JP2001064929A

JP2001064929A - ノズルアレイと洗浄装置

Info

Publication number: JP2001064929A
Application number: JP24555399A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Sato; 一教佐藤; Teruaki Matsumoto; 曜明松本; Hiroshi Yatabe; 広志谷田部; Tasuku Shimizu; 翼清水; Tadaaki Mizoguchi; 忠昭溝口
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-13

Abstract

(57)【要約】【課題】キャビテーションを伴うウォータジェットを
利用して洗浄対象を洗浄すること。【解決手段】ノズルアレイ台座３６に複数のノズル１
が２列に渡って配列されており、各ノズル１には高圧水
供給流路１３に接続された噴射孔１５が形成され、各ノ
ズル１の先端側には釣鐘型拡大空洞部１６が形成されて
いる。高圧水２がノズル１の噴射孔１５からウォータジ
ェットとして噴射されると、このウォータジェットはキ
ャビテーションを伴うキャビテーションジェット３とし
て噴射され、このキャビテーションジェット３の衝撃圧
によって内装板７の表面が洗浄される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルアレイ及び
洗浄装置に係り、特に、キャビテーションを伴うウォー
タジェットを利用して、照明反射板などの洗浄対象を洗
浄するに好適なノズルアレイ及び洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速道路、国道や県道のうち、５００ｍ
を超える長いトンネルでは、トンネル内の照光を有効に
活用して車両運行の安全とスムーズな流れを確保するた
めに。トンネルの側壁に照光を反射させる内装板が貼り
付けられている。この内装板は、初めはその表面が白色
で覆われているが、排気ガスに含まれる微粒子（すす）
やタール状物質、車両によってトンネル内に持ち込まれ
る様々な塵や油滴、あるいは飛散した泥の粒子が付着
し、長期間のうちに汚れて暗色となり、トンネル内の照
度が低下する。このため、定期的に内装板の表面を洗浄
することが行なわれている。

【０００３】この洗浄作業は、従来手作業によって行な
われていたが、近年、特に高速道路では、専用車両に搭
載された洗浄装置によって内装板の表面を洗浄すること
が行なわれている。

【０００４】従来、この種の洗浄装置としては、例え
ば、図１２に示すものが知られている。この装置は、低
速走行する専用車両に動力源とともに搭載された駆動装
置にシャフト１２を連結し、シャフト１２の端部に固定
された回転体９の先端側に回転ブラシ８を装着し、トン
ネル内壁６に貼り付けられた内装板７に回転ブラシ８を
押しつけた状態でシャフト１２を回転するとともに回転
ブラシ８を回転し、車両の走行にしたがって内装板７の
表面を回転ブラシ８によって順次洗浄するようになって
いる。そして乾式のものは水を用いないで、湿式のもの
は、図に示すように、注水ノズル１０から回転ブラシ８
に注水している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、回転ブ
ラシ８を回転させて内装板７の表面を洗浄しているた
め、以下のような課題を有する。

【０００６】（１）内装板７に付着したすす、タール状
物質、跳ね返った泥などを良好に洗い落すことができな
い。

【０００７】（２）上記（１）の理由に関連して、洗浄
速度、すなわち車両の走行速度を高めることができず、
洗浄作業のために交通規制を行なわざるを得ない。

【０００８】（３）上記（２）の理由に関連して、特殊
な低速走行車両が必要となり、装置のコストが高くなる
とともに、制限された台数による洗浄のため、洗浄イン
ターバルが長くなる。さらに汚れた内装板７を放置する
と、トンネル内の交通、運行にとって好ましくない。

【０００９】（４）上記（２）の理由に関連して、使用
水量すなわち洗浄排水量が増加し、処理コストが高くな
る。

【００１０】（５）回転ブラシ８を内装板７に適切に押
しつける必要があり、回転ブラシ８が内装板７から離れ
ると、「空振り」で洗浄能力が「０」になり、一方、回
転ブラシ８を内装板７に強く押しつけすぎると、内装板
７を破損する恐れがある。

