JPS59196769A - 噴射洗浄装置 - 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】 本発明は、被洗浄物に洗浄液を噴射衝突せしめて汚れを
除去する噴射洗浄装置に関する。

従来、この種の洗浄装置として、ノズルにて洗浄液（ａ
常は水）を連続的に噴射して洗浄する装置がある。この
装置による洗浄は、被洗浄物に洗浄装置が直接接触せず
に洗浄でさるため、被洗浄面を傷付けることがなく、又
、被洗浄［ｎ］に突起等の障害物があっても、これを無
視してノズルを移動できるだめ自動洗浄装置をＩＮ成す
ることに適している。

しかし、この従来の装置による洗浄は、洗浄液が連続流
として噴射され、該噴流が祖洗浄面に当る際、一様な圧
力で該表面を圧するだけであるため、皮膜状に付着した
汚れ（以下汚膜という）の破壊には至らない。父、この
「１流がヤ１１１突而から被洗浄物表面に沿って流れる
面では、流れに生ずる境界層のため、表面を摩擦する作
用がｄ７１（く、従って、汚膜は勿論、粒状の汚れであ
っても境界層内に存在するものは除去されないことにな
る。そのため、この従来装置は、洗浄力がカく、シかも
斑を生じ易い欠点がある。

これに対し、洗浄液に直径数十ミクロン〜数白ミクロン
のプラスチックボール等の微粒物を混合せしめて噴射す
る噴射洗浄装置が考えられている。

この装置にょる洗浄は、微粒物にょシフ’ｒ７膜を衝撃
して破壊すると共に、該微粒物の凡擦作用にょシ境界層
内の汚ｉｔ金払拭して洗浄するため、洗浄力が強く、は
とＸ７どの場合、洗剤を必要としない。

しかも、斑を生ずること無く確実に洗浄できる。

しかし、この洗浄装置は、微粒物を含むだめ、洗浄後、
洗浄液をその棟ま排出すると檄境保巡上問題があるので
、モタ粒物を回収する必ス゛があ軌そのための設（ｌｉ
ｔ：と」−間を考′する欠点がある。又、微粒物の硬ｐ
、’−ＩＣよっては、被洗７γｉ面を傷付は易く、ｉ７
１に、ノズルのバト粍が沙、シく、シかも、５吉り易い
という欠点がある。

本発明は’Ｊ４Ｊｔかる点に鑑みてなされたもので、洗
浄液を液滴化し、高速高密度で噴射して洗浄することに
より、液滴を微粒物とｌｉｔ様に作用せしめて、強い洗
浄力により被洗浄面を損傷することなく確を用いた場合
における回収の設備及び手間を要せず、更に、ノズルの
摩耗が少なく、晶りを生じない噴射洗浄装置を提供する
ことを目的とする。

即ち、本発明は、被洗浄物に洗浄液を噴射衝突せしめて
汚れを除去する噴射洗浄装置においで、洗浄液となる液
体を加圧供給する液体供給手段と、」１記液体を液滴化
する空気を供給する空気供給手段と、上記液体と空気と
を混合噴射して高密度高速液滴ビームを形成する液滴ビ
ーム形成手段とをｊ、”ｔえて成り、上記液滴ビームを
被洗浄物に４！ｉｔ突ぜ１〜めて汚れを除去するよう構
成でれて成るものである。

以下、本発明を図面に示す実鉋例に基づいて説明する。

第１図は本発明噴射洗浄装置の一実椀例を示す構成図で
ある。図において本発明洗浄装置は、液体供給手段２と
、空気供給手段３と、液滴ビーム形成手段４とを（＋Ｋ
“１えて構成され、液滴ビーム５を形成して、被洗浄物
１に噴射衝突させて汚れを除去する。

液体供給手段２は、ポンプ及び必要によシ貯水槽を有し
て成シ、洗浄液となる液体を液滴ビーム形成手段４に圧
送する。洗浄液は、通當、水を使用するが、用途によっ
てはアルコール、ケロシン、トリクロールエチレン等の
溶剤を用いることができる。洗剤は、特別な場合を除き
不要である。送出圧力は、水の場合、例えば３〜２０に
７〜程度とする。

空気供給手段３は、例えば空気圧縮機を有して成す、液
滴ビーム形成手段４にて上記圧送される液体を液滴化す
べく空気を圧入する。空気圧は、例えば、１〜８　Ｋｇ
／ｃ、ｐである。

