(57)【要約】本発明は、平らな表面を清掃するサイクロン動力装置とその装置を使用する方法に関する。サイクロン動力装置は、長手方向軸線を中心に回転可能に取り付けられている駆動スピンドル（６０）を含む。スピンドル（６０）から延びる複数の半径方向に延びる直線ロッド（５４）がある。湾曲ブレード（５２）は一端がスピンドルに連結され、他端が直線ロッドの自由端に連結されている。駆動スピンドルの回転によって生じた遠心力は、ステンレス鋼で作られている直線ロッドを延伸させるのに有効ではなく、湾曲ブレードが直線ロッドに連結されてからも、遠心力は湾曲ブレードを延伸させるのに有効ではない。本発明の実施形態では、孔あき円板がスピンドルの底面及び直線ロッドの自由端に取り付けられている。この実施形態では、水及びくずが円板の孔を通って集収される。孔あき円板は、清掃すべき表面から上昇される重い投射物から回転部材を保護し、回転部材に安定性を加え、湾曲ブレードの中央部分と直線ロッドとの間に延びる支持体を不要にした。上述した改良に加え、円板の孔を通る流れは上方の流れに限られ、くずと共に圧送された水が一旦円板の孔を通過してしまうと、水は円板上に残り、放出部に運ばれる。
2004529742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材を有する操縦可能なサイクロン動力ユニットを定置ユニットと組み合わせて使用して平らな表面から物体を清掃する方法であって、
前記定置ユニットに受け設備を設ける段階と、
サイクロン動力ユニットを少なくとも１つの可撓性導管によって前記受け設備に連結する段階と、
サイクロン動力ユニットに平らな表面上で操縦されるようになっているフレームを設ける段階と、
ほぼ円盤形のハウジングを前記フレームに取り付ける段階と、
前記ほぼ円盤形のハウジングの周囲に環状溝を設ける段階と、
ハブ部分を有するスピンドルを、前記ハブ部分を前記環状溝と整合させるように、前記円盤形のハウジングにスピンドルの長手方向軸線を中心に回転可能に取り付ける段階と、
前記スピンドルを前記長手方向軸線を中心に所定の回転方向に回転させるための動力機構を準備する段階と、
複数の直線ロッドを、これらの直線ロッドが前記長手方向軸線と垂直に延びるように前記スピンドルに取り付ける段階と、
凸面を有する関連した湾曲ブレードを直線ロッド毎に準備する段階と、
各湾曲ブレードの一端を、前記スピンドルが前記回転方向に回転されるときにブレードの凸面が前面となるように、前記スピンドルに連結する段階と、
各湾曲ブレードの他端を、各湾曲ブレードの自由端が前記環状溝の中へ延びるように、前記ブレードの関連した直線ロッドの自由端に連結する段階と、
前記平らな表面から集収された物体を前記可撓性導管を通って前記受け設備に送る放出口を前記環状溝に設ける段階と、
を含むことを特徴とする上記方法。
【請求項２】
各湾曲ブレードの中央部分から直線ロッドまで延びる、各湾曲ブレードに対する支持体を準備する段階をさらに含む、請求項１記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項３】
平らな表面から集収された物体が前記放出口から放出される前に孔あき円板の孔を上方に通過しなければならないように、孔あき円板をスピンドルと直線ロッドに取り付ける段階をさらに含む、請求項１記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項４】
平らな表面から集収された物体が前記放出口から放出される前に孔あき円板の孔を上方に通過しなければならないように、孔あき円板をスピンドルと直線ロッドに取り付ける段階をさらに含む、請求項２記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項５】
複数の直線ロッドを前記スピンドルに取り付ける段階は、
前記長手方向軸線と垂直に延びるねじ立てボアを直線ロッド毎に前記ハブ部分に設ける段階と、
各直線ロッドの端部にねじ山を設ける段階と、
直線ロッドのねじ山付き端部をハブ部分のねじ立てボアの中にねじ込むことによって、各直線ロッドをハブ部分に連結する段階とをさらに含む、請求項１記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項６】
複数の直線ロッドを前記スピンドルに取り付ける段階は、
薄ナットを、これがハブに押し当たるまで直線ロッドのねじ山にねじ込むことによって直線ロッドをねじ立てボアに係止する段階をさらに含む、請求項５記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項７】
各湾曲ブレードの他端を前記ブレードと関連した直線ロッドの自由端に連結する段階は、
直線ロッドの自由端が前記凸面と向かい合う湾曲ブレードの表面に一致して位置するように直線ロッドの自由端を形成する段階と、
直線ロッドの形成された自由端を着脱可能な留め具で湾曲ブレードの表面と一致して固定する段階と、
をさらに含む、請求項１記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項８】
各湾曲ブレードの他端を前記ブレードと関連した直線ロッドの自由端に連結する段階は、
直線ロッドの自由端が前記凸面と向かい合う湾曲ブレードの表面と一致して位置するように直線ロッドの自由端を形成する段階と、
直線ロッドの形成された自由端を着脱可能な留め具で湾曲ブレードの表面と一致して固定する段階と、
をさらに含む、請求項５記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項９】
各湾曲ブレードの他端を前記ブレードと関連した直線ロッドの自由端に連結する段階は、
直線ロッドの自由端が前記凸面と向かい合う湾曲ブレードの表面と一致して位置するように直線ロッドの自由端を形成する段階と、
直線ロッドの形成された自由端を着脱可能な留め具で湾曲ブレードの表面と一致して固定する段階と、
をさらに含む、請求項６記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項１０】
回転部材を有する操縦可能なサイクロン動力ユニットを定置ユニットと組み合わせて使用して平らな表面から物体を清掃する方法であって、
前記定置ユニットに再生設備を設ける段階と、
前記定置ユニットに浄水貯蔵設備を設ける段階と、
再生された液体を前記再生設備から前記浄水貯蔵設備へ移送するための液体移送機構を設ける段階と、
前記浄水貯蔵設備から流れる水の圧力を増すための浄水ポンプを設ける段階と、
サイクロン動力ユニットを別々の可撓性導管によって前記再生設備と前記浄水ポンプに連結する段階と、
平らな表面上を操縦されるようになったフレームをサイクロン動力ユニットに設ける段階と、
ほぼ円盤形のハウジングを前記フレームに取り付ける段階と、
前記ほぼ円盤形のハウジングの下方領域の清掃すべき平らな表面に水を噴霧するための高圧水分配機構を前記低圧動力ユニットに設ける段階と、
前記ほぼ円盤形のハウジングの周囲に環状溝を設ける段階と、
ハブ部分を有するスピンドルを、前記ハブ部分が前記環状溝と整合するように、前記円盤形のハウジングにスピンドルの長手方向軸線を中心に回転可能に取り付ける段階と、
前記スピンドルを前記長手方向軸線を中心に所定の回転方向に回転させるための動力機構を準備する段階と、
複数の直線ロッドを、この直線ロッドが前記長手方向軸線と垂直に延びるように前記スピンドルに取り付ける段階と、
凸面を有する湾曲ブレードを直線ロッド毎に準備する段階と、
各湾曲ブレードの一端を、スピンドルを前記回転方向に回転させるときに湾曲ブレードの前記凸面が前面になるように、前記スピンドルに連結する段階と、
各湾曲ブレードの他端を、各湾曲ブレードの自由端が前記環状溝の中に延びるように、前記ブレードと関連した直線ロッドの自由端に連結する段階と、
前記平らな表面から集収された水及び汚染物を前記再生設備に連結された前記可撓性導管を介して移送する放出口を前記環状溝に設ける段階と、
を含むことを特徴とする上記方法。
