(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透孔が穿設されたスクリーン板を複数枚積層したフィルタユニットを所要数配列してフィルタパネルを構成し、該フィルタパネルをケーシングの内部に設置するとともに、ケーシングの前部には、ケーシング前面の吸込口からケーシングに流入する含塵空気に湿気を与えるスプレーノズルを設け、ケーシングの後部には、送風ファンを設けたトンネル工事用集塵機。
【請求項２】
フィルタパネルをケーシングの前後方向と平行に配置したことを特徴とする請求項１記載のトンネル工事用集塵機。
【請求項３】
フィルタパネル内に、洗浄水を噴射するノズルを備えた高圧水配管と、洗浄空気を噴射するノズルを備えた高圧空気配管とを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のトンネル工事用集塵機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの掘削工事中にさく孔、発破、コンクリート吹付け等の作業により発生する粉塵を捕集するためのトンネル工事用集塵機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルの掘削工事中に発生する粉塵を捕集するためのトンネル工事用集塵機としては、従来、バグフィルタや電気集塵器が広く用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、バグフィルタは空気中の粉塵を濾布で濾過することにより捕集するものであるため、濾布の磨耗が激しく耐久性が悪い。また空気が濾布を通過するときの圧力損失が大きいため、特に１０００〜３０００ｍ3 ／ｍｉｎもの大風量を必要とするトンネル工事用集塵機では動力費が嵩む。
【０００４】
電気集塵器は放電電極と集塵電極の間を通過する空気中の粉塵に電荷を与え、集塵電極に付着させて捕集するものであるため、圧力損失はバグフィルタに比べて小さいが、高圧電源を用いるため定期的なオーバーホールが必要であり、故障の確率が高く、故障した場合、作業環境の悪化により作業に支障を来す可能性が高い。
【０００５】
本発明は、トンネル工事用集塵機における上記問題を解決するものであって、耐久性が高く、構造が簡単で集塵性能が優れ、大量の含塵空気を効率良く処理可能な低コストのトンネル工事用集塵機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のトンネル工事用集塵機は、透孔が穿設されたスクリーン板を複数枚積層したフィルタユニットを所要数配列してフィルタパネルを構成し、このフィルタパネルをケーシングの内部に設置するとともに、ケーシングの前部には、ケーシング前面の吸込口からケーシングに流入する含塵空気に湿気を与えるスプレーノズルを設け、ケーシングの後部には、送風ファンを設けることにより上記課題を解決している。
【０００７】
このトンネル工事用集塵機は、ケーシング前面の吸込口からケーシングに流入する含塵空気に、前部のスプレーノズルで適度な湿気を与えて微細粉塵の重量を増大させ、相互に凝集肥大化させた後、フィルタユニットで捕集し、除塵空気を送風ファンでケーシング後面の排出口から排出する。
フィルタユニットは透孔が穿設されたスクリーン板を複数枚積層したものであり、空気がフィルタユニットを通過するときの圧力損失はバグフィルタの濾布を通過するときに比べてはるかに小さく、かつ含塵空気を加湿することで、電気集塵器と同等の集塵性能が得られる。スクリーン板の材質としては、強度と耐久性の高い金属を使用することが好ましい。
【０００８】
トンネル工事用集塵機は、通常トンネルの切羽面から含塵空気を吸込み坑口側へ除塵空気を排出するため、ケーシング前面の吸込口を切羽面側、後面の排出口を坑口側に向け、ケーシングの前後方向がトンネルの掘進方向と平行となるように設置される。処理風量は１０００ｍ3 ／ｍｉｎ以上が必要とされる。また、トンネル内には工事用の各種作業機械が往復通行するため、トンネル工事用集塵機は、作業機械の通行に支障を生じないよう、幅と高さが制限される。
【０００９】
トンネルの掘削工事により発生する粉塵を効率良く捕集するためには、フィルタユニットを通過する空気の通過速度は１ｍ／ｓ以下とすることが望ましく、例えば、１２００ｍ3 ／ｍｉｎの処理能力が必要な場合、フィルタパネルの所要面積は、（１２００ｍ3 ／ｍｉｎ）／（６０ｍ／ｍｉｎ）＝２０ｍ2 となる。
幅と高さが制限されるトンネル工事用集塵機において、これだけの面積のフィルタパネルをケーシング内に前後方向と直交するように横断面上に設置することは困難である。
【００１０】
フィルタパネルをケーシングの前後方向と平行に配置すれば、幅と高さが制限されていても、前後方向への長さを長くすることで必要な面積のフィルタパネルを設置することが可能となる。
トンネルの掘削工事により発生する粉塵には、コンクリート吹付け作業時のモルタル等付着性の高い粉体が多く含まれているので、フィルタユニットは定期的に洗浄しないと、目詰まりを生じ、圧力損失が増大し処理能力が低下する。
【００１１】
フィルタパネル内に、洗浄水を噴射するノズルを備えた高圧水配管と、洗浄空気を噴射するノズルを備えた高圧空気配管とを設け、定期的に内側から洗浄水噴射と洗浄空気噴射を行うと、高い洗浄効果が得られ、目詰まりによる処理能力の低下を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態であるトンネル工事用集塵機の構成を示す平面図、図２はトンネル工事用集塵機の構成を示す側面図、図３はフィルタユニットの構造を示す部分拡大断面図、図４はフィルタパネル内の高圧水配管と高圧空気配管の配置の説明図である。
【００１３】
