(57)【要約】【課題】簡易な構成によって、洗浄対象物の軸方向長さ全てにわたって洗浄用液体を噴射することが可能な洗浄装置を提供することを目的とする。【解決手段】洗浄装置は、筒状の加速空洞１０の内部に加速空洞１０の軸線方向に沿って配置され、外面と内面との間を貫通し、加速空洞１０に対して水を噴射するノズル孔が複数形成された、中空形状の筒部７と、筒部７内にて、筒部７の軸方向に沿って移動可能であり、ノズル孔に対して水を供給するヘッダ部と、一端部でヘッダ部に接続され、ヘッダ部に対して水を供給するホース５とを備える。【選択図】図１
2017119241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の洗浄対象物の内部に前記洗浄対象物の軸線方向に沿って配置され、外面と内面との間を貫通し、前記洗浄対象物に対して洗浄用液体を噴射するノズル孔が複数形成された、中空形状の筒部と、
前記筒部内にて、前記筒部の軸方向に沿って移動可能であり、前記ノズル孔に対して前記洗浄用液体を供給するヘッダ部と、
一端部で前記ヘッダ部に接続され、前記ヘッダ部に対して前記洗浄用液体を供給する管部と、
を備える洗浄装置。
【請求項２】
外面と内面との間を貫通したノズル孔が形成され、前記ノズル孔から洗浄対象物に対して洗浄用液体を噴射するヘッダ部と、
前記洗浄対象物の内部に前記洗浄対象物の軸線方向に沿って配置され、前記ヘッダ部を支持しつつ、前記ヘッダ部を軸方向に沿って移動させるスライド部と、
一端部で前記ヘッダ部に接続され、前記ヘッダ部に対して前記洗浄用液体を供給する管部と、
を備える洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄対象物を回転させる回転部を更に備える請求項１又は２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
複数の前記ノズル孔は、前記筒部において、螺旋状に配置される請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記管部は、巻取り可能である請求項１から４のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記洗浄対象物は、加速器システムに設置される加速空洞である請求項１から５のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超伝導加速器システムに用いられる加速空洞は、主に超伝導材料のニオブからなり、板金加工して椀形形状に形成された部品を組み合わせて溶接することによって製作される。製作された加速空洞は、軸方向に一定の長さ（例えば１．５ｍ）があり、長手方向に沿って切断した断面が波形形状を有する。加速空洞は、軸線上が一端から他端にかけて開口しており、超伝導加速器システムの運転時、加速空洞の軸線上を荷電粒子ビームが通過する。
【０００３】
加速空洞は、運転時において、例えば液体ヘリウムによって極低温に冷却されて、超伝導状態とされる。これにより、高周波（マイクロ波）の電力損失が低下し、低い電力によって高い加速電界を得ることができる。一方、加速空洞の内面が塵などによって汚染されていると、加速電界による電界放出等によって局所的な温度上昇が発生する。その結果、加速空洞の超伝導状態が維持できなくなる。
したがって、加速空洞は、化学研磨や高圧水洗浄等の処理によって、内面が清浄化された後、超伝導加速器システムに組み込まれる。
【０００４】
下記の特許文献１では、原子炉と蒸気発生器の間に設置され、一次冷却水を循環する一次系循環水ポンプのケーシングを高圧水によって除染する技術が開示されており、ポンプケーシング洗浄装置は、高圧水管に回転噴射ノズルが取り付けられ、移動機構によって、回転噴射ノズルと高圧水管が垂直方向及び水平方向に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５９−３４９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、加速空洞を洗浄する洗浄装置５１は、図９に示すように、加速空洞１０を昇降させたり、加速空洞１０を軸線周りに回転させることが可能な機構を有する台部５２を有し、台部５２に設置された加速空洞１０内にノズル部５３が挿入される。この機構では、洗浄時、ノズル部５３は所定位置に固定される。
