JP2012076006A

JP2012076006A - オイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法

Info

Publication number: JP2012076006A
Application number: JP2010222216A
Authority: JP
Inventors: Mutsuo Shoda; 睦生正田; Hitoshi Kono; 仁志河野; Minoru Tamura; 穂田村; Norio Ikuta; 紀夫生田
Original assignee: Asahi Kogyosha Co Ltd
Current assignee: Asahi Kogyosha Co Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP5759698B2

Abstract

【課題】工作機械等のオイルミスト発生源から発生するオイルミストを一般のオイルミストコレクタで除去する際に、出口オイルミスト濃度を少なくとも確実に設定値以下にすることができるオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法を提供する。
【解決手段】作業空間２０に設置されたオイルミスト発生源１０に、排気ダクト１１を介してオイルミストコレクタを接続し、オイルミスト発生源１０からのオイルミストを含む排気空気をオイルミストミストコレクタに導入してオイルミストを除去した後、その除去後の空気を作業空間に排気するオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法において、オイルミストコレクタに吸込側が開放した開放型オイルミストコレクタ１５を用い、上記排気ダクト１１からのオイルミストを含む排気空気を、作業空間の空気で希釈して吸引空気とし、これを開放型オイルミストコレクタ１５に導入してオイルミストを除去するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械等から生じたオイルミストを除去するオイルミストコレクタに係り、特に工作機械等からのオイルミスト濃度が高くてもオイルミスト濃度を低減できるオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法に関するものである。

ＮＣ旋盤、研削盤、マシニングセンタなど工作機械は、鉱油などの切削油を、加工工具と被削材との加工部分に供給するため、大量のオイルミストを発生する。このため、図６に示すように工作機械３０には、排気ダクト３１が接続され、排気ダクト３１にオイルミストコレクタ３２が接続され、工作機械３０から発生したオイルミストを吸引空気と共に排気ダクト３１を介してオイルミストコレクタ３２に導入し、オイルミストコレクタ３２内のフィルタなどによりオイルミストを分離除去し、また適宜アフタフィルタ３３を介してオイルミストコレクタ３２で除去できなかったオイルミストを吸着除去した後、吸引した空気を作業空間に排気するようにしている。

従来、オイルミストコレクタは、電気集塵方式、遠心分離方式、フィルター方式など種々のタイプのものが提案されているが、オイルミストの除去率は、概ね９０％以上であり、工作機械３０で決まる排風量に対応したオイルミストコレクタ３２を選定して使用している。

工場等の作業空間内において発生するオイルミストに関する法規制は、現在制定されていないが、日本産業衛生学会が発表しているミスト許容濃度に関する勧告値では、オイルミスト濃度が３ｍｇ／ｍ³以下であれば、作業空間内で労働者がオイルミストに暴露されても健康上の悪影響はないとしている。

また自動車業界等の一般指標としての作業空間のミスト濃度と視界状態の関係は、オイルミスト濃度（ｍｇ／ｍ³）と視界状態が、０．２ｍｇ／ｍ³では、かすみといった顕著な現象は確認できない、０．５ｍｇ／ｍ³では、うっすらとかすむ、１．０ｍｇ／ｍ³では曇っていることが判る、２．０ｍｇ／ｍ³では視界が悪いとされている。

特開２００３−２２５５２４号公報特開２００６−８８０５０号公報

ところで、除去率の高いオイルミストコレクタを使用しても、入口濃度が高ければ、出口濃度もそれなりの濃度となってしまう。実際に工作機械からオイルミストコレクタに導入されるオイルミストの濃度を５分程度測定したところ、吸引空気中のオイルミスト濃度は約６〜３６ｍｇ／ｍ³の範囲で変化しており、またオイルミストのＭＭＡＤ（空気力学的直径）粒径分布は、０．１〜１．０μｍの粒径が約８０％で、捕集しやすい１〜１０μｍの粒径のミストは約２０％以下である。このオイルミストを、一般に市販されている除去率９０％のオイルミストコレクタで除去しても、１〜１０μｍの粒径のミストは９０％以上の除去率で除去できても、０．１〜１μｍの粒径のミストは、除去率が９０％以下の約８８％であり、オイルミストコレクタの出口のオイルミスト濃度は、約０．７〜４．３ｍｇ／ｍ³の範囲で排出されてしまい、出口オイルミスト濃度を３ｍｇ／ｍ³以下にすることは困難である場合が多いことがわかった。

