JP6026978B2 - 集塵機 - Google Patents

Description

本発明は、乾式の集塵機に関するものである。

気体中に浮遊する粉塵やヒューム等の微細な粒子を気体から分離する集塵機では、フィルタに捕集されてフィルタ表面に付着した付着物が増加すると、圧力損失が増大し捕集効率が低下する。そのため、フィルタ表面の付着物がある程度の量に達した時点で、付着物を除去する処理が行われる。この処理は、手作業で行われることもあるが、労力負担が大きく作業効率が悪い。また、フィルタの濾過面とは反対側から高圧のエアを吹き付けて付着物を除去する「逆洗」も、一般的に行われている。この場合、エアの逆流を防止するために、フィルタの濾過面の外側から吸引しつつエアを吹き付ける必要があり、作業効率が悪い。

そこで、本出願人は過去に、付着物を除去する機構をフィルタが備えている集塵機を提案している（特許文献１参照）。これは、フィルタ材をジグザグに折り畳んで円筒状としたプリーツ型のフィルタであって、外表面で粉塵等を捕集するフィルタの内部空間に回転軸を挿通し、この回転軸から径方向に突片を突出させたものである。この突片は、フィルタに内側から干渉する程度に突出させている。このような構成により、回転軸を回転させると、これに伴って回転する突片によってフィルタが内側から叩かれる。その結果、付着物は弾かれるようにフィルタ表面から離脱するため、効率よく付着物をフィルタから除去することができる。

しかしながら、上記の技術では、付着物の除去処理の繰り返しに伴い、突片との接触によってフィルタが損傷しやすい点で、改善の余地があった。

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、フィルタを損傷するおそれを低減して、効率よくフィルタから付着物を除去することができる集塵機の提供を、課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明にかかる集塵機は、「フィルタ室の天面に伸縮部材を介して上下動自在に吊下げ支持されている筒状のフィルタと、フィルタ室の底面にコイルバネを介して上下動自在に支持されており、前記フィルタを載置している載置プレートと、該載置プレートに上下振動を付与する振動装置と、を具備しており、前記フィルタは、前記載置プレートに固着されることなく載置されていることにより、前記載置プレートの上下振動に伴い、前記載置プレートとの間に空隙を生じ、前記載置プレート上で跳ねるように上下動し前記載置プレートに衝突するものであることを特徴とする」ものである。

「伸縮部材」としては、蛇腹管、摺動自在に嵌め合わされていると共に抜け止めされた内管と外管の組み合わせ、を例示することができる。筒状のフィルタは、フィルタを通過したエアを排出させるために、或いは、フィルタを通過させるエアを供給するために、フィルタの内部空間と連通させる管材と連結することになるが、蛇腹管や内管と外管の組み合わせは、これらの管材を兼ねることができる。或いは、「伸縮部材」として、コイルバネを使用することができる。この場合は、可撓性の管材など、フィルタの上下動に追随できる管材をフィルタの内部空間と連通させればよい。

「振動装置」としては、圧縮空気の供給によりピストンを上下運動させて振動を発生させるエア式の振動装置、電磁石への通電のＯＮ・ＯＦＦにより発生する力を増幅する電磁式の振動装置、回転軸に偏心して錘を設けたモータ、等を使用可能である。

本構成の集塵機では、フィルタの付着物を除去する処理に際して、振動装置を作動させる。これにより、載置プレートに振動が付与され、フィルタ室の底面に上下動自在に支持されている載置プレートが上下に振動する。載置プレートの上には、フィルタが載置されているため、載置プレートが上昇する際に、載置プレートに押し上げられるように、伸縮部材を押し縮めながらフィルタが上昇する。フィルタは載置プレートの上に単に載置されているだけであり、載置プレートに固着されてはいないので、載置プレートが下降するのに付随して下降することはなく、自重により下降する。そのため、振動装置によって細かに振動させられる載置プレートとは下降のタイミングがずれて、再び上昇した載置プレートと大きな衝撃を伴って衝突する。従って、フィルタは載置プレートの上で、跳ねるように上下動する。

すなわち、フィルタが載置プレートに固着されている場合は、振動装置による振動の付与に伴い、フィルタは載置プレートと共に細かく振動するだけであるのに対し、本発明ではフィルタを載置プレートに単に載置されている構成としているため、大きな衝撃を伴ってフィルタと載置プレートとが衝突する。これにより、フィルタに付着した付着物を、効率良く離脱させることができる。

