JP2618616B2 - タンク等の内部洗浄装置 - Google Patents

タンク等の内部洗浄装置

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JP2618616B2
JP2618616B2 JP16476295A JP16476295A JP2618616B2 JP 2618616 B2 JP2618616 B2 JP 2618616B2 JP 16476295 A JP16476295 A JP 16476295A JP 16476295 A JP16476295 A JP 16476295A JP 2618616 B2 JP2618616 B2 JP 2618616B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ノズルから噴射する水
によって、容器内部の洗浄を行うための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえばセメントミキサーやコンテナ、
船倉など、タンクの内部を洗浄するときは、タンク内に
引き込んだホースを作業員が外から操作したり、大きな
タンクでは作業員がタンク内に入って水を吹き付けて洗
浄を行っているが、作業環境が悪く、作業効率も低い欠
点があった。また、タンク内に挿入したビームの先端に
ノズルを取り付け、ノズルから噴射する水の反力などを
利用してノズルを回転させて洗浄するものもあるが、ノ
ズルの回転が一つの平面に沿って噴射を繰り返す単純な
ものであり、回転により噴射力が削減されるので十分な
洗浄効果が期待できなかった。
【0003】本出願人は、先に特公平6−94128号
により、ビームの先端に、ビームと同軸心で回転するノ
ズル支持アームと、このノズル支持アームから側方に突
出させた回転可能なノズル取付座と、ノズル取付座の外
周面にノズル取付座の軸心と交差する方向に取り付けた
直進噴射型のノズルをそなえ、前記ノズル取付座をノズ
ル支持アームの回転とは異なる周期で回転または往復回
動させることによってタンク内の洗浄を有効に行わせる
装置を提供した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように特公平6−
94128号の装置によれば、タンク内の全面を効果的
に自動洗浄することができる。しかし、ノズル支持アー
ムの両側に軸心と直角に突出させたノズル取付座の外周
面に、それぞれ複数個のノズルを等角度位置に直角方向
に固定して取り付けており、このノズル取付座をノズル
支持アームとは異なる周期で回転または回動させて洗浄
を行うが、実際に洗浄を行って検討した結果によれば、
全面を完全に洗浄するまでの洗浄時間が期待した時間よ
りも長く、部分的に過洗浄が発生しており、洗浄ムラと
ともに洗浄時間や洗浄水の無駄を生じる問題があること
が判明した。本発明は、このような装置における洗浄ム
ラの原因を究明し、洗浄時間を短くして、全面の洗浄を
均一に行わせるようにしたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、支柱に摺動可
能に支持されたビームの先端に、ビームの軸心方向を軸
にして回転するノズル支持アームと、このノズル支持ア
ームを挟んでノズル支持アームの軸心と交差する軸心で
回転可能に取り付けられ、前記ノズル支持アームの回転
と異なる周期で回転または往復回動させるノズル取付座
をそなえ、このノズル取付座の外周面に放射方向に取り
付けた複数個の直進噴射型のノズルの噴射方向を調整で
きるようにし、ノズル取付座に取り付けたノズル相互を
等角度位置に設けるとともに、各ノズルの噴射方向をノ
ズル支持アームの軸心を含んでノズル取付座の回転軸心
と直角な平面が洗浄面と接触する位置に向けて傾斜させ
るようにしている。
【0006】また、別の手段として前記ノズル支持アー
ムに回動可能に取り付けられたノズル取付座の外周面
に、ノズル取付座の軸心に対して直角方向に噴射する複
数個の直進噴射型のノズルをそなえ、このノズルはそれ
