙(565)은, 용기(1)의 축선방향으로 슬라이드 가능해지도록 베이스(563)에 지지되어 있다.
연결로드(566)는, 흡인 파이프부(521)를 따라 설치되어 있다. 엑츄에이터(567)는 지지베이스(61)에 설치된 예를 들면 모터로 구성되어 있다. 모터(567)의 정역 회전에 의하여 연결로드(566)를 거쳐 랙(565)이 왕복 이동하고, 그것에 의하여 한쌍의 피니언(564, 564)을 거쳐 한 쌍의 유지 아암(562)이 연직면내에서 회동하도록 되어 있다.
스펀지(561)는 고무 또는 합성수지 등으로 이루어지고, 용기(1)의 내면에 부착된 세정액을 닦아낸다(흡수한다). 즉, 스펀지(561)는 용기(1)의 내면에 대하여 직접 접촉하여 닦아냄처리를 작용시키는 작용부로서 기능한다. 스펀지(561)는 용기(1)의 각종 내면의 형상, 예를 들면 끝벽부(12)의 내면 및 몸통부(11)의 내면의 형상에 대응 가능하도록 전체로서 구형상으로 형성되어 있다.
유지 아암(562)은 파이프형상으로 구성되어 있고, 그 파이프형상의 내부에는 흡인통로(569)가 형성되어 있다(도 14 참조). 흡인통로(569)는 한쪽 끝이 스펀지(561)에 접속되고, 다른쪽 끝이 흡인장치(512)의 흡인 파이프부(521)에 연통하고 있다. 이에 의하여 흡인장치(512)의 흡인펌프(525)의 구동에 의하여 흡인 파이프부(521) 및 흡인통로(569)를 거쳐 스펀지(561)에 흡인력이 작용한다. 스펀지(561)는 용기(1) 내의 세정액을 흡인력에 의하여 흡수하도록 닦아내면서 스펀지(561)에 함침된 세정액은 흡인력에 의하여 스펀지(561)로부터 흡인통로(569)로 배출 제거된다.
상기한 바와 같이 구성된 스펀지장치(511)에서는, 스펀지(561)가 상측의 끝벽부(12), 몸통부(11) 및 하측의 끝벽부(12)의 각 내면에 접촉 가능하게 되도록, 또한 개구부(19)를 통과 가능하게 되도록 유지 아암(562)이 연직면 내에서 약 180도 회동한다. 즉, 유지 아암(562)의 회동위치에 따라서는 스펀지장치(511)는 개구부(19)의 내경보다 작은 지름의 구조체가 되는 제 1 상태가 되거나, 개구부(19)의 내경보다 큰 지름의 구조체가 되는 제 2 상태가 되기도 한다.
구체적으로는 유지 아암(562)이 베이스(563)를 지지점으로 하여 폐쇄되도록 회동하고, 유지 아암(562)이 용기(1)의 축선방향으로 연장되도록 위치하면, 스펀지장치(511)는 개구부(19)를 통과 가능(삽입 이탈 가능)한 제 1 상태가 된다. 이와 같은 제 1 상태는 폐쇄상태라 바꿔 말할 수 있다. 또는 스펀지(561) 및 유지 아암(562)이 베이스(563)에 대하여 접히도록 되어 있기 때문에 접음상태라 바꿔 말할 수 있다.
한편, 이 제 1 상태로부터 유지 아암(562)이 베이스(563)를 지지점으로 하여 개방되도록 회동하면, 스펀지(561)가 개구부(19)의 가장자리부보다 지름방향 바깥쪽에 위치하고, 스펀지장치(511)가 개구부(19)를 통과 불가능(삽입 이탈 불가능)한 제 2 상태로 이행한다. 즉, 스펀지(561)는 용기 본체(2)의 지름방향에서의 위치를 조정 가능하게 구성되어 있고, 제 1 상태로부터 제 2 상태로 이행함에 따라 스펀지(561)가 용기(1)의 내면에 근접하게 된다.
이 제 2 상태에는 유지 아암(562)이 제 1 상태로부터 약 90도 회동하여 스펀지(561)가 몸통부(11)의 내면에 접촉 가능한 전개상태와, 유지 아암(562)이 전개상태로부터 90도 미만의 소정 각도로 회동하여 스펀지(561)가 끝벽부(12)의 내면에 접촉 가능한 일부 개방상태(반개방상태)가 포함된다. 이와 같은 제 2 상태는, 개방상태라고 바꿔 말할 수 있고, 또는 스펀지(561) 및 유지 아암(562)이 베이스(563)에 대하여 전개되도록 되어 있기 때문에, 전개상태라고 바꿔 말할 수 있다.
여기서 도 11에 나타낸 닦아냄공정(S2)에서의 스펀지장치(511)의 동작에 대하여 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다.
먼저, 접음상태의 스펀지장치(511)를 개구부(19)로부터 용기(1) 내에 삽입하여 스펀지장치(511)를 상측의 끝벽부(12)를 향하게 한다. 또한 삽입시의 접음상태에서 스펀지(561)를 베이스(563)에 대하여 하측이 아닌 상측에 위치시켜 두면 된다. 이와 같이 함으로써 스펀지(561)를 상측의 끝벽부(12)에 신속하게 위치시킬 수 있다.
다음에 엑츄에이터(567)를 구동하여 유지 아암(562)을 약간 회동하여 스펀지 장치(511)를 제 2 상태로 이행시킨다. 그 후, 도 12에 나타내는 바와 같이 스펀지(561)를 돌출부(13)의 바깥쪽 벽면과 끝벽부(12)의 안쪽부 내면과의 사이에 위치시킨다. 이 상태에서 용기(1) 또는 스펀지장치(511)를 축선 주위로 회전시키면서 흡인장치(512)를 구동하여 돌출부(13)의 바깥쪽 벽면 및 끝벽부(12)의 안쪽부 내면에 부착된 세정액을 스펀지(561)에 의하여 흡수한다.
이 부분의 작업을 소정시간 행한 후, 스펀지(561)를 끝벽부(12)의 내면을 따라 이동시키고, 스펀지(561)가 접촉하는 용기(1)의 내면을 하측으로 비키어 놓는다. 이 동작은 스펀지장치(511)를 아래쪽으로 이동시키면서 이것에 동기하여 유지 아암(562)을 소정 각도 회동시킴으로써 행하여진다. 그리고 상측의 끝벽부(12)의 내면 전 영역의 닦아냄처리 후에는, 스펀지(561)를 다시 전개하여 몸통부(11)에 접촉시킨다. 그리고 마찬가지로 흡인장치(512)의 구동을 속행하면서 용기(1)를 축선 주위로 상대 회전시키면서 스펀지(561)를 아래쪽으로 이동시킨다. 몸통부(11)의 내면 전 영역의 닦아냄처리 후에는, 유지 아암(562)을 약간 회동시켜, 하측의 끝벽부(12)의 내면을 따라 스펀지(561)의 닦아냄처리를 작용시킨다.
그리고 도 13에 나타내는 바와 같이 하측의 돌출부(13)의 근방으로까지 스펀지(561)를 이동시켜 하측의 공간(18)에 남는 세정액을 스펀지(561)로 흡인한다. 이에 의하여 돌출부(13)의 되돌림구조 따라서 개구부(19)로부터 자연 유하되지 않고 공간(18)에 남은 세정액을, 적절하게 흡인 제거할 수 있다. 하측 끝벽부(12)의 안쪽부 내면 및 돌출부(13)의 바깥쪽 벽면에 부착된 세정액을 스펀지(561)로 흡수하면서 닦아냄작용을 실시함으로써 하측 끝벽부(12)의 내면 전 영역의 닦아냄처리 가 완료된다.
그 후, 흡인장치(512)의 구동을 정지함과 동시에, 이것에 전후하여 스펀지장치(511)를 약간 위쪽으로 이동시키고, 유지 아암(562)을 회동하여 접음상태(제 1 상태)로 한다. 이 때 삽입시와는 반대로 스펀지(561)를 베이스(563)에 대하여 하측에 위치시키도록 하면 적합하다. 최종적으로 스펀지장치(511)를 아래쪽으로 이동시켜 개구부(19)로부터 용기(1) 밖으로 빼내고, 스펀지(561)를 도 10에 나타내는 물빼기장치(550)를 향하게 하여, 물빼기장치(550)에 의해 스펀지(561)에 흡수할 수 있는 세정액을 거의 완전하게 제거한다.
이상과 같이 본 실시형태의 세정장치(30)에 의하면, 용기(1)의 내부에 대하여, 세정, 닦아냄 및 건조의 일련의 처리를 작업성 좋게 적절하게 행할 수 있다. 특히 닦아냄처리용 처리체[스펀지장치(511)]가 접음상태로부터 전개 가능한 구조이다. 이 때문에 스펀지장치(511)를 개구부(19)로부터 용기(1)의 내부에 적절하게 삽입할 수 있음과 동시에, 용기(1)의 내면에 스펀지(561)를 직접 접촉시킬 수 있다. 따라서 용기(1)의 내면을 빠짐없이 또한 신속하게 닦아낼 수 있어, 그 작업성을 향상할 수 있다.
또한 스펀지장치(511)에 탑재하는 스펀지(561)의 수는 임의이나, 스펀지(561)의 수를 늘리면 더 한층 신속하게 닦아 내는 것이 가능하게 된다. 또 스펀지(561)에 흡인장치(512)를 접속하지 않아도 되나, 상기한 바와 같이 닦아냄과 흡인을 병용하는 것이 바람직하다. 또한 제 1 상태(접음상태)의 스펀지장치(511)에서도 스펀지(561)에 의하여 용기(1)의 내면을 닦어내도록 하여도 된다. 예를 들면 상측 끝벽부(12)에 돌출부(13)를 설치하고 있지 않은 경우에는, 접음상태에서 삽입된 스펀지(561)로 상측 끝벽부(12)의 내면을 닦아내도록 하여도 된다.
(제 5 실시형태)
다음에 도 15 내지 도 17을 참조하여, 제 5 실시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 4 실시형태와의 상위점은, 세정처리용 처리체인 노즐(500)의 구조를 변경한 것이다.
제 5 실시형태의 노즐은, 닦아냄처리용 처리체인 스펀지장치(511)와 마찬가지로 개구부(19)를 통과 가능한 제 1 상태(접음상태, 폐쇄상태)와, 개구부(19)의 지름보다 큰 구조체가 되는 제 2 상태(전개상태, 개방상태)와의 사이에서 변형 가능하게 구성되어 있다. 또한 도 15 및 도 16에 나타내는 바와 같이, 제 5 실시형태의 처리체로서는, 4개의 노즐(181a, 181b, 182a, 182b)로 이루어지는 노즐 어셈블리(180)가 상당하고, 노즐 어셈블리(180)가, 용기(1)의 축선방향을 따라 용기(1)의 내부에 삽입된다.
도 15 및 도 16에 나타내는 바와 같이 4개의 노즐(181a, 181b, 182a, 182b)은, 90도의 피치로 배치되어 있다. 대향 배치된 2개의 노즐(181a, 181b)은, 상하의 끝벽부(12, 12)의 내면에 대한 세정액의 분사에 적합하게 구성되고, 나머지 대향 배치된 2개의 노즐(182a, 182b)은, 몸통부(11)의 내면에 대한 세정액의 분사에 적합하게 구성되어 있다.
노즐(181a, 181b)은, 각각 세정액을 분사하는 분사구를 가지는 분사부(591)와, 분사부(591)를 선단부에 구비하는 파이프형상의 아암부(592)를 가지고 있다. 각 분사부(591, 591)는, 용기(1)의 상하의 끝벽부(12, 12)의 내면에 근접하여 끝벽부(12, 12)의 내면에 대하여 세정액을 분사한다. 즉, 각 분사부(591, 591)는, 상하의 끝벽부(12, 12)의 내면에 대하여 세정처리를 작용시키는 작용부로서 기능한다.