【０００７】
従来、ノズル部５３に、微細な開口を有するオリフィスが複数設けられており、超純水製造装置５４で製造された超純水は、高圧ポンプ５５で昇圧され、フィルタ５６を介した後、ノズル部５３から噴射されることによって、加速空洞１０の内面が洗浄され、塵等の残留物質が除去される。上述した構成を有する洗浄装置５１は、台部５２が加速空洞１０の軸方向に沿って移動することによって、超純水が加速空洞１０の軸方向に噴射されていく。このとき、加速空洞１０が回転することによって、超純水が加速空洞１０の周方向に噴射される。
【０００８】
なお、台部５２が加速空洞１０を昇降させる機構を有さず、ノズル部５３が加速空洞の軸方向に移動することによって、超純水が加速空洞１０の軸方向に噴射される場合もある。また、台部５２が加速空洞を回転させる機構を有さず、ノズル部５３が加速空洞１０の軸線周りに回転することによって、超純水が加速空洞１０の周方向に噴射される場合もある。
【０００９】
上述したとおり、従来の洗浄装置では、加速空洞又はノズル部を昇降させる機構や、加速空洞又はノズル部を回転させる機構を備えることが必要であり、装置構成が複雑で大掛かりとなる。また、加速空洞又はノズル部を昇降させる機構を有する場合、洗浄装置の高さは、加速空洞の長さの２倍程度となり、装置寸法が大きくなる。
【００１０】
また、ノズル部は、加速空洞の一端側から挿入された状態にあるとき、加速空洞の下方から支持された片持ち構造となっている。そのため、ノズル部が高圧の超純水を噴射するとき、噴射力の作用でノズル部が振動し、加速空洞内部で、ノズル部と加速空洞内面が接触するリスクがある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成によって、洗浄対象物の軸方向長さ全てにわたって洗浄用液体を噴射することが可能な洗浄装置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】
上記課題を解決するために、本発明の洗浄装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る洗浄装置は、筒状の洗浄対象物の内部に前記洗浄対象物の軸線方向に沿って配置され、外面と内面との間を貫通し、前記洗浄対象物に対して洗浄用液体を噴射するノズル孔が複数形成された、中空形状の筒部と、前記筒部内にて、前記筒部の軸方向に沿って移動可能であり、前記ノズル孔に対して前記洗浄用液体を供給するヘッダ部と、一端部で前記ヘッダ部に接続され、前記ヘッダ部に対して前記洗浄用液体を供給する管部とを備える。
【００１３】
この構成によれば、管部が、筒部内のヘッダ部に対して洗浄用液体を供給し、ヘッダ部が筒部のノズル孔に対して洗浄用液体を供給することによって、筒部の内部から外部に向けて洗浄用液体が噴射される。ヘッダ部が、筒部内にて筒部の軸方向に沿って移動することで、筒部のノズル孔に対して洗浄用液体を供給する位置が、筒部の軸方向に沿って変化する。筒部は、洗浄対象物の軸線方向に沿って配置されることから、ヘッダ部が筒部の全長にわたって移動することで、洗浄対象物の軸線方向に沿って洗浄用液体を噴射できる。
【００１４】
本発明に係る洗浄装置は、外面と内面との間を貫通したノズル孔が形成され、前記ノズル孔から洗浄対象物に対して洗浄用液体を噴射するヘッダ部と、前記洗浄対象物の内部に前記洗浄対象物の軸線方向に沿って配置され、前記ヘッダ部を支持しつつ、前記ヘッダ部を軸方向に沿って移動させるスライド部と、一端部で前記ヘッダ部に接続され、前記ヘッダ部に対して前記洗浄用液体を供給する管部とを備える。
【００１５】
この構成によれば、管部が、スライド部によって移動されるヘッダ部に対して洗浄用液体を供給し、ヘッダ部に洗浄用液体を供給することによって、ヘッダ部のノズル孔から洗浄対象物に向けて洗浄用液体が噴射される。ヘッダ部が、スライド部の軸方向に沿って移動することで、ノズル孔を有するヘッダ部の位置が、スライド部の軸方向に沿って変化する。スライド部は、洗浄対象物の内部で洗浄対象物の軸線方向に沿って配置されることから、ヘッダ部がスライド部の全長にわたって移動することで、洗浄対象物の軸線方向に沿って洗浄用液体を噴射できる。
