JP3165175U - 超高圧ウォータージェット洗浄システム - Google Patents

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浩 高杉
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Abstract

【課題】アルミフィン洗浄などに最適な超高圧ウォータージェット洗浄システムの提供。【解決手段】このシステム1は、ウォータージェットポンプ設備10と、エアー駆動の回転式ノズル40を有するウォータージェットガン30とを備え、特に、回転式ノズル40は、回転されるノズルヘッドと、ノズルヘッドの先端にその回転中心から半径方向に異なる距離に装着される複数のノズルとからなり、ノズルの数及び噴射孔の大きさ、ノズルヘッドの回転数、並びに超高圧水の圧力の相互の組み合わせ調整により、回転式ノズル40から超高圧水をミストにして螺旋状に回転させながら噴射するようにした。【選択図】図1

Description

本考案は、熱交換器のアルミフィンの洗浄などに使用する超高圧ウォータージェット洗浄システムに関する。
一般に、空冷式の熱交換器は送風機によって空気が強制的にアルミフィンに通されて熱交換が行われ、排気される。この際、空気中に含まれるごみや油脂などがアルミフィンの外面に付着して汚れとなり、時間の経過とともにアルミフィンの閉塞が促進されて、熱交換器としての機能の低下を引き起こす。このため、送風機のモーターの負荷は増大し、電力コストは上昇する。そこで、このような熱交換器においては、定期的に、アルミフィンに付着した汚れを除去する作業が行われている。
従来のアルミフィンの洗浄では、薬液を用いる薬液洗浄、温水を使用する温水洗浄、その他エアーブロー、ブラスト洗浄などの方法が採用されており、この種のアルミフィン洗浄が特許文献1などに記載されている。なお、アルミフィンはその材質や構造から、小さな外力でも変形したり損傷したりする恐れがあるために、超高圧水の使用は避けているのが通常である。
特開2007−303800公報
しかしながら、上記従来のアルミフィン洗浄では、次のような問題がある。
(1)薬液洗浄の場合、洗浄廃水処理液が産業廃棄物となり、環境への負荷が大きい。
(2)温水洗浄の場合、ボイラーなど大型の設備が必要であり、作業上、機動性が損なわれる。
(3)エアーブロー、ブラスト洗浄の場合、粉塵が発生するため、その処理が煩雑となる。
(4)薬液洗浄、温水洗浄、エアーブロー、ブラスト洗浄のいずれの洗浄でも、アルミフィンの汚れは完全には除去することができず、熱交換器の充分な機能回復効果は得られていない。
本考案は、このような従来の課題を解決するもので、アルミフィンの洗浄などに使用し、薬液を不要として環境への負荷を可及的になくすこと、ボイラーなど大型の設備を不要とし、作業に当たり、優れた機動性を発揮できること、粉塵の発生がないこと、汚れを完全に除去して充分な機能回復効果を実現することなど、ユーザーの様々なニーズに対応することのできる超高圧ウォータージェット洗浄システムを提供すること、を目的とする。
(1)上記目的を達成するために、本考案の超高圧ウォータージェット洗浄システムは、超高圧水供給部及び圧縮エアー供給部を有するウォータージェットポンプ設備と、エアー駆動の回転式ノズルを有し、前記ウォータージェットポンプ設備に超高圧水供給ホース及び圧縮エアー供給ホースを介して接続されて、前記圧縮エアーにより前記回転式ノズルを回転駆動し、当該回転式ノズルを通じて前記超高圧水を噴射するウォータージェットガンとを備え、前記回転式ノズルは、前記ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管に回転可能に連結されるノズルヘッドと、前記ノズルヘッドに装着される複数のノズルとからなり、前記ノズルヘッドは、基端に形成され、前記ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管に連通可能な連結口、当該連結口から先端に向けて分岐して形成され、前記超高圧水を通すための複数の水流路、及び先端に当該先端の回転中心から異なる距離に形成され、前記水流路に連通可能な複数のノズル装着部を有し、前記各ノズルは超高圧水を噴射するための噴射孔をなすオリフィスを有し、前記ノズルヘッドの各ノズル装着部に装着され、前記ノズルの数及び噴射孔の大きさ、前記ノズルヘッドの回転数、並びに前記超高圧水の圧力の組み合わせ調整により、前記回転式ノズルから前記超高圧水をミストにして噴射する、ことを要旨とする。
