JP2015019690A

JP2015019690A - 集塵装置

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Publication number: JP2015019690A
Application number: JP2013147692A
Authority: JP
Inventors: 鶴見　哲一; Tetsukazu Tsurumi; 哲一鶴見; 加藤　修; Osamu Kato; 修加藤; 悟野口; Satoru Noguchi; 森　宏之; Hiroyuki Mori; 宏之森; 達也倉地; Tatsuya Kurachi
Original assignee: Amano Corp
Current assignee: Amano Corp
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2015-02-02
Anticipated expiration: 2033-07-16
Also published as: JP6214256B2

Abstract

【課題】デミスターの着脱時に塵埃等が発火や爆発するのを防止すると共に、デミスターに液体を噴霧した際に装置外に液滴が飛散するのを防止する。【解決手段】本発明は、ファンにより含塵空気の気流を内部に発生させ、この含塵空気中の塵埃を分離除去する濾過部３１を備えた集塵装置１０であって、濾過部３１は、充填物が充填される充填部３２と、充填部３２の気流方向下流側において着脱可能に設けられ、不燃性素材により形成されるデミスター３９と、充填部３２とデミスター３９との間に設けられ、充填部３２に液体を噴霧する第１の液体噴霧設備３４と、デミスター３９の気流方向下流側に設けられ、デミスター３９に液体を噴霧する第２の液体噴霧設備２と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、工場内の加工機等から発生する含塵空気中の塵埃を分離除去するための集塵装置に関するものである。

従来、加工機等から発生する塵埃を吸引して工場内の空気を浄化するために産業用の集塵装置が利用されており、特に、含塵空気がレーザ加工機等から発生する爆発性や発火性を有する塵埃を含む場合には、集塵装置内に吸引した含塵空気を集塵装置内に貯溜した洗浄液に接触させることによって塵埃を分離除去する所謂湿式の集塵装置を使用することが多い。

従来の湿式の集塵装置としては、例えば、充填物とデミスターに液体を噴霧するシャワー機構を備え、装置本体中央部の導入筒体の上方から導入された含塵空気を払落室で反転させ、導入筒体の外周の集塵室においてシャワー機構から充填物に液体を噴射することで捕集した含塵空気中の塵埃を装置本体の底部の沈殿槽に沈殿させるもの（特許文献１参照）や、装置本体内部を上下に仕切る仕切り部材上に設けられる多数の球状体と、該球状体に液体を供給する液体供給装置と、液体供給装置の上方に設けられる霧滴分離装置と、を備え、仕切り部材を通って上方へ向かう含塵空気中の塵埃を球状体が捕集するもの（特許文献２参照）等が知られている。

特開昭５７−１６５０１５号公報実開昭６４−５６８１８号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載の集塵装置では、シャワー機構の液体噴霧方向が含塵空気の気流方向と同じ向きであるため、運転時に液体を噴霧すると気流の流れに従ってシャワー機構からの液滴が装置本体の外側に飛散してしまう虞があるという問題が生じている。

また、デミスターは、シャワー機構の液体噴霧による洗浄だけでは稼働時間の経過と共に目詰まりが発生するため、装置本体から取り外して清掃を行う必要があるが、上記した特許文献１に記載の集塵装置では、デミスターが装置本体に対して着脱可能な構成を備えていないため、清掃作業が困難であるという問題がある。

一方、上記した特許文献２に記載の集塵装置では、液体供給装置が、球状体の上方に設けられているが、霧滴分離装置の上方（気流方向下流側）には設けられていない。そのため、装置本体から霧滴分離装置を取り外す際に、霧滴分離装置を支持する装置本体側の部材と霧滴分離装置との間に生じた摩擦熱によって、それらの間に堆積した可燃性粉体や爆発性粉体或いは周囲の塵埃が発火や爆発する危険性が生じるという問題がある。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、デミスターを着脱可能とし、デミスターの着脱時に塵埃等が発火や爆発するのを防止すると共に、デミスターに液体を噴霧した際に装置外に液滴が飛散するのを防止することのできる集塵装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明の第１の集塵装置は、ファンにより含塵空気の気流を内部に発生させ、この含塵空気中の塵埃を分離除去する濾過部を備えた集塵装置であって、前記濾過部は、充填物が充填される充填部と、該充填部の気流方向下流側において着脱可能に設けられ、不燃性素材により形成されるデミスターと、前記充填部と前記デミスターとの間に設けられ、前記充填部に液体を噴霧する第１の液体噴霧設備と、前記デミスターの気流方向下流側に設けられ、該デミスターに液体を噴霧する第２の液体噴霧設備と、を備えることを特徴とする。

本発明の第１の集塵装置によれば、第２の液体噴霧設備によりデミスターに液体を噴霧することができるため、デミスターの周辺の湿度を高く保持することができる。したがって、点検や清掃等のためにデミスターを取り出す時に生じる摩擦熱によって発火や爆発が起こる危険性がなく、安全性の向上を図ることができる。

