JP7165974B2

JP7165974B2 - 流体放出システム

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Publication number: JP7165974B2
Application number: JP2018236814A
Authority: JP
Inventors: 康修鈴木
Original assignee: Suzuken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Suzuken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2022-11-07
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: WO2020130044A1; JP2020097006A

Description

本発明は、流体放出システムに関する。

土木作業や建設作業、解体作業などが行われる作業現場は、その作業の性質上、作業によって粉塵等（以降、粉塵と称す）が発生することが多い。特に、建築物（解体対象物）の（全部または一部の）解体作業においては作業箇所における粉塵の発生が避けられない。粉塵に対する対策を怠れば、作業環境の悪化もさることながら、粉塵が周囲に飛散し現場周辺で生活する住民に不快感、場合によっては健康被害を与えることにもなる。そこで、解体作業に伴う粉塵の飛散を抑制するための様々な工夫がなされている。

例えば特許文献１に示す、粉塵の飛散を抑制可能な流体を放出する流体放出機構は、特に、建築物の高層化に伴う粉塵の舞い上がりを抑制可能とするために、作業機械の位置に制限されることなく、遠隔操作で作業現場の所定の作業箇所に、流体を的確に放出するようにしている。

このため、特許文献１の流体放出機構を用いることで、解体作業に伴う粉塵の飛散を抑制するための散水する作業者も不要にできる。つまり、解体作業を行う作業機械の近傍に作業者を配置する必要がなく、作業者を粉塵に曝すことも抑制でき、作業現場において節水をしながら作業者の作業環境をより安全にすることもできる。

特開２０１２－１２８９１号公報

しかしながら、特許文献１で示す流体放出機構は、足場や建築物そのものに配置する必要がある。つまり、粉塵の飛散を抑制したい所定の作業箇所が高所で且つ狭い箇所であったり、その所定の作業箇所に近接して解体しない建物があったりした場合に、足場が組めずに適切な位置から流体放出機構を配置できないといったことが考えられる。この際には、十分な防塵対策ができないおそれがある。

そこで、本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、流体を放出する流体放出機構の配置制限を低減して適切な位置から所定の作業箇所に流体を放出可能な流体放出システムを提供することを課題とする。

本発明は、飛行体と、該飛行体に設けられ流体を放出する流体放出機構と、を備える流体放出システムであって、前記流体放出機構が、前記流体を放出する放出ノズルと、空気を混合することで該流体を生成する混合器と、該混合器へ該流体の構成成分の少なくとも一部を圧送する第１圧送機構と、を備え、前記放出ノズルの先端部が、前記飛行体の浮力を発生させる気流の外側に突出し、前記飛行体が、複数のロータを備え、前記飛行体の平面視において、該複数のロータの最外形の軌跡の外側に前記放出ノズルが配置され、前記流体放出機構に、前記流体の構成成分の少なくとも一部を地上から供給する配管が接続されたことにより、前記課題を解決したものである。または、飛行体と、該飛行体に設けられ流体を放出する流体放出機構と、を備える流体放出システムであって、前記流体放出機構が、前記流体を放出する放出ノズルと、空気を混合することで該流体を生成する混合器と、該混合器へ該流体の構成成分の少なくとも一部を圧送する第１圧送機構と、を備え、前記放出ノズルの先端部が、前記飛行体の浮力を発生させる気流の外側に突出し、前記飛行体が、複数のロータを備え、前記飛行体の平面視において、該複数のロータの最外形の軌跡の外側に前記放出ノズルが配置され、前記流体が、泡状物であり、前記流体放出機構が、更に、該泡状物の原液を混合することで該泡状物を生成する泡状物混合器を備えたことにより、前記課題を解決したものである。

本発明においては、放出ノズルの位置を高所かつ３次元的に自在に配置できる。しかも、放出ノズルの先端部が、飛行体の浮力を発生させる気流の外側に突出している。このため、その気流に乱されることを防止でき、適切かつ効率的に所望の位置に流体を放出することが可能となる。更には、混合器により流体に空気が含まれることで、飛行体で支持しなければならない流体の重量を増加させることなく、放出ノズルから多量の流体を放出することができる。つまり、飛行体で支持しなければならない流体の総重量を結果的に低減できるので、飛行体の小型化、飛行体の位置自由度の拡大、あるいは飛行体の長時間飛行を可能とする。

なお、前記飛行体が、前記流体の構成成分の少なくとも一部を貯蔵するタンクを保持する場合には、流体の構成成分の少なくとも一部が飛行体に保持されることとなるので、流体の構成部分の全てが地上から供給される場合に比べて、放出ノズルの位置自由度を高くすることが可能となる。

