JP2007307578A - Method and apparatus for recovering weld fume - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ溶接機等で発生した溶接ヒュームを回収するための溶接ヒューム回収方法およびその装置に関するものである。 The present invention relates to a welding fume recovery method and apparatus for recovering welding fume generated by a laser welding machine or the like.
従来の溶接ヒューム回収装置として、フィルタによる回収装置、電気集塵回収装置、液体を用いた湿式回収装置、前記各手段を組み合わせた回収装置がある。 As a conventional welding fume recovery device, there are a recovery device using a filter, an electrostatic dust collection recovery device, a wet recovery device using a liquid, and a recovery device that combines the above means.
フィルタによる回収装置においては、捕集用のフィルタ表面に短時間で溶接ヒュームが堆積し、ブロアによる溶接部からの溶接ヒュームを含む気体の吸引能力が低下するため、長期間安定した回収を行うことが困難で、さらに捕集用のフィルタ、ブロア等の大型化や騒音が高くなる等の課題がある。また捕集用のフィルタの洗浄、交換等の保守が必要でその作業に手間を要する。 In the collection device with a filter, welding fume accumulates in a short time on the surface of the collecting filter, and the suction ability of the gas containing the welding fume from the welded portion by the blower decreases, so stable collection for a long time However, there are problems such as an increase in the size of filters and blowers for collection and an increase in noise. In addition, maintenance such as cleaning and replacement of the collection filter is necessary, and the work is troublesome.
また、電気集塵装置においては、互いに対向した放電電極と集塵電極を備え、その間の電界の作用で溶接ヒュームを荷電しこれを集塵電極に付着させるようにしているが、前記フィルタによる回収装置と同様に付着した溶接ヒュームの除去が必要で、その作業に手間を要する。 In addition, the electrostatic precipitator is provided with a discharge electrode and a dust collecting electrode facing each other, and the welding fume is charged by the action of an electric field between them and attached to the dust collecting electrode. It is necessary to remove the adhering welding fumes as in the case of the apparatus, and the work is troublesome.
また、溶接作業の時に発生する溶接ヒュームは粉塵状で粒径が小さく、さらに溶接部から吸引する溶接ヒュームを含む気体に酸素を含むことにから発火の防止対策が必要となる。これらの乾式の回収装置であるフィルタによる回収装置、電気集塵回収装置の課題の改良手段として、液体を用いた湿式回収装置が開発されており、その代表的なものとして下記のものが知られている。 In addition, the welding fume generated during the welding operation is dusty and has a small particle size, and since oxygen is contained in the gas containing the welding fume sucked from the welded portion, measures to prevent ignition are necessary. Wet recovery devices using liquids have been developed as means for improving the problems of these filter-based recovery devices, electrostatic dust collection and recovery devices, and the following are known as typical ones. ing.
筒状の溶接ヒューム処理槽に所定量の処理液を入れ、この処理槽の底部から圧力気体を供給して処理液を揺動泡状として処理液面を上昇させ、処理槽の低部側壁の外部から溶接ヒュームを供給して揺動泡状の処理液を通過させて処理槽上部から浄化された気体を排出するものである。(例えば、特許文献1参照)。 A predetermined amount of processing liquid is put into a cylindrical welding fume processing tank, and pressure gas is supplied from the bottom of the processing tank to raise the processing liquid level by making the processing liquid into an oscillating foam shape. Welding fume is supplied from the outside, and the oscillating foam-like treatment liquid is allowed to pass therethrough, and the purified gas is discharged from the upper portion of the treatment tank. (For example, refer to Patent Document 1).
