JPH0825160B2

JPH0825160B2 - 表面の付着物除去装置

Info

Publication number: JPH0825160B2
Application number: JP4081136A
Authority: JP
Inventors: 隆之足立; 宣夫中野
Original assignee: JEI ESU II KK
Current assignee: JEI ESU II KK
Priority date: 1992-04-02
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1996-03-13
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: JPH0592400A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建造物外表面等の洗浄
や剥離を行う表面の付着物除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建物の外壁は、大気や雨中に含まれてい
る塵埃によって経年的に汚染が進む。

【０００３】通常、約１０年も経てば、再塗装をしたり
する必要がある。またカーテンウォール等の汚れについ
ては、２〜３年ごとに洗浄の要があることもある。さら
に、表面の洗浄のみならず、塗料そのものを剥離して地
肌を出したい要請もある。

【０００４】洗浄の場合、一般的に水で洗うか洗浄用薬
品かである。水で洗う場合、高圧水を、通常４０〜２０
０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で２ｍｍφ程度の大径ノズルから
２５〜４５リットル／ｍｉｎの流量で噴射される方法が
用いられている。

【０００５】一方、剥離の場合においては、サンダー掛
け、チッパクリーナーあるいはコンクリートカンナ掛け
等の手法も知られている。また最近では、剥離用薬品を
用いる方法もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、洗浄におい
て、洗浄用の薬品を使用する方法は、粉塵発生の問題は
無いけれども、その薬品として通常酸を含んだものが用
いられるため、地上の草木に影響を与え、また地肌を変
質させる危険性がある。他方で、剥離において、サンダ
ー掛け等の方法は、ある程度の量の地肌と共に汚染物を
除去しようとする考えによるが、この種の方法の最大の
問題点は粉塵を発生させ、作業者の安全性のみならず、
反って周囲を汚染する結果となる。しからば、粉塵の発
生を防止するために、水を散布しながら作業を行えば、
刃が目詰りを起すため、作業能率はきわめて悪い。

【０００７】かかる点に鑑みれば、高圧水の噴射による
方法は、上記の問題点を解決できるとともに、水は簡易
かつ安価に入手でき便利である。しかし、従来法は単に
単孔ノズルから噴射させるものであるため、ノズルを対
象面に対して平行移動させても、線状に洗浄剥離できる
だけで能率はきわめて悪い。

【０００８】したがって、本発明の課題は、作業能率お
よび除去効率がきわめて優れ、しかも粉塵の発生が無い
または少ないなど安全性の面でも優れた表面の付着物除
去装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、複数の単位
ノズルが前面の異なる位置に開口して形成されたノズル
ヘッドをその軸心と偏位した回転中心周りに連続的に公
転するようにホルダーに保持し、前記各単位ノズルから
高圧・高速水を対象面に噴出させながら対象面と平行に
平行移動させ、前記各単位ノズルの径を０．０５〜０．
５ｍｍとし、各単位ノズルへ供給する水圧を８００ｋｇ
／ｃｍ^２以上、かつ単位ノズルからの噴出流量を０．１
リットル／ｍｉｎ以上とし、しかも前記ノズルヘッドの
公転の回転数を８００〜４０００ｒｐｍとする装置であ
って、さらに前記ノズルヘッドの公転の中心に対する前
記軸心の偏位距離の関係を、前記ノズルヘッドの前記平
行移動により、単位ノズルが示す軌跡が相互にラップ
し、しかも、ノズルヘッドを平行移動させない条件の下
で、相互にラップしないような一定な距離となるように
条件設定したことで解決できる。

【００１０】本発明は、建物のたとえば外壁の汚染物除
去のための洗浄、塗膜たとえばリシンもしくは塗料の剥
離、劣化した吹付タイルの剥離、コンクリートノロの剥
離、コンクリートレイタンスの除去、ケレン等のほか、
鋼板のスケール、錆等の除去等にも適用される。さら
に、タンク内壁のバリ取り等にも用いることができる。

【００１１】

【作用】本発明の主要点の第１は複数の単位ノズルを有
するノズルヘッドをその軸心と偏位した回転中心周りに
連続的に公転するようにしたことである。これによっ
て、図６のように、従来の圧力水による洗浄の場合の線
を重ねるものに代えて、面での洗浄・剥離を行うことが
できる。第２点は超高圧および少ない水量で水を噴射さ
せるようにした点である。従来は、前述のように４０〜
２００ｋｇ／ｃｍ^２程度の中圧をもって大径ノズルから
大流量の水を噴射させていた。しかし、これでは水を多
く使用する割りに洗浄、特に剥離の効果がきわめて小さ
い。しかも大量の水の使用に伴う作業能率の低下を招
き、また噴射後の水の処理設備が必要となり、この処理
を行わない場合には地上を汚染することになる。

