空気圧輸送配管の洗浄方法及びその洗浄装置
【課題】本発明は、コンパクトな構造でホッパも洗浄することができ、更に、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に除去可能な空気圧輸送配管の洗浄方法及びその洗浄装置を提供する。
【解決手段】本発明は、ホッパ１０内で噴射された洗浄水を、ロータリーフィーダー２２の回転羽根の送出作用によって空気圧輸送配管１４に供給する。この洗浄水は、ブロア１８からの圧縮空気により空気輸送され、空気圧輸送配管１４を通過する。これにより、空気圧輸送配管１４が洗浄される。このように洗浄水の輸送手段として既存のブロア１８を使用することにより、ポンプを別途必要とする従来の洗浄水供給装置と比較してコンパクトな構造となる。また、ホッパ１０も洗浄することができ、更に、洗浄水による洗浄なので、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に除去することができる。
【解決手段】本発明は、ホッパ１０内で噴射された洗浄水を、ロータリーフィーダー２２の回転羽根の送出作用によって空気圧輸送配管１４に供給する。この洗浄水は、ブロア１８からの圧縮空気により空気輸送され、空気圧輸送配管１４を通過する。これにより、空気圧輸送配管１４が洗浄される。このように洗浄水の輸送手段として既存のブロア１８を使用することにより、ポンプを別途必要とする従来の洗浄水供給装置と比較してコンパクトな構造となる。また、ホッパ１０も洗浄することができ、更に、洗浄水による洗浄なので、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に除去することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気圧輸送配管の洗浄方法及びその洗浄装置に係り、特に空気圧によって粉粒物を輸送する空気圧輸送配管の洗浄方法及びその洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医薬品、食品等のサニタリープラントにおいて、材料や製品等の粉粒物を輸送する装置として、ブロアの圧縮空気を利用した空気圧輸送装置が特許文献１の如く知られている。この空気圧輸送装置の空気圧輸送配管は、その途中に設けられたジョイント部の段差やベント部に空気抵抗（滞留）が生じることに起因して、輸送している粉粒物がその部分の内面に付着して堆積するという特性を有している。このため、空気圧輸送配管は、特許文献２等に記載の洗浄装置によって定期的に洗浄されていた。
【０００３】
まず、特許文献２の空気圧輸送装置の構成を説明すると、粉粒物を投入するホッパの下端に開閉機構を介して空気圧輸送配管が接続され、この空気圧輸送配管が空気輸送機の流入口に接続されることにより、ホッパからの粉粒物が空気圧輸送配管を介して空気輸送機に導入される。
【０００４】
空気圧輸送配管の洗浄装置は、空気輸送配管の空気輸送機側の端部に設けられた開閉弁と、その近傍位置の空気輸送配管に設けられた開閉弁付きの洗浄剤注入部と、空気圧輸送配管の他方の端部に設けられたドレン弁付きのドレン部とから構成される。
【０００５】
この洗浄装置によって空気輸送配管を洗浄する場合は、まず、開閉機構にてホッパの下端を閉塞しホッパと空気圧輸送配管とを遮断する。次に、開閉弁を閉じて空気輸送機を空気圧輸送配管から遮断する。次いで、洗浄剤注入部の開閉弁とドレン弁とを開放した後、洗浄剤注入部から注入した洗浄剤を、空気輸送配管内を流通させ、ドレン部より排出する。以上の手順を踏むことにより、空気圧輸送配管が洗浄剤によって洗浄される。
【特許文献１】特開２００５−２３１７５３号公報
【特許文献２】特開２００４−２４４２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の空気圧輸送配管の洗浄装置は、ホッパを洗浄することができないばかりか、洗浄水を空気圧輸送配管に圧送するためのポンプを別途必要とするので、装置が大がかりなものになるという欠点があった。
【０００７】
一方、従来の他の洗浄装置として、空気圧輸送配管に砲弾形状のスポンジ製ピグを挿入し、このピグを空圧によって空気圧輸送配管に圧送することにより空気圧輸送配管を洗浄する装置も知られている。しかしながら、ピグでは、配管内面にコーティング状に付着した糖分を完全に除去することができず、よって、このような糖分を溶解除去可能な洗浄水による洗浄が望まれていた。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、コンパクトな構造でホッパも洗浄することができ、更に、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に除去可能な空気圧輸送配管の洗浄方法及びその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】
【０００９】
請求項１に記載の方法発明は、前記目的を達成するために、粉粒物が貯留されたホッパが空気圧輸送配管に連結され、該空気圧輸送配管にブロアからの圧縮空気を供給することにより、前記粉粒物を空気輸送する空気圧輸送配管において、前記ホッパに洗浄水供給装置を連結し、該洗浄水供給装置からの洗浄水を、ホッパを介して前記空気圧輸送配管に供給するとともに、前記ブロアからの圧縮空気により空気輸送させて空気圧輸送配管を洗浄することを特徴としている。
【００１０】
請求項６に記載の装置発明は、前記目的を達成するために、粉粒物が貯留されたホッパが空気圧輸送配管に連結され、該空気圧輸送配管にブロアからの圧縮空気を供給することにより、前記粉粒物を空気輸送する空気圧輸送配管において、前記ホッパに洗浄水供給装置が連結され、該洗浄水供給装置からの洗浄水がホッパを介して前記空気圧輸送配管に供給されるとともに、前記ブロアからの圧縮空気により空気輸送されて空気圧輸送配管が洗浄されることを特徴としている。
【００１１】
請求項１、６に記載の発明によれば、ホッパに連結した洗浄水供給装置から洗浄水を供給し、ホッパを洗浄するとともに、ホッパを通過して空気圧輸送配管に流入してきた洗浄水を、既存のブロアからの圧縮空気により空気輸送して空気圧輸送配管を洗浄する。このように洗浄水の輸送手段として既存のブロアを使用することにより、ポンプを別途必要とする従来の洗浄水供給装置と比較してコンパクトな構造となる。また、ホッパも洗浄することができ、更に、洗浄水による洗浄なので、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に溶解除去することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記空気圧輸送配管の前記ホッパの連結部と前記ブロアの連結部との間に、水検出センサとバルブとを設け、該水検出センサによって前記洗浄水を検出すると前記バルブを閉鎖し、洗浄水のブロアへの逆流を阻止することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記空気圧輸送配管の前記ホッパの連結部と前記ブロアの連結部との間には、水検出センサとバルブとが設けられ、該水検出センサによって前記洗浄水が検出されると前記バルブが閉鎖され、洗浄水のブロアへの逆流が阻止されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２、７に記載の発明によれば、水検出センサによって洗浄水が検出されると、バルブが閉鎖されるので、洗浄水のブロアへの逆流を阻止できる。