JP3165424U

JP3165424U - 液体噴射装置の真空集束ノズル構造

Info

Publication number: JP3165424U
Application number: JP2010007249U
Authority: JP
Inventors: 善一郎上藤
Original assignee: 株式会社ジェビック
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2020-11-02

Abstract

【課題】オイルタンクの内部に堆積したスラッジ等に洗浄液等の液体を噴射して流動化させる液体噴射装置であって、収束性の液体流を噴射することで洗浄効果を高めた真空集束ノズル構造を提供する。【解決手段】噴射ノズル筒７０はオイルタンク内を垂下する液体供給筒の先端に位置し、液体供給筒の軸線周りに回転する回転筒部６２の傾斜状端面部６２ａに回転可能に接続する傾斜端部７１を一端に有し、他端に液体噴射口７５を設けられ、傾斜端部７１を回転面とし，旋回して液体供給筒の軸線に対し０度から１３５度前後の傾斜角度を持ちつつ液体供給筒の軸線の周りを回転するので、オイルタンク内壁に対し０度から１３５度前後の傾斜角度をなして衝突する。したがって、環状噴射口７５から芯部が減圧真空部でその周りに洗浄液体層が形成され、噴射前方で集束する洗浄液体は洗浄効果が高い。【選択図】図６

Description

本考案は、新規な液体噴射装置に関し、例えばオイルタンクの内部に堆積したスラッジに洗浄液等の液体を噴射して流動化させる液体噴射装置の真空集束ノズル構造に関する。

従来よりオイルタンクの内部の洗浄に用いられる液体噴射装置としては数多くの提案がなされている。例えば実公平４−３３２７５号公報、実公昭５８−９６７４号公報、実公昭５９−３６２８１号公報、実開平４−１１０１５８号公報、特開昭５６−１５８５５号公報、実公昭５８−２３４３５号公報など多くの提案は、洗浄液を高圧で供給し、その供給圧力でタービンを回転させて洗浄液を噴射するノズル部分を回転させたり旋回させたりするものである。しかしながら、洗浄液の供給圧力を用いる方法は、タービンを抵抗とするものであるから洗浄液の噴射圧力は当然低下することとなる。そのため、オイルタンク内部で固化したスラッジが十分に粉砕されない場合もあった。また、特に洗浄液としてオイルを使用する場合には、タービンやその他の機械的構成中にオイルが侵入することを避けられないので、この機械的構成の駆動により生ずる摩擦熱や火花がオイルに引火する虞もあった。そこで、第１の回転伝達機構により噴射筒部を振り回動させながら、第２の回転伝達機構により回転筒部及び噴射筒部を回転させ、殆ど全方向に液体を噴射させることができ、さらに液体の送出圧力を利用することなく、火災等の虞がなく、液体の噴出圧力が高く、例えばオイルタンクにおけるスラッジの破砕効果、流動化効果が極めて大きいものが提供された（特許文献１）。

特開平６−２８５４４９号公報

しかしながら、洗浄液体はオイルタンクの中央部に位置する液体供給筒から内壁に対し０度から１３５度前後の傾斜角度をなして噴射されるため、傾斜角度４５度及び１３５度の近傍では液体が拡散されて噴射されると、洗浄効果が落ちるという難点がある。

そこで、本考案は上記に鑑み提案されたもので、噴射される洗浄液体の芯部に減圧真空部を形成すると、それを取り巻く液体層が減圧真空部の影響を受けて噴射前方で集束することを見出し、この知見に基づき、本考案は完成されたもので、液体を噴射するノズルであって、円筒外ノズル７２と、該ノズル内で噴射方向に矢羽根状の複数の整流羽根７３aを円周方向に等間隔で並列配置してなる整流部７３と、その前方に位置する噴射方向に逆円錐台形をなす内ノズル７４とからなり、円筒外ノズル口端７２aと内ノズル口端７４aで形成される環状噴射口７５から芯部が減圧真空部でその周りに洗浄液体層が形成される集束性の液体流を噴射可能なることを特徴とする液体噴射装置の真空集束ノズル構造にある。

