JP2004305946A - Device moving along object surface - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、繊維や排水性舗装など、多孔質の材料を素材とし多数の空隙を備える物体表面に密着し且つそれに沿って移動する装置において、該空隙に水などの液体を圧入し、而して該液体を該空隙に素早く貯留させることができる、物体表面に沿って移動する装置に関する。
本発明はまた、繊維や排水性舗装など、多孔質の材料を素材とし多数の空隙を備える物体表面の該空隙に水などの液体を圧入するとともに、該物体表面に向けて超音波を発射し、而して物体表面の超音波洗浄を実施することができる、物体表面に沿って移動する装置に関する。
本発明はまた、繊維や排水性舗装など、多孔質の材料を素材とし多数の空隙を備える物体表面の該空隙に水などの液体を圧入し、且つ、該圧入した後に該液体を吸引回収し、而して該空隙に在る異物を効果的に除去することができる、物体表面に沿って移動する装置に関する。
本発明はまた、繊維や排水性舗装など、多孔質の材料を素材とし多数の空隙を備える物体表面の該空隙に水などの液体を圧入し、且つ、該圧入した後に該液体を吸引回収し、而して該空隙に在る異物を効果的に除去することができる工法に関する。
【0002】
【従来の技術1】
以下に、本発明に関わる従来の技術の第1の例を述べる。
例えば、多孔質の排水性舗装を施された道路においては、舗装された後、時間が経過するとともに該多孔質舗装の空隙の部分に泥などの異物が詰まり、空隙率が低下して排水機能も減少するため、約5年に1度の間隔で該空隙の部分から泥などの空隙詰まり物質を除去する作業が必要とされている。
従来、該空隙の部分から泥などの異物を除去する手段として、真空掃除機の吸引ノズルにより吸引回収する手段を考えることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題1】
従来の真空掃除機においては、多孔質の物体表面の空隙の部分に付着する異物を浮遊させて流体の流れに乗せて吸引回収するための媒質として大気を使用している。しかしながら、該異物を浮遊させて押し流す媒質としては大気より水を使用したほうが約800倍も押し流す力が強い。
【0004】本発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、物質を流体移送する媒質としての水を多孔質の物体表面の空隙の部分に圧入して保水せしめ、その後、真空掃除機と連結された吸引ノズルにより空隙の部分に保水された水を吸引回収することにより、空隙に在る異物を水の流れを利用して押し流し、而して異物を効果的に吸引回収することが可能な、物体表面に沿って移動する装置もしくは工法を提供することにある。
本発明の目的とするところは、さらに、多孔質の物体表面の空隙の部分に圧入される水が超音波を効果的に伝搬する媒質であることを利用して、複雑に曲がりくねった空隙に在る異物に対して超音波を作用させ、よって異物を空隙の表面から剥離させて水中に浮遊させ、その後、真空掃除機と連結された吸引ノズルにより空隙の部分に保水された水を吸引回収することにより、空隙に在る異物を水の流れを利用して押し流し、而して異物を効果的に剥離し且つ吸引回収することが可能な、物体表面に沿って移動する装置もしくは工法を提供することにある。
【0005】
【従来の技術2】
以下に、本発明に関わる従来の技術の第2の例を述べる。
近年、夏季の都市部においては、事業所の冷房や自動車などから大量に放出される熱に起因して、郊外に比べて都心部ほど気温が高く、等温線が島のように浮き上がるような形になる現象、いわゆるヒートアイランド現象が発生している。該ヒートアイランド現象を緩和するために、多数の空隙を備え且つ該空隙の部分には保水性のある特殊な材料を充てんしたいわゆる保水性舗装が施されているが、該保水性舗装においては、雨天時に保水材に水分を蓄え、晴天時に該水分が蒸発する時に路面から気化熱を奪い、而して路面温度の上昇を防ぐものである。普通の舗装と比べ10℃程度の温度を下げる効果があるといわれている。
保水性舗装の課題として、雨が降らず日照りが続いた時においては保水材の水分も枯渇してしまうが、このような時に保水材に水分を蓄える手段として水を路面に散水する方法を考えることができる。しかしながら、散水された水が自然に保水性舗装に浸透するのを待つのでは、短時間に必要な量の水を散水することは困難である。
且つ、保水性舗装の表面の空隙の部分に泥などの異物が詰り空隙率が低下している場合においては、短時間に必要な量の水を散水することはより困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題2】本発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、必要な量の水を素早く保水性舗装に浸透させるために、水をより高い圧力に加圧して保水性舗装の空隙の部分に圧入させることが可能な、物体表面に沿って移動する装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するために、本発明によれば、特許請求の範囲の請求項1乃至請求項9に記載されているように、多孔質の材料を素材とする物体表面に沿って移動する装置において、該物体表面の方向が開口したケーシングと、該開口した部分に装着されたシール部材と、該開口した部分と該物体表面との距離を一定の距離に保持する手段と、該ケーシングと該シール部材と該物体表面とが協働して形成した加圧領域へ液体を圧入する手段と、該加圧領域を該物体表面に沿って移動させる手段、を備えていることを特徴とする、物体表面に沿って移動する装置が提供される。
【0008】本発明によれば、また、特許請求の範囲の請求項10に記載されているように、
請求項1乃至請求項9に記載の物体表面に沿って移動する装置;と、
多孔質の材料を素材とする物体表面の方向が開口したケーシングと、該開口した部分に装着されたシール部材と、該開口した部分と該物体表面との距離を一定の距離に保持する手段と、該ケーシングと該シール部材と該物体表面とが協働して形成した減圧領域から気体を吸引する手段と、該減圧領域を該物体表面に沿って移動させる手段、を備えていることを特徴とする物体表面に沿って移動する装置;とを備え、多孔質の材料を素材とする物体表面へ液体を圧入した後に、該圧入した液体を吸引回収する、ことを特徴とする物体表面に沿って移動する装置が提供される。
【0009】本発明によれば、さらに、特許請求の範囲の請求項11に記載されているように、
請求項1乃至請求項9に記載の物体表面に沿って移動する装置;を用いて物体表面の空隙に液体を圧入した後に、
多孔質の材料を素材とする物体表面の方向が開口したケーシングと、該開口した部分に装着されたシール部材と、該開口した部分と該物体表面との距離を一定の距離に保持する手段と、該ケーシングと該シール部材と該物体表面とが協働して形成した減圧領域から気体を吸引する手段と、該減圧領域を該物体表面に沿って移動させる手段、を備えていることを特徴とする物体表面に沿って移動する装置;を用いて該圧入した液体を吸引回収する工法が提供される。
【0010】
【実施例】
以下、本発明に従って構成された装置の好適実施例について、添付図を参照して更に詳細に説明する。
図1乃至図6を参照して説明すると、図示の装置は、水圧入ユニット、吸引ノズルユニット、該水圧入ユニットと該吸引ノズルユニットを具備した台車、該水圧入ユニットへ所定の圧力に加圧された水を供給する水供給ポンプ、該吸引ノズルユニットから空気を吸引する真空ポンプから構成されている。
図示の装置の走行方向について、該走行方向は第1図において矢印Cの方向であるが、処置を施す物体表面1の上において、先ず水圧入ユニットが通過し、次に吸引ノズルユニットが通過するように装置の走行方向が構成されている。
該水圧入ユニットは加圧ケーシング22を具備しており、加圧ケーシング22は筒状で且つ物体表面1に面した部分が開口しており、加圧ケーシング22の物体表面1と平行な断面の形状は長円形を成している。加圧ケーシング22の開口した部分には、例えばポリウレタンゴム、プラスチック等の比較的柔軟な材料を素材とする加圧シール部材32がボルト、ナットにて装着されている。加圧シール部材32は、全体の形状が長円形の環状を成し、その自由端部が物体表面1に沿って加圧ケーシング22の内側へ延びた形状をしている。この形状により、加圧シール部材32は加圧シール部材32の内側に在る流体の圧力により物体表面1に押し付けられる。すなわち、加圧シール部材32の形状はいわゆるセルフシールの形状を成している。
加圧ケーシング22と加圧シール部材32は物体表面1と協働して加圧領域12を規定している。
