JP2006167853A - ミストコレクタ、およびミスト分離回収方法 - Google Patents

ミストコレクタ、およびミスト分離回収方法 Download PDF

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隆志 服部
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好明 松浦
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Abstract

【課題】 簡単な構成で、効率よくミストを気体から容易に分離し回収することができるミストコレクタおよびミスト分離回収方法を提供する。
【解決手段】 本発明のミストコレクタ5は、管路7が接続されるケーシング50と、このケーシング50内に設けられた放電極51および集塵極52と、集塵極52を冷却する冷却手段53と、集塵極52に吸着され液化したミストを回収するドレン54と、を備えている。空気中に含まれるオイルミストは、放電により集塵極52に吸着されるとともに、冷却された集塵極52で飽和温度以下に冷却されて確実に効率よく液化し、ドレンパイプ54aからケーシング50外に排出され回収される。
【選択図】 図2

Description

本発明は、ミストコレクタ、およびミスト分離回収方法に関し、特に、油などのミストを含む気体の中からミストを分離して回収するミストコレクタ、およびミスト分離回収方法に関するものである。
例えば切削加工においては、冷却、被切削性向上、刃具寿命向上、切粉流しなどの目的で、刃具とワークの切削対象部位との周辺にクーラントを吹き付けるなどして供給することが一般に行われている。吹き付けられたクーラントは、切削刃具の摩擦熱や回転などによって周囲に飛散して、微粒子(ミスト)となって空気中に浮遊する、すなわち、気体である空気中にミストが含まれる状態となる。このように、空気やガスなどの気体中に含まれるミストを分離し回収するために、ミストコレクタが使用されている。
従来のミストコレクタとしては、布などの濾過材を有するフィルタや、放電極と集塵極を有する電気集塵装置などが知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1には、ガス導入部にガス整流装置を有し、該ガス整流装置にはガスが接触する接ガス部を冷却するための冷却手段が設けられていることなどを特徴とする電気集塵装置が開示されている。また、特許文献1には、水分および水溶性の紛体を含むガスを、電機集塵装置に導入し、該電気集塵装置に付設されたガス整流装置の表面で水分を凝縮させ、生じる凝縮水を流下させ除去することにより、該水溶性紛体を該ガス整流装置に付着させることなく捕集することを特徴とする水溶性紛体の捕集方法なども開示されている。
再公表特許 WO00/13801号公報
しかしながら、上記ミストコレクタの従来の技術のうち、フィルタにあっては、捕集したミストにより濾過材を通過するときの気体の流動抵抗が大きくなることから、ミストを含む気体をフィルタに流通させるための手段が大型化するという問題や、濾過材が目詰まりしてミストを含む気体をフィルタに流通させることができなくなるなどの問題があった。
一方、上記ミストコレクタの従来の技術のうち、特許文献1に開示された電気集塵装置にあっては、ガス導入ダクトとコロナ放電領域との間に設けられたガス整流装置に冷却手段が設けられており、かかる冷却手段は、ガス整流装置の接ガス部を冷却するものであった。また、特許文献1に開示された水溶性紛体の捕集方法にあっては、電気集塵装置に付設されたガス整流装置の表面でガスの水分を凝縮させ、生じる凝縮水を流下させ除去するものであった。すなわち、特許文献1においては、コロナ放電領域に導入される前の段階でガスを冷却して、そのガスに含まれる水分を除去し、水溶性紛体だけをコロナ放電領域で捕集させるものであった。この特許文献1のように、ガス整流装置を通過するガスを冷却することは困難であり、特許文献1では水分除去効率がよくないという問題があった。さらに、特許文献1にあっては、ガス整流装置が多孔板であっても、ガス導入ダクトとコロナ放電領域との間に介装しなければならず、コロナ放電領域の小型化を図ることができないなどの問題もあった。
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、効率よくミストを気体から容易に分離し回収することができるミストコレクタおよびミスト分離回収方法を提供することを目的とする。
請求項1のミストコレクタに係る発明は、上記目的を達成するため、ミストを含む気体が流通されるケーシングと、該ケーシング内に設けられて放電を発生させる放電極、および、該放電にょってミストを吸着する集塵極と、該集塵極を冷却する冷却手段と、前記集塵極に付着したミストを回収するドレンと、を有することを特徴とするものである。
また請求項2のミスト分離回収方法に係る発明は、上記目的を達成するため、ケーシング内に配置された放電極と集塵極との間で放電を発生させるとともに前記集塵極を冷却し、前記ケーシング内にミストが含まれる気体を流通させて、前記集塵極にミストを付着させることにより、前記気体からミストを分離し回収することを特徴とするものである。
