(57)【要約】【課題】ライン配管等を流れる洗浄液に対して、任意の気泡径を有する気泡を安定して供給し、洗浄効果の向上、安定化を図ることのできる配管の定置洗浄方法を提供する。【解決手段】上記課題を解決するための配管の定置洗浄方法は、ライン配管１０を定置洗浄する際の洗浄液５０に対して気体を供給し、洗浄液５０を気液二相流としてライン配管１０に流し込んで洗浄を行う方法において、所定の径を有する気泡を拡散させる通気孔を有するフィルタ３４を通過させることで、洗浄液５０に供給する気泡５２の気泡径を平均化させることを特徴とする。また、このような方法では、通気孔径の異なるフィルタ３４の切り替えにより、洗浄液５０に供給する気泡５２の径を変化させるようにしても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン配管を定置洗浄する際の洗浄液に対して気体を供給し、前記洗浄液を気液二相流として前記ライン配管に流し込んで洗浄を行う方法において、
所定の径を有する気泡を拡散させる通気孔を有するフィルタを通過させることで、前記洗浄液に供給する気泡径を平均化させることを特徴とする配管の定置洗浄方法。
【請求項２】
通気孔径の異なるフィルタの切り替えにより、前記洗浄液に供給する気泡径を変化させることを特徴とする請求項１に記載の配管の定置洗浄方法。
【請求項３】
前記ライン配管に対する気体供給口を複数とし、前記洗浄液に対し、フィルタにより定められた複数種類の径を有する気泡を供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配管の定置洗浄方法。
【請求項４】
ライン配管を定置洗浄する際に洗浄液に対して気体を供給する気体供給装置であって、
前記ライン配管に対して気体を供給する気体供給口と、前記気体供給口に対して気体を送る気体供給配管との間に、
所定の径を有する気泡を拡散させる通気孔を有するフィルタを備えたことを特徴とする気体供給装置。
【請求項５】
前記気体供給口は、１つのライン配管に対して複数配置され、
前記気体供給配管はそれぞれの気体供給口に対して分配接続され、
各前記気体供給口と前記気体供給配管との間に配置されるフィルタは、それぞれ通気孔径を異ならせたことを特徴とする請求項４に記載の気体供給装置。
【請求項６】
複数の前記気体供給口は、１つの基準円の円周上にそれぞれ配置し、
前記フィルタは、前記基準円の中心に回転軸を配置した回転板に複数、前記基準円の円周上に位置するように配置し、
前記回転板の回転により前記気体供給口と前記気体供給配管との間に配置するフィルタを切り替え可能な構成とすると共に、前記複数のフィルタはそれぞれ通気孔径を異ならせたことを特徴とする請求項５に記載の気体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管の定置洗浄方法、およびこの定置洗浄方法を実施する際に用いる気体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品・飲料工場の生産設備において、ライン配管に付着、残留した汚れを除去する手法として現在ではＣＩＰ（Cleaning in place：定置洗浄）という手法が採用されることが多い。一般的なＣＩＰでは、洗浄液をライン配管内部に流し込む事でライン配管内部に付着、残留した汚れを除去し、洗浄液により汚れを除去した後のライン配管をすすぎ水で洗浄するという工程が採られている。
このような工程で進められるＣＩＰでは、洗浄液による洗浄効果を向上させるための手段として、洗浄液の濃度を高くしたり、洗浄液の温度を上げたり、ライン配管に流し込む洗浄液の流速を速めたりといった手段が一般的なものとして講じられていた。こうした手段は、洗浄効果の向上という面では確かに結果を出すことができるが、一方では、洗浄に要するコストを高騰させるといった懸念があった。
【０００３】
これに対し上記のような懸念を払拭しつつ洗浄性能を向上させる手法として、気液二相流による洗浄が注目されている。気液二相流による洗浄とは、特許文献１、２に示されるように、洗浄液を単相で、または洗浄ガスを単相でライン配管等へ流し込むのでは無く、洗浄液に気泡を混入させた気液混合体をライン配管に流し込んで洗浄を行う手法である。このように、洗浄液内部に気泡を含有させる事により、ライン配管内の壁面近傍を流れる洗浄液に乱流が生じ易くなり、当該面に付着、残留した汚れの除去という面で、高い効果を得る事ができるのである。