【００１１】本発明の目的は、キャビテーションを伴う
ウォータジェットを利用して洗浄対象を洗浄することが
できるノズルアレイおよび洗浄装置を提供するととも
に、洗浄装置を用いた洗浄方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、加圧された高圧水が供給される高圧水供
給流路に接続されて噴射孔から洗浄対象に向けてウォー
タジェットを噴射する複数のノズルと、前記各ノズルを
指定の位置に配置して支持する支持台とを備え、前記各
ノズルは、前記噴射孔を中心として前記噴射孔より漸次
径が大きくなる空洞部を有し、各空洞部の開口端は前記
洗浄対象を臨む位置に配置され、前記ウォータジェット
の噴射により前記各空洞部の内外に亘ってキャビテーシ
ョンを伴うジェットが発生してなるノズルアレイを構成
したものである。

【００１３】前記ノズルアレイを構成するに際しては、
以下の要素を付加することができる。

【００１４】（１）前記複数のノズルは、洗浄時の移動
方向に対して交差する方向に複数列に分かれて配置さ
れ、各列のノズルは、相隣接する他の列のノズルとは洗
浄時の移動方向に対して交差する方向における噴射孔の
位置が異なるように配置されてなる。

【００１５】（２）前記複数のノズルは、各ノズルによ
る有効洗浄領域が相隣接するノズルの有効洗浄領域と部
分的に重なるように配置されてなる。

【００１６】（３）前記複数のノズルの空洞部のうち同
一の列において相隣接する空洞部を臨む位置に切り欠き
部が形成されてなる。

【００１７】（４）前記複数のノズルから噴射されるウ
ォータジェットの噴射圧力を３ＭＰａ以上２７ＭＰａ未
満の範囲から選択して設定してなる。

【００１８】（５）前記複数のノズルの噴射孔の中心線
と洗浄対象との成す角度は、キャビテーションジェット
の衝突角度として９０度または１５度以上７０度未満の
範囲から選択した角度に設定されてなる。

【００１９】また、本発明は、前記いずれかのノズルア
レイと、前記支持台に回転自在に固定されて前記洗浄対
象の配置された壁面上を前記支持台の移動に合わせて走
行する回転体とを備えてなる洗浄装置を構成したもので
ある。

【００２０】前記洗浄装置を構成するに際しては、以下
の要素を付加することができる。

【００２１】（１）前記複数のノズルの噴射孔と洗浄対
象との距離を、キャビテーションジェットの軸方向に発
生する衝撃圧分布における２番目のピーク領域に対応づ
けて設定し、この設定に従って前記回転体と前記支持台
とが位置決めされてなる。

【００２２】また、本発明は、前記いずれかの洗浄装置
と高圧水供給装置を車両に搭載し、前記高圧水供給装置
から前記洗浄装置の各ノズルに高圧水を供給し、前記洗
浄装置の各ノズルを洗浄対象に相対向させて配置すると
ともに前記洗浄装置の回転体を洗浄対象の配置された壁
面上に配置し、前記車両の走行により前記洗浄対象の表
面を順次洗浄する洗浄方法を採用したものである。

【００２３】前記洗浄方法を採用するに際しては、以下
の要素を付加することができる。

【００２４】（１）前記車両の走行速度として、１０Ｋ
ｍ／ｈ以上６０Ｋｍ／ｈ未満の範囲から選択し、選択し
た走行速度で前記車両を走行させること。

【００２５】前記した手段によれば、各ノズルの噴射孔
からウォータジェットが噴射されると、このウォータジ
ェットの回りに環状渦が生成され、この環状渦によりウ
ォータジェットに発生するキャビテーションが増幅され
る。このように増幅された活発なキャビテーションが生
成されると、キャビテーションを伴うウォータジェット
が洗浄対象の衝突したときには、気泡崩壊時に生じる衝
撃圧によって洗浄対象表面に付着した付着物を除去する
ことができる。さらにウォータジェットの水流の作用に
よって洗浄対象表面の汚れを洗い流すことができる。

