特開 2023-84201 集塵装置用の給水ユニット、給水システム

(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】P2023084201

(43)【公開日】2023-06-19

(54)【発明の名称】集塵装置用の給水ユニット、給水システム

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/48 20060101AFI20230612BHJP

【ＦＩ】

B01D46/48

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021198233

(22)【出願日】2021-12-07

(71)【出願人】

【識別番号】591059445

【氏名又は名称】ホーコス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101786

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 秀行

(72)【発明者】

【氏名】福島 大治

【テーマコード（参考）】

4D058

【Ｆターム（参考）】

4D058JA60

4D058UA21

(57)【要約】

【課題】ハウジングの耐圧強度を必要以上に高めなくても、簡単な手段によりウェットダウンの注水時における内圧の上昇を抑制して、ばく露を確実に防止する。
【解決手段】給水ユニット２００は、洗浄水Ｗを供給する給水管３１と、この給水管３１からハウジング１０内へ洗浄水Ｗを供給して、ハウジング１０内における粉塵付着面を湿潤状態にする際に、ハウジング１０内の圧力が一定値を超えないように調整する圧力調整管３２とを備えている。圧力調整管３２の第１管体３２ａは、給水管３１の途中から分岐して、集塵装置１００より高い所定位置ｍまで上方に延びている。第１管体３２ａの高さＨは、管体内の洗浄水Ｗによる水頭圧が加わったハウジング１０内の満水時の圧力が、許容限界値以下となるような高さに選定されている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルタが収納されたハウジングを有する集塵装置へ洗浄水を供給する、集塵装置用の給水ユニットであって、
前記洗浄水を供給する給水管と、
前記給水管から前記ハウジング内へ洗浄水を供給して、前記ハウジング内における粉塵付着面を湿潤状態にする際に、前記ハウジング内の圧力が一定値を超えないように調整する圧力調整手段と、を備え、
前記圧力調整手段は、前記給水管の途中から分岐して、前記集塵装置より高い所定位置まで上方に延びる第１管体を有している、ことを特徴とする給水ユニット。

【請求項2】

前記第１管体の高さは、当該第１管体内の洗浄水による水頭圧が加わった前記ハウジング内の満水時の圧力が、許容限界値以下となるような高さに選定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の給水ユニット。

【請求項3】

前記第１管体の高さの基準となる位置は、前記ハウジングに設けられたエア抜き部に備わるエアフィルタの下端位置である、ことを特徴とする請求項２に記載の給水ユニット。

【請求項4】

前記第１管体と連通して下方へ延び、先端が開口している第２管体をさらに備えたことを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の給水ユニット。

【請求項5】

前記第１管体の上部と連通して水平に延び、前記第２管体の上部と連通する第３管体をさらに備えたことを特徴とする、請求項４に記載の給水ユニット。

【請求項6】

前記第１管体の高さが調整可能であることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の給水ユニット。

【請求項7】

前記第１管体が可撓性を有していることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の給水ユニット。

【請求項8】

前記第１管体が透明であることを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の給水ユニット。

【請求項9】

前記第１管体の管径が前記給水管の管径と同等かそれ以上であることを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の給水ユニット。

【請求項10】

前記第１管体は、前記給水管から分岐する分岐箇所より下方へ延びた後、前記所定位置まで上方に延び、
前記第１管体における、前記分岐箇所より下方の湾曲部が、前記ハウジング内の汚染空気が前記第１管体を通って大気中に漏出するのを防止する、封水部を構成していることを特徴とする、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の給水ユニット。

【請求項11】

フィルタが収納されたハウジングを有する集塵装置へ洗浄水を供給する、集塵装置用の給水ユニットであって、
前記洗浄水を供給する給水管と、
前記給水管から前記ハウジング内へ洗浄水を供給して、前記ハウジング内における粉塵付着面を湿潤状態にする際に、前記ハウジング内の圧力が一定値を超えないように調整する圧力調整手段と、を備え、
前記圧力調整手段は、前記給水管の途中に設けられたリリーフバルブまたは減圧弁を有し、
前記ハウジング内の圧力が、前記リリーフバルブまたは前記減圧弁の圧力設定値によって規制される、ことを特徴とする給水ユニット。

【請求項12】

フィルタが収納されたハウジングを有する集塵装置へ洗浄水を供給する、集塵装置用の給水ユニットであって、
前記洗浄水を供給する給水管と、
前記給水管から前記ハウジング内へ洗浄水を供給して、前記ハウジング内における粉塵付着面を湿潤状態にする際に、前記ハウジング内の圧力が一定値を超えないように調整する圧力調整手段と、を備え、
前記圧力調整手段は、
前記給水管の途中に設けられたバルブと、
前記ハウジング内の圧力または液位を検出するセンサと、
前記センサの検出結果に基づいて前記バルブの開度を制御する制御回路と、を備え、
前記ハウジング内の圧力が、前記バルブの開度によって規制される、ことを特徴とする給水ユニット。

