(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の建設機械を母機としてそのアーム先端に地盤の掘削，撹拌用のトレンチャーが装着された地盤改良装置に付帯して、上記トレンチャーによる掘削，撹拌処理に伴って発生する粉塵を捕集する装置であって、
前記トレンチャーに、改良地盤の表面に接しつつその改良地盤領域を囲繞する防塵カバーを装着するとともに、
この防塵カバー内には一次フィルターを設ける一方、
前記防塵カバーを、吸引手段と二次フィルターとを有してなる集塵ユニットにダクトを介して接続するとともに、
前記集塵ユニットは、吸引手段よりも上流側に二次フィルターを構成する複数のフィルターエレメントが直列に配置されていて、各々のフィルターエレメントがユニット本体に対して独立して着脱可能となっていることを特徴とする地盤改良装置の集塵装置。
【請求項２】
前記集塵ユニットの入口側には、ダクトから導入される粉塵を二次フィルターの粉塵捕集領域全面に拡散させるための拡散手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の地盤改良装置の集塵装置。
【請求項３】
前記集塵ユニットの入口側は、二次フィルターの粉塵捕集領域に向かって漸次その開口面積が拡大するように末広がり形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の地盤改良装置の集塵装置。
【請求項４】
前記防塵カバーには一次フィルターとともに第１の吸引手段が設けられているとともに、
前記集塵ユニットの吸引手段は第２の吸引手段として機能するようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の地盤改良装置の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物等の基礎工事として地盤を掘削しながらセメントや石灰等の固化材と土壌とを撹拌，混合して地盤を改良する際に使用される地盤改良装置の集塵装置に関し、さらに詳しくは、バックホー等の建設機械を母機（ベースマシン）としてそのアーム先端に装着されたトレンチャーにて改良地盤の掘削，撹拌処理を施すにあたり、その処理に伴って発生する粉塵を捕集するための集塵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の地盤改良技術としては、図５に示すように、建設機械であるバックホー１を母機（ベースマシン）としてそのアーム２の先端に土壌の掘削，撹拌のためのチェーン駆動式のトレンチャー３を装着し、このトレンチャー３を地中に送り込みながら図示しないノズルから固化材を噴射して地盤改良処理を施すようにしたものが知られている（例えば、特開平１１−１５２７４０号公報参照）。
【０００３】
この地盤改良処理の際には粉塵の発生が不可避であることから、例えば図５に示すようにベローズのごときフレキシブルな防塵カバー４をトレンチャー３に装着して、この防塵カバー４をもって改良地盤領域を囲繞する一方、防塵カバー４を例えばバックホー１に搭載された集塵機５にダクト１６を介して接続し、地盤改良処理に伴って発生する粉塵を集塵機５にて積極的に捕集するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記粉塵は水分を含んだ微粒状の土砂に地盤改良用固化材が混ざり合ったものであるため、集塵機５内のフィルターの目詰まりが著しく、単にフィルターの清掃を頻繁に行う必要があるばかりでなく、フィルターそのものの寿命もきわめて短いものとなっている。しかも、フィルターの清掃の際には必ず地盤改良作業を中止しなければならず、時間的ロスが大きいという欠点がある。
【０００５】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、とりわけフィルターの機能維持およびその保守作業を容易にした地盤改良装置の集塵装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、所定の建設機械を母機としてそのアーム先端に地盤の掘削，撹拌用のトレンチャーが装着された地盤改良装置に付帯して、上記トレンチャーによる掘削，撹拌処理に伴って発生する粉塵を捕集する装置であって、前記トレンチャーに、改良地盤の表面に接しつつその改良地盤領域を囲繞する防塵カバーを装着するとともに、この防塵カバー内には一次フィルターを設ける一方、前記防塵カバーを、吸引手段と二次フィルターとを有してなる集塵ユニットにダクトを介して接続するとともに、前記集塵ユニットは、吸引手段よりも上流側に二次フィルターを構成する複数のフィルターエレメントが直列に配置されていて、各々のフィルターエレメントがユニット本体に対して独立して着脱可能となっていることを特徴としている。