請求項1の発明では、ケーシング内に配置された放電極と集塵極との間で放電が発生した状態で、ミストを含む気体がケーシング内に流通される。気体に含まれるミストは、気体から分離されて放電極に付着され、ドレンにより回収される。このとき、集塵極が冷却手段によって冷却されている。そのため、ミストを含む気体が飽和温度以下に冷却されて、ミストは、気体から確実に分離して、効率よく集塵極に付着し液化してドレンにより回収される。
請求項2の発明では、ケーシング内に配置された放電極と集塵極との間で放電を発生させた状態で、ケーシング内にミストが含まれる気体を流通させて、ミストを気体から分離させて集塵極に付着させる。このとき、集塵極をミストの飽和温度以下に冷却する。これにより、空気に含まれるミストは、気体から確実に分離されて効率よく集塵極に付着し液化して、ドレンにより回収される。
請求項1の発明によれば、集塵極を冷却する冷却手段を有するという簡単な構成で、効率よくミストを気体から容易に分離し回収することができるミストコレクタを提供することができる。
請求項2の発明によれば、集塵極を冷却した状態でケーシング内にミストを含む空気を流通させるという簡単な構成で、効率よくミストを気体から容易に分離し回収することができるミスト分離回収方法を提供することができる。
最初に、本発明のミストコレクタを採用した切削加工装置の集塵システム全体の実施の一形態について、図1〜3に基づいて説明する。なお、同様の部分または相当する部分については同一符号を付してその説明を省略する。
切削加工装置の集塵システムは、概略、切削加工装置1の刃具10とワークWの周囲を取り囲む吸引カバー2と、吸引カバー2内の切粉とオイルミストとを含む空気を吸引する吸引手段3と、この吸引された空気から切粉を除去するためのサイクロン分離機4と、サイクロン分離機4によって切粉が除去されたオイルミストを含む空気からオイルミストを分離し回収するミストコレクタ5とを備えている。
切削加工装置1には、その刃具10とワークWの間にクーラントを供給する手段が設けられており、吸引カバー2は、発生した切粉やオイルミストが周囲に飛散しないように刃具10とワークWの周囲を取り囲むように設けられている。吸引カバー2とサイクロン分離機4を接続する管路6には、吸引手段3が介装されている。この実施の形態における吸引手段3は、空気Aを供給することによって切粉とクーラントの微粒子となったミスト(以下、この実施の形態ではオイルミストという)とを含む空気Vを吸引カバー2から吸引してサイクロン分離機4に排出するベンチュリ管が採用されている。吸引手段3に供給される空気Aは、工場にインフラストラクチャーとして設けられている圧縮空気供給配管からとり入れることができる。吸引手段3は、この実施の形態に限定されることなく、多翼ファンを有する送風機などを使用することもできる。
サイクロン分離機4は、公知のように、漏斗形の容器の上方側部に管路6が接続されるとともに、上面中央にミストコレクタ5に接続される管路7が接続されたもので、その下方には、旋回流によって分離された切粉を回収するための切粉ボックス8が配置されている。
ミストコレクタ5は、図2および図3に示すように、管路7が接続されるケーシング50と、このケーシング50内に設けられた放電極51および集塵極52と、集塵極52を冷却する冷却手段53と、集塵極52に吸着され液化したミストを回収するドレン54と、を備えている。
冷却手段53には複数の孔53aが形成されており、集塵極52は冷却手段53の孔53aにそれぞれ挿通される円筒部52aと、各円筒部52aが接合された平板部52bと、により構成されている。平板部52bは、冷却手段53の本体部53bから所定長さだけ離間するよう配置されている。放電極51は、各集塵極52の円筒部52a内にそのほぼ中心軸に沿ってそれぞれ延びるよう配置される電極部51aと、各電極部51aを互いに接続する接続部51bと、により構成されている。放電極51の電極部51aの先端は、集塵極52の円筒部52aの先端(冷却手段53の本体部53bの上流側面)から突出する長さを有している。放電極51と集塵極52の少なくとも一方が直流高電圧に接続される。
冷却手段53は、この実施の形態の場合、中空の箱状に成形された本体部53bと、本体部53bの内部空間53cに水などの冷却媒体を供給・排出させるための冷却媒体導入部53dおよび冷却媒体排出部53eとを備えている。冷却媒体導入部53dから所定温度の冷却媒体を本体部内に供給して冷却媒体排出部53eから排出させることにより、本体部53bの孔53aに挿通された集塵極52の円筒部52aが所定の温度(後述する)に冷却され、円筒部52aを介して平板部52bも冷却されることとなる。
放電極51と集塵極52とが設けられた冷却手段53は、図2に示した実施の形態の場合、ケーシング50内の底面に設けられた支持台55によって、上方がミストを含む空気の流れ方向下流側(図の右方)に傾斜した状態で、ケーシング50内を閉塞するように支持されている。
