(57)【要約】【課題】発生した気泡の飛散ないしは到達距離を長くすること。【解決手段】粉塵抑制装置１０は、切削具であるブレーカーヘッドに近接配置される気泡投射管１６と、起泡剤溶液Ａの供給ユニットとを備えている。投射管１６は、本体部１９と、スクリーン積層体２０とを備えている。本体部１９には、スプレーノズル２２が取り付けられている。ノズル２２には、溶液Ａが供給され、ノズル２２からは、溶液Ａが積層体２０側に向けて噴射される。積層体２０は、３層構造になっており、最外層スクリーン２０ｃには、透孔２０ｄが設けられている。ノズル２２から噴射された溶液Ａは、スクリーンに衝突して気泡を生成するとともに、一部は、気泡を生成することなく、噴射の勢いを維持しながら透孔２０ｄを通過して、外部に吐出する噴射主流となる。この際に、透孔２０ｄを通過して噴出する主流の勢いに引き込まれて、その周辺に発生した気泡が伴流となって、粉塵発生部位に投射される。【選択図】    図１
2004353218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーカーなどの掘削機械の切削ないしは切削具に近接設置される気泡投射管と、前記気泡投射管の前面に設けられた気泡発生用のスクリーンと、前記気泡投射管の内部に設けられ、前記スクリーンに向けて起泡剤溶液を噴射するスプレーノズルと、前記スプレーノズルに前記起泡剤溶液を供給する薬液ポンプとを備えた粉塵抑制装置において、
前記スクリーンは、複数枚を積層した積層体から構成され、当該積層体の最外層の中心に貫通する透孔を設けたことを特徴とする粉塵抑制装置。
【請求項２】
前記スクリーンは、３枚の積層体から構成され、当該積層体には、少なくともメッシュの異なる２枚が含まれることを特徴とする請求項１記載の粉塵抑制装置。
【請求項３】
前記透孔は、中心透孔と、その外周に間隔を設けて同心円上に配置される複数の外周透孔とを有することを特徴とする請求項１または２記載の粉塵抑制装置。
【請求項４】
前記気泡投射管は、前記スプレーノズルの設置個所の近傍に、空気取り入れ口を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の粉塵抑制装置。
【請求項５】
前記薬液ポンプを含み、所定の濃度の前記起泡剤溶液を作成して、前記スプレーノズルに供給するユニットを前記掘削機械に搭載したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の粉塵抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉塵抑制装置に関し、特に、ブレーカーなどの掘削機械に付設される粉塵抑制装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
岩盤やコンクリートの破砕などに用いられるブレーカーなどによる破砕作業では、相当量の粉塵が発生し、作業環境を悪化させ、特に、狭隘な場所でのこの種の破砕作業は、安全衛生上の問題が大きい。
【０００３】
また、岩盤のトンネル掘削時やコンクリートの切削作業でに用いられるロードヘッダーなどの自由断面掘削機での掘削作業においても、ブレーカーと同様な問題があった。
【０００４】
このような破砕ないしは掘削作業における粉塵を抑制する方法としては、散水して、粉塵の飛散を防止することが、一般的に採用されていたが、路盤が泥濘化したり、濁水処理が必要になるなどの問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献１には、粉塵の発生部分全体を気泡によって包み込んで、粉塵を吸着除去する粉塵抑制装置が提案されている。この特許文献１に開示されている粉塵抑制装置は、掘削機械の切削具の近傍に設けたダクトノズルと、この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、前記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ている。
【０００６】
このように構成した粉塵抑制装置によれば、スクリーンに向けて噴射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ので、掘削部位全体を包み込んで粉塵の飛散を抑制する。
【０００７】
しかしながら、このような従来の粉塵抑制装置には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００８】
【特許文献１】
実公平８−６８６６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、特許文献１に開示されている粉塵抑制装置では、気泡発生用スクリーンで発生する気泡は、大きな気泡となり、多量に供給されるものの、発生した気泡は、ダクトノズルの吐出口から、直ぐに下方に垂れるような形態となり、スクリーンのメッシュを変更したとしても、飛散距離が約５００ｍｍ程度であって、気泡の到達距離が短くなる。
【００１０】
気泡の飛散ないしは到達距離が短くなると、掘削機械にダクトノズルを搭載した場合には、ダクトノズルの気泡吐出口を掘削部位の近傍に設置しないと、気泡による粉塵抑制効果が少なくなる。
【００１１】
