JP4362872B1 - パルスジェット型集塵機の制御装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】集塵対象設備が運転・停止を繰返し行っても、送風機用モータの自己冷却が可能なパルスジェット型集塵機の制御装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】パルスジェット型集塵機のパルスジェット装置、および前記パルスジェット型集塵機の送風機用モータの各運転を一括して制御しかつ集塵対象設備の運転の停止信号と連動して運転中の前記モータを停止させ、その後、前記パルスジェット装置だけを所定時間運転させるようにしたパルスジェット型集塵機の制御装置において、前記パルスジェット装置の運転を制御する制御ユニットに、前記モータを自己冷却するためのモータの連続運転時間を設定する冷却タイマを取り付ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、パルスジェット型集塵機の制御装置およびその制御方法に関する。より詳しくは、本発明は、集塵対象設備が運転と停止を繰返し行っても、送風機用モータの自己冷却が可能なパルスジェット型集塵機の制御装置およびその制御方法に関する。

従来、バグフィルタの上端開口部内に向け圧縮空気をパルス状に噴射してバグフィルタの外面に付着した粉塵を払い落とすパルスジェット装置を備えたパルスジェット型集塵機においては、粉塵の払落し操作は、一般に、パルスジェット型集塵機の送風機用モータが運転している集塵中に行われる。そして、この操作はオンラインパルスと呼ばれている（非特許文献１参照）。

ところで、集塵対象設備、たとえばプラズマ加工機や、レーザ加工機などの熱切断加工機、または溶解炉などから発生する粉塵は、粒子径が小さく、かつバグフィルタへの付着力が大きいため、いわゆるオンラインパルスでは、粉塵の十分な払落し効果が得られなかった。

このため、前記熱切断加工機の切断加工の停止信号に連動するようにした、送風機としての吸引ファン部の電動モータを用いて、電動モータを停止させ集塵を中断した状態で、バグフィルタの上端開口部内に向け圧縮空気をパルス状に噴射してバグフィルタの外面に付着した粉塵を払い落とす操作も行われている（特許文献１参照）。そして、この操作はオフラインパルスと呼ばれている（非特許文献１参照）。
名古屋工業大学ＵＲＬ ｈｔｔｐ：／／ｒｅｐｏ.ｌｉｂ.ｎｉｔｅｃｈ.ａｃ.ｊｐ／ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ−ｌｉｓｔ「バグフィルターの圧力損失特性の解析と最適設計に関する研究」 ８および９ページ ２００４年 池野 栄宣 作成 特開平９−５７０３８号公報

しかし、この特許文献１を用いた方法や装置では、図７に示されるように、熱切断加工機の運転・停止に連動して送風機の電動モータを運転・停止させるとともに、該電動モータの停止後パルスジェット装置（クリーニング装置）を作動させるため、電動モータの運転・停止が短時間に繰返し行われる。
したがって、特許文献１に記載される方法では、モータの自己冷却機能が働かず、それに伴って、モータは異常加熱して故障や寿命の低下を招く問題が生じていた。

なお、モータは、起動電流が流れることによって発熱し、その熱を取り除くために、付設される全閉外扇（冷却用ファン）によって、モータ本体外面が冷却されている。しかし、熱は、内部の部品、たとえばコイルなどで発生し、熱がモータ本体へ伝わるには時間が必要であるため、ある程度の時間モータを運転させなければならない。前記自己冷却とは、内部で発生した熱が、本体に伝わり、冷却用ファンによって、モータの故障、寿命の低下を招かないような温度になるまで冷却されることである。
なお、前記冷却用ファンはモータと連動している。

本発明は、上記の問題を解消するためになされたもので、集塵対象設備が運転・停止を繰返し行っても、送風機用モータの自己冷却が可能なパルスジェット型集塵機の制御装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明のパルスジェット型集塵機の制御装置は、パルスジェット型集塵機のパルスジェット装置、および前記パルスジェット型集塵機の送風機用モータの各運転を一括して制御しかつ集塵対象設備の運転の停止信号と連動して運転中の前記モータを停止させ、その後、前記パルスジェット装置だけを所定時間運転させるようにしたパルスジェット型集塵機の制御装置において、前記パルスジェット装置の運転を制御する制御ユニットに、前記モータを自己冷却するためのモータの連続運転時間を設定する冷却タイマを取り付けたことを特徴とする。

