(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本のノズル付設給水管２の中心部を、ロータリージョイントを介してハウジング１に回転自在に保持し、該給水管２に所定の間隔で複数個のノズル３を付設すると共に該給水管２を回転駆動手段４を介して回転させるように構成し、別途、高圧水発生手段からの高圧水を前記ノズル３から路面等の表面に噴射し、剥離、はつり作業を行うウオータージェット表面処理装置であって、上記給水管２の回転中心Ｐの一方の半径方向におけるノズル３を所定の半径位置に一列に配置し、且つ、他方の半径方向におけるノズル３’を、前記一方の半径方向におけるノズル３の間に位置する半径位置に一列に配置し、更に、前記一方の半径方向における各ノズル３を、その回転軸心方向に対して、ノズル３の回転方向側に１０度乃至３０度の角度α１を持たせて設け、且つ、前記他方の半径方向における各ノズル３’を、その回転軸心方向に対して、ノズル３’の回転方向と反対側に１０度乃至３０度の角度α２を持たせて設け、前記一方の半径方向の各ノズル３及び他方の半径方向の各ノズル３’の孔径が、その半径方向の中心から外周に向かう程大径となり、略中間位置から外周に向かって小径となるように構成されているウオータージェットによる表面処理装置。
【請求項２】
前記給水管２が全長約４００ミリであり、前記ノズル３、３’は、半径方向に各々１３個備えられおり、且つ、前記ノズル３、３’の孔径の変化は、２種類乃至３種類の孔径のものでなされていることを特徴とする請求項１のウオータージェットによる表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、高圧水、即ち、ウオータージェットを用いて、各種の路面、建造物の外壁等の表面処理、例えば、被覆材（ライニング材）の剥離、汚れのはつり、或いは硬質スケール等の剥離、除去等の処理を行うのに用いられるブラストとしてのウオータージェットによるウオータージェット表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、高圧水を噴射する、所謂ウオータージェット方式の表面剥離、はつり、表面研磨、被覆材（塗膜、ライニング等）の剥離除去方法が、種々の分野で利用されている。勿論、こうしたウオータージェットの装置は、ハンドガン型、定置型、自動的にノズルを移動させる方式のもの等、各種のタイプのものが開発されている。
【０００３】
こうした装置の中で、路面や建造物の外壁等の表面処理用として、碗状を臥せたような形状のハウジングの内部に回転するノズルを配置し、ロータリージョイントを介して高圧水を供給して、その回転面積域の路面等の表面に吹きつけ、汚れ或いは皮膜の剥離、洗浄を行うウオータージェットによる表面処理装置が開発されている。
【０００４】
この表面処理装置の構造としては、一つは、図７に示すように、回転中心から例えば八本の給水管１０を放射状に延出し、その先端にノズル１１を下向きに配置するようにしたものがある。この構造の装置は、そのノズル１１の回転による円形軌跡上の洗浄が行い得るので、この装置全体を手押し等で所定の方向に移動させて行くと、結果として、そのノズル１１の回転による一個の円の直径の帯状の剥離、洗浄が行い得ることになる。
【０００５】
しかし、上述した八本の給水管１０は同じ長さを有し、その先端のノズル１１は、処理装置を停止させた状態で、回転させながら水噴射を行えば、同じ円軌跡上に噴射させることとなるので、所定の路面等に対して緻密に均等に洗浄作用を行うためには、処理装置の移動を微低速で、且つ、一定速度で行われなければならず、手動操作による移動ではムラが出るし、自動操縦にするとコスト高になるという問題がある。
【０００６】