これを改善しようとする場合、オイルミストコレクタに処理風量を大きなものを用いれば、除去率は向上できるが、オイルミスト発生源である工作機械に導入する吸引空気量は、工作機械ごとに設定されており、設定値を超える風量とすると工作機械内の加工室内の空気流が速くなってしまい、機械加工自体に問題を発生させることになりかねない。

そこで、従来は、図６で説明したようにオイルミストコレクタ１２の排気口にアフターフィルタ３３を装着し、そのアフターフィルタ３３でオイルミストコレクタ３２で除去できなかった０．１〜１μｍの粒径のオイルミストを除去している。しかしながら、アフターフィルタ３３は、オイルミストコレクタ３２内のフィルタと違って洗浄で繰り返し使用するものではなく、使い捨てであるため、コストアップとなってしまう。

また、工場内のオイルミスト環境を改善するには、ミストコレクタの排気を屋外に排気すれば、工場内環境は改善されるものの、屋外排気は二次汚染の問題があり好ましくない。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、工作機械等のオイルミスト発生源から発生するオイルミストを通常のオイルミストコレクタで除去する際に、出口オイルミスト濃度を少なくとも確実に設定値以下にすることができるオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、作業空間に設置されたオイルミスト発生源に、排気ダクトを介してオイルミストコレクタを接続し、オイルミスト発生源からのオイルミストを含む排気空気をオイルミストコレクタに導入してオイルミストを除去した後、その除去後の空気を作業空間に排気するオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法において、オイルミストコレクタに吸込側が開放した開放型オイルミストコレクタを用い、上記排気ダクトからのオイルミストを含む排気空気を、作業空間の空気で希釈して吸引空気とし、これを開放型オイルミストコレクタに導入してオイルミストを除去することを特徴とするオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法である。

請求項２の発明は、作業空間に複数台のオイルミスト発生源が設置され、その複数台のオイルミスト発生源からのオイルミストを含む排気空気が、上記排気ダクトを介して開放型オイルミストコレクタに作業空間の空気と共に導入される請求項１記載のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法である。

請求項３の発明は、オイルミスト発生源からの排気空気中の最大オイルミスト濃度（ｍｇ／ｍ³）を予め検出し、開放型オイルミストコレクタを選定する際に、その開放型オイルミストコレクタの除去率を基に、最大オイルミストを含む排気空気を作業空間の空気で希釈したときに、出口オイルミスト濃度が設定値以下となる最低処理風量を決定し、その処理風量以上の開放型オイルミストコレクタを選定する請求項１又は２記載のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法である。

請求項４の発明は、オイルミスト発生源からのオイルミストを含む排気空気を作業空間の空気で希釈してオイルミストを除去したときに、出口オイルミスト濃度が設定値３．０（ｍｇ／ｍ³）以下になる開放型オイルミストコレクタを選定してオイルミストを除去する請求項１〜３いずれかに記載のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法である。

請求項５の発明は、オイルミストコレクタのケーシングの吸込側に、そのケーシングと同じ断面形状のフランジを取り付け、そのフランジの吸込口の上下中央に排気ダクトを取り付け、その排気ダクトの上下の吸込口を作業空間に開放して開放型オイルミストコレクタを構成した請求項１〜４のいずれかに記載のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法である。

請求項６の発明は、吸込口には、分散部材が設けられ、その分散部材で、排気ダクトからの排気空気と、排気ダクトの上下の吸込口から導入される作業空間の空気を分散混合してフィルタに導入する請求項５記載のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法である。

本発明によれば、オイルミスト発生源からのオイルミストを除去する際に、開放型オイルミストコレクタを用い、作業空間の空気で希釈して処理することで、オイルミストコレクタの除去率に限界があっても、出口オイルミスト濃度を設定値以下にすることができるという優れた効果を発揮するものである。

