WO2018078926A1 - 洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

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敏記 江口
仁祥 志茂
林　秀樹
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Nagase Filter Co Ltd
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Nagase Filter Co Ltd
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    • B08B7/026—Using sound waves

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method.
  • an object of the present invention is to provide a new cleaning apparatus and cleaning method capable of removing the deposits on the exposed surface of the object to be cleaned in a short time.
  • a cleaning apparatus for removing deposits on an exposed surface of an object to be cleaned includes: A shock wave generating section for generating a shock wave; A to-be-cleaned object storage part that is adjacent to the shock wave generating part or that houses the shock wave generating part and stores the object to be cleaned; It is characterized by including.
  • the cleaning method of the present invention comprises: A shock wave generating process for generating a shock wave; A cleaning step of removing the deposit on the exposed surface of the object to be cleaned by the shock wave colliding with the object to be cleaned; It is characterized by including.
  • the deposits on the exposed surface of the object to be cleaned can be removed in a short time.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the cleaning apparatus of the present invention.
  • the “exposed surface” may be, for example, any surface that is exposed to the outside and can come into contact with liquid or gas.
  • the “shock wave” is, for example, a pressure change wave transmitted at a speed exceeding the speed of sound.
  • the means and method for generating the shock wave for example, the generating means is an explosive such as explosives, the shock wave may be generated by the explosion, the generating means, It is a pair of electrodes, and the shock wave may be generated by discharge such as pulse discharge using the electrodes.
  • the object to be cleaned may be filled with water, and the shock wave may propagate through the water in the object to be cleaned.
  • the shock wave may propagate in water in the cleaning step.
  • the object to be cleaned may be at least one selected from the group consisting of a net-like body, a porous body, and a cylindrical body.
  • the object to be cleaned is selected from the group consisting of a filter, a screen, a separation membrane, a dialysis membrane, an ion exchange membrane, activated carbon, diatomaceous earth, silica sand, anthracite, an ion exchanger, a pipe, a joint, a valve, and a pump. It may be at least one.
  • the object to be cleaned may be at least one of a metal product and a metal part.
  • the object to be cleaned is at least one selected from the group consisting of a demister, a slewer, a housing, a container, a tank, a heat exchange element, a scrubber, a boiler, a turbine, a propeller, a shaft, tableware, and a substrate. Also good.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the cleaning apparatus of the present invention.
  • the cleaning device 1 includes a shock wave generating unit 2 and an object storage unit 4.
  • the shock wave generator 2 generates a shock wave.
  • the shock wave generator 2 has a box shape with one side opened (the upper side in FIG. 1).
  • the shape of the shock wave generator 2 is not particularly limited, and may not be a box shape.
  • the material for forming the shock wave generating portion 2 is not particularly limited, and examples thereof include resins; metals such as aluminum, copper, copper alloys, iron, iron alloys, nickel, tungsten, and tungsten alloys;
  • the shock wave generator 2 may be filled with a transmission medium 6 for propagating the shock wave.
  • a transmission medium 6 for example, a liquid such as water; an elastic body such as rubber; a solid such as a gel-like object; a gas such as the atmosphere; or a mixture thereof can be used.
  • liquid or solid is preferable, and water is preferable because it is inexpensive and easily available.
  • the cleaning apparatus 1 of the present example includes an explosive 21 such as explosive that generates the shock wave by an explosion in the shock wave generating unit 2.
  • the explosive 21 is disposed at a predetermined position by a support member (not shown) in the shock wave generator 2 (in the transmission medium 6), for example.
  • the explosive 21 is configured to be detonated by an electric detonator or the like, for example.
  • a plurality of explosives 21 may be used depending on the volume of the shock wave generating unit 2 and the like. When a plurality of explosives are used, the shock waves may be generated continuously by detonating each explosive 21 at different timings.
  • FIG. 1 illustrates the explosive 21 as the means for generating the shock wave, but the present invention is not limited to this.