【請求項13】

フィルタが収納されたハウジングを有する集塵装置と、
前記集塵装置に洗浄水を供給する給水管を有する給水ユニットと、
を備えた給水システムであって、
前記給水管から前記ハウジング内へ洗浄水を供給して、前記ハウジング内における粉塵付着面を湿潤状態にする際に、前記ハウジング内の圧力が一定値を超えないように調整する圧力調整手段を備え、
前記圧力調整手段は、前記給水管の途中から分岐して、前記集塵装置より高い所定位置まで上方に延びる第１管体を有している、ことを特徴とする給水システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、集塵装置に内蔵されているフィルタを交換する際に用いる、給水ユニットおよび給水システムに関する。

【背景技術】

【0002】

集塵装置は、一般に、ハウジングと、このハウジングに収容されたフィルタと、濾過対象の流体をハウジング内へ導入する導入管と、フィルタで濾過された流体を排気する排気管とを備えている。導入管から導入された流体に含まれている粉塵は、フィルタの濾材で捕集され、粉塵が除去された流体は、清浄流体となって排気管から排気される。

【0003】

集塵装置のフィルタは、粉塵の捕集を繰り返すに従って目詰まりを生じるため、定期的に交換が必要となる。また、使用済のフィルタを取り出した後、粉塵で汚れたハウジングの内部を洗浄する必要もある。これらの作業にあたっては、フィルタやハウジングの内部に付着した粉塵の飛散によって作業者がばく露することがないように、細心の注意を払う必要がある。特に、医薬原料や農薬原料である高薬理活性物質は、少量で人体に強い薬効を与えたり毒性を有したりすることから、これを取り扱う現場では慎重な対応が求められる。

【0004】

ばく露対策の１つとして、従来から行われているＢＩＢＯ（バグイン・バグアウト）方式がある。これは、ビニール袋を介してフィルタの交換を行うことで、使用済のフィルタが開放空間に露出しないように、またハウジングの内部が外部と連通しないようにして、粉塵の飛散によるばく露を防止するものである。しかしながら、このＢＩＢＯ方式では、ビニール袋越しにフィルタの取り出しや挿入を行うため、作業性が悪いだけでなく、作業ミスにより使用済のフィルタが露出して、作業者がばく露を受けるおそれがある。

【0005】

この対策として、洗浄水によりフィルタやハウジングの内部を湿潤状態とした後、フィルタの交換を行うウェットダウン方式が知られている。たとえば、特許文献１には、フィルタが収容されているハウジングの内部へノズルから洗浄水を噴射して、フィルタを湿潤させた後、使用済のフィルタを取り出して新しいフィルタに交換する方法が記載されている。これによれば、ハウジングの内部や取り出した使用済のフィルタが湿潤状態となっているので、付着した粉塵の飛散を抑えることができる。しかるに、洗浄水を噴射しても、フィルタの全域に洗浄水が均一に行き渡るという保証はなく、湿潤されていない箇所に粉塵が残留していると、フィルタの取り出し時に残留粉塵が飛散して、ばく露をひき起こすおそれがある。このため、ばく露対策の徹底を図るには、ウェットダウンを行った後でも、ＢＩＢＯ方式によるフィルタ交換を実施する必要がある。

【0006】

一方、特許文献２には、ハウジングにフィルタが収納されている状態で、ハウジング内へ洗浄水を注入し、フィルタを完全に水没させて湿潤状態にした後、洗浄水を排水するウェットダウン方式が示されている。また、特許文献３には、このようなウェットダウン処理を行った後、ハウジングを取り外してフィルタを空間に開放し、この開放状態で使用済のフィルタを新しいフィルタに交換するウェットオープンチェンジ（Wet Open Change；登録商標）方式が示されている。

【0007】

特許文献２や特許文献３の手法を用いれば、ハウジングの内部やフィルタが水没状態となることで、それらの粉塵付着面が全域にわたって漏れなく湿潤されるため、ハウジングからフィルタを取り出す際に粉塵が飛散することがなく、ばく露を効果的に防止することができる。

【0008】

図２０は、そのようなウェットダウンの手順を模式的に示している。（ａ）は集塵装置１の概略図である。集塵装置１は、ハウジング１０と、このハウジング１０に収容されたフィルタＦと、濾過対象の流体をハウジング１０内へ導入する導入管１２と、フィルタＦで濾過された流体を排気する排気管１６と、ウェットダウン時にハウジング１０内へ洗浄水を供給する給水管１７と、ハウジング１０内への洗浄水の注入時にハウジング１０内の空気を抜くためのエア抜き部１８と、このエア抜き部１８に収容されたエアフィルタＺとを備えている。

