JPH0366805A - 空港滑走路の清掃方法及び装置 - Google Patents

空港滑走路の清掃方法及び装置

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JPH0366805A
JPH0366805A JP2143267A JP14326790A JPH0366805A JP H0366805 A JPH0366805 A JP H0366805A JP 2143267 A JP2143267 A JP 2143267A JP 14326790 A JP14326790 A JP 14326790A JP H0366805 A JPH0366805 A JP H0366805A
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シーダムバラム　ラーガヴァン
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    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/10—Hydraulically loosening or dislodging undesirable matter; Raking or scraping apparatus ; Removing liquids or semi-liquids e.g., absorbing water, sliding-off mud
    • E01H1/101—Hydraulic loosening or dislodging, combined or not with mechanical loosening or dislodging, e.g. road washing machines with brushes or wipers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Road Repair (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 発明の分野 本発明は、表面物質をその下にある基体の面から清掃す
るための方法及び装置に関し、詳細には、下にある面が
高圧力のウォータジェットの衝突により損傷を受け易い
場合のそのような方法及び装置に関する。このうちの特
定の用途は、コンクリートまたはアスファルト／石の骨
材材料で作られた空港滑走路面からゴムや塗料の除去で
ある。
背景技術 航空機が滑走路に着陸するとき、航空機のタイヤは成る
距離滑走路面上をすべり、タイヤからゴムのいくらかが
滑走路面に堆積しそして滑走路面に付着するようになる
。成る期間たつと、このゴム層は安全に対する障害とな
るほど累積する。したがって、このゴム層を定期的に除
去することが望ましいことがわかった。
表面の物質を除去する方法の１つは、高圧カシエツトを
使用するものであり、この方法は滑走路面を清掃するの
にときどき用いられる。出願人が知っている商業的に実
施されている先行技術の方法は、約１０，０００ｐｓｉ
の圧力のウォータジェットが車両の固定位置に並んで配
置され、車両が時速約１０マイル（１６ｋｍ）程度まで
の速度で滑走路面上を移動するものである。しかしなが
ら、このような方法でゴムを滑走路面から除去すること
は全体として効果的でないことがわかった。
さらに、滑走路自体が滑走路面の材料が剥離することに
よって損傷を受けるという問題もある。
この損傷は、溝付きのコンクリート滑走路である場合に
、特に著しい。このことをさらに説明すると、ある期間
にわたって、繰り返し航空機が着陸することにより、コ
ンクリートの面が滑らかになり、１インチ（２，５４ｃ
ｍ）の８分の３の深さで１インチ（２，５４ＣＩＩ）の
８分の３の間隔の清が航空機の着陸の方向を横切る方向
に滑走路に沿って形成されることがある。これは、航空
機と滑走路の間の牽引力を改善するために行われる。し
かしながら、ゴムが最終的にこれらの清を充填してしま
い、また滑走路面全体に堆積するようになる。このゴム
を前述したような先行技術のウォータジェットによって
除去しようとすると、コンクリートの清を形成するうね
部分がウォータジェットにより特に損傷を受け易い。
特許文献の調査でこの全般的問題の分野を取り扱う多数
の特許が判明している。以下に記載の特許は航空機のタ
イヤのゴムを滑走路面から清掃する問題に特に向けられ
たものである。
米国特許第３，８７７Ｌ　６４３号〈スミス等〉は、複
数のウォータジェットを車両に取付けたマニホルドから
放出する、空港滑走路からゴム被覆物を除去する装置を
示す、マニホルドは隣接するノズル間の長手方向の距離
に少なくとも等しい距離だけ車両の移動方向に対して横
方向に往復移動する。コラム３の最後の行には、ノズル
における水の圧力は４，０００乃至８，０００ｐｓｉの
範囲内とすべきであることが示されている。
米国特許第３，８４８，８０４号（プレストウィッチ）
は、シート状の水、好ましくは高温水をノズルから放出
する、ゴムを滑走路面から除去する装置を開示している
。圧力は路面に損傷を生じさせないでできるだけ高く、
少なくとも５０ｐｓｉの大きさとすべきであることが述
べられている。
これらのノズルは弧状経路で移動させられる。
米国特許第３，７２６，４８１号（フォスノ）は、ゴム
を除去するために滑走路面に対してマニホルドから高速
のウォータジェットを差し向ける装置を開示している。
コラム７の上部に、水は４．０００ｐｓｉでジェットと
して放出されることが述べられている。
米国特許第３，７０９，４３６号（ファスナ）は、マニ
ホルドを支持しかつフォークリフトの前部に着脱自在に
