(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、この内燃機関により駆動されるコンプレッサと、このコンプレッサからの吐気を噴出源として真空吸引力を発生させるエチ゛ェクタとを備えたポンプ装置であって、
大気に連通し、上記コンプレッサへの大気を取り込むことが可能なコンプレッサ用吸気路と、上記エチ゛ェクタの空気吸い込み部に連通するエチ゛ェクタ用吸気路と上記コンプレッサ用吸気路とを連通する吸引空気取り込み部と、上記大気取入れ部に配置されている第１の開閉弁と、上記吸引空気取り込み部に配置されている第２の開閉弁とを備え、上記第１および第２の開閉弁は、上記エチ゛ェクタ内での圧力低下に応じて開閉されることを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のポンプ装置において、上記エチ゛ェクタ内での圧力低下に影響する吸い込み圧力が上記コンプレッサの吸気圧力よりも低い場合には、上記第２の開閉弁のみが開放されることを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】
請求項１記載のポンプ装置において、上記エチ゛ェクタ内での圧力低下に影響する吸い込み圧力が上記コンプレッサの吸気圧力よりも高くなった場合には、上記第１の開閉弁のみが開放されることを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ装置に関し、さらに詳しくは、内燃機関と内燃機関により駆動されるコンプレッサとコンプレッサからの吐気によって真空吸引力を発生するエチ゛ェクタとを用いて真空吸引力を増大させる構造での吸気構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポンプ装置には種々な用途があるが、そのなかの一つに地下埋設管の管内でのライニング作業や地面の土壌掘削作業がある。
埋設管の管内でのライニング作業は、管内面に塗膜を形成するための作業であり、一例として次のようなものがある。つまり、配管の延長方向一端から負圧を供与することで延長方向他端から一端に向けた管内空気流を生成し、管内に導入されて移動可能なライニング塗付用ピグの塗付ノズルを管内空気流により回転させてライニング樹脂液を遠心塗付する。また、このような管内空気流を生成することを利用して管内清掃用ピグやパラシュートを管内で移動させる場合もある。
【０００３】
地面の土壌掘削作業は、作業者によって把持できるハンドルの先端にエアモータによって回転駆動される破砕刃を有する破砕機を設け、この破砕刃を圧搾空気により回転させて土壌の破砕を行う一方、破砕された土壌を真空吸引装置に連結されているバキュームホースによって吸引除去することを内容としている。
土壌掘削作業に用いられる破砕機および真空吸引装置は同時に用いられることが多く、このため、コンプレッサによる圧搾空気の生成と真空吸引力とを利用するようになっている。また、管内でのライニング作業に用いられるライニング塗付用ピグを移動させて塗付ノズルを回転させる際の管内空気流を生成する場合には、上記の真空吸引力が用いられる。
【０００４】
真空吸引力を得るための構成として、例えば、図３に示す構造がある。
図３において、コンプレッサ１に有する空気吐出路２とコンプレッサ１の吸気通路３とはエチ゛ェクタ４に接続されいる。
エチ゛ェクタ４は、図４に示すように、コンプレッサ１の空気吐出路２から吐出される圧搾空気を内部に噴射する噴射ノズル４Ａと、この圧搾空気により真空吸引力を発生するデフィーザ４Ｂとを組合わせた構造を有し、圧搾されて高圧になった空気をコンプレッサ１から供給されると、デフィーザ４Ｂにて負圧を発生させて真空吸引力を生成し、その一部に形成されて大気と連通する開口４Ｃから空気を取り込むことができる。