(2)また、上記目的を達成するために、本考案の超高圧ウォータージェット洗浄システムは、超高圧水供給部及び圧縮エアー供給部を有するウォータージェットポンプ設備と、エアー駆動の回転式ノズルを有し、前記ウォータージェットポンプ設備に超高圧水供給ホース及び圧縮エアー供給ホースを介して接続されて、前記圧縮エアーにより前記回転式ノズルを回転駆動し、当該回転式ノズルを通じて前記超高圧水を噴射するウォータージェットガンとを備え、前記回転式ノズルは、前記ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管に回転可能に連結されるノズルヘッドと、前記ノズルヘッドに装着されるノズルとからなり、前記ノズルヘッドは、基端に形成され、前記ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管に連通可能な連結口、当該連結口から先端に向けて形成され、前記超高圧水を通すための水流路、及び先端側に形成され、前記水流路に連通可能なノズル装着部を有し、前記ノズルは基端側から先端側に向けて所定角度により末広がりの略扇形形状に形成され、超高圧水を噴射するための噴射孔を有し、前記ノズルヘッドのノズル装着部に装着され、前記ノズルの噴射孔の大きさ及び角度、前記ノズルヘッドの回転数、並びに前記超高圧水の圧力の組み合わせ調整により、前記回転式ノズルから前記超高圧水をミストにして噴射する、ことを要旨とする。
(I)本考案の超高圧ウォータージェット洗浄システムでは、上記(1)の構成を備え、
ノズルの数及び噴射孔の大きさ、ノズルヘッドの回転数、並びに超高圧水の圧力の相互の組み合わせ調整により、回転式ノズルから超高圧水をミストにして噴射し、これを被洗浄物に吹き付けるようにしたので、このシステムを例えばアルミフィンの洗浄に使用した場合、回転式ノズルから噴射されたミストはアルミフィンや細部の部品にその表面から、その間を通過し、裏側まで回りながら進行し、このようなミストの流れによってアルミフィンや細部の部品を洗浄する。このミスト流の洗浄力により、アルミフィンや細部の部品に付着した汚れを隅々まで効率よく確実に除去することができる。
したがって、このシステムをアルミフィンの洗浄などに使用することにより、次のような格別な効果を奏することができる。
(a)薬液を不要として環境への負荷を可及的になくすことができる。
(b)ボイラーなど大型の設備を不要とし、作業に当たり、優れた機動性を発揮することができる。
(c)粉塵の発生がなく、その処理が不要である。
(d)汚れを完全に除去してアルミフィンなどの充分な機能回復効果を実現することができる。
(II)本考案の超高圧ウォータージェット洗浄システムでは、上記(2)の構成を備え、
ノズルの噴射孔の大きさ及び角度、ノズルヘッドの回転数、並びに超高圧水の圧力の相互の組み合わせ調整により、回転式ノズルから超高圧水をミストにして噴射し、これを被洗浄物に吹き付けるようにしたので、このシステムを例えばアルミフィンの洗浄に使用した場合、回転式ノズルから噴射されたミストはアルミフィンや細部の部品にその表面から、その間を通過し、裏側まで回りながら進行し、このようなミストの流れによってアルミフィンや細部の部品を洗浄する。このミスト流の洗浄力により、アルミフィンや細部の部品に付着した汚れを隅々まで効率よく確実に除去することができる。
したがって、このシステムをアルミフィンの洗浄などに使用することにより、次のような格別な効果を奏することができる。
(a)薬液を不要として環境への負荷を可及的になくすことができる。
(b)ボイラーなど大型の設備を不要とし、作業に当たり、優れた機動性を発揮することができる。
(c)粉塵の発生がなく、その処理が不要である。
(d)汚れを完全に除去してアルミフィンなどの充分な機能回復効果を実現することができる。
