JP5776632B2 - エアフィルタ再生方法及びエアフィルタ再生装置 - Google Patents

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Description

本発明は、重機エンジンの吸気口に使用するエアフィルタを再生するエアフィルタ再生方法及びエアフィルタ再生装置に関する。
掘削や資材搬入・搬出などに用いられる重機では、ディーゼルエンジンを使用したものが多い。圧縮点火方式の容積型内燃機関であるディーゼルエンジンは、シリンダー内に空気のみを吸込ませ、これを高い圧縮比で圧縮し、その結果として燃料の自然発火以上の温度になった空気中で、燃料を霧状に噴射して自然発火させ、燃料供給中は等圧的に燃焼を持続するようにしている。重機エンジンでは、吸気口に使用するエアフィルタの目詰まりがひどいと、吸入空気量が少なくなり燃費、出力とも低下するので、清掃又は交換を行う必要がある。
一般に、車両エンジンの吸気口には、大気中に含まれる粉塵などを分離し、清浄な空気を供給するためにエアフィルタが設けられている。そして、エアフィルタは、目詰まりによってエンジンへの吸入空気の減少や吸入空気の汚染が発生するので、機能維持のために定期的に清掃し目詰りを取り除き、再生利用している。例えば、濾材に溜まった塵挨を、吸引ノズルを有する真空掃除機を用いて除去し、濾材を再生していた(例えば、特許文献1参照)。
また、例えば、放電加工に使用された使用済みの加工液に含まれるスラッジを除去する湿式フィルタでは、フィルタに振動を与えて、付着した上記スラッジをふるい落とすことにより、上記フィルタを再生していた(例えば、特許文献2参照)。
特開2007−260671号公報 実公平03−046826号公報
ところで、掘削や資材搬入・搬出などに用いられる重機、特に坑内車両用のエンジンに使用するエアフィルタの場合、鉱山坑内は粉塵量が多いので、頻繁に清掃作業を行う必要があった。
従来、エアフィルタの洗浄は坑外の通気のよい箇所にて、エアの吹付等で行われており、作業者の粉塵暴露と作業量の多さが課題となっていた。例えば、エアの吹付によって飛散した粉塵を回収するために、大きな労力を必要としていた。また、粉塵暴露の面では、防塵マスク、防塵衣の着用などが必要であった。
また、坑内車両用のエアフィルタは車両の用途によって様々な形状、サイズがある。その形状は基本的に中空の円筒形であるが、一方の底面部分が閉鎖しているタイプもある。そのサイズは大型のもので外径340mm、内径240mm、高さが500mm、中型のもので外径310mm、内径200mm、高さ480mm、小型のもので外径210mm、内径110mm、高さ390mmなどである。
各種サイズのエアフィルタの洗浄作業を定期的に行う必要があり、エアフィルタの洗浄作業量は非常に多く、その手間と作業員の粉塵暴露が問題であった。また、周囲に粉塵が拡散されるため、作業箇所が限られると共に粉塵の拡散を抑制可能な雨の日などを選んで行う必要があった。
上記特許文献1開示されている技術では、エア吹き付け機構だけで掃除するので、効果が不充分であり、また、エアノズルのスライド機構を有するため、複雑である。
また、上記特許文献2開示されている技術は、湿式フィルタに対応する技術なので、重機エンジンの吸気口に使用するエアフィルタを再生するのに直接適用できない。
そこで、本発明の目的は、上述の如き従来の状況に鑑み、作業員の手間を省き、粉塵暴露がなく、実施日程に制限がない、エアフィルタ再生方法及びエアフィルタ再生装置を提供することにある。
本発明の他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。
上述の如き従来の問題点を解決するために、本発明では、粉塵の付着したエアフィルタに対して、振動による粉塵のふるい落としと、エアの吹付による粉塵の吹き飛ばしにより、粉塵の除去を行い再生する。
