JP2013202737A - 空気循環式研掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラストマシンからの排気からフィルターで粉塵を濾過した空気をキャビネット内に戻すことで安全・清潔な環境を維持することができるとともに、工場内の冷暖房した空気を無駄にすることなく、かつ環境条件の悪い工場内の粉塵や湿気がブラストマシン内に入ることを防止でき、またキャビネット内に発火や燃焼を抑止するために注入する炭酸カルシウム及び窒素ガスの使用量を極力減らすことができる空気循環式研掃装置を提供する。
【解決手段】キャビネット内において被加工物に投射機が研削材を投射し、該キャビネット内の粉塵を含む空気をフィルターで濾過する集塵機を備える研掃装置において、集塵機の空気出口とキャビネットの空気取り入れ口との間に空気通路を設けて、集塵機のフィルターにより清浄化した空気をすべてキャビネットの空気取り入れ口からキャビネット内に送り込む。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物に研削材を投射する研掃装置に関するものであって、特に、粉塵等が大量に発生する研掃作業において、清潔で安全な環境を維持することができ、かつ省資源化、省エネルギーにも配慮した空気循環式研掃装置に関するものである。

この種の研掃装置、すなわちブラストマシンでは、キャビネット内のバレル等に投入した被加工物に、投射機が研削材を投射して、多量の粉塵が発生することから、研掃エリアを遮蔽して外部と隔離するとともに、キャビネット内に充満するスラッジや研削材からなる粉塵を集塵機で集塵して、フィルターにより濾過することが行われている。そして、フィルターにより濾過され清浄化された空気は、多くはそのまま外気中に排出されている。
そして粉塵が多く発生すると、集塵機のフィルターが短時間で目詰まりしてしまい、ダストの払い落とし作業を頻繁に行うことになることから、その対策としてブラストマシンとフィルターとの間に、専用のダスト除去装置を設置することが案出されている（特許文献１参照）。
また、研掃作業により発生する被加工物や研削材の細かな粉塵が、例えばアルミニウム、マグネシウム、ネオジウム、鉄、亜鉛などの（金属）微粉末の場合には、思いもよらない火花の発生により、燃焼や、粉塵爆発を起こすおそれがあることから、これらの発火や燃焼を抑止するために、キャビネット内の空気に微粉末の炭酸カルシウムや窒素ガスを注入することが行われている。

一方、ローターにより投射された研削材は、被加工物表面から剥離されたスケール、破片、ダスト、そして研削材自身が破砕、摩耗により微粒化したものと一緒に混合物となって、キャビネット下部のホッパーから回収され、エレベーターで上方に運ばれ、そこで使用可能な研削材を取り出して循環使用するべく、セパレーターにより分離分級されている。このセパレーターでは、エレベーターで上昇した研削材の混合物が下方に位置する研削材タンクに向けて放出されつつ、横方向から風を受けることにより、大粒で重い正常粒子及び粗い粒子は、この風で流されることなく直下のスクリーン（網）方向に落ちる一方、細かな軽い粒子は風に流されて、キャビネット側から吸引された空気と合流して研削材タンク外へと送られる。そこでさらに、風に流されない使用可能な粒度のものが分離器で分級され機内に戻されるとともに、風に流された微粒子は集塵機により吸引されフィルターに通されて濾過される構造となっている。

特開平６−３１２３７０号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されたブラストマシンにあっては、従来のブラストマシンと同様に、フィルターを通過した後の空気が依然外気中に放出されており、このことはいくらフィルターで粉塵を除去しているとはいえ、フィルターで除去しきれない微小な成分が空気中に排出される可能性があった。
それに加え、ブラストマシンが置かれた工場内の空気を、二次空気としてブラストマシンに取り入れた後、集塵機の排風として工場外に排出することにより、せっかく冷暖房された空気の熱エネルギーを排出してしまうという、エネルギーを無駄に損失することにより冷暖房の費用が増大せざるを得なかった。
そして、環境条件の悪い工場内、例えば粉塵や湿気の多い場所においてブラストマシンを稼働させると、ブラストマシン内に粉塵や湿気が入ってしまい、悪影響が起こることから、ブラスト作業に支障が生じたり、二次空気の取り入れを工場外からダクト配管して行わなければならなかったりして、多大な問題があった。
また、金属微粉末の燃焼や粉塵爆発を抑制するためにキャビネット内に注入する微粉末の炭酸カルシウムや窒素ガスにあっては、上記フィルターを通り抜けて外気中に排出されてしまうことから、キャビネット内には常時炭酸カルシウム及び窒素ガスを注入し続けなければならず、これには多大なコストを要していた。

