(57)【要約】【課題】軽量小型化でき、多数本の管が縦置きされた場所において、縦置きされた各管の洗浄作業を効率的に行うことが可能な縦管の内面洗浄装置を提供する。【解決手段】移動可能な台車部100と、ハンドル部110と、台車部100に載置される送出し機構部200を備え、送出し機構部200は、駆動ローラ210と押圧ローラ220を備え、これら駆動ローラ210と押圧ローラ220の間に上から下向きにセットされると共に先端に洗浄ヘッド12が取り付けられたフレキシブル管10を、駆動ローラ210の回転により、洗浄対象の縦管３のパイプ穴４に、所定の位置まで直線的に送り出し、駆動ローラ210の反転により縦管３の内部から引き上げられたフレキシブル管10を、減速センサ254と停止センサ256により所定の位置に減速および停止させる構成とする。【選択図】図１
2020014982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な台車部と、ハンドル部と、前記台車部に載置される送出し機構部を備え、前記送出し機構部は、先端に洗浄ヘッドが装着されたフレキシブル管を下向きに保持して上下方向に案内する案内手段と、下向きに保持されたフレキシブル管を、洗浄対象の縦管の内部に対し下向きに送り出すととともに洗浄対象の縦管の内部から引き戻す往復駆動手段を備えていることを特徴とする縦管の内面洗浄装置。
【請求項２】
前記往復駆動手段が、駆動ローラと押圧ローラを備え、前記下向きに保持されフレキシブル管をこれら駆動ローラと押圧ローラの間に保持し、駆動ローラの回転により、前記下向きに保持されフレキシブル管を送出し方向および引き戻し方向に往復動作させることを特徴とする請求項１記載の縦管の内面洗浄装置。
【請求項３】
前記押圧ローラが、ガイド手段により前記駆動ローラに対し離間方向に移動可能に支持されるとともに、付勢手段により前記駆動ローラに向けて一定の押し荷重で付勢されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の縦管の内面洗浄装置。
【請求項４】
前記送出し機構部が、引き戻されたフレキシブル管を減速および停止させる減速停止手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の縦管の内面洗浄装置。
【請求項５】
洗浄対象である縦管の上端開口部を撮像するカメラ部を前記台車部の下部に備え、前記カメラ部により撮像された映像を出力表示するモニター部を前記ハンドル部に備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の縦管の内面洗浄装置。
【請求項６】
前記カメラ部が、前記台車部の傾斜態勢において、洗浄対象の縦管の上端開口部を撮像可能とする角度補正機構を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の縦管の内面洗浄装置。
【請求項７】
前記台車部と、前記ハンドル部と、前記送出し機構部が、互いに分解可能および組立可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の縦管の内面洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦置きされた長尺な縦管の内面を洗浄するための洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、縦置きされた長尺な鋼管内の洗浄に市販の電動式チューブクリーナーが用いられている。この電動式チューブクリーナーに用いられるフレキシブルチューブ（フレキシブル管）は、案内用のアウターケーブルと動力伝達用のコアケーブルで構成され、コアケーブルの先端に装着した洗浄ブラシに回転力を伝えながらアウターケーブルを搖動させることにより鋼管内の洗浄を行っている。しかしながら、洗浄する鋼管が多数あるとき、フレキシブル管を上下に搖動（押し引き）すると、フレキシブル管の重量も加わり、作業が重労働となるという課題があった。