ぞれのノズル取付座に等角度位置で取り付けられ、各ノ
ズル取付座相互のノズル位置を、ノズル取付角度の等分
位置から、一方のノズルの洗浄位置の軌跡をノズル相互
の間隔に応じてずらせる角度だけ偏らせた位置に配置さ
せるようにしている。
【0007】
【作用】したがって、ノズル取付座相互のノズルによる
噴射位置が、ノズル支持アームの軸心からノズル位置ま
での間隔によって生じるズレを解消させ、洗浄ムラをな
くし、ノズルの位置がノズル支持アームとノズル取付座
の回転によりもとの位置に戻るまでの1サイクルの間
に、各ノズルの噴射位置が、洗浄面の全面を均等な間隔
で移動し、洗浄ムラをなくして洗浄時間を短縮させる。
【0008】
【実施例】これを図に示す実施例について詳細に説明す
る。1はビームで、たとえば図3のように支柱2に摺動
できるように保持され、ビームに沿ったチェーン3によ
りモータ4で被洗浄タンク5内に挿入される。このビー
ム1の内部に導水管6が設けられ、モータ7によりギヤ
8を介して導水管6を回転させる。9は導水管6に加圧
水を供給するホースである。
【0009】11はビーム1の先端に設けられた回転ボ
ックスで、この実施例では導水管6に連結して導水管と
ともに回転する。12は回転ボックスから導水管と同軸
心でビームの軸方向に突出させたノズル支持アーム、1
3、14はノズル支持アーム12を挟んで両側にノズル
支持アームの軸心と交差して直角方向に突出させ、回転
可能に取り付けたノズル取付座で、ノズル取付座の外周
面にそれぞれ4個の直進噴射型のノズル15a、15
b、15c、15dと、16a、16b、16b、16
d(図1には15d、16c、16dは示されていな
い)を取り付けている。各ノズルは噴射方向をノズル取
付座の軸心方向に調整できるようにしたユニバーサルノ
ズルを用いており、ノズルの取付位置はノズル支持アー
ム12の軸心Cからそれぞれ間隔Lだけ離れている。な
お、両側のノズル取付座13、14のノズルは、それぞ
れのノズル取付座に等角度位置、すなわち図のように4
個の場合は90°の位置で取り付けられ、ノズル取付座
相互のノズルが、前記取付角度の等分位置になるよう、
4個の場合は45°の角度差を設けて配置させている。
【0010】17はビーム1に固定した内歯車、18は
回転ボックス11内にビーム1と平行に設けた駆動軸
で、スパーギヤ19を前記内歯車17に噛み合わせてい
る。21は回転ボックス11内において前記駆動軸18
に取り付けた駆動ギヤで、操作軸22に取り付けたヘリ
カルギヤ23に噛み合わせている。24、25は操作軸
22の両端に設けた主動ギヤで、それぞれノズル取付座
13、14の従動ギヤ26、27に噛み合わせている。
28はノズル支持アーム内の給水路で、回転ボックス内
の送水路29を介して導水管6に連結されている。な
お、内歯車17とスパーギヤ19の歯数を整数倍でない
歯数比にしてノズル支持アーム12とノズル取付座1
3、14の回転が同期しないようにしてある。
【0011】洗浄を行う時はビーム1の先端部を被洗浄
タンク5内に挿入し、挿入孔をシートなどで適宜に塞
ぎ、ホース9から導水管6に圧力水を供給し、送水路2
9および給水路28を介して各ノズルから噴射させる。
モータ7によりギヤ8を介してビーム1内の導水管6を
回転させると、回転ボックス11とともにノズル支持ア
ーム12が回転し、ノズル全体をノズル支持アーム12
の軸心Cを中心に回転させる。この回転とともに駆動軸
18のスパーギヤ19が、アームの内歯車17に沿って
回動し、駆動軸18を回転させ、駆動ギヤ21がヘリカ
ルギヤ23を介して操作軸22を回転駆動させる。この
ため、主動ギヤ24、25が従動ギヤ26、27を介し
てノズル取付座13、14をノズルとともに回転させ
る。
【0012】このようなノズルの回転は、各ノズルがノ
ズル取付座13、14の軸心に対して直角方向に取り付
けられ、噴射方向がいずれもノズル支持アーム12の軸
心Cと平行になっている場合は、各ノズルは図4に示す
ように、ノズル15a、15b、15c、15dの噴射
