JP7439047B2 - ルーフレッグノズル - Google Patents

Description

本発明は、とりわけ、好ましくはオイル／泥水タンクなどのタンクからの流体中に懸濁された、またはその中に含有されたスラッジなどの固形物および／または流体、ならびに他の類似の到達するのが困難な堆積物を除去するためのノズル構成および方法、ならびにタンクに関する。好ましい実施形態では、ノズル構成は、パイプ部分に接続された一次駆動軸、好ましくはダウンパイプの外側の下端部に固定して配置されるか、またはそこに形成されているギヤ歯列、アングルギヤ、ノズルパイプ部分を回転させるために、アングルギヤによって駆動されるウォームギヤなどのギヤ、該パイプ部分の外側に回転可能に取り付けられ、一端にアングルギヤの歯車を有し、他端に該ギヤ歯列と協働する歯車を有する二次駆動軸、を含む回転機構を有する。

オイルタンクなどの巨大なタンクを洗浄することは困難な業務であり、多くの場合、そのようなタンクの洗浄に従事する人員の健康リスクを回避するか、または少なくとも軽減するために注意を払わなくてはならないことが必要とされる。

さらに、そのような洗浄は一定の間隔で実行される可能性があるため、上記で言及された問題が強制的に発生する。

またさらに、そのようなタンクは、底部および側面などの大部分の内部表面を洗浄することが必要とされ得る。

このように、洗浄プロセスを効率的にする方法およびデバイスを提供するためのニーズが存在する。したがって、改良された洗浄デバイスおよび洗浄方法が有利であり、特に、より効率的な、および／または信頼性が高い洗浄デバイスおよび方法が有利となるだろう。

本発明のさらなる目的は、先行技術の代替手段を提供することである。

特に、本発明の目的は、ノズル構成、使用方法、ならびに／または、上記で言及された先行技術の問題を解決する方法および／もしくはノズル構成を使用する、もしくは含むタンクを提供することであることが理解されよう。

本発明は、第１の態様において、オイル／泥水タンクなどのタンクに液体を吐出するためのノズル構成に関する。ノズル構成は、好ましくは、
－ ダウンパイプ、
－ パイプ部分であって、
－ 回転軸がダウンパイプの縦軸と一致した状態で、ダウンパイプの下端部に回転可能に配置され、
－ ダウンパイプに回転可能に配置されている位置に対して遠位にある、角度付けられたクリーナーヘッドを含む、パイプ部分、
－ 角度付けられたノズルパイプ部分、
－ 角度付けられたノズルパイプ部分を、クリーナーヘッドにおけるパイプ部分に回転可能に接続するために設けられた、ノズルハブ、を含み、
ノズル構成は、好ましくは、
－ 該パイプ部分に接続された一次駆動軸、
－ ダウンパイプの外側の下端部に固定して配置されるか、またはそこに形成されているギヤ歯列、
－ アングルギヤ、
－ ノズルパイプ部分を回転させるために、アングルギヤによって駆動されるウォームギヤなどのギヤ、
－ 該パイプ部分の外側に回転可能に取り付けられ、一端にアングルギヤの歯車を有し、他端に該ギヤ歯列と協働する歯車を有する二次駆動軸、を含む回転機構をさらに含む。

本発明は、第２の態様において、泥水／オイルタンクなどのタンクを洗浄する方法に関する。そのような方法は、好ましくは、
－ 第１の態様に従って、タンクの壁部材にノズル構成を提供すること、
－ ノズル構成に、洗浄液の源への接続を提供すること、
－ ノズル構成を通して洗浄液を吐出させながら、一次駆動軸を回転させること、を含む。

本発明は、第３の様態において、泥水／オイルタンクなどのタンクに関し、該タンクの屋根などの壁部分に配置される、第１の様態に従ったノズル構成を含む。

本文脈において、「下」および「上」などの方向が添付の図に対して与えられ、ノズル構成の重力（下向き）に対して相対的に好ましい方向を示している。ノズル構成の他の方向が実現されてもよく、それにより、「下」および「上」などの方向は、例えば「右」および「左」に変換される。