これに対し、もう一つの処理装置の構造として、図８に示すように、回転中心を通る一本の給水管１２に、その半径方向に複数のノズル１３を所定の間隔で配置し、その給水管１２を回転させながら複数本の同心円の軌跡を描くように、水噴射を行うようにしたものがある。この構造の装置は、上述した八本の給水管１０の装置に比べて、構造がシンプルであるという利点がある他に、装置を停止させている状態でも複数本の同心円の軌跡上に水を噴射できるので、また、この装置を移動させた場合にも、複数本の同心円の軌跡が移動して行くことになるので、移動速度に多少のムラがあっても、比較的緻密な洗浄が可能であるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ノズルは、プラグ状で所定の大きさ（特に孔の周囲の半径方向）を持つものであるので、これを、給水管の長手方向に沿って、即ち、半径方向にできるだけ密に配置しても、その給水管の半径方向（長手方向）での配置個数には自ずと限界があり、従って、回転するノズルによる同心円の密度も粗く、洗浄作用にも粗さが出ることになる。勿論、ノズルからの水噴射は、所定の広がりを持ち、その隣合うノズルの噴射域が重複することになるが、そうした広がり部での洗浄力は中心部に比較して小さくなっているところから、出来るだけ強力な噴射域を増やすことが望まれる。
【０００８】
そして、給水管の回転は一定方向（右或いは左回り）であり、且つ、そのノズルの噴射方向は、路面等に対して直角（鉛直）の方向であると共に装置自体が一定の方向（例えば路面の長手方向）に移動されるものであるから、例えば、玉砂利アスコン舗装の路面等（或いは意図的に凹凸を持たせた壁面等）、その洗浄面が平坦でない場合に、その凹部或いは陰となる部分に対する洗浄効果が充分に発揮出来ないということもある。
【０００９】
更に、加えるに、剥離、洗浄作用は給水管の回転面積域となるものの、例えば、１本の給水管が回転すると、その中心域を対象とする１個のノズルの噴射面積は小さく、半径方向外側に行くに従って１個のノズルの回転軌跡周辺の噴射面積は大きくなり、１回転当たりの各ノズルの洗浄効果に差が出てくることになり、何らかの対策が必要となる。この場合に、考慮するべき点として、この装置を移動させて所定の面積（路面）を洗浄するところから、装置をその洗浄可能幅でもって一部（帯状の両縁部）を重複させた状態で往復動させる方法を採ることになり、その重複部分は必然的に二度洗浄となることである。
【００１０】
本発明は、かかる現状に鑑み、ウオータージェットによる表面処理（例えば、路面の剥離、洗浄）において、ノズルによる高圧水の噴射を出来るだけ密の状態で行い得るようにし、且つ、処理面の凹凸に対しても充分に噴射作用が及ぶようにし、高い洗浄効率のもとに、剥離、洗浄効果を高めるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるウオータージェット表面処理装置は、上記目的を達成するために、１本のノズル付設給水管２の中心部を、ロータリージョイントを介してハウジング１に回転自在に保持し、該給水管２に所定の間隔で複数個のノズル３を付設すると共に該給水管２を回転駆動手段４を介して回転させるように構成し、別途、高圧水発生手段からの高圧水を前記ノズル３から路面等の表面に噴射し、剥離、はつり作業を行うウオータージェット表面処理装置であって、上記給水管２の回転中心Ｐの一方の半径方向におけるノズル３を所定の半径位置に一列に配置し、且つ、他方の半径方向におけるノズル３’を、前記一方の半径方向におけるノズル３の間に位置する半径位置に一列に配置し、更に、前記一方の半径方向における各ノズル３を、その回転軸心方向に対して、ノズル３の回転方向側に１０度乃至３０度の角度α１を持たせて設け、且つ、前記他方の半径方向における各ノズル３’を、その回転軸心方向に対して、ノズル３’の回転方向と反対側に１０度乃至３０度の角度α２を持たせて設け、前記一方の半径方向の各ノズル３及び他方の半径方向の各ノズル３’の孔径が、その半径方向の中心から外周に向かう程大径となり、略中間位置から外周に向かって小径となるように構成されている、という手段を講じたものである。
