JP7035844B2

JP7035844B2 - 集塵装置

Info

Publication number: JP7035844B2
Application number: JP2018120563A
Authority: JP
Inventors: 知己武藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2038-06-26
Also published as: JP2020000965A

Description

本発明は、外部から火種になりうる粉塵を含む空気を貯水容器内に導入させてから外部に排出させるように流通させる過程において当該空気中の前記粉塵を捕集する集塵装置に関する。

特許文献１には、溶接作業時に発生するスパッタ等を含む粉塵を集めて消火する集塵用消火装置が記載されている。

この集塵用消火装置は、吸引した粉塵が有底筒状の貯水容器内に取り込まれ、この貯水容器内に配置される筒状の排出筒の底側開口から上向きに吸引されるように構成されており、前記粉塵が前記貯水容器から前記排出筒に移動する過程で前記貯水容器内の水に接触して消火されるようになっている。

特開２０１２―１１５５６３号公報

上記特許文献１では、集塵用消火装置の運転経過に伴い前記貯水容器内の水位が低下することにより前記貯水容器内の水と前記排出筒の下端との間の隙間が大きくなると、前記粉塵が前記貯水容器内の水に接触せずに前記排出筒に吸引される可能性が高くなる。

このような事情に鑑み、本発明は、貯水容器内の水位が低下した場合でも、火種になりうる粉塵を貯水容器内の水に高い確率で接触可能とすることを目的としている。

本発明は、外部から火種になりうる粉塵を含む空気を貯水容器内に導入させてから外部に排出させるように流通させる過程において当該空気中の前記粉塵を捕集する集塵装置であって、内部に所定水位の水が貯留される貯水容器と、外部から前記火種になりうる粉塵を含む空気を前記貯水容器内に導入させてから外部に排出させるような流れを作る吸引手段と、を備え、前記貯水容器内には、当該貯水容器の上方から導入される空気を当該貯水容器内の水面に吹き付けるように案内する案内路が設けられており、この案内路の下側開口には、前記貯水容器内の水面に接触させられる吊り下げ部材が取り付けられていて、この吊り下げ部材の下端には、前記貯水容器内の水に浮く錘が設けられており、前記集塵装置の運転中、前記吊り下げ部材が前記貯水容器の水位の変化に追従して姿勢変化することによって、前記貯水容器内の水面と前記案内路の下側開口との間が前記吊り下げ部材によって閉塞される状態に保たれる、ことを特徴としている。

この構成では、下端に浮力を有する錘を取り付けた吊り下げ部材が、前記貯水容器内の水位の高低変化に関係なく、前記貯水容器内の水中に深く埋没することなく、水面に浮いて触れる状態になる。

これにより、前記貯水容器内の水の水位が低下した場合でも、前記吊り下げ部材が前記水位の低下に追従して姿勢変化することに伴い、前記吊り下げ部材が前記貯水容器内の水面に浮いて触れた状態つまり前記貯水容器内の水と前記案内路の下側開口との間が前記吊り下げ部材によって閉塞された状態に保たれることになる。

これにより、前記案内路に導入される空気中の火種になりうる粉塵が前記貯水容器内の水に接触させられて消火される確率が可及的に高くなる等、集塵能力が可及的に向上するようになる。

ところで、上記集塵装置において、前記案内路は、前記貯水容器の一側壁の内面と、当該貯水容器内において前記一側壁の内面に非接触に対向するように設けられる仕切板とで形成され、前記吊り下げ部材は、柔軟に弾性変形可能な材料でシート状に形成されかつ前記仕切板の下端に取り付けられる、構成とすることができる。

ここでは、前記案内路の構成と、前記吊り下げ部材の素材ならびに形状を特定している。この特定により前記貯水容器内の水の水位が低下したときに前記吊り下げ部材が前記水位に追従して姿勢変化しやすくなることが明らかになる。

