JP7341467B2 - 集塵機及び濾過機付き集塵機 - Google Patents

Description

本発明は、集塵機と濾過機付き集塵機に関する。

金属部品等に対してレーザー加工を行う際には、ヒュームと呼ばれる微細な金属粒子が発生する。同様に、溶接を行う際にもヒュームが発生する。金属の切削加工を行う現場では、金属粉が発生する。塗装を行う現場では、塗料の飛沫が発生する。食品の加工工場では、例えば、米粉などの穀物粉などが発生する。上記のような塵芥は、空気中に拡散して、作業者に吸引されると健康被害を生じさせるおそれがある。また、食品の加工工場や厨房では、食用油脂等を加熱することにより、霧状の油が発生し、工場の内装や設備が汚染される。

上記のような塵芥を捕集するための手段として、例えば、以下の特許文献１ないし３のような湿式集塵機が提案されている。

特開平１１－２４１４号公報 特開２０１８－１１１０６２号公報 特許第６３４１５８５号公報

特許文献１ないし３の集塵機は、いずれも空気を吸引して、貯留槽に含まれる液体と吸引した気体とを巻き上げるように接触させて、ミストを含む気体を発生させるものである。ミストを発生させることによって、気体に含まれる塵芥が捕捉される。

本発明者らが検証したところ、吸気口から単位時間当たりに吸気する気体の量、すなわち吸気の流速を大きくするほどより小さい粒径の塵芥を捕集することが可能となり、また、より大きな容積の空間を浄化することができることが分かった。しかしながら、吸気の流速を大きくすると、貯留槽に貯留された液体が排気口から漏出してしまうことが明らかになった。

液体には、捕捉された塵芥が分散しているため、装置の外に液体が漏出すると、環境中に塵芥が漏出することになり好ましくない。液体が装置の外に漏出するに至らず、排出口の周辺で乾燥するに留まることもある。しかしながら、液体が排気口の周辺で乾燥すると液体に含まれていた塵芥が再び固体化して、排気口から環境中へ漏出しやすくなるので、これも好ましくない。

本発明は、排気口から捕集用の液体が漏出しにくい構造を有する集塵機、及び濾過機を備える濾過機付き集塵機を提供することを目的とする。

空気に含まれる塵芥を捕集する集塵機であり、集塵機は、塵芥を捕集する液体を貯留する貯留槽と、貯留槽の上方に貯留槽の一部を覆うように配され、吸引された気体と貯留槽の液体との混合流を巻き上げる気液混合部と、貯留槽の上方に配され、貯留槽の一部を覆うカバーと、カバーの上部に配される整流装置とを備えており、整流装置は、気液混合部から排出された気体と液体の混合流を受ける整流板を備えており、整流板で受けた前記混合流は、カバーに設けられた貫通穴を経て貯留槽へと還流する集塵機により、上記の課題を解決する。この集塵機では、貯留槽の上方に、貯留槽の一部を覆うように配されるカバーと、貯留槽の一部を覆うように配される気液混合部とを有する。貯留槽の液面の一部が前記部材に覆われているので、吸気口から吸引された気体により貯留槽の液体が無制限に巻き上げられて排気口から漏出することが防止される。上記の集塵機では、気液混合部で巻き上げられた前記混合流によって、塵芥を捕捉する。この混合流は、整流装置の整流板に受け止められ、カバーに設けられた貫通穴を経て貯留槽へと還流される。このため、前記混合流に含まれる液分が、無制限に排気口へと導かれて、排気口から漏出することが防止される。

さらに、上記の集塵機に加えて、濾過機を有する濾過機付き集塵機によって、上記の課題を解決する。

上記の集塵機及び濾過機付き集塵機において、整流装置は整流板を支持する複数の支持体をさらに備えており、支持体は整流板が延在する左右方向に所定の間隔を空けて配置されており、複数の支持体の間を整流板で受けた液体が通過するように構成することが好ましい。支持体を設けることによって、整流板を構成する面の強度を向上させて、前記混合流の圧力によって変形しにくくすることができる。また、整流板で受けた液体が通過するようにすることで、液体が貫通穴を経て貯留槽へ還流しやすくすることができる。

上記の集塵機及び濾過機付き集塵機において、支持体には、前記混合流に対して近づく方向又は離れる方向に整流板の位置を調節する複数の凹状の溝を備える構成とすることが好ましい。吸引された気体の流速に依存して、前記混合流が排出される位置が変化することがある。前記混合流に対して近づく方向又は離れる方向に整流板の位置を調節することができるようすれば、集塵機の条件に応じて、整流板の位置を最適化することが可能になる。

上記の集塵機及び濾過機付き集塵機において、整流板には、集塵機の左右方向に対する位置のずれを防止する凹状の溝を配することが好ましい。凹状の溝を配することにより、整流板が前記混合流を受けた際に、整流板の位置が左右にずれることを防止することができる。

上記の集塵機及び濾過機付き集塵機において、気液混合部及びカバーは、互いに接続されており、気液混合部が吸気口を基準として上流側に位置し、カバーが吸気口を基準として下流に位置するように構成することが好ましい。

上記の集塵機及び濾過機付き集塵機において、整流装置は、気液混合部、カバー、及び集塵機の内壁で構成される凹部に内嵌めすることができる形状であることが好ましい。整流装置を、前記凹部に内嵌めすることができる程度の寸法とすることにより、整流装置を取り付ける際の位置を容易に定めることが可能となる。また、取り付けた後に、整流装置の位置がずれにくくなる。

