特許 7362588 タンク仕切弁の洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-06

(45)【発行日】2023-10-17

(54)【発明の名称】タンク仕切弁の洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   B08B 9/093 20060101AFI20231010BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20231010BHJP

【ＦＩ】

B08B9/093

B08B3/02 E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020201530

(22)【出願日】2020-12-04

(65)【公開番号】P2022089266

(43)【公開日】2022-06-16

【審査請求日】2022-11-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000132161

【氏名又は名称】株式会社スギノマシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京

(72)【発明者】

【氏名】小川 恭平

(72)【発明者】

【氏名】舟川 幸弘

(72)【発明者】

【氏名】森 秀一

(72)【発明者】

【氏名】村上 真二

【審査官】東 勝之

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－２３７４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３５２２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２７９９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２２５４９７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０８Ｂ ９／０９３

Ｂ０８Ｂ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タンク開口を有するタンクに装着されるタンク仕切部のタンク仕切弁を洗浄するため、前記タンク開口と前記タンク仕切部との間に固定されるタンク仕切弁の洗浄装置であって、
前記タンク開口と前記タンク仕切部の間に配置される洗浄チャンバーと、
前記洗浄チャンバーの側面に連結され、前記洗浄チャンバー内を密閉する密閉部と、
前記密閉部を開閉する駆動シリンダと、
前記洗浄チャンバー内から前記タンク仕切部の前記タンク仕切弁を洗浄するノズルユニットであって、
洗浄液を噴射するノズル本体と、
一端が前記ノズル本体に固定され、他端が前記駆動シリンダに固定されるノズル連結棒と、
を有するノズルユニットと、
前記ノズル連結棒の位置を検知する検知部と、
を有し、
前記密閉部は、前記洗浄チャンバーを密閉する密閉蓋であって、前記ノズル本体と連結する密閉蓋を有する、
タンク仕切弁の洗浄装置。

【請求項2】

前記密閉部は、
前記洗浄チャンバーの側面の内側に連結される円筒状のフランジと、
前記洗浄チャンバーの側面の外側に配置される円筒状の補助フランジと、を有し、
前記ノズル連結棒は、前記フランジおよび前記補助フランジの内部に支持される、
請求項１に記載のタンク仕切弁の洗浄装置。

【請求項3】

タンク内の洗浄用ノズルと、
前記洗浄用ノズルを昇降する昇降部と、
請求項１又は２に記載の前記タンク仕切弁の洗浄装置と、
を有する洗浄装置。

【請求項4】

請求項３に記載の前記洗浄装置を用いて、前記タンク内の前記タンク仕切弁を洗浄する方法であって、
前記洗浄用ノズルを前記タンク内に下降させた後、前記タンク内を洗浄し、
前記洗浄用ノズルを前記タンク外に上昇させた後、前記タンク開口と前記タンク仕切部の間に配置される前記洗浄チャンバー内に、前記タンク仕切弁の洗浄装置を前記洗浄チャンバーの側面から搬入し、
前記タンク仕切弁の洗浄装置で前記タンク仕切弁を洗浄し、
前記タンク仕切弁の洗浄装置を前記洗浄チャンバーの側面から搬出する、
タンク内のタンク仕切弁の洗浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タンクに装着される仕切弁を洗浄するためのタンク仕切弁の洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

重合缶、反応缶、発酵槽等の内部を洗浄する場合に、タンクの開口に洗浄専用のノズルを配置し、タンク内壁を洗浄することが多い。具体的な洗浄専用のノズルとしては、スライドランスと称される伸縮、旋回、及び俯仰の各動作が可能な竿状部材と、この竿状部材の先端部に取付けられたノズルヘッドと、このノズルヘッドにタンク内を洗浄する高圧水を供給する高圧水発生手段とを備え、竿状部材の先端部のノズルヘッドは、竿状部材の先端部から昇降し、竿状部材の本体の周囲を公転しつつ自転させて高圧水を噴射するものがある。（例えば、実用新案登録第３１７５９８４号公報）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