【0009】

集塵装置１のウェットダウンを行う場合は、図２０（ｂ）のように、図示しない給水源から給水管１７を通して、ハウジング１０の内部に洗浄水Ｗ（たとえば水道水）を注入する。洗浄水Ｗの注入に伴って、ハウジング１０の内部空間の空気は、エア抜き部１８のエアフィルタＺを通って押し出される。このため、ハウジング１０の内圧はほぼ一定に保たれる。そして、図２０（ｃ）のように、ハウジング１０の内部空間が洗浄水Ｗで満水状態になると、給水管１７からの給水を停止する。このとき、フィルタＦは完全に水没状態にあり、フィルタＦの粉塵付着面（内面）の全域が湿潤面となっている。また、洗浄水ＷはエアフィルタＺに達しているので、エアフィルタＺの粉塵付着面（下面）も湿潤面となっている。その後、図２０（ｄ）のように、ハウジング１０の下部を開放して、ハウジング１０内の洗浄水Ｗを排出する。なお、このときの排水には、フィルタＦやエアフィルタＺに付着していた粉塵が混入しているので、実際にはこの排水は、外部に漏れないように、図示しない排水管を通してタンクなどへ送られる。

【0010】

上記のようなウェットダウン処理において、ハウジング１０の内部空間が満水状態（図２０（ｃ））になったことは、たとえばエア抜き部１８に設けられた確認窓（図示省略）を通して、目視などで確認することができる。しかしながら、この確認作業は人手によるため煩雑であり、また、確認するのを忘れたり、満水状態にもかかわらず満水状態でないと誤認することもある。

【0011】

このような場合は、給水管１７からの給水が継続されるので、エアフィルタＺにかかる圧力が上昇する。詳しくは、エアフィルタＺは、粉塵が外部に漏れないように、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）と同等の、目の細かいフィルタから構成されているので、空気を通す場合の濾過抵抗（通気抵抗）に比べて、洗浄水Ｗを濾過する場合の濾過抵抗（水濾過抵抗）が大きくなる。しかも、このときの洗浄水Ｗには、フィルタＦなどに付着していた粉塵が混入しているため、洗浄水Ｗに対するエアフィルタＺの濾過抵抗はきわめて大きな値となる。たとえば、図２０（ｂ）のように空気を濾過している場合のエアフィルタＺの通気抵抗は数ｋＰａ程度であるが、粉塵を含む洗浄水Ｗを濾過する場合の水濾過抵抗は、５０～１００ｋＰａ程度まで急増する。

【0012】

そして、エアフィルタＺの濾過抵抗が大きくなると、洗浄水ＷがエアフィルタＺに及ぼす圧力が上昇し、それに応じてハウジング１０の内圧も高まる。このため、ハウジング１０の機械的強度が低かったり、ハウジング１０のシール性能が十分でなかったりすると、ハウジング１０が変形し、また図２１のように、ハウジング１０から粉塵を含む洗浄水Ｗが漏れ出て、ばく露が発生するおそれがある。したがって、ウェットダウン処理を行う集塵装置１にあっては、エアフィルタＺのフィルタ面（下面）に水面が達した後の濾過抵抗の上昇に耐えうるような設計が要求される。しかるに、そのような要求を満たす装置では、十分な耐圧強度やシール性能が得られる反面、分解・洗浄の容易性や本体の軽量化などが犠牲となり、またコストも高くなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開２０１６－１０７９５号公報

【特許文献2】国際公開ＷＯ２０１８／２３５６８６

【特許文献3】国際公開ＷＯ２０１９／２４４７４５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明の課題は、ハウジングの耐圧強度を必要以上に高めなくても、簡単な手段によりウェットダウンの注水時におけるハウジングの内圧上昇を抑制して、ばく露を確実に防止できるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明に係る給水ユニットは、フィルタが収納されたハウジングを有する集塵装置へ洗浄水を供給する給水管と、この給水管からハウジング内へ洗浄水を供給して、ハウジング内における粉塵付着面を湿潤状態にする際に、ハウジング内の圧力が一定値を超えないように調整する圧力調整手段とを備えている。圧力調整手段は、給水管の途中から分岐して集塵装置より高い所定位置まで上方に延びる管体を有している。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、管体だけで構成された簡単な圧力調整手段を設けることで、ウェットダウン時の洗浄水の注入によるハウジングの内圧上昇を抑制することができる。また、管体に流入した洗浄水による水頭圧が加わって、ハウジング内の圧力が増加しても、この増加分は、管体の高さを適値に選定することで制限が可能である。このため、ハウジングの機械的強度やシール性能を必要以上に高めなくても、ハウジングが変形するおそれはない。また、内圧上昇によって洗浄水が漏れ出るおそれもないので、ばく露を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態による給水システムを示す斜視図である。

