JP6395552B2

JP6395552B2 - 噴流ノズル及びそれを備えた車体洗浄装置

Info

Publication number: JP6395552B2
Application number: JP2014209191A
Authority: JP
Inventors: 満檀原
Original assignee: MK Seiko Co Ltd
Current assignee: MK Seiko Co Ltd
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: JP2016078515A

Description

本発明は、洗浄水を高圧風で加速して洗浄面に吹き付ける噴流ノズル及びこの噴流ノズルで自動車や鉄道車両等の車体を洗浄する車体洗浄装置に関するものである。

従来の車体洗浄では、高圧ポンプで加圧した洗浄水を洗浄ノズルから車体に向けて噴射する高圧ジェット洗浄が行われている。この高圧ジェット洗浄は、大量の洗浄水を使用するため、ランニングコストが高くなるとともに、高圧ポンプを必要とするため、製品コストが高くなり定期的な保守点検に手間が掛かるという問題を有していた。

これに対して、散水ノズルからの液体噴流を、送風ノズルからの気体噴流によって微細液粒に粉砕し、この微細液粒を気体噴流によって加速させて被洗浄面に衝突させることで洗浄を図る洗浄装置が提案されている（特許文献１）。この洗浄装置によれば、使用する液体の量を大幅に減らすことができるとともに、気体噴流による液体噴流の微細化・加速により、微小な汚れから大きなゴミまで取り除去することができる。

ところで、特許文献１の装置では、散水ノズルを送風ノズル内部に配置しているため、散水ノズルが送風抵抗となって効率的な気体噴射が行えないという問題があった。また、ブロワ装置から送風ノズルに給気される外気が氷点下となるような環境では、散水ノズル内の洗浄水が凍結してしまうといった問題も危惧される。更に、散水ノズルの散水口を送風ノズルの送風口と同心状に開口させ、送風ノズルから直線的に噴出する気体噴流に対し、散水ノズルから広角に噴出した液体噴流を合流させているため、双方の進行ベクトルが交錯することにより気体噴流のエネルギーロスが発生するという問題があった。

特開２０１１−１８３２３９号公報

本発明が解決しようとする課題は、気体噴流のエネルギーロスを抑え、効率的に洗浄水を加速して被洗浄面に作用させることができる噴流ノズル及びそれを備えた車体洗浄装置を提供することにある。

このような課題を解決するために本発明は、ブロワ装置と連通した略円形の送風口を有する送風ノズルと、給水ポンプと連通した散水口を有する散水ノズルとを備え、該散水ノズルは、送風ノズルの送風口外周における上部及び下部に配置され、広角フラット撒水型の散水口を有し、該散水口から上下方向に拡開した扇状の液体噴流を噴射して、前記送風ノズルの送風口から噴射される略筒状の気体噴流に対して斜め上方及び下方から合流させて洗浄面に吹き付けるようにする噴流ノズルである。

また、本体フレームと車両とを相対移動し、移動に伴い車体の洗浄面を洗浄する車体洗浄装置において、ブロワ装置と連通した略円形の送風口を有する送風ノズルと、給水ポンプと連通した拡散ノズルチップを有する散水ノズルとを備え、該散水ノズルは、送風ノズルの送風口外周における上部及び下部に配置され、広角フラット撒水型の散水口を有し、該散水口から上下方向に拡開した扇状の液体噴流を噴射して、送風ノズルの送風口から噴射される略筒状の気体噴流に対して斜め上方及び下方から合流させて洗浄面に吹き付ける噴流ノズルを備えたものである。

この車体洗浄装置において、本体フレームの内面に、噴流ノズルを鉛直線上に沿って複数配列し、各噴流ノズルによる洗浄面での洗浄範囲が上下に連続する間隔で配置した。また、ブロワ装置と給水ポンプを作動して洗浄水噴流を生成するジェット洗浄と、ブロワ装置のみを作動して送風噴流を生成するジェット乾燥とを実行可能にした洗浄制御部を備えた。