そして、フィルタを上下動させることにより、フィルタ全体に衝撃を与える構成であるため、局部的にフィルタに突片を接触させていた従来技術とは異なり、フィルタの損傷を低減して、付着物を除去することができる。

ここで、載置プレートは、コイルバネを介してフィルタ室の底面に支持されているため、フィルタと大きな衝撃で衝突しても、その衝撃は集塵機の他の部分に伝わりにくい。つまり、コイルバネは、載置プレートの上下動を許容する構成であると共に、載置プレートに作用する衝撃の他の部分への伝導を抑制している。

また、フィルタは、伸縮部材を介してフィルタ室の天面に支持されているため、載置プレートと大きな衝撃で衝突しても、その衝撃は集塵機の他の部分に伝わりにくい。つまり、伸縮部材は、フィルタの上下動を許容する構成であると共に、フィルタに作用する衝撃の他の部分への伝導を抑制している。

本発明にかかる集塵機は、上記構成に加え、「前記載置プレートには、複数の貫通孔部が穿設されている」ものとすることができる。

付着物がフィルタから離脱すると、フィルタが載置されている載置プレートの上に付着物が落下する可能性がある。これに対し、本構成では載置プレートに、複数の貫通孔部を設けているため、落下した付着物が載置プレートの上に堆積することなく、フィルタ室の底面に落下する。

本発明にかかる集塵機は、「フィルタ室の天面に伸縮部材を介して上下動自在に吊下げ支持されている筒状のフィルタと、フィルタ室の底面にコイルバネを介して上下動自在に支持されており、前記フィルタを載置している載置プレートと、該載置プレートに振動を付与する振動装置と、有底筒状で上方に開口し、フィルタ室の底面に固定されている下ケースと、有底筒状で下方に開口し、前記下ケースに摺動自在に嵌め合わされていると共に、底部が前記載置プレートに固着されている上ケースとを具備し、前記コイルバネは、前記上ケース及び前記下ケースの内部空間に収容されている」ものとすることができる。

載置プレートを上下動自在に支持しているコイルバネは、軸方向に対して湾曲するように撓むおそれがある。これに対し、本構成の集塵機では、摺動自在に嵌め合わされた上ケース及び下ケースの内部空間にコイルバネが収容されているため、コイルバネが伸縮する作用を損なうことなく、コイルバネが軸方向に対して湾曲するように撓むおそれが低減されている。これにより、コイルバネの姿勢を保持することができ、ひいては、載置プレートの姿勢を安定させることができる。なお、下ケースは、フィルタ室の底面に直接固定されている構成であっても、他の部材を介してフィルタ室の底面に固定されている構成であっても良い。

以上のように、本発明の効果として、フィルタを損傷するおそれを低減して、効率よくフィルタから付着物を除去することができる集塵機を、提供することができる。

本発明の一実施形態である集塵機の構成図である。 図１の集塵機におけるフィルタ室近傍の正面図である。 図１の集塵機におけるフィルタ及び載置プレートの上下動を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態である集塵機１について、図１乃至図３を用いて説明する。ここでは、レーザ加工、アーク溶接、プラズマ加工等により生じたヒュームを含むエアから、ヒューム等を分離・除去する集塵機１に、本発明を適用した場合を例示する。

本実施形態の集塵機１は、図１に示すように、ボックス状のケーシング５０を有しており、ケーシング５０内の空間は、前処理室５１、フィルタ室５２、バッファ室５３、吸気室５４、及び、付着物回収室５５に区画されている。

前処理室５１には、レーザ加工等のヒュームの発生する作業場に一端が開口したダクト（図示しない）の他端が接続される導入ダクト６１が設けられており、この導入ダクト６１の下流端は、ヒュームの微細な粒子を互いに衝突させて造粒し、フレーク状とする造粒装置７１に接続されている。造粒装置７１の下流側には、フィルタ室５２と連通する接続ダクト６２が接続されている。

