(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業室内に据え付けられた溶接作業台上で溶接作業を行う際に発生する各種煙を除去するための排煙設備であって、作業台の上方に備えられ、下方に開口した吸引口を有する排気手段と、作業台の周囲を取り囲んで配設され、上方に向けて空気を噴出する噴出孔を有する空気噴出手段とを具備する溶接作業用排煙設備において、
前記空気噴出手段は、噴出孔を穿孔した通気管を前記作業台の定盤の周囲端に連続して配設されると共に、前記通気管の上面は、作業台の定盤上面よりも低い位置にしたことを特徴とする溶接作業用排煙設備。
【請求項２】
作業室内に据え付けられた溶接作業台上で溶接作業を行う際に発生する各種煙を除去するための排煙設備であって、作業台の上方に備えられ、下方に開口した吸引口を有する排気手段と、作業台の周囲を取り囲んで配設され、上方に向けて空気を噴出する噴出孔を有する空気噴出手段とを具備する溶接作業用排煙設備において、
前記空気噴出手段は、一部の噴出孔からの空気の噴出を停止する空気噴出停止手段を含むことを特徴とする溶接作業用排煙設備。
【請求項３】
作業室内に据え付けられた溶接作業台上で溶接作業を行う際に発生する各種煙を除去するための排煙設備であって、作業台の上方に備えられ、下方に開口した吸引口を有する排気手段と、作業台の周囲を取り囲んで配設され、上方に向けて空気を噴出する噴出孔を有する空気噴出手段とを具備する溶接作業用排煙設備において、
前記空気噴出手段は、噴出孔を穿孔した通気管を前記作業台の定盤の周囲端に連続して配設されると共に
前記作業台の定盤は昇降自在であり、前記空気噴出手段は、該定盤の昇降に連動して前記噴出孔からの空気の噴出圧を調整する調整手段を含むことを特徴とする溶接作業用排煙設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場の製造ライン等においてアーク溶接等の各種溶接作業を行う際に発生する煙を除去するための溶接作業用排煙設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器、工作機械、自動車等の製造工場では、金属同士の接着にアーク溶接等の溶接が多く利用されている。製造ラインでは、溶接ロボットを設置して人手によらない溶接作業を行っている場合もあるが、比較的少数量の製品や複雑な部位の溶接作業は人手に頼らねばならない。
【０００３】
このような溶接作業では、各種金属や金属化合物（酸化物等）の微細粉塵を含むガス、油煙等の様々な煙が発生する。例えば、被覆アーク溶接では、溶接棒に鉄、チタン、クロム、カルシウム、ニッケル、マンガン等の化合物が含まれるため、溶接作業時には、これら金属の複合化合物が微細粉塵として発生する（これは「ヒューム」と呼ばれる）。また、被覆剤の分解によって一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物等の各種ガスが発生する。ヒュームやガスを作業者が多量に吸入することは健康上好ましくない。そこで、一般に屋内溶接現場では、溶接作業に伴って発生する煙を外部に排気するための排気設備が設置されている。工場の製造ラインでは、設備の配置上の都合等から、溶接作業台の上方にフード等の集煙部材が設置され、その上端部に設けられたファンにより下方から煙を吸い上げる構成となっていることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、溶接作業時に発生する煙の中には、空気よりも軽いものと空気よりも重いものとが含まれており、前者は上昇しながら周囲に拡散し易く、一方後者は溶接作業台から流れ出た後に床面まで下降して床面近傍に滞留し易い。まこのようなことから、溶接作業台の上部に配設した排気設備をもってしても煙を完全に排気することは困難である。特に、ヒュームが長時間作業室内に滞留すると、直接の溶接作業者やその周囲に居る他の作業者に吸引され、該作業者の健康を損ねる恐れがある。
【０００５】