本発明の第１、第２、および第３の態様はそれぞれ、他の態様のいずれかと組み合わせることができる。本発明のこれらの態様および他の態様は、以下に記載される実施形態、ならびに添付の特許請求の範囲から明らかになり、それらを参照して説明される。

これより、本発明、および特にその好ましい実施形態を、添付図面を参照してより詳細に説明する。図面は本発明を実施する方法を示しており、添付の請求項の組の範囲内に含まれる、他の考えられる実施形態に限定するものと解釈されるべきではない。
本発明の実施形態によるノズル構成の３次元図である。 図１のノズル構成の３次元断面図である。 図１のノズル構成の正面図および側面図であり、この正面図および側面図には、一次駆動軸が回転する際のノズルパイプ部分の動きが図示されている。 回転機構の一部をクローズアップした図であり、この図には、ウォームギヤのウォームの内部を図示するための断面図が示されている。および、 本発明の好ましい実施形態による、駆動装置の図である。

本発明の実施形態によるノズル構成の３次元図である図１、さらには図１のノズル構成の３次元断面図である図２を参照する。本明細書に示されるように、ノズル構成１は、オイル／泥水タンクなどのタンクにそのようなタンクの内部を洗い流すための液体を吐出することを目的とするものである。

図１に図示されるように、ノズル構成はダウンパイプ３を含む。このダウンパイプ３は、図示されるように、例えば取付ブラケット２を使用して、固定された回転不能な位置で維持される（下記でさらに開示する）。

ダウンパイプ３はパイプ部分４へと向かうが、このパイプ部分４は、回転軸がダウンパイプ３の縦軸と一致した状態でダウンパイプ３の下端部で回転可能に配置される。図１に示される実施形態では、ダウンパイプ３とパイプ部分の縦軸とが一致するように、ダウンパイプ３およびパイプ部分４が実質的に同一の外径を有し、実質的に円筒形の形状を有する。

パイプ部分４の下端部には角度付けられたクリーナーヘッド５があり、このクリーナーヘッドは、パイプ部分４がダウンパイプ３において回転可能に配置される位置に対して遠位に配置されている。図１に示される実施形態では、この角度は４５度だが、異なるように選択してもよい。

ノズル構成はまた、角度付けられたノズルパイプ部分７を有し、図１に示される実施形態では、このノズルパイプ部分７はパイプ部分の下端部にある。角度は４５度であるように示されているが、他の角度を用いてもよい。

パイプ部分４とノズルパイプ部分７とは、角度付けられたノズルパイプ部分７をクリーナーヘッド５におけるパイプ部分４に回転可能に接続するために設けられたノズルハブ１５によって、互いに回転可能に接続されている。通常、このハブには、パイプ部分４の下端部分とノズルパイプ部分７との間にシール軸受などの軸受が設けられており、図２で見られるように、パイプ部分４はノズルパイプ部分７に延長する部分を有する。

ノズル構成は、パイプ部分を縦軸の周りで回転させるための回転機構８をさらに含み、ノズルパイプ部分７を回転させる。この回転機構は、該パイプ部分４に接続している一次駆動軸１３を含む。図２で見られるように、一次駆動軸は、好ましくはダウンパイプの内部に延長し、パイプ部分４の内部に接続されている。一次駆動軸１３は、密封された通路を通ってダウンパイプ３の中に延長し、さらに、一次駆動軸がその長手方向の周りを回転できるようにするための軸受を含んでいる。このように、一次駆動軸１３を回転させることによって、パイプ部分４が一次駆動軸１３の回転と同じだけ回転する。

回転機構はまた、ダウンパイプ３の外側の下端部に固定して配置されるか、またはそこに形成されている、ギヤ歯列９を含む。

回転機構はさらに、ウォームギヤ１６と協働するアングルギヤ１０を含む。図示されるように、ウォームギヤは、アングルギヤによって駆動されるクリーナーヘッド５においてノズルパイプ部分７を回転させるために配置される。具体的には、ウォームギヤのウォームがノズルパイプ部分７のノズルハブ１５に設けられたギヤと噛合することで、ウォームがアングルギヤ１０によって回転するときに、ノズルパイプ部分が回転する。