取付られるようになっているフレームがある、別の滑走
路清掃機械を示している。
ファン形状のジェットが用いられていて作動圧力につい
ては特に言及してない。
米国特許第３，９８７，９６４号（ピットマン等）は、
トラックの前部に取付けた固定マニホルドから放出され
る複数のファン形状のウォータジェットを設けた、ゴム
等を滑走路から清掃するようになっている機械を開示し
ている。コラム７の行４６には、水の圧力は２００乃至
２００００ｐｓｉの範囲内であり、好ましい圧力は約６
０００ｐｓｉであることが述べられている。ジェットマ
ニホルドを取付けたトラックは、路面に堆積した汚染物
の量とこれらの汚染物が路面にどの程度付着しているか
に応じて、時速約１０マイル（１６ｋｍ）程度で、好ま
しくは時速約２乃至４マイル（３，２乃至６．４ｋｍ）
の線速度で移動する。
英国特許第１，３２７，７９９号（プレストウィッチ）
は、ノズルが回転アームの端部に配置され、滑走路面に
当たるために少なくとも５０ｐｓｉの水がこれらのノズ
ルから放出される、滑走路清掃装置を示す。
以下に記載の５つの特許は高圧ウォータジェットを設け
ることに向けられたものであるが、これらの特許が空港
滑走路面等の清掃に特に向けられたなんらかの特徴を示
しているか否かは明らかでない。
米国特許第４，６００，１４９号（ワツキ）は２０００
ｋｇ／Ｃ’ｌｄの圧力でウォータジェットを発生させる
装置を開示している。ジェットを放出するノズルは、こ
れらのジェットがほぼ円形経路を移動するように、回転
構造体に取付られている。
以下に記載の４つの特許は、一般に、ノズルのｉ造また
はノズルの取付けに関するものである。
米国特許第３．９０２，６７０号（コラ−等）米国特許
第４，２４４．５２４号（ウエリングズ） 米国特許第４，７２８，０４１号（トラフサ）米国特許
第４，８０２．６２８号〈ダウチル等）（発明の要約） 本発明の方法及び装置は、基体の面がウォータジェット
の衝突により損傷を受け易い性質を持つ場合に、ある物
質から成る被覆物をその下にある基体の面から高圧力ウ
ォータジェットによって除去することに向けられたもの
である０本発明は、特に、コンクリートまたはアスファ
ルト／石の骨材の舗装の基体の面に関連する用途に向け
られたものであるが、本発明のより広い範囲内では、石
、煉瓦、可能ならば、アルミニウムのような成る種の軟
質金属のような、ウォータジェットの衝突に対して同様
の特性を持つその他の物質についても使用できる。
本発明の方法及び装置の特に有益な用途は空港の滑走路
面からゴムを除去することであり、成る場合には、塗料
を除去することである。層（例えば、ゴム層）の極めて
有効な除去は、を極めて高圧力のウォータジェットを用
い、清掃しようとする面を比較的高い線速度で横切らせ
ることによって達成できることがわかった。たとえウォ
ータジェットの圧力が下にある基体（例えば、コンクリ
ート面またはアスファルト／石の骨材の面〉を損傷する
ことがある圧力より数倍大きいとしても、基体に対する
損傷が減少するばかりでなく目立った損傷を発生させな
いことがわかった。
ウォータジェットは２０，０００ｐｓｉより大きい圧力
とすべきであり、望ましくは、２５．０００ｐｓｉより
大きく、さらに望ましくは、３５，０００ｐｓｉまたは
それ以上とすべきである。ウォータジェットの移動線速
度は少なくとも時速２０マイル（３２ｋｍ）とすべきで
あり、−層好ましくは、時速約８０マイル（１２８ｋｍ
）またはそれ以上である。本明細書で説明する好ましい
実施例では、最も外側の組のジェットは円形経路で時速
約１．８０マイル（２８８ｋｍ）の線速度で移動し、半
径方向内方の組のジェットは時速約９０マイル（１４４
ｋｍ）の線速度で円形経路で移動する。
本発明の装置は、基体の上を移動するようになっている
ハウジング構造体を有する。マニホルドアーム手段が基
体の上方に位置し、はぼ鉛直な回転軸線を中心に回転で
きるようにハウジング構造体に取付られている。ウォー
タジェットノズル手段は回転軸線から所定の距離をもっ
てマニホルドアーム手段に取付られており、マニホルド
アーム手段が回転軸線を中心にして回転するとき基体に
向けて少なくとも１つのウォータジェットを放出するよ
うに配置されている。
流体圧力供給手段がウォータジェットノズル手段を通し
て放出できるように２０，０００ｐｓｉより高い圧力で
マニホルドアーム手段に水を供給するために設けられて
いる。動力伝達手段が、ウォータジェットを少なくとも
時速２０マイル（３２ｋｍ＞程度の速度でほぼ円形経路
で直線的に移動させるような回転速度でマニホルドアー
ム手段を回転させるために設けられている。
望ましくは、ウォータジェットノズル手段は回転軸線か
ら第１及び第２の半径方向の距離を隔てた少なくとも第
１及び第２水放出位置で複数のウォータジェットを放出
するように配置されており、第１距離は第２距離より大
きい。さらに、ウォータジェットノズル手段は、第１位
置で放出されるウォータジェットが第２位置で放出され
るウォータジェットより大きな直径を持つように構成さ
れている。
本発明の別の特徴は、流体圧力供給手段がマニホルドア
ーム手段に連結されたシャフトとシールの組立体を有す
ることである。この組立体は、第１回転中心軸線と、高
圧力流体を通すための第１貫通孔と、第１回転軸線に垂
直に正確に形成された第１端面と、を持つ第１シャフト
を有する。第２の回転中心軸線と、高圧力流体を第１シ
ャフトの第貫通孔から受け入れてその流体をマニホルド
アームに運ぶ中央に配置した第２の貫通孔とを持つ第２
シャフトがある。この第２シャフトは第２回転軸線に対
して正確に垂直であるように形成された第１端面を有し
、第２端面は当接平面で第１端面に対して当接する。
当接平面にシールを設けるため、第１及び第２貫通孔の