すなわち、本発明は、少なくとも一端面が開放された中空部を有し、外周面側から流入される空気に含まれる粉塵を捕捉する濾材からなる粉塵除去機構を備える円筒形エアフィルタのフィルタ機能を再生するエアフィルタ再生方法であって、上記円筒形エアフィルタの外周面に当接される支持部を有する傾斜板の上面に上記傾斜板の傾斜方向に沿って設けられたガイドレール上に周回方向に回転自在に上記円筒形エアフィルタを載置し、上記円筒形エアフィルタに上記傾斜板を介して振動を付加することにより上記傾斜板のガイドレール上で、上記傾斜板上に回転自在に設けられ、上記傾斜板上に回転自在に載置される上記円筒形エアフィルタと連動して回転しながら上記円筒形エアフィルタの両端面をガイドするガイドローラーにより上記両端面がガイドされた状態で、上記円筒形エアフィルタを回転させながら、上記円筒形エアフィルタの内周面に圧縮空気を吹き付け、上記振動と上記圧縮空気の吹き付けにより、上記円筒形エアフィルタに付着している粉塵を除去して、エアフィルタ機能を再生することを特徴とする。
また、本発明は、少なくとも一端面が開放された中空部を有し、外周面側から流入される空気に含まれる粉塵を捕捉する濾材からなる粉塵除去機構を備える円筒形エアフィルタのフィルタ機能を再生するエアフィルタ再生装置であって、上記円筒形エアフィルタの外周面に当接される支持部を有する傾斜板上に周回方向に回転自在に上記円筒形エアフィルタが載置される載置部と、上記傾斜板に振動を付加する振動付加部と、上記傾斜板を緩衝材を介して支持する支持架台が設けられた筐体と、上記円筒形エアフィルタの中空部に挿入される位置に吹付ノズル管を有し、上記吹付ノズル管を介して圧縮空気を上記円筒形エアフィルタの内周面に吹き付ける圧縮空気吹付部とを備え、上記載置部は、上記傾斜板上に回転自在に設けられ、上記傾斜板上に回転自在に載置される上記円筒形エアフィルタと連動して回転しながら、上記円筒形エアフィルタの両端面をガイドするガイドローラーと、上記傾斜板の上面に上記傾斜板の傾斜方向に沿って設けられたガイドレールとを有し、上記傾斜板のガイドレール上に載置される上記円筒形エアフィルタに上記振動付加部による振動を上記傾斜板を介して付加することにより上記傾斜板のガイドレール上で上記ガイドローラーにより両端面がガイドされた状態で上記円筒形エアフィルタを回転させながら、上記圧縮空気吹付部により上記円筒形エアフィルタの内周面に圧縮空気を吹き付けて、上記振動付加部による振動と上記圧縮空気吹付部による圧縮空気の吹き付けにより、上記円筒形エアフィルタに付着している粉塵を除去して、エアフィルタ機能を再生することを特徴とする。
また、本発明に係るエアフィルタ再生装置において、上記傾斜板は、水平面に対して7〜8度の傾斜を有し、上記振動付加部は、振動数が55〜60Hzの振動を上記傾斜板に付加するものとすることができる。
さらに、本発明に係るエアフィルタ再生装置は、例えば、上記円筒形エアフィルタから離脱して浮遊する粉塵を吸引して回収する吸引回収部を備え、上記筐体は、円筒形エアフィルタをセットするための扉と透明窓を有し、密閉されているものとすることができる。
本発明によれば、作業員の手間を省き、粉塵暴露がなく、実施日程に制限がない、エアフィルタ再生方法及びエアフィルタ再生装置を提供することができる。
本発明を適用したエアフィルタ再生装置の構成を示す平面図である。 上記エアフィルタ再生装置の構成を示す側面図である。 上記エアフィルタ再生装置に備えられたエア吹付ノズル管の横断平面図である。 上記エアフィルタ再生装置により再生する円筒形エアフィルタの構造例を示す一部縦断平面図(A)及び縦断図(B)である。 上記エアフィルタ再生装置の外観斜視図である。
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図5を参照しながら詳細に説明する。
本発明を適用したエアフィルタ再生装置100は、粉塵の付着した円筒形エアフィルタ200に対して、振動による粉塵のふるい落としと、エアの吹付による粉塵の吹き飛ばしにより、粉塵の除去を行いフィルタ機能を再生するもので、例えば、図1に示すように、再生する円筒形エアフィルタ200が投入される装置本体110と、エアホース111を介して上記装置本体110内のエア吹付ノズル管41に接続された空気圧縮機120と、エアホース112を介して上記装置本体110内の吸引ノズル80に接続された真空掃除機130からなる。
