(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉塵を含む混合気体を取り込み粉塵を回収して気体を排気する乾式集塵機と、
前記乾式集塵機の排気側に取り付けられる湿式集塵機とを具え、
前記湿式集塵機は、
乾式集塵機から排気された気体と接触してこの気体に残存する微粉末を集塵する液体が貯えられる液槽部と、
前記液槽部内の液中に浸漬されて排気の導入側と排出側とを区画するフィルタとを具えることを特徴とする微粉末用集塵機。
【請求項２】
乾式集塵機と湿式集塵機とは、一つのハウジングに収納されていることを特徴とする請求項1に記載の微粉末用集塵機。
【請求項３】
フィルタのメッシュサイズは、0.9μm〜1000μmであることを特徴とする請求項1に記載の微粉末用集塵機。
【請求項４】
湿式集塵機の排出能力が1〜150m3/minであることを特徴とする請求項1に記載の微粉末用集塵機。
【請求項５】
湿式集塵機において、排出側の液面の上方に回転羽根を具えることを特徴とする請求項1に記載の微粉末用集塵機。
【請求項６】
微粉末は、周期律表IVa、Va、VIa族金属元素、SiおよびAlよりなる群から選択される1種以上の元素と、炭素、窒素、硼素および酸素よりなる群から選択される1種以上の元素との化合物と鉄族金属とを含む粉末、又は周期律表IIa族金属元素を含む化合物の粉末を含むことを特徴とする請求項1に記載の微粉末用集塵機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微粉末を効率よく集塵するのに最適な微粉末用集塵機に関するものである。特に、硬質合金などの製造工程において、その原料粉末や加工に伴って発生した粉末や微粉末を集塵するのに適した微粉末用集塵機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、刃先交換式工具などの硬質合金は、原料粉末を湿式混合して十分に混ぜ合わせ、乾燥・造粒などの固液分離する工程を経て混合原料をプレス成形してから焼結炉で焼結した後、仕上げ加工されて製造される。プレス体を焼結する際は、通常、焼結トレーに載せられて焼結される。このような硬質合金の製造工程において、従来、粉末を取り扱う装置や製造・加工により粉末が生じる装置、また、これらの装置の近傍など粉末が飛散し易い箇所には、通常、乾式集塵機を設け、粉塵を回収していた。上記装置としては、プレス成型機に混合粉末を供給するホッパ、中間焼結後に成型加工(中間成型)を行う成型機、プレス成型機などの硬質合金の材料粉末を直接扱う装置や、焼結に用いた焼結トレーの表面に付着した粉末を除去する除去装置、焼結体にプロファイル仕上げ加工を施す加工機などの製造・加工の際に粉末が発生する装置がある。
【０００３】
乾式集塵機は、一般に、粉塵を含む混合気体を吸引する吸気口と、モータに連動したファンと、粉塵を付着させる乾式フィルタと、粉塵が除去された気体を排出する排気口とを具える。この乾式集塵機による集塵は、モータを駆動させてファンを回転させ、吸気口から上記混合気体を吸引し、乾式フィルタに通して粉塵をフィルタに付着させ、フィルタを通って粉塵が除去された気体を排気口から排気することで行う。乾式フィルタは、通常、濾過布などからなるバッグフィルタと呼ばれるものなどが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記硬質合金の製造工程において、材料粉末やパラフィンなどの粘着性粉末などが飛散し易い箇所やこれらの粉末を取り扱う装置などに設けられた乾式集塵機は、これらの粉塵のうち、より微細な粉末(微粉末)を完全に回収することが困難であるという問題があった。ここで、微粉末を集塵するためには、フィルタの目(メッシュ)を細かくすることが考えられる。ところが、フィルタの目を細かくすると、目詰まりを生じて集塵作業の効率が低下するという問題が生じる。また、目詰まりが生じることで排出抵抗が大きくなるため、エネルギーも余分に必要となる。フィルタの目詰まりを防ぐ手段として、従来、フィルタに機械的に又はエアで衝撃を与えて付着した粉末を落下・除去させることが行われている。