二次駆動軸１１は、パイプ部分４の外側に回転可能に取り付けられており、一端にアングルギヤ１０の歯車を有し、他端に該ギヤ歯列９と協働する歯車１２を有する。これにより、一次駆動軸１３を回転させることによってパイプ部分４が回転する。歯車１２がギヤ歯列９と係合している場合、二次駆動軸が回転し、その結果アングルギヤ１０に回転が生じ、それにより、ウォームギヤ１６のウォームが回転して、ノズルパイプ部分７が回転するようになる。歯車１２がギヤ歯列９と係合していない場合、一次駆動軸１３が回転すると、パイプ部分４がさらに回転する。この結果、ノズルパイプ部分の回転がパイプ部分４の全回転の３６０度回転のうちの一部の間だけ発生するという意味で、ノズルパイプ部分７の一工程の回転運動が生じる。

図２で最も明確に見られるように、一次駆動軸１３はダウンパイプ３の内部に延長し、ダウンパイプ３の下端部でパイプ部分４の内部と係合している。これにより、一次駆動軸１３が回転するとパイプ部分４が回転する。図示されているように、一次駆動軸１３とパイプ部分４との間の接続は、好ましくはその下端部で外側から挿入され、一次駆動軸１３を通ってパイプ部分４の中を延長するクロス部材によって提供されてもよい。図２では、メカニカルシール１７が図示されていないことに注目されたい。

例えばタンクの壁部材に固着するなど、容易にノズル構成を配置するために、ノズル構成は、ダウンパイプ３の一部分が取付ブラケット２の上方に延長してインレットパイプ１４を形成し、別の部分が取付ブラケット２の下方に延長する位置でダウンパイプ３に配置される取付ブラケット２をさらに含んでもよい。インレットパイプ１４は、ノズルから吐出された流体をノズル構成に供給するために使用される。取付ブラケットは、オイル／泥水タンクの屋根または側壁などの壁部材にノズル構成を取り付けるために構成されている。ノズル構成は、壁部材に溶接されていてもよいが、多くの場合、ノズル構成を簡単に取りはずすことができるように、ノズル構成を壁部材にボルトで締めることが好ましい。このため、取付ブラケット２には貫通孔で例示されるものが設けられている。壁部材には、取付ブラケット２の下方のノズル構成の一部をタンク内に導入することができるのに十分なサイズでありながら、取付ブラケットを使用してノズルの付属部品を配置することが可能なくらい十分小さい開口部が設けられる。

回転機構のギヤリング、すなわち異なるギヤの歯数は、パイプ部分４が全３６０度回転する間、ノズルハブ１５、したがってノズルパイプ部分７を、５度未満、例えば４度未満回転させるように構成されている。

図１～４に示される好ましい実施形態では、ギヤ歯列９の歯は、ダウンパイプ３の外周の一区画のみに沿って一様に配置されている。しかしながら、ギヤ歯列９は、ダウンパイプの全外周にわたって一様に分布していてもよい。最初の選択肢では、パイプ部分４が全３６０度回転する間の一部で発生する時間だけ、ノズルパイプ部分７に相対的に速い回転がもたらされるが、２つ目の選択肢では、パイプ部分４の全３６０度にわたって分布したノズルパイプ部分に相対的に遅い回転がもたらされる。これは、歯車１２がギヤ歯列９の１または複数の歯と係合するときだけに、ノズルパイプ部分７の回転が生じるためである。

一次駆動軸の回転は通常、例えば一次駆動軸１３の上端部と係合する駆動装置２３（図５を参照のこと）によってもたらされる。図１に示される実施形態では、歯車と係合するための切欠き構造体２２が設けられており、これにより、ギヤが駆動装置２３によって回転する。そのような駆動装置２３は、一次駆動軸１３を回転させるために適合された電気または油圧モータであってよい。あるいは、駆動装置２３は、ダウンパイプ３の内部に配置されていてもよい。

