(57)【要約】【課題】本発明は、鋼管などの管状体の内部に存在する異物を除去するための異物除去装置を提供する。【解決手段】支持体３の先端に取り付けられたノズル本体２は、支持体３内の流体供給路４を介して供給された洗浄流体Ｆの流れの向きを変え、供給方向とは逆方向の噴射流体ｆを噴射する。ノズル本体が管状体１の一方の開口部から挿入された後に、噴射流体が管状体の内部に放射される。異物は、管状体の内壁面から掻き落とされ、ノズル本体を挿入した開口部に向けて排出又は押し出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状体の内部に存在する異物を除去する異物除去装置において、
流体を噴射する複数の噴射孔を設けたノズル本体と、
前記ノズル本体を前記管状体の内部に挿入する支持体と、を備え、
前記複数の噴射孔は、前記ノズル本体が前記管状体の内部に挿入されたとき、該管状体の開口部側に向いており、
前記支持体は、前記ノズル本体に前記流体を供給する流体供給路を有することを特徴とする異物除去装置。
【請求項２】
前記複数の噴射孔は、前記ノズル本体の軸を中心にした円周上に等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の異物除去装置。
【請求項３】
前記複数の噴射孔は、前記ノズル本体の軸に対して前記管状体の内壁側に傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の異物除去装置。
【請求項４】
前記流体は、前記ノズル本体が前記管状体に挿入された後に引き出されるときに供給されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の異物除去装置。
【請求項５】
前記支持体は、内部に前記流体供給路を含む管体であり、
前記管体は、支持装置に取り付けられ、
前記支持装置は、前記管体を駆動して前記ノズル本体を前記管状体の内部に挿入し又は引き出すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の異物除去装置。
【請求項６】
前記支持体は、前記管状体の軸に合わせて支持装置に取り付けられ、
前記支持装置は、前記管状体を該管状体の軸方向に駆動して前記ノズル本体を前記管状体の内部に挿入し又は引き出すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の異物除去装置。
【請求項７】
前記支持体は、内部に前記流体供給路を含む可撓性管体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の異物除去装置。
【請求項８】
前記流体は、気体又は液体であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の異物除去装置。
【請求項９】
前記流体は、洗浄媒体を含むことを特徴とする請求項８に記載の異物除去装置。
【請求項１０】
管状体の内部に挿入されたノズル本体から、該管状体の開口部に向けて流体を噴射し、該管状体の内部に存在する異物を該管状体の外部に除去することを特徴とする異物除去方法。
【請求項１１】
前記流体は、前記ノズル本体の軸を中心にして前記管状体の内部に均等に噴射されることを特徴とする請求項１０に記載の異物除去方法。
【請求項１２】
前記流体は、前記ノズル本体の軸に対して前記管状体の内壁側に傾斜して噴射されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の異物除去方法。
【請求項１３】
前記流体は、前記ノズル本体が前記管状体の内部に挿入された後に引き出されるときに、該ノズル本体から噴射されることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の異物除去方法。
【請求項１４】
前記流体は、気体又は液体であることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の異物除去方法。
【請求項１５】
前記流体は、洗浄媒体を含むことを特徴とする請求項１４に記載の異物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管などの管状体の内部に存在する異物を除去するための異物除去装置及びその除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、例えば、鋼管の製造時や、切削・加工時には、鉄屑、キリコなどの異物が発生し、その異物が鋼管の内外面に付着したまま残ることがある。この異物は、製品としても好ましいものではなく、また、後工程の処理にも影響を与えるため、この異物を除去しなければならない。しかしながら、比較的大きな口径を有する鋼管である場合には、その異物を簡単に除去でき、その内外面を清浄にすることができるが、口径が小さく、しかも、長尺である鋼管の場合には、その鋼管の内部に存在する異物を除去することは簡単ではない。
