(57)【要約】      （修正有）【課題】真空ポンプの過大な負荷や過小な負荷を防止して、真空ポンプの安定した運転を可能とし、コストを低減する。【解決手段】複数の吸引口ユニット２０１、２０２と吸引源ユニット９６とを連結する配管９５１の途中に弁機構９１を備え、弁の開度を任意の開度に絞り流路の抵抗を増加するよう構成し、吸引口ユニットの一部の開口部と物体表面１との間の隙間の大きさが減少することにより一部の吸引口ユニットの内部の負の圧力が増加して物体表面に強く吸着し、一方、他の吸引口ユニットの開口部と物体表面との間の隙間の大きさが増加することにより、他の吸引口ユニットの内部の負の圧力が減少して物体表面に弱く吸着し、他の吸引口ユニットは物体表面から離反するように構成されている。【選択図】図１
2005058834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数式の吸引口ユニットと、１式の吸引源ユニットと、該吸引口ユニットの各々と該吸引源ユニットとを連結する配管から構成された流体を吸引する装置において、該吸引口ユニットの各々と該吸引源ユニットとを連結する各々の配管の途中にそれぞれ弁機構を備え、
該弁機構の構成について、弁の開度を任意の開度に絞ることにより流路の抵抗を増加せしめるように構成されており、
該吸引口ユニットのうちの一部の吸引口ユニットの開口部と物体表面との間の隙間の大きさが減少せしめられることにより該一部の吸引口ユニットの内部の負の圧力が増加し而して該一部の吸引口ユニットは物体表面に強く吸着し、一方、該吸引口ユニットのうちの他の吸引口ユニットの開口部と物体表面との間の隙間の大きさが増加せしめられることにより該他の吸引口ユニットの内部の負の圧力が減少し而して該他の吸引口ユニットは物体表面に弱く吸着し、もしくは該他の吸引口ユニットは物体表面から離反するように構成されている、ことを特徴とする、物体表面に吸着する機能を備えた流体を吸引する装置。
【請求項２】
複数式の吸引口ユニットと、１式の吸引源ユニットと、該吸引口ユニットの各々と該吸引源ユニットとを連結する配管から構成された流体を吸引する装置において、該吸引口ユニットの各々と該吸引源ユニットとを連結する各々の配管の途中にそれぞれ弁機構を備え、
該弁機構の構成について、該吸引口ユニットに連結された上流側弁室と、該吸引源ユニットに連結された下流側弁室と、該上流側弁室と該下流側弁室とを連通する弁穴と、該弁穴を開閉する弁板と、該弁板を開閉駆動させるための弁駆動手段から構成され、該下流側弁室の実際の圧力の値と該下流側弁室の圧力調整目標である任意の圧力の値との間に圧力差が発生することに起因して該弁板が開閉駆動されることにより該下流側弁室の圧力が該任意の圧力に調整されるように構成されており、
該吸引口ユニットのうちの一部の吸引口ユニットの開口部と物体表面との間の隙間の大きさが減少せしめられることにより該一部の吸引口ユニットの内部の負の圧力が増加し而して該一部の吸引口ユニットは物体表面に強く吸着し、一方、該吸引口ユニットのうちの他の吸引口ユニットの開口部と物体表面との間の隙間の大きさが増加せしめられることにより該他の吸引口ユニットの内部の負の圧力が減少し而して該他の吸引口ユニットは物体表面に弱く吸着し、もしくは該他の吸引口ユニットは物体表面から離反するように構成されている、ことを特徴とする、物体表面に吸着する機能を備えた流体を吸引する装置。
【請求項３】
該上流側弁室の内部の流体が該弁板に対して且つ該弁板の方向に作用を及ぼす力をＦｃとし、該下流側弁室の内部の流体が該弁板に対して且つ該弁板の方向に作用を及ぼす力をＦｂとした時の、該弁板を開閉駆動させるための該弁駆動手段の構成において、Ｆｃと同じ力で且つＦｃと反対の方向に作用する力を該弁板に対して作用せしめ、且つ、Ｆｂと反対の方向で且つ圧力調整目標の該任意の圧力の値に対応した任意の値の力Ｆｘを該弁板に対して作用せしめ、而して、Ｆｂ＜Ｆｘの時に該弁板が開となり、Ｆｂ＞Ｆｘの時に該弁板が閉となる、ように構成された該弁駆動手段を備えている、ことを特徴とする、請求項２に記載の物体表面に吸着する機能を備えた流体を吸引する装置。
【請求項４】
該上流側弁室の内部の流体が該弁板に対して且つ該弁板の方向に作用を及ぼす力をＦｃとし、該下流側弁室の内部の流体が該弁板に対して且つ該弁板の方向に作用を及ぼす力をＦｂとした時の、該弁板を開閉駆動させるための該弁駆動手段の構成において、Ｆｃと同じ力で且つＦｃと反対の方向に作用する力を該弁板に対して作用せしめ、且つ、大気圧に起因する力Ｆｏもしくは該吸引源ユニットの吐出口の圧力に起因する力Ｆｏを該弁板に対してＦｂと反対の方向に作用せしめ、且つ、該弁板に対してＦｂと同じ方向にバネ等の弾性体の力Ｆｓを作用せしめ、而して、Ｆｂ＋Ｆｓ＜Ｆｏの時に該弁板が開となり、Ｆｂ＋Ｆｓ＞Ｆｏの時に該弁板が閉となる、ように構成された該弁駆動手段を備えている、ことを特徴とする、請求項２に記載の物体表面に吸着する機能を備えた流体を吸引する装置。
【請求項５】
複数式の吸引口ユニットの各々に連結された配管の下流側の端部どうしが合流する分岐管部と１式の吸引源ユニットの吸入口との間の配管抵抗の値が最小の値になるように構成されている、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項４に記載の物体表面に吸着する機能を備えた流体を吸引する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、吸引ポンプ等の水や気体を吸引する源である一式の吸引源ユニットと、吸引ノズル等の水や気体を直接吸い込む複数式の吸引口ユニットと、該吸引源ユニットと該吸引口ユニットとを連結するサクションホース等の配管から構成された流体を吸引する装置において、該複数式の吸引口ユニットのうちの一部の吸引口ユニットはその内部の高い負の圧力に起因して物体表面に強く吸着しており、他の吸引口ユニットはその内部の低い負の圧力に起因して物体表面に弱く吸着するか或いは物体表面から離反しており、且つ、該他の吸引口ユニットは水や空気等の流体を多量に吸引している、といった作用と現象を備える、物体表面に吸着する機能を備えた流体を吸引する装置に関する。