また、レーザ溶接機から離反するにつれて低くなる傾斜管部を備える導管の上流端がレーザ溶接機に接続され、導管からのガスを潜らせるようにして処理液が貯溜される処理槽内に、処理液の液面から上方に流通するガス流に向けて処理液を噴出する複数のノズルが固定配置され、処理槽の底部から吸引した処理液を前記噴霧器および前記ノズルに供給する循環ポンプと、前記噴霧器およびノズルとの間、ならびに前記処理槽との間のいずれか一方にフィルタが設けられ、また処理液中に沈むようにしてマグネットが前記処理槽の底部に取り付けられているものである。 In addition, the upstream end of the conduit having an inclined pipe portion that becomes lower as it is separated from the laser welder is connected to the laser welder, and the treatment liquid is stored in a treatment tank in which gas from the conduit is hidden and stored. A plurality of nozzles for ejecting the treatment liquid toward the gas flow flowing upward from the liquid surface of the liquid, the circulation pump for supplying the treatment liquid sucked from the bottom of the treatment tank to the sprayer and the nozzle, and A filter is provided between the sprayer and the nozzle and between the treatment tank and a magnet is attached to the bottom of the treatment tank so as to sink into the treatment liquid.
これにより、処理槽内で処理液との接触によりガスから除去されて処理液中で粒状となった溶接ヒューム、ならびに導管側から流れてきた処理液中に含まれる溶接ヒュームは、循環ポンプでの処理液の循環中にフィルタにより除去される。また処理液中の溶接ヒュームがマグネットに吸着されることになり、処理液中に粒状の溶接ヒュームが分散、浮遊することを極力防止し、溶接ヒュームの捕捉効率を高めようとするものである(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、前記した特許文献1に記載のものは、圧力気体の供給により処理液の上面に揺動泡状の層を形成させるが、処理液の温度変化、表面張力等の変動により泡状の層を常に安定して形成することが困難であり、溶接ヒュームを確実に捕捉、回収することができない。また圧力気体を供給する設備が必要となり大型化し、騒音が高くなる課題がある。
However, in the above-described
また、前記した特許文献2に記載のものは、処理液中に含まれる溶接ヒュームは循環ポンプでの処理液の循環経路中にフィルタにより除去されるが、前記した乾式の回収装置と同様にフィルタ表面に短時間で溶接ヒュームが堆積し、循環ポンプによる処理液の循環量が低下するため、長期間安定した回収を行うことが困難で、フィルタの洗浄、交換等の保守が必要でその作業に手間を要する。
Moreover, in the thing of above-mentioned
さらに、処理槽の底部に平板状の磁石を設置し、処理液中の溶接ヒュームの一部を付着させているが、付着した溶接ヒュームの処理槽内の底部での剥ぎ取り、または磁石の出し入れ作業が必要で作業に手間を要する。 In addition, a flat plate magnet is installed at the bottom of the treatment tank, and a part of the welding fume in the treatment liquid is adhered to it, but the adhered welding fume is peeled off at the bottom of the treatment tank or the magnet is put in and out. Work is necessary and labor is required.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、構成の簡素化と装置の保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安定して回収できるようにした溶接ヒューム回収方法および回収装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and simplifies the configuration and reduces the need for maintenance of the apparatus, and also recovers a welding fume and recovers the welding fume over a long period of time. Is intended to provide.
本発明は上記目的を達成するため、溶接部で発生した溶接ヒュームを含む気体を捕集槽の捕集液中に噴出させて溶接ヒュームを前記捕集液で捕集し、前記捕集槽の捕集液を回収槽に導出させて捕集液を捕集槽と回収槽の間を循環させ、前記回収槽に備えた回転駆動する磁石に捕集液中の溶接ヒュームを磁気吸着させるとともに、前記磁気吸着した溶接ヒュームを磁石から剥ぎ取って回収することを特徴とするものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention allows a gas containing welding fume generated in a welded portion to be ejected into a collecting liquid in a collecting tank to collect welding fumes with the collecting liquid, and The collection liquid is led to the collection tank, and the collection liquid is circulated between the collection tank and the collection tank, and the welding fume in the collection liquid is magnetically adsorbed to the rotationally driven magnet provided in the collection tank, The magnetically attracted welding fume is peeled off from the magnet and collected.
