(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集塵機の濾過室の前段に、集塵機からの吸引作用を受けて吸引されて来る含塵空気中から火災の発生原因となるヒュームや火の粉等の熱粒子を分離して除去することができる分離器を接続した集塵装置であって、
上記の分離器に、流入口より分離器内に流入されて来る含塵空気を旋回させて、質量の大きいダスト粒子を遠心力によって外側に分離する分離筒と、この分離筒の下側中央部分に上端口を上向きに開口した状態に設けた上記集塵機に通じる空気導入管と、少くとも上記分離筒の下側に設けられていて、分離筒によって分離されて落下して来る上記質量の大きいダスト粒子を押し潰しながら吸熱して下側のダストバケットに排出するダスト吸熱排出部とを設けたことを特徴とする火災対策機能を備えた集塵装置。
【請求項２】
分離器のダスト吸熱排出部を、相対的に回転しながらダスト粒子を押し潰して吸熱することができる少くとも２本の回転ローラによって構成したことを特徴とする請求項１記載の火災対策機能を備えた集塵装置。
【請求項３】
分離器のダスト吸熱排出部を、相対的に回転しながらダスト粒子を押し潰して吸熱することができる少くとも２本のメイン回転ローラと、相互に密接状態を維持しながら各メイン回転ローラの底面側に弾性的に押接されて従動回転し、両メイン回転ローラの間から排出されて来るダスト粒子を各メイン回転ローラとの間で再度押し潰して吸熱することができる少くとも２本の補助回転ローラとによって構成したことを特徴とする請求項１記載の火災対策機能を備えた集塵装置。
【請求項４】
分離器に設けた空気導入管の上側部に、上向きに突出した空気導入管の上端口に流入する熱粒子を検出することができる熱粒子検出センサーを設けたことを特徴とする請求項１記載の火災対策機能を備えた集塵装置。
【請求項５】
分離器を接続した集塵機の清浄空気雰囲気内に、集塵機内部のフイルターや堆積粉塵等が着、発火した場合に発生する燃焼ガスを検出することができる燃焼ガスセンサーを設けたことを特徴とする請求項１記載の火災対策機能を備えた集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接作業やレーザー加工時に発生する粉塵を捕集することができる集塵装置に関するものであって、具体的には、これ等各作業によって生じる熱エネルギーの高いヒューム粉塵（火の粉）等が原因で発生する火災事故を防止することができる火災対策機能を備えた集塵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
濾過式集塵機の前段に接続して火花粉塵等を分離捕集して、集塵機の火災を防止することができるプレダスト分離器（プレダストボックス）には、従来より例えば実開昭５７−１２２１２号公報、同５７−３５７２３号公報、同５７−３５７２４号公報等に記載されているようなものが存在し、これ等はいずれも不燃性のフイルタを用いてダスト類を分離・捕集するものであって、特に火の粉等の火災の原因となるダスト類の捕集に優れた効果を発揮できるものである。
【０００３】
一方、特開平９−５２０１０号公報や同１０−２３５１２３号公報等には、サイクロンや遠心力を使用したプレダスト分離器が開示されていて、いずれも濾過式集塵機の前段に接続して各種ダスト類や火災の危険がある火の粉等を分離・捕集することを可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これ等従来のプレダスト分離器は、いずれもヒュームや火の粉等の質量の大きい熱粒子を旋回させて遠心分離し、この分離した熱粒子を下側のダストバケット内に回収することができるのであるが、このダストバケットに捕集された熱粒子は高い発火エネルギーを持ち続けているため、回収した粉塵がダストバケット内で発火してしまう危険性があった。
【０００５】
更に、上記従来のプレダスト分離器によれば、本来的には質量の大きな熱粒子は全て遠心分離されてダストバケットに落下捕集されるが、絶対量が多いために微少な火の粉が集塵機側に吸引されてしまって、これがフイルターや堆積粉塵等に着火して火災を引き起こしたり、或は、フイルターへの集中付着による蓄熱によって発火する場合があり、また、これ等バグフイルター等の着、発火時に発生する燃焼ガスによって集塵機が爆発する危険性もあった。
【０００６】
