WO2020130044A1 - 流体放出システム - Google Patents

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WO2020130044A1
WO2020130044A1 PCT/JP2019/049638 JP2019049638W WO2020130044A1 WO 2020130044 A1 WO2020130044 A1 WO 2020130044A1 JP 2019049638 W JP2019049638 W JP 2019049638W WO 2020130044 A1 WO2020130044 A1 WO 2020130044A1
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WO
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fluid
foam
mixer
discharge
work
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Application number
PCT/JP2019/049638
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English (en)
French (fr)
Inventor
康修 鈴木
Original Assignee
鈴健興業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of WO2020130044A1 publication Critical patent/WO2020130044A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
    • B64D1/18—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting by spraying, e.g. insecticides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/22—Taking-up articles from earth's surface
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/08—Wrecking of buildings

Definitions

  • the present invention relates to a fluid discharge system.
  • dust is often generated by the work.
  • dismantling work all or part of a building (object to be dismantled)
  • generation of dust at the work site is unavoidable. If the measures against dust are neglected, the working environment will be deteriorated, and the dust will be scattered around and the residents living around the site will feel uncomfortable, and in some cases, may be a health hazard. Therefore, various measures have been taken to suppress the scattering of dust due to the dismantling work.
  • the fluid discharge mechanism that discharges a fluid capable of suppressing dust scattering shown in Patent Document 1 is restricted to the position of the work machine, in particular, because it can suppress the rising of dust accompanying the rise in the height of a building. Instead, the fluid is appropriately discharged to a predetermined work site on the work site by remote control.
  • Patent Document 1 it is possible to eliminate the need for a watering operator for suppressing the scattering of dust due to the dismantling work. In other words, it is not necessary to place a worker near the work machine for dismantling work, it is possible to suppress the worker from being exposed to dust, and it is possible to make the work environment of the worker safer while saving water at the work site. it can.
  • the fluid discharge mechanism shown in Patent Document 1 needs to be placed on the scaffold or the building itself.
  • the predetermined work place where you want to suppress the scattering of dust is a high place and a narrow place, or if there is a building that is close to the predetermined work place and will not be demolished, you can not build a scaffolding Therefore, it is considered that the fluid discharge mechanism cannot be arranged. In this case, there is a possibility that sufficient dustproof measures cannot be taken.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a fluid discharge system capable of discharging a fluid from an appropriate position to a predetermined work site by reducing the restriction on the arrangement of a fluid discharge mechanism that discharges the fluid.
  • the challenge is to provide.
  • the present invention relates to a fluid discharge system including a flying body and a fluid discharging mechanism that discharges fluid provided in the flying body, wherein the fluid discharging mechanism mixes air with a discharging nozzle that discharges the fluid. And a first pumping mechanism for pumping at least a part of the constituent components of the fluid to the mixer, wherein the tip of the discharge nozzle has a buoyancy force of the flying body.
  • the position of the discharge nozzle can be freely arranged in a high place and three-dimensionally.
  • the tip of the discharge nozzle projects to the outside of the airflow that causes the buoyancy of the aircraft. Therefore, it is possible to prevent the airflow from being disturbed, and it is possible to appropriately and efficiently discharge the fluid to a desired position.
  • the inclusion of air in the fluid by the mixer allows a large amount of fluid to be ejected from the ejection nozzle without increasing the weight of the fluid that must be supported by the air vehicle. In other words, the total weight of the fluid that must be supported by the aircraft can be reduced as a result, so that the aircraft can be downsized, the degree of freedom of position of the aircraft can be increased, or the aircraft can fly for a long time.
  • the flying body includes a plurality of rotors, and the plurality of rotors are seen in a plan view of the flying body. This is a case where the discharge nozzle is arranged outside the outermost locus of.
  • the flying body holds a tank that stores at least a part of the constituent components of the fluid
  • at least a part of the constituent components of the fluid is held in the flying body. It is possible to increase the positional freedom of the discharge nozzle as compared with the case where all of the portion is supplied from the ground.
  • the amount of the fluid discharged from the discharge nozzle can be increased by the pipe connection. ..
  • the discharge nozzle can be moved higher in the sky and freely moved without increasing the size of the flying body.