また、第１の液体噴霧設備が充填部の気流方向下流側に配置され、第２の液体噴霧設備がデミスターの気流方向下流側に配置されているため、第１の液体噴霧設備や第２の液体噴霧設備が含塵空気中の塵埃により汚染され難く、第１の液体噴霧設備や第２の液体噴霧設備のメンテナンスの簡略化を図ることができる。

本発明の第２の集塵装置では、含塵空気の気流方向と前記第１の液体噴霧設備及び前記第２の液体噴霧設備による液体噴霧方向とが逆向きになるように構成されていることを特徴とする。

本発明の第２の集塵装置によれば、噴霧された液体が含塵空気の流れに乗って装置本体の外部に飛散するおそれがない。

本発明の第３の集塵装置では、前記ファンの停止後に前記第２の液体噴霧設備から液体を噴霧させるように制御する制御装置を備えていることを特徴とする。

本発明の第３の集塵装置によれば、ファン停止後にデミスターの周辺を確実に液体で噴霧し、内部の湿度を所定値以上に保つことができるため、デミスターの交換等、ファン停止後に行うメンテナンス時の静電気の発生を抑制し、発火や爆発の発生を防止することができる。

本発明の第４の集塵装置において、前記制御装置は、前記デミスターの気流方向上流側と下流側との間の差圧が所定値を超えた場合に前記第２の液体噴霧設備による液体噴霧時間を延長するように制御することを特徴とする。

本発明の第４の集塵装置によれば、デミスターに対する液体噴霧時間を延長することで、デミスターに付着している塵埃の除去効果を高め、デミスターの清掃サイクルを延ばすことができる。

本発明の第５の集塵装置において、前記制御装置は、前記デミスターの気流方向上流側と下流側との間の差圧が所定値を超えた場合に前記第２の液体噴霧設備による液体噴霧圧力を上昇させるように制御することを特徴とする。

本発明の第５の集塵装置によれば、デミスターに対する液体噴霧圧力を上昇させることで、デミスターに付着している塵埃の除去効果を高め、デミスターの清掃サイクルを延ばすことができる。

本発明の第６の集塵装置では、前記第１の液体噴霧設備と前記第２の液体噴霧設備のいずれか一方の液体噴霧設備に、同一の液体供給源から切換設備を介して液体が供給されるように構成されていることを特徴とする。

本発明の第６の集塵装置によれば、同一の液体供給源を使用することで、配管等の設備の構成を最小限に抑制することができる。また、切換設備を設けることで、第２の液体噴霧設備に対する液体の供給が第１の液体噴霧設備への給水停止時のみで済むため、液体を効率良く使用し、経済性を高めることができる。

本発明の第７の集塵装置では、前記デミスターを収納するデミスター収納部を有し、該デミスター収納部は装置本体に設けられる支持部に着脱可能に支持されており、前記デミスター収納部と前記支持部のいずれか一方の部材が非鉄金属製で他方の部材が鉄又は鋼製であることを特徴とする。

本発明の第７の集塵装置によれば、デミスター収納部を着脱する際に、デミスター収納部と支持部との間でのカジリを防止することができ、デミスター収納部の着脱作業を円滑に行うことができる。また、デミスター収納部と支持部のいずれか一方の部材を非鉄金属製とすることにより、炭素（カーボン）の含有量を少なく（又はゼロ）にすることができるため、デミスター収納部の着脱時に生じる摩擦熱によって、デミスター収納部と支持部の間に堆積した可燃性粉体や爆発性粉体或いは周囲の塵埃が発火や爆発する危険性を確実に防止することができ、安全性の向上を図ることができる。

本発明の第８の集塵装置において、前記非鉄金属製の部材はアルミニウム製であることを特徴とする。

本発明の第８の集塵装置によれば、市場流通性が良く、比較的安価なアルミニウムを使用することで、経済性をさらに高めることができる。また、デミスター収納部がアルミニウム製の場合、アルミニウムが軽量のため、デミスター収納部の着脱作業を容易に行うことができる。

本発明によれば、点検や清掃等のためにデミスター収納部を着脱する際に生じる摩擦熱によって発火や爆発が起こる危険性がなく、安全性の向上を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る集塵装置を示す正面図である。本発明の実施形態に係る集塵装置を示す平面図である。本発明の実施形態に係る集塵装置の制御方法を示す図である。本発明の実施形態に係る集塵装置の制御方法を示すタイムチャート図である。

以下、図１〜図４を参照しつつ、本発明の実施形態に係る集塵装置１０について説明する。

本実施形態に係る集塵装置１０は、下部に設けられる基台１１と、基台１１上に取り付けられる、吸込部１２、湿式の第１の集塵部１３、乾式の第２の集塵部１４、吸引部１５、及び排気部１６と、基台１１の内部に設けられる汚水タンク１７と、を備えて構成されている。

