JPS6021777B2 - 噴流または噴霧発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ０ この発明は流体の噴流または贋霧をつくる装置に関
し、特に、噴流または曙霧を適用対象面に向け、例えば
この適用対象面に装置を支持させて該面を清掃するため
の噴流または噴霧発生装置に関する。

タ 従来より例えば作業面や路面、船体外面や甲板面な
どの清掃を空気或いは水などの噴流ないし噂霧で行なう
ための装置では、ノズルを周回運動させるために電動機
等の回転駆動源を必要とし、加圧流体供給配管の他に電
動機への電力ケーブルを０継ながなければならないほか
、適用対象面に対する支持がローラー等で行なわれるた
め、水中使用時以外では噴流の反力に対する押えつけな
どにより支持部に時として過大な力が加わり、その故障
が多くなる問題点があり、さらに水中使用に対し夕て電
動機を防水構造にしなければならない欠点が避けられな
い。

この発明は従来のものの欠点を解消して噴射すべき加圧
流体のもつエネルギーだけでノズルの周回運動と装置の
適用対象面に対する流体的支持とを果し得る噴流または
頃霧発生装置を提供しようとするものである。

すなわちこの発明によれば、ある適用対象面に直角に向
けられる流体の回転噴流または回転頃霧をつくる装置が
提供され、この装置は、流体の噴流または贋霧を生ずる
ノズルと：該ノズルを加圧流体源に連結する手段と：前
記ノズルのノズル軸心を前記回転軸に対して前記回転の
接線方向へ傾斜させ且つ前記回転軸から隅瞳された位置
で前記回転軸のまわりに前記ノズルの流体噴出反力によ
って前記ノズルが回転運動するように前記ノズルを支持
する手段：前記ノズルの回転のためのチャンバーを内部
に形成し且つこのチャンバーの軸方向および周方向の境
界を画定する前記回転軸と同軸状のカバー手段と：該カ
バーの周緑から適用対象面へ向って藤方向に延在し、使
用状態でカバーと適用対象面との対面間隙に形成される
空間の周囲を画定するスカート状綾部と：前記カバーの
中心寄り部分と周辺部分とにそれぞれ設けられ、一方が
前記空間に通じ他方がカバー外部に通じるようになされ
たチャンバ−内外の流体通用閉口手段と：前記空間内の
流体圧をカバー外の流体圧と異ならしめるため前記中央
寄り部分の開□手段からチャンバー内へ流体を吸込むと
共に前記周辺部分の開□手段からチャンバー外へ流体を
吐出す流体流れをその回転によってチャンバー内に生ぜ
しめる回転流体インベラーと：該ィンベラーをチャンバ
ー内において前記ノズルの回転によって回転させるよう
に前記支持手段に装着する装着手段：とを備えている。

本発明のひとつの実施態様によれば、例えば装置を下向
き姿勢で使用する場合などのために、装置は前記回転軸
に沿って適用対象面から離反する方向の流体的支持力を
付与され、この場合、前記回転流体ィンベラの回転によ
って前記中央寄り部分の関口手段からカバー外の流体が
前記チャンバー内へ吸込まれ、そしてこの吸込まれた流
体はチャンバー内から前記周辺部分の関口手段を介して
前記空間内へ吐出され、これにより前記空間内の流体圧
がカバー外の流体圧より高圧の状態にされるものであっ
て、このような流体流れを形作るように前記各関口手段
の配置位置が選定されるものである。

また本発明のもうひとつの実施態様によれば、例えば装
置を横向き又は上向き姿勢で使用する場合などのために
、装置は前記回転軸に沿って適用対象面に接近する方向
の流体支持力を付与され、この場合、前記回転流体イン
ベラの回転によって前記中央寄りの開□手段から前記空
間内の流体が前記チヤンバー内へ吸込まれ、そしてこの
吸込まれた流体はチャンバ−内から前記周辺部分の開口
手段を介してカバー外へ吐出され、これにより前記空間
内の流体圧がカバー外の流体圧より低圧の状態にされる
ものであって、このような流体流れを形作るように前記
各関口手段の配置位置が選定されるものである。

