JP2007253018A

JP2007253018A - 除塵方法及び除塵機

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Publication number: JP2007253018A
Application number: JP2006078575A
Authority: JP
Inventors: Takuzo Hanada; 卓蔵花田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】微細な塵埃を確実に液体に捕捉して高い集塵効果を有する湿式の除塵方法及び除塵機を提供する。
【解決手段】羽根車43を囲む部分を塵埃捕捉部44、48とした吸引機構42の塵埃捕捉部内に羽根車43の回転で生じる吸気作用により液膜を形成するに足りる少量の液体を吸引して液膜を形成し、外部から塵埃を吸引して含塵気流を塵埃捕捉部44、48の内面に衝突させて含塵気流中の塵埃を液膜に捕捉させて塵埃混合液体として排出する除塵方法及び塵埃吸引口31が設けられた容器30に羽根車43を囲む部分を塵埃捕捉部44、48とする吸引機構42を組み込み、羽根車43の回転で生じる吸気作用により塵埃捕捉部44、48の内面に液膜を形成する少量の液体を塵埃捕捉部内に吸引する給液管26と、外部から塵埃を取り込む吸気管40と、塵埃捕捉部内面に衝突した含塵気流中の塵埃が液膜に捕捉されて形成される塵埃混合液体を排出させる排出管41とを続かせた除塵機。
【選択図】図１

Description

本発明は主に建築現場やセンメント製造工場、製粉工場等のように大量に発生する作業現場で発生する塵埃や粉体などの微細な塵埃類を、大がかりな集塵機を用いることなく効率よく簡易に除去できる除塵方法及び除塵機に関するものである。

従来、吸引した塵埃を含む吸気を水の表面に接触させてフィルタを用いることなく捕塵を行う湿式の電気掃除機は種々知られており、吸気を第１室の水面にたたきつけて捕塵を行うとともに、吸気が水面にたたきつけられることにより粒状または膜状になった水を吸気とともに断面Ｓ字状の挟路を通過させることにより、吸気に含まれる浮遊塵を粒状や膜状の水と接触させて捕塵を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。また、吸気を水面にたきつけることに生じる気泡が塵埃との接触を妨げるため、気泡による捕塵効率の低下を防ぐために、捕塵水槽内の捕塵用水の表面積を大きくなるように捕塵水槽を回転させて捕塵を行うものがある（例えば、特許文献２参照）。

しかし、捕塵用水の表面積を大きくしても吸気全体を水と接触させることが難しく、吸気中に含まれる塵埃の多くが水と接触することなく排気され十分な除塵を行うことができないという問題があった。
特開平５−１３０９５６号公報特開平９−２３４１７４号公報

解決しようとする問題点は、微細な塵埃を確実に液体に捕捉して高い集塵効果を有する湿式の除塵方法及び除塵機を提供することを目的とするものである。

前記した課題を解決した本発明は、羽根車を囲む部分を塵埃捕捉部とした吸引機構の塵埃捕捉部内に前記羽根車の回転で生じる吸気作用によって塵埃捕捉部内面に液膜を形成するに足りる少量の液体を吸引して塵埃捕捉部内面に液膜を形成するとともにこの液体とは別に外部から塵埃を含塵気流として吸引してこの含塵気流を塵埃捕捉部の内面に衝突させ、この衝突により含塵気流中の塵埃を塵埃捕捉部の内面に形成された液膜に捕捉させて塵埃混合液体として排出する除塵方法と、塵埃吸引口が設けられた容器に羽根車を囲む部分を塵埃捕捉部とする吸引機構を組み込み、この吸引機構の塵埃捕捉部には、前記した羽根車の回転で生じる吸気作用によって塵埃捕捉部の内面に液膜を形成するための少量の液体を塵埃捕捉部内に吸引する給液管と、前記した塵埃吸引口を通じて外部から塵埃を含塵気流として塵埃捕捉部内に取り込んで塵埃捕捉部内面に衝突させる吸引口を備えた吸気管と、塵埃捕捉部内面に衝突した含塵気流中の塵埃が前記した液膜に捕捉されて塵埃捕捉部内で形成される塵埃混合液体を排出させる排出管とを続かせた除塵機とを基本とする。なお、前記した除塵方法においては、塵埃捕捉部内面に液膜を形成するに足る液体量を、含塵気流量に対して０．００４容量％〜７．０容量％とすることが好ましくまた、前記した除塵機においては、排出管から排出される塵埃混合液体を貯留して塵埃と上澄液に分離させる貯液槽が設けられていて、この貯液槽の上部を排出管の先端が臨む気液分離部に形成したり、吸引機構内に気液分離セパレータを設けたり、塵埃捕捉部を多段に形成したり、容器内に塵埃分別部を設けて塵埃分別部内に塵埃収納袋を着脱自在に設けたりしてもよい。

