JP2006336567A - 水封式真空ポンプを搭載した吸引車 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸引装置を小型化・軽量化することができ、真空ポンプの冷却効果に優れ、長時間に亘って高い吸引能力を維持できる水封式真空ポンプ搭載の吸引車を提供すること。
【解決手段】 レシーバタンクと、該レシーバタンク内を減圧する吸引装置を車両に搭載した吸引車であって、吸引装置は、水封式真空ポンプと、レシーバタンクと水封式真空ポンプとの間に設けられた集塵装置を備え、集塵装置はサイクロンからなる２次キャッチャと水槽からなる３次キャッチャとからなり、レシーバタンクは、内部空間が仕切られて、一方の空間が被回収物を収容する被回収物収容室、他方の空間が封入水を入れた封入水室とされ、これら被回収物収容室と封入水室は２次キャッチャを介して連通連結され、封入水室は３次キャッチャを構成し且つ水封式真空ポンプと接続されて内部の封入水を冷却水として水封式真空ポンプ内に供給可能に構成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は水封式真空ポンプを搭載した吸引車に関し、より詳しくは、吸引装置をコンパクト化することができるとともに、長時間に亘って高い吸引能力を維持することが可能であって、特に乾燥粉体の吸引回収に好適に用いられる水封式真空ポンプを搭載した吸引車に関する。

乾燥粉体等を吸引回収するための吸引車としては、例えば図７に示した構成の吸引装置を車両に搭載したものが存在している。
図７に示した吸引装置は、吸引ホース（Ａ）の一端部をレシーバタンク（Ｂ）内に挿入配置して、直列に接続された２台のルーツブロワ（Ｃ）の駆動により吸引力を発生してレシーバタンク（Ｂ）内を負圧にすることによって、吸引ホース（Ａ）の他端部から回収物を吸引回収する構成を有しており、レシーバタンク（Ｂ）とルーツブロワ（Ｃ）の間には、２次キャッチャ（サイクロン）（Ｄ）、３次キャッチャ（Ｅ）、４次キャッチャ（Ｆ）からなる集塵装置が順次介装されている。
尚、図中の矢印のうち、実線は吸引時の空気の流れ、長破線は吸引時の回収物の流れ、二点鎖線は吸引時の冷却水の流れ、短破線は圧送時の空気の流れを夫々示している。

一般的に、吸引車においては、長時間運転に伴う真空ポンプが過熱することによって、吸引力が徐々に低下するという問題がある。
図７に示す装置では、４次キャッチャ（Ｆ）内の水を冷却水としてルーツブロワ（Ｃ）内に供給する構成を採ることによってこの問題を解決しているが、レシーバタンク（Ｂ）とルーツブロワ（Ｃ）の間に、集塵装置として２次キャッチャ（Ｄ）、３次キャッチャ（Ｅ）、４次キャッチャ（Ｆ）を設けているため、装置全体が大型化・重量化してしまうという別の問題があった。
更に、ルーツブロワはその構造上、微小異物が内部に詰まり易いため、乾燥粉体の吸引回収への使用には適さないという問題もあった。

一方、ルーツブロワに比べて乾燥粉体の吸引に適している水封式真空ポンプを用いた吸引車も存在している（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の開示技術は、レシーバタンク内の水を水封式真空ポンプ内に導入することによって、水封式真空ポンプの過熱を防止することができるように構成したものである。

しかしながら、この特許文献１の開示技術では、大気圧であるレシーバタンク内の水温が運転時間の経過に伴って急激に上昇するため、運転が長時間になるとレシーバタンク内の水を冷却水として使用しても充分な冷却効果が得られなくなる。
そのため、長時間の運転に伴う真空ポンプの過熱を防ぐことは困難であり、吸引力の経時的低下を防止することができなかった。

また、サイクロンをレシーバタンクに一体化することにより省スペース化を図る技術は、下記特許文献２に開示されている如く公知である。
しかしながら、特許文献２に開示されている技術は、湿式サイクロンでレシーバタンクに回収した汚水を清澄化してプランジャポンプで再利用する技術であるため、乾燥粉体の回収にこの技術を使用することはできなかった。