液滴ビーム形成手段４は、第２図乃至第４図に示すよう
に、円筒状の本体６０基端側に液体圧入部７及び空気圧
入部８を設けると共に、先端側に７′ズル本体１０をノ
ズル取付部材１２を介して取付けて構成される。

上記液体圧入部７は、中心に液体ｆｃｉ！Ｉ’！すｒ（
通孔７ａがあり、本体６の基端中央に、先端７ｂを中心
軸方向に突出せしめて設はである。一方、空気圧入部８
は、本体６０基端側面に管体を突設して形成されている
。父、ノズル取付部材１２は、略円柱状に形成され、中
心軸方向にＵ通孔１３が設けてあシ、本体６の先端開口
部に螺合される。

このノズル取付部材１２の底面１２ａと上記液体圧入部
７の先端との間には、可変スリット９が設けられており
、該スリット９を介して上記目通孔７ａ、貫通孔１３及
び９気圧式部８とが連通ずる。

このスリット９の間隔は、例えば数百ミクロンであシ、
上記ノズル取付部材１２の本体６への螺合深さを変える
ことによシ、任意に設定・変更ができ、該取付部材１２
を本体６の開口端にてロックナラ）１４を締付けること
により固定保持される。

直進ノズル本体１０は、先端側内側にホーン形状のセラ
ミックチップを装着して５ｙす、上記ノズル取付部材１
２の先端側に螺合される。もつとも、ノズル取付部材１
２を直進ノズル本体１０と一体に形成しでもよい。

木実施例では、上記ノズル取付部材１２の先端に指針１
５が設けられている。この指針１５は、Ｌ字片にて形成
され、その先端が、本体６外周面に対応して刻設さｉｔ
だ目盛１６′５ｃ指示するよう取付部材１２に取付けら
れている。これによって、上記可変スリット９の間隔を
表示することができる。

このように構成される液滴ビーム形成手段４を、例えば
固定具１７を介して倣い装置等に取付け、液体圧入部７
及び空気圧入部８に、液体供給手段２及び空気供給手段
３をそれぞれ対応して接続し、液体及び空気を供給すれ
ば、液滴ビーム５が形成され、洗浄を行なうことができ
る。以下、液体として水を用いた場合の洗浄動作につい
て説明する。

液体供給手段７から洗浄液と々る水を液体圧入部７に圧
送すると、散水はＶＩ通孔７：１及び１３を通ってノズ
ル本体１０から外部にｔＩＱ射される。この時、可変ス
リツ（・９の部分にｆ＋圧を生じる。この負圧によって
空気を水に注入するとともできるが、それだけでは、気
泡を含む１［ｉ＾続噴流となるのみで、水滴は形成され
ない。ここで、水滴形成手段として、従来、噴霧機等に
おいて行なわれていたように、水流に旋回を−えたり、
衝突板に衝突させたりする手段があるが、これでは水滴
が拡散して噴射されるため、各水滴が空気抵抗を受けて
、全体として運動エネルギの損失が大きい７′コめ、洗
浄力が弱くなシ、本発明の目的をス挙しイ！子ない。そ
こで、本発明では、水流中に空気を十分圧入ぜしめて、
直線的に噴射することにより、水滴群を拡１枚させるこ
となく形成して、やｆ来得られなかったビームを得てい
る。

水滴ビームは、次のようにして形成される。先づ、空気
供給手段３がら空気圧入部８に空気を圧送して、スリッ
ト９を介して水流中に圧入させる。

この時、空気は、加圧されているため、柱状に流れる水
の中心部まで十分に注入される。そして、との空気を含
む水流を、旋回、反射等を行なうことなく、泊進ノズル
本体１０から直線的に噴出させると、水の表面張力によ
り、静力学的には不安定である多孔質の水柱を、より安
定な水滴とする。

即ち、水流が微細に分裂して水滴群となる。水滴の大き
さけ、例えば数百ミクロン程度である。

水滴形成に際し、水流は進行方向と垂直な方向の運動量
成分が小さいので、水滴群は、はとんど拡がらずにビー
ムを形成する。との場合、水滴間に存在する空気は、水
流中に圧入された空気であって、水滴と同方向の運動量
を持つため、水滴ビーム内での空気抵抗は極めて小さく
なる。ここで、市販の直進ノズルから噴射される噴流は
、噴流周ヒ１′！の静止空気との摩擦により、暗流の外
側の水は水滴化するが、その水滴は成因上速度が小さく
、洗浄には役立たない。父、本発明による水滴ｔｉ’は
、拡散しないので、密度が、例えば２００〜！ｉ　（１
０イ！Ｉ’Ｖ（ｃ程度で極めて高ぐなって、水筒ビーム
外周の表面積が小さくなシ、外周部での摩擦による空気
抵抗も小さい。従って、水滴ビームは、水流力線４１圧
で噴射されるために生ずる各水滴の大きな初速度が、略
そのまま維持されて、高密度高速ビームとして被洗浄物
１に衝突する。

