JP3595186B2 - 缶体洗浄装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重合缶や反応缶等の缶体の内部を洗浄する缶体洗浄装置に関するものであり、特に缶体内部における棒状回転洗浄ノズルの回転位置を検知する検出手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学、石油、薬品工場等で使用される重合缶、反応缶、発酵槽等の缶体内部を洗浄する缶体洗浄装置において、缶内の隅々まで洗浄するためにノズルを移動させながら洗浄する装置がある。このような洗浄装置では、ノズルは缶体外部のノズル格納室に収納されており、昇降装置によってノズルを缶体のマンホール上に配置した自動ボールバルブ及びマンホールの開口を通過させて缶体内部に下降して洗浄を行う。そして、洗浄終了後はノズルを上昇させ、開口及び自動ボールバルブを通過させてノズル格納室へ収納する必要がある。
【０００３】
ここで、缶体内部の洗浄効果を増大させるために、洗浄ノズルとしては、ランスパイプの軸心と直交する軸周りに自転しながら高圧洗浄液を噴射するいわゆる３Ｄノズルが従来から一般的に知られている。３Ｄノズルは、棒状の２本のノズルをノズルホルダーの相対する位置に偏心させて配置し、高圧洗浄液の噴射反力によりノズルホルダーの中心を支点として自転しながらランスパイプの軸周りに公転して、高圧洗浄液を棒状ノズルから噴射するものである。尚、外部駆動手段を備えた場合には、噴射反力によるノズル自転機構が不要のため棒状の２本のノズルをノズルホルダーの相対する位置に直列に配置したものである。
【０００４】
このような３Ｄノズルを有する洗浄装置としては、２本の棒状ノズルの全長の最大値をマンホール開口又は自動ボールバルブの口径以下とし、洗浄終了後、ノズルの停止位置に拘わらず、ノズルをマンホール開口及び自動ボールバルブを通過させてノズル格納室まで上昇可能としたコンパクトランス型の洗浄装置が一般的に知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような洗浄装置には次のような問題点がある。コンパクトランス型の洗浄装置では、棒状回転洗浄ノズルのノズル長が短いため収束性が悪く、洗浄液の射程距離も短くなってしまう。このため、小さいサイズの缶体内部を洗浄するのには問題ないが、サイズの大きい缶体を洗浄する場合には、缶体内壁に洗浄液が到達できない場合があり、十分な洗浄効果を得ることができない。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、缶体内部のノズル方向の検知を可能とすることにより、棒状回転洗浄ノズルのノズル長及び缶体のサイズの大小に拘わらず良好な洗浄効果を得ることができる缶体洗浄装置を提供することを主な目的とする。また、本発明の別の目的は、簡易な構造で製造コストを低減することができる缶体洗浄装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、洗浄対象の缶体内に該缶体の開口を通して挿入されるランスパイプと、該ランスパイプの下部に装着され、前記ランスパイプの軸心周りに公転可能であると共に前記ランスパイプの軸心と直交する自転軸周りに回転可能な棒状回転洗浄ノズルと、前記ランスパイプを缶体外部で支持する支持構体と、前記ランスパイプを前記支持構体に対してその軸方向に昇降させる昇降装置とを備え、棒状回転洗浄ノズルの両端から前記自転軸と直交する平面内の互いに逆向きの二方向へ高圧洗浄液を噴射させつつ棒状回転洗浄ノズルがランスパイプの軸心周りに公転及び前記自転軸周りに自転しながら缶体内を高圧洗浄液の噴流で洗浄する缶体洗浄装置において、前記自転軸周りにおける棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心の向きがランスパイプの軸心方向に対して予め定められた角度以下の並置範囲内にあることを検出するノズル回転位置検出手段を備え、このノズル回転位置検出手段は、缶体開口をノズルが通過できる程度の方向にノズルが向いているときにノズルからの噴射流を受けることのできる予め定められた面積の受圧板と該受圧板に棒状回転洗浄ノズルからの噴射流が当たっているときにのみ出力を生じる圧力検出手段とを含み、前記受圧板がランスパイプ周面上の予め定められた位置に固定されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、自転軸周りにおける棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心の向きがランスパイプの軸心方向に対して予め定められた角度以下の並置範囲内にあることを検出するノズル回転位置検出手段を備えている。
【０００９】
ここで、予め定められた角度以下の並置範囲内とは、棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心とランスパイプの軸心の角度が、棒状回転洗浄ノズルが缶体の開口を通過できる程度の角度をなしていることをいう。即ち、本発明では、ノズル回転位置検出手段によって、棒状回転洗浄ノズルの方向が缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを缶体外部から容易に検出することができる。
【００１０】
本発明のノズル回転位置検出手段は、棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心の向きを検出するものであればその構成は本請求項に係る発明では特に限定しない。
【００１１】
棒状回転洗浄ノズルは、ランスパイプの軸心周りに公転可能であると共に前記ランスパイプの軸心と直交する自転軸周りに回転可能であればその構成は本請求項に係る発明では特に限定されない。例えば、棒状回転洗浄ノズルを外部の駆動装置によって公転又は自転を強制駆動させるように構成する他、棒状回転洗浄ノズルがそれ自身からの高圧洗浄液の噴射反力により自転し、この自転によってランスパイプの軸心周りに回転することにより棒状回転洗浄ノズルを公転させるようないわゆる３Ｄノズルとして構成することができる。この場合には、外部の駆動装置を必要としないため、製造コストの低減化が図られる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の缶体洗浄装置において、前記ランスパイプは、前記支持構体と相対回転不能な外側パイプと、該外側パイプの内側に入れ子式に配置され、前記外側パイプと相対回転可能な内側パイプとからなり、前記内側パイプをその軸心周りに回転させる第１回転機構と、前記棒状回転洗浄ノズルを前記ランスパイプの軸心と直交する自転軸周りに回転させる第２回転機構と、を更に備え、前記内側パイプと、前記第１回転機構と、前記第２回転機構とは一連の歯車連結機構を構成しており、前記ノズル回転位置検出手段は、前記歯車連結機構に付設されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明は、請求項１に係る発明の好ましい態様の一つであり、一連の歯車伝達機構により棒状回転洗浄ノズルの自転軸周りの回転（自転）とランスパイプの軸心周りの回転（公転）とが連動して行われる洗浄装置に係るものである。
【００１４】
本発明では、内側パイプと内側パイプをその軸心周りに回転させる第１回転機構と棒状回転洗浄ノズルを自転軸周りに回転させる第２回転機構とが一連の歯車連結機構を構成しているので、ノズルの自転と内側パイプの回転とは互いに関連づけられている。即ち、ノズルの自転と内側パイプの回転とは一連の歯車連結機構によって相互に伝達される。そして、ノズル回転位置検出手段は、この歯車伝達機構に付設されているので、ノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを、缶体外部から容易に検出することができ、その構造も簡易なものとなる。
【００１５】
