JP6094926B2 - 集塵装置 - Google Patents

Description

本発明は、トンネル等の坑内において使用するに好適な集塵装置に関するものである。

トンネル等の坑内において使用する集塵装置としては、例えば、スクラバ方式の集塵装置やフィルタ方式の集塵装置、これらを併用した集塵装置等が存在する（例えば、特許文献１，２等参照）。これらの集塵装置は、日々改良されており、その集塵性能も徐々に向上している。

しかるに、トンネル等の坑内においては、断面方向の設置空間に大きな制約があり、また、作業空間や各種機材の搬入路、搬出路等を確保する必要もある。したがって、集塵装置の断面寸法を小さくする必要があり、その分、集塵性能を犠牲にしている。また、金属や石炭等の採掘を目的とする鉱山用トンネルにおいては、採掘効率を向上する必要が高く、道路の造成を目的とする道路用トンネルの場合と比べて、断面方向の設置空間がより大きく制限され、しかも、坑内の粉塵量が桁違いに多くなる。したがって、処理風速を１．５〜２．０倍にする必要が生じ（例えば、道路用トンネルの場合であれば処理風速を０．３〜０．４ｍ／ｓとしているのに対し、鉱山用トンネルの場合であれば処理風速を０．５〜０．６ｍ／ｓにまで速める必要がある。）、動力が大型化し、また、騒音が大きくなる原因となっている。さらに、処理風速を速めたとしても、スクラバ方式の場合は、特に１μｍ以下の微粒子を十分に捕捉（集塵）することができないとの問題や、大量に発生する濁水処理の問題が解決されない。他方、フィルタ方式の場合は、フィルタがすぐに目詰まりしてしまい、ランニングコストが高くなる。また、集塵装置を石炭の採掘を目的とする鉱山用トンネルに設置する場合は、防爆仕様とする必要があるが、従来の集塵装置を防爆仕様とするには、大きなコストがかかる。

特開２００４−３１８９２号公報 特開２００５−６８９５０号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、断面寸法を小さくすることができるにもかかわらず、集塵性能を犠牲にする必要のない集塵装置を提供することにある。より好ましくは、集塵作業を長期にわたって継続することができ、さらに好ましくは容易に防爆仕様とすることができる集塵装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、次の通りである。
〔請求項１記載の発明〕
粉塵を捕捉するフィルタ手段と、このフィルタ手段を収納するケーシング体と、が備わる集塵装置であって、
前記フィルタ手段は、外周面が粉塵の捕捉面となる円筒状とされ、かつ軸心が横方向を向く配置とされ、
前記フィルタ手段を軸心回りに回転する回転手段と、前記フィルタ手段内において当該フィルタ手段の内周面に向けてガスパルスを発するガスパルス手段と、が備わり、
前記ケーシング体は、軸方向一端部に吸気口を有し、軸方向他端部に排気口を有し、
前記フィルタ手段の吸気側開口は、閉じられており、
前記吸気口から吸引された空気が、前記ケーシング体内であってフィルタ手段との間の間隙部に流れ込み、当該間隙部を吸気側から排気側に向かって流れつつ前記フィルタ手段を径方向外方から内方へ向かって通り抜け、前記フィルタ手段内を当該フィルタ手段の排気側開口に向かって流れ、当該排気側開口を通り抜けた後、前記排気口から排気される、
ことを特徴とする集塵装置。

（主な作用効果）
フィルタ手段が円筒状とされ、かつ軸心が横方向を向く配置とされていると、トンネル等の坑内においても、フィルタ面積を広くすることができる。また、フィルタ手段を軸心回りに回転する回転手段と、フィルタ手段内において当該フィルタ手段の内周面に向けてガスパルスを発するガスパルス手段とが備わると、フィルタ手段の外周面において捕捉した粉塵の全てを払い落すことができ、継続的な集塵が可能となる。

〔請求項２記載の発明〕
前記回転手段としてラチェット機構及びエアシリンダが備わり、
前記エアシリンダを伸縮させると前記ラチェット機構が揺動し、この揺動に応じて前記フィルタ手段が一方に回転する構成とされている、
請求項１記載の集塵装置。

（主な作用効果）
回転手段としてラチェット機構及びエアシリンダが備わり、このエアシリンダを伸縮させるとラチェット機構が揺動し、この揺動に応じてフィルタ手段が一方に回転する構成とされていると、エアの圧力のみによってフィルタ手段を回転することができ、防爆仕様とするのが容易である。

〔請求項３記載の発明〕
前記ガスパルス手段として軸心方向に延びるガスパイプが備わり、
このガスパイプには軸心方向に間隔をおいて複数のノズルが備わり、
この複数のノズルから前記フィルタ手段の内周面に向けて圧縮エアを発する構成とされている、
請求項１又は請求項２記載の集塵装置。

（主な作用効果）
ガスパルス手段として軸心方向に延びるガスパイプが備わり、このガスパイプには軸心方向に間隔をおいて複数のノズルが備わり、この複数のノズルから前記フィルタ手段の内周面に向けて圧縮エアを発する構成とされていると、エアの圧力のみによってフィルタ手段の外周面において捕捉した粉塵を払い落すことができ、防爆仕様とするのが容易である。

