(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業空間内に、工作機械などのオイルミスト発生源を設置したオイルミスト発生ゾーンを形成し、そのオイルミスト発生ゾーンを置換空調し、置換空調で、オイルミスト発生ゾーンで発生したオイルミストを熱上昇流と共に、作業空間の上部の天井ゾーンに移送し、その天井ゾーン内の高濃度のオイルミストを外部に排気すると共に天井ゾーンに外気を導入し、他方上記オイルミスト発生ゾーンと天井ゾーン間に吸込ダクトを配置し、その吸込ダクトからオイルミストを含む空気を吸引すると共にミストエリミネータに導入してオイルミストを除去し、その除去後の空気を空気調和機に導入して空調すると共にその空調空気を上記作業空間に循環してオイルミスト発生ゾーンを置換空調することを特徴とするオイルミスト処理システム。
【請求項２】
作業空間内に、上記オイルミスト発生ゾーンに隣接して作業エリアを形成すると共にその作業エリアに空気調和機を設置し、空気調和機からの空調空気を上記オイルミスト発生ゾーンの下部に供給してオイルミスト発生ゾーンを置換空調する請求項１記載のオイルミスト処理システム。
【請求項３】
上記吸込ダクトの下方の作業エリアに吹出ダクトが設置され、上記空気調和機からの空調空気を上記吹出ダクトから下向きに吹き出してオイルミスト発生ゾーンを置換空調する請求項１記載のオイルミスト処理システム。
【請求項４】
空気調和機から空調空気を上記オイルミスト発生ゾーンの下部に向けて吹き出して、オイルミスト発生ゾーンを置換空調する請求項１記載のオイルミスト処理システム。
【請求項５】
上記作業エリアに中空の作業通路台が設置されると共にその作業通路台が空気調和機に接続され、その作業通路台に形成した吹出口から上記オイルミスト発生ゾーンに空調空気を吹き出して、オイルミスト発生ゾーンを置換空調する請求項２記載のオイルミスト処理システム。
【請求項６】
空気調和機の空調空気の吹出ダクトが誘引ユニットに接続され、その誘引ユニットで、作業エリアの空気を誘引しつつ、これをオイルミスト発生ゾーンに吹き出して、オイルミスト発生ゾーンを置換空調する請求項２記載のオイルミスト処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工工場内などの作業空間内を空調しつつ作業空間内で発生するオイルミストを排気処理するオイルミスト処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＮＣ旋盤、研削盤、マシニングセンタなど工作機械は、鉱油などの切削油を、加工工具と被削材との加工部分に供給するため、大量のオイルミストが発生する。工作機械には個別に小型のミストコレクタを接続して工作機械から発生するオイルミストを除去しているが、オイルミストコレクタの除去率は、概ね９０％以上であるもののオイルミストを完全に除去することは不可能である。
【０００３】
オイルミストのＭＭＡＤ（空気力学的直径）粒径分布は、０．１〜１．０μｍの粒径が約８０％で、捕集しやすい１〜１０μｍの粒径のミストは約２０％以下である。このオイルミストを、市販されている除去率９０％以上のオイルミストコレクタで除去しても、１〜１０μｍの粒径のミストは、９０％以上の除去率で除去できても、０．１〜１μｍの粒径のミストは、９０％以下の除去率となる。
【０００４】
このため除去しきれない０．１〜１μｍと粒径の小さなオイルミストが、作業空間に浮遊滞留してしまう問題がある。
【０００５】
機械加工工場等の作業空間内において発生するオイルミストに関する法規制は、現在制定されていないが、日本産業衛生学会が発表しているミスト許容濃度に関する勧告値では、オイルミスト濃度が３ｍｇ／ｍ3以下であれば、作業空間内で労働者がオイルミストに暴露されても健康上の悪影響はないとしている。
【０００６】
また自動車業界等の一般指標としての作業空間のミスト濃度と視界状態の関係は、オイルミスト濃度（ｍｇ／ｍ3）と視界状態が、０．２ｍｇ／ｍ3では、かすみといった顕著な現象は確認できない、０．５ｍｇ／ｍ3では、うっすらとかすむ、１．０ｍｇ／ｍ3では曇っていることが判る、２．０ｍｇ／ｍ3では視界が悪いとされている。
【０００７】
そこで、従来、工場内の作業空間全体を空気調和機で空調しながら作業空間の換気量を増加させ、同時に作業空間内に天吊り型や床置き型のミストコレクタを設置、或いはオイルミスト除去機能を備えた空気調和機を設置してオイルミストを除去するようにしている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１８３８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、作業空間に浮遊滞留するオイルミストは、粒径０．１〜１μｍのミストであり、フィルタタイプのミストコレクタやフィルタ機能付き空気調和機を用いたのでは、オイルミストの除去よりも、オイルミストを作業空間全体に拡散させてしまう問題があると共にオイルミストが空気調和機の内部に付着するため、その清掃も頻繁に行う必要がある。