なお、前記流体放出機構に、前記流体の構成成分の少なくとも一部を地上から供給する配管が接続されている場合には、配管接続により、放出ノズルからの流体の放出量を多くすることができる。

なお、前記配管の一部が、地上に配置された支持機構で支持されている場合には、支持機構で支持された配管の部分の重量を、飛行体の浮力で支える必要がない。このため、その分、飛行体を大きくすることなく、放出ノズルを上空高く、且つ自在に移動させることができる。

なお、前記流体の構成成分の少なくとも一部を前記配管に地上から圧送する第２圧送機構を備える場合には、第１圧送機構だけで大きな放出圧を発生させることなく、放出ノズルからの放出圧を高めることができるので、第１圧送機構を軽量・小型で、かつ省電力化することができる。

なお、前記流体が、泡状物であり、前記流体放出機構が、更に、該泡状物の原液を混合することで該泡状物を生成する泡状物混合器を備える場合には、該泡状物の放出に係る重量を更に低減できる。このため、飛行体の小型化、飛行体の位置自由度の拡大、あるいは飛行体の長時間飛行をより可能とする。

本発明によれば、流体を放出する流体放出機構の配置制限を低減して適切な位置から所定の作業箇所に流体が放出可能となる。

本発明の第１実施形態に係る流体放出システムを作業現場に用いた一例を示す側面図図１の流体放出システムを示す模式図（側面図(Ａ)、上面図（Ｂ））図１の流体放出システムを示すブロック図図１の流体放出機構の混合器及び放出ノズルの一例を示す断面図本発明の第２実施形態に係る流体放出システムを示す側面図

以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態の一例を詳細に説明する。

最初に、本実施形態に係る流体放出システムが使用される作業現場について説明する。

作業現場１００には、図１に示す如く、周囲に足場１０６が組まれ、足場１０６の外側に養生シート１０８が取り付けられている。足場１０６の内側の作業現場１００には解体対象物である建築物１０４が位置している。建築物１０４では、後述する流体放出システム１２０の流体放出機構１４６から放出された泡状物（流体）ＢＢの被覆した部分（包囲部分）である作業箇所１０２が、作業機械１１０で解体される。作業機械１１０は、例えば、無限軌道で方向自在に移動可能とされている。作業機械１１０には運転室１１２が設けられている。運転室１１２から、アーム体１１４の先端に設けられた作業アタッチメント１１６と、無限軌道と、を自在に操作することができる（運転室１１２では作業者あるいは遠隔操作されたロボットが操作するが、完全に自律プログラムで作業機械１１０が運転されてもよい）。本実施形態では、作業アタッチメント１１６は圧砕機であり、作業機械１１０はいわゆる「クラッシャー」とされている。なお、作業箇所１０２は、作業アタッチメント１１６が建築物１０４に直接的に接する部分を含むとともに、作業アタッチメント１１６による解体によって粉塵が直接的に発生する箇所をいう。泡状物ＢＢは、気泡を含む流動性のある流体であればよい。

次に、本発明に係る流体放出システム１２０の概略構成について説明する。

流体放出システム１２０は、図１、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３に示す如く、飛行体１２２と、飛行体１２２に設けられ泡状物ＢＢを放出する流体放出機構１４６と、飛行体１２２及び流体放出機構１４６とを操作する操作端末１６２と、を備える。流体放出機構１４６は、建築物１０４の作業箇所１０２に泡状物ＢＢを放出する放出ノズル１５８と、空気を混合することで泡状物ＢＢを生成する混合器１５２と、混合器１５２へ泡状物ＢＢの構成成分の少なくとも一部である水を圧送する第１圧送機構１４８と、を備える。そして、放出ノズル１５８の先端部は、飛行体１２２の浮力を発生させる気流の外側に突出している。なお、図３において、実線矢印が制御線、破線矢印が電源線、点線矢印が水や泡状物ＢＢの流れを示している。

以下に、各構成要素について詳細に説明する。

前記飛行体１２２は、図１に示す如く、小型で無人自律飛行が可能なドローンである。飛行体１２２は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、４つのロータ１２６Ａと、４つのロータ１２６Ａそれぞれを回転させる４つの回転モータ１２６と、４つの回転モータ１２６それぞれを支持する４つのステー１２４と、４つのステー１２４を支持する本体１２８と、を備える。なお、本実施形態では、飛行体１２２がいわゆるクワッドコプターとされているが、これに限定されることなく、ロータが１つ、３つ、６つ、８つとなるヘリコプターや別のマルチコプターであってもよい。

