JP5860056B2 - 除塵装置の動作方法、ならびに除塵モジュールおよびそれが組み込まれた除塵装置 - Google Patents

Description

本発明は、除塵装置を作動させることによる、屋内または屋外エリアのクリーニング方法に関し、さらに、除塵モジュールおよびそれが組み込まれた除塵装置であって、該方法を実施することが可能な除塵装置に関するものである。

エリアの清浄さは、通常、汚染物および汚れの連続的または定期的な除去を伴うクリーニングによって提供される。しかしながら、クリーニングは、汚れがないときには不経済であり、経済的なクリーニングは、汚れが許容できないレベルに達することがあり、クリーニングの頻度と汚れのレベルとの間の妥協を図る必要があるが、その汚れは、時間的にも空間的にも変化し、完全になくなることはない。

エリアをクリーニングするのに比較して、清浄に維持されるべきエリアに入る前の汚染物を、通常、人および物資が通行するための入口通路で直接捕えることは、より安価で容易な方法である。

汚染物の７０〜８０％は、入ってくる人の靴によって、建物の中に持ち込まれる。汚染物は、まずは床に蓄積するが、塵埃および他の汚染物は、やがて、いたるところに蓄積する場合があり、これによって、クリーニングは、面倒でコストのかかる仕事となる（非特許文献１を参照）。

そこで、特に通行量の多い建物の入口には、例えば３Ｍ社製のＮｏｍａｄ（登録商標）除塵製品群に属する製品のような除塵マットシステムが採用される。また、車両通行エリア用のブラシ装置を用いる除塵ソリューションも知られている。そのようなソリューションは、例えば特許文献１に開示されている。しかし、このような機械的装置は、それ自体が、通行量に応じて遅かれ早かれ飽和状態になって、蓄積した汚れまたは塵埃が除去されないとクリーニング効率が低下するので、定期的クリーニングが必要となる。車両のホイールとタイヤを洗浄するための周知のソリューションとして、例えば、特許文献２に記載された装置があり、これは、（洗車機と同様の）細長いタンクと、車輪に向けられる水スプレーとを含むものである。このようなソリューションの適用可能性は、それが大きなスペースを必要とすることによって、さらには、装置から出ていく車両により比較的大量の水が持ち去られることによって、制限されることがある。清浄に維持されるべきエリアに汚染物が持ち込まれることを防ぐための別の周知のソリューションは、特にクリーンルームの入口に、使い捨て粘着マットを採用するものである（例えば、非特許文献２を参照）。持続的なクリーニング機能を提供するために、最上層のシートは、汚染物で飽和状態になったときに、積層マットから引き剥がすことによって取り除かれなければならない。

欧州特許出願公開第２２４００６６号 米国特許第６５６１２０１号

「Tiszta Ter Technologia」Epulettisztitasi Szakmagazin，ｈｔｔｐ：／／ｔｉｓｚｔａｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉａ．ｈｕ インターネットＵＲＬ：ｗｗｗ．ｓｔｉｃｋｙｓｔｅｐ．ｃｏｍ

本発明の目的は、清浄に維持されるべきエリアに汚染物が侵入することを防ぐための方法および装置を提供することであり、それは、歩行者または車両の通行を妨げることなく、清浄エリアと汚染エリアの境界線を越える人および車両の汚染面（車輪、靴底）を、迅速かつ効果的に洗浄するものである。本発明のさらなる目的は、汚れの拡散を防止して後のクリーニングの必要性を低減し得るように多くの異なる適用分野に適応させることができ、また、通行量が多い場合またはトラフィック密度が変動する場合に人間が参加することなく持続的かつ経済的な方法で動作することができる予防的動作原理に基づく、高効率のクリーニング方法および装置を提供することである。本発明の装置は、低保守のものなければならず、また、セルフクリーニング機能と美的外観を備えたものであって、動作寿命が長いものでなければならない。それは、屋内と屋外の両方で、様々な気象および環境条件下で（乾燥、多湿、雨、または極寒および雪の天候で、さらには、粉塵、汚染、油、粘性、化学的負荷のある環境で）、動作可能でなければならない。この方法および装置は、広い温度範囲で動作可能でなければならず、また、化学薬剤、洗剤、消毒剤、および香料の施用が可能でなければならない。

