(57)【要約】【課題】回転噴射ノズル装置１の構成を簡素化し、メンテナンス性を向上させる。【解決手段】ハウジング１２の内部にノズルホルダ１４を回転自在に保持させ、ハウジングの内部の液体流通路３６ａとノズルホルダの内部の液体流通路２６ａ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅとをロータリジョイント３２により接続する。ノズルホルダの先端に、その回転軸線に対して傾斜させて、前記液体流通路に連通する２つの噴射ノズル４０、４２を連結し、この噴射ノズルを囲んで、空気取り入れ口４４ｂ、４６ｂが形成されたノズルハウジング４４、４６を固定する。ノズルホルダの先端部の、ハウジングから外方に突出している部分にプーリ５２を設け、ベルト５８を介してモータ５４の駆動を伝達する。噴射ノズルからノズルハウジング内に高圧水を噴射すると、エア取り入れ口からエアが導入されて気液混合流として吐出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体流通路を有するハウジングと、このハウジングに回転可能に保持され、内部に液体流通路を有するノズルホルダと、前記ハウジングの液体流通路とノズルホルダの液体流通路とを接続するロータリジョイントと、前記ノズルホルダの先端に、ノズルホルダの回転軸線に対して傾斜して取り付けられ、前記ノズルホルダの液体流通路に接続された少なくとも一つの噴射ノズルと、この噴射ノズルを囲んで設けられ、側壁部に少なくとも一つの空気取り入れ孔が形成されるとともに、前記噴射ノズルから噴射された液体を吐出する吐出口を有するノズルハウジングと、前記ノズルホルダの、ハウジングの先端から突出した部分に設けられた被回転部材と、この被回転部材を回転させる駆動手段とを備え、
前記噴射ノズルから噴射された液体と、前記空気取り入れ孔から取り入れた空気とを混合した気液混合流を前記吐出口から対象物に向けて噴射することを特徴とする気液混合流の回転噴射ノズル装置。
【請求項２】
前記ノズルホルダの先端に取り付けられる噴射ノズルが少なくとも２本であって、一方のノズルホルダの回転軸線に対する噴射角度を、もう一方の噴射角度と異ならせて配置してあることを特徴とする請求項１に記載の気液混合流の回転噴射ノズル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体と気体あるいはその他の流体を混合させて混合流とし、対象物に向けて噴射して洗浄等の処理を行う気液混合流の噴射ノズル装置に係り、特に、回転させつつ気液混合流を噴射することにより広範囲の処理を行うことができる回転噴射ノズル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高圧水を噴射するノズルの周囲を取り囲むようにしてハウジングを配置し、このハウジング内の空間にノズルから高圧水を噴射して負圧を発生させ、前記ハウジングの壁面に形成した導入口からエア等の流体を引き込んで気液混合流として、ハウジング先端の吐出口から対象物に噴射して洗浄等の処理を行う装置は従来から知られている。また、このような気液混合流を噴射する装置を回転させることにより広範囲の処理を行えるようにした装置も従来から知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された「アブレッシブノズル装置」は、円筒状のハウジングと、中空軸状のノズル本体と、二叉状の分岐ノズル部とを備えている。ハウジングは支持機構に固定され、その内部にはシールによって区画された空間が形成されている。この空間の外壁に接続口が設けられて、アブレッシブ管が接続されている。また、ノズル本体は、ハウジングの軸心に嵌入され、ベアリングによって回転自在に支持されている。ノズル本体の端部には、中空部に通じる接続部が設けられ、この接続部に回転継手を介して高圧水管が接続され、この高圧水管の他端に高圧水ポンプが接続されている。ノズル本体の中空部の他端側に、前記ハウジング内の空間に高圧水を吐出する吐出口が軸線に対して傾斜して設けられている。前記分岐ノズルは、末広がり状に突出された２本のホルダ部内にそれぞれ固定されるとともに、分岐ノズルの中心孔が前記空間内に臨んでいる。
