KR20170026566A - 집진 장치 - Google Patents

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모리히로 우라사키
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유에스 우라사키 가부시키가이샤
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Abstract

분위기 중의 분진을 제거하는 집진 장치(1)는 필터(3), 송풍기(11), 제진 장치(7) 및 압력 도입 장치(9)를 구비한다. 필터(3)는 필터실(5A) 내에 받아들여진 분위기 중에서 분진을 제거한다. 송풍기(11)는 분위기를 필터실(5A)에 받아들이는 동시에 필터(3)를 통과하는 기류를 발생시킨다. 제진 장치(7)는 필터(3)에 부착된 분진을 제거한다. 압력 도입 장치(9)는 제진 장치(7)의 작동 시에 작동하고, 필터(3)보다 하류측의 공기 통로에 해당 공기 통로내의 기압보다 높은 기압을 도입한다.

Description

집진 장치{DUST COLLECTION DEVICE}
본 국제 출원은 2014년 7월 3일에 일본특허청에 출원된 일본특허출원 제2014-137858호 및 2014년 8월 26일에 일본특허청에 출원된 일본특허출원 제2014-171588호에 기초하는 우선권을 주장한 것으로, 일본특허출원 제2014-137858호 및 일본특허출원 제2014-171588호의 모든 내용을 본 국제 출원에 참조에 의해 원용한다.
본 발명은 필터로 분위기 중의 분진을 제거하는 집진 장치에 관한 것이다.
집진 장치는 공기가 필터를 통과할 때에 상기 공기 중의 분진을 필터에 의해 포착(이하 「필터링」이라 한다)하는 것이다. 그러므로 공기 중에서 제거된 분진은 필터 표면에 부착된 상태에서 퇴적된다.
그리고 특허문헌 1에 기재된 집진 장치에서는 기류의 방향을 필터링 때와 역방향으로 함으로써 필터 표면에 부착된 분진을 제거(이하 「제진」이라 한다.)하고 있다.
1. 일본실용공고 평1-23540
본 발명의 일측면에서는 특허 문헌 1에 기재된 제진 방법과 다른 제진 방법을 채용한 집진 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 국면은 분위기 중의 분진을 제거하는 집진 장치로서, 필터, 송풍기, 제진 장치 및 압력 도입 장치를 구비한다. 필터는 필터실 내에 받아들여진 분위기 중에서 분진을 제거한다. 송풍기는 분위기를 필터실에 받아들이는 동시에 필터를 통과하는 기류를 발생시킨다. 제진 장치는 필터에 부착된 분진을 제거한다. 압력 도입 장치는 제진 장치의 작동 시에 작동하고, 필터보다 하류측의 공기 통로에 해당 공기 통로 내의 기압보다 높은 기압을 도입한다.
이에 따라 본 발명의 일 국면에서는 제진 장치를 작동시켜서 제진이 실행될 때에 있어서 필터를 사이에 두고 하류측과 상류측의 기압차가 작아진다. 이에 따라 필터 표면에 부착, 퇴적한 분진을 용이하게 제진하는 것이 가능하게 된다.
다시 말해 필터에 포착된 분진의 대부분은 상류측 필터 표면에 부착, 퇴적된다. 송풍기가 가동해서 공기가 필터를 통과하고 있는 상태에서는 필터의 상류측은 하류측에 비해 기압이 높다.
그리고 송풍기가 가동하고 있는 상태에서는 필터 표면에 부착, 퇴적한 분진은 기압차에 의해 필터 표면에 부착된 상태가 된다. 그러므로 송풍기가 가동하고 있는 상태에서 제진 장치를 작동시켜도 효율적으로 제진하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.
이 문제에 대해서는 예를 들면 「제진 장치를 작동할 때에 송풍기를 정지시켜서 기압차를 작게 한다」고 하는 해결 방법을 생각할 수 있다. 그러나 이 방법에서는 송풍기가 정지해서 기압차가 작아질 때까지 제진 장치를 작동시킬 수 없다.
