(57)【要約】      （修正有）【課題】輸送パイプの直管部や曲管部内面の所定要部内面を高い精度で電解研摩する研摩装置を提供する。【解決手段】輸送パイプ内を挿通可能で管内牽引体と電解溶液供給パイプを接続した磁性体コマノズルと、同磁性体コマノズルの前後に対向配置した一対の軟質傘状シールドと、該一対の軟質傘状シールドの閉状態を解除するストッパーとからなる電解溶液研摩装置と、輸送パイプの研磨対象部外周に着脱可能に設けた取付固定本体と、取付固定本体に設けた回転プーリーとインターナルリングギアーと太陽歯車と、インターナルリングギアーと太陽歯車間に噛み合わせた複数の遊星歯車と、遊星歯車の回転軸に固定し遊星歯車と共に公転自転可能にした磁石円盤とからなる反発磁場形成装置とにより構成した。【選択図】図１
2006026753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送パイプ内を挿通可能で一端面中心部に管内牽引体を接続し、他端面中心部に電解溶液供給パイプを連通接続し、外周に電解溶液噴射ノズルを有する磁性体コマノズルを設け、同磁性体コマノズルの前後近傍において、円形軟質膜を張った軟質傘骨の開閉軸部を管内牽引体と電解溶液供給パイプに密着した一対の軟質傘状シールドを管内開閉可能に且つ互いに対向して設け、該一対の軟質傘状シールドに未使用時その閉状態を維持し使用時にそれを解除するストッパーを設けてなる電解溶液研摩装置と、輸送パイプ内面の電解研摩対象部外周に着脱可能に取付固定本体を設け、取付固定本体に、輸送パイプ外周に沿わせる太陽歯車を固定すると共に回転プーリーを回転可能に設け、回転プーリーにインターナルリングギアーを設け、インターナルリングギアーと太陽歯車間に複数の遊星歯車を噛み合わせてインターナルリングギアの回転で該遊星歯車を公転自転可能にし、前記遊星歯車の回転軸部に反撥式磁石円盤を固定し遊星歯車と共に回転可能にしてなる連続反撥磁場形成装置とから構成したことを特徴とする輸送パイプ内面の研摩装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転反撥磁場を利用して機械研摩及び化学研摩を組み合わせて、輸送パイプの直管部や曲管部内面の所定要部内面を高い精度で電解研摩する研摩装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品、薬品、半導体、化学薬品工場等の製造装置に使用される輸送パイプは、内壁面に雑菌、不純物等通過する物質が付着するため、その洗浄除去時間とコストとの関係で、内面を鏡面仕上げしたサニタリーパイプを主力に使用している。
しかしパイプの内面仕上げ要求精度は0.4μm以下であり、輸送パイプの直管部はこの仕上げ精度で可能であるが、曲管部は溶接部がある場合は、溶接を、コンピュータ制御溶接機で行い、発生する熱を赤外線で測定しながら電流と電圧をコントロールし均一な裏ビードがでるようにしても、仕上げ精度は±１mmであり、直管部に比し100〜1000倍の段差が付いている。
特に食品輸送パイプでは、曲管部の上記溶接部の段差は、付着物が多く雑菌が発生するので薬品洗浄しその後、加熱蒸気で洗浄しなければならない煩雑でコストが掛かる結果となる。そのため曲管部をフランジ継ぎ組体でモジュール化しているが雑菌発生の問題は解決されない。
そこで曲管部の上記溶接部の段差部を研摩して雑菌発生を防止するため、特許文献１〜特許文献３で公知のように、電解研摩を採用しているが、溶接部に電極を正確にセットするのが困難で研摩材付のエミリー式ペパー等を取り付けて回転除去している。
因みに電解研磨そのものは、特許文献４〜特許文献６で公知のように、パイプ側を（−）内面電極側を（＋）として、硝酸ソーダNaNO3、リン酸ソーダNaH3PO4、硫酸ソーダNaH2SO4等の一種を20％濃度にした電解液を用い、これに１〜10Aの電流で５〜20Vの電圧の直流電気を流し、時々交流を流して電解液に活性化を与えて、パイプ内面物を溶解除去するものがある。
【特許文献１】特開平０３−１４９１３２号公報
【特許文献２】特開昭６１−１８２７５０号公報
【特許文献３】特開平０２−２７９２１５号公報
【特許文献４】特開昭６１−１８２７５号公報
