(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の液体流通路を有し軸回転可能に設けられた回転軸と、前記第１の液体流通路に接続する第２の液体流通路を有し、前記回転軸に略直交する方向に設けられ、該回転軸を中心とする旋回及び軸回転可能に設置された旋回回転軸と、該旋回回転軸の先端部に設けられ、該旋回回転軸を中心に旋回しながら該旋回回転軸の第２の液体流通路から供給される液体を噴射するノズルとを備え、被洗浄物の内部空間内に前記ノズルを挿入して被洗浄物の内部を洗浄する内部洗浄装置において、前記回転軸を軸線周りに回転可能に支持する外管と、前記回転軸の内部に配設されて、内部に前記第１の液体流通路を形成するとともに外部に第１の気体流通路を形成する第１内管と、前記旋回回転軸の内部に配設され、前記第１内管と接続されて、内部に前記第２の液体流通路を形成するとともに外部に第２の気体流通路を形成する第２内管と、前記ノズルに形成され、前記旋回回転軸の第２の気体流通路と連通する第３の気体流通路とを備え、前記回転軸に気体流入口を設けて、前記外管と回転軸との間隙から回転軸と前記第１内管との間の第１の気体流通路に被洗浄物の外部の気体を流入させ、この気体を前記旋回回転軸と前記第２内管との間の第２の気体流通路を経由させて、前記ノズルに形成された第３の気体流通路へ供給できるようにし、この被洗浄物の外部から供給された気体をノズルから噴射される液体と混合して、被洗浄物の内部空間内に気液混合流を噴射するように構成したことを特徴とする内部洗浄装置。
【請求項２】
前記ノズルが被洗浄物の内部空間内に進入退避可能に設けられ、ノズルをその内部空間内に進入したときに被洗浄物の開口部を閉塞する蓋を備えた請求項１に記載の内部洗浄装置。
【請求項３】
前記ノズルが回転停止時に被洗浄物の開口部の方向を指向するようにした請求項１又は２に記載の内部洗浄装置。
【請求項４】
前記ノズルが前記旋回回転軸に平行な方向に偏平な平ノズルである請求項１〜３のいずれか一項に記載の内部洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクや煙突などの内部空間を有する被洗浄物の内部を洗浄するための内部洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内部洗浄装置の従来技術として、洗浄液供給管を中心に旋回可能で、かつ軸回転可能に構成された旋回回転軸に洗浄用のノズルを付設し、そのノズルの部分を被洗浄物の内部空間に挿入して、ノズルを旋回回転軸を中心に旋回させながら前記洗浄液供給管の周りを公転させることにより３次元的に洗浄液を吹付けて洗浄を行う内部洗浄装置が広く知られている（特許文献１、特許文献２）。また、液体と気体とを混合して噴射する気液混合流を用いて洗浄作用を高めた洗浄装置も開発されている（特許文献３）。
【特許文献１】実公昭６３−２１４５号公報
【特許文献２】特公平６−９４１２８号公報
【特許文献３】特開２００４−２２３４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑みて開発したもので、内部空間を有する被洗浄物の内部を３次元的に洗浄することが可能であり、その洗浄作用を向上して、隅々まで的確な洗浄効果が得られるように改良した内部洗浄装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するため、請求項１の本発明では、第１の液体流通路を有し軸回転可能に設けられた回転軸と、前記第１の液体流通路に接続する第２の液体流通路を有し、前記回転軸に略直交する方向に設けられ、該回転軸を中心とする旋回及び軸回転可能に設置された旋回回転軸と、該旋回回転軸の先端部に設けられ、該旋回回転軸を中心に旋回しながら該旋回回転軸の第２の液体流通路から供給される液体を噴射するノズルとを備え、被洗浄物の内部空間内に前記ノズルを挿入して被洗浄物の内部を洗浄する内部洗浄装置において、前記回転軸を軸線周りに回転可能に支持する外管と、前記回転軸の内部に配設されて、内部に前記第１の液体流通路を形成するとともに外部に第１の気体流通路を形成する第１内管と、前記旋回回転軸の内部に配設され、前記第１内管と接続されて、内部に前記第２の液体流通路を形成するとともに外部に第２の気体流通路を形成する第２内管と、前記ノズルに形成され、前記旋回回転軸の第２の気体流通路と連通する第３の気体流通路とを備え、前記回転軸に気体流入口を設けて、前記外管と回転軸との間隙から回転軸と前記第１内管との間の第１の気体流通路に被洗浄物の外部の気体を流入させ、この気体を前記旋回回転軸と前記第２内管との間の第２の気体流通路を経由させて、前記ノズルに形成された第３の気体流通路へ供給できるようにし、この被洗浄物の外部から供給された気体をノズルから噴射される液体と混合して、被洗浄物の内部空間内に気液混合流を噴射するように構成するという技術手段を採用した。