フィルタ室５２には、複数の円筒形のフィルタ１０が天面５２ａから垂下されており、フィルタ１０の内部空間は天面５２ａを貫通する開口部６３を介して、バッファ室５３と連通している。バッファ室５３は、天面５３ａを貫通する吸気口６４を介して、吸気室５４と連通している。吸気室５４には、モータ７４ｍの駆動によりエアを吸引する吸気装置７４が設けられていると共に、集塵機１の外部空間に開口する排気口６５が設けられている。

このような構成により、作業場のエアは吸気室５４の吸気装置７４によって、導入ダクト６１を介して集塵機１の内部に吸引され、前処理室５１を経てフィルタ室５２に流入し、フィルタ１０を通過してフィルタ１０の内部空間からバッファ室５３に流入し、更に吸気室５４内に吸引され、排気口６５を介して外部に排出される。この過程で、作業場から排出されたエアに含まれるヒューム等は、前処理室５１の造粒装置７１で造粒された後、フィルタ室５２のフィルタ１０によって捕集される。

フィルタ１０によって捕集されたヒューム等は、フィルタ１０の外表面に付着する。この付着物がある程度の量に達した時点で、後述する付着物除去処理を行うことにより、付着物はフィルタ１０の外表面から離脱し、フィルタ室５２の底面上に落下する。

フィルタ室５２の底面には、フィルタ室５２の下方の付着物回収室５５の内部に向かって傾斜したホッパ７５が設けられており、ホッパ７５の先端の廃棄口６６は図示しない開閉弁によって通常は閉じられている。従って、フィルタ１０から除去された付着物は、ホッパ７５の傾斜面に沿って滑り落ち、閉じられた廃棄口６６の上に堆積する。

廃棄口６６の下方には、付着物を回収するための容器７６が、引き出し自在のトレー７７の上に載置されている。容器７６及びトレー７７は、昇降可能な容器台７８に載置されており、容器台７８を上昇させると容器７６の上端開口を廃棄口６６に密着させることができる。この状態で開閉弁の操作によって廃棄口６６を開くと、堆積した付着物は落下して容器７６内に収容される。そして、容器台７８を降下させ、トレー７７を引き出すことにより、容器７６内に回収された付着物を集塵機１の外部に取り出すことができる。

次に、フィルタ１０、及び、フィルタ１０から付着物を除去するための構成について、主に図２を用いて詳細に説明する。フィルタ１０は、フィルタ材をジグザグ状に折り畳み円筒状としたものであり、軸方向のプリーツが複数並設されている。フィルタ１０の両端には、それぞれ円環状のキャップ１１に嵌め込まれており、これにより、フィルタ１０の形状が保持されると共に、フィルタの両端が保護されている。なお、フィルタ材としては、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリル等の樹脂、ガラス織布、不織布などを使用可能である。

フィルタ１０は、フィルタ室５２の天面５２ａに蛇腹管１５を介して上下動自在に吊下げ支持されている。蛇腹管１５の内部空間は、フィルタ１０の内部空間と気密に連通していると共に、天面５２ａを貫通する開口部６３に気密に連通している。本実施形態では、９つのフィルタ１０が３個×３列に設けられている。ここで、蛇腹管１５が本発明の「伸縮部材」に相当する。

これらのフィルタ１０は、フィルタ室５２の底面５２ｂに上下動自在に支持された載置プレート２０の上に載置されている。具体的には、載置プレート２０は、細長い長方形の板体２１が、その底面に固着された函体２２で補強された形状である。板体２１には、函体２２と重畳しない部分で多数の貫通孔部（図示しない）が穿設されている。また、板体２１は、一対の長辺に沿って上方に延出した縁部２３を有している。

一方、フィルタ室５２の底面５２ｂからは上方に向かってシャフト３１が立設されており、シャフト３１の上端には平板状のケース受け台３２が固着されている。このケース受け台３２の上面には、有底筒状で上方に開口した下ケース３３が固着されている。この下ケース３３は、有底筒状で下方に開口した上ケース３４と摺動自在に嵌め合わされており、上ケース３４は、載置プレート２０の函体２２の底面に固着されている。上ケース３４と下ケース３３によって閉塞された内部空間には、コイルバネ３５が収容されている。