【０００３】
そこで、その様な鋼管の内部を清浄にするため、鋼管の一方の開口部から、空気等を吹き込んで、その他方の開口部から異物を排出することが行われている。また、鋼管の内面に付着した油分などを清浄にするには、有機溶剤などの洗浄液体が鋼管内部に吹き付けられて、油分などが除去されている。
【０００４】
水などによる洗浄方法としては、高圧で洗浄液の飛沫を鋼管などの細管に噴射することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。しかしながら、洗浄液の飛沫を噴射する洗浄方法には、大型の密閉型チャンバが必要であるので、設備費が高くなるという問題がある。また、水などを使用した場合には、水垢によるシミが残り、変色が発生する場合があることが問題になる。
【０００５】
この問題を解決する回避した洗浄方法として、微細な二酸化炭素粒子を金属管に吹きかけることが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。この洗浄方法は、二酸化炭素粒子が昇華する際に、鋼管などの金属管に付着している油脂類等が取り除かれるというものである。そのため、水垢を生じさせることなく効果的に洗浄が行われ、また、有機溶剤は使用されないので、環境汚染は生じない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１２４６３１号公報
【特許文献２】特開２０００−１４０７８２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、特許文献１、２などで提案された従来技術による洗浄方法では、洗浄流体が、鋼管の開口部から噴射され、該鋼管の内面に付着した異物は、反対側の開口部からその洗浄流体と共に排出又は押し出される。そのため、この洗浄方法を鋼管内部の洗浄に使用するには、鋼管の両端が開口していることを必要とし、鋼管の一端が閉じている場合には、この洗浄方法を使用することができない。この場合には、鋼管内部に存在する異物を除去することは困難となる。
【０００８】
一方、鋼管の両端が開口している場合であっても、片方の開口部が、他方の開口部より狭くなっている鋼管では、洗浄流体が片方の開口部から噴射されても、該洗浄流体が他方の開口部からスムースに排出されないため、該鋼管の内面に付着した異物が他方の開口部から十分に排出又は押し出されない場合があり、除去しきれないことがある。
【０００９】
また、従来技術による鋼管の洗浄方法では、洗浄流体は、鋼管の片方の開口部から噴射され、他方の開口部から排出されるので、鋼管内部から除去された異物は、洗浄流体と共に、鋼管外部に無造作に放出され、異物の回収に難点があった。
【００１０】
また、従来技術による鋼管の洗浄方法は、鋼管の両端が開口している場合であっても、その鋼管が長尺である場合には、例えば、異物が、洗浄流体を噴射する片方の開口部に近い部分に存在しているようなときには、この異物を他方の開口部まで押し出すだけの噴射力を用意しなければならないなど、設備面で問題があり、洗浄対象の鋼管の長さにも、自ずと制約があった。
【００１１】
そこで、本発明では、鋼管などの管状体の内部に存在する異物を除去するとき、管状体の内部に挿入するノズル本体から、該挿入した開口部に向けて洗浄流体を噴射できるようにして、異物を該開口部から排出することができる異物除去装置及びその除去方法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】
【００１２】
以上の課題を解決するため、本発明では、管状体の内部に存在する異物を除去する異物除去装置において、流体を噴射する複数の噴射孔を設けたノズル本体と、該ノズル本体を前記管状体の内部に挿入する支持体と、を備え、前記複数の噴射孔は、前記ノズル本体が前記管状体の内部に挿入されたとき、該管状体の開口部側に向いており、前記支持体は、前記ノズル本体に前記流体を供給する流体供給路を有することとした。
【００１３】
そして、前記複数の噴射孔は、前記ノズル本体の軸を中心とする円周上に等間隔で配置され、さらに、前記ノズル本体の軸に対して前記管状体の内壁側に傾斜していることとし、前記流体は、前記ノズル本体が前記管状体に挿入された後、引き出されるときに供給されることとした。
【００１４】