本発明によれば、装置の簡素化と保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安定して回収できるようにした溶接ヒューム回収方法および回収装置とすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while simplifying an apparatus and reducing the necessity of maintenance, it can be set as the welding fume collection | recovery method and collection | recovery apparatus which enabled it to collect | recover welding fume stably over a long period of time.
第1の発明は、溶接部で発生した溶接ヒュームを含む気体を捕集槽の捕集液中に噴出させて溶接ヒュームを前記捕集液で捕集し、前記捕集槽の捕集液を回収槽に導出させて捕集液を捕集槽と回収槽の間を循環させ、前記回収槽に備えた回転駆動する磁石に捕集液中の溶接ヒュームを磁気吸着させるとともに、前記磁気吸着した溶接ヒュームを磁石から剥ぎ取って回収することを特徴とする溶接ヒュームの回収方法としたものである。 1st invention makes the gas containing the welding fume which generate | occur | produced in the welding part spout in the collection liquid of a collection tank, collects welding fume with the said collection liquid, and collects the collection liquid of the said collection tank. The collected liquid is circulated between the collection tank and the collection tank by being led to the collection tank, and the rotating fume magnet provided in the collection tank is caused to magnetically adsorb the welding fume in the collected liquid, and the magnetic adsorption is performed. The welding fume recovery method is characterized in that the welding fume is peeled off from the magnet and recovered.
これによって、装置の簡素化と保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安全にかつ安定して回収できるようにした溶接ヒュームの回収方法とすることができる。 As a result, it is possible to provide a welding fume recovery method in which the need for simplification and maintenance of the apparatus can be reduced and the welding fume can be recovered safely and stably over a long period of time.
第2の発明は、第1の発明において、捕集液の温度を調節できるようにした溶接ヒュームの回収方法としたものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a welding fume recovery method according to the first aspect, wherein the temperature of the collected liquid can be adjusted.
これによって、溶接ヒュームを含む気体による捕集液の温度上昇を抑えて、発火性に対する安全性をより向上させることができるとともに、冬季における凍結を防止して安定した溶接ヒュームの回収を行うことができる。 As a result, the temperature rise of the collected liquid due to the gas containing the welding fume can be suppressed, the safety against ignitability can be further improved, and freezing in the winter can be prevented to stably collect the welding fume. it can.
第3の発明は、溶接部で発生した溶接ヒュームを含む気体をブロアで搬送する導出管と、前記導出管を介して導入した気体から溶接ヒュームを捕集する捕集液を貯留した捕集槽と、前記捕集槽から導出させた捕集液を貯留する回収槽と、前記捕集槽と回収槽の間で捕集液を循環させる循環手段と、前記回収槽の捕集液中の溶接ヒュームを磁気吸着する磁石を有する回転体と、前記磁石に磁気吸着した溶接ヒュームを剥ぎ取るスクレーパを備えたことを特徴とする溶接ヒュームの回収装置としたものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a discharge pipe for conveying a gas containing welding fume generated in a welded portion by a blower, and a collection tank storing a collection liquid for collecting welding fume from the gas introduced through the discharge pipe. A collection tank for storing the collected liquid led out from the collection tank, a circulating means for circulating the collected liquid between the collection tank and the collection tank, and welding in the collected liquid of the collection tank A welding fume collecting apparatus comprising a rotating body having a magnet for magnetically adsorbing fume and a scraper for peeling off the welding fume magnetically adsorbed to the magnet.
これによって、装置の簡素化と保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安定して回収できるようにした溶接ヒュームの回収装置とすることができる。 As a result, it is possible to provide a welding fume recovery apparatus that can simplify the apparatus and reduce the need for maintenance, and can recover the welding fume stably over a long period of time.
