JP2001038717A - ウオータージェットによる表面処理方法と該方法に用いるウオータージェット表面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウオータージェットによる表面処理（例えば、
路面の剥離、洗浄）において、ノズルによる高圧水の噴
射を出来るだけ密の状態で行い得るようにし、且つ、処
理面の凹凸に対しても充分に噴射作用が及ぶようにする
こと。 【解決手段】ノズルの回転中心の一方の半径方向におけ
る噴射位置と、その回転中心の他方の半径方向における
噴射位置とを、その半径方向に位相をずらせ、前記一方
の半径方向におけるノズルの噴射方向を、その回転軸心
方向に対して、ノズルの回転方向側に所定の角度を持た
せ、且つ、前記他方の半径方向におけるノズルの噴射方
向を、その回転軸心方向に対して、ノズルの回転方向と
反対側に所定の角度を持たせてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、高圧水、即ち、ウオー
タージェットを用いて、各種の路面、建造物の外壁等の
表面処理、例えば、被覆材（ライニング材）の剥離、汚
れのはつり、或いは硬質スケール等の剥離、除去等の処
理を行うのに用いられるブラストとしてのウオータージ
ェットによる表面処理方法と該方法に用いるウオーター
ジェット表面処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高圧水を噴射する、所謂ウオータ
ージェット方式の表面剥離、はつり、表面研磨、被覆材
（塗膜、ライニング等）の剥離除去方法が、種々の分野
で利用されている。勿論、こうしたウオータージェット
の装置は、ハンドガン型、定置型、自動的にノズルを移
動させる方式のもの等、各種のタイプのものが開発され
ている。

【０００３】こうした装置の中で、路面や建造物の外壁
等の表面処理用として、碗状を臥せたような形状のハウ
ジングの内部に回転するノズルを配置し、ロータリージ
ョイントを介して高圧水を供給して、その回転面積域の
路面等の表面に吹きつけ、汚れ或いは皮膜の剥離、洗浄
を行うウオータージェットによる表面処理装置が開発さ
れている。

【０００４】この表面処理装置の構造としては、一つ
は、図７に示すように、回転中心から例えば八本の給水
管１０を放射状に延出し、その先端にノズル１１を下向
きに配置するようにしたものがある。この構造の装置
は、そのノズル１１の回転による円形軌跡上の洗浄が行
い得るので、この装置全体を手押し等で所定の方向に移
動させて行くと、結果として、そのノズル１１の回転に
よる一個の円の直径の帯状の剥離、洗浄が行い得ること
になる。

【０００５】しかし、上述した八本の給水管１０は同じ
長さを有し、その先端のノズル１１は、処理装置を停止
させた状態で、回転させながら水噴射を行えば、同じ円
軌跡上に噴射させることとなるので、所定の路面等に対
して緻密に均等に洗浄作用を行うためには、処理装置の
移動を微低速で、且つ、一定速度で行われなければなら
ず、手動操作による移動ではムラが出るし、自動操縦に
するとコスト高になるという問題がある。

【０００６】これに対し、もう一つの処理装置の構造と
して、図８に示すように、回転中心を通る一本の給水管
１２に、その半径方向に複数のノズル１３を所定の間隔
で配置し、その給水管１２を回転させながら複数本の同
心円の軌跡を描くように、水噴射を行うようにしたもの
がある。この構造の装置は、上述した八本の給水管１０
の装置に比べて、構造がシンプルであるという利点があ
る他に、装置を停止させている状態でも複数本の同心円
の軌跡上に水を噴射できるので、また、この装置を移動
させた場合にも、複数本の同心円の軌跡が移動して行く
ことになるので、移動速度に多少のムラがあっても、比
較的緻密な洗浄が可能であるという利点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ノズルは、プ
ラグ状で所定の大きさ（特に孔の周囲の半径方向）を持
つものであるので、これを、給水管の長手方向に沿っ
て、即ち、半径方向にできるだけ密に配置しても、その
給水管の半径方向（長手方向）での配置個数には自ずと
限界があり、従って、回転するノズルによる同心円の密
度も粗く、洗浄作用にも粗さが出ることになる。勿論、
ノズルからの水噴射は、所定の広がりを持ち、その隣合
うノズルの噴射域が重複することになるが、そうした広
がり部での洗浄力は中心部に比較して小さくなっている
ところから、出来るだけ強力な噴射域を増やすことが望
まれる。