本発明は、羽根車を囲む部分を塵埃捕捉部とした吸引機構の塵埃捕捉部内に前記羽根車の回転で生じる吸気作用によって塵埃捕捉部内面に液膜を形成するに足りる少量の液体を吸引して塵埃捕捉部内面に液膜を形成するとともにこの液体とは別に外部から塵埃を含塵気流として吸引してこの含塵気流を塵埃捕捉部の内面に衝突させ、この衝突により含塵気流中の塵埃を塵埃捕捉部の内面に形成された液膜に捕捉させて塵埃混合液体として排出するようにしたもので、液膜は塵埃捕捉部内面に液膜を形成するに足りる少量の液体により形成されるので、羽根車に加わる負荷は従来の除塵機と大差なく電力消費の増加を抑えられるうえにフィルタを用いないので目詰まりがなく最初から最後まで集塵力が変わることがなく、フィルタの目詰まりにより吸引抵抗が増加して電力消費を増大させることがない。さらに、液体の使用量は極めて少ないのでランニングコストへの影響は小さいものとなる。なお、塵埃捕捉部内面に液膜を形成するに足る液体量を、含塵気流量に対して０．００４容量％〜７．０容量％としておけば、吸引負荷を増すことなく最も効率のよい除塵を行うことができるので電力消費を抑えることができる。

さらに、排出管の先端が塵埃混合液体を塵埃と上澄液に沈殿分離させる貯液槽の上部に形成される気液分離部に臨ませることにより、清浄空気を大気に放出できるうえに、沈殿させた上澄液を吸引機構に供給する液体として再利用できるものとなり、また、吸引機構内に気液分離セパレータを設ければ貯液槽に気液分離空間が不要となるので貯液槽を小型化することができる。

また、塵埃捕捉部を多段に形成することにより、塵埃を捕捉する液膜が増して塵埃の捕捉量を向上させることができるし、容器内に塵埃分別部を設けて塵埃分別部内に塵埃収納袋を着脱自在に設けたものとすれば、塵埃分別部内に堆積する塵埃類は塵埃収納袋内に入っているので周辺や手を汚すことなく簡単に廃棄処理することができる。

次に、本発明の除塵機の第１の実施例を図に基づいて詳細に説明する。
図１に示される除塵機は本体１と貯液槽２とを分離したタイプで、作業現場等の微細な塵埃類が大量に発生する状況に適したものであり、本体１は塵埃分別部３と除塵機構部４とからなる。

前記した塵埃分別部３は作業現場等で集塵された塵埃類から微細な塵埃類と粒径の大きな塵埃類とを分離するものであり、塵埃分別部３は除塵機構部４が着脱自在に組み込まれる箱状の容器３０の側壁上部に形成される集塵吸引口３１と、該集塵吸引口３１の開口先方部を囲む塵埃の衝突板３２とからなり、ここで粒径の大きな塵埃類は衝突板３２にぶつかって容器３０内に落下堆積されるようにして、粒径の大きな塵埃類により除塵機構部４の破損が防止される。また、紙や樹脂フィルム等の軽い塵埃類は図示されない網板により吸気管４０に吸引されて開口が塞がれることがないようにしている。なお、衝突板３２は除塵機構部４の底部から垂設されたものとして、塵埃収納袋３３の着脱が容易に行えるようにしているが、容器３０の上部に形成しても良いことは言うまでもない。