【請求項１１】
各湾曲ブレードの中央部分から直線ロッドまで延びる、各湾曲ブレードに対する支持体を準備する段階をさらに含む、請求項１０記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項１２】
平らな表面から集収された物体が前記放出口から放出される前に孔あき円板の孔を上方に通過しなければならないように、孔あき円板をスピンドルと直線ロッドに取り付ける段階をさらに含む、請求項１０記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項１３】
平らな表面から集収された物体が前記放出口から放出される前に孔あき円板の孔を上方に通過しなければならないように、孔あき円板をスピンドルと直線ロッドに取り付ける段階をさらに含む、請求項１１記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項１４】
複数の直線ロッドを前記スピンドルに取り付ける段階は、
前記長手方向軸線と垂直に延びるねじ立てボアを直線ロッド毎に前記ハブ部分に設け、
各直線ロッドの端部にねじ山を設ける段階と、
直線ロッドのねじ山付き端部をハブ部分のねじ立てボアの中にねじ込むことによって、各直線ロッドをハブ部分に連結する段階と、
をさらに含む、請求項１０記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項１５】
複数の直線ロッドを前記スピンドルに取り付ける段階は、
薄ナットを、これがハブに押し当たるまで直線ロッドのねじ山にねじ込むことによって直線ロッドをねじ立てボアに係止する段階をさらに含む、請求項１４記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項１６】
各湾曲ブレードの他端を前記ブレードと関連した直線ロッドの自由端に連結する段階は、
直線ロッドの自由端が前記凸面と向かい合う湾曲ブレードの表面に一致して位置するように直線ロッドの自由端を形成する段階と、
直線ロッドの形成された自由端を着脱可能な留め具で湾曲ブレードの表面と一致して固定する段階と、
をさらに含む、請求項１０記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項１７】
各湾曲ブレードの他端を前記ブレードと関連した直線ロッドの自由端に連結する段階は、
直線ロッドの自由端が前記凸面と向かい合う湾曲ブレードの表面と一致して位置するように直線ロッドの自由端を形成する段階と、
直線ロッドの形成された自由端を着脱可能な留め具で湾曲ブレードの表面と一致して固定する段階と、
をさらに含む、請求項１４記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項１８】
各湾曲ブレードの他端を前記ブレードと関連した直線ロッドの自由端に連結する段階は、
直線ロッドの自由端が前記凸面と向かい合う湾曲ブレードの表面と一致して位置するように直線ロッドの自由端を形成する段階と、
直線ロッドの形成された自由端を着脱可能な留め具で湾曲ブレードの表面と一致して固定する段階と、
をさらに含む、請求項１５記載の平らな表面から物体を清掃する方法。
【請求項１９】
定置ユニットと組み合わせた、回転部材を有する操縦可能なサイクロン動力ユニットを含むタイプの平らな表面を清掃するための装置であって、
前記定置ユニットによって担持された受け設備と、
サイクロン動力ユニットを前記受け設備に連結する可撓性導管と、
清掃すべき平らな表面上で操縦されるようになっている前記サイクロン動力ユニット用のフレームと、
前記フレームに取り付けられ、周囲に沿って環状溝を有するほぼ円盤形のハウジングと、
長手方向軸線とハブ部分とを有するスピンドルと、
を含み、前記スピンドルは、前記ハブ部分を前記環状溝と整合させるように前記円盤形のハウジングにスピンドルの長手方向軸線を中心に回転可能に取り付けられ、
前記スピンドルを前記長手方向軸線を中心に回転方向に回転させるための、前記フレームによって支持された動力機構と、
前記長手方向軸線と垂直に延びるように前記スピンドルに取り付けられた複数の直線ロッドと、
各直線ロッドと関連した凸面を有し、スピンドルが前記回転方向に回転されるとき凸面が前面になるように一端が前記スピンドルに連結され、各湾曲ブレードの自由端が前記環状溝の中に延びるように、他端が関連した直線ロッドの自由端に連結された細長の湾曲ブレードと、
前記平らな表面から集収された物体を前記可撓性導管を介して前記受け設備に移送する前記環状溝の放出口と、を含む、ことを特徴とする上記装置。
【請求項２０】
各細長の湾曲ブレードの中央部分から対応する直線ロッドの中央部分まで延びる、各細長の湾曲ブレード用の支持体をさらに含む、請求項１９記載のタイプの平らな表面を清掃するための装置。
【請求項２１】
孔あき円板をさらに含み、この孔あき円板は、清掃すべき平らな表面から集収された物体が前記放出口から放出される前に孔あき円板の孔を上方に通過しなければならないように、前記スピンドルと前記直線ロッドに取り付けられる、請求項１９記載のタイプの平らな表面を清掃するための装置。
【請求項２２】
孔あき円板をさらに含み、この孔あき円板は、清掃すべき平らな表面から集収された物体が前記放出口から放出される前に孔あき円板の孔を上方に通過しなければならないように、前記スピンドルと前記直線ロッドに取り付けられる備えている、請求項２０記載のタイプの平らな表面を清掃するための装置。
【請求項２３】
前記ハブ部分に形成され、かつ前記長手方向軸線と垂直に延びる、各直線ロッド用のねじ立てボアと、
各直線ロッドを前記スピンドルのハブ部分に連結するための、各直線ロッドの端部に形成されたねじ山と、
をさらに含む、請求項１９記載のタイプの平らな表面を清掃するための装置。
【請求項２４】
各直線ロッドのねじ山にねじ込まれ、直線ロッドを前記ハブに係止するためにハブに押し付けられる薄ナットをさらに含む、請求項２３記載のタイプの平らな表面を清掃するための装置。
【請求項２５】
各直線ロッドの端部は、前記凸面と向かい合う湾曲ブレードの表面に一致するように形成されている前記細長の湾曲ブレードに連結され、
直線ロッドの形成された自由端は、着脱可能な留め具で湾曲ブレードの表面に固定される、請求項１９記載のタイプの平らな表面を清掃するための装置。
【請求項２６】
各直線ロッドの端部は、前記凸面と向かい合う湾曲ブレードの表面に一致して位置するように形成されている前記細長の湾曲ブレードに連結され、
直線ロッドの形成された自由端は、着脱可能な留め具で湾曲ブレードの表面に固定される、請求項２３記載のタイプの平らな表面を清掃するための装置。
【請求項２７】
各直線ロッドの端部は、前記凸面と向かい合う湾曲ブレードの表面に一致して位置するように形成されている前記細長の湾曲ブレードに連結され、
直線ロッドの形成された自由端は、着脱可能な留め具で湾曲ブレードの表面に固定される、請求項２４記載のタイプの平らな表面を清掃するための装置。
【請求項２８】
加圧された水を清掃すべき表面に高回転速度で噴霧する回転部材を有するタイプの操縦可能なサイクロン動力ユニットを、清掃に使用すべき水の供給部が蓄えられる貯水構成要素と、水をサイクロン噴霧器に差し向けるとき貯水構成要素から水を圧送し且つ加圧する水ポンプ構成要素と、くずを含んでいる水をろ過するろ過構成要素と、を含む要素と組み合わせて使用して平らな表面から物体を清掃する方法であって、
前記貯水構成要素と、前記水ポンプ構成要素と、ろ過構成要素とを支持するための、前記サイクロン動力洗浄ユニットから分離した移動台を準備する段階と、
前記サイクロン動力洗浄ユニットに非回転の水入口を設ける段階と、
前記水ポンプ構成要素を前記非回転の水入口に連結する段階と、
前記回転部材を駆動して１０００ｐｓｉから１５００ｐｓｉの範囲の速度で回転させる段階と、
前記回転部材の回転時に上向きの通風を生じさせるブレードを前記回転部材に設ける段階と、
前記非回転の水入口から前記回転部材への前記高圧水の衰えのない流れを持続期間可能にするロータリユニオンを準備する段階と、
