(57)【要約】【課題】ミストや粉塵の捕集に適すると共に粉塵の回収処理が容易で製造コストの低減を図るミスト及び粉塵の捕集装置を提供すること。【解決手段】ミスト及び粉塵を分離させるタンク本体５と、タンク本体の下部に配置された回収タンク４０と、回収タンクに連結するターボファン５１と、タンク本体の内部にノズル３１を設置し水を噴出させる注水手段３０を備え、タンク本体の内部に設けた主軸１５に、インペラー１７と、回転ブラシ２０と、振り切り用部材２５とを取り付け、ターボファンの作動によって負圧に保持されるタンク本体内にミスト及び粉塵を含む空気を吸い込み、流入する空気とノズルから噴出する水の衝突作用によってインペラーを回転作動させ、これと同時に回転する回転ブラシ及び振り切り用部材の遠心力作用によって空気中のミスト及び粉塵を振り切って分離させると共に回収タンクにて残存するミスト及び粉塵を捕集する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口から吸引される空気中のミスト及び粉塵を分離させるタンク本体と、そのタンク本体の下部に連通するように配置されてデミスタ部材が内部に装着された回収タンクと、その回収タンクの排気側に連結される吸入手段と、前記吸込口の近くで前記タンク本体の内部に臨むようにノズルを設置し水又は工作機械のクーラント液を噴出させる注水手段を備え、
前記タンク本体の内部中心位置に縦向きの主軸が軸受ユニットにより回転自由に設けられていて、その主軸に、前記空気の流れによって回転可能なインペラーと、多数のブラシ片が放射状に突設された少なくとも一つの円盤型回転ブラシと、振り切り用部材とを取り付けて固定を施し、
前記吸入手段の作動によって負圧に保持される前記タンク本体内にミスト及び粉塵を含む空気を吸い込み、その流入する空気と前記ノズルから所定圧力で噴出する水又は工作機械のクーラント液の衝突作用によって前記インペラーを回転作動させ、これと同時に回転する回転ブラシ及び振り切り用部材の遠心力作用によって該空気中のミスト及び粉塵を振り切って分離させると共に前記回収タンクに流入する空気中に残存するミスト及び粉塵を前記デミスタ部材によって捕集するように構成したことを特徴とするミスト及び粉塵の捕集装置。
【請求項２】
吸込口から吸引される空気中のミスト及び粉塵を分離させるタンク本体と、そのタンク本体の下部に連通するように配置されてデミスタ部材が内部に装着された回収タンクと、その回収タンクの排気側に連結される吸入手段と、前記吸込口の近くで前記タンク本体の内部に臨むようにノズルを設置し水を噴出させる注水手段と、前記回収タンクの下方に、前記タンク本体で分離されて排出される粉塵中の鉄系微粉塵をマグネットにより吸着して除去するマグネットセパレータを備え、
前記タンク本体の内部中心位置に縦向きの主軸が軸受ユニットにより回転自由に設けられていて、その主軸に、前記空気の流れによって回転可能なインペラーと、多数のブラシ片が放射状に突設された少なくとも一つの円盤型回転ブラシと、振り切り用部材とを取り付けて固定を施し、
前記吸入手段の作動によって負圧に保持される前記タンク本体内にミスト及び粉塵を含む空気を吸い込み、その流入する空気と前記ノズルから所定圧力で噴出する水の衝突作用によって前記インペラーを回転作動させ、これと同時に回転する回転ブラシ及び振り切り用部材の遠心力作用によって該空気中のミスト及び粉塵を振り切って分離させると共に前記回収タンクに流入する空気中に残存するミスト及び粉塵を前記デミスタ部材によって捕集し、さらに、前記鉄系微粉塵を前記マグネットセパレータにより除去するように構成したことを特徴とするミスト及び粉塵の捕集装置。
【請求項３】
前記吸入手段をターボファンとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のミスト及び粉塵の捕集装置。
【請求項４】
