JPH11169637A - 集塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、比較的重量を有する粉塵であ
っても、また、これらの粉塵の発生箇所が捕集フードか
ら離れた位置である場合であっても確実に捕集すること
ができる集塵装置を提供する。 【解決手段】 集塵装置は、圧縮気体を粉塵Ｄの発生箇
所に向かって噴射する噴射ノズル１と、粉塵Ｄの発生箇
所Ｐの反対側に噴射ノズル１と相対向するように配置さ
れた捕集フード２と、粉塵Ｄと噴射ノズル１から噴射さ
れた圧縮気体とを分離する空間３ａを有する分離手段３
と、分離された粉塵Ｄを分離手段３の排出口３ｂから管
路４７によりサイクロン４６に導入させる真空発生器４
５と、サイクロン４６内で沈下した粉塵Ｄを貯留して所
定処理工程へまとめて搬出する貯留台車４１とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集塵装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各分野における製造、整備工場
内の切削あるいは研削加工機等には、この加工中に生成
される切りくずや切粉等を含む粉塵を捕集するための集
塵装置が設けられている。従来の一般的な集塵装置は、
粉塵の発生箇所に臨むようにして捕集フードを設け、こ
の捕集フードの吸い込み口に真空ポンプ等の吸引手段を
接続した吸引式のものが用いられている。

【０００３】また、特開昭５５−８８８２２号公報に開
示されているように、吸引機構と空気汚染物質処理装置
とが連設され、而してこれらに連通する捕集口が空気汚
染物質発生源に臨まされるようにされた空気汚染物質捕
集処理装置において、ベンチュリ管の絞部に臨まされた
空気管が圧縮空気供給源に連結可能とされて前記吸引機
構を成し、而して該ベンチュリ管に前記空気汚染物質処
理装置と捕集口とが直列に連結されて成る空気汚染物質
捕集処理装置が知られている。この空気汚染物質捕集処
理装置では、ベンチュリ管内に供給される圧縮空気によ
って引き起こされる負圧によって捕集口が吸引作用を奏
し、これによって各種作業場内の空気汚染物質を捕集す
る。

【０００４】さらに、特開昭６３−５４９１０号公報に
開示されているように粉塵濃度が一定周期で脈動する空
気流をダクトで集塵機に導き粉塵を捕集する集塵方法に
おいて、上記ダクトを途中で主ダクトと副ダクトとに分
岐させておき、かつ上記主副ダクト中を通る粉塵の濃度
の脈動周期が両ダクトの合流部で半周期分ずれるよう両
ダクトの長さに寸法差を設けておくことにより、上記合
流部にて空気流の粉塵濃度の脈動を消滅させて一定濃度
とし、しかる後該空気流を上記集塵機に送る集塵方法が
知られている。

【０００５】このように、従来のいずれの集塵装置にお
いても、粉塵を補修フードの吸い込み口から吸引手段の
負圧により吸引する吸引式のものを採用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の吸引式の集塵装置にあっては、捕集フー
ドの吸い込み口から離れるにしたがって真空度が低下す
る（大気圧に近づく）ため、かかる場所で生成される粉
塵を効率よく吸引し捕集することができないという問題
があった。また、切削あるいは研削加工機等による加工
中に生成される粉塵には、金属の切りくずや切粉等、比
較的重量を有するものが含まれている。このような重量
を有する粉塵を上述したような従来の吸引式の集塵装置
を用いて捕集フードの吸い込み口から吸引し捕集するた
めには、真空度や単位時間あたりの吸引量（容積）等の
吸引能力が高い吸引手段を用いる必要があるという問題
や、かつまた、重量を有する粉塵が吸い込み口から離れ
た場所で生成された場合には、吸引能力の高い吸引手段
を用いても吸引し捕集することが困難となるという問題
があった。そして、重量を有する粉塵を吸引すべく吸引
手段を高真空度とした場合、吸込量が低下するため吸い
込み口から離れた粉塵を吸引することができなくなり、
これとは逆に、吸い込み口から離れた粉塵を吸引すべく
吸引手段を吸込量が大きいものとした場合、吸込量が低
下するため吸い込み口から離れた粉塵を吸引することが
できなくなるという問題があった。さらに、高真空度と
大吸引量とを満足させるような吸引手段は高価なものと
なる。また、これに加えて、このような吸引手段と捕集
フードとを接続するための配管を、高真空度に耐え、且
つ、大吸引量とするため口径の大きいものとすること
は、配管の費用がかかることとなる。これらのことか
ら、設備コストが引き上げられるという問題があり、実
際に高真空度と大吸引量とを満足させるような吸引手段
を採用することはできなかった。