周囲で第１及び第２シャフト内に配置された第１及び第
２部分を持つシールスリーブがある。第１及び第２０リ
ング手段がそれぞれ第１及び第２シャフト内に配置され
ており、密封関係でそれぞれスリーブの第１及び第２部
分内に配置されている。
その他の特徴は以下の詳細な説明から明らかになる。
（発明の詳細な説明〉 本発明の重要な発見を導き出すことになった努力が向け
られた直接の課題は、空港の滑走路面に堆積したく及び
付着した〉ゴムを除去することである。なお、付着等は
滑走路面上のタイヤのすべりから生じる。このようなゴ
ムを滑走路面から除去するために、先行技術では高出力
ウォータジェットが用いられてきた。しかし、ゴム層の
適切な除去ができないばかりでなく、ゴム層の下にある
路面を傷めるため、重大な問題があった。
高出力ウォータジェットがコンクリート舗装及びアスフ
ァルト／石の骨材の舗装に損傷を生じさせることがあり
、ジェット圧力が高くなると損傷の程度が増大するとい
うことが先行技術において十分知られている。しかしな
がら、本発明の教示によると、ジェットを形成する水の
圧力を極めて高いレベルまで上げ、清掃しようとする路
面を比較的高い線速度で横切らせることによってゴム層
の極めて効果的な除去を行うことができることがわかっ
た。たとえウォータジェットの圧力がコンクリート路面
を損傷させることがある圧力より数倍高くとも、ウォー
タジェットが極めて高い線速度で路面を横切るときには
、損傷が減少するばかりか、目立った損傷が存在しない
ということがわかった。さらに、このような高い圧力で
、清掃しようとする路面に対するジェットの移動線速度
を最小速度以上に増大でき、下にある路面で何らかの損
傷が生じたとしてもほんのわずかであり、しかも依然と
してゴム層の極めて効果的な除去がなされることもわか
った。これに伴う他の利点は、この清掃作業を一層効果
的に行うことができる装置を構成することができる（詳
細には後述する〉ことである。
本発明のより広い範囲内では、本発明の方法及び装置を
同様な問題が生じるその他の用途〔即ち、下にある材料
が高出力ウォータジェットによる損傷を受け易く、除去
しようとする材料が非常に短い「滞留時間」　（この用
語は後に定義する）をもってウォータジェットによる除
去に極めて敏感である場合〕に利用できると考えられる
。かくして、本発明のより広い範囲内では、基体が、岩
、煉瓦を包含し、さらにアルミニウムのような容易に傷
つき易い金属さえも包含してよいと考えられる。
表面材料はまた、塗料、クレヨン、またはその他の物質
のようなものを包含してもよい。
本発明の新規な特徴を有する装置１０全体を最初に説明
し、この説明の後にこの本発明をより詳細に説明するこ
とによって、本発明の一層明瞭な理解が得られるものと
考える。。
第１図を参照すると、滑走路清掃装置１０は、車輪１４
に取付けられた可動の支持構造体１２を有する。取水ホ
ース１６は、極めて高圧の水（例えば、４０，０００Ｐ
ＳＩ）を、スイベル（回り継手）連結部１８を通し、軸
受２２に取付けた回転シャフト２０を通して、シャフト
２０に固定したジェットマニホルド２４に供給する。ジ
ェットマニホルド２４は比較的速い速度でシャフト２０
と共に回転し、複数のウォータジェット２６を滑走路面
２８に向けて下方に放出する。
支持構造体１２は吊り下がった周囲スカート３２を持つ
水平台３０を有し、このスカート３２は回転するマニホ
ルド２４の周囲に延びている。
スカート３２の底縁部３４は滑走路面２８に比較的接近
して位置決めされているが、小さい障害物を越えること
が−できるように路面２８の上方に成る短い距離隔たっ
ている。マニホルド２４及びその他の部品は鉛直方向に
調節でき、このことは、鉛直方向に調節できる板４０を
連結した鉛直取付板３８を持つ第１支柱３６を設けるこ
とにより構成される。２つの板３８及び４０はボルト４
２によって互いに連結されており、ボルト４２は鉛直調
節ねじ４４によって鉛直方向の調節を可能にするため緩
めることができる。
シャフト２０を回転させるために、油圧モータ４６が設
けられており、油圧モータ４６は第１の組の滑車４８を
回転させ、滑車４８は第２の組の滑車５２を回転させる
ため駆動ベルト５０に連結されており、滑車５２は前述
のシャフト２０に固定されている（第３図参照〉。これ
らの部品（モータ４６、滑車４８及び５２、ベルト５０
）はシャフト駆動組立体５３を構成する。駆動組立体５
３及び２つの軸受２２は鉛直調節板４０に取付られてい
る。ジェットマニホルド２４がシャフト２０に連結され
ているので、マニホルド２４を、板４０の鉛直方向の調
節によって滑走路面２８の上方の正確な位置に配置する
ことができる。
装置１０の全体の動作を簡単に説明すると、高圧水が適
当な供給源（例えば、図面の簡略化のため図示していな
い極めて高圧のポンプ）から供給されて、ホース１６及
びシャフト２０を通り、マニホルド２４に入る。モータ
４６は、ウォータジェット２６を比較的速い速度で滑走
路面上を通るように、比較的速い速度（例えば、２５０
ＯＲＰＭ）でシャフト２０及びマニホルド２４を回転さ
せる。最も外側の対のジェット２６が回転軸線５４から
約１２インチ（３０ｃｍ　）はど隔たっていれば、滑走
路面上の最も外側の組のジェット２６の移動線速度は時
速約１８０マイル（２８８ｋｍ）である、内側に配置し
たジェット２６は、回転軸線５４からの距離に比例した
より小さい線速度を有する。ウォータジェット２６が滑
走路面２８に作用してコンクリートに損傷を生じさせる
ことなく滑走路面からゴム層を除去する仕方は本発明に
おいて重要なものと考えられ、後に詳細には述べる。
第２図を参照すると、５つの地上車輪１４が支持台３０
の円周のまわりに等間隔に配置されていることがわかる