【０００３】
一方、原料糖の製造においては、原料のサトウキビから取り出された上澄み液を濃縮するための装置として、効用缶が知られている。効用缶は、直径が３．５ｍ、高さが８ｍもある大きな設備で、図８に示すように蒸気を効用缶１の熱交換部２に供給し、多数本の熱交換パイプ３の中を流れる上澄み液を濃縮させるようになっている。
【０００４】
熱交換パイプ３の内面にはスケール（被膜）が付着することから、従来は、作業者が側面の入口５（直径約５０ｃｍ）から扉６をあけて缶内部Ｋに入り、上部床７からパイプ穴４に上記のフレキシブル管を押し引きして、先端の洗浄ブラシにより内面のスケールを除去しており、作業者の負担は非常に大きいものであった。
【０００５】
縦管の内面を洗浄する装置として、例えば、先端に高圧水噴出ノズルを備えた耐圧ホースを可撓性管に収容し、同可撓性管を下から上に向けて排水配管内を直立状態で送り上げ、先端の高圧水噴出ノズルから高圧水を噴射させて管内面を洗浄する装置（特許文献１）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−６５４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上に述べた従来の装置は、設置型であり建物の排水配管の洗浄には向くものの、上に述べたような効用管の内部で移動しながら多数本の熱交換パイプを洗浄する作業には不向きである。また、製糖業界では、軽量小型化でき、効用管の内部で熱交換部の洗浄作業を効率的に行える装置の実現が強く要望されていた。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、軽量小型化できて、多数本の長尺な管が縦置きされた施設において、縦置きされた各管の洗浄作業を効率的に行うことが可能な縦管の内面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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る縦管の内面洗浄装置は、
移動可能な台車部と、ハンドル部と、前記台車部に載置される送出し機構部を備え、前記送出し機構部は、先端に洗浄ヘッドが装着されたフレキシブル管を下向きに保持して上下方向に案内する案内手段と、下向きに保持されたフレキシブル管を、洗浄対象の縦管の内部に対し下向きに送り出すととともに洗浄対象の縦管の内部から引き戻す往復駆動手段を備えていることを第１の特徴とする。
【００１０】
本発明に係る縦管の内面洗浄装置は、
前記往復駆動手段が、駆動ローラと押圧ローラを備え、前記下向きに保持されフレキシブル管をこれら駆動ローラと押圧ローラの間に保持し、駆動ローラの回転により、前記下向きに保持されフレキシブル管を送出し方向および引き戻し方向に往復動作させることを第２の特徴とする。
【００１１】
本発明に係る縦管の内面洗浄装置は、
前記押圧ローラが、ガイド手段により前記駆動ローラに対し離間方向に移動可能に支持されるとともに、付勢手段により前記駆動ローラに向けて一定の押し荷重で付勢されていることを第３の特徴とする。
【００１２】
本発明に係る縦管の内面洗浄装置は、
前記送出し機構部が、引き戻されたフレキシブル管を減速および停止させる減速停止手段を備えることを第４の特徴とする。
【００１３】
本発明に係る縦管の内面洗浄装置は、
洗浄対象である縦管の上端開口部を撮像するカメラ部を前記台車部の下部に備え、前記カメラ部により撮像された映像を出力表示するモニター部を前記ハンドル部に備えることを第５の特徴とする。
【００１４】
本発明に係る縦管の内面洗浄装置は、
前記カメラ部が、前記台車部の傾斜態勢において、洗浄対象の縦管の上端開口部を撮像可能とする角度補正機構を備えることを第６の特徴とする。
【００１５】
本発明に係る本発明に係る縦管の内面洗浄装置は、