【０００７】本発明は、上記問題を優位に解決するため
になされたもので、簡単な構造で、切削あるいは研削加
工機等から生成される金属の切りくずや切粉等、比較的
重量を有する粉塵であっても、また、これらの粉塵の発
生箇所が捕集フードから離れた位置である場合であって
も確実に捕集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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
集塵装置は、上記目的を達成するため、圧縮流体を粉塵
の発生箇所に向かって噴射する噴射ノズルと、粉塵の発
生箇所の反対側に前記噴射ノズルと相対向するように配
置された捕集フードと、粉塵と噴射ノズルから噴射され
た圧縮流体とを分離する分離手段と、分離された粉塵を
貯留する貯留手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００９】本発明の請求項２に係る集塵装置は、上記
目的を達成するため、請求項１に記載の集塵装置におい
て、圧縮流体は、クーラントミストを含むことを特徴と
するものである。

【００１０】請求項１に係る発明では、粉塵は、捕集フ
ードからの距離やその重量に関りなく、噴射ノズルから
噴射された圧縮流体が吹き付けられることによって確実
に捕集フードへと移動し、噴射ノズルと相対向するよう
に配置された捕集フードに捕集される。捕集フードに捕
集された粉塵は、分離手段によって圧縮流体と分離さ
れ、貯留手段に貯留される。

【００１１】請求項２に係る発明では、粉塵の発生箇所
が刃具によりワークを切削する切削加工等、機械的除去
加工であるような場合、噴射ノズルから噴射される圧縮
流体に含まれたクーラントの細かな液体粒子状のミスト
が刃具およびワークに噴霧されることとなり、刃具寿命
や被切削性が向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る集塵装置の実施の一
形態を、図に基づいて詳細に説明する。なお、図におい
て同一符号は同一部分または相当部分とする。

【００１３】図１に示すように、本発明の集塵装置は、
圧縮流体を粉塵Ｄの発生箇所に向かって噴射する噴射ノ
ズル１と、粉塵Ｄの発生箇所Ｐの反対側に噴射ノズル１
と相対向するように配置された捕集フード２と、粉塵Ｄ
と噴射ノズル１から噴射された圧縮流体とを分離する分
離手段３と、分離された粉塵Ｄを分離手段３から移送さ
せて貯留する貯留手段４とを備えている。そして、本発
明の集塵装置は、必要に応じて圧縮流体にクーラントミ
ストを含めるためのクーラントミスト発生手段１０を備
えている。

【００１４】この実施の形態では、粉塵Ｄの発生箇所Ｐ
に向かって噴射ノズル１から噴射される圧縮流体として
は、圧縮空気が用いられる。噴射ノズル１は、エアコン
プレッサ等の圧縮空気供給源（図示を省略した）に接続
されている。そして、噴射ノズル１は、図１に示した実
施の形態の場合、単一のものから構成されているが、例
えば、図２に示すように、フライスカッタＦのような工
具の全周にわたって粉塵Ｄが発生するような場合等、粉
塵Ｄの発生箇所Ｐの範囲や発生状態等に応じて、捕集フ
ード２に向かって複数の噴射ノズル１，１，１を配設す
ることができる。さらに、噴射ノズル１は、図示は省略
するが、噴出する圧縮空気の絞り（広がり）を可変とす
ることができるよう構成し、あるいは粉塵Ｄの発生箇所
Ｐ等の状況に応じて、その位置を移動することができる
よう構成することもできる。

【００１５】さらには、粉塵Ｄの発生箇所Ｐが刃具によ
りワークを切削する切削加工等、機械的除去加工である
ような場合には、クーラント液１１を細かな液体粒子状
にして混入した圧縮空気（クーラントミストＣＭ）を刃
具およびワークに噴出させるため、クーラントミスト発
生手段１０を設けることもできる。クーラントミスト発
生手段１０は、図３に示すように、ノズル１の内部に開
口を有する通路１２ａが形成されたクーラント供給部１
２と、水溶性あるいは不水溶性のクーラント液１１を貯
留するタンク１３と、タンク１３からクーラント液１１
をクーラント供給部１２の通路１２ａに供給するための
ポンプ１４と、クーラント液１１の供給量を調整するた
めの流量調整バルブ１５を備えてなるものである。タン
ク１３に貯留されたクーラント液１１は、ポンプ１４か
ら吐出され、流量調整弁１５により例えば毎分３ｃｃ〜
１０ｃｃ程度のわずかな量に調整され、クーラント供給
部１２の通路１２ａに供給される。そして、クーラント
供給部１２の通路１２ａの開口から吐出されたわずかな
量のクーラント液１１は、図示しない圧縮空気供給源か
ら供給される圧縮空気Ａによって霧状となり、ノズル１
から圧縮空気Ａと共に粉塵Ｄの発生箇所Ｐに向かって噴
射される。この場合には、刃具寿命や被切削性を向上さ
せることが可能となる。