前記ノズルを被洗浄物の内部空間内に進入退避可能に設け、ノズルをその内部空間内に進入したときに蓋により被洗浄物の開口部を閉塞するように構成してもよい（請求項２）。前記ノズルが回転停止時に被洗浄物の開口部の方向を指向するように構成してもよい（請求項３）。前記ノズルとして前記旋回回転軸に平行な方向に偏平な平ノズルを採用してもよい（請求項４）。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）被洗浄物の内部空間に対して３次元的な吹付け作用が可能である。
（２）洗浄媒体として気液混合流を採用したことから洗浄作用が大幅に向上し、しかもノズルからの吹付け範囲を広くとれるので、被洗浄物の内部空間の隅々まで洗浄作用が的確に行き渡る。
（３）気液混合流を形成する空気等の気体は外部から供給されるので、洗浄滓等の異物が混入することなく良好な洗浄効果が得られるとともに、異物による装置の損傷が回避され、より安定的な洗浄作用が得られる。しかも、その被洗浄物の外部からノズルへの気体の供給は、前記第１〜第３の気体流通路を介して行われ、流通路が外に露出しない構成を採用しているので、邪魔になることはなく、他部との接触も回避される。
（４）ノズルを被洗浄物の内部空間内に進入したときに蓋により被洗浄物の開口部を閉塞するように構成すれば、外部への影響を簡便に遮断することができる。
（５）ノズルとして前記旋回回転軸に平行な方向に偏平な平ノズルを採用すれば、とりわけ効率のよい洗浄作用が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、タンクや煙突などの内部空間を有する被洗浄物の内部洗浄装置として広く適用するができる。洗浄用の液体としては、普通の水や温水のほか、適宜の洗剤を添加したものや、頑固な汚れの場合には研掃材などの粉粒体を混入したものの使用も可能である。また、その洗浄用の液体に混合して気液混合流を形成する気体としては、空気のほか、目的に応じて適宜の気体の使用が可能である。因みに、その気体の供給の仕方に関しては、ノズルから噴射される液体のエジェクタ作用によって気体を吸引するように構成してもよいし、外部から気体を圧送するように構成してもよいし、それらを組合わせたものでもよい。気液混合流を噴射するノズルに関しても、被洗浄物の内部空間に適合し得るものであれば、それ以上の特段の制約はないが、前記旋回回転軸に平行な方向に偏平な平ノズルを採用すれば、効率のよい洗浄作用が得られる。
【実施例】
【０００７】
図１及び図２は本発明の一実施例を示したもので、図１は全体構成図、図２は要部拡大図である。図中１は内部洗浄装置であり、支持台２上に配設されている。この支持台２の内部の所定位置にはタンク等の被洗浄物３がコンベヤ４を介して搬入され、所期の内部洗浄が施された後、搬出されるように構成されている。内部洗浄装置１は、支持台２上に設置された支持用フレーム５の筒状案内部６によって摺動可能に案内され、駆動シリンダ７を介して昇降されるように構成されている。駆動シリンダ７の出力軸８の先端部には昇降台９が設置され、この昇降台９に内部洗浄装置１を支持することにより、昇降し得るように構成している。なお、図中１０は内部洗浄装置１の昇降動作の円滑化を図るために設置した案内ロッドで、支持用フレーム５の上板１１に形成した挿通孔１２に挿通した状態で昇降することにより、内部洗浄装置１と駆動シリンダ７との位置関係の変動を防ぐようにしている。
【０００８】