前記台車部と、前記ハンドル部と、前記送出し機構部が、互いに分解可能および組立可能であることを第７の特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、効用缶の内部など多数本の長尺な管が縦置きされた設備において、作業者が、台車部を移動させながら、送出し機構部にセットされた洗浄用のフレキシブル管を目的の管に安定かつ自動的に送り出して、各管の洗浄作業を順次効率よく行うことができ、これにより、作業者の作業負担を大幅に減らすことができるという優れた効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、移動可能な台車部と、ハンドル部と、前記台車部に載置される送出し機構部をそれぞれ分解および組立可能として、軽量小型化を図ることができ、効用缶の内部のような出入り口の狭い場所であっても、容易に搬入、搬出が可能で内部で洗浄作業を行えるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る縦管の内面洗浄装置の正面図、
【図２】図１に示す縦管の内面洗浄装置の側面図、
【図３】送出し機構部の正面図、
【図４】送出し機構部の右側面図
【図５】送出し機構部の左側面図、
【図６】（Ａ）は制御部を示す側面図、（Ｂ）は操作ボックスの操作部を示す平面図、
【図７】図１の洗浄装置を用いて熱交換パイプの内面を洗浄作業する様子を示す説明図、
【図８】効用缶の構造を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。図１ないし図８は本発明に係る一実施形態を示すもので、これらの図において、符号Ｓは縦管の内面洗浄装置（以下、内面洗浄装置という）、符号１は効用缶、符号１０は洗浄用のフレキシブル管を示している。
【００２０】
内面洗浄装置Ｓは、図８に示す効用缶１の熱交換部２に縦置きされた多数本の長尺な熱交換パイプ（縦管）３の内面を、図７に示すように、フレキシブル管１０の先端に取り付けられた洗浄ブラシ１２を用いて洗浄する装置であり、同装置Ｓは、図１および図２に示すように、台車部１００と、ハンドル部１１０と、送出し機構部２００を備えている。これら台車部１００と、ハンドル部１１０と、送出し機構部２００は、互いに分解および組立可能である。
【００２１】
台車部１００は、平板状の台車ベース１０２の下面の後部寄りに、左右一対の車輪１０４を備え、また、台車ベース１０２の下面の前部寄りに、左右一対の長さ調整可能なストッパー１０６を備えている。
【００２２】
ハンドル部１１０は、台車ベース１０２の上面後部に左右一対の支柱１１２がボルトにより着脱可能に取付けられており、各支柱１１２は途中から斜め後方上向きに延びて水平部１１４と接続されている。ハンドル部１１０には、カメラ部１２０からの映像が表示されるモニター部１３０が、取付け部材１３２を介して設けられている。また、ハンドル部１１０の水平部１１４には、洗浄作業用の操作ボックス１４０が取り付けられている。
【００２３】
送出し機構部２００は、台車ベース１０２の上面に着脱可能に取付けられた箱状の補助ベース２０２を備えている。補助ベース２０２の上面には板状の取付け部材２０４を介して前端寄りに板状の垂直支持部２０６が取り付けられている。
【００２４】
垂直支持部２０６には、図３に示すように、前方から見て右側に上下一対の大径な駆動ローラ２１０、２１０が、それぞれ支持軸２１１により回転可能に支持されている。上下の駆動ローラ２１０、２１０は、フレキシブル管１０を洗浄対象の熱交換パイプ３の穴に所定の位置（下端）まで往復移動させるもので、取付け部材２０４上に設置されたモータ２１２により、図４に示すベルト２１４およびプーリ２１６を介して、同期して正転方向および反転方向に回転する。各駆動ローラ２１０は端面にＶ字溝もしくはＵ字溝が設けられている。
【００２５】
同じく垂直支持部２０６には、図３に示すように、各駆動ローラ２１０に対向して、前方から見て左側に上下一対の小径な押圧ローラ２２０、２２０が、それぞれ支持軸２２１により回転自在に支持されている。各支持軸２２１は、図５に示すように、垂直支持部２０６に取付け部材２２３を介して取り付けられたＬＭガイド（リニアガイドユニット）２２２に水平方向（駆動ローラと離間する方向）に移動可能に支持されており、スプリング２２４により、各押圧ローラ２２０が対向する駆動ローラ２１０に向けて一定の押圧力で付勢されている。各押圧ローラ２２０は端面にＶ字溝もしくはＵ字溝が設けられている。
