JP4913702B2 - 多目的作業に同時に使用可能なジェットポンプ装置 - Google Patents
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Description
そして、負圧を形成する場合の負圧形成装置としては、例えば吸込口と吹出口の中間にスロート部が形成された中細ノズル内に、スロート部の上流側から下流側に向かってジェット流を噴射して負圧を生じさせるジェット噴射孔を形成し、前記ジェット流によりスロート部に負圧を形成するようにしたエジェクター式の負圧形成装置が知られており、こうした負圧形成装置を各種の作業ごとにそれぞれ設けたり、1つの負圧形成装置で形成された負圧をレシーバタンク若しくはリザーブタンクに貯留し、このレシーバタンク若しくはリザーブタンクから各種の作業に分配したりしている。
また、レシーバタンク若しくはリザーブタンクに貯留した負圧を分配するようにする場合には、各作業に供給される負圧のすべてが同じ負圧になるために、例えば一つの作業の負圧が低い場合、高い負圧を必要とする別の作業には使えないという問題があった。
これにより、従来のような各種の作業ごとに負圧形成装置を設けるものに比べて、構造が簡素化されコンパクト化が図れるとともに、製造コストも安価にすることができる利点がある。
その結果、高い負圧になるほど噴射ノズルからのジェット流の吸い出し力も高まり、高負荷時の動力負荷が軽減されるので、高出力を必要とするほど多目的作業に同時に使用可能なジェットポンプ装置の省エネルギー化を図ることができる利点がある。
図1は、洗浄、吸引、脱水、搬送の各作業を行うジェットポンプ装置の概略図であって、図中符号1はこのジェットポンプ装置を全体的に示す。
このジェットポンプ装置1は、1つの圧力水形成部(圧力流体供給源)2と、この圧力水形成部2で形成された圧力水を駆動源とする洗浄作業部3と、脱水作業部4と、搬送作業部5とを備えてなる。
上記洗浄作業部3は、家屋や門扉、塀等の構築物11の表面を洗浄するために、先端部に洗浄用噴射ノズル12を設けた洗浄用ホース13が開閉弁14を介して分岐管10に連結されて構成されている。
そして、洗浄用噴射ノズル12から家屋や門扉、塀等の構築物11の表面を洗浄するために水が噴射されると、貯水槽6の水7が少なくなることから、水源16の水17を吸引して上記貯水槽6に補給する後述するジェットポンプMJPからなる水の補給手段18が設けてある。
このジェットポンプMJPには、開閉弁49を介して分岐管10に連結されており、圧力水が供給され、吸い上げ管51から吸い上げられた水源16の水17は吐出管52から貯水槽6に供給されて補給されるように構成されている。
そして、脱水作業用のジェットポンプMJPに吸引された水は、還流管23により貯水槽6に還流するようになっている。
因みに、上記境界部分28をその断面形状がベルマウス状に拡開された曲面若しくは直線状傾斜面で形成してあるのは、この部分を急激に拡大する形状にしたときには当該隅部分に発生する乱流によりジェット流が攪乱されてその流勢が低下し、ジェットポンプMJPの性能を十分に発揮させることができない等の悪影響が発生するため、当該部分を傾斜面にすることにより、ジェット流をこの傾斜面に沿わせて円滑に広げて前記のような悪影響を防止するためである。
すなわち、この混気ジェット用の噴射ノズル24は、特に図2に示すように加圧ポンプ8からの加圧水を噴射する第一噴射ノズル部分30と、その第一噴射ノズル部分30の噴口31の近傍部分を覆い、第一噴射ノズル部分30の噴口31よりわずかに大径で短寸の混気部32を形成した第二噴射ノズル部分33を、吸気用隙間34を開けた状態で配設し、第一噴射ノズル部分30の噴口31の近傍の第二噴射ノズル部分31には吸気孔35が穿設されている。
この吸気孔35は、第一噴射ノズル部分30の噴口31の近傍部分を覆う第二噴射ノズル部分33の外周とケーシング27との間に環状に形成された空間36を通じてケーシング27に設けられたキャビテーションを防止するための空気導入用の吸気口(オリフィス)37に連通しており、吸気口37には調量弁38が設けられている。
上記搬送作業部5は、前記洗浄作業部3の洗浄作業により、家屋や門扉、塀等の構築物11の表面を洗い落とされてピット41に流下して堆積した塵や固塊物等を図外の処理作業部に搬送するもので、密閉可能な貯留容器39と、この貯留容器39内を負圧にする吸引用のジェットポンプMJPと、ジェットポンプMJPで負圧にされた貯留容器39内に吸引する吸引路40と、貯留容器39の底部に設けられた搬送物供給用開閉弁42が開かれたときに、貯留容器39内の塵や固塊物を吸引して流送させる搬送用のジェットポンプMJPとで構成されている。
