(57)【要約】      （修正有）【課題】  装置を稼動し続けても目詰まりせず高い粉塵除去能力を維持することができる粉塵除去装置、及び装置を稼動しながらメンテナンスすることが可能である粉塵除去装置を提供する。【解決手段】粉塵除去装置１は、水を収容する１次容器１０と、粉塵を含む空気を１次容器１０内の水中に導入する気体導入管５０とを有する。１次容器１０内には浄水供給口７から常に浄水が供給され、１次容器１０が水でいっぱいになると２次容器２０に水が溢れるようになっている。２次容器２０内に収容されている粉塵を含む水は、２次容器排出口２１を２次容器用排出弁４０により開状態とすることで排出することができるようになっている。また２次容器用排出弁４０の開閉は吸引装置１００の稼動・停止により制御することができる。２次容器排出口２１の下方にはフィルター８０が配置されており、排出される水に含まれる粉塵が除去されるようになっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉塵を含む気体を液体中に導入し、気体中の粉塵を液体中に溶け込ませて粉塵を除去する粉塵除去装置において、
液体を収容する液体収容容器と、前記液体収容容器内の液体中に粉塵を含む気体を導入する気体導入部と、前記液体収容容器内の液体量が所定量超えたときに該液体を排出する液体排出機構と、前記液体収容容器内の液体量を所定量確保するように前記液体収容容器内に粉塵を含まない液体を供給する液体供給機構とを有することを特徴とする粉塵除去装置。
【請求項２】
前記液体排出機構は、前記液体収容容器と壁部を共有する形で隣接し前記液体収容容器から前記壁部を超えて溢れる液体を収容する２次容器と、該２次容器に形成されており前記２次容器と外気との間を連通させる２次容器排出口と、該２次容器排出口を開閉させる２次容器用排出弁とを有することを特徴とする請求項１に記載の粉塵除去装置。
【請求項３】
前記液体排出機構により前記液体収容容器から排出された液体中の粉塵を除去するフィルターを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の粉塵除去装置。
【請求項４】
前記液体供給機構は前記フィルターにより粉塵を除去された液体を前記液体収容容器に供給する液体循環機構を有することを特徴とする請求項３に記載の粉塵除去装置。
【請求項５】
前記液体収容容器を該液体収容容器の上部を開放する形で配置する密閉容器と、前記密閉容器に吸引口が連通し該密閉容器内の雰囲気を吸引する吸引装置とを有し、
前記気体導入部は、前記液体収容容器の液体中に気体放出口を有し、前記吸引装置により前記密閉容器内が負圧となったときに液体中に粉塵を含む気体を放出する気体導入管を備えるものであることを特徴とする請求項１に記載の粉塵除去装置。
【請求項６】
前記液体排出機構は、前記液体収容容器と壁部を共有する形で隣接し前記液体収容容器から前記壁部を超えて溢れる液体を収容するとともに前記密閉容器内に上端を開放する形で配置される２次容器と、該２次容器に形成されており前記２次容器と外気との間を連通させる２次容器排出口と、該２次容器排出口を開閉させる２次容器用排出弁とを有し、前記２次容器用排出弁は、前記密閉容器内の雰囲気が前記吸引装置により負圧となったときに、前記２次容器排出口を前記２次容器内と外気との間の差圧により閉状態とし、前記吸引装置による吸引が停止したときに、前記２次容器内に収容される液体の圧力により前記２次容器排出口を開状態とするものであることを特徴とする請求項５に記載の粉塵除去装置。
【請求項７】
前記液体排出機構により前記液体収容容器から排出された液体中の粉塵を除去するフィルターを有することを特徴とする請求項５又は６に記載の粉塵除去装置。
【請求項８】
前記液体供給機構は前記フィルターにより粉塵を除去された液体を前記液体収容容器に供給する液体循環機構を有することを特徴とする請求項７に記載の粉塵除去装置。
【請求項９】
前記液体循環機構は、前記フィルターにより粉塵を除去された液体を収容する３次容器と、前記密閉容器に形成される液体供給口と前記３次容器とを連通する液体供給管とを有し、前記密閉容器内の雰囲気が前記吸引装置により負圧となったときに、前記３次容器と前記密閉容器内との差圧により前記３次容器内の液体を前記液体供給管を介して前記液体収容容器に供給するものであることを特徴とする請求項８に記載の粉塵除去装置。
【請求項１０】
前記３次容器と前記液体供給管とは供給弁を介して接続されていることを特徴とする請求項９に記載の粉塵除去装置。
【請求項１１】
前記供給弁は前記３次容器内に液体が収容されているときに開状態となり、前記３次容器内に液体が収容されていないときに閉状態となるものであることを特徴とする請求項１０に記載の粉塵除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体中に含まれる粉塵を除去する粉塵除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体中の粉塵を除去する装置としては、下記特許文献１に開示されているものがある。特許文献１には、容器中に収容された水に粉塵を含む気体を導入し、水中に配置されたフィルターと、水とにより気体中の粉塵を除去する装置が開示されている。より具体的には、液体中に容器の下方から気体を導入し、容器内に配置されている気泡作製器により気体を気泡化することにより、該気泡化された気体中の粉塵をフィルターあるいは水により濾過するようにしたものである。