  • the shock wave generating means and generation method are not particularly limited.
  • the generating means is a pair of electrodes, and the shock waves are generated by discharge such as pulse discharge using the electrodes. You may let them.
  • the generating means may be a hitting means such as a hammer member, and the shock wave may be generated by applying a mechanical impact force to the cleaning object storage portion 4 using the hitting means. In these cases, the discharge or blow may be performed once or a plurality of times in succession.
  • the cleaning object storage section 4 stores the cleaning object 3.
  • the to-be-cleaned object storage unit 4 can be formed using, for example, the same material as exemplified as the material for forming the shock wave generating unit 2. Further, the cleaning object storage unit 4 may be filled with a transmission medium 5 for propagating the shock wave. As the transmission medium 5, for example, the same medium as exemplified as the transmission medium 6 can be used. The transmission medium 5 and the transmission medium 6 may be the same or different.
  • the cleaning object storage unit 4 includes a box 4a having an opening on one side (upper side in FIG. 1) and a lid 4b that closes the opening of the box 4a, and the inside is sealed. Yes.
  • the upper opening of the box 4a that is closed by the lid 4b is used for taking in and out the article 3 to be cleaned.
  • the shape of the cleaning object storage portion 4 is not particularly limited as long as it stores the cleaning object 3 and can be sealed.
  • FIG. 1 shows a cleaning device 1 in which the shock wave generating unit 2 and the object storage unit 4 are adjacent to each other so as to close the upper opening of the shock wave generating unit 2.
  • the present invention is not limited to this example.
  • the shock wave generating unit 2 when the shock wave generating unit 2 generates a shock wave, for example, by the explosion of the above-described explosive or the discharge using the electrode, the shock wave generating unit 2 is accommodated in the cleaning object storage unit 4. It may be.
  • the object to be cleaned 3 may be any object as long as the object to be removed adheres to the exposed surface.
  • Examples of the object to be cleaned 3 include a net-like body, a porous body, and a cylindrical body.
  • Examples of the mesh include a filter and a screen.
  • Examples of the porous body include a separation membrane, a dialysis membrane, an ion exchange membrane, activated carbon, diatomaceous earth, silica sand, anthracite, and an ion exchanger.
  • Examples of the cylindrical body include a pipe, a joint, a valve, and a pump.
  • the object to be cleaned 3 may correspond to two or more of a net-like body, a porous body, and a cylindrical body.
  • the object to be cleaned 3 is, for example, a molten resin such as a filter or a pipe, a fluid filter medium such as a viscous fluid, a pipe, or the like
  • examples of the deposit include a resin fixed on the exposed surface and a scale.
  • cleaned material 3 is porous bodies, such as activated carbon and diatomaceous earth, the substance etc. which were adsorb
  • examples of the article to be cleaned 3 include metal products and metal parts.
  • the metal product and the metal part may be entirely formed of metal, or may include a part formed of a material other than metal.
  • Specific examples of the metal product and the metal part include a demister, a slewer, a housing, a container, a tank, a heat exchange element, a scrubber, a boiler, a turbine, a propeller, a shaft, tableware, and a substrate.
  • examples of the deposit include sludge such as rust, organic contaminants, scale, and cutting waste.
  • the above-described filter, screen, pipe, joint, valve, pump, and the like may be made of metal, or may be formed of other materials such as plastic, ceramics, and carbon fiber.
  • the object 3 to be cleaned is stored at a predetermined position in the object storage unit 4 by a support member (not shown), for example.
  • the to-be-cleaned object 3 accommodated in the to-be-cleaned object accommodating part 4 may be in the state put in protective materials, such as a vinyl bag and a polyethylene bag, for example.
  • the object to be cleaned 3 is, for example, particulate activated carbon or the like
  • the object to be cleaned 3 may be accommodated in a container or the like capable of propagating the shock wave.
  • the number of objects to be cleaned 3 is one, but this is an example, and the present invention is not limited to this.