その他の手段として、フィルタの交換頻度を上げることが考えられる。しかし、この場合、フィルタの交換作業中は、集塵作業が行えず集塵効率が悪いだけでなく、コスト高にもなる。そのため、従来は、フィルタの目をある程度大きくせざるを得なく、微粉末を完全に、また効率よく集塵することが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、効率よく集塵作業が行え、従来と同等のエネルギーでより微細な粉末を完全に集塵することができ、かつ安全性のよい微粉末用集塵機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
効率よく集塵作業が行え、従来と同等のエネルギーでより微細な粉末を完全に集塵することができ、かつ安全性のよい集塵方法として、以下の方法が考えられる。この方法は、乾式で粉塵を含む混合気体を取り込んで粉塵を回収して気体を排気する過程と、液中への浸漬と気中への露出とを繰り返すフィルタに前記排気された気体を通過させて気体に残存する微粉末を集塵する過程と、前記微粉末が除去された気体を排出する過程を具える。
【０００７】
また、本発明微粉末用集塵機は、粉塵を含む混合気体を取り込み粉塵を回収して気体を排気する乾式集塵機と、前記乾式集塵機の排気側に取り付けられる湿式集塵機とを具える。この湿式集塵機は、乾式集塵機から排気された気体と接触してこの気体に残存する微粉末を集塵する液体が貯えられる液槽部と、前記液槽部内の液中に浸漬されて排気の導入側と排出側とを区画するフィルタとを具えることを特徴とする。このような本発明微粉末用集塵機は、上記集塵方法に用いることが好適である。
【０００８】
本発明は、乾式による粉塵の回収、具体的には、従来の乾式集塵機を用いて粉塵の回収を行った場合、回収しきれなかった微粉末を液体に接触させることで除去するものである。特に、液中への浸漬と気中への露出とを繰り返すフィルタに排気された気体を通過させることで、より効果的に微粉末を回収する。また、本発明は、特に、微粉末の集塵に必要な微細なメッシュサイズのフィルタを用いなくても微粉末を集塵できるため、フィルタが目詰まりを起こしたり、従来と比較してエネルギーを余分に必要としたりすることがなく、経済性に優れる。ここで、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、チタンなどの合金、鉄、エポキシ樹脂、粉ミルク、微粉炭、穀粉、澱粉などの粉末の集塵を行う場合、粉塵爆発や粉塵火災を生じる可能性がある。しかし、本発明は、液体によって粉末を十分冷却して低温化することで爆発限界又は燃焼限界(爆発又は燃焼が発生するために必要な可燃性物質の濃度範囲)を狭めることができるため、爆発や火災を防止することが可能であり、安全性に優れる。なお、本発明は、特に、平均粒径1μm以下の粉末を集塵するのに最適である。
【０００９】
従来、乾式集塵機を用いて行われてきた粉塵の回収は、微粉末を完全に集塵することが難しく、排気口から排気される気体には、微粉末が回収されず排気中に残存していることが多い。このような微粉末を集塵する方法として、例えば、従来の乾式集塵機において、より細かい目のフィルタを用いることが考えられる。しかし、その場合、フィルタの目が細かくなったことで目詰まりを起こし易くなったり、排気抵抗が大きくなることでエネルギーの消費が多くなったりする。そこで、本発明者らは、乾式集塵機から排気された気体を液体に接触させることで微粉末を集塵すると共に、特に、液中への浸漬と気中への露出とを繰り返すフィルタを設けることで、より効果的に微粉末を液中に集塵できることを見出した。このとき、目詰まりを起こしたり、従来と比較してエネルギーを余分に消費したりすることなく、微粉末をより完全に集塵できることを見出した。
【００１０】