【００１４】
本発明の装置において、前記給水管２が全長約４００ミリであり、前記ノズル３、３’は、半径方向に各々１３個備えられおり、且つ、前記ノズル３、３’の孔径の変化は、２種類乃至３種類の孔径のものでなされているのが好ましい。
このように、給水管２の全長が約４００ミリである場合に、１３個のノズルが実施上好ましく、また、２種類乃至３種類のノズルを準備すれば足りるので、簡単に孔径の変化をもたせられる。
【００１５】
【発明の実施の態様】
本発明の装置は、高圧水を用いるウオータージェットで、そのノズルを所定の半径で回転させ、その回転面積域の表面処理を行うものであるので、その表面処理としては、路面、例えば、玉砂利アスコン舗装等の景観舗装の洗い出し、防錆剤塗布に先行するグースアスファルトの鋼製床板面のはつり、交通等目的の路面の塗膜（白、黄色線等）や路面の付着物による汚れ等に用いることができる。そして、こうした剥離、洗浄を所定の面積で行うのに、装置を自走型、手押し、自動操縦で行うようにしたり、装置本体を、各種の土木機械（バックホウや梯子車等）にセットし、壁面等に接近させて、所定の範囲で装置本体を移動制御する等して用いることは、適宜に選択できる事項である。
【００１６】
本来、ノズル自体に大きさがあるので、これを給水管の長手方向（半径方向）に隣接配置しただけではその配置個数に限界があるが、本発明によれば、図３に示すように、ノズルの回転中心の一方の半径方向における噴射位置と、その回転中心の他方の半径方向における噴射位置とを、その半径方向に位相をずらせているところから、換言すると、回転中心の一方の半径方向における各ノズルと回転中心の一方の半径方向における各ノズルとは、同一円周上に位置されていないというところから、ノズルの半径方向での配置密度を高めたことになる。その結果、図４に示すように、こうした各ノズルの同心回転軌跡は、従来の単純配置に比べて互いに密着した状態となり、その分、水噴射が処理面に対して密な状態で剥離、洗浄作用を行うことが出来る。
【００１７】
更に、図５に示すように、前記一方の半径方向における各ノズル３を、その回転軸心方向に対して、ノズル３の回転方向側に所定の角度α１（１０度乃至３０度）を持たせて設け、且つ、前記他方の半径方向における各ノズル３’を、その回転軸心方向に対して、ノズル３’の回転方向と反対側に所定の角度α２（１０度乃至３０度）を持たせて設けてあるので、給水管２が一定方向に回転されても、その給水管２の回転中心から一方の半径方向におけるノズル３と他方の半径方向におけるノズル３’の回転方向に対する向きが反対となり、例えば、図６に示す如く、玉砂利等の凹凸表面に対して、給水管２が一回転する毎に全く反対の方向から水を噴射させることができ、従来の鉛直方向のみの噴射に比べて、凹凸処理面に対する剥離、洗浄効果を顕著に高めることが出来る。
【００１８】
また、上記一方の半径方向の各ノズル３及び他方の半径方向の各ノズル３’の孔径が、その半径方向の中心から外周に向かう程大径となり、その後、外周に向かって小径となるように構成されていることにより、次の問題も解消できる。即ち、剥離、洗浄作用は給水管２の回転面積域となるのであるが、１本の給水管が回転した際、その中心域を対象とする１個のノズルの噴射面積は小さく、半径方向外側に行くに従って１個のノズルの回転軌跡周辺の噴射面積は大きくなり、１回転当たりの各ノズルの洗浄効果に差が出てくるのを、その半径方向中間位置付近の各ノズル３，３’の噴射能力を高いものとすることで解消し、また、路面等の洗浄幅の大きい場合に、この表面処理装置を往復移動させることになるが、その場合に、確実な洗浄を行う為には、帯状の洗浄域の両縁部が重複させた状態で往復動させる方法を採ることになるので、その重複部分は必然的に二度洗浄となることが予測されるところから、当初から給水管２の回転外周部における各ノズル３，３’の噴射能力を小さいものとしておくこと可能で、これにより、一定のキャパシテイの噴射、洗浄効率を、所定の洗浄面積域で有効に作用させることが出来る。