特開 2023-113334 工場内環境改善システム、および工場内環境改善方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023113334

(43)【公開日】2023-08-16

(54)【発明の名称】工場内環境改善システム、および工場内環境改善方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/10 20060101AFI20230808BHJP

   B23Q 11/12 20060101ALI20230808BHJP

   F24F 5/00 20060101ALI20230808BHJP

   F24F 3/16 20210101ALI20230808BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/10 E

B23Q11/12 A

F24F5/00 Z

F24F3/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022015621

(22)【出願日】2022-02-03

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り セミナー「事業所向け 省エネセミナー ｉｎ小牧」、令和３年１１月１７日 令和３年１１月２５日、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ｕｓＫ０ｏＮａＵＶＱＭ

(71)【出願人】

【識別番号】598160498

【氏名又は名称】株式会社ハイデック

(71)【出願人】

【識別番号】518308245

【氏名又は名称】上海清環環保科技有限公司

(71)【出願人】

【識別番号】518301040

【氏名又は名称】譚洪衛

(71)【出願人】

【識別番号】322000753

【氏名又は名称】松島 誠一

(71)【出願人】

【識別番号】322000764

【氏名又は名称】磯谷 勝巳

(74)【代理人】

【識別番号】100140671

【弁理士】

【氏名又は名称】大矢 正代

(72)【発明者】

【氏名】大倉 重信

【テーマコード（参考）】

3C011

3L053

3L054

【Ｆターム（参考）】

3C011EE08

3L053BD04

3L054BE10

(57)【要約】

【課題】空調負担を低減し省エネルギー化を促進しつつ工場内の温度上昇を抑制させて作業環境を改善させることが可能な工場内環境改善システム、および工場内環境改善方法を提供する。
【解決手段】工場内環境改善システムに、工場内に設けられ、加工空間１１がカバー１２により囲まれている加工機１０と、吸気口から空気を吸引して浄化させる空気浄化部２１、および空気浄化部２１により浄化された浄化空気を冷却する空気冷却部２２、が設けられている空気清浄機２０と、加工空間１１内と吸気口とを繋いでいる吸引ダクト３０と、冷媒を冷却する空気を取入れるための空気取入口、および冷媒を冷却した空気を工場内に排出するための空気排出口４２を有し、空気取入口に空気冷却部２２により冷却された浄化冷却空気が導入されている空冷温調機４０と、を具備させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工場内に設けられ、加工空間がカバーにより囲まれている加工機と、
吸気口から空気を吸引して浄化させる空気浄化部、および該空気浄化部により浄化された浄化空気を冷却する空気冷却部、が一体的に設けられている空気清浄機と、
前記加工空間内と前記吸気口とを繋いでおり、前記加工空間内における切削液のミストを含んだ加工排気を前記空気浄化部に吸引させて浄化させるための吸引ダクトと、
冷媒を冷却する空気を取入れるための空気取入口、および前記冷媒を冷却した空気を前記工場内に排出するための空気排出口を有し、前記空気取入口に前記空気冷却部により冷却された浄化冷却空気が導入されている空冷温調機と
を具備していることを特徴とする工場内環境改善システム。

【請求項2】

前記加工機から前記切削液を回収して貯留すると共に浄化し、浄化した該切削液を前記加工機へ供給する切削液タンクを、更に具備しており、
前記空冷温調機は、前記切削液タンクに貯留されている前記切削液を温調するものであることを特徴とする請求項１に記載の工場内環境改善システム。

【請求項3】

工場内に設けられ、加工空間がカバーにより囲まれている加工機と、
吸気口から空気を吸引して浄化させる空気浄化部、および該空気浄化部により浄化された浄化空気を冷却する空気冷却部、が一体的に設けられている空気清浄機と、
前記加工空間内と前記吸気口とを繋いでいる吸引ダクトと、
冷媒を冷却する空気を取入れるための空気取入口、および前記冷媒を冷却した空気を前記工場内に排出するための空気排出口を有している空冷温調機と
を具備し、
前記吸引ダクトを通して前記加工空間内における切削液のミストを含んだ加工排気を前記空気清浄機により浄化させた上で冷却して浄化冷却空気を生成し、該浄化冷却空気を前記空冷温調機の前記空気取入口に導入させる
ことを特徴とする工場内環境改善方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工機が設けられている工場内の空調負担を低減し環境を改善するための工場内環境改善システム、および工場内環境改善方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、加工機などが設けられている工場において、空調設備の導入により工場内環境（作業環境）の快適化が促進されている。また、生産性向上や省スペース化のために、加工速度の高速化や加工機や切削液タンクなどの小型化も進められている。しかしながら、加工速度の高速化や加工機などの小型化により、加工機からのオイルミストを含む加工排気の増加や工場内の温度上昇などが生じて作業環境が悪化する問題があった。

【0003】

本願発明者は、上記のような問題について精査したところ、以下のようなことを知見した。まず、加工速度の高速化により、加工機から回収される切削液の温度が上昇していた。この際に、省スペース化により、加工機から回収された切削液が貯留される切削液タンクが小型化されていると、回収した切削液を浄化して再び加工機に供給するまでの間に、切削液の温度を常温まで低下させることが困難となり、常温よりも温度の高い切削液が加工機へ再び供給されてしまう。これにより、加工機では常温よりも温度の高い環境下でワークの加工が行われてしまうため、加工後の常温検査時において、加工精度が公差基準に入っていなかったり、加工精度の公差にバラツキが発生していたりしていた。そのため、切削液タンクに空冷温調機（空冷チラー）を設けることで、加工機に供給される切削液を冷却してその温度を調整するようにしていた。しかしながら、この空冷温調機から高温（５０℃～５５℃）の排熱が工場内に排出されるため、これが工場内における温度上昇の一因となっていた。