また、上記集塵装置において、前記貯水容器内に貯留される水の水位は、前記吊り下げ部材が前記案内路の下側開口に水平方向に沿って倒されたような状態が基準水位に設定され、また、前記吊り下げ部材が鉛直方向に沿って起立するような状態が下限水位に設定される、構成とすることができる。

この構成では、前記貯水容器内の水が前記下限水位になったときでも、前記吊り下げ部材が前記貯水容器内の水に浮いて触れた状態に保たれるから、前記案内路に導入される空気中の火種になりうる粉塵が前記水に接触させられる状態が保たれる。

本発明に係る集塵装置は、貯水容器内の水位が低下しても、火種になりうる粉塵を貯水容器内の水に高い確率で接触させることが可能になる。

本発明に係る集塵装置の一実施形態を示す断面図である。図１において貯水容器内の水位が低下したときの様子を示す断面図である。図２において水位がさらに低下したときの様子を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図３に本発明の一実施形態を示している。図中、１は集塵装置の全体を示している。

集塵装置１は、例えばアーク溶接の作業時に発生する粉塵を捕集する装置であって、貯水容器１０、吸引ファン２０、接続ダクト３０、ウォータキャッチャ４０、返還流路５０、吐出ダクト６０等を備えている。

貯水容器１０は、箱状の外形に形成されていて、その内底部に所定量の水１１が貯留されている。

この貯水容器１０内には、吸引ファン２０によりアーク溶接の作業場所から火種となりうる粉塵を含む空気１２が取り込まれ、この空気１２中の火種となりうる粉塵を水１１に接触させることにより消火するものである。

貯水容器１０には、吸引フード１３、案内路１４、水位計１５等が設けられている。

吸引フード１３は、例えば口径が一方向に向けて漸次拡がった角錐形の漏斗状に形成されている。この吸引フード１３の小さい口径側が貯水容器１０の一側壁１０ａの上方に設けられた上部開口１０ｂに連通するように取り付けられており、また、吸引フード１３の大きい口径側がアーク溶接の作業場所に開放される。

案内路１４は、貯水容器１０の上部開口１０ｂから貯水容器１０内に導入される空気を当該貯水容器１０内の水面へ吹き付けるように案内する通路である。

この案内路１４は、貯水容器１０の一側壁１０ａの内面と、当該貯水容器１０内において一側壁１０ａに非接触に対向するように設けられる仕切板１４ａとで形成されるものであって、一側壁１０ａの内面と仕切板１４ａとの対向空間とされる。この案内路１４の下側開口は、貯水容器１０の水１１と仕切板１４ａの下端との間の隙間になっている。

水位計１５は、貯水容器１０の側方に設けられる水位検出室１０ｃに貯水された水１１の水位を測定するものであって、この測定結果に基づいて貯水容器１０内の水位を検出することができる。

吸引ファン２０は、アーク溶接の作業場所から火種となりうる粉塵を含む空気１２を貯水容器１０内に導入させてから外部に排出させるような流れを作る吸引手段であって、例えば貯水容器１０の天壁に取り付けられている。

具体的に、吸引ファン２０を作動させると、貯水容器１０内の空気を吸引することにより、貯水容器１０の内部が負圧となるため、前記アーク溶接の作業場所から粉塵を含んだ空気１２が吸引フード１３および案内路１４を経て貯水容器１０内に吸引されることになり、また、水１１のしぶき等を含んだ空気１２を接続ダクト３０に排出する。

接続ダクト３０は、蛇腹状管３１を備え、この蛇腹状管３１を外側から外管３２で覆った二重管のようになっている。

この接続ダクト３０の一方端部が吸引ファン２０に接続されており、接続ダクト３０の他方端部がウォータキャッチャ４０に接続されている。

そして、蛇腹状管３１の波打ち内面は、吸引ファン２０から排出された空気１２を乱流にすることにより、当該空気１２の勢いを抑制して、空気１２に含まれる水を分離することに役立つ。この分離された水はウォータキャッチャ４０に導かれるようになっている。