本考案の第1の実施の形態における超高圧ウォータージェット洗浄システムの図 (a)同システムに採用される回転式ノズルの先端面図(b)同側面図 同システムに採用される回転式ノズルの作用を説明するための図 本考案の第2の実施の形態における超高圧ウォータージェット洗浄システムに採用される回転式ノズルの図 同システムに採用される回転式ノズルの作用を説明するための図(a)下向き噴出しの正面図(b)下向き噴出しの側面図 同システムに採用される回転式ノズルの作用を説明するための図
次に、この考案の実施の形態について、図を用いて説明する。図1に第1の実施の形態を示し、図2にその要部を示している。図1に示すように、超高圧ウォータージェット洗浄システム1は、ウォータージェットポンプ設備10と、超高圧水供給ホース21及び圧縮エアー供給ホース22と、エアー駆動の回転式ノズル40付きのウォータージェットガン30とを備えて構成される。
ウォータージェットポンプ設備10は超高圧水供給装置11と圧縮エアー供給装置12とを備える。この場合、この設備10はトラックなどの荷台に設置されて、高圧ポンプ車として運用される。この設備10の超高圧水供給装置11に超高圧水供給ホース21が連結され、圧縮エアー供給装置12に圧縮エアー供給ホース22が連結され、この設備10の超高圧水供給装置11及び圧縮エアー供給装置12に、超高圧水供給ホース21及び圧縮エアー供給ホース22を介して、ウォータージェットガン30が接続される。
ウォータージェットガン30は作業員が両手に持って操作可能なハンドガンタイプの超高圧水噴射装置であり、超高圧水供給ホース21を接続するための超高圧水ホース接続部311、圧縮エアー供給ホース22を接続するためのエアーホース接続部312、及び超高圧水を噴出する噴出管310を有するガン本体31と、ガン本体31の噴出管310の先端にエア駆動の回転機構により高速に回転可能に取り付けられる回転式ノズル40と、ガン本体31から下方に延び、ガン本体31を持つためのガングリップ32と、ガングリップ32に近接して配設され、圧縮エアーをガン本体31に供給するためのエアー供給用トリガー(不図示)及び超高圧水をガン本体31に供給するための超高圧水供給用トリガー(不図示)とを備え、エアー供給用トリガーを引くことにより、圧縮エアーをガン本体31に導入して回転式ノズル40を回転駆動し、超高圧水供給用トリガーを引くことにより、超高圧水をガン本体31に導入して回転式ノズル40を通じて噴射する構造を有している。
このウォータージェットガン30では、回転式ノズル40が、図2に示すように、ウォータージェットガン30の超高圧水の噴出管310に回転可能に連結されるノズルヘッド41と、ノズルヘッド41に装着される複数のノズル42とからなる。そして、ノズルヘッド41は、基端に形成され、ウォータージェットガン30の超高圧水の噴出管310の先端に連通可能な連結口411、当該連結口411から先端に向けて複数方向に分岐して形成され、超高圧水を通すための複数の水流路(図示省略)、及び先端に当該先端の回転中心から半径方向に異なる距離に形成され、各水流路に連通可能な複数のノズル装着部412を有する。この場合、ノズルヘッド41は略円錐形状に形成され、基端に連結口411、先端にねじ穴からなる複数のノズル装着部412がそれぞれ形成される。複数のノズル42はそれぞれ超高圧水を噴射するための噴射孔をなすオリフィス420を有し、ノズルヘッド41の各ノズル装着部412に装着される。この場合、各ノズル42はねじ軸からなり、軸芯にオリフィス420が設けられ、各ノズル装着部412にねじ固定されて、異なる回転軌道上で高速回転可能に組み込まれる。この回転式ノズル40はかかる構成を有し、ノズル42の数及び噴射孔の大きさ(径)、ノズルヘッド41の回転数、並びに超高圧水の圧力の相互の組み合わせ調整により、各ノズル42から超高圧水のクラスターをミストにして螺旋状に回転して噴射するようになっている。
