(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外の開放環境下で使用される自走式作業重機であって、
少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液を、粉塵に向けて気泡の形で吹付けて粉塵を気泡の層で覆う気泡吹付け手段と、
少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液を、空中に浮遊する微粒子に向けて噴霧して霧により浮遊微粒子を捕集して落下させる噴霧手段とを備えることを特徴とする自走式作業重機。
【請求項２】
前記気泡吹付け手段の気泡噴出口及び前記噴霧手段の霧噴出口の噴出方向をそれぞれ自在に制御することができる噴出方向制御手段を備え、
前記各噴出口は、粉塵及び浮遊微粒子の発生及び存在する場所に対して気泡及び霧を噴出する方向に自在に向けられることを特徴とする、請求項１記載の自走式作業重機。
【請求項３】
前記気泡噴出手段、霧噴出手段及び噴出方向制御手段は、自走式作業重機上に積載されていることを特徴とする、請求項２記載の自走式作業重機。
【請求項４】
前記界面活性剤として陰イオン界面活性剤が使用されるとともに、陽イオン流を浮遊微粒子に向けて噴流する陽イオン噴流手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１記載の自走式作業重機。
【請求項５】
前記薬液水溶液がアルカリ性であることを特徴とする、請求項１記載の自走式作業重機。
【請求項６】
前記薬液水溶液は微小な滑り止め粒子をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の自走式作業重機。
【請求項７】
前記滑り止め粒子の直径が５〜３０ｎｍであることを特徴とする、請求項６記載の自走式作業重機。
【請求項８】
前記薬液水溶液は微粉塵等を結合する被着剤をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の自走式作業重機。
【請求項９】
前記薬液水溶液は着色剤をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の自走式作業重機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉塵及び浮遊微粒子の両者（以下、微粉塵等という）を除去するための自走式作業重機に関する。本発明は、詳細には、建造物解体現場や廃棄物処理場や微粉末取扱現場等で微粉塵等の存する屋外開放環境において、界面活性剤等を含む薬液水溶液を気泡及び霧の形態で微粉塵等に対して吹付けることによって、微粉塵等を捕集する自走式作業重機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建造物解体現場や廃棄物処理場や微粉末取扱現場等では、普段は地面や床面等に堆積しているものの風によって舞い上がったあと直ぐに沈降する比較的大きなサイズの粉塵と、空中に浮遊し続けるために人体に悪影響を及ぼす微粒子とが共存している。
【０００３】
従来、微粉塵等を取り除くために、例えば、集塵機で微粒子を捕集したり、粉塵に散水したり、霧を微粒子に吹付けたりすることが行われているが、これらの除去方法にはそれぞれ以下のような問題がある。
【０００４】
屋内に設置された集塵機によって浮遊微粒子を吸引する集塵機捕集システムでは、地面や床面に堆積した粉塵を除去することができない。また、集塵機捕集システムは、大掛かりな設備投資、ランニングコスト、定期的メンテナンス等によって、多大な経費を要する。
【０００５】
水の凝集力を利用した水散布システムでは、散水ノズルから散布される水滴のサイズが大きいために、地面や床面に堆積した粉塵を一時的に凝着・固定することはできても、浮遊微粒子を捕集することはできない。また、水というのは粉塵の凝着能力が低いために多量の水を散布する必要があり、散布された多量の排水を処理するための設備や費用も必要となる。
【０００６】
特開平１１−３４３７４６号公報には、建屋内に浮遊する微粒子に対して霧化された水を、建屋の天井や内壁面等に設置されたノズルから吹出すシステムが開示されている。当該噴霧システムは、小粒子径ゆえに長時間空中を浮遊する微粒子に対しては有効な方法である。しかしながら、噴霧システムは、普段は地面や床面等に堆積している比較的大きなサイズの粉塵に噴霧すべき水を多量に必要とするので、粉塵に対してはあまり現実的ではない。