図５は、駆動装置２３の実施例を図示する。駆動装置は、駆動ギヤ２６を回転させるために配置されたウォームギヤなどのギヤボックス２５に接続された、油圧モータまたは電動モータなどのモータ２４を含む。駆動装置２３が据え付けられると、駆動ギヤは、一次駆動軸ギヤ２７が回転する際に一次駆動軸１３を回転させるために配置されている一次駆動軸ギヤ２７と噛合する。図５の図では、一次駆動軸ギヤ２７は示されていないが、符号２７によって指し示されている開口部に嵌め込まれるように図示される。一実施形態では、一次駆動軸ギヤ２７は、一次駆動軸１３の切欠き２２と噛合するスプラインを有する。通常、駆動ギヤ２６および一次駆動軸ギヤは両方とも直歯であり、駆動ギヤは２３歯を有し、一次駆動軸ギヤ２７は４０歯を有する。

図１～４で示される実施形態では、取付ブラケット２の上方に延長してインレットパイプ１４を形成するダウンパイプ３の一部は湾曲部を有するが、この湾曲部は９０度であってもよい。そのような実施形態では、一次駆動軸１３は、有利にはダウンパイプ３の内部に延長し、例えば上記に開示されるようにダウンパイプ３の下端部でパイプ部分４の内部と係合している。これにより、一次駆動軸１３が回転するとパイプ部分４が回転し、また、一次駆動軸１３は、該湾曲部に設けられた開口部を通って外側に取り付けられた駆動装置２３（上記で開示された駆動装置などの）まで延長している。

図１で図示されるように、ノズル構成は、インレットパイプ１４の湾曲部に配置されたメカニカルシール１７を有し、このメカニカルシール１７を通って一次駆動軸１３が延長し、一次駆動軸１３の密封された経路がもたらされる。

それに応じて、駆動装置２３は、一次駆動軸１３を係合するために、該開口部を通って外側に延長する一端に配置されるが、この開口部は、該湾曲部に設けられたメカニカルシール１７によって密封されている開口部であってもよい。

図４を参照する。図４は、回転機構の一部をクローズアップした図であり、この図にはウォームギヤのウォームの内部を図示するための断面図が示されている。図示されるように、ウォームギヤ１６のウォーム１９は、アングルギヤ１０と一端で接続されたウォーム軸１８に長手方向に摺動可能に配置されている。ウォームが摺動できる距離は、図４の「ｄ」によって図示される。これには、パイプ部分４の回転方向を逆転させると、ウォームが距離「ｄ」を移動するまでノズルパイプ部分７が回転しないという効果がある。

このことは、例えばノズルが上向きに移動するときに（図３で示される動き）、流体により洗浄痕が生じて洗い流されなかった領域が残る、いくつかの状況において利点を有する。ウォームの初期の回転により、ウォームだけがウォーム軸１８に沿って移動することになるため、ウォーム１９の摺動能力がノズルの移動を相殺するので、ノズルが下向きに移動するように回転方向を逆転させることによってそのような洗浄痕を洗浄することができる。

ノズル構成は、図１に図示されるように、例えばノズルパイプ部分７の遠位端に配置される、筒状のノズル延長部２１を含んでもよい。そのようなノズル延長部２１は交換可能な部品であってもよく、ノズル構成が異なる長さを有するように構成することができるようにしてもよい。

ノズル構成を使用して洗浄効力を高めるためには、流体を相対的に強い勢いの噴流として提供することが有益であり得る。このようにするために、ノズルパイプ部分７およびノズル延長部２１（適用される場合）は、ノズルパイプ部分７のノズルハブ１５に対して遠位端に配置されるノズルチップ２０を含み（図１を参照のこと）、ノズルチップ２０の中を流れる流体を加速するように構成されていてもよい。ノズルチップ２０は、ノズルチップの流出口に向かって収束する断面積を有する筒状部分として設けられていてもよい。