３３は容器３０内に着脱自在に装着される樹脂フィルム製の塵埃収納袋であり、該塵埃収納袋３３は粒径の大きな塵埃類や紙や樹脂フィルム等を貯留し、必要に応じて塵埃収納袋３３を容器３０から取り外して塵埃を廃棄して再装着したり、新しい塵埃収納袋３３と交換したりするもので、このようにすることにより手や周辺を汚すことなく容器３０内の塵埃や紙、樹脂フィルム等のゴミを簡単に廃棄することができる。

また、除塵機構部４は底部中央に吸引口を備えた吸気管４０を形成し、該吸気管の中間側壁に液体の給液管２６を接続するとともに上部側方に排出管４１を形成した吸引機構４２と、該吸引機構４２内に設けられる羽根車４３と、該羽根車４３を囲む筒状の第１段の塵埃捕捉部４４と第２段の塵埃捕捉部４８と、羽根車４３を回転させるモータ４５とからなるものである。４６はモータ４５の冷却用ファンである。また、前記羽根車４３は上下をシュラウドで覆われたものとしている。第１段の塵埃捕捉部４４は羽根車４３に近接してその回りに設けられるもので第２段の塵埃捕捉部４８は吸引機構ハウジングの内面に形成されるものとしている。なお、吸引機構４２として送風機やポンプなど吸引作用を発生できるものであればなんでもよいことはいうまでもない。

この除塵機構部４は吸気作用に基づいて吸気管４０の吸引口により集塵を行なうとともに液膜を形成するに足りる少量の液体を給液管２６より吸引するもので、吸引された液体は羽根車４３により第１段の塵埃捕捉部４４に向けて噴出させて第１段の塵埃捕捉部４４の内面上に液膜を被着形成する。第１段の塵埃捕捉部４４の内面上に形成された液膜に含塵気流を吹き付けて含塵気流中の塵埃を液膜に衝突させて液中に捕捉するものである。そして、塵埃を捕捉した液膜は羽根車４３より次々と噴出供給される液体によりある程度厚みが増すと流動性を帯びて吸引気流により表面上の液膜は吹き飛ばされ、ルーバ状孔４４ａより噴出されて第２段の塵埃捕捉部４８に吹き付けられる。そして、第２段の塵埃捕捉部４８の内面上に液膜を形成する。第２段の塵埃捕捉部４８の内面上に形成された液膜には第１段の塵埃捕捉部４４より噴出される含塵気流が吹き付けられて含塵気流中の塵埃は液膜に衝突して捕捉される。そして、第１段の塵埃捕捉部４４より次々と噴出されてくる液体により液膜の厚みが増すと液膜は流動性を帯びて吸引気流により内面上の液膜は吹き飛ばされて、排気管４１より排出されることとなる。

なお、吸引仕事率約１３０Ｗ、最大風量１．５立方ｍ／分、真空度１．３３水柱メートルの送風機を用いた場合、吸気中に０．１８容量％〜０．４２容量％の液体を供給することが最も効率よく除塵が行なわれるが、塵埃捕捉部を２段以上の多段としたりすることにより除塵効率が変動するうえに、送風機の能力により風量や真空度が変わると吸引力も変動するため、吸気管４０の中間部側壁より吸引される水道水などの液体は塵埃捕捉部４内面に液膜を形成するに足りる少量でよく、特に好ましくは０．００４容量％〜７、０容量％とする。その理由は液体が０．００４容量％以下であると液膜が薄くなりすぎて塵埃の捕捉が不十分となり除塵が充分行なわれなくなり、７．０容量％を越えれば液膜が厚くなるため除塵効率は向上するが、吸引する液量が多くなるため液体の吸引にエネルギーを取られるから羽根車４３の回転数も落ちて、含塵気流の吸引量が少なくなって除塵ができなくなるからである。また、吸気管４０により吸引される液体は吸気管４０の中間側壁に接続される給液管２６より供給され、吸気管４０内に吸引された液体は羽根車４３の下側シュラウドの中心環状孔より羽根車４３内に進入し、羽根車４３より放射状に噴出される。羽根車４３より噴出された液体は羽根車４３を囲む筒状の第１段の塵埃捕捉部４４に吹き付けられて内面に液膜を形成する。