【００１６】
上記発明において、前記洗浄対象物を回転させる回転部を更に備える。
この構成によれば、洗浄対象物が回転部によって回転するため、筒部又はヘッダ部が回転しない場合もノズル孔から噴射した洗浄用液体が、洗浄対象物を周方向に洗浄できる。
【００１７】
上記発明において、複数の前記ノズル孔は、前記筒部において、螺旋状に配置される。
この構成によれば、洗浄対象物や筒部を回転させることなく、ノズル孔から噴射した洗浄用液体が、洗浄対象物を周方向に洗浄できる。
【００１８】
上記発明において、前記管部は、巻取り可能である。
この構成によれば、管部が常に一定長さを有する場合と異なり、管部が巻き取られるため、ヘッダ部の位置に関わらず、管部の他端側を常に同じ高さに維持することができる。その結果、管部の移動に必要な空間を低減でき、装置高さを抑えることができる。
【００１９】
上記発明において、前記洗浄対象物は、加速器システムに設置される加速空洞である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易な構成によって、洗浄対象物の軸方向長さ全てにわたって洗浄用液体を噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る洗浄装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る洗浄装置の筒部及びヘッダ部を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る洗浄装置のヘッダ部を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る洗浄装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る洗浄装置の筒部を示す側面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る洗浄装置の筒部と加速空洞の関係を示す概略図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る洗浄装置のスライド部とヘッダ部を示す側面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線で切断した横断面図である。
【図９】従来の洗浄装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１から図３を用いて説明する。
本実施形態に係る洗浄装置１は、超伝導加速器システムに適用される加速空洞１０の内面を高圧水によって洗浄する。
【００２３】
加速空洞１０は、主に超伝導材料のニオブからなり、板金加工して椀形形状に形成された部品を組み合わせて溶接することによって製作される。加速空洞は、軸方向に一定の長さ（例えば１．５ｍ）があり、長手方向に沿って切断した断面が波形形状を有する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る洗浄装置１を示す概略構成図である。図１において、加速空洞１０については、軸方向に沿って切断した断面を示しており、加速空洞１０の内部に配置された筒部７が表れている。
【００２５】
洗浄装置１は、超純水製造装置２と、ポンプ３と、フィルタ４と、ホース５と、ホース巻取り装置６と、筒部７と、ヘッダ部８（図２及び図３参照）と、架台９と、加速空洞回転装置１１などを備える。
【００２６】
超純水製造装置２は、超純水を製造し、製造された超純水をポンプ３に供給する。超純水は、有機物や微粒子、気体なども除去された純水である。超純水が加速空洞１０の洗浄に用いられることによって、洗浄後、加速空洞１０内に残存する水によって、加速空洞１０の内面が再度汚染されることを防止できる。
【００２７】
ポンプ３は、超純水製造装置２から供給された超純水を昇圧し、下流側に設けられたフィルタ４、ホース５や筒部７に超純水を送る。
【００２８】
フィルタ４は、ポンプ３の下流側に設置される。フィルタ４は、超純水製造装置２からポンプ３に送られ、ポンプ３によって昇圧されている間に含まれる不純物を除去する。フィルタ４を通過した超純水は、ホース５へ送られる。
【００２９】
