KR101260078B1

KR101260078B1 - 내부 세척장치

Info

Publication number: KR101260078B1
Application number: KR1020060062823A
Authority: KR
Inventors: 타카히토 키타무라; 타카히사 츠카모토; 타케토시 후지이
Original assignee: 시부야 마시나리 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2013-05-02
Also published as: US7300000B2; JP4636956B2; US20070007365A1; JP2007014877A; KR20070006571A

Abstract

내부세척장치는, 액체흐름 통로를 가지고 축방향으로 회전 가능하게 제공되는 회전축과, 상기 회전축의 상기 액체흐름 통로에 연결된 액체흐름 통로를 가지고 상기 회전축에 수직인 방향으로 제공되며 상기 회전축 주위를 선회 가능하고 또한 축방향으로 회전 가능하도록 제공되는 선회 회전축과, 상기 선회 회전축의 선단에 제공되는 노즐을 포함하고, 상기 회전축에 제공되는 가스 유입구에서부터 상기 회전축과 선회 회전축 각각의 액체흐름 통로를 따라 액체흐름 통로가 제공되고, 노즐로부터 방출되는 액체와 혼합되는, 세척 대상물 외부로부터 공급되는 가스를 가지는 가스-액체 혼합물 흐름을 방출하도록 구성된다.

내부, 세척장치, 탱크, 세정액, 회전, 선회

Description

내부 세척장치{INTERNAL CLEANING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 실시예를 보여주는 전체적인 구성도.

도 2는 실시예의 주요부분의 확대도.

도 3은 실시예의 부분적인 확대도.

도 4는 노즐부를 보여주는 확대 단면도.

본 발명은 내부공간을 가지는 탱크 또는 굴뚝(stack)과 같은, 세척할 대상물의 내부를 세척하기 위한 내부 세척장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 내부 세척장치의 관련 기술로서, 세척노즐이, 세척액 공급파이프 주위를 선회하고 또한 축방향으로 회전가능하게 구성된 선회 회전축에 고정되고, 노즐부분이 세척할 대상물의 내부공간에 삽입이 되며 또한 노즐이 선회 회전국에 대해 선회하는 동안에 세척액 공급파이프 둘레를 선회하도록 함으로써 세척액이 삼차원으로 분사됨에 따라 세척이 수행되는 내부 세척장치가 널리 공지되어 있다.(JP-UM-B-63-2145 및 JP-B-6-94128). 또한, 액체와 가스를 혼합하여 방출하는 가스-액체 혼합류를 사용함으로써 세척작용을 향상시키는 세척장치가 개발되었다(JP-A-2004-223409)

상기에서 설명한 현존하는 기술적인 조건들을 명심하고, 본 발명은 내부공간을 가지는 세척 대상물을 삼차원적으로 세척할 수 있으며 또한 세척작용을 향상시킴으로써 모든 구석에서 신뢰성이 있는 세척효과가 이루어지도록 개선되는 내부 세척장치를 제공할 목적으로 개발되었다.

본 발명에서는 상기에서 설명한 문제점을 해결하기 위해 기술적인 수단을 사용하는데, 내부세척장치는 액체흐름 통로를 가지고 또한 축방향으로 회전 가능한 회전축과, 상기 회전축의 액체흐름 통로에 연결되는 액첵흐름통로를 가지고, 상기 회전축에 대해 실질적으로 수직방향으로 제공되며 또한 상기 회전축 주위를 선회가능하며 또한 축방향으로 회전가능한 선회 회전축과, 상기 선회 회전축 주위를 선회하는 동안에 선회 회전축의 액체공급통로로부터 공급되는 액체를 방출하기 위해 선회 회전축의 선단에 제공되는 노즐과, 상기 회전축에 공급되는 가스유입 개구에서부터 회전축과 선회축 각각의 액체흐름통로를 따라 제공되는 가스흐름통로를 포함하고, 세척할 대상물의 외부에서부터 공급되는 가스와 혼합되는 액체를 가지는 가스-액체흐름이 노츨에서부터 방출된다. 또한, 노즐이 세척 대상물의 내부공간 내로 삽입 또는 내부공간으로부터 철회될 수 있도록 노즐이 제공되고 또한 노즐이 내부공간의 내부로 들어가면 세척 대상물의 개구를 뚜껑이 폐쇄하도록 구성할 수도 있다. 또한, 노즐이 선회하지 않을 때 노즐이 세척 대상물의 개구의 방향으로 향하도록 구성할 수 있다. 노즐로서, 선회하는 회전축에 평행한 방향으로 평평하게 된 부 드러운 노즐을 사용할 수 있다.

