JP4808813B1 - 粉塵飛散防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造体の解体作業に使用される解体作業車に搭載して実用に供することが可能な粉塵飛散防止装置を提供する。
【解決手段】構造体の解体作業に使用される解体作業車に搭載され、該解体作業に伴って発生する粉塵の飛散を防止する粉塵飛散防止装置１０であって、解体作業車のアーム又は該アームの先端に取り付けられた破砕部に装着され、粉塵に向けてミストを噴霧する噴霧ノズル２０と、解体作業車の作動油圧によって作動し、噴霧ノズル２０に圧縮空気を圧送する油圧式コンプレッサー２２と、油圧式コンプレッサー２２を冷却するための冷却ノズル２３と、噴霧ノズル２０に送給される水が貯蔵された給水タンク２５と、噴霧ノズル２０に送給される水に混入される薬液が貯蔵された薬液タンク２６と、噴霧ノズル２０に水溶液を送給するポンプ部２４とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、構造体の解体作業に使用される解体作業車に搭載され、該解体作業に伴って発生する粉塵の飛散を防止する粉塵飛散防止装置に関する。

老朽建築物等の解体工事では、解体作業に伴って発生する粉塵が飛散して周辺環境に悪影響を及ぼすことがないように、作業者が給水ホースで破砕物に散水して粉塵の飛散を抑制することが行われている。しかし、作業効率が悪いうえ、粉塵抑制効果を上げるためには大量の散水が必要となるため、水道費や人件費が嵩むという問題がある。また、散水を行う作業者が必然的に粉塵を被るという問題もある。

そこで、特許文献１では、構築物などの解体作業を行うために、建設機械の作業アタッチメント先端部に圧砕機を装着し、圧砕機によって発生する粉塵に対し、建設機械の車体上に設けられた給水タンクから水を送給して散水するようにした圧砕機用散水装置が提案されている。
また、特許文献２では、界面活性剤を含む薬液水溶液を粉塵に向けて気泡の形で吹付けて粉塵を気泡の層で覆う気泡吹付け手段と、界面活性剤を含む薬液水溶液を、空中に浮遊する微粒子に向けて噴霧して霧により浮遊微粒子を捕集して落下させる噴霧手段とを備える微粉塵等の除去システムが提案されている。

実開平５−５８７５８号公報 特開２００３−２５１１３１号公報

特許文献１記載の圧砕機用散水装置では、送水ポンプ、送水ポンプ駆動装置、及び給水タンクが建設機械の上部旋回体に搭載されるようになっている。また、特許文献２記載の微粉塵等の除去システムでは、薬液タンク、水タンク、薬液ポンプ、水ポンプ、コンプレッサー、及び発泡器が、自走式クレーン車の本体部側すなわち操縦室やエンジン室の周りに設けられた気泡及び霧発生装置室に収納されるようになっている。
しかしながら、重機に設けられたアームの先端部からミストを噴霧するためには、４００リットル／分以上の圧縮空気を圧送できる容量の大きなコンプレッサーが必要となる。そのため、コンプレッサーを含むこれら装置を重機に搭載することは現実的に難しく、未だもって実用化されていない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、構造体の解体作業に使用される解体作業車に搭載して実用に供することが可能な粉塵飛散防止装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、構造体の解体作業に使用される解体作業車に搭載され、該解体作業に伴って発生する粉塵の飛散を防止する粉塵飛散防止装置であって、
前記解体作業車のアーム又は該アームの先端に取り付けられた破砕部に装着され、粉塵に向けてミストを噴霧する噴霧ノズルと、前記解体作業車の作動油圧によって作動し、前記噴霧ノズルに圧縮空気を圧送する油圧式コンプレッサーと、前記油圧式コンプレッサーを冷却するための冷却ノズルと、前記噴霧ノズルに送給される水が貯蔵された給水タンクと、前記噴霧ノズルに送給される水に混入される薬液が貯蔵された薬液タンクと、前記噴霧ノズルに水溶液を送給するポンプ部とを備え、
前記噴霧ノズルと前記給水タンクとを繋ぐ給水配管経路上に活水器が設置されていることを特徴としている。
ここで、構造体とは、土木建築構造物やコンクリート基礎など、解体作業車による解体が可能な対象物を指す。また、水溶液は、薬液が混入された水のことである。