【特許文献５】特開昭６３−２２１９６５号公報
【特許文献６】特開平０３−１４９１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前記電解研摩でも曲管部の最初の９０°エルボ迄が限界でそれより先の溶接部研摩は出来ない。従って溶接部研摩は、組み立て前に、溶接する度に特殊ボールジョイント付のハブ研摩をしその後、竿の中に電線を入れて電解液を送り溶接線に沿って液を供給し研摩する程度であった。これでは溶接部がコンピュータ制御の溶接機により±0.1mm程度の精度迄できるため不十分であり、特に小径パイプの場合は、粘土の中に研摩材を入れて圧力圧送研摩しなければ精度を満足することができない。しかしこれとて各種設備の確保や作業性の問題などで実際に実施されているのは希である。
このような電解研摩による輸送パイプの内面研摩は、曲管部に対しては機械化されておらず前記各種の問題があるが、直管部も長大化すると、従来の研摩設備は、パイプ回転機構、電解液供給装置、電源保持機構、電解液使用後の中和処理装置、洗浄装置、電解液中和後の保護装置を必要とし、しかも大型化する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、その特徴とする技術条件は、次の（1）にある。                            
(1)．図１、図２に示す実施例のように、輸送パイプP内を挿通可能で一端面中心部に管内牽引体１を接続し、他端面中心部に電解溶液供給パイプ２を連通接続し、外周に電解溶液噴射ノズル３を有する磁性体コマノズル４を設け、同磁性体コマノズル４の前後近傍各々において、円形軟質膜51、52を張った軟質傘骨61、62の開閉軸部71、72を管内牽引体１と電解溶液供給パイプ２に密着した一対の軟質傘状シールド81、82を管内開閉自在に且つ互いに対向して設け、該一対の軟質傘状シールド81、82に未使用時その閉状態を維持し使用時に解除するストッパー91を設けてなる電解溶液研摩装置Aと、輸送パイプP内面の電解研磨対象部外周に着脱可能に取付固定本体100を設け、取付固定本体100に、輸送パイプP外周に沿わせる太陽歯車140を固定すると共に回転プーリー110を回転可能に設け、回転プーリー110にインターナルリングギア120を設け、インターナルリングギアー120と太陽歯車140間に複数の遊星歯車131、132、133を噛み合わせてインターナルリングギア120の回転で該遊星歯車を公転自転可能にし、前記遊星歯車の回転軸部171、172、173に反撥式磁石円盤151、152、153を固定し遊星歯車と共に回転可能にしてなる連続反撥磁場形成装置Bとからとから構成したことを特徴とする輸送パイプ内面の電解研摩装置。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、輸送パイプ内面の直管部や曲管部を問わず、その任意の被研摩部例えば溶接部に簡単に、電解溶液研摩装置の磁性体コマノズルを位置させると共に、該溶接部の外周に沿って連続反撥磁場形成装置の公転自転回転磁石円盤を位置させ、磁性体コマノズルの前後を軟質傘状シールドで密閉してこの後の電解溶液収容とその戻し循環を可能にし、磁性体コマノズルと溶接部に通電（１〜10Aの電流で５〜20Vの電圧の直流電気）しながら電解溶液を溶接部に噴射して溶接裏波ビードの凹凸を電解除去するのである。そして更に、該反撥式磁石円盤を公転自転させて強力な反撥磁場を連続形成させて電解溶液を活性化させ且つ電解を促進させると共に、磁性体コマノズルからSUS410、SUS430、等のマルテンサイト系又はAl2O3の小径粒体(0.5〜2.0mm)を噴射することにより、粒体を該反撥磁場で溶接裏波ビード除去面に強力引き付け回転磁場で圧着転動させ、バレル研摩しながらピーニング効果を得て組織を緻密にし耐食性を向上させ二番腐食を防止するのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の実施するための最良の形態は、本発明の実施例の紹介で詳述する。
【実施例１】
【０００７】
本発明の実施例装置を、図面と共に説明する。
