(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を掘削するためにブームを備えた掘削機械において、
前記ブームに設けられ、前記掘削機械の作業対象面に泡沫を噴射するために圧縮空気と界面活性剤を含んだ溶液を混合して泡沫を発生させるための発泡器と、
前記発泡器に圧縮空気、前記溶液を供給するためのポンプユニットと、
前記発泡器と前記ポンプユニット間を連結し圧縮空気を供給するためのエアーホースと、
前記発泡器と前記ポンプユニット間を連結し前記溶液を供給するための溶液ホースと、
前記ポンプユニットを制御して少なくとも前記発泡器に圧縮空気、前記溶液の供給・停止を制御するために前記掘削機械の運転席に配置されたポンプユニット制御手段と
からなる掘削機械用泡沫防塵装置において、
前記ポンプユニット制御手段は、空気を圧縮するための圧縮ポンプを駆動する第１電動機、及び前記溶液を加圧するためのポンプを駆動する第２電動機の電源を開閉するための手動スイッチであることを特徴とする掘削機械用泡沫防塵装置。
【請求項２】
地盤を掘削するためにブームを備えた掘削機械において、
前記ブームに設けられ、前記掘削機械の作業対象面に泡沫を噴射するために圧縮空気と界面活性剤を含んだ溶液を混合して泡沫を発生させるための発泡器と、
前記発泡器に圧縮空気、前記溶液を供給するためのポンプユニットと、
前記発泡器と前記ポンプユニット間を連結し圧縮空気を供給するためのエアーホースと、
前記発泡器と前記ポンプユニット間を連結し前記溶液を供給するための溶液ホースと、
前記ポンプユニットを制御して少なくとも前記発泡器に圧縮空気、前記溶液の供給・停止を制御するために前記掘削機械の運転席に配置されたポンプユニット制御手段と
からなる掘削機械用泡沫防塵装置において、
前記発泡器は、多数の孔が形成され前記空気及び溶液を通し混合する混合攪拌部と、前記混合された前記空気及び溶液を通す複数のパイプからなる整流部とからなることを特徴とする掘削機械用泡沫防塵装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の掘削機械用泡沫防塵装置において、
前記ポンプユニットは前記掘削機械に搭載されていることを特徴とする掘削機械用泡沫防塵装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の掘削機械用泡沫防塵装置において、前記掘削機械は、バックホウであることを特徴とする掘削機械用泡沫防塵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土砂を掘削・盛土するための掘削機械に搭載して使用される泡沫防塵装置に関する。更に詳しくは、バックホウ等の掘削機械による作業で粉塵が飛散するとき、この掘削機械に搭載した泡沫防塵装置により泡沫を発生させて粉塵の発生場所を泡沫により被覆して粉塵の飛散を防ぐ掘削機械用泡沫防塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤の掘削、積込みは、パワーショベル、バックホウ等の掘削機械によって行われる。これらの作業のとき、地盤、土砂が乾燥していると粒子が小さい土砂が周囲の空中に飛散する。粉塵の飛散は掘削機械のオペレータ、作業者の健康上からも望ましくなく、また市街地での作業では近隣からの苦情の対象にもなり可能な限り少ない方が望ましい。
【０００３】
従来このために作業対象面に散水が行われているが、水がない現場では充分に散水できない。そこで例えば、コンベヤから発生する粉塵を可能な限り押さえるために、コンベヤ上の土砂を泡沫で被覆するものも提案されている（特開昭５１−５７７３号公報）。しかしながら、掘削機械は、地盤の掘削、土砂の盛土・積込み作業等を移動しながら行うことから、固定式の発泡装置を設置しても作業の場所が常時移動することから適切に粉塵の発生部を覆うことが困難であり適切ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
【０００５】
本発明の目的は、地盤の掘削、土砂の積込み等の作業対象面を泡沫で被覆できる掘削機械用泡沫防塵装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、地盤の掘削、土砂の積込み等の作業中に掘削機械のオペーレータが運転台から泡沫の放出、停止を制御できる掘削機械用泡沫防塵装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、地盤の掘削、土砂の積込み等の作業位置が移動しても迅速に追従できる機動性の高い掘削機械用泡沫防塵装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
