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JP2862379B2 - ノズル装置とその使用 - Google Patents

ノズル装置とその使用

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JP2862379B2
JP2862379B2 JP8503596A JP50359695A JP2862379B2 JP 2862379 B2 JP2862379 B2 JP 2862379B2 JP 8503596 A JP8503596 A JP 8503596A JP 50359695 A JP50359695 A JP 50359695A JP 2862379 B2 JP2862379 B2 JP 2862379B2
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flow
pressure
suction
nozzle device
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パルフイ，サンドール
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Festo SE and Co KG
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Publication date
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    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/08—Pneumatically dislodging or taking-up undesirable matter or small objects; Drying by heat only or by streams of gas; Cleaning by projecting abrasive particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
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    • A47L9/08—Nozzles with means adapted for blowing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/08—Pneumatically dislodging or taking-up undesirable matter or small objects; Drying by heat only or by streams of gas; Cleaning by projecting abrasive particles
    • E01H1/0863—Apparatus loosening or removing the dirt by blowing and subsequently dislodging it at least partially by suction ; Combined suction and blowing nozzles
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    • B08B2203/02—Details of machines or methods for cleaning by the force of jets or sprays
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求の範囲第１項の前文によるノズル装置
に関する。
砂、塵、充てん及び絶縁材料などの粒子、または気
体、実液体、または微粉状物質などの流動媒体（流動可
能な媒体）を取り入れ除去するための周知のノズルは、
概して搬送媒体を加速するコンプレッサに接続されてい
る。好適な吸引過程は、必要な引っ張り力を生成するた
めに強い吸引力を必要とし、大抵は大量の騒音を発生
し、さらにかなり過剰なエネルギーによって搬送物質を
その宛先に移動させる。
その結果、例えば塵粒子はフィルタを通過し、その結
果実際には掃除過程で大小の粒子のみの物理的分離が行
われ、フィルタを突き通った塵は単に移動するだけであ
る。
請求の範囲第１項の前文によるノズルは知られている
（米国特許出願第4018483号）。このノズルにおいて、
