JP6456227B2 - 微粒子分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばミスト補集装置等に好適な、雰囲気中から粉塵、油や水のミスト、蒸気（微小粒子）等を有効に分離できる動力付き微粒子分離装置に関するものである。

雰囲気中から粉塵、油や水や蒸気のミスト等を有効に分離する手段として、フィルター式のものが良く用いられているが、目詰まり問題が発生して、清掃やメンテナンスに手間がかかるといった問題を抱えていた。このような中で、かかる分離作業をモータ等の動力を利用して常時行うことが出来るようにする試みもなされてきている。

先行技術を見ると、特許文献１（特開２０１３−２２４９５号公報）に記載される発明は、「空気吸入孔と空気排出孔とを備えた筐体と、前記筐体の内部で水平方向に延びた軸を中心にして前記筐体に対し回転自在に設けられ、前記空気吸入孔から入って前記筐体の内部を流れ前記空気排出孔から排出される空気中のミストを、回転することで捕集するミスト捕集部材と、前記筐体の下部に設けられ、前記ミスト捕集部材で捕集されることで液体状もしくは流動体状になり、前記ミスト捕集部材から離れて落下してくるミスト集合体を受けるオイルパン部と、前記オイルパン部と前記ミスト捕集部材とを清掃しまた点検するために、前記筐体に設けられた清掃用孔と、前記清掃用孔を開閉するために前記筐体に設けられた清掃用扉と、を有することを特徴とするミスト捕集装置。」というものである。

また、特許文献２（特開２０１５−１０７８７号公報）に記載される発明は、「空気の流れの流路上で電動機により回転させて前記空気中の油分を捕獲する円盤状のフィルタであって、 前記空気の流れを通過させるスリットの形状を有する孔を複数備え、前記スリットの長軸方向は、前記フィルタの半径方向の成分を含むフィルタ。」というものである。

また、特許文献３（特開２０１０−１５８６３４号公報）に記載される発明は、「略鉛直方向に軸線を有する電動モータと、該電動モータの外周を所定間隔を存して同軸上に包囲する略円筒形状の内筒と、該内筒の外周を所定間隔を存して同軸上に包囲する略円筒形状の外筒と、前記電動モータの出力軸に固定されて中心側から外周側へと気流を案内する吸引ファンと、前記外筒の外壁面から軸線と交差する接線方向に突出して前記外筒の外部と内部とを連通する吸気口を有する吸気管と、を備え、前記吸引ファンの回転に伴って発生した負圧によって前記吸気口から吸気した気流を分離するように前記吸引ファンの一次側に形成されたサイクロン部と、該サイクロン部と前記吸引ファンとの間に配置されて前記出力軸と同軸に回転する回転円板と、該回転円板の外周付近に複数設けられて上下に流通する気流に対して回転時に衝突作用を及ぼすメッシュと、前記回転円板と前記吸引ファンとの間に配置されて前記回転円板の回転方向と同方向に旋回する気流を中心側に案内する固定羽根体と、を備え、前記吸引ファンの回転に伴う吸引作用によって前記吸気口から吸引したオイルミストを含む含塵気流を旋回気流として前記サイクロン部の遠心作用にてオイルミストに含まれる切粉等の比較的大きな粉塵を分離し、且つ、その旋回気流の旋回方向と逆方向に回転する前記メッシュによって旋回しながら上昇するオイルミストを衝突させつつ外周に弾き飛ばしたうえで、前記外筒から廃油することを特徴とするオイルミスト除去装置。」というものである。

特開２０１３−２２４９５号公報 特開２０１５−１０７８７号公報 特開２０１０−１５８６３４号公報

上記公知のミスト補集装置は、空気中のミストを、回転することで捕集したり、メッシュによって旋回しながら上昇するオイルミストを衝突させつつ外周に弾き飛ばして分離するなど、円板状の部材を回転しながら微粒子を分離する理屈となっているが、実際に工場などでミスト除去作業を行なってみると、雰囲気中の混入している微粒子を効果的に分離することができず、さらに分離するための効率が悪く、雰囲気浄化用としては満足の行く装置ではなかった。
本出願人は、網状体の代わりにどのような部材により気体通気部を構成することが良いのかについて鋭意研究した結果、エキスパンドメタルが幅が狭くてコンパクトな上に、集塵作用、ミスト凝集作用が高いことを確認した。本発明はこの知見にもとづき、エキスパンドメタルを有効利用し、或いは組み合わせて用いることにより、 性能な粉塵・ミスト捕集用の微粒子分離装置を提供しようとするものである。

