(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口と排出口を備えたケース内に、第１フィルタ、微粒子分離装置、送風ファンを上流から下流に向けて順次配置し、汚染気体を流入口よりケース内に導入し、さらに微粒子分離装置で微粒子を除去し、さらに第２フィルタを通過させた後、浄化気体をケースの外に排出するようにしたミスト捕集装置であって、前記微粒子分離装置は、モータによって回転する回転ディスクを備え、該回転ディスクはディスク板と、このディスク板に取り付けられたエキスパンドメタルを備え、前記回転ディスクの外周には微粒子を回収するための捕集室を配置しており、
前記微粒子分離装置のディスク板はモータの回転軸に固定されるボス部と前記ボス部の径方向外側に配置した環状の外枠部と、前記ボス部と前記外枠部との間で円周方向に間隔を置いて配置され前記ボス部と前記外枠部を連結した複数の連結部が設けられ、単一の板状体として構成され、前記回転ディスクは前記ボス部と前記外枠部及び前記連結部で構成された複数の開口部に個々に前記エキスパンドメタルが取り付けられていることを特徴とするミスト捕集装置。
【請求項２】
前記ディスク板にはエキスパンドメタルが複数枚重ねて取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のミスト捕集装置。
【請求項３】
前記回転ディスクのディスク板を一体化した一つの部品として構成し、この一体化した回転ディスクを複数締結し配列させてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のミスト捕集装置。
【請求項４】
前記エキスパンドメタルの開口部には加工時に生じるエッジ部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のミスト捕集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雰囲気中から粉塵、油や水のミスト、蒸気（微小液体粒子）等を有効に分離できる微粒子分離装置を備えたミスト捕集装置に関するものであり、特に本発明者等がすでに提案している極めて効率性の高い微粒子分離装置を備えたミスト捕集装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品製造工場などの金属加工業の職場においては、金属等（ワーク）の切削、研削、鍛造時に、温度上昇を防ぎまた切削性等を良好にするために、ワークの表面等に切削油を供給しまた付着させる等しているが、これによりワークの加工時にオイルミストが発生する。
【０００３】
オイルミストは、たとえば、油剤粒子と油煙とに分けられる。油剤粒子は、加工部分に供給された切削油が高速で回転する工具や被削材（ワーク）に当たりせん断を受け物理的に微細化されて空気中に漂うものであり、油煙は、加工時の熱によって発生するものである。
【０００４】
物理的に発生するオイルミストは、切削油が高いせん断を受ける高圧給油加工や高速切削加工、研削加工において大量に発生する場合が多い。これらのオイルミストのうち、粒径の大きなミストは比較的短時間で凝集（再液化）するが、微細なミストは凝集が進行する前に大気中に放散されることがある。
【０００５】
加工熱によって発生するオイルミストは、切削油が切削点などの高温下において蒸発や分解することで生成されるものである。したがって、ミスト径は非常に小さく凝集しにくいため、オイルミストが大気中に放散されやすい。
【０００６】
たとえば、研削加工においては、粒径が３．３μｍ〜４．７μｍあたりのミストが多く発生し、粒径が１μｍ以下のミストは少なくなっている。これは、砥石の回転によって物理的に飛沫ミストが発生しているからである。
【０００７】
一方、切削加工においては、粒径が２．１μｍ〜３．３μｍあたりのミストが多く発生し、粒径が０．４μｍ以下のミストも発生する。これは切削熱によって煙状のミスト（粒径が１．０μｍ以下のミスト）と、工具の回転による飛沫ミストが発生しているからである。なお、切削加工において加工点にかけるクーラントの量が少ないと煙状のミストの発生量が増加する傾向にある。
【０００８】
