JP2022130956A - 固形化物破壊防止方法及びダスト固形化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形孔内のダストを圧縮して固形化するに際し、固形化物の破壊を防止すること。【解決手段】成形孔内にダストを導入すること、成形孔内に第２のロッドを進出させて所定の位置で停止させること（Ｓ１）、成形孔内に第１のロッドを進出させ、第１のロッドと第２のロッドとの間でダストを圧縮し、固形化物を成形すること（Ｓ３）、第１のロッドと第２のロッドとの間に固形化物を挟持した状態で、第１のロッド及び第２のロッドを第１の開口方向又は第２の開口方向に移動させた後もとの位置に戻すように往復運動させること（Ｓ４）、を含む、固形化物破壊防止方法とする。【選択図】図３

Description

本発明は、固形化物破壊防止方法及びダスト固形化装置に関する。

金属材料等のレーザー加工、プラズマ加工、および溶接などの際に発生するヒュームを含むダストは、作業者が吸引すると健康に深刻な被害を与える恐れがある。
そのため、作業環境を清浄に保つため集塵装置を作動させて、ダストを作業環境から除去することが行われている。
ここで集塵装置に収集されたダストは、かさ密度が小さい状態であり、この状態のままでは取り扱いが難しいため、ダストを圧縮して固形化し、扱いやすい状態（例えば、ペレット状）に加工することが行われる。
扱いやすい状態に加工されたダストは、再溶融等の処理を行うことで再利用可能となる。

特開２０００－１４０７９９号公報

特許文献１には、一端がゲートにて封止されたダストタンクにおいて、他端に摺動可能に設置された押し金型をピストン運動させてダストを高圧で圧縮して固形化した後、ゲートを開放し、押し金型を前進させて固形化物を機外に排出する技術が開示されている。
しかし、ダストを固形化する際、ダストタンク又は押し金型にダストが固着する場合がある。
その状態で固形化物をダストタンクから排出する際、固形化物が破壊する場合があった。
また、長さの長い固形化物を成形した場合、壁面との摩擦係数が高くなり、固形化物を排出できない場合があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、成形孔内のダストを圧縮して固形化するに際し、固形化物の破壊を防止することを目的とする。

上述の課題を解決して目的を達成する本発明の一側面は、ダスト固形化装置における固形化物破壊防止方法である。
ダスト固形化装置は、第１の開口と第２の開口とが貫通する成形孔が設けられた成形部材と、成形孔内に対して、第１の開口から進出及び退避するように駆動される第１のロッドと、成形孔内に対して、第２の開口から進出及び退避するように駆動される第２のロッドと、を備え、成形孔内のダストを第１のロッドと第２のロッドとにより圧縮し、固形化物を成形する。
固形化物破壊防止方法は、成形孔内にダストを導入すること、成形孔内に第２のロッドを進出させて所定の位置で停止させること、成形孔内に第１のロッドを進出させ、第１のロッドと第２のロッドとの間でダストを圧縮し、固形化物を成形すること、第１のロッドと第２のロッドとの間に固形化物を挟持した状態で、第１のロッド及び第２のロッドを第１の開口方向又は第２の開口方向に移動させた後もとの位置に戻すように往復運動させること、を含む。

上記の固形化物破壊防止方法は、第１のロッドおよび第２のロッドによってダストを挟持し、圧力をかけてダストを固形化した後、第１のロッドと第２のロッドで固形化物を挟持した状態で固形化物を往復運動させる。
これにより、固形化物の排出前に、成形孔に対する固形化物の摺動性を確保することができる。
従って、固形化物を良好に排出することができる。

本発明の一態様は、往復運動が複数回行われることを含む。
成形室の内壁に対する固形化物の摺動性をより確実に確保することができる。

本発明の一態様は、ダストの導入と、固形化物の成形と、往復運動と、を１サイクルとして、複数サイクルにより所定の厚さを有する固形化物を成形することを含む。
所定の厚さの固形化物（ペレット）を成形することができる。