この実施の形態では、1個のノズル42の直径が0.15mm、超高圧水の圧力が230MPaの設定で、1分間に0.53リットルの水が音速の速さで噴射される。また、この場合、ノズルヘッド41には5個のノズル42がそれぞれノズルヘッド41の回転中心から半径方向に異なる距離に装着され、ノズル42の数が5個により、全体として1分間に2.65リットルの水が高速噴射される。そして、この5個のノズル42を有するノズルヘッド41が毎分2000回転以上の高速回転、例えば毎分2400回転(1秒間に40回転)で高速回転される。5個のノズル42はそれぞれ、その回転中心から半径方向に異なる距離に配置されていることから、図3に示すように、同じ円の軌道を通ることなしに高速に回転され、5個のノズル42から噴射される水は空気の抵抗により噴射された距離に比例して各々が扇状に広がり、全体として1つのミスト(霧)の固まり(直径約50mm程度)となって噴出される。
このシステム1では、図1に示すように、ウォータージェットガン30を使い、ウォータージェットガン30の超高圧水の噴出管310の先端で高速回転される回転式ノズル40から超高圧水をミストにして螺旋状に回転させながら噴射し、これを被洗浄物に吹き付けて洗浄する。例えば、このシステム1をアルミフィンの洗浄に使用した場合、回転式ノズル40からミストを噴射してアルミフィンや細部の部品に吹き付けると、ミストはアルミフィンや細部の部品の表面から、その間を通過して、裏側まで回りながら進行し、このミストの流れによってアルミフィンや細部の部品を洗浄する。このミスト流の洗浄力により、超高圧水の直接的な衝突と異なりアルミフィンに負荷をかけることがなく、アルミフィンや細部の部品に付着した汚れを隅々まで効率よく確実に除去することができる。
以上説明したように、このシステム1によれば、ウォータージェットガン30を使い、ウォータージェットガン30の噴出管310の先端で高速回転される回転式ノズル40から超高圧水のクラスターをミストにして螺旋状に回転させながら噴射し、これを被洗浄物に吹き付けて洗浄するので、このシステム1をアルミフィンの洗浄などに使用することにより、次のようなユーザーのニーズに応じた顕著な効果を奏する。
(1)作業員によるウォータージェットガン30を使った手作業(人力操作)のため、回転式ノズル40の複雑な動きも自在に行え、アルミフィンの狭隘部や複雑な面形状にも充分に対応することができる。また、ミストの不要な部位への噴射も容易に回避することができる。
(2)超高圧水をミストにしてアルミフィンを洗浄するので、アルミフィンに対する圧力を緩和して、アルミフィンを変形したり損傷したりすることなしに、アルミフィンに付着したスケールを完全に除去することができる。
(3)薬液を用いないので、環境への負荷を可及的になくすことができる。
(4)ボイラーなど大型の設備を不要とし、洗浄作業に当たり、優れた機動性を発揮することができる。
(5)粉塵の発生がなく、その処理が不要である。
(6)アルミフィンの汚れを隅々まで完全に除去して、アルミフィンの充分な機能回復効果を実現することができる。
(7)工事期間の短縮及び工事費用の低減を図ることができる。
図4に第2の実施の形態の要部を示している。このシステム2においても、第1の実施の形態と同様に、超高圧水供給部及び圧縮エアー供給部を有するウォータージェットポンプ設備と、エアー駆動の回転式ノズルを有し、ウォータージェットポンプ設備に超高圧水供給ホース及び圧縮エアー供給ホースを介して接続されて、圧縮エアーにより回転式ノズルを回転駆動し、当該回転式ノズルを通じて超高圧水を噴射するウォータージェットガンとを備えて構成される。このシステム2では、ウォータージェットポンプ設備、及びウォータージェットガンのガン本体はそれぞれ、第1の実施の形態と同様の構成を備えており、回転式ノズルの構造のみが第1の実施の形態と異なるので、ここではウォータージェットポンプ設備、及びウォータージェットガンのガン本体についてはその重複した説明を省略し、回転式ノズル50についてのみ説明することにする。
図4に示すように、回転式ノズル50は、ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管に回転可能に連結されるノズルヘッド51と、ノズルヘッド51に装着される1つのノズル52とからなる。ノズルヘッド51は、基端に形成され、ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管に連通可能な連結口511、当該連結口511から先端に向けて形成され、超高圧水を通すための1つの水流路(図示省略)、及び先端側に形成され、水流路に連通可能なノズル装着部512を有する。