そして、エアフィルタ再生装置100は、少なくとも一端面が開放された中空部210を有し、外周面側から流入される空気に含まれる粉塵を捕捉する濾材220からなる粉塵除去機構を備える円筒形エアフィルタ200のフィルタ機能を再生するものであって、図1及び図2に示すように、上記円筒形エアフィルタ200の外周面に当接される支持部11を有する傾斜板12上に周回方向に回転自在に上記円筒形エアフィルタ200が載置される載置部10と、上記傾斜板12に振動を付加する振動付加部20と、上記傾斜板12を緩衝材31を介して支持する支持架台32が設けられた筐体30と、上記円筒形エアフィルタ200の中空部210に挿入される位置にエア吹付ノズル管41を有し、上記エア吹付ノズル管41を介して圧縮空気を上記円筒形エアフィルタ200の内周面に吹き付ける圧縮空気吹付部40を備える。
ここで、図1は装置本体110の天板35を除いて示した上記エアフィルタ再生装置100の平面図であり、また、図2は装置本体110の側板36を除いて示した上記エアフィルタ再生装置100の平面図である。
このエアフィルタ再生装置100における装置本体110の筐体30は、図2に示すように、底板33の下面にキャスター37を装備することにより移動可能となっている。
この筐体30の内部には、底板33に固定された脚部34を有する支持架台32が設けられている。そして、再生する円筒形エアフィルタ200が載置される傾斜板12は、振動付加部20として機能するバイブレータ21とともに上記支持架台32上に設置されている。上記傾斜板12は、ゴムホースを用いた緩衝材31を介して上記支持架台32上に設置されている。
また、上記傾斜板12の下端縁部分には、当該傾斜板12に載置される円筒形エアフィルタ200の外周面を支持する支持部11として支持アームが立設されている。
上記円筒形エアフィルタ200の外周面に当接される支持部11を有する上記傾斜板12は、周回方向に回転自在に上記円筒形エアフィルタ200が載置される載置部10として機能する。
また、上記バイブレータ21は、上記支持架台32に緩衝材31を介して支持された上記傾斜板12に振動を付加する振動付加部20として機能する。
この実施の形態では、上記バイブレータ21の振動数は、57.5Hzとしている。また、円筒形エアフィルタ200が載置される上記傾斜板12は、水平面に対し、7〜8度程度の傾斜角θをもって設置されている。
上記傾斜板12に載置された円筒形エアフィルタ200は、上記バイブレータ21による振動が伝達されることにより、図2に示す矢印A方向の周回り方向に、回転運動を行う。
すなわち、このエアフィルタ再生装置100において、上記バイブレータ21と上記傾斜板12は、円筒形エアフィルタ200を回転運動させる回転駆動手段として機能する。
また、上記傾斜板12には、上記円筒形エアフィルタ200を回転運動をガイドするガイドレール13と上記円筒形エアフィルタ200の両端面をガイドする一対のガイドローラー14が設けられている。
さらに、このエアフィルタ再生装置100は、上記傾斜板12に載置される円筒形エアフィルタ200の中空部210に挿入される位置にエア吹付ノズル管41が設けられている。
このエア吹付ノズル管41は、図3の横断平面図に示すように、上記傾斜板12と対応する側の管面に複数のノズル孔42が設けられている。そして、上記エア吹付ノズル管41は、上記装置本体110にエアホース111を介して接続された空気圧縮機120から圧縮空気が供給されることにより、上記エア吹付ノズル管41の複数のノズル孔42を介して圧縮空気を上記傾斜板12側に向かって噴射するようになっている。
すなわち、このエアフィルタ再生装置100において、エアホース111を介して空気圧縮機120に接続された上記装置本体110内のエア吹付ノズル管41は、上記空気圧縮機120から供給される圧縮空気を上記円筒形エアフィルタ200の内周面に吹き付ける圧縮空気吹付部40として機能する。