【0004】

また、加工速度の高速化に伴い、ワークに供給される切削液の吐出圧を高くしているため、切削液や切粉が加工空間の内壁などに強く衝突することでミストの発生量が多くなると共に温度が高くなっていた。これにより、加工機からは、ミストを多く含んだ高い温度の加工排気が工場内に排出されており、この加工排気に含まれる微粒子によって工場内の空気が汚染されて環境を悪化させていた。そのため、工場内に空気中の微粒子を捕集するためのミストコレクタを設けて、ミストなどを除去するようにしていた。しかしながら、加工機からの加工排気は工場内において広く拡散するため、工場内の空気全体を浄化するためにはミストコレクタを多く設ける必要があった。また、ミストコレクタでは、吸い込んだミストを除去することはできるものの、吸い込んだ空気の温度を低下させることはできないため、ミストコレクタからは温度が高いままの空気が工場内に放出されていた。

【0005】

更に、加工速度の高速化や高精度加工化などに伴い、加工機などの機械設備の制御盤にかかる負荷が増加し、制御盤の発熱量が増加する。この際に、工場内の温度が上昇していると、制御盤の温度が低下し難くなる。そして、制御盤の温度が高くなりすぎると半導体の高温異常が発生し、トラブル異常が検知されることで機械設備の動作が停止する。所謂、チョコ停と言われる故障が頻発し、生産性が低下する問題があった。

【0006】

上記のような空冷温調機やミストコレクタからの熱は、工場内全体の発熱要因に対して、空冷温調機からの熱が４７％、ミストコレクタからの熱が２８％、であることを知見した。

【0007】

更に、加工機から工場内に排出される加工排気は、工場内の温度を上昇させるだけでなく、以下のような問題点があった。まず、工場内において加工排気が拡散（充満）していると、工場内で作業している作業者は、加工排気に含まれている切削液のミストに暴露されこととなる。そして、ミストの曝露により、作業者の皮膚や呼吸器に炎症や悪性腫瘍などの障害が発生し、更に、長期に亘って暴露すると皮膚癌などが発生すると言われている。また、加工排気には化学物質、有機物、金属、などの粉塵が含まれているため、それらの粉塵を作業者が吸い込むことで、アレルギー反応による急性過敏症肺炎や、タングステン、コバルト、ニッケルなどを含む超硬合金による肺病変（超硬合金肺）、などが発生すると言われている。このように作業者の健康に悪影響を及ぼす恐れがあることから、工場内をクリーンな環境にする要請があった。

【0008】

そこで、空調設備を増強して工場内の温度を低下させると共に、ミストコレクタを増やして工場内の空気を浄化させることが考えられる。しかしながら、加工機から加工排気を工場内に排出させていると、上述したように加工排気が工場内において広く拡散するため、加工排気に含まれているミストを含む微粒子が空冷温調機や空調設備のフィルタに付着してしまい、付着した微粒子がフィルタに蓄積されることで目詰まりが発生し、空冷温調機や空調設備の負荷が増加して冷却効率が低下してしまう問題がある。また、空調設備の増強は、省エネルギー化の要請に対して逆行してしまう問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、空調負担を低減し省エネルギー化を促進しつつ工場内の温度上昇を抑制させて作業環境を改善させることが可能な工場内環境改善システム、および工場内環境改善方法の提供を課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するために、本発明に係る工場内環境改善システムは、
「工場内に設けられ、加工空間がカバーにより囲まれている加工機と、
吸気口から空気を吸引して浄化させる空気浄化部、および該空気浄化部により浄化された浄化空気を冷却する空気冷却部、が一体的に設けられている空気清浄機と、
前記加工空間内と前記吸気口とを繋いでおり、前記加工空間内における切削液のミストを含んだ加工排気を前記空気浄化部に吸引させて浄化させるための吸引ダクトと、
冷媒を冷却する空気を取入れるための空気取入口、および前記冷媒を冷却した空気を前記工場内に排出するための空気排出口を有し、前記空気取入口に前記空気冷却部により冷却された浄化冷却空気が導入されている空冷温調機と
を具備している」ことを特徴とする。

【0011】

本構成の工場内環境改善システムでは、まず、加工機の加工空間内における切削液のミストを含んだ加工排気を、吸引ダクトを通して空気清浄機の空気浄化部に吸引し、空気浄化部により加工排気に含まれる微粒子を除去して浄化した上で、空気冷却部により冷却している。これにより、加工機からの加工排気が工場内に排出されることはなく、加工排気が工場内で拡散して工場内の空気が汚染されることはないと共に、加工排気の熱により工場内の温度が上昇することはない。そして、空気清浄機により加工排気を浄化・冷却して生成した浄化冷却空気を、空冷温調機の空気取入口に導入しているため、空冷温調機内において加工排気に含まれていた微粒子が付着することはなく、空冷温調機の負荷の増加を抑制して熱効率を高めることができる。更に、空冷温調機の空気排出口からは、清浄で従来よりも温度の低い排気を工場内に排出させることができ、工場内の温度上昇を抑制させることができる。

【0012】

このように、工場内の温度上昇および空気汚染を抑制することができるため、空調設備やミストコレクタを増設する必要はなく省エネルギー化を促進することができると共に、工場内における作業環境を改善することができる。また、工場内の温度上昇を抑制することができるため、加工機において常温に近い温度でワークを加工することが可能となり、常温検査時における加工精度のバラツキを低減させることが可能となる。また、工場内の温度上昇を抑制することができるため、制御盤における温度上昇を抑制して、高温異常によるチョコ停を低減させることが可能となる。