本考案によれば、洗浄液体を噴射させる際に減圧真空部を芯部に形成し、その真空芯部を液体噴射層が包囲して噴射され、液体噴射層が前方で集束するようになっており、洗浄液体の拡散を抑制して洗浄効果を向上させる。
特に、噴射液体がオイルタンクの内部に堆積したスラッジを洗浄する共油等の洗浄液体にあっては、該噴射ノズル筒７０はオイルタンク内を垂下する液体供給筒の先端に位置し、液体供給筒の軸線周りに回転する回転筒部６２の傾斜状端面部６２aに回転可能に接続する傾斜端部７１を一端に有し、他端に液体噴射口７５を設けられ、傾斜端部７１を回転面とし，旋回して液体供給筒６０の軸線に対し０度から１３５度前後の傾斜角度を持ちつつ液体供給筒６０の軸線の周りを回転するので、オイルタンク内壁に対し０度から１３５度前後の傾斜角度をなして衝突する。したがって、噴射前方で集束する洗浄液体は洗浄効果が高い。

液体噴射装置の全体図である。回転伝達機構の全体を示す主要部断面図である。過大荷重時に駆動を遮断する安全機構を備える駆動機構の詳細を示す一部断面図である。回転軸の回転軸芯と回転軸筒に与える回転数を２段階に切り換える２段噴射機構を示す断面正面図で、（A）は第１段目の連結、（B）は第２段目の連結を示す。上部にインジケータ機構を備える回転伝達機構の全体を示す一部断面正面図である。回転軸と回転筒及び回転筒の先端で旋回する噴射ノズル筒との連結関係を示す断面図である。回転筒の先端で旋回する噴射ノズル筒との連結関係を示す要部端面図である。噴射ノズル筒の内部構成を示す組立図で、（A）はノズル外筒の断面図、（B）、（C）はノズル外筒内に装着される整流器の側面図及び正面図である。噴射ノズル筒の形成する噴射流の形成される形態を例示する説明図である。インジケータ機構の組み立て分解斜視図である。インジケータの機能と噴射ノズル筒の旋回角度の関係を示す説明図である。噴射ノズル筒の旋回角度を示す（実線０度、破線１３５度）説明図（A）とインジケータ機構の旋回角度を設定するインジケータ板とスイッチ機構との関係を示す平面図（B）である。

以下、オイルタンクの洗浄装置として、本考案の液体噴射装置を用いたものを添付図面に示す実施例に基づいて説明する。

本考案の液体噴射装置は概略すると、図１に示すように、駆動機構１０と、２段噴射機構４０と、回転軸５０と、液体供給管６０と、その先端に設けられる噴射ノズル筒７０と、インジケータ機構８０とからなる。
詳しくは、駆動機構１０と２段噴射機構４０と回転軸５０とは図２に示す駆動伝達機構１００を構成する。前記駆動機構１０はエアモータ１からなる駆動源Mからの駆動力をオリエンタルギアボックス２を介して駆動軸３に伝達し、駆動軸３の回転はシャーピン機構１１を介して駆動ギア１２，１３に伝える。駆動機構１０は第１の異なる回転数を伝達する第１の伝達手段２０及び第２の異なる回転数を伝達する第２の伝達手段３０と、第１と第２の伝達手段を切り替える２段噴射機構４０を介して接続され、異なる回転数を二重回転軸５０に伝達する。前記駆動伝達機構１００の下面には、回転筒部６２を固定筒６１の先端で回転させる液体供給筒６０が垂下するとともに、その内部を回転軸５０が垂下する。
前記該液体供給筒６０の先端には回転軸５０の回転をべベルギア機構で受けて旋回する噴射ノズル筒７０が設けられる一方、上記駆動伝達機構１００の上部には噴射ノズル筒７０の旋回角度を表示するインジケータ機構８０が設けられる。