位置がノズル取付座13の軸心Aを中心にして矢印a方
向に回転し、ノズル16a、16b、16b、16dの
噴射位置はノズル取付座14の軸心Bを中心にして回転
角で45°遅れて同じb方向に回転するとともに、両側
のノズルはノズル支持アーム12の軸心Cを中心にして
ノズル相互の間隔2Lを保って矢示dの方向に回転す
る。
【0013】このため、軸心Cに対向する円筒の洗浄面
について、図4の状態から洗浄を行った場合、洗浄距離
1m、ノズル支持アームの駆動回転数5rpm、ノズル
支持アームとノズル取付座の回動比1:3.1、 洗浄効
果100%の洗浄時間が156秒を要するときに、6秒
後の各ノズルの噴射位置の軌跡を示す特性図(リサージ
ュ)を示すと、図5に示すように、ノズル取付座13の
ノズル15aの噴射位置は、ノズル支持アームの軸心位
置Oからノズル位置の間隔LだけX軸方向(円筒の周方
向)に偏った位置から、ノズル取付座13の回転速度と
ノズル支持アーム12の回転速度によって曲線15aに
沿って洗浄面を移動する。他方のノズル取付座14のノ
ズル16aは、軸心位置Oからノズル15aとは反対側
に間隔Lだけ偏った位置から曲線16aに沿って移動す
る。このため曲線15aと曲線16aが間隔2Lに相当
して接近し、ほとんど重なった状態になり、洗浄面では
ノズル15aで洗浄した位置とほとんど同じ位置を、ノ
ズル16aが45°に相当する時間遅れで洗浄すること
になり、ノズル15bとノズル16b、ノズル15cと
ノズル16c、ノズル15d1とノズル6dも同様にほ
とんど重なる程度に接近した位置を洗浄する。したがっ
て、洗浄位置の軌跡が偏って洗浄ムラを生じ、ノズルに
よる洗浄位置の間隔が大きく開き、この部分を埋めるた
めにノズル支持アーム12の必要回転数が増大し、均等
な洗浄が得られるまでの洗浄時間が長くなり、洗浄位置
が接近した部分は過洗浄になる。
【0014】このような点を解決するために本発明は、
ノズル取付座13に取り付けた各ノズル15a、15
b、15c、15dおよびノズル取付座14のノズル1
6a、16b、16c、16dの噴射方向を、それぞれ
ノズル支持アーム12の軸心Cを含んでノズル取付座1
3、14の回転軸心と直角な平面が洗浄面と接触する位
置に向けて傾斜させるようにしている。したがって、各
ノズルの噴射位置は、図6に示すようにノズル15a、
15b、15c、15dの噴射位置は、噴射方向をノズ
ル支持アーム12からの間隔Lに応じた傾斜によって洗
浄面における偏りが補正された状態でノズル取付座13
の軸心Aを中心にして矢印a方向に回転し、ノズル16
a、16b、16b、16dの噴射位置は、洗浄面にお
ける偏りを反対方向に補正され、ノズル取付座14の軸
心Bを中心にしてノズル取付座13のノズルから回転角
で45°遅れてb方向に回転するとともに、両側のノズ
ルはノズル支持アーム12の軸心Cを中心にして矢示d
の方向に回転する。
【0015】このため、洗浄面における各ノズルの噴射
位置の軌跡は、図7に示すように、ノズル15aの噴射
位置が軸心位置Oから曲線15aに沿って洗浄し、ノズ
ル16aは偏りがなく45°の間隔で離れた位置を洗浄
する。ノズル15bはさらに45°遅れた曲線に沿って
洗浄し、他のノズルもそれぞれ相互の偏りを無くした均
等な間隔で洗浄する。したがって、ノズル支持アーム1
2とノズル取付座13、14の回転により、各ノズルが
相互に45°に相当する間隔で洗浄を行いながら、ノズ
ル取付座の次の回転により順次軌跡の間を埋めて洗浄面
を均等に洗浄して過洗浄をなくし、短時間で全面の洗浄
を行うことができる。
【0016】図の実施例では、ノズル取付座をノズル支
持アームを挟んで両側に設け、それぞれに4個のノズル
を取り付けているが、これに限られず、ノズル取付座の
数およびノズルの数を選択することができ、それぞれ相
互に等角度で取り付けるようにすればよい。また、図に
示した実施例では、駆動軸18を内歯車17に噛み合わ
せたスパーギヤ19で減速駆動させているが、内歯車に
代えて導水管6を囲んでビーム1に固定した外歯車を設