該吸引ノズルユニットは減圧ケーシング21を具備しており、減圧ケーシング21は筒状で且つ物体表面1に面した部分が開口しており、減圧ケーシング21の物体表面1と平行な断面の形状は長円形を成している。減圧ケーシング21の開口した部分には、例えばポリウレタンゴム、プラスチック等の比較的柔軟な材料を素材とする減圧シール部材31がボルト、ナットにて装着されている。減圧シール部材31は、全体の形状が長円形の環状を成し、その自由端部が物体表面1に沿って減圧ケーシング21の外側へ延びた形状をしている。この形状により、減圧シール部材31は減圧シール部材31の外側に在る流体の圧力により物体表面1に押し付けられる。すなわち、減圧シール部材31の形状はいわゆるセルフシールの形状を成している。
減圧ケーシング21と減圧シール部材31は物体表面1と協働して減圧領域11を規定している。
加圧ケーシング22と減圧ケーシング21の側面部には、4個の車輪41を備えた走行台車のフレーム4が固定されている。
【0011】加圧ケーシング22に溶着された、加圧領域12に連通する接続継手221はホース952を介して上流側に在る圧力調整弁92の下流側弁室932の接続継手923に連結され、圧力調整弁92の上流側弁室931の接続継手922はホース951を介してさらに上流側に在る可変容量形の水供給ポンプ95の出口に連結されている。本発明の実施例の装置においては、使用される水供給ポンプ95の最大吐出し圧力を絶対圧力にて約12kgf/cm2 と仮定する。また、上流側弁室931の絶対圧力:Pc kgf/cm2 については、液体が口径の小さいホース951を通って移送される際にかなりの圧力損失が発生するためPcの値は約4と仮定する。
【0012】圧力調整弁92の詳細について述べると、圧力調整弁92のケーシング921は、大別すると、弁板収納室と弁板駆動室の2つの部屋に区分されている。該弁板収納室の内部においては、円板状の弁板927が駆動ロッド926により下降させられて直径Dacm の弁穴931を塞ぎ、上昇させられて弁穴931を開く。弁板927が弁穴931を塞いでいる時、該弁板収納室は上流側弁室931と下流側弁室932の2室に区分される。なお、本実施例の図面においては上流側弁室931と弁穴931は同一の部分である。
【0013】該弁板駆動室の内部においては、円形の膜状のダイヤフラム929が該弁板駆動室をパイロット圧力室933と上流側圧力室934の2室に区分している。弁板927が弁穴931を塞いでいる時、ダイヤフラム929は直径Dbcm の円板状のピストン928を下方に押している。円板状のピストン928には駆動ロッド926が固定されている。
【0014】上流側弁室931の接続継手922と上流側圧力室934の接続継手925はホースにて連結されているので、上流側弁室931と上流側圧力室934の圧力は同一である。また、弁穴931の直径Dacmとピストン928の直径Dbcm が同一寸法の時、弁板927を上方へ押して弁穴931を開けようとする力Fcとピストン928を下方へ押して弁穴931を塞ごうとする力Fdは釣り合っている。
【0015】パイロット圧力室933の接続継手924はホース942を介してその上流側に在るリリーフ付き減圧弁943とさらにその上流側に在るエアコンプレッサ94に連結されている。パイロット圧力室933の絶対圧力:Px kgf/cm2 は、減圧弁943により設定されるものであるが、Pxの値は0以上の任意の正の値を選択することができる。ただし、パイロット圧力室933の絶対圧力を大気圧(絶対圧力:1.0332kgf/cm2 )よりも高い圧力にしたい場合には、Pxの値は1.0332よりも大きい値でなければならない。
【0016】パイロット圧力室933の絶対圧力:Px kgf/cm2 はピストン928を上方へ押して弁穴931を開けようとする力Fxを発生させる。また、下流側弁室932すなわち加圧領域12の絶対圧力:Pb kgf/cm2 は弁板927を下方へ押して弁穴931を塞ごうとする力Fbを発生させる。なお、本発明の実施例の装置においては、弁穴931の直径Dacmとピストン928の直径Dbcm は同一寸法である。よって、Pb<Pxの時に弁板927が開となり、Pb>Pxの時に弁板927が閉となる。本発明の実施例の装置において、加圧領域12の絶対圧力:Pb kgf/cm2 のPbの標準的な値を約1.4と仮定すると、加圧領域12の絶対圧力を1.4 kgf/cm2 に維持するためにパイロット圧力室933の絶対圧力:Px kgf/cm2 は1.4 kgf/cm2 に設定される。すなわち、Pb<1.4の時に弁板927が開となり、Pb>1.4の時に弁板927が閉となる。
【0017】減圧ケーシング21に溶着された、減圧領域11に連通する接続継手211はホース961を介して下流側に在るサイクロン963の入口に連結され、サイクロン963の出口はホース962を介してさらに下流側に在る真空ポンプ96の入口に連結されている。本発明の実施例の装置においては、使用される真空ポンプ96の最大吸込み圧力を絶対圧力にて約0.35kgf/cm2 と仮定する。また、減圧領域11の絶対圧力:Pa kgf/cm2 については、気体がホース961を通って吸引移送される際に圧力損失が発生するためPaの値は約0.62と仮定する。
サイクロン963の下部には、サイクロン963の内部にて捕集された水を外部の貯水タンク97へ排出するためのロータリフィーダ964が装着されている。
【0018】加圧ケーシング22には、加圧領域12に在る水を伝搬媒質として物体表面1に向け超音波を発射しよって物体表面1の超音波洗浄を行う超音波発振子91が装着されている。
【0019】
【作用】
次に、上述した本発明の好適実施例の装置の作用効果について説明する。
水供給ポンプ95が作動すると、加圧領域12へ水が供給され、次に加圧領域12は水で満たされ、その次に加圧領域12の絶対圧力は1.4 kgf/cm2 まで上昇し、その後、加圧領域12の絶対圧力は1.4 kgf/cm2 に維持される。
すなわち、圧力調整弁92の弁板927は加圧領域12の絶対圧力:Pb kgf/cm2 がPb<1.4の時に弁板927が開となるように設定されてあるので、水供給ポンプ95が作動すると供給された水は開いた弁板927より加圧領域12へ流入し、加圧領域12の絶対圧力が1.4kgf/cm2 まで上昇すると弁板927が閉となる。次に、時間が少し経つと、加圧領域12に在る水は、物体表面1の空隙へ浸透して流失し、また加圧シール部材32の自由端部と物体表面1との間の僅かな隙間を通って加圧領域12の外部へも流失するので、加圧領域12の絶対圧力は1.4kgf/cm2 未満まで減少し、よって再び弁板927が開となる。以下、弁板927は上記のように開、閉を繰り返して加圧領域12の絶対圧力を一定の値に維持する。
なお、加圧領域12に在る水の圧力は、加圧シール部材32の自由端部を物体表面1の方向に押し付け、よって該水が加圧領域12の外部へ流失するのを極力阻止する。
また、加圧領域12に在る水の圧力は加圧ケーシング22を物体表面1と反対の方向へ持ち上げようとするが、加圧ケーシング22に接続された台車の自重により阻止され、且つ該台車の4個の車輪41により加圧ケーシング22の開口部と物体表面1との距離が一定に維持される。
【0020】加圧領域12から物体表面1の空隙を通過して加圧領域12の外部へ至る水流に対して該空隙が及ぼす流路抵抗の度合いについて、水流が加圧領域12から面積A平方mのオリフィスを通過する時に該オリフィスが該水流に対して及ぼす流路抵抗の度合いと相似とみなすことができる。
そこで、物体表面1の空隙の合計面積をAa平方m、加圧シール部材32の自由端部と物体表面1との間の隙間の面積をAb平方m、Aa平方mとAb平方mの和をA平方m、流量計98により計測した圧力調整弁92から加圧領域12へ供給される毎秒の水の流量をQ立方m、加圧領域12の絶対圧力と大気の絶対圧力との差圧をPgf/cm2とすれば、AとQとPの関係は下記の式で表される。
Q*Q=C*C*A*A*2*g*P*10332/r
なお、Cは流量係数(約0.65)、gは重力の加速度( 9.8 m/s2 )、rは水の比重量(1気圧、4度Cにおいて1000kgf/m3 )である。
上記の式は、Pの値が増加するとQの値も増加することを示している。すなわち、加圧領域12の圧力をより増加することができれば、より短い時間で所要の量の水を空隙の間へ圧入することが可能となる。
【0021】次に、真空ポンプ96が作動すると、減圧領域11の内部の大気が下流側に吸引され、減圧領域11が所要の通り減圧される(減圧領域11の絶対圧力:Pa=0.62kgf/cm2 )。かく減圧領域11が減圧されると、装置を包囲している大気の圧力(絶対圧力:Po=1.0332kgf/cm2 )が減圧領域11の内外の圧力差(Po−Pa=0.4132kgf/cm2 )に起因して減圧ケーシング21を物体表面1の方向に押し付けるが、減圧ケーシング21に接続された台車の4個の車輪41により阻止され、且つ車輪41により減圧ケーシング21の開口部と物体表面1との距離が一定に維持される。
なお、車輪41をギヤードモータ(図示せず)などの駆動手段により回転駆動せしめると装置は物体表面1に沿って移動する。
