JPH06285396A - 自己発振噴流による表面洗滌方法と洗滌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴射口直前の水路を左右へ拡げた扁平渦室に
より、水の噴射方向を左右へ動揺させる自己発振型噴射
ノズルを表面洗滌用として、新しい使い方を開き、また
噴射流を強める改善をした。 【構成】 表面洗滌方法としては給水量の約半分を空気
に換え、気泡入り加圧水噴流の左右への動揺と、気泡衝
突時のキャビテーション効果とで、洗滌力を向上した。
洗滌装置としては、噴射口１の外端上下にひさし状のせ
き板部を加え、また噴射口１の両側壁外端に振幅規制案
内部を加えて、噴流の上下への拡散と左右への余分な動
揺を抑えて、洗滌力を強めた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自己発振噴流による表
面洗滌方法と洗滌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】噴流による表面洗滌方法は高圧撒水車に
より、早くから実施されている。上下の水平板の間隙で
ある噴出口から、高圧で水流を扇状に噴射するから、平
たんな舗装道路の塵あい、異物を道路わきへ吹き寄せて
路面を洗滌する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、高圧撒水車の洗
滌能力を高めるため、扇状噴出口から出る噴流の圧力と
水量を増大する事だけが考えられた。その結果、水の消
費量が増え、何時間もかけて溜めたタンクの水が、数十
分の撒水で無くなってしまう。従って撒水車の実働時間
は極めて短く、能率の悪い設備になっている。本発明者
等は時間当り撒水量を減らしても、洗滌能力を減らさな
い新しい表面洗滌方法の開発を課題として取上げた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の自己発振噴流
による表面洗滌方法は、噴射口直前の水路を左右へ拡げ
た扁平渦室により、水の噴射方向を左右へ動揺させる自
己発振型噴射ノズルの、上記渦室に達する手前の加圧水
路に空気混合室を設け、この混合室へ圧縮空気を、大気
換算流量で水の２分の１を目安として吹き込んで気泡化
し、その気泡入り加圧水を上記渦室を経て噴射して目的
とする洗滌面に当てることを特徴とする。

【０００５】この発明の自己発振噴流による表面洗滌装
置は、噴射口直前の水路を左右へ拡げた扁平渦室によ
り、水の噴射方向を左右へ動揺させる自己発振型噴射ノ
ズルにおいて、上記噴射口の外端には、噴流の発振方向
とは直角方向の広がりを規制するせき板部と、噴射口か
ら出る噴流の自己発振角度を規制する振幅規制案内部と
の一方又は双方を備えることを特徴とする。

【０００６】

【作用】この発明の自己発振噴流による表面洗滌方法
は、撒水車を例にとれば従来の高圧撒水車の扇状噴射口
を自己発振型噴射ノズルに変えた。これにより従来、扇
状に持続していた噴流が、棒状で左右へ動揺し続ける噴
流に変わる。扇状噴流よりはるかに強い棒状噴流が往復
して路面を叩くので、水圧も水量も少なくて済む。更に
又、上記噴射ノズルへ入る加圧水に、大気換算流量で２
分の１前後の圧縮空気を注入して気泡を含ませた。自己
発振型ノズルは液体に限って発振作用を生ずるものであ
るが、上述の２分の１程度の気泡は発振の妨げにならな
いことを確かめた。この気泡噴流によれば、気泡が路面
ではじける際の一種のキャビテーション効果が加わるた
め、水量が半分に減っても洗滌効果はむしろ向上する事
も確かめている。

【０００７】この発明の自己発振噴流による表面洗滌装
置は、本発明者の一人が発明者であった水流の自己発振
素子では、聖域として今日まで温存されて来た噴射口の
形を敢えて改変して、洗滌用にふさわしい強力噴流を得
た。すなわち従来の自己発振素子により左右へ屈折を繰
返す噴流は、そのノズル入口での流速が左右の渦室を交
互に回流する間に弱まって噴射口へ出る。従来は自己発
振を確実にするため、噴射速度を犠牲にしていた。この
発明は噴射口の上下に、ひさし状のせき板部を加えて噴
流を挟みつけることにより、自己発振現象を維持しつ
ゝ、噴流速度を高め、上下拡散部分の少ない、きれの良
い噴流とし得た。また従来、噴射口の左右壁面は該壁面
沿いに屈折する噴流に摩擦抵抗を与えるため、なるべく
短くするものと決まっていた。しかしこの発明は摩擦抵
抗の僅かな増大より、振幅の外側の噴射が弱まる部分を
規制して、より狭くまとめる方が有利な事を実証した。
噴流の衝撃力が強まった。