【０００４】
前記前記アブレッシブノズル装置では、前記ハウジング内に配置されているノズル本体の上端部（分岐ノズルが設けられている側と逆の端部）にギヤを固定し、このギヤに噛み合う駆動ギヤをフレキシブルシャフトを介してノズル回転モータで駆動するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−４７６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に記載された「アブレッシブノズル装置」の構成では、ハウジング内に収容されているノズル本体の上端部にギヤを固定し、このギヤに噛み合わせた駆動ギヤを介してノズル本体を回転させるようにしている。このようにハウジング内にギヤを配置した構成では、サニタリー性に問題があり、回転部に異物が混入して故障を招くおそれもある。さらに、この構成では、ギヤ比を変更することも容易ではないという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、内部に液体流通路を有するハウジングと、このハウジングに回転可能に保持され、内部に液体流通路を有するノズルホルダと、前記ハウジングの液体流通路とノズルホルダの液体流通路とを接続するロータリジョイントと、前記ノズルホルダの先端に、ノズルホルダの回転軸線に対して傾斜して取り付けられ、前記ノズルホルダの液体流通路に接続された少なくとも一つの噴射ノズルと、この噴射ノズルを囲んで設けられ、側壁部に少なくとも一つの空気取り入れ孔が形成されるとともに、前記噴射ノズルから噴射された液体を吐出する吐出口を有するノズルハウジングと、前記ノズルホルダの、ハウジングの先端から突出した部分に設けられた被回転部材と、この被回転部材を回転させる駆動手段とを備え、前記噴射ノズルから噴射された液体と、前記空気取り入れ孔から取り入れた空気とを混合した気液混合流を前記吐出口から対象物に向けて噴射することを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノズルホルダの先端に取り付けられる噴射ノズルが少なくとも２本であって、一方のノズルホルダの回転軸線に対する噴射角度を、もう一方の噴射角度と異ならせて配置してあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の気液混合流の回転噴射ノズル装置は、ノズルホルダのハウジングの先端から突出した部分に被回転部材を設けて、駆動手段からの駆動を伝達するようにしているので、回転部に無理な荷重がかかることがなく安定した回転を行わせることができる。また、回転速度の変更も容易であり、しかも、メンテナンス性に優れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の一実施例に係る気液混合流の回転噴射ノズル装置を用いたラベル剥離用のケース洗浄装置の一例を示す平面図である。（実施例１）
【図２】図２は前記気液混合流の回転噴射ノズル装置の回転ノズル部を拡大して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
内部に液体流通路を有するハウジングと、このハウジングに回転可能に支持され、内部に前記ハウジングの液体流通路にロータリジョイントを介して接続される液体流通路が形成されたノズルホルダと、このノズルホルダの先端側に、ノズルホルダの回転軸線に対して傾斜して取り付けられ、内部にノズルホルダの前記液体流通路に接続された通路を有する少なくとも一つの噴射ノズルと、この噴射ノズルの周囲を取り囲んで設けられ、その側壁部に少なくとも一つの空気取り入れ口が形成されるとともに、噴射ノズルから噴射された液体を吐出可能な吐出口を有するノズルハウジングと、ノズルホルダの、前記ハウジングの先端部側から突出している部分に設けられた被回転部材と、この被回転部材に駆動力を伝達して回転させる駆動手段とを備えており、前記噴射ノズルからノズルハウジング内に液体を噴射すると、ノズルハウジング内に発生する負圧により前記空気取り入れ口から空気が取り入れられ、この空気が、前記液体と混合されて気液混合流となって、前記ノズルハウジングの吐出口から対象物に向けて噴射される。噴射された気液混合流は、噴射ノズルが回転することにより、広い範囲に亘って洗浄やラベル剥離その他の処理を行うことができる。
