JP7599706B2

JP7599706B2 - 集塵装置

Info

Publication number: JP7599706B2
Application number: JP2021056558A
Authority: JP
Inventors: 知治石井; 義広本間; 文昭斎藤
Original assignee: 株式会社エステーリンク
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2024-12-16
Anticipated expiration: 2041-03-30
Also published as: JP2022153829A

Description

本発明は、集塵装置に関するものである。

金属加工工場では作業員の健康被害を抑制するため種々の集塵機が用いられている。

例えば、研削作業（切削および研磨を含む）の際に用いられるグラインダー作業用集塵機は、金属製の吸引用開口部と消火機構とを有しており、火粉を含む研削粉塵を吸引・捕捉してもフィルター等の焦げ付きを良好に防止できるものである（特許文献１）。

また、溶接作業の際に用いられる溶接作業用集塵機は、溶接ヒュームの発生源の近傍（溶接作業位置）までフードを移動させてその位置で保持可能なダクトアームを有している（特許文献２）。

特開昭６０―２２９１７号公報実登３２１２５０８号公報

従前は、例えば溶接作業と研削作業とが予定される場合、上述の二種の集塵機を夫々用意している。

本発明は、一台で研削作業および溶接作業における集塵が行える集塵装置を提供することを目的とする。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

吸排気機構を有する集塵機本体１と、この集塵機本体１の前面に設けられ火粉を含む粉塵を吸引可能な前面開口部２と、前記前面開口部２から吸入された前記火粉を消火するための消火機構とを備えた集塵装置であって、
基端側が前記集塵機本体１に連結され先端側に前記前面開口部２より開口面積が小さい先端開口部３が設けられ、前記先端開口部３の位置を所定の範囲内で調整自在且つ保持可能に構成された局所吸引用の管体４と、
前記管体４を閉塞する第一の閉塞機構６と、
前記前面開口部２を閉塞する第二の閉塞機構７と、
前記前面開口部２および前記先端開口部３で吸引された粉塵を捕集する共通のフィルター機構５とを有することを特徴とする集塵装置に係るものである。

また、請求項１記載の集塵装置において、前記管体４の前記先端開口部３を閉塞して前記前面開口部２から吸引を行う場合と、前記前面開口部２を閉塞して前記管体４の前記先端開口部３から吸引を行う場合とで、前記吸排気機構の吸排気風量を切り替える切替機構が設けられていることを特徴とする集塵装置に係るものである。

また、請求項２記載の集塵装置において、前記管体４の前記先端開口部３から吸引を行う場合は、前記前面開口部２で吸引を行う場合より前記吸排気機構の風量が小さいことを特徴とする集塵装置に係るものである。

また、請求項２，３いずれか１項に記載の集塵装置において、前記管体４の前記先端開口部３から吸引を行う場合における前記フィルター機構５を通過する際のろ過風速が０．４～１．０ｍ／ｍｉｎとなるように構成されていることを特徴とする集塵装置に係るものである。

また、請求項２～４いずれか１項に記載の集塵装置において、前記前面開口部２から吸引を行う場合における前記フィルター機構５を通過する際のろ過風速が１．０～２．０ｍ／ｍｉｎとなるように構成されていることを特徴とする集塵装置に係るものである。

また、請求項１～５いずれか１項に記載の集塵装置において、前記消火機構は、前記前面開口部２から吸引される前記粉塵の流れ方向と交差する方向に並設され該粉塵を衝突させて前記火粉を冷却するための壁部８を含むことを特徴とする集塵装置に係るものである。

また、請求項１～６いずれか１項に記載の集塵装置において、前記前面開口部２の左右両側に一対の吸引ガイド板10を有し、この吸引ガイド板10は前記集塵機本体１の側面に沿う格納状態と該集塵機本体１の前方に突出する突出状態との間で回動可能に設けられていることを特徴とする集塵装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、一台で研削作業および溶接作業における集塵を良好に行える集塵装置となる。