【０００７】
したがって、現状では、微粒子及び粉塵の両者を同時に除去することができるシステムは存在しない。
【０００８】
微粉塵等の発生・存在場所が屋外である場合、作業場所や風向きが変わることによって、微粉塵等の発生・存在場所が時々刻々変わる。特開平１１−３４３７４６号公報に開示された噴霧方式は、ノズルが建屋内に固定的に設置されているので、屋外に存する微粉塵等に対して適用することができない。したがって、開放環境である屋外であっても微粉塵等を効果的に除去できる微粉塵等の除去システムの開発が望まれている。
【０００９】
ところで、微粉塵等の捕集効率を高めるために、多量の水や薬液水溶液が使用される。その結果、床面や地面や機械設備の表面が水や薬液水溶液でびっしょりと濡れてしまって、作業者が濡れた床面等の上で滑って危険であるという問題もある。
【００１０】
微粉塵等が水の凝着力によって一時的に凝着・固定されている。しばらくすると散布された水が蒸発することによって凝着力が低下し、一時的に凝着・固定された微粉塵等が再び飛散してしまうという問題もある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、微粒子及び粉塵の両者を同時に除去することができる自走式作業重機を提供することである。
【００１２】
さらに、本発明が解決しようとする課題は、微粉塵等の発生・存在する場所が時々刻々変わる屋外であっても使用可能な自走式作業重機を提供することである。
【００１３】
さらに、本発明が解決しようとする課題は、濡れた床面等の上でも作業者等が滑りにくい自走式作業重機を提供することである。
【００１４】
さらに、本発明が解決しようとする課題は、時間が経過しても微粉塵等が再び飛散しにくい自走式作業重機を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段・作用・効果】
上記技術的課題を解決するために、本発明は、少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液を、粉塵に向けて気泡の形で吹付けて粉塵を気泡の層で覆う気泡吹付け手段と、少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液を、空中に浮遊する微粒子に向けて噴霧して霧により浮遊微粒子を捕集して落下させる噴霧手段とを備えることを特徴とする自走式作業重機を提供するものである。
【００１６】
建造物解体現場や廃棄物処理場や微粉末取扱現場等では、普段は地面や床面等に堆積しているものの風によって舞い上がったあと直ぐに沈降する比較的大きなサイズ（１０〜１００μｍ程度あるいは１００μｍより大きいサイズ）の粉塵と、空中に浮遊し続けるために人体に悪影響を及ぼす微粒子（粒径が大略１０μｍより小さい）とが共存している。
【００１７】
少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液を用いることによって、薬液水溶液の表面張力が大きく低下して、微粉塵等に対して濡れ易く、すなわち微粉塵となじみ易くなる。粉塵及び浮遊微粒子に対しては、それぞれ、気泡吹付け手段及び噴霧手段によって界面活性剤を含む薬液水溶液が気泡及び霧の形態で吹出される。気泡吹付け手段から吹出された気泡はおおよそ５０μｍより大きなサイズであり、吹出された気泡によって、粉塵上に液膜が形成されて、粉塵の飛散が防止される。また、噴霧手段によって吹出された霧は、上記気泡より小さくて、おおよそ５〜５０μｍ、好ましくは１０μｍ前後である。吹出された霧は、非常に微小な粒子であるために本来は表面張力が高いが、界面活性剤によって表面張力が低下している。微小な霧粒子は、いわゆるブラウン拡散運動を行いながら浮遊微粒子と頻繁に衝突することによって、浮遊微粒子を捕集する。したがって、粉塵及び浮遊微粒子が界面活性剤を含む薬液水溶液に接して、粉塵同士、浮遊微粒子同士及び粉塵と浮遊微粒子とが凝集することによって、微粉塵等が確実に捕集される。
【００１８】
