JP2019018130A - 集塵装置におけるフィルタの清掃方法及び集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ切断加工装置において、粉塵の発生が多い場合であっても、集塵装置のフィルタに目詰まりを生じることのないフィルタ清掃方法及び集塵装置を提供する。【解決手段】レーザ加工装置に接続した集塵装置におけるフィルタの清掃方法であって、前記フィルタ１３によって区画された集塵室９と吸引室１１との単位時間当たりの差圧が予め設定した閾値以上になったときに、前記吸引室１１側から前記集塵室９側へ向けて高圧エアをパルス的に噴出して、前記フィルタ１３に付着した粉塵を払い落とすフィルタの清掃方法である。【選択図】図２

Description

本発明は、集塵装置におけるフィルタの清掃方法及び集塵装置に関する。さらに詳細には、レーザ切断加工時に発生した粉塵量が急激に過大になったことを検出して、フィルタの清掃を行う方法及び集塵装置に関する。

例えば、板状のワークなどのレーザ切断加工を行うと、ヒュームとして微細な粉塵が発生する。したがって、集塵装置によって粉塵を吸引し、フィルタによって除去することが行われている（例えば、特許文献１，２，３参照）。

特開２０００−２５４４２６号公報 特許第４３６２８７２号公報 特開２０１５−３３６６１号公報

前記特許文献１〜３に記載の構成は、集塵装置内に吸引した粉塵を、フィルタ（バグフィルタ）によって除去する構成である。そして、フィルタに付着した粉塵を払い落とすときには、バグフィルタ内へ圧縮空気をパルス的に吹き込んで（逆噴射して）、バグフィルタに振動を付与するものである。

そして、圧縮空気の噴出時期は、送風機の停止時が一般的である。しかし、送風機の運転時に圧縮空気の噴出が行われることもある（前記特許文献２の図６参照）。また、フィルタから粉塵を払い落とす清掃操作は、所定時間毎又は吸引室内の圧力と集塵室内の圧力の差又は比率が予め設定した設定値になる毎に行われることがある（特許文献３の［００２７］参照）。

ところで、近年は、レーザ切断加工機としてファイバーレーザ切断加工機が多用されている。ＣＯ₂レーザ加工機によるレーザ切断加工の場合、発生する粉塵において、粒径が１μｍ以下の粉塵は比較的少ないものである。したがって、透孔が例えば１μｍ以下のフィルタにおいては粉塵がフィルタの透孔内に入り込むことが少ないものである。換言すれば、前述した特許文献１〜３に記載されているように、圧縮空気をパルス的に逆噴射することにより、フィルタから粉塵を払い落とし易いものである。

しかし、ファイバーレーザ切断加工の場合に発生する粉塵の粒径はＣＯ₂レーザ切断加工の場合の粉塵の粒径より小さなものである。すなわち、粒径が１μｍ以下の粉塵の発生は、ＣＯ₂レーザ切断加工の場合に比較して多いものである。したがって、ＣＯ₂レーザ切断加工を対象として開発された集塵装置においては、フィルタに目詰まりを生じ易いものである。換言すれば、例えばフィルタの網目内に粉塵が入り易く、圧縮空気を逆噴射した場合であっても、粉塵の払い落としが難しいことがある。

また、ファイバーレーザ加工機の場合、ＣＯ₂レーザ切断加工機の場合に比較してレーザ切断加工は高速である。したがって、レーザ切断加工中の粉塵は、ＣＯ₂レーザ切断加工の場合に比較して短時間に多量に発生する。よって、所定時間毎に圧縮空気を逆噴射してバグフィルタの清掃を行う場合や、吸引室内の圧力と集塵室内の圧力との差力が設定値以上になる毎に、圧縮空気を逆噴射する構成の場合、短時間に発生する粉塵の量が過大であって、清掃操作が間に合わないことがある。

換言すれば、フィルタに堆積する粉塵の量が過大であって、圧縮空気を逆噴射しても、フィルタに付着した粉塵を払い落とすことが難しい場合がある。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、レーザ加工装置に接続した集塵装置におけるフィルタの清掃方法であって、前記フィルタによって区画された集塵室と吸引室との単位時間当たりの差圧が予め設定した閾値以上になったときに、前記吸引室側から前記集塵室側へ向けて高圧エアをパルス的に噴出して、前記フィルタに付着した粉塵を払い落とすことを特徴とするものである。