け、この外歯車の外周にスパーギヤ19を噛み合わせる
ようにすることもできる。なお、実際の洗浄では、ノズ
ル取付座の軸心とノズルの噴射方向との角度θを設定す
るための洗浄面との距離が、ノズルの回転位置で変わる
場合があるが、平均距離に合わせて設定し、あるいは最
も多い洗浄距離などに設定しておけば、実用上差し支え
ない効果を得ることができる。
【0017】また、ノズル取付座に、ノズルの噴射角度
を変えるためにクランク装置やギヤで構成した駆動装置
をそなえた調整装置を設け、ノズル支持アームやノズル
取付座など適宜の場所に、赤外線、超音波などによる小
形の距離測定器を取り付けて洗浄面との距離を検出し、
この検出値を垂線とし、間隔Lを底辺とするtanθを
算出して前記調整装置を駆動させ、ノズルの角度を調整
することにより自動化を行わせることができ、ノズル取
付座の各ノズルごとに距離測定器と調整装置をそなえ、
ノズル方向の洗浄面との距離の変化に応じて各個に噴射
角度を調整するようにすれば、さらに効率的な洗浄を行
うことが可能になる。
【0018】図8は別の実施例を示すもので、図1と同
じ部分に同一の符号を付しており、12はノズル支持ア
ーム、13、14はノズル支持アームを挟んで両側に回
転可能に取り付けたノズル取付座で、操作軸22の主動
ギヤ24、25により従動ギヤ26、27を介して回転
される。31はノズル取付座13のノズル取付片で、そ
の外周に直進噴射型のノズル15a、15b、15cお
よび図示されていないノズル15dを等角度位置に、各
ノズルの噴射方向をノズル取付座の軸心と直角方向にし
て取り付けている。32はノズル取付座14のノズル取
付片で、ノズル取付座14に回動可能に保持され、その
外周面にノズル16a、16bと、図示されていないノ
ズル16c、16dを等角度位置に配置し、噴射方向を
ノズル取付座の軸心と直角にしている。33はノズル取
付片32に取り付けたギヤで、ノズル取付座14に設け
たモータ34で駆動されるピニオン35と噛み合わせて
いる。
【0019】ノズル取付座14のノズル16a、16
b、16c、16dは、ノズル取付座13のノズル15
a、15b、15c、15dと同様に90°の角度位置
に配置してあるが、ノズル取付座13、14相互のノズ
ルは、図9に示すように前記ノズルの取付角度90°の
等分位置45°の位置からさらにノズル相互の間隔2L
に応じて洗浄位置の軌跡をずらせるための角度αだけ偏
らせている。したがって、ノズルの噴射位置の軌跡は、
図9に示すようにノズル15aがノズル支持アームの軸
心位置Oから間隔Lだけ偏った位置から実線で示す曲線
15aで移動し、ノズル16aは、点線で示す45°遅
れた位置からさらにα°遅れた一点鎖線で示す曲線16
aで移動する。このため、等分位置からノズル間隔2L
に応じて偏った位置を洗浄し、ノズル16aの噴射位置
の軌跡は、ノズル15aの軌跡から遅れノズル15aと
ノズル15bとの中間になり、均一な洗浄を行うことが
でき、洗浄軌跡の重なりによる洗浄ムラをなくすことが
できる。
【0020】図10は、図1、図2に示した実施例にお
ける主動ギヤと従動ギヤによるノズル取付座13、14
の回転を、クランクによる往復回動に変えた場合の例を
示す側面図で、図1、図2と同じ部分に同一の符号を付
しており、ノズル16a、16b、16c、16dはノ
ズル15a、15b、15c、15dと同じ角度位置に
設けられている。41、42は操作軸22の両端に固着
したクランクアーム、43、44はノズル取付座13、
14に取り付けられたクランクアーム、45、46はそ
れぞれ前記操作軸のクランクアーム41、42とノズル
取付座のクランクアーム43、44を連結するクランク
ロッドで、操作軸22の回転によりクランクロッド4
3、44を介してノズル取付座13、14を90°の回
転角度で往復回動させるようにしてある。このような装
置においても、ノズル支持アームの軸心Cからノズル位
置までの間隔Lによる影響が生じ、この影響を除くた
め、各ノズルの噴射方向をノズル支持アームの軸心を含