このように、噴流が細い高速の水滴ビームとなって被洗
浄物に当ると、水滴は、パルス衝は力を汚膜に与えるの
で、汚膜は、水滴の肖った周ＩＪＪ３に圧力の不連続線
を生じ、この部分から破壊を始める。しかも、高密度で
ランダムに矧１突するため、斑なく汚れを除去できる。

ここで、すｉ流が水滴とならない場合には、一様な圧力
で汚れを押すだけで、汚膜は破壊しない。又、水滴が生
じていてもその衝撃速度が小さい場合は、同様に滑脱は
破壊に至らない。

父、被洗浄面に汚れの油分がある場合、従来の連続水流
では洗剤を使用しなければ除去できなかったが、水滴ビ
ームによれば、滑脱の破壊時に乳化され、水と共に取り
去られる。

そして、水滴ビームによる衝突は、滑脱等の汚れに対し
て大きな衝撃力を及ばすが、衝突後、水滴が被洗浄面に
沿って移動する際には、微粒物を混合した場合と顕な９
、条痕状の傷を生じない。

次に、上記実施例に具体的な数値を与えた実験例につい
て述べる。

先づ、液滴ビーム形成手段の主要部分の寸法を示す。

貫通孔７ａ直径・・・・・・・・・・・・・・・・・　
４　謳貫通孔１３］θ径・・・・・・・・・・・・・・
・・　４ｍｍセラミックチップ先端部内径　・・・・・
・４．５　ｒｍスリット９の間隔　・・・・・・・・・
・・・・３５０μｍこのような寸法の液滴ビーム形成手
段に、液体供給手段から８　Ｋｐ／ｃ−の圧力で水を供
給し、空気供給手段から４　Ｋ９〜の圧力で空気を供給
すると、次に示すような水滴ビームが得られた。

水滴平均直径・・・・・−・・・・・・・・・・・　３
００μｍ水滴群密度・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・　４００個／ｃｃ水滴ビーム断面平均直径　・・
・・　ｌＯｍ＋＋ビーム噴射速度・・・・・・・・・・
・・・・・　３５ｍ７ｓｅｃビーム長・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・　７００箇上記水滴ビー
ムを、７００ｗｎ離れた位置にある試験片に衝突させ、
５の／ｓｅｅの速さで移動しつつ洗浄を行なったところ
、試験片に付層させ／ζ汚れを約８０％除去することが
できた。父、試験片表面に、条痕等の傷は全く生じなか
った。

次に１上記実験装置において、空気供給手段３を外し、
空気圧入部を開放状態として、負圧によシ空気を水流中
に注入するようにして、上記同様２こ１３　Ｋ９／ｒ、
ｐの圧力で水を供給したところ、ノズルからけ連続水流
が噴射され、水滴ビームは得られなかった。この連続水
流によって、上記と同様に洗浄試験を行なったところ、
試験片の汚れは、はとんど除去できなかった。

更に、上記実験装置において、ノズル取付部材１２を調
節し、可変スリット９の間隔を０として、８　Ｋｇ／ｃ
−の圧力で水を供給したところ、ノズルから連続水流が
噴射された。この場合の洗浄試験においても、上記連続
流の場合と卜１様に１試験片の汚れはほとんど除去でき
なかった。

次に、第５図は大発明噴射洗浄装置の他の実施例を示す
断面図である。同図に示す洗浄装置は、気流中に液体を
噴射ぜしめて液滴を形成する風洞２１、該風洞２１中に
液体を導入する液体導入部２２７１８！び該導入部２２
内に液体を噴射する噴霧ノズル２３を有して成る液滴ビ
ーム形成手段２０と、同図においては図示しない液体供
給手段及び空気供給手段とを備えて構成される。