また、レーザ加工装置に接続した集塵装置におけるフィルタの清掃方法であって、前記フィルタによって区画された集塵室又は吸引室内の単位時間当たり圧力変化率が予め設定した圧力変化率以上になったときに、前記吸引室側から前記集塵室側へ向けて高圧エアをパルス的に噴出して、前記フィルタに付着した粉塵を払い落とすことを特徴とするものである。

また、フィルタの清掃機能を備えた集塵装置であって、
集塵装置における集塵室内の圧力を検出する第１の圧力センサ及び集塵装置における吸引室内の圧力を検出する第２の圧力センサと、
前記第１圧力センサの検出値と前記第２圧力センサの検出値との差圧を単位時間毎に演算する差圧演算手段と、
前記差圧演算手段の演算値と基準値メモリに予め格納した基準値とを比較する比較手段と、
上記比較手段による比較の結果、演算値≧基準値となったときに、前記吸引室側から高圧エアを前記フィルタへパルス的に噴射する高圧エア噴射手段と、
を備えていることを特徴とするものである。

また、フィルタの清掃機能を備えた集塵装置であって、
集塵装置における集塵室内の圧力を検出する第１の圧力センサ又は集塵装置における吸引室内の圧力を検出する第２の圧力センサと、
前記第１圧力センサの検出値又は前記第２圧力センサの検出値の単位時間当たりの圧力変化率を演算する演算手段と、
前記演算手段の演算値と基準値メモリに予め格納した第１圧力センサの基準値又は第２圧力センサの基準値とを比較する比較手段と、
上記比較手段による比較の結果、演算値≧基準値となったときに、前記吸引室側から高圧エアを前記フィルタへパルス的に噴射する高圧エア噴射手段と、
を備えていることを特徴とするものである。

また、前記集塵装置において、前記フィルタはバグフィルタであり、前記高圧エア噴出手段は、前記バグフィルタ内へ挿入したパイプ部材を備えた構成であり、このパイプ部材の周面に、高圧エアを噴出する複数のエア噴出孔を備えている。

また、前記集塵装置において、前記パイプ部材の先端部は閉じてあること、又は先端部に絞り孔を備えている。

また、前記集塵装置において、前記パイプ部材における先端側のエア噴出孔は、パイプ部材における基端部側のエア噴出孔より大径である。

本発明によれば、集塵装置における集塵室と吸引室との単位時間当たりの差圧が予め設定した閾値以上となった場合に、圧縮空気を逆噴射して、フィルタの清掃を行うものである。したがって、粉塵の発生が急激に増加したような場合であっても容易に対応でき、フィルタに粉塵が大量に体積することを防止できるものである。

本発明の実施形態に係る集塵装置の全体的構成を概念的、概略的に示した説明図である。 集塵装置において高圧エアを噴出する機能を示す機能ブロック図である。

図１に概念的、概略的に示すように、本発明の実施形態に係る集塵装置１は、ＣＯ₂レーザ切断加工機やファイバーレーザ切断加工機等のレーザ切断加工装置３に接続してある。この集塵装置１は、レーザ切断加工装置３において発生した粉塵を吸引して粉塵を濾過する作用をなすものである。すなわち、集塵装置１は、レーザ切断加工時に発生したヒューム等の粉塵を吸引するためのダクト５を介して、前記レーザ切断加工装置３に接続してある。

前記集塵装置１の内部は区画壁７によって下側の集塵室９と上側の吸引室１１とに区画してある。そして、前記集塵室９と吸引室１１とに区画した前記区画壁７の下部には、前記吸引室１１側に開口した複数のバグフィルタ１３が吊下されている。このバグフィルタ３１の開口部は、区画壁７に形成した連通孔を介して前記吸引室１１に連通してある。前記集塵室９の床部には、前記バグフィルタ１３から払い落とされた粉塵を収納する粉塵ボックス１５が備えられている。

前記吸引室１１の上部には、前記ダクト５を介してレーザ切断加工機３から粉塵を吸引するための吸引ブロワ１７が備えられている。そして、この吸引ブロワ１７の上部には排気口１９が備えられている。

前記バグフィルタ１３の外表面に付着した粉塵を払い落とすために、前記バグフィルタ１３内へ圧縮エアをパルス的に噴出するための高圧エア噴出手段２１が備えられている。この高圧エア噴出手段２１は、高圧エア発生源（図示省略）に接続した高圧エア噴出パイプ２３が備えられている。そして、この高圧エア噴出パイプ２３には、前記各バグフィルタ１３の下端部付近にまで挿入した複数のパイプ部材２５が接続してある。

