原題は『Vacuum cleaning systems――A treatise on the principles and practice of mechanical cleaning』、著者は M. S. Cooley です。

　例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに感謝いたします。
　図版は省略しました。
　索引が無い場合、それは私が省いたか、最初から無いかのどちらかです。
　以下、本篇です。（ノー・チェックです）

*** プロジェクト GUTENBERG 電子書籍 真空清掃システムの開始 ***
このテキストの最後にある転写者のメモを参照してください。

表紙画像
掃除機システム

機械洗浄の原理と実践に関する論文

による

MS クーリー、ME

ワシントン D.C. 財務省監督建築士事務所の機械エンジニア

初版

ニューヨーク：
ヒーティング・アンド・ベンティレーティング・マガジン・カンパニー、
ブロードウェイ1123番地

著作権 1913
Heating
and Ventilating Magazine Co.

[iii]

コンテンツ。
第1章
機械洗浄の歴史。
ページ
初期の試み 3
カーペットスイーパーの限界 4
圧縮空気クリーナー 5
圧縮空気によって生成される真空 7
真空で補充された圧縮空気 7
ピストンポンプは最初の満足のいく真空発生装置 9
真空のみを使用するシステム 11
突入スロット付きリノベーター 13
真空発生装置として使用される蒸気吸引装置 14
セパレーターなしのピストンポンプ 15
最初のポータブル掃除機 15
定置式多段タービンブロワーの初採用 16
空気圧で下水道に排出する分離機 18
ルートブロワーを真空発生装置として使用する機械 18
第2章
理想的な掃除機システムの要件。
固定部品の必要性と適切な配置 24
第3章
カーペットリノベーター。
掃除機システムの4つの重要な部分 25
ストレート真空ツール 26
大気開放型補助スロット付きリノベーター 27
2つのクリーニングスロットを備えたリノベーター 30
両側に突入スロットを備えたリノベーター 30
汚れたカーペットでのテスト 30
汚れたカーペットに最も効果的なタイプAのリノベーター[iv] 36
「人工的に」汚れたカーペットのテスト 36
様々なリノベーション事業の運営に必要な努力 51
様々なタイプのリフォーム業者によるカーペットの相対的な損傷 52
第4章
その他の改修業者。
壁、天井、その他平面の清掃には、異なる形態の改修業者が必要です。 60
布張りのリフォーム業者は清掃した表面に大惨事をもたらす 64
ストレートスロット張り替え業者の破壊的傾向を克服する試み 64
最もサービス性の高い衣類クリーニング業者 65
階段清掃専門業者 66
毛皮の改修 66
枕の改修 66
第5章
ステムとハンドル。
清掃用具のステムへの引抜鋼管の使用 70
ロングステム用アルミ引抜管 71
リノベーターとステム間のスイベルジョイント 72
ステム付近のホースの摩耗 74
ホースの摩耗を克服する方法 74
吸引を遮断するバルブ 78
第6章
ホース。
キャンバスに巻かれたゴムチューブで作られた初期のタイプ 80
標準重量を採用 80
真空清掃作業用に特別に製造された最初のタイプ 81
軽量ホース製造への最初の試み 81
その他のタイプ 82
ホースカップリング[動詞] 82
ホース摩擦 84
ホース摩擦の影響 88
カーペットと床の改修に最適な経済的なホースサイズ 93
小規模発電プラントの条件 97
ホースの長さ制限 99
第7章
パイプと継手。
ホース入口 100
パイプ摩擦 107
適切なパイプサイズの決定 107
稼働させる清掃機の台数の決定 113
設置するライザーの数の決定 115
ライザーのサイズ 115
長い配管ラインの効果の図解 120
第8章
セパレーター。
セパレータの分類 127
プライマリセパレータ 127
二次セパレーター 130
完全なセパレーター 134
トータルウェットセパレーター 138
第9章
真空製造業者。
真空発生装置の種類 142
変位タイプ 142
遠心型 142
真空を生成するために必要な電力 142
往復ポンプ 143
ロータリーポンプ 148
遠心排気装置 156
蒸気吸引装置 162
第10章[vi]
コントロール。
最初のタイプのコントローラー 166
制御の第2の形式 168
モーター駆動真空ポンプの速度可変装置 171
第11章
洗浄システム。
最初の本格的な機械洗浄装置 176
スクラブとドライクリーニングを組み合わせる 177
洗浄・洗浄システムと併用するのに最適な分離機 178
第12章
洗浄プラントの選択。
改修業者 179
ホース 182
パイプライン 182
セパレータ 182
真空製造業者 183
コントロール 183
4つの作業クラスに適した機器の選択 184
クラス 1 —住宅、小規模オフィス、または部門ビル用の設備で、掃除機の容量が 1 台以下であること。
クラス 2 —カーペットの清掃が重要であり、パイプラインの長さが適切である大規模なオフィスビルまたは部門ビル。
クラス 3 -カーペットの清掃が重要であり、長い配管が必要な大規模な建物または建物群。
クラス 4 —カーペット洗浄が洗浄システムの重要な機能ではない大規模または小規模の工場。[vii]
第13章
テスト。
初期のテスト方法 187
最も合理的なテストシステム 189
真空計の使用 190
各クラスの植物に適したオリフィス 191
第14章
仕様。
評価に基づく契約の授与 193
評価の決定基準 193
クラス1、住宅または小規模オフィスビル用1台掃除機容量の設備の仕様 194
クラス2、中程度の長さのパイプラインを有する大規模オフィスビル用プラントの仕様 204
クラス3、大規模設備、異常に長いパイプラインの仕様 209
クラス4、カーペットクリーニングが二次的な重要性を持つ大規模または小規模プラントの仕様 215
クラス5の仕様、最も広い競争を与える 218
第15章
ポータブル掃除機。
必要な電力 228
効率的なポータブルクリーナーの重量 228
照明システムに接続した場合の消費電力の制限 229
ファンの吹き出し口に集塵袋を設置するデメリット 230
機械式ブラシを搭載したポータブル 231
建物内の空気を排出するポータブル機器 231

[viii-
ix]

テーブル。
ページ
1 . 汚れたカーペットの洗浄テスト 34
2 . 流砂が詰まったカーペットの洗浄テスト 38
3 . カーペット1平方ヤードあたり1オンスの砂を使用した洗浄テスト 40
4 . リーブ氏と著者によるテストの比較 48
5 . 清掃用具の操作に必要な労力 51
6 . 様々な長さの異なるサイズのホースに取り付けられたタイプAリノベーターを操作するには、ホースコックに真空が必要です。 89
7 . 1インチホースとホースコックの10インチ真空を備えたリノベーターの空気量と真空 90
8 . 1¹⁄₄インチのホースとホースコックの6インチの真空を備えたリノベーターの空気量と真空 90
9 . 3種類のサイズのホースのさまざまな長さを備えたC型リノベーターを操作するには、ホースコックに必要な真空度が必要です。 91
10。 タイプA改修機と同じシステムで稼働する、様々なサイズと長さのホースを備えたフロアブラシを通過する空気量 92
11 . タイプA改修機と同じシステムで裸床ブラシを操作するためにホースコックに必要な馬力 93
12。 C型カーペットリノベーターと同じシステムで作動する、空気通過ブラシ式裸床リノベーター 94
13 . C型カーペット改修機と同じシステムで稼働するブラシ付き裸床改修機のホースコックの馬力 94
14 .[x] タイプAの改修機と同じシステムで稼働するフェルト張りの床改修機を通過する自由空気の立方フィート 96
15。 A型床リフォーム機と同じシステムで稼働するフェルト張り床リフォーム機を稼働させるのに必要なホースコックの馬力 96
16 . ホースコックの真空、タイプA改修機の2インチ真空 97
17。 2インチ水銀柱における、ブリストル裸床リノベーターとタイプAカーペットリノベーターの併用時の空気量 98
18。 空気通過改修業者が決定する必要なパイプサイズ 109
19。 パイプラインの摩擦損失、カーペットリノベーターのみ使用 109
20。 鉄道車両洗浄システムにおける入口から分離器までの圧力損失 121

[xi]

イラスト。
イチジク。 ページ。
1 . 圧縮空気を用いた初期の機械式洗浄ノズル 6
2 . 真空パイプを補完した別のタイプの圧縮空気洗浄ノズル 8
3 . 圧縮空気と真空を組み合わせた機械で使用されるセパレーター 9
4 . ピストン式真空ポンプ、エアコンプレッサーとタンデムに搭載 9
5 . ケニー氏の最初の改修業者は掃除機のみを清掃剤として使用しています 10
6 . 真空ポンプとして動作するように配置した空気圧縮機 11
7 . フリックビルにケニー氏が設置したセパレーター 12
8 . 衛生機器製造会社が発売した突入スロット付き真空リノベーター 13
9 . 最初のポータブル掃除機は、1905年にサンフランシスコのウィリアム・ノエ博士によって製作されました。 16
10。 多段タービンブロワーで駆動するスペンサー掃除機の後期型 17
11 . タイプA、ストレート真空ツール 26
12。 タイプB、ワイドスロットとワイドベアリング面 26
13 . タイプC、補助スロット付き、大気開放型 28
14 . タイプD、クリーニングスロット2つ付き 28
15。 タイプE、真空スロットの両側に突入スロット付き 31
16 . タイプFはタイプBの誇張された形です 31
17。 汚れたカーペットのリフォーム業者3社によるテスト 35
18。 流砂が詰まったカーペットの洗浄テスト 39
19。 カーペット1平方ヤードあたり1オンスの砂を使用した洗浄テスト 41
20。 ケニーA型リノベーターによる3つの一連のテスト 45
21 . リーブ氏によるC型リノベーターを使用したテスト 46
22 . リーブ氏によるD型リノベーターを使用したテスト 47
23 . 異なる真空度における異なるタイプのリノベーターの効率を示すテスト 50
24 . 初期の裸床リフォーム業者 55
25 . 後期型裸床リフォーム業者 55
26 . 別のタイプの裸床リノベーション業者 56
27 . フェルト製の清掃面を備えた裸床リノベーター 57
28 . 珍しい形のスロットを備えたむき出しの床のリノベーション 58
29 . ハードフェルトまたは合成ゴムストリップを使用した裸床改修 58
30。 丸みを帯びた摩耗面を備えた裸床リノベーター[12] 59
30a . Tuecスクールツール 62
31 . 彫刻やその他のレリーフ作業用の丸毛ブラシ 62
32 . 彫刻やその他のレリーフ作業に使用するゴムチップ付きコーナークリーナー 62
33 . 初期の室内装飾リフォーム業者 63
34 . 家具へのダメージを防ぐ狭いスロットを備えた布張りリフォーム機 64
35 . 短いスロットを備えた別のタイプの室内装飾リフォーム機 65
36 . ハンドブラシタイプのリノベーター 65
37 . ステムとリノベーターを接続するスイベルジョイントの形状 72
38 . 摩耗面間の埃の詰まりを防ぐために配置されたスイベルジョイント 73
39 . スイベルジョイントの使用 74
40。 スイベルジョイントの別の用途、この形状の可能性を示す 75
41 . 回転ジョイント付きドアのトリムを清掃するオペレーター 76
42 . スイベルジョイント、ねじ込みユニオン付き 76
43 . ボールベアリング付きスイベルジョイント 76
44 . ボールベアリングスイベルジョイントの動作 77
45 . プラグコックの欠陥の図解 78
46 . アメリカンエアクリーニング社が導入したバヨネット型ホースカップリング 82
47 . スペンサータービンクリーナー社が使用する全ゴム製ホースカップリング 83
48 . ホース摩擦を測定するためのチャート 86
49 . 速度増加による摩擦損失への影響 88
50。 速度による摩擦損失を示す別のテスト 89
51 . 使用していないときに空気漏れを防ぐ吸気コック 101
52 . 自動閉鎖式入口コックの種類 102
53 . 「スムースボア」パイプカップリング 103
54 . 標準パイプフランジジョイント 104
55 . 真空掃除機の設置で一般的に使用される標準的なダーラム埋め込み式排水継手 105
56 . パイプラインにおける摩擦損失 106
57-60 . 異なる条件下でのブラシとカーペットリノベーターの動作を示す図 110
61 . 必要な清掃員の数を示すオフィスビルの典型的なフロアプラン 114
62 . 真空製造装置に最適な場所（d）を示すオフィスビルの配置図 118
63 . 乗用車保管ヤードの掃除機レイアウト 122
64 . 乗用車保管ヤードに最適な配管の配置 123
65 . 1つの清掃システムで広い範囲をカバーできるダストセパレーターの設置に最適 125
66 . 大規模システムのライザーグループの中心にあるセパレーターの位置[13] 126
67 . 掃除機会社が使用した初期の一次分離機 128
68 . 衛生機器製造会社が使用する一次分離機 128
69 . ゼネラル・コンプレッスド・エア・アンド・バキューム・クリーニング・カンパニーが使用する一次分離装置 129
70 . 一次セパレーター ブレイズデルエンジニアリング社製 129
71 . 掃除機会社が使用する二次分離装置 131
72 . ゼネラル・コンプレッスド・エア・アンド・バキューム・クリーニング・カンパニーが使用する二次分離装置 131
73 . 衛生機器製造会社が使用する二次分離機 132
74 . 二次分離機として使用される乾式分離機の種類 134
75 . 掃除機会社が使用する完全な分離器の形状 135
76 . 電動リフォームメーカーが完全分離機を発売 136
77 . アメリカンラジエーター社製のコンプリートセパレーター 137
77a . ダン掃除機の内部構造 140
78 . 真空ポンプとして使用される空気圧縮機の消費電力と効率 143
79 . 衛生機器製造会社製往復ポンプの改造 144
80 . 改良往復ポンプの消費電力と効率 145
81と82。 クレイトンおよび改造ポンプ用インジケーターカード 146
83 . ニューヨーク郵便局の真空清掃システムに接続して設置されたポンプの1つ。現在までにこの目的に使用された最大の往復ポンプ。 148
84 . ガーデンシティロータリーポンプの内部配置 149
85 . ガーデンシティ型ロータリーポンプの動作に必要な電力 150
86 . 真空清掃作業用ダブルインペラルート型ロータリーポンプの配置 151
87 . 逆転ポンプ用双投スイッチを備えたロータリーポンプ 152
88 . ルート型ポンプの消費電力と効率 153
89 . 真空エンジニアリング会社が使用するロトレックス真空ポンプ 153
90 . スペンサータービンクリーナー社製の後期型遠心排気装置 154
91 . スペンサーマシンのパワーと効率曲線 155
92 . 電動リノベーター製造会社が製造した無敵マシンの内部配置[14] 156
93 . 最初のタイプの無敵マシンの消費電力、真空、効率 157
94 . 排出バルブ設置後の無敵機の消費電力、真空度、効率 158
95 . カリフォルニア州ロサンゼルスの米国郵便局に 4 台の掃除機を備えた無敵の設備を設置。 159
96 . ユナイテッド・エレクトリック・カンパニー製、単羽根車遠心ポンプ 161
96a . 単羽根車遠心ポンプの試験 162
97 . アメリカの空気清浄会社が使用する蒸気吸引装置 163
98 . 蒸気吸引器の蒸気消費量 164
99 . 衛生機器製造会社が導入した最初のタイプのコントローラー、「アンロードバルブ」として知られる 167
100。 8連スイーパーピストンポンプの吸引部に接続されたコントローラのテスト 168
101 . バルブなしポンプ用コントローラの種類 169
102 . カトラー・ハンマー社製モーター駆動真空ポンプ用レギュレーター 170
103 . カトラーハンマーコントローラーのパイロットモーターを制御するために使用されるインスピレーター型真空コンタクター 171
104 . 真空清掃システムの試験に使用する真空計 190
[1]

序文。
本書の内容は、著者が財務省の管理下にある建物内に設置された設備全体の仕様作成と試験に携わった 7 年間の観察からまとめられたものです。

この間、政府が採用した据置型掃除機設備の標準仕様は、製造される機器の多様化と改良に対応するため、効率的かつ経済的な運用で可能な限り幅広い競争を確保するという目的で、少なくとも5回変更する必要が生じました。新型システムが市場に投入されるたびに、工場で直接調査と試験を実施しました。また、政府所有の設備を用いて、カーペットリフォーム機の徹底的な試験も実施しました。さらに、容量試験に使用するよう推奨された真空計は、農務省の機械を用いて慎重に校正されました。

筆者は、各メーカーからその機械の図解やデータをご提供いただいたこと、また、ケニーの基本特許を守るためにリーブ教授が行ったテストのデータをご提供いただいた Ewing & Ewing 社と Sidney A. Reeve 教授に感謝の意を表します。

筆者は、テストと観察の結果を分析する際に、コンサルティングエンジニアが使用できるように独自の結論を具体的な形にすることに努めており、さまざまな形態の装置の設計と製造で遭遇する問題については検討していません。

[2-
3]

第1章
機械洗浄の歴史
初期の試み。
—手作業を補助したり代替したりするために機械が導入されるたびに、初期の試みはかつて人間が使用していた道具を模倣することでした。初期の機械式馬車は機械式歩行機械であり、初期の蒸気船は機械式漕ぎ機械であり、初期の飛行機械は機械式鳥であったように、初期の機械式掃除機も機械式ほうきでした。

これらの機械式ほうきは 1880 年頃に導入され、よく知られている街路清掃車のような形をしており、四輪のカートに取り付けられた大きな円形のブラシが車輪から駆動される歯車によって回転し、推進力は機械を引く馬によってもたらされました。

この機械は、清掃した通りの住民からたちまち不評を買った。通りは乾いた状態になり、埃を巻き上げるからだ。この問題は後に、清掃前に散水することでかなり解消されたが、特に路面が玉石やメジナ石のブロックなど凹凸のある場合は、清掃効率が犠牲になった。埃による迷惑を軽減するために様々なアタッチメントが追加されたが、今日見られるように、どれも効果がなかったようだ。

街路清掃車の導入とほぼ同時に、カーペット清掃車も登場しました。カーペット清掃車は、類似していますがブラシが小さく、木と金属のケースに収納されていました。ブラシは、ボックスを支える車輪の摩擦によって駆動され、操作の動力は、床に沿って機械を押す人から得られました。

この機械は、登場から30年以上経ちますが、大きな改造は施されていません。今日では、実質的に[4] 当初の形態のままで、導入当初と比べて性能が向上したわけではありません。このタイプの機械式クリーナーは、ほぼ20年間、家庭用クリーニングの分野で比類なき存在であり、その間、国内外の多くの家政婦の心を掴み、愛用されてきました。

カーペットスイーパーの制限。
この掃除機は、軽いブラシと、掃除する表面にかかる軽い圧力、そして拾い上げた物を運ぶ能力が限られているため、言葉の意味での徹底的な掃除にはなり得ず、これまでも今も、表面に直接付着している通常のゴミや軽い埃を拾い上げるためにしか使われていません。そのため、目に見えるため、家政婦にとって非常に厄介な存在となっています。拾い上げた物を収納するために必要となった大きめのサイズと、機械構造上必要となった中央で旋回するハンドルのため、低い家具の下では操作できません。芝刈り機と同様に、回転ブラシを動かすためには、常に動いていなければなりません。このブラシの回転が、掃除の力の源です。部屋の隅や壁際、重い家具の近くで使用することは不可能で、部屋の最も目立つ場所にあるカーペットの部分を文字通り滑らかにする程度の使用に限られます。こうした重大な欠陥にもかかわらず、掃除機はほぼ普遍的に普及し、現在もなお、最新の認可された機械式掃除機を備えた家庭でさえも、ほぼ普遍的に使用されている。むき出しの床での使用は、決して中途半端な成功例さえなく、祖母の時代のほうきとちりとりに取って代わることなど決してなかった。

圧縮空気クリーナー。
—圧縮空気は、鋳造所や機械工場において、鋳物の洗浄や金属の特定の仕上げに長年利用されてきました。近代的な電気機械の導入に伴い、圧縮空気は急速にこれらの機械の巻線やその他の手の届きにくい部分の洗浄にも利用されるようになりました。建物の洗浄における最初の用途は、彫刻やレリーフ作品から粉塵を除去するための開放型ジェットの形での使用であったことは間違いありません。この用途において、圧縮空気は洗浄対象部分から粉塵を除去するだけでなく、同じ粉塵を可能な限り広い範囲に分散させて、その後他の手段で除去する効果も非常に高いのです。ただし、空気の膨張によって冷却効果と静粛性が低下するという欠点があります。[5] 水分を保持する能力があり、その結果、洗浄した表面に水分が付着します。

1898 年頃、オープン エア ジェットに対する反対意見を克服し、商業的に成功する圧縮空気カーペット クリーナーを製造する試みが、クリステンセン特許に基づいて運営されていたミルウォーキーの American Air Cleaning Company と、サーマン特許に基づいて運営されていたセントルイスの General Compressed Air Cleaning Company の 2 つの会社によってほぼ同時に行われました。

アメリカン・エア・クリーニング社が使用したリノベーターは、長さ約 18 インチ、幅約 12 インチの重い金属製のフレームから成り、その長軸上にはフレームの全長に渡るくさび形のノズルが取り付けられており、ノズルの下端の全長には ¹⁄₆₄ インチ幅の非常に狭いスリットが入っていた。このノズルは回転し、リノベーターを床上で移動させる操作ハンドルに接続されているため、リノベーターを清掃面上で交互に押したり引いたりすると、スリットは常にリノベーターの移動方向に傾斜していた。リノベーターの上部は、中央部より首の方が小さいキャンバス地のバッグで閉じられており、ワイヤーフックで支えられていた。

ノズルから1平方インチあたり45～55ポンドの圧力で空気が送り込まれ、スロットから薄いシート状に噴出しました。シートはカーペットに斜めに当たりました。フレームは自重でカーペットに密着し、下端の空気が逃げるのを防いでいました。カーペットに斜めに当たった空気は上方に偏向し、バッグの中に入り込み、カーペットを小さな風船のように膨らませました。空気の衝撃でカーペットから剥がれた埃はバッグの中に吸い込まれ、そこに留まりました。そして、空気はキャンバス地を通して部屋の中へと逃げていきました。

ゼネラル・コンプレッスド・エア・クリーニング社が使用していたリノベーターは、前述のリノベーターとは異なり、カーペットに対して一定の角度で傾斜したスロットを備えた2つのノズルを備えていました。ハンドルには、リノベーターの移動方向に傾斜したノズルに空気を送り込むための手動バルブが2つ付いていました。[6] 改修機はミルウォーキーの会社が使用していたものと全く同じものでした。

これらの改修機は通常、小型トラックに必要なガソリンタンクと空気タンクを搭載したガソリンエンジンで駆動するエアコンプレッサーを備えた可搬式ユニットから空気を供給されていました。昨年はワシントンでこの機械が1台使用されていましたが、当時は使用頻度が非常に低く、今年は見かけることはありません。

これらのトラックは清掃する建物の前に止められ、通常直径 1¹⁄₄ インチの大型ホースが家の中に運び込まれ、補助タンクに接続され、そこから直径 ¹⁄₂ インチのホース ラインが 2 人以上の改修業者に送られました。

いくつかの建物には空気圧縮機とパイプラインが備えられており、このタイプの改修機を使用するために建物全体にコンセントが設けられていました。その中にはニューヨーク市のホテル アスターも含まれていました。

これらの改修機の構造は図 1に概略的に示されているが、平方インチあたり 45 ～ 55 ポンドの圧力で毎分約 35 立方フィートの自由空気を必要とし、通常は 15 HP のエンジンで駆動されていた。

図 1. 圧縮空気を使用する初期のタイプの機械式洗浄ノズル。

改修機は、空気圧で操作するのはそれほど難しくなかったものの、持ち運びには非常に重かった。しかし、操作は複雑で、[7] これらの掃除機は熟練した作業員を必要としていました。そのサイズが大きすぎるため、家具の周りを掃除することは不可能で、家具をアパートから取り外す必要があり、一般的な家事のときにカーペットを掃除する程度の使用に限られていました。ノズル内の空気の膨張による冷却効果により、相対湿度が高いとカーペットに結露が生じることがよくありました。また、キャンバスバッグに集められた重い埃はすべて手でアパートから運び出さなければならないという欠点もありました。入ってくる空気の流れによってバッグ内の埃が絶えずかき混ぜられるため、改修作業員によって放出された埃の細かい粒子や病原菌の多くはバッグを通してアパート内に吹き戻されました。したがって、決して衛生的な装置ではありませんでした。

圧縮空気によって生成される真空。
ゼネラル・コンプレッスド・エア・クリーニング社は、圧縮空気設備に用いる別の形式のリノベーターも導入しました。これは、圧縮空気で作動するエジェクターと、後に掃除機システムにも使用されるようになった、直線状の狭幅スロット型カーペット・リノベーターに取り付けられた短いホースで構成されていました。このエジェクターの出口は、別の短いホースで金属製の箱に接続され、その中にはキャンバス地の袋が入っていました。この袋は金属製のフレームの上で前後に編み込まれており、空気の通過面積が広くなっていました。エジェクターの吸引力で吸い込まれた塵埃は、空気とともに箱の中に運ばれ、そこで空気と分離され、キャンバス地を通して部屋の中に排出されました。

このタイプのリノベーターは、カーペットに結露が生じず、家具の下や周囲、さらにはポルティエールなどの吊り下げ物の上でも使用できるという点で、従来のタイプの欠点のいくつかを克服しました。しかし、バッグの抵抗によってインジェクターに逆圧がかかり、空気吸引能力が大幅に低下するという問題がありました。

真空で補充された圧縮空気。
—この2社が事業を開始して間もなく、サンフランシスコのサニタリー・デバイス・マニュファクチャリング・カンパニーがロッツの特許に基づく新しい機械洗浄システムを導入しました。[8] このシステムは、アメリカンシステムやサーマンシステムのノズルに似た、狭いスロットに終端する圧縮空気ノズルを備えたリノベーターを使用していましたが、スロットが垂直に固定され、下向きになっている点で異なっていました。このノズルは、かなりの幅の底部開口部を持つ環状チャンバーに囲まれていました。全体として、長さ約14インチ、底部幅は2インチを超えないリノベーターを形成しました。ノズルへの圧縮空気接続に加えて、直径1インチの2番目のホースがノズルを囲む環状スペースに接続され、真空ポンプにつながれていました。この真空ポンプにより、ノズルから解放された空気が、カーペットから解放されたダストとともにアパートから排出されました。このリノベーターの構造を図2に示します。

図 2. 真空パイプを補足した別のタイプの圧縮空気洗浄ノズル。

塵埃を含んだ空気は真空発生装置として使用されるポンプを通過するのに適さないため、ポンプに到達する前に空気から塵埃を除去するための分離器を設置する必要があった。使用された分離器は2つの円筒形タンクで構成されていた。空気は最初のタンクに導入され、旋回運動が付与されることで遠心力によって重い塵埃粒子が分離される。2番目のタンクには水が充填されており、2つのタンク間の配管接続部に設置された噴霧器によって空気と密に接触させられる。これにより、機械換気システムで使用される一般的な空気洗浄機に似た方法で空気が洗浄される。その後、空気と噴霧は水面より上の2番目のタンクに入り、[9] 混入した水は速度低下により分離し、下部の水に戻り、アトマイザーを通って再循環します。空気はタンク上部からポンプへと送られます。これらの分離器の図解を図3に示します。

図 3. 圧縮空気と真空の複合機で使用されるセパレーター。

図4. 空気圧縮機とタンデムに取り付けられたピストン型真空ポンプ。

ピストンポンプは、最初の満足のいく真空発生装置です。
—真空発生装置として、サーマンで使用されたような空気エジェクターを含む様々なタイプの装置が試された。[10] 真空ポンプは、排気口に設置されたホースを通して空気を排出するために必要な背圧を克服できないため、効果がないことが判明しました。次にロータリーポンプが試されましたが、効率の悪いタイプを選択したため断念しました。最終的に、非常に軽量なポペットバルブを備え、エアコンプレッサーと直列に取り付けられたピストン式真空ポンプが採用され、このシステムで使用され続けました。その後、空気圧縮シリンダーが省略され、ストレート真空が採用されました。このポンプは図4に示されています。

図 5. ケニー氏の最初の改修装置。掃除機だけが清掃剤として使用されています。

このシステムは、機械清掃分野に初めて導入された衛生機器です。埃や細菌を含んだ空気は、室内から完全に除去され、浄化された後、屋外に排出されます。分離器内の水の汚れ具合から、空気から除去された不純物の量が明確に分かります。

[11]

これらの機械は、前身と同様に貨車に搭載されており、サンフランシスコの旧パレス ホテルとミント支店、ニューヨーク市の旧フィフス アベニュー ホテルなど、多くの建物に固定設備として設置されていました。

真空のみを使用するシステム。
1902年、ニューヨークのデイビッド・T・ケニーは、真空のみを洗浄剤として用いる最初の機械式洗浄システムを導入しました。ケニー氏は、長さ約12インチ、幅約³⁄₁₆インチのスロットを備えたリノベーターを使用しました。このリノベーターには、ハンドルとして機能する金属管が接続されており、直径³⁄₄インチのホースと、分離機と真空ポンプにつながる太いパイプが接続されていました。ケニー氏の最初のリノベーターを図5に示します。

図6. 真空ポンプとして動作するように配置された空気圧縮機。

ケニー氏は真空ポンプとして市販の空気圧縮機を使用していました。最初のものは1902年にフリックビルに設置され、図6に示されています。後に彼はクレイトンを改造しました。[12] 大型サイズには機械式吸入弁とポペット排気弁が付いており、小型サイズには機械式吸入弁と排気弁が 1 つ付いている空気圧縮機です。

ケニー氏が使用した分離装置は、サニタリー・デバイス・マニュファクチャリング・カンパニーが使用した分離装置とは異なり、複数の内部仕切り、スクリーン、バッフルを備え、空気は湿式分離装置内の水域を通して直接吸引されていました。これらのタイプの分離装置の相対的な利点については、後の章で説明します。

図7. フリックビルにケニー氏が設置したセパレーター。

フリックビルにケニー氏によって設置されたセパレーターは、彼が実際に使用していたものと実質的に同じである。[13] 彼が製造した掃除機の断面図を図７に示す。

彼の出願が特許庁に約6年間保管された後、彼は掃除機システムに関する基本特許を取得しました。

突入スロットを備えた改修機。
衛生機器製造会社はその後、掃除機のみを洗浄剤として使用するカーペットリノベーターを製造しました。このクリーナーは、ケニー氏が通常提供しているクリーナーよりも幅が広く、約⁵⁄₁₆インチ（約5⁄16インチ）です。また、図8に示すように、リノベーターの上部には補助的なスロット、つまりバキュームブレーカーが開口しており、カーペットのすぐ近くまで伸びる狭い仕切りによってクリーニングスロットと仕切られています。これらのタイプのリノベーターの相対的な利点については、後の章で説明します。

図 8. SANITARY DEVICES MANUFACTURING CO. が発売した突入スロット付き真空リノベーター。

ケニー氏と衛生機器製造会社による掃除機の導入から間もなく、アメリカン・エア・クリーニング社は「圧縮空気対真空」と題する興味深い小冊子を出版した。この小冊子は、カーペットの機械洗浄手段としての圧縮空気の真空に対するいわゆる利点を詳細に解説し、掃除機は圧縮空気で作動する掃除機よりもはるかに効率が悪いことを証明したようだ。1、2年後、アメリカン・エア・クリーニング社は明らかに考えを変え、同じ「非効率的な」掃除機の製造を開始した。[14] 掃除機について。彼らが以前に執筆した掃除機に関する論文は、著作権がなかったようで、サニタリー・デバイス・マニュファクチャリング・カンパニーと、ケニー氏の特許を取得したバキューム・クリーナー・カンパニーの両社によって再出版され、無料で配布されました。こうして、ミルウォーキー社のこのささやかな著作は、競合他社に損害を与えるどころか、むしろ自社にとって良い宣伝となり、ミルウォーキー社に多大な説明を求めることになりました。

真空発生装置として使用される蒸気吸引装置。
アメリカン・エア・クリーニング社は真空発生装置として蒸気吸引器を採用しました。これは、前身の空気駆動式エジェクターとは異なり、優れた性能を発揮し、サニタリー・デバイス・マニュファクチャリング社でも限定的に採用されています。現在、リッチモンド・ラジエーター社が販売しており、その利点については後章で解説します。アメリカン・エア・クリーナー社は、ガーデン・シティ・エンジニアリング社製の単翼式ロータリーポンプも真空発生装置として使用していました。このポンプは後に、バキューム・クリーナー社にも限定的に採用されました。この点については後述します。

この会社が使用していたリノベーターは、1⁄8インチ×10インチのクリーニングスロットを備えたシングルスロットタイプでした。これらのシステムは、使用する掃除機の小型化、低い真空度、そして積極的な広告キャンペーンによって、たちまち注目を集めました。

すぐにいくつかの会社が、ケニー氏のものとほぼ同じ掃除機システムを販売し始めました。その中には、ブレイスデル・マシナリー社、ボールドウィン・エンジニアリング社、ゼネラル・コンプレッスド・エア・アンド・バキューム・マシナリー社があり、後者は元々のサーマン社でした。

その後、バキューム・クリーナー社は、ほぼすべての掃除機メーカーに対して一連の特許侵害訴訟を起こしました。ほぼすべての訴訟において、違反企業はバキューム・クリーナー社にライセンス料を支払うことになり、バキューム・クリーナー社は現在、掃除機の製造を中止し、ライセンス会社となっています。本稿執筆時点では、約20社がライセンス料を支払っています。[15] 掃除機会社にライセンス料を請求しており、現在裁判所で訴訟が起こっています。

セパレーターなしで使用されるピストンポンプ。
—真空クリーナー社の元従業員2人、かつて気象局の「農夫ダン」として名を馳せ、後に同社のセールスマンとなったダン氏と、かつて同社のエンジニアだったロック氏によって、幾分異なる設計の真空クリーニングシステムが開発されました。この会社は当初真空クリーニング社として知られ、その後まもなくダン＝ロック真空クリーニング社に改称されました。このシステムには分離機は使用されず、塵埃を含んだ空気はパイプラインから直接ポンプの「飽和室」と呼ばれるチャンバーに導かれ、そこで水流と混合されて塵埃は薄い泥状になります。その後、空気、水、泥はポンプを通過し、泥水は下水道に、空気は大気中に排出されます。真空発生装置は、吸入弁のないピストンポンプでした。このシステムにより、ほぼ無制限の量の水を処理することが可能となり、この特徴を利用して機械洗浄システムが試みられましたが、大きな期待が寄せられたものの、いずれも商業的には実現されませんでした。

これらの紳士たちは特許をEH Wheeler社に売却し、同社はシステムを元の形で販売しようと試みました。しかし、ピストンポンプは改修業者が回収した砂利の処理に適していないことが判明し、代わりに単羽根車と従動翼を備えたロータリーポンプが採用されました。このシステムは現在、ニューヨークのVacuum Engineering社によって販売されており、Rotrexシステムとして知られています。

ダン氏は再び掃除機の分野に参入し、少し前に下水に排出する新しいタイプの自動分離機を搭載した機械の販売を開始しました。

初のポータブル掃除機。
—1905年頃、サンフランシスコのウィリアム・ノエ博士は、世界初の携帯型掃除機を製作しました。この機械には、カーペット掃除機に使われているブラシに似た、機械駆動の回転ブラシが内蔵されており、カーペットから埃をかき集めました。この埃は二段式タービンファンによって吸い上げられ、集塵袋に排出されました。[16] 圧縮空気清浄機のバッグと同様に、ハンドルに取り付けられたエアバッグを備えていました。機械全体は車輪で支えられ、直結された小型モーターを備えていました。この機械は図9に示されており、ピッツバーグのエレクトリック・リノベーター社が製造した有名なインビンシブル・リノベーターの原型です。同社は現在、据置型および携帯型の掃除機の全ラインナップを製造しており、すべて多段タービンを採用しています。同社の製品の販売は、最近までユナイテッド・ステーツ・ラジエーター・コーポレーションによって管理されていました。

図 9. 1905 年にサンフランシスコのウィリアム・ノエ博士によって作られた最初のポータブル掃除機。

固定式多段タービン送風機を初めて採用。
—1905年頃、オルガンパワー社の社長兼技術者であったアイラ・スペンサー氏は、「オルゴブロー」として知られるオルガン用多段タービン送風機を製造していましたが、スペンサータービンクリーナー社を設立し、「オルゴブロー」を真空発生装置として改良した真空洗浄システムを販売しました。これらの機械は当初、[17] カーペットリノベーターは、シートメタル製のケーシングとシートメタル製のファンを備え、翼は水平シャフトにリベット留めされて取り付けられていました。セパレーターはシートメタル製の容器で、ゴミを捕らえるスクリーンが付いていました。直径2インチの軽量ホースを使用して、リノベーターを4インチのシートメタル製パイプラインに接続しました。このシステムで使用するために、さまざまなリノベーターが製造されました。10インチ׳⁄₄インチから20インチ×¹⁄₄インチまでのさまざまなクリーニングスロットを備えたカーペットリノベーターが使用され、リノベーターとホースをハンドルに接続するための非常に包括的なスイベルジョイントのラインが開発されました。このシステムは、当時の標準である15インチよりもはるかに低い5インチの真空で動作し、はるかに大きな空気量が使用されました。[18] 特定の条件下では、当時の既存のシステムでは不可能だったほどの排気量を実現しました。排気量が大きく、リノベーター、ホース、パイプラインも大型だったため、既存のシステムでは不可能だったより大きな物体を拾うことができました。メーカーはこの条件にかなりの重量をかけ、床から釘、ワッシャー、廃棄物、小さな紙片、さらには豆炭まで拾い上げ、最後にはデモンストレーションのために用意された小麦粉を拾い上げるというスタントを好んで行いました。

図10. 多段タービンブロワーで作動するスペンサー掃除機の後期型。

この掃除機分野への進出は既存の​​製造業者からは異例のこととみなされ、この装置は「ブリキマシン」と名付けられました。他の形式の掃除システムと競合するために設置されるたびに、競合他社から毎日尋ねられた質問は「ブリキマシンは壊れてしまったのか?」でした。しかし、ブリキマシンは壊れることはなく、粗雑で非効率的な状態であっても、他のシステムと肩を並べました。採用した構造があまりにも脆弱で異常な漏れを起こしやすいことに気づいたスペンサー氏は、鋳鉄製のケースと溶接されたファンホイールを使用し、標準的なパイプと継手を採用した新しい形式の機械を開発しました。彼はまた、一連の板金ツールを発表し、全体として満足のいく掃除システムを完成させました。彼の後期型の機械の1つを図10に示します。

空気圧で下水に排出する分離機。
—サンフランシスコのムーアヘッド氏によって、掃除口の両側に空気の入口がある突入型の掃除機を使用した新しい形式の掃除機システムが紹介されました。

このシステムで使用された分離機は湿式分離機で、回転ブラシで洗浄されるスクリーンを備えており、空気中に含まれるすべての塵埃がそこに捕捉されます。このシステムで使用されるポンプは、一般的にピストン式で、単一のロータリーバルブが取り付けられており、バルブステムに接続されて回転することで、分離機の内容物を空にしたいときに空気圧によって下水に排出できるように、機械が真空ポンプからエアコンプレッサーに切り替わります。

このシステムはサンフランシスコのサニタリーダストリムーバルカンパニーによって販売され、後にシカゴのアメリカンロータリーバルブカンパニーに引き継がれ、現在は[19] マーケティングも同様です。この製品は、塵埃除去のどの段階でも手作業による塵埃処理を必要としません。これはメーカーが重視する特徴ですが、注意を怠ると下水道システムに問題を引き起こす可能性があります。

ルートブロワーを真空発生装置として使用する機械。
—ルート型ロータリーポンプを真空発生装置として初めて採用したのは、バッファローのフォスター・アンド・グリデン・エンジニアリング社で、同社は1907年頃にアクメ・システムを販売しました。同社は以前、蒸気船から穀物を汲み出すための同様のシステムを開発していました。このシステムのその他の特徴は、既に市場に出ていたものと実質的に変わりませんでした。

このタイプの真空ポンプが様々な用途に採用されてきたこと、特に空気圧チューブシステムの運用に精通していた筆者は、このタイプの真空発生装置が発表される約2年前にその使用を提案したが、あるメーカーから、このタイプのポンプは真空洗浄には適していないとのアドバイスを受けた。この主張の誤りについては、後の章で詳しく論じる。

ここで説明したタイプの真空発生装置は、Hope、Connellsville、Arco などの多くの掃除機メーカーに採用されており、最近では American Rotary Valve Company の小型システムにも採用されています。

過去4年間で、20台以上の新しい据置型掃除機システムが導入されました。その中には、ダン・ロック方式の改良版であるパー​​ム、タービンクリーナーのトゥエック、水力タービンを真空発生装置として使用するウォーターウィッチ、水力エジェクターを備えたハイドロリックなどがあります。同時に、100台以上のポータブル掃除機も市場に投入されました。これらは、考えられるほぼあらゆるタイプと形状があり、手動、電気、水力で作動します。これらの掃除機の中には、良いもの、悪いもの、あるいはどちらでもないものがあり、その効率と経済性については後の章で論じます。

売れ筋商品を探しているあらゆる人が掃除機の分野にほぼ普遍的に侵入したことは、掃除機が単なる流行り物や派手なものではなく、ほぼ家庭の必需品となり、[20] 大企業が特許取得を事業の一翼として進めるよう促した。まず、この分野のパイオニアである衛生機器製造会社と掃除機会社が、長年の法廷闘争の末、両社が管理する特許を侵害しているとして競合他社をこの分野から排除することを目的として合併した。その結果、他社へのライセンス供与が行われた。自社製品の販売を抑制するため、他の掃除機のユーザー全員に対し、特許侵害製品の使用は訴追される可能性があるという通知が送付された。

その後、暖房ボイラーおよびラジエーターメーカーのマクラム・ハウエル社が、アメリカン・エア・クリーニング社およびバキューム・クリーナー社の製品の管理権を取得し、これらの機器を配管工や蒸気配管工による設置用に販売しました。マクラム・ハウエル社は、現在リッチモンド・ラジエーター社に引き継がれ、同社がこれらの掃除機を取り扱っています。

その後まもなく、ユナイテッド・ラジエーター・コーポレーションがインヴィンシブルおよびコネルズビルのシステムの管理権を獲得し、最後にアメリカン・ラジエーター・カンパニーがワンドのシステムの管理権を獲得しました。

このように、掃除機は事実上、暖房器具メーカーの支配下にあるようです。暖房器具メーカーは国内でも最大手の企業の一つであり、このビジネスの将来を自分たちの思い通りにコントロールすることができます。

掃除機の将来について、著者は、掃除機は現在、自動車と同様、その全盛期にあり、また自動車と同様、人類にとって有用な機器であり、現代の建物の機械設備の一部として適切な位置を占めていると考えています。

将来の掃除機のあり方について、著者は、他のあらゆる便利な家電製品と同様に、これらの家電製品も標準化され、適者生存の形態をとるだろうと考えている。読者は本書を読み終えれば、その形態がどのようなものになるか、より容易に判断できるだろう。

[21]

第2章
理想的な掃除機システムの要件
何らかの目的で使用される一連の機器の相対的なメリットを合理的に比較する前に、他の機器をそれより劣っているか優れているか評価できる比較基準として考えられる何らかの機器を用意するか、あるいは、完璧なシステムの理想を前提とし、さまざまな機器のそれぞれがその理想の要件に近づく尺度によって、それらの相対的なメリットを確立する必要があります。

著者は、さまざまな掃除機システムを比較する際に後者の方法を使用することを選択しました。したがって、理想的なシステムに課す要件が何であるかを最初に決定する必要があります。

理想的な掃除機システムとは、どんな建物に設置しても、半年ごとの改装やハウスクリーニング、週ごとの清掃、金曜日の掃き掃除、そして毎日の補足清掃で、ドライクリーニングに使われるすべての機器を不要にするシステムです。もし私たちのシステムが真に理想的なものであれば、建物は半年ごとの清掃を必要とするほど汚れることはなく、毎日の清掃が徹底していれば、週ごとの清掃は不要になります。この後者の条件は、家政婦や管理人の判断によって左右される可能性があります。

最初に導入された圧縮空気クリーナーは、半年ごとのクリーニング時にのみ使用することを目的としており、実際にはカーペットのリフォーム機であり、カーペットを取り外してクリーニング店に送ることで得られるすべての有益な効果をカーペットに与えると考えられていました。後者の方法に比べて、カーペットの取り外しと交換の労力が不要になるという利点がありましたが、細菌が付着したすべての空気がカーペットに付着するという欠点がありました。[22] カーペットを掃除するために使われた空気がアパート内に逆流し、細菌は元の住処に残された。

しかし、このデメリットは、自分のカーペットに付着した細菌の大部分はカーペットクリーナーで吹き飛ばされる一方で、自分のカーペットと同時に回転ドラムに入っている可能性のある隣人や他の人のカーペットからの混合細菌が、自分のカーペットと一緒に返されるという事実によって、ある程度相殺されます。

どちらの条件も理想的ではなく、理想的なクリーナーには、ほこりや汚れだけでなく、汚れを運ぶ手段として使用される細菌を含んだ空気も建物から完全に除去することが期待されます。

週ごとおよび毎日の清掃の代わりとして、これらの初期の改修業者は適していませんでした。同じものを使用するには、アパートから家具をすべて取り外す必要があったためです。

この毎日および毎週の掃除を完遂するには、理想的な掃除機がほうきとちりとり、そしてその切っても切れない相棒であるはたきに代わるものである必要があり、また昔ながらの機械式掃除機であるカーペットスイーパーに取って代わるものでなければなりません。

読者の皆様は、この記述によって、著者が掃除機に通常求められる以上の性能を求めているとお考えになるかもしれません。しかし、ここで議論しているのは理想的なシステムであり、上記の要件は、現在市販されている一部の掃除機で達成可能な性能を完全に超えるものではありません。

この要件を満たすために、理想的な清掃員は、床に落ちている可能性のある、手では容易に拾えないものをすべて取り除く必要があります。これらの物質の性質は、清掃するアパートの用途によって大きく異なります。カーペットやラグが使用されている住宅やオフィスでは、葉巻の吸い殻やマッチはゴミ箱に、小さな紙片はゴミ箱に捨てられるのが一般的です。したがって、住宅からは埃だけを取り除き、オフィスでは埃に加えて、多くの訪問者の靴についた泥や砂も取り除く必要があります。

しかし、多くの場合、特別な条件が満たされる可能性が高い。裁縫室にはしつけ糸や布切れが散乱し、デパートには大量のピンが散乱し、銀行の部屋にはバンドや大きなサイズの銀行ピンが散乱し、[23] これらは理想的なシステムに対する要件を高めます。あるタイプのアパートに完璧に適合するクリーナーは、別のタイプのアパートには全く適さない可能性があり、理想的なクリーナーとは、設置される建物で起こり得るあらゆる条件に容易に適応できるクリーナーです。

理想的な掃除機は、重い家具をアパートの外や周りに動かすことなく、上記の要件を満たすことができなければなりません。つまり、ベッド、テーブル、椅子の下、他の重い家具の脚の周り、本棚、ピアノ、キャビネットなどの後ろ、カーテン、ドレープ、掛け物の上、壁の上、絵画の後ろ、モールディングや彫刻された装飾の上でも、アパートの家具や備品に損傷を与えることなく、操作者のエネルギー消費を最小限に抑えて、効率的に操作できなければなりません。

これらの条件は、可能な限り少ない数の清掃器具で満たされるべきであり、紛失したり置き忘れたりする可能性のある小さな付属品が付いてはならず、清掃作業の前、後、または清掃作業中に必然的に移動する必要があるシステムのすべての部品は、重量と大きさが最小限で、頑丈で耐久性のある構造になっている必要があります。

