JP4447223B2 - Local dust collector - Google Patents

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圧縮空気を送る耐圧管の先端に複数のエアーノズルが吸引ダクトの周りの円周上に組み合わされて配置され、前記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局所集塵装置において、前記各エアーノズルが開口部に線状のスリットを有し、所定角度の扇状で平面的なエアーカーテンを形成するとともにこれらの平面的なエアーカーテンが合流・重複し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、掘削機のアームに沿って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５６．５２ｍ³／分と計算され、これに３０％の余裕を与えて７５ｍ³／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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for locally collecting dust generated during construction work such as construction work.
[0002]
[Prior art]
Dust generated in connection with construction work and the like is likely to be a problem in terms of deteriorating worker's health and reducing work efficiency. In particular, in a semi-enclosed space such as a sluice, dust is likely to stay at a high concentration, so that there is a high need to quickly remove the generated dust.
[0003]
For example, dust generated by a digging excavator has been removed by using a ventilation facility such as a dust collector different from the excavator. However, since the dust collector and the like are usually installed away from the excavation position, the dust collection efficiency is low and a large device is required, and the position needs to be moved according to the progress of excavation. In addition, since the dust generation position and the suction port of the dust collector are separated, it is difficult to quickly remove the dust.
[0004]
On the other hand, in the Japanese Utility Model Publication No. 60-126594, the applicant of the present application provides a suction duct behind the excavating drum of the excavator, creates a curtain with a watering nozzle surrounding the excavating drum, and covers the dust so as not to diffuse. The technique of sucking dust with a suction duct was presented. This is an effective technique in terms of efficiently collecting dust while suppressing dust diffusion. However, in such a configuration, the amount of dust that can be collected by the filter via the suction duct is limited, and the dust collection efficiency is not sufficient. In addition, there was a problem in the treatment of wastewater containing dust due to watering.
[0005]
On the other hand, a nozzle that generates an air curtain is installed behind the excavation part of the tunnel excavator to surround the generated dust, and the suction port of the duct is opened inside the air curtain to diffuse the generated dust. Techniques for efficiently collecting dust without doing so are disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 64-57200 and 7-247799. These are useful in that dust can be collected with a minimum diffusion of dust by an air curtain without the problem of processing wastewater containing dust.
[0006]
In such a technique, as shown in FIG. 4, a plurality of nozzles 3 are circularly arranged at predetermined intervals on a large disk-like substrate provided around an arm that supports the excavating drum 8, and the outside of the air curtain 6. In order to prevent dust from escaping, it is configured to collect it.
However, since the action of the air curtain 6 as a partition wall is limited and the suction efficiency of the duct 4 is insufficient, the collected dust is only 60% at the maximum. Moreover, in order to increase the dust collection rate, a high-output suction device is required. When a large dust collection device is attached to the excavator, there is a problem that the workability is impaired.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to solve the above-described problems. A small and lightweight local dust collector that has high dust collection efficiency even at low output and can be easily mounted on a work vehicle such as an excavator. It is an object to provide and solve the dust problem caused by various construction work without impairing the workability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Accordingly, the present invention forms an air curtain having a cone-shaped inner surface that spreads toward the wall surface in a local dust collector that locally sucks and collects dust generated by including a dust collecting portion and an air compressor. a plurality of air nozzles at the tip of the pressure tube to send the compressed air to are disposed in combination on a circumference around the suction duct, the suction port of the suction duct, a substantially central axis of the cone shape of the air curtain In the local dust collector arranged above, each of the air nozzles has a linear slit in the opening, and forms a flat air curtain in a fan shape at a predetermined angle, and these flat air curtains merge. -It was set as the local dust collector characterized by forming the air curtain which has a cone-shaped inner surface which overlaps and expands toward a wall surface .
[0009]
As a result, the air flow reflected on the wall surface inside the air curtain is sucked from the substantially central axis of the inner surface of the cone-shaped air curtain to generate a stable air flow (suction flow), and dust is As a result, it is possible to achieve high dust collection efficiency even with a small air curtain flow rate and a small duct suction amount. The center axis of the cone means an axis line connecting the apex of the cone and the center of the circular bottom surface.
