(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉塵が発生する空間内部に外気を取り込み前記空間内部を負圧に保持して発生する風により前記粉塵を収集する集塵装置本体と、
前記空間内部の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて前記空間内部への前記外気の取り込み量を自動制御し前記空間内部の温度を制御する温度制御手段と、
を具備し、
前記空間内部は、回転電機のブラシが収納され、前記集塵装置本体は、前記空間内部で前記ブラシより発生する粉塵を収集する通風路と、該通風路の風量を調整する風量調整手段を有し、
前記温度制御手段は、前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて前記風量調整手段による前記通風路の風量を調整し前記空間内部への前記外気の取り込み量を制御することを特徴とする集塵装置。
【請求項２】
前記風量調整手段は、前記通風路に設けられる風量調整用ダンパからなり、
前記温度制御手段は、前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて前記風量調整用ダンパによる風量調整を制御することを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
【請求項３】
さらに外気の温度を検出する第２の温度検出手段を有し、
前記温度制御手段は、前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて調整される前記風量調整手段による前記通風路の風量を前記第２の温度検出手段の検出温度により補正可能にしたことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
【請求項４】
前記風量調整手段は、前記通風路の風量を調整可能な送風手段を有し、前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて前記送風手段による送風量を制御することを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、温度制御機能を有する集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
浄水場などに設置されるポンプには、例えば巻線型誘導電動機や直流機などの大型の回転電機が用いられている。これら巻線型誘導電動機や直流機では、回転子側にスリップリングが設けられ、このスリップリングに常に接触するようにブラシが配置されている。このため、回転子とともに回転しているスリップリングに接触するブラシは、スリップリングの回転にともなう回転摩擦により摺動磨耗し、大量の磨耗粉を粉塵として発生し、この粉塵が大気中に飛散されると周囲に多大な悪影響を及ぼすことがある。
【０００３】
そこで、従来、ブラシによる粉塵を大気中に飛散させないようにするため、スリップリングとブラシを密閉されたコレクタ室に収納し、このコレクタ室内部の気圧を負圧に保持するとともに粉塵を外部に排出して収集する集塵装置が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−４０７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スリップリングとブラシを収納したコレクタ室内部の温度は、スリップリングとブラシの間の電路抵抗による発熱により常に高い状態にあり、炭素(カーボン)を主構成要素とするブラシにとって、ブラシ温度が所定値を超える高温になると、磨耗係数が上昇しブラシ磨耗が増大して磨耗の進行が早まり、ブラシのメンテナンス頻度（交換頻度）が高くなるという問題を生じる。
【０００６】
本発明にかかる実施形態は、上記事情に鑑みてなされたもので、集塵機能とともに良好な温度制御機能を有する集塵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、
請求項１記載の発明は、粉塵が発生する空間内部に外気を取り込み前記空間内部を負圧に保持して発生する風により前記粉塵を収集する集塵装置本体と、前記空間内部の温度を検出する第１の温度検出手段と、前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて前記空間内部への前記外気の取り込み量を自動制御し前記空間内部の温度を制御する温度制御手段と、を具備したことを特徴としている。