前記自走式作業重機は、好ましくは、前記気泡吹付け手段の気泡噴出口及び前記噴霧手段の霧噴出口の噴出方向をそれぞれ自在に制御することができる噴出方向制御手段を備え、前記各噴出口は、粉塵及び浮遊微粒子の発生及び存在する場所に対して気泡及び霧を噴出する方向に自在に向けられている。
【００１９】
上記構成によれば、気泡噴出手段及び霧噴出手段の各噴出口から、気泡及び霧の噴出方向が適宜制御されながら、粉塵及び浮遊微粒子の発生及び存在する様々な場所に向けて気泡及び霧が吹出される。その結果、微粉塵等の発生及び存在が的確且つ迅速に抑制される。
【００２０】
気泡噴出手段、霧噴出手段及び噴出方向制御手段は、矢倉のような高所に固定的に設置したり、作業者が微粉塵等の発生場所及び存在場所に自在に持ち運ぶことのできる可搬型にすることもできる。気泡噴出手段、霧噴出手段及び噴出方向制御手段は、好ましくは、クレーン車や掘削機やフォークリフトやトラック等の自走式作業重機上に積載される。このように構成することにより、微粉塵等の発生場所及び存在場所が時々刻々と移動しても、微粉塵等の発生場所及び存在場所に追従して、気泡噴出手段及び霧噴出手段の各噴出口の噴出方向を変えることができる。したがって、気泡及び霧を微粉塵等に対して素早く且つ的確に吹付けることができるので、微粉塵等の発生及び存在の抑制領域が拡大する。
【００２１】
界面活性剤として、例えば、アニオン系のアルファオレフィンスルホン酸ナトリウム塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ラウリル硫酸エステルナトリウム塩、アニオン系のポリオキシエチレンアルキルエーテル等の陰イオン界面活性剤が使用される。陰イオン界面活性剤を含む薬液水溶液から生成された霧は、末端基がマイナスに帯電している。一方、陽イオン流を浮遊微粒子に向けて噴流する陽イオン噴流手段を設けることによって、噴流した陽イオン流と結合した浮遊微粒子が、プラスに帯電する。マイナスに帯電した霧とプラスに帯電した浮遊微粒子との間に静電引力が作用するので、霧と浮遊微粒子とが結び付きやすくなる。したがって、霧による微粉塵等の捕集能力が向上する。
【００２２】
現在のところ詳細なメカニズムは学術上十分に解明されていないが、薬液水溶液がアルカリ性である方が、微粉塵等の捕集能力が向上する。
【００２３】
薬液水溶液が微小な滑り止め粒子をさらに含むことによって、微小な滑り止め粒子が薬液水溶液で濡れた床面と作業者の靴との間に介在して、床面の摩擦抵抗が高くなる。したがって、作業者が滑って転倒することが防止される。
【００２４】
滑り止め粒子の直径は、好ましくは５〜３０ｎｍである。
【００２５】
好ましくは、薬液水溶液が微粉塵等を結合する被着剤をさらに含むことによって、吹付けられた微粉塵等に薄い被膜が形成されるとともに、被膜で覆われた微粉塵等が床面や地面上に被着される。その結果、時間が経過しても、微粉塵等が再び飛散することが防止される。被着剤としては、人体に対する毒性が低くて水溶液に溶解する高分子材料、例えば、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、メチルセルロース又は澱粉等が使用可能である。
【００２６】
好ましくは、薬液水溶液が着色剤をさらに含むことによって、気泡の吹付けられた微粉塵等が環境と良くマッチする色に着色されるので、看者に違和感を与えることがなくなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る微粉塵等の除去システムについて説明する。本発明に係る微粉塵等の除去システムは、建造物解体工事現場や砕石現場等で使用されて作業中に粉塵や微粒子を発生させる各種自走式作業重機、すなわち、ブルドーザーや掘削機や振動くい打ち機や自走式クレーン車等に配設される。
【００２８】
まず、図１及び３を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る微粉塵等の除去システムについて説明する。図１は本発明に係る微粉塵等の除去システムを自走式のクレーン車１０に適用した状態を示す説明図である。図３は、図１のシステムに使用されて薬液水溶液を気泡及び霧の形で吹出す吹出し装置を示す図である。
【００２９】
微粉塵等の除去システムは、薬液水溶液を用いて気泡及び霧をそれぞれ噴出するための気泡吹付け手段及び噴霧手段と、システム全体の動作を制御する制御装置とから構成されている。
【００３０】