[0010]
Further, by adopting a local dust collecting device in which the suction port is disposed at a substantially apex position of the cone shape formed by the inner surface of the air curtain, the convergence position of the suction flow (the apex position of the cone) and the suction port Can be expected to produce a more efficient dust collection effect.
[0011]
Furthermore, by attaching along the arm of the excavator so that the bottom surface of the inner side surface of the cone-shaped air curtain is located at the excavation position, dust generated by excavation can be efficiently collected, and the excavator There is no loss of workability.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a local dust collector according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same components are denoted by the same reference numerals even in different embodiments.
[0013]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a preferred embodiment of a local dust collector in the present invention. The local dust collecting apparatus 1A has a suction port 4a and an air nozzle 3 at the tip of a free arm 7 of a work vehicle (not shown), which is connected to a dust collection unit and a compressor mounted on the work vehicle (not shown). It is held at a position close to the dust generation location and locally collects the generated dust.
[0014]
The local dust collector 1A includes a duct 4 provided with a suction port 4a at the end, and a plurality of air nozzles 3 each of which is provided around the duct 4 to form a planar fan-shaped air curtain. The air nozzle 3 is provided by being connected to a compressor mounted on a work vehicle (not shown) by a pressure-resistant pipe 3b. For example, a fan-shaped planar air curtain having an angle of about 60 degrees is formed by a linear slit in an opening. When using what is to be formed (for example, Unijet (registered trademark) blow-off nozzle / R-type tip), about eight are suitable.
[0015]
The air nozzle 3 is formed so as to form a cone-shaped air curtain 6 that spreads toward the wall surface 2, for example, the air nozzles 3, 3 at the facing positions form a jet angle of 60 degrees with each other, and the duct 4 Place on the circumference around. Thereby, even if the air curtain 6 formed by each air nozzle 3 is a flat fan-shaped plane, the air curtain 6 having a bottom surface on the wall surface 2 and a cone-shaped inner surface is formed.
[0016]
As shown in FIG. 2, the air curtain 6 reflects when it hits the wall surface 2, but in addition to the air flow reflected outside, an air flow reflected inside the cone-shaped air curtain 6 is also generated. If the suction port 4a of the duct 4 is provided on the central axis of the inner surface of the cone-shaped air curtain 6, preferably near the apex thereof, a stable air flow (suction flow) converging toward this is born. The dust generated inside the air curtain 6 is sucked from the suction port 4a along the air flow without diffusing outside the air curtain 6. The duct 4 and the suction port 4a may be plural.
For example, when the diameter of the cone end (wall surface) is 3 m, the dust collection unit (not shown) sets the suction air velocity from the cone end portion (20 cm from the wall surface) at which the nozzle wind speed has dropped to 0.5 m / sec. If, the dust collection capacity is calculated to 56.52m ³ / min, it is sufficient that 75 m ³ / min about the ability to give a 30% margin thereto. Further, assuming that the flow velocity in the duct is 20 m / second, in the case of taking out two ducts, the duct cross-sectional area is suitably 0.03 m. Furthermore, such a dust collection part is provided with a compressor, a fan, a filter box, a dust box, and a clean air box.
[0017]
The compressed air supplied to the air nozzle 3 is supplied from an air compressor (not shown) provided in the main body via the pressure tube 3b. If this air compressor is a local dust collector as described above, it should have a capacity of about 7.5 kW / hour.
For example, in the case of a Unijet (registered trademark) blow-off nozzle / R type chip alone, the flow velocity near the wall surface by the air nozzle 3 is 0.7 at a pressure of 0.7 at each nozzle if the distance to the wall surface is 2.8 m. Under the condition of a quantity of 130 L / min and a diffusion angle of 60 degrees, the wind speed is 1.32 m / sec. If these are combined to form an air curtain 6 having a cone-shaped inner surface, the jet air may join or overlap, and a higher wind speed than the above may occur.