。このため、もし車輪１４の１つが滑走路面２８のくぼ
みの上を通るとしても（または互いに隣接しない２つの
車輪１４がそのようなくぼみの上を通るときでさえも）
、装置１０は望ましい水平位置から傾かず、また滑走路
面２８に対して下方に移動しない。
本発明の第１の重要な特徴を詳細に説明するため、次に
第５図に言及する。前述のスイベル１８はスイベルハウ
ジング５６を有し、ハウジング５６内に中央貫通孔６０
を持つ回転スイベルシャフト５８が取付られている。シ
ャフト５８をスイベルハウジング５６に取付る方法は従
来の方法で行うことができる。しかしながら、適当な心
合せとシャフト２０を通る高圧水用の有効なシールを得
るように、このシャフト５８を主シャフト２０に連結す
る方法は本発明では重要であると考えられる。
スイベルシャフト５８は凹んだ円周面部分６２を有し、
この凹部６２の下部の面部分６４は切頭円錐形である。
２つの１８０度のセグメント（扇形部分）６６から成る
割りリングがあり、セグメント６６は、スイベルシャフ
ト５８の面部分６４に嵌合する半径方向内方に向いた切
頭円錐面６８を持つ、単一の保持リング７０を最初シャ
フト５８に通し、リングのセグメント６４を定位置に置
く０次に、リング７０を第５図に示す位置に移動して割
りリングの２つのセグメント６６をシャフトの面部分６
４に係合させ、面６８をシャフトの面部分６４に押し付
ける。
スイベルシャフト５８の下端部分７２は円筒形側面７４
と下端面７６を持った円筒形状を有し、面７４と７６の
両方は適当な精密公差の範囲内に形成されている。詳細
に言うと、端面７６は、この端面がスイベルシャフト５
８の中心軸線７８に対して精密に垂直になるのに十分な
精密公差の範囲内に機械加工されている（または別の方
法で形成されている〉。
主駆動シャフト２０は中央貫通孔８０を有し、シャフト
２０の上端部分には円筒形凹部８２が形成されており、
この凹部８２はスイベルシャフト７８の側面７４と適当
な精密公差で嵌合する円筒形内側面８４を有する。同様
に、凹部８２の底面８６はシャフト２０の長さ方向中心
軸線と正確に垂直になるように精密に形成されている。
本発明では、主駆動シャフト２０及びスイベルシャフト
５８は、これらのそれぞれの長さ方向中心軸線ができる
だけ一致するように、互いに接合されているので、スイ
ベルシャフト５８の長さ方向中心軸線７８は主駆動シャ
フト２０の前述の長さ方向中心軸線５４と同一であると
仮定できる。
保持リング７０には４つの鉛直貫通孔８８が形成されて
おり、これらの貫通孔８８は、適当なファスナ（例えば
、点線９１で概略的に示すボルト）を受け入れてスイベ
ルシャフト５８を押して主駆動シャフト２０と適当に係
合させるため、鉛直なねじ付きソケット９０と心合せさ
れている。スイベルシャフト５８の端面７２と凹部８２
の底面８６の両方が極めて精密な精密公差の範囲内で中
心軸線７８と正確に垂直であるので、シャフト５８をシ
ャフト２０に向かって押すことにより、スイベルシャフ
ト５８は主シャフト２０と精密に心合せされる。
スイベルシャフトの貫通孔６０を通ってシャツ）２０の
中央貫通孔８０に流入する高圧水用の適当なシールを設
けるために、シールスリーブ９４と一対の０リング９６
から成るシール組立体９２がある。スイベルシャフト５
８の下端部には、シールスリーブ９４の上端部を受け入
れるため、その貫通孔６０の下端部に外方に段を付けた
円筒形の四部９８が形成されており、このため、シール
スリーブ９４の内面１００が貫通孔６０の内面に精密に
心合せされる。同様に、主シャフト２０には、シールス
リーブ９４の下端部を受け入れる整合凹部１０１が形成
されている。２つのＯリング９６は、スイベルシャフト
５８及び主シャフト２０に形成されたそれぞれの円周？
１１１０２及び１０４に、シールスリーブ９４の外面を
取り囲む位置でかつ当接する横方向面７６及び８６の位
置からそれぞれ上下に短い距離隔たった位置に嵌合する
。
なお、スイベルシャフト５８の下部周囲縁は１０６で示
すように面取りされており（切頭円錐面として形成され
）、シャフト２０の凹部８２の下部部分の隣接する円周
面部分には（周囲方向断面で見て）円形形状が形成され
ている。面取りした面１０６により、丸味を付けた面１
０８を形成でき、それにもかかわらずスイベルシャフト
５８及びシャフト２０の適当な当接係合を維持できる。
丸味を付けた面１０８はシャフト２０内の潜在的な応力
を解放する。
シール組立体の動作を簡単に説明すると、貫通孔６０及
び８０に低圧があるとき、Ｏリング９６は、そのような
低圧で適当な密封を行い、流体圧力が増大するとシール
スリーブ９４を働かせることができる。このシールスリ
ーブ９４は比較的強力なプラスチック材料（例えば、ナ
イロン）で作られ、高圧の下で、このスリーブ９４は、
高圧で適当な密封を行うように、押し付けられて凹部１
００及び１０１の面１１０及び１１２と堅く係合する。
スイベルシャフト５８と主シャフト２０の連結の利点に
関しては、極めて高い流体圧力を伴う場合には、シャフ
ト２０及び５８を幾分脆性を持つ高張力鋼で作るのが一
般に望ましいことを理解すべきである。さらに、極めて
速い回転速度を伴いかつシャフト５８及び２０がシャフ
トに入れた水から高い内圧を受ける場合には、出願人の
譲受人が採用した先行技術の構造に早期の破損、特に、
シャフト２０への連結領域でのスイベルシャフト５８の
破損が生じる恐れがある。しかしながら、本発明によっ
てシャフト５８及び２０に対して設けられた（前述のよ
うな）連結及びシールがこれらの先行技術の問題を大幅
に緩和することがわかった。
極めて類似する連結及びシール装置が主駆動シャフト２
０の下端部とマニホルド２４の間に設けられている（第
４図参照〉、シたがって、この下部の連結については詳