本実施例の概略説明斜視図である。本実施例の概略説明横断面図である。本実施例の概略説明縦断面図である。本実施例の概略説明縦断面図である。本実施例の壁部８の拡大概略説明断面図である。別例の壁部８の拡大概略説明断面図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

例えば溶接作業前に研削作業を行う場合、前面開口部２の正面で該前面開口部２に向かって火花（火粉を含む粉塵）が飛ぶようにしてグラインダー等の研削機で研削作業を行い、研削作業後、局所吸引用の管体４の先端開口部３を適宜な位置に固定し溶接作業を行う。

この際、研削作業時に生じる研削粉塵は前面開口部２から吸引され、溶接作業で生じる溶接ヒュームは先端開口部３から吸引される。

従って、研削作業と溶接作業とで夫々異なる集塵機を用いる必要がなく、一台の集塵機で研削粉塵と溶接ヒュームの双方を良好に集塵することが可能となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、吸排気機構を有する集塵機本体１と、この集塵機本体１の前面に設けられ火粉を含む粉塵を吸引可能な前面開口部２と、前記前面開口部２から吸入された前記火粉を消火するための消火機構とを備えた集塵装置である。

本実施例は、図１および図２に図示したように、基端側が前記集塵機本体１に連結され先端側に前記前面開口部２より開口面積が小さい先端開口部３が設けられ、前記先端開口部３の位置を所定の範囲内で調整自在且つ保持可能に構成された局所吸引用の管体４と、前記前面開口部２および前記先端開口部３で吸引された粉塵を捕集する共通のフィルター機構５とを有している。

各部を具体的に説明する。

集塵機本体１は全体的に略直方体形状の箱状を呈し、前面の中央部に矩形状の前面開口部２が設けられ、上面に排気口27が設けられている。また、上面には一段低い段差面11が設けられており、この段差面11に管体４の基端側が集塵機本体１の内部と連通するように水平方向に回動自在に連結されている。具体的には、段差面11は、垂直面となる前面開口部２の上側前面に交差（直交）するように連なる水平面であり、この段差面11に管体４の基端側が連結される開口部が設けられている。

管体４は、先端にフード12を有しフレキシブルアーム構造を内蔵するフレキシブルダクトであり、フード12を移動可能な範囲で上下位置調整自在且つ位置保持可能に構成されたものである。

管体４の先端部には、先端開口部３を閉塞する第一の閉塞機構６を有する。第一の閉塞機構６は、風量調整ダンバーである。具体的には、回転軸に管体４の内径と略合致する閉塞板13が設けられ、回転軸と連結されたハンドル14を操作することで管体４の流路を開閉可能に構成されている。なお、第一の閉塞機構６は、中間部または基端部に設けても良いが、操作性の観点から先端部（フード12近傍）に設けるのが好ましい。

集塵機本体１の上面側に管体４を取り付ける構成とすることで、側面に取り付ける場合に比べ、省スペースとなり、且つ、管体４の取り回しが容易となり使い勝手の良い構成となる。

また、集塵機本体１には、前面開口部２を閉塞する第二の閉塞機構７が設けられている。第二の閉塞機構７は、前面開口部２の上下縁部に沿って設けられたレール15と、このレール15に上下端部が夫々係合する蓋体16とで構成されている（所謂ケンドン式の閉塞蓋）。前面開口部２の下方側には、一対の収納用レール17が設けられており、前面開口部２を使用する際（蓋体不使用時）には、蓋体16をこの収納用レール17に上下端部を夫々係合させて収納できる。なお、ケンドン式に限らず、例えば前面開口部２の左右縁部に沿って集塵機本体１の前面の下部に至る垂直なスライドレールを設け、このスライドレールに沿って蓋体16を上下スライド可能に設け、蓋体16の位置を上方（前面開口部２を閉塞する状態）若しくは下方（収納状態）で保持可能なロック機構を設けることで、蓋体16の位置を上方と下方とに切り替えられるように上下スライド式の閉塞蓋としても良い。