図２に良く示されているように、平面視において、吸込部１２は基台１１の前方左側に配置され、第１の集塵部１３は吸込部１２の右方であって基台１１の右側前方寄りに配置され、第２の集塵部１４は第１の集塵部１３の左方且つ吸込部１２の後方であって基台１１の左側に配置され、吸引部１５は第２の集塵部１４の後方であって基台１１の左側後方寄りに配置され、排気部１６は吸引部１５の右方に配置されている。すなわち、吸込部１２、第１の集塵部１３、第２の集塵部１４、吸引部１５、及び排気部１６は平面視で含塵空気の流れが蛇行するように基台１１上に配置されている。

基台１１の下部には、基台１１を移動可能に支持するキャスター１８が四隅にそれぞれ設けられ、下方に伸長させて床面に当接させることで基台１１を固定するアジャスター１９（固定手段）が各キャスター１８に近接して設けられている。

吸込部１２は、円筒形状のダクトを２箇所で直角に屈曲させることにより形成され、基台１１の前方左側隅部の上方に配置される鉛直ダクト部２０と、鉛直ダクト部２０の下端から右方に直角に屈曲して形成される水平ダクト部２１と、水平ダクト部２１の右端から下方に直角に屈曲して汚水タンク１７に連通する接続ダクト部２２と、備えている。

鉛直ダクト部２０には、上端に吸込口２３が開口され、吸込口２３の下方に防火ダンパー２４が取り付けられている。防火ダンパー２４は、常時は鉛直ダクト部２０内の流路を開放させる姿勢を保持しているが、塵埃の爆発や火災等によって内部の温度が上昇すると、その温度をセンサが検知して前記流路を閉鎖させるように動作する。

水平ダクト部２１には、逆止弁２５が取付けられ、逆止弁２５は、吸込口２３から汚水タンク１７に向かう一方向の気流のみを許容する。これにより、例え逆止弁２５の気流方向下流側で塵埃が爆発したとしても、爆風や火災が吸込口２３に伝播するのを防止することができると共に、周囲の作業者を爆風や火災から保護することができる。

また、鉛直ダクト部２０の上下フランジ部２６及び水平ダクト部２１の左右フランジ部２７にはそれぞれアース線が接続されていて接地されている。これにより、吸込部１２において、含塵空気が帯電したり、静電気が発生したりすることがないため、内部での発火や爆発を防止することができる。

第１の集塵部１３は、基台１１に載置される鉄製で矩形筒形状の装置本体３０を備えており、装置本体３０の底部が開口されて汚水タンク１７と連通している。装置本体３０の内部には、第１の濾過部３１が設けられ、第１の濾過部３１は、充填部３２と、充填部３２の上方（気流方向下流側）に設けられるプレフィルタ３５と、充填部３２とプレフィルタ３５との間に設けられる第１のスプレーノズル３３を有する第１の液体噴霧設備３４と、プレフィルタ３５の上方（気流方向下流側）に設けられる第２のスプレーノズル１を有する第２の液体噴霧設備２と、備えて構成されている。

充填部３２は、ステンレス製の矩形状のボックスに石ころ３６を敷き詰めて構成されている。好ましくは、石ころ３６として大磯３分が使用され、石ころ３６を敷き詰める厚さは数十ｍｍ程度とするのがよい。石ころ３６に大磯３分を使用するのは、石ころ３６のサイズが小さ過ぎると、石ころ３６に水をスプレーした充填部３２を含塵空気が通過する時の圧力損失が過大になるからである。また、石ころ３６を敷き詰める厚さを数十ｍｍ程度とするのは、その厚さが厚い程、充填部３２を含塵空気が通過する時の火花を除去することができるが、充填部３２を含塵空気が通過する時の圧力損失が過大になるのを防止するためである。

プレフィルタ３５は、不燃性素材から成るデミスター３９と、複数枚のデミスター３９を収納するボックス形状のデミスター収納部３と、により構成され、上下２段に配列されている。上下２段のプレフィルタ３５には、それぞれ、デミスター３９の気流方向上流側と下流側との間の差圧を検出するため、差圧計４が設けられている。デミスター３９は、直径０．１２〜０．２５ｍｍの細い金属線を編み込んだ後、幾層にも積層してマット状にしたものであり、素材が金属製のため発火することはない。

デミスター収納部３は、装置本体３０の内側面に固定される断面Ｌ字型の支持部５に支持されており、支持部５上を前後方向にスライドすることで装置本体３０に対して着脱可能に設けられている。デミスター収納部３は、炭素（カーボン）の含有量の少ない（又は含有しない）アルミニウム製である。これは、材質に炭素（カーボン）が多く含まれていると、摩擦によって局部的な熱上昇が発生し、発火し易い点を考慮した他、アルミニウムの市場流通性が良い点、コストが安価な点、軽量である点などを考慮したためである。また、支持部５は、鉄製であり、これは、鉄製の装置本体３０に対して溶接し易い点などを考慮したためである。

