JPH07232276A - 集塵装置を備えた加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明に係る集塵装置を備えた加工装置は、
加工により発生した粉塵を集塵装置本体に集塵し、その
粉塵を水に浸して凝集させて回収することにより、粉塵
を処理する時の見かけの体積を小さくして回収作業を行
う頻度を少なくすると共に、粉塵を回収する際に粉塵を
飛散させることなく回収することを可能にするものであ
る。 【構成】 加工部位で発生した粉塵をフード15，吸引ダ
クト10，集塵ダクト12を介して集塵装置本体13に集積
し、該集塵装置本体13の底部に備えたコンベア20，ロー
タリーバルブ21を介して集塵した粉塵を水槽22内の水22
ａに浸して回収することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラズマ加工，レーザー
加工或いはガス加工を実施した際に発生した粉塵を捕獲
する集塵装置を備えた加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラズマ切断トーチ，レーザー切断トー
チ或いはガス切断トーチ等のトーチを選択的に用いて鋼
板やステンレス鋼板等の鉄系金属、銅板等の非鉄系金属
からなる被切断材から目的の製品を切断する加工方法が
広く実施されている。これ等の加工方法は、トーチの先
端に取り付けたノズル部材或いは火口からプラズマアー
ク，レーザービーム及びアシストガス，予熱炎及び切断
酸素等を噴射（照射を含む）して被切断材を溶融，酸化
させると共に、溶融物や酸化物を被切断材から排除して
切断するものである。

【０００３】上記加工方法の一例として移行式プラズマ
切断トーチによって鋼板を切断する方法について説明す
る。プラズマ加工方法では、トーチに取り付けた電極の
周囲にプラズマ用ガスを供給すると共に電極とノズル部
材の間で通電してプラズマ化したガスをノズルから噴射
し、プラズマガスが鋼板に到達したとき、電極と鋼板の
間で通電して極めて高い温度と流速を有するプラズマア
ークを形成する。

【０００４】プラズマアークが噴射された鋼板は、噴射
部位が局部的に溶融及び酸化すると同時にプラズマアー
クの噴射エネルギーによって溶融物及び酸化生成物（ノ
ロ）が母材から排除され、この結果、鋼板に切溝が形成
される。そして鋼板に対するプラズマアークの噴射を維
持しつつトーチを所望の方向に移動させることで、鋼板
はトーチの移動経路に応じた形状に切断される。

【０００５】上記プラズマ加工方法及び他の加工方法で
は、ノズル部材や火口から噴射されたプラズマアーク，
アシストガス，切断酸素気流等のガス気流が被加工材を
局部的に酸化，溶融させる際に粉塵や煙が発生するとい
う問題がある。また被加工材からノロを排除する際に大
きな騒音が発生し、排除されたノロは被加工材の下方の
例えばフロア上に堆積し、又は大気中に舞い上がる。特
に集塵装置を用いずに鋼板をプラズマ切断した場合に
は、黄色い粉塵が大気中に舞い上がり視界を遮る程の粉
塵が発生するといった問題がある。

【０００６】そこで、加工に伴って発生する粉塵や煙を
排除することを目的として種々の集塵，排煙装置が提案
されている。例えば本出願人が出願した特公昭60-43231
号公報や特公昭60-43232号公報に開示したような集塵装
置を用いることによって加工に伴って発生する粉塵や煙
を効率よく吸引して集塵装置本体内に集塵することが出
来る。

【０００７】そして、集塵された粉塵を集塵装置本体内
に堆積しておき、連続加工においては通常４時間〜８時
間の間隔で集塵装置本体に備えた仕切り弁を開けて堆積
した粉塵をビニール袋等につめて定期的に回収してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マ加工により発生する粉塵はその大きさが２６０Å程度
と極めて微小であり、前述の従来の集塵装置によって集
塵した粉塵は、単位重量当りの体積（見かけの体積）が
比較的大きく、ふわふわした綿状を呈して集塵装置本体
内に集積されるため、短時間で集塵装置本体内が充満し
てしまい、粉塵の回収作業を度々行わなければならない
といった問題がある。

【０００９】また、集塵装置本体内に集積された綿状の
粉塵は上述のように比重が小さいので、粉塵の取り出し
作業中に粉塵が飛散して作業者の衣服などが汚れてしま
うといった問題がある。