ホース５は、ホース巻取り装置６によって巻き取ることが可能な可撓性を有する。ホース５は、例えば一端部がヘッダ部８に接続され、ホース巻取り装置６を介して、他端部がフィルタ４に接続される。
【００３０】
ホース巻取り装置６は、モータ１２の駆動力によって回転可能なリールを有し、ホース巻取り装置６のリールが回転することによって、リールにホース５を巻き取ることができる。ホース巻取り装置６のリールの回転軸は、水平方向に対して平行である。ホース５が巻き取られることで、ヘッダ部８に接続されたホース５の一端部がホース巻取り装置６側に移動する。なお、ホース５をホース巻取り装置６から引き出す際は、モータ１２を駆動させずに、手動で行われる。
【００３１】
ホース巻取り装置６は、架台９の設置面９ａの下方に固定して設置され、ホース５は、架台９の設置面９ａに設けられた貫通孔を通過して、加速空洞１０内部へ導かれている。架台９の設置面９ａには、加速空洞回転装置１１と、加速空洞回転装置１１を回転させるモータ１３などが設置される。モータ１３の駆動力は、例えば歯車機構、ベルト機構等によって、加速空洞回転装置１１に伝達される。図１に示す例では、加速空洞回転装置１１に連結された歯車１４と、モータ１３に連結された歯車１５とが互いに噛み合っている例を示している。
【００３２】
加速空洞回転装置１１は、回転軸が鉛直方向であり、上部に加速空洞１０が載置される。このとき、加速空洞回転装置１１が回転することによって、加速空洞１０は、加速空洞１０の軸心周りに回転する。
【００３３】
筒部７は、架台９上に固定して設置される。筒部７は、円筒状部材であって、一端部から他端部にかけて、洗浄対象物である加速空洞１０の軸方向長さと同等の長さを有する。洗浄時、筒部７は、加速空洞１０の内部に加速空洞１０の軸線方向に沿って配置される。このとき、加速空洞１０の軸心は、筒部７の軸心と一致するように設置されることが望ましい。
【００３４】
また、筒部７には、図２に示すように、外面と内面を貫通するノズル孔１６が形成されている。ノズル孔１６は、サファイア、セラミックス等の耐摩耗性を有する材質を有するオリフィスでもよく、筒部７にオリフィスが埋設される。
【００３５】
筒部７の下端部は、加速空洞回転装置１１とは接続されておらず、筒部７の上端部も、加速空洞１０に対して固定されていない。したがって、筒部７は回転せずに、筒部７の周りに加速空洞１０が回転する。なお、加速空洞回転装置１１に載置された加速空洞１０のフランジ１０Ａには、円環部１７が結合されてもよい。円環部１７の内周部の内径は、筒部７の外径部よりも僅かに大きく、円環部１７は、筒部７を支持することが可能である。
【００３６】
ヘッダ部８は、図２及び図３に示すように、ホース５の端部と接続され、ホース５から超純水が供給される。ヘッダ部８は、円筒形状を有し、ヘッダ部８の外径は、筒部７の内径よりも僅かに小さい。ヘッダ部８には、ホース５から供給された超純水を、筒部７のノズル孔１６に対して供給する流路１８が形成されている。また、ヘッダ部８の外面には、流路１８の出口部１８ａの上方と下方にＯリング１９が設置される。Ｏリング１９によって、ヘッダ部８の外面と筒部７の内面との間の隙間が封じられ、ヘッダ部８に供給された超純水を漏洩させることなく、筒部７のノズル孔１６に導くことができる。
【００３７】
ヘッダ部８は、筒部７内にて、筒部７の軸方向に沿って移動可能である。ヘッダ部８は、ホース５がホース巻取り装置６によって巻き取られることで、下方へ移動する。
【００３８】
ノズル孔１６は、加速空洞１０の内面の洗浄対象となる領域に対応して筒部７に設けられる。これにより、加速空洞１０の軸方向長さ全てにわたって超純水を噴射できる。ノズル孔１６は、図２に示すように、上下方向に隣り合うノズル孔１６との間隔が、例えばピッチｈで配置される。ピッチｈは、ノズル孔１６から噴射した噴射水が加速空洞１０の内面に到達したときに形成される径ｄよりも小さい値である。これにより、加速空洞１０の内面に対して隙間なく、水を噴射できる。
【００３９】
ノズル孔１６は、筒部７の同一高さにおいて、周方向に１箇所設けられるだけでもよいし、２箇所以上設けられてよい。
【００４０】