このような構成により、載置プレート２０はコイルバネ３５の弾性により、フィルタ室５２の底面５２ｂに上下動自在に支持されている。そして、載置プレート２０の板体２１の上に、フィルタ１０が載置されている。フィルタ１０の下端は載置プレート２０には固着されておらず、フィルタ１０の下端は載置プレート２０に単に接触しているのみである。本実施形態では、一つの載置プレート２０に３個（一列）のフィルタ１０が載置されており、載置プレート２０は両端側で、上記のシャフト３１、ケース受け台３２、下ケース３３、上ケース３４、及び、コイルバネ３５の一式によってそれぞれ支持されている。

それぞれの載置プレート２０の底面の中央には、載置プレート２０に振動を与える振動装置３７が取り付けられている。本実施形態では、圧縮空気の供給によりピストンが上下運動して振動を発生させる振動装置３７を使用している。

エアに含まれるヒューム等をフィルタ１０によって捕集する通常の操業時には、この振動装置３７は作動させない。上述のように、吸気装置７４によってフィルタ室５２に吸引されたエアは、フィルタ１０を通過してフィルタ１０の内部空間に入り、その際にフィルタ１０によってヒューム等がエアから分離される。ヒューム等が分離された清浄なエアは、蛇腹管１５を通り開口部６３を介してバッファ室５３に流入する。バッファ室５３の底面５３ｂには、フィルタ１０の数に応じて９つの開口部６３が開口しているが、これらの開口部６３から流入したエアはバッファ室５３の空間で広がることにより、９つの開口部６３それぞれから流入したエアの流れに偏りが生じることなく、一つの吸気口６４から吸気室５４にスムーズに流入する。

フィルタ１０によってエアから分離されたヒューム等は、フィルタ１０の外表面に付着し、フィルタ１０の使用に伴い付着物は増加する。付着物がある程度の量に達した状態で、或いは、フィルタ１０の使用時間が所定時間に達した段階で、集塵機１内へのエアの導入を停止し、フィルタ１０から付着物を除去する処理を行う。以下、この処理について主に図３を用いて説明する。なお、図３は、説明の便宜上、フィルタ１０や載置プレート２０等の動きを誇張して図示している。また、図３では、上ケース及び下ケース部分のみを断面図で表している。

フィルタ１０から付着物を除去する処理に際しては、振動装置３７を作動させる。これにより、振動装置３７が底部に取り付けられている載置プレート２０に振動が付与され、載置プレート２０は上下に振動する。このとき、載置プレート２０に固着されている上ケース３４は、下ケース３３に対して摺動しつつ上下に移動し、コイルバネ３５は、上ケース３４及び下ケース３３の内部空間の高さに応じて伸縮する（図３（ａ），（ｂ）参照）。

載置プレート２０の上には、フィルタ１０が載置されているため、載置プレート２０が上昇する際は、載置プレート２０に押し上げられるように、フィルタ１０は蛇腹管１５を押し縮めながら上昇する（図３（ｂ）参照）。フィルタ１０は載置プレート２０の上に単に載置されていただけであり、載置プレート２０に固着されてはいないので、載置プレート２０が下降するのに付随して下降することはなく、自重により下降する。そのため、振動装置３７によって細かに振動させられる載置プレート２０とは下降のタイミングがずれて、載置プレート２０とフィルタ１０の下端との間に空隙が生じる瞬間が存在する（図３（ｃ）参照）。これにより、再び上昇した載置プレート２０と、大きな衝撃を伴って衝突することとなり、フィルタ１０は載置プレート２０の上で跳ねるように上下動する。

すなわち、フィルタ１０が載置プレート２０に固着されている場合は、振動装置３７による振動の付与に伴い、フィルタ１０は載置プレート２０と共に細かく振動するだけであるのに対し、本実施形態ではフィルタ１０を載置プレート２０に固着されていない構成としたため、大きな衝撃を伴って載置プレート２０と衝突する。これにより、フィルタ１０に付着した付着物を、効率良く離脱させることができる。

なお、載置プレート２０の板体２１は縁部２３を有しているため、このようにフィルタ１０が跳ねるように大きく上下動しても、フィルタ１０が載置プレート２０から外れることがない。また、載置プレート２０の板体２１には多数の貫通孔部が穿設されているため、フィルタ１０から離脱した付着物は、貫通孔部を介してフィルタ室５２の底面に落下し、ホッパ７５の傾斜面に沿って滑り落ちて廃棄口６６の上に堆積する。

