(57)【要約】【課題】建設機械の運転室に取り込む外気を浄化する、メンテナンスが容易で、清掃などのために建設機械を頻繁に止める必要がなく、ランニングコストを低くできる、空気浄化装置を提供する。【解決手段】外気の吸入口と、運転室に連結する排出口と、吸入口から排出口への空気の流れを生成するファンと、吸入口の流入空気に水を噴霧する水噴霧装置と、水が噴霧された空気の流れを旋回させ空気中の塵埃を分離するサイクロンを備える。【選択図】図１
2006068690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械に装備され運転室に導入する空気を浄化する装置であって、外気の吸入口と、運転室に連結する排出口と、吸入口から排出口への空気の流れを生成するファンと、吸入口の流入空気に水を噴霧する水噴霧装置と、水が噴霧された空気の流れを旋回させ空気中の塵埃を分離するサイクロンとを備えている、ことを特徴とする建設機械運転室の空気浄化装置。
【請求項２】
サイクロンが、流入空気が切線方向に流入する円筒部と、円筒部につながり漸次小径に形成された円錐筒部を備え、円錐筒部の内周面に回転駆動を自在に配設された脱水筒を備えている、ことを特徴とする請求項１記載の空気浄化装置。
【請求項３】
脱水筒の内面に隣接し、実質上該円筒部に取り付けられ、脱水筒に付着する塵埃を掻き落とす掻き落し部材を備えている、ことを特徴とする請求項２記載の空気浄化装置。
【請求項４】
ファンを回転駆動する電動モータを備え、
脱水筒がこの電動モータによってファンと同一の駆動軸により回転駆動される、
ことを特徴とする請求項２記載の空気浄化装置。
【請求項５】
水噴霧装置が、
水タンクと、
一端が水タンクに連結され他端が外気導入口の導入空気中に開口された噴霧管を備え、
サイホンの原理により水を噴霧する、
ことを特徴とする請求項１記載の空気浄化装置。
【請求項６】
分離した塵埃に含まれた水を水タンクに導く水回収管を備えている、
ことを特徴とする請求項５記載の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉塵の多い環境において稼働する建設機械に好適な、運転室の空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコン、外気導入
土砂の掘削、積込などを行なう典型的な建設機械である例えば油圧ショベルは、運転室に装備されたエアコンディショナに、フィルタを通して外気が導入され、室内が空調されるとともに、室内は適度に加圧状態に保持されドアや窓ガラスなどの隙間を通して外部の粉塵などが室内に侵入するのが防止されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１２９７２６号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したとおりの形態の建設機械の運転室には、外気の導入に関連して次のとおりの解決すべき問題がある。
【０００４】
すなわち、粉塵の多い、道路・鉄道などのトンネル工事現場において土砂の掘削、積込などの作業を行なう場合、あるいは木材チップ、穀物などを扱う粉塵の多い倉庫、船倉など限られた空間において作業を行う場合、運転室の外気導入口に備えられたフィルタは短時間で目詰まりをおこしやすい。したがって、フィルタを外しての清掃・洗浄、あるいは新品フィルタとの交換が頻繁に必要である。
【０００５】
したがってエアフィルタの清掃、洗浄、交換などのメンテナンスに時間を要し、機械を正常に維持するためのランニングコストが高くなる、また休車時間も多くなり作業の能率が悪くなる。特に連続した長時間稼働が要求されるトンネル工事のような現場においては、頻繁なメンテナンスは実質上困難であり、エアコンディショナが正常に作動しなくなる、エアコンディショナが故障する、などの問題が発生しやすい。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、運転室に取り込む外気を浄化する、メンテナンスが容易で、機械を頻繁に止める必要がなく、ランニングコストを低くできる、建設機械運転室の空気浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば上記技術的課題を解決する、建設機械に装備され運転室に導入する空気を浄化する装置として、外気の吸入口と、運転室に連結する排出口と、吸入口から排出口への空気の流れを生成するファンと、吸入口の流入空気に水を噴霧する水噴霧装置と、水が噴霧された空気の流れを旋回させ空気中の塵埃を分離するサイクロンとを備えている、ことを特徴とする建設機械運転室の空気浄化装置が提供される。
【０００８】
好適には、サイクロンは、流入空気が切線方向に流入する円筒部と、円筒部につながり漸次小径に形成された円錐筒部を備え、円錐筒部の内周面に回転駆動を自在に配設された脱水筒を備えている。また、脱水筒の内面に隣接し、実質上該円筒部に取り付けられ、脱水筒に付着する塵埃を掻き落とす掻き落し部材を備えている。そして、ファンを回転駆動する電動モータを備え、脱水筒がこの電動モータによってファンと同一の駆動軸により回転駆動される。
【０００９】