上記の集塵機及び濾過機付き集塵機において、整流装置の支持体は、整流板で受けた前記混合流に含まれる液体を、整流板が延在する左右方向に通過させるための切欠部を有する形状とすることが好ましい。これによって、整流板で受けた液体が貫通穴を経て貯留槽へ還流しやすくすることができる。

上記の集塵機及び濾過機付き集塵機において、カバーに設けた前記貫通穴には、貯留槽を仕切る仕切部が設けられた構成とすることが好ましい。仕切部を設けることによって、気液混合部に流入する気体等によって乱された貯留槽の液面の乱れの影響が、貫通孔における液面に波及しにくくすることができる。これによって、液面の乱れによって、貫通孔から液体が逆流することを防止することができる。

本発明によれば、排気口から捕集用の液体が漏出しにくい構造を有する集塵機、及び濾過機を備える濾過機付き集塵機を提供することができる。

集塵機の一実施形態を示す断面図である。 図１において一点鎖線で囲んだ領域を拡大した断面図である。 整流装置の一例を示す斜視図である。 図３の整流装置を分解した状態を示す斜視図である。 図１のＡ部を、集塵機の背面側の壁に設けられた蓋体を取り外した状態で示す斜視図である。 集塵機の他の実施形態を示す断面図である。 液切装置の一例を上から見た状態を示す平面図である。 図７のＢＢ部における断面図である。 図６のＣ部における断面図である。 液切装置の他の例を上から見た状態を示す平面図である。 複数の屈曲部材をユニット化させた状態を示す斜視図である。 濾過機付き集塵機の一実施形態を示す断面図である。 図１２のＤ部を拡大して示した斜視図である。 整流装置を備えていない集塵機における液滴の挙動を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の集塵機の一実施形態とその変形例について説明する。その後、濾過機付き集塵機の一実施形態について説明する。以下に示す各実施形態は、集塵機、及び濾過機付き集塵機の一例にすぎず、本発明の技術的範囲は、これに限定されるものではない。

本実施形態の集塵機１は、図１に示したように、塵芥を含有する気体を吸引する吸引口を有するダクト１１と、ダクト１１の下方に設けられており、ダクト１１から吸引された気体に含まれる塵芥を捕集する液体を貯留する第１貯留槽１２と、第１貯留槽１２を通過した気体に含まれる塵芥を捕集する液体を貯留する第２貯留槽１３と、集塵機１の内部の気体を吸引して、吸引した気体を外部に排出するブロア１４と、ブロア１４の吐出側に設けられる排気ダクトとを有する。排気ダクトの端部は、排気音を低減して気体を集塵機１の外に排出する排気口として機能する。

第１貯留槽１２では、ダクト１１から吸引された塵芥のうち比重の大きい塵芥が捕集される。比重の大きい塵芥は、ダクト１１の内壁に接触するなどして、弾き飛ばされて第１貯留槽１２に貯留された液中に沈降して捕集される。第１貯留槽１２に貯留する液体は、塵芥の比重、ｐＨ、粘性、極性などの物性に応じて選択すればよい。後述する第２貯留槽に貯留する液体についても同様である。例えば、液体として、水を使用することができる。

第１貯留槽１２と第２貯留槽１３とは、第１隔壁１５によって仕切られている。第１隔壁１５によって、第１貯留槽１２に貯留された液体と、第２貯留槽１３に貯留された液体とが混じり合わないようにされている。第１貯留槽１２は、集塵機１の底板と、第１隔壁１５と、集塵機１の左右の側壁と、集塵機の正面側の壁１７とで構成される。第２貯留槽１３は、集塵機１の底板と、第１隔壁１５と、集塵機１の左右の側壁と、集塵機の背面側の壁１６とで構成される。

第１隔壁１５の上方には、集塵機の上下方向に沿って冤罪する第２隔壁１８が配されている。第１隔壁１５と第２隔壁１８との間には、間隔１９が設けられている。間隔１９には、気体に含まれる液分を除去するための邪魔板として複数のアングル材２０が配されている。第１貯留槽１２で比較的に比重の大きい塵芥が除去された気体は、間隔１９に配された複数のアングル材２０の間を通って、第２貯留槽１３に貯留された液体の上方の空間へと進む。

第２貯留槽１３の上方には、図１及び図２に示したように、吸気口から吸引された気体と第２貯留槽１３に貯留された液体との混合流を巻き上げる気液混合部２１と、第２貯留槽の上方に配され、第２貯留槽１３の一部を覆うカバー２２とが配される。気液混合部２１及びカバー２２は、それぞれ、第２貯留槽１３の一部を覆うように配される。本実施形態の集塵機１では、第２貯留槽１３は、上述の第１隔壁１５と第２隔壁１８との間に設けられる間隔１９と、後述する貫通孔２３を除けば、気液混合部２１とカバー２２とによって、閉鎖された構造となっている。気液混合部２１及びカバー２２は、集塵機の左右の側壁に固定されている。カバー２２の一端部は、集塵機の背面側の壁１６に固定されている。第１隔壁１５、及び第２隔壁１８の両端部は、集塵機の左右の側壁に固定されている。後述する第３隔壁２７、液切板２４、２５、２６についても、同様である。