実開昭５４−７８９０５号公報 特許第３００６６７４号公報

本発明は上記した従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、吸引装置をコンパクト化・軽量化することができるとともに、真空ポンプの冷却効果に優れ、長時間に亘って高い吸引能力を維持することが可能であり、特に乾燥粉体の吸引回収のために好適に用いることができる水封式真空ポンプを搭載した吸引車を提供するものである。

請求項１に係る発明は、レシーバタンクと、該レシーバタンク内を減圧する吸引装置を車両に搭載してなる吸引車であって、前記吸引装置は、水封式真空ポンプと、前記レシーバタンクと水封式真空ポンプとの間に設けられた集塵装置を備え、該集塵装置はサイクロンからなる２次キャッチャと水槽からなる３次キャッチャとからなり、前記レシーバタンクは、内部空間が仕切られて、一方の空間が被回収物を収容する被回収物収容室、他方の空間が封入水を入れた封入水室とされ、これら被回収物収容室と封入水室は前記２次キャッチャを介して連通連結されてなり、該封入水室は前記３次キャッチャを構成し且つ前記水封式真空ポンプと接続されて内部の封入水を冷却水として該水封式真空ポンプ内に供給可能に構成されていることを特徴とする吸引車に関する。

請求項２に係る発明は、前記２次キャッチャを構成するサイクロンが、気流入口が前記被回収物収容室と接続され、気流出口が前記水封式真空ポンプと接続され、捕捉ミスト出口が封入水に向けて開口するように、前記３次キャッチャを構成する封入水室の上部に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１記載の吸引車に関する。

請求項３に係る発明は、シャーシに取り付けられたエアーコンディショナにより冷却された外気を、前記水封式真空ポンプの内部に導入するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の吸引車に関する。

請求項４に係る発明は、前記水封式真空ポンプは、その吐出口がサイクロンの吸気口と接続されてなり、該サイクロンは前記吸気口を備えた外筒部と、該外筒部の上方に同心状に配置された内筒部とからなるサイクロン本体と、該サイクロン本体の上部に一体に設けられて前記内筒部の上端開口部と連通する筒状のチャンバとからなり、該チャンバは前記内筒部よりも大径とされ且つその内部は内筒部よりも低圧とされてなるとともに、該内筒部から導入された気体を取り出すための排気口と、該内筒部から導入された水分を前記外筒部へと導くための導水口とを備えてなることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の吸引車に関する。

請求項１に係る発明によれば、水封式真空ポンプを使用しているために乾燥粉体の吸引回収作業に適した車両となるとともに、レシーバタンクの内部空間の一部が３次キャッチャを構成する封入水室とされているため、車両に搭載される装置全体をコンパクト化・軽量化することができる。更に、負圧となる封入水室内の封入水を水封式真空ポンプ内を冷却する冷却水として使用するため、高い冷却効果が得られ、長時間に亘って高い吸引力を維持することが可能な吸引車となる。

請求項２に係る発明によれば、２次キャッチャを構成するサイクロンが、レシーバタンクの一部に形成された封入水室の上部に一体的に設けられているため、車両に搭載される装置全体を更にコンパクト化・軽量化することが可能となる。

請求項３に係る発明によれば、シャーシに取り付けられたエアーコンディショナにより冷却された外気を水封式真空ポンプに導入することによって、冷却水による冷却が補助されて更に高い冷却効果が得られ、より長時間に亘って高い吸引力を維持することが可能となる。

請求項４に係る発明によれば、大型タンクを用いることなく小型の装置によって水封式真空ポンプの排気から水分を効率的に回収することができるため、車両に搭載される装置全体をコンパクト化することが可能となる。