気泡吹付け手段は、薬液水溶液を気泡の形にしてその気泡を粉塵に向けて噴出するためのものである。気泡吹付け手段は、具体的には、薬原液を貯蔵する薬液タンクと、水を貯蔵する水タンクと、薬原液を発泡器に送る薬液ポンプと、水を発泡器に送る水ポンプと、圧縮空気を発泡器に供給するコンプレッサと、薬原液と水と圧縮空気とを混合して気泡を発生させる発泡器と、気泡噴出口としての気泡ノズル３２を有する気泡用配管３０ｃと、前記の各構成要素の間をつなぐフレキシブルチューブ３６と、気泡ノズル３２の噴出方向を自在に制御する噴出方向制御装置とを備えている。
【００３１】
薬液タンクと水タンクと薬液ポンプと水ポンプとコンプレッサと発泡器とは、自走式クレーン車１０の本体部側すなわち操縦室１２やエンジン室１４の周りに設けられた気泡及び霧発生装置室１６に収納されている。また、フレキシブルチューブ３６と気泡ノズル３２と噴出方向制御装置とは、自走式クレーン車１０の作業部側、例えば作業用アタッチメント２２（シャンクやバケットやフォークやシャベル）又は作業用アタッチメント２２が取付けられるブーム支柱１８の先端に設置されている。自走式クレーン車１０は駆動部１１で建造物解体工事現場や砕石現場等を自在に動き回ることができる。
【００３２】
同様に、噴霧手段は、薬液水溶液を霧の形にして浮遊微粒子に向けて噴霧するためのものである。噴霧手段は、具体的には、薬原液を貯蔵する薬液タンクと、水を貯蔵する水タンクと、薬原液を混合器に送る薬液ポンプと、水を混合器に送る水ポンプと、圧縮空気を霧ノズル３４に供給するコンプレッサと、薬原液と水とを混合する混合器と、薬液水溶液と圧縮空気とを混合して霧化する霧噴出口としての霧ノズル３４を有する霧用配管３０ｄと、前記の各構成要素の間をつなぐフレキシブルチューブ３８と、霧ノズル３４の噴出方向を自在に制御する噴出方向制御装置とを備えている。
【００３３】
また、薬液タンクと水タンクと薬液ポンプと水ポンプとコンプレッサと発泡器と混合器とは、自走式作業重機の本体部側すなわち操縦室１２やエンジン室１４の周りに設けられた気泡及び霧発生装置室１６に収納されている。また、フレキシブルチューブ３８と霧ノズル３４と噴出方向制御装置とは、自走式作業重機の作業部側、例えば作業用アタッチメント２２（シャンクやバケットやフォーク）又は作業用アタッチメント２２が取付けられるブーム支柱１８の先端に設置されている。
【００３４】
フレキシブルチューブ３６，３８は、比較的低圧の圧縮空気を供給する空気用チューブと、薬原液や水や薬液水溶液を供給する液用チューブと、発泡器と気泡用配管との間をつなぐ気泡用チューブと、混合器と霧用配管との間をつなぐ霧用チューブとからなる。また、フレキシブルチューブ３６，３８には、万が一、ノズル３２，３４がゴミ等で目詰まりした場合や冬期の凍結に備えて、ドレインが接続されている。各チューブの途中部位には、薬原液、水、薬液水溶液及び圧縮空気の各流量を計測する流量計と、弁の開閉を自動で行なう電磁弁と、液体の逆流を防止するためのサイホン逆止弁とが設けられている。これらの部材は上述した制御装置によって制御されている。
【００３５】
薬液タンクには、界面活性剤や脱臭剤や被着剤や滑り止め粒子等が調合された薬原液が充填されている。薬原液は、捕集・除去すべき微粉塵等に応じて、液の成分や組成を気泡用又は霧用として適宜個別に調合することもできるが、本実施形態では同じ成分や組成にしている。薬原液を水で薄められた薬液水溶液としては、典型的には、界面活性剤として、例えば、ＡＯＳ（αオレフィンスルフォン酸ナトリウム塩）原液１（体積で）に対して、水２００（体積で）が加えられている。
【００３６】
作業用アタッチメント２２（シャンクやバケットやフォーク）の代りに、吹出し装置３０が自走式クレーン車１０のアーム１８の先端部に取付けられて、吹出し装置３０は、使用時にはアーム１８が上向きに延長して、高所に吊り上げられる。
【００３７】
吹出し装置３０の形態は、取付けられる部位や形状あるいは除去すべき微粉塵等の領域によって適宜決定されるが、例えば図３（Ａ）に示すように、全体として方形形状にすることができる。図３（Ａ）に示した吹出し装置３０においては、中央列に気泡用配管３０ａが配置されるとともに、気泡用配管３０ａの両側に複数の霧用配管３０ｂが並列配置されている。気泡用配管３０ａは、気泡供給支持配管３０ｃと連通しているとともに、気泡供給支持配管３０ｃで回動自在に支持されている。同様に、霧用配管３０ｂは、霧供給支持配管３０ｄと連通しているとともに、霧供給支持配管３０ｄで回動自在に支持されている。また、吹出し装置３０は、気泡用配管３０ａ及び霧用配管３０ｂを交互に配置した構成とすることもできる。