ロータ１２６Ａは、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、回転モータ１２６のモータ軸の回転により飛行体１２２の浮力を発生させる気流を生じさせる。本実施形態では、図２（Ｂ）に示すロータ１２６Ａの最外形の軌跡Ｔｒを示す破線で示された円の内側で、飛行体１２２の浮力を発生させる気流が生じることとなる。つまり、飛行体１２２の平面視において、４つのロータ１２６Ａの最外形の軌跡Ｔｒの外側に放出ノズル１５８が配置されることで、放出ノズル１５８の先端部が飛行体１２２の浮力を発生させる気流の外側に突出している構成となっている。回転モータ１２６それぞれは、モータ軸に取り付けられたロータ１２６Ａを回転させる。各ロータ１２６Ａの回転速度は、本体１２８からの制御信号により、各回転モータ１２６で個別に定めることができる。それにより、飛行体１２２の前後左右動作や上下動作や旋回動作やホバリング動作などが制御される。４つのステー１２４は、平面視で、互いに９０度間隔で本体１２８に支持されている。例えば、ステー１２４は管状とされ、その内部には本体１２８から回転モータ１２６を駆動させる配線が挿通されている。

本体１２８は、図３に示す如く、制御ユニット１３０と、カメラ１４０と、カメラ変位機構部１４２と、電源１４４と、を備えている。なお、本体１２８の下部には、図２（Ａ）に示す如く、例えば、２つの脚部１２９が設けられている。そして、脚部１２９それぞれは、タンク１５０を支持して、流体放出機構１４６の全体を抱え込むように、Ｕ字形状とされている。タンク１５０には、泡状物ＢＢの原液が貯留されている（つまり、飛行体１２２は、流体の構成成分の少なくとも一部である原液を貯蔵するタンク１５０を保持していることとなる）。

制御ユニット１３０は、図３に示す如く、通信機能と、飛行体１２２及び流体放出機構１４６の制御に必要な要素と、を収納している。具体的に、制御ユニット１３０は、無線通信部１３２と、飛行コントローラ１３４と、を備えている。

無線通信部１３２は、図３に示す如く、操作端末１６２との無線通信を行う。例えば、無線通信部１３２は、特定の周波数帯域（例えば、２．４ＧＨｚ等）で、飛行コントローラ１３４からの各種信号を変調して送信し、操作端末１６２からの各種信号を受信し復調して飛行コントローラ１３４へ出力する。なお、無線通信部１３２は、インターネットなどの公衆通信網へ直接アクセス可能とされていて、各種情報をやり取りするようにされていてもよい。

飛行コントローラ１３４は、図３に示す如く、制御部１３６と、ＧＰＳ受信部１３８Ａと、飛行用センサ群１３８Ｂと、を備えている。飛行コントローラ１３４は、飛行体１２２の飛行に必要とされる集積回路及びセンサ類等である。

制御部１３６は、図３に示す如く、ＣＰＵ１３６Ａと、メモリ１３６Ｂと、ドライバ１３６Ｃと、を備える。ＣＰＵ１３６Ａは、全ての構成要素を制御する集積回路である。例えば、メモリ１３６Ｂに記憶されているプログラムを読み出し実行し、その結果に基づいて各種指令を所定の構成要素に出力する。例えば、ＣＰＵ１３６Ａは、飛行体１２２の制御に対してのプログラムであれば、主に回転モータ１２６を制御する指令を出力する。また、ＣＰＵ１３６Ａは、流体放出機構１４６の制御に対してのプログラムであれば、主に第１圧送機構１４８を制御する指令を出力する。また、ＣＰＵ１３６Ａは、操作端末１６２からの指令に従い、各種演算や指令を出力する。勿論、ＣＰＵ１３６Ａは、カメラ１４０及びカメラ変位機構部１４２を制御して、カメラ１４０からの画像データを処理し、メモリ１３６Ｂあるいは無線通信部１３２へ出力する。メモリ１３６Ｂは、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶手段である。メモリ１３６Ｂは、各種初期値及び更新値、そして各種プログラムなどを記憶する。また、メモリ１３６Ｂは、操作端末１６２から送信された各種データも記憶する。ドライバ１３６Ｃは、例えば、ＣＰＵ１３６Ａの指令に基づき回転モータ１２６を駆動させる。

図３に示すＧＰＳ受信部１３８Ａは、人工衛星から送信される衛星信号を受信することで、飛行体１２２の現在位置を逐次受信し、制御部１３６に出力する。飛行用センサ群１３８Ｂは、飛行体１２２の安定した飛行を実現するための複数のセンシング要素であり、センシングした結果を制御部１３６に出力する。図３に示す飛行用センサ群１３８Ｂは、例えば、加速度センサ、角速度センサ、気圧センサ、高度センサ、風向風速センサ、ジャイロセンサなどである（必ずしも全ての要素は必要としない）。