【００１２】これに対して、本発明装置の下で、少水量
であるもののノズル径が小さくかつ８００ｋｇ／ｃｍ^２
以上という超高圧での噴射が行われると、１つのノズル
からのジェットストリームのもつエネルギーは大きいの
で、鋭い針で切削するようになり、しかもこの針を多数
有し、かつ剣先を旋回させながら横行させる形態となる
ので、図６に示すように、多数の針で引っ掻いたときに
残る非切削面が少なく、もって切削線が囲まれる面積が
小さなものとなり、切削に供しなかったジェットストリ
ームの周辺のストリームのエネルギーが、各小片を吹き
飛ばすエネルギーとして使用される。したがって、大量
の水で強引に剥離しようとする場合に比較して、剥離効
果が高く、しかも仕上げ面の表面が全体として平滑とな
る。

【００１３】第３点は、前記ノズルヘッドの公転の中心
に対する前記軸心の偏位距離の関係を、前記ノズルヘッ
ドの前記平行移動により、単位ノズルが示す軌跡が相互
にラップし、しかも、ノズルヘッドを平行移動させない
条件の下で、相互にラップしないような一定な距離とな
るように条件設定したものである。

【００１４】たとえば、実開昭５７−８１１００号や実
開昭５８−３１０６２号に開示された装置（先行例とい
う）では、ノズルヘッドを移動させないとき、単位ノズ
ルが示す軌跡は、相互にラップする。しかし、これで
は、そのラップした個所の投射エネルギーがラップしな
い部位より大きくなり、対象面を局所的に傷つける結果
となる。この点について付言すると、各公報の実施例に
おいては、４つの単位ノズルで、ある領域を対象とする
が、その各単位ノズルが示す軌跡において、そのラップ
中心部分がエネルギー密度が高く、順次放射方向に行く
にしたがってエネルギー密度が低くなる。

【００１５】これに対して、本発明装置の下では、ノズ
ルヘッドを平行移動させない条件の下で、相互にラップ
しないので、図５に示されているように、単位ノズルが
示す軌跡は、独立したすなわちラップしない円である。
仮に各公報と全流量が同一であり、かつ同対象の領域を
カバーすることを考えると、本発明においては、対象の
領域当たりの単位ノズルの数を多くし、各単位ノズルか
らの流量を少なくすることができることである。

【００１６】したがって、先行例においては、４つの単
位ノズル軌跡の中心部のエネルギー密度が高いので、対
象面を過度に傷つけることを防止するためには、高圧水
の流量を小さくすることが必要となるが、これでは周辺
部分での剥離能力が低下するので、たとえば階段状に何
度をなぞることが必要となる。これに対して、本発明装
置の下では、単位ノズルからの流量は少ないとしても、
対象領域内のある小面積に対して単位時間当たりの投射
される高圧水（実際には点で投射されるのではなく、あ
る広がりを有する円で投射される）のエネルギーとして
高いものが得られる。したがって、低流量であるとして
も、剥離エネルギーとしては充分なものとなる。かかる
小円の軌跡が多数前記対象領域に描かれることになるの
で、対象領域全体としては、投射エネルギーの粗密が少
ないものとなる。その結果、対象面に対して高圧水を均
一に投射できる。したがって、スジの発生やまだらな模
様の発生を防止できる。

【００１７】しかも、先行例では、単位ノズルが示す軌
跡を相互にラップさせるためには、ノズルヘッドの公転
の中心に対する前記軸心の偏位距離を大きくする必要が
ある。しかも、ノズルヘッドは比較的大きな重量を示
し、これが高速ですなわち回転数８００〜４０００ｒｐ
ｍで公転する。その結果、ホルダーに対して機械的な負
荷が大きく、損耗が激しく、かつ作業員が持つときの反
力がきわめて大きなものとなる。この点において、本発
明では、偏位距離は短くなるので、かかる問題点はな
い。

【００１８】

【実施例】以下本発明を図面を参照してさらに詳説す
る。

【００１９】まず、図面に示す本発明装置の構造を説明
する１０はホルダーで、略円管状をなしている。このホ
ルダー１０はその前部１０Ａと後部１０Ｂとがボルト１
２によって連結され、修理時に前後に分離できるように
なっている。前部１０Ａの下方には取手１４が一体的に
設けられている。また前部１０Ａ内には、公転従ギア１
６が前後においてベアリング１８Ａ、１８Ｂによって軸
芯周りに回転自在に配されている。この公転従ギア１６
には、ホルダー１０の軸芯Ｃ_１とたとえば５ｍｍ偏位し
た位置に軸芯Ｃ_２を有して送液管２０がベアリング２
２、２４を介して保持されている。送液管２０の前部に
は、アッタチメント２６がスラストベアリング２８を介
して一体的に取付けられ、このアタッチメント２６に後
に詳説するノズルヘッド３０が前記軸芯Ｃ_２を同一軸芯
として一体化されている。