이에 대하여 본 발명의 일 국면에서는 제진 장치의 작동 시에 높은 기압을 하류측의 공기 통로에 도입하므로, 송풍기를 정지시키지 않고 기압차를 작게 할 수 있다. 따라서 필터 표면에 부착, 퇴적한 분진을 용이하게 제진하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 일 국면의 집진 장치는 제진 장치의 작동 시에 높은 기압을 하류측의 공기 통로에 도입하므로, 제진 장치의 작동 시에 송풍기를 정지시키는 것, 가동시키는 것 어느 것이라도 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진 장치의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진 장치에 사용되는 필터의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진 장치의 필터링 시의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제진 장치의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 집진 장치에 사용되는 가속 장치의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 선 VB-VB 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진 장치에 사용되는 가속 장치의 작동 설명도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진 장치에 사용되는 가속 장치의 작동 설명도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진 장치에 사용되는 가속 장치의 작동 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 집진 장치의 제진 시의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 집진 장치의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
이하에 설명하는 「발명의 실시예」는 실시예의 일례를 나타내는 것이다. 즉 특허청구의 범위에 기재된 발명 특정 사항 등은 하기 실시예에 나타낸 구체적 수단이나 구조 등에 한정되지 않는다.
각 도면에 부여된 방향을 나타내는 화살표 등은 각 도면의 상호 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해 기재한 것이다. 본 발명은 각 도면에 부여된 방향에 한정되지 않는다. 적어도 부호를 부여해서 설명한 부재 또는 부위는 「복수개」나 「2개 이상」 등의 예고를 한 경우를 제외하고, 적어도 하나는 설치되어 있다. 이하 본 발명의 실시예를 도면과 함께 설명한다.
(제1 실시예)
1. 집진 장치의 개요
집진 장치(1)는 도 1에 도시한 바와 같이 필터(3), 집진 케이싱(5), 제진 장치(7), 압력 도입 장치(9) 및 송풍기(11) 등을 구비하고 있다. 또한 본 실시예에 따른 집진 장치(1)는 레이저 가공이나 용접 작업 시에 발생하는 금속 증기가 응집한 미세한 입자(이하 "분진"이라 한다)를 포착하는 장치이다.
필터(3)는 집진 케이싱(5) 내에 받아들여진 공기(분위기) 중의 분진을 여과해서 해당 공기 중의 분진을 제거한다. 상기 필터(3)는 펀치 메탈로 구성된 원통상의 심재(3A) 및 주름상자형으로 접어진 여과지재(3B)(도 2 참조) 등을 가지며 대략 원통상으로 구성되어 있다.
분진을 포함한 공기는 필터(3)의 외주면에서 심재(3A)를 향해 흐른다. 그리고 해당 공기가 여과지재(3B)를 통과할 때에 분진이 여과지재(3B)에 포착된다. 그러므로 본 실시예에 따른 필터(3)에서는 포착된 분진은 필터(3)의 외주면 측에 축적된다.
도 1에 도시한 바와 같이 집진 케이싱(5)은 필터실(5A)을 구성한다. 필터실(5A)은 필터(3)를 수납한다. 송풍기(11)는 도 3에 도시한 바와 같이 필터실(5A) 외부에서 분진을 포함한 공기를 필터실(5A)에 받아들이는 동시에 필터(3)를 통과하는 기류를 발생시킨다.
필터(3)(여과지재(3B))에서 여과된 공기는 심재(3A) 내를 유통해서 송풍기(11)에 흡인된 후, 집진 장치(1)밖으로 배출된다.
또한 필터(3)(심재(3A))의 축선 방향 일단측(본 실시예에서는 하단측)은 폐쇄체(3C)에 의해 폐쇄되어 있다. 그러므로 여과된 공기는 필터(3)(심재(3A)) 내를 축선 방향 일단측에서 타단측, 즉 하단측에서 상단측을 향해 유통된다.
송풍기(11)는 도 1에 도시한 바와 같이 원심 팬(11A), 스크롤 케이싱(11B) 및 전동 모터(11C) 등으로 구성되어 있다. 원심 팬(11A)은 공기가 해당 팬의 직경 방향으로 빠져 나가는 팬이다(JIS B0132 번호1003, 1004참조).
스크롤 케이싱(11B)은 원심 팬(11A)을 수납하는 소용돌이 형상의 케이싱이다. 스크롤 케이싱(11B)의 소용돌이 중심에는 흡기구(11D)가 설치되어 있다. 상기 흡기구(11D)는 원심 팬(11A)의 회전축선과 평행한 방향을 향해서 개구되어 있다.
스크롤 케이싱(11B)의 외주에는 접선 방향을 향해서 개구된 배출구(11E)가 설치되어 있다. 송풍기(11)는 칸막이벽(13)의 개구부(13A)가 흡기구(11D)와 일치한 상태로 칸막이벽(13)에 조립되어 있다.