노즐(181a, 181b)은, 각각 상하의 끝벽부(12, 12)에 대응하여, 상향의 분사 지향성을 가지는 분사구와, 하향의 분사 지향성을 가지는 분사구가 설치되어 있다. 이 때문에 각 아암부(592, 592)는, 예를 들면 2중관 구조로 구성되고, 2종류의 분사구에 각각이 연통하는 2개의 통로를 가지고 있다. 뒤에서 설명하는 바와 같이 이 2개의 통로를 변환함으로써 노즐(181a, 181b), 세정액을 상향 또는 하향으로 선택적으로 분사한다. 또한 도 15에서는 상향의 분사 지향성의 일례를 나타내고 있고, 하향의 분사 지향성에 대해서는 도시 생략하였다.
노즐(182a, 182b)은, 각각 세정액을 분사하는 분사구를 가지는 분사부(201)와, 분사부(201)를 선단부에 구비하는 파이프형상의 아암부(202)를 가지고 있다. 각 분사부(201, 201)는 몸통부(11)의 내면에 근접하여 이것에 대하여 세정액을 분사한다. 즉, 각 분사부(201, 201)는 몸통부(11)의 내면에 대하여 세정처리를 작용시키는 작용부로서 기능한다. 각 아암부(202, 202)에는 각 분사구에 연통하는 통로가 설치되어 있다.
상기한 아암부(592)의 2개의 통로와 아암부(202)의 하나의 통로는 파이프부(86) 내의 3중관을 거쳐 세정용 호스(83)의 일부인 개별 호스(211, 212, 213)에 각각 연통하고 있다. 3개의 개별 호스(211, 212, 213)의 다른쪽 끝은 예를 들면 사방밸브로 이루어지는 변환밸브(215)가 출력 포트에 접속되어 있다. 변환밸브(215)의 입력 포트에는 세정용 호스(83)의 상류측이 접속되어 있고, 그 상류측에는 차단밸브(85), 펌프(84), 세정조(81)가 순서대로 설치되어 있다. 변환밸브(215)의 변환에 의하여 상측의 끝벽부(12)에 대응한 분사구, 하측의 끝벽부(12)에 대응한 분사구, 몸통부(11)에 대응한 분사구에 선택적으로 세정액을 공급할 수 있다.
도 17은 몸통부(11)에 대응한 노즐(182a, 182b)의 분사 지향성을 나타내는 도면이다.
도 17(a)에 나타내는 바와 같이 노즐(182a, 182b)은, 세정액의 분사방향이 용기(1)의 축선방향으로 직교하는 면(이하, 기준면이라 한다)보다 하측으로 경사지도록 기준면보다 비스듬하게 하측으로의 분사 지향성을 가지고 있다. 바람직하게는 기준면으로부터의 분사각도(θ1)는, 복각 5∼30도이다. 이 분사 지향성으로 설정함으로써 분사된 세정액이 선회류가 될 수 있기 때문에, 몸통부(11) 내면의 세정성을 높일 수 있다.
도 17(b)에 나타내는 바와 같이 노즐(182a, 182b)은, 몸통부(11)의 둘레방향을 따른 소정범위에 걸쳐 세정액을 분사 가능하게 구성되어 있다. 이 소정범위는 기준면에서의 분사각도(θ2)가 45도 이하인 것이 바람직하다. 용기(1) 또는 노즐(182a, 182b)을 용기(1)의 축선 주위로 회전함으로써 노즐(182a, 182b)로부터의 세정액이 몸통부(11)의 둘레방향의 전 영역에 충돌한다.
도 18은 노즐(182a, 182b)의 개폐(변형)를 나타내는 도면이다. 각 아암부(202, 202)는 단일한 공통 베이스(221)에 힌지(222, 222)를 거쳐 회동 가능하게 지지되어 있다. 공통 베이스(221)의 상부에는 에어 실린더(225)(엑츄에이터)가 설치되어 있다. 에어 실린더(225)의 피스톤 로드(223)는, 각 아암부(202, 202)의 입력부(224, 224)에 접촉하고 있다.
에어 실린더(225)의 구동에 의하여 피스톤 로드(223)가 진퇴 이동하고, 그것에 의하여 각 아암부(202, 202)가 힌지(222, 222)를 지지점으로 하여 연직면 내에서 회동하도록 되어 있다. 이와 같은 구성에 의하여 각 분사부(201, 201)는 용기 본체(2)의 지름방향에서의 위치를 조정받는다.
도시 생략하였으나, 노즐(181a, 181b)에 대해서도 마찬가지로 개폐 가능하게 구성되어 있다. 즉, 각 아암부(592, 592)는 에어 실린더(225)의 구동에 의하여 상기한 공통 베이스(221)에 지지된 힌지를 지지점으로 하여 연직면 내에서 회동하도록 되어 있다. 이 경우, 에어 실린더(225)를 2개 설치하여 아암부(592, 592)와 아암부(202, 202)를 개별로 회동시켜도 좋다. 그러나 본 실시형태에서는 에어 실린더(225)를 하나로 구성하고, 4개의 아암부(592, 592, 202, 202)를 동시에 회동시키도록 하고 있다.
도 18(a)에 나타내는 바와 같이 각 아암부(202, 202)가 용기(1)의 축선방향으로 연장하도록 위치하면 노즐 어셈블리(180)는 개구부(19)의 지름보다 작은 지름의 구조체인 제 1 상태가 된다. 제 1 상태는 제 4 실시형태와 마찬가지로 접음상태 또는 폐쇄상태라고 바꿔 말할 수 있다.
도 18(b)에 나타내는 바와 같이 제 1 상태의 아암부(202, 202)가 공통 베이스(221)에 지지된 힌지(222, 222)를 지지점으로 하여 약 90도 회동하면 분사부(201, 201)가 개구부(19)의 가장자리부보다 지름방향 바깥쪽에 위치하고, 노즐 어셈블리(180)가 개구부(19)를 통과 불가능(삽입 이탈 불가능)한 제 2 상태로 이행한다. 이 제 2 상태는, 제 4 실시형태와 마찬가지로 전개상태 또는 개방상태라고 바꿔 말할 수 있다. 제 2 상태에서는 몸통부(11)용의 각 분사부(201, 201)는 제 1 상태와 비교하여 몸통부(11)의 내면에 근접하게 된다.
또한 몸통부(11)용의 분사부(201, 201)와, 끝벽부(12)용의 분사부(591, 591)는, 용기(1)의 축선방향으로 위치가 어긋나 전개되도록 되어 있다. 또 도 15 및 도 16에 나타내는 바와 같이 몸통부(11)용의 각 아암부(202)는, 끝벽부(12)용의 아암부(592)보다 길게 구성되어 있다. 이와 같은 설정으로 되어 있는 이유는, 각 분사부(201, 201)가 몸통부(11)의 내면에 근접하기 쉬워지게 하면서, 각 분사부(591, 591)가 끝벽부(12)의 정점부(안쪽부)에 대하여 지름방향의 바깥쪽으로 벗어나 위치하지 않게 하였기 때문이다.
여기서 도 11에 나타낸 세정공정(S1)에서의 노즐(181a, 181b, 182a, 182b)의 동작에 대하여 간단하게 설명한다.
먼저, 접음상태의 노즐 어셈블리(180)를 개구부(19)로부터 용기(1) 내에 삽입하고, 상측의 끝벽부(12)를 향하게 한다. 다음에 에어 실린더(225)를 구동하여 4개의 아암부(592, 592, 202, 202)를 회동하여 노즐 어셈블리(180)를 전개상태로 이행시킨다. 이에 의하여 도 15에 나타내는 상태가 된다.
그후 차단밸브(85)를 개방하여 펌프(84)의 구동을 개시함과 동시에, 변환밸브(215)를 변환하여 조작하고, 노즐(181a, 181b)의 상향의 분사구로부터 세정액을 분사시킨다. 이에 의하여 상측의 끝벽부(12)를 향하여 세정액이 분사된다. 이 때, 예를 들면 회전기구(39)에 의하여 용기(1) 또는 노즐 어셈블리(180)를 용기(1)의 축선주위로 회전시켜 끝벽부(12)의 전 내면을 세정한다.
소정시간 경과 후, 변환밸브(215)를 변환 조작하고, 노즐(182a, 182b)로부터 세정액을 분사하여, 몸통부(11)의 내면을 세정처리한다. 몸통부(11)의 세정은, 상측의 끝벽부(12)의 세정 종료 후에 개시하여도 좋고, 상측의 끝벽부(12)의 세정 중에 개시하여도 좋다. 그리고 용기(1) 또는 노즐 어셈블리(180)를 축선 주위로 회전시켜 세정액을 몸통부(11)의 내면에 나선형상으로 충돌시키면서 노즐 어셈블리(180)를 아래쪽으로 이동시켜 가고, 최종적으로 몸통부(11)의 전 내면의 세정을 종료한다.
몸통부(11)의 세정 종료 후, 노즐 어셈블리(180)가 하측 끝벽부(12)의 근방에 위치한 곳에서, 변환밸브(215)을 변환 조작하고, 노즐(181a, 181b)의 하향 분사구로부터 세정액을 분사시킨다. 이에 의하여 하측의 끝벽부(12)를 향하여 세정액이 분사된다. 이 때, 상기와 마찬가지로 용기(1) 또는 노즐 어셈블리(180)를 용기(1)의 축선 주위로 회전시켜, 하측의 끝벽부(12)의 전 내면을 세정한다. 이에 의하여 용기(1)의 내벽의 전 영역이 세정되어 오염이 제거된다.
세정 후에는 펌프(84)의 구동을 정지하여 차단밸브(85)를 폐쇄함과 동시에, 이것에 전후하여 에어 실린더(225)를 구동하여 노즐 어셈블리(180)를 접음상태로 되돌린다. 그리고 접음상태의 노즐 어셈블리(180)를 개구부(19)로부터 용기(1) 밖으로 빼내고, 다음의 닦아냄공정으로 이행한다.
이상과 같이 제 5 실시형태의 세정장치(30)에 의하면 세정처리용 노즐[노즐 어셈블리(180)]이 접음상태로부터 전개 가능한 구조이기 때문에 이것을 개구부(19)로부터 용기(1)의 내부로 적절하게 삽입할 수 있다. 또 용기(1)의 내면에 노즐의 분사구를 근접할 수 있기 때문에, 세정작용을 높일 수 있다. 또한 몸통부(11)에의 세정액의 분사가 선회류가 될 수 있기 때문에, 오염제거의 성능을 간이하게 향상시킬 수 있다.
또한 노즐 어셈블리(180)에서의 노즐의 수는 임의이다. 또 제 4 실시형태와마찬가지로 랙과 피니언을 사용하여 노즐을 개폐하도록 하여도 된다.
(제 6 실시형태)
다음에 도 19 내지 도 21을 참조하여 제 6 실시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 4 실시형태와의 상위점은 건조처리용 처리체인 노즐(530)의 구조를 변경한 것이다.
제 6 실시형태의 노즐(530)은, 세정처리용 노즐(181a, 181b, 182a, 182b)과 마찬가지로 개구부(19)를 통과 가능한 제 1 상태(접음상태, 폐쇄상태)와, 개구부(19)의 지름보다 큰 구조체인 제 2 상태(전개상태, 개방상태)의 사이에서 변형 가능하게 구성되어 있다.
도 20에 나타내는 바와 같이 제 6 실시형태의 처리체는, 8개의 노즐(530)로 이루어지는 노즐 어셈블리(241)이고, 노즐 어셈블리(241)는 용기(1)의 축선방향을 따라 용기(1)의 내부에 삽입된다. 8개의 노즐(530)은 용기(1)의 축선을 중심으로 방사상으로 45도의 피치로 배치되어 있다.
각 노즐(530)은 온풍을 분사하는 분사부(251)와, 분사부(251)를 선단부에 구비하는 파이프형상의 아암부(252)를 가지고 있다. 분사부(251)는 상외향(上外向)의 분사 지향성의 분사구와, 가로방향(橫向)의 분사 지향성의 분사구와, 하외향(下外向)의 분사 지향성의 분사구를 가지고 있다. 아암부(252)에는 분사 지향성이 다른 3개의 분사구에 연통하는 통로가 설치되어 있고, 이 통로는 파이프부(545)를 거쳐 건조용 호스(543)(도 9 참조)에 연통하고 있다.