んでノズル取付座の回転軸心と直角な平面が洗浄面と接
触する位置に向けて傾斜させる。
【0021】その例としてノズル15a、15b、15
c、15dおよび16a、16b、16b、16dが図
11のように配置され、噴射方向を平行に設け、ノズル
取付座13、14をクランクにより、ノズル支持軸がd
方向に回転するとともに、ノズル15aがa方向に90
°回動し、ノズル16aがb方向に90°回動するよう
にしてある。90°回動すると反対方向に往復回動す
る。このため、ノズル支持軸アームの軸心Cに対向する
円筒の洗浄面について、図11の状態から洗浄を行った
場合、洗浄距離1m、ノズル支持アームの駆動回転数5
rpm、ノズル支持アームとノズル取付座の回動比1:
6.1、 洗浄効果100%の洗浄時間が156秒を要す
るとしたときに、6秒後の各ノズルの噴射位置の軌跡を
示す特性図(リサージュ)を示すと、図12に示すよう
に、噴射による洗浄位置が偏り、洗浄ムラを生じる。こ
れに対し、図13のようにノズルの噴射方向を変えたる
ことにより、洗浄面の軌跡を図14のように均等化さ
せ、ムラのない洗浄を行うことができる。
【0022】
【発明の効果】このように本発明は、支柱に摺動可能に
支持されたビームの先端に、ビームと同方向の軸心で回
転するノズル支持アームと、このノズル支持アームを挟
んで等角度位置で回転可能に取り付けられたノズル取付
座をそなえ、この各ノズル取付座の外周面に等角度位置
で放射方向に取り付けられた複数個の直進噴射型ノズル
の噴射方向を、ノズル支持アームの軸心を含んでノズル
取付座の回転軸心と直角な平面が洗浄面と接触する位置
に向けて傾斜させることにより、ノズル取付座相互のノ
ズル取付位置の間隔による噴射位置のずれをなくし、各
ノズル相互の洗浄位置が重なったり間隔が不均等になる
ことを防ぎ、部分的な過洗浄をなくして洗浄面の全面を
短時間で均等に洗浄し、全面を完全に洗浄するまでの洗
浄時間を短縮させ、洗浄ムラをなくして部分的な過洗浄
による洗浄水の無駄をなくすことができる。
【0023】なお、ノズルの角度調整は、洗浄面までの
平均距離によって設定しても有効な洗浄を行うことがで
きる。また、ノズルの傾斜角を変える調整装置と、ノズ
ル位置から洗浄面までの距離を計測する距離測定器をそ
なえて、その検出値によってノズルの傾斜角を自動的に
調整させるようにすれば、自動化を可能にし、洗浄効率
をさらに高めることができる。
【0024】また、各ノズル取付座にノズルを噴射方向
をノズル取付座の軸心と直角方向にして等角度位置に取
り付け、ノズル取付座相互のノズル位置を、ノズル取付
角度を等分にした中央位置からノズル相互の間隔に応じ
て洗浄位置の軌跡をずらせる角度だけ偏らせることによ
り、ノズル取付座の軸心に対して直角方向に噴射させる
ようにしたままで、ノズル位置のノズル支持アームから
の間隔によるノズル相互の洗浄位置の重なりや偏りをな
くし、短時間でムラのない洗浄を行うことができ、ノズ
ルの噴射方向を調整しないのでノズルの構造を簡単に
し、安価なノズルを用いることができる効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるノズルを回転させるときの実施
例を示す平面図で、一部を断面で示している。
【図2】図1の左側面図である。
【図3】使用状態の例を示す側断面図である。
【図4】ノズル取付座を回転させる場合、ノズル噴射方
向を傾斜させないときのノズルの動きを示す説明図であ
る。
【図5】図4のノズルの動きによる噴射位置の軌跡を示
す特性図である。
【図6】図4のノズルを傾斜させた本発明のノズルの動
きを示す説明図である。
【図7】図6のノズルの動きによる噴射位置の軌跡を示
す特性図である。
【図8】他の実施例を示す一部を断面にした平面図であ
る。
【図9】図8のノズルの動きによる噴射位置の軌跡を示
す特性図である。
【図10】本発明におけるノズルを回動させるときの実
施例を示す平面図で、一部を断面で示している。
【図11】ノズル取付座を回動させる場合、ノズル噴射