ノズルチップ２０の流出口の断面積の典型的な寸法は、直径または水力直径が１６ｍｍ、例えば１８ｍｍ、例えば２０ｍｍであってよい。

本発明はまた、泥水／オイルタンクなどのタンクを洗浄する方法に関する。そのような方法には、
－ 本明細書に開示されるように、タンクの壁部材にノズル構成を提供すること、
－ ノズル構成に、洗浄液の源への接続を提供すること、
－ ノズル構成を通して洗浄液を吐出させながら、一次駆動軸１３を回転させること、が含まれ得る。

さらに、本発明はまた、泥水／オイルタンクなどのタンクに関し、該タンクの屋根などの壁部分に配置される、先行する請求項のいずれか一項に記載のノズル構成を含む。

特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、提示された実施例に何らかの形で限定されるものと解釈されるべきではない。本発明の範囲は、添付の請求項の組によって提示される。請求項の文脈において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」という用語は、他の使用可能な要素または工程を除外するものではない。また、例えば、「ａ」または「ａｎ」などの参照の言及は、複数を除外するものと解釈すべきではない。図中に示された要素に対する請求項における参照符号の使用もまた、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。さらに、異なる請求項内で言及される個々の特徴を、場合により有利に組み合わせてもよく、異なる請求項でこれらの特徴を言及することは、特徴の組み合わせが可能でなく、有利でないことを除外するものではない。

１ ノズル構成
２ 取付ブラケット
３ ダウンパイプ
４ パイプ部分
５ クリーナーヘッド
６ 駆動機構
７ ノズルパイプ部分
８ 回転機構
９ 歯列
１０ アングルギヤ
１１ 二次駆動軸
１２ 歯車
１３ 一次駆動軸
１４ インレットパイプ
１５ ノズルハブ
１６ ウォームギヤ
１７ メカニカルシール
１８ ウォーム軸
１９ ウォームギヤのウォーム
２０ ノズルチップ
２１ 筒状のノズル延長部
２２ 例えば歯車と係合するための切欠き
２３ 駆動装置
２４ モータ
２５ ギヤボックス
２６ 駆動ギヤ
２７ 一次駆動軸ギヤ

Claims (16)