圧力流は広いノズル口を介して作業面に偏向し、これに
よって廃物、塵、草、水などがこの表面から取り上げら
れる。圧力管と対向する側にあって、やはりノズル口で
終る吸引管によって、粒子が収集される。ノズル口の上
には吸引管の中を通る一つの面があり、この面の上にコ
アンダ効果が発生する。分断エッジ及びその他の手段に
よって、流動の積極的な乱流がノズル口で達成され、粒
子の取り込みが容易になる。
流動が隅で偏向することによって、このノズルのは大
きなエネルギー損失がある。その上に、広いノズル口に
おける流動が弱まって、さらに偏向する。コアンダ効果
は単に部分的に吸引領域においてのみ利用される。
したがって本発明の目的は、従来の技術に見られる欠
点を持たない装置を提供することである。
必要なコンプレッサの出力は、周知の吸引装置に比べ
低く、しかもなお最適に使用できなければならない。搬
送流動媒体は使用中に、変化する作動条件の下でも、手
近な作業に、すなわち搬送すべき粒子、及び／または類
似のもしくは異なる流動媒体に容易に適合可能なもので
なければならない。
この目的は、特許請求の範囲第１項に記載された特徴
によるノズル装置によって達成される。
本発明によれば、この目的は、流体力学で知られてい
るコアンダ効果を利用しながら搬送媒体の積極的な誘導
を行うことによって達成される。
この解決法の実質的な利点は、誘導される圧力流によ
って発生するせん断力が、取り入れるべき粒子及び／ま
たは追加の流動媒体を基質から分離して動かし、その結
果、これらの粒子または媒体がさらに容易に搬送でき、
エネルギーの減少と速度の低下をもたらすことにある。
上記のために使用される吸引流は量的に圧力流よりも
大きいと有利である。
例えば請求の範囲第１項に記載の分離手段は、決して
決定的なものと見做してはならない。これらの手段は、
他のそれ自体周知のプロセス工学的手段及びイオン交換
や冷トラップなどの化学的／物理的方法によって、補足
または置き換えることができる。
これに続く従属請求項には、本発明の対象物の有利な
展開を記載してある。
請求の範囲第２項に記載の分断エレメントは、積極的
な渦形成とジェット誘導に役立ち、分断エッジに加えて
設けると有利である。
請求の範囲第３項によれば、ノズル口の領域に、弾性
的にまたは蝶番式に配置されたパルセータを取り付ける
こともできる。このパルセータは、作業領域においてコ
アンダ流を分離する働きをするインパルス状の乱流を発
生させる。このパルセータは、これに対応するコストの
かかる圧力流の制御にとって代わる非静止プロセスを積
極的に発生させる。
請求の範囲第４項に記載のさらに精巧な装置は、作業
条件と搬送すべき媒体への流れの適応が容易である。ま
た適当な制御部材を使用して、作動中に流動条件を調節
することができる。
請求の範囲第５項に記載の追加の穴またはスリット
は、作業領域における流れをブーストするという利点を
有する。
請求の範囲第６項によれば、作業中の表面に直接接触
するまたはこの表面の上方に位置する動力式または自動
回転ブラシが設けられ、これは単に流動に対して横断方
向にのみ作用し、これによって搬送すべき媒体の吸込み
を助ける。
請求の範囲第７項に記載の有利な展開は、一つの同じ
圧力ノズルコンポーネントにおける異なる流速を特徴と
し、軽い粒子による装置の送り出し性能に特にプラスの
効果を持つ。
請求の範囲第８項の共通駆動ユニットへの圧力管路と
吸引管路の接続は、特にエネルギー節約型であり、経済
的局面は別として、騒音発生にもプラスの影響を及ぼ
す。
請求の範囲第９項の、流動媒体と場合によっては存在
する粒子の除去を強化するらせん流を発生させる吸引ノ
ズル部分における側部開口は、特に好結果が確認されて
いる。
請求の範囲第10項の本発明による対象物の好ましい用
途は、歩道表面や車道表面のための移動式掃除機械であ
る。
本発明による対象物は、集砂池における使用や水泳プ
ール掃除のための使用で特に効能率が高いことが確認さ
れている。
請求の範囲第11項に記載の乾燥及び脱気は、一般の設
備工学でも地下または地上工学（道路建設）でも重要で
ある。
請求の範囲第12項に記載の使用は、プロセス工学にも
有利であり、種々の密度や流動抵抗の材料の循環におけ
る分離工程にも特に有益である。
以下に、本発明を特徴的な実施例について詳細に説明
するが、記載の流動媒体が別のものと置換え可能なこと
は明らかである。すべての図面において、機能的に同等
の構成部分には同じ参照番号が付けてある。
第１図は、第２図のノズル装置の第１変形例の面Ａ−
Ａに沿った断面図である。
第２図は、第１図のノズルの側面図である。
第３図は、中心で圧縮空気を供給され、ノズルに向か