また、前記支持体は、内部に前記流体供給路を含む管体であり、該管体は、支持装置に取り付けられ、該支持装置は、前記管体を駆動して前記ノズル本体を前記管状体の内部に挿入し又は引き出すこととし、前記支持体は、前記管状体の軸に合わせて支持装置に取り付けられ、該支持装置は、前記管状体を該管状体の軸方向に駆動して前記ノズル本体を前記管状体の内部に挿入し又は引き出すこととし、或いは、前記管体は、内部に前記流体供給路を含む可撓性管体であることとした。
【００１５】
前記流体は、気体又は液体であり、さらには、洗浄媒体を含むこととした。
【００１６】
また、本発明の異物除去方法では、管状体の内部に挿入されたノズル本体から、該管状体の開口部に向けて流体を噴射し、該管状体の内部に存在する異物を該管状体の外部に除去することとし、さらに、前記流体は、前記ノズル本体の軸を中心にして前記管状体の内部に均等に噴射されることとした。
【００１７】
そして、前記流体は、前記ノズル本体の軸に対して前記管状体の内壁側に傾斜して噴射され、或いは、前記ノズル本体が前記管状体の内部に挿入された後に引き出されるときに、該ノズル本体から噴射されることとした。
【発明の効果】
【００１８】
上述のように、本発明の異物除去装置では、流体を噴射する複数の噴射孔を設けたノズル本体と、該ノズル本体を管状体の内部に挿入する支持体とが備えられ、管状体の内部に挿入されたノズル本体から、該管状体の開口部に向けて流体を噴射して、該管状体の内部に存在する異物を該管状体の外部に除去するので、管状体に一の開口部しかない場合でも、管状体の内部に存在する異物を該開口部から排出させ、回収することができる。
【００１９】
また、本発明による異物除去では、管状体の内部において、流体が複数の噴射孔から噴射されるため、この噴射流体が該管状体内全面を噴射し、内面に付着する異物を効率的にかき出すこととなり、一回の操作でも、異物の除去、回収を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態による異物除去装置の概要を説明する図である。
【図２】本実施形態による異物除去装置の具体例１を説明する図である。
【図３】本実施形態による異物除去装置の具体例２を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明による異物除去装置及びその除去方法の実施形態について、図１乃至図３を参照しながら、以下に説明する。
【００２２】
図１には、本実施形態による異物除去装置の概要が示されており、管状体内に供給される洗浄流体の流れを中心にして、異物除去装置の概略構成が説明されている。図中に示された符号１は、円形の管状体を表し、２は、該管状体１内に挿入されるノズル本体を、そして、３は、ノズル本体２を先端に備えた支持体を表している。さらに、白抜き矢印は、洗浄流体Ｆの流れを示している。なお、図示された異物除去装置では、支持体３自体が管で形成され、その内部が洗浄流体Ｆの流体供給路４になっている。
【００２３】
図１では、ノズル本体２が管状体１の一方の開口部から挿入された状態を示している。ノズル本体２には、支持体３内の流体供給路４を介して供給された洗浄流体Ｆの流れの向きを変える構造が備えられている。即ち、供給された洗浄流体Ｆが、ノズル本体２の内部で、図示のように、供給方向とは逆方向の噴射流体ｆとなって、管状体１の内部に放射される。噴射流体ｆの方向は、管状体１の上記一方の開口部に向かっている。
【００２４】
洗浄流体Ｆは、支持体３内の流体供給路４を介してノズル本体２まで供給され、ノズル本体２内でその流れの向きが変えられ、噴射流体ｆとなって、管状体１の内部に放射される。この噴射流体ｆを生成するために、ノズル本体２には、流体供給路４に連通した複数の噴射孔又はスリットが形成されており、これら複数の噴射孔又はスリットは、供給される洗浄流体Ｆの流れの向きに対して逆方向の向きになるように開口している。
【００２５】
複数の噴射孔又はスリットからの噴射流体ｆは、支持体３と平行に放射されても、管状体１の内壁に付着する異物ｃを除去し、管状体１の開口部に押し出すことができるが、異物ｃの除去をより強化するには、図１に示されるように、ノズル本体２の軸に対して管状体１の内壁側に傾斜させることが好ましい。
【００２６】
この様に傾斜させることにより、噴射流体ｆが管状体１の内壁に当たって、異物ｃを吹き飛ばすことができ、洗浄流体に有機溶剤などの洗浄媒体を混入させた場合には、油分などの汚れを効率よく除去することができる。また、異物ｃの除去を確実にするため、複数の噴射孔又はスリットの噴出開口を円周方向にずらして、噴射流体ｆが管状体１の開口部方向に螺旋状の流れとなるようにすることもできる。
【００２７】
また、ノズル本体２は、その断面を円形とし、管状体１内に挿入しやすいように、その先端を凸状に形成することが好ましい。ノズル本体２の大きさは、管状体１の内部に挿入することができるようにすることは当然のことであるが、ノズル本体２が管状体１に挿入され、ノズル本体２が管状体１の内部に突き進められるときに、ノズル本体２によって、異物ｃが、さらに奥に押し遣られることがないように、管状体１の内壁とノズル本体２との間に、適度な空間が存在するように、ノズル本体２の径が選択される。少なくとも、異物ｃの大きさ以上が必要である。