본 발명은 내부공간을 가지는 탱크 또는 굴뚝과 같은 세척 대상물에 대한 내부세척장치로서 널리 사용될 수 있다. 세척액으로서, 통상적인 물 또는 뜨거운 물을 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 첨가된 적절한 세정제를 가지는 액체를, 진흙과 같은 오염물인 경우에는 연마 발파제 입자 등이 혼합된 액체를 사용할 수 있다. 또한, 세척액과 혼합되어 가스-액체혼합 흐름을 형성하는 가스로서, 공기 이외에 그 응용에 적합한 가스를 사용할 수 있다. 부수적으로, 가스를 공급하는 방법과 관련하여, 노즐로부터 방출되는 액체의 방출작용에 의해 가스가 흡수되도록 구성할 수있거나, 가스가 외부로부터 펌프되도록 구성할 수 있거나, 또는 상기 두 구성을 조합하여 구성할 수 있다. 또한, 가스-액체 혼합물 흐름을 방출하는 노즐과 관련하여, 세척 대상물의 내부공간에 적합한 한은, 특별한 제한은 없지만, 선회 회전축에 평행한 방향으로 평평하게 되는 부드러운 노즐을 사용함으로써, 효율적인 세척작용을 얻을 수 있다.

(실시예)

도 1 및 2는 본 발명의 실시예를 보여주는 것으로서, 도 1은 전체적인 구성도이고, 도 2는 주요부분의 확대도이다. 도면에서 참조번호 1은 받침대(2) 위에 놓여지는 내부 세척장치를 나타낸다. 탱크와 같은 세척 대상물(3)이 컨베이어(4)를 통해 받침대(2) 내측의 규정된 위치로 이송되고, 원하는 내부 세척을 한 이후에, 외부로 이송되도록 구성된다. 내부세척장치(1)는 받침대(2) 위에 설치되는 지지프레임(5)의 관형 가이드(6)에 의해 활주가능하게 안내되고, 구동실린더(7)를 통해 상향 및 하향으로 이동하도록 구성된다. 구동실린더(7)의 출력축(8)의 선단부에 리프트(9)가 설치되는데, 내부세척장치(1)를 리프트(9) 상에서 지지함으로써 세척장치가 상향 및 하향으로 이동할 수 있도록 구성된다. 참조번호 10은 내부세척장치(1)의 상-하 이동을 원활히 하기 위하여 설치되는 안내봉을 나타내는 것으로서, 지지프레임(5)의 상부 플레이트(11)에 형성된 삽입구(12)를 통해 삽입되는 동안에 상향 및 하향으로 이동하도록 구성되어, 내부세척장치(1)와 구동실린더(7)의 상대위치에서 변동이 발생하는 것을 방지한다.

