JPH10138083A - 集塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタで粉塵を捕捉回収する従来構成で
は、フィルタの目詰まりにより風量が低下するため、フ
ィルタを頻繁に交換しなければならない。 【解決手段】 鋼材２の切断時に発生した粉塵９をバキ
ューム手段８により吸引し、該粉塵９を吸引する流体流
路１０内に配置した磁気吸着機構１２により粉塵９を磁
気吸着して回収する集塵装置４を提供する。磁気吸着機
構１２は、磁気発生手段１４と、磁気を帯びない素材か
らなり磁気発生手段１４を囲繞し、回転駆動される無端
状の仕切材１５とを具備し、該仕切材１５外面に磁気吸
着した粉塵９を仕切材１５を回転することで、磁気が作
用しない粉塵回収位置１１に搬送して回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス、プラズマ、
レーザ等の熱源を用いた鋼材の切断時に発生した粉塵
を、バキューム手段により吸引して集塵する集塵装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス、プラズマ、レーザ等の熱源
を用いた鋼材の切断においてスパッタ等として多量に飛
散する金属粉塵の回収は、バキューム式の集塵装置で行
っている。この集塵装置は、吸い込んだ粉塵を内蔵した
フィルタにより捕捉する構造になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な集塵装置の場合、吸い込み風量を増加させた場合、粉
塵の付着によりフィルタに目詰まりが生じ、風量が低下
するため、頻繁に交換するか、粉塵の払い落とし作業を
長時間継続しなければならないといった問題があった。
また、フィルタが頻繁に目詰まりするとバキューム手段
の内部に生じた負圧によってシール部等の劣化が進み、
これにより、吸引力が低下したり、寿命が短縮するとい
った問題も生じていた。

【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、長期間安定した吸い込み風量を確保でき、効率良
く粉塵を回収することができる集塵装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の集塵装置では、ガス、プラズマ、レーザ等の熱
源を用いた鋼材の切断時に発生した粉塵を、バキューム
手段により吸引して集塵する集塵装置において、吸引口
とバキューム手段との間を接続する流体流路内に、粉塵
を磁気吸着する磁気吸着機構を配置したことを特徴とす
る集塵装置を前記課題の解決手段とした。

【０００６】本発明によれば、吸引口から流体とともに
吸い込んだ粉塵を磁気吸着機構により磁気吸着して除去
する。粉塵と磁気吸着手段のいずれか一方あるいは両方
を移動して離間させたり、磁気発生手段が電磁石の場合
では磁気発生用の電気をオフにするなどによって、磁気
吸着力の作用を解除することで吸着した粉塵を回収でき
る。流体としては、空気の他、水等の液体も含む。磁気
吸着機構としては、永久磁石、電磁石のいずれでもよ
い。また、本発明は、磁気吸着機構の下流側にフィルタ
を設置した構成を含む。この場合、磁気吸着機構で除去
できなかった粉塵のみをフィルタが捕捉して除去する。

【０００７】請求項２記載の発明では、磁気吸着機構
が、磁気発生手段と、磁気を帯びない素材からなり磁気
発生手段の周囲を囲繞して磁気発生手段と粉塵との非接
触状態を維持し、かつ流路と該流路の外側に設置されて
磁気発生手段の磁気が作用しない粉塵回収位置の双方に
臨む無端状の仕切材と、該仕切材を回転駆動する仕切材
回転手段とを具備してなり、仕切材の回転により磁気発
生手段の磁気吸着力で該仕切材外面に磁気吸着した粉塵
を流体流路から粉塵回収位置へ搬送するようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の集塵装置を前記課題の解決
手段とした。

【０００８】本発明によれば、流体流路にて仕切材外面
に磁気吸着した粉塵を、仕切材の回転によって粉塵回収
位置に搬送する。粉塵回収位置では、磁気吸着力が作用
しないので、粉塵が仕切材から自然に離れて回収され
る。仕切材を連続回転することで、粉塵の回収が効率良
くなされる。仕切材としては、筒状体や無端ベルト等の
適用が可能である。

