(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクの内面に流体を吹き付けて付着物を除去するタンクの内面洗浄装置において、
前記タンクの内部に挿入される回転軸の先端部外周に、複数のリンクを相互に回転自在に連結しかつそれらのリンクが直列上に並ぶように弾性力が付与された湾曲自在なアームが取り付けられ、そのアームに前記タンクの内面に向けて流体を噴射するノズルが取り付けられ、さらに前記回転軸が相対回転可能な固定板に、前記アームとの相対的な回転によってアームを弾性力に抗して湾曲させる押圧部材が設けられ、前記回転軸およびアームに沿って前記ノズルに流体を供給するよう構成されていることを特徴とするタンクの内面洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、密閉構造のタンクの内面を洗浄する装置に関し、特にエアーによる乾式洗浄に適した洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体や気体あるいは粉体などの物質を貯蔵もしくは混合するためのタンクは、その機能や強度あるいは製造コストなどの点からの要請で、密閉構造とするのが通常である。また一方、使用開始時や貯蔵物もしくは混合物の変更あるいは定期点検などの際には、内容物を完全に排出した状態で内部の洗浄をおこなう必要がある。そのため基本的には密閉構造であるタンクに洗浄のための開口部が設けられ、その開口部を利用して内部の洗浄をおこなっている。
【０００３】
超大型のタンクであれば、人的作業による洗浄が困難であるから、タンクの構造自体が機械洗浄に適したものとされるが、内径あるいは高さが数ｍ程度のタンクであれば、特殊な洗浄機を挿入する構造とすることが強度やコストなどの点で不利であるから、開閉可能なマンホールを形成して内部に作業員が入って洗浄することが広くおこなわれている。特に、食品や医薬品などの無菌状態を維持する必要のある物質を貯蔵もしくは混合するタンクでは、作業員による洗浄をおこなうように構成する例が多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように貯蔵もしくは混合用のタンクは、基本的には密閉構造であるから、その内部に作業者が入って洗浄作業をおこなうとすれば、換気が悪く、また作業空間が狭いなど、作業者に対する負担が大きくなる不都合がある。それに加え、手作業による洗浄であるために、作業時間を短くするにしても限度があり、作業効率が悪いばかりか、タンクの休止期間が長くなってその稼働率が低下する不都合がある。
【０００５】
この発明は、上記の事情を背景にしてなされたものであり、開口部の小さいタンクの内面を効率よく洗浄することのできる装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、この発明は、タンクの内面に流体を吹き付けて付着物を除去するタンクの内面洗浄装置において、前記タンクの内部に挿入される回転軸の先端部外周に、複数のリンクを相互に回転自在に連結しかつそれらのリンクが直列上に並ぶように弾性力が付与された湾曲自在なアームが取り付けられ、そのアームに前記タンクの内面に向けて流体を噴射するノズルが取り付けられ、さらに前記回転軸が相対回転可能な固定板に、前記アームとの相対的な回転によってアームを弾性力に抗して湾曲させる押圧部材が設けられ、前記回転軸およびアームに沿って前記ノズルに流体を供給するよう構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
したがってこの発明の装置においては、アームを回転軸と共に押圧部材に対して相対回転させると、アームの背面が押圧部材に当接して押される。そのアームは、弾性力によってリンクが直列状態に並ぶように構成されているので、押圧部材によって相対的に押されることにより湾曲し、いわゆる巻き取った状態になる。アームおよびこれに取り付けられたノズルは、この巻き取った状態でタンクの内部に挿入されるので、タンクに要求される開口部は開口面積の小さいものでよい。アームをタンクの内部に挿入した状態でアームおよび回転軸を押圧部材に対して上記の場合とは反対方向に回転させれば、アームをその背面側から押す作用がなくなるためにアームが弾性力によって次第に伸張し、最終的には全てのリンクが直列に並んだ棒状になる。すなわちアームの先端部がタンクの内面に接近した位置に延び、これに取り付けられたノズルが、タンクの内面に接近して対向する。したがってその状態で流体をノズルに供給してここから噴出させると、流体がタンク内面に吹き付けられてここに付着している物質が除去される。なお、ノズルに対する流体の供給は、回転軸およびアームに沿っておこなわれるので、流体の供給のための開口部が要求されず、したがって既存の小さい開口部を利用してタンク内面の洗浄をおこなうことができる。またアームは回転軸と共に回転するので、タンクの内面の全体を洗浄することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。図１は全体的な構成を模式的に示しており、ここに示す装置は、タンク１の上部に形成された開口部２に嵌合させられる位置決め板３を備えている。この位置決め板３は、開口部２の内径より若干大きい外径の円板状の部材であって、その下面側の外周部がテーパ状に形成され、開口部２に密着嵌合することにより、装置の全体をタンク１に対して位置決めし、かつタンク１に対して連結するように構成されている。