【特許文献１】特開平８−２９００３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような構成の粉塵除去装置においては、使用しているうちにフィルターが目詰まりしたり、水が汚れたりして気体中の粉塵を十分に除去することができない。そのため、フィルターや水がある程度汚れた場合に、これらを交換・清掃する必要があるが、これらを交換する際には、粉塵除去装置への気体の導入を停止しなければならない。
【０００４】
しかし、このような粉塵除去装置を製造ラインに組み込んで使用する場合、粉塵除去装置の使用を停止させるために製造ライン全体を停止させなければならない場合もあり、生産効率の悪化につながる。例えば、製造ラインに粉砕機が組み込まれており、粉砕機により粉砕された粉砕物が順次運搬されていくような設備においては、粉砕機により微小な粉塵が設備上に生じるため、粉塵除去装置を使用する場合がある。このような設備に、特許文献１に開示されているような粉塵除去装置を採用した場合、粉塵除去装置の使用が停止したときに製造ライン自体も停止させないと、例えば工場内等の設備周辺に粉塵が散乱することになる。設備周辺に粉塵が散乱すると、見た目に汚いばかりでなく、作業者が粉塵を吸引したり床が滑りやすくなったりするため大変危険である。そのため、このような設備においては、設備を連続的に稼動していても、フィルターや水の交換・清掃等のメンテナンスを行うことなく常に高い粉塵除去能力を維持することができる粉塵除去装置が求められる。
【０００５】
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであって、装置を稼動し続けても高い粉塵除去能力を維持することができる粉塵除去装置を提供することを課題とする。さらに、装置を稼動しながらメンテナンスすることが可能である粉塵除去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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の粉塵除去装置は、粉塵を含む気体を液体中に導入し、気体中の粉塵を液体中に溶け込ませて粉塵を除去する粉塵除去装置において、液体を収容する液体収容容器と、前記液体収容容器内の液体中に粉塵を含む気体を導入する気体導入部と、前記液体収容容器内の液体量が所定量超えたときに該液体を排出する液体排出機構と、前記液体収容容器内の液体量を所定量確保するように前記液体収容容器内に粉塵を含まない液体を供給する液体供給機構とを有することを特徴とする。液体としては水を使用することができ、粉塵を含む気体は空気とすることができるが、これ以外のものを採用することも可能である。また、「液体収容容器内の液体量を所定量確保する」とは、粉塵を含む気体が液体収容容器の液体中に導入されたときに、該気体中の粉塵が液体中に溶け込むのに十分な量の液体を確保することを含み、さらに、液体収容容器内に液体を供給し続けることを含む。
【０００７】
ここで、気体導入部は、粉塵を有する気体を圧送するもの（以下、圧送式とする）でもよいし、液体収容容器が配置されている空間の雰囲気を吸引することで、該液体収容容器中に配置される気体導入口から粉塵を含む気体を吸引するもの（以下、吸引式とする）でもよい。
【０００８】
さらに、本発明の粉塵除去装置においては、前記液体排出機構は、前記液体収容容器と壁部を共有する形で隣接し前記液体収容容器から前記壁部を超えて溢れる液体を収容する２次容器と、該２次容器に形成されており前記２次容器と外気との間を連通させる２次容器排出口と、該２次容器排出口を開閉させる２次容器用排出弁とを有するものとすることができる。このような構成によれば、液体収容容器内の液体が所定量越えたときに、液体を排出する排出機構を実現することができる。
【０００９】
さらに、本発明の粉塵除去装置においては、前記液体排出機構により前記液体収容容器から排出された液体中の粉塵を除去するフィルターを有するものとすることができる。
【００１０】
さらに、発明の粉塵除去装置において、フィルターを有するものを採用する場合、前記液体供給機構は前記フィルターにより粉塵を除去された液体を前記液体収容容器に供給する液体循環機構を有するものとすることができる。
【００１１】
さらに、本発明の粉塵除去装置においては、前記液体収容容器を該液体収容容器の上部を開放する形で配置する密閉容器と、前記密閉容器に吸引口が連通し該密閉容器内の雰囲気を吸引する吸引装置とを有し、前記気体導入部は、前記液体収容容器の液体中に気体放出口を有し、前記吸引装置により前記密閉容器内が負圧となったときに液体中に粉塵を含む気体を放出する気体導入管を備えるものであるとすることができる。本構成は、液体収容容器内に粉塵を含む気体を吸引式により導入するものである。
【００１２】
ここで、本発明の粉塵除去装置において、上記のように吸引装置を有するものを採用する場合に限り、前記液体排出機構は、前記液体収容容器と壁部を共有する形で隣接し前記液体収容容器から前記壁部を超えて溢れる液体を収容するとともに前記密閉容器内に上端を開放する形で配置される２次容器と、該２次容器に形成されており前記２次容器と外気との間を連通させる２次容器排出口と、該２次容器排出口を開閉させる２次容器用排出弁とを有し、前記２次容器用排出弁は、前記密閉容器内の雰囲気が前記吸引装置により負圧となったときに、前記２次容器排出口を前記２次容器内と外気との間の差圧により閉状態とし、前記吸引装置による吸引が停止したときに、前記２次容器内に収容される液体の圧力により前記２次容器排出口を開状態とするものとすることができる。