【０００８】そして、給水管の回転は一定方向（右或い
は左回り）であり、且つ、そのノズルの噴射方向は、路
面等に対して直角（鉛直）の方向であると共に装置自体
が一定の方向（例えば路面の長手方向）に移動されるも
のであるから、例えば、玉砂利アスコン舗装の路面等
（或いは意図的に凹凸を持たせた壁面等）、その洗浄面
が平坦でない場合に、その凹部或いは陰となる部分に対
する洗浄効果が充分に発揮出来ないということもある。

【０００９】更に、加えるに、剥離、洗浄作用は給水管
の回転面積域となるものの、例えば、１本の給水管が回
転すると、その中心域を対象とする１個のノズルの噴射
面積は小さく、半径方向外側に行くに従って１個のノズ
ルの回転軌跡周辺の噴射面積は大きくなり、１回転当た
りの各ノズルの洗浄効果に差が出てくることになり、何
らかの対策が必要となる。この場合に、考慮するべき点
として、この装置を移動させて所定の面積（路面）を洗
浄するところから、装置をその洗浄可能幅でもって一部
（帯状の両縁部）を重複させた状態で往復動させる方法
を採ることになり、その重複部分は必然的に二度洗浄と
なることである。

【００１０】本発明は、かかる現状に鑑み、ウオーター
ジェットによる表面処理（例えば、路面の剥離、洗浄）
において、ノズルによる高圧水の噴射を出来るだけ密の
状態で行い得るようにし、且つ、処理面の凹凸に対して
も充分に噴射作用が及ぶようにし、剥離、洗浄効果を高
めるようにすることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるウオータ
ージェットによる表面処理方法は、上記目的を達成する
ために、回転中心を通り、直径方向に所定の間隔で配置
された複数個のノズルを、その回転中心で回転させなが
ら路面等の表面に高圧水を噴射し、剥離、はつり、洗浄
作業を行うウオータージェットによる表面処理方法であ
って、上記ノズルの回転中心の一方の半径方向における
噴射位置と、その回転中心の他方の半径方向における噴
射位置とを、その半径方向に位相をずらせ、前記一方の
半径方向におけるノズルの噴射方向を、その回転軸心方
向に対して、ノズルの回転方向側に所定の角度を持た
せ、且つ、前記他方の半径方向におけるノズルの噴射方
向を、その回転軸心方向に対して、ノズルの回転方向と
反対側に所定の角度を持たせてある、という手段を講じ
たものである。

【００１２】本発明の方法において、上記噴射の所定角
度が１０度乃至３０度の範囲であるのが好ましい。

【００１３】本発明にかかるウオータージェット表面処
理装置は、上記目的を達成するために、少なくとも１本
のノズル付設給水管２の中心部を、ロータリージョイン
トを介してハウジング１に回転自在に保持し、該給水管
２に所定の間隔で複数個のノズル３を付設すると共に該
給水管２を回転駆動手段４を介して回転させるように構
成し、別途、高圧水発生手段からの高圧水を前記ノズル
３から路面等の表面に噴射し、剥離、はつり作業を行う
ウオータージェット表面処理装置であって、上記給水管
２の回転中心Ｐの一方の半径方向におけるノズル３を所
定の半径位置に配置し、且つ、他方の半径方向における
ノズル３’を、前記一方の半径方向におけるノズル３の
間に位置する半径位置に配置し、更に、前記一方の半径
方向における各ノズル３を、その回転軸心方向に対し
て、ノズル３の回転方向側に所定の角度α１を持たせて
設け、且つ、前記他方の半径方向における各ノズル３’
を、その回転軸心方向に対して、ノズル３’の回転方向
と反対側に所定の角度α２を持たせて設けてある、とい
う手段を講じたものである。

【００１４】本発明の装置において、上記噴射の所定角
度α１及びα２が１０度乃至３０度の範囲であるのが好
ましい。

【００１５】本発明の装置において、上記一方の半径方
向の各ノズル３及び他方の半径方向の各ノズル３’の孔
径が、その半径方向の中心から外周に向かう程大径とな
り、その後、外周に向かって小径となるように構成され
ているのが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の態様】本発明の方法及び装置は、高圧水
を用いるウオータージェットで、そのノズルを所定の半
径で回転させ、その回転面積域の表面処理を行うもので
あるので、その表面処理としては、路面、例えば、玉砂
利アスコン舗装等の景観舗装の洗い出し、防錆剤塗布に
先行するグースアスファルトの鋼製床板面のはつり、交
通等目的の路面の塗膜（白、黄色線等）や路面の付着物
による汚れ等に用いることができる。そして、こうした
剥離、洗浄を所定の面積で行うのに、装置を自走型、手
押し、自動操縦で行うようにしたり、装置本体を、各種
の土木機械（バックホウや梯子車等）にセットし、壁面
等に接近させて、所定の範囲で装置本体を移動制御する
等して用いることは、適宜に選択できる事項である。

