JP4005940B2 - 粉塵抑制装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
この発明は、粉塵抑制装置に関し、特に、ブレーカーなどの掘削機械に付設される粉塵抑制装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
岩盤やコンクリートの破砕などに用いられるブレーカーなどによる破砕作業では、相当量の粉塵が発生し、作業環境を悪化させ、特に、狭隘な場所でのこの種の破砕作業は、安全衛生上の問題が大きい。
【0003】
また、岩盤のトンネル掘削時やコンクリートの切削作業でに用いられるロードヘッダーなどの自由断面掘削機での掘削作業においても、ブレーカーと同様な問題があった。
【0004】
このような破砕ないしは掘削作業における粉塵を抑制する方法としては、散水して、粉塵の飛散を防止することが、一般的に採用されていたが、路盤が泥濘化したり、濁水処理が必要になるなどの問題があった。
【0005】
そこで、特許文献1には、粉塵の発生部分全体を気泡によって包み込んで、粉塵を吸着除去する粉塵抑制装置が提案されている。この特許文献1に開示されている粉塵抑制装置は、掘削機械の切削具の近傍に設けたダクトノズルと、このダクトノズル内の前面に設けた気泡発生用スクリーンと、前記スクリーンに向けて起泡剤を噴射する噴射ノズルと、前記ダクトノズルの外部にあって、前記噴射ノズルに起泡剤を圧送するポンプとを備えている。
【0006】
このように構成した粉塵抑制装置によれば、スクリーンに向けて噴射ノズルから噴出した起泡剤は、スクリーンを通過する際にスクリーンのメッシュに応じて、発泡倍率が100〜150倍の大きな気泡へと成長し、その状態でダクトノズルから掘削部位に向けて多量に供給されるので、掘削部位全体を包み込んで粉塵の飛散を抑制する。
【0007】
しかしながら、このような従来の粉塵抑制装置には、以下に説明する技術的な課題があった。
【0008】
【特許文献1】
実公平8−6866号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、特許文献1に開示されている粉塵抑制装置では、気泡発生用スクリーンで発生する気泡は、大きな気泡となり、多量に供給されるものの、発生した気泡は、ダクトノズルの吐出口から、直ぐに下方に垂れるような形態となり、スクリーンのメッシュを変更したとしても、飛散距離が約500mm程度であって、気泡の到達距離が短くなる。
【0010】
気泡の飛散ないしは到達距離が短くなると、掘削機械にダクトノズルを搭載した場合には、ダクトノズルの気泡吐出口を掘削部位の近傍に設置しないと、気泡による粉塵抑制効果が少なくなる。
【0011】
ところが、ダクトノズルを掘削部位の近傍に設置すると、掘削機械の掘削具、例えば、ブレーカーロッドやロードヘッドの操作に影響を及ぼすという問題があった。
【0012】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、発生した気泡の飛散ないしは到達距離を長くすることにより、掘削機械の掘削具の操作性を阻害することなく、粉塵抑制効果が得られる粉塵抑制装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ブレーカーなどの掘削機械の掘削ないしは切削具に近接設置される気泡投射管と、前記気泡投射管の前面に設けられた気泡発生用のスクリーンと、前記気泡投射管の内部に設けられ、前記スクリーンに向けて起泡剤溶液を噴射するスプレーノズルと、前記スプレーノズルに前記起泡剤溶液を供給する薬液ポンプとを備えた粉塵抑制装置において、前記スクリーンは、複数枚を積層した積層体から構成され、当該積層体の最外層の中心に貫通する透孔を設けた。
【0014】
このように構成した粉塵抑制装置によれば、スクリーンは、複数枚を積層した積層体から構成され、当該積層体の最外層の中心に貫通する透孔を設けているので、スプレーノズルから噴射された起泡剤溶液は、スクリーンに衝突して気泡を生成するとともに、一部は、気泡を生成することなく、噴射の勢いを維持しながら透孔を通過して、外部に吐出する噴射主流となる。
【0015】
この際に、透孔を通過して噴出する主流の勢いに引き込まれて、その周辺に発生した気泡が伴流となって、粉塵発生部位に投射される。このため、気泡の飛散ないしは到達距離は、スプレーノズルの噴射力に応じて、長くなり、数m程度まで到達させることができる。
【0016】
気泡の飛散ないしは到達距離が長くなると、掘削機械の掘削ないしは切削具から、かなり離間した位置に気泡投射管を設置することができ、このような位置に投射管を設置すると、掘削ないしは切削具の操作性を阻害することがなくなる。
【0017】
前記スクリーンは、3枚の積層体から構成され、当該積層体には、少なくともメッシュの異なる2枚を含むことができる。
【0018】
前記透孔は、中心透孔と、その外周に間隔を設けて同心円上に配置される複数の外周透孔とを有することができる。