ところが、ダクトノズルを掘削部位の近傍に設置すると、掘削機械の掘削具、例えば、ブレーカーロッドやロードヘッドの操作に影響を及ぼすという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、発生した気泡の飛散ないしは到達距離を長くすることにより、掘削機械の掘削具の操作性を阻害することなく、粉塵抑制効果が得られる粉塵抑制装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ブレーカーなどの掘削機械の掘削ないしは切削具に近接設置される気泡投射管と、前記気泡投射管の前面に設けられた気泡発生用のスクリーンと、前記気泡投射管の内部に設けられ、前記スクリーンに向けて起泡剤溶液を噴射するスプレーノズルと、前記スプレーノズルに前記起泡剤溶液を供給する薬液ポンプとを備えた粉塵抑制装置において、前記スクリーンは、複数枚を積層した積層体から構成され、当該積層体の最外層の中心に貫通する透孔を設けた。
【００１４】
このように構成した粉塵抑制装置によれば、スクリーンは、複数枚を積層した積層体から構成され、当該積層体の最外層の中心に貫通する透孔を設けているので、スプレーノズルから噴射された起泡剤溶液は、スクリーンに衝突して気泡を生成するとともに、一部は、気泡を生成することなく、噴射の勢いを維持しながら透孔を通過して、外部に吐出する噴射主流となる。
【００１５】
この際に、透孔を通過して噴出する主流の勢いに引き込まれて、その周辺に発生した気泡が伴流となって、粉塵発生部位に投射される。このため、気泡の飛散ないしは到達距離は、スプレーノズルの噴射力に応じて、長くなり、数ｍ程度まで到達させることができる。
【００１６】
気泡の飛散ないしは到達距離が長くなると、掘削機械の掘削ないしは切削具から、かなり離間した位置に気泡投射管を設置することができ、このような位置に投射管を設置すると、掘削ないしは切削具の操作性を阻害することがなくなる。
【００１７】
前記スクリーンは、３枚の積層体から構成され、当該積層体には、少なくともメッシュの異なる２枚を含むことができる。
【００１８】
前記透孔は、中心透孔と、その外周に間隔を設けて同心円上に配置される複数の外周透孔とを有することができる。
【００１９】
前記気泡投射管は、前記スプレーノズルの設置個所の近傍に、空気取り入れ口を設けることができる。
【００２０】
前記薬液ポンプを含み、所定の濃度の前記起泡剤溶液を作成して、前記スプレーノズルに供給するユニットを前記掘削機械に搭載することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図５は、本発明にかかる粉塵抑制装置の一実施例を示している。これらの図に示した粉塵抑制装置１０は、掘削機械としてブレーカー１２に本発明を適用した場合を例示している。
【００２２】
本実施例の粉塵抑制装置１０は、ブレーカー１２の切削具であるブレーカーヘッド１４に近接配置される気泡投射管１６と、起泡剤溶液Ａの供給ユニット１８とを備えている。
【００２３】
ブレーカー１２は、複帯式の走行部１３と、走行部１３に傾動自在に支持された多間接形態のブーム１５とを備え、ブーム１５の先端にブレーカーヘッド１４が取り付けられていて、ブレーカーヘッド１４は、振動によりコンクリートなどを破砕する。
【００２４】
気泡投射管１６は、本実施例の場合、同一構成のものが一対用いられていて、一対の気泡投射管１６は、図１に示すように、ブレーカーヘッド１４を挟むようにして、その両側に配置されている。
【００２５】
気泡投射管１６の詳細を図３に示している。同図に示した気泡投射管１６は、所定直径と長さとを備えた円筒状の投射管本体部１９と、投射管本体部１９の先端側にあって、本体部１９の開口を閉塞するように装着されたスクリーン積層体２０とを備えている。
【００２６】
投射管本体部１９の後端側には、スプレーノズル２２が取り付けられている。スプレーノズル２２は、所定孔径の吐出口が先端の軸芯上に開口していて、投射管本体部１９の中心軸と軸芯が一致するように、本体部１９内に一部を挿入して、本体部１９に支持されている。
【００２７】
投射管本体部１９には、このスプレーノズル２２の配置位置の近傍にあって、その上方部に位置して、投射管本体部１９の一部を切欠した空気取り入れ口２４が開口形成されている。
【００２８】
スプレーノズル２２には、その後端側に接続されたパイプ２６を介して、供給ユニット１８から起泡剤溶液Ａが供給され、起泡剤溶液Ａの供給を受けたノズル２２からは、角度θで拡径する円錐状の溶液Ａがスクリーン積層体２０側に向けて噴射される。
【００２９】
スクリーン積層体２０は、本実施例場合、３層構造になっており、第１〜第３スクリーン２０ａ〜２０ｃを備えている。これらのスクリーン２０ａ〜２０ｃは、所定メッシュの金網ないしは合成樹脂網であって、積層体２０の最外層にスクリーン２０ｃには、図４に示すように、複数の透孔２０ｄが設けられている。
【００３０】
この透孔２０ｄは、最外層の第３スクリーン２０ｃだけに設けられていて、第１および第２スクリーン２０ａ，２０ｂには、形成されていない。透孔２０ｄは、所定直径を備えた同一円形のものであって、投射管本体部１９の中心軸上に設けられた中心透孔２００ｄと、中心透孔２００ｄの外周に配置された外周透孔２０１ｄとから構成され、外周透孔２０１ｄは、本実施例の場合、４個配置されていて、各外周透孔２０１ｄは、中心透孔２００ｄの外周を取り囲むようにして、同心円上に等角度間隔に配置されている。