理想的な掃除機は、その大きさで、迅速かつ効果的に掃除できる十分な動力を備えている必要があります。

オフィスビルで使用する場合、クリーナーは平均的な大きさのオフィス内を、床、壁、家具、備品を含めて 10 ～ 15 分で徹底的に清掃できなければなりません。また、住宅で使用する場合、床、壁、カーテン、カーテン類、絵画、家具を含めて、アパート内を 30 分以内で清掃できる十分な能力がなければなりません。

理想的なシステムは、廊下やホールを除いて、建物内のどの部屋も、他の部屋の使用に支障をきたすことなく、できるだけ邪魔をせずに清掃できるように配置する必要があります。

大規模なオフィス、製図室、および類似のアパートでは、使用中に清掃が必要になる場合があります。したがって、理想的なシステムは、動作中に実質的に無音で、常駐者による部屋の適切な使用をできるだけ妨げないものでなければなりません。

[24]

固定部品の必要性と適切な配置。
—迅速な清掃を行うのに十分なパワーを持ち、建物から埃や細菌を含んだ空気をすべて除去するためには、清掃システムには必然的に固定部品が含まれます。動力源は通常、これらの固定部品に限定され、その場合、清掃対象となる建物内に設置する必要があります。したがって、騒音と振動は最小限に抑える必要があります。

オフィスやその他の大きな建物に設置され、熟練した操作を必要とするエレベーターやその他の複雑な装置を備え、複雑な制御やその他の付属装置を備えた機械は、異論のないところであり、そのような場合には、単純さよりも効率性を優先すべきであるが、不必要な複雑さは避けるべきである。

住宅やその他の小規模な建物では、掃除機が唯一の機械として設置される可能性が高いため、システムは最小限の注意しか必要とせず、平均的な能力を持つ人であれば、機械が設置されている場所まで行かなくても始動および停止できるものでなければなりません。

理想的なシステムの電力消費は、満足のいく結果を得るために最小限に抑えられ、清掃量に可能な限り正比例するべきです。この要件は、昼夜を問わず清掃が行われる可能性のあるホテルで最も重要です。言い換えれば、掃除機はいつでも使える状態であり、水道や電灯のように建物内のどこからでも容易に利用できる必要があります。清掃時間が固定されているオフィスビルや、清掃時間が少なく、プラントの容量が1人のオペレーターで対応できる範囲を超えることがほとんどない住宅では、この要件はそれほど重要ではありません。

最後に、購入者の観点から理想的なシステムは、少なくとも 10 年間は効率的に動作できるような頑丈な構造で、専門家の注意なしに継続的に動作し、機械の耐用期間中の年間修理費用がシステムの初期コストの 5% を超えないような機械的詳細を備えている必要があります。

[25]

第3章

カーペットのリフォーム業者
様々なメーカーの機器を比較し、それぞれの長所と短所を判断する場合、掃除機システムのように、機器が多数の独立した別個の部品で構成され、各部品が適切な機能を果たして機器全体を効果的に機能させる場合、各部品を一時的に分離し、まず最も好ましい条件下で動作するユニットとして、次に機器全体の構成部品として動作を検討し、システムのどこに弱点があり、全体の重要な部品をより効果的にするために機器のさまざまな部品にどのような変更が必要かを判断する必要があります。さらに、システムの他の部品がその部品の効果的な動作に適応できるように、システムの重要な部品が何かを判断する必要があります。

掃除機システムの 4 つの重要な部分。
—真空掃除システムを分析すると、掃除ツールまたはリノベーター、空気搬送システムまたはホースとパイプライン、集めた物質を廃棄するためのセパレーターまたはその他の手段、および真空発生装置の 4 つの部分に分けられます。

著者は、リノベーターがシステムの最も重要な部分であり、リノベーターが最も効率的に機能できるように適切な条件を生み出すような比率と物理的特性を持つように他の部分が作られるべきだと考えています。

掃除機システムは、様々な性質の表面を清掃できる必要があるため、様々なタイプのリノベーターが必要になります。清掃対象となる様々な表面の中でも、カーペットとラグが最も重要であると著者は考えています。[26] また、効果的に掃除するのが最も難しいため、カーペットの改修業者が最初に検討されます。

ストレート真空ツール。
—掃除機システムの製造業者は、これまで様々な形のカーペットリノベーターを使用してきましたし、現在も使用されています。最初に検討すべきタイプのリノベーターは、クリーニングスロットの長さが12インチ以下で、その縁が全長にわたって平行で、幅が³⁄₈インチ以下で、スロットの両側でカーペットと接触する面の幅が³⁄₈インチ以下であるものです。このタイプのリノベーターは 図11に示されており、筆者はタイプAと呼んでいます。このリノベーターの最初のものはケニー氏によって提案され、最終的に彼によって採用されたもので、長さが12¹⁄₂インチ、面が⁷⁄₈インチで、クリーニングスロットの長さが11¹⁄₂インチ、幅が⁵⁄₃₂インチでした。このタイプのクリーナーは「ストレートバキュームツール」と呼ばれ、今日では多くの製造業者によって使用されています。American Air Cleaning Company が製造したもののように、形状と寸法に若干の変更が加えられたものもあります。筆者がタイプ A のリノベーターの全テストで使用したリノベーターでは、スロットの長さが 10 インチ、幅が ¹⁄₈ インチに縮小され、リノベーターの表面は外縁がわずかに丸みを帯びているため、カーペットと接触する表面はほとんど残っていません。

図11. タイプA、ストレート真空ツール。

図12. 幅広スロットと幅広ベアリング面を備えたタイプB。

このタイプのリノベーターは、リノベーター内部にかなりの真空度がある場合でも、あらゆるカーペット上で容易に操作できます。以前のシステムと同様に、真空制御のないピストン式真空ポンプと組み合わせて使用​​すると好評を得ています。しかし、非常に高い真空度の場合、[27] リノベーター内部に真空状態が発生すると、カーペットの毛羽が引き抜かれる傾向があります。

このタイプのリノベーターが導入されて間もなく、特にサンフランシスコの一部のユーザーから、リノベーターはカーペットからほこりを効果的に除去するが、マッチやその他の小さな物品を拾い上げることができず、そのようなゴミを取り除くには事前または事後の清掃が必要であるとの苦情が寄せられました。

この問題を克服するため、ケニー氏はクリーニングスロットの幅を約¹⁄₂インチに広げました。その結果、真空制御が使用されていない場合によく発生する、リノベーター内部の真空度が高い状態になると、リノベーターがカーペットに張り付いて操作が困難になり、同時にカーペットに大きな損傷を与えることになりました。そのため、ピストン式真空ポンプとの併用は断念されました。

ケニー氏はその後、このワイドスロットリノベーターの改良版として、スロットの両側でカーペットとの接触面積を拡大し、リノベーターがカーペットの毛羽に沈み込むのを防ぐという改良を行いました。このタイプのリノベーターは図12に示されており、タイプBと呼ばれています。カーペットへのダメージはそれほど大きくないものの、リノベーターの下に高い真空状態が存在すると、依然として押し込みが強く、狭いリップを持つタイプAのリノベーターほど高速に掃除することはできませんでした。

大気に開放された補助スロットを備えたリノベーター。
サニタリーデバイス製造会社が開発したリノベーターは、リノベーター上部から大気に開放された補助スロットを備え、この補助スロットはスロットを隔てる仕切りの下の¹⁄₃₂インチの空間を介して真空に開放されたスロットと連通している点で、従来のタイプとは大きく異なっていました。クリーニングスロットは⁵⁄₁₆インチ幅、リノベーター前面は2インチ幅とすることで、突入スロット前部で¹³⁄₃₂インチ、クリーニングスロット後部で²¹⁄₃₂インチの接触面積を確保しました。この形式のリノベーターは図13に示されており、タイプCと呼ばれています。

補助スロットまたは真空ブレーカーは、リノベーターが定盤上に置かれている場合でも、空気が洗浄スロットに入ることを可能にしており、この機能により、リノベーター内に高い真空度が存在することはありませんでした。常に[28] 操作が簡単で、カーペットを傷つけることもありませんでした。幅広のスロットのおかげで、かなりの大きさの物を拾うことができ、また、リノベーター内を常に十分な空気が通過するため、ホースと配管に十分な速度が生まれ、拾った重い物でも運ぶことができました。

当時使用されていた真空発生装置、制御装置、そしてホースと配管の寸法により、リノベーター内の真空度は通過する空気量の関数となり、現状ではその変化幅が広く、この形式のリノベーターは、上記のような特性を持つシステムと併用することで、カーペットに過度の摩耗を与えることなく、ゴミの除去を含む効果的な清掃を行うことができる、事実上唯一の装置です。しかしながら、このリノベーターにも欠点がないわけではありません。カーペットとの接触面が広いため、リノベーターの面下から空気が入り込むためには、かなりの真空度が必要です。しかし、流入スロットから流入する空気はリノベーター内部に真空が形成されるのを妨げるため、リノベーターの面とカーペットの間に空気が入り込むことはほとんどありません。糊ほどの厚みのあるカーペットの上でリノベーターを運転した場合、カーペットを空気が通り抜けることはないため、リノベーターに入る空気はすべて流入スロットと、リノベーターと清掃スロットを隔てる仕切りの下から入らなければなりません。このような条件下では、真空スロットの片側のみが有効となり、この有効側がカーペットの表面より上に上がります。

図13. タイプC、補助スロット付き、大気開放型。

図14. タイプD（クリーニングスロット2つ付き）

織り目が粗いカーペットやその他の織り目の粗いカーペットでは、[29] 広い洗浄スロットと流入スロットに加え、流入スロットから流入する空気量が多いため、このリノベーターはこれらの条件下で運転すると、不必要な量の空気を使用します。明らかに、このリノベーターは、運転中に過度の真空状態が生じないように設計されており、その結果、他のタイプのリノベーターよりも低い真空状態でより多くの空気が通過することになります。

このリノベーターの特性から、カーペットから汚れを除去する上で、リノベーター内の空気量と真空度のどちらが最も重要であるかという疑問が生じます。バキュームクリーナー社のコンサルティングエンジニアであるS.A.リーブ氏が、このタイプのリノベーターを用いて、吸入口を開いた状態と閉じた状態を繰り返したテストを行いました。その結果、吸入口を閉じた状態の方が清掃効果が高く、吸入口を閉じた状態の方が通過する空気量が大幅に減少することが明らかになりました。真空度の方が高かったことから、リノベーター内の真空度が最も重要な要素であることが示唆されます。

リーブ氏が数多くの特許訴訟の一つで提出した宣誓供述書の抜粋を見ると、この現象に対する彼の説明が明らかになります。「このような掃除機がカーペットなどから塵埃を吸い取る実際の過程を詳しく調べると、実際の清掃は掃除機の下面にあるスロットの周辺で行われていることがわかります。これは主に、このスロットを区画するリップ部における局所的な空気圧の変化によって、カーペット上における掃除機の動きに伴って発生します。この変化により、塵埃の粒子間の隙間を占める空気が急激に膨張し、塵埃を「巻き上げる」のです。また、ある程度の洗浄効果は、掃除機がカーペットに接触する箇所で発生する、局所的にかなり高速な気流によっても得られます。これらの気流は、圧力変化によって既に膨張または巻き上げられている塵埃を吸い上げます。掃除機とカーペットの接触が良好であればあるほど、気流の速度は速くなり、したがってより効果的になります。圧力変化についても同様です。」

「このすべての作用の強さ、速度、効果は、ポンプや[30] セパレーターではなく、スイーパーヘッド自体の内部に広がる真空状態に依存します。」

2 つのクリーニング スロットを備えたリノベーター。
ブレイスデル・マシナリー社は、図 14 (タイプ D) に示すように、幅 ³⁄₁⁄₆ インチ、長さ 12 インチのクリーニング スロットが 2 つ付いた別の形式のリノベーターを発表しました。これらのクリーニング スロットは、カーペットの表面に接する幅 ¹⁄₄ インチの仕切りで区切られています。この形式のリノベーターはタイプ A よりもクリーニング スロットの面積が広いですが、個々のクリーニング スロットの幅は同じです。そのため、タイプ A で吸い取れる大きさのものを吸い取ることはできません。仕切りの下に空気が入り込むことができないため、糊大の裏地が付いたカーペットで使用する場合、ダスト除去機としてより効果的な作業を行うことはできません。タイプ A のクリーナーに対する唯一の利点は、織り目の粗いカーペットで使用する場合、より多くの空気が織り目を通過してクリーニング スロットに入ることです。そのため、異なる質感のカーペットで使用すると、排出される空気の量に大きなばらつきが生じ、前述の特性を持つシステムで使用する場合には望ましくない状態になります。

リーブ氏によって行われたこのタイプの改修装置のテストについては、この章の後半で説明します。

両側に突入スロットを備えたリノベーター。
ムーアヘッド氏が提唱した別の形式のリノベーターを 図15（タイプE）に示します。これはタイプAの改良版で、吸引口の両側に吸気口が設けられています。これらの吸気口は、清掃口の側面を形成するヒンジ部材です。このクリーナーは、タイプCのリノベーターに比べて、どちら側からも空気を取り入れることができるという利点がありますが、動作中は常に片側からしか空気を取り入れません。吸気口が完全に詰まることはありませんが、吸い込んだ埃や糸くずと接触する機械可動部品は容易に作動不能になり、クリーナーに入る空気がカーペットに密着しない場合、大きく開いた状態になる可能性が高くなります。そうなると、清掃効率は大幅に低下します。著者は、この形式のリノベーターの比較試験を行う機会がありませんでした。

スペンサー氏が真空発生器として遠心ファンを導入したとき、彼はカーペットリフォーム機シリーズも発表した。[31] さまざまな形や大きさのものがある。1つは幅 ³⁄₄ インチ、長さ 10 インチのクリーニング スロットを備え、もう 1 つは長さ 15 インチで、端の幅は ¹⁄₄ インチ、中央に向かって ³⁄₄ インチに広がっているスロットを備えていた。もう 1 つは長さ 20 インチ、幅 ³⁄₈ インチのスロットを備え、最終的に全長にわたって長さ 15 インチ、幅 ¹⁄₂ インチのクリーニング スロットを備えたツールを採用した。これは、ケニー氏が最初に使用した幅広スロット ツールの分野への単なる再参入にすぎず、このツールを正常に動作させるには、ツールを通過する空気の量に関係なく、リノベーター内に実質的に一定の真空が維持されるような特性を持つ真空発生器とホースおよびパイプラインを使用する必要がある。スペンサー氏が使用したこのリノベーターの最新形式を図 16に示している。筆者がこのメーカーのリノベーターでテストを行った当時、テストの大部分は長さ10インチ、幅³⁄₄インチのクリーニングスロットを備えたリノベーターで行われました。このリノベーターはタイプFと呼ばれ、15インチ×¹⁄₄インチから³⁄₄インチのスロットはタイプF¹と呼ばれています。

図15. 真空スロットの両側に突入スロットがあるタイプE。

図16. タイプF、タイプBの誇張された形態。

約7年前、米国財務省の監督建築士は、管理下にある建物に設置される可能性のある掃除機システムの適合性を判断するために、カーペット洗浄試験の利用を検討した。筆者は、カーペット改修業者に対して一連の試験を実施するよう指示され、以下の点を判定した。(1)掃除機システムのメリットを判断するためにカーペット洗浄試験を利用することの実現可能性。(2)[32] システムの承認がカーペット洗浄テストの合格に依存する場合、設置完了後に建物で行われる仕様に組み込む必要のある要件を定める。（3）一級洗浄システムを得るために、洗浄テスト以外にどのような要件が必要かを決定する。

筆者は、試験を開始する直前に、こうした数多くの試験記録を見せられた。これらの試験は、マサチューセッツ工科大学のミラー教授がサニタリー・デバイス・マニュファクチャリング・カンパニー社製のポンプを用いて行ったとされており、突入型洗浄機（タイプC）と直圧型洗浄機（タイプA）の効率が比較された。サニタリー・デバイス・マニュファクチャリング・カンパニー社から配布された簡潔な概要に記載されているこれらの試験結果によると、タイプC洗浄機の方が洗浄速度が速く、効率も高かった。

著者は、これらの試験が学部生の通常の実験室作業の一環として行われたこと、そして後にパターソン氏とフェルプス氏が1906年に上記の装置を用いて、卒業論文の基礎となる一連の試験を行ったことを知りました。翌年、スチュワート・R・ミラー氏も学部生の卒業論文の基礎として、サニタリー・デバイス・マニュファクチャリング社のピストンポンプとインラッシュ・スイーパーの効率を、アメリカン・エア・クリーナー社の蒸気吸引装置とストレート・バキューム・リノベーターの効率と比較する一連の試験を行いました。この論文のコピーは、著者による試験完了後まもなく、サニタリー・デバイス・マニュファクチャリング社から著者に提供されました。

これらの試験で報告された2種類の改修装置の相対的な効率は、それぞれの場合で大きく異なっており、これは学部学生がこのような作業に従事する場合に起こりやすい現象である。したがって、これらの試験の信頼性は疑わしいと判断された。

著者は、より長い経験を持つ人物によって行われたテストの記録を見つけることができませんでした。実際、これらは著者が記録を見つけることができた唯一のテストでした。

著者は、清掃システムが設置されている建物で容易に繰り返し実施できる清掃テストを指定したいと考えていたため、[33] 当該建物はアメリカ合衆国のどこかに位置する可能性は低いと考えられ、徹底的な実験室的手法は必要とされず、また試みられることもなかった。当該建物は、当時他の掃除機システムが設置されていない都市に位置し、汚れたカーペットが入手できない新築の建物に位置する可能性が高く、また、請負業者に試験材料を提供させることは望ましくなかったため、どこでも容易に入手でき、容易に基準に適合させることができ、かつ、妥当な時間内にカーペットに浸透させた場合、平均的な汚れたカーペットから見られる汚れと同じくらい除去が困難となるような、汚れたカーペット用の材料を使用することが必要であると考えられた。

汚れたカーペットでのテスト。
実際に汚れたカーペットの洗浄試験の記録は残っておらず、工科大学の試験では流砂が使用されていたため、まずは日常的に汚れたカーペットを洗浄し、汚れの代替として試すことを目的とした様々な物質の除去結果を比較するための基準を得る必要がありました。フィラデルフィアにある旧アメリカ合衆国造幣局の床で長年使用され、通常の洗浄量で使用されていたカーペットを入手しました。これはブリュッセルカーペットで、裏面が糊代用サイズの約20平方ヤードのカーペットでした。これをほぼ均等に3つの部分に分割しました。

真空ポンプに空気測定用のインジケーターを取り付けたところ、分離器への接続部やその他の箇所からシステム内にかなりの量の空気が漏れていることが判明しました。そのため、分離器内を22インチの真空にした状態でポンプを稼働させ、すべての出口を閉じた状態でカードを取り、漏れ量を記録しました。試験中は、分離器と配管内は常にこの真空度が維持され、リノベーター内の真空度はホースコックを絞ることで試験中を通して変化させました。この試験方法により、実質的に一定の漏れ量が得られ、リノベーターを稼働させた状態で取得したインジケーターカードに示された量から差し引かれました。

筆者は既に、様々な真空度における空気移動装置としての様々なタイプの真空ポンプの効率性について多くのテストを行っており、また、利用可能なポンプの容量についても多くのテストを行ってきた。[34] 1台のリノベーターを稼働させるのに必要な量をはるかに上回っていたため、ユニットとしてのプラント効率の向上は試みられなかった。代わりに、ホースコックの真空度を、筆者が実際に得られる限界値内となるまで調整した。そして、リノベーターにおける真空度を記録した。

各カーペットは、それぞれ異なる掃除機を用いて、1分間ずつ6回洗浄されました。試験開始時と1分経過ごとにカーペットの重量を測定しました。試験終了時、各カーペットは2分間の洗浄後に重量の変化がなくなるまで洗浄されました。その後、カーペットは100%洗浄されたとみなされ、この基準が汚れ除去率の算出基準となりました。試験にはタイプCのリノベーターが使用されました。

その後間もなく、F型リノベーターを用いて、4.6平方ヤード（約4.6平方メートル）の汚れたカーペットで同様のテストが行​​われた。このカーペットもブリュッセルカーペットで、裏面に糊のついたもので、ハートフォードにある大型デパートの靴売り場で使用されていたものだった。このカーペットには1平方ヤードあたり約2オンスの埃が含まれていたが、表面には全く見えず、カーペットスイーパーで掃除した後や、ほうきで軽く掃いた後の平均的なカーペットと同じくらいきれいだったと思われる。

表1.
汚れたカーペットの洗浄テスト

リノベーターのタイプ。 あ C F
改修機の真空度、インチHg 2 4¹⁄₂ 1 2¹⁄₂ 4 3¹⁄₂
排出空気量（立方フィート/分） 16  27 24 37 44 59
除去された材料、合計に対する割合、1分。 50  60 37 39 47 35
除去された材料、合計に対する割合、2分。 72  81 52 59 63 55
除去された材料、総量の割合、3分。 85  90 59 66 71 69
除去された材料、合計に対する割合、4分。 90  95 61 72 83 77
除去された材料、合計に対する割合、5分。 93  98 66 75 87 84
除去された材料、合計に対する割合、6分。 95 100 67 82 90 89
1オンスあたりのHP 0。 037 0。 147 0。 045 0。 116 0。 252 0。 261
1分あたりの粉塵量（オンス） 1. 9 2. 0 1. 34 1. 64 1. 8 1. 78
リノベーターのHP 0。 07 0。 29 0。 06 0。 19 0。 45 0。 475
[35]

試験に使用したカーペットのサイズは常に同じではないため、このばらつきを考慮するため、タイプ F のリノベーターについては、実際の時間ではなく、各リノベーターが 1 平方ヤードのカーペットを洗浄するのに同じ時間をかける計算時間を使用しています。たとえば、タイプ F のリノベーターで洗浄された小さなカーペットの場合、60 × 4.6 ÷ 6、つまり 46 秒の間隔が、タイプ A および C のリノベーターでカーペットを 1 分間洗浄するのと同等とみなされました。この間隔は、3 種類のリノベーターで汚れたカーペットを洗浄した結果を示す反対側の表に 1 分として示され、プロットされています。

タイプ A の改修業者は、汚れたカーペットに最も効果的です。
3種類のリノベーターをそれぞれ最高吸引力で運転した際のテスト結果を図17にプロットし、比較を容易にしています。この曲線は、タイプAのリノベーターが、テストした他の2種類のリノベーターよりも短時間でより効果的な洗浄を行うことを示しています。

図17. 汚れたカーペット上での3つのリノベーターのテスト。

表の2行目は、試験中にリノベーター内で得られた真空度を示していますが、各タイプのリノベーターで達成された最高真空度は実質的に同じであることがわかります。この真空度は[36] それぞれのケースで 100 フィートのホースを使用して、ホース コックでの平均真空で真空が得られました。これは、各改修機で通常使用される真空発生装置を使用して商業的に操作した場合に得られる真空に相当します。通常使用される真空発生装置は、タイプ C の場合は 15 インチ、タイプ A の場合は 10 インチ、タイプ F の場合は 5 インチで、ホースは各システムで販売されているサイズです。

3 行目は、リノベーターを通過する毎分自由空気の立方フィートを示しており、タイプ A のリノベーターでは、他の 2 つのタイプよりも、同じ真空度でよりよい作業を行うために、はるかに少ない空気しか必要としないことを示しています。

これらの2行の測定値から、100%効率の断熱圧縮で、リノベーターを通過する空気を動かすために必要な馬力が得られます。結果は表の9行目に示されています。

これは、タイプ A の改修機が、他のいずれかのタイプの改修機に必要な電力の約 50% でより効果的な作業を行うことを示しています。

10 行目は清掃速度を示しており、ここでもタイプ A の改修業者が最も迅速に清掃を行っていることがわかります。

11 行目には、リノベーターの動作時に必要な馬力が表示されており、リノベーターの馬力が ¹⁄₄ 未満では効果的な洗浄が実現できないことがわかります。

タイプAリノベーターの場合、ツールの真空度が4¹⁄₂インチから2インチに低下すると、出力が大幅に低下し、その結果、効率もわずかに低下することに注意してください。タイプCリノベーターでは、真空度が低下するたびに、すでに低い効率がさらに大幅に低下するため、この特性は当てはまりません。タイプAリノベーターのこの特性については、ホースに関する章で後述します。

「人工的に」汚したカーペットのテスト。
—汚れたカーペットで使用した場合のさまざまなタイプのリノベーターの効果を決定した後、著者は、実際の汚れの代替として使用でき、汚れたカーペットで得られる結果とほぼ同等の結果をもたらす、どこでも簡単に入手できる物質を見つけようとしました。

[37]

筆者は、汚れたカーペットのテストに先立ち、約12平方ヤード（約1.2平方メートル）のウィルトンベルベットラグを用いて、この性質のテストを行いました。ラグに塗布したのは、実演で使用したのと同じ普通の小麦粉で、3ポンド（約1.4kg）をラグに置き、木の棒でできるだけよくこすり込みました。その後、直径1インチ（約2.5cm）のホース（50フィート）をセパレーターに取り付けたタイプAの洗浄機で、ラグを3分間洗浄しました。結果は以下のとおりです。

セパレーターの真空、
水銀入り。 除去された汚れの割合
。
 5 95
10 98
15 98
このテストの時点ではリノベーターの真空は測定されておらず、その量は正確にはわかりませんが、ほぼ同じ条件下でこのタイプのリノベーターを使用した追加のテストでは、次の結果が得られました。

ホースコックの真空、
マーキュリー製。 リノベーターの真空、
Ins. Mercury。
 5 3
10 6 ¹⁄₂
15 9
そして、これらのテスト中の改修装置の真空はほぼ同じであった可能性があります。

1 分間に 4 平方ヤードのカーペットが洗浄されたこのテストの結果と、1 分間に 1 平方ヤードしか洗浄されなかった汚れたカーペットのテストの結果を比較すると、カーペット洗浄テストを行う際に小麦粉は汚れの適切な代用物ではないことがわかります。

著者は、小麦粉は細かさは十分だが、重量が十分ではないと考え、非常に重く、同時に非常に細かいポルトランドセメントを、汚れたカーペットの代用品として試してみました。フィラデルフィアでクリーニングされたカーペットと同じものを使用し、6¹⁄₂オンスのセメントを混ぜ込みました。その後、タイプCのリノベーターで2¹⁄₂インチhgの真空洗浄を行い、2分間の洗浄でセメントの95%が除去されました。これは、カーペット受領時の汚れの59%に対して、95%が除去されたことを意味します。

普通の土、植木鉢から採取したもの。[38] しばらく乾燥させた後、同じカーペットにC型リノベーターと1インチHgを使用して試しました。この方法では、カーペットに付着していた汚れの52%に対して、2分で71¹⁄₂%の汚れが除去されました。

この汚れを水と混ぜて薄い泥状にし、カーペット全体に広げて乾燥させた後、洗浄しました。その後、この泥を11¹⁄₄オンス（約350g）を6平方ヤード（約1.8平方メートル）のカーペットに塗布し、C型リノベーターで4分間の洗浄で100%除去しました。吸引力は2¹⁄₂インチ（約2.75cm）で、カーペットに付着していた汚れの72%が除去されました。

著者の創意工夫が尽きそうになったので、彼は、50 メッシュのインチ スクリーンを通過する流砂を使用し、1 平方ヤードあたり 5 ¹⁄₂ オンスの流砂を長く起毛したブリュッセル カーペットに詰め、タイプ A および C の洗浄剤を使用して洗浄するという、スチュワート R. ミラー氏のテストを参照しました。

このテストにより、汚れたカーペットのクリーニングにおいて、著者がこれまで試したどの物質よりも、この物質を使用することで結果に近づくことが可能であることが示されました。著者は、タイプ F のリノベーター (10 インチ × ³⁄₄ インチのクリーニング スロット) とタイプ F¹ のリノベーター (15 インチ × ¹⁄₄ インチから ³⁄₄ インチのクリーニング スロット) を使用して、ミラー氏のテストを繰り返しました。これらのテストを複製するにあたり、著者は、ミラー氏が使用した方法に精通していた同研究所の卒業生である E.L. ウィルソン氏に協力してもらいました。彼の協力により、ミラー氏のテスト条件がほぼ正確に複製されました。ミラー氏と著者のテストの結果は反対側の表に示されています。各リノベーターで 1 平方ヤードのカーペットをクリーニングするのに同じ時間になるように、使用したカーペットのサイズに比例してクリーニング時間を補正しています。

表 2.カーペット1平方ヤード
あたり5¹⁄₂オンスの流砂を充填したカーペットの洗浄テスト
。

リノベーターのタイプ。 あ C F F¹
改修機内の真空、インチ。hg。 4¹⁄₂ 4 3¹⁄₂ 3¹⁄₂
排気量（立方フィート/分） 27 44  59  54
除去された材料、合計に対する割合、1分。 60 53  66  53
除去された材料、合計に対する割合、2分。 75 65  83  75
除去された材料、総量の割合、3分。 82 74  94  86
除去された材料、合計に対する割合、4分。 87 82 100  94
除去された材料、合計に対する割合、5分。 92 87 —— 100
除去された材料、合計に対する割合、6分。 95 93 —— ——
砂1オンスあたりのHP 0。 09  0。 138 0。 084 0。 109
1分あたりの砂のオンス数 3. 2 3. 1 5. 3 4. 0
これらのテストの結果は、図 18にグラフで示されています。これらの曲線を、汚れたカーペットの洗浄の曲線 (図 17 ) と比較すると、タイプ A のリノベーターによる洗浄の効率が低下するのに対し、他のすべてのタイプのリノベーターによる洗浄の効率が向上していることがわかります。タイプ C はタイプ A とほぼ同じ効率になり、タイプ F および F¹ のリノベーターはタイプ A よりも効率的になりました。この結果は、除去する物質の量が増えたこと (砂の場合は 1 平方ヤードあたり 5¹⁄₂ オンスに対して汚れの場合は 1 平方ヤードあたり 2 オンス)、または除去する物質の特性の変化 (砂は汚れの場合よりもはるかに鋭い表面を持っているため、カーペットに到達する前に足の下で必ず粉砕される必要がある)、またはカーペットの毛羽が長くなっていることによるものです。

[39]

図18. 流砂が詰まったカーペットの洗浄テスト。

材料量の増加が結果に及ぼす影響を判断するために、以下のものを使用してテストを繰り返した。[40] それぞれのケースでカーペット 1 平方ヤードあたり 1 オンスの砂を使用します。タイプ F¹ 改修業者に対するテストは省略します。

これらのテストは、糊代程度の短い起毛のブリュッセルカーペットで実施しました。カーペットに砂をできるだけ多く入れ、見えなくなるまで混ぜました。テストの結果は以下の表のとおりです。

表 3.
カーペット 1 平方ヤードあたり 1 オンスの砂を使用した洗浄テスト。

リノベーターのタイプ。 あ C F
改修機内の真空、インチ。hg。 2 4¹⁄₂ 1 2¹⁄₂ 4 3¹⁄₂
排出される空気量（立方フィート/分）。  16  27 24 37  44  59
除去された材料、合計に対する割合、1分。  48  54 45 48  50  50
除去された材料、合計に対する割合、2分。  70  87 60 63  65  73
除去された材料、総量の割合、3分。  91 100 73 75  77  87
除去された材料、合計に対する割合、4分。 100 —— 76 81  88 100
除去された材料、合計に対する割合、5分。 —— —— —— 88  97 ——
除去された材料、合計に対する割合、6分。 —— —— —— 92 102 ——
砂1オンスあたりのHP 0。 047 0。 143 0。 06 0。 195 0。 44 0。 223
1分あたりの砂のオンス数 1. 5 2. 0 —— 0。 92 1. 02 2. 11
高真空下でのこれらの試験の結果は、図19にグラフで示されています。これらの曲線を、起毛の長いカーペットから砂を除去した際に得られた曲線（図18）と比較すると、以下のことがわかります。

まず、タイプ A のリノベーターの効率が著しく向上し、これは汚れたカーペットを掃除する場合よりもわずかに優れています。

第二に、C型リノベーターの効率には実質的に変化がありません。

3 番目に、タイプ F のリノベーターの効率はわずかに低下しましたが、それでも汚れたカーペットを掃除する場合よりもはるかに高い効率を示しています。

改修作業員の行動の変化のうち、除去すべき材料の量の増加によるものがどの程度あるかを判断するために、長い起毛カーペットに残っている砂の量が1オンスであることを表す水平線を、[41]図18 に砂の量と砂の量の関係が描かれており、これを基準にすると、タイプAの砂除去機は3分でこの残留物を除去することがわかります。これは、短毛カーペットから同量の砂を除去するのに要した時間と同じです。しかし、長毛カーペットでは最初の4¹⁄₂オンスの砂が3分で除去されており、これは最後の1オンスの砂を除去する速度の4¹⁄₂倍です。これは、狭いスロットの砂除去機が、汚れたカーペットで遭遇する可能性のある量よりも多くの砂を処理できることを示しており、この砂除去機の効率が明らかに低下しているのは、除去する砂の量が増えたためではないことを示しています。

図 19. カーペット1平方ヤードあたり1オンスの砂を使用した洗浄テスト。

タイプCの改修業者は、長毛カーペットから1平方ヤードあたり最後の1オンス（約45g）を除去するのにタイプAの改修業者と同じ時間で完了したのに対し、短毛カーペットから同じ量の材料を除去するのにタイプCの改修業者はほぼ2倍の時間を要した（図19）。しかし、タイプCの改修業者は、最初の1平方ヤードあたり4¹⁄₂オンス（約45g）の除去に時間がかかった。

タイプFのリノベーション機は、長毛カーペットから1平方ヤードあたり最後の1オンス（約4.3g）を2分で除去しましたが、短毛カーペットでは同量の除去に2倍の時間を要しました。また、このリノベーション機は、長毛カーペットから最初の1平方ヤードあたり4¹⁄₂オンス（約1.8g）を2分で除去しましたが、タイプAでは3分、タイプBでは3³⁄₄分（約3.75分）を要しました。[42] Cタイプのリノベーターでは、同じ量の砂を除去するのに10分しかかかりません。したがって、幅広のスロットのリノベーターを使用した場合、毛足の短いカーペットよりも毛足の長いカーペットの方が砂がより速く除去されることがわかります。幅の狭いスロットのリノベーターでは、毛足の長いカーペットでも毛足の短いカーペットでも少量の砂を除去するのに同じ時間がかかります。

この現象は、砂の鋭いエッジが毛羽の側面に付着することでカーペットに保持されるためと考えられます。この現象は、毛羽の長いカーペットの場合、砂をカーペットのパイルに密着させることなく、見えなくなるまで削り取ることが容易なため、より顕著になります。幅広のクリーニングスロットを備えたクリーニング機がカーペットの上を通過すると、カーペットはスロット内にアーチ状に押し上げられ、毛羽の上端が分離されます。毛羽が長いほど、またはスロットが広いほど、この分離は大きくなります。毛羽の長いカーペットの場合、この分離によって砂はすぐに放出されますが、毛羽の短いカーペットの場合は、素材を見えなくなるまで削り取るためにより強い研磨が必要となるため、分離は少なく、砂がカーペットのパイルに付着しやすくなります。したがって、クリーニングスロットが広いほど、砂の除去速度が速くなります。これは、毛羽の長いカーペットでF型とF¹型のクリーニング機を用いた試験の比較からも明らかです。

狭いスロットのリノベーターでは、クリーニングスロット下のカーペットの反りは無視できる程度で、このタイプのリノベーターを長い毛足のカーペットから砂を取り除くのに使用してもメリットはありません。また、カーペットの毛足がクリーニングスロットの幅よりも長い場合もあり、その場合、毛足はクリーニングスロットの下で垂直位置に戻らず、押し下げられ、リノベーターの動作が阻害されます。効果的なクリーニングを行うためには、スロットの幅は常にカーペットの毛足の長さよりも長くする必要があると筆者は考えています。

上記のテストを行った直後、筆者は砂を詰めたカーペットを用いて、掃除機システムの仕様書の基準として用いることを目的としたカーペット洗浄試験の提案を試みるという、やや類似したテストを行う機会を得た。ウィルトンカーペットを使用したところ、タイプAとタイプCのどちらのリノベーターもテスト要件を満たさないことが判明した。結果は、[43] 既に述べた試験で得られた結果です。残念ながらタイプFのリノベーターは入手できませんでしたが、著者はタイプFの方がより良い結果が得られたと考えています。

その後、ブリュッセル産のカーペットを用いて試験を繰り返したところ、試験要件は容易に満たされました。この発見を受けて、著者は異なるメーカーのカーペットに砂を詰め、同じ条件で洗浄するという更なる試験を行いましたが、結果は均一ではなく満足のいくものには程遠かったため、人工的に汚れをつけたカーペットを用いた洗浄試験は断念しました。

筆者は、定期的な掃き掃除以外でカーペットに人工的に塗布した物質は、実際の清掃で得られる結果とは全く異なると考えている。カーペットに塗布できる物質の中で、カーペットに実際に存在する汚れとほぼ同等に除去が難しいのは砂だけと思われるが、多くの場合、この物質は一部のリフォーム業者にとって誤解を招き、不公平な結果をもたらす。人工的に作られた汚れでカーペットを人工的に汚した試験は、様々なタイプのカーペットリフォーム業者の相対的な効率を判断する上で、何ら価値のあるものではないと考えられる。

1910 年 10 月、ニューヨーク市のコンサルタント エンジニアである Sidney A. Reeve 氏が、ニュージャージー州プレインフィールドの Vacuum Cleaner Company の工場で一連のテストを行いました。その際の条件は、著者が行ったテストよりもはるかに均一な結果が得られるようなものでした。

これらの試験では、リノベーターは木製の台車にしっかりと固定され、直線の木製レール上を転がる構造となっていました。台車のスイーパーを支える部分はヒンジで台車の残りの部分と連結されているため、スイーパーはカーペットに自由に接触することができます。台車は大型のベルクランクに取り付けられており、ベルクランクは工場出荷時のシャフトから動力を受け、往復運動を行えます。ベルクランクの構造は、駆動力をいつでも容易にギアチェンジできるように設計されています。

カーペットは、床に適切に取り付けられた直線ガイドに沿って、掃除機の走行ラインに沿って移動できるように設置されたプラテン上にしっかりと張られていました。[44] まずカーペットの端をクランプでしっかりと固定し、クランプを緩めてカーペットを伸ばすようにしました。

テストは、まずカーペットの重量を測り、次にプラテンの上に伸ばし、その上に、会社の機械の分離器から採取した適切な既知の重量の汚れを散布し、糸くずや粗い繊維質の物質をふるいにかけ、カーペットの繊維に完全に踏み込み、その後、掃除機を所定の回数動かすというものでした。

ほとんどすべてのケースにおいて、同じカーペットを同じ量の汚れで繰り返しフレーム内に置き、さらに長時間洗浄することで、テストを繰り返しました。

すべてのテストは、記録に採用される前に繰り返し実施され、裏付けられました。テストは、実際の状況に可能な限り近づけつつ、明確かつ測定可能な状態を保つよう、あらゆる努力が払われました。

使用したカーペットはウィルトンカーペットで、標準幅27インチ、長さは1ヤード強でした。スイーパーのストロークは34インチ、速度は毎分40ストロークでした。スイーパーは長さ6フィート（約1.8メートル）、内径1⁵⁄₁₆インチ（約1.8メートル）の管状ハンドルに取り付けられ、直径1インチ（約2.5メートル）のホース50フィート（約15メートル）で分離機に接続されていました。

試験を行う前に、実験に使用したピストンポンプは回転式流量計を通してポンプを校正し、開放型入口から閉鎖系までの真空度ごとに1回転あたりに移動する空気量を慎重に測定した。各種リノベーターの試験では、各リノベーターに、比較対象となる他のリノベーターと同じ量の空気を通過させ、リノベーターおよびセパレーターにおける真空度は、この既知の空気量をリノベーターに通過させるのに必要な値とした。この方法は、著者らが用いた方法とは大きく異なる。著者らは、リノベーターヘッドにおける真空度を決定し、それを制限因子として用い、この真空度を生成するために必要に応じて空気量を変化させた。

3 シリーズのテストの結果が図 20 に示されています。この図は、面が 12¹⁄₂ インチ × ⁷⁄₈ インチで、クリーニング スロットが 11¹⁄₂ インチ × ⁵⁄₃₂ インチである Kenney タイプ A の改修装置で得られた結果を示しています。[45] 曲線Aは、スイーパーがカーペットに可能な限り完全に接触する角度でスイーパーのハンドルを傾けて作成しました。曲線Bは、スイーパーのハンドルを適正角度より5度低く傾けて作成しました。曲線Cは、スイーパーのハンドルを適正角度より約15度高く上げて作成しました。縦軸はカーペットの埃の量を40分の1ポンド単位で表し、著者はこれをオンス単位に換算しました。横軸はスイーパーのストローク数です。

図20. ケニーA型リノベーターによる3シリーズのテスト。

曲線BとCは、リノベーターがカーペット上の適切な位置から傾いた場合に生じる効率の低下を示しています。この効率の低下は、リノベーターの表面が広いほど必然的に大きくなります。これは、リーブ氏によるタイプCのリノベーターを用いた更なる試験でも示されています。この試験では、 図21に示すように、突入スロットを停止した状態で運転した場合、このリノベーターの効率がわずかに高くなることも示されています。

[46]

この曲線では、縦軸は通常の汚れの割合、つまり、清掃のどの段階でも汚れたカーペットに残っている可能性のある汚れの量を表し、横軸はスイーパーのストローク数を表しています。太い実線はインラッシュが開いているときの結果、点線はインラッシュが停止しているときの結果を表しています。曲線上の数字は、最良の清掃結果が得られる位置からハンドルをどれだけ動かしたかを表しています。

図21. リーブ氏によるC型リノベーターを使用したテスト。

図 22 は、リーブ氏がダブルクリーニングスロットを備えたタイプ D のリノベーターを使用して行ったテストの結果を示しており、このタイプのクリーナーはタイプ A ほど効率的ではなく、クリーニングに最適な角度からハンドルを傾けることの影響が大きいことを示しています。

上記のテストは、Vacuum Clean Cleaner Company の弁護士である Ewing and Ewing 氏のご厚意により公開されています。

これらのテストの実施方法は著者のものとは全く異なるため、両ケースで同一の条件が成立していたという保証のもと、結果を比較することは不可能である。リーブ氏がカーペットから採取した実際の汚れを人工的に充填したカーペットを用いて行ったテストの結果と、著者が自然に汚れたカーペットを用いて行ったテストの結果を比較すれば、別のカーペットから採取した汚れで人工的にカーペットを汚した場合と、自然に汚れたカーペットを掃除機で掃除した場合で、同等の結果が得られるかが明らかになるだろうと著者は考えた。

[47]

図22. リーブ氏によるD型リノベーターを使用したテスト。

著者は、これらの結果を、フィラデルフィアのカーペットに小型のタイプ A 掃除機 (表面 11 インチ × ¹⁄₂ インチ、清掃スロット 10 インチ × ³⁄₁⁄₆ インチ) を使って行ったテストと同じ、清掃したカーペット 1 平方ヤードあたりの時間単位に縮小しました。著者が使用したカーペットは 6 平方ヤードで、各コーナーに重りを付けて清掃していましたが、リーブ氏が使用したカーペットは幅 ³⁄₄ ヤードで、長さの約 1 ヤードを清掃し、相対的なサイズは 1 対 8 でした。著者のテストでの清掃時間は 6 分で、リーブ氏のテストでは ³⁄₄ 分の清掃、つまり掃除機のストローク 30 回に相当します。リーブ氏のテストでカーペットに残った粉塵の総量は ⁵⁄₄₀ ポンド、つまり 2.66 オンスでした。平方ヤードあたり2オンスを含むカーペットを使用した著者のテストと比較する。総量の割合の計算[48] リーブ氏のテストで掃除機を 5 回往復させるごとに除去される汚れの量と、著者が 1 分間のテストで除去された汚れの割合の比較を以下に示します。

表4.
リーブ氏と著者によるテストの比較

リーブ氏のテスト。 著者のテスト。
ストローク。 除去された材料、
全体の割合。 分。 除去された材料、
全体の割合。
 5 62 1  60
10 80 2  81
15 89 3  90
20 94 4  95
25 97 5  98
30 99 6 100
上記の比較は、図20の曲線Aを用いて、掃除機を床に対して最適な角度で当てた状態で行われた。2つの試験結果がほぼ一致していることは、掃除機で実際に別のカーペットから除去された汚れで人工的に汚したカーペットは、日常的な使用によってカーペットに染み込んだ汚れと同じくらい除去しにくいことを示している。この現象は、本章で説明した砂やその他の物質を詰めたカーペットの試験結果を参照すれば容易にわかるように、他の物質で人工的にカーペットを汚した場合には生じない。

筆者は最近、3種類の異なるリノベーターの比較試験を実施しました。リノベーターNo.1は、長さ14インチ（約34cm）、幅³⁄₄インチ（約3.7cm）の清掃スロットを備えており、スロットの縁は半径¹⁄₈インチ（約1.7cm）の円弧状になっています。この形状の清掃面は、被清掃面との接触面積が非常に小さく、約56立方フィート（約2cm）の大容量の空気を2インチ（約5.7cm）の真空吸引で取り込むことができます。これは実質的にタイプFのリノベーターであり、ハートフォードでの試験で使用されたものと同様です。

リノベーター No. 2 には、長さ 9¹⁄₂ インチ、幅 ¹⁄₄ インチの洗浄スロットがあり、リノベーターの表面は幅約 ⁷⁄₈ インチで実質的には平坦な表面で、典型的なタイプ B リノベーターです。

Renovator No. 3 には、長さ 7¹⁄₄ インチ、幅 ¹⁄₈ インチのクリーニング スロットがありました。[49] 幅が ³⁄₈ インチで、改修機の面が幅広で、エッジがわずかに丸みを帯びている、典型的なタイプ A の改修機です。

使用したカーペットは、コロニアル様式のベルベットラグで、毛足が1⁄8インチ（約1.5cm）で、密度が高く織り込まれた6平方ヤード（約6平方メートル）のものでした。このラグに、クリーニング機の選別機から採取した、糸くずやゴミをふるい分けた12オンスの土を詰め込みました。この土をカーペットに擦り込み、表面に汚れが見えなくなるまでこすり込み、その後、ブラシで軽く掃いて重量を測定しました。

このカーペットの洗浄では、リノベーターを毎分約70フィートの速度で表面全体に1回通過させました。No.1クリーナーでは6ストローク50秒、No.2クリーナーでは9ストローク77秒、No.3クリーナーでは12ストローク100秒かかりました。

その後、カーペットは計量され、広げられ、3回繰り返し、さらに計量され、広げられ、4回繰り返しました。この作業は、カーペットの重量が入荷時の重量から1⁄₂オンス以内になるまで繰り返されました。

3 台の改修装置はそれぞれ、改修装置で 2 インチの真空状態で動作しました。

これらの試験の結果は、図23の曲線1A、2A、3Aに示されています。これは、汚れの95%を除去するために、No.1リノベーターではカーペットを20回、No.2リノベーターでは15回、No.3リノベーターでは8回、リノベーターを通過させる必要があったことを示しています。

その後、各リノベーターで同様のテストを実施しました。リノベーターの真空度は4.5水銀柱インチでした。結果は曲線1B、2B、3B（図23）に示されています。これらの曲線から、汚れの95%を除去するには、No.1リノベーターではカーペットを11回、No.2リノベーターでは6¹⁄₂回、No.3リノベーターでは4¹⁄₂回通す必要があることがわかります。

これらのテストはすべて同じカーペット、同じ量の汚れ、そしてリノベーターを同じ速度で動かした状態で実施しました。結果を比較することで、リノベーター内の真空度が異なる場合における、異なるタイプのリノベーターの効率性を明確に示すことができ、したがって、本章で述べたリノベーターの効率性に関する記述の最も決定的な証拠となります。