〔請求項４記載の発明〕
前記エアシリンダ及び前記ガスパイプと繋がるエアタンクが備わり、
このエアタンクに圧縮エアを供給すると、この供給に応じて前記エアシリンダが伸長し、この伸長に応じて前記ラチェット機構が一方に揺動し、この揺動に応じて前記フィルタ手段が一方に回転し、
更に前記エアタンクに供給された圧縮エアを前記ガスパイプに放出し、このガスパイプを通して前記複数のノズルから発すると、前記エアタンクの内圧が低下するとともに前記エアシリンダにかかる圧力も低下して前記エアシリンダが収縮し、この収縮に応じて前記ラチェット機構が他方に揺動するも、前記フィルタ手段は他方に回転しない、構成とされている、
請求項３記載の集塵装置。

（主な作用効果）
エアシリンダ及びガスパイプと繋がるガスタンクが備わり、このガスタンクに圧縮エアを供給すると、この供給に応じてエアシリンダが伸長し、この伸長に応じてラチェット機構が一方に揺動し、この揺動に応じてフィルタ手段が一方に回転し、更にガスタンクに供給された圧縮エアをガスパイプに放出し、このガスパイプを通して複数のノズルから発すると、エアタンクの内圧が低下するとともに当該エアシリンダにかかる圧力も低下してエアシリンダが収縮し、この収縮に応じてラチェット機構が他方に揺動するも、フィルタ手段は他方に回転しない構成とされていると、ガスタンクへの圧縮エアの供給及び当該ガスタンクからの圧縮エアの放出、つまりガスパルスの実施に応じてフィルタ手段が自動的に回転することになる。したがって、フィルタ手段を回転するための動作指令を発する必要がなく、防爆仕様とするのが極めて容易である。

〔請求項５記載の発明〕
前記ケーシング体が筒状とされ、かつ粉塵を含む汚染空気の吸気口を有する吸気筒と、前記フィルタ手段を収納する本体筒と、粉塵が除去された清浄空気の排気口を有する排気筒と、に分解可能とされ、
前記排気筒には前記フィルタ手段の排気側開口と連通する連通口が備わり、この連通口の周縁部に前記フィルタ手段を軸支する軸支材が備わり、前記連通口においてのみ前記本体筒と前記排気筒とが連通する構成とされ、
更に前記吸気筒内には前記吸気口と対向する対向部材が備わり、この対向部材は、吸気側が山状に膨らみ、かつ前記フィルタ手段を排気側に押圧する構成とされている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の集塵装置。

（主な作用効果）
ケーシング体が筒状とされ、かつ粉塵を含む汚染空気の吸気口を有する吸気筒と、フィルタ手段を収納する本体筒と、粉塵が除去された清浄空気の排気口を有する排気筒とに分解可能とされ、排気筒にはフィルタ手段の排気側開口と連通する連通口が備わり、この連通口の周縁部にフィルタ手段を軸支する軸支材が備わり、前記連通口においてのみ本体筒と排気筒とが連通する構成とされ、更に吸気筒内には吸気口と対向する対向部材が備わり、この対向部材は、吸気側が山状に膨らみ、かつフィルタ手段を排気側に押圧する構成とされていると、トンネル等の坑内においても、フィルタ手段を容易に交換することができる。

具体的には、例えば、フィルタ手段を取り付ける（配置する）にあたっては、吸気筒と本体筒とが分解された状態において、本体筒内にフィルタ手段を挿入し、このフィルタ手段を連通口の周縁部に備わる軸支材で軸支し、次いで、対向部材及び吸気筒を本体筒に接続することで完了する。他方、フィルタ手段を取り外すにあたっては、吸気筒及び対向部材を本体筒から取り外し、次いで、フィルタ手段を本体筒から引き抜くことで完了する。

この点、以上におけるフィルタ手段の挿入や引抜き、対向部材及び吸気筒の接続や取外しは、全て各部材をトンネル等の軸方向に移動させる作業となるため、トンネル等の断面方向の空間が狭い場所においてもフィルタ手段を容易に交換することができる。

さらに、吸気筒内に備わる対向部材は、吸気口から吸気された汚染空気がぶつかる部材であるところ、当該対向部材は吸気側が山状に膨らむため、汚染空気が径外方に円滑に導かれ、通気抵抗の増加が可及的に防止される。加えて、対向部材はフィルタ手段を排気側に押圧する構成とされているため、フィルタ手段と軸支材との当接が密になる。したがって、当該当接部から汚染空気が排気筒側に漏れるおそれがない。

〔請求項６記載の発明〕
前記本体筒の排気側底部に、開閉可能な粉塵排出口が備わる、
請求項５記載の集塵装置。

（主な作用効果）
本発明の集塵装置においては、フィルタ手段の外周面から払い落された粉塵が、本体筒の排気側底部に堆積することになる。したがって、当該部位に開閉可能な粉塵排出口が備わると、ケーシング体内から粉塵を容易に排出することができる。

本発明によると、断面寸法を小さくすることができるにもかかわらず、集塵性能を犠牲にする必要のない集塵装置となる。

集塵装置の側面図である。 集塵装置の平面図である。 集塵装置の正面図である。 汚染空気や清浄空気の流れを示す説明図である。 フィルタ手段を回転する回転手段の正面図である。 ラチェット機構の正面図である。 ラチェット機構の側面図である。 フィルタ手段を回転する回転手段の側面図である。 フィルタ受けローラーの支持構造を示す横断面図である。 ガスパルス手段の配置形態を示す平面図である。 ガスパルス手段の配置形態を示す側面図である。 ガスパルス手段の配置形態を示す背面図である。 フィルタ手段の再生方法を示す説明図である。 粉塵排出口及び開閉手段を示す底面図である。 粉塵排出口の開動作を示す側面図である。 集塵装置の設置例を示す正面図である。 フィルタ手段の交換方法を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を説明する。
図１〜３に示すように、本形態の集塵装置１は、粉塵を捕捉するフィルタ手段１０と、このフィルタ手段１０を収納するケーシング体２０とを有する。

