JPH086866Y2 - 掘削機械用粉麈防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案は、特に大きな粒径で大量の気泡を掘削部位
に供給することで、飛散した粉塵の捕捉効率を高めた掘
削機械用粉塵防止装置に関するものである。

《従来の技術》 山岳トンネルなどのトンネル掘削工事には回転する切
削部を有する硬岩用トンネル掘削機が用いられる。

この種の掘削機械で透水係数の小さな水分の少ない岩
盤を掘削する場合には、多量の粉塵を発生し、人体に悪
影響を及ぼすとともに視界がきかなくなり、危険で作業
能率も低下する。

このため、従来では、ホースなどを用いて切羽面や、
切削具近傍に散水しつつ切削を行うことによって、切削
土砂を湿潤な状態にして粉塵したり、静電集塵装置によ
って粉塵を補集したり、換気装置などを用いて空気の清
浄化を図っていた。

しかしながら、これらの粉塵方法ではコストの割りに
は大きな効果を得られていなかった。

特に散水方法では、多量の水を消費する一方で、費や
された水は粉塵と混合して泥寧化し、トンネル坑内の土
砂運搬作業の能率を低下させる。また、搬出された土砂
の処理も問題となっていた。

そこで、本出願人は、例えば特開平２−49890号公報
に示すように、発泡器で発泡させた気泡を掘削部位に吹
き付ける方法を提案した。

この方法にあっては、発生した気泡が粉塵を吸着して
防塵作用を行うとともに、刃具の冷却，潤滑も行う。ま
た、気泡が混ざった排出ズリは消泡剤などの散布によっ
て消え、水分含有量の少ない土砂となり、後処理の手間
も少なくなる利点がある。

《考案が解決しようとする課題》 しかしながら、前記発泡器で作られる気泡は発泡倍率
が精々10〜20倍であり、シェービングクリーム状となっ
て比較的狭い範囲に散布されるため、広範に飛散する粉
塵を補集し吸着除去することは出来ず、捕捉効率が低か
った。

この考案は以上の問題を解決するものであって、発生
する気泡の発泡倍率を高め、粉塵の発生部分全体を気泡
によって包み込んで吸着除去することで、粉塵の捕捉効
率を高めた掘削機械用粉塵防止装置を提供することを目
的としている。

《課題を解決するための手段》 前記目的を達成するため、この考案は、掘削機械の切
削具の近傍に設けたダクトノズルと、該ダクトノズル内
の前面に設けた気泡発生用スクリーンと、該スクリーン
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
るポンプとを備えたことを特徴とする。

《作用》 以上の構成にあっては、スクリーンに向けてノズルか
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ため、掘削部位全体を包み込む
形で散布されることになる。

《実施例》 以下、この考案の一実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

第１図において、掘削機１はロードヘッダタイプの掘
削機であって、この掘削機１は、キャタピラにより走行
するベースマシン２と、ベースマシン２の先端に第一，
第二のアーム3,4を介して設けられた切削装置５と、ベ
ースマシン２の先端下部に突出して設けた掻寄部６と、
一端を掻寄部６に連通し、他端を前記ベースマシン２の
後部側に延在させた第一のコンベア７、および第一のコ
ンベア７に連続して後方に配置された第二のコンベア８
を備えている。

前記第一のアーム３はベースマシン２に設けた旋回中
心軸3aを介して旋回可能に支持され、第二のアーム４
は、アーム３の先端に揺動中心軸4aを介して揺動可能に
支持されている。

第二のアーム４上にはガイドテーブル９が設けられ、
このガイドテーブル９の下部に前記切削装置３が進退可
能に配置され、また上部には気泡を発生する防塵装置10
が配置されている。

各アーム3,4には旋回および揺動用のジャッキ11,12が
設けられているとともに、第二のアーム８と切削装置５
間には前後進用ジャッキ13が配置されている。

したがって、切削装置５および防塵装置10は各ジャッ
キ11,12の伸縮に応じて旋回および図に示す揺動範囲が
切削可能範囲および気泡供給範囲であるとともに、切削
装置５はジャッキ13によりテーブル９をガイドとして前
後進可能となっている。

前記切削装置５は、減速機構付きの駆動用モータ14
と、モータ14の出力軸先端に軸結された円錘台形状のカ
ッタードラム16を備え、このドラム16の外周には多数の
カッタービットが植設されている。