【０００９】
この位置決め板３の上面中心部にスリーブ４が同一軸線上に位置するように連結されており、そのスリーブ４の図での上端部に固定板５が一体化されている。この固定板５は、位置決め板３よりも大径の円板であって、装置全体の基盤をなすものである。この固定板５を貫通して前記スリーブ４の内部に回転スリーブ６が挿入されており、この回転スリーブ６は前記スリーブ４の内部に配置した軸受７によってスリーブ４および固定板５に対して回転自在に保持されている。またこの回転スリーブ６の外周側には、歯車８が一体的に取り付けられており、この歯車８に噛合する駆動歯車９がモータ１０の出力軸に取り付けられている。このモータ１０は、前記固定板５の上面に取り付けられている。
【００１０】
この回転スリーブ６の内部には回転軸１１がその軸線方向に移動可能に挿入されており、この回転軸１１と回転スリーブ６とはスライドキー１２によって一体的に回転するように連結されている。回転軸１１は内筒１３と外筒１４との二重管構造であって、外筒１４の外周面には螺旋状の溝すなわち雄ねじ１５が形成されている。この外筒１４に形成された雄ねじ１５に螺合する雌ねじ部材１６が、前記回転スリーブ６の上端側に同一軸線上に配置されている。
【００１１】
この雌ねじ部材１６はその下端側に前記回転スリーブ６よりも大径で回転スリーブ６の上端部の外周を覆うスリーブ１７を一体に備えており、このスリーブ１７の内面と回転スリーブ６の外周面との間に軸受１８が配置されている。すなわち雌ねじ部材１６は、この軸受１８およびスリーブ１７を介して回転スリーブ６により回転自在に保持されている。
【００１２】
また雌ねじ部材１６には歯車１９が一体に取り付けられており、その歯車１９に噛合する駆動歯車２０がモータ２１の出力軸に取り付けられている。なお、このモータ２１は前記固定板５にブラケット２２を介して固定されている。
【００１３】
前記回転軸１１は、位置決め板３を貫通して図１の下方に延びており、その下端部にアーム２３が取り付けられている。このアーム２３は、弾性力によって直線状に延びた姿勢を保持しかつ螺旋状に巻き取った状態に湾曲できるように構成されている。
【００１４】
より具体的に説明すると、このアーム２３は、例えば図２に示す複数のリンクを連結することにより構成されている。図２に示す第１のリンク２４は、背板２５の上下両端部に互いに平行な突出片２６を一体に形成した断面コ字状の部材である。また第２リンク２７は、前記突出片２６とほぼ同一形状の突出片２８を背板２９の上下両端部に互いに平行に一体化させた断面コ字状の部材であって、その突出片２８の間隔すなわち第２リンク２７の高さが前記第１リンク２４における突出片２６の内法とほぼ等しい寸法に設定されている。また背板２９は、突出片２８の幅よりも狭く形成されている。すなわちこの第２リンク２７は、第１リンク２４の突出片２６の間にはめ込むことができるように構成されている。
【００１５】
これら各リンク２４，２７の突出片２６，２８には、第１リンク２４と第２リンク２７とを組み合わせた状態で互いに軸心が一致するリベット孔３０，３１が形成されており、これらのリベット孔３０，３１を一致させた状態がこれらのリベット孔３０，３１に図示しないリベットを挿入することにより、第１リンク２４と第２リンク２７とが交互にかつ相互に回転し得るように連結されている。またこのリベット孔３０，３１よりも背板２５，２９側の所定位置には、それぞれ二本のピン３２，３３が立設されており、互いに隣接する第１リンク２４と第２リンク２７とにおけるピン３２，３３同士がコイルスプリング（図示せず）などの弾性部材によって連結されている。
【００１６】
したがって第１リンク２４と第２リンク２７とはその連結部分すなわちリベット孔３０，３１よりも背板２５，２９側を互いに接近させる方向に弾性的に付勢されている。これにより、各リンク２４，２７にはその背板２５，２９を接近させる方向にモーメントが作用するから、リベット孔３０，３１を中心に回転する。その結果、背板２５，２９のエッジが互いに当接し、弾性部材による弾性力のみが作用している場合には、背板２５，２９のエッジが互いに当接してこれら背板２５，２９が同一面上に並ぶように姿勢が保持される。すなわちアーム２３は、各リンク２４，２７の間に設けた弾性部材の弾性力によって直線状態を保つように構成されている。