エチ゛ェクタ４によって取り込まれた空気は、コンプレッサ１の吸気部に連通する吸気通路３を介してコンプレッサ１に導入され、コンプレッサ１で発生する真空吸引力とともにエチ゛ェクタ４で発生した真空吸引力を加えた吸引力によって吸気量が増大させられるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなポンプ装置においては、コンプレッサ１の圧搾空気をエチ゛ェクタ４に供給し、エチ゛ェクタ４内での真空吸引力を加えることにより、コンプレッサ１の真空吸引力のみの場合に比べて真空吸引力を増加させることができる。しかし、コンプレッサ１からの圧搾空気をエチ゛ェクタ４に供給してエチ゛ェクタ４による真空吸引力を増加させた場合には、真空吸引力の増加に従って、コンプレッサ１自体の真空吸引力を用いた場合の吸気量が減少し、ある真空吸引力で得られる負圧に達すると吸気が行われなくなる。このため、コンプレッサ１の真空吸引力を利用した吸気量が低下すると、コンプレッサ１でのポンプ効率が低下し、コンプレッサ１からの圧搾空気を用いたエチ゛ェクタ４による真空吸引力の増加を期待することができなくなるという問題がある。
そこで、このような問題を解消するために、吸気経路を切り換える切り換え弁をコンプレッサ１の吸気路中に配置することも考えられるが、吸気経路を切り換えるための圧力検知部材を始めとした機器類の増設により、装置のコストが上昇する虞がある。また、切り換え弁を設置した場合には、設置部でのシール特性を厳密にしなければ、吸気路中を流れる空気の漏洩が発生してしまい、コンプレッサに必要とされる空気量を確保することができなくなる虞もある。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来のポンプ装置における問題に鑑み、真空吸引力を高めるようにした場合でも、吸気量の減少を防止するための装置コストを上昇させることなく真空吸引力を高めたことによる吸気量の増加を維持することができる構成を備えたポンプ装置を提供することにある。
【０００７】
この目的を達成するため、本発明は、内燃機関と、この内燃機関により駆動されるコンプレッサと、このコンプレッサからの吐気を噴出源として真空吸引力を発生させるエチ゛ェクタとを備えたポンプ装置であって、大気に連通し、上記コンプレッサへの大気を取り込むことが可能なコンプレッサ用吸気路と、上記エチ゛ェクタの空気吸い込み部に連通するエチ゛ェクタ用吸気路と上記コンプレッサ用吸気路とを連通する吸引空気取り込み部と、上記大気取入れ部に配置されている第１の開閉弁と、上記吸引空気取り込み部に配置されている第２の開閉弁とを備え、上記第１および第２の開閉弁は、上記エチ゛ェクタ内での圧力低下に応じて開閉されることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明は、前述したポンプ装置において、上記エチ゛ェクタ内での圧力低下に影響する吸い込み圧力が上記コンプレッサの吸気圧力よりも低い場合には、上記第２の開閉弁のみが開放されることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明は、前述したポンプ装置において、上記エチ゛ェクタ内での圧力低下に影響する吸い込み圧力が上記コンプレッサの吸気圧力よりも高くなった場合には、上記第１の開閉弁のみが開放されることを特徴としている。
【００１０】
【作用】
本発明では、エチ゛ェクタ内での圧力低下により、コンプレッサへの吸気量が減少する状態にある時、大気からの空気の取り込みを行い、コンプレッサでの吸気量の減少を抑制することができる。特に、エチ゛ェクタ内での圧力低下に影響する吸い込み圧力がコンプレッサの吸気圧力よりも低い場合には、エチ゛ェクタ内に吸引される空気をコンプレッサに導入することができ、また、本発明では、エチ゛ェクタ内での吸い込み圧力がコンプレッサの吸気圧力よりも高くなった時点でエチ゛ェクタ内に吸引される空気とは関係なく、第１の開閉弁を介して大気が取り込まれる。これにより、エチ゛ェクタの圧力低下によってコンプレッサへの吸気量が減少するのをエチ゛ェクタの吸気経路とは別な経路から取り込むようにして吸気量を補うことができる。
【００１１】
【実施例】
以下、図示実施例により本発明の詳細を説明する。
図１は、本発明によるポンプ装置の要部構成を説明するための模式図であり、同図には、ポンプ装置における吸気系統が示されている。
図１において、ポンプ装置１０は、内燃機関としてのエンジン１１およびこのエンジン１１により駆動されるコンプレッサ１２を備え、さらに、コンプレッサ１２にはエチ゛ェクタ１３が連結されている。
エンジン１１は、出力軸に設けられているカップリング１４によってコンプレッサ１２と連結されている。