すなわち、前面開口部２から吸引を行う場合には、第一の閉塞機構６により先端開口部３を閉塞した状態とし、先端開口部３から吸引を行う場合には、第二の閉塞機構７により前面開口部２を閉塞した状態とする。前面開口部２から吸引された研削粉塵および先端開口部３から吸引された溶接ヒュームは、いずれも集塵機本体１の内部を通過してフィルター機構５と吸排気機構とを介して排出される。

図３は、例えば集塵機本体１の前方に設置された作業台25にてグラインダーＡを用いてワークＷ１に研削を行う際に第一の閉塞機構６により先端開口部３を閉塞している例、図４は作業台25にて溶接機Ｂを用いてワークＷ２に溶接を行う際に第二の閉塞機構７により前面開口部２を閉塞している例である。

集塵機本体１の上部には、吸排気機構（吸排気ファン９）が設けられている。吸排気ファン９は第一の仕切壁18に該第一の仕切壁18の開口部に連通するように配置され吸排気を行う。

また、本実施例では、前記管体４の前記先端開口部３を閉塞して前記前面開口部２から吸引を行う場合と、前記前面開口部２を閉塞して前記管体４の前記先端開口部３から吸引を行う場合とで、前記吸排気機構の吸排気風量を切り替える切替機構が設けられている。

本実施例では、切替機構は、吸排気ファン９の回転数をインバーターにより制御することで吸排気風量（処理風量）を切り替えるように構成されている（スイッチ操作で切り替えられるようにしている。）。なお、インバーターによる切り替えに限らず、例えば流路中に設けた風量調整ダンパーにより切り替え調整する構成としても良い。

具体的には、前記管体４の前記先端開口部３から吸引を行う場合は、前記前面開口部２で吸引を行う場合より前記吸排気機構の風量が小さくなるように（例えば半分程度となるように）吸排気機構を制御する。

前記第一の仕切壁18の下方には、下面側にフィルター機構５が垂設される第二の仕切壁19が設けられている。フィルター機構５を通過して第二の仕切壁19の開口部を通じた清浄空気が吸排気ファン９を介して排気される。フィルター機構５は、後述する壁部８の奥側に水平方向に複数並設されている。

本実施例は、前記管体４の前記先端開口部３から吸引を行う際に前記フィルター機構５を通過する際のろ過風速が０．４～１．０（好ましくは０．５～０．８）ｍ／ｍｉｎとなるようにし、前記前面開口部２から吸引を行う際に前記フィルター機構５を通過する際のろ過風速が１．０～２．０ｍ／ｍｉｎとなるようにする。これらは、先端開口部３から吸引する溶接ヒューム、前面開口部２から吸引する研削粉塵の粒径（詰まり易さ）と処理風量とを考慮したろ過風速である。

具体的には、例えば、前面開口部２の開口が幅１ｍ×高さ０．５ｍである場合、（開口面で１ｍ／ｓの風速を得ると共に）上記ろ過風速を得るためには３０ｍ^３／ｍｉｎ程度の吸排気風量が必要となる。また、例えば、先端開口部３の開口が直径０．１７ｍである場合、（開口面で１０ｍ／ｓの風速を得ると共に）上記ろ過風速を得るためには１４ｍ^３／ｍｉｎ程度の吸排気風量が必要となる。

フィルター機構５は、円筒状の布製フィルターで構成されている（本実施例では４つ設けている。）。具体的には、ポリエステル製で、表面処理（フッ素樹脂ラミネート加工）がされている所謂バグフィルターである。フィルター機構５にはパルスジェット機構が設けられており、フィルター表面に付着した粉塵を払い落とすことができるように構成されている。

また、フィルター機構５のフィルター面積は、ろ過風速の適正範囲と、前面開口部２から吸引する場合の風量と先端開口部３から吸引する場合の風量とを考慮して設定する。すなわち、上述のように先端開口部３から吸引する際に、前面開口部２から吸引する際の風量の半分程度に切り替える構成とする場合、本実施例においては、フィルター面積を１８ｍ^２程度とすると上記ろ過風速を満たす構成となる。

