(57)【要約】【課題】コンパクトな構成で洗浄圧力を高めながら回転速度の上昇を抑制して良好な洗浄能力を発揮する。【解決手段】高圧管が連結される連結部２１と、高圧管から導入された圧力流体が流通する流通路２３が形成された軸支部２２と、を有するシャフト部２と、軸支部２２との間に間隙δ２を設けて回転自在に外嵌され、流通路２３に連通されて圧力流体を噴出する洗浄用ノズル３２を有する環状の回転ノズル部３と、シャフト部２の先端に固定されたノズルヘッド４と、を有する管内洗浄ノズル１であって、間隙δ２が形成された軸支部２２の外周面２２ｂと回転ノズル部の内周面３ｂの間には、流通路２３に連通する流通室５が設けられ、回転ノズル部３に設けられ、流通室５から洗浄用ノズル３２へ連通する噴出流路３１と、間隙δ２を介して流通室５に連通する回転駆動用ノズル３３と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧管が連結される連結部と、前記高圧管から導入された圧力流体が流通する流通路が形成された軸支部と、を有するシャフト部と、
前記軸支部との間に間隙を設けて回転自在に外嵌され、前記流通路に連通されて前記圧力流体を噴出する洗浄用ノズルを有する環状の回転ノズル部と、
前記シャフト部の先端に固定されたノズルヘッドと、
を有する管内洗浄ノズルであって、
前記間隙が形成された前記軸支部の外周面と前記回転ノズル部の内周面には、前記流通路に連通する流通室が設けられ、
前記回転ノズル部に設けられ、前記流通室から前記洗浄用ノズルへ流通する噴出流路と、
前記間隙を介して前記流通室に連通する回転駆動用ノズルと、を備えたことを特徴とする管内洗浄ノズル。
【請求項２】
前記回転駆動用ノズルは、前記回転ノズル部の径方向からずらした方向に噴射するように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の管内洗浄ノズル。
ズル。
【請求項３】
前記洗浄用ノズルは、前記回転ノズル部の径方向に前記圧力流体を噴出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内洗浄ノズル。
【請求項４】
前記回転駆動用ノズルに供給される前記圧力流体の圧力は、前記洗浄用ノズルに供給される前記圧力流体の圧力よりも小さいこと、
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の管内洗浄ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管内洗浄ノズルに関し、特に、洗浄圧力を高めながら回転速度の上昇を抑制して良好な洗浄能力を発揮する管内洗浄ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転洗浄ノズルは、ランス（パイプ）やフレキシブルランスの先端に取付けて、洗浄する管内に挿入され、高圧水を噴出する噴射反力によって回転ノズルが回転し、高圧水の噴射圧力で管内を洗浄する。
【０００３】
ところで、回転洗浄ノズルにおいて、回転ノズルの回転速度を抑制するブレーキ機構を装備していない場合には、洗浄圧力を高くしようとすると回転速度がきわめて高速になるため、以下のような弊害が生じる。
すなわち、噴射水がすぐに拡散してしまい洗浄効率が悪くなること、回転摺動部分の早期磨耗やかじりの原因になること、不快感を与える高周波領域音が発生し環境に悪影響を及ぼす。
【０００４】
このため、回転ノズルの回転速度を規制するためのブレーキ機構として、高圧水の噴出圧力や粘性抵抗、および磁力を利用したものが知られている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１１２８０８号公報（段落００１２，００１３、図１）
【特許文献２】特開２００８−１９４６１１号公報
【特許文献３】特開平９−２８５７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の洗浄ノズルでは、主噴射通路（３２）による回転力を抑制する副噴射通路（３３）を設けるものであるため、十分に回転速度を抑制しようとすると主噴射通路（３２）からの噴射圧力が減少して洗浄能力の低下を招く可能性がある。
【０００７】
また、特許文献２，３に記載の洗浄ノズルのように高圧水の粘性抵抗や磁力を利用したブレーキ機構は、スペース的な制約があるので小径の回転ノズルには組み込みにくいという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、前記した問題点を解決すべく、コンパクトな構成で洗浄圧力を高めながら回転速度の上昇を抑制して良好な洗浄能力を発揮する管内洗浄ノズルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、高圧管が連結される連結部と、前記高圧管から導入された圧力流体が流通する流通路が形成された軸支部と、を有するシャフト部と、前記軸支部との間に間隙を設けて回転自在に外嵌され、前記流通路に連通されて前記圧力流体を