JP6920226B2 - 集塵システム - Google Patents

Description

本発明は、粉塵を回収する集塵システムに関する。

サイクロン（粉末分離機）による乾式集塵法は、簡便な方法として広く知られている。例えば、特許文献１に記載のサイクロン分離装置では、上昇気流による粉塵の流出を防ぐため、円盤形状遮蔽部材を配置して、できるだけ集積室に粉塵を留める工夫をしている。

しかし、それでも全ての粉塵を集積室内にとどめることは難しく、ＨＥＰＡフィルターによる集塵に頼らざるを得えない。しかし、アスベストなどのように針状の粉体については、ＨＥＰＡフィルターの目を潜り抜けるおそれがあるため、粉塵を水で湿らせて粉塵汚泥にし、乾式集塵法より粉塵の舞い上がりによる流出を抑えることができる湿式集塵法が、集塵には有効な方法と考えられる。

湿式集塵法の例として、例えば特許文献２に記載の湿式集塵機では、粉塵に散水することが、その回収に対して有効であると示されている。また、特許文献３に記載の粉塵の除去方法では、給散水をサイクロン部前にあるミストルームで行っている。これらの除去方法では、水平に飛び散る粉塵をブロワによって、サイクロン部へ移行回収し、さらに回収できなかった粉塵を噴霧散水後、上昇気流に乗せて気液分離部を経て回収させたり、又は噴霧散水後、粉塵汚泥としてミストルーム下部の排水口に移行させたりして、粉塵を除去するとしている。さらに、特許文献４に記載の集塵装置では、サイクロンやフィルターによって集塵された粉塵を加水後、練成機にて作成された粉塵練成物を廃棄している。

特許第５０３１８０７号公報 特許第５３１７９５３号公報 特許第５４１３７６２号公報 特許第３６９７６９８号公報

しかしながら、特許文献２に記載の湿式集塵機では、粉塵汚泥によって、気液分離部のメッシュが詰まりやすくなるという問題がある。

また、特許文献３に記載の粉塵の除去方法では、粉塵汚泥の一部がミストルームや回転槽に付着するなどして、粉塵汚泥の全てがサイクロン部やミストルーム下部の排水口へ移行されないなどの問題がある。

さらに、特許文献４に記載の集塵装置では、粉塵の性状に合わせて、練成に適したエアー圧や水量を繊細に調整しなければならないため、常時一定性状の練成物を作成することは難しい。また、このような機能を備えることは装置を大型化することにつながり、狭所や高所では装置を動かし難いという問題がある。

以上のように、湿式集塵法においては、粉塵汚泥によるフィルター、メッシュ、及び、排水口等の詰まりや付着が生じやすく、頻繁なフィルター交換を強いられるため、作業効率や経済性が有意でなくなる。

また、装置が大型となって常設型や車体ユニット型となるため、可動性を欠くとともに、作業現場まで装置を移動させることが難しくなる。さらに、狭い現場に搬入することも困難である。また、装置自体も複雑化し、高額になってしまうことが多い。加えて、大型であるために設置場所が限定されることから、作業現場から集塵装置まで長い配管を引き回して集塵しなければならないこともある。よって、集塵作業の効率が悪くなるとともに、洗浄や部品交換等の補修作業も簡便に行うことが難しくなる。ついては、大型化された、あるいは常設された集塵装置は、作業経済性をみても比較的大規模な現場にしか対応できず、小規模の現場には対応できないため、このような大型集塵装置を導入できない小規模の現場では、粉塵の回収を十分に行うことができず、そこで働く作業員の健康に関して重大な問題が生じるおそれがある。

そこで本発明は、小型軽量化、作業操作性の改善、及び、保守点検の簡便化を図ることができる集塵システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の集塵システムは、吸引装置の吸引力によって、吸引口から粉塵を吸引する集塵システムであって、吸引口側から吸引装置側への経路において、吸引口から吸引された粉塵を回収するサイクロン型遠心分離装置と、水の噴霧によって粉塵を泥化する水噴霧部と、粉塵汚泥を回収する粉塵汚泥回収部と、微粉塵を回収するフィルター部と、が順に設けられており、吸引口から吸引され、サイクロン型遠心分離装置で回収されなかった粉塵の流れに乱れを含ませる乱流発生部を設けたことを特徴としている。

本発明の集塵システムにおいて、フィルター部はＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに順ずるフィルターを有することが好ましい。

本発明の集塵システムにおいて、乱流発生部は、水噴霧部と粉塵汚泥回収部との間、及び、サイクロン型遠心分離装置と水噴霧部の間のいずれか一方、又は両方に設けることができる。また、これに代えて、又は、これに加えて、水噴霧部を乱流発生部に設ける構成も可能である。

