JPH0539355Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は密閉された水管、例えばオイルクーラ
ー等における冷却水の循環用パイプ等を洗浄する
ための装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

プラスチツク成形機をはじめとする各種産業分
野において用いられる加工機の作動部や、ブルド
ーザー等の建設機械の作動部等には、油圧機構を
利用して作動させるよにしたものが多数用いられ
ている。

上記した油圧機構は、機構内部に設けられた配
管内を動力源であるオイルが循環することによつ
て作動するように構成しているために、配管内を
循環しながら作動するオイルは加圧等によつてそ
の温度が著しく上昇する。

このように温度上昇をしたオイルをそのまま放
置することはオイルの品質劣化をもたらすばかり
でなく、機械の作動不良（成形不良等）やオイル
漏れ発生の原因や、各部パツキングの劣化等に基
づく故障にもつながる。

このため加工機には、温度上昇したオイルを冷
却して一定の温度に保つための機構即ち「オイル
クーラー」（熱交換機）が取り付けられている。

上記したオイルクーラーは、第３図に例示する
ように、オイルの流入口ａ１及び流出口ａ２を有
し、オイルを循環通過させることのできる外径の
大きい套体ａ（熱交換機本体）内に、オイルとは
別の回路を伝わつて供給される冷却水を循環させ
るための多数の細管ｂ…ｂを配設し、套体ａ（熱
交換機）内において冷却水管ｂ……ｂの外部に触
れたオイルが冷却されるように構成していた。

しかしながら、このようなオイルクーラー（熱
交換機）の場合には冷却媒体として水を使用して
いるために水質の良悪に敏感に影響され易く、以
下のような問題が常に付きまとつていた。即ち (1) 冷却水の水質に由来し、或いは冷却水の貯蔵
タンク内に混入された塵芥等が原因で配管中に
水垢やヘドロが付着し易く、また錆が発生し易
かつた。

(2) 水垢、ヘドロの付着、錆の発生によつて冷却
水管内部に目詰まりを生じる。

(3) 目詰まりが原因となる管内抵抗の増加により
冷却水の流量が変化し、初期の冷却効果を発揮
できなくなる。（熱交換率の低下） (4) 塵芥、水垢等による水管の腐食。

等がそれである。

このような問題に対応する手段として、古くは
メンテナンス担当者が加工機、建設機械等に取り
付けている熱交換機を逐一取り外したのち、水管
内をワイヤーブラシ等で研磨しながら水管内に付
着した水垢等を除去するという方法を講じていた
が、この方法の場合には熱交換機を逐一取り外さ
なければならないため、熱交換機の取り外し作業
に多くの時間を必要とするほか、水管の研磨作業
にも一台当たり３時間〜４時間という多くの作業
時間を必要とし、更に、水管の管壁を毀損しやす
い等の欠点を有していた。

これらの欠点を解決するものとして、水管中を
循環する冷却水の中にスラツジを除去するための
薬品を混合し、この薬品によつて水管の管壁に付
着した水垢等を除去する方法が実施されるように
なつたが、スラツジ類の除去に長い時間を必要と
するほか、スラツジの除去を効果的に行うために
は使用する薬品の濃度を高める必要があつたため
に冷却水の循環時にこれらの薬品によつてポンプ
のメタルやバルブ類のパツキング等を酸化腐食さ
せてしまい装置全体の機能低下をもたらす等の欠
点が指摘されていた。

また、薬品による除去手段を講じた場合にはス
ラツジ等が混入された薬品を含む冷却水をそのま
ま廃棄すれば河川の汚染等の二次公害を発生させ
る原因ともなり、これを避ける目的でこれらの液
体を土中に埋設した場合にも高濃度の薬品の分解
が進行せず土表面に滲出して同様のトラブルが発
生し易いなどの問題を抱えていることが指摘され
ていた。

〔考案の目的〕

本考案は上記した事情に鑑みこれに対応しよう
とするものである。

即ち本考案は、加工機、建設機械等に取り付け
た熱交換機を当該機械から取り外すことなく、そ
のままの状態で洗浄することができるようにした
水管の洗浄装置を提供せんとするものである。

また、本考案の他の目的は、洗浄手段が簡単で
あるにも関わらず洗浄効果が格段に優れており、
しかも、洗浄コストが極めて低廉である水管の洗
浄装置を提供しようとするものである。

更に本考案のもう一つの目的は、洗浄操作に熟
練を必要とせず、操作マニユアルに従えば初心者
でも一定の高効率の洗浄効果を得ることができる
水管の洗浄装置を提供せんとするものである。