本発明は、特に洗浄流体を施す能動型除塵装置であって、被洗浄表面と接触している時点と位置でのみ動作する装置を形成することによって、汚れが発生する前に予防的に洗浄する洗浄機を作り出すことが可能であるという認識に基づくものである。

本発明による解決方法は独立請求項で規定しており、一方、好ましい実施形態は従属請求項に記載している。

本発明について、以下で、添付の図面を参照して説明する。

図１は、地面と接触する車両車輪および靴底の表面など、最も多く生じる接地面のタイプを示している。 図２は、モジュールに分割された除塵装置に関連させて、被洗浄表面を示す模式図である。 図３は、除塵装置のモジュールの基部ボディを示す上面斜視図である。 図４は、図３の基部ボディの底面斜視図である。 図５は、図３の基部ボディの、バルブを示す詳細図である。 図６は、図５に示す基部ボディの側面断面図である。 図７は、組み立てられたバルブユニットを断面で示す上面斜視図である。 図８は、モジュールの中間ボディを示す上面斜視図である。 図９は、図８の中間ボディの底面斜視図である。 図１０は、モジュールの上部ボディの底面斜視図である。 図１１は、図８の上部ボディの上面斜視図である。 図１２は、組み立てられた除塵装置の一部の上面斜視図である。 図１３は、別の実施形態によるモジュールの分解斜視図である。

本発明によれば、除塵装置１は、近接した車両車輪２または靴底３の接地面といった被洗浄表面の存在を感知することができるモジュール４に分割されており、該除塵装置１は、被洗浄表面で略完全に覆われているモジュールから、その被洗浄表面に洗浄流体を施与することにより、洗浄動作を実行する。個々のモジュールのサイズが小さいほど、被洗浄表面の輪郭をより良くトレースすることができ、ひいては「マッピング」の「分解能」がより高くなる。図２では明確にするため、車輪および靴底表面の洗浄動作を実行中である（ドットで示す）「アクティブ（稼働状態）にされた」モジュール４を、拡大して示している。本発明による除塵装置１は、適切には装置全体で均一な洗浄効率を有するので、車輪６または歩行者の経路はどの方向に向かうものであってもよい。原理的には、被洗浄表面の存在を感知するのに、任意の周知のソリューションを適用することができ、また、洗浄流体を選択的に施与するのに、数多くの様々なソリューションが適用可能となり得る。本発明によるソリューションの具体的な効果を示すため、近接感知に機械的手段を利用する好適な実施形態に関連させて、本発明の詳細について説明する。