本発明の集塵システムにおいて、乱流発生部は、経路に沿って延びる管部において、その内周面の周方向に周回形成された螺旋溝を備えた構成、経路と交差するようにメッシュ部を設ける構成、及び、複数の羽根状部材を配置する構成のいずれか一つ、又は、２つ以上の組み合わせの構成として形成することができる。

本発明の集塵システムにおいて、水噴霧部は、水を噴霧する噴霧ノズルを備え、噴霧ノズルは広がり角度を有する扇状に噴霧できる構造を成していることが好ましい。

本発明によると、小型軽量化、作業操作性の改善、及び、保守点検の簡便化を図ることができる集塵システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る集塵システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態におけるサイクロン型遠心分離装置の概略構成を示す図３のＡ−Ａ線における断面図である。 本発明の実施形態におけるサイクロン型遠心分離装置の内部の概略構成を側方から見た図である。 （ａ）は、水噴霧部と乱流発生部の内部の概略構成を側方から見た図、（ｂ）は水噴霧部と乱流発生部の内部の概略構成を上方から見た図である。 吸引装置におけるモーターの構成を変えたときの真空度と風量を示す表である。 サイクロン型遠心分離装置、水噴霧部、粉塵汚泥回収部、フィルター部、及び、吸引装置の有無や配置順序を変更した構成においてフィルター部で回収された粉塵量を示す表である。 乱流発生部を設けた構成と設けない構成における粉塵の回収量を示す表である。

以下、本発明の実施形態に係る集塵システムについて図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本実施形態の集塵システム１０の概略構成を示す図、図２は、サイクロン型遠心分離装置３０の概略構成を示す、図３のＡ−Ａ線における断面図、図３は、サイクロン型遠心分離装置３０の内部の概略構成を側方から見た図、図４（ａ）は、水噴霧部４０と乱流発生部７０の内部の概略構成を側方から見た図、（ｂ）は水噴霧部４０と乱流発生部７０の内部の概略構成を上方から見た図である。各図においては、吸引口１１から吸引された粉塵の流れを太い矢印によって概略的に示している。

＜全体構成・概要＞
図１に示す本実施形態の集塵システム１０は、吸引装置２０の吸引力によって、吸引口１１から粉塵を吸引する集塵システムである。吸引口１１側から吸引装置２０側への管路（経路）１２において、サイクロン型遠心分離装置３０と、水噴霧部４０と、粉塵汚泥回収部５０と、フィルター部６０とが順に設けられている。本実施形態では、吸引口１１から吸引され、サイクロン型遠心分離装置３０で回収されなかった粉塵の流れに乱れを含ませる乱流発生部７０が設けられている。本実施形態で例示する乱流発生部７０は、水噴霧部４０と粉塵汚泥回収部５０との間に設けられている。

集塵システム１０は、簡易な手法で広く用いられている乾式集塵法と、乾式集塵法で集塵できない粉塵を水によって湿らして集塵する湿式集塵法とを併用し、両者の優れた点を最大限利用する。すなわち、グラインダー等で発生する粉塵等を吸引口１１から吸引し、乾式集塵法としてのサイクロン型遠心分離装置３０で回収するとともに、サイクロン型遠心分離装置３０で回収しきれなかった粉塵等を含む粉塵汚泥を発生させ、これを湿式集塵法としての粉塵汚泥回収部５０で回収するものである。さらに、粉塵を泥化させる機能を有する水噴霧部４０を、粉塵汚泥回収部５０の直前に設けることで、工程における粉塵汚泥をできるだけ効率的に作り出すように図っている。
以下、集塵システム１０を構成する装置等のそれぞれについて説明する。

＜吸引装置２０＞
吸引装置２０は、吸引口１１から吸引された粉塵を、管路（経路）１２で順に接続された、サイクロン型遠心分離装置３０、水噴霧部４０、乱流発生部７０、粉塵汚泥回収部５０、及び、フィルター部６０を通じて吸引する吸引力を備えた装置である。吸引装置２０としては、例えば、ＡＭＥＴＥＫ社製モーター１１６１１９−００（型番）を３基直列に繋いだ装備で構成する。この構成では、吸引装置２０の電源として１００Ｖと２００Ｖのいずれかの電圧が使用できる。一般に２００Ｖ仕様の方が吸引風量は大きくなるため、例えば、吸引ホース１５ｍを４本以上接続し、ホースの長さが３０ｍ以上になるような配置でも、粉塵を吸収回収する。

また、吸引装置２０としては、上記構成のほか、クリンテック小泉社製のＣＫバキューム装置（吸引力４６６３ｍｍ／Ａｑ（０．０４６ＭＰａ）、排気風量 ６ｍ^３／分、平地で約６０ｍ吸引可能）のような１個の吸引装置を接続して用いても良いし、又はその能力に準じる、あるいはその能力以上の性能を有する吸引力があるバキュームモーター等を用いても良い。例えば、直列にバキュームモーターを配列すると、真空度は増すため、このような配列にして用いても良い。