かような装置は、例えば、２個の吸引口ユニットを交互に物体表面に吸着あるいは物体表面から離反せしめることにより物体表面に吸着しながら２足歩行を行い、且つ、物体表面から離反した方の吸引口ユニットを使用して物体表面上にある異物の吸引清掃を行う装置に適用することができる。
なお、２個の吸引口ユニットを交互に物体表面に吸着あるいは物体表面から離反せしめることにより物体表面に吸着しながら２足歩行を行う技術については公知の技術が種々存在しているが、該２足歩行する技術の詳細については本発明の目的とするところではないので省略する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、１個の吸引ポンプに複数の吸引ノズルが接続された場合、該吸引ノズルのうちの一部の吸引ノズルの内部の負の圧力を増加させるためには他の吸引ノズルの内部の負の圧力も増加させる必要があった。
例えば、１個の真空ポンプと２個の吸引ノズルと該真空ポンプと該吸引ノズルとを接続する２本のサクションホースから構成された真空掃除機において、一方の吸引ノズルを物体表面から大きく離反せしめた時、他方の吸引ノズルを物体表面に吸い付かせるのは困難である。
よって、２個の吸引ノズルの一方を物体表面から大きく離反せしめた時、他方の吸引ノズルを物体表面に吸い付かせるためには、２個の吸引ノズルの各々に個別の真空ポンプを接続する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２個の吸引ノズルの一方を物体表面から大きく離反せしめた時、他方の吸引ノズルを物体表面に吸い付かせるために２個の吸引ノズルの各々に個別の真空ポンプを接続すれば次の通りの解決すべき課題が存在する。
すなわち、物体表面に吸い付いた吸引ノズルからは殆んど流体が吸い込まれないので真空ポンプの真空度が極めて増大し、よって真空ポンプの負荷が過大となり且つ真空ポンプが容積型ポンプの場合においては真空度の増大に起因して真空ポンプが破壊される場合がある。
一方、物体表面から離反した吸引ノズルからは流路抵抗が殆んど無い状態で流体が吸い込まれるので真空ポンプの真空度が増大することは無く、よって真空ポンプの負荷が過小となり而して真空ポンプにとって極めて効率の悪い使用状態となる。
【０００４】本発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、上記の真空掃除機を例にひいて述べると、１個の真空ポンプと２個の吸引ノズルと該真空ポンプと該吸引ノズルとを接続する２本のサクションホースから構成された真空掃除機において、一方の吸引ノズルが物体表面から離反し且つ流体を吸引している時、他方の吸引ノズルを物体表面に吸着せしめる技術を提案することにある。
かような技術により、真空ポンプは、物体表面への吸着と離脱を交互に繰り返す２個の吸引ノズルから交互に流体を吸引することが可能となり、よって真空ポンプに吸引される流体の流量と圧力の脈動が減少されるものである。
かような技術は、真空ポンプの過大な負荷や過小な負荷を防止しよって真空ポンプの安定した運転を可能とし、また真空ポンプやろ過装置等の真空ポンプに付帯する設備の購入コストや運転コストやメンテナンスコストを低減せしめるものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための第１の手段として、本発明によれば、特許請求の範囲の請求項１に記載されているように、
複数式の吸引口ユニットと、１式の吸引源ユニットと、該吸引口ユニットの各々と該吸引源ユニットとを連結する配管から構成された流体を吸引する装置において、該吸引口ユニットの各々と該吸引源ユニットとを連結する各々の配管の途中にそれぞれ弁機構を備え、
該弁機構の構成について、弁の開度を任意の開度に絞ることにより流路の抵抗を増加せしめるように構成されており、
該吸引口ユニットのうちの一部の吸引口ユニットの開口部と物体表面との間の隙間の大きさが減少せしめられることにより該一部の吸引口ユニットの内部の負の圧力が増加し而して該一部の吸引口ユニットは物体表面に強く吸着し、一方、該吸引口ユニットのうちの他の吸引口ユニットの開口部と物体表面との間の隙間の大きさが増加せしめられることにより該他の吸引口ユニットの内部の負の圧力が減少し而して該他の吸引口ユニットは物体表面に弱く吸着し、もしくは該他の吸引口ユニットは物体表面から離反するように構成されている、ことを特徴とする、物体表面に吸着する機能を備えた流体を吸引する装置が提供される。
【０００６】課題を解決するための第２の手段として、本発明によれば、特許請求の範囲の請求項２に記載されているように、
複数式の吸引口ユニットと、１式の吸引源ユニットと、該吸引口ユニットの各々と該吸引源ユニットとを連結する配管から構成された流体を吸引する装置において、該吸引口ユニットの各々と該吸引源ユニットとを連結する各々の配管の途中にそれぞれ弁機構を備え、
該弁機構の構成について、該吸引口ユニットに連結された上流側弁室と、該吸引源ユニットに連結された下流側弁室と、該上流側弁室と該下流側弁室とを連通する弁穴と、該弁穴を開閉する弁板と、該弁板を開閉駆動させるための弁駆動手段から構成され、該下流側弁室の実際の圧力の値と該下流側弁室の圧力調整目標である任意の圧力の値との間に圧力差が発生することに起因して該弁板が開閉駆動されることにより該下流側弁室の圧力が該任意の圧力に調整されるように構成されており、