【図2】集塵装置の要部の断面図である。

【図3】給水装置の正面図、側面図、および背面図である。

【図4】第１実施形態の原理を説明するための概略構成図である。

【図5】第１実施形態の原理を説明するための概略構成図である。

【図6】第１実施形態の原理を説明するための概略構成図である。

【図7】第１実施形態の原理を説明するための概略構成図である。

【図8】水頭圧の作用を説明するための概略構成図である。

【図9】集塵装置におけるウェットダウンの手順を示す図である。

【図10】集塵装置におけるウェットダウンの手順を示す図である。

【図11】集塵装置におけるウェットダウンの手順を示す図である。

【図12】集塵装置におけるウェットダウンの手順を示す図である。

【図13】本発明の第２実施形態を示す概略構成図である。

【図14】第２実施形態の原理を説明するための概略構成図である。

【図15】本発明の第３実施形態を示す概略構成図である。

【図16】第３実施形態の原理を説明するための概略構成図である。

【図17】本発明の第４実施形態を示す概略構成図である。

【図18】本発明の第５実施形態を示す概略構成図である。

【図19】集塵装置の他の例を示す概略断面図である。

【図20】ウェットダウンの一般的な手順を示す概略構成図である。

【図21】ウェットダウンの問題点を説明するための概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態につき図面を参照しながら説明する。図面全体を通して、同一の部分または対応する部分には、同一の符号を付してある。

【0019】

図１は、本発明の第１実施形態の給水システムＡを示している。給水システムＡは、集塵装置１００と給水ユニット２００とから構成される。集塵装置１００は、本体１と、この本体１を支持する支持台２とを備えている。本体１は、後述の図２に示すフィルタＦが収納されたハウジング１０と、濾過対象である含塵気流をハウジング１０の内部へ導入する導入管１２と、フィルタＦで濾過された清浄気流を排気する排気管１６とを備えている。

【0020】

ハウジング１０は、下部に逆円錐形のホッパ１１を備えている。このホッパ１１には、前述の導入管１２と、排出管１３とが接続されている。排出管１３は、ハウジング１０内に貯留された洗浄水や、フィルタＦを構成する粒状濾材４３（図２）を排出するために設けられている。導入管１２には、バルブＶ１と、このバルブＶ１の開閉を操作するバルブレバー２４とが設けられている。また、排気管１６にも、図２に示すバルブＶ２と、このバルブＶ２の開閉を操作するバルブレバー２３とが設けられている。排出管１３の外側には、大径管１４が設けられている。この大径管１４には、ハウジング１０内の粒状濾材４３を排出する際に、ばく露を防止するための回収袋が装着される。

【0021】

ハウジング１０の上部には、給水ユニット２００から送水された洗浄水をハウジング１０内へ注入する注入管１７と、洗浄水の注入に伴ってハウジング１０内の空気を抜くエア抜き部１８と、ハウジング１０とエア抜き部１８とを連通させる連通管１９と、粒状濾材４３（図２）が投入される投入管２０とが設けられている。注入管１７は、先端に注入口２１を有している。エア抜き部１８の上部には、排気口２２が設けられている。

【0022】

支持台２は、基台２５と、この基台２５を支持する４本の脚部２６と、各脚部２６の下端に設けられた４個のキャスター２７とを備えている。基台２５の中央部は開口しており（図示省略）、この開口にホッパ１１が嵌合することで、集塵装置１００の本体１が支持台２に支持される。また、支持台２にキャスター２７が設けられていることにより、集塵装置１００は任意の場所に容易に搬送可能となっている。

【0023】

給水ユニット２００は、図示しない給水源から集塵装置１００へ洗浄水を供給するための給水管３１と、後述する圧力調整手段を構成する圧力調整管３２と、給水管３１および圧力調整管３２を支持するフレーム３３と、このフレーム３３に取り付けられたプレート３４、３５と、フレーム３３を支持する二股の脚部３６と、各脚部３６の下端に設けられた４個のキャスター３７とを備えている。この給水ユニット２００も、キャスター３７が設けられていることにより、任意の場所に容易に搬送可能となっている。なお、給水管３１と圧力調整管３２の詳細については、図３においてあらためて説明する。

【0024】

図２は、集塵装置１００の要部の断面図を示している。本体１のハウジング１０の内部には、フィルタＦが収容されている。このフィルタＦは、同心状に配設された内筒４１および外筒４２と、これらの間の空間に充填された粒状濾材４３とから構成される。粒状濾材４３は、上記空間からホッパ１１にわたって充填されている。この粒状濾材４３の詳細については、前述の特許文献２に記載されている。

【0025】

フィルタＦの内部には、図１に示した導入管１２の端部が接続される開口部４４が設けられている。導入管１２から導入された含塵気流Ｘは、フィルタＦの内部の一次空間Ｐに流入した後、フィルタＦの粒状濾材４３の隙間を通って、フィルタＦの外部の二次空間Ｓへ流出する。この過程で、含塵気流Ｘ中に含まれる粉塵が粒状濾材４３により捕捉され、二次空間Ｓへ流出した気流は、清浄気流Ｙとなって、排気管１６から排気される。一次空間Ｐは、粉塵を含む気流が流れる空間であるから、一次空間Ｐに面したフィルタＦの内面が粉塵付着面となる。

