JP2004225254A

JP2004225254A - 局所集塵装置

Info

Publication number: JP2004225254A
Application number: JP2003010766A
Authority: JP
Inventors: Takashi Terao; 崇寺尾
Original assignee: Mitsui Miike Machinery Co Ltd; Mitsui Miike Engineering Corp
Current assignee: Mitsui Miike Machinery Co Ltd; Mitsui Miike Engineering Corp
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-20
Also published as: JP4447223B2

Abstract

【課題】低出力であっても集塵効率が高く、掘削機等の作業車両に搭載容易な小型で軽量の局所集塵装置を提供し、各種工事作業に伴って生じる粉塵問題を、施工性を損なうことなく解決する。
【解決手段】壁面２に向かって広がるコーン状の内側面を有するエアーカーテン６を形成するように、複数のエアーノズル３が組み合わされて配置され、吸引ダクト４の吸引口４ａが、エアーカーテン６のコーン形状の略頂点位置に配置されたことを特徴とする局所集塵装置とし、これをコーン状のエアーカーテン６の内側面の底面が、粉塵発生位置に一致するように掘削機５等の作業機器に取り付ける。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設工事等の工事作業に伴って発生する粉塵を局所的に集塵する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工事作業等に伴って発生する粉塵は、作業者の健康を害するとともに、作業効率を低下させる点においても問題となりやすい。特に、ずい道等の半閉鎖空間においては粉塵が高濃度に滞留しやすいため、発生する粉塵を速やかに除去する必要性が高い。
【０００３】
例えば、ずい道掘削機により生じる粉塵は、掘削機とは別の集塵機等による換気設備を用いて除去していた。しかし、係る集塵機等は通常掘削位置から離れて設置されるため、集塵効率が悪く大型の装置が必要となるとともに、掘削の進行に応じて位置を移動する必要があった。また、粉塵発生位置と集塵装置の吸引口とが離れているため、粉塵を迅速に除去することは困難であった。
【０００４】
これに対し、本願出願人は、実開昭６０−１２６５９４号公報において、掘削機の掘削ドラムの後方に吸引ダクトを設け、これを囲んだ散水ノズルでカーテンを作り、粉塵を覆って拡散しないようにして吸引ダクトで粉塵を吸い込む技術を提示した。これは粉塵の拡散を抑えて効率的に集塵する点で、有効な技術であった。しかし、斯かる構成では、吸引ダクト経由でフィルターに捕集できる粉塵量は限られており集塵効率は十分ではなかった。また、散水により、粉塵を含んだ排水の処理の問題もあった。
【０００５】
これに対し、トンネル掘削機の掘削部の後方に、発生する粉塵を囲むようにエアーカーテンを発生させるノズルを取り付けて、ダクトの吸引口をエアーカーテンの内側に開口させて、発生した粉塵を拡散させずに効率的に集塵する技術が、実開昭６４−５７２００号公報、特開平７−２４７７９９号公報に開示されている。これらは、粉塵を含んだ排水の処理の問題もなく、エアーカーテンによって粉塵の拡散を最小限として集塵できる点で有用である。
【０００６】
斯かる技術は、図４に示すように掘削ドラム８を支持するアームの周りに設けた大きな円盤状の基板に、複数のノズル３が所定間隔で円形に配置されており、エアーカーテン６の外側に粉塵が逃げにくいようにして、これを捕集する構成をとっている。
しかしながら、係るエアーカーテン６の隔壁としての作用には限界があるとともに、ダクト４の吸引効率も不十分であるため、集塵される粉塵は最大でも６０％に過ぎなかった。また、この集塵率を上げるには高出力の吸引装置が必要で、大型の集塵装置を掘削機に付帯させると、その施工性を損なう等の問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、低出力であっても集塵効率が高く、掘削機等の作業車両に搭載容易な小型で軽量の局所集塵装置を提供し、各種工事作業に伴って生じる粉塵問題を、施工性を損なうことなく解決することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、集塵部とエアーコンプレッサーとを備えて発生した粉塵を局所的に吸引・捕集する局所集塵装置において、壁面に向かって広がるコーン状の内側面を有するエアーカーテンを形成するように複数のエアーノズルが組み合わされて配置され、吸引ダクトの吸引口が、前記エアーカーテンのコーン形状の略中心軸上に配置されたことを特徴とする局所集塵装置とした。