以下、本発明に係る吸引車の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１乃至図３は本発明に係る吸引車の外観図であって、図１は上面図、図２は側面図、図３は背面図である。また、図４は本発明に係る吸引車に搭載された吸引装置の構成を示すフローシートである。
本発明に係る吸引車は、車台上にレシーバタンク（１）と、該レシーバタンク（１）内を減圧する吸引装置（２）を搭載している。

吸引装置（２）は、水封式真空ポンプ（３）と、レシーバタンク（１）と水封式真空ポンプ（３）との間に設けられた集塵装置を備えている。
本発明において吸引力を発生させるための装置として、水封式真空ポンプを使用するのは、水封式真空ポンプがルーツブロワに比べて乾燥粉体の吸引回収作業に適しているためである。

集塵装置は、サイクロンからなる２次キャッチャ（４）と、水槽からなる３次キャッチャ（５）の２つの装置から構成されている。尚、１次が無いのは、後述する被回収物収容室を１次キャッチャとみなしているためである。

レシーバタンク（１）は、内部空間が前後に仕切られており、一方の空間（後部空間）が被回収物を収容する被回収物収容室（１１）とされ、他方の空間（前部空間）が封入水を入れた封入水室（１２）とされている。
本発明においては、このレシーバタンク（１）の一画に設けられた封入水室（１２）が、上記した３次キャッチャ（５）を構成している。

２次キャッチャを構成するサイクロン（４）は、３次キャッチャ（５）を構成している封入水室（１２）の上部に一体的に設けられている
このサイクロン（４）は安定柱付構造のものであって、その気流入口が被回収物収容室（１１）と接続されるとともに、気流出口が水封式真空ポンプ（３）の吸引口と接続されており、下端部の捕捉ミスト出口が封入水室（１２）内の封入水に向けて開口するように設けられている。

本発明においては、上記したように、レシーバタンク（１）の内部空間の一部を封入水室（１２）とし、この封入水室（１２）を３次キャッチャとして機能させるとともに、２次キャッチャを構成するサイクロン（４）をこの封入水室（１２）の上部に一体的に設けたことにより、車両に搭載される吸引装置全体を、従来に比べて大幅にコンパクト化・軽量化することが可能となる。

被回収物収容室（１１）の後端部には開閉可能なハッチが設けられており、該ハッチの下方には吸引ホース（６）の一端部が接続された吸引口が設けられている。
また、被回収物収容室（１１）の上面部には別の吸引口が設けられており、必要に応じてこの吸引口に別の吸引ホース（７）を接続することが可能となっている。尚、図中の符号（８）は、この別の吸引ホース（７）を送り出すためのホース送り出し機構であり、符号（９）は、吸引ホース（７）を左右の任意位置に旋回させるための補助アームである。

レシーバタンク（１）の被回収物収容室（１１）と封入水室（１２）は、その内部においては仕切られているが、上部においては前述したようにサイクロン（４）を介して相互に連通連結されている。
これにより、吸引ホース（６）又は（７）を通って被回収物収容室（１１）内に取り入れられた被回収物中に含まれる粉塵は、気流入口からサイクロン（４）内に導入されて、捕捉ミスト出口から封入水室（１２）内の封入水に向けて落下し、封入水によって確実に捕捉される。

封入水室（１２）の下部には内部に収容されている封入水を取り出すためのパイプ（１０）の一端部が接続されており、このパイプ（１０）の他端部はポンプ（１３）を介して水封式真空ポンプ（３）の内部に挿入されている。
これによって、封入水室（１２）内に収容された封入水を、パイプ（１０）を通して水封式真空ポンプ（３）の内部へと供給することができる。

水封式真空ポンプ（３）が駆動した状態においては、封入室（１２）内が負圧となって封入室内の温度を低下させる作用が生じるので、封入水は温度上昇が抑制されて比較的低温に維持されることとなる。そのため、封入水室（１２）内に収容された封入水を水封式真空ポンプ（３）内に供給することによって、高い冷却効果が安定して発揮される。