【００２０】一方、送液管２０の後端は、球面座２０ａ
を介して外部の高圧水Ｗのポンプ（図示せず）に連なる
フレキシブルシャフト３２に連結されている。３４は連
結部押え体である。フレキシブルシャフト３２の後部
は、ホルダー１０の後部１０Ｂに取付けられた保護管３
６に対して、ブッシュ３８および固定ナット４０によっ
て固定されている。

【００２１】４２はエアＡｉを駆動源とするエアモータ
で、これを右手で、取手１４を左手で保持し装置全体を
保持する支えを構成している。このエアモータ４２は、
スイッチ４４を有し、保護管３６に対して取付ブラケッ
ト４６によって取付けられている。他方で、ホルダー１
０の前部１０Ａと後部１０Ｂとの間には空所４８が形成
され、この空所４８内に原動ギア５０が内装され、この
原動ギア５０はベアリング５２、５４によって回転自在
に保持されている。また、エアモータ４２の出力軸と原
動ギア５０とはコネクティングロッド５６によって連結
され、原動ギア５０は前記従動ギア１６とに噛合してい
る。

【００２２】また、ホルダー１０の前部には粉塵の跳ね
返りよけのためのゴム等の可撓性カバー５８によって保
護され、ノズルヘッド３０も跳ね返り粉塵の飛散防止用
のカバー６０で覆われている。

【００２３】かかる装置においては、高圧水Ｗをポンプ
からフレキシブルシャフト３２へ送水すると、その高圧
水Ｗは送液管２０を通りノズルヘッド３０の後述する各
ノズルから対象面へ噴出される。このとき、エアモータ
４２が回転せられ、原動ギア５０を介して従動ギア１６
が回転される。従動ギア１６は、ホルダー１０の軸芯Ｃ
_１と偏位した位置に送液管２０を有するため、ノズルヘ
ッド３０を図５に示すように、軸芯Ｃ_１周りに公転させ
る。この公転に追従してフレキシブルシャフト３２の前
部は撓みながら追従回転する。また、このときの振れを
ベアリング２２、２４が吸収する。

【００２４】さて、本発明においては、ノズルヘッド３
０に複数のノズル７０Ａ，７０Ｂ…が、たとえば図２お
よび図３のように７個形成される。同図例は、中心に一
個所、その周囲に６０度ごと６個、計７個形成したもの
で、ノズルヘッド３０は、送液管２０に連なる送入孔７
１を中心に有し、途中から放射状に連通孔７２が延び、
そこから各導入孔７３を介して各ノズル７０Ａ，７０Ｂ
…に送液路か連なっている。

【００２５】各ノズルの詳細は図４に示されており、た
とえばダイヤモンド製のノズルチップ７０ａが、保持ピ
ース７０ｂ，７０ｃによって挟んだ状態で、挿入孔３０
ａ内に挿入され、六角穴付ナット７４によって保持され
ている。

【００２６】ノズルチップ７０ａの径Ｄは、たとえば
０．１５ｍｍと小径とされ、その先端は２５〜５５°、
好ましくは３５〜４５°の開きテーパ角φをもって拡が
っている。

【００２７】一方、本発明装置においては、各ノズル７
０Ａ，７０Ｂ、…へ送る送給圧が８００ｋｇ／ｃｍ^２以
上、好ましくは１０００ｋｇ／ｃｍ^２以上の高圧とされ
る。かかる状態下で、ノズルヘッド３０を図５のように
軸芯Ｃ_１周りに公転させながら各ノズルから高圧水を噴
射させると、その軌跡は図５のようになり、ヘッド３０
を対象面に対して平行移動させれば第６図のようになる
（同図においてノズル７０Ｆ，７０Ｇの軌跡図示せ
ず）。したがって、対象面全体に高圧水が作用し、対象
面全体の付着物の洗浄・剥離が行われる。ここで注目さ
れるのは、図５に示されているとおり、ノズルヘッド３
０を移動させない場合における単位ノズルが示す運動軌
跡はラップしていないことである。ノズルヘッドとして
は、第７図の１２穴、第８図の２０穴のように適宜の数
を選択することができる。しかし、偏位量を適切に選択
しながら、第６図のように各ノズル軌跡がラップするよ
うに、ノズル位置を選定することが必要である。

