(57)【要約】【課題】構成の簡素化と装置の保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安定して回収できるようにした溶接ヒューム回収方法を提供する。【解決手段】溶接部１で発生した溶接ヒュームを含む気体を捕集槽４の捕集液６中に噴出させて溶接ヒュームを前記捕集液６で捕集し、前記捕集槽４の捕集液６を回収槽１４に導出させて捕集液６を捕集槽４と回収槽１４の間を循環させ、前記回収槽１４に備えた回転駆動する磁石２２に捕集液６中の溶接ヒュームを磁気吸着させるとともに、前記磁気吸着した溶接ヒュームを磁石２２から剥ぎ取って回収することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接部で発生した溶接ヒュームを含む気体を捕集槽の捕集液中に噴出させて溶接ヒュームを前記捕集液で捕集し、前記捕集槽の捕集液を回収槽に導出させて捕集液を捕集槽と回収槽の間を循環させ、前記回収槽に備えた回転駆動する磁石に捕集液中の溶接ヒュームを磁気吸着させるとともに、前記磁気吸着した溶接ヒュームを磁石から剥ぎ取って回収することを特徴とする溶接ヒュームの回収方法。
【請求項２】
捕集液の温度を調節できるようにした請求項１に記載の溶接ヒュームの回収方法。
【請求項３】
溶接部で発生した溶接ヒュームを含む気体をブロアで搬送する導出管と、前記導出管を介して導入した気体から溶接ヒュームを捕集する捕集液を貯留した捕集槽と、前記捕集槽から導出させた捕集液を貯留する回収槽と、前記捕集槽と回収槽の間で捕集液を循環させる循環手段と、前記回収槽の捕集液中の溶接ヒュームを磁気吸着する磁石を有する回転体と、前記磁石に磁気吸着した溶接ヒュームを剥ぎ取るスクレーパを備えたことを特徴とする溶接ヒュームの回収装置。
【請求項４】
捕集液の温度調節手段を備えた請求項３に記載の溶接ヒュームの回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接機等で発生した溶接ヒュームを回収するための溶接ヒューム回収方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の溶接ヒューム回収装置として、フィルタによる回収装置、電気集塵回収装置、液体を用いた湿式回収装置、前記各手段を組み合わせた回収装置がある。
【０００３】
フィルタによる回収装置においては、捕集用のフィルタ表面に短時間で溶接ヒュームが堆積し、ブロアによる溶接部からの溶接ヒュームを含む気体の吸引能力が低下するため、長期間安定した回収を行うことが困難で、さらに捕集用のフィルタ、ブロア等の大型化や騒音が高くなる等の課題がある。また捕集用のフィルタの洗浄、交換等の保守が必要でその作業に手間を要する。
【０００４】
また、電気集塵装置においては、互いに対向した放電電極と集塵電極を備え、その間の電界の作用で溶接ヒュームを荷電しこれを集塵電極に付着させるようにしているが、前記フィルタによる回収装置と同様に付着した溶接ヒュームの除去が必要で、その作業に手間を要する。
【０００５】
また、溶接作業の時に発生する溶接ヒュームは粉塵状で粒径が小さく、さらに溶接部から吸引する溶接ヒュームを含む気体に酸素を含むことにから発火の防止対策が必要となる。これらの乾式の回収装置であるフィルタによる回収装置、電気集塵回収装置の課題の改良手段として、液体を用いた湿式回収装置が開発されており、その代表的なものとして下記のものが知られている。
【０００６】
筒状の溶接ヒューム処理槽に所定量の処理液を入れ、この処理槽の底部から圧力気体を供給して処理液を揺動泡状として処理液面を上昇させ、処理槽の低部側壁の外部から溶接ヒュームを供給して揺動泡状の処理液を通過させて処理槽上部から浄化された気体を排出するものである。（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、レーザ溶接機から離反するにつれて低くなる傾斜管部を備える導管の上流端がレーザ溶接機に接続され、導管からのガスを潜らせるようにして処理液が貯溜される処理槽内に、処理液の液面から上方に流通するガス流に向けて処理液を噴出する複数のノズルが固定配置され、処理槽の底部から吸引した処理液を前記噴霧器および前記ノズルに供給する循環ポンプと、前記噴霧器およびノズルとの間、ならびに前記処理槽との間のいずれか一方にフィルタが設けられ、また処理液中に沈むようにしてマグネットが前記処理槽の底部に取り付けられているものである。