また、排気能力を上げるには、例えばファンの回転速度を上げたり大型のファンを使用したりすることにより送風量を増すことが有効であるが、通常は、設備上の制限があるため実用的でなく、更には溶接作業部位に直接強い風が当たると溶接不良を生じるという問題もある。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、溶接作業に支障をきたすことなく、溶接により発生する煙を効果的に除去することができる溶接作業用排煙設備を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明に係る第１の溶接作業用排煙設備は、作業室内に据え付けられた溶接作業台上で溶接作業を行う際に発生する各種煙を除去するための排煙設備であって、作業台の上方に備えられ、下方に開口した吸引口を有する排気手段と、作業台の周囲を取り囲んで配設され、上方に向けて空気を噴出する噴出孔を有する空気噴出手段とを具備する溶接作業用排煙設備において、前記空気噴出手段は、噴出孔を穿孔した通気管を前記作業台の定盤の周囲端に連続して配設されると共に、前記通気管の上面は、作業台の定盤上面よりも低い位置にしたことを特徴としている。
【００１０】
また本発明に係る第２の溶接作業用排煙設備は、作業室内に据え付けられた溶接作業台上で溶接作業を行う際に発生する各種煙を除去するための排煙設備であって、作業台の上方に備えられ、下方に開口した吸引口を有する排気手段と、作業台の周囲を取り囲んで配設され、上方に向けて空気を噴出する噴出孔を有する空気噴出手段とを具備する溶接作業用排煙設備において、前記空気噴出手段は、一部の噴出孔からの空気の噴出を停止する空気噴出停止手段を含むことを特徴としている。
【００１２】
また本発明に係る第３の溶接作業用排煙設備は、作業室内に据え付けられた溶接作業台上で溶接作業を行う際に発生する各種煙を除去するための排煙設備であって、作業台の上方に備えられ、下方に開口した吸引口を有する排気手段と、作業台の周囲を取り囲んで配設され、上方に向けて空気を噴出する噴出孔を有する空気噴出手段とを具備する溶接作業用排煙設備において、前記空気噴出手段は、噴出孔を穿孔した通気管を前記作業台の定盤の周囲端に連続して配設されると共に前記作業台の定盤は昇降自在であり、前記空気噴出手段は、該定盤の昇降に連動して前記噴出孔からの空気の噴出圧を調整する調整手段を含むことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態及び発明の効果】
本発明に係る第１の溶接作業用排煙設備では、噴出孔から吹き出した空気流は、エアカーテンのように作業台の定盤上（作業領域）とその外側との間の空気の流通を遮断する又は流通しにくくする機能と、定盤上から周囲に拡散しようとする煙を上方の排気手段に導く機能とを有している。すなわち、溶接作業時に作業台上で発生する煙が周囲に広がろうとすると、上記空気流に巻き込まれて急速に上昇し排気手段近傍に到達する。これにより、排気手段の排気能力があまり高くなくとも、溶接作業により発生した煙は広く拡散することなく迅速に作業室外部に排出される。
【００１４】
このように本発明に係る第１の溶接作業用排煙設備によれば、溶接作業により発生する各種のガスやヒュームが迅速に除去されるので、直接の溶接作業者や周囲の他の作業者による吸入を防止することができる。このため、作業者に衛生的な作業環境を提供することができる。また、この排煙設備は複雑な構造を有していないので、比較的安価なコストで且つ大きな設備の改造等を伴うことなく既存の作業室に設置が可能である。
【００１５】
また作業台の定盤の周囲に密着して通気管が配設されているので、溶接作業時に発生した煙の中で、例えば空気よりも重いために上昇せず定盤上面近傍に沿って広がるヒューム等も、周囲に漏出することがない。
【００１６】
更に、定盤上面近傍を流れたヒュームは定盤の周囲端から通気管上面に下降し、噴出孔至近に導かれる。このため、定盤上に滞留することなく、空気流に乗って排気手段近傍にまで上昇する。
【００１７】
また、本発明に係る第２の溶接作業用排煙設備では、作業者は空気噴出停止手段により、作業台の定盤全周の中で溶接作業の邪魔になる一部箇所の噴出孔からの空気の噴出を停止させることができる。空気噴出停止手段としては、予め通気管を複数に分離して構成し、各通気管に空気を供給する送給路上に開閉自在のバルブを設けた構成とすることができる。また、噴出孔を閉塞するシャッタ等の部材を設けてもよい。これによれば、作業者の手等に空気流が当たらないようにすることができるので、溶接作業に支障をきたすことがない。
【００１９】