この実施例の洗浄装置は、空気供給手段とし７てブロワ
−を使用し、例えば７．５　ｄ／Ｍ−にて風洞２１内に
空気を供給し、風洞２１内に、例えば流速５５　ｍ／ｓ
ｅｃの気流を形成する。−力、液体供給手段たる水ポン
プから２　Ｋｌ／ｃ、ｐの圧力で水を供給（３ｔ／”　
）　ｌ−１噴霧ノズル２３から噴射せしめる。

この時の発生した水滴は、その寸丑気流により運ばれ、
高速気流と共に高速で被洗浄面に達１゛る。

この時の水滴群は、直径２９０〜４００μｍ（平均３０
０μ７７１）の水滴の混合体である。々お、この実施例
では、噴霧ノズル２３にソーラーが設けてあり、水流を
旋回させて水滴化させるが、生成された水滴を直ちに高
速気流にて包み込んで搬送するので、水滴は拡散しない
。

この実施例の場合にあっても、洗浄作用は、上記実施例
と同じである。

このように構成される本発明洗浄装置は、無接触洗浄に
適した各種洗浄に適用するととができ、例乏ば、いｔ物
の洗浄、航空機、船舶及び車輌の洗浄、金属板等の洗浄
等に適用できる。

以上説明し／こように本発明は、洗浄液となる液体を加
圧供給する液体供給手段と、上記液体を液滴化する空気
を供給する空気供給手段と、上記液体と空気とを混合１
り射して高密度高速液滴ビームを形成する液ｎｚ１ビー
ム形成手段とを備えて構成したことにより、液滴を微粒
物と同様に作用せしめて強い洸浄力をイｊすることがで
き、月つ、洗浄機構上洗剤を必要とせず、確実側つ斑の
無い洗浄を可能とする効果がある。父、微粒物を用いな
いので、被洗浄面を損傷することがなく、シかも、微粒
物の回収設備及び手間を要せず、更に、ノズルの摩耗が
少なく、父、詰りを生じない効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明＋＋ｐ＋射洗浄装置の一実施例を示す構
成図、第２図は上記実殉例に用いる液滴ビーム形成手段
の一例を示す側面図、第３図はその正面図、第４図はそ
の断面図　？Ｆ！　５図は本発明噴射洗浄装置の他の実
施例を示す断面図である。 ■・・・被洗浄物　　　　　２・・・液体（４１給十段
３・・・空気供給手段　　　４・・・液滴ビーム形成手
段５・・・液滴ビーム　　　　６・・・本体７・・・液
体圧入部　　　　８・・・空気圧入部９・・・可変スリ
ンｈ　　　　１０・・・面進ノズル木体１１・・・セラ
ミック　　　　１２・・・ノズル取付部拐１３・・・貫
通孔　　　　　　　２０・・・液滴ビーム形成手段２１
・・・Ｍ、洞　　　　　　　２２・・・液体’ｐｊｉ入
部２３・・・噴霧ノズル 出願人　　三幸株式会社外１名 第１図 第２１．Ｘｉ　　　　第３図 第４図 ↓ 第５１ 盈 ］１続補正書（酢） １′ｊ；イ′１の大小 特１ｅ＋’ｉ昭５８　−　８６８８　　　号２　発明の
名称 噴射洗浄装置 ３、ｉ’ｌｌ！　　＋ｌ　　を　す　リ　１１１１イ′
ｊ呻小゛１イｆ　特　　許　　　　　　曲ｔ１私イ１　
・ノ〒　　東京都千代１］」区丸の内−丁目４番２号／ ７′１（ゴｊ、　　　　三幸株式会社　　（外丑名）・
１　代　　理　　人　　　〒１０７　　　電話５８６−
９２８７番明　　　　細　　　　書　　（訂正） １、発明の名称 噴射洗浄装置 ２、特許請求の範囲 被洗浄物に洗浄液を噴射衝突ぜしめて汚れを除去する噴
射洗浄装置において、 洗浄液となる液体を加圧供給する液体供給手段上、上記
液体を液滴化する空気を供給する空気供給手段と、上記
液体と気体を混合して噴射し、高密度液滴ビームを形成
する液滴ビーム形成手段とを備えて成り、上記液滴ビー
ムを被洗浄物に衝突せしめて汚れを除去することを特徴
とする噴射洗浄装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、被洗浄物に洗浄液を噴射衝突せしめて汚れを