これにより、ブロアを洗浄水から保護することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水量とブロアから供給される圧縮空気の重量との混合比μ（μ＝水量／圧縮空気の重量）が、６≦μ≦１８であることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７において、前記空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水量とブロアから供給される圧縮空気の重量との混合比μ（μ＝水量／圧縮空気の重量）が、６≦μ≦１８に設定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３、８に記載の発明によれば、空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水量とブロアから供給される圧縮空気の重量との混合比μがμ＜６の場合には、洗浄水が不足するため、空気圧輸送配管が水平管の場合その下面は洗浄できるが上面は洗浄することができないという不具合が発生する。また、μ＞１８の場合には、洗浄水が多すぎて空気圧輸送配管内を逆流（空気圧輸送配管の一部は鉛直管であり、その鉛直管内の洗浄水の重さにより逆流）するため、洗浄効果を得ることができない。そこで、６≦μ≦１８に設定すると、空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水滴が空気圧輸送配管内で飛散し、洗浄効果が向上することが判明した。これにより、空気圧輸送配管全体の洗浄を効率よく実施できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記ホッパは、前記空気圧輸送配管にロータリーフィーダーを介して連結され、該ロータリーフィーダーの回転羽根の先端周速Ｖ１が４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃであり、前記空気圧輸送配管内の圧縮空気の風速Ｖ２が、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記ホッパは、前記空気圧輸送配管にロータリーフィーダーを介して連結され、該ロータリーフィーダーの回転羽根の先端周速Ｖ１が４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃに設定され、前記空気圧輸送配管内の圧縮空気の風速Ｖ２が、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃに設定されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項４、９に記載の発明によれば、ロータリーフィーダーの回転羽根の先端周速Ｖ１を４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃに設定することにより、約２０ｌ／ｍｉｎの洗浄水を空気圧輸送配管に供給することができる。この供給上限の条件下において、圧縮空気の風速がＶ２＜２０ｍ／ｓｅｃであると、風速が遅過ぎるため、洗浄水を効果的に空気圧輸送配管に圧送することができず、洗浄効率が悪い。また、圧縮空気の風速がＶ２＞５０ｍ／ｓｅｃであると、風速が早過ぎるため、空気圧輸送配管に対する洗浄水の滞留時間が短くなり、空気圧輸送配管に付着した粉粒物、特に糖分が溶け難く洗浄効率が悪い。そこで、６≦μ≦１８を維持しつつ、圧縮空気の風速Ｖ２を、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃに設定すると、空気圧輸送配管に付着した粉粒物、糖分を効率よく洗浄できることが判明した。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３又は４において、前記空気圧輸送配管に供給する洗浄水の水量が、空気圧輸送配管の容積の３倍以上であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請求項６、７、８又は９において、前記空気圧輸送配管に供給する洗浄水の水量が、空気圧輸送配管の容積の３倍以上に設定されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項５、１０に記載の発明は、洗浄水の必要水量を、空気圧輸送配管を通過した洗浄水中の有機体炭素量（TOC：Total Organic Carbon；ｍｇ／ｌ）で規定した発明である。洗浄水の水量が空気圧輸送配管の３倍未満であると、空気圧輸送配管を通過した洗浄水中の有機体炭素量は、洗浄水が持つ有機体炭素量以上なので洗浄完了とは判断できないが、３倍時に洗浄水が持つ有機体炭素量まで低下したので洗浄完了と判断できる。したがって、空気圧輸送配管に供給する洗浄水の水量を、空気圧輸送配管の容積の３倍又は３倍以上とすることにより、空気圧輸送配管を確実に洗浄することができる。
【００２４】
なお、明細書及び特許請求の範囲に記載した洗浄水とは、ただの水の他、洗浄用薬品が混合された洗浄液をも含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る空気圧輸送配管の洗浄方法及びその洗浄装置によれば、ホッパに連結した洗浄水供給装置から洗浄水を供給し、ホッパを洗浄するとともに、ホッパを通過して空気圧輸送配管に流入してきた洗浄水を、既存のブロアからの圧縮空気により空気輸送して空気圧輸送配管を洗浄するので、ポンプを別途必要とする従来の洗浄水供給装置と比較してコンパクトな構造となり、また、ホッパも洗浄することができ、更に、洗浄水による洗浄なので、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に溶解除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下添付図面に従って、本発明に係る空気圧輸送配管の洗浄方法及びその洗浄装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２７】
図１は、ホッパ１０からサイクロン１２の間における粉粒物の輸送を行う空気圧輸送配管１４内を、実施の形態の洗浄装置１６を用いて洗浄する空気圧輸送配管洗浄システムの全体構成を示したブロック図である。
【００２８】
図１に示すように、空気圧輸送配管洗浄システムは、ブロア１８、ホッパ１０、空気圧輸送配管１４、サイクロン１２、タンク２０、及び洗浄装置１６によって構成される。
【００２９】
ホッパ１０とサイクロン１２とは空気圧輸送配管１４を介して連結され、空気圧輸送配管１４のホッパ１０側の端部には、高所に設置されたブロア１８が連結されている。このブロア１８からの圧縮空気によってホッパ１０からサイクロン１２へ粉粒物が空気輸送される。サイクロン１２に空気輸送された粉粒体は、サイクロン１２によって固気分離され、サイクロン１２の下部に連結されたタンク２０に重力により落下して貯留される。ホッパ１０には、不図示の投入管から粉粒物が供給され、ホッパ１０から空気圧輸送配管１４へ供給される粉粒物の供給量がロータリーフィーダー２２によって調整されている。なお、実施の形態の空気圧輸送配管洗浄システムは、ブロア１８が２台設置され、また、サイクロン１２及びタンク２０も切換バルブ２４を介して２機設置されている。よって、一方のタンク２０が粉粒体で一杯になると、切換バルブ２４によって他方のタンク２０側を開にし、他方のタンク２０に粉粒体を貯留するとともに、この時間を利用して一方のタンク２０から粉粒体を取り出す。これにより、連続運転が可能となる。なお、サイクロン１２及びタンク２０の台数は２機に限定されるものではなく、切換バルブを介して３機以上設置してもよい。
【００３０】
空気圧輸送配管１４を洗浄する洗浄装置１６は、洗浄液供給部２６と水道水供給部２８とからなる洗浄水供給装置３０が、洗浄水供給管３２を介してホッパ１０に連結されることにより構成される。
【００３１】