【０００９】請求項３記載の発明では、磁気吸着機構
が、磁気を帯びない素材からなり流体流路から該流体流
路の外側に設置された粉塵回収位置に延在されて内側に
空間を画成する仕切壁と、該仕切壁の画成する空間内に
配置された磁気発生手段と、該磁気発生手段を仕切壁に
沿って流体流路側から粉塵回収位置側に移動させる磁気
移動手段と、粉塵回収位置にて仕切壁外面に配置され、
磁気発生手段の移動に伴って流体流路から粉塵回収位置
に移動した粉塵と当接して磁気発生手段に対する追従移
動を規制するスクレーパとを具備してなることを特徴と
する請求項１記載の集塵装置を前記課題の解決手段とし
た。

【００１０】本発明によれば、磁気発生手段を流体流路
側から粉塵回収位置側に移動することで、流体流路内に
て仕切壁の外面に磁気吸着した粉塵を粉塵回収位置に搬
送する。粉塵回収位置では、搬送された粉塵をスクレー
パに当接させることで、磁気発生手段の移動に対する追
従移動を規制する。ここで、粉塵に対する磁気吸着力を
解除すると、粉塵がスクレーパ位置で仕切壁外面から離
れて回収される。電磁石からなる磁気発生手段を採用し
た場合、電気制御により磁気発生位置を移動して粉塵を
粉塵回収位置に搬送する構成とすることも可能である。
筒状の仕切壁を適用すると、該仕切壁内面に沿って磁気
発生手段を回転させることで粉塵を粉塵回収位置に移動
する構成の適用が可能になる。この場合、磁気発生手段
を連続回転させるだけで、効率良く粉塵を回収すること
ができる。内側に配置した磁気発生手段の移動が可能で
れば仕切壁の形状は自由であり、流体流路内に仕切壁を
設けることで、既設の集塵装置に適用することもでき
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の集塵装置の第１実施
形態を、図１および図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明
する。図１中符号１は定盤、２は鋼材、３は切断トー
チ、４は集塵装置である。集塵装置４は、定盤１の側部
に配置される筐体５と、該筐体５の下部に開口されて定
盤１下部に画成した粉塵落下部６と連通する吸引口７
と、筐体５の上部に設置されて該筐体５内の流体（空
気）を排気することで粉塵落下部６内の空気を筐体５内
へ吸引するバキューム手段８（排風機）と、筐体５内で
上下に複数連設されたことにより筐体５内に流体流路１
０と流体の流れない粉塵回収位置１１（空間）とを画成
し、それぞれ吸引した空気内の粉塵９を磁気吸着する磁
気吸着機構１２とを備えて構成されている。

【００１２】図２（ａ）、（ｂ）において、磁気吸着機
構１２は、磁気発生手段１４（永久磁石）と、磁気を帯
びない素材からなり磁気発生手段１４の周囲を囲繞して
磁気発生手段１４と粉塵９との非接触状態を維持し、か
つ流体流路１０と粉塵回収位置１１の双方に臨む無端状
の仕切材１５と、該仕切材１５を回転駆動する仕切材回
転手段１６とを具備して構成されている。

【００１３】図２（ｂ）に示すように、磁気発生手段１
４は細長形状であって、筐体５内に水平に架設状態に配
置された軸１７によって回転自在に軸支されている。図
２（ａ）に示すように、磁気発生手段１４の粉塵回収位
置１１側の下部は断面扇形に切り欠かれ、磁気吸着力が
作用しない磁気無し部１８を磁気吸着機構１２に形成し
ている。なお、図２（ａ）では、磁気発生手段１４の断
面形状は中心角２１０度の扇形になっているが、各種断
面形状の適用が可能である。なお、磁気発生手段１４は
電磁石であっても良く、この場合、電磁石自体あるいは
電磁石とともに配置する磁性体の形状等によって粉塵回
収位置１１側に磁気無し部を確保する。