本発明の一連の歯車連結機構は、内側パイプ、第１回転機構及び第２回転機構とを構成するものであればその構成は特に限定されるものではない。例えば、一連の歯車伝達機構として、歯車をノズルの自転軸に設けるとともに、該歯車と噛合する歯車を内側パイプの軸に設けて、ノズルの自転を内側パイプの軸心周りの回転に伝達するように構成することができる。この場合には、ノズル回転位置検出手段として、内側パイプの歯車の回転した歯数を計数することにより、両歯車の歯数の比と計数した歯数に基づき、ノズルの方向又はノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを判断するように構成することができる。この場合、両歯車の歯数を同一にしても良いが、両歯車の歯数を異なるように構成することが好ましい。ノズルの軌跡を細かくすることができるという利点がある。
【００１６】
また、ノズル回転位置検出手段は、歯車連結機構に付設されていればその構成は特に限定されるものではない。例えば、ノズル回転位置検出手段として、支持構体に対して相対回転不能な外側パイプに歯車連結機構と付設したものが挙げられる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の缶体洗浄装置において、前記第１回転機構に前記内側パイプをその軸心周りに回転させるための回転を与えるノズル公転用回転駆動装置が設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明では、第１回転機構に設けられた公転用回転駆動装置によって、内側パイプをその軸心周りに強制的に回転させ、これによって棒状回転洗浄ノズルは内側パイプの軸心周りに公転する。そして、この公転は、一連の歯車伝達機構によって第２回転機構に伝達され、棒状回転洗浄ノズルは自転軸周り自転する。即ち、本発明では第１回転機構に設けられた公転用回転駆動装置によって棒状回転洗浄ノズルが公転と共に自転を行うことになる。このため構造が簡略化しつつ、缶体外部から容易にノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを検出することができる。
【００１９】
本発明の別の態様としては、請求項１に記載の缶体洗浄装置において、前記第２回転機構が前記第１回転機構及び前記内側パイプから独立しており、前記第１回転機構に前記内側パイプをその軸心周りに回転させるための回転を与えるノズル公転用回転駆動装置が設けられており、前記第２回転機構に前記棒状回転洗浄ノズルを前記自転軸周りに回転させるための回転を与えるノズル自転用回転駆動装置が前記ノズル公転用回転駆動装置とは別に設けられていることを特徴とするものが挙げられる。
【００２０】
本発明は、ノズルの自転が内側パイプの軸心周りの回転（公転）と独立に行われる洗浄装置に係るものである。本発明では、棒状回転洗浄ノズルの自転と公転とは独立に行われるため、ノズル回転位置検出手段は、棒状回転洗浄ノズルの公転とは無関係に自転のみを考慮すれば良いため、ノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを検出することがより簡便なものとなる。
【００２５】
請求項１に係る発明は、前記ノズル回転位置検出手段は、予め定められた面積の受圧板と該受圧板に棒状回転洗浄ノズルからの噴射流が当たっているときにのみ出力を生じる圧力検出手段とを含み、前記受圧板がランスパイプ周面上の予め定められた位置に固定されていることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明は、ノズル回転位置検出手段の別の好ましい態様の一つである。受圧板が固定された内側パイプ周面上の予め定められた位置とは、棒状回転洗浄ノズルが内側パイプ軸心方向とノズルが予め定められた角度以下の並置範囲内にあるときに噴射流を受けることができる位置であり、例えば内側パイプ周面上の缶体上部とすることが可能である。
【００２７】
また、受圧板の予め定められた面積は、棒状回転洗浄ノズルが内側パイプ軸心方向とノズルが予め定められた角度以下の並置範囲内にあって、缶体開口をノズルが通過できる程度の方向にノズルが向いているときに噴射流を受けることができる程度の面積をいう。
【００２８】
このように本発明では、棒状回転洗浄ノズルが内側パイプ軸心方向とノズルが予め定められた角度以下の並置範囲内にあるときの噴射流を受圧板で受け、そのときにノズル回転位置検出手段の圧力検出手段が出力を生じるので、ランスパイプの内側パイプが回転不可能に構成されている洗浄装置の場合でも、簡易な構造でノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを検知することが可能となる。
【００２９】
本発明は、棒状回転洗浄ノズルの自転及び公転を歯車伝達機構により強制的に駆動する洗浄装置のみならず、棒状回転洗浄ノズルがそれ自身からの高圧洗浄液の噴射反力により自転すると共に、内側パイプとは無関係に独自の公転機構を有し、この公転機構によって自転による回転を変換してランスパイプの軸心周りに回転することにより棒状回転洗浄ノズルを公転させる３Ｄノズルにも適したものとなる。
【００３０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の缶体洗浄装置において、棒状回転洗浄ノズルを缶体の開口に挿入又は該開口から抜出するためのランスパイプの昇降に際し、前記棒状回転洗浄ノズルの公転及び自転が停止状態で且つ前記ノズル回転位置検出手段が、検出出力を生じていることを条件に昇降装置を作動可能とする制御手段を更に備えたことを特徴とするものである。
【００３１】
本発明において、棒状回転洗浄ノズルの公転と自転が共に停止状態のとき洗浄は終了している。そして、この停止状態のとき、ノズル回転位置検出手段が検出出力を生じている場合、即ち棒状回転洗浄ノズルが缶体の開口を通過できる程度にランスパイプと並置されていることをノズル回転位置検出手段が検出した場合にノズルを上昇させる。このため、棒状回転洗浄ノズルのノズル長のサイズに拘わらず、ノズルを缶体開口を通過させることができる。従って、サイズの大きな缶体にも利用することができ、従来のノズル長の短いコンパクトランス型の洗浄装置に比較して、洗浄効果を向上させることが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態について、以下図示例とともに説明する。図１に第１の実施形態に係る重合缶体洗浄装置の概略構成図を示す。第１実施形態の重合缶体洗浄装置は、重合缶内部を洗浄するものであり、図１に示すとおり、高圧洗浄液を噴射する棒状回転洗浄ノズル１と、上下移動可能な外側パイプ３と、外側パイプの内側に入れ子式に設けられ、下部先端に棒状回転洗浄ノズル１を装着した上下移動可能な内側パイプ２と、内側パイプ２をその軸心周りに回転させるための駆動モータ１５と、外側パイプ３及び内側パイプ２を昇降させて棒状回転洗浄ノズル１を上下移動させるための昇降装置１３と、ノズル１を収納するノズル格納室７と、洗浄液の通路を開閉するための自動ボールバルブ６と、ノズル１の回転位置を検出するための位置検出部１１とから概略構成される。ここで、位置検出部１１は本発明のノズル回転位置検出手段を、駆動モータ１５は本発明のノズル公転用駆動装置を構成する。
【００３３】
図２は、位置検出部１１の拡大断面図であり、図３は棒状回転洗浄ノズル１と内側パイプ２との接続部分の拡大断面図である。
【００３４】
外側パイプ３と内側パイプ２とは本発明のランスパイプを構成するものである。図２及び図３に示すように、外側パイプ３は筒状となっており、その内部には洗浄液供給口に取り付けらた供給ポンプ（図示せず）からノズル１へ高圧洗浄液の液路となる内側パイプ２が入れ子式に設けられている。内側パイプ２の下部先端には後述する棒状回転洗浄ノズル１が接続されている。また、外側パイプ３及び内側パイプ２は、昇降装置１３の作動によって昇降可能であり、先端のノズル１と共に重合缶４上面の開口５及び自動ボールバルブ６を通して重合缶４内に挿入可能となっている。内側パイプ２は、また駆動モータ１５の駆動により軸心Ａの周りに回転可能となっている。内側パイプ２の先端には歯車１６ｂが装着されており、後述するように、この歯車１６ｂにより内側パイプ２の回転がノズル１の自転軸Ｂに伝達される。