第4の発明は、第3の発明において、捕集液の温度調節手段を備えた溶接ヒュームの回収装置としたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a welding fume recovery apparatus according to the third aspect of the present invention, which is provided with a temperature adjusting means for the collected liquid.
これによって、溶接ヒュームを含む気体による捕集液の温度上昇を抑えて、発火性に対する安全性をより向上させることができるとともに、冬季における凍結を防止して安定した溶接ヒュームの回収を行うことができる。 As a result, the temperature rise of the collected liquid due to the gas containing the welding fume can be suppressed, the safety against ignitability can be further improved, and freezing in the winter can be prevented to stably collect the welding fume. it can.
以下、本発明の一実施例の溶接ヒュームの回収装置を図1、図2を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施例の溶接ヒュームの回収装置を示す構成図、図2は溶接ヒュームの磁気吸着部分の斜視図である。 A welding fume recovery device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a welding fume recovery device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a magnetic adsorption portion of the welding fume.
溶接部1は内部にレーザによる部品の溶接機構およびここで発生する溶接ヒュームの周囲への飛散を防止するケース等(図示なし)を備えており、溶接ヒュームは例えば窒素ガス、空気の気体とともに吸入管2を介してブロア3により吸引される。吸入管2の他端部に複数の散気孔4aを形成した散気管4に接続されている。ブロア3により吸入された溶接ヒュームを含む気体は前記散気孔4aより噴出する。
The
捕集槽5内に一定量の水道水等の捕集液6を貯留し、この捕集槽5内の底部に散気管4を位置させており、溶接ヒュームを含む気体を複数の散気孔4aから捕集液6に噴出させ、捕集液6中を上昇させる過程で溶接ヒューム分を捕集液6で捕捉、捕集する。捕集液6を通過した気体は排気管7より捕集槽5の外部に排出される。また捕集槽5には供給管8、開閉弁9を介して捕集液6を必要に応じて供給する。
A
また、捕集槽5の底部には排出管10が接続され、開閉弁11によりメンテナンス時等に捕集液6を排出できるように構成されている。さらに捕集槽5には捕集液6の水位検出器12および捕集液6の温度検出器13を備えており、水位検出器12により開閉弁9を制御して捕集液6の水位を一定範囲に調節する。また温度検出器13により後に説明する温度調節手段を制御して捕集液6を一定温度範囲に調節するものである。
In addition, a
捕集槽5と併設して回収槽14を備え、捕集槽5の捕集液6を導出管15から循環手段である循環ポンプ16により回収槽14に導出させるとともに一定量貯留する。回収槽14に貯留した捕集液6は返送管17より捕集槽5に戻す。捕集槽5内に位置する返送管17には複数の噴出孔17aを有しており、この噴出孔17aから回収槽14に貯留した捕集液6を捕集槽5の捕集液6中に下方に向けて噴出させる。
A
導出管15、返送管17を介して捕集液6を循環手段である循環ポンプ16により捕集槽5と回収槽14の間で循環させるとともに、捕集液6は、捕集槽5においては上方から下方に向かう循環流を形成し、回収槽14においては下方から上方に向かう循環流を形成させる。
The
また、返送管17の途中に熱交換器18を位置させ、この熱交換器18には放熱フイン18aを有しており、温度検出器13の検出値によりファン18bを駆動し、この送風により捕集液6を冷却する。また返送管17の途中に電気ヒータ19を設けて温度検出器13の検出値により通電し捕集液6を加熱する。前記熱交換器18、電気ヒータ19により捕集液6の温度調節手段を構成している。なお循環ポンプ16、熱交換器18、電気ヒータ19は導出管15、返送管17のいずれに設けてもよい。
A
