(57)【要約】【課題】小麦粉等の微細な粉塵、プラスチック、紙、木材等の粘性を有しない軽質粉塵類の捕集に適する小型で高性能な集塵装置を提供すること。【解決手段】捕集ユニット１０は、ケース１１内に臨むように配置された回転軸２６の先端部に、メッシュ０．３μｍ〜１０μｍの不織布により多数の襞がジグザグ状に連続して形成されたフィルタ材３４からなる回転式フィルタ３１を取り付け、回転式フィルタ３１をモータ装置２３により所定の回転速度で回転可能に設け、ルーツ式ブロワ６０の逆転運転により発生する圧力エアーを回転式フィルタの外周面に吹き付けることにより当該フィルタを洗浄するエアブローノズル５１を設け、エアブローノズルによる洗浄時に回転式フィルタを通過した空気がサイレンサ６１を介して外部へ排出されると共に当該フィルタから除去される軽質粉塵類を収容する回収タンク４５をケース１１の下部に着脱可能に設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性を有しない軽質粉塵類を周囲の空気と一緒に吸入管から吸引して当該粉塵類を捕集する捕集ユニットと、その捕集ユニットのケース内を負圧にすると共に当該ユニットを通過した空気を外部へ排出させるルーツ式ブロワとから構成された集塵装置において、
前記捕集ユニットについては、前記ケースのハウジングに回転自由に設けられて当該ケース内に臨むように配置された回転軸の先端部に、メッシュ０．３μｍ〜１０μｍの不織布により多数の襞がジグザグ状に連続して形成されたフィルタ材を多孔質円筒形心材の外周に装着した回転式フィルタを取り付け、その回転式フィルタをモータ装置により所定の回転速度で回転可能に設け、前記ルーツ式ブロワの逆転運転により発生する圧力エアーを前記回転式フィルタの外周面に吹き付けることにより当該フィルタを洗浄するエアブローノズルを設け、そのエアブローノズルによる洗浄時に前記回転式フィルタを通過した空気がサイレンサを介して外部へ排出されると共に当該フィルタから除去される軽質粉塵類を収容する回収タンク又は回収バッグを前記ケースの下部に着脱可能に設けたことを特徴とする集塵装置。
【請求項２】
前記軽質粉塵類が、食材の微細な粉塵、プラスチック、紙、木材を加工するときに生ずる粉塵であることを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小麦粉等の食材を生産する過程で発生する微細な粉塵、プラスチック、紙、木材を加工するときに生ずる粘性を有しない軽質粉塵類を対象とする集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小麦粉等の食材を生産する過程において発生する微細な粉塵、プラスチック、紙、木材を加工するときに生ずる粘性を有しない軽質粉塵類は、集塵装置によって捕集される。
従来の集塵装置については、フィルタ方式、衝突板付水洗方式、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、特開平１１―３３３２３２号公報には、モータで駆動回転するファンの吸引力により塵を吸い込む吸引駆動部と、その吸引駆動部に垂直状に連結されたサイレンサ部と、そのサイレンサ部に直交する方向の上部に上袋を、その下部に集塵袋が装着されるサイクロン部を設け、吸引駆動部を固定する本体ベースと、集塵袋を載置する集塵台とを別体に構成した集塵機が開示されている。この集塵機は、集塵袋を集塵台に載せたまま搬出することができる利便性を有するが、上袋と集塵袋とを上下に配置する構造のために装置の高さが大きくなり、使用場所に制限を受けることがある。
【０００３】
一般的なフィルタ式集塵装置では、メッシュ０．１μｍ〜０．５μｍのフィルタを用いているが、目詰まりを生じやすい。そこで、圧力エアーをフィルタの捕集面に噴射させることにより捕集面に付着した粉塵を除去する方法が開発されている。
【０００４】
特開２００２―２８２６３３号公報には、装置本体の内部を中間仕切壁によって左右二部屋に仕切り、一方の部屋を含塵気流の流入口を備えたダスト室とし、他方の部屋を清浄空気の排出口を備えた清浄室とし、中間仕切壁には複数のフィルタユニットが夫々入気側をダスト室に、排気側を清浄室に臨ませた状態で上下多段式に取り付けた複数段式集塵装置が開示されている。この集塵装置は、フィルタの清掃時における粉塵が他のフィルタに再付着することを防止するとしているが、複数のフィルタユニットを用いることからフィルタ体の交換コストが高くつくことは否めない。
【０００５】