本発明では、圧送能力が高く、しかも解体作業車の作動油圧によって作動する油圧式コンプレッサーを採用することにより、粉塵飛散防止装置の総重量の軽減を図っている。またその際、高温環境に弱い油圧式コンプレッサーを保護するため、油圧式コンプレッサーを冷却する冷却ノズルを設けて、油圧式コンプレッサー周辺の温度を下げることにより、油圧式コンプレッサーのトラブルを防止している。
さらにまた、本発明では、噴霧ノズルと給水タンクとを繋ぐ給水配管経路上に活水器が設置されているので、活水器を通過した液体は表面張力が低下する。液体の表面張力が低下すると、粉塵が濡れ易くなるため、粉塵に対するミストの捕集能力が向上する。

また、本発明に係る粉塵飛散防止装置では、前記給水タンクの内部には、該給水タンク内を平面視して分割し、且つ該給水タンクの底面から離間する仕切り板が配設されていることが望ましい。
解体作業に伴う振動によって解体作業車に搭載された給水タンクが揺動すると、給水タンク内の水が大きく揺れるスロッシング現象が発生し、給水タンクに大きな水平力が作用する。本構成では、給水タンク内に仕切り板を配設することで、給水タンク内における大きな波の発生を防止する。

また、本発明に係る粉塵飛散防止装置では、前記油圧式コンプレッサー、前記冷却ノズル、前記ポンプ部、前記給水タンク、及び前記薬液タンクがケーシング内に収納され、前記解体作業車に搭載された架台の上に前記ケーシングが設置されていることを好適とする。
当該構成では、架台を変更するだけで、様々な形式の解体作業車に粉塵飛散防止装置を搭載することが可能となる。

本発明に係る粉塵飛散防止装置では、圧送能力が高く、しかもコンパクトな油圧式コンプレッサーを採用している。これにより、粉塵飛散防止装置の総重量が軽減され、構造体の解体作業に使用される解体作業車に粉塵飛散防止装置を搭載して実用に供することができる。

本発明の一実施の形態に係る粉塵飛散防止装置を搭載した解体作業車の模式図である。 同粉塵飛散防止装置（噴霧ノズルを除く。）及び架台の模式図である。 同粉塵飛散防止装置の機能ブロック図である。 油圧式コンプレッサーの構造を説明するための模式図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。なお、粉塵飛散防止装置１０には噴霧ノズル２０も含まれるが、以下の説明では、便宜上、ケーシング２８に収納されている装置群を粉塵飛散防止装置１０と呼ぶこともある。

本発明の一実施の形態に係る粉塵飛散防止装置１０を搭載した解体作業車１２の一例を図１に示す。本例で示した解体作業車１２はクラッシャー（ニブラー）と呼ばれる建設機械であり、構造物等の構造体の解体に使用されるものである。
解体作業車１２は、キャタピラ式の下部走行体１８と、下部走行体１８上にあって旋回可能とされた上部旋回体１３とから概略構成され、上部旋回体１３の前部は操縦室１４、後部はエンジン室１９とされている。また、操縦室１４の側部には、俯仰可能とされたブーム１５が設けられ、ブーム１５の先端部には、鉛直面内で回動するアーム１６の一端部が連結されている。構造体を破砕する破砕部１７はアーム１６の他端部（先端部）に取り付けられており、構造体を噛み砕く一対の剪断刃１７ａ、１７ｂから構成されている。