デミスター収納部３と支持部５の材質の組合せは、上記したアルミニウムと鉄に限定されるものではなく、デミスター収納部３と支持部５のいずれか一方の部材が非鉄金属製で他方の部材が鉄又は鋼製であれば別の組合せであってもよい。例えば、非鉄金属の別の例としては、防爆雰囲気で使用可能である、防爆工具に使用されているベリリウム銅を使用することもできる。なお、ここで、非鉄金属とは、鉄及び鉄を主成分とした鋼以外の金属のことを言うこととする。

第１の液体噴霧設備３４の第１のスプレーノズル３３及び第２の液体噴霧設備２の第２のスプレーノズル１は、第一の集塵部１３が平面視において四角形状を有しているため、四隅まで十分散水可能且つ広角散水可能な角錐状のスプレーノズル３３を使用している。これにより、充填部３２やプレフィルタ３５との高さ方向の距離を縮めることが可能となり、第一の集塵部１３の高さを低くすることができる。

第１の液体噴霧設備３４及び第２の液体噴霧設備２には、同一の液体供給源である水道水供給源６から水を供給可能な給水設備７を備えている。給水設備７は、水道水供給源６に接続されるメイン配管８を備えており、メイン配管８には、給水方向上流側から順に、給水用フィルタ１００、二方電磁弁１０１、レギュレータ１０２、及び流量計１０３が設けられている。メイン配管８の給水方向下流側末端には、切換設備である三方電磁弁１０４が設けられ、三方電磁弁１０４と第１の液体噴霧設備３４との間には第１の分岐配管１０５が接続され、三方電磁弁１０４と第２の液体噴霧設備２との間には第２の分岐配管１０６が接続されている。

装置本体３０には、充填部３２の前方に横長矩形状の充填部用点検口４０が設けられていると共に、プレフィルタ３５の前方に矩形状のプレフィルタ用点検扉４１が設けられている。充填部用点検口４０の中央には、横長のバー１０７が取り付けられ、このバー１０７の両端の締結具１０８により、充填部点検口４０は、充填部３２の前方を開閉可能且つ装置本体３０に着脱可能に設けられている。

プレフィルタ用点検扉４１には、上下に横長のバー１０９がそれぞれ取り付けられており、各バー１０９には、一端（図１の左端）に締結具１１０が設けられ、他端（図１の右端）にヒンジ１１１が設けられている。プレフィルタ用点検扉４１は、このヒンジ１１１を支点として横方向に回動させることで、プレフィルタ３５の前方を開閉可能となっている。また、プレフィルタ用点検扉４１には、上下のバー１０９の間の第１のスプレーノズル３３の前方に横長矩形状のノズル点検口１１２が設けられている。このノズル点検口１１２は、周囲の締結具１１３によって第１のスプレーノズル３３の前方を開閉可能且つプレフィルタ用点検扉４１に着脱可能に設けられている。

装置本体３０には、充填部３２と第１のスプレーノズル３３の間に複数（例えば４個）の温度センサ４２が取り付けられており、充填部用点検口４０とプレフィルタ用点検扉４１の間及び上部正面にそれぞれ消火口４３が取り付けられている。消火口４３には、常時は消火口４３を閉塞するプラグが着脱可能に取り付けられている。この消火口４３を設けることにより、万一の爆発により第１の集塵部１３の内部で火災が発生した場合でも、点検扉４０，４１を開放することなく、消火口４３から消火剤を注入することで迅速に消火作業を行うことができる。

第１の集塵部１３の装置本体３０の上方には第１の放散部４４が設けられている。第１の放散部４４は、金属製で、装置本体３０から上方に延出する装置本体３０より細径の矩形筒形状の第１の放散ダクト４５と、第１の放散ダクト４５の上端開口を開閉可能な第１の放散蓋４６と、を備えて構成されている。

第１の放散蓋４６の下面側外周部には、パッキン（図示省略）が貼付されており、第１の放散蓋４６の一辺側（図示では右辺側）両端部には、ヒンジ４７がそれぞれ取り付けられている。これにより、第１の放散蓋４６は、集塵装置１０の運転中、前記第１の集塵部１３内が負圧になることで下方に吸引され、前記パッキンを介して第１の放散ダクト４５の上端開口を閉鎖する。また、第１の集塵部１３の内部で爆発が発生した場合には、その時の爆発圧力によってヒンジ４７を支点として外側に回動して第１の放散ダクト４５の上端開口を開放するように構成されている。第１の放散部４４は、通常、粉塵爆発を想定して、第１の集塵部１３の圧力が１０ｋＰａ程度に上昇すると、第１の放散蓋４６が第１の放散ダクト４５の上端開口を開放し、第１の集塵部１３の内部圧力の上昇を抑制するように設計されている。

また、ヒンジ４７には、縦長の長孔４８が形成されており、第１の集塵部１３の内部での爆発発生時に内部圧力が急激に上昇した場合には、第１の放散蓋４６がヒンジ４７の長孔４８の分だけ上方に瞬時に持ち上がった後に長孔４８の上端部を支点に回動するように構成されている。これにより、上昇した第１の集塵部１３の内部圧力を瞬時に外部に放散させて低下させることができるため、第１の集塵部１３の損傷を最小限に抑制することができる。

