JP4789510B2

JP4789510B2 - 集塵装置

Info

Publication number: JP4789510B2
Application number: JP2005163084A
Authority: JP
Inventors: 一顕稲葉; 竹重胡桃澤; 幹浩稲場
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2025-06-02
Also published as: JP2006334520A

Description

本発明は、粉塵等を捕捉して回収する集塵装置の技術に関する。

従来、粉塵等を捕捉し、回収する集塵装置の技術は公知となっている。
従来の集塵装置の例としては、フィルター式の集塵装置、電気式の集塵装置、等が挙げられる。

フィルター式の集塵装置は、捕捉部としてフィルターを用いる集塵装置であり、該フィルターに粉塵等を捕捉して回収するものである。
フィルターを構成する材料としては繊維製の布や多孔質材料等、種々のものが検討されている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
電気式の集塵装置は、捕捉部として電極を用いるものであり、粉塵等を帯電させ、該電極に捕捉して回収するものである。例えば、特許文献２に記載の如くである。
また、フィルターおよび電極の両方を具備する集塵装置も知られている。

従来のフィルター式の集塵装置は、フィルターへの粉塵等の捕捉量（吸着量）の増大に伴いフィルターの目詰まりを起こし、処理能力の低下（単位時間あたりの排風量の低下）や消費電力（圧損）の増大という問題が発生する。
また、従来の電気式の集塵装置は、電極への粉塵等の捕捉量（吸着量）の増大に伴い粉塵等の吸着力が低下し、集塵装置の回収効率、すなわち集塵装置を通過する前と後の単位体積あたりの空気中に含まれる粉塵等の量（個数）の比、が悪化するという問題がある。

そこで、従来のフィルター式の集塵装置や電気式の集塵装置は、捕捉部たるフィルターあるいは電極を集塵装置の外部に取り出して洗浄するか、あるいは新しい捕捉部に交換していた。

特に、近年は環境問題への意識が向上し、集塵装置はより粒子径の小さい粉塵等を確実に捕捉し、回収効率を向上することが要求されている。
そのため、フィルター式の集塵装置および電極式の集塵装置のいずれの場合も、目詰まりの防止や回収効率の維持のために頻繁に捕捉部を洗浄する必要が生じている。
特開平５−２５３４２４号公報特開２００１−２４６２８９号公報

しかし、従来のフィルター式の集塵装置および電気式の集塵装置は、捕捉部たるフィルターあるいは電極を集塵装置の外部に取り出す際に、該捕捉部に捕捉（吸着）した粉塵等を再度大気中に飛散させてしまう虞がある。
また、捕捉部を集塵装置の外部に取り出す作業は集塵装置を分解する作業等の付帯作業を伴うため繁雑であるとともに、粉塵等がオイルミストと微小な固体粒子との混合物である場合には当該粉塵等の粘着性が高く洗浄が困難である。
さらに、捕捉部の予備を用意していない場合には、捕捉部を集塵装置の外部に取り出して洗浄している間は集塵装置を使用することができないという問題がある。

本発明は以上の如き状況に鑑み、捕捉部の洗浄が容易であり、かつ捕捉した粉塵等を再度大気に飛散することなく回収することが可能な集塵装置を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、
前面に吸気口が形成されるとともに後面に排気口が形成される容器と、
該容器の内部前方に配置される前後方向に薄い板状のフィルター、および、該容器の内部後方に配置される前後方向に薄い板状のフィルターであって前記容器の内部前方に配置されるフィルターよりもメッシュが細かいものからなり、粉塵等を捕捉する捕捉部と、
該容器の内部前方に配置されるフィルターに洗浄液を噴射する前方噴射ノズル、および該容器の内部後方に配置されるフィルターに洗浄液を噴射する後方噴射ノズルからなり、該容器の内部であって前記二つのフィルターに挟まれる位置に配置される洗浄液噴射部と、
前記容器の内部であって前記二つのフィルターに挟まれる位置に立設され、上下方向に延びた柱と、
前記柱に係合しつつ前記容器の内部において上下方向に摺動可能なスライドベースと、
前記スライドベースを上下方向に摺動させるための昇降モータと、
前記前方噴射ノズルが固定され、前記スライドベースの前半部に係合しつつ前記容器の内部において左右方向に摺動可能な前方スライド部材と、
前記前方スライド部材を左右方向に摺動させるための前方エアシリンダと、
前記後方噴射ノズルが固定され、前記スライドベースの後半部に係合しつつ前記容器の内部において左右方向に摺動可能な後方スライド部材と、
前記後方スライド部材を左右方向に摺動させるための後方エアシリンダと、
を具備するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、捕捉部の洗浄が容易であるとともに、該捕捉部により捕捉された粉塵等を再度大気に飛散することなく回収することが可能である。
また、捕捉部を隈無く洗浄することが可能である。
また、粒子の大きさ、性状、材質の異なる粉塵等を捕捉および回収することが可能である。