【００１０】本発明に係る集塵装置を備えた加工装置
は、加工により発生した粉塵を集塵装置本体内に集塵
し、その粉塵を水に浸して凝集させて回収することによ
り、粉塵を処理する時の見かけの体積を小さくして回収
作業を行う頻度を少なくすると共に、粉塵を回収する際
に粉塵を飛散させることなく回収することを可能にする
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る集塵装置を
備えた加工装置は、被加工材の加工部位を加熱してガス
を噴射することによって母材を排除して加工する加工方
法を用い、該加工時に発生する粉塵を捕獲する集塵装置
を備えた加工装置において、集塵した粉塵を水に浸して
凝集させた後、回収するように構成した集塵装置を備え
てなることを特徴とする集塵装置を備えた加工装置であ
る。

【００１２】また、本発明に係る集塵装置を備えた加工
装置は、被加工材の加工部位を加熱してガスを噴射する
ことによって母材を排除して加工する加工方法を用い、
該加工時に発生する粉塵を捕獲する集塵装置を備えた加
工装置において、粉塵を集塵して収容する集塵装置本体
と、前記集塵装置本体内部に粉塵を吸引するための吸引
装置と、前記集塵装置本体に接続して、前記集塵装置本
体内の粉塵を搬送するコンベアと、前記コンベアの終端
部に設けた水槽とを有し、集塵した粉塵を水槽内の水に
浸して凝集させた後、回収するように構成した集塵装置
を備えてなることを特徴とする集塵装置を備えた加工装
置である。

【００１３】

【作用】本発明に係る集塵装置を備えた加工装置は、上
述の如く構成したので、加工に伴って発生する粉塵を吸
引装置によって集塵装置本体内に吸引して集塵できる。
また、前記集塵装置本体内に集塵した粉塵をコンベアに
よって水槽内に送り出し、粉塵を水に浸すことで綿状の
粉塵を凝集させることが出来る。そして凝集した粉塵を
水槽から取り出して回収することが出来るものである。

【００１４】

【実施例】図により本発明に係る集塵装置を備えた加工
装置の一例として集塵装置を備えたプラズマ切断装置の
一実施例を具体的に説明する。図１は集塵装置を備えた
プラズマ切断装置を示す斜視図、図２（ａ）は集塵装置
本体部を説明する正面説明図、図２（ａ）は集塵装置本
体部を説明する側面説明図である。説明の順序として先
ず、加工装置，集塵装置の全体構成を説明し、次に、そ
れらの動作について説明する。

【００１５】〔加工装置，集塵装置の全体構成〕図１に
於いて、１は、サドル２および架構３等により構成され
たプラズマ切断装置本体であって、２本の平行なレール
４に沿って走行し得るように構成され、架構３には図示
しないプラズマ電源およびアシストガス供給装置に接続
されたプラズマトーチ５を搭載したキャリッジ６が該架
構３に沿って摺動可能に取付けられている。

【００１６】７は鋼板等の被切断材Ｗを支持し得る切断
定盤であって、この定盤７上には複数の起立部材８がレ
ール４に直交して並列して立設されている。従って、起
立部材８上の所定の位置に被切断材Ｗを載置すると、定
盤７と起立部材８と被切断材Ｗとによって被切断材Ｗの
下部に複数の仕切空間を構成するものである。

【００１７】次に、前記切断定盤７のレール４方向側面
部には該定盤７と略同じ長さを有する吸引ダクト10が設
置してある。そして前記吸引ダクト10には前記仕切り空
間に対向する位置にゴムシート等で構成されたシールド
ベルト10ａが張設してあり、吸引ダクト10の気密性を保
持している。

【００１８】また、前記吸引ダクト10の一端には集塵ダ
クト12を介して集塵装置本体13が接続されている。前記
集塵装置本体13はプラズマ切断によって排出された粉塵
や煙を吸引処理することが出来るものであり、前記集塵
装置本体13は図示しない支持部材によってフロア上に設
置されている。

【００１９】前記吸引ダクト10には、架構３に固定して
該架構３と一体的に移動するフード15が摺動可能に接続
されている。前記吸引ダクト10とフード15との接続部
は、吸引ダクト10に張設したシールドベルト10ａにフー
ド15の当接部が当接して通気できるように構成されてい
る。また、前記フード15の開口部は前述した定盤７と起
立部材８と被切断材Ｗとによって被切断材Ｗの下部に形
成した仕切空間に対向して設定している。

【００２０】前記集塵装置本体13は図１乃至図２
（ａ），（ｂ）に示すように、集塵した粉塵を底部に集
積し得るように下部が漏斗状に形成してあり、前記本体
13の上部には図２（ａ），（ｂ）に示すように、繊維質
からなるバグフィルター17を介して強力ファン等で構成
した吸引装置16が取り付けてある。従って、前記吸引装
置16を駆動して集塵装置本体13内，集塵ダクト12内およ
び吸引ダクト10内等を負圧（ここでは大気圧よりも低い
気圧）にすることで切断中に発生する粉塵をフード15か
ら集塵して集塵装置本体13内部に堆積させることが出来
る。