【００１６】捕集フード２は、粉塵Ｄの発生箇所Ｐをは
さんで噴射ノズル１と相対向するように配置されるもの
で、噴射ノズル１と相対向する開口２ａが大径で、粉塵
捕集口２ｂに向かって暫時小径となるようなテーパ状に
形成されてなるものである。捕集フード２の噴射ノズル
１と相対向する開口２ａの径、および粉塵捕集口２ｂに
向かって暫時小径となるテーパ角は、粉塵Ｄの発生箇所
Ｐの位置や生成される粉塵Ｄの発生範囲、大きさ、およ
び重さ等の諸条件に応じて設定される。

【００１７】分離手段３は、捕集フード２に接続された
筐体からなるものである（以下、分離手段３を筐体３と
いう）。筐体３は、内部に所定の高さを有する空間３ａ
を形成しており、この空間の高さ方向の略中間が捕集フ
ード２の粉塵捕集口２ｂと連続している。筐体３の底部
には、圧縮空気により空間３ａ内に運ばれて溜った粉塵
Ｄを排出するための排出口３ｂが設けられ、また、筐体
３の上部には排風口３ｃが設けられている。噴射ノズル
１から噴射された圧縮空気は、捕集フード２を介して筐
体３の空間３ａ内に導入され、排風口３ｃから放出され
る。なお、筐体３の空間３ａ内に導入された圧縮空気を
言わば積極的に排気あるいは吸引するため、図１に鎖線
で示すように、排風口３ｃに、排風機３０を管路３１に
よって接続することもできる。排風機３０は、比較的真
空度が低く吸引量が大きいファン（図示は省略する）を
内部に有するもので、必要に応じてファンの回転数を制
御することができる。この場合において、捕集される粉
塵Ｄに細かいあるいは軽いものが含まれ、筐体３の空間
３ａ内に導入されてから直ちに自重により空間３ａの底
部へと落下せず、空間３ａ内で浮遊するような場合にあ
っては、図示は省略するが、排風口３ｃにフィルタを設
け、あるいは管路の途中に公知の電気集塵器等を設ける
こともできる。

【００１８】貯留手段４は、この実施の形態の場合、筐
体３内の空間３ａの底部に溜った粉塵Ｄを排出口３ｂか
ら移送する移送手段４０と、移送された粉塵Ｄを貯留し
て所定処理工程へまとめて搬出する貯留台車４１とを備
えている。そして、この実施の形態における移送手段４
０は、真空発生器４５と、この真空発生器４５が接続さ
れたサイクロン４６と、筐体３の排出口３ｂとサイクロ
ン４６とを接続する管路４７とから構成されている。真
空発生器４５は、比較的吸引量は低いが真空度が高いも
のが採用される。サイクロン４６は、公知のように、そ
の上方中央に真空発生器４５と接続された管路４５ａが
その内部に突出するように接続され、粉塵Ｄに旋回流を
発生させるべく、その横断面における接線方向に管路４
７が接続され、さらには、この実施の形態の場合、その
底部にバルブ４８が設けられている。サイクロン４６内
には、旋回流により内壁に沿って沈下した粉塵Ｄが所定
量に達した際にバルブ４８を開いて貯留台車４１へと排
出するべく、沈下した粉塵Ｄの量を検知するためのセン
サ（図示を省略した）が設けられている。また、筐体３
の空間３ａ底部に溜った粉塵Ｄの量を検知するため、筐
体３の空間３ａ内にレベルセンサ（図示を省略した）を
設け、このレベルセンサの検知信号に基づいて空間３ａ
内に所定量の粉塵Ｄが溜ると真空発生器４５が作動する
よう構成することができる。なお、貯留手段４は、この
実施の形態に限定されることなく、捕集される粉塵Ｄが
金属の連続した切りくずのように連続したものではない
場合には、例えば筐体３の排出口３ｂと貯留台車４１と
の間にわたるスクリューコンベアを設ける等、他の移送
手段４０を採用することもでき、また、筐体３の排出口
３ｂにバルブを設けると共にその下方に貯留台車４１を
配置して筐体３の排出口３ｂら排出される粉塵Ｄを直接
貯留台車４１へ排出するよう構成することもできる（図
示は省略する）。