  • a plurality of objects to be cleaned 3 may be simultaneously stored in the object storage portion 4. Note that, as described above, if the objects to be cleaned 3 are stored in a predetermined position in the object storage portion 4 by the support member, for example, even if there are a plurality of objects to be cleaned 3, Can be prevented from coming into contact with each other in the object storage section 4.
  • the cleaning method of the present invention can be performed using, for example, the cleaning apparatus of the present invention.
  • an example of the cleaning method of the present invention will be described by taking the case of using the cleaning apparatus shown in FIG. 1 as an example.
  • the impact force caused by the explosion of the explosive 21 is transmitted as a shock wave via the transmission medium 6 in the shock wave generating unit 2 to the cleaning object storage unit 4.
  • the shock wave propagates through the cleaning object storage unit 4 and the transmission medium 5 in the cleaning object storage unit 4 and collides with the cleaning object 3 (for example, a filter).
  • the cleaning object 3 for example, a filter
  • the deposit on the exposed surface of the object to be cleaned 3 for example, resin fixed to the exposed surface of the filter
  • the transmission medium 5 may be appropriately replaced depending on the degree of contamination due to the diffusion of the deposit.
  • the cleaning apparatus and the cleaning method of the present invention it is possible to remove deposits on the exposed surface of the object to be cleaned in a shorter time by using the shock wave as compared with the ultrasonic cleaning apparatus. Further, according to the cleaning apparatus and the cleaning method of the present invention, by using the shock wave, it is possible to remove the deposit on the exposed surface of the object to be cleaned, which could not be physically removed by the ultrasonic cleaning apparatus. .
  • the cleaning apparatus and the cleaning method of the present invention can remove deposits on the exposed surface of the object to be cleaned in a short time.