フィルタ手段１０は、円筒状とされており、周壁がフィルタ１１で構成されている。また、フィルタ手段１０は、軸心が横方向、図示例では水平方向（トンネル等の床面９０ａ（図１６参照）に沿う方向）を向くように配置されている。このようにフィルタ手段１０が円筒状とされ、かつ軸心が横方向を向くように配置されていると、当該フィルタ手段１０の軸方向に関する長さを長くするのみでフィルタ面積を広げることができる。したがって、集塵装置全体の断面寸法を大きくすることなく集塵性能を高めることができ、トンネル等の断面空間に大きな制約のある場所に設置する集塵装置として好適に使用することができる。

フィルタ手段１０の周壁を構成するフィルタ１１としては、例えば、ポリエステルフィルタ、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）フィルタ、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）フィルタ、ガラスフィルタ等を使用することができる。また、フィルタ１１は、例えば、プリーツ状に折り畳まれた上で、円筒状とされていてもよい。ただし、フィルタ１１は、その外周面１１ａが粉塵の捕捉面となるように構成されている必要がある。

なお、フィルタは、その面積を広くしたとしても、通気圧等の影響によりフィルタ全面で均等に粉塵を捕捉する性質を有する。これは、粉塵を捕捉した部位の通気圧が高くなり、その分、他の部位から通気し易くなって、結果、他の部位においても同等の捕捉が進むためである。したがって、フィルタ手段１０の軸方向に関する長さを長くしたとしても、フィルタ１１全面が有効に使用される。

一方、ケーシング体２０は、筒状とされており、吸気口２１ａを有する吸気筒２１と、フィルタ手段１０を収納する本体筒２２と、排気口２３ａを有する排気筒２３とに分解可能とされている。このようにケーシング体２０が分解可能とされていることで、トンネル等の坑内においても、フィルタ手段１０を容易に交換することができる。なお、このフィルタ手段１０の交換方法に関する詳細は、後述する。

ケーシング体２０の断面形状は、例えば、真円形状、楕円形状等の円形状や四角形状、五角形状等の多角形状等にすることができる。図示例では、本体筒２２並びに吸気筒２１及び排気筒２３の本体筒２２との接続部が正方形状とされ、吸気口２１ａ及び排気口２３ａが真円形状とされている。

集塵装置１においては、図４に示すように、吸気口２１ａから吸気筒２１内に粉塵を含む汚染空気Ｂが吸気され、この吸気された汚染空気Ｂが本体筒２２内であってフィルタ手段１０との間の間隙部２２ｘに流れ込む。この間隙部２２ｘに流れ込んだ汚染空気Ｂは、フィルタ手段１０のフィルタ１１を径方向外方から内方へ向かって通り抜ける。この通り抜けに際しては、汚染空気Ｂ中の粉塵がフィルタ１１の主に外周面１１ａにおいて捕捉され、粉塵が除去された清浄空気Ｆとなる。この清浄空気Ｆは、フィルタ手段１０（フィルタ１１）内を排気筒２３に向かって流れ、連通口２３ｂを通して排気筒２３に流れ込んだ後、この排気筒２３に備わる排気口２３ａから排気される。この点、排気口２３ａは、例えば、坑外まで延びるダクト等に接続され、このダクトを通して清浄空気Ｆが坑外に排気される形態とすることもできる。

以上の汚染空気Ｂや清浄空気Ｆの通気は、例えば、集塵装置１の下流側にターボファン等の通気手段を備えることで実現できる。ただし、本形態においては、集塵装置１の断面寸法を広げることなしにフィルタ面積を広げることができ、フィルタ面積を広げることで通気抵抗を小さくすることができる。したがって、本形態によると、軸流ファン等の通気手段によっても汚染空気Ｂや清浄空気Ｆを通気させることができる。

集塵装置１を使用して集塵を行うと、フィルタ１１の外周面１１ａに粉塵が堆積する。そこで、集塵装置１には、堆積した粉塵を払い落すためのフィルタ再生（逆洗）手段が備わる。このフィルタ再生手段は、図２及び図３に示すように、フィルタ手段１０を軸心回りに回転する回転手段３０と、フィルタ手段１０内においてエアパルス等のガスパルスを発するガスパルス手段４０とで主に構成されている。

回転手段３０は、図５に示すように、ラチェット機構３１とエアシリンダ３６とを有し、特に本形態においては、更に一対のフィルタ受けローラー３９を有する（図２参照）。

ラチェット機構３１は、図６及び図７にも示すように、フィルタ受けローラー３９の一方と一体的に回転する回転部３２と、エアシリンダ３６の伸縮に応じて揺動する揺動部３３とを有する。また、揺動部３３は、下方に突出するヒンジ部３４を有しており、このヒンジ部３４においてエアシリンダ３６と接続されている。