前記デミスタ部材が多数の流入口を形成したルーバー式デミスタとされていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のミスト及び粉塵の捕集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械により機械部品などを加工する際に発生するミスト、切粉や研磨屑などの微粉塵を周囲に飛散させないように捕集する捕集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のミストや粉塵の捕集装置として、フィルタ方式、デミスタ方式、サイクロン方式、衝突板方式、電気集塵方式等の各種構造のものが知られている。例えば、本件出願人にかかる特許文献１のミスト及び粉塵の捕集装置は、空気中のミスト及び粉塵を除去する分離タンクの上方に配置したモータの出力軸に円盤型回転ブラシと振り切り用部材を取り付け、分離タンク内の下方に底部に向かって拡がるラッパ形部材を設け、そのラッパ形部材の排気側にターボファンを連結し、回転ブラシ及び振り切り用部材の遠心力作用と、ラッパ形部材の空気流速の低下作用によってミスト及び粉塵を分離させ、その分離されたミスト及び粉塵をタンクの下部から排出管を介して所定箇所に排出させる構造とされている。
【０００３】
また、特許文献２は、空気中のミスト及び粉塵を除去する分離タンクの上方に配置したモータの出力軸に円盤型回転ブラシと振り切り用部材を取り付け、分離タンク内の下方に底部に向かって拡がるラッパ形部材を設け、そのラッパ形部材の排気側にターボファンを連結し、回転ブラシ及び振り切り用部材の遠心力と、ラッパ形部材による空気流速の低下とデミスタによる濾過との相乗作用によってミスト及び粉塵を効率よく捕集することができる。さらには、分離された粉塵中の鉄系微粉塵をマグネットセパレータによって除去する構造とされている。
【０００４】
上記文献に記載された装置においては、回転ブラシを駆動するモータ及びこれに付帯する制御装置などを必要とすることから、製造コストが高くならざるを得なかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１１８８５１号公報
【特許文献２】特開２０１１−６７７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ミストや粉塵の捕集に適すると共に捕集された粉塵の回収処理が容易で製造コストの低減を図ることができるミスト及び粉塵の捕集装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、吸込口から吸引される空気中のミスト及び粉塵を分離させるタンク本体と、そのタンク本体の下部に連通するように配置されてデミスタ部材が内部に装着された回収タンクと、その回収タンクの排気側に連結される吸入手段と、前記吸込口の近くで前記タンク本体の内部に臨むようにノズルを設置し水又は工作機械のクーラント液を噴出させる注水手段を備え、
前記タンク本体の内部中心位置に縦向きの主軸が軸受ユニットにより回転自由に設けられていて、その主軸に、前記空気の流れによって回転可能なインペラーと、多数のブラシ片が放射状に突設された少なくとも一つの円盤型回転ブラシと、振り切り用部材とを取り付けて固定を施し、
前記吸入手段の作動によって負圧に保持される前記タンク本体内にミスト及び粉塵を含む空気を吸い込み、その流入する空気と前記ノズルから所定圧力で噴出させる水又は工作機械のクーラント液の衝突作用によって前記インペラーを回転作動させ、これと同時に回転する回転ブラシ及び振り切り用部材の遠心力作用によって該空気中のミスト及び粉塵を振り切って分離させると共に前記回収タンクに流入する空気中に残存するミスト及び粉塵を前記デミスタ部材によって捕集するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、吸込口から吸引される空気中のミスト及び粉塵を分離させるタンク本体と、そのタンク本体の下部に連通するように配置されてデミスタ部材が内部に装着された回収タンクと、その回収タンクの排気側に連結される吸入手段と、前記吸込口の近くで前記タンク本体の内部に臨むようにノズルを設置し水を噴出させる注水手段と、前記回収タンクの下方に、前記タンク本体で分離されて排出される粉塵中の鉄系微粉塵をマグネットにより吸着して除去するマグネットセパレータを備え、