【０００９】
本発明１の掘削機械用泡沫防塵装置は、
地盤を掘削するためにブームを備えた掘削機械において、
前記ブームに設けられ、前記掘削機械の作業対象面に泡沫を噴射するために圧縮空気と界面活性剤を含んだ溶液を混合して泡沫を発生させるための発泡器と、
前記発泡器に圧縮空気、前記溶液を供給するためのポンプユニットと、
前記発泡器と前記ポンプユニット間を連結し圧縮空気を供給するためのエアーホースと、
前記発泡器と前記ポンプユニット間を連結し前記溶液を供給するための溶液ホースと、
前記ポンプユニットを制御して少なくとも前記発泡器に圧縮空気、前記溶液の供給・停止を制御するために前記掘削機械の運転席に配置されたポンプユニット制御手段と
からなる掘削機械用泡沫防塵装置において、
前記ポンプユニット制御手段は、空気を圧縮するための圧縮ポンプを駆動する第１電動機、及び前記溶液を加圧するためのポンプを駆動する第２電動機の電源を開閉するための手動スイッチであることを特徴とする。この手動スイッチは、具体的には、運転台に設けた手動スイッチでも良い。
前記ポンプユニットは、圧縮空気、前記溶液を供給するためのポンプ、圧縮機、これらを駆動する動力を含む概念である。更に、前記ポンプユニット制御手段とは、公知の回転数制御手段で前記第１電動機、第２電動機の回転数を制御して空気、溶液の流量を制御する手段を含む概念である。
本発明２の掘削機械用泡沫防塵装置は、
地盤を掘削するためにブームを備えた掘削機械において、
前記ブームに設けられ、前記掘削機械の作業対象面に泡沫を噴射するために圧縮空気と界面活性剤を含んだ溶液を混合して泡沫を発生させるための発泡器と、
前記発泡器に圧縮空気、前記溶液を供給するためのポンプユニットと、
前記発泡器と前記ポンプユニット間を連結し圧縮空気を供給するためのエアーホースと、
前記発泡器と前記ポンプユニット間を連結し前記溶液を供給するための溶液ホースと、
前記ポンプユニットを制御して少なくとも前記発泡器に圧縮空気、前記溶液の供給・停止を制御するために前記掘削機械の運転席に配置されたポンプユニット制御手段と
からなる掘削機械用泡沫防塵装置において、
前記発泡器は、多数の孔が形成され前記空気及び溶液を通し混合する混合攪拌部と、前記混合された前記空気及び溶液を通す複数のパイプからなる整流部とからなることを特徴とする。
【００１０】
前記作業対象面とは、主に掘削機械が掘削、溝掘り、盛土、運搬車への積込み等の地盤、土砂の表面を意味する。前記ポンプユニットは前記掘削機械に搭載すると機動的で効果的である。また、ポンプユニットは、バックホウ等の運転台が設けられている旋回台に搭載しても良いし、前記掘削機械ではなく、別の移動台車、掘削現場に近い地面上に設置しても良い。
【００１１】
前記掘削機械は、地盤掘削、土砂の積込み等のためにブーム、又はアームを備えたものであれぱパワショベル、バックホウ、ドラグライン、クラムシェル等の土木機械で言われているいわゆる掘削機械を含む概念である。
【００１２】
前記発泡器は、多数の孔が形成され前記空気及び溶液を通し混合する混合攪拌部と、前記混合された前記空気及び溶液を通す複数のパイプからなる整流部とからなる。前記発泡器は、加圧空気、界面活性剤を含む溶液を均一に混合して発泡させるものであれば、公知の構造の発泡器であれば他の構造のものでも適用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態を示す  図であり、バックホウで地盤を掘削している状況を示す図である。バックホー１は、機械の位置よりも低い場所の掘削に適するものとして知られたものである。バックホウ１はクローラタイプのものであり、無限軌道履帯であるクローラ２上に車体３は搭載されエンジンを備え自走できる。
【００１４】
車体３上には旋回台４が搭載されており、旋回台４は垂直軸の回りで旋回できる。旋回台４上にはオペレーターのための運転席５が配置されている。旋回台４にはブーム６の基端が揺動自在に設けられ、その先端が上下に起伏自在であり、この起伏は起伏シリンダ７により駆動される。更に、ブーム６の先端にはアーム８の基端が揺動自在に設けられている。
【００１５】
アーム８は、アームシリンダ９により揺動駆動される。アーム８の先端には、地盤を掘削するバケット１０が揺動自在に設けられている。バケット１０は、バケットシリンダ１１により揺動駆動される。以上の構造機能はバックホウとしては公知のものであるので詳細な構造機能の説明は省略する。バックホウ１は、オペレータの運転によりバケット１０で地盤Ｇを掘削して基礎や溝等を作る。この地盤Ｇの掘削のとき、地盤Ｇが乾燥していると粉塵が舞い上がる。