내부세척장치(1)는 그 상단부가 고정물을 통해 리프트(9)에 고정되는 외부 파이프(14)와, 축방향으로 회전가능하게, 즉 그 축 주위를 회전가능하도록 상기 외부 파이프(14) 내측에 지지되는 회전축(15)을 가진다. 도 3의 부분 확대도에 도시되어 있듯이, 내부 파이프(16)가 회전축(15) 내측에 설치되고, 회전축(15)의 내부는 내부 파이프(16)에 의해 두 부분, 즉 내부부분과 외부부분으로 나뉘어지는데, 세척액을 공급하는 액체흐름 통로(17)가 내부부분에 형성되는 반면, 가스흐름 통로(18)가 외측부분에 형성된다. 도 1과 2에 도시되어 있듯이, 회전축(15)의 상부부분은 고정물(13)을 지나 상방으로 연장하도록 구성되는데, 모터(19)가 회전력을 그 중간지점에 인가하고, 회전은 풀리(20)와 벨트(21)를 통해 엔코더(22)에 전달되도록 구성되고, 또한 회전각을 검출함으로써 노즐 정지위치를 제어할 수 있도록 구성된다. 또한, 도 1에 도시되어 있듯이, 펌프(24)와 세척액탱크(25)들이 회전 조인트(23)를 통해 회전축(15)의 상단부에 연결되는데, 세척액이 액체흐름 통로(17)를 통해 내부 파이프(16) 내로 공급되도록 구성된다. 또한 도 2에 도시되어 있듯이, 공기와 같은 가스를 흘려보내는 유입구(26)가 외부 파이프(14)의 상부부분에 형성된다. 게다가, 외부 파이프(14)가 아래로 이동하면 세척 대상물(3)의 개구를 밀폐하는 뚜껑(27)이 외부 파이프(14)의 아래 부분에 첨부된다. 외부 파이프(14)의 아래 부분에 축받이통을 설치함으로써 외부 파이프(14)에 뚜껑(27)을 고정시키는 대신에, 뚜껑(27)이 상대 이동이 가능하게 되도록 축받이통 위에 설치하여 구성할 수도 있다. 또한, 외부 파이프(14)로부터 별개로 지지부재를 제공함으로써, 뚜껑(27)이 지지부재에 의해 지지되어 상향과 하향으로 이동이 가능하도록 구성할 수 있다. 이들 경우에 있어서, 외부 파이프(14)가 아래로 이동하여 노즐부분을 세척 대상물(3)의 내부공간의 내부로 도입시키게 되면, 뚜껑(27)이 작업 중에 세척 대상물(3)의 개구의 주변과 접하여 개구를 밀폐한 후라도, 외부 파이프(14)를 아래로 더 이동시킴으로써 노즐의 높이를 변경시킬 수 있고 또한 노즐을 상부로 이동시키는 동안에 세척 대상물(3)을 세척할 수 있게 된다. 게다가, 이들 경우에 있어서, 뚜껑(27) 위에 스프링과 같은 압박수단을 제공하는 구성으로, 뚜껑(27)이 세척 대상물(3)의 개구를 밀폐하는 상태를 한층 더 신뢰성 있게 유지할 수 있게 된다.

