JPH03242276A - 流体駆動のタンク清掃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は室、例えば反応室、重合タンク、類−別液体貯
蔵タンク、大径パイプ、及び同様な型の容器の、内側表
面を清掃するための装置に関する。

〔従来の技術〕

化学薬品、食品及び飲料処理産業は定期的に清掃しなけ
ればならない多様な処理、輸送及び貯蔵用容器を使用し
ている。典型的には、このような容器又はタンクは噴霧
組立体を所定の方式で駆動するようタンク内部で噴霧さ
れる清掃液体を用いる噴霧装置によって清掃される。典
型的にはこのような装置は同時に２つの直角の軸線の周
りに回転するようになっている。すなわち、この噴霧ノ
ズルが第１の軸線の周りを回転し噴霧ノズルが取付けら
れるこの装置の部分が同時に第１の軸線にほぼ直角な第
２の軸線の周りに回転される。これは容器の内部を迅速
かつ効果的な方法で覆う噴霧清掃方式を提供する。この
ような従来技術の装置の一例が米国特許第３，６３７．
１３７号に示されている。

さらに詳細には、これらの装置は典型的には、第１のほ
ぼ垂直な軸線を有する固定の入口ハウジングと、この入
口ハウジングに回転自在に取付けられ第１の垂直軸線の
周りに回転するようになっているＴ型ハウジングと、実
質的に前記垂直軸線に直角な第２の軸線の周りに回転す
るようになっている前記Ｔ型ハウジングに固定された噴
霧ノズル組立体とからなっている。積極的な駆動手段が
用いられＴ型ハウジングとノズル組立体とを所定の様式
で駆動する。固定入口ハウジングとＴ型ハウジングとの
間に適当な流体通路を得るため、複数の離間した放出口
が入口軸幹部の周囲を巡って配設される。Ｔ型ハウジン
グは入口軸幹部の放出開口から流体を受取るよう入口軸
幹部と共に収容室を形成するほぼ円筒形本体と、流体を
ノズル組立体に導（ための突出部分とを具備している。

この突出部分は放出口の近くに位置する。このような装
置にとっての問題は、Ｔ型ハウジングが入口軸幹部の周
りを回転するとき、入口軸幹部の放出開口がＴ型ハウジ
ングの突出部分と周期的に連通ずることである。これは
Ｔ型ハウジング内の流体圧力が脈動する結果をもたらす
。これは装置内部の流体の流れに悪影響を及ぼし結局は
その清掃効率を悪化させることになる。このような先行
技術の装置に関する他の問題は、２つの回転運動にとっ
て３つの部分の組立体が必要であることにより、円滑で
とぎれない流れ様式を得るのが困難であるということで
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 本出願人は、脈動圧力作用を最小とし又はなくしまた装
置内部に改良された流体の流れ様式が得られしかも制御
された所定の噴霧様式が得られる改良されたタンク清掃
装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段］ 流体駆動のタンク清掃装置は、入口軸幹部とこれに固定
された歯車列ハウジングとを具備している。入口軸幹部
は、流体収容室と、この流体収容室を圧力下の流体源に
連結するための入口と、その後端の複数の放出開口とを
含んでいる。歯車列ハウジングは流体収容室とは隔離し
た第２の室を有している。駆動シャフトが収容室内部に
回転自在に取付けられる。駆動手段が入口に設けられ駆
動シャフトに連結され、入口軸幹部に流入する流体に応
動して駆動シセフトを回転するようにしている。歯車減
速手段が設けられ駆動シャフトに連結されて駆動シャフ
トの回転速度を減少させるようにする。Ｔ型ハウジング
が、入口軸幹部と歯車列ハウジングとに回転自在に取付
けられ第１の軸線の周りを回転するようにし、また人口
／出口を有し流体の放出ができるようにする。出力シャ
フトが第２の室に回転自在に取付けられ歯車減速手段を
介して駆動シャフトに連結される。流体ノズル組立体が
、Ｔ型ハウジングに取付けられ第２の軸線の周りを回転
するようにし、また入口軸幹部の複数の放出開口を介し
て流体収容室に流体的に連結されている。出力シャフト
をノズル組立体に連結する手段が設けられ、ノズル組立
体を第２の軸線の周りに所定の方法で回転させるように
する。