【００３５】
棒状回転洗浄ノズル１は、図１及び図３から見て上下方向に２個の噴射口を有し、自転軸Ｂの周りに回転可能である。ノズル１の自転軸Ｂには歯車１６ａが装着されており、この歯車１６ａは内側パイプ２の歯車１６ｂと噛み合っている。このため、内側パイプ２が軸心Ａを中心として回転すると、その回転力は内側パイプ２軸心の歯車１６ｂとノズル１の歯車１６ａを介してノズル１に伝達され、この結果ノズル１は自転軸Ｂを中心に自転しながら、内側パイプ２と共にその軸心Ａを中心に公転して高圧洗浄液を噴射するようになっている。
【００３６】
位置検出部１１は、図２に示すように、内側パイプ２上部に装着された歯車１６ｃと、この歯車１６ｃに噛み合いかつ並列配置された歯車１６ｄと、該歯車１６ｄの軸心に取り付けられ、周面上に突起状のドグ９を有する回転部材８と、近接センサ１０とから構成される。近接センサ１０と、回転部材８と、ドグ９とは、本発明のノズル回転位置検出手段を構成する。近接センサ１０は、回転部材８が回転してドグ９と対向したときに出力信号を昇降装置１３に送出するようになっている。
【００３７】
ここで、ノズル自転軸Ｂの歯車１６ａは本発明の第２回転機構を、内側パイプ２の歯車１６ｂは本発明の第１回転機構を夫々構成する。そして、歯車１６ａと、歯車１６ｂと位置検出部１１の歯車１６ｃ及び１６ｄとは、本発明の一連の歯車連結機構を構成する。歯車１６ａと１６ｂの歯数、又は歯車１６ｃと１６ｄの歯数が夫々等しくなっている。このため、ノズル１の一自転は、内側パイプ２の一回転（即ち、ノズルの一公転）及び回転部材８の一回転に相当する。本実施形態では、ノズル１が鉛直方向Ｃ（図１におけるノズル１の上下方向）になった際に回転部材８が近接センサ１０と対向する位置にドグ９を設けている。このため、ドグ９を近接センサ１０で検出した場合には、ノズル１が重合缶４内部で鉛直方向Ｃにあることになる。尚、回転部材８の周面上の互いに１８０度の角度間隔でドグ９を設けて、ノズル１が自転により半回転したときに近接センサ１０による検出を行うようにしても良い。
【００３８】
尚、本実施形態に係る歯車１６ａと１６ｂの歯数、又は歯車１６ｃと１６ｄの歯数を夫々等しく構成しているが、異なる歯数の歯車を複数組み合わせてもよい。この場合には、各歯車の歯数の比によって、回転部材８のドグ９の位置や、近接センサ１０により出力信号を送出するタイミングを変更することが必要となる。
【００３９】
例えば、内側パイプ２に取付けた歯車１６ｃの歯数をノズル自転用の歯車１６ａより多くし、かつ歯車１６ａとドグ取付用の歯車１６ｄの歯数を同一となるように構成してもよい。この場合には、ノズル方向の検出が容易にしながら、ノズルの軌跡を細かくすることができる。
【００４０】
また、位置検出部１１で常時回転する歯車１６ｄの歯数をカウントすることにより、ノズル１の一自転及び鉛直方向Ｃか否かを判断してもよい。
【００４１】
また、本実施形態の位置検出部１１では、ノズル１が鉛直方向Ｃにあるか否かを検出しているが、ノズル１と外側パイプ３の軸心とが、ノズル１が重合缶４上面の開口５及び自動ボールバルブ６を通過できる程度の角度範囲内にあることを検出するようにしても良い。
【００４２】
昇降装置１３は、エアシリンダ１２とその制御部から構成され、制御部は本発明の制御手段を構成する。制御部は、洗浄開始時に外側パイプ３及び内側パイプ２を下降してノズル１を重合缶４内部に挿入するようにエアシリンダ１２を制御する。また、駆動モータ１５が停止状態で、かつ近接センサ１０からの出力信号を受けた場合に外側パイプ３及び内側パイプ２を上昇させてノズル１を重合缶４内部から抜き出すようにエアシリンダ１２を制御する。即ち、ノズル１の自転及び公転が停止し、かつ重合缶４内部でノズル１が鉛直方向Ｃ（図３における上下方向）になったときにエアシリンダ１２が作動して、ノズル１が開口５及び自動ボールバルブを通って重合缶４外部へ抜き出されるようになっている。本実施形態のようなエアシリンダを利用した昇降装置は、コンパクトなため特に小型の缶体の内部を洗浄する場合に適している。
【００４３】
次に、このように構成された重合缶体洗浄装置を使用した洗浄方法について説明する。第１実施形態に係る重合缶体洗浄装置を洗浄対象である重合缶４の開口５に図１に示すように取り付ける。この時、ノズル１は鉛直方向Ｃの状態でノズル格納室７に格納されている。尚、ノズル格納室７は、ノズル１を格納するともに外側パイプ３を缶体外部で支持する本発明の支持構体を構成するものである。
【００４４】
次いで、エアシリンダ１２を作動し外側パイプ３を下降させる。これにより、ノズル１は鉛直方向Ｃの状態のまま、ノズル格納室７から自動ボールバルブ６及び重合缶４上面の開口５を通って重合缶４内部に挿入される。
【００４５】
ノズル１が重合缶４内部に挿入されたら、駆動モータ１５を始動し内側パイプ２を回転させる。このとき、内側パイプ２の回転が歯車１６ｂ、歯車１６ａを介しノズル自転軸Ｂに伝達される。これと同時に、洗浄水供給口に接続された供給ポンプ（図示せず）から高圧洗浄水を供給する。これによりノズル１は駆動モータ１５によって自転及び公転をしながら高圧洗浄水を噴射する。
【００４６】
この時、位置検出部１１では、ノズル１が一自転してノズル１の方向が鉛直方向Ｃになる毎に回転部材８のドグ９が近接センサ１０で検出され、出力信号が昇降装置１３の制御部に送られる。
【００４７】
洗浄作業を終了させる場合には、駆動モータ１５を停止し内側パイプ２の回転を止める。これによりノズル１の自転も停止する。ノズル１が鉛直方向Ｃで停止している場合には、上述のように近接センサ１０から昇降装置１３の制御部に出力信号が送られてくるので、エアシリンダ１２が作動し外側パイプ３及び内側パイプ２が上昇する。これにより、ノズル１は鉛直方向Ｃの状態で重合缶４上面の開口５及び自動ボールバルブを通って缶外部へ抜き出される。ノズル１がノズル格納室７まで移動すると、エアシリンダ１２を停止する。
【００４８】
このように本実施形態では、位置検出部１１によって重合缶４内部においてノズル１の方向が鉛直方向Ｃにあるか否かを検出できるので、ノズル１のノズル長の大小に拘わらずノズル１の外部への搬出が可能となる。また、ノズル１が鉛直方向Ｃであるか否かの検出も、歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと近接センサ１０のみによって行われるので構造も簡易なものとなっている。
【００４９】
次に、第２の実施形態に係る重合缶体洗浄装置について説明する。図４は、第２実施形態に係る洗浄装置の概略構成図である。第２実施形態においては、位置検出部１１のみ第１実施形態の洗浄装置と異なる。このため、外側パイプ３、内則パイプ２、ノズル１については第１実施形態と同一符号を付し説明を省略する。また、図４において、自動ボールバルブ６は説明の都合上省略している。
【００５０】
第２実施形態の洗浄装置の位置検出部１１は、ノズル格納室７上壁を貫通する支軸１９により支持され、かつノズル格納室７内の外側パイプ３周面上に設けられた受圧板１７と、受圧板１７とノズル格納室７上部内壁との間に受圧板１７の支軸１９を包囲するように設けられたスプリング１８と、ノズル格納室７外部で受圧板１７の支軸１９の移動を検知するリミットスイッチ２０とから構成される。スプリング１８及びリミットスイッチ２０は本発明の圧力検出手段を構成する。
【００５１】
本実施形態では、図４に示すように、ノズル１が鉛直方向Ｃ（図４で示す上下方向）に向いている状態で高圧洗浄液が噴射されると、噴射流が受圧板１７に当たる。この噴射流の圧力により受圧板１７はスプリング１８の弾性力に抗して上方に移動するが、これに伴い支軸１９も上方に移動してリミットスイッチ２０に接触する。このリミットスイッチ２０は出力信号を昇降装置１３の制御部に送出するようになっている。
【００５２】
従って、受圧板１７の受けた噴射流の圧力によるリミットスイッチ２０の出力によって、重合缶４内部のノズル１が鉛直方向Ｃに向いているか否かを缶体外部から容易に検出することが可能となる。また、位置検出部１１が、このように受圧板１７、スプリング１８及びリミットスイッチ２０のみで構成されているため、構造も簡易となっている。