【００１４】図２（ｂ）に示すように、仕切材１５は非
磁性体金属または樹脂等から外観円柱状に形成され、軸
１７によって回転自在に支持され、軸方向一端部に取り
付けられたスプロケット１９に仕切材回転手段１６の駆
動力がベルト２０等を介して伝達されることにより図２
（ａ）中反時計回りに回転駆動される。なお、スプロケ
ット１９は歯車に変更することも可能であり、この場
合、チェーンを介して仕切材回転手段１６の回転駆動力
を仕切材１５に伝達する。

【００１５】図１に示すように、上下に隣設した磁気吸
着機構１２間には、上側の磁気吸着機構１２の仕切材１
５の下面にほぼ摺接する回収粉塵戻り防止ストッパ２１
が設けられている。仕切材１５外面の周方向複数箇所に
はスクレーパ２２が互いに離間して突設されている。ス
クレーパ２２は粉塵９を粉塵回収位置１１に強制的に搬
送して、粉塵９が磁気発生手段１４の近傍に滞留するこ
とを防止するためのものであり、回収粉塵戻り防止スト
ッパ２１は、粉塵回収位置１１に搬送された粉塵９が流
体流路１０に戻ることを防止するためのものである。な
お、回収粉塵戻りストッパ２１は、流体流路１０と粉塵
回収位置１１との間を仕切る機能も兼ねている。

【００１６】図１に示すように、仕切材回転手段１６
は、電動モータ等の駆動源２３が発生する回転駆動力を
ベルト２０を介して最下段の磁気吸着機構１２の仕切材
１５に伝達し、さらに各仕切材１５のスプロケット１９
間に巻装したベルト２０を介して残りの全ての仕切材１
５に伝達する構成になっている。なお、仕切材回転手段
１６は図示した構成に限定されるものではなく、例え
ば、複数の磁気吸着機構１２に選択的に回転駆動力を伝
達する構成等の各種構成の適用が可能である。

【００１７】以下、本実施形態の作用および効果を説明
する。この集塵装置４によれば、排風機８を駆動して流
体流路１０内に吸引した粉塵落下部６内の流体を磁気吸
着機構１２と接触させることで、磁気吸着機構１２が流
体内の粉塵９を磁気吸着して除去する。すなわち、磁気
吸着機構１２は、仕切材回転手段１６により仕切材１５
を連続的に回転させておくことで、仕切材１５外面に磁
気吸着した粉塵９を順次粉塵回収位置１１に搬送する。
粉塵回収位置１１に搬送した粉塵９は、磁気無し部１８
に至ると磁気吸着力が解除されるので、仕切材１５外面
から離脱して落下する。上側の磁気吸着機構１２から落
下した粉塵９は、順次下側の磁気吸着機構１２によって
下方に搬送し、最終的に粉塵回収位置１１の下側に配置
した粉塵回収箱２４内に回収する。

【００１８】したがって、この集塵装置４では、流体流
路１０内の粉塵９を磁気吸着機構１２によって効率良く
回収するため、バキューム手段８に引き込まれる粉塵９
が大幅に減少し、バキューム手段８内に組み込んだフィ
ルタ（図示せず）の粉塵９の付着速度が大幅に低下する
ので、吸い込み風量を長期間にわたって安定に維持する
ことができる。また、筐体５内に配置した複数の磁気吸
着手段１２によって流体流路１０と粉塵回収位置１１と
を画成したことにより、筐体５の内容積を効率良く活用
しているので、小型化が容易であり、例えば、切断トー
チ３と連動する移動機構に搭載して粉塵落下部６内の切
断作業位置に対応する位置に吸引口７を移動することが
可能になる。これにより、粉塵９の回収を一層効率良く
行うことができる。