【００１３】
さらに、本発明の粉塵除去装置において、上記のように前記吸引装置を有するものを採用する場合、前記液体排出機構により前記液体収容容器から排出された液体中の粉塵を除去するフィルターを有するものとすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の粉塵除去装置において、前記吸引装置及び前記フィルターを有するものを採用する場合、前記液体供給機構は前記フィルターにより粉塵を除去された液体を前記液体収容容器に供給する液体循環機構を有するものとすることができる。
【００１５】
さらに、本発明の粉塵除去装置において、前記吸引装置、前記フィルター、前記液体循環機構を有するものを採用する場合、前記液体循環機構は、前記フィルターにより粉塵を除去された液体を収容する３次容器と、前記密閉容器に形成される液体供給口と前記３次容器とを連通する液体供給管とを有し、前記密閉容器内の雰囲気が前記吸引装置により負圧となったときに、前記３次容器と前記密閉容器内との差圧により前記３次容器内の液体を前記液体供給管を介して前記液体収容容器に供給するものであるとすることができる。
【００１６】
さらに、本発明の粉塵除去装置において、前記３次容器と前記液体供給管とを有するものを採用する場合、前記３次容器と前記液体供給管とは供給弁を介して接続されているものとすることができる。
【００１７】
さらに、本発明の粉塵除去装置において、前記供給弁を有するものを採用する場合、前記供給弁は前記３次容器内に液体が収容されているときに開状態となり、前記３次容器内に液体が収容されていないときに閉状態となるものであるとすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
上記したような本発明の構成においては、液体収容容器内の液体に粉塵を含む気体を導入し、気体中の粉塵を液体中に溶けこませることで、気体から粉塵を除去することができる。さらに。液体収容容器内に粉塵を含まない液体を供給しつつ、一方で液体収容容器内の液体を排出するようにしているので、液体収容容器内の液体の量が常に所定量確保された状態を維持しつつも、液体収容容器内の液体中に含まれる粉塵を徐々に排出することができる。そのため、液体収容容器の液体中に粉塵を含む気体を導入し続けても、液体収容容器中の液体が過度に汚れることがなく、常に高い粉塵除去能力を維持することができる。
【００１９】
さらに、液体排出機構として、前述したような２次容器と２次容器排出口と２次容器用排出弁とを有するものを採用した場合、液体収容容器内の液体が満杯になったとき（すなわち液体収容容器内の液体が所定量を超えたとき）、液体収容容器から溢れる粉塵を含む液体を２次容器により収容することができる。そして、２次容器に形成されている２次容器用排出弁により２次容器内の液体の排出を制御すれば、装置外に所望のタイミングで粉塵を含む液体を排出することができる。
【００２０】
以上のような構成に加えて、液体排出機構から排出される液体に含まれる粉塵を収集するフィルターを備えることにより、粉塵を含まない液体を装置外に排出することができる。さらに、粉塵を気体から除去する液体収容容器とは別の位置で粉塵を収集することができるので、液体収容容器中に粉塵を含む気体を導入しつつも、粉塵を廃棄することが可能である。例えば、フィルターを装置本体（液体収容容器を含む）の外に配置しておき、該フィルターに堆積する粉塵を廃棄すれようにすれば、液体収容容器内に粉塵を含む気体を導入していてもフィルターを装置から取り外すことなく、粉塵を廃棄することができる。
【００２１】
また、上記のようなフィルターを装置に備える場合、フィルターにより粉塵が取り除かれた液体を、液体収容容器中に供給する液体循環機構を設けることで、液体を再利用することができ、液体の排出量を全体として低減することができる。
【００２２】
さらに、液体排出機構として２次容器と２次容器排出口と２次容器用排出弁とを有するものを採用する場合に、上記のようなフィルターを採用すると、以下のような特有の効果がある。すなわち、液体収容容器から溢れる液体は一旦２次容器に収容されるが、この２次容器の２次容器排出口には２次容器用排出弁が配置されており、２次容器から液体を排出するタイミングを調整できる。そのため、２次容器用排出弁を閉状態にすることで液体の排出を停止させ、この状態のときにフィルターを装置から取り外し、粉塵の除去等のメンテナンスを行うことができるのである。なお、フィルターから粉塵除去するには、２次容器用排出弁が閉状態となっているときに、フィルター上に堆積した粉塵をスコップ等により収集して除去するようにしてもよい。２次容器用排出弁が閉状態であっても、２次容器の許容収容能力を越えない限り、液体収容容器には粉塵を含まない液体が供給され続けるととともに、液体収容容器からは粉塵を含む液体が溢れるので、液体収容容器は常に高い粉塵除去能力を維持することができる。このように、本構成の粉塵除去装置においては、装置（フィルター）のメンテナンスのために、装置自体の稼動（液体収容容器への粉塵を含む気体の導入）を停止する必要がない。ひいては、製造ライン等の設備に組み込んで使用する場合、粉塵除去装置のメンテナンスのためにライン全体を停止する必要がなく、生産効率の悪化を防止することができる。