【００１６】
このため掘削作業の途中、及び掘削前に、必要に応じて泡沫防塵装置１５（図３参照）の泡沫発生器１６から防塵のために泡沫、すなわち多量の泡を発生させて放出し掘削対象部分の地盤Ｇを覆う。オペーレータは、運転席５に配置された手動スイッチ３０，３１により、泡沫の発生、停止の制御を必要に応じて行う。泡沫発生器１６は、アーム８の下面に機械的に固定されている。泡沫発生器１６へはエアーホース１７、溶液ホース１８により、旋回台４に搭載されたポンプユニット２０から圧縮空気と界面活性剤の水溶液である溶液が供給されている。
【００１７】
泡沫で覆われた地盤Ｇを掘削すると、泡沫で地盤Ｇが覆われているので粉塵の飛散量が少ない。バケット１０で地盤Ｇを掘削後、掘削されたバケット１０内の土砂の上にも泡沫を噴射して土砂を泡沫で覆う。この状態でダンプトラックの荷台１４に土砂を積み込むとき、積み込んだ後にも図２に示すように泡沫で土を覆うと粉塵の飛散が輸送時に舞い上がる粉塵を最小限に押さえることができる。
【００１８】
［泡沫防塵装置１５］
図３は泡沫防塵装置１５の泡沫発生のための回路を示す。ポンプユニット２０は、空気を圧縮し供給する圧縮機２１を内蔵している。圧縮機２１は電動機２２により回転駆動される。圧縮機２１で圧縮された空気はエアーホース１７により泡沫発生器１６に供給される。圧縮機２１と泡沫発生器１６との間には逆止弁２３が介在されており、泡沫発生器１６からの逆流を防止している。
【００１９】
ポンプユニット２０は、界面活性剤を水で薄めた溶液を加圧して供給するポンプ２５を内蔵している。ポンプ２５は電動機２６により回転駆動される。ポンプ２５は、ポンプユニット２０内の溶液タンク２８に貯蔵された溶液を加圧して溶液ホース１８により泡沫発生器１６に供給する。ポンプ２５と泡沫発生器１６との間には逆止弁２７が介在されており、溶液の逆流を防止している。
【００２０】
電動機２２，２６のＯＮ、ＯＦＦの制御は、運転席５に配置された手動スイッチ３０，３１により起動・停止を行う。交流電源３２は、バックホウ１の近傍に設置された電源ユニット（図示せず）から供給される。なお、交流電源３２はバックホウ１に搭載、又は内蔵されたものであっても良い。発泡器１６からの発泡を開始させるには、手動スイッチ３０をＯＮにして、電動機２２を起動して圧縮機２１を駆動して圧縮空気を発泡器１６に供給して行う。これと同時又は後に、手動スイッチ３１をＯＮにして、電動機２６を起動してポンプ２５を駆動して溶液を発泡器１６に供給して行う。
【００２１】
［発泡器１６］
図４は、発泡器の外観を示す外観図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線で切断したときの断面図であり、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線で切断したときの断面図である。発泡器１６の本体４０は円筒状の形をしたものである。本体４０の外周にはアーム１６に固定するための４個のＬ字状の固定金具４１が溶接により固定されている。固定金具４１をボルトによりアーム１６に固定して発泡器１６を所定位置に固定する。
【００２２】
本体４０の後端面４２には、混合供給管４３がネジにより連結固定され、本体４０の内部空間と連通している。混合供給管４３は圧縮空気と溶液を混合したものを発泡器１６に供給する管である。混合供給管４３には逆止弁２３が連結され、更に逆止弁２３には継手４５とエアーホース１７が連結され、前記した圧縮ポンプ２５から加圧された空気が混合供給管４３に供給される。混合供給管４３には溶液供給管４６が分岐して連結されている。
【００２３】
溶液供給管４６には逆止弁２７が連結されており、更にこの逆止弁２７には溶液ホース１８が継手４８を介して連結され、前記したポンプ２５から加圧された溶液が溶液供給管４６に供給される。一方、本体４０の前端面５０には泡沫吐出管５１がネジ込んで固定されている。泡沫吐出管５１は根元部は円形であるが、その先端は円形を変形されており、その内部の吐出口５２は断面が概略矩形で前方に行くにしたがって拡がって扇状を成している。
【００２４】
図５は本体４０の断面図であり、本体４０の内部には第１混合攪拌部５５、整流部５６及び第２混合攪拌部５８からなる。第１混合攪拌部５５、及び第２混合攪拌部５８は、合成樹脂製の多数の孔が形成された合成樹脂エラストマー製のシートをランダムに詰め込んだものである。このシートに形成された多数の孔を通りながら溶液と圧縮空気が乱流となり均一に混合される。
【００２５】
混合混合供給管４３から供給された溶液と圧縮空気は、最初に第１混合攪拌部５５に供給され、乱流となり溶液と圧縮空気が均一に混合される。整流部５６は、合成樹脂製の多数のパイプから作られたものである。混合された溶液と圧縮空気は、このパイプ５７により一旦整流される。