前記タンク本体の内部中心位置に縦向きの主軸が軸受ユニットにより回転自由に設けられていて、その主軸に、前記空気の流れによって回転可能なインペラーと、多数のブラシ片が放射状に突設された少なくとも一つの円盤型回転ブラシと、振り切り用部材とを取り付けて固定を施し、
前記吸入手段の作動によって負圧に保持される前記タンク本体内にミスト及び粉塵を含む空気を吸い込み、その流入する空気と前記ノズルから所定圧力で噴出する水の衝突作用によって前記インペラーを回転作動させ、これと同時に回転する回転ブラシ及び振り切り用部材の遠心力作用によって該空気中のミスト及び粉塵を振り切って分離させると共に前記回収タンクに流入する空気中に残存するミスト及び粉塵を前記デミスタ部材によって捕集し、さらに、前記鉄系微粉塵を前記マグネットセパレータにより除去するように構成したことを特徴とする。
【０００９】
同様の目的を達成するために請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載のミスト及び粉塵の捕集装置において、前記吸入手段をターボファンとしたことを特徴とするものである。
【００１０】
同様の目的を達成するために請求項４に記載した発明は、請求項１〜３の何れかに記載のミスト及び粉塵の捕集装置において、前記デミスタ部材が多数の流入口を形成したルーバー式デミスタとされていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１の発明）
このミスト及び粉塵の捕集装置は、主に工作機械により機械部品などを加工する際に発生するミストの捕集に適する構造とされており、円盤型回転ブラシの遠心力による叩き落し作用、振り切り用部材の遠心力による振り切り作用、デミスタ部材によるろ過の相乗作用により、ミストを効率的に捕集することができる。加えて、吸入手段の作動により生ずる勢いのある空気流と、注水手段のノズルから所定圧力で噴出する水又は工作機械に使用されるクーラント液の衝突の相乗作用によってインペラー、回転ブラシ及び振り切り用部材を回転させる構成を採用しているので、これらを駆動するモータ装置及びこれに付帯する制御装置などが不要となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００１２】
さらに、注水手段のノズルから、水又は工作機械に使用されるクーラント液をインペラーに所定圧力で吹き付ける構成とし、その水又はクーラント液によって回転ブラシに付着する微粉塵が洗い流されて除去されるので捕集効率が向上する。
【００１３】
（請求項２の発明）
このミスト及び粉塵の捕集装置は、主に工作機械により機械部品などを加工する際に発生する切粉などの粉塵の捕集に適する構造とされており、円盤型回転ブラシの遠心力による叩き落し作用、振り切り用部材の遠心力による振り切り作用、デミスタ部材によるろ過の相乗作用により、粉塵を効率的に捕集することができる。加えて、吸入手段の作動により生ずる勢いのある空気流と、注水手段のノズルから所定圧力で噴出する水の衝突の相乗作用によってインペラー、回転ブラシ及び振り切り用部材を回転させる構成を採用しているので、これらを駆動するモータ装置及びこれに付帯する制御装置などが不要となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００１４】
さらに、注水手段のノズルから、所定圧力の水をインペラーに吹き付ける構成とし、その水によって回転ブラシに付着する微粉塵が洗い流されて除去されるので捕集効率が向上する。また、タンク本体で分離された粉塵中の鉄系微粉塵は、マグネットセパレータにより除去されて円滑に回収処理される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る第１実施例のミスト及び粉塵の捕集装置の正面図
【図２】同、側面図
【図３】タンク本体の縦断面図