図３に示すカメラ１４０は、カメラ変位機構部１４２に向けられた方向の画像を制御部１３６に出力する。図３に示すカメラ変位機構部１４２は、カメラ１４０の向きを上下・左右方向に変位させる機構であり、制御部１３６からの指令に基づき、その方向が制御される。

電源１４４は、図３に示す如く、制御ユニット１３０、カメラ１４０、カメラ変位機構部１４２、及び流体放出機構１４６へ電力を供給する。電源１４４は、例えば、リチウムをベースとした充電池とされている。

前記流体放出機構１４６は、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３に示す如く、放出ノズル１５８と、混合器１５２と、タンク１５０と、第１圧送機構１４８と、を備える。第１圧送機構１４８は、例えば、ダイヤフラムポンプやピストンポンプなどであり、地上まで伸びた配管Ｔ３を介して、地上に置かれた貯水タンク（不図示）から水を吸い上げ、混合器１５２へ圧送する（つまり、流体放出機構１４６に、流体の構成成分の少なくとも一部である水を地上から供給する配管Ｔ３が接続されている構成である）。第１圧送機構１４８は、混合器１５２を介して放出ノズル１５８から高圧水を吐出可能となるように、例えば数百Ｐａ以上で水を圧送する。タンク１５０は、例えばポリタンクであり、泡状物ＢＢの原液（原液は、主成分が界面活性剤であり、例えば、市販の中性洗剤を数倍～十数倍に希釈したもの）を貯留している。タンク１５０の原液は、混合器１５２を通る水（高圧水）の勢いで混合器１５２に吸い上げられる。混合器１５２は、放出ノズル１５８に連通し、原液を高圧水に混合させる。放出ノズル１５８は、混合器１５２で原液と高圧水とから生成された泡生成流体を通過させることで、建築物１０４の作業箇所１０２に泡状物ＢＢを放出する。つまり、流体放出機構１４６は、泡状物ＢＢの原液を混合することで泡状物ＢＢを生成する混合器（泡状物混合器）１５２を備える構成である。

前記操作端末１６２は、図３に示す如く、無線通信部１６４と、制御部１６６と、入出力部１６８と、を備える。無線通信部１６４は、無線通信部１３２を備える制御ユニット１３０との無線通信を行う。このため、無線通信部１６４は、無線通信部１３２とほぼ同様の機能を備える。制御部１６６は、無線通信部１６４を制御し、無線通信部１６４との間で各種信号のやり取りを行う。また、制御部１６６は、入出力部１６８及び無線通信部１６４から入力された各種信号を処理して、適宜入出力部１６８および無線通信部１６４に出力する。入出力部１６８は、入力部分が例えばタッチパネルやキーボードなどであり、出力部分が例えば液晶パネルや有機ＥＬなどである。なお、操作端末１６２は、専用の端末であってもよいが、スマートフォンなどの汎用の端末に制御用のソフトウェアをインストールして使用してもよい。

以下に、タンク１５０、混合器１５２、放出ノズル１５８について、図２（Ａ）、（Ｂ）、図４を用いて、より詳細に説明する。

流体放出機構１４６のタンク１５０の上面には、開口部が設けられ、配管Ｔ１が挿入されている。実使用上において、配管Ｔ１の下端がタンク１５０の底に接触する長さとされている。

混合器１５２は、図３または図４に示す如く、配管Ｔ１、Ｔ２を介して、タンク１５０、第１圧送機構１４８にそれぞれ連通している。混合器１５２は、第１圧送機構１４８が圧送する高圧水に原液を混合させる第１混合部１５３と、第１混合部１５３で得られた原液混合高圧水に空気を混合させる第２混合部１５４と、を備える。第１混合部１５３、第２混合部１５４はともに、流体の流路を絞ることで流体の流速を増加させ、負圧を発生させるベンチュリ効果を利用する構成とされている。具体的に、混合器１５２の構成を、図４を用いて以下に説明する。

混合器１５２は、図４に示す如く、前段部材ＦＥと、後段部材ＳＥと、調整ダイヤル１５３Ｅと、を備える。混合器１５２は、空気孔１５３Ｆ、１５４Ｃを備え、空気を吸い込む構成となっている。