著者が観察したすべての洗浄テストは、[50] リノベーター内の真空度が高いほど、洗浄はより迅速かつ効果的になります。また、リノベーターを通過する空気量が少なくても、同じ真空度であれば、リノベーターの効率は同程度です。したがって、最も効果的で経済的なリノベーターとは、通過する空気量を最小限に抑えながら、最も高い真空度を実現するリノベーターであると言えます。

図23. 異なる真空度における異なるタイプのリノベーターの効率を示すテスト。

リノベーター内の真空度が異常に高くなると、リノベーターがカーペットに密着しすぎて操作が困難になり、カーペットの摩耗が早まる傾向があります。[51] この高真空と大量の空気の排出により、洗浄の効率と速度の向上を上回る電力がリノベーターで消費されることになります。

クリーニングスロットが広いほど、内部の真空度が高い場合でも、リノベーターがカーペットに張り付く傾向が高くなることは明らかです。筆者は、³⁄₁₆インチのクリーニングスロットを備えた10インチのリノベーターを、最大9水銀柱インチの真空度で操作した際に特に問題を感じたことはありませんが、スロットの広いリノベーターは、内部に高い真空度が存在すると、常に強く押し込んでしまいます。

さまざまなタイプのリノベーターを運用するために必要な努力。
筆者は、様々な条件下で様々なタイプのリノベーターを操作するために必要な労力を測定するため、一連のテストを行いました。これらのテストでは、リノベーターをバネ秤に取り付け、床に沿って引っ張りました。リノベーターを動かすのに必要な引力は、秤の読みによって観察されました。このテストでは、3種類のリノベーターが使用されました。タイプAは、幅⁵⁄₁₆インチ、長さ12インチのクリーニングスロットを備えています。タイプCは、幅⁵⁄₁₆インチ、長さ12インチのクリーニングスロットと、幅¹⁄₄インチ、長さ12インチの補助突入スロットを備えています。タイプFは、幅³⁄₄インチ、長さ10インチのクリーニングスロットを備えています。結果は次のとおりです。

表5.
清掃用具の操作に必要な労力

カーペットの一種。 リノベーターのタイプ
。 インディアナ州
リノベーターの掃除機。
引っ張る、
ポンド。 空気、
立方フィート/
分
ブリュッセル、ショート あ 8 20 27
昼寝、背中を閉じる C 6 ¹⁄₂ 17 31
F 3 ¹⁄₂ 11 59
アクスミンスター、長い昼寝 F 3 ¹⁄₂ 14 59
ベルベット、接着剤付き あ 8 ¹⁄₂ 18 28
サイズバック C 6 ¹⁄₂ 17 31
ベルベット、接着剤なし あ 3 ¹⁄₂ 15 40
サイズバック C 1 12 45
リノリウム あ 13 23 12 ¹⁄₂
C 1 10 40
ブリュッセルと接着剤サイズのベルベットを操作する場合、すべてのタイプのリノベーターを動かすために必要な引力は、真空度の程度に直接比例することに注意してください。[52] どちらのカーペットでも、各リノベーターの排気量は同じですが、タイプごとに異なります。この場合、カーペットを通り抜けてリノベーターに入る空気は非常に少なく、そのため、タイプCリノベーターの流入スロットの作用はわずかにしか感じられないことが明らかです。糊のきいた裏地のないベルベットカーペットでは、流入スロットとカーペットを通り抜ける空気の量が多いことが相まって、大量の空気が通過します。一方、リノベーターで維持される真空状態は、タイプAリノベーターで同じ量の空気が通過する場合に比べて大幅に低下します。この場合、タイプAリノベーターに入る空気のほぼすべてがカーペットの裏側から来ています。これらの条件下でタイプCリノベーターを使用した場合の清掃効率への影響は、以前のテストを参照することで容易に想像できますが、同じ量の空気を通過させた場合、タイプAリノベーターよりも大幅に低下します。リノリウムの場合、C型リノベーターの流入スロットの作用により、リノベーター下の真空度は大幅に低下しましたが、通過する空気量はA型リノベーターを通過する空気量を大幅に上回りました。異なるカーペットメーカーにおけるリノベーターの挙動の違いは、カーペットを通過してリノベーター内へ流入する空気量の違いに大きく起因していると考えられます。

リノベーター内の真空度が同じであれば、すべてのタイプを同じように押しやすく、リノベーター内の真空度が良好な清掃結果を得るために必要なレベルよりも高くなると、リノベーターを操作するために不必要な労力が必要になることは明らかです。

さまざまなタイプの改修業者によるカーペットの相対的な損傷。
筆者は、様々なタイプのリノベーターを使用した場合のカーペットへの相対的なダメージを調べるために、いくつかのテストを行いました。その結果、リノベーターのエッジが非常に鋭利に作られている場合、かなりの毛羽が引き抜かれることがわかりました。しかし、エッジをわずかに丸くし、狭すぎないようにすれば、リノベーター内の真空度が5水銀柱インチを超えない限り、上記のどのタイプのリノベーターを使用しても過度の摩耗は発生しません。

[53]

著者は、最良の結果を得るには、改修作業現場での真空度は 3¹⁄₂ インチ水銀柱以上であるべきであり、十分な作業を行うには少なくとも 2 インチが必要であると考えています。一方、操作を容易にし、カーペットの過度の摩耗を防ぐためには、真空度は 5 インチを超えないようにする必要があります。

いずれの場合でも、どのタイプの改修業者を使用するのが最も経済的かを決定する前に、実行する清掃の特性を考慮する必要があります。

本章で検討した様々なタイプのリノベーターのうち、タイプCはタイプAやタイプFほど効果的な除塵効果がなく、タイプFよりもゴミの除去効果も高くないため、直ちに除外できます。タイプDのリノベーターの試験では、除塵効果はタイプAほど高くなく、ゴミの除去効果も高くありません。タイプEのリノベーターはタイプCの改良版であり、タイプCよりも優れている可能性は低いでしょう。

したがって、タイプAとタイプFのどちらかを選択することになります。前者は圧倒的に優れた除塵性能を備えており、後者はマッチ、葉巻やタバコの吸い殻、小さな紙片といった小さなゴミをある程度拾い上げます。これらのゴミが大量に発生する可能性がある場合、リノベーション業者がそれらを拾い上げることができる能力がより重要になります。しかし残念ながら、これらのゴミが見つかった場合、専用に設計されたリノベーション業者でなければ拾い上げられない、はるかに大きなゴミも混在している可能性があり、それらを除去するには別の手段を講じる必要があります。

住宅、個人事務所、そしてカーペットやラグが使用される可能性のあるほぼすべての場所では、ゴミ箱やゴミ箱が設置されており、前述の物品は床ではなくそこに捨てられます。したがって、改修業者は埃、葉巻の灰、砂や泥のみを除去する必要がありますが、これらはすべてA型改修業者で容易に除去でき、F型改修業者よりも消費電力が少なくて済みます。

控室、応接室、その他不特定多数の人が立ち入り、カーペットが敷かれていることもあるオフィスなどの公共の場所には、A型ではなくF型清掃機で回収できる物品が置かれている可能性があります。このような場所の清掃には、F型清掃機が必要ですが、かなり多くの電力を必要とします。[54] 筆者は、たとえこのタイプの部屋を含む建物であっても、タイプAを除外してこのタイプの清掃機を使用する理由はないと考えている。建物内にゴミが落ちない部屋が複数ある場合は、両方のタイプの清掃機をそれぞれ適切な場所に設置して使用することを推奨する。これにより、ゴミが落ちない部屋の清掃にかかる電力を大幅に節約できる。

住宅工事においては、ゴミを吸引できるカーペットリノベーターを設置する必要性は低く、また、大量の空気を必要とする裸床の清掃もほとんど行われません。そのため、タイプAのリノベーターを採用すれば、排気容量の小さい設備を設置することができます。

すべての清掃が営業時間後に行われ、建物に独自の発電所が備えられ、清掃員が最小限の道具ですべての部屋を清掃する能力と清掃のスピードが求められる大規模なオフィスビルでは、必要な追加電力はそれほど重要ではないため、すべてのカーペット作業にタイプ F の改修機のみを使用する方が良いと思われます。

まとめると、著者は、タイプAとタイプFの改修業者はそれぞれ適切な用途を持つものの、タイプAの有用性は最も広く、かつ他方の用途を侵害する必要はないと考えている。また、近い将来、メーカー側もこの事実に気づき、両タイプの改修業者がメーカーとユーザーの利益のために協力し合うようになると確信している。

[55]

第4章
その他の改修業者
カーペットリノベーターに次いで重要なリノベーターは、むき出しの床面を清掃するために使用されるものです。このリノベーターの最も初期の形態は、ケニー氏によって導入された振動床型でした。これは、ケニー氏が導入した狭幅スロットカーペットリノベーターの改良版でした。本体は湾曲しており、2つの小さな車輪またはローラーで支えられていました。これは、図24に示すように、清掃スロットを被清掃面に接触させることなく、被清掃面に近づけることを目的としています。

図24. 初期の裸床改修機。

図 25. 後期型の裸床改修機。

この形式のリノベーターは、リノベーター本体とハンドルを接続するステムまたはチューブの、清掃対象面に対する角度が変化すると、その作用が効果的に働かなくなる傾向があるため、実用的ではないことが判明しました。角度が小さいと、清掃スロットと床面の距離が長くなり、空気が清掃対象面に接触することなく清掃スロットに侵入する可能性があり、角度が大きいと、リノベーターの刃先が床面に当たり、損傷を与える可能性があります。

この改修機が搭載されていた車輪またはローラーは、[56] 車輪が非常に小型であったため、表面と軸受けの両方が急速に摩耗し、車輪が少しでも摩耗すると、リノベーターは実質的に使用できなくなりました。上記の欠陥のため、この形式のリノベーターは導入後まもなく廃止されました。

次に試されたリノベーターの形状は、一般的に堅木張りの床の清掃に使用されていた、一般的な軟毛ブラシの改良型でした。ブラシは、カーペットリノベーターの清掃スロットと同様の形状をした本体の清掃スロットの縁に沿って配置されました。ブラシの先端近くまで伸びるゴム製または革製のカーテンまたはスカートが、これらのブラシの内側に配置され、リノベーター本体に流入する空気が清掃対象面に密着するようにしました。このタイプの一般的な形状を図25に示します。

図 26. 別のタイプの裸床改修機。

このタイプの床洗浄機は、振動式床洗浄機よりも効率的ではあるものの、元の床ブラシと同様に、汚れを床面に沿って押し流す傾向があるという欠点がありました。また、空気が洗浄対象面に密着することなく、床洗浄機本体に侵入する傾向が強すぎました。このタイプの床洗浄機、あるいはその若干の改良型は、現在もなお研究が続けられています。[57] 現在、多くのメーカーが使用していますが、裸床クリーナーとして効果的なことはこれまで一度もありませんでしたし、今後も決してないでしょう。

このタイプの裸床リノベーターの改良版として、ブラシを短く太くし、スカートまたはフラップを外側に配置し、ステムに回転ジョイントを設けたものが図26に示されています。この配置は、ブラシの幅が広く短いため、空気が清掃面に密着することなくリノベーター本体内に入り込む可能性が低くなり、以前のタイプよりも改良されています。ただし、依然として汚れを押し出す傾向があり、完璧な裸床クリーナーとは程遠いものです。

図 27. フェルト製の清掃面を備えた裸床リノベーター。

裸床リノベーターの次の改良点は、図27に示すように、毛ブラシを廃止し、フェルト製の清掃面を採用したことです。このタイプのリノベーターでは、本体に入る空気はフェルトと清掃面の間、またはフェルト自体を通過する必要があり、その空気量はわずかです。このリノベーターはタイプAカーペットリノベーターよりも清掃スロットが広く、同じ真空発生装置、ホース、配管を使用するため、特に研磨床で使用した場合、かなりの真空状態が生成されます。研磨床での使用は、リノリウムでタイプAカーペットリノベーターを使用した場合とほぼ同じ条件です。スロットが広いため、リノベーターを移動させるのに労力がかかりすぎて操作が困難になります。この問題は、柔らかいフェルトを使用することで解決できます。フェルトの開いた気孔に十分な空気が通過することで、内部の真空状態が緩和され、操作が容易になります。残念ながら、このフェルトは床のような硬い表面で使用すると急速に摩耗するため、使用には適していません。[58] フェルトには開口部が設けられており、十分な空気が通過することで、リノベーター内の真空状態を動作限界まで下げることができます。これらの開口部は様々な形状をとっています。例えば、図28に示すように、フェルトをX字型と菱形を交互に配置し、小さな隙間を設けて表面に接着する方法があります。しかし、これらの小さな隙間は接着剤で固定する必要があるため、簡単に剥がれてしまい、リノベーターの効率が低下します。

図 28. 珍しい形状のスロットを備えたむき出しの床の改修。

現在では標準となっているもう一つの方法は、リノベーターの両端を十分に開いて操作を容易にすることです。この方法は、両端の開口部で高い速度を生み出すため、壁際や隅の清掃に非常に効果的です。これらの開口部がないと、大量の埃が常に溜まり、除去が困難になるからです。

これらのフェルト面のリノベーターは摩耗が激しいことが判明したため、摩耗がフェルトの端から発生するように配置された硬質フェルトまたは合成ゴムストリップに交換しました。フェルトまたはゴムは金属シェルの外側にねじ止めされ、金属面から十分に突出しているため、金属表面が洗浄面に接触する前にフェルトまたはゴムがかなり摩耗します。摩耗が進行した場合、フェルトストリップは容易に新しいものと交換できます。端部は約1⁄2インチ開いたままにされ、流入空気の流入路を形成します。このようなタイプを図29に示します。

図 29. 硬質フェルトまたは合成ゴムストリップを使用した裸床の改修。

このリノベーターは、上記のいずれの形態においても、空気の通過が毛ブラシに比べて大幅に改善されています。[59] リノベーター本体に注入された洗浄剤は、洗浄する表面に密着する必要がありますが、それでも汚れを押し出す傾向があるという欠点があります。

前述のリノベーターの改良型として、フェルトで覆われたリノベーターの摩耗面が図30に示すように丸みを帯びた形状に設計されているものが導入されている。この形状の裸床リノベーターでは、リノベーターに流入する空気は清掃対象面に密着するだけでなく、リノベーターが床面上で押し出される際に、塵埃がリノベーターの曲面の下に押し込まれ、空気流の経路に直接取り込まれる。

図 30. 丸みを帯びた摩耗面を備えた裸床改修機。

最後に挙げたタイプは、研磨床、非研磨床を問わず、清掃において最も効果的です。ただし、詰まりや操作の妨げを防ぐために、流入スロットを設ける必要があります。タイプAカーペットリノベーターで2インチの真空を発生させるホースと真空発生装置を使用して操作する場合、少なくとも30立方フィートの空気がリノベーターを通過する必要があります。タイプAカーペットリノベーターで4¹⁄₂インチの真空を発生させるシステムを使用して操作する場合、操作を容易にするために、少なくとも70立方フィートの空気がリノベーターを通過する必要があります。

これらのリフォーム機では、真空度を変えずに空気量を増やすことで、カーペットリフォーム機と同様に効率も向上します。カーペットよりも、むき出しの床では大量の埃や小さなゴミに遭遇する確率がはるかに高いからです。通過する空気量が増えることで、少ない量の場合よりもはるかに重い物を吸い取ることができます。また、深い隙間や床の隙間から埃を取り除くことも可能です。[60] トロリー車の床のスラット間など、リノベーターの顔と接触しない表面からの清掃は、少ない空気量では不可能です。空気量が多いと小型のホースやパイプが使用できなくなるため、より大きな物体を搬送できるようになります。大量のむき出しの床を迅速に清掃する必要がある場合は、空気量が多い方が良いでしょう。

図30a. TUECスクールツール。

ユナイテッド・エレクトリック・カンパニーは最近、非常に興味深いリノベーター（図30a）を開発しました。これは「トゥエック・スクールツール」として知られています。これは、両端が開いたむき出しの床面に設置するツールです。伸縮式で、バネ式ガイドレールを備えた3つの車輪の上に設置されており、学校の机の脚間の正確な距離に合わせて調整できます。リノベーターを通過する空気によって駆動されるタービンモーターが、ウォームギアとクラッチを介して2つの車輪を駆動します。

使用にあたっては、このツールを机の列の正面の反対側に設置します。タービンに連結されたクラッチが、ツールを机の脚の間を通って教室の奥へと推進します。ツールが教室の奥の壁に当たると、クラッチが解除され、ホースが引き込まれてツールが引き戻されます。バネ式ガイドにより、清掃スロットは机の脚の間を通過する際に長くなり、これによりこれらのスペースが清掃されます。その後、ツールは通路上へと送られます。車輪は、上昇時には通路の左側に沿うように、後退時には通路の右側に沿うように設定されています。このタイプのツールを使用することで、教室の清掃時間を大幅に短縮できます。ただし、残念ながら、このツールは台座式スツールが使用されている場所では使用できません。

壁、天井、その他同様の性質を持つ平らな表面の清掃には、実質的には剛毛ブラシが唯一の改修用ブラシとして使用されます。

これらのブラシにはゴム製のスカートは使用できず、この改修業者が扱う傷つきやすい床面には刺激が強すぎるため、綿フランネルまたは非常に柔らかいフェルトが代わりに使用されます。このスカートの材質変更により、ブラシの床面にゴムや硬いフェルトを使用した場合よりも、空気がクリーナー内に短絡し、清掃面に密着することなく、より効果的に空気を吸い込むことができます。

[61]

このような表面から除去すべき物質は、表面に堆積しただけで研磨されていない非常に軽い塵埃であるため、容易に除去できます。少量の空気を通した剛毛ブラシを使用してこの物質を除去すると、大部分の塵埃は突起部やその他の堆積箇所から押し出され、床に落ちます。この塵埃は、床リフォーム機を使用した2回目の作業で除去する必要があります。実際、通常の剛毛ブラシを使用した後に床リフォーム機を使用すると、少量の空気を通した剛毛壁用ブラシを使用した場合とほぼ同等の結果が得られます。しかし、リフォーム機に大量の空気を通すと、この軽い表面の塵埃はすべて高速で移動する気流に巻き込まれ、リフォーム機が清掃対象の表面に直接接触することなく、効果的な清掃が可能になります。

著者は、壁、天井、その他類似の平面を少量の空気で効果的に清掃するには、異なる形式のリノベーターが必要であると考えており、綿フランネルなどの柔らかい素材でできた清掃面を持ち、清掃面上を移動させて密着させ、表面を傷つけることなく清掃できるリノベーターの使用を推奨する。作業面として使用する必要がある素材の柔らかく開いた繊維により、流入スロットや開口部を使用しなくてもリノベーター内に十分な空気が入り、はるかに良好な結果が得られる。現在まで、このような目的のために設計されたリノベーターはないが、その理由は著者にもわからない。そのようなリノベーターが開発されるまでは、この種の表面を清掃するには大量の空気が必要となる。

図31. 彫刻やその他のレリーフ作業用の丸毛ブラシ。

壁用ブラシのこの欠陥を如実に示す事例として、筆者は最近、米国財務省ビルの壁掃除作業員の一団を観察した際に気づいた。彼らは最も高性能な携帯用掃除機を所有していたが、付属の壁用ブラシの代わりに、油を染み込ませて自然乾燥させた布製モップ、「ダストレスダスター」で壁をこすっていた。このモップは棒の先端に取り付けられていた。作業員たちは、このダストレスダスターを、掃除機のホースにリノベーターを取り付けずに頻繁に掃除していた。この掃除機は、[62] ブラシを使用した場合、1分間に約30立方フィートの自由空気が通過しました。これらの作業員は、壁ブラシを直接表面に当てて壁の埃を取り除こうとするのは実質的に無駄であることを経験から学んでいたことは明らかであり、必然的に採用した回りくどい方法によって、はるかに良い結果を達成していたことは間違いありません。

彫刻やその他のレリーフ作品では、非常に長い毛と綿ネルの縁取りを備えた丸毛ブラシがほぼ普遍的に使用されます。このタイプの修復ブラシは図31に示されています。

このような表面は凹凸があるため、リノベーターに大量の空気が通らなければ、密着した接触は得られず、実質的に効果は得られません。大量の空気が通る場合は、図32に示すように、直径約³⁄₄インチの円形開口部を備えた、直線状のゴム製先端を持つコーナークリーナーを使用することで、この性質の表面をほぼ同等の洗浄効果を得ることができます。このリノベーターは非常に高い速度で空気を送り出し、手の届きにくい場所の埃を吸い取ります。このタイプのクリーナーは、床と壁が交差する部屋の隅の清掃にも非常に効果的です。[63] まさに埃を溜め込む存在であるこれらの家具の掃除は、重要であると同時に難しい作業でもあります。金庫、机、その他の家具の小さな収納スペースも、この小さな掃除道具を使えば、収納スペースの前面に差し込むだけで簡単に掃除できます。

図 32. 彫刻やその他のレリーフ作業に使用するゴム製のコーナークリーナー。

図33. 初期のタイプの室内装飾改修機。

このリノベーターが効果を発揮するには、毎分約55立方フィートの空気を通気する必要があり、リノベーター内部の真空度は約3¹⁄₂水銀柱インチ（約1.37cm3/4インチ）が必要です。空気量が少ない場合は、圧縮空気を用いて救援作業場、鳩小屋、その他のアクセスしにくい場所から粉塵を吹き飛ばし、その後、よりアクセスしやすい場所に粉塵が溜まった後に、他のタイプのリノベーターで粉塵を回収する方が効果的だと著者は考えています。

清掃対象面に最も悲惨な結果をもたらした洗浄機は、家具や室内装飾品のリフォーム機です。これはほとんどの場合、小型のカーペットリフォーム機の形をとっています。サニタリーデバイス製造会社が長年使用してきたタイプの室内装飾品リフォーム機を図33に示します。このリフォーム機は中央に吸引口があり、両側の清掃口とは、リフォーム機の作業面から1⁄3₂インチ以内まで伸びる仕切りによって仕切られていました。ホースが接続された一端はハンドル状になっていました。この洗浄ツールでは、吸引口が真空ブレーカーの役割を果たすため、リフォーム機内で高真空を得ることは不可能だと考えられていました。しかし、室内装飾品の表面は家具にしっかりと固定されていないため、洗浄機内に吸い込まれ、仕切りの下の空間が閉じられ、高真空を得ることができました。これにより、リフォーム機は[64] スティックは引っ掛かりましたが、インラッシュの両側の狭いスロットのおかげで、布地は引っ掛かりませんでした。

他のメーカーは、1/4インチ（約1.5cm）幅の単一のスロットを備えたリノベーターを使用していました。家具の張り地がクリーニングスロットからリノベーター内に引き込まれ、非常にきつく挟まってしまい、リノベーターを取り外すために家具から張り地を切り離さなければならなかった事例が記録されています。この問題を克服するために、あるメーカーはリノベーターを2つのパーツに分け、ネジで固定することで、万が一リノベーターが引っかかっても分解して張り地を取り外せるようにしました。

多くのメーカーは、直線型洗浄機の洗浄面に仕切りを設け、洗浄スロットを複数の小さなスロットに分割することで、布地の引き込みを抑制しようと試みてきました。これらの洗浄機は、一般的に2つの形態をとっています。1つは、図34に示すように、洗浄機の長手方向に狭いスロットが走る構造です。この構造は破壊性を大幅に低減しますが、布地が洗浄機内に引き込まれることを完全に防ぐことはできません。図に示すように、洗浄機の仕切りが連続している場合、洗浄されない部分が出てきます。もう1つの形態は、図35に示すように、短いスロットを使用し、1つのスロットの上部が隣接するスロットの下部に重なるように傾斜させています 。この形態の洗浄機は、その全長にわたって効果を発揮し、各スロットの面積が小さいため、布地を洗浄スロット内に引き込むことは事実上不可能です。特にレースのカーテンやシルクのカーテン、その他の非常に軽い生地を洗う場合には、前者のタイプよりも優れていると筆者は考えています。

図 34. 家具の損傷を防ぐための狭いスロットを備えた室内装飾改修機。

しかし、排気装置がそのような特性を持ち、ホースと配管が実質的に[65] 通過する空気の量にかかわらず、リノベーター内の真空度が一定に保たれ、この真空度が5～6水銀柱インチを超えない限り、幅¹⁄₄インチ以下の洗浄スロットを持つストレートスロットリノベーターを使用して軽量生地を洗浄しても、破滅的な影響は発生しません。このタイプのリノベーターは、上記の特性を持つシステムと組み合わせて使用​​することで、迅速な洗浄が求められる場合に推奨されます。

布張りの改装用ブラシは、最も使いやすい衣類用クリーナーになります。また、長さ 4 インチ以下、幅 ³⁄₄ インチ以下の小型の毛ブラシは、最も使いやすい帽子用ブラシになります。

図 35. 短いスロットを備えた別のタイプの室内装飾改修機。

重要なリノベーターの一つは、セクション間や暖房用ラジエーターの裏側の清掃に使用されます。この用途には、先端が平らになったチューブが最も効果的です。このリノベーターとハットブラシツールを組み合わせることで、図書館での使用に最適な2つのリノベーターが完成します。毎分20立方フィート以下の空気で効果的な清掃が可能ですが、空気量が多いほど作業速度ははるかに速くなります。

図36. ハンドブラシタイプのリノベーター。

時々備え付けられる別の形態のリノベーターは、小型ハンドブラシです。これは、図36に示すように、長さ約8インチ（約20cm）、幅約2インチ（約5cm）の剛毛ブラシで、片方の端にホース接続部が設けられています。このリノベーターは、木製の家具、棚、テーブル、その他手の高さにある水平面の清掃に便利ですが、リノベーター本体への空気の流れがショートする傾向があるため、空気量が少ないと効果的に機能しません。

[66]

多くのメーカーが階段清掃用の専用リノベーターを製造しています。これはほぼ全て、約10cm四方の毛ブラシの形をしています。リノベーターがステムにしっかりと固定されている場合、このタイプのリノベーターは便利で、ほぼ必需品です。しかし、スイベルジョイントが付いている場合は、通常のカーペット用または裸床用のリノベーターと同等の利便性があり、サイズが大きいため、より迅速に清掃できるため、階段リノベーターは不要になります。

コルク工場の床からコルクの粉塵を除去する、証券取引所の床から電報用紙を拾い上げる、時計工場で包装紙を拾い上げるなど、まれに通常とは異なる清掃が必要となる場合には、大きな開口部と大容量の排気口を備えた特殊なタイプのリノベーターが必要になります。これらの機器は、一般的にカーペットリノベーターに似た形状をしていますが、スロットがはるかに広く、リノベーターが作動しているときは、その前端が床面からわずかに持ち上がるようになっています。これらのリノベーターは、特別に設計された目的以外には使用できず、通常のタイプのリノベーターに通常提供される量を超える空気を必要とするため、単に特殊機器とみなされ、通常の清掃システムに装備する必要がある装備の一部にはなりません。

特別なシステムと器具を必要とするもう一つの種類のクリーニングは、毛皮の再生です。毛皮はブラッシングしてはいけません。ブラッシングすると毛が絡まり、再生とは逆の効果をもたらすからです。毛皮の再生に適した唯一の手段は圧縮空気であり、この作業に最適な再生機の形状は、先端が平らになったストレートノズルで、長さ約4インチ、幅¹⁄₃₂インチ以下のスロットがあり、そこから薄いシート状の空気が噴出します。空気が毛皮の下の皮膚に当たるような角度でノズルを保持することで、毛皮の徹底的な再生が可能です。

枕の再生には、側面に小さな穴が開いた中空の針に圧縮空気を送り込むのが最適です。針をカバーを通して羽毛の塊に突き刺すと、空気が絡み合った羽毛をほぐし、枕に詰めた当初とほぼ同じ状態に戻すことができます。

[67]

排気から圧縮へと逆転できるように空気除去システムの配置が装備を複雑にし、初期コストを増加させるため、またこの特性の清掃はまれな間隔でのみ必要なため、これらの改修装置は特別なものとみなされ、平均的な装置に含める必要はありません。

著者は、稼働中の各リノベーターから毎分20～30立方フィートの空気が排出され、著者が「小容量」システムと分類するシステムのリノベーター機器には、備え付けられる各「セット」に以下のリノベーターが含まれている必要があると考えています。

クリーニングスロットが ¹⁄₄ インチ、長さが 12 インチのカーペット リノベーター 1 台。

長さ 12 インチ、曲面フェルトで覆われた床リノベーター 1 台。

長さ 12 インチの壁リノベーター 1 個。コットン フランネルで曲面仕上げ。

¹⁄₄ インチ x 4 インチのスロットを備えた室内装飾改修機 1 台。

片隅のクリーナー。

ラジエータークリーナー1個。

さらに、各インストールには 1 つ以上のハット ブラシが含まれている必要があります。

著者が「大容量」システムと分類している、稼働中の各リノベーターから毎分70立方フィートの空気が排出されるシステムのリノベーター機器には、備え付けられる各「セット」に以下のリノベーターが含まれている必要があります。

¹⁄₄ インチ x 15 インチのスロットを備えたカーペット リノベーター 1 台。

長さ 15 インチ、曲面フェルトで覆われた床リノベーター 1 台。

長さ 12 インチ、幅 2 インチのスカート付き毛が付いた壁用ブラシ 1 本。

片手用ブラシ、端にホース接続部付き、長さ 8 インチ、幅 2 インチ。

緩和作業用の 4 インチ丸型ブラシ 1 本。

室内装飾リフォーム業者1社。

片隅のクリーナー。

ラジエーターツール1個。

各システムに少なくとも 1 つのハット ブラシ。

備えるべき改修機の数は、当然のことながら、少なくとも清掃機の数と同じでなければならない。[68] 工場で処理できる量であり、住宅を除くすべての建物では、各階に1組の改修担当者を配置する必要があります。非常に大きな建物でない限り、これで十分でしょう。

いかなるリノベーターの摩耗面も、真鍮やアルミニウムなどの軟質金属で作られてはなりません。なぜなら、システム内で常に最も速度の高いリノベーターの摩耗面を通過する粉塵の作用により、これらの部品が粗くなり、洗浄面に過度の摩耗が生じるからです。摩耗面には、打ち抜き鋼板が間違いなく最適な素材であり、鋳鉄がそれに次ぐものです。これらのみが使用が許可されるべき素材です。

[69]

第5章
ステムとハンドル
さまざまな形式のリノベーターについて詳細に説明しましたが、次に取り上げる機器は、リノベーターとクリーニング ホースの接続です。これは、リノベーターから真空発生器の排気側の大気へと向かう、埃を含んだ空気の導管を形成する装置の次の部分です。

リノベーターを清掃対象面上で移動させるためには、堅牢なハンドルが必要です。また、作業者が立ったまま様々な面に到達できるようにするには、このハンドルは相当の長さがあり、かつ長さを調節可能である必要があります。さらに、このハンドルには、塵埃を含んだ空気の通路を設ける必要があります。これらの条件を最もよく満たすのが、筆者がステムと呼ぶ金属製のチューブです。

これらのステムは様々な金属で作られてきましたが、最初は真鍮の引抜材が使用されました。これはおそらくニッケルメッキに最も適していたためでしょう。初期のシステムでは、ほぼ例外なく外径7⁄8インチの16番ゲージチューブが使用され、ステムを床に対して45°の角度で保持した際にホースがステムから垂直に垂れ下がるように、上端が約135°の角度で曲げられていました。

これらのステムの下端は、清掃作業員が適切な清掃姿勢を取った際に、床に対して前述の角度となるように、清掃作業員にしっかりと固定されていました。ステムの湾曲部分を高くするため、ステムは約5フィート（約1.5メートル）の長さに作られました。

A型カーペットリノベーション機で操作した場合、これらの湾曲したステムは明らかに満足のいくものでした。しかし、デパートなど、露出したカーペットが多い場所で使用した場合、[70] 床清掃が必要であったため、砂埃のブラスト作用により、ステムは湾曲部分で切断されました。むき出しの床での作業でこれらのステムが切断されたことは、カーペット清掃では問題ありませんでした。しかし、むき出しの床の改修機を通過する空気量が多いため、ステム内の速度が、この柔らかい金属では曲面への粉塵の衝撃に耐えられないほど高かったことを示しています。当時使用されていたシステムでは、真空発生器で真空を制御する手段が提供ておらず、ホースとパイプラインが細かったため、さまざまな条件下での排出空気量、清掃対象の表面の性質、および使用中の改修機の数に大きなばらつきが生じていました。したがって、この破壊速度の値を容易に得ることはできません。しかし、極端な場合には、これらのステムを通過する空気の量は毎分55立方フィートにも達した可能性があると著者は考えています。ステムの内径は³⁄₄インチなので、面積は0.44平方インチ（0.00328平方フィート）で、ステムを通過する速度は毎分約17,000フィートでした。平均空気通過量が毎分40立方フィートであるため、速度は毎分12,200フィートでした。

第3章のカーペットリノベーターの試験を参照すると、タイプAのカーペットリノベーターを通過する最大空気量は毎分33立方フィートであり、速度は毎分10,000フィートであったことが分かる。この速度では、粉塵が曲面に衝突することによる切断作用は明らかにそれほど大きくなかった。しかしながら、著者はこれらのステムを通過する際に許容されるべき最大速度は毎分9,000フィートであると考えている。

拾い上げた土砂はほぼ垂直に持ち上げなければならないため、ステム内の速度が低すぎると土砂がステム内に詰まってしまいます。著者の実験によると、ステムを常に清潔に保つためには、最低速度は毎分4,000フィート（約1,200メートル）以上である必要があります。

掃除機の導入直後、あるメーカーでは、掃除用具のステムの製造に引抜鋼管を使用するのが標準でしたが、最近では、掃除用の壁ブラシのように非常に長いステムが必要な場合を除いて、ほぼ普遍的に使用されています。[71] 非常に高い天井。このような作業には、アルミニウム製のステムが採用されています。

この硬い金属は、粉塵の切断作用に強く、同等の強度を持つ真鍮管よりもはるかに薄く軽量に製造できます。これらのステムは、外径1インチ、内面積0.68平方インチの21番ゲージ管で作られており、筆者は粉塵の衝撃によってこれらのステムが切断された事例を知りません。

著者は、この金属製のステムをすべての床リフォーム機および壁ブラシで使用することを推奨しています。ただし、極端に長いステムが必要な場合は、引き抜きアルミニウムチューブ製のステムが推奨されます。

タイプAの改修業者で使用する場合、最小空気量は約22立方フィート/分で、最大許容面積は
22
4000
= 0.0055平方フィート、または0.79平方インチ、直径1インチに相当。最大空気量が適切に制御され、毎分39立方フィートの場合、最小面積は
39
9000
= 0.00433 平方フィートまたは 0.625 平方インチ、直径 0.89 インチに相当します。したがって、内径 0.932 インチ、外径 1 インチの 21 番ゲージ金属のステムが推奨されます。

F型リノベーターを使用する場合、最小空気量が44立方フィート/分の場合、ステムの最大面積は
44
4000
= 0.011平方フィート、または1.58平方インチ、直径1.4インチに相当し、最大空気量が毎分70立方フィートの場合、最小面積は
70
9000
= 0.0077 平方フィート、または 1.11 平方インチ、これは 1.18 インチの直径に相当し、内径が 1.18 インチの 21 番ゲージ金属の 1¹⁄₄ インチ径のステムが推奨されます。

第3章で論じられているSAリーブ氏のテストによると、効果的な清掃を行うには、あらゆるリノベーターの清掃スロットの両端が被清掃面に接触している必要があることが示されています。ステムにしっかりと固定されたリノベーターは、ステムを被清掃面に対して一定の角度でしか操作できないため、家具の下や床からの高さが異なる壁面の清掃は不可能です。あらゆる角度で効果的な清掃を行うには、[72] オペレーターのスピードと快適性を向上させるには、リノベーターとそのステムの間に何らかのスイベル ジョイントが必要です。

これらのスイベルは様々な形状で製造されていますが、その一つは、図37に示すように、軸上でボルトで接続された2つの半球体で構成されています。この形状のスイベルは、埃を含んだ空気の流れの直上にあるボルトに糸くずや糸くず、その他の小さな物体が引っかかるため、このような状況での使用には適していません。そのため、いかなる場合でも使用を禁止する必要があります。

図37. ステムをリノベーターに接続するスイベルジョイントの形状。

もう一つの形態のスイベルは、前述のものよりもはるかに優れており、 第4章の図26の裸床ブラシの図に示されている。このスイベルでは、空気の通路に障害物がない。しかし、これらのスイベルは、塵埃を含んだ空気と接触する可動部品で構成されているため、動作中に塵埃が摩耗面の間に挟まってスイベルがすぐに損傷しないように、設計には細心の注意を払う必要がある。これを防ぐには、図38に示すように、スイベル部品間の隙間を塵埃の流れから遠ざけるようにする。図38では、空気の流れの方向が矢印で示されている。摩耗面間の嵌合がわずかに緩いと、接合部から少量の空気が漏れ、接合部に侵入した塵埃が除去される傾向がある。しかし、接合部からの空気の漏れを過度に許容することは、システムの正味効率を低下させるため、また、[73] ジョイントを通る空気の流れが摩耗面を清潔に保ちます。フロアブラシの図に示されているスイベルは、埃の侵入を完全に防ぐわけではなく、ステムの動きを垂直面でのみ可能にします。一方、図 38 に示すように、ステムに固定され、水平スパッド上で自由に回転する 45 度のエルボで構成され、リノベーターに固定されたスイベルは、ステムを垂直面で動かすことができます。これにより、リノベーターが回転し、操作者が家具の脚の周りや背後を通過できるようになります。また、ステムに半回転運動を与えると、リノベーターが直線的に前進し、ステムと床との角度が常に減少します。少し練習すれば、操作者はこれらのスイベルの 1 つを備えたリノベーターをほぼどの位置にも不都合なく配置できます。この形式のスイベルの可能性の例を図 39 および 40 に示します。図39と図40では、作業者が姿勢を変えずに階段の踏み板と蹴込み板を掃除している様子が示されています。また、図41では、作業者がドアのトリムを一見楽々と掃除している様子が示されています。筆者は、この形状のスイベルこそが、リノベーターとステム間の唯一の適切な接合部であると考えています。この接合部は、ほぼすべての掃除機メーカーに急速に採用されています。

図38. 摩耗面の間に埃が詰まるのを防ぐために配置されたスイベルジョイント。

[74]

リノベーターの操作は、ほとんどの場合、作業者の前で清掃対象面を横切って前後に引き回すことになります。ホースがステムの上端に固定されている場合、リノベーターを前進させる際には、少なくとも清掃ホースの一部を一緒に引きずる必要があります。また、リノベーターを後退させる際には、清掃ホースを後ろに押し込む必要があります。この動作はホースをねじったり絡ませたりする傾向があり、リノベーターの操作を非常に不自然にし、作業者の足がホースに絡まってしまうことも少なくありません。

図39. スイベルジョイントの使用状態。

この動作は、ステムに取り付けられたホースの端部付近に過度の摩耗をもたらします。これは、ステムが固定されたホースを検査すれば容易に確認できます。つまり、ホースの端部は完全に摩耗しているものの、残りの部分はまだ使用可能な状態であることがわかります。

上記の問題は、ホースとの接続部にスイベルジョイントを設けることで解決できます。[75]ステム。図 37 に示すように、最初にリノベーターとそのステムに関連して説明したのと同様のジョイントを使用する試みが数回行われましたが、空気通路を通るボルトが汚れを捕らえ、スイベル部分間の動きの自由度が十分でないため、あまり成功しませんでした。この形状のジョイントのバリエーションが作られ、その 1 つは、図 42に示すように、 2 つの部分を結合するためのねじ込み式ユニオンを備えています。これは、最初に説明したものよりはるかに優れた形状であり、直径 1 インチの太いホースに関連してうまく使用されています。空気の流れの方向が常にスケッチの矢印で示す方向になるように注意する必要があります。たとえ短時間でも方向が逆になると、可動部分に埃が詰まってジョイントが損傷します。

図40 スイベルジョイントの別の使用法。この形式の可能性を示しています。

この形のスイベルのさらに別のバリエーションでは、2つの主要部分が互いにフィットするように作られており、スナップリングが[76] ジョイントのオス側にある溝にリングを配置します。この溝はリングの厚み全体を覆うのに十分な深さです。次に2つの部品を合わせ、リングをジョイントのメス側にある対応する溝にカチッと押し込むことで、2つの部品が結合します。このジョイントは部品にかなり自由な動きを与えますが、部品の1つを破損させずに分解できないという欠点があります。

図41. オペレーターがスイベルジョイント付きドアのトリムを清掃している様子。

図42. ねじ込みユニオン付きスイベルジョイント。

図43. ボールベアリングを備えたスイベルジョイント。

この形のスイベルの改良版は、最後に述べたスイベルの製造業者によって作られており、半円形の溝が切られており、1つはメスの内側に、もう1つはメスの内側に切られている。[77] この溝には、オス部分に 1 つ、オス部分の外側に 1 つあります。部品を組み立てた後、部品の縁に設けられた開口部から鋼球がこの溝に押し込まれます。図 43に示すように、ボールが所定の位置に配置された後、この開口部は小さなピンで閉じられます。するとスイベルはボールベアリング ジョイントになり、そのようなベアリング特有の動きの自由度が得られます。このジョイントはステムのあらゆる動きに容易に反応し、ホースを垂直下向きに垂らしたままにして、よじれが生じないようにします。その動作は図 44に示されており、カーペット リノベーターと接続して使用されています。このジョイントは市場で最も効率的であると考えられています。これは、掃除機メーカーが管理する特許によって保護されています。

図44. ボールベアリングスイベルジョイントの動作。

[78]

多くのメーカーは、リノベーターを部屋から部屋へ移動させる際や、家具を移動させるために掃除を中断する必要がある際に吸引力を遮断するために、ステムの上端にバルブを設置しています。これらのバルブは、ほとんどの場合、T字型またはローレットハンドル付きのプラグコックの形をしています。これらのバルブは、排気装置に真空制御が組み込まれているか、何らかの真空制御手段が備えられている大規模な設備で役立ちます。後章で説明するように、バルブを閉じることでかなりの電力を節約できるだけでなく、リノベーターを床から離して設置する際に空気が流入することで発生する不快なシューという音を抑えることができます。

図45. プラグコックの欠陥の図解

排気装置の容量が掃除機 1 台分しかなく、建物が使用されていない時間帯に清掃を行う場合、この改良点の必要性はほとんどないように思われますが、この改良点には 2 つの欠点があります。第 1 に、作業員がバルブを閉じないことです。第 2 に、図 45に示すように、バルブが閉じられた後も、部分的にしか開いていないことです。このような状態になると、点線で示されているプラ​​グの部分が粉塵のサンドブラスト作用によってすぐに削り取られ、次にバルブを操作するときにバルブをさらに少し開く必要があり、新しいプラグが必要になるまで、プラグがさらに切断されてしまいます。

これらの欠点を克服するために、バルブを自動閉鎖式にし、ピストルグリップの原理で、操作者がハンドルを握るとバルブが強制的に大きく開く構造にするといった試みがいくつかなされてきた。当然のことながら、これらのバルブはハンドルを離すと必ず閉じてしまい、ハンドルを少しでも握ることは不可能である。[79] バルブを大きく開けることなく、快適性を高めることは可能です。しかし、バルブはバネで閉じられているため、開いた状態を保つにはハンドルにかなりの圧力をかける必要があり、サンドウのダンベルと同様に、短時間で指が疲れてしまうため、一般的には普及していません。筆者は、リノベーターハンドルにバルブを使用することは、経済性の向上に見合わない出費であると考えており、仕様書にはバルブは含まれていません。

[80]

第6章

ホース
現代の掃除機システムの進化における重要なステップは、その構成部品の設計または構造の変更によるものです。これらの部品は、以前の標準設計では、システムの他のより重要な部品の形状とサイズを規定する制限要因として機能していました。

初期のシステムの中で、制限要因として最も重要な役割を果たしたのは、システムの構築者がその製造を他のメーカーに依頼しなければならなかった部分、すなわち、リノベーター ステムを剛性パイプラインおよび真空発生装置に接続するフレキシブル ホースでした。

初期の掃除機システム製造業者は、当然のことながら、フレキシブル配管として標準的な製品を採用しました。それは、様々な種類のポンプの吸引ラインとして使われてきた真空ホースです。このような用途では、ホースを大きく動かす必要はなく、したがって重量は重要な要素ではなく、破損や手荒な取り扱いに耐えられる強度のために重量が犠牲にされていました。

この標準的なホースは、ゴムチューブまたはライニングの周りに帆布を何層にも巻いて作られていました。帆布の層の間には、潰れを防ぐための螺旋状のワイヤーが埋め込まれ、全体にゴムの外側が覆われていました。一般的には5～7層の帆布が使用され、結果として得られるホースの柔軟性はそれほど高くありませんでした。

掃除機システムに接続してフレキシブル配管として使用する場合、ホースを掃除する部屋の中を常に前後に動かす必要がありました。また、ホースの重量を一人で容易に扱える程度に制限する必要がありました。そのため、当時の標準ホースの小型化が進み、最初は直径³⁄₄インチのものが使用されましたが、すぐにこのサイズは廃止され、長さ1フィートあたり約1ポンドの重さの直径1インチのホースが採用されました。これは、一人で容易に扱える最大重量でした。[81] 1人用。このサイズのホースは、セパレーターで10水銀柱インチ以上の真空を維持するすべてのシステムの標準となっています。

このタイプのホースは柔軟性に欠けるため、簡単にねじれてしまい、ねじれを引っ張ることで損傷し、チューブやライニングがキャンバスから剥がれて潰れ、ホースが使用不能になります。また、リノベーターのステムとの接続部には、剛性接続が採用されているため、かなりの摩耗が発生します。

このホースはゴム製で、製造元から出荷される際に常にたっぷりと石鹸石が塗布されています。そのため、新しいホースをカーペットの上を引きずると、リフォーム業者が清掃するよりもひどい汚れが付くことがよくあります。石鹸石が摩耗するのに必要な期間の約2倍も使用された場合、ホースの外観は美しくなくなり、清掃ツールが付属するニッケルメッキの器具と調和しなくなります。この欠点を克服するため、ゴムコーティングの上に外側の編組が施されており、これにより、既に重いホースがさらに重くなっています。

掃除機システム専用に製造された最初のタイプのホースは、布地が中央のチューブやライニングに螺旋状に巻き付けられるのではなく、層状に織り込まれたものでした。ライニングに蒸気を吹き込むことで、ライニングが加硫し、全体がしっかりと一体化されました。このホースは直径1インチで、金属補強材は一切使用されず、注文に応じて通常のゴムコーティングと編組で覆われていました。このホースの重量は1フィートあたり12オンスで、直径1インチは当時、容易に扱える最大のホースでした。

掃除機用軽量ホースの最初の試みは、らせん状の鋼鉄テープをキャンバスで覆うというものでした。しかし、このホースからの空気漏れが非常に多く、清掃効率の低下につながることが判明したため、ホースにゴムライニングを施すことが必要となりました。このゴムライニングホースは、従来使用されていたものよりも大きなサイズで製造されており、直径2インチのホースは1フィートあたり約14オンスの重さがあります。また、従来使用されていた1インチのホースよりもはるかに柔軟性に優れています。

このタイプの導入により、より大きな[82] 真空清掃システムと接続するホースを開発し、セパレーターで低真空状態（カーペットリノベーターでも同様）を実現しました。また、ブラシやその他のリノベーターを使用する際には、より多くの空気を供給できました。このタイプのホースがなければ、低真空・大容量システムは実用的ではありませんでした。