ラチェット機構３１は、揺動部３３が一方（紙面左側）へ揺動すると、この揺動に応じて回転部３２も回転するが、揺動部３３が他方（紙面右側）へ揺動しても回転部３２が回転しない構造とされている。したがって、エアシリンダ３６を伸縮して揺動部３３を揺動すると、この揺動に応じて回転部３２が一方にのみ回転する（ラチェット機能）。

なお、このラチェット機能は、図示例では、回転部３２の周縁部に形成された複数の切欠き部３２Ａと、揺動部３３に内蔵された複数の切欠き部３２Ａに順に噛み合う爪片３３Ａとで実現される。

エアシリンダ３６は、エアの圧力によって軸方向に伸縮する構成とされている。特に本形態においては、圧縮エアによって加圧されたときにエアシリンダ３６が伸長し、圧縮エアによる加圧を解除したときにバネ等の伸長力によってエアシリンダ３６が収縮する構成とされている。

エアシリンダ３６は、その先端部がラチェット機構３１のヒンジ部３４に接続されている。以上におけるエアシリンダ３６の伸縮及び接続は、当該エアシリンダ３６が伸縮すると、この伸縮に応じて揺動部３３が揺動し、もって回転部３２が一方にのみ回転するように行われている。

一対のフィルタ受けローラー３９は、ケーシング体２０内に、図２に示すように、適宜の間隔をおいて並行に配置されており、この一対のフィルタ受けローラー３９上にフィルタ手段１０が載置されている。この載置は、例えば、フィルタ１１の外周面１１ａやフィルタ１１の骨格をなす適宜の部材とフィルタ受けローラー３９の外周面とが当接するように行われている。

一対のフィルタ受けローラー３９の一方は、前述したようにラチェット機構３１の回転部３２と一体的に回転する構成とされている。したがって、エアシリンダ３６を伸縮させるとラチェット機構３１の揺動部３３が揺動し、この揺動に応じて当該ラチェット機構３１の回転部３２が回転し、この回転と連動して一対のフィルタ受けローラー３９の一方が回転し、この回転に連動してフィルタ手段１０が回転する。結果、本形態によると、エアの圧力のみによってフィルタ手段１０が回転することになり、防爆仕様とするのが容易である。

一対のフィルタ受けローラー３９は、図８及び図９の（１）に示すように、吸気側端部がピロー形の転がり軸受ユニット３９ｚによって軸支されている。この軸支は、フィルタ手段１０の吸気側端縁よりも吸気側において行われている。

また、一対のフィルタ受けローラー３９は、図８及び図９の（２）に示すように、軸方向中央部が一組のキャスター３９ｙ上に載置されている。この一組のキャスター３９ｙは、フィルタ受けローラー３９と直交する方向に並ぶように配置されており、それぞれが軸心回りに回転自在とされている。この一組のキャスター３９ｙは、フィルタ受けローラー３９を軸方向中央部において支持するための部材であるため、フィルタ受けローラー３９の長さや強度等によっては省略することもできる。

さらに、一対のフィルタ受けローラー３９は、図８及び図９の（３）に示すように、排気側端部が一組のピロー形の転がり軸受ユニット３９ｘによって軸支されている。この軸支は、フィルタ手段１０の排気側端縁よりも排気側において行われている。一組の転がり軸受ユニット３９ｘは、フィルタ受けローラー３９の軸心方向に適宜の間隔をおいて配置されている。特に回転手段３０が備わる側のフィルタ受けローラー３９を支持する転がり軸受ユニット３９ｘは、回転手段３０を構成するラチェット機構３１を軸心方向に関して挟み込むように配置されている。

以上の回転手段３０とともにフィルタ再生手段を構成するガスパルス手段４０は、図１０〜１２に示すように、フィルタ手段１０の軸心方向に延びるガスパイプ４１と、図示しないコンプレッサ等から圧縮エア等のガスＧが供給されるガスタンク４２とを有する。

ガスタンク４２は、ガスパイプ４１と繋がっており、コンプレッサ等から供給されたガスＧをいったん蓄えた後、ガスパイプ４１に放出するように構成されている。

ガスパイプ４１は、フィルタ手段１０の排気側開口から当該フィルタ手段１０内に挿入された状態となるように配置されている。ガスパイプ４１は、ガスＧが流通する中空構造とされている。ガスパイプ４１には、軸心方向に適宜の間隔をおいて図示しない複数のノズルが備えられている。

ガスパイプ４１に備えられている複数のノズルからは、フィルタ１１の内周面１１ｂに向けて、図示例では下方に向けて、ガスタンク４２から放出されたガスＧが発せられる。ガスＧが発せられることで、フィルタ１１の外周面１１ａに堆積した粉塵が払い落される。この形態においては、ガスＧの圧力のみによって粉塵が払い落されることになるため、防爆仕様とするのが容易である。また、特に本形態においては、フィルタ手段１０が軸心回りに回転するため、ガスＧを下方等のみに向けて発するとしても、フィルタ手段１０の外周面１１ａに堆積した粉塵の全てを払い落すことができる。

ガスパイプ４１は、フィルタ手段１０内において、例えば、軸心部、天部近傍、側部近傍等を通るように配置することもできるが、図示例のように底部近傍を通るように配置するのが好ましく、フィルタ１１の内周面１１ｂから１〜１０ｃｍ離間した位置を通るように配置するのがより好ましい。