【００２６】
上側の駆動ローラ２１０と押圧ローラ２２０の上側には、図３に示すように、先端の洗浄ブラシ１２と共にフレキシブル管１０を下向きに規制して案内する上ガイド部２３０が設けられている。同様に、下側の駆動ローラ２１０と押圧ローラ２２０の下側には、フレキシブル管１０をさらに下向きに規制して案内する下ガイド部２４０が設けられている。
【００２７】
前記上ガイド部２３０は、垂直支持部２０６に左右の支持部材２３３を介して回転自在に軸支された前後のガイドローラ２３２、２３２と、左右の支持軸２３５に片持ち支持された左右のガイドローラ２３４、２３４から構成されている。同様に、前記下ガイド部２４０は、垂直支持部２０６に左右の支持部材２４３を介して回転自在に軸支された前後のガイドローラ２４２、２４２と、左右の支持軸２４５に片持ち支持された左右のガイドローラ２４４、２４４から構成されている。
【００２８】
なお、上記の上ガイド部２３０、下ガイド部２４０は、フレキシブル管１０を下向きに保持して上下方向に案内する案内手段を構成する。一対の駆動ローラ２１０、一対の押圧ローラ２２０は、下向きに保持されたフレキシブル管１０を洗浄対象のパイプ穴４に送り出すとともに同パイプ穴４から引き戻す往復駆動手段を構成する。
【００２９】
下ガイド部２４０の下側には、図３に示すように、下向きに延びる左右一対のガイド板２５２、２５２が設けられている。一方のガイド板２５２の近傍には、フレキシブル管１０の戻り時（引き上げ時）に、フレキシブル管１０を減速させる減速センサ２５４が下側に、減速後のフレキシブル管１０を停止させる停止センサ２５６が上側に、それぞれ配置されている。減速センサ２５４および停止センサ２５６は、減速停止手段を構成し、フレキシブル管１０の先端に取り付けられた検出ドグ１４を検知する。
【００３０】
台車ベース１１０の下面にはカメラ部１２０が設けられている。カメラ部１２０は洗浄しようとする熱交換パイプ３のパイプ穴４を撮像して、送出し機構部２００に下向きにセットされて前記パイプ穴４に洗浄ブラシ１２と共に送り出されるフレキシブル管１０を位置決めするもので、カメラ部１２０により撮像されたパイプ穴４の画像は、ケーブルを介してモニター部１３０に、フレキシブル管１０の送出し位置を示す送出し位置確認マーク（例えば赤色の円マークで表示される）と共に表示されるようになっている。
【００３１】
カメラ部１２０およびモニター部１３０は、図示しない防水カバーが装着されると共に、台車部１００とは別場所（効用缶１の外部）に設置された制御部１５０（図６（Ａ）参照）とケーブル１５２を介して接続されている。また、モータ２１２、減速センサ２５４、停止センサ２５６、操作ボックス１４０はケーブル１５２を介して制御部１５０と接続されている。制御部１５０はそれらの機器を制御すると共に内蔵された電源１５４からそれらの機器を作動させる電気を供給する。
【００３２】
なお、台車部１００の台車ベース１０２に対し、ハンドル部１１０の支柱１１２はボルトにより、送出し機構部２００の補助ベース２０２はトグルクランプ２０３によりワンタッチで、それぞれ着脱可能に固定されている。ハンドル部１１０には分解組立用の冶具を吊り下げる吊り具１１６が装着されている。
【００３３】
次に、以上のように構成された内面洗浄装置Ｓを用いて、効用缶１の熱交換パイプ３の内面を洗浄する作業について図７等を用いて説明する。
【００３４】
まず、図８に示す効用缶１の内部に、洗浄用のフレキシブル管１０と、内面洗浄装置Ｓを搬入する。内面洗浄装置Ｓは３つ（台車部、ハンドル部、送出し機構部）に分解し、分解した状態で、効用缶１の扉６を開けて入口５から搬入する。搬入後に缶内部Ｋで組み立てる。
【００３５】