【００５３】
尚、本実施形態では、受圧板１７はノズル１が鉛直方向Ｃにあるときに噴射流を受け止めることとしているが、ノズル１が缶体上面の開口５及び自動ボールバルブ６を通過できる程度の方向の範囲内にある場合に、噴射流を受け止めることができる程度の面積を有していれば、必ずしもノズル１が鉛直方向Ｃにあることを検出することには限られない。
【００５４】
次に第３の実施形態に係る重合缶体洗浄装置について説明する。図５は、第３実施形態に係る洗浄装置の概略構成図である。第３実施形態においては、棒状洗浄ノズルのみが第２実施形態の洗浄装置と異なる。このため、位置検出部１１、外側パイプ３、内側パイプ２については第２実施形態と同一符号を付し説明を省略する。
【００５５】
第３実施形態の洗浄装置は、ノズルとして公知の３Ｄノズル５１を使用したものである。即ち、ノズル５１がそれ自身からの高圧洗浄液の噴射反力により自転し、この自転によって内側パイプ２の軸心周りに公転するようになっている。
【００５６】
３Ｄノズル５１の本体カバー５２内部には複数の傘歯車からなる傘歯車機構（図示せず）が設けられている。また、図５に示すように棒状の２本の棒状洗浄ノズル１をノズルホルダー２３の相対する位置に偏心させて取り付けられている。このため、ノズル１から高圧洗浄液を噴射すると、その噴射反力によりノズル１が自転軸Ｂの周りに自転するようになっている。この自転によって、公知の３Ｄノズルの公転機構と同様にノズルホルダー２３の回転力が本体カバー５２内部の傘歯車機構に伝達され、３Ｄノズル本体がその軸心周りを公転するようになっている。
【００５７】
位置検出部１１については、第２実施形態の洗浄装置と同様なので説明を省略する。
【００５８】
次に第４実施形態に係る重合缶体洗浄装置について説明する。第４実施形態の洗浄装置は、図６に示すように、外側パイプ３及び内側パイプ２をその軸方向に昇降させる昇降装置として、第１実施形態の洗浄装置のエアシリンダ１２を利用した昇降装置１３の代わりに、ノズル昇降用モータ２１とローラチェーン２２を用いたものである。その他の構成については、第１実施形態と同様のため同一符号を付し説明を省略する。
【００５９】
本実施形態の昇降装置は、ノズル昇降用モータ２１と、ローラチェーン２２と、制御部（図示せず）とから構成され、制御部は第１実施形態の制御部と同様に本発明の制御手段を構成する。制御部は、洗浄開始時にノズル昇降用モータ２１を駆動し、ローラチェーン２２を矢印Ｅ方向に移動（回転）させ、外側パイプ３及び内側パイプ２を下降してノズル１を重合缶４内部に挿入するように制御する。また、駆動モータ１５が停止状態で、かつ近接センサ１０からの出力信号を受けた場合、即ちノズル１の自転及び公転が停止し、かつ重合缶４内部でノズル１が鉛直方向Ｃ（図３における上下方向）になった場合に、ノズル昇降用モータ２１を駆動し、ローラチェーン２２を矢印Ｅの逆方向である矢印Ｆ方向に移動（回転）させ、外側パイプ３及び内側パイプ２を上昇させてノズル１を重合缶４内部から抜き出すように制御する。
【００６０】
本実施形態の昇降装置は、エアシリンダを用いた昇降装置と異なり、ノズルの昇降範囲を長くとることができるので、特に大型の重合缶体内部を洗浄する場合に効果的である。
【００６１】
第１実施形態、第２実施形態及び第４実施形態に係る重合缶体洗浄装置は、いずれも外部に設けた駆動モータ１５により、内側パイプ２の回転、即ちノズル１の公転と、ノズル１の自転とを行わせているが、駆動モータ１５とは異なる別の駆動部を設け、この駆動部によりノズル１の公転とは独立にノズル１の自転を行わせるようにしても良い。
【００６２】
また、第１から第４の実施形態のいずれの洗浄装置も、重合缶内部を洗浄するものとしているが、この他に反応缶等の内部を洗浄するようにしても良い。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明は、自転軸周りにおける棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心の向きがランスパイプの軸心方向に対して予め定められた角度以下の並置範囲内にあることを検出するノズル回転位置検出手段を備えているので、缶体内部において、ノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを缶体外部から容易に検出することができるという効果がある。
【００６４】
また、本発明は、棒状回転洗浄ノズルの公転及び自転が停止状態で且つノズル回転位置検出手段が検出出力を生じていることを条件に昇降装置を作動可能とする制御手段を備えているので、棒状回転洗浄ノズルのノズル長のサイズに拘わらず、ノズルを缶体開口を通過させることができるという効果を有する。また、このためサイズの大きな缶体に対しても洗浄効果を向上させることができるという効果がある。
【００６５】
更に、本発明において、内側パイプと、内側パイプをその軸心周りに回転させる第１回転機構と、棒状回転洗浄ノズルをランスパイプの軸心と直交する自転軸周りに回転させる第２回転機構とを一連の歯車連結機構で構成し、ノズル回転位置検出手段を該歯車連結機構に付設した場合、又はノズル回転位置検出手段が、予め定められた面積の受圧板と該受圧板に棒状回転洗浄ノズルからの噴射流が当たっているときにのみ出力を生じる圧力検出手段とを含み、前記受圧板がランスパイプ周面上の予め定められた位置に固定されている場合には、構造が簡易となり製造コストの低減化が図られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る缶体洗浄装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る缶体洗浄装置の位置検出部の構成図である。
【図３】第１実施形態に係る缶体洗浄装置のノズルとインナーパイプの接続状態を示す構成図である。
【図４】第２実施形態に係る缶体洗浄装置の概略構成図である。
【図５】第３実施形態に係る缶体洗浄装置の概略構成図である。
【図６】第４実施形態に係る缶体洗浄装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１： 棒状回転洗浄ノズル
２： 内側パイプ
３： 外側パイプ
４： 缶体
５： 開口
６： 自動ボールバルブ
７： ノズル格納室
８： 回転部材
９： ドグ
１０：近接センサ
１１：位置検出部
１２：エアシリンダ
１３：昇降装置
１４：減速部
１５：駆動モータ
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ：歯車
１７：受圧板
１８：スプリング
１９：支軸
２０：リミットスイッチ
２１：ノズル昇降用モータ
２２：ローラチェーン
２３：ノズルホルダー
５１：３Ｄノズル
５２：３Ｄノズル本体カバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、重合缶や反応缶等の缶体の内部を洗浄する缶体洗浄装置に関するものであり、特に缶体内部における棒状回転洗浄ノズルの回転位置を検知する検出手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学、石油、薬品工場等で使用される重合缶、反応缶、発酵槽等の缶体内部を洗浄する缶体洗浄装置において、缶内の隅々まで洗浄するためにノズルを移動させながら洗浄する装置がある。このような洗浄装置では、ノズルは缶体外部のノズル格納室に収納されており、昇降装置によってノズルを缶体のマンホール上に配置した自動ボールバルブ及びマンホールの開口を通過させて缶体内部に下降して洗浄を行う。そして、洗浄終了後はノズルを上昇させ、開口及び自動ボールバルブを通過させてノズル格納室へ収納する必要がある。
【０００３】
ここで、缶体内部の洗浄効果を増大させるために、洗浄ノズルとしては、ランスパイプの軸心と直交する軸周りに自転しながら高圧洗浄液を噴射するいわゆる３Ｄノズルが従来から一般的に知られている。３Ｄノズルは、棒状の２本のノズルをノズルホルダーの相対する位置に偏心させて配置し、高圧洗浄液の噴射反力によりノズルホルダーの中心を支点として自転しながらランスパイプの軸周りに公転して、高圧洗浄液を棒状ノズルから噴射するものである。尚、外部駆動手段を備えた場合には、噴射反力によるノズル自転機構が不要のため棒状の２本のノズルをノズルホルダーの相対する位置に直列に配置したものである。