図６は、組み立てられたバルブユニットを示しており、その上面はモジュール４によって構成されている。バルブユニットは、被洗浄表面の存在がその上に検出されたときに、適切には液体であり好ましくは水である洗浄流体を、その被洗浄表面に施与するように構成されている。被洗浄表面の存在は、モジュール４から突き出して力で押し下げられるように構成された要素であるピン１５によって検出される。このケースでは４つのピンであるすべてのピンが押し下げられると、ピンで囲まれた表面領域から、例えば水である洗浄流体が、モジュールの上に直接配置された被洗浄表面に施与される。バルブユニットは、互いに上下に配置された基部ボディ１０、中間ボディ２１、上部ボディ２２で構成されている。水は、上方から見た図３に示すように、入口開口部１１を通って基部ボディ１０内に入り、図に破線で示す流れ経路２８に沿って基部ボディ１０の中央部まで流路１３を流れ、そして上向きに基部ボディ１０から流れ出ることができる。流路１３にはバルブダクト１４が設けられており、その中に円柱ピン１５が挿入されている。ピン１５は、バルブとして機能して、流路１３を開閉することができる。図５では、左のピン１５は閉位置にあり、右のピン１５は開位置にあって、このとき、（上にあるときには、中間ボディ２１によって遮断される）ピン１５の溝１７が流路１３に位置することによって、流れ経路が開放される。図６は、この構成を断面で示しており、さらに、ストップ面１９がピン１５の変位を制限するように構成されていることを示している。ピン１５は、適切には、図面に示されている実施形態では空気バネ４０として実装される弾性要素によって、その上限位置に付勢されている。ピンは、その外側端部１８に、洗浄されるべき靴底または車輪による力が作用することによって、踏面２６まで押下され得る。図５および６に示すように、ピン１５を用いて構成されたバルブは直列接続するように配置されて、これにより、すべてのバルブがその開位置にあるときにのみ、これらのバルブによって形成されるバルブユニットが開くようになっている。中間ボディ２１の下面は、密封するように基部ボディ１０の上面に装着されている。流れ経路２８は、図９に破線で示すように中間ボディ２１の下面に配されている。流れは、（図９に示すように）上向き出口２４を通って上昇し、この中間ボディの上面に密封するように装着されている上部ボディ２２の下面に達する。上部ボディ２２の下面は、図１０に示すように、洗浄流体を供給するように構成された開口部２５を有している。これらの開口部２５は、上部ボディ２２の上面を形成するローレット踏面２６に開口している。バルブユニットの上記の要素は、貫通穴２７に配されたネジ２３によって保持されており、基部ボディ１０の中央の穴に配されたネジは基部ボディを保持するためにのみ用いられ、従って、バルブユニットが分解されるときでも所定位置に保持されたままである。バルブユニットの動作に必要な流体入口および機械的支持は、ベースユニット３２によって提供される。使用済みの洗浄流体は、モジュール４間（すなわちバルブユニット間）を流れて戻り、さらに、互いに間隔をあけて配置されているベースユニット３２（図１２）を利用して排出され得る。組み立て後の除塵装置１の十分な剛性は、それらの間にベースユニット３２を挟持している基盤プレート３１とベースプレート３３とによって提供される。モジュール４を構成するバルブユニットは、ベースプレート３３上に取り付けられて、それらは、除塵装置１の辺縁に沿って上側境界片３５で囲まれている。同様に、ベースユニット３２は、さらに流体の入口と排出口を提供する下側境界片３４で側方を囲まれており、そしてカバープレート３６で覆われている。

上記の要素による除塵アセンブリの基本機能、すなわち、被洗浄表面の存在を検出することと、それに洗浄流体を施与することに加えて、本発明により、他の付加機能を実行することが可能である。
‐ 被洗浄表面の洗浄および／または乾燥を、圧縮空気の吹き付けによって実行することができる。これを達成するため、もともと空気バネ４０として機能するピン１５の下に導入された圧縮空気が、ダクト４１、４２を介して、基部ボディ１０と中間ボディ２１の間の空隙４３に供給され、そこから開口部４４を通して表面に流れ出る。圧縮空気の吹き付けのタイミングは、ダクト４２と空隙４３との相対位置を調整することにより設定することができる。
‐ １つまたは複数の入口開口部４５を通して基部ボディ１０に洗浄流体を導入することによって、セルフクリーニングを実行することができる。洗浄流体は、基部ボディ１０と中間ボディ２１との間に配された供給ダクトを通って流れ、そして出口ダクト４７を介して、モジュール４を構成するバルブユニット間に配された排出路に供給され、そこから汚れを洗い流すことができる。空気バネを備える構成では、空気バネの減圧により低減された流体圧で、踏面２６を洗浄することができる。
‐ 凍結の恐れがある適用例の場合、例えば角隅のネジ２３のいずれかに沿ってデフロスト液を導入することにより、装置の霜取りを実施することができる。図４に点線で示す経路５０に従って、デフロスト液は、流動空間４８を通って流れ、ネジ２３に沿って穴２７を通って流れて、図８に示す流動空間４９内に入り、そして流動空間４９のもう一方の側を通って下向きに基部ボディ１０に流れ、そこから排出されることができる。

図１３は、モジュール４を構成するバルブユニットの、考えられる他の実施形態を示しており、この場合、モジュール４の隅角部にピン１５が配置されるので、開口部２５が、より大きな表面領域を占めることができる。それ以外の構成は、上記の第１の実施形態と同様である。また、図面は、留めネジが基部ボディ１０の中ほどに配置されていることも明確に示している。