【実施例１】
【００１２】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は、本発明の一実施例に係る気液混合流の回転噴射ノズル装置（全体として符号１で示す）を、ラベル剥離用のケース洗浄装置に適用したものであり、洗浄の対象物であるケース４を搬送する搬送手段６（この実施例ではチェーンコンベヤ）の両側に、２台の回転噴射ノズル装置１を向かい合わせに配置している。被洗浄物であるケース４は、搬送方向（図１の矢印Ａ参照）の両側面に紙または樹脂等のラベル８が貼り付けられており、このケース４に対し、前記回転噴射ノズル装置１の回転ノズル部１０から気液混合流を噴射して前記ラベル８を剥離する。
【００１３】
前記回転ノズル部１０について図２により説明する。この実施例の回転ノズル部１０は、前記回転噴射ノズル装置１のフレーム（図示せず）に固定されるハウジング１２と、このハウジング１２の内部空間に挿入されて回転自在に支持されるノズルホルダ１４と、このノズルホルダ１４に取り付けられた一対のエアーアシストノズル１６、１７とを備えている。
【００１４】
ハウジング１２は、大径の円筒状をした第１部材１８と、先端部２０ａがこの第１部材１８の後端部１８ａ内に挿入されて連結された第２部材２０から構成されている。なお、この明細書では、流体が吐出される側（図２の左方）を先端、供給する側（図２の右方）を後端と呼ぶことにする。前記第２部材２０の先端部２０ａ側は、内部に大径の凹部２０ｂが形成され、後方側には、供給口２０ｃに連通する小径の軸方向貫通孔２０ｄが形成されている。
【００１５】
ノズルホルダ１４は、大径の頭部１４ａと円筒状の軸部１４ｂとを有しており、この円筒状軸部１４ｂが前記ハウジング１２の先端部側から第１部材１８内に挿入され、第１部材１８の内周面に配置した一対のボールベアリング２２、２４によって回転自在に支持されている。ノズルホルダ１４の円筒状軸部１４ｂ内には、その軸心を通る液体流通路１４ｃが形成されている。この液体流通路１４ｃは円筒状軸部１４ｂの後端面から頭部１４ａ内まで延びており、その先端部側に、ノズルホルダ１４の軸線を通る液体流通路１４ｃに対して傾斜した２本の液体流通路１４ｄ、１４ｅが形成されている。
【００１６】
ノズルホルダ１４の軸線を通る液体流通路１４ｃの後方側はやや大径になっており、この大径孔１４ｆ内に円筒状の通路部材（以下、第１通路部材２６と呼ぶ）が挿入されている。この第１通路部材２６の内部孔２６ａが液体流通路を構成している。この第１通路部材２６の外周面とノズルホルダ１４の大径孔１４ｆの内周面との間にＯリング２８、３０が嵌着されて液密が保持されている。第１通路部材２６の後端部２６ｂが大径になっており、この後端部２６ｂがノズルホルダ１４の後端部から、第２部材２０の前記凹部２０ｂ内に突出しており、この突出した大径部２６ｂにロータリジョイント３２の回転側部材３２ａが保持されている。この実施例では、回転側部材３２ａは超硬質の素材から形成されている。第１通路部材２６の後端の大径部２６ｂ外周には、カップ状部材３４が嵌合されており、このカップ状部材３４の内周面と第１通路部材２６の大径部２６ｂ外周面との間にシールリング３５が嵌着されている。
【００１７】
ハウジング１２の第２部材２０の後部側に形成された軸方向貫通孔２０ｄ内に円筒状の通路部材（以下、第２通路部材３６と呼ぶ）が挿入されている。この第２通路部材３６の内部孔３６ａが液体流通路を構成しており、その先端の前記凹部２０ｂ内に突出している部分３６ｂに、ロータリジョイント３２の固定側部材３２ｂが保持されている。この実施例では、固定側部材３２ｂは超硬質の素材から形成されている。この第２通路部材３６は、軸方向貫通孔２０ｄの後端部内に挿入したスプリング３８によって、常時ノズルホルダ１４側に付勢されており、ロータリジョイント３２の固定側部材３２ｂをノズルホルダ１４内の第１通路部材２６に保持されている回転側部材３２ａに圧接させている。これらハウジング１２側に保持された固定側部材３２ｂとノズルホルダ１４に保持された回転側部材３２ａとによってロータリジョイント３２が構成されている。ハウジング１２の後端部の供給口２０ｃに、高圧水を供給するポンプ（図示せず）が接続されており、供給口２０ｃから供給された高圧水は、第２部材２０内に保持されている第２通路部材３６内の液体流通路３６ａから、前記ロータリジョイント３２内の通路を通って、ノズルホルダ１４の軸線方向の液体流通路（第１通路部材２６内の液体流通路２６ａおよび液体流通路１４ｃ）に入り、分岐した２本の傾斜通路１４ｄ、１４ｅに送られるようになっている。