本発明の別の側面は、第１の開口と第２の開口とが貫通する成形孔が設けられた成形部材と、成形孔内に対して、第１の開口から進出及び退避するように駆動される第１のロッドと、成形孔内に対して、第２の開口から進出及び退避するように駆動される第２のロッドと、第１のロッド及び第２のロッドの動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、成形孔内に第２のロッドを進出させて所定の位置で停止するように第２のロッドの位置調整を行う第２のロッド位置調整部と、成形孔内に第１のロッドを進出させ、固形化物を成形するために、第１のロッドと第２のロッドとの間でダストを圧縮する運動を行う圧縮運動制御部と、圧縮動作後に成形された固形化物を第１のロッドと第２のロッドとの間に挟持した状態で、第１のロッド及び第２のロッドを第１の開口方向又は第２の開口方向に移動させた後もとの位置に戻す往復運動を行う往復運動制御部と、を含むダスト固形化装置である。

上記のダスト固形化装置は、第１のロッドおよび第２のロッドによってダストを挟持し、圧力をかけてダストを固形化した後、第１のロッドと第２のロッドで固形化物を挟持した状態で固形化物を往復運動させる構成である。
これにより、固形化物の排出前に、成形室の壁面に対する固形化物の摺動性を確保することができる。
従って、固形化物を良好に排出することができる。

本発明によれば、成形孔内のダストを圧縮して固形化するに際し、固形化物の破壊を防止することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係るダスト固形化装置の概略構成を示す図である。 図２は、制御部の構成を示す機能ブロック図である。 図３は、制御部の動作を示すフローチャートである。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。

＜実施形態＞
図１は、本実施形態に係るダスト固形化装置１の概略構成を示す図である。
図１に示すダスト固形化装置１は、貯留槽１１と、貯留槽１１の下部に配置されたダスト固形化部１２と、制御部１３と、を備える。

貯留槽１１は、傾斜側壁１１０を備え、上方から落下するダストを貯留する。

ダスト固形化部１２は、成形孔１２２が設けられた成形部材１２１と、第１のロッドである加圧ロッド１２３と、第２のロッドである閉止ロッド１２４と、成形された固形化物が排出される排出孔１２５と、加圧ロッド１２３を動作させる加圧シリンダ１２６と、閉止ロッド１２４を動作させる閉止シリンダ１２７と、を備える。
成形孔１２２は、加圧ロッド１２３と閉止ロッド１２４との間に配置され、加圧ロッド１２３及び閉止ロッド１２４を挿入可能な貫通孔である。

成形部材１２１は、貯留槽１１内下部のダストが流入するように成形孔１２２が設けられた部材である。
成形孔１２２は、加圧ロッド１２３と閉止ロッド１２４との間に配置され、第１の開口１２２１と第２の開口１２２２とが貫通する、加圧ロッド１２３及び閉止ロッド１２４を挿入可能な貫通孔である。
加圧ロッド１２３は、成形孔１２２内に第１の開口１２２１から進出及び退避可能な第１のロッドである。
閉止ロッド１２４は、成形孔１２２内に第２の開口１２２２から進出及び退避可能な第２のロッドであり、固形化物の成形時には成形孔１２２内に一定寸法進出して停止し、静止するロッドである。
加圧ロッド１２３は、成形孔１２２内に進出及び退避するように駆動され、成形孔１２２から退避すると貯留槽１１内下部のダストが成形孔１２２内に流入する。
加圧ロッド１２３は、成形孔１２２内に進出して成形孔１２２内に流入したダストを押し込む。
成形孔１２２内では加圧ロッド１２３の加圧面と閉止ロッド１２４の加圧面とによりダストが押し固められて圧縮されることで、ペレット状の固形化物が成形される。
排出孔１２５は、成形された固形化物を落下させて排出するための孔である。
成形された固形化物は、加圧ロッド１２３と閉止ロッド１２４との間に挟持され、排出孔１２５まで搬送されて排出される。
加圧シリンダ１２６は、加圧ロッド１２３を往復運動させる駆動源である。
閉止シリンダ１２７は、閉止ロッド１２４を往復運動させる駆動源である。
加圧シリンダ１２６及び閉止シリンダ１２７の各々は、エアシリンダ若しくは油圧シリンダのように駆動源として油圧等の圧縮性流体を用いるもの、又は電動シリンダのように駆動源として電気を用いるもの等、適宜選択することができる。