なお、図３、４に示されるように、第１段の塵埃捕捉部４４の周縁には多数のルーバ状孔４４ａが形成されており、第１段の塵埃捕捉部４４より吹き飛ばされた液体や含塵気流はルーバ状孔４４ａにより流れの方向を曲げられて噴出され、第２段の塵埃捕捉部４８に吹き付けられることとなる。第２の塵埃捕捉部４８に吹き付けられた液体は第２段の塵埃捕捉部４８の内面上に液膜を形成する。このように再度で塵埃の捕捉が行なわれることにより除塵効果を一層向上させることができるが、図７に示されるように第１段の塵埃捕捉部４４をなくしても良いことはいうまでもない。

また、排出管４１は、図２に示される第２の実施例ように、吸引機構４２の下部から塵埃混合液体を排出するようにしてもよいことはいうまでもない。なお、第１段の塵埃捕捉部４４には流れの方向を変えるルーバ状孔４４ａが形成されているが、流れを変えることなく第２段の塵埃捕捉部４８に向けて液体と含塵気流を噴出するものでもよいのでスリット状の角孔としてもよい。

さらに、図１に示されるように、前記貯液槽２は除塵機構部４に供給する液体の貯留と、除塵機構部４より排出される塵埃混合液体を貯留して沈殿させ、その上澄液を液体として再利用させるとともに、貯液槽２の上部を気液分離部２０とするものである。貯液槽２は天板部に除塵機構部４の排出管４１を接続するとともに液体の給液管２６を吸気管４０の中間側壁部に接続したものである。２２は貯液槽２の側壁上部に形成される排気口であり、該排気口２２は貯液槽２の気液分離部２０により塵埃混合液体と分離された清浄空気を大気中に排気するためのものである。なお、給液管２６の下端は貯液槽２の中間高さ位置に配置されるものとして、貯液槽２に底部に沈殿堆積する塵埃類を吸上げることがないようにしている。

このように構成されたものは、図９に示されるような建築中ビル等の作業現場等に設置する場合は、貯液槽２を用いず、水道管を給液管２６に接続して吸気管４０に少量の液体（水道水）を供給するものとし、除塵機構部４の排出管４１より排出される塵埃混合液体は排水溝等を通じた外部に排出するものとする。

このような除塵機に各階の集塵用配管を接続したうえ、除塵機を起動して除塵機構部４の羽根車４３を回転駆動させたうえ水道水を給液管２６を介して供給すれば、除塵機構部４の吸引機構４２の吸気作用により集塵配管より含塵気流が吸引されて吸気管４０より集塵した含塵気流と含塵気流量に対して少量の液体（水）が吸引されることとなる。

建築現場の各階から吸引した塵埃は集塵吸引口３１を通じて塵埃分別部３の容器３０内に吸い込まれ、衝突板３２に衝突して粒径の大きな塵埃は重力で容器３０の底部に落下堆積される。さらに、紙や樹脂フィルム等の軽量で大きな塵埃は図示しない網板により除去され吸気管４０に吸い込まれることなく容器３０底部に落下堆積されることとなる。そして、微細な塵埃を含んだ吸気は吸引気流に乗って吸気管４０に吸い込まれ、この吸気管４０に吸い込まれた微細な塵埃は吸気管４０の中間側壁部に接続された給液管２６より供給される液体とともに除塵機構部４の吸引機構４２内に流入することとなる。