〔考案の要点〕

本考案は、脈動する高圧の水を供給する機構と
液中キヤビテーシヨン発生用ガスの供給機構とを
気液混合機を用いて混合することによつてガスを
混入させた超音波発生用の洗浄水を形成し、気液
混合機より送り出された超音波発生用の洗浄水は
切換えバルブを介して熱交換機に接続するように
構成するとともに、熱交換機より排出された洗浄
水はストレーナー等によつて洗浄滓を除去された
後に貯水タンクに還流できるように構成してなる
水管の洗浄装置を考案の要点としている。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。

１は洗浄水の貯蔵タンクであり、配管を介して
圧送ポンプ２に接続されている。

圧送ポンプ２に供給された洗浄水は所定の圧力
に加圧されたのち、強弱の水流を交互に発生させ
る脈動流の発生機構を介して混合機５に接続され
ている。

脈動流の発生機構は、高圧調整弁３１および高
圧開放弁３２並びにアキユムレータ４によつて構
成するものであり、高圧調整弁３１と高圧開放弁
３２による開放シーケンスによつて強弱の脈動流
を発生するようにしている 上記した脈動流の発生原理を詳細に説明すれば
以下の通りである。即ち、 高圧調整弁３１は常に一定の流量を維持するよ
うに構成されている。この高圧調整弁３１はハン
ドバルブの開閉によつて流量を調整するものであ
り、バルブの全開時には高圧ポンプ２の常圧流量
と合致できるようになり、全開時には高圧ポンプ
２の最高圧力と合致できるようになつている。

なお、この場合には高圧開放弁３２は全閉状態
でなければならない。

高圧開放弁３２は電磁弁を用い、電気的なシー
ケンスによつて作動をするものであるが、高圧調
整弁３１が固定的流量設定弁である為に高圧開放
弁３２が全開の場合にポンプ２の最大吐出量を圧
送することができ、高圧開放弁３２が全閉の場合
に高圧調整弁３１の設定流量に一致するようにな
つている。

即ち、ポンプ２から吐出された洗浄水は、高圧
調整弁３１を介して流出される場合が設定流量で
あり、高圧開放弁３２を介して吐出される場合が
最大流量となる。

アキユムレータ４は高圧開放弁３２が全閉状態
にある時にポンプ２によつて生ずる圧送の余剰圧
力を収容するために作動するものである。

即ち、高圧調整弁３１に設定されている流量は
ポンプ２の吐出圧力よりも小さい流量が設定され
ているために、高圧開放弁３２が全閉状態にある
場合に高圧調整弁３１に加えられる圧力はその能
力を超えるものとなる。

このような余剰圧力によつてポンプ２の吐出を
継続すれば余剰圧力の逆流によつてポンプ２にウ
オーターハンマーその他のシヨツクが加えられそ
の機能が停止するようになる。

アキユムレーター４は、ポンプ２が高圧調整弁
３１に加える余剰の圧力を収容することによつて
前記したシヨツクを吸収プールさせようとするも
のであり、高圧開放弁３２が全閉された状態にあ
る場合には高圧調整弁３１から設定流量のみを流
出させるとともに余剰の流量（圧力）を吸収プー
ルしておき、高圧開放弁３２が全開になるとアキ
ユムレータ４に貯えられていた圧力と流量が一気
に吐出されて脈動流を発生させるようになる。

なお、脈動流を発生させるために用いる機構と
しては前記したアキユムレーターのような内部圧
力式緩衝機に限定されるものではなく、例えば一
般に「単管方式」と呼ばれる外部圧力式緩衝機を
用いたり、或いはプランジヤーポンプ等各種のも
のを用いることができ、使用する圧力緩衝機の種
類及び機能はそれを適用しようとする被洗浄装置
の大きさ等に応じて適宜選択されればよい。

気液混合機５はポンプ２及び脈動水流発生機構
によつて脈動しながら圧送された洗浄水と、ガス
ボンベ６から供給されるガスとを所定の混合比率
で混合することによつて洗浄水が超音波を発生し
易くするためのものである。

気液混合機５の構造は特に限定するものではな
いがその構造の一例を挙げれば第２図に例示する
ような構造のものが挙げられる。即ち、 気液混合機５は洗浄水の流入部においてその内
径の一部をやや縮径５１することによつて水流を
加速できるように構成すると共に、この縮径５１
部に混合ガスの噴出ノズル５２を臨ませ、更に、
前記ガスの噴出ノズル５２の先端部には振動カツ
プ５３を取り付けることによつてハルトマン噴気
発音器を形成している。