図５は、吸引装置におけるモーターの構成を変えたときの真空度と流量を示す表である。図５に示す各構成の詳細は次の通りである。
全体構成：吸引口→サイクロン型遠心分離装置→水噴霧部→粉塵汚泥回収部→フィルター部→吸引装置
吸引装置：ＡＭＥＴＥＫ社製モーター１１６１１９−００
吸引口（吸引ホース）：内径３８ｍｍ、長さ１０ｍ
流入口：口径４８ｍｍ
測定箇所：吸引ホース先端（グラインダー接続口）
サイクロン型遠心分離装置：ＨＴＣ社（スウェーデン）製ＧＬ ＰＳ

図５に示す結果によれば、モーターが１機の場合とモーターを２機並列に配置した場合とでは真空度が同一であるのに対して、モーターを２機直列に配置した場合には大幅に真空度が高くなっており、風量も増えている。この結果に基づいて、粉塵の種類等に応じて、適切な真空度と風量が得られるモーター構成を選択することが好ましい。

また、サイクロン型遠心分離装置３０からフィルター部６０までの構成において、すべての粉塵が集塵されきれずに吸引装置２０にまで至る可能性を考慮し、吸引装置２０の排気口から粉塵が排出される事態が起きることを防ぐために、吸引装置２０の排気口にフィルターを設置することが好ましい。ここで用いるフィルターはＨＥＰＡフィルターが望ましい。

＜サイクロン型遠心分離装置３０＞
集塵システム１０では、図２と図３に例示する構成のサイクロン型遠心分離装置３０を２つ用いるが、この分離装置を１つ、又は、３つ以上用いても良い。また、図２と図３に例示するサイクロン型遠心分離装置３０以外の構成のサイクロン型遠心分離装置を用いることもできる。

図２・図３に示すように、吸引口１１から吸引された粉塵は、管路（経路）１２に連なる入口管部１２ａからサイクロン型遠心分離装置３０の内部へ導入される。サイクロン型遠心分離装置３０内に導入された粉塵は、外筒３１と内筒３２との間の第１空間３５ａ内で中心軸ＡＸの周りを一定方向（方向Ｄ１）に沿って回る旋回流となる。

第１空間３５ａ内で方向Ｄ１に沿って回る粉塵のうち、重量が大きなものは、第１空間３５ａの下方の第２空間３５ｂへ落下する（図３の方向Ｄ２）。これに対して、重量が小さな微細粉塵は、内筒３２と、下へ行くほど狭くなるホーン状の第２サイクロン３３ａと、の間の第３空間３５ｃを経て、サイクロン入口３３ｂからサイクロン内へ導かれる（図３の方向Ｄ３）。

サイクロン内へ導かれた微細粉塵は、第２サイクロン３３ａの内部の第４空間３５ｄにおいて中心軸ＡＸの周りを高速で旋回する（図２・図３の方向Ｄ４）。第４空間３５ｄ内で高速旋回する微細粉塵のうち、重量の大きなものは、第４空間３５ｄの下方に位置する第５空間３５ｅ内へ落下する（図３の方向Ｄ５）。この第５空間３５ｅは、略円筒形の隔壁３４によって、第２空間３５ｂと分離されている。

図３に示すように、サイクロン型遠心分離装置３０は、シールパッキン３７が付設され、底壁３６は、その端部に設けたヒンジ３８によって回動可能とされており、手動のトグルクランプによって開閉可能となっており、その下方には、バケツやビニール袋などの回収容器等が配置されている。したがって、第２空間３５ｂと第５空間３５ｅ内に落下・堆積した粉塵は、底壁３６を開いて回収容器等内へ落下させることによって、簡便に回収することができる。
また、集積された粉塵が周囲に飛び散らないように、ビニール袋等で、外筒３１の外周面を含むサイクロン型遠心分離装置３０の下部を囲うことが好ましい。さらにまた、底壁３６の下部にホース等を連結させ、粉塵を回収するようにしても良い。

一方、第４空間３５ｄ内で高速旋回する微細粉塵のうち、重量の小さな超微細粉塵は、第４空間３５ｄの上部から上方へ延びる出口管部１２ｂから、サイクロン型遠心分離装置３０の外部へ排出される（図２・図３の方向Ｄ６）。上記出口管部１２ｂは管路（経路）１２に連なっている。

ここで、サイクロン型遠心分離装置３０は、金属の平板の曲げ加工によって製造されている。このため、従来のような旋盤加工による製造と比べて、小型化や軽量化を図ることができる。また、接続箇所を減らすことができるため、このような箇所で生じやすい、流体に対する抵抗を大幅に削減できることから、粉塵の旋回や進行を妨げることがなくなって回収効率を高めることができる。また、プラスチックを用いる場合よりも高い耐久性を得ることができる。サイクロン型遠心分離装置３０のサイズとしては、例えば、直径９０ｍｍ、長さ３７０ｍｍ程度とすることができ、耐久性の高いサイクロン型遠心分離装置を製造することができる。

