(57)【要約】【課題】結露の発生を防ぎつつ、液化ガスを安定して噴射することを可能とした液化ガス噴射装置を提供する。【解決手段】液化ガスＬＮ２を供給する供給管２１と、供給管２１の先端に取り付けられて、供給管２１と一体に回転駆動されると共に、液化ガスＬＮ２を噴射する複数のノズル２７が設けられた回転ノズルヘッド２２と、回転ノズルヘッド２２を回転する動力を供給管２１に伝達する動力伝達機構２４と、動力伝達機構２４を内部に収容するケーシング２５と、動力伝達機構２４及び／又はケーシング２５に発生する結露を防止するヒータ２６とを備える。【選択図】図２
2015020096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスを供給する供給管と、
前記供給管の先端に取り付けられて、前記供給管と一体に回転駆動されると共に、前記液化ガスを噴射する複数のノズルが設けられた回転ノズルヘッドと、
前記回転ノズルヘッドを回転する動力を前記供給管に伝達する動力伝達機構と、
前記動力伝達機構を内部に収容するケーシングと、
前記動力伝達機構及び／又は前記ケーシングに発生する結露を防止するヒータとを備えることを特徴とする液化ガス噴射装置。
【請求項２】
前記ヒータは、前記ケーシングに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス噴射装置。
【請求項３】
前記ヒータは、前記ケーシングの外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス噴射装置。
【請求項４】
前記ヒータは、前記ケーシングの内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス噴射装置。
【請求項５】
前記ヒータにより加熱された乾燥空気又は窒素ガスを前記ケーシングの内部に供給することによって、前記ケーシングの内部を陽圧にすることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス噴射装置。
【請求項６】
前記液化ガスが液体窒素であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液化ガス噴射装置。
【請求項７】
被洗浄物に液化ガスを噴射することにより、この被洗浄物を洗浄する液化ガス洗浄装置であって、
請求項１〜６の何れか一項に記載の液化ガス噴射装置を備えることを特徴とする液化ガス洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガス噴射装置及び液化ガス洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液化窒素ガス（液体窒素）や液化炭酸ガス（液化二酸化炭素）などの低温高圧の液化ガスを被洗浄物に噴射することにより、この被洗浄物を洗浄する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００３】
この方法では、被洗浄物の表面を傷付けることなく、被洗浄物の表面に付着した汚れ等の付着物を除去することができる。また、液化ガスは、噴射後に気化するため、処理後に被洗浄物の表面に残留することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７３１０９５５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１２／００３１９９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した液化ガスを噴射する液化ガス噴射装置では、回転ノズルヘッドを回転させながら、この回転ノズルヘッドに設けられた複数のノズルから液化ガスを噴射することが行われている。このため、従来の液化ガス噴射装置は、回転ノズルヘッドを回転駆動するための駆動モータや、この駆動モータの動力を回転ノズルヘッドに伝達するためのギヤボックス等が設けられた構成となっている。
【０００６】
しかしながら、従来の液化ガス噴射装置では、このようなギヤボックスが液化ガスにより冷却されることよって、空気中の水分が付着して結露が発生することがある。特にギヤボックス内のギヤ等に結露が発生した場合には、ギヤが凍結により固着してしまい、ギヤボックスや駆動モータ等の故障を招くことになる。
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、結露の発生を防ぎつつ、液化ガスを安定して噴射することを可能とした液化ガス噴射装置、並びにそのような液化ガス噴射装置を用いて、被洗浄物の洗浄を安定的に行うことを可能とした液化ガス洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１）  液化ガスを供給する供給管と、
前記供給管の先端に取り付けられて、前記供給管と一体に回転駆動されると共に、前記液化ガスを噴射する複数のノズルが設けられた回転ノズルヘッドと、
前記回転ノズルヘッドを回転する動力を前記供給管に伝達する動力伝達機構と、
前記動力伝達機構を内部に収容するケーシングと、
前記動力伝達機構及び／又は前記ケーシングに発生する結露を防止するヒータとを備えることを特徴とする液化ガス噴射装置。
（２）  前記ヒータは、前記ケーシングに取り付けられていることを特徴とする前記（１）に記載の液化ガス噴射装置。