【特許文献１】特開２００６−１８１４５０号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２に開示されているような気液二相流は、ライン配管等を流れる洗浄液に対して、気体供給口を介して気体を混入させることで生成される。そして、洗浄液に対して気体を混入させる際の圧力により、ライン配管を流れる洗浄液に混入される気泡径やその量の調整が行われている。
【０００５】
しかしながら、上記のような方法では洗浄液に混入させる気泡径を任意に定め、これを安定して供給することはできないと共に、量の調整も困難である。また、このように気泡径や気泡の量の調整が不安定である場合、洗浄効果の向上、安定化といった点でも問題が残る。
【０００６】
そこで、本発明では、ライン配管等を流れる洗浄液に対して、任意の気泡径を有する気泡を安定して供給し、洗浄効果の向上、安定化を図ることのできる配管の定置洗浄方法、および当該定置洗浄方法を実施するための洗浄液に対する気体供給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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る配管の定置洗浄方法は、ライン配管を定置洗浄する際の洗浄液に対して気体を供給し、前記洗浄液を気液二相流として前記ライン配管に流し込んで洗浄を行う方法において、所定の径を有する気泡を拡散させる通気孔を有するフィルタを通過させることで、前記洗浄液に供給する気泡径を平均化させることを特徴とする。
【０００８】
また、上記のような配管の定置洗浄方法では、通気孔径の異なるフィルタの切り替えにより、前記洗浄液に供給する気泡径を変化させるようにしても良い。このような方法によれば、洗浄液に対して供給する気泡の径を変化させることができ、ライン配管内部を流れる洗浄液に生ずる乱流のパターンを変えることができる。このため、洗浄効果を選択、向上させることが可能となる。
【０００９】
さらに、上記のような配管の定置洗浄方法では、前記ライン配管に対する気体供給口を複数とし、前記洗浄液に対し、フィルタにより定められた複数種類の径を有する気泡を供給するようにしても良い。このような方法を採る事によれば、洗浄液に対して複数種類の径を有する気泡を安定して同時に供給することが可能となる。このため、ライン配管内部を流れる洗浄液に生ずる乱流が複雑化することとなり、洗浄効果を安定して向上させることが期待できる。
【００１０】
また、本発明に係る洗浄液に対する気体供給装置は、ライン配管を定置洗浄する際に洗浄液に対して気体を供給する気体供給装置であって、前記ライン配管に対して気体を供給する気体供給口と、前記気体供給口に対して気体を送る気体供給配管との間に、所定の径を有する気泡を拡散させる通気孔を有するフィルタを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記のような特徴を有する洗浄液に対する気体供給装置において、前記気体供給口は、１つのライン配管に対して複数配置され、前記気体供給配管はそれぞれの気体供給口に対して分配接続され、各前記気体供給口と前記気体供給配管との間に配置されるフィルタは、それぞれ通気孔径を異ならせるようにしても良い。このような構成とすることにより、洗浄液に対して複数種類の径を有する気泡を安定して同時に供給することが可能となる。
【００１２】
さらに、上記のような特徴を有する洗浄液に対する気体供給装置では、複数の前記気体供給口は、１つの基準円の円周上にそれぞれ配置し、前記フィルタは、前記基準円の中心に回転軸を配置した回転板に複数、前記基準円の円周上に位置するように配置し、前記回転板の回転により前記気体供給口と前記気体供給配管との間に配置するフィルタを切り替え可能な構成とすると共に、前記複数のフィルタはそれぞれ通気孔径を異ならせるようにしても良い。このような構成とすることにより、洗浄液に供給する気泡の径を容易に変化させることが可能となる。よって、間欠的、あるいは連続的に供給気泡の径を変化させることを安定して実施することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
上記のような特徴を有する配管の定置洗浄方法によれば、任意の気泡径を有する気泡を安定して供給し、洗浄効果の向上、安定化を図ることができる。