また、本発明に係る第３の溶接作業用排煙設備では、例えば、作業者が溶接作業を行い易いように定盤を下降させると、調整手段は噴出孔からの空気の噴出圧を増加させる、これにより、噴出孔から吹き出す空気流の速度が増し、定盤から排気手段までの距離が大きくなっても、ヒュームやガスを拡散させずに排気手段近傍まで確実に上昇させることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明に係る溶接作業用排煙設備の一実施例を図面を参照して説明する。図１は本実施例の溶接作業用排煙設備の全体構成を示す概略側面図、図２は溶接作業台を上方から見た平面図、図３は図２中のａ−ａ’線断面図である。
【００２１】
この排煙設備は、作業室の天面１に据え付けられた排気装置と、作業者６が溶接作業を行う作業台とから成る。排気装置は、下面が広く開口したフード２と、ファン３と、排気ダクト４とから構成され、排気ダクト４の他端は作業室外部（例えば大気中）に開放している。ファン３が所定方向に回転駆動されると、フード２下方の空気がファン３により吸引され、排気ダクト４を通って作業室外部に排出される。なお、ファン３の手前に集塵用のフィルタを設けておいてもよい。
【００２２】
一方、作業台は、上面が平坦な定盤８と、油圧ジャッキ等から成る昇降台９と、定盤８周囲に配設された通気管１０とから構成され、通気管１０の上面には適宜の間隔で通気孔１１が開口している。定盤８は昇降台９により適当な高さに調整可能となっており、作業者６は定盤８上に載置した溶接対象物７に対して溶接作業を遂行する。
【００２３】
図３に示すように、通気管１０は定盤８に密着して取り付けられた中空管であって、その上面は定盤８上面よりも一段低くなっている。通気管１０は空気送給管１３を介して空気送出装置１２に接続されており、空気送出装置１２は所定の圧力又は流量でもって空気送給管１３に空気を送り込む。
【００２４】
而して、溶接作業時に空気送出装置１２が稼働されると、空気送給管１３を介して通気管１０に空気が送り込まれ、通気孔１１から上方に空気が噴出される（図１及び図３の矢印Ａ参照）。通気孔１１の径は小さいので空気の噴出速度は大きく、噴出後も大きく広がることなくフード２近傍に達する。溶接作業により、ヒュームを含む煙が発生すると、空気よりも軽い煙は溶接箇所から周囲に拡散しつつ上方に進み、一方、空気よりも重い煙（主としてヒューム）は定盤８上面上を這うように周囲に拡散する（なお、空気より重い煙でも熱によって上昇することもある）。後者は、図３中に点線矢印Ｂに示すように、定盤８の縁端から通気管１０上面に下降する。軽い煙、重い煙の両方とも定盤８周囲の上昇空気流の至近に到達すると該空気流に巻き込まれて上昇し、フード２により収集されて排気ダクト４を介して排出される。
【００２５】
ところで、上記実施例では、定盤８の周囲全体に空気流による一種のエアカーテンが形成されるため、煙の拡散防止の効果は大きい。しかしながら、作業者の手元にも空気流が当たるため、溶接作業がしにくい可能性がある。そこで、作業台は図４に示す例のような構成とすることができる。
【００２６】
すなわち、通気管全体を１本の管とするのではなく、定盤８の４辺の各辺毎に分割し（これを通気管１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとする）、各通気管１０ａ〜１０ｄに接続される空気供給管１３ａ〜１３ｄにそれぞれバルブ１４ａ〜１４ｄを設ける。作業者は溶接作業に際し、自分の作業位置に面する通気管（図４では通気管１０ａ）に対応したバルブ（図４ではバルブ１４ａ）を閉鎖した上で作業に取りかかる。このとき、通気管１０ａ上の通気孔１１からは空気が噴出せず、作業者６から見て定盤８の向こう側及び両側方の３辺の通気管１０ｂ〜１０ｄ上方にエアカーテンが形成される。この場合、作業者６側にはエアカーテンがないが、定盤８をコ字状に取り囲んで形成されるエアカーテンにより作業者６側から定盤８の中央側へ流れる空気流が生じるので、作業者の手元で発生した煙は作業者６から遠ざかる方向に流れ、最終的には上昇する。したがって、上記構成でも十分な効果を奏する。
【００２７】
また、各バルブ１４ａ〜１４ｄを作業者が手動で開閉操作を行う代わりに、例えば赤外光を用いた作業者の位置検知センサを設けておき、作業者の作業位置を検知して、その位置に面する辺の通気管に対応したバルブを自動的に閉鎖する制御手段を設ける構成としてもよい。この構成によれば、作業者のバルブ操作が不要になり、効率的に作業が行える。
【００２８】