【０００７】
上記集塵ユニットは、母機となる建設機械上に搭載されていると搬送性の上でより好ましいものとなるが、例えば単に地上に置くタイプのものであってもよい。また、一次フィルターとしては、例えばバグフィルターのごとき形態のものを使用するのが望ましい。
【０００８】
したがって、この請求項１に記載の発明では、地盤改良処理に伴って発生した粉塵はその防塵カバー内の一次フィルターにて一次捕集処理が施され、その一次捕集処理後の粉塵がダクトを介して集塵ユニットに送られてその集塵ユニットにて二次的に捕集処理がなされることになる。
【０００９】
この場合において、防塵カバー内の一次フィルターにて捕集された粉塵は、例えば防塵カバー自体に積極的に振動等を与えて落下させれば、粉塵自体は地盤改良用固化材の一部としてそのまま再利用することが可能であり、同時に一次フィルターはその都度目詰まり防止の清掃処理がなされるために、作業者による清掃はほとんど必要なくなり、結果的にはいわゆるメンテナンスフリーによる保守工数の削減と長寿命化を実現できるようになる。
【００１０】
その上、集塵ユニット内のフィルターは一次捕集処理後の粉塵を捕集する二次フィルターとして機能することになるため、相対的にその集塵ユニット内のフィルターの負担が軽減され、従来のように運転をその都度止めて頻繁に清掃を行う必要がなくなるとともに、集塵ユニット内のフィルターの寿命も長いものとなる。
特に、防塵カバー内の一次フィルターが有効に機能してさえいれば、たとえ集塵運転中であっても集塵ユニット内のフィルターを形成しているフィルターエレメントを一つずつ取り出しても集塵機能上問題はない。したがって、集塵運転中であっても必要に応じ集塵ユニット内のフィルターエレメントを一つずつ取り出してその清掃を行うことができるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明における集塵ユニットの入口側には、ダクトから導入される粉塵を二次フィルターの粉塵捕集領域全面に拡散させるための拡散手段が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明における集塵ユニットの入口側は、二次フィルターの粉塵捕集領域に向かって漸次その開口面積が拡大するように末広がり形状に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
したがって、これらの請求項２，３に記載の発明では、二次フィルターの捕集領域全面を有効利用してその捕集効率を飛躍的に高めることができるようになる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明を前提として、前記防塵カバーには一次フィルターとともに第１の吸引手段が設けられているとともに、前記集塵ユニットの吸引手段は第２の吸引手段として機能するようになっていることを特徴としている。
【００１５】
したがって、この請求項４に記載の発明では、一次フィルターによる一次捕集処理と二次フィルターによる二次捕集処理とを行うことを前提としつつも、防塵カバー側にも独立した吸引手段を備えているため、粉塵の吸引効率ひいては捕集効率が飛躍的に向上し、とりわけ集塵ユニットから排出される排気の清浄化の上でより好ましいものとなる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、防塵カバー内に設けた一次フィルターによって粉塵の一次捕集処理がなされることから、その一次フィルターが捕集した粉塵を振動等により振り落とすことでその場で再利用することが可能であり、地盤改良用固化材のいわゆる歩留まり向上が図れるようになるとともに、相対的に集塵ユニット側の集塵負担を軽減できることから、集塵ユニットの保守工数の低減化とフィルター手段の長寿命化を達成できるようになる。
【００１９】