  • the discharge pressure from the discharge nozzle is generated without generating a large discharge pressure only by the first pumping mechanism. Therefore, it is possible to reduce the weight and size of the first pumping mechanism and save power.
  • the fluid discharge mechanism further includes a foam mixer for generating the foam by mixing the undiluted solution of the foam
  • the weight associated with the release of foam can be further reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of the flying body, increase the degree of freedom of the position of the flying body, or allow the flying body to fly for a long time.
  • FIG. 1 Schematic diagram showing the fluid discharge system of FIG. 1 (side view (A), top view (B)) Block diagram showing the fluid ejection system of FIG. Sectional drawing which shows an example of the mixer and discharge nozzle of the fluid discharge mechanism of FIG.
  • the side view which shows the fluid discharge system which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • a scaffold 106 is built around the work site 100, and a curing sheet 108 is attached to the outside of the scaffold 106.
  • a building 104 which is an object to be dismantled, is located at a work site 100 inside the scaffold 106.
  • the work place 102 which is a covered portion (enclosed portion) of the foam (fluid) BB discharged from the fluid discharge mechanism 146 of the fluid discharge system 120 described later, is disassembled by the work machine 110.
  • the work machine 110 is, for example, capable of moving freely on an endless track.
  • the work machine 110 is provided with a cab 112.
  • a work attachment 116 provided at the tip of the arm body 114 and an endless track can be freely operated (in the cab 112, an operator or a remotely operated robot operates, but
  • the work machine 110 may be driven by an autonomous program).
  • the work attachment 116 is a crusher, and the work machine 110 is a so-called “crusher”.
  • the work place 102 includes a portion where the work attachment 116 is in direct contact with the building 104, and refers to a place where dust is directly generated by disassembly of the work attachment 116.
  • the foam BB may be a fluid fluid containing bubbles.
  • the fluid discharge system 120 includes a flying body 122, a fluid discharging mechanism 146 that is provided on the flying body 122 and discharges a foam BB, and a flying body.
  • the fluid discharge mechanism 146 includes a discharge nozzle 158 that discharges the foam BB to the work site 102 of the building 104, a mixer 152 that mixes air to generate the foam BB, and a foam to the mixer 152.
  • a first pumping mechanism 148 for pumping water that is at least a part of the constituent components of the object BB.
  • the tip of the discharge nozzle 158 projects to the outside of the airflow that causes the buoyancy of the flying body 122.
  • solid arrows indicate control lines
  • broken arrows indicate power lines
  • dotted arrows indicate flows of water and foam BB.
  • the flying body 122 is a small drone capable of unmanned autonomous flight, as shown in FIG. As shown in FIGS. 2A and 2B, the flying body 122 includes four rotors 126A, four rotation motors 126 that rotate the four rotors 126A, and four rotation motors 126 that support the four rotation motors 126, respectively.
  • the stay 124 and a main body 128 that supports the four stays 124 are provided.
  • the flying body 122 is a so-called quadcopter, but the present invention is not limited to this, and may be a helicopter having one, three, six, or eight rotors or another multicopter. May be.
  • the rotor 126A generates an air flow that causes the buoyancy of the flying object 122 by the rotation of the motor shaft of the rotary motor 126.
  • an airflow that causes the buoyancy of the flying object 122 is generated inside the circle indicated by the broken line that indicates the outermost locus Tr of the rotor 126A illustrated in FIG. 2B. That is, in the plan view of the flying body 122, the discharge nozzle 158 is arranged outside the outermost trajectory Lo of the four rotors 126A, so that the tip of the discharging nozzle 158 causes the air flow that causes buoyancy of the flying body 122. It is configured to project to the outside.
  • Each of the rotary motors 126 rotates a rotor 126A attached to the motor shaft.
  • the rotation speed of each rotor 126A can be individually determined by each rotation motor 126 by a control signal from the main body 128. This controls the forward/backward/leftward/rightward movement, the vertical movement, the turning movement, the hovering movement, and the like of the flying body 122.
  • the four stays 124 are supported by the main body 128 at intervals of 90 degrees in a plan view.
  • the stay 124 has a tubular shape, and a wire for driving the rotary motor 126 from the main body 128 is inserted through the stay 124.