【００１７】
このように連結されたリンク２４，２７の基端部（始端部）のリンクが前記回転軸１１を構成している外筒１４の下端外周に固定されている。また、中間部の所定のリンクには、エアーを吹き出すノズル３４が上向きに取り付けられている。さらに、最先端のリンクには、斜め上方に向けたノズル３４とアーム２３の伸張方向の前方に向けたノズル３４とが取り付けられている。
【００１８】
回転軸１１は前述したように内筒１３と外筒１４とによって構成されており、その内筒１３の内部と、内筒１３と外筒１４との間の空間とが、エアーの流路となっており、したがって回転軸１１の下端部には、内筒１３の内部に連通するポート３５と、内筒１３と外筒１４との間に連通するポート３６とが形成されている。内筒１３の内部に連通するポート３５には、アーム３４の先端方向に向けたノズル３４にエアーホース３７によって連通されている。また内筒１３と外筒１４との間に連通するポート３６には他のノズル３４がエアーホース３８を介して接続されている。
【００１９】
これに対して、回転軸１１の上端部には、内筒１３の内部に連通するロータリージョイント３９と、内筒１３と外筒１４との間の空間部分に連通するロータリージョイント４０とが取り付けられている。これらのロータリージョイント３９，４０を介して内筒１３の内部および内筒１３と外筒１４との間の空間部分に洗浄用の流体である圧縮エアーが供給するように構成されている。なお、図１において、符号４１は、回転軸１１の上下方向の位置を検出するセンサを示している。
【００２０】
前述したようにアーム２３は、各リンク２４，２７の背板２５，２９のエッジが互いに当接する状態を限界位置としてこれらの背板２５，２９が互いに離隔する方向に湾曲可能である。アーム２３をこのように湾曲させて巻き取り状態に収納するための押圧部材４２が設けられている。図１に示す例では、この押圧部材４２は前記固定板５から下方に延ばした複数本（例えば３本）のロッドであって、これら３本の押圧部材４２の配置位置は、アーム２３を前記開口部２の内径よりも小さい外径の螺旋状に巻き込むための半径位置すなわち前記位置決め板３の外周よりも内側に位置するように配置されている。またこの３本の押圧部材４２は装置の稼働状態では固定板５から抜き取ることができるように構成されている。
【００２１】
つぎの上記のように構成されたこの発明に係る装置の作用について説明する。図１に示す状態はタンク１の内面の洗浄を開始する直前の状態あるいは洗浄を終了した状態を示しており、位置決め板３がタンク１の開口部２に嵌合され、装置全体をタンク１に対して位置決めしかつ連結している。洗浄開始時におけるこの状態までの装置全体の移動は、例えば固定板５をリフターを備えた所定の台車（それぞれ図示せず）に載せてタンク１の開口部２上に移動させ、その状態で固定板５を下降させ、位置決め板３を開口部２に嵌合させればよい。位置決め板３を開口部２に嵌合させることにより、タンク１の内部にアーム２３が挿入され、そのアーム２３が弾性力によって直線状態に延ばされ、その先端部のノズル３４がタンク１の内周面に接近する位置に保持される。
【００２２】
洗浄を開始するにあたって、前記３本の押圧部材４２を固定板５の上方に抜き取り、アーム２３を自由に回転させ得る状態とする。この状態で第１のモータ１０を回転させることにより、歯車９，８を介して回転スリーブ６にトルクを与えれば、この回転スリーブ６と回転軸１１とがスライドキー１２によって連結さていることにより、回転軸１１が所定の方向に回転する。したがってアーム２３およびこれに取り付けられたノズル３４がタンク１の内周面に沿って旋回する。また一方、第２モータ２１を回転させれば、駆動歯車２０およびこれに噛合している歯車１９を介して雌ねじ部材１６が回転させられるから、これに螺合している回転軸１１が上下方向に移動させられる。その移動方向は雌ねじ部材１６の回転方向によって決まる。図１の状態からは、回転軸１１が下降するように雌ねじ部材１６を回転させる。したがって２つのモータ１０，２１を回転させれば、回転軸１１およびこれに取り付けてあるアーム２３がタンク１の内面に沿って回転しつつ次第に下降する。
【００２３】
このようにアーム２３を回転かつ下降させつつ前記各ロータリージョンイント３９，４０を介して圧縮エアーを供給すれば、各ノズル３４からタンク１の内面にエアーが吹き付けられる。その結果、タンク１の内面に付着している残留物が除去される。アーム２３がある程度下降すると、上方向を向いているノズル３４がタンク１の上面から離れるので、これらのノズル３４に対するエアーの供給が停止され、アーム２３の先端部のノズル３４のみに対してエアーが供給される。すなわちタンク１の胴の部分の内面の洗浄がおこなわれる。
【００２４】