図１は、本発明装置例をSUS製の輸送パイプPの溶接部Zに配置した図2の矢視AーAからの縦断面説明図であり、図2は図1の矢視BーBからの正面説明図であり、図3、図４は、輸送パイプPに対する本発明装置一連の電解研摩操作と関係装置の全体配置の概要を示す説明図であり、図3は準備段階を示し、図４は電解研摩作業本番状態を示す。
本実施例において、電解溶液研摩装置DKは、輸送パイプP内を挿通可能で一端面中心部に管内牽引体（パイプ）１を接続し、他端面中心部に電解溶液供給パイプ２を連通接続し、外周に電解溶液噴射ノズル３を有する磁性体コマノズル４と、+電極線201を磁性体コマノズル４に通電接続し−電極202を輸送パイプP外周に接続し電解時に１〜10Aの電流で５〜20Vの電圧の直流電気を流す電源装置200と、同磁性体コマノズル４の前後近傍各々において、ゴム製円形軟質膜51、52を張ったゴム製軟質傘骨61、62の開閉軸部71、72を管内牽引体１と電解溶液供給パイプ２に密着した管内開閉自在に且つ互いに対向して設けた一対の軟質傘状シールド81、82と、該一対の軟質傘状シールド81、82に未使用時その閉状態を維持し使用時に解除するストッパー（和紙製紙縒り）91とからなる。軟質傘状シールド81、82の前記開閉軸部71、72の各々はスプリング73、74を介して締めリング75、76に補強されクッション摺動可能にしてある。
連続反撥磁場形成装置Mは、輸送パイプP内面の電解研磨対象部外周に着脱可能にした取付固定本体100と、取付固定本体100に輸送パイプP外周に沿わせて固定した太陽歯車140と、取付固定本体100に輸送パイプP外周に沿わせて回転可能に設けた回転プーリー110と、回転プーリー110をベルト160を介して回転させるモーター装置161と、回転プーリー110に固定して設けたインターナルリングギア120と、インターナルリングギア120と太陽歯車140間に噛み合いインターナルリングギア120の回転で該遊星歯車を公転自転可能にし等円弧間隔で配置した３個の遊星歯車131、132、133と、前記遊星歯車の回転軸部171、172、173に固定し遊星歯車と共に回転可能にした反撥式磁石円盤151、152、153とからなる。
【０００８】
電解溶液研摩装置DKは、電解溶液供給パイプ2と管内牽引体1間に磁性体コマノズル4を介設してあるので、被研摩部の外側に探知過流センサー301を配置し、ここで磁性体コマノズル4の到来を検出して管内牽引体1の巻き取り器302と巻き戻し器505を停止させて、輸送パイプの径や長さの大小及び直管部、曲管部を問わず簡単容易に確実に被研摩部に電解溶液噴射用の磁性体コマノズル4をセットすることができる。
電解溶液供給パイプ2は軟質で引っ張り強度の高いパイプがよい。管内牽引体1も軟質で引っ張り強度の高いパイプ等がよい。
磁性体コマノズル4は、管外から探知されやすいように磁性体にしその噴射ノズル3は、被研摩部全周面に電解溶液が満遍なく噴射されるように噴出口を放射状に孔又はスリット状に一重や二重に並列設置するなどその他適宜に配置する。また噴射して開いた軟質傘状シールド81、82間の電解溶液プールに電解溶液が充満したらこれを管内牽引体1に排出するリリーフ弁530を付設してある。
本発明において、連続反撥磁場形成装置Mは、取付固定本体100、回転プーリー110、インターナルリングギア120、太陽歯車140を図2に示すように少なくとも２分割タイプの噛み合い着脱型にすれば、電解溶液研摩装置の管内移動に伴い、迅速に的確に被研摩部に組み立てセットすることができる。図2中101は、2分割の取付固定本体100の開閉軸部、102は連結部を示す。
磁石円盤151、152、153の配置は、特開昭64−77743号公報に記載のように三角配置が、磁力線深度が大きく好ましいが、自転のみのため均一性に欠け限界がある。本例では、三角配置で且つ自転公転させることで、磁力線深度をパイプ周方向に均一に深く連続した反撥磁場強度を強力にし一定に形成するのである。