【００２６】ノズルアレイを用いて洗浄対象を洗浄する
に際して、各ノズルの噴射孔と洗浄対象との距離は、キ
ャビテーションジェットの軸方向に発生する衝撃圧分布
における２番目のピーク領域に対応ずけて設定すると、
この２番目のピーク領域では、キャビテーションが最も
活発になり、最も効率良くキャビテーションによる洗浄
を行なうことができる。したがって、ノズルに供給する
水の水圧をむやみに高くする必要がなくなり、噴射水
量、すなわち排水量を少なく抑えることが可能になる。
また単一ノズル当たりにおいて、２番目のピーク領域に
おける衝撃圧が所定水準以上になる有効洗浄面積が分か
るが、無駄が生じない程度に、洗浄有効面積が互いに重
なりあわないように、各ノズルを配置することで、洗い
残しが生じたり、洗った後、残った汚れに起因する縞が
生じるのをなくすことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
にしたがって説明する。図１は本発明の一実施形態を示
すノズルアレイおよび洗浄装置の要部断面図、図２は洗
浄装置の要部正面図である。図１及び図２において、洗
浄装置は洗浄用ノズルアレイ２４、回転体としてのロー
ラ２３を備えて構成されており、ノズルアレイ２４は、
複数のノズル１がノズルアレイ台座３６に固定されてい
る。ノズルアレイ台座３６は各ノズル１を指定の位置に
配置して支持する支持台として構成されており、このノ
ズルアレイ台座３６の四隅にはローラ２３が回転自在に
固定されている。このローラ２３は、洗浄対象としての
内装板７が配置されたトンネル内壁６の壁面上をノズル
アレイ台座３６の移動にあわせて走行するようになって
いる。各ノズル１は、ノズルアレイ台座３６に２列に分
かれて内装板７の縦（長手）方向に沿ってアレイ（列）
状に配設されており、各ノズル１は、加圧された高圧水
が供給される高圧水供給流路１３に接続されている。そ
して、各ノズル１は噴射孔１５から内装板７に向けてウ
ォータジェットを噴射するようになっている。さらに各
ノズル１は、噴射孔１５を中心として、噴射孔１５より
漸次径が大きくなる釣鐘型拡大空洞部１６を有し、各空
洞部１６の開口端は内装板１７を臨む位置に配置され、
ウォータジェットの噴射により、各空洞部１６の内外に
渡ってキャビテーションを伴うウォータジェットを発生
するようになっている。

【００２８】具体的には、ノズル１には、噴射孔１５の
先端側に、釣鐘型拡大空洞部１６が設けられており、こ
の空洞部１６内でキャビテーションジェット３が生成さ
れるようになっている。すなわち、高圧水２が高圧水供
給流路１３から噴射孔１５に導かれ、径収縮部（絞り
部）１４で高圧水２が減圧・加速され、この高圧水２が
ウォータジェットとして噴射孔１５から噴射されると、
空洞部１６内に高速のキャビテーションジェット３が生
成される。このキャビテーションジェット３が、洗浄対
象の内装板７に衝突すると、キャビテーションの衝撃圧
とジェットの衝突水流の作用で内装板７の汚れが除去さ
れ、内装板７の反射能力を回復させることができる。

【００２９】また拡大空洞部１６の出口（開口端）と内
装板７との間には２〜３ｍｍのギャップが設けられてお
り、このギャップから洗浄に伴う水が排出されるように
なっている。またこのように狭いギャップを設けること
で、拡大空洞部１６内部には水が充満するので、ウォタ
ージェットは水中でキャビテーションを伴うキャビテー
ションジェット３となる。またこのギャップは、ノズル
アレイ台座３６に取付られるローラ２３の取付位置によ
って調整することができる。さらに、各ノズル１の拡大
空洞部１６には、同一の列において相隣接する空洞部１
６を臨む位置に切欠き部２１が形成されている。ノズル
１の拡大空洞部１６に切欠き部２１を設けると、相隣接
するノズル１から発生するキャビテーションジェット３
同士が干渉し、後述するように、衝突衝撃圧分布をでき
るだけ滑らかにすることができる。