1. タンクに液体を吐出するためのノズル構成（１）であって、
   － ダウンパイプ（３）、
   － パイプ部分（４）であって、
   － 回転軸が前記ダウンパイプ（３）の縦軸と一致した状態で、前記ダウンパイプ（３）の下端部で回転可能に配置され、
   － 前記ダウンパイプ（３）に回転可能に配置されている位置に対して遠位にある、角度付けられたクリーナーヘッド（５）を含む、パイプ部分（４）、
   － 角度付けられたノズルパイプ部分（７）、
   － 前記角度付けられたノズルパイプ部分（７）を、前記クリーナーヘッド（５）における前記パイプ部分（４）に回転可能に接続するために設けられた、ノズルハブ（１５）、を含み、
   前記ノズル構成は、
   － 前記パイプ部分に接続された一次駆動軸（１３）、
   － 前記ダウンパイプ（３）の外側の下端部に固定して配置されるか、またはそこに形成されているギヤ歯列（９）、
   － アングルギヤ（１０）、
   － 前記ノズルパイプ部分（７）を回転させるために、前記アングルギヤによって駆動されるウォームギヤ（１６）、
   － 前記パイプ部分（４）の外側に回転可能に取り付けられ、一端に前記アングルギヤ（１０）の歯車を有し、他端に前記ギヤ歯列（９）と協働する歯車（１２）を有する二次駆動軸（１１）、を含む回転機構（８）をさらに含む、ノズル構成。
2. 前記一次駆動軸（１３）が前記ダウンパイプ（３）の内部に延長しており、前記ダウンパイプ（３）の下端部で前記パイプ部分（４）の内部と係合し、これにより、前記一次駆動軸（１３）が回転すると前記パイプ部分（４）が回転する、請求項１に記載のノズル構成。
3. 前記ダウンパイプ（３）の一部分が取付ブラケット（２）の上方に延長してインレットパイプ（１４）を形成し、別の部分が前記取付ブラケット（２）の下方に延長する位置で前記ダウンパイプ（３）に配置されている前記取付ブラケット（２）をさらに含み、前記取付ブラケットは、前記タンクの壁部材に前記ノズル構成を取り付けるために構成されている、請求項１または２に記載のノズル構成。
4. 前記パイプ部分（４）が全３６０度回転する間、前記回転機構のギヤリングが、前記ノズルハブ（１５）、したがって前記ノズルパイプ部分（７）を、５度未満回転させるように構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のノズル構成。
5. 前記ギヤ歯列（９）の歯が、前記ダウンパイプ（３）の外周の一区画のみに沿って一様に配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のノズル構成。
6. 前記一次駆動軸（１３）を回転させるために適合された駆動装置（２３）をさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のノズル構成。
7. 前記駆動装置（２３）が、駆動ギヤ（２６）を回転させるために配置されたギヤボックス（２５）をさらに含み、一次駆動軸ギヤ（２７）が回転する際に、前記駆動ギヤが前記一次駆動軸（１３）を回転させるために配置されている前記一次駆動軸ギヤ（２７）と噛合する、請求項６に記載のノズル構成。
8. 前記取付ブラケット（２）の上方に延長して前記インレットパイプ（１４）を形成している前記ダウンパイプ（３）の一部が、湾曲部を含んでおり、前記一次駆動軸（１３）が前記ダウンパイプ（３）の内部に延長して、前記ダウンパイプ（３）の下端部で前記パイプ部分（４）の内部と係合し、これにより、前記一次駆動軸（１３）が回転すると前記パイプ部分（４）が回転し、前記一次駆動軸（１３）は、前記湾曲部に設けられた開口部を通って外側に取り付けられた駆動装置（２３）まで延長している、請求項３に記載のノズル構成。
9. 前記インレットパイプ（１４）の前記湾曲部に配置されたメカニカルシール（１７）をさらに含み、このメカニカルシール（１７）を通って前記一次駆動軸（１３）が延長し、前記一次駆動軸（１３）の密封された経路がもたらされる、請求項８に記載のノズル構成。
10. 前記駆動装置（２３）が、前記一次駆動軸（１３）を係合するために、前記湾曲部に設けられた前記開口部を通って外側に延長する一端に配置されている、請求項８または９に記載のノズル構成。
11. 前記ウォームギヤ（１６）のウォーム（１９）が、前記アングルギヤ（１０）と一端で接続されたウォーム軸（１８）に長手方向に摺動可能に配置されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載のノズル構成。
12. 前記ノズルパイプ部分（７）の遠位端に配置される筒状のノズル延長部（２１）をさらに含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載のノズル構成。
13. 前記ノズルパイプ部分（７）、または請求項１２に従属する場合、前記筒状のノズル延長部（２１）が、前記ノズルパイプ部分（７）の前記ノズルハブ（１５）に対して遠位端に配置されているノズルチップ（２０）を含み、前記ノズルチップ（２０）の中を流れる流体を加速するように構成され、前記ノズルチップ（２０）が、前記ノズルチップの流出口に向かって収束する断面積を有する筒状部分として設けられている、請求項１～１２のいずれか一項に記載のノズル構成。
14. 前記ノズルチップ（２０）の前記流出口の前記断面積が、１６ｍｍ～２０ｍｍの直径または水力直径を有する、請求項１３に記載のノズル構成。
15. タンクを洗浄する方法であって、
    － 前記タンクの壁部材に、請求項１～１４のいずれか一項に記載のノズル構成を提供すること、
    － 前記ノズル構成に、洗浄液の源への接続を提供すること、
    － 前記ノズル構成を通して前記洗浄液を吐出させながら、前記一次駆動軸（１３）を回転させることを含む方法。
16. タンクであって、前記タンクの壁部分に配置される、請求項１～１４のいずれか一項に記載のノズル構成を含む、タンク。