孔あき円板を、清掃すべき表面から集収された水及びくずが、前記上向きの通風によって、円板に形成された孔を通過しなければならないように、前記回転部材に取り付ける段階と、
前記サイクロン動力洗浄ユニットから前記孔あき円板の中を通過する水及びくずを放出して前記ろ過構成要素に差し向ける段階と、
清掃すべき表面から集収されたくずを含む再生水をろ過する段階と、
ろ過した水を、この水がサイクロン動力洗浄ユニットによって清掃用にさらに使用されるように、ろ過構成要素から貯水構成要素の中に差し向ける段階と、
を含むことを特徴とする上記方法。
【請求項２９】
前記移動台によって担持される水加熱要素を準備する段階と、
水を前記サイクロン動力噴霧器に差し向ける前に、加圧された水を前記水加熱要素で加熱する段階と、
をさらに含む、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記孔あき円板に十分な孔を設ける段階をさらに含み、円板の約７％から約４０％がこの孔によって開口されている、請求項３又は１２に記載の方法。
【請求項３１】
前記孔あき円板に丸孔を設ける段階をさらに含む、請求項３又は１２に記載の方法。
【請求項３２】
さらに、前記孔あき円板に、丸くて約１／２インチから約１インチの直径を有する孔を設ける段階をさらに含む、請求項３又は１２に記載の方法。
【請求項３３】
前記孔あき円板に、この円板と同心である円に沿って形成されたスロットである孔を設ける段階をさらに含む、請求項３又は１２に記載の方法。
【請求項３４】
前記孔あき円板に、この円板と同心である円に沿って形成された、約１／２インチから約１インチの幅を有するスロットである孔を設ける段階をさらに含む、請求項３又は１２に記載の方法。
【請求項３５】
前記孔あき円板は、この円板の約７％から約４０％が孔によって開口されるように十分な孔をさらに有する、請求項１９記載の平らな表面を清掃するための装置。
【請求項３６】
前記孔あき円板は丸孔をさらに有する、請求項１９記載の平らな表面を清掃するための装置。
【請求項３７】
前記孔あき円板は、約１／２インチから約１インチの直径を有する丸孔をさらに有する、請求項１９記載の平らな表面を清掃するための装置。
【請求項３８】
前記孔あき円板は、この円板と同心である円に沿って形成された長孔をさらに有する、請求項１９記載の平らな表面を清掃するための装置。
【請求項３９】
前記孔あき円板は、この円板と同心である円に沿って形成された、約１／２インチから約１インチの幅を有する長孔をさらに有する、請求項１９記載の平らな表面を清掃するための装置。
【請求項４０】
前記ほぼ円盤形のハウジングに、このハウジングの下縁に沿って取り付けられ、かつ前記下縁から下方に延びるブラシシールをさらに有する、請求項１９記載の平らな表面を清掃するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
この出願は、２０００年９月１５日に出願された同時係属中の米国特許出願第０９／６６３，２４３号の一部継続出願であり、この米国特許出願第０９／６６３，２４３号は１９９６年３月１４日に出願された米国特許出願第０８／６１５，７９７号の継続出願であって現在放棄されており、この米国特許出願第０８／６１５，７９７号は、１９９４年１１月２２日に出願された米国特許出願第０８／３４３，１９３号の継続出願であって現在放棄されており、この米国特許出願第０８／３４３，１９３号は、１９９３年９月８日に出願された米国特許出願第０８／１１８，１３９号の分割出願であって現在米国特許第５，５００，９７６号である。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
２．背景及び従来技術の説明
米国特許第５，５００，９７６号とその分割出願は、水再生装置とロータリユニオンを有する移動式サイクロン動力洗浄機を開示しており、ロータリユニオンはこの機械の作動環境に耐えるように機能し、かつ機械の作動環境に耐える構造一体性を有する。この機械は、約２０００ｒｐｍの回転速度でかつ約４５００ｐｓｉの水圧で作動する。米国特許第５，５００，９７６号（「‘９７６特許」）に開示されたタイプの機械の導入前は、水分配サイクロン表面清掃機は低回転速度でかつ低圧で作動した。‘９７６特許は、表面からくずと共に清掃すべき表面に噴霧された水を再生するように機能した、構成要素運搬車によって担持された真空装置を有する。この機械の真空回収装置は申し分のないものであったが、低効率であり、放出したすべての水を回収しなかった。また、この機械は、石やボルトのような重い回収物によって損傷を受けやすかった。
【０００３】
‘９７６特許の構成要素運搬車は、清掃に使用される水を入れるための貯水手段、水を貯水手段から圧送かつ加圧するための水ポンプ手段、及び水を加熱するための温水器を運搬した。この貯水手段からの水は、噴霧すべき表面に水を噴霧したサイクロン噴霧器に圧力下で圧送される。サイクロン噴霧器は、作業者に噴霧器を清掃すべき表面上で移動させる可動ベースとハンドルを有する。真空回収装置によって集収される水及びくずは、構成要素運搬車によって担持される水再生装置に差し向けられる。水再生装置は、真空源に連結されるろ過タンクを有する。ろ過タンクは、大きなくずを捕捉するための、下方に傾斜した受けトラフを含む。下方に傾斜したトラフの下端にはスクリーンがあり、液体がこのスクリーンを通してカスケード状のチャンバーを有する一連の沈降タンクへ流入する。水は各チャンバーを次々に満たし、次の隣接したチャンバーへ流れ、水中に存在するいくらかのくず粒子がチャンバー内に堆積し、よりきれいな水が次のチャンバーへ送られる。最終のチャンバからの浄水は、サイクロン噴霧器によって再利用するために貯水手段に送られる。
‘９７６特許は、それに関して本出願の一部として援用されている。
【０００４】
‘９７６特許の分割出願である米国特許第５，５０１，３９６号（「‘３９６特許」）は、高圧下の水が非回転の導管から高速で回転する導管へ漏れを発生させることなく、流れ続けることができるロータリユニオンを開示している。
【０００５】
米国特許第５，６０１，６５９号及び同第５，７１８，０１５号は、懸濁した炭化水素を吸収するための、或いは再生水に浮かべるためのポリプロピレン充填バッグをカスケード状の沈降タンクのチャンバー内に置く、‘９７６特許に開示されたタイプの機械に用いられる方法及び装置を開示している。
【０００６】
１９９８年１０月２７日に発行された米国特許第５，８２６，２９８号（「‘２９８特許」）は、‘９７６特許に開示された機械の改良を開示している。‘２９８特許は、水及びくずを回収する真空装置の代わりに湾曲ブレードを備えた動力駆動式回収ロータを使用しており、この湾曲ブレードは、清掃すべき表面に噴霧された水を、清掃される表面からくずと共に集収するファンとして機能する。回収された水は、サイクロン噴霧器によって担持されたタンク内に集められ、サイクロン噴霧器によって担持された容積型ポンプが、回収された材料を構成要素運搬車によって担持された再生装置に運ぶように機能する。‘２９８特許に開示された機械では、高速回転によって生じた遠心力によって湾曲ブレードを真っ直ぐにさせかつ伸長させる。このことによって、ブレードの自由端が円盤形の囲い板と干渉する。また、湾曲ブレードは、駆動ロータによって集収された、石やボルトのような重いくずによって損傷を受けやすかった。
‘２９８特許は、それに関して本出願の一部として援用されている。
【０００７】
発明の概要