【００１８】
前記ノズルホルダ１４の２本の傾斜した液体流通路１４ｄ、１４ｅの先端に、エアーアシストノズル１６、１７が固定されている。これら各エアーアシストノズル１６、１７は、前記傾斜した液体流通路１４ｄ、１４ｅにそれぞれ接続された液体噴射ノズル４０、４２とその周囲を取り囲むノズルハウジング４４、４６とを有している。これら各液体噴射ノズル４０、４２は、その内部に、前記ノズルホルダ１４の傾斜した液体流通路１４ｄ、１４ｅにそれぞれ接続された液体流通路４０ａ、４２ａが形成されている。液体噴射ノズル４０、４２の内部通路４０ａ、４２ａの先端は絞られて小径になっており、これら液体流通路４０ａ、４２ａの先端の噴射口４０ａａ、４２ａａから加圧した液体を噴射する。
【００１９】
各液体噴射ノズル４０、４２の周囲に、これら噴射ノズル４０、４２を囲むようにしてノズルハウジング４４、４６が取り付けられている。ノズルハウジング４４、４６は、液体噴射ノズル４０、４２からの液体の噴射方向に小径の吐出口４４ａ、４６ａが形成されており、液体噴射ノズル４０、４２の噴射口４０ａａ、４２ａａからノズルハウジング４４、４６の吐出口４４ａ、４６ａに至る間および液体噴射ノズル４０、４２の周囲に空間４８、５０が形成されている。また、ノズルハウジング４４、４６の外周壁面の、液体噴射ノズル４０、４２の噴射口４０ａａ、４２ａａよりもやや前方側に複数のエア取り入れ口４４ｂ、４６ｂが形成されている。なお、この実施例では、円周方向に等間隔で４箇所のエア取り入れ口４４ｂ、４６ｂが形成されているが、その数は任意に設定することができる。
【００２０】
ノズルホルダ１４の先端側に形成され、ハウジング１２の先端から外部に突出している大径の頭部１４ａの外周面に、ノズルホルダ１４に回転を伝達するためのプーリ（被回転部材）５２が嵌合されて固定されている。このプーリ５２は、回転噴射ノズル装置１０（図１参照）のモータ５４の駆動軸５４ａに固定されたプーリ５６との間に掛け回されたベルト５８を介して、モータ５４の回転が伝達されて回転され、ノズルホルダ１４を回転させる。このプーリ５２には回転検知ドグ６０（図２参照）が取り付けられ、回転検出近接センサ６２によってノズルホルダ１４およびこのノズルホルダ１４に取り付けた液体噴射ノズル４０、４２の回転を検出するようになっている。
【００２１】
以上の構成に係る気液混合流の回転噴射ノズル装置１の作動について説明する。高圧水ポンプ（図示せず）から送られてきた高圧水は、ハウジング１２の供給口２０ｃからハウジング１２の内部に導入され、ハウジング１２の第２部材２０に挿入した第２通路部材３６内に形成されている液体流通路３６ａから、超硬質の素材からなる固定側部材３２ｂと回転側部材３２ａによって構成されるロータリジョイント３２の通路を通過してノズルホルダ１４の軸心に形成されている軸方向の液体流通路（第１通路部材２６内の液体流通路２６ａとノズルホルダ１４内に形成された軸方向の液体流通路１４ｃ）に入り、その先端側に接続された２本の傾斜した分岐通路１４ｄ、１４ｅに送られる。２本の分岐通路１４ｄ、１４ｅの先にはそれぞれ液体噴射ノズル４０、４２が設けられており、これら各液体噴射ノズル４０、４２の内部通路４０ａ、４２ａからノズルハウジング４４、４６の内部の空間４８、５０内に高圧水が噴射される。空間４８、５０内に高圧水が噴射されることにより空間４８、５０内に負圧が発生し、ノズルハウジング４４、４６の外周壁面に形成されているエア取り入れ口４４ｂ、４６ｂから空間４８、５０内にエアが導入される。液体噴射ノズル４０、４２から噴射された高圧水とエア取り入れ口４４ｂ、４６ｂからノズルハウジング４４、４６内に吸引されたエアとが混合して気液混合流となり、ノズルハウジング４４、４６の先端の吐出口４４ａ、４６ａから吐出される。
