(57)【要約】【課題】容器の径の変化に容易に対応可能でかつ簡便な容器の清掃装置を提供する。【解決手段】容器１８の内部を清掃する清掃装置（２）において、可撓性のホース１４と、ホース１４が垂下するように該ホースの基端側を軸心の回りに回動自在に保持するホース保持体１１と、ホース１４の先端側に配設された、容器１８内面の付着物２１を払拭するための払拭部材１５とを備える。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の内部を清掃する清掃装置において、
可撓性のホースと、
前記ホースが垂下するように該ホースの基端側を軸心の回りに回動自在に保持するホース保持体と、
前記ホースの先端側に配設された、前記容器内面の付着物を払拭するための払拭部材とを備えた清掃装置。
【請求項２】
前記ホースの先端にノズルが配設された、請求項１記載の清掃装置。
【請求項３】
前記ホースの前記払拭部材が配設された部分の上側の部分に錘が配設された、請求項１記載の清掃装置。
【請求項４】
前記ホース保持体を昇降する昇降手段をさらに備えた、請求項１記載の清掃装置。
【請求項５】
前記昇降手段は、前記ホースの基端に接続され前記ホース保持体を吊下するよう巻き取られた他のホースと、該他のホースを繰り出し及び巻き戻す駆動装置とを有する、請求項４記載の清掃装置。
【請求項６】
前記ホース保持体は、略鉛直方向に延びる回転ニップルと該回転ニップルの上端に接続された加圧流体の通路とを備え、前記回転ニップルの下端に前記ホースの基端が接続された、請求項１記載の清掃装置。
【請求項７】
前記ホースの基端に圧縮空気が供給される、請求項１記載の清掃装置。
【請求項８】
前記容器としてのサイロの内部を清掃するサイロ清掃装置からなる、請求項１記載の清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、清掃装置に関し、特に容器の清掃装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海外からの穀物輸入に大きく依存している我が国では、船舶により運ばれてきた穀物を港湾でとりあえず保管し、そこからトラックで各地に運んでいる。この港で陸揚げされた穀物の保管は穀物サイロ（以下、サイロと呼ぶ）によって行われる。このサイロは、例えば、直径が７ｍ、高さが３０ｍ程度の巨大なもので、この種のサイロが、通常、２０基程度を１つの単位として設置されている。
【０００３】
このようなサイロの実使用においては、外気温の変化、サイロ内の穀類の呼吸等によりサイロ内壁に結露が生じ、その結果、サイロ内壁に穀類が付着し、時間の経過とともに固着する。このようなサイロ内壁への穀物等の固着は、複数種類の穀物に対するサイロの使用、サイロの品質管理、さらには、サイロの内容積の有効使用の観点から望ましくない現象であり、そのため、サイロの清掃が必要となる。
【０００４】
しかし、サイロは巨大であり、また、その内部は、穀類の微細粉塵が充満し、酸欠の恐れがあり、かつ足場が悪いなど、人が作業するには極めて劣悪かつ危険な環境である。そのため、サイロ内壁の清掃をできるだけ自動化した清掃システムの開発が望まれている。
【０００５】
このような、大きな容器の内部を自動的に清掃する従来の清掃装置として、例えば、タンクの清掃装置がある。
【０００６】
このタンクの清掃装置では、鉛直方向に延びる加圧液導入管の下端に複数の分流管が水平方向に放射状に配設され、その分流管の先端部に外方に付勢された払拭部材が配設されている。このように構成された清掃装置では、加圧液導入管の基端に加圧液を供給することにより、分流管の先端から加圧液が噴出して分流管が回転し、それにより払拭部材がタンク内面を摺動して汚れが除かれる（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平３−１０５９８８号公報（第１図乃至第４図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来のタンクの清掃装置では、鉛直方向に延びる加圧液導入管の先端に放射状に分流管が設けられているため、タンクの径に合わせて分流管の長さを変える必要があり、また、タンクの中心軸に対する加圧液導入管の位置の偏心による回転半径の変化を吸収する必要がある。そのため、分流管がある程度伸縮自在に構成されている。