即ち、本発明は、乾式集塵機から排気された気体をモータなどの駆動機構を用いて導入・排出することなく、排気された気体中に含まれる微粉末を回収する。以下、本発明において微粉末を集塵する原理を説明する。まず、排気された気体を液体に接触させることで、排気に含まれる微粉末の一部は、液中に落ち集塵される。このとき、液中に浸漬されたフィルタは、液中に導入された排気の気泡が通過する際、その気泡を分割して小さくして液体との接触面積を増やし、微粉末を液中に落とし易くすると考えられる。
【００１１】
一方、液中に浸漬されたフィルタにおいて液面との境界付近の部分は、導入された排気の圧力により導入側の液面が下がって液面から露出する状態と、排気が導入側から排出側に通過することで導入側の圧力が下がって液面が元に戻って露出した部分が浸漬する状態とが繰り返される。この状態において排気は、フィルタの露出部分を通過して排出側に吐き出される。即ち、本発明は、フィルタが液面から露出することで排気の通過を可能にする。フィルタを通過すると排出側には液体が存在するため、排気は確実に液体に接触することになり、微粉末を液中に落とす。なお、フィルタの露出部分の格子には薄い液膜が張られ、排気は、この液膜を通過することでも微粉末が回収されると考えられる。また、この液膜は、排気が通過することで割られるが、露出部分が再び浸漬することで新たに張られるため、順次、排気に含まれる微粉末を回収すると考えられる。
【００１２】
排気がフィルタを通過して排出側に吐き出される際、フィルタの排出側では、飛沫が生じる。この飛沫により複数の液滴ができて、排気は液体との接触面積が増すため、微粉末が確実に液中に落とされると考えられる。本発明は、このように液体との接触、フィルタの通過、液滴との接触という構成により、従来と比較してより完全な集塵を実現することができる。
【００１３】
以下、本発明をより詳しく説明する。
本発明においてフィルタは、液槽部の液中において、排気の導入側と排出側とを区画するように具えられることが好ましい。また、フィルタは、網状のものや不織布状のものなど特に問わないが、メッシュサイズが、格子に水膜が張れる程度の大きさで、集塵の際にエネルギーの効率が著しく低下しない程度のものが好ましい。具体的には、0.9μm〜1000μmである。特に好ましくは、10μm〜300μmである。このように本発明では、集塵する微粉末の平均粒径よりもフィルタのメッシュサイズが大きくてもより完全に微粉末を集塵することができる。不織布状のフィルタを用いる場合は、上記のメッシュサイズとなるように厚みを調整するとよい。メッシュサイズを小さくすると排気抵抗が大きくなるため、必要に応じて、別途エネルギーを与えて排気を導入するとよい。フィルタのサイズは、液槽部の液中において、排気の導入側と排出側とを区画できる程度のものが適する。
【００１４】
上記のようにフィルタの排出側では、フィルタを通って吐き出される気体に伴って飛沫が吐き出される。飛沫が排出側から吐き出され続けると、フィルタを浸漬する液体の量が少なくなる恐れがある。そこで、上記液面から生じた飛沫の液滴を遮蔽し、微粉末が除去された清浄な気体のみを排出させることが好ましい。液滴を遮蔽する方法として、例えば、乾式集塵機から排気された気体の排出側の液面の上方に、吐き出された液滴が衝突することで液面に落下させられるもので、かつ清浄な気体の排出を妨げない衝突物を設けるとよい。具体的には、回転羽根を具えることが好ましい。排出側に液滴の排出を遮蔽する回転羽根を設けることで、液面から吐き出された飛沫の液滴は、回転羽根に衝突して液中に落とされ、液体の減少を抑制する。また、液滴が回転羽根に衝突すると同時に回転羽根が回されることで清浄な気体は拡散され、排出をより促進する。このような液滴の排出の遮蔽物を設けることで、排出口からは、微粉末が除去された清浄な気体のみが吐き出されることになる。また、粉塵爆発や粉塵火災を起こす恐れのある粉末を集塵した際、回転羽根によって液槽部内の液体量の減少速度を減じるため、爆発や火災をより防止することができる。
【００１５】