【０００９】
これにより、エアーカーテンの内部で壁面に反射した空気流を、コーン状のエアーカーテン内側面の略中心軸上から吸引することにより、安定した空気流（吸引流）を発生させて、これに粉塵をのせることにより、少ないエアーカーテン流量及び少ないダクト吸引量でも、高い集塵効率を実現することができる。尚、コーンの中心軸とは、コーンの頂点と円形の底面の中心とを結ぶ軸線を意味する。
【００１０】
また、前記エアーカーテンの内側面が形成するコーン形状の略頂点位置に、前記吸引口が配置された局所集塵装置とすることにより、前記吸引流の収束位置（コーンの頂点位置）と吸引口とを略一致させて、より効率的な集塵効果が期待できるようになる。
【００１１】
さらに、前記コーン状のエアーカーテン内側面の底面が掘削位置となるように、掘削機に取り付けることにより、掘削により発生した粉塵を効率的に集塵することができるとともに、掘削機の施工性を損なうこともない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明である局所集塵装置の実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。尚、異なる実施の形態であっても同じ構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００１３】
図１は、本発明における局所集塵装置の好ましい実施の形態の一例を示す概略図である。局所集塵装置１Ａは、図示しない作業車両の自在アーム７の先端部に吸引口４ａとエアーノズル３とを有し、これが図示しない作業車両に搭載された集塵部及びコンプレッサーに接続され、これが粉塵発生箇所に接近させた位置で保持されて、発生した粉塵を局所的に捕集するものである。
【００１４】
局所集塵装置１Ａは、末端に吸引口４ａが設けられたダクト４と、ダクト４の周囲に設けた各々が平面的で扇状のエアーカーテンを形成する複数のエアーノズル３を備えている。エアーノズル３は、図示しない作業車両に搭載されたコンプレッサーに耐圧管３ｂで接続されて設けられるが、例えば開口部の線状のスリットにより約６０度の角度の、扇状で平面的なエアーカーテンを形成するもの（例えばユニジェット（登録商標）ブローオフノズル・Ｒ型チップ）を用いた場合、８個程度が適当である。
【００１５】
そして、エアーノズル３は、壁面２に向けて広がるコーン状のエアーカーテン６を形成するように、例えば対面位置のエアーノズル３、３が互いに６０度の噴射角度を形成するようにして、ダクト４の周りの円周上に配置する。これにより、各エアーノズル３の形成するエアーカーテン６が平面的な扇状の平面でも、壁面２に底面を持ち内側面がコーン状のエアーカーテン６を形成する。
【００１６】
エアーカーテン６は、図２に示すように壁面２に当たると反射するが、外側に反射する空気流のほかにコーン形状のエアーカーテン６の内側に反射する空気流も生じる。そしてコーン状のエアーカーテン６の内側面の中心軸上、好ましくはその頂点付近に、ダクト４の吸引口４ａを設けると、これに向かって収束する安定した空気流（吸引流）が生まれ、コーンの内側で発生した粉塵もエアーカーテン６の外側に拡散することなく、この空気流にのって吸引口４ａから吸引されることになる。尚、ダクト４及び吸引口４ａは、複数でもよい。
尚、図示しない集塵部は、例えばコーン末端（壁面）の径を３ｍとした場合、ノズル風速が落ちたコーン末端部（壁面から２０ｃｍとする）からの吸引風速を０
．５ｍ／秒にする場合、その集塵容量は５６．５２ｍ^３／分と計算され、これに３０％の余裕を与えて７５ｍ^３／分程度の能力があればよい。また、ダクト内流速を２０ｍ／秒とすると、ダクト二本出しの場合、ダクト断面積は０．０３ｍが適当である。さらに、斯かる集塵部は、コンプレッサー、ファン、フィルターボックス、ダストボックス、清浄空気ボックスを備えるようにする。
【００１７】