また、上記のような特徴を有する洗浄液に対する気体供給装置によれば、配管の定置洗浄を実施するにあたり、ライン配管等の内部を流れる洗浄液に対して、任意の径を有する気泡を安定的に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の配管の定置洗浄方法、および洗浄液に対する気体供給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、本発明の配管の定置洗浄方法、および洗浄液に対する気体供給装置に係る第１の実施形態について説明する。なお、図１（Ａ）はライン配管および気体供給装置の構成を示す断面図であり、図１（Ｂ）〜（Ｄ）はライン配管と気体供給装置とをそれぞれ分解した状態で示す平面図である。
【００１５】
図１に示すライン配管１０は、ＣＩＰの対象となる食品・飲料工場等における生産設備の配管の一部を示すものである。このため、ライン配管１０のＣＩＰ実施時には、配管内部に洗浄液５０が供給されると共に、詳細を後述する気体供給装置２０により、洗浄液５０に対して気体（気泡５２）が供給される。
【００１６】
本実施形態におけるライン配管１０には、少なくとも２つの気体供給口（第１の気体供給口１２、第２の気体供給口１４）が備えられ、当該気体供給口１２，１４には、気体供給装置２０が接続されている。
【００１７】
気体供給装置２０は、気体供給配管２２と、回転板３０とを有する。気体供給配管２２は、供給気体を圧送するためのブロア等を接続する主配管２４と、主配管２４から複数に分岐され、ライン配管１０に備えられた気体供給口１２，１４へ接続される分岐配管（第１の分岐配管２６、第２の分岐配管２８）とを有する。回転板３０は、複数のフィルタ３４と、回転中心を定めるための回転軸３８を有する。回転軸３８は、第１の気体供給口１２と第２の気体供給口１４との中点位置に設けられる。そして、前記複数のフィルタ３４は、前記回転軸３８の中心を基点として、半径距離を第１の気体供給口１２または第２の気体供給口１４の中心までの長さとして描かれる基準円（不図示）の円周上にそれぞれ配置される。複数のフィルタ３４はそれぞれ、気体供給配管２２を介して圧送された気体が通過した後に、所定の径を有する気泡５２となるように定められた通気孔（不図示）を有する。そして、複数のフィルタ３４は、通過後に生成される気泡５２の気泡径がそれぞれ異なるものを採用すると良い。回転板３０に設けられるフィルタ３４を、それぞれ生成される気泡５２の気泡径が異なるものとすることによれば、洗浄液５０に対しては、フィルタ３４の切り替えによって、異なる径を有する気泡５２を供給することが可能となる。ここで、本実施形態において採用するフィルタ３４を具体的に示すと、ボールフィルタやエアストーンのようなものを挙げることができる。
【００１８】
洗浄液５０に気泡５２を含有させた気液二相流での洗浄は、洗浄液５０に含まれる気泡の影響により、ライン配管１０の内部を流れる洗浄液５０が、配管壁部において剥離と流れ込み、およびこれによって生ずる乱流の影響により、洗浄液単相での洗浄よりも高い洗浄効果を得ることができる。また、洗浄液５０における乱流の発生は、洗浄液５０に含まれる気泡５２の大きさ、量などによっても、その発生パターンが変わってくる。したがって、上記のようにフィルタ３４の選択により洗浄液５０に供給する気泡径を変化させることによれば、ＣＩＰ実施時における洗浄特性、洗浄効果を適宜調整することも可能となる。
【００１９】
上記のように構成された、回転軸３８を備える回転板３０は、ライン配管１０における気体供給口１２，１４と、気体供給配管２２における分岐配管２６，２８との間に、フィルタ３４が位置するように設けられる。そして、回転軸３８は、ライン配管１０等に設けた台座４０に固定される。このような構成とすることにより、回転軸３８を中心として回転板３０を回転させることで、第１の気体供給口１２、第２の気体供給口１４と、第１の分岐配管２６、第２の分岐配管２８との間に位置するフィルタ３４の切り換えを行うことが可能となる。この時、上記のように複数のフィルタ３４をそれぞれ異なる径を有する気泡５２を生成可能なものとすることで、第１の気体供給口１２に配置されるフィルタ３４と、第２の気体供給口１４に配置されるフィルタ３４とで、異なる径の気泡５２を生成するようにすることができる。つまり、洗浄液５０に対して２種類の異なる気泡径を有する気泡５２を供給することが可能となるのである。
【００２０】
このように、ライン配管１０を流れる洗浄液中に気泡径の異なる複数（図１の例では２種類）の気泡５２を包含させて気液二相流を生じさせることにより、洗浄液５０の流れに生ずる乱流のパターンが増え、洗浄効果を高める事が期待できる。
【００２１】