도 3에 도시되어 있듯이, 회전축(15)의 저단부에, 중공 선회 회전축(28)이 회전축(15)에 수직인 방향으로 제공되어 회전축(15)에 대해 선회할 수 있게 되고 또한 축방향으로 회전가능하게 되며, 노즐(29)이 선회 회전축(28)의 선단부에 제공된다. 선회 회전축(28)의 외측 주변은 회전축(15)의 저단부에 일체적으로 부가되는 박스형 연결 지지부재(3) 상에 설치되는 금속 베어링(31)에 의해 축방향으로 회전 가능하게 지지된다. 또한, 선회 회전축(28)의 내측 주변은 회전축(15)의 저단부에 일체적으로 부가되는 관형 연결부재(32) 상에 끼워져 축방향으로 회전 가능하게 연결된다. 게다가, 내부 파이프(16)에 연결된 내부 파이프(33)가 선회 회전축(28) 내측에 설치되는데, 액체흐름 통로(34)와 가스흐름 통로(35)가 내부 파이프(33) 내측과 외측에 각각 형성된다. 이 실시예에서, 외부로부터 공급되는 공기와 같은 가스는 도 2에 도시된 유입구(26)를 통해 외부 파이프(14)와 회전축(15) 간의 갭으로 흐르고, 도 3에 도시된 것과 같이 회전축(15)의 아래부분에 형성되는 가스 유입구(36)를 통해 회전축(15)과 내부 파이프(16) 사이의 가스흐름 통로(18) 내로 더 흐르고, 그런 다음에, 내부 파이프(33)와 연결부재(32) 간의 선회 회전축(28)을 향하는 가스흐름 통로(35)를 통해 노즐(29)로 공급된다. 가스 유입구(36)의 형성위치는 회전축(15) 상의 소정 위치로 변경될 수 있다. 또한, 베벨기어(37)가 선회 회전축(28)의 내측단부에 제공되어, 외부 파이프(14) 상에 설치되는 베벨기어(38)와 톱니바퀴 맞물림 결합이 되도록 위치되는데, 선회 회전축(28)이 회전축(15) 주위로 선회할 때, 선회 회전축(28)이 축방향으로 회전하도록 구성된다. 게다가, 외부 파이프(14)와 연결부재(30) 사이에서 외부 파이프(14)의 저단부 부분에 근소한 갭이 제공되는, 베벨기어(38)를 커버하기 위하여 커버부재(39)가 부가되고 또한 거의 밀폐된 박스형 스페이스가 연결 지지부재(30)와 커버부재(39) 사이에 형성되어, 스페이스 내측에서 베벨기어(37 및 38)들의 톱니바퀴 맞물림 결합을 보호한다. 부수적으로, 베벨기어(37 및 38)들의 기어비는, 노즐의 방향이 회전축(15)의 각각 회전에 따라 약간 변위하도록 설정된다. 또한, 지금까지 기술한 베벨기어(37 및 38)들 대신에 모터에 의한 구동방법을 사용할 수 있다. 참조번호 40은, 회전축(15)이 외부 파이프(14)에 관해 축방향으로 회전하도록, 즉 그 축 주위로 회전가능하게 되도록 상기 유사 금속베어링과 함께 회전축(15)을 지지하는 금속베어링이다.

