(57)【要約】  【課題】  大きな吸引能力を必要とせず、効率よく集煙・集塵することができ、又持続煙を迅速に消煙でき、屋内屋外のいずれでも使用できるようにしたコンパクトなガス溶断の集煙装置を提供する。  【解決手段】  複数の架台（１０）を間隔をあけて配置され、架台の間に水槽（２０）を設置し、架台の背後に吸引ダクト（３０）を設け、吸引口（３０Ａ）を水槽の上側に開口させる。溶断すべきワーク（２００）を作業エリア（２２０）に搭載し、ガス溶断の燃焼炎（１００Ａ）を溶断煙（２３０）及び溶断滓（２１０）を巻き込みながら下方に向けて噴出させ、溶断滓は水槽で受けて冷却して持続煙を消煙し、溶断煙は架台間の狭い空間から集塵機に吸引し、浮遊粒子を捕獲除去する。【選択図】  図１
2011224616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面上に相互に間隔をあけて配置され、溶断すべきワーク（２００）が作業エリア（２２０）に搭載され、ガス溶断の燃焼炎（１００Ａ）を溶断煙（２３０）及び溶断滓（２１０）を巻き込みながら下方に向けて噴出させることができるようにした複数の架台（１０）と、
該架台（１０）の間に設置され、ガス溶断の燃焼炎（１００Ａ）によって下方に飛散された溶断滓（２１０）を受けて冷却することによって溶断滓（２１０）の持続煙を消煙する複数の水槽（２０）と、
上記複数の架台（１０）の背後に設けられ、吸引口（３０Ａ）が上記複数の各水槽（２０）の上側に開口された吸引ダクト（３０）と、
該吸引ダクト（３０）に吸引力を作用させることにより、ガス溶断による溶断煙（２３０）を上記架台（１０）の間に下方吸引させるとともに上記吸引口（３０Ａ）から上記吸引ダクト（３０）内に吸引させる吸引設備（４０）と、
上記吸引ダクト（３０）に吸引した溶断煙（２３０）から浮遊粒子を捕獲する集塵機（４０）と、
を備えたことを特徴とするガス溶断の集煙装置。
【請求項２】
背面が断面弧状をなし側面が封鎖され前面が開放された形態をなし、上記架台（１０）上の作業エリア（２２０）上で溶断作業を行う空間の背後を覆って設けられた排風カバー（９０）と、
上記排風カバー（９０）の上縁に沿って設けられ、上記集塵機（４０）の排風を上記排風カバー（９０）の背面に沿って下方に噴出することにより上方漏煙（２４０）を巻き込んで上記架台（１０）の間に向けて案内する排風リターンダクト（７０）と、を更に備えた請求項１記載のガス溶断の集煙装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス溶断の集煙装置に関し、特に大きな吸引能力を必要とせず、効率よく集煙・集塵することができるとともに、持続煙を迅速に消煙でき、屋内屋外のいずれでも使用できるようにしたコンパクトな装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所内で発生するスクラップ、例えばメッキコイル、電磁コイルあるいはＨ型鋼などの鋼材屑、スラブ屑、回収屑などはガス切断器によって適切な大きさに溶断し、構内における鉄源として利用されることが多い。
【０００３】
鋼材のガス溶断は屋内で行う場合と屋外で行う場合の２通りがあるが、いずれの場合にも黄色又は白色の有視煙が発生し、特に鋼種が亜鉛や錫などのメッキ鋼板やＭｎ、Ｎｉ、Ｃｒなどの合金鋼の場合には有視煙が非常に濃くなることがあり、作業環境が悪化するばかりでなく、有害成分の発生も懸念される。
【０００４】
屋内でガス溶断を行う場合にはガス溶断を行う作業エリアを大きなフードで覆って集煙・集塵するか（特許文献１）、あるいは作業エリアを複数のフードで覆い、選んだフードを使用しながら集煙・集塵し、有視煙に含まれる浮遊粒子をバグフィルターや電気集塵機で捕獲し、消煙することが行われているが（特許文献１、特許文献２）、屋外でガス溶断を行う場合には何ら対策が行われず、有視煙を大気に放散しているのが実情であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２２９７０号公報
【特許文献２】実開平０５−９３６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献１記載の装置では作業エリア全体をフードで覆っているが、溶断すべき鋼材を収容し得る大きな空間を必要とするので、例えば２０００〜３０００ｍ3／ｍｉｎ程度の大容量の吸引能力を必要とし、設備費がコスト高になる。
【０００７】
また、ガス溶断の作業が終了しても、しばらくの間は有視煙が持続して発生するので、その間は吸引設備を作動させ続けなければならなかった。
【０００８】