第１混合部１５３において、図４に示す如く、前段部材ＦＥには、十字形に接続された流路１５３Ａ、１５３Ｂ、１５３Ｃ、１５３Ｄがそれぞれ設けられている。流路１５３Ａは、第１圧送機構１４８に連通している。流路１５３Ａに流れ込む高圧水は、絞り１５３ＡＡ（例えば２ｍｍφ以下）を介して、十字形の中心ＭＣ近傍まで突出した先端部１５３ＡＢから広い流路１５３Ｄ（例えば５～１０ｍｍφ程度）に流れていく。流路１５３Ｂは、配管Ｔ１を介して、タンク１５０に連通している。流路１５３Ｂに流れ込む原液は、基本的に、高圧水により発生する流路１５３Ｄの負圧により、絞り１５３ＢＢ（例えば４ｍｍφ以下）を介して、流路１５３Ｄに流れ込む。このため、原液は高圧水と混合され、原液混合高圧水が生成される。流路１５３Ｃは、複数（例えば４つ）の空気孔１５３Ｆを介して、外気と連通している。流路１５３Ｃに流入する空気は、絞り１５３ＣＣ（例えば４ｍｍφ以下）を介して、流路１５３Ｄに合流する。絞り１５３ＣＣには、調整ダイヤル１５３Ｅの回転量を変化させることにより、先端部１５３ＥＥ（例えば３ｍｍφ以下）が出し入れ可能とされている。このため、先端部１５３ＥＥの絞り１５３ＣＣに対する位置を変化させることで、流路１５３Ｃから流路１５３Ｄへの空気の流入量を調整できる。つまり、調整ダイヤル１５３Ｅによって高圧水により発生する流路１５３Ｄにおける負圧を調整でき、高圧水に対する原液の混合比率を調整することができる。即ち、混合器１５２では、原液と高圧水との混合比率が調整可能とされている構造となっている。流路１５３Ｄを流れる原液混合高圧水は、絞り１５３ＤＤ（例えば４ｍｍφ以下）を通過して、第２混合部１５４の流路１５４Ａ（例えば８ｍｍφ未満）に流れ込む。

本実施形態では、調整ダイヤル１５３Ｅの回転量が手動で予め調整されるが、リモコンで適宜調整されてもよい。なお、本実施形態では、調整ダイヤル１５３Ｅの回転位置の調整により、高圧水により発生する流路１５３Ｄの負圧をゼロとすることで、敢えて原液を高圧水に混合しないようにすることも可能である。

第２混合部１５４において、図４に示す如く、流路１５４Ａの形成されている突出した先端部１５４ＡＡの外側を覆うように、円筒形状の後段部材ＳＥが取り付けられている。なお、符号ＳＬ１は、前段部材ＦＥと後段部材ＳＥとの密着を確実にするために設けられたＯリングである。後段部材ＳＥの内側に設けられた流路１５４Ｂ（流路１５４Ｂの最大径は、例えば２０ｍｍφ未満ではあるが、流路１５３Ｄの最大径よりも大きくされている）は徐々に狭くなり、絞り１５４ＢＢ（例えば５ｍｍφ以下）を介してノズル部材ＴＥの流路１５８Ｂに接続されている。後段部材ＳＥと前段部材ＦＥとの接続部分近傍に、複数（例えば後段部材ＳＥの周方向に等間隔で４つ）の空気孔１５４Ｃが設けられている。このため、原液混合高圧水が流路１５４Ａから流路１５４Ｂに流入することで負圧が発生し、空気孔１５４Ｃから空気が原液混合高圧水に混合され泡生成流体が生成される。

放出ノズル１５８は、図４に示す如く、泡生成流体が衝突通過することで泡状物ＢＢを生成するメッシュ体ＭＳを備え、混合器１５２に取り付けられている。具体的に、放出ノズル１５８は、後段部材ＳＥの先端部とノズル部材ＴＥとを備える。ノズル部材ＴＥは、例えば、円筒形状とされたガラス繊維を含むプラスチックで成形されている。

ノズル部材ＴＥは、後段部材ＳＥの先端外周部への螺合により脱着可能に取り付けられている。なお、符号ＳＬ２は、後段部材ＳＥとノズル部材ＴＥとの密着を確実にするためのＯリングである。