また、集塵ユニットにおける吸引手段よりも上流側に二次フィルターとして複数のフィルターエレメントが直列に配置されていて、各々のフィルターエレメントが着脱可能となっていることにより、一次フィルターさえ有効に機能していれば集塵運転中であっても集塵ユニット側の二次フィルターの清掃を行うことが可能であり、フィルター清掃のためのロスタイムを短縮化できる効果がある。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、集塵ユニットの入口側には、ダクトから導入される粉塵を二次フィルターの粉塵捕集領域全面に拡散させるための拡散手段が設けられていて、また、請求項３に記載の発明によれば、上記集塵ユニットの入口側は、二次フィルターの粉塵捕集領域に向かって漸次その開口面積が拡大するように末広がり形状に形成されているものであるから、いずれの場合にも集塵ユニットによる集塵効率がより一段と向上し、特に集塵ユニットからの排気の清浄化に大きく貢献できる利点がある。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、防塵カバー側に一次フィルターとともに第１の吸引手段を設けたため、その集塵効率が一段と向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜４は本発明の代表的な実施の形態を示す図であって、特に図１は地盤改良装置における集塵装置全体の概略構成を、図２〜図４は図１の各部の詳細をそれぞれ示している。なお、図１では図５と共通する部分に同一符号を付してある。
【００２３】
図１に示すように、トレンチャー３には従来と同様に略矩形ベローズ状の如き形態をなすフレキシブルな防塵カバー６が装着されている一方、母機となるバックホー１の車体１ａ上には集塵ユニット７が搭載されていて、上記防塵カバー６と集塵ユニット７とは所定のフレキシブルなダクト８を介して相互に接続されている。
【００２４】
上記防塵カバー６内には、図２，３に示すように、いわゆる布袋のごとき形態をなすバグフィルター状の一次フィルター９が収容配置されているとともに、上面側には吸引ホッパ１０を介してダクト８との間に介在するように第１の吸引手段として吸引装置１１が設けられている。この吸引装置１１は、上記防塵カバー６内に一次フィルター９を介して吸引力を発生させることができるものであればよく、例えば一般的なファン式もしくは軸流式のもののほか、正圧導入によって吸引力を発生させるタイプのものであってもよい。
【００２５】
また、上記集塵ユニット７は、図４に示すように、横向きのユニット本体たるケーシング１２の両端部すなわち入口部１２ａおよび出口部１２ｂをそれぞれ漸次縮径化するべくホッパ状もしくはスカート状に形成したものであって、その入口部１２ａにはダクト８が、出口部１２ｂには第２の吸引手段として防塵カバー６側の吸引装置１１と全く同様の吸引装置１３がそれぞれ接続されている。そして、ケーシング１２内にはフィルター手段および二次フィルターを構成することになる例えば３枚のフィルターエレメント１４が直列に配設されており、各々のフィルターエレメント１４はその清掃等に際してケーシング１２から容易に取り外すことができるようにそれぞれ着脱可能となっている。
【００２６】
さらに、上記ケーシング１２の入口部１２ａにはこれを横断するようにして拡散手段としてのバッフルシャフト１５が設けられている。このバッフルシャフト１５は、上記ダクト８からケーシング１２に導入される粉塵が各フィルターエレメント１４の捕集領域全面に効果的に拡散するように、その粉塵の流れを制御する役目をするものである。
【００２７】
すなわち、上記ケーシング１２の入口部１２ａ側はダクト８からフィルターエレメント１４に向かってその有効面積が漸次拡大していることから、ダクト８から集塵ユニット７のケーシング１２内に導入された粉塵はその入口部１２ａ側の形状とバッフルシャフト１５との相乗効果によって拡散された上でフィルターエレメント１４を通過し、逆にケーシング１２の出口部１２ｂ側はフィルターエレメント１４から吸引装置１３に向かってその有効面積が漸次収束するような形態となっていることから、各フィルターエレメント１４を通過することにより清浄化された空気のみが吸引装置１３によって効率良く外部に排出されるように考慮されている。
【００２８】
ここで、上記拡散手段として、構造の簡素化のために単純な棒状もしくはパイプ状の単一のバッフルシャフト１５を用いているものであるが、必要に応じてプレート状のものを用いたり、あるいは複数の拡散手段を設けてもよい。
【００２９】