最近、ワイヤーをホースの繊維に織り込み、ゴムライニングを前述の通り加硫接着したタイプのホースが登場しました。ゴム製の外側コーティングが不要なため、編組は不要です。このホースは軽量で柔軟性が高く、見た目もすっきりしており、住宅内での作業に最適です。スチールテープホースは、外観がそれほど重要ではないオフィスビルや工場での使用に推奨されていますが、スチールテープホースよりも高価です。

図46. アメリカンエアクリーニングカンパニーが導入したバヨネットタイプのホースカップリング。

ホースカップリング。
—初期のシステムでは、当時耐圧ホースに使用されていたものと同様の、ねじ山付きのグランドジョイントを備えたカップリングが使用されていました。これらのカップリングは、接続と取り外しにかなりの時間がかかり、ホースを引きずるとねじ山が簡単に損傷します。また、カップリングの露出した金属部分が家具を傷つける恐れがあります。

ねじ込み式カップリングの着脱にかかる時間を解消するため、アメリカン・エア・クリーニング社は、図46に示すバヨネット式カップリングを導入しました。このカップリングは乱暴な取り扱いでも容易に損傷することはありませんが、金属面が露出しているため、家具に傷が付く可能性があります。

[83]

これらのカップリングはどちらも、ホース内の空気の流れが常に同じ方向でなければならないこと、そしてホースの同じ端が常にリノベーターハンドルのすぐそばにある必要があるという欠点があります。これらの特徴はどちらもホースの摩耗を増大させる傾向があり、詰まりを解消するために空気の流れを逆転させることは不可能です。

サニタリーデバイス製造会社が製造するカップリングは、ホースの両端に鋼管が取り付けられ、真鍮製のスリップカプラで固定されています。両端の形状が同一であるため、このタイプのカップリングではホースを逆向きに差し込むことが可能です。ただし、金属製のカプラは家具に傷をつけやすく、カップリングが外れてしまうというトラブルが発生する場合があります。

図47. スペンサータービンクリーナー社が使用する全ゴム製ホースカップリング。

現在使用されているホースの多くは「ピュアガム」と呼ばれる端部が加硫されているので、ホースを取り外し、これらの端部に金属チューブを差し込んでカップリングを作る必要があります。この構造により、家具を傷める金属が露出することがなくなり、ホースの長さはリバーシブルになります。しかし、カップリングが外れるという問題があります。これらの端部は加硫されているため、ホースがカップリングから外れた場合は、ゴム修理工場に持ち込む必要があります。これは、ホースがしっかりと固定されている場合によく発生します。[84] 改修業者の幹。こうした修理店は数年前に比べてはるかに多くなっており、この欠点は深刻なものではありません。

スペンサータービンクリーナー社が使用する別の形式のカップリングは、図 47に示すような全ゴム製のオスおよびメス端です。これは、金属スリップ カップリングや純粋なゴム端を持つカップリングに比べて、適切にロックされると引き離すことができないという利点があります。これは完全に気密であり、これは他のカップリングには当てはまりません。ただし、ホースの逆接続はできないため、直径 1¹⁄₄ インチ以上のホースでのみ使用することをお勧めします。この場合、詰まりの可能性は少なく、ステムとの接続部分にボールベアリング スイベルが使用され、この部分での過度の摩耗が防止されます。内部スリップ カップラーを備えた純粋なゴム端は、上記の場合を除き、あらゆる場合に最も満足のいく使用方法であると考えられています。

ホースの摩擦。
—ホースの摩擦は、あらゆる掃除機の動作において重要な役割を果たします。実際、1インチのホースを使用する場合、それが掃除機の能力を制限する要因となることもあります。

掃除機システムのメーカーは、ホース摩擦に関する複数の表を公開していますが、いずれもホース内の速度が一定であることを前提としているように見えます。この速度は、ホース全長にわたって空気が大気圧である場合の速度に等しいとされています。しかし実際には、空気はリノベーターからホースに25～27水銀柱インチという、はるかに低い絶対圧力で取り込まれるため、より高速で移動します。ホース内の摩擦損失によって圧力が低下すると、空気の膨張に伴い速度は一定に増加します。

筆者が過去 7 年間に実施した多数のテスト (ホースの直径が 1 インチから 2 インチ、入口の真空度が 0 水銀柱から 7 水銀柱、摩擦損失が 1 水銀柱から 25 水銀柱まで) の結果は、ウィリアム ケント教授の「機械技術者のポケットブック」に示されている次の式とほぼ一致することを示しています。

Q = c √
pd⁵
wL

[85]

Q = 自由空気量（立方フィート/分）。

c = D’Arcy によっておよそ 60 と決定された定数。

p = 平方インチあたりの圧力損失（ポンド）。

d = パイプの直径（インチ）。

L = パイプの長さ（フィート）。

w = 流入する空気の密度（立方フィートあたりの重量ポンド単位）。

圧力損失を水銀柱インチに換算し、w の代わりにパイプ内の平均絶対圧力と大気圧の比である r を使用すると、この式は次のようになります。

Q = 310.3 √
pd⁵
左

ホースを通過できる空気の量を素早く計算できるように、図 48に示す図を用意しました。この表を使用するには、右側の余白でホースの摩擦損失を調べ、水平線に沿って左に進み、ホースの長さを示す左に 45 度の傾斜した線と交差するまで進みます。この交点から垂直に進み、ホースの直径を表す左に約 30 度の傾斜した線まで進みます。この交点を通る水平線の反対側にある左側の余白の量は、ホース内の平均密度でこのホースを通過する空気の量を立方フィートで表します。この量を自由空気に補正するには、表の下部からホース内の平均真空度を表す垂直線までの距離を、表の下部近くの曲線との交点から取得します。この距離を、最初にこの余白で読み取った量から左側の余白に垂直に下方に転送します。この距離の下限の反対側の量は、これらの条件下でホースを通過する 1 分あたりの自由空気の立方フィートになります。

ホースの直径を表す線と、実際の密度でホースを通過する空気の立方フィートを表す水平線との交点を通る、右に傾斜した線は、ホース内の実際の速度をフィート/秒で示します。

10 水銀インチを超える摩擦損失については、右余白の数字の代わりに下余白の右側の数字を使用し、ホースの直径まで垂直に渡します。[86] その後は前と同じように進めてください。これらの高い摩擦は実際にはほとんど使用されないため、図のサイズを小さくするためにこの変更が行われました。

図48. ホース摩擦を測定するためのチャート。

[87]

大気圧密度の空気に基づく摩擦表が実際の結果とどの程度異なるかを示すために、著者が行った 2 つのテストを示します。最初のテストでは、1 インチ径のホース 100 フィートの先端にある ⁷⁄₈ インチ径のオリフィスに、毎分 68 立方フィートの自由空気を通過させることが求められました。より大きなホースでのテストにより、この量の空気がオリフィスを通過するためには、オリフィスで 2.6 水銀柱インチの真空が必要であることが示されました。著者が見つけることができた最も合理的な表では、ホース内の摩擦損失は 18 水銀柱インチで、ホース コックで必要な最終的な真空は 20.6 水銀柱インチでなければならないことが示されていました。テストでは、ホース コックで 24.8 インチの真空であるのに対し、50 立方フィートのオリフィスでは、1 分間に 68 立方フィートの自由空気を通過させることが分かりました。毎分50立方フィートの自由空気が通過し、オリフィス部の真空度は1.6水銀インチで、摩擦損失は23.2水銀インチでした。通過空気量が少ない場合、同じ摩擦表によると、この空気量では摩擦損失はわずか9.8水銀インチ、つまり実際に観測された値の39%でした。試験結果を図（図48）と照合すると、50立方フィートの自由空気で摩擦損失は23水銀インチでした。

速度の増加が摩擦損失に与える影響をより明確に示すために、ホース内の実際の真空度を長さ10フィートごとに計算し、各点を通る曲線を描きました。結果は図49に示されています。直線は、ホース内の速度が全長にわたって一定である場合に存在するはずの真空度を示し、曲線は、空気の希薄化による速度の増加の影響を考慮した場合のホース内の真空度を示しています。結果の大きなばらつきは、ホース内の速度が全長にわたって一定であるという以前の仮定に誤りがあったことを明確に示しています。

44 立方フィートの自由空気を 100 フィートの 1 インチ径ホースに通過させた別のテストの結果が 図 50にグラフで示されています。この図から、ホース内の速度が一定であると仮定すると結果に 35% の誤差が生じ、実際の損失が 12 水銀インチであるのに、わずか 7.8 インチの損失を示すことがわかります。

当然のことながら、ホースコックの最終真空度が低いほど、ホース内の速度が一定であるという仮定による誤差は少なくなります。1¹⁄₂インチのホースを使用したテストでは、この結果は一致しました。[88] すでに公表されている表に示されている結果と実質的に一致しており、この状況が、述べられた仮定に誤りがあることの発見につながりました。

図49. 速度の増加による摩擦損失への影響

ホース摩擦の影響。
—真空発生装置で維持する必要がある真空度を、リノベーター内で維持できる真空度よりも高くすると、洗浄効率や速度は向上せず、より多くの電力消費が必要となるため、リノベーターから真空発生装置までの空気導管における摩擦損失を可能な限り小さくすることが不可欠です。ホースにおける摩擦損失は、システム全体の中で最も大きく、直径が小さいため、この損失を可能な限り小さくすることが極めて重要です。

例えば、タイプAのリノベーターを使用し、リノベーター内部の真空度が4¹⁄₂インチHgで、29立方フィートの空気がリノベーターを通過する場合を考えてみましょう。異なるサイズのホースの長さを変えた場合の摩擦損失は、以下のようになります。

[89]

表 6.タイプ A の改修機と、さまざまな長さのさまざまなサイズのホースを使用した場合
のホース コックの真空。

ホースのサイズ、
直径インチ。 長さ（フィート）。
100 75 50 25
ホースコックの真空、インチ hg。
1 10 8 ¹⁄₂ 7 5 ¹⁄₂
1 ¹⁄₄ 6 5 .7 5 .25 4 .85
1 ¹⁄₂ 5 .0 4 .85 4 .75 4 .62

図50. 速度による摩擦損失を示す別のテスト。

これは、まず、太いホースを使用すると、細いホースを使用する場合よりも摩擦損失がはるかに少なくなることを示しています。また、太いホースを様々な長さで使用した場合、ホースコックにおける最終的な真空度の差がはるかに均一になることにも注目してください。リノベーターでは常に一定の真空度を維持することが望ましく、また作業条件に合わせてホースの長さを調整できることも望ましいため、ホースコックにおける真空度を調整するのは不便ですが、太いホースを使用すれば、はるかに均一な結果が得られます。細いホースを様々な長さで使用し、ホースコックで実質的に均一な真空度が維持される場合、リノベーターにおける空気量と真空度は変化します。1インチのホースを使用し、ホースコックにおける真空度を10水銀柱インチに維持する場合、リノベーターにおける空気量と真空度はおおよそ次のようになります。

[90]

表 7.
1 インチ ホースを使用した場合の Renovator での空気量と真空、
およびホース コックでの 10 インチ真空。

ホースの長さ（
フィート）。 Renovator の掃除機、
インチ。hg。 空気、立方フィート ホースコックのHP。
100 4 ¹⁄₂ 29 0 .80
 75 5 32 0 .885
 50 6 ¹⁄₂ 34 0 .94
 25 7 ¹⁄₂ 37 1 .02
このことから、リノベーター内の吸引力は、経済的な清掃に必要なレベルを超えて上昇することが明らかです。クリーナーをカーペットの上を押し進めるのに多少力が必要となり、また、ホースが短い場合、長い場合よりもホースコックの消費電力が若干増加します。しかしながら、リノベーターを押し進める力の増加や消費電力の増加は、タイプAリノベーターで1インチホースの使用を妨げるほどではないと考えています。

タイプ A の改修装置で 1¹⁄₄ インチのホースを使用し、ホース コックで 6 水銀柱インチの真空を維持すると、改修装置での真空度と空気の変位は次のようになります。

表8.
1¹⁄₄インチのホース
とホースコックの6インチの真空を使用した場合のRenovatorでの空気量と真空。

ホースの長さ（
フィート）。 Renovator の掃除機、
インチ。hg。 空気、立方フィート ホースコックのHP。
100 4 ¹⁄₂ 29 0 .43
 75 4 .7 30 0 .445
 50 5 .0 33 0 .448
 25 5 .4 35 0 .518
この表は、ホースの長さを変えてもリノベーターでの真空度がより均一になることを示していますが、最も大きな違いは、リノベーターで同じ結果を達成するためにホース コックで必要な馬力にあります。

タイプ A の改修装置で 1¹⁄₂ インチのホースを使用すると、ホース コックでの真空を 5 インチ水銀まで下げることができ、改修装置では実質的に一定の真空が得られ、ホース コックでの消費電力は 0.36 HP になります。

[91]

タイプ C のリノベーターでは、リノベーター内の真空が 4 インチ水銀に維持され、毎分 44 立方フィートの自由空気がリノベーターを通過します。3 つのサイズのホースの長さを変えた場合、ホース コックで生じる真空は次のようになります。

表 9.タイプ C の改修機と 3 つのサイズのホースのさまざまな長さを使用した場合
のホース コックの真空状態。

ホースのサイズ、
直径インチ。 長さ（フィート）。
100 75 50 25
ホースコックの真空、インチ hg。
1 19 14 10 6 .7
1 ¹⁄₄ 7 .5 6 .25 5 .5 4 .7
1 ¹⁄₂ 5 .1 4 .80 4 .50 4 .25
第 3 章の図 17を参照すると、タイプ C の改修機では、改修機内の真空度が 4 インチ水銀柱未満では清掃効果があまりないことが分かります。したがって、直径 1 インチのホースを備えたこのタイプの改修機を使用する場合は、その長さを 50 フィートに制限する必要があります。ホース コックで 10 インチを超える真空を使用すると、操作を容易にするために短いホースを使用した場合に改修機の真空度が高くなりすぎ、ホース コックで 10 インチの真空で長いホースを使用すると、改修機の真空度が低下して効果的な清掃が行えなくなります。また、19 インチ水銀柱の真空で 44 立方フィートの空気を通過させるためにホース コックに必要な電力は、100 フィートの 1 インチ径のホースを備えた改修機で 4 インチの真空を生成するために必要です。 1¹⁄₄インチのホースで必要な最大電力は 3.3 HP ですが、これは、より大きなホースを使用する場合に必要な電力 (1¹⁄₄インチのホースでは 0.825 HP、1¹⁄₂インチのホースでは 0.59 HP) と比較すると、非常に大きな値です。

筆者が試験したタイプFのリノベーターでは、ホースの長さや直径の違いによって、タイプCのリノベーターよりもホースコックに必要な真空度がさらに大きく変動します。しかしながら、現在スペンサータービンクリーナー社で使用されているタイプFのリノベーターは、全長にわたって長さ15インチ、幅¹⁄₂インチのクリーニングスロットを備えています。[92] 毎分 44 立方フィートの自由空気が通過し、改修機の下の真空は 4 インチ水銀柱となり、ホース コックでの真空はタイプ C の改修機の場合と同じになります。

ブラシタイプの床洗浄機をホースに取り付けると、ブラシが開いているため洗浄機内に真空状態が形成されず、ホースの先端を大きく開いた状態と実質的に同じ効果が得られます。そのため、ホースコックの真空状態と同等の摩擦損失をホース内に生み出すには、十分な空気が洗浄機を通過する必要があります。

実質的にすべてのシステムは真空発生器で一定の真空を維持するように設定されており、パイプの摩擦は一般にホースの摩擦よりも小さいため、ホース コックでの真空は、フロア ブラシを操作しているときもカーペット リノベーターを使用しているときも実質的に同じになります。

1 インチのホースの場合はホース コックで 10 インチ水銀柱、1¹⁄₄ インチのホースの場合は 6 インチ水銀柱、1¹⁄₂ インチのホースの場合は 5 インチ水銀柱が維持されると仮定すると、さまざまなサイズと長さのホースを備えたフロア ブラシを通過する空気の量は次のようになります。

表10.タイプA改修機と組み合わせ
て作動させた床ブラシを通過する空気量
。

ホースのサイズ、
直径インチ。 ホースの長さ（フィート）。
100 75 50 25
1 分あたりの自由空気の立方フィート。
1 42  48  60  86
1 ¹⁄₄ 62  72  86 125
1 ¹⁄₂ 95 110 135 190
ホースの長さが短い場合の値は、配管摩擦の増加（配管の長さに依存する）により、実際の使用時よりも高くなっています。しかし、この結果は、カーペットリフォーム機と同じシステムでこれらの裸床用ブラシを稼働させた場合、通過する空気量が大幅に増加することを示しています。カーペットリフォーム機の稼働数と同じ数の裸床用ブラシを一度に使用する場合、[93] つまり、カーペットリフォーム機を使用する場合と同様に、裸床ブラシを使用する場合にも掃除機の容量を維持する必要がある場合、その数のカーペットリフォーム機を稼働させるために必要な量よりもはるかに大きな排気設備を設置する必要があります。

仮に、カーペットリフォーム機と同時に裸の床ブラシが使用されないように清掃作業スケジュールを調整できたとしても、床ブラシの作動時に機械の吸引力が低下し、同数のカーペットリフォーム機を作動させるように設計された機械の能力内で通過する空気量まで減少する可能性があります。残念ながら、このような状況は稀であり、床ブラシと同時に使用される可能性のあるカーペットリフォーム機を作動させるために必要な吸引力を維持する必要があります。

また、裸床ブラシに使用するホースの長さを、カーペットリノベーターでこれまで使用された最大長さまで制限できれば、必要な排気装置の容量を削減できることも明らかです。これは、システム設計者が制御できないもう一つの条件です。

カーペットや床の改修に最適な経済的なホース サイズ。
— それぞれのサイズと長さのホースを備えた裸床ブラシを操作するためにホース コックに必要な馬力は次のとおりです。

表 11.タイプ A 改修機と組み合わせて裸床ブラシを
操作するためにホース コックに必要な馬力。

ホースのサイズ、
直径インチ。 長さ（フィート）。
100 75 50 25
ホースコックの馬力。
1 1.16 1.32 1.65 2.38
1 ¹⁄₄ 0.92 1.06 1.27 1.38
1 ¹⁄₂ 1.15 1.32 1.62 2.28
これは、あらゆるシステムのカーペット改修機と組み合わせて毛タイプのむき出しの床または壁用ブラシを使用した場合、およびタイプ A のカーペット改修機を使用した場合、直径 1¹⁄₄ インチのホースを使用すると消費電力が最も低くなることを示しています。

[94]

タイプCまたはFのリノベーターを毛ブラシと組み合わせて使用​​する場合は、長さが50フィートを超える場合は直径1インチのホースの使用を中止し、ホースコックの真空圧を10インチHgに維持する必要があります。1¹⁄₄インチのホースを使用する場合は、ホースコックの真空圧を7インチHgに維持する必要があります。1¹⁄₂インチのホースを使用する場合は、大型サイズのホースを100フィート使用する限り、5インチHgで十分です。これらの条件下でブラシタイプの裸床リノベーターを通過する自由空気量は、以下のようになります。

表 12.タイプ C の改修機と組み合わせて使用​​される
自由空気通過ブラシ タイプの裸床改修機。

ホースのサイズ、
直径インチ。 長さ（フィート）。
100 75 50 25
1 分あたりの自由空気の立方フィート。
1  42  48  60  86
1 ¹⁄₄  68  76  92 130
1 ¹⁄₂  95 110 135 190
これは、1¹⁄₄インチホースを使用した場合、フロアブラシを通過する空気量が増加し、タイプAのリノベーターをブラシタイプのフロアリノベーターと併用した場合よりも高い真空度がホースコックで得られることを示しています。ホースコックにおける馬力は次のようになります。

表 13. C タイプ改修機と組み合わせて使用​​される
ブラシタイプの裸床改修機のホース コックでの馬力。

ホースのサイズ、
直径インチ。 長さ（フィート）。
100 75 50 25
ホースコックの馬力。
1 1.16 1.32 1.65 2.38
1 ¹⁄₄ 1.19 1.36 1.60 2.26
1 ¹⁄₂ 1.15 1.32 1.62 2.28
このフロアリフォーム機とカーペットリフォーム機の組み合わせでは、3種類のホースのどれを使用しても消費電力に違いはありません。ただし、[95] 太いホースを通過する空気量が増加します。そのため、一部のメーカーは、この空気量の増加により洗浄効率が向上すると主張しています。

第 3 章のテストでは、空気量を増やしてもカーペットの清掃速度や効率は上がらないことが示されています。毛タイプの裸床ブラシを実際に使用した結果、裸の床の清掃では利点がありませんでした。第 4 章で述べたように、フェルトフェイスのリノベーターはより効果的ですが、必要な空気は少なくなります。言い換えると、真空状態が可能なすべてのケースで清掃を行うのは、クリーナー内の真空度であり、空気量ではありません。クリーナーと清掃対象面との密着が確保できない場合は、空気量によって清掃効率が決まります。ただし、筆者は、このタイプのクリーナーで 60 ～ 70 立方フィートを超える自由空気を排出しても、システムをより大きな容量に適応させるために必要な電力増加を正当化するほど効率が向上するとは考えていません。

著者は、剛毛型ブラシを使用するシステムでは、排気装置の排気能力は毎分70立方フィートの自由空気量が必要であると考えている。このようなシステムは、第4章で既に述べたように、著者は「大容量システム」と呼んでいる。

ブラシの代わりにフェルトで覆われた床リノベーターを使用する場合、このリノベーター内の真空が 2 インチを超えて上昇しないようにする必要があります。そうしないと、床上でのリノベーターの操作が困難になります。これを実現するには、第 4 章で説明したように、クリーニング スロットの両端に開口部​​を設ける必要があります。ホース コックでの真空を、1 インチ ホースで 10 インチ、1¹⁄₄ インチ ホースで 6 インチ、1¹⁄₂ インチ ホースで 5 インチと仮定し、フェルトで覆われた床リノベーター内の真空を 2 水銀柱インチに維持すると、さまざまなサイズと長さのホースでリノベーターを通過する自由空気の立方フィートは次のようになります。

[96]

表 14.タイプ A の改修機と組み合わせて
稼働するフェルト張りの床の改修機を通過する自由空気の立方フィート数。

ホースのサイズ、
直径インチ。 長さ（フィート）。
100 75 50 25
自由空気、1分あたりの立方フィート。
1 36 43 54  74
1 ¹⁄₄ 49 56 68  94
1 ¹⁄₂ 68 78 94 130
これらの数値は、特に大きいサイズのホースを使用した場合に、ブラシタイプの床リフォーム機で得られる数値よりも大幅に減少していることを示しており、カーペットリフォーム機と裸床リフォーム機を同時に使用すると、排気装置の容量を大幅に削減しても最良の結果が得られます。

さまざまなサイズと長さのホースを備えたこれらのフェルト面床改修機を操作するために必要なホース コックの馬力は次のとおりです。

表 15.タイプ A の床リフォーム機と組み合わせてフェルト張りの床リフォーム機
を操作するためにホース コックに必要な馬力。

ホースのサイズ、
直径インチ。 長さ（フィート）。
100 75 50 25
ホースコックの馬力。
1 1.0  1.19 1.49 2.05
1 ¹⁄₄ 0.72 0.83 1.0  1.39
1 ¹⁄₂ 0.79 0.93 1.13 1.56
この場合、ブラシリノベーターの場合と同様に、1¹⁄₄インチのホースが最も経済的なサイズです。ただし、1¹⁄₂インチのホースに対する利点は、ブラシリノベーターの場合ほど大きくありません。

このタイプのリノベーターでは、メーカーは、作業者が裸床リノベーターで使用するホースの長さをある程度制御できます。例えば、50フィートのホースで2インチの真空を発生させるのに十分な長さにリノベーターの両端を開くことができます。そして、[97] オペレーターが 25 フィートのホースで改修機を使用しようとすると、ホースが引っかかって強く押され、すぐにもっと長いホースが必要であることがわかります。

小規模発電プラントの条件。
—住宅など、必要な電力量を削減するために効率を多少犠牲にすることが望ましい場所では、タイプAカーペットリノベータを使用し、その下の掃除機の圧力を2水銀柱インチに下げることができます。この場合でも効果的な清掃は可能ですが、第3章のテストで示されているように、清掃速度は遅くなります。この場合、毎分20立方フィートを超える自由空気量は必要ありません。

この量の空気の場合、ホース内の速度を考慮する必要があります。ホースを常に清潔に保つためには、ホース内の速度を毎秒40フィート以上に保つ必要があります。図48を参照すると、1¹⁄₄インチを超えるホースではこの速度は得られないことがわかります。したがって、これが使用可能な最大サイズです。これまでのすべてのケースでは、速度はこの最小値を大幅に上回っていたため、考慮する必要はありませんでした。

リノベーター内の真空度が 2 インチ水銀柱で、20 立方フィートの空気が通過する場合、ホース コックの真空度は次のようになります。

表 16.ホース コックの真空、タイプ A リノベーターの
2 インチ真空。

ホースのサイズ、
直径インチ。 長さ（フィート）。
100 75 50 25
ホースコックの真空、インチ hg。
1 4 3 .5 3 2 .5
1 ¹⁄₄ 2 .6 2 .45 2 .3 2 .15
この場合、改修機における真空度の増加は問題にならない。なぜなら、ホースコックの真空度が4インチ（約10cm）では、改修機の真空度は以前の減算を適用した基準値に達することはなく、通過する空気量も29立方フィート（約29立方メートル）に達することはないからである。したがって、より短いホースを使用することによる真空度の増加は、より大規模なプラントに設定された基準値に近づく上で有利となる。したがって、4インチ（約10cm）水銀柱の真空度が、[98] 1インチのホースでホース コックの圧力が維持され、1¹⁄₄インチのホースでホース コックの圧力が2¹⁄₂インチに維持されます。

むき出し床作業用のリノベーターはフェルトカバー付きタイプで、25フィートのホースを使用した場合、内部の真空度を2インチHg以下に抑えるのに十分な大きさの開口部を備えています。この場合、1インチのホースを使用する場合は毎分40立方フィート、1¹⁄₄インチのホースを使用する場合は毎分35立方フィートの自由空気を通過させる必要があります。ホースコックにおける馬力は、直径1インチのホースで0.39馬力、1¹⁄₄インチのホースで0.17馬力となります。ここでも、1¹⁄₄インチのホースの方が経済的であることがわかります。

カーペットリノベーターの使用中にこのシステムで剛毛ブラシを同時に使用する場合、カーペットリノベーターによる効果的な清掃を行うためにシステムの真空を適切なポイントに維持するために、ブラシを通過する空気の量は次のようになります。

表 17. 2 in. Hg で
ブリストル ベアフロア リノベーターを
タイプ A カーペット リノベーターと組み合わせて使用​​した場合の空気量。

ホースのサイズ、
直径インチ。 ホースの長さ（フィート）。
100 75 50 25
自由空気、立方フィート/分。
1 30 36 42 60
1 ¹⁄₄ 41 48 60 80
これらのブラシを1台以上のスイーパー容量を持つ設備で使用する場合、カーペットリフォーム機または裸床リフォーム機に必要な容量よりも大きな排気装置が必要になります。スイーパー1台分の容量しかない設備の場合、カーペットリフォーム機と裸床リフォーム機の両方に適切な容量の設備を設置したとしても、これらのブラシを通過する空気量は、第4章で説明したように、効果的な作業を行うには不十分です。このような場合、このような配置は禁止されるべきです。

ここで説明したタイプのシステムは、著者が第 4 章で「小規模」プラントと呼んでいるものです。

[99]

ホースの長さ制限。
—著者は本章で、最大長として 100 フィートのホースを使用して推論を行っています。これは、使用すべき最大長と考えられています。多くの製造業者はより短い長さの採用を推奨していますが、著者は、短い長さの採用によって得られる利点が、多くの場合に生じる配管の追加費用を正当化するとは考えていません。これは建物の特性によって決まり、多くの場合、最大でも 50 フィートを使用できます。著者は、どの部屋の床のどの点にも 75 フィートのホースで最も直線的に届くように設備を配置してきました。このようにすれば、100 フィートのホースで壁や天井のどの部分も簡単に掃除でき、家具やその他の障害物を迂回するのに十分な余裕が生まれます。

この章の図は、掃除機システムの動作における制限要因としてのクリーニングホースの役割を読者に示し、それぞれの状況に適したホースを選択する際に注意しなければならないことを示します。

[100]

第7章
パイプおよび継手
真空発生装置に向かう塵を含んだ空気の流れを追っていくと、次に建物内に永久的にしっかりと固定されている導管部分、つまりパイプライン、その接続部品、およびその他の機器に遭遇します。

ホース入口。
—この導管で最初に考慮しなければならない部分は、ホースがパイプに接続されている点、つまり入口、またはしばしば不適切に「出口」バルブと呼ばれる部分です。

実際に使用していないときは入口を気密に閉じて、使用中のホース ライン以外を通った空気の侵入を防ぐ必要があるため、何らかの遮断弁と、必要に応じてホースの端を接続できる容器を用意する必要があります。

従来のシステムでは、パイプライン内で高真空が保たれ、真空発生器の排気量は小さかった。わずかな漏れでもシステムの容量を大幅に低下させるため、最適なバルブが必要だった。採用されたバルブは、空気の通過が妨げられず気密に閉じられる一般的な接地型プラグコックであった。ホースは、接地ジョイント、ねじ込み式カップリング、または洗浄ホースのセクションを接合するのに使用されるものと同様のスリップカップリングによってこれらのコックに接続されていた。このタイプの入口コックを図51に示している。

これらのコックは、仕上げ壁から約4¹⁄₂インチ突き出ており、特にホールや廊下に設置すると、かなりの障害物となっていました。室内への突出量を減らすため、システムメーカーはねじ込み式のホース継手を使用し、代わりに突出したニップルをねじ込み式のキャップで閉じる方式を採用しました。コック全体は仕上げ壁からわずか³⁄₄インチ突き出ていました。

[101]

これらのアウトレットは、ねじ込み接続のホースにのみ適していました。吸引装置が作動している状態でキャップを外そうとすると、吸引力によってキャップが最後のねじ山に引っ掛かり、外しにくくなる傾向があります。また、吸引が停止すると、かなりのシューという音がします。

図51. 使用していないときに空気の漏れを防ぐための吸気コック。

スリップタイプのホースカップリングを使用できるようにするため、ねじ込み式キャップの代わりにヒンジ付きフラップバルブが採用され、キャップの下にゴム製ガスケットが配置されました。このガスケットは、配管内の真空によってしっかりと固定されました。フラップ内側の鋳物内部は、ホースカップリングの端部にスリップフィットするように加工されています。このタイプのバルブと、第6章で説明するスリップホースカップリングを使用することで、ホースを逆さにして摩耗を均等化し、詰まりを取り除くことができます。

これらの入口には、システムに真空がないときに重力によってのみ閉じられるバルブが取り付けられており、大きく開けると配管に真空がかかってもバルブが開いたままになる構造になっているものが多くあります。このタイプのバルブは、システムに真空が存在しないときに好奇心旺盛な人によって開けられることが多く、すぐに効果が現れないため、バルブが開いたままになり、真空発生装置の起動時に大量の空気漏れが発生します。そのため、システムを効率的に動作させる前に、誰かが建物内を巡回し、開いているバルブを閉じる必要があります。真空発生装置が複数のリノベーターを同時に動作するように設計されている場合、バルブが開いていることに気付かない可能性があり、かなりの電力が無駄になります。

[102]

この問題を克服するためには、フラップバルブのヒンジにスプリングを設け、ホースを引き出すと自動的にバルブを閉じるようにする必要があります。入口が公共の場所に設置されている場合は、権限のない者が開けられないようにロック装置を取り付ける必要があります。

このタイプのバルブを図52に示します。このバルブの内面には突起があり、ホースカップリングの突起と噛み合うため、キャップをわずかに持ち上げない限りホースが取り外すことができず、誤ってホースを入口から引き抜くことができなくなります。

図52.自動閉鎖式入口コックのタイプ。

ここで示されている特定のバルブは、第 6 章で説明されている全ゴム製ホース接続でのみ使用できます。

次に、導管自体の材質を検討する必要があります。水道管や蒸気管に使用されているような、市販の錬鉄製または軟鋼製のねじ込み継手付き管が、この用途に最も適しており、最初に使用された材料です。初期の設置では、管に亜鉛メッキが施されていましたが、亜鉛メッキによって管内に凹凸が生じる傾向があるため、現在は市販の黒鉄管に置き換えられています。

この目的には、シームレス引抜管が理想的な材料であることは間違いありません。しかし、通常の突合せ溶接管や重ね溶接管でも十分であり、現在では一般的に使用されています。

ある製造業者によって金属板パイプが導入されましたが、すぐに商業用パイプの使用が優先され、その使用は中止されました。

[103]

パイプラインには継ぎ目や方向転換が必要なため、何らかの継手を使用する必要があります。粉塵を含んだ空気を通過させる理想的な導管は、均一な内径を持ち、内面が砲身のように滑らかである必要があります。商業施設では、この結果を達成するために様々な試みが行われてきました。そのうちの1つを図53に示します。これらの継手は、継手用の3つの部品と、分岐または方向転換用の4つの部品で構成されています。これらの部品の1つを各パイプの端部にねじ込み、パイプを肩部に突き当て、パイプの端部を継手の内径にリーマ加工で合わせます。この部品は真直に面取りされ、鋳物の表面に取り付けられて曲げ部または分岐部を形成するか、またはもう一方のパイプの端部の部品に取り付けられます。これらの部品の間には薄いガスケットが配置され、一方の部品の突出したリングがもう一方の部品の溝に嵌合することで、2つの部品の内径が一致します。二つの半分はV溝付きクランプで接合され、小さなボルトで固定されています。これは理論的には理想的な接合部ですが、クランプは建物の沈下による応力に耐えるほどの強度がなく、破損が頻繁に発生します。筆者は、特に蒸気船において、このような事例を複数観察しています。また、このタイプの継手（隠蔽配管用）が下地処理された建物もいくつかありますが、建物の完成後には、アクセスできない箇所の接合部が破損したため、役に立たないことが判明しました。

図53.「スムーズボア」パイプカップリング。

このジョイントを十分な強度を持つように改造するには、標準のパイプフランジを使用し、パイプをねじ込むことで行うことができます。[104] フランジに穴を開け、旋盤で端面を削り落とす。 図54に示すように、配管と同じ内径の継手を作成し、ダボピンを用いて適切な位置合わせを行う。この継手の製造コストは高く、また、配管を収容するために通常設けられる間仕切り、下地材、その他の溝に容易に隠すには大きすぎるスペースを占有する。

図54. 標準パイプフランジで作られたジョイント。

標準的なダーラム式排水管継手は、現代の配管システムで使用されるように、内面がパイプの内径に合わせて削られ、ねじ山用の凹部が設けられています。亜鉛メッキを施さず、内面をサンドブラスト処理して粗い部分をすべて除去すれば、実用的な継手となります。配管のねじ山を適切な深さに切る際には、パイプの端部が凹部の肩部に可能な限り近づくように注意し、しっかりと接合してください。組み立て前に、パイプの端部を慎重にリーマ加工してください。

これらの継手はほぼすべての製造元で標準となっており、図 55に示されており、正しい取り付け方法と間違った取り付け方法が示されています。

高真空制御を採用した初期のシステムでは、塵埃を含んだ空気の衝撃を受ける側の継手が破損するというトラブルが発生しました。この問題を克服するため、あるメーカーは、問題箇所の金属板の厚さを増やすことで継手を強化しました。このトラブルは、第5章で説明した小さな真鍮製ステムの場合のように、配管内の流速が高すぎることが原因であることは間違いありません。真空制御と配管の大型化により、[105] この問題は解消され、特殊な継手は一般には使用されなくなりました。

正しい方法。

間違った方法。

ストレートティーやクリーンアウトティーの代わりに、Y字型の分岐を2つ使用してください。後者を使用すると、土砂がもう一方の分岐に流れ込んでしまいます。

Y 字型分岐は常に流れの方向に向くように配置します。

クリーンアウトは、継手への流入方向に対して直角に設置してください。直角に設置しないと、通過する異物を捕らえるポケットとして機能します。

地下室の排水口に汚れが溜まらないよう、細心の注意を払う必要があります。上の写真は、よくある間違った方法と、正しい可能性のある2つの方法を示しています。

図 55. 真空清掃設備で一般的に使用される標準的なダーラム埋め込み型排水継手。

パイプラインの詰まりを防ぐために最大限の注意を払う必要があるが、最もよく建設されたパイプラインでも詰まりが発生する可能性がある。[106] このような詰まりを除去するために、配管と十分な量の清掃用プラグを設ける必要があります。真鍮製のプラグは、必要に応じて簡単に取り外すことができ、通常は気密状態を保ったまま交換できるため、この目的に最適です。

真鍮製のクリーンアウトは、非常に満足のいく性能ですが、大型の配管では設置コストが高くなります。直径2インチ以上の配管には、直径2インチのプラグを使用することで、同等の満足のいく結果を低コストで得ることができます。

図56. パイプラインの摩擦損失

マッチは、おそらくパイプラインの詰まりの最も一般的な原因です。この原因による詰まりは、マッチがパイプ内のわずかな障害物や粗い部分に引っかかった際にパイプ内で完全に回転するのに十分な大きさのパイプを使用することで、ほぼ回避できます。[107] 継手。直径2インチのパイプはこれを可能にするのに十分な大きさであり、それより小さいサイズのパイプは可能な限り避けるべきです。

パイプの摩擦。
配管における摩擦損失はホースラインにおける摩擦損失と同じ法則に従い、ホース摩擦チャート（図48）と同じ基本原理に基づいて作成されたチャート（図56 ）を用いて簡単に計算できます。ホースチャートの使用法はパイプチャートにも適用されます。このチャートの計算では、市販の錬鉄管の公称内径ではなく実際の内径を使用しています。その結果、公称内径より小さい2¹⁄₂インチを除くすべてのサイズで容量が増加しています。

適切なサイズのパイプの決定。
—パイプライン内の摩擦により、維持すべき真空度が上昇し、その結果、真空発生装置で消費される電力も増加する傾向があるため、この値は可能な限り低く抑える必要があります。パイプのサイズは、条件が許す限り大きくする必要があります。サイズの制限は、パイプ内の流速によって決まります。汚れをある程度まで持ち上げる必要がある場合は、いかなる場合でも流速が毎秒 40 フィートを下回らないようにする必要があります。パイプが垂直に落ちる場合は、重力によって空気流が汚れを除去するため、流速は問題になりません。ラインが水平の場合は、毎秒 40 フィートよりも低い流速でも許容されますが、この最低流速を頻繁に超えて、低速時にパイプ内に詰まった汚れを洗い流す必要があります。

タイプ A のリノベーターが 1 インチのホースで使用され、ホース コックで 10 水銀柱インチの真空が維持されている場合、100 フィートのホースを使用したときに通過する最小の空気量は 1 分あたり 29 立方フィートの自由空気となり、これは 10 インチの真空で 44 立方フィートに相当します。パイプへの進入速度は、この密度の空気で計算する必要があります。これにより、1¹⁄₂ インチのパイプでは毎秒 50 フィートの速度が得られますが、2 インチのパイプでは毎秒 30 フィートにしかなりません。したがって、1 インチのホースを備えたタイプ A のリノベーター 1 台のみにサービスを提供するラインでリフトが発生する場合は、1¹⁄₂ インチのパイプを使用する必要があります。清掃作業で頻繁に発生するように、リノベーターがかなりの角度で傾けられたり、カーペットから持ち上げられたりすると、リノベーターを通過する空気の量は 42 立方フィート以上になります。自由空気換算フィート[108] 10インチ真空で62立方フィートまで。この場合、2インチのパイプ内の流速は毎秒44フィートとなり、水平配管を洗浄するのに十分な速度となります。

1¹⁄₄インチのホースをタイプAのリノベーターと併用する場合、最小空気量は29立方フィート（約11.3立方メートル）で、パイプに入る真空度は6水銀柱インチ（約16.3cm）となり、体積換算で37立方フィート（約18.3立方メートル）となります。これにより、1¹⁄₂インチのパイプ内で毎秒42フィート（約12.3メートル）の速度が発生します。これは、パイプが持ち上がる場合に使用できる最大のパイプサイズです。しかし、リノベーターがカーペットから持ち上げられると、空気量は62立方フィート（約16.3cm）となり、真空度6インチ（約16.3cm）で80立方フィート（約24.3立方メートル）に相当し、2¹⁄₂インチのパイプ内で毎秒39フィート（約11.3メートル）の速度が発生します。これは、水平方向のラインを洗浄するのにほぼ十分な量です。

1¹⁄₂インチのホースを使用した場合、空気量は29立方フィート、パイプに入る真空度は5水銀柱インチ（35立方フィート）になります。これにより、1¹⁄₂インチのパイプ内での速度は毎秒40フィートになります。リノベーターがカーペットから上がると、空気量は自由空気で90立方フィート以上になり、パイプに入る空気の密度で110立方フィートに相当し、3インチのパイプ内での速度は毎秒33フィートになります。これでは水平パイプを完全に洗浄するには低すぎます。

上記の図は第6章から引用したものですが、1インチホースの代わりに1¹⁄₄インチホースを使用すると、1台の改修機に供給するための水平配管のサイズを大きくすることができますが、1¹⁄₄インチの代わりに1¹⁄₂インチホースを使用すると、配管サイズを大きくすることができません。第6章で、タイプAの改修機を使用する場合、1¹⁄₄インチホースが最も消費電力が少ないことを確認したため、このホースの採用による配管摩擦の低減によるメリットはありません。

大規模な配管を洗浄するために改修業者を床から引き上げる必要性は、1人の改修業者から得られる量を超えてはなりません。つまり、配管が複数の改修業者に同時に接続する必要がある場合、2人以上の改修業者が同時に床から引き上げられたときに通過する空気の量を、配管内の限界速度の決定に使用すべきではありません。なぜなら、そのような状況は、配管を完全に洗浄するのに十分な頻度で発生する可能性が低いからです。さらに、この配管が1人の改修業者にしか接続できない場合もあり、その場合、配管は1人の改修業者にしか接続されません。[109] 十分に洗浄されている必要があります。配管が複数の改修業者に供給されている場合、改修業者を通過する実際の空気量に基づいて配管の最大サイズを決定する必要があります。構造上の条件が許す限り、ほとんどの場合、この最大サイズを使用することをお勧めします。

これらのサイズは次のようになります。

表 18.
空気通過改修業者が決定する必要なパイプのサイズ。

使用中の
改修業者の数。
立方フィート/
分 パイプサイズ、直径インチ。
1インチホース付き。 1¹⁄₄インチのホース付き。
1  29 2 2 ¹⁄₂
2  58 2 ¹⁄₂ 2 ¹⁄₂
3  87 3 3
4 116 3 ¹⁄₂ 3 ¹⁄₂
5 145 3 ¹⁄₂ 3 ¹⁄₂
6 174 4 4
これらの最大サイズを使用すると、カーペット改修機のみを使用した場合のパイプラインの摩擦損失は次のようになります。

表19.
カーペットリノベーターのみを使用した場合のパイプラインの摩擦損失
。

スイーパーの数
。 100 フィート、インチあたりの摩擦損失。
1インチホース付き。 1¹⁄₄インチのホース付き。
1 0.20 0.06
2 0.30 0.20
3 0.24 0.17
4 0.19 0.13
5 0.30 0.22
6 0.24 0.17
これらの摩擦損失は、1¹⁄₄インチホースの場合は6インチ真空、1インチホースの場合は10インチ真空に相当するパイプ内の空気密度で計算されます。これはパイプに入る空気の密度ですが、正確な結果を得るには平均密度を使用する必要があります。パイプラインの長さが400フィート相当長を超えない場合、結果はほぼ正確になります。

これらの結果は、第一に、パイプラインの摩擦損失は、同じシステムで使用されるホース ラインの摩擦損失よりもはるかに低いこと、第二に、パイプ内の真空度が高いほど損失が大きくなることを示し、より大きなホースの使用を支持するものです。

[110]

図57～60。さまざまな条件下でのブラシとカーペットリノベーターの動作を示す図。

これらの摩擦損失は、カーペットリノベーターのみを使用し、すべてのリノベーターが最も経済的な清掃を行うために適切な位置に保持されている場合にのみ発生します。実際には、1台のリノベーターを使用する場合を除いて、この状態は発生しません。複数のリノベーターを同時に使用する場合、他のリノベーターが効果的な清掃を行う位置にいる間に、一部のリノベーターは床から持ち上げられ、より多くの空気が流入して摩擦が増加します。リノベーターが持ち上げられている時間は清掃に費やされる時間全体のほんの一部であり、他のリノベーターの効率を一時的に低下させるだけなので、これは深刻な状態ではありません。しかし、カーペットリノベーターと同時にブラシやフロアリノベーターを使用する場合は、より多くの空気が継続的に床から流れます。[111] これらのブラシは、摩擦損失を恒久的に増加させます。カーペットリノベーターの動作に必要なサイズのパイプを備えた単一のブラシまたはフロアリノベーターを使用しても、ブラシの効率は低下しません。ブラシまたはフロアリノベーターでの高い真空度は不要であり、許容されることもありません。また、さらにわずかに真空度を下げても、これらのリノベーターの動作には影響しません。

掃除機本体から最も遠い吹出口でブラシ式掃除機または床リフォーム機を使用し、同時に掃除機本体に近い吹出口でカーペットリフォーム機を使用すると、ブラシを通過する空気の量が多くなるため、カーペットリフォーム機が取り付けられているホース コックの真空度が低下し、効率が悪くなる傾向があります。たとえば、2 台のカーペットリフォーム機に供給できるように適切に設計された、長さ 400 フィートのパイプラインの端にある吹出口に、100 フィートの 1 インチ ホースでブラシ式掃除機が接続されている場合、セパレーターでの真空度は、10 インチ + 2 × 0.20 + 2 × 0.30、つまり 11 水銀インチに維持される必要があります。この真空度がこの時点で自動的に維持され、パイプの端から 200 フィートのところにカーペットリフォーム機が取り付けられていると仮定します (図 57 )。2¹⁄₂ インチのホースを通過する空気の量は、パイプ BC の真空度はおよそ 29 プラス 40、つまり 69 立方フィートで、このパイプの摩擦損失は 1.1 インチになります。出口 B で維持される真空度は 9.9 インチ (図 57 ) で、これは改修装置「a」で 4¹⁄₂ インチの真空度を維持するのに適切な真空度とほぼ同じです。B から A へのパイプラインの摩擦損失は 0.7 インチで、ホース コック A での結果として生じる真空度は 9.2 インチになります。ブラシを通過する空気の量は 40 立方フィートになります。これらの条件下では、ラインの端でブラシ改修装置を使用することによって清掃効率が低下することはありません。出口 A でブラシを使用する作業員が 100 フィートではなく 25 フィートのホースのみを使用する場合 (図 58 )、このブラシを通過する空気の量は 75 立方フィートになります。ホース コック B の真空は 8.8 インチになり、カーペット リノベーター「a」の真空は、25 立方フィートの空気が通過すると 3¹⁄₂ インチに減少し、カーペット リノベーター「a」の効率が低下します。

ブラシリノベーターをホースコックB（図59 ）に取り付け、25フィートのホースを使用すると、ホースコックBの真空度は[112] 9 インチに減少し、ブラシ改修機は 85 立方フィートの空気を通過させますが、ホース コック A の真空は 8.6 インチに減少し、改修機の真空は 3 水銀インチに減少し、通過する空気は 23 立方フィートになります。