【０００８】
これにより、処理槽内で処理液との接触によりガスから除去されて処理液中で粒状となった溶接ヒューム、ならびに導管側から流れてきた処理液中に含まれる溶接ヒュームは、循環ポンプでの処理液の循環中にフィルタにより除去される。また処理液中の溶接ヒュームがマグネットに吸着されることになり、処理液中に粒状の溶接ヒュームが分散、浮遊することを極力防止し、溶接ヒュームの捕捉効率を高めようとするものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−２９２９７０号公報
【特許文献２】特開２０００−１５８１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記した特許文献１に記載のものは、圧力気体の供給により処理液の上面に揺動泡状の層を形成させるが、処理液の温度変化、表面張力等の変動により泡状の層を常に安定して形成することが困難であり、溶接ヒュームを確実に捕捉、回収することができない。また圧力気体を供給する設備が必要となり大型化し、騒音が高くなる課題がある。
【００１０】
また、前記した特許文献２に記載のものは、処理液中に含まれる溶接ヒュームは循環ポンプでの処理液の循環経路中にフィルタにより除去されるが、前記した乾式の回収装置と同様にフィルタ表面に短時間で溶接ヒュームが堆積し、循環ポンプによる処理液の循環量が低下するため、長期間安定した回収を行うことが困難で、フィルタの洗浄、交換等の保守が必要でその作業に手間を要する。
【００１１】
さらに、処理槽の底部に平板状の磁石を設置し、処理液中の溶接ヒュームの一部を付着させているが、付着した溶接ヒュームの処理槽内の底部での剥ぎ取り、または磁石の出し入れ作業が必要で作業に手間を要する。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、構成の簡素化と装置の保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安定して回収できるようにした溶接ヒューム回収方法および回収装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するため、溶接部で発生した溶接ヒュームを含む気体を捕集槽の捕集液中に噴出させて溶接ヒュームを前記捕集液で捕集し、前記捕集槽の捕集液を回収槽に導出させて捕集液を捕集槽と回収槽の間を循環させ、前記回収槽に備えた回転駆動する磁石に捕集液中の溶接ヒュームを磁気吸着させるとともに、前記磁気吸着した溶接ヒュームを磁石から剥ぎ取って回収することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、装置の簡素化と保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安定して回収できるようにした溶接ヒューム回収方法および回収装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、溶接部で発生した溶接ヒュームを含む気体を捕集槽の捕集液中に噴出させて溶接ヒュームを前記捕集液で捕集し、前記捕集槽の捕集液を回収槽に導出させて捕集液を捕集槽と回収槽の間を循環させ、前記回収槽に備えた回転駆動する磁石に捕集液中の溶接ヒュームを磁気吸着させるとともに、前記磁気吸着した溶接ヒュームを磁石から剥ぎ取って回収することを特徴とする溶接ヒュームの回収方法としたものである。
【００１６】
