(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロアーの吸引作用を受けて吸引通路を通って吸い込まれて来る含塵気流を、一次集塵部を通して切り粉や油等の塵埃を分離し、次いで、フイルターを備えた二次集塵部を通して微細ミスト等を捕集するように構成した集塵装置であって、
上記の一次集塵部を、上部接線方向に含塵気流が流入する供給管を接続した円筒管と、この円筒管の内部下側において、上端口を円筒管の風路に向けて上向きに開口した状態に設けられ、且つ、上記二次集塵部に通じるように構成した排気ダクトと、上記円筒管の内壁面に沿って旋回しながら落下して来る質量のある切り粉や油等の塵埃を受け入れる密閉型のダストボックスとによって構成し、且つ、上記円筒管の上部風路内に、全体を略円錐柱状に形成した内筒体を設けて、上記円筒管内に流入して来る含塵気流をこの内筒体の外周面に沿わせて旋回させるように構成する一方、
上記の二次集塵部を、上記一次集塵部の排気ダクトを通して送られて来る含塵気流に対して、ミスト捕集用のフイルターを略垂直に配設し、且つ、該フイルターの下側にはオイル等の凝集液収集部を設けて、フイルターが捕集したミストを収集するように構成したことを特徴とする集塵装置。
【請求項２】
二次集塵部のフイルターを、空気流入側と流出側に各々目の粗い疎のフイルターを配設し、これ等両側のフイルターの間に目の細かい密なフイルターを挾み込んで構成したことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
【請求項３】
疎なるフイルターの素材が、目の大きさを３００ミクロンから５００ミクロンの大きさに形成した発砲ウレタン材であり、密なるフイルターの素材が、目の大きさを１０ミクロンから２０ミクロンの大きさに形成したカポック繊維であることを特徴とする請求項２記載の集塵装置。
【請求項４】
二次集塵部の凝集液収集部に、オイル等の液体を二次集塵部の外部、又は、一次集塵部のダストボックスに排出するためのバルブ付きの排油口を設けたことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は集塵装置に関するものであって、具体的には、切削油やそのミスト、或は、切削時に発生する切り粉等が混ざり合った含塵気流を濾過する場合に用いて好適な集塵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
切削油等の油やそれ等のミスト、或は、切削時の切り粉やその他の金属粉等が混ざり合った塵埃を集塵する場合、従来は、これ等塵埃の種類やミストの量等により、集塵装置自体の構成を変えたり、フイルターの構成やフイルターの材質を変えることによって対応していたが、塵埃の種類や量が異なる複数種のダスト類が発生する工場等では、目的に応じて複数台の集塵装置を購入して使い分けたり、同時使用しなくてはならないため、コストや設置スペース、或は、運転操作及びメンテナンス等の点で、各種の問題があった。
【０００３】
そこで、例えば特開平１０−１９２６２８号公報に見られるように、油や水、或は、切り粉、火花粉塵、一般の粉塵と言った各種ダストの種類に対しても、また、その発生量の多少に対しても、一台にて対処可能に構成した集塵装置が開発された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公報に記載された従来の集塵装置は、吸引した含塵気流を吸引管部の内部で旋回させることにより、その遠心力によって質量のあるミスト・ダストと、質量の少いミスト・ダストを分離して捕集する仕組に成っているが、しかし、この集塵装置は吸引したミスト・ダストが吸引通路を通って吸引される途中で、進行方向に対して直角に構成された通路の内壁面、具体的には、Ｓ字通路内の内壁面に衝突反射して、質量の少い又は無い細かなミスト・ダストがダストボックスに向かわずに飛散拡散するため、充分な一次ミスト捕集が行われないままフイルター側に流れてしまい、その結果、フイルターにミスト・ダストが付着してフイルターの寿命を短くする問題があった。