  • Applications of the cleaning apparatus and the cleaning method of the present invention are not particularly limited, and can be widely used for cleaning objects to be cleaned such as a net, a porous body, and a cylindrical body.

Landscapes

  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

短時間で、被洗浄物の露出面の付着物を除去可能な、新たな洗浄装置を提供する。　本発明の被洗浄物の露出面の付着物除去用の洗浄装置（１）は、衝撃波を発生させる衝撃波発生部（２）と、衝撃波発生部（２）に隣接し、または衝撃波発生部（２）を内部に収容し、かつ、被洗浄物（３）を収納する被洗浄物収納部（４）と、を含むことを特徴とする。

Description

洗浄装置および洗浄方法
　本発明は、洗浄装置および洗浄方法に関する。
　従来から、物体（被洗浄物）の洗浄に、超音波洗浄装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３－３３７３５号公報
　しかしながら、超音波洗浄装置では、被洗浄物の洗浄に、長時間を要する場合がある。また、超音波洗浄装置では、被洗浄物の露出面の付着物を、物理的に除去不可能な場合がある。
　そこで、本発明は、短時間で、被洗浄物の露出面の付着物を除去可能な、新たな洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するために、本発明の被洗浄物の露出面の付着物除去用の洗浄装置は、
衝撃波を発生させる衝撃波発生部と、
前記衝撃波発生部に隣接し、または前記衝撃波発生部を内部に収容し、かつ、前記被洗浄物を収納する被洗浄物収納部と、
を含むことを特徴とする。
　本発明の洗浄方法は、
衝撃波を発生する衝撃波発生工程と、
前記衝撃波が被洗浄物に衝突することにより、前記被洗浄物の露出面の付着物を除去する洗浄工程と、
を含むことを特徴とする。
　本発明の洗浄装置および洗浄方法によれば、短時間で、被洗浄物の露出面の付着物を除去可能である。
図１は、本発明の洗浄装置の構成の一例を示す断面図である。
　本発明において、「露出面」とは、例えば、外部に露出し、液体や気体等が接触し得るいかなる面であってもよい。
　本発明において、「衝撃波」とは、例えば、音速を超える速さで伝わる圧力変化の波である。本発明において、前記衝撃波の発生手段および発生方法に特に制限はなく、例えば、前記発生手段が、火薬等の爆薬であり、その爆発により前記衝撃波を発生させてもよいし、前記発生手段が、一対の電極であり、前記電極を用いたパルス放電等の放電により前記衝撃波を発生させてもよい。
　本発明の洗浄装置において、前記被洗浄物収納部内に水が充填されており、前記衝撃波が、前記被洗浄物収納部内の水中を伝搬してもよい。また、本発明の洗浄方法では、前記洗浄工程において、前記衝撃波が、水中を伝搬してもよい。
　本発明の洗浄装置および洗浄方法において、前記被洗浄物は、網状体、多孔体および筒状体からなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。この場合において、前記被洗浄物は、フィルター、スクリーン、分離膜、透析膜、イオン交換膜、活性炭、珪藻土、珪砂、アンスラサイト、イオン交換体、パイプ、継手、バルブおよびポンプからなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。
　本発明の洗浄装置および洗浄方法において、前記被洗浄物は、金属製品および金属部品の少なくとも一方であってもよい。この場合において、前記被洗浄物は、デミスター、スルーザー、ハウジング、容器、タンク、熱交換エレメント、スクラバー、ボイラー、タービン、プロペラ、シャフト、食器および基板からなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。
　つぎに、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。本発明は、下記の実施形態によって何ら限定および制限されない。なお、図においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なる場合がある。
　図１は、本発明の洗浄装置の構成の一例を示す断面図である。図１に示すように、この洗浄装置１は、衝撃波発生部２と、被洗浄物収納部４と、を含む。