入口軸幹部の放出開口は、Ｔ型ハウジングが人口軸幹部
の周りに回転するとき、実質的に一定の断面積の放出開
口がＴ型ハウジングの入口／出口に露出されるような、
大きさと形状とを有している。

［実施例］ 第１図ないし第４図を参照すると、本発明による流体タ
ンク清掃装置ｌＯが図示されている。この装置１０は歯
車列ハウジング１５が固定された入口軸幹部１４を具備
するハウジング１２を含んでいる。図示の特定の実施態
様においては、歯車列ハウジング１５は、それぞれが歯
車列ハウジング１５の開口を通過して入口軸幹部１４の
後端に入る複数の周囲に離間したねじ１３（そのうちの
１つだけが第２図に示されている）によって入口軸幹部
１４に固定される。しかし、軸幹部１４は任意の所望の
方法で歯車列ハウジング１５に固定できることを理解す
べきである。入口軸幹部１４は圧力下の清掃流体源に連
結するための入口１７を有している。典型的には、この
清掃流体は４０から２５０ボンド／平方インチ（２，８
から１７．５ｋｇ　／　ｃｔＡ　）に加圧される。図示
の特定実施例では、入口軸幹部１４には対応雄ねし部分
を有する。適当なカップリング（図示しない）に連結す
ることのできる内側ねじ１８が設けられでいる。軸幹部
１４は任意の所望の方法で清掃流体源に連結できること
はもちろんである。入口軸幹部１４は入口１７に流体的
に連通ずる収容室１９を含んでいる。

ハウジング１２はさらに、共通の壁２４によって収容室
１９から隔離された歯車列ハウジング１５の中の第２の
室２０が設けられている。歯車列２２が第２の室２０に
設けられ後述するようにタンク清掃装置１０の他の一定
部分を駆動するために用いられる。

収容室１９内部に主駆動シャフト２１が回転自在に取付
けられる。図示の実施態様では駆動シャフト２１の前端
２７は共通壁２４から延出する突出ボス２３の軸受２８
の内部に回転自在に取付けられる。適当なシール３４が
必要に応し設けられる。収容室１９の前端に駆動手段が
取付けられ、ハウジング１２＆こ流入する流体に応動し
て駆動シャフト２１を回転するようにしている。図示の
実施態様では、駆動手段は入口１７内に固定された固定
子２５と駆動シャフト２１の前端２７にこれと共に回転
するよう固定された回転子２６とからなっている。回転
子２６は任意の所望の方法で駆動シャフト２１に固定す
ることができることを理解すべきである。図示の実施態
様では、固定子２５は入口軸幹部１４に形成された環状
隆起３０と係合する外側リング保持部分２９と、中央円
錐体３２に部分２９を連結する複数の羽根３９とを具備
している。しかし固定子２５は任意の所望の手段により
入日１フ内 べきである。

その後端３１において駆動シャフト２１は軸受３３によ
り歯車列ハウジング１５に回転自在に取付けられている
。駆動シャフト２１の後端３１は歯車列２２に入力を与
え、出力シャフト４８と第２のシャフト３６とを含み、
第２のシャフト３６は歯車列ハウジング１５の内部に取
付けられた適当な数の歯車４９により駆動シャフト２１
に連結されている。歯車列２２は駆動シャフト２１の回
転速度を減少させるために用いられる。歯車列２２の適
当な選択と配列は出力シャフト４８に所望の出力回転速
度が得られるように選択される。これは当業者にとって
型にはまったやり方に属することである。歯車列ハウジ
ング１５の第２の室２０は従来の装置において典型的に
行われているように適当な潤滑剤で充たされる。しかし
本発明はこれに限定されるものではない。必要ならば、
歯車列ハウジング１５は流れ通過型のものとされ駆動シ
ャフト２１を駆動するのに用いられる流体が室２０を通
過し適当な冷却作用と所望の潤滑作用とがもたらされる
ようにする。