すなわち本発明の装置では、前記中央寄りの関口手段に
よって前記チャンバー内をカバー外と遼遠させ且つ前記
周辺部分の開□手段によって前記チャンバー内を前記空
間と蓮通させる場合と、逆に前記周辺部分の開□手段に
よってチャンバー内をカバー外と蓮通させ且つ前記中央
寄りの開□手段によってチャンバー内を前記空間と蓮通
させる場合とがあり、前者の場合には前記インベラの回
転によって装置を適用対象面から離反させる方向に反発
支持する流体力を生じ、後者の場合には逆に装置を適用
対象面に接近させる方向に吸着支持する流体力を生じる
ものである。

本発明において、前記回転軸は具体的には前言己ノズル
および回転流体ィンベラの共通回転軸心であり、前記ノ
ズルは、例えばこの回転軸心に設けられた軸受から径方
向に延在するアームの先端に取付けられることにより回
転軸から隔直され、さらにノズル軸心が回転軸と平行な
基準線から前記回転の接線方向に或る角度だけ傾けられ
ることにより、ノズルがその噴射反力によってアーム先
端で回転軸を中心として周回できるようになされている
。

また、前記カバー手段は、例えば円形の平らなカップ状
ないし深皿状の上方カバー部材と、該上方カバー部材の
内部で前記チャンバーを形成するように間隔をあげて対
面配置された円盤状の下方カバー部材とで構成されてお
り、この下方カバー部材はノズルおよびその支持手段と
回転流体ィンベラと共に回転軸まわりに回転可能であっ
てもよい。

さらにノズルおよびその支持手段と回転流体ィンベラと
は、例えばそれらの共通回転軸まわりの共通の軸受など
の装着手段によって一体的に回転するように取付けられ
るものである。

この発明は、添付図面を参照し、例示のためのみの、こ
の発明実施例に関する次の説明から更によく理解されよ
う。

第１乃至第３図に示す如く、この装置は、複数の、図示
の例では等角度で隔遣された二つの半径方向アーム１を
含んでいる。

各アーム１には内部を通る通路２が形成され、通路２は
その外端部でノズル３に連結され内端部で継手５の回転
部分４に連結されている。この継手５は、好ましくは英
国特許第１５Ｍ１２６号に記述されたようなものであり
、回転軸０６をもつている。継手５の非回転部分７は入
口８をもち、入口８は加圧流体源（図示なし）に連結さ
れている。一例として、入口８は短い可榛ホースを介し
て金属管に連結され、金属管は順に開閉弁に接続され、
開閉弁は可榛ホースにより高圧流体源、例えば高圧水供
給源に連結されて、金属管がこの装置の運動を制御する
ハンドルの機能を果すようになされる。各ノズル３の鞠
心９は、回転軸心６に平行な基準線に対し、回転の接線
方向にある角度Ｑだけ傾斜し、各ノズルから出る流体が
、そのノズル従ってそのアーム１を軸心６のまわりに回
転させるような力をノズルに付与するようになっている
。

ノズルの回転速度は入力流体の圧力と、ノズル額斜角度
とに依存する。アーム１は半径方向に広がったチヤンバ
ー内で回転し、このチャンバーはカバー手段で画定され
る。

このカバー手段は、継手５の固定部分１４にブラケット
１３ａにより取付けられて半径方向に広がる円形の浅い
カップ状ないし深皿状の固定側上方カバー部材１３と、
アーム１およびノズル３と一緒の回転のために継手５の
回転部分４に固定され半径方向に広がる円盤状の下方カ
バー部材１１とからなる。下方カバー部村１ １は通孔
１２を備え、通孔１２はノズル軸心９と芯合わせされ、
ノズルからの噴流もしくは噴霧を通過させる。後述の理
由により、上方カバー部材１３はその中央寄りの関口手
段として軸方向に空気入口用開口１５を画定し、またカ
バー部材１１と１３は共にその周辺綾部１６，１７間に
鞠線方向に向った周辺環状出口１８を周辺部分の関口手
段として画定している。上方カバー部材１３の綾部１７
はカバ−都材１ １の縁部の下方に延び交換可能のシー
ル１９を備えているが、シール１９は図示の如き０もの
でもよいし、またはブラシの形になっているものでもよ
い。この装置はまた、このチャンバー内に空気を通過さ
せ適用対象面２０の上方にこの装置を支持するような気
流を発生させる回転流体ィンベラを含夕んでいる。