本発明の一実施の形態を示す図である。本発明に用いる開放型オイルミストコレクタの斜視図である。（ａ）は本発明において、開放型オイルミストコレクタに導入される作業空間の空気中のオイルミスト濃度の経時変化を示す図、（ｂ）は作業空間の空気中のオイルミストのＭＭＡＤ粒径分布を示す図である。本発明において、開放型オイルミストコレクタに導入される排気空気中のオイルミスト濃度の経時変化を示す図、（ｂ）は排気空気中のオイルミストのＭＭＡＤ粒径分布を示す図である。（ａ）は本発明において、開放型オイルミストコレクタに導入される排気空気を作業空間の空気で希釈したときの入口オイルミスト濃度と、出口オイルミスト濃度と、除去率の経時変化を示す図、（ｂ）は入口オイルミストと出口オイルミストのＭＭＡＤ粒径分布を示す図である。従来のオイルミストコレクタの使用例を示す斜視図である。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１において、１０ａ〜１０ｃは、工場などの作業空間２０内に複数台設置された工作機械などからなるオイルミスト発生源で、図では３台作業空間２０内に設置されている。

オイルミスト発生源１０ａ〜１０ｃには、排気ダクト１１ａ〜１１ｃが接続され、その排気ダクト１１ａ〜１１ｃが共通の排気ダクト１１に接続される。各排気ダクト１１ａ〜１１ｃには、ダンパ１２ａ〜１２ｃが設けられ、また排気ダクト１１には、吸引ファン１３が設けられる。

各オイルミスト発生源１０ａ〜１０ｃから発生するオイルミスト濃度は様々であり、またその設定の排風量も５〜１５ｍ³／ｍｉｎと様々であり、吸引ファン１３は、各オイルミスト発生源１０ａ〜１０ｃの各設定排風量の合計の排風量となる能力のものが使用され、ダンパ１２ａ〜１２ｃの開度を調整して各オイルミスト発生源１０ａ〜１０ｃの吸引風量を、設定排風量とする。

さて、共通の排気ダクト１１の排気口は、開放型オイルミストコレクター１５の吸込口１６に位置するように設けられる。開放型オイルミストコレクター１５は、ケーシング１７内にフィルタ１８と排気ファン１９とが設けられて構成される。

図２は、本発明に用いる開放型オイルミストコレクター１５の斜視図を示したもので、通常のオイルミストコレクタの吸込面には、排気ダクトと接続する扉などが取り付けられているが、本発明においては、ケーシング１７の吸込側に、ケーシング１７と同じ断面形状のフランジ１７Ｓを取り付け、そのフランジ１７Ｓ内に上下の水平棚２１を設け、上下の水平棚２１、２１間の排気空気吸込口１６ｓに排気ダクト１１を接続し、上下の周囲空気吸込口１６ｔは作業空間２０に開口するようにしたものである。この際、吸込口１６には、排気空気吸込口１６ｓからの排気空気と、周囲空気吸込口１６ｔからの周囲空気とが、拡散混合してフィルタ１８に吸引されるように邪魔板などからなる分散部材２２が設けられる。この分散部材２２は、例えばＬ形鋼を縦横に複数間隔をおいて格子状に設けて形成され、図示するように排気空気吸込口１６ｓと周囲空気吸込口１６ｔの中心に水平に設けた水平Ｌ形分散材２３と、その水平Ｌ形分散材２３の下流側で垂直に設けた垂直Ｌ形分散材２４とで構成されると共に、そのＬ形分散材２３、２４の頂部が空気流に対して上流側に向くように設けられる。これにより、排気空気吸込口１６ｓと周囲空気吸込口１６ｔからの空気が、それぞれ水平Ｌ形分散材２３に当たって上下に分散され、さらにその下流で垂直Ｌ形分散材２４に当たることで左右に分散され、排気空気と周囲空気とが上下左右に分散して混合されることで、排気空気中のオイルミストが略均一に希釈されてフィルタ１８に導入されるようになっている。

このように本発明は、排気ダクト１１からの排気空気を、開放型オイルミストコレクター１５の排気空気吸込口１６ｓに導入すると共に作業空間２１の空気を上下の周囲空気吸込口１６ｔから導入し、その排気空気を作業空間２１の空気とを吸込口１６内で、分散部材２２にて分散混合してオイルミスト濃度を希釈し、これを開放型オイルミストコレクター１５のフィルタ１８を通してオイルミストを除去することで、排気ファン１９から作業空間２０に排気される空気中の出口オイルミスト濃度を設定値以下にするようにしたものである。