칸막이벽(13)은 필터실(5A)과 송풍기(11)가 수납된 공간(이하 배기측 공간(15A)이라 한다)을 구획한다. 즉 송풍기(11)의 토출측(DS)과 송풍기(11)의 흡입측(IS)은 칸막이벽(13)에 의해 구획된다. 따라서 필터(3)보다 하류측의 공기 통로, 즉 심재(3A) 내에서 송풍기(11)의 흡기구(11D)에 이르는 흡기측 공간(15B)은 칸막이벽(13)에 의해 배기측 공간(15A)과 구획되어 있다.
배기측 공간(15A)을 구성하는 배기부(17)에는 외부와 연통된 배기구(17A)가 설치되어 있다. 배기구(17A)는 필터(3)를 통과한 제진 후의 공기를 집진 장치(1) 외부로 배기하기 위한 개구이다.
그리고 배기구(17A)는 송풍기(11)의 토출측(배기측 공간(15A))과 항상 연통되어 있다. 즉 배기구(17A)는 제진 장치(7)의 작동 시 및 비작동 시를 불문하고 배기측 공간(15A)과 연통되어 있다.
2. 제진 장치
2.1 제진 장치의 개요
제진 장치(7)는 필터(3)(여과지재(3B)) 표면에 부착된 분진을 제거한다. 다시 말해 제진 장치(7)는 후술하는 축압부(71)에서 공급된 기류를 가속하고, 상기 가속된 기류를 필터(3)를 향해 분사함으로써, 필터(3)에 부착된 분진을 필터(3)로부터 제거한다.
또한 제진 장치(7)로 제거된 분진은 필터실(5A) 하부에 설치된 집진부(19)(도 1 참조)에 모아진다.
2.2 제진 장치의 구성
제진 장치(7)는 도 4에 도시한 바와 같이 적어도 축압부(71) 및 가속 장치(73)를 가지고 있다. 축압부(71)는 가압된 기체가 충전된다. 본 실시예에서는 펌프(P1)로 대략 0.5MPa까지 가압된 공기가 축압부(71)에 충전된다.
가속 장치(73)는 축압부(71)에 충전되어 있는 기체를 가속해서 필터(3)를 향해 분사한다. 구체적으로는 가속 장치(73)는 도 5a에 도시한 바와 같이 분사구(73A), 조리개부(73B), 팽창부(73D) 및 밸브부(73E) 등을 가지고 있다.
분사고(73A)는 가속된 기체를 필터(3)를 향해 분출한다. 본 실시예에 따른 분사구(73A)는 필터(3)의 축선 방향 타단측(본 실시예에서는 상단측)을 향해서 개구된 개구부이다.
조리개부(73B)는 축압부(71)에서 방출된 기류를 좁혀서 해당 기류를 가속한다. 본 실시예에 따른 조리개부(73B)는 원통부(73F)의 외주측에 구성된 공기의 통로로서, 항상 축압부(71)와 연통되어 있다. 그리고 조리개부(73B)는 축압부(71)에서 스로트부(73C)에 공기를 안내하는 동시에 스로트부(73C)에 근접할수록 그 통로 단면적이 축소한다.
원통부(73F)는 원통상 부위로, 그 축선 방향 일단(도 5a에서는 하단)에 분사구(73A)가 설치되고, 축선 방향 타단(도 5a에서는 상단)에 스로트부(73C)가 설치되어 있다.
스로트부(73C)는 조리개부(73B) 중 가장 유로 단면적이 축소된 부위이다. 본 실시예에 따른 스로트부(73C)는 복수의 작은 구멍(73G)(도 5b 참조)으로 구성되어 있다. 팽창부(73D)는 스로트부(73C)에서 분출된 기류를 팽창시킴으로써 해당 기류를 더욱 가속한다.
밸브부(73E)는 스로트부(73C)를 개폐한다. 해당 밸브부(73E)는 접시 스프링과 같이 탄성 변형하는 원판형의 다이어프램으로 구성되어 있다. 밸브부(73E)는 원통부(73F)의 내경 치수보다 큰 반경을 가지고 있다.
그리고 해당 밸브부(73E)는 밸브부(73E)의 한쪽 면(도 5a에서는 상면)에 작용하는 압력과 다른 쪽 면(도 5b에서는 하면)에 작용하는 압력의 차이에 따라 스로트부(73C)를 개폐한다.