気液混合部２１は、貯留槽に貯留された液体と、吸気口から吸引された気体とを、接触させ気液混合流を発生させて、当該混合流を巻き上げることができるものであればよい。本実施形態の集塵機１では、気液混合部２１は、湾曲部を有する板状部材から構成されている。気液混合部２１の両端部は、集塵機の左右の側壁に固定されている。板状部材の下端部は第２貯留槽１３に貯留された液体の液面下に位置する。第１隔壁１５と第２隔壁１８との間に設けられる間隔１９から吸気口から吸引された気体が噴き出されると、図２において円弧状の矢印で示したように、板状部材の下端部に沿って、気体が移動する際に、板状部材の上の液体を巻き込みながら、湾曲部に沿って上方に気体と液体との混合流が巻き上げられる。この際に、液体がミスト状の微細な粒子を含む液滴状に分散して、気体に含まれる塵芥と液体との接触面積が飛躍的に増大する。

気体に含まれる塵芥のうち、第１貯留槽１２で捕集された塵芥に比して、比重が小さいものは、第２貯留槽１３で発生した上記のミスト状の液体に捕捉される。また、比重が小さい塵芥のうちの一部は、板状部材の下端部で気体と液体が接触する際に、第２貯留槽１３に貯留された液体によっても捕集される。

上記の気液混合部２１の上方には、複数の液切板２４、２５、２６が設けられる。下段に設けられる液切板２４は、第２隔壁１８から斜め下方に延在する。中段の液切板２５は、集塵機１の背面側の壁１６から斜め下方に延在する。上段の液切板２６は、第３隔壁２７から斜め下方に延在する。なお、第３隔壁２７は、上述のダクト１１が設けられる空間と、上段の液切板２６よりも上の空間、すなわちブロア１４が気体を吸引する空間とを隔てるものである。それぞれの液切板２４、２５、２６には、端部を下方に屈曲させた形状の返しが設けれている。各液切板の傾斜と、返しとにより、液切がなされる。

下段の液切板２４と気液混合部２１との間には、間隔２８が設けられる。この間隔２８には、邪魔板として複数のアングル材２９が配置される。気液混合部２１によって巻き上げられた前記の混合流は、図２において右斜め下方向の矢印で示したように、複数のアングル材２９の間から斜め下方に排出される。

第２貯留槽１３の上方には、貫通孔２３が設けられた板状のカバー２２が設けられている。集塵機１の左右方向におけるカバー２２の両端部は、集塵機の左右の側壁に固定されている。集塵機１の前後方向におけるカバー２２の一端部は、集塵機１の背面側の壁１６に固定されている。集塵機１の前後方向におけるカバー２２の他端部は、気液混合部２１に固定されている。これによって、気液混合部２１、カバー２２、集塵機１の内壁で構成される凹部３０が形成されている。そして、この凹部３０に後述する整流装置４が収納されている。上記のカバー２２には、図２及び図５に示したように、第２貯留槽１３に連通する貫通孔２３が設けられている。貫通孔２３には、図２に示したように、仕切部３１として上端部が貫通孔２３と連通し、下端部が第２貯留槽１３と連通する管状部材が接続されている。仕切部３１によって、貫通孔２３の下の液面は区画されている。気液混合部２１の下端部と第１隔壁との間の間隔１９に吹き付けられた気体によって第２貯留槽１３の液面は乱されやすくなる。貫通孔２３の下方の液面は、仕切部３１によって区画されているので、液面の乱れが波及しにくくなっており、貫通孔２３から第２貯留槽１３の液体が逆流しにくくなっている。

カバー２２の上部には、図２及び図５に示したように、整流装置４が配置される。整流装置４は、整流板４１を備えており、複数のアングル材２９の間から斜め下方に排出される前記混合流を受けとめる。整流板４１で受け止められた混合流は、整流板４１に沿って、カバー２２の上に流れ落ち、カバー２２に設けられた貫通孔２３を経て第２貯留槽１３へと還流する。前記の混合流には、吸気口から吸引された塵芥が含まれている。塵芥は、液体と共に第２貯留槽１３へと還流される。整流板４１は、カバー２２の上方へ突出し、間隙２８の斜め下に配置される。

図１４に示したように、整流装置４を省略した集塵機では、複数のアングル材２９の間から排出された前記混合流は、吸気口から吸引された気体に押されて、集塵機の背面側の壁１６を液体が伝うようにして、集塵機１の排気口へと押し出される。その結果、集塵機１の排気口から塵芥を含む液体が漏出し、環境中に塵芥が放出されてしまう。

本実施形態の集塵機１では、整流板４１は、集塵機１の左右の側壁の間に延在する方形の板状部材であり、前記混合流を受ける面は、集塵機１の上下方向に沿って延在する。

本実施形態の集塵機１では、整流装置４は、整流板４１の下端部に複数の支持体４２を備える。図３及び図５に示したように、複数の支持体４２は、整流板４１を支持すると共に、整流板４１の面の強度を補強する。複数の支持体４２によって、整流板４１を支えることによって、前記混合流が整流板４１に当たった際に、整流板４１を変形しにくくすることができる。複数の支持体４２は、整流板４１が延在する左右方向に直交する方向に所定の間隔を空けて配置されている。このため整流板４１で受けた前記混合流が複数の支持体４２の間を自由に通過して、前記貫通孔２３を経て、第２貯留槽１３へ円滑に還流することができる。