そして、吸引機構４２内に流入した液体は羽根車４３による遠心力と吸引気流により第１段の塵埃捕捉部４４に向かって高速で噴出される。この高速の噴出流により液体は第１の塵埃捕捉部４４の内面に衝突して被着され、その内面上に液膜が形成されることとなる。この液膜に含塵吸気は吹き付けられるので、塵埃は液膜に衝突して液中に捕捉されることとなる。そして、第１段の塵埃捕捉部４４に被着され塵埃を捕捉する液膜が新たに吹き付けられる液体により厚みを増して流動性がでてくると吸引気流により内面上の液膜は吹き飛ばされてルーバ状孔４４ａより噴出されることとなる。

このようにして各ルーバ状孔４４ａより方向を曲げて噴出される液体は吸引機構４２内面となる第２段の塵埃捕捉部４８に吹き付けられて第２の液膜が形成され、形成された第２の液膜に含塵吸気が吹き付けられて塵埃は液膜中に取り込まれることとなる。そして、第２段の塵埃捕捉部４８に被着される液膜には第１段の塵埃捕捉部４４より噴出される液体が次々と被着されることにより、塵埃を取り込んだ第２の液膜は厚くなって内面上の液膜は吸引気流により吹き飛ばされ排気管４１より排出されることとなる。このようにして含塵吸気から塵埃は取り除かれて清浄化された空気は大気に放出され、塵埃は液体に混合されて塵埃混合液体となって排水溝を通じて外部に排出される。

また、建築現場以外では、塵埃混合液体を排水溝を通じて排出できないので、図１に示されるように排出管４１より排出された塵埃混合液体は貯液槽２内に排出されることとなる。そして、貯液槽２２に排出された塵埃混合液体は気液分離部２０により清浄空気と塵埃混合液体とに分離され、清浄空気は排気口２２より大気中に放出される。そして、塵埃混合液体は貯留槽２に貯留されて沈殿が行われ、その上澄液は再び給液管２６を介して吸気管４０により吸引されて吸引機構４２に供給される。なお、貯液槽２内において塵埃を沈澱させて再利用する上澄液の汚れが酷くなった場合は、貯液槽２内に堆積した塵埃を塵埃混合液体とともにドレンから排出したり吸引排出したりした後、新しい液体を貯液槽２に供給するものとする。

なお、図５、６に示される除塵機の第３の実施例は、貯液槽２を本体１に一体的に組み込んだものであり、作用効果は同じため第１の実施例との相違点のみを詳細に説明する。貯液槽２は除塵機構部４の下面に設けられるもので、貯液槽２の上部は気液分離部２０とされるとともに塵埃を沈殿させる沈殿槽としての機能を有するもので、略円筒形を有している。該貯液槽２は容器３０の側壁上部に形成される集塵吸引口３１と臨む位置に配設されているため、集塵吸引口３１を塞ぐことがないよう集塵吸引口３１を臨む位置に凹部２ａを形成している。この凹部２ａの側面は吸気中に含まれる粒径の大きな塵埃類を衝突させる衝突板３２の役割を兼ねている。

また、貯液槽２の中心部には液体の導入と集塵吸気を吸引するための吸気管４０としての貫通口が形成されている。２５は貯液槽２と吸引機構４２とを連通させる連通口であり、該連通口２５は前述の実施例に示される塵埃混合液体の排出管と同じ機能をもつもので、該連通口２５を介して塵埃混合液体は吸引機構４２から貯留槽２内に排出される。

また、２７は貯液槽２の下部側壁に基端を接続したＬ字状の透明パイプであり、該透明パイプ２７の垂直部は本体１の外方に張出されており、該垂直部には貯液槽２の水量チェック用の目盛りが刻設されている。また、垂直部の上端開口には着脱自在な蓋２７ａが施蓋されており、蓋２７ａは貯液槽２内の液量が必要以下に減少した場合には外して上部開口より液体を補給するものとしている。また、貯液槽２の排気口２２は本体１のヘッドカバーを貫通して外部に連通されており、貯液槽２の気液分離部２０により塵埃混合液体より分離された清浄空気を大気に放出させるものである。２９は沈殿した塵埃を除く掃除孔である。

