JP2020138186A - オイルミスト除去装置 - Google Patents
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Abstract
Description
電気集塵方式は、サブミクロンの粉塵やオイルミストの捕集性に優れている。しかし、リーク電流やスパークが発生するおそれがあり、短期間のメンテナンスが欠かせない。
フィルタ方式によれば、フィルタの目開きを細かくすれば捕集性が向上する。しかし、圧力損失が増加するだけでなく、短期間で目詰まりが発生しやすいので、メンテナンス工数やメンテナンス部材が継続的に必要となる。
サイクロン方式によれば、粒径が数十ミクロンの油滴や切削粉は捕集可能ではある。しかし、粒径がサブミクロンないし数ミクロンの粉塵やオイルミストの捕集性に乏しい。
以上の方式の課題を解決するため、ディスク方式(特許文献1,2,3参照)が検討されている。
すなわち、ディスク方式では、オイルミストが浮遊する空気を高速回転するディスクに基づく遠心力で飛ばし、オイルミストを分離・凝集させて捕集する。このため、捕集性能を維持しつつ、捕集機構であるディスクの目詰まりを抑制でき、メンテナンス期間の長期化を図れる。
本発明は、前記問題点に鑑み、オイルミスト等の捕集効率が高く、メンテナンス期間が長いオイルミスト除去装置を提供することを課題とする。
連続する少なくとも2つの第1捕集領域と第2捕集領域とを備えた主胴体と、
前記主胴体の第1捕集領域内に配置され、吸引した空気を主胴体の内周面に吐出して衝突させる吸引ファンと、
放射状に設けた複数本の桟部の間にスリットを形成し、前記第2捕集領域内において前記吸引ファンと同一軸心上に配置され、前記吸引ファンから吐出されてスリットを通過しようとする空気を前記桟部で叩いて空気中のオイルミストを分離するディスクと、
前記吸引ファンと前記ディスクとを回転させる少なくとも1つのモータと、
前記主胴体の底面に配置され、前記吸引ファンが分離したオイルミストを排出する第1排出機構部と、
前記主胴体の底面に配置され、前記ディスクが分離したオイルミストを排出する第2排出機構部と、
を設けた構成としてある。
本実施形態によれば、第2捕集領域に進入する空気が整流となり、整流の空気がディスクのスリットを通り過ぎる前にディスクの桟部で確実に叩けるので、オイルミストの捕集効率が高くなる。
本実施形態によれば、排気案内板に空気が衝突してオイルミスト等が分離・捕集されるので、捕集効率がより一層高くなる。
本実施形態によれば、前述の第1,第2排出機構部と異なる位置に第3排出機構部を設けることにより、オイルミスト集合体を効率的に排出することができる。
本実施形態によれば、第1ドレンポートと第2ドレンポートとが同一直線上にないので、排出ホースを接続しやすくなるという効果がある。
オイルミスト除去装置10は、図1および図2に示すように、略円柱形を有する装置本体11を4本の脚部12で支持した構造を有している。
なお、図1において装置本体11の軸心に沿う方向をX軸方向といい、手前側を一端部側とし、奥側を他端部側という。また、前記X軸方向に直交する水平方向をY軸方向といい、手前側を一端部側とし、奥側を他端部側とする。さらに、前記X軸方向および前記Y軸方向に直交する方向をZ軸方向とし、上方側を上側とし、下方側を下側という。
なお、主胴体13は断面円形の筒状体に限らず、例えば、断面方形、断面多角形の筒状体あるいは箱体であってもよい。要する、主胴体13は、その内周面にオイルミストを含む空気を衝突させ、オイルミストを分離して捕集できる形状であればよい。
しかし、前記第1ドレンポート18は、前記中心線からY軸方向に沿って一端部側に偏心した位置に配置されている。渦を巻く空気の流れによって吹き寄せられるオイルミスト集合体を、効率的に排出できるようにするためである。また、2本の排出ホース(図示せず)を接続しやすくするためである。