なお、本発明は、図１に示す形態に限定されるものではなく、加圧ロッド１２３及び加圧シリンダ１２６と閉止ロッド１２４及び閉止シリンダ１２７との位置は、入れ替えてもよい。
また、加圧ロッド１２３及び閉止ロッド１２４の長軸方向を横切る断面形状は、円形であってもよいし、正六角形等の多角形であってもよい。

図１に示すダスト固形化装置１は、制御部１３によって動作を制御される。
制御部１３は、具体的には、加圧シリンダ１２６及び閉止シリンダ１２７に動作指令を出力することで、加圧ロッド１２３及び閉止ロッド１２４の動作を制御する。

図２は、制御部１３の構成を示す機能ブロック図である。
制御部１３は、第２のロッド位置調整部１３１と、第１のロッド動作制御部１３２と、圧縮運動制御部１３３と、往復運動制御部１３４と、を含む。
第２のロッド位置調整部１３１は、成形孔１２２内に第２のロッドである閉止ロッド１２４を進出させて所定位置で停止するように閉止ロッド１２４の位置調整を行う。
ここで、閉止ロッド１２４の所定位置は、予め設定された位置である。
第１のロッド動作制御部１３２は、第１のロッドである加圧ロッド１２３を第１の開口１２２１から退避させるように動作を制御する。
圧縮運動制御部１３３は、成形孔１２２内に第１のロッドである加圧ロッド１２３を進出させ、固形化物を成形するために、加圧ロッド１２３と閉止ロッド１２４との間でダストを圧縮する運動を行うように制御する。
なお、第１のロッド動作制御部１３２は、圧縮運動制御部１３３に含まれていてもよい。
往復運動制御部１３４は、ダストを圧縮する運動後に、成形された固形化物を加圧ロッド１２３と閉止ロッド１２４との間に挟持した状態で、加圧ロッド１２３及び閉止ロッド１２４を第１の開口１２２１の方向又は第２の開口１２２２の方向に移動させた後もとの位置に戻す往復運動を行うように制御する。
制御部１３の各構成は、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）及びＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサと、半導体メモリ及び磁気ディスク等の記録媒体と、により実現することができる。

図３は、制御部１３の動作を示すフローチャートである。
固形化処理を開始すると、まず、第２のロッド位置調整部１３１は、成形孔１２２内に第２のロッドである閉止ロッド１２４を進出させて所定の位置で停止させる（Ｓ１）。
第１のロッド動作制御部１３２は、第１のロッドである加圧ロッド１２３を第１の開口１２２１から退避させるように動作を制御し（Ｓ２）、これにより、成形孔１２２内にはダストが導入される。
圧縮運動制御部１３３は、成形孔１２２内に加圧ロッド１２３を進出させ、加圧ロッド１２３と閉止ロッド１２４との間でダストを圧縮し、固形化物を成形する（Ｓ３）。
往復運動制御部１３４は、加圧ロッド１２３と閉止ロッド１２４との間に固形化物を挟持した状態で、加圧ロッド１２３と閉止ロッド１２４との間隔を保持して第１の開口１２２１の方向又は第２の開口１２２２の方向に移動させた後もとの位置に戻すように加圧ロッド１２３及び閉止ロッド１２４を往復運動させ（Ｓ４）、固形化処理を終了する。

例えば、成型孔１２２にダストが固着している場合、固着を解消して排出するために、より強い力により加圧ロッド１２３で押し出す必要がある。
その際、固着が解消された瞬間に強い衝撃力が固形化物に印加されて固形化物が破壊されることがある。
本実施形態では、固形物が加圧ロッド１２３及び閉止ロッド１２４により挟持された状態を保ったままＳ４の往復運動が行われるので、固着が解消された際にも成形性を維持することができる。

又は、例えば、固形化物が長い場合、成型孔１２２に対する固形化物の摩擦係数が高いため、排出する際に強い力により加圧ロッド１２３で押し出しても、排出途中で詰まる場合がある。
本実施形態では、排出前に固形化物を成型孔に対して摺動させるので、排出途中で固形化物が詰まることを防ぐことができる。