以下では、図１乃至図４を用いて集塵装置１の説明を行う。なお、以下の説明では、便宜上図１中の矢印Ａの方向を「前方」と定義する。

図１および図２に示す如く、集塵装置１は、本発明に係る集塵装置の実施の一形態であり、粉塵等を捕捉し、回収する装置である。
ここで、本出願における「粉塵」は、気体中に浮遊する微小な固体粒子を広く指すものとする。
また、本出願における「粉塵等」は、気体中に浮遊する微小な粒子を広く指すものとし、当該粒子が固体であるか液体であるかを問わない。
従って、本出願における「粉塵等」は、粉塵（ダスト）、煙（スモーク）、ミスト、ヒュームあるいはこれらの混合物等を含む。
また、本出願における粉塵等の粒子径は、一般には数十ミクロン以下とする。

なお、本実施例の集塵装置１はフィルターを具備する集塵装置（いわゆるフィルター式の集塵装置）であるが、本発明の集塵装置は電極を具備する集塵装置（いわゆる電気式の集塵装置）やフィルターおよび電極の両方を具備する集塵装置にも適用可能である。

集塵装置１は、本体２、一次フィルター３、二次フィルター４、三次フィルター５、前方噴射ノズル６、後方噴射ノズル７、等を具備する。

以下では、図１および図２を用いて集塵装置１の全体構成について説明する。

本体２は、本発明に係る容器の実施の一形態である。
本体２は略直方体形状の容器であり、その内部には空間が形成される。
本実施例の本体２は集塵装置１の主たる構造体を成す部材を兼ねる。また、本体２の前面には吸気口２ａが形成され、本体２の後面には排気口２ｂが形成される。

集塵カバー１１は粉塵等の発生源５０を被覆し、該粉塵等が大気中に飛散することを防止するための覆いである。
ここで、本出願における「粉塵等の発生源」は、粉塵等を発生するものを広く指すものとする。粉塵等の発生源の一例としては研削盤、旋盤、プレス装置等が挙げられる。

吸気ダクト１２は集塵カバー１１と本体２とを連通するための筒状の部材である。吸気ダクト１２の一端は集塵カバー１１に接続され、吸気ダクト１２の他端は本体２の吸気口２ａに接続される。

架台１３は本体２を地面に固定するための構造体である。本体２は架台１３の上面に設けられる。

排気ダクト１４は本体２と外部とを連通するための筒状の部材である。排気ダクト１４の一端は本体２の排気口２ｂに接続され、排気ダクト１４の他端は開口して外部と連通している。

排気ファン１５は本体２の内部の空気を外部に排出するためのファンである。排気ファン１５は排気ダクト１４の中途部に配置される。

ファン用モータ１６は排気ファン１５を回転駆動するための駆動源である。本実施例のファン用モータ１６は電気式のモータである。
ファン用モータ１６に通電して排気ファン１５を回転駆動すると、発生源５０近傍の空気（粉塵等を含む）は、集塵カバー１１および吸気ダクト１２を経て本体２の内部に吸入される。さらに、本体２の内部に吸入された空気は、排気ダクト１４を経て外部に排出される。

