JP2018012057A - 集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工場内の加工機等から発生する含塵空気中の塵埃の分離除去するために、流量計を洗浄しながら安定的に連続運転可能にする集塵装置の提供。【解決手段】含塵空気に液体を噴霧する液体噴霧手段３１が設けられて含塵空気中の塵埃を捕集する湿式集塵手段１３と、湿式集塵手段１３において含塵空気中から分離除去された塵埃及び液体噴霧手段３１により噴霧された液体を収容するタンク１２と、タンク１２内と湿式集塵手段１３の液体噴霧手段３１とを接続する循環流路４１と、液体噴霧手段３１へ供給する液体の流量を計測する流量計測手段３が設けられる計測流路１と、計測流路１の上流側及び下流側において循環流路４１に分岐接続される分岐流路５と、を備え、分岐流路５の分岐接続箇所には、計測流路１と分岐流路５のいずれかの流路に切り換える第１の切換手段３７，４０が設けられている集塵装置１０。【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。

例えば、特許文献１には、湿式集塵部のタンク内から循環ポンプによって汲み上げられた液体が、フィルターで濾過され、流量計を通過した後、スプレーノズルによって充填部上に噴霧され、タンク内に戻されるといった、液体を循環させる構成を有する集塵装置が開示されている。

特開昭２０１５−２２１４０７号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載の集塵装置のように液体を循環させる構成の場合、タンク内の液体に塵埃が含まれているため、仮に高性能のフィルターで濾過したとしても、微細な粒子が、フィルターを通過して運転時間の経過と共に流量計の内部に付着堆積し、目詰りが生じることで、流量の低下が生じ、適正量の液体を充填部に供給できなくなる虞がある。そこで、集塵装置が停止した後に、流量計の内部を洗浄して清掃する作業が必要となり、メンテナンスに手間が掛かるという問題がある。また、流量計のメンテナンス中は、集塵装置と共に工場内の加工機等も停止させなければならないため、工場における生産性の向上が図り難いという問題がある。

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、流量計を洗浄しながら集塵装置を安定的に連続運転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、含塵空気の気流を発生させて含塵空気中の塵埃を分離除去するための集塵装置であって、含塵空気に液体を噴霧する液体噴霧手段が設けられて含塵空気中の塵埃を捕集する湿式集塵手段と、該湿式集塵手段において含塵空気中から分離除去された塵埃及び前記液体噴霧手段により噴霧された液体を収容するタンクと、該タンク内と前記湿式集塵手段の液体噴霧手段とを接続する循環流路と、前記液体噴霧手段へ供給する液体の流量を計測する流量計測手段が設けられる計測流路と、該計測流路の上流側及び下流側において前記循環流路に分岐接続される分岐流路と、を備え、前記分岐流路の分岐接続箇所には、前記計測流路と前記分岐流路のいずれかの流路に切り換える第１の切換手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の第１の集塵装置によれば、流量計測手段の清掃や点検等のメンテナンスが必要となった場合でも、流路を計測流路から分岐流路へ切り換えることで、流量計測手段をメンテナンスしながら、集塵装置の運転を継続することができるので、生産性に支障を及ぼすことがない。

本発明の第２の集塵装置において、前記第１の切換手段は、前記流量計測手段による流量の計測値が所定値まで減少した場合に、液体が前記分岐流路を流通するように切り換え制御されることを特徴とする。

本発明の第３の集塵装置において、前記第１の切換手段は、前記分岐流路の上流側分岐接続箇所に設けられる上流側切換手段と、前記分岐流路の下流側分岐接続箇所に設けられる下流側切換手段と、により構成され、前記上流側切換手段と前記下流側切換手段は、前記計測流路と前記分岐流路のいずれかの同一流路側に同時に切り換えられるように制御されることを特徴とする。

本発明の第２及び第３の集塵装置によれば、適正なタイミングで流路を切り換えることで、液体噴霧手段に安定的に所定流量以上の液体を供給することができる。そのため、流量低下に起因する消火冷却機能の低下を抑止することができ、火災や爆発発生の防止や火種の通過抑制及び温度管理による静電気着火の抑制を確実に行うことができる。

本発明の第４の集塵装置は、水供給源から延設され、前記計測流路の上流側において前記循環流路に接続されて前記流量計測手段に洗浄水を供給する洗浄流路を備え、前記循環流路に対する該洗浄流路の接続箇所には、該洗浄流路と前記循環流路のいずれかの流路に切り換える第２の切換手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の第４の集塵装置によれば、洗浄流路に洗浄水を流通させることで、流量計測手段を容易且つ確実に洗浄することができ、メンテナンス性の向上を図ることができる。

本発明の第５の集塵装置は、前記計測流路の下流側において前記循環流路に接続されて前記流量計測手段を洗浄した後の汚水を前記タンクに排出する排水流路を備え、前記循環流路に対する該排水流路の接続箇所には、該排水流路と前記循環流路のいずれかの流路に切り換える第３の切換手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の第５の集塵装置によれば、流量計測手段の洗浄後の液体を、液体噴霧手段に影響されずに、排水流路を介して、タンク内に排水することができるため、メンテナンス性の向上を図ることができる。