【００２３】
さらに、液体収容容器内に粉塵を含む気体を導入する方法として、前述の吸引式を採用するのがよい。液体収容容器内に粉塵を導入する方法として吸引式を採用すると、液体収容容器が配置される密閉容器内を負圧にし、この負圧を利用して液体収容容器に粉塵を含む気体を導入することができるとともに、装置から液体を排出する２次容器用排出弁の開閉を制御したり、液体収容容器内に粉塵を含まない液体を供給したりすることができる。
【００２４】
具体的には、液体排出機構として前記２次容器と前記２次容器排出口と前記２次容器用排出弁とを有するものを採用する場合、２次容器用排出弁として特別な機構のものを使用しなくても、吸引装置の稼動・停止により２次容器用排出弁の開閉を制御することができる。つまり、吸引装置が稼動し密閉容器内が負圧になると、２次容器と外気との間の差圧により、２次容器用排出弁を閉状態とすることができる。このとき、液体収容容器から溢れる粉塵を含む液体は２次容器内に収容される。一方、吸引装置を停止させると密閉容器の負圧が解消され、２次容器内に収容された粉塵を含む液体の圧力により、２次容器用排出弁を開状態とすることができる。これにより、装置から液体を排出する２次容器用排出弁の開閉を制御することができる。
【００２５】
さらに、上記のように排出機構として２次容器と２次容器用排出弁と２次容器排出口とを有し、液体収容容器内に粉塵を含む気体を導入する方法として吸引式を採用する場合、液体排出機構の後に、液体に含まれる粉塵を除去するフィルターを備えるようにすることで、吸引装置が稼動して２次容器からの液体の排出が停止したときに、フィルターに付着する粉塵の除去等のメンテナンスを行うことが可能となる。
【００２６】
また、液体収容容器内に粉塵を含む気体を導入する方法として吸引式を採用する場合の効果は、液体供給機構として前記液体循環機構を有するものを採用する場合に特に大きなものとなる。つまり、吸引装置により密閉容器内を負圧にして、外気と密閉容器内の差圧を利用することにより、フィルターにより粉塵が除去された液体を密閉容器（液体収容容器）内に供給することが可能となる。これにより、液体循環機構として特に複雑な機構を有するものや本装置とは別に作動するもの、例えばポンプ等を使用する必要がなく、装置を簡略化することができる。さらに、液体循環機構の稼動・停止を別途制御しなくても、吸引装置の稼動・停止により、粉塵の除去された液体が自動で液体収容容器内に導入されることになり、より実用的である。
【００２７】
上記のような、粉塵が除去された液体を自動で液体収容容器内に供給する液体循環機構は、具体的に、前記３次容器と前記液体供給管とを有するものを採用することで実現することができる。この構成においては、３次容器内には粉塵が除去された液体が収容され、この３次容器と密閉容器に形成されている液体供給口とは液体供給管により接続されている。そのため、３次容器内が外気に開放されているか、あるいは３次容器内の雰囲気が、少なくとも密閉容器内が負圧となったときの圧力よりも高ければ、密閉容器内が負圧となったときに、３次容器と密閉容器との間の差圧により、３次容器内の粉塵が除去された液体が密閉容器内に供給されることになる。このとき、密閉容器に形成された液体供給口を、液体収容容器の上方に形成することで、密閉容器内に供給される粉塵が除去された液体を、その自重により液体収容容器内に収容することが可能となる。なお、液体供給口は、液体収容容器内に直接形成するようにしても、密閉容器内が負圧となったときに、粉塵が除去された液体を液体収容容器内に供給することが可能である。
【００２８】
上記のように、液体循環機構として前記３次容器と前記液体供給管とを有するものを採用する場合に、前記３次容器と前記液体供給管とを供給弁を介して接続するのがよい。該供給弁の開閉を制御することにより、３次容器に粉塵が除去された液体が収容されていないときに、３次容器の雰囲気が密閉容器内に吸引されて、密閉容器内の負圧が抑制されるのを防止することができる。
【００２９】
なお、供給弁の開閉は自動で制御することが可能である。つまり、３次容器の下端に液体供給管を接続するようにして、この３次容器の液体供給管との接続部に前記供給弁を設け、この供給弁に、使用する液体中で浮力が生じるフロートを取り付ける。そして、３次容器内でフロートが下降したときに、供給弁が閉状態となり、３次容器内でフロートが上昇したときに、供給弁が開状態となるようにする。これにより、液体が３次容器内にないときにはフロートが下降するので供給弁が閉状態となり、液体が３次容器内にあるときにはフロートが上昇するので供給弁が開状態となる。これにより、供給弁の開閉を自動で制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の粉塵除去装置について、添付の図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す粉塵除去装置１の概要を示すものである。図１に示す粉塵除去装置１は、水を収容するための１次容器（液体収容容器）１０と、該１次容器１０と壁部５を共有する形で隣接する２次容器２０と、１次容器１０と２次容器２０とが、それぞれの容器の上端が開放する形で配置される密閉容器９と、１次容器１０に浄水（工業用水）を供給する浄水供給口（液体供給機構）７と、２次容器２０の下部に設けられ２次容器２０と外気とを連通する２次容器排出口２１を開閉する２次容器用排出弁４０と、１次容器１０に収容されている水中に粉塵を含む空気を導入するための気体導入管（気体導入部）５０と、密閉容器９内の雰囲気を吸引する吸引装置１００と、を有する。２次容器２０と２次容器排出口２１と２次容器用排出弁４０とにより、液体排出機構が構成されている。