【0026】

エア抜き部１８の内部には、エアフィルタＺが収容されている。このエアフィルタＺは、洗浄水の注入によりハウジング１０内の空気が排気口２２から押し出される際に、空気中に含まれる粉塵を除去するフィルタであって、図２１でも説明したように、ＨＥＰＡフィルタと同等の目の細かいフィルタから構成されている。粒状濾材４３が投入される投入管２０は、内筒４１と外筒４２との間の空間と連通するように設けられている。

【0027】

次に、図３を参照して、給水ユニット２００の詳細について説明する。図３において、（ａ）は給水ユニット２００の正面図、（ｂ）は給水ユニット２００の右側面図、（ｃ）は給水ユニット２００の背面図をそれぞれ示している。前述したように、給水ユニット２００には、給水管３１と圧力調整管３２とが備わっている。圧力調整管３２は、給水管３１の途中から分岐して設けられている（分岐箇所Ｋ参照）。

【0028】

給水管３１は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、一端に給水口３１ｆを有している。この給水口３１ｆは、ホースなどを介して、図示しない給水源（たとえば水道の蛇口）と接続される。給水源から供給される洗浄水（たとえば水道水）は、給水口３１ｆへ流入した後、太矢印で示した経路（ａ→ｂ→ｃ→ｄ）を流れて、給水管３１の他端に設けられた吐出口３１ｇから吐出される。この吐出口３１ｇは、ホースなどを介して、集塵装置１００の注入口２１（図１）と接続されるので、吐出された洗浄水は、注入口２１から注入管１７（図１）を通って、ハウジング１０の内部へ流入する。この洗浄水によるウェットダウンの詳細については、後述する（図９～図１２）。

【0029】

次に、本発明の特徴である圧力調整管３２について、図４～図７を参照して詳細に説明する。

【0030】

図４は、本発明の原理を説明するために、図１に示した給水システムＡを模式的に表したものである。したがって、集塵装置１００、給水管３１、および圧力調整管３２は、単純化して表されている。また、図４では、給水システムＡを構成する主要な要素のみが示されている。

【0031】

図４において、集塵装置１００のハウジング１０に給水管３１が接続されており、この給水管３１と連通して圧力調整管３２が設けられている。詳しくは、圧力調整管３２は、給水管３１の途中から分岐して上方に延びる第１管体３２ａと、この第１管体３２ａと連通して下方へ延び、先端が開口している第２管体３２ｂと、第１管体３２ａの上部と連通して水平に延び、第２管体３２ｂの上部と連通する第３管体３２ｃとから構成される。本実施形態では、給水管３１と圧力調整管３２は、それぞれ鋼管からなる。圧力調整管３２は、本発明における「圧力調整手段」の一例である。

【0032】

圧力調整管３２の第１管体３２ａは、集塵装置１００より高い所定位置ｍまで、上方に延びている。この第１管体３２ａの高さをＨとする。高さＨの基準となる位置は、ハウジング１０に設けられたエア抜き部１８における洗浄水の上昇位置、すなわちエア抜き部１８に設けられたエアフィルタＺの下端位置ｎである。したがって、第１管体３２ａの高さＨは、Ｈ＝ｍ－ｎとなる。なお、ｍおよびｎは、たとえば集塵装置１００の設置面（床）からの距離である。

【0033】

図５に示すように、給水管３１を通してハウジング１０内へ洗浄水Ｗを注入してゆくと、ハウジング１０の内部空間の空気は、エア抜き部１８のエアフィルタＺを通って押し出される。このため、ハウジング１０の内圧はほぼ一定に保たれる。また、給水管３１を通る洗浄水Ｗの一部が、圧力調整管３２の第１管体３２ａへ流入するが、流入した洗浄水Ｗは第３管体３２ｃまで達することはないので、第２管体３２ｂから洗浄水Ｗが流れ出すことはない。

【0034】

ハウジング１０内の洗浄水Ｗの液位が上昇すると、やがてハウジング１０内は満水状態になり、さらに給水を続けると、図６に示すように、洗浄水Ｗがエア抜き部１８に流入してエアフィルタＺと接触するに至る。すると、この時点からエアフィルタＺの濾過抵抗が急増して、ハウジング１０内の圧力が高まり、圧力調整管３２の第１管体３２ａ内の洗浄水Ｗの液位はさらに上昇する。

【0035】

詳しくは、図２０でも説明したように、エア抜き部１８に流入した洗浄水Ｗに対するエアフィルタＺの濾過抵抗は通気抵抗に比べて大きく、また洗浄水Ｗには粉塵も混入しているので、エアフィルタＺの濾過抵抗が飛躍的に大きくなる。このため、洗浄水Ｗの給水を続けると、ハウジング１０の内圧が上昇して、給水管３１を通る洗浄水Ｗの全部をハウジング１０内へ注入することが不可能となる。その結果、第１管体３２ａへ流入する洗浄水Ｗの量が増加して、第１管体３２ａ内の洗浄水Ｗの液位がさらに上昇する。このとき、エアフィルタＺの下面（ｎの位置）にかかる圧力は、第１管体３２ａ内の洗浄水Ｗの高さに応じた水頭圧と等しくなる。水頭圧は、ある高さの静水が底面におよぼす圧力である（単位：Ｐａ〔パスカル〕）。そして、この水頭圧はハウジング１０の内部にも作用し、ハウジング１０内の圧力は、水頭圧の分だけ増加する。