【００２１】次に図２（ａ），（ｂ）に示すように、前
記集塵装置本体13の底部には、該本体13に軸支されて回
転可能なドラム18と該ドラム18の周囲に螺旋状に形成し
た螺旋羽根19等を有してなるコンベア20が備えてあり、
該コンベア20によって堆積した粉塵を後述するロータリ
ーバルブ21方向へ搬送するものである。そして、前記コ
ンベア20の終端部にはロータリーバルブ21を介して所定
の水量をたたえた水槽22が備えてある。

【００２２】前記ロータリーバルブ21はコンベア20によ
って搬送された粉塵を水槽22内に効率よく送り出すため
のものであり、該ロータリーバルブ21の回転軸を回転さ
せると該回転軸に形成した回転羽根が旋回してコンベア
20内を負圧にして水槽22に送風することが出来る。

【００２３】前記水槽22は、ロータリーバルブ21の吹き
出し口にフランジ23を介して着脱可能に取付けられてい
て、粉塵の回収時には水槽22を取り外して凝集した粉塵
を回収するように構成されている。また、前記水槽22の
上面には、バグフィルター24が取り付けてあり、水槽22
内に吐き出された粉塵が大気中に漏れるのを防止すると
共に、空気を透過させて水槽22内の気圧を大気圧と等し
くすることが出来る。従って、ロータリーバルブ21から
吐き出した粉塵を水槽22内に円滑に送り出すことが出来
る。

【００２４】図２（ａ）乃至図２（ｂ）に示すように、
前記コンベア20のドラム18と同軸上には該ドラム18と一
体的に回転するプーリー25，26が固着してあり、前記プ
ーリー25はべルト27を介して本体13に備えたモーター28
の駆動軸に係合されている。また、前記プーリー26はべ
ルト29を介してロータリーバルブ21の回転軸に係合され
ている。従って、モーター28を回転させることでべルト
27，プーリー25を介してドラム18を回転させると共に、
プーリー26，べルト29を介してロータリーバルブ21を回
転させることが出来る。

【００２５】図２（ａ）に示した30は掃除口であって、
通常は密閉されているが、コンベア20内に粉塵等が詰ま
った場合には開口してコンベア20内を掃除することが出
来る。

【００２６】〔動作説明〕次に、上述のように構成した
集塵装置を備えたプラズマ切断装置の動作説明を行う。
先ず、図１に示す集塵装置本体13に接続した吸引装置16
を駆動して該集塵装置本体13内，集塵ダクト12内および
吸引ダクト10内を負圧（ここでは大気圧よりも低い気
圧）にすると、定盤７と起立部材８と被切断材Ｗとによ
って被切断材Ｗの下部に形成した仕切空間内の大気は、
フード15の開口部から吸引され吸引ダクト10，集塵ダク
ト12を経て集塵装置本体13内で膨張した後、吸引装置16
によって吸引され、バグフィルター17を経て大気中に放
出される。

【００２７】次に、図１に示す被切断材Ｗに対して所定
の高さに設定したプラズマトーチ５のノズルから該被切
断材Ｗに対してプラズマガスを噴射すると共にプラズマ
アークを発生させた後、ＮＣ制御等によって予めプログ
ラムした図形を描いて前記キャリッジ６および架構３を
所定の方向に移動して切断を行うと、架構３に固着した
フード15はプラズマトーチ５が被切断材Ｗに対して切断
を行う切断部位に対応して移動する。

【００２８】そして、プラズマトーチ５によって被切断
材Ｗを切断した際に発生した粉塵および排煙は前記気流
の流れに巻き込まれて前記被切断材Ｗの下部に形成した
仕切空間を通ってフード15の開口部から吸引ダクト10，
集塵ダクト12を経て集塵装置本体13内に放出され、粉塵
は自重によって集塵装置本体13底部に堆積する。また、
図２（ａ），（ｂ）に示すように吸引装置16と集塵装置
本体13との間に装着した繊維質で構成したバグフィルタ
ー17の作用によって、集塵した粉塵を集塵装置本体13内
に残して、浄化した空気のみを吸引装置16側に透過させ
大気中に放出する。

【００２９】こうして集塵された粉塵は集塵装置本体13
の底部に堆積する。この時の粉塵は綿状を呈した見かけ
の体積が大きい状態で堆積している。そして、前記粉塵
は自重によってコンベア20内に導かれる。ここで、図２
（ｂ）に示したモーター28を図２（ｂ）の矢印ａ方向に
回転させるとべルト27を介してプーリー25が図２（ｂ）
の矢印ｂ方向に回転し、ドラム18を図２（ａ）の矢印ｂ
方向に回転する。そして、前記ドラム18と一体的に回転
する螺旋羽根19の回転に伴ってコンベア20内に堆積した
粉塵が図２（ａ）の矢印ｃ方向に搬送されて、ロータリ
ーバルブ21の吸引口が対向する位置に集積される。