【００２８】さて、ノズル径Ｄ、送水圧Ｐ、ノズル１個
当りの噴出水量ｑ，全噴出量Ｑ、公転回転数Ｒは、次の
条件とするのが好ましい。カッコ内は最適範囲である。Ｄ＝０．０５〜０．５ｍｍ（０．１〜０．３ｍｍ）０．１リットル／ｍｉｎ（０．２）≦ｑ≦４．３リットル／ｍｉｎ（３．０）１．５リットル／ｍｉｎ（２．０）≦Ｑ≦１２リットル／ｍｉｎ（８．０）８００ｋｇ／ｃｍ^２（１０００）≦Ｐ≦５０００ｋｇ／ｃｍ^２（３０００）８００ｒｐｍ（１０００）≦Ｒ≦４０００ｒｐｍ（２５００）ノズル径ＤとｑおよびＱとは第９図および第１０図の関
係を示す。ノズル径Ｄが小さいと、たとえ高圧にしても
噴射エネルギーが小さく洗浄・剥離効果が小さく、また
ノズルチップでの詰りが生じる。大きいと、全流量Ｑが
大きくなり、人間の手で持ち得なくなるばかりでなく、
排水処理も必要となることが生じる。圧力Ｐが小さい
と、洗浄剥離効果が小さく、大きいとその効果が高まる
が、ノズルチップの損耗が激しく、また装置部材の強度
の面で不利である。公転回転数Ｒが少ないと、ある点に
長く留まる結果になり、地肌を痛める結果になるし、作
業能率も悪く、さりとてあまり高いと、偏芯保持部材の
強度に問題を残す。

【００２９】他方で、ＱとＰを高めると、対象面へ投射
する反力がホルダー１０に作用する。Ｄ＝０．２ｍのノ
ズルを７穴有する場合、Ｑが約５リットルとなり、反力
として約９．５ｋｇとなる。また、装置の重量はたとえ
ば約５ｋｇである。作業員が安全して保持できる反力を
含めた重量は、約１５ｋｇであるから、全流量の管理も
重要である。しかし、ホルダー１０を機械に取付けると
か、ホルダーそのものが機械要素の一部である場合に
は、反力が上記値以上であっても差しつかえない。この
ような機械的取り付けを想定する場合には、全流量が問
題になることが少なく、また剥離効果そのものは、各単
位ノズルからの吐出流量の方が支配的であるので、本発
明では、その単位流量を規定するものである。

【００３０】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、洗浄や剥
離などの表面物の除去をきわめて能率的かつ安全に、し
かも粉塵を発生させず、かつ特別の排水処理も要するこ
となく行うことができる利点がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の縦断面図である。

【図２】ノズルヘッドの断面図である。

【図３】その左側側面図である。

【図４】ノズルの詳細断面図である。

【図５】ノズルヘッドを平行移動させることなく静止さ
せた状態のノズルの軌跡図である。

【図６】要部ノズルの平行移動させたときの軌跡図であ
る。

【図７】第２のノズルヘッド例の前面の側面図である。

【図８】第３のノズルヘッド例の前面の側面図である。

【図９】ノズル径とノズル１個当り噴出流量との相関図
である。

【図１０】ノズル径と全噴出流量との相関相関図であ
る。

【符号の説明】

１０…ホルダー、１６…従ギア、２０…送液管、３０…
ノズルヘッド、３２…フレキシブルシャフト、４２…エ
アモータ、４４…スイッチ、５０…原動ギア、７０Ａ〜
７０Ｇ…ノズル、７０ａ…ノズルチップ、Ｃ_１…ホルダ
ー軸芯（公転の中心）、Ｃ_２…従動ギアおよびノズルヘ
ッドの軸芯、Ｗ…高圧水、Ａｉ…エアー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の単位ノズルが前面の異なる位置に開
口して形成されたノズルヘッドをその軸心と偏位した回
転中心周りに連続的に公転するようにホルダーに保持
し、前記各単位ノズルから高圧・高速水を対象面に噴出
させながら対象面と平行に平行移動させ、前記各単位ノ
ズルの径を０．０５〜０．５ｍｍとし、各単位ノズルへ
供給する水圧を８００ｋｇ／ｃｍ^２以上、かつ単位ノズ
ルからの噴出流量を０．１リットル／ｍｉｎ以上とし、
しかも前記ノズルヘッドの公転の回転数を８００〜４０
００ｒｐｍとする装置であって、さらに前記ノズルヘッドの公転の中心に対する前記軸心
の偏位距離の関係を、前記ノズルヘッドの前記平行移動
により、単位ノズルが示す軌跡が相互にラップし、しか
も、ノズルヘッドを平行移動させない条件の下で、相互
にラップしないような一定な距離となるように条件設定
したことを特徴とする表面の付着物除去装置。