除去する噴射洗浄装置に関する。 従来、この種の洗浄装置として、ノズルにて洗浄液（通
常は水）を連続的に噴射して洗浄する装置がある。この
装置による洗浄は、被洗浄物に洗浄装置が直接接触せず
に洗浄できるため、被洗浄面を傷付けることがなく、又
、被洗浄面に突起等の障害物があっても、これを無視し
てノズルを移動できるため自動洗浄装置を構成すること
に適している。ところが、この装置で汚れを落すには、
圧力を高くして噴流の速度を太きくする必要がある。こ
の場合、被洗浄物が破損し易いものでちる時は、洗浄で
きないという欠点がある。 父、この従来の装置による洗浄は、洗浄液が連続流とし
て噴射されるが、その噴流の大気に接する外周部は、空
気の摩擦により、その表面部分の液が無数の液滴となっ
て、液滴流を形成する。第５Ａ図及び第５Ｂ図は、この
噴流の構造を示し、第５Ｃ図は該噴流断面の速度分布を
示す。なお、図において、ａは連続流、ｂは液滴流、Ｃ
は連続流と液滴流の境界である。 この１ｌｊｉｊ流のうち連続流部分は、被洗浄面に当る
際、一様な圧力で該表面全圧するだシっであるため、皮
膜状に付着した汚れ（以下汚（１，ｊ：、という）を破
壊するには至らない。父、この１す１流がＦｉｒ突而が
面被洗浄物表面に沿って流瓦る而では、’ｌ）’ｉｔ：
れに生ずる境界層のため、表面を摩擦する作用が無く、
従って、滑脱は勿論、粒状で高さのある汚れであっても
境界層内に存在するものは除去されないことになる。 一力、液滴流の部分は、拡がりがあり、空気抵抗により
減速しながら被洗浄物に当り、パルス圧力を与えて滑脱
を破壊する。このパルス圧力は、液滴の速度に比例する
。従って、噴流の圧力が小さい時は、最大速度Ｖｏ　が
小さく、液滴速度も小となって、パルχ圧カも小さくな
って滑脱を破壊することができなり０ 従って、この従来装置は、水圧に比べて洗浄力が弱いと
いう欠点がある。 これに対し、洗浄液に直径数十ミクロン〜倣百ミクロン
のプラスチックボール等の微粒物全混合ぜしめて噴射す
る噴射洗浄装置が考えられている。 このｇｉによる洗浄は、微粒物によるパルス圧力（でよ
り滑脱を衝撃して破壊すると共に、該微粒物の摩擦作用
により境界層内の汚れを払拭して洗浄するため、水圧に
比し洗浄力が強い。 しかし、この洗浄装置は、微粒物を含むため、洗浄後、
洗浄液をその脣ま排出すると環境保護上問題があるので
、ψ粒物を回収する必要があり、そのための設備と手間
を髪′する欠点がある、父、微粒物の硬度によっては、
被洗浄面を傷付は易く、更に、ノズルの摩耗が激しく、
シかも、詰り易いという欠点がある。 本発明はＪｔｌｉかる点に鑑みてなされたもので、洗浄
液を履簡イヒし、ｉ、’ｙ速高密度で噴射して洗浄する
ことにより、液滴を微粒物と同様に作用せしめて、強い
洗浄力によりネ５・シ洗浄面を損傷することなく確実且
つル１の無い洗浄を可能とし、しかも、微粒物を用いた
場合における回収の設（ｉｉ＋及び手間を要せず、更に
、ノズルの摩耗が少なく、詰りを生じない噴射洗浄装置
を提供するととを目的とする。 即ち、本発明は、被洗浄物に洗浄液を噴射衝突せしめて
汚れを除去する噴射洗浄装置において、洗浄液となる液
体を加圧供給する液体供給手段と、上記液体を液滴化す
る空気を供給する空気供給手段と、上記液体と空気とを
混合噴射して高密度高速液滴ビームを形成する液滴ビー
ム形成手段とを備えて成り、上記液滴ビームを被洗浄物
に衝突ぜしめて汚れを除去するよう構成されて成るもの
である。 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて鋭、明する
。 第１図は本発明噴射洗浄装置の一実施例を示す構成図で
ある。図に卦いて本発−４洗浄装置ｎは、液体供給手段
２と、空気供給手段３と、液滴ビーム形成手段４とを（
ｌｉｆ７えて構成さｒＬ、液滴ビーム５を形成して、被