【００３８】
気泡供給支持配管３０ｃ及び霧供給支持配管３０ｄには、気泡用配管３０ａ及び霧用配管３０ｂを回動させて気泡ノズル３２及び霧ノズル３４を別個独立に首を振らせる噴出方向制御装置としての公知の首振り機構がそれぞれ設けられている。その結果、気泡ノズル３２及び霧ノズル３４の噴出方向はそれぞれ別個独立に制御される。
【００３９】
各気泡用配管３０ａには、複数の１流体型の気泡ノズル３２が直列配置されている。各霧用配管３０ｂには、複数の２流体型の霧ノズル３４が直列配置されている。なお、霧ノズル３４は、１００μｍ程度の比較的大きな霧でよい場合には１流体型ノズルも使用することができる。しかしながら、圧縮空気及び薬液水溶液の圧力及び流量を調節することによって、霧サイズを比較的自由にコントロールでき、且つ、霧を５０μｍよりさらに微細化することのできる、２流体型ノズルが好ましい。
【００４０】
また、図３（Ｂ）に示すように、同心の円環形状にすることができる。図３（Ｂ）に示した吹出し装置３０においては、中央部に円環状の気泡用配管３０ａが配置されるとともに、気泡用配管３０ａの外方部に円環状の霧用配管３０ｂが略同心に配置されている。気泡用配管３０ａが気泡供給支持配管３０ｃと連通しているとともに、霧用配管３０ｂが霧供給支持配管３０ｄと連通している。気泡ノズル３２及び霧ノズル３４は、それぞれを別個独立に首を振らせる噴出方向制御装置としての公知の首振り機構を介して、気泡用配管３０ａ及び霧用配管３０ｂに取り付けられている。また、吹出し装置３０は、円環状の気泡用配管３０ａ及び霧用配管３０ｂを交互に同心に配置した構成とすることもできる。
【００４１】
ＡＯＳを含む薬液水溶液と圧縮空気とが発泡器によって混合されて、ＡＯＳを含む気泡が発生する。発泡器で発生した気泡は低圧の圧縮空気によってフレキシブルチューブ配管３６を通って気泡用配管３０ａまで圧送されたあと、気泡ノズル３２から下向きの気泡吹出し方向６に気泡が噴出される。その結果、ＡＯＳを含む気泡層が、１０〜１００μｍ程度あるいは１００μｍより大きいサイズの粉塵を覆うように形成されて、粉塵が気泡層によって固定される。
【００４２】
また、ＡＯＳを含む薬液水溶液及び低圧の圧縮空気をそれぞれ霧用チューブ及び空気用チューブで圧送して、霧ノズル３４の出口直前で合流させることによって、霧ノズル３４から下向きの噴霧方向８に微細な霧が噴出される。その結果、２流体型の霧ノズル３４から下向きに広がる円錐状噴霧ゾーンが、粉塵浮遊空間を覆うように形成されて、浮遊する微粒子（粒径が大略１０μｍより小さい）がＡＯＳを含む微細な霧によって捕集されて落下する。
【００４３】
本発明に係る微粉塵等の除去システムの効果は、以下のような方法で定量的に確認した。すなわち、一つの気泡ノズル３２当り、ＡＯＳを０．６７体積％含む薬液水溶液を２０リットル／分、空気量２５リットル／分で、気泡ノズル３２から粉塵に対して吹付けるとともに、一つの霧ノズル３４当り、水量０．４リットル／分、ＡＯＳ原液を０．００４リットル／分、空気量９４リットル／分で、霧ノズル３４から薬液水溶液を浮遊微粒子に対して噴霧した。そして、日本科学工業製の光散乱式の高感度デジタル粉塵計（モデル３４２３）を用いて、空中に浮遊する１０μｍ以下の微粒子の１分間のカウント数を計測した。その結果、微粒子の平均濃度ｃｐｍ（１分間のカウント数で表わす相対濃度）は、薬液水溶液の噴霧前のそれよりも約１／１０に低減していた。したがって、薬液水溶液を噴霧することによって、大略１０μｍより小さい微粒子とともにそれより大きいサイズの粉塵の濃度が大幅に低下した。
【００４４】
したがって、粉塵を覆う気泡層と浮遊微粒子を捕集する微細な霧との両者によって、建造物解体現場や廃棄物処理場や微粉末取扱現場等の屋外の作業環境に存する微粉塵等が確実に捕集される。
【００４５】
なお、上述した実施形態では、薬液水溶液を下向きに吹付けているが、薬液水溶液を下方から上方に向けて、横方向から、斜め下向きに、あるいは斜め上向きに吹付けることもできる。
【００４６】