エンジン２としては、吸気・排気の圧力変動に比較的強いディーゼルエンジンが用いられる。
【００１２】
コンプレッサ１２は、吸気によって真空吸引力を発生するとともに吐気によって高圧空気も発生させるために、レシプロ型、スクリュー型が用いられ、後述するエチ゛ェクタ１３への吐気の供給および高圧空気を利用した作業機械への作動圧力気体の供給を行う。
高圧空気を利用する作業機械としては、従来の技術において述べた土壌掘削用の破砕刃を回転させるためのエアモータ等がある。
エチ゛ェクタ１３は、その詳細を示さないが、例えば、図４に示したように、高圧空気を噴射する噴射ノズル（図４中、符号４Ａで示す部材に相当）とデフィーザ（図４中、符号４Ｂで示す部材に相当）とデフィーザにおける空気吐出部に連通する開口（図４中、符号４Ｃで示す部位に相当）を備えた構成が用いられている。
エチ゛ェクタ１３によって発生する真空吸引力は、例えば、上述した土壌掘削作業に用いられる破砕土の吸引装置に用いられたり、あるいは、従来の技術において述べた配管内での負圧発生による管内空気流の生成に用いられる。
【００１３】
コンプレッサ１２の吐気部にはエチ゛ェクタ１３の噴射ノズルに連通する空気吐出路１５が連結されており、コンプレッサ１２の吸気部には、エアクリーナ１６を介してコンプレッサ用吸気路１７が連結されている。なお、図中、矢印は、空気の流れる方向を示している。
【００１４】
エチ゛ェクタ１３における空気吐出部は大気開放されており、また、エチ゛ェクタ１３内で発生する吸い込み圧力に影響される圧力低下によって空気が吸い込まれる箇所には、大気と連通するエチ゛ェクタ用吸気路１８が連結されている。さらに、エチ゛ェクタ用吸気路１８とコンプレッサ用吸気路１７との間には、それら各吸気路同士を接続する吸引空気取り込み部１９が連結されている。
【００１５】
コンプレッサ用吸気路１７における吸引空気取り込み部１９との連結位置よりも大気開口側には、第１の開閉弁２０が設けられ、またエチ゛ェクタ用吸気路１８の途中には、第２の開閉弁２１が設けられている。
第１の開閉弁２０は、開放された際に大気を導入するためのものであり、第２の開閉弁２１は、開放された際にエチ゛ェクタ用吸気路１８内に吸込まれる大気を吸引空気取り込み部１９内に導入するためのものである。
【００１６】
第１および第２の開閉弁２０、２１の開閉動作は、次の条件に基づいて行われる。すなわち、エチ゛ェクタ１３内での圧力低下に影響する吸い込み圧力がコンプレッサ１２の吸気圧力よりも低い場合には、第２の開閉弁２１のみが開放される。一方、エチ゛ェクタ１３内での圧力低下に影響する吸い込み圧力がコンプレッサ１２の吸気圧力よりも高い場合には第１の開閉弁２０のみが開放される。エチ゛ェクタ１３内での圧力低下に影響する吸い込み圧力がコンプレッサ１２の吸気圧力よりも高い場合とは、コンプレッサ１２の吸気量が得られなくなる吸い込み圧力が生起された場合に相当している。第１、第２の開閉弁２０、２１の開閉動作は、手動あるいは自動により行われ、手動の場合には、コンプレッサ１２に付設されている圧力計（図示されず）の圧力観察によってオペレータが実行し、また、自動の場合には、パイロット弁等が用いられる。
【００１７】
本実施例は以上のような構成であるから、エチ゛ェクタ１３内での吸い込み圧力がコンプレッサ１２の吸気圧力よりも低い場合には、第２の開閉弁２１が開放される。これにより、エチ゛ェクタ１３に連通するエチ゛ェクタ用吸気路１８を介してエチ゛ェクタ１３内に吸込まれる大気は、コンプレッサ１２の吸気圧力によってコンプレッサ用吸気路１７側に導入されるので、コンプレッサ１２での圧搾空気の生成が可能となることにより、エチ゛ェクタ１３への圧搾空気の供給が行われてエチ゛ェクタ１３での真空吸引力に併せてコンプレッサ１２での真空吸引力が得られる。
【００１８】