その好ましい実施形態が添付の請求項で規定される、本発明によるソリューションによって、発明の目的を達成することができる。

基本的な構成要素（バルブ群、バルブユニット、アダプタ部材など）を用いて、洗浄システムを、任意のサイズおよび形状の自動除塵装置に拡張することができる。

ユーティリティシステム（洗浄流体およびすすぎ流体の供給系、圧縮空気の供給系、デフロスト流体の供給系、使用済み流体の排出手段）と、それを制御するように構成された自動制御システム（制御バルブ、能動型および受動型の流量制御要素、圧力センサおよび流量センサ、加熱要素、流体混合器、ポンプなど）と、さらにシステムの監視を行うプログラマブル中央装置（マイクロコントローラ、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ））とが一緒になって、本装置の安全な運転と、洗浄プロセス全体の協調的かつ効率的な実行を確保している。

本装置の洗浄表面領域の高分解能検出システムは、その上を通過する被洗浄表面の形状の「サンプリング」を機能的に実行する。靴底およびタイヤの形状と位置を検出することで、洗浄プロセス全体の制御が可能であり、該プロセスは、被洗浄表面の存在が検出されると直ちに開始され、徹底した能動的水洗浄を適用して数秒で完了する。自動除塵装置の表面領域全体は、常に、洗浄動作を実行する準備ができた待機状態にある。洗浄は、装置の表面のどの点においても均一な効率と速度で実行され得るが、ただし、被洗浄表面で覆われているモジュールにおいてのみ開始され、そのようなモジュールは、被洗浄表面が極めて近接している間だけ稼働状態に維持される。洗浄プロセスでは、接地面以外に濡れるものは何もない。

装置の自動システムによって、広範囲の適用可能性が得られる。本発明の装置の利点として、溶剤、消毒剤、香料のプログラム可能な施与、冷水、暖水、温水を使用する洗浄機能、事象駆動の全自動運転、効果的な多段セルフクリーニング（プログラマブル・サイクル）、水の最適な利用、が含まれる。

さらなる利点は、オプションの水浄化・再利用システムによる環境適合性の向上、高エネルギー効率かつ安全な運転、美的外観、操作が簡単であること、極めて長い耐用年数、である。本装置は、機械的および化学的耐久性に関する限り、広い範囲で大きなカスタマイズが可能である。形状は自由に適合させることができ、また、洗浄後の表面を乾燥させることが可能である。可搬式または固定式の設計とすることができ、また、低維持費であって、何らかの故障の際には簡単かつ迅速に修理が可能である。

１ 除塵装置
４ モジュール
６ 車輪
１０ 基部ボディ
１１ 入口開口部
１３ 流路
１４ バルブダクト
１５ ピン
１７ 溝
１８ 外側端部
１９ ストップ面
２１ 中間ボディ
２２ 上部ボディ
２３ ネジ
２４ 上向き出口
２５ 開口部
２６ 踏面
２７ 穴
２８ 流れ経路
３１ 基盤プレート
３２ ベースユニット
３３ ベースプレート
３４ 下側境界片
３５ 上側境界片
３６ カバープレート
４０ 空気バネ
４１ ダクト
４２ ダクト
４３ 空隙
４４ 開口部
４５ 入口開口部
４６ 供給ダクト
４７ 出口ダクト
４８ 流動空間
４９ 流動空間
５０ 経路

Claims (16)