　衝撃波発生部２は、衝撃波を発生する。本例において、衝撃波発生部２は、一方の側（図１においては、上側）が開口した箱状である。ただし、衝撃波発生部２の形状は、特に限定されず、箱状でなくてもよい。衝撃波発生部２の形成材料も、特に限定されず、例えば、樹脂；アルミニウム、銅、銅合金、鉄、鉄合金、ニッケル、タングステン、タングステン合金等の金属；等があげられる。
　衝撃波発生部２内には、前記衝撃波を伝搬させる伝達媒体６が充填されていてもよい。伝達媒体６としては、例えば、水等の液体；ゴム等の弾性体、ジェル状の物体等の固体；大気等の気体；あるいはこれらの混合物等を用い得る。これらの中でも、前記衝撃波の伝達性の観点から、液体または固体が好ましく、さらに、安価かつ入手が容易であることから、水が好適である。
　本例の洗浄装置１は、衝撃波発生部２内に、爆発により前記衝撃波を発生させる火薬等の爆薬２１を備える。爆薬２１は、例えば、衝撃波発生部２内（伝達媒体６内）において、支持部材（図示省略）によって所定の位置に配置される。爆薬２１は、例えば、電気雷管等により起爆されるように構成される。爆薬２１としては、例えば、球状、棒状、板状等、適宜の形状および大きさのものが用いられる。なお、図１では、爆薬２１を一個のみ記載しているが、爆薬２１は、衝撃波発生部２の体積等に応じて、複数用いてもよい。また、複数の爆薬を用いる場合には、各爆薬２１を異なるタイミングで起爆することで、前記衝撃波を連続的に発生させてもよい。
　図１には、前記衝撃波の発生手段として、爆薬２１を例示したが、本発明は、これに限定されない。前述のとおり、本発明において、前記衝撃波の発生手段および発生方法に特に制限はなく、例えば、前記発生手段が、一対の電極であり、前記電極を用いたパルス放電等の放電により前記衝撃波を発生させてもよい。また、例えば、前記発生手段が、ハンマー部材等の打撃手段であり、前記打撃手段を用いて被洗浄物収納部４に機械的な衝撃力を加えることにより前記衝撃波を発生させてもよい。これらの場合において、放電または打撃は、一回であってもよいし、連続した複数回であってもよい。
　被洗浄物収納部４は、被洗浄物３を収納する。被洗浄物収納部４は、例えば、衝撃波発生部２の形成材料として例示したのと同様の材料を用いて形成可能である。また、被洗浄物収納部４内には、前記衝撃波を伝搬させる伝達媒体５が充填されていてもよい。伝達媒体５としては、例えば、伝達媒体６として例示したのと同様のものを用い得る。伝達媒体５および伝達媒体６は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
　本例では、被洗浄物収納部４は、一方の側（図１においては、上側）に開口を有する箱４ａと、箱４ａの前記開口を塞ぐ蓋４ｂとを有し、内部が密閉されている。蓋４ｂによって塞がれる箱４ａの上部開口が、被洗浄物３を出し入れするために用いられる。ただし、被洗浄物収納部４の形状は、被洗浄物３を収納し、密閉可能であれば、特に限定されない。
　図１には、衝撃波発生部２の上部開口を塞ぐように、衝撃波発生部２と被洗浄物収納部４とが隣接した洗浄装置１を示している。ただし、本発明は、この例に限定されない。本発明において、衝撃波発生部２が、例えば、前述の爆薬の爆発または電極を用いた放電により衝撃波を発生するものである場合、衝撃波発生部２は、被洗浄物収納部４の内部に収容されていてもよい。
　被洗浄物３は、その露出面に除去すべき付着物が付着したものであれば、いかなるものであってもよい。被洗浄物３としては、例えば、網状体、多孔体、筒状体等があげられる。前記網状体としては、例えば、フィルター、スクリーン等があげられる。前記多孔体としては、例えば、分離膜、透析膜、イオン交換膜、活性炭、珪藻土、珪砂、アンスラサイト、イオン交換体等があげられる。前記筒状体としては、例えば、パイプ、継手、バルブおよびポンプ等があげられる。被洗浄物３は、例えば、網状体、多孔体及び筒状体の二つ以上に該当するものであってもよい。被洗浄物３が、例えば、フィルター、パイプ等の溶融樹脂、粘性流体等の流体の濾材、配管等である場合には、前記付着物としては、例えば、それらの露出面に固着した樹脂、スケール等があげられる。また、被洗浄物３が、例えば、活性炭、珪藻土等の多孔体である場合には、前記付着物としては、それらの孔に吸着した物質等があげられる。
　また、被洗浄物３としては、例えば、金属製品、金属部品等もあげられる。前記金属製品および前記金属部品は、例えば、全体が金属で形成されたものであってもよいし、一部に金属以外の材料で形成された部分を含むものであってもよい。前記金属製品および前記金属部品の具体例としては、デミスター、スルーザー、ハウジング、容器、タンク、熱交換エレメント、スクラバー、ボイラー、タービン、プロペラ、シャフト、食器、基板等があげられる。これらの場合、前記付着物としては、例えば、錆び等のスラッジ、有機汚染物、スケール、切削くず等があげられる。なお、ハウジング、容器、タンク、シャフト、食器、基板等は、金属製のものに限られず、例えば、プラスチック、セラミックス、炭素繊維等の他の材料で形成されたものであってもよい。また、前述のフィルター、スクリーン、パイプ、継手、バルブおよびポンプ等も、金属製であってもよいし、プラスチック、セラミックス、炭素繊維等の他の材料で形成されたものであってもよい。