減圧領域11の内部の圧力が所望の圧力に維持されている時、装置を包囲している大気が減圧領域11の内外の圧力差に起因して減圧シール部材31の自由端部を物体表面1の方向に押し付け、よって大気が減圧領域11の内部に流入するのを極力阻止する。
減圧領域11がかく減圧されると、減圧領域11の外部の大気は、物体表面1の空隙と、減圧シール部材31と物体表面1との僅かな隙間を通って減圧領域11へ流入する。
【0022】装置の走行方向について、処置を施す物体表面1の上において、先ず水圧入ユニットが通過し、次に吸引ノズルユニットが通過するように装置の走行方向が構成されている。すなわち、先ず水圧入ユニットにより物体表面1の空隙の間に水が圧入され、次に吸引ノズルユニットにより空隙の間の水が大気とともに吸引回収される。減圧領域11へ流入した水と大気は、サイクロン963まで吸引移送され、該水はサイクロン963にて分離された後にロータリフィーダ964により貯水タンク97へ戻され、サイクロン963にて該水を除去された大気は真空ポンプ96を経て再び大気中へ放出される。
【0023】以下に、本発明の実施例の装置における、物体表面1の空隙の間へ水を圧入することの効果について説明する。
例えば、物体表面1が多孔質の素材から成る排水性舗装の場合、加圧領域12の水は該舗装の空隙部分に圧入され、次に該空隙部分の水は減圧領域11により吸引移送される。該水が該空隙部分を通過する際に、該空隙部分に散在する泥などの異物は該水に押し流されて該水と共に減圧領域11まで吸引移送される。すなわち、該異物を移送する媒質として水を効果的に使用することができる。該異物を移送する媒質として水の代わりに空気を使った場合と比較して、水を使えば該異物は空気を使った場合の約800倍の力で押し流される。
【0024】以下にこの理由を数式を用いて説明する。
流体の流れの中に直径dmの球状の異物が在るとすれば、該異物が該流体から受ける抗力Dkgf は下記の式で表現することができる。
D=Cd*A*v*v*r/(2*g)
なお、Cdは効力係数であり球体の場合0.34、Aは流体の流れの方向に垂直な面の投影面積( m2 )、vは流体の流れの速度( m/s )、rは流体の比重量( kgf/m3 )、gは重力の加速度( 9.8 m/s2 )である。
また、1気圧、4度Cにおける水の比重量は1000kgf/m3 、空気の比重量は1.25kgf/m3 である。
【0025】上記の式は、流体の流れの中に在る異物が該流体から受ける抗力Dkgf は該流体の比重量rkgf/m3 に比例して増加することを示しており、流体が水である場合と、空気である場合とを比較すると、1気圧、4度Cにおいて、水の場合の抗力は、空気である場合の抗力の約800倍となるものである。
すなわち、上記の式により、異物を洗い流す手段としては、空気よりも水を使った方が効果的である、という結論を導き出すことができる。
【0026】以下に、圧力調整弁92の動作の原理を図5と数式を使って説明する。
加圧領域12及び下流側弁室932の絶対圧力をPbkgf/cm2、上流側弁室931及び上流側圧力室934の絶対圧力をPckgf/cm2、パイロット圧力室933の絶対圧力をPxkgf/cm2、下流側弁室932において弁板927を下方へ押す力をFbkgf、上流側弁室931において弁板927を上方へ押す力をFckgf、上流側圧力室934においてピストン928を下方へ押す力をFdkgf、パイロット圧力室933においてピストン928を上方へ押す力をFxkgf、弁板927の有効直径をDacm、ピストン928の有効直径をDbcm、Da=Dbとすれば、
【0027】弁板927を下方へ塞ぐ方向に押す力の合計Ft1kgfは、
Fb=Pb*Da*Da*3.14/4
Fd=Pc*Db*Db*3.14/4
Da=Db
Ft1=Fb+Fd
Ft1=(Pb+Pc)*Da*Da*3.14/4
【0028】弁板927を上方へ開く方向に押す力の合計Ft2kgfは、
Fc=Pc*Da*Da*3.14/4
Fx=Px*Db*Db*3.14/4
Da=Db
Ft2=Fc+Fx
Ft2=(Pc+Px)*Da*Da*3.14/4
【0029】弁板927が開く時の条件は、
Ft1<Ft2
(Pb+Pc)*Da*Da*3.14/4<(Pc+Px)*Da*Da*3.14/4
Pb+Pc<Pc+Px
Pb<Px
【0030】以上の式により、パイロット圧力室933の絶対圧力:Pxkgf/cm2 のPxの値と、加圧領域12の圧力設定目標値である絶対圧力:Pbkgf/cm2 のPbの値とを同一の値にすれば、加圧領域12の圧力を、上流側弁室931の圧力と無関係に、目標の圧力に容易に調整できることがわかる。
【0031】以下に、圧力調整弁92の別の実施態様を図6を使って説明する。図6の圧力調整弁92が図5の圧力調整弁92と比べて異なる点は、パイロット圧力室933の接続継手924が大気に開放されている点と、上流側圧力室934にピストン928を下方へ押すコイルスプリング935を備えている点の2点のみである。
【0032】以下に、図6の圧力調整弁92の動作の原理を数式を使って説明する。
加圧領域12及び下流側弁室932の絶対圧力をPbkgf/cm2、上流側弁室931及び上流側圧力室934の絶対圧力をPckgf/cm2、パイロット圧力室933の絶対圧力(大気圧)を1.0332kgf/cm2、下流側弁室932において弁板927を下方へ押す力をFbkgf、上流側弁室931において弁板927を上方へ押す力をFckgf、上流側圧力室934においてピストン928を下方へ押す力をFdkgf、パイロット圧力室933においてピストン928を上方へ押す力をFokgf、弁板927の有効直径をDacm、ピストン928の有効直径をDbcm、Da=Db、上流側圧力室934においてコイルスプリング935がピストン928を下方へ押す力をFskgfとすれば、
【0033】弁板927を下方へ塞ぐ方向に押す力の合計Ft1kgfは、
Fb=Pb*Da*Da*3.14/4
Fd=Pc*Db*Db*3.14/4
Da=Db
Ft1=Fb+Fd+Fs
Ft1=(Pb+Pc)*Da*Da*3.14/4+Fs
【0034】弁板927を上方へ開く方向に押す力の合計Ft2kgfは、
Fc=Pc*Da*Da*3.14/4
Fx=1.0332*Db*Db*3.14/4
Da=Db
Ft2=Fc+Fx
Ft2=(Pc+1.0332)*Da*Da*3.14/4
【0035】弁板927が開く時の条件は、
Ft1<Ft2
(Pb+Pc)*Da*Da*3.14/4+Fs<(Pc+1.0332)*Da*Da*3.14/4
Fs<(1.0332−Pb)*Da*Da*3.14/4
【0036】以上の式により、コイルスプリング935がピストン928を下方へ押す力:Fskgf は、加圧領域12の圧力設定目標値である絶対圧力:Pbkgf/cm2 と弁板927の有効直径:Dacm の関数として表現されることがわかる。
すなわち、加圧領域12の圧力を、上流側弁室931の圧力と無関係に、目標の圧力に容易に調整できることがわかる。
図6の圧力調整弁92は、図5の圧力調整弁92と比べて、パイロット圧力室933の圧力設定が要らない利点がある。なお、本発明の実施例の装置においては、どちらの圧力調整弁を用いてもよい。
【0037】水供給ポンプ95の圧力は、ホース951の長さによって圧力が変動し、且つホース951の圧力損失は大きい値であるので、水供給ポンプ95は余裕をもたせて吐出圧力の大きいポンプを選定する必要がある。また、水供給ポンプ95の吐出圧力が大きいと、ホース951の口径をより小さくすることもできる。よって、水供給ポンプ95の下流側には、必然的に減圧機能を備えた圧力調整弁が必要となる。
本発明の実施例の装置の圧力調整弁92は、水供給ポンプ95から供給された水を、該ポンプの吐出圧力に関係なく任意の圧力に減圧できる、といった優れた特徴を有するものである。
【0038】加圧領域12を一定の圧力に維持することが重要である点について説明すると、加圧領域12の圧力を一定の圧力にすることにより水圧入ユニットが物体表面1へ押し付けられる力を一定にすれば、該水圧入ユニットと物体表面1との摩擦力を一定にすることができるので、而して水圧入ユニットを物体表面1に沿ってスムーズに移動させることができる。
加圧領域12を一定の圧力に維持することは、下記の見地からも大変重要である。すなわち、前述の式の
Q*Q=C*C*A*A*2*g*P*10332/r
は、Pの値が定数の時、Qの値を計測すると、Aの値を計算で得ることができることを示している。
Aの値は、物体表面1の空隙の合計面積をAa平方m、加圧シール部材32の自由端部と物体表面1との間の隙間の面積をAb平方mとした時のAaとAbの和であるが、Abの値について、Pの値が定数であればAbの値は定数となる。Aaの値について、物体表面1の空隙に在る異物の体積の多い、少ないによりAaの値は変動する。すなわち、上記の式は、Pの値が一定の時、Qの値を計測すると、Aaの値すなわち物体表面1の空隙の合計面積に相似の面積を計算で得ることができることを示している。