【0013】

本発明に係る工場内環境改善システムは、上記の構成に加えて、
「前記加工機から前記切削液を回収して貯留すると共に浄化し、浄化した該切削液を前記加工機へ供給する切削液タンクを、更に具備しており、
前記空冷温調機は、前記切削液タンクに貯留されている前記切削液を温調するものである」ことを特徴とする。

【0014】

本構成によれば、空冷温調機により切削液タンクに貯留されている切削液を冷却して温調された切削液を加工機に供給するようにしているため、加工機から回収される切削液の温度や加工排気の温度を低減させることができ、工場内の温度上昇を抑制させることができる。また、温調された切削液を加工機に供給しているため、加工機において確実に常温に近い温度でワークを加工させることができ、加工精度のバラツキを低減させることができる。

【0015】

本発明に係る工場内環境改善方法は、
「工場内に設けられ、加工空間がカバーにより囲まれている加工機と、
吸気口から空気を吸引して浄化させる空気浄化部、および該空気浄化部により浄化された浄化空気を冷却する空気冷却部、が一体的に設けられている空気清浄機と、
前記加工空間内と前記吸気口とを繋いでいる吸引ダクトと、
冷媒を冷却する空気を取入れるための空気取入口、および前記冷媒を冷却した空気を前記工場内に排出するための空気排出口を有している空冷温調機と
を具備し、
前記吸引ダクトを通して前記加工空間内における切削液のミストを含んだ加工排気を前記空気清浄機により浄化させた上で冷却して浄化冷却空気を生成し、該浄化冷却空気を前記空冷温調機の前記空気取入口に導入させる」
ことを特徴とする。

【0016】

本構成の工場内環境改善方法によれば、上述した工場内環境改善システムと同様の作用効果を奏することができる。

【発明の効果】

【0017】

以上のように、本発明の効果として、空調負担を低減し省エネルギー化を促進しつつ工場内の温度上昇を抑制させて作業環境を改善させることが可能な工場内環境改善システム、および工場内環境改善方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】（ａ）は本発明の一実施形態である工場内環境改善システムの概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の工場内環境改善システムを別の方向から示す斜視図である。

【図2】図１の工場内環境改善システムにおける空気清浄機の構成を断面で示す説明図である。

【図3】図２の空気清浄機における吸気ファンの断面図である。

【図4】図１の工場内環境改善システムにおける空冷温調機および切削液タンクを概略で示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の一実施形態である工場内環境改善システム、および工場内環境改善方法について、図１～図４を参照して詳細に説明する。本実施形態の工場内環境改善システムは、工場内における作業環境を改善させるためのものである。なお、図１では、後述する洗浄液配管２６および切削液配管５２を省略して示している。

【0020】

本実施形態の工場内環境改善システムは、工場内に設けられ、加工空間１１がカバー１２により囲まれている加工機１０と、空気を浄化・冷却することが可能な空気清浄機２０と、加工機１０と空気清浄機２０とを繋いでいる吸引ダクト３０と、加工機１０へ供給する切削液Ｃの温度を調整するための空冷温調機４０と、を備えている。

【0021】

また、工場内環境改善システムは、加工機１０との間で循環する切削液Ｃを貯留している切削液タンク５０と、空気清浄機２０により浄化・冷却された浄化冷却空気を空冷温調機４０などに送るための冷風ダクト６０と、加工機１０を制御するための制御盤７０と、冷風を吐出可能なスポットクーラー８０と、を備えている。

【0022】

加工機１０は、フライス盤、旋盤、マシニングセンタ、のような切削加工機である。加工機１０の加工空間１１内は、加工対象のワークがエンドミルのような切削工具によって切削加工される空間である。この加工空間１１には、吸引ダクト３０の基端が接続されている。また、加工空間１１内では、ワークの加工部位に切削液Ｃが供給されると共に、切削により発生した切粉を流すための洗浄用の切削液Ｃが供給される。なお、切粉は、切削液Ｃと一緒にチップコンベア（図示は省略）に送られ、チップコンベアに送られた切削液Ｃは切削液タンク５０に回収される。

【0023】

空気清浄機２０は、図２に示すように、空気を吸引して浄化させる空気浄化部２１と、空気浄化部２１により浄化された浄化空気を冷却する空気冷却部２２と、を一体的に備えている。また、空気清浄機２０は、空気を吸引するための吸気ファン２３と、吸気ファン２３を回転させるためのモータ２４と、を備えている。吸気ファン２３およびモータ２４は、空気浄化部２１に設けられている。更に、空気清浄機２０は、空気冷却部２２を通る冷却水配管２５と、内部を洗浄するための洗浄液が流通する洗浄液配管２６と、空気浄化部２１の下方に設けられており洗浄液を受ける受皿部２７と、受皿部２７内の洗浄液を排出するためのドレイン配管２８と、を備えている。

【0024】

空気浄化部２１は、箱状の浄化部ケーシング２１ａと、浄化部ケーシング２１ａ内を第一室２１ｂと第二室２１ｃとに区画している区画壁部２１ｄと、浄化部ケーシング２１ａにおける第一室２１ｂの上面において開口している吸気口２１ｅと、浄化部ケーシング２１ａにおける第二室２１ｃの上面において開口している浄化空気排出口２１ｆと、を備えている。また、空気浄化部２１は、区画壁部２１ｄを貫通している貫通口２１ｇと、貫通口２１ｇを囲むように浄化部ケーシング２１ａ内の第一室２１ｂに設けられている第一フィルタ２１ｈと、貫通口２１ｇを閉鎖するように設けられている第二フィルタ２１ｉと、を備えている。更に、空気浄化部２１は、浄化部ケーシング２１ａ内の第二室２１ｃに設けられており吸気ファン２３を収容する空間を有していると共にモータ２４が取付けられているモータブラケット２１ｊと、モータブラケット２１ｊを貫通している貫通孔２１ｋと、浄化部ケーシング２１ａの下面において開口しており洗浄液を受皿部２７へ排出するための複数の排液口２１ｌと、を備えている。