切削加工や研削加工で発生したオイルミストが工場内の蛍光灯や床面に付着すると、作業者がすべって怪我をするおそれがあり、灯りが暗くなるなど、作業環境が悪化する。
【０００９】
ワークを加工する工作機械等では、オイルミストの飛散対策として、工具や砥石、ワーク、ワークが設置されている取付具等を扉付きのカバーで覆っている。そして、ワークを加工するときに扉を閉じてミストが機械の外に放散されないようにしている。
【００１０】
しかし、取付具へのワークの着脱時には、扉を開く必要があるので、このときにカバー内に溜まっていたミストがカバーの外に漏れ出すことがある。
【００１１】
そこで、オイルミストが大気中に放散してしまうことを防ぐ対策として、金属加工機（工作機械等）にオイルミスト捕集装置を取り付け、扉を閉じてワークの加工をしているときに、カバー内の空気（ミストを含んだ空気）をオイルミスト捕集装置で吸引し、ミストを除去する方式が採用されている。
【００１２】
従来のオイルミスト捕集装置としては、フィルタ式、電気集じん式、慣性衝突式（固定衝突式、回転衝突式）のものが採用されているが、大規模な自動車部品製造工場では発生するオイルミスト量が多く、フィルタ式や固定衝突式では短時間の使用で目詰まり等してしまう。そこで、短期間（短周期で）でメンテナンスをしなければならない。電気集じん式では、所定時間の運転毎のメンテナンスも必要であるが、このメンテナンスを行っていても環境の変化等によりリーク電流やスパークが発生するおそれがある。
【００１３】
作業環境中のオイルミスト濃度について明確な作業者環境基準は定められていないが、自動車部品メーカ等では、作業者がミストを含有した空気に曝されても健康上の悪影響が出ないようにするため、捕集効率の高いオイルミスト捕集装置が求められている。
【００１４】
そこで、捕集ディスクを用いて空気中のミストを捕集したり、フィルタの交換を容易にしたものが、従来より知られている。
【００１５】
ここで、先行技術を見ると、
特許文献１（特開２０１３−２２４９５号公報）に記載される発明は、「空気吸入孔と空気排出孔とを備えた筐体と、前記筐体の内部で水平方向に延びた軸を中心にして前記筐体に対し回転自在に設けられ、前記空気吸入孔から入って前記筐体の内部を流れ前記空気排出孔から排出される空気中のミストを、回転することで捕集するミスト捕集部材と、前記筐体の下部に設けられ、前記ミスト捕集部材で捕集されることで液体状もしくは流動体状になり、前記ミスト捕集部材から離れて落下してくるミスト集合体を受けるオイルパン部と、前記オイルパン部と前記ミスト捕集部材とを清掃しまた点検するために、前記筐体に設けられた清掃用孔と、前記清掃用孔を開閉するために前記筐体に設けられた清掃用扉と、を有することを特徴とするミスト捕集装置。」というものである。
【００１６】
また、特許文献２（特開２０１５−１０７８７号公報）に記載される発明は、「空気の流れの流路上で電動機により回転させて前記空気中の油分を捕獲する円盤状のフィルタであって、  前記空気の流れを通過させるスリットの形状を有する孔を複数備え、前記スリットの長軸方向は、前記フィルタの半径方向の成分を含むフィルタ。」というものである。
【００１７】
また、特許文献３（特開２０１０−１５８６３４号公報）に記載される発明は、「略鉛直方向に軸線を有する電動モータと、該電動モータの外周を所定間隔を存して同軸上に包囲する略円筒形状の内筒と、該内筒の外周を所定間隔を存して同軸上に包囲する略円筒形状の外筒と、前記電動モータの出力軸に固定されて中心側から外周側へと気流を案内する吸引ファンと、前記外筒の外壁面から軸線と交差する接線方向に突出して前記外筒の外部と内部とを連通する吸気口を有する吸気管と、を備え、前記吸引ファンの回転に伴って発生した負圧によって前記吸気口から吸気した気流を分離するように前記吸引ファンの一次側に形成されたサイクロン部と、該サイクロン部と前記吸引ファンとの間に配置されて前記出力軸と同軸に回転する回転円板と、該回転円板の外周付近に複数設けられて上下に流通する気流に対して回転時に衝突作用を及ぼすメッシュと、前記回転円板と前記吸引ファンとの間に配置されて前記回転円板の回転方向と同方向に旋回する気流を中心側に案内する固定羽根体と、を備え、前記吸引ファンの回転に伴う吸引作用によって前記吸気口から吸引したオイルミストを含む含塵気流を旋回気流として前記サイクロン部の遠心作用にてオイルミストに含まれる切粉等の比較的大きな粉塵を分離し、且つ、その旋回気流の旋回方向と逆方向に回転する前記メッシュによって旋回しながら上昇するオイルミストを衝突させつつ外周に弾き飛ばしたうえで、前記外筒から廃油することを特徴とするオイルミスト除去装置。」というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２０１３−２２４９５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０７８７号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記公知のミスト捕集装置は、空気中のミストを、回転する分離機によって捕集したり、メッシュによって旋回しながら上昇するオイルミストを衝突させつつ外周に弾き飛ばして分離するなど、円板状の部材を回転しながら微粒子を分離する理屈となっているが、これらのミスト捕集装置を使用して実際に工場などでミスト除去作業を行なってみると、雰囲気中の混入している微粒子をほぼ完全にかつ効果的に分離捕集することができず、さらに分離するための効率が悪く、雰囲気浄化用としては満足の行く装置ではなかった。
こうした背景の中、本出願人は、従来の分離装置で使用されていた網状体の代わりにどのような部材によって気体通気部を構成することが良いのかについて鋭意研究した結果、今回、エキスパンドメタルの幅が狭くてコンパクトな上に、集塵作用、ミスト凝集作用が高いことを発見した。本発明はこの知見にもとづき、発明者が特願２０１５−８２２３３号として出願したエキスパンドメタル使用の微粒子分離装置を用いたミスト捕集装置を提案せんとするものである。この微粒子分離装置はエキスパンドメタルを有効利用し、或いは組み合わせて用いることにより、高性能な粉塵・ミスト捕集用の微粒子分離装置が特徴であり、本発明はこの微粒子分離装置を活用したミスト捕集装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
流入口と排出口を備えたケース内に、第１フィルタ、微粒子分離装置、送風ファンを上流から下流に向けて順次配置し、汚染気体を流入口よりケース内に導入し、さらに微粒子分離装置で微粒子を除去し、さらに第２フィルタを通過させた後、浄化気体をケースの外に排出するようにしたミスト捕集装置であって、前記微粒子分離装置は、モータによって回転する回転ディスクを備え、該回転ディスクはディスク板と、このディスク板に取り付けられたエキスパンドメタルを備え、前記回転ディスクの外周には微粒子を回収するための捕集室を配置しており、前記微粒子分離装置のディスク板はモータの回転軸に固定されるボス部と前記ボス部の径方向外側に配置した環状の外枠部と、前記ボス部と前記外枠部との間で円周方向に間隔を置いて配置され前記ボス部と前記外枠部を連結した複数の連結部が設けられ、単一の板状体として構成され、前記回転ディスクは前記ボス部と前記外枠部及び前記連結部で構成された複数の開口部に個々に前記エキスパンドメタルが取り付けられていることを特徴とするミスト捕集装置である。
前記ディスク板にはエキスパンドメタルが複数枚重ねて取り付けられていることを特徴とするミスト捕集装置である。
前記回転ディスクのディスク板を一体化した一つの部品として構成し、この一体化した回転ディスクを複数締結し配列させてなることを特徴とするミスト捕集装置である。
前記エキスパンドメタルの開口部には加工時に生じるエッジ部が形成されていることを特徴とするミスト捕集装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の粉塵・ミスト捕集手段は、粉塵・ミスト捕集の捕集能力が高く、小型化が可能な分離装置を提供することができる。