【００１０】
空気調和機に高性能フィルタを用いてオイルミストを除去することはできるが、高価なフィルタを頻繁に交換しなければならない。また電気集塵型のオイルミストコレクタで除去すれば、小粒径のオイルミストを効率よく除去できるものの、電気集塵型では、コストがかかると共にメンテナンスを頻繁に行わなければならない問題がある。
【００１１】
そこで、外気を大量に導入し、これを空調して作業空間に供給し、外気導入量に応じて換気量を多くすれば、作業空間内のオイルミストの濃度は下げられるものの空調負荷（動力エネルギー）が増える問題がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、作業空間内の空調とオイルミストの除去を効率よく行えるオイルミスト処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、作業空間内に、工作機械などのオイルミスト発生源を設置したオイルミスト発生ゾーンを形成し、そのオイルミスト発生ゾーンを置換空調し、置換空調で、オイルミスト発生ゾーンで発生したオイルミストを熱上昇流と共に、作業空間の上部の天井ゾーンに移送し、その天井ゾーン内の高濃度のオイルミストを外部に排気すると共に天井ゾーンに外気を導入し、他方上記オイルミスト発生ゾーンと天井ゾーン間に吸込ダクトを配置し、その吸込ダクトからオイルミストを含む空気を吸引すると共にミストエリミネータに導入してオイルミストを除去し、その除去後の空気を空気調和機に導入して空調すると共にその空調空気を上記作業空間に循環してオイルミスト発生ゾーンを置換空調することを特徴とするオイルミスト処理システムである。
【００１５】
請求項２の発明は、作業空間内に、上記オイルミスト発生ゾーンに隣接して作業エリアを形成すると共にその作業エリアに空気調和機を設置し、空気調和機からの空調空気を上記オイルミスト発生ゾーンの下部に供給してオイルミスト発生ゾーンを置換空調する請求項１記載のオイルミスト処理システムである。
【００１６】
請求項３の発明は、上記吸込ダクトの下方の作業エリアに吹出ダクトが設置され、上記空気調和機からの空調空気を上記吹出ダクトから下向きに吹き出してオイルミスト発生ゾーンを置換空調する請求項１記載のオイルミスト処理システムである。
【００１７】
請求項４の発明は、空気調和機から空調空気を上記オイルミスト発生ゾーンの下部に向けて吹き出して、オイルミスト発生ゾーンを置換空調する請求項１記載のオイルミスト処理システムである。
【００１８】
請求項５の発明は、上記作業エリアに中空の作業通路台が設置されると共にその作業通路台が空気調和機に接続され、その作業通路台に形成した吹出口から上記オイルミスト発生ゾーンに空調空気を吹き出して、オイルミスト発生ゾーンを置換空調する請求項２記載のオイルミスト処理システムである。
【００１９】
請求項６の発明は、空気調和機の空調空気の吹出ダクトが誘引ユニットに接続され、その誘引ユニットで、作業エリアの空気を誘引しつつ、これをオイルミスト発生ゾーンに吹き出して、オイルミスト発生ゾーンを置換空調する請求項２記載のオイルミスト処理システムである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、工作機械などのオイルミスト発生源を設置したオイルミスト発生ゾーンを置換空調することで、オイルミスト発生ゾーンで発生するオイルミストを熱上昇流と共に天井ゾーンに移送し、これを外部に排気することで、作業空間の空調を行いつつ作業空間へのオイルミストの拡散を防止できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のオイルミスト処理システムの一実施の形態を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の右側面図である。
【図４】図３の実施の形態において、吹出部の変形例を示す右側面図である。
【図５】図３の実施の形態において、吹出部の他の変形例を示す右側面図である。
【図６】図３の実施の形態において、吹出部のさらに他の変形例を示す右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２３】
図１〜図３において、１０は、機械加工を行う工場などの作業空間で、作業空間１０内には工作機械等のオイルミスト発生源１１が複数台設置される。オイルミスト発生源１１の上部には、オイルミスト発生源１１から排出されるオイルミストを除去するためのオイルミストコレクタ１２が設けられている。このオイルミストコレクタ１２は、オイルミスト除去後の空気を上方に排気するように設けるとよい。
