JP2934945B2 - 自動回転洗浄装置 - Google Patents

自動回転洗浄装置

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JP2934945B2
JP2934945B2 JP7278222A JP27822295A JP2934945B2 JP 2934945 B2 JP2934945 B2 JP 2934945B2 JP 7278222 A JP7278222 A JP 7278222A JP 27822295 A JP27822295 A JP 27822295A JP 2934945 B2 JP2934945 B2 JP 2934945B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重合槽、反応釜、
輸送・貯蔵タンクなどの缶内や大口径パイプの内面を高
圧水を噴射することにより洗浄するノズル回転方式の洗
浄装置にかかるものである。
【0002】
【従来の技術】ノズルを自動的に回転して洗浄する装置
において、タンク内部をむらなく洗浄するためには、ノ
ズルの回転数を制御し、回転数を安定させることが必要
となる。ここで、ノズルの回転を制御する手段として、
内部に駆動用ノズルを有し、洗浄水の一部を噴射して羽
根車を回し、これを歯車列により減速伝達し、回転を得
る自動回転洗浄装置において、噴射水量や角度を調整し
たり、洗浄装置の内部に溜った水の排水量を絞ることよ
り行うというタービン方式がある。また、ノズルの噴射
反力により回転する自動回転洗浄装置において、トロコ
イドポンプの油量調節弁により回転数を制御する油圧制
御方式がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、タービン方式
による制御方法では、ノズルの穴が小さいため、水中の
ゴミ等による目詰まりを頻繁に起こし、ノズルの回転不
良を招くという問題がある。このため、洗浄器内部に水
中のごみ等の異物を除去するためのフィルターを設ける
ことも考えられるが、洗浄装置の構造が複雑となってし
まう。また、かかる制御方法では、洗浄器内部に水が溜
るため、軸受や羽根車等の潤滑不足、壊食等により寿命
が短いという問題がある。
【0004】一方、油圧制御方式による制御方法では、
これらの問題点はない点で優れているが、作動油の温度
変化により粘性が変化するため、ノズルの回転数に変動
をきたすという問題がある。
【0005】そこで、本発明は、ノズルの回転を制御す
るために、温度変化に影響しない磁力を利用することに
より、タンク内部を精密に洗浄でき、構造も簡易な自動
回転洗浄装置を提供することをその目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本願発明は、ノズルより噴射する高圧水の噴射
反動力によってノズルホルダーを回転するとともに前記
ノズルホルダーの回転を本体に伝達することにより該本
体を回転して三次元的に洗浄を行う自動回転洗浄装置に
おいて、磁界を発生するとともに、該磁界とうず電流を
利用することにより前記ノズルホルダーの回転数を調整
する回転制御部を備えたことを特徴とするものである。
【0007】ここで、ノズルホルダーの回転の本体への
伝達は、ノズルホルダーに設けられた傘歯車と本体に設
けられた傘歯車を咬合することにより本体に伝達するこ
とにより行うことができるが、これに限るものではな
い。
【0008】本願の別の発明は、上述の発明の構成のう
ち、前記回転制御部が、前記磁界の磁束を変化させるこ
とに生じたうず電流と前記磁界とにより生じた回転の制
動力によって、前記ノズルホルダーの回転数を調整する
ものであることを特徴とするものである。
【0009】本願の別の発明は、上述の発明において、
前記回転制御部が前記磁界の磁束を変化させることによ
り生じたうず電流と前記磁界とにより生じた回転の制動
力によって、前記ノズルホルダーの回転数を調整すると
ともに、洗浄装置の外部から手動で前記ノズルホルダー
の回転数を調整することできるものであることを特徴と
するものである。
【0010】本願の別の発明は、上述の発明の構成のう
ち、前記回転制御部が磁気ブレーキにより前記ノズルホ