う方向に先細りとなったノズル装置を示す図である。
第４図は、突起状の分断エレメントを備えた装置の一
変形例の断面図である。
第５図は、突起状の分断エレメントを備えた装置の他
の変形例の断面図である。
第６図は、先行案内壁に弾性的にまたは蝶番式に取り
付けられたパルセータを示す図である。
第７図は、調節手段を有し、またさらに案内壁の中に
穴と縦スリットを有する装置を示す図である。
第８図は、流動媒体と粒子の追加移動のための回転ブ
ラシを備えた、別の変形例の図である。
第９図は、圧力ノズルを狭いノズルと外部ディフュー
ザに分岐させる中間壁を示す図である。
第10図は、ブロワーを通る流動の循環がある、二つの
対向するノズルを有する本発明の対象物の一変形例を示
す図である。
第11図は、接線方向の中心流を発生させるための側羽
根を有する、第10図と類似の装置の立面概略図の部分図
である。
第12図は、二つの２重渦を有する第11図の一変形例を
示す図である。
第１図には、圧力ノズルコンポーネントに参照番号１
が、吸引ノズルコンポーネントに参照番号２が付けてあ
る。圧力ノズルコンポーネントは、圧力管路３と圧力ノ
ズルコンポーネント１との間の通路として使用される延
長接続開口４によって、圧力管路３に接続されている。
吸引ノズルコンポーネント２は、管路５と吸引ノズルコ
ンポーネント２との間の延長接続開口を介して、引き込
まれる固体粒子を搬送できる引込み流動媒体のための管
路５に接続されている。ノズルコンポーネント１の端部
とノズルコンポーネント２の端部との間にノズル口７が
ある。両ノズルコンポーネント１、２は内管８に沿って
導かれている。これらのノズルコンポーネントは、外側
では外部案内壁９によって構成されている。
左外壁は外側すなわち下向きに曲がっており、これに
よってエッジ9aを形成している。参照番号10は圧力流を
示し、参照番号10aは吸引流を示す。ブレース11は管路
３と管路５をいっしょに支える。リブ12はこれらの管路
３、５を中央管８に接続する。
管８で形成される内部案内壁、並びに壁９の内部案内
壁は、滑らかに設計されている。
一点鎖線で示された仮想面Ｅの位置は、ノズル口７に
よって決定される。圧力ノズル１はこの仮想面にαで示
される鋭角で衝撃を与える。
滑らかな面Ｆに超こるコアンダ流は、分断エッジＫに
よって突然の方向変化を受け、装置の作業範囲に意図的
な渦の形成を引き起こす。
わかりやすくするために、溶接継目13を装置のいつか
の点で示した。
第２図は、引き離れた媒体のための前述の管路３と、
外側に曲がったエッジ9aを有する左側外部案内壁９を示
す。第１図と比較して、フランジ状の蓋14は取り外し可
能で、このため内部を清掃することができる。第２図の
左部分にはさらに一つの固定配置されている蓋15があ
る。参照番号16は管路３と５のための接続部材を示すも
ので、この部材はそれ自体周知の方法で、ブロワー（図
示せず）に続く吸引管路と圧力管路との接続具として使
用される。
第３図は、第１図と第２図の変形例であり、ここでは
圧力管路３は、コネクタ部材16aを用いて中央から圧縮
空気が供給される。外部案内壁９は、ノズル口に向かっ
て下方に先細りとなっている。第２図におけると同様
に、蓋14、15が設けられている。
類似の方法で、球形による解決法（図示せず）も実現
することができ、この場合、内管８も球形に変えなけれ
ばならない。
第４図は、ノズル口７と処理されるべき表面との間を
さらに狭くする突起状の角状物体21を示す。
第５図は、丸みをつけた剛性または弾力性の突起状物
体22を示す。この物体もまたノズル口における流動条件
を変えるが、前述の角状物体21と同じ度合いではない。
これら両物体はコアンダ流の方向変更に影響を与え、
したがって意図される非静止渦形成に役立つ。
第６図は、処理すべき表面Ｍ、並びに特にパルセータ
24を示しており、パルセータ24は案内壁９に弾性的また
は蝶番式に取り付けられ、流動10の中、したがって流動
10aの中の振動の発生に役立つ。
パルセータ24の振動方向を二重矢印で示す。
第７図は、処理すべき表面Ｍを再び示すが、さらに外
部案内壁９の中のノズル状の穴すなわち縦スリット23a
を通過する２次流動23を示す。この２次流動も、ノズル
装置の作業範囲に衝撃を与える。
管８における追加の超過圧力ｐは、穴19すなわちスリ
ットまたはいくつかの穴19aを通じて、作業領域におい
て作用する矢印20で示すさらなる流動を発生させる。
超過圧力ｐを容易に制御することができ、またこれを
追加流動として断続的に加えることができる。
第８図は、この場合に流動10、10aによって駆動され
る回転ブラシ25を示す。電動機または例えばタービンに