この吸引用のジェットポンプMJP及び搬送用のジェットポンプMJPの構造は図2を用いて説明した上述の脱水作業用のジェットポンプMJPと同様の構造になっている。上記貯留容器39は、下半部が下細りテーパー状の密閉可能な容器状に形成され、下端部が搬送用のジェットポンプMJPの吸引口29に搬送用の開閉弁を介して連通させてあり、この搬送物供給用ジェットポンプMJPの噴射ノズル(図示せず)は搬送用の開閉弁43を介して分岐管10に連結されている。
先ず、貯水槽6内の加圧ポンプ8が駆動されると、貯水槽6の水7が吸引されて加圧され、分岐管10内の分流路9に圧送される。
図1の左方の洗浄作業部3では、加圧された水が分流路9に供給され、開閉弁14及び手元操作用コック15が開かれると分流路9の高圧水が洗浄用ホース13を経て洗浄用噴射ノズル12から噴射され、家屋や門扉、塀等の構築物11の表面を洗浄する。
家屋や門扉、塀等の構築物11の表面を洗浄し、塵や固塊物を含んだ洗浄排水はピット41に流下し、比重の大きな固塊物が当該ピット41に堆積する。
この吸引用のジェットポンプMJPの起動により、貯留容器39内が負圧にされると、この負圧で洗浄作業によりピット41に堆積した比重の大きな塵や固塊物等が吸引路40から貯留容器39内に吸引されて貯留される。
しかる後、貯留容器39の底部に設けられた搬送物供給用開閉弁42、及び分岐管10に設けられた搬送用の開閉弁43を開いて搬送用のジェットポンプMJPを駆動し、この搬送用のジェットポンプMJPに発生させた負圧で貯留容器39内の比重の大きな塵や固塊物等を吸引し、ジェット流とともに図外の処理作業部に流走させて搬送する。
このように、洗浄作業部3と、脱水作業部4と、搬送作業部5との作業が、加圧ポンプ8で形成される1つの圧力水形成部2から供給される圧力水を駆動源として同時に行うことができるのである。
加圧ポンプ8で加圧された圧力水が、分岐管10から供給されて噴射ノズル24の第一噴射ノズル部分30から第二噴射ノズル部分33の混気部32に噴射されると、この混気部32に形成された負圧により調量弁38で調量された外気が吸気孔35から吸引されて混気部32を流走するジェット流の周囲に空気層を形成するとともに、ジェット流内にも混入されて混気ジェット流が形成される。
こうして形成された混気ジェットが第二噴射ノズル部分33から高負圧形成用直管部分25乃至多量負圧形成用直管部分26に混気ジェット流が噴射されて流走する。
そして、吸引口29の負圧が強い時(負圧度が高い時)、混気ジェット流は多量負圧形成用直管部分26の手前の高負圧形成用直管部分25の管内一杯に広がる。
斯くして高負圧形成用直管部分25や多量負圧形成用直管部分26の管内一杯に広がった部分には後述するように混気ジェット流の下流側に向けて連続して作用する仮想の連続ピストン50が形成される(図3参照)。
図3では上記噴射ノズル24を説明の便宜上、分岐管10を通じて加圧ポンプ8からの圧力水をそのままジェット流Jとして噴射するものにしてある。
加圧ポンプ8からの圧力水が噴射ノズル24から実線矢印で示す抵抗Rに打ち勝ちながら徐々に広がりながら流走してゆくのであるが、このジェット流Jの流走状態をミクロに見ると、無数の水滴が近接した状態で飛翔している。
そして、飛翔する水滴の下流側の空気は圧縮され、水滴の上流側には負圧が形成された状態になっている。
その結果、圧縮された空気は水滴の流勢で多量負圧形成用直管部分26の開口側に押し出され、ここに多量負圧形成用直管部分26の開口側(ジェット流Jの下流側)に向けて連続して作用する仮想の連続ピストン50が形成されることになる。
また、仮想の連続ピストン50が形成される位置は、上述のように、この仮想の連続ピストン50を形成する広がりが、加圧ポンプ8から供給される圧力水の圧力で発生するジェット流Jの流勢とこれに対抗する向きの実線矢印で示す抵抗Rとの相対的な力関係で形成される。
したがって、吸引口29の負圧が弱い(負圧度が低い)時は噴射ノズル24からのジェット流Jは遠くに飛び、多量負圧形成用直管部分26で仮想の連続ピストン50が形成され多量負圧形成用直管部分26の断面積に相当した多量の負圧が形成される。
しかして、仮想の連続ピストン50が高負圧形成用直管部分25に形成されるように負圧が強い時、その強い負圧は、噴射ノズル24の噴口の近傍にも作用し、噴射ノズル24からのジェット流が吸い出されるように作用する。