【００３０】またノズルアレイ２４とローラ２３との間
には、ノズルアレイ２４を取り囲むようにブラシ２２が
植設されており、このブラシ２２を介して洗浄排水が系
外に排出されるようになっている。このブラシ２２は、
内装板７の上下方向に対しては、その外縁（内装板７の
外側のトンネル内壁６の表面）に押しつけられるように
配置されている。

【００３１】上記構成による洗浄装置を用いて内装板７
の表面を実際に洗浄するに際しては、図３に示すよう
に、専用車４１に、洗浄装置を始めとして本発明を具体
化した設備一式を搭載する。この場合、専用車４１の荷
台には、洗浄用の給水タンク３７、ノズルアレイ台座３
６に連結されたノズルアーム３８、高圧水を発生するプ
ランジャーポンプ３９、プランジャーポンプ３０を駆動
するためのエンジン４０を搭載する。ノズルアーム３８
の一端は荷台に固定されており、ノズルアーム３８の途
中にはジョイント４３が２か所設けられており、ノズル
アーム３８の先端にノズルアレイ台座３６が連結されて
いる。縦方向に細長いノズルアレイ台座３６は、専用車
４１の進行方向βに対して直交する方向へ配置されてお
り、ジョイント４３の角度を調整することで、ノズルア
レイ台座３６が内装板７に対して押しつけられるように
なっている。またノズル台座３６には、高圧ホース４２
が接続されており、エンジン４０によってプランジャー
ポンプ３９が駆動されると、給水タンク３７からの水が
高圧水として高圧ホース４２を介して供給されるように
なっている。この状態で、専用車４１の走行速度とし
て、１０Ｋｍ／ｈ以上６０Ｋｍ／ｈ未満の範囲から選択
し、選択した走行速度で専用車４１を走行しているとき
に、各ノズル１からキャビテーションジェット３が噴射
され、トンネル内壁６に配置された内装板７が順次洗浄
される。例えば、洗浄前に汚れていた内装板７”に対し
てキャビテーションジェット３が噴射されると、洗浄済
内装板７’のように汚れが除去され、内装板７の反射能
力を回復させることができる。

【００３２】ここで、ノズル１と内装板７との距離を特
定するために、キャビテーションジェット３の特性を測
定したところ、図４に示すような測定結果が得られた。
図４において、周囲が水である環境中にノズル１から吹
き出されたウォータジェットは、激しいキャビテーショ
ンを伴うキャビテーションジェット３となる。このキャ
ビテーションジェット３の衝撃分布圧をジェットの軸方
向に対する変化として測定すると、図に示すように、第
１のピーク４と第２のピーク５を有する曲線となる。こ
れらのピークのうち、本発明においては、下流側に生じ
る２番目のピーク、すなわち「第２ピーク」を利用す
る。ようするに、ノズル１において、噴射孔１５の出口
と内装板７との距離を第２ピークに相当する最適スタン
ドオフ距離Ｘｓになるように設定する。この第２ピーク
領域は、後述するように、キャビテーションが最もパワ
フルであり、この領域を利用することで、最も効率の良
い洗浄を達成することができる。

【００３３】次に、周囲が水である環境中に、高速のウ
ォータジェットを吹き込んだ際に生じる現象を調べたと
ころ、図５に示すような結果が得られた。図５はこの現
象を模式的に描いたものであり、ノズル１からウォータ
ジェットが吹き出されると、このウォータジェットに
は、吹き出された直後には水芯３０が生じ、水芯３０が
キャビテーションの生成と連成して分裂する（３１）。
この現象は図４に示した第１ピーク４に相当する領域で
生じる。一方、この領域から外れたキャビテーションジ
ェット３の界面には剪断渦３２が生じ、この渦３２に由
来する渦キャビテーション（ＶｏｒｔｅｘＣａｖｉｔ
ａｔｉｏｎ）が生成され、キャビテーションジェット３
の下流には渦キャビテーション発達領域３３が形成され
る。この発達領域３３に生じるキャビテーションが最も
パワフルであり、この領域は、図４に示した第２ピーク
に相当する領域である。