また、気泡発生装置10は第２図に拡大して示すよう
に、テーブル９上に固定されたダクトノズル18と、ダク
トノズル18内の前面に設けた気泡発生用のスクリーン20
と、スクリーン20に向けて起泡剤を散布状態に噴射する
噴射ノズル22と、噴射ノズル22の背部にあって、接続用
の蛇腹24aを介して前記ダクトノズル18に接続されたダ
クトファン24とを備えている。

そして、前記ダクトノズル18の外部には、前記噴射ノ
ズル22に高圧ホース25を介して接続したポンプ26および
ポンプ26に接続された起泡剤貯留タンク28が設けられて
いる。

起泡剤貯留タンク28には坑外に設けた起泡剤製造プラ
ントによって製造された起泡剤水溶液が常時供給される
ように制御される。

前記起泡剤は、例えばタンパク系の起泡剤や界面活性
剤であって、前記ポンプ26によって噴射ノズル22に送ら
れ、噴射ノズル22を通じてスクリーン20側に散布状態に
噴射される。

このスクリーン20は所定メッシュの金網などからなっ
ていて、噴射された起泡剤は表面張力により膜となって
スクリーン20に張り付き、ついで噴射圧力によって各メ
ッシュかからはじき飛ばされ、シャボン玉状の気泡とな
って前記カッタードラム16の近傍に多量に散布され、こ
れの周囲を覆い尽くす。各気泡の発泡倍率は100〜150倍
程度であり、大きな気泡を同時多量に得られることにな
る。

なお、前記ダクトファン24は前記気泡の飛散距離を増
加するためのもので、これの送風により発生した気泡を
十分遠くに飛ばすことができる。

また、発生する気泡は前記スクリーン20のメッシュの
大きさに比例する。またメッシュが増加するにしたがっ
てノズル22の先端とスクリーン20との距離Ｌを大きくと
る必要があり、一定の流量である場合にはメッシュの大
きさとノズル22の離間距離の関係は第３図に示すように
ほぼ直線的に比例する。したがって、得ようとする気泡
の大きさに応じてスクリーン20とノズル22の距離を定め
ることが出来る。

カッタードラム16の切削作業により発生した粉塵を含
む掘削ズリはこの周囲を包み込むように散布された気泡
に吸着され、気泡の壁によって粉塵の周囲への飛散が未
然に防止される。

また粉塵を含むズリの吸着により重くなった気泡は坑
内の底部に落下する。

落下した気泡とズリの混合物は、掻寄部６によって掻
き集められ、第一，第二のコンベア7,8を通じてベース
マシン２の後部に排出され、図示しない搬送台車などに
受け渡されて坑外に排出される。

ズリと気泡の混合物は、一見ヘドロ状であり、流動性
を持っている。この流動性を除去するには、高級アルコ
ール類からなる消泡剤を混合物に散布すれば、混合物中
の気泡は直ちに消滅し、水分含有量の少ないズリのみを
分離できるので後処理も簡単となる。

なお、ダクトノズル20の後部側に吸い込まれる空気は
粉塵を含んでいても気泡の製造には支障がない。

それゆえ、ダクトファン24による送風により、最も粉
塵の発生し易いベースマシン２の先端で空気がダクトノ
ズル20を通じて循環し、気泡により捕捉し切れなかった
粉塵もその吸引作用によって後部側に飛散することなく
吸着除去されることになるのである。

《考案の効果》 以上実施例によって詳細に説明したように、この考案
による掘削機械用粉塵防止装置にあっては、ノズルから
スクリーンに向けて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ため、掘削
部位全体を包み込む形で散布されることになる。

したがってこの考案は、掘削による粉塵を高い捕捉率
で吸着除去でき、従来に比べてさらに高い防塵効果を得
られることができるので作業員の健康上の問題を解決
し、作業環境の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案にかかるロードヘッダタイプ掘削機の
側面図、第２図は防塵装置を示す拡大断面図、第３図は
スクリーンのメッシュとノズルの距離の関係を示すグラ
フである。 １…掘削機 ５…切削装置 10…防塵装置 16…カッタードラム（切削具） 18…ダクトノズル 20…気泡発生用のスクリーン 22…噴射ノズル 26…ポンプ 28…起泡剤貯留タンク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】掘削機械の切削具の近傍に設けたダクトノ
   ズルと、該ダクトノズル内の前面に設けた気泡発生用の
   スクリーンと、該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たことを
   特徴とする掘削機械用粉塵防止装置。