ヘッダ部８の出口部１８ａの開口高さは、ピッチｈ以上であれば、常にいずれかのノズル孔１６から水が噴射される。なお、多数のノズル孔１６から常に水が噴射するように、出口部１８ａの開口高さを高くすると、噴射圧が低くなる。そのため、出口部１８ａの開口高さを抑えて、同時に水が噴射されるノズル孔１６の数を制限することで、超純水製造装置２やポンプ３の流量仕様を小さくすることができ、装置規模やコストを低減できる。
【００４１】
次に、本実施形態に係る洗浄装置１の動作について説明する。
まず、ホース５が接続されたヘッダ部８を、筒部７内部の最上部まで押し込む。そして、筒部７を加速空洞１０に挿入し、筒部７及び加速空洞１０を加速空洞回転装置１１上に設置する。このとき、加速空洞１０の軸心は、筒部７の軸心や、加速空洞回転装置１１の回転軸と一致するように加速空洞回転装置１１上に置かれる。
【００４２】
そして、加速空洞回転装置１１のモータ１３を動作させて、加速空洞回転装置１１上の加速空洞１０を軸心周りに回転させる。この状態で、超純水製造装置２からポンプ３へ水を供給するとともに、ポンプ３を起動し、水に圧力をかける。これにより、圧力がかかった水は、ホース５を通じてヘッダ部８へ供給され、筒部７のノズル孔１６から水が噴射される。
【００４３】
このとき、筒部７内の水は、ヘッダ部８の外周面に設けられた二つのＯリング１９の間に挟まれる領域内に閉じ込められ、この領域に存在する筒部７のノズル孔１６のみから水が噴射される。
【００４４】
また、ホース巻取り装置６のモータ１２を動作させて、ホース巻取り装置６のリールにホース５を一定速度で巻き取る。これにより、ヘッダ部８が筒部７内を下方向に移動し、軸方向に沿って配置された複数のノズル孔１６から上方向から下方向へ順に水が噴射される。
【００４５】
ノズル孔１６から噴射した水は、加速空洞１０の内面に当たって洗浄が行われる。その後、水は加速空洞１０の内面を伝って、加速空洞１０の下端から排出される。
【００４６】
ヘッダ部８が筒部７の最下端に到達したとき、モータ１２，１３やポンプ３を停止し、洗浄を終了する。
【００４７】
以上、本実施形態によれば、ヘッダ部８が、筒部７内にて筒部７の軸方向に沿って移動することで、筒部７のノズル孔１６に対して水を供給する位置が、筒部７の軸方向に沿って変化する。筒部７は、加速空洞１０の軸方向長さと同等の長さであることから、ヘッダ部８が筒部７の全長にわたって移動することで、加速空洞１０の軸方向長さ全てにわたって水を一様に噴射できる。また、加速空洞回転装置１１によって加速空洞１０が回転するため、筒部７又はヘッダ部８が回転しなくともノズル孔１６から噴射した水が、加速空洞１０を周方向に一様に噴射できる。
【００４８】
さらに、ホース５がホース巻取り装置６に巻き取られていき、ヘッダ部８が下方向へ移動する構成を有することから、ホース５の他端側を常に同じ高さに維持することができる。その結果、管部が常に一定の長さを有する場合に比べて、管部の移動に必要な空間を低減でき、装置高さを抑えることができる。また、加速空洞１０や筒部７を昇降させるための大掛かりな機構を設置せずに、加速空洞１０の軸方向全てにわたって洗浄できる。
【００４９】
またさらに、筒部７と加速空洞の相対的な位置の変動がなく、加速空洞１０の両端側で筒部７の位置が常に一定である。特に、筒部７の上端部は、加速空洞１０のフランジ１０Ａに設けられた円環部１７によって接触支持することも可能である。その結果、筒部７の振動による加速空洞１０との干渉リスクを低減できる。
【００５０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る洗浄装置１について、図４及び図５を用いて説明する。
【００５１】
上述した第１実施形態では、加速空洞回転装置１１が設置され、加速空洞１０が軸心周りに回転する場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。本実施形態では、加速空洞回転装置１１が設置されず、加速空洞１０は架台９上で固定されたまま洗浄される。
以下では、第１実施形態と重複する構成要素及び作用効果については詳細な説明を省略する。
【００５２】
筒部７には、筒部７の軸線を中心とする螺旋上に、複数のノズル孔１６が配置される。