本出願は、平らな表面を清掃するための動力洗浄再生機に関する。高圧水が、清掃すべき表面に、サイクロン噴霧器の円盤形ハウジングの中心で回転可能に取り付けられる回転集収部材の周囲に位置したノズルから差し向けられる。円盤形ハウジングの周囲には、環状溝が形成されている。サイクロン噴霧器はステンレス鋼で作られたスピンドルを有し、このスピンドルは、その中心の長手方向軸線を中心に回転可能に取り付けられている。スピンドルの駆動部分が円盤形ハウジングを貫いて延び、ハウジングの外方かつ上方に位置している。スピンドルには、長手方向に延びるボアがスピンドルの上駆動部分からその下部分に向かってスピンドルの長手方向軸線に沿って形成されている。この長手方向に延びるボアはスピンドルの下端を貫かない。動力源が、スピンドルをハウジングに対して回転させる駆動部分に連結される。スピンドルは、その下部分に位置するハウジングに収容されたハブを含む。ハブにはスピンドルの長手方向軸線と垂直な複数の半径方向に延びるボアが形成されている。これらの半径方向に延びるボアのいくつかは、スピンドルの長手方向に延びるボアと交差し、これに通じている。半径方向に延びるボアの残りのものは、長手方向に延びるボアの手前で終わり、したがって、これらのボア６６と長手方向に延びるボア６２との間は連通していない。直線ロッドが、半径方向に延びるボアのそれぞれに受け入れられ、外方に延び、ハウジングの周囲に形成された環状溝で終わっている。湾曲ブレードがスピンドルのハブと直線ロッドの自由端に連結されている。湾曲ブレードの外端は、ハウジングに形成された環状溝に一致するように形成されている。第１実施形態では、直線ロッドに連結するブレースが湾曲ブレードの中間部分に設けられている。回転集収部材の回転によって生じた遠心力は、ステンレス鋼で作られた直線ロッドを延ばすのに有効ではなく、湾曲ブレードが直線ロッドに連結されてからも、遠心力は湾曲ブレードを延ばすのに有効ではない。その結果として、湾曲ブレードがハウジングの周縁に接触するような湾曲ブレードの伸長は排除された。
【０００８】
本発明の第２実施形態では、孔あき円板がスピンドルの底面と直線ロッドの自由端に取り付けられている。駆動回転部材の湾曲ブレードは、清掃すべき表面から水及びくずを上昇させる強力な吸引力を生じさせる。マンホールカバーと同様に大きくて重い物体が持ち上げられ、回転部材と衝突することがわかった。このことは、しばしば回転部材を損傷させ、装置の効率を維持するには修繕を要した。この実施形態では、湾曲ブレードが孔あき円板より上に位置しているので、水及びくずは円板の孔を通って引き上げられる。この円板には、ノズルから清掃すべき表面への水の連続した流れを可能にするため、ノズルと整合する開口が設けられる。孔あき円板は、清掃すべき表面から上昇される重い投射物から回転部材を保護するために付加され、この用途で成功した。しかしながら、さらに円板は回転部材に安定性を大いに与え、湾曲ブレードの中間部分と直線ロッドとの間に延びる支持体を不要にした。この実施形態では、回転回収部のすべての連結はねじによってなされ、溶接接合を完全に排除した。この実施形態は、今やほとんど部品がなく、その結果、簡単な工具で組み立て及び分解をすることができ、損傷した部品のみを取り替えればよいので、回転集収部材のメンテナンスを大変容易にした。
【０００９】
孔あき円板に特徴がある上述した改良に加えて、新規で全く予期せぬ結果を発見した。回転円板がなければ、回転部材によって上昇された水及びくずのいくらかが、清掃されている表面へ偏向された。偏向された材料のいくらかは、再び或いは度々集収され、ある材料は、サイクロン噴霧器が清掃されている表面の新たな領域に進むと、清掃された表面上に残される。円板の孔を通過する流れは上方への流れに限られ、くずと共に汲み出された水が一旦円板の孔を通過すると、その水は円板上に残り、放出部に運ばれることがわかった。孔あき円板上に残っている回収された材料の現象は、円板の孔あき領域に向かって下方に偏向される材料を、円板の孔を通って上方に流れている材料の流れによって偏向され、孔あき円板の中実の領域に衝突させた結果である。この偏向された材料は、円板の孔のない領域に衝突して偏向された材料と結合する。この偏向された材料の全体は、偏向されることの結果として減速され、回転部材の湾曲ブレードによって生じた材料の遠心流れに合流する。その結果、回収される、表面に噴霧された水の割合は実質的に増し、孔あき円板を備えた回転部材の有効性は、孔あき円板を備えていない回転部材よりも著しく大きい。
【００１０】
本発明の第３実施形態では、孔あき円板と回転湾曲ブレードは一体ユニットとして鋳造されている。この実施形態により、損傷したロータを作業現場で装置の作業者によって迅速かつ便宜に取り替えることができる。この現場修理では、単一の要素を取り外し、この取り外した要素の代わりに、装置で担持される予備ユニットを作業現場に合わせて取り替えるだけでよい。このことは、この装置で行われる作業形態に対してきわめて重要である。たいていの清掃事業は、清掃すべき領域が清掃事業のために閉鎖されるか、休みか仕事のないときに行われる。清掃事業を短時間で或いは特定時間で仕上げることが重要である。その結果、修理が長期間になるのは認められず、装置を操作している人によって行われなければならない。本発明に関して、現場で装置を操作する人は、単一のユニットキャストロータディスク２００を簡単に取り外して取り替えることによって現場で修理することができる。
【００１１】
出願人らは、孔あき円板を使用した本発明の実施形態において、孔の寸法、形状及びパターンが重要であることがわかった。出願人らは、丸孔やスロットとして形成される孔を使用した。スロットは、円板の中心とほぼ同心に延びるように向けられている。円板の上面で流れる液体は、円板の中心から周囲へ向けてほぼ半径方向に流れている。したがって、この円板の配向によって、液体はスロットの長手方向よりもむしろスロットの幅を横切って流れている。出願人らは、０．５インチ幅を有する０．５インチの丸孔及びスロットが、ほとんどの状況において優れていることがわかった。しかしながら、滑走路を清掃するとき、０．５インチの孔は、滑走路から回収されたクラムラバーボールによって目詰まりする。これは、丸孔の直径とスロットの幅を１インチまで増すことによって排除された。集収される液体のより大きな割合を保持する予期せぬ利点が確保され、目詰まりの問題が排除された。
【００１２】
本発明は空港には非常に有用であることがわかった。積み下ろし場では、しばしば、油燃料、ターマックにまきちらされたナット及びボルトを含むその他のくずがある。空港作業者の安全、並びに乗客が航空機に乗り降りする際の乗客の安全のために、空港のこれらの領域を清潔で衛生的な状態に維持することは重要である。危険な状況を回避するために滑走路をきれいにすべきことも重要である。航空機が着陸するとき、タイヤは航空機の速度と等しい周速で直ちに回り始めなければならない。タイヤが加速してこの速度に達する間、タイヤは極端な加速下のレースカーと同様にゴム付着物を舗道上にたくさん残す。時間が立つと、この蓄積された付着物がとても厚くなり、濡れると危険な状態になる。空港は、天候条件にかかわらず安全で横滑りのない着陸を保証する摩擦レベルを滑走路に維持しなければならない。このゴムくずはクラムラバーと呼ばれ、ある状況下でビー玉の寸法ぐらいの小さな球になる。最近の滑走路の清掃事業では、６５００ポンドの重量となるクラムラバーの５５ガロンのドラムが滑走路から回収された。
【００１３】
本発明の再生機のさらなる用途は、本発明の機械によって、堆積されなかった液体を回収することにある。この用途の一応用としては、エチレングリコールのような、航空機の氷を除氷するのに使用される液体を集収することである。この液体は有毒であり、これを下水系に排出するのは不法である。本発明の機械は、除氷用液体が下水系に排出される前にこの液体を迅速に集収する能力を有する。この用途の他の応用としては、フットボール場及び野球場のような競技場に溜まっている水を集収することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、動力洗浄再生機１０の斜視図である。この図に示すように、機械１０は、４つの接地用キャスタホイール２０で支持されている。キャスタホイール２０は前方フレーム部材２２及び後方フレーム部材２４の端部に取り付けられている。図１Ａ、図２及び図３を参照すると、前後に延びる一対のチャンネル部材２６がフレーム部材２２，２４を相互連結する。図１では、カウリング３０がフレーム部材２２，２４の上面で担持され、チャンネル部材２６並びに機械の駆動機構を覆っている。カウリング３０はチャンネル部材２６及び又はフレーム部材２２，２４に解放可能に連結されている。