【００２６】
溶液と圧縮空気が整流された後、再び溶液と圧縮空気を均一に混合させるために第２混合攪拌部５８に供給される。第２混合攪拌部５８は、第２混合攪拌部５５と同一の材質、構造であり、溶液と圧縮空気を均一に更に混合させる。この混合により、充分に混合された溶液と圧縮空気は、泡沫となって泡沫吐出管５１の吐出口５２から連続的に吐出される。
【００２７】
（実施の形態１の動作）
次に、前記実施の形態１の掘削機械用泡沫防塵装置の作動を説明する。バックホウ１の運転席５のオペレータは泡沫が必要と判断すると、運転席５に配置された手動スイッチ３１を操作して電動機２２の起動を行う。電動機２２が起動され圧縮機２１を駆動して圧縮空気を、エアーホース１７、逆止弁２３を介して発泡器１６に供給する。
【００２８】
同時又は後に、手動スイッチ３０をＯＮにして、電動機２６を起動してポンプ２５を駆動して溶液を加圧する。加圧された溶液は、溶液ホース１８、逆止弁４４を介して発泡器１６に供給される。発泡器１６の泡沫吐出管５１から前記原理により泡沫を連続的に吐出する。泡沫吐出管５１の吐出口５２から泡沫が拡がるように吐出され、泡沫は作業対象面を広く覆う。発泡器１６から泡沫の吐出を止めるには、手動スイッチ３０及び手動スイッチ３１をＯＦＦにして吐出を停止させる。
【００２９】
（その他の実施の形態）
前記実施の形態の泡沫防塵装置１５は、バックホウ１に適用したものであったが、掘削機械のブーム、又はアームを備えたものであれぱパワショベル、ドラグライン、クラムシェル等のものにも適用できる。また、前記発泡器１６は、アーム８に設けたものであったが、掘削機械であればブーム６に固定したものであっても良い。したがって、本発明では、オペレータによって操作され掘削のために可動するものであればブーム、アームを区別しない。
【００３０】
前記ポンプユニット２０はバックホウ１の旋回台４に搭載されたものであったが、移動式台車への搭載、地面への設置等のように、必ずしも掘削機械に搭載する必要はない。前記発泡器１６は、第１混合攪拌部５５、整流部５６及び第２混合攪拌部５８からなるものであったが、第２混合攪拌部５８は必ずしも必要ではない。
【００３１】
前記第１混合攪拌部５５と第２混合攪拌部５８は、多数の孔を備えたシート状の合成樹脂エラストマーであったが、不織布等のように無数の孔を備えた材料であれば他の材料であっても良い。更に、整流部５６はパイプで作られたものであったが、蜂の巣状に一体に構成されたものでもよい。更に、発泡器１６はこの構造に限定されるものではなく、空気と溶液を混合して発泡させるものであれば他の公知の発泡器であっても良い。
【００３２】
前記実施の形態の手動スイッチ３０，３１は、電動機２２，２６のオンオフにより発泡の開始、停止するものであったが、電動機２２，２６の回転数を制御して供給量を制御する等の他の公知の制御も取り入れたものであっても良い。更に、電動機２２，２６のオンオフではなく、電磁弁を開閉することにより圧縮空気、溶液の供給のオンオフを制御するものであっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明の掘削機械の泡沫防塵装置は、オペーレータが運転席から直接必要とされる掘削、積込み作業等の対象面に泡沫を的確に噴射し覆うことができるという効果があるので、泡沫を無駄なく発生させて効果的に防塵できる。また、使用の態様によっては防音効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態を示す  図であり、バックホウで地盤を掘削している状況を示す図である。
【図２】図２は、バックホウで積込み作業のとき泡沫を吐出している状況を示す図である。
【図３】図３は、泡沫防塵装置の泡沫発生のための回路を示す。
【図４】図４は、発泡器の外観を示す外観図である。
【図５】図５は図４のＶ−Ｖ線で切断したときの断面図である。
【図６】図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線で切断したときの断面図である。
【符号の説明】
１…バックホウ
３…車体
５…運転席
６…ブーム
８…アーム
１６…泡沫発生器
２０…ポンプユニット
３０，３１…手動スイッチ
５１…泡沫吐出管
５５…第１混合攪拌部
５６…整流部
５７…第２混合攪拌部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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