噴出する洗浄用ノズルを有する環状の回転ノズル部と、前記シャフト部の先端に固定されたノズルヘッドと、を有する管内洗浄ノズルであって、前記間隙が形成された前記軸支部の外周面と前記回転ノズル部の内周面には、前記流通路に連通する流通室が設けられ、前記回転ノズル部に設けられ、前記流通室から前記洗浄用ノズルへ流通する噴出流路と、前記間隙を介して前記流通室に連通する回転駆動用ノズルと、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る管内洗浄ノズルは、前記流通室に前記噴出流路を通って連通する前記洗浄用ノズルの他、前記間隙を介して前記流通室に連通する回転駆動用ノズルと、を別途備えたことで、洗浄用ノズルの洗浄圧力と回転駆動用ノズルの圧力とを別個に設定することができる。
【００１１】
このため、洗浄ノズルの圧力を高めながら、適宜回転駆動用ノズルの圧力を低く設定して回転速度の上昇を抑制することで、洗浄効率を高めることができ、回転摺動部分の早期磨耗やかじりを防止して耐久性を向上させることができる。そして、高速回転域で発生する高周波成分を低減して不快感を与える高周波領域音の発生を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明に係る管内洗浄ノズルは、回転ノズル部の回転にブレーキをかけるのではなく、回転駆動力を調整するものであるから、別途ブレーキ装置を設ける必要がないので、コンパクトな構成で小径のワークにも適用が容易となる。
【００１３】
さらに、前記流通室から前記間隙を通ってリークする圧力流体を積極的に利用することで、圧力流体の漏れ量を一定に保つことが容易となる。すなわち、漏れ量は、回転ノズル部等の回転摺動部の加工精度や磨耗状態により変動しやすいが、リークする圧力流体を積極的に利用することで変動を小さくして漏れ量を一定に保つことができる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の管内洗浄ノズルであって、前記回転駆動用ノズルは、前記回転ノズル部の径方向からずらした方向に噴射するように配設されていることを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、前記回転ノズル部の径方向からずらした方向に噴射して、前記回転ノズル部の回転中心を通らない方向に噴射することで、簡易な構成で回転駆動力を発生させることができる。また、回転駆動用ノズルから圧力流体を噴射する圧力や方向を適宜調整することで、使用条件に合わせた回転速度の設定が可能である。
このため、コンパクトな構成で洗浄圧力を高めながら回転速度の上昇を抑制して洗浄能力を向上させることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の管内洗浄ノズルであって、前記洗浄用ノズルは、前記回転ノズル部の径方向に前記圧力流体を噴出することを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、洗浄用ノズルは、前記回転ノズル部の径方向に前記圧力流体を噴出することで、洗浄する管に垂直に噴射するので、管内の付着物に効率よく噴射圧力を作用させて洗浄能力を向上させることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の管内洗浄ノズルであって、前記回転駆動用ノズルに供給される前記圧力流体の圧力は、前記洗浄用ノズルに供給される前記圧力流体の圧力よりも小さいこと、を特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、洗浄ノズルの圧力を高めながら、適宜回転駆動用ノズルの圧力を低く設定して回転速度の上昇を抑制することで、洗浄効率を高めることができ、回転摺動部分の早期磨耗やかじりを防止して耐久性を向上させることができる。そして、高速回転域で発生する高周波成分を低減して不快感を与える高周波領域音の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る管内洗浄ノズルは、コンパクトな構成で洗浄圧力を高めながら回転速度の上昇を抑制して良好な洗浄能力を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの構成を説明するための断面図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの作用を説明するための要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、これらの図において、説明の便宜上、ノズルの径や間隙等は誇張して表現したものであり、実際のサイズを反映したものではない。また、以下、管内洗浄ノズル１において、適宜、連結部２１側を後側といい、ノズルヘッド４側を前側（先端側）という。
【００２３】