前記集塵対象設備がプラズマ加工機、レーザ加工機または溶解炉であるのが好ましい。

また、本発明のパルスジェット型集塵機の制御方法は、パルスジェット型集塵機のパルスジェット装置、および前記パルスジェット型集塵機の冷却用ファンを備えた送風機用モータの各運転を一括して制御しかつ集塵対象設備の運転動作と連動して運転中の前記モータを制御する機能を有するパルスジェット型集塵機の制御方法であって、前記モータを自己冷却するのに必要なモータの連続運転時間を冷却タイマに設定し、前記集塵対象設備の停止信号に基づいて運転中の前記モータを停止させるまでの前記モータの連続運転時間が、前記冷却タイマの設定時間よりも長い場合には、前記集塵対象設備の停止信号に基づいて運転中の前記モータを停止させ、その後、前記パルスジェット装置の運転を所定時間後に停止させるようにしたことを特徴としている。

前記冷却タイマに設定時間を設定する工程のあとに前記パルスジェット装置の運転を開始する工程と、前記パルスジェット装置の運転を前記モータの運転を停止したあとから所定時間後に停止させる工程とをさらに含むことが好ましい。

前記モータの運転を停止したあとに前記パルスジェット装置の運転を開始する工程と、前記パルスジェット装置の運転を前記モータの運転を停止したあとから所定時間後に停止させる工程とをさらに含むことが好ましい。

前記集塵対象設備の運転の停止信号と連動して、前記パルスジェット装置を運転開始させる工程と、前記パルスジェット装置の運転開始したあとから所定時間後に停止させる工程とを含むことが好ましい。

本発明によれば、モータを自己冷却するのに必要な連続運転時間を設定する冷却タイマにより、集塵対象設備が運転・停止を繰返し行っても、送風機用モータの自己冷却を適確に行うことができる。
これにより、モータの異常加熱によるモータの故障を低減させてモータ寿命の向上を図ることができる。

以下、添付図面に基づいて本発明のパルスジェット型集塵機の制御装置およびその制御方法を説明する。本発明にかかわるパルスジェット型集塵機の制御装置の一実施の形態について図１〜６に基づき詳細に説明する。図１に示すように、制御装置１は、集塵対象設備２と、パルスジェット型集塵機（以下、単に集塵機という）３のパルスジェット装置４および送風機用モータ（以下、単にモータという）８に電気的にケーブルＥで接続されている。また、前記モータ８には、冷却用ファン８ａが付設されている。

前記パルスジェット装置４および前記モータ８は、前記制御装置１の指令によって運転開始または停止する。

前記集塵対象設備２は、吸引管５を介して、前記集塵機３に接続している。さらに、前記集塵機３は、前記集塵対象設備２からの粉塵を濾過する複数のバグフィルタ６を備え、前記バグフィルタ６の上端開口部の上部には、上端開口部内に向け圧縮空気をパルス状に噴射して前記バグフィルタ６の外面に付着した粉塵を払い落とすパルスジェット装置４を備えている。また、前記集塵機３は、前記モータ８を備えた送風機（図示せず）に接続されている。

なお、送風機は、図面簡略化のため図示せず、図面では送風機用モータ８を代わりに図示している。

なお、本発明における集塵対象設備としては、例えば、プラズマ加工機やレーザ加工機や溶解炉などがある。

図２は、図１に示す前記制御装置１の詳細と、前記モータ８の接続をより詳しく示したものである。前記制御装置１における前記集塵機３の電気回路９には、前記パルスジェット装置４の運転を制御する制御ユニット１０が設けてある。この制御ユニット１０は、前記パルスジェット装置４のパルス間隔を決めるタイマや、パルスをする時間を決めるタイマ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの他に、前記モータ８を自己冷却するための前記モータ８の連続運転時間を設定する冷却タイマ１２をさらに内蔵している。

なお、前記モータ８は、例えば、出力１１ｋｗの汎用モータであって、前記モータ８の故障および寿命の低下を招かないような温度になるまで前記冷却用ファン８ａにより冷却を行う自己冷却を確保できる連続運転時間が、メーカーの推奨値では２０分である。
また、前記モータ８として汎用のものを使用することにより、パルスジェット型集塵機の価格を安くすることができる。

また、図２において符号１３は前記モータ８用の電磁式スイッチ、符号１４は、集塵対象設備運転信号と制御ユニット１０から出力される送風機運転継続信号をリレーコイル１５に伝える前記用モータ８用の自己保持型の電気回路である。なお、このリレーコイル１５は、前記モータ８の運転と停止を直接制御する。

また、冷却タイマ１２は、前記パルスジェット装置４の運転を制御する複数の前記タイマ１１は内蔵タイマであるので、一部を流用したり余っているものを使ったりすることができるので、作業時間やコストが低減できる。また、一般的なタイマを取り付けることも可能なので、それによっても作業時間やコストが低減できる。