図４に示す如く、後段部材ＳＥに設けられた流路１５８Ａは、絞り１５４ＢＢから再び広げられている。ノズル部材ＴＥに設けられた流路１５８Ｂには、メッシュ体ＭＳが脱着可能に配置されている（例えば、メッシュ体ＭＳは単に流路１５８Ｂの絞り１５８Ｃの側に押し込められている）。つまり、メッシュ体ＭＳは、ノズル部材ＴＥを後段部材ＳＥから分離し、ノズル部材ＴＥの内側への取り付けと取り外しを可能とすることで、放出ノズル１５８から脱着可能とされている。そして、流路１５８Ｂは、絞り１５８Ｃで再び狭められている。なお、絞り１５８Ｃは、泡状物ＢＢを放出する際の放出形状を定めるものであり、例えば５ｍｍφ以下の円形として等方的な泡状物ＢＢの放出を実現することができる（あるいは、長方形として扁平形状の泡状物ＢＢの放出を実現してもよい）。メッシュ体ＭＳは、相応の目開き（例えば１ｍｍ程度の目開き）のステンレス製メッシュを円柱形状（例えば、２０ｍｍφ以下＊１０ｍｍ程度）に成形したものを使用することができる。勿論、メッシュ体ＭＳは、単なるメッシュを複数枚重ねただけでもよい。

放出ノズル１５８において、泡生成流体が流路１５８Ａを流れ、流路１５８Ｂに配置されたメッシュ体ＭＳに衝突通過することで、泡状物ＢＢが生成される。つまり、放出ノズル１５８は、泡生成流体を吐出させることで作業箇所１０２に泡状物ＢＢを放出することが可能とされている。

なお、放出ノズル１５８は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、カメラ１４０と同一方向（－Ｘ方向）に向けられている。このため、カメラ１４０で泡状物ＢＢの放出状況と作業箇所１０２における泡状物ＢＢの被覆した部分とを、操作端末１６２を介して確認することができる。

このように、本実施形態では、放出ノズル１５８の位置を高所かつ３次元的に自在に配置できる。しかも、放出ノズル１５８の先端部が、飛行体１２２の浮力を発生させる気流の外側に突出している。このため、その気流で乱されることを防止でき、適切かつ効率的に所望の位置に泡状物ＢＢを放出することが可能である。更には、混合器１５２により泡状物ＢＢに空気が含まれることで、飛行体１２２で支持しなければならない泡状物ＢＢの重量を増加させることなく、放出ノズル１５８から多量の泡状物ＢＢを放出することができる。つまり、飛行体１２２で支持しなければならない泡状物ＢＢの総重量を結果的に低減できるので、飛行体１２２の小型化、飛行体１２２の位置自由度の拡大、あるいは飛行体１２２の長時間飛行が可能である。

また、本実施形態では、飛行体１２２が、４つのロータ１２６Ａを備え、飛行体１２２の平面視において、４つのロータ１２６Ａの最外形の軌跡Ｔｒの外側に放出ノズル１５８が配置されていることで、放出ノズル１５８の先端部が飛行体１２２の浮力を発生させる気流の外側に突出している構成となっている。即ち、このような構成は、広く、飛行体として用いられているヘリコプター型やマルチコプター型のドローンに容易に適用することができる。なお、これに限定されず、ロータで直接的に飛行体の浮力を発生させない構成であってもよい。

また、本実施形態では、飛行体１２２が、泡状物ＢＢの構成成分の少なくとも一部である原液を貯蔵するタンク１５０を保持している。即ち、泡状物ＢＢの構成成分の少なくとも一部が飛行体１２２に保持されることとなるので、泡状物ＢＢの構成成分の全てが地上から供給される場合に比べて、配管の本数を少なくでき、放出ノズル１５８の位置自由度を高くすることが可能である。なお、これに限らず、タンクがなく、水とは別に原液を供給する配管が増えてもよい。あるいは、流体が泡状物ＢＢでなく、単に空気を多量に含んだ水を放出する場合には、単にタンク自体を備えない構成とされてもよい。

また、本実施形態では、流体放出機構１４６に、泡状物ＢＢの構成成分の少なくとも一部である水を地上から供給する配管Ｔ３が接続されている。このため、タンク１５０に原液でだけでなく、水も貯留するような構成に比べて、放出ノズル１５８からの泡状物ＢＢの吐出量を多くすることができる。なお、これに限らず、放出ノズルは、タンクだけを利用して泡状物ＢＢを放出したり、タンクに水を入れて、単に空気を多量に含んだ水を放出してもよい。

また、本実施形態では、流体放出機構１４６が、更に、泡状物ＢＢの原液を混合することで泡状物ＢＢを生成する混合器１５２を備えている。このため、飛行体１２２で泡状物ＢＢの放出に係る重量を更に低減できる。このため、飛行体１２２の小型化、飛行体１２２の位置自由度の拡大、あるいは飛行体１２２の長時間飛行をより可能とする。