この装置１０はさらに、一対の軸受５２と隣接シール５
４とによって入口軸幹部１４と歯車列ハウジング１５と
に回転自在に取付けられ長平方向軸線ｘ−Ｘの周りに回
転するようになっているＴ型ハウジング５０を含んでい
る。出力シャフト４８の外端５１はこれに固定されたピ
ニオン歯車５６を有し、Ｔ型ハウジング５０に固定され
た環状リング５８を駆動するようにしている。環状リン
グ５８の回転によりＴ型ハウシンク５０は入口軸幹部１
４と歯車列ハウジング１５の周りに回転される。駆動傘
歯車６６がまた歯車列ハウジング１５にこれに対し動か
ないよう固定される。Ｔ型ハウジング５０はほぼ円筒形
本体部分６５を具備し、この本体部分６５は環状外側室
６９と環状突出部６７とを形成し、突出部分６７は本体
部分６５から外側に延び入口開口６８を形成するように
している。図示の実施態様では、突出部分６７は約１．
５インチ（３，８１ｃｍ）の直径りを有する実質的に円
形の入口開口６８を形成し、したがってまた所定の断面
積を形成する。突出部分６７はこの実施態様では実質的
に矩形である複数の出口通路７７を含んでいる。

装置１０はさらに、液体をＴ型ハウジング５０の突出部
分６７から直接受は取るための収容室７２を有する本体
７１を含む、Ｔ型ハウジング５０に回転自在に取付けら
れたノズル担持組立体７０を含んでいる。少なくとも１
つの噴霧ノズル７６が本体７１に取付けられ軸線Ｙ−Ｙ
の周りに回転して液体をタンクの内側に向って噴霧する
ようにしている。図面の実施態様では２つの噴霧ノズル
７６が設けられている。Ｔ型ハウジング５０の出口通路
７７が室７２を噴霧ノスル７６の通路７８に連結する。

図示の実施例では軸線Ｙ−Ｙは実質的に軸線Ｘ−Ｘと直
角であるが、本発明はこれに限定されない。噴霧ノズル
７６には本体７１の内側ねじ７９に係合する雄ねじが設
けられる。ノズル組立体７０は歯車列ハウジング１５に
固定された駆動傘歯車６６に噛合うようになっている被
駆動傘歯車８２を含んでいる。ノズル担持組立体７０の
通路７８は滑らかな側壁８１を有しノズル組立体７０の
内部の乱流を最小にするようになっている。

室７２は通路７８に進むにつれて断面積が次第に減少す
る。好ましくは図示のように出口通路７７の底部８３は
通路７２の底部８４に密接して終る。

ノズル組立体７０はその内部のいかなる流体の乱流をも
最小にするようになっている。図示のように本体の側壁
８１と室７２の側部８７とは鋭い個所又はわん曲部が全
くなく実質的に滑らかとなっている。Ｔ型ハウジングに
は実質的に円錐体形状の突出部９８が設けられ、この突
出部９８はＴ型ハウジング５０の開口６８の直上に配設
され本体７１に流入する流体が存在するノズルの数に実
質的に等しく分割されるようにする。図面かられかるよ
うに、突出部９８は先端が開口６８の中心の直上に位置
する実質的に■字形円錐形状を有している。

第３図を参照すると、入口軸幹部１４の側面図が示され
ている。入口軸幹部１４には収容室１９と共に複数の通
路を形成する周辺部の周りに配設された複数の放出開口
１８が設けられる。これら放出開口１日はそれぞれ、各
開口の一部分だけが周方向に延び隣接開口１８が周方向
に連続した開口をもたらすことができるような形状を有
している。図示の実施態様では開口１８はそれぞれほぼ
７字形の形状を有する。開口１８はそれぞれ入口軸幹部
１４の周辺の周りに所定の距ＭＡだけ延在し前縁３５と
後縁３７とを有している。前縁は好ましくは突出部分６
７の内側４３に密接して配置され、放出開口１日の後縁
３７は突出部分６７の後側４５に密接している。後縁３
７はポス２３から入口軸幹部１４の外側表面に延在して
いる。後縁３７は好ましくは弓形の形状であり室１９中
の流れが乱れるのを最小にするようにしている。放出開
口の大きさ、形状及び位置は、Ｔ型ハウジング５０が入
口軸幹部１４の周りに回転されるときに開口６８に露出
される断面積が実質的に一定であるようになっている。

