(57)【要約】  固定ハウジング、固定ハウジングの中心軸線を中心に回転するための回転ハウジング、及び固定ハウジングの軸線を横切る軸線を中心に回転するように回転ハウジングによって支持されたノズル支持ハブと、を含む、回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。支持ロッドは、回転ハウジングを貫通して延びて固定ハウジングに入り、下端部は、回転ハウジングの下側を支持し、上端部は、リテーナによって固定される。リテーナは、解除可能であって、回転ハウジング及びノズルハブを固定ハウジングの下側から取り外すことを可能にする。回転ハウジング及びノズルハブのための流体駆動式駆動部は、一対の取外し可能に取り付けられたかさ歯車リングを含む。一実施形態において、液体潤滑式の切頭円錐形の高荷重支持軸受が、回転可能に支持する。【選択図】  図４
2019501023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体であって、
外側の固定ハウジングと、
液体供給部に接続するように及び液体を前記固定ハウジング内に導くように、前記固定ハウジングの上端部に配置された液体入口と、
前記固定ハウジングの中心軸線を中心に前記固定ハウジングに対して相対的に回転するように前記固定ハウジングの下方に配置された回転ハウジングと、
少なくとも１つの液体スプレーノズルを有するノズルハブであって、前記固定ハウジングの前記中心軸線を横切る軸線を中心に前記回転ハウジングに対して相対的に回転するように前記回転ハウジングに取り付けられたノズルハブと、
前記固定ハウジングを通過する液体を接線方向に導くように前記固定ハウジング内に取り付けられたステータと、前記ステータにより前記接線方向に液体を導くことに付随して回転して、前記回転ハウジングを前記固定ハウジングに対して相対的に回転させるように前記回転ハウジングに関連付けられたロータとを含む、流体駆動式駆動機構と
を備え、
前記回転ハウジング及び前記ノズルハブは、前記固定ハウジングに対する前記回転ハウジングの回転に付随して前記ノズルハブを前記回転ハウジングに対して相対的に回転させるための協働歯車を有しており、
前記スプレーノズル組立体は、前記回転ハウジングを相対回転するように支持するための底部支持体を有する支持ロッドであって、前記回転ハウジングを貫通して上方に延びて前記固定ハウジング内に入り、前記ロータ及び前記ステータを貫通する支持ロッドと、前記支持ロッドを回転に抗して支持するように前記支持ロッドの上端部に係合可能である解除可能な支持ロッドリテーナとを備え、前記支持ロッドは、前記固定ハウジングに対して相対回転するように前記回転ハウジングを保持している、
回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項２】
前記支持ロッドリテーナは、前記支持ロッド、前記回転ハウジング、及び前記ノズルハブを前記固定ハウジングの下側から取り外すことを可能にするように前記支持ロッドから選択的に取外し可能である、請求項１に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項３】
前記支持ロッドは、前記回転ハウジング、前記ノズルハブ、及び前記少なくとも１つのスプレーノズルの重量を支持している、請求項２に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項４】
前記支持ロッドリテーナは、前記支持ロッドの前記上端部を前記ステータに解除可能に固定している、請求項３に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項５】
前記固定ハウジングは、外側の円筒体を備え、前記液体入口は、前記固定ハウジングの前記外側の円筒体よりも直径が小さい、請求項１に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項６】
前記液体入口は、エンドキャップの一部であり、解除可能なキャップリテーナが、前記エンドキャップを前記円筒体の上端部に固定しており、前記キャップリテーナは、前記支持ロッドリテーナを解除すること並びに前記回転ハウジング及び前記ハブを前記円筒体の下側から取り外すことを可能にするために、前記ハウジングの前記エンドキャップを取り外すこと及び前記円筒体の上端部から前記円筒体内にアクセスすることを可能にするように取外し可能である、請求項５に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項７】
前記円筒体には、前記円筒体の一方の端部に隣接して、前記ステータを支持するための第１の棚状部を形成する第１の円筒穴が形成されており、前記円筒体には、前記一方の端部とは反対側の前記円筒体の端部に隣接して、前記第１の棚状部と同様の第２の棚状部を形成するための第２の円筒穴が形成されており、その結果、前記第１の棚状部又は前記第２の棚状部のどちらか一方が前記スプレーノズル組立体の上端部に隣接した状態で、前記円筒体を前記スプレーノズル組立体に組み立てることができるようになっている、請求項５に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項８】