【0036】

詳しくは、図８に示すように、ハウジング１０内の各部には、もともと洗浄水Ｗの重力による水圧Ｑが生じている。この水圧Ｑは、水深に依存し、水深が増加するほど大きな値となる。一方、ｎの位置すなわちエアフィルタＺの下面には、第１管体３２ａ内の洗浄水Ｗの高さに応じた水頭圧Ｒがかかる。そして、このフィルタ下面の水頭圧Ｒは、パスカルの原理に従ってハウジング１０内の各部に均等に作用する。したがって、ハウジング１０内の各部に作用する圧力は、水深に応じた水圧Ｑに、第１管体３２ａ内の洗浄水Ｗの高さに応じた水頭圧Ｒを加算した値となる。

【0037】

第１管体３２ａ内の洗浄水Ｗの液位がさらに上昇して、高さＨに至った後は、図７に示すように、洗浄水Ｗは第３管体３２ｃを通って第２管体３２ｂへ流入し、第２管体３２ｂの下端開口から排水される。このとき、第１管体３２ａ内の洗浄水Ｗによる水頭圧は、高さＨに相当する水頭圧であり、高さＨをたとえば１メートルとした場合、水頭圧はほぼ１０ｋＰａとなる。ここで、洗浄水Ｗの高さはＨを越えることはないので、図８に示した水頭圧Ｒの最大値Ｒｈ（高さＨに相当する水頭圧）は、１０ｋＰａ以下となる（Ｒｈ≦１０ｋＰａ）。すなわち、ハウジング１０の内圧は、もともとの水圧Ｑに１０ｋＰａの水頭圧を加算した範囲に抑えられる。

【0038】

したがって、高さＨに相当する水頭圧Ｒｈがハウジング１０内の圧力に加わっても、ハウジング１０内の満水時における圧力（Ｑ＋Ｒｈ）が許容限界値以下となるように、高さＨを適値に選定することによって、ハウジング１０内の満水時の圧力は、許容限界値を超えない範囲に抑えられる。

【0039】

このようにして、第１実施形態によれば、管体だけで構成された圧力調整管３２という簡単な手段を設けるだけで、洗浄水Ｗの注入によるハウジング１０の内圧上昇を抑制することができる。また、第１管体３２ａ内の洗浄水Ｗによる水頭圧Ｒが加わって、ハウジング１０内の圧力が増加しても、この増加分は第１管体３２ａの高さＨによって制限され、高さＨに相当する水頭圧Ｒｈ（最大値）を超えることがない。このため、ハウジング１０は、１０ｋＰａ程度の圧力増加に耐えうる構造であれば十分であり、この値は前述したエアフィルタＺの水濾過抵抗５０～１００ｋＰａに比べると格段に低い。したがって、ハウジング１０を必要以上に強固な耐圧構造にして、機械的強度やシール性能を高めなくても、ハウジング１０が変形するおそれはなく、また、ウェットダウンの際に内圧上昇によって洗浄水Ｗが漏れ出るおそれもないので、通常の耐圧構造のままで、ばく露を十分に防止することができる。

【0040】

また、強固な耐圧構造とした場合のように分解・洗浄のしやすさが損なわれることがないので、メンテナンス性に優れているとともに、本体が重量化することもない。また、圧力調整手段は機械的な可動部分を有しないので、摩耗や破損の心配がなく、部品の交換を必要としない。さらには、電気的な制御によらずに物理的な力（水頭圧）のみを利用するので、信頼性がきわめて高く、また電源を必要としないことから、防爆対策も不要となる。

【0041】

なお、第１実施形態の給水ユニット２００では、図３（ｃ）に示したように、圧力調整管３２（図４の第１管体３２ａ）が、給水管３１から分岐する分岐箇所Ｋより下方へ延びた後、図４の所定位置ｍまで上方に延びている。そして、圧力調整管３２における、分岐箇所Ｋより下方のＵ字状の湾曲部が、封水部Ｊを構成している。この封水部Ｊに貯留された洗浄水によって、ハウジング１０内の汚染空気が第１管体３２aを通って大気中に漏出するのを防止することができる。