  • the main body 128 includes a control unit 130, a camera 140, a camera displacement mechanism section 142, and a power source 144.
  • a control unit 130 controls the operation of the main body 128.
  • a camera 140 controls the image capture mechanism 142 and the display of the main body 128.
  • a camera displacement mechanism section 142 controls the power source 144.
  • two legs 129 are provided at the bottom of the main body 128.
  • Each leg 129 is U-shaped so as to support the tank 150 and hold the entire fluid discharge mechanism 146.
  • the stock solution of the foam BB is stored in the tank 150 (that is, the flying body 122 holds the tank 150 that stores the stock solution which is at least a part of the constituent components of the fluid).
  • control unit 130 houses the communication function and the elements necessary for controlling the flying body 122 and the fluid discharge mechanism 146.
  • the control unit 130 includes a wireless communication unit 132 and a flight controller 134.
  • the wireless communication unit 132 performs wireless communication with the operation terminal 162, as shown in FIG.
  • the wireless communication unit 132 modulates and transmits various signals from the flight controller 134 in a specific frequency band (for example, 2.4 GHz or the like), receives various signals from the operation terminal 162, demodulates, and flies. Output to the controller 134.
  • the wireless communication unit 132 may be directly accessible to a public communication network such as the Internet, and may exchange various information.
  • the flight controller 134 includes a control unit 136, a GPS receiving unit 138A, and a flight sensor group 138B.
  • the flight controller 134 is an integrated circuit and sensors required for the flight of the flying object 122.
  • the control unit 136 includes a CPU 136A, a memory 136B, and a driver 136C.
  • the CPU 136A is an integrated circuit that controls all the constituent elements.
  • the program stored in the memory 136B is read and executed, and based on the result, various commands are output to predetermined components.
  • the CPU 136A mainly outputs a command for controlling the rotary motor 126 if it is a program for controlling the flying body 122.
  • the CPU 136A mainly outputs a command for controlling the first pressure feeding mechanism 148 if it is a program for controlling the fluid discharge mechanism 146.
  • the CPU 136A outputs various calculations and commands in accordance with commands from the operation terminal 162.
  • the CPU 136A controls the camera 140 and the camera displacement mechanism unit 142 to process the image data from the camera 140, and outputs the image data to the memory 136B or the wireless communication unit 132.
  • the memory 136B is a storage unit such as a ROM or a RAM.
  • the memory 136B stores various initial values and updated values, various programs, and the like.
  • the memory 136B also stores various data transmitted from the operation terminal 162.
  • the driver 136C drives the rotary motor 126 based on a command from the CPU 136A, for example.
  • the GPS receiving unit 138A shown in FIG. 3 receives satellite signals transmitted from artificial satellites to sequentially receive the current position of the flying object 122 and output it to the control unit 136.
  • the flight sensor group 138B is a plurality of sensing elements for realizing stable flight of the flying object 122, and outputs the sensing result to the control unit 136.
  • the flight sensor group 138B illustrated in FIG. 3 is, for example, an acceleration sensor, an angular velocity sensor, an atmospheric pressure sensor, an altitude sensor, a wind direction wind speed sensor, a gyro sensor, and the like (all elements are not necessarily required).
  • the camera 140 shown in FIG. 3 outputs an image in the direction toward the camera displacement mechanism section 142 to the control section 136.
  • the camera displacement mechanism section 142 shown in FIG. 3 is a mechanism for displacing the orientation of the camera 140 in the vertical and horizontal directions, and its direction is controlled based on a command from the control section 136.
  • the power source 144 supplies power to the control unit 130, the camera 140, the camera displacement mechanism section 142, and the fluid discharge mechanism 146.
  • the power source 144 is, for example, a lithium-based rechargeable battery.
  • the fluid discharge mechanism 146 includes a discharge nozzle 158, a mixer 152, a tank 150, and a first pressure feed mechanism 148, as shown in FIGS. 2(A), 2(B), and 3.
  • the first pumping mechanism 148 is, for example, a diaphragm pump or a piston pump, and sucks water from a water storage tank (not shown) placed on the ground through a pipe T3 extending to the ground and pumps the water to the mixer 152. (That is, the fluid discharge mechanism 146 is connected to the pipe T3 that supplies water, which is at least a part of the constituent components of the fluid, from the ground).