この図２の開放型オイルミストコレクター１５においては、水平棚２１、２１で吸込口１６を略三等分し、排気ダクト１１からの排気空気を作業空間２０の空気で略３倍に希釈するようにしているが、希釈程度は、処理するオイルミスト濃度に応じて２〜１０倍程度で選定することができる。

この場合、先ずオイルミスト発生源から排出されるオイルミスト濃度とその排気空気量は、既知であり、開放型オイルミストコレクター１５のオイルミスト除去能力も既知であるため、最低限のオイルミスト除去率（例えば９０％）で処理したときの出口オイルミスト濃度を設定値以下（例えば３ｍｇ／ｍ³以下）とするための、開放型オイルミストコレクター１５の処理風量を選定する。

通常開放型オイルミストコレクター１５のフィルタ１８でオイルミストを除去する場合、そのフィルタ１８を通過する流速は、オイルミストを効率的に除去できる流速範囲が決まっているため、処理風量の選定と共に吸込口１６の面積も決定される。

次に排気空気の希釈率から開放型オイルミストコレクター１５の処理風量と吸込口１６の大きさが選定されたのちに、排気ダクト１１の排気口の大きさ、特に排気ダクト１１の横幅を、選定した開放型オイルミストコレクター１５の吸込口１６の横幅に合うように排気ダクト１１の排気口の形状を合わせ、その排気ダクト１１の排気口の上下高さに合うように上下の水平棚２１、２１を吸込口１６に取り付け、水平棚２１、２１の位置に合わせて、分散部材２２の水平Ｌ形分散材２３と垂直Ｌ形分散材２４の取り付け位置を決定する。

ここで、開放型オイルミストコレクター１５のオイルミスト除去率を例えば９０％とし、作業空間１０へ排気する空気の出口オイルミスト濃度の設定値を、例えば３ｍｇ／ｍ³とすると、排気ダクト１１からの排気空気中のオイルミスト濃度が、３０ｍｇ／ｍ³以下であれば、その排気ダクト１１からの排気空気を、希釈せずにそのままの排風量を処理できるが、オイルミスト発生源１０ａ〜１０ｃのオイルミスト濃度は、通常３０ｍｇ／ｍ³以上であり、これをそのまま処理したのでは、出口オイルミスト濃度が設定値の３ｍｇ／ｍ³以上となってしまう。

そこで本発明は、排気ダクト１１から排気されるオイルミスト濃度を予め検出しておき、そのオイルミスト発生源からの排気空気中の最大オイルミスト濃度を予め検出し、開放型オイルミストコレクタ１５を選定する際に、その開放型オイルミストコレクタ１５の除去率を基に、最大オイルミストを含む排気空気を作業空間２０の空気で希釈したときの出口オイルミスト濃度が設定値（３ｍｇ／ｍ³）以下となる最低処理風量を決定し、その処理風量以上の開放型オイルミストコレクタ１５を選定し、すると共に、排気空気を作業空間２０の空気で希釈してオイルミストを除去するようにしたものである。

この本発明のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法の具体例を図３〜図５により説明する。

図３（ａ）は、開放型オイルミストコレクタに導入される作業空間の空気中のオイルミスト濃度の経時変化を示したもので、作業空間のオイルミスト濃度は、約１．０ｍｇ／ｍ³〜約１．８ｍｇ／ｍ³で変化しており、またそのオイルミストのＭＭＡＤ（空気力学的直径）粒径分布は、図３（ｂ）に示すように０．１〜１．０μｍの粒径が約９０％で、残りが１μｍ以上の粒径のオイルミストを含んでいる。

図４（ａ）は、排気ダクト１１の排気空気中のオイルミスト濃度の経時変化を示したもので、排気空気中のオイルミスト濃度は、約２０ｍｇ／ｍ³〜約１１０ｍｇ／ｍ³で変化しており、またそのオイルミストのＭＭＡＤ粒径分布は、図４（ｂ）に示すように０．１〜１．０μｍの粒径が約８３％で、残りが１μｍ以上の粒径のオイルミストを含んでいる。

図５（ａ）は、排気ダクト１１からの排気空気を作業空間の空気で約５倍に希釈して開放型ミストコレクタに導入してオイルミストを除去したときの、希釈後の入口オイルミスト濃度と、オイルミスト除去後の出口オイルミスト濃度の経時変化と、その除去率を併せて示したもので、ａは入口オイルミスト濃度変化、ｂは出口オイルミスト濃度変化、ｃは除去率変化を示している。