【0042】

図９～図１２は、集塵装置１００におけるウェットダウンの手順を示している。ウェットダウンの手順は、図２０の場合と基本的に同じである。

【0043】

図９に示すように、図１の注入管１７からハウジング１０内へ洗浄水Wを注入すると、フィルタＦの内部空間（一次空間Ｐ）に洗浄水Wが流入する。このとき、排気管１６のバルブＶ２と、導入管１２のバルブＶ１（図１）は、いずれも閉じた状態にしておく。流入した洗浄水Wは、フィルタＦを通って二次空間Ｓへ流入するとともに、ホッパ１１へも流入し、図１０に示すように、ハウジング１０の天井に至る。その後、洗浄水Wは、連通管１９の中を上昇して、図１１に示すように、エアフィルタＺの下面位置に達する。これにより、ハウジング１０内が満水状態となる。

【0044】

従来は、この満水状態を確認窓（図示省略）から目視し、満水が確認されると、給水を停止していたが、本発明では、満水状態を直接目視して確認する必要はない。なぜなら、図１１に示すように洗浄水ＷがエアフィルタＺに達すると、それ以降は図７で説明したように、洗浄水Ｗが第１管体３２ａから第３管体３２ｃを通って、第２管体３２ｂの下端開口から排水されるからである。すなわち、この排水を確認することで、ハウジング１０内が満水状態になっていることを知ることができる。

【0045】

満水状態が確認された後は、給水を停止して、ホッパ１１の下方に設けられているバルブ（図示省略）を開放し、図１２に示すように、ハウジング１０内の洗浄水Ｗを、排出管１３を通して排水する。この場合も、図２０で説明したように、洗浄水Ｗには粉塵が混入しているので、排水される洗浄水Ｗは、外部に漏れないように排水管を通してタンクなどへ送られる。

【0046】

以上によりウェットダウン処理が完了する。ウェットダウンによって、水没状態にあったフィルタＦは全域が湿潤状態となっているので、粒状濾材４３を排出管１３から排出する際に粉塵が飛散することはなく、ばく露を未然に防止することができる。また、たとえば特開２０２１‐１７１７４６号公報に記載されているような方法で、ドライな状態の粒状濾材４３を安全に排出した後に、給水ユニット２００からハウジング１０内へ洗浄水を供給して、ハウジング１０の内部を洗浄する場合にも、湿潤状態のハウジング１０内から粉塵が飛散しないので、ばく露を防止することができる。

【0047】

なお、上述した実施形態において、第１管体３２ａの高さＨを自在に調整できるようにしてもよい。たとえば、第１管体３２ａを２つの管体から構成して、一方を他方に対してスライド可能としてもよい。あるいは、第１管体３２ａを可撓性を有する材料で形成することによって、高さＨを自在に調整できるようにしてもよい。第２管体３２ｂと第３管体３２ｃも、同様に可撓性を有する材料で形成してもよい。

【0048】

また、上述した実施形態において、第１管体３２ａは、透明であってもよい。この場合、第１管体３２ａに流入した洗浄水Ｗの液位を目視で確認することができるので、ハウジング１０内の圧力状態を容易に把握することができる。第２管体３２ｂと第３管体３２ｃも、同様に透明であってもよい。

【0049】

また、上述した実施形態において、第１管体３２ａの管径が給水管３１の管径より小さいと、第１管体３２ａに流入する洗浄水Ｗに対する抵抗が大きくなって、第２管体３２ｂからの洗浄水Ｗの排水に支障が生じる。また、サイフォン現象によって、汚染された洗浄水Ｗがハウジング１０から引き出されるおそれもある。したがって、第１管体３２ａの管径は、給水管３１の管径と同等かそれ以上であることが好ましい。これにより、洗浄水Ｗを円滑に排水し、またハウジング１０からの汚染水の逆流を防止することができる。第２管体３２ｂと第３管体３２ｃの管径も、同様に給水管３１の管径と同等かそれ以上であることが好ましい。

【0050】

図１３は、本発明の第２実施形態の給水システムＢを示している。この給水システムＢにおいて、集塵装置１００については、第１実施形態と変わりがないので、説明を省略する（後述の第３～第５実施形態においても同様）。第２実施形態では、給水装置３００が第１実施形態と異なっている。

【0051】

給水装置３００は、給水管３１と、連通管６１と、リリーフバルブ６２とを備えている。連通管６１は、給水管３１の途中から分岐して、リリーフバルブ６２に接続されている。連通管６１とリリーフバルブ６２は、本発明における「圧力調整手段」の一例である。

【0052】

図１４に示すように、給水管３１を通してハウジング１０内へ洗浄水Ｗを注入し、ハウジング１０内が満水状態になった後、さらに給水を続けると、第１実施形態の場合と同様に、洗浄水Ｗがエア抜き部１８のエアフィルタＺと接触する。この時点から、給水管３１を通る洗浄水Ｗが連通管６１へ流入し、その圧力に応じてリリーフバルブ６２が開いてゆく。このため、連通管６１へ流入した洗浄水Ｗは、リリーフバルブ６２の開口から排水され、ハウジング１０内の圧力は、リリーフバルブ６２の圧力設定値によって規制されることになる。