本発明の第６の集塵装置において、前記第２の切換手段と前記第３の切換手段は、同一流路側に同時に切り換えられるように制御されることを特徴とする。

本発明の第６の集塵装置によれば、適正なタイミングで流路を切り換えることで、液体噴霧手段による安定した噴霧と洗浄後の液体の排水を円滑且つ確実に行うことができる。

本発明の第７の集塵装置には、前記液体噴霧手段へ供給する液体の流量を調整する流量調整手段が設けられ、該流量調整手段は、含塵空気の風量の増減に応じて制御されることを特徴とする。

本発明の第７の集塵装置によれば、風量に応じて常に適正な流量の液体を液体噴霧手段に供給することができる。

本発明の第８の集塵装置において、前記タンクには点検扉が設けられ、該点検扉には、該タンク内に収容された液体中の金属粒子を磁力で捕集する金属粒子捕集手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の第８の集塵装置によれば、簡単な手法によってタンク内の汚れた液体中の金属粒子を効率良く捕集することができ、また、該液体の汚染度を低減することで、液体計測手段のメンテナンスの周期を延長させることができる。

本発明の第９の集塵装置において、前記タンクの内部は複数の領域に仕切られ、前記流量計測手段を洗浄した後の液体は、前記金属粒子捕集手段を有する前記点検扉が設けられた領域に収容されることを特徴とする。

本発明の第９の集塵装置によれば、流量計測手段の内部に付着堆積した金属粒子が含まれる液体が、金属粒子捕集手段を備えた領域に排水されるため、該金属粒子を確実に捕集することができ、タンク内の液体の汚染度を低減させることができる。

本発明の第１０の集塵装置において、前記流量計測手段は電磁式流量計であり、該流量計測手段に対する通電を定期的な間隔で遮断するように制御される通電遮断手段を備えていることを特徴とする。

本発明の第１０の集塵装置によれば、流量計測手段に対する通電を遮断することで、金属粒子が流量計測手段の内部に引き寄せられたり凝集されたりすることがなくなるため、流量計測手段の内部に付着堆積した金属粒子を剥離させ洗い流すことができ、流量計側手段の洗浄サイクルを延長させることができる。

本発明によれば、流量計測手段の清掃や点検等のメンテナンスが必要となった場合でも、流量計測手段を洗浄しながら、集塵装置や加工機を安定的に連続運転させることができ、生産性に支障を及ぼすことなく、稼働率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において含塵空気と液体の流れを示す模式図である。 本発明の実施形態に係る集塵装置において流量計を洗浄している時の含塵空気と液体の流れを示す模式図である。 本発明の実施形態に係る集塵装置の点検扉を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る集塵装置の点検扉を示す平面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係る集塵装置の制御装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る集塵装置の作用を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る集塵装置の作用を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態に係る集塵装置の変形例において含塵空気と液体の流れを示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る集塵装置について説明する。

図１に示されているように、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の内部に設けられるタンク１２と、基台１１上に並設される湿式集塵部１３及び乾式集塵部１４と、を備えて構成されている。基台１１の下部には、基台１１を支持する脚部１５が四隅にそれぞれ設けられている。

図１〜図３に示されているように、タンク１２の内部は、第１〜第３の仕切板８１，８２，８３によって、第１〜第４の領域８４，８５，８６，８７に区画されている。第１〜第３の仕切版８１，８２，８３は、それぞれ、所定の間隔を隔てた上部仕切板８１ａ，８２ａ，８３ａと下部仕切板８１ｂ，８２ｂ，８３ｂとによって構成されており、上部仕切板８１ａ，８２ａ，８３ａの下端部と下部仕切板８１ｂ，８２ｂ，８３ｂの上端部がラップするように設けられている。上部仕切板８１ａ，８２ａ，８３ａの上端はタンク１２の上面に接続され、下部仕切板８１ｂ，８２ｂ，８３ｂの下端はタンク１２の底面に接続されている。また、第１〜第４の領域８４，８５，８６，８７の底部には、それぞれ、排水配管２３が接続され、排水配管２３には、それぞれ、排水弁２４が取り付けられている。

第１の仕切板８１の上部仕切板８１ａ及び第３の仕切板８３の上部仕切板８３ａには、それぞれ、第１の均圧穴８８及び第２の均圧穴８９が開口されている。タンク１２の第１の領域８４には、内部の下限水位を検知する下限水位計１６が設けられている。第１の均圧穴８８を設けることにより、第２の領域８５の水位を下限水位計１６により測定することができる。また、タンク１２の第４の領域８７には、内部の上限水位を検知する上限水位計１７が設けられている。第２の均圧穴８９を設けることにより、第３の領域８５の水位を上限水位計１７により測定することができる。

集塵装置１０における塵埃の捕集比率は、概ね、湿式集塵部１３で５〜１０％、乾式集塵部１４で９０〜９５％であり、タンク１２内の汚水の上澄み部において、後述するファン６８の運転中は第２の領域８５から第３の領域８６への水の流れが起こり、ファン６８の停止直後は、第３の領域８６と第２の領域８５の水位差により、第３の領域８６から第２の領域８５への水の流れが起こるが、第２の仕切板８２は、第３の領域８６の底に沈殿した汚泥が第２の領域８５に流れ込まないように配置されている。また、第３の仕切板８３は、第３の領域８６の底に沈殿した汚泥が第４の領域８５に流れ込まないように配置されている。