上から見た平面視において、サイクロン型遠心分離装置３０を略円形として、その外周に入口管部１２ａを接続したことにより、粉塵の旋回流を発生させやすくし、サイクロンに至る前に重量の大きいものを第２空間３５ｂに落下させて分離し易くしている。さらに、内筒３２によって外側と区切られた空間内に第２サイクロン３３ａを設けたことにより、サイクロン内の高速旋回を効率的に発生させることが可能となり、これによって粉塵の回収効率を高めている。そして、内筒３２で囲まれた領域内において、平面視でサイクロン型遠心分離装置３０の中心に当たる位置で、上側へ抜けるように出口管部１２ｂを設けたことにより、微細な粉塵のみが出口管部１２ｂを経て粉塵汚泥回収部５０側へ吸引されるようになる。

＜水噴霧部４０＞
乾式集塵法であるサイクロン型遠心分離装置３０によって、吸引口１１から吸引された粉塵の９９％以上を回収することができる。しかし、すべての粉塵を捕集することは難しい。そこで、捕集できなかった微細粉塵を、サイクロン型遠心分離装置３０の下流に配置された粉塵汚泥回収部５０において回収する。粉塵汚泥回収部５０においてより多く回収できるようにするため、粉塵汚泥回収部５０の直前に水噴霧部４０を配置し、水噴霧部４０における水の噴霧によって、微粉塵を泥化している。

図４に示すように、水噴霧部４０は、管路（経路）１２に対して連結管１３を介して結合された管状をなし、その側面を貫通する孔に噴霧ノズル４１が取り付けられている。この噴霧ノズル４１には、水タンク８０にから延びる噴霧管８３が接続されている。噴霧管８３には、水噴霧ポンプ８１を通じて所定圧力の水が、水タンク８０から供給される。

一方、噴霧ノズル４１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ニップル４３を介して、ノズルホルダー（パッキン付）４４を接続している。さらにノズルホルダー（パッキン付）４４がカラン（留め）４５によって管路（経路）１２から分岐した水噴霧部４０に固定された構成を成している。

さらに、カラン（留め）４５によって固定された噴霧ノズル４１は、このような構成したため水噴霧部４０から簡単に取り外すことができ、噴霧ノズル４１が詰まったときなどの補修等が簡便に行える。水噴霧部４０内に供給する水の量や圧力は、水噴霧ポンプ８１によって調整可能であるが、予め様々なサイズのノズルを用意しておけば、ノズルの交換によっても調整可能となる。さらに、水噴霧部４０を透明な材料で構成すると、水噴霧部４０における粉塵の泥化状況を確認できるため好ましい。噴霧ノズル４１の数は、１つでもよいし、２つ以上であってもよい。ここで、粉塵汚泥量を少なくして、効率よく回収するための水量としては、例えば、ノズル１個当たり５０〜２００ｍＬ／分が好ましい。

また、噴霧ノズル４１の噴霧孔４２は、管路（経路）１２を遮蔽するように噴霧される向き、つまり、管路（経路）１２に対して縦方向（図４（ｂ）における上下方向）に設置される。さらに、その噴霧が扇状に成すことで、管路（経路）１２を通過する粉体が満遍なく水に接触されることが好ましい。

さらに、噴霧ノズル４１の配置や個数については次のようにすることが好ましい。まず、噴霧ノズル４１が管路（経路）１２内にある場合、噴霧ノズル４１が流体の妨害物になる場合があり、粉塵がその妨害物に引っかかるような状態でたまり、強いてはノズルの孔を塞ぎ、噴霧できなくなることもある。一方、噴霧水量を多くすることは粉塵汚泥量を多くすることになり、回収処理には好ましくない。よって、集塵システム１０における噴霧ノズル４１は管路（経路）１２内に突出させない構造を成し、その数は基本的に単数個とし、最適な噴射角度を考慮される。

＜乱流発生部７０＞
粉塵汚泥回収部５０で効率よく粉塵汚泥を回収し、フィルター部６０での粉塵回収量を少なくするため、管路（経路）１２において、水噴霧部４０の直後であって粉塵汚泥回収部５０の手前に乱流発生部７０を設けている（図４参照）。乱流発生部７０を設けることによって、サイクロン型遠心分離装置３０から粉塵汚泥回収部５０ヘ向かう粉塵の流れに乱れを含ませて乱流を発生させる。乱流を発生させることによって、水噴霧部４０において噴霧される水を粉塵の広い範囲に接触させることが可能となるため、粉塵に対してより多くの水分を含ませることができる。よって、粉塵汚泥回収部５０における粉塵の回収効率を高めることができる。