従って本発明の技術的課題は、プレダスト分離器によって遠心分離された質量の大きな高熱エネルギーを有する熱粒子を、ダストバケットに回収する前に吸熱処理して高熱エネルギーを消失させ、低エネルギー粒子としてダストバケットに排出して発火を防止できるように工夫した火災対策機能を備えた集塵装置を提供することである。
【０００７】
更に本発明の他の技術的課題は、微少な火の粉が集塵機側に吸引された場合、或は、バグフイルター等の着、発火によって燃焼ガスが発生した場合に、これを速やかに検出して集塵機の火災拡大や爆発を防止できるように工夫した火災対策機能を備えた集塵装置を提供することである。
【０００８】
【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。
【０００９】
集塵機の濾過室の前段に、集塵機からの吸引作用を受けて吸引されて来る含塵空気中から火災の発生原因となるヒュームや火の粉等の熱粒子を分離して除去することができる分離器を接続した集塵装置であって、
【００１０】
（１）  上記の分離器に、流入口より分離器内に流入されて来る含塵空気を旋回させて、質量の大きいダスト粒子を遠心力によって外側に分離する分離筒と、この分離筒の下側中央部分に上端口を上向きに開口した状態に設けた上記集塵機に通じる空気導入管と、少くとも上記分離筒の下側に設けられていて、分離筒によって分離されて落下して来る上記質量の大きいダスト粒子を押し潰しながら吸熱して下側のダストバケットに排出するダスト吸熱排出部とを設けること。（請求項１）
【００１１】
（２）  分離器のダスト吸熱排出部を、相対的に回転しながらダスト粒子を押し潰して吸熱することができる少くとも２本の回転ローラによって構成すること。（請求項２）
【００１２】
（３）  分離器のダスト吸熱排出部を、相対的に回転しながらダスト粒子を押し潰して吸熱することができる少くとも２本のメイン回転ローラと、相互に密接状態を維持しながら各メイン回転ローラの底面側に弾性的に押接されて従動回転し、両メイン回転ローラの間から排出されて来るダスト粒子を各メイン回転ローラとの間で再度押し潰して吸熱することができる少くとも２本の補助回転ローラとによって構成すること。（請求項３）
【００１３】
（４）  分離器に設けた空気導入管の上側部に、上向きに突出した空気導入管の上端口に流入する熱粒子を検出することができる熱粒子検出センサーを設けること。（請求項４）
【００１４】
（５）  分離器を接続した集塵機の清浄空気雰囲気内に、集塵機内部のフイルターや堆積粉塵等が着、発火した場合に発生する燃焼ガスを検出することができる燃焼ガスセンサーを設けること。（請求項５）
【００１５】
▲１▼  上記（１）で述べた請求項１に係る手段によれば、分離筒によって遠心分離された高熱エネルギーを有する質量の大きな熱粒子は、ダストバケットに回収される前にダスト吸熱排出部によって押し潰されながら吸熱され、熱エネルギーが奪取された状態でダストバケット側に排出されるため、ダストバケット内での着、発火の可能性を低減できる一方、集塵機側に通じる空気導入管の上端口を上記分離筒の下側中央部分に上向きに開口した関係で、分離筒の周面に沿って旋回中の熱粒子がこの空気導入管を通って集塵機側に吸引される可能性を可及的に少くして、集塵機に対して質量の大きな熱粒子を分離した粉塵のみを吸引させることを可能にする。
【００１６】
▲２▼  上記（２）で述べた請求項２に係る手段によれば、分離筒によって遠心分離された質量の大きな熱粒子は、２本の回転ローラ間に移送、挟圧されることによって破砕され、且つ、圧延されて表面積が増大して回転ローラ側に吸熱され易い状態になるため、回転ローラによる吸熱作用を受けて熱エネルギーが奪取され、最早着、発火の可能性の無い粒子となってダストバケット側へ排出させることが可能となる。
【００１７】
▲３▼  上記（３）で述べた請求項３に係る手段によれば、上記▲２▼で述べた２本の回転ローラをメイン回転ローラと成し、このメイン回転ローラの間を通り抜けた熱粒子を、メイン回転ローラと、これに従動回転される補助回転ローラの間を通して再度挟圧と圧延を繰返すため、吸熱及び拘束時間の長大化に伴って充分に熱エネルギーが奪取された状態で粒子をダストバケット側に排出することを可能にする。
【００１８】