この点、ガスＧは、フィルタ１１の内周面１１ｂに向けて発せられるものであり、したがって、好ましくは、ガスパイプ４１が天部近傍を通る場合は上方に発せられ、ガスパイプ４１が側部近傍を通る場合は側方に発せられ、ガスパイプ４１が底部近傍を通る場合は下方に発せられる。しかるに、ガスＧが上方や側方に発せられた場合は、フィルタ１１の外周面１１ａから払われた粉塵が再度フィルタ１１の外周面１１ａにおいて捕捉されてしまうおそれがあり、汚染空気Ｂの通気を中断しない限り、フィルタ１１を効率的に再生することができない。

また、ガスＧが放射状に発せられる形態、例えば、下方に発せられるとともに、上方や側方にも発せられる形態も考えることができるが、この形態によると、ガスＧが発せられることによって汚染空気Ｂや清浄空気Ｆの流れに影響が生じてしまう。したがって、汚染空気Ｂの集塵を効率的に行うことができなくなり、場合によって汚染空気Ｂの通気を中断する必要が生じる。故に、本形態のように、ガスパイプ４１が底部近傍を通り、かつガスＧが下方に発せられる形態を採用するのが好ましい。

ところで、ガスパイプ４１は、ガスＧを発するための部材であるため、その長さがフィルタ１１の軸心方向全長にほぼ及ぶものとされる。また、ガスパイプ４１は、複数のノズルからガスＧが発せられるに際して大きな衝撃を受ける。さらに、本形態においては、フィルタ手段１０が軸心回りに回転する構成とされているため、フィルタ手段１０によってガスパイプ４１を直接支持することができない。

そこで、本形態においては、図１１及び図１２に示すように（図１０においては記載を省略している。）、一対の支持ロッド４３を使用してガスパイプ４１を支持している。この一対の支持ロッド４３は、剛性を有する棒状の材料で形成されており、吸気側端部がガスパイプ４１の軸心方向中央部に接続されている。

他方、一対の支持ロッド４３の排気側端部は、本体筒２２と排気筒２３との接続部分に位置する適宜の部材に対して、平面視でガスパイプ４１を挟んで線対称となるように接続されている。

以上の支持構造によると、ガスパイプ４１が確実に支持されるため、ガスＧを所望の領域に向けて正確に発することができ、フィルタ１１の再生効率が向上する。しかも、以上の支持構造によると、フィルタ手段１０の交換等に際して、ガスパイプ４１がフィルタ手段１０と接触するおそれがなく、交換作業を迅速に進めることができる。

ガスパイプ４１からガスＧを発するタイミングは、種々考えることができるが、フィルタ手段１０の回転と連動させると好適である。以下、詳細に説明する。
本形態のフィルタ手段１０は、ラチェット機構３１を使用して回転するため、当該回転が連続的なものとはならず、不連続なものとなる。つまり、フィルタ手段１０は、エアシリンダ３６の伸縮速度や切欠き部３２Ａの離間距離等のさまざまな設計条件に応じて回転及び停止を繰り返すことになる。そこで、本形態においては、フィルタ手段１０の回転が停止しているときにガスＧを発する。

具体的には、まず、フィルタ１１（フィルタ手段１０）が停止しているときに、図１３の（１）に示すように、フィルタ１１の下端部に位置する領域Ｘ１に向けてガスパイプ４１からガスＧを発する。これにより、領域Ｘ１の外周面１１ａに堆積する粉塵Ｄが払い落される。

次に、図１３の（２）に示すように、フィルタ１１を所定角度分だけ回転する。この回転により、先に払い落しを行った領域Ｘ１に隣接する領域Ｘ２が下端部に位置する。そこで、この停止状態において、領域Ｘ２に向けてガスパイプ４１からガスＧを発する。これにより、領域Ｘ２の外周面１１ａに堆積する粉塵Ｄが払い落される。以降、同様にフィルタ１１の回転、停止及び粉塵Ｄの払い落しを繰り返す。このようにして、フィルタ１１の全面に及ぶ払い落しが行われることになる。

もっとも、粉塵Ｄが払い落された領域Ｘ１や領域Ｘ２も、次に下端部に位置するときには、その外周面１１ａに粉塵Ｄが堆積している。したがって、この粉塵Ｄの払い落しは、更に繰り返すことになる。

この点、図１３においては、ガスパイプ４１がフィルタ１１の軸心部を通る例を示しているが、本形態においては、前述したようにガスパイプ４１が底部を通り、また、ガスＧをフィルタ１１のごく限られた領域に向けて下方に発する。したがって、本形態によると、汚染空気Ｂや清浄空気Ｆの通気に対する影響がほとんどなく、集塵作業を継続することができる。

ここで図示例では、１回の回転（１動作）が３０°となる場合を示しているが、これは説明のためであり、ガスＧを広い領域に向けて発すると、汚染空気Ｂや清浄空気Ｆの通気、あるいはフィルタ１１の他の領域における粉塵の捕捉作業に影響が生じるおそれがある。したがって、現実には、１動作の回転角度が１〜４°となるように切欠き部３２Ａの離間距離等を設計するのが好ましく、また、ガスＧを発する範囲も可及的に狭めるのが好ましい。

なお、例えば、１動作で３°回転する場合は、１２０動作で１回転する（フィルタ１１の各領域Ｘ１，Ｘ２等が元の位置に戻る）ことになり、１０秒に１回ガスＧを発する（回転時間及び停止時間の合計時間が１０秒である）とすれば、１０秒×１２０動作、つまり２０分でフィルタ手段１０が１回転することになる。また、３０秒に１回ガスＧを発するとすれば、３０秒×１２０動作、つまり、１時間でフィルタ手段１０が１回転することになる。