エアーノズル３に供給される圧縮空気は、耐圧管３ｂを経由して本体に設けた図示しないエアーコンプレッサーから供給される。このエアーコンプレッサーは上記のような局所集塵装置であれば、７．５ｋＷ／時間程度の能力があればよい。
尚、エアーノズル３による壁面付近の流速は、例えばユニジェット（登録商標）ブローオフノズル・Ｒ型チップ単体の場合、壁面までの距離が２．８ｍであれば、各ノズルにおいて圧力０．７、エアー量１３０Ｌ／分、拡散角６０度の条件で、風速は１．３２ｍ／秒となる。尚、これらが組み合わされてコーン状の内側面を有するエアーカーテン６を形成すると、噴射空気が合流・重複等して、上記より速い風速を生じる場合もある。
【００１８】
本実施の形態により、比較的小型・低出力のコンプレッサー及び集塵部でも、種々の作業により生じる粉塵を、効率的に集塵することができる。これは、コーン状の内側面により形成される底面を作業位置として、斯かるコーンの略中心軸上、特にその頂点付近に吸引口を設けることにより、安定的な吸引流を発生させ、これに粉塵をのせて拡散を最小限にして集塵することによると考えられる。
【００１９】
図３は、本発明における他の好ましい実施の形態の一例を示しており、掘削機５は、掘削ドラム８を先端に備えたアーム７ｂと、局所集塵装置１Ｂとを有するとともに、局所集塵装置１Ｂは集塵部１０と、コンプレッサー９と、吸引口４ａを有する吸引ダクト４と、耐圧管３ｂに接続された複数のエアーノズル３とを備えている。また、掘削ドラム８は、上下左右方向に所定範囲で可動自在に取り付けられる。尚、局集塵装置１Ｂの他の構成要素は、上記局所集塵装置１Ａと同様でよい。
【００２０】
吸引ダクト４はアーム７ｂ上に設けられ、掘削機５の本体後部に配置された集塵部１０に接続されている。エアーカーテン用のエアーノズル３は、上記局所集塵装置１Ａと同様であり、アーム７ｂの周りに所定間隔で８個（全ては図示しない）設けられ、本体上に設けられたコンプレッサー９に接続されている。これらにより、形成されるエアーカーテン６の内側面のコーン形状の頂点位置と、吸引口４ａが略一致するようになっている。
【００２１】
本実施の形態においては、アーム７ｂがある程度の太さを有していることから、エアーカーテン６の内側面も完全なコーン形状とはなりにくいとともに、その頂点位置に吸入口４ａを正確に配置できないが、略コーン形状のエアーカーテン６の略頂点位置であればよい。
【００２２】
本実施の形態は以上のような構成であり、掘削機５の掘削ドラム８が壁面２を掘削する際、発生する粉塵を内側面がコーン状のエアーカーテン６で覆って拡散しないようにするとともに、エアーカーテン６のコーン形状の内側に安定した吸引流をつくって効率的に集塵することができる。また、局所集塵装置１Ｂは、全体として小型であり、掘削機５に搭載しやすく、その施工性を損なわない。
【００２３】
尚、本発明を実施するための最良の構成は以上の記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、集塵装置を低出力であっても集塵効率が高く、掘削機等の作業車両に取り付け容易な軽量で小型の局所集塵装置とし、各種工事作業に伴って生じる粉塵問題を、施工性を損なうことなく解決できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における局所集塵装置の実施の形態の一例を示す正面図である。
【図２】図１における局所集塵装置の原理を示す略図である。
【図３】本発明における局所集塵装置の実施の形態の他の一例を示す側面図である。
【図４】従来の局所集塵装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ局所集塵装置、２壁面、３エアーノズル、３ｂ耐圧管、４ダクト、４ａ吸入口、５掘削機、６エアーカーテン、７，７ｂアーム、８掘削ドラム、９コンプレッサー、１０集塵部

Claims

集塵部とエアーコンプレッサーとを備えて発生した粉塵を局所的に吸引・捕集する局所集塵装置において、壁面に向かって広がるコーン状の内側面を有するエアーカーテンを形成するように複数のエアーノズルが組み合わされて配置され、吸引ダクトの吸引口が、前記エアーカーテンのコーン形状の略中心軸上に配置されたことを特徴とする局所集塵装置。
前記エアーカーテン内側面が形成するコーン形状の略頂点位置に、前記吸引口が配置されている請求項１記載の局所集塵装置。
前記コーン状のエアーカーテン内側面の底面が、掘削ドラムの掘削位置となるように掘削機に取り付けられた請求項１または２記載の局所集塵装置。