【００２８】
ノズル本体２に設けられる複数の噴射孔又はスリットは、同じ大きさの開口とし、ノズル本体２の軸を中心とする円周上において等間隔で配置されることが好ましい。これにより、複数の噴射孔又はスリットから噴射される噴射流体ｆが均一となり、偏ることを防ぐことができるので、異物ｃの取り残しを無くすことができる。
【００２９】
異物除去装置の支持体３は、図１に示されるように、一本の管で構成され、その管自体の内部が流体供給路４であってもよい。しかし、支持体３の構成は、これに限られず、例えば、支持体３用の管とは、別体に流体供給路４用の管を備えてもよい。また、その支持体３について、樹脂又は金属で作られた可撓性のある管を使用することができる。なお、流体供給路４は、洗浄流体の供給装置に連結される。
【００３０】
異物除去装置の支持体３は、図示されていないが、支持装置によって移動自在に保持されている。支持装置が支持体３を駆動することにより、ノズル本体２が、例えば、水平に置かれた管状体１の一端の開口部から挿入され、或いは、管状体１から引き出される。なお、支持体３が支持装置によって保持される場合に限られず、作業者が支持体３を手で保持して、異物除去作業を行うこともできる。特に、支持体３が、樹脂又は金属で作られた可撓性のある管である場合には、手作業で行う管状体１内の異物除去に適している。なお、支持体を駆動するのではなく、異物除去するべき管状体を移送するようにしてもよい。この場合には、支持体３は、管状体１の軸に合わせて支持装置に取り付けられ、その支持装置が、管状体１を該管状体の軸方向に駆動して、ノズル本体２を管状体１の内部に挿入し又は引き出すこととなる。
【００３１】
上述した異物除去装置を使用して、管状体１内に存在する異物ｃを除去する場合には、先ず、ノズル本体２を、管状体１の一方の開口部から異物ｃが存在する位置を超えるまで挿入し、次いで、洗浄流体Ｆを供給装置からノズル本体２に供給し、噴射流体ｆを管状体１の内部に噴射させながら、ノズル本体２を上記一方の開口部に向けて移動させ、最終的には、該開口部から引き出される。このとき、管状体１の内壁に付着した異物ｃは、移動するノズル本体２から噴射される噴射流体ｆによって、内壁から除去され、さらに、上記一方の開口部に押し出され、該開口部に用意された回収装置で捕捉、回収される。
【００３２】
なお、以上では、１回の操作による異物除去の場合を説明したが、異物の除去状況によっては、この異物除去操作を繰り返すこともできる。また、以上では、ノズル本体２を、異物ｃが存在する位置を超えるまで挿入した後に、噴射流体ｆを管状体１の内部に噴射させながら、ノズル本体２を一方の開口部に向けて移動させるとしたが、ノズル本体２の挿入中において噴射流体ｆを管状体１の内部に噴射させる、或いは、ノズル本体２の挿入中とノズル本体２の引き出し中において噴射流体ｆを管状体１の内部に噴射させることも可能である。
【００３３】
また、これまで、管状体１の断面が円形である場合について説明したが、上述の異物除去装置は、これに限られず、その断面が、多角形、例えば、六角形、八角形などでも適用可能である。さらに、管状体１には、鋼管を代表例に挙げたが、鉄、ステンレス、銅などによる金属管にも適用でき、或いは、例えば、樹脂、セラミックなどによる非金属管にも適用することができる。
【００３４】
また、ノズル本体２に供給される洗浄流体には、気体と液体とが挙げられ、気体には、空気、不活性ガスなどが含まれる。空気を使用すれば、環境汚染がなく、しかも、低コストであり、窒素などの不活性ガスを使用すれば、管状体表面における酸化反応を防止することができる。さらに、粉粒、微細な砥粒などを混入させた気体でも使用することができ、液体として、水、有機溶剤などの洗浄媒体が含まれる。この様に、洗浄流体の選択により、洗浄流体の特性を活かした洗浄作業ができる。また、さらに高い洗浄力を必要とする場合には、洗浄流体の供給圧力を高くすればよい。
【００３５】
以上では、図１に示された異物除去装置の概要に従って、本発明の実施形態を説明したが、次に、図２及び３を参照して、本発明の実施形態による具体例１及び２を説明する。
【００３６】
（具体例１）
図２には、本実施形態による異物除去装置の具体例１が示される。図２において、図１に示された異物除去装置と同じ部分については、同じ符号が付されている。図２に示された異物除去装置の具体例１では、ノズル本体２の構造が具体化されており、図１に示されたノズル本体２と同様の機能を有するが、ノズル本体２が、円柱状の金属から削り出されて製作され、図１の異物除去装置を具体化している。