本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズル１は、図１および図３に示すように、圧力流体である高圧水が導入されるシャフト部２と、シャフト部２に回転自在に軸支された回転ノズル部３と、シャフト部２の先端に固定されたノズルヘッド４と、を備えている。
【００２４】
管内洗浄ノズル１は、パイプ形状のいわゆるランスと呼ばれる高圧管（不図示）の先端に固定して洗浄対象である管Ｗ内に挿入され、回転駆動用ノズル３３から噴出する噴出反力により回転ノズル部３が回転しながら、洗浄用ノズル３２から高圧水を噴射して管Ｗの内壁を洗浄し、管Ｗ内の付着物Ｓを除去する。
【００２５】
なお、本実施形態においては、圧力流体である洗浄液として水（高圧水）を使用しているが、これに限定されるものではなく、洗浄する管Ｗ（図１）の種類や付着物Ｓの性質等により、空気等の気体や種々の化学洗浄液等の液体を適宜使用条件に合わせて選定することができる。
【００２６】
シャフト部２は、図１に示すように、図示しない高圧管（ランス）に連結されて高圧水が導入される連結部２１と、連結部２１に導入された高圧水が流通する流通路２３が形成された軸支部２２と、を備えている。
軸支部２２の先端部には、ねじ２２ａが形成されノズルヘッド４が装着される。
【００２７】
シャフト部２において、連結部２１と軸支部２２とは一体的に結合され、連結部２１は軸支部２２よりも大径の鍔状の形状を備えている。そして、連結部２１における軸支部２２側の鍔状の端面２１ｂは、回転自在に所定の間隙δ１を設けて回転ノズル部３の端面３ａと摺接されている。
【００２８】
なお、所定の間隙δ１は、組み付け性等を考慮して、この間隙δ１からの漏れ量を適切に抑制できるように適宜設定される。
【００２９】
流通路２３は、連結部２１の後端面に形成された導入口２１ａから軸支部２２の軸方向中央付近まで形成され、軸支部２２の径方向に沿って形成された流通路２３ａを通って軸支部２２の外周面２２ｂに開口されている。このようにして、導入口２１ａに導入される高圧水は、流通路２３から流通路２３ａを通って流通室５に供給される。
【００３０】
回転ノズル部３は、内周面３ｂと外周面３ｃを有する環状の形状からなり、軸支部２２に対して所定の間隙δ２を設けて回転自在に外嵌されている。
そして、間隙δ２が形成された軸支部２２の外周面２２ｂと回転ノズル部３の内周面３ｂの間には、流通路２３に連通する流通室５が設けられている。
【００３１】
流通室５は、円環状の空間からなり、回転ノズル部３の内周面３ｂに形成されている。
なお、本実施形態においては、流通室５は、回転ノズル部３の内周面３ｂに形成されているが、これに限定されるものではなく、軸支部２２の外周面２２ｂに形成することもできる。
【００３２】
さらに、回転ノズル部３は、噴出流路３１を介して流通室５に連通されて高圧水を噴出する洗浄用ノズル３２と、間隙δ２および第２の流通室３３ａを介して流通室５に連通する回転駆動用ノズル３３と、を備えている。
【００３３】
ここで、洗浄用ノズル３２は、噴出流路３１を介して流通室５に連通し、回転駆動用ノズル３３は、間隙δ２を介して流通室５に連通することで、洗浄用ノズル３２に供給させる高圧水の圧力Ｐａは、回転駆動用ノズル３３に供給させる高圧水の圧力Ｐｂよりも大きくなるように設定されている（図４参照）。
【００３４】
洗浄用ノズル３２は、図１に示すように、回転ノズル部３の径方向（回転軸に直交する方向、本図における上下方向）の外側に向けて高圧水を噴出するように、対角位置の２箇所に等配して配設されている（図２（ａ）参照）。このように、洗浄用ノズル３２は、径方向に対して偏心または傾斜させず、回転ノズル部３の径方向に高圧水を噴出することで、洗浄する管に垂直に噴射するので、洗浄する管Ｗに垂直に噴射することで、洗浄能力を向上させることができる。
そして、洗浄用ノズル３２には、連結部２１に導入された高圧水が流通路２３から流通室５を介して噴出流路３１を通って供給される。
【００３５】
回転駆動用ノズル３３は、図１に示すように、洗浄用ノズル３２の後側であって、対角（点対称）位置の２箇所に等配して配設されている。そして、回転駆動用ノズル３３には、第２の流通室３３ａから高圧水が供給される。
また、回転駆動用ノズル３３は、図２（ｂ）に示すように、回転ノズル部３の径方向から偏心量Ｅだけずらした方向に噴射するように配設されている。これにより、高圧水を噴出する噴出反力によって回転ノズル部３の回転駆動力Ｔを得ることができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、洗浄用ノズル３２および回転駆動用ノズル３３を対向する位置にそれぞれ２箇所ずつ設けているが、これに限定されるものではなく、管Ｗの径や管内洗浄ノズル１の許容回転速度等の仕様により、適宜設定され、例えば、それぞれ２〜６箇所程度設けられる。
【００３７】
ここで、所定の間隙δ２は、回転ノズル部３の内径寸法から軸支部２２の外径寸法を減じて得た値の１／２の量を意味し、具体的には、回転ノズル部３と軸支部２２との摺動条件、並びに間隙δ２から高圧水が漏れる量（漏れ量）および必要な回転駆動力を考慮して適宜設定される。例えば、間隙δ２が大きすぎると、高圧水の漏れ量が増大し、間隙δ２が小さすぎると回転ノズル部３の組み付け性や円滑な回転に影響を及ぼす。このため、回転ノズル部３の円滑な摺動特性を確保し、適切な回転駆動力Ｔが得られる漏れ量とする間隙δ２に設定される。