よって駆動され、やはり矢印の方向に回転する回転ブラ
シを備えることも、明らかに可能である。
このブラシは、ノズル口の領域に固体粒子を運ぶのに
役立ち、固体粒子は吸引流10aによって同領域の中に捕
獲される。
第９図は、（太線で描かれた）中間壁26aによる圧力
流の有利な分割と案内を示し、これにより速度c1とc2が
生ずる結果となり、ただしc1＞c2である。ノズル口で、
この中間壁は外側に曲がったエッジ9aと共に最適に案内
壁に作用し、装置の性能を強化する。
第10図は、ノズル装置の他の変形例を示す。圧力ノズ
ルコンポーネント１は圧縮空気の流動をノズル口７の中
央に導く。この装置によって、処理すべき表面Ｍの上に
せん断力が集中的に作用する。図示のように、吸引ノズ
ルコンポーネントは、平行軸を有する渦の形成の下で、
搬送すべき媒体をノズル口７から引き込む。外部案内壁
９は平らなボックスを形成し、このボックスの中に上か
ら、圧力流10と吸引流10aのための管が入っている。吸
引ノズルコンポーネント２は管状コンポーネント２′と
案内フランジ２″から構成され、案内フランジは管状コ
ンポーネント２′から同心的に出て、案内壁９のボック
ス形状に側部で合致している。
表面Ｆで前述のコアンダ流が再び生じ、エッジＫによ
って分離される。
循環のための接続管路30は吸引流10aを、バイパス28
を備えたコンベヤ及び／または、セパレータ及び／また
は、凝縮器27に導く。後続の接続管路31は循環用のコン
プレッサ29を圧力ノズルコンポーネント１に接続する。
第10図には示されていない側部開口32（第11図と第12
図を参照のこと）によって、好ましくは案内壁９から曲
げによって立ち上がった羽根によって、ボックス内の渦
形成に影響を与えることができる。
この可能性は、第11図と第12図に概略図示されてお
り、ここで番号33で示されるボックスの中に曲げられた
羽根によって、再び矢印18で示される渦流が発生する結
果となる。
第11図に、結果として生ずる循環渦流をＷで示す。第
12図の装置の中に形成される２重渦の各々をＷ′で示
す。
本発明の対象物は同じ原理を適用して、例えば歩道域
や車道域の清掃、表面の乾燥及び／または脱気におい
て、さらにまた適切な液体搬送において、少ない動力で
良好な結果を示すのは驚くべきことである。
前述の装置によっても同じ駆動ユニットによる還流形
式が可能であり利点を提供することは自明である。
構造上の設計は広い制限範囲内で融通性があり、望み
の形態に適応することができる。
例えば、バイパスによって一定の濃度に維持される、
またはこの濃度まで補給される不活性搬送媒体を使用す
る、プロセス工学的サイクルも計画される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A47L 9/02 A47L 9/08 A47L 5/14 B08B 5/00

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに分離したノズルコンポーネント
    （１、２）がそれぞれ圧力管路（30）及び吸引管路（3
    1）に接続されている、固体粒子及び／または流動媒体
    もしくはその両方を積極的に取り入れ除去するためのノ
    ズル装置において、少なくとも圧力流（10）がノズル口
    （７）の作業領域において、滑らかに構成された表面
    （Ｆ）により、ノズル口（７）によって決定される平面
    （Ｅ）に対して鋭角αで導かれること、ならびに作業領
    域において流れ方向に、発生するコアンダ流に方向の切
    換えを行わせる、少なくとも一つの分断部材（Ｋ、21、
    22）が圧力流（10）のために設けられること、ならびに
    渦で支えられたこの圧力流（10）のせん断力が固体粒子
    または流動媒体もしくはその両方を取り込み、ノズル口
    （７）を通じて、ノズル口に加わる吸引流（10a）の助
    けによって、フィルタ、セパレータ、及び／または触媒
    （27）など任意選択で取り付けた物理的／機械的な装置
    を通じて前記粒子または媒体を搬送し、コアンダ流のた
    めに、入れ子式の実質的に円筒形管部分（８、９）から
    成る滑らかに形成された内部及び外部の案内表面（Ｆ）
    が設けられ、この端部が蓋（14、15）によって閉鎖され
    ており、内管部分（８）の中心軸が、ノズル口（７）の
    方向に外管部分（９）の中心軸に対して平行にずれてお
    り、ノズル口が外部案内壁（Ｆ）中に配置されているこ
    とを特徴とするノズル装置。
  2. 【請求項２】分断部材（21、22）が突起状の物体（22）