一方、研削材の混合物の分離分流を行うためには、これに当てる風量が重要なポイントであって、上記セパレーターにおいてもダンパー等の風量調節手段により適切な風量を設定している。しかしながら、これには集塵機を通過した後の風を使っているのであるが、その風量は、集塵機のフィルターが目詰まりすると、風量が低下するという問題があることから、常に一定の風量により研削材の混合物を分離分流することは難しく、フィルターに付着したダストの払い落とし作業を頻繁に行う必要があり、これには多大な手間を要していた。

本発明は前述の事情に鑑みて為されたものであって、その第１の目的は、ブラストマシンからの排気からフィルターで粉塵を濾過した空気をキャビネット内に戻すことにより、フィルターで除去しきれない微小な成分も空気中に排出することがなく安全・清潔な環境を維持することができるとともに、工場内の冷暖房した空気を装置内に取り入れて工場外に排風するという熱エネルギーの無駄をなくし、かつ環境条件の悪い工場内の粉塵や湿気がブラストマシン内に入ることを防止でき、またキャビネット内に発火や燃焼を抑止するために注入する炭酸カルシウム及び窒素ガスの使用量を極力減らすことができる空気循環式研掃装置を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、研削材の混合物の分離分流するための風量を一定に保つことにより、使用可能な研削材とスラッジとを確実に分離することができる空気循環式研掃装置を提供することである。

本発明の空気循環式研掃装置は、キャビネット内において被加工物に投射機が研削材を投射し、該キャビネット内の粉塵を含む空気をフィルターで濾過する集塵機を備える研掃装置において、集塵機の空気出口とキャビネットの空気取り入れ口との間に空気通路を設けて、集塵機のフィルターにより清浄化した空気をすべて前記キャビネットの空気取り入れ口からキャビネット内に送り込むことを特徴とする。
これにより、ブラストマシンからの粉塵を含む排気から集塵機のフィルターで除去しきれない微小な成分も空気中に排出することがなく安全・清潔な環境を維持し、工場内の冷暖房した空気を装置内に取り入れて工場外に排風するという熱エネルギーの無駄をなくし、かつ環境条件の悪い工場内の粉塵や湿気がブラストマシン内に入ることを防止でき、またキャビネット内に発火や燃焼を抑止するために注入する炭酸カルシウム及び窒素ガスを装置外に無駄に排出することなく、炭酸カルシウムと窒素ガスの使用量を極力減らすことができ、省資源化に貢献し経済的である。

本発明の空気循環式研掃装置は、研掃装置内の空気はキャビネットと集塵機と空気通路を循環する閉ループ系を形成することを特徴とする。
これにより、研掃作業を行うキャビネット内の空気が装置外に排出されることがないので、安全・清潔な環境を確実に維持することができる。

本発明の空気循環式研掃装置は、キャビネット下部に溜まる研削材や被加工物表面から剥離されたスケール、破片、ダスト、及び研削材が破砕、摩耗により微粒化したものの混合物を集めて、これを上から落下させながら軽い粒を吹き飛ばすブロアーを備え、該ブロアーはキャビネットと集塵機の間に設けた空気通路から空気を取り入れることを特徴とする。
これにより、研削材の混合物の分離分流するための風量を、集塵機のファンの風量に依存することなく、一定に保つことが可能となり、使用可能な研削材とスラッジとを確実に分離することができる。

本発明に係る空気循環式研掃装置を示す側面図である。 本発明に係る空気循環式研掃装置を示す正面図である。 本発明に係る空気循環式研掃装置におけるセパレーターの説明図である。

図１〜図３は、本発明における空気循環式研掃装置を示し、キャビネット１内に回転自在に取り付けられたバレル２に対して、斜め上方に位置する投射機３からバレル２内の被加工物に対して研削材を投射する構造である。
符号４を付したのは、集塵機キャビネットであり、その上部に配置されたファン５が集塵機キャビネット４内の空気を吸い出して内部を負圧にする。これにより、研掃作業で発生した粉塵を含む空気は、キャビネット１内から吸入管６を経て集塵機キャビネット４に吸入され、フィルター８により粉塵を分離する。粉塵が分離除去された清浄な空気は、ファン５から送風管７を通じて、キャビネット１の空気取り入れ口９から再びキャビネット１内に戻される。この清浄な空気が戻されるキャビネット１の空気取り入れ口９は、従来のブラストマシンにおける二次空気取入口に相当する個所であってもよい。上記フィルター８により分離された粉塵は、ダストの払い落とし作業を行うことによりフィルター８から落下し、その下部に位置する集塵室１０に蓄えられて定期的に搬出される。
また、投射されて研掃作用を果たした研削材は、被加工物表面から剥離されたスケール、破片、ダスト、そして研削材自身が破砕、摩耗により微粒化したものとともに混合物となって、バレル２の孔を通り抜けて下部ホッパー１１に落下し、スクリューコンベア１２で送られて１個所に集められた後、バケット式のエレベーター１３によりすくい上げられ、再使用可能な研削材のみを上部ホッパー１４に落として集め、これを再び投射機３で投射すべく、上記混合物の分離分級が行われている。