装置本体３０の右側面には制御設備である制御盤４９が右側に正面を向けて取り付けられている。制御盤４９は、防塵構造を有し、差圧計４、二方電磁弁１０１、レギュレータ１０２、三方電磁弁１０４、及び吸引動力源８０等と電気的に接続されている。制御盤４９の正面には、運転又は運転停止スイッチ、逆洗動作スイッチ、緊急停止スイッチ等の各種スイッチや、温度表示器、湿度表示器等の各種表示器が設けられている。また、制御盤４９の内部にはアース端子（図示省略）が設けられており、該アース端子には、機器に電力を供給する電源線のアース線（図示省略）や各機器のアース線が接続されている。

第２の集塵部１４は、基台１１に載置される金属製で円筒形状の装置本体５０を備えており、装置本体５０の底部が開口されて汚水タンク１７と連通している。装置本体３０の内部の含塵空気と接触する部分には、導電処理が施された導電部が形成され、該導電部にはアース線（図示省略）が接続され、接地されている。

装置本体３０の内部には、第２の濾過部５１が設けられている。第２の濾過部５１は、帯電防止処理を施した乾式のフィルタ（濾過材）５２を備えて構成されている。フィルタ５２は、濾布をヒダ折りして円筒状に形成したプリーツフィルタユニットを３本まとめてカートリッジ状にしたものである。帯電防止処理の例としては、フィルタ５２の表面の一部に導電体を付着又は塗装して、フィルタ５２の導電部と装置本体５０の導電部とをアース線等で接続し、フィルタ５２に帯電した電気を装置本体５０を経由して最終的に大地に逃すようにしている。

装置本体５０の正面中央部には消火口５４が取り付けられており、消火口５４には、常時は消火口５４を閉塞するプラグが着脱可能に取り付けられている。これにより、万一の爆発により第２の集塵部１４の内部で火災が発生した場合でも、消火口５４から消火剤を注入することで迅速に消火作業を行うことができる、

装置本体５０の上方には、扁平な円柱箱状のルーフ５５が設けられている。このルーフ５５は、固定ボルト５６で装置本体５０の上端に着脱可能に取付けられており、固定ボルト５６を取り外すことによって装置本体５０の内部の点検作業やフィルタ５２の交換作業が行えるようになっている。ルーフ５５の内部は清浄室となっており、ルーフ５５には温湿度センサ５７が設置されている。温湿度センサ５７はルーフ５５の内部の温湿度を検出し、温度の検出値が所定値を超えた場合或いは湿度の検出値が所定値以下となった場合には、警報出力や非常停止等の異常信号を出力するようになっている。なお、静電気学会の講演論文には、相対湿度が５５％以上の場合に静電気が抑制されると記載されているため、本実施形態では、湿度の所定値を相対湿度６０％に設定している。

ルーフ５５の上方には、圧縮空気噴射設備５８が設けられている。圧縮空気噴射設備５８は、圧縮空気を貯留するタンク５９と、タンク５９と配管６０を介して接続される３個の電磁弁６１と、を備えており、各電磁弁６１は前記３本のプリーツフィルタユニットの上方にそれぞれ設置されている。

第２の集塵部１４の装置本体５０の左側部には、平面視で汚水タンク１７の外側に張り出すように第２の放散部６２が設けられている。第２の放散部６２は、金属製で、装置本体５０の左側部から上方に延出する矩形筒形状の第２の放散ダクト６３と、第２の放散ダクト６３の上端開口を開閉可能な第２の放散蓋６４と、を備えて構成されている。なお、第２の放散蓋６４は、上記した第１の放散部４４と同様の構成を有しているため、ここでの詳細な説明は省略する。

第１の集塵部１３の装置本体３０と第２の集塵部１４の装置本体５０とはダクト設備７０により接続されている。ダクト設備７０は、円筒形状のダクトを２箇所で直角に屈曲させることにより形成され、第１の集塵部１３の装置本体３０の後方側面上部に接続される上流側端部７１と、上流側端部７１から下方に直角に屈曲して形成される鉛直ダクト部７２と、鉛直ダクト部７２の下端から左方に直角に屈曲して第２の集塵部１４の装置本体５０の外周面上部に偏心した状態で接続される水平ダクト部７３と、を備えている。

吸引部１５は、基台１１上に取付けられる吸引動力源８０と、第２の集塵部１４と吸引動力源８０とを接続する上流側吸引ダクト部８１と、吸引動力源８０と排気部１６とを接続する下流側吸引ダクト部８２と、を備えて構成されている。

吸引動力源８０は、ケーシング８３に囲繞されたファンと、該ファンを駆動するためのモータ８４と、により構成されている。なお、本実施形態では、一般的に使用されるファン、及びモータを使用しているが、防爆構造のファン、及びモータを使用することで更なる安全性が向上し、粉塵爆発の危険性を低下させることができる。