該吸引口ユニットのうちの一部の吸引口ユニットの開口部と物体表面との間の隙間の大きさが減少せしめられることにより該一部の吸引口ユニットの内部の負の圧力が増加し而して該一部の吸引口ユニットは物体表面に強く吸着し、一方、該吸引口ユニットのうちの他の吸引口ユニットの開口部と物体表面との間の隙間の大きさが増加せしめられることにより該他の吸引口ユニットの内部の負の圧力が減少し而して該他の吸引口ユニットは物体表面に弱く吸着し、もしくは該他の吸引口ユニットは物体表面から離反するように構成されている、ことを特徴とする、物体表面に吸着する機能を備えた流体を吸引する装置が提供される。
【０００７】以上に課題を解決するための第１と第２の手段を述べたが、更に、本発明によれば、特許請求の範囲の請求項５に記載されているように、該課題を解決するための第１と第２の手段に付け加えるに、複数式の吸引口ユニットの各々に連結された配管の下流側の端部どうしが合流する分岐管部と１式の吸引源ユニットの吸入口との間の配管抵抗の値が最小の値になるように構成すれば、例えて言い換えると、複数式の吸引口ユニットの各々に連結された配管の下流側の端部どうしが合流する分岐管部を１式の吸引源ユニットの吸入口に最も近い位置に配置すれば、物体表面に吸着している方の吸引口ユニットの内部の負の圧力を最大値にまで増加させることが可能な物体表面に吸着する機能を備えた流体を吸引する装置を提供することができる。
かような、物体表面に吸着している方の吸引口ユニットの内部の負の圧力を最大値にまで増加させる技術の効用について、例えば、かような技術が２個の吸引口ユニットを交互に物体表面に吸着あるいは物体表面から離反せしめることにより物体表面に吸着しながら２足歩行を行い、且つ、物体表面から離反した方の吸引口ユニットを使用して物体表面上にある異物の吸引清掃を行う装置に適用された場合においては、物体表面に吸着している方の吸引口ユニットの物体表面への吸着力が増大するので該吸引口ユニットと物体表面との摩擦力が強大となり、而して油で濡れた物体表面においても該吸引口ユニットがスリップすること無く安定した２足歩行が可能となるものである。
【０００８】
【実施例１】
以下、本発明に従って構成された装置の好適実施例について、添付図を参照して更に詳細に説明する。
図１を参照して第１の好適実施例の装置について説明すると、図示の装置は、床面である物体表面１に面した部分が開口した２個の円筒状の吸引口ユニット２０１、２０２と、吸引源であるルーツ式の吸引ポンプ９６と、物体表面１に吸着している吸引口ユニット２０１の配管継手２３と弁機構９１とを連結する長いサクションホース９５１と、弁機構９１と吸引ポンプ９６とを接続する短い配管９５２と、配管継手２３の下流側の直近の圧力計Ｐｅ１と、弁機構９１の上流側の直近の圧力計Ｐｃ１と、吸引ポンプ９６の吸入口９５４に直近の圧力計Ｐｂと、
物体表面１から離脱している吸引口ユニット２０２の配管継手２３と弁機構９１とを連結する長いサクションホース９５１と、弁機構９１と吸引ポンプ９６とを接続する短い配管９５２と、配管継手２３の下流側の直近の圧力計Ｐｅ２と、弁機構９１の上流側の直近の圧力計Ｐｃ２から構成されている。
弁機構９１は公知の流路絞り弁もしくはオリフィスである。
上記の各々の圧力計を示す記号は、各々の圧力計の絶対圧力の値も表示している。
数字９０で示す絞り弁の記号はサクションホース９５１にその長さに起因して大きな流路抵抗が存在することを表示している。
なお、実施例の装置は大気中に在ってもよいが、本実施例の説明においては水面下のごく浅い領域（絶対圧力：１．０３ｋｇｆ／ｃｍ２  ）に在るものとする。
本発明の実施例の装置においては、使用される吸引ポンプ９６の最大吸込み圧力を絶対圧力にて０．３５ｋｇｆ／ｃｍ２  、水を吸込む際の流量をＱｍ３／ｓ  と仮定する。また、Ｑｍ３／ｓ  の水が弁機構９１を通過する際にその流路抵抗に起因して発生する圧力損失Ｒｖｋｇｆ／ｃｍ２  を０．３８ｋｇｆ／ｃｍ２  、Ｑｍ３／ｓ  の水がサクションホース９５１を通過する際にその流路抵抗に起因して発生する圧力損失Ｒｈｋｇｆ／ｃｍ２  を０．３０ｋｇｆ／ｃｍ２  と仮定する。
【０００９】
【作用１】
上述した本発明の第１の好適実施例の装置の作用効果について説明する。
吸引ポンプ９６が作動すると、吸引口ユニット２０１の開口部は物体表面１により閉じられているので、吸引ポンプ９６が吸引するＱｍ３／ｓ  の水は吸引口ユニット２０２の開口部からのみ吸い込まれ、サクションホース９５１と弁機構９１を通過して吸引ポンプ９６に至り外部へ排出される。
この時の吸引口ユニット２０２から吸引ポンプ９６に至る途中に在る各々の圧力計の値について述べると、
Ｐｅ２＝１．０３（ｋｇｆ／ｃｍ２）
Ｐｃ２＝Ｐｅ２−Ｒｈ＝１．０３  −０．３０  ＝０．７３（ｋｇｆ／ｃｍ２）
Ｐｂ＝Ｐｃ２−Ｒｖ＝０．７３−０．３８  ＝０．３５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
この時の吸引口ユニット２０１から吸引ポンプ９６に至る途中に在る各々の圧力計の値について述べると、
Ｐｅ１＝Ｐｃ１＝Ｐｂ＝０．３５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
すなわち、吸引口ユニット２０１から吸引ポンプ９６に至る部分においては流体の流れが発生していないのでサクションホース９５１と弁機構９１において圧力損失は発生しない。すなわち、吸引口ユニット２０１の内部の圧力は吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力とほぼ同じになり而して最小圧力となる。かくして、吸引口ユニット２０１が物体表面１へ吸着する吸着力は最大となるものである。