【００１９】次に、以上のように構成されたこの実施の
形態における集塵装置の作動について説明する。図１に
示すように、噴射ノズル１からは、接続された図示しな
い圧縮空気供給源から供給される圧縮空気が捕集フード
２に向かって噴出されている。そして、例えばワークを
切削する場合、噴射ノズル１と捕集フード２との間に図
示しない切削加工機の刃具の先端、すなわち粉塵Ｄの発
生箇所Ｐが位置している。このとき、噴射ノズル１およ
び捕集フード２は、切削加工機の刃具の先端から切りく
ずが圧縮空気の下流に向かって排出されるように配置さ
れていることが望ましい。また、刃具が例えばフライス
カッタＦのようにその全周にわたって切りくずが排出さ
れる場合は、図２に示したように、広範囲に排出される
切りくずを捕集フード２に集めることができるように、
複数の噴射ノズル１，１，１が粉塵捕集口２ｂに向けて
配置される。刃具によりワークから削り取られた切りく
ず（粉塵Ｄ）は、噴射ノズル１から噴出された空気によ
って捕集フード２の捕集口２ｂに向かって吹き飛ばされ
ることとなる。

【００２０】筐体３内の空間３ａに圧縮空気と共に導入
された粉塵Ｄは、自重によって圧縮空気から分離し、空
間３ａ底部へと落下する。一方、自重により粉塵Ｄが分
離された圧縮空気は、排風口３ｃから自然にあるいは排
風機３０によって外部に放出される。空間３ａの底部に
落下した粉塵Ｄは、比較的高真空度の真空発生器４５に
より吸引され、管路４７を介してサイクロン４６内に移
送され、旋回流によってサイクロン４６の内壁に沿って
沈下することとなる。そして、沈下した粉塵Ｄは、所定
量に達するとバルブ４８が開かれ、貯留台車４１に排出
され、一定量が溜った後に所定の後工程へと搬出され
る。なお、真空発生器４５は、常時作動させてもよく、
また上述したように筐体３の空間３ａ内に図示しないレ
ベルセンサを設けた場合にあっては、このレベルセンサ
の出力に基づいて断続的に作動させてもよい。

【００２１】次に、本発明の集塵装置の別の実施の形態
を図４および図５に基づいて説明する。なお、この実施
の形態においては、上述した実施の形態と異なる部分に
ついてのみ説明することとし、上述した実施の形態と同
様または相当する部分については同じ符号を付してその
説明を省略する。この実施の形態が上述した実施の形態
と異なる点は、貯留手段４の構成にある。貯留手段４の
移送手段４０は、サイクロン４６に接続される真空発生
器４５を有しておらず、代わりに筐体３の排出口３ｂと
サイクロン４６とを接続する管路４７の途中に設けられ
ている。この実施の形態の移送手段４０は、図５に示す
ように、管路４７の略全周囲に、サイクロン４６に向か
って斜めに圧縮空気を供給するための供給口６０が設け
られてなる。本発明では、上述したように粉塵Ｄを捕集
フード２に向かって吹き飛ばすため、噴射ノズル１に圧
縮空気を供給するために用いられている図示しない圧縮
空気供給源から、あるいは一般に各分野における製造、
整備工場内に配置されている他の圧縮空気供給源から、
圧縮空気をサイクロン４６に向かって斜めに噴射するよ
うに供給口６０に供給すると、図５に示すように、この
供給口６０よりも排出口３ｂ側の空気が吸い込まれ、筐
体の排出口から粉塵Ｄを吸引してサイクロン４６へ圧送
する空気の流れが発生することとなる。この場合におい
ては、サイクロン４６に空気が圧送されるため、サイク
ロン４６の下部にバルブ４８を設ける必要がなく、した
がって、設備コストやメンテナンスの点で有利となる。