▲４▼  上記（４）で述べた請求項４に係る手段によれば、分離器と集塵機とを接続する空気導入管の上端口に流入する熱粒子を検出センサーが検出できるため、この検出センサーが熱粒子の流入を検出した場合は、火災発生の可能性を表示したりブザーを鳴らしたりして警告することができ、更に、集塵機の運転を停止して火災被害の拡大を防ぐことを可能にする。
【００１９】
▲５▼  上記（５）で述べた請求項５に係る手段によれば、集塵機のフイルターや堆積粉塵が着、発火した場合に発生する燃焼ガスをセンサーで検知することができるため、燃焼ガスを検出した場合は直ちに集塵機の運転を停止することによって火災被害の拡大を防いだり、集塵機の爆発を未然に防止することを可能にする。
【００２０】
以上の如くであるから、上記（１）〜（５）の手段によって上述した技術的課題を解決して、前記従来の技術の問題点を解消することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る火災対策機能を備えた集塵装置の実施の形態を図面と共に説明すると、図１は本発明の全体を一部破断して示した斜視図、図２はその内部の構成を説明した構成図であって、これ等の図面に於いて符号１で全体的に示したのはフイルター４…を用いた濾過式の集塵機で、同じく符号１０で全体的に示したのは、この集塵機１の濾過室２Ｂの前段に空気導入管１６を用いて接続したダスト分離器を示す。
【００２２】
上記の集塵機１は、内部を仕切板２によって空気清浄室２Ａと上記の濾過室２Ｂの上下２室に仕切って、濾過室２Ｂには複数本のフイルター４…を吊下げ、且つ、その下側に自重或はフイルター４…から除塵されて落ちて来る粉塵ＤＳを回収するダストバケット３を設ける一方、空気清浄室２Ａにはモータ６Ｍによって回転するブロアー６と、各フイルター４…の上端口４Ａ…に対して、ヘッダーパイプ５Ｐから送られて来る除塵用の圧縮空気（パルスジェット）を吹き込むブローチューブ５…と、各フイルター４…によって濾過された清浄空気の排出口７が設けられている。
【００２３】
また、上記ダスト分離器１０の内部には、断面略円錐状に形成した主分離筒１２が設けられ、また、分離器１０の外部側面には、上記集塵機１のブロアー６の吸引作用を受けて溶接作業部やレーザー加工部等から吸引されて来る粉塵を、上記分離筒１２の接線方向に流入させてその周囲を旋回させる流入口１１が設けられている。
【００２４】
１５は、上記主分離筒１２の下側に上下に間隔をあけて設けた同じく断面略円錐形状を成す補助分離筒で、この補助分離筒１５は、図２に示すようにその傾斜角を上記主分離筒１２の傾斜角と略同一に形成されており、また、上述した空気導入筒１６の略Ｌ字状に曲げ起した先端部側は、この補助分離筒１５の内部中心を下から上に向けて挿通されて、上記間隔の中間に位置させたその上端口１６Ａを、上記主分離筒１２の下側から中心に向けて上向きに開口した構成に造られている。
【００２５】
次に、１７は上記分離器１０の底面に設けたホッパー、２０，２０′はこのホッパー１７の底部排出口１７Ｔ（図５乃至図８参照）の下側部分に左右平行に並べて架設したメイン回転ローラ、２１，２１′はこれ等メイン回転ローラ２０，２０′の下側部に同じく左右平行に並べて架設した補助回転ローラで、これ等２組のローラ２０，２０′と２１，２１′によってダスト吸熱排出部が構成されている。
【００２６】
１８は上記ホッパー１７の下側部に設けたダストバケット、１７Ａはメイン回転ローラ２０，２１′の上側部に平行に架設したコラムで、上記ダスト吸熱排出部を構成するこれ等メインと補助の各回転ローラ２０，２０′及び２１，２１′は、熱粒子を円滑に送り出しながらこれを押し潰して圧延し、その表面積を増大できるように、例えばステンレス等の金属材を用いてローラ状に造られていて、少くともメイン回転ローラ２０，２０′の表面には、ローレット、ショートピーニング、微細モジュールのギヤ等が形成されている。
【００２７】
図３は上記ダスト吸熱排出部を構成する左右のメイン回転ローラ２０，２０′の部分を上側から見た平面図、図４はメイン回転ローラ２０，２０′の一方の回転駆動部を分解して示した斜視図、図５はその組立て状態の側面図であって、これ等の図面に於いて１９，１９は上記ホッパー１７の左右両側に相対向させて取付けた左右のブラケットで、上記左右のメイン回転ローラ２０，２０′はこれ等左右のブラケット１９，１９の間に回転自在に架設されている。
【００２８】