    として設計され、剛性または弾性であることを特徴とす
    る請求の範囲第１項に記載のノズル装置。
  3. 【請求項３】圧力ノズルコンポーネント（１）の端部に
    弾性的にまたは蝶番式に配置されパルセータ（24）があ
    ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノズル装
    置。
  4. 【請求項４】圧力流（10）及び／または吸引流（10a）
    が、幅を調節する手段（9b）によって制御または調節さ
    れることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノズル
    装置。
  5. 【請求項５】ノズルコンポーネント（１、２）の案内壁
    （８、９）の少なくとも一つにおいて、穴（19）または
    縦スリット（23a）が作業領域にさらに設けられている
    ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノズル装
    置。
  6. 【請求項６】ノズル口（７）の作業領域に、固体粒子及
    び／または流動媒体を取り込んで推進させる、円筒形の
    動力式または自動回転式のブラシ（25）が設けられてい
    ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノズル装
    置。
  7. 【請求項７】圧力ノズルコンポーネント（１）の中に中
    間壁（26a）が設けられ、この中間壁（26a）は、その内
    壁によってノズル１を狭め、その外壁によってディフュ
    ーザ（26）を形成することを特徴とする請求の範囲第１
    項に記載のノズル装置。
  8. 【請求項８】吸引流（10a）のための吸引管路（30）が
    コンプレッサ（29）の入口に接続され、圧力管路（31）
    がコンプレッサの出口に接続され、これによって流れ
    （10、10a）の少なくとも部分的再循環が発生すること
    を特徴とする請求の範囲第１項に記載のノズル装置。
  9. 【請求項９】吸引ノズルコンポーネント（２）の中に、
    吸引流（10a）に対して接線方向に延びる追加流のため
    の、少なくとも一つの側部開口（32）が設けられている
    ことを特徴とする請求の範囲第１項または第８項に記載
    のノズル装置。
  10. 【請求項１０】歩道表面や車道表面を清掃するため、及
    びプール清掃装置における圧力／吸引ノズルとしての、
    請求の範囲第１項から第９項の少なくとも一項に記載の
    ノズル装置の使用。
  11. 【請求項１１】表面の乾燥及び／または脱気のための、
    請求の範囲第１項から第９項の少なくとも一項に記載の
    ノズル装置の使用。
  12. 【請求項１２】材料分離設備における、請求の範囲第１
    項から第９項の少なくとも一項に記載のノズル装置の使
    用。
JP8503596A 1994-07-05 1995-07-04 ノズル装置とその使用 Expired - Lifetime JP2862379B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
CH216494 1994-07-05
CH2164/94-9 1994-07-05

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JPH09512734A JPH09512734A (ja) 1997-12-22
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JP8503596A Expired - Lifetime JP2862379B2 (ja) 1994-07-05 1995-07-04 ノズル装置とその使用

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EP (1) EP0769085B1 (ja)
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CN (1) CN1154770C (ja)
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AU (1) AU2730995A (ja)
BR (1) BR9508221A (ja)
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