従来の洗浄専用のノズルは、タンク内を洗浄するためのものであり、タンク仕切弁を洗浄することは想定されていない。そのため、タンク仕切弁でタンク内を仕切る場合、タンク内で保管される溶剤が外部の温度等によって蒸発し、仕切弁への溶剤の付着が積み重なり、仕切弁が汚れる。仕切弁を洗浄する場合には、洗浄専用のノズル全体を取り外したうえで、仕切弁を分解し、洗浄しなければならない。ここで、仕切弁は、タンク内の仕切りを実現するものであればよく、シート状の仕切やボール状の仕切等でもよい。

【0004】

本発明は、装置全般を分解する必要がなく、密閉状態を保ってタンク仕切弁を洗浄できるタンク仕切弁の洗浄装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の観点は、
タンク開口とタンク仕切部の間に配置される洗浄チャンバーと、
前記洗浄チャンバーの側面に連結され、前記洗浄チャンバー内を密閉する密閉部と、
前記洗浄チャンバー内から前記タンク仕切部のタンク仕切弁を洗浄するノズルユニットと、
前記密閉部を開閉する駆動シリンダと、
を有する、タンク仕切弁の洗浄装置である。

【0006】

本発明の第２の観点は、
タンク内の洗浄用ノズルと、
前記洗浄用ノズルを昇降する昇降部と、
タンク仕切弁の洗浄装置と、
を有する洗浄装置である。

【0007】

本発明の第３の観点は、
洗浄用ノズルをタンク内に下降させた後、タンク内を洗浄し、
前記洗浄用ノズルをタンク外に上昇させた後、タンク開口と前タンク仕切部の間に配置される洗浄チャンバー内に、タンク仕切弁の洗浄装置を前記洗浄チャンバーの側面から搬入し、
前記タンク仕切弁の洗浄装置で前記タンク仕切弁を洗浄し、
前記タンク仕切弁の洗浄装置を前記洗浄チャンバーの側面から搬出する、
タンク内の仕切弁の洗浄方法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明のタンク仕切弁の洗浄装置によれば、装置全般を分解する必要がなく、密閉状態を保ってタンク仕切弁を洗浄できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態の洗浄装置１の閉塞時を示す断面図

【図2】本実施形態の洗浄装置１の洗浄時を示す断面図

【図3】本実施形態のタンク内洗浄装置１００の閉塞時を示す断面図

【図4】本実施形態のタンク内洗浄装置１００の洗浄時を示す断面図

【図5】本実施形態の洗浄工程を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態のタンク仕切弁の洗浄装置１は、各種タンクＡに装着される仕切弁を洗浄する。タンクＡは、例えば、化学合成における重合缶や反応缶、発酵における発酵槽である。
タンクＡは、タンク本体Ｂの上部にタンク開口Ｃを有する。例えば、タンク開口Ｃには、タンク仕切部Ｄおよびタンク仕切弁Ｅが連結される。なお、これらの構成を有するタンク形状であればよく、本明細書中の記載に限定されるものではない。

【0011】

洗浄装置１は、洗浄チャンバー２と、密閉部３と、ノズルユニット５と、移動機構９とを有する。洗浄チャンバー２は、タンク開口Ｃとタンク仕切部Ｄの間に配置される。密閉部３は、洗浄チャンバー２の側面に連結され、洗浄チャンバー２内を密閉する。ノズルユニット５は、洗浄チャンバー２内からタンク仕切弁Ｅを洗浄する。移動機構９は、密閉部３を開閉する。

【0012】

一般的なタンクＡでは、タンク開口Ｃにタンク仕切弁Ｅを装着または固定することで、タンクＡ内の密閉性を確保する。本実施形態では、洗浄装置１をタンク開口Ｃとタンク仕切部Ｄの間に配置することにより、タンク仕切弁Ｅの内側面を洗浄できる。