前記回転ハウジングは、第１の非ねじ式リテーナによって前記円筒体に解除可能に接続されており、前記ハブは、第２の非ねじ式解除可能リテーナによって前記回転ハウジングに解除可能に接続されており、前記ロータは、第３の非ねじ式解除可能リテーナによって前記回転ハウジングに解除可能に接続されている、請求項１に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項９】
前記ステータは、上方に延びる円筒形ステムを有し、前記円筒形ステムを貫通して前記支持ロッドの上端部が延びており、前記支持ロッドリテーナは、前記支持ロッドの前記上端部と前記円筒形ステムを貫通して延びて、前記支持ロッドを支持し、前記支持ロッドと前記ステータとの相対回転を防止するようになっている、請求項１に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項１０】
前記回転ハウジングは、各々が少なくとも１つの前記スプレーノズルを有する２つの前記ノズルハブを支持し、２つの前記ノズルハブを回転に付随して回転駆動し、２つの前記ノズルハブは、前記回転ハウジングの互いに正反対の側に配置されている、請求項１に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項１１】
前記回転ハウジング及び前記ノズルハブの前記協働歯車は、各々がそれぞれのかさ歯車を有する別個の歯車リングによって形成されており、前記歯車リングの一方は、解除可能なリテーナによって前記固定ハウジングの下側に解除可能に結合されており、前記歯車リングの他方は、解除可能なリテーナによって前記ノズルハブに解除可能に結合されている、請求項１に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項１２】
前記支持ロッドの底部と前記回転ハウジングの下側との間に環状軸受を含み、前記環状軸受は、前記回転ハウジングと連通する液体通路を形成しており、前記回転ハウジングを通って導かれた液体の一部が前記環状軸受と前記回転ハウジングとの間を移動することを可能にして、前記環状軸受及び前記支持ロッドに対する前記回転ハウジングの低摩擦の相対運動を促進するようになっている、請求項１に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項１３】
前記環状軸受は、一体型の硬質プラスチック材料で作られており、前記回転ハウジングの回転軸線に対して鋭角に向けられた内側軸受面及び外側軸受面を形成する切頭円錐形状を有する、請求項１２に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項１４】
前記内側軸受面及び前記外側軸受面には各々、環状半径方向液体受けチャンバと、前記チャンバを通って前記軸受の軸方向の端部間を連通する複数の直線状溝とが形成されている、請求項１３に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項１５】
前記軸受は、複数の開口部が形成された一体型の環状プラスチックケージと、各々がそれぞれの開口部内に取外し可能に取り付けられた複数のローラとを含み、前記ローラの面は、前記開口部の両側から突出して、前記支持ロッドの端部と前記回転ハウジングとの間にころ軸受面を形成するようになっている、請求項１３に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項１６】
前記ケージは、切頭円錐状の構成を有し、前記ローラは、前記ケージ内で前記回転ハウジングの前記回転軸線に対して鋭角に支持されている、請求項１５に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項１７】
回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体であって、
外側の固定ハウジングと、
液体供給部に接続するように及び液体を前記固定ハウジング内に導くように、前記固定ハウジングの上端部に配置された液体入口と、
前記固定ハウジングの中心軸線を中心に前記固定ハウジングに対して相対的に回転するように前記固定ハウジングの下方に配置された回転ハウジングと、
少なくとも１つの液体スプレーノズルを有するノズルハブであって、前記固定ハウジングの前記中心軸線を横切る軸線を中心に前記回転ハウジングに対して相対的に回転するように前記回転ハウジングに取り付けられたノズルハブと、
前記固定ハウジングを通過する液体を接線方向に導くように前記固定ハウジング内に取り付けられたステータと、前記ステータにより前記接線方向に液体を導くことに付随して回転して、前記回転ハウジングを前記固定ハウジングに対して相対的に回転させるように前記回転ハウジングに関連付けられたロータとを含む、流体駆動式駆動機構と
を備え、
前記回転ハウジング及び前記ノズルハブは、前記固定ハウジングに対する前記回転ハウジングの回転に付随して前記ノズルハブを前記回転ハウジングに対して相対的に回転させるための協働歯車を有しており、
前記回転ハウジングは、上流の垂直方向セクションと、下流の直交セクションとを有し、前記回転ハウジングは、前記液体入口と前記ノズルハブとの間を連通する直交通路を有し、
前記ノズルハブは、前記回転ハウジングの前記直交セクションに回転可能に支持されており、