2.2 밸브부의 개폐 작동
밸브부(73E)의 상면측은 도 4에 도시한 바와 같이 삼방 밸브(V1)를 개재해서 펌프(P1)와 토출측과 연통 가능하다. 삼방 밸브(V1)는 (a) 밸브부(73E)의 상면측 공간(C1)과 펌프(P1)와 토출측을 연통시키는 경우, (b) 상면측 공간(C1)을 대기 개방으로 하는 경우 및 (c) 상면측 공간(C1)을 밀폐 상태로 하는 경우 중 어느 하나의 경우를 선택하기 위한 절환 밸브이다.
<축압부에 공기를 충전하는 경우>
축압부(71)의 압력이 펌프(P1)의 토출압보다 저하된 상태에서 상면측 공간(C1)과 펌프(P1)와 토출측을 연통시키도록 삼방 밸브(V1)를 작동시키면, 밸브부(73E)의 상면측에 작용하는 압력에 의한 힘이 밸브부(73E)의 하면측에 작용하는 압력에 의한 힘을 상회한다. 그러므로 도 6에 도시한 바와 같이 펌프(P1)에서 공급된 공기는 밸브부(73E)의 외주연과 하우징(73H)의 간극을 유통해서 축압부(71)에 유입된다.
또한 밸브부(73E)의 상면측에 작용하는 압력에 의한 힘은 「압력×밸브부(73E)의 상면측 면적」이다. 밸브부(73E)의 하면측에 작용하는 압력에 의한 힘은 「대기압×스로트부(73C)의 단면적+축압부(71) 내의 압력×(밸브부(73E)의 하면측 면적－스로트부(73C)의 단면적)」이다.
<축압 상태>
축압부(71) 내의 압력이 펌프(P1)의 토출압과 동일 압력이 되었을 때에 상면측 공간(C1)이 밀폐 상태로 되게 삼방 밸브(V1)를 작동시킨다(도 7 참조). 이에 따라 축압부(71) 및 조리개부(73B)에 가압된 공기가 충전된 상태로 되는 동시에 상기 충전 상태가 유지된다.
또한 본 실시예에서는 축압부(71) 내의 압력이 펌프(P1)의 토출압과 동일 압력이 되었는지 여부를 검출하는 압력 센서 등은 설치하지 않고 있다. 상면측 공간(C1)과 펌프(P1)와 토출측을 연통되게 삼방 밸브(V1)를 작동시켰을 때부터 소정의 시간(예를 들면 2∼3초)이 경과하였을 때에 축압부(71) 내의 압력이 펌프(P1)의 토출압과 동일 압력이 되었다고 간주하고, 삼방 밸브(V1)를 작동시키고 있다.
<분사구로부터 공기를 분출하는 경우>
상면측 공간(C1)을 대기 개방으로 하도록 삼방 밸브(V1)를 작동시킨다. 이에 따라 밸브부(73E)의 상면측에 작용하는 압력에 의한 힘이 밸브부(73E)의 하면측에 작용하는 압력에 의한 힘을 하회하기 때문에, 도 8에 도시한 바와 같이 밸브부(73E)가 스로트부(73C)로부터 이간되어 스로트부(73C)가 열리는 동시에 밸브부(73E)가 펌프(P1)측에 연결되는 공기 통로를 폐쇄한다.
그리고 축압부(71)에서 분출된 기류는 원통부(73F)의 외주에 따라 밸브부(73E)측에 유통된 후 스로트부(73C)에서 팽창부(73D)로 유입된다. 팽창부(73D)에 유입된 기류는 분사구(73A)에서 필터(3)를 향해서 분출한다.
3. 압력 도입 장치
3.1 압력 도입 장치의 개요
압력 도입 장치(9)는 제진 장치(7)의 작동 시에 흡기측 공간(15B)에 해당 흡기측 공간(15B)의 기압보다 높은 기압을 도입하는 장치이다. 즉 압력 도입 장치(9)는 분사구(73A)에서 공기를 분출할 때에 흡기측 공간(15B)의 압력을 상승시키는 장치이다. 구체적으로는 도 9에 도시한 바와 같이 압력 도입 장치(9)는 송풍기(11)가 가동하고 있는 때로서, 제진 장치(7)의 작동 시에 송풍기(11)의 토출측 압력을 흡기측 공간(15B)에 도입한다.