一方、コンプレッサ１２からの圧搾空気の供給により、エチ゛ェクタ１３での真空吸引力が増大し、吸い込み圧力がコンプレッサ１２の吸気圧力よりも高くなると、エチ゛ェクタ１３に連通するエチ゛ェクタ用吸気路１８に導入された空気がそのままエチ゛ェクタ１３の空気吐出部に向け流動する傾向が強くなり、コンプレッサ１２の吸気圧力を用いたコンプレッサ用吸気路１７への空気の導入が困難となる。そこで、本実施例では、このようなエチ゛ェクタ１３内での吸い込み圧力がコンプレッサ１２の吸気圧力よりも高くなった場合には、第１の開閉弁２０のみを開放する。第１の開閉弁２０が開放されて第２の開閉弁２１が閉じられると、エチ゛ェクタ１３内での吸い込み圧力による吸引空気取り込み部１９での吸気量の減少に関係なく、コンプレッサ１２の吸気圧力によってコンプレッサ用吸気路１７に空気が導入される。これにより、コンプレッサ１２での圧搾空気の生成が継続されるので、エチ゛ェクタ１３内への吐出空気の供給が維持されてエチ゛ェクタ１３による真空吸引力の増大化が維持される。第１の開閉弁２０を開放した空気の取り込みが行われる場合には、エチ゛ェクタ１３に対する吐出空気の供給が維持されるので、エチ゛ェクタ１３内での圧力低下が益々強められて真空吸引力がより大きくできる。
【００１９】
図２は、第１、第２の開閉弁２０、２１を用いた場合のエチ゛ェクタ用吸気路１８への吸気量又はコンプレッサ１２での吸気量とエチ゛ェクタ１３内での圧力低下に影響する吸い込み圧力との関係を示す線図である。同図において、符号Ｐ１は、エチ゛ェクタ１３とコンプレッサ１２の吸引が吸引空気取り込み部１９によって連結される場合であり、この場合には、第１の開閉弁２０が閉じられ、第２の開閉弁２１が開放されている。符号Ｐ２は、エチ゛ェクタ１３とコンプレッサ１２が独立に吸引する場合であり、この場合には、第１の開閉弁２０が開放され、第２の開閉弁２１が閉じられて吸引空気取り込み部１９が遮断されている。また、符号Ｐ３は、エチ゛ェクタ１３なしで、コンプレッサ１２のみによって吸引する場合である。同図から明らかなように、コンプレッサ１２の始動後、符号Ｐ１の状態でエチ゛ェクタ１３内での圧力低下が強められ、吸い込み圧力の上限値（最小真空圧力）に達するとコンプレッサ１２への吸気量が得られなくなるが、本実施例では、第１、第２の開閉弁２０、２１の動作態位を切り換えることにより、エチ゛ェクタ１３内での吸い込み圧力の上限値（最小真空圧力）に達した場合でも、符号Ｐ２で示すようにエチ゛ェクタ１３の吸気圧力による吸気量が確保されることになる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エチ゛ェクタ内での圧力低下により、コンプレッサへの吸気量が減少する状態にある時、大気からの空気の取り込みを行い、コンプレッサで吸気量が減少するのを抑制することができる。特に、エチ゛ェクタ内での圧力低下に影響する吸い込み圧力がコンプレッサの吸気圧力よりも低い場合には、エチ゛ェクタ内に吸引される空気をコンプレッサに導入することができ、また、エチ゛ェクタ内での吸い込み圧力がコンプレッサの吸気圧力よりも高くなった時点でエチ゛ェクタ内に吸引される空気とは関係なく、第１の開閉弁を介して大気が取り込まれる。これにより、エチ゛ェクタの圧力低下によってコンプレッサへの吸気量が減少しても、エチ゛ェクタの吸気経路とは別な経路からコンプレッサへの吸気量を確保することができるので、開閉弁を吸気系路中に設置するだけの簡単な構造により、エチ゛ェクタによる真空給引力の増大化を可能にしてポンプ装置での吸引空気量の増大化を維持させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるポンプ装置の一実施例を説明するための要部構成を示す模式図である。
【図２】負圧と吸気量との関係を図１に示した実施例の場合と従来例の場合とで比較した結果を説明するための線図である。
【図３】従来のポンプ装置の構成を説明するための模式図である。
【図４】図３に示した構成に用いられるエチ゛ェクタの内部構造を説明するための概略的な断面図である。
【符号の説明】
１０          ポンプ装置
１１          内燃機関であるエンジン
１２          コンプレッサ
１３          エチ゛ェクタ
１６          コンプレッサの吸気部に位置するエアクリーナ
１７          コンプレッサ用吸気路
１８          エチ゛ェクタ用吸気路
１９          吸引空気取り込み部
２０          第１の開閉弁
２１          第２の開閉弁
【図１】
0003989047.tif 000002
【図２】
0003989047.tif 000003
【図３】
0003989047.tif 000004
【図４】
0003989047.tif 000005