【００３１】
一方、起泡剤溶液Ａの供給ユニット１８は、ブレーカー１２の走行部１３に搭載されている。このユニット１８の詳細を図５に示している。同図に示した供給ユニット１８は、水Ｗの収容タンク１８ａと、水ポンプ１８ｂと、起泡剤Ｂの収容タンク１８ｃ、および、薬液ポンプ１８ｄとから概略構成されている。
【００３２】
水ポンプ１８ｂを介して供給される水Ｗと、薬液ポンプ１８ｄを介して供給される起泡剤Ｂとは、混合タンク１８ｅ内で混合されて、起泡剤溶液Ａとなり、この起泡剤溶液Ａがバルブとパイプ２６とを介して、各気泡投射管１６のスプレーノズル２２に供給される。
【００３３】
この場合、水Ｗの供給量は、水ポンプ１８ｂの前流側に設けられた制御弁１８ｆをコントロールする制御盤１８ｇにより調整され、所定濃度の起泡剤溶液Ａがスプレーノズル２２に常時送出される。
【００３４】
以上のように構成された粉塵抑制装置１０は、ブレーカー１２のヘッド１４で岩盤などを掘削ないしは切削する際に使用される。この場合、供給ユニット１８の水ポンプ１８ｂおよび薬液ポンプ１８ｄを駆動すると、所定濃度の起泡剤溶液Ａが、パイプ２６を介して、各気泡投射管１６のスプレーノズル２２に供給される。
【００３５】
このような起泡剤溶液Ａの供給を受けたスプレーノズル２２からは、円錐状の起泡剤溶液Ａがスクリーン積層体２０側に向けて噴射される。スクリーン積層体２０に噴射された起泡剤溶液Ａは、積層体２０の第１および第２スクリーン２０ａ，２０ｂのメッシュにメッシュに応じて、空気取り入れ口２４から流れ込む空気を受けて、気泡へと成長し、気泡状態でブレーカーヘツド１４の掘削部位に向けて供給され、ブレーカーヘッド１４で岩盤などを掘削ないしは切削する際に発生する粉塵に付着して、粉塵の飛散を防止する。
【００３６】
この際に、本実施例の粉塵抑制装置１０では、スクリーンは、複数枚を積層した積層体２０から構成され、当該積層体２０の最外層（第３スクリーン２０ｃ）の中心に貫通する中心透孔２００ｄ、および、外周透孔２０１ｄを設けているので、スプレーノズル２２から噴射された起泡剤溶液Ａは、スクリーン２０ａ，２０ｂに衝突して気泡を生成するとともに、一部は、気泡を生成することなく、噴射の勢いを維持しながら透孔２００ｄ，２０１ｄを通過して、外部に吐出する噴射主流となる。
【００３７】
このときに、透孔２００ｄ，２０１ｄを通過して噴出する主流の勢いに引き込まれて、その周辺に発生した気泡が伴流となって、粉塵発生部位に投射される。このため、気泡の飛散ないしは到達距離は、スプレーノズル２２の噴射力に応じて、長くなり、数ｍ程度まで到達させることができる。
【００３８】
本発明者らの実験によると、気泡が約４ｍ程度飛散することが確認された。このときの実験条件は、スプレーノズル２２への起泡剤溶液Ａの供給圧力を０．７８ＭＰａ、吐出量９．０ｌ／ｍｉｎ、スプレーノズル２２の直径２．５φｍｍ、気泡投射管本体部１８の直径５０ｍｍ，長さ５００ｍｍ、起泡剤溶液Ａの濃度１．２％、第１および第２スクリーン２０ａ，２０ｂのメッシュ４０、第３スクリーン２０ｃのメッシュ３０，中心および外周透孔２００ｄ，２０１ｄの直径１０ｍｍとした。
【００３９】
このようにして、気泡の飛散ないしは到達距離が長くなると、掘削機械の掘削ないしは切削具、例えば、ブレーカーヘッド１４から、かなり離間した位置に気泡投射管１８を設置することができ、このような位置に投射管１８を設置すると、掘削ないしは切削具の操作性を阻害することがなくなる。
【００４０】
なお、上記実施例では、掘削機械としてブレーカー１２に本発明の粉塵抑制装置１０を適用した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されるものではなく、例えば、岩盤のトンネル掘削時やコンクリートの切削作業でに用いられるロードヘッダーなどの自由断面掘削機などにも適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる粉塵抑制装置によれば、発生した気泡の飛散ないしは到達距離を長くすることにより、掘削機械の掘削具の操作性を阻害することなく、粉塵抑制効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる粉塵抑制装置を適用した掘削機械の一例を示す上面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１に示した気泡投射管の拡大断面図である。
【図４】図４に示した気泡投射管の積層体の詳細図である。
【図５】図１に示した供給ユニットの詳細図である。
【符号の説明】
１０        粉塵抑制装置
１２        ブレーカー
１４        ブレーカーヘッド
１６        気泡投射管
１８        供給ユニット
１９        投射管本体部
２０        スクリーン積層体
２０ａ      第１スクリーン
２０ｂ      第２スクリーン
２０ｃ      第３スクリーン
２０ｄ      透孔
２２        スプレーノズル
２４        空気取り入れ口
【図１】
2004353218.tif 000003
【図２】
2004353218.tif 000004
【図３】
2004353218.tif 000005
【図４】
2004353218.tif 000006
【図５】
2004353218.tif 000007