【００１５】
全体的に円盤形のハウジング４０がチャンネル部材２６によって担持され、そのチャンネル部材２６から下方に延びている。機械のウォークビハインド型実施形態に設けられたハンドル３２の部分を図１に示す。
【００１６】
図１Ａは、カウリング３０を取り外した再生機１０の平面図である。エンジン又は動力源１１が、駆動ベルト１６の張力を調節可能にする細長いスロット２１を介してチャンネル部材２６に取り付けられている。エンジン１１は、ガス内燃エンジン、油圧モータ、電動モータ、或いは空気モータであるのがよい。複駆動プーリ１２がエンジン出力シャフトによって担持されている。複駆動プーリ１２のうちの一方の溝は、スピンドル駆動ベルト１６を受け、他方の溝は水ポンプ駆動ベルト１８を受ける。上部ベアリングプレート１３は、チャンネル部材２６に対して横方向に延び、かつチャンネル部材２６に固定されている。上部ベアリング１４がベアリングプレート１３に取り付けられ、スピンドル６０の上部分を受けている。図３及び図９で明らかなように、下スピンドルベアリング４２，１４２が、スピンドル６０，１６０の下部分を収容する円盤形のハウジング４０，１４０の上部外側表面に取り付けられている。駆動プーリ１５が上下ベアリング間でスピンドルにキー止めされている。スピンドル６０，１６０によって担持された駆動プーリ１５は、駆動プーリ１２によって駆動されるスピンドル駆動ベルト１６を受ける。駆動ベルト１６の張力は、エンジン１１の位置をエンジン調節スロット２１を介して調節することによって調節することができる。回収された材料を放出部４１から放出させる回転集収部材５０，１５０（図２、図３及び図１１を参照）は、駆動スピンドル６０，１６０によって担持されている。再生機１０によって回収された水及びくずを、構成要素運搬車によって担持される水再生装置まで圧送するように機能する水ポンプ１７が、後方フレーム部材２４に取り付けられている。ポンプ駆動ベルト１８がエンジン駆動プーリ１２によって駆動され、水ポンプ１７に回転駆動を与える。ポンプ駆動ベルト１８の張力を調節するベルトテンショニング機構１９が設けられている。再生材料を放出部４１から受け入れる、サイクロン噴霧器によって担持されたタンクが、本出願では示していないが、先に明らかにした米国特許第５，８２６，２９８号に十分に開示されている。取り外し可能なスクリーンが、放出部４１からの放出物より下でタンク内で支持されている。大きなくずが取り外し可能なスクリーンの上面に集められ、残りの液体と集められた物がスクリーンを通過する。このようにして、スクリーンは、ポンプ１７または他の下流側にある機構を損傷させるナット、ボルト或いはくぎのような大きなくずを取り除くように機能する。タンクは、ポンプ１７に連結される導管を経て水再生装置に放出される、ろ過された液体及び材料を集収する排水ポンプを含む。
【００１７】
図２は、動力洗浄再生機の底面図である。キャスタホイール２０、前後フレーム部材２２，２４、チャンネル部材２６、及び円盤形ハウジング４０は、この図にすべて見える。カウリング３０はこの図には示されていない。回転集収部材５０は、矢印Ａで指示された方向に回転し、回収された材料を放出部材４１から放出する。回転集収部材５０は、ステンレス鋼で形成され、かつ円盤形ハウジング４０にスピンドルの長手方向軸線Ｘ−Ｘを中心に回転可能に取り付けられているスピンドル６０を含む。図２に示す実施形態では、スピンドル６０によって担持され、かつそこから外方に延びる８つのアーム５２がある。各アーム５２は、スピンドル６０に取り付けられ、かつそのスピンドルの長手方向軸線と垂直に延びる直線ロッド５４と、湾曲ブレード５６とを含む。湾曲ブレード５６は、一端がスピンドル６０に固定され、他端及び中央部が関連した直線ロッド５４に固定されている。
【００１８】
図２で最もよくわかるように、直線ロッド５４のうちの２つの自由端にはノズル５８がある。ノズル５８を担持する２本の直線ロッド５４は中空であり、スピンドルに形成された中心の或いは長手方向のボア６２（図４及び図５参照）と連通している。ノズル５８を担持する直線ロッドの自由端には栓がされている。より詳細に説明されるように、高圧下の水が、スピンドル６０のボア６２、及びノズル５８を担持する中空の直線ロッド５４の中を流れ、ノズル５８から地面に向かって分配される。ノズル５８を担持しない、アーム５２の直線ロッド５４は中空であってもよいが、そのような必要もない。直線ロッド５４の自由端は、関連した湾曲ブレード５６の凹面に一致するように形成されている。
【００１９】
回転集収部材５０のステンレス鋼スピンドル６０は、ハウジング４０の中心部にあるベアリング４２に長手方向軸線Ｘ−Ｘを中心に回転可能に取り付けられている。図３で最もよくわかるように、下ベアリング４２が、ハウジング４０によって担持され、好ましい実施形態では、皿ボルトによってハウジング４０に連結されている。図１Ａ及び図３でわかるように、スピンドル６０が、上ベアリングプレート１３に取り付けられている上ベアリング１４によって担持されている。スピンドル６０の駆動部分６１が、それがハウジング４０の外部にかつハウジング４０の上方に位置するように、ハウジング４０を貫いて上方に延びる。長手方向に延びるボア６２が、その上部駆動端から下部分に向かってスピンドルの長手方向軸線Ｘ−Ｘに沿って形成されている。この長手方向に延びるボア６２はスピンドル６０の下端を貫かない。動力源１１が駆動部分に連結されて、スピンドルをハウジングに対して回転させる。
【００２０】
ロータリユニオン２３がスピンドル６０の最上部分に連結される。ロータリユニオン２３はノズル５８から分配すべき水の供給源に連結される。水の供給源は回転せず、スピンドル６０が高速で回転する。また、水は高圧であり、高温であるのがよい。ロータリユニオン２３は、高圧高温の水を非回転の供給源から、高速で回転しているスピンドルまで流す能力を有していなければならない。ここに、このタイプのロータリユニオンを開示する‘３９６特許を参照する。‘３９６特許は、この開示の一部としてここに援用されている。ハウジング４０に、その下縁に沿って取り付けられるブラシシール４４を図３に示す。シール４４は、ハウジング４０の外側からハウジング４０の内部への空気の流れを削減するように機能する。このことにより、ハウジング４０の中空部内に真空を生じさせ、この真空は、ハウジング４０内に位置するくずを集収する装置の能力を高める。ブラシシール４４は清掃されている表面のでこぼこに順応する。シール４４は今や図１に示されているが、本発明の好ましい実施形態はこの特徴を含むことに気づくべきである。
【００２１】
スピンドルは、ハウジング４０内に収容されたスピンドルの下部分に位置しているハブ６４を含む。ハブ６４内には、スピンドルの長手方向軸線Ｘ−Ｘに対して垂直である、半径方向に延びる複数のボア６５，６６が形成されている。図４の線５−５によるスピンドルの断面図である図５で最もよくわかるように、半径方向に延びるボア６５のいくつかは、長手方向に延びるボア６２と交わって連通している。また、図５で最もよくわかるように、半径方向に延びるボア６６の残りのものは、長手方向に延びるボア６２に届かず、したがって、これらのボア６６と長手方向に延びるボア６２との間は連通してない。ノズル５８を担持する直線ロッド５４は、中空ロッド５４がスピンドル６０内に形成された中心ボア６２と連通するようにボア６５の中に挿入される。その結果、高圧下の水は、ボア６２を通って中空の直線ロッド５４の中へ流れ、ノズル５８から分配される。ノズル５８を担持していない直線ロッド５４は、スピンドルボア６２と連通していないボア６６内に挿入される。直線ロッド５４のすべてが、スピンドル６０のハブ６４に形成された孔６７で受けられる止めねじ５９によってボア６５，６６に取り外し可能に取り付けられる。
【００２２】