【0025】

空気浄化部２１の吸気口２１ｅには、吸引ダクト３０の他端が接続されており、吸引ダクト３０を通して加工機１０の加工空間１１内と第一室２１ｂとが連通している。浄化空気排出口２１ｆは、空気冷却部２２における後述する浄化空気取入口２２ｂと連通している。

【0026】

貫通口２１ｇは、区画壁部２１ｄの中央付近において円形に開口している。第一フィルタ２１ｈは、網目が比較的細かい金網により有底筒状に形成されている。第二フィルタ２１ｉは、第一フィルタ２１ｈよりも網目が粗い金網により形成されている。モータブラケット２１ｊは、吸気ファン２３を収容する空間を区画壁部２１ｄへ向けて浄化部ケーシング２１ａ内に取付けられている。

【0027】

空気冷却部２２は、箱状の冷却部ケーシング２２ａと、冷却部ケーシング２２ａの下面において開口している浄化空気取入口２２ｂと、冷却部ケーシング２２ａの側面において開口している浄化冷却空気排出口２２ｃと、冷却部ケーシング２２ａ内に設けられている熱交換部２２ｄと、を備えている。

【0028】

冷却部ケーシング２２ａは、浄化空気取入口２２ｂが浄化空気排出口２１ｆと一致するように浄化部ケーシング２１ａの上面に取付けられている。浄化冷却空気排出口２２ｃは、図２において紙面奥側の側面に設けられており、冷風ダクト６０における後述するダクト本体６１の基端が接続されている。熱交換部２２ｄは、その内部を冷却水配管２５が通っている。

【0029】

吸気ファン２３は、円環状の前板２３ａと、円盤状の後板２３ｂと、前板２３ａと後板２３ｂとの間に取付けられている複数のフィン２３ｃと、それぞれのフィン２３ｃに植設されている複数の捕捉ワイヤ２３ｄと、を備えている。円環状の前板２３ａは、内径が貫通口２１ｇの内径とほぼ同じである。複数のフィン２３ｃは、図３に示すように、吸気ファン２３の回転軸芯周りに一定の間隔で取付けられていると共に、吸気ファン２３の中心側から外側へ向かって円弧状に延出している。捕捉ワイヤ２３ｄは、フィン２３ｃにおける円弧状の凸側の面に間隔をあけてブラシ状に植設されている。捕捉ワイヤ２３ｄの長さは、隣接しているフィン２３ｃ同士の間隔に合わせて、吸気ファン２３の中心へ接近するほど短く形成されている。吸気ファン２３は、前板２３ａを区画壁部２１ｄへ向けて、モータ２４の回転軸に取付けられており、その回転軸芯が貫通口２１ｇの軸芯と一致している。

【0030】

モータ２４は、区画壁部２１ｄへ向かって回転軸が突出するようにモータブラケット２１ｊに取付けられている。

【0031】

冷却水配管２５は、詳細な図示は省略するが、熱交換部２２ｄに対してその下部から進入した上で、その内部で蛇行しながら上方へ延出した後に、熱交換部２２ｄの上部から外方へ延出するように設けられている。

【0032】

洗浄液配管２６は、図２に示すように、空気清浄機２０の外部で二つに分岐しており、一方が空気浄化部２１の第一室２１ｂ内に延出していると共に、他方が空気冷却部２２内に延出している。第一室２１ｂ内の洗浄液配管２６は、第一フィルタ２１ｈの外周を廻るように延出しており、第一フィルタ２１ｈへ向けて複数のノズル２６ａが取付けられている。また、空気冷却部２２内の洗浄液配管２６は、熱交換部２２ｄの外方を横切るように延出しており、熱交換部２２ｄへ向けて複数のノズル２６ａが取付けられている。洗浄液配管２６の各ノズル２６ａから洗浄液を噴射することで、第一フィルタ２１ｈおよび熱交換部２２ｄを洗浄することができる。

【0033】

受皿部２７は、複数の排液口２１ｌを下方から覆うように浄化部ケーシング２１ａの下面に取付けられている。ドレイン配管２８は、受皿部２７の下部と冷却部ケーシング２２ａの下部とから延出した後に合流して、切削液タンク５０に接続されている。なお、空気清浄機２０は、切削液タンク５０よりも高い位置に設けられており、排液がドレイン配管２８を通して切削液タンク５０へ自然流下する。

【0034】

空冷温調機４０は、詳細な図示は省略するが、冷媒が循環する冷媒流路と、冷媒流路に設けられており冷媒を圧縮するコンプレッサと、コンプレッサにより圧縮された冷媒を空冷するためのコンデンサと、コンデンサにより冷却された冷媒により切削液を冷却するための熱交換器と、を備えている。また、空冷温調機４０は、冷媒を冷却する空気を取入れるための空気取入口４１と、空気取入口４１から取入れた空気をコンデンサへ送るためのファンと、コンデンサにおいて冷媒を冷却した空気を排出するための空気排出口４２と、を備えている。