特許第３３１６４７６号公報には、「ヒューム回収機におけるフィルタ洗浄装置」が記載されている。この装置は、本件出願人にかかるものであり、ルーツ式ブロワによる逆回転運転による発生する空気作用によってフィルタの内方に配置された回転ノズルを回転させつつ同フィルタの捕集面の裏側に圧力エアーを噴出させることにより、フィルタを洗浄する構成とされている。
【０００６】
特開２００３−２２０３１５号公報には、含塵空気が吸引される集塵機本体の内部を、中間壁によって上側部を空気流通可能とし、下側部を集塵用水が流通可能とした複数の集塵室に区画し、前室の上側部に含塵空気の流入口を設け、後室の上側部にフアンの吸引作用が及ぶ清浄空気の排気口を設けると共に前後の集塵室に吸引された含塵空気を集塵用水に攪拌混合してダストを分離除去する気液攪拌部を設けた湿式集塵装置が開示されている。この集塵装置は、複雑な構造で大型であるため設置場所に制限を受けるほか、集塵機本体に集塵用水を貯留させる構造であることから漏水の虞があり、保守管理が煩わしいなどの問題がある。
【特許文献１】特開平１１−３３３２３２号公報
【特許文献２】特開２００２―２８２６３３号公報
【特許文献３】特開２００３−２２０３１５号公報
【特許文献４】特許第３３１６４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、小麦粉等の微細な粉塵、プラスチック、紙、木材等の粘性を有しない軽質粉塵類の捕集に適する小型で高性能な集塵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、粘性を有しない軽質粉塵類を周囲の空気と一緒に吸入管から吸引して当該粉塵類を捕集する捕集ユニットと、その捕集ユニットのケース内を負圧にすると共に当該ユニットを通過した空気を外部へ排出させるルーツ式ブロワとから構成された集塵装置において、前記捕集ユニットについては、前記ケースのハウジングに回転自由に設けられて当該ケース内に臨むように配置された回転軸の先端部に、メッシュ０．３μｍ〜１０μｍの不織布により多数の襞がジグザグ状に連続して形成されたフィルタ材を多孔質円筒形心材の外周に装着した回転式フィルタを取り付け、その回転式フィルタをモータ装置により所定の回転速度で回転可能に設け、前記ルーツ式ブロワの逆転運転により発生する圧力エアーを前記回転式フィルタの外周面に吹き付けることにより当該フィルタを洗浄するエアブローノズルを設け、そのエアブローノズルによる洗浄時に前記回転式フィルタを通過した空気がサイレンサを介して外部へ排出されると共に当該フィルタから除去される軽質粉塵類を収容する回収タンク又は回収バッグを前記ケースの下部に着脱可能に設け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２に記載した発明は、請求項１に記載の集塵装置において、前記軽質粉塵類が、食材の微細な粉塵、プラスチック、紙、木材を加工するときに生ずる粉塵であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
（請求項１の発明）
この集塵装置は、回転式フィルタを用いた捕集ユニットとルーツ式ブロワとをコンパクトに組み合わせた構造により、大きな設置スペースを要せず、粘性を有しない軽質粉塵類を約９９％の高効率で捕集することができる。さらに、エアブローノズルから圧力エアーを回転式フィルタに吹き付けることにより当該フィルタに付着した粉塵類が除去されるので、回転式フィルタを良好な状態に維持することができる。
【００１１】
（請求項２の発明）
この集塵装置によれば、食材（小麦粉等）の微細な粉塵、プラスチック、紙、木材等の粘性を有しない軽質粉塵類の捕集に最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。図１は本発明に係る集塵装置の説明図、図２は捕集ユニットの縦断側面図、図３は捕集ユニットの縦断正面図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明に係る集塵装置Ａは、小麦粉等の微細な粉塵、プラスチック、紙、木材等の粘性を有しない軽質粉塵類を周囲の空気と一緒に吸入管５の先端に設けられた吸込みフード６から吸引して当該粉塵類を捕集する捕集ユニット１０と、その捕集ユニット１０のケース１１内を負圧にすると共に当該ユニットを通過した空気を外部へ排出させるルーツ式ブロワ６０とからなり、それらがキャスター２を備えたフレーム１に設置されている。７は吸入管５に介装された逆止弁である。
【００１４】