上流側吸引ダクト部８１は、円筒形状のダクトにより形成され、第２の集塵部１４のルーフ５５の外周面の後方左側に接続される水平ダクト部８５と、水平ダクト部８５から下方に直角に屈曲される鉛直ダクト部８６と、を備えている。

排気部１６は、吸引部１５の下流側吸引ダクト部８２が下部側面に接続されるマフラー８７と、マフラー８７の上方に接続される防火ダンパー（図示省略）と、がそれぞれ鉛直方向に接続されて構成されており、上端開口には排気口８９が設けられている。

汚水タンク１７は、内部を第１の領域と第２の領域の２つの領域に仕切る仕切板９０と、内部の上限水位を検知する上限水位センサ９１と、内部の下限水位を検知する下限水位センサ９２と、正面に開閉可能に取り付けられる汚水タンク点検扉９３と、右側面に設けられる排水口（図示省略）と、汚水タンク１７内に設けられる排水ポンプ９５と、を備えている。そして、この排水ポンプ９５は、上限水位センサ９１が上限水位を検知すると、運転を開始し、下限水位センサ９２が下限水位を検知する運転を停止するように制御される。

仕切板９０は、汚水タンク１７の上面から垂下されて汚水タンク１７の水面に常時接触すると共に前記第１の領域と前記第２の領域とが連通するように形成されている。また、仕切板９０の下端の高さは、水位下限センサ９２によって設定されている汚水タンク１９の下限水位の高さより低くなるように設定されている。

図２に良く示されているように、仕切板９０は、前記第１の領域と前記第２の領域を仕切るために、平面視において屈曲形成されている。前記第１の領域は、平面視で主に第１の集塵部１３が載置される領域であり、吸込部１２の接続ダクト部２２が汚水タンク１７に連通する部分と、第１の集塵部１３の装置本体５０の底部が汚水タンク１７に連通する部分を含んでいる。また、前記第２の領域は、平面視で主に第２の集塵部１４が載置される領域であり、第２の集塵部１４の装置本体５０の底部が汚水タンク１７に連通する部分を含んでいる。

次に、上記した構成を備えた本発明の実施形態に係る集塵装置１０の作用について説明する。

工場内の例えばレーザ溶接機から集塵装置１０の吸込口２３を介して吸引部１２に吸引された爆発性粉体や可燃性粉体（未酸化ヒューム）等の塵埃を含む含塵空気は、防火ダンパー２４及び逆止弁２５を経由して接続ダクト部２２を通って汚水タンク１７内に吸引される。

汚水タンク１７内に吸引された含塵空気は、汚水タンク１７の水面に対してほぼ鉛直に水中に落下するため、含塵空気中の塵埃は水との慣性衝突により消火され、消火された塵埃は汚水タンク１７内に沈殿する。

一方、汚水タンク１７において分離除去されずに残留した塵埃を含む含塵空気は、汚水タンク１７の水面上に沿って水平に移動した後、第１の集塵部１３の底部から装置本体３０内に吸引され、充填部３２に導かれる。

これにより、充填部３２では、第１のスプレーノズル３３から噴霧される水滴により石ころ３６の表面が濡れ、充填部３２内を上昇する含塵空気と石ころ３６の表面の濡れ水との間で気液接触が行われ、含塵空気中の塵埃に対して冷却作用と消火作用が行われる。

この時、第１のスプレーノズル３３から噴霧される水滴が含塵空気の上昇気流と接触し、水滴表面からの蒸発が連続して行われて水蒸気が発生する。これにより、第１の集塵部１３内の相対湿度は６０％以上に保たれるため、第１の集塵部１３内での静電気の発生が抑制される。

充填部３２を通過し、第１のスプレーノズル３３の下流側まで上昇した含塵空気は、その後、プレフィルタ３５の上下２段のデミスター３９を通過する。この時、含塵空気はスプレーノズル３３による水滴の噴霧により粒子状の水滴を含んでいるが、この水滴は上下２段のデミスター３９を通過する際に除去される。

このように第１の集塵部１３において冷却消火されると共に水滴を除去された含塵空気は、第１の集塵部１３の上部からダクト設備７０を介して第２の集塵部１４に導かれる。

ダクト設備７０の水平ダクト部７３は第２の集塵部１４の装置本体５０の外周面上部に偏心した状態で接続されているため、ダクト設備７０から第２の集塵部１４内に流入した含塵空気は、フィルタ５２の外側を旋回しながら降下した後、フィルタ５２の下端からフィルタ５２の内部を旋回しながら上昇する。含塵空気中の塵埃は、このように含塵空気が旋回しながらフィルタ５２を通過する間に確実に濾過され、装置本体５０の底部開口を通って汚水タンク１７内に直接落下するか、或いは、フィルタ５２に付着する。そして、フィルタ５２に付着した塵埃は、タイマー制御や差圧制御等でオン動作された電磁弁６１を介してフィルタ５２の上方から圧縮空気が供給されることによってフィルタ５２から分離除去され、装置本体５０の底部開口を通って汚水タンク１７内に落下する。

