JP2017042733A - 微粒子分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】幅が狭くてコンパクトな上に、集塵作用、ミスト凝集作用が高く、特にフィルタとしてエキスパンドメタルを使用した高性能な固定式微粒子分離装置を得ること。【解決手段】 この固定式微粒子分離装置は、分離装置内に導入された汚染気体から、汚染物質（汚染微粒子、ミスト等）を分離する第１フィルタ３と、この第１フィルタの下流側に配置され第１フィルタを通過した気体からさらに汚染粒子を回収できる第２フィルタ４とを備え、第２フィルタ４は、エキスパンドメタルで作成され、かつ、第２フィルタは固定式微粒子装置に設けられた支持体６に適宜固定手段により固定して取り付けられていることを特徴としている。本固定式微粒子分離装置は、第２フィルタの回転装置（モータ）を省略し、第２フィルタを支持体に固定する構造とすることにより、軽量小形化が可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばミスト補集装置等に好適な、雰囲気中から粉塵、油や水のミスト、蒸気（微小粒子）等を有効に分離できる固定式微粒子分離装置に関するものである。

雰囲気中から粉塵、油や水や蒸気のミスト等を有効に分離する手段として、フィルター式のものが良く用いられているが、目詰まり問題が発生して、清掃やメンテナンスに手間がかかるといった問題を抱えていた。このような中で、かかる分離作業をモータ等の動力を利用して常時行うことが出来るようにしたミスト補集装置の提案がなされている。

先行技術を見ると、特許文献１（特開２０１３−２２４９５号公報）に記載される発明は、「空気吸入孔と空気排出孔とを備えた筐体と、前記筐体の内部で水平方向に延びた軸を中心にして前記筐体に対し回転自在に設けられ、前記空気吸入孔から入って前記筐体の内部を流れ前記空気排出孔から排出される空気中のミストを、回転することで捕集するミスト捕集部材と、前記筐体の下部に設けられ、前記ミスト捕集部材で捕集されることで液体状もしくは流動体状になり、前記ミスト捕集部材から離れて落下してくるミスト集合体を受けるオイルパン部と、前記オイルパン部と前記ミスト捕集部材とを清掃しまた点検するために、前記筐体に設けられた清掃用孔と、前記清掃用孔を開閉するために前記筐体に設けられた清掃用扉と、を有することを特徴とするミスト捕集装置。」というものである。

また、特許文献２（特開２０１５−１０７８７号公報）に記載される発明は、「空気の流れの流路上で電動機により回転させて前記空気中の油分を捕獲する円盤状のフィルタであって、 前記空気の流れを通過させるスリットの形状を有する孔を複数備え、前記スリットの長軸方向は、前記フィルタの半径方向の成分を含むフィルタ。」というものである。

さらに、特許文献３（特開２０１０−１５８６３４号公報）に記載される発明は、「略鉛直方向に軸線を有する電動モータと、該電動モータの外周を所定間隔を存して同軸上に包囲する略円筒形状の内筒と、該内筒の外周を所定間隔を存して同軸上に包囲する略円筒形状の外筒と、前記電動モータの出力軸に固定されて中心側から外周側へと気流を案内する吸引ファンと、前記外筒の外壁面から軸線と交差する接線方向に突出して前記外筒の外部と内部とを連通する吸気口を有する吸気管と、を備え、前記吸引ファンの回転に伴って発生した負圧によって前記吸気口から吸気した気流を分離するように前記吸引ファンの一次側に形成されたサイクロン部と、該サイクロン部と前記吸引ファンとの間に配置されて前記出力軸と同軸に回転する回転円板と、該回転円板の外周付近に複数設けられて上下に流通する気流に対して回転時に衝突作用を及ぼすメッシュと、前記回転円板と前記吸引ファンとの間に配置されて前記回転円板の回転方向と同方向に旋回する気流を中心側に案内する固定羽根体と、を備え、前記吸引ファンの回転に伴う吸引作用によって前記吸気口から吸引したオイルミストを含む含塵気流を旋回気流として前記サイクロン部の遠心作用にてオイルミストに含まれる切粉等の比較的大きな粉塵を分離し、且つ、その旋回気流の旋回方向と逆方向に回転する前記メッシュによって旋回しながら上昇するオイルミストを衝突させつつ外周に弾き飛ばしたうえで、前記外筒から廃油することを特徴とするオイルミスト除去装置。」というものである。

上記３文献に記載のオイルミスト除去装置は、いずれも一定の集塵作用は奏するものの、全体の装置が大型であり、さらに厚さも厚いなど実用上での問題点が多く指摘されていた。そこで、本出願人は、幅が狭くてコンパクトな上に、集塵作用、ミスト凝集作用が高い板状体（取り分け、パンチングメタル製が好適）や網状体（取り分け、エキスパンドメタルが好適）を有効利用し、或いは組み合わせて用いることにより、高性能な粉塵・ミスト捕集手段を提案した（特願２０１５−８２２３３号）。