ウォータキャッチャ４０は、接続ダクト３０から導入される水を捕集し、返還流路５０を介して貯水容器１０に返還する。このウォータキャッチャ４０には、蛇腹状管３１を通過する空気１２に含まれる水の通過の有無を確認することが可能となるのぞき窓４１が設けられている。

返還流路５０は、ウォータキャッチャ４０と貯水容器１０とを連通連結するものであって、例えば柔軟なホース、あるいは硬質なパイプ等の管状部材とされる。

吐出ダクト６０は、吸引ファン２０から接続ダクト３０及びウォータキャッチャ４０を介して流入する空気１２を外部へ吐出するものであって、ボリュームダンパ６１が設けられている。

ボリュームダンパ６１は、吐出ダクト６０から排出される排気量を調整するものであって、このボリュームダンパ６１を調整することによって吸引フード１３から取り込まれる空気の風量を調整することができる。

そして、この実施形態では、貯水容器１０内の水１１の基準水位（図１参照）において、案内路１４の下側開口つまり仕切板１４ａの下端が水１１に非接触になるように設定されており、この仕切板１４ａの下端には吊り下げ部材１６が取り付けられており、この吊り下げ部材１６の下端には錘１７が設けられている。

吊り下げ部材１６は、貯水容器１０内の水１１の水面に接触させられるものであって、柔軟に弾性変形可能な材料（例えばナイロンと呼ばれるポリアミド合成樹脂等）でシート状に形成されている。この吊り下げ部材１６は、要するに、カーテンまたは暖簾のように動きうることが可能になっている。

錘１７は、貯水容器１０内の水１１に浮くとともに、自重により吊り下げ部材１６を下向きに引っ張るように作用する。

なお、貯水容器１０内に貯留される水１１の水位は、図１に示すように吊り下げ部材１６が案内路１４の下側開口に水平方向に沿って倒されたような状態が基準水位に設定され、また、図３に示すように吊り下げ部材１６が鉛直方向に沿って起立するような状態が下限水位に設定される。なお、図２には、貯水容器１０内の水１１の水位が中間水位の状態を示している。

このように、下端に浮力を有する錘１７を取り付けた吊り下げ部材１６であれば、貯水容器１０内の水位が図３に示す下限水位でも図１に示す上限水位でも、貯水容器１０内の水中に深く埋没することなく、水１１の水面に浮いて触れる状態が保たれることになる。

但し、貯水容器１０内の水位が前記下限水位よりも下回ったときには、給水を行うようにすることが好ましい。そこで、前記下限水位を下回ったことを水位計１５の測定結果に基づいて検出したときに、給水を実行させるように管理することが可能である。

次に、上述した集塵装置１の動作を説明する。

図１から図３の状態において、ボリュームダンパ６１を調整して、吸引ファン２０を作動させると、貯水容器１０内の空気１２を吸引することによって貯水容器１０の内部が負圧状態になるので、案内路１４内の空気１２が吊り下げ部材１６および錘１７と水面との間から潜り抜けることになって水１１を巻き上げるようになるとともに、アーク溶接の作業場所内の空気１２を貯水容器１０の案内路１４内に吸引することになる。

このように案内路１４内に導入される空気１２には火種となりうる粉塵が含まれていることがあるが、この粉塵を含む空気１２は案内路１４により貯水容器１０内の水１１に吹き付けられるように案内される。これにより、当該空気１２中の粉塵が水１１に接触して消火されることになって水１１中に混入（捕集）されることになる。

このようにして粉塵が除去された空気１２は、吊り下げ部材１６および錘１７と水面との間を潜り抜けて貯水容器１０の上方へ吸引されて、接続ダクト３０へ排出される。

この接続ダクト３０に排出された空気１２には、水１１のしぶきが混入するようになるが、この空気１２中に含まれる水１１は接続ダクト３０における蛇腹状管３１の内面によって捕集されて、返還流路５０を介して貯水容器１０内に返還される。そして、水が除去された空気１２が、ウォータキャッチャ４０及び吐出ダクト６０を介して外部へ排出される。