このように第２の集塵部１４において塵埃を分離除去されて清浄化された清浄空気は、吸引部１５の上流側吸引ダクト部８１から、前記ファン、下流側吸引ダクト部８２、排気部１６のマフラー８７及び防火ダンパー（図示省略）を経由して、排気口８９から集塵装置１０の外部に排出される。
次に、図３及び図４を参照しつつ、本発明の実施形態に係る集塵装置１０の第１の集塵部１３の制御方法について説明する。

上記したように集塵装置１０を運転させるため、制御装置４９の前記運転スイッチを操作すると、制御装置４９は、吸引動力源８０のモータ８４への通電をＯＮにすると同時に、二方電磁弁１０１を開放し、さらに、メイン配管８から第１の分岐配管１０５への流水を許容するように三方電磁弁１０４を切り換える。これにより、上記したように、第１のスプレーノズル３３から充填部３２の石ころ３６に対して水が噴霧され、充填部３２内を上昇する含塵空気と石ころ３６の表面の濡れ水との間で気液接触が行われ、含塵空気中の塵埃に対して冷却作用と消火作用が行われる。

その後、集塵装置１０の運転を停止させるため、制御装置４９の前記運転停止スイッチを操作すると、制御装置４９は、吸引動力源８０のモータ８４への通電をＯＦＦにする。前記ファンは、モータ８４への通電をＯＦＦにされた後であっても、一定時間Ｔ１、慣性により回転するため、制御装置４９は、モータ８４への通電をＯＦＦにしてから一定時間Ｔ１、二方電磁弁１０１を開放すると共に、メイン配管８から第１の分岐配管１０５への流水を許容するように三方電磁弁１０４を切り換えた状態のまま保持する。これにより、モータ８４の停止後も前記ファンが回転している間は、第１の液体噴霧設備３４の第１のスプレーノズル３３から充填部３２の石ころ３６に対して水が噴霧され、充填部３２内を上昇する含塵空気と石ころ３６の表面の濡れ水との間で気液接触が行われ、含塵空気中の塵埃に対して冷却作用と消火作用が行われる。

前記一定時間Ｔ１の経過後（前記ファンの回転停止後）、制御装置４９は、メイン配管８から第２の分岐配管１０６への流水を許容するように三方電磁弁１０４を切り換え、二方電磁弁１０１をさらに所定時間Ｔ２，開放させたまま保持する。これにより、前記ファンが停止した後に、第２の液体噴霧設備２の第２のスプレーノズル１からプレフィルタ３５に対して前記所定時間Ｔ２，水が噴霧され、プレフィルタ３５を洗浄すると共に、第１の集塵部１３内の相対湿度を高めることができる。

なお、第２の液体噴霧設備２の第２のスプレーノズル１から水が噴霧されている間に点灯するランプを制御装置４９に取り付けてもよいし、第２のスプレーノズル１による水の噴霧動作が終了するまで、プレフィルタ用点検扉４１の開放を規制するロック機構（例えば、電磁石による電磁ロック等）を取り付けてもよい。これにより、支持部５を含むプレフィルタ３５の周辺を確実に水で噴霧し、第１の集塵部１３内の相対湿度を所定値以上に保つことができるため、プレフィルタ３５の交換時等、メンテナンス時の静電気の発生を抑制し、発火や爆発の発生を防止することができる。

上記したように本発明の実施形態に係る集塵装置１０によれば、プレフィルタ３５の点検や清掃等のために、プレフィルタ用点検扉４１を開放させてプレフィルタ３５を取り出す時に、デミスター収納部３と支持部５との間に生じる摩擦熱によって、それらの間に堆積した可燃性粉体や爆発性粉体或いは周囲の塵埃が発火や爆発する危険性を確実に防止することができ、安全性の向上を図ることができる。

また、前記ファンが停止する度に、第２のスプレーノズル１からプレフィルタ３５に水が噴霧され、プレフィルタ３５を洗浄するため、プレフィルタ３５の気流方向上流側と下流側との間の差圧の上昇割合を低く抑えることができ、メンテナンス周期を延長すると共にメンテナンス回数を減少させることができる。

さらに、前記ファンが回転している間は、第１のスプレーノズル３３から充填部３２の石ころ３６に水が噴霧されるため、充填部３２内を上昇する含塵空気中の塵埃に対して冷却作用と消火作用が確実に行われる。

さらにまた、制御装置４９は、差圧計４によるプレフィルタ３５の気流方向上流側と下流側との間の差圧の検出値を監視し、この検出値が所定値に達した場合には、図４の破線（所定時間Ｔ３）で示すように、第２の液体噴霧設備１の第２のスプレーノズル１による水の噴霧時間が長くなるように二方電磁弁１０１を制御したり、或いは、第２の液体噴霧設備１の第２のスプレーノズル１からの水の噴霧圧力が高くなるようにレギュレータ１０２を制御したりしてもよい。