【００１９】なお、本実施形態において、磁気吸着機構
１２の設置数や仕切材１５の形状等は適宜変更可能であ
る。また、図１では流体が直線的に流れる構成の流体流
路１０を示したが、例えば屈曲した流体流路１０の途中
に複数の磁気吸着機構１２を分散配置することも可能で
ある。この場合、より内容積の小さい筐体５の利用が可
能になり、一層の小型化が可能になる。

【００２０】図３（ａ）、（ｂ）は磁気吸着機構の別態
様を示す。図３（ａ）、（ｂ）中符号２４は磁気吸着機
構であり、軸１７によって回転自在に軸支された磁気発
生手段２５（永久磁石）と、磁気を帯びない素材からな
り該磁気発生手段２５の周囲を囲繞する円筒状の仕切壁
２６とを具備して構成されている。

【００２１】磁気発生手段２５は断面Ｃ形のスリーブで
あり、図示しない駆動源とベルト２９ａとスプロケット
２９ｂ等からなる磁気移動手段２９の回転駆動力によ
り、仕切壁２６内面に沿って図３（ａ）中反時計回りに
回転することで、流体流路１０内で仕切壁２６外面に磁
気吸着した粉塵９を粉塵回収位置１１に搬送する。磁気
発生手段２５の開口部は、磁気吸着力を発生しない磁気
無し部２７を形成している。

【００２２】仕切壁２６の粉塵回収位置１１側下部には
スクレーパ２８が突設されている。このスクレーパ２８
は、磁気発生手段２５の回転に追従して粉塵回収位置１
１側に搬送した粉塵９と当接して磁気発生手段２５に対
する追従移動を解除する。磁気無し部２７がスクレーパ
２８の近傍を通過するまで、スクレーパ２８の上側では
順次粉塵９が滞留されていくが、磁気無し部２７が通過
すると同時に下方に落下する。なお、スクレーパ２８は
仕切壁２６からやや下方に向けて傾斜されているので、
滞留する粉塵９量が増大すれば、仕切壁２６の外方に押
し出された粉塵９から順次自然落下する。

【００２３】この磁気吸着機構２４によれば、磁気発生
手段２５を回転させることで粉塵９を粉塵回収位置１１
に搬送するので、スクレーパ２２が突設された仕切材１
５を回転させる構成に比べて、磁気吸着機構２４周囲に
確保すべき設置スペースが縮小するとともに、回転トル
クが少なくて済み、仕切材回転手段１６を簡略化するこ
とができる。また、スクレーパ２２が不要になるので、
部品点数が減少して低コスト化することができる。ま
た、定位置に固定のスクレーパ２８から粉塵９を落下さ
せるようにしたので、粉塵９の落下位置が安定し、落下
する粉塵９が途中で飛散して流体流路１０に戻るといっ
た心配も無いので、粉塵９の回収効率を確実に高めるこ
とができる。

【００２４】なお、磁気発生手段２５に電磁石を採用し
て、磁気発生用の電気回路の制御によって磁気発生位置
および磁気無し部２７を移動する構成を適用することも
可能である。

【００２５】以下、本発明の第２実施形態を図４および
図５を参照して説明する。図４中符号３０は集塵装置で
あり、バキューム手段３１（吸気装置）と、該バキュー
ム手段３１に接続した流体流路３２（Ｌ字管）と、該流
体流路３２に接続した可撓性接続ダクト３３の先端に設
置した吸引口３４と、流体流路３２に内装した磁気吸着
機構３５と、流体流路３２の側部開口部３６に接続した
可撓性接続ダクト３７を介して送られてくる粉塵９を収
容する粉塵回収箱３８とを具備して構成されている。そ
して、この集塵装置３０は、バキューム手段３１が発生
する吸引力により、粉塵落下部６に連通させた吸引口３
４から吸い込んだ粉塵９を可撓性接続ダクト３３を介し
て流体流路３２に導いて磁気吸着機構３５により回収
し、さらに磁気吸着機構３５で回収できなかった残りの
粉塵９をバキューム手段３１内に配置したフィルタ３９
で捕捉するようになっている。