【０００８】

【実施例】図１，２はこの発明の一実施例を示す。図
中、１０は噴射ノズル、１はその噴射口、２はノズル入
口、３は扁平渦室、４は気水圧入部、５は空気混合室、
６はタンクからの給水管を示す。渦室３は左右それぞれ
に室内空気量を適当に保つ空気導入孔７を持ち、空気混
合室５の周壁に４個の圧縮空気注入孔８が開口してお
り、それぞれ圧縮空気管９を接続できるようになってい
る。図１，２の渦室３から噴射口１までを噴射ノズル１
０と称しているが、この部分は本発明者がこの種自己発
振型噴射ノズルを発明した当時の図３，４のものと原理
的に変っていない。図３，４の場合、給水管６を扁平な
噴射ノズル１０´に直角に立てゝいる事と、左右の渦室
３´，３´が円形である点が図１，２の実施例と異なる
だけである。

【０００９】図３のノズル入口２から噴射口１へ直進す
る水流の一部が左側渦室３´の内壁沿いに回流すると、
直進した水流もそちら側へ引寄せられて図３の噴流Ｗの
ように曲がる。その状態では右側渦室３´へ水が行か
ず、中の空気が噴射口１へ吸出されて負圧になる。この
負圧が直進水流を右側へ引寄せるため、今度は右側渦室
に渦流を生じ、これにより噴射方向を右側へ曲げる。こ
うして噴流Ｗが自己発振するのであって、図１，２の実
施例は渦室３を長円形に細めても、また圧縮空気を注入
して気泡噴流にしても、自己発振が可能な事を実証し
た。

【００１０】図５〜７は噴射口１に、噴流の発振方向と
は直角方向の広がりを規制するせき板部１１をもつ三実
施例である。図５のせき板部１１は図２の実施例の噴射
口１の上下外端にせき板をそれぞれ固定したもの、図６
のものはノズル１０の製作時、その噴射口１の上下外端
をやゝ厚肉に作って一応のせき板部１ａとしておき、必
要に応じて、更にその外端に上下板片のせき板部１１を
取付けた例である。又図７の実施例はせき板部１１の噴
流が当たる面を、図のような二段傾斜又は曲面として、
噴流を上下から強く挟みつけ規制する例である。

【００１１】図８，９は噴射口１から出る噴流Ｗの自己
発振角度θを規制する振幅規制案内部１２の二例を示
す。図８の方は図１の噴射口１の左右外端に振幅規制案
内部１２として、所要の発振角度θの案内面を作る左右
の板片を取付けた例である。左右の板片の案内面の傾斜
を違えれば、噴流の振幅の中心を真正面でなく、左右へ
偏らすことも出来る。図９の方は、噴射ノズル１０の製
作時、図３の従来技術により、噴射口１の左右への開き
角度を設計した後、その噴射口１の先端部だけ開き角度
を挟めて、規制角θとなるように加工した例である。

【００１２】図１０は図１，２の実施例を道路清掃用高
圧撒水車に適用した例で、水タンク１３からの給水管６
が洗滌装置後端に接続し、空気槽１４から分配器を経て
各圧縮空気管９が空気混合室５へ接続している。図１１
はその噴射ノズル１０からの自己発振噴流Ｗによる路面
洗滌範囲Ａを示している。図１２は図１，２の実施例数
個を下向きに並べて長方体ハウジング１５内に納め、水
平に置かれた洗滌面を複数の自己発振噴流Ｗにより、一
斉に強力に洗滌する実施例を示す。