アーム２３がタンク１の底部に近い予め定めた下限位置に到達すると、第２のモータ２１が従前とは反対方向に回転し、その結果、雌ねじ部材１６の逆回転により回転軸１１が上昇させられる。その間においても先端部のノズル３４からエアーを吹き出させ、タンク１の内面の洗浄をおこなう。なお、タンク１の内面から除去された残留物は、タンク１の下部に形成された図示しない取り出し口からタンク１の外部に排出される。
【００２５】
アーム２３を回転させつつ１回もしくは複数回上下動させて図１に示す上端位置まで復帰させることにより、タンク１の内面の洗浄が終了する。この時点で各モータ１０，２１を一旦停止させる。ついで、ロッドである押圧部材４２を固定板５に差し込んでその先端部をアーム２３の旋回範囲にまで延ばす。その状態で第１のモータ１０を従前とは反対方向に回転させる。すなわちリンク２４，２７の背板２５，２９側が回転方向での前方側となるようにアーム２３を回転させる。その結果、図３に示すように、アーム２３に最も近い位置にある押圧部材４２にアーム２３の背面が当接し、アーム２３が背面側から相対的に押圧されることになる。回転軸１１が更に図３の反時計方向に回転するために、アーム２３が背面側から押されて湾曲し、回転軸１１を中心にして巻き込まれた状態となる。
【００２６】
アーム２３がこのように巻き込まれることにより押圧部材４２による押圧点がアーム２３の先端側に次第に移動し、最終的には図４に示すように押圧部材４２を最外周位置とした螺旋状にアーム２３が巻き取られる。なお、押圧部材４２を３本のロッドで構成したのは、アーム２３に可撓性があるため、一旦巻き込んだアーム２３が外周からの規制力のない箇所で膨らんで所期の巻き取り形状を維持しなくなることを防止するためである。したがって押圧部材４２は、外周の一部を切り欠いた円筒状のものであってもよい。
【００２７】
このようにして巻き込んだアーム２３の外径は、タンク１に形成されている開口部２の内径より小さいから、固定板５と共に装置の全体を上昇させることにより、アーム２３をタンク１から抜く取ることができる。また反対に洗浄を開始する場合には、アーム２３を上記のように巻き込んだ状態で装置の全体をタンク１の開口部２に向けて下降させることにより、アーム２３をタンク１の内部に挿入することができる。さらに回転軸１１を図４の時計方向に回転させれば、押圧部材４２による拘束力が外れる先端部分から次第に直線状になる。
【００２８】
したがって上記の装置によれば、タンク１の内部に作業者が入ることなくタンク１の内面を洗浄することができる。またタンク１の内面にエアーを吹き付けて実質的な洗浄をおこなうアーム２３は、伸張状態ではタンク１の半径に近い長さを有するが、螺旋状態に巻き取って収納することができるので、開口部の径が小さい場合であっても、タンク１の内部にアーム２３およびノズル３４を挿入することができるのみならず、ノズル３４をタンク１の内面に接近させることができるので、タンク内面の洗浄を確実におこなうことができる。
【００２９】
なお、上述した例では、洗浄のための流体としてエアーを用いた例を示したが、この発明は上記の例に限定されないのであって、不活性ガスなどの他の気体や水などの液体を洗浄用の流体として使用することができる。またこの発明におけるアームは、要は、弾性力によって伸張し、その弾性力に抗する外力によって螺旋状態に湾曲する構成であればよいのであって、上記の例で具体的に説明した構成に限定されない。したがってその湾曲方向は正面側と背面側のいずれであってもよく、あるいは両方向に湾曲できる構成であってもよい。さらにこの発明で回転軸を昇降させる機構は、上述したねじを利用した構成以外にロッドレスシリンダなどの流体式アクチュエータであってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明の洗浄装置によれば、作業者によらずにタンクの内面を洗浄することができるのみならず、タンクに形成されている開口部が小さい場合であっても流体を噴射するノズルをタンク内面に接近させることができるので、作業者の負担を軽減し、かつ効率の良い洗浄をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る装置の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】  アームを構成しているリンクの形状を示す分解斜視図である。
【図３】  伸張状態のアームを一部省略して示す平面図である。
【図４】  螺旋状に巻き取った状態のアームを示す平面図である。
【符号の説明】
１…タンク、  ２…開口部、  ５…固定板、  １１…回転軸、  ２３…アーム、  ２４，２７…リンク、  ３４…ノズル、  ４２…押圧部材。
【図１】
0004011732.tif 000002
【図２】
0004011732.tif 000003
【図３】
0004011732.tif 000004
【図４】
0004011732.tif 000005