上記の数式を使えば、大気の絶対圧力と加圧領域12の絶対圧力との差圧が定数の時に水の流量が減少すれば、物体表面1の空隙の合計面積が減少したから流路抵抗が増大し、而して水の流量が減少したのだと推測することができる。すなわち、計算で得た該空隙の合計面積の増減は該空隙が水流に及ぼす流路抵抗の度合いを示すものであり、例えば、該空隙の合計面積の減少を該空隙が水流に及ぼす流路抵抗の増大ととらえることができる。
【0039】多孔質の材料を素材としよって多数の空隙を有する物体表面に沿って移動する本発明の実施例の装置において、加圧領域12へ供給される単位時間あたりの水の量Qと、加圧領域12の絶対圧力と大気の絶対圧力との差圧Pを測定すれば、QとPから該空隙の大きさに相似の値を計算で求めることができる。本発明においては、多孔質の材料を素材としよって多数の空隙を有する物体表面に沿って移動する装置において、該空隙の大きさに相似の値を計算で求める方法も提案するものであるが、該計算で求める方法に関わる、実施例の図面に示していない本発明の実施例の装置を下記に提案する。
多孔質の材料を素材とする物体表面に沿って移動する装置において、該物体表面の方向が開口したケーシングと、該開口した部分に装着されたシール部材と、該開口した部分と該物体表面との距離を一定の距離に保持する手段と、該ケーシングと該シール部材と該物体表面とが協働して形成した加圧領域へ液体を圧入する手段と、該加圧領域を該物体表面に沿って移動させる手段、を備えていることを特徴とする、物体表面に沿って移動する装置において、該加圧領域へ供給される単位時間あたりの水の量Qと、該加圧領域の絶対圧力と大気の絶対圧力との差圧Pを測定する手段を備え、QとPから該空隙の大きさに相似の値を計算する手段を備えたことを特徴とする、物体表面に沿って移動する装置。
なお、上記で言う流体について、液体でも気体でもよい。
【0040】以下に、加圧領域12に超音波洗浄用の超音波発振子91を備えた場合の本発明の実施例の装置の作用について説明する。
超音波発振子より物体表面1に向け超音波を発射すると、加圧領域12に在る水は超音波を効果的に伝搬して物体表面1に対して洗浄作用を及ぼす。
例えば、物体表面1が多孔質の素材から成る排水性舗装の場合、加圧領域12に在る水は該舗装の空隙の部分に浸入し、該空隙部分に詰まった泥などの異物に対して超音波が作用して該異物は該空隙の表面から剥離して水中に浮遊し、続いて該異物は水により該空隙の中を押し流されながら移送されて減圧領域11に至り、減圧領域11に浸入した大気と共に該異物と水はホース961を通って下流の方向に吸引回収される。
以下に、洗浄の原理を説明する。
図2に示す、加圧領域12に超音波洗浄用の超音波発振子91を備えた本発明の実施例の装置においては、超音波発振子91が高速微振動を繰り返すと、超音波発振子91の表面と水の分子群との間の相対運動により、該水の分子群の中に微小な高真空の空隙群(気泡群またはキャビティ群と呼称する)が発生し、続いて該水の分子群どうしが該高真空に引かれて衝突し、該衝突の際に例えば約1000気圧の気泡崩壊衝撃波が発生する。すなわち、一般にキャビテーションと呼称される現象が発生するものである。図2に示す本発明の実施例の装置は、該気泡崩壊衝撃波が物体表面1に作用することにより付着する汚れを物体表面1から分離し、すなわち物体表面1に対して洗浄作用を及ぼすものである。
【0041】以下に、図7を参照して、図2における超音波振動子91のかわりに、回転羽根811、回転羽根駆動モータ81、及びキャビテーションを促進する空気もしくは空気を飽和状態近くに含有した水を噴出するノズル84を備えた、本発明の実施例の装置の別の態様について説明する。
図7の装置は、超音波の作用により物体表面1に対して洗浄作用を及ぼす本発明の装置において、図2の装置とは別の実施態様を示している。
図示の装置において、加圧ケーシング22には、加圧領域12に在る水を攪拌してキャビテーションを発生させるための回転羽根811をその駆動軸に固定された回転羽根駆動モータ81が新設されている。
また、同じく加圧ケーシング22には、加圧領域12に在る水の中に向け、キャビテーションを促進する空気もしくは空気を飽和状態近くに含有した水を噴出するノズル84が新設されており、ノズル84には該空気もしくは該水を移送するホース845が接続されている。
【0042】以下に、図7に示す本発明の実施例の装置の作用について説明する。
回転羽根811が加圧領域12の水の中で高速度で回転すると、回転羽根811の表面と水の分子群との間の圧力の低下に起因して該水の分子群の中に微小な高真空の空隙群(気泡群またはキャビティ群と呼称する)が発生し、続いて該水の分子群どうしが該高真空に引かれて衝突し、該衝突の際に気泡崩壊衝撃波が発生する。すなわち、一般にキャビテーションと呼称される現象が発生するものである。なお、ノズル84から噴出する空気もしくは空気を飽和状態近くに含有した水はキャビテーションをさらに促進する。図7に示す本発明の実施例の装置は、該気泡崩壊衝撃波が物体表面1に作用することにより付着する汚れを物体表面1から分離し、すなわち物体表面1に対して洗浄作用を及ぼす。
【0043】図8は、図7における回転羽根811、回転羽根駆動モータ81、及びキャビテーションを促進する空気もしくは空気を飽和状態近くに含有した水を噴出するノズル84のかわりに、キャビテーションを伴う高速水噴流を噴出するノズル74を備えた、超音波の作用により物体表面1に対して洗浄作用を及ぼす本発明の装置の別の実施態様を示している。
キャビテーションを伴う高速水噴流とは、ノズル74の噴出口の上流の部分において高速水噴流の中に空気もしくは空気を飽和状態近くに含有した水が供給されることにより、該高速水噴流がノズル74より噴出された際、該供給された空気の分子群を核としてより衝撃力の強いキャビティ群に成長するように、すなわちキャビテーションが促進されるように構成された高速の水の噴流である。該キャビテーションの発生に起因して衝撃波が物体表面1に作用することにより付着する汚れを物体表面1から分離し、すなわち物体表面1に対して洗浄作用を及ぼす。
なお、該高速水噴流に使用される水の循環について、図示していないが、先ず加圧領域12に在る水を高圧水ポンプにて吸引し、次に高圧水ポンプの下流側且つノズル74の噴出口の上流の部分において該高速水噴流の中に空気もしくは空気を飽和状態近くに含有した水を供給し、最後にノズル74から加圧領域12に在る水の中に該高速水噴流を噴出するように装置を構成すれば、該高速水噴流に使用される水を循環使用することが出来る。
【0044】以上に述べた本発明の実施例の装置の目的とするところは、物質を流体移送する媒質としての水を多孔質の物体表面の空隙の部分に圧入して保水せしめ、その後、真空掃除機と連結された吸引ノズルにより空隙の部分に保水された水を吸引回収することにより、空隙に在る異物を水の流れを利用して押し流し、而して異物を効果的に吸引回収することが可能な、物体表面に沿って移動する装置もしくは工法を提供することにある。なお、以上に述べた本発明の実施例の装置においては、水圧入ユニットと吸引ノズルユニットを同一の台車に装着しているが、別々の台車に装着しても良い。
さらに、本発明の目的とするところは、多孔質の物体表面の空隙の部分に圧入される水が超音波を効果的に伝搬する媒質であることを利用して、複雑に曲がりくねった空隙に在る異物に対して超音波を作用させ、よって異物を空隙の表面から剥離させて水中に浮遊させ、その後、真空掃除機と連結された吸引ノズルにより空隙の部分に保水された水を吸引回収することにより、空隙に在る異物を水の流れを利用して押し流し、而して異物を効果的に剥離し且つ吸引回収することが可能な、物体表面に沿って移動する装置もしくは工法を提供することにある。
【0045】近年、夏季の都市部においては、事業所の冷房や自動車などから大量に放出される熱に起因して、郊外に比べて都心部ほど気温が高く、等温線が島のように浮き上がるような形になる現象、いわゆるヒートアイランド現象が発生しており、該ヒートアイランド現象を緩和するために、多数の空隙を備え且つ該空隙の部分には保水性のある特殊な材料を充てんしたいわゆる保水性舗装が施されている。該保水性舗装においては、雨天時に保水材に水分を蓄え、晴天時に該水分が蒸発する時に路面から気化熱を奪い、而して路面温度の上昇を防ぐ。保水性舗装の課題として、雨が降らず日照りが続いた時においては保水材の水分が枯渇してしまうため、このような時に保水材に水分を蓄える手段が必要である。
以上に述べた本発明の実施例の装置における水圧入ユニットは、該保水性舗装においても、水をより高い圧力に加圧して該保水性舗装の空隙の部分に圧入させることが可能であるため、必要な量の水を素早く該保水性舗装に浸透させることができる。
【0046】以上に、本発明の実施例の装置について説明したが、本発明の実施例の装置は該好適実例の他にも特許請求の範囲に従って種々の実施例を考えることができる。