２０Ａと２０Ｘは、上記各メイン回転ローラ２０，２０′の両端部に夫々突設した駆動回転軸と支持回転軸で、これ等各回転軸２０Ａ，２０Ｘは両メイン回転ローラ２０，２０′の各端面部に相対的に設けられていて、各メイン回転ローラ２０，２０′の駆動回転軸２０Ａ，２０Ａ側、即ち、駆動端側は、図３に示すように固定軸受２０Ｓ，２０Ｓを用いて左右のブラケット１９，１９の軸承部に回転自在に支持され、また、各ローラ２０，２０′の支持回転軸２０Ｘ，２０Ｘ側、即ち、自由端側は、左右のブラケット１９，１９に設けたスライド穴１９Ｘ  （図４参照）に移動自在に嵌込んだ可動軸受２０Ｖ，２０Ｖに回転自在に支持されている。
【００２９】
２２は、図４の如く取付けネジ２２Ｓ，２２Ｓを夫々ネジ筒２０Ｔ，２０Ｔにネジ込むことにより、上記各固定軸受け２０Ｓの端面に固定したシンクロナスモータで、このモータ２２の回転出力軸２２Ａが上記各メイン回転ローラ２０，２０′の駆動回転軸２０Ａ，２０Ａに連結されて、メイン回転ローラ２０，２０′を例えば毎分１〜５回転程度のスピードで図６乃至図８に示した矢印方向に相対的に回転する一方、両メイン回転ローラ２０，２０′の可動軸受２０Ｖ，２０Ｖに支持された自由端側は、各可動軸受２０Ｖとブラケット１９に突設したピン２０Ｅ及び１９Ｔの間に張設した第１牽引スプリング２３の牽引力によって、相対するメイン回転ローラ２０，２０′の各駆動端側の周面に相互に弾性的に押接されて、両メイン回転ローラ２０，２０′の間に送り込まれて来る熱粒子を押し潰して圧延しながら下方に送り出す吸熱排出作用を発揮する仕組に成っている。
【００３０】
２４は上記２本の補助回転ローラ２１，２１′の両端部を回転自在に軸支する支承板、２４Ａ，２４Ａ′は各支承板２４に逆ハ字状に穿設したガイド長孔で、これ等各長孔２４Ａ，２４Ａ′には各補助回転ローラ２１，２１′の回転軸２１Ａ，２１Ａ′が夫々スライド自在にはめこまれており、また、上記コラム１７Ａの両端部と上記各支承板２４の間には第２牽引スプリング２５が張設されていて、このスプリング２５の牽引力（引上げ力）によって各補助回転ローラ２１，２１′同士が互いに押圧し合うと共に、各補助回転ローラ２１，２１′を上記メイン回転ローラ２０，２０′の底面側に弾性的に押接して、その摩擦力によって各メイン回転ローラ２０，２０′に連動して夫々図６乃至図８に示した矢印方向に回転する仕組に成っている。
【００３１】
尚、図４に於いて１７Ｂは上記コラム１７Ａに取付けるスプリング止め用のネジで、図５乃至図８に於いて１７Ｘ，１７Ｘは上記ホッパー１７の左右のガイド板を示す。
【００３２】
本発明に係る火災対策機能を備えた集塵装置は以上述べた如き構成であるから、集塵機１に設けたブロアー６の吸引作用を受けて流入口１１から分離器１０の内部に吸引された含塵空気は、主分離筒１２及び補助分離筒１５にガイドされてその周囲を旋回し、その結果、熱粒子を含んだ質量の大きなダスト粒子が遠心力によって分離され、その他の微細な粉塵を含んだ気流が空気導入筒１６を通って集塵機１側に吸引されて、フイルター４によって濾過されるが、次に、上記分離された熱粒子を含んだ質量の大きなダスト粒子（以下単に熱粒子と言う）を押し潰しながら吸熱するダスト吸熱排出部の動作を、図６乃至図８の記載に基づいて説明する。
【００３３】
上記の各図に於いて、ＨＳ…は遠心力によって分離された熱粒子であって、旋回しながら自重によってホッパー１７内に落下したこれ等の熱粒子ＨＳ…は、左右のガイド板１７Ｘ，１７Ｘにガイドされてその底部排出口１７Ｔより図７に示すように相対的に回転する左右のメイン回転ローラ２０，２０′の間に送り込まれ、ここで同図の如く両ローラ２０，２０′の押接作用によって圧延形状ＨＴに押し潰されて表面積が増大されるため、メイン回転ローラ２０，２０′による吸熱作用ＣＦが効果的に行われる。
【００３４】
次いで、両メイン回転ローラ２０，２０′の間を通過した吸熱処理済みの熱粒子ＨＶは、図８の如く相互に弾接して連動回転する他方のメイン回転ローラ２０′と補助回転ローラ２１′の間、又は、一方のメイン回転ローラ２０と補助回転ローラ２１の間に送り込まれて、ここで再び各ローラによる押し潰しと圧延による吸熱作用ＣＦが繰り返され、この吸熱時間の長大化に伴って、充分に熱エネルギーが奪取された粒子ＨＤをダストバケット１８側に落下回収させることを可能にする。
【００３５】