　被洗浄物３は、例えば、支持部材（図示せず）によって被洗浄物収納部４内の所定の位置に収納される。被洗浄物収納部４内に収納される被洗浄物３は、例えば、ビニル袋、ポリエチレン製の袋等の保護材に入れられた状態であってもよい。また、被洗浄物３が、例えば、粒子状の活性炭等である場合には、被洗浄物３は、例えば、前記衝撃波を伝搬可能な容器等に収容されていてもよい。
　図１において、被洗浄物３の数は、一個であるが、これは例示であって、本発明は、これには限定されない。本発明において、被洗浄物収納部４に、複数の被洗浄物３を同時に収納してもよい。なお、前述のように、被洗浄物３を、例えば、支持部材によって被洗浄物収納部４内の所定の位置に収納すれば、被洗浄物３が複数であっても、各被洗浄物３が被洗浄物収納部４内で接触するのを防止可能である。
　つぎに、本発明の洗浄方法について、例をあげて説明する。本発明の洗浄方法は、例えば、本発明の洗浄装置を用いて実施可能である。ここでは、図１に示す洗浄装置を用いた場合を例にあげて、本発明の洗浄方法の一例について説明する。
　まず、爆薬２１の爆発による衝撃力は、衝撃波発生部２内の伝達媒体６を介して衝撃波となって被洗浄物収納部４に伝達される。前記衝撃波は、被洗浄物収納部４および被洗浄物収納部４内の伝達媒体５を伝搬して、被洗浄物３（例えば、フィルター等）に衝突する。被洗浄物３への前記衝撃波の衝突により、被洗浄物３の露出面の付着物（例えば、前記フィルターの露出面に固着した樹脂等）が粉砕され、伝達媒体５に拡散されることで、除去される。伝達媒体５は、前記付着物の拡散による汚れ具合により、適宜交換してもよい。
　本発明の洗浄装置および洗浄方法によれば、前記衝撃波を用いることで、超音波洗浄装置と比較して、短時間で、被洗浄物の露出面の付着物を除去可能である。また、本発明の洗浄装置および洗浄方法によれば、前記衝撃波を用いることで、超音波洗浄装置では物理的に除去不可能であった、被洗浄物の露出面の付着物を除去可能である。
　以上のように、本発明の洗浄装置および洗浄方法は、短時間で、被洗浄物の露出面の付着物を除去可能なものである。本発明の洗浄装置および洗浄方法の用途は、特に限定されず、例えば、網状体、多孔体、筒状体等の被洗浄物の洗浄に幅広く利用できる。
　以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１６年１０月３１日に出願された日本出願特願２０１６－２１２４１３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１　　　洗浄装置
２　　　衝撃波発生部
３　　　被洗浄物
４　　　被洗浄物収納部
５、６　伝達媒体
２１　　爆薬

Claims (7)

  1. 衝撃波を発生させる衝撃波発生部と、
    前記衝撃波発生部に隣接し、または前記衝撃波発生部を内部に収容し、かつ、被洗浄物を収納する被洗浄物収納部と、
    を含むことを特徴とする、被洗浄物の露出面の付着物除去用の洗浄装置。
  2. 前記被洗浄物収納部内に水が充填されており、
    前記衝撃波が、前記被洗浄物収納部内の水中を伝搬する、請求項１記載の洗浄装置。
  3. 前記被洗浄物が、網状体、多孔体および筒状体からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項１または２記載の洗浄装置。
  4. 前記被洗浄物が、フィルター、スクリーン、分離膜、透析膜、イオン交換膜、活性炭、珪藻土、珪砂、アンスラサイト、イオン交換体、パイプ、継手、バルブおよびポンプからなる群から選択される少なくとも一つである、請求項３記載の洗浄装置。
  5. 前記被洗浄物が、金属製品および金属部品の少なくとも一方である、請求項１または２記載の洗浄装置。
  6. 前記被洗浄物が、デミスター、スルーザー、ハウジング、容器、タンク、熱交換エレメント、スクラバー、ボイラー、タービン、プロペラ、シャフト、食器および基板からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項５記載の洗浄装置。
  7. 衝撃波を発生する衝撃波発生工程と、
    前記衝撃波が被洗浄物に衝突することにより、前記被洗浄物の露出面の付着物を除去する洗浄工程と、
    を含むことを特徴とする洗浄方法。
PCT/JP2017/019682 2016-10-31 2017-05-26 洗浄装置および洗浄方法 Ceased WO2018078926A1 (ja)

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