【図４】図３のＸ−Ｘ線断面図
【図５】回収タンクの縦断面図
【図６】ルーバー式デミスタの正面図
【図７】本発明に係る第２実施例のミスト及び粉塵の捕集装置の正面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１に示す本発明に係る第１実施例のミスト及び粉塵の捕集装置Ａは、主に工作機械により機械部品などを研磨加工する際に冷却剤として使用されるクーラント液が気化して発生するミストの捕集に適する構造とされている。この捕集装置Ａの概要構成は、ミストを分離させるタンク本体５と、タンク本体５の内方に臨むようにノズル３１を設置し水又は工作機械のクーラント液を噴出させる注水手段３０と、デミスタ部材が内部に装着された回収タンク４０と、回収タンク４０の排気側に連結される吸入手段としてのターボファン５１などからなる。
【００１８】
図１において、タンク本体５は円筒形状とされ、キャスター２を備えたフレーム１の上部１ａに縦向きに設けられている。タンク本体５の内部は上方の導入室６と下方の分離室１０とに区画されている。導入室６と分離室１０とはボルト（図示せず）で連結されて一体状に設けられており、ボルトを外すことにより両者を分離可能に設けている。７は導入室６の胴部６ａに設けられた吸込口（口径：約１０５ｍｍ）である。図４に示すように、平面から見て吸込口７寄りの胴部６ａには、後記注水手段３０のノズル３１を挿入するための導入管８が内部に連通するように設けられている。吸込口７には、工作機械で発生するミストを吸引する吸い込み管５７が接続される。
【００１９】
図３に示すように、導入室６の上口５ａに取り付けられた蓋１１の下面には、ベアリング１３，１４を内蔵した軸受ユニット１２を設けている。１５はそれらベアリング１３，１４により回転自由に支持された縦向きの主軸である。主軸１５はタンク本体５の中心に配置されている。
【００２０】
主軸１５には、吸込口７から流入する空気の流れによって回転可能なインペラー１７、ブッシュ２３、多数のブラシ片を放射状に突設した５個の円盤型回転ブラシ２０がスペーサー２４を介して上から順に挿入され、最下方の円盤型回転ブラシ２０から突出するネジ部１５ａに深皿形状の振り切り用部材２５を下向きにして嵌めてからナット１６を締付けることにより固定を施している。
【００２１】
図４に示すように、インペラー１７は、主軸１５に挿入される穴１８ａを中心として８枚の羽根１９が一体に設けられている。この実施例における羽根１９の大きさについては、外径：２７５ｍｍ、幅：７９．５ｍｍ、高さ：１９０ｍｍ、板厚：２．３ｍｍ、重量：約２ｋｇとした。
【００２２】
上記円盤型回転ブラシ２０は、本件出願人にかかる特許第４１１８８５１号公報中に記載された円盤型回転ブラシと同様の構造とされている。即ち、この回転ブラシ２０は、主軸１５に装着するための軸穴を形成した固定部２１の外周に多数のブラシ片２２を放射状に突設し、外径：約２５０ｍｍ、厚さ：約３０ｍｍに設けられている。ブラシ片２２については、線径：約０．３ｍｍ、長さ：約６０ｍｍの硬質スチール又はステンレスを用いている。
【００２３】
注水手段３０は、ノズル３１から所定圧力の水又は工作機械のクーラント液をインペラー１７に吹き付けることによる衝突作用によって当該インペラー１７を回転作動させるように設けられている。そして、この捕集装置Ａでは、注水手段３０による吹き付け動作と同時に、後記ターボファン５１による負圧作用により生ずる空気流との相乗作用によってインペラー１７を確実に回転させるように構成している。
【００２４】
使用する水については、水道水、井戸から汲み上げられる水である。また、クーラント液を使用する場合について説明する。図１において、８１は研磨機などの工作機械に付設されているクーラントタンク、８２はクーラントタンク８１に貯留されるクーラント液を所要箇所に供給するために設置されたクーラントポンプである。８３はクーラントポンプ８２と工作機械８０の適宜箇所とを接続するための供給管である。この供給管８３には、ストップバルブ３５を介してノズル３１まで延びる分岐管３５が接続されている。