【００３４】上述した点を考慮し、本実施形態では、渦
キャビテーション領域の発達領域３３が洗浄対象の内装
板７に含まれるように、ノズル１と内装板７との位置が
設定されている。

【００３５】次に、ノズル１に生じる現象を具体的に表
わすと、図６のようになる。まず、高圧水２がノズル１
の噴射孔１５から噴射されると、拡大空洞部１６の内外
に渡ってキャビテーションジェット３が形成される。こ
の拡大空洞部１６の内部では、吹き出されたキャビテー
ションジェット３を取り囲むように環状の循環渦１７が
生じる。この循環渦１７はキャビテーションジェット３
の発生に重要な役割を演じており、周囲水１８からキャ
ビテーション核（ＣａｖｉｔａｔｉｏｎＮｕｃｌｅ
ｉ）をキャビテーションジェット３中に供給する。さら
にキャビテーションジェット３の界面に対して強い圧力
変動を加えて、界面の剪断渦に由来する渦キャビテーシ
ョンの生成を助長するなどの機能により、キャビテーシ
ョンを増幅する。したがって、このノズル１を用いるこ
とで、強いキャビテーションの作用で洗浄効果を高める
ことができる。

【００３６】次に、ノズルアレイ２４によって生成され
たキャビテーションジェット３を内装板７に衝突させた
ときに生じる衝撃圧の生成・分布特性を図７にしたがっ
て説明する。

【００３７】各ノズル１から噴出したキャビテーション
ジェット３が内装板７の表面に衝突すると、中心が少し
へこんだ丘状の衝突衝撃圧分布３４が生じる。この場
合、全ノズル１をアレイ（列）状に配列しているため、
各キャビテーションジェット３の衝突衝撃圧分布３４の
うち裾部同士がつながり、ノズルアレイ２４によって生
じる衝突衝撃圧分布３４は全域において、洗浄に要求さ
れる衝撃圧のしきい値３５を上回るようになる。さら
に、同一の列において相隣接するノズル１同士の衝撃圧
発生領域１９は、車両が進行方向βに沿って移動するこ
とによって生じる有効洗浄領域２０と部分的に重なりあ
う。

【００３８】具体的には、図８に示すように、各列のノ
ズル１は、相隣接する他の列のノズルとは洗浄時の移動
方向（車両の移動方向）に対して交差する方向（直交す
る方向）における噴射孔１５の位置が異なるように配置
され、各ノズル１による有効洗浄領域２０が相隣接する
ノズル１の有効洗浄領域２０と部分的に重なるように配
置されている。すなわち、相隣接するノズル及び車両の
進行方向において前後となるノズル１から発生するキャ
ビテーションジェット３の衝突で生じる有効洗浄領域２
０が、無駄にならに程度に部分的に重なりあうようにな
っている。この結果、ノズルアレイ２４を進行方向βに
したがって移動させることで、内装板７の表面に洗い残
しがなくなり、内装板７の表面をまんべんなく洗浄する
ことができる。

【００３９】ここで、本実施形態のものと従来のものと
比較したところ、図９に示すような比較結果が得られ
た。図９においては、洗浄後における内装板の反射率に
関する比較結果を示してある。縦軸における反射率ｒ
は、従来技術における反射率ｒ＊で割ることにより、相
対値ｒ／ｒ＊として表わしてある。このため、従来技術
における反射率はｒ／ｒ＊＝１となる。これに対して、
本実施形態のものは内装板７の汚れの程度などによるば
らつきはあるものの、ｒ／ｒ＊＝１．３〜１．６までの
ものが得られた。

【００４０】図９から、本実施形態における洗浄装置を
用いることで、反射率の向上を図ることができるととも
に、ノズルアレイ及び洗浄装置をトンネル内装板の洗浄
に適用することの有効性を確認することができた。