【0047】
【発明の効果】
本発明においては、物質を流体移送する媒質としての水を多孔質の物体表面の空隙の部分に圧入して保水せしめ、その後、真空掃除機と連結された吸引ノズルにより空隙の部分に保水された水を吸引回収することにより、空隙に在る異物を水の流れを利用して押し流し、而して異物を効果的に吸引回収することが可能である。
【0048】本発明においては、多孔質の物体表面の空隙の部分に圧入される水が超音波を効果的に伝搬する媒質であることを利用して、複雑に曲がりくねった空隙に在る異物に対して超音波を作用させ、よって異物を空隙の表面から剥離させて水中に浮遊させ、その後、真空掃除機と連結された吸引ノズルにより空隙の部分に保水された水を吸引回収することにより、空隙に在る異物を水の流れを利用して押し流し、而して異物を効果的に剥離し且つ吸引回収することが可能である。
【0049】本発明においては、水をより高い圧力に加圧して保水性舗装の空隙の部分に圧入させることが可能であるため、必要な量の水を素早く該保水性舗装に浸透させることができる。
【0050】本発明においては、多孔質の物体表面の空隙の大きさに相似の値を計算で求める機能を備えているので、例えば、多孔質舗装の空隙率に相似の値を収集かつ保存することが可能であるため、該値に基づき多孔質舗装における空隙率の分布図を作成することができ、よって多孔質舗装の維持、管理に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成された装置の好適実施例を物体表面の方向から見た平面図。
【図2】図1に示す装置におけるA−Aの断面図。
【図3】図1に示す装置におけるB−Bの断面図。
【図4】本発明に従って構成された装置の好適実施例の全体システムを示す図。
【図5】本発明に従って構成された装置が備える圧力調整弁の好適実施例の第1例を示す断面図。
【図6】本発明に従って構成された装置が備える圧力調整弁の好適実施例の第2例を示す断面図。
【図7】図2に示す本発明に従って構成された装置の断面図において、超音波振動子91のかわりに、回転羽根811、回転羽根駆動モータ81、及びキャビテーションを促進する空気もしくは空気を飽和状態近くに含有した水を噴出するノズル84を備えた、本発明に従って構成された装置の断面図。
【図8】図7に示す本発明に従って構成された装置の断面図において、回転羽根811、回転羽根駆動モータ81、及びキャビテーションを促進する空気もしくは空気を飽和状態近くに含有した水を噴出するノズル84のかわりに、キャビテーションを伴う高速水噴流を噴出するノズル74を備えた、本発明に従って構成された装置の断面図。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a device that is made of a porous material such as fiber or drainage pavement and is closely attached to and moves along the surface of an object having a large number of voids, in which a liquid such as water is injected into the voids. Device that moves along the surface of an object so that the liquid can be quickly stored in the void.
The present invention is also directed to a method of injecting a liquid such as water into the voids on the surface of an object having a large number of voids made of a porous material, such as fibers and drainage pavement, and emitting ultrasonic waves toward the surface of the object. Thus, it relates to a device moving along an object surface capable of performing ultrasonic cleaning of the object surface.
The present invention also provides a method of pressing a liquid such as water into the voids on the surface of an object having a large number of voids using a porous material, such as fiber or drainage pavement, and sucking and recovering the liquid after the press-in. Thus, the present invention relates to a device that moves along the surface of an object, which can effectively remove foreign substances present in the gap.
The present invention also provides a method of pressing a liquid such as water into the voids on the surface of an object having a large number of voids using a porous material, such as fiber or drainage pavement, and sucking and recovering the liquid after the press-in. Thus, the present invention relates to a method for effectively removing foreign matter present in the void.
[0002]
[Prior art 1]
Hereinafter, a first example of a conventional technique according to the present invention will be described.
For example, on a road on which porous drainage pavement has been applied, as time passes after the pavement, voids in the porous pavement are clogged with foreign substances such as mud, the porosity is reduced, and the drainage function is reduced. Therefore, it is necessary to remove void clogging substances such as mud from the voids at intervals of about once every five years.
Conventionally, as means for removing foreign matter such as mud from the gap, a means for sucking and collecting by a suction nozzle of a vacuum cleaner can be considered.
[0003]
[Problem 1 to be Solved by the Invention]
In a conventional vacuum cleaner, the atmosphere is used as a medium for suspending and attaching foreign substances adhering to voids on the surface of a porous object, placing them on a flow of a fluid, and performing suction and recovery. However, when water is used as a medium in which the foreign matter is floated and washed away, water is stronger than the air by about 800 times.