エンドキャップが、前記ハブを前記直交セクションに相対回転するように保持しており、前記エンドキャップは、解除可能なエンドキャップリテーナによって前記直交セクションに固定された、前記直交セクションと同軸の円筒セクションを含み、
前記エンドキャップは、前記回転ハブの下流端部に隣接する外端部を有し、
前記エンドキャップの前記外端部と前記ノズルハブの前記下流端部との間に、前記エンドキャップに対する前記ノズルハブの相対回転を促進するように環状軸受が挿入されており、
前記環状軸受は、前記回転ハウジングの前記直交通路と連通する液体通路を形成しており、前記環状軸受と前記回転ハブの前記下流端部との間の液体の移動を可能にして、前記エンドキャップに対して相対的な前記ロータハブの低摩擦の相対運動を促進するようになっている、
回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項１８】
前記環状軸受は、一体型の硬質プラスチック材料で作られており、前記回転ハウジングの回転軸線に対して鋭角に向けられた内側軸受面及び外側軸受面を形成する切頭円錐形状を有し、前記内側軸受面及び前記外側軸受面には各々、環状半径方向液体受けチャンバと、前記チャンバを通って前記軸受の軸方向の端部間を連通する複数の直線状溝とが形成されている、請求項１７に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項１９】
前記軸受は、複数の開口部が形成された一体型の環状プラスチックケージと、各々がそれぞれの開口部内に取外し可能に取り付けられた複数のローラとを含み、前記ローラの面は、前記開口部の両側から突出して、前記支持ロッドの端部と前記回転ハウジングとの間にころ軸受面を形成するようになっている、請求項１７に記載の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【請求項２０】
回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体であって、
外側の固定ハウジングと、
液体供給部に接続するように及び液体を前記固定ハウジング内に導くように、前記固定ハウジングの上端部に配置された液体入口と、
前記固定ハウジングの中心軸線を中心に前記固定ハウジングに対して相対的に回転するように前記固定ハウジングの下方に配置された回転ハウジングと、
少なくとも１つの液体スプレーノズルを有するノズルハブであって、前記固定ハウジングの前記中心軸線を横切る軸線を中心に前記回転ハウジングに対して相対的に回転するように前記回転ハウジングに取り付けられたノズルハブと、
前記固定ハウジングを通過する液体を接線方向に導くように前記固定ハウジング内に取り付けられたステータと、前記ステータにより前記接線方向に液体を導くことに付随して回転して、前記回転ハウジングを前記固定ハウジングに対して相対的に回転させるように前記回転ハウジングに関連付けられたロータとを含む、流体駆動式駆動機構と
を備え、
前記回転ハウジング及び前記ノズルハブは、前記固定ハウジングに対する前記回転ハウジングの回転に付随して前記ノズルハブを前記回転ハウジングに対して相対的に回転させるための協働駆動部を有しており、
前記協働駆動部は、前記固定ハウジングの底端部に隣接した、第１のかさ歯車を有する第１の歯車リングと、前記第１の歯車リングを前記固定ハウジングに解除可能に固定するための非ねじ式の第１の歯車リングリテーナと、前記ノズルハブに取り付けられた、前記第１の歯車リングのかさ歯車と係合する第２のかさ歯車を有する第２の歯車リングとを含み、その結果、前記回転ハウジングの回転が前記ノズルハブを回転駆動するようになっており、前記第２の歯車リングは、前記第２の歯車リングを前記ノズルハブに固定するための解除可能な第２の非ねじ式歯車リングリテーナを有する、
回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
[0001]本出願は、引用により組み入れる、２０１５年１１月３日に出願された米国特許出願番号第６２／２５０，０６７号に基づく利益を主張する。
【０００２】
[0002]本発明は、一般に回転式洗浄装置に関し、より具体的には、食品、酪農、及び薬品工業における加工用又は貯蔵用タンクのような衛生的環境での使用に特に適合した、多軸回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体は、放出されるスプレーがタンクのすべての領域に及ぶことを保証するようにスプレーノズルを回転させるために、複雑な多方向駆動部を必要とする。かかるスプレーノズル組立体は、多数の部品を要し、これらは使い終わるたびに必要とされる衛生洗浄のための組立て及び分解が煩雑であり得る。ノズル組立体のねじ付き構成要素は、組立て及び分解が特に煩雑であり得、また、かかる接続部のねじは、処理流体から確実にシールされなければならない。シールの漏れは、ねじ内に汚染及び細菌を蓄積させることがあり、これを衛生基準まで洗浄することは困難であり得る。
【０００４】
[0004]かかるスプレーノズル組立体は、一般に、上端部に液体入口を有する垂直方向の固定ハウジングと、固定ハウジングの回転軸線を中心に相対回転するように下端部に支持された回転ハウジングと、固定ハウジングの軸線を横切る軸線を中心に回転するように回転ハウジングの半径方向外方に支持されたノズル支持ハブと、を有する。ノズル支持ハブは、典型的には固定ハウジングとノズル支持ハブとの間のかさ歯車装置によって回転駆動され、これらは角度を成して相互作用するので、機械加工、点検、及び洗浄が困難であり得る。