また、回収槽14の底部には排出管20が接続され、開閉弁21によりメンテナンス時等に捕集液6を排出できるように構成されている。
In addition, a
回収槽14の上部に溶接ヒュームを磁気吸着する磁石22を円周面に有し、水平軸まわりに回転する回転体23を位置して設け、回転体23の略半周部が捕集液6中に浸漬した状態に固定されている。また図2に示すように、回転体23の回転軸24に回転駆動手段であるモータ25が連結され回転体23を所定の速度で回転させるものである。
A
捕集液6中に下部を浸漬した回転体23の円周面に有する磁石22の表面に捕集液6中の溶接ヒュームを磁気吸着して捕集する。また回転体23の円周面に有する磁石22に接してスクレーパ26を設け、このスクレーパ26によって磁石22に磁気吸着した溶接ヒュームを剥ぎ取り、剥ぎ取った溶接ヒュームを容器27に回収するものである。スクレーパ26は前記捕集液6の液面上方に位置している。
The welding fume in the
なお、図1中の実線矢印は捕集液6の流れを方向、破線矢印は気体の流れ方向、一点鎖線矢印は回転体23の回転方向を示す。
In FIG. 1, the solid line arrow indicates the flow direction of the collected
次に、以上のような構成の溶接ヒュームの回収装置における主な運転動作、作用を説明する。溶接部1で発生した溶接ヒュームは、例えば窒素ガス、空気の気体とともに吸入管2を介してブロア3により吸引され、この溶接ヒュームを含む気体は吸入管2の他端部の散気管4に形成した複数の散気孔4aから捕集槽5の捕集液6中に噴出する。溶接ヒュームを含む気体は散気孔4aによって分割されて浮力により捕集液6の下方から上方に上昇する。捕集液6中を上昇する過程で溶接ヒュームが捕集液6に捕捉、捕集されるとともに、捕集液6を通過した気体は排気管7より捕集槽5の外部に排出される。
Next, main operation operations and effects in the welding fume recovery apparatus having the above-described configuration will be described. The welding fume generated in the welded
溶接ヒュームを含む気体は散気孔4aによって分割されて浮力により捕集液6の下方から上方に上昇し、一方捕集液6は返送管17に形成した複数の噴出孔17aから捕集槽5の捕集液6の上方から下方に向けて噴出させて循環流を形成させている。したがって溶接ヒュームを含む気体の流れと捕集槽5の捕集液6の流れは対向流となる。これによって気体と捕集液6との接触および撹拌作用を促進し、気体中の溶接ヒュームが捕集液6に確実に捕捉されやすくなり、捕集効率を向上させることができる。
The gas containing the welding fume is divided by the diffuser holes 4 a and rises upward from below the
前記したように捕集槽5と回収槽14の間で捕集液6を循環させ、回収槽14の捕集液6中に浸漬した回転体23の円周面に有する磁石22の表面に捕集液6中の溶接ヒュームを磁気吸着して捕集する。
As described above, the
また、返送管17の吸入側を回転体23の円周面に有する磁石22の近傍に位置させ、かつ回収槽14で下方から上方に向かう捕集液6の循環流を形成させることによって、捕集液6が磁石22に沿って流れ、溶接ヒュームの磁石22表面への接触を促進させて効率的に磁気吸着させることができる。
Further, the suction side of the
なお、回転体23の円周面に有する磁石22に接してスクレーパ26を設け、このスクレーパ26によって磁石22に磁気吸着した溶接ヒュームを剥ぎ取り、剥ぎ取った溶接ヒュームを容器27に回収するようにしたが、磁石22表面から溶接ヒュームを剥ぎ取る(擦り取り)ことができればよく、スクレーパ26の構成は実施例に限定されるものではない。
A scraper 26 is provided in contact with the
さらに、捕集槽5と回収槽14を分離したことによって、捕集槽5と回収槽14の各々の構成および全体構成を簡素化することができる。さらにフィルタを用いないので、フィルタの洗浄、交換等が不要であり、また回収槽14の上部に溶接ヒュームを磁気吸着する磁石22を円周面に有する回転体23を位置して設けたことによって、保守の簡素化とその作業を大幅に削減できるとともに、長期間安定した溶接ヒュームの回収を行うことができる。
Furthermore, by separating the
また、捕集槽5と回収槽14の間および捕集槽5と回収槽14の各々で捕集液6を常に循環させることによって、溶接ヒュームを流動化させ一部箇所への沈降、滞留を防止し、溶接ヒュームを磁石22の表面に効率的に磁気吸着させて回収することができる。