水封式真空ポンプ（３）の吐出側は、水取り装置（サイクロン式）（１４）及びポンプ（１５）を介して封入水室（１２）と接続されており、水封式真空ポンプ（３）内に供給された冷却水はポンプ（１５）の駆動によって封入水室（１２）内へと戻され、上記負圧の作用によって再び低温の水となる。

また、水封式真空ポンプ（３）には、サイレンサ付きの通気管からなる空気冷却装置（２８）が取り付けられており、通気管から外気を内部に取り入れて断熱膨張を利用することによって該ポンプを冷却することができるようになっている。

このように、本発明においては、封入水室（１２）内の封入水による水冷と、空気冷却装置（２８）による空冷の両方の作用によって、非常に高い冷却効果を得ることができるが、更に冷却効果を高めるために、空気冷却装置（２８）による空冷機構に代えて図５に示す構成による空冷機構を採用することができる。

図５において、二点鎖線を境界として、上方側がシャーシに取り付けられる構成であり、下方側が車台上に架装される構成である。
吸引車のシャーシには、エアーコンディショナ（以下、エアコンと略）（１６）が取り付けられている。このエアコン（１６）は吸引車の運転室内を冷暖房するために取り付けられている公知の構造のものであって、コンプレッサ（１７）、ラジエタ（１８）、ファン（１９）、レシーバドライヤ（２０）、膨張弁（２１）、エバポレータ（２２）から構成されている。

一方、吸引車の車台上には別のエバポレータ（２４）が設置されており、コンプレッサ（１７）、ラジエタ（１８）、レシーバドライヤ（２０）、膨張弁（２１）を順次経て気化された冷媒を、上記シャーシ上のエバポレータ（２２）とこの車台上のエバポレータ（２４）に対して、選択的に供給できるように構成されている。

具体的には、上記公知の構造をもつエアコン（１６）において、コンプレッサ（１７）とエバポレータ（２２）とを繋ぐパイプの中途部、並びに膨張弁（２１）とエバポレータ（２２）とを繋ぐパイプの中途部に、夫々三方電磁弁（２３）を介装している。
そして、これら２つの三方電磁弁（２３）の各々について、一方の分岐口をシャーシ上のエバポレータ（２２）と接続し、他方の分岐口を車台上のエバポレータ（２４）と接続することにより、電磁弁（２３）の切り替えによって冷媒が供給されるエバポレータを選択的に切り換えることができるようになっている。

電磁弁（２３）の切り換え操作は、走行時にはエバポレータ（２２）との接続を繋ぎ、作業時（走行停止時）にはエバポレータ（２４）との接続を繋ぐようにすればよく、この操作はＰＴＯ連動等によって架装側（車台側）で行えるようにすることが好ましい。
尚、図中の実線矢印は走行時における冷媒の流れ、破線矢印は作業時における冷媒の流れを夫々示している。

車台上に架装されたエバポレータ（２４）は容器（２５）内に配設されており、サイレンサ（２６）を介して容器（２５）内に取り入れられた外気は、エバポレータ（２４）を冷媒が通過することによって冷却される。
容器（２５）にはその内部で冷却された冷気を取り出すためのパイプ（２７）の一端部が接続されており、このパイプ（２７）の他端部は水封式真空ポンプ（３）と接続されて該ポンプ内部と連通している。
これによって、エアコン（１６）により冷却された外気（冷気）が水封式真空ポンプ（３）内に供給されるので、前述した冷却水による冷却作用に加えて、冷気による冷却作用が働くこととなる。そのため、更に高い冷却効果が得られるようになり、より長時間に亘って高い吸引力を維持することが可能となる。

更に、本発明においては、水封式真空ポンプ（３）の吐出口をチャンバ付サイクロンと接続する構成を採用することが好ましい。
図６は、チャンバ付サイクロンの構成を示す概略断面図である。
チャンバ付サイクロン（３０）は、サイクロン本体（３１）と、該サイクロン本体（３１）の上部に一体に設けられたチャンバ（３２）とから構成されている。
サイクロン本体（３1）の構成は、螺旋状の空気の流れを作り出すための基本構成において公知のサイクロンと同じであり、円筒状の外筒部（３３）と、該外筒部（３３）の上方に同心状に配置された同じく円筒状の内筒部（３４）とから構成されており、外筒部（３３）には外周円接線方向に向いて開口する吸気口（４２）が設けられている。