アーム１６の先端部、即ち破砕部１７の近傍には、構造体の破砕作業（解体作業）に伴って発生する粉塵に向けてミストを噴霧する一対の噴霧ノズル２０が装着されている。一方、上部旋回体１３の後部、即ちエンジン室１９の上には、架台１１を介して箱形のケーシング２８が設置されている。ケーシング２８内には、粉塵飛散防止装置１０を構成する噴霧ノズル２０以外の装置群が収納されており、噴霧ノズル２０とこれら装置群とは、ブーム１５及びアーム１６に沿って配設された給水配管３４及び空気配管３６によって接続されている。

粉塵飛散防止装置１０（噴霧ノズル２０を除く。）の構成を図２に、粉塵飛散防止装置１０の機能ブロック図を図３に示す。
メンテナンス性を高めるため、ケーシング２８は４つの区画に区切られている。第１の区画には、噴霧ノズル２０に圧縮空気を圧送する油圧式コンプレッサー２２と、油圧式コンプレッサー２２を冷却する冷却ノズル２３とが設置され、第２の区画には、噴霧ノズル２０に水溶液（薬液が混入された水）を送給するポンプ部２４と、噴霧ノズル２０に送給される水に混入される薬液が貯蔵された薬液タンク２６とが設置されている。また、第３の区画には、噴霧ノズル２０に送給される水が貯蔵された給水タンク２５が設置され、第４の区画には、これら装置群を制御する制御部２７が設置されている。

第１の区画及び第３の区画の床面には、エンジン室１９から放射される熱を遮断するため、断熱用の耐熱シートが敷き詰められている。また、第２の区画と第４の区画の周壁には通気孔３０がそれぞれ設けられ、内部に熱が滞留しないように配慮されている（図２参照）。さらにまた、制御部２７を覆うカバー２９は、メンテナンス等のため開閉式とされている（図２参照）。

なお、解体作業による振動がケーシング２８内の装置群に伝播しないように、エンジン室１９と架台１１との間、並びにケーシング２８と架台１１との間には、積層ゴムからなる防振ゴム３１、３２が介装されている（図２参照）。また、エンジン室１９の上面には、架台１１の底部に形成された孔１１ａに挿入される突起部５１が設けられており、架台１１がエンジン室１９上で移動して落下しないようになっている。

架台１１は箱形フレームからなり、解体作業車１２の大きさに合わせて製作される。架台１１を変更するだけで、様々な形式の解体作業車１２に粉塵飛散防止装置１０を搭載することができるだけでなく、架台１１を利用することにより、エンジン室１９から上方に突出する排気マフラー１９ａを回避して、エンジン室１９の上に粉塵飛散防止装置１０を搭載することができる。

アーム１６を挟んで装着される一対の噴霧ノズル２０には、風の影響を受けにくい二流体式ミスト噴霧ノズルを使用する（図３参照）。薬剤を含む水（水溶液）と圧縮空気が噴霧ノズル２０の先端部で混合され、ミスト（粒子径１０〜１００μｍ）となって大気中に噴霧される。
一方、第１の区画の天井２８ａに設置された冷却ノズル２３も二流体式ミスト噴霧ノズルとされ、上方から油圧式コンプレッサー２２に向けてミストを噴霧して油圧式コンプレッサー２２を冷却する。

給水タンク２５は直方体状とされ、容量は６００リットル程度である。給水タンク２５の内部には、給水タンク２５内を平面視して分割し、且つ給水タンク２５の底面から離間する複数の仕切り板２５ａが配設されている（図３参照）。
給水タンク２５内の水は、スロッシングを起こす上部の自由水の層と、給水タンク２５と同一の動きをする下部の固定水の層に分かれる。仕切り板２５ａを配設すると、仕切り板２５ａの無い場合に比べてスロッシング周期が短くなる。その結果、自由水の量が減少し、スロッシング波動の衝撃力を格段に小さくすることができる。

薬液タンク２６は給水タンク２５の１／１０程度の容量で良く、本実施の形態では６０リットル程度である。薬液には界面活性剤を使用し、０．１質量％程度の界面活性剤を水に混入することにより、水の表面張力が低下する。その結果、粉塵が濡れ易くなり、粉塵に対するミストの捕集能力が向上する。
界面活性剤としては、例えば、アニオン系のα−オレフィンスルホン酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩等の陰イオン界面活性剤を使用することができる。