In addition, by constantly circulating the
また、溶接部1から吸引する溶接ヒュームおよび気体の温度は高くなりやすく、この溶接ヒュームを含む気体と接触する捕集液6の温度も上昇する。特に夏季においては捕集液6の温度がより高くなりやすい。前記したように本実施例においては、返送管17の途中に熱交換器18を位置させ、温度検出器13の検出値によりファン18bを駆動し、この送風により循環する捕集液6を例えば30℃以下になるよう冷却する。これによって捕集槽5および回収槽14の捕集液6の温度を下げて、磁石22の磁着能力の低下を防止するとともに、循環ポンプ16の耐久性を維持することができる。さらに溶接ヒュームの発火要因を取り除くことができ、より安全性を向上させることができる。
Further, the temperature of the welding fume and gas sucked from the welded
また、冬季において溶接ヒュームの回収運転を停止した状態を継続した場合に、捕集槽5および回収槽14の捕集液6が凍結するおそれがあり、回収運転を開始することが困難となる。前記したように本実施例においては、返送管17の途中に電気ヒータ19を設けて温度検出器13の検出値により通電し循環する捕集液6を加熱する。これによって捕集液6の凍結を防ぎ、装置の破損防止、回収運転の安定化を図ることができる。なお温度条件においては電気ヒータ19に通電せずに循環ポンプ16を駆動し、捕集液6を循環させることによっても凍結を防ぐことができる。
Moreover, when the state which stopped the collection | recovery operation | movement of the welding fume was continued in winter, there exists a possibility that the
前記した実施例においては、温度調節手段の加熱源を電気ヒータ19としたが、これに限定されるものではなく、例えば石油、ガス燃料の燃焼装置、太陽熱集熱装置、生石灰と水との反応熱等によるものであってもよい。さらに冷却、加熱手段としてヒートポンプサイクルを用いてもよい。
In the above-described embodiment, the
なお、本溶接ヒュームの回収装置においては、捕集槽5と回収槽14の形状、容積および捕集液6の量、磁石22の表面積、磁石22を円周面に有する回転体23の回転速度、溶接ヒュームを含む気体の吸引量、捕集槽5と回収槽14との間の捕集液6の循環量等の要素系およびパラメータがあるが、これらを溶接ヒュームの発生量(回収負荷)およびサイズ等により、任意に選択し最適条件に設定することができる。
In this welding fume recovery device, the shape and volume of the
以上のように、本発明によれば、装置の簡素化と保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安定して回収できるようにした溶接ヒューム回収方法および回収装置とすることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a welding fume recovery method and a recovery device that can simplify the apparatus and reduce the need for maintenance, and can recover the welding fume stably over a long period of time. .
溶接ヒュームの回収装置として幅広く適用することができる。 It can be widely applied as a welding fume recovery device.
1 溶接部
2 吸入管
3 ブロア
4 散気管
4a 散気孔
5 捕集槽
6 捕集液
7 排気管
8 供給管
9 開閉弁
10 排出管
11 開閉弁
12 水位検出器
13 温度検出器
14 回収槽
15 導出管
16 循環ポンプ(循環手段)
17 返送管
18 熱交換器(温度調節手段)
18a 放熱フイン
18b ファン
19 電気ヒータ(温度調節手段)
20 排出管
21 開閉弁
22 磁石
23 回転体
24 回転軸
25 モータ
26 スクレーパ
27 容器
DESCRIPTION OF
17
18a Heat radiation
20 Discharge Pipe 21 Open /
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