以下では、図１および図２を用いて本体２の内部の詳細構成について説明する。

図１および図２に示す如く、本体２の内部には、一次フィルター３、二次フィルター４、三次フィルター５、前方噴射ノズル６、後方噴射ノズル７、柱１７、スライドベース１８、前方スライド部材１９、後方スライド部材２０、前方エアシリンダ２１、後方エアシリンダ２２等が配置される。

一次フィルター３は、本発明に係る捕捉部の実施の一形態である。
ここで、本出願における「捕捉部」は、空気中に含まれる粉塵等を捕捉するものである。

本実施例の一次フィルター３は、本体２の内部前方に配置され、吸気口２ａを覆っている。従って、集塵カバー１１から吸気ダクト１２を経て本体２の内部空間に導入された空気は、まず一次フィルター３を通過することとなる。

図３に示す如く、一次フィルター３は複数の一次フィルターユニット３１・３１・・・からなり、本体２の内部前方に設けられたステー２３に取り付けられる。
このように構成することにより、一次フィルター３の製作単位を小さくして製作容易とすることが可能である。
また、一次フィルター３の一部が破損した場合に、一次フィルター３の全部を交換せずとも破損部位に対応する一次フィルターユニット３１のみを交換すればよく、交換作業が容易であるとともに管理・維持コストを削減することが可能である。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示す如く、一次フィルターユニット３１は、外枠３１ａと、保護網３１ｂ・３１ｂと、濾過部材３１ｃとを具備する。
外枠３１ａはステンレス等の材料からなる枠であり、図４（ａ）に示す如く正面視で中央部に開口部が形成されている。また、図４（ｂ）に示す如く、外枠３１ａの側断面は外枠の中央の開口部に向かって開口した略コの字型となっており、保護網３１ｂ・３１ｂと、濾過部材３１ｃの周縁部を係止することが可能である。

なお、本実施例では外枠３１ａを構成する材料としてステンレスを選択したが、一次フィルター３により捕捉される粉塵等、あるいは後述する前方噴射ノズル６により吹き付けられる洗浄液の性質に応じて外枠３１ａを構成する材料を適宜選択することが望ましい。
例えば、前方噴射ノズル６により吹き付けられる洗浄液がアルカリ性の場合、外枠３１ａはアルカリにより侵食されない材料で構成される。

保護網３１ｂ・３１ｂは濾過部材３１ｃが外枠３１ａの外部に流出したり、濾過部材３１ｃが破損したりすることがないように保護するためのステンレスからなる網である。
保護網３１ｂ・３１ｂは濾過部材３１ｃを挟んだ状態で濾過部材３１ｃとともに外枠３１ａの中央の開口部に収容される。

なお、本実施例では保護網３１ｂ・３１ｂを構成する材料としてステンレスを選択したが、上記外枠３１ａと同様に、一次フィルター３により捕捉される粉塵等、あるいは後述する前方噴射ノズル６により吹き付けられる洗浄液の性質に応じて保護網３１ｂ・３１ｂを構成する材料を適宜選択することが望ましい。

本実施例の濾過部材３１ｃは保護網３１ｂ・３１ｂよりもメッシュが細かいステンレスからなる網を複数枚重ねたものである。粉塵等を含む空気が濾過部材３１ｃを通過すると、濾過部材３１ｃを構成する当該網の目に捕捉される。

なお、本実施例では濾過部材３１ｃを構成する材料としてステンレスを選択したが、上記外枠３１ａと同様に、一次フィルター３により捕捉される粉塵等、あるいは後述する前方噴射ノズル６により吹き付けられる洗浄液の性質に応じて濾過部材３１ｃを構成する材料を適宜選択することが望ましい。

二次フィルター４および三次フィルター５は、本発明に係る捕捉部の実施の一形態である。
本実施例の二次フィルター４および三次フィルター５は、本体２の内部後方に配置され、排気口２ｂを覆っている。従って、一次フィルター３を通過した空気は、二次フィルター４、続いて三次フィルター５を通過した後、排気ダクト１４を経て外部に排出される。