これによって、装置の簡素化と保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安全にかつ安定して回収できるようにした溶接ヒュームの回収方法とすることができる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、捕集液の温度を調節できるようにした溶接ヒュームの回収方法としたものである。
【００１８】
これによって、溶接ヒュームを含む気体による捕集液の温度上昇を抑えて、発火性に対する安全性をより向上させることができるとともに、冬季における凍結を防止して安定した溶接ヒュームの回収を行うことができる。
【００１９】
第３の発明は、溶接部で発生した溶接ヒュームを含む気体をブロアで搬送する導出管と、前記導出管を介して導入した気体から溶接ヒュームを捕集する捕集液を貯留した捕集槽と、前記捕集槽から導出させた捕集液を貯留する回収槽と、前記捕集槽と回収槽の間で捕集液を循環させる循環手段と、前記回収槽の捕集液中の溶接ヒュームを磁気吸着する磁石を有する回転体と、前記磁石に磁気吸着した溶接ヒュームを剥ぎ取るスクレーパを備えたことを特徴とする溶接ヒュームの回収装置としたものである。
【００２０】
これによって、装置の簡素化と保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安定して回収できるようにした溶接ヒュームの回収装置とすることができる。
【００２１】
第４の発明は、第３の発明において、捕集液の温度調節手段を備えた溶接ヒュームの回収装置としたものである。
【００２２】
これによって、溶接ヒュームを含む気体による捕集液の温度上昇を抑えて、発火性に対する安全性をより向上させることができるとともに、冬季における凍結を防止して安定した溶接ヒュームの回収を行うことができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の一実施例の溶接ヒュームの回収装置を図１、図２を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例の溶接ヒュームの回収装置を示す構成図、図２は溶接ヒュームの磁気吸着部分の斜視図である。
【００２４】
溶接部1は内部にレーザによる部品の溶接機構およびここで発生する溶接ヒュームの周囲への飛散を防止するケース等（図示なし）を備えており、溶接ヒュームは例えば窒素ガス、空気の気体とともに吸入管２を介してブロア３により吸引される。吸入管２の他端部に複数の散気孔４ａを形成した散気管４に接続されている。ブロア３により吸入された溶接ヒュームを含む気体は前記散気孔４ａより噴出する。
【００２５】
捕集槽５内に一定量の水道水等の捕集液６を貯留し、この捕集槽５内の底部に散気管４を位置させており、溶接ヒュームを含む気体を複数の散気孔４ａから捕集液６に噴出させ、捕集液６中を上昇させる過程で溶接ヒューム分を捕集液６で捕捉、捕集する。捕集液６を通過した気体は排気管７より捕集槽５の外部に排出される。また捕集槽５には供給管８、開閉弁９を介して捕集液６を必要に応じて供給する。
【００２６】
また、捕集槽５の底部には排出管１０が接続され、開閉弁１１によりメンテナンス時等に捕集液６を排出できるように構成されている。さらに捕集槽５には捕集液６の水位検出器１２および捕集液６の温度検出器１３を備えており、水位検出器１２により開閉弁９を制御して捕集液６の水位を一定範囲に調節する。また温度検出器１３により後に説明する温度調節手段を制御して捕集液６を一定温度範囲に調節するものである。
【００２７】
捕集槽５と併設して回収槽１４を備え、捕集槽５の捕集液６を導出管１５から循環手段である循環ポンプ１６により回収槽１４に導出させるとともに一定量貯留する。回収槽１４に貯留した捕集液６は返送管１７より捕集槽５に戻す。捕集槽５内に位置する返送管１７には複数の噴出孔１７ａを有しており、この噴出孔１７ａから回収槽１４に貯留した捕集液６を捕集槽５の捕集液６中に下方に向けて噴出させる。
【００２８】
導出管１５、返送管１７を介して捕集液６を循環手段である循環ポンプ１６により捕集槽５と回収槽１４の間で循環させるとともに、捕集液６は、捕集槽５においては上方から下方に向かう循環流を形成し、回収槽１４においては下方から上方に向かう循環流を形成させる。