【0035】

空冷温調機４０は、切削液タンク５０に取付けられており、切削液タンク５０よりも上方の側面において空気取入口４１が開口していると共に、上面に空気排出口４２が開口している（図４を参照）。この空冷温調機４０は、熱交換器の部位が切削液タンク５０に貯留されている切削液Ｃ内に浸漬されている。

【0036】

切削液タンク５０は、図４に示すように、切削液Ｃを貯留するタンク本体５１と、加工機１０との間で切削液Ｃを循環させるための切削液配管５２と、を備えている。タンク本体５１は、底部同士が連通している第一タンク５１ａおよび第二タンク５１ｂと、第一タンク５１ａおよび第二タンク５１ｂとは連通していない第三タンク５１ｃと、を有している。第一タンク５１ａには、空気清浄機２０から延出しているドレイン配管２８の下流端が接続されている。第三タンク５１ｃは、第二タンク５１ｂを間にして第一タンク５１ａから遠い部位に設けられており、オーバーフローした切削液Ｃが第二タンク５１ｂへ流れるように形成されている。第三タンク５１ｃには、空冷温調機４０における熱交換器の部位が挿入されている。

【0037】

切削液配管５２は、加工機１０から排出された切削液Ｃを第一タンク５１ａへ送るための戻配管５２ａと、第二タンク５１ｂ内の切削液Ｃを加工機１０におけるワークの加工部位へ送るための第一送配管５２ｂと、第二タンク５１ｂ内の切削液Ｃを切粉の洗浄用として加工機１０に送るための第二送配管５２ｃと、第二タンク５１ｂ内の切削液Ｃを第三タンク５１ｃへ送るための第三送配管５２ｄと、から構成されている。第二タンク５１ｂから延出している各送配管は、第一タンク５１ａから近い順に、第二送配管５２ｃ、第一送配管５２ｂ、第三送配管５２ｄ、の順に並んでいる。

【0038】

また、切削液タンク５０は、第一送配管５２ｂを通して第二タンク５１ｂ内の切削液Ｃを加工機１０へ送るための第一ポンプ５３と、第二送配管５２ｃを通して第二タンク５１ｂ内の切削液Ｃを加工機１０へ送るための第二ポンプ５４と、第三送配管５２ｄを通して第二タンク５１ｂ内の切削液Ｃを第三タンク５１ｃへ送るための第三ポンプ５５と、を備えている。なお、第三ポンプ５５は、第一ポンプ５３や第二ポンプ５４よりも小型のものである。

【0039】

冷風ダクト６０は、図１に示すように、空気清浄機２０の浄化冷却空気排出口２２ｃと連通しているダクト本管６１と、ダクト本管６１から分岐している複数のダクト支管６２と、各ダクト支管６２に設けられており流通する空気（冷風）の流量を調整可能なダンパ６３と、を備えている。ダクト本管６１は、工場内において作業者に接触しない高さ（例えば、２．５ｍ～３ｍ）に設けられている。

【0040】

ダクト支管６２は、空冷温調機４０へ延出している第一支管６２ａと、制御盤７０へ延出している第二支管６２ｂと、スポットクーラー８０へ向けて延出している第三支管６２ｃと、先端に吹出口６４を有する第四支管６２ｄと、を有している。第一支管６２ａは、先端が空冷温調機４０の空気取入口４１を外側から覆うように広がっている。この第一支管６２ａを通して、空気清浄機２０からの浄化冷却空気が空冷温調機４０の空気取入口４１に送られる。第二支管６２ｂは、先端が制御盤７０に接続されており、第二支管６２ｂを通して浄化冷却空気が制御盤７０内に送られる。第三支管６２ｃは、先端開口がスポットクーラー８０の後述する吸気口と対面しており、第三支管６２ｃを通して浄化冷却空気がスポットクーラー８０の吸気口へ送られる。第四支管６２ｄは、先端に設けられている吹出口６４から工場内へ浄化冷却空気を吹き出すことができる。

【0041】

スポットクーラー８０は、冷媒が循環する冷媒回路を有した移動可能な小型の空調機である。スポットクーラー８０は、冷媒回路上の熱交換器により冷却された空気を吹き出す吹出口８１と、冷媒回路上のコンデンサに空気を送るための吸気口（図示は省略）と、コンデンサにより暖められた空気を排出する排気口８２と、を備えている。

【0042】

次に、本実施形態の工場内環境改善システムによる工場内の環境改善について説明する。加工機１０では、加工空間１１内においてワークを高速で加工すると、加工部位での発熱量が増加するため、当該部位に供給された切削液Ｃの温度が上昇し、切粉と一緒に高い温度（例えば、４０℃～５０℃）の汚れた切削液Ｃが加工機１０から排出される。また、ワークの加工速度を高速化に伴い、加工部位に供給する切削液Ｃの吐出圧を高くする必要があるため、吐出圧の高い切削液Ｃがワークや加工空間１１の内壁などに強く衝突して切削液Ｃのミストを多く含んだ常温よりも高い温度（例えば、３５℃～４０℃）の加工排気が発生する。

【0043】

空気清浄機２０では、モータ２４を駆動して吸気ファン２３を回転させると、吸気ファン２３の複数のフィン２３ｃの間の空気が遠心力により外方へ吹き飛ばされ、吸気ファン２３の中心側が負圧になる。この際に、吸気ファン２３の前板２３ａの開口が区画壁部２１ｄを貫通している貫通口２１ｇと対面しているため、貫通口２１ｇを通して第一室２１ｂ内の空気が吸気ファン２３へ吸い込まれる。そして、第一室２１ｂは、吸引ダクト３０を通して加工機１０の加工空間１１と連通しているため、加工空間１１内において発生している加工排気が、吸引ダクト３０を通して空気浄化部２１における浄化部ケーシング２１ａの第一室２１ｂ内に吸引される。