（３）  前記ヒータは、前記ケーシングの外側に配置されていることを特徴とする前記（１）に記載の液化ガス噴射装置。
（４）  前記ヒータは、前記ケーシングの内側に配置されていることを特徴とする前記（１）に記載の液化ガス噴射装置。
（５）  前記ヒータにより加熱された乾燥空気又は窒素ガスを前記ケーシングの内部に供給することによって、前記ケーシングの内部を陽圧にすることを特徴とする前記（１）に記載の液化ガス噴射装置。
（６）  前記液化ガスが液体窒素であることを特徴とする前記（１）〜（５）の何れか一項に記載の液化ガス噴射装置。
（７）  被洗浄物に液化ガスを噴射することにより、この被洗浄物を洗浄する液化ガス洗浄装置であって、
前記（１）〜（６）の何れか一項に記載の液化ガス噴射装置を備えることを特徴とする液化ガス洗浄装置。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明によれば、結露の発生を防ぎつつ、液化ガスを安定して噴射することを可能とした液化ガス噴射装置、並びにそのような液化ガス噴射装置を用いて、被洗浄物の洗浄を安定的に行うことを可能とした液化ガス洗浄装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】液化ガス洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】液化ガス噴射装置の一構成例を示す断面模式図である。
【図３】液化ガス噴射装置の別の構成例を示す断面模式図である。
【図４】液化ガス噴射装置の別の構成例を示す断面模式図である。
【図５】液化ガス噴射装置の別の構成例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した液化ガス噴射装置及び液化ガス洗浄装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を模式的に示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１２】
（液化ガス洗浄装置）
先ず、本発明の一実施形態として図１に示す液化ガス洗浄装置１について説明する。
なお、図１は、液化ガス洗浄装置１の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
液化ガス洗浄装置１は、図１に示すように、液化ガス噴射装置２と、熱交換器３と、昇圧装置４と、貯留タンク５とを概略備えている。
【００１４】
液化ガス噴射装置２は、液化ガスとして液体窒素ＬＮ２を噴射するものである。熱交換器３は、液化ガス噴射装置２に供給される液体窒素ＬＮ２の温度を下げるものであり、液化ガス噴射装置２とホース６を介して接続されている。昇圧装置４は、熱交換器３に供給される液体窒素ＬＮ２の昇圧を行うものであり、熱交換器３と配管７を介して接続されている。貯留タンク５は、液体窒素ＬＮ２を貯留するものであり、昇圧装置４と配管８を介して接続されている。
【００１５】
以上のような構成を有する液化ガス洗浄装置１では、被洗浄物Ｓに液体窒素ＬＮ２を噴射することにより、この被洗浄物Ｓを洗浄することが可能である。具体的に、この液化ガス洗浄装置１では、液化ガス噴射装置２を操作することによって、貯留タンク５から液体窒素ＬＮ２が供給される。液体窒素ＬＮ２は、昇圧装置４で昇圧された後、熱交換器３で温度が下げられることにより、低温高圧状態で液化ガス噴射装置２に供給される。液化ガス噴射装置２は、被洗浄物Ｓに対して低温高圧の液体窒素ＬＮ２を噴射する。
【００１６】
これにより、被洗浄物Ｓの表面を傷付けることなく、被洗浄物Ｓの表面に付着した汚れ等の付着物を除去することができる。また、液体窒素ＬＮ２は、噴射後に気化するため、処理後に被洗浄物Ｓの表面に残留することがない。
【００１７】
（液化ガス噴射装置）
次に、上記液化ガス噴射装置２の構成について図２を参照して説明する。
なお、図２は、液化ガス噴射装置２の一構成例を示す断面模式図である。
【００１８】
液化ガス噴射装置２は、図２に示すように、供給管２１と、回転ノズルヘッド２２と、駆動モータ２３と、動力伝達機構２４と、ケーシング２５と、ヒータ２６とを概略備えている。
【００１９】
供給管２１は、液体窒素ＬＮ２を回転ノズルヘッド２２へと供給するものであり、その両端がケーシング２５を貫通した状態で回転自在に支持されている。
【００２０】
回転ノズルヘッド２２は、供給管２１の先端に取り付けられて、供給管２１と一体に回転駆動される。また、回転ノズルヘッド２２の前面には、液体窒素ＬＮ２を噴射する複数のノズル２７が設けられている。これにより、回転ノズルヘッド２２を回転させながら、複数のノズル２７から液体窒素ＬＮ２を噴射することが可能となっている。
【００２１】
駆動モータ２３は、シャフト２８の基端側に取り付けられて、このシャフト２８を回転駆動する。シャフト２８は、その基端側がケーシング２５を貫通した状態で回転自在に支持されている。
【００２２】
動力伝達機構２４は、回転ノズルヘッド２２を回転する動力を駆動モータ２３から供給管２１へと伝達するものである。具体的に、シャフト２８には、駆動ギヤ２９が取り付けられている。駆動ギヤ２９は、ケーシング２５の内部でシャフト２８と一体に回転駆動される。一方、供給管２１には、被動ギヤ３０が取り付けられている。被動ギヤ３０は、ケーシング２５の内部で供給管２１と一体に回転駆動される。駆動ギヤ２９と被動ギヤ３０とは互いに噛み合わされている。これにより、回転ノズルヘッド２２を回転するための動力を伝達することが可能となっている。
