JP4769539B2

JP4769539B2 - 固体分離装置

Info

Publication number: JP4769539B2
Application number: JP2005303196A
Authority: JP
Inventors: 茂内田; 智弥金子; 耕史浜田; 哲近藤; 晃雄上宮; 雅広大倉; 高志岡本; 謙一目次
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2025-10-18
Also published as: JP2007111587A

Description

この発明は、固体分離装置に関する。

例えば、作業所内で発生する数十ｍｍのコンクリートがらや木片から、微細な粉塵まで幅広いゴミと水を回収し、しかも空気中に飛散した微細粉塵を回収し、作業所内空気環境の改善向上を図ることができる掃除機兼空気清浄機を提供することを目的として、吸引口が形成されたケーシングと、このケーシングに前記吸引口より上方位置に取付けられた正逆回転可能なファンと、前記ケーシング内でかつ前記吸引口とファンとの間に設けられたフィルター部と、前記ケーシング内でかつ前記吸引口より下方位置に設けられたゴミ回収部とを具備してなり、前記フィルター部は、上段の方がメッシュが細かい少なくとも２層の分離フィルターと、最上段の分離フィルターと前記ファンとの間に設けられて、内部に前記分離フィルターを通過してきた微細粉塵または前記ファンにより吸い込まれた微細粉塵を収容し、かつ空気が流通可能な集塵パックとにより構成されており、また、前記ケーシングには前記最上段の分離フィルターより上方位置に開閉可能な排気口が形成されていることを特徴とする掃除機兼空気清浄機（特許文献１参照）などが提案されている。
特開平７−３９４７８号公報

従来技術においては、掃除機のタンク内あるいは吸引経路の途中の分離装置内で目的の物質を分離回収する構造となっている。そのため、目的の固体と液体とを同時に連続的に吸引する場合、装置内には常に液体が流入することとなり、装置による処理のままだと固体と液体との分離が達成されない。例えば、回収対象の固体が無線ＩＣタグを付帯する場合、固体周囲に常に液体がある環境下では無線ＩＣタグの読取精度確保が難しくなるという問題があるが、この問題を解決して精度良く無線ＩＣタグの読取りを行うためには、前記掃除機の稼働を一時停止して装置内の液体が無くなるのを待つか、前記回収袋を外部に取り出して排水を行う必要がある。

そこで本発明はこのような課題に着目してなされたもので、固体物を含む流体の吸引を連続的に実行しながら、固体物と液体との分離処理を可能とする、固体分離装置を提供する。

上記目的を達成する本発明の固体分離装置は、配管の通水試験を行うべく、前記配管に液体と共に試験体である所定寸法以上の固体物を流して、前記固体物と共に流れる液体中より前記固体物を分離する装置であって、
前記配管に接続され、所定の吸引機からの負圧を受けて前記配管内の液体を引き込む吸引管と、
前記吸引管の所定の分岐箇所において、前記吸引菅から円弧状に離反する分岐流路を経て分岐する分岐管と、
前記吸引管内から前記分岐流路内へ延びるように設けられ、前記固体物が前記吸引管を通過するのを阻止して、この固体物を前記分岐管に導くと共に、前記液体が通過するのを許容する篩部材と、
前記分岐管の後端に気密に接続され、前記吸引管から前記篩部材を経て分岐管に導かれた固体物を格納する、回収容器と、を備える。

また、本発明の固体分離装置は、前記篩部材が、前記所定寸法以下の間隔で軌道が配置されたレールであるとすれば好適である。

また、本発明の固体分離装置は、前記篩部材が、前記所定寸法以下の開口をもつ網状体であるとしても好適である。

また、本発明の固体分離装置は、前記回収容器が、その端部が回収容器内壁と気密に当接する羽根体を回転軸を中心に複数備えた回転羽根機構を備えて、回収容器からの固体物の排出時に固体物の排出口と回収容器内とを気密に区画するものであるとすれば好適である。

また、本発明の固体分離装置は、前記回収容器が、気密扉を回収容器内に多重に配置した風除室機構を備えて、回収容器からの固体物の排出時に固体物の排出口と回収容器内とを気密に区画するものであるとすれば好適である。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明の実施の形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、固体物を含む流体の吸引を連続的に実行しながら、固体物と液体との分離処理が可能となる。

−−−固体分離装置の構成−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、例えば、商業ビルやマンション等の建築物における排水配管を流路として、無線ＩＣタグを付帯した固体物を水（流体）と共に排水し通水試験が行われている状況を想定する。従って、前記無線ＩＣタグを付帯した固体物を適宜な回収位置で水から分離して回収する処理が必要となる。この無線ＩＣタグを付帯した固体物の回収にあたって本発明の固体分離装置を利用することとなる。勿論、上記に本発明の適用対象が限定されるものではなく、固体物を含む流体から固体物を分離する種々の状況に適用可能である。