５４…５４は、振動カツプ５３の後方に一定の
間隔をおいて形成したスタテイツクミキサーであ
り、ハルトマン噴気発音器を通過した気液混合洗
浄水の水流に回転と気泡の分割現象を与え、これ
によつて洗浄水中に発生している気泡を小さくし
実用的なキヤビテーシヨン効果（キヤビテーイシ
ョン損傷効果）を得さしめるものである。（スタ
テイツクミキサー５４…５４の数が増加する毎に
後続するミキサー５４によつて発生する気泡の数
は順次２倍の数に増加し、気泡の大きさは小さく
形成されるようなる） なお、設けられる数個のスタテイツクミキサー
５４…５４は、洗浄水の水流を有効に回転させ、
また、発生した気泡を効果的に分割させるために
それぞれの位置が互いに異なる方向に向うように
して設定されている。

７は、洗浄水の流入方向を変更させるための切
換弁であり三方弁構造としている。

切換弁７によつて気液混合機５から供給された
洗浄水の流動経路が、オイルクーラーに設けた冷
却水の入口６１から出口６２に流れる回路（イン
→アウト）を採るようにしたり、或いはこれと逆
に出口６２から入口６１に流れる回路（アウト→
イン）を採るようにして正逆両方向への変更をす
ることができるようにしている。なお、この切換
弁は間欠的に作動するスイツチ回路を利用するこ
とによつて自動的に作動させるようにすることが
できる。

８はストレーナーであり、洗浄水の循環によつ
て洗浄水中に混入した水垢、ヘドロ、錆等の洗浄
滓を吸着除去し、清浄な洗浄水のみを貯水タンク
１に還流させるものである。

図中９は安全バルブであり、ストレーナー８に
余剰の洗浄滓が付着して還流圧が高くなつた場合
に該部分をバイパスして貯水タンク１に還流させ
るためのものである。

〔考案の作動〕

上記のように構成した本考案は以下のように作
動する。

先ず、洗浄をしようとする水管（例えばオイル
クーラー）に接続されている冷却水の供給パイプ
（インレツト及びアウトレツトの両方のパイプ）
を取り外し、この部分を本考案の切換弁７の先端
部分と接続させておく。

この状態において、本考案装置の作動スイツチ
（図示しない）をオン状態にすれば、貯水タンク
１内の洗浄水はポンプ２によつて気液混合機５の
方向へ送られる。

この場合、ポンプ２の後方には高圧調整弁３１
と高圧開放弁３２による脈動水流の発生機構が介
在しているので交互に強弱の水流が発生させられ
た脈動水流が送り込まれるようになる。

また、気液混合機５に別には設けたガスボンベ
６から超音波発生用のガスが送り込まれる。

気液混合機５内に送り込まれた洗浄水は加速水
管部分（縮径５１部）においてガスと混合された
のち、気液一体となつて振動カツプ５３に激突し
キヤビテーシヨン作用のもととなる多数の気泡を
発生させる。

発生された多数の気泡は、後続するスタテイツ
クミキサー５４…５４部分で更に小さい多数の気
泡に形成されたのち切換弁７を通つて入口６１若
しくは出口６２の何れか一方から水管ｂ…ｂ内に
圧入される。

水管ｂ…ｂ内に圧入されて流動する洗浄水は流
動の途中において、洗浄水の内部に発生した気泡
が振動及び圧壊（はじけ）する時に発生する超音
波によつて水管ｂの管壁に対するキヤビテーシヨ
ン効果を発揮し、管壁に付着した水垢、ヘドロ、
錆等を強力に剥離除去する。

超音波によるキヤビテーシヨン効果によつて水
管ｂ…ｂの管壁より剥離除去された洗浄滓はスト
レーナー８によつて濾過されたのち清浄な水のみ
が再び貯水タンク１内に還流され、順次これを繰
り返す。

なお、気液混合機５の後方には切換弁７を接続
し洗浄水の流入を一定時間毎に切り換えることが
できるように構成したので、冷却水管ｂの入口か
ら出口に向かう流入経路を取つていた洗浄水の水
流は、弁７の切換によつて前記と逆の方向、即ち
出口から入口へ向かう流入経路を選択することが
できるようになり、一層有効な洗浄効果を発揮す
る。