したがって、このように構成された本実施の形態の集塵装置によれば、図１に示すようにトレンチャー３がバックホー１のアーム２に支持されている状態でそのチェーンを周回駆動させ、同時に集塵装置の第１，第２の吸引装置１１，１３を起動して防塵カバー６内に所定の吸引力を作用させる。そして、この状態でバックホー１自体の掘削能力をもってトレンチャー３を対象とする改良土壌（改良地盤）Ｇ中に挿入し、同時にトレンチャー３先端の図示外の吐出ノズルから例えばセメントあるいは石灰等の地盤改良用固化材を吐出する。これにより、改良土壌が繰り返し掘り返されながら固化材と混ざり合うように撹拌混合される。
【００３０】
この時、トレンチャー３に装着されている防塵カバー６が改良地盤Ｇの表面に密着して地盤改良領域を囲繞することから、上記地盤改良処理に伴って発生する粉塵は防塵カバー６外に漏洩することなくその防塵カバー６内から集塵ユニット７へと導入されて、清浄化された空気のみが集塵ユニット７の吸引装置１３から排出される。
【００３１】
この集塵の過程を詳しく説明すると、防塵カバー６内で発生した粉塵はその防塵カバー６からダクト８に吸引される過程で防塵カバー６内の一次フィルター９によって先ず一次集塵されて捕集される。そして、上記一次フィルター９を通過した粉塵のみがダクト８を通して再度集塵ユニット７に導入され、この集塵ユニット７にて二次集塵による捕集がなされることになる。
【００３２】
この二次集塵に際しては、図４に示すようにダクト８から集塵ユニット７のケーシング１２の入口部１２ａ側に導入された粉塵は、その入口部１２ａ側の末広がり形状およびバッフルシャフト１５の流れ制御機能との相乗効果のために下流側に向かって大きく拡散され、二次フィルターたるフィルターエレメント１４の有効捕集面積全面にて捕集されるようになる。しかも、その二次フィルターは直列に配置された複数のフィルターエレメント１４をもって形成されていることから、ほとんどの粉塵が複数のフィルターエレメント１４を通過する過程でいずれかのフィルターエレメント１４にて確実に捕集される。そして、フィルターエレメント１４による二次捕集をもって清浄化された空気のみが吸引装置１３から外部に放出されることになる。
【００３３】
ここで、防塵カバー６内の一次フィルター９によって捕集された粉塵は、例えば各吸引装置１１，１３の運転を停止した状態で防塵カバー６に適度な振動を与えることにより自重落下させることが可能であり、しかも同時にその捕集粉塵の落下によって一次フィルター９の目詰り防止のためのフィルター清掃を同時に行えることになる。したがって、捕集粉塵を地盤改良用固化材の一部としてその場で再利用することができるようになって、固化材の歩留まり向上が図れるほか、一次フィルター９の保守作業も容易となる。
【００３４】
一方、集塵ユニット７の二次フィルターとしてのフィルターエレメント１４についても定期的に清掃を行う必要があるが、そのフィルターエレメント１４が捕集対象とする粉塵は先に防塵カバー６側の一次フィルター９によって一次捕集がなされているために相対的に二次フィルターの捕集負担が小さく、したがって集塵ユニット７のフィルターエレメント１４の清掃頻度は従来よりも著しく低いものとなる。
【００３５】
その上、上記二次フィルターの清掃はフィルターエレメント１４を１枚ずつケーシング１２から取り出して行うことになるが、各吸引装置１１，１３が起動していて防塵カバー６側の一次フィルター９が有効に機能していれば、その運転中に上記フィルターエレメント１４の清掃作業を行うことが可能であり、地盤改良作業を中断する必要がなくなって清掃作業に要するロスタイムを短縮化できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る集塵装置の好ましい実施の形態を示す全体の構成説明図。
【図２】図１に示す防塵カバーの拡大説明図。
【図３】図２の平面説明図。
【図４】図１に示す集塵ユニットの拡大説明図。
【図５】従来の集塵装置の一例を示す構成説明図。
【符号の説明】
１…バックホー（母機）
２…アーム
３…トレンチャー
６…防塵カバー
７…集塵ユニット
８…ダクト
９…一次フィルター
１１…吸引装置（第１の吸引手段）
１２…ケーシング（ユニット本体）
１２ａ…入口部
１２ｂ…出口部
１３…吸引装置（第２の吸引手段）
１４…フィルターエレメント（二次フィルター）
１５…バッフルシャフト（拡散手段）
【図１】
0003875454.tif 000002
【図２】
0003875454.tif 000003
【図３】
0003875454.tif 000004
【図４】
0003875454.tif 000005
【図５】
0003875454.tif 000006