この場合、ノズルヘッド51は、基端に連結口511、基端の連結口511から先端まで水流路を有し、先端側の外周面にねじが形成されてなる略円筒形状のヘッド本体513と、先端が開口され、内周面にねじが形成されてヘッド本体513の先端側に連結可能な略円筒形状のノズル保持カバー514とからなり、ヘッド本体513とノズル保持カバー514との間にノズル装着部512が形成される。ノズル52は基端側から先端側に向けて所定角度により末広がりの略扇形形状に形成され、超高圧水を噴射するための噴射孔520を有し、ノズルヘッド51のノズル装着部512に装着される。この場合、ノズル52は、ヘッド本体513とノズル保持カバー514との間に介装可能な略円筒形状に形成され、その軸芯に噴射孔520が基端側から先端側に向けて所定角度の末広がりの略扇形のスリット状に形成される。このノズル52はヘッド本体513とノズル保持カバー514との間に装着される。この回転式ノズル50はかかる構成を有し、ノズル52の噴射孔520の大きさ及び角度(扇形の中心角)、ノズルヘッド51の回転数、並びに超高圧水の圧力の相互の組み合わせ調整により、ノズル52から超高圧水のクラスターをミストにして扇形の回転形状となる略円錐形に噴射するようになっている。
この実施の形態では、ノズル52の噴射孔520の扇形の中心角が15度〜20度の範囲から適宜選定され、超高圧水の圧力が230MPaの設定で、1分間に約8.0リットルの水が高速に噴出され、この場合、噴射孔520の扇形形状により、図5に示すように、中心角15度〜20度の比較的均一な扇形の噴出し形状が得られる。そして、このノズル52を有するノズルヘッド51が毎分2000回転以上で高速回転されると、図6に示すように、略円錐形の噴出し形状のミストが噴射され、この噴出し形状の任意の断面で均一な洗浄エネルギーを得ることができる。なお、この場合、噴射された水は空気抵抗により徐々に厚みを増して、洗浄エネルギーが弱まるため、噴射孔520から100mm±50mmの距離が最も洗浄効率が高くなる。
このシステム2では、第1の実施の形態と同様に、ウォータージェットガンを使い、ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管の先端で高速回転される回転式ノズル50から超高圧水をミストにして略円錐形状に噴射し、これを被洗浄物に吹き付けて洗浄する。例えば、このシステム2をアルミフィンの洗浄に使用した場合、回転式ノズル50からミストを噴射してアルミフィンや細部の部品に吹き付けると、ミストはアルミフィンや細部の部品の表面から、その間を通過して、裏側まで回りながら、アルミフィンを通り抜け、このミストの流れによってアルミフィンや細部の部品を洗浄する。このミスト流の洗浄力により、超高圧水の直接的な衝突と異なりアルミフィンに負荷をかけることがなく、アルミフィンや細部の部品に付着した汚れを隅々まで効率よく確実に除去することができる。
以上説明したように、このシステム2によれば、ウォータージェットガンを使い、ウォータージェットガンの噴出管の先端で高速回転される回転式ノズル50から超高圧水のクラスターをミストにして略円錐形状に噴射し、これを被洗浄物に吹き付けて洗浄するので、このシステム2をアルミフィンの洗浄などに使用することにより、次のようなユーザーのニーズに応じた顕著な効果を奏する。
(1)作業員によるウォータージェットガンを使った手作業(人力操作)のため、回転式ノズル50の複雑な動きも自在に行え、アルミフィンの狭隘部や複雑な面形状にも充分に対応することができる。また、ミストの不要な部位への噴射も容易に回避することができる。
(2)超高圧水をミストにしてアルミフィンを洗浄するので、アルミフィンに対する圧力を緩和して、アルミフィンを変形したり損傷したりすることなしに、アルミフィンに付着したスケールを完全に除去することができる。
(3)薬液を用いないので、環境への負荷を可及的になくすことができる。
(4)ボイラーなど大型の設備を不要とし、洗浄作業に当たり、優れた機動性を発揮することができる。
(5)粉塵の発生がなく、その処理が不要である。
(6)アルミフィンの汚れを隅々まで完全に除去して、アルミフィンの充分な機能回復効果を実現することができる。
(7)工事期間の短縮及び工事費用の低減を図ることができる。