ノズル孔１６は、加速空洞１０の内面の洗浄対象となる領域に対応して筒部７に設けられる。これにより、加速空洞１０の軸方向長さ全てにわたって超純水を噴射できる。ノズル孔１６は、図５に示すように、上下方向に隣り合うノズル孔１６との間隔が、例えばピッチｈで配置される。ピッチｈは、ノズル孔１６から噴射した噴射水が加速空洞１０の内面に到達したときに形成される径ｄよりも小さい値である。これにより、加速空洞１０の内面に対して隙間なく、水を噴射できる。
なお、図５では、２本の螺旋上にノズル孔１６が配置される場合について示しているが、１本の螺旋上にノズル孔１６が配置されてよい。
【００５３】
また、螺旋上、すなわち、略周方向で隣り合うノズル孔１６の角度ピッチθは、θ＝ｄ／Ｒ以下とすることが望ましい。ここで、ｄは、上述と同様に、ノズル孔１６から噴射した噴射水が加速空洞１０の内面に到達したときに形成される径であり、Ｒは、加速空洞１０の内面のうち、加速空洞１０の軸心から最も遠い内面の半径である。これにより、加速空洞１０の内面に対して隙間なく、水を噴射できる。
【００５４】
次に、本実施形態に係る洗浄装置１の動作について説明する。
まず、ホース５が接続されたヘッダ部８を、筒部７内部の最上部まで押し込む。そして、筒部７を加速空洞１０に挿入し、筒部７及び加速空洞１０を架台９上に設置する。このとき、加速空洞１０の軸心は、筒部７の軸心と一致するように架台９上に置かれる。
【００５５】
そして、超純水製造装置２からポンプ３へ水を供給するとともに、ポンプ３を起動し、水に圧力をかける。これにより、圧力がかかった水は、ホース５を通じてヘッダ部８へ供給され、筒部７のノズル孔１６から水が噴射される。
【００５６】
このとき、筒部７内の水は、ヘッダ部８の外周面に設けられた二つのＯリング１９の間に挟まれる領域内に閉じ込められ、この領域に存在する筒部７のノズル孔１６のみから水が噴射される。
【００５７】
また、ホース巻取り装置６のモータ１２を動作させて、ホース巻取り装置６のリールにホース５を一定速度で巻き取る。これにより、ヘッダ部８が筒部７内を下方向に移動し、軸方向に沿って配置された複数のノズル孔１６から上方向から下方向へ順に水が噴射される。
【００５８】
ノズル孔１６から噴射した水は、加速空洞１０の内面に当たって洗浄が行われる。その後、水は加速空洞１０の内面を伝って、加速空洞１０の下端から排出される。
【００５９】
ヘッダ部８が筒部７の最下端に到達したとき、モータ１２やポンプ３を停止し、洗浄を終了する。
【００６０】
以上、本実施形態によれば、ヘッダ部８が、筒部７内にて筒部７の軸方向に沿って移動することで、筒部７のノズル孔１６に対して水を供給する位置が、筒部７の軸方向に沿って変化する。筒部７は、加速空洞１０の軸方向長さと同等の長さであることから、ヘッダ部８が筒部７の全長にわたって移動することで、加速空洞１０の軸方向長さ全てにわたって水を一様に噴射できる。また、筒部７において複数のノズル孔１６が螺旋状に配置されているため、筒部７又はヘッダ部８が回転しなくともノズル孔１６から噴射した水が、加速空洞１０を周方向に一様に噴射できる。
【００６１】
さらに、ホース５がホース巻取り装置６に巻き取られていき、ヘッダ部８が下方向へ移動する構成を有することから、ホース５の他端側を常に同じ高さに維持することができる。その結果、ヘッダ部８と接続された管部が常に一定の長さを有する場合に比べて、管部の移動に必要な空間を低減でき、装置高さを抑えることができる。また、加速空洞１０や筒部７を昇降させるための大掛かりな機構を設置せずに、加速空洞１０の軸方向全てにわたって洗浄できる。
【００６２】
またさらに、加速空洞１０や筒部７を回転させるための大掛かりな機構を設置せずに、加速空洞１０の周方向全てにわたって洗浄できる。
【００６３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る洗浄装置１について、図６を用いて説明する。
上述した第１実施形態では、筒部７に形成される複数のノズル孔１６の形成位置がピッチｈで均等であり、ノズル孔１６の開口方向が筒部７の軸線に対して垂直である場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。
以下では、第１実施形態と重複する構成要素及び作用効果については詳細な説明を省略する。
【００６４】
本実施形態では、加速空洞１０の形状に応じて、複数のノズル孔１６の形成位置やノズル孔１６の開口方向を変更させる。
【００６５】