スピンドル６０は、アーム５２のそれぞれについて上フランジ６８と下フランジ６９を有する。さらに説明するが、ナット及びボルトのような締結手段７０が、フランジ６８，６９に形成された穴７１を通って湾曲ブレード５６をスピンドル６０のハブ６４に固定する。
【００２３】
図６は、後方から見た一本のアームの分解図である。回転集収部材５０が回転するとき、この図でわかる湾曲ブレード５６の表面は後面であり、見られない面は前面である。フランジ６８，６９に形成された穴７１と整合する一対の孔７２が、湾曲ブレードの中央端部に形成されている。締結手段７０は整合した孔と穴の中を通り、湾曲ブレードをスピンドル６０に固定する。湾曲ブレードを直線ロッド５４に連結するための中央孔７３及び自由端孔７４が湾曲ブレードに形成されている。ナット及びボルトのような締結手段７５が孔７３，７４の中を通り、湾曲ブレード５６を直線ロッド５４に固定している。
【００２４】
直線ロッド５４の中央部分に穴があけられ、ボアを貫く中空管７６が直線ロッド５４に溶接されている。直線ロッド５４の自由端は、片側が湾曲ブレード５６の曲面に一致するように機械加工されている。穴が直線ロッド５４の自由端にあけられ、中空管７７が直線ロッド５４に溶接されている。湾曲ブレード５６の曲面に当接する中空管７７の一端は、ブレードの曲面に一致するように機械加工されている。締結手段７５は、中空管７６，７７及び整列した孔７３，７４の中に延び、湾曲ブレード５６を直線ロッド５４に固定する。直線ロッドの中央側端部７８は、スピンドル６０のハブ６４に形成されたボア６６に挿入される。スピンドルのハブ６４に形成されたねじ立てした孔６７と整列する穴７９が、直線ロッドの中央側端部７８に形成されている。ねじ立てした孔６７で受けられる止めねじ５９は穴７９を貫いて延び、直線ロッド５４をスピンドル６０に確実に係止している。
【００２５】
図７でわかるように、図６に示す直線ロッド５４は中空管７６，７７を貫いて延びる締結手段７５によって湾曲ブレード５６に固定される。圧力が管７６，７７が支えられるので、応力を直線ロッド５４にかけることなく、或いは直線ロッド５４をつぶす傾向なく、相当なトルクを締結手段７５に付与することができる。
【００２６】
図８は、ノズル５８を担持する直線ロッド５４の斜視図である。高圧下の水がこの直線ロッド５４の中を流れるので、直線ロッド５４の自由端は、そこに中実のロッド８２を溶接することによってふさがれている。前述したように、直線ロッド５４の自由端は、関連した湾曲ブレード５６の凹面に一致するように形成されている。この図では、形成された表面が見えて、８３で指示されている。直線ロッド５４のこの例では、形成された表面は中実のロッド８２に形成される。短管８４が、直線ロッド５４の自由端に隣接して直線ロッド５４に溶接されている。短管８４には、ノズル５８の受け入れのための雌ねじが形成されている。直線ロッド５４のこの例における中空管７６は、ノズルを担持しない直線ロッドのものと同様である。この直線ロッド５４の中央側端部は、止めねじ５９を受けるための穴７９を含む。この図には、高圧水が分配される直線ロッドを受け入れるボア６５に配置される環状ラバーシール９０が示されている。直線ロッドの端部は、ボア６５に挿入され、スピンドル６０の下部から止めねじ５９によって固定されている。この設計により、損傷した直線ロッド５４を、スピンドル６０を取り外すことなく取り替えることができる。シール９０は４０００ｐｓｉまでの圧力に耐えることができる。穴７９を通る水の損失を防ぎ、かつ直線ロッド５４の応力を回避するために、管８５が穴７９のところに直線ロッド５４の長手方向軸線に直交して延びている。
【００２７】
回転集収部材５０の湾曲ブレード５６は、ノズル５８から分配された水、並びに清掃すべき表面からのいかなるくずをも回収する強力な上向き通風を生じさせる。この回収された材料は、それに作用する遠心力の結果として外方に移動する。回収された材料が湾曲ブレード５６の外側の自由端に達すると、回収された材料は、ハウジング４０の周囲に沿って形成された環状溝に閉じ込められる。湾曲ブレード５６の自由端は環状溝４３の形状にぴったりとたどるように形成されている。回収された材料は、湾曲ブレード５６の前面及び環状溝４３によって保持される。保持された材料が放出部４１に達するとき、材料はハウジング４０を出る。放出部４１は導管によってポンプに連結され、ポンプは、回収された材料をハウジングから迅速に放出し、かつハウジングを出る回収された材料の抵抗を除去するのに必要な動力をもたらす。
【００２８】
本発明の動力再生機の第２実施形態を図９から図１９に示す。この実施形態は図１から図８に開示された第１実施形態と同様であるが、第１実施形態にまさるいくつかの重要な改良点を有する。この実施形態では、回転集収部材の組立てにおいて、あらゆる溶接を排除している。その結果、ロータを修理したり再び組み立てる必要があるとき、損傷した部品のみを取り替えさえすればよく、交換部品のほとんどはナット及びボルトである。組立てに用いられるあらゆるナット及びボルトが標準的な在庫品であるので、このことが修理及び再組立のコストをかなり低減させる。このことはまた、必要なハードウェア在庫品を６０％以上減らしている。
【００２９】
第１実施形態を上回る第２実施形態の他の重要な改良点は、ロータの下部に孔あき円板を設けていることである。孔あき円板は、ナット、ボルト並びに下水及びマンホールカバーのような破片が機械の中に吸い込まれ、回転しているブレードとバーを破壊するのを防ぐ。しかしながら、ブレード・バー組立体の自由端を円板に固定した結果、ロータ組立体全体の構造一体性が大いに改善されたことが発見された。しかしながら、孔あき円板をロータの下部に取り付けた結果、より一層重要で、かつ完全に予期せぬ結果が発見された。回転ブレードは、材料を放出口から押し出し、水及びくずを地面から上昇させて、回転させ、放出口から放出させる真空を作る。円板がなければ、いくらかの水及びくずははね返ったり、それが放出口に達する前に重力の結果として落下したりする。その結果、円板がなければ、始めに集収された液体及びくずのすべてよりも、実際には少なく放出された。清掃されている表面に再び落下した液体及びくずは、２、３回集収され、ついには放出される。出願人らは、円板があれば、液体及び液体によって運ばれるくずは、円板に形成された孔をまたいで迂回しながら円板の上面に沿って流れ、動力洗浄再生機の有効性が著しく増すことを見つけ出した。
【００３０】
本発明の動力洗浄再生機の第２実施形態の断面図を図９に示す。全体的に円盤形のハウジング１４０は、第１実施形態のハウジング４０と同様に、第１実施形態に開示されているようなチャンネル部材またはフレーム部材によって担持され、かつこれらの部材から下方に延びている。第１実施形態のスピンドル６０と似ているが、同じではないスピンドル１６０が、ベアリング１４２によってハウジング１４０に回転可能に支持されている。湾曲ブレード１５６及び直線ロッド１５４からなる８本のアーム１５２を有するロータを開示しているが、アームの特定の本数は８本よりも多くても少なくてもよい。湾曲ブレード１５６は、中央孔が除去されている以外は、図６に示す湾曲ブレード５６と本質的に同じである。この実施形態では、アーム１５２のうちの２本は、その外側端部で、洗浄すべき面に液体を分配するためのノズル１５８を担持している。図９では、ノズル１５８を担持する２つのアーム１５２が示されている。湾曲ブレード１５６は図９に示されていないが、図１１に示されている。液体がノズル１５８へと流れる中心ボア１６２が、スピンドル１６０に形成されている。アーム１５２のそれぞれには、スタンドオフ部材１５３が取り付けられている。スタンドオフ部材１５３は、下方に延び、１５５でねじ立てされ、円板１７５をロッド１５４に取り付けるためのボルトを受け入れる。
【００３１】
図１１で最もよくわかるように、複数のねじ立て穴１７６がスピンドルの底面に形成され、円板１７５をスピンドルに取り付けるボルトを受け入れる働きをする。
【００３２】