さらに、本形態のフィルタ再生手段においては、ガスパイプ４１と繋がるガスタンク４２が回転手段３０を構成するエアシリンダ３６とも繋がり、ガスタンク４２にはガスＧとして圧縮エアが供給されるものとすると好適である。この形態においては、ガスタンク４２に圧縮エアを供給すると、この供給に応じてガスタンク４２内に圧力がかかるとともに、エアシリンダ３６にも圧力がかかり、当該エアシリンダ３６が伸長する。そして、この伸長により、ラチェット機構３１が一方に揺動し、この揺動に応じてフィルタ手段１０が一方に回転する。

更にガスタンク４２に供給された圧縮エアをガスパイプ４１に放出し、このガスパイプ４１を通して前述した複数のノズルから圧縮エア（ガスＧ）を発すると、ガスタンク４２の内圧が低下するとともに、エアシリンダ３６にかかる圧力も低下し、当該エアシリンダ３６に備わるバネ等の伸長力によってエアシリンダ３６が収縮する。この点、この収縮により、ラチェット機構３１が他方に揺動するものの、前述したようにフィルタ手段１０が他方に回転することはない。この形態によると、ガスタンク４２への圧縮エア（ガスＧ）の供給及び当該ガスタンク４２からの圧縮エアの放出、つまりガスパルスの実施に連動してフィルタ手段１０が自動的に回転することになる。したがって、フィルタ手段１０を回転するための動作指令を発する必要がなく、防爆仕様とするのが極めて容易である。

排気筒２３には、図４に示すように、フィルタ手段１０の排気側開口と連通する連通口２３ｂが備わる。この連通口２３ｂの周縁部には、フィルタ手段１０を軸支する軸支材２４が備わる。この軸支材２４は、フィルタ手段１０の軸心方向に延びる環状とされており、その基端部が支持板２４ｘ及び支持板２４ｙによって支持されている。

支持板２４ｘ，２４ｙは、ケーシング体２０の内周面に固定されており、当該支持板２４ｘ，２４ｙによって本体筒２２及び排気筒２３間における汚染空気Ｂや清浄空気Ｆの流通が阻止されている。したがって、集塵装置１においては、連通口２３ｂにおいてのみ本体筒２２と排気筒２３とが連通している。

フィルタ手段１０の排気側端部には、当該フィルタ手段１０とともに回転するフィルタガード１３が取り付けられている。このフィルタガード１３は、軸方向に延びる環状部１３ａと、この環状部１３ａの基端部から径外方に広がるフランジ部１３ｂとを有している。このフィルタガード１３は、環状部１３ａがフィルタ手段１０内に嵌め込まれた状態で、当該フィルタ手段１０に固定されている。また、フィルタ手段１０の配置状態においては、環状部１３ａ内に軸支材２４が差し込まれ、フランジ部１３ｂと支持板２４ｙとが対向する。

フィルタ手段１０とフィルタガード１３のフランジ部１３ｂとの間、及びフィルタガード１３の環状部１３ａと軸支材２４との間には、それぞれＯリング２４ａが介在されており、汚染空気Ｂや清浄空気Ｆの流通が阻止されている。

また、フィルタガード１３の環状部１３ａはフィルタ手段１０とともに回転するのに対し、軸支材２４は回転しないことから、軸支材２４の外周面には、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂からなる摩擦低減シート２４ｂが積層されている。

同様に、フィルタガード１３のフランジ部１３ｂはフィルタ手段１０とともに回転するのに対し、支持板２４ｙは回転しないことから、支持板２４ｙには受け側フリーベアリング６３が取り付けられており、この受け側フリーベアリング６３がフランジ部１３ｂと当接するように構成されている。

さらに、この受け側フリーベアリング６３の周辺部には、シール材２４ｃが積層されており、フランジ部１３ｂ及び支持材２４ｙ間における汚染空気Ｂや清浄空気Ｆの流通が阻止されている。

以上に対し、フィルタ手段１０の吸気側開口は、円板状の閉塞板１２によって閉じられている。また、吸気筒２１内には、吸気口２１ａと対向する対向部材６０が備わる。この対向部材６０は、図８や図９の（１）にも示すように、風受け板６１と、押付側フリーベアリング６２とで主に構成されている。

風受け板６１は、吸気側表面が山状に膨らんでいる。この吸気側表面は、吸気口２１ａから吸気された汚染空気Ｂがぶつかる部位であり、したがって、本形態によると、汚染空気Ｂが本体筒２２内であってフィルタ手段１０との間の間隙部２２ｘに円滑に流れ込む。

他方、風受け板６１の排気側表面は平面状とされており、この排気側表面の上下左右の４箇所に上記押付側フリーベアリング６２が固定されている。この押付側フリーベアリング６２は閉塞板１２と当接しており、この閉塞板１２を排気側に押し付けることで、フィルタ手段１０を排気側に押圧している。この点、閉塞板１２はフィルタ手段１０とともに回転するのに対し、風受け板６１は回転しないものの、押付側フリーベアリング６２が介在されることで、フィルタ手段１０の回転を阻害しないものとなっている。

本形態においては、対向部材６０が本体筒２２と接続される構成とされており、この接続によって対向部材６０がフィルタ手段１０を排気側に押圧する構成とされている。ただし、対向部材６０が吸気筒２１と接続される構成としておき、吸気筒２１を本体筒２２と接続したときに、対向部材６０が閉塞板１２を排気側に押圧する構成とすることもできる。