ルダーの回転数を調整するものであることを特徴とする
ものである。
【0011】ここで、磁気ブレーキは、うず電流を発生
する型のものでも、ヒステリシス型のものでもよいが、
安定した回転数を得るためには、うず電流型の方が望ま
しい。
【0012】本発明のうち請求項1に記載の発明は、
ズルより噴射する高圧水の噴射反動力によってノズルホ
ルダーを回転するとともに前記ノズルホルダーの回転を
本体に伝達することにより該本体を回転して三次元的に
洗浄を行う自動回転洗浄装置において、前記磁界の磁束
を変化させることにより生じたうず電流と前記磁界とに
より生じた回転の制動力によって、前記ノズルホルダー
の回転数を調整する回転制御部を備え、前記回転制御部
は、一対の永久磁石と、該一対の永久磁石の間に配置さ
れた導電性ディスクとからなる磁気ブレーキを有し、洗
浄装置の外部から手動で前記一対の永久磁石の位相を変
化させることにより前記回転制動力を調整可能であるこ
とを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一の実施の形態を
図示例とともに示す。図1は、本発明にかかる自動回転
洗浄装置の主要部分の構成を示す。
【0014】本体11は、中心部に回動する管状軸12
を内装し、上端部には、高圧水を注入する注入部1を、
側面部には回動可能なノズルホルダー3を突設するよう
に設け、また、傘歯車4をノズルホルダー3の傘歯車5
と咬合するように設け、ノズルホルダー3のノズル2の
噴射反動力により、ノズルホルダー3を管状軸12に対
し直角方向に回動するいわゆる自転回転と、管状軸12
と同方向に回動するいわゆる公転回転が得られるように
構成するものである。
【0015】ノズルホルダー3は、高圧水を噴射する2
つのノズル2が相対向する向きに着設されており、ノズ
ル2の高圧水の噴射反動力により、管状軸12と直交す
る方向に回動するものである。
【0016】また、本体11の下部には、ノズルホルダ
ー3の回転数を制御するための回転制御ユニット6が設
けられており、本実施の形態では、磁気ブレーキを使用
している。さらに、回転制御ユニット6の軸7には、歯
車列8、9、10が互いに咬合するように設けられ、回
転制御ユニット6内で発生した回転数を制御するための
回転制動力を変速するように構成されている。
【0017】注入部1から注入した高圧水がノズル2か
ら噴射されると、その噴射反動力により、矢印Aの方向
にノズルホルダー3が回動される。ここで、ノズルホル
ダー3の回動する傘歯車5と本体11の傘歯車5が咬合
しているため、ノズルホルダー3の回転力が傘歯車5、
4を介して本体11に伝達され、その結果、本体11
が、ノズルホルダー3の回転軸と直交する管状軸12を
中心に矢印Bの向きに回動する。
【0018】従って、ノズルホルダー3に設けられたノ
ズル2は、自転と公転運動を行うため、本体11を中心
としてその周囲全面に高圧水を噴射するものである。
【0019】ノズルによる洗浄効果を十分に発揮させる
ためには、ノズルの回転数を安定にする必要があり、回
転数の制御は回転制御ユニット6において行われる。図
3は、本実施の形態のおいて、回転制御ユニット6に使
用される磁気ブレーキの構成を示したものである。磁気
ブレーキは、2つの永久磁石31、33と導電性のディ
スク32から構成されている。
【0020】ここで、各永久磁石31、33は、N極部
とS極部の互いに異なる極性の部分からなるものであ
る。このため、2つの永久磁石31、33により磁界が
発生することになる。なお、永久磁石31、33は、錆
の発生を防止するためコーティングされていることが望
ましい。
【0021】導電性のディスク32は、2つ永久磁石3
1、33の間に配置され、かつ回転可能なように構成さ
れている。本実施の形態では、ディスク32は、本体1
1の回転に従い本体11の回転よりも速い速度で回転す
るように構成されている。
【0022】回転制御ユニット6の磁気ブレーキによ
り、ノズルの回転数の調整は以下のように行われる。デ
ィスク32は、本体11の回転よりも速い速度で回転す
るが、ディスク32は、2つの永久磁石31、33の間
に配置されているため、永久磁石により発生した磁力線
の中を回転することになる。かかる回転は、ディスク内