そして、本実施形態では、混合器１５２が、高圧水に原液を混合させる第１混合部１５３と、第１混合部１５３で得られた原液混合高圧水に空気を混合させる第２混合部１５４と、を備える。このため、第１混合部１５３で高圧水に対する原液の正確な混合比率が安定して実現可能である。そして、次にくる第２混合部１５４で原液混合高圧水に空気を十分に含ませることが可能である。つまり、このような混合器１５２により、放出ノズル１５８において泡状物ＢＢを生成するための、より均質な泡生成流体を生成することが可能である。なお、これに限らず、混合器では、高圧水に原液と空気とを同時に混合させてもよいし、高圧水に原液だけを混合し、放出ノズルで空気を混合するようにしてもよい。

即ち、本実施形態によれば、流体を放出する流体放出機構１４６の配置制限を低減して適切な位置から所定の作業箇所１０２に泡状物ＢＢを放出可能である。

本発明について第１実施形態を挙げて説明したが、本発明は第１実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。

例えば、第１実施形態では、流体放出システム１２０が飛行体１２２と、流体放出機構１４６と、操作端末１６２と、を備えているだけであったが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示す第２実施形態では、配管Ｔ３の一部が、地上に配置された支持機構２７０で支持されている。更には、泡状物ＢＢの構成成分の少なくとも一部である水を配管Ｔ３に地上から圧送する第２圧送機構２７２を備えている。なお、第２実施形態では、支持機構２７０と第２圧送機構２７２とが異なるだけなので、符号上１桁を変更して、基本的に支持機構２７０と第２圧送機構２７２以外の説明を省略する。

本実施形態では、図５に示す如く、支持機構２７０は、作業アタッチメント２１６をアーム体２１４の先端に設けた作業機械２１０とされている。即ち、支持機構２７０は、例えば、無限軌道で方向自在に移動可能とされ、運転室２１２から、作業アタッチメント２１６と、無限軌道と、を自在に操作することができる。作業アタッチメント２１６は支柱ユニット２１８とホースリール２１９とを備える。支柱ユニット２１８は、複数の断面外径が異なる筒形状部材が図示せぬ油圧シリンダにより相互に伸縮可能に嵌合した構成となっている。このため、支柱ユニット２１８は伸縮率を高くしながら、比較的軽量化されている。支柱ユニット２１８の先端部２１８Ａからは配管Ｔ３が延在され、流体放出機構２４６に接続されている。支柱ユニット２１８の下端には、接続部２１８Ｂが設けられており、アーム体２１４の先端が脱着可能に接続されている。ホースリール２１９は、配管Ｔ３を支柱ユニット２１８の伸縮に合わせて巻き取る構成となっている。そして、ホースリール２１９から配管Ｔ４が伸び、第２圧送機構２７２に接続されている。

第２圧送機構２７２は、図５に示す如く、作業機械２１０の車体上に載置されている。第２圧送機構２７２は、第１圧送機構１４８と同様に、ダイヤフラムポンプやピストンポンプなどであり、配管Ｔ５を介して、地上に置かれた貯水タンク（不図示）から水を吸い上げ、流体放出機構２４６へ圧送する。第２圧送機構２７２も、例えば、数百Ｐａ以上で水を圧送するが、その圧送能力は流体放出機構２４６の高さ程度まで届く能力とされている。

即ち、本実施形態では、配管Ｔ３にかかる第２圧送機構２７２による水圧は極端に大きくないため、配管Ｔ３は相応の柔軟性を維持することができ、飛行体２２２の移動自由度の低下を防止することができる。同時に、第１圧送機構だけで大きな放出圧を発生させることなく、放出ノズルからの放出圧を高めることができる。よって、第１圧送機構を軽量・小型で、かつ省電力化することができる。

加えて、本実施形態では、支持機構２７０で支持された配管Ｔ３の部分の重量は、飛行体２２２の浮力で支える必要がない。このため、その分、飛行体２２２を大きくすることなく、上空高く、且つ自在に移動させることができる。

なお、本実施形態では、支持機構２７０が、作業機械２１０であったが、本発明はこれに限定されない。支持機構は、固定式あるいは仮設的な相応に高さのある人工構造物であって、必ずしも昇降可能とするクレーン機能が必要ではない。また、第２圧送機構も必ずしも必要ではない。

上記実施形態においては、作業箇所を解体する作業機械として所謂「クラッシャー」を例に説明しているが、本発明の適用はこれに限られない。例えば、杭打ち機、杭抜き機、ブルドーザー、トラクターショベル、パワーショベル、バックホウ、ドラグライン、クラムシェル、クローラドリル、アースドリル、クレーン、ロードカッター、ブレーカー等を適用しても同様の効果を得ることができる。要するに、土木作業や建設作業、解体作業において、粉塵が発生し得る作業を行う作業機械に対して幅広く適用することが可能である。