【0013】

具体的には、洗浄チャンバー２は、円筒形状である。洗浄チャンバー２の一端は、タンク開口Ｃと接合または連結する。タンク開口Ｃは、円形の孔である。洗浄チャンバー２の他端は、タンク仕切部Ｄと接合または連結する。タンク仕切部Ｄは、円筒形状である。
タンク仕切部Ｄの開口は、タンク仕切弁Ｅで開閉できる。タンク仕切部Ｄの機構等は、特に限定されない。なお、本実施形態のタンク仕切弁Ｅは、ボール状である。円板状やその他の形状のタンク仕切弁Ｅでも、洗浄チャンバー２とタンク開口Ｃ、および洗浄チャンバー２とタンク仕切部Ｄの接合または連結箇所の形状、内径、外径等が同様の条件であれば、本実施形態を適用できる。

【0014】

タンク仕切部Ｄの上部には、タンク内洗浄装置１００が連結される。タンクＡをタンク内洗浄装置１００で洗浄する場合は、タンク内洗浄装置１００の洗浄用ノズル１０１がタンク仕切部Ｄや洗浄チャンバー２の内部を降下し、タンクＡ内面に付着する溶剤等を洗浄する。そのため、洗浄チャンバー２の内部は、タンク内洗浄装置１００が通過できる径が必要である。そのため、洗浄チャンバー２内にタンク仕切弁Ｅを洗浄するためのノズルユニット５を常時配置することはできない。

【0015】

本実施形態では、タンク仕切弁Ｅを洗浄する場合としない場合でノズルユニット５の出し入れを調整できる。タンク仕切弁Ｅを洗浄しない場合、すなわち、ノズルユニット５を利用しない場合は、洗浄チャンバー２の外部にノズルユニット５を待機させ、密閉部３が完全に閉じる。

【0016】

密閉部３は、密閉蓋４と、フランジ４ａとを有する。密閉蓋４は、洗浄チャンバー２を密閉する。フランジ４ａは、ノズルユニット５の出し入れによって、密閉蓋４を脱着可能である。フランジ４ａは、洗浄チャンバー２に固定される。密閉蓋４は、ノズルユニット５のノズル本体６と連結する。駆動シリンダ８の移動に伴う洗浄チャンバー２の外側からの押圧によって、ノズル連結棒７がフランジ４ａの中心孔を介して移動し、ノズル本体６が洗浄チャンバー２内に押し出される。
なお、密閉蓋４とフランジ４ａの密閉性を向上させるために、フランジ４ａの中心孔に弾性部材４ｃを配置してもよい。

【0017】

密閉蓋４とノズル本体６を連結することによって、洗浄チャンバー２の外側からのノズルユニット５の押圧力の有無に応じて、密閉蓋４をより限定的に、かつ、効率的に開閉できる。

【0018】

ノズル連結棒７の出し入れの円滑性に加え、洗浄チャンバー２内の密閉性を保つために、フランジ４ａの外側に補助フランジ４ｂを固定してもよい。補助フランジ４ｂは、フランジ４ａの中心孔と連通する補助中心孔を有する。補助中心孔の内周面には弾性部材４ｃが配置され、ノズル連結棒７を支持する。
なお、フランジ４ａおよび補助フランジ４ｂの形状は、円筒状だけでなく、楕円状、多角状でもよく、洗浄チャンバー２の側面の連結形状などの各種仕様に応じて変更できる。

【0019】

補助フランジ４ｂの内部に、樹脂部材４ｄを取り付けてもよい。樹脂部材４ｄは、フランジ４ａ、補助フランジ４ｂおよび弾性部材４ｃ等の摩耗を低減する。樹脂部材４ｄによって、ノズル連結棒７に付着する異物・粉塵等によってフランジ４ａ、補助フランジ４ｂおよび弾性部材４ｃ等の摩耗を抑制できる。
また、補助フランジ４ｂを配置することにより、フランジ４ａに挿通するノズル連結棒７の位置ずれを防止できる。

【0020】

ノズルユニット５は、タンク仕切弁Ｅを洗浄する際に、洗浄チャンバー２内にノズル先端を移動させ、高圧水発生手段から供給される高圧洗浄水を噴射ノズルにより所望の方向に噴射するものであれば良い。