取り付けられていない円板１７５を図１０に示す。円板１７５に形成された孔１７７のパターンに加えて、アーム１５２のそれぞれについて、ノズル１５８が液体を分配する２つの孔１７８と細長い又はスロット状の孔１７９とがある。円板１７５をロータに組付けるために、円板をスピンドル１６０及び直線ロッド１５４と整合させるためのねじ立て穴１５５，１７６にだぼを配置することができる。だぼを取り除くと、それは円板１７５をロータの下面に取り付けるボルトで置き換えられる。本発明の機械の好ましい実施形態では、この円板は３４．６２５インチの直径を有する。しかしながら、この寸法は本発明にとって重要ではなく、直径の大小にかかわらず円板を使用するように設計された機械であれば、本発明から逸脱せずに構成することができることを理解すべきである。孔１７７のパターンは、円板の表面全体にわたって孔と孔の間にほぼ等しい間隔を設けるように形成されている。円板には３００個以上の孔があり、これらの孔の直径が１／２インチであるとすれば、円板の開口面積は円板１７５の総面積の約８％である。孔の直径が１インチまで大きくなると、円板の総開口面積は円板１７５の総面積の約３０％である。
【００３３】
回転集収部材１５０のスピンドル１６０は、ステンレス鋼で作られ、ベアリング１４２にハウジング１４０の長手方向中心軸線を中心に回転可能に取り付けられている。ベアリング１４２はハウジング１４０によって担持されている。スピンドル１６０は、スピンドル６０について説明したものと同様な方法で駆動される。
【００３４】
図１２から図１５を参照して、スピンドル１６０を説明する。スピンドルがその長手方向軸線に沿って上部駆動端からその下部分に向かって延びており、このスピンドルには、長手方向に延びるボア１６２が形成されている。この長手方向に延びるボア１６２は、スピンドル１６０の下端を貫かない。スピンドルは、ハウジング１４０内に収容されたスピンドルの下部分に位置するハブ１６４を含む。ハブ１６４には、スピンドルの長手方向軸線に垂直である複数の半径方向に延びるボア１６５，１６６が形成されている。図１４、すなわち図１３の線１４−１４によるスピンドルの断面図で最もよくわかるように、半径方向に延びるボア１６５のいくつかは、長手方向に延びるボア１６２と交差し、それらのボア１６２と連通している。また、図１５で最もよくわかるように、半径方向に延びるボア１６６の残りは、長手方向に延びるボア１６２まで達しておらず、これらのボア１６６と長手方向に延びるボア１６２との間には連通はない。ノズル１５８を担持する直線ロッド１５４は、中空ロッド１５４がスピンドル１６０に形成された中心ボア１６２と連通するように、ボア１６５の中に挿入される。その結果、高圧下の水が、ボア１６２を経て中空の直線ロッド１５４の中に流れ込み、ノズル１５８から放出される。半径方向に延びるボア１６５，１６６には、相補的なねじ山を有するロッド１５４を受けるための雌ねじが設けられている。
【００３５】
スピンドル１６０は、アーム１５２のそれぞれに関する上フランジ１８８及び下フランジ１８９を有する。さらに説明されるように、ナット及びボルトのような締結手段１７４が、フランジ１８８，１８９に形成された穴１９０を通って湾曲ブレード１５６をスピンドル１６０のハブ１６４に固定する。
【００３６】
今、図１６から図１９を参照して、ロッド１５４とそれらをスピンドル１６０に取り付ける機構を説明する。
図１６は、ノズル１５８を担持する直線ロッド１５４のうちの一本であるスプレーバーの底面図であり、図１７は、そのスプレーバーの側面図である。直線ロッド１５４は、１５９で指示されているように中空であり、かつ図１６及び図１７でわかるように、左端を閉じている中実の金属プラグ１５１を含む。中空管１５７が、中実の金属プラグ１５１に隣接して中空部分１５９上の直線ロッド１５４に取り付けられている。中空管１５７と直線ロッド１５４の中空部分１５９との間を連通させるように直線ロッド１５４に穴があけられている。中空管１５７の自由端は、ノズルまたは噴射部１５８を受け入れるようにねじ立てされている。プラグ１５１の自由端は約６０°の角度で機械加工されて、湾曲ブレード１５６の後面に沿って面一に合う面を形成する。湾曲ブレード１５６の自由端を直線ロッド１５４に連結するための、ナット及びボルトのような締結機構を受ける孔１６１が、湾曲ブレード１５６のこの面に形成されている。ハブ１６４に取り付けられる直線ロッド１５４の端部には、半径方向に延びるボア１６５に形成されたねじとかみ合う第１の切削ねじ付き部分１６７が設けられている。溝１６３によって第１の切削ねじ付き部分１６７から間隔を隔てた第２の切削ねじ付き部分１６８が直線ロッド１５４に形成されている。図１４で最もよくわかるように、半径方向溝１６９及び平らなシート１７０が、ハブ１６４における半径方向に延びるボア１６５の開口部に機械加工されている。
【００３７】
次の工程をたどってスプレーバー１５４及び関連した湾曲ブレード１５６をハブ１６４に取り付ける。ブレード１５６の孔７２及びフランジ１８８，１８９に形成された穴１９０を通る、ナット及びボルトのような締結手段によって湾曲ブレード１５６を上下フランジ１８８，１８９に固定する。薄ナット１７１を第１及び第２のねじ付き部分１６７，１６８に第２のねじ付き部分１６８の端部までずっとねじ込む。平らな座金を、これが薄ナット１７１に当たるようにスプレーバー１５４のねじ付き端部に置く。つぎに、Ｏリングを、それが溝１６３に位置するまで、スプレーバーのねじ付き端部へ転がす。つぎに、スプレーバー１５４が進むかぎり、半径方向に延びるボア１６５の中にスプレーバー１５４をねじ込み、次いでわずかな量戻す。このことにより、Ｏリングを溝１６３に位置させ、平らな座金を平らなシート１７０と面一にさせる。つぎに、湾曲ブレード１５６の自由端を、ブレード１５６の自由端孔７４とプラグ１５１に形成された孔１６１とを貫いて延びる締結具によってスプレーバー１５４の自由端に取り付ける。戻された薄ナット１７１を締め、薄ナット１７１はＯリングを半径方向シートに押し付け、ロッド１５４をハブ１６４に係止するように機能する。この連結によって、高圧の流体がロッド１５４とハブ１６４とのねじ連結部から漏れるのを阻止する流体シールを形成する。また、スプレーバーがハブ１６４に取り付けられるとき、スタンドオフ部材１５３及びノズルまたは噴射部１５８は、正確に位置決めされ、円板１７５が取り付けられるとき、この円板１７５と整合する。
【００３８】
図１８は、ノズル１５８を担持しない直線ロッド１５４のうちの一本の底面図であり、図１９は、その直線ロッド１５４のうちの一本の側面図である。このロッドは中空のものとして示されているが、中実の部材であってもよい。図１６及び図１７でわかるように、ロッドは左端部が約６０°の角度で切断され、この端部はそれの関連した湾曲ブレード１５６の従面と一致する。このロッドが中空であれば、短い中空管１７２が、ロッド１５４の自由端をその関連した湾曲ブレード１５６に固定するための、ナット及びボルトのような締結機構を受け入れる。中空管１７２がなければ、これはロッド１５４の端部をつぶしてもよい。
【００３９】
ノズルまたは噴射部１５８を担持しない直線の棒材１５４及び関連した湾曲ブレード１５６をハブ１４に取り付けるために、Ｏリングが使用されていないことを除いてはノズルまたは噴射部を担持する棒材に関するものと同じ手順に従う。
出願人らは、図１０に示すような孔パターン１７７を有する円板を使用することの結果が、ほとんどの状況において良好であることを発見した。しかしながら、彼らは、ある状況において、この円板の孔のいくつかは詰まってしまうことがわかった。この問題を克服するする他の孔パターンを見出そうと努力して、出願人らは図１０に示すパターンを修正した。孔パターン１８０を有する第１の修正例を図２０に示す。この修正例では、同心円のいくつかにおいて孔のいくつかが、細長いスロット１８１に拡張されている。孔及びスロットを通して回収された液体は、円板の周囲に向かってほぼ半径方向に進み、次いで放出口４１まで進む。スロット１８１が、液体が進む方向にほぼ垂直に延びているので、液体はスロットの幅をまたぎ、清掃されている表面に戻らないほどの運動量を有する。円板の孔が１／２インチの直径を有し、スロットが１／２インチの幅を有するとき、この円板の総開口面積は、円板の総表面積の約１０％である。孔の直径とスロットの幅が１インチまで増すと、円板の開口面積は円板の総表面積の約３４％になる。