また、第2ドレンポート19は、後述する第3捕集領域103に設けた排気案内板80を介して収集したオイルミスト集合体を、外部に排出する。なお、ドレンパンおよびドレンポートは捕集領域毎に設けてもよいことは勿論である。
そして、装置本体11は、図4に示すように、第2取付板32の内向面にモータ40が取り付けられ、モータ40の回転軸41に接続金具42が取り付けられている。前記接続金具42の先端部に吸引ファン50が取り付けられ、前記接続金具42の基部にディスク70が取り付けられている。
また、前記第1取付板31の外向面に整流板60が取り付けられている。そして、第3取付板33は、第3開口部33aの開口縁部に環状リブ33bを設けてある。第2捕集領域102内に進入した空気を一時的に滞留させて乱流とすることにより、オイルミスト集合体が空気の流れに引きづられて第3開口部33aから流出することを防止するためである。
さらに、第3取付板33は、X軸方向の他端部側に位置する外向き面に排気案内板80を取り付けてある。
なお、メッシュ22は、主としてユーザーの指が吸引ファン50に触れないようにするためのものであり、開口巾寸法が1mmないし10mm程度の網やパンチングメタルが使用される。
なお、駆動源となるモータは1つである必要はなく、必要に応じて複数のモータを使用してもよい。そして、複数のモータを使用する場合には、必ずしも回転方向を同一にする必要はなく、吸引ファンとディスクとを異なる方向に回転させてもよい。
そして、取付円板51は接続金具42を介してモータ40の回転軸41に固定されているので、モータ40が回転すると、吸引ファン50も回転する。
整流基板61は、図10に示すように、同心円状に配置した同心円板62,63を4本の桟部64を介して連結一体化されている。
整流羽根65は、図10に示すように、同心円状に湾曲する上辺部66および下辺部67の両端を、略短冊状の連結部68,69で連結一体化するように金属薄板から打ち抜き。ついで、前記連結部68,69を同一方向に略直角に曲げ起こすことにより、正面略扇形状に形成されている。
なお、整流羽根65の外周縁部を結んで描かれる外周円の直径は、前記吸引ファン50の外径よりも大きい。そして、整流板60は主胴体13の第1取付板31(図11)に取り付けられている。
また、第1取付板31は所定の高さを有し、第1捕集領域と第2捕集領域とを明確に仕切っている。このため、第1捕集領域において回転する吸引ファンから吐出された空気が第2捕集領域に漏れることなく、主胴体13の内周面に衝突する。この結果、第1捕集領域ではオイルミスト、特に、大粒径のオイルミストを確実に分離して捕集できる。捕集されたオイルミストは、第1取付板31の下辺縁部の近傍に配置した連通孔34からドレンパン17に排出される。
そして、前記連結部73,73の間に位置する領域には、図13に示すスリット74を所定のピッチで放射状にエッチング加工で形成することにより、スリット74の間に桟部75が形成される。さらに、前記ディスク70は、その背面に図14に示す補強板78を溶接などで積層一体化することにより、補強されている。ただし、ディスク70が厚い場合には、補強板は必ずしも設ける必要はない。
なお、ディスク70の厚さ寸法は、0.2mmないし2.0mmが好ましい。0.2未満であると、加工しにくだけでなく、所望の捕集効率が得られないからである。また、厚さが2.0mmを超えると、細いスリットの加工が難しくなるからである。
前記スリット74は、放射状に形成されているので、オイルミストを含む空気が通過する際に、遠心力で主胴体13の内周面に向けて加速した空気を吐出する。このため、目詰まりが起こりにくく、メンテナンス期間が長いという利点がある。
すなわち、スリット74の巾寸法が広いと、目詰まりしにくく、メンテナンス期間が長くなるが、通気しやすくなるためにオイルミスト捕集性能が低下する。
