(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主流配管から分岐された閉塞部の先端に設けられた閉塞板に備えられた超音波振動子と、
前記超音波振動子を稼動させる洗浄時間を設定する計時手段と、
前記計時手段により設定された洗浄時間に応じて、洗浄開始から洗浄終了にかけて前記超音波振動子から出力される超音波の周波数が高くなるように制御する制御手段とを有することを特徴とする配管ラインの定置洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管ラインの定置洗浄装置であって、特に食品・飲料品工場等のプロセスに用いられる配管ラインにおける閉塞部を効率的に洗浄し、洗浄度の信頼性を向上させる定置洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品工場、飲料工場等では、生産品種切り替え時や操業終了時等に、その製造設備や機器類を洗浄している。近年では特に、配管やタンク等は、洗浄時における分解を不要としたＣＩＰ（Cleaning In Place：定置洗浄）により洗浄が行われることが多い。
【０００３】
一般的なＣＩＰ装置は、洗浄剤タンク、送液ポンプ、加熱装置および洗浄溶液の自動切換弁等から構成されている。ＣＩＰ装置では、製品製造時に生産品を流していた設備や機器類などの配管類を洗浄するために洗浄剤を、洗浄後の洗浄剤を洗い流すために清水をそれぞれ流すこととなる。
【０００４】
洗浄対象となる配管類には、温度や圧力、流量等を示す計器類や、排水用配管、及び将来的な増設用や一時的に使用しない配管などが接続された分岐配管としての閉塞部が存在することがある。こうした閉塞部では、洗浄剤や清水の液溜り（淀み）が生じやすく、主流配管に比べて洗浄性の悪化が著しい。特に、分岐された短管（分岐配管）と閉塞板との接合部分などでの洗浄効率が悪く、洗浄時間増大の要因とされている。このため、閉塞部の配管長さＬ／閉塞部の管径Ｄによって表される比率を６以下にする設計が成されてきており、計器類などではＬを０とするものも販売されている。ところが、主流配管の分岐用に汎用の継手を用いる場合などではどうしても、Ｌを０とすることができない。こうした汎用の継手等を使用した分岐配管であって、一時的に使用しない箇所には、閉塞部を構成する閉塞板が配備されている。
【０００５】
このような淀みを生じさせる閉塞部の洗浄を効率的に行う技術については種々検討されており、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１に開示されている技術は、先端側にバルブ等を有し、淀みを生じさせる配管の周囲に超音波振動子を取り付け、配管内部の流体に振動を付与することで、流速の遅い箇所での配管の洗浄効果を高めるというものである。
【特許文献１】特開２００５−１３１４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されているような技術によれば、確かに淀みを生じさせる配管内部の洗浄効率を高めることができる。しかし、超音波は音源から扇状に広がって伝播されるため、超音波振動子の取り付けられた側面における分岐配管と閉塞板との境界となる角部等には、超音波洗浄による効果が現れにくい。よって、当該部分に付着した汚れの洗浄性が悪くなってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明では、配管ラインの洗浄性を高め、閉塞部を構成する分岐配管と閉塞板との境界となる角部の洗浄性も向上させることのできる配管ラインの定置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】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る配管ラインの定置洗浄装置は、主流配管から分岐された閉塞部の先端に設けられた閉塞板に備えられた超音波振動子と、前記超音波振動子を稼動させる洗浄時間を設定する計時手段と、前記計時手段により設定された洗浄時間に応じて、洗浄開始から洗浄終了にかけて前記超音波振動子から出力される超音波の周波数が高くなるように制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記のような構成を有する配管ラインの定置洗浄装置によれば、上記方法と同様に、配管ラインの洗浄性を高め、閉塞部を構成する分岐配管と閉塞板との境界となる角部の洗浄性も向上させることができる。