細に説明しないで、シャフト５８及び２０の上側連結部
の部品と同様な部品に同一の参照番号を用い、第２の下
側連結部の参照番号であることを区別するためサフィッ
クス「ａ」を付けることにする。かくして、シャフト２
０の下端部は円周回部６２ａを備え、円周回部６２ａは
下部切頭円錐形面部分６４ａを有し、円錐形面部分６４
ａは保持リング７０ａによって下方に押されている割り
リング７０ａの２つのセグメント６６ａと係合している
。シールスリーブは９４、　ａで示されており、２つの
Ｏリング９６ａがある。リング７０ａとマニホルド２４
の連結を行うことができる心合せした開口を８８ａ及び
９０ａで示す。
しかしながら、この下部連結及びシールには変更部分が
あり、シャフト２０の端面７６ａがマニホルド２４の整
合面８６ａと当接する平面でとつた断面である第８図を
参照してこれについて説明する。シールスリーブ９４ａ
の位置から始まり面７６ａの周囲に半径方向外方に延び
る複数の半径方向に延びるスロット１１４が設けられて
いる。
これらのスロット１１４の目的は、シールスリーブ９４
ａが破損した場合、流体の圧力を解放する流路とするた
めである。これらのスロット１１４はシャフト２０の下
端の円筒形側面に沿って１１６で示すように上方に延び
、リング７０ａとマニホルド２４の間の開放領域１１８
に導かれている。
マニホルド２４をさらに詳細に説明すると、このマニホ
ルド２４は、細長い形状を持ち、実際には、長さ方向の
回転軸線５４から互いに反対方向に延びる２つのアーム
１２０を有する（第４図参照）。これらのアーム１２０
の各々には、複数の下方に延びる流路１２４を介してそ
れぞれのノズルユニット１２６に通ずる半径方向に延び
る関連する主水路１２２が形成されている０図示の便宜
上、アーム１２０の１つだけを第４図に示しているが、
他のアーム１２０も実質的に同一の構成を有するものと
して理解される。
これらのノズルユニット１２６は、従来の設計のもので
よい。第６図に示すように、各ノズルユニット１２６は
ノズルブロック１２８を有し、このノズルブロック１２
８はアーム１２０の整合開口１３２に嵌合するねじ付き
の上側円筒形部分１３０を有する。この円筒形部材１３
０はより大きな円筒形分配ブロック部分１３４に連結さ
れている６円筒形連結部分１３０は関連する前述の流路
１２４と連通している中央通路部分１３６を有し、この
通路１３６が４つの分配通路１３８に通じており、分配
通路１３８は、中心軸線１３９に対して、例えば、１０
乃至３０度の間の適度な角度で、ノズルユニット１２８
の鉛直中心軸線１３９から下方且つ外方に延びている。
これらの４つの通路１３８は広がる構造で互いに等しく
隔たっている。
各通路１３８の端部にはノズル部材１４０があり、ノズ
ル部材１４０は関連する止めねじ１４２によって関連す
る流路１３８の出口に保持されている。前述したように
、ノズルは先行技術のノズルの形態で設けることができ
、ノズル１４０は、高圧水がジェットとして出てゆく比
較的小さい貫通孔（０，０１インチ（０，０２５ｃｍ）
またはそれ以下〕を有し、保持ねじ１４２はウォータジ
ェットを通す中央孔を有する。
図示のように、マニホルド２６の各アーム１２０は４つ
のノズルユニット１２６を有し、最も外側のノズルユニ
ットは中心軸線５４から１２インチ（３０ｃｍ　＞隔た
っており、次のノズルユニット１２６は１０インチ（２
５ａｒｍ　）隔たっており、次の２つのノズルユニット
は中心軸線５４からそれぞれ８インチ（２０ｃ＋＋＋）
、６インチ（１５Ｃ１１＞隔たっている。
前述のように、滑走路面２８の清掃作業を行う際の装置
１０の通常の動作中、シャフト２０は比較的速い速度（
例えば２５０ＯＲＰＭ）で回転し、この結果、最も外側
のノズルユニット１２６の中心線での線速度は約１８０
ＭＰＨ（マイル／時）（２８８ｋｍ／時）である。次の
３つのジェットの線速度（半径方向内方に進んで）は、
それぞれ、１５０ＭＰＨ（２４０ｋｍ／時）、１２０Ｍ
ＰＨ（１９０／時）及び９０ＭＰＨ（１４４ｋｍ／時〉
である。
装置の詳細な説明をさらに続ける前に、今までに述べて
きたことを繰り返しておきたい。即ち、本発明の成る重
大な特徴は、少なくともその一部が、極めて高い高圧ウ
ォータジェットを、ゴム層が上にあるコンクリートまた
はアスファルト／石の骨材の面に対して比較的速い速度
で移動させるならば、ゴム材料（またはウォータジェッ
トによる除去に関して同様の特性を持つ他の材料）を空
港の滑走路のコンクリートまたはアスファルト／石の骨
材の面（またはウォータジェットによる潜在的な損傷に
関して同様の特性を持つその他の材料から作られた面）
から極めて効率的に除去でき、かつこの除去を滑走路面
２８に目立った損傷を生じさせることなく行うことがで
きるという発見に基づくものである。さらに、コンクリ
ート面に対する目立った損傷がなく、清掃作業自体が極
めて効率的に行われ、極めて程度の高いゴム除去が達成
されることもわかった。
本明細書では、滑走路面２８とは、コンクリート面を言
い、このことは単に例示的なものであると理解すべきで
あり、下にある面とは、アスファルト／石の骨材の面で
もよく、または本発明のより広い範囲内では、ウォータ
ジェットによる潜在的な損傷に関して同様の特性を持つ
その他の面材料であってもよい。
前述のように、本出願人の譲受人が知っている市販の先
行技術の装置は約１０，０００ｐｓｉの圧力で多数のウ
ォータジェットを作動させ、これらのジェットの線速度
は約１０ＭＰＨ（１６ｋｍ／時）以下である。この先行
技術の装置では、ジェットは車両の固定位置に取付られ
たマニホルドに配置され、この車両が滑走路面上を移動
する。
この清掃作業に用いられる水量は１分当たり８０ガロン