本発明の噴流ノズルによれば、散水ノズルの散水口を送風ノズルの送風口の外周における上部及び下部に配置し、送風ノズルからの気体噴流に対して散水ノズルからの液体噴流を斜め上方及び斜め下方から合流させるようにしたので、気体噴流に対する物理的な送風抵抗が無くなり、効率的な噴射が行えるとともに、凍結の危険性も軽減される。

また、比較的遅流となる気体噴流の外側から液体噴流を合流させることで、合流により微細化された液体噴流が液粒となった状態で気体噴流内に分散させることができ、気体噴流のエネルギーロスを抑えて広い洗浄エリアを確保される。

また、散水ノズルの散水口を広角フラット撒水型とし、送風ノズルの送風口から噴射される略筒状の気体噴流に対して上下方向に拡開した扇状の液体噴流を合流させるようにしたので、気体噴流への合流を無駄なく行うことができる。

また、この噴流ノズルを車体洗浄装置に採用した場合、少ない水量と少ないノズル数で広範囲を洗浄することができる。

本発明の噴流ノズル１の構成を示す外観図である。同噴流ノズル１の側面図である。同噴流ノズル１による洗浄動作を示す説明図である。噴流ノズル１を搭載した洗車機を示す正面図である。同洗車機の側面図である。車体洗浄装置の洗車動作を示す説明図である。

以下、図面を基に本発明の実施態様について説明する。
図１及び２は本発明の噴流ノズル１の構成を示している。噴流ノズル１は、気体噴流を噴出する送風ノズル２と、液体噴流を噴出する２つの散水ノズル３・３とから構成されている。

送風ノズル２は、先端に略円形の送風口２ａを開口した中空筒状のノズル体２ｂからなる。ノズル体２ｂは、外周面の上端と下端に、それぞれ取付片２ｃ，２ｃを形成し、この取付片２ｃ，２ｃに散水ノズル３が取り付けられる。ノズル体２ｂの後部には、ブロワ装置４と接続したダクトホース５が直結され、ブロワ装置４からの送風が効率良く供給される。このとき、ノズル体２ｂとダクトホース５は、ほぼ同形の筒型としているため、ブロワ装置４からの送風を圧力損失を少なくしてノズル体２ｂから気体噴流として噴射させることができる。尚、送風口２ａの形状は、円形であればよいが、それ以外にも楕円・多角形・近似円等でも良い。本実施態様では、短辺／長辺＝0.2以上、好ましくは0.5〜1.0の長方形に内接する範囲の開口形状が望ましい。

散水ノズル３は、広角フラット撒水型の散水口３ａを有するノズルチップ３ｂを取り付けたノズル体３ｃからなる。ノズル体３ｃの後部には、貯水槽６内に備えた給水ポンプ７と接続した給水ホース８が直結され、貯水槽６内の洗浄水（ここでは水）が供給される。ノズルチップ３ｂは、平面に拡散する広角ノズルを採用し、散水口３ａから扇状の液体噴流を噴射させる。図２に示すように、この散水ノズル３は、散水口３ａから噴射される扇状の液体噴流Ｗが上下方向に拡開した状態で、送風ノズル２の気体噴流Ｖに対して斜め上方及び下方から合流するように、送風ノズル２のノズル体２ｂに形成した取付片２ｃ，２ｃにブラケット３ｄを介して取り付けられる。尚、本実施態様では、ノズルチップ３ｂの拡散角度θ１を〜とし、合流角度θ２を〜とするのが望ましい。

このような噴流ノズル１では、送風ノズル２からの気体噴流に散水ノズル３からの液体噴流を合流させて液粒を被洗浄面に吹き付けるジェット洗浄と、送風ノズル２から気体噴流のみを被洗浄面に吹き付けるジェット乾燥を行うことができる。