水噴霧装置は、水タンクと、一端が水タンクに連結され他端が外気導入口の導入空気中に開口された噴霧管を備え、サイホンの原理により水を噴霧する。また、分離した塵埃に含まれた水を水タンクに導く水回収管を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に従って構成された建設機械運転室の空気浄化装置は、外気の吸入口、運転室に連結する排出口、吸入口から排出口への空気の流れを生成するファン、吸入口の流入空気に水を噴霧する水噴霧装置、および水が噴霧された空気の流れを旋回させ空気中の塵埃を分離するサイクロンを備え、外部から取り込む空気に水を噴霧し、水分を含ませ重くなった粉塵をサイクロンの遠心力により分離し、粉塵を除去し浄化した空気を排出口から運転室に供給する。
【００１１】
したがって、取り込む外気に含まれた粉塵を、フィルタを用いずに、水の噴霧とサイクロンの遠心力によって分離するので、メンテナンスは容易であり、機械を頻繁に止める必要がなく、ランニングコストも低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に従って構成された建設機械運転室の空気浄化装置について、典型的な建設機械である油圧ショベルにおける好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００１３】
先ず油圧ショベルの側面図である図３を参照して説明する。全体を番号２で示す油圧ショベルは、下部走行体４と、下部走行体４上に旋回自在に取り付けられた上部旋回体６を備えている。上部旋回体６には、運転室８、エンジンなどを収容したエンジンルーム１０、および土砂などの掘削、積込を行なうバケット１２を有した作業腕装置１４が備えられている。
【００１４】
運転室８には、エアコンディショナ（図示していない）が装備されている。エアコンディショナには、エンジンルーム１０に設置された本発明に従って構成された空気浄化装置１６を通して、外気につながるエンジンルーム１０内の空気が浄化され導入される。
【００１５】
運転室８は基本的に密閉構造に形成されている。運転室内は、空気浄化装置１６およびエアコンディショナを通し導入した外気により、適度に加圧状態に保持され、ドアや窓ガラスなどの隙間を通して外部の粉塵などが侵入するのが防止されている。
【００１６】
空気浄化装置１６について図１および図２を参照して説明する。空気浄化装置１６は、外気の吸入口１８と、運転室８に連結する排出口２０と、吸入口１８から排出口２０への空気の流れを生成するファン２２と、吸入口１８の流入空気に水を噴霧する水噴霧装置２４と、水が噴霧された空気の流れを旋回させ空気中の塵埃を分離するサイクロン２６を備えている。
【００１７】
サイクロン２６は、流入空気が切線方向に流入する（図２参照）円筒部２６ａと、円筒部２６ａにつながり下方に向けて漸次小径に形成された円錐筒部２６ｂを備えている。円筒部２６ａおよび円錐筒部２６ｂはその中心の軸線Ｘを鉛直方向に位置付けて配設されている。
【００１８】
ファン２２は、円筒部２６ａの天板２６ｃの上方に位置付けられ、軸線Ｘを中心にサイクロン２６の中に配置された駆動軸であるシャフト２８に取り付けられている。ファン２２は天板２６ｃと一体に形成されたファンケース３０に収容されている。
【００１９】
ファン２２は、軸線Ｘの半径方向に送風を生成する遠心送風機、例えばシロッコファンとして周知の多翼送風機である。
【００２０】
シャフト２８は、天板２６ｃに一体的に取り付けられ軸線Ｘを中心に、円錐筒部２６ｂの中途まで延びた導入管３２の中を、その内壁との間にファン２２により生成される送風の流路を設けて通されている。
【００２１】
シャフト２６の一端（上端）は、ファンケース３０を突き抜け、ファンケース３０に取り付けられた電動モータ３４に連結されている。この電動モータ３４によりシャフト２８は回転駆動される。
【００２２】
シャフト２８の他端（下端）は、円錐筒部２６ｂの下端部に軸線Ｘを中心に回転自在に取り付けられた回転支持板３６に取り付けられている。回転支持板３６のシャフト２８の周りには軸線Ｘ方向（上下方向）に貫通した複数個の貫通孔３７が形成されている。
【００２３】
排出口２０は、軸線Ｘに直交する方向に延びファンケース３０に取り付けられた排出管２１に備えられている。
【００２４】
吸入口１８は、軸線Ｘに直交する方向に延び円筒部２６ａに取り付けられた吸入管１９に備えられている。吸入口１８にはストレーナ３８が取り付けられている。ストレーナ３８は荒いメッシュの例えば金網によって形成され、比較的大きな粉塵、異物などを捕捉し吸入管１９に侵入するのを防止している。
【００２５】
サイクロン２６の円錐筒部２６ｂの内周面側には、下端部が回転支持板２６に接合されシャフト２８により回転駆動される円錐筒状の脱水筒４０が備えられている。脱水筒４０は水を通す複数個の微細な孔を備えた、例えば金網、パンチングメタルなどによって形成されている。かくして、脱水筒４０は回転駆動されることにより「遠心分離機」として機能する。
【００２６】
脱水筒４０の内面側には、上下に内面に沿って延び実質上円筒部２６ａに取り付けられている（固定されている）、脱水筒４０に付着した塵埃を掻き落とす掻き落し部材４２が備えられている。掻き落し部材４２は、上下に延びたプレート４２ａと、プレート４２ａと導入管３２の間の上下に差し渡されたバー４２ｂ、４２ｃを備えている。