【0044】

第一室２１ｂに吸引された加工排気は、第一フィルタ２１ｈおよび第二フィルタ２１ｉを通って、前板２３ａの中心の開口から吸気ファン２３内に吸い込まれる。この際に、加工排気に含まれているミストを含む微粒子の多くが第一フィルタ２１ｈや第二フィルタ２１ｉにより捕捉されて除去される。そして、吸気ファン２３に吸い込まれた加工排気は、複数のフィン２３ｃの間を通って、吸気ファン２３の半径方向外方へ放出される。この際に、第一フィルタ２１ｈおよび第二フィルタ２１ｉを通過した微粒子が、複数のフィン２３ｃに植設されている無数の捕捉ワイヤ２３ｄに捕捉されて除去される。また、回転する吸気ファン２３の遠心力により切削液Ｃのミストが、吸気ファン２３が収容されている空間の内壁に当接して除去される。更に、フィン２３ｃ同士の間では、空気（加工排気）の流速度が速くなることで温度が低下するため、加工排気に含まれている気化した液体（切削液Ｃの水蒸気）が凝縮して液体となり、水蒸気が除去される。

【0045】

このように、加工排気が空気浄化部２１の第一フィルタ２１ｈ、第二フィルタ２１ｉ、および吸気ファン２３（無数の捕捉ワイヤ２３ｄ）を通ることで、浄化されて浄化空気が生成される。また、第一フィルタ２１ｈおよび第二フィルタ２１ｉに捕捉された切削液Ｃや、吸気ファン２３が収容されている空間の内壁に当接した切削液Ｃは、それぞれ下方へ流下して浄化部ケーシング２１ａの下面の排液口２１ｌから受皿部２７に受けられ、ドレイン配管２８を通って切削液タンク５０の第一タンク５１ａへ送られる。

【0046】

吸気ファン２３から放出された浄化空気は、モータブラケット２１ｊの貫通孔２１ｋおよび第二室２１ｃを通り、浄化空気排出口２１ｆから対面している浄化空気取入口２２ｂを通って空気冷却部２２の冷却部ケーシング２２ａ内に進入して、熱交換部２２ｄに送られる。空気冷却部２２の熱交換部２２ｄでは、内部を通っている冷却水配管２５内に、１７℃～２３℃の２０℃前後の冷却水が流通しているため、通過する空気（浄化空気）の温度を８℃～１２℃低下させることができる。なお、本実施形態では、冷却水配管２５内を流通する冷却水は、熱交換部２２ｄに対して下部から入って上部から出るように流れている。また、冷却水としては、地下水、冷却塔により冷却された水、などを使用することができる。

【0047】

また、浄化空気が熱交換部２２ｄを通る際には、浄化空気に含まれている気化した切削液Ｃなどの液体が、熱交換部２２ｄにおいて結露し、切削液Ｃの水蒸気などの気化した液体が更に除去される。熱交換部２２ｄにおいて結露した液体は、下方へ流下して冷却部ケーシング２２ａの底部からドレイン配管２８を通って切削液タンク５０の第一タンク５１ａへ送られる。

【0048】

このように、空気冷却部２２では、空気浄化部２１で生成された浄化空気を更に浄化した上で、冷却して浄化冷却空気を生成することができる。従って、空気清浄機２０では、加工機１０からの加工排気を工場内に排出させる前に吸引して、浄化・冷却することができ、加工排気による工場内の温度上昇を抑制することができる。そして、空気清浄機２０において生成された浄化冷却空気は、冷却部ケーシング２２ａの浄化冷却空気排出口２２ｃから冷風ダクト６０のダクト本管６１内に送られ、ダクト本管６１からそれぞれのダクト支管６２を通って空冷温調機４０や制御盤７０などに送られる。

【0049】

本実施形態の空気清浄機２０では、一定時間ごとに洗浄液配管２６を通して複数のノズル２６ａから洗浄液が、第一フィルタ２１ｈおよび熱交換部２２ｄに噴射され、第一フィルタ２１ｈおよび熱交換部２２ｄに付着した汚れが洗浄される。洗浄した後の排液は、浄化部ケーシング２１ａの下方の受皿部２７や冷却部ケーシング２２ａの底部に流下し、ドレイン配管２８を通って切削液タンク５０の第一タンク５１ａへ送られる。なお、洗浄液としては、地下水、工業用水、第二タンク５１ｂや第三タンク５１ｃに貯留されているクリーンな切削液Ｃ、熱交換部２２ｄにおいて使用された冷却水、などを使用することができる。

【0050】

また、空気清浄機２０では、上述したように、加工排気に含まれる切削液Ｃの水蒸気も除去することができるため、以下のような利点を有している。詳述すると、加工機１０として、加工対象のワークを温水（例えば、温度の高い切削液Ｃ）で洗浄するタイプの場合、常温の水（例えば、常温の切削液Ｃ）で洗浄するタイプに比較して、短時間でワークを洗浄することができる。そして、ワークの洗浄に温水を使用する場合、加工機から水蒸気が排出されて工場内に立ち込めるため、加工機にダクトを設けて水蒸気を屋外に排出させていた。そのため、ダクトの設置に大掛かりな工事が必要であると共に、工場内のレイアウトを変える場合、ダクトも設置し直す必要があり、面倒で手間がかかる問題があった。これに対して、本実施形態の空気清浄機２０は、水蒸気も除去できるため、吸引ダクト３０を通して加工機１０から加工排気と一緒に水蒸気を吸引することで、工場内において水蒸気が立ち込めることはなく、水蒸気を屋外に排出させるためのダクトを設置する必要はない。従って、水蒸気を排出するためのダクトの設置にかかるコストを低減させることができる。なお、空気清浄機２０において除去された水蒸気は、液体となってドレイン配管２８を通り、切削液タンク５０に回収された後に、浄化されて再び洗浄などに使用される。