乱流発生部７０では、水噴霧部４０側（上流側）においては、管路（経路）１２の内周面の周方向に周回形成される螺旋溝からなる溝部７１を設けており、この溝部７１よりも粉塵汚泥回収部５０側（下流側）には、管路（経路）１２内にブラシ部７２を固定している。溝部７１は、サイクロン型遠心分離装置３０側から粉塵汚泥回収部５０側へ管路（経路）１２が延びる方向に対して、平行及び直角を除いた、傾いた角度でスクリュー状に形成され、管路（経路）１２の軸方向において２〜１０ｍｍ間隔の所定ピッチで形成されている。ブラシ部７２は、粉塵の流れに対して機械的な耐久性があり、また、防錆性の高い材料で構成し、管路（経路）１２が延びる方向に沿って延びる棒材から、多数の枝材が外向きに延びた構成を備える。

なお、乱流発生部７０は、粉塵汚泥回収部５０へ向かって流れる粉塵の流れに乱れを含ませることができれば、本実施形態に示す構成に限定されない。上述の螺旋溝（スクリュー）やブラシのほか、例えば、管路（経路）１２の途中に、管路（経路）１２と交差するようにメッシュ部を１つ又は複数設けても良い。メッシュ部の網目の大きさは、想定される粉塵の大きさに合わせて適宜設定する。また、プロペラ状に複数の羽根状部材を管路内に配置してもよい。

乱流発生部７０の位置は、本実施形態のように水噴霧部４０の直後のほか、サイクロン型遠心分離装置３０と水噴霧部４０との間や、水噴霧部４０と粉塵汚泥回収部５０との中間の領域に設けても良く、これらの位置（領域）のうちの複数を組み合わせても良い。また、乱流発生部を設ける管路に噴霧ノズルを連結し、これによって、乱流発生部に水噴霧部を設けた構成としても良い。

本実施形態では、溝部７１とブラシ部７２の２つのユニットで乱流発生部７０を構成したが、回収する粉塵の大きさや、サイクロン型遠心分離装置３０、粉塵汚泥回収部５０、及びフィルター部６０の構成に応じて、１つのユニットで構成してもよいし、３つ以上のユニットを用いても良い。

また、乱流発生部７０から入口管部１２ｃへの距離は、乱流発生部７０で生成された乱流が維持され、乱流の状態で粉塵が粉塵汚泥回収部５０内へ導かれるように設定することが好ましい。これによって、粉塵汚泥回収部５０における粉塵の回収効率を高くすることができる。

＜粉塵汚泥回収部５０＞
乱流発生部７０が設けられた管路（経路）１２は、その下流において直角に曲げられ、粉塵汚泥回収部５０の入口管部１２ｃに接続される。粉塵汚泥回収部５０は、水噴霧部４０によって泥化された粉塵汚泥を回収排出する。別言すると、サイクロン型遠心分離装置３０で集塵されなかった微粉塵は、水噴霧部４０において粉塵汚泥化され、粉塵汚泥回収部５０において回収される。粉塵汚泥回収部５０で回収することによって、微粉塵が次の工程にあたるフィルター部６０へ流入する量を少なくすることができる。このため、ＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルター６２の寿命を延ばすことができ、同時に集塵システム１０の外への粉塵の排出の危険性を低減できる。また、上述のとおり、粉塵汚泥回収部５０の入口管部１２ｃへの経路において、管路（経路）１２が直角に曲げられているため、ここでも粉塵の流れに乱れが生じ、微粉塵がより湿りやすくなっている。

図１に示すように、粉塵汚泥回収部５０は、入口管部１２ｃが上部に接続された、略円筒状で有底の缶体５１を備える。この缶体５１の周側面には、出口管部１２ｄが設けられ、下流のフィルター部６０につながる管路（経路）１２が接続されている。

缶体５１の所定高さ位置には、オーバーフロー排出口５２が設けられている。このオーバーフロー排出口５２はオーバーフロー管路が接続され、さらにオーバーフロータンクにつながっている（いずれも不図示）。オーバーフロータンクは、例えば、吸引口と流入口を備えたペール缶や、クリンテック小泉社製ビューフィルターやインターリンクサプライ社（アメリカ）製ハイドロフィルター等も用いることができる。オーバーフロータンクの排水流入口にはフロートが付設されており、排水が満たされ、フロートが上昇すると、排水流口がフロートによって塞がれ、排水がオーバーフロータンクから溢れ出ることはない。

缶体５１には水位センサー５３が設けられている。水位センサー５３は、缶体５１の内周面において、オーバーフロー排出口５２よりも高い位置に設けられており、センサー接続ケーブル８２によって、基盤ボックス１４及び水噴霧ポンプ８１に電気的に接続されている。