の磁束に変化を及ぼし、磁束の変化による電磁誘導によ
って、ディスク内に多数のうず電流が誘起される。ここ
で、うず電流は、ディスク内の磁界の強さと方向を妨げ
る向きに流れるため、ディスク32には、ディスクの回
転を制動するトルクが発生する。さらに、このトルク
は、ディスク32の回転数に比例して変化するため、デ
ィスクの回転数、すなわちノズル及び本体の回転数が大
きくなればなるほど、大きなトルクが発生し、ディスク
の回転を制動するように働くことになる。
【0023】磁気ブレーキのディスク32に発生したト
ルクは、本体11の回転を抑制する制動力として働く
が、ノズル2の噴射反動力と均衡を保たせるため、回転
制動力を変速する必要がある。このため、ディスク32
に働く回転制動力は、磁気ブレーキの軸7を通じて、歯
車列8、9、10により変速されて、本体11の回転を
制動するように働く。
【0024】従って、このような回転制御ユニット6の
作用により、ノズルホルダー及び本体の回転数が増大す
ると、増大した回転数に比例して回転を制動するため、
ノズルホルダー及び本体の回転数を安定した状態に自動
的に保持することが可能となる。
【0025】なお、磁気ブレーキは、磁束の変化により
うず電流が得られるものであればよく、本実施の形態の
ように、2つの永久磁石と1つの導電性ディスクから構
成されるものに限るものではない。例えば、磁気ブレー
キを一の永久磁石と2つの導電性ディスクから構成し、
永久磁石を移動することにより磁束を変化させてもよ
い。
【0026】本発明の第二の実施の形態は、回転制御ユ
ニット6において磁気ブレーキを採用するとともに、更
に、手動でトルクの大きさを調整することができる手段
を備えたものである。
【0027】上記で説明したように、磁気ブレーキのデ
ィスク32には、ノズルホルダーの回転数に比例したト
ルクが発生するため、自動的に回転数を安定した状態に
保持することができるが、任意の回転数に安定させるた
めには、トルクの大きさを調整する必要がある。すなわ
ち、図3において、永久磁石31、33の位相を洗浄装
置の外部から手動でずらすことにより、同一回転数に対
する発生トルクの大きさを調整し、これにより、ノズル
の回転数を無段階に調整するものである。例えば、磁気
ブレーキ内の永久磁石のうち一方の磁石の位相をずらす
つまみを設けたものである。なお、永久磁石の位相をず
らすことができれば、2つの永久磁石をずらすことによ
り、ノズルの回転数を調整するものでもよい。
【0028】まず、図4に示すように、2つの永久磁石
31、33を異なる極性部分が対向するように配置する
と、2つの永久磁石の間には、矢印の方向に磁界が発生
する。すなわち、磁石の磁極は異なった極性を有する部
分がディスク32を介して対面しているため、磁石31
のN極から磁石33のS極へ、磁石33のN極から磁石
31のS極へとディスク内を貫通して磁界が発生する。
このとき、磁束は、ディスクの中の広い範囲を通過する
ため磁束密度が低くなる。このため、ディスク内に誘起
されるうず電流は小さくなり、その結果、発生するトル
クも小さくなる。このように磁石を配置した場合に磁束
がディスクの中を通過する範囲が最も広くなるため、同
一回転数に対して発生するトルクの大きさは最小とな
る。
【0029】一方、図5に示すように、2つの永久磁石
31、33を同一の極性部分が対向するように配置する
と、2つの永久磁石の間には、矢印の方向に磁界が発生
する。すなわち、磁石の磁極は同一の極性を有する部分
がディスク32を介して対面しているため、磁石31の
N極から該磁石のS極へ、磁石33のN極から該磁石の
S極へと、ディスクを貫通せず磁界が発生する。このと
き、磁束は、ディスクの中の狭い範囲を通過するため、
磁束密度が高くなる。このため、ディスク内に誘起され
るうず電流は大きくなり、その結果、発生するトルクも
大きくなる。このように磁石を配置した場合に磁束がデ
ィスクの中を通過する範囲が最も狭くなるため、同一回
転数に対して発生するトルクの大きさは最大となる。
【0030】なお、最大トルク時及び最小トルク時にお
ける回転数とトルクの関係は、図6のとおりである。
【0031】従って、2つの永久磁石31、33の配置