【０００４】
このような３Ｄノズルを有する洗浄装置としては、２本の棒状ノズルの全長の最大値をマンホール開口又は自動ボールバルブの口径以下とし、洗浄終了後、ノズルの停止位置に拘わらず、ノズルをマンホール開口及び自動ボールバルブを通過させてノズル格納室まで上昇可能としたコンパクトランス型の洗浄装置が一般的に知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような洗浄装置には次のような問題点がある。コンパクトランス型の洗浄装置では、棒状回転洗浄ノズルのノズル長が短いため収束性が悪く、洗浄液の射程距離も短くなってしまう。このため、小さいサイズの缶体内部を洗浄するのには問題ないが、サイズの大きい缶体を洗浄する場合には、缶体内壁に洗浄液が到達できない場合があり、十分な洗浄効果を得ることができない。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、缶体内部のノズル方向の検知を可能とすることにより、棒状回転洗浄ノズルのノズル長及び缶体のサイズの大小に拘わらず良好な洗浄効果を得ることができる缶体洗浄装置を提供することを主な目的とする。また、本発明の別の目的は、簡易な構造で製造コストを低減することができる缶体洗浄装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、洗浄対象の缶体内に該缶体の開口を通して挿入されるランスパイプと、該ランスパイプの下部に装着され、前記ランスパイプの軸心周りに公転可能であると共に前記ランスパイプの軸心と直交する自転軸周りに回転可能な棒状回転洗浄ノズルと、前記ランスパイプを缶体外部で支持する支持構体と、前記ランスパイプを前記支持構体に対してその軸方向に昇降させる昇降装置とを備え、棒状回転洗浄ノズルの両端から前記自転軸と直交する平面内の互いに逆向きの二方向へ高圧洗浄液を噴射させつつ棒状回転洗浄ノズルがランスパイプの軸心周りに公転及び前記自転軸周りに自転しながら缶体内を高圧洗浄液の噴流で洗浄する缶体洗浄装置において、前記自転軸周りにおける棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心の向きがランスパイプの軸心方向に対して予め定められた角度以下の並置範囲内にあることを検出するノズル回転位置検出手段を備え、このノズル回転位置検出手段は、缶体開口をノズルが通過できる程度の方向にノズルが向いているときにノズルからの噴射流を受けることのできる予め定められた面積の受圧板と該受圧板に棒状回転洗浄ノズルからの噴射流が当たっているときにのみ出力を生じる圧力検出手段とを含み、前記受圧板がランスパイプ周面上の予め定められた位置に固定されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、自転軸周りにおける棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心の向きがランスパイプの軸心方向に対して予め定められた角度以下の並置範囲内にあることを検出するノズル回転位置検出手段を備えている。
【０００９】
ここで、予め定められた角度以下の並置範囲内とは、棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心とランスパイプの軸心の角度が、棒状回転洗浄ノズルが缶体の開口を通過できる程度の角度をなしていることをいう。即ち、本発明では、ノズル回転位置検出手段によって、棒状回転洗浄ノズルの方向が缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを缶体外部から容易に検出することができる。
【００１０】
本発明のノズル回転位置検出手段は、棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心の向きを検出するものであればその構成は本請求項に係る発明では特に限定しない。
【００１１】
棒状回転洗浄ノズルは、ランスパイプの軸心周りに公転可能であると共に前記ランスパイプの軸心と直交する自転軸周りに回転可能であればその構成は本請求項に係る発明では特に限定されない。例えば、棒状回転洗浄ノズルを外部の駆動装置によって公転又は自転を強制駆動させるように構成する他、棒状回転洗浄ノズルがそれ自身からの高圧洗浄液の噴射反力により自転し、この自転によってランスパイプの軸心周りに回転することにより棒状回転洗浄ノズルを公転させるようないわゆる３Ｄノズルとして構成することができる。この場合には、外部の駆動装置を必要としないため、製造コストの低減化が図られる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の缶体洗浄装置において、前記ランスパイプは、前記支持構体と相対回転不能な外側パイプと、該外側パイプの内側に入れ子式に配置され、前記外側パイプと相対回転可能な内側パイプとからなり、前記内側パイプをその軸心周りに回転させる第１回転機構と、前記棒状回転洗浄ノズルを前記ランスパイプの軸心と直交する自転軸周りに回転させる第２回転機構と、を更に備え、前記内側パイプと、前記第１回転機構と、前記第２回転機構とは一連の歯車連結機構を構成しており、前記ノズル回転位置検出手段は、前記歯車連結機構に付設されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明は、請求項１に係る発明の好ましい態様の一つであり、一連の歯車伝達機構により棒状回転洗浄ノズルの自転軸周りの回転（自転）とランスパイプの軸心周りの回転（公転）とが連動して行われる洗浄装置に係るものである。
【００１４】
本発明では、内側パイプと内側パイプをその軸心周りに回転させる第１回転機構と棒状回転洗浄ノズルを自転軸周りに回転させる第２回転機構とが一連の歯車連結機構を構成しているので、ノズルの自転と内側パイプの回転とは互いに関連づけられている。即ち、ノズルの自転と内側パイプの回転とは一連の歯車連結機構によって相互に伝達される。そして、ノズル回転位置検出手段は、この歯車伝達機構に付設されているので、ノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを、缶体外部から容易に検出することができ、その構造も簡易なものとなる。
【００１５】
本発明の一連の歯車連結機構は、内側パイプ、第１回転機構及び第２回転機構とを構成するものであればその構成は特に限定されるものではない。例えば、一連の歯車伝達機構として、歯車をノズルの自転軸に設けるとともに、該歯車と噛合する歯車を内側パイプの軸に設けて、ノズルの自転を内側パイプの軸心周りの回転に伝達するように構成することができる。この場合には、ノズル回転位置検出手段として、内側パイプの歯車の回転した歯数を計数することにより、両歯車の歯数の比と計数した歯数に基づき、ノズルの方向又はノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを判断するように構成することができる。この場合、両歯車の歯数を同一にしても良いが、両歯車の歯数を異なるように構成することが好ましい。ノズルの軌跡を細かくすることができるという利点がある。
【００１６】