タンク１２の第２の領域８５と第３の領域８６の各側面には、開口部（図示省略）が形成され、該開口部を開閉可能に点検扉９０が設けられている（図１〜図３では、第３の領域８６の点検扉は図示省略）。図４〜図６に詳細に示されているように、点検扉９０は、正面視で正方形状の扉本体９１を有しており、左右いずれか一方の側部に設けられたヒンジ部９２を支点に回動することで、前記開口部を開閉可能となっている。扉本体９１の四辺中央部にはそれぞれ固定部９３が設けられ、この固定部９３により点検扉９０の閉鎖姿勢が保持されるようになっている。扉本体９１の表面には、上下に細長い取っ手９４が左右一対で設けられており、左右の取っ手９４の間には、クリーニングケース９５が左右一対で取り付けられている。

クリーニングケース９５は、非磁性体で耐食性に優れたステンレス（ＳＵＳ３１６）製であり、扉本体９１の表面からタンク１２の内部に向かって水平に延出する有底円筒形状を有している。クリーニングケース９４の外側端部にはフランジ部９６が円環状に形成され、フランジ部９６を扉本体９１の表面にボルトナット９７で締結することで、クリーニングケース９５が扉本体９１に取り付けられるようになっている。なお、扉本体９１とクリーニングケース９５の取付部分は、シリコンコーキング等によって防水処理が施され、タンク１２内の水が外部に漏出しないようになっている。

クリーニングケース９５の内部には、丸棒形状のマグネットバー９８が挿脱可能となっている。マグネットバー９８は、希土類磁石性であり、表面の磁束密度が１２，０００ガウスを有しており、外側端部に細い丸棒状の取っ手９９を有している。

再び、図１〜図３を参照すると、湿式集塵部１３は、基部１１に載置される金属製で矩形筒形状の胴部２５を備えており、胴部２５はその底部が開口されてタンク１２の第２の領域８５と連通している。胴部２５の内部には第１濾過部２６が設けられている。第１濾過部２６は、充填部２７と、充填部２７の上方（含塵空気の気流方向下流側）に設けられるデミスター２８と、充填部２７とデミスター２８との間に第１スプレーノズル２９を有すると共にデミスター２８の上方（含塵空気の気流方向下流側）に第２スプレーノズル３０を有する液体噴霧設備３１と、を備えて構成されている。

充填部２７は、例えばステンレス製の矩形状のボックスに石ころを敷き詰めて構成されている。充填部２７の側方には、充填部２７の下方（含塵空気の気流方向上流側）と上方（含塵空気の気流方向下流側）の間の圧力差を計測するため、第１気体差圧計３２が設けられている。

デミスター２８は、例えば金属線を幾層にも積層してマット状にしたものであり、上下２段に配設されている。デミスター２８の側方には、デミスター２８の下方（含塵空気の気流方向上流側）と上方（含塵空気の気流方向下流側）の間の圧力差を計測するため、第２気体差圧計３３が設けられている。

第１スプレーノズル２９は、平面視で充填部２７の中心１箇所に配置され、充填部２７に向かって下方約９０度の噴霧角度で角錐状に液体を噴霧可能となっている。また、第２スプレーノズル３０は、平面視でデミスター２８の中心線に沿って２箇所に均等配置され、デミスター２８に向かって下方約９０度の噴霧角度で角錐状に液体を噴霧可能となっている。

タンク１２と液体噴霧設備３１との間には循環流路４１が形成されている。循環流路４１の液体の流通方向上流側端部には、タンク１２内の水を汲み上げて液体噴霧設備３１に圧送する循環ポンプ４３が接続されている。

循環流路４１には、循環ポンプ４３の下流側において循環流路４１の途中から分岐した後に循環流路４１に再度合流するバイパス流路４２が並列に形成されている。循環流路４１に対するバイパス流路４２の分岐箇所には第１の三方電磁弁４４が設けられ、バイパス流路４２の循環流路４１への合流箇所には第２の三方電磁弁４５が設けられている。循環流路４１の第１の三方電磁弁４４と第２の三方電磁弁４５の間には第１フィルター４６が取り付けられ、バイパス流路４２には第２フィルター４７が取り付けられている。第１フィルター４６と第２フィルター４７は同一の濾過性能を有しており、それぞれ、フィルターケース（例えば、ＳＭＣ株式会社の型式：ＦＧＤＦＡ−０４−ＢＸ７７）と、該フィルターケース内に着脱可能なフィルターエレメント（例えば、日本フィルター株式会社の型式：ＣＷ−２００−ＩＬ）と、を備えている。

循環ポンプ４３は、浸漬式クーラントポンプ（例えば、テラル株式会社の型式ＶＫＡ３９５ＡＨ）を使用することができる。循環ポンプ４３は、その吸込部分がタンク１２内に配置されると共に吐出部分が基部１１上に配置されるように取り付けられている。

循環ポンプ４３と第１の三方電磁弁４４との間には第１の三方電磁弁４４に近接して第１の計測点Ｐ１が設けられ、第２の三方電磁弁４５より液体の流通方向下流側には第２の三方電磁弁４５に近接して第２の計測点Ｐ２が設けられている。そして、この第１の計測点Ｐ１における水圧と第２の計測点Ｐ２における水圧との差分を計測するように、液体差圧計４８が設けられている。