さらに請求項１の発明は、前記空間内部に回転電機のブラシが収納され、前記集塵装置本体が、前記空間内部で前記ブラシより発生する粉塵を収集する通風路と、該通風路の風量を調整する風量調整手段を有し、前記温度制御手段が、前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて前記風量調整手段による前記通風路の風量を調整し前記空間内部への前記外気の取り込み量を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載において、前記空間内部は、回転電機のブラシが収納され、前記集塵装置本体は、前記空間内部で前記ブラシより発生する粉塵を収集する通風路と、該通風路の風量を調整する風量調整手段を有し、前記温度制御手段は、前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて前記風量調整手段による前記通風路の風量を調整し前記空間内部への前記外気の取り込み量を制御することを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載において、前記風量調整手段は、前記通風路に設けられる風量調整用ダンパからなり、前記温度制御手段は、前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて前記風量調整用ダンパによる風量調整を制御することを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項２記載において、さらに外気の温度を検出する第２の温度検出手段を有し、前記温度制御手段は、前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて調整される前記風量調整手段による前記通風路の風量を前記第２の温度検出手段の検出温度により補正可能にしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項２記載において、前記風量調整手段は、前記通風路の風量を調整可能な送風手段を有し、前記第１の温度検出手段の検出温度に応じて前記送風手段による送風量を制御することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態の集塵装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明の第２の実施形態の集塵装置の概略構成を示す図。
【図３】本発明の第３の実施形態の集塵装置の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる集塵装置を回転電機としての巻線型誘導電動機に適用した場合の概略構成を示している。
【００１５】
図１において、１は巻線型誘導電動機で、この巻線型誘導電動機１は、略円筒状をしたハウジング２を有している。ハウジング２は、中空部内周面に固定子巻線３ａが施された固定子３を備え、この固定子３の中空部には回転子巻線４ａが施された回転子４が回転可能に配置されている。この場合、回転子４は回転軸５を有し、この回転軸５をハウジング２の両端に設けられたエンドブラケット２ａ、２ｂに軸受６ａ、６ｂを介して保持され、回転可能になっている。
【００１６】
回転軸５には、スリップリング７が設けられている。このスリップリング７は、回転子４の回転子巻線４ａに電気的に接続されている。スリップリング７には、ブラシ８が対応して配置されている。ブラシ８は、不図示の弾性部材によりスリップリング７に対して所定の押圧力で接触され、スリップリング７に対する電路が形成されている。また、ブラシ８は、ハウジング２外部に配置される不図示の端子に電気的に接続されている。
【００１７】
ハウジング２内部は、仕切り板９１により仕切られ、スリップリング７とブラシ８が配置される空間がコレクタ室９として形成されている。仕切り板９１は、固定子３や回転子４が配置される空間側に、ブラシ８より発生する粉塵Ｂが行かないようにするためのものでもある。
【００１８】
ハウジング２には、コレクタ室９内部に貫通する複数の開口部１０が形成されている。これら開口部１０は、外気をコレクタ室９内部に取り込むためのものである。また、ハウジング２には、排出口１１が形成されている。この排出口１１には、通風路として風洞１２が連通され、この風洞１２を介して集塵装置本体１３が接続されている。風洞１２は、コレクタ室９内部でブラシ８より発生する粉塵Ｂを、排出口１１を介して送風により集塵装置本体１３側に送り込む。ここでの風洞１２は、集塵装置本体１３の一部を構成している。
【００１９】
集塵装置本体１３は、粉塵Ｂが発生するコレクタ室９内部に開口部１０を通して外気を取り込むことでコレクタ室９内部を負圧に保持して粉塵Ｂを収集するもので、集塵部１４、風量調整手段としてのダンパ１７および温度制御手段としての温度制御部１８を有している。
【００２０】