【０００５】
[0005]ノズル支持ハブは、かかるスプレーノズル組立体の回転ハウジングの半径方向拡張部として作用するので、回転ハウジングの回転中に、荷重支持軸受は、比較的高い応力を受けることがある。このことが、軸受けの摩耗、保守、故障及び費用のかかる交換を生じさせることがある。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]本発明の目的は、頻繁な衛生洗浄を促進するために、すばやく容易な組立て及び分解に適合した回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体を提供することである。
【０００７】
[0007]別の目的は、訓練されていない人員でも容易に組立て及び分解でき、その構成要素が徹底的な衛生洗浄に適した、上記で特徴づけられた回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体を提供することである。
【０００８】
[0008]さらなる目的は、組立体の構成要素部品がねじ式接続及びかかるねじ接続用の関連付けられたシールを有さない、上記種類の回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体を提供することである。
【０００９】
[0009]別の目的は、より容易な製造、修理又は交換、及び洗浄に適したかさ歯車駆動部を固定ハウジングとノズル支持ハブとの間に有する、回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体を提供することである。
【００１０】
[0010]さらに別の目的は、スプレーノズル組立体の動作中の荷重支持軸受の過大応力を最小化する、回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体を提供することである。
【００１１】
[0011]さらなる目的は、過剰応力摩耗、故障、並びに費用がかかる保守及び交換がより少ない、回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体を提供することである。
【００１２】
[0012]さらに別の目的は、荷重支持軸受が、応力に関連した摩耗を軽減するとともに軸受及びスプレーノズル組立体の自己洗浄を促進する、回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体を提供することである。関連した目的は、荷重支持軸受が、荷重下でより低い摩擦抵抗を示す、スプレーノズル組立体を提供することである。
【００１３】
[0013]さらなる目的は、洗浄及び保守のための組立て及び分解が容易な荷重支持軸受を有する、回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体を提供することである。
【００１４】
[0014]さらに別の目的は、構造が比較的単純で、経済的な製造に適したタイプの回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体を提供することである。
【００１５】
[0015]本発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な説明を読むと、及び図面を参照すると、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による例証的なスプレーノズル組立体の斜視図である。
【図２】図１に示すスプレーノズル組立体の拡大縦断面図である。
【図３】例証的なスプレーノズル組立体の分解図である。
【図４】本発明によるスプレーノズル組立体の代替的な実施形態の縦断面図である。
【図５】例証的なスプレーノズル組立体において用いることができる軸受の実施形態の拡大斜視図である。
【図５Ａ】図５に示す荷重支持軸受の後方斜視図である。
【図５Ｂ】図５に示す軸受の縦断面図である。
【図６】例証的なスプレーノズル組立体において用いることができる荷重支持軸受の代替的な実施形態の斜視図である。
【図６Ａ】図６に示す軸受の正面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す軸受の側面図である。
【図６Ｃ】図６Ａに示す軸受の線６Ｃ−６Ｃの平面の横断面図である。
【図６Ｄ】図６Ａに示す軸受の、線６Ｄ−６Ｄの平面の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[0028]本発明は、種々の修正及び代替構造が可能であるが、その特定の例証的な実施形態を図示するとともに以下詳細に説明する。しかしながら、本発明を、開示した特定の形態に限定する意図はなく、反対にその意図は、本発明の思想及び範囲内のすべての修正、代替構造、及び均等物を網羅することである。
【００１８】