【０００９】
しかし、分流管の伸縮には限度があるため、径が大きく異なるタンクには同じ清掃装置を用いることができず、また、下部が逆円錐状に形成されたサイロのように、径が一定でない容器には用いることができない。つまり、容器の径の変化に対応することが困難である。
【００１０】
さらに、分流管を伸縮自在に構成したり、タンクからの反力を相殺すべく分流管を放射状に設けることから構造が複雑であり、清掃現場への設置も容易ではない。
【００１１】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、容器の径の変化に容易に対応可能でかつ簡便な清掃装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る清掃装置は、容器の内部を清掃する清掃装置において、可撓性のホースと、前記ホースが垂下するように該ホースの基端側を軸心の回りに回動自在に保持するホース保持体と、前記ホースの先端側に配設された、前記容器内面の付着物を払拭するための払拭部材とを備えている（請求項１）。このような構成とすると、清掃装置を容器内に挿入し、ホースの基端に適宜な流量の加圧流体を供給すると、ホースの先端から噴出する加圧流体の反力でホースの先端部が容器内面に接しながら回転し、それにより払拭部材が容器内面の付着物を擦り落とすので、簡便に容器の内部を清掃することができる。しかも、加圧流体の流量を調整することにより、ホース先端部の回転半径を変化させることができるので、容器の径の変化に容易に対応することができる。
【００１３】
前記ホースの先端には、ノズルが配設されてもよい（請求項２）。このような構成とすると、加圧流体を勢いよく噴出させることができるので、ホース先端部の回転力及び容器内面への押し付け力を増大することができる。
【００１４】
前記ホースの前記払拭部材が配設された部分の上側の部分に錘が配設されてもよい（請求項３）。このような構成とすると、ホース先端部の運動を安定させることができる。
【００１５】
前記ホース保持体を昇降する昇降手段をさらに備えてもよい（請求項４）。このような構成とすると、容器内面を軸方向の広い範囲に渡って清掃することができる。
【００１６】
前記昇降手段は、前記ホースの基端に接続され前記ホース保持体を吊下するよう巻き取られた他のホースと、該他のホースを繰り出し及び巻き戻す駆動装置とを有する（請求項５）。このような構成とすると、ホース保持体の昇降手段を簡単に構成できる。
【００１７】
前記ホース保持体は、略鉛直方向に延びる回転ニップルと該回転ニップルの上端に接続された加圧流体の通路とを備え、前記回転ニップルの下端に前記ホースの基端が接続されてもよい（請求項６）。このような構成とすると、ホース保持体によってホースを回動自在に保持する構成を簡単に実現できる。
【００１８】
前記ホースの基端に圧縮空気が供給されてもよい（請求項７）。このような構成とすると、清掃に使用する加圧流体を回収する必要がないので清掃システムを簡素化することができる。また、乾燥状態で清掃することができる。
【００１９】
前記清掃装置は、容器としてのサイロの内部を清掃するサイロ清掃装置からなっていてもよい（請求項８）。このような構成とすると、サイロでは下部が逆円錐状に形成されているので、容器の径の変化に容易に対応可能な本発明が特に顕著な効果を奏する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１に係る清掃装置を用いた清掃システムの構成を示すブロック図、図２は図１の清掃装置の構成を示す模式図である。
【００２１】
図１に示すように、この清掃システムは、清掃装置１を備えている。清掃装置１は、容器の内面を清掃する清掃体２と清掃体２を昇降する昇降装置３とを有している。清掃体２には空気圧縮機７で生成された圧縮空気が空気タンク６、流量計５、及び流量調整バルブ４を介して供給される。そして、昇降装置３、流量調整バルブ４、及び空気圧縮機７が、コンピュータからなる制御装置８によって制御される。