チャンバ（３２）は、内筒部よりも大径・大容量の筒状に形成されており、その上面には排気口（３５）が設けられている。
排気口（３５）と内筒部（３４）の上端開口部とは、周壁に多数の開口を有する筒体（３６）によって接続されており、内筒部（３４）とチャンバ（３２）の内空間とは筒体（３６）の開口を介して連通している。筒体（３６）は、例えばアルミ繊維製の筒からなる。
また、チャンバ（３２）には外部に向けて開口する穴（４１）が形成されており、これによって、チャンバ内部は内筒部の内部よりも低圧の略大気圧となっている。

更に、チャンバ（３２）の底部（サイクロン本体の外筒部との境界部）には、チャンバ内に溜まった水分を取り出すための導水口が形成され、該導水口には水分を外筒部（３３）の底部へと導く導水パイプ（３７）が取り付けられている。
また、外筒部（３３）の底部には導水パイプ（３７）により導かれた水を外部に取り出すための水取出口（３８）が設けられており、この取出口（３８）から取り出された水は、封入水として３次キャッチャ（５）（封入水室（１２））へと送られる。
一方、内筒部（３４）の直下方には、大径の円板（３９）が取り付けられている。この円板（３９）は垂直下方に延びる２本の棒（４０）を介して取り付けられており、これによって円板（３９）と内筒部（３４）の下端開口部との間に隙間が形成されている。

上記構成によって、水封式真空ポンプ（３）の吐出口から取り出された気体は、チャンバ付サイクロン（３０）の吸気口（４２）からサイクロン本体（３１）内に流入して、該本体内で螺旋状に旋回する。このときの遠心力によって、気体中の水分が分離して落下し、外筒部（３３）の底部に捕集される。
水分が分離された後の気体は、円板（３９）と内筒部（３４）の下端開口部の間の隙間を通って内筒部（３４）内に取り入れられた後、内筒部（３４）を通って上昇する。

内筒部（３４）を通って上昇した気体は、筒体（３６）を通って排気口（３５）へと導かれる途中に、筒体（３６）に形成された開口からチャンバ（３２）内へと放出される。
チャンバ（３２）内に放出された気体は、大気圧となって急激に膨張し、これによってサイクロン本体で除去しきれなかった水分が気体中から除去され、除去された水分は導水パイプ（３７）を通って外筒部（３３）の底部へと導かれる。

従来、水封式真空ポンプから吐出される気体中の水分回収処理は、当該気体を容量300〜400Ｌ程度の大型タンク内へと導くことにより行われていたが、上記チャンバ付サイクロン（３０）は、直径300〜400ｍｍ、高さ1000ｍｍ程度の小型に形成することができる。
そのため、従来の大型タンクを用いた場合に比べて、車両に搭載される装置全体をコンパクト化することが可能となる。

以下、本発明に係る吸引車に搭載される吸引装置について行った実験結果を示すことにより、本発明の効果をより明確なものとする。
（実施例１）
図４及び図５に示す構成を有する装置を作動させて、時間の経過に伴う温度、圧力（負圧）、３次キャッチャ水量の変化を測定した。作動時においては、封入水室内の封入水を水封式真空ポンプ内に供給したが、エバポレータ（２４）への冷媒供給は行わなかった。
温度は、（Ａ）水封式真空ポンプの内部、（Ｂ）封入水室内の封入水、（Ｃ）被回収物収容室の内部、の３箇所で測定し、圧力は水封式真空ポンプの吸入口で測定した。
封入水室内から水封式真空ポンプへの冷却水の供給量は、運転開始から４５分間は５８Ｌ／ｍｉｎとし、その後は運転終了まで４２Ｌ／ｍｉｎとした。