個々の支持体４２は、図４に示したように、整流板４１が延在する左右方向に、整流板４１で受けた前記混合流を通過させる切欠部４２１を有する形状である。この切欠部４２１によって、整流板４１の長手方向が延在する集塵機１の左右方向に沿って、前記混合流が自由に支持体４２を通過することができる。これによって、前記混合流が、切欠部４２１及び前記貫通孔２３を経て、第２貯留槽１３へ円滑に還流することができる。

図４に示したように、支持体４２は、整流板４１が延在する左右方向に直交する方向に沿ってその長手方向が延在する板状の部材であり、長方形上の上部４２２と、上部４２２から下方に延びる３つの脚部４２３とを有している。各脚部４２３の間に切欠部４２１を有する形状である。

整流板４１の左右方向における長さは、集塵機１の左右の側壁の間隔の長さに略同一である。また、左右方向に直交する方向における各支持体４２の長さは、集塵機１の背面側の板と気液混合部２１との間隔と略同一である。すなわち、整流装置４は、気液混合部２１、カバー２２、及び集塵機の内壁で構成される前記凹部３０に内嵌めすることができる程度の寸法にされている。整流装置４は、溶接や接着剤などによりカバー２２に対して固定せず、カバー２２の上部に載置しておくだけでも、前記混合流を受けた際に整流装置４の位置がずれにくくなっている。

個々の支持体４２には、整流板４１が延在する左右方向に直交する方向に対して、所定の間隔を空けて複数の凹状の溝４２４が配されている。この溝４２４によって、整流板４１固定する位置を多段に変更することが可能になっている。このため、整流板４１と支持体４２とは、着脱可能に構成されている。例えば、前記混合流に近い位置の溝４２４に整流板４１を嵌めることも可能であるし、前記混合流から離れた位置の溝４２４に整流板４１を固定することも可能である。前記混合流が噴出する位置は、吸気口から吸引される空気の流速、又は集塵機の容積などによって変化する。このような条件に合わせて、整流板４１を固定する位置を変更することができる。

図４に示したように、左右方向に所定の間隔を空けて、整流板４１にも凹状の溝４１１が設けられている。この溝４１１によって、前記混合流を整流板４１で受けた際に整流板４１や支持体４２の位置が左右方向にずれることが防止される。前記溝４２４と溝４１１を嵌め合わせることで、整流板４１と支持体４２とは、左右方向と直交方向の双方への位置がずれないように固定することができる。

上記の整流装置４は、単独で使用した場合にも、吸気口から吸引する空気の流速を上昇させた場合に、排気口から液体や塵芥が漏出するのを防止することができる。また、上記の整流装置４は、例えば、図７に示した液切装置５又は図９に示した複数の屈曲部材６と組み合わせることで、吸気口から吸引する空気の流速をさらに上昇させることが可能になる。

液切装置５は、図６ないし図８に示したように、液切板２４の上にガイド部材５１をスペーサーとして固定し、前記ガイド部材５１の上に板状部材５２を固定した構成を有する。ガイド部材５１の幅は、板状部材５２の幅に比して小さい。液切板２４と板状部材５２の間には、ガイド部材５１によって隙間が形成される。ガイド部材５１は、傾斜した部分を備えている。上述の気液混合部２１で発生したミストを含む気体と液体との混合流は、集塵機１の内部を浮遊して、板状部材５２の表面に付着して液滴化する。付着した一部の液滴は、図８に示したように、板状部材５２の上方から液切板２４と板状部材５２との間に侵入し、ガイド部材５１の傾斜した部分によって、斜め下方へと案内される。板状部材５２の下方からは、液切板２４の下方から吸引された気体に押し上げられて液滴が昇ってくる。昇ってきた液滴は、板状部材５２と液切板２４との間に侵入し、ガイド部材５１の傾斜した部分によって、斜め下方へと案内される。

上記のようにして、下方に案内された液滴は、液切板２４の端部を３回折り曲げた凹形状を有する樋２４１に受けられる。樋２４１は、液切板２４の裏面から表面へと、液滴が移動するのを妨げる働きも有する。

液切板２４と板状部材５２との間に形成される隙間の大きさは、空気中に含まれる液分の凝集や液分の集合が促される程度であることが好ましく、また、毛管現象により液滴が取り込まれやすくなる程度であることが好ましく、例えば、１～１５ｍｍであることが好ましく、３～５ｍｍであることがより好ましい。

図９に示したように、中段の液切板２５にも上記と同様に、ガイド部材５１と板状部材５２とを有する液切装置５が配されている。最も下方の液切板２４では、樋２４１は集塵機１の背面側に突出する形状とされていた。中段の液切板２５でも、樋２５１は集塵機１の背面側に突出する形状とされている。図９に示したように、液切装置５によって、下方へ案内された液滴は、液切板２５１から下方へ延びる壁部２５２を伝って落ちる。集塵機１の背面側の壁１６と液切板２５１の裏面を伝ってきた液滴については、樋２５１に受けられる。これによって、液滴が液切板２５の表面に移動するのが防止される。