上記駆動機構１０は、エアモータ１からなる駆動源Mの回転をオリエンタルギアボックス２を介して駆動軸３に伝達するが、この駆動力をシャーピン機構１１を介して連結された小駆動ギア１２と大駆動ギア１３とで伝達する。シャーピン機構１１はシャーピン用ボス１１aとシャーピン１１bとからなり、ベアリング１４を介して取り替えキャップ１５上に設置され、破損時には容易に取り替え可能となっている。上記シャーピン機構１１は前記駆動伝達機構に大きな荷重がかかると、破断し、小駆動ギア１２と大駆動ギア１３との連結を解くようになっており、オイルタンク内の液体供給筒６０内に蓄積するスラッジの影響を受けて回転筒６２の回転や噴射ノズル筒７０の旋回に異常が起こった時に過大荷重が駆動機構１０にかかるのでこの駆動伝達を停止するようになった安全装置を形成している。

次いで、本考案においては、第１の異なる回転数を伝達する第１の伝達手段２０と、第２の異なる回転数を伝達する第２の伝達手段３０と、第１と第２の伝達手段を切り替えるクラッチ軸を有する２段噴射機構４０とからなり、異なる回転数を二重回転軸５０に伝達する駆動伝達機構１００を備えている。詳しくは、２段噴射機構４０は、上記駆動軸３の外周に軸着された小駆動ギア１２と噛合する大駆動ギア１３を軸着してなるクラッチ軸４１を回転可能に設けるとともに、軸方向にスライド可能に設ける。他方、このクラッチ軸４１に歯数が僅かに異なる第１の伝達歯車列２０の中間ギア組み合わせ２１と２２と、第２の伝達歯車列３０の中間ギア３１を軸着して前記中間ギア２１と組み合わせ、２段切り替え機構を構成する。なお、２５は小ギア配列駆動を前記インジケータ機構８０に伝達する中間ギアであり、伝導ギア２６を介して回転軸芯５２と接続している。

そして、クラッチ軸４１は図４に示すように、シャフト４２と、これを摺動可能で、上下にスプライン部４３aを有するスプライン筒４３とからなり、該スプライン筒４３を上方付勢手段４４で上方に付勢する一方、下方付勢手段４５で下方に付勢するとともに、上端にクラッチ切替ボルト４６を備える。

上記スプライン筒４３aは第１段目の解放状態（A）では上記第１の伝達歯車列２０を介して駆動機構１０と回転軸５０に接続する一方、下方に抑え込み、ボルト止めした第２段目（B）では、上記第２の伝達歯車列３０を介して駆動機構１０と回転軸５０に接続するようになっている。
詳しくは、第１の伝達手段２０の中間ギア２１及び２２はそれぞれ前記二重回転軸５０の回転軸芯５１及び回転軸筒５２に接続する伝導ギア２３，２４と噛み合う。他方、第２の伝達手段３０の組み合わせ中間ギア２１及び３１はそれぞれ前記二重回転軸５０の回転軸芯５１及び回転軸筒５２に接続する伝導ギア２３，３２と噛み合う。

具体的には第１の伝達手段２０では歯数n１（１７）、歯数n2（１９）の中間ギア２１と２２が組み合わされ、前者は二重回転軸の回転軸筒５２に接続する小歯数N1（６３）伝導ギア２３と噛み合い、中間ギア２２は回転軸芯５１に接続する大歯数N2（７１）伝導ギア２４と噛みあい、回転筒５２をＮ１／n1で回転させる一方、噴射ノズル筒７０をＮ２／ｎ２で回転させる。

他方、第２の伝達手段３０は小歯数n１の中間ギア２１を兼用し、大歯数n3（１８）の中間ギア３１と組み合わされ、前者は二重回転軸の回転軸筒５２に接続する小歯数N1の回転ギア２３と、後者は回転軸芯５１に接続する大歯数N３（７２）の回転ギア３３と噛みあい、二重回転軸５０の回転軸芯５１をN３/n３（７２/１８）の回転数で回転させる一方、回転軸筒５２をN１/n１(６３/１７)の回転数で回転させるように構成されている。