図１は、本実施形態における固体分離装置の構造例１を示す図である。この固体分離装置１００は、前記排水配管４０の上流側４１から流下してくる固体物たる試験体１０（無線ＩＣチップ２０を付帯）を排水配管４０の下流側４２にて回収すべく、当該下流側４２の所定位置にて、流体５に向けた吸引管１０１を備えている。この吸引管１０１の一端は、前記の通り、流体５に向けた開口１１１であって、他端１１２は掃除機などの所定の吸引機５０と接続されている。

この吸引機５０は、ポンプ等の負圧発生装置を備えており、前記吸引管１０１の管内に負圧をかけることが可能である。この吸引機５０が稼働して前記吸引管１０１の管内に負圧を生じさせることで、吸引管１０１の前記開口１１１より前記吸引機５０に向けて前記流体５を管内に引き込むこととなる。

この吸引管１０１からの流体５の引き込みは、前記吸引機５０が稼働している間は継続されるから、前記排水配管４０の下流側４２から吸引管１０１を経て、吸引機５０に向けた流路３０が形成される。固体分離装置１００は、前記吸引管１０１の所定の分岐箇所１０２において、当該吸引管１０１内の前記流路３０から遠心方向３１に分岐する分岐管１０３を備えている。これにより、前記流路３０から分岐する流路３２を導く管路が形成される。この流路３２は、前記吸引管１０１から前記分岐管１０３に至る流路であり、前記流路３０から徐々に離反する方向に延びる円弧形状を成している。

そこで、前記固体分離装置１００は、この流路３２の円弧形状に応じて、前記吸引管１０１内および前記分岐管１０３内において前記円弧形状の遠心側３３に篩部材１０４を備えている。この篩部材１０４は、所定径以上の固体物１０をふるいにかけるための構造を有しており、図１の例では例えば、前記所定径以下の間隔で軌道１１４が配置されたレール１１５を想定できる。

この場合、前記流路３０の流れの勢いにのって前記吸引管１０１から流れ込んでくる流体５（固体物１０を付帯）は、前記分岐箇所１０２周辺に設けられている前記レール１１５にそのままぶつかる。そしてこのレール１１５の軌道１１４の間に固体物１０は捕らわれると共に、前記流路３０の流れに押されレール１１５の上を前記分岐箇所１０２から分岐管１０３に向けて移動する。この固体物１０のレール１１５に沿った移動は、そのまま前記流路３２となり、前記円弧形状に従って前記流路３０から徐々に離反する方向への流れとなる。

なお、前記篩部材１０４は、図２に示すように、前記所定径以下の開口１２８をもつ網状体１２９であるとしてもよい。この場合、前記流路３０の流れの勢いにのって前記吸引管１０１から流れ込んでくる流体５（固体物１０を付帯）は、前記分岐箇所１０２周辺に設けられている前記網状体１２９にそのままぶつかる。そしてこの網状体１２９の開口１２８に固体物１０は捕らわれると共に、前記流路３０の流れに押され網状体１２９の上を前記分岐箇所１０２から分岐管１０３に向けて移動する。この固体物１０の網状体１２９に沿った移動は、そのまま前記流路３２となり、前記円弧形状に従って前記流路３０から徐々に離反する方向への流れとなる。

また、固体物１０を含む流体５が吸引管１０１から分岐管１０３へ吸引される際に、流体５の抵抗で固体物１０がその移動の勢いを失ってしまい、流体５と固体物１０との分離がなされないことがないよう、軌道１１４のレール１１５が湾曲し始める領域である分岐箇所１０２における分岐管１０３や吸引管１０１の管径が固体物１０の径に対して大きすぎないよう配慮すると好適である。例えば、分岐箇所１０２における分岐管１０３の内径と固体物１０の直径との差が数ｍｍ（例：３ミリ程度）以内とすればよい。

一方、前記レール１１５にそのままぶつかって、固体物１０が分離された流体５は、吸引管１０１から前記吸引機５０に向けて引き込まれることとなる。この時、前記吸引機５０が排水機能を備える掃除機であれば、前記流体５をそのまま吸引し、当該掃除機を介して排出処理しても良い。また、前記吸引機５０が排水機能を備えていない場合には、前記吸引管１０１と吸引機５０との間に適宜な気液分離装置１５１を配置して対応するとしてもよい。