缶体５１内には、処理が進むにしたがって、汚泥や汚水が徐々に貯留されていくが、上記水位センサー５３の位置まで貯留されると、水位センサー５３によってその貯留状態が検知される。この検知信号は、基盤ボックス１４及び水噴霧ポンプ８１にそれぞれ出力され、基盤ボックス１４においては警告の表示や警告音の発生などが実行され、また、水噴霧ポンプ８１では水噴霧部４０に対する水の供給が停止される。これによって、缶体５１に対して汚泥や汚水がさらに貯留されることを防止できる。

ここで、管路（経路）１２や、各部（サイクロン型遠心分離装置３０、水噴霧部４０、粉塵汚泥回収部５０、フィルター部６０、乱流発生部７０）や、噴霧管８３の出口などに、粉塵及び粉塵汚泥量を検知するセンサーを設けるとよい。これにより、管路（経路）１２などにおいて粉塵汚泥が蓄積したことを検知できるため、該当箇所における機能不全を予防でき、又は、迅速に対応することができる。このセンサーとしては、光学式センサー、風量センサー、流量センサー、ダストセンサなどを用いることができる。

缶体５１内においては、オーバーフロー排出口５２及び水位センサー５３よりも高い位置に遮蔽板５４が設けられている。遮蔽板５４は、管路（経路）１２の出口管部１２ｄの下方において、缶体５１の内周面から内側に延びるように設けられている。遮蔽板５４は、入口管部１２ｃから導入された粉塵が缶体５１の下方に落ちるのを妨げない範囲に設けられている。

粉塵汚泥回収部５０には、水噴霧部４０で汚泥となった粉塵のほかに、水噴霧部４０による噴霧水が十分に吸着されずに、ほぼ乾いた非汚泥状態の微粉塵のまま缶体５１内に至るものもある。このような微粉塵は、缶体５１内で汚泥粉塵と混じり合って回収されるものもあるが、非汚泥状態のまま出口管部１２ｄへ向かうものもある。これに対して、出口管部１２ｄの近傍に遮蔽板５４を設けることにより、非汚泥状態の微粉塵が出口管部１２ｄに向かうことを妨げることができ、遮蔽板５４に衝突することによって再び缶体５１内で落下することによって汚泥粉塵と混じり合わせることが可能となる。このような微粉塵の流れを作ることによって、粉塵汚泥回収部５０における回収量を増やすことができるため、出口管部１２ｄを経てフィルター部６０へ流れる微粉時の量を減らすことができる。

なお、図１に示す例では、出口管部１２ｄの近傍であって出口管部１２ｄの下方に遮蔽板５４を設けたが、入口管部１２ｃと出口管部１２ｄを結ぶ経路上にも設けると、非汚泥状態の微粉塵が入口管部１２ｃから出口管部１２ｄ側へ直接吸引されることを防ぐことができるため好ましい。一方、入口管部１２ｃを下方に伸ばし、缶体５１に貯められた汚泥や汚水に接するもしくは埋没させることによって、入口管部１２ｃから運ばれたほぼ乾いた微粉塵をできるだけ缶体５１にて回収できる。

＜フィルター部６０＞
フィルター部６０は、交換可能なＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルター６２を有し、粉塵汚泥回収部５０までの工程で集塵されなかった微粉塵を収集する。ＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルター６２は、フィルタハウジング６１内に配置された状態で、吸引装置２０の流入口に設けられている。フィルター部６０を設けることで、管路（経路）１２を通じて流れてきた微粉塵が吸引装置２０に流入することを防ぐことができ、これにより、吸引装置２０の故障を未然に防ぐことができる。さらに、吸引装置２０から排出される排気に含有される微粉塵を削減する効果も有する。

ＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルター６２に代えて、紙製等で微粉塵を回収できる能力を有するフィルターを用いることも考えられるが、微粉塵の回収効率を考慮するとＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルター６２を使用することが望ましい。例えば、紙製のフィルターの場合、微粉塵の回収率の低下のほかに、その多くは袋とじ部が接着剤によって接着されている場合が多く、微粉塵の流入量や吸引力によってはその接着が取れ、破損する場合がある。これに対して、ＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルター６２は、袋状、又は、通気性のあるカートリッジの内側に収納できる形状を有しており、縫合部が真空圧や風量に耐えうるように製造されている。このようなＨＥＰＡフィルターとしては、例えば、カービー社（アメリカ）製ミクロマジックハイヘパフィルターを用いると良い。また、ＨＥＰＡフィルターに準じたフィルターとして中尾フィルター社製ＴＲ−ＵＭＥ、同社ＴＲ１５３５−１−５０ＣＢ、及び、同社製テトラテックスｅＰＴＦＥメンブレンを用いても良い。また、フィルタハウジング６１は、アクリル製等による透明もしくは半透明の性状を有し、内部が確認できる機能を持つものが望ましい。これによって、ＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルター６２が詰まった場合や、破損した場合等に、速やかに判断がつきやすく、吸引装置２０への粉塵の吸い込みを防ぐことが容易になる。