【００３１】
さらに、粉塵除去装置１は、２次容器用排出弁４０から排出された排水中の粉塵を除去するためのフィルター８０と、該フィルター８０により粉塵が除去された水（浄水）を収容する３次容器３０と、該３次容器内の浄水を１次容器１０内に供給するための循環水供給管（液体供給管）６０とを有する。これら３次容器３０と循環水供給管６０とにより、粉塵が除去された水を循環させる液体循環機構が構成される。なお、この液体循環機構は液体供給機構の一部を構成するものである。
【００３２】
以下、これら各部位の構成について詳しく説明する。１次容器１０の上方には、浄水である工業用水を１次容器１０に供給するための浄水供給口７が形成されており、該浄水供給口７からの工業用水により、１次容器１０内には浄水が収容されている。さらに、装置の稼動中においては、浄水供給口７から１次容器１０内に常に浄水が供給されるようになっている。
【００３３】
１次容器１０の底部には、気体導入管５０の気体放出口５１が配置されており、該気体放出口５１の上方に、該気体放出口５１から放出される空気を１次容器１０内に万遍なく分散させるための分流板９０が設けられている。図２は、この分流板９０を、気体導入管５０から導入される空気の導入方向が、紙面の上方から下方に向かう方向とした場合の、該分流板の概略を説明するものである。図２に示すように、まず、分流板９０は、４つの領域に分割されている。より具体的には、分流板９０の中心Ｏにおいて直交する二つの壁面９２、９４により分割されている。さらに、分流板９０には、その中心Ｏ周辺に所望の面積の板状部材９３が取り付けられており、この板状部材９３の四隅が壁面９２、９４により分割された４つの領域９１にそれぞれ配置されるようになっている。さらに、分流板９０の板状部材９３以外の領域９１はメッシュ状とされている。該メッシュの孔径は、送られてくる空気中に含まれる粉塵よりも大きく設定する必要がある。なお、１次容器１０内において該１次容器１０に空気を導入する気体導入管５０の気体放出口５１は、分流板９０の中心Ｏの直下（図２においては直上）に配置することができる。
【００３４】
このような、分流板９０の中心部直下（図２においては中心部直上）に配置されている気体導入管５０の気体放出口５１（図１参照）から、粉塵を含む空気が１次容器１０内に導入されると、分流板９０の壁面９２、９４と板状部材９３により、分割された４つの領域に空気が分散されることになる。これにより、水中に導入される空気が万遍なく水中に分散されるため、空気と水とが接触する確率が大きくなり、より高い粉塵除去能力を実現することができる。
【００３５】
この分流板９０により１次容器１０内に分散された粉塵を含む空気は、分流板９０の上方に配置されているパンチメタル１１に形成されているパンチ穴１１ａにより気泡化される。このパンチメタル１１は、１次容器１０内に下側から上側にかけて段階的に複数形成されており、１次容器１０の上側になるほど、パンチ穴１１ａの孔径が小さくなるように設計されている。なお、図１においては、１次容器１０の上方に配置されているパンチメタル１１のパンチ穴を省略している。これにより、パンチメタル１１を通過した空気は、徐々に細かな気泡となり、空気と水とが接触する表面積が大きくなることから水に粉塵が溶け込みやすくなる。より具体的には、分流板９０から１次容器１０内に分散された空気はφ８ｍｍ、φ６ｍｍの径穴を有するパンチメタル１１を順に通過し、最後に５メッシュの金網１２（メッシュ１２）を通過することで順に小さい気泡となる。
【００３６】
しかし、気泡を小さくする過程では、気泡を小さくしたほうが粉塵が水に溶け込みやすくなる為望ましいが、気泡を小さくするためにメッシュ１２やパンチメタル１１の孔径が小さ過ぎると所望の空気量を処理できなかったり、粉塵が目詰まりする可能性があるため、その孔径を適宜調整する必要がある。
【００３７】
また、上記のメッシュ１２やパンチメタル１１は、あくまでも液体収容容器１０内の水中に導入される粉塵を含む空気の気泡を細かくするためのものであり、水中に拡散された空気中に含まれる粉塵を捕捉するためのものではない。そのため、粉塵がこれらで捕捉されないように、それぞれに形成される孔径を少なくとも粉塵より大きくしておく必要がある。これにより、メッシュ１２やパンチメタル１１では粉塵が捕捉されず、粉塵を除去するために、これらメッシュ１２やパンチメタル１１を装置から取り外してメンテナンスする必要がない。
【００３８】