3.2 압력 도입 장치의 구성
압력 도입 장치(9)는 도 9에 도시한 바와 같이 연통로(9A)를 개폐하는 개폐 밸브(9B) 및 개폐 밸브(9B)를 개폐 작동시키는 액추에이터(9C) 등을 가지고 있다. 연통로(9A)는 송풍기(11)의 토출측(DS)과 송풍기(11)의 흡입측(IS)과 연통된다.
본 실시예에 따른 연통로(9A)는 칸막이벽(13)에 설치된 개구부로서, 배기측 공간(15A)과 흡기측 공간(15B)을 연통시키는 개구부이다. 액추에이터(9C)는 제진 장치(7)의 작동과 연동시켜 개폐 밸브(9B)를 개폐 작동시킨다. 즉 액추에이터(9C)는 필터(3)를 제진할 때에 연통로(9A)를 열고 동시에 비제진 시에는 연통로(9A)를 닫는다.
개폐 밸브(9B)는 연통로(9A)에 대해서 송풍기(11)의 토출측(배기측 공간(15A))에 배치되어 변위된다. 다시 말해 도 1에 도시한 바와 같이 개폐 밸브(9B)는 칸막이벽(13)에 요동 가능하게 조립된 도어형상의 부재이다.
그리고 개폐 밸브(9B)는 송풍기(11)에서 분출하는 기류에 대해서 상류측에 설치된 힌지(9D)를 개재해서 칸막이벽(13)에 조립되어 있다. 그러므로 도 9에 도시한 바와 같이 연통로(9A)를 개방하는 위치에 개폐 밸브(9B)가 있을 ‹š 개폐 밸브(9B)는 송풍기(11)에서 연통로(9A)를 닫는 방향의 동압(풍압)을 받는다.
또한 제진 장치(7), 압력 도입 장치(9) 및 송풍기(11)는 도시하지 않은 제어부(컨트롤러)에 의해 작동 제어되고 있다. 본 실시예에 따른 제어부는 송풍기(11)가 가동하기 시작하였을 때부터 소정의 시간마다 송풍기(11)를 정지시키지 않고, 제진 장치(7)와 압력 도입 장치(9)와 연동해서 작동시킨다.
4. 본 실시예에 따른 집진 장치의 특징
본 실시예에서는 제진 장치(7)를 작동시킬 때에 흡기측 공간(15B)보다 높은 기압을 흡기측 공간(15B)으로 유도하므로, 필터(3)를 사이에 두고 하류측과 상류측의 기압차를 작게 할 수 있다. 이에 따라 필터(3)의 표면에 부착, 퇴적한 분진을 용이하게 제진하는 것이 가능하게 된다.
다시 말해 필터(3)에 포착된 분진의 대부분은 상류측 필터 표면에 부착, 퇴적된다. 송풍기(11)가 가동해서 공기가 필터(3)를 통과하고 있는 상태에서는 필터(3)의 상류측은 하류측에 비해 기압이 높다.
그리고 송풍기(11)가 가동되고 있는 상태에서는 필터(3)의 표면에 부착, 퇴적한 분진은 기압차에 의해 필터(3)의 표면에 부착된 상태가 된다. 그러므로 송풍기(11)가 가동되고 있는 상태에서 제진 장치(7)를 작동시켜도 효율적으로 제진하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.
이에 대하여 본 실시예에서는 제진 장치(7)의 작동 시에 높은 기압을 하류측의 흡기측 공간(15B)에 도입하므로, 송풍기(11)를 정지시키지 않고 기압차를 작게 할 수 있다. 따라서 필터(3)의 표면에 부착, 퇴적한 분진을 용이하게 제진하는 것이 가능하게 된다.
압력 도입 장치(9)는 송풍기(11)의 토출측 압력을 흡기측 공간(15B)으로 유도하는 구성이므로, 매우 단시간에 흡기측 공간(15B)의 기압을 상승시킬 수 있다. 따라서 송풍기(11)(집진 장치(1))를 정지시키지 않고 필터(3)를 단시간에 제진할 수 있다.
개폐 밸브(9B)는 연통로(9A)에 대하여 토출측(배기측 공간(15A))에 배치되어 있으므로, 송풍기(11)의 토출압을 이용해서 연통로(9A)를 확실하게 폐쇄할 수 있다. 따라서 필터링 시에 송풍량이 저하되는 등의 송풍 손실을 저감할 수 있다.