各出口にブラシタイプのリノベーターを使用し、それぞれに 25 フィートのホースを使用し、セパレーターでの真空を 11 水銀インチに維持すると、ホース コック B での真空は 7 インチになり、ブラシ「a」は 76 立方フィートの空気を通過させますが、ホース コック「a」での真空は 5 インチになり、ブラシ「b」は 63 立方フィートの空気を通過させるため、合計 144 立方フィートになります。これは、第 6 章でプラントの容量として推奨されているリノベーター 1 台あたりの 70 立方フィートを超えます。真空発生器が最大でも 140 立方フィートを処理できるように設計されている場合、これによって効率が低下することはありません。その場合、セパレーターでの真空は 140 立方フィートしか通過しないポイントまで低下し、システム全体の真空が減少するからです。しかし、現在はブラシのみが使用されているため、ブラシでの真空が減少することによる効率の低下はありません。

1¹⁄₄ インチのホースを、パイプラインの端に 100 フィートのホースで接続されたカーペット リノベーターと、ホース コック B の 25 フィートのホースで接続されたブラシと共に使用すると (図 60 )、すでに挙げた 3 つの中で最悪のケースでは、セパレーターの真空は 4¹⁄₂ インチを搬送するのに必要な値に維持されます。2 つのカーペット リノベーターが使用されている場合、ホース コック B の真空は 4.5 インチになり、ブラシ「a」は 116 立方フィートの空気を通過させますが、ホース コック A の真空は 4.4 インチ、リノベーター「b」の真空は 3.7 インチになり、24 立方フィートの空気を通過させます。

これは、1インチホースを使用した場合よりも良好な洗浄状態です。排気装置を通過する空気の総量は140立方フィート（約48立方メートル）であり、これを減らさないでください。そうしないと、カーペットリノベーター「b」の吸引力が低下します。したがって、カーペットリノベーターとブラシを併用して効果的なカーペット洗浄を行うには、排気装置が140立方フィート（約48立方メートル）、またはリノベーター1台あたり70立方フィート（約78立方メートル）の空気を処理できる必要があります。

2つのフロアブラシを上記のパイプとホースの配置で使用する場合、真空度は大幅に低下するか、[113] 空気量が大幅に増加します。ただし、ブラシのみを使用する場合、真空度の低下によって効率が大幅に低下することはありません。

配管システムにおいて多数のスイーパーを使用する場合、使用する配管サイズを決定する際には、スイーパー1台あたり70立方フィートの自由空気量を考慮する必要があります。また、設備設計上の対象となるすべてのスイーパーが稼働している際に、ホースコックにおける真空度に大きな差が生じないように、真空発生装置から最も遠い出口と最も近い出口の間の配管における圧力損失全体を制限することも重要です。著者は、満足のいく結果を得るためには、この圧力損失が2水銀柱インチを超えてはならないと考えています。

配管システムをレイアウトして配管のサイズを決定する前に、まず、同時に操作するスイーパーの数と、これらのスイーパーに適切にサービスを提供するために必要なライザーの数を確認する必要があります。

稼働させる清掃車の台数。
—これは、清掃する表面の特性、そのような表面の量、および清掃に許容される時間によって決まります。

実際のところ、比較的広い面積の床にカーペットが敷かれている場合は 1 人の作業者で 2,500 平方フィートものカーペットを清掃できますが、狭い部屋にカーペットが敷かれている場合は 1,500 平方フィートを超えることはできません。2,000 平方フィートが妥当な平均だと考えられています。

むき出しの床はより迅速に清掃されます。学校の校務では、一般的な教室を10分で清掃しまし​​た。これは1時間あたり7,200平方フィートの清掃に相当しますが、教室から教室へ移動する時間も必要となるため、筆者は1時間あたり5,000平方フィートを迅速な清掃、3,500平方フィートを平均的な清掃と見なしています。

清掃時間は建物の種類や用途によって異なります。オフィスビルでは清掃員が夜通し、あるいは約10時間勤務しますが、学校の場合は、授業時間中勤務している用務員が清掃を行います。清掃時間は必然的に放課後2～3時間に限定されます。廊下や遊戯室は授業時間中に清掃され、教室は閉校後にのみ清掃されます。

[114]

例として、図61に示すような間取りで、各階が100フィート×150フィートの8階建てのオフィスビルがあるとします 。

廊下、階段、エレベーターホールは大理石の床が敷かれており、日中に蓄積した汚れを除去するためにこすり洗いする必要があるため、乾式掃除機の設置は考慮されません。オフィスの各フロアの床面積は約9,000平方メートルで、1人の作業員が5時間で1フロアを清掃できます。清掃時間中は2フロアを清掃できるため、4台の清掃員が同時に作業できる十分な広さの設備が必要です。

図 61. 必要な掃除機の数を示すオフィスビルの一般的なフロアプラン。

4つの教室がある学校では、用務員が授業中に遊戯室や廊下を掃除します。掃除機を使えば、埃が舞い上がって空気が不衛生になることがないので、1人の作業員で1時間もあれば十分です。筆者は、大規模な学校では、6～8教室ごとに1台の掃除機があれば十分だと考えています。

[115]

特殊な構造で特別な目的で使用される建物は、満たすべき条件に応じて異なる考慮をする必要がありますが、プラントのサイズは、すでに示した規則を使用することで、それぞれのケースで簡単に決定できます。

設置するライザーの数。
—掃除機システムに使用するホースの最大長さについては、各メーカー間で意見が大きく異なります。この最大長さによって設置するライザーの数が決まるため、何らかの固定基準が必要です。第 6 章ですでに述べたように、筆者はこの最大長さを 75 フィートに固定すべきだと考えています。つまり、ライザーの間隔は、建物の床のすべての部分に 75 フィートのホースで届くようにする必要があります。多くのメーカーが推奨するように、最大​​長さを 50 フィートにすると、ライザーの数が増えて設置コストがかさみ、オペレーターは、使用するホースの入口が少ない場合よりも頻繁にホースを入口から入口へ移動させる必要があり、清掃にかかる時間が長くなりますが、出力はわずかに低下します。筆者は、この出力低下では、ホースを入口から入口へ変更するために必要な追加時間を相殺するのに十分ではないと考えています。

必要なライザーの数を決定する最も簡単で迅速な方法は、図面の縮尺で75フィートに相当する長さに紐を切り、図面に沿って廊下のドアを使って各部屋にアクセスできるように紐を張り、可能な限り、紐がすべてのポイントに届くようにライザーを配置することです。図61に示す建物の場合、図に示すように4つのライザーが必要になります。

ライザーのサイズ。
設置するライザーのサイズを決定する前に、1つのライザーに同時に取り付けられるスイーパーの数を推定する必要があります。建物（図61）の場合、1つのライザーに4つのスイーパーが取り付けられている場合もあれば、1つしか取り付けられていない場合もあり、1つのライザーに2つのスイーパーが取り付けられているという仮定は安全であると考えられます。著者は、使用するライザーのサイズを決定する際に、以下の規則を用います。

スイーパーの数がライザーの数の 2 倍である場合は、すべてのスイーパーが同時に 1 つのライザー上にあるものと想定します。

[116]

スイーパーの数がライザーの数と等しい場合は、スイーパーの半数が同時に 1 つのライザー上にいるものと想定します。

スイーパーの数がライザーの数の半分である場合、スイーパーの 4 分の 1 が同時に 1 つのライザー上にいるものと想定します。

揚力が発生しない場合は、ライザー内の流速が低くても問題ありません。ライザーのサイズは、水平分岐の直径が2¹⁄₂インチ以下の場合は、ライザーの全長にわたって水平分岐のサイズと同じにする必要があります。水平分岐の直径が2¹⁄₂インチを超える場合は、2¹⁄₂インチに達するまでライザーを縮小することができます。その後は、残りの全長にわたってこのサイズを維持する必要があります。揚力が必要な場合を除き、ライザーは2¹⁄₂インチ未満にしないでください。

いずれの場合も、使用するライザーのサイズを最終的に決定する前に、同じライザーにサービスを提供する水平ラインの分岐のサイズを大まかに決定する必要があります。

これらのサイズは、真空発生装置を設置する場所によって異なります。建物の場合（図61）、真空発生装置を設置する最適な場所は建物のちょうど中心です。

真空発生装置を中央に配置すると、どのライザーからでも最長 55 フィートの距離を走行できます。これに次のものを付け加える必要があります。

 ロングターンエルボごとに 5 フィート。

各ショートターンエルボにつき 10 フィート。

各長いスイープ Y 分岐の入口は 10 フィートです。

ティー分岐の入口は 20 フィート。ただしライザー上のスイーパー入口は 10 フィートで十分です。

長さが 150 フィート未満のライザーの摩擦を計算する場合、ライザーの全容量がその長さの中間点に接続されていると想定できます。

8階建ての建物（図61）では、地下室の天井から8階までのライザーの長さは100フィート、計算される長さは50フィートになります。真空発生器が中央にある場合のライザーのパイプラインの同等の長さは次のようになります。

[117]

入口ティーからライザーへ 10フィート
ライザーの長さ、全長の半分 50フィート
ライザーのベースで回転 10フィート
地下室で走る 55フィート
Y字型分岐またはエルボ 10フィート
セパレーターのエルボ 5フィート
等価長さ 140フィート
各ライザーは2台のスイーパーに給水し、毎分140立方フィートの自由空気を通過させる必要があります。この場合、2¹⁄₂インチの配管では、ホースコックで10インチ水銀柱を維持し、1インチのホースを使用した場合、摩擦損失は2インチ水銀柱となります。また、ホースコックで6インチ水銀柱を維持し、1¹⁄₄インチのホースを使用した場合、摩擦損失は1.5インチ水銀柱となります。どちらの数値も最大摩擦損失の制限値内であり、2¹⁄₂インチの配管は、ライザーと地下室の分岐配管に適したサイズです。

建物の両側にある2本のライザーに給水する地下室の主管部分（図61の「ab」部分）は、280立方フィートの空気を通した際に、2¹⁄₂インチのパイプが140立方フィートの空気を通した際に生じる真空損失と同じ大きさにする必要があります。これは、配管の平衡化表から求めることができます。また、図48のチャートから以下の方法で求めることもできます。

水平線「140」と、2¹⁄₂インチのパイプを表す対角線との交点を探し、その交点に最も近い垂線を水平線「280」と交差させます。この交点に最も近い左傾斜の対角線が、必要なパイプサイズとなります。この場合、3インチのパイプの方が摩擦力が若干高くなりますが、これで十分です。

残念ながら、図のように真空発生装置を最適な位置に設置することは稀ですが、すべてのライザーのほぼ中央付近に設置するよう常に努めるべきです。現代のオフィスビルの地下室は一般的に混雑しており、機械設備に割り当てられるスペースは限られています。そのため、換気の必要性から、真空発生装置は建物の外側近くに設置されるのが一般的です。

[118]

この場合、おそらく最適な位置は「d」（図62 ）でしょう。ライザー1と2への配管の長さは、図61の場合のすべてのライザーの長さと同じになります が、ライザー3と4までの距離は50フィート（約15メートル）長くなります。配管「bd」のサイズを4つのスイーパーに供給できる最大サイズ、つまり3¹⁄₂インチまで拡大することが可能です。ライザーとその分岐は2¹⁄₂インチのままです。

ライザー 1 と 2 の合計摩擦損失は次のようになります。

ティーインライザーの入口、10 フィートプラス 50 フィート。 60フィート
ライザーの基部 10 フィートで曲がり、「c」から 32 フィートのライザーまで分岐します。 42フィート
メインティーへの入り口 20フィート
2¹⁄₂インチパイプの全長相当 122フィート
1インチホースを使用する場合、2¹⁄₂インチパイプに入る空気の密度は10水銀柱インチの真空に相当し、2¹⁄₂インチパイプの摩擦損失は1.9水銀柱インチになります。1¹⁄₄インチホースを使用する場合、パイプに入る空気の密度は6水銀柱インチの真空に相当し、2¹⁄₂インチパイプの摩擦損失は1.32水銀柱インチになります。

図62. オフィスビルのレイアウト立面図。真空製造装置の最適な場所（D）を示しています。

3¹⁄₂インチのパイプに入る空気の密度「bd」は、1インチのホースを使用した場合は11.9水銀柱インチの真空に相当し、1¹⁄₄インチのホースを使用した場合は7.32水銀柱インチに相当します。3¹⁄₂インチのパイプにおける摩擦損失は、それぞれ0.31インチと0.23インチです。[119] それぞれ1/4水銀柱インチです。ライザー1と2の入口への摩擦損失は、1インチホース使用時には2.21インチ、1¹⁄₄インチホース使用時には1.55インチになります。

ライザー3および4の入口における摩擦損失を求めるには、上記の数値にパイプ内の摩擦損失「bc」を加算する必要があります。長さ50フィートの3¹⁄₂インチのパイプに280立方フィートの自由空気が流れている場合、パイプ内の真空度が12インチのときは摩擦損失は0.6インチ、パイプ内の真空度が8インチのときは摩擦損失は0.4インチとなります。

ライザー3および4の入口における真空損失は、1インチホースを使用した場合は2.91インチ、1¹⁄₄インチホースを使用した場合は1.95インチになります。この場合、入口から真空発生装置までの総損失は、1¹⁄₄インチホース使用時のスイーパー出口で許容される真空の最大変動とほぼ等しくなりますが、1インチホース使用時よりも大きくなります。

しかし、許容される最大変動を決定するのは、真空発生装置から最も遠いホースコックと最も近いホースコックにおける真空度の変動です。この場合、ライザー1または2の入口とライザー3または4の同様の入口との間の真空度の差となります。これらのライザーの底部における真空度の差は、パイプ「bc」における摩擦損失となり、ライザー全体の摩擦損失の差は、一方のライザーの最下層の入口にスイーパーを1台、もう一方のライザーの8階と7階にスイーパーを1台ずつ取り付けた場合に発生します。2台のスイーパーを上部の入口に取り付けた場合のライザーの摩擦損失は、以下のようになります。

7 階から 8 階までの 15 フィートの 2¹⁄₂ インチ パイプ、毎分 70 立方フィートの自由空気、または 6 インチの真空に相当する密度で 0.051 インチ、10 インチの真空に相当する密度で 0.075 インチ。

1 階から 7 階までの 85 フィートの 2¹⁄₂ インチ パイプ、毎分 140 立方フィートの自由空気、または 6 インチの真空に相当する密度で 0.25 インチ、および 10 インチの真空に相当する密度で 0.42 インチ。

ホースコックにおける真空の合計差は次のようになります。

0.051 + 0.25 + 0.4 = 0.7 インチ、ホース コックの真空度は 6 インチ。

0.075 + 0.42 + 0.6 = 1.15 インチ、ホース コックの真空度は 10 インチ。

どちらの値も最大変動範囲内にあります。したがって、真空発生器が[120] 中央に配置することができないため、各ライザーに最も近い長さのパイプを提供する配管システムが最良の結果をもたらします。

乗用車保管ヤードに配管を供給する真空洗浄システムは、長い配管の効果を最もよく示す例です。図63は、10台の車を収容できる長さの8本の配管を備えた典型的なヤードを示しています。この場合、真空発生装置はヤードの片側に設置されていますが、これは珍しいことではありません。

図63. 乗用車保管ヤードの掃除機レイアウト。

この駐車場の収容能力は 80 台で、通常は深夜 0 時から午前 6 時まで、つまり 6 時間の清掃期間内に清掃する必要があります。

座席の脚の下や周囲への清掃が困難なため、1台の車両の床面を徹底的に清掃するには、作業員1名で約20分かかります。さらに、座席の張り地や背もたれの清掃も必要となり、作業員1名で1台の車両を徹底的に清掃するにはさらに約25分、つまり45分かかります。したがって、作業員1名で清掃期間中に8台の車両を清掃することができ、ヤードには10台のスイーパー設備が必要になります。

列車の移動によってホースが2つに切断される恐れがあるため、すべての車両に適切に届くように、各線路のペア間または合計4つの線路間に1本の線路洗浄パイプを設置する必要があります。

2両おきに、車両端の反対側に出口を設けるため、出口は車両2両分間隔で設置する必要があります。こうすることで、ホースをドア開口部の車両端から引き込み、片側から車両全体を洗浄することが可能になります。これは、100フィート（約30メートル）のホースを使用することで可能です。出口の数を2倍にしてホースを50フィート（約15メートル）使用すると、1両を洗浄するのにホースを2つ取り付ける必要があり、洗浄時間のロスにつながるため、推奨されません。

この場合、使用される可能性のある最短の長さは 100 フィートのホースとなり、1¹⁄₄ インチのホースを使用する場合に許容される最大自由空気は 60 立方フィートとなります。

このヤードに配管するシステムの最も単純なレイアウトは、図63に示すものになります。

[121]

ヤード全体が車両でいっぱいになり、10 人の作業員全員が清掃作業を開始する場合、1 つの側管で作業する作業員が 3 人を超えないように側管を分割することが可能であり、この条件が満たされていると想定されます。線路間の側管の最大サイズは、スイーパー 3 台分のサイズ、つまり 3 インチですが、マニホールドから 2 番目の入口より先ではこのサイズを使用するのは安全ではありません。この地点から側管の端までは、1 台または 2 台のスイーパーの最大サイズである 2¹⁄₂ インチにする必要があります。入口 x (図 63 ) から分離器までの摩擦による圧力損失の合計は、図表 (図 56 ) から次のように簡単に計算できます。

表20.鉄道車両洗浄
システムの入口から分離器までの圧力損失

パイプの断面。 立方フィート/分の
自由空気。
同等の
長さ、
フィート。
パイプのサイズ、
直径インチ。 平均
真空、水銀柱
インチ
摩擦
損失、水銀
入り
。 最終
真空、水銀
入り。
x—5  60 150 2 ¹⁄₂  6 0.35  6.35
5—4 120 140 2 ¹⁄₂  7 1.35  7.70
4-2 180 280 2 ¹⁄₂ 11 7.0  14.70
2—w 180 190 3 16 4.0  18.70
わ—あなた 360  20 5 19 0.9  19.60
私たち 480  20 6 20 0.5  20.10
s—sep 600  20 6 20 0.4  20.50
この損失は、ラテラル「xy」および「vw」の最も離れた3つの入口で3台のスイーパーが作動し、ラテラル「tu」および「rs」で2台のスイーパーが作動している状態で計算されるため、あらゆる状況下で起こり得る最大値となります。パイプは最大で、全負荷で毎秒40フィートの速度が得られ、セパレーターで真空が20水銀柱インチに維持された状態でパイプラインに実際に存在する密度となります（「s」からセパレーターまでのパイプを除くすべてのケース）。その場合、サイズは6インチに維持されました。これは、作動するスイーパーの総数よりも少ない場合に速度が低下する可能性があるため、サイズを大きくすることは賢明ではないと考えられたためです。

バスの清掃には裸床ブラシが使用されるため、空気量をそれ以下に減らすことは推奨されない。[122] このような改修機に必要な空気量は、常に一定です。ただし、プルマン車でカーペット改修機を使用し、コーチとプルマンの両方のクッションに室内装飾改修機を使用すると、空気量は減少します。この状態はいつでも発生する可能性があり、また、カーペットまたは室内装飾改修機の1台がセパレーターから最も遠い吸気口の1つで使用されていると同時に、残りの排気口で9台のフロアブラシが使用されている場合もあります。その場合、セパレーターの真空度が20インチ未満になると、この改修機が取り付けられている吸気口の真空度が低下します。したがって、セパレーターの真空度は、指定された値に維持する必要があります。

このような真空では、ホース コックでの真空の変動は 6 インチから 20 インチ、つまりホース コックでの真空の最大許容変動の 7 倍になります。

1インチホースを使用する場合、最大空気量はスイーパー1台あたり40立方フィートになります。入口「x」の真空度が10インチ水銀柱の場合、セパレーターの真空度は再び20インチとなり、セパレーターから最も近い入口と最も遠い入口の間の真空度差は10インチとなり、これは最大許容値の5倍に相当します。

これらの条件はいずれも、次の理由により、実質的には禁止されています。

[123]

1. セパレーターでの過剰な電力消費。1¹⁄₄インチホース使用時は50 HP、1インチホース使用時は33 HP。
2. 空気の密度が非常に低いため、排気装置の容量が過剰となり、1¹⁄₄インチのホースを使用する場合には 1,800 立方フィートの排気量が必要となり、1 インチのホースを使用する場合には 1,200 立方フィートの排気量が必要になります。
3. ホース コックでの真空度に大きな変化があり、分離器に近い出口のブラシ リノベーターを通過する空気量が非常に多くなるため、すでに行った計算が無駄になります。また、カーペットや室内装飾品のリノベーターでの高い真空度により、リノベーターの動作が事実上不可能になります。

図64. 乗用車保管ヤードに最適な配管の配置。

このようなレイアウトは非現実的であるとして直ちに却下し、別の配置を採用する必要がある。図64に示す配管配置は、このケースにおいて考案できる最良の配置であると筆者は考えている。

この配置では、最も不利な条件下でも出口「x」で6水銀柱インチの真空度を確保するには、分離器の真空度を11.50水銀柱インチに維持する必要があります。また、1¹⁄₄インチのホースを使用した場合、入口における真空度の最大変動は3.45水銀柱インチになります。これにより、カーペットリノベーターでの最大真空度は7¹⁄₂水銀柱インチになります。[124] 37立方フィートの空気が通過し、最高真空が維持される入口に100フィートのホースを接続して操作すると、ブラシリノベーターを通過する自由空気が毎分70立方フィートになります。これらの条件は両方とも満足のいく動作を可能にし、空気量の増加は既に行った計算に重大な影響を与えません。分離器に必要な最大馬力は、 図63に示す配管配置の場合の50馬力以上に対して20.5馬力になり、以前のレイアウトで必要だった1,800立方フィートではなく、950立方フィートの排気量を持つ排気装置が必要になります。

1インチホースを使用し、出口「x」で10インチ水銀柱を前と同じ条件で維持した場合、セパレーターでの真空度は14.50インチ、入口での真空度の最大変動は3インチになります。カーペットリノベーターでは、32立方フィートの空気が通過する状態で最大真空度が6インチ水銀柱に達します。また、最高真空度が維持される出口に接続された100フィートホースの先端でブラシリノベーターを操作すると、45立方フィートの自由空気が通過します。これは、1¹⁄₄インチホースを使用した場合よりも均一な結果です。

分離器で必要となる最大馬力は 18.6 となり、排気装置の最大排気量は 740 立方フィートになります。

したがって、非常に長い配管が必要で、常に 100 フィートのホースが必要となる場合、1 インチのホースを使用すると、1¹⁄₄ インチのホースを使用する場合よりも電力と排気量の小さい装置が必要になり、清掃作業の効率に影響することなく、同時にシステムの両端にある改修装置の動作がより均一になることは明らかです。

図 63および64に引用した例は、決して車両ヤードの清掃システムで遭遇する極端なケースではなく、システムが大きくなるほど、1 インチのホースで得られる経済性は大きくなります。

しかし、このような条件は、この種類のレイアウトにほぼ限定されており、単一の建物内のレイアウトではほとんど満たされません。これは幸運なことです。なぜなら、列車の清掃は[125] 実質的に、100 フィートのホースを常時確実に使用できる唯一の場所です。

非常に高い建物の場合も同様の条件が整いますが、側管は垂直になっているため、汚れが堆積する危険なしに摩擦を十分に低減できる大きさに保たれ、水平方向の分岐は短く、ほこりが堆積する危険なしに摩擦を妥当な範囲内に抑えるのに十分な大きさになります。

一つの建物または複数の建物内の広いエリアを一つの清掃システムで処理する必要がある場合、図65に示すように、集塵機を真空発生器の近くではなく、ライザーシステムの中央またはその付近に設置することで、より良い結果が得られることが多い。このようにすることで、集塵機から真空発生器につながるパイプは清浄な空気のみを運ぶようになり、パイプを必要に応じて太くすることができ、摩擦損失を低減できるため、システムの運転に必要な電力を大幅に削減できる。

図 65. 広いエリアを 1 つの清掃システムで清掃する場合に最適なダストセパレーターの設置場所。

システムをさらに大規模にする場合は、ライザー群の中央に2つ以上のセパレーターを配置し、任意のサイズのクリーンエアパイプを真空発生器まで接続します（図66）。複数のセパレーターを使用する場合は、真空発生器から各セパレーターまでの配管の比率に注意し、すべての入口で均一な結果が得られるように、真空発生器から各セパレーターまでの摩擦損失が一定になるようにする必要があります。この損失は、[126] 少数のスイーパーが稼働しているシステムの一部に供給する分離器で高真空が発生しないように、圧力は可能な限り低く抑える必要があります。清浄空気パイプでの低摩擦損失のために、設置が実用的または経済的であるよりも大きなパイプが必要になる場合は、分離器付近の清浄空気パイプに減圧弁を設置して、分離器での真空を調整し、均一な結果を保証することができます。この種のシステムは複数の施設に供給され、各施設で使用される空気が計測され、熱や電気とほぼ同じように販売されます。ただし、幹線管の摩擦を克服するために必要な高真空のため、システムを稼働させるために必要な電力は、個々のプラントで同数のスイーパーを稼働させるのに必要な電力よりも大きくなります。これは、より大きなユニットを使用し、それらをほぼ常に最大負荷で稼働させる可能性によって相殺されます。この種のシステムは、約7年前にミルウォーキーで検討されましたが、導入されませんでした。

図66. 大規模システムのライザーグループの中心にあるセパレーターの位置。

真空掃除システムの設計に関連するパイプ摩擦の問題については、この技術の初期の頃よりも、また現在よりもずっと慎重な考慮が必要です。

[127]

第8章
セパレータ
掃除機の故障を防ぐために、ホースやパイプを通って運ばれてきた空気流から塵埃を除去する器具は、掃除機システムの構成において重要な役割を果たします。

セパレータの分類。
—セパレータは用途に応じて 2 つのクラスに分けられます。

1. 部分分離装置。空気中の塵埃を完全に除去するためには、他の分離装置と組み合わせて使用​​する必要があります。これらの分離装置は、さらに2つのサブクラスに分類されます。1つは一次分離装置、つまり重い塵埃や汚れの粒子のみを除去する装置で、もう1つは二次分離装置、つまり一次分離装置を通過した細かい汚れの粒子を除去する装置です。
2. 完全な分離器、または重い粉塵粒子と細かい粉塵粒子の両方の除去が 1 つの分離器で実行されるもの。

分離機は、分離を行う際に使用される方法に応じて、すべての操作が液体を使用せずに実行される乾式分離機と、粉塵の除去に水が使用される湿式分離機に分類することもできます。

プライマリセパレータ。
—一次分離機はほとんどの場合乾式分離機として動作し、分離には遠心力に大きく依存します。バキュームクリーナー社が使用した最初のタイプの一次分離機を 図67に示します。これは、ホッパー底を備えた円筒形のタンクと、上部ヘッドに固定された内筒で構成されています。塵埃を含んだ空気は、シリンダーの接線に沿って上面付近から外筒に入ります。外筒の曲面に空気が衝突することで生じる遠心力により、塵埃は外筒の表面に保持されます。[128] 重い塵埃はセパレーターの外側付近に集まり、下方に向かって落下するにつれて速度が低下し、塵埃を運ぶ能力が失われます。空気が内筒の下を通過すると、速度はほぼ完全に失われ、ごく軽い塵埃粒子を除いてすべてが下方に落下します。一方、空気と軽い塵埃粒子は、上部中央の開口部からセパレーターの外へ排出されます。

図67. 掃除機会社が使用していた初期の一次分離器。

図68. 衛生機器製造会社が使用する一次分離器。

衛生機器製造会社が使用する一次分離器を図68に示す。内部の遠心円筒は省略されており、空気は分離器上部の外側端付近にあるエルボから流入する。エルボは、空気に旋回運動を与えるような角度に回転している。[129] その結果、掃除機会社の装置の場合とほぼ同じようにほこりが分離されます。

どちらの分離機も、通常パイプラインを通じて流入する汚れの 95% ～ 98% を除去し、効率はほぼ同等です。

図69. ゼネラル・コンプレッサー・アンド・バキューム・クリーニング社が使用する一次分離機。

図70. ブレイスデルエンジニアリング社製の一次分離器。

図69に示す分離機は、ゼネラル・コンプレッサー・アンド・バキューム・クリーニング社で使用されていました。流入した空気は底部付近の中央に導かれ、2本の湾曲した枝管を通って排出されます。この枝管は空気を旋回させます。きれいな空気は分離機の上部付近の中央から取り除かれます。この分離機は、流入する空気が底部付近から導入されるため、前述の2つのタイプほど汚れを除去する効果はありません。そのため、分離機の底部にある空気と塵埃は常に攪拌された状態になり、また湾曲した入口は空気を接線方向よりも放射状に動かし、遠心作用による分離が少なくなります。

[130]

図70に示す分離機は、ブレイスデル・エンジニアリング社製です。この分離機では、バキューム・クリーナー社製の分離機の内部遠心円筒が、上部中央の出口近くまで伸びる螺旋構造に置き換えられています。この配置により、空気流速の低下を防ぎ、塵埃除去効果を抑制しています。

サニタリーセパレーターに類似したセパレーターは、真空清掃システムを製造する多くの企業によって製造されています。これらのセパレーターは構造の詳細が多少異なりますが、遠心力と空気速度の低下という原理はどれも同じです。

真空発生器には隙間や摩擦接触がないため、これらのセパレーターのみが使用されます。これらのセパレーターを通過した微細な粉塵粒子は、真空発生器を無害に通過し、排気管を通って大気中または煙突などの煙道へと排出され、そこで効果的に殺菌されます。

二次セパレーター。
—真空発生器は隙間が狭かったり、部品同士が接触して摩擦したりして空気が排出されるため、より微細な粉塵粒子をさらに分離する必要があります。これを実現するために、二次分離器が使用されます。

初期のシステムはすべて、二次分離器として湿式分離器を使用していました。バキューム・クリーナー・カンパニーが使用していたシステムは、図71に示されています。このシステムは、部分的に水を満たした円筒形のタンクと、中央部に穴が開けられ水面より下に固定されたダイヤフラム、そして水面のすぐ上に逆円錐台が配置された構造です。空気は水面より下から分離器に入り、小さな泡の形で水中を上昇します。これらの泡はダイヤフラムの穴を通過する際にさらに小さな泡に分解されます。この作用は空気を徹底的に浄化するために非常に重要です。なぜなら、大きな空気の泡には塵埃が含まれている可能性があり、それが水を通過して真空発生装置へと排出されるからです。逆円錐台は、空気とともに分離器から水が排出されるのを防ぐためのものです。この分離器は、往復ポンプと組み合わせて使用​​した場合、常に良好な結果をもたらしてきました。

[131]

図72に示す分離機は、ゼネラル・コンプレッスド・エア・アンド・バキューム・クリーニング社製です。空気は下向きに曲がったパイプを通って分離機に入り、水面下の中央から排出されます。その後、空気は泡となって上昇し、その大部分は水面に浮かぶように設計されたリブ付きアルミニウムディスク「a」の下面に衝突します。そして、このディスクのリブ付き下面に沿って、縁に沿って分離機の上部へと排出されます。

図71. 掃除機会社が使用する二次分離機。

図72. ゼネラル・コンプレッサー・アンド・バキューム・クリーニング社が使用する二次分離装置。

清浄された空気は分離器の上部から真空発生器へと流れ出ます。この分離器の正常な動作は、ディスク「a」の動きの自由度（ディスクは常に水面上にあり続ける）と、ディスクの下の水面を通過する空気のすべてにかかっています。

ディスクが支持パイプに引っかかった場合、システム稼働中に発生する水の激しい攪拌により、ディスクは水面より上に浮かんでいる場合もあれば、水面より下に沈んでいる場合もあります。ディスクが水面より上にある場合、大きな気泡は分解されません。また、大量の空気がセパレーターを通過する場合、かなりの量の気泡が水中を通り抜けてしまう可能性が高くなります。[132] ディスクの外側に気泡が入り込み、気泡は分解されません。このセパレーターは、著者がテストしたいくつかの設置環境では、やや不満足な結果となりました。

図73. 衛生機器製造会社が使用する二次分離器。

図74.二次分離装置として使用される乾式分離装置の種類。

衛生機器製造会社が使用する分離器は、既に説明したものとは異なり、空気と水が分離器に入る前に混合され、空気が水位線より上方から分離器に入るという点が異なります。空気はパイプ「a」（図73）に入り、吸引器「b」へと送られます。吸引器「b」は、水位線より下側のパイプ「d」と水位線より上側のパイプ「e」によって分離器に接続されています。分離器内の過剰な真空により、吸引器とその接続部から水が引き出され、このパイプ内の水位線が配管の水平部分の上部より下まで下がります。すると、空気がデモンストレーターガラス「c」を吹き抜け、パイプ「e」を通って分離器に入ります。「c」につながる垂直パイプに空気が満たされると、分離器内の水の静水頭によって、パイプ「d」を通って吸引器「b」へと水の流れが生じます。これはノズル状に形成されており、水はスプレー状に流入し、空気と完全に混合されます。この水スプレーの洗浄作用は、あらゆる微細粉塵の除去に非常に効果的であることが判明しており、この分離器はこれまでに製造された中で最も効果的な湿式分離器であることが判明しています。

[133]

湿式分離機は適切に設計されていれば、微細な粉塵を効果的に除去しますが、油脂分の多い煤は水と乳化せず、実質的に除去不可能です。幸いなことに、この物質は一次分離機を通過する際に微細な状態となり、ざらざらとした粒子にならず、真空発生装置に悪影響を与えません。

湿式分離器には、通過時に真空損失が発生するという欠点もあります。この損失は、入口と水面の間を運ばれる水頭に相当します。これは通常、約2水銀柱インチに相当します。

湿式分離器内の水位を観察するための手段を設ける必要があります。この目的のためには、分離器側面にガラス窓を設けるのが最も効果的であることがわかりました。ボイラーで使用されるような一般的なゲージガラスの使用も試みられましたが、泥水の作用ですぐに曇ってしまい、使用できなくなることがわかりました。一方、システムの稼働中は窓に水が絶えず当たるため、ガラスはきれいな状態に保たれます。

乾式セパレーターは、限定的に二次セパレーターとして使用されてきました。これらのセパレーターはすべて、キャンバスなどの布で作られたバッグを内蔵していました。図74に示すセパレーターは、セパレーターの円筒形ケーシングの内径よりわずかに小さいドリルで穴を開けたバッグを内蔵しています。空気はバッグ内部に入り込み、バッグを膨らませた後、バッグを通り抜け、ケーシングの片側にある開口部から排出されます。この開口部にはワイヤーガードが設置されており、バッグが開口部に引き寄せられて一部しか有効にならないのを防いでいます。

これらのバッグは、きれいな状態のときは空気の通過に対する抵抗がほとんどありませんが、すぐにほこりで満たされて抵抗が増大します。これを放置すると、システムの動作を妨げ、バッグが破裂してほこりが真空発生装置内に入るほどの大きな圧力差が生じる可能性があります。

ほこりを通さない適切な素材を見つけるのは困難でした。ダイニングテーブルなどに使われるようなハッシュクロスが最適な素材であることがわかりました。[134]この目的のために、図74 に示すように空気を袋の外側から内側へ通す方が、より良い結果が得られます。この配置を採用する場合は、袋が潰れるのを防ぐために、金属製のスクリーンまたはフレームの上に袋を張る必要があります。

完全なセパレーター。
—完全な分離器には、乾式と湿式の2種類があります 。著者が知る最初の完全な分離器は、バキューム・クリーナー社が使用したもので、円筒形のタンクと遠心シリンダー、そして多孔板を備えていました。これは実質的に、図67と図71に示した分離器を組み合わせたものでした。この分離器は小型の回転式ポンプに接続され、トラックに搭載されていました。ある時、使用中に内容物がすべてアパートに噴出し、ゴミで満たされるまでは非常にうまく機能しました。その後、この分離器は図75に示す形状に改造され、金網の上にハッシュクロスを張ったバッグが作られました。空気はシリンダーに接線方向から入り、分離の大部分は[135] 遠心力によって分離され、残りの粉塵は空気が袋を通過する際に除去されます。この分離機は、当社がこのような装置を製造し続けている限り、成功を収めて使用されました。

最近 Electric Renovator Manufacturing Company 社から、上記と非常によく似た別の形式の完全なセパレーターが発表され、 図 76に断面図が示されています。空気は、集塵袋のラインの下側からこのセパレーターに入ります。集塵袋はモスリンを一組の同心円筒の上で前後に折り畳んで作られており、これによって空気の通過面積が広くなっています。入ってくる空気のラインより完全に上にあるため、ひどい汚れは袋に当たらず、袋に付着した汚れは袋の下側にあり、袋が振られるたびに振り落とされます。この振れは、セパレーターを通過する空気の量が変化するたびに発生します。また、これらのセパレーターをファンタイプの排気装置と組み合わせて使用​​すると、排気装置が少量の空気が通過するときには必ず一定の振動が発生します。これによって、袋が自動的に清潔に保たれます。

図75.掃除機会社が使用する完全な分離器の形状。

図 77に示す分離機は、American Radiator Company 社製のものです。空気は中央のパイプを通ってこの装置に入り、真下まで流れます。円錐状の入口を通過する際に空気が膨張するため、速度は徐々に低下し、重い汚れは底に落ちます。次に、空気は円筒形のシェルの内面に沿って上昇し、スクリーン上に張られたバッグを通過して出口に至ります。この分離機は、重い塵埃の分離に遠心作用を利用しない初めての例です。メーカーは、空気速度の低下と重力の作用で十分であると考えているようです。このバッグは、外側から内側に向​​かって空気が通過できるように配置されており、汚れが落ちやすいように先細になっています。真空計は三方コックを介してバッグの内外面に接続されており、バッグ内外の真空度差を測定することで、バッグ内の空気の流れを反転させることでバッグのクリーニングの必要性を判断できます。これは、セパレーターを常に効率的な状態に保つために不可欠です。

[136]

図 76. 電気リノベーター製造会社が製造した完全なセパレーター。

[137]

図77. アメリカン・ラジエーター・カンパニー製の完全なセパレーター。

[138]

サニタリー・デバイス・マニュファクチャリング・カンパニーは、重り付きのロッドがセパレーターの上部から突き出ているワイヤーリングで袋を支え、そのリングで袋を支えているセパレーターを考案しました。袋が詰まると、両側の圧力差によって袋が潰れ、ロッドがセパレーターから持ち上がります。これは清掃が必要であることを示し、ロッドを数回上下に動かして袋についた埃を払い落とすだけで簡単に清掃できます。このセパレーターは独創的な構造で操作も容易だったはずですが、一般に普及することはありませんでした。

定期的に洗浄が必要なバッグの大きな問題点は、汚れの蓄積を示す目視表示があっても、ほとんどが洗浄を怠ってしまうことです。洗浄時期を確認するために三方コックを操作しなければならない場合、洗浄が行われることはほとんど、あるいは全くありません。キャピトル・インヴィンシブルのような自動洗浄バッグは、図76に示されています。

あるメーカーが使用している分離機は、単純な円筒形のタンクで構成されており、タンク内に空気が接線方向に吹き込まれ、上部にスクリーンが取り付けられています。このタンク全体が真空発生器のベースとなります。この分離機は、非常に重い汚れしか除去できず、非常に大きなクリアランスを持つ真空発生器と、大気中への相当量の汚れの排出が問題にならない場所でのみ使用できます。

トータルウェットセパレーター。
—現在商業的に使用されている唯一の全湿式分離器は、アメリカン・ロータリー・バルブ社製です。この分離器は真空発生器のベースに内蔵されており、塵埃を含んだ空気の入口付近にスクリーンが設けられています。このスクリーンは機械駆動の毛ブラシによって清掃されます。[139] セパレーターが汚れると、内容物は圧縮空気によって下水に直接排出されます。このセパレーターは適切なメンテナンスが行われれば、これまでの真空清掃ラインの中で最も衛生的な構造となります。しかし、セパレーターは定期的に空にする必要があります。そうしないと、内容物が大量に排出され、下水管を洗浄するのに十分な水が供給されず、詰まりの原因となります。これらのセパレーターは、内容物がモルタルや糖蜜のような粘稠度になるまで放置されることが多く、下水管への排出には適していません。

真空清掃システムに関連して使用される装置には、分離装置というよりはむしろ乳化装置と呼ぶべき別の形態の装置があります。これは、RotrexシステムやPalmシステムに使用されているタイプです。塵埃は最初にポンプ室に入ると水と混合され、スクリーンによって糸くずや大きな汚れの粒子が除去されます。その後、塵埃と水の混合によって生成された泥水は、空気とともにポンプを通過します。空気と泥水は真空発生装置の排出側で分離されます。排気管が長い場合、多くの場合、排出口にかなりの逆圧がかかり、下水システムのトラップのシールが押しつぶされ、清掃システムが設置されている建物に下水ガスが排出されることがあります。これらの機器に使用されているスクリーンを自動的に清掃する手段は備えられておらず、筆者は、スクリーンが糸くずで完全に詰まってしまい、清掃ツールを作動させるためにスクリーンを機械から取り外す必要があった事例を知っています。

乾式分離機を使用する場合、堆積した乾いた汚れを手作業で除去する必要があり、これは不快なだけでなく不衛生な作業です。著者は、理想的な分離機の配置は、汚れをすべて水で乳化させて分離機内に保持し、空気だけが真空発生装置を通過し、混合物の密度が一定に達した時点で分離機の内容物が自動的に下水道に排出されるような配置であると考えています。[140] 下水管を容易に通過します。この排出は、排水管の完全な洗浄を確実にするために、一般家庭の下水管を完全に満たすのに十分な量でなければなりません。また、配管設備の防水シールが強制的に破損するのを防ぐため、大気圧下で下水管に排出する必要があります。

図77a. DUNN掃除機の内部構造。

このタイプの分離器は、ダン・ロック・システムの考案者であるED・ダンによって最近特許取得されました。 図77aに示されています。分離器の動作は次のとおりです。モーターを始動し、少量の水を流すと、一方のタンクに真空状態が生成され、配管システムを通って使用中の洗浄器具に送られます。器具によって集められた塵埃は、洗浄器具に近づくにつれて飽和状態になります。[141] 植物は飽和状態になり、タンク内の水域の底に入ります。

堆積した汚物と水が一定のレベルに達すると、自動的にバルブが作動し、タンクと真空ポンプの接続が閉じ、内容物が重力によって下水へ排出されます。このバルブ作動機構は比較的独特で、フロートが水と共に上昇すると、図に示すように正の電気的接触を形成します。この図では、一方のタンクが排水を開始しようとしており、もう一方のタンクが作動を開始しようとしています。この電気的接触により、O¹にある磁石のコアが上昇し、レバーKが反転します。この動作によって一方のバルブが開き、もう一方のバルブが閉じます。このようにして、タンクは交互に水と掃き溜めを部分的に満たしたり、排出したりします。

このシステムは、正常に動作することを保証できるほど十分な期間、まだ商業的に使用されていません。また、通常のチェックバルブを汚れや水が通過することは、これらのチェックバルブを無効にせずに商業的に可能であるとは著者は考えていません。

チェックバルブは、部分湿式分離器と部分乾式分離器が連動して運転される場合に使用され、パイプラインの入口がすべて閉じられた状態でプラントが停止した場合に、乾式分離器への水の流入を防止します。このような場合、ポンプから湿式分離器への漏洩によって、パイプラインの漏洩による乾式分離器の圧力上昇よりも速く湿式分離器の圧力が上昇する可能性があります。

これは、2つのセパレーターの上部を小さな接続部で接続し、ドライセパレーター側に向けて開くチェックバルブを取り付けることで実現します。真空発生装置が作動しているとき、ウェットセパレーター内の真空度はドライセパレーター内の真空度よりも約2インチ高く、チェックバルブは閉じた状態に保たれます。真空発生装置が停止し、ウェットセパレーター内の真空度がドライセパレーター内の真空度よりも速く低下すると、このチェックバルブが開き、ウェットセパレーターからドライセパレーターへ清浄な空気が流れます。このような条件下で運転している場合、チェックバルブの動作は良好です。しかし、筆者は、チェックバルブから漏れが発生し、その場合、ドライセパレーターから排出される塵埃を含んだ空気によってチェックバルブがすぐに詰まってしまう事例を知っています。

[142]

第9章

真空発生装置
クリーニング システムの次の部分は、システムを通る空気の動きを生成する部分と、動力が適用される部分、つまり真空発生器です。

真空発生装置の種類。
—真空発生装置は、一般的に次の 2 つのクラスに分けられます。1. 置換型では、機械の各動作サイクル中に一定量の空気が置換されます。2. 遠心型では、各動作サイクル中に発生装置を通過する空気の量は、システムを通過する空気の抵抗に応じて変化します。

変位タイプ。
—この項目の下にピストンポンプとロータリーポンプが分類され、構造により往復ポンプと回転ポンプ、バルブ付きとバルブなし、空冷式と水冷式に細分化されます。

遠心タイプ。
—この項目には、ファン式の真空発生器が分類されます。構造上、単段式と多段式、水平式と垂直式に分類されます。

真空を生成するために必要な電力。
—この章で説明するさまざまなタイプの排気装置の効率を確かめるためには、あらゆる真空度で 1 立方フィートの自由空気を移動させるのに必要な実際の電力を確かめる必要があります。

著者が試験したほぼすべての機械は電動モーターで駆動され、そのため出力はワットで示されているため、図78の曲線CDは、隙間がなく断熱圧縮がないと仮定して、下端の真空度で1立方フィートの自由空気を排気するのに必要な実際の出力を示しており、効率計算の基礎として使用されている。これは[143] 8水銀柱インチの真空状態を作り出すには、排気される自由空気1立方フィートあたり16ワットの電力消費が必要であり、12水銀柱インチの真空状態を作り出すには27ワットの電力消費が必要である。これらの値を機械の効率で割れば、実際に必要な電力がわかる。

図78. 真空ポンプとして使用される空気圧縮機の電力消費と効率。

往復ポンプ。
初期の真空清掃システムの大部分では、往復ポンプが使用されていました。初期の最も一般的な形態は、構造を一切変更せずに真空ポンプとして使用された業務用エアコンプレッサーでした。通常、機械式吸気弁とポペット弁のヘビーパターンの排気弁が取り付けられており、ダッシュポット原理のクッションが備え付けられていました。これは、1平方インチあたり100ポンドもの終端圧力に耐えるエアコンプレッサーに使用されているものと同じです。シリンダーは、高圧縮による熱を除去するためにウォータージャケットで覆われていました。[144] これらのコンプレッサーは重く、開くのにかなりの圧力が必要でした。また、高圧縮の歪みに耐えられるよう重く作られたバルブギアやその他の可動部品の摩擦は、圧縮が 1 平方インチ当たり 8 ～ 9 ポンドを超えない機械にとっては大きすぎました。したがって、実際の動作条件では、設計された圧力に逆らって動作している場合よりも効率が低くなります。 14 インチ × 8 インチの Clayton コンプレッサーの消費電力の曲線を図 78に示します。横軸は水銀柱インチでの真空度、曲線「AB」の縦軸は 1 立方フィートの自由空気を排出するために必要なワット数です。曲線「cd」は、同じ作業を行うために必要な理論上のワット数です。これらのコンプレッサーは、1 インチのホースで動作するシステムと接続して使用され、通常の真空度は水銀柱インチでした。この真空状態では自由空気1立方フィートあたり約77ワットが必要となり、曲線「ce」（図78 ）に示されている効率は46%です。

図79. 衛生機器製造会社製の往復ポンプの改造。

このコンプレッサーを 1¹⁄₄ インチのホースで動作し、8 インチ水銀の真空が維持されるシステムに接続して使用すると、効率は 31% に低下します。

往復ポンプの改良版は衛生機器製造会社によって製造され、[145]図79 に示すように、シリンダーヘッドには軽量ポペットバルブが採用されています。このタイプのコンプレッサーのワット/立方フィートと効率の曲線を図80に示します。このコンプレッサーは、あらゆる真空度において空気コンプレッサーよりも優れた効率を示し、筆者がこれまでに試験した往復ポンプの中で最高のものであることがわかります。