一方、桟部75の巾寸法が狭すぎると、機械的強度を確保できない。逆に、桟部75巾寸法が広くなりすぎると、桟部75にオイルミストや微細粉塵が付着しやすく、目詰まりの原因になり、メンテナンス期間が短くなる。また、桟部75の巾寸法が大きすぎると、ディスク全体での総開口面積が小さくなり、各スリットでの通過風速が上昇するので、ミスト捕集性能が低下する。
以上の理由から、本実施形態によれば、スリットの巾寸法は、0.3mmないし1.5mmが好ましい。0.3mm未満であると、加工しにくいと共に、オイルミストが詰まり易くなり、メンテナンス期間が短くなるからである。また、1.5mmを超えると、捕集効率が低下するからである。
また、スリットの長さ寸法は、20mmないし60mmが好ましい。20mm未満であると、総開口面積が小さくなり、スリットを通過する空気の速度が速くなるので、オイルミストがすり抜けやすくなり、捕集効率が低下するからである。また、60mmを超えると、強度が低下するからである。
桟部の巾寸法は、0.5mmないし2.5mmが好ましい。0.5mm未満であると、強度が低下するからである。また、2.5mmを超えると、総開口面積が小さくなり、スリットを通過する空気の速度が速くなるので、オイルミストがすり抜けやすくなり、捕集効率が低下するからである。
モータ40を駆動することにより、吸引ファン50が回転すると、負圧が生じ、外部からオイルミスト等を含んだ空気が前方カバー20の吸気口21から吸い込まれ、メッシュ22を通過して超大粒径の塵埃が除去される。ついで、吸引ファン50の吸引円板52に設けた吸引口54から吸い込まれた空気は回転羽根53によって遠心力で加速される。このため、吸引ファン50の外周部から吐出された空気は、主胴体13の第1捕集領域101における内周面に衝突する。この結果、空気中のオイルミスト等は空気から分離・捕集されて凝集する。そして、オイルミスト集合体は、重力および風圧を受けて流下し、第1捕集領域101の底面に位置し、第1排出機構部17aを構成する連通孔34からドレンパン17に流出し、第1ドレンポート18を介して外部に排出される。
さらに、スリット74を通過した空気が加速されて吐出され、第2捕集領域102に位置する主胴体13の内周面に衝突する。この衝突の際にも、空気からオイルミストが分離して捕集される。生成したオイルミスト集合体は重力および風圧によってドレンパン17に流下し、片側に吹き寄せられて収集され、第1ドレンポート18を介して外部に排出される。
ついで、主胴体13の底面に衝突した空気は、上昇して排気口14から排出される。このとき、排出される空気が電装箱85に設けた冷却フィン86に接触することにより、電装箱85を冷却する。また、排気口14から排出される空気は、排気口14に設けたフィルタ(図示せず)を通過することにより、粒径がサブミクロンである微細なオイルミストが吸着され、清浄な空気が外部に排出される。
(実施例1)
したがって、図18から明らかなように、常に、実施例はTd>T1、Td>T2となるように設計されている。
風量は11m3/min (=0.18m3/s)とした。
風量の測定は、「JIS B83330:2000 送風機の試験及び検査方法」に記載された吸込ノズルによる方法を用いた。より具体的には、前方カバーの吸気口の前でマノスターゲージ「山本電気製作所 W081FT22D」を使用して測定した。測定結果は図18に図示する。
評価基準は、既存のディスク方式のオイルミスト除去装置とし、目視にて比較した。そして、目詰まり速度から想定される寿命が、既存のオイルミスト除去装置の10倍程度のものを○とし、20倍程度のものを◎と表示した。評価結果を図20に表示する。
捕集性能は、図19に示す測定装置で測定した。