[0029]ここでより具体的に図面を参照すると、本発明による例証的なスプレーノズル組立体１０を示す。例証的なスプレーノズル組立体１０は、基本的に、この場合には円筒形である固定ハウジング１１と、適切な洗浄液体供給ライン１５に結合するように固定ハウジング１１の上端部に固定された上部円筒形液体入口１４を有する液体入口キャップ１２と、固定ハウジング１１の中心縦軸線を中心に固定ハウジング１１に対して相対回転するように固定ハウジング１１の下端部に支持された回転ハウジング１６と、回転ハウジング１６の回転軸線を横切る軸線を中心に相対回転するように回転ハウジング１６によって支持された一対の互いに反対向きの液体放出ノズル１９を有するノズルハブ１８と、を備える。
【００１９】
[0030]例証的な実施形態の重要な特徴によれば、スプレーノズル組立体１０の構成要素は、ねじ結合を有さず、衛生洗浄のためのすばやく容易な組立て及び分解に適合されている。例証的な実施形態において、回転ハウジング１６は、上流の垂直方向セクション２１と、下流の水平又は直交セクション２２とを有する円筒体２０を備えた、直交するように構成された構造を有する。垂直方向セクション２１は、下方の垂直開口フランジ又はリップ２５によって囲まれた直立略円筒ハブ２４を含み、水平又は直交セクション２２は、その上流端が水平開口フランジ又はリップ２８で囲まれた、側方に突出した管状スリーブ２６を含む。明らかとなるように、液体入口１４からスプレーノズル組立体１０を通して導かれた洗浄流体は、垂直セクション２１の直立円筒ハブ２４の水平開口部２９を通過し、回転ハウジング１６内の直交通路３０を通り、回転ハウジング１６の直交又は水平管状スリーブ２６内の半径方向開口部３１を通って出ていくようになっており、その上にはノズルハブ１８が相対回転するように支持されている。直交通路３０は、この場合には、垂直方向セクション２１内の垂直通路セクション３０ａと、直交又は水平管状スリーブ２６内の水平通路セクション３０ｂとを備える。
【００２０】
[0031]ノズルハブ１８を回転ハウジング１６上に保持するために、ハブキャップ３５を含むクイックディスコネクト継手を設け、ハブキャップ３５は、ノズルハブ１８の外端部の凹部３８内に位置決めすることができる、直径を拡大した外端部３６と、回転ハウジング１６の管状スリーブ２６の中へ延びてこれを貫通する、直径がより小さい開放端管状セクション３９とを有する。ハブキャップ３５及びノズルハブ１８を回転ハウジング１６の直交管状スリーブ２６上に解除可能に保持するために、一対の垂下した脚部４０ａを有する略Ｕ字形構成を有するクイックディスコネクト保持クリップ４０を設け、脚部４０ａは、回転ハウジング１６内のそれぞれの穴（これらはこの場合、上から見たときに環状リップ２８の直径内に配置される）を通して直交通路３０内に位置決めされ、ハブキャップ３５の管状セクション３９の両側の溝又はスロット４４（図３）と相互作用するようになっている。ハブキャップ３５は、これにより組立て位置で回転ハウジング１６の直交スリーブ２６内に保持され、それゆえノズルハブ１８は、取付位置で直交スリーブ２６上に保持され、同時にノズルハブ１８の相対回転を可能にする。
【００２１】
[0032]ハブキャップ３５の管状セクション３９は、開放上流端部を有しており、回転ハウジング１６の直交通路３０を通って導かれた洗浄流体との連通を可能にするようになっており、流体は、ハブキャップ円筒セクション３９内に入り、その中の、回転ハウジング１６の管状スリーブ２６内の半径方向開口部３１と位置合わせされた関係で保持クリップ４０によって維持された半径方向開口部５０を通る。
【００２２】
[0033]ノズルハブ１８には、回転ハウジング１６の管状スリーブ２６を囲む内部環状チャンバ５１が形成されており、位置合わせされた開口部３１、５０を通過した液体はその中へ導かれ、液体はそこからノズル１９を通って外方に導かれ、洗浄されるタンク又は容器内へ放出されるようになっている。環状ブッシングシール５２をハブキャップ３５の拡大円筒端部３６とノズルハブ１８との間に設け、同時にノズルハブ１８の相対回転を可能にする。したがって、回転ハウジング１６の垂直セクション２４の半径方向開口部２９の中へ導かれた液体は、直交通路３０を通って移動し、ハブキャップ３５及び回転ハウジング１６の直交管状スリーブ２６の位置合わせ穴５０、３１を通って半径方向外方へ導かれ、次いでハブ１８のノズル１９を通ってそこから放出されるようになっていることが分かる。ハブキャップ３５は、回転ハウジング１６に対するノズルハブ１８の自由回転を可能にすると同時に、ノズルハブ１８を保持する。
【００２３】
[0034]ノズル１９の洗浄及び検査を容易にするために、ノズル１９もまたそれぞれのクイックディスコネクト継手によってノズルハブ１８に取外し可能に固定される。このために、ノズルハブ１８は、一対の外方に突き出した管状出口５５を有しており、その上にノズル１９がそれぞれ位置決めされるとともにそれぞれの保持クリップ５６によって保持され、保持クリップ５６は、管状出口５５及びノズル１９の位置合わせ穴を通して位置決め可能であり、ノズル１９を取り囲む位置関係で保持される。液体安定化ベーン５８がこの場合には各管状出口５５内に支持されており、液体がそれぞれのノズル１９に導かれてそこを通るときに乱流を減らして液体を安定化させるようになっている。
【００２４】
[0035]固定ハウジング１１に対して相対的に回転ハウジング１６を回転させるために、流体駆動式駆動部を設け、これは、入口１４を通って導入された液体を接線方向に導くように固定ハウジング１１内に取り付けられた液体方向付けステータ６０を含み、回転ハウジング１６の円筒ハブ２４の上部駆動スリーブ又はセグメント６２に結合された下流のロータ６１を回転駆動するようになっている。ステータ６０は、この場合、固定ハウジング１１内の上向きに開口した円筒穴によって形成される内部環状着座棚状部６５（図３）上で支持される。ステータ６０には、この例では複数の円周方向に離間したベーンが形成されており、ステータ６０から導かれた液体に接線方向成分を与えて、従来の方式でロータ６１の外側ベーンに衝突してこれを駆動するようになっている。