【００２５】
因みに、工作機におけるクーラント液の使用に関しては、腐敗菌（嫌気性微生物）の繁殖によって悪臭が発生することがあり、環境上問題とされることがあった。そこで、この発明の捕集装置Ａでクーラント液を使用する場合には、運転時にクーラント液に空気が混入することから液中の溶存酸素濃度が向上して腐敗菌の増殖を抑制する効果を有することが確認され、悪臭の発生防止に寄与する。
【００２６】
回収タンク４０は、タンク本体５の下口５ｂに連通するように配置されている。図５に示すように、回収タンク４０には、内部を区画し空気流路を形成する前方の仕切り板４１と後方の仕切り板４２との間にデミスタ部材としてのルーバー式デミスタ４５を装着している。４３は回収タンク４０に溜まるドレンを排出する排出管、４９は排出管４３に取り付けたストップバルブ４８に接続されたドレンパイプである。このドレンパイプ４９はクーラントタンク８１まで配管されている。
【００２７】
図６に示すように、ルーバー式デミスタ４５は、縦及び横の大きさ：４４５ｍｍ、厚さ：０．６ｍｍの四角形の平板４６に流入口４７ａを有する多数の隆起部４７をプレス加工によって形成してなるものを、回収タンク４０内に１５枚重ねている（図５）。
【００２８】
回収タンク４０の排気部４４には、駆動モータ５２を備えたターボファン５１が連結されている。５５はターボファン５１の排気管５１ａに取付けられたサイレンサである。
【００２９】
（ターボファンの仕様）
ＢＸＬＡ１１４１６型、フルタ電気株式会社製
モータ出力：１．５ｋｗ
ケーシング吐出内径：φ１１４ｍｍ
【００３０】
以上により、ターボファン５１の作動によって負圧に保持されるタンク本体５内にミストを含む空気を吸い込み、その流入する空気とノズル３１から所定圧力で噴出する水又は工作機械のクーラント液の衝突作用によってインペラー１７を回転作動させ、これと同時に回転する回転ブラシ２０及び振り切り用部材２５の遠心力作用によって空気中のミストを振り切って除去し、さらに回収タンク４０に流入する空気中に残存するミストをルーバー式デミスタ４５によって捕集する本発明に係る第１実施例のミスト及び粉塵の捕集装置Ａが構成される。
【００３１】
つぎに、第１実施例のミスト及び粉塵の捕集装置Ａを図１に示す研磨機に適用した場合の作用について述べる。
（１）研磨機８０では、鉄系や非鉄系のワーク（図示せず）が研磨加工されるときに、図示しないノズルからクーラント液がワーク及び砥石（図示せず）に向けて噴射されるように構成されている。これにより、クーラント液の一部がミストとなって当該研磨機８０の閉鎖空間内に拡散する。
（２）そこで、捕集装置Ａの運転が行なわれると、ターボファン５１の作動によってタンク本体５の内部が負圧に保持されるので、（１）で発生したミストは、周囲の空気と一緒に吸い込み管５７を通ってタンク本体５の導入室６に吸い込まれる。
（３）タンク本体５では、吸込口７から流入する空気と、ノズル３１から所定圧力で噴出するクーラント液の衝突作用によってインペラー１７が回転作動すると同時に、円盤型回転ブラシ２０が毎分約５００回転で回転する。そして、導入室６に吸い込まれた空気はインペラー１７を回転させつつ円盤型回転ブラシ２０に向かって移動し、回転ブラシ２０及び振り切り用部材２５の遠心力作用によってミストが振り切られて除去される。
（４）ついで、回収タンク４０に流入した空気は、ルーバー式デミスタ４５によって残存するミストを捕集されて排気部４４からターボファン５１に流入する。
（５）回収タンク４０で除去されたミストは液状化してドレンパイプ４９を通ってクーラントタンク８１に還流される。
（６）他方、回収タンク４０を通過した空気は、ターボファン５１からサイレンサ５５を通って機外へ排出される。
【００３２】
（ミスト濃度測定の一例）
本発明に係る第１実施例のミスト及び粉塵の捕集装置Ａを使用して工作機械に発生するミストを処理する能力を以下に示す条件下で測定した。
工作機械：マシニングセンタ  ＨＳ６Ａ（三井精機製）
マシニングセンタの加工室内ミスト濃度：２．２ｍｇ／ｍ３