【００２２】
２台の回転噴射ノズル装置１、１は、図１に示すように、中央のケースコンベヤ６を挟んで向かい合わせに配置されており、このケースコンベヤ６によって搬送されているケース４に向けて前記気液混合流を噴射する。液体噴射ノズル４０、４２が取り付けられているノズルホルダ１４は、モータ５４の駆動軸５４ａに固定されたプーリ５６とノズルホルダ１４の頭部１４ａの外周に固定されたプーリ５２に掛け回されたベルト５８を介してモータ５４の回転が伝達されて回転しており、ノズルホルダ１４にその軸線に対して斜め方向を向けて取り付けられた液体噴射ノズル４０、４２およびそのハウジング４４、４６から吐出される気液混合流がケース４の側面の広い範囲に吹き付けられる。この実施例はラベル剥離用のケース洗浄装置であり、ケース４の両側面に貼り付けられているラベル８に気液混合流が吹き付けられて剥離される。その際にノズルホルダ１４の回転軸線に対して傾斜して保持されている液体噴射ノズル４０、４２が回転しているので、ケース４の広い範囲に気液混合流が吹き付けられて効率よくラベルを剥離することができる。
【００２３】
なお、前記実施例装置では、液体噴射ノズル４０、４２の配置角度を変更することにより、洗浄可能な範囲を変更することができる。また、複数本の液体噴射ノズル４０、４２の、回転軸線（ノズルホルダ１４の軸線）に対する取り付け角度を同角度とせず異ならせてもよい。２本以上の噴射ノズルを配置する場合には、噴射角度を適宜設定することができる。例えば、４本の噴射ノズルを設ける場合には、噴射角度を２０°、２０°、３０°、３０°でもよく、また、２０°、３０°、２０°、３０°あるいは、１０°、２０°、３０°、４０°等であってもよい。また、複数の噴射ノズルの配置位置を回転軸線に対して対称とせず、回転軸線に沿ってずらした位置に取り付けるようにしても良い。例えば、一方の液体噴射ノズル４０を回転軸線に沿って供給口２０ｃ側にずらした位置に取り付けるようにしてもよいさらに、前記実施例では、モータ５４の駆動をプーリ５２、５６およびベルト５８によって伝達したが、ベルトに限らず、ギヤ等その他の駆動伝達手段を用いることもできる。また、液体噴射ノズル４０、４２の回転数は任意に設定することができるが、回転数を変更する場合には、モータ５４の回転数を変更させるか、あるいは、ベルト駆動の場合にはプーリ比を変更し、また、ギヤ駆動の場合にはギヤ比を変更することによりノズルの回転数を変更することができる。特に、この実施例装置では、ハウジング１２から外部に突出しているノズルホルダ１４の先端部の外周にプーリ５２を取り付け、ベルト５８を介してモータ５４の駆動を伝達するようにしているので、プーリ比を変えることも容易である。また、ロータリジョイント３２の回転シール部に、超硬質素材からなる固定側部材３２ｂおよび回転側部材３２ａを用いたので、消耗する部分が無くなり故障が少なくなる。また、回転シール部に超硬質素材を用いているので、高圧水を流しても回転トルクが小さくなり、回転の動力も小さくすることができる。なお、本発明はラベル剥離用のケース洗浄装置に限るものではなく高圧の気液混合流を噴射して処理を行う各種の装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１２    ハウジング
１４    ノズルホルダ
１４ｃ  ノズルホルダの液体流通路
１４ｄ  ノズルホルダの液体流通路
１４ｅ  ノズルホルダの液体流通路
２６ａ  ノズルホルダの液体流通路
３２    ロータリジョイント
３６ａ  ハウジングの液体流通路
４０    噴射ノズル
４２    噴射ノズル
４４    ノズルハウジング
４４ａ  ノズルハウジングの吐出口
４４ｂ  空気取り入れ口
４６    ノズルハウジング
４６ａ  ノズルハウジングの吐出口
４６ｂ  空気取り入れ口
５２    被回転部材（プーリ）
５４    駆動手段（モータ）
【図１】
2011161370.tif 000003
【図２】
2011161370.tif 000004