〔考案の効果〕

上記のように構成した本考案の効果を述べれば
以下の通りである。

(1) ポンプ２と気液混合機５との間に高圧調整弁
３１及び高圧開放弁３２並びにアキユムレータ
４からなる脈動流の発生機構を介在させるよう
に構成したので混合機５から送り出される洗浄
水は正確な脈動水流とすることができる。

特に、気液混合機５から送り出された洗浄水
はガスの嵌合によつて発生させられた多数の気
泡が混在するようになり、この気泡が移動する
時の振動と気泡が破壊する時に発生する超音波
によるキヤビテーシヨン効果によつて水管の管
壁に付着している水垢、ヘドロ、錆等を水管の
品質を損なうことなく強制的、且つ正確に剥離
洗浄することができるようになつた。

また、水管中を移動する洗浄水の流れが一定
の圧力をもつた流れだけの場合には、洗浄効果
は気泡の圧壊によるキヤビテーシヨン効果によ
つてのみ達成できるが、本考案はこの洗浄水を
高圧の脈動水流となつて移動させたので、高圧
の脈動水流によつて加圧された気泡の振動及び
破壊に伴うキヤビテーシヨン効果によつて管壁
より剥離されかかつた水垢等を脈動水流による
圧力によつて一層確実に除去することが可能と
なつた。

(2) 洗浄水の循環により洗浄水中に混合された洗
浄滓はストレーナー８による濾過をすることに
よつて完全に取り去ることが可能であり、一定
量の洗浄水を繰り返して使用をすることができ
る経済性がある。

(3) 水管の流動経路が長い場合に、この水管に対
して洗浄水を一方通行的に流した場合には水管
の後端部分において洗浄効果の低下が発生する
ことが心配されるが、本考案は気液混合機５の
後方に切換弁７を設けたので水管ｂに対する洗
浄水の供給がイン→アウト、及びアウト→イン
の双方の回路を切換えながら使用することがで
きるようになり、これらのトラブルの発生に対
処することができるようになつた。

(4) 加工機等に取り付けられている冷却機等の機
器は機械本体から取り外しをする必要がないた
めに準備作業も極めて簡単にすることができ
た。

(5) 例えばオイルクーラーの水管を洗浄する場合
に、従来のワイヤーブラシ等を用いた洗浄手段
によればその作業時間は３時間〜４時間を必要
とした上に洗浄効果（研磨効果）が低かつた
が、本考案の洗浄装置を用いた場合には所要時
間30分間で極めて完全な洗浄を行うことができ
るようになり、洗浄効率を高めたうえ更に作業
時間と洗浄経費を飛躍的に節約することができ
た。

(6) ワイヤーブラシ等を用いる従来の洗浄手段の
場合には水管の管壁を破損し易かつたが、本考
案ではこのようなトラブルの発生が絶無であ
る。

(7) 従来の洗浄水中に薬品を混入する方法による
場合には、ポンプメタルやパツキング、バルブ
等の酸化腐食の心配があるほか、使用した薬品
の処分についても二次公害を惹起する虞れがあ
つたが本考案は洗浄水として使用をする水は一
般の水で充分であり、しかも、使用するガスは
単なる気泡発生用のものであるので加工機器類
に機能的な損傷を与える心配が絶無であるなど
の優れた特徴を有している。

(8) 装置が簡単であり、コンパクトに構成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の実施例を示すものであり、第１図
は各部の接続状態を示す配置図、第２図は気液混
合機の内部を示す一部を省略した拡大断面図、第
３図は熱交換機の一例を示す断面図である。 ａ……套体、ｂ……水管、１……洗浄水の貯蔵
タンク、２……圧送ポンプ、３１……高圧調整
弁、３２……高圧開閉弁、４……アキユムレー
タ、５……気液混合機、５１……縮径部、５２…
…噴出ノズル、５３……振動カツプ、５４……ス
タテイツクミキサー、６……ガスボンベ、６１…
…冷却水の入口、６２……冷却水の出口、７……
切換弁、８……ストレーナー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンプ、高圧調整弁、高圧開閉弁及びアキユム
   レーター等からなる圧力緩衝機の組み合わせによ
   つて構成された脈動する高圧の水を供給する機構
   と、ガスボンベから案内されるガスとを気液混合
   機に接続し、前記した気液混合機の後方には洗浄
   水の流路切換え弁を介在させたのち熱交換機に接
   続するように構成するとともに、熱交換機より排
   出された洗浄水はストレーナー等によつて洗浄滓
   を除去した後に貯水タンクに還流できるように構
   成してなる密閉された水管の洗浄装置。