また、上記のような装置の主体は、閉塞部における閉塞板に超音波振動子を取り付けることなので、既設の配管ラインをそのまま利用することができ、設備コストの抑制を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の配管ラインの定置洗浄装置に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本発明の定置洗浄装置について説明する。
【００１５】
本発明を実施するための配管ラインは、例えば図１に示すように、主流配管１６と、当該主流配管１６から分岐された閉塞部２２を有する。主流配管１６は、定置洗浄装置を構成する図示しない洗浄剤タンク、送液ポンプ、洗浄液加熱装置等に接続された配管であり、図１は、その一部を部分的に示すものである。なお、閉塞部２２は、主流配管１６の側方に接続された短管である。
【００１６】
閉塞部２２には、例えば計器類（具体的には不図示）が設けられている事もあるが、本実施形態では計器類は設けず、先端部を閉じる閉塞板２０が設けられている。また、本実施形態に係る配管ラインの定置洗浄方法では、前記閉塞部２２における閉塞板２０に、超音波振動子１０を備えるようにしている。このような構成とすることで、閉塞板２０自体が音源（振源）となるため、分岐配管１８との境界にあたる角部１９であっても、付着した汚れを効果的に剥離することが可能となる。
【００１７】
また、本実施形態に係る配管ラインの洗浄装置は、超音波振動子１０に接続された制御手段１２と、当該制御手段１２に接続された計時手段１４とを有する。前記計時手段１４は、超音波振動子１０を稼動させて行う洗浄時間を定める、いわゆるタイマ機能を持つ。前記制御手段１２は、超音波振動子１０が出力する超音波の周波数を制御する機能を有する。周波数の制御は、作業者等による入力に基づいて制御することも可能であるが、次のようにして自動制御を行うようにしても良い。
すなわち、計時手段１４により設定された時間を所定の時間単位で分割し、洗浄開始時における所定時間（最初の所定時間）から洗浄終了時における所定時間（最後の所定時間）に向けて周波数が高くなるように制御するのである。
【００１８】
なお、制御する超音波の周波数帯は、２０ｋＨｚ付近から１ＭＨｚ付近の範囲とすると良く、より好ましくは２０ｋＨｚ付近から３０ｋＨｚ付近までの範囲とすることが最も望ましい。このような構成としたことより、閉塞部２２の淀み具合、すなわち閉塞部２２内に流れ込む洗浄液の流速に応じて、適切な周波数を選択して洗浄を実行したり、自動切換による振動の変動を利用して汚れの剥離を促進させることができる。
【００１９】
このような構成の配管ラインおよび定置洗浄装置において実施される配管ラインの定置洗浄方法に係る第１の実施形態は、次のようなものである。まず、主流配管１６の内部に洗浄液を流入させる。主流配管１６内部に流入した洗浄液は、主流配管１６から分岐された閉塞部２２を含む配管ライン全体に流入する。主流配管１６内部、および閉塞部２２内部等が洗浄液によって満たされた後、閉塞部２２の先端に設けられた閉塞板２０に備えられた超音波振動子１０を稼動させる。
【００２０】
超音波振動子１０の稼動により励起された超音波（振動）は、閉塞板２０に伝達され、閉塞板２０を発振源として分岐配管１８内部に満たされた洗浄液に伝達される。洗浄液に伝達された超音波は、洗浄液中に圧力の高低を生じさせ、洗浄液中にキャビテーションを発生させる。キャビテーションとは、洗浄液中に極めて小さな気泡や空洞が急速に形成されたり、これが激しく崩壊したりする現象であり、気泡が崩壊する際に生ずるエネルギーを利用して、配管内部（閉塞部２２の内部）に付着した汚れを剥離させるのである。このため、淀みの生じやすい閉塞部２２であっても、洗浄性の向上を図ることができる。
【００２１】
また、本実施形態の配管ラインの定置洗浄方法では、閉塞部２２の先端部分に設けた閉塞板２０を振動させることにより洗浄液中にキャビテーションを生じさせる。このため、振動の伝播は閉塞部２２を構成する分岐配管１８の側面と平行な方向（矢印Ａの方向）、換言すると、主流配管１６を流れる洗浄液と交差する方向（図１では矢印Ｂと直交する方向）となる。よって、閉塞部２２を構成する分岐配管１８の内壁面を効率良く洗浄することができると共に、閉塞板２０近傍に流れ込んだ洗浄液の流れに生ずる乱流の発生をより複雑なものとすることができる。よって、分岐配管１８と閉塞板２０との境界部である角部１９の洗浄も効率的に行うことが可能となる。