循環流路４１の第２の計測点Ｐ２より液体の流通方向下流側には、第３の三方電磁弁３６が設けられ、第３の三方電磁弁３６から第１のスプレーノズル２９まで延設される第１スプレーノズル用配管３４と、第３の三方電磁弁３６から第２のスプレーノズル３０まで延設される第２スプレーノズル用配管３５と、が設けられている。

第１スプレーノズル用配管３４には、第３の三方電磁弁３６から液体の流通方向下流側に向かって順次、第１の切換手段としての第４の三方電磁弁３７、第２の切換手段としての第５の三方電磁弁３８、第３の切換手段としての第６の三方電磁弁３９、第１の切換手段としての第７の三方電磁弁４０がそれぞれ設けられている。第１スプレーノズル用配管３４には、第５の三方電磁弁３８と第６の三方電磁弁３９との間に、計測流路１が形成されている。計測流路１には、液体の流通方向上流側から順に、レギュレータ２及び流量計３が設けられている。なお、この場合、流量計３は、レギュレータ２の下流側に配置されているが、レギュレータ２の上流側に配置されていても良い。

また、第４の三方電磁弁３７と第７の三方電磁弁４０とを連結するように分岐流路５が計測流路１と並列に形成され、分岐流路５には、レギュレータ６が設けられている。なお、計測流路１の配管径は、流速を高めて詰まり難くするため、他の流路の配管径より小さく設定されている。また、レギュレータ２，６の開度は常時全開状態に固定しても良く、或いは、レギュレータ２，６は設置しなくても良い。

流量計３は、電磁式流量計であり、計測流路１を流通する液体の流量を計測し、後述す制御部１００に流量データを出力する。電磁式流量計は、一般的な浮き子流量計や羽根車式流量計に比べて、通水部に可動部や障害物がまったくない構造を有しているため、ゴミや錆などが通水部に詰まるトラブルが生じる虞が少ない。しかし、本実施形態の場合のように液体中に微細な金属粒子が混じっていると、電磁式流量計の検出原理である磁界の影響によって微細な金属粒子が引き寄せられたりして凝集し、流量計の内部が詰まる虞がある。そこで、本実施形態では、通電遮断手段（シーケンサー）５９（図７参照）を設けることで、流量計３に対する通電を定期的な間隔（例えば、１時間に１分程度）で遮断するようにした。これにより、流量計３に磁界が生じなくなり、流量計３の内部に付着体積した金属粒子が洗い流されることで、詰まり難くなり、流量計３のメンテナンスサイクルを延ばすことができる。なお、流量計３に対する通電遮断時間及び通電遮断時間の間隔は、任意に設定変更可能となっている。

循環流路４１には、計測流路１の上流側において洗浄流路７が接続されている。洗浄流路７は、水供給源１８から延設され、第８の三方電磁弁８において分岐された後、第５の三方電磁弁３８に接続されて形成されている。一方、第８の三方電磁弁８において分岐された後、下方に延設された給水流路１９はタンク１に接続され、タンク１２の第１の領域８４に開放されている。また、循環流路４１には、計測流路１の下流側において排水流路９が接続されている。排水流路９は、第６の三方電磁弁３９から下方に延設されてタンク１２に接続され、タンク１２の第２の領域８５に開放されている。

胴部２５の内部には、第１濾過部２６の充填部２７及び第１スプレーノズル２９の側方に仕切壁４９が取り付けられている。この仕切壁４９と胴部２５の周壁との間には縦長の空間５０が形成されており、この空間５０は、下端に形成された開口を介して第１濾過部２６と連通している。

胴部２５の周壁には、空間５０に連通するように吸込みダクト５１が接続されており、吸込みダクト５１には、圧力計５４が取り付けられている。吸込みダクト５１の上端は開口されて吸込口５５が形成され、吸込口５５の下方に防火ダンパー５６が取り付けられている。防火ダンパー５６は、常時は吸込みダクト５１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該流路を閉鎖させるように動作する。

湿式集塵部１３の胴部２５の上面には第１放散蓋５７が開閉可能に設けられている。第１放散蓋５７の下面側外周部には、パッキン（図示省略）が貼付され、第１放散蓋５７の一辺側には、ヒンジ５８がそれぞれ取り付けられている。これにより、第１放散蓋５７は、集塵装置１０の運転中、湿式集塵部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胴部２５の上面開口を閉鎖する。また、湿式集塵部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５８を支点として外側に回動して胴部２５の上面開口を開放するように構成されている。また、特に図示しないが、第１放散蓋５７と胴部２５との間はワイヤーロープにより接続されており、粉塵爆発時に第１放散蓋５７が上方に吹き飛ばされないようになっている。

胴部２５の周壁には、特に図示しないが、電装箱（制御盤）が取り付けられている。該電装箱は防塵構造を有し、爆発性粉塵の進入を防止している。図７に示されているように、前記電装箱の内部には、制御部１００が設けられており、制御部１００は、ＣＰＵ１０１と記憶部１０２とインターフェース部１０３とがバス１０４を介して接続されて構成されている。制御部１００には、上述した、第１〜第８の三方電磁弁４４，４５，３６，３７，３８，３９，４０，８、レギュレータ２，６、流量計３、通電遮断手段５９、循環ポンプ４３、水位計１６，１７、差圧計３２，３３，４８、圧力計５４、ファン６８、インバータ１０９等が接続されていると共に、含塵空気の発生源である加工機１１０が外部通信部１０５を介して接続されている。また、また、前記電装箱の表面には、湿度表示器等の表示手段１０６、運転スイッチ１０７、各種設定入力手段１０８が設けられている。