その結果、高い負圧になればなるほど、噴射ノズル24からのジェット流Jの吸い出し力も高まり、高負荷時の加圧ポンプ8への動力負荷が軽減されることになる。
次に、仮想の連続ピストン50が高負圧形成用直管部分25で発生するように吸引口29絞って、吸引口29での負圧がゲージ圧で700mmHg(高負荷状態)にした時に、加圧ポンプ8の圧力は0.6kg/平方cm弱にまで下がるのが確認された。
これにより、高い負圧になるほど噴射ノズルからのジェット流Jの吸い出し力も高まり、高負荷時の加圧ポンプ8への動力負荷を軽減することができる。
したがって、本発明のように、多目的作業に同時に使用し、負圧(負荷)が高い状態で使用する時にも圧力水形成部2の加圧ポンプへの負担を軽減することができるのである。
また、本発明にかかる多目的作業に同時に使用可能なジェットポンプ装置1は、上述したように、洗浄作業部3と、脱水作業部4と、搬送作業部5とを備えた現場に実施する場合に限られず、種々な作業を一連に行うもの、例えば食品製造工場内での食品の洗浄作業、流送作業、集塵作業、混練作業、煙等の捕捉作業等の各種作業を同時の行う場合や、そのような作業を行うように設定されるシステムにも組み込んで使用することができるのは言うまでもないことである。
2・・・圧力水形成部(圧力流体供給源)
3・・・洗浄作業部
4・・・脱水作業部
5・・・搬送作業部
8・・・加圧ポンプ
9・・・分流路
10・・・分岐管
12・・・洗浄用噴射ノズル
25・・・高負圧形成用直管部分(負圧形成管)
26・・・多量負圧形成用直管部分(負圧形成管)
30・・・第一噴射ノズル部分
31・・・第一噴射ノズル部分の噴口
32・・・混気部
33・・・第二噴射ノズル部分
21・43・46・48・49・・・開閉弁
MJP・・・ジェットポンプ
Claims (3)
- 単一の圧力流体供給源と、該圧力流体供給源から供給される圧力流体を複数に分岐する分流路と、少なくとも1つの分流路の枝管に設けられた複数の開閉弁と、当該複数の開閉弁の少なくとも2つ以上の各開閉弁の下流側に設けられたジェットポンプとを備え、
ジェットポンプは、分流路から開閉弁を介してジェットポンプに供給された圧力流体を噴射ノズルから負圧形成管内に噴射させて、負圧形成管の噴射ノズル側部分に負圧を形成するものであって、前記噴射ノズルは、開閉弁を介して供給された加圧ポンプからの圧力流体を噴射する第一噴射ノズル部分とその第一噴射ノズル部分の下流側に配設された第二噴射ノズル部分とを有し、第二噴射ノズル部分は吸気口に連通する吸気用隙間を開けた状態で第一噴射ノズル部分の下流側に配設し、第二噴射ノズル部分を第一噴射ノズル部分の噴口よりわずかに大径に形成するとともに、前記吸気口には吸入空気量を調節する調量弁を設けて、吸気用隙間から吸引された空気を第一噴射ノズル部分から噴射された圧力流体の全周から吸引して混気ジェット流を形成する混気部を第二噴射ノズル部分に形成し、当該混気部で形成された混気ジェット流を負圧形成管内に噴射し、負圧形成管の噴射ノズル側部分に形成された負圧を取り出す負圧供給口を噴射ノズルと負圧形成管との間に設けて、負圧形成管の下流側を上記負圧供給口から吸引された吸引物の流走路とし、開閉弁と、その下流側に設けられたジェットポンプの前記調量弁と、の各々を開閉操作してジェットポンプ毎に異なる作業用途に設定し、単一の圧力流体供給源を駆動して各作業用途に設定されたジェットポンプを稼動させることにより、複数のジェットポンプを用途の異なる複数の作業に同時に使用可能に構成したことを特徴とする多目的作業に同時に使用可能なジェットポンプ装置。 - 用途の異なる作業が、1つのプラント若しくは1の工場の構内で行なわれる1連の作業における吸引・脱水・搬送・混練・散水・洗浄の内のすくなくとも2つ以上の作業を含むものであることを特徴とする請求項1に記載の多目的作業に同時に使用可能なジェットポンプ装置。
- 噴射ノズルの混気ジェット流の噴射方向の下流側に噴射ノズルより大径の高負圧形成用直管を噴射ノズルと同芯状に設け、高負圧形成用管の下流側に高負圧形成用直管より大径の多量負圧形成用直管を高負圧形成用直管と同芯状に設け、高負圧形成用直管と多量負圧形成用直管との境界部分を断面形状がベルマウス状に拡開された曲面若しくは直線状傾斜面で形成して負圧形成管を構成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の多目的作業に同時に使用可能なジェットポンプ装置。
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