즉 필터링 시에는 토출측(배기측 공간(15A))의 기압이 흡입측(흡기측 공간(15B))의 기압보다 높아진다. 그러므로 만일 개폐 밸브(9B)가 연통로(9A)에 대해서 흡입측(흡기측 공간(15B))에 배치되어 있으면, 배기측 공간(15A)과 흡기측 공간(15B)의 기압차에 의해 개폐 밸브(9B)가 약간 개방될 가능성이 있다. 개폐 밸브(9B)가 약간 개방되면 필터실(5A)에 받아들여진 풍량, 즉 필터(3)를 통과하는 풍량이 저하될 우려가 있다.
이에 대하여 본 실시예에서는 개폐 밸브(9B)는 연통로(9A)에 대해서 토출측(배기측 공간(15A))에 배치되어 있으므로, 배기측 공간(15A)과 흡기측 공간(15B)의 기압차는 연통로(9A)를 닫는 방향의 힘을 개폐 밸브(9B)에 작용시킨다. 따라서 본 실시예에서는 필터링 시에 송풍량이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시예에 따른 개폐 밸브(9B)는 도 9에 도시한 바와 같이 연통로(9A)를 개방하는 위치에 개폐 밸브(9B)가 있을 때, 송풍기(11)에서 연통로(9A)를 닫는 방향의 동압을 받는 구성으로 되어 있다. 이에 따라 동압을 이용해서 개폐 밸브(9B)를 확실하게 폐쇄 상태로 할 수 있으므로, 송풍 손실을 확실하게 저감할 수 있다.
또 본 실시예에 따른 가속 장치(73)에서는 축압부(71)에서 유출된 기류는 조리개부(73B)로 좁혀져서 유속이 상승하면서 스로트부(73C)에 도달한다. 스로트부(73C)에서 팽창부(73D)에 분출된 기류는 팽창부(73D)에서 팽창하기 때문에, 해당 기류는 1초도 되지 않는 매우 짧은 시간에 단숨에 필터(3)를 향해서 분출되고, 음속 이상 또는 아음속까지 가속될 수 있다.
그러므로 분사구(73A)에서 분사되는 공기는 축압부(71)에 축적되어 있던 공기의 질량과 동일한 질량을 가진 「덩어리」처럼 행동한다. 즉 마치 분사구(73A)에서 필터(3)에는 충격파 또는 충격파에 가까운 에너지를 가지는 기류(이하 상기 기류도 포함해서 「충격파」라고 한다)가 방사된 상태가 된다.
따라서 필터(3)는 상기 충격파(공기 덩어리)에 의해 두드려진 상태가 되므로, 그 충격에 의해 필터(3)에 부착된 분진이 필터(3)로부터 낙하해서 제거된다. 또한 분사구(73A)에서 분사된 공기의 유속을 음속 이상 또는 아음속까지 가속하면 보다 확실하게 제진하는 것이 가능하다.
(제2 실시예)
제1 실시예에 따른 압력 도입 장치(9)는 송풍기(11)의 토출측(DS)과 송풍기(11)의 흡입측(IS)과 연통하게 함으로써, 송풍기(11)의 토출측 압력을 흡기측 공간으로 유도하는 구성이다.
이에 대해서 본 실시예에 따른 압력 도입 장치(9)는 도 10b에 도시한 바와 같이 송풍기(11)의 토출측을 개폐 밸브(9B)에 의해 폐쇄함으로써, 송풍기(11)의 토출측 압력을 흡기측 공간으로 유도하는 구성이다.
다시 말해 본 실시예에서는 도 10a에 도시한 바와 같이 제진 장치(7)의 비작동 시에는 송풍기(11)의 토출측은 개방 상태가 된다. 제진 장치(7)의 작동 시에는 도 10B에 도시한 바와 같이 판형의 개폐 밸브(9B)가 슬라이드 변위되어 송풍기(11)의 토출측이 폐쇄 상태가 된다.
송풍기(11)가 가동된 상태에서 토출측이 폐쇄되면, 송풍기(11)에서 토출된 공기가 개폐 밸브(9B)에 충돌해서 압력파가 발생한다. 상기 압력파는 스크롤 케이싱(11B) 내를 토출측(DS)에서 흡입측(IS)을 향해서 전파한다.