ここで、フィルタ手段１０をケーシング体２０内に取り付ける方法について、図１７を参照しつつ説明する。
フィルタ手段１０を取り付けるにあたっては、まず、図１７の（１）に示すように、本体筒２２から吸気筒２１が取り外された状態にするとともに、本体筒２２の吸気側にフィルタ手段１０を用意する。

次いで、図１７の（２）に示すように、本体筒２２内にフィルタ手段１０を挿入し、フィルタ手段１０の排気側端部を本体筒２２又は排気筒２３に支持された軸支材２４によって軸支する。

次いで、図１７の（３）に示すように、本体筒２２の吸気側に対向部材６０を用意し、この対向部材６０を、図１７の（４）に示すように、本体筒２２に接続する（図８参照）。この接続に際しては、対向部材６０によってフィルタ手段１０が排気側に押圧されるため、フィルタ手段１０の排気側端部（フィルタガード１３）と軸支材２４や受け側フリーベアリング６３と間から汚染空気Ｂが漏れるおそれがない。

対向部材６０の接続が終了したら、あるいは特に図示はしないが、吸気筒２１に対向部材６０が接続されている場合は、フィルタ手段６０の挿入が終了したら、図１７の（５）に示すように、本体筒２２の吸気側に吸気筒２１を用意する。そして、この吸気筒２１を、図１７の（６）に示すように、本体筒２２に接続する。以上により、フィルタ手段１０の取付けが終了する。

他方、フィルタ手段１０を取り外すにあたっては、以上の工程と逆の工程を経ることになる。具体的には、まず、吸気筒２１及び対向部材６０を本体筒２２からこの順に取り外す。次いで、本体筒２２からフィルタ手段１０を引き抜く。これにより、フィルタ手段１０の取外しが完了する。この点、以上の作業、すなわち、フィルタ手段１０の挿入や引抜き、対向部材６０及び吸気筒２１の接続や取外しは、全て各部材をトンネル等の軸方向に移動させる作業となるため、断面方向の空間が狭い場所においてもフィルタ手段１０を容易に交換することができる。

ところで、本形態の集塵装置１においては、更に本体筒２２の排気側底部に、図１に示すように、本体筒２２内から粉塵を排出するための粉塵排出口５１が備わる。そして、この粉塵排出口５１は、開閉手段５０によって開閉可能とされている。

この点、本形態においては、フィルタ１１の外周面１１ａから払い落された粉塵が本体筒２２の底部に堆積することになるが、本体筒２２内であってフィルタ手段１０との間の間隙部２２ｘにおいては、汚染空気Ｂが吸気側から排気側に向かって流れるため、粉塵も本体筒２２の排気側底部に主に堆積することになる。したがって、当該部位に粉塵排出口５１が備わると、粉塵をケーシング体２０内から排出するのが容易となる。

粉塵排出口５１は、汚染空気Ｂの集塵処理に影響が生じないよう、通常は、開閉手段５０によって閉じられている。この開閉手段５０は、図１４及び図１５の（１）にも示すように、本体筒２２の底面両側部から下方に延出する一対の取付けプレート２２ｙに取り付けられている。

開閉手段５０は、粉塵排出口５１を開閉するスライド板５２と、このスライド板５２をフィルタ手段１０の軸方向にスライドさせる一対のエアシリンダ５３とによって主に構成されている。

スライド板５２は、平面視で方形状とされている。また、スライド板５２は、両側部が一対の取付けプレート２２ｙからそれぞれ内方に突出するベアリング２２ｒ上に載せられており、このベアリング２２ｒ上をスライドするように構成されている。

ベアリング２２ｒは、排気側から吸気側に向かうに従って徐々に下方に位置するように、取付けプレート２２ｙに取り付けられている。したがって、図１５の（１）から（６）に示すように、ベアリング２２ｒ上をスライドするスライト板５２は、吸気側へ移動するに従って、若干下方へ移動することになり、本体筒２２の底面から離れることになるため、粉塵等を本体筒２２の底面とスライド板５２との間に噛み込むおそれがない。

一方、一対のエアシリンダ５３は、フィルタ手段１０の軸心方向に沿うように、かつ相互に並行となるように配置されている。このエアシリンダ５３は、一端部がスライド板５２の裏面から下方に延出する取付け片５３Ａに接続されており、他端部が取付けプレート２２ｙに備わる取付け片５３Ｂに接続されている。この構成によると、エアの圧力によってエアシリンダ５３を伸縮するのみで粉塵排出口５１を開閉することができ、防爆仕様とするのが容易である。しかも、エアシリンダ５３を伸縮するエアを得るために、ガスタンク４２に圧縮ガスを供給するコンプレッサ等を供用することができ、装置の構造をシンプルにすることができる。この点、ガスタンク４２内の圧縮ガスを、エアシリンダ５３を伸縮するエアとして使用することも考えられるが、通常は、コンプレッサ等で得た圧縮エアを、適宜減圧弁等を通した後、直接エアシリンダ５３に供給する。

なお、図１５においては、ベアリング２２ｒとスライド板５２との関係を見易くするために、エアシリンダ５３が取付け片５３Ａ，５３Ｂに接続されていない状態を示しているが、現実には前述したように接続される。