内部洗浄装置１は、上端部が固定具１３を介して昇降台９に固定された外管１４と、その外管１４の内部に軸回転可能、すなわち軸線周りに回転可能に支持された回転軸１５を有する。図３の部分拡大図に示したように、回転軸１５の内部には更に内管１６が配設され、この内管１６により回転軸１５の内部を二分し、内部に洗浄液を供給する第１の液体流通路１７を形成するとともに、外部に第１の気体流通路１８を形成している。図１及び図２に示したように、回転軸１５の上部は固定具１３を貫通して上方に延びており、その途中にモータ１９から回転力が付与されるように構成されているとともに、その回転状態がプーリ２０及びベルト２１を介してエンコーダ２２に伝えられ、回転角を検出してノズルの停止位置を制御し得るように構成されている。さらに、回転軸１５の上端部には、図１に示したようにロータリジョイント２３を経由してポンプ２４及び洗浄液タンク２５が接続されており、前記内管１６内の第１の液体流通路１７を介して洗浄液が供給されるように構成されている。また、図２に示したように、外管１４の上方部には、空気等の気体の流入口２６が形成されている。さらに、外管１４の下方部には、該外管１４が下降した際に前記被洗浄物３の開口部を閉塞する蓋２７が付設されている。なお、蓋２７を外管１４に固定することなく、例えば外管１４の下方部に係止部を設置して、その係止部に蓋２７を相対移動可能に載置するように構成したり、外管１４とは別の支持部材によって蓋２７を上下移動可能に支持するように構成したりすることも可能である。そして、それらの場合には、外管１４を下降してノズル部分を被洗浄物３の内部空間内へ進入する際に、その過程で蓋２７が被洗浄物３の開口部の周辺等に当接して該開口部を閉塞した後においても、更に外管１４を下降してノズルの高さを変更したり、ノズルを昇降させながら洗浄したりすることも可能となる。さらに、それらの場合に、蓋２７の上方にスプリング等の付勢手段を設けるようにすれば、蓋２７の被洗浄物３の開口部に対する閉塞状態をより的確に保持することが可能となる。
【０００９】
図３に示したように、回転軸１５の下方の先端部には、その回転軸１５に略直交する方向に、該回転軸１５を中心に旋回し得るとともに軸回転可能な状態に中空状の旋回回転軸２８が設けられ、その先端部にノズル２９が設けられている。旋回回転軸２８の外周部は、回転軸１５の先端部に一体的に付設された略箱状の連結支持部材３０に設置されたメタル軸受３１によって軸回転可能に支持されている。また、旋回回転軸２８の内周部は、回転軸１５の先端部に一体的に付設された筒状の連結部材３２に外嵌して軸回転可能に接続されている。さらに、旋回回転軸２８の内部には前記第１内管１６に接続した第２内管３３が配設され、この第２内管３３の内部に第２の液体流通路３４、外部に第２の気体流通路３５を形成している。そして、本実施例では、外部から供給される空気等の気体は、図２に示した流入口２６を介して外管１４と回転軸１５との間隙に流入し、さらに図３に示したように回転軸１５の下方に形成した気体流入口３６を介して回転軸１５と第１内管１６との間の第１の気体流通路１８内に流入して、第２内管３３と連結部材３２ないし旋回回転軸２８との間の第２の気体流通路３５を経由してノズル２９へ供給されることになる。なお、気体流入口３６の形成位置は回転軸１５のどの位置に変更してもよい。また、旋回回転軸２８の内側端部にはベベルギヤ３７が設けられ、外管１４側に設置されたベベルギヤ３８と歯合状態にあり、旋回回転軸２８が回転軸１５を中心として旋回すると、それに伴って旋回回転軸２８が軸回転するように構成されている。さらに、外管１４の下方の先端部に、前記連結支持部材３０との間に若干の間隔を設けて、ベベルギヤ３８を被うように張出し部材３９を付設し、それらの連結支持部材３０と張出し部材３９とによってほぼ閉じられた略箱状の空間部を形成して、内部のベベルギヤ３７，３８の歯合状態を保護するようにしている。因みに、ベベルギヤ３７，３８の歯車比は、回転軸１５の１回転によりノズルの指向方向が少しずつずれるように設定される。また、以上のベベルギヤ３７，３８の代りにモータによる駆動方式の採用も可能である。なお、図中４０はメタル軸受であり、上方の同様のメタル軸受と共に、回転軸１５を外管１４に対して軸回転すなわちその軸線周りの回転を可能に支持している。
【００１０】