【００２６】磁気吸着機構３５は図３（ａ）、（ｂ）に
示した磁気吸着機構２４と同様の構成になっている。磁
気吸着機構３５の断面方向３分の１程度の部分は側部開
口部３６内に入り込んでおり、該側部開口部３６を粉塵
回収位置として機能させている。すなわち、磁気吸着機
構３５は、磁気発生手段４０と、該磁気発生手段４０を
囲繞する仕切壁４１とを具備し、磁気移動手段４３の駆
動力により流体流路３２における流体の吸引方向に垂直
な軸線を以て該仕切壁４１内で磁気発生手段４０を回転
駆動することで、仕切壁４１外面に磁気吸着した粉塵９
を図４中反時計回りに移動して粉塵回収位置３６に搬送
する。磁気発生手段４０は磁気吸着力の作用しない磁気
無し部４２を有しているので、仕切壁４１外面に沿って
搬送された粉塵９は粉塵回収位置３６に到達すると同時
に仕切壁４１外面から離れ、可撓性接続ダクト３７を介
して粉塵回収箱３８に落下する。

【００２７】また、図５に示すように、磁気吸着機構３
５は、流体流路３２を拡張した部分に装備され、バキュ
ーム手段３１による吸引気流の流速が低下した場所で粉
塵９を吸着することになるので、粉塵９の回収の効率が
向上する。また、本実施形態の集塵装置３０では、磁気
移動手段４３が、Ｌ字管３２の近傍に配置した小型の駆
動源（電動モータ）４４の駆動力をベルト４５およびプ
ーリ４６を介して回転軸４７に伝達することにより磁気
発生手段４０を回転駆動する構成になっているので、既
設の集塵装置への適用が容易である。

【００２８】この集塵装置３０は、バキューム手段３１
と吸引口３４との間に、磁気吸着機構３５を内装する流
体流路１０を接続するだけで組み立てることができるの
で、既設の集塵装置にも簡便に適用することができる。
なお、磁気吸着機構３５は、図２（ａ）、（ｂ）に示し
た磁気吸着機構１２と同様に、定位置に支持した磁気発
生手段と該磁気発生手段の周囲を回転する仕切材とを有
する構成を適用することも可能である。

【００２９】なお、各実施形態において、磁気発生手段
および該磁気発生手段の周囲に配置した仕切材のいずれ
もが定位置に固定になっている磁気吸着機構を適用する
ことが可能である。この場合、磁気発生手段の磁気吸着
力で粉塵９を磁気吸着した後、磁気発生手段を外に取り
出すか、磁気発生手段が電磁石の場合には磁気を発生す
るための電源をオフにすることで、吸着した粉塵９を粉
塵回収位置にて一挙に回収する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の集
塵装置によれば、バキューム手段の吸引力により吸引口
から流体とともに吸い込んだ粉塵を磁気吸着機構により
磁気吸着して除去するので、フィルタ等で粉塵を捕捉し
て除去する等の構成と異なり、長期にわたって吸引口か
らの吸い込み風量を安定に維持することができ、定盤の
周辺が粉塵で汚れることを防止して作業性を維持するこ
とができる。また、磁気吸着機構の下流側にフィルタを
併設している場合には、粉塵の回収効率が向上して粉塵
の侵入によるバキューム手段の故障を防止したり、フィ
ルタの目詰まりを防止して交換間隔を延長することがで
き、メンテナンスの簡略化が可能になるといった優れた
効果を奏する。

【００３１】請求項２記載の集塵装置によれば、磁気発
生手段の発生した磁気により流体流路内で仕切材外面に
吸着した粉塵を、仕切材の回転によって磁気吸着力の作
用しない粉塵回収位置に搬送して回収するので、仕切材
を連続回転することで効率良く粉塵を回収することがで
き、これにより、目的の吸い込み風量を確実に維持する
ことができる。また、流体流路内に設置可能な磁気吸着
機構を使用するので、既設の装置への設置も容易である
といった優れた効果を奏する。