噴流ノズル１での洗浄作用について図３を用いて説明する。
噴流ノズル１は、ブロワ装置４の駆動により、ブロワ装置４で発生した高圧風がダクトホース５を通じて噴流ノズル１の送風ノズル２に送られ、送風ノズル２の送風口２ａから気体噴流Ｖとなって噴射する。また、給水ポンプ７の駆動により、貯水槽６内の洗浄水が給水ホース８を通じて噴流ノズル１の散水ノズル３・３に送られ、各散水ノズル３の散水口３ａから上下方向に拡開した扇状の液体噴流Ｗとなって噴射する。噴射した液体噴流Ｗは、気体噴流Ｖに合流して微細の液粒Ｇに細分化され、この液粒Ｇが気体噴流Ｖの勢いに乗って被洗浄面Ｆに衝突することで被洗浄面Ｆに付着した汚れを剥離・除去する。

このとき、液体噴流Ｗは、気体噴流Ｖに対して外側から合流させているため、液体噴流Ｗの噴射圧と気体噴流Ｖの誘引効果により気体噴流Ｖに効率的に取り込まれ、気体噴流Ｖによって微細化された液粒Ｇが気体噴流Ｖ内に万遍なく分散される。その結果、気体噴流Ｖが被洗浄面Ｆで衝突したエリアＡ１に対してムラ無く液粒Ｇによる洗浄力を与えることができる。また、被洗浄面Ｆに衝突した気体噴流Ｖは、衝撃波となって被洗浄面Ｆに沿って拡散していき、気体噴流Ｖが衝突したエリアＡ１と、拡散したエリアＡ２を含めた範囲で洗浄効果が得られる。

気体噴流Ｖは、送風ノズル２の送風口から強い指向性を持って噴射されるが、大気中の進行に伴い少しずつ拡散しながら減衰していく。このとき気体噴流Ｖの流速は、中心付近が速く外側に離れるにつれて遅くなっているため、散水ノズル３を送風ノズル２の中心に配置すると、散水ノズル３から噴射された液体噴流Ｗは気体噴流Ｖ内の流速の速い中心付近で微細化され流速の遅い外側に分散することなく被洗浄面Ｆに到達してしまう。このため、気体噴流Ｖにより微細化・加速された液体噴流Ｗによる洗浄効果は、気体噴流Ｖの衝突エリアよりも小さい狭い範囲にしか作用せず、広い洗浄エリアは確保できない。

この点、本発明の噴流ノズル１では、筒型の送風ノズル２から噴射された指向性の高い気体噴流Ｖの中で、比較的流速が遅くなる外側から液体噴流Ｗを合流させるため、合流に伴い微細化された液粒Ｇが気体噴流Ｖ内で均一に分散され易く、広い洗浄エリアを確保することができる。

続いて、この噴流ノズル１を洗車機に搭載した場合について、図４及び５を用いて説明する。
１０は本体フレームで、車体を跨ぐように門型状に形成され、正転逆転可能な走行モータ１１により、車輪１２を回転駆動してレール１３に沿って往復走行する。１４は走行限界スイッチで、本体フレーム１０の脚部下端に設けられ、前記レール１３の前端及び後端付近に設置したドッグ１５ａ・１５ｂに接触して本体フレーム１０の前進及び後進の限界位置を検出する。

１６は電装ボックスで、本体フレーム１０の脚部前面に左右一対で取り付けられ、正面視右側に位置する電装ボックス１６の前面に洗車受付を行う操作パネル１７を設けている。１８・１９は光電スイッチで、それぞれ発光部と受光部とを対面配置するとともに、受光部を発光部よりも高い位置に配置することで傾斜した光軸を形成し、この傾斜光軸の透光／遮光によって車体の有無を検出するもので、電装ボックス１６の対向する内面において奥行き方向に所定距離離れた位置に設置されている。２０はマイクロコンピュータを備えた制御部で、電装ボックス１６内に設けられ、操作パネル１７において洗車を受け付け、走行限界スイッチ１４及び光電スイッチ１８・１９からの信号に基づいて、ブロワ装置４・給水ポンプ７・本体フレーム１０の走行モータ１１の作動を制御するものである。

このような洗車機における噴流ノズル１は、図６に示すように、本体フレーム１０脚部の内面に高さ位置を変えて鉛直線上に沿って複数設けられ、各噴流ノズル１による車体面での洗浄範囲が上下に連続する間隔で配置されている。ここでは、片側４つの噴流ノズル１を床面高さ位置Ｈから等間隔ｐで配列し、バスの窓部を洗浄している。