このような集塵装置１により、アーク溶接の作業場所内の粉塵を所定の濃度以下に保つことが可能になる。

以上説明したように本発明を適用した実施形態によれば、下端に浮力を有する錘１７を取り付けた吊り下げ部材１６が、貯水容器１０内の水位の高低変化に関係なく、貯水容器１０内の水中に深く埋没することなく、水面に浮いて触れる状態になる。

これにより、集塵装置１の運転経過に伴い貯水容器１０内の水１１の水位が図２または図３に示すように低下した場合でも、吊り下げ部材１６が前記水位の低下に追従して姿勢変化することに伴い、吊り下げ部材１６が貯水容器１０内の水１１に浮いて触れる状態つまり貯水容器１０内の水と案内路１４の下側開口との間が吊り下げ部材１６によって閉塞される状態に保たれることになる。

そのため、案内路１４に導入される空気１２中の火種になりうる粉塵が貯水容器１０内の水１１に接触させられて消火される確率が可及的に高くなる等、集塵能力が可及的に向上する。

しかも、図１から図３に示す状態において、吊り下げ部材１６が貯水容器１０内の水１１に浮いて触れる状態に保たれるから、案内路１４から吸引される空気１２中の火種になりうる粉塵が水１１に接触させられて消火された後で、当該粉塵が除去された空気１２が吊り下げ部材１６と水面との間を潜り抜けることが可能になっている。

そのため、吸引ファン２０による風量を過剰に強くする必要が無くなるので、貯水容器１０内の水１１が巻き上げられて空気１２に混入した状態で排出されることを抑制できるようになる。これにより、貯水容器１０内の水１１の減少を抑制できるようになるので、貯水容器１０への給水の頻度を低減することが可能になる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

（１）上記実施形態では、案内路１４を貯水容器１０の一側壁１０ａと仕切板１４ａとで形成する例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。例えば図示していないが、案内路１４を円筒形または角筒形等の筒形部材とし、これを貯水容器１０内に設置したものも本発明に含まれる。

（２）上記実施形態では、錘１７を吊り下げ部材１６と別体にした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。例えば図示していないが、錘１７を吊り下げ部材１６と一体に形成したものも本発明に含まれる。

本発明は、外部から火種になりうる粉塵を含む空気を貯水容器内に導入させてから外部に排出させるように流通させる過程において当該空気中の前記粉塵を捕集する集塵装置に好適に利用することが可能である。

１集塵装置
１０貯水容器
１０ａ一側壁
１０ｂ上部開口
１１水
１２空気
１３吸引フード
１４案内路
１４ａ仕切板
１５水位計
１６吊り下げ部材
１７錘
２０吸引ファン

Claims

外部から火種になりうる粉塵を含む空気を貯水容器内に導入させてから外部に排出させるように流通させる過程において当該空気中の前記粉塵を捕集する集塵装置であって、
内部に所定水位の水が貯留される貯水容器と、
外部から前記火種になりうる粉塵を含む空気を前記貯水容器内に導入させてから外部に排出させるような流れを作る吸引手段と、を備え、
前記貯水容器内には、当該貯水容器の上方から導入される空気を当該貯水容器内の水面に吹き付けるように案内する案内路が設けられており、
この案内路の下側開口には、前記貯水容器内の水面に接触させられる吊り下げ部材が取り付けられていて、この吊り下げ部材の下端には、前記貯水容器内の水に浮く錘が設けられており、
前記集塵装置の運転中、前記吊り下げ部材が前記貯水容器の水位の変化に追従して姿勢変化することによって、前記貯水容器内の水面と前記案内路の下側開口との間が前記吊り下げ部材によって閉塞される状態に保たれる、ことを特徴とする集塵装置。