【0021】

ノズルユニット５は、ノズル本体６と、ノズル連結棒７とを有する。ノズル本体６は、洗浄液を噴射する。ノズル連結棒７は、一端がノズル本体６に固定され、他端が駆動シリンダ８に固定される。ノズル本体６は、先端に１つ以上の噴射ノズルを有する。ノズル本体６は、タンク仕切弁Ｅの配置されている洗浄チャンバーの上方、下方等あらゆる方向に向かって、高圧水を噴射する。噴射ノズルは、平射ノズル、直射ノズル等、タンク仕切弁Ｅの材質、形状に応じて選択することが望ましい。また、ノズル本体６を回転してもよい。ノズル本体６に噴射ノズルを配置する以外に、ノズル本体６内にノズル孔を形成し、噴射ノズルと同等の機能を備えてもよい。

【0022】

ノズルユニット５がノズル本体６とノズル連結棒７を有することにより、駆動シリンダ８の動きをより効率的に伝達できる。その結果、ノズルユニット５をより効率的に移動できる。

【0023】

ノズル連結棒７は、棒状である。ノズル連結棒７は、駆動シリンダ８に固定されることで、駆動シリンダ８の駆動に伴って、ノズルユニット５を移動させる。

【0024】

移動機構９は、駆動シリンダ８の駆動により、ノズルユニット５を移動させる。これにより、密閉部３が洗浄チャンバー２の外側から押圧され、密閉部３が開閉される。駆動シリンダ８は、例えば、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、電動圧シリンダである。本実施形態の駆動シリンダ８は、圧力シリンダであるが、圧力を用いない電動シリンダ等でもよい。本実施形態の駆動シリンダ８は、空気圧シリンダである。

【0025】

タンク仕切弁Ｅを洗浄する際は、空気供給源（不図示）から駆動シリンダ８の一端に空気を供給する。これにより、駆動シリンダ８に連結するノズル連結棒７が洗浄チャンバー２方向に移動し、ノズル本体６が洗浄チャンバー２の中心部に移動する。タンク仕切弁Ｅの洗浄が終了した後は、駆動シリンダ８の他端にエアを供給する。これにより、ノズル連結棒７が洗浄チャンバー２から離れる方向に移動し、ノズル本体６がフランジ４ａの内部に収納される。

【0026】

ノズル連結棒７の位置を検知する検知部１０を配置してもよい。検知部１０によって、タンク仕切弁Ｅの洗浄時におけるノズルユニット５の位置（固定位置や許容範囲の位置等）や、非洗浄時における密閉部３が閉じた状態のノズルユニット５の位置（固定位置や停止位置等）を制御できる。なお、複数の検知部１０を配置してもよい。
検知部１０によって、ノズルユニット５や密閉部３の位置が適切であるかを判断できる。

【0027】

また、タンク内洗浄装置１００に、洗浄装置１を配置してもよい。タンク内の洗浄用ノズル１０１は、高圧水発生手段から供給される高圧洗浄水を噴射ノズルにより所望の方向に噴射するものであれば良い。高圧水の噴射ノズルを水平方向に交差する方向に回転させるものであれば、昇降部１０２による昇降運動と共に行うことにより、昇降方向に沿って良好にタンク内壁面を洗浄できる。昇降部１０２は、洗浄用ノズル１０１を昇降できる構造であれば良く、手動や自動のウィンチや各種モータを利用した巻き上げ装置等、市販のものを利用できる。また、タンク内の洗浄用ノズル１０１は、少なくとも１つの噴射ノズルを有する。噴射ノズルが回転する場合、噴射ノズルの回転軸に対して、２つ以上の均等な角度に洗浄用ノズル１０１が配置されれば良い。

【0028】

また、タンク内の洗浄用ノズル１０１等とタンク仕切弁Ｅの洗浄装置１を一体化することにより、単にタンク内を洗浄するだけでなく、タンク仕切弁Ｅ等の内面も効率的に洗浄できる。