本発明において用いる液体は、粉塵によって適宜変更すればよく、水やオイルなど特に限定しないが、環境に悪影響を与えることが少なく、経済的な水を用いることが好ましい。また、液体の量は、微粉末の集塵に十分な量であって、作動中の液面が、フィルタが液中への浸漬と気中への露出とを繰り返すことができる位置となる量である。具体的には、例えば、静止状態の液面が、フィルタの端部と等しいか、フィルタの端部が若干下方にくる位置とすることが好ましい。更に、排気が液体とより接触し易いように排気が液面近く又は液中に導入されるよう構成することが好ましい。具体的には、ダクトを用い、ダクトの一端を液面近く又は液中に配置させるとよい。
【００１６】
本発明において集塵する微粉末は、限定されないが、硬質合金などの製造中に生じる材料粉末などの微粉末が特に適する。具体的には、周期律表IVa、Va、VIa族金属元素、SiおよびAlよりなる群から選択される1種以上の元素と、炭素、窒素、硼素および酸素よりなる群から選択される1種以上の元素との化合物の粉末と、鉄族金属の粉末とを含むものに適する。従って、本発明は、プレス成型機に混合粉末を供給するホッパの近傍、プレス成型機や中間焼結後の成型加工機などの粉末を取り扱う装置、焼結に用いた焼結トレーの表面に付着した粉末を除去する除去装置、焼結体にプロファイル仕上げ加工を施す加工機などの製造・加工の際に粉末が発生する装置などの粉末が発生し易い箇所や装置に適用することが好ましい。
【００１７】
そのほか、加工・製造の際に生じる粉末として、周期律表IIa族金属元素を含む化合物、例えば、周期律表IIa族金属元素と炭素、窒素および酸素よりなる群から選択される1種以上の元素との化合物の粉末やマグネシウム合金やカルシウム合金の粉末が適する。マグネシウムやカルシウムを含むセラミックスは、耐熱材や絶縁材に用いられ、これらを加工する際に粉末が生じる。その他のセラミックスに用いてもよい。
【００１８】
本発明微粉末用集塵機において用いる乾式集塵機は、設置箇所に応じた排気能力を有する市販のものを用いればよい。例えば、プレス成型機に混合粉末を供給するホッパの近傍、プレス成型機や焼結に用いた焼結トレーの表面に付着した粉末を除去する除去装置などの装置に設ける場合、公称排気能力1〜150m3/min、特に、10m3/min前後のものが経済的で好ましい。また、本発明集塵機に具える湿式集塵機の排気能力は、1〜150m3/min、特に5〜50m3/minとなるように設計すると経済的で好ましい。これら乾式集塵機と湿式集塵機とは、一つのハウジングに収納されていると設置し易く好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明微粉末用集塵機を示す模式図で、乾式集塵機の排気側に湿式集塵機を設けた状態を示す。図2は、本発明微粉末用集塵機において、湿式集塵機1の構造を説明する模式図である。本発明微粉末用集塵機は、粉塵を含む混合気体を取り込み粉塵を回収して気体を排気する乾式集塵機50と、乾式集塵機50の排気側に取り付けられる湿式集塵機1とを具える。乾式集塵機50は、従来用いられているバッグフィルタを用いたものなど公知のものを用いればよいため、以下、湿式集塵機1を詳しく説明する。
【００２０】
＜微粉末用集塵機＞
(全体構成)
湿式集塵機1は、乾式集塵機50からの排気15と接触して排気15に残存する微粉末16を集塵する液体が貯えられる液槽部2と、液槽部2内の液中に浸漬されて排気15の導入側Aと排出側Bとを区画するフィルタ3とを具える。
【００２１】
湿式集塵機1は、図2に示すようにハウジング4の内部において上方側に気体槽部5、下方側に液槽部2を具える上下二層構造である。この二層は、微粉末16が残留する排気15が導入される導入側A(図2において右側)と微粉末16が除去され清浄な気体17が排出される排出側B(同左側)との間に設けられた仕切り板6で二部分に区切られている。本例において仕切り板6は、液体に浸される部分に複数の孔を有する孔あき部6'が設けられており、液体や気体が流通できる。ハウジング4や仕切り板6の材料は、鋼、ステンレス、アルミ合金、プラスチックスなど特に限定されないが、本例では、鋼板で構成し、表面に防食加工を施した。また、湿式集塵機1は、液面近傍までダクトを設けて吸気しなくても十分集塵を行うことができる。
【００２２】
(フィルタ)