상외향 지향의 분사구는, 주로 상측의 끝벽부(12)에 온풍을 직접 충돌시키도록 온풍을 분사 가능하게 구성되어 있다. 가로방향 지향의 분사구는, 주로 몸통부(11)에 온풍을 직접 충돌시키도록 온풍을 분사 가능하게 구성되어 있다. 하외향 지향의 분사구는, 주로 하측의 끝벽부(12)에 온풍을 직접 충돌시키도록 온풍을 분사 가능하게 구성되어 있다.
따라서 분사부(251)는 도 19에 나타내는 바와 같이 온풍을 비스듬하게 상방향, 가로방향 및 비스듬하게 하방향의 다방향으로 분사하고, 용기(1)의 내면에 대하여 건조처리를 작용시키는 작용부로서 기능한다. 또한 제 5 실시형태의 분사 지향성과 마찬가지로, 가로방향 지향의 분사구는 온풍의 분사방향이 용기(1)의 축선방향으로 직교하는 면보다 하측으로 경사지도록 설정하여도 좋다.
도 21은 2개의 노즐(530)의 개폐를 나타내는 도면이다.
각 노즐(530)은, 제 5 실시형태의 노즐(181a)과 같은 개폐구조(접음구조)를 가지고 있고, 아암부(252)는, 공통 베이스(261)를 지지점으로 하여 개폐하도록 회동 가능하게 구성되어 있다.
구체적으로는 각 아암부(252)는 공통 베이스(261)에 힌지(262)를 거쳐 회동 가능하게 지지되고, 각 아암부(252)의 입력부(264)에는 에어실린더(265)의 출력부가 되는 피스톤 로드(266)가 접촉하고 있다. 에어실린더(265)의 구동에 의하여 피스톤 로드(266)를 거쳐 각 아암부(252)가 힌지(262)를 지지점으로 하여 연직면 내에서 회동한다.
도 21(a)에 나타내는 바와 같이 아암부(252)가 용기(1)의 축선방향으로 연장하도록 위치하면, 노즐 어셈블리(241)는 개구부(19)의 내경보다 작은 지름의 구조체가 되는 제 1 상태가 된다. 제 1 상태는, 상기 실시형태와 마찬가지로 접음상태 또는 폐쇄상태라고 바꿔 말할 수 있다.
도 21(b)에 나타내는 바와 같이 제 1 상태의 노즐(530)이 전개하도록 약 90도 회동하면, 분사부(251)가 제 1 상태에 비하여 몸통부(11)의 내면에 근접하도록 개구부(19)의 가장자리부보다 지름방향 바깥쪽에 위치한다. 즉, 노즐 어셈블리(241)는 개구부(19)를 통과 불가능(삽입 이탈 불가능)한 제 2 상태로 이행한다. 이 제 2 상태는 상기 실시형태와 마찬가지로 전개상태 또는 개방상태라고 바꿔 말할 수 있다.
여기서 도 11에 나타낸 건조공정(S3)에서의 노즐(530)의 동작에 대하여 간단하게 설명한다.
먼저, 접음상태의 노즐 어셈블리(241)를 개구부(19)로부터 용기(1)내에 삽입 하여, 상측의 끝벽부(12)를 향하게 한다. 다음에 에어실린더(265)를 구동하여 8개의 아암부(252)를 모두 회동하여, 노즐 어셈블리(241)를 전개상태로 이행시킨다. 이에 의하여 도 19에 나타내는 상태가 된다.
그 후, 차단밸브(544)를 개방하고, 컴프레서(541) 및 히터(542)를 구동하여 노즐(530)로부터 온풍을 다방향으로 분사시킨다. 이에 의하여 상측의 끝벽부(12)의 정점부나, 끝벽부(12)와 몸통부(11)의 경계부분 등을 향하여 온풍이 분사된다. 그리고 노즐 어셈블리(241)를 아래쪽으로 이동시켜 가서 최종적으로 몸통부(11)의 전 내면이나 하측의 끝벽부(12)의 전 내면을 건조시킨다.
또한 이 온풍의 분사 중에는 에어실린더(265)의 구동을 제어하여, 제 2 상태의 노즐 어셈블리(241)를 반개방상태나 완전개방상태로 조정하도록 하여도 좋다. 예를 들면 돌출부(13)를 향하여 온풍을 분사하고 싶은 경우 등에는 노즐 어셈블리(241)를 반개방상태로 하면 좋다. 또 온풍의 분사 중에는 노즐 어셈블리(241)를 적절하게 상하 이동시키도록 하여도 좋고, 회전기구(39)에 의하여 용기(1)를 회전시켜도 좋다. 온풍의 온도는, 상기한 바와 같이 용기(1)의 소재(수지)와의 관계상, 70∼80℃로 조정하면 좋다.
용기(1)의 전 내면의 건조 후에는, 컴프레서(541) 및 히터(542)의 구동을 정지하고, 차단밸브(544)를 폐쇄함과 동시에, 이것에 전후하여 에어실린더(265)를 구동하여 노즐 어셈블리(241)를 접음상태로 되돌린다. 그리고 접음상태의 노즐 어셈블리(241)를 개구부(19)로부터 용기(1) 밖으로 빼내면, 세정장치(30)에 의한 용기(1)에 대한 일련의 처리가 종료된다.
이상과 같이 제 6 실시형태의 세정장치(30)에 의하면 건조처리용 노즐(530)이 접음상태로부터 전개 가능한 구조이기 때문에, 이것을 개구부(19)로부터 용기(1)의 내부에 적절하게 삽입할 수 있다. 또 용기(1)의 내부에서 노즐(530)을 전개할 수 있기 때문에, 노즐(530)의 분사구를 용기(1)의 내면에 근접하는 것이 가능해져, 용기(1)의 내면 전체를 균일 또한 신속하게 건조할 수 있다.
또한 노즐 어셈블리(241)에서의 노즐(530)의 수는 임의이다. 또 제 4 실시형태와 같이 랙과 피니언을 사용하여 노즐(530)을 개폐하도록 하여도 된다.
(제 7 실시형태)
다음에 도 22 및 도 23을 참조하여 제 7 실시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 4 실시형태와의 상위점은 가스투과억제제를 용기(1)의 내면에 분무하는 분무기구(271)를 세정장치(30)에 설치하고, 이 분무기구(271)의 처리체의 구조를 연구한 것이다.
도 22에 나타내는 바와 같이 분무기구(271)는, 용기(1)의 내부에서 투과억제처리를 행하는 처리체로서 노즐(272)을 가지고, 노즐(272)에 가스투과억제제를 공급한다. 분무기구(271)는 용기(1)의 내부에 삽입한 노즐(272)로부터 가스투과억제제를 분무시킴으로써 용기(1)의 내벽, 즉 수지 라이너(15)의 내면에 가스투과억제층을 형성한다. 또한 도시 생략하고 있으나, 세정장치(30)에는 용기(1)를 지지하는 지지기구(31), 노즐(272)을 상대 이동시키는 이동기구(38), 용기(1)를 상대 회전시키는 회전기구(39) 등, 도 9에 나타낸 각종 장치 구성이 설치되어 있다.
분무기구(271)는 소정량의 가스투과억제제를 저류하는 탱크(274)와, 가요성 을 가지는 호스(275)와, 탱크(274) 내의 가스투과억제제를 노즐(272)에 압송하는 펌프(276)와, 호스(275)를 개폐하는 차단밸브(277)를 가지고 있다. 호스(275)는 그 한쪽 끝이 탱크(274) 속에 접속되고, 그 다른쪽 끝이 노즐(272)에 연통하는 파이프부(278)에 접속되어 있다.
가스투과억제제는 가스불투과재료를 혼합한 폴리아미드나 폴리에스테르 등의 수지를 용액화함으로써 형성된다. 여기서 가스불투과재료는, 용기(1)의 수지기재인 수지 라이너(15)보다 가스투과성이 낮은, 또는 가스흡착성이 높은 재료를 말한다. 수소가스 저류용 가스용기(1)에서의 가스불투과재료는, 수소 흡착성능을 가지는 재료로 구성하면 되고, 예를 들면 수소흡장합금, 카본입자, 활성탄소섬유, 활성탄소분말, 카본나노튜브, 편평한 세라믹 등을 들 수 있다.
가스불투과재료는, 이들 재료를 1종류만 사용하여도 되고, 2종류 이상을 임의로 조합시켜 사용하여도 된다. 이와 같은 가스불투과재료를 포함하는 가스투과억제제가 수지 라이너(15)의 내면에 도포됨으로써 수지 라이너(15)로부터 보강층(16)를 향하여 투과하고자 하는 수소가스가 흡착된다. 이에 의하여 수소가스의 투과가 억제된다.
한편으로 가스불투과재료는, 수소흡착성능을 가지지 않은 재료로 구성하여도 되고, 예를 들면 알루미늄분말 등의 금속재료의 분말이어도 된다. 이와 같은 알루미늄분말 등으로 이루어지는 가스불투과재료를 포함하는 가스투과억제제가 수지 라이너(15)의 내면에 도포됨으로써, 수지 라이너(15) 내의 수소가스는, 가스불투과재료를 피하도록 하여, 수지 라이너(15)로부터 보강층(16)를 향하여 투과하려고 한 다. 이와 같이 알루미늄분말 등은 수소가스의 투과경로를 길게 하도록 기능한다. 이것에 의하여 단위시간당의 수소가스의 투과량이 감소된다. 또한 가스불투과재료로서 수소흡착성능을 가지는 수소흡장합금 등과, 수소흡착성능을 가지지 않은 알루미늄분말 등을 혼합시킨 것을 사용하여도 된다.
노즐(272)은 제 6 실시형태의 노즐(530)과 마찬가지로 구성되어 있고, 가스투과억제제를 분무하는 분무부(281)와, 분무부(281)를 선단부에 구비하는 파이프형상의 아암부(282)를 가지고 있다. 분무부(281)에는 상외향과 가로방향, 하외향의 3개의 분무지향성을 가지는 분무구가 설치되어 있다. 분무부(281)는, 용기(1)의 내면에 대하여 투과억제처리를 작용시키는 작용부로서 기능한다.
아암부(5282)에는, 분무부(281)의 분무구에 연통하는 통로가 설치되어 있고, 이 통로는 파이프부(278)를 거쳐 호스(275)에 연통하고 있다. 아암부(282)는, 에어실린더(284)의 구동에 의하여 공통 베이스(285)를 지지점으로 하여 회동하도록 개폐 가능하게 구성되어 있다. 이상의 구성에 의하여 노즐(272)은 제 6 실시형태와 마찬가지로 개구부(19)를 통과 가능한 제 1 상태(접음상태, 폐쇄상태)와, 개구부(19)의 지름보다 큰 구조체가 되는 제 2 상태(전개상태, 개방상태)의 사이에서 변형된다.
따라서 예를 들면 8개의 노즐(272)로 이루어지는 노즐 어셈블리(290)는, 제 1 상태시에 용기(1) 내에 삽입됨과 동시에 용기(1) 밖으로 뽑아 내진다. 또 에어실린더(284)의 구동에 의하여 각 분무부(281)가 도 22에 나타내는 바와 같이 전개되면 제 2 상태로 이행한 노즐 어셈블리(290)는, 용기(1)의 내면에 대하여 분무 부(281)로부터 가스투과억제제를 분무하는 데 적합하게 된다.
도 23은 제 7 실시형태에 관한 세정장치(30)에 의한 일련의 처리에 대한 플로우차트이다. 세정장치(30)에 의한 일련의 처리는, 상기한 세정공정(S1), 닦아냄공정(S2), 건조공정(S3)에 계속해서 분무기구(271)에 의한 분무공정(S4)을 행한다.
분무공정(S4)에서는 접음상태의 노즐 어셈블리(290)를 개구부(19)로부터 용기(1) 내에 삽입하여 상측의 끝벽부(12)의 근방에 노즐 어셈블리(290)를 전개상태로 이행시킨다. 그 후, 차단밸브(277)를 개방하여 펌프(276)를 구동하고, 노즐(272)로부터 가스투과억제제를 다방향으로 분무시킨다. 이 때, 필요에 따라 이동기구(38)나 회전기구(39)를 구동하여 노즐(270)이나 용기(1)를 상하 이동 또는 회전시켜 수지 라이너(15)의 내면 전 영역[상하의 끝벽부(12, 12), 몸통부(11), 상하의 돌출부(13, 13)]에 가스투과억제제가 균일하게 도포되도록 한다.