洗浄液供給部２６は、タンク３４に貯留された濃縮の洗浄液３６を、バルブ３８を介して洗浄水供給管３２に供給する。また、洗浄水供給管３２には上水道の水道水供給部（蛇口）２８が連結されている。よって、バルブ３８を開放することにより重力で洗浄水供給管３２に供給された洗浄液３６は、水道水供給部２８からの水道水（水圧０．１ＭＰａ）と混合されて洗浄水となり、洗浄水供給管３２の先端に設けられたノズル４０からホッパ１０の全内周面に向けて噴射される。これにより、ホッパ１０の内周面が洗浄される。なお、タンク３４に貯留された洗浄液をポンプによって圧送するようにしてもよいが、装置構成をシンプルにするにはポンプを設けることなく、実施の形態のように重力で供給する構成が好ましい。また、洗浄液３６を混合することなく水道水供給部２８からの水道水をノズル４０に直接供給してもよく、タンクに溜めた水を加温し、温水としてポンプでノズル４０に供給してもよい。
【００３２】
また、洗浄水の供給量は、水道水供給部２８に設けられた流量センサ４２によって測定され、この測定値が所定値になると、バルブ３８を閉鎖するとともに水道水供給部２８からの水道水の供給を停止する制御部４４が設けられている。なお、前記所定値とは、例えば空気圧輸送配管１４の容積の３倍の量である。また、ここで言う空気圧輸送配管１４の容積とは、ロータリーフィーダー２２の連結部Ａからサイクロン１２の連結部Ｂまでの空気圧輸送配管１４の容積であり、粉粒体の空気輸送に実質的に働く管、すなわち、粉粒体が付着する洗浄対象の管の容積である。
【００３３】
ホッパ１０内で噴射された前記洗浄水は、ロータリーフィーダー２２の回転羽根の送出作用によって空気圧輸送配管１４に供給される。この洗浄水は、ブロア１８からの圧縮空気により空気輸送され、空気圧輸送配管１４を通過する。これにより、空気圧輸送配管１４が洗浄される。この洗浄は、サイクロン１２の洗浄を含むため、図１の如く、左側のサイクロン１２を洗浄する場合には、切換バルブ２４により経路を左側のサイクロン１２に切り換えるとともに、このサイクロン１２にドレン管４５を接続して洗浄を実施する。右側のサイクロン１２を洗浄する場合も同様である。
【００３４】
このように洗浄水の輸送手段として既存のブロア１８を使用することにより、ポンプを別途必要とする従来の洗浄水供給装置と比較してコンパクトな構造となる。また、ホッパ１０も洗浄することができ、更に、洗浄水による洗浄なので、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に溶解除去することができる。
【００３５】
ところで、空気圧輸送配管１４は、ブロア１８に連結される鉛直管１４Ａ、ロータリーフィーダー２２に連結される下水平管１４Ｂ、サイクロン１２に向けて配設される鉛直管１４Ｃ、及びサイクロン１２に連結される上水平管１４Ｄから構成され、これらの管１４Ａ〜１４Ｄがそれぞれベンド管を介して連結されている。
【００３６】
このように構成された空気圧輸送配管１４において、ロータリーフィーダー２２からの洗浄水は、鉛直管１４Ａを流れるブロア１８からの圧縮空気により搬送されて、下水平管１４Ｂから鉛直管１４Ｃを上昇し、上水平管１４Ｄを流れてサイクロン１２に到達する。よって、何らかの不具合によりブロア１８の空気搬送力が低下したり、洗浄水が急激に増加したりした場合には、空気圧輸送配管１４内を洗浄水が逆流し、下水平管１４Ｂから鉛直管１４Ａを介してブロア１８に流れ込むという問題が生じる。
【００３７】
そこで、実施の形態の空気圧輸送配管洗浄システムでは、このような問題を解消するために、空気圧輸送配管１４のロータリーフィーダー２２の連結部Ａとブロア１８の連結部Ｃとの間に、静電容量式の水位センサ（水検出センサ）４６とバルブ４８とが設けられている。また、水位センサ４６によって逆流した洗浄水が検出されると、バルブ４８を閉鎖するとともにブロア１８、１８を停止させるマイコン５０が設けられている。
【００３８】
これにより、水位センサ４６によって洗浄水が検出されると、バルブ４８が閉鎖されるので、洗浄水のブロア１８への逆流を直前で阻止でき、ブロア１８を洗浄水から保護することができる。また、ブロア１８も停止制御されるので、ブロア１８の過剰運転も防止できる。
【００３９】
なお、下水平管１４Ｂに溜まった洗浄水は、下水平管１４Ｂに設けられたバルブ５１を開放することにより、ドレン管５３から外部に排水される。また、洗浄水による空気圧輸送配管１４の洗浄後に、バルブ５１を開放するとともにバルブ４８及びホッパ１０の閉鎖弁２１を閉じて、ドレン管５３からピグを空気圧輸送配管１４に挿入し、このピグを、ドレン管５３に連結した高圧のコンプレッサ（不図示）によって空気圧輸送配管１４内を圧送することにより、空気圧輸送配管１４に付着している洗浄水をピグによって除去することができる。この後、ブロア１８の圧縮空気によって空気圧輸送配管１４の乾燥が行われる。ピグは、サイクロン１２から取り出させばよい。ホッパ１０を洗浄しない場合には、ドレン管５３に洗浄水供給管３２を連結し、ドレン管５３を介して空気圧輸送配管１４に洗浄水を直接供給すればよい。
【００４０】
２機のブロア１８、１８のうち一方のブロア１８は、切換バルブ５２を介してホッパ１０又は鉛直管１４Ａに選択的に連結される。ホッパ１０を洗浄水によって洗浄後、切換バルブ５２によってホッパ１０側が開放されると、ブロア１８からの圧縮空気がホッパ１０に供給されるので、ホッパ１０はその圧縮空気により乾燥される。また、切換バルブ５２によって鉛直管１４Ａ側が開放されると、他方のブロア１８と協働して粉粒体の空気輸送、洗浄水の空気輸送、及び空気圧輸送配管１４、サイクロン１２の乾燥を行う。
【００４１】
実施の形態の空気圧輸送配管洗浄システムは、空気圧輸送配管（ロータリーフィーダー２２の連結部Ａからサイクロン１２の連結部Ｂまでの空気圧輸送配管）１４を流れる洗浄水の水量とブロア１８から供給される圧縮空気の重量との混合比μ（μ＝水量（ｌ）／圧縮空気の重量（ｋｇ））が、６≦μ≦１８に設定されている。
【００４２】
実験により確認したところ、混合比μがμ＜６の場合、図２（Ａ）に示すように空気圧輸送配管１４内の洗浄水Ｗが空気圧輸送配管１４の容積に対して不足するため、例えば空気圧輸送配管１４が水平管１４Ｂ、１４Ｄであると、その下面は洗浄できるが上面は洗浄することができないという不具合が発生した。また、混合比μがμ＞１８の場合には、図２（Ｂ）に示すように空気圧輸送配管１４内の洗浄水Ｗが多すぎて空気圧輸送配管１４内を矢印の如く逆流（鉛直管１４Ｃ内の洗浄水の重さにより逆流）するため、洗浄効果を得ることができなかった。そこで、６≦μ≦１８に設定すると、図２（Ｃ）に示すように空気圧輸送配管１４を流れる洗浄水Ｗの水滴が空気圧輸送配管１４内で十分に飛散するので、高い洗浄効果が得られることを確認した。これにより、空気圧輸送配管１４全体を効率よく洗浄することができた。
【００４３】
図３は、洗浄水を空気圧輸送配管１４に所定時間流したときの混合比と、その所定時間後に摂取した使用後の洗浄水中に含有する有機体炭素量（TOC：Total Organic Carbon；ｍｇ／ｌ）との関係を示したグラフである。同図に示すように、洗浄完了と認定する有機体炭素量を２ｍｇ／ｌ（洗浄水が持つ有機体炭素量）とすれば、好適な混合比μが６≦μ≦１８であることが分かる。
【００４４】
一方、空気圧輸送配管１４において、粉粒体が特に付着する箇所は、図４に示した鉛直管１４Ｃの二点鎖線のサークルで囲んだＰ、Ｑ、Ｒ部分であることが従来から知られている。Ｐ部分は、鉛直管１４Ｃと下水平管１４Ｂとを連結する下部ベント管１５Ａの内周の内側曲面であり、Ｑ部分は、鉛直管１４Ｃの内周の左側側面であり、Ｒ部分は、鉛直管１４Ｃと上水平管１４Ｄとを連結する上部ベント管１５Ｂの内周の内側曲面である。これらのＰ、Ｑ、Ｒ部分は、粉粒体が流れ難い部分、すなわち、粉粒体が滞留する部分であるが故に付着し易いことが、図４の点線で示す粉粒体の輸送軌跡に基づいて推測されている。このようなＰ、Ｑ、Ｒ部分の洗浄において、前記混合比μを９≦μ≦１１μに設定することにより、効率よく短時間で完全に洗浄できたことを実験により確認できた。
【００４５】
また、実施の形態の空気圧輸送配管洗浄システムは、ロータリーフィーダー２２の回転羽根の先端周速Ｖ１が４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃに設定され、ブロア１８による空気圧輸送配管１４内の圧縮空気の風速Ｖ２が、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃに設定されている。