図示の如く、この回転流体ィンベラは、下方カバー手段
１１に装備され、等角度に隔遣された半径方向に延びる
多数の、例えば６枚の羽根１０からなる。運転する場合
、この装置は適用対象面２０、例０えば流体で清掃する
ことになっている滑走路または製紙機械のフェルトの面
などの上に置かれ、加圧流体がノズルに供給される。

その結果アームーが回転して羽根１０を回転させ、羽根
１川ま、空気が順に入口１５から出口１８に向かい、チ
ャンタバー内を半径方向外方に横断して流れるようにし
、出口１８で空気は軸万向に向けられた環状空気噴流を
形成し、その噴流は下方カバー手段１１と面２０間の空
間を加圧空気で満たす。従って、この装置は下方カバー
手段１１の下方につくられ０る空気のクッションにより
面２０の上方に支持される。実施の態様に変形を加える
場合としては、この装置は単に環状空気暖流のスラスト
だけで支持される。

５ この装置は空気により適用対象面の上方に支持され
るので制御が容易であり、面上で機械的に支持される装
置よりも故障を起し難い。

更に前記英国特許で説明されているような装置の角速度
制御は不要であり、何故なら、そうでない場合に装置０
の角速度を増大するような過剰エネルギーをこの空気ク
ッションが吸収するからである。従って必要なことはこ
の装置に供給される流体の圧力に応じて所望の角速度が
得られるようにノズル軸心の角度後斜を予め設定するこ
とだけである。特別な実施例の場合、上方カバー部材と
、羽根付き下方カバー部材は粉末成形高密度ポリエチレ
ン（商品名：ｐｏｌｙ比ｅ船）でつくられ、厚さが３２
肋（１／８″）乃至４．８肋（３／１６″）のものであ
る。

入力水は、この装置に２１４．５ｋ９／地（３００蛇ｓ
ｉ）の圧力で供給され、装置は約２００乃至３０びｐｍ
の角速度をもつように設計されている。かような角速度
の場合、この装置を面２０上方に支持するのに充分な空
気がつくられる。例えば前記英国特許第１５０４１２６
号に記述された自動回転流体噴流または頃霧発生装置の
場合、噴流または贋霧によりそれが衝突する面からこの
装置を遠去けようとする方向に相当な反作用が回転軸０
‘こ沿って装置に作用することがある。

回転軸が鉛直の場合この反作用は問題ではないが、回転
軸が鉛直線に対して角度をもっている場合、例えば水平
の場合にこの反作用は許容できないものとなる。例えば
この装置が船舶の船体の清掃に使用される場合、特に清
掃が水中で行われる場合、この反作用はこの装置の操縦
を不可能にする。この問題は第４図に示す装置で解決さ
れる。この第４図の装置は第１乃至第３図に示すものに
極めて似ているが、つくられた空気流が第１乃至第３図
の装置の場合の如く、軸方向反作用を補足するよりはむ
しろ面２０に対する噴流または噴霧の軸万向作用に対抗
して使用されるように設計されている。便宜上、類似部
品に対しては第１乃至第３図に使用されるものと同じ参
照番号を第４図に使用し、か）る部品には別に説明をし
ないことにする。第４図に示す装置は主としてガス媒体
、例えば空気中で運転されるものである。チャンバーへ
の空気入口は回転カバー部材１１の中央附近に設けられ
、空気出口は固定カバー部材１３のチャンバー内の周辺
附近に設けられる。このため、角度的に隔覆された多数
の入口孔３０が下方カバー部材１１の中央附近にあげら
れ、上方カバー部材１３は中央で継手５に係合し（入口
１５は、従って省かれて閉鎖されている）、角度的に隔
層された多数の出口孔３１が上方カバー部材１３の周辺
附近に形成されている。従ってアーム１が回転して羽根
１０を回転すると、流体は面２０とカバー部材１１間の
空間から孔３０を通り、カバー部材１１．１３間のチヤ
ンバー内に引込まれる。