本発明のミスト捕集装置は、微粒子を分離をするために、従来品のような単なる網状（メッシュ）を回転するのではなく、発明者が各種の実験を通して確認したエキスパンドメタルを使用した微粒子分離装置を用いることにより、大幅に微粒子を効率的に分離回収できる。さらに微粒子分離装置内のエキスパンドメタルを複数枚重ね合わせか、微粒子分離装置を構成する回転ディスクを一体化した一つの部品として構成し、これを複数枚重ね合わせることにより、一段と高い微粒子分離回収ができる。またエキスパンドメタルを補強する補強用ディスクを必要に応じて使用することにより、装置の耐久性を大幅に向上することができる。また微粒子分離装置の前後に別途フィルターを配置することにより、どのような微粒子、ミストが混合している気体にも対応することが可能となり、ミスト捕集効率が格段にアップする。また、必要に応じて微粒子分離装置を構成する回転ディスクを一体化した一つの部品として構成することにより大容量化が期待される。さらにエキスパンドメタルの補強ディスクに形成する長孔形状に工夫を凝らすことで、粉塵・ミスト捕集効果の増大が期待できる。メンテナンスも容易である等の優れた作用効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の微粒子分離装置を包含するミスト捕集装置の一例を表す説明図である。
【図２】本発明のミスト捕集装置を構成する第１フィルタの正面図である。
【図３】本発明の微粒子分離装置を構成する回転ディスクの側面図である。
【図４】本発明の微粒子分離装置を構成する回転ディスクの正面図である。
【図５】回転ディスクに使用するエキスパンドメタルの正面図である。
【図６】回転ディスクに使用するエキスパンドメタルを複数枚重ね合わせた状態の斜視図である。
【図７】回転ディスクに使用するエキスパンドメタルの要部平面図である。
【図８】回転ディスクに使用するエキスパンドメタルの図７中のＸーＸ断面図である。
【図９】エキスパンドメタルを補強する補強用ディスクの一例を示す図である。
【００２３】
本願発明を実施する形態として、本発明のミスト捕集装置は、汚染気体が流入するケース１内に、切粉等のおおきな粒子（物体）を捕集する網状第１フィルタ５と、その下流側に配置した微粒子分離装置１０、更にその分離装置の下流側に配置した送風ファンＦ、送風ファンのファンモータＦＭ、その下流側に配置した第２フィルタ２３を備えており、ケース１に設けた流入口２から汚染気体をケース１内に導入することにより、第１フィルタ５、微粒子分離装置１０、第２フィルタ２３等の作用により汚染気体を浄化するようになっている。
【００２４】
ミスト捕集装置に組み込む上記微粒子分離装置１０は、回転ディスク１１を構成するディスク板１３、同ディスク板１３を回転するディスクモータＤＭ、ディスク板１３に形成された略扇形の開口部２４、その開口部２４に取り付けるエキスパンドメタル１４から構成されている。ディスク板１３はディスクモータＤＭの回転軸に固定される内周円板部（ボス部）と前記内周円板部の外周に配置したエキスパンドメタル取り付け部（開口部）と、前記エキスパンドメタル取り付け部の外周円板部（外枠部）とを内周から外周にかけて一体とする単一の板状体として構成されている。前記エキスパンドメタル取り付け部には前記内周円板部と前記外枠部を連結した略弓形の連結部が前記エキスパンドメタル取り付け部の円周方向を３等分する位置に個々に設けられている。ところでエキスパンドメタル１４はメタル製造時に孔の周囲に加工時にエッジ（バリ等）が形成されるが（図８参照、詳細は後述）、このエッジＥが微粒子分離に有効な作用をしている。また、微粒子分離装置の上流側に網（第１フィルタ）が配置されることにより、気体中に混入している切粉等の比較的大きな異物をこの網で容易に取り除くことができる。さらに微粒子分離装置１０を支持する補強板１５に形成した通気路１８の周囲にはフランジの端部に立壁を形成することにより断面が略コ字状となる溝１５ａが形成され、気体中に混入している比較的大きなミスト（取りきれなかった）をこの部分で回収することができる。また、ケース内に設けた第２フィルタは、送風ファンのファンモータ周囲に配置することができる円筒形に構成されており、前段の第１フィルタや微粒子分離装置によって浄化された気体中に、わずかに混入している微粒子をさらに完全に取り去るために設けられている。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は本発明の特徴である微粒子分離装置を収納した状態のミスト捕集装置の断面図である。