또한 이 가스투과억제제의 분무 중에는, 에어실린더(284)를 제어하여 제 2 상태의 노즐 어셈블리(290)를 반개방상태나 완전개방상태로 조정하도록 하여도 된다. 예를 들면 돌출부(13)를 향하여 가스투과억제제를 분무하고 싶은 경우 등에는 노즐 어셈블리(290)를 반개방상태로 하면 된다.
분무공정의 종료 후에는, 펌프(276)의 구동을 정지하여 차단밸브(277)를 폐쇄하고 접음상태로 되돌린 노즐 어셈블리(290)를 개구부(19)로부터 용기(1)밖으로 빼낸다. 다음 건조공정(S5)에서는 단계 S3의 건조공정에서 사용한 건조기구(37)를 다시 사용하여 용기(1)에 도포된 가스투과억제제를 건조한다. 이에 의하여 수지 라이너(15)의 내면에는 가스투과억제층이 형성되고, 세정장치(30)에 의한 일련의 처리가 종료된다. 최종적으로는 용기(1)를 지지기구(31)로부터 떼어내어 용기(1)를 예를 들면 연료전지시스템에 탑재한다.
이상과 같이 제 7 실시형태에 의하면, 세정장치(30)를 유효하게 이용하여 용기(1)의 내면에 가스투과억제층을 형성할 수 있다. 특히, 용기(1)의 세정이나 건조에 계속해서 투과억제처리를 행하여 청정한 용기(1)의 내면에 가스투과억제층을 형성하기 때문에, 용기(1)의 내면과 가스투과억제층과의 밀착성을 향상할 수 있다. 또 용기(1)의 세정이나 건조에 계속해서 투과억제처리를 연속적으로 행할 수 있기 때문에, 설비나 공정을 전체로서 간소화할 수 있다.
또한 노즐(272)이 접이식(개폐구조식)이기 때문에, 노즐(272)을 개구부(19)로부터 용기(1)의 내부에 적절하게 삽입할 수 있다. 또 노즐(272)을 전개하여 분무부(281)를 용기(1)의 내면에 적절하게 근접하는 것이 가능해져, 불균일이 없는 가스투과억제층을 형성할 수 있다. 또한 용기(1)는 가스의 투과를 장기간에 걸쳐 적절하게 억제할 수 있다. 또한 가스투과억제층의 안쪽에, 다시 보호층을 도포하도록 하여도 좋다. 보호층은 예를 들면 가스투과억제제의 용액화한 수지와 동종의 것으로 구성하면 된다.
(제 8 실시형태)
다음에 도 24 내지 도 31을 참조하여 제 8 실시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 4 실시형태와의 상위점은, 세정공정(도 11: S1 참조) 후의 용기(1)에 대하여 닦아냄공정(도 11 : S2)을 행하는 것이 아니고, 용기(1)의 내면을 물빼기하는 블로우처리를 행하면서 이것에 병행하여 용기(1) 내부의 잔류물을 흡인하는 흡인처리를 행하도록 것이다.
도 24는 블로우처리를 행하는 물빼기 노즐(301)과, 흡인처리를 행하는 흡인 노즐(302)을 나타내고 있다.
물빼기 노즐(301)은, 블로우용 유체가 유동하는 파이프부(311)와, 파이프부(311)의 선단부에 설치된 분사부(312)로 구성되어 있다. 블로우용 유체로서는 질소 등의 불활성가스를 사용할 수도 있으나, 본 실시형태에서는 압축공기를 사용하고 있다.
분사부(312)는 압축공기를 용기(1)의 내벽에 대하여 분사하는 도시 생략한 분사구를 가지고 있다. 즉, 분사부(312)는 용기(1)의 내면에 대하여 압축공기를 분사하여 용기(1)의 내면에 부착되어 있는 세정액을 떨어뜨리는 블로우처리를 작용시킨다. 분사구의 위치나 분사 지향성은, 용기(1)의 내면에 사각이 생기지 않도록 설정하면 된다.
파이프부(311)는 경질의 수지로 구성되어 있다. 세정장치(30)에 조립한 도시 생략한 블로우기구에 의하여 파이프부(311)의 기초끝측에서 분사부(312)로 압축공기가 공급되도록 되어 있다. 블로우기구는 예를 들면 공기를 도입하는 컴프레서와, 컴프레서와 파이프부(311)를 접속하는 호스와, 호스를 개폐하는 차단밸브를 구비하고 있으면 된다(도 2 및 도 3을 참조).
본 실시형태에서는 개구부(19)가 비스듬하게 하측으로 개구하도록 용기(1)를 기울여 지지하도록 하고 있다(도 25 참조). 이 때문에 물빼기 노즐(301) 전체도 용기(1)의 기울어진 축선방향을 따라 기울어지고, 제 4 실시형태에서 설명한 이동 기구(38)에 의하여 물빼기 노즐(301)을 개구부(19)로부터 용기(1)의 내부에 대하여 삽입 이탈한다. 이 삽입 이탈시, 물빼기 노즐(301)과 흡인 노즐(302)은, 동시에 개구부(19)를 통과한다. 이 때, 개구부(19)에서 클리어런스를 확보할 수 있도록 물빼기 노즐(301)의 형상이 연구되고 있다. 구체적으로는 파이프부(311)는, 용기(1)의 축선에 대하여 편심하여 연장하도록 되어 있다. 그리고 용기(1)의 내면에 빠짐없이 압축공기가 충돌하도록, 분사부(312)는 용기(1)의 축선상에 위치하도록 구성되어 있다.
흡인 노즐(302)은, 선단에 흡인구(321)을 가지는 스트로부(322)와, 스트로부(322)의 기초끝측의 축부(333)를 회동 가능하게 지지하는 베이스부(323)와, 베이스부(323) 내에 설치되어 스트로부(322) 내의 흡인통로(324)에 연락통로(325)를 거쳐 연통하는 파이프부(326)를 가지고 있다. 스트로부(322)는 용기(1)의 내부 및 내면에 대하여 용기(1) 내의 잔류물을 흡인하는 흡인처리를 작용시키는 작용부로서 기능한다.
파이프부(326)는 경질의 수지로 구성되어 있다. 파이프부(326) 및 베이스부(323)는, 물빼기 노즐(301)의 파이프부(311)의 연장방향과 평행하게 연장되어 있다. 흡인 노즐(302)과 물빼기 노즐(301)을 용기(1)의 내부에 삽입한 상태에서는 이들과 꼭지쇠(3)의 안 둘레벽과의 사이에는 소정의 클리어런스가 생기도록 되어 있다. 또한 흡인 노즐(302)과 물빼기 노즐(301)은, 제 4 실시형태에서 설명한 이동기구(38)에 의하여 용기(1)의 축선방향으로 이동 가능하게 구성되어 있음과 동시에, 각각이 독립하여 용기(1)의 축선방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
파이프부(326)의 기초끝측에는 세정장치(30)에 조립한 도시 생략한 흡인기구가 접속되어 있고, 이 흡인기구의 구동에 의하여 흡인구(321)에 흡인력이 작용하도록 되어 있다. 흡인기구는 예를 들면 제 4 실시형태의 흡인장치(512)와 마찬가지로 흡인 펌프, 파이프부(326)에 접속되는 호스, 호스를 개폐하는 차단밸브 및 흡인 후의 세정액을 회수하는 회수 탱크를 구비한 것으로 구성하면 좋다.
또, 흡인 노즐(302)은 모터 등의 로터리 엑츄에이터(331)와, 로터리 엑츄에이터(331)의 출력부(332)와 스트로부(322)의 축부(33)에 걸쳐진 와이어(334)를 가지고 있다. 엑츄에이터(331)의 구동에 의하여 와이어(334)가 둘레 회전하고, 스트로부(322)가 축부(333)를 지지점으로 하여 회동한다. 이 경우, 스트로부(322)는 베이스부(323) 내에 수용되는 상태(도 25 참조)와, 베이스부(323) 밖으로 노출(돌출)하여 연직방향으로 연장되는 상태[도 24(a) 참조] 사이에서 회동 가능하게 구성되어 있다.
즉, 흡인 노즐(302)(처리체)은, 스트로부(322)가 베이스부(323) 내에 수용되는 위치까지 회동하면, 용기(1)의 개구부(19)를 통과 가능하게 되는 제 1 상태(폐쇄상태, 접음상태)로 이행한다. 또 이 제 1 상태로부터 스트로부(322)가 회동하면 흡인 노즐(302)은 개구부(19)를 통과 불가능한 제 2 상태(개방상태, 전개상태)로 이행한다. 흡인 노즐(302)은 스트로부(322)가 연직방향으로 연장하여 흡인구(321)가 하측으로 개구하는 제 2 상태일 때에, 용기(1) 내의 잔류물을 흡인구(321)로부터 흡인하도록 되어 있다.
여기서 도 25 내지 도 30을 참조하여 블로우처리 및 흡인처리에 대하여 설명 한다.
먼저, 전제로서 제 4 실시형태에서 설명한 지지기구(31)에 의하여 개구부(19)가 비스듬하게 하측으로 개구하도록 용기(1)를 기울인 상태에서 지지한다. 이 때의 용기(1)의 축선방향의 경사각도는, 수평방향으로부터 30∼60도이고, 예를 들면 지지상태의 용기(1)의 높이를 억제하는 관점에서 보면 35도가 바람직하다. 이 상태에서 용기(1)에 대하여 세정공정이 행하여진다.
세정공정 후의 용기(1)의 내부에는, 돌출부(13)의 구조 및 용기(1)를 기울이고 있으나, 그 때문에, 개구부(19)로부터 자연 배액되지 않았던 세정액이 공간(18)에 치우쳐 고이게 된다. 이 잔류물이 있는 상태에서 다음 처리로서 물빼기 노즐(301)에 의한 블로우처리와, 흡인 노즐(302)에 의한 흡인처리가 행하여진다.
도 25에 나타내는 바와 같이 스트로부(322)를 수납한 제 1 상태의 흡인 노즐(302)과 동시에 물빼기 노즐(301)을 개구부(19)로부터 용기(1)의 내부에 삽입한다. 이어서 도 26에 나타내는 바와 같이 스트로부(322)를 베이스부(323)로부터 내밀게 하는 길이까지, 즉 스트로부(322)가 돌출부(13)에 걸리지 않는 위치까지, 흡인 노즐(302) 및 물빼기 노즐(301)을 삽입한다. 그 후, 용기(1) 밖의 로터리 엑츄에이터(331)를 구동하여 스트로부(322)를 연직방향으로 회동한다. 이에 의하여 흡인 노즐(302)은 스트로부(322)가 용기(1)의 내면에 근접하도록 제 2 상태로 이행한다.
계속해서 도 27에 나타내는 바와 같이 스트로부(322)의 흡인구(321)가 용기(1)의 최저부에 위치하도록 물빼기 노즐(301) 및 흡인 노즐(302)을 빼냄방향으로 조금 이동시킨다. 이에 의하여 스트로부(322)의 흡인구(321)의 위치가 용기(1)의 지름방향에서 미세 조정되어, 흡인구(321)가 용기(1)의 끝벽부(12)의 부분 중, 높이 레벨의 가장 낮은 부분을 향하게 된다. 상기한 바와 같이 스트로부(322)를 경질의 수지로 구성하고 있기 때문에, 흡인구(321)를 끝벽부(12)의 최저부에 확실성 좋게 위치시킬 수 있다.
이어서 흡인 노즐(302)의 위치를 고정하여 흡인 노즐(302)에 의한 잔류물의 흡인을 개시함과 동시에, 이동기구(38)에 의하여 물빼기 노즐(301)만을 용기(1)의 가장 안쪽부에까지 삽입한다. 이 시점에서는 물빼기 노즐(301)에 의한 블로우처리는 아직 개시되어 있지 않다. 그리고 물빼기 노즐(301)이 상측의 끝벽부(12)의 근방에까지 도달한 곳에서 물빼기 노즐(301)에 의한 압축공기의 분사가 개시된다.