The present invention has been made in view of the above problems, and has been made in order to solve the problems. It is an object of the present invention to provide a method for transferring water as a medium for transferring a substance into a porous material. The foreign substance in the gap is utilized by the water flow by suctioning the water retained in the gap by the suction nozzle connected to the vacuum cleaner by press-fitting it into the gap on the surface and then retaining it. It is an object of the present invention to provide an apparatus or a method for moving along the surface of an object, which is capable of effectively sucking and collecting foreign matter.
Another object of the present invention is to utilize the fact that water pressed into the void portion on the surface of the porous object is a medium that effectively propagates ultrasonic waves, so that the water exists in a complicated and meandering void. The ultrasonic wave is applied to the foreign matter, which causes the foreign matter to separate from the surface of the gap and float in the water. Thereafter, the suction nozzle connected to the vacuum cleaner suctions and collects the water retained in the gap. Accordingly, there is provided an apparatus or a method for moving along the surface of an object, in which the foreign matter existing in the gap is flushed away by using the flow of water, whereby the foreign matter can be effectively separated and suctioned and collected. It is in.
[0005]
[Prior art 2]
Hereinafter, a second example of the conventional technique according to the present invention will be described.
In recent years, in urban areas in summer, the temperature is higher in the city center than in the suburbs, and the isothermal line rises like an island due to the large amount of heat released from the cooling of the office and automobiles. , A so-called heat island phenomenon has occurred. In order to alleviate the heat island phenomenon, a so-called water-retentive pavement having a large number of voids and a portion filled with a water-retentive special material is applied to the voids. Sometimes, water is stored in the water retention material, and when the moisture evaporates in fine weather, heat of vaporization is taken from the road surface, thereby preventing the road surface temperature from rising. It is said that it has the effect of lowering the temperature by about 10 ° C. compared to ordinary pavement.
As a problem of water-retentive pavement, when rain does not fall and sunshine continues, the moisture of the water retention material will also be depleted, but in such a case, consider a method of sprinkling water on the road surface as a means of storing water in the water retention material be able to. However, it is difficult to sprinkle a necessary amount of water in a short time by waiting for sprinkled water to naturally infiltrate the water-retentive pavement.
In addition, when foreign matter such as mud is clogged in voids on the surface of the water-retentive pavement and the porosity is reduced, it is more difficult to spray a required amount of water in a short time.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention has been made in order to solve the problems. The purpose of the present invention is to quickly supply a necessary amount of water. It is an object of the present invention to provide a device for moving along a surface of an object, which water can be pressurized to a higher pressure so as to penetrate a water retaining pavement so as to penetrate the water retaining pavement.
[0007]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a porous material is made of a material as described in claims 1 to 9 of the claims. In a device that moves along the surface of an object, a casing whose direction toward the surface of the object is open, a seal member attached to the open portion, and a distance between the open portion and the surface of the object is a predetermined distance. Means for holding liquid, pressurizing a liquid into a pressurized area formed by the casing, the seal member and the object surface in cooperation with each other, and means for moving the pressurized area along the object surface. There is provided an apparatus for moving along an object surface, comprising:
[0008] According to the present invention, and as set forth in claim 10,
An apparatus for moving along an object surface according to claims 1 to 9;
A casing made of a porous material and having an opening on the surface of the object surface, a sealing member attached to the opened portion, and means for maintaining a distance between the opened portion and the object surface at a constant distance; Means for sucking gas from a reduced pressure region formed by the casing, the seal member and the surface of the object cooperating with each other, and means for moving the reduced pressure region along the surface of the object. A device that moves along the surface of the object; and presses the liquid onto the surface of the object made of a porous material, and then sucks and recovers the injected liquid. An apparatus is provided for moving.
According to the present invention, further, as set forth in
Using a device moving along the surface of an object according to claims 1 to 9;
A casing made of a porous material and having an opening on the surface of the object surface, a sealing member attached to the opened portion, and means for maintaining a distance between the opened portion and the object surface at a constant distance; Means for sucking gas from a reduced pressure region formed by the casing, the seal member and the surface of the object cooperating with each other, and means for moving the reduced pressure region along the surface of the object. And a device that moves along the surface of the object.
[0010]
【Example】
Preferred embodiments of the device constructed according to the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
Referring to FIGS. 1 to 6, the illustrated device is a water press-in unit, a suction nozzle unit, a truck equipped with the water press-in unit and the suction nozzle unit, and pressurizes the water press-in unit to a predetermined pressure. And a vacuum pump for sucking air from the suction nozzle unit.
With respect to the running direction of the illustrated device, the running direction is the direction of arrow C in FIG. 1, but on the surface 1 of the object to be treated, the water injection unit first passes, and then the suction nozzle unit passes. The direction of travel of the device is thus configured.
The water press-fitting unit includes a
The
The suction nozzle unit has a decompression casing 21. The decompression casing 21 is cylindrical and has an opening at a portion facing the object surface 1, and the cross section of the decompression casing 21 parallel to the object surface 1 has a long shape. It has a circular shape. A pressure reducing seal member 31 made of a relatively flexible material such as polyurethane rubber or plastic is attached to an open portion of the pressure reducing casing 21 with bolts and nuts. The pressure-reducing seal member 31 has an oval ring shape as a whole, and has a free end extending outside the pressure-reducing casing 21 along the object surface 1. With this shape, the pressure reducing seal member 31 is pressed against the object surface 1 by the pressure of the fluid existing outside the pressure reducing seal member 31. That is, the shape of the pressure reducing seal member 31 is a so-called self-sealing shape.
The pressure reduction casing 21 and the pressure reduction seal member 31 define the
A
A connection joint 221 welded to the
The details of the pressure regulating valve 92 will be described. The casing 921 of the pressure regulating valve 92 is roughly divided into two chambers, a valve plate storage chamber and a valve plate drive chamber. Inside the valve plate storage chamber, the disc-shaped valve plate 927 is lowered by the drive rod 926 to close the valve hole 931 having a diameter of
Inside the valve plate driving chamber, a circular membrane-shaped diaphragm 929 divides the valve plate driving chamber into two chambers, a pilot pressure chamber 933 and an upstream pressure chamber 934. When the valve plate 927 is closing the valve hole 931, the diaphragm 929 is pushing the disk-shaped piston 928 having a
Since the connection joint 922 of the upstream valve chamber 931 and the connection joint 925 of the upstream pressure chamber 934 are connected by a hose, the pressures in the upstream valve chamber 931 and the upstream pressure chamber 934 are the same. When the diameter Dacm of the valve hole 931 is the same as the diameter Dbcm of the piston 928, the valve plate 927 is pushed upward to open the valve hole 931, and the piston 928 is pushed downward to close the valve hole 931. Are balanced.
A connection joint 924 of the pilot pressure chamber 933 is connected via a hose 942 to a pressure-reducing valve 943 with a relief located upstream thereof and to the air compressor 94 further upstream thereof. The absolute pressure of the pilot pressure chamber 933: Px kgf /
The absolute pressure in the pilot pressure chamber 933: Px kgf /
A connection joint 211 connected to the
A rotary feeder 964 for discharging water collected inside the cyclone 963 to an external water storage tank 97 is mounted below the cyclone 963.
An ultrasonic oscillator 91 for ultrasonically cleaning the object surface 1 by emitting ultrasonic waves toward the object surface 1 with water existing in the
[0019]
[Action]
Next, the operation and effect of the apparatus according to the preferred embodiment of the present invention will be described.
When the water supply pump 95 is operated, water is supplied to the
That is, since the valve plate 927 of the pressure adjusting valve 92 is set so that the valve plate 927 is opened when the absolute pressure of the pressurized region 12: Pb kgf /
The pressure of the water in the
The pressure of the water in the
Regarding the degree of the flow path resistance exerted by the gap from the pressurized
Thus, the total area of the voids on the object surface 1 is Aa square m, the area of the gap between the free end of the
Q * Q = C * C * A * A * 2 * g * P * 10332 / r
Note that C is a flow coefficient (about 0.65), g is the acceleration of gravity (9.8 m / s2), and r is the specific weight of water (1000 kgf / m3 at 1 atm and 4 degrees C).