【００３８】
このようにして間隙δ２を設定することで、流通室５に導入された高圧水は、噴出流路３１を通って洗浄用ノズル３２から噴出されるとともに、軸支部２２の外周面２２ｂに沿って間隙δ２内に充填されて第２の流通室３３ａに供給される。
そして、第２の流通室３３ａに供給された高圧水は、回転駆動用ノズル３３から噴出され、この噴出反力によって回転ノズル部３の回転駆動力Ｔを発生させる。
【００３９】
ノズルヘッド４は、図１に示すように、先端側が縮径された筒形状に形成され、軸支部２２の先端部のねじ２２ａに螺入されて固定されている。
そして、ノズルヘッド４は、端面４ａにおいて、所定の間隙δ３を設けて回転ノズル部３の端面３ｄと摺接されている。
【００４０】
なお、所定の間隙δ３は、組み付け性等を考慮して、この間隙δ３からの漏れ量を適切に抑制できるように適宜設定される。
【００４１】
続いて、本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズル１の動作について、主として図１および図４を参照しながら説明する。
管内洗浄ノズル１は、高圧管（ランス）の先端に固定して洗浄する管Ｗ内に挿入される。そして、シャフト部２の導入口２１ａにランス（不図示）から高圧水が導入され、流通室５から噴出流路３１を通って洗浄用ノズル３２から噴出される。この高圧水のジェット噴射により、管Ｗ内の付着物Ｓを除去して洗浄する。
【００４２】
一方、回転駆動用ノズル３３は、回転ノズル部３の径方向から偏心量Ｅだけずらした方向に噴射することで、高圧水を噴出する噴出反力によって回転ノズル部３の回転駆動力Ｔを得ることができる。
【００４３】
ここで、図４に示すように、回転駆動用ノズル３３に供給される圧力Ｐｂは、洗浄用ノズル３２に供給される高圧水の圧力Ｐａよりも小さくなるように設定されている。
回転駆動用ノズル３３に供給される高圧水の圧力Ｐｂは、洗浄用ノズル３２ないし流通室５からの距離Ｌを適宜設定することで、調整することができる。すなわち、洗浄用ノズル３２ないし流通室５からの距離Ｌが長くなるほど、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４のように、回転駆動用ノズル３３に供給される高圧水の圧力Ｐｂは低下する。
【００４４】
このようにして、回転駆動用ノズル３３に供給される高圧水の圧力Ｐｂ、および回転ノズル部３の径方向からの偏心量Ｅ（図２（ｂ））、ないし回転駆動用ノズル３３から噴出する方向を適宜設定することで、使用条件に合わせた回転速度や回転駆動力Ｔの設定が可能である。
【００４５】
このため、洗浄ノズル３２の圧力を高めながら、適宜回転駆動用ノズル３３の圧力を低く設定して回転速度の上昇を抑制することで、洗浄効率を高めることができ、回転摺動部分の早期磨耗やかじりを防止して耐久性を向上させることができる。そして、高速回転域で発生する高周波成分を低減して不快感を与える高周波領域音の発生を抑制することができる。
【００４６】
また、管内洗浄ノズル１は、回転ノズル部３の回転にブレーキをかけるのではなく、回転駆動力Ｔを調整するものであるから、別途ブレーキ装置を設ける必要がないので、コンパクトな構成で小径の管Ｗにも適用が容易となる。
【００４７】
さらに、流通室５から間隙δ２を通ってリークする高圧水を積極的に利用することで、間隙δ１および間隙δ３からの高圧水の漏れ量を一定に保つことが容易となる。すなわち、漏れ量は、回転ノズル部３等の回転摺動部の加工精度や磨耗状態により変動しやすいが、リークする高圧水を積極的に利用することで変動を小さくして漏れ量を一定に保つことができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、前記した実施形態においては、回転駆動用ノズル３３には、第２の流通室３３ａから高圧水が供給されるようにしたが、これに限定されるものではなく、第２の流通室３３ａを設けずに間隙δ２から直接高圧水が供給されるようにすることもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１      管内洗浄ノズル
２      シャフト部
３      回転ノズル部
４      ノズルヘッド
５      流通室
２１    連結部
２２    軸支部
２２ｂ  外周面
２３    流通路
２３ａ  流通路
３１    噴出流路
３２    洗浄用ノズル
３３    回転駆動用ノズル
Ｐａ    洗浄用ノズルに供給される高圧水の圧力
Ｐｂ    回転駆動用ノズルに供給される高圧水の圧力
Ｗ      管
【図１】
2010214295.tif 000003
【図２】
2010214295.tif 000004
【図３】
2010214295.tif 000005
【図４】
2010214295.tif 000006