次に、図２を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る微粉塵等の除去システムについて説明する。図２は、本発明に係るシステムを自走式のショベル系掘削機１０に適用した場合の説明図である。
【００４７】
第２実施形態は、上述した第１実施形態と以下の点で異なっている。すなわち、自走式掘削機１０のアーム２０の先端には、作業用アタッチメント２２（シャンクやバケットやフォーク）が取付けられているとともに、吹出し装置３０がアーム２０や操縦室１２の上に取付けられている。また、陽イオン噴流手段としてのイオナイザー２４が作業用アタッチメント２２の基端側に設けられている。
【００４８】
図３に示した第２実施形態では、気泡用配管３０ａがアーム２０を囲むように取付けられているとともに、霧用配管３０が操縦室１２の上に取付けられている。
【００４９】
気泡用配管３０ａにおいては、噴出方向制御装置としての公知の首振り機構を介して気泡ノズル３２が取付けられている。気泡ノズル３２は上下左右に首を振ることができる。例えば、気泡が、気泡ノズル３２から下向きの気泡吹出し方向６に勢いよく噴出される。その結果、気泡層が粉塵を覆うように形成されて、粉塵が気泡層によって固定される。
【００５０】
霧用配管３０ｂにおいては、噴出方向制御装置としての公知の首振り機構を介して霧ノズル３４が取付けられている。霧ノズル３４は上下左右に首を振ることができる。例えば、薬液を含む霧が、霧ノズル３４から横向きの噴霧方向８に勢いよく噴霧される。その結果、薬液を含む霧が、浮遊微粒子に衝突して、浮遊する微粒子が微細な霧によって捕集されて落下する。
【００５１】
陽イオン噴流手段としてのイオナイザー２４は、シャンクやバケットやフォーク等の作業用アタッチメント２２の近傍に設けられており、作業用アタッチメント２２の先で発生して浮遊する微粒子に向けてプラスに帯電した粒子がコンプレッサーからの低圧圧縮空気によって噴出される。その結果、浮遊微粒子が陽イオンに帯電する。ところで、界面活性剤として使用されるアルファスルホン酸ナトリウム塩は、アニオン系であり、アルファスルホン酸ナトリウム塩を含む霧は、末端基が陰イオンに帯電している。したがって、プラスに帯電した浮遊微粒子とマイナスに帯電した霧との間に静電引力が作用するために、霧と浮遊微粒子とが結び付きやすくなり、霧による微粒子の捕集能力が向上する。
【００５２】
本発明に係る微粉塵等の除去システムの効果は、第１実施形態の場合と同様の方法で定量的に確認した。その結果、平均微粒子濃度ｃｐｍ（１分間のカウント数で表わす相対濃度）は、薬液水溶液の噴霧前のそれよりも約１／１０に低減していた。したがって、プラスに帯電した浮遊微粒子に対してマイナスに帯電した薬液水溶液を噴霧することによって、大略１０μｍより小さい微粒子とともにそれより大サイズの粉塵の濃度が大幅に低下した。
【００５３】
したがって、粉塵を覆う気泡層と、プラスに帯電した浮遊微粒子を捕集するマイナスに帯電した霧との両者によって、建造物解体現場や廃棄物処理場や微粉末取扱現場等の屋外の作業環境に存する微粉塵等がさらに確実に捕集される。
【００５４】
第３実施形態は、上述した第１実施形態と同じシステムを使用しているが、薬液水溶液が界面活性剤としてのＡＯＳをアルカリ電解水で薄めたものである点で異なっている。
【００５５】
アルカリ電解水は、水を電気分解することによって生成されたアルカリ水であって、水素イオン濃度（ｐH）が約８．５〜９である。
【００５６】
詳細なメカニズムは不明であるが、水の代りにアルカリ電解水を用いて、ＡＯＳを含むアルカリ電解水溶液を微粉塵等に対して吹付けると、普通の水で薄めて作った薬液水溶液と同程度の、微粉塵等の捕集力を有していた。
【００５７】
第４実施形態は、上述した第１実施形態と同じシステムを使用しているが、気泡又は霧として噴出される薬液水溶液が、界面活性剤及び被着剤を含むものである点で異なっている。
【００５８】
水溶性被着剤として、ポリエチレングリコールを使用する。本発明に係る水溶性被着剤は、吹付けられた微粉塵等に薄い被膜を形成するとともに、被膜で覆われた微粉塵等が床面や地面上に被着される。その結果、時間が経過しても、微粉塵等が再び飛散することが防止される。被着剤を含む薬液水溶液は、広い範囲に噴霧されるために人に吸引される可能性があるので、人体に対する毒性が低くて水溶液に溶解する高分子材料、例えば、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、メチルセルロース又は澱粉等が使用可能である。