【００４６】
実験により確認したところ、ロータリーフィーダー２２の回転羽根の先端周速Ｖ１を４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃに設定すると、図５に示したグラフから分かるように、上限値である約２０ｌ／ｍｉｎの洗浄水を空気圧輸送配管１４に供給することができる。この供給量最適条件下において、圧縮空気の風速Ｖ２が、Ｖ２＜２０ｍ／ｓｅｃであると、風速が遅過ぎるため、洗浄水を効果的に空気圧輸送配管１４に圧送することができず、管全体の洗浄に長時間を要した。また、圧縮空気の風速がＶ２＞５０ｍ／ｓｅｃであると、風速が早過ぎるため、空気圧輸送配管１４に対する洗浄水の滞留時間が短くなり、空気圧輸送配管１４に付着した粉粒物、特に糖分が溶け難くなるという問題があった。そこで、６≦μ≦１８を維持しつつ、圧縮空気の風速Ｖ２を、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃに設定すると、空気圧輸送配管１４に付着した粉粒物、糖分を効率よく短時間で洗浄できたことを実験にて確認できた。
【００４７】
なお、図５に示すようにロータリーフィーダー２２の回転羽根の先端周速Ｖ１と洗浄水供給量との関係は、所定の周速まで略正比例関係にあるが、その周速を超えると所定のピーク値までなだらかに上昇し、その後は、周速を速くしても洗浄水供給量が減少するという特性を有している。これは、ロータリーフィーダー２２の作用が、供給を促進する作用から洗浄水を掻き揚げて供給を阻害する作用に変わるからである。
【００４８】
更に、実施の形態の空気圧輸送配管洗浄システムでは、空気圧輸送配管１４に供給する洗浄水の水量が、空気圧輸送配管１４の容積の３倍又はそれ以上に設定されている。これは、空気圧輸送配管１４に供給する洗浄水の必要水量を、空気圧輸送配管１４を通過した洗浄水中に含有する有機体炭素量（TOC：Total Organic Carbon；ｍｇ／ｌ）で規定したものである。
【００４９】
図６は、空気圧輸送配管１４の容量に対する洗浄水量と、有機体炭素量との関係を実験により得て作成したグラフである。同図に示すグラフは、縦軸が有機体炭素量、横軸が空気圧輸送配管１４の容量に対する洗浄水量の倍数を示しており、サンプルとして小麦粉が付着した空気圧輸送配管１４（サンプル１）、小麦粉が付着したホッパ１０と空気圧輸送配管１４（サンプル２）、イソマルトオリゴ糖が付着したホッパ１０と空気圧輸送配管１４（サンプル３）をそれぞれ洗浄し、１倍、２倍、３倍、３．５倍の時の洗浄後の洗浄水を摂取し、その洗浄水に含有する有機体炭素量を測定して得たグラフである。また、空気圧輸送配管１４は、透明のガラス管を実験用配管として使用し、このガラス管の内周面が目視にて汚れるまで使用したものを、実験用として使用した。
【００５０】
具体的に説明すると、空気圧輸送配管１４の容量が１０ｌの場合、空気圧輸送配管１４に１０ｌ毎４回流し、これを貯めて、このうち２００ｃｃを摂取し、有機体炭素量を測定することにより図６のグラフを得ている。
【００５１】
上記３種類のサンプルとも、洗浄水の水量が空気圧輸送配管１４の容積の３倍以上になると、洗浄水中に含有する有機体炭素量は、洗浄水自体が持つ有機体炭素と略等しくなるので、３倍又は３倍以上とすることにより、ホッパ１０及び空気圧輸送配管１４を確実に洗浄できることが判明した。また、このような図６の特性を得ることにより、最適な洗浄水の水量を得ることができるので、洗浄水の節水を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の空気圧輸送配管の洗浄装置を用いた空気圧輸送配管洗浄システムの全体構成を説明したブロック図
【図２】空気圧輸送配管内の洗浄水の状態を示した説明図
【図３】混合比と有機体炭素量との関係を示したグラフ
【図４】空気圧輸送配管の粉粒体が付着し易い箇所を説明するために用いた図
【図５】ロータリーフィーダーの先端周速と供給流量との関係を示したグラフ
【図６】洗浄水供給量と有機体炭素量との関係を示したグラフ
【符号の説明】
【００５３】
１０…ホッパ、１２…サイクロン、１４…空気圧輸送配管、１６…洗浄装置、１８…ブロア、２０…タンク、２１…閉鎖弁、２２…ロータリーフィーダー、２４…切換バルブ、２６…洗浄液供給部、２８…水道水供給部、３０…洗浄水供給装置、３２…洗浄水供給管、３４…タンク、３６…洗浄液、３８…バルブ、４０…ノズル、４２…流量センサ、４４…制御部、４６…水位センサ、４８…バルブ、５０…マイコン、５２…切換バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気圧輸送配管の洗浄方法及びその洗浄装置に係り、特に空気圧によって粉粒物を輸送する空気圧輸送配管の洗浄方法及びその洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医薬品、食品等のサニタリープラントにおいて、材料や製品等の粉粒物を輸送する装置として、ブロアの圧縮空気を利用した空気圧輸送装置が特許文献１の如く知られている。この空気圧輸送装置の空気圧輸送配管は、その途中に設けられたジョイント部の段差やベント部に空気抵抗（滞留）が生じることに起因して、輸送している粉粒物がその部分の内面に付着して堆積するという特性を有している。このため、空気圧輸送配管は、特許文献２等に記載の洗浄装置によって定期的に洗浄されていた。
【０００３】
まず、特許文献２の空気圧輸送装置の構成を説明すると、粉粒物を投入するホッパの下端に開閉機構を介して空気圧輸送配管が接続され、この空気圧輸送配管が空気輸送機の流入口に接続されることにより、ホッパからの粉粒物が空気圧輸送配管を介して空気輸送機に導入される。
【０００４】
空気圧輸送配管の洗浄装置は、空気輸送配管の空気輸送機側の端部に設けられた開閉弁と、その近傍位置の空気輸送配管に設けられた開閉弁付きの洗浄剤注入部と、空気圧輸送配管の他方の端部に設けられたドレン弁付きのドレン部とから構成される。
【０００５】
この洗浄装置によって空気輸送配管を洗浄する場合は、まず、開閉機構にてホッパの下端を閉塞しホッパと空気圧輸送配管とを遮断する。次に、開閉弁を閉じて空気輸送機を空気圧輸送配管から遮断する。次いで、洗浄剤注入部の開閉弁とドレン弁とを開放した後、洗浄剤注入部から注入した洗浄剤を、空気輸送配管内を流通させ、ドレン部より排出する。以上の手順を踏むことにより、空気圧輸送配管が洗浄剤によって洗浄される。
【特許文献１】特開２００５−２３１７５３号公報
【特許文献２】特開２００４−２４４２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の空気圧輸送配管の洗浄装置は、ホッパを洗浄することができないばかりか、洗浄水を空気圧輸送配管に圧送するためのポンプを別途必要とするので、装置が大がかりなものになるという欠点があった。
【０００７】
一方、従来の他の洗浄装置として、空気圧輸送配管に砲弾形状のスポンジ製ピグを挿入し、このピグを空圧によって空気圧輸送配管に圧送することにより空気圧輸送配管を洗浄する装置も知られている。しかしながら、ピグでは、配管内面にコーティング状に付着した糖分を完全に除去することができず、よって、このような糖分を溶解除去可能な洗浄水による洗浄が望まれていた。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、コンパクトな構造でホッパも洗浄することができ、更に、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に除去可能な空気圧輸送配管の洗浄方法及びその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】
【０００９】