つぎに、このように構成したものの動きを説明する。
図１に示されるように、前記集塵対象設備２で発生した粉塵は、送風機（図示せず）によって吸引され、前記吸引管５を通り、前記集塵機３に運ばれ、前記バグフィルタ６によって濾過される。前記バグフィルタ６を通過した空気は、前記集塵機３から符号Ｆに示すように排出される。

前記バグフィルタ６によって濾過され、前記バグフィルタ６の外面に付着した粉塵は、前記バグフィルタ６の上端開口部の上部にあるパルスジェット装置４によって、上端開口部内に向け圧縮空気をパルス状に噴射して払い落とされる。

前記制御装置１は、前記パルスジェット装置４の動作（運転と停止）、パルス時間やパルス間隔と、前記モータ８の動作（運転と停止）を一括して制御する制御回路を構成している。また、前記集塵対象設備２の運転の停止信号と連動して前記モータ８を制御する機能を持っている。

前記モータ８を自己冷却するのに必要な前記モータ８の連続運転時間としての設定時間、たとえば２０分を冷却タイマ１２に予め設定する。
つぎに、図３および図４に示すように、前記集塵対象設備２が運転をはじめると、前記パルスジェット装置４および前記モータ８も運転を始める。

その後、前記集塵対象設備２、前記パルスジェット装置４、および前記モータ８をそれぞれ運転させる。そして、図３に示されるように、前記モータの連続運転時間Ｔ１が冷却タイマの設定時間を超えている場合には、前記集塵対象設備２の停止信号に基づいて前記モータの運転を停止する。

なお、符号Ｔ１で表される区間は、前記モータ８が運転しているときに、前記パルスジェット装置も運転しているので、オンラインパルスを行っている。
その後、前記パルスジェット装置４だけが所定時間運転を継続されて、オフラインパルスが行われる。

なお、符号Ｔ２であらわされる区間は、前記モータ８が運転を停止しているときに、前記パルスジェット装置が運転しているので、上述のようにオフラインパルスである。

ついで、集塵対象設備２の再運転開始とともに前記モータ８の運転を開始させて、再度冷却タイマの連続運転時間が設定時間を超えている場合には、前記集塵対象設備２の停止信号に基づいて前記モータ８の運転を停止する。
そして、この集塵対象設備２と前記モータ８の運転と停止が繰り返し行われる。

つぎに、本実施にかかわる制御装置を図４に基づいて説明する。本発明はかかる制御装置の説明に限定されるものではない。
まず、前記モータ８を自己冷却するのに必要な前記モータ８の連続運転時間の設定時間を冷却タイマに設定する（ステップＳ１）。

なお、自己冷却をするために必要な連続運転時間は、使用するモータの種類、大きさなどによって変わるが、冷却タイマの設定時間を変更することで対応できる。

ついで、前記集塵対象設備２が運転開始すると、前記パルスジェット装置４および前記モータ８が運転を開始する（ステップＳ２、ステップＳ３）。

ついで、ステップ１で前記冷却タイマ１２に予め設定した、前記モータ８の自己冷却のための連続運転時間である設定時間に達したか否か判別する（ステップＳ４）。ステップＳ４で前記冷却タイマ１２の設定時間に達していなければ、ステップＳ４に戻り、前記冷却タイマ１２が、設定時間に達するまで待つ。

ついで、ステップＳ４で前記冷却タイマ１２の設定時間に達していた場合、即ち、前記モータ８の連続運転時間が冷却タイマの設定時間を超えているときに、前記集塵対象設備２が停止したときは、前記モータ８を停止する（ステップＳ５）。

ついで、ステップＳ６では、前記パルスジェット装置４の運転を、前記モータ８が停止したあとから所定時間継続したのち、停止する。この図４のフローチャート図に沿って制御すると、時系列に沿って示した図３のようになる。

他の実施の形態２
なお、図４において、区間Ｔ１において、前記モータ８が運転しているときに前記パルスジェット装置を運転させる、所謂オンラインパルスである。しかし本発明において、オンラインパルスは必須ではなく、粉塵（集塵物質）によって、オンラインパルスが有効である場合は、オンラインパルスを併用しても良いが、オンラインパルスが無効あるいは効果が小さい場合には、エネルギーの無駄であるので、オンラインパルスを行わないということもできる。よって、前記モータ８の連続運転中に、前記パルスジェット装置４は常に作動させない方法も可能である。

即ち、図５に示すように、前記集塵対象設備２が運転開始しても、前記パルスジェット装置４を運転開始させない。そして、前記冷却タイマ１２が設定時間に達し、前記集塵対象設備２の停止信号に連動して、前記モータ８が停止する。そののち、前記パルスジェット装置４が作動開始し、所定時間継続したのち、停止する、という方法である。このとき、図中の区間Ｔ２は、前記モータ８が運転をしていないので、オフラインパルスである。