【００１７】本来、ノズル自体に大きさがあるので、こ
れを給水管の長手方向（半径方向）に隣接配置しただけ
ではその配置個数に限界があるが、本発明によれば、図
３に示すように、ノズルの回転中心の一方の半径方向に
おける噴射位置と、その回転中心の他方の半径方向にお
ける噴射位置とを、その半径方向に位相をずらせている
ところから、換言すると、回転中心の一方の半径方向に
おける各ノズルと回転中心の一方の半径方向における各
ノズルとは、同一円周上に位置されていないというとこ
ろから、ノズルの半径方向での配置密度を高めたことに
なる。その結果、図４に示すように、こうした各ノズル
の同心回転軌跡は、従来の単純配置に比べて互いに密着
した状態となり、その分、水噴射が処理面に対して密な
状態で剥離、洗浄作用を行うことが出来る。

【００１８】更に、図５に示すように、前記一方の半径
方向における各ノズル３を、その回転軸心方向に対し
て、ノズル３の回転方向側に所定の角度α１（好ましく
は、１０度乃至３０度）を持たせて設け、且つ、前記他
方の半径方向における各ノズル３’を、その回転軸心方
向に対して、ノズル３’の回転方向と反対側に所定の角
度α２（好ましくは、１０度乃至３０度）を持たせて設
けてあるので、給水管２が一定方向に回転されても、そ
の給水管２の回転中心から一方の半径方向におけるノズ
ル３と他方の半径方向におけるノズル３’の回転方向に
対する向きが反対となり、例えば、図６に示す如く、玉
砂利等の凹凸表面に対して、給水管２が一回転する毎に
全く反対の方向から水を噴射させることができ、従来の
鉛直方向のみの噴射に比べて、凹凸処理面に対する剥
離、洗浄効果を顕著に高めることが出来る。

【００１９】また、上記一方の半径方向の各ノズル３及
び他方の半径方向の各ノズル３’の孔径が、その半径方
向の中心から外周に向かう程大径となり、その後、外周
に向かって小径となるように構成されている場合には、
次の問題も解消できる。即ち、剥離、洗浄作用は給水管
２の回転面積域となるのであるが、１本の給水管が回転
した際、その中心域を対象とする１個のノズルの噴射面
積は小さく、半径方向外側に行くに従って１個のノズル
の回転軌跡周辺の噴射面積は大きくなり、１回転当たり
の各ノズルの洗浄効果に差が出てくるのを、その半径方
向中間位置付近の各ノズル３，３’の噴射能力を高いも
のとすることで解消し、また、路面等の洗浄幅の大きい
場合に、この表面処理装置を往復移動させることになる
が、その場合に、確実な洗浄を行う為には、帯状の洗浄
域の両縁部が重複させた状態で往復動させる方法を採る
ことになるので、その重複部分は必然的に二度洗浄とな
ることが予測されるところから、当初から給水管２の回
転外周部における各ノズル３，３’の噴射能力を小さい
ものとしておくこと可能で、これにより、一定のキャパ
シテイの噴射、洗浄効率を、所定の洗浄面積域で有効に
作用させることが出来る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明にかかるウオータージェットに
よる表面処理方法と該方法に用いるウオータージェット
表面処理装置の好適実施例について、図面に基づいて詳
述する。本発明のウオータージェットによる表面処理方
法は、基本技術として既に実施例れている、回転中心を
通り、直径方向に所定の間隔で配置された複数個のノズ
ルを、その回転中心で回転させながら路面等の表面に高
圧水を噴射し、剥離、はつり、洗浄作業を行うウオータ
ージェットによる表面処理方法をベースとする。

【００２１】本発明では、上記ノズルの回転中心の一方
の半径方向における噴射位置と、その回転中心の他方の
半径方向における噴射位置とを、その半径方向に位相を
ずらせ、前記一方の半径方向におけるノズルの噴射方向
を、その回転軸心方向に対して、ノズルの回転方向側に
所定の角度を持たせ、且つ、前記他方の半径方向におけ
るノズルの噴射方向を、その回転軸心方向に対して、ノ
ズルの回転方向と反対側に所定の角度を持たせてある。