１次容器１０内に収容されている水中に粉塵を含む気体を導入するための力は、吸引装置１００によって密閉容器９内の雰囲気を吸引することにより発生する。具体的には、密閉容器９の上部には該密閉容器９と吸引装置１００とを連通する吸引口２が設けられており、この吸引口２と吸引装置１００とが配管４により接続されている。この吸引装置１００により密閉容器９内の雰囲気が吸引され、密閉容器９内が負圧となる。該吸引装置１００により密閉容器９内が負圧となると、１次容器１０内に気体放出口５１から粉塵を含む空気が導入される。このように、本実施形態の粉塵除去装置は、粉塵を含む空気を吸引式により水中に導入するものである。吸引装置１００としては吸引モータを採用することができる。
【００３９】
なお、吸引装置１００は、密閉容器９内の雰囲気を間欠的に吸引するものであり、吸引装置１００が稼動すると密閉容器９内が負圧とされ、吸引装置１００が停止すると密閉容器９内が大気圧に開放されるようになっている。
【００４０】
吸引装置１００の吸引により１次容器１０内に空気が導入されると、それにより、１次容器１０から１次容器１０外に水滴が飛び散る。そのため、密閉容器９と吸引装置１００との間の吸引口２のまわりにも水滴が飛び散る可能性がある。吸引口２に水滴が散乱すると、最悪の場合、吸引装置１００にまで水滴が回っていく可能性がある。水滴が吸引装置１００に侵入すると、装置の故障等が起こる可能性があるため、吸引口２の周囲に水滴防止カバー３を配置するようにしている。
【００４１】
密閉容器９内において、１次容器１０と２次容器２０とは、壁部５により隔絶されており、１次容器１０から２次容器２０に粉塵を含んだ水が移動するには、壁部５を水が越えて１次容器１０から水が溢れるようになっている。なお、本実施形態を示す図１においては、２次容器２０は１次容器１０の側方に配置されているが、１次容器１０の周囲であって、１次容器１０と壁部５を共有していれば、どのような位置に形成されていてもよい。さらに、図１に示す本実施形態の粉塵除去装置１においては、２次容器２０として１つの２次容器２０を示しているが、２次容器２０は複数個あってもよい。その場合すべての２次容器２０において、１次容器１０と壁部５を共有するものを採用するのが望ましい。
【００４２】
２次容器２０の下端部には２次容器排出口２１が形成されており、該２次容器排出口２１に２次容器２０から粉塵を含む水を排出するための２次容器用排出弁４０が設けられている。ここで、２次容器排出口２１に取り付けられる２次容器用排出弁４０の詳細について図３を用いて説明する。図３に示すように、２次容器用排出弁４０は、２次容器排出口２１を覆う形態で配置される弁本体４２と、該弁本体４２を２次容器排出口２１に取り付ける取付部４１とを有するものである。ここで、取付部４１は、弁本体４２が２次容器排出口２１を開状態とする位置と閉状態とする位置との間で、取付部４１を中心として排出弁本体４２を回動可能（図３の紙面上で）に動かすことができるものである。さらに、取付部４１は、２次容器２０内と外気との間の圧力差により容易に弁本体４２の開状態あるいは閉状態を切り替えることができる。具体的には、２次容器２０内の圧力が外気よりも低い場合は、外気の圧力により弁本体４２が２次容器排出口２１に押さえつけられることにより閉状態（図３（ａ）参照）となり、２次容器２０内の圧力が外気と同等程度あるいは外気よりも大きくなったときに、２次容器２０側にたまった水の圧力により開状態（図３（ｂ）参照）となるものである。
【００４３】
また、図１に示すように、２次容器用排出弁４０の下方には、フィルター８０と、液体循環機構としての３次容器３０と、３次容器３０内の水を１次容器１０内に供給するための循環水供給管６０が配置されている。より具体的には、２次容器用排出口２１から排出された粉塵を含む水がその自重により３次容器３０内に落下するように３次容器３０を配置するとともに、この３次容器３０の上部にフィルター８０を配置する。これにより、２次容器用排出弁４０から排出された水が落下して３次容器３０内に収容されるときに、フィルター８０により水中の粉塵が除去されるようになっている。そのため、３次容器３０内にはフィルター８０によって粉塵が除去された浄水が収容されることとなる。フィルター８０としては、不織布を採用することができる。
【００４４】
さらに、３次容器３０と密閉容器９とは、液体循環機構の一部である循環水供給管６０により接続されている。より具体的には、３次容器３０の下端には、該３次容器３０と密閉容器９とを接続するための３次容器排出口３２が形成されており、一方、密閉容器９の１次容器１０の上方には、循環水供給口６１が形成されており、これら３次容器排出口３２と循環水供給口６１とが循環水供給管６０により接続されている。
【００４５】
さらに、３次容器３０の下端に形成されている３次容器排出口３２には、３次容器用フロート付弁（供給弁）７０（以下、フロート付弁７０とする）が取り付けられている。図４は、フロート付弁７０の概要を示す図である。図４に示すように、３次容器３０の３次容器排出口３２には、取付部７３によりフロート付弁７０が取り付けられている。取付部７３は、フロート付弁７０が取付部７３を中心に回動可能（図４の紙面上で）に動かすことができるものである。さらにフロート付弁７０の上方にはフロート７１が連結棒７２により連結されている。そして、このフロート７１は３次容器３０内に配置されるように、フロート付弁７０に取り付けられている。本実施形態において、フロート７１としては、水中で浮力を生じるものを採用する。このような構成のフロート付弁７０においては、３次容器３０内の浄水の量により、フロート７１が上下に移動するので、それに伴いフロート付弁７０が開閉するようになっている。
【００４６】