方向を傾斜させないときのノズルの動きを示す説明図で
ある。
【図12】図10のノズルの動きによる噴射位置の軌跡
を示す特性図である。
【図13】図10のノズルを傾斜させた本発明のノズル
の動きを示す説明図である。
【図14】図12のノズルの動きによる噴射位置の軌跡
を示す特性図である。
【符号の説明】
1 ビーム 2 支柱 3 チェーン 4 モータ 5 被洗浄タンク 6 導水管 7 モータ 8 ギヤ 9 ホース 11 回転ボックス 12 ノズル支持アーム 13、14 ノズル取付座 15a、15b、15c、15d ノズル 16a、16b、16b、16d ノズル 17 内歯車 18 駆動軸 19 スパーギヤ 21 駆動ギヤ 22 操作軸 23 ヘリカルギヤ 24、25 主動ギヤ 26、27 従動ギヤ 28 給水路 29 送水路 31、32 ノズル取付片 33 ギヤ 34 モータ 35 ピニオン 41、42、43、44 クランクアーム 45、46 クランクロッド

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支柱に摺動可能に支持されたビームと、
    このビームの先端に取り付けられビームの軸心と同方向
    の軸心で回転するノズル支持アームと、このノズル支持
    アームを挟んで等角度で配置し、ノズル支持アームの軸
    心と交差する軸心で回転可能に取り付けられたノズル取
    付座と、前記各ノズル取付座の外周面に放射方向に取り
    付けられ、噴射方向を調整できる複数個の直進噴射型ノ
    ズルとをそなえ、前記ノズルが、それぞれのノズル取付
    座に等角度位置で取り付けられるとともに、各ノズル取
    付座相互のノズル位置をノズル取付角度の等分位置に配
    置させ、各ノズルの噴射方向を、ノズル支持アームの軸
    心を含んでノズル取付座の回転軸心と直角な平面が洗浄
    面と接触する位置に向けて傾斜させ、前記ノズルに圧力
    水を供給して、ノズル支持アームを回転させるととも
    に、ノズル取付座をノズル支持アームの回転とは異なる
    周期で回転または往復回動させることを特徴とするタン
    ク等の内部洗浄装置。
  2. 【請求項2】 前記ノズル取付座の軸心から洗浄面まで
    の平均距離を検出し、ノズル支持アームの軸心からノズ
    ルまでの間隔を底辺とし前記平均距離を垂線とするta
    nθにより、ノズルの傾斜角を調整する請求項1のタン
    ク等の内部洗浄装置。
  3. 【請求項3】 前記ノズル取付座の軸心から洗浄面まで
    の距離を計測する距離測定器を設け、ノズル支持アーム
    の軸心からノズルまでの間隔を底辺とし、前記距離測定
    器の検出値を垂線とするtanθによりノズルの傾斜角
    を調整させる請求項1のタンク等の内部洗浄装置。
  4. 【請求項4】 支柱に摺動可能に支持されたビームと、
    このビームの先端に取り付けられビームの軸心と同方向
    の軸心で回転するノズル支持アームと、このノズル支持
    アームを挟んで等角度位置にノズル支持アームの軸心と
    直交する軸心で回転可能に取り付けられたノズル取付座
    と、前記各ノズル取付座の外周面に放射方向に取り付け
    られ、ノズル取付座の軸心に対して直角方向に噴射する
    複数個の直進噴射型のノズルとをそなえ、前記ノズルが
    それぞれのノズル取付座の外周面に等角度位置で取り付
    けられるとともに、各ノズル取付座相互のノズル位置を
    ノズル取付角度の等分位置から、一方のノズルを洗浄位
    置の軌跡がノズル相互の間隔だけずれるようにした角度
    で偏らせた位置に配置させ、前記ノズルに圧力水を供給
    して、ノズル支持アームを回転させるとともに、ノズル
    取付座を異なる周期で回転または往復回動させることを
    特徴とするタンク等の内部洗浄装置。
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