【０００５】
更に上記従来の集塵装置では、ミスト・ダスト捕集用のフイルターの全体が、吸引管部の上側に横に平坦な姿勢で設置されているため、ミスト・ダストがフイルター内部に付着堆積して溜りやすく、いずれこれがフイルター内部に充満して目詰りを引き起こし、濾過能力を低下させる問題があった。
【０００６】
従って本発明の技術的課題は、工作機械の切削工程で発生する切り粉や飛散油、或は、ミスト等を含んだ含塵気流を直接吸引してこれを旋回させることにより、含塵気流からオイルやミスト等を分離して、これ等ミスト・ダストを途中で飛散拡散させることなくダストボックスに確実に捕集せしめると共に、微細なミスト等を捕集するフイルターの内部にミスト等ができるだけ溜らないようにして、フイルターの寿命を極力長くすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するために本発明で講じた手段は以下の如くである。
【０００８】
ブロアーの吸引作用を受けて吸引通路を通って吸い込まれて来る含塵気流を、一次集塵部を通して切り粉や油等の塵埃を分離し、次いで、フイルターを備えた二次集塵部を通して微細ミスト等を捕集するように構成した集塵装置であって、
【０００９】
（１）  上記の一次集塵部を、上部接線方向に含塵気流が流入する供給管を接続した円筒管と、この円筒管の内部下側において、上端口を円筒管の風路に向けて上向きに開口した状態に設けられ、且つ、上記二次集塵部に通じるように構成した排気ダクトと、上記円筒管の内壁面に沿って旋回しながら落下して来る質量のある切り粉や油等の塵埃を受け入れる密閉型のダストボックスとによって構成し、且つ、上記円筒管の上部風路内に、全体を略円錐柱状に形成した内筒体を設けて、上記円筒管内に流入して来る含塵気流をこの内筒体の外周面に沿わせて旋回させるように構成する一方、上記の二次集塵部を、上記一次集塵部の排気ダクトを通して送られて来る含塵気流に対して、ミスト捕集用のフイルターを略垂直に配設し、且つ、該フイルターの下側にはオイル等の凝集液収集部を設けて、フイルターが捕集したミストを収集するように構成すること。（請求項１）
【００１０】
（２）  二次集塵部のフイルターを、空気流入側と流出側に各々目の粗い疎のフイルターを配設し、これ等両側のフイルターの間に目の細かい密なフイルターを挾み込んで構成すること。（請求項２）
【００１１】
（３）  疎なるフイルターの素材が、目の大きさを３００ミクロンから５００ミクロンの大きさに形成した発砲ウレタン材であり、密なるフイルターの素材が、目の大きさを１０ミクロンから２０ミクロンの大きさに形成したカポック繊維であること。（請求項３）
【００１２】
（４）  二次集塵部の凝集液収集部に、オイル等の液体を二次集塵部の外部、又は、一次集塵部のダストボックスに排出するためのバルブ付きの排油口を設けること。（請求項４）
【００１３】
上記（１）で述べた請求項１に係る手段によれば、一次集塵部でオイルや凝集された比較的粒子の大きなミストのような質量のあるミスト・ダストを旋回分離してダストボックスに捕集し、この一次集塵部で捕集しきれなかった微細なミストのような質量の少い又は無いミスト・ダストを二次集塵部のフイルターによって捕集されるが、その際、一次集塵部での旋回流は円筒管内を真下に向かって進むため、旋回中のミスト・ダストがその間飛散拡散されることなく、ダストボックスへの捕集を確実に行うことができ、また、一次集塵部から二次集塵部に送られる含塵気流は、フイルターにて更に細かなミストが捕集されることになるが
、捕集されたミストはフイルター内部に溜らずに、フイルター内で成長しながら次第に降下して下側の凝集液収集部に捕集されるため、フイルターの寿命を極力長くすることを可能にする。
【００１４】