【００２５】
[0036]この実施形態によれば、ロータ６１は、クイックディスコネクト継手によって回転ハウジング１６に固定されている。ロータ６１は、この場合、垂下した環状ステム６９（図３）を有しており、クイックディスコネクト継手は、一対の脚部を有するＵ字形ピン又はリテーナ７０を含み、一対の脚部は、ロータ６１の垂下ステム６９の両側の位置合わせ穴を通して、及び、回転ハウジング１６の上方へ延びる環状駆動スリーブ６２の両側の外側溝７２を通して位置決め可能である。所定位置にあるピン７０により、ロータ６１の回転駆動運動が、回転ハウジング１６を回転させる。
【００２６】
[0037]この実施形態によれば、回転ハウジング１６の駆動構成要素は、クイックディスコネクト組立及び分解に適合されており、さらにまた容易な洗浄を促進する。このために、回転ハウジング１６及びその駆動構成要素は、直立ロッド又はピン８０によって固定ハウジング１１内に支持され、この直立ロッドは、回転ハウジング１６の垂直セクション２１の中心を通るように位置決めされ、固定ハウジング１１に入り、ロータ６１及びステータ６０を通る。直立支持ロッド８０は、拡大されたボトムキャップ又は端部８１を有し、これは底部開口部８３を閉じるように回転ハウジング１６の底部開口部８３内に位置決め可能である。スラスト軸受８４が、支持ロッド８０の底部キャップ８１と回転ハウジングの底部開口部８３との間に挿入され、回転ハウジング１６の底部開口部８３をシールすると同時に支持ロッド８０及びその底部キャップ８１に対する相対回転を促進するようになっている。相対回転を促進するための細長い環状ブッシング８５もまた、ロータ６１と支持ロッド８０との間に挿入され、円筒ブッシング８７が、固定ハウジング１１と回転ハウジング１６との間に配置される。
【００２７】
[0038]支持ロッド８０の上端部をステータ６０に固定するために、ステータ６０は、上方に延びた一体型の円筒ステム８２を有し、これを通って支持ロッド８０の上端部が延びる。支持ロッド８０の上端部及びステータステム８２は、それぞれ穴８４、８５を有し、これらは、穴８４、８５を通して位置決めされる脚部又はピン８６ａと、ステム８２のまわりに巻き付くセクション８６ｂとを有するリテーナクリップ８６によって、位置合わせされた位置関係で固定することができる。
【００２８】
[0039]組み立てられた状態で、回転ハウジング１６及びノズルハブ１８の重量を支持するロッド８０をスプレーノズル組立体内へ導かれた液体の圧力と一緒に用いると、ステータ６０及び支持ロッド８０は、付加的な締結手段がなくても相対回転せずに固定ハウジング１１の環状着座棚状部６５上に保持されることが見いだされた。あるいは、ステータ６０と固定ハウジング１１との間に噛合いラグを設けることができる。
【００２９】
[0040]この実施形態のさらなる特徴の実施において、ノズルハブ１８のための回転駆動部を設け、これは、それぞれのディスコネクト継手によって回転ハウジング１６及びノズルハブ１８にそれぞれ固定される、一対の分離した環状かさ歯車リング９０、９１を含む。環状かさ歯車リング９０は、下部のかさ歯車の環状アレイ９０ａと、固定円筒ハウジング１１の底部内に位置決めするように直径を狭めた上部環状取付リム９２とを含む。かさ歯車９０を固定ハウジング１１に解除可能に固定するために、Ｕ字形リテーナクリップ９４を設け、これは、固定ハウジング１１の底部に隣接した位置合わせ穴９５と、かさ歯車リング９０のリム９２の両側の外側スロット９６（図３）とを通して位置決めされる脚部を有する。穴９５とスロット９６とが位置合わせされた位置関係にある固定ハウジング１１内でのかさ歯車リング９０のリム９２の正しい位置決めを促進するために、環状リング９２に１つ以上の突出した尖端を設けることができ、これは、固定ハウジング１１の内側の、底部から軸方向上方に延びるそれぞれの位置合わせ凹部内に位置決めされる。かさ歯車リング９０が固定ハウジング１１内に固定されることにより、下方に突出したかさ歯車９０ａは、回転ハウジング１６の上部開口環状フランジ２５内に保護された状態で配置される。
【００３０】
[0041]ノズルハブのかさ歯車リング９１は、ノズルハブ１８の上流端部内に位置決めされる取付リム１００と、固定ハウジング１１に面したかさ歯車の環状アレイ９１ａとを含む。固定ハウジング１１のかさ歯車リング９０のかさ歯車９０ａと相互作用するようにかさ歯車リング９１をクイックディスコネクト継手でノズルハブ１８に固定するために、Ｕ字形リテーナ１０１をさらにまた設け、これは、ノズルハブ１８の位置合わせ穴１０２と、かさ歯車リング９１の取付リム１００の両側の互いに反対側の溝１０４とを通して位置決め可能な脚部を有する。かさ歯車リング９１と回転ハウジング１６の管状スリーブ２６との間に細長い環状シーリング及び軸受１０５が挿入され、ノズルハブ１８の上流端部をシールすると同時に、回転ハウジング１６に対するノズルハブ１８の相対回転を促進するようになっている。かさ歯車リング９１のかさ歯車９１ａは、回転ハウジング１６の環状フランジ又はリップ２８内に実質的に収まる。