【００１０】
【実施例２】
図２を参照して第２の好適実施例の装置について説明する。
第１の好適実施例の装置と第２の好適実施例の装置との相違について、弁機構９１の配置が異なっている。
図示の装置は、床面である物体表面１に面した部分が開口した２個の円筒状の吸引口ユニット２０１、２０２と、吸引源であるルーツ式の吸引ポンプ９６と、物体表面１に吸着している吸引口ユニット２０１の配管継手２３の下流側の直近に配置された弁機構９１と、弁機構９１と吸引ポンプ９６とを接続する長いサクションホース９５２と、配管継手２３の下流側の直近の圧力計Ｐｅ１と、弁機構９１の下流側の直近の圧力計Ｐｄ１と、吸引ポンプ９６の吸入口９５４に直近の圧力計Ｐｂと、
物体表面１から離脱している吸引口ユニット２０２の配管継手２３の下流側の直近に配置された弁機構９１と、弁機構９１と吸引ポンプ９６とを接続する長いサクションホース９５２と、配管継手２３の下流側の直近の圧力計Ｐｅ２と、弁機構９１の下流側の直近の圧力計Ｐｄ２から構成されている。
弁機構９１は公知の流路絞り弁もしくはオリフィスである。
上記の各々の圧力計を示す記号は、各々の圧力計の絶対圧力の値も表示している。
数字９０で示す絞り弁の記号はサクションホース９５２にその長さに起因して大きな流路抵抗が存在することを表示している。
なお、実施例の装置は大気中に在ってもよいが、本実施例の説明においては水面下のごく浅い領域（絶対圧力：１．０３ｋｇｆ／ｃｍ２  ）に在るものとする。
本発明の実施例の装置においては、使用される吸引ポンプ９６の最大吸込み圧力を絶対圧力にて０．３５ｋｇｆ／ｃｍ２  、水を吸込む際の流量をＱｍ３／ｓ  と仮定する。また、Ｑｍ３／ｓ  の水が弁機構９１を通過する際にその流路抵抗に起因して発生する圧力損失Ｒｖｋｇｆ／ｃｍ２  を０．３８ｋｇｆ／ｃｍ２  、Ｑｍ３／ｓ  の水がサクションホース９５２を通過する際にその流路抵抗に起因して発生する圧力損失Ｒｈｋｇｆ／ｃｍ２  を０．３０ｋｇｆ／ｃｍ２  と仮定する。
【００１１】
【作用２】
上述した本発明の第２の好適実施例の装置の作用効果について説明する。
吸引ポンプ９６が作動すると、吸引口ユニット２０１の開口部は物体表面１により閉じられているので、吸引ポンプ９６が吸引するＱｍ３／ｓ  の水は吸引口ユニット２０２の開口部からのみ吸い込まれ、弁機構９１とサクションホース９５２を通過して吸引ポンプ９６に至り外部へ排出される。
この時の吸引口ユニット２０２から吸引ポンプ９６に至る途中に在る各々の圧力計の値について述べると、
Ｐｅ２＝１．０３（ｋｇｆ／ｃｍ２）
Ｐｄ２＝Ｐｅ２−Ｒｖ＝１．０３  −０．３８  ＝０．６５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
Ｐｂ＝Ｐｄ２−Ｒｈ＝０．６５−０．３０  ＝０．３５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
この時の吸引口ユニット２０１から吸引ポンプ９６に至る途中に在る各々の圧力計の値について述べると、
Ｐｅ１＝Ｐｄ１＝Ｐｂ＝０．３５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
すなわち、吸引口ユニット２０１から吸引ポンプ９６に至る部分においては流体の流れが発生していないのでサクションホース９５２と弁機構９１において圧力損失は発生しない。すなわち、吸引口ユニット２０１の内部の圧力は吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力とほぼ同じになり而して最小圧力となる。かくして、吸引口ユニット２０１が物体表面１へ吸着する吸着力は最大となるものである。
【００１２】本発明の第１の好適実施例の装置と第２の好適実施例の装置とを比較すると、弁機構９１の配置は異なっているが、物体表面１へ吸着している吸引口ユニット２０１の内部の圧力は両方の実施例ともに吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力とほぼ同じであり、よって吸引口ユニット２０１が物体表面１へ吸着する吸着力は両方の実施例ともに最大となる。すなわち、弁機構９１をどこに配置するかは重要でないことが理解できる。
【００１３】
【実施例３】
図３を参照して第３の好適実施例の装置について説明する。
第２の好適実施例の装置と第３の好適実施例の装置との相違について、第３の好適実施例の装置においては２個の弁機構９１の各々の下流側の直近に２本の配管が合流する分岐管９５３があり、分岐管９５３と吸引ポンプ９６とを長いサクションホース９５２が連結している。
図示の装置は、床面である物体表面１に面した部分が開口した２個の円筒状の吸引口ユニット２０１、２０２と、吸引源であるルーツ式の吸引ポンプ９６と、物体表面１に吸着している吸引口ユニット２０１の配管継手２３の下流側の直近に配置された弁機構９１と、物体表面１から離脱している吸引口ユニット２０２の配管継手２３の下流側の直近に配置された弁機構９１と、２個の弁機構９１の各々の下流側の直近に配置され弁機構９１の下流側の２本の配管が合流する分岐管部９５３と、分岐管部９５３と吸引ポンプ９６とを接続する長いサクションホース９５２と、吸引口ユニット２０１の配管継手２３の下流側の直近の圧力計Ｐｅ１と、吸引口ユニット２０２の配管継手２３の下流側の直近の圧力計Ｐｅ２と、分岐管部９５３の直近の圧力計Ｐｄと、吸引ポンプ９６の吸入口９５４に直近の圧力計Ｐｂから構成されている。