【0019】
前記気泡投射管は、前記スプレーノズルの設置個所の近傍に、空気取り入れ口を設けることができる。
【0020】
前記薬液ポンプを含み、所定の濃度の前記起泡剤溶液を作成して、前記スプレーノズルに供給するユニットを前記掘削機械に搭載することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1から図5は、本発明にかかる粉塵抑制装置の一実施例を示している。これらの図に示した粉塵抑制装置10は、掘削機械としてブレーカー12に本発明を適用した場合を例示している。
【0022】
本実施例の粉塵抑制装置10は、ブレーカー12の切削具であるブレーカーヘッド14に近接配置される気泡投射管16と、起泡剤溶液Aの供給ユニット18とを備えている。
【0023】
ブレーカー12は、複帯式の走行部13と、走行部13に傾動自在に支持された多間接形態のブーム15とを備え、ブーム15の先端にブレーカーヘッド14が取り付けられていて、ブレーカーヘッド14は、振動によりコンクリートなどを破砕する。
【0024】
気泡投射管16は、本実施例の場合、同一構成のものが一対用いられていて、一対の気泡投射管16は、図1に示すように、ブレーカーヘッド14を挟むようにして、その両側に配置されている。
【0025】
気泡投射管16の詳細を図3に示している。同図に示した気泡投射管16は、所定直径と長さとを備えた円筒状の投射管本体部19と、投射管本体部19の先端側にあって、本体部19の開口を閉塞するように装着されたスクリーン積層体20とを備えている。
【0026】
投射管本体部19の後端側には、スプレーノズル22が取り付けられている。スプレーノズル22は、所定孔径の吐出口が先端の軸芯上に開口していて、投射管本体部19の中心軸と軸芯が一致するように、本体部19内に一部を挿入して、本体部19に支持されている。
【0027】
投射管本体部19には、このスプレーノズル22の配置位置の近傍にあって、その上方部に位置して、投射管本体部19の一部を切欠した空気取り入れ口24が開口形成されている。
【0028】
スプレーノズル22には、その後端側に接続されたパイプ26を介して、供給ユニット18から起泡剤溶液Aが供給され、起泡剤溶液Aの供給を受けたノズル22からは、角度θで拡径する円錐状の溶液Aがスクリーン積層体20側に向けて噴射される。
【0029】
スクリーン積層体20は、本実施例場合、3層構造になっており、第1〜第3スクリーン20a〜20cを備えている。これらのスクリーン20a〜20cは、所定メッシュの金網ないしは合成樹脂網であって、積層体20の最外層にスクリーン20cには、図4に示すように、複数の透孔20dが設けられている。
【0030】
この透孔20dは、最外層の第3スクリーン20cだけに設けられていて、第1および第2スクリーン20a,20bには、形成されていない。透孔20dは、所定直径を備えた同一円形のものであって、投射管本体部19の中心軸上に設けられた中心透孔200dと、中心透孔200dの外周に配置された外周透孔201dとから構成され、外周透孔201dは、本実施例の場合、4個配置されていて、各外周透孔201dは、中心透孔200dの外周を取り囲むようにして、同心円上に等角度間隔に配置されている。
【0031】
一方、起泡剤溶液Aの供給ユニット18は、ブレーカー12の走行部13に搭載されている。このユニット18の詳細を図5に示している。同図に示した供給ユニット18は、水Wの収容タンク18aと、水ポンプ18bと、起泡剤Bの収容タンク18c、および、薬液ポンプ18dとから概略構成されている。
【0032】
水ポンプ18bを介して供給される水Wと、薬液ポンプ18dを介して供給される起泡剤Bとは、混合タンク18e内で混合されて、起泡剤溶液Aとなり、この起泡剤溶液Aがバルブとパイプ26とを介して、各気泡投射管16のスプレーノズル22に供給される。
【0033】
この場合、水Wの供給量は、水ポンプ18bの前流側に設けられた制御弁18fをコントロールする制御盤18gにより調整され、所定濃度の起泡剤溶液Aがスプレーノズル22に常時送出される。
【0034】
以上のように構成された粉塵抑制装置10は、ブレーカー12のヘッド14で岩盤などを掘削ないしは切削する際に使用される。この場合、供給ユニット18の水ポンプ18bおよび薬液ポンプ18dを駆動すると、所定濃度の起泡剤溶液Aが、パイプ26を介して、各気泡投射管16のスプレーノズル22に供給される。
【0035】
このような起泡剤溶液Aの供給を受けたスプレーノズル22からは、円錐状の起泡剤溶液Aがスクリーン積層体20側に向けて噴射される。スクリーン積層体20に噴射された起泡剤溶液Aは、積層体20の第1および第2スクリーン20a,20bのメッシュにメッシュに応じて、空気取り入れ口24から流れ込む空気を受けて、気泡へと成長し、気泡状態でブレーカーヘツド14の掘削部位に向けて供給され、ブレーカーヘッド14で岩盤などを掘削ないしは切削する際に発生する粉塵に付着して、粉塵の飛散を防止する。