그후 도 28에 나타내는 바와 같이 흡인 노즐(302)에 의한 흡인을 계속하면서 압축공기를 분사 중의 물빼기 노즐(301)만을 빼냄방향으로 이동시킨다. 이에 의하여 용기(1)는 상측의 끝벽부(12)의 내면으로부터 몸통부(11)의 내면으로 차례로 물빼기되어 간다. 그리고 도 29에 나타내는 바와 같이 물빼기 노즐(301)이 하측의 끝벽부(12)에 이르는 시점에서는, 공간(18) 내의 잔류물의 대부분은 흡인 노즐(302)로부터 회수 탱크에 배출된다. 이 때문에 하측의 끝벽부(12)의 내면에 대하여 물빼기 노즐(301)로부터의 압축공기를 직접 충돌시킬 수 있고, 하측의 끝벽부(12)의 내면이 적절하게 물빼기된다. 또한 이 시점에서는 물빼기 노즐(301)에 의하여 공간(18)으로 긁어 내진 세정액적이 흡인 노즐(302)에 의하여 흡인 제거되도록 되어 있다.
또한 공간(18)의 잔류물의 대부분이 제거된 곳에서(예를 들면 도 29), 스트로부(322)를 회동시키거나, 이것에 동기하여 흡인 노즐(302)을 삽입 이탈방향으로 이동시키거나 하여, 흡인구(321)를 하측의 끝벽부(12)의 내면을 따라 이동시키도록 하여도 좋다. 이렇게 함으로써, 끝벽부(12)에 낙하한 세정액적을 더 한층 배제할 수 있다. 또 흡인처리 및 블로우처리의 적어도 한쪽의 처리 중에, 용기(1)를 축선 주위로 회전시키도록 하여도 되고, 흡인 노즐(302) 및 물빼기 노즐(301)의 적어도 한쪽을 용기(1)의 축선 주위로 회전시키도록 하여도 된다.
용기(1)의 전 내면의 물빼기가 완료하여, 용기(1) 내의 잔류물이 없어진 시점[예를 들면, 물빼기 노즐(301)이 최하단에 오고 나서 30초정도 경과한 시점]에서 흡인 및 에어 블로우를 종료한다. 그 후, 도 30에 나타내는 바와 같이 삽입시와 반대의 조작을 행한다. 즉, 흡인 노즐(302)을 삽입방향으로(안쪽으로) 약간 이동시켜 스트로부(322)를 수용하고, 제 1 상태로 이행한 흡인 노즐(302)을 물빼기 노즐(301)과 함께 개구부(19)로부터 용기(1) 밖으로 빼낸다. 이에 의하여 블로우공정 및 흡인공정이 종료하여, 세정장치(30)에 의한 일련의 처리는 다음의 예를 들면 건조공정(도 11 : S3)으로 이행한다.
이상과 같이 제 8 실시형태에 의하면, 용기(1)의 세정 후, 용기(1)의 내면에 대하여 물빼기 블로우를 행하면서 용기(1) 내의 잔류물을 흡인 제거할 수 있다. 특히 흡인 노즐(302)이 접이식(개폐 구조식)이기 때문에, 흡인 노즐(302)을 개구부(19)로부터 용기(1)의 내부에 적절하게 삽입할 수 있다. 또 흡인 노즐(302)을 전개하여 흡인구(321)를 용기(1)의 내면에 적절하게 근접하는 것이 가능해진다. 이에 의하여 용기(1) 내의 공간에 남는 세정액 등을 확실성 좋게 외부로 배출할 수 있다.
또한 물빼기 노즐(301)에 대해서도 흡인 노즐(302)이나 제 4 ∼ 제 7 실시형태의 각 노즐과 마찬가지로 접기 및 전개 가능한 구조로 하여도 좋다. 그 경우에는 물빼기 노즐(301)의 분사부(312)가 용기(1)의 내면에 대하여 블로우처리를 작용시키는 작용부로서 기능하면 좋다.
(제 9 실시형태)
다음에 도 31을 참조하여 제 9 실시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 8 실시형태와의 주된 상위점은, 스트로부(322)를 회동시키기 위한 구동원으로서, 로터리 엑츄에이터(331) 대신에 에어 실린더(351)를 사용한 것이다.
에어 실린더(351)는, 용기(1)밖에 설치되어 있고, 에어 실린더(351)의 출력부(352)에는 플레이트(353)가 설치되어 있다. 플레이트(353)에는 용기(1)의 축선방향과 평행하게 연장되는 구동바(354)의 한쪽 끝이 연결되고, 구동바(354)의 다른쪽 끝과 스트로부(322)는 링크(355)에 의하여 연결되어 있다.
이와 같은 구성에 의하여 에어 실린더(351)가 구동되면, 플레이트(353), 구동바(354) 및 링크(355)를 거쳐 스트로부(322)가 축부(333)를 지지점으로 하여 회동한다. 이에 의하여 제 8 실시형태와 마찬가지로 흡인 노즐(302)은 접기 및 전개 가능한 구조로 되어 있다. 또한 그 밖의 점은, 제 8 실시형태와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
또한 상기 제 4 ∼ 제 9 실시형태에서는, 각종 소정의 처리(세정, 닦아냄, 건조, 투과억제, 블로우, 흡인)를 행하는 처리체를, 접음상태에서 전개할 때에, 에어 실린더나 로터리 엑츄에이터 등의 구동원을 사용하였으나, 물론 이들을 사용하지 않아도 된다. 예를 들면 처리체에 공급하는 유체의 압력에 따라 또는 기계 구조적으로 처리체를 접기 및 전개 가능하게 구성하여도 좋다.
예를 들면 각종 처리체에 대한 세정액, 온풍, 가스투과억제제 및 압축공기의 공급압을 크게 하였을 때나, 각종 처리체에 대한 흡인압을 크게 하였을 때에 각종 처리체가 전개하도록 하여도 좋다.
(제 10 실시형태 ∼ 제 14 실시형태)
이하에서는 도 5에 나타내는 용기(1)를 세정하는 데 적합한 제 10 실시형태 ∼ 제 14 실시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 설명한다. 각 실시형태의 설명에서는, 제 1 실시형태의 구성기기 또는 구조와 동일해지는 부분에 대해서는 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 적절하게 생략한다. 제 10 ∼ 제 14 실시형태는, 처리체인 노즐이, 용기 내부의 형상에 대응하여 용기 내부에서 소정의 처리를 행할 수 있도록 구성하고 있는 것에 특징을 가지는 것이다. 구체적으로는 노즐이 용기(1) 내에서의 축선방향의 위치에 따라, 유체의 분사 지향성을 변경 가능하게 구성되어 있는 것이다. 또한 제 11 실시형태 이후에서는, 제 10 실시형태의 구조와 동일해지는 부분에 대해서는 제 10 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
(제 10 실시형태)
도 32는 세정장치(30)의 구성을 모식적으로 나타내는 시스템도이고, 분사체(처리체)로서의 노즐(700)을 용기(1)의 내부에 삽입한 도면이다.
세정장치(30)는, 제 1 실시형태와 마찬가지로 지지기구(31), 세정기구(33), 블로우기구(35), 건조기구(37), 이동기구(38), 이들 각 기구(33, 35,37, 38)를 통괄제어하는 제어장치(40)를 구비하고, 또한 노즐(700)의 위치를 검출하는 위치검출장치(44)를 구비하고 있다. 세정장치(30)는, 지지기구(31)에 의하여 지지된 용기(1)의 내부에 대하여 노즐(700)을 사용하여, 세정액에 의한 세정, 압축공기에 의한 물빼기, 및 온풍에 의한 건조의 일련의 처리를 실행한다.
지지기구(31)는, 꼭지쇠(3)를 아래쪽을 향한 상태에서 용기(1)를 지지한다. 지지기구(31)는, 상기한 가대(51), 지지체(52), 유지기구(53, 53) 및 하측 플레이트(54)를 가지고 있다. 일련의 처리 중에서는 용기(1) 상측의 꼭지쇠(3)에는 도시 생략한 마개가 접속되는 한편, 용기(1) 하측의 꼭지쇠(3)는, 아래쪽을 향하여 개방된다. 또한 도시 생략하였으나, 한 쌍의 유지기구(53, 53) 사이 등에, 용기(1)를 그 축선 주위로 회전시키는 회전기구를 설치하여도 좋다. 이렇게 함으로써 세정기구(33), 블로우기구(35) 및 건조기구(37)의 적어도 하나의 구동 중에, 용기(1)를 회전시킬 수 있다.
노즐(700)이 분사하는 소정의 유체는, 세정액, 압축공기 및 온풍이고, 이 3개의 유체를 개별로 분출하기 위하여 서로 독립된 3개의 노즐(700)이 준비되어 있다. 3개의 노즐(700)은, 각각 세정기구(33), 블로우기구(35) 및 건조기구(37)에 접속되어 있고, 일련의 처리에서의 세정, 물빼기, 건조의 각 공정에서 변환되도록 되어 있다. 또한 도 32에서는 하나의 노즐(700)만을 나타내고 있다.
노즐(700)은, 소정의 유체가 유동하는 파이프(701)와, 파이프(701)의 선단부에 설치되어 소정의 유체를 분사하는 분사부(702)로 구성되어 있다. 분사부(702)는 뒤에서 설명하는 바와 같이 용기(1)의 내벽에 대한 유체의 분사 지향성을 가변 가능하게 구성되어 있다. 파이프(701)는 경질의 재료로 이루어지고, 용기(1)의 축선방향으로 연장되어 있다. 파이프(701) 및 분사부(702)는, 꼭지쇠(3)의 개구부(19)를 통과 가능하게 구성되어 있고, 이들을 용기(1)의 내부에 삽입한 상태에서는 파이프(701)와 꼭지쇠(3)의 사이에는 소정의 간극이 생기게 되어 있다. 이 간극에서 배액된 사용이 끝난 세정액은, 배액 팬에 저류된다.
세정기구(33)는, 제 1 실시형태 등과 마찬가지로 세정조(81), 히터(82), 세정용 호스(83), 펌프(84), 차단밸브(85), 필터(86) 및 체크밸브(87)를 가지고 있다. 세정용 호스(83)의 한쪽 끝은, 지지베이스(61)인 곳에서 노즐(700)의 파이프(701)에 접속되어 있다.
블로우기구(35)는, 제 1 실시형태 등과 마찬가지로 컴프레서(101), 블로우용 호스(102), 압력 조정기(104), 차단밸브(105), 필터(106) 및 체크밸브(107)를 가지고 있다. 블로우용 호스(102)의 한쪽 끝은, 지지베이스(61)인 곳에서, 파이프(701)에 접속되어 있다.
건조기구(37)는, 제 1 실시형태 등과 마찬가지로 컴프레서(123) 및 히터(124)를 가지는 온풍발생장치(121)와, 지지베이스(61)인 곳에서 파이프(701)에 접속된 건조용 호스(122)를 가지고 있다. 건조용 호스(122)에는 차단밸브(125), 필터(126) 및 체크밸브(127)가 설치되어 있다.
이동기구(38)는, 예를 들면 상기한 지지베이스(61), 모터(71), 볼나사(72) 및 볼너트(73)를 구비하고, 지지베이스(61)는, 볼너트(73)에 연결됨과 동시에 노즐(700)을 지지하고 있다. 이동기구(38)에 의하여 노즐(700)은, 용기(1)의 축선방향을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한 모터(71)를 에어 실린더 등의 다른 엑츄에이터로 구성하여도 좋고, 볼나사(72) 및 볼너트(73) 대신 헬리컬 레일을 사용하여도 좋고, 랙과 피니언에 의한 구성으로 하여도 좋다. 또 노즐(700)을 이동시키는 것이 아니고, 노즐(700)을 고정배치하고, 이것에 대하여 용기(1)를 그 축선방향으로 이동시키도록 하여도 좋다. 즉, 이동기구(308)는, 용기(1)에 대하여 노즐(700)을 용기(1)의 축선방향을 따라 상대적으로 이동시키는 구성이면 된다.