（実施例２）
図４及び図５に示す構成を有する装置を作動させて、時間の経過に伴う温度、圧力（負圧）、３次キャッチャ水量の変化を測定した。作動時においては、封入水室内の封入水を水封式真空ポンプ内に供給するとともに、エバポレータ（２４）への冷媒供給も行い、温度及び圧力の測定箇所は実施例１と同じとした。
封入水室内から水封式真空ポンプへの冷却水の供給量は、運転開始から運転終了まで４７Ｌ／ｍｉｎとした。

実施例１の結果を表１に示し、実施例２の結果を表２に示す。

表１及び表２に示すように、本発明によれば、４０分乃至６０分という長時間に亘って吸引装置を駆動しても水封式真空ポンプ内の温度が大きく上昇することがなく、吸引力（負圧）の低下が殆ど起こらなかった。特に、冷気を水封式真空ポンプ内に導入した場合（表２）には、冷却水のみを導入した場合（表１）に比べて、冷却水供給量が少なくても温度上昇を更に低く抑えることができた。

本発明は、特に乾燥粉体の吸引回収のための吸引車として好適に利用できる。

本発明に係る吸引車の外観上面図である。 本発明に係る吸引車の外観側面図である。 本発明に係る吸引車の外観背面図である。 本発明に係る吸引車に搭載された吸引装置の構成を示すフローシートである。 本発明において水封式真空ポンプ内にエアコンの冷気を導入する構成を示すフローシートである。 本発明において水封式真空ポンプの吐出口に接続されるチャンバ付サイクロンの構成を示す概略断面図である。 従来の吸引車に搭載された吸引装置の構成を示すフローシートである。

符号の説明

１ レシーバタンク
２ 吸引装置
３ 水封式真空ポンプ
４ ２次キャッチャ（サイクロン）
５ ３次キャッチャ（水槽）
１１ 被回収物収容室
１２ 封入水室
１６ エアーコンディショナ
３０ チャンバ付サイクロン
３１ サイクロン本体
３２ チャンバ
３３ 外筒部
３４ 内筒部
３５ 排気口
４２ 吸気口

Claims (4)

1. レシーバタンクと、該レシーバタンク内を減圧する吸引装置を車両に搭載してなる吸引車であって、前記吸引装置は、水封式真空ポンプと、前記レシーバタンクと水封式真空ポンプとの間に設けられた集塵装置を備え、該集塵装置はサイクロンからなる２次キャッチャと水槽からなる３次キャッチャとからなり、前記レシーバタンクは、内部空間が仕切られて、一方の空間が被回収物を収容する被回収物収容室、他方の空間が封入水を入れた封入水室とされ、これら被回収物収容室と封入水室は前記２次キャッチャを介して連通連結されてなり、該封入水室は前記３次キャッチャを構成し且つ前記水封式真空ポンプと接続されて内部の封入水を冷却水として該水封式真空ポンプ内に供給可能に構成されていることを特徴とする吸引車。
2. 前記２次キャッチャを構成するサイクロンが、気流入口が前記被回収物収容室と接続され、気流出口が前記水封式真空ポンプと接続され、捕捉ミスト出口が封入水に向けて開口するように、前記３次キャッチャを構成する封入水室の上部に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１記載の吸引車。
3. シャーシに取り付けられたエアーコンディショナにより冷却された外気を、前記水封式真空ポンプの内部に導入するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の吸引車。
4. 前記水封式真空ポンプは、その吐出口がサイクロンの吸気口と接続されてなり、該サイクロンは、前記吸気口を備えた外筒部と、該外筒部の上方に同心状に配置された内筒部とからなるサイクロン本体と、該サイクロン本体の上部に一体に設けられて前記内筒部の上端開口部と連通する筒状のチャンバとからなり、該チャンバは、前記内筒部よりも大径とされ且つその内部は内筒部よりも低圧とされてなるとともに、該内筒部から導入された気体を取り出すための排気口と、該内筒部から導入された水分を前記外筒部へと導くための導水口とを備えてなることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の吸引車。
   

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