捕集装置Ａの吸引空気量：９．８ｍ３／ｍｉｎ
注水手段からの供給水量：毎分１５リットル
円盤型回転ブラシ２０の回転数：６００ｒｐｍ
ミスト濃度の測定器：ピエゾバランス粉塵計  型式３５２１（日本カノマック株式会社）
【００３３】
実験の結果、捕集装置Ａの排気口におけるミスト濃度は０．６４ｍｇ／ｍ３であり、マシニングセンタの加工室内における濃度値の約２９％となりミストの捕集効果が高いことが確認された。
【００３４】
（第２実施例）
図７に示す本発明に係る第２実施例のミスト及び粉塵の捕集装置Ｂは、マシニングセンタ９０により機械部品９１などを加工する際に発生する切粉などの粉塵、特に鉄系微粉塵の捕集に適する構造とされている。
この捕集装置Ｂは、上述した第１実施例のミスト及び粉塵の捕集装置Ａの構成に準じた構成とされていて、マグネットセパレータを備える点が異なる。よって、それと同一構成部分については、前記捕集装置Ａの説明に用いた符号を流用して図面に記載し、その説明を省略する。
【００３５】
この捕集装置Ｂにおける注水手段６０は、回収タンク４０の下方に設置された水用タンク６１に貯留される水道水若しくは井戸水を循環ポンプ６２により配管６３を介して前記ノズル３１に供給するように設けられている。６５は水道水などの配管を接続する継手、６７は継手６５に回動自由に一端を連結されたボールタップ６６の支持杆である。
【００３６】
マグネットセパレータ７０は、上記タンク本体５で分離されて排出される粉塵中の鉄系微粉塵をマグネット（図示せず）により吸着して除去する公知構造のものである。そして、タンク本体５にて分離されて排出管４３から排出される微粉塵は、流入部７１に受け入れられてマグネット（図示せず）により吸着して除去されるように設けられている。７５はマグネットセパレータ７０により除去されて排出される鉄系微粉塵を貯留する回収箱である。
【００３７】
以上により、ターボファン５１によって負圧に保持されるタンク本体５内にミスト及び粉塵を含む空気を吸い込み、その流入する空気とノズル３１から所定圧力で噴出する水の衝突作用によってインペラー１７を回転作動させ、これと同時に回転する回転ブラシ２０及び振り切り用部材２５の遠心力作用によって該空気中の粉塵を振り切って分離させると共に回収タンク４０に流入する空気中に残存する粉塵をルーバー式デミスタ４５によって捕集し、さらに、鉄系微粉塵をマグネットセパレータ７０により除去する本発明に係る第２実施例のミスト及び粉塵の捕集装置Ｂが構成される。
【００３８】
上記捕集装置Ｂの作用については、上述した第１実施例の捕集装置Ａの作用に準ずることから説明を省略する。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ・・・本発明に係る第１実施例のミスト及び粉塵の捕集装置
５・・・タンク本体
７・・・吸込口
１５・・・主軸
１７・・・インペラー
２０・・・円盤型回転ブラシ
２５・・・振り切り用部材
３０・・・注水手段
３１・・・ノズル
４０・・・回収タンク
４５・・・ルーバー式デミスタ（デミスタ部材）
５１・・・ターボファン（吸入手段）
Ｂ・・・本発明に係る第２実施例のミスト及び粉塵の捕集装置
７０・・・マグネットセパレータ
【図１】
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【図２】
2014205212.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014205212.tif 000008
【図７】
2014205212.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月3日(2013.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2014205212.tif 000010
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2014205212.tif 000011