前記消火機構は、前記前面開口部２から吸引される前記粉塵の流れ方向と交差する方向に並設され該粉塵を衝突させて前記火粉を冷却するための壁部８を含むものである。

本実施例では、前記壁部８は上下方向に長さを有するものであって、図２，５に図示したように、入口側に設けられ粉塵の流れ方向に対して傾斜する壁面を有するＶ字状板部材８ａと、Ｖ字状板部材８ａよりフィルター機構５側に設けられ円弧状の湾曲壁面を有する３字状板部材８ｂとを含んで構成される。Ｖ字状板部材８ａおよび３字状板部材８ｂは夫々水平方向に所定間隔を置いて複数並設されている。図中、符号20は粉塵の流れ方向に対して傾斜する平坦壁面を有する傾斜板、21はガイド壁、26は３字状板部材８ｂへの粉塵を含む気流の流れを制限する制限板である。

Ｖ字状板部材８ａ間には上下方向に延設される仕切板22が配設され、Ｖ字状板部材８ａと仕切板22の間には粉塵が通過可能な間隙が設けられている。また、Ｖ字状板部材８ａの両端には仕切板22と平行な延長部が設けられている。Ｖ字状板部材８ａと仕切板22により、後の３字状板部材８ｂへ導入させるよう気流を絞りながら火粉や粉塵の跳ね返りを防ぐことができる。仕切板22は吸引される粉塵の流れ方向に平行に配設され、Ｖ字状板部材８ａは流れ方向に対して３０～４５°（好ましくは４０～４５°）傾いて配設される（本実施例では４５°）。Ｖ字状板部材８ａの角度が４５°より大きくなってくると火粉や粉塵の跳ね返りが多くなってしまう。また、仕切板22がなくても跳ね返りが多くなってしまう。

Ｖ字状板部材８ａと仕切板22との間隙の正面には３字状板部材８ｂの中央突出部の左側内壁面若しくは右側内壁面が位置するように３字状板部材８ｂが配設されている。間隙を通過した粉塵（気流）は３字状板部材８ｂの内壁面に沿って移動し、冷却される。すなわち、３字状板部材８ｂの左右両側の円弧状（概ね３／４円弧状）の湾曲内壁面は、渦巻き状に粉塵を誘導する壁面であり、少ない段数で衝突回数を稼ぐことができる構成となる。

また、３字状板部材８ｂは、複数段設けると一層良好に消火を行える。すなわち、水平方向に並設された３字状板部材８ｂ同士の間隙の正面に次段の３字状板部材８ｂの中央部が配置されるようにする。本実施例では３段設けた構成としているが、最もフィルター機構５側の３段目を除いた２段としても良い。また、両端部の湾曲半径や開口度合い（両端部と中央突出部との間隔）は適宜設定できる。

なお、本実施例では左右に夫々渦巻き状に粉塵を誘導する円弧状の湾曲内壁面を有する３字状板８ｂを用いた構成としているが、（大きめの）一つの円弧状の湾曲内壁面を有する（平面視においてＣ字の対向端部の一方を円弧状ではなく平坦形状とした）Ｃ字状板部材８ｃを用いる構成としても良い。この場合、例えば、図６に図示したように、１段目と２段目の３字状板部材８ｂを１つのＣ字状板部材８ｃで置き換えることができる。

すなわち、壁部８としては、粉塵の流れ方向に対して傾斜する壁面と、その後方に設けられる渦巻き状に粉塵を誘導する壁面とを組み合わせた構成であれば適宜採用できる。

Ｖ字状板部材８ａは、開口部下部の折り返し部に立設されている。３字状板部材８ｂ（Ｃ字状板部材８ｃ）は、第二の仕切り板等の天井側の部材に垂設されている。なお、これらを集塵機本体１の底部に立設させる構成としても良い。

従って、火粉を含む粉塵であっても前面開口部２近傍に設けられたＶ字状板部材８ａおよび３字状板部材８ｂ（Ｃ字状板部材８ｃ）に繰り返し衝突することでフィルター機構５に到達する前に良好に冷却・消火されることになる。