지금까지 기술한 바와 같이, 노즐(29)이 선회 회전축(28)의 선단부에 제공되고, 또한 도 3에 도시되어 있듯이 선회 회전축(28)의 선단부에 고정되는 본 실시예의 노즐(29)은, 내부 파이프(33)의 내측과 외측에 형성되는 액체흐름 통로(34)와 가스흐름 통로(35)와 각각 연통하는 액체흐름 통로(41)와 가스흐름 통로(42)를 그 내측에 형성하고 있다. 방출팁(43)이 액체흐름 통로(41)의 첨단에 형성되고, 세척액이 평평한 형상으로 스페이스(44)에 방출된다. 도 4는 도 3의 평면에 수직한 단면에서 노즐(29) 부분을 보여주는 확대 단면도이다. 도 4에 도시되어 있듯이, 스페이스(44)는 연통경로(45)를 통해 가스흐름 통로(42)와 연통하고 있는데, 방출팁(43)으로부터 세척액의 방출을 기초로 하는 방출작용 하에서 가스는 스페이스(44) 내로 흐르게 되어, 방출팁(43)으로부터의 세척액의 방출흐름의 외측 주변 상에 가스층을 형성하고, 가스-액체 혼합이 점진적으로 이루어지게 한다. 스페이스(44)를 지난 방출흐름은, 스페이스(44)의 하류에 형성되고 또한 그 흐름경로의 단면적이 두 단계로 감소되는 스로틀(46)을 통과하고, 또한 다른 하류측 평평한 흐름경로(47)를 통과하여 가스-액체혼합을 촉진시키고, 그런 다음에 평평한 가스-액체혼합물 흐름의 형태로 방출구(48)에서부터 노즐의 외부로 방출된다. 이 실시예의 경우에, 가스흐름 통로(42)와 연통하는 연통경로(49)를 통해 가스를 흡수할 수 있는 가스 공급경로(50)가 스로틀(46)의 중간부분에 연결된다. 가스 공급경로(50)는 방출흐름 중의 액체방울이 경로의 내벽 표면과 접촉하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 공기층이 스로틀(46)을 통과하는 방출흐름의 외측 주변 상에 공급되어 방출흐름의 감쇠를 마찬가지로 억제한다. 본 실시예에서 사용되는 노즐(29)은, 선회 회전축(28)에 평행한 방향으로 평평하게 되는 평평한 방출흐름경로(47)가 마련된 부드러운 노즐이기 때문에, 노즐(29)의 회전방향에 대해 폭넓은 범위의 가스-액체 혼합물 흐름이 형성되어, 매우 효과적인 세척작용을 얻을 수 있다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 탱크와 같은 세척 대상물(3)이 컨베이어(4)를 통해 받침대(2) 내측의 규정된 위치로 이송되는 경우에 있어서, 먼저 구동실런더(7)가 구동되어 외부 파이프(14)와 함께 전체적인 내부세척장치(1)를 낮추어, 노즐(29) 부분이 세척 대상물(3)의 내부공간(51)의 내부로 도입되도록 한다. 부수적으로, 노즐(29)이 상부로 향하게 되는 위치로 노즐(29) 정지위치가 미리 설정되는 경우, 즉 세척 대상물(3)의 내부공간(51)에서 노즐(29)이 개구의 방향으로 향하게 되도록 설정되는 경우에, 노즐(29)이 세척 대상물(3)의 받침대(2)로의 이동을 간섭하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 노즐(29)이 세척 대상물(3)의 내부공간 내로 부드럽게 삽입될 수 있게 된다. 그런 다음, 노즐(29)이 세척 대상물(3)의 내부공간(51)에 삽입되면, 모터(19)가 구동되어 회전축(15)을 회전시킬 뿐만 아니라, 중간밸브(53)가 개방되어 펌프(24)를 통해 세척액 탱크(25)로부터 세척액의 고압 공급을 개시한다. 이러한 방식으로, 회전축(15)의 회전과 함께, 선회 회전축(28)이 회전축(15) 주위로 선회를 개시할 뿐만 아니라, 베벨기어(37 및 38)의 톱니바퀴 맞물림 결합으로 인해 선회 회전축(28)이 축방향으로 회전을 개시한다. 따라서, 노즐(29)은 회전축(15) 주위로 선회를 개시하고 또한 선회 회전축(28) 주위를 선회하는데, 액체흐름 통로(17, 34 및 41)를 통해 펌프된 세척액이 방출팁(43)에서부터 방출될 뿐만 아니라, 가스 흡입구(36)를 통해 가스흐름 통로(18, 35 및 42)에 의해 외부로부터 공급되는 가스가 세척액의 방출흐름과 혼합되고, 평평한 가스-액체 혼합물 흐름이 평평한 방출흐름 경로(47)의 방출구(48)로부터 방출되어 세척 대상물(3)의 내부공간(51)의 내부표면 전체에 대해 삼차원적으로 분사되어, 모든 구석에 대해 신뢰성 있고 또한 효율적인 세척을 수행하게 된다. 본 실시예에서, 세척에 사용되는 세척액 등은 세척 대상물(3)의 아래 부분에 형성되는 배수구(52)에서부터 외부로 흘러가게 된다.

본 발명에 따라, 다음과 같은 유리한 효과들을 얻을 수 있다.

(1) 세척할 대상물의 내부공간에 대해 삼차원 분사동작이 가능하다.

(2) 세척매체로서 가스-액체 혼합물 흐름을 사용하기 때문에, 세척작용이 상당히 향상되고, 게다가 넓은 노즐 분사범위가 커버되고, 세척작용이 신뢰성 있게 세척대상물의 내부공간의 모든 구석으로 확산된다.