特開２０１３−２２４９５号公報 特開２０１５−１０７８７号公報 特開２０１０−１５８６３４号公報

上記本出願人が提案したミスト補集装置に使用する微粒子分離装置は、モータ等を使用した大型の装置であることから、本出願人は、さらに実用的な実験、研究を進めた結果、より一層小形化でき、さらに構造が簡単、制作費なども低減でき、フィルタの目詰まり等の心配がない新しい固定式微粒子分離装置の開発に成功した。
本発明は、上記知見にもとづいてなされたものであり、
幅が狭くてコンパクトな上に、集塵作用、ミスト凝集作用が高く、特にフィルタとしてエキスパンドメタルを使用したことにより高性能な固定式微粒子分離装置を得ることが出来るものである。

この固定式微粒子分離装置は、分離装置内に導入された汚染気体から、汚染物質（汚染微粒子、ミスト等）を分離する第１フィルタと、この第１フィルタの下流側に配置され第１フィルタを通過した気体からさらに汚染粒子を回収できる第２フィルタとを備え、第２フィルタは、エキスパンドメタルで作成され、かつ、第２フィルタは固定式微粒子装置に設けられた支持体に適宜固定手段により固定して取り付けられていることを特徴としている。

また、固定式微粒子分離装置の第２フィルタは、エキスパンドメタルを複数枚重ねて構成したことを特徴としている。
また、固定式微粒子分離装置の第２フィルタの周囲には、第２フィルタで分離された微粒子を回収する回収手段を備えていることを特徴としている。
また、第１フィルタの上流側には、第１フィルタにむけて汚染気体を流すための送風機を備えていることを特徴としている。
また、第２フィルタの下流側には汚染気体を吸引できる送風機を備え、汚染気体を第１フィルタ、第２フィルタを介して吸引できるようにしたことを特徴としている。
また、第２フィルタは、ケース内周に合った形状をしており、さらに、フィルタの中心部が 固定式微粒子装置に設けられた支持体に取り付けられていることを特徴としている。

本発明の固定式微粒子分離装置は、先に本出願人が提案した特願２０１５−８２２３３号に記載されている微粒子分離装置において、第２フィルタの回転装置（モータ）を省略し、第２フィルタを支持体に固定する構造とすることにより、軽量小形化が可能であり、目詰まりの心配もなく、さらに微粒子分離機能も従来のものに比較して優れた回収効率を達成できる等の優れた効果を奏することができる。

ミスト補集装置内に設ける固定式微粒子分離装置の一例を表す説明図である。 固定式微粒子分離装置の第２フィルタを構成するエキスパンドメタルの説明図である。 エキスパンドメタルの加工断面図である。 エキスパンドメタルを重ねた状態の説明図である。 固定式微粒子分離離装置において、第１フィルタの他の変形例である。 図１に示す固定式微粒子分離装置を横型ミスト補集装置に組み込んだ状態の説明図である。 図１に示す固定式微粒子分離装置を縦型ミスト補集装置に組み込んだ状態の説明図である。 図１に示す固定式微粒子分離装置を従来公知の電気集塵器のブレンタンク内に組み付けた状態の説明図である。

本願発明を実施する形態として、「本願に係る固定式微粒子分離装置は、分離装置内に導入された汚染気体から、汚染物質（汚染微粒子、ミスト等）を分離する第１フィルタと、この第１フィルタの下流側に配置され、第１フィルタを通過した気体からさらに汚染微粒子を回収する第２フィルタとを備え、第２フィルタは、エキスパンドメタルで作成され、かつ、第２フィルタは固定式微粒子装置に設けられた支持体に適宜固定手段により固定して取り付けられていることを特徴としている。本固定式微粒子分離装置は、従来の微粒子分離装置内に配置される第２フィルタの回転装置（モータ）を省略し、第２フィルタを支持体に固定する構造とすることにより、軽量小形化が可能であり、目詰まりがなく、さらに微粒子分離機能も従来のものに比較して優れた回収効率を達成できる等の優れた効果を奏することができるというものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

図１はミスト補集装置内に設ける固定式微粒子分離装置の一例を表す説明図である。
固定式微粒子分離装置１は基本的に筐体本体２内に収容されており、この固定式微粒子分離装置１は、分離装置内に導入された汚染気体から、汚染物質（汚染微粒子、ミスト等）を分離する第１フィルタ３と、この第１フィルタの下流側に配置され第１フィルタ３を通過した気体から汚染微粒子を回収する第２フィルタ４とを備えている。