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明にかかるウオータージェット表面処理装置の好適実施例について、図面に基づいて詳述する。本発明のウオータージェット表面処理装置は、基本技術として既に実施されているところの、回転中心を通り、直径方向に所定の間隔で配置された複数個のノズルを、その回転中心で回転させながら路面等の表面に高圧水を噴射し、剥離、はつり、洗浄作業を行うウオータージェットによる表面処理技術をベースとする。
【００２０】
本発明では、上記ノズルの回転中心の一方の半径方向における噴射位置と、その回転中心の他方の半径方向における噴射位置とを、その半径方向に位相をずらせ、前記一方の半径方向におけるノズルの噴射方向を、その回転軸心方向に対して、ノズルの回転方向側に所定の角度を持たせ、且つ、前記他方の半径方向におけるノズルの噴射方向を、その回転軸心方向に対して、ノズルの回転方向と反対側に所定の角度を持たせてある。
【００２１】
この実施例においては、上記噴射の所定角度を１５度に設定したが、実験によれば、１０度乃至３０度の範囲が好適であることが分かっている。しかし、この傾斜角度については、それ以外の角度設定をしても、即ち、処理表面の凹凸、陰部への噴射打ち込みを行い得るならば、適宜の角度を選択しても差し支えないものである。
【００２２】
上述した表面処理を実施する装置は、次のように構成されている。図１に示すように、この実施例で用いられる処理装置の基本構成として、約４００ミリの長さの１本のノズル付設給水管２の中心部を、ロータリージョイント（図外）を介して、碗を臥せたような形状（下面解放のドラム状）のハウジング１に回転自在に保持し、該給水管２に所定の等間隔で、その回転中心Ｐから一方の半径方向に１３個のノズル１３を、他方の半径方向にも１３個のノズル１３’を付設すると共に該給水管２を回転駆動手段４を介して回転させるように構成し、別途、高圧水発生手段から高圧ホースを介して、最大吐出圧力が２，５００ｋｇｆ／ｃｍ２の高圧水を前記ノズル３から路面等の表面に噴射し、剥離、はつり作業を行うウオータージェット表面処理装置が構成されている。
【００２３】
この表面処理装置は、ここでは、前記ハウジンク１を備えた本体に四輪の走行車輪が設けられ、手押しによって移動自在に構成されている。こうした走行構成、及び上述した高圧水発生手段については、従来技術に属するところから、ここでの詳細説明は省く。
【００２４】
そして、図２及び図３に示すように、前記給水管２の回転中心の一方の半径方向における１３個のノズル３を所定の半径位置に配置し、且つ、他方の半径方向における１３個のノズル３’を、前記一方の半径方向におけるノズル３の間に位置する半径位置に配置してある。このノズル配置によって、各ノズル３，３’は、図４に示す如き緻密な同心円の軌跡を描くことになる。
【００２５】
更に、図５に示す如く、前記一方の半径方向における各ノズル３を、その回転軸心方向に対して、ノズル３の回転方向側に所定の角度α１、ここでは１５度を持たせて設け、且つ、前記他方の半径方向における各ノズル３’を、その回転軸心方向に対して、ノズル３’の回転方向と反対側に、前記角度α１と同じ角度α２を持たせて設けてある。これによって、図６に示すように、前記各ノズル３，３’の回転移動方向が一定（一方向回転）であっても、玉砂利の凹凸表面に対して、反対方向からも水噴射を行い得る。図６の給水管２の矢印は、その回転方向を示し、ノズル３，３’の矢印は、噴射方向を示す。
【００２６】
これらのノズル３，３’の噴射の所定角度α１及びα２について、この実施例で１５度としたものの、１０度乃至３０度の範囲であるのが好ましい。
【００２７】