本実施例装置において磁性体コマノズル4から噴射する電解溶液は、輸送パイプPがSUS製のため、少量のビタミンC（アスコルビン酸C6H8O6）を入れた炭水化物酸例えば、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸を溶解した液の中に５％以下の塩を入れてクエン酸ソーダ、リンゴ酸ソーダ、酒石酸ソーダ、コハク酸ソーダとし、ｐH：６〜6.5の弱酸を使用することが好ましい。これにより電解発生する解離塩素イオンがステンレスの不動態膜を破り溶解を促進する。またパイプ内の濡れ性を良くし、同時に表面張力を取るため0.01〜0.02％の界面活性剤を入れると良い。
つまり溶接部Zは、一般に、溶接２番（ハズ部）の組織は、急熱急冷で弱くなり引き割れを起こすため、SUS304は６％以下、SUS316は10％以下のフェライト組織を持つ二相合金にして伸びを与えて割れを防止しているが、反面耐食性に弱いので前記従来の前記電解化学液では二番喰われを惹起する恐れがあるため上記電解溶液が効果的である。
また該弱酸電解溶液は、アルカリを１〜２％入れることで処理後の中和を簡単に且つ安全に出来一般生活排水同様に下水に放出できる。
また本発明装置において電解溶液による電解研摩完了後は、磁性体コマノズルから５％以下のフッ酸を電解研摩面に塗布して再びより強固な不動態膜を生成することができる。
【０００９】
図3、図４において、本例装置の一連の電解研摩操作を説明する。
図3において、コンプレッサー501から輸送パイプP内に圧縮空気を流し、ベンチュリー管502にセットしてある道糸503を輸送パイプP内に吸引させ搬送パイプPの出側の巻き取り器302に巻き取り可能に装着する。次ぎにベンチュリー管502にある道糸503の後端にNo20番の釣り糸503を繋ぎ、巻き取り器302で道糸503を巻き取りNo20番の釣り糸503の先端繋ぎ目を輸送パイプPの出側に到達させる。次いで釣り糸503の後端にNo38番のSUSワイヤー504を繋ぎ同様に輸送パイプPの出側に到達させる。図４に示すように、ベンチュリー管502を外し電解溶液供給パイプ2専用の巻き戻し器505を取り付け、SUSワイヤー504の後端に電解溶液研摩装置DKの管内牽引体1の先端を繋ぎ、巻き取り器302でSUSワイヤー504を巻き取り、巻き戻し器505を巻き戻し動作させて輸送パイプP内に電解溶液研摩装置DKを管内牽引体1から導入する。
管内牽引体1先端が巻き取り器302に到達したら図４に示すように巻き取り器302を外し管内牽引体1専用の巻き取り器520を取り付ける。
巻き戻し器505は、巻き電解溶液供給パイプ2の後端とロータリージョイント521を介して電解溶液供給本管507と連通接続し、巻き取り器520は、巻き取り管内牽引体1の先端とロータリージョイント522を介して電解溶液回収管506に連通接続する。
該電解溶液研摩装置DKの管内導入過程で最初の溶接部Z1に磁性体コマノズル4が到来すると外側に配置した探知過流センサー301からの検出信号を探知機511が受信して、巻き取り器520と巻き戻し器505の制御器512、513に微調整信号を送り溶接部Z1に±１mmの誤差内で位置合わせし、管内牽引体1の牽引を一旦停止する。この後研摩準備を行う。
図４において、研摩準備は、一旦探知過流センサー301を退去させ、溶接部Z1の外側に連続反撥磁場形成装置Mを配置する。
次ぎに電解溶液供給本管506のポンプ508を作動させ電解溶液をタンク509（電解溶液回収管506からの戻り液も受ける）から磁性体コマノズル４に供給する。これで電解溶液はノズル３から噴射しストッパー（和紙製紙縒り）91を濡らしゴム製軟質傘骨61、62の弾性復元力で切り、一対の軟質傘状シールド81、82を自力で開かせその対向間に電解溶液プールを形成する。これと同時に電源装置200をON状態にして通電すると共に連続反撥磁場形成装置Mを稼働させ反撥式磁石円盤151、152、153を公転自転させ強力で深い反撥磁場を形成して電解液を活性化させる。この後ベンチュリー管510から金剛砂とAl2O3粒の混合研磨粒子をポンプ508を介して電解溶液供給本管507に供給し磁性体コマノズル4から噴射して反撥式磁石円盤151、152、153の自転公転による連続反撥磁場により溶接部Z1の電解研摩面に該粒子を引き付け圧接転動させて研削する。研磨粒子は粒度を大・中・小と揃えて研摩順に交換することで0.4μm程度まで平滑研摩するころができた。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