このポンプは数年間ウォータージャケットなしで製造され、過熱などのトラブルは一度も発生しませんでした。しかし、業務用エアコンプレッサーがジャケット式を採用していたため、それを使用しているメーカーはこの問題を懸念し、この会社はポンプにジャケット式を採用せざるを得なくなりました。

図80. 改造往復ポンプの消費電力と効率

バキューム・クリーナー社は、小規模工場でクレイトンポンプを使用していました。このポンプは、両端に吸気弁と排気弁として機能するセミロータリーバルブを備え、空気圧縮機の重いポペット排気弁は廃止されました。この変更によって得られるはずだった効率向上は実現されませんでした。その理由は、図81 と図82のインジケータカードを見ればより容易に分かります。

図 81は、複合吸気バルブと排気バルブを備えた Clayton コンプレッサーの 1 つから取ったカードです。図 82 は、ポペット タイプの軽量鋼製吸気バルブと排気バルブを備えたコンプレッサーのカードです。

[146]

図 81 の圧縮ライン ad は大気ラインより上に伸びており、排出バルブを開いたときの圧力は大気より 1 平方インチあたり 4 ポンド高いことがわかります。これは、機械式バルブがすぐに開かないことが原因です。このバルブは吸気バルブを兼ねているため、大気からセパレーターへの空気の短絡を防ぐために、吸気ポートを開く前に排出ポートを閉じる必要があります。この事実が、ストロークが完了する前に排出ポートが閉じ、クリアランス スペースの空気が大気より 6¹⁄₂ ポンド高い圧力に圧縮されるため、b で突然の圧力上昇が発生する原因です。吸気ポートは吸入ストロークの開始後まで開かず、c で高い真空度をもたらします。

図81と82。クレイトンポンプと改造ポンプ用のインジケータカード。

これを図82のカードと比較してください。ここでは、圧縮は大気線より1平方インチあたり¹⁄₄ポン​​ド以上は上がらず、排出バルブはストロークの最後まで閉じないため、吸入ストローク開始時の真空度はストローク全体よりも低くなることはありません。

これらのポンプは、同じ条件、すなわち分離器内の15インチ真空下で運転されていました。図81のMEPは7.05ですが、図82のMEPは6.7で、このポンプでは通常よりも高くなっています。これは、排気管が[147] このポンプのポンプは非常に長くて曲がっていたため、可能な限り避けるべき状態でした。また、このカードの元となったポンプは古い型の 1 つで、クリアランスは後のモデルよりも大きかったです。図 81で排出バルブが開くポイントはストロークの 53% で、ストロークの 95% で閉じるため、ストロークの 42% で開いています。一方、図 82では、排出バルブはストロークの 46% で開き、ストロークの最後まで開いたままなので、ストロークの 54% で開いています。したがって、ポペット バルブ付きのポンプは、機械式バルブ付きのポンプに比べて、同じ真空度でより多くの空気を移動させ、消費電力も少なくなります。

過去2、3年の間に、別のタイプの往復ポンプが導入されました。これは、シリンダーの両端に、一方向に連続回転する単一のバルブを吸気弁と排気弁として用いるものです。このバルブは、シリンダーポートを吸気ポートと排気ポートに交互に接続するための貫通ポートを備えた、単純な円筒形の鋳物です。

このバルブを軸を中心に 180° 回転させると、真空ポンプがエアコンプレッサーに変わります。この配置は、第 1 章と第 8 章で説明したように、分離機の内容物を下水に排出するために採用されています。このポンプでは、吸入バルブと排出バルブの両方が同時に閉じるポイントがあり、Clayton ポンプの半回転式バルブで見られるものと同様の結果が当然明らかになります。著者は、これらのポンプの 1 つからインジケータ カードを入手しようとしましたが、入手できませんでした。吸入ポートと排出ポートの両方を同時に閉じた場合の影響は、当然のことながら、Clayton ポンプよりもこのポンプの方が顕著になります。これは、この場合のバルブの動きが常に一定であるのに対し、Clayton ポンプのバルブ ギアの動きは、両方のポートが閉じているときにバルブが非常に高速に動くように配置されているためです。最近ニューヨーク郵便局に設置されたこのタイプの 2 台のポンプのうちの 1 台を図 83に示します。これらのポンプはそれぞれ 1,200 立方フィートの排気量を持ち、この記事の執筆時点では掃除機用として使用されている最大の往復ポンプです。

[148]

ピストンポンプの興味深い特性は、システム内の真空を経済的に制御するのに役立ちます。図78の上部の曲線は、クレイトン型空気圧縮機の運転に必要な総電力を示しています。この効率は、この図の下部の曲線で示されています。圧縮機は一定速度で運転され、大気圧から閉吸引まで様々な真空度が得られるように空気量が変化し、圧縮機の運転電力は2インチ間隔で読み取られました。縦軸はモーターへの電流入力（アンペア）で、横軸はセパレーター内の真空度です。これは、ピストンポンプが約15インチの真空度で動作するために最大の電力を必要とし、真空度が可能な限り高いときに最小の電力が必要であることを示しています。ピストンポンプのこの特性を利用する方法については、後の章で説明します。

図 83. ニューヨーク郵便局の真空清掃システムに接続して設置されたポンプの 1 つ。現在までにこの目的で使用された最大の往復ポンプです。

ロータリーポンプ。
—ガーデンシティロータリーポンプは、単羽根車型ポンプの好例であり、少なくとも2社の掃除機メーカーによって、あるいはある程度は使用されてきた。その内部構造は図84に示されている。円筒形のインペラAは、円筒形の外側ケーシング内に偏心して取り付けられており、インペラには4枚の摺動羽根が取り付けられている。これらの摺動羽根には、ディスタンスピースEが設けられており、[149] 摩耗面、B。オイルリザーバにはニードルバルブが設けられており、真空状態になると自動的に開き、機械を停止すると自動的に閉じます。オイル供給量はネジIで調整します。このタイプのポンプはケースとの摩擦面が広く、運転中は非常に高温になります。ケース表面の加熱と切削を防ぐため、十分な潤滑が必要です。これらのポンプの端部摩耗は漏れの原因となりますが、通常の構造上、この摩耗を吸収する手段は備えられていません。しかし、円筒形ケースの端部に金属シムを使用することで、摩耗を吸収することができます。

図84. ガーデンシティロータリーポンプの内部配置。

[150]

図 85. ガーデンシティタイプのロータリーポンプの動作に必要な電力。

このタイプのポンプの動作に必要な電力 (曲線 ab、 図 85 ) は、12 インチ水銀柱未満の真空でピストン ポンプを動作させるのに必要な電力とほぼ同じですが、真空が高くなると、必要な電力はピストン ポンプで必要な電力よりはるかに大きくなります。効率 (曲線 ce、 図 85 ) は、0 ～ 11 インチの真空では軽量ポペット バルブ ポンプ (曲線 ce、図 80 ) で得られる効率と同じですが、真空度が高くなるとこのタイプのポンプの効率は低下するのに対し、ピストン ポンプの効率は真空度が高くなるにつれて大きくなります。この 2 種類のポンプの特性の違いは、一方にバルブがあり、もう一方にバルブがないことに起因します。ピストン ポンプでは、空気が排出されている間だけ大気圧がシリンダーに達し、他の時には排出バルブが閉じられ、ピストンの両側に部分的な真空が存在します。生成される真空度が高いほど、ピストンに大気圧がかかる時間が短くなり、空気が排出されなくなると、シリンダーの隙間空間に含まれる空気が圧縮・膨張し、圧縮線と膨張線が一致する。インジケータカードには面積がないため、消費される電力は可動部品の摩擦を克服するために必要な電力のみである。ロータリーポンプには、インペラの排出側から大気圧を保持する排出バルブがなく、希薄空気の圧縮は、大気圧によって排出ポートからチャンバー内に空気が流入することによって行われる。[151] 排出ポートの反対側に位置するため、排出される空気の量に関わらず、インペラが大気圧にさらされる時間は変わりません。希薄空気を含む空間の真空度が高いほど、スライドベーンの両側の圧力差が大きくなり、ローターを回転させるために必要な総動力も大きくなります。

図86.真空清掃作業用ダブルインペラールート型ロータリーポンプの配置。

急速に人気が高まっているもう一つのタイプのロータリーポンプは、ダブルインペラー型です。これは、この名前の会社が最初に製造したことから、一般的にルートブロワーと呼ばれています。長年にわたり、ガス工場の送風機として、また主に空気圧チューブシステムの運転など、様々な用途の真空発生装置として使用されてきました。

なぜこのタイプの真空発生装置が、スライディングベーン式ではなく、掃除機システムに早くから採用されなかったのかは理解に苦しみます。このポンプには、互いにギアで連結されたシャフトに取り付けられた2つのインペラまたはカムが含まれており、ケース内で互いに反対方向に回転します。インペラは常にケースと互いに近接していますが、決して接触することはありません。そのため、摩擦がなく、導入が容易です。[152] 少量の水で実質的に気密状態になります。可動部品間の金属接触がないため、内部潤滑は不要で、インペラやケーシングの摩耗もなく、摩耗を吸収する手段も必要ありません。

インペラの配置と部品をシールするための水の供給方法は、図86に示されています。ポンプの吐出側には水が入ったリザーバーが設けられており、このリザーバーからポンプの吸入側へ細いパイプが伸びています。真空によってリザーバーから水が吸い上げられ、噴霧状に吸入室へ排出されます。この水はポンプを通過し、吐出室内の空気から分離され、真空によって吸入室に戻ります。この動作は、少しでも真空状態になると自動的に開始され、ポンプを停止するとすぐに停止します。

図87. ポンプを逆転させるための双投スイッチが配置されたロータリーポンプ。

バルブのないこれらのロータリーポンプは、回転方向を反転させることで空気圧縮機として使用できます。アメリカン・ロータリー・バルブ社は、湿式分離機と組み合わせることで、この方式を採用し、同社の小型プラントすべてにおいて、分離機の内容物を下水管に排出しています。図87は、ポンプ駆動用の電動モーターを逆転させるための双投スイッチを備えたこれらのプラントの一例と、回転ブラシの配置を示しています。[153]これは、第8章 で説明したように、湿式分離機のスクリーンを洗浄するために使用されます。

図88. ルート型ポンプの消費電力と効率。

図89. VACUUM ENGINEERING COMPANYが使用するROTREX真空ポンプ。

このタイプのポンプの消費電力と効率は図88に示されています。自由空気1立方フィートあたりのワット数（曲線ab）は、低真空時の消費電力が、これまでにテストしたどのポンプよりもはるかに低いことを示しています。これはおそらく、内部摩擦がないためです。[154] 注目すべきは、真空度ゼロでの運転電力は自由空気1立方フィートあたりわずか10ワットであるのに対し、他のポンプはすべて24～34立方フィートの真空度を必要とする点です。このため、効率曲線（ce、図88 ）は、スライディングベーンポンプ（図85 ）の場合よりも低い真空度で最大値に達します。

図90. スペンサータービンクリーナー社製の後期型遠心排気装置。

6インチから10インチの真空度では効率はほぼ一定で、これらの真空度では他のどのタイプのポンプよりもはるかに高い効率を示します。より高い真空度で運転した場合の効率は、スライディングベーンポンプとほぼ同等で、往復動ポンプよりも低くなります。このポンプの最高効率は、1¹⁄₄インチのホースを備えた洗浄システムを動作させるのに必要な真空度で得られます。

このタイプのポンプを少し改良したものが、バキュームエンジニアリング社が使用している「ロトレックス」です。これは[155] このポンプは、ルートブロワーのインペラとほぼ同じ形状のインペラを1つだけ備えており、クランクとコネクティングロッドによって駆動される従動翼を備えています。この従動翼は常にインペラに近接していますが、接触することはありません。このポンプの配置は図89に示されており、第8章で説明したように、飽和チャンバーと分離器の代わりに使用されるスクリーンも示されています。

図91. スペンサーマシンのパワーと効率の曲線。

筆者はこれらのポンプの経済性をテストしたことはありませんが、その経済性はルートブロワーとほぼ同じであると推測します。

遠心排気装置。
—このタイプの排気装置は常にファンの形をとってきました。最初の固定ファン型排気装置は、スペンサータービンクリーナー社によって製造されました。同社の最新型は図90に示されています。これは、垂直軸に取り付けられた一連の遠心ファンで構成され、ホイール間に固定偏向ブレードが配置されています。[156] 一つの車輪の周辺から次の車輪の中心へ空気を導きます。

図92. ELECTRIC RENOVATOR MANUFACTURING COMPANY社製のINVINCIBLE MACHINEの内部配置。

これらの遠心式排気装置は、既に説明したものと同様に容積式ではないため、容積式排気装置ほど真空度の変動は大きくありません。機械が空気を移動させていない状態で発生する真空度は、排気装置が発生できる最大値よりわずかに低く、モーターやその他の動力源の容量を超えることなく移動できる空気量による真空度の変動はごくわずかです。動作に必要な電力を示す曲線は、[157] したがって、このタイプの真空発生器の効率は、毎分立方フィートで移動する空気を表す横軸でプロットされます。生成される真空と動作に必要な電力は縦軸にプロットされます。 Spencer マシンの曲線は図 91に示されています。この曲線は 4 台の掃除機から取得され、1 から 4 の番号が付けられた垂直線は、その数の掃除機が動作しているときの状態、つまり、裸の床の改修機で、ホースの長さが 50 フィート、または毎分 80 立方フィートの自由空気であるときの状態を表しています。最大効率は全負荷時に達成され、およそ 42 % です。この効率での真空は 5¹⁄₂ インチ水銀柱で、4 分の 1 の負荷で得られた最大値から ³⁄₄ インチ低下しています。

図93. 消費電力。第一タイプの無敵機械の真空と効率。

これらの機械は比較的大きなクリアランスを備えており、予備の分離機のみで十分です。回転速度は約3,600rpmで、ファンの周速は毎分15,000～22,000フィートの範囲で変化します。これにより、[158] 機械は多少の騒音とかなりの振動が発生するため、設置には注意が必要です。静かな動作を確保するには、通常は厚みのあるフェルトパッドの上に機械を設置します。

図94.排出バルブを取り付けた後の無敵機械の消費電力、真空度、効率。

エレクトリック・リノベーター・マニュファクチャリング社製の機械は水平型で、スペンサー社の機械に比べてクリアランスがはるかに小さい。回転速度と周速度はほぼ同じで動作するため、騒音も同程度である。しかし、これらの機械の重心は低く、振動はそれほど大きくない。スペンサー社は現在、必要な場合にのみ提供する水平型機械を製造している。同社の垂直型機械の特長は、可動部品の重量がファンにかかる大気圧の推力を相殺し、スラストベアリングの負荷を軽減するが、振動が大きくなることにある。ボールベアリングの推力に関しては、筆者はこの点をそれほど重要視していない。

[159]

Electric Renovator Manufacturing Company が製造した Invincible マシンの内部配置を図 92に示します。

これらの機械は、製造当初はバルブがなく、消費電力、真空度、効率は 図93に示されています。機械が半分以下の負荷で運転されているとき、生成される真空度は、より高い負荷で得られる真空度よりもかなり低いことがわかります。この特性により、機械が空気を全く処理していないときに不快な騒音が発生します。これは、約0.5秒間隔で真空度が最大に達する際に、出口から空気が逆流するためと思われます。

図 95. カリフォルニア州ロサンゼルスの米国郵便局に設置された 4 台の掃除機を備えた無敵設備。

この問題を克服するために、図92の4に示すように、排出口にバルブが取り付けられました。このバルブを設置すると、消費電力、効率、真空度は次のように変化します。[160]図94 に示されています。無負荷時でも全負荷時と同様に真空度が高く、実質的に一定であることがわかります。軽負荷時の効率は前述と同じですが、全負荷時にはわずかに低下し、バルブなしの場合は50%、バルブありの場合は47%になります。これは、大量の空気を取り込むためにバルブを開く際に消費される電力と、バルブ通路における摩擦によるものです。

この製造業者の4スイーパープラントを図95に示します。このプラントは、カリフォルニア州ロサンゼルスの米国郵便局に設置されています。図の左側に示されている独立した遠心分離機は、通常の設備では使用されず、このケースでは仕様要件を満たすために追加されました。

単一インペラの遠心ポンプは United Electric Company によって製造されており、Tuec システムとして知られています。ポンプとセパレータの仮想図を図 96に示します。シャフトが垂直であることがわかります。ただし、この場合、真空はインペラの下にあり、大気圧による推力は Spencer マシンの場合のように上向きではなく下向きになります。これにより、部品の重量と大気圧による推力がスラスト ベアリングにかかります。これらのマシンは 3 水銀柱インチを超える真空を生成せず、追加の推力は、インペラの直径が 24 インチで面積が 450 平方インチ、真空が 3 水銀柱インチのときの推力が 675 ポンドである、検討する価値のあるより高い真空を生成するマシンの場合ほど大きくありません。この下向きの推力は、ファンを駆動する電動モーターのアーマチュアを磁気中心のわずかに下に設置することで部分的に相殺され、上向きの磁気引力が発生します。これらの機械は、摩擦を非常に低く抑えるために、太いホースやパイプラインで使用するように設計されています。カーペットリノベーターを作動させると、リノベーター内部の真空度は1 ³⁄₄インチHgまで上昇し、カーペットリノベーターで使用される機種では約50立方フィート、床面リノベーターでは約95立方フィートの空気を通過させます。これらの機械は、初期費用が低いため、床面作業が必要な場所で広く使用されています。

交流および直流モーターで駆動する4台の掃除機容量を持つ2台の機械のテストの結果、[161] それぞれ図96aに示されています。これらの曲線は、交流モータの方が直流モータよりも効率がかなり高いことを示しています。これは、すべての遠心ファン型排気装置に使用されている特殊な高速直流モータの効率が低いためです。交流モータはそれほど影響を受けません。実際、これらのファンの運転速度は、交流モータの要件によって決まります。

図96. ユナイテッド・エレクトリック社製の単一インペラ付き遠心ポンプ。

他のタイプの遠心排気装置の効率[162] （図91、93、94）は、いずれの場合も直流モータを用いて実現されます。この機械の効率はスペンサー機械とほぼ同等です。多段ファンの場合のように、負荷が増加しても発生する真空度が低下しないことが分かります。この特性は、多段排気装置の場合のように、分流羽根にワイヤ引きがないことに起因していると考えられます。

図96a. 単一インペラを備えた遠心ポンプのテスト。

蒸気吸引装置。
—真空洗浄システムにおける真空発生装置としての蒸気吸引器は、アメリカン・エア・クリーニング社によって初めて使用され、その後、サニタリー・デバイス・マニュファクチャリング社でも限定的に使用されました。アメリカン・エア・クリーニング社が使用した装置の種類を図97に示します。このシステムでは単一の部分分離器が使用され、軽い粉塵は通過します。[163] アスピレーターを通過し、蒸気と混合されて滅菌されます。アスピレーターはエジェクター型で、特殊設計されたノズルを備えており、セパレーター内の真空度が所定のレベルに達すると蒸気を遮断する自動装置が常に装備されています。

図97. アメリカンエアクリーニングカンパニーが使用する蒸気吸引装置。

4種類のノズルを用いた実機試験により、様々な真空度で1立方フィートの自由空気を排出するために必要な蒸気消費量を図98に示します。ここでの蒸気量は、記載されたゲージ圧力における乾燥蒸気および飽和蒸気の実重量です。アメリカン・エア・クリーニング社は、給水温度が華氏32度、吸引器における真空度が水銀柱9インチに維持されると仮定し、212度から250ポンド/時の蒸気消費量を保証していました。

3連スイーパーノズルの試験結果を平均すると、9インチの真空度で1立方フィートの自由空気を排出するには、0.066ポンドの蒸気が必要になります。110ポンドゲージの乾燥蒸気1ポンドの総熱量は1187 BTUで、[164] 212° F（約112° C）の場合、潜熱は970 BTUです。したがって、蒸発率は1.235となり、保証で許容される110ポンドの蒸気の重量は202ポンドとなります。この蒸気量は、1時間あたり3,060立方フィート、または1分あたり51立方フィートの蒸気を排出します。これはカーペットリフォーム機を稼働させるには十分すぎる量であり、直径1インチのホースを50フィート（約15メートル）の先端に取り付けた裸の床ブラシを通過する量よりもわずかに少ない量です（ホースを吸引装置に直接接続した場合）。ホースコックと吸引装置の間にパイプラインがあれば、空気量はいくらか少なくなりますが、この保証はあらゆるケースで確実に満たされます。

図98. 蒸気吸引装置の蒸気消費量。

吸引装置の使用の適否は、それぞれの建物の状況によって異なります。以下に3つの典型的な例を挙げます。

1.建物内に発電プラントがあり、1¹⁄₄インチのホースと8インチの真空を使用するプラントが望まれる場合。—ルートブロワーは、排気される空気1立方フィートあたり27ワットを必要とします（図88）。3スイーパーアスピレーターは、0.065[165] 蒸気のポンド数。すると、ルートブロワーのモーターで1KW/時と同じ仕事をするために吸引器に必要な蒸気のポンド数は、

0.065 × 60
0.027
= 146.3

発電所は配電盤で1キロワット時（kWh）の電力を60ポンド（約27kg）以下の蒸気で発電します。送電損失が10%の場合、吸引装置で146ポンド（約63kg）の蒸気を必要とするのと同じ仕事をするのに、ルートブロワーでは66ポンド（約28kg）以下の蒸気が必要です。この場合、電動モーターで駆動するルートブロワーを使用する必要があります。

2. 高圧蒸気は利用可能だが、発電所がない場合。その場合、蒸気機関で駆動するアスピレーターまたはルートブロワーのいずれかを使用できます。この機関は、表示馬力あたり60ポンドの燃費を実現し、摩擦損失が15%を超えないようにする必要があります。この場合、ブレーキ馬力あたり69ポンドが必要になります。これは、69 × 0.776 = 90¹⁄₂ポンド/KW時と同等であり、アスピレーターで必要な146ポンドよりもはるかに優れています。
3. 敷地内で1トンあたり3ドルの石炭から蒸気を生成し、すべての機械を1キロワット時あたり5セントで購入した電気で駆動する場合、ルートブロワーを駆動するモーターで1キロワット時で行うのと同じ仕事を吸引器で行うための蒸気のコストは次のようになります。

146 × 300
7 × 2240
= 2.8セント

電流に支払う必要がある 5 セントとは対照的に、この場合は、モーターほど注意を払う必要がない吸引装置を使用することで節約になり、全負荷未満の負荷では、吸引装置で使用される蒸気は負荷に正比例します。これは、制御により一部の時間蒸気が完全に遮断される一方で、モーターは動作している限り、空気が排出されていなくてもいくらかの電流を必要とするためです。一方、吸引装置から排出される蒸気は、空気や細かい汚れが混ざっているため暖房には適しておらず、廃棄する必要があります。これは、排気蒸気を暖房やその他の目的で使用する機会がある場合は常に考慮しなければならない条件です。

[166]

第10章

制御
掃除機システムで、掃除機 1 台分以上の容量を持つ置換型掃除機発生装置を使用する場合、掃除機発生装置の容量よりも少ない数のリノベーターが使用されているとき、またはすべての排気口でカーペット リノベーターが使用されているときに、掃除機の効率的な動作に必要な真空度を超えて真空が上昇するのを防ぐための何らかの手段を講じる必要があります。

容積型ポンプを一定速度で運転すると、排出される空気量が変化するたびに真空度も変化します。その結果、運転効率が低下し、リノベーターの操作に過度の力が必要になり、カーペットの過度の摩耗につながる可能性があります。

初期のシステムには制御機能が一切備わっておらず、真空制御の最初の試みは、セパレーター付近の配管にスプリングリリーフバルブを設置することでした。このバルブは、真空度が上昇する傾向にある場合に空気を流入させるものでした。その結果、ポンプ使用中は常に全負荷がかかり、経済的な運転にはつながりませんでした。

システムに空気を導入せずに一定の真空を維持するために考案されたコントローラは、次の 3 つの原理のいずれかで動作します。

1. 真空発生器の吸引を閉じる。
2. 真空発生器の吸引口を開き、システム内の真空を保持します。
3. 真空発生装置の速度を変える。

[167]

図99. 衛生機器製造会社が導入した最初のタイプのコントローラー。通称「アンロードバルブ」。

最初のタイプのコントローラーは、サニタリー・デバイス・マニュファクチャリング・カンパニーによって真空洗浄分野に導入され、「アンロードバルブ」として知られていました。これは、エアコンプレッサーに関連して長年使用されてきたアンローダーに類似していました。構造の詳細は 図99に示されており、バランスバルブで構成されています。バランスバルブは、パイロットバルブを介してセパレーターと連通するチャンバー内で作動する、加重ピストンに接続されています。パイロットバルブは、必要な真空度による揚力に打ち勝つために加重された補助ピストンによって操作されます。シリンダー内の真空度が補助ピストンに取り付けられた加重を克服できるほど高くなると、補助ピストンが上昇し、真空度がメインピストンに到達します。メインピストンは引き上げられ、吸入バルブが閉じます。このバルブが閉じられると、ポンプ内の真空度はすぐにポンプが生成できる最大真空度まで上昇し始めます。ピストン式ポンプを使用している場合、真空度は約28インチまで上昇し、その結果、ポンプの消費電力は最小限に抑えられます。セパレータ内の真空度が補助ピストンの重量を支えられるレベルを下回るとすぐにバルブが開き、ポンプが再び空気を吸い込みます。実際には、このバルブは多少の間隔をあけて作動します。著者は、8連スイーパーピストンポンプの吸入口に接続されたこれらのバルブの1つの動作時間を計測したところ、その時間は2⁄5秒から65秒まで変化しました。吸入口が開いているときにポンプが消費する電流は、220ボルトで100アンペアでした。バルブが2⁄5秒閉じられただけで、電流は75アンペアに低下し、ポンプが完全な真空状態を作り出すのに十分な時間がありませんでした。バルブが2⁄5秒閉じられたとき、[168] 2¹⁄₅秒で真空は最大値に達し、電流は32アンペアに低下しました。

図 100は、このテストの結果からプロットされた曲線であり、ポンプが処理していた全負荷の割合に正比例して、ポンプの可動部分の摩擦を克服するために必要な電力を超えて電力が増加することを示しています。

図100. 8スイーパーピストンポンプの吸引に接続されたコントローラのテスト。

これは、ポンプを停止するか摩擦負荷を軽減する以外の方法で得られる、ほぼ理想的な状態です。ただし、この形式のアンローダーは、真空度が上昇すると動力が増加するため、バルブのないポンプには適していません。そのため、そのようなポンプを制御するには別の手段が必要となります。

このタイプのポンプには、2番目の制御形式が適しています。これらの制御の1つの配置を図101に示します。これは、シリンダーM内の真空によって開く単ポートバルブで構成され、その動作は、セパレーター内の真空によって作動するパイロットバルブまたは補助制御バルブによって制御されます。この補助バルブには、2つのピストンSとSが取り付けられています。[169] O はスプリングによって保持されており、そのように保持されていると、メインシリンダーはピストン O の小さなポートを通じて大気に開放されます。セパレーター内の真空がスプリング T と P の圧縮強度を克服できるほど大きくなると、ピストン S と O が引き離され、ピストン O のポートが閉じ、ピストン S のポートが開き、真空がメインシリンダー M に入り、メインバルブが開きます。このバルブにより、大気圧がポンプの吸入口に入るようになりますが、チェックバルブ (図示せず) によって空気がセパレーターに入るのが防止されます。その結果、ポンプは真空を生成せずに動作し、ポンプの動作に必要な電力が削減されます。一般的な真空ブレーカータイプの安全弁が、カットの左側に示されています。このバルブは、制御が動作しなくなった場合に過負荷を防ぐために設けられています。

図 101. バルブのないポンプに使用するコントローラのタイプ。

このタイプの制御は、前述の最初のタイプの制御ほど電力の削減効果はありません。これは、完全真空状態よりも無真空状態でポンプを動作させる方が、全負荷電力に対する割合が高くなるためです。後者の場合、空気は移動しませんが、前者の場合、最大量の空気が移動します。

これらの制御はどちらも、[170] ポンプは常に少なくとも一部の掃除機に供給されています。しかし、ホテルのように、いつでも清掃が行われ、掃除機が常時「オンタップ」で作動している必要がある建物でシステムを使用する場合、掃除機が使用されていない状況が多く発生し、必要に応じて自動的にポンプが起動できれば、ポンプを完全に停止させることが可能です。

図 102. カトラー・ハンマー社製のモーター駆動真空ポンプ用レギュレーター

蒸気アスピレーターを使用する場合、制御装置（図97）は蒸気供給バルブに接続されます。バルブが閉じられている間は、アスピレーターは蒸気を消費しません。これは、真空を常に供給し続けなければならない場合に理想的な状態であり、多くの事例で導入されているアスピレーターシステムの特徴です。

[171]

蒸気駆動ポンプでは、セパレーター内の真空によって制御されるスロットル バルブを挿入することで、同様の経済性を実現できます。スロットル バルブは、ポンプを駆動するエンジンを始動および停止し、システムに必要な空気の量に応じて速度を変えます。

モーター駆動真空ポンプの速度を変えるための装置はいくつか市販されていますが、その中で最もシンプルでおそらく最も優れた装置は、図102と図103に示すCutler Hammer Manufacturing Company製の装置です。

図103. カトラーハンマーコントローラーのパイロットモーターを制御するために使用されるインスピレータータイプの真空接触器。

図102に示す装置の目的は、モーター駆動式真空ポンプを自動的に起動し、使用中のスイーパーの数の変動に関わらず、所望の真空度を維持するようにモーターの速度を制御することです。この変動度の制御は、ポンプを常に最大速度で駆動し、ブローオフバルブまたはバイパスバルブによって圧力を所望の値に維持する場合よりも効率的に行われます。このシステムでは、速度制御を可能な限り効率的にするために、シャントフィールド弱めによって約3:1の制御能力を持つモーターを使用します。

図103を参照すると、小型パイロットモーターが取り付けられている。[172] パネル側面のブラケットに取り付けられ、絶縁カップリングを介して、移動するクロスヘッドを備えたスクリュー シャフトを直接駆動します。このクロスヘッドは、写真では移動の右端に示されており、モーターの最高速度に相当し、左端はモーターのゼロ速度に相当します。この位置では、モーター回路はクラッパー タイプの磁気スイッチによって開きます。クロスヘッドが左端の位置にあり、ナイフ スイッチが閉じていると仮定すると、パイロット モーターはクロスヘッドを右に移動する方向に始動します。この方向へのわずかな動きで磁気スイッチへの接続が完了し、それによってすべての抵抗を介してモーター回路が閉じ、ポンプ モーターが始動します。

パイロットがクロスヘッドを右方向に動かし続けると、ポンプの速度は徐々に上昇し、移動距離のほぼ中間地点でモーターのアーマチュア回路の抵抗がすべて上部セグメントで遮断されます。その後、さらに動かすと磁界が弱まります。これは、スクリューシャフトのすぐ下に示されている接点ボタンによって行われます。

クロスヘッドが磁界を最小値まで弱め、モーターを最大速度まで加速すると、リミットスイッチがパイロットモーターを停止し、その方向へのそれ以上の動きを阻止します。ポンプが最大速度で動作し、洗浄システム内に例えば12水銀柱インチの真空状態が発生すると、クロスヘッドは後退を開始し、必要な空気量に対応する速度まで減速します。

パイロットモーターの制御は、「インスピレーター型真空コンタクター」と呼ばれる装置によって行われます。この装置は図103に詳細に示されており、チャンバーの片側を閉じるダイヤフラムで構成されています。ダイヤフラムは内部のスプリングによって外側に押し出され、その張力はレギュレーター全体の写真に見える六角頭のキャップスクリューによって調整できます。

振動板は、絶縁された円錐状の銀ネジを備えたピボットアームに結合されており、それぞれ反対側に取り付けられた小さな銀板の穴に入るように配置されている。[173] 上部と下部のコンタクトポスト。これらのコンタクトポストは中空で、ダイヤフラムチャンバーと連通しており、ダイヤフラムチャンバーは配管によって真空システムに接続されています。

通常、内部スプリングがダイヤフラムを押し上げ、レバーが下部ポストに接触します。これにより、パイロットモーターがクロスヘッドを移動させる方向に駆動され、ポンプの速度が上昇します。装置が調整した真空度に達すると、レバーは左方向に移動し始め、パイロットモーターを停止させます。これにより、ポンプの速度はその値に維持されます。真空度が十分に高まると、レバーはさらに左方向に引き込まれ、上部ポストに接触します。これにより、パイロットモーターがクロスヘッドを左方向に移動させ、ポンプモーターの速度が低下します。

ダイヤフラム レバーの動きは非常に緩やかなので、銀色の接触プレートの小さな開口部がなければ、パイロット モーターの接点で破壊的なアーク放電が発生します。尖ったネジが穴から離れると、アーク放電はすぐに内側に吸い込まれて消えます。

このアーク放電防止方法は非常にユニークであり、現在特許申請中です。

銀色の尖ったネジの設定を変更することで、上限と下限を調整できます。通常の調整は、真空度を2水銀柱インチ（約5.3cm）以内に維持するものです。パイロットモーターの速度は、パネルの左上隅に示されている小さなリンクを使用して、システムの容量に応じて調整できます。容量の大きいシステムでは、同じサイズのポンプで配管などの量が少ないシステムよりも、より遅い動作が必要になることが分かっています。実際には、レギュレーターは使用中の吐出口数に適した速度に対応する位置を非常に迅速に見つけ、この特定の位置の両側にわずかに移動するだけです。

このレギュレータでは、建物内の任意の場所に設置されたパイロットスイッチを操作することで配管システム内の真空状態を確立できる遠隔制御が可能です。必要に応じて、複数のパイロットスイッチを設置することも可能です。[174] 並列接続されており、これらの条件下では、いずれかのスイッチをオンにすると真空供給が開始され、すべてのパイロットスイッチがオフになるまで真空供給が維持されます。これにより、建物の異なる階で複数の清掃員が同時に作業を行うことが可能になり、各清掃員は他の清掃員とは独立して真空制御を行うことができます。1人が自分の階の清掃を終えてスイッチをオフにしても、他の階の作業員がまだ真空を必要としている場合は、ポンプは停止しません。

設備全体の容量が25HPを超える場合、2つのポンプユニットを設置することが望ましいと判断され、この場合も同じシステムを適用できます。クロスヘッドは、まず1つのポンプを起動し、最大速度まで加速するように配置されます。これで必要な空気量が供給されない場合、クロスヘッドは動作を続け、2つ目のポンプを起動します。2つ目のポンプは、残りの空気量を供給するために必要な速度で運転されます。

最初のポンプは常に最高効率点で動作し続けます。ごく少数のスイーパーしか稼働していない場合、この二重配置は1台の大型ポンプよりも効率的であることは明らかです。なぜなら、この条件では、非常に大型のポンプはアーマチュア抵抗が回路に作用するほど低速で運転する必要があり、一方、小型のポンプ1台はより効率的な速度で運転し、モーター損失も少なくなるからです。

複式ユニットには、どちらかのユニットの清掃または修理が必要な場合に、どちらかのモーターを切断するためのスイッチが設けられています。切断されている間も、もう一方のユニットは運転可能であり、その能力の範囲内で同じ真空度を維持できます。

このタイプの制御は、前述のいずれのタイプよりも電流消費が経済的ですが、コストがはるかに高く、特別に注文されない限りほとんど使用されません。

遠心タイプの真空発生器を使用する場合、このタイプの装置の固有の特徴により、機械の容量内のすべての空気量で実質的に一定の真空が保証されるため、制御は必要ありません。

[175]

第11章
洗浄システム
ほこりやその他の物質を乾いた状態で除去するための通常の器具に加えて、こすり洗い用の器具を備えた真空掃除システムは、いくつかのメーカーによって導入されていますが、いずれも一般に使用されることはありません。

一般的に用いられる方法は、建物の給水設備に接続された一般的なコーンブラシを使用し、ブラシへの水の流れを調節するための制御弁をツールのハンドルに取り付けることです。石鹸は、床に散布する石鹸粉、目視式オイルカップを介して給水設備に供給する液状石鹸、または圧縮グリースカップを介して給水設備に供給するプラスチック状の軟質石鹸のいずれかの形で塗布されます。

いずれにしても、普通のアタッチメントなしのコーンブラシを使用するのと同じように、石鹸を混ぜた水を床に流し、コーンブラシを操作して床をこすります。

床から汚れを落とした後、さらに水をかけて床をすすぎます。水は清掃機の吸引力によって床から吸い上げられ、ホースと配管システムを通って分離機と真空発生器へと送られます。水を効果的に除去するために、通常はゴム面のツールが使用されます。あるシステムでは、このゴム面は、こすり洗いの際にコーンブラシをその上に装着できるように配置されており、床から水を吸い上げる前にブラシをツールから取り外す必要があります。他のメーカーは、ゴム面のスロットとは反対側にブラシが付いた両面ツールを提供しています。ツールを裏返すと、ツールからコーンブラシを取り外すことなくこすり洗いとモップ掛けが行え、作業者にとってより便利です。

[176]

上記いずれの形態の洗浄ツールでも、コーンブラシを使用する際にはモップアタッチメントへの吸引を切ることが必要または望ましいことであり、また、モップアタッチメントを使用する際にはブラシへの給水も切る必要がある。数年前に導入されたあるシステムでは、同じホースを介してブラシへ水を導き、ゴム製モップ器具から水を排出していた。この構成では、特殊な三方ホースコックを使用する必要があり、洗浄作業中にこのコックを頻繁に操作する必要があり、操作者に加えてもう一人の作業員の時間が必要になるか、あるいは操作者がホースコックと洗浄ツールの間を絶えず行ったり来たりする必要があるため、洗浄プロセスが大幅に遅れる。この給水方法では、ゴム製モップ器具の上に取り付けられた取り外し可能なコーンブラシも必要となる。

他のタイプの洗浄器具には、給水用と吸引用の別々のホースが備えられており、ハンドルには吸引と給水を制御するためのバルブが取り付けられています。これらのバルブは、効率性と迅速な動作を実現するために、通常は自動閉鎖式になっています。そうでなければ、第5章で説明するように、バルブの寿命が短くなります。また、第5章で説明するように、バネでバルブを閉じると、手と手首がすぐに疲れてしまいます。

上記のいずれのシステムにおいても、通常の洗浄ブラシと同様に、洗浄作業、すなわちブラシの撹拌作業はすべて作業者が行う必要があります。しかし、この複合ツールは通常の洗浄ブラシよりもはるかに重く、扱いにくいため、この重くて扱いにくい器具を使用することで得られる唯一の利点は、バケツで水を運ぶことなく水を供給できることと、洗浄後の汚れた水を除去できることです。これらの器具は機械式スクラバーと呼ぶことはできず、最近導入されているようなモーター駆動ブラシを備えた洗浄機にも分類できません。

ニューヨーク州バッファローのフォスター・アンド・グリデン社は、掃除機システムと併用する本格的な機械式洗浄装置を製造しましたが、市場には出ませんでした。ただし、少なくとも1台は商業的に稼働しています。この機械は[177] 機械内部を通過する気流によって駆動するタービンモーターを備えています。このタービンが、互いに反対方向に回転する一対の洗浄ブラシを回転させます。水は別のホースから供給され、ブラシ下の吸引口が閉じているときには補助空気取り入れ口が開き、タービンの稼働に必要な空気が供給されます。フォスター氏は、この機械を8インチから12インチの真空状態で稼働させた際に問題なく動作し、一度の操作で汚れと水をこすり落とすことができたと述べています。作業速度は床の状態によって異なりますが、フォスター氏によると、通常は毎分10ヤードから12ヤードでした。

フォスター氏はまた、このタイプのスクラバーをうまく操作できるようになる前に、ホースと通常の掃除機ツールの使用方法について一般の人々を教育する必要があるほど、このスクラバーは時代をはるかに先取りしていると考えており、このスクラバーの導入を推し進めていないと述べています。

筆者は、もしこれが真実ならば嘆かわしい状況だと考えている。なぜなら、そのような器具が商業的に使用されるようになるまでは、掃除機の洗浄アタッチメントは、現在市販されている機械式洗浄機と競合することはなく、古い洗浄ブラシ、モップ、バケツを使った方法より少し優れているだけで、動作がそれほど速くないことは確かだからである。

真空クリーニング システムがスクラビングとドライ クリーニングを組み合わせる場合、分離機と真空発生器は空気だけでなく水の除去も行う必要があります。いくつかの製造業者がこれを試みており、その中には、第 IX 章で説明する Rotrex システムのメーカーがあります。このシステムでは、分離機を出た空気が通過する排気管の摩擦を克服するのに十分な圧力がかけられた状態で水がポンプを通過し、下水道に流されます。これは、配管システムのトラップ シールを強制的に押し付けるのに十分な場合があり、使用する場合は、排出接続をメインのランニング トラップの外側の下水道に、新鮮な空気の入口近くに行う必要があります。大きな物体はポンプを通過できないため、真空発生器の入口側にスクリーンが必要ですが、ゴミが詰まって問題が発生する可能性があります。

[178]

アトウッド・バキューム・クリーナー社は、真空発生装置の吸引側にウェットタンクを設置しています。このタンクにゴミと水が排出され、空気は分離されて真空発生装置に送られます。このタンクが満杯になった場合は、工場を停止し、タンクの内容物を重力で下水に排出する必要があります。

この方法は、スクリーンの詰まりやトラップの強制シールといった問題を克服し、すべてのゴミは、ゴミを下水管に流すのに十分な量の水とともに、直接下水管に排出されます。ただし、後者のシステムには依然として2つの問題点があります。1つ目は、自動ではないため、放置するとタンクに水が溜まり、それが真空発生装置に流れ込んでしまうことです。ルート型真空ポンプを使用すれば、大量の浮遊ゴミがポンプに流れ込まない限り、問題はほとんどありません。2つ目は、このシステムを長時間、乾式リノベーターのみで運転する可能性があることです。その場合、分離器の内容物が下水管に容易に流せないほどの粘度になり、下水管が詰まる可能性があります。

このタイプの別の分離器は、ダン ロックの考案者である EB ダンによって最近特許を取得されました。この分離器では、第 VIII 章で説明されているように、泥と水が 2 つの分離器のいずれかから交互に自動的に排出されます。

汚れを希釈するのに十分な水が自動的に供給され、十分な水が満たされると自動的に排出される分離器は、連続運転が可能な構造であれば、洗浄・スクラビング複合システムに最適な分離器であると考えられます。機械式スクラバーと自動運転の分離器が実用化されるまでは、真空洗浄システムと組み合わせたスクラビングアタッチメントの使用は推奨されません。

[179]

第12章
洗浄工場の選定
これまで、様々な機器を組み合わせて完全な真空清掃システムを構成する方法について詳細に検討してきましたが、それらの相互関係については考慮していません。そこで、それぞれの機器の種類と形状を正確に選定し、特定の設置条件に最適な真空清掃システムを構成する必要があります。

真空清掃システムを選択する際には、除去する物質の特性、清掃する表面の種類と品質、清掃を行う速度、清掃システムの範囲、システムを運用するための人件費などを考慮する必要があります。これらすべてを、適切なプラントを選択する各ステップで考慮する必要があります。

完全なシステムを組み立てるにあたり、著者は前章で説明した順序でシステムのさまざまな部分を取り上げます。

改修業者。
—掃除機システムを構築する上で、リノベーターの選択は最も重要なステップです。システム全体の構成は、良し悪しに関わらず、これらのツールの適切な選択にかかっているからです。カーペットリノベーターは一般的に最も重要視されています。なぜなら、カーペットの清掃は掃除機の掃除においてほぼ常に主要な有用分野であると考えられてきたからです。これはおそらく、掃除機の技術が誕生した当初から、初期のシステムメーカーがこの機能について一般の人々の目に留まってきたことに大きく起因しています。一般公開される掃除機システムのデモンストレーションは、ほとんどすべて、カーペットから普通の小麦粉を除去するというものです。これには2つの理由があります。第一に、素人の目に最も印象的なデモンストレーションであること、第二に、小さな空気置換で最も簡単に実行できることです。[180] そして、これらのメーカーが製造した装置の特徴は、電力が小さいことでした。

筆者はかつて、空気置換量の少ないシステムの建設業者が、洗浄装置のこの機能を重視しすぎていると考えて、真空洗浄装置が設置されている政府庁舎 16 棟の責任者に手紙を送り、問題の建物には木材と大理石の両方が広く使用されていたが、むき出しの床の洗浄に洗浄装置がどの程度使用されているかなど、他の質問も尋ねた。設置されている装置はさまざまなメーカーのもので、分離器で 12 インチ水銀柱を維持し、1 インチのホースを使用しているものもあれば、ほぼ同数の装置が分離器で 6 インチ水銀柱を維持し、1¹⁄₂ インチのホースを使用していた。回答によると、16 棟のうち、むき出しの床に洗浄装置が使用されていたのはわずか 2 棟であった。6 インチの真空を維持する装置を所有していたある筆者は、タイプ F の改修装置と 1¹⁄₂ インチのホースを使用していた。ホースを使った清掃を試みたが、リノベーターとホースがゴミで詰まり、使えなくなったため、むき出しの床を掃除しようとしたがうまくいかなかったと述べた。大多数の回答者は、この清掃システムがカーペットやラグの掃除でほうきの代わりになったと述べ、数名は、壁、ケース、鳩小屋、救援活動の清掃にこの清掃システムを効果的に活用したと述べた。

これは、平均的なオフィスビルや部署ビルでは、カーペットの清掃が掃除機の最も重要な機能であることを示しています。これは住宅ビルにも当てはまります。学校、デパート、工場ビルでは、カーペットで覆われた床面積は非常に少なく、このような建物ではむき出しの床の清掃が最も重要です。このような場合、カーペットリフォーム機の効率を犠牲にして、より効率的で経済的なむき出しの床リフォーム機の運用に切り替えることができます。

カーペット清掃が清掃システムの重要な機能となっている建物では、カーペットリノベーターの選定が最も重要です。第3章で説明した様々なタイプのカーペットリノベーターのうち、検討すべきはタイプAとタイプFの2つだけです。このうち、タイプAはあらゆる点で優れています。[181] 大型のゴミの回収を除き、また、除去対象物の性質上、タイプAの試験に合格せず、タイプFの試験機で回収できる大量の物質が含まれる場合を除き、常にタイプAの試験機を使用すべきである。タイプFの試験機が望ましい場合でも、筆者は、このような特殊なゴミが発生しない場所での使用のために、工場内にタイプAの試験機を数台設置しておくべきであると考えている。

第4章で説明した裸床リノベーターのうち、汚れの上を走行できるように湾曲したフェルト面を備えたものだけが真剣に検討する価値があります。このリノベーターには、清掃面にフェルトが付着するのを防ぐための吸気口または真空ブレーカーが必要です。この開口部の広さは、第7章で説明するように、カーペットリノベーター内の真空状態に依存します。

カーペット洗浄を床面洗浄よりも二次的な重要性とみなす場合、セパレーターで維持される真空度を、床面洗浄機で1インチHgの真空度が得られるレベルまで下げることができます。これにより、カーペット洗浄機で維持される真空度は、ホースや配管の状態に応じて変化します。このような状況下では、床面洗浄機の突入部または真空ブレーカーの面積は大幅に縮小される可能性があります。

ブラシリノベーターの使用は、第 6 章で説明されているように、供給される空気排出装置の容量に依存します。ブラシリノベーターが必要であると判断された場合は、「大容量」排出装置を設置しなければなりません。このような設置の妥当性は、清掃に許容される時間とオペレーターのコストに依存します。清掃作業を 1 人または 2 人の家事労働者または作業員で行うことができる住宅や小規模の建物では、清掃を行う速度を上げてもオペレーターの賃金を節約することはほとんど、あるいはまったくできません。このような建物では、初期コストと運用の面で小容量プラントが最も経済的です。このようなプラントを設置する場合は、ブラシリノベーターを省略する必要があります。