更に上記（１）で述べた請求項１に係る手段によれば、ブロアーの吸引作用を受けて接線方向に接続した供給管（導入通路）から円筒管の内部に流入して来る含塵気流を、円筒管の内側面に沿って旋回させながら風路内に進行させることができると共に、この円筒管の風路内には、全体を略円錐柱状に形成した内筒体が設けられているため、供給管から流入して来る上記含塵気流の旋回状態をこの円錐柱の側面にガイドさせてより確実なものにして、その遠心力によって質量のあるミスト・ダストを風路の外壁に沿って旋回させながら下降する一方、質量の少ない又は無いミスト・ダストを内筒体の側面に沿って旋回させながら下降して、下側のダストボックス内に落下・回収することができ、更に、これ等ミスト・ダストを分離した含塵気流を排気ダクトを通して二次集塵部に送り込んで、仕上げの濾過を行うことを可能にする。
【００１５】
上記（２）で述べた請求項２に係る手段によれば、上記の排気ダクトを通して二次集塵部に送り込まれて来る微細なオイルミストを含有した空気流は、一度流入側の疎なるフイルターを通過した後、オイルミストが中間に介在した密なるフイルターに捕集され、また、密なるフイルターのオイルミスト含有量（捕集量
）が増すに従って、密なるフイルターの前後に接している流入側と流出側の疎なるフイルターが、密なるフイルターに捕集されているオイルミストを順次転写  （浸潤）吸収し、その後、疎なるフイルターを伝ってオイルミストが自重によって下方に落ちて排出されるから、いちいちフイルターを絞ってオイルミストを排出する必要がなく、オイルミストを順次自然に排出して凝集液収集部に収集することを可能にする。
【００１６】
上記（３）で述べた請求項３に係る手段によれば、従来よりオイルフェンス等に多く用いられているカポック繊維は、多量のオイルミストを吸収して離さない性質、つまり、オイルミストをできるだけ多く含んで外部に流出させない性質を備えているため、このカポック繊維を使用し、而かも目の大きさを２０ミクロン〜１０ミクロンと極めて小さく形成した密なるフイルターは、空気流通時にオイルミストを確実に捕えて空気のみを通過させ、捕えたオイルミストを繊維質内に吸収してフイルター内に留め、通過風（後続空気流）を受けてもオイルミストの飛散を防止することができると共に、オイルミストが繊維質内に留まっているため、繊維の間を空気が通過するので空気圧損を極めて小さくすることができ、また、目の大きさを５００ミクロン〜３００ミクロンと比較的大きく形成した前後の疎のフイルターは、中間の密なるフイルターから溢れ出るオイルミストを確実に吸い取って排出することを可能にする。
【００１７】
上記（４）で述べた請求項４に係る手段によれば、凝集液収集部に溜ったオイル等の液体を、バルブを開いて排油口から二次集塵部の外部、又は、一次集塵部のダストボックスに排出するため、凝集液収集部に溜ったオイル等の液体が再び含塵気流に乗ってフイルターに再付着することを防止することができる。
【００１８】
以上の如くであるから、上記（１）〜（４）の手段によって上述した技術的課題を解決して、前記従来技術の問題点を解消することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る集塵装置の実施の形態を図面と共に説明すると、図１は本発明の全体を説明した正面図、図２はその側面図、図３は平面図であって、これ等の図面に於いて、符号ＳＲで全体的に示したのは集塵装置、Ｔは複数本の支持脚ＴＡ…によって支持された機台で、この機台Ｔ上には一次集塵部を構成するプレダスト分離機１と、フイルターを備えた二次集塵部１０と、モータによって作動する排気用のブロアー２０Ｔと排気口２２を備えた排気ブロック２０が設けられている。
【００２０】
図４は上述したプレダスト分離機１の構成を拡大して示した断面図であって、図中、４は円筒管、２はこの円筒管４の上部接線方向に接続した含塵気流の供給管、３は円筒管４の内部上側で、且つ、供給管２の供給口の内側面部分に設けた全体が略円錐柱形状を成す内筒体で、供給管２の供給口から流入して来る含塵気流を、この内筒体３の円錐状の側面に沿わせて旋回するように構成されている。