【００２２】
図２に示すように、清掃体２は、支持アーム（ホース保持体）１１を有している。この支持アーム１１は水平方向における位置を調整可能に構成されている（調整機構を図示せず）。この支持アーム１１の先端に回転ニップル１２が、その中心軸が鉛直方向を向くように取り付けられている。回転ニップル１２は、一対の円筒状の連結部材１２ａ，１２ｂが互いに同軸にかつ回動自在に連結されるようにして構成されており、上側の連結部材１２ａに圧縮空気供給管１３が接続されている。圧縮空気供給管１３は例えばフレキシブル管（図示せず）を介して図１の流量調整バルブ４に接続されている。そして、下側の連結部材１２ａには可撓性のホース１４の上端が接続されている。従って、ホース１４は支持アーム１１に対しその上端部の中心軸の回りに回動自在である。ホース１４は可撓性を有する管状の部材で構成され、ここでは、円形断面を有するゴム製のホースで構成されている。ホース１４の先端にはノズル１６が配設されている。このノズル１６はやや湾曲しており、先端に向かって径が細くなっている。この湾曲の程度は後述する条件を考慮して選択される。また、ホース１４の先端部には払拭部材１５が配設されている。払拭部材１５は清掃対象となる容器１８（ここではサイロ）の内面の付着物を拭い去ることができる部材で構成されており、ここでは、円筒状のブラシで構成されている。この円筒状の払拭部材１５がホース１４に同軸状に取り付けられている。さらに、ホース１４の、払拭部材１５が配設された部分の上側の部位に錘１７が配設されている。この錘１７の重量は後述する条件を考慮して選択される。
【００２３】
昇降装置３（図２に示さず）は、例えば、鉛直方向に配設されたエアシリンダで構成され、そのエアシリンダのピストンロッドに支持アーム１１が固定されている。この他、昇降装置３を、鉛直方向に延びるスクリューネジ及びガイドバーと、そのスクリューネジ及びガイドバーに螺合及び嵌合する昇降体と、そのスクリューネジを回転駆動するサーボモータとで構成し、昇降体に支持アーム１１を固定してもよい。
【００２４】
清掃対象である容器１８は、本実施の形態では、サイロである。このサイロ１８は、円筒の下部（以下、テーパ部という）１８ｃが逆円錐状に形成された形状を有し、上端面が閉鎖されるとともにその閉鎖された上端面の中央部に穀物等の保管物を取り込むための上側開口１８ａが設けられ、また、その上端面の適所に作業用の開口１８ｄが設けられ、かつ、下端に保管物を取り出すための下側開口１８ｂが設けられている。
【００２５】
次に、以上のように構成された清掃システムの使用方法及び動作を説明する。
【００２６】
図３は清掃装置の動作を示す模式図であって、（ａ）は停止状態を示す図、（ｂ）は作動状態を示す図である。
【００２７】
図３（ａ）において、まず、サイロ１８の上側開口１８ａから清掃体２をサイロ１８の内部に挿入する。符号２１はサイロ１８の内面に付着した穀物やその粉塵等（以下、付着物という）を示す。この際、支持アーム１１の水平方向における位置を調整して、ホース１４の上端部（具体的には回転ニップル）の中心軸をサイロ１８の中心軸に略一致させる。ホース１４のサイロ１８の内面に対する偏心を防止するためである。この状態では、ホース１４は、自重及び錘１７の重量等により回転ニップル１２から垂下する。
【００２８】
図１、２、３（ｂ）において、次に、制御装置８により、昇降装置３、空気圧縮機７、及び流量調整バルブ４を以下のように動作させる。
【００２９】
まず、昇降装置３により、払拭部材１５がサイロ１８の上端部に位置するように清掃体３を上昇させる。
【００３０】
次いで、空気圧縮機７を始動し、流量調整バルブ４を徐々に開く。すると、圧縮空気１９が圧縮空気供給管１３からホース１４に供給される。そして、この供給された圧縮空気１９がノズル１６の先端から噴出し、その噴出する圧縮空気の反力によりホース１４の先端部（下端部）が撓む。この撓み量は流量調整バルブ４が開いて圧縮空気の噴出量が増すにつれて増加する。そして、この撓みにより、払拭部材１５がサイロ１８の内面に接触しそれに押し付けられる。
【００３１】