このため、本発明が採用した技術解決手段は、微粒子分離装置は、回転ディスクを構成するディスク板、同ディスク板を回転するモータ、ディスク板に形成された開口部、その開口部に取り付けるエキスパンドメタルから構成されており、ディスク板はモータの回転軸に固定される内周円板部と前記内周円板部の外周に配置したエキスパンドメタル部と、前記エキスパンドメタル部の外周円板部とを内周から外周にかけて一体とする単一の板状体として構成され、さらにエキスパンドメタルの上流側エッジ部は曲面として、また、下流側エッジ部は壁面より立設した壁部として構成されていることを特徴する微粒子分離装置である。

本発明の粉塵・ミスト捕集手段は、粉塵・ミスト捕集の捕集能力が高く、モータ駆動による小型化が可能な分離器を提供することができる。
本発明は単なる網状（メッシュ）を回転するのではなく、発明者が各種の実験を通して確認したエキスパンドメタルを使用することで、大幅に微粒子を効率的に分離改修できる。さらにエキスパンドメタルを複数まい重ね合わせることにより、一段と高い微粒子分離回収ができる。またエキスパンドメタルを補強する補強用ディスクを必要に応じて取り付けることにより、装置の耐久性を向上することができる。またディスクをユニット化することにより大容量化が期待される。さらに補強ディスクに形成する長孔形状に工夫を凝らすことで、粉塵・ミスト捕集効果の増大が期待できる。等の優れた作用効果を達成することができる。

本発明の分離装置を包含するミスト補集装置の一例を表す説明図である。 本発明の分離装置を構成する回転ディスクの側面図である。 本発明の分離装置を構成する回転ディスクの正面図である。 回転ディスクに使用するエキスパンドメタルの正面図である。 回転ディスクに使用するエキスパンドメタルを複数枚重ね合わせた状態の斜視図である。 回転ディスクに使用するエキスパンドメタルの要部平面図である。 回転ディスクに使用するエキスパンドメタルの図６中のＸーＸ断面図である。 本発明に係るディスク板（図３参照）を補強するための補強用ディスクの正面図である。

本願発明を実施する形態として、微粒子分離装置は、回転ディスクを構成するディスク板、同ディスク板を回転するモータ、ディスク板に形成された略扇側の開口部、その開口部に取り付けるエキスパンドメタルから構成されている。ディスク板はモータの回転軸に固定される内周円板部と前記内周円板部の外周に配置したエキスパンドメタル部と、前記エキスパンドメタル部の外周円板部とを内周から外周にかけて一体とする単一の板状体として構成されている。エキスパンドメタルは製造時に孔の周囲に加工時にエッジが形成されるが、このエッジ部が微粒子分離に有効な作用をしている。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の特徴である回転ディスクを包含する分離装置の一例を表す説明図である。微粒子分離装置１０は基本的に送風ファン１、駆動モータ２等の収納物とともに筐体３本体内に収容されている。微粒子分離装置１０は前述した各収納物１、２の基本作動により、吸引側（上流側）４から吸い込んだ混合気の分離作用を行って、排気側（下流側）５から清浄化された空気を排出するように構成されている。
微粒子分離装置１０の構造を気体の流れの上流側から説明すると、回転ディスク１１のディスク板１１ａは駆動用モータ内蔵筒１２に内蔵された回転ディスク駆動用モータのモータ軸１３に第１継手１４を介して結合されている。モータを駆動するとディスク板１１ａを介して回転ディスク１１が回転して、この回転する回転ディスク表面に衝突した粉塵・ミスト・蒸気等の水滴等が後述するエキスパンドメタル部に作用する遠心力により外周に飛散され、良好な分離作用をなす。

回転ディスク１１の外周部には、図１に示すようにディスク板１１ａの外周を囲むように２枚の立設板１５ａによって捕集手段１５が形成されており回転ディスク１１から飛散された粉塵・ミスト等はこの補集手段１５により補集される。補集された粉塵・ミストは筐体の内壁部を通って排出部１６を介して有効に排出できるようになっている。回転ディスク駆動用モータ内蔵筒１２は保持板１７により、筐体本体２内にしっかり固定されている。またモータを保持する保持板１７には粉塵・ミスト等が分離されて清浄化された空気が通過できる通気孔（不図示）が適所に形成されており、保持板１７の孔を通って送風ファン１によって更に排気側（下流側）に送られる。送風ファン１の駆動モータ２は、筐体本体に、支持壁１８およびフランジ１８ａによりしっかり取り付けられ、駆動モータ２の回転力は第２継手を介して送風ファン１に伝えられる。また送風ファン１から排気された気体は前記支持壁の適所に形成された通気孔１８ｂから筐体本体外部へと放出される。