他方、特許文献２記載の装置は複数のうち、動作させるフードを選択し、比較的小さな吸引能力で効率よく集煙・集塵するというものであるが、有視煙がガス切断器からの高温高圧の燃焼炎を受けて飛散されるので、実際には多数のフードを動作させる必要があり、特許文献１に比して小さいものの、依然として大きな吸引能力を必要とし、設備費が高額になるとともに、持続煙については何ら対策されていないのが実情であった。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑み、大きな吸引能力を必要とせず、効率よく集煙・集塵することができるとともに、持続煙を迅速に消煙でき、屋内屋外のいずれでも使用できるようにしたコンパクトなガス溶断の集煙装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明に係るガス溶断の集煙装置は、床面上に相互に間隔をあけて配置され、溶断すべきワークが作業エリアに搭載され、ガス溶断の燃焼炎を溶断煙及び溶断滓を巻き込みながら下方に向けて噴出させることができるようにした複数の架台と、該架台の間に設置され、ガス溶断の燃焼炎によって下方に飛散された溶断滓を受けて冷却することによって溶断滓の持続煙を消煙する複数の水槽と、上記複数の架台の背後に設けられ、吸引口が上記複数の各水槽の上側に開口された吸引ダクトと、該吸引ダクトに吸引力を作用させることにより、ガス溶断による溶断煙を上記架台の間に下方吸引させるとともに上記吸引口から上記吸引ダクト内に吸引させる吸引設備と、上記吸引ダクトに吸引した溶断煙から浮遊粒子を捕獲する集塵機と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
ところで、ガス溶断の作業中に発生する有視煙の状況を検討すると、ガス溶断によって発生する溶断煙と、溶断終了後しばらくの間、高温の溶断滓から発生し続ける持続煙とがある。溶断煙や持続煙は高温の燃焼炎に曝されて高温であるので、上方に向かって拡散する傾向にある。従来の装置では作業エリアの上方をフードで覆って上方に拡散する溶断煙や持続煙を吸引するようにしていた。
【００１２】
本発明の特徴の１つは複数の架台の背後に吸引ダクトを設け、吸引ダクトの吸引口を架台の間に開口させ、溶断煙を架台の間に下方吸引して吸引ダクトに吸引するようにした点にある。
【００１３】
これにより、溶断煙は架台の間の狭い空間内に吸引される。しかも、ガス溶断時に下方に高速で噴き出している燃焼炎に溶断煙が巻き込まれて下方に送られ、大気に放散されることが少なくなるので、小さな吸引能力でもって溶断煙を確実に吸引できる。
【００１４】
本発明の第２の特徴はガス溶断時に下方に高速で噴き出している燃焼炎に溶断滓を巻き込んで下方に飛散させ、水槽で受けて高温の溶断滓を冷却するようにした点にある。
【００１５】
これにより、高温の溶断滓は速やかに冷却されて持続煙の発生が少なくなり、大量の持続煙を吸引する必要がなくなる。その結果、上述の溶断煙の効率よい吸引に加えて持続煙を少なくできるので、吸引能力は大幅に小さくできる。
【００１６】
また、ガス溶断時の高温の燃焼炎は水槽内の水表面に衝突し、水槽の水が多量の飛沫となって吸引口に吸引され、集塵機に導かれる。溶断煙の溶断直後の温度は約２００°Ｃ程度であるが、飛散した水の飛沫と混合されることにより、４０°Ｃ程度まで温度低下するので、溶断煙をそのまま吸引する場合に比較して集塵機内フィルターの熱損傷を少なくできる。
【００１７】
本件発明者らの実験によれば、上述の溶断煙の下方吸引方式と持続煙の消煙の２点の改善によってガス溶断時の有視煙の拡散をほぼ解消できたが、溶断煙が風の影響を受けたりすると、漏煙が上方に飛散することが分かった。
【００１８】
そこで、背面が断面弧状をなし側面が封鎖され前面が開放された形態をなす排風カバーを用意し、この排風カバーで架台上の作業エリア上で溶断作業を行う空間の背後を覆い、排風リターンダクトを排風カバーの上縁に沿って設け、集塵機の排風を排風リターンダクトから排風カバーの背面に沿って下方に噴出させることにより、上側漏煙を巻き込んで架台の間に向けて案内するようにすると、上方漏煙を吸引ダクトの吸引口から集塵機に導くことができた。
【００１９】
また、集塵機の排風を利用して上方漏煙を集煙しているので、送風機などを用いる必要がなく、省エネルギーの点からも優れている。
【００２０】
また、本発明に係るガス溶断の集煙装置はたとえ風が吹いていても、ガス溶断の有視煙を大気に放散させることなく確実に吸引して消煙でき、しかも装置をコンパクトに構成できるので、建屋内にも屋外にも設置することができる。
【００２１】
特に、大容量の集塵装置を設置できないような屋内で溶断作業を行うと、溶断による有視煙が屋内に充満し、作業環境が屋外よりも悪化しやすい。本発明の集煙装置は小さな吸引能力でもって溶断煙を効率よく集煙できるとともに、持続煙を迅速に消煙できるので、屋内に容易に設置することができるばかりでなく、風のある屋外にも設置でき、その実用的な効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るガス溶断の集煙装置の好ましい実施形態を示す概略正面図である。