本発明は、土木作業や建設作業、解体作業などの粉塵の発生する作業現場において利用できるが、特に固体構造物の解体作業、補修作業等に好適である。

１００…作業現場
１０２…作業箇所
１０４…建築物（解体対象物）
１０６…足場
１０８…養生シート
１１０、２１０…作業機械
１１２、２１２…運転室
１１４、２１４…アーム体
１１６、２１６…作業アタッチメント
１２０、２２０…流体放出システム
１２２、２２２…飛行体
１２４…ステー
１２６…回転モータ
１２６Ａ…ロータ
１２８…本体
１２９…脚部
１３０…制御ユニット
１３２、１６４…無線通信部
１３４…飛行コントローラ
１３６、１６６…制御部
１３６Ａ…ＣＰＵ
１３６Ｂ…メモリ
１３６Ｃ…ドライバ
１３８Ａ…ＧＰＳ受信部
１３８Ｂ…飛行用センサ群
１４０…カメラ
１４２…カメラ変位機構部
１４４…電源
１４６、２４６…流体放出機構
１４８…第１圧送機構
１５０…タンク
１５２…混合器
１５３…第１混合部
１５３Ａ、１５３Ｂ、１５３Ｃ、１５３Ｄ、１５４Ａ、１５４Ｂ、１５８Ａ、１５８Ｂ…流路
１５３ＡＡ、１５３ＢＢ、１５３ＣＣ、１５３ＤＤ、１５４ＢＢ、１５８Ｃ…絞り
１５３ＡＢ、１５３ＥＥ、１５４ＡＡ、２１８Ａ…先端部
１５３Ｅ…調整ダイヤル
１５３Ｆ、１５４Ｃ…空気孔
１５４…第２混合部
１５８…放出ノズル
１６２…操作端末
１６８…入出力部
２１８…支柱ユニット
２１８Ｂ…接続部
２１９…ホースリール
２７０…支持機構
２７２…第２圧送機構
ＢＢ…泡状物
ＦＥ…前段部材
ＭＣ…中心
ＭＳ…メッシュ体
ＳＥ…後段部材
ＳＬ１、ＳＬ２…Ｏリング
Ｔ１～Ｔ５…配管
ＴＥ…ノズル部材
Ｔｒ…ロータの最外形の軌跡

Claims

飛行体と、該飛行体に設けられ流体を放出する流体放出機構と、を備える流体放出システムであって、
前記流体放出機構は、前記流体を放出する放出ノズルと、空気を混合することで該流体を生成する混合器と、該混合器へ該流体の構成成分の少なくとも一部を圧送する第１圧送機構と、を備え、
前記放出ノズルの先端部は、前記飛行体の浮力を発生させる気流の外側に突出し、
前記飛行体は、複数のロータを備え、
前記飛行体の平面視において、該複数のロータの最外形の軌跡の外側に前記放出ノズルが配置され、
前記流体放出機構に、前記流体の構成成分の少なくとも一部を地上から供給する配管が接続されている
ことを特徴とする流体放出システム。
請求項１において、
前記流体は、泡状物であり、
前記流体放出機構は、更に、該泡状物の原液を混合することで該泡状物を生成する泡状物混合器を備える
ことを特徴とする流体放出システム。
飛行体と、該飛行体に設けられ流体を放出する流体放出機構と、を備える流体放出システムであって、
前記流体放出機構は、前記流体を放出する放出ノズルと、空気を混合することで該流体を生成する混合器と、該混合器へ該流体の構成成分の少なくとも一部を圧送する第１圧送機構と、を備え、
前記放出ノズルの先端部は、前記飛行体の浮力を発生させる気流の外側に突出し、
前記飛行体は、複数のロータを備え、
前記飛行体の平面視において、該複数のロータの最外形の軌跡の外側に前記放出ノズルが配置され、
前記流体は、泡状物であり、
前記流体放出機構は、更に、該泡状物の原液を混合することで該泡状物を生成する泡状物混合器を備える
ことを特徴とする流体放出システム。
請求項３において、
前記流体放出機構に、前記流体の構成成分の少なくとも一部を地上から供給する配管が接続されている
ことを特徴とする流体放出システム。
請求項１、２または４において、
前記配管の一部は、地上に配置された支持機構で支持されている
ことを特徴とする流体放出システム。
請求項１、２、４または５において、
前記流体の構成成分の少なくとも一部を前記配管に地上から圧送する第２圧送機構を備える
ことを特徴とする流体放出システム。
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記飛行体は、前記流体の構成成分の少なくとも一部を貯蔵するタンクを保持する
ことを特徴とする流体放出システム。