[0018]
According to the present embodiment, it is possible to efficiently collect dust generated by various operations even in a relatively small and low-output compressor and dust collecting unit. This is because a stable suction flow is generated by providing a suction port on the substantially central axis of such a cone, particularly near its apex, with the bottom surface formed by the cone-shaped inner surface as a working position. This is thought to be due to dust collection with minimal diffusion.
[0019]
FIG. 3 shows an example of another preferred embodiment of the present invention. The excavator 5 includes an arm 7b having a drilling drum 8 at the tip and a local dust collector 1B, and a local dust collector. The apparatus 1B includes a dust collecting unit 10, a compressor 9, a suction duct 4 having a suction port 4a, and a plurality of air nozzles 3 connected to a pressure-resistant tube 3b. The excavation drum 8 is movably attached in a predetermined range in the vertical and horizontal directions. The other components of the local dust collector 1B may be the same as those of the local dust collector 1A.
[0020]
The suction duct 4 is provided on the arm 7 b and is connected to a dust collection unit 10 disposed at the rear of the main body of the excavator 5. The air nozzle 3 for the air curtain is the same as the local dust collector 1A described above, and eight (all are not shown) are provided around the arm 7b at a predetermined interval, and are connected to a compressor 9 provided on the main body. ing. Thus, the cone-shaped apex position on the inner surface of the air curtain 6 to be formed substantially coincides with the suction port 4a.
[0021]
In the present embodiment, since the arm 7b has a certain thickness, the inner surface of the air curtain 6 is not easily formed into a complete cone shape, and the suction port 4a is accurately arranged at the apex position. However, it may be a substantially vertex position of the substantially cone-shaped air curtain 6.
[0022]
The present embodiment is configured as described above, and when the excavating drum 8 of the excavator 5 excavates the wall surface 2, the generated dust is covered with the cone-shaped air curtain 6 so as not to diffuse. It is possible to collect dust efficiently by creating a stable suction flow inside the cone shape of the air curtain 6. Moreover, the local dust collector 1B is small as a whole, is easily mounted on the excavator 5, and does not impair its workability.
[0023]
Although the best configuration for carrying out the present invention has been disclosed in the above description, the present invention is not limited to this.
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the dust collector has high dust collection efficiency even at low output, and is a lightweight and small local dust collector that can be easily attached to a work vehicle such as an excavator. The dust problem that accompanies it can now be solved without compromising workability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an example of an embodiment of a local dust collector in the present invention.
2 is a schematic diagram showing the principle of the local dust collector in FIG. 1;
FIG. 3 is a side view showing another example of the embodiment of the local dust collector in the present invention.
FIG. 4 is a side view showing a conventional local dust collector.
[Explanation of symbols]
1A, 1B Local dust collector, 2 wall surface, 3 air nozzle, 3b pressure tube, 4 duct, 4a inlet, 5 excavator, 6 air curtain, 7, 7b arm, 8 excavating drum, 9 compressor, 10 dust collecting part

Claims (2)

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圧縮空気を送る耐圧管の先端に複数のエアーノズルが吸引ダクトの周りの円周上に組み合わされて配置され、前記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局所集塵装置において、前記各エアーノズルが開口部に線状のスリットを有し、所定角度の扇状で平面的なエアーカーテンを形成するとともにこれらの平面的なエアーカーテンが合流・重複し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ことを特徴とする局所集塵装置。  In a local dust collector that locally sucks and collects dust generated with a dust collector and an air compressor, compressed air is used to form an air curtain having a cone-shaped inner surface that spreads toward the wall surface. A plurality of air nozzles are combined and arranged on the circumference around the suction duct at the tip of the pressure tube to be sent, and the suction port of the suction duct is locally disposed on the substantially central axis of the cone shape of the air curtain. In the dust collector, each of the air nozzles has a linear slit in the opening, and forms a flat air curtain in a fan shape at a predetermined angle, and these flat air curtains merge and overlap on the wall surface. A local dust collector characterized by forming an air curtain having a cone-shaped inner surface that spreads out. 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のアームに沿って取り付けられた請求項１記載の局所集塵装置。The local dust collector of Claim 1 attached along the arm of an excavator so that the bottom face of the inner surface of the said cone-shaped air curtain may become the excavation position of an excavation drum .

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