【００３２】請求項３記載の集塵装置によれば、仕切壁
内側に配置した磁気発生手段を流体流路側から粉塵回収
位置側に移動することで流体流路内にて仕切壁の外面に
磁気吸着した粉塵を粉塵回収位置に搬送するとともに、
スクレーパにより粉塵の磁気生手段に対する追従移動を
規制しておき磁気吸着力を解除することで回収するよう
にしたので、磁気発生手段を連続的に移動することで効
率良く粉塵を回収することができ、目的の吸い込み風量
を確実に維持することができる。しかも、流体流路内に
仕切壁を形成して磁気吸着機構を組み立てるだけで既設
の装置にも簡便に設置することができるといった優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の集塵装置の第１実施形態を示す正面
図である。

【図２】 図１の集塵装置に使用される磁気吸着機構を
示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図であ
る。

【図３】 図１の集塵装置に使用される磁気吸着機構の
別態様を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は
正面図である。

【図４】 本発明の集塵装置の第２実施形態を示す正面
図である。

【図５】 図４の集塵装置を示す図であって、流体流路
（Ｌ字管）近傍の部分破断平面図である。

【符号の説明】

２ 鋼材 ４ 集塵装置 ７ 吸引口 ８ バキューム手段（排風機） ９ 粉塵 １０ 流体流路 １１ 粉塵回収位置（空間） １２ 磁気吸着機構 １４ 磁気発生手段 １５ 仕切材（回転ドラム） １６ 仕切材回転手段 ２４ 磁気吸着機構 ２５ 磁気発生手段 ２６ 仕切壁 ２８ スクレーパ ２９ 磁気移動手段 ３０ 集塵装置 ３１ バキューム手段 ３２ 流体流路（Ｌ字管） ３４ 吸引口 ３５ 磁気吸着機構 ３６ 粉塵回収位置（側部開口部） ４０ 磁気発生手段 ４３ 磁気移動手段 ４１ 仕切壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス、プラズマ、レーザ等の熱源を用い
   た鋼材（２）の切断時に発生した粉塵（９）を、バキュ
   ーム手段（８、３１）により吸引して集塵する集塵装置
   において、 吸引口（７、３４）とバキューム手段との間を接続する
   流体流路（１０、３２）内に、粉塵を磁気吸着する磁気
   吸着機構（１２、２４、３５）を配置したことを特徴と
   する集塵装置（４、３０）。
2. 【請求項２】 磁気吸着機構（１２）が、磁気発生手段
   （１４）と、磁気を帯びない素材からなり磁気発生手段
   の周囲を囲繞して磁気発生手段と粉塵との非接触状態を
   維持し、かつ流体流路と該流体流路の外側に設置されて
   磁気発生手段の磁気が作用しない粉塵回収位置（１１、
   ３６）の双方に臨む無端状の仕切材（１５）と、該仕切
   材を回転駆動する仕切材回転手段（１６）とを具備して
   なり、仕切材の回転により磁気発生手段の磁気吸着力で
   該仕切材外面に磁気吸着した粉塵を流体流路から粉塵回
   収位置へ搬送するようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の集塵装置。
3. 【請求項３】 磁気吸着機構（２４、３５）が、磁気を
   帯びない素材からなり流体流路から該流体流路の外側に
   設置された粉塵回収位置に延在されて内側に空間を画成
   する仕切壁（２６、４１）と、該仕切壁の画成する空間
   内に配置された磁気発生手段（２５、４０）と、該磁気
   発生手段を仕切壁に沿って流体流路側から粉塵回収位置
   側に移動させる磁気移動手段（２９、４３）と、粉塵回
   収位置にて仕切壁外面に配置され、磁気発生手段の移動
   に伴って流体流路から粉塵回収位置に移動した粉塵と当
   接して磁気発生手段に対する追従移動を規制するスクレ
   ーパ（２８）とを具備してなることを特徴とする請求項
   １記載の集塵装置。