（その他）
本形態の集塵装置１は、例えば、図１６に示すように、金属や石炭等の搬送装置であるコンベアベルト９１上に設置すると好適である。この形態によると、トンネル等の坑９０の床面９０ａに設置されたコンベアベルト９１上の空間が有効利用されることになる。しかも、粉塵排出口５１から排出された粉塵が搬送ベルト９１ａ上に落ちたうえで、当該搬送ベルト９１ａによって坑外に搬送されることになり、別途、粉塵の搬送装置等を設置する必要がない。しかも、本形態の集塵装置１は、集塵性能を高めるとしても側方に広がるものでもないため、側方の作業空間はそのまま確保することができ、例えば、従来通り、台車９２等を通すことができる。

本発明は、トンネル等の坑内において使用する集塵装置として適用可能である。

１…集塵装置、１０…フィルタ手段、１１…フィルタ、１１ａ…フィルタ外周面、１１ｂ…フィルタ内周面、１３…フィルタガード、１３ａ…環状部、１３ｂ…フランジ部、２０…ケーシング体、２１…吸気筒、２１ａ…吸気口、２２…本体筒、２２ｙ…取付けプレート、２２ｒ…ベアリング、２３…排気筒、２３ａ…排気口、２３ｂ…連通口、２４…軸支材、２４ａ…Ｏリング、２４ｂ…摩擦低減シート、２４ｃ…シール材、３０…回転手段、３１…ラチェット機構、３２…回転部、３２Ａ…切欠き部、３３…揺動部、３３Ａ…爪片、３４…ヒンジ部、３６…エアシリンダ、３９…フィルタ受けローラー、３９ｘ，３９ｚ…転がり軸受ユニット、３９ｙ…キャスター、４０…ガスパルス手段、４１…ガスパイプ、４２…ガスタンク、４３…支持ロッド、５０…開閉手段、５１…粉塵排出口、５２…スライド板、５３…エアシリンダ、６０…対向部材、６１…風受け板、６２…押付側フリーベアリング、６３…受け側フリーベアリング、９１…コンベアベルト、Ｂ…汚染空気、Ｆ…清浄空気、Ｇ…ガス。

Claims (6)

1. 粉塵を捕捉するフィルタ手段と、このフィルタ手段を収納するケーシング体と、が備わる集塵装置であって、
   前記フィルタ手段は、外周面が粉塵の捕捉面となる円筒状とされ、かつ軸心が横方向を向く配置とされ、
   前記フィルタ手段を軸心回りに回転する回転手段と、前記フィルタ手段内において当該フィルタ手段の内周面に向けてガスパルスを発するガスパルス手段と、が備わり、
   前記ケーシング体は、軸方向一端部に吸気口を有し、軸方向他端部に排気口を有し、
   前記フィルタ手段の吸気側開口は、閉じられており、
   前記吸気口から吸引された空気が、前記ケーシング体内であってフィルタ手段との間の間隙部に流れ込み、当該間隙部を吸気側から排気側に向かって流れつつ前記フィルタ手段を径方向外方から内方へ向かって通り抜け、前記フィルタ手段内を当該フィルタ手段の排気側開口に向かって流れ、当該排気側開口を通り抜けた後、前記排気口から排気される、
   ことを特徴とする集塵装置。
2. 前記回転手段としてラチェット機構及びエアシリンダが備わり、
   前記エアシリンダを伸縮させると前記ラチェット機構が揺動し、この揺動に応じて前記フィルタ手段が一方に回転する構成とされている、
   請求項１記載の集塵装置。
3. 前記ガスパルス手段として軸心方向に延びるガスパイプが備わり、
   このガスパイプには軸心方向に間隔をおいて複数のノズルが備わり、
   この複数のノズルから前記フィルタ手段の内周面に向けて圧縮エアを発する構成とされている、
   請求項１又は請求項２記載の集塵装置。
4. 前記エアシリンダ及び前記ガスパイプと繋がるエアタンクが備わり、
   このエアタンクに圧縮エアを供給すると、この供給に応じて前記エアシリンダが伸長し、この伸長に応じて前記ラチェット機構が一方に揺動し、この揺動に応じて前記フィルタ手段が一方に回転し、
   更に前記エアタンクに供給された圧縮エアを前記ガスパイプに放出し、このガスパイプを通して前記複数のノズルから発すると、前記エアタンクの内圧が低下するとともに前記エアシリンダにかかる圧力も低下して前記エアシリンダが収縮し、この収縮に応じて前記ラチェット機構が他方に揺動するも、前記フィルタ手段は他方に回転しない、構成とされている、
   請求項３記載の集塵装置。
5. 前記ケーシング体が筒状とされ、かつ粉塵を含む汚染空気の吸気口を有する吸気筒と、前記フィルタ手段を収納する本体筒と、粉塵が除去された清浄空気の排気口を有する排気筒と、に分解可能とされ、
   前記排気筒には前記フィルタ手段の排気側開口と連通する連通口が備わり、この連通口の周縁部に前記フィルタ手段を軸支する軸支材が備わり、前記連通口においてのみ前記本体筒と前記排気筒とが連通する構成とされ、
   更に前記吸気筒内には前記吸気口と対向する対向部材が備わり、この対向部材は、吸気側が山状に膨らみ、かつ前記フィルタ手段を排気側に押圧する構成とされている、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の集塵装置。
6. 前記本体筒の排気側底部に、開閉可能な粉塵排出口が備わる、
   請求項５記載の集塵装置。

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