【００２２】
洗浄液による主流配管１６の内面、及び閉塞部２２の内面の洗浄が終了した後、配管ラインから洗浄液を抜き、清水等による洗浄液の洗い流しを行う（清水による洗浄）。なお、清水による洗浄工程においても、超音波振動子１０を稼動させるようにすることができる。
【００２３】
このようにして行う配管ラインの定置洗浄方法では、閉塞部２２の洗浄性を向上させることができる。そして、主流配管１６の洗浄に要する時間と閉塞部２２の洗浄に要する時間との差を小さくすることができ、配管ライン全体の洗浄時間を短くすることができる。また、配管ラインの洗浄時間の短縮により、製造ラインの効率的稼動も可能となり、製造コストの低減を図ることも可能となる。
【００２４】
また、上述したように、閉塞部２２の洗浄性を著しく向上させることができるため、洗浄具合の確認等を目的とした閉塞部２２の分解、および分解時の洗浄といった行為の頻度を減らす事ができるため、これに要する人件費を減らすことができる。
また、本実施形態に係る配管ラインの定置洗浄方法を実施するためには、閉塞板２０に超音波振動子１０を設けるだけで良いため、既設配管をそのまま使用することができ、設備コストの抑制を図ることができる。
【００２５】
次に、本発明の配管ラインの定置洗浄方法に係る第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る配管ラインの定置洗浄方法の殆どの工程は、上述した第１の実施形態に係る配管ラインの定置洗浄方法と同様である。
相違点としては、洗浄開始時から洗浄終了時にかけて段階的に、あるいはリニアに、洗浄に用いる超音波の周波数を高めてゆくようにした点である。
【００２６】
超音波洗浄において、キャビテーションにより生ずる気泡は周波数を高くするに従って小さくなるが、その数は増加する。このため、高周波帯での洗浄は、微粒子の除去に適することとなる。従って、洗浄開始時には低い周波数で超音波洗浄を行うことで閉塞部２２内部に付着した大きな汚れを剥離除去し、洗浄時間の経過と共に段階的、あるいはリニアに、超音波の周波数を高めて行くようにする。こうすることにより、洗浄液の流入・流出による洗浄を行いつつ、超音波による粗洗浄と仕上げ洗浄とを実行することが可能となり、洗浄後における閉塞部２２内面の清浄度を高めることができる。
【００２７】
なお具体的な制御に関しては上述したように、計時手段１４により設定された時間を所定の時間単位で分割し、洗浄開始時における所定時間から洗浄終了時における所定時間に向けて周波数が高くなるように制御するのである。その他の作用、効果については、上述した第１の実施形態に係る配管ラインの定置洗浄方法と同様である。
【００２８】
上記のような本発明に係る配管ラインの定置洗浄方法は、図２に示すような十字配管の体を成す閉塞部２２，２８にも適用することができる。このような構成の配管の場合、従来（特許文献１に開示されている技術）分岐配管１８と分岐配管２４との双方に超音波振動子を設ける必要があった。しかし、本発明に係る配管ラインの定置洗浄方法では、上述したように、分岐配管１８の側壁に平行な方向に超音波が伝播されるため、閉塞板２０に対向する閉塞部２８における分岐配管２４と閉塞板２６との境界である角部２５に対しても洗浄効果を付与することができる。よって、従来に比べて必要とする超音波振動子１０の数を減らすこともでき、設備コストを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の配管ラインの定置洗浄装置に係る実施形態を説明するための配管ラインを示す図である。
【図２】本発明の配管ラインの定置洗浄装置を効果的に適用することのできる配管ラインの形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０………超音波振動子、１２………制御手段、１４………計時手段、１６………主流配管、１８………分岐配管、１９………角部、２０………閉塞板、２２………閉塞部。
【図１】
0005061886.tif 000002
【図２】
0005061886.tif 000003