【００２４】
作業空間１０内の中央には、オイルミスト発生源１１が設置されたオイルミスト発生ゾーン１３が形成され、そのオイルミスト発生ゾーン１３に隣接して作業エリア１４が形成される。作業エリア１４は、図示例では、オイルミスト発生ゾーン１３を挟んで作業空間１０の壁１０ｗ側に形成する例を示しているが、オイルミスト発生ゾーン１３と作業エリア１４は、工場内の工作機械の配置状況に合わせて形成される。
【００２５】
作業エリア１４には、作業空間１０内を空調するための空気調和機１５が設置され、この空気調和機１５でオイルミスト発生ゾーン１３が置換空調されるように空気調和機１５の吹出口と吸込口の位置が設定される。このオイルミスト発生ゾーン１３を置換空調することで、オイルミスト発生ゾーン１３内で発生したオイルミストが、作業空間１０の上部の天井ゾーン１６に移送されるようになっている。
【００２６】
天井ゾーン１６には、天井ゾーン１６内の高濃度のオイルミストを含む空気を排出する排気ファン１７が設けられると共に外気を導入する外気導入ファン１８が設けられる。
【００２７】
次にオイルミスト発生ゾーン１３を置換空調する際の具体例を説明する。
【００２８】
図１〜図３の実施の形態においては、作業エリア１４側、特に作業空間１０の壁１０ｗに沿って、かつオイルミスト発生源１１に接続されたオイルミストコレクタ１２の高さより高い位置に吹出ダクト２０が配置され、その吹出ダクト２０より高い位置で、かつ天井ゾーン１６に近い位置に吸込ダクト２１が水平に配置される。吸込ダクト２１は、吸込側接続ダクト２２を介して空気調和機１５の吸込側に接続され、吹出ダクト２０は、吹出側接続ダクト２３を介して空気調和機１５の吹出側に接続される。
【００２９】
吸込ダクト２１には、長手方向に間隔を置いて複数の吸込口２４が形成されると共にこれら吸込口２４が上方に向くように設けられる。吹出ダクト２０には、長手方向に間隔を置いて複数の吹出口２５が形成されると共にこれら吹出口２５が下方を向くように形成される。
【００３０】
吸込側接続ダクト２２は、吸込ダクト２１から壁１０ｗ側に水平に延びた水平部２２ｈと、その水平部２２ｈから下方に延びた垂直部２２ｖと、垂直部２２ｖの下端からやや上向きに傾斜して空気調和機１５の吸込側に接続される傾斜部２２ｇとからなり、垂直部２２ｖ内の下部にミストエリミネータ２６が設けられ、傾斜部２２ｇにミストエリミネータ２６で分離されたオイル等を排出するドレインパイプ２７が接続される。
【００３１】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００３２】
空気調和機１５では、吹出ダクト２０の各吹出口２５から、例えば２０℃の空調空気を作業エリア１４に下向きに吹き出すことで、空調空気は壁１０ｗに沿ってダウンフローで流れ、オイルミスト発生ゾーン１３内で、例えば床面で２３℃程度、上部で２８℃程度、天井ゾーン１６で３０℃程度となり、床と天井間が温度差１０℃程度の温度分布となり、この温度分布でオイルミスト発生ゾーン１３内に温度成層が形成され、オイルミスト発生ゾーン１３内の空気は熱上昇流となって上昇する。またオイルミスト発生ゾーン１３の上部の空気は、吸込ダクト２１の吸込口２４から吸い込まれて空気調和機１５で再度空調されて吹出ダクト２０の各吹出口２５から吹き出される。
【００３３】
これにより、吸込ダクト２１の下方では清浄域となり、上方では汚染域となり、また汚染域の空気温度は、清浄域の空気温度より高いため、汚染域の空気が清浄域の空気に拡散することはなく、排気ファン１７から排気できる。なお排気ファン１７から排気された高濃度のオイルミストは、市販の処理装置で処理する。
【００３４】
ここで、オイルミスト発生ゾーン１３の置換空調によりオイルミストを天井ゾーン１６に移送する際には、オイルミスト発生ゾーン１３での空調空気の上昇速度をオイルミスト発生源１１から排出されるオイルミストの終末沈降速度以上にする必要がある。
【００３５】
一般に密度ρが１ｇ／ｃｍ3で、粒径１μｍの粒子の終末沈降速度は、０．０３ｍｍ／ｓｅｃであり、通常オイルミストの密度ρは１ｇ／ｃｍ3以下であり、粒径も１μｍ以下が大部分であるため、オイルミストの最大終末沈降速度は０．０３ｍｍ／ｓｅｃ以下である。一方、置換空調による空調空気の上昇速度は、０．５ｍ／ｓｅｃ以下の微風であり、置換空調対象によって数ｍｍ／ｓｅｃ〜数１０ｃｍ／ｓｅｃに設定されるため、オイルミストは空調空気と共に上昇して天井ゾーン１６に移送できることとなる。
【００３６】
また、オイルミスト発生源１１に接続するオイルミストコレクタ１２の排気口を天井ゾーン１６に向けて設けることで、オイルミストはオイルミスト発生ゾーン１３内で拡散することなく天井ゾーン１６に移送できる。