本発明においてフィルタ3は、液中への浸漬と気中への露出とを繰り返し、露出部分に排気された気体を通過させて気体に残存する微粉末を集塵するものである。液槽部2内の液中において、排気15の導入側Aと排出側Bとを区画するように設けられている。具体的には、仕切り板6の孔あき部6'の導入側A面に接するようにフィルタ3を設けている。フィルタ3は、格子に液膜をつくり、この液膜により排気15に含まれる微粉末16を集塵する作用や、排気15からなる気泡を分割させる作用もあると考えられる。フィルタ3を具えることで、本発明は、排気15を通過させる際、効率よく液体と接触させて微粉末を集塵することが可能である。本例においてフィルタ3は、格子に水膜が張れる程度の大きさで、集塵の際にエネルギーの効率が低下しない程度のメッシュサイズを有する市販のプラスチック製のものを用いた。フィルタ3のサイズは、仕切り板6に固定し易いように孔あき部6'を覆い、液槽部2(ハウジング4)の底部に達する大きさのものとした。なお、本例では、孔あき部6'の導入側A面に接するように設けたが、排出側B面でもよい。また、フィルタ3は、液中で流動しないように固定させておく。本例では、仕切り板6に固定させている。
【００２３】
(液槽部)
液槽部2に貯える液体として、水を用いた。液量は、微粉末16を集塵できる十分な量で、フィルタ3において孔あき部6'を覆っている部分を浸漬できる量とした。静止状態において液面は、孔あき部6'よりも若干上方に位置するようにした。より具体的には、液面と孔あき部6'間が30mm以下、より好ましくは10mm以下となるようにした。液面を孔あき部6'よりも若干上方に位置するようにしたことで、フィルタ3において液面との境界付近の部分は、排気15の導入に伴って、液中への浸漬と気中への露出とを繰り返す。このフィルタ3において液面との境界付近の部分が露出した際、排気15を通過させる。
【００２４】
(導入口・排出口)
ハウジング4は、開閉可能なように気体槽部5側に蓋11を有しており、この蓋11の導入側Aに導入口7、同排出側Bに排出口8をそれぞれ設けている。導入口7は、排気15を導入する部分であり、排出口8は、微粉末16が除去された清浄な気体17を排出する部分である。両口7、8の形状は特に限定されないが、本例では、共に円筒状に形成した。なお、蓋11が開閉可能なことで液体の供給や内部の状態の監察、フィルタ3の交換などが行い易い。これら両口7、8及び蓋11もハウジング4と同様に鋼で構成し、表面に防食加工を施した。
【００２５】
(回転羽根)
排出側Bの気体槽部5の上方で排出口8の下方には、飛沫から生じた液滴18の排出を遮蔽するための回転羽根9を設けている。排出側Bの液面から気体が吐き出される際、気体と共に飛沫が生じ、この飛沫によって複数の液滴18が生じる。しかし、液滴18は、回転羽根9に衝突することで液槽部2に落とされる。そのため、回転羽根9は、液滴18が排出口8から出て行って液槽部2の液量が減少するのを抑制する。また、液滴18が回転羽根9に衝突することで回転羽根9が回転される。すると、気体17が拡散されることで、気体17の排出をより促す。この構成により排気口8からは、清浄な気体17のみが排出されることになる。回転羽根9の材料は、液滴18や気体17の衝突に耐え得る程度の強度を具えていればよく、特に問わない。本例では、プラスチック製のものを用いた。また、大きさは、排出口8の大きさに合わせて適宜変更するとよい。
【００２６】
(その他の構成)
排出口8の開口部には、カバー10を設けている。このカバー10は、主に、本発明集塵機を稼動していないときなどに外部から湿式集塵機1の内部に塵埃などが入らないようにするために設けたものである。このようなカバー10は、気体17の排気を妨げないようなもので形成されていればよく、本例では、フィルタ3と同様のものを用いた。カバー10を設けることで、万一、排出側Bの液面から吐き出された液滴18が外部に出ようとしも、液滴18を捕らえることができる。
【００２７】
ハウジング4には、液槽部2内の液量が外部から認識できるように液量計12を設けている。また、本例においてハウジング4は、有底円筒状としたが、箱状でもよく、特に形状は問わない。更に、ハウジング4と仕切り板6との間には、シールを施すことが好ましい。