前記各パイプ部材２５には、前記高圧エア噴出パイプ２３から供給された高圧エアを、周囲に噴出するために、複数のエア噴出孔（図示省略）が備えられている。そして、前記各エア噴出孔からの高圧エアの噴出を効果的に行うために、前記各パイプ部材２５の下端部（先端部）は閉じてある。なお、各パイプ部材２５の先端部は、閉じることなく、高圧エアの円滑な噴出を抑制するために小径の絞り孔を備えた構成とすることも可能である。パイプ部材２５における先端側のエア噴出孔は、基端部側のエア噴出孔よりも大径であることが望ましい。

前記集塵装置１において前記集塵室９には、集塵室９内の圧力を検出するための第１圧力センサ２７が備えられている。また、前記吸引室１１内の圧力を検出するための第２圧力センサ２９が備えられている。

そして、図２に示すように、前記高圧エア噴出手段２１からの高圧エアの噴出を制御する制御装置３１が備えられている。上記制御装置３１は、例えばコンピュータから構成してあるものであって、この制御装置３１には、第１，第２の圧力センサ２７，２９がそれぞれ接続してある。そして、制御装置３１には、差圧演算手段３３が備えられている。この差圧演算手段３３は、前記第１圧力センサ２７の検出値と第２圧力セン２９の検出値との差圧を、例えば秒単位の単位時間毎に演算する機能を有するものである。

そして、前記制御装置３１には、比較手段３５が備えられている。この比較手段３５は、前記差圧演算手段３３の演算値と、基準値メモリ３７に予め格納された基準値とを比較するものである。前記基準値は、集塵室９内の圧力と吸引室１１の圧力との圧力差に起因して、集塵装置１においてバグフィルタ１３が所定時間内に目詰まりを生じ易い傾向（差圧の単位時間当たりの増加率）を、予め実験的に求めた値である。なお、前記基準値は、各集塵装置１毎に予め設定するものである。

さらに前記制御装置３１には、前記比較手段３５による比較の結果、演算値≧基準値の場合に、前記高圧エア噴出手段２１からの高圧エアの噴出を指令する高圧エア噴出指令手段３９が備えられている。

前記構成において、バグフィルタ１３の目詰まりを防止するために、予め設定した所定時間毎に、高圧エア噴出手段２１からバグフィルタ１３内へ高圧エアがパルス的に噴出される。また、集塵室９内の圧力と吸引室１１内の圧力との差圧が予め設定した所定の差圧となった場合に、高圧エアがパルス的に噴出される。

すなわち、バグフィルタ１３は、所定の設定時間毎に、また集塵室９と吸引室１１との差圧が所定の差圧となった場合に、高圧エアの噴出によって清掃されるものである。

ところで、短時間における粉塵の大量の発生に起因するバグフィルタ１３の目詰まりを防止するために、前記差圧演算手段３３は、前記第１，第２の圧力センサ２７，２９の差圧を、前記所定時間に拘わりなく、例えば秒単位のサンプリング時間毎に演算する機能を備えている。この演算機能による演算結果としての演算値は、前記基準値メモリ３７に予め設定された基準値と、前記比較手段３５によって比較されるものである。そして、比較手段３５による比較の結果、演算値≧基準値の場合には、前記高圧エア噴出指令手段３９から高圧エアの噴出が高圧エア噴出手段２１に指令されるものである。

高圧エア噴出手段２１においては、高圧エアの噴出指令に基づいて、バグフィルタ１３内へ高圧エアをパルス的に噴出するものである。このように、バグフィルタ１３内へ高圧エアが噴出されると（逆噴射が行われると）、バグフィルタ１３に振動が付与されて、バグフィルタ１３の外表面に付着した粉塵の払い落としが行われるものである。

以上のごとき構成において、レーザ切断加工装置３においてワークのレーザ切断加工を行うと、レーザ切断加工によって発生したヒューム等の粉塵は、集塵装置１における集塵室９内に吸引される。そして、バグフィルタ１３によって粉塵を濾過されたエアは、区画壁７に形成した連通孔を介して吸引室１１を経て排気口１９から外部へ排出される。そして、第１圧力センサ２７と第２圧力センサ２９の検出値に基づいて、吸引室１１と集塵室９との差圧を演算することにより、前記バグフィルタ１３に対する粉塵の付着状態を知ることができるものである。