さらに、本実施形態に係る気体供給装置２０は、回転板３０を回転させることにより、洗浄液５０に包含させる気泡５２の気泡径を簡易に切り替える事ができる。よって、手動、あるいは図示しない送り装置により、気体供給装置２０における回転板３０を間欠的に回転させる事で、洗浄液５０に供給される気泡５２の量、径等に変化を与えることもできる。このようにすることによれば、洗浄液５０の流れに生ずる乱流をさらに変化させることができ、高い洗浄効果を得ることが期待できる。
【００２２】
また、上記説明では、第１の気体供給口１２と第２の気体供給口１４とは同時にフィルタ３４が設置される旨記載したが、回転板３０に配置するフィルタ３４の数を奇数個にするなどして、いずれか一方の気体供給口（例えば第１の気体供給口１２）にフィルタ３４が設置されている時は、いずれか他方の気体供給口（例えば第２の気体供給口１４）は閉塞されているという構成としても良い。このような構成を採用することによれば、洗浄液中にランダムかつ選択的に、径の異なる気泡５２を包含させて気液二相流を生じさせることができる。このため、洗浄液５０の流れに生ずる乱流をランダムかつ選択的に変化させることができ、高い洗浄効果を得ることが期待できる。
【００２３】
上記のような構成の気体供給装置２０によれば、フィルタ３４を介してライン配管１０の内部を流れる洗浄液５０に対して気体を供給するため、任意の径を有する気泡５２を選択的に供給することができる。このため、洗浄液５０に包含される気泡５２の径は、所定の径として安定したものとする事ができる。気泡５２の径を均一化させる事によれば、従来に比べ、ＣＩＰ実施毎に洗浄液５０の流れに生ずる乱流の発生パターンを、それぞれ近似させる事ができる。したがって、洗浄時における洗浄効果を向上させつつ、洗浄の質を安定させることもできる。
【００２４】
上記のような気体供給装置２０を用いてＣＩＰを行う場合、まず、流速、温度、濃度等が定められた洗浄液５０がライン配管１０の内部に流される。気体供給装置２０では、第１の気体供給口１２および第２の気体供給口１４に配置するフィルタ３４を選択し、選択したフィルタ３４が気体供給口１２，１４と分岐配管２６，２８との間に配置されるように、回転板３０を回転させる。
【００２５】
選択したフィルタ３４が気体供給口１２，１４と分岐配管２６，２８との間に位置した後、気体供給配管２２の主配管２４に備えられたブロアを稼動させ、洗浄液５０へ供給する気体を分岐配管２６，２８へと圧送する。
【００２６】
圧送された気体がフィルタ３４を通過することで、任意の径を有する気泡５２が生成される。生成された気泡５２は、ライン配管１０を流れる洗浄液５０へと供給され、気液二相流を構成する。洗浄液５０に供給された気泡５２は、配管内面との境界面において洗浄液の流れに乱流を生じさせ、ライン配管１０の内面における洗浄効果を向上させることとなる。
【００２７】
このように、所定の径を有する気泡５２を拡散させる通気孔を有するフィルタ３４を介して洗浄液５０に気体を供給するようにすることで、上述したように、洗浄液５０に包含される気泡５２の径を安定させる（平均化させる）ことができ、洗浄効果の安定化も図ることができる。
【００２８】
また、気体供給装置２０について上述したように、第１の気体供給口１２と第２の気体供給口１４に配置するフィルタ３４の通気孔径を異ならせることで、洗浄液５０にはそれぞれ径の異なる２種類の気泡５２を供給することができる。これにより、ライン配管１０の内部を流れる洗浄液５０に生ずる乱流のパターンが複雑化し、さらに高い洗浄効果を得ることができる。
また、上記のようにして安定的に洗浄効果を高められるライン配管１０のＣＩＰによれば、洗浄に要する時間を短縮することができ、生産性の向上にも寄与することができる。
【００２９】
次に、本発明の洗浄液に対する気体供給装置に係る第２の実施形態について、図２を参照して説明する。本実施形態に係る気体供給装置は、その殆どの構成を上述した第１の実施形態に係る気体供給装置と同様としている。したがって、その機能を同一とする箇所には、図１の符号に１００を足した符号を図面に付して、その詳細な説明は省略することとする。
【００３０】
本実施形態に係る気体供給装置１２０の特徴的な構成は、気体供給配管１２２における第１の分岐配管１２６と第２の分岐配管１２８のそれぞれに、ダンパ等の流量調整手段（第１の流量調整手段１２６ａ、第２の流量調整手段１２８ａ）を備えた点にある。
【００３１】
ライン配管１１０に備えられた気体供給口（第１の気体供給口１１２、第２の気体供給口１１４）と、分岐配管（第１の分岐配管１２６、第２の分岐配管１２８）との間に配置されるフィルタ１３４は、圧送される気体の抵抗となる。この抵抗は、フィルタ１３４に設けられた通気孔の目が細かいほど高く、粗いほど低いものとなる。このため、第１の気体供給口１１２に通気孔の目が細かいフィルタ１３４を配置し、第２の気体供給口１１４に通気孔の目が粗いフィルタ１３４を配置した場合、第２の気体供給口１１４から供給される気体の割合、すなわち気泡径の大きな気泡１５２が供給される割合が大きくなる可能性がある。