図５（ａ）に示すように、排気ダクト１１からの排気空気中のオイルミストの濃度図４（ａ）に示したように高くても、希釈することで、入口オイルミスト濃度を最大２２ｍｇ／ｍ³以下とすることができ、出口オイルミスト濃度を３ｍｇ／ｍ³以下とすることができる。

通常、オイルミストコレクタの除去率を９０％とすると、図４（ａ）に示した排気空気中のオイルミスト濃度が最大で１１０ｍｇ／ｍ³もある排気空気の場合、これを処理しても、出口オイルミスト濃度は、１１ｍｇ／ｍ³となってしまう。

本発明においては、排気空気を作業空間の空気で、例えば５倍に希釈することで、入口オイルミスト濃度が最大でも約２２ｍｇ／ｍ³とすることができ、除去率が９０％でも出口のオイルミスト濃度を確実に３ｍｇ／ｍ³以下とすることができる。

図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した約４分間オイルミストを除去したときのオイルミストのＭＭＡＤ粒径分布における平均出入口オイルミスト質量濃度と、その除去率を示したものである。

図５（ｂ）に示すように粒径が０．１〜１．０μｍでは、除去率が９７．４％であるが、粒径が大きくなると除去率は上がり、４μｍ以上では１００％で、全体の除去率も９８．１５％にすることができた。

この場合、作業空間の空気にもオイルミスト濃度約１．０ｍｇ／ｍ³〜約１．８ｍｇ／ｍ³のオイルミストを含んでいるが、開放型オイルミストコレクタで、オイル発生源のオイルミストと同時に、希釈する空気中のオイルミストも同時に除去することが可能となる。

これにより、作業空間２０内を、かすみといった顕著な現象は確認できない、０．２ｍｇ／ｍ³以下にすることができる。

１０オイル発生源
１１排気ダクト
１３吸引ファン
１５開放型オイルミストコレクタ
１７ケーシング
１７Ｓフランジ
２１水平棚

Claims

作業空間に設置されたオイルミスト発生源に、排気ダクトを介してオイルミストコレクタを接続し、オイルミスト発生源からのオイルミストを含む排気空気をオイルミストコレクタに導入してオイルミストを除去した後、その除去後の空気を作業空間に排気するオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法において、オイルミストコレクタに吸込側が開放した開放型オイルミストコレクタを用い、上記排気ダクトからのオイルミストを含む排気空気を、作業空間の空気で希釈して吸引空気とし、これを開放型オイルミストコレクタに導入してオイルミストを除去することを特徴とするオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法。
作業空間に複数台のオイルミスト発生源が設置され、その複数台のオイルミスト発生源からのオイルミストを含む排気空気が、上記排気ダクトを介して開放型オイルミストコレクタに作業空間の空気と共に導入される請求項１記載のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法。
オイルミスト発生源からの排気空気中の最大オイルミスト濃度（ｍｇ／ｍ³）を予め検出し、開放型オイルミストコレクタを選定する際に、その開放型オイルミストコレクタの除去率を基に、最大オイルミストを含む排気空気を作業空間の空気で希釈したときに、出口オイルミスト濃度が設定値以下となる最低処理風量を決定し、その処理風量以上の開放型オイルミストコレクタを選定する請求項１又は２記載のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法。
オイルミスト発生源からのオイルミストを含む排気空気を作業空間の空気で希釈してオイルミストを除去したときに、出口オイルミスト濃度が設定値３．０（ｍｇ／ｍ³）以下になる開放型オイルミストコレクタを選定してオイルミストを除去する請求項１〜３いずれかに記載のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法。
オイルミストコレクタのケーシングの吸込側に、そのケーシングと同じ断面形状のフランジを取り付け、そのフランジの吸込口の上下中央に排気ダクトを取り付け、その排気ダクトの上下の吸込口を作業空間に開放して開放型オイルミストコレクタを構成した請求項１〜４のいずれかに記載のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法。
吸込口には、分散部材が設けられ、その分散部材で、排気ダクトからの排気空気と、排気ダクトの上下の吸込口から導入される作業空間の空気を分散混合してフィルタに導入する請求項５記載のオイルミストコレクタを用いたオイルミスト除去方法。