【0051】

一方、加工機１０から切粉と一緒に排出された温度の高い汚れた切削液Ｃは、図示しないチップコンベアにより切粉が除去された上で、戻配管５２ａを通って切削液タンク５０の第一タンク５１ａに送られる。これにより、第一タンク５１ａには、高い温度の汚れた切削液Ｃが貯留される。また、第一タンク５１ａには、ドレイン配管２８を通して空気清浄機２０からの排液が貯留される。この第一タンク５１ａでは、汚れた切削液Ｃに含まれている比重の軽い不純物が浮上して水面付近に溜まることとなる。そして、第一タンク５１ａの底部では、第二タンク５１ｂと連通しているため、その底部を通して不純物が除かれたクリーンな切削液Ｃが第二タンク５１ｂへ流入する。これにより、第二タンク５１ｂにクリーンな切削液Ｃが貯留される。

【0052】

第二タンク５１ｂに貯留されたクリーンな切削液Ｃは、第三ポンプ５５により第三タンク５１ｃへ送られて貯留される。この第三タンク５１ｃには空冷温調機４０の熱交換器の部位が挿入されているため、第三タンク５１ｃ内の切削液Ｃは空冷温調機４０によって常温よりも低い温度（例えば、１５℃～２３℃）に冷却される。そして、第三ポンプ５５により切削液Ｃが送られてくることで第三タンク５１ｃが満杯になると、冷却されたクリーンな切削液Ｃがオーバーフローして第二タンク５１ｂへ流入し、その冷却された切削液Ｃにより第二タンク５１ｂ内の切削液Ｃの温度が低下する。従って、本実施形態では、第三ポンプ５５による第三タンク５１ｃへの切削液Ｃの送り量を制御することで、第二タンク５１ｂ内の切削液Ｃの温度を調整している。

【0053】

この第二タンク５１ｂは、第一タンク５１ａと第三タンク５１ｃとの間に設けられているため、第二タンク５１ｂに貯留されている切削液Ｃの温度は、第一タンク５１ａに近いほど常温よりも高く、第三タンク５１ｃに近付くほど常温よりも低い。そして、本実施形態では、第二タンク５１ｂにおいて、第一タンク５１ａから近い順に第二送配管５２ｃ、第一送配管５２ｂ、第三送配管５２ｄ、を配置している。従って、第二タンク５１ｂの中央付近に貯留されている常温に近い温度（例えば、２３℃～２７℃）の切削液Ｃは、第一送配管５２ｂを介して第一ポンプ５３により汲み上げられて、加工機１０の加工部位に供給される。これにより、加工機１０の加工部位において、常温に近い状態でワークを加工させることができ、加工精度のバラツキを低減させることができる。

【0054】

一方、第二タンク５１ｂにおける第一タンク５１ａの近くに貯留されている常温よりも高い温度（例えば、３７℃～４３℃）の切削液Ｃは、第二送配管５２ｃを介して第二ポンプ５４により汲み上げられ、切粉を流すための洗浄液として加工機１０に供給される。なお、本実施形態では、常温よりも高い温度の洗浄液を加工機１０に供給しているが、当該洗浄液はワークや加工部位に対して熱影響を与えないため、ワークの加工精度が悪化することはない。従って、第二タンク５１ｂ全体の切削液Ｃを常温まで冷却しなくても済み、空冷温調機４０にかかる負荷を軽減させることができる。

【0055】

切削液タンク５０において、第三タンク５１ｃ内の切削液Ｃを冷却している空冷温調機４０では、冷媒を空冷するための空気を取り入れる空気取入口４１に、冷風ダクト６０におけるダクト支管６２の第一支管６２ａの先端の開口が対面している。これにより、冷風ダクト６０を通して空気清浄機２０から送られてきた浄化冷却空気は、空気取入口４１から導入されてコンデンサにおいて冷媒を冷却して暖められた後に、空気排出口４２から工場内に排出される。この際に、空冷温調機４０のコンデンサには冷却された浄化冷却空気が通るため、コンデンサを通って空気排出口４２から排出される排気温度は従来よりも低くなる。従って、空冷温調機４０から工場内に排出される排気温度を従来よりも８℃～１２℃低下させることができ、工場内の温度上昇を抑制させることができると共に、空冷温調機４０の負荷を軽減させることができる。

【0056】

ところで、本実施形態の工場内環境改善システムでは、空気清浄機２０から冷風ダクト６０に供給された浄化冷却空気を、第一支管６２ａを通して空冷温調機４０へ供給する他に、第二支管６２ｂを通して制御盤７０に供給することが可能であり、制御盤７０内を冷却することができる。また、第三支管６２ｃを通して浄化冷却空気をスポットクーラー８０の吸気口へ供給することも可能であり、スポットクーラー８０の負荷を軽減させることができる。更に、第四支管６２ｄを通して先端の吹出口６４から浄化冷却空気を工場内に吹き出させることができ、工場内を冷却することができる。

【0057】

なお、空冷温調機４０、制御盤７０、スポットクーラー８０、工場内、などにおけるそれぞれの温度に応じて、それぞれのダクト支管６２に設けられているダンパ６３を自動または手動で操作して浄化冷却空気の流量を調整するようにしても良い。