ここで、このエアフィルタ再生装置100により再生する円筒形エアフィルタ200は、少なくとも一端面が開放された中空部210を有し、外周面側から流入される空気に含まれる粉塵を捕捉する濾材220からなる粉塵除去機構を備える坑内車両用の円筒形エアフィルタである。
例えば、図4の(A),(B)に円筒形エアフィルタ200の構造例を示すように、円筒形ケーシング230内に、中空部210を有する濾材220からなる粉塵除去機構を収納し、蓋部材240で閉じられた有底円筒形状のエアフィルタである。
図4の(A)は一部を切り欠いて示した円筒形エアフィルタ200の縦断平面図であり、図4の(B)は図4の(A)におけるB−B線に沿って切断して示した円筒形エアフィルタ200の断面図である。
上記円筒形ケーシング230は、図4の(A)に示すように、それぞれ多数の貫通穴211a,212aが形成された内筒211及び外筒212とリング状の端板213、214からなり、上記内筒211と外筒212と間の円筒状の収納空間に濾材220からなる粉塵除去機構を収納し、上記収納空間がリング状の端板213、214で閉じられている。
濾材220は、濾紙や不織布などフィルタ素材を、図4の(B)に示すように、繰り返しひだ状に折り曲げ、端部同士を結合部材で結合することにより、折り線が軸方向に延在する略円筒形状に成形されており、その外周面において粉塵を捕捉する粉塵除去機構として機能する。
この円筒形エアフィルタ200では、空気は、濾材220の外周側から内側(中心)に流れて粉塵が除去され、中心の中空部210を通ってエンジンに供給される。
このエアフィルタ再生装置100において、上記傾斜板12に載置された円筒形エアフィルタ200は、その中空部210にエア吹付ノズル管41が挿入された状態で、上記エア吹付ノズル管41の複数のノズル孔42を介して圧縮空気が上記傾斜板12側に向かって噴射されることにより、当該円筒形エアフィルタ200に付着している粉塵が吹き飛ばされる。
上記円筒形エアフィルタ200に付着している粉塵を圧縮空気の噴射により吹き飛ばして、粉塵の除去を行う際に、上記傾斜板12に載置された円筒形エアフィルタ200は、上記バイブレータ21による振動が上記傾斜板12を介して伝達されることにより、図2に示す矢印A方向に回転運動を行うので、当該回転運動によって内面全体に対して圧縮空気の吹付を行うことができる。
このエアフィルタ再生装置100では、上記バイブレータ21による振動が上記傾斜板12を介して円筒形エアフィルタ200に伝達されることにより、振動による粉塵のふるい落としと、上記エア吹付ノズル管41の複数のノズル孔42を介して圧縮空気の吹付により、粉塵の除去を行う。
すなわち、このエアフィルタ再生装置100では、上記傾斜板12に載置される上記円筒形エアフィルタ200に上記振動付加部20による振動を上記傾斜板12を介して付加することにより上記傾斜板12上で上記円筒形エアフィルタ200を回転させながら、上記圧縮空気吹付部40により上記円筒形エアフィルタ200の内周面201に圧縮空気を吹き付けて、上記振動付加部20による振動と上記圧縮空気吹付部40による圧縮空気の吹き付けにより、上記円筒形エアフィルタ200に付着している粉塵を除去して、エアフィルタ機能を再生する。
このエアフィルタ再生装置100では、上記バイブレータ21による振動が上記傾斜板12を介して円筒形エアフィルタ200に伝達されることにより、振動による粉塵のふるい落としと、上記エア吹付ノズル管41の複数のノズル孔42を介して圧縮空気の吹付により、粉塵の除去を効率よく行い、円筒形エアフィルタ200を迅速に再生することができる。
すなわち、このエアフィルタ再生装置100では、粉塵除去に使用する回転と振動を同一かつ単純な機構によって実現している。
なお、所要時間短縮のため、補助的に筐体30の側壁の小孔より作業者がエアガンを用いて内外面に対してエア吹付を行うことも可能である。