第５図を参照すると、開口６８を通して見られる入口軸
幹部１４の一対の隣接放出開口１８を示す線５−５に沿
った開口６８の頂面図が図示されている。図示のように
、開口６８に近接する放出開口１８の全断面積は突出部
分６７の開口６８の断面積の少なくとも５０％、好まし
くは少なくとも約６０％である。図示の実施態様では、
開口６８に対する開口１８の全断面積は平均約６０％で
ある。上記のように、図示の実施態様では、放出開口１
８はそれぞれ実質的に７字形の形状を有している。した
がって各放出開口１８は、開口１８の平面展開図を示す
第４図に図示されるように前方部分９１と、中央の周囲
方向に延びる部分９２と後方部分９３とを有している。

部分９１は前縁３５と軸線Ｘ−Ｘに実質的に平行な軸方
向の側縁９４とによって区画形成される。後方部分９３
は後縁３７と軸線Ｘ−Ｘに実質的に平行な軸方向の縁９
５とによって区画形成され、部分９３は部分９１から円
周方向に距離Ｓだけ偏倚している。部分９２は部分９１
と９３とを連結しそして一対の実質的に真直ぐな平行側
辺９７を有している。各溝における偏倚Ｓの大きさは、
部分９１の縁９４が円周方向に隣接する開口１８の縁９
５と実質的に同し軸方向平面上に位置するように選択さ
れる。図面かられかるように、１つの放出開口１８の縁
９４は隣接放出開口１８の縁９５が終るあたりから始ま
る。しかし、放出開口１８のこの形状は必要に応じ変え
られることが理解されるべきである。中央の周方向に延
びる部分９２は、開口１８の実質的に一定の断面積がＴ
型ハウジング５００開ロ６８に露出されるような周方向
の偏倚Ｓをもたらす。

この重要な構造は、Ｔ型ハウジング５０が回転されると
き常に突出部分に対し実質的に一定の断面積の放出開口
１８があるということである。開口１８の断面積は約２
５％より多く変わってはならす、好ましくは約１５％よ
りもさらに好ましくは約５％よりも多く変わってはなら
ない。図示の実施例では断面積は約１５％変化する。開
口１８の実質的に一定の面積を得ることは圧力を脈動さ
せることを最小にし又はなくすことを助ける。この問題
は限定された空間しか得られないことによる一層コンパ
クトな機械に対しさらに重要となる。

図示のように装置１０はこれを通って流れる清掃流体が
何らの鋭い縁やわん曲部に出会うことなく乱流を最小に
する。ようになっている。さらにこの装置は、これが両
軸線を介して回転されたとき流体の流路の断面積が実質
的に変化するのを最小にすることにより、この装置内部
の圧力変動を最小にするようになっている。さらに、本
装置の構造は流体の通路内の潜在的な制限面積を全てな
くすことにより流体の圧力隣下を最小にするようになっ
ている。本装置は回転子２６からノズル７６に近接する
領域へ実質的に一定の流体の流れをもたらす。

本１１ＨＭをさらに十分に理解するため、本装置の作用
の簡単な説明がなされる。圧力下の流体が入口１７に与
えられ固定子２５と回転子２６とを通過する。この流体
の流れにより回転子２６は回転し、そのため主要シャフ
ト２１もまた長手方向軸線Ｘ−Ｘの周りに回転するよう
になる。これは駆動歯車列２２と出力シャフト４８とを
回転させる。

出力シャフト４８はしたがってビニオン歯車５６を駆動
し、ビニオン歯車５６は環状リング歯車５８を回転させ
Ｔ型ハウジング５０が長手方向軸線Ｘ−Ｘの周りに回転
することになる。Ｔ型ハウジング５０が軸線ｘ−Ｘに沿
って回転するのに対し、駆動傘歯車６６はＴ型ハウジン
グの開口を介して傘歯車８２と噛合い、ノズル担持組立
体７０を軸線Ｙ−Ｙの周りに回転する。