捕集ユニット１０のケース１１は、円筒形ケース本体１２と、エンドカバー１５及びハウジング１９とから構成されている。エンドカバー１５は、逆止弁１７を備えた流出口１６を設けており、ケース本体１２の一方の開口端１２ａに取り付けられている。ハウジング１９は、ケース本体１２の他方の開口端１２ｂに取付けられている。また、ケース本体１２の胴部には、前記吸入管５を接続するための流入口１３とヒューム排出管１４とが開設されている。
【００１５】
上記ハウジング１９の中心穴には、ケース本体１２側の内奥に環状シール２０とボールベアリング２１を順に装着し、これら環状シール２０とボールベアリング２１に後記モータ装置２３の回転軸２６の中間部分が挿入されている。
【００１６】
モータ装置２３のケーシング２４は、ハウジング１９の小径フランジ１９ｂに取付けられている。このモータ装置２３の回転軸２６は、ケーシング２４に内蔵されたボールベアリング２５と前記ボールベアリング２１とにより回転自由に支持されており、その先端部２６ａをケース１１内に臨むように配置されている。
【００１７】
３１は上記回転軸２６に着脱可能に設けられた回転式フィルタである。図３に示すように、このフィルタ３１は、パンチングメタル等の多孔質円筒形心材３２の外周に耐油性ポリプロピレン材等を用いた荒目軟質干渉材３３を被着し、さらに、その上に円筒形状のフィルタ材３４を装着し、それら円筒形心材３２、荒目軟質干渉材３３及びフィルタ材３４の両端を面板３８，４０により挟持して回転軸２６に固定するように設けられている。
【００１８】
上記フィルタ材３４は、小麦粉等の微細な粉塵、プラスチック、紙、木材等の粘性を有しない軽質粉塵類の捕集を行なうことが可能な素材であり、メッシュ０．３μｍ〜１０μｍの不織布により多数の襞３５がジグザグ状に連続して形成されている。フィルタ材３４の大きさは、外径２００〜５００ｍｍ、長さ２００〜５００ｍｍ程度である。
【００１９】
一方の面板３８は、中心部に形成された穴を回転軸２６に遊嵌してブッシュ２７を嵌めた状態で回転軸２６に螺合したナット２８を締め付けることにより当該回転軸２６に固定されている。面板３８の外周には内向きフランジ３８ａを形成し、その内向きフランジ３８ａにより上記フィルタ材３４の凸状部３５ａを緩く嵌合させるように設けている。
【００２０】
他方の面板４０は、中心部の裏側に形成された軸筒４１を回転軸２６に挿入してボルト４４を締め付けることにより当該回転軸２６に固定されている。その軸筒４１の周囲には、図３に示すように、４個の穴４２が設けられている。面板４０には内向きフランジ４０ａを形成し、その内向きフランジ４０ａによりフィルタ材３４の凸状部３５ａを緩く嵌合させるように設けられている。また、面板４０の中心部の表側に形成された円筒部４３は、前記エンドカバー１５の大径孔１５ａにほぼ接触状に挿入されている。その大径孔１５ａには複数個の環状溝１５ｂが形成されており、この環状溝１５ｂと円筒部４３の外周面とによりラビリンスシールが形成される。１５ｃは大径孔１５ａに設けられた圧力エアーの排気口である。
【００２１】
上記回転式フィルタ３１は、モータ装置２３により毎分５００〜３６００回転で駆動回転されるように設けられている。
【００２２】
上記ヒューム排出管１４には、回転式フィルタ３１から除去される粉塵類を回収するための箱型の回収タンク４５（又は回収バッグ）を着脱可能に設ける。
【００２３】
上記捕集ユニット１０の流出口１６には、吸引管５０を介して後記ルーツ式ブロワ６０の吸込み側を接続する。
【００２４】
５１は回転式フィルタ３１を洗浄するためにエアブローノズルである。エアブローノズル５１は数個の吹出し口５２を回転式フィルタ３１の外周面に向けて配置されている。エアブローノズル５１の空気導入口５１ａは、供給管５３を介して前記吸引管５０に接続されている。５４は供給管５３に介装された逆止弁である。
【００２５】
ルーツ式ブロワ６０は、正転と逆転運転を切替えることができる３葉形式を用いる。６１はルーツ式ブロワ６０の排気側に連結されたサイレンサである。６２はサイレンサ６１の排気口である。このサイレンサ６１と前記排気口１５ｃとの間には、逆止弁５７を備えた排気管５６が接続されている。
以上により、本発明に係る集塵装置Ａが構成される。
【００２６】
つぎに、本発明に係る集塵装置Ａの作用について述べる。
（１）小麦粉、プラスチック、紙、木材等が架台ａ上にて加工される際に、粘性を有しない軽質粉塵類が発生する。
（２）集塵装置Ａでは、ルーツ式ブロワ６０の正転運転により捕集ユニット１０と吸入管５内が負圧に保持され、その負圧作用によって（１）で発生した軽質粉塵類は吸込みフード６から周囲の空気と一緒に吸入管５を通って捕集ユニット１０に流入する。