【００２９】
また、返送管１７の途中に熱交換器１８を位置させ、この熱交換器１８には放熱フイン１８ａを有しており、温度検出器１３の検出値によりファン１８ｂを駆動し、この送風により捕集液６を冷却する。また返送管１７の途中に電気ヒータ１９を設けて温度検出器１３の検出値により通電し捕集液６を加熱する。前記熱交換器１８、電気ヒータ１９により捕集液６の温度調節手段を構成している。なお循環ポンプ１６、熱交換器１８、電気ヒータ１９は導出管１５、返送管１７のいずれに設けてもよい。
【００３０】
また、回収槽１４の底部には排出管２０が接続され、開閉弁２１によりメンテナンス時等に捕集液６を排出できるように構成されている。
【００３１】
回収槽１４の上部に溶接ヒュームを磁気吸着する磁石２２を円周面に有し、水平軸まわりに回転する回転体２３を位置して設け、回転体２３の略半周部が捕集液６中に浸漬した状態に固定されている。また図２に示すように、回転体２３の回転軸２４に回転駆動手段であるモータ２５が連結され回転体２３を所定の速度で回転させるものである。
【００３２】
捕集液６中に下部を浸漬した回転体２３の円周面に有する磁石２２の表面に捕集液６中の溶接ヒュームを磁気吸着して捕集する。また回転体２３の円周面に有する磁石２２に接してスクレーパ２６を設け、このスクレーパ２６によって磁石２２に磁気吸着した溶接ヒュームを剥ぎ取り、剥ぎ取った溶接ヒュームを容器２７に回収するものである。スクレーパ２６は前記捕集液６の液面上方に位置している。
【００３３】
なお、図１中の実線矢印は捕集液６の流れを方向、破線矢印は気体の流れ方向、一点鎖線矢印は回転体２３の回転方向を示す。
【００３４】
次に、以上のような構成の溶接ヒュームの回収装置における主な運転動作、作用を説明する。溶接部1で発生した溶接ヒュームは、例えば窒素ガス、空気の気体とともに吸入管２を介してブロア３により吸引され、この溶接ヒュームを含む気体は吸入管２の他端部の散気管４に形成した複数の散気孔４ａから捕集槽５の捕集液６中に噴出する。溶接ヒュームを含む気体は散気孔４ａによって分割されて浮力により捕集液６の下方から上方に上昇する。捕集液６中を上昇する過程で溶接ヒュームが捕集液６に捕捉、捕集されるとともに、捕集液６を通過した気体は排気管７より捕集槽５の外部に排出される。
【００３５】
溶接ヒュームを含む気体は散気孔４ａによって分割されて浮力により捕集液６の下方から上方に上昇し、一方捕集液６は返送管１７に形成した複数の噴出孔１７ａから捕集槽５の捕集液６の上方から下方に向けて噴出させて循環流を形成させている。したがって溶接ヒュームを含む気体の流れと捕集槽５の捕集液６の流れは対向流となる。これによって気体と捕集液６との接触および撹拌作用を促進し、気体中の溶接ヒュームが捕集液６に確実に捕捉されやすくなり、捕集効率を向上させることができる。
【００３６】
前記したように捕集槽５と回収槽１４の間で捕集液６を循環させ、回収槽１４の捕集液６中に浸漬した回転体２３の円周面に有する磁石２２の表面に捕集液６中の溶接ヒュームを磁気吸着して捕集する。
【００３７】
また、返送管１７の吸入側を回転体２３の円周面に有する磁石２２の近傍に位置させ、かつ回収槽１４で下方から上方に向かう捕集液６の循環流を形成させることによって、捕集液６が磁石２２に沿って流れ、溶接ヒュームの磁石２２表面への接触を促進させて効率的に磁気吸着させることができる。
【００３８】
なお、回転体２３の円周面に有する磁石２２に接してスクレーパ２６を設け、このスクレーパ２６によって磁石２２に磁気吸着した溶接ヒュームを剥ぎ取り、剥ぎ取った溶接ヒュームを容器２７に回収するようにしたが、磁石２２表面から溶接ヒュームを剥ぎ取る（擦り取り）ことができればよく、スクレーパ２６の構成は実施例に限定されるものではない。
【００３９】