【００２８】
＜乾式集塵機＞
乾式集塵機50は、従来から使用されているものを用いており、図1において詳細を省略しているが、粉塵を含む混合気体を吸引する吸気口51と、モータ(図示せず)に連動したファン(同)と、粉塵を付着させる乾式フィルタ(同)と、粉塵が除去された気体を排気する排気口52とを具える。そして、乾式集塵機50は、モータを駆動させてファンを回転させ、吸気口51から粉塵を含む混合気体を吸引し、乾式フィルタに通して粉塵をフィルタに付着させ、フィルタを通って粉塵が除去された気体を排気口52から排出させる。
【００２９】
このような湿式集塵機1と乾式集塵機50とは、連結ダクト20によって連結するとよい。また、粉塵が吸い取り易いように吸気口51には、吸気ダクト21を取り付けることが好ましい。各ダクト20、21はそれぞれ市販されている塩化ビニル製のフレキシブルダクトを用いた。
【００３０】
次に、本発明微粉末用集塵機を用いた微粉末の集塵方法を説明する。
(1)  乾式で粉塵を含む混合気体を取り込んで粉塵を回収して気体を排気する過程
図1に示すように吸気ダクト21から吸い込まれた粉塵を含む混合気体は、吸気口51から乾式集塵機50の内部に取り込まれ、乾式フィルタによって粉塵が回収された気体が排気口52から吐き出される。吐き出される気体には、平均粒径が1μmを超える粉塵はほとんど含まれていないが、平均粒径1μm以下の微粉末は残留して含んだ状態である。この排気を連結ダクト20を介して導入口7から湿式集塵機1の内部に導入する。
【００３１】
(2)  液中への浸漬と気中への露出とを繰り返すフィルタに排気された気体を通過させて気体に残存する微粉末を集塵する過程
図2に示すように導入口7から導入された微粉末16を含む排気15は、導入側Aの気体槽部5を通り、導入側Aの液槽部2内に入る。排気15が導入されると、導入側Aの液面は排気15の圧力で下がり、排出側Bの液面が上がり、排気15が排出側Bに抜けると、導入側Aの液面が上がり、排出側Bの液面が下がるという状態を繰り返す。このとき、排出側Bは、気体が吐き出されるため液滴18が生じ波立った状態となる。導入側Aの液槽部2に入った排気15の気泡は、フィルタ3を通過することで分割されて小さい気泡となり、液体との接触面積が増加し、微粉末16を集塵することができると考えられる。
【００３２】
排気15がハウジング4に導入されると、その際の圧力で導入側Aの液面が下がり、フィルタ3において液面との境界付近の部分が露出する。排気15は、この露出した部分を通過し孔あき部6'の孔を介して排出側に吐き出される。フィルタ3及び孔あき部6'の孔を通過すると排出側Bには液体が存在するため、排気15は確実に液体に接触することになり、微粉末16を液中に落とす。排気15がフィルタ3を通過すると、導入側Aの圧力は下がるため、導入側Aの液面は元の位置まで上がり、露出した部分は、再び液中に浸漬される。このように本発明は、フィルタ3の液中への浸漬と気中への露出を繰り返す。
【００３３】
排気15がフィルタ3を通過して排出側Bに吐き出される際、排出側Bでは、飛沫が生じて複数の液滴18ができる。従って、万一、フィルタ3の通過により微粉末16が集塵されされていなくても、排気15は、この液滴18と接触することで微粉末16を液中に落とすと考えられる。また、フィルタ3の格子には液膜がつくられ、排気15はこの液膜を通過することでも、微粉末16が回収されると考えられる。排気15の通過により割れた液膜は、排気15の通過後、導入側Aの液面が再び上がって元の位置になった際、新たにつくられ、次の排気15の通過を可能にする。
【００３４】
(3)  微粉末が除去された気体を排出する過程
排出側Bの気体槽部5に吐き出された気体17は、排出口8を介して外部に排出される。このとき、排出口8の開口部からは、微粉末16を含んでいない清浄な気体17のみが排出される。
【００３５】
排出側Bから吐き出される気体と共に液滴18が吐き出される。しかし、液滴18は、回転羽根9に衝突することで液槽部2に落とされ、液滴18が排出口8から出ることはない。また、上記(2)において、液滴18の衝突によって回転羽根9が回転されることで、排出側Bの気体槽部5に存在する気体17を拡散し、気体17の排気を促進させる。