【００４１】なお、本実施形態におけるノズル１のウォ
ータジェットの噴射圧力は、３ＭＰａ以上２７ＭＰａ未
満の範囲から選択されてある。

【００４２】次に、本発明の他の実施形態を図１０及び
図１１にしたがって説明する。

【００４３】本実施形態は、前記実施形態において、ノ
ズル１の噴射孔１５の中心線と内装板７とのなす角度と
して、キャビテーションジェット３の衝突角度θ＝９０
度に設定したのに対して、衝突角度をθ＜９０度とし、
広い衝突領域でキャビテーションの作用を有効に用いる
ようにしたものである。

【００４４】具体的には、ノズル１の代わりに、傾斜ノ
ズル２５が用いられており、傾斜ノズル２５の先端側に
は噴射孔１５を中心として噴射孔１５より漸次径が大き
くなる拡大空洞部２５が形成されており、この拡大空洞
部２７の開口端には斜め切断開口部２６が形成されてい
る。そして噴射孔１５から噴射されたウォータジェット
はキャビテーションジェット２８として噴射され、キャ
ビテーションジェット２８によって内装板７の表面が洗
浄されるようになっている。この場合、各傾斜ノズル２
５によって洗浄される有効洗浄領域２９はほぼ楕円形状
になっている。すなわち、傾斜ノズル２５は内装板７に
対して傾斜した状態で配置されており、キャビテーショ
ンジェット２８が内装板７に対して斜めに衝突すると、
衝突分流が鈍角に流れる方向において（図では進行方向
β側において）、衝突分流内の広い領域に渡って強いキ
ャビテーションの作用が生じる。

【００４５】本実施形態によれば、前記実施形態より
も、広い衝突領域においてキャビテーションの作用を有
効に利用することができる。

【００４６】本実施形態においては、内装板７を洗浄す
るに際して、衝突角度θは１５度以上７０度未満の範囲
に設定することが望ましい。また傾斜ノズル２５の傾き
に関して、傾斜ノズル２５の傾き方向は、車両の進行方
向と同じ方向あるいは逆の方向であっても洗浄の効果は
同等である。

【００４７】前記各実施形態によるノズルアレイ２４及
び洗浄装置を用いることにより以下のような効果が生じ
る。

【００４８】（１）内装板７上の粒子状・タール状の付
着物を良好に除去することができる。

【００４９】（２）上記（１）の効果に関連し、車両の
走行速度を増大できるので、水洗時間を短縮することが
できる。

【００５０】（３）使用水量、言い替えれば排水量を削
減することができる。

【００５１】（４）内装板７に付着した有害成分をキャ
ビテーションの作用で分解し、排水を無害化することが
できる。

【００５２】（５）キャビテーションジェットを内装板
７に衝突させても、この衝撃が内装板７の局所に集中す
ることがないので、水洗作業中に内装板７を破損させる
恐れもない。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各ノズルの噴射孔からウォータジェットが噴射される
と、このウォータジェットの回りに環状渦が生成され、
この環状渦によりウォータジェットに発生するキャビテ
ーションが増幅され、増幅された活発なキャビテーショ
ンを伴うウォータジェットを洗浄対象に衝突させるよう
にしたため、気泡崩壊時に生じる衝撃圧によって洗浄対
象表面に付着した付着物を除去することができるととも
に、ウォータジェットの水流の作用によって洗浄対象表
面の汚れを洗い流すことができ、洗浄対象の機能の回復
を高めることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す洗浄装置の要部断面
図である。

【図２】本発明の一実施形態を示す洗浄装置の要部正面
図である。

【図３】洗浄装置を専用車に搭載して内装板を洗浄する
ときの洗浄方法を説明するための図である。

【図４】ノズルの衝撃圧特性を説明するための図であ
る。

【図５】キャビテーションジェットの現象を説明するた
めの図である。

【図６】キャビテーションジェットと環状渦との関係を
説明するための図である。

【図７】水洗時におけるノズルの衝撃圧特性を説明する
ための図である。

【図８】水洗時における各ノズルの有効洗浄領域と衝撃
圧発生領域との関係を説明するための図である。

【図９】水洗・清掃に伴って得られた反射率について従
来技術と本発明とを比較した比較結果を説明するための
図である。

【図１０】本発明の他の実施形態を示す傾斜ノズルの要
部断面図である。

【図１１】本発明の他の実施形態を示すノズルアレイの
要部平面図である。

【図１２】従来技術の構成説明図である。

【符号の説明】

１ノズル２高圧水３キャビテーションジェット６トンネル内壁７内装板１３高圧水供給流路１４径収縮部１５噴出口１６釣鐘型拡大空洞部２１切欠き部２２ブラシ２３ローラ２４洗浄用ノズルアレイ３６ノズルアレイ台座