따라서 본 실시예에서도 송풍기(11)의 토출측 압력이 흡기측 공간(15B)으로 유도되므로, 매우 단시간에 흡기측 공간(15B)의 기압을 상승시킬 수 있다. 나아가서는 송풍기(11)(집진 장치(1))를 정지시키지 않고 필터(3)를 단시간에 제진할 수 있다.
(그 밖의 실시예)
상술한 실시예에서는 송풍기(11)의 토출측, 즉 배기측 공간(15A)의 기압을 흡기측 공간(15B)으로 유도하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다시 말해 흡기측 공간(15B)이 높은 기압을 필터(3)의 하류측에 도입하면 충분하므로, 예를 들면 대기압을 필터(3)의 하류측에 도입할 수도 있다.
상술한 실시예에서는 개폐 밸브(9B)가 연통로(9A)에 대해서 토출측(배기측 공간(15A))에 배치되어 있으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라 개폐 밸브(9B)가 연통로(9A)에 대해서 흡입측(흡기측 공간(15B))에 배치되어 있어도 된다.
상술한 실시예에 따른 개폐 밸브(9B)는 연통로(9A)를 개방한 위치에 개폐 밸브(9B)가 있을 때 송풍기(11)에서 연통로(9A)를 닫는 방향의 동압을 받는 구성으로 되어 있으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
상술한 실시예에 따른 송풍기(11)는 배기측 공간(15A)에 배치되어 흡기측 공간(15B)에서 공기를 흡인해서 필터(3)를 통과하는 기류를 발생시키고 있으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라 예를 들면 집진 장치(1)의 외부에서 분진을 포함한 공기를 흡인해서 필터실(5A)에 분출함으로써 필터(3)를 통과하는 기류를 발생시킬 수도 있다.
상술한 실시예에 따른 송풍기(11)는 원심 팬을 이용한 송풍기이지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라 예를 들면 축류팬을 이용한 송풍기를 사용할 수도 있다.
상술한 실시예에 따른 제진 장치(7)는 「고속으로 분출하는 공기 덩어리」를 필터(3)에 충돌하게 하는 방식이지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라 예를 들면 일본특허공개 2010-89027호 공보 기재의 제진 장치라도 가능하다.
상술한 실시예에서는 「금속 증기가 응집된 미세한 입자」를 분진으로서 집진하는 집진 장치를 예로 본 발명에 따른 집진 장치(1)를 설명하였으나, 본 발명의 적용은 이것에 한정되지 않는다.
다시 말해 예를 들면 기계 구조물이나 건축물 등의 표면에 부착된 부착물을 제거하기 위한 제진 장치, 또는 기계 가공 시에 발생하는 금속분 또는 연마 가공 분진의 분진을 집진하는 집진 장치에도 적용할 수 있다.
또 본 발명은 특허청구의 범위에 기재된 발명의 취지에 일치하는 것이면 되고, 상술한 실시예에 한정되지 않는다.
또한 제진 장치(부착물 제거 장치)는 다음과 같은 특징을 구비하고 있다.
(1)청소 대상물의 표면에 부착된 부착물을 제거하는 부착물 제거 장치에 있어서,
가압된 기체가 충전되는 축압부와,
상기 청소 대상물을 향해서 상기 기체를 분출하는 분사구를 가지는 가속 장치로서, 상기 축압부에서 방출된 기류를 좁히는 조리개부, 상기 조리개부 중 가장 유로 단면적이 축소된 스로트부에서 분출된 기류를 팽창시키는 팽창부 및 상기 스로트부를 개폐하는 밸브부를 가지는 가속 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 부착물 제거 장치.
(2)상기 축압부와 상기 조리개부는 항상 연통해있는 것을 특징으로 하는 상기(1)에 기재된 부착물 제거 장치.
(3)분위기 중의 분진을 제거하는 집진 장치에 있어서,
받아들인 분위기 중에서 분진을 제거하는 필터와,
상기 필터 표면에 부착된 분진을 포함한 부착물을 제거하는 부착물 제거 장치를 구비하고,
상기 부착물 제거 장치는
가압된 기체가 충전되는 축압부 및
상기 필터를 향해서 상기 기체를 분출하는 분사구를 가지는 가속 장치로서, 상기 축압부에서 방출된 기류를 좁히는 조리개부, 상기 조리개부 중 가장 유로 단면적이 축소된 스로트부에서 분출된 기류를 팽창시키는 팽창부 및 상기 스로트부를 개폐하는 밸브부를 가지는 가속 장치를 구비해서 구성되는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
(4)청소 대상물의 표면에 부착된 부착물을 제거하는 부착물 제거 방법으로서,
기류가 음속 이상 또는 아음속까지 가속되고, 상기 가속된 기류를 상기 청소 대상물을 향해서 분사하는 것을 특징으로 하는 부착물 제거 방법.