（０，３ｎｆ）程度であり、清掃速度は１時間当たり１
０，０００平方フイート（９２９ｍ”　）の面積の滑走
路面を清掃できるようなものである。
他方、本発明を利用することによって、用いる水を１分
当たり約５ガロン（０，０１８ｎ（）程度にでき、ジェ
ットの線速度はかなり速く〔９０乃至１８０ＭＰＨ（１
４４乃至２８８ｋｍ／時〉の線速度〕、ジェットの圧力
はより高い（３５，０００ＰＳＩの圧力）。しかしなが
ら、前述の先行の装置に比較して、はぼ同等の滑走路面
の面積（またはそれ以上の面積）を、本発明を用いるこ
とにより清掃できる。さらに、この種の装置で消費され
るエネルギーは流体圧力×体積流量に等しいので、本発
明の装置によって使用されるエネルギーは、直前に述べ
た比較用の先行技術の装置と比較して、先行技術の装置
で使用されるエネルギーの約４分の１である。さらに、
先行技術の装置はコンクリート面の剥離を生じさせるが
、本発明の装置及び方法を用いるとコンクリート材料の
目立った剥離又は損傷が生じないことは極めて重要なこ
とである。
本発明でウォータジェットを適切に用いるには、ウォー
タジェットの圧力、面上のウォータジェットの線速度及
びウォータジェットの直径を適当な値に選ぶことが必要
である。
本発明の有効性は、少なくともその一部が、ジェットの
圧力と併せて、ゴム層に作用しかつコンクリート面自体
にも作用する高圧ジェットの「滞留時間」の有効性に基
づくものであると仮定できる。しかしながら、以下の仮
定が正しいか否かにかかわらず、本発明ではコンクリー
ト面に目立った損傷を生じさせることなく極めて効果的
な清掃を行うことがわかったことを強調したい。
面上を移動する高圧ウォータジェットの滞留時間は、線
速度を、面に当たるウォータジェットの直径で割ること
によって計算される。かくして、線速度が１秒あたり１
フイート（３０ｃｍ　）であり、且つ面に当たるウォー
タジェットの直径が０．０１インチ（０，０２５ｃｍ）
であれば、移動のラインに平行なジェットの中心線に沿
った滞留時間（即ち、ウォータジェットの少なくとも一
部が面に直接当たる時間）は１秒の約１２００分の１に
なる。一方、もし面を横切るウォータジェットの線速度
が例えば１秒当たり２００フイート（６００ｃ＝ｍ　）
であり、ジェットの直径が０．０１インチ（０，０２５
ｃｍ）のままであるならば、この滞留時間は、１秒の２
４０００分の１の短さ（即ち、１秒の１００万分の４を
わずかに越える短さ）である。
また、路面へのウォータジェットの効果はジェットの圧
力に依存する０本発明において重要な発見は、もしジェ
ットの圧力を先行技術で適切なものまたは望ましいもの
と考えられているレベルより十分高いレベルに上げるな
らば、ゴムの下にあるコンクリート面に目立った損傷を
生じさせないで、コンクリートの滑走路面からゴムを極
めて効率的に除去する効果を発生するのに、ジェットの
滞留時間を著しく減少できるということである。
ウォータジェットの線速度は少なくとも時間当たり２０
マイル（３２ｋｍ）程遠くすべきであり、時間当たり５
０マイル＜８０ｋｍ）が好ましい下限値であり、時間当
たり８０マイル（１２８ｋｍ）が−層好ましい下限値で
ある。本発明の好ましい構成では、最も外側のジェット
は時間当たり約１８０マイル（２８８ｋ　ｍ　）の線速
度を有し、最も内側のジェットは時間当たり約９０マイ
ル（１４４ｋｍ）の遅い速度を有する。ジェットの移動
！！速度の上限値は、主に、装置の実施上の限界値の関
数であり、ジェットの線速度が速くなればなるほど、そ
のような速度を得るのに適した装置の設計上の問題は実
質的に大きくなる。ジェットの実施上の上限速度は時間
当たり４００マイル（６４０ｋｍ）またはそれ以下が可
能であると現時点では考えられるが、やはり、装置をさ
らに改善すると速度を増加できると考えられる。

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１物質から成る被覆物をその下にある基体の面
    から、前記基体の面に目立った損傷を生じさせることな
    く除去する方法であって、基体の面が高圧力のウォータ
    ジェットの衝突によって損傷を受け易い性質を持ち、前
    記第１物質が高圧力のウォータジェットの衝突によって
    下にある面から除去され易い性質を持つ場合の方法にお
    いて、 ａ　２０，０００ｐｓｉより大きく、基体への衝突によ
    って前記基体の面に損傷を生じさせることがあり、かつ
    前記被覆物を前記基体から除去できる圧力のウォータジ
    ェットを前記下にある面に差し向け、 ｂ　時速２０マイルを越える線速度で前記ウォータジェ
    ットを前記基体に対して直線的に移動させ、線速度は前
    記ウォータジェットを直接当てる前記被覆物の一部をウ
    ォータジェットが除去できるようなものであり、かつ線
    速度は前記下にある面の任意の位置における前記ウォー
    タジェットの滞留時間が前記基体の面の損傷を避けるの
    に十分短いように十分速い、 ことを特徴とする方法。
  2. （２）請求項１記載の方法において、前記ウォータジェ
    ットは約０．０１インチ（０．０２５ｃｍ）以下の直径
    を有する、ことを特徴とする方法。
  3. （３）請求項１記載の方法において、ウオータジットの
    線速度は少なくとも時速約５０マイル （８０ｋｍ）の大きさである、ことを特徴とする方法。
  4. （４）請求項２記載の方法において、ウォータジェット
    の線速度は少なくとも時速約８０マイル（１２８ｋｍ）
    の大きさである、ことを特徴とする方法。
  5. （５）請求項１記載の方法において、前記ウォータジェ
    ットは少なくとも２５，０００ｐｓｉの大きさの圧力で