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷田部広志東京都港区浜松町二丁目４番１号バブコック日立株式会社内 (72)発明者清水翼東京都港区浜松町二丁目４番１号バブコック日立株式会社内 (72)発明者溝口忠昭広島県呉市宝町３番36号バブコック日立株式会社呉研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧された高圧水が供給される高圧水供
給流路に接続されて噴射孔から洗浄対象に向けてウォー
タジェットを噴射する複数のノズルと、前記各ノズルを
指定の位置に配置して支持する支持台とを備え、前記各
ノズルは、前記噴射孔を中心として前記噴射孔より漸次
径が大きくなる空洞部を有し、各空洞部の開口端は前記
洗浄対象を臨む位置に配置され、前記ウォータジェット
の噴射により前記各空洞部の内外に亘ってキャビテーシ
ョンを伴うジェットが発生してなるノズルアレイ。
【請求項２】前記複数のノズルは、洗浄時の移動方向
に対して交差する方向に複数列に分かれて配置され、各
列のノズルは、相隣接する他の列のノズルとは洗浄時の
移動方向に対して交差する方向における噴射孔の位置が
異なるように配置されてなることを特徴とする請求項１
記載のノズルアレイ。
【請求項３】前記複数のノズルは、各ノズルによる有
効洗浄領域が相隣接するノズルの有効洗浄領域と部分的
に重なるように配置されてなること特徴とする請求項１
または２記載のノズルアレイ。
【請求項４】前記複数のノズルの空洞部のうち同一の
列において相隣接する空洞部を臨む位置に切り欠き部が
形成されてなることを特徴とする請求項２または３記載
のノズルアレイ。
【請求項５】前記複数のノズルから噴射されるウォー
タジェットの噴射圧力を３ＭＰａ以上２７ＭＰａ未満の
範囲から選択して設定してなることを特徴とする請求項
１、２、３または４記載のノズルアレイ。
【請求項６】前記複数のノズルの噴射孔の中心線と洗
浄対象との成す角度は、キャビテーションジェットの衝
突角度として９０度または１５度以上７０度未満の範囲
から選択した角度に設定されてなることを特徴とする請
求項１、２、３、４または５記載のノズルアレイ。
【請求項７】請求項１乃至６のうちいずれか１項に記
載のノズルアレイと、前記支持台に回転自在に固定され
て前記洗浄対象の配置された壁面上を前記支持台の移動
に合わせて走行する回転体とを備えてなる洗浄装置。
【請求項８】前記複数のノズルの噴射孔と洗浄対象と
の距離を、キャビテーションジェットの軸方向に発生す
る衝撃圧分布における２番目のピーク領域に対応づけて
設定し、この設定に従って前記回転体と前記支持台とが
位置決めされてなることを特徴とする請求項７に記載の
洗浄装置。
【請求項９】請求項７または８に記載の洗浄装置と高
圧水供給装置を車両に搭載し、前記高圧水供給装置から
前記洗浄装置の各ノズルに高圧水を供給し、前記洗浄装
置の各ノズルを洗浄対象に相対向させて配置するととも
に前記洗浄装置の回転体を洗浄対象の配置された壁面上
に配置し、前記車両の走行により前記洗浄対象の表面を
順次洗浄する洗浄方法。
【請求項１０】前記車両の走行速度として、１０Ｋｍ
／ｈ以上６０Ｋｍ／ｈ未満の範囲から選択し、選択した
走行速度で前記車両を走行させることを特徴とする請求
項９に記載の洗浄方法。