図３は、この混合物を分離分級する状態を表しており、エレベーター１３によりすくい上げられた混合物は、上部ホッパー１４の上面に配置された網状のスクリーン１５に向かって落下する途中で、ブロアー１６からの横風を受けることにより、大粒で重い正常粒子及び粗い粒子は、この風で流されることなく直下のスクリーン１５に落ちる一方、細かな軽い粒子は風に流されて、キャビネット側からの通風路１７から吸引された空気と合流して集塵機キャビネット４へと送られる。ブロアー１６の空気の取り入れは、図１に示すように、前記送風管７を分岐する通風管から行うこととし、装置外からの二次空気の取り入れは、基本的に行わないこととする。
この際、細かな軽い粒子に混じって、図３の左方向に流される比較的大きな粒子については、再度キャビネット１に戻すために分離器１８を設置し、再使用な可能な研削材をできるだけ分離するものである。そして、ブロアー１６と送風管７の間に設けたダンパー１９を用いて、ブロアー１６の風量をコントロールすることにより、分離器１８に落とす粒子の粗さの程度を制御することができる。
２０は、スクリーン１５の網目を通過しない大粒の粒子を排出する排出管である。

上述した構成からなる本実施形態の空気循環式研掃装置の操作について、以下に詳述する。
まず、バレル２に入れた被加工物に対して、投射機３から研削材を投射する。この際、キャビネット１は被加工物の出し入れ個所も含めて装置外とは隔絶している。
粉塵が充満するキャビネット１内の空気を集塵するために、ファン５を回転させて集塵機キャビネット４内の空気を吸い出して内部を負圧にする。

キャビネット１内の空気は、通風路１７から吸入管６を経て集塵機キャビネット４に吸入される。集塵機キャビネット４内に入った粉塵を伴った空気は、フィルター８を通過して粉塵が濾過され、濾過された空気はファン５を経て送風管７を通じて、再びキャビネット１内に戻されるという閉ループ系を形成している。

一方、ファン５からキャビネット１に清浄な空気を送る送風管７の中途に設けられた分岐する通風管とその開度をコントロールするダンパー１９からブロアー１６に空気が供給され、そのブロアー１６から風により、エレベーター１３によりすくい上げられ落下する前記混合物が分離分級され、上部ホッパー１４に落ちた再使用可能な研削材を再び投射機３で投射するものである。

本考案の空気循環式研掃装置は、ブラストマシンを製造する産業において利用することができるものである。

１…キャビネット
２…バレル
３…投射機
４…集塵機キャビネット
５…ファン
６…吸入管
７…送風管
８…フィルター
９…空気取り入れ口
１１…下部ホッパー
１２…スクリューコンベア
１４…上部ホッパー
１６…ブロアー

Claims (3)

1. キャビネット内において被加工物に投射機が研削材を投射し、該キャビネット内の粉塵を含む空気をフィルターで濾過する集塵機を備える研掃装置において、
   集塵機の空気出口とキャビネットの空気取り入れ口との間に空気通路を設けて、集塵機のフィルターにより清浄化した空気をすべて前記キャビネットの空気取り入れ口からキャビネット内に送り込むことを特徴とする空気循環式研掃装置。
2. 研掃装置内の空気はキャビネットと集塵機と空気通路を循環する閉ループ系を形成することを特徴とする請求項１記載の空気循環式研掃装置。
3. キャビネット下部に溜まる研削材や被加工物表面から剥離されたスケール、破片、ダスト、及び研削材が破砕、摩耗により微粒化したものの混合物を集めて、これを上から落下させながら軽い粒を吹き飛ばすブロアーを備え、該ブロアーはキャビネットと集塵機の間に設けた空気通路から空気を取り入れることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気循環式研掃装置。