(8)第1の実施の形態のシステム1に採用される回転式ノズル40に比べて、作業水の水量を増やすことができ、その分だけ洗浄力をさらに増大させることができる。このノズル50の場合、ほどんどの作業水がアルミフィンを洗浄方向に通り抜けるので、アルミフィンの洗浄を極めて効率よく行うことができる。
1 超高圧ウォータージェット洗浄システム
10 ウォータージェットポンプ設備
11 超高圧水供給装置
12 圧縮エアー供給装置
21 超高圧水供給ホース
22 圧縮エアー供給ホース
30 ウォータージェットガン
31 ガン本体
310 噴出管
311 超高圧水ホース接続部
312 エアーホース接続部
32 ガングリップ
40 回転式ノズル
41 ノズルヘッド
411 連結口
412 ノズル装着部
42 ノズル
420 オリフィス
50 回転式ノズル
51 ノズルヘッド
511 連結口
512 ノズル装着部
513 ヘッド本体
514 ノズル保持カバー
52 ノズル
520 噴射孔

Claims (2)

  1. 超高圧水供給部及び圧縮エアー供給部を有するウォータージェットポンプ設備と、エアー駆動の回転式ノズルを有し、前記ウォータージェットポンプ設備に超高圧水供給ホース及び圧縮エアー供給ホースを介して接続されて、前記圧縮エアーにより前記回転式ノズルを回転駆動し、当該回転式ノズルを通じて前記超高圧水を噴射するウォータージェットガンとを備え、
    前記回転式ノズルは、前記ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管に回転可能に連結されるノズルヘッドと、前記ノズルヘッドに装着される複数のノズルとからなり、前記ノズルヘッドは、基端に形成され、前記ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管に連通可能な連結口、当該連結口から先端に向けて分岐して形成され、前記超高圧水を通すための複数の水流路、及び先端に当該先端の回転中心から異なる距離に形成され、前記水流路に連通可能な複数のノズル装着部を有し、前記各ノズルは超高圧水を噴射するための噴射孔をなすオリフィスを有し、前記ノズルヘッドの各ノズル装着部に装着され、
    前記ノズルの数及び噴射孔の大きさ、前記ノズルヘッドの回転数、並びに前記超高圧水の圧力の組み合わせ調整により、前記回転式ノズルから前記超高圧水をミストにして噴射する、
    ことを特徴とする超高圧ウォータージェット洗浄システム。
  2. 超高圧水供給部及び圧縮エアー供給部を有するウォータージェットポンプ設備と、エアー駆動の回転式ノズルを有し、前記ウォータージェットポンプ設備に超高圧水供給ホース及び圧縮エアー供給ホースを介して接続されて、前記圧縮エアーにより前記回転式ノズルを回転駆動し、当該回転式ノズルを通じて前記超高圧水を噴射するウォータージェットガンとを備え、
    前記回転式ノズルは、前記ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管に回転可能に連結されるノズルヘッドと、前記ノズルヘッドに装着されるノズルとからなり、前記ノズルヘッドは、基端に形成され、前記ウォータージェットガンの超高圧水の噴出管に連通可能な連結口、当該連結口から先端に向けて形成され、前記超高圧水を通すための水流路、及び先端側に形成され、前記水流路に連通可能なノズル装着部を有し、前記ノズルは基端側から先端側に向けて所定角度により末広がりの略扇形形状に形成され、超高圧水を噴射するための噴射孔を有し、前記ノズルヘッドのノズル装着部に装着され、
    前記ノズルの噴射孔の大きさ及び角度、前記ノズルヘッドの回転数、並びに前記超高圧水の圧力の組み合わせ調整により、前記回転式ノズルから前記超高圧水をミストにして噴射する、
    ことを特徴とする超高圧ウォータージェット洗浄システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023022373A (ja) * 2021-08-03 2023-02-15 和弘 長友 カーエアコンの洗浄装置及びその方法

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