The above equation shows that as the value of P increases, the value of Q also increases. That is, if the pressure in the
Next, when the vacuum pump 96 operates, the air inside the
When the wheels 41 are rotationally driven by driving means such as a geared motor (not shown), the device moves along the object surface 1.
When the pressure inside the
When the
Regarding the running direction of the device, the running direction of the device is configured such that the water injection unit first passes over the surface 1 of the object to be treated and then the suction nozzle unit. That is, first, water is injected between the gaps on the object surface 1 by the water injection unit, and then the water between the gaps is sucked and collected together with the atmosphere by the suction nozzle unit. The water and the atmosphere flowing into the
In the following, the effect of press-injecting water into the space between the object surfaces 1 in the apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
For example, when the object surface 1 is a drainage pavement made of a porous material, the water in the
Hereinafter, the reason will be described using mathematical expressions.
If there is a spherical foreign matter having a diameter of dm in the flow of the fluid, the drag Dkgf which the foreign matter receives from the fluid can be expressed by the following equation.
D = Cd * A * v * v * r / (2 * g)
Here, Cd is an efficiency coefficient, which is 0.34 in the case of a sphere, A is a projected area (m2) of a plane perpendicular to the direction of fluid flow, v is the velocity of fluid flow (m / s), and r is the fluid velocity. The specific weight (kgf / m3) and g are the acceleration of gravity (9.8 m / s2).
The specific weight of water at 1 atmosphere and 4 degrees C is 1000 kgf / m3, and the specific weight of air is 1.25 kgf / m3.
The above equation shows that the drag Dkgf received by a foreign substance in a fluid flow from the fluid increases in proportion to the specific weight rkgf / m3 of the fluid, and the fluid is water. Comparing the case and the case of air, at 1 atmosphere and 4 degrees C, the drag in the case of water is about 800 times the drag in the case of air.
That is, from the above equation, it can be concluded that water is more effective than air for washing out foreign substances.
The principle of the operation of the pressure regulating valve 92 will be described below with reference to FIG.
The absolute pressure of the pressurized
The total force Ft1kgf of pushing the valve plate 927 in the direction of closing it downward is:
Fb = Pb * Da * Da * 3.14 / 4
Fd = Pc * Db * Db * 3.14 / 4
Da = Db
Ft1 = Fb + Fd
Ft1 = (Pb + Pc) * Da * Da * 3.14 / 4
The total force Ft2kgf of pushing the valve plate 927 in the opening direction is:
Fc = Pc * Da * Da * 3.14 / 4
Fx = Px * Db * Db * 3.14 / 4
Da = Db
Ft2 = Fc + Fx
Ft2 = (Pc + Px) * Da * Da * 3.14 / 4
The conditions for opening the valve plate 927 are as follows:
Ft1 <Ft2
(Pb + Pc) * Da * Da * 3.14 / 4 <(Pc + Px) * Da * Da * 3.14 / 4
Pb + Pc <Pc + Px
Pb <Px
According to the above equation, the absolute pressure of the pilot pressure chamber 933: the value of Px in Pxkgf / cm2 and the pressure setting target value of the
Hereinafter, another embodiment of the pressure regulating valve 92 will be described with reference to FIG. 6 is different from the pressure regulating valve 92 in FIG. 5 in that the connection joint 924 of the pilot pressure chamber 933 is open to the atmosphere, and the piston 928 is placed downward in the upstream pressure chamber 934. There are only two points including a coil spring 935 that pushes the spring.
Hereinafter, the principle of operation of the pressure regulating valve 92 shown in FIG. 6 will be described using mathematical expressions.
The absolute pressure of the
The total force Ft1kgf of pushing the valve plate 927 in the direction of closing it downward is:
Fb = Pb * Da * Da * 3.14 / 4
Fd = Pc * Db * Db * 3.14 / 4
Da = Db
Ft1 = Fb + Fd + Fs
Ft1 = (Pb + Pc) * Da * Da * 3.14 / 4 + Fs
The total force Ft2kgf of pushing the valve plate 927 in the opening direction is:
Fc = Pc * Da * Da * 3.14 / 4
Fx = 1.0332 * Db * Db * 3.14 / 4
Da = Db
Ft2 = Fc + Fx
Ft2 = (Pc + 1.0332) * Da * Da * 3.14 / 4
The conditions for opening the valve plate 927 are as follows:
Ft1 <Ft2
(Pb + Pc) * Da * Da * 3.14 / 4 + Fs <(Pc + 1.0332) * Da * Da * 3.14 / 4
Fs <(1.0332-Pb) * Da * Da * 3.14 / 4
According to the above formula, the force of the coil spring 935 pushing the piston 928 downward: Fskgf is the absolute pressure: Pbkgf /
That is, it can be seen that the pressure in the
The pressure regulating valve 92 in FIG. 6 has an advantage that the pressure setting of the pilot pressure chamber 933 is not required as compared with the pressure regulating valve 92 in FIG. In the embodiment of the present invention, either pressure regulating valve may be used.
The pressure of the water supply pump 95 varies depending on the length of the hose 951, and the pressure loss of the hose 951 is a large value. It is necessary to select. Further, when the discharge pressure of the water supply pump 95 is large, the diameter of the hose 951 can be further reduced. Therefore, on the downstream side of the water supply pump 95, a pressure regulating valve having a pressure reducing function is inevitably required.
The pressure regulating valve 92 of the apparatus according to the embodiment of the present invention has an excellent feature that the water supplied from the water supply pump 95 can be reduced to an arbitrary pressure regardless of the discharge pressure of the pump.
The point where it is important to maintain the
Maintaining the pressurized
Q * Q = C * C * A * A * 2 * g * P * 10332 / r
Indicates that when the value of P is a constant, the value of A can be obtained by calculation when the value of Q is measured.
The value of A is the sum of Aa square m when the total area of the voids on the object surface 1 is Aa square m, and the area of the gap between the free end of the
If the above equation is used, if the flow rate of water decreases when the differential pressure between the absolute pressure of the atmosphere and the absolute pressure of the
In the apparatus according to the embodiment of the present invention, which moves along an object surface having a large number of voids by using a porous material as a raw material, an amount Q of water supplied to the
In a device that moves along the surface of an object made of a porous material, a casing having an opening in the direction of the object surface, a sealing member attached to the opened portion, the opened portion and the object surface Means for maintaining the distance of the object at a constant distance, means for forcing a liquid into a pressurized area formed by the casing, the seal member and the surface of the object in cooperation, and Means for moving along the surface of the object, the amount of water per unit time supplied to the pressurized area, and the absolute value of the pressurized area. Moving along the surface of the object, comprising means for measuring a pressure difference P between the pressure and the absolute pressure of the atmosphere, and means for calculating a value similar to the size of the gap from Q and P; Equipment to do.
The fluid described above may be a liquid or a gas.
The operation of the apparatus according to the embodiment of the present invention when the ultrasonic oscillator 91 for ultrasonic cleaning is provided in the
When an ultrasonic wave is emitted from the ultrasonic oscillator toward the object surface 1, the water in the
For example, in the case where the object surface 1 is a drainage pavement made of a porous material, water existing in the
Hereinafter, the principle of cleaning will be described.
In the apparatus according to the embodiment of the present invention having the ultrasonic oscillator 91 for ultrasonic cleaning in the
Referring now to FIG. 7, instead of the ultrasonic oscillator 91 in FIG. 2, the rotating blade 811, the rotating blade drive motor 81, and air for promoting cavitation or air near the saturation state are contained. Another embodiment of the apparatus according to the embodiment of the present invention having the nozzle 84 for jetting water will be described.
The device of FIG. 7 shows another embodiment of the device of the present invention which exerts a cleaning action on the object surface 1 by the action of ultrasonic waves, which is different from the device of FIG.