【００２２】この実施例においては、上記噴射の所定角
度を１５度に設定したが、実験によれば、１０度乃至３
０度の範囲が好適であることが分かっている。 しか
し、この傾斜角度については、それ以外の角度設定をし
ても、即ち、処理表面の凹凸、陰部への噴射打ち込みを
行い得るならば、適宜の角度を選択しても差し支えない
ものである。

【００２３】上述した表面処理方法を実施する装置は、
次のように構成されている。図１に示すように、この実
施例で用いられる処理装置の基本構成として、約４００
ミリの長さの１本のノズル付設給水管２の中心部を、ロ
ータリージョイント（図外）を介して、碗を臥せたよう
な形状（下面解放のドラム状）のハウジング１に回転自
在に保持し、該給水管２に所定の等間隔で、その回転中
心Ｐから一方の半径方向に１３個のノズル１３を、他方
の半径方向にも１３個のノズル１３’を付設すると共に
該給水管２を回転駆動手段４を介して回転させるように
構成し、別途、高圧水発生手段から高圧ホースを介し
て、最大吐出圧力が２，５００ｋｇｆ／ｃｍ^２の高圧水
を前記ノズル３から路面等の表面に噴射し、剥離、はつ
り作業を行うウオータージェット表面処理装置が構成さ
れている。

【００２４】この表面処理装置は、ここでは、前記ハウ
ジンク１を備えた本体に四輪の走行車輪が設けられ、手
押しによって移動自在に構成されている。 こうした走
行構成、及び上述した高圧水発生手段については、従来
技術に属するところから、ここでの詳細説明は省く。

【００２５】そして、図２及び図３に示すように、前記
給水管２の回転中心の一方の半径方向における１３個の
ノズル３を所定の半径位置に配置し、且つ、他方の半径
方向における１３個のノズル３’を、前記一方の半径方
向におけるノズル３の間に位置する半径位置に配置して
ある。 このノズル配置によって、各ノズル３，３’
は、図４に示す如き緻密な同心円の軌跡を描くことにな
る。

【００２６】更に、図５に示す如く、前記一方の半径方
向における各ノズル３を、その回転軸心方向に対して、
ノズル３の回転方向側に所定の角度α１、ここでは１５
度を持たせて設け、且つ、前記他方の半径方向における
各ノズル３’を、その回転軸心方向に対して、ノズル
３’の回転方向と反対側に、前記角度α１と同じ角度α
２を持たせて設けてある。 これによって、図６に示す
ように、前記各ノズル３，３’の回転移動方向が一定
（一方向回転）であっても、玉砂利の凹凸表面に対し
て、反対方向からも水噴射を行い得る。 図６の給水管
２の矢印は、その回転方向を示し、ノズル３，３’の矢
印は、噴射方向を示す。

【００２７】これらのノズル３，３’の噴射の所定角度
α１及びα２については、この実施例例で１５度とした
ものの、１０度乃至３０度の範囲であるのが好ましい。
しかし、実際上、処理面の凹凸に対して充分な剥離、
洗浄作用が期待できる場合には、これ以外の角度設定で
実施しても差し支えない。

【００２８】また、上記一方の半径方向の各ノズル３及
び他方の半径方向の各ノズル３’の孔径が、その半径方
向の中心から外周に向かう程大径となり、その後、外周
に向かって小径となるように構成されている。 即ち、
前記各ノズル３，３’の半径方向の略中間位置のもの
は、その中心位置、外周位置のノズル３，３’に比べ
て、その噴射孔の径が大きく構成されている。これによ
って、先ず、各ノズル３，３’の回転半径が増大して、
１個のノズル３，３’の単位時間当たりの噴射面積域が
増大することによるムラを平均化し、全体としての噴射
効率を向上させることが出来る。

【００２９】また、給水管２の外周部の一部、例えば、
図３に示すＬ１の域で、各ノズル３，３’の孔径を小さ
なものとすることは、この区域Ｌ１が、図４に示す如
く、剥離、洗浄に際して装置を往復動させる際に必然的
に重複した区域Ｌ２となり、多少、粗い剥離、洗浄が行
われたとしても、その重複洗浄により補完されることに
なるためである。 その結果、一定の高圧水を噴射する
効率を考えたときに、前記半径方向の略中間位置に大き
な噴射エネルギーを費やして、全体としての効率化を図
ることが可能である。