再び、図１〜図３を参照すると、乾式集塵部１４は、基部１１に載置される金属製で円筒形状の胴部６０を備えており、胴部６０の底部が開口されてタンク１２の第３の領域８６と連通している。胴部６０の内部には、第２気体集塵手段として第２濾過部６１が設けられている。第２濾過部６１は、帯電防止処理を施した乾式のフィルター（濾過材）６２を備えて構成されている。フィルター６２としては、例えば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ーユニットをカートリッジ状にしたものが使用される。

湿式集塵部１３の胴部２５と乾式集塵部１４の胴部６０とは旋回気流用ダクト６３により接続されている。旋回気流用ダクト６３は、円筒形状のダクトを複数箇所で屈曲させることにより形成され、乾式集塵部１４の胴部６０の周壁面に偏心した状態で接続されている。

胴部２５の上面には吸引部６７が取り付けられている。吸引部６７は、胴部２５上に取付けられるファン６８と、ファン６８の吸込み側と乾式集塵部１４とを接続する上流側ダクト部６９と、該ファンの吐出側に接続される下流側ダクト部７０と、を備えて構成されている。ファン６８の運転周波数はインバータ１０９により制御されるようになっている。

下流側ダクト部７０は、円筒形状のダクトにより形成され、上方に延出している。下流側ダクト部７０の上端は開口されて排出口７１が形成され、排出口７１の下方に防火ダンパー７２が取り付けられている。防火ダンパー７２は、常時は下流側ダクト部７０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該流路を閉鎖させるように動作する。

乾式集塵部１４の胴部６０の周壁には、平面視でタンク１２の外側に張り出すように第２放散部７３が設けられている。第２放散部７３は、金属製で、胴部６０の側部から上方に延出する矩形筒形状の放散ダクト７４と、放散ダクト７４の上端開口を開閉可能な第２放散蓋７５と、を備えて構成されている。なお、第２放散蓋７５は、上記した第１放散蓋５７と同様の構成を有しているため、ここでは詳細な説明を省略する。

次に、図２、図３、及び図７〜図９を参照しつつ、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。

まず、図８のＳ１に示すように、加工機１１０の起動信号に基づき、制御部１００によって集塵装置１０の運転が開始されると、制御部１００によって循環ポンプ４３が駆動される（図８のＳ２参照）。そして、制御部１００によって、循環流路４１側が開放されると共にバイパス流路４２側が閉鎖されるように第１の三方電磁弁４４及び第２の三方電磁弁４５が制御され、さらに、計測流路１側が開放されると共に分岐流路５側が閉鎖されるように第３〜第７の三方電磁弁３６，３７，３８，３９，４０が制御される（図８のＳ３参照）。

これにより、図２において実線の矢印で示されているように、循環ポンプ４３によってタンク１２内から吸い上げられた水は、循環流路４１を通り、第１フィルター４６によって水中の異物を濾過された後、第１スプレーノズル用配管３４を通って、第１スプレーノズル２９から水滴となって充填部２７上に噴霧される。

この間、計測流路１を流通する液体の流量は、流量計３によって常時計測されており、レギュレータ２の開度は、流量計３で計測された流量に基づき、計測流路１に所定の流量（例えば５〜８リットル／分）の液体が流通するように制御部１００によって調整される（図８のＳ４参照）。計測流路１を流通する液体の流量は、集塵装置１０の運転時間の経過と共に、流量計３の内部に液体中の金属粒子が付着堆積することにより、低下するため、レギュレータ２の開度は次第に大きくなり、最終的には全開状態になる。

この時、制御部１００の指令に基づき、通電遮断手段５９を制御することで、流量計３に対する通電を定期的な間隔（例えば、１時間に１分程度）で遮断させる。これにより、流量計３に磁界が生じなくなり、流量計３の内部に付着体積した金属粒子が洗い流されることで、詰まり難くなり、流量計３のメンテナンスサイクルを延ばすことができる。

その後、図８のＳ５に示されているように、流量計３による流量の計測値が、予め設定された所定値（例えば５リットル／分）以下になったと制御部１００によって判断されると、流路の切り換え制御が行われる。

流路の切り換え制御では、まず、図８のＳ２０に示されているように、分岐流路５を開放するように、第４の三方電磁弁３７及び第７の三方電磁弁４０が制御される。これにより、循環流路４１を流通する液体は、図３において実線の矢印で示されているように、分岐流路５を通って第１スプレーノズル２９に供給され、充填部２７上に噴霧される。

また、この時、第５の三方電磁弁３８及び第８の三方電磁弁８が切り換えられて洗浄流路７と計測流路１が連通されると共に、第６の三方電磁弁３９が切り換えられて計測流路１と排水流路９が連通される。これにより、水供給源１８から供給される洗浄水（中水又は上水）は、図３において破線の矢印で示されているように、洗浄流路７を通って計測流路１を流通する（図８のＳ２１参照）。これにより、レギュレータ２及び流量計３の内部の洗浄が行われ、この洗浄によって生じた汚水は、排水流路９を通ってタンク１２の第２の領域８５に排出される。なお、この洗浄時、レギュレータ２は全開状態に保持される。