また、前記固体分離装置１００は、前記分岐管１０３の後端１０５に気密に接続され、前記吸引管１０１から前記篩部材１０４を経て分岐管１０３に導かれた固体物１０を格納する、回収容器１０６を備えている。この回収容器１０６は、前記レール１１５に沿って分岐管１０３を導かれてきた固体物１０を連続的に回収する必要がある。

そこで、回収容器１０６が備えると好適である、固体物１０の排出機構について説明する。本実施形態では例えば、前記回収容器１０６が回転羽根機構１１６を備えている。この回転羽根機構１１６は、端部１１７が回収容器内壁１１８と気密に当接する羽根体１１９を回転軸１２０を中心に複数備えた機構である。

この回転羽根機構１１６は、前記回転軸１２０をモータなどの駆動手段で駆動して、前記羽根体１１９を回転させる。前記分岐管１０３を介して回収容器１０６に収容された固体物１０は、前記羽根体１１９の間の搬送領域１２１に落下するなどして導入され、羽根体１１９の回転により次第に排出口１２２に移動する。この時、羽根体１１９の端部１１７は回収容器内壁１１８と気密に接しているから、回収容器内と排出口１２２との間の気密性は保たれている。前記搬送領域１２１が排出口１２２の達したならば、当該搬送領域１２１に導入されていた固体物１０が排出口１２２より排出されることとなる。

また、こうした回収容器１０６が備える、固体物１０の排出機構としては、他にも図３に示すような機構が想定できる。図３は、本実施形態の固体分離装置における回収容器の構造例２を示す図である。ここでは、例えば、前記回収容器１０６が風除室機構１２３を備えている。この風除室機構１２３は、気密扉１２４を回収容器内に多重に配置した機構である。前記分岐管１０３を介して回収容器１０６に収容された固体物１０は、前記気密扉１２４のうち分岐管１０３に最も近い位置に配置されたものの扉前１２５に落下するなどして導入される。この時点で少なくとも前記気密扉１２４は閉じている。

前記風除室機構１２３は、前記気密扉１２４と隣接する気密扉１２６を閉じた上で前記気密扉１２４を開けて、前記固体物１０を前記気密扉１２４の扉前１２５から前記気密扉１２６の扉前１２７へと移動させる。また所定時間経過後、前記気密扉１２４は閉じる。これで気密扉１２４と分岐管１０３との間の機密性は保たれる。このような処理を、分岐管１０３の直近位置の気密扉１２４から前記排出口１２２の直近の気密扉１２６まで繰り返すことで、前記固体物１０の排出口１２２への移動と排出とを実行できる。

−−−通水試験に関して−−−
上述したように、固体物１０が無線ＩＣタグ２０を付帯し、この固体物１０を利用した通水試験が実施される状況を想定した場合の、本発明の適用状況について説明する。この場合、前記固体物１０が付帯する無線ＩＣタグ２０は、前記流体５たる排水が流れる排水配管４０の属性情報を格納している。この時、本発明の固体分離装置１００における前記篩部材１０４は、無線ＩＣタグ２０を付帯する所定径以上の固体物１０をふるいにかけるものであり、前記回収容器１０６は、無線ＩＣタグ２０を付帯する固体物１０を格納するものとなる。無線ＩＣタグ２０の格納する前記属性情報は、例えば、投入地点や投入担当者の携行端末のＩＤ（排水配管の上流側４１の各所や担当の処理端末を識別するＩＤ）、投入時刻情報、ゴールＩＤ（排水配管４０の下流側４２、つまり試験体としての固体物１０が到達すべき目標地点毎のＩＤ）、などが含まれる。

なお、固体物１０たる試験体としては、球体、多面体などの形態をとることができるが、流体５の流れの勢いにのり、前記篩部材１０４に沿って分岐管１０３を回収容器１０６に向けて移動可能なものであればこれらに限定されない。また、固体物１０たる試験体は、通水試験の際に、流路内を流れる流体５と一体となって流下する為に、水の流入を可能とする開口部を備えるものでもよい。或いは、固体物１０の材質自体が吸水性を備えたものや、粘土状のものであってもよい。

具体的な試験体として、プラスチック製のゴルフボール、軟式テニスボール、ゴムボールなどが使用できる。例えば、プラスチック製のゴルフボールの場合、例えば、１３．５６ＭＨｚ帯のラベル状の無線ＩＣタグを丸めて内部に挿入する。こうした試験体は、本発明の固体分離装置１００により流体５と分離されるので、無線ＩＣタグ２０が周囲を水で包まれてタグの読取り動作が出来ないといった従来課題から解放される。よって、効率的で確実なタグ読取りが可能となる。