ポンプ部２４は、給水タンク２５内の水を送給する給水ポンプと、薬液タンク２６内の薬液を送給するケミカルポンプから構成されている。

油圧式コンプレッサー２２は、解体作業車１２の作動油圧によって作動する。油圧式コンプレッサー２２の一例として、Ｄｙｎａｓｅｔ社製のベーン式コンプレッサーの模式図を図４に示す。ベーン式コンプレッサーでは、円筒状のステータ４３内に、円柱状のロータ４０が偏心した状態で配置され、ロータ４０の回転軸には油圧モータ（図示省略）が連結されている。ロータ４０の周面には、回転軸から放射状に延びる溝４２が形成されており、各溝４２には、ロータ４０の半径方向にスライドする板状のベーン４１が嵌め込まれている。
ロータ４０とステータ４３との間に形成される空間は、空気が圧縮される圧縮室４４とされ、ステータ４３の壁には、空気が流入する給気口４６と、空気が排出される排気口４９が形成されている。また、ステータ４３の外周部には、圧縮室４４と連通するオイル室４５が設けられている。

油圧モータによりロータ４０が回転すると、ステータ４３、ロータ４０、及びベーン４１で囲まれた空間の容積が変化する。これに伴い、給気口４６から圧縮室４４内に空気が吸入される。その際、オイル室４５内の作動油が圧縮室４４とオイル室４５の圧力差により圧縮室４４に流入し、ステータ４３等の冷却及び潤滑が行われる。
ステータ４３、ロータ４０、及びベーン４１により密閉された空気は、ロータ４０の回転に伴って圧縮された後、排気口４９から排出される。排気口４９から排出された圧縮空気は、ラビリンス４７とオイルセパレータ４８を通過した後、逆止弁５０から油圧式コンプレッサー２２外に排出される。圧縮空気に含まれる大半の作動油はラビリンス４７を通過する際に分離され、残りの作動油はオイルセパレータ４８を通過する際に分離される。

図３に示すように、油圧式コンプレッサー２２、ポンプ部２４、及び制御部２７の電力は解体作業車１２のバッテリーから供給される。その際、解体作業車１２のバッテリーが低電圧であるため、インバータで１００Ｖに変圧した後、油圧式コンプレッサー２２、ポンプ部２４、及び制御部２７に給電される。

油圧式コンプレッサー２２及びポンプ部２４は制御部２７によって制御され、制御部２７は解体作業車１２の操縦室１４内に設置された操作部２１によって操作することができる。油圧式コンプレッサー２２、ポンプ部２４、制御部２７、操作部２１、及び解体作業車１２の油圧システムは油圧配管３７によって相互に接続されており、油圧配管３７の経路上には複数の電磁弁３９が設置されている。

ポンプ部２４の給水ポンプ、給水タンク２５、噴霧ノズル２０、及び冷却ノズル２３は、給水配管３４によって接続され、給水配管３４の経路上には活水器３３が設置されている。
活水器３３としては、磁気活水器、セラミック活水器のいずれでも良いが、本実施の形態ではセラミック活水器を用いる。本実施の形態におけるセラミック活水器は、１２００℃程度で焼成した複数のセラミックボール（直径２ｍｍ程度）を円筒状のハウジング内に封入したものである。ハウジング内を水が通過する際に、セラミックボール同士がぶつかり合うことによって微弱な電気エネルギーが発生する。これにより、水の物性が変化するとされ、具体的には、水の表面張力が低下すると共に、錆びが発生しにくくなるとされている。

一方、ポンプ部２４のケミカルポンプと薬液タンク２６とは薬液配管３５によって接続され、さらに薬液配管３５の終端部は給水配管３４に接続されている。
また、噴霧ノズル２０及び冷却ノズル２３は空気配管３６によって油圧式コンプレッサー２２に接続され、空気配管３６の経路上には、空気圧を調整するためのエアーレギュレータ３８が設置されている。