上述のように、旋回回転軸２８の先端部にはノズル２９が設けられており、図３に示したように、本実施例におけるノズル２９は、旋回回転軸２８の先端部に固着され、内部には前記第２内管３３の内外に形成された第２の液体流通路３４と第２の気体流通路３５にそれぞれ連通する第３の液体流通路４１と第３の気体流通路４２を形成している。液体流通路４１の先端部には噴射チップ４３が設けられ、この噴射チップ４３から空間部４４へ洗浄液を扁平状に噴射する。図４はノズル２９の部分を図３に直交する断面で示した拡大断面図であり、この図４に示したように前記空間部４４は連通路４５を介して前記気体流通路４２に連通しており、噴射チップ４３からの洗浄液の噴射に基づくエジェクタ作用も加わって気体が流入し、噴射チップ４３からの洗浄液の噴射流の外周部に気体層を形成するとともに気液の混合が徐々に進行されることになる。空間部４４を通過した噴射流は、その下流側に形成された流路断面積が２段に徐々に縮小された絞り部４６及び更に下流側の扁平状の噴射流路４７を経て気液の混合が更に促進され、噴射口４８から扁平状の気液混合流としてノズル外へ噴射されることになる。本実施例の場合には、さらに絞り部４６の中間部に対しても、前記気体流通路４２に連通した連通路４９を介して気体を吸引し得る気体供給路５０が接続されている。この気体供給路５０は、噴射流内の液滴が通路の内壁面に接触するのを防止するためのものであり、絞り部４６を通過する噴射流の外周部に空気層が補充され、噴射流の減衰も抑制されることになる。そして、本実施例におけるノズル２９では、前記旋回回転軸２８に平行な方向に扁平状の噴射流路４７を有する平ノズルを採用したので、ノズル２９の回転方向に対して幅広い気液混合流が形成されることから、きわめて効率のよい洗浄作用が得られる。
【００１１】
しかして、図１に示したように、前記支持台２の内部の所定位置にタンク等の被洗浄物３がコンベヤ４を介して搬入された場合には、先ず駆動シリンダ７を駆動して外管１４ごと内部洗浄装置１全体を下降させて、ノズル２９の部分を被洗浄物３の内部空間５１内へ進入させる。因みに、ノズル２９の停止位置を該ノズル２９が上方を向いた位置、すなわち被洗浄物３の内部空間５１内において開口部の方向を指向するように設定しておけば、ノズル２９が被洗浄物３の搬入の邪魔となることもないし、被洗浄物３の内部空間内へ挿入に際してもよりスムーズな挿入が可能である。そして、ノズル２９の部分が被洗浄物３の内部空間５１に挿入されたら、前記モータ１９を駆動して回転軸１５を回転するとともに、途中のバルブを開きポンプ２４を介して洗浄液タンク２５からの洗浄液の高圧供給を開始する。これにより、回転軸１５の回転に伴って、旋回回転軸２８が回転軸１５を中心に旋回を開始するとともに、ベベルギヤ３７，３８の歯合により旋回回転軸２８が軸回転を開始する。したがって、ノズル２９は、回転軸１５を中心とする公転と旋回回転軸２８を中心とする旋回を開始し、液体流通路１７，３４，４１を経て圧送される洗浄液が噴射チップ４３から噴射するとともに、その洗浄液の噴射流に対して、気体流入口３６から第１〜第３の気体流通路１８，３５，４２を経て外部から供給される気体が混合して、扁平状の前記噴射流路４７の噴射口４８から扁平状の気液混合流が噴射され、被洗浄物３の内部空間５１の内面に３次元的に満遍なく吹付けられて、隅々まで的確で効率のよい洗浄が行われることになる。なお、その洗浄の際の洗浄液などは、本実施例では被洗浄物３の下部に形成された排水口５２から外部へ流出される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例を示した全体構成図である。
【図２】同実施例の要部拡大図である。
【図３】同実施例の部分拡大図である。
【図４】ノズル部分を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１…内部洗浄装置、２…支持台、３…被洗浄物、４…コンベヤ、５…支持用フレーム、６…筒状案内部、７…駆動シリンダ、８…出力軸、９…昇降台、１０…案内ロッド、１１…上板、１２…挿通孔、１３…固定具、１４…外管、１５…回転軸、１６…内管、１７…液体流通路、１８…気体流通路、１９…モータ、２０…プーリ、２１…ベルト、２２…エンコーダ、２３…ロータリジョイント、２４…ポンプ、２５…洗浄タンク、２６…流入口、２７…蓋、２８…旋回回転軸、２９…ノズル、３０…連結支持部材、３１…メタル軸受、３２…連結部材、３３…内管、３４…液体流通路、３５…気体流通路、３６…気体流入口、３７，３８…ベベルギヤ、３９…張出し部材、４０…メタル軸受、４１…液体流通路、４２…気体流通路、４３…噴射チップ、４４…空間部、４５…連通路、４６…絞り部、４７…噴射流路、４８…噴射口、４９…連通路、５０…気体供給路、５１…内部空間、５２…排水口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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