したがって、集塵室９と吸引室１１との差圧が所定値以上になったときに、高圧エア噴出手段２１からバグフィルタ１３内へ高圧エアをパルス的に噴出する。又は所定時間毎に高圧エアをパルス的に噴出する。この高圧エアのパルス的な噴出によって、バグフィルタ１３に振動を付与することができる。よって、バグフィルタ１３の外周面に付着した粉塵を払い落とすことができる。また、高圧エア噴出手段２１から、所定時間毎に高圧エアをパルス的に噴出することにより、バグフィルタ１３に付着した粉塵を払い落とすことができる。払い落とされた粉塵は、粉塵ボックス１５に収納された後、廃棄されるものである。

ところで、レーザ切断加工装置３が、例えばファイバーレーザ切断加工装置である場合には、発生する粉塵（ヒューム）の粒子径は、ＣＯ₂レーザ切断の場合に比較して小さなものである。そして、ファイバーレーザ切断加工装置においてはより高速の切断加工が可能である。また、より厚いワークの切断が可能である。

すなわち、ファイバーレーザ切断加工装置によるワークの切断加工時には、粒子径がより小さな粉塵が、単時間により大量に発生する。したがって、バグフィルタ１３においては目詰まりを生じ易く、かつ外周面に粉塵が堆積し易いものである。よって、集塵室９内と吸引室１１内との差圧が前記所定値になったときに、また、予め設定された所定時間毎に高速エア噴出手段２１から高圧エアをパルス的に噴出して、バグフィルタ１３の清掃（粉塵の払い落とし）を行うことが難しいことがある。

そこで、本実施形態においては、集塵室９と吸引室１１との差圧を、例えば秒単位のサンプリング時間毎に演算して、差圧が大きくなる傾向（差圧の単位時間当たりの増加率）を把握するものである。そして、差圧の増加率が大きくなる傾向の場合には、前記集塵室９と吸引室１１との差圧が予め設定した所定の差圧以下の場合であっても、高速エア噴出手段２１から高圧エアをパルス的に噴出するものである。

換言すれば、バグフィルタ１３の目詰まりに起因して圧力が大きくなる傾向にあるところの集塵室９と圧力が低下する傾向にある吸引室１１との差圧が急激に大きくなる場合（差圧の増加率が大きな場合）には、集塵室９と吸引室１１との差圧いかんに拘わりなく、高圧エア噴出手段２１から高圧エアを噴出して、バグフィルタ１３に付着した粉塵の払い落としを行うものである。すなわち、集塵室９内の圧力と吸引室１１内の圧力との差は、バグフィルタ１３の僅かな目詰まりであっても直ちに大きくなるものである。したがって、バグフィルタ１３に大量の粉塵が付着して、払い落としが困難になることを未然に防止するものである。

したがって、本実施形態によれば、バグフィルタ１３に大量の粉塵が付着して、粉塵の払い落としが困難になるようなことはないものである。

ところで、前記高圧エア噴出手段２１においては、パイプ部材２５がバグフィルタ１３内へ挿入してある。したがって、パイプ部材２５の全長に亘って、高圧エア噴出手段２１から、高圧エアが同時に噴出される態様である。すなわち、高圧エアを団塊状に噴出して、バグフィルタ１３の開口部から内部の膨張が下端側へ次第に伝達される形態ではなく、バグフィルタ１３の内部全体に高圧エアが同時に噴出される形態である。よって、高圧エアの噴出によるバグフィルタ１３の振動は、バグフィルタ１３全体が同時に膨張するように付与されるものである。

したがって、バグフィルタ１３全体の膨張により、バグフィルタ１３の網目が全体的に大きくなることとなり、目詰まりを効果的に防止できるものである。

以上のごとき説明から理解されるように、本実施形態によれば、集塵室９と吸引室１１との、単位時間当たりの差圧が、予め設定した設定値より大きくなると、前記集塵室９と吸引室１１との、予め設定した所定の差圧に拘わりなく、バグフィルタ１３に付着した粉塵の払い落としを行うものである。換言すれば、バグフィルタ１３に対する単位時間当たりの粉塵の付着量が多くなると、粉塵の払い落としが行われるものである。

したがって、バグフィルタ１３に対する粉塵の付着量が過剰になることを未然に防止することができる。よって、ワークのレーザ切断加工中においての、バグフィルタ１３の粉塵除去効果を維持することができるものである。

ところで、本発明は、前述したごとき実施形態のみに限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態でもって実施可能なものである。

すなわち、集塵室９内の圧力を検出する第１圧力センサ２７又は吸引室１１内の圧力を検出する第２圧力センサ２９を備える。そして、例えば秒単位の単位時間当たりの圧力変化を検出する。そして、第１，第２の圧力センサ２７，２９によって検出したところの、単位時間当たりの圧力変化率を演算手段によって演算する。すなわち、第１圧力センサ２７の場合には、単位時間当たりの圧力増加率（圧力変化率）を演算する。そして、第２圧力センサ２９の場合には、単位時間当たりの圧力低下率（圧力変化率）を演算する。