  • the first pumping mechanism 148 pumps water at, for example, several hundred Pa or more so that the high pressure water can be discharged from the discharge nozzle 158 via the mixer 152.
  • the tank 150 is, for example, a plastic tank and stores a stock solution of the foam BB (the stock solution has a surfactant as a main component, for example, a commercially available neutral detergent diluted several times to several tens of times). ing.
  • the stock solution in the tank 150 is sucked up by the mixer 152 by the force of water (high-pressure water) passing through the mixer 152.
  • the mixer 152 communicates with the discharge nozzle 158 to mix the stock solution with the high pressure water.
  • the discharge nozzle 158 discharges the foam BB to the work place 102 of the building 104 by passing the foam generating fluid generated from the stock solution and the high-pressure water in the mixer 152. That is, the fluid discharge mechanism 146 is configured to include the mixer (foam material mixer) 152 that generates the foam material BB by mixing the undiluted solution of the foam material BB.
  • the operation terminal 162 includes a wireless communication unit 164, a control unit 166, and an input/output unit 168.
  • the wireless communication unit 164 performs wireless communication with the control unit 130 including the wireless communication unit 132. Therefore, the wireless communication unit 164 has substantially the same function as the wireless communication unit 132.
  • the control unit 166 controls the wireless communication unit 164 and exchanges various signals with the wireless communication unit 164. Further, the control unit 166 processes various signals input from the input/output unit 168 and the wireless communication unit 164, and outputs them to the input/output unit 168 and the wireless communication unit 164 as appropriate.
  • the input/output unit 168 has an input portion such as a touch panel and a keyboard, and an output portion such as a liquid crystal panel and an organic EL.
  • the operation terminal 162 may be a dedicated terminal, or may be a general-purpose terminal such as a smartphone on which control software is installed and used.
  • the tank 150, the mixer 152, and the discharge nozzle 158 will be described in more detail below with reference to FIGS. 2(A), 2(B) and 4.
  • An opening is provided on the upper surface of the tank 150 of the fluid discharge mechanism 146, and the pipe T1 is inserted therein.
  • the lower end of the pipe T1 has a length that contacts the bottom of the tank 150.
  • the mixer 152 communicates with the tank 150 and the first pressure feeding mechanism 148 via pipes T1 and T2, respectively.
  • the mixer 152 includes a first mixing unit 153 that mixes the stock solution with the high-pressure water pumped by the first pumping mechanism 148, and a second mixing unit 154 that mixes air with the stock-solution-mixed high-pressure water obtained by the first mixing unit 153.
  • Both the first mixing unit 153 and the second mixing unit 154 are configured to utilize the Venturi effect of generating a negative pressure by increasing the flow velocity of the fluid by narrowing the flow path of the fluid.
  • the configuration of the mixer 152 will be described below with reference to FIG.
  • the mixer 152 includes a front stage member FE, a rear stage member SE, and an adjustment dial 153E.
  • the mixer 152 has air holes 153F and 154C and is configured to suck air.
  • the pre-stage member FE is provided with flow paths 153A, 153B, 153C, 153D connected in a cross shape.
  • the flow path 153A communicates with the first pressure feeding mechanism 148.
  • the high-pressure water flowing into the flow channel 153A flows through the throttle 153AA (for example, 2 mm ⁇ or less) to the wide flow channel 153D (for example, about 5 to 10 mm ⁇ ) from the tip portion 153AB protruding to the vicinity of the center MC of the cross shape.
  • the flow path 153B communicates with the tank 150 via the pipe T1.
  • the stock solution flowing into the flow channel 153B basically flows into the flow channel 153D via the throttle 153BB (for example, 4 mm ⁇ or less) due to the negative pressure of the flow channel 153D generated by the high pressure water. Therefore, the undiluted solution is mixed with high-pressure water to generate undiluted solution-mixed high-pressure water.
  • the flow path 153C communicates with the outside air via a plurality (for example, four) of air holes 153F.
  • the air flowing into the flow channel 153C merges with the flow channel 153D via the throttle 153CC (for example, 4 mm ⁇ or less).