裸床の清掃が清掃システムの主な機能である場合、低真空で必要な空気量の追加は、小規模プラントで必要な電力消費よりもはるかに大きな電力消費を必要としません。[182] カーペットのクリーニングとブラシの改修を効果的に行うために十分な真空を維持するには、この特性のシステムを備える必要があります。

ホース。
第 6 章では、カーペット リノベーターを裸床リノベーターと組み合わせて効率的に操作する場合、1¹⁄₄ インチのホースを使用すると、ホース コックでの消費電力が最も少なく、最良の結果が得られることを示しています。第 7 章 では、通常の長さのパイプラインでは 1¹⁄₄ インチのホースがセパレーターでの消費電力が最も少なく、最良の結果が得られますが、パイプラインが非常に長い場合は 1 インチのホースが最も経済的であることを示しています。裸床の清掃が主な機能であるシステムでは、カーペット リノベーターで維持される真空状態は考慮されず、このようなシステムでは、取り扱いが容易な最大のホースを使用することで、ホースの摩擦が最小になり、ホース コックでの真空状態も最小になります。したがって、このようなシステムで使用するのが最も経済的です。著者は、この種のプラントでは直径 1-³⁄₄ インチを超えるホースの使用は推奨しません。

したがって、適切なホースのサイズは次のようになります。カーペットの清掃が重要な一般的な建物の場合、直径1¹⁄₄インチ。カーペットの清掃が重要な、配管が異常に長い設備の場合、直径1インチ。

カーペットのクリーニングが二次的な重要性であるすべてのシステムの場合、直径は 1¹⁄₂ インチまたは 1-³⁄₄ インチ。

パイプライン。
—パイプラインは、第 VII 章で説明されているように、速度を 40 フィート/秒以下に下げることなく、常に可能な限り大きくする必要があります。

セパレーター。
—使用する分離機の種類は、採用する真空発生装置の種類によって異なります。往復動式排気装置、または可動部と粉塵が擦れ合うタイプの排気装置を使用する場合は、湿式分離機と乾式分離機の組み合わせが推奨されます。回転式または遠心式排気装置のようにクリアランスが狭い場合は、バッグ付きの完全分離機が推奨されます。クリアランスが大きい排気装置を使用する場合は、部分分離機で十分です。

採用を検討しているあらゆる形態の装置の使用[183] 満足のいく洗浄システムの構築は、スクラビングが商業的に成功する前に水処理用の分離器が改良されるだろうと著者は考えているため、推奨されない。既存の分離器の変更は、満足のいく洗浄装置が市場に投入された時点で可能であり、その費用は、現在の水処理システムを最新化するために必要な費用と同程度である。

真空製造業者。
—真空発生器の選択は、選択したシステムを効果的に動作させるために維持しなければならない真空度に依存します。カーペット洗浄が主な機能で、1¹⁄₄インチのホースを使用するシステムを動作させる場合、真空発生器に必要な真空度は6インチから9インチHgになります。 第9章に示されている様々なタイプの真空発生器の効率曲線を調べると、この真空度では2羽根ロータリーポンプが最も高い効率を示すことがわかります。

カーペット洗浄が最も重要な機能であり、1 インチのホースが最も経済的であることが判明しているシステムの動作では、真空発生器で 14 ～ 15 インチの真空が必要であり、第 IX 章に示されている効率曲線は、ピストン ポンプがこのようなサービスに最適であることを示しています。

カーペット洗浄が二次的な重要性を持つシステムでは、真空発生器における真空度が2～4インチHgあれば十分です。この用途では、多段式または単段式の遠心ファンでも、2羽根ロータリーファンとほぼ同等の効率が得られ、初期費用とメンテナンス費用も低くなります。上記の真空発生器はいずれも、この種のシステムの運用に十分です。

コントロール。
— 1台以上のスイーパー容量を持つシステムで、置換型排気装置を使用する場合は、生産側における真空度を経済的に制御する何らかの手段を備える必要があります。1台のスイーパープラントでは、真空度が必要な値より2インチ（約5cm）高い値に達した時点でモーターを停止し、必要な値より1インチ（約2.5cm）低い値に低下した時点でモーターを始動する自動スターターが便利ですが、必須ではありません。

ピストンポンプおよび排出弁を備えたその他の容積型ポンプの場合、排出弁を閉じるアンロード装置[184] 必要な真空度を超えた際に吸引する方式は、設置費用が最も安く、運転中はプラントへの需要がほぼ一定である場合に非常に経済性が高い。サービスが断続的で、ほぼ常時必要な場合は、 第10章で説明するカトラーハンマー制御が最も経済的である。

排気弁のない容積式排気装置では、連続運転の場合はバイパス式制御で十分ですが、排気弁付きの生産装置で使用されるアンローダーほど経済的ではありません。また、カトラーハンマー制御は、あらゆる運転条件下でより効率的です。遠心式排気装置は、真空制御が本来の機能であるため、制御は不要です。

まとめると、掃除機システムは4つのクラスに分類でき、それぞれに適した機器の選択が必要になります。それらは以下のとおりです。

クラス1。
—住宅、小規模オフィス、または部門ビル用の設備で、掃除機の容量は 1 台以下であること。

改修業者:第 IV 章の「小規模」プラントのリストを参照してください。

ホース: 直径1¹⁄₄インチ。

分離機: 遠心式、乾式、バッグまたはスクリーン付き。

真空発生装置：2インペラ、回転式、交互遠心ファン。処理能力：毎分30立方フィートの自由空気、発生装置における真空度4インチ。

制御: 真空で作動する自動スターター。

モーターのサイズ: ¹⁄₂～1 HP

クラス2。
—カーペットの清掃が重要で、配管の長さが適度な大規模なオフィスビルまたは部門ビル。

改修業者:第 IV 章の「大規模」プラントのリストを参照してください。

ホース: 直径1¹⁄₄インチ。

分離機: 遠心式、乾式、バッグまたはスクリーン付き。

真空発生装置：回転式インペラー2台。処理能力：7～9インチの真空圧において、各スイーパー1台あたり毎分70立方フィートの自由空気を供給。

モーターのサイズ: スイーパー容量あたり 2¹⁄₂ HP。

[185]

コントロール: カトラーハンマー。

クラス3。
—カーペットの清掃が重要であり、長い配管が必要な大規模な建物または建物群。

改修業者:第 IV 章の「大規模」プラントのリストを参照してください。

ホース: 直径1インチ。

セパレーター: 遠心式乾式 1 台と遠心式湿式 1 台。

真空発生装置：ピストン式ポンプ。処理能力：14インチ真空時、プラント容量のスイーパー1台あたり毎分45立方フィートの自由空気。

モーターのサイズ: プラント容量の各スイーパーに対して 4 HP。

制御：連続作業用の自動アンローダー。断続作業用のカトラーハンマーを常時装備。

クラス4。
—カーペット洗浄が洗浄システムの重要な機能ではない大規模または小規模の工場。

改修業者: クラス 3 と同じです。

ホース: 1¹⁄₂ インチまたは 1-³⁄₄ インチ。

セパレーター: 採用されている排気装置のタイプに応じて、遠心式、乾式、バッグ付きまたはバッグなしの 1 つ。

真空発生装置: 遠心ファンまたは 2 羽根車ロータリーポンプ。

処理能力: プラント能力の各スイーパーにつき毎分 70 ～ 90 立方フィートの自由空気、真空度 2 ～ 3 インチ水銀柱。

モーターのサイズ: プラント容量の各スイーパーに対して 1 ～ 2 HP。

制御: 遠心ファン付き、なし、ポンプ付き、カトラーハンマー。

興味深いことに、上記の4つのケースすべてにおいて最も効率的なプラントを製作するには、一般的に使用されている様々なタイプの真空清掃システムをそれぞれ最も好ましい条件下で運転する必要があり、技術者は発電所の規模と立地に応じて原動機を選択するのと同様に、それぞれの特殊なケースの条件を最もよく満たすプラントを選択する必要があります。これらのシステムのいずれかがあらゆる設備の要件を満たそうとする理由は、蒸気機関の製造業者が同じタイプのエンジンを使用してあらゆる設備の要件を満たそうとする理由がないのと同じです。[186] あらゆる状況下で発電機を駆動する。筆者は、この条件がまもなくすべての掃除機メーカーによって実現され、それぞれの状況に最適なタイプの装置を設置するよう努力するだろうと確信している。

[187]

第13章
テスト
掃除機システムを設置する特定の建物の条件に最適なタイプを決定したら、次に、その設置によって望ましい結果が得られるかどうかを判断するために必要なテストが何かを確認する必要があります。

カーペットの清掃が重要な設備であり、設備のスイーパー容量が 1 台を超える場合、排気装置は、システムの合計スイーパー容量より 1 台少ない他の入口のいずれかに取り付けられた任意のタイプの他のリノベーターが稼働しているときに、配管システムの任意の入口に取り付けられたカーペットリノベーターで 4 インチ水銀以上の真空を生成するのに十分な容量が必要です。

第7章では、一部またはすべての排出口に25フィート（約7.6メートル）という短いホースを使用できる場合、使用するホースのサイズに関わらず、スイーパー1台あたり毎分70立方フィート（約73立方メートル）の自由空気の除去が必要であることが実証されています。また、配管が非常に長く、常に100フィート（約30メートル）のホースを使用できる場合でも、スイーパー1台あたり毎分45立方フィート（約1.8メートル）の自由空気の除去で、より少ない電力消費で効率的な清掃を行うことができることも示されています。

清掃設備の試験には、これまで多くの方法が推奨されてきました。おそらく最も初期の方法は、真空発生装置で15インチ（約30cm）の真空を維持し、カーペットリノベーター（カーペット洗浄機）にそれぞれ100フィート（約30m）のホース（カーペット洗浄機の容量に相当）を接続するというものでした。別の試験方法としては、システムの吸気口に100フィート（約30m）のホース（両端を大きく開けた状態）を接続（設備のスイーパーの容量に相当）し、ポンプに15水銀柱インチ（約30cm）の真空を維持するように要求する方法があります。

[188]

これらの試験はいずれも、直径1インチのホースが備えられたプラントでの使用が推奨されており、結果は配管システムのサイズと長さに大きく依存します。平均的な規模のシステムでは、タイプAの改修装置を使用する場合、最初の試験では改修装置1台あたり毎分約25立方フィートの自由空気を排出する必要があります。2番目の試験壁では、開放型ホース1本あたり毎分約50立方フィートの自由空気を排出する必要があります。これらの試験はいずれも、直径1インチのホースを25フィートの長さで使用できる場合、または直径1インチよりも大きなホースを使用する場合、プラントが効果的な洗浄を行うのに十分な能力を備えていることを保証するものではありません。

これらの試験が直径1インチを超える口径で必要であり、真空状態が以前と同じであれば、1¹⁄₄インチのオープンホースを使用した場合の排気量は、オープンホース1本あたり約70立方フィート、1¹⁄₂インチのホースを使用した場合の排気量は、オープンホース1本あたり約150立方フィートとなります。一方、カーペットリノベーターを使用する場合、リノベーターにおける真空状態は7～9水銀柱インチとなります。いずれの場合も、セパレーターで維持する必要がある真空状態は、1¹⁄₄インチまたは1¹⁄₂インチのホースを使用した場合の経済的な洗浄に必要な真空状態よりも高くなります。

設備の容量と同じ数の 100 フィートのホース ラインが取り付けられたカーペット リノベーターを使用し、リノベーターで 4¹⁄₂ インチ水銀柱の真空状態でテストを行ったところ、実際の使用で起こりそうなことですが、裸の床のリノベーターと短いホース ラインを備えたカーペット リノベーターを使用した場合に、効率的な洗浄を行うために必要な排気量を下回る排気量しか得られませんでした。

また、オープンホーステストでは、経済的な操作のためにセパレーターで適切な真空状態で同じ空気量を得るために、さまざまな長さのホースを使用する必要があります。

クラス 2 プラント (第 XII 章)の場合のように 70 立方フィートの空気が必要な場合は、ホースの長さは次のようになります。

50 フィート、直径 1 インチ。分離器の真空度 12 インチ。

75 フィート、直径 1¹⁄₄ インチ。セパレーターの真空度 9 インチ。

125 フィート、直径 1¹⁄₂ インチ。セパレーターの真空度 6 インチ。

これらの長さのいずれでも、カーペットリノベーター1台と十分な裸床があれば、満足のいく清掃結果が得られます。[189] 改修業者が工場の生産能力に匹敵する能力を持つこと。これはどの工場でも起こり得る状況です。

別の試験方法は、所定の長さのホースを通過する実際の空気を測定し、この流れを生成するためにセパレータで十分な真空を必要とするというものである。この方法には、ホースのサイズが変化するとセパレータでの真空にかなりの変化が生じ、ホースの長さの条件によっては、ホースにカーペットリノベーターを取り付けた場合、ホース内の摩擦によって空気の通過に生じる抵抗に応じてリノベーターでの真空が変化する可能性があるという異論がある。細いホースでは摩擦が最大になり、リノベーターを通過する空気の量が開いたホースを通過する空気の量から減少すると、ホースを通る摩擦損失が最も減少し、リノベーターで最大の真空が生成されます。これにより、ホースの端が開いた状態で同じ量の空気を通過させる異なるサイズのホースでは、リノベーターでの真空が大きく異なります。

清掃作業で必要なのは、カーペット改修機で一定の真空状態を保つことであり、実際の清掃で得られるのと同じ条件下でシステムを稼働させ、設備の能力と同じ数のホースの先端にさまざまな種類のクリーナーを取り付ける必要があります。

最も合理的な試験方法は、ホースの先端で実際の空気量と真空状態を測定する方法です。これは、ホースの先端に実際に清掃ツールを取り付け、リノベーター内の真空状態を測定することで得られます。しかし、リノベーターをカーペット上で移動させると、真空状態に大きな変動が生じます。この変動は作業者やカーペットのグレードによって異なるため、真空状態に大きな変動が許容されない限り、規定の要件を満たすことは不可能です。

また、オペレータがリノベーターの操作に非常に熟達し、実際の操作では満足のいく結果が得られないプラントで仕様要件を満たすことができるようになる可能性もあります。

[190]

考案された最も満足のいく試験方法は、適切なサイズのオリフィスをホースの先端に取り付け、このオリフィス内部の真空度を測定することです。この測定を行う際には、真空計に接続するチューブを、空気の速度が真空計の読み取り値に影響を与えるような方法で挿入しないように注意する必要があります。また、オリフィスの形状も慎重に指定する必要があります。開口部の縁を丸くすると、一定サイズのオリフィスを通過する空気量が大幅に増加するためです。最良の標準は、薄い円板に鋭利な縁を持つオリフィスを設け、その侵入係数が約65%であるものです。

図 104. 真空清掃システムのテストに使用する真空計。

オリフィス テストに基づく便利な形式のテスト機器として、Spencer Turbine Cleaner 社が製造し、図 104に示すような真空計があります。この装置は球状のアルミ鋳物で構成され、赤道上に直径 1 インチの穴が開いています。真空ゲージは一方の極の端に取り付けられ、もう一方の端はホースの端に取り付けられています。滑り嵌めのリングが赤道の周りに配置され、そのリングには直径 ¹⁄₂ インチから ⁷⁄₈ インチまでの開口部が開けられています。このリングを回転させることにより、任意のオリフィスを球の開口部に合わせることができます。真空ゲージが取り付けられている開口部は、流入する空気流の影響を受けない位置に配置されており、その測定値は速度ヘッドの影響を受けません。

この装置をピトー管と組み合わせて使用​​した実験では、直径 ¹⁄₂ インチのオリフィスはタイプ A カーペット改修装置と同等であり、⁵⁄₈ インチのオリフィスはタイプ F カーペット改修装置と同等であり、⁷⁄₈ インチのオリフィスはむき出しの床の改修装置と同等であることが示されています。

この種の機器を、清掃ホースの端に取り付けたスイーパーの容量と同じ数だけ使用することで、実際の作業で得られる平均的な結果と同等の均一な状態を得ることができます。[191] ホースにリノベーターが取り付けられているため、専門家がリノベーターを操作して結果に影響を与えることはありません。

試験中に各真空計で使用する適切なオリフィスは、プラントが設計されているサービスの特性によって異なりますが、著者は第 XII 章で説明するプラントのクラスごとに次のことを推奨しています。

クラス 1。2 インチ水銀、¹⁄₂ インチオリフィス、実際の洗浄に使用するホースの最大長さ。

クラス2。入口の半分は¹⁄₂インチのオリフィスで、実際に使用する最長ホースの先端に1つのオリフィスを取り付け、4.5インチHgの圧力を供給します。残りの¹⁄₂インチの出口は、より短いホースに取り付けます。残りの入口の半分は、⁷⁄₈インチのオリフィスを同時に開き、最長ホースを全入口の4分の1に、最短ホースを残りの4分の1に取り付けます。

クラス 3。すべての入口は長いホース上にあり、半分は ¹⁄₂ インチのオリフィス、残りは ⁷⁄₈ インチのオリフィスです。

クラス 4。すべての入口は ⁷⁄₈ インチのオリフィスと真空計での 1 インチの真空を備え、すべてのホース ラインは最大長になります。

[192]

第14章
仕様
エンジニアが提案する掃除機システムの仕様書の作成に着手する前に、当然のことながら、想定される特定の設備において満たすべき条件を慎重に検討するでしょう。これらの条件を考慮すれば、そのような条件下で最も効率的かつ経済的に稼働するシステムの種類を容易に決定できます。したがって、満たすべき特定の条件において最も効率的な結果をもたらすタイプの装置に仕様書を限定することで、クライアントの利益を最大限に高めることができると考えるのは当然です。しかしながら、健全な競争と適正な入札を保証するために、指定された特定のタイプの装置を製造しているメーカーが十分に存在するかどうかを判断するために、市場に出回っている装置を調査することも必要です。

したがって、どのような競争が得られるかを判断するために、メーカーが提供するさまざまなシステムを調べることが必要になります。

クラス1またはクラス2の装置は、2羽根式の容積式回転式排気装置に限定すれば、少なくとも7社のメーカーから入手可能です。遠心ファンを含めると、少なくとも3社以上のメーカーが検討対象となり、いずれの場合も健全な競争が期待できます。

クラス3の装置が必要な場合は、少なくとも3社以上のメーカーから入手できます。数年前までは、この種のシステムを製造するメーカーが市場に多く存在していました。この装置の市場が比較的限られていたため、一部のメーカーは撤退しました。しかしながら、依然として競争を確保するのに十分な数のメーカーが市場に存在しています。

クラス4の装置は、1社によって特別に製造されています。ただし、遠心分離機の製造業者は、[193] ファンタイプの装置は、キャラクター装置の仕様要件を容易に満たすことができます。

したがって、特定の設備に最適なタイプの装置を指定しても競争の欠如にはつながらないことは明らかであり、そのような手順は明らかに正当化されるであろう。

公共施設などの設備では、管理上の観点から、可能な限り幅広い競争を許容することが賢明な場合があります。そのような場合、エンジニアは、あらゆる種類の機器を仕様書に含め、満たすべき試験要件を慎重に規定し、各入札者に、機器を全負荷、4分の3負荷、半負荷の状態で動作させるために必要な電力を提案書に記載させ、評価に基づいて契約を締結することで、クライアントにとって最良の結果を確保できます。

この評価の基準を決定するには、まず、指定された各負荷で発電所が運転される期間を確認し、発電所を運転するための年間電力コスト（単位電力）を算出する必要があります。発電所の耐用年数を10年と仮定すると、10%の減価償却費を計上し、これに投資利息5%と保険料1%を加算します。電力削減額を16%として資本化することで、この金額を評価の基準とすることができます。

例えば、ある入札者が、より低い入札者よりも全負荷時に1kW、4分の3負荷時に1.25kW、半負荷時に0.75kWの消費電力を保証したとします。発電所の年間稼働時間は、全負荷時に500時間、4分の3負荷時に200時間、半負荷時に300時間と仮定します。より経済的な発電所によって節約される合計キロワット時は次のようになります。

フルロード500×1 = 500
3/4荷重 200 × 1.25 = 250
総節約額 750
半分の負荷、300 × 0.75 = 225
純節約量（KW/時間） 525
[194]

電力コストが1キロワット時あたり5セントの場合、年間の節約額は26.25ドルとなり、これを16%で資本化すると164.00ドルになります。これは、より経済的なプラントに対して、所有者が、より安価だが経済性が低いシステムの価格よりも高い金額を支払うことが正当化される金額です。

入札者がテストで実際に示すよりも低い消費電力を保証するのを防ぐために、評価によって正当であると示された価格の増加を超える保証を満たせなかった場合のペナルティを課す必要があります。

著者は、このペナルティは評価で示された価格の増加の 150% 以上とすることを推奨します。

実際には、所有者が10年後に発電所を廃棄した場合、効率の低い発電所によって被る損失は、評価で示された金額を超えることはありません。しかし、所有者は発電所を長期間使用するか、置き換えた際に何らかの利益を得る可能性が非常に高いです。したがって、ペナルティの増額は正当化され、入札者が試験で示したよりも低い消費電力を保証することを防ぐために、このペナルティを増額分よりも高く設定することが絶対に必要です。

次のページには、第 XII 章で説明されている 4 つのシステム クラスそれぞれの装置のサンプル仕様と、評価および罰則条項を含む最も広範な競争を許可する仕様が記載されています。

クラス 1
住宅または小規模オフィスビル向け、掃除機 1 台分の容量のプラント。
1.概要。本仕様書に含まれる作業は、建物全体の絨毯、カーペット、床、階段、家具、棚、壁、その他の備品や調度品から埃や汚れを除去し、図示の適切な容器に埃や汚れを搬送するための完全な掃除機システムの設置、および必要なすべての清掃用具、ホース、配管の設置である。[195] 分離器、排気装置、モーターなど、以下でより詳細に規定される。

2.排気装置。排気装置は、そのすべての細部において、目的に適した最良の材料で作られ、承認された設計および構造を有するものとし、容積式（回転式）または多段ファン式のいずれかとすることができる。

3.回転式排気装置。回転式排気装置は、2羽根車型、または摺動羽根を有さずケースと摩擦接触することなく回転し、かつ揺動従動部を有する1羽根車型とする。

4. スライドブレードが取り付けられた排気装置は受け入れられません。
5. 排気装置のすべての部品は、機械が最大負荷状態で作動しているときに形状を維持できるほどの剛性を備えていなければならない。
6. インペラは、全体が機械加工され、自由に回転し、互いに接触せず、フォロワーや、インペラが配置されているケーシング（シリンダー）に接触しないような形状とサイズでなければなりませんが、クリアランスは、正常な動作を維持するために可能な限り最小にする必要があります。
7. シャフトはスチール製で、ジャーナルはサイズに合わせて研磨されている必要があります。
8. ジャーナル ボックスは長く、ヘッドプレートによってしっかりと支えられ、シャフト上に適切なスタッフィング ボックスを配置できるようにヘッドプレートから十分に離れた位置に配置する必要があります。
9. 2つのインペラ排気装置のシャフトは、鋼板から切り出された幅広面の歯車で接続され、シャフトにしっかりと固定されなければならない。1つのインペラ排気装置の従動軸は、クランクとコネクティングロッドによってインペラ軸に接続される。歯車は、適切な油密ギヤボックス内で作動し、適切な潤滑装置が備え付けられなければならない。

10.遠心ファン式。遠心ファン排気装置は、規定の真空度において必要な空気量を最小限の損失で処理できるような寸法及び構造とする。ハウジングは鋳鉄製又はアルミニウム製とし、セクション構造とする。ハウジングは気密構造とする。

11. ファンホイールは、鋼鉄または高張力のその他の金属で製造され、適切に補強され、鋳造の場合は、[196] ハブとアームは一体構造です。ファンホイールが組み立て式の場合、鋳鉄、鋼、または真鍮製のハブまたはスパイダーにしっかりとリベット留めする必要があります。
12. ファンホイールは、羽根と止めネジ、または左ネジを使用してシャフトに固定します。
13. ファン排気装置のシャフトは垂直に設置し、ホイールの重量がエンドスラストを均等化または部分的に均等化するように取り付けるか、またはエンドスラストをアーマチュアの磁力でバランスさせる。シャフトは水平に設置し、エンドスラストはボールベアリング式スラストリングで処理する。
14. 上記のすべてのタイプの排気装置のジャーナルボックスは、目的に最適な設計でなければならず、サイトフィード、リングオイラー、または使用される装置の作業または設計に最適なその他の種類の、第一級承認された連続潤滑装置を取り付ける必要があります。

15.冷却。回転式排気装置には、ポンプを適切に密閉し冷却するために必要な水接続部を備えなければなりません。ファン式排気装置は、室温より100°F（約45℃）以上上昇することなく連続運転できるように設計されていなければなりません。

16.速度回転式排気装置の羽根車の先端における周速度は、毎分1,100フィートを超えてはならない。

17. 遠心ファンは、指定された全負荷状態で運転している場合、周速度が毎分22,000フィートを超えてはならない。

18.取り付け。排気装置、モーター、および分離装置は、適切な鋳鉄製のベースプレート上に一体として設置され、脚に取り付けるか、地下室の床に置く必要があります。

19.駆動装置。排気装置は電動モーターで駆動するものとする。電動モーターは排気装置シャフトに直接接続するか、オーク材なめし革ベルト、または切断された歯車で駆動するものとする。ベルトと歯車は、その動作に十分な大きさと強度を備え、過度の騒音や摩耗を生じることなく作動しなければならない。ベルトのたるみを吸収する手段を設けるものとする。ベルトと滑車には、ベースプレート外への油の飛散や衣服の巻き込みを防止する適切な金属製ガードを設け、取り付けるものとする。

20. 排気装置がカットギアを介して作動する場合、ギアは[197] 油や塵から保護されたケースに収納し、ケースには十分な量の連続潤滑のための手段を備えなければならない。

21.仕上げ。排気装置、モーター、ベースプレートは、工場において最高品質の仕上げを行い、充填、研磨、少なくとも1層以上の塗装を施すものとし、設置後にさらに2層塗装を施し、指示された色調で仕上げるものとする。

22.電動モーター。モーターは、試験条件下で運転する際に、4分の3以上かつ全負荷状態にならないような大きさのものとする。設計者の承認を得た標準仕様のものとする。

23. モーターには直流….ボルトを巻きます。
24. アーマチュアは歯付きコア構造で、巻線は完全に絶縁され、しっかりと固定され、機械的にも電気的にもバランスが取れていなければなりません。
25. 整流子セグメントは、最高の導電性を有する鍛造または硬質引抜銅製で、均一な摩耗を確保するために均一な厚さと適切な硬度のマイカで十分に絶縁され、あらゆる速度条件下でブラシで火花や閃光を発生しないことが求められる。また、いかなる欠陥もなく、摩耗に備えた十分な軸受面と半径方向の深さを備えていなければならない。
26. ブラシはカーボン製で、モーターの共通ロッカーアームに取り付けられ、電流35アンペアごとに断面積が1平方インチ以上であること。
27. ブラシホルダーは、ブラシごとに張力を個別に調整でき、チャタリングを防止する設計とする。
28. ベアリングは承認されたセルフオイルタイプまたはリングタイプであること。
29. モーターフレームと界磁コイル、電機子巻線、ブラシホルダー間の絶縁抵抗は1メガオーム以上でなければなりません。
30. モーターは1,500ボルトの交流電圧による絶縁破壊試験に耐えなければならない。上記の試験のいずれか、または両方を、建築士代理人の裁量により、工場試験時に実施する。
31. 建物に設置後、全速力および全定格負荷で8時間連続運転した場合のモーターの最大温度上昇は50°を超えてはならない。[198] 巻線では 55 ° C、整流子では周囲の大気より 55 ° C 高くなります。
32. モーターは工場で最高級の仕上げを施し、充填、研磨し、2 層塗装し、設置後にさらに 2 層塗装する。仕上げの色は建物の管理者の指示に従う。

33.タブレット。厚さ³⁄₄インチ以上の研磨されたスレートタブレットを指示された場所に取り付け、その上に30アンペア、250ボルト、双極ナイフスイッチ1個（表示ヒューズ付き）を取り付ける。また、排気装置が取り付けられている場合は、バット接点を有し、始動抵抗を2段階以上で遮断する自動セルフスターター1個を取り付ける。スターターはセパレーター内の真空度によって制御され、真空度が試験要件を満たすために必要な値より2インチ上昇するとモーターを停止し、真空度が作動に必要な値まで低下するとモーターを始動する。

34.電気接続。本請負業者は、配電盤内の掃除機パネルからモーターパネルまで給電線を配線し、パネルとモーター間の電気接続等を行うものとする。

35. 自己支持するほど短い電線を除き、すべての電線は標準鋼製電線管に通し、コードラップなどの保護手段を用いて保護する。8番より細い電線は使用しない。
36. すべての材料および施工は最高級品であること。電気工事は1メガオーム以上の絶縁抵抗を有し、「米国電気工事規程」の最新版に厳密に準拠している必要があります。

37.ダストセパレーター。図面に示されている場所に、容積が3立方フィート以上の乾式分離器を1台設置するものとする。

38. 分離機の内部構造は、そのいかなる部分も粉塵の直接的な影響を受けないようにしなければならない。この分離機に布袋または金属スクリーンを使用する場合は、ごく軽い粉塵のみが付着し、かつ分離機を分解することなく容易に清掃できるような配置とする。分離機は、内部に侵入する粉塵の95%以上を遮断する構造としなければならない。

38a. 分離タンクは鋼製のシェルと鋳鉄製または鋼製のヘッドで構築され、適切な[199] 支持台またはフロアスタンド、および清掃用の適切な開口部を設ける。分離器には、動作真空度の50%を超える圧力を指示する鉄柱水銀計を取り付けるものとする。

39.パイプラインすべてのパイプラインは、図面に示されているサイズおよびルートでなければなりません。

40.配管。空気を輸送するすべての配管は、標準的な黒色錬鉄製または軟鋼製のねじ込み継手管とし、内面は滑らかで、へこみ、折れ、ひれ、バリがないこととする。配管の端部は、内径いっぱいまでリーマ加工し、面取りする。必要に応じて、図面に示されている箇所で、本管に曲げ管を使用する。

41. パイプを設置する際には、すべてのパイプと継手を通して可能な限り滑らかで均一な穴を維持するように注意する必要があります。

42.継手すべての継手は、強靭なねずみ鋳鉄製で、鋳巣その他の欠陥がなく、滑らかな鋳物でなければならない。

43. 真空ラインのすべての継手は、本体の内径がパイプの内径と同じサイズである必要があり、フィン、バリ、粗い部分はすべて除去する必要があります。
44. 真空ラインの接続部品は黒色にするか、亜鉛メッキすることができます。
45. スペースに余裕がある場合、すべての T 型継手とエルボの中心線の半径は 3 インチ以上である必要があります。
46. 水平の頭上パイプは、10 フィート以内の間隔で頑丈なパイプ ハンガーで支える必要があります。
47. ハンガーには承認された調整形式が備わっていなければならず、ハンガーを床構造などに固定することに関する上記の監督者の指示に厳密に従わなければなりません。
48. 露出した配管が仕上げられた部屋の壁または床を通過する場合には、鋳鉄製のニッケルメッキプレートを取り付ける必要があります。

49.クリーンアウトプラグ。図面に示された箇所のすべての曲がり部に、真鍮製のねじ込み式クリーンアウトプラグを設ける。クリーンアウトプラグの直径は2インチとする。ただし、1¹⁄₂インチの配管では、クリーンアウトプラグの直径は配管と同径とする。

50.排気接続部。排気装置からの排気管[200] 指示に従って地下室の天井まで配線し、それに沿ってダンパーの向こう側の煙排出口まで配線します。

51.掃除機用吸気口。地下1階、地下1階、2階、屋根裏に以下の数の吸気口を設ける。

52. 掃除機の吸気口には、ホースを外すと自動的に閉じるゴム製ガスケット付きのヒンジ付きカバーまたはキャップを取り付ける必要があります。また、廊下やロビーの吸気口は鍵で開けられるようにする必要があります。
53. 仕上げ壁または仕切りを通過する吸気口はフラッシュパターンにする必要があります。
54. ライザー上の入口が壁に対して露出している場合は、継手のビードに近接して設置する必要があります。
55. 請負人が、上記と同等に満足できる他の接続形式の使用を希望する場合は、契約締結後に建築家に提出して承認を得る必要があります。
56. この規格では、「リノベーター」という語は清掃対象面に接触する工具の部分を意味し、「ステム」という語はリノベーターとホースを接続する部分を意味し、「クリーナー」という語は完全な清掃工具を意味します。
57. 以下の清掃用具を備えなければならない。

クリーニングスロットが ¹⁄₄ インチ、長さが 12 インチのカーペット リノベーター 1 台。

長さ 12 インチ、曲面フェルトで覆われた表面を備えた裸床リノベーター 1 台。

壁リノベーター 1 個、長さ 12 インチ、曲面がコットン フランネル製。

¹⁄₄ インチ x 4 インチのスロットを備えた室内装飾改修機 1 台。

片隅のクリーナー。

ラジエータークリーナー1個。

帽子用ブラシ1本。

約 5 フィートの長さの 1 本の長く曲がった茎。

長さ約 5 フィートの延長チューブ 1 本。

58. カーペット、むき出しの床、壁のリフォーム機は、調整可能な回転ジョイントを備え、通常使用時の45°から、家具の下や背面、その他類似の場所で使用する場合の約80°まで、ステムに対して角度を調整できるものとする。この可動ジョイントは、リップが[201] 清掃ツールは常に清掃対象の表面と接触しており、取り付けられた表面が埃にさらされないように構築されており、空気の流れが偏向して重金属の表面にのみ当たるため、摩耗が発生してもツールの操作や取り扱いに影響はありません。
59. すべての改修機およびステムは、強度と粉塵の切断作用に耐えられる程度に軽量でなければなりません。
60. カーペットリフォーム機および室内装飾品洗浄機のリップは、布地を傷つけないような大きさと形状で、洗浄する素材にリフォーム機の顔がくっつくのを最小限に抑えるような幅でなければなりません。
61. ステムの外径は1インチ以上とする。スイベル内の空気通路はステムの内径と同じ直径とする。床リフォーム機に使用するステムは、上端付近を湾曲させてハンドルを形成し、ホースを垂直に吊り下げるためのスイベルを設けるものとする。
62. ステムは引抜鋼または真鍮管とし、鋼の場合は米国標準ゲージ 21 番以上の厚さとし、真鍮の場合はブラウン＆シャープ ゲージ 16 番以上の厚さとします。
63. カーペットリノベーターは、可能な限り軽量なプレス鋼で製造することが望ましいが、鉄の摩耗面を備えた鋳鉄、真鍮、またはアルミニウムで製造することもできる。
64. 裸床改修機は、清掃時の動作方向に湾曲した再生可能な弾性摩耗面を備えていなければならない。
65. すべての改修用具とブラシには、木工品を傷つけないように適切なゴムまたはその他の承認された緩衝材が装備されていなければなりません。
66. 室内装飾用クリーナーには、家具の緩んだカバーが吸い込まれるのを完全に防ぐことができるようなサイズと形状の吸気スロットまたは開口部がなければなりません。
67. 室内装飾用クリーナーおよびコーナークリーナーは、ステムと一緒に使用するように配置するのではなく、専用のハンドルを恒久的に取り付け、ホースカップリングを備える必要があります。
68. リノベーターおよびステムのすべての金属部品は仕上げが施され、アルミニウム部品を除くすべての部品はニッケルメッキされます。

69.ホース。長さ25フィートの洗浄用ホースを3本用意してください。

70. ホースは内径1¹⁄₄インチの最高品質ゴム製[202] ホースは、排気装置を装着した状態で得られる最高真空状態でも絶対に破損しないよう、また踏まれた場合にも破損しないよう、最適な方法で補強されています。ホースの重量は、1フィートあたり12オンス（約350g）以下とします。
71. ホース用継手は、スリップ式、バヨネットロック式、または全ゴム製とし、ホース内径と実質的に同じ径の滑らかな内径を有するものとする。継手は、ホース外径からの突出を最小限とし、床、ドア、家具等を傷つけないよう、丸みを帯びたものとすること。
72. バヨネットジョイントにはパッキングワッシャーが使用され、スリップジョイントにはホースの端部に鋼製部品と真鍮製のスリップカプラが取り付けられます。継手部におけるホースの両端は、外側のフェルールがしっかりと固定されているか、純粋なゴム製の端部が継手に接着されている必要があります。フェルールのないホースの端部に差し込まれた単純な円錐形のスリップジョイントは認められません。すべてのジョイントは、容易に外れないようなしっかりとした接合部でなければなりません。

73.試験。すべての配管は、壁やその他の空間に埋設する前に、5水銀柱インチに相当する空気圧で試験しなければならない。水銀柱インチの降下量は、30分間で1⁄4インチを超えてはならてはならない。

74. 設備完成後、ポンプは全ての出口を閉じた状態で運転されます。この条件下では、ポンプシステムを使用する場合、自動制御によるモーターの停止と始動の間に10分以上の間隔が必要です。また、ファンシステムを使用する場合、排気装置の運転に必要な電力は、容量試験で要求された電力の65%以下である必要があります。
75. 分離機の容量試験を行うには、50メッシュの篩に通した砂6ポンド、普通の小麦粉3ポンド、ポートランドセメント16ポンドを混ぜ合わせた混合物を50平方フィートの床面に散布し、長さ50フィートの1¹⁄₄インチホースの先端に取り付けたリノベーターで回収する。機械を停止し、分離機から取り除いた材料を床面に散布して回収する。この手順を、材料を4回取り扱うまで繰り返す。分離機に袋が入っている場合は、4回目の回収後、材料を分離機に入れたまま容量試験を行うまで、袋を動かさないようにする。

[203]

容量試験終了後、分離機の内容物を秤量するものとする。部分分離機の場合は、吸引した物質の95%が含まれなければならない。真空発生装置として置換型真空発生装置を使用する場合、分離機はいかなる粉塵の通過も防止しなければならない。これは、装置の試験中にポンプ出口に湿らせた布を当てることで確認する。試験終了時に、当該布に粉塵が付着していないことが必要である。

76. プラントの容量をテストするには、75フィートの洗浄ホースの端に取り付けられた標準真空計が、直径¹⁄₂インチのオリフィスが開いた状態で2インチ水銀の真空を示す必要があります。

77.清掃用具の試験。請負者は、建築士の代理人の立会いのもと、設備を操作し、支給された各種清掃用具の試験を実施するものとする。清掃用具は、建築士の代理人が選定した排出口に接続された50フィート（約15メートル）のホースに取り付けられるものとし、通常の作業条件下では、各清掃用具は設計目的の作業を十分に遂行しなければならない。塵埃および清掃対象の表面は、請負者が提供するものとする。

78.塗装。規定の試験が完了した後、本装置に関連する亜鉛メッキ鋼板または錫メッキ鋼板を除くすべての露出鉄部は、別途仕上げが指定されていない限り、塗装面に適した塗料で下塗りし、さらに2回塗装するものとする。機械類は規定通りに塗装し、その他のすべての作業には、設計者が選択または承認した仕上げ色を施すものとする。黒色鉄管等には、鉛と油を2回塗りするものとする。

交流電源が利用可能な場合の仕様の変更。
—直流ではなく交流が利用できる場合は、次のように仕様を変更します。

23. モーターには、…. ボルト、…. サイクル、…. 相の交流電流が巻かれます。

24.かご型のローターを持つモーター。

25、26、27は省略します。

28.直流の場合と同様とする。

29.スタータまたは一次巻線とフレームの間には1メガオーム以上の絶縁が必要です。

30、31、32。直流の場合と同じです。

[204]

33.タブレット。30アンペア、250ボルト、…のポールナイフスイッチ（表示ヒューズ付き）を取り付けた研磨スレートタブレットを指示された場所に用意し、取り付ける。また、変位型排気装置が備え付けられている場合は、分離機内の真空圧によって作動する「アクロス・ザ・ライン」型の自動スターターも用意する。このスターターは、分離機内の真空圧が試験条件を満たすために必要な値より2インチ（約5cm）高くなるとモーターを停止し、真空圧が作動範囲に達すると排気装置を作動させる。

中程度の長さのパイプラインを備えた大規模オフィスビル向けのクラス 2プラント。

1. クラス1と同じです。

2.遠心ファンを省略します。

3～9. クラス1と同じです。

10～13は省略します。

14と16。クラス1と同じです。

15.遠心ファンを省略します。

17と18は省略します。

18a.ベースプレート、基礎等。排気装置とそのモーターを一体として強固に支持するための適切なベースプレートを設け、水や油の滴下をすべて受け止めるのに十分な大きさとしてください。排気装置のフレーム、モーター、アンカーボルトの脚部には、十分な高さの盛り上がりとパッドを設け、水滴が基礎や床に流れ込むのを防ぎます。

18b. 適切なレンガまたはコンクリートの基礎を設け、ベースプレートをしっかりと固定します。基礎は地下室のセメント床の上に構築し、適切な接着力を確保できるものを選択します。

18c. 機械の作動部が操作上最も便利な高さになるよう、基礎の高さを定めて建設する。基礎の露出部は最高級の白色ホーローレンガで仕上げる。ベースプレートが基礎を覆わない場合は、露出部の上面はホーローレンガで仕上げ、すべての端と隅には丸みのある丸レンガを使用する。

19～23。クラス1と同様。

23a. モーターの保証効率は、半負荷時に78%以上、全負荷時に84%以上でなければならない。

24～32。クラス1と同様。

[205]

32a. モーターは、効率、加熱、断熱性などを確認するために工場でテストを受ける必要があります。工場テスト中に取得したすべての測定値と計算結果を記載したメーカー認定のモーターテストシートは、モーターが工場から出荷される前に、建築家に提出して承認を得る必要があります。

33.レオスタット。下記に指定するスレート板上に、適切なサイズで承認された、特定の用途向けに設計された始動用レオスタットを、図示の場所に取り付ける。レオスタットは、無電圧および過負荷を自動的に解除する機能を備えなければならない。レオスタットの抵抗はすべてタブレットの背面に配置する。接点は基板を貫通して前面に突出させる。可動部品はすべて基板の前面に配置する。

33a.タブレット。厚さ³⁄₄インチ以上のスレート板を、頑丈なアングル鉄製のフレームで支え、抵抗器の壁と背面との間に4インチ以上の空間が確保されるように、図示の場所に設置する。このタブレットに、前述の規定に従い、250ボルトの二極ナイフスイッチ1個、250ボルトの密閉型ヒューズ2個、および始動用可変抵抗器1個を取り付ける。接続部はタブレットの背面に設ける。柱とタブレットの間の空間は、チャンネルフレームに取り付けた10番鉄線製の取り外し可能なダイヤモンドメッシュグリルで覆う。

34、35、36。クラス1と同じです。

36a.自動制御。回転式排気装置には、運転中のスイーパーの数にかかわらず、機械の限界内で最も望ましいと判断されるポイントにおいて分離機内の真空状態を維持するための適切な手段が備えられなければならない。

36b. 制御装置は、排気装置に内蔵されるか、または排気装置に付属する適切な装置から構成され、分離器内の真空度が望ましいとされる点を超えた場合には、排気装置のみに大気圧を導入し、システム全体には大気圧を導入しないことで、排気装置を自動的に停止させ、真空度が設定された下限値を下回った場合には、排気装置を作動させる。

36c.真空破壊装置上記の制御装置に加えて、排気装置への吸気管には、以下の要件を満たす承認された強制作動式真空破壊装置を設置するものとする。[206] 開口部は直径1インチのパイプの面積に相当し、10インチの真空で開くように設定されています。

（ホテルのように、負荷をかけずに長期間運転する場合は、36a、b、c を省略して次のように置き換えます。）

36d.自動制御。排気装置を駆動するモーターの速度を変化させることで、実質的に一定の真空状態を維持するための承認された制御装置を備えなければならない。この制御装置は、真空状態が変化しない限り、モーターを全速から停止まで任意の速度で連続的に運転できるように構成され、真空状態が低下すると速度が上昇し、真空状態が上昇すると速度が低下する。

37.集塵機。図面に示す場所に、各清掃機の容量ごとに3立方フィート以上の容積を有する乾式集塵機を1台設置しなければならない。

38. 分離機の内部構造は、いかなる部分も粉塵の直接的な影響を受けないようにしなければならない。分離機に布袋または金属スクリーンを使用する場合は、ごく軽い粉塵以外は付着せず、かつ分離機を分解することなく容易に清掃できるような配置とする。分離機は、内部に侵入する粉塵をすべて遮断する構造でなければならない。

38a～56。クラス1と同様。

56a.工具ケース。清掃用具用の承認された堅木張りのキャビネット仕上げのケースを用意する。各ケースは可能な限り軽量で、手で持ち運びやすい形状とし、清掃用具一式を収納し、各工具を所定の位置にしっかりと固定し、錠前、クランプ、および使いやすい位置にハンドルを取り付ける。

57. 各事件には以下の内容が含まれるものとする。

¹⁄₄ インチ x 15 インチのスロットを備えたカーペット リノベーター 1 台。

長さ 15 インチ、曲面フェルトで覆われた表面を備えた裸床リノベーター 1 台。

長さ 12 インチ、幅 ¹⁄₂ インチの、スカート付きの毛が付いた壁用ブラシ 1 本。

片手用ブラシ、端にホース接続部付き、長さ 8 インチ、幅 2 インチ。

緩和作業用の 4 インチ丸型ブラシ 1 本。

[207]

室内装飾リフォーム業者1社。

片隅のクリーナー。

ラジエーターツール1個。

長さ約 5 フィートの曲がった茎が 1 本。

長さ 5 フィートの延長チューブ 1 本。

少なくとも 1 つの帽子がシステムと衝突しました。

58～64。クラス1と同様。

64a. ブラシはすべて、最高品質の毛を密集させて可能な限り太くした頑丈な構造とし、ゴム、革、またはセーム皮で縁取りし、リノベーターに入る空気がすべて清掃対象面を通過するようにする。

65～68。クラス1と同様。

69.ホースラック。地下室にホースラックを…台、1階と2階にそれぞれ…台（合計…台）設置し、指示された場所に適切に固定する。ラックは鋳鉄製、亜鉛メッキまたはホーロー仕上げとし、各ラックは必要なサイズのホースを75フィート（約22メートル）収納できるものとする。

69a.ホース。各ホースラックには、長さ25フィートのホース3本を75フィートの折りたたみ式でないホースで固定して備え付けなければならない。

70～73。クラス1と同様。

74. プラントの完成後、ポンプはすべての出口を閉じた状態で運転されます。この状態では、消費電力はテスト条件下で必要な電力の50%を超えてはなりません。

75.セパレーターの試験。建築士の代理人が選定した異なるライザー上の各——箇所の出口付近において、請負業者は、50メッシュの篩を通過する乾燥した鋭い砂6ポンド、上質小麦粉3ポンド、およびポートランドセメント6ポンドの混合物を、各出口につき約50平方フィートの面積を均一に覆うように床に用意し、散布するものとする。

75b. 50フィートのホースを各——の出口に接続し、清掃のために準備された表面は、請負業者が用意した作業員によって同時に清掃され、砂、小麦粉、ポルトランドセメントがすべて吸い上げられた後、排気装置を停止し、汚れを分離機から取り除いて再び床に広げ、作業を終了する。[208] 混合物が装置によって４回取り扱われるまで洗浄を繰り返す。

セパレーター内の袋は、4回目の回収後、セパレーター内に材料が入った状態で行われる容量試験が完了するまで動かさないでください。容量試験完了後、セパレーターの内容物を取り出します。セパレーターの試験中は、ポンプからの排気口に湿らせた布を当てます。布に汚れが付着していることが示された場合、そのセパレーターは不合格となります。