また、図８に示される除塵機の第４の実施例は、第３の実施例とは異なる気液分離セパレータになる気液分離部２０を設けた点が相違するものであり、気液分離部２０としての気液分離セパレータは吸引機構４２内の羽根車４３上に、モータ４５により高速回転されるスリットと羽根を設けた筒体５０よりなり、塵埃混合液体中から清浄空気のみを排気するものである。具体的にはスリットから塵埃混合液体中から清浄空気を導入し、筒体内に浸入しようとする水を高速回転する羽根により筒体５０の外部に吹き飛ばすことにより筒体５０内への水の浸入を防いで洗浄空気のみを通過させるものである。

また、前記好ましい実施の形態では作業現場に設置して用いるものとしているが、公共施設あるいは一般家庭でも利用できることは言うまでもない。また、好ましい実施の形態では液体を水としているが、界面活性剤等の処理薬を混ぜたものとして塵埃の捕捉効率を高めたものとしてもよいことは勿論である。

本発明の第１の実施例を示す断面図である。排出管を塵埃捕捉部の底部に設けた第２の実施例を示す断断面図である。第１〜第４の実施例における吸引機構の横断面図である。第１の塵埃捕捉部の一部切欠斜視図である。貯液槽を本体に組み込んだ第３の実施例を示す断面図である。同じく貯液槽を示す一部切欠斜視図である。第１の塵埃捕捉部を省略した吸引機構を示す横断面図である。第４の実施例を示す断面図である。除塵機を建築現場に設置した状態を示す説明図である。

符号の説明

２貯液槽
３塵埃分別部
20 気液分離部
26 給液管
30 容器
31 塵埃吸引口
33 塵埃収納袋
40 吸気管
41 排出管
42 吸引機構
43 羽根車
44a ルーバ状孔
44 第１段の塵埃捕捉部
48 第２段の塵埃捕捉部

Claims

羽根車を囲む部分を塵埃捕捉部とした吸引機構の塵埃捕捉部内に前記羽根車の回転で生じる吸気作用によって塵埃捕捉部内面に液膜を形成するに足りる少量の液体を吸引して塵埃捕捉部内面に液膜を形成するとともにこの液体とは別に外部から塵埃を含塵気流として吸引してこの含塵気流を塵埃捕捉部の内面に衝突させ、この衝突により含塵気流中の塵埃を塵埃捕捉部の内面に形成された液膜に捕捉させて塵埃混合液体として排出することを特徴とする除塵方法。
塵埃捕捉部内面に液膜を形成するに足る液体量を、含塵気流量に対して０．００４容量％〜７．０容量％とする請求項１に記載の除塵方法。
塵埃吸引口が設けられた容器に羽根車を囲む部分を塵埃捕捉部とする吸引機構を組み込み、この吸引機構の塵埃捕捉部には、前記した羽根車の回転で生じる吸気作用によって塵埃捕捉部の内面に液膜を形成するための少量の液体を塵埃捕捉部内に吸引する給液管と、前記した塵埃吸引口を通じて外部から塵埃を含塵気流として塵埃捕捉部内に取り込んで塵埃捕捉部内面に衝突させる吸引口を備えた吸気管と、塵埃捕捉部内面に衝突した含塵気流中の塵埃が前記した液膜に捕捉されて塵埃捕捉部内で形成される塵埃混合液体を排出させる排出管とを続かせたことを特徴とする除塵機。
排出管から排出される塵埃混合液体を貯留して塵埃と上澄液に分離させる貯液槽が設けられていて、この貯液槽の上部を排出管の先端が臨む気液分離部に形成してあることを特徴とする請求項３に記載の除塵機。
吸引機構内に気液分離セパレータを設けてある請求項３または４に記載の除塵機。
塵埃捕捉部を多段に形成されている請求項３〜５のいずれかに記載の除塵機。
容器内に塵埃分別部を設けて塵埃分別部内に塵埃収納袋を着脱自在に設けた請求項３〜６のいずれかに記載の除塵機。