JP4447223B2 - 局所集塵装置 - Google Patents
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Description
【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
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。
- 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。
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