また、上述したコラム１７Ａは図示したようにメイン回転ローラ２０，２０′同士の接触線鉛直上に設けられていて、大径熱粒子ＨＳが両ローラ２０，２０′の間を通過する時に形成される隙間に熱粒子ＨＳが直接通過することを防止すると共に、図７の矢印Ｌの如く熱粒子ＨＳをコラム１７Ａに衝突させて、吸熱作用を促進するように構成されている。
【００３６】
次に、図１及び図２に於いて１４は上述した分離器１０の天井面に設けたセンサー室を示し、また、図２に於いて１４Ｔはこのセンサー室１４内に設けた熱粒子検出センサーで、例えば赤外線センサーを用いたこの熱粒子検出センサー１４は、上記空気導入筒１６の上端口１６Ａの内部に向けて検知信号を送って、空気導入筒１６への熱粒子ＨＳの侵入の有無を検出し、熱粒子ＨＳの侵入を検出すると図９に示すようにブザー等の警報器を作動したり、図１に示したコントロールパネル８に設けた表示部に火災発生の可能性を表示する一方、集塵機１の運転を停止する仕組に成っており、更に、図１と図２に於いて１３は集塵機１の空気清浄室２Ａからバージンエアーをセンサー室１４内に送り込むダクトで、ダクト１３を通してバージンエアーを送り込むことにより、上記熱粒子検出センサー１４を常時清浄状態に保つように構成されている。
【００３７】
また、図２に於いて９は、集塵機１の空気清浄室２Ａ内に設けた燃焼ガスセンサーで、このセンサー９は集塵機１内のフイルター４や堆積粉塵等が着、発火した場合に発生する燃焼ガスの有無を検知して、燃焼ガスを検知した場合は図９に示すように直ちに集塵機１の運転を停止して、火災被害の拡大を防ぐと共に、集塵機１の爆発を防止することができるように構成されている。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べた次第で、本発明に係る火災対策機能を備えた集塵装置によれば、分離器内に吸引した熱粒子を旋回させて遠心分離し、次いで、この熱粒子を押し潰して吸熱した後、ダストバケットに回収するため、ダストバケットに回収したダストが着、発火する可能性を低減できると共に、旋回中の熱粒子が空気導入管を通って集塵機側に吸引された場合は、熱粒子検出センサーがこれを知らせるため、集塵機の火災発生を防止でき、更に、集塵機内のフイルターや堆積粉塵等が着、発火した場合には、その燃焼ガスを燃焼ガスセンサーが検知して集塵機の運転を停止し、集塵機の火災被害の拡大や爆発を防止できるものであって、溶接作業やレーザー加工時等に発生する熱エネルギーの高い熱粒子が原因で発生する火災を防止した、安全性の高い集塵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る火災対策機能を備えた集塵装置の全体を一部破断して示した斜視図である。
【図２】本発明の内部構造を説明した構成図である。
【図３】分離器のホッパー部分に設けたダスト吸熱排出部の構成を説明した平面図である。
【図４】図３に示したダスト吸熱排出部用駆動部の構成を分解して示した斜視図である。
【図５】図４に示したダスト吸熱排出部の側面図である。
【図６】熱粒子がダスト吸熱排出部に送り込まれる前の状態を説明した構成図である。
【図７】熱粒子が押し潰されて吸熱されている状態を説明した構成図である。
【図８】熱粒子が再度押し潰されて吸熱されている状態を説明した構成図である。
【図９】各センサーによる火災発生防止の動作手順を説明したブロック図である。
【符号の説明】
１                集塵機
４                フイルター
６                ブロアー
９                燃焼ガス検知センサー
１０              分離器
１１              流入口
１２，１５        分離筒
１４Ｔ            熱粒子検出センサー
１６              空気導入筒
１６Ａ            上端口
１７              ホッパー
１８              ダストバケット
２０，２０′      メイン回転ローラ
２１，２１′      補助回転ローラ
２２              モータ
２３，２５        牽引スプリング
ＨＳ              熱粒子
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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