このトンネル工事用集塵機は、ケーシング１の内部に所要数のフィルタユニット２０を配列したフィルタパネル２が設置され、ケーシング１の前部にスプレーノズル３、ケーシング１の後部に送風ファン４が設けられている。このトンネル工事用集塵機は、トンネルの切羽面から含塵空気ＡＤを吸込み坑口側へ除塵空気ＡＣを排出するため、ケーシング１前面の吸込口５を切羽面側、後面の排出口６を坑口側に向け、ケーシング１の前後方向がトンネルの掘進方向と平行となるように設置される。
【００１４】
フィルタユニット２０は、図３に示すように、透孔２１が穿設されたアルミニウム合金等の金属製のスクリーン板２２を複数枚積層したものであり、透孔２１の位置や方向により気流を変化させ、通過する空気中の粉塵Ｄを慣性で集塵する。金属製のスクリーン板２２は、バグフィルタの濾布に比べて耐久性が極めて大きい。なお、スクリーン板２２は、粉塵Ｄの性質によってはプラスチック等他の材質のものを用いることもできる。
【００１５】
このトンネル工事用集塵機では、フィルタユニット２０を複数配列してフィルタパネル２を構成し、このフィルタパネル２をケーシング１の前後方向と平行に所定間隔で４列配置している。
このように配置したことにより、ケーシング１の断面積は、同一面積のフィルタパネル２をケーシング１の前後方向と直交するように設置した場合と比べると約１０分の１となっている。
【００１６】
ケーシング１は幅と高さが制限されるが、処理風量を増加させる必要があるときには、前後方向への長さを長くすることで、ケーシング１の断面積を増加させることなく必要な面積のフィルタパネル２を設置することができる。
フィルタパネル２内には、図４に示すように、高圧水ＷＰを噴射するノズル２３を備えた高圧水配管２４と、高圧空気ＡＰを噴射するノズル２５を備えた高圧空気配管２６とが、各フィルタパネル２を構成する左右のフィルタユニット２０の間に所定距離離隔して設けられている。
【００１７】
ケーシング１の底面には、フィルタパネル２で捕集された粉塵Ｄを一旦貯留し定期的に排出するためのトラフ７が若干傾斜を付けて設けられている。
トンネル掘削工事の際には、このトンネル工事用集塵機が送風ファン４でトンネルの切羽面から含塵空気ＡＤを吸込み坑口側へ除塵空気ＡＣを排出して迅速にトンネル内の空気を入れ替える。
【００１８】
このとき、吸込口５からケーシング１に流入する含塵空気ＡＤに、吸込口５全面にわたって配置されたスプレーノズル３からスプレー水ＷＳを噴霧し、適度な湿気を与えて微細粉塵の重量を増大させ、相互に凝集肥大化させた後、フィルタユニット２０で捕集する。フィルタユニット２０を通過した除塵空気ＡＣはケーシング１後面の排出口６から排出する。
【００１９】
含塵空気ＡＤがフィルタユニット２０を通過するときの圧力損失はバグフィルタの濾布を通過するときに比べてはるかに小さく、かつ含塵空気ＡＤを加湿することで、電気集塵器と同等の集塵性能が得られる。
トンネルの掘削工事により発生する粉塵Ｄには、コンクリート吹付け作業時のモルタル等付着性の高い粉体が多く含まれているので、フィルタユニット２０は定期的に洗浄しないと、目詰まりを生じ、圧力損失が増大し処理能力が低下する。このため、フィルタパネル２内側の高圧水配管２４と高圧空気配管２６とに高圧水ＷＰと高圧空気ＡＰとを定期的に供給し、ノズル２３とノズル２５から、洗浄水ＷＷの噴射と洗浄空気ＡＷの噴射とを順番に行って、フィルタユニット２０を洗浄する。
【００２０】
高圧水ＷＰは坑内供給水より高圧ポンプ（図示略）で加圧供給され、高圧空気ＡＷはコンプレッサ（図示略）で加圧供給される。高圧ポンプとコンプレッサはトンネル工事用集塵機と一体に設置しておくとトンネル内の配置がコンパクトになる。
フィルタパネル２で捕集された粉塵Ｄは、洗浄水ＷＷとともに一旦トラフ７に貯留された後、定期的に外部に排出される。排出された粉塵Ｄを含む洗浄水ＷＷは、切羽からの排水とともに、通常坑口に設置される排水処理場に送られて処理される。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトンネル工事用集塵機は、耐久性が高く、構造が簡単で集塵性能が優れ、大量の含塵空気を効率良く処理することができる。また、動力損失が少なく消費電力を節減でき、メンテナンスも容易で、コストが低減できる。
【００２２】
フィルタパネルをケーシングの前後方向と平行に配置すれば、幅と高さが制限されていても、前後方向への長さを長くすることで必要な面積のフィルタパネルを設置することが可能となる。
フィルタパネル内に、洗浄水を噴射するノズルを備えた高圧水配管と、洗浄空気を噴射するノズルを備えた高圧空気配管とを設け、内側から洗浄水噴射と洗浄空気噴射を行うと、高い洗浄効果が得られ、目詰まりによる処理能力の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるトンネル工事用集塵機の構成を示す平面図である。
【図２】トンネル工事用集塵機の構成を示す側面図である。
【図３】フィルタユニットの構造を示す部分拡大断面図である。
【図４】フィルタパネル内の高圧水配管と高圧空気配管の配置の説明図である。
【符号の説明】
１      ケーシング
２      フィルタパネル
３      スプレーノズル
４      送風ファン
５      吸込口
６      排出口
７      トラフ
２０    フィルタユニット
２１    透孔
２２    スクリーン板
２３    ノズル
２４    高圧水配管
２５    ノズル
２６    高圧空気配管
【図１】
0003907993.tif 000002
【図２】
0003907993.tif 000003
【図３】
0003907993.tif 000004
【図４】
0003907993.tif 000005