상기 부착물 제거 장치에서는 스로트부에서 분출된 기류는 팽창부에서 음속 이상 또는 아음속까지 가속될 수 있다. 그러므로 분사구로부터 청소 대상물에는 충격파 또는 충격파에 가까운 에너지를 가지는 기류(이하 「충격파」라고도 한다)가 방사된다. 따라서 청소 대상물은 상기 충격파에 의해 두드려진 상태가 되므로, 그 충격에 의해 청소 대상물에 부착된 부착물이 청소 대상물로부터 낙하해서 제거된다.
이것에 관련된 기술로서, 일본특허공개 2010-89027호 공보가 있다.
이 공보에 기재된 집진 장치에서는 대략 원통상의 필터를 구비하고 있다. 공기(분위기) 중의 분진 등은 상기 필터에 의해 제거되는 동시에 필터 표면에 부착된 상태에서 축적된다.
그리고 이 공보 기재의 집진 장치에서는 필터의 내측에 돌기편을 설치하는 동시에 상기 돌기편에서 필터의 내주측을 두드림으로써, 필터 표면에 부착된 분진 등의 부착물을 제거하고 있다.
(1) : 집진 장치
(3) : 필터
(3A) : 심재
(3B) : 여과지재
(3C) : 폐쇄체
(5) : 집진 케이싱
(5A) : 필터실
(7) : 제진 장치
(9) : 압력 도입 장치
(9A) : 연통로
(9B) : 개폐 밸브
(9C) : 액추에이터
(9D) : 힌지
(11) : 송풍기
(11A) : 원심 팬
(11B) : 스크롤 케이싱
(11D) : 흡기구
(11E) : 배출구
(13) : 칸막이벽
(13A) : 개구부
(15A) : 배기측 공간
(15B) : 흡기측 공간
(17) : 배기부
(17A) : 배기구
(19) : 집진부
(71) : 축압부
(73) : 가속 장치
(73A) : 분사구
(73B) : 조리개부
(73D) : 팽창부
(73F) : 원통부
(73C) : 스로트부
(73G) : 작은 구멍
(73E) : 밸브부
(73H) : 하우징

Claims (7)

  1. 분위기 중의 분진을 제거하는 집진 장치에 있어서,
    필터실 내에 받아들여진 분위기 중에서 분진을 제거하는 필터와,
    분위기를 상기 필터실에 받아들이는 동시에 상기 필터를 통과하는 기류를 발생시키는 송풍기와,
    상기 필터에 부착된 분진을 제거하는 제진 장치와,
    상기 제진 장치의 작동 시에 작동하는 압력 도입 장치로서, 상기 필터보다 하류측의 공기 통로에 해당 공기 통로내의 기압보다 높은 기압을 도입하는 압력 도입 장치를 구비한 집진 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압력 도입 장치는 상기 송풍기의 토출측 압력을 상기 공기 통로로 유도하는 집진 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 송풍기의 흡입측은 상기 공기 통로에 연통해있고,
    상기 압력 도입 장치는
    상기 송풍기의 토출측과 상기 송풍기의 흡입측과 연통시키는 연통로를 개폐하는 개폐 밸브 및
    상기 제진 장치의 작동과 연동시켜 상기 개폐 밸브를 개폐 작동시키는 액추에이터로 구성된 집진 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 개폐 밸브는 상기 연통로에 대해서 상기 토출측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 연통로를 개방한 위치에 상기 개폐 밸브가 있을 때 상기 개폐 밸브는 상기 송풍기에서 상기 연통로를 닫는 방향의 동압을 받는 집진 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 압력 도입 장치는 상기 송풍기의 토출측을 개폐하는 개폐 밸브 및 상기 제진 장치의 작동과 연동시켜 상기 개폐 밸브를 개폐 작동시키는 액추에이터로 구성된 집진 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터를 통과한 제진 후의 공기를 배기하는 배기구를 가지는 배기부를 구비하고, 상기 송풍기의 토출측과 상기 배기구는 상기 제진 장치의 작동 시에도 연통해있는 집진 장치.
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