第１フィルタは、従来公知のフィルタであり、図１からも理解できるように、その周囲が筐体内に取り付けた第１フィルタ支持部材５に隙間のない状態で取り付けられている。第２フィルタ４は、図２に示すようなエキスパンドメタル２１を使用し、このエキスパンドメタル２１を図４に示すように１枚以上適当の枚数を重ねて構成する。重ねる枚数としては３枚〜５、６枚が効果的である。エキスパンドメタル２１は図３に示すように孔の周囲に加工時に突起Ｅが形成されるが、この突起により微粒子回収効率が向上する。

図１において、第２フィルタ４は筐体２に固定された支持体６に設けた軸７に固定部材８により回転不能に固定されている。なお、第２フィルタ４の周囲には、図示のごとく微粒子を回収する回収溝９が形成されている。回収溝９は板材を加工して図中断面図で示すような形状に形成されている。回収溝９を構成する上流側の流入壁９ａには汚染気体を第２フィルタ４に向けて流すための流入孔９ｃが形成され、また下流側の流出壁９ｂには汚染気体を固定式微粒子分離装置の外へ排出する流出孔９ｄが形成されている。流入壁９ａの孔９ｃの周囲には、下流側に突出するフランジ９ｅが形成されており、流出壁９ｂの孔９ｄの周囲には、上流側に突出するフランジ９ｆが形成されている。また流出壁９ｂの孔９ｄの周囲に形成されたフランジ９ｆには端部に外方に向かう小さな折り曲げ部が形成されている。

第２フィルタ４の下流側は、筐体内に形成された所定のスペースＳが連続して設けられ、さらに、このスペースＳの下流壁には排出孔１０が形成されている。

次に、上記図１に示す固定式微粒子分離装置の変形例を図５に示す。図５は固定式微粒子分離装置において、第１フィルタの取り付け方を、図１に示す構成のものと変えた例である。
図５に示すように第１フィルタ３は筐体の支持部から突出した軸１１に取り付け固定されており、第１フィルタの着脱作業を容易としたものである。他の作用は、上記固定式微粒子分離装置と同様である。

図６を参照して上記構成からなる固定式微粒子分離装置（第１図に示すもの）を横型ミスト補集装置内に組み込んだ例を説明する。
図６は横型ミスト補集装置の説明図である。図に示すように横型ミスト補集装置の前段には上記で説明した固定式微粒子分離１が配置され、固定式微粒子分離装置１の排出孔１０には筐体の支持部材１４によって支持された送風ファン１２のモータ部分１３が配置されている。モータ部分１３の出力軸には送風ファン１２が固定されている。この送風ファン１２は市販のファンを使用することができる。送風ファンの下流側には公知の円筒型フィルタ１５が配置され、円筒型フィルタを通過した気体は横型ミスト補集装置の排出口１６から装置外に排出されるようになっている。

横型ミスト補集装置によって汚染微粒子を補集する状態を説明する。なお、図中、点線は汚染気体の流れを示す。
送風ファンのモータ１３を駆動すると、汚染気体は第１フィルタ３の上流側に形成した流入口１７から装置内に入り、先ず第１フィルタ３により汚染微粒子が補集される。第１フィルタ３を通過した汚染気体は、固定されている第２フィルタ４に当たり、第２フィルタを構成するエキスパンドメタルによって、さらに汚染微粒子が補集される。第２フィルタ４で補集された汚染微粒子は、第２フィルタ４の周囲に形成した回収溝９からドレンを介して装置外に排出回収される。なお、ドレンは適宜、適当な位置に設定される。第２フィルタ４を通過した気体は送風ファン１３によってさらに下流側に流され、円筒型フィルタ１５で最終的に汚染物質の補集がなされたのち、装置外へと排出される（オイルドレン）。また、装置内で回収されたオイルは筐体本体下部に設けたドレンから排出される。

本装置では、第２フィルタ４をエキスパンドメタル２１で構成したことにより、微粒子の補集効率が格段に向上し、優れた気体浄化作用を奏することができる。また、第２フィルタを構成するエキスパンドメタル２１を複数枚重ねて構成することにより、集塵効率が向上する。実験により確認した結論として、従来必要としていた第２フィルタを回転させるためのモータが不要となったため、装置の小形化、軽量化、コストの低減化を図ることができる。

次に上記固定式微粒子分離装置を縦型ミスト補集装置内に組み込んだ例を説明する。
縦型ミスト補集装置は、上記横型ミスト補集装置を縦に向けたものであり、各構成部品は横型ミスト補集装置と同様である。