また、ブロワ装置４は、本体フレーム１０内に設置され、２つの噴流ノズル１に対して１台が割り当てられ、ダクトホース５を介して噴流ノズル１の送風ノズル２に接続している。また、給水ポンプ７は、本体フレーム１０外の床面に設置された貯水槽６に搭載され、給水ホース８を介して噴流ノズル１の散水ノズル３に接続している。

次に、洗車動作の一例を説明する。
走行限界スイッチ１４で与える本体フレーム１０が待機位置にいる状態で、バスＢを光電スイッチ１８・１９で与える停車位置に停車させると、本体フレーム１０が往行（前進）を開始する。往行に伴い、ブロワ装置４と給水ポンプ７を作動して噴流ノズル１から噴流水を噴射して車体面の洗浄を行う。本体フレーム１０が前進限界位置に達したら、本体フレーム１０が復行（後進）を開始する。復行に伴い、ブロワ装置４のみを作動して噴流ノズル１から噴流風を噴射して車体面の乾燥を行う。本体フレーム１が後進限界位置まで達したら洗車が終了となる。

この噴流ノズル１であれば、被洗浄面Ｆに衝突した気体噴流Ｖは、衝撃波となって被洗浄面Ｆに沿って拡散していき、気体噴流Ｖが衝突したエリアＡ１と、拡散したエリアＡ２を含めた範囲で洗浄効果が得られる。このため、噴流ノズル１同士の間隔ｐを空けることが可能となり、少ないノズル数で広い範囲を洗浄・乾燥することができる。

以上のように構成されるものであるが、上記構成は一つの実施態様にすぎず、洗浄対象の車種や洗浄箇所、噴流ノズルの位置や数、洗車機の形態や洗車動作等、特に限定されるものではない。また、洗浄位置に合わせて噴流ノズルを任意に移動可能に構成してもよい。また、洗浄水に純水や洗剤水を用いることも勿論可能で、本体フレームにブラシ装置を装備してもよい。

１噴流ノズル
２送風ノズル
３散水ノズル
４ブロワ装置
７給水ポンプ

Claims

ブロワ装置と連通した略円形の送風口を有する送風ノズルと、給水ポンプと連通した散水口を有する散水ノズルとを備え、該散水ノズルは、送風ノズルの送風口外周における上部及び下部に配置され、広角フラット撒水型の散水口を有し、該散水口から上下方向に拡開した扇状の液体噴流を噴射して、前記送風ノズルの送風口から噴射される略筒状の気体噴流に対して斜め上方及び下方から合流させて洗浄面に吹き付けることを特徴とする噴流ノズル。
本体フレームと車両とを相対移動し、移動に伴い車体の洗浄面を洗浄する車体洗浄装置において、
ブロワ装置と連通した略円形の送風口を有する送風ノズルと、給水ポンプと連通した拡散ノズルチップを有する散水ノズルとを備え、該散水ノズルは、送風ノズルの送風口外周における上部及び下部に配置され、広角フラット撒水型の散水口を有し、該散水口から上下方向に拡開した扇状の液体噴流を噴射して、前記送風ノズルの送風口から噴射される略筒状の気体噴流に対して斜め上方及び下方から合流させて洗浄面に吹き付ける噴流ノズルを備えたことを特徴とする車体洗浄装置。
前記本体フレームの内面に、前記噴流ノズルを鉛直線上に沿って複数配列し、各噴流ノズルによる洗浄面での洗浄範囲が上下に連続する間隔で配置したことを特徴とする上記請求項２記載の車体洗浄装置。
前記ブロワ装置と給水ポンプを作動して洗浄水噴流を生成するジェット洗浄と、前記ブロワ装置のみを作動して送風噴流を生成するジェット乾燥とを実行可能にした洗浄制御部を備えたことを特徴とする上記請求項２又は３記載の車体洗浄装置。