このチャンバーから孔３１を通って流体はカバー外へ排
出される。従って適用対象面２０附近に減圧がつくられ
この装置を適用対象面に吸着しようとする。この減圧が
少くとも部分的に、好ましくは全体でノズルからの噴流
または贋霧が提供する軸方向反作用に対抗し、この装置
を面２０に確実に当接させるのに足りるものになるよう
にこの装置が設計されている。この場合、第４図に示す
如く、カバー部材１１の縁部はシール１９を備えるか、
またはローラ０（図示なし）を備え、面２川こ沿うこの
装置の運動を助けることもできる。以上は空気中での作
業の場合であるが、一方、水中作業の場合、羽根１０は
省略することができ、この場合カバ一部材１１，１３間
のチャンバターを通る流体流れはチャンバー内の水に対
するアーム１のィンべう作用により得られる。

例えば第４図において、アーム１によりチャンバー内の
水は回転し、遠心効果により外方に流れ、その水は周辺
出口３１を通ってチャンバーを去り、また力０バー部材
１１と面２０の空間から中央入口３０によりチャンバー
内に水が引込まれ、この空間内の圧力を下げるようにな
る。この実施例の場合、出口３１は、図示の如く軸方向
と半径方向の壁部分間の隅部に配置するよりはカバー部
材１３の軸方向に延びる周辺壁部分に配置する方が都合
がよい。空気中と水中の作業のための装置間の上記相違
は空気と水の密度の相違から生じ、羽根およびアームの
双方もしくは一方の設計を変えれば、上記の如き羽根を
空気中の作業にも不要にすることができ、また水中作業
用の羽根も必要とされる場合があることは理解されよう
。

前述の如く、この発明の装置の基本要件は、ノズルの回
転の結果として、この装置の周囲を満たす流体媒体の流
れでこの装置にノズル回転軸方向の力を生じさせる手段
があることである。この媒体の流れは、アームの回転の
直接結果としてか、またはそのアームにより回転される
羽根の如き手段により間接的に得ることができる。この
軸万向の力は下方カバー部材とこの装置が作動している
面との間の空間内の圧力を増減するか、または媒体の噴
流のスラストによりつくることができる。以下本発明の
実施の態様を列挙する。

１ 前記特許請求の範囲に記載された噴流または階霧発
生装置。

２ 回転流体ィンベラーによる流体流れが適用対象面の
上方に装置を支持するような力を発生する如く各開□手
段が配置されている前記第１項記載の装置。

３ 回転流体ィンベラーによる流体流れが装置を適用対
象面に接近させようとする力を発生するように各開□手
段が配置されている前記第１項記載の装置。

４ 回転流体ィンベラーが回転軸から半径方向に延び回
転軸のまわりにノズルの回転により回転して媒体をノズ
ルから半径方向外方に推進する少くとも一つの細長い推
進部材を有し、カバー手段が半径方向に広がるチャンバ
ーを画定してそのチャンバー内に前記の細長い推進部村
が延存するようにし、且つ周囲の流体媒体用の入口およ
び出口手段をもつている前記第１〜３項のいずれかひと
つによる装置。

５ 推進部材が羽根になっている前記第４項による装置
。

６ 推進部村がノズルを支持する都村で形成されている
前記第４項による装置。

７ カバー手段が総体的に半径方向に広がる内方と外方
のカバー部材を含み、その内の内方部村が、使用中にお
いて推進部材と適用対象面との間に配置されるようにな
っている前記第４〜６項のいずれかひとに記載の装置。

８ 入口手段が外方カバー部材の中央に設けられ、出口
手段がカバー手段の周辺附近に設けられて適用対象面に
向かい鞄方向に向けられるようになっている前記第７項
記載の装置。９ 入口手段が外方カバー部材の中央に設
けられ、出口手段がカバー手段の周辺附近に設けられて
チャンバ−内を内方カバー手段と適用対象面間の空間と
蓮通させ、その空間がカバー手段の鞠方向延長部により
周辺を画定されている前記第７項記載の装置。

１０ 外方カバー部材が周辺でチャンバーを画定する滋
方向に向いた環状周辺部分を含み、出口手段が内方カバ
ー部材の周辺と外方カバー部材の周辺部分内面間の環状
間隙となっている前記第９項記載の装置。