【0029】

タンク内の洗浄用ノズル１０１は、高圧水の噴射ノズルを水平方向に交差する方向に回転させ、尚且つ、水平方向に回転できることが好ましい。これにより、複雑な形状を有するタンク内部の全ての領域を洗浄できる。また、同じタンク内壁面の被洗浄領域に対して、様々な角度から高圧水を噴射させることにより、洗浄ムラが解消される。

【0030】

タンク内洗浄装置１００およびタンク内の洗浄用ノズル１０１の移動操作は、手動でも自動でも良い。手動で行う場合には、ランスの伸長長さや各ユニットの回転角度を計測しながら行っても良いし、タンク内の洗浄用ノズル１０１等にカメラを搭載させて目視で行っても良い。自動で行う場合には、エンコーダによる位置制御で洗浄シーケンスに従い、目的部を洗浄する。さらに、タンク内洗浄装置１００の外部に表示パネル１１を用意して、タンク本体Ｂの洗浄条件（洗浄圧力、水の供給流量、速度など）、洗浄チャンバー２の洗浄条件（洗浄圧力、水の供給流量、速度など）、移動機構９の駆動シリンダ８に供給する空気圧、駆動シリンダ８空気圧の分岐タイミング、検知部１０を用いたノズル連結棒７の固定位置など、を遠隔操作できる。

【0031】

次に、図５に示すとおり、本実施形態の洗浄工程について説明する。
まず、タンク内洗浄装置１００の洗浄用ノズル１０１をタンクＡ内に下降させた後、タンクＡ内を洗浄する。高圧水発生手段から供給される高圧洗浄水を噴射ノズルにより所望の方向に噴射することで、タンクＡ内に付着する溶剤等を洗浄する。

【0032】

次に、タンク仕切弁Ｅを洗浄する準備工程として、洗浄用ノズル１０１をタンクＡ外に上昇させた後、空気供給源から駆動シリンダ８の一端に空気を供給する。これにより、ノズル連結棒７およびノズル本体６を移動させ、洗浄チャンバー２内に洗浄装置１を洗浄チャンバー２の側面から搬入する。

【0033】

次に、洗浄装置１に水供給源からノズルユニット５に高圧水を供給した後、ノズル本体６から高圧水を噴射し、タンク仕切弁Ｅに付着する溶剤等を洗浄する。

【0034】

次に、タンク仕切弁Ｅの洗浄終了後、水供給源の高圧水供給を停止した後、洗浄時とは逆の方向に駆動シリンダ８を移動させ、洗浄装置１を洗浄チャンバー２の側面から搬出する。

【0035】

なお、本実施形態のタンク内洗浄装置１００や、本実施形態の洗浄工程において、ノズルユニット５を用いた洗浄は、固定位置からタンク仕切弁Ｅを洗浄する。駆動シリンダ８の動きを制御することによって、ノズル本体６の位置を変化させながらタンク仕切弁Ｅを洗浄する構成や工程としてもよい。

【0036】

具体的には、本実施形態の洗浄工程において、駆動シリンダ８の駆動に伴うノズル連結棒７およびノズル本体６の移動が完了した後、タンク仕切弁Ｅの洗浄効果を目視やカメラ等を用いて確認しながら、駆動シリンダ８の駆動方向を切り替えることで前後方向を切り替えて、洗浄効果の薄い箇所を洗浄してもよい。

【符号の説明】

【0037】

１ 洗浄装置
２ 洗浄チャンバー
３ 密閉部
４ 密閉蓋
４ａ フランジ
４ｂ 補助フランジ
４ｃ 弾性部材
４ｄ 樹脂部材
５ ノズルユニット
６ ノズル本体
７ ノズル連結棒
８ 駆動シリンダ
９ 移動機構
１０ 検知部
１１ 表示パネル
１００ タンク内洗浄装置
１０１ タンク内の洗浄用ノズル
１０２ 昇降部
Ａ タンク
Ｂ タンク本体
Ｃ タンク開口
Ｄ タンク仕切部
Ｅ タンク仕切弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】