その後、図８のＳ２２に示されているように、流量計３による洗浄水の流量の計測値が、予め設定された所定値（例えば５リットル／分）以上になったと制御部１００によって判断されると、水供給源１８からの洗浄水の供給が停止される（図８のＳ２３参照）と共に、第５の三方電磁弁３８、第８の三方電磁弁８、及び第６の三方電磁弁３９が切り換えられる。これにより、洗浄流路７と計測流路１との連通が遮断されると共に、計測流路１と排水流路９との連通が遮断される。そして、第４の三方電磁弁３７及び第７の三方電磁弁４０が切り換えられることで、分岐流路５が閉塞され、分流流路５から計測流路１に流路が切り換えられる（図８のＳ２４参照）。これにより、循環流路４１を流通する液体は、計測流路１を通って第１スプレーノズル２９に供給され、充填部２７上に噴霧される。

一方、前記Ｓ２２において、予め決められた時間が経過するまで前記洗浄を行っても、流量計３による洗浄水の流量の計測値が、前記所定値（例えば５リットル／分）まで回復しないと制御部１００によって判断された場合には、アラームが出力され（図８のＳ２５参照）、水供給源１８からの洗浄水の供給が停止される（図８のＳ２６参照）。その後、作業員が流量計３を計測流路１から取り外してメンテナンスを行い、流量計３による流量の計測値が前記所定値（例えば５リットル／分）まで回復したと制御部１００によって判断された場合には、前記Ｓ２１に戻り、循環流路４１を流通する液体が計測流路１を通って第１スプレーノズル２９に供給されるようになる迄、上述した動作が繰り返される。なお、流量計３を計測流路１から取り外してメンテナンスを行っている間も、分岐流路５を経由して第１スプレーノズル２９は充填部２７上への噴霧を継続することができる。

このようにして循環流路４１を流通する液体が計測流路１を通って第１スプレーノズル２９から充填部２７上に噴霧されるようになると、図８のＳ６に示すように、制御部１００によって、ファン６７が稼働される。これにより、工場内の例えばレーザ溶接機等の加工機（図示省略）から集塵装置１０の吸込口５５を介して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、吸込みダクト５１を通って湿式集塵部１３の胴部２５内に吸引され、仕切壁４９により形成される空間５０を介して下方のタンク１２内に貯留された液体に接触した後、上方の充填部２７に導かれる。この時、第２の仕切板８２の上部仕切板８２ａがタンク１２の上面に固定されていると共に第２の仕切板８２の上部仕切板８２ａに均圧穴等の開口部が形成されていないため、含塵空気中の火の粉が湿式集塵部１３を経由しないで、直接、乾式集塵部１４に侵入するのを防止することができ、火災が発生する危険性を回避することができる。

また、この間、吸込みダクト５１から吸い込まれた含塵空気の静圧は、圧力計５４によって常時計測されており（図８のＳ７参照）、ファン６８の回転数は、圧力計５４で計測された静圧に基づき、所定の風量となるようにインバータ１０９によって制御される（図８のＳ８参照）。これにより、集塵装置１０の運転時間の経過と共に、充填部２７等の目詰まりで圧力損失が上昇して風量が低下したとしても、制御部１００のフィードバック制御によってインバータ１０９の周波数を上げ、ファン６８の回転数を上昇させて、風量の回復を図ることができる。また、制御部１００の指令によって、風量が低下した場合にレギュレータ２，６の開度を絞り、風量が増加した場合にレギュレータ２，６の開度を開放しても良い。これにより、風量に応じて、常に適正な流量の液体を液体噴霧設備３１に供給することができる。

また、図８のＳ９に示されているように、ファン６７の稼働中についても、前記Ｓ４と同様に、レギュレータ２の開度は、流量計３で計測された流量に基づき、計測流路１に所定の流量（例えば５〜８リットル／分）の液体が流通するように制御部１００によって調整され、その後、図８のＳ１０に示されているように、流量計３による流量の計測値が、予め設定された所定値（例えば５リットル／分）以下になったと制御部１００によって判断されると、前記Ｓ５と同様に、上述した流路の切り換え制御が行われる。

次いで、充填部２７では、上記したように噴霧された水滴によって、石ころの表面が濡れ、充填部２７内を上昇する含塵空気と該石ころ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スプレーノズル２９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とにより、湿式集塵部１３内の相対湿度は６０％以上に保たれ、湿式集塵部１３内での静電気の発生が抑制される。

また、第１スプレーノズル２９による噴霧が行われている間、第１の計測点Ｐ１の水圧と第２の計測点Ｐ２の水圧との差分は、液体差圧計４８によって、常時計測されている。そして、液体差圧計４８により計測された差圧が所定値を超えた場合、或いは第１フィルター４６（又は第２フィルター４７）の濾過時間が所定時間に達した場合には、制御部１００によって、循環流路４１側が開放されると共にバイパス流路４２側が閉鎖されるように第１の三方電磁弁４４及び第２の三方電磁弁４５が同時に切り換えられ、第１の三方電磁弁４４と第２の三方電磁弁４５間の流水経路はバイパス流路４２に切り換えられる。なお、第１フィルター４６（又は第２フィルター４７）の濾過時間は、制御部１００が、第１の三方電磁弁４４及び第２の三方電磁弁４５の切り換え保持時間や循環ポンプ４３の運転時間等に基づき計測することができる。