ミスト捕集装置は、適宜断面形状（本例では略四角柱）したケース１（筐体）を備え、そのケース１の一端側に汚染気体を流入する流入口２が形成され、またケース１の他端側には浄化気体を排出する排出口３が形成されている。流入口２の下流にはケース１に設けた支持体４に保持された網状の第１フィルタ５（図２参照）が配置されている。この第１フィルタ５は例えば図２に示すように支持体４に支持された板材６の中央部に形成した孔７を塞ぐように網状体５ａが取り付けられた構成を有しており、この第１フィルタ５がケース１に固定され、第１フィルタ５以外の所からケース内に汚染気体が入り込まない構成となっている。
【００２７】
第１フィルタ５のさらに下流には、微粒子分離装置１０に向けた孔９が形成された補強体８が取り付けられており、この補強体８はケース１に適宜手段で固定されている。補強体８の下流には本発明の構成要件である微粒子分離装置１０が配置されている。
微粒子分離装置１０は基本的には後述するディスクモータＤＭ、送風ファンＦ、ファンモータＦＭ等の収納物とともにケース１本体内に収容されている。
【００２８】
微粒子分離装置１０の構造を図１、３、４図を参照して説明すると、回転ディスク１１のディスク板１３はディスクモータＤＭのモータ軸に第１継手１２を介して結合されている。ディスクモータＤＭを駆動すると回転ディスク１１のディスク板１３が回転し、この回転ディスク１１表面に衝突した粉塵・ミスト・蒸気等の水滴等が後述するエキスパンドメタル１４で捕捉され、かつエキスパンドメタル１４に作用する遠心力により外周に飛散され、良好な分離作用をなす。
【００２９】
回転ディスク１１の外周部には、図１に示すようにディスク板１３の外周を囲むように前述した補強体８と回転ディスク１１の下流側に配置した補強板１５の２枚の立設板およびケース１によって捕集室１６が形成されており、回転ディスク１１から飛散された粉塵・ミスト等はこの捕集室１６で捕集される。捕集された粉塵・ミストは溝部１６ａと排出部１７とを介してケース１の外に有効に排出できるようになっている。また補強板１５には回転ディスク１１によって粉塵・ミスト等が分離されて清浄化された空気が通過できる通気路１８が形成されており、この通気路１８を通って下流側に流れた気体は送風ファンＦによって更に排気側（下流側）に送られる。補強板１５に形成した通気路１８の周囲には図１に示すように断面略コ字状をした溝１５ａが形成され、補強板１５から流下した液体を下方に案内できるようになっている。
【００３０】
送風ファンＦのファンモータＦＭは、ケース１本体に、支持壁１９およびフランジ２０等により確りと固定され、ファンモータＦＭの回転力は継手２１を介して送風ファンＦに伝えられる。また送風ファンＦから排気された気体は、前記支持壁１９の適所に形成された通気孔２２からファンモータＦＭの外周部におくられ、さらにファンモータＦＭの周囲に取り付けた円筒形のフィルタ（第２フィルタ）２３を通って排出口３からケース１の外部へと排出される。
【００３１】
本発明で使用する回転ディスク１１についてさらに説明する。
図３〜図８を参照して回転ディスク１１について説明すると、回転ディスク１１を構成するディスク板１３は、単一の板状体中心部に第１継手１２を固定し、さらに第１継手１２の外周部には図４に示すようにエキスパンドメタル１４を取り付けるための略扇形の開口部２４が３個所形成されている。なお開口部２４の数は本例では３個となっているが、設計時に適宜変更することができる。この開口部２４には図５に示すドーナツ状の一枚のエキスパンドメタル１４がディスク板１３の下流側面に適宜固定手段により、確りと取り付けられている。この孔２４に取り付けるエキスパンドメタル１４は、必要に応じて複数枚重ね合わせたエキスパンドメタル１４とすることもできる。
【００３２】
エキスパンドメタル１４を複数枚とする場合には図６に示すようにエキズパンドメタル１４を交互に９０°づらして重ね合わせることが重要である。また、エキスパンドメタル１４を使用するには、図６に示すように同じサイズ、形状のエキスパンドメタル１４を複数枚重ね合わせ、さらに交互に９０°づらすことにより、エキスパンドメタル１４の枠により気体の通路を塞いでしまうことがなく、気体通路を容易に確保することができる。エキスパンドメタル１４は微粒子分離に有効な作用をするが、その理由としては、エキスパンドメタル１４を加工する際、刃物の影響により加工孔の周囲にエッジＥ（加工時に発生するバリ等を含む。図８参照）が形成されるが、このエッジＥが微粒子分離に有効に作用することが確認された。