(3) 가스-액스 혼합물 흐름을 형성하는 공기와 같은 가스가 외부로부터 공급되기 때문에, 먼지와 같은 이물질의 침투없이 효율적인 세척효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 이물질에 의한 장비의 손상을 방지하고 또한 보다 안정적인 세척작용을 얻을 수 있다.

(4) 노즐이 세척 대상물의 내부공간의 내부로 들어갈 때 세척 대상물의 개구 를 뚜껑이 밀폐하는 구성으로 인해, 외부에 미치는 영향을 용이하게 차단할 수 있다.

(5) 선회 회전축에 평행한 방향으로 평평하게 된 부드러운 노즐을 노즐로 사용하는 경우에, 특히 효율적인 세척작용을 얻을 수 있다.

Claims

제1의 액체흐름 통로를 가지고 또한 축방향으로 회전 가능한 회전축과;

상기 회전축의 상기 제1의 액체흐름 통로에 연결된 제2의 액체흐름 통로를 가지고, 상기 회전축에 수직인 방향으로 제공되며, 상기 회전축 주위를 선회 가능하고 또한 축방향으로 회전 가능한 선회 회전축과;

선회 회전축 주위를 선회하는 동안에 상기 선회 회전축의 상기 제2의 액체흐름 통로로부터 공급되는 액체를 방출하기 위해 상기 선회 회전축의 선단에 제공되는 노즐과;

상기 회전축을 축선둘레에 회전가능하게 지지하는 외부 파이프와, 상기 회전축의 내부에 배설되어 내부에 상기 제1의 액체흐름 통로를 형성하는 동시에 외부에 제1의 가스흐름 통로를 형성하는 제1내부 파이프와, 상기 선회 회전축의 내부에 배설되고, 상기 제1내부 파이프와 접속되어 내부에 상기 제2의 액체흐름 통로를 형성하는 동시에 외부에 제2의 가스흐름 통로를 형성하는 제2내부 파이프와, 상기 노즐에 형성되고, 상기 선회 회전축의 제2의 가스흐름 통로와 연통하는 제3의 가스흐름 통로를 구비하고,

상기 회전축에 가스 유입구를 마련하고, 상기 외부 파이프와 회전축과의 간극으로부터 회전축과 상기 제1내부 파이프와의 사이의 제1의 가스흐름 통로에 세척 대상물의 외부의 가스를 유입시키고, 이 가스를 상기 선회 회전축과 상기 제2 내부 파이프와의 사이의 제2의 가스흐름 통로를 경유시켜서 상기 노즐에 형성된 제3의 가스흐름 통로로 공급할 수 있도록 하고,

상기 세척 대상물의 외부로부터 공급되는 가스와 혼합되는 액체를 가지고, 세척 대상물의 내부 공간 내에 가스-액체 혼합물 흐름이 상기 노즐에서부터 방출되는 것을 특징으로 하는 내부세척장치.
제1항에 있어서, 세척 대상물의 내부공간의 내부로 도입 및 내부공간으로부터 철회가 될 수 있도록 상기 노즐이 제공되고,

상기 내부세척장치가, 상기 노즐이 상기 내부공간의 내부로 도입될 때 세척 대상물의 개구를 밀폐하는 뚜껑을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부세척장치.
제1항에 있어서, 상기 노즐이 선회하지 않을 때 노즐은 세척 대상물의 개구 의 방향으로 향하는 것을 특징으로 하는 내부세척장치.
제1항에 있어서, 상기 노즐은, 상기 선회 회전축에 평행한 방향으로 평평하게 되는 평평한 방출흐름경로가 마련된 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 내부세척장치.
제1항에 있어서, 세척 대상물의 내부를 세척하기 위하여 노즐이 세척 대상물의 내부공간으로 삽입 가능한 것을 특징으로 하는 내부세척장치.