したがって、第１の伝達手段列２０では回転筒部に接続する回転軸筒５２はN1/n1で回転する間に噴射ノズル筒６０に接続する回転軸芯５１はN2/n2で回転し、下記するべベルギア機構を介してｎ分の１に減速されて噴射ノズル筒６０をN2/n2/nの旋回速度で旋回させる。他方、第２の伝達手段列３０では回転筒部に接続する回転軸筒５２はN1/n1（63/17）の回転数で回転する間に噴射ノズル筒に接続する回転軸芯５１はN３/n３（72/18）の回転数で回転し、下記するべベルギア機構を介してｎ分の１に減速されて噴射ノズル筒６０をN３/n３/nの旋回速度で旋回させる。

そのため、N3>N2の時では旋回速度はN３/n３/n(72/18/n)＜N２/n2/n(71/19/n)に減少することになり、回転筒部の１回転当りの旋回傾斜角度を調整する構成となっている。垂直軸に対する傾斜角度の調整はノズルから噴射されるオイルのオイルタンク内壁との衝突間隔を調整するもので、２段噴射機構４０を介することにより回転筒部に対する噴射ノズル筒の傾斜角度を調整することができ、洗浄間隔を調整して、細かく洗浄したり、間隔を大きくして粗く洗浄することができる。

前記二重回転軸５０は上部で軸受機構５５で駆動機構１００の下部に支持され、前記第１及び第２伝達手段の大ギア配列と接続する回転軸芯５１と、前記第１及び第２伝達手段の小ギア配列と接続する回転軸筒５２とからなる。該回転軸筒５２は図６に示すように、オイルを供給する供給路を形成する放射状羽根５３を備えて外部回転筒部６２と接続する一方、上記回転筒部６２の下端の傾斜状端面部６２aには、噴射ノズル筒７０の傾斜端部７１が当接し、該傾斜端部７１に周縁に一体的に形成された大べベルギア７２と前記回転軸芯５１の先端に回動可能に取り付けられた小べベルギア５４とを噛み合わせ（図７）、この回転に伴って回転軸芯５１の回転をギア比でｎ分の１に減速して噴射ノズル筒７０に伝達し、傾斜端部７１を回転面として旋回するように構成されている。

前記噴射ノズル筒７０は図７及び図８に示すように、円筒外ノズル７２と、該ノズル内で噴射方向に矢羽根状に延びる複数の整流羽根７３aを等間隔で放射状に形成してなる整流部７３と、その噴射方向前方の噴射口に位置する逆円錐台形の内ノズル７４からなり、噴射口７５には円環状の空隙を形成し、整流部７３で整流された洗浄液体を内ノズル７４と外ノズル７２とがなす環状噴射口７５から噴射して芯部に形成される真空部Vの周りに環状の洗浄液体層Lを形成するようになっている。したがって、環状の洗浄液体層Lは逆円錐台形の内ノズル７４を通して環状噴射口７５から拡大するように噴射されるが、同時に芯部に減圧真空部Vが形成される結果、その影響を受けて前方で集束する（図９参照）。したがって、洗浄液体は拡散せず、前方で集束するように噴射可能であるから、大きな洗浄力が得られる集束ノズルを形成するようになっている。噴射液体の集束性は液体噴射圧と逆円錐ノズル拡散角度とノズル先端の環状噴出口のサイズを考慮して決定できる。

また、回転伝達機構１００の上部には図１０に示す、上記噴射ノズル筒７０の旋回角度を表示するインジケータ機構８０を備える。該インジケータ機構８０は一対の第１及び第２遊星歯車機構８１、８２からなり、基台８７上に配置される一方、上面に噴射ノズル筒７０の旋回と同期して旋回し、液体供給筒６０の軸線に対する傾斜角度を表示するインジケータ表示板８４を備える。