中段の液切板２５の上方には、集塵機１の背面側の壁１６と隙間を空けた状態で複数の屈曲部材６が配置されている。詳細な原理は不明であるが、複数の屈曲部材６を背面側の壁１６との間に隙間を空けた状態で配置することによって、図９に示したように、複数の屈曲部材６の間を気体が通り抜けて、背面側の壁１６に沿って下方に流れる気体の流れが形成されるものと推測される。これによって、背面側の壁１６に沿って、液滴が吸気された気体に押されて這い上がることが防止される。

吸気口から吸引された気体は、第１貯留槽１２の上方、間隙１９、気液混合部２１、間隙２８を通過する。そして、前記気体は、下段の液切板２４と中段の液切板２５との間隙、中段の液切板２５と、上段の液切板２６との間隙を通過して、ブロア１４を経て、集塵機１の外へと排出される。

複数の屈曲部材６は、例えば、図１１に示しように、縦方向に配される板状の屈曲部材６の取付部６１に固定すれば、複数の屈曲部材６を一つのユニットとして扱うことが可能になる。これにより、組付け又は取り外しの作業が容易になる。複数の取付部６１は、図１１に示したように、板状の固定具６２に固定してよい。これによりさらに扱いやすくなる。固定具６２を用いる場合は、固定具６２を集塵機１の正面側に位置するように配置する。

上記の実施形態の集塵機１では、整流板４１の形状は、長方形である。整流板の形状は、方形に限定されず、例えば、台形、楕円形など、前記の混合流を受けることができる形状であればよい。

上記の実施形態の集塵機１では、支持体４２の形状は、長方形状の板状である。
支持体の形状は、板状に限定されず、ブロック状、台形状、円柱状、円錐状など、整流板を支持することができる形状であればよい。

上記の実施形態の集塵機１では、支持体４２を備える構成を例示した。支持体は、省略してもよい。支持体を省略する場合は、整流板が整流装置を構成する。その場合は、整流板を、例えば、カバーの上部に溶接等により固定してもよい。また、カバーを整流板と一体に構成してもよい。

上記の実施形態の集塵機では、気液混合部は湾曲部を有する円弧状の板材を使用した。気液混合部は、湾曲部を有するものに変えて、単一の角部を有するアングル形状の板状部材としてもよいし、複数の角部を有する多角状の板状部材としてもよい。

上記の実施形態の集塵機では、貫通孔２３に連通される仕切部は、管状のものを使用した。仕切部の形状は、菅状に限定されず、第２貯留槽１３と貫通孔２３との間に配置された板状の部材で構成してもよい。板状の部材は、第２貯留槽１３と貫通孔２３の下方の空間との連通部を設けるとよい。

液切装置を構成する板状部材は、液切装置を上方から観察した際に、長方形状のアクリル板で構成したが、板状であればその材料や形状は特に限定されない。例えば、ステンレス鋼板、防錆塗装施した鉄板、又は合成樹脂板などで構成することができる。その形状は、例えば、情報から観察した際に方形状、楕円状、円状、又は台形状などにすることができる。

液切装置を構成するガイド部材は、帯状の板材を中ほどで屈曲させた形状のものを使用したが、その形状はこれに限定されない。例えば、図１０に示したように、下方から上方へ傾斜する帯状の板材でガイド部材５１ｂを構成した液切装置５ｂを使用してもよい。この場合、図１０に矢印で示したように、液切板２４と板状部材５２との間の隙間に侵入した液滴は、斜め下方へと案内される。

上記の実施形態に係る集塵機１では、複数の屈曲部材は、単一の角部を備えるアングル材を複数個重ねた形状である。個々の屈曲部材は、断面が円弧状に湾曲したものを使用してもよい。

上記の実施形態に係る集塵機１では、カバーは、平坦な平板状であるが、これに限定されない。例えば、カバーの強度を向上させるために、曲げ加工による曲部を設けてもよい。

集塵機１で集塵することができる塵芥は、特に限定されないが、例えば、砂塵、ヒューム、鉄粉、オイルミスト、臭気成分、ウィルス、又は塗料の飛沫などが挙げられる。

上記の実施形態に係る集塵機は、第１貯留槽と第２貯留槽を備える構成とした。貯留槽の数は、一つにしてもよい。この場合、気液混合部及びカバーは、単一の貯留槽の上方に設けられ、それぞれ、貯留槽の一部を塞ぐ形状とする。

図１又は図６の集塵機では、液分を含む気体や塵芥が排気口から吐出されないように対策されているため、吸気する気体の流量を、従来に比して向上させることが可能である。そして、従来に比して流量を向上させても、排気口から液分を含む気体や塵芥が排気口から排出されるのを防止することができた。また、集塵機を小型化した場合でも、ブロアの流量を上げることにより、単位時間あたりに集塵機に取り込んで集塵することができる空気の量を増大することが可能になる。つまり、小型の集塵機でありながら、大型の集塵機と並ぶ程度の空気の処理量を稼ぐことが可能になる。