【００３３】
この発明の回転ディスク板１３は、上記図３、４の構成に限定されるものでは決してなく、エキスパンドメタル１４を取り付けた一枚のディスク板１３に対して、それらをさらに複数枚重ね合わせて回転ディスク１３とすることができる。この場合エキスパンドメタル１４が複数枚重なるように配置し、さらに重ね合わせたエキスパンドメタル１４は気体が通過できる通気路として作用するようになっている。エキスパンドメタル１４を使用する理由として、微粒子の分離作用に加えて、通気通路を確保することが容易であることが挙げられる。また複数枚重ね合わせた回転ディスク板１３に重ねて補強用ディスク（図９参照）を配置することができる。補強ディスクによりエキスパンドメタル１４を確りとディスク板１３に固定することができる。
【００３４】
以上の構成からなるミスト捕集装置によれば、
本発明の粉塵・ミスト捕集手段は、粉塵・ミスト捕集の捕集能力が高いモータ駆動による小型化可能の微粒子分離装置を提供することができる。
本発明は単なる網状（メッシュ）を回転するのではなく、発明者が各種の実験を通して確認したエキスパンドメタルを使用することで、大幅に微粒子を効率的に分離回収できる。さらにエキスパンドメタルを複数枚重ね合わせることにより、一段と高い微粒子分離回収ができる。またエキスパンドメタルを補強する補強用ディスクを必要に応じて取り付けることにより、装置の耐久性を向上することができる。またディスクを一体化することにより大容量化が期待される。さらに補強ディスクに形成する長孔形状に工夫を凝らすことで、粉塵・ミスト捕集効果の増大が期待できる等の優れた作用効果を達成できる上、メンテナンスも容易である等の優れた作用効果を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上、本発明の実施例について説明してきたが、この発明の粉塵・ミスト捕集手段は、粉塵・ミスト捕集の捕集能力が高い小型化可能の分離器を提供しようとするものである。そして大幅なコスト削減に寄与できるので、産業界に広く受け入れられることが期待できる。
本発明はその精神や主要な特徴から逸脱することなく、他の種々な形で実施することができる。そのため、前述の実施例は単なる例示に過ぎず、本発明を限定的に解釈してはならない。
【符号の説明】
【００３６】
１          ケース
２          流入口
３          排出口
４          支持体
５          第１フィルタ
５ａ        網状体
６          板材
８          補強体
９          孔
１０        微粒子分離装置
１１        回転ディスク
１２        第１継手
１３        ディスク板
１４        エキスパンドメタル
１５        補強板
１５ａ      溝
１６        捕集室
１６ａ      溝部
１７        排出部
１８        通気路
１９        支持壁
２０        フランジ
２２        通気孔
２３        第２フィルタ（円筒形フィルタ）
２４        扇形の開口部
ＤＭ        ディスクモータ
Ｆ          送風ファン
ＦＭ        ファンモータ
【図１】
0006518135.tif 000002
【図２】
0006518135.tif 000003
【図３】
0006518135.tif 000004
【図４】
0006518135.tif 000005
【図５】
0006518135.tif 000006
【図６】
0006518135.tif 000007
【図７】
0006518135.tif 000008
【図８】
0006518135.tif 000009
【図９】
0006518135.tif 000010