위치검출장치(44)는, 용기(1)의 축선방향에서의 노즐(700)의 분출부(702)의 위치를 검출한다. 위치검출장치(44)는, 예를 들면 파이프(701)의 용기(1)에 대한 축방향의 위치에 의하여 분출부(702)의 위치를 검출한다. 위치검출장치(44)는, 각종 센서를 적용할 수 있다. 위치검출기구(44)는, 예를 들면 파이프(701)의 변위를 이용함으로써 리니어 인코더 등의 광학식 센서, 레이저광의 회절 또는 간섭을 이용한 레이저식 센서, 자기스케일을 이용한 자기식 센서 등으로 구성할 수 있다. 또는 위치검출장치(44)는, 이동기구(38)의 모터(71)의 회전수를 검출하는 타코 제네레이터나 인코더 등으로 구성할 수도 있고, 파이프(701)의 소정의 부위 또는 분출부(702)를 인식하는 카메라 등으로 구성할 수도 있다. 위치검출장치(44)는, 제어 장치(40)에 접속되어 있고, 그 검출결과가 제어장치(40)에 입력되도록 되어 있다.
제어장치(40)(ECU)는, 모두 도시 생략하였으나, CPU, ROM, RAM, 및 입출력 인터페이스를 가지고, 이들은 서로 버스를 거쳐 접속되어 있다. 제어장치(40)는, 각 분사기능의 노즐(700)을 차례로 변환하면서 공급수단으로서의 세정기구(33), 블로우기구(35) 및 건조기구(37)를 구동하여 용기(1)의 내부에서 각 유체를 분사하도록 제어한다. 이때, 위치검출장치(44)의 검출결과에 의거하여 이동기구(38)를 제어하거나, 각종 유체공급을 위한 기구(33, 35, 37)를 제어하기도 한다.
예를 들면 세정공정에서는 개구부(19)로부터 끝벽부(12) 근방의 용기(1) 내에 삽입한 노즐(700)을, 이동기구(38)에 의하여 아래쪽으로 이동시키면서, 노즐(700)로부터 소정 온도의 세정액을 분사시킨다. 이에 의하여 용기(1) 내벽의 전 영역이 세정되어 오염이 제거된다. 세정 후에는, 세정기구(35)를 제어하여 세정액의 통액을 차단하고, 이번은 블로우기구(35)에 의하여 노즐(700)로부터 압축공기를 분사하면서 노즐(700)을 이동기구(38)에 의하여 아래쪽으로 이동시킨다. 이에 의하여 용기(1)의 내벽에 부착된 세정액이 긁어 내지고 물빼기된다.
물빼기 후에는 압축공기의 통기를 차단밸브(105) 등에 의하여 차단하고, 이번은 건조기구(37)에 의하여 노즐(700)로부터 온풍을 분사한다. 이에 의하여 용기(1)의 내벽을 포함하여 용기(1)의 내부가 건조된다. 노즐(700)을 개구부(19)로부터 빼내면, 세정장치(30)에 의한 일련의 세정처리가 종료된다. 최종적으로 용기(1)를 지지기구(31)로부터 떼어 내고, 용기(1)의 꼭지쇠(3)에 밸브 어셈블리 등을 밀어 넣으면, 용기(1)는 예를 들면 연료전지시스템에 탑재되게 된다.
상기한 바와 같이 본 실시형태의 노즐(700)은, 용기(1)의 내벽에 대하여 분사되는 유체의 사각이 생기지 않도록 분사 지향성을 가변 가능하게 구성되어 있다. 그리고 그 분사 지향성을 가변하는 타이밍을, 위치검출장치(44)의 검출결과에 의거하여 제어하고 있다. 이하, 노즐(700)의 분사 지향성에 관하여 상세하게 설명한다.
또한 이하에서는 에어 블로우용의 노즐(700)을 중심으로 설명하나, 세정액용의 노즐(700) 및 온풍용의 노즐(700)에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다. 물론, 이 분사 지향성을 세정액용 노즐(700)이나 온풍용 노즐(700)에 적용할 수 있는 것은 물론이다.
도 33은, 노즐(700)의 분사 지향성을 나타내는 단면도이다.
노즐(700)은, 용기(1) 내의 노즐(700)의 위치에 따라 압축공기의 분사 지향성을 가변 가능하게 구성되어 있다. 이 분사 지향성은, 용기(1)의 내벽에 사각이 생기지 않도록 설정하면 되고, 분사 지향성의 변경은, 위치검출장치(44)인 예를 들면 센서의 검출결과에 의거하여 이루어지도록 되어 있다.
도 33(a)에 나타내는 바와 같이 노즐(700)은, 분사부(702)가 용기(1) 상측의 끝벽부(12)를 향하는 경우에는, 예를 들면 위쪽으로의 분사 지향성을 가진다. 이에 의하여 용기(1)의 안쪽부가 되는 끝벽부(12)의 내벽이나 꼭지쇠(3)의 끝면에 대하여, 압축공기를 직접 닿게 할 수 있기 때문에 이들에 부착된 세정액을 확실성 좋게 긁어 낼 수 있다. 또 이 분사 지향성에 의하여 압축공기는 끝벽부(12)의 내벽을 따라 돌출부(13)의 벽면에도 충돌하기 때문에, 돌출부(13)의 벽면에 부착된 세 정액도 긁어 낼 수 있다.
또한 분사부(702)가 용기 상측의 끝벽부(12)의 근방을 향하는 도 33(a)에 나타내는 위치는, 끝벽부(12)로부터의 거리가 예를 들면 30∼40 mm의 위치이면 된다. 또한 이 위치에서 분사부(702)를 소정시간만큼 정지시킨 상태에서 압축공기를 분사하면 되고, 그 소정시간은 예를 들면 15∼30초이면 된다.
도 33(b)에 나타내는 바와 같이, 노즐(700)은 분사부(702)가 몸통부(11)를 향하는 경우에는, 예를 들면 가로방향(수평방향)으로의 분사 지향성을 가진다. 이 분사 지향성은, 몸통부(11)의 내벽에 부착된 세정액을 아래쪽으로 긁어 내도록 수평방향에서 약간 하향인 것이 바람직하다. 이 콘형상의 분사 지향성에 의하여 몸통부(11)의 내벽에 대하여, 압축공기를 직접 닿게 할 수 있기 때문에, 여기에 부착된 세정액을 확실성 좋게 긁어 낼 수 있다. 또한 도 33(b)에 나타내는 분사 지향성의 분사부(702)를 소정의 속도로 아래쪽으로 이동시키면서, 압축공기를 분사하면 되고, 그 소정의 속도는, 예를 들면 300∼500 mm/min이면 된다.
또한 도 33(b)에 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 노즐(700)은 분사부(702)가 용기(1) 하측의 끝벽부(12)를 향하는 경우에는, 몸통부(11)를 향하는 경우와 같은 분사 지향성을 가지면 된다. 이 분사 지향성에 의하여 압축공기는, 몸통부(11)의 하부에서 하측의 끝벽부(12)를 따라 돌출부(13)의 벽면에 충돌한다. 이 때문에 공간(18)에는 난류상태의 압축공기가 존재하기 때문에, 하측의 끝벽부(12)의 내벽에 부착된 세정액을 긁어 낼 수 있다. 여기서 분사부(702)가 용기(1) 하측의 끝벽부(12)를 향하는 위치는, 예를 들면 끝벽부(12)로부터의 거리가 100 mm의 위치이면 된다. 또 이 위치에서 분사부(702)를 소정시간만큼 정지시킨 상태에서 압축공기를 분사하면 되고, 그 소정시간은 예를 들면 30초이면 된다.
또한 분사부(702)가 용기(1) 하측의 끝벽부(12)를 향하는 경우에서도 이 끝벽부(12)의 내벽에 압축공기가 직접 닿는 바와 같은 분사 지향성을 노즐(700)에 설정하여도 된다. 이하에서는 노즐(700)의 분사 지향성이, 하측의 끝벽부(12)와 몸통부(11)와의 사이에서 동일하게 한 예에 대하여 설명한다.
도 34는 노즐(700)의 분사부(702)의 모식 단면도이고, 도 33에 나타내는 노즐(700)의 분사 지향성을 변경하는 일례를 나타내는 도면이다.
분사부(702)에는, 분사 지향성을 변경하는 변경수단으로서 변환수단(740)을 조립하고 있고, 변환수단(740)은, 압축공기의 공급압에 따라 분사 지향성이 변환된다. 변환수단(740)은, 파이프(701)에 접속되는 박스체(751)와, 박스체(751)의 내부에 슬라이딩 가능하게 수용된 피스톤(752)과, 박스체(751)의 선단측과 피스톤(752)의 선단면과의 사이의 공간(753)에 설치된 스프링(754)을 구비하고 있다. 박스체(751), 피스톤(752) 및 스프링(754)은, 용기(1)의 축선과 동심으로 배치되어 있다.
박스체(751)의 선단면(756)에는, 용기(1)의 축선과 동심이 되는 고리형상의 제 1 분사구(757)가 형성되어 있다. 박스체(751)의 선단부의 주위면(758)에는, 그 주위면(758)의 둘레방향에 걸치는 고리형상의 제 2 분사구(759)가 형성되어 있다.
제 1 분사구(757)는, 위쪽을 향하여 개구되어 있고, 도 33(a)에 나타내는 위쪽으로의 분사 지향성을 가지고 있다. 제 2 분사구(759)는, 비스듬하게 아래쪽을 향하여 개구되어 있고, 도 33(b)에 나타내는 수평방향에서 약간 하향의 분사 지향성을 가지고 있다. 또한 제 1 및 제 2 분사구(757, 759)를 고리형상으로 형성하였으나, 각각을 둘레방향으로 분산한 복수의 분사구로 형성하여도 된다.
피스톤(752)은 박스체(757)의 내벽으로 슬라이딩하는 원통형상의 둘레 벽부(761)와, 둘레 벽부(761)의 선단측에 이어지는 통형상의 역테이퍼부(762)와, 둘레 벽부(761)의 통형상의 한쪽 끝을 폐쇄하도록 둘레 벽부(761)의 안쪽에 이어지는 바닥벽부(763)로 구성되어 있다. 바닥벽부(763)의 표면측의 끝면(선단면)에는 피스톤(752)을 아래쪽으로 가세하는 스프링(754)의 힘이 작용하고, 바닥벽부(763)의 이면측의 끝면에는 압축공기의 압력이 작용하고 있다. 이 때문에 피스톤(752)은, 스프링(754)의 가세력과 압축공기의 공급압과의 밸런스에 의거하여 박스체(751) 내에서 상하 이동한다.
바닥벽부(763)에는 스프링(754)의 맞닿음 부위를 둘러 싸도록 제 1 연통구(771)가 고리형상으로 형성되어 있고, 제 1 연통구(771)는, 제 1 분사구(757)를 통하는 공간(753)과 파이프(701)의 내부를 연통한다. 둘레 벽부(761)에는 제 2 분사구(759)에 선택적으로 연통 가능한 제 2 연통구(772)가 형성되어 있다. 제 2 연통구(772)는, 제 2 분사구(759)에 대응하여 형성되고, 비스듬하게 아래쪽을 향하여 개구되어 있다. 역테이퍼부(762)는, 박스체(751)의 선단부에 형성한 하측을 향하여 끝이 가는 테이퍼부(774)에 정합 가능하게 구성되어 있다.
도 34(b)에 나타내는 바와 같이, 압축공기의 공급압이 커지고, 그것이 스프링(754)의 가세력보다 커지면, 피스톤(752)이 스프링(754)의 가세력에 저항하여 위 쪽을 이동한다. 그렇게 하면 역테이퍼부(762)는 테이퍼부(774)에 정합하여 제 1 분사구(757)를 폐쇄한다. 이때 제 2 분사구(759)와 제 2 연통구(772)가 정합하여 연통하고, 분사부(702)는 제 2 분사구(759)로부터 압축공기를 콘형상으로 분사한다. 또 이 때 역테이퍼부(762)가 박스체(751)의 테이퍼부(774)와 선단 둘레벽과의 사이에 끼워 넣어지게 되어 피스톤(752)의 위쪽으로의 이동끝 위치가 규제되도록 되어 있다.