図３に示す如く、二次フィルター４は複数の二次フィルターユニット４１・４１・・・からなり、本体２の内部後方に設けられたステー２４の前部に取り付けられる。
また、三次フィルター５は複数の三次フィルターユニット５１・５１・・・からなり、本体２の内部後方に設けられたステー２４の後部に取り付けられる。
このように構成することにより、二次フィルター４および三次フィルター５の製作単位を小さくして製作容易とすることが可能である。
また、二次フィルター４または三次フィルター５の一部が破損した場合に、二次フィルター４の全部または三次フィルター５の全部を交換せずとも破損部位に対応する二次フィルターユニット４１または三次フィルターユニット５１のみを交換すればよく、交換作業が容易であるとともに管理・維持コストを削減することが可能である。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示す如く、二次フィルターユニット４１は、外枠４１ａと、保護網４１ｂ・４１ｂと、濾過部材４１ｃとを具備する。
また、三次フィルターユニット５１は、外枠５１ａと、保護網５１ｂ・５１ｂと、濾過部材５１ｃとを具備する。

二次フィルターユニット４１および三次フィルターユニット５１の構成は基本的には上記一次フィルターユニット３１と略同じである。
二次フィルターユニット４１および三次フィルターユニット５１が、上記一次フィルターユニット３１と異なる点は、濾過部材４１ｃ・濾過部材５１ｃの構成である。

本実施例の濾過部材４１ｃおよび濾過部材５１ｃは、耐アルカリ性の樹脂材料からなる繊維の集合体である。また、濾過部材５１ｃを構成する繊維は濾過部材４１ｃを構成する繊維よりも直径が細いものを使用しているため、濾過部材５１ｃは濾過部材４１ｃよりも粒子径が小さい粉塵等を捕捉することが可能である。

なお、本実施例では、濾過部材４１ｃおよび濾過部材５１ｃを構成する材料として耐アルカリ性の樹脂材料からなる繊維の集合体を選択したが、上記濾過部材３１ｃと同様に、二次フィルター４および三次フィルター５により捕捉される粉塵等、あるいは後述する後方噴射ノズル７により吹き付けられる洗浄液の性質に応じて濾過部材４１ｃおよび濾過部材５１ｃを構成する材料を適宜選択することが望ましい。

ただし、本実施例の如く本体２の内部に複数の捕捉部を直列的に配置する場合には、一般的には吸気口２ａ側から排気口２ｂ側に近付くに従ってメッシュが細かくなるように配置し、粒子径が大きい粉塵等から順に捕捉する構成とすることが捕捉部の清掃（洗浄）頻度を極力小さくするという観点から望ましい。

前方噴射ノズル６および後方噴射ノズル７は本発明に係る洗浄液噴射部の実施の一形態である。
前方噴射ノズル６は一次フィルター３に洗浄液を噴射するものである。また、後方噴射ノズル７は二次フィルター４および三次フィルター５に洗浄液を勢いよく噴射するものである。前方噴射ノズル６および後方噴射ノズル７はいずれも本体２の内部に配置される。
ここで、本出願における「洗浄液」は、捕捉部に捕捉された粉塵等を捕捉部から除去するための液体を指すものとする。
本実施例の洗浄液は水であるが、薬液（水と所定の薬剤との混合物）、有機溶剤等を用いることも可能であり、捕捉部に捕捉される粉塵等の性質に応じて適宜選択される。

前方噴射ノズル６および後方噴射ノズル７には可撓性の材料からなる図示せぬ薬液搬送管の一端が接続される。該薬液搬送管の他端は本体２の外部に引き出され、ファン用モータ１６の下方に配置された圧送ポンプ２５に接続される。圧送ポンプ２５は洗浄液が貯溜された洗浄液タンク２６から洗浄液を吸入し、前方噴射ノズル６および後方噴射ノズル７に圧送する。

柱１７は、本体２の内部かつ平面視で前後左右略中央に立設される上下方向に延びた構造体である。
スライドベース１８は、柱１７に係合しつつ柱１７に沿って上下方向に摺動可能な部材である。スライドベース１８にはチェーン３２の一部が固定される。