  • a tip portion 153EE (for example, 3 mm ⁇ or less) can be taken in and out of the diaphragm 153CC by changing the rotation amount of the adjustment dial 153E. Therefore, by changing the position of the front end portion 153EE with respect to the aperture 153CC, it is possible to adjust the inflow amount of air from the flow channel 153C to the flow channel 153D. That is, the negative pressure in the flow path 153D generated by the high pressure water can be adjusted by the adjustment dial 153E, and the mixing ratio of the stock solution to the high pressure water can be adjusted. That is, the mixer 152 has a structure in which the mixing ratio of the stock solution and the high-pressure water can be adjusted.
  • the undiluted liquid mixture high-pressure water flowing through the flow path 153D passes through the throttle 153DD (for example, 4 mm ⁇ or less) and flows into the flow path 154A (for example, less than 8 mm ⁇ ) of the second mixing unit 154.
  • the amount of rotation of the adjustment dial 153E is manually adjusted in advance, but it may be adjusted appropriately with the remote controller.
  • the rotational position of the adjustment dial 153E by adjusting the rotational position of the adjustment dial 153E, the negative pressure of the flow path 153D generated by the high pressure water is set to zero, so that the stock solution can be intentionally prevented from being mixed with the high pressure water. is there.
  • a cylindrical rear member SE is attached so as to cover the outside of the protruding tip 154AA in which the flow path 154A is formed.
  • reference numeral SL1 is an O-ring provided to ensure close contact between the front member FE and the rear member SE.
  • the flow path 154B (the maximum diameter of the flow path 154B is, for example, less than 20 mm ⁇ , but is made larger than the maximum diameter of the flow path 153D) provided inside the rear member SE is gradually narrowed, and the diaphragm 154BB( It is connected to the flow channel 158B of the nozzle member TE via (for example, 5 mm ⁇ or less).
  • a plurality of air holes 154C (for example, four at regular intervals in the circumferential direction of the rear member SE) are provided in the vicinity of the connecting portion between the rear member SE and the front member FE. Therefore, negative pressure is generated by the undiluted solution-mixed high-pressure water flowing into the channel 154A from the channel 154A, and the air is mixed with the undiluted-solution mixed high-pressure water from the air hole 154C to generate the foam-forming fluid.
  • the discharge nozzle 158 is equipped with a mesh body MS that generates a foam BB by collision and passage of a foam generating fluid, and is attached to the mixer 152.
  • the discharge nozzle 158 includes a tip end portion of the rear member SE and a nozzle member TE.
  • the nozzle member TE is formed of, for example, a plastic containing glass fiber having a cylindrical shape.
  • the nozzle member TE is detachably attached by screwing onto the outer periphery of the tip of the rear member SE.
  • Reference numeral SL2 is an O-ring for ensuring close contact between the rear member SE and the nozzle member TE.
  • the flow path 158A provided in the rear member SE is expanded again from the diaphragm 154BB.
  • the mesh body MS is removably arranged in the flow path 158B provided in the nozzle member TE (for example, the mesh body MS is simply pushed into the restrictor 158C side of the flow path 158B). That is, the mesh body MS is detachable from the discharge nozzle 158 by separating the nozzle member TE from the rear-stage member SE and enabling attachment and detachment inside the nozzle member TE. Then, the flow path 158B is narrowed again by the diaphragm 158C.
  • the diaphragm 158C defines the shape of the foam BB when it is discharged.
  • a circular shape having a diameter of 5 mm or less can realize isotropic foam BB (or rectangular shape). Release of the flat foam BB may be realized).
  • the mesh body MS it is possible to use a stainless steel mesh having a corresponding opening (for example, about 1 mm) formed in a columnar shape (for example, 20 mm ⁇ or less*about 10 mm).
  • the mesh body MS may be formed by simply stacking a plurality of meshes.
  • the foam-forming fluid flows through the flow path 158A and collides with the mesh body MS arranged in the flow path 158B to generate the foam BB. That is, the discharge nozzle 158 can discharge the foam BB to the work place 102 by discharging the foam generating fluid.