洗ｎ（物１に噴射衝突させて汚れを除去する。 液体供給手段２　（＜ま、ポンプ及び必要により貯水槽
を有して成り、洗浄液となる液体を液滴ビーム形成手段
４に圧送する。洗浄液は、通常、水を使用するが、用途
によってはアルコール、ケロシン、トリクロールエチレ
ン等の溶剤を用いることができる。送出圧力は、水の場
合、例えば３〜２０　Ｋ、／像程度とする。 空包供給手段：３は、例えば空気圧縮機を有して成り、
’７’３：滴ビーム形成手段４にて上記圧送される液体
を液滴化すべく空気を圧入する。空気圧は、例えば、１
〜８にり／Ｃ，／である。 液滴ビーム形成手段４は、第２図乃至第４図に示すよう
に、円筒状の本体６の基端側に液体圧入部７及び空気圧
入部８を設けると共に、先端側にノズル本体１０をノズ
ル取付部材１２を介して取付けて（ｊノｊ成される。 上記液体圧入部７は、中心にｌ佼体を通すＳ”を通孔７
ａがあり、本体６の基端中央に、先端７Ｉ）７中心軸方
向に突出せしめて設けである。一方、空気１Ｆ人部８は
、本体６０基端側面ｒ（管体を突設して形成されている
。父、ノズル取付部月１２は、略円柱状に形成され、中
心軸方向に貫通孔］３が設けてあり、本体６の先端開口
部に螺合される。 このノズル取付部材１２の底面１２ａと上記液体圧入部
７の先端との間には、可変スリット９が設けられて卦シ
、該スリット９を介して上記貫通孔７ａ、貫通孔１３及
び空気圧入部８とが連通ずる。 このスリット９の間隔は、例えば数百ミクロンであシ、
上記ノズル取付部材１２の本体６への螺合深さを変える
ことによシ、任意に設定・変更ができ、該取付部材１２
を本体６の１ｊｉｉ　Ｄ端にてロックナツト１４を締付
けることにより固定保持される。 なお、スリット９０部分の圧力を大気圧より小にするた
め、貫通孔７ａ、先端７ｂ及びノズルの径を、次のよう
（Ｃ設定する。 貫通孔７ａ≦先ＭＡ７ｂ＜ノズル径 直進ノズル本体１０は、先端側内側にホーン形状のセラ
ミックチップを装着して成り、上記ノズル取伺部拐１２
の先端側に螺合される。もつとも、ノズル取付部材１２
を直進ノズル本体１０と一体に形成してもよい。 本実施例では、上記ノズル取付部材１２の先端に指針１
５が設けられている。この指針１５は、Ｌ字片にて形成
され、その先端が、本体６外周面に対応して刻設された
目盛１６を指示するよう取付部材１２に取付けられてい
る。これによって、上記可変スリット９の間隔を表示す
ることができる。 このように溝成される液滴ビーム形成手段４を、例えば
固定具１７を介して倣い装置等に取付け、液体圧入部７
及び空気圧入部８に、液体供給手段２及び空気供給手段
３をそれぞれ対応して接続し、液体及び空気を供給すれ
ば、液部ビーム５か形成され、洗浄を行なうことができ
る。以下、？Ｃ５体として水を用いた場合の洗浄動作し
ごついて酸４明する。 液体供給手段７から洗浄液となる水を７佼体圧入部７に
圧送すると、放水はｓ’ｉ　、；出孔７ａ及び１コ３を
：Ｉ′０つでノズル本体１０から外部に噴射さ！する。 この時、可変スリット９の部分にｆ’ｓ圧を生じる。こ
の負圧によって空気を水に注入することもできるが、そ
れだけでは、気泡を含む連続噴流となるのみで、水滴は
形成されない。ここで、水が１１形成手段゛として、従
来、噴霧機等において行なわれていたように、水流に旋
回を与えたり、衝突板に貧１欠させたりする手段がある
が、これでは水滴が拡１１９して噴射されるため、各木
簡が空気抵抗を受けて、全体として運動エネルギの損失
が太きいため、洗浄力が弱くなり、本発明の目的を達し
イ↓ｆない。そこで、本発明では、水流中に空気を十分
圧入せしめて、直線的に噴射することにより、水滴群を
拡散させることなく形成して、従来得られなかったビー
ムを得ている。 水滴ビームは、次のようにして形成される。先づ、空気