請求項１に記載の方法発明は、前記目的を達成するために、粉粒物が貯留されたホッパが空気圧輸送配管に連結され、該空気圧輸送配管にブロアからの圧縮空気を供給することにより、前記粉粒物を空気輸送する空気圧輸送配管において、前記ホッパに洗浄水供給装置を連結し、該洗浄水供給装置からの洗浄水を、ホッパを介して前記空気圧輸送配管に供給するとともに、前記ブロアからの圧縮空気により空気輸送させて空気圧輸送配管を洗浄することを特徴としている。
【００１０】
請求項６に記載の装置発明は、前記目的を達成するために、粉粒物が貯留されたホッパが空気圧輸送配管に連結され、該空気圧輸送配管にブロアからの圧縮空気を供給することにより、前記粉粒物を空気輸送する空気圧輸送配管において、前記ホッパに洗浄水供給装置が連結され、該洗浄水供給装置からの洗浄水がホッパを介して前記空気圧輸送配管に供給されるとともに、前記ブロアからの圧縮空気により空気輸送されて空気圧輸送配管が洗浄されることを特徴としている。
【００１１】
請求項１、６に記載の発明によれば、ホッパに連結した洗浄水供給装置から洗浄水を供給し、ホッパを洗浄するとともに、ホッパを通過して空気圧輸送配管に流入してきた洗浄水を、既存のブロアからの圧縮空気により空気輸送して空気圧輸送配管を洗浄する。このように洗浄水の輸送手段として既存のブロアを使用することにより、ポンプを別途必要とする従来の洗浄水供給装置と比較してコンパクトな構造となる。また、ホッパも洗浄することができ、更に、洗浄水による洗浄なので、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に溶解除去することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記空気圧輸送配管の前記ホッパの連結部と前記ブロアの連結部との間に、水検出センサとバルブとを設け、該水検出センサによって前記洗浄水を検出すると前記バルブを閉鎖し、洗浄水のブロアへの逆流を阻止することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記空気圧輸送配管の前記ホッパの連結部と前記ブロアの連結部との間には、水検出センサとバルブとが設けられ、該水検出センサによって前記洗浄水が検出されると前記バルブが閉鎖され、洗浄水のブロアへの逆流が阻止されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２、７に記載の発明によれば、水検出センサによって洗浄水が検出されると、バルブが閉鎖されるので、洗浄水のブロアへの逆流を阻止できる。これにより、ブロアを洗浄水から保護することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水量とブロアから供給される圧縮空気の重量との混合比μ（μ＝水量／圧縮空気の重量）が、６≦μ≦１８であることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７において、前記空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水量とブロアから供給される圧縮空気の重量との混合比μ（μ＝水量／圧縮空気の重量）が、６≦μ≦１８に設定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３、８に記載の発明によれば、空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水量とブロアから供給される圧縮空気の重量との混合比μがμ＜６の場合には、洗浄水が不足するため、空気圧輸送配管が水平管の場合その下面は洗浄できるが上面は洗浄することができないという不具合が発生する。また、μ＞１８の場合には、洗浄水が多すぎて空気圧輸送配管内を逆流（空気圧輸送配管の一部は鉛直管であり、その鉛直管内の洗浄水の重さにより逆流）するため、洗浄効果を得ることができない。そこで、６≦μ≦１８に設定すると、空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水滴が空気圧輸送配管内で飛散し、洗浄効果が向上することが判明した。これにより、空気圧輸送配管全体の洗浄を効率よく実施できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記ホッパは、前記空気圧輸送配管にロータリーフィーダーを介して連結され、該ロータリーフィーダーの回転羽根の先端周速Ｖ１が４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃであり、前記空気圧輸送配管内の圧縮空気の風速Ｖ２が、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記ホッパは、前記空気圧輸送配管にロータリーフィーダーを介して連結され、該ロータリーフィーダーの回転羽根の先端周速Ｖ１が４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃに設定され、前記空気圧輸送配管内の圧縮空気の風速Ｖ２が、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃに設定されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項４、９に記載の発明によれば、ロータリーフィーダーの回転羽根の先端周速Ｖ１を４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃに設定することにより、約２０ｌ／ｍｉｎの洗浄水を空気圧輸送配管に供給することができる。この供給上限の条件下において、圧縮空気の風速がＶ２＜２０ｍ／ｓｅｃであると、風速が遅過ぎるため、洗浄水を効果的に空気圧輸送配管に圧送することができず、洗浄効率が悪い。また、圧縮空気の風速がＶ２＞５０ｍ／ｓｅｃであると、風速が早過ぎるため、空気圧輸送配管に対する洗浄水の滞留時間が短くなり、空気圧輸送配管に付着した粉粒物、特に糖分が溶け難く洗浄効率が悪い。そこで、６≦μ≦１８を維持しつつ、圧縮空気の風速Ｖ２を、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃに設定すると、空気圧輸送配管に付着した粉粒物、糖分を効率よく洗浄できることが判明した。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３又は４において、前記空気圧輸送配管に供給する洗浄水の水量が、空気圧輸送配管の容積の３倍以上であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請求項６、７、８又は９において、前記空気圧輸送配管に供給する洗浄水の水量が、空気圧輸送配管の容積の３倍以上に設定されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項５、１０に記載の発明は、洗浄水の必要水量を、空気圧輸送配管を通過した洗浄水中の有機体炭素量（TOC：Total Organic Carbon；ｍｇ／ｌ）で規定した発明である。洗浄水の水量が空気圧輸送配管の３倍未満であると、空気圧輸送配管を通過した洗浄水中の有機体炭素量は、洗浄水が持つ有機体炭素量以上なので洗浄完了とは判断できないが、３倍時に洗浄水が持つ有機体炭素量まで低下したので洗浄完了と判断できる。したがって、空気圧輸送配管に供給する洗浄水の水量を、空気圧輸送配管の容積の３倍又は３倍以上とすることにより、空気圧輸送配管を確実に洗浄することができる。
【００２４】