さらに、３次容器３０には３次容器３０内でオーバーフローした水を排水するための排水口３１が形成されている。この排水口３１から排出される排水は、液体循環機構により１次容器１０内に供給されず最終的に廃却されるものである。このような構成により、定常運転を続ける限り、１次容器１０内に浄水供給口７を介して供給される浄水（工業用水）と、３次容器３０でオーバーフローすることにより完全に廃却される排水との量はつりあう。
【００４７】
以下、上記実施形態の粉塵除去装置１において、図１を参照しつつその動作を説明する。まず、浄水供給口７から浄水を１次容器１０内に収容する。そして、密閉容器９を密閉した状態で吸引装置１００を稼動させると、前述したように密閉容器９内が負圧となる。これにより、１次容器１０内の水中に配置されている気体導入管５０の気体放出口５１から粉塵を含む空気が該水中に導入される。これは、密閉容器９内を負圧とすることにより、気体放出口５１において、水の圧力よりも粉塵を含む空気の圧力が高くなるためである。
【００４８】
水中に導入された粉塵を含む空気の気泡は徐々に小さくなり、それに伴って気泡中に含まれていた粉塵が水中に溶け出す。これにより、空気中の粉塵を除去することができる。水により粉塵が除去された空気は、１次容器１０の水面に達し、そのまま密閉容器９内に開放されることになる。ここで、密閉容器９内の雰囲気は吸引装置１００により吸引されているので、粉塵が除去された空気は吸引装置１００により吸引され、例えば装置外部に排出されることになる。装置外部に空気を排出しても、１次容器１０内に収容されている水により粉塵が除去されているので、装置周辺（工場設備に組み込まれている場合は工場内）を粉塵で汚すことがない。
【００４９】
一方、前述したように、１次容器１０内には常に浄水（工業用水）が供給され続けており、さらに、吸引装置１００が作動すると１次容器１０内の気泡により水嵩が見かけ上増すため、１次容器１０と２次容器２０との間の壁部５を水が溢れて２次容器２０内に水（粉塵を含む水）が収容されることになる。ここで、吸引装置１００により密閉容器９内の雰囲気は負圧とされており、２次容器２０に形成されている２次容器用排出弁４０は閉状態とされている。これは、２次容器２０内の圧力が外気に比べてかなり低いため、水の圧力を差し引いても、２次容器用排出弁４０には外気側からより高い圧力がかかるためである。このように吸引装置１００が密閉容器９内の雰囲気を吸引している限り、２次容器用排出弁４０は閉状態とされ、２次容器２０内に溢れる粉塵を含む水はそのまま貯留される。なお、２次容器用排出弁４０の密閉性をさらに向上させるために、２次容器用排出弁４０の内側の２次容器排出口２１と接触する部分にゴム板等のシール材４３を取り付けるのが望ましい。
【００５０】
本実施形態の粉塵除去装置１においては、吸引装置１００は間欠運転を行うようにしている。そのため、１次容器１０及び２次容器２０が配置される密閉容器９内は、吸引装置１００が停止したときに、大気圧に開放される。このとき、２次容器用排出弁４０を閉状態にしていた力はなくなり、２次容器２０内に収容されている水の水圧により２次容器用排出弁４０が開状態となる。そして、２次容器２０内に収容されている粉塵を含む水が２次容器排出口２１から装置外部に排出されることになる。このように吸引装置１００を間欠運転している限り、１次容器１０内に収容されている水は徐々に入れ替わり、常に空気中の粉塵を高い能力で除去できる程度にきれいな水を、１次容器１０内に収容しておくことが可能となる。そのため、装置を稼動し続けていても、高い粉塵除去能力を維持することができる。さらに、１次容器１０内に粉塵を含まない浄水（工業用水）を供給している限り、装置のメンテナンスは基本的に不要である。
【００５１】
さらに、本実施形態の粉塵除去装置１においては、２次容器排出口２１から排出された排水をフィルター８０によりきれいにして、液体循環機構により再度１次容器１０に供給している。前述したように、２次容器排出口２１から排出された粉塵を含む排水は、フィルター８０により粉塵が除去されて浄水とされる。そして、粉塵が除去された浄水のみがフィルター８０の下部に配置されている３次容器３０に収容される。フィルター８０上に堆積した粉塵は、本実施形態の粉塵除去装置１の粉塵除去能力に全く関与しないため、取り除かなくても粉塵除去装置１の粉塵除去能力が低下することは無いが、液体循環機構を採用する場合、粉塵を含む水が１次容器１０内に循環されることになる場合もあるので定期的に取り除くのがよい。しかし、従来の粉塵除去装置のように、フィルター８０の粉塵を除去するのに、装置全体を停止する必要がなく、吸引装置１００が密閉容器９内の雰囲気を吸引している際（２次容器用排出弁４０が閉状態となっている際）に、フィルター８０上の粉塵を除去すればよい。また、密閉容器９内の雰囲気が大気圧に開放されている場合（２次容器用排出弁４０が開状態となっている場合）でも、その状態のままフィルター８０上の粉塵を除去することも可能である。そのため、本実施形態の粉塵除去装置１を製造ラインに組み込んで使用しても、製造ラインが短期間で停止することがなく、生産効率を低下させない。
【００５２】