【図２】上記実施形態を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は本発明に係るガス溶断の集煙装置の好ましい実施形態を示す。図において、床面上には複数の架台１０が間隔をあけて配置され、架台１０上には溶断すべきワーク２００を搭載する作業エリア２２０が構成されている。
【００２４】
複数の架台１０の間には水槽２０が設置され、又複数の架台１０の背後には吸引ダクト３０が横方向に延びて設けられ、吸引ダクト３０の吸引口３０Ａは架台１０間の水槽２０直上に開口され、吸引ダクト３０はサイクロン内蔵集塵機（吸引設備・集塵機）４０の集塵用チャンバー４０Ａに接続されている。
【００２５】
集塵機４０には後処理装置６０が接続され、浮遊粒子を捕獲した後の溶断煙を冷却などの後処理して排気ダクト７０から大気に放散するようになっている。また、集塵機４０及び後処理装置７０は操作盤６０とともに収納棚に収納されている。
【００２６】
複数の架台１０上には排風カバー９０が作業エリア２２０上で溶断作業を行う空間の背後を覆って設けられ、排風カバー９０は背面が断面弧状をなし、側面が封鎖され、前面が開放された形態に製作されている。
【００２７】
排風カバー９０には排風リターンダクト７０が排風カバー９０の上縁に沿って設けられ、排風リターンダクト７０の一端は排気ダクト７０に接続され、他端は封鎖され、又排風リターンダクト７０には複数の噴出口が長手方向に並べて形成され、集塵機４０の排風が排風カバー９０の背面ほぼ全面に沿って下方に噴出されるようになっている。
【００２８】
例えば、コイル屑２００をガス溶断する場合、フォークリフトやクレーンなどを用いてコイル屑２００を架台１０の作業エリア２２０上に搭載する。また、集塵機４０を作動させるとともに、作業者がガス切断器１００を持ち、高圧高速のプロパンやアセチレンなどの可燃ガスと燃焼促進ガス（酸素）を混合して着火し、高温高圧の燃焼炎１００Ａを噴出させる。
【００２９】
この状態では吸引ダクト３０には集塵機４０の吸引力が作用し、排風リターンダクト８０には排気ダクト７０から排風が送られ、排風２５０は排風カバー９０の背面に沿って下方に噴出されている。
【００３０】
作業者がガス切断器１００の燃焼炎１００Ａをコイル２００に衝突させると、コイル２００が溶断されるが、このとき溶断煙２３０及び溶断滓２１０が発生する。
【００３１】
発生した溶断煙２３０及び溶断滓２１０は高温高速の燃焼炎１００Ａに巻き込まれて架台１０の間に送られ、溶断煙２３０は吸引口３０Ａから吸引ダクト３０内に吸引され、集塵機４０内で溶断煙２３０内の浮遊粒子が捕獲除去されることによって溶断煙２３０は消煙され、後処理装置６０で後処理され、排気ガスが排気ダクト７７０から大気に放出され、排気ガスの一部は排風リターンダクト８０に送られる。
【００３２】
燃焼炎１００Ａに巻き込まれた溶断滓２１０は架台１０間の水槽２０内に落下して冷却されるので、溶断滓２１０からの持続煙は消煙されてほとんど発生しない。
【００３３】
また、溶断の作業中に溶断煙に風などがあたると、漏煙が上方に飛散するおそれがあるが、溶断作業を行う空間の背後が排風カバー９０で覆われ、排風リターンダクト７０から排風が排風カバー９０の背面に沿って下方に噴出されているので、上方漏煙２４０は排風に巻き込まれて架台１０の間に向けて案内され、溶断煙２３０とともに吸引ダクト３０に吸引され、上方に飛散することはない。
【００３４】
上述の溶断煙の効率よい吸引と持続煙の消煙とによって集塵機４０の吸引能力を大幅に小さくできる。本発明者の実験によれば、従来装置の吸引能力（２０００〜３０００ｍ3／ｍｉｎ程度）の約１／２０（１５０〜２００ｍ3／ｍｉｎ程度）にでき、設備コストも１／１０程度で済むことが確認された。
【００３５】
また、ガス溶断時の高温の燃焼炎１００Ａは水槽２０内の水表面に衝突し、水槽２０の水が多量の飛沫となって吸引ダクト３０の吸引口３０Ａに吸引され、集塵機４０に導かれる。溶断煙２３０の溶断直後の温度は約２００°Ｃ程度であるが、飛散した水の飛沫と混合されることにより、４０°Ｃ程度まで温度低下するので、溶断煙をそのまま吸引する場合に比較して集塵機４０内フィルターの熱損傷を少なくできる。
【符号の説明】
【００３６】
１０      架台
２０      水槽
３０      吸引ダクト
３０Ａ      吸引口
４０      集塵機（吸引設備・集塵機）
７０      排気ダクト
８０      排風リターンダクト
９０      排風カバー
１００    ガス切断器
１００Ａ    燃焼炎
２００    コイル（ワーク）
２１０    溶断滓
２２０    作業エリア
２３０    溶断煙
２４０    上方漏煙
２５０    排風
【図１】
2011224616.tif 000003
【図２】
2011224616.tif 000004