以下、本実施形態に関する作用効果について説明する。図６は、サイクロン型遠心分離装置、水噴霧部、粉塵汚泥回収部、フィルター部、及び、吸引装置の有無や配置順序を変更した構成においてフィルター部で回収された粉塵量を示す表である。図７は、乱流発生部を設けた構成と設けない構成における粉塵の回収量を示す表である。

図６に示す構成１、２、３は次のとおりである。矢印は吸引装置による粉塵の流れを示している。フィルター部ではＨＥＰＡフィルターを用いている。なお、いずれの構成においても乱流発生部は設けていない。
（１）構成１
本実施形態の集塵システム１０と同様の順序で配置された構成である。集塵システム１０と同様に、水噴霧部は粉塵汚泥回収部の直前に配置されている。
吸引口→サイクロン型遠心分離装置→水噴霧部→粉塵汚泥回収部→フィルター部→吸引装置
（２）構成２
吸引口→水噴霧部→サイクロン型遠心分離装置→フィルター部→吸引装置
（３）構成３
吸引口→サイクロン型遠心分離装置→フィルター部→吸引装置

図６に示す各構成で用いた装置・部材・条件等は次の通りである。
吸引装置：モーター２機直列搭載パワーユニット、ＡＭＥＴＥＫ社製モーター１１６１１９−００
吸引する粉塵：寒水粉、１ｋｇ
吸引時間：５分
水噴霧部での噴霧水量：２００ミリリットル／分
吸引口（吸引ホース）：内径３８ｍｍ、長さ１０ｍ
サイクロン型遠心分離装置：ＨＴＣ社（スウェーデン）製ＧＬ ＰＳ

図６に示すように、水噴霧部を有しない構成３における回収量は２９ｇ、水噴霧部をサイクロン型遠心分離装置の前に配置した構成２における回収量は２２ｇであった。これに対し、水噴霧部をサイクロン型遠心分離装置の後に配置した構成１における回収量は１１ｇであった。

図６に示す結果から、まず、水噴霧部を設けることによって、粉塵を汚泥化することができるため、フィルター部より前の段階で回収しやすくなることが分かる。さらに、水噴霧部をサイクロン型遠心分離装置の後に設けるとともに、その後に粉塵汚泥回収部を設けることにより、フィルター部より前の段階での回収量をさらに増やすことができることが分かる。このようにしてフィルター部での回収量を減らすことによって、吸引装置の負担を低減でき、また、吸引装置からの排気に粉塵が混入する割合を減らすことができる。

図６に示す結果に基づいて、本実施形態の集塵システム１０では、上記構成１と同様に、サイクロン型遠心分離装置３０による乾式集塵法と、水噴霧部４０及び粉塵汚泥回収部５０をサイクロン型遠心分離装置３０の後に順に配置した湿式集塵法とを併用するようにした。この配置によって、集塵システム１０では、ＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルター６２に過大な負担をかけることがなくなるため、吸引した粉塵が集塵システム１０の外に排出される危険性を大幅に低減することができる。

図７は、以下の２つの構成Ａ、Ｂについての粉塵回収の結果を示している。下記構成Ａは本実施形態の集塵システム１０を用い、構成Ｂは構成Ａから乱流発生部を除いた構成である。
（１）構成Ａ：吸引口→サイクロン型遠心分離装置→水噴霧部→乱流発生部→粉塵汚泥回収部→フィルター部→吸引装置
（２）構成Ｂ：吸引口→サイクロン型遠心分離装置→水噴霧部→粉塵汚泥回収部→フィルター部→吸引装置

乱流発生部としては、筒内で乱流を起こし、かつ、粉塵が垂直に噴霧水に接触される割合を高めるように、筒の内周面に４〜６ｍｍの溝を有するカフス（長さ３ｃｍ）と、ブラシ（長さ１３ｃｍ、直径４ｃｍ）を備えた構成としている。

図７に示す各構成で用いた装置・部材・条件等は次の通りである。
吸引装置：モーター３機直列、ＡＭＥＴＥＫ社製モーター１１６１１９−００
吸引する粉塵：コンクリートブロック粉塵、２ｋｇ
吸引時間：１０分
吸引装置の稼働条件：電圧１００Ｖ、周波数５０Ｈｚ
水噴霧部での噴霧水量：２００ミリリットル／分
吸引口（吸引ホース）：内径３８ｍｍ、長さ１０ｍ
水噴霧部の噴霧ノズルの噴射角度（広がり角度）：５０度