（３）捕集ユニット１０では、モータ装置２３により回転式フィルタ３１が毎分５００〜３６００回転の範囲内で回転制御される。しかして、ケース１１内に吸引された空気に含まれる軽質粉塵類は、回転式フィルタ３１の遠心力作用により跳ね飛ばされて分離除去される。
（４）回転式フィルタ３１により分離除去された軽質粉塵類は、ケース１１の下方に落下して回収タンク４５に溜まる。
（５）捕集ユニット１０により浄化された空気は、吸引管５０、ルーツ式ブロワ６０を通ってサイレンサ６１の排気口６２から外部へ排出される。
【００２７】
また、ルーツ式ブロワ６０の運転を正転から逆転に切り替えることにより、同ブロワ６０の排気側からエアーが吸引され、エアーは圧力が高められて供給管５３を通ってエアブローノズル５１に導入される。そして、エアブローノズル５１の吹出し口５２から噴出する圧力エアーによって回転式フィルタ３１が洗浄される。フィルタ３１により除去された軽質粉塵類は下方のヒューム排出管１４に落下して回収タンク４５に貯留される。また、回転式フィルタ３１の内部に流入した圧力エアーは、排気管５６を通って排気口６２から外部へ排出される。
【００２８】
なお、回転式フィルタ３１の洗浄時には、同フィルタ３１の回転数を毎分１００〜２００回程度とするのが好ましい。
【００２９】
（実験）
本発明に係る集塵装置Ａについて、容器に収めた小麦粉を工場で使用されている圧力エアーで巻き上げて粉塵に見立てた粉の捕集性能と、吸込みフードからルーツ式ブロワの吸込み口の間における圧力損失（圧損）について、下記条件下で実験を行なった。その結果を図５のグラフに示す。
【００３０】
（集塵装置Ａ）
捕集ユニット
フィルタ          ：メッシュ０．３μｍ、３μｍ、１０μｍの３種類について実験
直径２００ｍｍ×長さ２００ｍｍ×表面積１．２ｍ２
回転数          ：吸引時１５００ｒｐｍ、洗浄時１５０ｒｐｍ
モータ装置の出力  ：０．４ｋｗ
ルーツ式ブロワ      ：口径５０ｍｍ×出力１．５ｋｗ
回転数          ：吸引時３０００ｒｐｍ、洗浄時１８００ｒｐｍ
吐出空気量      ：吸引時２．２ｍ３／分、洗浄時１．０ｍ３／分
圧力            ：吸引時  −１０ｋＰａ、洗浄時  ＋３０ｋＰａ
【００３１】
（実験装置）
容器に収めた約２．５ｋｇの小麦粉を工場で使用されている圧力エアーで巻き上げて粉塵に見立てた粉を本発明の集塵装置Ａにより捕集するように構成した（図４）。
容器              ：大きさ１×０．６５×０．５２ｍ、容量３３０リットル
圧力エアー        ：２００ＮＬ／分、０．５ＭＰａ
ただし、メッシュ０．３μｍのフィルタについては、エアブローノズルによる洗浄作業を９０分経過時と１８０経過時に実施した。
【００３２】
本発明の実験の結果を図５に示す。１８０分運転後におけるフィルタ圧損については、メッシュ０．３μｍ及び３μｍの場合で約−８ｋＰａ、メッシュ１０μｍの場合で−７ｋＰａであり、大きな圧力変動は見られなかった。ルーツ式ブロワの排気側で測定したヒューム濃度については、メッシュ０．３μｍ及び３μｍの場合に０．０２ｍｇ／ｍ３  で推移し、メッシュ１０μｍの場合に０．０６ｍｇ／ｍ３であった。この実験によれば、メッシュ３μｍのフィルタが良好な成績を示した。
【００３３】
また、粒径１μｍ程度の微細粉塵から１００μｍ程度の粉塵の捕集については、メッシュ０．３〜３μｍのフィルタが適することを確認した。プラスチック、木材を加工するときに発生する粉塵については、メッシュ３〜３μｍのフィルタが適することも確認した。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る集塵装置の説明図
【図２】捕集ユニットの縦断側面図
【図３】捕集ユニットの縦断正面図
【図４】実験装置
【図５】本発明の集塵装置における捕集性能と圧力損失の実験結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００３５】
Ａ・・・本発明に係る集塵装置
５・・・吸入管
１０・・・捕集ユニット
１１・・・ケース
２３・・モータ装置
２６・・・回転軸
３１・・・回転式フィルタ
３４・・・フィルタ材
４５・・・回収タンク
５１・・・エアブローノズル
６０・・・ルーツ式ブロワ
６１・・・サイレンサ
【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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