【００３１】
[0042]クイックディスコネクト分解及び洗浄のためにスプレーノズル組立体１０の内部構成要素へのアクセスを容易にするために、さらにこの実施形態によれば、液体入口キャップ１２は、Ｕ字形のクリップ又はリテーナ１１０を含むクイックディスコネクト継手によって固定ハウジング１１に固定され、このリテーナ１１０は、固定ハウジング１１の上端部の位置合わせ穴１１１を通して、及び、液体入口キャップ１２（図３）の互いに正反対の側にある側部保持スロット１１２を通して位置決め可能な脚部を有する。固定ハウジング１１の上端部内に固定されるとともに両側のスロット１１２内に配置された保持クリップ１１０の脚部により、液体入口キャップ１２は、固定ハウジング１１の上端部にしっかりと固定されるが、それでもなおクリップ１１０を引き抜くことによって固定ハウジング１１から容易に取り外すことができ、組立体の内部へのアクセスを可能にするようになっている。このとき回転ハウジング支持ロッド８０のための保持クリップ８６は、容易に取り外すことができ、上述のような駆動部構成要素のクイックディスコネクト継手による容易な分解及び洗浄のために回転ハウジング１６及びノズルハブ１８を固定ハウジング１１から引き抜くことを可能にする。キャップ１２の液体入口１４は、この場合、管状部材の上端部及び液体供給ラインの整列した穴を通して位置決め可能な水平脚部１１５ａと、管状入口１４の直径が狭まった部分のまわりに位置決めされて保持される巻付き保持部分１１５ｂとを有するクイックディスコネクトクリップ１１５によって、液体供給ライン１５に固定される。
【００３２】
[0043]この実施形態のさらなる特徴に従えば、固定ハウジング１１は、基本的に製造が容易な円筒形管状部材であることが当業者には認識されるであろう。さらに、管状固定ハウジング１１の両端に円筒穴及びステータ座面６５を形成することによって、固定ハウジングを、どちらの端が上側又は下側であるかを気にせずに組み立てることができる。
【００３３】
[0044]図４を参照すると、回転スプレーノズル組立体の動作中に過大応力及び摩耗を受けにくい荷重支持軸受を有する、回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体１０ａの別の実施形態が示される。上述の部品と同様の部品には同様の符号を付す。回転スプレーノズル組立体１０ａは、固定ハウジング１１の上端部に固定された液体入口キャップ１２を備えた固定ハウジング１１と、上述のものと同様にその上端部でステータ６０に固定された支持ロッド８０によって固定ハウジング１１の下端部に保持された、回転ハウジング１６ａとを有する。
【００３４】
[0045]この実施形態において、回転ハウジング１６ａは、互いに正反対の側にある一対のノズル支持ハブ１８を保持するとともに回転可能に支持しており、その結果、スプレーノズル組立体１０ａの回転動作中にスプレーノズル組立体の構造及び軸受に対して互いに反対向きにかかる応力が最小化されるようになっている。このために、上述のものと同様のハブ１８及びスプレーノズル１９を回転ハウジング１６ａの互いに正反対の側に取り付ける。最初に、回転ハウジング１６の回転中に支持ロッド８０及び回転ハウジング１６の回転軸線に対して同軸に配置された軸受け及びブッシング８４ａ、８５及び８７にかかる半径方向の力が互いに逆向きになるので、軸受の応力及び摩耗が低減することが分かる。
【００３５】
[0046]この実施形態のさらなる実施において、スプレーノズル組立体の動作中にさらに又は別様に比較的高い応力を受けるスプレーノズル組立体１０ａの荷重支持軸受は、摩耗、破損、及び費用がかかる保守を受けることが少ない設計及び構造を有する。例えば、支持ロッド８０の端部８１と回転ハウジング１６の下側との間の環状軸受８４ａは、回転ハウジング１６、両方の回転ハブ１８、及びスプレーノズル１９の相当の重量、並びにロータハウジングを通って導かれる加圧液体によって発生する力を支えるので、軸受８４ａにかかるこうした荷重が原因で、スプレーノズル組立体１０ａの動作中にこの軸受が比較的高い応力を受けることがあることが分かる。その荷重に対応するために、軸受８４ａは、スプレーノズル組立体１０ａの動作中の荷重下で特に低い摩擦抵抗を示す構造を有する。
【００３６】
[0047]例証的な軸受８４ａは、図５〜図５Ｂで最もよく示されているように、回転ハウジング１６及び支持ロッド８０の中心軸線に対して垂直な下流及び上流端面１２０、１２１と、回転ハウジング及び支持ロッドの中心軸線に対して鋭角、この例では約４５度に向けられたテーパ付の内側及び外側軸受面１２４、１２５とを備えた、一体型のプラスチック製切頭円錐構造を有する。テーパ付側部軸受側面１２４、１２５は、この例では、支持ロッドの底部キャップ８１及び回転ハウジング１６の、相補的な角度付き軸受面の間に取り付けられる。底部キャップ８１の外周リップは、この場合、軸受の直径が大きい端面１２０を包含する。かかる配置において、軸受８４ａにかかる回転ハウジング１６、ハブ１８、及びノズル１９の重量の荷重は、この場合には中心軸線に対して４５度のテーパ付軸受面１２４、１２５に作用して、応力を横方向及び軸方向の両方にそらし、軸受８４ａにかかる軸方向荷重、及び回転ハウジング１６の相対回転によって支持ロッド８０が受ける摩擦力を最小化するようになっていることが分かる。
【００３７】