集塵部１４は、集塵室１５と送風手段としての集塵ファン１６を有するとともに、集塵室１５を、ダンパ１７を介して風洞１２に接続されている。集塵ファン１６は、一定速度で回転していて風洞１２内に図示矢印Ａ方向の風を発生させ、コレクタ室９内に開口部１０を通して外気を取り込むとともにコレクタ室９内部を常に負圧に保持させる。集塵室１５は、フィルタ１５ａを有しており、風洞１２内に発生する図示矢印Ａ方向の風によりコレクタ室９内部の粉塵Ｂを空気と共に取り込み、このうち空気のみをフィルタ１５ａを通して外部に排出することで粉塵Ｂを収集する。ダンパ１７は、ダンパ駆動部１７ａにより駆動され風洞１２の断面積を変化可能にしたもので、このときの断面積の変化により風洞１２内の風量を調整可能にしている。温度制御部１８は、コレクタ室９内部の温度を制御するもので、予め所定温度に設定された設定温度Ｔ０と第１の温度検出手段としての温度センサ１９より検出されるコレクタ室９内部の温度Ｔ１が与えられ、これら設定温度Ｔ０と温度Ｔ１との比較結果に応じてダンパ駆動部１７ａの制御信号を発生し、ダンパ１７により風洞１２内の風量を調整してコレクタ室９内部への外気の取り込み量を制御し、コレクタ室９の内部温度が常に設定温度Ｔ０になるようにする。この場合、設定温度Ｔ０は、コレクタ室９内のブラシ８にとって磨耗の進行を抑制するのに最適な摩擦係数が維持できる温度に設定される。この設定温度Ｔ０は、ブラシ８の種類などによって異なる最適な値が用意される。
【００２１】
次に、このように構成した実施形態の作用を説明する。
【００２２】
いま、巻線型誘導電動機１の固定子３に対し回転子４が回転している状態で、回転軸５に設けられたスリップリング７に接触されるブラシ８には、スリップリング７の回転にともなう回転摩擦により摺動磨耗し、磨耗粉が発生する。この磨耗粉は、粉塵Ｂとしてコレクタ室９内に充満している。
【００２３】
集塵装置本体１３では、集塵部１４の集塵ファン１６が一定速度で回転され、風洞１２内に図示矢印Ａ方向の風を発生させる。これにより、コレクタ室９内部には、開口部１０を通して外気が取り込まれコレクタ室９内部が常に負圧に保持される。この状態で、集塵室１５には、風洞１２内に発生する風によりコレクタ室９内部の粉塵Ｂが排出口１１より排出され、風洞１２を通って空気と共に取り込まれ、このうち空気のみがフィルタ１５ａを通して外部に排出されて粉塵Ｂが収集される。
【００２４】
温度センサ１９より検出されるコレクタ室９内部の温度Ｔ１が温度制御部１８に入力される。温度制御部１８では、温度センサ１９より検出されたコレクタ室９内部の温度Ｔ１と予め設定された設定温度Ｔ０とを比較し、この比較結果を制御信号としてダンパ１７のダンパ駆動部１７ａに出力する。ダンパ１７は、温度制御部１８からの制御信号に応じてダンパ駆動部１７ａが駆動され、風洞１２の断面積を変化して風洞１２内の風量を調整する。これにより、このときの風洞１２内の風量に応じてコレクタ室９内部への外気の取り込み量が調整され、コレクタ室９の内部温度が制御される。
【００２５】
ここで、温度制御部１８は、コレクタ室９内部の温度Ｔ１が高い場合は、風洞１２内の風量を増加させるようにダンパ１７を制御しコレクタ室９内部への外気の取り込み量を増加させてコレクタ室９内部の温度Ｔ１を下げるように制御し、逆に、コレクタ室９内部の温度Ｔ１が低い場合は、風洞１２内の風量を減少させるようにダンパ１７を制御し、コレクタ室９内部への外気の取り込み量が減少させてコレクタ室９内部の温度Ｔ１を上げるように制御する。これにより、コレクタ室９内の温度は、常に設定温度Ｔ０、つまり、ブラシ８にとって磨耗の進行を抑制する最適な摩擦係数が維持できる所定温度に調整される。
【００２６】
したがって、このような実施形態によれば、巻線型誘導電動機１のスリップリング７とブラシ８を収容するコレクタ室９に風洞１２を介して集塵室１５と集塵ファン１６を有する集塵部１４を接続し、集塵ファン１６により風洞１２内に風を発生しコレクタ室９内部に外気を取り込んで、コレクタ室９内部を負圧に保持させ、この状態で、ブラシ８より発生する粉塵Ｂを、風洞１２を介して集塵室１５で収集するようなもので、風洞１２には、ダンパ１７が設けられ、温度制御部１８により予め設定された設定温度Ｔ０と温度センサ１９より検出されるコレクタ室９内部の温度Ｔ１を比較し、この比較結果に応じてダンパ１７により風洞１２内の風量を調整してコレクタ室９内部への外気の取り込み量を制御し、コレクタ室９の内部温度を所定の温度、ここでは設定温度Ｔ０になるように制御するようにした。これにより、コレクタ室９内でブラシ８より発生する粉塵Ｂを集塵部１４の集塵室１５に収集できると同時に、コレクタ室９の内部温度を、常に設定温度Ｔ０、つまり、コレクタ室９内のブラシ８にとって摺動磨耗の進行を抑制できる最適な摩擦係数を維持可能な温度に調整できるので、ブラシ８の寿命を延ばすことができ、メンテナンス頻度（交換頻度）を低く抑えることができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態にかかる集塵装置を巻線型誘導電動機に適用した場合の概略構成を示している。ここで、図２は、図１と同一部分には同符号を付している。