解体作業車１２の操縦室１４内で操作部２１を操作して、コンプレッサースイッチをＯＮにすると、制御部２７は油圧式コンプレッサー２２を作動させる。これにより、圧縮空気（流量：４００リットル／分以上、空気圧：０．３〜０．５ＭＰａ程度）が、空気配管３６を介して噴霧ノズル２０と冷却ノズル２３に圧送される。
また、操作部２１を操作して噴霧スイッチをＯＮにすると、制御部２７はポンプ部２４の給水ポンプ及びケミカルポンプを作動させる。これにより、給水タンク２５内の水（流量：２〜３リットル／分）が、給水配管３４を介して噴霧ノズル２０と冷却ノズル２３に送給されると共に、薬液タンク２６内の薬液が薬液配管３５を介して給水配管３４内の水に混入される。

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、冷却ノズルからミストが噴霧されるようにしているが、冷却ノズルから冷風が吹き出るようにしてもよい。また、上記実施の形態では、給水タンクは直方体状としたが、円筒状など他の形状でも良いことは言うまでもない。さらにまた、上記実施の形態では、解体作業車の破砕部は一対の剪断刃としたが、ブレーカーでも良いことは言うまでもない。

１０：粉塵飛散防止装置、１１：架台、１１ａ：孔、１２：解体作業車、１３：上部旋回体、１４：操縦室、１５：ブーム、１６：アーム、１７：破砕部、１７ａ、１７ｂ：剪断刃、１８：下部走行体、１９：エンジン室、１９ａ：排気マフラー、２０：噴霧ノズル、２１：操作部、２２：油圧式コンプレッサー、２３：冷却ノズル、２４：ポンプ部、２５：給水タンク、２５ａ：仕切り板、２６：薬液タンク、２７：制御部、２８：ケーシング、２８ａ：天井、２９：カバー、３０：通気孔、３１、３２：防振ゴム、３３：活水器、３４：給水配管、３５：薬液配管、３６：空気配管、３７：油圧配管、３８：エアーレギュレータ、３９：電磁弁、４０：ロータ、４１：ベーン、４２：溝、４３：ステータ、４４：圧縮室、４５：オイル室、４６：給気口、４７：ラビリンス、４８：オイルセパレータ、４９：排気口、５０：逆止弁、５１：突起部

Claims (3)

1. 構造体の解体作業に使用される解体作業車に搭載され、該解体作業に伴って発生する粉塵の飛散を防止する粉塵飛散防止装置であって、
   前記解体作業車のアーム又は該アームの先端に取り付けられた破砕部に装着され、粉塵に向けてミストを噴霧する噴霧ノズルと、前記解体作業車の作動油圧によって作動し、前記噴霧ノズルに圧縮空気を圧送する油圧式コンプレッサーと、前記油圧式コンプレッサーを冷却するための冷却ノズルと、前記噴霧ノズルに送給される水が貯蔵された給水タンクと、前記噴霧ノズルに送給される水に混入される薬液が貯蔵された薬液タンクと、前記噴霧ノズルに水溶液を送給するポンプ部とを備え、
   前記噴霧ノズルと前記給水タンクとを繋ぐ給水配管経路上に活水器が設置されていることを特徴とする粉塵飛散防止装置。
2. 請求項１記載の粉塵飛散防止装置において、前記給水タンクの内部には、該給水タンク内を平面視して分割し、且つ該給水タンクの底面から離間する仕切り板が配設されていることを特徴とする粉塵飛散防止装置。
3. 請求項１又は２記載の粉塵飛散防止装置において、前記油圧式コンプレッサー、前記冷却ノズル、前記ポンプ部、前記給水タンク、及び前記薬液タンクがケーシング内に収納され、前記解体作業車に搭載された架台の上に前記ケーシングが設置されていることを特徴とする粉塵飛散防止装置。

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