なお、明細書及び特許請求の範囲に記載した洗浄水とは、ただの水の他、洗浄用薬品が混合された洗浄液をも含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る空気圧輸送配管の洗浄方法及びその洗浄装置によれば、ホッパに連結した洗浄水供給装置から洗浄水を供給し、ホッパを洗浄するとともに、ホッパを通過して空気圧輸送配管に流入してきた洗浄水を、既存のブロアからの圧縮空気により空気輸送して空気圧輸送配管を洗浄するので、ポンプを別途必要とする従来の洗浄水供給装置と比較してコンパクトな構造となり、また、ホッパも洗浄することができ、更に、洗浄水による洗浄なので、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に溶解除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下添付図面に従って、本発明に係る空気圧輸送配管の洗浄方法及びその洗浄装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２７】
図１は、ホッパ１０からサイクロン１２の間における粉粒物の輸送を行う空気圧輸送配管１４内を、実施の形態の洗浄装置１６を用いて洗浄する空気圧輸送配管洗浄システムの全体構成を示したブロック図である。
【００２８】
図１に示すように、空気圧輸送配管洗浄システムは、ブロア１８、ホッパ１０、空気圧輸送配管１４、サイクロン１２、タンク２０、及び洗浄装置１６によって構成される。
【００２９】
ホッパ１０とサイクロン１２とは空気圧輸送配管１４を介して連結され、空気圧輸送配管１４のホッパ１０側の端部には、高所に設置されたブロア１８が連結されている。このブロア１８からの圧縮空気によってホッパ１０からサイクロン１２へ粉粒物が空気輸送される。サイクロン１２に空気輸送された粉粒体は、サイクロン１２によって固気分離され、サイクロン１２の下部に連結されたタンク２０に重力により落下して貯留される。ホッパ１０には、不図示の投入管から粉粒物が供給され、ホッパ１０から空気圧輸送配管１４へ供給される粉粒物の供給量がロータリーフィーダー２２によって調整されている。なお、実施の形態の空気圧輸送配管洗浄システムは、ブロア１８が２台設置され、また、サイクロン１２及びタンク２０も切換バルブ２４を介して２機設置されている。よって、一方のタンク２０が粉粒体で一杯になると、切換バルブ２４によって他方のタンク２０側を開にし、他方のタンク２０に粉粒体を貯留するとともに、この時間を利用して一方のタンク２０から粉粒体を取り出す。これにより、連続運転が可能となる。なお、サイクロン１２及びタンク２０の台数は２機に限定されるものではなく、切換バルブを介して３機以上設置してもよい。
【００３０】
空気圧輸送配管１４を洗浄する洗浄装置１６は、洗浄液供給部２６と水道水供給部２８とからなる洗浄水供給装置３０が、洗浄水供給管３２を介してホッパ１０に連結されることにより構成される。
【００３１】
洗浄液供給部２６は、タンク３４に貯留された濃縮の洗浄液３６を、バルブ３８を介して洗浄水供給管３２に供給する。また、洗浄水供給管３２には上水道の水道水供給部（蛇口）２８が連結されている。よって、バルブ３８を開放することにより重力で洗浄水供給管３２に供給された洗浄液３６は、水道水供給部２８からの水道水（水圧０．１ＭＰａ）と混合されて洗浄水となり、洗浄水供給管３２の先端に設けられたノズル４０からホッパ１０の全内周面に向けて噴射される。これにより、ホッパ１０の内周面が洗浄される。なお、タンク３４に貯留された洗浄液をポンプによって圧送するようにしてもよいが、装置構成をシンプルにするにはポンプを設けることなく、実施の形態のように重力で供給する構成が好ましい。また、洗浄液３６を混合することなく水道水供給部２８からの水道水をノズル４０に直接供給してもよく、タンクに溜めた水を加温し、温水としてポンプでノズル４０に供給してもよい。
【００３２】
また、洗浄水の供給量は、水道水供給部２８に設けられた流量センサ４２によって測定され、この測定値が所定値になると、バルブ３８を閉鎖するとともに水道水供給部２８からの水道水の供給を停止する制御部４４が設けられている。なお、前記所定値とは、例えば空気圧輸送配管１４の容積の３倍の量である。また、ここで言う空気圧輸送配管１４の容積とは、ロータリーフィーダー２２の連結部Ａからサイクロン１２の連結部Ｂまでの空気圧輸送配管１４の容積であり、粉粒体の空気輸送に実質的に働く管、すなわち、粉粒体が付着する洗浄対象の管の容積である。
【００３３】
ホッパ１０内で噴射された前記洗浄水は、ロータリーフィーダー２２の回転羽根の送出作用によって空気圧輸送配管１４に供給される。この洗浄水は、ブロア１８からの圧縮空気により空気輸送され、空気圧輸送配管１４を通過する。これにより、空気圧輸送配管１４が洗浄される。この洗浄は、サイクロン１２の洗浄を含むため、図１の如く、左側のサイクロン１２を洗浄する場合には、切換バルブ２４により経路を左側のサイクロン１２に切り換えるとともに、このサイクロン１２にドレン管４５を接続して洗浄を実施する。右側のサイクロン１２を洗浄する場合も同様である。
【００３４】
このように洗浄水の輸送手段として既存のブロア１８を使用することにより、ポンプを別途必要とする従来の洗浄水供給装置と比較してコンパクトな構造となる。また、ホッパ１０も洗浄することができ、更に、洗浄水による洗浄なので、ピグでは除去困難な糖分であっても完全に溶解除去することができる。
【００３５】
ところで、空気圧輸送配管１４は、ブロア１８に連結される鉛直管１４Ａ、ロータリーフィーダー２２に連結される下水平管１４Ｂ、サイクロン１２に向けて配設される鉛直管１４Ｃ、及びサイクロン１２に連結される上水平管１４Ｄから構成され、これらの管１４Ａ〜１４Ｄがそれぞれベンド管を介して連結されている。
【００３６】
このように構成された空気圧輸送配管１４において、ロータリーフィーダー２２からの洗浄水は、鉛直管１４Ａを流れるブロア１８からの圧縮空気により搬送されて、下水平管１４Ｂから鉛直管１４Ｃを上昇し、上水平管１４Ｄを流れてサイクロン１２に到達する。よって、何らかの不具合によりブロア１８の空気搬送力が低下したり、洗浄水が急激に増加したりした場合には、空気圧輸送配管１４内を洗浄水が逆流し、下水平管１４Ｂから鉛直管１４Ａを介してブロア１８に流れ込むという問題が生じる。
【００３７】
そこで、実施の形態の空気圧輸送配管洗浄システムでは、このような問題を解消するために、空気圧輸送配管１４のロータリーフィーダー２２の連結部Ａとブロア１８の連結部Ｃとの間に、静電容量式の水位センサ（水検出センサ）４６とバルブ４８とが設けられている。また、水位センサ４６によって逆流した洗浄水が検出されると、バルブ４８を閉鎖するとともにブロア１８、１８を停止させるマイコン５０が設けられている。
【００３８】
これにより、水位センサ４６によって洗浄水が検出されると、バルブ４８が閉鎖されるので、洗浄水のブロア１８への逆流を直前で阻止でき、ブロア１８を洗浄水から保護することができる。また、ブロア１８も停止制御されるので、ブロア１８の過剰運転も防止できる。
【００３９】
なお、下水平管１４Ｂに溜まった洗浄水は、下水平管１４Ｂに設けられたバルブ５１を開放することにより、ドレン管５３から外部に排水される。また、洗浄水による空気圧輸送配管１４の洗浄後に、バルブ５１を開放するとともにバルブ４８及びホッパ１０の閉鎖弁２１を閉じて、ドレン管５３からピグを空気圧輸送配管１４に挿入し、このピグを、ドレン管５３に連結した高圧のコンプレッサ（不図示）によって空気圧輸送配管１４内を圧送することにより、空気圧輸送配管１４に付着している洗浄水をピグによって除去することができる。この後、ブロア１８の圧縮空気によって空気圧輸送配管１４の乾燥が行われる。ピグは、サイクロン１２から取り出させばよい。ホッパ１０を洗浄しない場合には、ドレン管５３に洗浄水供給管３２を連結し、ドレン管５３を介して空気圧輸送配管１４に洗浄水を直接供給すればよい。
【００４０】
２機のブロア１８、１８のうち一方のブロア１８は、切換バルブ５２を介してホッパ１０又は鉛直管１４Ａに選択的に連結される。ホッパ１０を洗浄水によって洗浄後、切換バルブ５２によってホッパ１０側が開放されると、ブロア１８からの圧縮空気がホッパ１０に供給されるので、ホッパ１０はその圧縮空気により乾燥される。また、切換バルブ５２によって鉛直管１４Ａ側が開放されると、他方のブロア１８と協働して粉粒体の空気輸送、洗浄水の空気輸送、及び空気圧輸送配管１４、サイクロン１２の乾燥を行う。