（１１、給手段３がら空気圧入部８に空気を圧送して、
スリット９を介して水流中に圧入させる。 この時、空気は、加圧されているため、柱状に流れる水
の中上・部まで十分に注入される。そして、この空気を
含む水流を、旋回、反射等を行なうことなく、直進ノズ
ル本体１ｏがら直線的に噴出させる。 この噴流は、高速度カメラを用いた観察によれば、ノズ
ル出口では気泡を含んだ多孔質水柱で、空気の摩擦によ
シ次第に気泡部分が細くなり、遂には、噴流外周は糸状
の水で覆われるようになる。 次に、この糸状の水柱は、静力学的に不安定であるため
、表面張力によ、す、よシ安定な水滴となる。 即ち、水流が微、ｌ’ｌｉｌに分裂して水滴群となる。 水滴の大きさは、例えば数百ミクロン程度である。 この場合、水圧（水流量又は１Ｉ５ｊ流初速）、スリッ
ト幅（空気流Ｉ［支）、空気圧及びスリット部負圧の関
係が適当な場合（水滴の速度減少の少ない場合）は、感
覚的に表現すると、水滴群の「（径が小さく縮み、水滴
速度が大となるため、音が大きく外る。この時が一番洗
浄力が大きい。 水滴形成に際し、水流は進行方向と垂直な方向の運動量
成分が小さいので、水滴群は、はとんど拡がらずにビー
ムを形成する。この場合、水滴間（４−存在する空気は
、水流中に圧入された空気であって、水滴と同方向の運
動量を持つだめ、水滴ビ、−ム内での空気抵抗は極めて
小さくなる。父、本発明による水滴群は、拡散しないの
で、密度が、例えば２００〜５００ＷＣＣ程度で（包め
て高くなって、水滴ビーム外周の表面積が小さくなり、
外周部での摩擦による空気抵抗も小さい。従って、水滴
ビームは、水流が高圧で噴射されるために生ずる各水滴
の大きな初速度が余り減少しないで、高密度１つ″６速
ビームとしてＶ洗浄物１に衝突する。 第６Ａ図及２４Ｔ　５　Ｂ図は、この水滴流の構造及び
断面の速度分布を示す。こノ１を上記第５Ａ図及び第５
Ｃ図と比較すると、本発明によれば、液滴流すの拡がり
が少なく（ｄ＞（１’）、父、速度分布の拡がりも少な
くなってｂる。更に、速度の減衰も、ｖＯ′〉ｖＯ２■
１′〉ｖｌ、■２′〉ｖ２ノヨウニナッテ、従来より少
ない。 このように、”ｊｉ流がにｆｉｌい高速の水滴ビームと
なって被洗浄物に当ると、水滴は、パルス衝撃力を滑脱
に−りえるので、滑脱は、水滴の当った周囲に圧力の不
連続線を生じ、この部分から破壊を始める。しかも、高
密度でランダムに衝突するため、斑なく汚れを除去でき
る。ここで、噴流が水滴とならない場合には、一様な圧
力で汚れを押すだけで、滑脱は破壊しない。父、水滴が
生じていてもその衝撃速度が小さい場合は、同様に滑脱
は破壊に至らない。 父、彼洗浄面１ｃ汚れの油分があるト・”６９合、従来
の連続水流では洗剤を使用しなければ除去できなかった
が、水滴ビームによすＬば、汚１ｉｊ’ｉの破壊時に乳
化され、水と共に取り去らｈろ。 そして、水滴ビームによる（？ｉｉ突は、滑脱等の汚れ
て対して大きな衝撃力を及ぼすが、＠ｊｉ突後、水滴が
彼洗浄面に沿って移動する隙には、微粒物を混合した場
合と異なり、条痕状の傷を生じない。 次１（、上記実施例に具体的な数値を与えた実験例につ
いて述べる。 先づ、液滴ビーム形成手段の主要部分の寸法を示す。 貫通孔７ａ直径・・・・・・・・・・・・・・・　４１
貫通孔１３直径・・・・・・・・・・・・・・・・　４
　アセラミックチップ先端部内径　・・・・　４．５Ｔ
、ｌスリット９０間隔　・・・・・・・・・・・・・　
３５０μｎ＋このような寸法の液滴ビーム形成手段に、
液体供給手段から８　Ｋ９／−の圧力で水を供給し、空
気供給手段から４　Ｋｑ／〜の圧力で空気を供給すると
、次に示すような水滴ビームが得られた。 水滴平均直径・・・・・・・・・・・・・・・・・・　
３００μｍ水滴群密度・・・・・・・・・・・・・・・
　４００個／ｃｃ水滴ビーム断面平均直径　・・・・・