また、各通気管の上方に物体が存在することを検知するセンサを設け、作業者が溶接作業のために定盤８内に手（又は他の身体部分）を差し入れたことを該センサにより検知し、その検知に連動してその箇所の空気噴出を停止すべくバルブの制御を行うようにしてもよい。この構成によれば、或る箇所の溶接が終わって作業者が定盤８上から手を退避させると、作業者の直近の通気管の噴出孔からも空気が吹き出てエアカーテンを形成するので、煙の拡散がより効果的に抑止できる。
【００２９】
更に、作業者の立ち位置に面する辺からの煙の拡散を極力防止するためには、例えば通気管の分割を更に細分化して、作業者の作業範囲においてのみ空気の噴出を停止する構成とすることが好ましい。
【００３０】
また、バルブを用いて空気の噴出を停止するほかに、例えば、通気孔１１毎に又は隣接する複数の通気孔１１毎に、開口を閉塞可能なシャッタ機構を設ければ、上記説明と同様の効果を奏することは明らかである。
【００３１】
図５は図３とは異なる形状の通気孔１１を形成した通気管１０の断面図、図６はその通気管の端面斜視図である。この例では、通気管１０上面より僅かに山型に膨出した部分にスリット状の通気孔１１を設けている。このような構成では、より切れ目の少ないエアカーテンを形成することができる。
【００３２】
図７は、本発明の他の実施例による溶接作業用排煙設備の全体構成図である。上記実施例では、定盤８の高さは昇降台９により調節可能であるのに対し、フード２の位置は固定されている。したがって、例えば大型の溶接対象物を溶接するために定盤８の位置を下降させた場合には、通気管１０上面からフード２までの距離ｄは大きくなる。この距離ｄが大きい場合、通気孔１１から吹き出した空気流の速度がフード２近傍に達するまでに大きく低下し、周囲に拡散し易くなる。図７の例はこのような点を改善したものである。
【００３３】
この作業台では、昇降台９の油圧ジャッキ等を制御する昇降制御部１６は、定盤８の高さ位置に関する情報を空気送出装置１２の空気圧調整部１７に送り、空気圧調整部１７は該情報に基づいて空気送給管１３に送出する空気圧を調整する。具体的には、作業者６が操作部１５により下降を指示すると、昇降制御部１６は定盤８が下降するように昇降台９を制御し、空気圧調整部１７は送出空気の圧力を増加させる。これにより、通気孔１１からは定盤８が高い位置に在るときよりも勢いよく空気が吹き出す。したがって、フード２までの距離ｄが大きくなっても、空気流はあまり広がることなくフード２に到達する。その結果、溶接作業により発生する煙は、定盤８の周囲に漏れ出さず、排気ダクト４を介して確実に外部に排出される。
【００３４】
図８は、更に本発明の他の実施例を示す全体構成図である。この実施例では、定盤８の周囲に密着して通気管１０を配設するのではなく、作業台を据え付けた床面５に作業台を取り囲んで通気管１０を埋設している。この構成では、通気孔１１とフード２との距離が大きいので、より大きな空気圧をもって通気孔１１から空気を吹き出すようにする。勿論、この例においても、上述のように、例えば作業者６の立ち位置近傍の通気孔１１からの空気の噴出を停止する構成とすることができる。
【００３５】
なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行なえることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である溶接作業用排煙設備の全体構成を示す概略側面図。
【図２】本実施例の溶接作業台を上方から見た平面図。
【図３】図２中のａ−ａ’線断面図。
【図４】他の実施例である溶接作業台を上方から見た平面図。
【図５】他の形状の通気孔を形成した通気管の断面図。
【図６】図５の通気管の端面斜視図。
【図７】他の実施例である溶接作業用排煙設備の全体構成を示す概略側面図。
【図８】他の実施例である溶接作業用排煙設備の全体構成を示す概略側面図。
【符号の説明】
２…フード
３…ファン
４…排気ダクト
８…定盤
９…昇降台
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…通気管
１１…通気孔
１２…空気送出装置
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ…空気送給管
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ…バルブ
１６…昇降制御部
１７…空気圧調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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