[0048]この実施形態によれば、テーパ付内側及び外側軸受面１２４、１２５は、スプレーノズル組立体を通って導かれた洗浄流体を受けるための流体通路及びチャンバを有しており、これは軸受にかかる摩擦荷重をさらに軽減するための二次的な軸受面として作用する。通路及びチャンバは、衛生的な動作のため及び軸受面の洗浄のために必要とされるときに、洗浄流体の排出をさらに容易にする。例証的な実施形態において、内側及び外側軸受面１２４、１２５には各々、それぞれの環状又は半径方向チャンバ又は凹部１３０、並びに半径方向チャンバを通して切頭円錐軸受面１２４、１２５の軸方向の両端間を連通する複数の直線状スロット又は凹部１３１が形成される。スプレーノズル組立体１００の動作中、スプレーノズル組立体を通して、特に回転ハウジング１６の通路３０ａ、３０ｂを通して導かれた洗浄流体の一部は、直線状通路１３１を通って半径方向チャンバ１３０へ移動し、次いで支持ロッド８０の底部キャップ８１から排出されることが分かる。軸受の内側及び外側両方の半径方向チャンバ１３０内の洗浄流体は、予期せぬことに面１２４、１２５に対する軸方向荷重をさらに軽減する二次軸受面として作用することが見いだされた。軸受８４ａは、好ましくは、それ自体が荷重下で低摩擦性を示す硬質の耐摩耗性及び耐薬品性プラスチック材料で作られる。
【００３８】
[0049]軸受５２ａは、８４ａと同様に、この場合には、各ハブキャップ３５の端部３６と、それに関連付けられた回転ハブ１８との間に挿入される。スプレーノズル組立体１０ａの動作に際して、エンドキャップ３５と回転ハブ１８との間に比較的高い応力が生じ得るが、それは、保持クリップ４０よって回転ハウジングに固定されエンドキャップ３５の上流端部、並びに回転ハウジング１６及びエンドキャップ３５を通して導かれた加圧液体が、ノズルを支持する回転ハブ１８を比較的高い力で軸受５２ａに対して付勢することに起因する。軸受５２ａは、軸受８４ａと同様に硬質プラスチック材料で作られ、スプレーノズル組立体の動作中に軸受面にかかる荷重を軽減する洗浄流体を受ける、直線状通路及び半径方向チャンバ１３０、１３１が形成される。
【００３９】
[0050]図６〜図６Ｄを参照すると、軸受８４ｂの代替的な実施形態が示されており、これは、例証的なスプレーノズル組立体１０、１０ａにおいて、軸受８４ａ、５２ａに関連して説明したような高軸受荷重位置で使用することができる。軸受８４ｂは、この場合にはころ軸受であり、一体型の切頭円錐形に構成された好ましくはプラスチック製のケージ１４０と、環状ケージ１４０内で相対回転運動するように取り付けられた好ましくはステンレス鋼製の複数のローラ１４１とを備える。ローラ１４１は、この場合には、両端に軸方向の円筒形の取付ステム１４２（図６Ｃ）を有する直線状の円筒形ローラである。あるいは、ローラは、テーパ付けされてもよいことが理解される。
【００４０】
[0051]ケージ１４０は、中心軸に対して約４５度の角度でテーパ付けされた外側及び内側の面１４５、１４６を有する切頭円錐形を有し、これに各々がそれぞれのローラ１４１を受けるための複数の円周方向に離間したキャビティ又は開口部１４９が形成されている。ローラ１４１を取り付けるために、ケージ１４０の軸方向端部は各々、内方にテーパ付けされた壁１５０、１５１を有しており、これらに、直径がローラ軸受ステム１４２の直径に対応する環状凹部１５４と、わずかに幅が小さい入口通路セクション１５５とが形成されている（図６Ａ）。ローラ１４１は、ローラ１４１を取付け位置で係留保持するそれぞれの環状凹部１５４内にステム１４２を圧入することによって組み立てることができる。ローラ１４１は、ケージ１４０の内側及び外側でそれぞれのキャビティ１４９を通して突出するような直径を有し、ケージと同様の角度を成して、支持ロッド８０のエンドキャップ８１と回転ハウジング１６との間にころ軸受支持をもたらすようになっている。同様の軸受５２ｂを、ハブキャップ３５とロータハブ１８との間、又はその他の、スプレーノズル組立体の相対運動する構成要素間の高荷重位置で使用することができる。回転軸線に対して角度を成したローラ１４１により、これらは、さらにまた半径方向荷重、軸方向荷重、又は複合荷重に対応する。軸受ケージ１４０に形成されたキャビティもまた、軸受洗浄、潤滑、及び排出のために、ケージ１４０を通ってローラ１４１のまわりを流れる洗浄流体の流れを促進する。ローラ１４１はさらに、洗浄、保守、又は交換のために、ケージ１４０から容易に取り外すこと及び元に戻すことができる。
【００４１】
[0052]上記のことから、頻繁な洗浄を促進するための、すばやく容易な組立て及び分解に適合した回転式タンク洗浄用スプレーノズル組立体が提供されることが分かる。これは、訓練されていない人員でも遂行することができ、また、スプレーノズル組立体の容易に分解できる構成要素は、ねじ接続を有さず、徹底的な衛生洗浄に適する。固定ハウジング及びノズルハブの個別のかさ歯車リングは、より容易な製造、補修又は交換、及び洗浄にさらに適する。スプレーノズル組立体は、スプレーノズル組立体の動作中の応力及び摩耗を最小化するための、自己潤滑及び排出式の荷重支持軸受をさらに有することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【国際調査報告】
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