様々な変形と変更が本発明の範囲から逸脱することなく
なされることが理解されるべきである。

例えば、限定されるものではないが、必要に応し任意の
所望の数のノズルを用いることができ、入口１７の放出
開口の構造と形状は必要に応して変えることができる。

本発明は特許請求の範囲により限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明Ｃ二よる装置の斜面図、第２図は第１図
の軸線Ｘ−Ｘに沿った断面図、第３図は第２図に示す入
口軸幹部の側面図である。 第４図は第３図の入口軸幹部の放出開口の展開図、 第５図は第２図の装置に示されるＴ型ハウジングの放出
開口部の５−５線に沿った頂面図である。 １０・・・タンク清掃装置、　　１２・・・ハウジング
、１４・・・入口軸幹部、　　１５・・・歯車列ハウジ
ング、１７・・・入口、　　　　　１８・・・放出開口
、１９・・・収容室、　　　２０・・・第２室、２１・
・・主駆動シャフト、２２・・・歯車列、２４・・・共
通壁、　　　　２５・・・固定子、２６・・・回転子、
　　　　４８・・・出力シャフト、５０・・・Ｔ型ハウ
ジング、６６・・・駆動傘歯車、６７・・・環状突出部
分、　６８・・・開口、７０・・・ノズル担持組立体、
７２・・・収容室、７６・・・噴霧ノズル、　　　７７
・・・出口通路、８２・・・被駆動傘歯車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体で駆動されるタンク清掃装置であって、入口軸
   幹部とこれに固定された歯車列ハウジングとを有するハ
   ウジングであって、前記入口軸幹部が、流体収容室と該
   流体収容室を圧力下の流体源に連結する入口と後端部の
   複数の放出開口とを有し、前記歯車列ハウジングが共通
   の壁によって前記流体収容室から隔離された第２の室を
   有している、ハウジングと、 前記収容室内部に回転自在に取付けられた駆動シャフト
   と、 該駆動シャフトに連結されかつ前記入口の内部に配設さ
   れ該駆動シャフトを前記入口軸幹部に流入する流体に応
   動して回転させる駆動手段と、前記駆動シャフトに連結
   され該駆動シャフトの回転速度を減少させる歯車減速手
   段と、 前記入口軸幹部と歯車列ハウジングとに回転自在に取付
   けられ第１の軸線の周りに回転するＴ型ハウジングであ
   って、流体を放出することのできる入口突出部分を有し
   、該入口突出部分が、１つの入口開口を有しかつ前記入
   口軸幹部の周辺の周りに回転する、Ｔ型ハウジングと、 前記第２の室に回転自在に取付けられかつ前記歯車減速
   手段を介して前記駆動シャフトに連結されている出力シ
   ャフトと、 前記Ｔ型ハウジングに取付けられ第２の軸線の周りに回
   転する流体ノズル組立体であって、前記入口軸幹部の前
   記複数の放出開口を介して前記流体収容室に流体的に連
   結されている流体ノズル組立体と、 前記出力シャフトを前記ノズル組立体に連結し前記ノズ
   ル組立体を前記第２の軸線の周りに所定の方法で回転さ
   せる手段、 とを具備し、 前記入口軸幹部の前記放出開口が、前記Ｔ型ハウジング
   が前記入口軸幹部の周りに回転するとき実質的に一定の
   断面積の放出開口が前記Ｔ型ハウジングの前記突出部分
   の前記入口開口に露出されるような大きさと形状を有し
   ている、 流体駆動のタンク清掃装置。 ２、前記放出開口の各々が前縁と後縁とを有し、前記軸
   幹部の前記放出開口の各々の前記後縁が実質的に滑らか
   な連続形状を有している請求項１に記載の流体駆動のタ
   ンク清掃装置。 ３、前記後縁が前記入口／出口に滑らかな変移をもたら
   すよう滑らかなわん曲表面を有している流体駆動のタン
   ク清掃装置。 ４、前記複数の放出開口が円周方向にわずかに重なって