  • the discharge nozzle 158 is oriented in the same direction (-X direction) as the camera 140, as shown in FIGS. 2(A) and 2(B). Therefore, it is possible to confirm the discharge state of the foam BB and the portion of the work place 102 covered with the foam BB by the camera 140 via the operation terminal 162.
  • the position of the discharge nozzle 158 can be freely arranged at a high place and three-dimensionally. Moreover, the tip of the discharge nozzle 158 projects to the outside of the airflow that causes the buoyancy of the flying object 122. Therefore, it is possible to prevent the airflow from being disturbed, and it is possible to appropriately and efficiently discharge the foam BB to a desired position. Further, the inclusion of air in the foam BB by the mixer 152 allows a large amount of foam BB to be discharged from the discharge nozzle 158 without increasing the weight of the foam BB that must be supported by the air vehicle 122. Can be released.
  • the flying object 122 can be downsized, the positional freedom of the flying object 122 can be increased, or the flying object 122 can be extended for a long time. Can fly.
  • the flying body 122 includes the four rotors 126A, and the discharge nozzles 158 are arranged outside the outermost locus Tr of the four rotors 126A in the plan view of the flying body 122.
  • the tip of the discharge nozzle 158 is configured to project to the outside of the airflow that causes the buoyancy of the flying object 122. That is, such a configuration can be easily applied to a helicopter-type or multicopter-type drone that is widely used as an air vehicle.
  • the configuration is not limited to this, and the rotor may not directly generate the buoyancy of the aircraft.
  • the flying body 122 holds the tank 150 that stores the stock solution that is at least a part of the constituents of the foam BB. That is, since at least a part of the constituent components of the foam BB is held by the flying body 122, the number of pipes is reduced as compared with the case where all the constituent components of the foam BB are supplied from the ground. It is possible to reduce the number, and it is possible to increase the degree of freedom of position of the discharge nozzle 158. Note that the present invention is not limited to this, and there may be no tank and the number of pipes for supplying the stock solution separately from water may be increased. Alternatively, when the fluid is not the foam BB but simply releases water containing a large amount of air, the tank may not be provided.
  • the fluid discharge mechanism 146 is connected to the pipe T3 for supplying water, which is at least a part of the constituents of the foam BB, from the ground. Therefore, the discharge amount of the foam BB from the discharge nozzle 158 can be increased as compared with the configuration in which not only the undiluted solution but also water is stored in the tank 150. Not limited to this, the discharge nozzle may discharge the foam BB using only the tank, or may fill the tank with water and simply discharge water containing a large amount of air.
  • the fluid discharge mechanism 146 further includes the mixer 152 that mixes the stock solution of the foam BB to generate the foam BB. Therefore, it is possible to further reduce the weight of the flying body 122 associated with the discharge of the foam BB. Therefore, the size of the flying body 122 can be reduced, the degree of freedom of position of the flying body 122 can be increased, or the flying body 122 can fly for a long time.
  • the mixer 152 includes a first mixing unit 153 that mixes the stock solution with the high-pressure water, and a second mixing unit 154 that mixes air with the stock solution-mixed high-pressure water obtained by the first mixing unit 153.
  • the first mixing unit 153 can stably achieve an accurate mixing ratio of the stock solution to the high-pressure water.
  • the second mixing unit 154 to be provided next makes it possible for the undiluted high-pressure water to sufficiently contain air. That is, with such a mixer 152, it is possible to generate a more homogeneous foam-generating fluid for generating the foam BB in the discharge nozzle 158.
  • the present invention is not limited to this, and in the mixer, the high-pressure water may be mixed with the undiluted solution and air at the same time, or only the undiluted solution may be mixed with the high-pressure water and the discharge nozzle may be mixed with the air. ..
  • the fluid discharge system 120 includes only the flying body 122, the fluid discharge mechanism 146, and the operation terminal 162, but the present invention is not limited to this.
  • a part of the pipe T3 is supported by the support mechanism 270 arranged on the ground.
  • the 2nd pressure feeding mechanism 272 which pressure-feeds the water which is at least one part of the component of the foam BB to the piping T3 from the ground is provided.
  • only the support mechanism 270 and the second pressure feeding mechanism 272 are different, so that the first digit of the reference numeral is changed, and basically the description other than the support mechanism 270 and the second pressure feeding mechanism 272 is omitted. ..