本発明で使用する回転ディスクについてさらに説明すると、
回転ディスク１１について図２〜図７を参照してさらに詳細に説明すると、回転ディスク１１を構成するディスク板１１ａは、単一の板状体中心部に第１継手１４を固定し、さらに継手の外周部には図３に示すようにエキスパンドメタルを取り付けるための扇型の孔２０が３個所形成されている。なお孔２０の数は本例では３個となっているが、設計時に適宜変更することができる。この孔２０には図４に示すドーナツ状の一枚のエキスパンドメタル２１がディスク板１１の下流側面に適宜固定手段により、確りと取り付けられている。この孔２０に取り付けるエキスパンドメタルは、必要に応じてエキスパンドメタルを複数枚とすることもできる。エキスパンドメタルを複数枚とする場合には図５に示すようにエキズパンドメタルを交互に９０°づらして重ねあわせることが重要である。また、エキスパンドメタルを使用するには、図５に示すように同じサイズ、形状のエキスパンドメタルを複数枚重ねあわせ、さらに交互に９０°づらすことにより、エキスパンドメタルの枠により気体の通路を塞いでしまうことがなく、気体通路を容易に確保することができる。エキスパンドメタルは微粒子分離に有効な作用をするが、その理由としては、エキスパンドメタルを加工する際、刃物の影響により加工孔の周囲にエッジＥ（図７参照）が形成されるが、このエッジが微粒子分離に有効に作用することが確認された。

この発明のディスク板は、上記図３の構成に限定されるものでは決してなく、エキスパンドメタルを取り付けた一枚のディスク板に対して、それらをさらに複数枚重ね合わせてユニット型の回転ディスクとすることができる。この場合エキスパンド部が複数枚重なるように配置し、さらに重ね合わせたエキスパンド部は気体が通過できる通気路として作用するようになっている。エキスパンドメタルを使用する理由としてい微粒子の分離作用に加えて、通気通路を確保することが容易であることが挙げられる。また複数枚重ね合わせたディスク板に重ねて補強用ディスクを配置することができる。補強ディスクによりエキスパンドメタルを確りとディスク板に固定することができる。補強用ディスクは図８に示すように回転方向に向かってカーブする長孔を形成することもできる。この長孔の形状や配置する数等は、気体の流れを制御するのに好適なものである。

以上の構成からなる分離装置によれば、
本発明の粉塵・ミスト捕集手段は、粉塵・ミスト捕集の捕集能力が高いモータ駆動による小型化可能の分離器を提供することができる。
本発明は単なる網状（メッシュ）を回転するのではなく、発明者が各種の実験を通して確認したエキスパンドメタルを使用することで、大幅に微粒子を効率的に分離回収できる。さらにエキスパンドメタルを複数枚重ね合わせることにより、一段と高い微粒子分離回収ができる。またエキスパンドメタルを補強する補強用ディスクを必要に応じて取り付けることにより、装置の耐久性を向上することができる。またディスクをユニット化することにより大容量化が期待される。さらに補強ディスクに形成する長孔形状に工夫を凝らすことで、粉塵・ミスト捕集効果の増大が期待できる。等の優れた作用効果を達成することができる。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、この発明の粉塵・ミスト捕集手段は、粉塵・ミスト捕集の捕集能力が高い小型化可能の分離器を提供しようとするものである。そして大幅なコスト削減に寄与できるので、産業界に広く受け入れられることが期待できる。
本発明はその精神や主要な特徴から逸脱することなく、他の種々な形で実施することができる。そのため、前述の実施例は単なる例示に過ぎず、本発明を限定的に解釈してはならない。

１ 送風ファン
２ 駆動モータ
３ 筐体
４ 吸引側
５ 排気側
１０ 微粒子分離装置
１１ 回転ディスク
１１ａ ディスク板
１２ 駆動用モータ内蔵筒
１３ モータ軸
１４ 第１継手
１５ 補集手段
１５ａ 立設板
１６ 排出部
１７ 保持板
１８ 支持壁
１８ａ フランジ
１８ｂ 通気孔
２０ 孔
２１ エキスパンドメタル

Claims (1)

1. 微粒子分離装置は、微粒子としてミストを分離する装置であり、回転ディスクを構成するディスク板と、当該ディスク板を回転するモータと、当該ディスク板に形成された開口部と、当該開口部に取り付けるエキスパンドメタルと、から構成されており、
   前記ディスク板は、前記モータの回転軸に固定される内周円板部と前記内周円板部の外周に配置したエキスパンドメタル部と、当該エキスパンドメタル部の外周円板部とを内周から外周にかけて一体とする単一の板状体として構成され、
   さらに前記エキスパンドメタルの開口部の周囲には、当該開口部の径方向内側に突出するエッジ部が形成されており、
   前記エキスパンドメタルは、複数枚重ねて前記ディスク板とともに回転可能に当該ディスク板に取り付けられ、
   各エキスパンドメタルは交互にずらして重ねあわせられている、
   ことを特徴する微粒子分離装置。

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