【００１３】図１，２の実施例装置による実験データの
一部を表１として次に示す。なお流量は大気圧換算値で
ある。

【表１】

【００１４】本発明独特のノズル噴射口のせき板部１１
及び振幅規制案内部１２の効果を確かめるため、図３，
４の在来装置そのまゝで水を噴射した場合（Ａ）と、図
５のせき板部１１だけ付加した場合（Ｂ）と、更に図８
の振幅規制案内部１２を付加した場合（Ｃ）の三種につ
いて実験した。実験は噴射口から１ｍ離れた所の圧力計
を屈折角０から左右両方向へ４５°まで移動させて衝突
圧を計測した。その計測値の分布を線図にして図１３に
示す。図１３の縦軸は噴流の衝突圧で、横軸は噴射口か
ら左右への屈折角を示す。線図Ａは従来の衝突圧の分布
を示し、Ｂはせき板部１１の付加により全面的に衝突圧
が向上した事を示す。そして線図Ｃは図８の左右の振幅
規制案内部１２を、左への屈折角３０°、右への屈折角
１５°に規制させた場合を示す。自己発振素子の振幅を
故意に片側へ偏らすと、その偏った振幅の中心付近に衝
突圧最大点が移動する事を示すと共に、最大衝突圧の大
きな向上効果を示している。

【００１５】

【発明の効果】この発明は水流の付着性向を活用した自
己発振素子ノズルが、水流の半分を気泡に変えても自己
発振を維持できる事をはじめて実証した。そしてその気
水噴流を表面洗滌に用いる事により、水量は半減して
も、噴流の動揺効果と気泡によるキャビテーション効果
により、洗浄力は減ること無く、むしろ向上させられる
事を確認した。またこの発明は、自己発振ノズルの噴射
口にひさし状せき板部を加える事により、従来、通常の
噴射ノズルに比べ著しく劣っていた噴流の流速を高め、
無駄な上下拡散が無く、集中した強力な噴流にして、洗
滌力を強めた。更に又、自己発振ノズルの最大の特徴で
ある噴流の左右動揺を振幅規制案内部によって敢えて制
限することにより、従来恐れられていた摩擦抵抗増加に
よる流速への悪影響が問題にならないほど、振幅端での
噴流拡散の防止作用が大きく効いて、噴流のまとまり
と、流速とを著しく向上させた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例装置の平面図。

【図２】図１の立面図。

【図３】従来の噴射ノズルの平面図。

【図４】図３のＸ−Ｘ断面図。

【図５】この発明の噴射口の一実施例縦断面図。

【図６】図５の他の実施例の縦断面図。

【図７】図５，６とは別の実施例縦断面図。

【図８】この発明の噴射口の一実施例横断面図。

【図９】図８の他の実施例の横断面図。

【図１０】この発明を適用した道路清掃車の立面図。

【図１１】図１０の噴流Ｗによる洗滌面の平面図。

【図１２】この発明の装置多数を並設した実施例斜視
図。

【図１３】図３，４の装置の噴射口にこの発明を適用し
た場合の実験データによる線図。

【符号の説明】

１０ 噴射ノズル １１ せき板部 １２ 振幅規制案内部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴射口直前の水路を左右へ拡げた扁平渦
   室により、水の噴射方向を左右へ動揺させる自己発振型
   噴射ノズルの、上記渦室に達する手前の加圧水路に空気
   混合室を設け、この混合室へ圧縮空気を、大気換算流量
   で水の２分の１を目安として吹き込んで気泡化し、その
   気泡入り加圧水を上記渦室を経て噴射して目的とする洗
   滌面に当てることを特徴とする自己発振噴流による表面
   洗滌方法。
2. 【請求項２】 噴射口直前の水路を左右へ拡げた扁平渦
   室により、水の噴射方向を左右へ動揺させる自己発振型
   噴射ノズルにおいて、 上記噴射口の外端には、噴流の発振方向とは直角方向の
   広がりを規制するせき板部と、噴射口から出る噴流の自
   己発振角度を規制する振幅規制案内部との一方又は双方
   を備えることを特徴とする自己発振噴流による表面洗滌
   装置。