【００２７】
回転支持板３６の下方には、筒形容器状に形成された粉塵回収タンク４４が設置されている。この粉塵回収タンク４４に、回転支持板３６の貫通孔３７を通し落下した塵埃Ｄが収容される。
【００２８】
円錐筒部２６ｂの下端部には、粉塵回収タンク４４の外周との間に環状空間の脱水回収部４６が形成されている。
【００２９】
水噴霧装置２４は、水タンク２４ａと、一端が水タンク２４ａに連結され他端が外気の吸入管１９の中に開口された噴霧管２４ｂを備えている。水タンク２４ａの水は、吸入管１９を流れる吸入空気によるサイホンの原理により噴霧管２４ｂを通して吸入管１９の吸入空気に噴霧される。
【００３０】
サイクロン２６の下部の脱水回収部４６は水回収管４７により水タンク２４ａに連結されている。脱水筒４０により分離された水はこの水回収管４７を通して水タンク２４ａに回収される。
【００３１】
上述のように構成された建設機械運転室の空気浄化装置１６の作動について説明する。
【００３２】
電動モータ３４によりファン２２を駆動すると、吸入口１８から排出口２０へ図１に矢印で示す空気の流れが、吸入管１９、サイクロン２６の円筒部２６ａ、円錐筒部２６ｂ、導入管３２、ファン２２、排出管２１を通して生成される。
【００３３】
ストレーナ３８を通して吸入管１９に吸い込まれた空気には、噴霧管２４ｂからサイホンの原理により水タンク２４ｂの水が霧状に噴霧される。
【００３４】
噴霧された水を吸着し重くなった粉塵を含む空気は、サイクロン２６の円筒部２６ａに切線方向から流入することにより渦巻き流となって、円錐筒部２６ｂの内面の回転する脱水筒４０に流れ、粉塵は「遠心分離機」として機能する脱水筒４０の内面に付着する。粉塵の除かれたきれいな空気は、導入管３２の下部から導入管３２内を通りファン２２を経由して排出口２０に流れる。
【００３５】
脱水筒４０は水分を通す微細な穴を備えているので、遠心力により脱水され回転する脱水筒４０の内壁面に捕らえられた粉塵は、固定された掻き落し部材４２のプレート４２ａによって掻き落され下方の粉塵回収タンク４４回収される。
【００３６】
脱水筒４０により分離され脱水回収部４６に集まった水は、水回収管４７を経由して水タンク２４ａに回収される。
【００３７】
上述したとおりの建設機械運転室の空気浄化装置１６の作用について説明する。
【００３８】
空気浄化装置１６は、取り込む外気に含まれた粉塵を、フィルタを用いずに、水の噴霧とサイクロンの遠心力によって分離するので、メンテナンスがほとんど不要で容易であり、したがって建設機械を頻繁に止める必要もなく、ランニングコストも大幅に低くすることができる。
【００３９】
サイクロン２６の内側に、回転駆動される脱水筒４０および脱水筒４０に付着し分離された塵埃を掻き落す部材４２を設けたので、粉塵を容易に脱水し分離し除去することができる。
【００４０】
１個の電動モータ３４で、吸入口１８から排出口２０への空気の流れを生成するファン２２の回転と、脱水筒４０の回転を、コンパクトにまとめて駆動することができる。
【００４１】
吸入空気に水を噴霧する水噴霧装置２４は、水ポンプを用いることなくサイホンの原理により安価に簡単な構造で水を噴霧することができる。
【００４２】
噴霧した水を回収し再利用できるので、水の補充頻度も少なく、通常のメンテナンスはほとんど不要である。
【００４３】
以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、例えば下記のように、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。
【００４４】
本実施例においては、空気浄化装置１６は建設機械としての油圧ショベル２に装備されているが、ホイールローダ、ダンプトラックなど、運転室を備えた他の建設機械にも装備することができることは言うまでもない。
【００４５】
本実施例においては、空気浄化装置１６は運転室８に備えたエアコンディショナへの外気を浄化するのに用いられているが、運転室８にエアコンディショナが装備されないときには、空気浄化装置１６の浄化された空気を直接運転室内に導入すればよい。
【００４６】
本実施例においては、ファン２２としてファン回転軸線Ｘの半径方向に送風を生成する遠心送風機が用いられているが、回転軸線Ｘの方向に送風を生成する軸流ファンを用いて軸線方向に排出口を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に従って構成された空気浄化装置の構成を示した側面図。
【図２】図１をＡ−Ａ矢印方向に断面して見て示した平面図。
【図３】本発明に従って構成された空気浄化装置を備えた典型的な建設機械である油圧ショベルの側面図。
【符号の説明】
【００４８】
２：油圧ショベル（建設機械）
８：運転室
１６：空気浄化装置
１８：吸入口
２０：排出口
２２：ファン
２４：水噴霧装置
２６：サイクロン
２８：シャフト（駆動軸）
３４：電動モータ
４０：脱水筒
４２：掻き落し部材
【図１】
2006068690.tif 000003
【図２】
2006068690.tif 000004
【図３】
2006068690.tif 000005