図７に示すように、サイクロン型遠心分離装置における回収量は構成Ａと構成Ｂとほぼ同量である。これに対して、ＨＥＰＡフィルターでの回収量は、乱流発生部を設けた構成Ａの方が構成Ｂよりも明らかに少なくなっている。したがって、乱流発生部を設けることによって、粉塵汚泥回収部における回収率が高まっていることが分かる。これは、水噴霧部において水が十分付着されなかった粉塵があったとしても、乱流発生部で粉塵の流れに乱れを生じさせることによって、汚泥化されていない粉塵に多くの水分を接触させることが可能となっていると考えられる。よって、構成Ａのように乱流発生部を設ければ、サイクロン型遠心分離装置と粉塵汚泥回収部によって、全吸引量の９９．９％以上の粉塵が回収されるため、フィルター部において目詰まりを起こしづらくなり、かつ、吸引装置の排気口から粉塵が漏れることを十分に抑えることができる。よって、作業現場における労働環境の改善に資することができ、集塵システム１０の性能の向上に乱流発生部が有効であることが分かる。

集塵システム１０を構成する、サイクロン型遠心分離装置３０、水噴霧部４０、乱流発生部７０、粉塵汚泥回収部５０、及び、フィルター部６０は、互いに独立したものを管路（経路）１２によって結合して用いている。このため、それぞれを取り出して簡便に保守点検や補修を行うことができる。また、各部・各装置においては、回収する粉塵の種類などに応じた適切な仕様の装置等に置き換えることを簡単に行うことができる。さらに、各部・各装置において、小型化された装置等を用いることによって、集塵システム１０全体として小型軽量化を図ることができる。これにより、小型トラックなどによって現場へ運搬することができる可動性が得られる。また、小型であるため、小規模な現場、狭所、高所の現場などのあらゆる作業現場で使用することができる。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的又は本発明の思想の範囲内において改良又は変更が可能である。

以上のように、本発明に係る集塵システムは、効率よく粉塵を回収でき、かつ、保守点検の簡便化等の点で有用である。

１０ 集塵システム
１１ 吸引口
１２ 管路（経路）
１２ａ、１２ｃ 入口管部
１２ｂ、１２ｄ 出口管部
１３ 連結管
１４ 基盤ボックス（操作パネル）
２０ 吸引装置
３０ サイクロン型遠心分離装置
３１ 外筒
３２ 内筒
３３ａ 第２サイクロン
３３ｂ サイクロン入口
３４ 隔壁
３５ａ 第１空間
３５ｂ 第２空間
３５ｃ 第３空間
３５ｄ 第４空間
３５ｅ 第５空間
３６ 底壁
３７ シールパッキン
３８ ヒンジ
４０ 水噴霧部
４１ 噴霧ノズル
４２ 噴霧孔
４３ ニップル
４４ ノズルホルダー（パッキン付）
４５ カラン（留め）
４６ カプラー
５０ 粉塵汚泥回収部
５１ 缶体
５２ オーバーフロー排出口
５３ 水位センサー
５４ 遮蔽板
６０ フィルター部
６１ フィルタハウジング
６２ ＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルター
７０ 乱流発生部
７１ 溝部
７２ ブラシ部
８０ 水タンク
８１ 水噴霧ポンプ
８２ センサー接続ケーブル
８３ 噴霧管

Claims (8)

1. 吸引装置の吸引力によって、吸引口から粉塵を吸引する集塵システムであって、
   前記吸引口側から前記吸引装置側への経路において、
   前記吸引口から吸引された粉塵を回収するサイクロン型遠心分離装置と、
   水の噴霧によって粉塵を泥化する水噴霧部と、
   粉塵汚泥を回収する粉塵汚泥回収部と、
   微粉塵を回収するフィルター部と、
   が順に設けられており、
   前記吸引口から吸引され、前記サイクロン型遠心分離装置で回収されなかった粉塵の流れに乱れを含ませる乱流発生部を設け、
   前記フィルター部はＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルターを有することを特徴とする集塵システム。
2. 前記乱流発生部は、前記水噴霧部と前記粉塵汚泥回収部との間に設けられている請求項１に記載の集塵システム。
3. 前記乱流発生部は、前記サイクロン型遠心分離装置と前記水噴霧部の間に設けられている請求項１又は請求項２に記載の集塵システム。
4. 前記水噴霧部は、前記乱流発生部に設けられている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の集塵システム。
5. 前記乱流発生部は、前記経路に沿って延びる管部において、その内周面の周方向に周回形成された螺旋溝を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の集塵システム。
6. 前記乱流発生部は、前記経路に沿って延びる管部内に、前記経路と交差するようにメッシュ部を設けることで形成される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の集塵システム。
7. 前記乱流発生部は、前記経路に沿って延びる管部内に、複数の羽根状部材を配置することで形成される請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の集塵システム。
8. 前記水噴霧部は、水を噴霧する噴霧ノズルを備え、前記噴霧ノズルは広がり角度を有する扇状に噴霧できる構造を成している請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の集塵システム。

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