また、集塵機本体１の前面開口部２の左右両側には一対の矩形板状の吸引ガイド板10を有している。この吸引ガイド板10は前記集塵機本体１の側面に沿う格納状態と該集塵機本体１の前方に突出する突出状態との間で回動可能に設けられている。吸引ガイド板10を突出状態として研削粉塵の集塵を行うことで一層確実に研削粉塵の集塵を行えることになる。

集塵機本体１の下部（底部）には壁部８に衝突したりフィルター機構５の表面から払い落とされたりした粉塵（ダスト）を回収するダストボックス23が２つ設けられている。図中、符号24はダストボックス23へのガイド壁、28はダストボックス23を出し入れするための開閉蓋、29はガイド壁24と制限板26との間を仕切り火粉が３字状板８ｂを通過せずにフィルター機構５に到達することを防止する仕切板である。

本実施例は上述のように構成したから、例えば溶接作業前に研削作業を行う場合、前面開口部２の正面で該前面開口部２に向かって火花（火粉を含む粉塵）が飛ぶようにしてグラインダー等の研削機で研削作業を行い、研削作業後、局所吸引用の管体４の先端開口部３を適宜な位置に固定し溶接作業を行う際、研削作業時に生じる研削粉塵は前面開口部２から吸引され、溶接作業で生じる溶接ヒュームは先端開口部４から吸引される。

１集塵機本体
２前面開口部
３先端開口部
４管体
５フィルター機構
６第一の閉塞機構
７第二の閉塞機構
８壁部
10 吸引ガイド板

Claims

吸排気機構を有する集塵機本体と、この集塵機本体の前面に設けられ火粉を含む粉塵を吸引可能な前面開口部と、前記前面開口部から吸入された前記火粉を消火するための消火機構とを備えた集塵装置であって、
基端側が前記集塵機本体に連結され先端側に前記前面開口部より開口面積が小さい先端開口部が設けられ、前記先端開口部の位置を所定の範囲内で調整自在且つ保持可能に構成された局所吸引用の管体と、
前記管体を閉塞する第一の閉塞機構と、
前記前面開口部を閉塞する第二の閉塞機構と、
前記前面開口部および前記先端開口部で吸引された粉塵を捕集する共通のフィルター機構とを有することを特徴とする集塵装置。
請求項１記載の集塵装置において、前記管体の前記先端開口部を閉塞して前記前面開口部から吸引を行う場合と、前記前面開口部を閉塞して前記管体の前記先端開口部から吸引を行う場合とで、前記吸排気機構の吸排気風量を切り替える切替機構が設けられていることを特徴とする集塵装置。
請求項２記載の集塵装置において、前記管体の前記先端開口部から吸引を行う場合は、前記前面開口部で吸引を行う場合より前記吸排気機構の風量が小さいことを特徴とする集塵装置。
請求項２，３いずれか１項に記載の集塵装置において、前記管体の前記先端開口部から吸引を行う場合における前記フィルター機構を通過する際のろ過風速が０．４～１．０ｍ／ｍｉｎとなるように構成されていることを特徴とする集塵装置。
請求項２～４いずれか１項に記載の集塵装置において、前記前面開口部から吸引を行う場合における前記フィルター機構を通過する際のろ過風速が１．０～２．０ｍ／ｍｉｎとなるように構成されていることを特徴とする集塵装置。
請求項１～５いずれか１項に記載の集塵装置において、前記消火機構は、前記前面開口部から吸引される前記粉塵の流れ方向と交差する方向に並設され該粉塵を衝突させて前記火粉を冷却するための壁部を含むことを特徴とする集塵装置。
請求項１～６いずれか１項に記載の集塵装置において、前記前面開口部の左右両側に一対の吸引ガイド板を有し、この吸引ガイド板は前記集塵機本体の側面に沿う格納状態と該集塵機本体の前方に突出する突出状態との間で回動可能に設けられていることを特徴とする集塵装置。