次いで、流量調整バルブ４をさらに所定の開度まで開いて圧縮空気の噴出量をさらに増す。すると、ホース１４の先端部（正確には払拭部材イ１５）がサイロ１８の内面に接触しながら回転運動をする。ここで、圧縮空気の噴出量が多過ぎるとホース１４の先端部が飛び跳ねる等の不安定な運動をする。また、ノズル１６の湾曲度を変えることにより、ホース１４の先端部のサイロ１８の内面への押し付け力（以下、サイロ内面押し付け力という）と回転力との比が変化する。従って、圧縮空気の噴出量（流量調整バルブ４の開度）とノズル１６の湾曲度及び向きを、ホース１４の先端部が安定してサイロ１８の内面に沿って回転運動するように設定する必要あるが、これらは実験等により設定される。また、ホース１４の自重が軽すぎると、ホース１４がサイロ内面に到達する前に激しく運動してしまったり、また、ホース１４がサイロ１８の内面に到達してもホース１４の先端部が安定して回転運動しない。逆に重すぎてもホース１４の先端部のサイロ１８の内面に沿った回転運動に支障を来たす。そこで、錘１７の重量は、実験等により決定される。以上のように、ホース１４の先端部がサイロ１８の内面に沿って回転運動することにより、サイロ１８の内面に付着している付着物２１が払拭部材１５によって擦り落とされる。この擦り落とされた付着物２１はサイロ１８の下側開口１８ｂからサイロ外に落下する。
【００３２】
そして、この状態を維持しながら、昇降装置３により清掃体２を徐々に下降させる。これにより、サイロ１８の内面が上側から清掃されて行く。
【００３３】
そして、払拭部材１５がサイロ１８の下部に形成された逆円錐状のテーパ部１８ｃに位置するまで清掃体２が下降する。ここで、テーパ部１８ｃでは、その直径が下方に向かって徐々に減少するので、ホース１４の先端部の回転半径もそれに連れて減少する。一方、ホース１４の先端部には、そのテーパ部１８ｃ内面への押し付け力を減ずるように重力が作用（以下、重力による押し付け力低減作用という）しているが、この重力による押し付け力低減作用はホース先端部の回転半径が大きくなるに連れて増大しその回転半径が小さくなると減少すると考えられる。従って、このテーパ部１８ｃでは、清掃体２が下降するに連れて、ホース１４の先端部の回転半径が減少し、それに連れて重力による押し付け力低減作用が減少してテーパ部１８内面への押し付け力が増大し、ホース１４の先端部の回転が不安定になる。そこで、本実施の形態では、テーパ部１８ｃでは、清掃体２の下降に連れて流量調整バルブ４の開度を所定のレートで小さくする。すると、清掃体２が下降するに連れて、ホース１４の回転半径が減少するが、圧縮空気の噴出量も減少し、それにより、サイロ１８内面への押し付け力が所定の範囲内に維持される。その結果、テーパ部１８ｃにおいても、ホース１４の先端部が安定して回転し、払拭部材１５による清掃が好適に遂行される。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、可撓性のホース１４の先端から加圧流体を噴出させてその反力を、ホース先端部の容器内面への押し付け力と容器内面に沿った回転運動とに利用し、その押し付け力と回転運動により、ホース先端部に配設された払拭部材を用いて容器内面の付着物を擦り落とす。そのため、払拭部材の回転半径を自由に調整することができるので、容器の径の変化に容易に対応することができる。このため、本実施の形態のように、径が変化するサイロ１８が清掃対象である場合には、特に顕著な効果を奏する。また、清掃装置１の主要な構成要素が可撓性のホース１４であるので、構成が簡単であり、使用現場への設置も容易である。また、清掃に使用する加圧流体を回収する必要がないので清掃システムが簡素化される。さらに、サイロ内を好ましい乾燥状態で清掃することができる。
【００３５】
なお、清掃対象たる容器の種類はサイロには限定されず、タンク等のその他容器であっても本発明の清掃装置を同様に使用できることは明らかである。
【００３６】
また、清掃対象たる容器の大きさは、特に限定されず、容器の大きさに清掃体２の大きさを合わせることにより、種々の大きさの容器に対応することができる。
【００３７】
また、簡略化する場合は、ノズルを省略してもよい。
【００３８】