また、上記したように本発明の実施形態に係る集塵装置１０によれば、デミスター収納部３と支持部５の材質が、非鉄金属と鉄又は鋼との組み合わせになっているため、第１の集塵部１３に対してプレフィルタ３５を着脱する際に、デミスター収納部３と支持部５との間でのカジリを防止することができ、プレフィルタ３５の着脱作業を円滑に行うことができる。さらに、デミスター収納部３と支持部５のいずれか一方の部材を非鉄金属製とすることにより、炭素（カーボン）の含有量を少なく（又はゼロ）にすることができるため、プレフィルタ３５の着脱時に生じる摩擦熱によって、デミスター収納部３と支持部５の間に堆積した可燃性粉体や爆発性粉体或いは周囲の塵埃が発火や爆発する危険性を確実に防止することができ、安全性の向上を図ることができる。

また、第１の液体噴霧設備３４が充填部３２の気流方向下流側に配置され、第２の液体噴霧設備２がプレフィルタ３５の気流方向下流側に配置されているため、第１の液体噴霧設備３４や第２の液体噴霧設備２が含塵空気中の塵埃により汚染され難く、第１の液体噴霧設備３４や第２の液体噴霧設備２のメンテナンスの簡略化を図ることができる。

上記した実施形態に係る集塵装置１０によれば、含塵空気の気流方向(上向き）と第１のスプレーノズル３３や第２のスプレーノズル１からの水の噴霧方向（下向き）とが逆向きになるため、噴霧された水が含塵空気の流れに乗って装置本体３３の外部に飛散するおそれがない。

また、上記した本発明の実施形態では、同一の液体供給源である水道水供給源６から第１の液体噴霧設備３４及び第２の液体噴霧設備２に水を供給する構成を採用しているため、配管等の給水設備７の構成を最小限に抑制することができる。また、給水設備７に切換設備を設けることにより、第２の液体噴霧設備２に対する給水が第１の液体噴霧設備３４への給水停止時（前記ファンの運転停止時）のみで済むため、水を効率良く使用することができ、経済的である。

なお、第１の液体噴霧設備３４と第２の液体噴霧設備２の切換設備としては、上記した三方電磁弁１０４に限定されるものではなく、自動制御により操作される他の切換設備や、手動操作される切換バルブ（例えば、ボールバルブ等）等を使用することもできる。

また、上記した本発明の実施の形態の説明は、本発明に係る集塵装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

本発明の技術は、工場内の加工機等から発生する塵埃を吸引して工場内の空気を浄化する集塵装置で利用されることが見込まれるものである。

１第２のスプレーノズル
２第２の液体噴霧設備
３デミスター収納部
５支持部
６水道水供給源（液体供給源）
１０集塵装置
３０装置本体
３１第１の濾過部
３２充填部
３３第１のスプレーノズル
３４第１の液体噴霧設備
３５プレフィルタ
３６石ころ
３９デミスター
４９制御盤（制御装置）
１０４三方電磁弁（切換設備）

Claims

ファンにより含塵空気の気流を内部に発生させ、この含塵空気中の塵埃を分離除去する濾過部を備えた集塵装置であって、
前記濾過部は、
充填物が充填される充填部と、
該充填部の気流方向下流側において着脱可能に設けられ、不燃性素材により形成されるデミスターと、
前記充填部と前記デミスターとの間に設けられ、前記充填部に液体を噴霧する第１の液体噴霧設備と、
前記デミスターの気流方向下流側に設けられ、該デミスターに液体を噴霧する第２の液体噴霧設備と、
を備えることを特徴とする集塵装置。
含塵空気の気流方向と前記第１の液体噴霧設備及び前記第２の液体噴霧設備による液体噴霧方向とが逆向きになるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。
前記ファンの停止後に前記第２の液体噴霧設備から液体を噴霧させるように制御する制御装置を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の集塵装置。
前記制御装置は、前記デミスターの気流方向上流側と下流側との間の差圧が所定値を超えた場合に前記第２の液体噴霧設備による液体噴霧時間を延長するように制御することを特徴とする請求項３に記載の集塵装置。
前記制御装置は、前記デミスターの気流方向上流側と下流側との間の差圧が所定値を超えた場合に前記第２の液体噴霧設備による液体噴霧圧力を上昇させるように制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の集塵装置。
前記第１の液体噴霧設備と前記第２の液体噴霧設備のいずれか一方の液体噴霧設備に、同一の液体供給源から切換設備を介して液体が供給されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の請求項に記載の集塵装置。
前記デミスターを収納するデミスター収納部を有し、該デミスター収納部は装置本体に設けられる支持部に着脱可能に支持されており、前記デミスター収納部と前記支持部のいずれか一方の部材が非鉄金属製で他方の部材が鉄又は鋼製であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１の請求項に記載の集塵装置。
前記非鉄金属製の部材はアルミニウム製であることを特徴とする請求項７に記載の集塵装置。