한편, 도 34(a)에 나타내는 바와 같이 압축공기의 공급압이 작아지고, 그것이 스프링(754)의 가세력보다 작아지면, 피스톤(752)이 스프링(754)의 가세력에 의하여 아래쪽으로 이동한다. 그렇게 하면 역테이퍼부(762)는, 테이퍼부(774)로부터 이간되어 제 1 분사구(757)를 개방한다. 이에 의하여 압축공기가 제 1 연통구(771)로부터 공간(753)을 거쳐 제 1 분사구(757)로 유도되기 때문에, 분사부(702)는 제 1 분사구(757)로부터 압축공기를 위쪽을 향하여 분사한다. 이 때, 제 2 연통구(772)가 제 2 분사구(759)에 대하여 축방향으로 위치가 어긋나고, 제 2 분사구(759)가 둘레 벽부(761)에 의하여 폐쇄된다. 또한 이 때 둘레 벽부(761)의 하단부가 박스체(751)의 바닥부(776)에 맞닿아, 피스톤(752)의 아래쪽으로의 이동끝 위치가 규제되도록 되어 있다.
이상과 같은 구성의 변환수단(740)이, 압축공기의 공급압에 의하여 압축공기를 분사하는 분사구를 제 1 분사구(757)나 제 2 분사구(759)로 변환한다. 이 분사구(757)와 분사구(759)의 변환에 의하여 분사부(702)의 분사 지향성이 변환된다. 이 경우, 압축공기의 공급압의 제어는, 제어장치(40)에 의하여 블로우기구(35)를 제어함으로써 행할 수 있다.
구체적으로는 블로우기구(35)의 컴프레서(101)의 회전수를 제어함으로써, 압축공기의 공급압을 제어한다. 위치검출장치(44)와의 관련에서 설명하면, 분사부(702)가 상측의 끝벽부(12)의 근방을 향하고 있다는 것[도 33(a)]을 위치검출장치(44)에 의하여 검출한 경우에는, 제어장치(40)는 압축공기의 공급압이 스프링(754)의 가세력보다 작아지도록 컴프레서(101)의 회전수를 저감시킨다. 이에 의하여 제 1 분사구(757)로부터 압축공기가 분사 가능해지도록 설정된다.
한편, 분사부(702)가 몸통부(11)나 하측의 끝벽부(12)를 향하고 있다는 것[도 33(b)]을 위치검출장치(44)에 의해 검출한 경우에는, 제어장치(40)는, 압축공기의 압력이 스프링(754)의 가세력보다 커지도록 컴프레서(101)의 회전수를 증대시킨다. 이에 의하여 제 2 분사구(759)로부터 압축공기가 분사 가능해지도록 설정된다.
이상과 같이 본 실시형태의 세정장치(30)에 의하면, 용기(1) 내에서의 분사부(702)의 위치를 고려하여 압축공기의 공급압을 변환하고 있기 때문에, 노즐(700)로부터 분사하는 압축공기의 블로우방향을 변환할 수 있다. 이에 의하여 용기(1)의 상하의 끝벽부(12, 12), 몸통부(11) 및 돌출부(13)를 포함하는 용기(1)의 내부에 사각을 생기게 하지 않고, 노즐(700)에 의하여 용기(1)의 내부를 빠짐없이 물빼기할 수 있다. 따라서 용기(1)의 물빼기의 불균일을 억제할 수 있다. 이것은 또한 분사 지향성이 다른 노즐(700)을 2개 이상 이상 준비하지 않아도 된다는 의의가 있다.
또한 공급압의 변환은, 위치검출장치(44)의 검출결과 뿐만 아니라, 타이머에 의한 관리로도 행할 수 있다. 예를 들면 컴프레서(101)의 구동개시부터 소정시간 후(예를 들면 15∼30초 후)에, 컴프레서(101)의 회전수를 올려, 압축공기의 공급압을 변환하도록 하여도 된다.
(제 11 실시형태)
다음에 도 35를 참조하여 제 11 실시형태에 관한 노즐(700)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 10 실시형태와의 상위점은, 분사부(702)의 분사 지향성을 전기적 구동에 의하여 변경하도록 한 것과, 이것에 따라 변경수단으로서의 변환수단(740)의 구성을 일부 변경한 것이다.
변환수단(740)은, 공간(753)에 제 10 실시형태의 스프링(754)을 구비하고 있지 않다. 그 대신 변환수단(740)은 분사 지향성을 변경하기 위한 엑츄에이터(781)와, 엑츄에이터(781)의 출력부와 피스톤(752)의 바닥벽부(763)를 연결하는 동력 전달부(782)를 구비하고 있다. 엑츄에이터(781) 및 동력 전달부(782)는, 공간(753)에 배치되어 있다. 또한 변환수단(740)의 그 밖의 구성은, 제 10 실시형태와 동일하다.
엑츄에이터(781)는, 솔레노이드, 모터 또는 에어 실린더 등에 의하여 구성할 수 있고, 동력 전달부(782)를 거쳐 피스톤(752)을 상하 이동시킨다. 엑츄에이터(781)는, 제어장치(40)에 접속되어 있다. 제어장치(40)는 위치검출장치(44)의 검출결과에 의거하여 엑츄에이터(781)를 제어하고, 엑츄에이터(781)에 의한 피스톤(752)의 작동량을 설정한다.
엑츄에이터(781)의 제어에 의하여 피스톤(752)을 상하 이동시킴으로써, 압축공기를 분사하는 분사구를 제 1 분사구(757)나 제 2 분사구(759)의 어느 한쪽으로 변환할 수 있다. 예를 들면 도 35(a)에 나타내는 바와 같이 피스톤(752)의 아래쪽으로의 작동량을 크게 설정하면 제 1 분사구(757)로 변환하여 설정된다. 한편, 도 35(b)에 나타내는 바와 같이 피스톤(752)의 위쪽으로의 작동량을 크게 설정하면 제 2 분사구(759)로 변환하여 설정된다. 이와 같이 하여 분사부(702)의 분사 지향성이 변환되게 된다.
본 실시형태에 의하면, 압축공기의 공급압을 제어하지 않아도 엑츄에이터(781)를 제어함으로써, 노즐(700)로부터 분사하는 압축공기의 블로우방향을 변환할 수 있다. 따라서 본 실시형태의 노즐(700)에 의해서도 용기(1)의 내부를 빠짐없이 배수 할 수 있다.
(제 12 실시형태)
다음에 도 36을 참조하여 제 12 실시형태에 관한 노즐(700)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 10 실시형태와의 상위점은, 분사부(702)의 분사 지향성을 기계 구조적으로 변경하도록 한 것과, 이것에 따라 변환수단(740)의 구성을 일부 변경한 것이다.
상기와 마찬가지로, 변환수단(740)은 박스체(751), 피스톤(752) 및 스프링(754)을 가지나, 스프링(754)은 피스톤(752)과 제 2 피스톤(791) 사이의 공간(753)에 설치되어 있다. 제 2 피스톤(791)은, 변환수단(740)과 함께 본 발명의 변경수단을 구성하고, 변환수단(740)과 함께 분사부(702)에 조립되어 있다.
제 2 피스톤(791)은, 제 1 실시형태의 선단면(756) 및 테이퍼부(774)를 가지는 부재이고, 박스체(751)의 선단부와의 사이에 제 1 분출구(757)를 획정하고 있다. 제 2 피스톤(791)은, 용기(1) 상측의 끝벽부(12)에 접촉 가능한 접촉부로서 기능하고, 제 2 피스톤(791)과 끝벽부(12)와의 접촉관계에 의하여 분사 지향성이 변경되도록 되어 있다.
예를 들면 도 36(b)에 나타내는 바와 같이 제 2 피스톤(791)이 끝벽부(12)로부터 이간되어 있는 경우에는, 피스톤(752)이 스프링(754)에 의하여 제 2 피스톤(791)측으로 인장된다. 이에 의하여 역테이퍼부(762) 및 테이퍼부(754)가 정합하여 제 1 분사구(757)가 폐쇄되고, 제 2 분사구(759)로부터 압축공기가 분사된다. 이때 피스톤(752)과 박스체(751)의 사이에 설치한 도시 생략한 잠금기구에 의하여 박스체(751)에 대한 피스톤(752)의 이동이 규제되도록 되어 있다.
한편, 도 36(a)에 나타내는 바와 같이 제 2 피스톤(791)이 끝벽부(12)에 접촉하고 있는 경우에는 제 2 분사구(759)가 피스톤(752)에 의하여 폐쇄되고, 개방된 제 1 분사(757)로부터 압축공기가 분사된다. 이 분사 지향성의 변환은, 다음과 같이 행할 수 있다.
예를 들면 도 36(b)에 나타내는 상태로부터 분사부(702)를 위쪽으로 이동시켜 제 2 피스톤(791)을 돌출부(13)에 접촉시킨다. 이 접촉상태에서 제 2 피스톤(791) 및 스프링(754)을 거쳐 피스톤(752)을 아래쪽으로 밀어 넣도록 분사부(702)를 위쪽으로 이동시켜 상기 도시 생략한 잠금기구를 해제한다. 그 후, 분사부(702)를 다시 위쪽으로 이동시키도록 피스톤(752)을 아래쪽으로 밀어 넣고, 피 스톤(752)이 박스체(751)의 바닥부(776)에 맞닿은 곳에서 도시 생략한 다른 잠금기구에 의하여 박스체(751)에 대한 피스톤(752)의 이동을 규제하도록 한다. 이와 같이 함으로써 도 36(a)에 나타내는 바와 같은 상태로 할 수 있다. 또한 분사부(702)의 상하 이동은, 상기한 이동기구(38)에 의하여 행할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 압축공기의 공급압이나 엑츄에이터를 제어하지 않아도 노즐(700)에 소정의 기계구조를 조립함으로써 노즐(700)로부터 분사되는 압축공기의 블로우방향을 변환할 수 있다. 따라서 본 실시형태의 노즐(700)에 의해서도 용기(1)의 내부를 빠짐없이 배수할 수 있다.
(제 13 실시형태)
다음에 도 37 및 도 38을 참조하여 제 13실 시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 10 실시형태와의 주된 상위점은, 노즐(700)을 2중관 구조로 하고, 노즐(700)에 가변 가능한 분사 지향성을 가지게 하는 것과, 이것에 따라 블로우기구(35)를 일부 변경한 것이다. 또한 도 37에서는 도 32에 나타낸 지지기구(31), 세정기구(33), 건조기구(37) 및 이동기구(38)를 생략하였다.
노즐(700)의 2중관은, 안쪽의 유로가 되는 내관 파이프부(701a)와, 바깥쪽의 유로가 되는 외관 파이프부(701b)로 구성되어 있다. 내관 파이프부(701a)와 외관 파이프부(701b)는, 경질의 재료로 이루어지고, 서로 독립된 유로로 되어 있다. 내관 파이프부(701a)와 외관 파이프부(701b)는, 용기(1)의 축선과 합치하는 동심으로 배치되어 있다. 내관 파이프부(701a)의 쪽이, 외관 파이프부(701b)보다 길게 연장 되어 있다. 내관 파이프부(701a)와 외관 파이프부(701b)는, 압축공기의 흐름방향의 종단부에 분사부(702)가 설치되어 있다.
분사부(702)에는 내관 파이프부(701a)에 연통하는 제 1 분사구(757a, 757b)와, 외관 파이프부(701b)에 연통하는 제 2 분사구(759)가 형성되어 있다. 제 1 분사구의 하나의 분사구(757a)는, 분사부(702)의 상부에서 바로 상방향을 향하여 개구하고, 압축공기를 바로 상방향으로 분사 가능한 분사 지향성을 가지고 있다. 제 1 분사구의 그 밖의 분사구(757b)는, 분사구(757a)를 둘러 싸도록 분사부(702)의 상부에서 비스듬하게 상방향을 향하여 개구하고, 압축공기를 비스듬하게 위쪽으로 분사 가능한 분사 지향성을 가지고 있다.