【００２３】
ケーシング２５は、動力伝達機構２４を内部に収容している。また、ケーシング２５の下方には、ドレン３１が設けられている。また、ケーシング２５には、このケーシング２５の温度を測定するための温度センサ３２が取り付けられている。
【００２４】
温度センサ３２は、配線３３を介してヒータ２６を駆動する電源装置３６と電気的に接続されている。これにより、ケーシング２５の温度を測定しながら、ヒータ２６の駆動を制御することが可能となっている。
【００２５】
ヒータ２６は、動力伝達機構２４及び／又はケーシング２５に発生する結露を防止するものである。具体的に、本実施形態では、ヒータ２６がケーシング２５に取り付けられた構成となっている。ヒータ２６は、配線３４を介して電源装置３６と電気的に接続されている。これにより、作動時にヒータ２６に電力を供給することが可能となっている。
【００２６】
以上のような構成を有する液化ガス噴射装置２では、作動時にヒータ２６がケーシング２５と共に、このケーシング２５内の動力伝達機構２４を加熱する。これにより、動力伝達機構２４及びケーシング２５に発生する結露を防止することができる。
【００２７】
したがって、本発明によれば、結露の発生を防ぎつつ、液体窒素ＬＮ２を安定して噴射することを可能とした液化ガス噴射装置２、並びにそのような液化ガス噴射装置２を用いて、被洗浄物Ｓの洗浄を安定的に行うことを可能とした液化ガス洗浄装置１を提供することが可能である。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
具体的に、上記液化ガス洗浄装置１では、上記液化ガス噴射装置２の代わりに、例えば図３〜図５に示すような液化ガス噴射装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備えた構成としてもよい。
【００２９】
なお、図３〜図５は、液化ガス噴射装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃの別の構成例を示す断面模式図である。また、図３〜図５に示す液化ガス噴射装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおいて、上記液化ガス噴射装置２と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【００３０】
液化ガス噴射装置２Ａは、図３に示すように、ヒータ３７がケーシング２５の外側に配置された構成である。この構成の場合、作動時にヒータ３７がケーシング２５を外側から加熱する。これにより、ケーシング２５と共に、このケーシング２５内の動力伝達機構２４を加熱しながら、動力伝達機構２４及びケーシング２５に発生する結露を防止することができる。
【００３１】
液化ガス噴射装置２Ｂは、図４に示すように、ヒータ３８がケーシング２５の内側に配置された構成である。この構成の場合、作動時にヒータ３８がケーシング２５を内側から加熱する。これにより、ケーシング２５と共に、このケーシング２５内の動力伝達機構２４を加熱しながら、動力伝達機構２４及びケーシング２５に発生する結露を防止することができる。特に、この構成の場合、互いに噛合された駆動ギヤ２９及び被動ギヤ３０の近傍を加熱することで、駆動ギヤ２９及び被動ギヤ３０の結露を効率良く防ぐことができる。
【００３２】
液化ガス噴射装置２Ｃは、図５に示すように、ヒータ３９により加熱された乾燥空気又は窒素ガスＧを、配管４０を通してケーシング２５の内部に供給する構成である。この構成の場合、ケーシング２５と共に、このケーシング２５内の動力伝達機構２４を加熱しながら、動力伝達機構２４及びケーシング２５に発生する結露を防止することができる。また、ヒータ３５により加熱された乾燥空気又は窒素ガスＧをケーシング２５の内部に供給することによって、ケーシング２５の内部を陽圧に保つことができる。これにより、ケーシング２５内に水分を含む空気が侵入することを防ぐことができる。
【００３３】
また、本発明では、上述した液化ガス噴射装置２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各構成に限定されるものではなく、これらの構成のうち何れか２つ以上の構成を組み合わせて使用することも可能である。
【００３４】
なお、上記実施形態では、液化ガスとして液体窒素ＬＮ２を用いているが、それ以外にも、例えば液化炭酸ガスなどの液化ガスを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１…液化ガス洗浄装置  ２…液化ガス噴射装置  ３…熱交換器  ４…昇圧装置  ５…貯留タンク  ２１…供給管  ２２…回転ノズルヘッド  ２３…駆動モータ  ２４…動力伝達機構  ２５…ケーシング  ２６…ヒータ  ２７…ノズル  ３７…ヒータ  ３８…ヒータ  ３９…ヒータ  ＬＮ２…液体窒素（液化ガス）  Ｓ…被洗浄物
【図１】
2015020096.tif 000003
【図２】
2015020096.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015020096.tif 000006
【図５】
2015020096.tif 000007