【００２２】次に、本発明の集塵装置の別の実施の形態
を図６に基づいて説明する。なお、この実施の形態にお
いては、上述した二つの実施の形態と異なる部分につい
てのみ説明することとし、上述したいずれの実施の形態
と同様または相当する部分については同じ符号を付して
その説明を省略する。この実施の形態が上述した実施の
形態と異なる点は、サイクロン４６の設けられている位
置が筐体３の位置よりも高さ方向に高い位置に設置され
ていることが前提とされている点である。粉塵Ｄを排出
口３ｂよりも高い位置に配置されたサイクロン４６に粉
塵Ｄを吸引・圧送する場合においては、真空発生器４５
にかかる負荷が大きく、また、常時真空発生器４５を作
動させておくのは消費するエネルギが大となる。一方、
真空発生器４５を断続的に作動させた場合には、管路４
７の途中まで吸引・圧送された粉塵Ｄが自重により筐体
３に戻ってしまい、粉塵Ｄの移送不足が発生することと
なる。そこで、この実施の形態においては、図６に示す
ように、筐体３の排出口３ｂとサイクロン４６とを接続
する管路４７に、複数のトラップ部４７ａ，４７ｂ，４
７ｃおよび４７ｄを形成すると共にサイクロン４６の近
傍にバルブ７０を設け、また、真空発生器４５による負
圧を検出するための圧力スイッチ（図示を省略した）を
サイクロン４６の内部または管路４５ａに設けてある。

【００２３】バルブ７０を閉じた状態で真空発生器４５
を作動させると、サイクロン４６内の真空度は真空発生
器４５の最大能力まで上昇する。この状態を図示しない
圧力スイッチによって検出し、真空発生器４５を作動さ
せたままの状態、あるいは一旦真空発生器４５の作動を
停止させた状態で、バルブ７０を開くと、最大能力の真
空度で筐体３内の粉塵Ｄを吸引することとなるが、サイ
クロン４６内の真空度の低下に伴い吸引力も低下するこ
ととなる。筐体３から吸引された粉塵Ｄは、管路４７途
中に設けられたいずれかのトラップ部４７ａ〜４７ｄに
溜ることとなる。そしてバルブ７０を閉じた後に再度サ
イクロン４６内の真空度を真空発生器４５の最大能力ま
で上昇させる。これらの工程を繰り返すことにより、管
路４７の途中で吸引力が低下して間欠的に粉塵Ｄを吸引
することとなるが、粉塵Ｄは直前に通過したトラップ部
４７ａ〜４７ｄに落下するのみとなる。したがって、サ
イクロン４６の設けられている位置が筐体３の位置より
も高さ方向に高い位置に設置されていても、比較的小型
の真空発生器４５により、その最大能力の真空度で且つ
少ないエネルギで粉塵Ｄを筐体３まで戻すことなく確実
に吸引することができる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、圧縮流体
を粉塵の発生箇所に向かって噴射する噴射ノズルと、粉
塵の発生箇所の反対側に前記噴射ノズルと相対向するよ
うに配置された捕集フードと、粉塵と噴射ノズルから噴
射された圧縮流体とを分離する分離手段と、分離された
粉塵を貯留する貯留手段とを備えたことにより、簡単な
構造で、切削あるいは研削加工機等から生成される金属
の切りくずや切粉等、比較的重量を有する粉塵であって
も、また、これらの粉塵の発生箇所が捕集フードから離
れた位置である場合であっても確実に捕集することがで
きる集塵装置を提供することができる。

【００２５】請求項２に係る発明によれば、圧縮流体
は、クーラントミストを含むことにより、粉塵の発生箇
所が刃具によりワークを切削する切削加工等、機械的除
去加工であるような場合、噴射ノズルから噴射される圧
縮流体に含まれたクーラントの細かな液体粒子状のミス
トが刃具およびワークに噴霧されることとなるため、刃
具寿命や被切削性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の集塵装置全体の一実施の形態を示す説
明図である。

【図２】複数の噴射ノズルを設けた場合を示す部分拡大
説明図である。

【図３】クーラントミスト発生手段を備えたノズルを示
す断面図である。

【図４】本発明の集塵装置全体の別の実施の形態を示す
説明図である。

【図５】図４に示した真空発生器の拡大断面図である。

【図６】本発明の集塵装置全体のさらに別の実施の形態
を示す説明図である。

【符合の説明】

１ 噴射ノズル ２ 捕集フード ３ 筐体（分離手段） ４ 貯留手段 １０ クーラントミスト発生手段 ４０ 移送手段 Ｄ 粉塵 Ｐ 粉塵の発生箇所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 厳一 愛知県名古屋市千種区振甫町３−２ (72)発明者 岩井 辰一 愛知県海部郡七宝町大字桂字親田1969−６

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮流体を粉塵の発生箇所に向かって噴
   射する噴射ノズルと、粉塵の発生箇所の反対側に前記噴
   射ノズルと相対向するように配置された捕集フードと、
   粉塵と噴射ノズルから噴射された圧縮流体とを分離する
   分離手段と、分離された粉塵を貯留する貯留手段とを備
   えたことを特徴とする集塵装置。
2. 【請求項２】 圧縮流体は、クーラントミストを含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。