In the illustrated apparatus, a rotating blade drive motor 81 having a rotating blade 811 for agitating water existing in the
Further, the
The operation of the apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 7 will be described below.
When the rotating blades 811 rotate at a high speed in the water in the
FIG. 8 shows a high-speed water with cavitation instead of the rotary blade 811, the rotary blade drive motor 81, and the nozzle 84 for jetting air for promoting cavitation or water containing air near saturation. Fig. 9 shows another embodiment of the device of the invention, which has a nozzle 74 for emitting a jet and exerts a cleaning action on the object surface 1 by the action of ultrasound.
The high-speed water jet with cavitation means that the high-speed water jet is supplied with air or water containing air near the saturation state in the high-speed water jet at a portion upstream of the nozzle of the nozzle 74. A high-speed jet of water configured to grow into a group of cavities with higher impact force when the jetted air molecules are nucleated, that is, to promote cavitation. The shock wave acts on the object surface 1 due to the occurrence of the cavitation, thereby separating the adhered dirt from the object surface 1, that is, exerting a cleaning action on the object surface 1.
Although not shown, the circulation of water used for the high-speed water jet is first suctioned by a high-pressure water pump from the water in the
The purpose of the apparatus of the embodiment of the present invention described above is to press water as a medium for transferring a substance into a void portion on the surface of a porous object to keep water therein, and then to apply a vacuum. By sucking and collecting the water retained in the gap by the suction nozzle connected to the vacuum cleaner, the foreign matter in the gap is flushed using the flow of water, and thus the foreign matter is effectively sucked and collected. It is an object of the present invention to provide a device or method for moving along an object surface. In the apparatus of the embodiment of the present invention described above, the water injection unit and the suction nozzle unit are mounted on the same truck, but they may be mounted on separate trucks.
Further, the object of the present invention is to utilize the fact that water injected into the voids on the surface of the porous object is a medium that effectively propagates ultrasonic waves, so that the water exists in a complicated meandering void. The ultrasonic wave is applied to the foreign matter, which causes the foreign matter to separate from the surface of the gap and float in the water. Thereafter, the suction nozzle connected to the vacuum cleaner suctions and collects the water retained in the gap. Accordingly, there is provided an apparatus or a method for moving along the surface of an object, in which the foreign matter existing in the gap is flushed away by using the flow of water, whereby the foreign matter can be effectively separated and suctioned and collected. It is in.
In recent summer, in urban areas in summer, the temperature is higher in the city center than in the suburbs, and the isotherm rises like an island due to the large amount of heat released from the cooling of the office and the automobile. Such a phenomenon, the so-called heat island phenomenon, has occurred. In order to alleviate the heat island phenomenon, a so-called water retentivity having a large number of voids and filling the voids with a special material having a water retentivity. Paved. In the water-retentive pavement, moisture is stored in the water-retaining material during rainy weather, and vaporization heat is taken from the road surface when the moisture evaporates during fine weather, thereby preventing a rise in road surface temperature. As a problem of the water-retentive pavement, when the rain does not fall and the sunshine continues, the water content of the water-retention material is depleted. In such a case, a means for storing the water in the water-retention material is necessary.
The water press-fitting unit in the apparatus of the embodiment of the present invention described above can pressurize water to a higher pressure and press-fit it into the void portion of the water-retentive pavement even in the water-retentive pavement. The required amount of water can quickly penetrate the water-retentive pavement.
Although the apparatus according to the embodiment of the present invention has been described above, the apparatus according to the embodiment of the present invention can be embodied in various embodiments other than the preferred embodiment according to the claims.
[0047]
【The invention's effect】
In the present invention, water as a medium for transferring a substance as a fluid is pressed into a void portion on the surface of a porous object to retain water, and then water is retained in the void portion by a suction nozzle connected to a vacuum cleaner. By sucking and collecting the water, the foreign matter existing in the gap can be washed away by using the flow of the water, so that the foreign matter can be effectively sucked and collected.
In the present invention, utilizing the fact that water pressed into the voids on the surface of the porous object is a medium that effectively propagates ultrasonic waves, the foreign matter present in the complicated and winding voids is eliminated. By applying ultrasonic waves, the foreign matter is peeled off from the surface of the gap and floated in water, and then the water retained in the gap by the suction nozzle connected to the vacuum cleaner is collected by suction. The foreign matter existing in the gap is flushed away by using the flow of water, so that the foreign matter can be effectively peeled off and collected by suction.
In the present invention, since it is possible to press water to a higher pressure and press it into the void portion of the water-retentive pavement, it is possible to quickly permeate the required amount of water into the water-retentive pavement. it can.
The present invention has a function of calculating a value similar to the size of a void on the surface of a porous object by calculation, so that, for example, a value similar to the porosity of a porous pavement is collected and stored. Since it is possible, a distribution map of the porosity in the porous pavement can be created based on the value, thereby contributing to the maintenance and management of the porous pavement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a preferred embodiment of an apparatus constructed according to the present invention, as viewed from the direction of the object surface.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in the device shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in the apparatus shown in FIG.
FIG. 4 shows the overall system of a preferred embodiment of the device configured according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a first example of a preferred embodiment of a pressure regulating valve provided in an apparatus constructed according to the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a second example of the preferred embodiment of the pressure regulating valve provided in the device constituted according to the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the apparatus constructed in accordance with the present invention shown in FIG. 2, in which a rotating blade 811, a rotating blade drive motor 81, and air or air for promoting cavitation are saturated in place of the ultrasonic vibrator 91; FIG. 3 is a cross-sectional view of an apparatus constructed in accordance with the present invention with a nozzle 84 for ejecting water contained nearby.
8 is a cross-sectional view of the apparatus constructed according to the present invention shown in FIG. 7, showing a rotating blade 811, a rotating blade drive motor 81, and a nozzle for jetting air for promoting cavitation or water containing air near saturation. FIG. 9 is a cross-sectional view of an apparatus constructed in accordance with the present invention having a nozzle 74 for ejecting a high-speed water jet with cavitation instead of 84.
Claims (11)
多孔質の材料を素材とする物体表面の方向が開口したケーシングと、該開口した部分に装着されたシール部材と、該開口した部分と該物体表面との距離を一定の距離に保持する手段と、該ケーシングと該シール部材と該物体表面とが協働して形成した減圧領域から気体を吸引する手段と、該減圧領域を該物体表面に沿って移動させる手段、を備えていることを特徴とする物体表面に沿って移動する装置;とを備え、多孔質の材料を素材とする物体表面へ液体を圧入した後に、該圧入した液体を吸引回収する、ことを特徴とする物体表面に沿って移動する装置。An apparatus for moving along an object surface according to claims 1 to 9;
A casing made of a porous material and having an opening on the surface of the object surface, a sealing member attached to the opened portion, and means for maintaining a distance between the opened portion and the object surface at a constant distance; Means for sucking gas from a reduced pressure region formed by the casing, the seal member and the surface of the object cooperating with each other, and means for moving the reduced pressure region along the surface of the object. A device that moves along the surface of the object; and presses the liquid onto the surface of the object made of a porous material, and then sucks and recovers the injected liquid. Device to move.
多孔質の材料を素材とする物体表面の方向が開口したケーシングと、該開口した部分に装着されたシール部材と、該開口した部分と該物体表面との距離を一定の距離に保持する手段と、該ケーシングと該シール部材と該物体表面とが協働して形成した減圧領域から気体を吸引する手段と、該減圧領域を該物体表面に沿って移動させる手段、を備えていることを特徴とする物体表面に沿って移動する装置;を用いて該圧入した液体を吸引回収する工法。Using a device moving along the surface of an object according to claims 1 to 9;
A casing made of a porous material and having an opening on the surface of the object surface, a sealing member attached to the opened portion, and means for maintaining a distance between the opened portion and the object surface at a constant distance; Means for sucking gas from a reduced pressure region formed by the casing, the seal member and the surface of the object cooperating with each other, and means for moving the reduced pressure region along the surface of the object. And a device that moves along the surface of the object.
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