弁機構９１は公知の流路絞り弁もしくはオリフィスである。
上記の各々の圧力計を示す記号は、各々の圧力計の絶対圧力の値も表示している。
数字９０で示す絞り弁の記号はサクションホース９５２にその長さに起因して大きな流路抵抗が存在することを表示している。
なお、実施例の装置は大気中に在ってもよいが、本実施例の説明においては水面下のごく浅い領域（絶対圧力：１．０３ｋｇｆ／ｃｍ２  ）に在るものとする。
本発明の実施例の装置においては、使用される吸引ポンプ９６の最大吸込み圧力を絶対圧力にて０．３５ｋｇｆ／ｃｍ２  、水を吸込む際の流量をＱｍ３／ｓ  と仮定する。また、Ｑｍ３／ｓ  の水が弁機構９１を通過する際にその流路抵抗に起因して発生する圧力損失Ｒｖｋｇｆ／ｃｍ２  を０．３８ｋｇｆ／ｃｍ２  、Ｑｍ３／ｓ  の水がサクションホース９５２を通過する際にその流路抵抗に起因して発生する圧力損失Ｒｈｋｇｆ／ｃｍ２  を０．３０ｋｇｆ／ｃｍ２  と仮定する。
【００１４】
【作用３】
上述した本発明の第２の好適実施例の装置の作用効果について説明する。
吸引ポンプ９６が作動すると、吸引口ユニット２０１の開口部は物体表面１により閉じられているので、吸引ポンプ９６が吸引するＱｍ３／ｓ  の水は吸引口ユニット２０２の開口部からのみ吸い込まれ、弁機構９１とサクションホース９５２を通過して吸引ポンプ９６に至り外部へ排出される。
この時の吸引口ユニット２０２から吸引ポンプ９６に至る途中に在る各々の圧力計の値について述べると、
Ｐｅ２＝１．０３（ｋｇｆ／ｃｍ２）
Ｐｄ＝Ｐｅ２−Ｒｖ＝１．０３  −０．３８  ＝０．６５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
Ｐｂ＝Ｐｄ−Ｒｈ＝０．６５−０．３０  ＝０．３５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
この時の吸引口ユニット２０１から吸引ポンプ９６に至る途中に在る各々の圧力計の値について述べると、
Ｐｅ１＝Ｐｄ＝０．６５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
すなわち、吸引口ユニット２０１から分岐管部９５３に至る部分においては流体の流れが発生していないので弁機構９１において圧力損失は発生しない。すなわち、吸引口ユニット２０１の内部の圧力Ｐｅ１（０．６５ｋｇｆ／ｃｍ２）は分岐管部９５３の圧力Ｐｄ（０．６５ｋｇｆ／ｃｍ２）とほぼ同じになり、吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力Ｐｂ（０．３５ｋｇｆ／ｃｍ２）と比較すると、吸引口ユニット２０１の内部の圧力はサクションホース９５２の圧力損失Ｒｈ（０．３０ｋｇｆ／ｃｍ２）の分だけ高い圧力になることが理解できる。
かくして、第３の好適実施例の装置において吸引口ユニット２０１が物体表面１へ吸着する吸着力は、第１の及び第２の好適実施例の装置おいて吸引口ユニット２０１が物体表面１へ吸着する吸着力と比較して劣ることが理解できる。
【００１５】第３の好適実施例の装置において、吸引口ユニット２０１の内部の圧力Ｐｅ１（０．６５ｋｇｆ／ｃｍ２）は分岐管部９５３の圧力Ｐｄ（０．６５ｋｇｆ／ｃｍ２）とほぼ同じになり、吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力Ｐｂ（０．３５ｋｇｆ／ｃｍ２）と比較すると、吸引口ユニット２０１の内部の圧力はサクションホース９５２の圧力損失Ｒｈ（０．３０ｋｇｆ／ｃｍ２）の分だけ高い圧力になり、而して、第３の好適実施例の装置における吸引口ユニット２０１が物体表面１へ吸着する吸着力は、第１の及び第２の好適実施例の装置おいて吸引口ユニット２０１が物体表面１へ吸着する吸着力と比較して劣ることが理解された。
以上より、吸引口ユニット２０１が物体表面１へ吸着する吸着力を最大の値にするためには、２個の吸引口ユニット２０１、２０２の各々に連結された配管の下流側の端部どうしが合流する分岐管部９５３を吸引ポンプ９６の吸入口９５４に最も近い位置に配置すればよいことが理解できる。
あるいは、上記を言い換えれば、吸引口ユニット２０１が物体表面１へ吸着する吸着力を最大の値にするためには、２個の吸引口ユニット２０１、２０２の各々に連結された配管の下流側の端部どうしが合流する分岐管部９５３と吸引ポンプ９６の吸入口９５４との間の圧力損失を最小にすればよいことが理解できる。
【００１６】
【実施例４】
図４乃至図５を参照して第４の好適実施例の装置について説明する。
第１の好適実施例の装置と第４の好適実施例の装置との相違について、第１の好適実施例の装置の弁機構９１の部分が第４の好適実施例の装置においては図４乃至図５に図示の弁機構９２に置き換えられている。
図４に図示の装置は、床面である物体表面１に面した部分が開口した２個の円筒状の吸引口ユニット２０１、２０２と、吸引源であるルーツ式の吸引ポンプ９６と、物体表面１に吸着している吸引口ユニット２０１の配管継手２３と弁機構９２の上流側弁室９３１の接続継手９２２とを連結する長いサクションホース９５１と、弁機構９２の下流側弁室９３２の接続継手９２３と吸引ポンプ９６の吸入口９５４とを接続する短い配管９５２と、弁機構９２の接続継手９２２の直近の圧力計Ｐｃ１と、吸引ポンプ９６の吸入口９５４に直近の圧力計Ｐｂと、
物体表面１から離脱している吸引口ユニット２０２の配管継手２３と弁機構９２の上流側弁室９３１の接続継手９２２とを連結する長いサクションホース９５１と、弁機構９２の下流側弁室９３２の接続継手９２３と吸引ポンプ９６の吸入口９５４とを接続する短い配管９５２と、弁機構９２の接続継手９２２の直近の圧力計Ｐｃ２から構成されている。