  • the support mechanism 270 is the work machine 210 in which the work attachment 216 is provided at the tip of the arm body 214. That is, the support mechanism 270 is movable, for example, in an endless track so that the work attachment 216 and the endless track can be freely operated from the driver's cab 212.
  • the work attachment 216 includes a column unit 218 and a hose reel 219.
  • the strut unit 218 has a configuration in which a plurality of tubular members having different cross-sectional outer diameters are fitted to each other by a hydraulic cylinder (not shown) so that they can expand and contract. For this reason, the column unit 218 is relatively lightweight while increasing the expansion/contraction rate.
  • a pipe T3 extends from the tip portion 218A of the column unit 218 and is connected to the fluid discharge mechanism 246.
  • a connecting portion 218B is provided at the lower end of the column unit 218, and the tip of the arm body 214 is detachably connected.
  • the hose reel 219 is configured to wind the pipe T3 in accordance with the expansion and contraction of the column unit 218.
  • a pipe T4 extends from the hose reel 219 and is connected to the second pressure feeding mechanism 272.
  • the second pumping mechanism 272 is mounted on the vehicle body of the work machine 210, as shown in FIG. Similar to the first pumping mechanism 148, the second pumping mechanism 272 is a diaphragm pump, a piston pump, or the like, and sucks water from a water storage tank (not shown) placed on the ground via a pipe T5 to discharge the fluid. Pump to 246.
  • the second pumping mechanism 272 also pumps water at a pressure of, for example, several hundred Pa or more, and its pumping capability is set to reach the height of the fluid discharge mechanism 246.
  • the pipe T3 since the water pressure exerted on the pipe T3 by the second pumping mechanism 272 is not extremely large, the pipe T3 can maintain appropriate flexibility and prevent the freedom of movement of the flying body 222 from decreasing. can do. At the same time, the discharge pressure from the discharge nozzle can be increased without generating a large discharge pressure only by the first pressure feeding mechanism. Therefore, it is possible to reduce the weight and size of the first pumping mechanism and save power.
  • the weight of the portion of the pipe T3 supported by the support mechanism 270 does not need to be supported by the buoyancy of the flying body 222. For this reason, the flying body 222 can be freely moved high in the sky without increasing the size.
  • the support mechanism 270 is the work machine 210 in the present embodiment, the present invention is not limited to this.
  • the supporting mechanism is a fixed type or a temporary artificial structure having a correspondingly high height, and does not necessarily require a crane function capable of moving up and down. Further, the second pressure feeding mechanism is not always necessary.
  • a so-called “crusher” is described as an example of a work machine for disassembling a work place, but the application of the present invention is not limited to this.
  • the same effect can be obtained by applying a pile driver, a pile remover, a bulldozer, a tractor shovel, a power shovel, a backhoe, a drag line, a clam shell, a crawler drill, an earth drill, a crane, a road cutter, a breaker, etc.
  • the present invention can be widely applied to work machines that perform work that may generate dust in civil engineering work, construction work, and dismantling work.
  • the present invention can be used at a work site where dust is generated, such as civil engineering work, construction work, and dismantling work, but is particularly suitable for dismantling work and repair work of solid structures.
  • Second mixing section 158 Discharge nozzle 162... Operating terminal 168... Input/output section 218... Strut unit 218B... Connection section 219... Hose reel 270... Support mechanism 272... Second pressure feeding mechanism BB... Bubble Material FE... Front stage member MC... Center MS... Mesh body SE... Rear stage member SL1, SL2... O-rings T1-T5... Piping TE... Nozzle member Tr... Rotor of outermost shape of rotor

Abstract

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、を備える流体放出システム１２０であって、流体放出機構１４６が、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、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。これにより、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。

Description

流体放出システム
　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ていることにより、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、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ている一例は、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ている場合である。
　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 (7)

  1. 　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ている
    　ことを特徴とする流体放出システム。
  2. 　請求項１において、
    　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ている
    　ことを特徴とする流体放出システム。
  3. 　請求項１または２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。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかにおいて、
    　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。
  5. 　請求項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。
  6. 　請求項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。
  7. 　請求項１乃至６のいずれかにおいて、
    　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。
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