【００３６】
(試験例1)
本発明微粉末用集塵機の排気能力を調べてみた。排気能力は、一分間あたりに排出できる体積(m3/min)で表し、排気速度(m/sec)と排気(排出)口の面積との積で表すことができる。本試験に用いた集塵機の特性を以下に示す。
【００３７】
(湿式集塵機)
導入口の内径  150mm
排出口の内径  125mm
ハウジング(有底円筒状)のサイズ  直径350mm×高さ540mm
仕切り板のサイズ  幅350mm×高さ540mm×厚さ1mm
孔あき部のサイズ  幅350mm×高さ180mm
孔のサイズ      直径10mm
液槽部に供給する液体の量：18リットル
フィルタ
「トラベロンエアフィルタAF-120AN」、金井重要工業株式会社製
材質：ナイロン(商標)、ポリエステル
サイズ：幅350mm×長さ300mm×厚さ10mm
なお、メッシュサイズが100μmとなるようにフィルタの厚さを調整した。
静止状態における液面：孔あき部の約7mm上方
【００３８】
0003775495.tif 000002
【００３９】
(1)  乾式集塵機のみの場合
図3は、乾式集塵機50の模式図である。乾式集塵機50を作動させて、周囲の空気(特に粉塵を含ませていないもの)を吸わせてみた。すると、吸気速度は、16m/secであり、吸気能力は、吸気速度と吸気口51の面積とから求めると、約7.5m3/minであった。一方、排気速度は、8.5m/secであり、排気能力は、排気速度と排気口52の面積とから求めると、約9.0m3/minであった。
【００４０】
(2)  乾式集塵機の排気側に湿式集塵機を連結した場合(液体なし)
図4は、乾式集塵機50の排気側に本発明湿式集塵機1を連結ダクト20で連結した状態を示す模式図であって、湿式集塵機1の液槽部2内に液体を入れていない状態を示す。(1)と同様に乾式集塵機50を作動させて、周囲の空気(特に粉塵を含ませていないもの)を吸わせてみた。すると、乾式集塵機50の吸気速度は、15m/secであり、吸気能力は、吸気速度と吸気口51の面積とから求めると、約7.1m3/minであった。一方、湿式集塵機1の排出速度は、13m/secであり、排出能力は、排出速度と排出口8の面積とから求めると、約9.6m3/minであった。
【００４１】
(3)  乾式集塵機の排気側に湿式集塵機を連結した場合(液体有り)
図5は、乾式集塵機50の排気側に本発明湿式集塵機1を連結ダクト20で連結した状態を示す模式図であって、湿式集塵機1の液槽部2内に液体を入れた状態を示す。(2)と同様に乾式集塵機50を作動させて、周囲の空気(特に粉塵を含ませていないもの)を吸わせてみた。すると、乾式集塵機50の吸気速度は、12m/secであり、吸気能力は、吸気速度と吸気口51の面積とから求めると、約5.7m3/minであった。一方、湿式集塵機1の排出速度は、11m/secであり、排出能力は、排出速度と排出口8の面積とから求めると、約8.1m3/minであった。
【００４２】
(4)  乾式集塵機の排気側に湿式集塵機を連結した場合(液体有り、粉塵を含む混合気体の吸引)
図5に示す状態において、更に乾式集塵機50の吸気口51に吸気ダクト21を取り付けて図1に示す状態にし、(2)と同様に乾式集塵機50を作動させて、粉塵を含む混合気体を吸わせてみた。すると、乾式集塵機50の吸気速度は、9.4m/secであり、吸気能力は、吸気速度と吸気口51の面積とから求めると、約4.4m3/minであった。一方、湿式集塵機1の排出速度は、8.5m/secであり、排出能力は、排出速度と排出口8の面積とから求めると、約6.3m3/minであった。即ち、湿式集塵機1において、排出口8の面積を小さめにすることで、乾式集塵機50のみの場合と同様の排出速度を保持することができることが分かった。従って、本発明では、従来と比較して余分にエネルギーを必要としない。なお、排出口8の面積は、所望の吸引速度及び排出速度が得られるように適宜変更させるとよい。