【００３７】
なおオイルミスト発生源１１から発生するオイルミスト濃度にもよるが、オイルミスト濃度が低ければ、必ずしもオイルミストコレクタ１２を接続する必要はない。
【００３８】
このようにオイルミスト発生ゾーン１３内を置換空調し、温度成層により発生したオイルミストの大部分を作業エリア１４に拡散せずに天井ゾーン１６に移送し、排気ファン１７から高濃度のオイルミストを含む空気を外部に排気し、その排気量に見合って外気を外気導入ファン１８から導入することで、オイルミストの効率の良い除去が行える。
【００３９】
また、吸込ダクト２１の吸込口２４から吸い込まれる空気には高濃度のオイルミスト吸い込まれることとなる。オイルミスト発生ゾーン１３内を置換空調する際には、循環空気量が少なく、吸込口２４を下方に向けておくと、オイルミストが気流と共に吸い込まれずに吸込口２４に溜まって滴下することになりやすいため、吸込口２４を上方に向けることで、その不具合を解消できる。この空気と共に吸い込んだ高濃度のオイルミストは、吸込側接続ダクト２２内に設けたミストエリミネータ２６で除去し、除去後の清浄な空気を空気調和機１５に循環する。
【００４０】
ミストエリミネータ２６によるオイルミストの除去は、下降流で除去するため、気流から分離したオイルミストの分離が容易であると共にドレインパイプ２７から排出でき、また水噴霧も併用して行えると共に設置したままミストエリミネータ２６を水洗浄してメンテナンスすることも可能である。
【００４１】
このように本発明は、工作機械などのオイルミスト発生源１１を設置したオイルミスト発生ゾーン１３を置換空調することで、オイルミスト発生ゾーン１３で発生するオイルミストを熱上昇流と共に天井ゾーン１６に移送しこれを外部に排気することで、作業空間１０の空調を行いつつ作業空間１０へのオイルミストの拡散を防止できるものである。
【００４２】
次に、図４〜図６によりオイルミスト発生ゾーン１３を置換空調する際の吹出部と吸込部の配置の変形例を説明する。
【００４３】
図４は、空気調和機１５の吸込口を上部に形成し、その空気調和機１５の上部にミストエリミネータ２６を設置し、空気調和機１５の前面下部の吹出口２８から空調空気をオイルミスト発生ゾーン１３に向けて吹き出すようにしたものである。
【００４４】
この図４の実施の形態では、作業エリア１４とオイルミスト発生ゾーン１３とが置換空調されることとなり、作業エリア１４にオイルミスト発生ゾーン１３からオイルミストが拡散しても天井ゾーン１６に移送できる。
【００４５】
図５の実施の形態においては、作業エリア１４の床面に中空の作業通路台３０を設置し、その作業通路台３０と空気調和機１５を給気管３１で接続し、作業通路台３０に、オイルミスト発生ゾーン１３に空調空気を吹き出す吹出口３２を形成したものである。
【００４６】
この実施の形態においては、作業通路台３０の吹出口３２から空調空気を、オイルミスト発生ゾーン１３の下部に直接吹き出すため、オイルミスト発生ゾーン１３を確実に置換空調することができると共に作業通路台３０上を作業員が移動しても空調空気が攪乱されることもない。
【００４７】
図６の実施の形態においては、空気調和機１５から吹き出す空調空気を誘引ユニット３４により作業エリア１４内の空気を誘引してオイルミスト発生ゾーン１３に吹き出すように構成したものである。
【００４８】
置換空調においては、空気調和機１５から吹き出す風量は、一般の空気調和機に比べて少なく設定されるが、誘引ユニット３４を用いて作業エリア１４内の空気を誘引してオイルミスト発生ゾーン１３に吹き出すことで、少ない風量でもオイルミスト発生ゾーン１３での置換空調による上昇流速度を増加させることが可能となる。
【００４９】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば天井ゾーン１６で外気導入ファン１８と排気ファン１７で外気の給気と高濃度のオイルミストを含んだ空気を排気する例で説明したが、作業空間１０の天井部にベンチレータやルーフファンを設けて排気するようにしてもよい。またオイルミスト発生ゾーン１３で発生するオイルミスト量が多く、天井ゾーン１６に高濃度のオイルミストが溜まる場合には、オイルミスト発生ゾーン１３の上方を除いて、天井ゾーン１６の汚染域と清浄域間を仕切板により仕切るように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０  作業空間
１１  オイルミスト発生源
１３  オイルミスト発生ゾーン
１６  天井ゾーン
【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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