【００５９】
ＡＯＳを含む薬液水溶液の代りに、ＡＯＳ及びポリエチレングリコールを含む薬液水溶液を微粉塵等に対して吹付けると、普通の薬液水溶液と同程度の、微粉塵等の捕集力を有していた。それとともに、捕集されて地面３や床面の上に堆積した微粉塵等は、時間を経ると乾燥する。しかしながら、被膜で覆われた微粉塵等が床面や地面３の上に被着しているので、風が吹いても、床面や地面３の上に被着した微粉塵等が舞い上がることがなく、新たな微粉塵等の飛散が防止される。
【００６０】
第５実施形態は、上述した第１実施形態と同じシステムを使用しているが、気泡又は霧として噴出される薬液水溶液が、界面活性剤及び滑り止め粒子を含むものである点で異なっている。
【００６１】
滑り止め粒子として、シリカの球形粒子が使用されている。滑り止め粒子は、例えば、日産化学（株）製のスノーテックス３０番であり、その粒子の直径は、１〜１００ｎｍ、好ましくは５〜３０ｎｍである。滑り止め粒子は、薬液水溶液に対して、０．１〜１０体積％、好ましくは０．５〜５体積％の割合で添加される。薬液水溶液に添加された微小な滑り止め粒子は、薬液水溶液で濡れた地面や床面や機械設備の表面と作業者の靴との間に介在して、床面等の摩擦抵抗を高くする。したがって、作業者が滑って転倒することが防止される。
【００６２】
上述した薬液水溶液には、界面活性剤や被着剤や滑り止め粒子が添加されているが、微粉塵等から発せられる有害ガスや独特の臭気を除去する脱臭剤（例えばオルガノ社製の植物系脱臭剤：サニクリーンシリーズ）を適宜添加することができる。また、界面活性剤を含む薬液水溶液の気泡が微粉塵等に吹付けられると、吹付けられた微粉塵等が白く泡立って目立ってしまうために、周りの者に違和感を与えてしまう。したがって、微粉塵等の発生している環境に良く馴染んで落ち付いた色、すなわち茶色やベージュ色（微粉塵が土系の場合）や灰色（微粉塵がコンクリート系の場合）等の着色剤も適宜添加することができる。着色剤としては、人体に害の少ない食品用着色剤や入浴用着色剤、例えば、茶色であれば、カラメル、カロチン、チョコカラー、ブラウンカラーＬあるいはブラウンカラー５００Ｐ等が使用される。
【００６３】
【実施例】
薬液の組成やイオン化の効果を以下のようにして定量的に調べた。すなわち、微粉塵が飛散する状態を人工的に発生させて、地面から約４ｍの高さに設置したノズルから薬液水溶液を微粉塵等に向けて噴霧した。そして、約２ｍ離れた位置に設置した日本科学工業製の光散乱式の高感度デジタル粉塵計（モデル３４２３）で浮遊微粒子量（ｍｇ／ｍ３）を１分間測定した。ここで、ＡＯＳ溶液とは、１体積％のαオレフィンスルフォン酸ナトリウム塩を水に溶解させたものである。アルカリ水とは、アルカリイオン電解水であって、水素イオン濃度（ｐＨ）が約８．５〜９である。イオン化とは、ヒューグルエレクトロニクス（株）のＤＣ型イオナイザーでプラスに帯電させた陽イオン流を微粉塵等に対して直接吹付けた。ＤＣ型イオナイザーは、タングステン針又はポリシリコン針を備えてなり、パルスＤＣ方式とダブルＤＣ方式とに任意に設定できる。
【００６４】
表１
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【００６５】
表１からわかるように、ＡＯＳ溶液単独の場合では、浮遊微粒子が約３３％低減した。ＡＯＳ溶液とイオナイザーとを組み合わせた場合では、浮遊微粒子が約６１％低減した。アルカリ電解水単独の場合では、浮遊微粒子が約２３％低減した。アルカリ電解水とイオナイザーとを組み合わせた場合では、浮遊微粒子が約２５％低減した。ＡＯＳ溶液とアルカリ電解水とを組み合わせた場合では、浮遊微粒子が約５２％低減した。ＡＯＳ溶液とアルカリ電解水とイオナイザーとを組み合わせた場合では、浮遊微粒子が約６１％低減した。
【００６６】
次に、被着剤の効果を以下のようにして定量的に調べた。すなわち、基板上に０．４ｇの微粉塵等を均一に散布した状態で、以下に示す薬液水溶液を吹付ける。そして、１２０度で約７分間乾燥した後の基板上の微粉塵等の重量を測定する。斜め下方に吹付けるエアーブローを行った後の基板上に残った微粉塵等の重量を測定する。エアーブローの前後で微粉塵等が減少した割合を微粉塵変化率とした。ここで、ＡＯＳ溶液とは、１体積％のαオレフィンスルフォン酸ナトリウム塩を水に溶解させたものである。また、ＰＥＧとは、ポリエチレングリコール液であって、水に５体積％又は１０体積％を添加したものである。