【００２１】
４Ｒは、上記の内筒体３を設けることにより、円筒管４の内部上側部に内筒体３に相対する形状、即ち、上側部を広く、下端口４Ｔを狭く絞った形状の風路であって、この風路４Ｒを旋回することによって質量のあるミスト・ダストＭＲ…と、質量の少い又は無いミスト・ダストＭＬ…が分離される仕組に成っている。
【００２２】
更に図４に於いて、３Ｂは上述した内筒体３のうち、図面上手前側に設けた上記供給管２の供給口から流入して来る含塵空気が旋回を始める側（流入側）の側面、３Ａはその反対側の側面であって、内筒体３は図示したように流入側の側面３Ｂの傾斜を垂線に対して比較的大きな角度でゆるやかに形成しているのに対して、反対側の側面３Ａの傾斜は垂線に対して比較的小さな角度で急斜面に形成されると共に、その中心を上記含塵空気の流入側とは反対方向、即ち、円筒管４の中心ＳＬに対して図面上少し左側に偏心させた状態の斜円錐柱形状に造られているため、供給管２の供給口から送り込まれて来る含塵気流を図面右上方の広い空間内にスムーズに受入れた後、逆流等を引き起こすことなく内筒体３を中心に図面上反時計回転方向に円滑に旋回させることができるものであって、含塵気流を少い圧力損失の基で効果的に旋回出来る仕組に成っている。
【００２３】
更に図中、５は上述した二次集塵部１０に通じる排気ダクトであって、上記円筒管４の下側内部に設けたこの排気ダクト５の上端口５Ｈが、上記内筒体３の底面に向けて間隔を保って同軸的に突設されていて、この間隔が含塵気流の迂回通路６Ｈを構成している。
【００２４】
また、６は上記排気ダクト５の上端口５Ｈを斜め下方に屈折することによって構成した円錐ガイド、６Ａは円錐ガイド６によって構成された上記風路４Ｒの下端口４Ｔに通じるポケット部、６Ｂは円錐ガイド６の下端と円筒管４との間の狭い落下通路であって、風路４Ｒの下端口４Ｔから旋回しながら落ちて来るミスト・ダストは、ポケット部６Ａを通ってこの狭い落下通路６Ｂから下側に落下される仕組に成っている。
【００２５】
更に、図１、図２並びに図４に於いて、７は上記機台Ｔの底面に一体形成したホッパー、７Ａはこのホッパー７の上面に突設した回収口を示し、また、図４に於いて７Ｔは回収口７Ａの上端に設けた取付けフランジで、この取付けフランジ７Ｔに上記円筒管４の下端口に設けた取付けフランジ４Ｌを接続することにより、プレダスト分離機１が機台Ｔの上面に立設した状態に保持されている。
【００２６】
また、図１と図２に於いて、８は上記プレダスト分離機１によって分離されて、円筒管４の下端から回収口７Ａ及びホッパー７を通って落下して来るミスト・ダストを回収する密閉型のダストボックス（排油タンク）で、８Ｒ…はこのダストボックス８の底面に取付けた移動用のキャスター、８Ａは排油口、９Ｘは操作杆９Ａを有するレバー９を図２に示した実線の如く上方に回動すると、ダストボックス８の全体を降下して、その上端口８Ｂを上記ホッパー７の下端口７Ｂから切り離すことができ、反対に、レバー９を図２の仮想線に示す如く下方に回動すると、ダストボックス８の全体を上昇させて、その上端口８Ｂをホッパー７の下端口７Ｂに密接な状態に接続できるように構成したリング装置である。
【００２７】
以上の如く構成したプレダスト分離機１（一次集塵部）によれば、排気ダクト５を通して及ぼされる上記ブロアー２０Ｔの吸引作用によって、供給管２を通して円周方向に旋回しながら略末すぼまり状の風路４Ｒ内に吸引進行して来る含塵空気は、その遠心旋回作用によって質量のあるミスト・ダストＭＲ…を風路４Ｒの外壁側に分離し、この外壁に沿わせた状態で下端口４Ｔに向けて進行させ、遠心旋回作用を受けない質量の少い又は無いミスト・ダストＭＬ…を含んだ気流を風路４Ｒの内壁側、又は、内筒体３の外側面に沿わせた状態で同じく下端口４Ｔに向けて進行させる。
【００２８】