また、このエアフィルタ再生装置100において、粒度が大きく円筒形エアフィルタ200よりふるい落とされた粉塵は、上記傾斜板12を下って上記支持架台32の下部に設けられたシュート51へ集められ、粉塵回収容器50に回収される。また、粒度が小さく筐体30内に舞った粉塵は、吸引ノズル80を介して真空掃除機130で集められる。
ここで、上記エアフィルタ再生装置100の筐体30は、密閉されており、粉塵の漏れ出しを生じないようになっている。円筒形エアフィルタ200をセットするための扉38を取り外した状態のエアフィルタ再生装置100の外観斜視図を図5に示す。このエアフィルタ再生装置100の筐体30は、装置本体110内に円筒形エアフィルタ200をセットするための扉38と、装置本体110の内部を確認するための透明窓39を側板36に備えており、粉塵除去の進行状況を確認できるようになっている。
このエアフィルタ再生装置100において、エアホース112を介して真空掃除機130に接続された上記装置本体110内の吸引ノズル80は、上記円筒形エアフィルタ200から離脱して浮遊する粉塵を吸引して回収する粉塵回収部として機能する。
このエアフィルタ再生装置100を用いたフィルタ再生作業は、次のようにして行われる。
先ず、粉塵の付着した円筒形エアフィルタ200を、その開口部に上記エア吹付ノズル41が挿入されるようにしながら、支持架台32の上に置く。この際、円筒形エアフィルタ200の回転運動をガイドするガイドレール13とガイドローラー14に接するようセットする。
すなわち、上記円筒形エアフィルタ200の外周面に当接される支持部11を有する傾斜板12上に周回方向に回転自在に上記円筒形エアフィルタ200を載置する。
ここで、円筒形エアフィルタ200の種類は様々であるが、このエアフィルタ再生装置100では、上記エア吹付ノズル41が、円筒形エアフィルタ200の内部に挿入されるようにセットするだけでよい高さと位置に配置されており、外径340mm、内径240mm、高さが500mmの大型の円筒形エアフィルタ200から、外径310mm、内径200mm、高さ480mmの中型の円筒形エアフィルタ200、外径210mm、内径110mm、高さ390mmの小型の円筒形エアフィルタ200までの範囲では、個別に装置側の部材位置を調整する必要がない。
そして、円筒形エアフィルタ200をセットした後、扉38を閉め、真空掃除機130とエアフィルタ再生装置100を起動すると、円筒形エアフィルタ200が自発的に回転(実例では3〜5分/回転)する。その間に、振動と同時にエア吹付が行われ、円筒形エアフィルタ200の粉塵除去は完了する。
すなわち、上記円筒形エアフィルタ200に上記傾斜板12を介して振動を付加することにより上記傾斜板12上で上記円筒形エアフィルタ200を回転させながら、上記円筒形エアフィルタ200の内周面に圧縮空気を吹き付け、上記振動と上記圧縮空気の吹き付けにより、上記円筒形エアフィルタ200に付着している粉塵を除去して、エアフィルタ機能を再生する。
その後、電源を切って扉38をあけ、円筒形エアフィルタ200を取り出す。
粉塵回収容器50及び真空掃除機130に回収された粉塵は、容量見合いで、適宜除去作業すればよく、装置本体110の清掃も適宜行えばよい。
繰り返しも含むが、このエアフィルタ再生装置100によって円筒形エアフィルタ200のフィルタ機能の再生作業を行えば、粉塵を回収する手間はほとんどなく、粉塵暴露の危険性も大幅に低減される。
すなわち、このエアフィルタ再生装置100を用いることにより、粉塵回収の手間は、補助的なエア吹付を行う場合を除いて、円筒形エアフィルタ200の出し入れと粉塵回収容器50の出し入れ、真空掃除機130のフィルタ交換だけとなり、従来に比べ全く容易な作業となる。具体的には、従来の所要時間は0.6人・時/個であったのに対し、技術員がエアガンで補助を行う場合には0.2人・時/個、完全自動で行う場合は1時/個である。
また、作業員の粉塵暴露と周囲への粉塵汚染の恐れが無くなったことで、作業箇所と作業日の制限が緩和された。
さらに、このエアフィルタ再生装置100の機構は非常に単純であるため、メンテナンスや教育にかかる手間を抑制することができる。