測定装置は、フィルタ111を備えたオイルミスト発生機110を直管112を介してオイルミスト除去装置10の吸気口に接続する一方、オイルミスト除去装置10の排気口を蛇腹状ダクト114を介して直管115に接続してある。直管112,115内にはパーティクルカウンタ(リオン製 KC−01E)をそれぞれ配置した。
そして、吸気口から吸いこまれるオイルミストの粒子カウント数と、排気口から排出されるオイルミストの粒子カウント数とを測定し、その比率を計算した。ついで、計算結果を既存のディスク方式オイルミスト除去装置の比率と比較した。優れているものを◎とし、同等のものを○とし、やや劣るものを△と表示した。評価結果を図20に表示する。
評価基準は、既存のディスク方式のオイルミスト除去装置のディスクと比較し、評価が優れているものを◎とし、同等のものを○と表示した。評価結果を図20に表示する。
(実施例2)
耐目詰まり、捕集性能、および、強度について同一の条件で測定した。評価結果を図20に表示する。
(実施例3)
耐目詰まり、捕集性能、および、強度について同一の条件で測定した。評価結果を図20に表示する。
また、捕集性能においても実施例1,3が既存のオイルミスト除去装置と同等以上の性能を有することが判った。捕集性能では実施例2が既存のオイルミスト除去装置にやや劣るが、実用上、特に問題はない。
11 装置本体
12 脚部
13 主胴体
17 ドレンパン
17a 第1排出機構部
17b 第2排出機構部
17c 第3排出機構部
18 第1ドレンポート
19 第2ドレンポート
20 前方カバー
21 吸気口
25 後方カバー
31 第1取付板
31a 第1開口部
32 第2取付板
32a 第2開口部
33 第3取付板
33a 第3開口部
33b 環状リブ
34 連通孔
40 モータ
41 回転軸
42 接続金具
50 吸引ファン
51 取付円板
52 吸引円板
53 回転羽根
60 整流板
61 整流基板
62 同心円板
63 同心円板
64 桟部
65 整流羽根
66 上辺部
67 下辺部
68 連結部
69 連結部
70 ディスク
71 円板
72 環状部材
73 連結部
74 スリット
75 桟部
78 補強板
80 排気案内板
85 電装箱
86 冷却フィン
101 第1捕集領域
102 第2捕集領域
103 第3捕集領域
Claims (5)
- 連続する少なくとも2つの第1捕集領域と第2捕集領域とを備えた主胴体と、
前記主胴体の第1捕集領域内に配置され、吸引した空気を主胴体の内周面に吐出して衝突させる吸引ファンと、
放射状に設けた複数本の桟部の間にスリットを形成し、前記第2捕集領域内において前記吸引ファンと同一軸心上に配置され、前記吸引ファンから吐出されてスリットを通過しようとする空気を前記桟部で叩いて空気中のオイルミストを分離するディスクと、
前記吸引ファンと前記ディスクとを回転させる少なくとも1つのモータと、
前記主胴体の底面に配置され、前記吸引ファンが分離したオイルミストを排出する第1排出機構部と、
前記主胴体の底面に配置され、前記ディスクが分離したオイルミストを排出する第2排出機構部と、
を設けたことを特徴とするオイルミスト除去装置。 - 吸引ファンとディスクとの間に、整流板を配置したことを特徴とする請求項1に記載のオイルミスト除去装置。
- 第2捕集領域の下流側に連続するように配置された第3捕集領域内に、前記ディスクから吐出された空気が衝突する排気案内板を、設けたことを特徴とする請求項1または2記載のオイルミスト除去装置。
- 前記主胴体の底面に配置され、前記排気案内板が分離したオイルミストを排出する第3排出機構部を設けたことを特徴する請求項3に記載のオイルミスト除去装置。
- 第1排出機構部および第2捕集機構部を構成するドレンパンに接続された第1ドレンポートの延伸方向と、第3排出機構部の第2ドレンポートの延伸方向とが同一直線上にないことを特徴とする請求項4に記載のオイルミスト除去装置。
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