また、ノズル回転位置検出手段は、歯車連結機構に付設されていればその構成は特に限定されるものではない。例えば、ノズル回転位置検出手段として、支持構体に対して相対回転不能な外側パイプに歯車連結機構と付設したものが挙げられる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の缶体洗浄装置において、前記第１回転機構に前記内側パイプをその軸心周りに回転させるための回転を与えるノズル公転用回転駆動装置が設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明では、第１回転機構に設けられた公転用回転駆動装置によって、内側パイプをその軸心周りに強制的に回転させ、これによって棒状回転洗浄ノズルは内側パイプの軸心周りに公転する。そして、この公転は、一連の歯車伝達機構によって第２回転機構に伝達され、棒状回転洗浄ノズルは自転軸周り自転する。即ち、本発明では第１回転機構に設けられた公転用回転駆動装置によって棒状回転洗浄ノズルが公転と共に自転を行うことになる。このため構造が簡略化しつつ、缶体外部から容易にノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを検出することができる。
【００１９】
本発明の別の態様としては、請求項１に記載の缶体洗浄装置において、前記第２回転機構が前記第１回転機構及び前記内側パイプから独立しており、前記第１回転機構に前記内側パイプをその軸心周りに回転させるための回転を与えるノズル公転用回転駆動装置が設けられており、前記第２回転機構に前記棒状回転洗浄ノズルを前記自転軸周りに回転させるための回転を与えるノズル自転用回転駆動装置が前記ノズル公転用回転駆動装置とは別に設けられていることを特徴とするものが挙げられる。
【００２０】
本発明は、ノズルの自転が内側パイプの軸心周りの回転（公転）と独立に行われる洗浄装置に係るものである。本発明では、棒状回転洗浄ノズルの自転と公転とは独立に行われるため、ノズル回転位置検出手段は、棒状回転洗浄ノズルの公転とは無関係に自転のみを考慮すれば良いため、ノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを検出することがより簡便なものとなる。
【００２５】
請求項１に係る発明は、前記ノズル回転位置検出手段は、予め定められた面積の受圧板と該受圧板に棒状回転洗浄ノズルからの噴射流が当たっているときにのみ出力を生じる圧力検出手段とを含み、前記受圧板がランスパイプ周面上の予め定められた位置に固定されていることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明は、ノズル回転位置検出手段の別の好ましい態様の一つである。受圧板が固定された内側パイプ周面上の予め定められた位置とは、棒状回転洗浄ノズルが内側パイプ軸心方向とノズルが予め定められた角度以下の並置範囲内にあるときに噴射流を受けることができる位置であり、例えば内側パイプ周面上の缶体上部とすることが可能である。
【００２７】
また、受圧板の予め定められた面積は、棒状回転洗浄ノズルが内側パイプ軸心方向とノズルが予め定められた角度以下の並置範囲内にあって、缶体開口をノズルが通過できる程度の方向にノズルが向いているときに噴射流を受けることができる程度の面積をいう。
【００２８】
このように本発明では、棒状回転洗浄ノズルが内側パイプ軸心方向とノズルが予め定められた角度以下の並置範囲内にあるときの噴射流を受圧板で受け、そのときにノズル回転位置検出手段の圧力検出手段が出力を生じるので、ランスパイプの内側パイプが回転不可能に構成されている洗浄装置の場合でも、簡易な構造でノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを検知することが可能となる。
【００２９】
本発明は、棒状回転洗浄ノズルの自転及び公転を歯車伝達機構により強制的に駆動する洗浄装置のみならず、棒状回転洗浄ノズルがそれ自身からの高圧洗浄液の噴射反力により自転すると共に、内側パイプとは無関係に独自の公転機構を有し、この公転機構によって自転による回転を変換してランスパイプの軸心周りに回転することにより棒状回転洗浄ノズルを公転させる３Ｄノズルにも適したものとなる。
【００３０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の缶体洗浄装置において、棒状回転洗浄ノズルを缶体の開口に挿入又は該開口から抜出するためのランスパイプの昇降に際し、前記棒状回転洗浄ノズルの公転及び自転が停止状態で且つ前記ノズル回転位置検出手段が、検出出力を生じていることを条件に昇降装置を作動可能とする制御手段を更に備えたことを特徴とするものである。
【００３１】
本発明において、棒状回転洗浄ノズルの公転と自転が共に停止状態のとき洗浄は終了している。そして、この停止状態のとき、ノズル回転位置検出手段が検出出力を生じている場合、即ち棒状回転洗浄ノズルが缶体の開口を通過できる程度にランスパイプと並置されていることをノズル回転位置検出手段が検出した場合にノズルを上昇させる。このため、棒状回転洗浄ノズルのノズル長のサイズに拘わらず、ノズルを缶体開口を通過させることができる。従って、サイズの大きな缶体にも利用することができ、従来のノズル長の短いコンパクトランス型の洗浄装置に比較して、洗浄効果を向上させることが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態について、以下図示例とともに説明する。図１に第１の実施形態に係る重合缶体洗浄装置の概略構成図を示す。第１実施形態の重合缶体洗浄装置は、重合缶内部を洗浄するものであり、図１に示すとおり、高圧洗浄液を噴射する棒状回転洗浄ノズル１と、上下移動可能な外側パイプ３と、外側パイプの内側に入れ子式に設けられ、下部先端に棒状回転洗浄ノズル１を装着した上下移動可能な内側パイプ２と、内側パイプ２をその軸心周りに回転させるための駆動モータ１５と、外側パイプ３及び内側パイプ２を昇降させて棒状回転洗浄ノズル１を上下移動させるための昇降装置１３と、ノズル１を収納するノズル格納室７と、洗浄液の通路を開閉するための自動ボールバルブ６と、ノズル１の回転位置を検出するための位置検出部１１とから概略構成される。ここで、位置検出部１１は本発明のノズル回転位置検出手段を、駆動モータ１５は本発明のノズル公転用駆動装置を構成する。
【００３３】
図２は、位置検出部１１の拡大断面図であり、図３は棒状回転洗浄ノズル１と内側パイプ２との接続部分の拡大断面図である。
【００３４】
外側パイプ３と内側パイプ２とは本発明のランスパイプを構成するものである。図２及び図３に示すように、外側パイプ３は筒状となっており、その内部には洗浄液供給口に取り付けらた供給ポンプ（図示せず）からノズル１へ高圧洗浄液の液路となる内側パイプ２が入れ子式に設けられている。内側パイプ２の下部先端には後述する棒状回転洗浄ノズル１が接続されている。また、外側パイプ３及び内側パイプ２は、昇降装置１３の作動によって昇降可能であり、先端のノズル１と共に重合缶４上面の開口５及び自動ボールバルブ６を通して重合缶４内に挿入可能となっている。内側パイプ２は、また駆動モータ１５の駆動により軸心Ａの周りに回転可能となっている。内側パイプ２の先端には歯車１６ｂが装着されており、後述するように、この歯車１６ｂにより内側パイプ２の回転がノズル１の自転軸Ｂに伝達される。
【００３５】
棒状回転洗浄ノズル１は、図１及び図３から見て上下方向に２個の噴射口を有し、自転軸Ｂの周りに回転可能である。ノズル１の自転軸Ｂには歯車１６ａが装着されており、この歯車１６ａは内側パイプ２の歯車１６ｂと噛み合っている。このため、内側パイプ２が軸心Ａを中心として回転すると、その回転力は内側パイプ２軸心の歯車１６ｂとノズル１の歯車１６ａを介してノズル１に伝達され、この結果ノズル１は自転軸Ｂを中心に自転しながら、内側パイプ２と共にその軸心Ａを中心に公転して高圧洗浄液を噴射するようになっている。
【００３６】
位置検出部１１は、図２に示すように、内側パイプ２上部に装着された歯車１６ｃと、この歯車１６ｃに噛み合いかつ並列配置された歯車１６ｄと、該歯車１６ｄの軸心に取り付けられ、周面上に突起状のドグ９を有する回転部材８と、近接センサ１０とから構成される。近接センサ１０と、回転部材８と、ドグ９とは、本発明のノズル回転位置検出手段を構成する。近接センサ１０は、回転部材８が回転してドグ９と対向したときに出力信号を昇降装置１３に送出するようになっている。
【００３７】