また、上記一方の半径方向の各ノズル３及び他方の半径方向の各ノズル３’の孔径が、その半径方向の中心から外周に向かう程大径となり、その後、外周に向かって小径となるように構成されている。即ち、前記各ノズル３，３’の半径方向の略中間位置のものは、外周位置のノズル３，３’に比べて、その噴射孔の径が大きく構成されている。これによって、先ず、各ノズル３，３’の回転半径が増大して、１個のノズル３，３’の単位時間当たりの噴射面積域が増大することによるムラを平均化し、全体としての噴射効率を向上させることが出来る。
【００２８】
また、給水管２の外周部の一部、例えば、図３に示すＬ１の域で、各ノズル３，３’の孔径を小さなものとすることは、この区域Ｌ１が、図４に示す如く、剥離、洗浄に際して装置を往復動させる際に必然的に重複した区域Ｌ２となり、多少、粗い剥離、洗浄が行われたとしても、その重複洗浄により補完されることになるためである。その結果、一定の高圧水を噴射する効率を考えたときに、前記半径方向の略中間位置に大きな噴射エネルギーを費やして、全体としての効率化を図ることが可能である。
【００２９】
尚、上記各ノズル３，３’の孔径の変化は、段階的に暫時増大させる方式でなく、所定半径域の各ノズル３，３’を２種類乃至３種類の孔径のものとして差し支えない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、所定の回転半径で回転する給水管に付設のノズルを、その給水管の回転中心の一方と他方を夫々回転半径が異なる、即ち、回転の位相がずれた同心円とすることで、従来に比較してノズルによる高圧水の噴射を非常に密な状態で行い得て、ウオータージェットによる表面処理（例えば、路面の剥離、洗浄）の効率を高めることが出来ると共に、その給水管の回転中心の一方と他方におけるそれらノズルの噴射の向きを反対方向として、一定方向回転の給水管でありながら剥離、洗浄を行う路面等に対して、真上からだけでなく、回転方向における斜め前後方向から噴射出来て、その路面凹凸に対して陰部が生まれることなく、充分な噴射作用が期待でき、路面洗浄、塗膜剥離、ライニングのはつり等が一層完全、奇麗に行い得て、剥離、洗浄効果を大幅に向上させることが出来るという顕著な効果を奏するに至ったものである。本発明のその他の具体的な効果は、上述の発明の実施の態様の項、実施例の項において詳述した通りである。
【００３１】
本発明にかかるその他の具体的な効果については、発明の実施の態様の項及び実施例の項において詳細に述べた通りである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるウオータージェット表面処理装置の全体の一部縦断側面図である。
【図２】本発明にかかるウオータージェット表面処理装置の要部の底面図である。
【図３】本発明にかかるウオータージェット表面処理装置におけるノズルの軌跡を示す平面図である。
【図４】本発明にかかるウオータージェット表面処理装置におけるノズルの要部の拡大底面図である。
【図５】本発明にかかるウオータージェット表面処理装置における要部の一部切り欠き側面図である。
【図６】本発明にかかるウオータージェット表面処理装置の作用を示す要部の側面図である。
【図７】従来技術を示すウオータージェット表面処理装置の要部の底面図である。
【図８】他の従来技術を示すウオータージェット表面処理装置の要部の底面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  給水管
３  ノズル
３’  ノズル
４  回転駆動手段
Ｐ  回転中心
α１  角度
α２  角度
【図１】
0004131060.tif 000002
【図２】
0004131060.tif 000003
【図３】
0004131060.tif 000004
【図４】
0004131060.tif 000005
【図５】
0004131060.tif 000006
【図６】
0004131060.tif 000007
【図７】
0004131060.tif 000008
【図８】
0004131060.tif 000009