【0058】

このように、本実施形態の工場内環境改善システムによれば、加工機１０の加工空間１１内における切削液Ｃのミストを含んだ加工排気を、吸引ダクト３０を通して空気清浄機２０の空気浄化部２１に吸引し、空気浄化部２１により加工排気に含まれる微粒子を除去して浄化した上で、空気冷却部２２により冷却している。これにより、加工機１０からの加工排気が工場内に排出されることはなく、加工排気の熱により工場内の温度が上昇することはない。また、加工機１０からの加工排気が工場内に排出されないため、加工排気が工場内で拡散して工場内の空気が汚染されることはなく、工場内をクリーンな作業環境にすることができ、作業者の健康に対する加工排気からのミストや粉塵による影響を低減させることができる。

【0059】

そして、空気清浄機２０により加工排気を浄化・冷却して生成した浄化冷却空気を、冷風ダクト６０を通して空冷温調機４０の空気取入口４１に導入しているため、空冷温調機４０内において加工排気に含まれていた微粒子が付着することはなく、空冷温調機４０の負荷の増加を抑制して熱効率を高めることができる。更に、空冷温調機４０の空気排出口４２からは、清浄で従来よりも温度の低い排気を工場内に排出させることができ、工場内の温度上昇を抑制させることができると共に、ＣＯ^２の排出量を削減することができる。

【0060】

また、空気清浄機２０からの浄化冷却空気を、冷風ダクト６０を介して制御盤７０に供給しているため、制御盤７０における半導体の高温異常の発生を抑制させることができ、高温異常によるチョコ停を低減させて生産効率を向上させることができる。また、制御盤７０から工場内に放出される熱を、従来よりも低下させることができる。

【0061】

また、空気清浄機２０からの浄化冷却空気を、冷風ダクト６０を介してスポットクーラー８０の吸気口へ供給しているため、スポットクーラー８０の排気口８２から工場内に排出される排気温度を従来よりも低下させることができ、工場内の温度上昇を抑制させることができる。

【0062】

更に、上述したように、工場内の温度上昇および空気汚染を抑制することができるため、空調設備やミストコレクタを増設する必要はなく省エネルギー化を促進することができると共に、工場内における作業環境を改善することができる。また、工場内の空気汚染を抑制することができるため、空調設備、空冷温調機４０、スポットクーラー８０、などに備えられているフィルタの目詰まりを低減させることができ、それらにかかる負荷やランニングコストを軽減させて省エネ効果を発揮させることができる。

【0063】

また、工場内の温度上昇を抑制することができると共に、常温に冷却した切削液Ｃを加工部位に供給するようにしているため、加工機１０において常温に近い温度でワークを加工することができ、常温検査時における加工精度のバラツキを低減させて生産性を向上させることができる。

【0064】

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

【0065】

例えば、上記の実施形態では、一つの加工機１０からの加工排気を一つの空気清浄機２０により浄化・冷却するものを示したが、これに限定するものではなく、複数の加工機１０からの加工排気を一つの空気清浄機２０により浄化・冷却するようにしても良いし、一つの加工機１０からの加工排気を複数の空気清浄機２０により浄化・冷却するようにしても良い。

【0066】

また、上記の実施形態では、冷風ダクト６０を通して一つの空冷温調機４０に浄化冷却空気を供給するものを示したが、複数の空冷温調機４０に供給するようにしても良い。また、冷風ダクト６０を通して、複数の制御盤７０や複数のスポットクーラー８０に、浄化冷却空気を供給するようにしても良い。また、冷風ダクト６０に、複数の第四支管６２ｄおよび吹出口６４を設けて、複数個所から工場内に浄化冷却空気を吹き出させても良い。

【0067】

更に、上記の実施形態では、空気清浄機２０の空気冷却部２２に供給される冷却水として、地下水、冷却塔により冷却された水、を使用するものを示したが、これに限定するものではなく、切削液タンク５０内の冷却されたクリーンな切削液Ｃを冷却水として使用しても良い。これにより、地下水を汲み上げるための設備や冷却塔などを備える必要はなく、空気清浄機２０と切削液タンク５０との間の配管だけで済み、本実施形態の工場内環境システムにかかるコストを低減させることができる。

【0068】

また、上記の実施形態では、切削液タンク５０の切削液Ｃを空冷温調機４０のみで冷却するものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、冷却水配管２５における空気冷却部２２（熱交換部２２ｄ）よりも下流側の部位を、切削液タンク５０の第一タンク５１ａに貯留されている汚れた切削液Ｃ内を通るようにしても良い。これにより、冷却水が熱交換部２２ｄを通ることでその温度が上昇するが、加工機１０からの汚れた切削液Ｃの温度よりも低いため、切削液Ｃの温度を低下させることができ、空冷温調機４０の負荷を軽減させることができる。

【0069】

更に、上記の実施形態では、切削液タンク５０として、加工機１０から切削液Ｃが戻されるタンク（第一タンク５１ａ）と、加工機１０へ切削液Ｃを供給するタンク（第二タンク５１ｂ）と、切削液Ｃを冷却するためのタンク（第三タンク５１ｃ）と、の三つのタンクを備えたものを示したが、これに限定するものではなく、加工機１０から戻されると共に加工機１０に切削液Ｃを供給するタンクと、切削液Ｃを冷却するためのタンクと、の二つのタンクを備えたものとしても良い。

【符号の説明】

【0070】

１０ 加工機
１１ 加工空間
１２ カバー
２０ 空気清浄機
２１ 空気浄化部
２１ｅ 吸気口
２２ 空気冷却部
３０ 吸引ダクト
４０ 空冷温調機
４１ 空気取入口
４２ 空気排出口
５０ 切削液タンク
６０ 冷風ダクト
Ｃ 切削液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】