【００２８】
第２の実施形態では、巻線型誘導電動機１のコレクタ室９の外部に外気温度を検出する第２の温度検出手段として温度センサ２０が設けられている。この温度センサ２０は、コレクタ室９に取り込まれる外気の温度をできるだけ正確に検出するためコレクタ室９の開口部１０の近傍に配置されるのが好ましい。
【００２９】
温度センサ２０より検出される温度Ｔ２は、温度制御部１８に与えられる。温度制御部１８は、予め所定温度に設定された設定温度Ｔ０と温度センサ１９より検出されるコレクタ室９内部の温度Ｔ１の比較結果を、温度センサ２０より検出される温度Ｔ２により補正してダンパ１７の制御信号を発生する。例えば、外気温度が高く、コレクタ室９内部の温度Ｔ１が高い場合は、ダンパ１７による風洞１２内の風量調整によりコレクタ室９内部への外気の取り込み量を抑制するように補正し、逆に、コレクタ室９内部の温度Ｔ１が低い場合は、ダンパ１７による風洞１２内の風量調整によりコレクタ室９内部への外気の取り込み量を増加させるように補正する。また、外気温度が低く、しかもコレクタ室９内部の温度Ｔ１が高い場合は、ダンパ１７による風洞１２内の風量調整によりコレクタ室９内部への外気の取り込み量を増加するように補正し、逆に、コレクタ室９内部の温度Ｔ１が低い場合は、ダンパ１７による風洞１２内の風量調整によりコレクタ室９内部への外気の取り込み量を抑制するように補正する。
【００３０】
このようにしても、第１の実施形態と同様な効果を得られ、さらに、外気温度、つまり温度センサ２０より検出される外気の温度Ｔ２によってコレクタ室９内部への外気の取り込み量をさらに調整することができ、コレクタ室９内部の温度を、きめ細かに精度よく制御できるので、この場合も、コレクタ室９の内部温度を、ブラシ８にとって最適な摩擦係数を維持できる温度に常に調整することができる。
【００３１】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態にかかる集塵装置を巻線型誘導電動機に適用した場合の概略構成を示している。ここで、図３は、図２と同一部分には同符号を付している。
【００３２】
この場合、第３の実施形態では、図２に示すダンパ１７を削除する。そして、温度制御部１８には、風量調整手段としてインバータ２１と集塵ファン２２が接続されている。この場合、インバータ２１は、温度制御部１８の制御信号に基づいて集塵ファン２２の回転速度を制御する。例えば、コレクタ室９内部の温度Ｔ１が高い場合は、インバータ２１により集塵ファン２２の回転速度を上げて風洞１２内の風量を増加させコレクタ室９内部への外気の取り込み量を増加させてコレクタ室９内部の温度Ｔ１を下げるように制御し、逆に、コレクタ室９内部の温度Ｔ１が低い場合は、インバータ２１により集塵ファン２２の回転速度を下げて風洞１２内の風量を減少させ、コレクタ室９内部への外気の取り込み量が減少させてコレクタ室９内部の温度Ｔ１を上げるように制御する。
【００３３】
この場合も、第２の実施形で述べたように、温度制御部１８は、予め所定温度に設定された設定温度Ｔ０と温度センサ１９より検出されるコレクタ室９内部の温度Ｔ１の比較結果を、温度センサ２０より検出される温度Ｔ２により補正してインバータ２１の制御信号を発生する。
【００３４】
このようにしても、第１の実施形態と同様な効果を得られ、さらに、風量調整手段は、インバータ２１と集塵ファン２２により構成できるので、風量調整手段として、構成が簡単で装置の小型化を実現することができる。
【００３５】
なお、かかる第３の実施形態は、外気の温度を検出する温度センサ２０を設けていないものにも適用できるのは勿論である。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。上述した実施形態では、回転電機として巻線型誘導電動機について述べたが、ブラシを有する直流電動機にも適用することができる。また、本発明の集塵装置は、回転電機にのみに限定されず、粉塵を発生する空間内部の粉塵を集塵部で収集すると同時に、空間内部の温度を所定の温度に制御する必要のあるものならば、回転電機以外の他の機器にも適用できることは勿論である。
【００３７】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【符号の説明】
【００３８】
１…巻線型誘導電動機、２…ハウジング
３…固定子、４…回転子、５…回転軸
７…スリップリング、８…ブラシ
９…コレクタ室、１０…開口部、１１…排出口
１２…風洞、１３…集塵装置本体、１４…集塵部
１５…集塵室、１５ａ…フィルタ
１６…集塵ファン、１７…ダンパ、１８…温度制御部
１９…温度センサ、２０…温度センサ、２１…インバータ
２２…集塵ファン
【図１】
0005618622.tif 000002
【図２】
0005618622.tif 000003
【図３】
0005618622.tif 000004