次に、熱交換部１の上部床７上を台車部１００の移動により、組み立てられた内面洗浄装置Ｓを、予め決めておいた洗浄順の最初の熱交換パイプ３の位置に移動させ、次いで、作業者が、フレキシブル管１０の先端を上方から送出し機構部２００の上ガイド部２３０、送出しローラ２１０および押圧ロール２２０間、下ガイド部２４０、ガイド板２５２、２５２間に通してセットし、先端に洗浄ブラシ１２を取り付ける。
【００３６】
操作ボックス１４０に設けられたモニタースイッチＳＷ１（図６（Ｂ）参照）を入れると、カメラ部１２０から撮像されるパイプ穴４がフレキシブル管１０の送出し位置を示す送出し位置確認マークと一緒にモニター部１３０に表示されるので、作業者は容易に同装置Ｓ、すなわち送出し機構部２００にセットされたフレキシブル管１０を目的のパイプ穴４に対し容易に位置決めできる。
【００３７】
次に、送出し機構部２００にフレキシブル管１０がセットされた状態で、作業者が操作ボックス１４０の起動スイッチＳＷ２を入れると、モータ２１２の駆動により、ベルト２１４およびプーリ２１６を介して、上下の駆動ローラ２１０が回転し（図７の矢印Ａ方向）、上下の押圧ローラ２２０と共にＶ字溝間に保持されたフレキシブル管１０を下向きに送り出す。操作ボックス１４０の起動スイッチＳＷ２はフレキシブル管１０を回転させる付属のモータ１５６の起動も兼ねており、フレキシブル管１０がパイプ穴４に送り出され（図７の矢印Ｃ方向）、先端の洗浄ブラシ１２が回転しながらパイプ穴４の内面のスケールを除去する。
【００３８】
パイプ穴４は予め上端近くまで水Ｗが満たされており、回転する洗浄ブラシ１２がパイプ穴４の全長に亘り往復することにより、パイプ穴４の内面に付着したスケールがパイプ穴４の内面全体に亘り除去される。
【００３９】
図６（Ａ）に示す制御部１５０には予め熱交換パイプ３の長さ情報が設定されており、洗浄ブラシ１２がパイプ穴４の下端に達すると、モータ２１２の回転が逆転して各駆動ローラ２１０が反転し（図７の矢印Ｂ方向）、フレキシブル管１０が引き戻される（図７の矢印Ｄ方向）。フレキシブル管１０の下端がパイプ穴４を退出すると、減速センサ２５４、停止センサ２５６が検出ドグ１４を順次検知し、フレキシブル管が減速し、停止する。
【００４０】
フレキシブル管１０は、重量感があり、作業者が上下に搖動（押し引き）すると重労働となるが、本装置Ｓを用いることにより、外形の不安定なフレキシブル管１０を、安定して高速で直線的にパイプ穴４に対し送出し方向および引き戻し方向に往復動作させることができる。
【００４１】
また、押圧ローラ２２０は駆動ローラ２１０に対し固定位置になく、スプリング２２４およびＬＭガイド（リニアガイドユニット）２２２の作用により、駆動ローラ２１０に対し離間方向へ移動できる許容性を備えており、フレキシブル管１０の飛び跳ね現象（過剰に撓ませると反発力により先端側が飛び跳ねる現象）を防止することができる。
【００４２】
次に、ハンドル部１１０を把持しながら台車部１００を移動させ、送出し機構部２００にセットされたフレキシブル管１０を次の熱交換パイプ３のパイプ穴７に位置決めする。カメラ部１２０はジャイロセンサーにより検知された角速度に基づき内部処理により角度を補正する機能を備えており、移動時など台車部１００が傾斜態勢にある時でも、角度を補正してモニター部１３０上に目的のパイプ穴４と送出し位置確認マークを表示させることができ、これにより、目的のパイプ穴４を容易に確認することができる。
【００４３】
次のパイプ穴４に対し、フレキシブル管１０を位置決めできたら、操作ボックス１４０の起動スイッチＳＷ２を再び入れて、フレキシブル管１０を直下のパイプ穴４に送り出し、先端の回転する洗浄ブラシ１２でパイプ穴４内面のスケールを全長に亘り除去し、再びフレキシブル管１０を元の位置に引き戻す。
【００４４】
以上のようにして、予め定めておいた洗浄順に従い、装置Ｓを移動させながらすべてのパイプ穴４について洗浄作業を繰り返す。
【００４５】