次いで、上記の下端口４Ｔを出た質量のあるミスト・ダストＭＲ…は、慣性力によって円筒管４の内壁面に沿って旋回しながら図面に於いて下側方向に進行した後、ポケット部６Ａから狭い落下通路６Ｂを通って広い円筒管４の下側部内に流れ込んで失速するため、そのままホッパー７を通して下側に設けたダストボックス８内に落下、回収される。
【００２９】
一方、質量の少い又は無いミスト・ダストＭＬ…は慣性力がなく、その殆んどが迂回通路６Ｈから排気ダクト５を通って後段の二次集塵部１０側に吸引排気されるが、この吸引排気中のミスト・ダストＭＬ…は、二次集塵部１０側のフイルター（後述する）によって濾過される。
【００３０】
また、ブロアー２０Ｔによって吸引さる気体の流れは管路の最短部を流れる性質を備えていて、内筒体３の底面部分を最短の流路として流れ、且つ、流速も最も速いため、風路４Ｒの内壁側を旋回しながら進んだ気流がこの部分を通過して迂回通路６Ｈの部分を降下し、上記の質量の少い又は無いミスト・ダストＭＬ…と共に排気ダクト５を通って二次集塵部１０側へ吸引される。
【００３１】
更に、上述の如く分離された質量のあるミスト・ダストＭＲ…は、円錐ガイド６にガイドされて下方のダストボックス８に容易に落下し、また、この円錐ガイド６と円筒管４によってダストの落下通路６Ｂが狭く造られているため、ダストボックス８側に落下したミスト・ダストＭＲ…等が再び舞い上がって排気ダクト５側に吸引されることがなく、二次集塵部１０への吸引を防止することができる。
【００３２】
次に、上述したフイルターを備えた二次集塵部１０の構成を図５に示した断面図に従って説明すると、図中、１０Ｘは上述したブロアー２０Ｔの吸引ダクト２１を接続したケーシング、１０Ｂはこのケーシング１０Ｘの内部に設けた集塵室、１１はこの集塵室１０Ｂ内に設けたフイルター室、１０Ｒは集塵室１０Ｂの一側に連設した含塵気流の流入筒、１０Ａはその流入通路で、流入筒１０Ｒの先端に設けた取付けフランジ１０Ｔに、上述した排気ダクト５の先端口に設けた取付けフランジ５Ｔを接続することにより、プレダスト分離機１（一次集塵部）の後段に二次集塵部１０が連通接続される仕組に成っている。
【００３３】
１１Ｓと１１Ｔはフイルター室１１の流入口と流出口、１０Ｃは含塵気流の衝突板、１３は集塵室１０Ｂの下側に設けた排油溜め室、１４は開閉弁（通常のバルブ又は逆止弁）を備えた排油口であって、排油溜め室１３に溜め込んだ排油をこの排油口１４から外部、又は、上述したダストボックス８に排出できるように構成されている。
【００３４】
更に図中、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは上述したフイルター室１１の内部に空気流に対して略垂直状態で、且つ、３枚重ねの状態にして収納したフイルター、１２はフイルター取り出し用の把手で、空気の流入口１１Ｓ側と流出口１１Ｔ側の前後２枚のフイルター１１Ａ，１１Ｃは、目の大きさを５００ミクロン〜３００ミクロンに形成した発砲ウレタン材を用いた目の粗い疎のフイルターであり、また、これ等前後の疎のフイルター１１Ａ，１１Ｃの間に密接状態に挾み込まれた中間のフイルター１１Ｂは、目の大きさを２０ミクロン〜１０ミクロンに形成したカポック繊維を用いた目の細かい密のフイルターであって、これ等３枚のフイルター１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから成るフイルター群によって、各矢印の方向に流れる空気流の中からオイルミストを捕集・除去する仕組に成っている。
【００３５】
本発明で用いる二次集塵部１０は以上述べた如き構成であるから、ブロアー２０Ｔの吸引作用によって矢印に示すように集塵室１０Ｂの流入筒１０Ｒ内に吸引された微細なオイルミストを含んだ気流は、先ず流入口１１Ｓ側の疎なるフイルター１１Ａを通過した後、微細なオイルミストが中間に介在された密なるフイルタ１１Ｂに捕集される。
【００３６】