演算手段によって演算した第１，第２の圧力センサ２７，２９の単位時間当たりの圧力変化率と、予め実験的に求めたそれぞれの基準値とを比較する。そして、演算した圧力変化率≧基準値の場合に、高圧エア噴出手段２１からバグフィルタ１３内へ高圧エアをパルス的に噴出して、バグフィルタ１３に付着した粉塵を払い落とす構成とすることも可能である。

すなわち、第１圧力センサ２７又は第２圧力センサ２９の適宜一方の圧力センサにおける単位時間当たりの圧力変化率を基準値と比較する構成であってもよいものである。

なお、この場合、図２に示す制御装置３１の構成は差圧演算手段３３が、第１、または第２の圧力センサの単位時間当たりの圧力変化率を演算する手段に置き換わるが、その他の構成は前述の実施形態の構成と同様である。

１ 集塵装置
３ レーザ切断加工装置
９ 集塵室
１１ 吸引室
１３ バグフィルタ
１７ 吸引ブロワ
１９ 排気口
２１ 高圧エア噴出手段
２３ 高圧エア噴出パイプ
２５ パイプ部材
２７ 第１圧力センサ
２９ 第２圧力センサ
３１ 制御装置
３３ 差圧演算手段
３５ 比較手段

Claims (7)

1. レーザ加工装置に接続した集塵装置におけるフィルタの清掃方法であって、前記フィルタによって区画された集塵室と吸引室との単位時間当たりの差圧が予め設定した閾値以上になったときに、前記吸引室側から前記集塵室側へ向けて高圧エアをパルス的に噴出して、前記フィルタに付着した粉塵を払い落とすことを特徴とする集塵装置におけるフィルタの清掃方法。
2. レーザ加工装置に接続した集塵装置におけるフィルタの清掃方法であって、前記フィルタによって区画された集塵室又は吸引室内の単位時間当たり圧力変化率が予め設定した圧力変化率以上になったときに、前記吸引室側から前記集塵室側へ向けて高圧エアをパルス的に噴出して、前記フィルタに付着した粉塵を払い落とすことを特徴とする集塵装置におけるフィルタの清掃方法。
3. フィルタの清掃機能を備えた集塵装置であって、
   集塵装置における集塵室内の圧力を検出する第１の圧力センサ及び集塵装置における吸引室内の圧力を検出する第２の圧力センサと、
   前記第１圧力センサの検出値と前記第２圧力センサの検出値との差圧を単位時間毎に演算する差圧演算手段と、
   前記差圧演算手段の演算値と基準値メモリに予め格納した基準値とを比較する比較手段と、
   上記比較手段による比較の結果、演算値≧基準値となったときに、前記吸引室側から高圧エアを前記フィルタへパルス的に噴射する高圧エア噴射手段と、
   を備えていることを特徴とする集塵装置。
4. フィルタの清掃機能を備えた集塵装置であって、
   集塵装置における集塵室内の圧力を検出する第１の圧力センサ又は集塵装置における吸引室内の圧力を検出する第２の圧力センサと、
   前記第１圧力センサの検出値又は前記第２圧力センサの検出値の単位時間当たりの圧力変化率を演算する演算手段と、
   前記演算手段の演算値と基準値メモリに予め格納した第１圧力センサの基準値又は第２圧力センサの基準値とを比較する比較手段と、
   上記比較手段による比較の結果、演算値≧基準値となったときに、前記吸引室側から高圧エアを前記フィルタへパルス的に噴射する高圧エア噴射手段と、
   を備えていることを特徴とする集塵装置。
5. 請求項３又は４に記載の集塵装置において、前記フィルタはバグフィルタであり、前記高圧エア噴出手段は、前記バグフィルタ内へ挿入したパイプ部材を備えた構成であり、このパイプ部材の周面に、高圧エアを噴出する複数のエア噴出孔を備えていることを特徴とする集塵装置。
6. 請求項５に記載の集塵装置において、前記パイプ部材の先端部は閉じてあること、又は先端部に絞り孔を備えていることを特徴とする集塵装置。
7. 請求項５又は６に記載の集塵装置において、前記パイプ部材における先端側のエア噴出孔は、パイプ部材における基端部側のエア噴出孔より大径であることを特徴とする集塵装置。

Images