【００６７】
表２
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【００６８】
表２からわかるように、ＡＯＳ溶液単独の場合には、エアーブローによって約２１％の微粉塵等が飛散したが、ＡＯＳ溶液にＰＥＧを体積％又は１０体積％を添加した場合には、エアーブローによって微粉塵等の重量が全く変化していない。このように、ＡＯＳ溶液単独の場合には、乾燥によってＡＯＳ溶液の膜が消滅するが、ＡＯＳ溶液にＰＥＧを添加した場合には、微粉塵上にＰＥＧの被膜が形成されて、微粉塵が飛散しにくくなっていると考えられる。
【００６９】
さらに、滑り止め粒子の効果を以下のようにして定量的に調べた。すなわち、アクリル板上にアクリル円板（直径５０ｍｍ×高さ１０ｍｍ）を載置した状態で、以下に示す薬液水溶液を吹付ける。そして、アクリル板の一端を持ち上げてアクリル板を傾斜させて、アクリル円板がアクリル板上を滑り始めるときの傾斜角度（傾斜開始角度）を測定する。傾斜開始角度を滑り易さの評価基準とした。つまり、傾斜開始角度が小さい方が、滑りにくくことを表わしている。ここで、ＡＯＳ溶液とは、１体積％のαオレフィンスルフォン酸ナトリウム塩を水に溶解させたものである。また、シリカの球形粒子からなる滑り止め粒子を、ＡＯＳ溶液に対して０．５体積％、２．５体積％又は１０体積％の割合で添加している。
【００７０】
表３
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【００７１】
表３からわかるように、ＡＯＳ溶液単独の場合には、滑走開始角度が小さくなっていることから、アクリル板上が滑りやすくなっている。これに対して、滑り止め粒子をＡＯＳ溶液に添加すると、滑走開始角度が少し大きくなっていることから、アクリル板の表面が滑りにくくなっている。このように、ＡＯＳ溶液単独の場合には表面活性剤によって滑りやすくなっているのに対して、ＡＯＳ溶液に少量の滑り止め粒子を添加した場合には、添加した滑り止め粒子のピン止め効果によってアクリル板の表面の摩擦抵抗が高くなっていると考えられる。
【００７２】
なお、本発明に係る微粉塵等の除去システムは、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下のように変形された構成にすることも可能である。
【００７３】
例えば、薬液タンクと水タンクと薬液ポンプと水ポンプとコンプレッサと発泡器と混合器等の気泡及び霧の発生装置がトラック上に積載されるとともに、それらとホースで接続された吹出し装置（気泡噴出手段及び霧噴出手段）が、作業者によって微粉塵等の発生場所及び存在場所に自在に持ち運ばれて使用される可搬型にすることもできる。また、気泡及び霧の発生装置がトラック上に積載されるとともに、それらとホースで接続された吹出し装置がフォークリフトのフォーク部に対して上下左右に回動自在に取付けられた構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る微粉塵等の除去システムを示す説明図である。
【図２】  本発明の第２実施形態に係る微粉塵等の除去システムを示す説明図である。
【図３】  図１の微粉塵等の除去システムに使用される吹出し装置を示す斜視図である。（Ａ）は直管タイプのものであり、（Ｂ）は円環タイプのものである。
【符号の説明】
２  粉塵
３  地面
４  微粒子
６  気泡吹出し方向
８  噴霧方向
１０  自走式作業重機
１１  駆動部
１２  操縦室
１４  エンジン室
１６  気泡及び霧発生装置室
１８  ブーム支柱
２０  アーム
２２  作業用アタッチメント
２４  イオナイザー
３０  吹出し装置
３０ａ  気泡用配管
３０ｂ  霧用配管
３０ｃ  気泡供給支持配管
３０ｄ  霧供給支持配管
３２  気泡ノズル
３４  霧ノズル
３６  気泡用フレキシブルチューブ
３８  霧用フレキシブルチューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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