そして、載置プレート２０は、コイルバネ３５を介してフィルタ室５２の底面５２ｂに支持されているため、フィルタ１０と大きな衝撃で衝突しても、その衝撃はケーシング５０を介して集塵機１の他の部分に伝わりにくい。つまり、コイルバネ３５は、載置プレート２０の上下動を許容する構成であると共に、載置プレート２０に作用する衝撃の他の部分への伝導を抑制している。

また、フィルタ１０は、蛇腹管１５を介してフィルタ室５２の天面５２ａに支持されているため、載置プレート２０と大きな衝撃で衝突しても、その衝撃はケーシング５０を介して集塵機１の他の部分に伝わりにくい。つまり、蛇腹管１５は、フィルタ１０の内部空間をバッファ室５３と連通させる構成であり、且つ、フィルタ１０の上下動を許容する構成であると共に、フィルタ１０に作用する衝撃の他の部分への伝導を抑制している。

以上のように、本実施形態の集塵機１によれば、フィルタ１０に下方から載置プレート２０を衝突させ、衝撃を与えることにより、フィルタ１０から付着物を効率良く除去することができる。そして、フィルタ１０を上下動させることにより、フィルタ１０全体に衝撃を与える構成であるため、局部的にフィルタ１０に突片を接触させていた従来技術とは異なり、フィルタ１０の損傷を低減して、付着物を除去することができる。特に、本実施形態では、載置プレート２０に衝突するフィルタ１０の下端には、フィルタ１０を保護するキャップ１１が嵌め込まれているため、フィルタ１０がより損傷しにくいものとなっている。

また、載置プレート２０はコイルバネ３５によって上下動自在にフィルタ室５２の底面５２ｂに支持されており、フィルタ１０は蛇腹管１５によって上下動自在にフィルタ室５２の天面に吊下げ支持されているため、フィルタ１０と載置プレート２０とが大きな衝撃で衝突しても、その衝撃がケーシング５０を介して集塵機１の他の部分に伝わりにくいものとなっている。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

例えば、上記の実施形態では、９つのフィルタ１０が３個×３列に設けられ、一つの載置プレート２０に３個（一列）のフィルタ１０が載置される場合を例示したが、フィルタの個数や載置プレートの個数との関係は、これに限定されるものではない。

また、上記では、レーザ加工、アーク溶接、プラズマ加工等により生じたヒュームを含むエアをフィルタ１０で濾過する集塵機１を例示したが、これに限定されず、一般粉塵や金属粉末などの粗粉塵を含むエアを処理する集塵機に、本発明を適用することができる。

１ 集塵機
１０ フィルタ
１５ 蛇腹管（伸縮部材）
２０ 載置プレート
３３ 下ケース
３４ 上ケース
３５ コイルバネ
３７ 振動装置
５２ フィルタ室
５２ａ 天面（フィルタ室の天面）
５２ｂ 底面（フィルタ室の底面）

特開２０１０−８９０２７号公報

Claims (3)

1. フィルタ室の天面に伸縮部材を介して上下動自在に吊下げ支持されている筒状のフィルタと、
   フィルタ室の底面にコイルバネを介して上下動自在に支持されており、前記フィルタを載置している載置プレートと、
   該載置プレートに上下振動を付与する振動装置と、を具備しており、
   前記フィルタは、前記載置プレートに固着されることなく載置されていることにより、前記載置プレートの上下振動に伴い、前記載置プレートとの間に空隙を生じ、前記載置プレート上で跳ねるように上下動し前記載置プレートに衝突するものである
   ことを特徴とする集塵機。
2. 前記載置プレートには、複数の貫通孔部が穿設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の集塵機。
3. フィルタ室の天面に伸縮部材を介して上下動自在に吊下げ支持されている筒状のフィルタと、
   フィルタ室の底面にコイルバネを介して上下動自在に支持されており、前記フィルタを載置している載置プレートと、
   該載置プレートに振動を付与する振動装置と、
   有底筒状で上方に開口し、フィルタ室の底面に固定されている下ケースと、
   有底筒状で下方に開口し、前記下ケースに摺動自在に嵌め合わされていると共に、底部が前記載置プレートに固着されている上ケースとを具備し、
   前記コイルバネは、前記上ケース及び前記下ケースの内部空間に収容されている
   ことを特徴とする集塵機。

Images