ここで、ノズル自転軸Ｂの歯車１６ａは本発明の第２回転機構を、内側パイプ２の歯車１６ｂは本発明の第１回転機構を夫々構成する。そして、歯車１６ａと、歯車１６ｂと位置検出部１１の歯車１６ｃ及び１６ｄとは、本発明の一連の歯車連結機構を構成する。歯車１６ａと１６ｂの歯数、又は歯車１６ｃと１６ｄの歯数が夫々等しくなっている。このため、ノズル１の一自転は、内側パイプ２の一回転（即ち、ノズルの一公転）及び回転部材８の一回転に相当する。本実施形態では、ノズル１が鉛直方向Ｃ（図１におけるノズル１の上下方向）になった際に回転部材８が近接センサ１０と対向する位置にドグ９を設けている。このため、ドグ９を近接センサ１０で検出した場合には、ノズル１が重合缶４内部で鉛直方向Ｃにあることになる。尚、回転部材８の周面上の互いに１８０度の角度間隔でドグ９を設けて、ノズル１が自転により半回転したときに近接センサ１０による検出を行うようにしても良い。
【００３８】
尚、本実施形態に係る歯車１６ａと１６ｂの歯数、又は歯車１６ｃと１６ｄの歯数を夫々等しく構成しているが、異なる歯数の歯車を複数組み合わせてもよい。この場合には、各歯車の歯数の比によって、回転部材８のドグ９の位置や、近接センサ１０により出力信号を送出するタイミングを変更することが必要となる。
【００３９】
例えば、内側パイプ２に取付けた歯車１６ｃの歯数をノズル自転用の歯車１６ａより多くし、かつ歯車１６ａとドグ取付用の歯車１６ｄの歯数を同一となるように構成してもよい。この場合には、ノズル方向の検出が容易にしながら、ノズルの軌跡を細かくすることができる。
【００４０】
また、位置検出部１１で常時回転する歯車１６ｄの歯数をカウントすることにより、ノズル１の一自転及び鉛直方向Ｃか否かを判断してもよい。
【００４１】
また、本実施形態の位置検出部１１では、ノズル１が鉛直方向Ｃにあるか否かを検出しているが、ノズル１と外側パイプ３の軸心とが、ノズル１が重合缶４上面の開口５及び自動ボールバルブ６を通過できる程度の角度範囲内にあることを検出するようにしても良い。
【００４２】
昇降装置１３は、エアシリンダ１２とその制御部から構成され、制御部は本発明の制御手段を構成する。制御部は、洗浄開始時に外側パイプ３及び内側パイプ２を下降してノズル１を重合缶４内部に挿入するようにエアシリンダ１２を制御する。また、駆動モータ１５が停止状態で、かつ近接センサ１０からの出力信号を受けた場合に外側パイプ３及び内側パイプ２を上昇させてノズル１を重合缶４内部から抜き出すようにエアシリンダ１２を制御する。即ち、ノズル１の自転及び公転が停止し、かつ重合缶４内部でノズル１が鉛直方向Ｃ（図３における上下方向）になったときにエアシリンダ１２が作動して、ノズル１が開口５及び自動ボールバルブを通って重合缶４外部へ抜き出されるようになっている。本実施形態のようなエアシリンダを利用した昇降装置は、コンパクトなため特に小型の缶体の内部を洗浄する場合に適している。
【００４３】
次に、このように構成された重合缶体洗浄装置を使用した洗浄方法について説明する。第１実施形態に係る重合缶体洗浄装置を洗浄対象である重合缶４の開口５に図１に示すように取り付ける。この時、ノズル１は鉛直方向Ｃの状態でノズル格納室７に格納されている。尚、ノズル格納室７は、ノズル１を格納するともに外側パイプ３を缶体外部で支持する本発明の支持構体を構成するものである。
【００４４】
次いで、エアシリンダ１２を作動し外側パイプ３を下降させる。これにより、ノズル１は鉛直方向Ｃの状態のまま、ノズル格納室７から自動ボールバルブ６及び重合缶４上面の開口５を通って重合缶４内部に挿入される。
【００４５】
ノズル１が重合缶４内部に挿入されたら、駆動モータ１５を始動し内側パイプ２を回転させる。このとき、内側パイプ２の回転が歯車１６ｂ、歯車１６ａを介しノズル自転軸Ｂに伝達される。これと同時に、洗浄水供給口に接続された供給ポンプ（図示せず）から高圧洗浄水を供給する。これによりノズル１は駆動モータ１５によって自転及び公転をしながら高圧洗浄水を噴射する。
【００４６】
この時、位置検出部１１では、ノズル１が一自転してノズル１の方向が鉛直方向Ｃになる毎に回転部材８のドグ９が近接センサ１０で検出され、出力信号が昇降装置１３の制御部に送られる。
【００４７】
洗浄作業を終了させる場合には、駆動モータ１５を停止し内側パイプ２の回転を止める。これによりノズル１の自転も停止する。ノズル１が鉛直方向Ｃで停止している場合には、上述のように近接センサ１０から昇降装置１３の制御部に出力信号が送られてくるので、エアシリンダ１２が作動し外側パイプ３及び内側パイプ２が上昇する。これにより、ノズル１は鉛直方向Ｃの状態で重合缶４上面の開口５及び自動ボールバルブを通って缶外部へ抜き出される。ノズル１がノズル格納室７まで移動すると、エアシリンダ１２を停止する。
【００４８】
このように本実施形態では、位置検出部１１によって重合缶４内部においてノズル１の方向が鉛直方向Ｃにあるか否かを検出できるので、ノズル１のノズル長の大小に拘わらずノズル１の外部への搬出が可能となる。また、ノズル１が鉛直方向Ｃであるか否かの検出も、歯車１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと近接センサ１０のみによって行われるので構造も簡易なものとなっている。
【００４９】
次に、第２の実施形態に係る重合缶体洗浄装置について説明する。図４は、第２実施形態に係る洗浄装置の概略構成図である。第２実施形態においては、位置検出部１１のみ第１実施形態の洗浄装置と異なる。このため、外側パイプ３、内則パイプ２、ノズル１については第１実施形態と同一符号を付し説明を省略する。また、図４において、自動ボールバルブ６は説明の都合上省略している。
【００５０】
第２実施形態の洗浄装置の位置検出部１１は、ノズル格納室７上壁を貫通する支軸１９により支持され、かつノズル格納室７内の外側パイプ３周面上に設けられた受圧板１７と、受圧板１７とノズル格納室７上部内壁との間に受圧板１７の支軸１９を包囲するように設けられたスプリング１８と、ノズル格納室７外部で受圧板１７の支軸１９の移動を検知するリミットスイッチ２０とから構成される。スプリング１８及びリミットスイッチ２０は本発明の圧力検出手段を構成する。
【００５１】
本実施形態では、図４に示すように、ノズル１が鉛直方向Ｃ（図４で示す上下方向）に向いている状態で高圧洗浄液が噴射されると、噴射流が受圧板１７に当たる。この噴射流の圧力により受圧板１７はスプリング１８の弾性力に抗して上方に移動するが、これに伴い支軸１９も上方に移動してリミットスイッチ２０に接触する。このリミットスイッチ２０は出力信号を昇降装置１３の制御部に送出するようになっている。
【００５２】
従って、受圧板１７の受けた噴射流の圧力によるリミットスイッチ２０の出力によって、重合缶４内部のノズル１が鉛直方向Ｃに向いているか否かを缶体外部から容易に検出することが可能となる。また、位置検出部１１が、このように受圧板１７、スプリング１８及びリミットスイッチ２０のみで構成されているため、構造も簡易となっている。
【００５３】
尚、本実施形態では、受圧板１７はノズル１が鉛直方向Ｃにあるときに噴射流を受け止めることとしているが、ノズル１が缶体上面の開口５及び自動ボールバルブ６を通過できる程度の方向の範囲内にある場合に、噴射流を受け止めることができる程度の面積を有していれば、必ずしもノズル１が鉛直方向Ｃにあることを検出することには限られない。
【００５４】
次に第３の実施形態に係る重合缶体洗浄装置について説明する。図５は、第３実施形態に係る洗浄装置の概略構成図である。第３実施形態においては、棒状洗浄ノズルのみが第２実施形態の洗浄装置と異なる。このため、位置検出部１１、外側パイプ３、内側パイプ２については第２実施形態と同一符号を付し説明を省略する。
【００５５】
第３実施形態の洗浄装置は、ノズルとして公知の３Ｄノズル５１を使用したものである。即ち、ノズル５１がそれ自身からの高圧洗浄液の噴射反力により自転し、この自転によって内側パイプ２の軸心周りに公転するようになっている。
【００５６】