76. プラントの能力を試験するため、分離装置から最も遠い入口に、長さ100フィートのホースラインを標準真空計とともに接続する。ホースの先端には¹⁄₂インチの開口部を設ける。その他の出口には、それぞれ50フィートのホースラインと真空計を接続する。真空計は¹⁄₂インチの開口部を持つもの、真空計は⁷⁄₈インチの開口部を持つものを使用する。これらの条件下で、100フィートのホースの先端にある真空計の圧力は4インチ水銀柱に維持されなければならない。

77と78。クラス1と同じです。

交流電源が利用可能な場合の仕様の変更。
—直流ではなく交流が利用できる場合は、次のように仕様を変更します。

23. モーターには、…. ボルト、…. サイクル、…. 相の交流電流が巻かれます。

23a. 入札者は、半負荷時および全負荷時のモーターの効率と力率を指定する必要があります。

24.始動抵抗を挿入するためのコレクターリングを備えた位相巻線ローターを備えたモーター。

25、26、27は省略します。

28.直流の場合と同様です。

29.スタータまたは一次巻線とフレームの間には1メガオーム以上の絶縁が必要です。

30、31、32、32a。直流の場合と同じです。

33.レオスタット。始動時にローター回路に抵抗を挿入するための、適切なサイズの承認済み手動始動レオスタットを用意し、設置してください。これにより、モーターが過熱することなく15秒以内に始動することが保証されます。

[209]

33a. 直流の場合と同じですが、スイッチは利用可能な電流に応じて3極または4極のいずれかである必要があります。

交流機の場合は36dを省略します。

クラス 3
異常に長いパイプラインを備えた大規模な設備。

1. クラス1と同じです。
2. 排気装置は往復ピストン式とする。
3. ピストン式排気装置は複動式とし、シリンダークリアランスが最小限に抑えられるよう設​​計するか、または大きなクリアランスの影響を最小限に抑えるための適切な装置を採用しなければならない。
4. 吸入弁および排出弁はポペット型、ロータリー型、またはセミロータリー型のいずれかであり、スムーズかつ静かに作動するものとする。
5. ピストンパッキンは、作動条件下で実質的に気密性を保ち、いかなる種類のバネも使用せずに、それ自体の弾性によって作動する構造としなければならない。金属製のリングを使用する場合は、幅と深さの両方において、装着する溝を埋め、同心円状、すなわち全体にわたって同じ厚さでなければならない。リングの接合部は幅で重ね合わせるが、厚さは重ね合わせてはならない。複数のリングを使用する場合は、接合部が円周の少なくとも4分の1の間隔をあけるように、それぞれの溝に配置し、ダボで固定しなければならない。
6. ピストンには、ピストンのいずれの側からも空気が漏れるような室や空間があってはならない。ピストン本体へのすべての開口部は、鋳鉄製のプラグでしっかりと塞がなければならない。
7. ピストンロッドスタッフィングボックスは、軟質パッキンを使用する場合、グランドからの過度の圧力を受けることなく気密性を維持できる大きさと深さを有するものとする。金属パッキンを使用する場合は、ロッドに過度の圧力がかからないように真空気密性を維持すること。ピストンロッドへの継続的な潤滑のために適切な手段を設けるものとする。
8. ピストン式排気装置には、ピストンロッドに適切に取り付けられた承認されたクロスヘッドが取り付けられなければならない。[210] ガイド目的でピストンロッドを延長することは認められません。

9～13は省略します。

14. クラス1と同じです。

15.往復ピストン排気装置には、摩擦と圧縮によって発生する熱を除去するために必要な装置が備えられており、全負荷状態で2時間連続運転した後でもシリンダーまたは排出チャンバーの温度が周囲の雰囲気より100°F以上上昇するのを防止しなければならない。

16.速度。ポペット弁を備えた往復排気装置は、ピストンの平均速度が毎分200フィートを超えない速度で作動するものとする。また、ロータリー弁を備えた排気装置は、ピストンの平均速度が毎分300フィートを超えない速度で作動するものとする。

17と18は省略します。

18a.ベースプレート、基礎等。排気装置とそのモーターを一体として強固に支持するための適切なベースプレートを設け、水や油の滴下をすべて受け止めるのに十分な大きさとしてください。排気装置のフレーム、モーター、アンカーボルトの脚部には、十分な高さの盛り上がりとパッドを設け、水滴が基礎や床に流れ込むのを防ぎます。

18b. 適切なレンガまたはコンクリートの基礎を設け、ベースプレートをしっかりと固定します。基礎は地下室のセメント床の上に構築し、適切な接着力を確保できるものを選択します。

18c. 機械の作動部が操作上最も便利な高さになるよう、基礎の高さを定めて建設する。基礎の露出部は最高級の白色ホーローレンガで仕上げる。ベースプレートが基礎を覆わない場合は、露出部の上面はホーローレンガで仕上げ、すべての端と隅には丸みのある丸レンガを使用する。

19～23。クラス1と同様。

23a. モーターの保証効率は、半負荷時に80%以上、全負荷時に85%以上でなければならない。

24～32。クラス1と同様。

32a. モーターは、効率、発熱、絶縁性などを決定するために工場試験を受けなければならない。工場試験中に測定されたすべての測定値を記載した製造業者認定モーター試験シートを添付する。[211] 計算結果は、モーターを工場から出荷する前に建築家に提出して承認を得る必要があります。

33.レオスタット。下記に指定するスレート板上に、適切なサイズと承認されたメーカーの始動用レオスタットを、その特定の用途に合わせて設計し、図示の場所に取り付ける。レオスタットは、無電圧および過負荷を自動的に解除する機能を備えなければならない。レオスタットの抵抗はすべてタブレットの背面に配置する。接点は基板を貫通して前面に突出させる。可動部品はすべて基板の前面に配置する。

33a.タブレット。厚さ³⁄₄インチ以上のスレート板を、図に示す場所に設置する。この板は、強固なアングルバーフレームで支えられ、抵抗器の壁と背面との間に4インチ以上の空間を確保する。このタブレットには、前述の規定に従い、250ボルトの二極ナイフスイッチ1個、250ボルトの密閉型ヒューズ2個、および始動用可変抵抗器1個を取り付ける。接続部はタブレットの背面に設ける。柱とタブレットの間の空間は、チャンネルフレームに取り付けた10番鉄線の取り外し可能なダイヤモンドメッシュグリルで覆う。

34、35、36。クラス1と同じです。

37.ダストセパレーター。図面に示す場所に、乾式セパレーター1台と湿式セパレーター1台を設置するものとする。各セパレーターの容積は、プラント容量1台あたり3立方フィートとする。

38. 粉塵を最初に受け入れる分離機は乾式分離機とし、その内部構造は、いかなる部分も粉塵の直接的な影響を受けないようにしなければならない。この分離機にはスクリーンや布袋は使用せず、分離機に流入する粉塵の95%を遮断するように構造化しなければならない。

38a. 2番目の分離機は湿式分離機でなければならず、機械のベースに収納するか、または別のタンクで構成する必要があります。

38b. 湿式分離器は、機械のベースから分離されているか一体化されているかにかかわらず、空気と水を確実に混合し、すべての気泡を完全に分解し、空気から水を分離し、排気シリンダーへの水の侵入を防ぐアタッチメントを備えていなければならない。

[212]

38c. 排気装置の停止時に、湿式分離器と乾式分離器間の真空度を自動的に均等化するための適切な手段を備えなければならない。

38d. 分離器には、検査や清掃のために内部にアクセスするための適切な開口部が設けられていなければならず、分離器の内部構造は、分解することなく容易に清掃できるようなものでなければならない。

38e. ウェットセパレータータンクの非腐食性金属で製造されていないすべての部品は、内外ともに完全に錫メッキまたは亜鉛メッキされなければならない。排気装置の底部に形成されたウェットセパレーターの内面は、腐食を防止するために、アスファルトワニスまたはその他の適切な塗料を少なくとも2回塗布しなければならない。

38f. 分離機には、湿式分離機の内部を観察できるサイトグラス、および最初に粉塵を受ける乾式分離機に取り付けられた、動作真空度の50%を超える圧力を測定する鉄製の水銀柱など、正常な動作に必要なすべてのバルブまたはその他の付属品を備えなければならない。

38g. 湿式分離器は、指示されている場合は給水装置に適切に接続され、図面に示されている場合は下水道に排出されるものとする。

38h. 排水管には、排出口付きのランニングトラップを設置する必要があります。

39～41。クラス1と同様です。

41a. 湿式分離装置及びジャケットに接続する排水管及び給水管（地下室床下の排水管を除く）は、バリのない標準の亜鉛メッキ錬鉄管またはねじ込み継手付き鋼管とする。地下室床下の排水管は、最高級の「超重量」鋳鉄管とし、鉛コーキング継手とする。

42～45。クラス1と同様。

45a. 給水管の継手は標準の亜鉛メッキビーズ継手とする。

45b. 地下室床面より上の排水管の継手は、亜鉛メッキの埋め込み式ねじ込み式排水継手とし、地下室床面より下の排水管の継手は、ハブジョイント付きの「超重量」鋳鉄製とする。

[213]

46～50。クラス1と同様。

50a. 排気管には、直径12インチ以上、高さ60インチ以上の、厚さ¹⁄₈インチ以上の亜鉛メッキ鉄でしっかりとリベット留めされた、承認された第一級排気マフラーを取り付けるものとする。潤滑を必要とする排気装置を備える場合は、このマフラーは効率的なオイルセパレーターとしても機能するように配置しなければならない。マフラーの底部にドリップ接続部を設けるものとする。

51～56。クラス1と同様です。

56a.工具ケース。清掃用具用の承認された堅木張りのキャビネット仕上げのケースを用意する。各ケースは可能な限り軽量で、手で持ち運びやすい形状とし、清掃用具一式を収納し、各工具を所定の位置にしっかりと固定し、錠前、クランプ、および使いやすい位置にハンドルを取り付ける。

57. 各事件には以下の内容が含まれるものとする。

カーペットリノベーター 1 台 (スロット幅 ¹⁄₄ インチ x 12 インチ)。

長さ 12 インチ、湾曲したフェルトで覆われた表面を持つ、むき出しの床の改修機 1 台。

長さ 12 インチ、幅 ¹⁄₂ インチの、スカート付きの毛が付いた壁用ブラシ 1 本。

片手用ブラシ、端にホース接続部付き、長さ 8 インチ、幅 2 インチ。

緩和作業用の 4 インチ丸型ブラシ 1 本。

室内装飾リフォーム業者1社。

片隅のクリーナー。

ラジエーターツール1個。

約 5 フィートの長さの曲がった茎が 1 本あります。

長さ 5 フィートの直線延長ステム 1 本。

少なくとも 1 つの帽子がシステムと衝突しました。

58～64。クラス1と同様。

64a. ブラシはすべて、最高品質の毛を密集させて可能な限り太くした頑丈な構造とし、ゴム、革、またはセーム皮で縁取りし、リノベーターに入る空気がすべて清掃対象面を通過するようにする。

65～68。クラス1と同様。

69.ホースラック。地下室にホースラックを設置し、指示された場所にしっかりと固定する。1階と2階にそれぞれホースラックを設置する。[214] 2階建て（合計…ラック）。ラックは鋳鉄製、亜鉛メッキまたはホーロー仕上げとし、各ラックは必要なサイズの75フィートのホースを収納できるものとする。

69a.ホース。各ホースラックには、長さ75フィートの折りたたみ式でないホースが3本、長さ25フィートのホースが3本備え付けられていなければならない。

70. ホースは内径1インチの最高品質ゴムホースを使用し、排気装置を装着した状態で得られる最高真空度でも絶対に破損しないよう、また踏まれた場合にも破損しないよう、最適な方法で補強する。ホースの重量は1フィートあたり12オンス以下とする。

71、72、73。クラス1と同じです。

74. プラントの完成後、ポンプはすべての出口を閉じた状態で運転されますが、この状態では消費電力はテスト条件下で必要な電力の50%を超えてはなりません。
75. プラントの能力を試験するため、システムの出口にそれぞれ100フィート（約30メートル）のホースラインを接続し、各ホースに標準真空計を取り付ける。真空計の開口部は¹⁄₂インチ、真空計の開口部は⁷⁄₈インチとする。これらの条件下では、¹⁄₂インチの開口部を持つ真空計で4インチ（約10.3センチメートル）の真空を維持しなければならない。

75a.セパレーターの試験。建築士の代理人が選定した異なるライザー上の各——箇所の出口付近において、請負業者は、50メッシュの篩を通過する乾燥した鋭い砂6ポンド、細粒小麦粉3ポンド、および細かく粉砕した木炭1ポンドの混合物を、各出口につき約50平方フィートの面積を均一に覆うように床に用意し、散布するものとする。

75b. システムに必要な長さの50フィートのホースを各出口に接続し、清掃のために準備された表面は、請負業者が用意した作業員によって同時に清掃され、砂、小麦粉、木炭がすべて吸い上げられた時点で排気装置を停止し、乾燥分離機から汚れを取り除き、再び床に広げる。この清掃作業を、装置が混合物を4回処理するまで繰り返す。上記の運転完了時にシステムを徹底的に洗浄した後、シリンダー、ポート、またはバルブに埃や泥が見つかった場合は、[215] 置換排気装置のチャンバー内で除去された汚れの95％未満が乾式分離器内で検出された場合、それは分離器を不合格にする十分な根拠とみなされるものとする。

76と77。クラス1と同じです。

交流電源が利用可能な場合の仕様の変更。
—直流ではなく交流が利用できる場合は、次のように仕様を変更します。

23. モーターには、…. ボルト、…. サイクル、…. 相の交流電流が巻かれます。

23a. 入札者は、半負荷時および全負荷時のモーターの効率と力率を指定する必要があります。

24. スタータ抵抗を挿入するためのコレクターリングを備えた位相巻線ローターを備えたモーター。

25、26、27は省略します。

29. クラス1、交流と同じ。

33.レオスタット。始動時にローター回路に抵抗を挿入するための、適切なサイズの承認済み手動始動レオスタットを用意し、設置してください。これにより、モーターが過熱することなく15秒以内に始動することが保証されます。

33a. 直流の場合と同じですが、スイッチは利用可能な電流に応じて3極または4極のいずれかである必要があります。

クラス 4
カーペットクリーニングが二次的な重要性しかない大規模または小規模の工場。
1～17。クラス1と同様です。

18を省略。

18a.ベースプレート、基礎等。排気装置とそのモーターを一体として強固に支持するための適切なベースプレートを設け、水や油の滴下をすべて受け止めるのに十分な大きさとしてください。排気装置のフレーム、モーター、アンカーボルトの脚部には、十分な高さの盛り上がりとパッドを設け、水滴が基礎や床に流れ込むのを防ぎます。

18b. 適切なレンガまたはコンクリートの基礎を設け、ベースプレートをしっかりと固定します。基礎は地下室のセメント床の上に構築し、適切な接着力を確保できるものを選択します。

18c. 基礎を建設し、[216] 機械の作動部は、操作上最も便利な高さに設置してください。基礎の露出部は、最高級の白色ホーローレンガで仕上げてください。ベースプレートが基礎を覆っていない場合は、露出部の上面はホーローレンガで仕上げ、すべての角と端には丸みのある丸レンガを使用してください。

19～23。クラス1と同様。

23a. モーターの保証効率は、半負荷時に78%以上、全負荷時に84%以上でなければならない。

24～32。クラス1と同様。

32a. モーターは、効率、加熱、断熱性などを確認するために工場試験を受けなければなりません。工場試験中に測定されたすべての測定値と計算結果を記載したメーカー認定のモーター試験シートは、モーターが工場から出荷される前に、設計者に提出して承認を得る必要があります。

33.レオスタット。下記に指定するスレート板上に、適切なサイズと承認されたメーカーの始動用レオスタットを、その特定の用途に合わせて設計し、図示の場所に取り付ける。レオスタットは、無電圧および過負荷を自動的に解除する機能を備えなければならない。レオスタットの抵抗はすべてタブレットの背面に配置する。接点は基板を貫通して前面に突出させる。可動部品はすべて基板の前面に配置する。

33a.タブレット。厚さ³⁄₄インチ以上のスレート板を、図に示す場所に設置する。この板は、頑丈なアングル鉄製のフレームで支え、抵抗器の壁と背面との間に4インチ以上の空間を確保する。このタブレットには、前述の規定に従い、250ボルトの二極ナイフスイッチ1個、250ボルトの密閉型ヒューズ2個、および始動用可変抵抗器1個を取り付ける。接続部はタブレットの背面に設ける。柱とタブレットの間の空間は、チャンネルフレームに取り付けたNo.10ワイヤー製の取り外し可能なダイヤモンドメッシュグリルで囲む。

34、35、36。クラス1と同じです。

36a.自動制御。回転式排気装置には、運転中のスイーパーの数にかかわらず、機械の限界内で最も望ましいと判断された時点で分離機内の真空状態を維持するための適切な手段が備えられなければならない。

[217]

36b. 制御装置は、排気装置に内蔵されるか、または排気装置に付属する適切な装置から構成され、分離器内の真空度が望ましいとされる点を超えた場合には、排気装置のみに大気圧を導入し、システム全体には導入しないことで、自動的に排気装置を停止させ、真空度が設定された下限値を下回った場合には排気装置を作動させる。

36c. 制御に加えて、6インチ水銀柱に対して1インチのパイプネット径に相当する開口部を持つ確実な真空破壊装置を分離器に設けなければならない。

36d. 遠心ファンを使用する場合は、制御装置や真空ブレーカーは必要ありません。

37. 設備容量のスイーパー1台につき、容積4.5立方フィートのセパレーター1台を用意する。

38～56。クラス1と同様。

56a.工具ケース。清掃用具用の承認された堅木張りのキャビネット仕上げのケースを用意する。各ケースは可能な限り軽量で、手で持ち運びやすい形状とし、清掃用具一式を収納し、各工具を所定の位置にしっかりと固定し、錠前、クランプ、および使いやすい位置にハンドルを取り付ける。

57. 各事件には以下の内容が含まれるものとする。

カーペットリフォーム機 1 台 (¹⁄₂ インチ x 15 インチ)

長さ 15 インチ、曲面フェルトで覆われた表面を備えた裸床リノベーター 1 台。

長さ 12 インチ、幅 ¹⁄₂ インチの、スカート付きの毛が付いた壁用ブラシ 1 本。

片手用ブラシ、端にホース接続部付き、長さ 8 インチ、幅 2 インチ。

緩和作業用の 4 インチ丸型ブラシ 1 本。

室内装飾リフォーム業者1社。

片隅のクリーナー。

ラジエーターツール1個。

長さ約 5 フィートの曲がった茎が 1 本。

長さ 5 フィートの直線延長ステム 1 本。

少なくとも 1 つの帽子がシステムと衝突しました。

58～68。クラス1と同様。

69.ホースラック。適切な場所に備え付け、適切に固定する。[218] 地下室にホースラックを…台、1階と2階にそれぞれ…台（合計…台）。ラックは鋳鉄製、亜鉛メッキまたはホーロー仕上げとし、各ラックは必要なサイズの75フィートのホースを収容できるものとする。

69a.ホース。各ホースラックには、長さ75フィートの折りたたみ式でないホースが3本、長さ25フィートのホースが3本備え付けられていなければならない。

70. ホースは内径1¹⁄₂インチまたは1-³⁄₄インチの最高品質ゴムホースを使用し、排気装置を装着した状態で得られる最高真空度でも絶対に破損しないよう、また踏まれた場合にも破損しないよう、最適な方法で補強する。ホースの重量は1フィートあたり12オンス以下とする。

71～73。クラス1と同様です。

74. プラントの完成後、ポンプはすべての出口を閉じた状態で運転されますが、この状態では消費電力はテスト条件下で必要な電力の50%を超えてはなりません。
75. クラス1と同じです。
76. プラントの容量を試験するため、…長さ75フィートのホースラインを入口に接続し、各ホースに7⁄8インチ開口部の標準真空計を取り付ける。これらの条件下で、各真空計は1インチHgの真空を維持しなければならない。

77と78。クラス1と同じです。

クラス5
最も広い競争を与える。

1. クラス1と同じです。
2. 排気装置はピストン、ロータリー、または遠心ファンタイプとする。
3. ピストン式の排気装置は複動式で、シリンダーのクリアランスが最小限に抑えられるように設計するか、または大きなクリアランスの影響を最小限に抑えるための適切な装置を採用しなければならない。
4. 吸入弁および排出弁はポペット型、回転型、または半回転型のいずれかであり、滑らかかつ静かに作動するものとする。
5. ピストンパッキンは、作動条件下で実質的に気密性を有し、かつ、使用しなくても自身の弾性によって広がるように構成されなければならない。[219] あらゆる種類のスプリング。金属製のリングを使用する場合は、幅と深さの両方において、装着する溝を埋め、同心円状、すなわち全体にわたって同じ厚さでなければなりません。リングの接合部は幅で重ね合わせますが、厚さは重ね合わせません。複数のリングを使用する場合は、接合部が円周の少なくとも4分の1離れるように、それぞれの溝に適切な位置に配置してダボで固定します。
6. ピストンには、ピストンのいずれの側からも空気が漏れるような室や空間があってはならない。ピストン本体へのすべての開口部は、鋳鉄製のプラグでしっかりと塞がなければならない。
7. ピストンロッドスタッフィングボックスは、軟質パッキンを使用する場合、グランドからの過度の圧力を受けることなく気密性を維持できる大きさと深さを有するものとする。金属パッキンを使用する場合は、ロッドに過度の圧力がかからないように真空気密性を維持すること。ピストンロッドへの継続的な潤滑のために適切な手段を設けるものとする。
8. ピストンタイプの排気装置には、ピストンロッドに適切に取り付けられた承認済みのクロスヘッドが取り付けられていなければなりません。ガイド目的で延長されたピストンロッドを備えた機械は受け入れられません。

クラス 1 の仕様から段落 3 ～ 15 を挿入します。

15a. 往復動式排気装置には、摩擦および圧縮によって発生する熱を除去するための必要な装置を備え、全負荷状態で2時間連続運転した後でも、シリンダーまたは排出室の温度が周囲の雰囲気より100°F以上上昇するのを防止する必要がある。

15b.速度。ポペット弁を備えた往復排気装置は、ピストンの平均速度が毎分200フィートを超えない速度で作動し、ロータリー弁を備えた排気装置は毎分300フィートを超えない速度で作動するものとする。

クラス 1 の仕様から段落 16 と 17 を挿入します。

18を省略。

18a.ベースプレート、基礎等。排気装置とそのモーターを一体として強固に支持するための適切なベースプレートを設け、水や油の滴下をすべて受け止めるのに十分な大きさとしてください。排気装置フレーム、モーター、および排気装置の脚部には、盛り上がった余裕とパッドを設けてください。[220] アンカーボルトは十分な高さに設置し、水滴が基礎や床に落ちないようにします。

18b. 適切なレンガまたはコンクリートの基礎を設け、ベースプレートをしっかりと固定します。基礎は地下室のセメント床の上に構築し、適切な接着力を確保できるものを選択します。

18c. 機械の作動部が操作上最も便利な高さになるよう、基礎の高さを定めて建設する。基礎の露出部は最高級の白色ホーローレンガで仕上げる。ベースプレートが基礎を覆わない場合は、露出部の上面は、すべての端と隅に丸みのあるホーローレンガを使用し、ホーローレンガで仕上げる。

19～23。クラス1と同様。

23a. モーターの保証効率は、半負荷時に78%以上、全負荷時に84%以上でなければならない。

24～32。クラス1と同様。

32a. モーターは、効率、加熱、断熱性などを確認するために工場でテストを受ける必要があります。工場テスト中に取得したすべての測定値と計算結果を記載したメーカー認定のモーターテストシートは、モーターが工場から出荷される前に、建築家に提出して承認を得る必要があります。

33.レオスタット。下記に指定するスレート板上に、適切なサイズと承認されたメーカーの始動用レオスタットを、その特定の用途に合わせて設計して設置する。始動用レオスタットは、無電圧および過負荷時に自動的に解放される装置を備えること。レオスタットの抵抗はすべてタブレットの背面に配置する。接点は基板を貫通して前面に突出させる。可動部はすべて基板の前面に配置する。

33a.タブレット。厚さ³⁄₄インチ以上のスレートタブレットを、図に示す場所に設置する。このタブレットは、強固なアングルバーフレームで支えられ、壁と抵抗器の背面との間に4インチ以上の空間を確保する。タブレットには、前述の規定に従い、250ボルトの2極ナイフスイッチ1個、250ボルトの密閉型ヒューズ2個、始動用可変抵抗器1個を取り付ける。接続部はタブレットの背面に設ける。柱とタブレットの間の空間は密閉する。[221] チャンネルフレームに10号鉄線を使用した取り外し可能なダイヤモンドメッシュグリル付き。

34、35、36。クラス1と同じです。

36a.自動制御。往復動式および回転式排気装置には、運転中のスイーパーの数にかかわらず、機械の限界内で最も望ましいと判断されるポイントにおいて分離機内の真空状態を維持するための適切な手段が備えられなければならない。

36b. 制御装置は、排気装置に内蔵されるか、または排気装置に付属する適切な装置から構成され、排気装置のみに大気圧を導入し、システムには導入しないことで自動的に排気装置を停止させるか、または分離器内の真空度が望ましい値を超えた場合にはシステムからの吸引を停止し、真空度が設定された下限値を下回った場合には排気装置を作動させる。

36c.真空ブレーカー。上記の制御装置に加えて、往復動式または回転式排気装置を使用する場合は、排気装置の吸引管に、直径1インチの管の面積に相当する開口部を持ち、12インチで開くように設定された承認済みの正作動式真空ブレーカーを設置するものとする。

36d. 遠心ファンを使用する場合は、制御装置や真空ブレーカーは必要ありません。

37.ダストセパレーター。配管と排気装置の間には、スイーパー1台あたり3立方フィート以上の容積を持つ少なくとも1つのセパレーターを設けなければならない。このセパレーターは、いかなる部分も粉塵の直接的な影響を受けないように構造化されていなければならない。回転式排気装置を使用する場合は、このセパレーターには、最も軽い粉塵のみが到達するように配置されたバッグも備え付けられていなければならない。また、セパレーターを分解することなく容易に清掃できるように配置されていなければならない。遠心式排気装置を使用する場合は、この装置はバッグを備えていても備えていなくてもよい。ピストンポンプを使用する場合は、このセパレーターにはバッグやスクリーンを一切備えてはならない。ピストン式排気装置を設置する場合は、最初のセパレーターと排気装置の間に追加のセパレーターを設置しなければならない。これは湿式セパレーターでなければならず、機械のベースに収納するか、または別個のタンクで構成することができる。

[222]

38を省略。

38a. クラス1と同様です。

38b. 湿式分離器は、機械のベースから分離されているか一体化されているかにかかわらず、空気と水を確実に混合し、すべての気泡を完全に分解し、空気から水を分離し、排気シリンダーへの水の侵入を防ぐアタッチメントを備えていなければならない。

38c. 排気装置の停止時に、湿式分離器と乾式分離器間の真空度を自動的に均等化するための適切な手段を備えなければならない。

38d. 分離器には、検査や清掃のために内部にアクセスするための適切な開口部が設けられていなければならず、分離器の内部構造は、分解することなく容易に清掃できるようなものでなければならない。

38e. ウェットセパレータータンク（使用する場合）の耐腐食性金属で製造されていないすべての部品は、内外ともに完全に錫メッキまたは亜鉛メッキされなければならない。排気装置の底部に形成されたウェットセパレーターの内面は、腐食を防止するために、アスファルトワニスまたはその他の適切な塗料を少なくとも2回塗布しなければならない。

38f. 分離機には、湿式分離機（使用する場合）の内部を観察できるサイトグラスを含め、正常な動作に必要なすべてのバルブまたはその他の付属品が備え付けられていなければならない。

38g. 湿式分離装置（使用する場合）は、指示されている場合は給水装置に適切に接続し、図面に示されている場合は下水道に排出するものとする。

38h. 排水管には、排出口付きのランニングトラップを設置する必要があります。

39～41。クラス1と同様です。

41a. 湿式分離装置及びジャケットに接続する排水管及び給水管（地下室床下の排水管を除く）は、バリのない標準的な亜鉛メッキ錬鉄製または鋼製のねじ込み継手管とする。地下室床下の排水管は、最高級の「超重量」鋳鉄管とし、鉛コーキング継手とする。

42～45。クラス1と同様。

[223]

45a. 給水管の継手は標準の亜鉛メッキビーズ継手とする。

45b. 地下室床上の排水管の継手は、亜鉛メッキされたネジ込み式排水継手とし、地下室床下の排水管の継手はハブジョイント付きの「超重量」鋳鉄製とする。

46～50。クラス1と同様。

50a. 往復動式排気装置を使用する場合、排気管には、直径12インチ以上、高さ60インチ以上の、厚さ¹⁄₈インチ以上の亜鉛メッキ鋼板でしっかりとリベット留めされた、承認された第一級消音器を取り付けるものとする。潤滑を必要とする排気装置を備える場合は、この消音器は効率的なオイルセパレーターとしても機能するように配置しなければならない。点滴接続部は消音器の底部に配置するものとする。

51～56。クラス1と同様です。

56a.ツールケース。清掃用具用の承認された堅木張りのキャビネット仕上げのケースを用意する。各ケースは可能な限り軽量で、手で持ち運びやすい形状とし、清掃用具一式を収納し、各ツールを所定の位置にしっかりと固定し、鍵、クランプ、および使いやすい位置にハンドルを取り付ける。

57. 各ケースには次のものが含まれます。

スロットの幅が¹⁄₄インチ、長さが12インチ以上15インチ以下のカーペットリノベーター1台。

長さ 15 インチ、曲面フェルトで覆われた表面を備えた裸床リノベーター 1 台。

長さ 12 インチ、幅 ¹⁄₂ インチの、スカート付きの毛が付いた壁用ブラシ 1 本。

片手用ブラシ、端にホース接続部付き、長さ 8 インチ、幅 2 インチ。

緩和作業用の 4 インチ丸型ブラシ 1 本。

室内装飾リフォーム業者1社。

片隅のクリーナー。

ラジエーターツール1個。

長さ約 5 フィートの曲がった茎が 1 本。

長さ 5 フィートの直線延長ステム 1 本。

少なくとも 1 つの帽子がシステムと衝突しました。

58～64。クラス1と同様。

64a. すべてのブラシは、最善の[224] 高品質の毛が可能な限り密集した列にセットされ、ゴム、革、またはセーム皮で縁取られているため、リノベーターに入る空気はすべて清掃対象の表面を通過します。

65～68。クラス1と同様。

69.ホースラック。地下室にホースラックを…台、1階と2階にそれぞれ…台（合計…台）設置し、指示された場所に適切に固定する。ラックは鋳鉄製、亜鉛メッキまたはホーロー仕上げとし、各ラックは必要なサイズの75フィート（約22メートル）のホースを収容できるものとする。

69a.ホース。各ホースラックには、長さ75フィートの折りたたみ式でないホースが3本、長さ25フィートのホースが備え付けられていなければならない。

70. ホースは内径1インチ以上1-³⁄₄インチ以下で、最高品質のゴムホースを使用し、排気装置を装備した状態で得られる最高真空度でも絶対に破損しないよう、また踏まれた場合にも破損しないよう、最適な方法で補強されているものとする。ホースの重量は1フィートあたり12オンス以下とする。

71～73。クラス1と同様です。

74. プラントの完成後、ポンプはすべての出口を閉じた状態で運転されます。この状態では、消費電力はテスト条件下で必要な電力の50%を超えてはなりません。
75. 設備の容量試験のため、分離装置から最も遠い入口に長さ100フィートのホースラインを1本接続し、ホースの先端に1⁄2インチの開口部を持つ標準真空計を取り付ける。他の出口にもホースラインを接続し、それぞれ50フィートのホースとホースの先端に真空計を取り付ける。1⁄2インチの開口部を持つ真空計を…個、7⁄7インチの開口部を持つ真空計を…個接続する。これらの条件下で、100フィートのホースの先端にある真空計の圧力は4インチ水銀柱に維持されなければならない。

75a.セパレーターの試験。請負業者は、…担当者が選択した異なるライザー上の各——地点の近くの——出口ごとに、50メッシュの篩を通過する乾燥した鋭い砂6ポンド、細かい小麦粉3ポンド、および湿式セパレーターを使用する場合は細かく粉砕した木炭1ポンドの混合物、および袋入りのセパレーターを使用する場合はポートランドセメント6ポンドの混合物を床に用意し、各出口につき約50平方フィートの面積を均一に覆うように敷設するものとする。

75b. 使用するシステムに必要なサイズの50フィートのホース[225] 各排出口に取り付け、清掃のために準備された表面は、請負業者が用意した作業員によって、砂、小麦粉、木炭がすべて吸い上げられるまで同時に清掃され、その後、排気装置を停止し、乾式分離器から汚れを取り除き、再び床に広げ、装置が混合物を4回処理するまで、清掃作業を繰り返すものとする。上記の運転完了時にシステムを完全にフラッシュした後、置換排気装置のシリンダー、ポート、またはバルブ室にほこりや泥が見つかった場合、または遠心排気装置の乾式分離器で除去された汚れの95%未満が見つかった場合は、分離器を不合格にする十分な根拠とみなされるものとする。バッグを使用する場合は、4回目に拾い上げた後の分離器内の材料で行われる容量テストが終わるまで、バッグを動かさないようにしなければならない。

76-77. クラス1と同じです。

78. 提案の評価（4台の掃除機を備えた施設の場合）：試験条件下で動作するために以下の値よりも大きな電力を必要とする掃除機を提供することを検討している提案は考慮されない。

全負荷時 14 KW、4分の3負荷時 12.25 KW、半分負荷時 10.5 KW

試験要件：75項は全負荷とみなす。負荷を4分の3に減らすには、7⁄₈インチの真空計開口部1つを閉じる。負荷を半分にするには、7⁄₈インチの開口部に加えて、¹⁄₂インチの開口部1つを閉じる。

入札者は、提案書において、装置が全負荷、4分の3負荷、および半分負荷のときに必要な電力消費量を記載することが求められ、各入札者の保証内容が異なる場合は、比較のため以下のように評価されます。

消費電力の全 KW またはその端数ごとに、さまざまな負荷での KW 時間の端数部分には次の量または比例部分が許可されます。

全負荷の割合 100 75 50
額 156.00ドル 62.00ドル 94.00ドル
[226]

例として、仕様要件に従った機器を提供する提案が受け取られ、保証された消費電力に基づいて最も経済的な装置を提供する提案が、設置に最も高い価格を提示したと仮定します。

購入者が最高額の提案を受け入れることが正当かどうかを判断するために、購入者が最低額の入札者よりも全負荷時に1kW、4分の3負荷時に0.75kW、半負荷時に0.25kWの消費電力を保証していると仮定する。これらの条件下では、最高額の入札者が最低額の入札者に対して節約できる金額の代数和は156 + 46.50 – 23.50 = 179となり、これは購入者が高効率の機器を購入する際に支払うべき追加金額（ドル建て）となる。

保証された電力消費が満たされているかどうかを判断するための経済テストでは、事前に較正され、正しいことが確認された積算電力計を回路に配置し、各負荷で 2 時間実行し、メーターの読み取り値に基づいて電力消費を測定します。

ペナルティ。
—本仕様書に含まれる工事の入札条件の一つとして、装置が仕様書のすべての要件を満たし、効率が保証され、その条件下で契約価格が支払われることを明確に理解する必要があります。試験された装置が容量または経済性、あるいはその両方の規定要件を満たさない場合、建築家は当該装置を完全に拒否し、契約要件を満たす適切な装置の設置を要求する権利を有します。建築家が当該装置を受け入れることを選択した場合、いかなる負荷（他の負荷に関係なく）における容量または効率も提案書に記載された値よりも低い場合、契約価格は、契約書に記載された適切な設備の金額から、以下の基準に基づいて試験で示された欠陥の金額を差し引いた金額とします。

容量について。
—全負荷で運転しているときに真空計で必要な 4 インチを下回る真空 1 インチごとに 500 ドル、およびそれ以下のインチごとにその比例部分。

エコノミー向け。
—KWごとまたは比例配分された控除[227] 保証額を超えて必要とされる部分については、その一部を支払う。

全負荷の割合 100 75 50
ペナルティ 229.00ドル 93.00ドル 141.00ドル
この評価は、テストの図解（第12章）で使用されたものと同じ動作時間と電流コストに基づいています。

さまざまな容量のプラントに許可される最大電力は次のとおりです。

スイーパーの容量
負荷の100%
負荷の75%
負荷の50%
8 24 20 17
6 20 18 15
4 14 12 .25 10 .5
2 7 .5 .. … 6 .25
ホテルのように、プラントを真空引きした状態で稼働させる場合は、無負荷時の消費電力の保証値が必要となり、この条件下でプラントが稼働すると予想される時間数に基づいて評価する必要があります。これは、このような条件下での評価において最も重要な項目となります。

[228]

第15章

ポータブル掃除機
この本は主に真空掃除機システムのみを扱うことを目的としており、その場合、掃除対象となる建物内に恒久的に設置されている装置に限定されますが、著者は現在非常に普及しているポータブル掃除機についても触れなければ本書は完全ではないと考えています。

一見すると、ポータブルクリーナーは据置型クリーナーに比べてかなりの利点があるように見えます。ホースの長さは通常15フィート（約4.5メートル）以下に制限され、配管も不要なため、摩擦損失が実質的にゼロになり、リノベーターと排気装置でほぼ同じ真空状態を実現できます。これにより、排気装置の稼働に必要な電力はほぼ50%節約できるはずです。

第12章を参照すると、真に効率的な掃除機システムを稼働させるために必要な電力は、掃除機1台あたり約2.5馬力であることがわかります。同じ効率と容量を持つポータブルクリーナーを開発する場合、少なくとも1¹⁄₂馬力の電力が必要になります。

このようなクリーナーは、今日最も人気のあるクリーナーに適用される意味での「ポータブル」ではない。アメリカン・ラジエーター社は、同じタイプのクリーナーを特注で製造しており、1¹⁄₂ HPのアルコワンドマシンをトラックに搭載している。このクリーナーは数百ポンドの重さがあり、階段を上り下りするのはミシンと同程度で、エレベーターのない建物では全く役に立たない。また、このクリーナーの動作に必要な電力は非常に大きいため、建物全体に特別な電源配線と大容量のコンセントプラグを設置する必要がある。このような装置は、少なくとも2つのデパートで提供されており、これらのクリーナーが使用されている。これは、[229] 建物に配管を敷設する代わりに、掃除機をかけるために配線する必要があり、また、固定された設備と同じ作業を行うために重機を移動させる必要もあります。

配線のコストは配管のコストとほぼ同額で、機械を移動するために必要な追加の労力は、固定式排気装置に必要な追加の電力と同じくらいのコストがかかると著者は考えています。

このクリーナーは、他のポータブルクリーナーと同様に、排気口から出た空気を掃除した部屋に直接排出するため、初期の圧縮空気式クリーナーに対して提起されたのと同じ批判にさらされています。ダストバッグはすべての塵埃を捕らえますが、微生物は空気とともに放出されてしまうため、このクリーナーはいかなる意味でも衛生的な機器とは言えません。

ルート型ロータリー式排気装置とピストンポンプを使用したポータブル型掃除機もいくつかありますが、いずれも移動に重量があり、軽量化を図るあまり排気装置の効率が犠牲になっています。これらの掃除機は、住宅用として推奨されている据置型掃除機と同等の洗浄品質を実現し、必要な電力は約³⁄₄ HPです。これは、同等の能力と効率を持つ据置型掃除機に必要な電力と同等です。

最も一般的なポータブル クリーナーは、照明システムに接続されたソケットまたはプラグに接続できるタイプです。これにより、消費電力は ¹⁄₈ HP に制限されます。ただし、これらのクリーナーの多くは 400 ワットも消費し、約 125 ドルで販売されているクリーナーの平均は 250 ワットです。このようなクリーナーは、真空計で ⁵⁄₈ インチのオリフィスを使用して、1 インチ水銀柱の真空状態で約 25 立方フィートの空気を排出します。空気を移動させるために必要な理論上の電力は約 50 ワットであるため、これらのクリーナーの全体的な効率は約 20% です。これは、優れた 1 台のスイーパーを備えた据置型設備の 40% ～ 50% に対してです。これらのポータブル クリーナーを動作させるために消費される電力は、行われた作業に比例して、効率的な据置型設備の場合と変わりません。

ポータブルクリーナーは多くの種類が製造されていますが、実質的にすべての標準的なメーカーは、ダイヤフラムポンプまたは単段または多段真空ポンプのいずれかの1つまたは2つの形式の真空発生装置を使用しています。[230] ファン。前者のタイプのポンプは、空気が通過していない状態で最大6～10水銀柱インチの真空状態を生成でき、自由吸気口で作動させると、毎分最大30立方フィートの自由空気を排出できます。カーペットリノベーターを通常のカーペットで作動させた場合、約1水銀柱インチの真空状態を生成します。小型の室内装飾リノベーターを使用すれば、はるかに高い真空状態を実現できます。裸床リノベーターやブラシで作動させた場合、排出される空気の量は毎分20立方フィートをわずかに超える程度で、裸床や壁のクリーナーとしては非常に非効率的ですが、小型のリノベーターを使用すれば、カーペットや室内装飾品を徹底的に掃除できます。

多段ファンを搭載した機械は、排気空気がない状態で最大約2水銀柱インチ（約50cm3）の真空状態を作り出し、通常のカーペット上で運転した場合は約1水銀柱インチ（約25cm3）の真空状態を作り出します。吸気口が制限されていない場合、1分間に40～50立方フィート（約11.3～13.3立方メートル）の空気を排出します。むき出しの床上で運転した場合は、1分間に約30立方フィート（約9.3立方メートル）の自由空気を排出します。したがって、ポンプ式よりも効率的な床洗浄機ですが、リフォーム業者の規模がいかに小さくても、カーペットや布張り家具の徹底的な洗浄はできません。

ファンがカーペットリノベーター本体と一体化しており、床やカーペットの清掃にホースを使用しない小型ファンタイプの機械には、単段ファンが搭載されています。排気がない状態では吸引力が¹⁄₂インチHg以下で、カーペット上で作動させた場合、毎分5～10立方フィートの自由空気を排出します。吸気口がある場合は、毎分15～20立方フィートの自由空気を排出します。これらの機械は、通常のカーペットスイーパーと比べて性能がわずかに劣る程度です。

このタイプの機械には、集塵袋がファンの排気口に設置され、袋内の埃が空気の流れによって絶えずかき混ぜられるため、埃の微粒子がすべて袋を通して室内に吹き戻されるという別の問題があります。効果的に使用するには、集塵袋は常に排気口の吸気側に設置し、埃がすぐに吸い込まれないように配置する必要があります。[231] バッグの全域をカバーしてください。この状態になると、吸引力が急速に低下し、バッグ全体が洗浄されるまでそれ以上の洗浄ができなくなります。

フーバー・サクション・スイーパー社が製造する別のタイプの機械式クリーナーには、カーペットから汚れをかき出すための機械式ブラシが搭載されています。かき出された汚れは単段ファンによって集塵袋に送られます。このクリーナーは、掃除機の力に頼ることなく汚れをかき出すため、わずかな電力消費で非常に効果的なカーペット洗浄が可能です。ただし、吸引力が弱いため、カーペット以外の掃除にはあまり適していません。

筆者が携帯型掃除機に関して経験したところによると、財務省および標準局が約 30 種類のメーカーの掃除機をテストした結果、このような掃除機の使用は機械的清掃の効率的かつ衛生的な手段とはみなされていないことがわかりました。

小さな電力を必要とするクリーナーが必要な場合は、ポータブル クリーナーに支払う 125 ドルよりも、価格が 300 ドル以下で ¹⁄₂ または ³⁄₄ HP で稼働する小型の据置型クリーナーの方が良い投資であると考えられます。

購入者が掃除機に125ドル以上を支払う余裕がないと感じる場合は、ウォーターウィッチのような機種を同価格で購入できます。この掃除機は地下室に設置し、どの階からでも始動できるようになっています。メーカーによると、この装置はカーペットリノベーターでは2水銀柱インチ、布張りリノベーターでは4水銀柱インチの真空度を発生し、ホースを開放した状態で毎分25～30立方フィートの自由空気を排出します。この機械は水圧で作動し、メーカーによると毎分約6～8ガロンの水を必要とします。空気はすべて建物の外に排出され、すべての塵埃は排気水とともに下水道に流されます。したがって、これは非常に効率的で衛生的な清掃システムです。

上記の記述は、近代的な建物に自宅やオフィスを構えている人々に当てはまります。しかし、賃貸住宅やアパートに住んだり、固定式の清掃設備を設置するほど進歩的な所有者でない建物にオフィスを構えている人々も数多く存在します。[232] この層のニーズを満たすのは明らかにポータブル掃除機の分野です。なぜなら、これらの機械の最も性能の低いものでも、ほうきやカーペット掃除機よりも埃や汚れの除去に効果的だからです。

携帯型クリーナーをどうしても使用しなければならない方は、その選定には注意が必要です。モーターを注意深く点検し、ブラシが容易に取り外し可能で、ブラシの状態を容易に確認できるものを選ぶべきです。潤滑は重要です。優れたクリーナーは、少なくとも100時間は再潤滑なしで動作できる構造になっている必要があります。

ダストバッグは、常に掃除機の吸引側に設置し、砂 40%、小麦粉 30%、掃き集めたゴミ 15%、ポートランドセメント 15% の混合物を少なくとも ¹⁄₂ ペック分床から拾い上げてバッグに保持でき、機械がむき出しの床から材料を吸い上げることができるような設計と構造にする必要があります。

ポータブル掃除機の能力を確かめる良い方法は、そのような物質を1⁄₂ペックほど拾い上げ、直径⁷⁄₈インチの開口部を持つ薄いディスクをホースの先端に取り付けることです。価値のある掃除機は、この条件下で3インチの水の吸引力を示す必要があり、一流の掃除機は8インチの水の吸引力を示します。これは、むき出しの床面であればかなり良好な作業です。カーペットの清掃が可能かどうかを確認するには、直径⁵⁄₈インチの開口部を持つ同様のディスクを使用します。7インチの水の吸引力が最低値を示し、16インチがポータブル掃除機で得られる最高の値です。掃除機は容易に持ち運び可能で、重量が75ポンド（約33kg）を超えてはなりません。

転写者のメモ
不統一で珍しい綴りがそのまま残されています。本文が不完全または乱れている箇所がいくつか見られますが、これは修正されていません。多くの図版では参照文字が大文字で表記されているのに対し、本文では小文字が使用されていますが、これは標準化されていません。

目次と本文の間の文言および構造の不一致や相違は修正されていません。

83 ページ、今日使用されているホースの多くは…で始まる段落: ソース ドキュメントに印刷されているとおりです。テキストの一部が欠落しているか、混乱している可能性があります。

変更点:

図と表はテキストの段落外に移動されました。

いくつかの図では、わかりやすくするために参照文字が強調されています。図 61 では参照番号 1 が追加されています。

明らかな誤植および句読点の誤りは、静かに修正されています。掛け算では、文字 x と掛け算記号 (×) を後者に統一しました。

38ページ、表2: F´をF¹に変更。本文参照。

141ページ: O´がO¹に変更されました。図77aを参照してください。

149 ページ: … 金属製のシンを使用することで … を … 金属製のシムを使用することで … に変更しました。

ページ 170: … コントロール (図 107) … が … コントロール (図 97) … に変更されました。

205 ページ、項目 33: … 承認済み … が … 承認済み … に変更されました。

*** プロジェクト GUTENBERG 電子書籍 真空清掃システムの終了 ***
《完》