【００４３】
(試験例2)
本発明集塵機を用いた集塵方法と従来の集塵方法とを比較してみた。比較は、上記試験で用いた集塵機と同様のものを用いた。
【００４４】
(湿式集塵機)
導入口の内径  150mm
排出口の内径  125mm
排出能力      8.1m3/min
(乾式集塵機)
吸気口の内径  100mm
排気口の内径  150mm
排出能力      9.0m3/min
【００４５】
(吸気させたエア)
試験は、5日で1000gの粉末が発生するエリアに乾式集塵機とその排気側に湿式集塵機が設けられた本発明例と、同様のエリアに乾式集塵機のみが設けられた従来例とを比較した。なお、本発明例では湿式集塵機の排出口に、従来例では乾式集塵機の排気口にそれぞれ気体が通過できる粘着シートを取り付け、排出口、排気口のそれぞれから吐き出される粉末を肉視できる様に付着させた。
【００４６】
その結果、本発明例は、粘着シートに平均粒径1μm未満の極めて小さい微粉末が5日で1g未満付着していたのに対し、従来例では、100gの粉末が付着していた。特に、粉末の大きさを調べて見ると、平均粒径1μm以下の微粉末であった。
【００４７】
更に、本発明例においてフィルタの目、湿式集塵機の排出能力を変化させ、その他の条件を変えず同様の実験を行ったところ、メッシュサイズは10μm〜300μmが好ましいことが分かった。また、湿式集塵機の排出能力は5〜50m3/minのときに経済的でより好ましいことが確認された。加えて、本発明例において、湿式集塵機の導入口にダクトを取り付け、ダクトの一端を液中に位置させて、上記と同様の試験を行ったところ、微粉末の付着はより少なかった。
【００４８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明集塵機によれば、目詰まりを起こしたり、従来と比較してエネルギーを過剰に消費したりすることなく、微粉末をより完全に集塵することができるという優れた効果を奏し得る。また、従来と比較してエネルギーの浪費がないため、経済性にも優れる。更に、粉塵爆発や粉塵火災を生じる恐れのある粉末を集塵しても、粉末を液体に通して冷却することで燃焼限界や爆発限界を狭めるため、これらの粉末が爆発や火災するのを防止することができる。従って、本発明は、安全性にも優れる。
【００４９】
特に、本発明は、液中への浸漬と気中への露出とを繰り返すフィルタを通過させることで、排気を確実に液体に接触させて微粉末の集塵を可能にする。また、液面から生じた液滴を遮蔽する部材、具体的には、排出側に回転羽根を設けることで、液槽部内の液体量の減少速度を減じるため、粉塵爆発や粉塵火災をより防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明微粉末用集塵機を示す模式図であって、乾式集塵機の排気側に湿式集塵機を設けた状態であり、乾式集塵機の吸気口に吸気用ダクトを取り付け、湿式集塵機の内部に液体を入れた状態を示す。
【図２】本発明微粉末用集塵機において湿式集塵機の構造を説明する模式図である。
【図３】乾式集塵機の模式図である。
【図４】乾式集塵機の排気側に湿式集塵機を連結した状態を示す模式図であって、湿式集塵機の内部に液体を入れていない状態を示す。
【図５】乾式集塵機の排気側に湿式集塵機を連結した状態を示す模式図であって、湿式集塵機の内部に液体を入れた状態を示す。
【符号の説明】
1  湿式集塵機  2  液槽部  3  フィルタ  4  ハウジング  5  気体槽部
6  仕切り板  6'  孔あき部  7  導入口  8  排出口  9  回転羽根
10  カバー  11  蓋  12  液量計  15  排気  16  微粉末  17  気体
18  液滴
20  連結ダクト  21  吸気ダクト
50  乾式集塵機  51  吸気口  52  排気口
A  導入側  B  排出側
【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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