３Ｄノズル５１の本体カバー５２内部には複数の傘歯車からなる傘歯車機構（図示せず）が設けられている。また、図５に示すように棒状の２本の棒状洗浄ノズル１をノズルホルダー２３の相対する位置に偏心させて取り付けられている。このため、ノズル１から高圧洗浄液を噴射すると、その噴射反力によりノズル１が自転軸Ｂの周りに自転するようになっている。この自転によって、公知の３Ｄノズルの公転機構と同様にノズルホルダー２３の回転力が本体カバー５２内部の傘歯車機構に伝達され、３Ｄノズル本体がその軸心周りを公転するようになっている。
【００５７】
位置検出部１１については、第２実施形態の洗浄装置と同様なので説明を省略する。
【００５８】
次に第４実施形態に係る重合缶体洗浄装置について説明する。第４実施形態の洗浄装置は、図６に示すように、外側パイプ３及び内側パイプ２をその軸方向に昇降させる昇降装置として、第１実施形態の洗浄装置のエアシリンダ１２を利用した昇降装置１３の代わりに、ノズル昇降用モータ２１とローラチェーン２２を用いたものである。その他の構成については、第１実施形態と同様のため同一符号を付し説明を省略する。
【００５９】
本実施形態の昇降装置は、ノズル昇降用モータ２１と、ローラチェーン２２と、制御部（図示せず）とから構成され、制御部は第１実施形態の制御部と同様に本発明の制御手段を構成する。制御部は、洗浄開始時にノズル昇降用モータ２１を駆動し、ローラチェーン２２を矢印Ｅ方向に移動（回転）させ、外側パイプ３及び内側パイプ２を下降してノズル１を重合缶４内部に挿入するように制御する。また、駆動モータ１５が停止状態で、かつ近接センサ１０からの出力信号を受けた場合、即ちノズル１の自転及び公転が停止し、かつ重合缶４内部でノズル１が鉛直方向Ｃ（図３における上下方向）になった場合に、ノズル昇降用モータ２１を駆動し、ローラチェーン２２を矢印Ｅの逆方向である矢印Ｆ方向に移動（回転）させ、外側パイプ３及び内側パイプ２を上昇させてノズル１を重合缶４内部から抜き出すように制御する。
【００６０】
本実施形態の昇降装置は、エアシリンダを用いた昇降装置と異なり、ノズルの昇降範囲を長くとることができるので、特に大型の重合缶体内部を洗浄する場合に効果的である。
【００６１】
第１実施形態、第２実施形態及び第４実施形態に係る重合缶体洗浄装置は、いずれも外部に設けた駆動モータ１５により、内側パイプ２の回転、即ちノズル１の公転と、ノズル１の自転とを行わせているが、駆動モータ１５とは異なる別の駆動部を設け、この駆動部によりノズル１の公転とは独立にノズル１の自転を行わせるようにしても良い。
【００６２】
また、第１から第４の実施形態のいずれの洗浄装置も、重合缶内部を洗浄するものとしているが、この他に反応缶等の内部を洗浄するようにしても良い。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明は、自転軸周りにおける棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心の向きがランスパイプの軸心方向に対して予め定められた角度以下の並置範囲内にあることを検出するノズル回転位置検出手段を備えているので、缶体内部において、ノズルが缶体の開口を通過できる方向にあるか否かを缶体外部から容易に検出することができるという効果がある。
【００６４】
また、本発明は、棒状回転洗浄ノズルの公転及び自転が停止状態で且つノズル回転位置検出手段が検出出力を生じていることを条件に昇降装置を作動可能とする制御手段を備えているので、棒状回転洗浄ノズルのノズル長のサイズに拘わらず、ノズルを缶体開口を通過させることができるという効果を有する。また、このためサイズの大きな缶体に対しても洗浄効果を向上させることができるという効果がある。
【００６５】
更に、本発明において、内側パイプと、内側パイプをその軸心周りに回転させる第１回転機構と、棒状回転洗浄ノズルをランスパイプの軸心と直交する自転軸周りに回転させる第２回転機構とを一連の歯車連結機構で構成し、ノズル回転位置検出手段を該歯車連結機構に付設した場合、又はノズル回転位置検出手段が、予め定められた面積の受圧板と該受圧板に棒状回転洗浄ノズルからの噴射流が当たっているときにのみ出力を生じる圧力検出手段とを含み、前記受圧板がランスパイプ周面上の予め定められた位置に固定されている場合には、構造が簡易となり製造コストの低減化が図られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る缶体洗浄装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る缶体洗浄装置の位置検出部の構成図である。
【図３】第１実施形態に係る缶体洗浄装置のノズルとインナーパイプの接続状態を示す構成図である。
【図４】第２実施形態に係る缶体洗浄装置の概略構成図である。
【図５】第３実施形態に係る缶体洗浄装置の概略構成図である。
【図６】第４実施形態に係る缶体洗浄装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１： 棒状回転洗浄ノズル
２： 内側パイプ
３： 外側パイプ
４： 缶体
５： 開口
６： 自動ボールバルブ
７： ノズル格納室
８： 回転部材
９： ドグ
１０：近接センサ
１１：位置検出部
１２：エアシリンダ
１３：昇降装置
１４：減速部
１５：駆動モータ
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ：歯車
１７：受圧板
１８：スプリング
１９：支軸
２０：リミットスイッチ
２１：ノズル昇降用モータ
２２：ローラチェーン
２３：ノズルホルダー
５１：３Ｄノズル
５２：３Ｄノズル本体カバー
Claims (4)
- 洗浄対象の缶体内に該缶体の開口を通して挿入されるランスパイプと、該ランスパイプの下部に装着され、前記ランスパイプの軸心周りに公転可能であると共に前記ランスパイプの軸心と直交する自転軸周りに回転可能な棒状回転洗浄ノズルと、前記ランスパイプを缶体外部で支持する支持構体と、前記ランスパイプを前記支持構体に対してその軸方向に昇降させる昇降装置とを備え、棒状回転洗浄ノズルの両端から前記自転軸と直交する平面内の互いに逆向きの二方向へ高圧洗浄液を噴射させつつ棒状回転洗浄ノズルがランスパイプの軸心周りに公転及び前記自転軸周りに自転しながら缶体内を高圧洗浄液の噴流で洗浄する缶体洗浄装置において、
前記自転軸周りにおける棒状回転洗浄ノズルのノズル軸心の向きがランスパイプの軸心方向に対して予め定められた角度以下の並置範囲内にあることを検出するノズル回転位置検出手段を備え、
このノズル回転位置検出手段は、缶体開口をノズルが通過できる程度の方向にノズルが向いているときにノズルからの噴射流を受けることのできる予め定められた面積の受圧板と該受圧板に棒状回転洗浄ノズルからの噴射流が当たっているときにのみ出力を生じる圧力検出手段とを含み、前記受圧板がランスパイプ周面上の予め定められた位置に固定されていることを特徴とする缶体洗浄装置。 - 前記ランスパイプは、前記支持構体と相対回転不能な外側パイプと、該外側パイプの内側に入れ子式に配置され、前記外側パイプと相対回転可能な内側パイプとからなり、
前記内側パイプをその軸心周りに回転させる第１回転機構と、前記棒状回転洗浄ノズルを前記ランスパイプの軸心と直交する自転軸周りに回転させる第２回転機構と、を更に備え、
前記内側パイプと、前記第１回転機構と、前記第２回転機構とは一連の歯車連結機構を構成しており、
前記ノズル回転位置検出手段は、前記歯車連結機構に付設されていることを特徴とする請求項１に記載の缶体洗浄装置。 - 前記第１回転機構に前記内側パイプをその軸心周りに回転させるための回転を与えるノズル公転用回転駆動装置が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の缶体洗浄装置。
- 棒状回転洗浄ノズルを缶体の開口に挿入又は該開口から抜出するためのランスパイプの昇降に際し、前記棒状回転洗浄ノズルの公転及び自転が停止状態で且つ前記ノズル回転位置検出手段が、検出出力を生じていることを条件に昇降装置を作動可能とする制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の缶体洗浄装置。
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