次に、上記の実施形態の集塵機１に濾過機８１を付加した濾過機付き集塵機８について説明する。集塵機1の構成は、図１の例と同様であるので、説明を省略する。

図１の濾過機８１は、汚れていない濾材を貯めておく第１部分と、汚れた濾材を排出するための第２部分と、第１部分と第２部分との間に展延された濾材８２と、濾材を移動させる駆動部８３と、第１部分と第２部分との間に展延された濾材８２に塵芥を含有する液体を供給する給液部８４とを備える。濾材８２が汚れた際には、駆動部８３によって、第１部分から汚れていない濾材を供給し、汚れた濾材を第２部分に排出可能に構成されている。そして、給液部８４は、濾材に対して塵芥を含有する液体８５を放散する構成を有する。なお、給液部は、濾材に対して塵芥を含有する液体を供給するものであればよく、液体を放散する構成に限定されない。例えば、濾液を滴下したり、濾液を流したりするもであってもよい。

濾材は、塵芥の粒子径にあわせて適切なものを使用すればよい。濾材としては、シート状のものを使用することが好ましく、例えばシート状の濾紙を使用すればよい。

第１部分は、汚れていない濾材８２を貯めておくことができるものであればよい。図１の濾過機８１では、第１部分は、濾材８２を巻回して収納することができる第１ローラー８６から構成される。第１ローラー８６は、回転可能な状態で両端が後述する第１収納室８６１の内壁に支持されている。

図１の濾過機８１では、第１ローラー８６は、第１収納室８６１に格納されている。第１収納室８６１は、扉８６２によって開閉可能に構成されている。扉８６２を開閉し、第１ローラー８６に新しい濾材を巻回することによって、濾材を補充することが可能になっている。

第１収納室８６１には、スリット８７１を有する隔壁が設けられている。この隔壁は、第１収納室８６１と、後述する濾過室８７とを隔てる。第１ローラー８６に巻回された濾材８２は、スリット８７１を通って、後述する濾過室８７へと供給される。

第２部分は、汚れた濾材８２を排出することができるものであればよい。図１の濾過機８１では、第２部分は、濾材８２を貯めておくことができる第２収納室８８から構成される。この構成に替えて、例えば、第２収納室８８に汚れた濾紙を巻き上げる第２ローラー（図示略）を設けてもよい。第２ローラーは、回転可能な状態でその両端を第２収納室８８の内壁に支持して、電動モーターなどの駆動源で回転させればよい。この場合は、電動モーターが濾材を移動させる駆動部として機能する。

第２収納室８８には、スリット８８１を有する隔壁が設けられている。この隔壁は、第２収納室８８と、後述する濾過室８７とを隔てる。濾過室８７にて濾過によって汚れた濾材８２は、スリット８８１を通って、第２収納室８８へと供給される。濾過室８７から供給された汚れた濾材８２は、第２収納室８８の底部に載置され、順次蓄積されていく。第２収納室８８は、扉８８２によって開閉可能に構成されている。扉８８２を開閉することによって、第２収納室８８の底部に蓄積された汚れた濾材８２を濾過機８１から排出することができる。

第１収納室８６１と第２収納室８８との間には、濾過室８７が設けられる。濾過室８７は、上記のスリット８７１、８８１を介して、第１収納室８６１と第２収納室８８とそれぞれ連通している。濾過室８７には、第３ローラー８７２と、第４ローラー８７３とが配されている。第３ローラー８７２及び第４ローラー８７３に濾材８２を巻回することによって、濾材８２が延びる方向を転換する。これによって、第１部分と第２部分との間に濾材８２を展延する。第３ローラー８７２と第４ローラー８７３のそれぞれの両端は、濾過室８７の壁面により回転可能な状態で支持されている。濾材８２が延びる方向を転換するローラーの構成は特に限定されない。

濾過室８７の第３ローラー８７２の上方には、第１部分と第２部分との間に展延された濾材８２に塵芥を含有する液体２１を供給する給液部８４が配されている。図１３の例では、給液部８４は、複数の貫通孔８４１を有する中空の管から構成される。図１３において矢印で示したように、濾過前の液体を給液部８４の内部に供給すると、複数の貫通孔８４１から濾過前の液体が噴出して、第３ローラー８７２に巻回された濾材８２に対して濾過前の液体が供給される。

本実施形態の濾過機８１では、給液部８４を中空な菅に複数の貫通孔を設けることによって構成したが、濾材に対して濾過前の液体を放散可能な構成であれば、他の構成を採用してもよい。例えば、放散用のノズルを利用する構成などが挙げられる。

第３ローラー８７２の外径は、第４ローラー８７３の外径に対して、比較的に大きく構成されている。第３ローラー８７２の外径を大きくすることによって、濾過前の液体が濾材８２に対して放散される領域が大きくなるように構成されている。これによって、短時間で濾材８２が目詰まりしないようにされている。濾過室８７の底面８７４は、複数の貫通孔が設けられており、濾過室８７と後述する貯留槽８９とは、複数の貫通孔を介して連通する。これによって、濾過前の液体が濾材８２の上に多量に溜まらずに下に抜けるようになっている。濾過室８７の底面は、例えば、パンチングメタルを使用することによって形成することができる。

濾過室８７の底面８７４の形状は、第３ローラー８７２と同様に円弧状となっており、第３ローラー８７２との間に隙間が形成されるものである。例えば、濾材８２に目詰まりが生じた際には、濾材の上に濾過前の液体が溜まって、濾過前の液体の重みによって濾材８２が下方に撓む。このときに円弧状の底面８７４が撓んだ濾材８２を支えることによって、濾材８２が濾過前の液体の重みで破断したりすることを防ぐことが可能になっている。