加速空洞１０は、加速空洞１０の軸線からの距離が、軸方向の位置に応じて異なる形状を有する。加速空洞１０は、図６に示すように、便宜上、例えばアイリス部と赤道部とに分けることができる。アイリス部は、加速空洞１０の内面のうち、加速空洞１０の軸心から比較的近い内面の領域、すなわち、半径が小さく、絞られた形状を有する領域である。赤道部は、アイリス部とは反対に、加速空洞１０の内面のうち、加速空洞１０の軸心から比較的遠い内面の領域、すなわち、半径が大きく、膨らんだ形状を有する領域である。なお、赤道部とアイリス部の軸方向の長さは同一である。
【００６６】
筒部７のうち、加速空洞１０のアイリス部に相対する部分に設置されたノズル孔１６の個数がｎ個であり、加速空洞１０の赤道部に相対する部分に設置されたノズル孔１６の個数がＮ個であるとしたとき、Ｎ＞ｎの関係となるようにノズル孔１６が設置される。
【００６７】
アイリス部は対向する筒部７の軸方向長さに比べて、加速空洞１０の表面積が小さいため、ノズル孔１６の単位長さ当たりの個数が少なく、ノズル孔１６が粗く配置されても、加速空洞１０の内面に対して洗浄できる範囲をカバーできる。また、赤道部は対向する筒部７の軸方向長さに比べて、加速空洞１０表面積が大きいが、ノズル孔１６の単位長さ当たりの個数を多くして、ノズル孔１６が密に配置されることによって、加速空洞１０の内面に対して洗浄できる範囲をカバーできる。
【００６８】
また、加速空洞１０のアイリス部に相対する部分に設置されたノズル孔１６の集合のうち中心部に位置するノズル孔１６は、筒部７の軸心に対して９０°の方向に噴射するように、ノズル孔１６の開口の向きが形成される。また、アイリス部に相対する部分に設置されたノズル孔１６の集合のうち端部に位置するノズル孔１６は、筒部７の軸心に対して６０°程度又は−６０°程度の方向に噴射するように、ノズル孔１６の開口の向きが形成される。アイリス部に相対する部分に設置されたノズル孔１６の集合では、端部から中心部に向かうにつれて、ノズル孔１６の開口の向きは、６０°から９０°に近づいていく。
【００６９】
さらに、加速空洞１０の赤道部に相対する部分に設置されたノズル孔１６の集合のうち中心部に位置するノズル孔１６は、筒部７の軸心に対して９０°の方向に噴射するように、ノズル孔１６の開口の向きが形成される。また、赤道部に相対する部分に設置されたノズル孔１６の集合のうち端部に位置するノズル孔１６は、筒部７の軸心に対して６０°程度又は−６０°程度の方向に噴射するように、ノズル孔１６の開口の向きが形成される。赤道部に相対する部分に設置されたノズル孔１６の集合では、端部から中心部に向かうにつれて、ノズル孔１６の開口の向きは、６０°から９０°に近づいていく。
【００７０】
以上、本実施形態によれば、ノズル孔１６による水の噴射方向が、加速空洞１０の内面の法線方向に近づくため、噴射水が内面に与えるエネルギーの面積密度が大きくなり、洗浄能力を高めることができる。
【００７１】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る洗浄装置１について、図７及び図８を用いて説明する。
上述した第１実施形態では、筒部７にノズル孔１６が形成され、筒部７内をヘッダ部８が移動する場合について説明したが、本実施形態では、ヘッダ部２７にノズル孔２８が形成され、ノズル孔２８を有するヘッダ部２７が、筒部７の代わりに設置されたスライド部２６に沿って移動する。
以下では、第１実施形態と重複する構成要素及び作用効果については詳細な説明を省略する。
【００７２】
洗浄装置１は、超純水製造装置２と、ポンプ３と、フィルタ４と、ホース５と、ホース巻取り装置６と、スライド部２６と、ヘッダ部２７と、架台９と、加速空洞回転装置１１などを備える。
【００７３】
スライド部２６は、架台９上に固定して互いに平行に２本設置される。スライド部２６は、例えば図８に示すように断面がＴ字状である、長尺部材であって、一端部から他端部にかけて、洗浄対象物である加速空洞１０の軸方向長さと同等の長さを有する。洗浄時、スライド部２６は、加速空洞１０の内部に加速空洞１０の軸線方向に沿って配置される。このとき、加速空洞１０の軸心は、スライド部２６の軸心と一致するように設置されることが望ましい。
【００７４】