チェーン３２はスプロケット３３・３４・３５・３６に巻回される。
スプロケット３３は本体２の外部に配置され、スプロケット３３の回転軸は本体２の上面に固定されたステーに回転可能に軸支される。
スプロケット３４は本体２の外部に配置され、スプロケット３４の回転軸は本体２の上面に固定されたステーに回転可能に軸支される。
スプロケット３５は本体２の内部に配置され、スプロケット３５の回転軸は本体２の下面に固定されたステーに回転可能に軸支される。
スプロケット３６は本体２の内部に配置され、スプロケット３６の回転軸は本体２の下面に固定されたステーに回転可能に軸支される。
チェーン３２においてスプロケット３３とスプロケット３６とで挟まれる部分の長手方向は、柱１７の長手方向、すなわちスライドベース１８が摺動する方向と略一致する。

ベルト３７はプーリ３８およびプーリ３９に巻回される。
プーリ３８はスプロケット３３の回転軸に固設される。また、プーリ３９は昇降モータ４０の駆動軸に固設される。
昇降モータ４０は本体２の上面外側に固定される駆動源である。昇降モータ４０を回転駆動することにより、スライドベース１８を、柱１７に係合しつつ柱１７に沿って上下方向に摺動させる。

前方スライド部材１９は、スライドベース１８の前半部に係合しつつ、本体２の左右方向（図１および図２において紙面に略直交する方向）に摺動可能な部材である。前方スライド部材１９には前方噴射ノズル６が固定されている。

後方スライド部材２０は、スライドベース１８の後半部に係合しつつ、本体２の左右方向（図１および図２において紙面に略直交する方向）に摺動可能な部材である。後方スライド部材２０には後方噴射ノズル７が固定されている。

前方エアシリンダ２１は、空気圧により伸長または収縮するアクチュエータである。前方エアシリンダ２１の一端は前方スライド部材１９に回動可能に枢着され、前方エアシリンダ２１の他端はスライドベース１８に回動可能に枢着される。

後方エアシリンダ２２は、空気圧により伸長または収縮するアクチュエータである。後方エアシリンダ２２の一端は後方スライド部材２０に回動可能に枢着され、後方エアシリンダ２２の他端はスライドベース１８に回動可能に枢着される。

前方エアシリンダ２１および後方エアシリンダ２２には可撓性の材料からなる図示せぬ圧空配管の一端が接続される。該圧空配管の一端は図示せぬエアポンプに接続される。
エアポンプから前方エアシリンダ２１および後方エアシリンダ２２に圧縮空気を供給することにより、前方エアシリンダ２１および後方エアシリンダ２２を伸長または収縮させ、前方スライド部材１９および後方スライド部材２０をスライドベース１８に対して左右方向（図１および図２において紙面に略直交する方向）に摺動させることが可能である。

以上の如く、昇降モータ４０を回転駆動したり前方エアシリンダ２１および後方エアシリンダ２２に圧縮空気を供給したりすることにより、前方噴射ノズル６および後方噴射ノズル７が本体２の内部において移動し、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５の任意の位置に洗浄液を勢いよく噴射することが可能である。
そして、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５に洗浄液を勢いよく噴射することにより、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５に捕捉された粉塵等は除去される。

すなわち、集塵装置１は、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５を本体２の内部に配置したまま洗浄することが可能である。

なお、洗浄液を噴射することにより一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５から除去された粉塵等は、当該洗浄液との混合物として本体２の下部に設けられた排出口２７から本体２の外部に排出され、回収される。

以上の如く、集塵装置１は、
本体２と、
本体２の内部に配置され、粉塵等を捕捉する一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５と、
本体２の内部に配置され、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５に洗浄液を噴射する前方噴射ノズル６および後方噴射ノズル７と、
を具備するものである。