이와 같은 분사 지향성에 의하여 분사구(757a)는 도 38(a)에 나타내는 바와 같이 용기(1) 상측의 끝벽부(12)를 향하여, 더욱 정확하게는 꼭지쇠(3)나 돌출부(13)의 끝면을 향하여 압축공기를 분사한다. 또 분사구(757b)는, 도 38(a)에 나타내는 바와 같이 용기(1) 상측의 끝벽부(12)를 향하여, 더욱 정확하게는 돌출부(13)의 주위면이나 이 근방의 끝벽부(12)를 향하여 압축공기를 분사한다.
또한 분사구(757a)를 하나의 개구로 하여도 되고, 복수의 개구로 하여도 된다. 또 분사구(757b)를 용기(1)의 축선이 중심이 되는 고리형상의 하나의 개구에 형성하여도 되고, 그 중심의 주위에 걸쳐 분산된 복수의 개구에 형성하여도 된다.
제 2 분사구(759)는, 제 1 분사구(757a, 757b)와 용기(1)의 축선방향에서 위치 어긋나 있음과 동시에, 제 1 분사구(757a, 757b)와는 다른 분사 지향성을 가지고 있다. 제 2 분사구(759)는, 분사부(702)의 하부에서 비스듬하게 하방향을 향하 여 개구하고, 압축공기를 수평방향에서 약간 하향으로 분사 가능한 분사 지향성을 가지고 있다. 이 콘형상의 분사 지향성에 의하여 제 2 분사구(759)는, 도 38(b)에 나타내는 바와 같이 용기(1)의 몸통부(11)를 향하여 세정액을 아래쪽으로 긁어 내도록 압축공기를 분사한다.
블로우기구(35)는, 2중관 구조의 노즐(700)에 대응한 구성으로 되어 있다. 구체적으로는 블로우기구(35)의 블로우용 호스(102)는, 한쪽 끝이 내관 파이프부 (701a)에 연통하는 제 1 호스부(801)와 한쪽 끝이 외관 파이프부(701b)에 연통하는 제 2 호스부(802)와, 제 1 호스부(801)의 다른쪽 끝과 제 2 호스부(802)의 다른쪽 끝과의 합류부에 접속된 공통 호스부(803)로 구성되어 있다.
공통 호스부(803)의 도중에는 필터(106()가 설치되고, 공통 호스부(803)의 시작단에는 컴프레서(101)가 접속되어 있다. 제 1 호스부(801) 및 제 2 호스부(802)는, 각각 지지베이스(61)인 곳에서 내관 파이프부(701a) 및 외관 파이프부(701b)에 연통하고 있다. 제 1 호스부(801) 및 제 2 호스부(802)에는, 각각 전자식의 차단밸브(105a, 105b)가 설치되어 있다.
2개의 차단밸브(105a, 105b)는, 제어장치(40)에 접속되어 있다. 2개의 차단밸브(105a, 105b)가 변환하여 제어됨으로써, 노즐(700)로 유도되는 압축공기의 유로가 변환되어, 노즐(700)의 분사 지향성이 변경된다. 즉, 2개의 차단밸브(105a, 105b) 및 제어장치(40)는 2개의 유로[내관 파이프부(701a) 및 외관 파이프부(701b)]를 변환하는 변환수단을 구비하고 있다.
블로우기구(35)의 일련의 동작에 대하여 간단하게 설명한다.
먼저, 개구부(19)를 거쳐 용기(1)의 내부에 노즐(700)을 삽입하고, 분사부(702)를 안쪽인 상측의 끝벽부(12)의 근방을 향하게 한다. 분사부(702)와 끝벽부(12)와의 거리는, 제 10 실시형태에서 설명한 바와 같이, 예를 들면 30∼40 mm로 하면 된다. 여기서 컴프레서(101)를 구동함과 동시에, 제 1 호스부(801)측의 차단밸브(105a)만을 개방하고, 예를 들면 15∼30초 정도, 제 1 분사구(757a, 757b)에서 압축공기를 분사시킨다[도 38(a)참조].
이어서 차단밸브(105a)를 폐쇄함과 동시에, 제 2 호스부(802)측의 차단밸브(105b)를 개방하고, 제 2 분사구(759)로부터 압축공기를 분사시킨다. 이 때, 노즐(700)을 예를 들면 300∼500 mm/min 정도의 속도로 아래쪽으로 이동시키고, 몸통부(11)를 길이방향을 따라 물빼기한다[도 38(b)참조].
그리고 하측의 끝벽부(12)로부터 100 mm 정도 위쪽의 위치에 분사부(702)가 도달한 곳에서, 분사부(702)의 이동을 정지시키고, 계속해서 30초 정도 제 2 분사구(759)로부터 압축공기를 분사시킨다[도 38(c)참조]. 최종적으로 용기(1)의 내벽의 전 영역의 물빼기가 끝난 곳에서, 차단밸브(105b)를 폐쇄함과 동시에 컴프레서(101)의 구동을 정지시키고, 다음의 건조공정으로 이행시킨다.
이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 2개의 차단밸브(105a, 105b)에서 압축공기의 공급유로를 변환함으로써 노즐(700)로부터 분사하는 압축공기의 블로우방향을 변환할 수 있다. 따라서 본 실시형태의 노즐(700)에 의해서도 용기(1)의 내부를 빠짐없이 물빼기할 수 있다.
또한 2개의 차단밸브(105a, 105b)의 변환은, 위치검출장치(44)의 검출결과에 의거하여 행할 수도 있고, 타이머에 의해서도 행할 수 있다. 타이머의 경우에는 예를 들면 차단밸브(105a)를 예를 들면 15∼30초 정도 개방한 후, 이것을 폐쇄하여 차단밸브(105b)를 개방하도록 하면 된다.
또한 2개의 차단밸브(105a, 105b)를 설치하는 구성 대신, 제 1 호스부(801)와 제 2 호스부(802)의 합류부분에, 예를 들면 전자식 삼방밸브(변환밸브)를 설치하여 삼방밸브의 변환 제어에 의하여 압축공기의 공급유로를 변환하도록 하여도 좋다. 또 노즐(700)을 2중관 구조로 하였으나, 물론 3중관 구조 등의 다중관 구조로 하여도 된다. 이와 같이 함으로써, 다른 분사 지향성의 분사구를 더 많이 설정할 수 있게 된다. 또한 이와 같은 노즐(700)의 구조나 블로우기구(35)의 구성은, 세정기구(33)나 건조기구(37)에도 마찬가지로 적용할 수 있으나, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
(제 14 실시형태)
다음에 도 39를 참조하여 제 14 실시형태에 관한 세정장치(30)에 대하여 상위점을 중심으로 설명한다. 제 10 ∼ 13 실시형태와의 상위점은, 세정장치(30)에 흡인기구(820)를 설치한 것이다. 흡인기구(820)는, 제 10 ∼ 13 실시형태의 모두에 적용할 수 있으나, 여기서는 제 10 실시형태에 적용한 예에 대하여 설명한다.
상기한 바와 같이 용기(1)에는 돌출부(13)가 설치되어 있기 때문에 세정공정에서 분사된 세정액의 일부는, 용기(1)의 개구부(19)로부터 자연 유하에 의하여 배액되지 않고, 이 개구부(19) 근방의 공간(18)에 고이는 경우가 있다. 흡인기구(820)는 이 고인 세정액을 배액하기 위한 것이다.
흡인기구(820)는, 용기(1)의 개구부(19)를 통하여 용기(1) 내부의 상기 공간(18)에 한쪽 끝이 위치하는 흡인용 튜브(821)와, 흡인용 튜브(821)의 다른쪽 끝이 위치하는 배액 받이부(822)와, 흡인용 튜브(821)에 설치된 흡인 펌프(823)를 구비하고 있다.
흡인 펌프(823)는, 제어장치(40)에 접속되어 있다. 흡인 펌프(823)의 구동에 의하여 용기(1) 내의 공간(18)에 고인 세정액이 흡인용 튜브(821)를 거쳐 흡인되고, 배액 받이부(822)에 배액되도록 되어 있다. 따라서 공간(18)에 고인 세정액을 흡인기구(820)에 의하여 적절하게 제거할 수 있다.
여기서 일련의 처리에서 흡인 펌프(823)를 구동하는 타이밍은, 노즐(700)로부터 세정액을 분사하고 있는 세정공정 중이어도 되고, 노즐(700)에의 세정액의 송액을 정지한 세정공정 후이어도 되고, 노즐(700)로부터 압축공기를 분출하고 있는 물빼기공정 중이어도 되고, 또는 노즐(700)에 대한 압축공기의 송기를 정지한 물빼기공정 후이어도 된다.
(변형예)
상기한 제 10 ∼ 제 14 실시형태 대신에, 노즐(700)의 분사 지향성을 변경하기 위하여 노즐(700)의 분사부(702)의 위치를 변경수단에 의하여 변경하여도 된다. 즉, 용기(1)의 내부에서 분사부(702)에 대하여 외적으로 작용하는 변경수단을 설치하고, 이 변경수단이, 예를 들면 분사부(702)를 회전시킴으로써, 용기(1)의 내벽에 대한 분출구의 위치를 상방향(연직방향)으로부터 가로방향(수평방향)으로 변경하도록 하여도 된다.
또, 상기 제 10 ∼ 제 14 실시형태에서는 수지제의 용기(1)를 대상으로 하였으나, 스틸제의 용기(1) 등의 경우에는 비교적 고온의 증기를 사용하여 세정/건조할 수 있다. 다만 제 10 ∼ 제 14 실시형태와 같은 세정방법을 취함으로써, 증기를 사용하지 않고 수지제의 용기(1)를 적절하게 세정할 수 있다. 또 블로우용 유체인 압축공기의 온도를, 용기(1)의 건조를 겸하는 바와 같은 소정의 온도로 설정할 수 있으면, 건조용 유체를 사용한 건조시간의 단축 또는 건조용 유체를 사용하지 않아도 되게 된다.
상기한 본 발명의 세정장치(30)나 세정방법에 의하여 세정된 용기(1)는, 연료전지시스템을 탑재한 차량 등에 사용하는 데 적합하다. 또 차량 이외의 항공기나 선박 등, 용기(1)에 저류된 유체를 동력원으로서 사용하는 수송기관에도, 본 발명의 용기(1)를 적합하게 적용할 수 있다. 또 세정 유체로서 공기를 사용한 경우에는, 현상제 수납용기, 그 밖의 분체를 수납하는 분체용기의 내면에 부착된 잔류물을 적합하게 제거할 수 있다.

Claims (64)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 용기의 입구부에 설치되어 용기의 내부로 돌출하는 돌출부를 구비한 용기를 세정하기 위한 용기의 세정장치에 있어서,
    상기 입구부가 하측으로 개방된 상태에서 또한 상기 용기의 축선방향이 연직방향에서 기울어진 상태에서 상기 용기를 지지하는 지지장치와,
    상기 지지장치에 지지된 상기 용기를 그 축선 주위로 회전시키는 회전장치와,
    상기 입구부로부터 상기 용기의 내부에 삽입되고, 상기 회전장치에 동기하여 상기 용기의 내부에서 유체를 분사하는 분사체를 구비한 것을 특징으로 하는 용기의 세정장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 지지장치에 지지된 상기 용기에 대하여, 상기 분사체를 상기 용기의 축선방향을 따라 상대적으로 이동시키는 이동장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 용기의 세정장치.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 분사체는,
    세정 유체를 분사하는 세정 유체용 노즐,
    상기 용기의 내벽으로부터 상기 세정 유체를 제거하기 위한 유체를 분사하는 세정 유체 제거용 노즐 및
    상기 용기의 내벽을 건조시키기 위한 온풍을 분사하는 건조용 노즐의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기의 세정장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 용기에 대한 일련의 처리에 있어서, 상기 세정 유체용 노즐, 상기 세정 유체 제거용 노즐 및 상기 건조용 노즐을 순서대로 변환하는 변환장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 용기의 세정장치.
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  23. 용기의 입구부에 설치되어 용기의 내부로 돌출하는 돌출부를 구비한 용기를, 상기 입구부가 하측으로 개방된 경사상태에서 상기 용기의 축선방향으로 회전시키는 회전공정과,
    상기 회전공정 중에, 상기 용기의 내부에 삽입한 분사체로부터 유체를 분사하는 분사공정을 구비한 것을 특징으로 하는 용기의 세정방법.
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