    ある、ことを特徴とする方法。
  6. （６）請求項５記載の方法において、前記ウォータジェ
    ットは少なくとも３５，０００ｐｓｉの大きさの圧力で
    ある、ことを特徴とする方法。
  7. （７）請求項１記載の方法において、 ａ　ウォータジェットの線速度が少なくとも時速約５０
    マイル（８０ｋｍ）の大きさであり、ｂ　前記ウォータ
    ジェットは少なくとも ２５，０００ｐｓｉの大きさの圧力を有する、ことを特
    徴とする方法。
  8. （８）請求項１記載の方法において、前記基体はコンク
    リート、アスファルト／石の骨材、煉瓦、及びそれらの
    組み合わせから成る群から選ばれた物質で作られたもの
    である、ことを特徴とする方法。
  9. （９）請求項１記載の方法において、前記ウォータジェ
    ットは約０．０１インチ（０．０２５ｃｍ）以下の直径
    を有する、ことを特徴とする方法。
  10. （１０）請求項１記載の方法において、ウオータジット
    の線速度は少なくとも時速約５０マイル （８０ｋｍ）の大きさである、ことを特徴とする方法。
  11. （１１）請求項２記載の方法において、ウォータジェッ
    トの線速度は少なくとも時速約８０マイル（１２８ｋｍ
    ）の大きさである、ことを特徴とする方法。
  12. （１２）請求項１記載の方法において、前記ウォータジ
    ェットは少なくとも２５，０００ｐｓｉの大きさの圧力
    である、ことを特徴とする方法。
  13. （１３）請求項５記載の方法において、前記ウォータジ
    ェットは少なくとも３５，０００ｐｓｉの大きさの圧力
    である、ことを特徴とする方法。
  14. （１４）請求項１記載の方法において、 ａ　ウォータジェットの線速度が少なくとも時速約５０
    マイル（８０ｋｍ）の大きさであり、ｂ　前記ウォータ
    ジェットは少なくとも ２５，０００ｐｓｉの大きさの圧力を有する、ことを特
    徴とする方法。
  15. （１５）請求項１４記載の方法において、 ａ　ウォータジェットの線速度が少なくとも時速約８０
    マイル（１２８ｋｍ）の大きさであり、ｂ　前記ウォー
    タジェットは少なくとも ３５，０００ｐｓｉの大きさの圧力を有する、ことを特
    徴とする方法。
  16. （１６）請求項８記載の方法において、高圧の水をマニ
    ホルドを通して差し向け、マニホルドは長さ方向の軸線
    を有し、かつ前記長さ方向の軸線に沿った回転軸線を中
    心に回転するように取付られており、前記方法は、前記
    回転軸線から離れた位置にある前記ウォータジェットの
    １つが前記回転軸線により近い位置にある前記ウォータ
    ジェットの他の１つをよりも遅い速度で移動するように
    、前記長さ方向に沿う間隔を隔てた位置で複数のウォー
    タジェットを放出させる、ことを特徴とする方法。
  17. （１７）請求項１５記載の方法において、前記１つのジ
    ェットは、前記他のジェットが前記回転軸線から離れて
    いる距離の約２倍の距離前記回転軸線から離れている、
    ことを特徴とする方法。
  18. （１８）請求項１７記載の方法において、前記ウォータ
    ジェットの１つは、前記回転軸線により接近して配置さ
    れた前記ウォータジェットの他のものより大きな直径を
    有する、ことを特徴とする方法。
  19. （１９）請求項１６記載の方法において、前記ウォータ
    ジェットの１つは、前記回転軸線により接近して配置さ
    れた前記ウォータジェットの他のものより大きな直径を
    有する、ことを特徴とする方法。
  20. （２０）第１物質から成る被覆物をその下にある基体の
    面から、前記基体の面に目立った損傷を生じさせること
    なく除去する装置であって、基体の面が高圧力のウォー
    タジェットの衝突によって損傷を受け易い性質を持ち、
    前記第１物質が高圧力のウォータジェットの衝突によっ
    て下にある面から除去され易い性質を持つ装置において
    、 ａ　前記基体上を移動するようになったハウジング構造
    体と、 ｂ　前記基体の上方に位置決めされるように前記ハウジ
    ング構造体に取付られかつほぼ鉛直な回転軸線を中心に
    回転できるマニホルドアーム手段と、 ｃ　前記回転軸線から所定の距離をもって前記マニホル
    ドアーム手段に取付られかつ前記マニホルドアーム手段
    が前記回転軸線を中心に回転するとき少なくとも１つの
    ウォータジェットを前記基体に向けて放出するように構
    成されたウォータジェットノズル手段と、 ｄ　前記ウォータジェットノズル手段を通して放出する
    ため、２０，０００ｐｓｉより大きな圧力で水を前記マ
    ニホルドアーム手段に供給するようになった流体圧力供
    給手段と、 ｅ　前記ウォータジェットが少なくとも時速２０マイル
    （３２ｋｍ）の大きさの速度でほぼ円形経路で直線的に
    移動するような回転速度で前記マニホルドアーム手段を
    回転させるようになった動力伝達手段と、を有する、 ことを特徴とする装置。
  21. （２１）請求項２０に記載の装置において、前記ウォー
    タジェットノズル手段は前記回転軸線から第１及び第２
    の半径方向の距離に間隔を隔てた少なくとも第１及び第
    ２の水放出位置において複数のウォータジェットを放出
    するように構成され、前記第１距離が前記第２距離より
    大きい、ことを特徴とする装置。
  22. （２２）請求項２１記載の装置において、前記ウォータ
    ジェットノズル手段は、前記第１位置で放出されるウォ