   いる請求項３に記載の流体駆動のタンク清掃装置。 ５、前記Ｔ型ハウジングの入口突出部分の開口が、前記
   入口軸幹部の周りに回転するとき前記放出開口直近の前
   記放出開口の断面積に実質的に等しい断面積を有してい
   る請求項１に記載の流体駆動のタンク清掃装置。 ６、流体で駆動されるタンク清掃装置であって、入口軸
   幹部とこれに固定された歯車列ハウジングとを有するハ
   ウジングであって、前記入口軸幹部が、流体収容室と該
   流体収容室を圧力下の流体供給源に連結する入口と後端
   の複数の放出開口とを有している、ハウジングと、 前記収容室内部に回転自在に取付けられた駆動シャフト
   と、 該駆動シャフトに連結されかつ該駆動シャフトを前記入
   口軸幹部に流入する流体に応動して回転するよう前記入
   口内部に配設された駆動手段と、前記駆動シャフトに連
   結され該駆動シャフトの回転速度を減少させる歯車減速
   手段と、 前記入口軸幹部と歯車列ハウジングとに回転自在に取付
   けられ第１の軸線の周りに回転するようになっているＴ
   型ハウジングであって、流体を放出ができるよう入口突
   出部分を有し、該入口突出部分が１つの入口を有し、該
   入口突出部分が前記入口軸幹部の周辺の周りに回転する
   、Ｔ型ハウジングと、 前記ハウジングに回転自在に取付けられ前記歯車減速手
   段を介して前記駆動シャフトに連結されている出力シャ
   フトと、 前記Ｔ型ハウジングに取付けられ第２の軸線の周りに回
   転するようになっており、前記入口軸幹部の前記複数の
   放出開口を介して前記流体収容室に流体的に連結されて
   いる流体ノズル組立体と、該ノズル組立体を前記第２の
   軸線の周りに所定の方法で回転させるよう該ノズル組立
   体に前記出力シャフトを連結する手段、 とを具備し、 前記入口軸幹部の前記放出開口が、前記Ｔ型ハウジング
   が前記入口軸幹部の周りに回転されるとき実質的に一定
   の断面積の放出開口が前記Ｔ型ハウジングの前記入口突
   出部分の前記入口に露出されるような、大きさと形状を
   有している、 流体駆動のタンク清掃装置。 ７、流体で駆動されるタンク清掃装置であって、入口軸
   幹部とこれに固定された歯車列ハウジングとを有するハ
   ウジングであって、前記入口軸幹部が流体収容室と該流
   体収容室を圧力下の流体供給源に連結する入口と後端の
   複数の放出開口とを有するハウジングと、 前記流体収容室の内部に回転自在に取付けられた駆動シ
   ャフトと、 前記駆動シャフトに連結され前記入口軸幹部に流入する
   流体に応動して前記駆動シャフトを回転するよう前記入
   口の内部に配設された駆動手段と、前記駆動シャフトに
   連結され該駆動シャフトの回転速度を減少させる歯車減
   速手段と、 前記入口軸幹部と歯車列ハウジングとに回転自在に取付
   けられ第１の軸線の周りに回転するようになっているＴ
   型ハウジングであって、流体の放出ができる入口突出部
   分を有し、該入口突出部分が１つの入口開口を有し、該
   入口突出部分が前記入口軸幹部の周辺の周りを回転する
   ようにしている、Ｔ型ハウジングと、 前記ハウジングに回転自在に取付けられ、前記歯車減速
   手段を介して前記駆動シャフトに連結されている出力シ
   ャフトと、 前記Ｔ型ハウジングに取付けられ第２の軸線の周りに回
   転するようになっている流体ノズル組立体であって、前
   記入口軸幹部の前記複数の放出口を介して前記流体収容
   室に流体的に連結されている流体ノズル組立体と、 前記ノズル組立体を前記第２の軸線の周りに所定の方法
   で回転させるよう前記出力シャフトを前記ノズル組立体
   に連結する手段、 とを具備し、 前記Ｔ型ハウジングと入口軸幹部と流体ノズルとの組立
   体が、流体の流量が実質的に一定であるように構成され
   ている 流体駆動のタンク清掃装置。