なお、Ｓ４の往復運動が複数回行われると、固形化物の成形孔１２２の壁面への摺動性をより確実に確保することができるため、好ましい。
また、閉止ロッド１２４が所定位置で停止した状態で、加圧ロッド１２３の成形孔１２２からの退避動作（Ｓ２）による成形孔１２２へのダストの導入と、固形化物の圧縮による成形（Ｓ３）と、加圧ロッド１２３及び閉止ロッド１２４の往復運動（Ｓ４）と、を１サイクルとして、複数サイクルを経ることで、所定の厚さを有する固形化物において、排出前に成形孔１２２に対する摺動性を確保することができる。
その結果、排出時に固形化物が破壊されない、又は成形孔１２２に詰まらされないようにすることが可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、成形孔内のダストを圧縮して固形化するに際し、排出前に成形孔に対する固形化物の摺動性を予め確保できるので、成形孔内の壁面に固形化物が固着していても、排出前に固着状態を解消することができる。
その結果、排出時において固形化物が破壊されることを防止することができる。

また、固形化物が長い場合、成形孔に対する固形化物の摩擦抵抗が大きく、排出途中で固形化物が詰まる場合があるが、本実施形態により、排出時において固形化物が詰まることを防止することができる。

１ ダスト固形化装置
１１ 貯留槽
１２ ダスト固形化部
１２１ 成形部材
１２２ 成形孔
１２２１ 第１の開口
１２２２ 第２の開口
１２３ 加圧ロッド
１２４ 閉止ロッド
１２５ 排出孔
１２６ 加圧シリンダ
１２７ 閉止シリンダ
１３ 制御部
１３１ 第２のロッド位置調整部
１３２ 第１のロッド動作制御部
１３３ 圧縮運動制御部
１３４ 往復運動制御部

Claims (4)

1. 第１の開口と第２の開口とが貫通する成形孔が設けられた成形部材と、前記成形孔内に対して、前記第１の開口から進出及び退避するように駆動される第１のロッドと、前記成形孔内に対して、前記第２の開口から進出及び退避するように駆動される第２のロッドと、を備え、前記成形孔内のダストを前記第１のロッドと前記第２のロッドとにより圧縮し、固形化物を成形するダスト固形化装置における固形化物破壊防止方法であって、
   前記成形孔内にダストを導入すること、
   前記成形孔内に前記第２のロッドを進出させて所定の位置で停止させること、
   前記成形孔内に前記第１のロッドを進出させ、前記第１のロッドと前記第２のロッドとの間でダストを圧縮し、固形化物を成形すること、
   前記第１のロッドと前記第２のロッドとの間に前記固形化物を挟持した状態で、前記第１のロッド及び前記第２のロッドを前記第１の開口方向又は前記第２の開口方向に移動させた後もとの位置に戻すように往復運動させること、を含む、固形化物破壊防止方法。
2. 前記往復運動が複数回行われる、請求項１に記載の固形化物破壊防止方法。
3. 前記ダストの前記導入と、前記固形化物の前記成形と、前記往復運動と、を１サイクルとして、複数サイクルにより所定の厚さを有する前記固形化物を成形する、請求項１又は請求項２に記載の固形化物破壊防止方法。
4. 第１の開口と第２の開口とが貫通する成形孔が設けられた成形部材と、
   前記成形孔内に対して、前記第１の開口から進出及び退避するように駆動される第１のロッドと、
   前記成形孔内に対して、前記第２の開口から進出及び退避するように駆動される第２のロッドと、
   前記第１のロッド及び前記第２のロッドの動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記成形孔内に前記第２のロッドを進出させて所定の位置で停止するように前記第２のロッドの位置調整を行う第２のロッド位置調整部と、
   前記成形孔内に前記第１のロッドを進出させ、固形化物を成形するために、前記第１のロッドと前記第２のロッドとの間でダストを圧縮する運動を行う圧縮運動制御部と、
   前記圧縮動作後に成形された前記固形化物を前記第１のロッドと前記第２のロッドとの間に挟持した状態で、前記第１のロッド及び前記第２のロッドを前記第１の開口方向又は前記第２の開口方向に移動させた後もとの位置に戻す往復運動を行う往復運動制御部と、を含むダスト固形化装置。

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