このように流水経路がバイパス流路４２に切り換えられると、循環ポンプ４３によってタンク１２内から吸い上げられた水は、図２及び図３において破線の矢印で示されているように、バイパス流路４２を通り、第２フィルター４７によって水中の異物が濾過される。さらに、液体差圧計４８により計測された差圧が所定値を超えた場合、或いは第１フィルター４６（又は第２フィルター４７）の濾過時間が所定時間に達した場合には、前記電装箱において警報が出力される。

充填部２７を通過し、第１スプレーノズル２９の下流側まで上昇した含塵空気は、その後、上下２段のデミスター２８を通過する。この時、含塵空気は第１スプレーノズル２９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２８を通過する際に除去される。

なお、この時にデミスター２８に付着した塵埃は、図９に示されているように、ファン６８の運転が停止された後、所定時間Ｔ１経過後に、制御部１００によって第１スプレーノズル用配管３４が閉鎖されると共に第２スプレーノズル用配管３５側が開放されるように第３の三方電磁弁３６が切り換えられる。そして、第２スプレーノズル３０から所定時間Ｔ２噴霧される水滴によってデミスター２８から分離除去され、胴部２５の底部開口を通ってタンク１２内の第２の領域８５に落下する。第２の領域８６に落下する汚水中の粉塵量は、少なく（全体の５〜１０％）、汚水中の金属粒子は、マグネットバー９８の磁力によってクリーニングケース９５に吸着されるため、第２の領域８５の汚水は第３の領域８６に比べてきれいに維持される。

次に、このように湿式集塵部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、湿式集塵部１３の上部から旋回気流用ダクト６３を介して乾式集塵部１４に導かれる。

旋回気流用ダクト６３の下流側端部は乾式集塵部１４の胴部６０の周壁面に偏心した状態で接続されているため、旋回気流用ダクト６３から乾式集塵部１４内に流入した含塵空気は、フィルター６２の外側を旋回しながら降下した後、フィルター６２の下端からフィルター６２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ー６２を通過する間に確実に濾過され、胴部６０の底部開口を通ってタンク１２内の第３の領域８６に直接落下するか、或いは、フィルター６２に付着する。

なお、この時にフィルター６２に付着した塵埃は、集塵装置１０の通常運転が停止されている時に、タイマー制御や差圧制御等でオン動作された電磁弁（図示せず）を介してフィルター６２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ー６２から分離除去され、胴部６０の底部開口を通ってタンク１２内の第３の領域８６に落下する。そして、第３の領域８６に落下した汚水中の金属粒子は、マグネットバー９８の磁力によってクリーニングケース９５に吸着される。なお、第３の領域８６では、汚水中の粉塵量が多く（全体の９０〜９５％）、滞留しているため、例えマグネットバー９８を設置しなくても、汚泥は自然に底部に沈殿する。そのため、汚泥や粉塵が第３の領域８６から第２の領域８５に流れ込むことはない。

このように乾式集塵部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６７の上流側ダクト部６９から、ファン６８、下流側ダクト部７０を通り、排出口７１から集塵装置１０の外部に排出される。

そして、図８のＳ１１に示されているように、加工機１１０の停止信号に基づき、制御部１００によって集塵装置１０の運転が停止されると、制御部１００によって、ファン６８が停止され（図８のＳ１２参照）、循環ポンプ４３が停止される（図８のＳ１３参照）。

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、流量計３の清掃や点検等のメンテナンスが必要となった場合でも、流路を計測流路１から分岐流路５へ切り換えることで、流量計３をメンテナンスしながら、加工機１１０及び集塵装置１０の運転を継続することができるので、生産性に支障を及ぼすことなく、メンテナンスを行うことができる。

また、適正なタイミングで流路を切り換えることで、液体噴霧設備３１に安定的に所定流量以上の液体を供給することができ、スプレーノズル２９の噴射角を大きく維持することができる。したがって、流量低下に起因する消火冷却機能の低下を抑止することができ、火災や爆発発生の防止や火種の通過抑制及び温度管理による静電気着火の抑制を確実に行うことができる。

また、洗浄流路７に洗浄水を流通させることで、流量計３を容易且つ確実に洗浄することができると共に、流量計３の洗浄後の汚水を、液体噴霧設備３１に影響されずに、排水流路９を介して、タンク１２内に排水することができるため、メンテナンス性の向上を図ることができる。

また、タンク１２内をメンテナンスする時には、クリーニングケース９５からマグネットバー９８を引き抜くことで、クリーニングケース９５に吸着されて捕獲された金属粒子を簡単にタンク１２内に脱落させて、底部に堆積させることができる。そして、金属粒子を含む汚泥を、排水弁２４を開放することで排水管２４から排水させたり、点検扉９０を開放させて外部に排出させたりすることができる。したがって、別途排水設備を設置する必要がないため、使い勝手及び経済性に優れている。

また、タンク１２内は、複数の仕切板８１，８２，８３によって複数の領域８４，８５，８６，８７に区画されており、汚染度が一番高い第３の領域８６から液体が汲み上げられる第１の領域８４までの間を複数の仕切板８１，８２によって仕切ることで、きれいな液体を循環流路４１に供給することができる。これにより、フィルター４６，４７の延命やスプレーノズル２９，３０の詰まりの回避等の効果を見込むことができる。