【００３０】これと同時に、前記プーリー25と一体的に
回転するプーリー26の矢印ｂ方向の回転に伴いべルト29
を介してロータリーバルブ21の回転軸を図２（ｂ）の矢
印ｄ方向に回転させ該回転軸に形成した回転羽根を回転
させることによって前記コンベア20内の粉塵を吸い込ん
で水槽22内に吐き出す。

【００３１】そして、水槽22内に吐き出された前記粉塵
は該水槽22内の水22ａに浸される。そして水22ａに浸さ
れた綿状の粉塵は水を吸収して凝集することで見かけの
体積が小さくなると共に、水槽22の水22ａ内に沈むこと
で水槽22内に次々と収容することが出来る。従って、回
収作業の時間的間隔を長くすることが出来、粉塵の回収
作業を度々行う必要がないので作業効率を向上すること
が出来る。また、回収作業を行う際に水22ａを吸収して
凝縮した粉塵は飛散することがない上、取扱いが容易な
ため、作業者の衣服等が汚れるなどの心配がなく比較的
簡単に回収できる。

【００３２】また、前記水槽22を本体13から脱着して粉
塵を回収するようにすることで、回収作業が簡単に出来
るものである。

【００３３】実際に、従来の集塵装置で、４時間〜８時
間程度の間隔で粉塵を回収していたと略同容量の集塵装
置本体を用いて本実施例の集塵装置を構成したところ、
回収間隔が７日〜１０日程度の回収間隔に延長され、回
収した粉塵は水分を除いて約３０ｋｇ程度であった。

【００３４】また、本実施例では加工装置として、プラ
ズマ切断装置を用いて説明したが、その他のプラズマ加
工装置，レーザ加工装置およびガス加工装置に前記集塵
装置を備えて構成することが出来る。

【００３５】

【発明の効果】本発明に係る集塵装置を備えた加工装置
は、上述の如き構成と作用とを有するので、集塵装置本
体に集塵した粉塵を水に浸すことで、見かけの体積の大
きい綿状の粉塵を凝集させて見かけの体積を小さくする
ことが出来、所定の集塵容積における集塵能力が向上す
る。従って、粉塵を処理するための回収作業を行う時間
的間隔を長く出来るので、回収作業の頻度を低減でき作
業効率を向上することが出来る。

【００３６】また、水分を含んだ粉塵は比重が大きくな
り、回収作業中に飛散する虞がない。従って、作業者の
衣服等が汚れる虞がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】集塵装置を備えたプラズマ切断装置を示す斜視
図である。

【図２】（ａ）は集塵装置本体部を説明する正面説明
図、（ｂ）は集塵装置本体部を説明する側面説明図であ
る。

【符号の説明】

Ｗ…被切断材、１…プラズマ切断装置本体、２…サド
ル、３…架構、４…レール、５…プラズマトーチ、６…
キャリッジ、７…切断定盤、８…起立部材、10…吸引ダ
クト、10ａ…シールドベルト、12…集塵ダクト、13…集
塵装置本体、14，15…フード、16…吸引装置、17…バグ
フィルター、18…ドラム、19…螺旋羽根、20…コンベ
ア、21…ロータリーバルブ、22…水槽、22ａ…水、23…
フランジ、24…バグフィルター、25，26…プーリー、27
…べルト、28…モーター、29…べルト、30…掃除口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工材の加工部位を加熱してガスを噴
   射することによって母材を排除して加工する加工方法を
   用い、該加工時に発生する粉塵を捕獲する集塵装置を備
   えた加工装置において、集塵した粉塵を水に浸して凝集
   させた後、回収するように構成した集塵装置を備えてな
   ることを特徴とする集塵装置を備えた加工装置。
2. 【請求項２】 被加工材の加工部位を加熱してガスを噴
   射することによって母材を排除して加工する加工方法を
   用い、該加工時に発生する粉塵を捕獲する集塵装置を備
   えた加工装置において、粉塵を集塵して収容する集塵装
   置本体と、前記集塵装置本体内部に粉塵を吸引するため
   の吸引装置と、前記集塵装置本体に接続して、前記集塵
   装置本体内の粉塵を搬送するコンベアと、前記コンベア
   の終端部に設けた水槽とを有し、集塵した粉塵を水槽内
   の水に浸して凝集させた後、回収するように構成した集
   塵装置を備えてなることを特徴とする集塵装置を備えた
   加工装置。