弁機構９２の上流側弁室９３１の接続継手９２２と上流側圧力室９３４の接続継手９２５とはホースにて連結されている。
弁機構９２のパイロット圧力室９３３の接続継手９２４はホース９４２を介してその下流側に在る真空レギュレータ９４３とさらにその下流側に在る真空ポンプ９４に連結されている。
弁機構９２については図５にその詳細を記載している。
上記の各々の圧力計を示す記号は、各々の圧力計の絶対圧力の値も表示している。
なお、実施例の装置は大気中に在ってもよいが、本実施例の説明においては水面下のごく浅い領域（絶対圧力：１．０３ｋｇｆ／ｃｍ２  ）に在るものとする。
本発明の実施例の装置においては、使用される吸引ポンプ９６の最大吸込み圧力を絶対圧力にて０．３５ｋｇｆ／ｃｍ２  、水を吸込む際の流量をＱｍ３／ｓ  と仮定する。また、Ｑｍ３／ｓ  の水が弁機構９２を通過する際にその流路抵抗に起因して発生する圧力損失Ｒｖｋｇｆ／ｃｍ２  を０．３８ｋｇｆ／ｃｍ２  、Ｑｍ３／ｓ  の水がサクションホース９５１を通過する際にその流路抵抗に起因して発生する圧力損失Ｒｈｋｇｆ／ｃｍ２  を０．３０ｋｇｆ／ｃｍ２  と仮定する。
【００１７】図５を参照して弁機構９２の詳細について述べると、弁機構９２のケーシング９２１は、大別すると、弁板収納室と弁板駆動室の２つの部屋に区分されている。該弁板収納室の内部においては、円板状の弁板９２７が駆動ロッド９２６により下降させられて直径Ｄａｃｍ  の弁穴９３１を塞ぎ、上昇させられて弁穴９３１を開く。弁板９２７が弁穴９３１を塞いでいる時、該弁板収納室は上流側弁室９３１と下流側弁室９３２の２室に区分される。なお、本実施例の図面においては上流側弁室９３１と弁穴９３１は同一の部分である。
【００１８】該弁板駆動室の内部においては、円形の膜状のダイヤフラム９２９が該弁板駆動室をパイロット圧力室９３３と上流側圧力室９３４の２室に区分している。弁板９２７が弁穴９３１を塞いでいる時、ダイヤフラム９２９は直径Ｄｂｃｍ  の円板状のピストン９２８を下方に押している。円板状のピストン９２８には駆動ロッド９２６が固定されている。
【００１９】上流側弁室９３１の接続継手９２２と上流側圧力室９３４の接続継手９２５はホースにて連結されているので、上流側弁室９３１と上流側圧力室９３４の圧力は同一である。また、弁穴９３１の直径Ｄａｃｍとピストン９２８の直径Ｄｂｃｍ  が同一寸法の時、弁板９２７を上方へ押して弁穴９３１を開けようとする力Ｆｃとピストン９２８を下方へ押して弁穴９３１を塞ごうとする力Ｆｄは釣り合っている。
【００２０】パイロット圧力室９３３の接続継手９２４はホース９４２を介してその下流側に在る真空レギュレータ９４３とさらにその下流側に在る真空ポンプ９４に連結されている。パイロット圧力室９３３の絶対圧力：Ｐｘ  ｋｇｆ／ｃｍ２  は、真空レギュレータ９４３により設定されるものであるが、Ｐｘの値は０以上の任意の正の値を選択することができる。ただし、パイロット圧力室９３３の絶対圧力を大気圧（絶対圧力：１．０３３２ｋｇｆ／ｃｍ２  ）よりも低い圧力にしたい場合には、Ｐｘの値は１．０３３２よりも小さい値でなければならない。
【００２１】パイロット圧力室９３３の絶対圧力：Ｐｘ  ｋｇｆ／ｃｍ２  はピストン９２８を上方へ押して弁穴９３１を開けようとする力Ｆｘを発生させる。また、下流側弁室９３２の絶対圧力：Ｐｂ  ｋｇｆ／ｃｍ２  は弁板９２７を下方へ押して弁穴９３１を塞ごうとする力Ｆｂを発生させる。なお、本発明の実施例の装置においては、弁穴９３１の直径Ｄａｃｍとピストン９２８の直径Ｄｂｃｍ  は同一寸法である。よって、Ｐｂ＜Ｐｘの時に弁板９２７が開となり、Ｐｂ＞Ｐｘの時に弁板９２７が閉となる。本発明の実施例の装置において、絶対圧力：Ｐｂ  ｋｇｆ／ｃｍ２  のＰｂの標準的な値を約０．３５と仮定すると、下流側弁室９３２の絶対圧力を０．３５  ｋｇｆ／ｃｍ２  に維持するためにパイロット圧力室９３３の絶対圧力：Ｐｘ  ｋｇｆ／ｃｍ２  は０．３５  ｋｇｆ／ｃｍ２  に設定される。すなわち、Ｐｂ＜０．３５の時に弁板９２７が開となり、Ｐｂ＞０．３５の時に弁板９２７が閉となる。
【００２２】
【作用４】
上述した本発明の第４の好適実施例の装置の作用効果について説明する。
吸引ポンプ９６が作動すると、吸引口ユニット２０１の開口部は物体表面１により閉じられているので、吸引ポンプ９６が吸引するＱｍ３／ｓ  の水は吸引口ユニット２０２の開口部からのみ吸い込まれ、サクションホース９５１と弁機構９２を通過して吸引ポンプ９６に至り外部へ排出される。
この時の吸引口ユニット２０２から吸引ポンプ９６に至る途中に在る各々の圧力計の値について述べると、
Ｐｅ２＝１．０３（ｋｇｆ／ｃｍ２）
Ｐｃ２＝Ｐｅ２−Ｒｈ＝１．０３  −０．３０  ＝０．７３（ｋｇｆ／ｃｍ２）
Ｐｂ＝Ｐｃ２−Ｒｖ＝０．７３−０．３８  ＝０．３５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
この時の吸引口ユニット２０１から吸引ポンプ９６に至る途中に在る各々の圧力計の値について述べると、
Ｐｅ１＝Ｐｃ１＝Ｐｂ＝０．３５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
すなわち、吸引口ユニット２０１から吸引ポンプ９６に至る部分においては流体の流れが発生していないのでサクションホース９５１と弁機構９２において圧力損失は発生しない。すなわち、吸引口ユニット２０１の内部の圧力は吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力とほぼ同じになり而して最小圧力となる。かくして、吸引口ユニット２０１が物体表面１へ吸着する吸着力は最大となるものである。