　１０箭ビ一ム噴射速度・・・・・・・・・・・　　３
５　ｍ／ｓｅｃビーム長・・　・　・・・・・・・・・
・・・・・・　７００　ｔｔｒｍ上記水滴ビームを、７
００℃離れた位置にある試験片に衝突させ、５〜物の速
さで移動しつつ洗浄を行なったところ、試験片に付着さ
せた汚れを約８０％除去することができた。又、試験片
表面に、条痕等の傷は全く生じなかった。 次に、上記実験装置において、空気供給手段３を外し、
空気圧入部を開放状態として、負圧により空気を水流中
に注入するようにして、上記同様に８にタルの圧力で水
を供給したところ、ノズルからは連転；水流が噴射され
、水滴ビームは得られなかった。この連続水流によって
、上記と同様に洗浄試験を行なったところ、試＋１１）
片の汚れＱ」、はとんど除去できなかった。 更に、上記実験装置において、ノズル取付部利］２を調
節し、可変スリット９の間１（、＾を０として、８　Ｋ
＋／ｃ、ｚの圧力で水を９＋＝給したところ、ノズルか
ら連続水流が噴射された。この場合の洗浄状１ｈ′々に
おいても、上記連続流の場合と同様に、試験片の汚れは
ほとんど除去できなかった。 このように構成される本発明洗浄装置は、無接触洗浄に
適した各鍾洗浄に適用することができ、例えば、建物の
洗浄、航空機、船舶及びＩＬ輛の洗浄、金属板等の洗浄
に適用できる。この場合、特筆すべきことは、従来の洗
浄装置による５′（流で発生する水滴によって、上述し
た本発明洗浄装置による水滴流と同程度の洗浄力を待よ
うとすると、水圧を非常に高くする必要があり、被洗浄
物によっては破壊のおそれがあり、又、作業者等の人間
に対しても危険であるが、本発明では、水圧が低いので
、このような問題は生じないことである。 以上説明したように本発明は、洗浄液となる液体を加圧
供給する液体供給手段′と、上記液体を液部化する空気
を供給する空気供給手段と、上記液体と空気とを混合噴
射して高密度高速液滴ビームを形成する液滴ビーム形成
手段とを備えて構成したことＩノこより、液滴を微粒物
と同様に作用せしめて、比較的低い水圧で強い洗浄力を
得ることができ、確実且つ斑の無い洗浄を可能とする効
果がある。父、微粒物を用いないので、被洗浄面を損傷
することがなく、シかも、微粒物の回収設備及び手間を
要せず、更に、ノズルの摩耗が少なく、父、詰りを生じ
ない効果がある。 ４、図面の簡単な説明 館１図は本発明噴射洗浄装置の一実施例を示す構成図、
第２図は上記実施例に用いる液滴ビーム形成手段の−ｆ
ｊｌを示す側面図、第３図はその正面図、第４図はその
ｉ断面図、第５Ａ図及び第５Ｂ図第５Ｃ図はその噴流断
面の速度分布を示す説明図、第６Ａ図は本発明洗浄装置
による噴流のイ、□４造を示す断面図、第６Ｂ図はその
１ア（流断面の速度分布を示す説明図である。 １・・・被洗浄物　　　　　２・・・液体供給手段３・
・・空気供給手段　　　　４・・・％滴ビーム形成手段
５・・液滴ビーム　　　　６・・・本体７−・液体圧入
部　　　　８・・空気圧入部９・・・可変スリン）・　
　　１０・・直進ノズル本体１１・・・セラミック　　
　　１２−・ノスル取イ」部材１３・・貫通孔 ／ 出願人　三幸株式会社外会名 第　４　図 ↓ 第５Ａ図　　　　　第５Ｂ図 ノス′ル出口 第５Ｃ口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被洗浄物に洗浄液を噴射衝突せしめて汚れを除去する噴
   射洗浄装置において、 洗浄液となる液体を加圧供給する液体供給手段と、上記
   液体を液滴化する空気を供給する空気供給手段と、上記
   液体と気体を混合して噴射し、高密度液滴ビームを形成
   する液滴ビーム形成手段とを備えて成り、上記液滴ビー
   ムを被洗浄物に衝突せしめて汚れを除去することを特徴
   とする噴射洗浄装置。