10 載置部、11 支持部、12 傾斜板、13 ガイドレール、14 ガイドローラー、20 振動付加部、21 バイブレータ、30 筐体、31 緩衝材、32 支持架台、33 底板、34 脚部、35 天板、36 側板、37 キャスター、38 扉、39 透明窓、40 圧縮空気吹付部、41 エア吹付ノズル管、42 ノズル孔、50 粉塵回収容器、51 シュート、80 吸引ノズル、100 エアフィルタ再生装置、111,112 エアホース、120 空気圧縮機、130 真空掃除機、200 円筒形エアフィルタ、210 中空部、220 濾材、230 円筒形ケーシング

Claims (4)

  1. 少なくとも一端面が開放された中空部を有し、外周面側から流入される空気に含まれる粉塵を捕捉する濾材からなる粉塵除去機構を備える円筒形エアフィルタのフィルタ機能を再生するエアフィルタ再生方法であって、
    上記円筒形エアフィルタの外周面に当接される支持部を有する傾斜板の上面に上記傾斜板の傾斜方向に沿って設けられたガイドレール上に周回方向に回転自在に上記円筒形エアフィルタを載置し、
    上記円筒形エアフィルタに上記傾斜板を介して振動を付加することにより上記傾斜板のガイドレール上で、上記傾斜板上に回転自在に設けられ、上記傾斜板上に回転自在に載置される上記円筒形エアフィルタと連動して回転しながら上記円筒形エアフィルタの両端面をガイドするガイドローラーにより上記両端面がガイドされた状態で、上記円筒形エアフィルタを回転させながら、上記円筒形エアフィルタの内周面に圧縮空気を吹き付け、
    上記振動と上記圧縮空気の吹き付けにより、上記円筒形エアフィルタに付着している粉塵を除去して、エアフィルタ機能を再生することを特徴とするエアフィルタ再生方法。
  2. 少なくとも一端面が開放された中空部を有し、外周面側から流入される空気に含まれる粉塵を捕捉する濾材からなる粉塵除去機構を備える円筒形エアフィルタのフィルタ機能を再生するエアフィルタ再生装置であって、
    上記円筒形エアフィルタの外周面に当接される支持部を有する傾斜板上に周回方向に回転自在に上記円筒形エアフィルタが載置される載置部と、
    上記傾斜板に振動を付加する振動付加部と、
    上記傾斜板を緩衝材を介して支持する支持架台が設けられた筐体と、
    上記円筒形エアフィルタの中空部に挿入される位置に吹付ノズル管を有し、上記吹付ノズル管を介して圧縮空気を上記円筒形エアフィルタの内周面に吹き付ける圧縮空気吹付部と
    を備え、
    上記載置部は、上記傾斜板上に回転自在に設けられ、上記傾斜板上に回転自在に載置される上記円筒形エアフィルタと連動して回転しながら、上記円筒形エアフィルタの両端面をガイドするガイドローラーと、上記傾斜板の上面に上記傾斜板の傾斜方向に沿って設けられたガイドレールとを有し、
    上記傾斜板のガイドレール上に載置される上記円筒形エアフィルタに上記振動付加部による振動を上記傾斜板を介して付加することにより上記傾斜板のガイドレール上で上記ガイドローラーにより両端面がガイドされた状態で上記円筒形エアフィルタを回転させながら、上記圧縮空気吹付部により上記円筒形エアフィルタの内周面に圧縮空気を吹き付けて、上記振動付加部による振動と上記圧縮空気吹付部による圧縮空気の吹き付けにより、上記円筒形エアフィルタに付着している粉塵を除去して、エアフィルタ機能を再生することを特徴とするエアフィルタ再生装置。
  3. 上記傾斜板は、水平面に対して7〜8度の傾斜を有し、
    上記振動付加部は、振動数が55〜60Hzの振動を上記傾斜板に付加することを特徴とする請求項2に記載のエアフィルタ再生装置。
  4. 上記円筒形エアフィルタから離脱して浮遊する粉塵を吸引して回収する粉塵回収部を備え、
    上記筐体は、円筒形エアフィルタをセットするための扉と透明窓を有し、密閉されていることを特徴とする請求項2又は3に記載のエアフィルタ再生装置。
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