【００３２】
これに対し、本実施形態に示すように、第１の分岐配管１２６、第２の分岐配管１２８のそれぞれに第１の流量調整手段１２６ａ、第２の流量調整手段１２８ａを配置した場合、それぞれの分岐配管１２６，１２８に供給する気体の割合を変化、調節する事ができる。このため、通過抵抗の低いフィルタ１３４が配置された第２の分岐配管１２８に備えられた第２の流量調整手段１２８ａを絞り、通過抵抗の高いフィルタ１３４が配置された第１の分岐配管１２６に備えられた第１の流量調整手段１２６ａを開放することで、第１の気体供給口１１２と第２の気体供給口１１４から供給される気体の量、すなわち気泡１５２の量を等しくすることが可能となる。
このような構成とすることにより、洗浄液１５０に包含させる気泡５２の径の割合を任意に変化させることが可能となるため、より詳細に洗浄効果の調整を行うことが可能となり、高い洗浄効果を得ることを期待することができる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、いずれも分岐配管１２６，１２８、気体供給口１１２，１１４は、２つとしていたが、さらに増やすようにしても良い。その場合、ライン配管１０を流れる洗浄液５０には、さらに複数の径を有する気泡５２を混在させることが可能となり、高い洗浄効果を期待することができるようになる。
【００３４】
次に、本発明の洗浄液に対する気体供給装置に係る第３の実施形態について、図３を参照して説明する。なお、図３において、図３（Ａ）はライン配管および気体供給装置の正面断面を示す図であり、図３（Ｂ）はライン配管および気体供給装置の平面構成を示す図である。また、本実施形態に係る気体供給装置は、その構成の一部を上述した第１、第２の実施形態に係る気体供給装置と同様としている。したがって、その機能を同一とする箇所には、図１の符号に２００を足した符号を図面に付して、その詳細な説明は省略することとする。
【００３５】
本実施形態に係る気体供給装置２２０の特徴的な構成は、気体供給口２１２を１つとし、第１、第２の実施形態における回転板３０，１３０を、スライド板２３２とした点にある。具体的には、複数のフィルタ２３４を備えたスライド板２３２をライン配管２１０における気体供給口２１２と気体供給配管２２２との間に配置している。そして、複数のフィルタ２３４を備えたスライド板２３２は、ライン配管２１０と交差する方向、またはライン配管２１０に沿った方向（図３に示す例では、ライン配管２１０に直交する方向）へスライドするように配置する。なお、図３には示していないが、スライド板２３２のスライドをサポートするスライドガイド等を備えるようにしても良い。
このような構成とすることで、上記第１、第２の実施形態と同様に、ライン配管２１０の内部を流れる洗浄液２５０に対して供給する気体の気泡径を安定化させることが可能となり、ライン配管２１０内部の洗浄効果の安定化も図ることができる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、フィルタの切り替えは、回転板やスライド板を介して行うように記載した。しかしながら、単一のフィルタを単体で、カートリッジのようにして変更する構成とした場合であっても、本発明に係る気体供給装置の一部とみなす事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施形態に係る気体供給装置、およびライン配管の構成を示す図である。
【図２】第２の実施形態に係る気体供給装置、およびライン配管の構成を示す図である。
【図３】第３の実施形態に係る気体供給装置、およびライン配管の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０………ライン配管、１２………第１の気体供給口（気体供給口）、１４………第２の気体供給口（気体供給口）、２０………気体供給装置、２２………気体供給配管、２４………主配管、２６………第１の分岐配管、２８………第２の分岐配管、３０………回転板、３４………フィルタ、３８………回転軸、４０………台座、５０………洗浄液、５２………気泡。
【図１】
2009136729.tif 000003
【図２】
2009136729.tif 000004
【図３】
2009136729.tif 000005