さらに、捕集槽５と回収槽１４を分離したことによって、捕集槽５と回収槽１４の各々の構成および全体構成を簡素化することができる。さらにフィルタを用いないので、フィルタの洗浄、交換等が不要であり、また回収槽１４の上部に溶接ヒュームを磁気吸着する磁石２２を円周面に有する回転体２３を位置して設けたことによって、保守の簡素化とその作業を大幅に削減できるとともに、長期間安定した溶接ヒュームの回収を行うことができる。
【００４０】
また、捕集槽５と回収槽１４の間および捕集槽５と回収槽１４の各々で捕集液６を常に循環させることによって、溶接ヒュームを流動化させ一部箇所への沈降、滞留を防止し、溶接ヒュームを磁石２２の表面に効率的に磁気吸着させて回収することができる。
【００４１】
また、溶接部1から吸引する溶接ヒュームおよび気体の温度は高くなりやすく、この溶接ヒュームを含む気体と接触する捕集液６の温度も上昇する。特に夏季においては捕集液６の温度がより高くなりやすい。前記したように本実施例においては、返送管１７の途中に熱交換器１８を位置させ、温度検出器１３の検出値によりファン１８ｂを駆動し、この送風により循環する捕集液６を例えば３０℃以下になるよう冷却する。これによって捕集槽５および回収槽１４の捕集液６の温度を下げて、磁石２２の磁着能力の低下を防止するとともに、循環ポンプ１６の耐久性を維持することができる。さらに溶接ヒュームの発火要因を取り除くことができ、より安全性を向上させることができる。
【００４２】
また、冬季において溶接ヒュームの回収運転を停止した状態を継続した場合に、捕集槽５および回収槽１４の捕集液６が凍結するおそれがあり、回収運転を開始することが困難となる。前記したように本実施例においては、返送管１７の途中に電気ヒータ１９を設けて温度検出器１３の検出値により通電し循環する捕集液６を加熱する。これによって捕集液６の凍結を防ぎ、装置の破損防止、回収運転の安定化を図ることができる。なお温度条件においては電気ヒータ１９に通電せずに循環ポンプ１６を駆動し、捕集液６を循環させることによっても凍結を防ぐことができる。
【００４３】
前記した実施例においては、温度調節手段の加熱源を電気ヒータ１９としたが、これに限定されるものではなく、例えば石油、ガス燃料の燃焼装置、太陽熱集熱装置、生石灰と水との反応熱等によるものであってもよい。さらに冷却、加熱手段としてヒートポンプサイクルを用いてもよい。
【００４４】
なお、本溶接ヒュームの回収装置においては、捕集槽５と回収槽１４の形状、容積および捕集液６の量、磁石２２の表面積、磁石２２を円周面に有する回転体２３の回転速度、溶接ヒュームを含む気体の吸引量、捕集槽５と回収槽１４との間の捕集液６の循環量等の要素系およびパラメータがあるが、これらを溶接ヒュームの発生量（回収負荷）およびサイズ等により、任意に選択し最適条件に設定することができる。
【００４５】
以上のように、本発明によれば、装置の簡素化と保守の必要性を減らすとともに、溶接ヒュームを長期間にわたって安定して回収できるようにした溶接ヒューム回収方法および回収装置とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
溶接ヒュームの回収装置として幅広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例の溶接ヒュームの回収方法および回収装置を示す構成図。
【図２】図１中の溶接ヒュームの磁気吸着部分の斜視図。
【符号の説明】
【００４８】
１  溶接部
２  吸入管
３  ブロア
４  散気管
４ａ  散気孔
５  捕集槽
６  捕集液
７  排気管
８  供給管
９  開閉弁
１０  排出管
１１  開閉弁
１２  水位検出器
１３  温度検出器
１４  回収槽
１５  導出管
１６  循環ポンプ（循環手段）
１７  返送管
１８  熱交換器（温度調節手段）
１８ａ  放熱フイン
１８ｂ  ファン
１９  電気ヒータ（温度調節手段）
２０  排出管
２１  開閉弁
２２  磁石
２３  回転体
２４  回転軸
２５  モータ
２６  スクレーパ
２７  容器
【図１】
2007307578.tif 000003
【図２】
2007307578.tif 000004