本実施形態によると、外形形状が不安定なフレキシブル管１０を、送出し機構部２００により、目的のパイプ穴４に対し直線的に安定して高速で送出し方向および引き戻し方向に往復動作させることができ、パイプ穴４の内面を効率的に短時間で洗浄することができる。例えば１本あたりの送出しの往復時間を約１０秒間程度とした洗浄作業が可能である。
【００４６】
また、駆動ロール２１０に対する押圧ロール２２０の調整作用により、フレキシブル管１０の飛び跳ね現象を防いで、フレキシブル管１０をより安定してパイプ穴４に送り出すことができる。
【００４７】
また、台車部１００の下部に設けたカメラ部１２０からの目的のパイプ穴４の撮像と送出し位置を示す位置確認マークをモニター部１３０に表示させることで、目的のパイプ穴４に対し、フレキシブル管１０を容易に、さらにカメラ部１２０にジャイロセンサーに基づき傾斜角度を調整する機構を設けることで台車部１００が傾斜態勢であってもフレキシブル管１０を確実に、位置決めすることができる。
【００４８】
さらに、装置Ｓを３つ（台車部、ハンドル部、送出し機構部）に分解可能とすることで、軽量小型化を実現して、効用缶１の狭い入口５（直径約５０ｃｍ）から缶内部Ｋに容易に搬入し、また、缶内部Ｋから容易に搬出することができる。
【００４９】
以上により、本実施形態の内面洗浄装置Ｓによると、高湿度の作業環境下にある効用缶の内部で、作業者が各熱交換パイプの洗浄作業を効率よく短時間で行うことができ、作業負荷の大幅な軽減を図ることができる。
【００５０】
本実施形態では、効用缶の熱交換パイプの洗浄作業の例について説明したが、これに限らず、他の設備における配管の内面の洗浄や研磨等にも使用することができる。
【００５１】
フレキシブル管の先端に取り付ける冶具は洗浄ブラシに限らず、他の洗浄冶具（例えば洗浄液を噴霧する冶具）であってよい。また、洗浄用に限らず、消毒用、内面塗装用等の用途であってもよい。
【００５２】
かくして、本発明の縦管の内面洗浄装置によると、縦置きされた多数本の管の洗浄作業を効率的に行うことができるようになった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、縦管の内面を洗浄する装置として利用可能であり、また、縦管の内面を研磨したり、各種液を塗布する装置としても利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  効用缶
２  熱交換部
３  熱交換パイプ（縦管）
４  パイプ穴
５  入口
６  扉
７  上部床
１０  フレキシブル管
１２  洗浄ブラシ（洗浄ヘッド）
１４  検出ドグ
１５６，２１２  モータ
１００  台車部
１０２  台車ベース
１０４  車輪
１０６  ストッパー
１１０  ハンドル部
１１２  支柱
１１４  水平部
１２０  カメラ部
１３０  モニター部
１３２，２０４，２２３  取付け部材
１４０  操作ボックス
１５０  制御部
１５２  ケーブル
１５４  電源
２００  送出し機構部
２０２  補助ベース
２０３  トグルクランプ
２０６  垂直支持部
２１０  駆動ローラ
２１１，２２１，２３５，２４５  支持軸
２１４  ベルト
２１６  プーリ
２２０  押圧ローラ
２２２  ＬＭガイド（ガイド手段）
２２４  スプリング（付勢手段）
２３０  上ガイド部
２３２，２３４，２４２，２４４  ガイドローラ
２３３，２４３  支持部材
２３４  ガイドローラ
２４０  下ガイド部
２５２  ガイド板
２５４  減速センサ（減速手段）
２５６  停止センサ（停止手段）
Ｓ  内面洗浄装置（縦管の内面洗浄装置）
ＳＷ１  モニタースイッチ
ＳＷ２  起動スイッチ
ＳＷ３  停止スイッチ
【図１】
2020014982.tif 000003
【図２】
2020014982.tif 000004
【図３】
2020014982.tif 000005
【図４】
2020014982.tif 000006
【図５】
2020014982.tif 000007
【図６】
2020014982.tif 000008
【図７】
2020014982.tif 000009
【図８】
2020014982.tif 000010