以下、液体循環機構の動作について説明する。３次容器３０の底部にはフロート付弁７０が取り付けられた３次容器排出口３２が形成されており、通常、３次容器３０に浄水が満たされているときにはフロート７１が３次容器３０の上方に移動し、フロート付弁７０が開状態となる（図４（ｂ）参照）。この状態のときに吸引装置１００が稼動していると密閉容器９内が負圧となるため、３次容器３０内の浄水が液体供給管６０を介して密閉容器９内、ひいては１次容器１０内に供給されることになる。一方、３次容器３０内に浄水が収容されていないと、フロート７１が３次容器３０の下方に移動し、フロート付弁７０が閉状態となる（図４（a）参照）。そのため、１次容器１０内に液体循環機構を介して浄水は供給されない。ここで、３次容器３０の３次容器排出口３２にフロート付弁７０を取り付けるのは以下の理由による。つまり、フロート付弁７０がないと、３次容器３０に浄水が収容されておらず吸引装置１００が作動している場合に、液体循環機構から密閉容器９内に空気を供給することになり、密閉容器９内の負圧を低下させてしまう。その結果、気体導入管５０からの空気の吸引が悪くなったり、２次容器用排出弁４０の閉状態を維持できなくなったりする。そのため、吸引式により粉塵を含む気体を１次容器１０内に導入する本実施形態の粉塵除去装置１にあっては、フロート付弁７０を採用することが望ましい。なお、フロート付弁７０の密閉性をさらに向上させるために、フロート付弁７０の内側の３次容器排出口３２と接触する部分にゴム板等のシール材７４を取り付けるのが望ましい。
【００５３】
このように、吸引式により粉塵を含む空気を１次容器１０内に導入し、フロート付弁７０を採用することにより、吸引装置１００を稼動させている限り、液体循環機構を自動で作動させることが可能となる。これにより、工業用水等の浄水を節約することができる。また、浄水を循環させるのにポンプ等の機器を新たに作動させる必要がない。また、本実施形態においては供給弁としてフロート付弁７０を採用したが、本発明はこれに限られるものではなく、３次容器３０内の水をセンサで検知して、その検知結果に基づき弁を開閉させる電磁弁を採用することも当然可能である。
【００５４】
このような液体循環機構においては、密閉容器９に形成されている循環水供給口６１は、１次容器１０の水面よりも高いところに形成するのが望ましい。１次容器１０の水面よりも低い位置に循環水供給口６１を形成すると、吸引装置１００が稼動を停止したときに、１次容器１０内に収容されている水が３次容器３０内に逆流してしまう。しかしながら、このような問題は液体供給管６０に逆止弁を配置することで解決することが可能である。
【００５５】
なお、上記実施形態においては、液体循環機構として自動的に浄水を循環する形態を採用しているが、液体循環機構として、フィルターにより粉塵が除去された水を、ポンプ等を使用して１次容器１０に供給するようにしてもよい。
【００５６】
さらに、本実施形態の粉塵除去装置１においては液体循環機構を採用しているが、２次容器排出口２１から排出された粉塵を含む水をそのまま全量廃却したり、２次容器排出口２１から排出される粉塵を含む水からフィルター８０により粉塵を除去したのち、３次容器３０内に収容される浄水を全量廃却するようにしてもよい。このような構成でも、気体中に含まれる粉塵を除去する粉塵除去装置としてはなんら支障がない。
【００５７】
さらに、本実施形態の粉塵除去装置１においては、吸引装置１００により密閉容器９内の雰囲気を吸引することにより１次容器１０内の水に粉塵を含む空気を導入する方法（吸引式）を採用しているが、本発明はこれに限られるものではない。つまり、粉塵を含む空気（気体）を１次容器（液体収容容器）内の水に、圧送装置により導入する方法（圧送式）を採用してもよい。この場合、圧送装置の排気口と本実施形態にかかる気体導入管の吸気口とを接続することで、本発明を実現することができる。このような圧送式の気体導入方法を採用することで、１次容器（液体収容容器）を密閉容器内に収容する必要はなくなり、装置が簡略化されるという効果がある。一方この方法では、装置から粉塵を含む液体を排出するタイミングを吸引装置の稼動・停止により制御したり、３次容器に収容される浄水を自動で１次容器（液体収容容器）にくみ上げたりすることはできない。そのため、排水量の減少や水の節約等を考慮すれば、吸引式により気体を導入する方法を採用して、さらに本発明にかかる液体循環機構を採用するのが望ましいといえる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の粉塵除去装置の一例を説明する概念図。
【図２】分流板を詳細に説明するための斜視図。
【図３】２次容器用排出弁を示しその動作を説明する概略図。
【図４】３次容器用フロート付弁を示しその動作を説明する概略図。
【符号の説明】
【００５９】
１  粉塵除去装置
５  隔壁
７  浄水供給口（液体供給機構）
９  密閉容器
１０  １次容器（液体収容容器）
２０  ２次容器（液体排出機構）
２１  ２次容器排出口（液体排出機構）
３０  ３次容器（液体循環機構）
４０  ２次容器用排出弁（液体排出機構）
５０  気体導入管（気体導入部）
６０  循環水供給管（液体供給管、液体循環機構）
６１  循環水供給口（液体供給口、液体循環機構）
７０  ３次容器用フロート付弁
８０  フィルター
１００  吸引装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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