図７において、縦型ミスト補集装置は、送風ファンのモータ１３を駆動すると、汚染気体は第１フィルタ３の上流側に形成した流入口１７から装置内に入り、先ず第１フィルタ３により汚染微粒子が補集される。第１フィルタを通過した汚染気体は、固定されている第２フィルタ４に当たり、第２フィルタ４を構成するエキスパンドメタル２１によって、さらに汚染微粒子が補集される。第２フィルタ４で補集された汚染微粒子は、第２フィルタ４の周囲に形成した回収溝からドレンを介して装置外に排出回収される。第２フィルタ４を通過した気体は送風ファンによってさらに下流側に流され、円筒型フィルタ１５で最終的に汚染物質の補集がなされたのち、装置外へと排出される。

次に上記固定式微粒子分離装置を電気集塵器に組み込んだ例を説明する。
電気集塵機は従来公知のものであり、図に示すように、排風機部、集じん部、ブレンタンク部を備えている。ブレンタンク部には、本固定式微粒子分離装置１が配置されている。電気集塵機が作動すると、汚染気体は流入口から固定式微粒子分離装置１内に流入し、この分離装置で殆どの微粒子が補集される。固定式微粒子分離装置においてわずかに取り残した微粒子等は電気集塵機のブレンタンクを介して、電気集塵機内で補集され、さらに排風機部を介して装置外へと排出される。

以上述べたように、本発明に係る固定式微粒子分離装置は、分離装置内に導入された汚染気体から、汚染物質（汚染微粒子、ミスト等）を分離する第１フィルタと、この第１フィルタの下流側に配置され、第１フィルタを通過した気体からさらに汚染微粒子を回収する第２フィルタとを備え、第２フィルタは、エキスパンドメタルで作成され、かつ、第２フィルタは固定式微粒子装置に設けられた支持体に適宜固定手段により固定して取り付けられていることを特徴としており、本固定式微粒子分離装置は、従来の微粒子分離装置内に配置される第２フィルタの回転装置（モータ）を省略し、第２フィルタを支持体に固定する構造とすることにより、軽量小形化が可能であり、さらに微粒子分離機能も従来のものに比較して優れた回収効率を達成できる等の優れた効果を奏することができるというものである。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、この発明の固定式微粒子分離装置はフィルタ回転用のモータを不要としながら、粉塵・ミスト捕集の捕集能力が高い装置であり、軽量化、小形化を可能とする。そして大幅なコスト削減に寄与できるので、産業界に広く受け入れられることが期待できる。
本発明はその精神や主要な特徴から逸脱することなく、他の種々な形で実施することができる。そのため、前述の実施例は単なる例示に過ぎず、本発明を限定的に解釈してはならない。

１ 固定式微粒子分離装置
２ 筐体本体
３ 第１フィルタ
４ 第２フィルタ
５ フィルタ支持部材
６ 支持体
７ 軸
８ 固定部材
９ 回収溝
９ａ 流入壁
９ｂ 流出壁
９ｃ 流入孔
９ｄ 流出孔
９ｅ フランジ
９ｆ フランジ
Ｓ スペース
１０ 排出孔
１１ 軸
１２ 送風ファン
１３ モータ部分
１４ 支持部材
１５ 円筒型フィルタ
２１ エキスパンドメタル

Claims (7)

1. 分離装置内に導入された汚染気体から、汚染物質（汚染微粒子、ミスト等を分離する第１フィルタと、この第１フィルタの下流側に配置され第１フィルタを通過した気体からさらに汚染粒子を回収できる第２フィルタとを備え、第２フィルタは、エキスパンドメタルで作成され、かつ、第２フィルタは固定式微粒子装置に設けられた支持体に適宜固定手段により固定して取り付けられていることを特徴とする固定式微粒子分離装置。
2. 前記固定式微粒子分離装置の第２フィルタは、エキスパンドメタルを複数枚重ねて構成したことを特徴とする請求項１に記載の固定式微粒子分離装置。
3. 前記固定式微粒子分離装置の第２フィルタの周囲には、第２フィルタで分離された微粒子を回収する回収手段を備えていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の固定式微粒子分離装置。
4. 前記第１フィルタの上流側には、第１フィルタにむけて汚染気体を流すための送風機を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の固定式微粒子分離装置。
5. 前記第２フィルタの下流側には汚染気体を吸引できる送風機を備え、汚染気体を第１フィルタ、第２フィルタを介して吸引できるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の固定式微粒子分離装置。
6. 前記第２フィルタは、ケース内周に合った形状をしており、さらに、フィルタの中心部が 固定式微粒子装置に設けられた支持体に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の固定式微粒子分離装置。
7. 前記第１フィルタは、固定式微粒子分離装置の支持体に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の固定式微粒子分離装置。

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