なお、試験体がゴムボールや軟式テニスボールの場合、ボールに孔を開けてその内部に水などの流体が入るようにしたうえで、例えば１３．５６ＭＨｚ帯のアンテナ両面に１ｍｍ程度の非導電体層を設けた無線ＩＣタグを挿入するとしてもよい。これにより、無線ＩＣタグ２０が、もしも水分に包まれた状態であってもリーダライタとの間での通信が可能となる。

前記試験体は、前記排水配管４０の下流側４２におけるリーダライタ装置等による読取り処理が実行される。こうして得られた、この試験体が備える無線ＩＣタグ２０の格納情報である投入地点や投入担当者の携行端末のＩＤ（排水配管の上流側４１の各所や担当の処理端末を識別するＩＤ）、投入時刻情報、ゴールＩＤ（排水配管４０の下流側４２、つまり試験体としての固体物１０が到達すべき目標地点毎のＩＤ）は、実際に試験体が到達した排水配管４０の下流側４２のＩＤ（ゴールＩＤに対応）との照合による経路の正当性判定や、投入時刻と回収時刻とに基づく排水時間の算定といった処理に利用される。こうして通水試験が実行される。

本発明によれば、例えば掃除機などの吸引機を連続的に稼働させながら、流体中に含まれる固体物の分離回収が可能となり、流体と固体との分離を迅速かつ効率的に実現できる。また、固体分離装置の回収容器に、回転羽根機構や風除室機構を備えることで、回収容器からの固体物の排出時に固体物の排出口と回収容器内とを気密に区画することができる。これにより、連続的に掃除機を稼働させて流体の吸引を継続しつつ、固体分離装置の外への固体物の排出を実行可能となる。そのため、回収容器の容量に依らずに、目的とする固体物を迅速かつ効率的に回収できる。

また特に、無線ＩＣタグを付帯した試験体（固体物）を排水通水試験に使用する状況において本発明を適用すれば、水と試験体とを迅速かつ連続的に分離でき、周囲環境が水であると無線ＩＣタグの読取り精度が低下するという問題も解決できる。また、試験体の回収地点で人手を必要とせずに無線ＩＣタグの自動読み取りが可能となり、排水通水試験における検査作業の効率化が実現できる。

したがって、固体物を含む流体の吸引を連続的に実行しながら、固体物と液体との分離処理が可能となる。

以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本実施形態における固体分離装置の構造例１を示す図である。本実施形態における篩部材の第２の例を示す図である。本実施形態の固体分離装置における回収容器の構造例１を示す図である。

符号の説明

５（固体物を含む）流体１０固体、試験体
２０無線ＩＣタグ３０、３２流路
３１遠心方向３３円弧形状の遠心側
４０排水配管４１排水配管の上流側
４２排水配管の下流側５０吸引機
１００固体分離装置１０１吸引管
１０２分岐箇所１０３分岐管
１０４篩部材１０５分岐箇所の後端
１０６回収容器１１１吸引管の開口
１１２吸引管の他端１１４軌道
１１５レール１１６回転羽根機構
１１７羽根体の端部１１８回収容器内壁
１１９羽根体１２０回転軸
１２１搬送領域１２２排出口
１２３風除室機構１２４、１２６気密扉
１２５、１２７扉前１２８開口
１２９網状体

Claims

配管の通水試験を行うべく、前記配管に液体と共に試験体である所定寸法以上の固体物を流して、前記固体物と共に流れる液体中より前記固体物を分離する装置であって、
前記配管に接続され、所定の吸引機からの負圧を受けて前記配管内の液体を引き込む吸引管と、
前記吸引管の所定の分岐箇所において、前記吸引菅から円弧状に離反する分岐流路を経て分岐する分岐管と、
前記吸引管内から前記分岐流路内へ延びるように設けられ、前記固体物が前記吸引管を通過するのを阻止して、この固体物を前記分岐管に導くと共に、前記液体が通過するのを許容する篩部材と、
前記分岐管の後端に気密に接続され、前記吸引管から前記篩部材を経て分岐管に導かれた固体物を格納する、回収容器と、
を備える固体分離装置。
請求項１において、
前記篩部材が、前記所定寸法以下の間隔で軌道が配置されたレールであることを特徴とする固体分離装置。
請求項１において、
前記篩部材が、前記所定寸法以下の開口をもつ網状体であることを特徴とする固体分離装置。
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記回収容器が、その端部が回収容器内壁と気密に当接する羽根体を回転軸を中心に複数備えた回転羽根機構を備えて、回収容器からの固体物の排出時に固体物の排出口と回収容器内とを気密に区画するものであることを特徴とする固体分離装置。
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記回収容器が、気密扉を回収容器内に多重に配置した風除室機構を備えて、回収容器からの固体物の排出時に固体物の排出口と回収容器内とを気密に区画するものであることを特徴とする固体分離装置。