また、ヘッダ部２７には、外面と内面を貫通するノズル孔２８が形成されている。ノズル孔２８は、サファイア、セラミックス等の耐摩耗性を有する材質を有するオリフィスでもよく、ヘッダ部２７にオリフィスが埋設される。
【００７５】
スライド部２６の下端部は、加速空洞回転装置１１とは接続されておらず、スライド部２６の上端部も、加速空洞１０に対して固定されていない。したがって、スライド部２６は回転せずに、スライド部２６の周りに加速空洞１０が回転する。なお、加速空洞回転装置１１に載置された加速空洞１０のフランジ１０Ａには、スライド部２６の上部に固定されたフランジ部２９が接触可能に置かれてもよい。これにより、スライド部２６は、フランジ部２９を介して加速空洞１０に支持される。
【００７６】
ヘッダ部２７は、図７に示すように、ホース５の端部と接続され、ホース５から超純水が供給される。ヘッダ部２７は、円筒形状を有し、ヘッダ部２７の外面には、スライド部２６と摺動可能な溝部３０が形成される。ヘッダ部２７には、ホース５から供給された超純水を、ノズル孔２８に対して供給する流路３１が形成されている。
【００７７】
ヘッダ部２７は、スライド部２６間にて、スライド部２６の軸方向に沿って移動可能である。ヘッダ部２７は、ホース５がホース巻取り装置６によって巻き取られることで、下方へ移動する。なお、第１実施形態と異なり、Ｏリングによる摩擦がないため、フランジ部２９の下面とヘッダ部２７の上面とを結合する引張りばね３２が設置される。引張りばね３２は、重力によるヘッダ部２７の落下を防止する。
【００７８】
本実施形態では、ヘッダ部２７を、スライド部２６の最上部から最下部まで移動しながら、ヘッダ部２７のノズル孔２８から水を噴射させる。このとき、加速空洞１０は、加速空洞回転装置１１によって回転されている。
【００７９】
また、ヘッダ部２７は、第１実施形態のヘッダ部８と同様に、ホース巻取り装置６のモータ１２を動作させて、ホース巻取り装置６のリールにホース５を一定速度で巻き取ることで、ヘッダ部２７がスライド部２６に沿って下方向に移動する。
【００８０】
これにより、ノズル孔２８から噴射した水は、加速空洞１０の内面に当たって洗浄が行われる。その後、水は加速空洞１０の内面を伝って、加速空洞１０の下端から排出される。
【００８１】
以上、本実施形態によれば、ヘッダ部２７が、スライド部２６の軸方向に沿って移動することで、ヘッダ部２７のノズル孔２８によって水が噴射される位置が、スライド部２６の軸方向に沿って変化する。スライド部２６は、加速空洞１０の軸方向長さと同等の長さであることから、ヘッダ部２７がスライド部２６の全長にわたって移動することで、加速空洞１０の軸方向長さ全てにわたって水を一様に噴射できる。また、加速空洞回転装置１１によって加速空洞１０が回転するため、スライド部２６又はヘッダ部２７が回転しなくともノズル孔２８から噴射した水が、加速空洞１０を周方向に一様に噴射できる。
【００８２】
さらに、ホース５がホース巻取り装置６に巻き取られていき、ヘッダ部２７が下方向へ移動する構成を有することから、ホース５の他端側を常に同じ高さに維持することができる。その結果、管部が常に一定の長さを有する場合に比べて、管部の移動に必要な空間を低減でき、装置高さを抑えることができる。また、加速空洞１０やスライド部２６を昇降させるための大掛かりな機構を設置せずに、加速空洞１０の軸方向全てにわたって洗浄できる。
【００８３】
またさらに、筒部７と加速空洞の相対的な位置の変動がなく、加速空洞１０の両端側で筒部７の位置が常に一定である。特に、スライド部２６の上端部のフランジ部２９は、加速空洞１０のフランジ１０Ａによって接触支持することも可能である。その結果、スライド部２６の振動による加速空洞１０との干渉リスクを低減できる。
【符号の説明】
【００８４】
１  洗浄装置
２  超純水製造装置
３  ポンプ
４  フィルタ
５  ホース
６  ホース巻取り装置
７  筒部
８，２７  ヘッダ部
９  架台
１０  加速空洞
１１  加速空洞回転装置
１２，１３  モータ
１４，１５  歯車
１６，２８  ノズル孔
２６  スライド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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