次いで、時間の経過と共に密なるフイルター１１Ｂのオイルミスト含有量が増加するに従って、密なるフイルター１１Ｂの両側面に接している前後の疎なるフイルター１１Ａ，１１Ｃがこのオイルミストを転写吸収（浸潤吸収）し、その後、これ等疎なるフイルター１１Ａ，１１Ｃを伝ってオイルミストが自重降下して下側の排油溜め室１３内に溜め込まれ、適宜排油口１４から外部、又は、ダストボックス８に排出される。
【００３７】
また、本発明では上述した密なるフイルター１１Ｂの素材として、特に、目の大きさを２０ミクロン〜１０ミクロンと極めて小さく形成したカポック繊維が使用されているため、空気流がこの密なるフイルター１１Ｂを通過する時にオイルミストのみを捕えて、これを繊維室内に吸収した状態に留めることができるから、通過風によってオイルミストを飛散させてしまうことがなく、更に、繊維の間を空気流が通過するので空気圧損を小さくすることができるものであって、繊維質内にオイルミストを吸収させることなく、繊維と繊維の間にオイルミストを溜める通常の化学繊維を用いた従来のフイルターに比較して、空気圧損を小さくできる特徴を備えている。
【００３８】
更に本発明では、前後の疎なるフイルター１１Ａ，１１Ｃの素材として、目の大きさを５００ミクロン〜３００ミクロンと比較的大きく形成した発砲ウレタン材を使用することにより、疎なるフイルター１１Ａ，１１Ｃの吸収性を高めて中央に挾み込んだ密なるフイルター１１Ｂから溢れ出るオイルミストを確実に吸い取り、これを下側の排油溜め室１３側に自重降下させて、外部又はダストボックス８に排出することを可能にしている。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べた次第で、本発明に係る集塵装置によれば、切削油やオイルミスト、或は、切り粉と言った各種のミスト・ダストを、先ず旋回流方式の一次集塵部  （プレダスト分離機）を用いて、含塵気流からその殆を周囲に飛散拡散させることなく確実に分離、捕集し、次いで、二次集塵部では略垂直に設けた特殊フイルターの優れた捕集作用により、一次集塵部で捕集しきれなかった微細なミスト・ダストを捕集するため、極めて優れた濾過効果を発揮することができると共に、二次集塵部のフイルターに捕集した微細なミスト・ダストは、自重降下によって自然に排出できるため、フイルターの寿命を長くすることができるものであって、長時間に渡って安定した集塵効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る集塵装置の全体を説明した正面図である。
【図２】  本発明の側面図である。
【図３】  本発明の平面図である。
【図４】  本発明で用いる一次集塵部（プレダスト分離機）の構造を説明した正断面図である。
【図５】  本発明で用いるフイルターを備えた二次集塵部の構造を拡大して示した正断面図である。
【符号の説明】
１                プレダスト分離機（一次集塵部）
２                供給管
３                内筒体
４                円筒管
４Ｒ              風路
５                排気ダクト
８                ダストボックス
１０              二次集塵部
１１              フイルター室
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ            フイルター
１３              排油溜め室
１４              バルブ付きの排油口
２０Ｔ            ブロアー
ＭＲ              質量のあるミスト・ダスト
ＭＬ              質量の少い又は無いミスト・ダスト
【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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