従来、食品工場では一食品生産中にパイプ搬送液体を多数変更するがその都度、輸送パイプの内面を水洗浄、薬洗浄、温洗浄を必須とし、一食品生産を終えると殺菌ガス封入を行い且つ曲管部の溶接部は、溶接部段差があり、食品付着が多く雑菌が発生するので念入りな薬品洗浄後、加熱蒸気で洗浄しなければならないが、本発明によれば、曲管部の溶接部を0.4μm程度まで平滑研摩できるので、以降、一食品生産後等の輸送パイプ洗浄は、簡単な水洗後に、蒸気殺菌か、又は本発明者が発明した「スクリューシリンダー式固形ドライアイス製造装置」特願2004-163705の[塊状粒状ドライアイスと殺菌水供給による超音波洗浄]を一回するのみで迅速安全且つ安価で簡単に実施する事ができるのである。
更に電解研摩後に、液電解研摩液を各種メッキ液に変更し電極接続を前記電解研摩時とは逆にすれば、溶接部の電解研摩面に各種メッキを施すこともできる。例えばクロムメッキで耐摩耗性を出し、銀メッキで抗菌対策を容易にできる。この際の電源は市販の12V〜24Vバッテリーで充分である。
このように本発明は、優れた効果を有し、輸送パイプ内面に研摩やメッキを必要とする産業に有効に活用される可能性は多大なものがある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明装置例をSUS製輸送パイプPの溶接部Zに配置した図2の矢視AーAからの縦断面説明図である。
【図２】図1の矢視BーBからの正面説明図である。
【図３】輸送パイプPに対する本発明装置の一連の電解研摩操作と関係装置の全体配置の概要を示す説明図であり工程として準備段階を示す。
【図４】図３の次ぎの工程の電解研摩作業本番状態を示す。
【符号の説明】
【００１２】
DK             電解溶液研摩装置
M              連続反撥磁場形成装置
Z、Z1          溶接部
P              輸送パイプ
１             管内牽引体（パイプ）
２             電解溶液供給管
３             電解溶液噴射ノズル
４             磁性体コマノズル
51、52         ゴム製円形軟質膜
61、62         ゴム製軟質傘骨
71、72         開閉軸部
73、74         スプリング
75、76         締めリング
81、82         軟質傘状シールド
91             ストッパー（和紙製紙縒り）
100            取付固定本体
101            開閉軸部
102            連結部
140            太陽歯車
110            回転プーリー
120            インターナルリングギアー
131、132、133 遊星歯車
151、152、153 反撥式磁石円盤
160            ベルト
161            モーター装置
200            電源装置
201            +電極線
202            −電極
301            探知過流センサー
302            巻き取り器
501            コンプレッサー
502            ベンチュリー管
503            道糸
503            No20番の釣り糸
504            No38番のSUSワイヤー
505            巻き戻し器
506            電解溶液回収管
507            電解溶液供給本管
508            ポンプ
509            電解溶液をタンク
ベンチュリー
探知機
512、513       制御器
520            巻き取り器
521、522      ロータリージョイント
530           リリーフ弁
【図１】
2006026753.tif 000003
【図２】
2006026753.tif 000004
【図３】
2006026753.tif 000005
【図４】
2006026753.tif 000006