詳しくは、遊星歯車機構８１は前記回転軸芯５１と連結して回転する第1の太陽歯車８１aと、これを受けて回転する一対の第１の遊星歯車８1ｂ,８１bとを有し、この遊星歯車を固定させて共通内歯車５３に伝達する一方、他方の遊星歯車機構８２が前記回転軸筒３２と連結して第２の太陽歯車８２aを回転させるとともに、該太陽歯車８２aと前記共通内歯車８３とで一対の第２の遊星歯車８２ｂ,８２ｂを回転させる（図１０）。第１と第２の遊星歯車のギア比を同一とし、第１の遊星歯車機構の遊星歯車を固定しておくと、第２の遊星歯車機構の遊星歯車８２ｂ,８２ｂが回転軸芯と回転軸筒の回転差（歯数差）に基づいて旋回する噴射ノズル筒の旋回と同期することになり、噴射ノズル筒の旋回角度を示すことになる（図１１）。なお、２段噴射機構４０で二段階に回転比を切り替えて噴射ノズル筒７０の旋回間隔を調整するために、上記第１の伝達手段２０の小ギア配列の回転を回転軸筒５２の上方に伝達するため、第１の小ギア配列２１及び２３と同様のギア配列２５と２６が別途設けられている（図２参照）。

前記インジケータ機構８０のノズル７０の旋回と同期して旋回する表示板８４は半旋回で０度から１３５度までの傾斜角度を変更するため、それにあった傾斜角度位置を示す目盛８５が表示板周囲に刻まれている。図１２に示すように、所望旋回角度位置にスイッチ操作手段である突起８４を設ける。一方、スイッチ機構９０のエアスイッチ９１を所定の位置に配置すると、所望位置で正転逆転の毎に、回転スイッチ９１に接触し、この回転スイッチ９１は左右のいずれかのエアスイッチ９２ａ，９２ｂをＯＮＯＦＦさせ、伝達手段９３ａ，９３ｂを介して駆動源Ｍのエアモータ１を正転または逆転させ、噴射ノズル旋回角度範囲を調整可能である。

このような構成を有する本考案の液体噴射装置は、回転伝達手段の回転を二重回転軸の一方を介して液体供給筒の先端回転筒部を軸周りに回転させるとともに、他方を介して噴射ノズル筒部を振り回動させる一方、両者の回転を一対の遊星歯車機構を介して受け、インジケータ機構に傾斜角を変えながら旋回する噴射ノズル筒の垂直軸に対する傾斜角度を表示させることができるので、インジケータ機構の示す傾斜角度に基づいて噴射ノズル筒の旋回傾斜角度を容易に設定することができる。このように、噴射方向を適宜に設定することができ、例えばオイルタンク内のスラッジの堆積状況等に応じて適宜に噴射方向を設定することができる。

以上本考案を実施例に基づいて説明したが、本考案は前記した実施例に限定されるものではなく、請求の範囲に記載した構成を変更しないで種々変形して実施することができる。

Claims

液体を噴射するノズルであって、円筒外ノズル７２と、該ノズル内で噴射方向に矢羽根状の複数の整流羽根７３aを円周方向に等間隔で並列配置してなる整流部７３と、その前方に位置する噴射方向に逆円錐台形をなす内ノズル７４とからなり、円筒外ノズル口端７２aと内ノズル口端７４aで形成される環状噴射口７５から芯部が減圧真空部でその周りに洗浄液体層が形成される集束性の液体流を噴射可能なることを特徴とする真空集束ノズル構造。
噴射液体がオイルタンクの内部に堆積したスラッジを洗浄する共油等の洗浄液体であって、噴射ノズル筒７０が請求項１に記載の真空集束ノズル構造を有し、該噴射ノズル筒７０はオイルタンク内を垂下する液体供給筒の先端に位置し、液体供給筒の軸線周りに回転する回転筒部６２の傾斜状端面部６２aに回転可能に接続する傾斜端部７１を一端に有し、他端に液体噴射口７５を設けた噴射ノズル筒であって、傾斜端部７１を回転面とし，旋回して液体供給筒６０の軸線に対し０度から１３５度前後の傾斜角度を持ちつつ液体供給筒６０の軸線の周りを回転する請求項１に記載の真空集束ノズル構造。