【００４１】
実施の形態の空気圧輸送配管洗浄システムは、空気圧輸送配管（ロータリーフィーダー２２の連結部Ａからサイクロン１２の連結部Ｂまでの空気圧輸送配管）１４を流れる洗浄水の水量とブロア１８から供給される圧縮空気の重量との混合比μ（μ＝水量（ｌ）／圧縮空気の重量（ｋｇ））が、６≦μ≦１８に設定されている。
【００４２】
実験により確認したところ、混合比μがμ＜６の場合、図２（Ａ）に示すように空気圧輸送配管１４内の洗浄水Ｗが空気圧輸送配管１４の容積に対して不足するため、例えば空気圧輸送配管１４が水平管１４Ｂ、１４Ｄであると、その下面は洗浄できるが上面は洗浄することができないという不具合が発生した。また、混合比μがμ＞１８の場合には、図２（Ｂ）に示すように空気圧輸送配管１４内の洗浄水Ｗが多すぎて空気圧輸送配管１４内を矢印の如く逆流（鉛直管１４Ｃ内の洗浄水の重さにより逆流）するため、洗浄効果を得ることができなかった。そこで、６≦μ≦１８に設定すると、図２（Ｃ）に示すように空気圧輸送配管１４を流れる洗浄水Ｗの水滴が空気圧輸送配管１４内で十分に飛散するので、高い洗浄効果が得られることを確認した。これにより、空気圧輸送配管１４全体を効率よく洗浄することができた。
【００４３】
図３は、洗浄水を空気圧輸送配管１４に所定時間流したときの混合比と、その所定時間後に摂取した使用後の洗浄水中に含有する有機体炭素量（TOC：Total Organic Carbon；ｍｇ／ｌ）との関係を示したグラフである。同図に示すように、洗浄完了と認定する有機体炭素量を２ｍｇ／ｌ（洗浄水が持つ有機体炭素量）とすれば、好適な混合比μが６≦μ≦１８であることが分かる。
【００４４】
一方、空気圧輸送配管１４において、粉粒体が特に付着する箇所は、図４に示した鉛直管１４Ｃの二点鎖線のサークルで囲んだＰ、Ｑ、Ｒ部分であることが従来から知られている。Ｐ部分は、鉛直管１４Ｃと下水平管１４Ｂとを連結する下部ベント管１５Ａの内周の内側曲面であり、Ｑ部分は、鉛直管１４Ｃの内周の左側側面であり、Ｒ部分は、鉛直管１４Ｃと上水平管１４Ｄとを連結する上部ベント管１５Ｂの内周の内側曲面である。これらのＰ、Ｑ、Ｒ部分は、粉粒体が流れ難い部分、すなわち、粉粒体が滞留する部分であるが故に付着し易いことが、図４の点線で示す粉粒体の輸送軌跡に基づいて推測されている。このようなＰ、Ｑ、Ｒ部分の洗浄において、前記混合比μを９≦μ≦１１μに設定することにより、効率よく短時間で完全に洗浄できたことを実験により確認できた。
【００４５】
また、実施の形態の空気圧輸送配管洗浄システムは、ロータリーフィーダー２２の回転羽根の先端周速Ｖ１が４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃに設定され、ブロア１８による空気圧輸送配管１４内の圧縮空気の風速Ｖ２が、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃに設定されている。
【００４６】
実験により確認したところ、ロータリーフィーダー２２の回転羽根の先端周速Ｖ１を４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃに設定すると、図５に示したグラフから分かるように、上限値である約２０ｌ／ｍｉｎの洗浄水を空気圧輸送配管１４に供給することができる。この供給量最適条件下において、圧縮空気の風速Ｖ２が、Ｖ２＜２０ｍ／ｓｅｃであると、風速が遅過ぎるため、洗浄水を効果的に空気圧輸送配管１４に圧送することができず、管全体の洗浄に長時間を要した。また、圧縮空気の風速がＶ２＞５０ｍ／ｓｅｃであると、風速が早過ぎるため、空気圧輸送配管１４に対する洗浄水の滞留時間が短くなり、空気圧輸送配管１４に付着した粉粒物、特に糖分が溶け難くなるという問題があった。そこで、６≦μ≦１８を維持しつつ、圧縮空気の風速Ｖ２を、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃに設定すると、空気圧輸送配管１４に付着した粉粒物、糖分を効率よく短時間で洗浄できたことを実験にて確認できた。
【００４７】
なお、図５に示すようにロータリーフィーダー２２の回転羽根の先端周速Ｖ１と洗浄水供給量との関係は、所定の周速まで略正比例関係にあるが、その周速を超えると所定のピーク値までなだらかに上昇し、その後は、周速を速くしても洗浄水供給量が減少するという特性を有している。これは、ロータリーフィーダー２２の作用が、供給を促進する作用から洗浄水を掻き揚げて供給を阻害する作用に変わるからである。
【００４８】
更に、実施の形態の空気圧輸送配管洗浄システムでは、空気圧輸送配管１４に供給する洗浄水の水量が、空気圧輸送配管１４の容積の３倍又はそれ以上に設定されている。これは、空気圧輸送配管１４に供給する洗浄水の必要水量を、空気圧輸送配管１４を通過した洗浄水中に含有する有機体炭素量（TOC：Total Organic Carbon；ｍｇ／ｌ）で規定したものである。
【００４９】
図６は、空気圧輸送配管１４の容量に対する洗浄水量と、有機体炭素量との関係を実験により得て作成したグラフである。同図に示すグラフは、縦軸が有機体炭素量、横軸が空気圧輸送配管１４の容量に対する洗浄水量の倍数を示しており、サンプルとして小麦粉が付着した空気圧輸送配管１４（サンプル１）、小麦粉が付着したホッパ１０と空気圧輸送配管１４（サンプル２）、イソマルトオリゴ糖が付着したホッパ１０と空気圧輸送配管１４（サンプル３）をそれぞれ洗浄し、１倍、２倍、３倍、３．５倍の時の洗浄後の洗浄水を摂取し、その洗浄水に含有する有機体炭素量を測定して得たグラフである。また、空気圧輸送配管１４は、透明のガラス管を実験用配管として使用し、このガラス管の内周面が目視にて汚れるまで使用したものを、実験用として使用した。
【００５０】
具体的に説明すると、空気圧輸送配管１４の容量が１０ｌの場合、空気圧輸送配管１４に１０ｌ毎４回流し、これを貯めて、このうち２００ｃｃを摂取し、有機体炭素量を測定することにより図６のグラフを得ている。
【００５１】
上記３種類のサンプルとも、洗浄水の水量が空気圧輸送配管１４の容積の３倍以上になると、洗浄水中に含有する有機体炭素量は、洗浄水自体が持つ有機体炭素と略等しくなるので、３倍又は３倍以上とすることにより、ホッパ１０及び空気圧輸送配管１４を確実に洗浄できることが判明した。また、このような図６の特性を得ることにより、最適な洗浄水の水量を得ることができるので、洗浄水の節水を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の空気圧輸送配管の洗浄装置を用いた空気圧輸送配管洗浄システムの全体構成を説明したブロック図
【図２】空気圧輸送配管内の洗浄水の状態を示した説明図
【図３】混合比と有機体炭素量との関係を示したグラフ
【図４】空気圧輸送配管の粉粒体が付着し易い箇所を説明するために用いた図
【図５】ロータリーフィーダーの先端周速と供給流量との関係を示したグラフ
【図６】洗浄水供給量と有機体炭素量との関係を示したグラフ
【符号の説明】
【００５３】
１０…ホッパ、１２…サイクロン、１４…空気圧輸送配管、１６…洗浄装置、１８…ブロア、２０…タンク、２１…閉鎖弁、２２…ロータリーフィーダー、２４…切換バルブ、２６…洗浄液供給部、２８…水道水供給部、３０…洗浄水供給装置、３２…洗浄水供給管、３４…タンク、３６…洗浄液、３８…バルブ、４０…ノズル、４２…流量センサ、４４…制御部、４６…水位センサ、４８…バルブ、５０…マイコン、５２…切換バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒物が貯留されたホッパが空気圧輸送配管に連結され、該空気圧輸送配管にブロアからの圧縮空気を供給することにより、前記粉粒物を空気輸送する空気圧輸送配管において、
前記ホッパに洗浄水供給装置を連結し、該洗浄水供給装置からの洗浄水を、ホッパを介して前記空気圧輸送配管に供給するとともに、前記ブロアからの圧縮空気により空気輸送させて空気圧輸送配管を洗浄することを特徴とする空気圧輸送配管の洗浄方法。