また、払拭部材は、容器内面の付着物に応じて変えてもよく、例えば、スポンジ、布（織布、不織布）部材等を用いることができる。
【００３９】
また、加圧流体として、空気の他に、加圧液体を用いることができる。
【００４０】
また、清掃装置１が大型である場合には、支持アーム１１上に空気圧縮機を設置してもよい。
【００４１】
また、制御装置８を省略し、空気圧縮機７、流量調整バルブ４、及び昇降装置３を手動で操作してもよい。
【００４２】
また、ホース１４の自重が大きい場合は、錘１７を省略してもよい。
実施の形態２
図４は本発明の実施の形態２に係る清掃装置の構成を示す模式図である。図４において図２と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【００４３】
図４に示すように、本実施の形態の清掃装置１では、回転軸３１ａを有するドラム３１と回転軸３１ａを介してドラム３１を回転させるモータ（図示せず）とを有する巻き取り装置（駆動装置）を備えている。ドラム３１にはホース１４が巻き付けられており、その基端はドラム３１の回転軸に形成された通気路（図示せず）、回転ニップル（図示せず）及び配管（図示せず）を介して図１の流量調整バルブ４に接続されている。そして、ホース１４の途中（比較的先端部分）に回転ニップル１２が配設され、ホース１４の回転ニップル１２が配設された部位より先端側に位置する部分（以下、第１の部分という）１４ａに、錘１７、払拭部材１５、ノズル１６がこの順に配設されている。そして、回転ニップル１２、ホース１４の第１の部分１４ａ、錘１７、払拭部材１５、及びノズル１６が清掃体２を構成し、ホース１４の回転ニップル１２が配設された部位より基端側に位置する部分（以下、第２の部分（他のホース）という）１４ｂと巻き取り装置とが昇降装置３を構成している。その他の点は実施の形態１と同様である。
【００４４】
このように構成された清掃装置１では、巻き取り装置がモータによってドラム３１を正転及び反転させることにより、ホース１４が繰り出し及び巻き戻され、それに応じて清掃体２が下降及び上昇する。そして、圧縮空気が、流量調整バルブから上述の流路及びホース１４の第２の部分１４ｂを経て清掃体２に供給される。清掃体２の動作は実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。但し、清掃体２のホース１４の第１の部分１４ａが回転する際に、回転ニップル１２の回転摩擦力によりホース１４の第２の部分１４ｂが若干捩れるが、清掃動作に支障はない。このような構成としても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、容器の径の変化に容易に対応可能でかつ簡便な容器の清掃装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る清掃装置を用いた清掃システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の清掃装置の構成を示す模式図である。
【図３】清掃装置の動作を示す模式図であって、（ａ）は停止状態を示す図、（ｂ）は作動状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る清掃装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  清掃装置
２  清掃体
３  昇降装置
４  流量調整バルブ
５  流量計
６  空気タンク
７  空気圧縮機
８  制御装置
１１  支持アーム
１２  回転ニップル
１２ａ，１２ｂ  連結部材
１３  圧縮空気供給管
１４  ホース
１５  払拭部材
１６  ノズル
１７  錘
１８  容器（サイロ）
１８ａ  上側開口
１８ｂ  下側開口
１８ｃ  テーパ部
１８ｄ  作業用開口
１９  圧縮空気
３１  ドラム
３１  回転軸
【図１】
2004358291.tif 000003
【図２】
2004358291.tif 000004
【図３】
2004358291.tif 000005
【図４】
2004358291.tif 000006