【００２３】上述した本発明の第４の好適実施例の装置の弁機構９２の作用効果について説明する。
上記の実施例の装置においては、弁機構９２の弁板９２７は吸引ポンプ９６の吸入口９５４の絶対圧力：Ｐｂ  ｋｇｆ／ｃｍ２  がＰｂ＜０．３５の時に弁板９２７が開となるように設定されてある。吸引ポンプ９６が作動を開始する前にはＰｂ＞０．３５であるので弁板９２７は閉じており、吸引ポンプ９６が作動を開始するとＰｂ＜０．３５となり弁板９２７が開く。弁板９２７が開くとＰｂ＞０．３５となるので弁板９２７は再び閉じる。以下、弁板９２７は上記のように開、閉を繰り返して吸引ポンプ９６の吸入口９５４の絶対圧力Ｐｂを一定の値（上記の実施例では０．３５）に維持する。
【００２４】以下に、弁機構９２の動作の原理を図５と数式を使って説明する。吸引ポンプ９６の吸入口９５４及び下流側弁室９３２の絶対圧力をＰｂｋｇｆ／ｃｍ２、上流側弁室９３１及び上流側圧力室９３４の絶対圧力をＰｃｋｇｆ／ｃｍ２、パイロット圧力室９３３の絶対圧力をＰｘｋｇｆ／ｃｍ２、下流側弁室９３２において弁板９２７を下方へ押す力をＦｂｋｇｆ、上流側弁室９３１において弁板９２７を上方へ押す力をＦｃｋｇｆ、上流側圧力室９３４においてピストン９２８を下方へ押す力をＦｄｋｇｆ、パイロット圧力室９３３においてピストン９２８を上方へ押す力をＦｘｋｇｆ、弁板９２７の有効直径をＤａｃｍ、ピストン９２８の有効直径をＤｂｃｍ、Ｄａ＝Ｄｂとすれば、
【００２５】弁板９２７を下方へ塞ぐ方向に押す力の合計Ｆｔ１ｋｇｆは、
Ｆｂ＝Ｐｂ＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４
Ｆｄ＝Ｐｃ＊Ｄｂ＊Ｄｂ＊３．１４／４
Ｄａ＝Ｄｂ
Ｆｔ１＝Ｆｂ＋Ｆｄ
Ｆｔ１＝（Ｐｂ＋Ｐｃ）＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４
【００２６】弁板９２７を上方へ開く方向に押す力の合計Ｆｔ２ｋｇｆは、
Ｆｃ＝Ｐｃ＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４
Ｆｘ＝Ｐｘ＊Ｄｂ＊Ｄｂ＊３．１４／４
Ｄａ＝Ｄｂ
Ｆｔ２＝Ｆｃ＋Ｆｘ
Ｆｔ２＝（Ｐｃ＋Ｐｘ）＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４
【００２７】弁板９２７が開く時の条件は、
Ｆｔ１＜Ｆｔ２
（Ｐｂ＋Ｐｃ）＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４＜（Ｐｃ＋Ｐｘ）＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４
Ｐｂ＋Ｐｃ＜Ｐｃ＋Ｐｘ
Ｐｂ＜Ｐｘ
【００２８】以上の式により、パイロット圧力室９３３の絶対圧力：Ｐｘｋｇｆ／ｃｍ２  のＰｘの値と、吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力設定目標値である絶対圧力：Ｐｂｋｇｆ／ｃｍ２  のＰｂの値とを同一の値にすれば、吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力を、上流側弁室９３１の圧力と無関係に、目標の圧力に容易に調整できることがわかる。
【００２９】以下に、弁機構９２の別の実施態様を図６乃至図７を使って説明する。
図６乃至図７の弁機構９３が図４乃至図５の弁機構９２と比べて異なる点は、パイロット圧力室９３３の接続継手９２４がホース９４２を介して大気に開放されている点と、上流側圧力室９３４にピストン９２８を下方へ押すコイルスプリング９３５を備えている点の２点のみである。
【００３０】以下に、図７の弁機構９３の動作の原理を数式を使って説明する。吸引ポンプ９６の吸入口９５４及び下流側弁室９３２の絶対圧力をＰｂｋｇｆ／ｃｍ２、上流側弁室９３１及び上流側圧力室９３４の絶対圧力をＰｃｋｇｆ／ｃｍ２、パイロット圧力室９３３の絶対圧力（大気圧）を１．０３ｋｇｆ／ｃｍ２、下流側弁室９３２において弁板９２７を下方へ押す力をＦｂｋｇｆ、上流側弁室９３１において弁板９２７を上方へ押す力をＦｃｋｇｆ、上流側圧力室９３４においてピストン９２８を下方へ押す力をＦｄｋｇｆ、パイロット圧力室９３３においてピストン９２８を上方へ押す力をＦｘｋｇｆ、弁板９２７の有効直径をＤａｃｍ、ピストン９２８の有効直径をＤｂｃｍ、Ｄａ＝Ｄｂ、上流側圧力室９３４においてコイルスプリング９３５がピストン９２８を下方へ押す力をＦｓｋｇｆとすれば、
【００３１】弁板９２７を下方へ塞ぐ方向に押す力の合計Ｆｔ１ｋｇｆは、
Ｆｂ＝Ｐｂ＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４
Ｆｄ＝Ｐｃ＊Ｄｂ＊Ｄｂ＊３．１４／４
Ｄａ＝Ｄｂ
Ｆｔ１＝Ｆｂ＋Ｆｄ＋Ｆｓ
Ｆｔ１＝（Ｐｂ＋Ｐｃ）＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４＋Ｆｓ
【００３２】弁板９２７を上方へ開く方向に押す力の合計Ｆｔ２ｋｇｆは、
Ｆｃ＝Ｐｃ＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４
Ｆｘ＝１．０３３２＊Ｄｂ＊Ｄｂ＊３．１４／４
Ｄａ＝Ｄｂ
Ｆｔ２＝Ｆｃ＋Ｆｘ
Ｆｔ２＝（Ｐｃ＋１．０３３２）＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４
【００３３】弁板９２７が開く時の条件は、
Ｆｔ１＜Ｆｔ２