このように構成することは、以下の如き利点を有する。
すなわち、集塵装置１は、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５を本体２の内部に配置したまま洗浄するため、作業者は集塵装置１の本体２を分解して一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５を取り出すといった付帯作業を行う必要が無い。従って、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５の洗浄が容易である。
また、集塵装置１は、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５を本体２の内部に配置したまま洗浄し、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５から除去された粉塵等を当該洗浄液との混合物として回収するため、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５により捕捉された粉塵等を再度大気に飛散することなく回収することが可能である。

また、集塵装置１は、
前方噴射ノズル６および後方噴射ノズル７が本体２の内部において移動するものである。
このように構成することにより、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５の任意の位置に洗浄液を勢いよく噴射することが可能であり、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５を隈無く洗浄することが可能である。

また、集塵装置１の捕捉部は、それぞれメッシュの細かさが異なる複数のフィルターである一次フィルター３、二次フィルター４、三次フィルター５を組み合わせたものからなるものである。
このように構成することにより、粒子の大きさ、性状、材質の異なる粉塵等を捕捉および回収することが可能である。

なお、本実施例では前方噴射ノズル６および後方噴射ノズル７が上下および左右方向に移動する構成としたが、前方噴射ノズル６および後方噴射ノズル７が洗浄液を噴射する方向（角度）を変更可能とすることにより、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５の任意の位置に洗浄液を勢いよく噴射する構成とすることも可能である。

また、捕捉部たる一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５を洗浄するためのプログラムである捕捉部洗浄プログラムを格納した制御装置を昇降モータ４０、前方エアシリンダ２１および後方エアシリンダ２２へ圧縮空気を供給するエアポンプ、圧送ポンプ２５等に接続し、当該捕捉部洗浄プログラムに基づいて昇降モータ４０の回転駆動、前方エアシリンダ２１および後方エアシリンダ２２への圧縮空気の供給、前方噴射ノズル６および後方噴射ノズル７への洗浄液の圧送を行うことにより、一次フィルター３、二次フィルター４および三次フィルター５を洗浄する構成とすることも可能である。
このように構成することにより、捕捉部の洗浄作業を自動化することが可能であり、作業者の労力を軽減することが可能である。

なお、上記制御装置は専用品でも良いが、市販のパソコンやワークステーションを用いて達成することも可能である。

本発明に係る集塵装置の実施の一形態を示す右側面一部断面図。本発明に係る集塵装置の実施の一形態の要部を示す右側面一部断面図。本発明に係るフィルターの正面図。本発明に係るフィルターユニットを示す図。

１集塵装置
２本体（容器）
３第一フィルター（捕捉部）
４第二フィルター（捕捉部）
５第三フィルター（捕捉部）
６前方噴射ノズル（洗浄液噴射部）
７後方噴射ノズル（洗浄液噴射部）

Claims

前面に吸気口が形成されるとともに後面に排気口が形成される容器と、
該容器の内部前方に配置される前後方向に薄い板状のフィルター、および、該容器の内部後方に配置される前後方向に薄い板状のフィルターであって前記容器の内部前方に配置されるフィルターよりもメッシュが細かいものからなり、粉塵等を捕捉する捕捉部と、
該容器の内部前方に配置されるフィルターに洗浄液を噴射する前方噴射ノズル、および該容器の内部後方に配置されるフィルターに洗浄液を噴射する後方噴射ノズルからなり、該容器の内部であって前記二つのフィルターに挟まれる位置に配置される洗浄液噴射部と、
前記容器の内部であって前記二つのフィルターに挟まれる位置に立設され、上下方向に延びた柱と、
前記柱に係合しつつ前記容器の内部において上下方向に摺動可能なスライドベースと、
前記スライドベースを上下方向に摺動させるための昇降モータと、
前記前方噴射ノズルが固定され、前記スライドベースの前半部に係合しつつ前記容器の内部において左右方向に摺動可能な前方スライド部材と、
前記前方スライド部材を左右方向に摺動させるための前方エアシリンダと、
前記後方噴射ノズルが固定され、前記スライドベースの後半部に係合しつつ前記容器の内部において左右方向に摺動可能な後方スライド部材と、
前記後方スライド部材を左右方向に摺動させるための後方エアシリンダと、
を具備する集塵装置。