濾過室８７には、濾材が目詰まりしたことを検知するセンサー８７５が配されている。また、第２収納室８８のスリット８８１の下には駆動部８３が配される。センサー８７５が濾材８２に目詰まりが生じたことを検知すると、センサー８７５が信号を図示しない制御部（図示略）に送信し、制御部によって駆動部８３を駆動させて、第１部分から汚れていない濾材８２を濾過室８７に供給すると共に、汚れた濾材を第２部分に排出することができるように構成されている。

センサーとしては、後述するポンプ９０の吸引時の圧力を検知するセンサーを使用してもよいし、濾過前の液体の液位を検知するフローティングセンサーを使用してもよい。本実施形態の濾過機８１では、センサーとして、濾過前の液体の液位を検知するフローティングセンサーを使用している。フローティングセンサーは、液位を検知して汚れた濾材８２を排出することができるため、濾過前の液体の液位が過剰に上昇して濾過機８１から溢れ出したり、駆動部８３などが液体に浸かってしまう事態を直接的に防止することができる。

フローティングセンサーを設ける位置は、濾材８２の上側に設けることが好ましく、駆動部８３など電気系の部品が設けられる位置よりも下で液位が上限に達したことを検知するように配置することが好ましい。また、フローティングセンサーを設ける位置は、汚れた濾材８２を排出する際に過剰な液圧が濾材８２に対してかからない程度の液位で上限に達したことを検知するように配置することが好ましい。

上述の駆動部８３は、図１０に示したように、例えば、第５ローラー８３１と第６ローラー８３２とから構成することができる。第５ローラー８３１と第６ローラー８３２とは、濾材８２が通過できる程度の隙間を空けて配置されており、第５ローラー８３１及び第６ローラー８３２の内側（図１において矢印を付した方向）に回転する。これによって、汚れた濾材８２を巻き取って、第２収納室８８に収納することができる。第５ローラー８３１及び/又は第６ローラー８３２は、電動モーターなどによって駆動すればよい。

駆動部の構成は、特に限定されず、汚れた濾材を第２部分に排出し、汚れていない濾材を給液部に供給することが可能であればよい。そのため、上記のような第５ローラー８３１と第６ローラー８３２とから構成される駆動部８３の構成に替えて、例えば、上述の通り、汚れた濾紙を巻き上げる第２ローラーを配するようにしてもよい。また、駆動部は、例えば、ハンドルを回転させることによってローラーを回転させて汚れた濾材を巻き取るようにしてもよい。

本実施形態の濾過機８１では、上述の濾過室８７の下方には、濾過後の液体を貯留する貯留槽８９が設けられている。貯留槽は、濾過後の液体を貯留することができる構成であればよい。上述の通り、貯留槽８９は濾過室８７と連通しており、濾材８２によって濾過された液が溜まる構造となっている。貯留槽８９は、上述の第２収納室８８と隣り合う位置関係となっている。貯留槽８９と第２収納室８８とは、隔壁によって隔てられている。そして、第２収納室８８及び貯留槽８９と、濾過室８７と、第１収納室８６１とは、記載した順に下方から上方に向けて配置され、略角柱状の筐体に内蔵されている。このため、本実施形態の濾過機８１は、コンパクトであり、省スペースである。

本実施形態の濾過機８１の貯留槽８９は、上方の部分に比べて下方の部分の容積が小さくなる形状である。具体的には、貯留槽８９は、上方に幅広部を備えており、下方に狭小部を備えており、幅広部と狭小部とが連通する形状である。このような形状を備えているため、貯留槽に貯留される液体の量が小さいときには液位が高くなるようなっている。液量が小さいときにポンプで液を吸引する際にエアがポンプにかみにくいようになっている。上方は幅広部とすることによって、貯留槽３３の容積が大きくなるようになっている。

本実施形態の濾過機の貯留槽８９の底部分には、貯留槽８９に貯留された液体を吸引するポンプ９０が接続される。ポンプ９０には濾過後の液体が供給されるため、塵芥がポンプ９０に混入することに起因するポンプ９０の損耗や故障を防ぐことができる。

本実施形態の濾過機８１では、給液部８４から濾材８２に対してまんべんなく濾過前の液体が放散される。このため、濾材８２の任意の箇所に濾過前の液体に含まれる塵芥が集中することが防がれる。すなわち、濾材に対する濾過前の液体の供給にむらができにくくなるため、濾材８２の一部に濾過に貢献しない部分が生じることを防ぐことが可能になる。

濾過前の液体を貯留する槽の底面に濾材を敷いて濾過を行う場合は、濾材に大きな液圧がかかるという問題がある。濾材に目詰まりが生じるとさらに液位が上昇して濾材に作用する液体の圧力はさらに上昇する。このような状態で汚れた濾材を巻き取って汚れていない濾材を供給しようとすると、液圧によって濾材が損傷するおそれがあるという問題がある。本実施形態の濾過機８１では、濾材に対する濾過前の液体の放散は、気中で行われる。そして、濾過は、濾材を濾過前の液体に浸漬した状態で行うのではなく、濾材に対して濾過前の液体を放散しながら行う。このため、濾材に対してそれほど大きな液圧は作用しない。汚れた濾材を第２部分に排出する際に、濾材に対して大きな液圧が作用することが防止されているから、濾過室８７への汚れていない濾材の供給と、第２部分への汚れた濾紙の排出を円滑に行うことができる。