【請求項２】
前記空気圧輸送配管の前記ホッパの連結部と前記ブロアの連結部との間に、水検出センサとバルブとを設け、該水検出センサによって前記洗浄水を検出すると前記バルブを閉鎖し、洗浄水のブロアへの逆流を阻止することを特徴とする請求項１の空気圧輸送配管の洗浄方法。
【請求項３】
前記空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水量とブロアから供給される圧縮空気の重量との混合比μ（μ＝水量／圧縮空気の重量）が、６≦μ≦１８であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気圧輸送配管の洗浄方法。
【請求項４】
前記ホッパは、前記空気圧輸送配管にロータリーフィーダーを介して連結され、該ロータリーフィーダーの回転羽根の先端周速Ｖ１が４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃであり、
前記空気圧輸送配管内の圧縮空気の風速Ｖ２が、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項３に記載の空気圧輸送配管の洗浄方法。
【請求項５】
前記空気圧輸送配管に供給する洗浄水の水量が、空気圧輸送配管の容積の３倍以上であることを特徴とする請求項１、２、３又は４のうちいずれか一つに記載の空気圧輸送配管の洗浄方法。
【請求項６】
粉粒物が貯留されたホッパが空気圧輸送配管に連結され、該空気圧輸送配管にブロアからの圧縮空気を供給することにより、前記粉粒物を空気輸送する空気圧輸送配管において、
前記ホッパに洗浄水供給装置が連結され、該洗浄水供給装置からの洗浄水がホッパを介して前記空気圧輸送配管に供給されるとともに、前記ブロアからの圧縮空気により空気輸送されて空気圧輸送配管が洗浄されることを特徴とする空気圧輸送配管の洗浄装置。
【請求項７】
前記空気圧輸送配管の前記ホッパの連結部と前記ブロアの連結部との間には、水検出センサとバルブとが設けられ、該水検出センサによって前記洗浄水が検出されると前記バルブが閉鎖され、洗浄水のブロアへの逆流が阻止されていることを特徴とする請求項６の空気圧輸送配管の洗浄装置。
【請求項８】
前記空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水量とブロアから供給される圧縮空気の重量との混合比μ（μ＝水量／圧縮空気の重量）が、６≦μ≦１８に設定されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の空気圧輸送配管の洗浄装置。
【請求項９】
前記ホッパは、前記空気圧輸送配管にロータリーフィーダーを介して連結され、該ロータリーフィーダーの回転羽根の先端周速Ｖ１が４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃに設定され、
前記空気圧輸送配管内の圧縮空気の風速Ｖ２が、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃに設定されていることを特徴とする請求項８に記載の空気圧輸送配管の洗浄装置。
【請求項１０】
前記空気圧輸送配管に供給する洗浄水の水量が、空気圧輸送配管の容積の３倍以上に設定されていることを特徴とする請求項６、７、８又は９のうちいずれか一つに記載の空気圧輸送配管の洗浄装置。
【請求項１】
粉粒物が貯留されたホッパが空気圧輸送配管に連結され、該空気圧輸送配管にブロアからの圧縮空気を供給することにより、前記粉粒物を空気輸送する空気圧輸送配管において、
前記ホッパに洗浄水供給装置を連結し、該洗浄水供給装置からの洗浄水を、ホッパを介して前記空気圧輸送配管に供給するとともに、前記ブロアからの圧縮空気により空気輸送させて空気圧輸送配管を洗浄することを特徴とする空気圧輸送配管の洗浄方法。
【請求項２】
前記空気圧輸送配管の前記ホッパの連結部と前記ブロアの連結部との間に、水検出センサとバルブとを設け、該水検出センサによって前記洗浄水を検出すると前記バルブを閉鎖し、洗浄水のブロアへの逆流を阻止することを特徴とする請求項１の空気圧輸送配管の洗浄方法。
【請求項３】
前記空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水量とブロアから供給される圧縮空気の重量との混合比μ（μ＝水量／圧縮空気の重量）が、６≦μ≦１８であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気圧輸送配管の洗浄方法。
【請求項４】
前記ホッパは、前記空気圧輸送配管にロータリーフィーダーを介して連結され、該ロータリーフィーダーの回転羽根の先端周速Ｖ１が４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃであり、
前記空気圧輸送配管内の圧縮空気の風速Ｖ２が、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項３に記載の空気圧輸送配管の洗浄方法。
【請求項５】
前記空気圧輸送配管に供給する洗浄水の水量が、空気圧輸送配管の容積の３倍以上であることを特徴とする請求項１、２、３又は４のうちいずれか一つに記載の空気圧輸送配管の洗浄方法。
【請求項６】
粉粒物が貯留されたホッパが空気圧輸送配管に連結され、該空気圧輸送配管にブロアからの圧縮空気を供給することにより、前記粉粒物を空気輸送する空気圧輸送配管において、
前記ホッパに洗浄水供給装置が連結され、該洗浄水供給装置からの洗浄水がホッパを介して前記空気圧輸送配管に供給されるとともに、前記ブロアからの圧縮空気により空気輸送されて空気圧輸送配管が洗浄されることを特徴とする空気圧輸送配管の洗浄装置。
【請求項７】
前記空気圧輸送配管の前記ホッパの連結部と前記ブロアの連結部との間には、水検出センサとバルブとが設けられ、該水検出センサによって前記洗浄水が検出されると前記バルブが閉鎖され、洗浄水のブロアへの逆流が阻止されていることを特徴とする請求項６の空気圧輸送配管の洗浄装置。
【請求項８】
前記空気圧輸送配管を流れる洗浄水の水量とブロアから供給される圧縮空気の重量との混合比μ（μ＝水量／圧縮空気の重量）が、６≦μ≦１８に設定されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の空気圧輸送配管の洗浄装置。
【請求項９】
前記ホッパは、前記空気圧輸送配管にロータリーフィーダーを介して連結され、該ロータリーフィーダーの回転羽根の先端周速Ｖ１が４００ｍｍ／ｓｅｃ≦Ｖ１≦８００ｍｍ／ｓｅｃに設定され、
前記空気圧輸送配管内の圧縮空気の風速Ｖ２が、２０ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ２≦５０ｍ／ｓｅｃに設定されていることを特徴とする請求項８に記載の空気圧輸送配管の洗浄装置。
【請求項１０】
前記空気圧輸送配管に供給する洗浄水の水量が、空気圧輸送配管の容積の３倍以上に設定されていることを特徴とする請求項６、７、８又は９のうちいずれか一つに記載の空気圧輸送配管の洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３１３４０２（Ｐ２００７−３１３４０２Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４４１８２（Ｐ２００６−１４４１８２）
【出願日】平成１８年５月２４日（２００６．５．２４）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２４日（２００６．５．２４）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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