1. 除塵装置（１）を動作させる方法であって、
   前記除塵装置（１）をモジュール（４）に分割することと、
   被洗浄表面の汚れを除去するように構成された流体の流れを、被洗浄表面に施与することと、
   使用済みの流体を排出させることと、を含み、該方法は、
   被洗浄表面の近接を、除塵モジュール（４）のそれぞれで個別に感知し、
   前記除塵装置の前記モジュール（４）から前記流体を選択的に施与し、これによって、
   近接した被洗浄表面の存在が感知されている前記モジュール（４）によってのみ、前記流体が施与される構成において、
   前記モジュール（４）のそれぞれで、少なくとも３つのセンサが用いられ、
   モジュール（４）の辺縁の最も近くに位置する前記センサのうち隣接するものを結んだ直線によって囲まれた領域に、１つまたは複数の開口部（２５）が配されており、
   前記モジュール（４）のいずれかで、そのモジュールの前記センサのすべてによって同時に被洗浄表面の近接が示されたときに、前記開口部（２５）から前記流体が施与される
   ことを特徴とする方法。
2. 前記センサは、機械的センサ手段として実装され、
   前記流体の流れは、直列接続するように配されたバルブを用いて制御される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記センサと、前記流体の流れを制御する前記バルブとして、同一の要素が用いられ、
   前記センサ・バルブ要素は、適切には円柱ピン（１５）として実装され、該要素は、被洗浄表面が接触することで押下されて、該除塵モジュールの表面に対して垂直な方向に変位するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記ピン（１５）を、前記除塵モジュールの表面から突き出した通常位置に保持するために、弾性要素が用いられ、
   前記ピンは、その押下位置から、前記弾性要素によって前記通常位置に戻される、
   ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記弾性要素は、圧縮空気を利用するものである、
   ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記流体の施与にタイミングを合わせて、被洗浄表面に圧縮空気が吹き付けられ、これによって、
   被洗浄表面の洗浄と乾燥が実行される、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の方法。
7. 被洗浄表面の汚れを除去するように構成された前記流体として、適切には水である液体が用いられ、
   前記除塵装置は、個別に作動可能なビルトインシステムを用いて洗浄され、その洗浄は、適切には水洗浄によって行われ、
   前記除塵装置の温度を制御するため、好ましくは水である加熱液体が前記除塵モジュール内に循環される、
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の方法。
8. 前記排出される洗浄流体は、クローズドシステムで処理される、
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の方法。
9. 踏面（２６）を構成する表面を備える除塵モジュールであって、該モジュールに対応して配置されるセンサ手段を備え、該モジュール（４）は、
   洗浄流体が流れ出るように構成された少なくとも１つの出口開口部（２５）を有し、
   前記流体の流出を制御するように構成された遮断要素が、当該モジュール（４）に結び付けられており、
   少なくとも３つのセンサが、当該モジュール（４）に配置され、
   前記洗浄流体の流出を制御するように構成された前記遮断要素は、前記センサと作動的に接続するように配されている、
   ことを特徴とするモジュール。
10. 当該モジュール（４）の辺縁の最も近くに位置する前記センサのうち隣接するものを結んだ直線によって囲まれた領域に、１つまたは複数の前記開口部（２５）が配されている、
    ことを特徴とする請求項９に記載のモジュール。
11. 当該モジュール（４）の前記踏面（２６）には、機械的センサ手段が配置されており、
    該センサは、好ましくは、前記踏面（２６）に対して略垂直な方向に変位するように構成された円柱ピン（１５）として実装され、
    前記円柱ピン（１５）の下に、好ましくは空気バネ（４０）である弾性要素が配置されて、該弾性要素は、前記ピンを、通常位置に保持するか、または通常位置に戻すように構成されている、
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載のモジュール。
12. 前記踏面（２６）の下に流路（１３）が配されて、該流路（１３）は、前記踏面（２６）に略平行な平面内に形成されており、前記ピン（１５）は前記流路（１３）に突き出すように配置され、これによって、前記ピン（１５）が前記通常位置にあるときには、前記流路（１３）は前記ピン（１５）で遮断され、前記ピン（１５）が前記踏面（２６）上で押下された位置にあるときには、前記流路（１３）は開放される、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のモジュール。
13. 前記流路（１３）に突き出した前記ピン（１５）は直列接続するように配されている、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のモジュール。
14. 前記ピン（１５）は、センサと遮断要素の両方として機能するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載のモジュール。
15. 適切には圧縮空気であるガス状の洗浄および／またはブロー流体が流れ出るように構成された少なくとも１つの開口部（４４）をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１つに記載のモジュール。
16. 請求項９ないし１５のいずれか１つに記載のモジュールが組み込まれた除塵装置であって、
    前記モジュール（４）を保持するとともに、前記モジュール（４）に流体を供給し、施与後の洗浄流体を回収するように構成されたベースユニット（３２）を備え、該ベースユニット（３２）は、その接合面に沿って統合されることで、任意のサイズの除塵装置（１）を形成することができるように構成されている、
    ことを特徴とする除塵装置。
    

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