また、適正なタイミングで、循環流路４１とバイパス流路４２を切り換え、それぞれの流路に設置したフィルター４６，４７で水中の異物を濾過するようにしているため、スプレーノズル２９，３０に対して常に異物が濾過されたきれいな水を供給することができる。

なお、上記した本発明の実施形態に係る集塵装置１０の変形例として、例えば図１０に示すように、計測流路１と分岐流路５にそれぞれレギュレータ２，６を設ける代わりに第３の三方電磁弁３６と第４の三方電磁弁３７の間に１つのレギュレータ２を設けると共に、第７の三方電磁弁４０の代わりに分岐流路５と計測流路１にそれぞれ逆止弁１１１，１１２を設けても良い。或いは、計測流路１と分岐流路５にそれぞれレギュレータ２，６を設けた上で、第７の三方電磁弁４０の代わりに分岐流路５と計測流路１にそれぞれ逆止弁１１１，１１２を設けても良い。これらの場合には、流量計３の計測結果に基づき、計測流路１から分岐流路５に流路を切り換えている間に、流量計３を取り外してメンテナンスすることができる。

また、上記した本発明の実施形態の説明は、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 計測流路
３ 流量計測手段（流量計）
５ 分岐流路
７ 洗浄流路
９ 排水流路
１０ 集塵装置
１２ タンク
１３ 湿式集塵部（湿式集塵手段）
１４ 乾式集塵部（乾式集塵手段）
１８ 水供給源
３１ 液体噴霧設備（液体噴霧手段）
３７ 第４の三方電磁弁（第１の切換手段、上流側切換手段）
３８ 第５の三方電磁弁（第２の切換手段）
３９ 第６の三方電磁弁（第３の切換手段）
４０ 第７の三方電磁弁（第１の切換手段、下流側切換手段）
４１ 循環流路
５９ 通電遮断手段
８４ 第１の領域
８５ 第２の領域
８６ 第３の領域
８７ 第４の領域
９０ 点検扉
９８ マグネットバー（金属粒子捕集手段）

Claims (10)

1. 含塵空気の気流を発生させて含塵空気中の塵埃を分離除去するための集塵装置であって、
   含塵空気に液体を噴霧する液体噴霧手段が設けられて含塵空気中の塵埃を捕集する湿式集塵手段と、
   該湿式集塵手段において含塵空気中から分離除去された塵埃及び前記液体噴霧手段により噴霧された液体を収容するタンクと、
   該タンク内と前記湿式集塵手段の液体噴霧手段とを接続する循環流路と、
   前記液体噴霧手段へ供給する液体の流量を計測する流量計測手段が設けられる計測流路と、
   該計測流路の上流側及び下流側において前記循環流路に分岐接続される分岐流路と、
   を備え、前記分岐流路の分岐接続箇所には、前記計測流路と前記分岐流路のいずれかの流路に切り換える第１の切換手段が設けられていることを特徴とする集塵装置。
2. 前記第１の切換手段は、前記流量計測手段による流量の計測値が所定値まで減少した場合に、液体が前記分岐流路を流通するように切り換え制御されることを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。
3. 前記第１の切換手段は、前記分岐流路の上流側分岐接続箇所に設けられる上流側切換手段と、前記分岐流路の下流側分岐接続箇所に設けられる下流側切換手段と、により構成され、前記上流側切換手段と前記下流側切換手段は、前記計測流路と前記分岐流路のいずれかの同一流路側に同時に切り換えられるように制御されることを特徴とする請求項２に記載の集塵装置。
4. 水供給源から延設され、前記計測流路の上流側において前記循環流路に接続されて前記流量計測手段に洗浄水を供給する洗浄流路を備え、前記循環流路に対する該洗浄流路の接続箇所には、該洗浄流路と前記循環流路のいずれかの流路に切り換える第２の切換手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの請求項に記載の集塵装置。
5. 前記計測流路の下流側において前記循環流路に接続されて前記流量計測手段を洗浄した後の汚水を前記タンクに排出する排水流路を備え、前記循環流路に対する該排水流路の接続箇所には、該排水流路と前記循環流路のいずれかの流路に切り換える第３の切換手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の集塵装置。
6. 前記第２の切換手段と前記第３の切換手段は、同一流路側に同時に切り換えられるように制御されることを特徴とする請求項５に記載の集塵装置。
7. 前記液体噴霧手段へ供給する液体の流量を調整する流量調整手段が設けられ、該流量調整手段は、含塵空気の風量の増減に応じて制御されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの請求項に記載の集塵装置。
8. 前記タンクには点検扉が設けられ、該点検扉には、該タンク内に収容された液体中の金属粒子を磁力で捕集する金属粒子捕集手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの請求項に記載の集塵装置。
9. 前記タンクの内部は複数の領域に仕切られ、前記流量計測手段を洗浄した後の液体は、前記金属粒子捕集手段を有する前記点検扉が設けられた領域に収容されることを特徴とする請求項８に記載の集塵装置。
10. 前記流量計測手段は電磁式流量計であり、該流量計測手段に対する通電を定期的な間隔で遮断するように制御される通電遮断手段を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの請求項に記載の集塵装置。

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