（Ｐｂ＋Ｐｃ）＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４＋Ｆｓ＜（Ｐｃ＋１．０３３２）＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４
Ｆｓ＜（１．０３３２−Ｐｂ）＊Ｄａ＊Ｄａ＊３．１４／４
【００３４】以上の式により、コイルスプリング９３５がピストン９２８を下方へ押す力：Ｆｓｋｇｆ  は、吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力設定目標値である絶対圧力：Ｐｂｋｇｆ／ｃｍ２  と弁板９２７の有効直径：Ｄａｃｍ  の関数として表現されることがわかる。
すなわち、吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力を、上流側弁室９３１の圧力と無関係に、目標の圧力に容易に調整できることがわかる。
図６乃至図７の弁機構９３は、図４乃至図５の弁機構９２と比べて、パイロット圧力室９３３の圧力設定が要らない利点がある。
【００３５】第４の好適実施例の装置の弁機構９２または弁機構９３を用いて吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力を任意の圧力に調整することが好都合である点について述べると、弁機構９２または弁機構９３を用いればサクションホース９５１の圧力損失の値とは無関係に吸入口９５４の圧力を任意の圧力に容易に調整することが可能となる。
一方、第１乃至第３の好適実施例の装置の弁機構９１を用いて吸引ポンプ９６の吸入口９５４の圧力を任意の圧力に調整するためには、弁機構９１の弁の開度をサクションホース９５１の圧力損失の値に見合った開度に設定する必要がある。サクションホース９５１の圧力損失の値を決定する要因としては、サクションホース９５１の長さ、内径やサクションホース９５１を通過する流体の流量があり、而して、弁機構９１の弁の開度をサクションホース９５１の圧力損失の値に見合った開度に設定するのは手間がかかる。
なお、本発明の装置においては、上記の第１乃至第４の好適実施例の装置において用いた弁機構のうち、本発明の用途や装置の製作条件、使用条件に応じて、どの弁機構を用いてもよい。
【００３６】以上に、本発明の実施例の装置について説明したが、本発明の実施例の装置は該好適実施例の他にも特許請求の範囲に従って種々の実施例を考えることができる。
なお、以上の本発明の第１乃至第４の好適実施例の装置の各々においては、吸引口ユニットと該吸引口ユニットに連結された弁機構と該吸引口ユニットと該弁機構とを連結する配管により構成された装置を２式使用したが、本発明の用途に応じて３個以上使用してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように、本発明においては下記の効果がある。
【００３８】本発明により、一式の吸引源ユニットと、複数式の吸引口ユニットと、該吸引源ユニットと該吸引口ユニットとを連結する配管から構成された流体を吸引する装置において、該複数式の吸引口ユニットのうちの一部の吸引口ユニットはその開口部と物体表面との間の隙間の大きさが減少せしめられることに起因してその内部に高い負の圧力が発生し而して物体表面に強く吸着することが可能となり、他の吸引口ユニットはその開口部と物体表面との間の隙間の大きさが増加せしめられることに起因してその内部に低い負の圧力が発生し而して物体表面に弱く吸着するか或いは物体表面から離反することが可能となり、且つ、該他の吸引口ユニットは水や空気等の流体を多量に吸引することが可能となる。
【００３９】本発明により、該一式の吸引源ユニットは、物体表面への吸着と離脱を交互に繰り返す２個の吸引ノズルから交互に流体を吸引することが可能となり、よって吸引源ユニットに吸引される流体の流量と圧力の脈動が減少される。本発明は、吸引源ユニットの過大な負荷や過小な負荷を防止し、よって吸引源ユニットの安定した運転を可能とし、また吸引源ユニットやろ過装置等の吸引源ユニットに付帯する設備の購入コストや運転コストやメンテナンスコストを低減する。
【００４０】２個の吸引口ユニットを交互に物体表面に吸着あるいは物体表面から離反せしめることにより物体表面に吸着しながら２足歩行を行い、且つ、物体表面から離反した方の吸引口ユニットを使用して物体表面上にある異物の吸引清掃を行う装置に本発明を適用すると、物体表面に吸着している方の吸引口ユニットの物体表面への吸着力が増大し、よって該吸引口ユニットと物体表面との摩擦力が強大となり、而して油で濡れた物体表面においても該吸引口ユニットがスリップすること無く安定した２足歩行が可能となる。
【００４１】本発明は以上のような効果を有しているので、貯油タンクの内部の油面下においてその底部に沿って吸着移動しながら、該底部に堆積したスラッジなどの油性かつ粘性を備えた異物を効率的に吸引回収する装置などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の好適実施例の全体システムを示す図。
【図２】本発明の第２の好適実施例の全体システムを示す図。
【図３】本発明の第３の好適実施例の全体システムを示す図。
【図４】図５に示す弁機構を備えた本発明の第４の好適実施例の全体システムを示す図。
【図５】本発明の装置が備える弁機構の好適実施例の第１例を示す断面図。
【図６】図７に示す弁機構を備えた本発明の第４の好適実施例の全体システムを示す図。
【図７】本発明の装置が備える弁機構の好適実施例の第２例を示す断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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