【００４０】
孔パターン１８２を有する他の円板の実施形態を図２１に示す。このパターン１８２では、７つの同心円があり、各同心円は８つのスロット１８で構成されている。すべてのスロット１８３は１／２インチの幅を有する。最も大きい同心円のスロット１８３は、当然最も長く、スロット１８３は最も小さい同心円に移動するにつれて次第に小さくなる。この円板の総開口面積は、総円板面積の約２５％である。
【００４１】
空港滑走路でクラムラバーを洗浄するとき、図２０及び図２１に示す１／２インチの孔とスロットを有する円板の双方において目詰まりを経験した。クラムラバーは約１／２インチの直径を有する球形形状になることがわかった。これらの球形ボールが、１／２インチの孔と１／２インチのスロットの双方に入り込んで、開口を塞ぐことがわかった。
【００４２】
すべてのスロット１８５が１インチ幅である孔パターン１８４を有する円板が開発され、これを図２２に示す。この円板は、幅が１インチであり、かつ種々の長さからなるスロット１８５によって形成された７つの同心円を有する。スロットは、円板の上面においてほぼ半径方向外方に進んでいる回収された液体が同心円のすべてのスロットにめったに出会わないように配置されている。この孔パターン１８４は、特にクラムラバーの滑走路を清掃する際に優れた結果をもたらした。クラムラバーのボールは、幅のより広いこれらのスロットを通ることができた。この円板は、円板全体の約４３％の総開口面積を有する。円板の上面の開口を通って吸い上げられた水及びくずを保持する利点が、この円板が４０％を超える開口面積を有する場合に確保されることがわかった。
１インチより大きい孔を備え、６０％を超える開口面積を有する円板が、現在製作されている。
【００４３】
図２３は、ロータと円板を単一の鋳物２００として形成した本発明の第３実施形態に関するハウジング３４０の上面斜視図である。この図では、ハウジング３４０は２つの放出口２４１を有する。しかしながら、この実施形態のハウジング３４０は単一放出口か複放出口のいずれかを有してもよい。この図に示す複口機構は、第１のまたは第２実施形態において利用することができる。
【００４４】
図２４で最もよくわかるように、ハウジング２４０は、下半分３４２を上半分３４３から分離する水平平面に沿って分離される２つの部分を含む。この図では、いかに下半分３４２を取り外すことができるのかをよりよく図示するために、下半分３４２は上半分から分離されている。上半分３４３に形成された孔に回転可能に担持されるねじ付きボルト３４４を受ける、下半分３４２に形成されたいくつかの一連のねじ立て穴３４５の形態である締結機構が、下半分３４２を上半分３４３に着脱するのに設けられている。半分３４２，３４３を互いに取り付けると、それらが周囲に沿って環状溝３４６を形成する。湾曲ブレード２０４の丸い端部が環状溝３４６の中へ延びるので、単一のキャストロータディスク２００を取り外して取り替えするのに下半分３４２を取り外すことが必要である。
【００４５】
図２５は、図２３及び図２４に示す第３実施形態における湾曲ブレード２０４と平らな孔あき円板部分の双方を含む単一のキャストロータディスク２００の上面斜視図である。この実施形態では、先にスピンドルのハブ部分と称した要素は、今、湾曲ブレード２０４及び孔あき円板２０２の一体部分２０８として鋳造される。第１及び第２実施形態の要素であった直線の棒材５４，１５４は除去された。湾曲ブレードが孔あき円板及びハブ部分２０８と一体である結果として、湾曲ブレードに与えられた追加の構造的な強さの結果、直線の棒材５４，１５４の排除が可能である。この鋳物はアルミニウムでもよいし、高分子材料や鉄金属であってもよい。組み合わせたキャストロータディスク２００は、孔あき円板部分２０２と、複数の湾曲ブレード２０４と、ハブ部分２０８内の圧力下の水の供給源と連通するほぼ半径方向に延びる２つの水導管２０６とを含む。水導管２０６の自由端は、水を、清掃すべき表面に差し向けるように機能するノズルまたは噴射部を受ける開口部２０７を有する。ハブ部分２０８は駆動スピンドル２１０に取り付けられる。前述の実施形態におけるように、駆動スピンドル２１０は、図１Ａに見られるエンジン１１等の動力機構によって駆動される。駆動スピンドル２１０は下方に延びるボアを有し、高温高圧の水がこのボアから、駆動スピンドル２１０に形成され、ほぼ半径方向に延びる水導管２０６と整合する半径方向開口部２１２の中に流れ込む。
【００４６】
この実施形態は、単一のキャストロータディスク２００を簡単に取り外して取り替えることによって現場で迅速かつ便宜に修理することができる機構を提供している。
特別の孔パターン２１２が、湾曲ブレードが円板から延びている円板の部分には孔がない組合せキャストロータディスク２００について開発された。このパターンを図２５に示し、ならびに、この円板部分の底面図を図２６に示す。この円板に関するスロット２１３が１インチ幅であるとき、この円板は約３４％の開口面積を有する。
【００４７】
この出願をする時点で出願人に知られた発明の好ましい実施形態と最良な形態の上記の説明を例示と説明のために提示した。それは、網羅的であるものではなく、或いは、本発明を開示されたとおりの形態に制限しようとするものではなく、明らかに多くの修正及び変更が上述した技術を照らして可能となる。本発明の原理を最も良く説明するために、これらの実施形態を選択して説明し、その実質的な適用によって当業者は、本発明を種々の実施形態で利用し、意図される特定の用途に合うような種々の変形例で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】動力洗浄再生機の一実施形態の斜視図である。
【図１Ａ】再生機の平面図である。
【図２】動力洗浄再生機の底面図である。
【図３】図１の線３−３による動力洗浄再生機の断面図である。
【図４】スピンドルの斜視図である。
【図５】図４の線５−５によるスピンドルの断面図である。
【図６】アームのうちの１本を分離した分解図である。
【図７】アームのうちの１本を分離した図である。
【図８】ノズルが担持された直線ロッドを分離した図である。
【図９】図３と同様な動力洗浄再生機の第２実施形態の断面図である。
【図１０】動力洗浄再生機の第２実施形態に使用される孔あき円板の底面図である。
【図１１】孔あき円板を取り外した図９に示す動力洗浄再生機の底面図である。
【図１２】動力洗浄再生機の第２実施形態に関する分離したスピンドルの正面図である。
【図１３】図１１に示すスピンドルの平面図である。
【図１４】図１３の線１４−１４における、図１１に示すスピンドルの断面図である。
【図１５】図１３の線１５−１５における、図１２に示すスピンドルのハブ部分の拡大断面図である。
【図１６】動力洗浄再生機の第２実施形態に使用されるスプレーバーの底面図である。
【図１７】図１６に示すスプレーバーの側面図である。
【図１８】動力洗浄再生機の第２実施形態に使用されるスプレーなしバーの底面図である。
【図１９】図１８に示すスプレーなしバーの側面図である。
【図２０】動力洗浄再生機の第２実施形態に使用される孔あき円板の第２実施形態の底面図ある。
【図２１】動力洗浄再生機の第２実施形態に使用される孔あき円板の第３実施形態の底面図ある。
【図２２】動力洗浄再生機の第２実施形態に使用される孔あき円板の第４実施形態の底面図ある。
【図２３】ロータ及び円板が単一の鋳物である本発明の第３実施形態の上面斜視図である。
【図２４】ハウジングの上下半分を互いに分離させた図２３に示すハウジングの断面図である。
【図２５】第３実施形態に関するロータ及び円板を含む単一の鋳物の上面斜視図である。
【図２６】図２５に示す単一の鋳物の円板部分の底面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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