【００３７】
図２の（ａ）に示されるように、ノズル本体２は、先頭部２１と胴部２２とで構成されている。先頭部２１は、先が尖った円錐形状を有している。また、胴部２２は、先頭部２１に連続し、支持体３と接続するための継ぎ手６に結合する結合部を備えている。これらの先頭部２１と胴部２２とが、一体的に形成されている。
【００３８】
この一体的に形成された先頭部２１と胴部２２の軸中心には、支持体３内に形成された流体供給路４と連通する流体供給路が穿設され、先頭部２１には、この流体供給路の先端部に連結するように、この先端部に向けて斜めに穿孔された複数の噴射孔５が設けられている。複数の噴射孔５は、ノズル本体２の中心軸に対して、所定の角度をもって、管状体１の内壁側に向いている。
【００３９】
複数の噴射孔５に係る所定の角度については、任意に決めることができるが、少なくとも、噴射孔５から噴射される噴射流体ｆがノズル本体２の先頭部２１方向に流れないような角度が選択され、且つ、噴射流体ｆが管状体１の内壁面に付着する異物を掻き落とせるように選択される。
【００４０】
図２の（ｂ）には、ノズル本体２の先頭部２１における複数の噴射孔５として、開口が円形の場合であって、噴射孔５が８個設けられた場合が例示されている。これらの噴射孔５の開口は、軸を中心とする円周上に等間隔で配置されている。噴射孔５の数は、ノズル本体２の大きさ、洗浄流体Ｆの供給量などから適宜決められ、偶数に限られず、奇数であってもよい。
【００４１】
例えば、厚さが３．５ｍｍで、径が４２．７ｍｍの鋼管内に存在するキリコをはじめとする異物を除去するため、径が２０ｍｍのノズル本体を製作し、支持体に取り付けて鋼管内のキリコなどの異物除去処理を実施した。異物除去装置には、７ｋｇｆ／ｃｍ２の圧縮空気を供給し、空気をノズル本体から噴射しながら、ノズル本体を引き戻すことによって、鋼管内の異物は、空気流で掻き出され、キリコなどの異物を除去し、回収することができた。
【００４２】
また、厚さが２．０ｍｍで、径が２７．２ｍｍの鋼管内に、径が１２ｍｍのノズル本体を挿入し、管端から１００ｍｍ内に付着したキリコをはじめとする異物を除去し、回収することができた。
【００４３】
（具体例２）
図２に示された具体例１の場合は、ノズル本体をコンパクトに構成することができるため、口径が比較的小さい管状体に適しているといえるが、ノズル本体を大きくした方が、異物の除去上、都合がよい場合に適用できる具体例２が、図３に示されている。
【００４４】
図３の（ａ）に示された具体例２の異物除去装置において、図２の（ｂ）に示された具体例１と同じ部分には、同じ符号を付した。具体例２の異物除去装置が、具体例１の場合と異なる部分は、ノズル本体の構造である。具体例１では、ノズル本体２が、先頭部２１と胴部２２とが一体的に削り出されて製作されたが、具体例２では、先頭部２１と胴部２２とを別々に製作されている。先頭部２１の形状は、円錐台となっている。
【００４５】
具体例２では、図３の（ａ）に示されるように、胴部２２が支持体３に結合されるようにし、胴部２２内に、流体供給路４に連通する溜め室が形成される。そして、この溜め室に連通した複数の噴射孔５が、管状体１の開口部側に向いた胴部２２の面に穿設されている。胴部２２に溜め室と複数の噴射孔が形成された後に、先頭部２１と胴部２２とが結合されて、ノズル本体２が完成する。ノズル本体２の利用の仕方は、具体例２の場合と同様である。
【００４６】
また、具体例２の異物除去装置における複数の噴射孔５の配置例が、図３の（ｂ）に示されている。ノズル本体２の胴部２２における複数の噴射孔５として、開口が円形の場合であって、噴射孔５が８個設けられた場合が例示されている。これらの噴射孔５の開口は、軸を中心とする円周上に等間隔で配置されている。噴射孔５の数は、ノズル本体２の大きさ、洗浄流体Ｆの供給量などを考慮して適宜決められ、また、偶数に限られず、奇数であってもよい。
【００４７】
複数の噴射孔５は、図１に示した異物除去装置の概要で説明した設け方と同様に、ノズル本体２の中心軸に対して、所定の角度をもって、管状体１の内壁側に向いている。具体例２の場合には、この所定の角度は、具体例１の場合に比較して、小さいものとなっているが、空気をノズル本体から噴射しながら、ノズル本体を引き戻すことによって、鋼管内の異物は、空気流で掻き出され、キリコなどの異物を除去し、回収することができた。
【符号の説明】
【００４８】
１    管状体
２    ノズル本体
２１    先頭部
２２    胴部
３    支持体
４    流体供給路
５    噴射孔
６    継ぎ手
Ｆ    洗浄流体
ｆ    噴射流体
【図１】
2011016084.tif 000003
【図２】
2011016084.tif 000004
【図３】
2011016084.tif 000005