【００３０】尚、上記各ノズル３，３’の孔径の変化
は、段階的に暫時増大せさる方式でなく、所定半径域の
各ノズル３，３’を２種類乃至３種類の孔径のものとし
て差し支えない。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、所定の回転半径で回転
する給水管に付設のノズルを、その給水管の回転中心の
一方と他方を夫々回転半径が異なる、即ち、回転の位相
がズレた同心円とすることで、従来に比較してノズルに
よる高圧水の噴射を非常に密な状態で行い得て、ウオー
タージェットによる表面処理（例えば、路面の剥離、洗
浄）の効率を高めることが出来ると共に、その給水管の
回転中心の一方と他方におけるそれらノズルの噴射の向
きを反対方向として、一定方向回転の給水管でありなが
ら剥離、洗浄を行う路面等に対して、真上からだけでな
く、回転方向における斜め前後方向から噴射出来て、そ
の路面凹凸に対して陰部が生まれることなく、充分な噴
射作用が期待でき、路面洗浄、塗膜剥離、ライニングの
はつり等が一層完全、奇麗に行い得て、剥離、洗浄効果
を大幅に向上させることが出来るという顕著な効果を奏
するに至ったものである。本発明のその他の具体的な効
果は、上述の発明の実施の態様の項、実施例の項におい
て詳述した通りである。

【００３２】本発明にかかるその他の具体的な効果につ
いては、発明の実施の態様の項及び実施例の項において
詳細に述べた通りである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるウオータージェット表面処理装
置の全体の一部縦断側面図である。

【図２】本発明にかかるウオータージェット表面処理装
置の要部の底面図である。

【図３】本発明にかかるウオータージェット表面処理装
置におけるノズルの軌跡を示す平面図である。

【図４】本発明にかかるウオータージェット表面処理装
置におけるノズルの要部の拡大底面図である。

【図５】本発明にかかるウオータージェット表面処理装
置における要部の一部切り欠き側面図である。

【図６】本発明にかかるウオータージェット表面処理装
置の作用を示す要部の側面図である。

【図７】従来技術を示すウオータージェット表面処理装
置の要部の底面図である。

【図８】他の従来技術を示すウオータージェット表面処
理装置の要部の底面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 給水管 ３ ノズル ３’ノズル ４ 回転駆動手段 Ｐ 回転中心 α１ 角度 α２ 角度

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転中心を通り、直径方向に所定の間隔で
   配置された複数個のノズルを、その回転中心で回転させ
   ながら路面等の表面に高圧水を噴射し、剥離、はつり、
   洗浄作業を行うウオータージェットによる表面処理方法
   であって、 上記ノズルの回転中心の一方の半径方向における噴射位
   置と、その回転中心の他方の半径方向における噴射位置
   とを、その半径方向に位相をずらせ、 前記一方の半径方向におけるノズルの噴射方向を、その
   回転軸心方向に対して、ノズルの回転方向側に所定の角
   度を持たせ、 且つ、前記他方の半径方向におけるノズルの噴射方向
   を、その回転軸心方向に対して、ノズルの回転方向と反
   対側に所定の角度を持たせてある、ウオータージェット
   による表面処理方法。
2. 【請求項２】上記噴射の所定角度が１０度乃至３０度の
   範囲である、請求項１のウオータージェットによる表面
   処理方法。
3. 【請求項３】少なくとも１本のノズル付設給水管２の中
   心部を、ロータリージョイントを介してハウジング１に
   回転自在に保持し、該給水管２に所定の間隔で複数個の
   ノズル３を付設すると共に該給水管２を回転駆動手段４
   を介して回転させるように構成し、別途、高圧水発生手
   段からの高圧水を前記ノズル３から路面等の表面に噴射
   し、剥離、はつり作業を行うウオータージェット表面処
   理装置であって、 上記給水管２の回転中心Ｐの一方の半径方向におけるノ
   ズル３を所定の半径位置に配置し、且つ、他方の半径方
   向におけるノズル３’を、前記一方の半径方向における
   ノズル３の間に位置する半径位置に配置し、 更に、前記一方の半径方向における各ノズル３を、その
   回転軸心方向に対して、ノズル３の回転方向側に所定の
   角度α１を持たせて設け、 且つ、前記他方の半径方向における各ノズル３’を、そ
   の回転軸心方向に対して、ノズル３’の回転方向と反対
   側に所定の角度α２を持たせて設けてある、ウオーター
   ジェット表面処理装置。
4. 【請求項４】上記噴射の所定角度α１及びα２が１０度
   乃至３０度の範囲である、請求項３のウオータージェッ
   トによる表面処理装置。
5. 【請求項５】上記一方の半径方向の各ノズル３及び他方
   の半径方向の各ノズル３’の孔径が、その半径方向の中
   心から外周に向かう程大径となり、その後、外周に向か
   って小径となるように構成されている、請求項３又は請
   求項４のウオータージェットによる表面処理装置。