を上記最大、最小トルクの範囲内で調整することによ
り、発生するトルクと回転数の比例関係を変化させるこ
とができるため、同一回転数に対するトルクの大きさを
調整することができ、その結果、ノズルホルダーの回転
数を無段階で調整することができる。
【0032】なお、トルクの大きさの調整は、永久磁石
による磁束を変化できればよく、本実施の形態のように
2つの永久磁石の位相を変えるものに限られるものでは
ない。例えば、2つの永久磁石の距離を変化させること
により磁束を変化させ、トルクの大きさを調整してもよ
い。
【0033】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の自動回転
洗浄装置は、ノズルの回転制御に、磁界とうず電流を利
用した磁気ブレーキ機構を利用したことにより、雰囲気
温度による影響をまったく受けず、安定した制御が得ら
れるため、ノズルの回転の安定化が図られる。その結
果、缶内洗浄を人間の目視により管理する必要がなくな
り、全自動で完璧に近い精密な洗浄を行うことができ
る。また、磁気ブレーキ機構は非接触構造であるため、
消耗部品はなく、長寿命でメンテナンスが容易である。
【0034】また、本発明の自動回転洗浄装置は、ノズ
ルの回転数を無段階で調整できるため、付着残渣の洗浄
に適合した回転数を設定することができる。
【0035】さらに、本発明の自動回転洗浄装置は、回
転制御部に磁気ブレーキを利用し、回転制動力を歯車列
により変速して伝達しているため、小容量の磁力でノズ
ルの回転数を制御でき、従来品と比較して小型軽量化が
図られるとともに構造が簡易で操作性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における自動回転洗浄装置の主要部分の
概略構成図である。
【図2】本発明における自動回転洗浄装置のノズルホル
ダー部の側面図である。
【図3】磁気ブレーキの概略構成図である。
【図4】磁気ブレーキにおける最小トルク時の磁界の状
態図である。
【図5】磁気ブレーキにおける最大トルク時の磁界の状
態図である。
【図6】回転数とトルクの関係図である。
【符号の説明】
1:高圧水注入部 2:ノズル 3:ノズルホルダー 4:傘歯車 5:傘歯車 6:回転制御ユニット 7:磁気ブレーキ軸 8,9,10:歯車列 11:本体 12:管状軸 31:永久磁石 32:ディスク 33:永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B05B 3/00 - 3/06 B08B 1/00 - 11/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズルより噴射する高圧水の噴射反動力
    によってノズルホルダーを回転するとともに前記ノズル
    ホルダーの回転を本体に伝達することにより該本体を回
    転して三次元的に洗浄を行う自動回転洗浄装置におい
    て、 前記磁界の磁束を変化させることにより生じたうず電流
    と前記磁界とにより生じた回転の制動力によって、前記
    ノズルホルダーの回転数を調整する回転制御部を備え、 前記回転制御部は、一対の永久磁石と、該一対の永久磁
    石の間に配置された導電性ディスクとからなる磁気ブレ
    ーキを有し、洗浄装置の外部から手動で前記一対の永久
    磁石の位相を変化させることにより前記回転制動力を調
    整可能であることを特徴とする自動回転洗浄装置。
JP7278222A 1995-10-03 1995-10-03 自動回転洗浄装置 Expired - Lifetime JP2934945B2 (ja)

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JP7278222A JP2934945B2 (ja) 1995-10-03 1995-10-03 自動回転洗浄装置

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JPH0994547A JPH0994547A (ja) 1997-04-08
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