他の実施の形態３
またなお、前記送風機用モータ８の連続運転中に、前記集塵対象設備２の運転の停止信号と連動して、前記パルスジェット装置４だけを作動させる方法も可能である。

即ち、図６に示すように、前記冷却タイマ１２が設定時間に達しているか否かにかかわらず前記集塵対象設備２の停止信号に連動して、前記パルスジェット装置４を作動開始し、所定時間パルスを行い、所定時間継続したのち、停止する、という方法である。このとき、区間Ｔ２は、前記モータ８が運転していないので、オフラインパルスである。また、図中の区間Ｔ３は、前記モータ８が運転しているので、オンラインパルスである。

本発明の制御装置を用いた集塵システムの全体概略図である。 本発明の一実施の形態にかかわる制御装置の電気回路図である。 本発明の一実施の形態にかかわる制御方法を用いて制御したときの時系列を示す説明図である。 本発明の一実施の形態にかかわるフローチャートである。 本発明の実施の形態２にかかわる制御方法を用いて制御したときの時系列を示す説明図である。 本発明の実施の形態３にかかわる制御方法を用いて制御したときの時系列を示す説明図である。 従来の制御方法を用いて集塵対象設備、パルスジェット型集塵機のパルスジェット装置、および前記パルスジェット型集塵機の送風機用モータの各運転を一括して制御した時の時系列を示す説明図である。

符号の説明

１ 制御装置
２ 集塵対象設備
３ パルスジェット型集塵機
４ パルスジェット装置
５ 吸引管
６ バグフィルタ
８ 送風機用モータ
８ａ 冷却用ファン
９ 電気回路
１０ 集塵機制御ユニット
１１ａ、１１ｂ タイマ
１２ 冷却タイマ
１３ 送風機用モータ用の電磁式スイッチ
１４ 自己保持型の電気回路
１５ 電磁式スイッチ
Ｅ ケーブル
Ｆ 排出された空気の流れ
Ｔ１、Ｔ３ オンラインパルス区間
Ｔ２ オフラインパルス区間

Claims (8)

1. パルスジェット型集塵機に用いられるパルスジェット装置の運転動作、および冷却用ファンを備えた送風機用モータの運転動作を一括して制御しかつ集塵対象設備の運転の停止信号と連動して運転中の前記モータを停止させ、その後、前記パルスジェット装置だけを所定時間運転させるようにした制御装置を備えるパルスジェット型集塵機の制御装置において、
   前記制御装置が、前記パルスジェット装置の運転を制御する制御ユニットに、前記モータを自己冷却するのに必要な前記モータの連続運転時間を設定する冷却タイマが取り付けられてなることを特徴とするパルスジェット型集塵機の制御装置。
2. 前記集塵対象設備がプラズマ加工機である請求項１に記載のパルスジェット型集塵機の制御装置。
3. 前記集塵対象設備がレーザ加工機である請求項１に記載のパルスジェット型集塵機の制御装置。
4. 前記集塵対象設備が溶解炉である請求項１に記載のパルスジェット型集塵機の制御装置。
5. パルスジェット型集塵機に用いられるパルスジェット装置の運転動作、および冷却用ファンを備えた送風機用モータの運転動作を一括して制御しかつ集塵対象設備の運転の停止信号と連動して運転中の前記モータを制御する機能を有するパルスジェット型集塵機の制御方法であって、
   前記モータを自己冷却するのに必要なモータの連続運転時間の設定時間を冷却タイマに設定する工程と、
   前記モータの連続運転時間が冷却タイマの設定時間を超えているか否かを判定する工程と、該判定の結果、前記集塵対象設備の停止信号に基づいて前記モータの運転を停止する工程
   とを含むことを特徴とするパルスジェット型集塵機の制御方法。
6. 前記冷却タイマに設定時間を設定する工程のあとに前記パルスジェット装置の運転を開始する工程と、
   前記パルスジェット装置の運転を前記モータの運転を停止したあとから所定時間後に停止させる工程
   とをさらに含む請求項５記載のパルスジェット型集塵機の制御方法。
7. 前記モータの運転を停止したあとに前記パルスジェット装置の運転を開始する工程と、
   前記パルスジェット装置の運転を前記モータの運転を停止したあとから所定時間後に停止させる工程
   とをさらに含む請求項５記載のパルスジェット型集塵機の制御方法。
8. 前記集塵対象設備の運転の停止信号と連動して、前記パルスジェット装置を運転開始させる工程と、
   前記パルスジェット装置の運転開始したあとから所定時間後に停止させる工程
   とを含む請求項５に記載のパルスジェット型集塵機の制御方法。