    ータジェットが、前記第２位置で放出されるウォータジ
    ェットより大きな直径を持つように構成されている、こ
    とを特徴とする装置。
  23. （２３）請求項２０記載の装置において、前記流体圧力
    供給手段は前記マニホルドアーム手段に連結されたシャ
    フトとシールの組立体を有し、前記シャフトとシールの
    組立体は、 ａ　第１回転中心軸線と、高圧力流体を通過させる貫通
    孔と、前記第１回転中心軸線に正確に垂直に形成された
    端面と、を持つ第１シャフトと、 ｂ　第２回転中心軸線と、第１シャフトの第１貫通孔か
    らの高圧力流体を受け入れて前記流体を前記マニホルド
    に送出するように中央に配置した第２貫通孔と、前記第
    ２回転中心軸線に正確に垂直に形成され且つ当接平面に
    おいて前記第１端面に当接する第２端面と、を持つ第２
    シャフトと、 ｃ　前記当接平面にシールを設けるため前記第１及び第
    ２貫通孔の周囲で前記第１及び第２シャフト内に位置決
    めされた第１及び第２部分を持つシールスリーブと、 ｄ　前記第１及び第２シャフト内にそれぞれ配置され、
    シールスリーブの前記第１及び第２部分内に密封関係で
    それぞれ延びる第１及び第２Ｏリング手段と、 を有することを特徴とする装置。
  24. （２４）請求項２０記載の装置において、前記第１及び
    第２シャフトには、シールスリーブの第１及び第２部分
    をそれぞれ受け入れるために、前記第１及び第２貫通孔
    にそれぞれ第１及び第２凹部が形成されている、ことを
    特徴とする装置。
  25. （２５）請求項２４記載の装置において、前記第１及び
    第２端面の少なくとも１つには、前記シールスリーブ手
    段からの圧力開放通路手段を設けるために、前記シール
    スリーブ手段に延びる、半径方向に延びる溝手段が形成
    されている、ことを特徴とする装置。
  26. （２６）請求項２４記載の装置において、前記第１シャ
    フトに係合するようになっている保持リング手段があり
    、前記第１及び第２端面を互いに押し付けるように前記
    保持リング手段を前記第１シャフトに向かって押すよう
    になっている固定手段がある、ことを特徴とする装置。
  27. （２７）請求項２６記載の装置において、前記第１シャ
    フトの整合面に係合しかつ前記保持リング手段に嵌合す
    るため、前記保持リング手段内に配置した少なくとも２
    つの割りリング扇形部分から成る割りリング手段がある
    、ことを特徴とする装置。
  28. （２８）請求項２０記載の装置において、それぞれ第１
    及び第２回転軸線を中心に回転するように取付られた第
    １及び第２マニホルドアーム手段があり、前記第１及び
    第２回転軸線は、前記第１マニホルドアーム手段の第１
    ジェット手段の円形移動経路が前記第２マニホルドアー
    ム手段の第２ジェット手段の第２移動経路に重なるよう
    に、前記装置の前進移動の長手方向軸線に対して互いに
    横方向に間隔を隔ててている、ことを特徴とする装置。
  29. （２９）比較的速い速度で回転し且つ高圧力を伝達する
    ようになつているシャフトとシールの組立体において、
    前記シャフトとシールの組立体は、 ａ　第１回転中心軸線と、高圧力流体を通過させる貫通
    孔と、前記第１回転中心軸線に正確に垂直に形成された
    端面と、を持つ第１シャフトと、 ｂ　第２回転中心軸線と、第１シャフトの第１貫通孔か
    らの高圧力流体を受け入れるように中央に配置した第２
    貫通孔と、前記第２回転中心軸線に正確に垂直に形成さ
    れ且つ当接平面において前記第１端面に当接する第２端
    面と、を持つ第２シャフトと、 ｃ　前記当接平面にシールを設けるため前記第１及び第
    ２貫通孔の周囲で前記第１及び第２シャフト内に位置決
    めされた第１及び第２部分を持つシールスリーブと、 ｄ　前記第１及び第２シャフト内にそれぞれ配置され、
    シールスリーブの前記第１及び第２部分内に密封関係で
    それぞれ延びる第１及び第２Ｏリング手段と、 を有することを特徴とするシャフトとシールの組立体。
  30. （３０）請求項２９記載の装置において、 前記第１及び第２シャフトには、シールスリーブの第１
    及び第２部分をそれぞれ受け入れるために、前記第１及
    び第２貫通孔にそれぞれ第１及び第２凹部が形成されて
    いる、ことを特徴とする装置。
  31. （３１）請求項２９記載の装置において、前記第１及び
    第２端面の少なくとも１つには、前記シールスリーブ手
    段からの圧力開放通路手段を設けるために、前記シール
    スリーブ手段に延びる半径方向に延びる溝手段が形成さ
    れている、ことを特徴とする装置。
  32. （３２）請求項２９記載の装置において、前記第１シャ
    フトに係合するようになっている保持リング手段があり
    、前記第１及び第２端面を互いに押し付けるように前記
    保持リング手段を前記第１シャフトに押すようになって
    いる固定手段がある、ことを特徴とする装置。
  33. （３３）請求項３２記載の装置において、前記第１シャ
    フトの整合面に係合しかつ前記保持リング手段に嵌合す
    るため、前記保持リング手段内に配置した少なくとも２
    つの割りリング扇形部分から成る割りリング手段がある
    、ことを特徴とする装置。
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