【0036】
この際に、本実施例の粉塵抑制装置10では、スクリーンは、複数枚を積層した積層体20から構成され、当該積層体20の最外層(第3スクリーン20c)の中心に貫通する中心透孔200d、および、外周透孔201dを設けているので、スプレーノズル22から噴射された起泡剤溶液Aは、スクリーン20a,20bに衝突して気泡を生成するとともに、一部は、気泡を生成することなく、噴射の勢いを維持しながら透孔200d,201dを通過して、外部に吐出する噴射主流となる。
【0037】
このときに、透孔200d,201dを通過して噴出する主流の勢いに引き込まれて、その周辺に発生した気泡が伴流となって、粉塵発生部位に投射される。このため、気泡の飛散ないしは到達距離は、スプレーノズル22の噴射力に応じて、長くなり、数m程度まで到達させることができる。
【0038】
本発明者らの実験によると、気泡が約4m程度飛散することが確認された。このときの実験条件は、スプレーノズル22への起泡剤溶液Aの供給圧力を0.78MPa、吐出量9.0l/min、スプレーノズル22の直径2.5φmm、気泡投射管本体部18の直径50mm,長さ500mm、起泡剤溶液Aの濃度1.2%、第1および第2スクリーン20a,20bのメッシュ40、第3スクリーン20cのメッシュ30,中心および外周透孔200d,201dの直径10mmとした。
【0039】
このようにして、気泡の飛散ないしは到達距離が長くなると、掘削機械の掘削ないしは切削具、例えば、ブレーカーヘッド14から、かなり離間した位置に気泡投射管18を設置することができ、このような位置に投射管18を設置すると、掘削ないしは切削具の操作性を阻害することがなくなる。
【0040】
なお、上記実施例では、掘削機械としてブレーカー12に本発明の粉塵抑制装置10を適用した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されるものではなく、例えば、岩盤のトンネル掘削時やコンクリートの切削作業でに用いられるロードヘッダーなどの自由断面掘削機などにも適用することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる粉塵抑制装置によれば、発生した気泡の飛散ないしは到達距離を長くすることにより、掘削機械の掘削具の操作性を阻害することなく、粉塵抑制効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる粉塵抑制装置を適用した掘削機械の一例を示す上面図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】図1に示した気泡投射管の拡大断面図である。
【図4】図4に示した気泡投射管の積層体の詳細図である。
【図5】図1に示した供給ユニットの詳細図である。
【符号の説明】
10 粉塵抑制装置
12 ブレーカー
14 ブレーカーヘッド
16 気泡投射管
18 供給ユニット
19 投射管本体部
20 スクリーン積層体
20a 第1スクリーン
20b 第2スクリーン
20c 第3スクリーン
20d 透孔
22 スプレーノズル
24 空気取り入れ口
Claims (5)
- ブレーカーなどの掘削機械の切削ないしは切削具に近接設置される気泡投射管と、前記気泡投射管の前面に設けられた気泡発生用のスクリーンと、前記気泡投射管の内部に設けられ、前記スクリーンに向けて起泡剤溶液を噴射するスプレーノズルと、前記スプレーノズルに前記起泡剤溶液を供給する薬液ポンプとを備えた粉塵抑制装置において、
前記スクリーンは、複数枚を積層した積層体から構成され、当該積層体の最外層の中心に貫通する透孔を設けたことを特徴とする粉塵抑制装置。 - 前記スクリーンは、3枚の積層体から構成され、当該積層体には、少なくともメッシュの異なる2枚が含まれることを特徴とする請求項1記載の粉塵抑制装置。
- 前記透孔は、中心透孔と、その外周に間隔を設けて同心円上に配置される複数の外周透孔とを有することを特徴とする請求項1または2記載の粉塵抑制装置。
- 前記気泡投射管は、前記スプレーノズルの設置個所の近傍に、空気取り入れ口を設けたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の粉塵抑制装置。
- 前記薬液ポンプを含み、所定の濃度の前記起泡剤溶液を作成して、前記スプレーノズルに供給するユニットを前記掘削機械に搭載したことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の粉塵抑制装置。
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- 2003-05-28 JP JP2003150187A patent/JP4005940B2/ja not_active Expired - Fee Related
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