ドレン54は、ケーシング50の集塵極52よりもミストを含む空気の流れ方向下流側の底面50aがロート状に成形されており、かかるロート状の底面50aに接続されたドレンパイプ54aにより構成されている。集塵極52で捕集され液化されたミストは、ロート状の底面50aに集められて、ドレンパイプ54aからケーシング50外に排出されて回収される。
次に、本発明のミスト分離回収方法の実施の一形態を、上述したように構成されたミストコレクタ5を含む切削加工装置の集塵システムを使用する場合により、その作動とともに図1〜3に基づいて説明する。
本発明のミスト回収分離回収方法は、概略、ケーシング50内に配置された放電極51と集塵極52との間で放電を発生させるとともに集塵極52を冷却した状態で、ケーシング50内にミストが含まれる気体Mを流通させて、集塵極52にミストを付着させることにより気体からミストを分離し回収するものである。
ミストコレクタ5は、ケーシング50内に支持された冷却手段53の本体部53bには冷却媒体導入部53dを介して所定の温度に調整された冷却媒体が供給され、本体部からは冷却媒体排出部53eを介して冷却媒体が排出されている。これにより、集塵極52は、本体部53bに供給された冷却媒体により、その円筒部52aおよび平板部52bが冷却される。また、集塵極52と放電極51には、直流電源供給手段により直流高電圧が印可されて放電が発生している。
このとき、吸引手段には空気が供給されており(図1の矢印A)、この空気がベンチュリ管3の絞り部から噴出することによって(図1の矢印a)、吸引カバー2内の空気が吸引されて(図1の矢印V)サイクロン分離機4に供給される。
この状態で、切削加工装置1の刃具10を回転駆動してワークWを切削加工しつつ、刃具10とワークWの間にクーラントを供給する。吸引カバー2内から吸引される空気Vには、ワークWを切削することにより発生した切粉と、切削刃具10の回転によるクーラントの飛沫や切削加工時の摩擦熱により発生するクーラントの蒸気などによってクーラントの微粒子が空気中に浮遊したオイルミストと、が含まれることとなる。この空気Vは、吸引手段の空気Aとともに管路7を介してサイクロン分離機4の上方に導入されると、その漏斗形の容器内で旋回流となり(図1の矢印S)、切粉が分離される。空気から分離された切粉は、容器内を降下して(図1の矢印K)下方に配置された切粉ボックス8に集められ回収される。一方、オイルミストを含む空気は、容器の上方から排出されて(図1の矢印M)管路7を介してミストコレクタ5に導入されて、ケーシング50内の冷却手段53の孔53aを通過する。
このとき、放電極51と集塵極52との間で放電が発生しており、且つ、集塵極52が冷却手段53によって冷却されているため、空気M中に含まれるオイルミストは、放電により集塵極52に吸着されるとともに、冷却された集塵極52で飽和温度以下に冷却されて確実に効率よく液化し、傾斜した状態の円筒部52aから平板部52bを伝って(図2の鎖線で示した矢印D)、ケーシング50のロート状に形成された底50aで集められて、ドレンパイプ54aからケーシング50外に排出され回収される。オイルミストが除かれた空気は、クリーンエアとして大気中に放出される(図2の矢印C)。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることはなく、集塵極52で捕集される対象である気体中に含まれるミストは、空気以外のガスなどに含まれるオイルミスト以外の微粒子にも適用することができ、その種類や粒子の大きさを問わない。また、本発明のミストコレクタ5は、切削加工装置1の集塵システムに限定されることなく、研磨加工装置などの他の加工装置の集塵システムや、燃焼装置の排煙システムなどにも採用することもできる。
本発明のミストコレクタが採用された切削加工装置の集塵システムの実施の一形態における構成全体を概略で示す断面図である。 本発明のミストコレクタの実施の一形態を示す断面図である。 本発明のミストコレクタの、放電極と集塵極と冷却手段との断面図(a)および正面図(b)である。
符号の説明
5:ミストコレクタ、 50:ケーシング、 51:放電極、 52:集塵極、 53:冷却手段、 54:ドレン

Claims (2)

  1. ミストを含む気体が流通されるケーシングと、
    該ケーシング内に設けられて放電を発生させる放電極、および、該放電にょってミストを吸着する集塵極と、
    該集塵極を冷却する冷却手段と、
    前記集塵極に付着したミストを回収するドレンと、
    を有することを特徴とするミストコレクタ。
  2. ケーシング内に配置された放電極と集塵極との間で放電を発生させるとともに前記集塵極を冷却し、前記ケーシング内にミストが含まれる気体を流通させて、前記集塵極にミストを付着させることにより、前記気体からミストを分離し回収することを特徴とするミスト分離回収方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012035225A (ja) * 2010-08-10 2012-02-23 Aep:Kk 霧化液の回収装置

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