１１ 入口手段が内方カバー部材の中央に設けられてチ
ャンバー内を内方カバ一部材と適用対象面間の空間と蓮
通させ、その空間がカバー手段の軸万向延長部により周
辺を画定され、出口手段がカバー手段の周辺に設けられ
ている前記第７項記載の装置。

１２ 外方カバー部材がチヤンバーを周辺で画定する鞠
方向に向けられた環状周辺部分を含み、出口手段がその
周辺部分に設けられている前記第１１項記載の装置。

１３ カバ−手段の軸方向延長部が外方カバー部材の延
長部により形成されている前記第９〜１２頁の内のいず
れかひとつに記載の装置。

１４ 内方カバー部材がノズルと共に回転するように取
付けられ、外方カバー部材が静止するようになっている
前記第７〜１３頁の内のいずれかひとつに記載の装置。

１５ 等角度で隔直された少くとも二つの推進部材を含
む前記第４〜１リ頁の内のいずれかひとつ記載の装置。
１６ ノズルがチャンバー内で回転し、通孔がカバー手
段に穿けられノズルからの噴流または噂霧がその通孔を
通るようにされている前記第４〜１５頁のいずれかひと
つに記載の装置。１７ 等角度で隔遣された少くとも二
つのノズルを含む前記第１〜１８頁内のいずれかひとつ
に記載の装置。

１８ 添付図面の第１〜３図について本文で実質的に説
明した流体の回転噴流発生装置。

１９ 添付図面の第４図について本文で実質的に説明し
た流体の回転噴流発生装置。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による一実施例の直径上の垂直断面図
、第２図は一部破砕した第１図の装置の部分平面図、第
３図は第１図の線ｍ−ｍ上の断面図、第４図はこの発明
によるもう一つの実施例の直径上の垂直断面図である。 １・・・・・・半径方向アーム、２・・・・・・通路、
３・・・・・・／ズル、４・・・…継手の回転部分、５
・・・・・・継手、６・・・・・・回転軸心、７・・・
・・・継手の非回転部分、８・・・・・・入口、９・・
・・・・ノズル軸心、１０・・・・・・羽根、１１・・
・・・・下方カバー部材、１２・・・・・・樋孔、１３
・・・・・・上方カバー部材、１３ａ・・・・・・ブラ
ケット、１４・・・・・・固定部分、１５・・・・・・
空気入口、１６，１７・・…・周辺縁部、１８……出口
、１９……シール、２０……適用対象面、３０・・・・
・・入口孔、３１…・・・出口孔。第１図第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体の回転噴流または回転噴霧をその回転軸に直角
   な適用対象面に向けて発生する装置であつて、流体の噴
   流または噴霧を生じるノズルと：該ノズルを加圧流体源
   に連結する手段と：前記ノズルのノズル軸心を前記回転
   軸に対して前記回転の接線方向へ傾斜させ且つ前記回転
   軸から隔置された位置で前記回転軸のまわりに前記ノズ
   ルの流体噴出反力によつて前記ノズルが回転運動するよ
   うに前記ノズルを支持する手段と：前記ノズルの回転の
   ためのチヤンバーを内部に形成し且つこのチヤンバーの
   軸方向および周方向の境界を画定する前記回転軸と同軸
   状のカバー手段と：該カバーの周縁から適用対象面へ向
   つて軸方向に延在し、使用状態でカバーと適用対象面と
   の対面間隙に形成される空間の周囲を画定するスカート
   状縁部と：前記カバーの中心寄り部分と周辺部分とにそ
   れぞれ設けられ、一方が前記空間に通じ他方がカバー外
   部に通じるようになされたチヤンバー内外の流体流通用
   開口手段と：前記空間内の流体圧をカバー外の流体圧と
   異ならしめるため前記中央寄り部分の開口手段からチヤ
   ンバー内へ流体を吸込むと共に前記周辺部分の開口手段
   からチヤンバー外へ流体を吐出する流体流れをその回転
   によつてチヤンバー内に生ぜしめる回転流体インペラー
   と：該インペラーをチヤンバー内において前記ノズルの
   回転によつて回転させるように前記支持手段に装着する
   装着手段：とを備えたことを特徴とする噴流または噴霧
   発生装置。