濾材８２が目詰まりした際に液位が上昇しすぎないようにするために、フローティングセンサーが検知する液面の上限位置は、濾材にフローティングセンサーが干渉しない範囲で、濾材に対して近く設定することが好ましい。このようにすれば、液位が過剰に上昇する前に、汚れた濾材が第２収納室８８に排出されるため、液位が過剰に上昇することを防ぐことが可能になる。

集塵機の第２貯留槽と濾過機の給液部は、第１経路９４により、液密に接続されており、濾過機の貯留槽と集塵機の捕集槽とは、第２経路９５により、液密に接続されており、第２経路９５には、ポンプ９０が配されている。第１経路、又は第２経路は、液密又は気密に構成された経路であればよく、合成樹脂材料で構成した配管、弾性を有する合成樹脂材料で構成した弾性配管、金属製の配管などが挙げられる。

以上のような濾過機８１を、上記の集塵機１に組み合わせている。集塵機の稼働を続けると、第２貯留槽１３に貯留された塵芥捕集用の液体に含まれる塵芥の濃度が上昇する。このまま放置すると、上述の通り、集塵機の排出口から塵芥が外気中に漏出する原因となる。しかし、濾過機８１のポンプ９０を作動させることによって、貯留槽８９と第２貯留槽１３とを接続する第２経路９５を経て、貯留槽８９に含まれる清浄な液体が集塵機１の第２貯留槽１３に供給されると共に、第２貯留槽１３と給液部８４とを接続する第１経路９４を経て、第２貯留槽１３に貯留された液体が、給液部８４から押し出されて濾材８２で濾過される。濾過された液体は、貯留槽８９へ移動し、上記経路を経て、再び第２貯留槽１３へと搬送される。つまり、第２貯留槽１３は、塵芥を捕集するための液体を循環させながら濾過できるように濾過機８１と接続されており、第２貯留槽１３の液体は集塵機１と濾過機８１との間で循環させながら濾過されるため、第２貯留槽１３の液体は塵芥の濃度が低い状態に維持される。これによって、排気口から塵芥が環境中に排出されることがより確実に防止される。これに加えて、上記の実施形態に係る集塵機１は、整流装置４と液切装置５と屈曲部材６とを備えるため、ブロアの流速を大きく上昇させても、塵芥や塵芥を含有する液分が排気口から排出されることを防ぐことができる。

濾過機８１が濾過を継続すると、濾材８２が塵芥で目詰まりしてくる。その際には、第１部分から汚れていない濾材８２を濾過室８７へと供給することにより、濾過の効率の低下を防いで、第２貯留槽１３の液体を清浄に維持することができる。これによっても、塵芥や塵芥を含有する液分が集塵機の排気口から排出されることを防ぐことができる。

１ 集塵機
２１ 気液混合部
２２ カバー
４ 整流装置
２３ 貫通孔
４２ 支持体
４１ 整流板
３０ 凹部
４１１ 凹状の溝
４２１ 切欠部
３１ 仕切部
８１ 濾過機

Claims (7)

1. 空気に含まれる塵芥を捕集する集塵機であり、
   集塵機は、塵芥を捕集する液体を貯留する貯留槽と、
   貯留槽の上方に貯留槽の一部を覆うように配され、吸引された気体と貯留槽の液体とを巻き上げて前記気体と前記液体の混合流を発生させる円弧状の気液混合部と、
   貯留槽の上方に配され、貯留槽の一部を覆うカバーと、
   カバーの上部に配される整流装置とを備えており、
   整流装置は、気液混合部から排出された気体と液体の混合流を受ける整流板と、整流板を支持する複数の支持体とを備えており、
   複数の支持体は、前記円弧状の気液混合部と前記カバーと集塵機の内壁とで構成される凹部にカバーの上面と前記円弧状の気液混合部と前記集塵機の内壁とに接するように配置されており、整流板により気液混合部から排出された気体と液体の混合流を受けた際に、支持体の位置が変動しないように前記凹部に嵌められており、
   支持体は整流板が延在する左右方向に所定の間隔を空けて配置されており、
   整流板は支持体に交差する左右方向に延在し、支持体から上方に突出する形状であり、
   前記凹部へ排出され、整流板で受けた前記混合流は、複数の支持体の間を通過して、カバーに設けられた貫通穴を経て貯留槽へと還流する集塵機。
2. 支持体には、前記混合流に対して近づく方向又は離れる方向に整流板の位置を調節する複数の凹状の溝を備える請求項１に記載の集塵機。
3. 整流板には、集塵機の左右方向に対する位置のずれを防止する凹状の溝を備える請求項１又は２に記載の集塵機。
4. 気液混合部及びカバーは、互いに接続されており、気液混合部が吸気口を基準として上流側に位置し、カバーが吸気口を基準として下流に位置する請求項１ないし３のいずれかに記載の集塵機。
5. 整流装置の支持体は、整流板で受けた前記混合流に含まれる液体を、整流板が延在する左右方向に通過させるための切欠部を有する形状である請求項１ないし４のいずれかに記載の集塵機。
6. カバーに設けた前記貫通穴には、貯留槽を仕切る仕切部が設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の集塵機。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の集塵機に加えて、濾過機を備える濾過機付き集塵機。

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