【0053】

図１５は、本発明の第３実施形態の給水システムＣを示している。第３実施形態における給水装置４００は、給水管３１と、この給水管３１の途中に設けられている減圧弁７１とを備えている。減圧弁７１は、本発明における「圧力調整手段」の一例である。

【0054】

第３実施形態では、給水管３１を通してハウジング１０内へ洗浄水Ｗを注入する際に、レギュレータとして作用する減圧弁７１によって、洗浄水Ｗの圧力が一定値以下に抑えられる。このため、図１６に示すように、洗浄水Ｗがエア抜き部１８のエアフィルタＺと接触した後も、ハウジング１０内の圧力は、減圧弁７１の圧力設定値によって規制されることになる。

【0055】

図１７は、本発明の第４実施形態の給水システムＤを示している。第４実施形態における給水装置５００は、給水管３１と、この給水管３１の途中に設けられたバルブ８１と、ハウジング１０内の圧力を検出する圧力センサ８２と、この圧力センサ８２の検出結果に基づいてバルブ８１の開度を制御する制御回路８３とを備えている。バルブ８１、圧力センサ８２、および制御回路８３は、本発明における「圧力調整手段」の一例である。

【0056】

第４実施形態では、圧力センサ８２で検出されたハウジング１０内の圧力が一定値に達すると、制御回路８３からバルブ８１に電気信号が送られ、バルブ８１が閉じるようになっている。これにより、ハウジング１０内の圧力がバルブ８１の開度によって規制され、一定値を超えないようにすることができる。バルブ８１は、３方向弁を備えたものであってもよい。

【0057】

図１８は、本発明の第５実施形態の給水システムＥを示している。第５実施形態における給水装置６００は、給水管３１と、この給水管３１の途中に設けられたバルブ９１と、ハウジング１０内の洗浄水の液位を検出するレベルセンサ９２と、このレベルセンサ９２の検出結果に基づいてバルブ９１の開度を制御する制御回路９３とを備えている。バルブ９１、レベルセンサ９２、および制御回路９３は、本発明における「圧力調整手段」の一例である。

【0058】

第５実施形態では、レベルセンサ９２で検出されたハウジング１０内の洗浄水の液位が一定値に達すると、制御回路９３からバルブ９１に電気信号が送られ、バルブ９１が閉じるようになっている。これにより、ハウジング１０内の圧力がバルブ９１の開度によって規制され、一定値を超えないようにすることができる。バルブ９１は、３方向弁を備えたものであってもよい。

【0059】

図１９は、本発明が適用される集塵装置の他の例を示している。図１９において、集塵装置５０は、ハウジング５１、フィルタＦ、導入管５２、排気管５３、および注入管５４を備えている。フィルタＦは、たとえばプリーツ状の濾材Ｕを備えた円筒状のＨＥＰＡフィルタであるが、折り畳んだ濾材を備えた矩形状のＨＥＰＡフィルタであってもよい。導入管１２から導入された含塵気流Ｘは、フィルタＦの一次空間Ｐから濾材Ｕを通って二次空間Ｓへ流出し、清浄気流Ｙとなって排気管５３から排気される。

【0060】

注入管５４は、ホースなどによって前述した給水ユニット２００の吐出口３１ｇ（図３）に接続される。ウェットダウンを行う場合は、注入管５４から洗浄水を注入して、ＨＥＰＡフィルタＦの一次空間Ｐに洗浄水を充満させ、その後、導入管５２から洗浄水を排水する。このような集塵装置５０を用いた場合においても、給水ユニット２００や注入管５４に前述した各種の圧力調整手段を付加することができる。

【0061】

本発明では、以上述べた実施形態以外にも、以下のような種々の実施形態を採用することができる。

【0062】

図４においては、圧力調整手段として、第１管体３２ａ、第２管体３２ｂ、および第３管体３２ｃから構成された圧力調整管３２を例に挙げたが、第２管体３２ｂと第３管体３２ｃを省略して、第１管体３２ａのみによって圧力調整管を構成してもよい。あるいは、第２管体３２ｂを省略し、第１管体３２ａと第３管体３２ｃとによって、圧力調整管を構成してもよい。

【0063】

図１においては、集塵装置１００が本体１と支持台２とを備えている例を挙げたが、集塵装置１００は本体１のみから構成されていてもよい。また、図１においては、支持台２に集塵装置１００のみが搭載されているが、集塵装置１００とその他の装置とを並べて搭載できるようにしてもよい。

【0064】

給水ユニット２００を用いて集塵装置１００のウェットダウンを行う場合、フィルタＦのみについてウェットダウンを行ってもよいし、ハウジング１０の内部洗浄のためだけにウェットダウンを行ってもよい。また、フィルタＦとハウジング１０の両方を対象としてウェットダウンを行ってもよい。つまり、ハウジング１０内における粉塵付着面を湿潤状態にする際に、給水ユニット２００を用いればよい。さらに、ウェットダウンで用いる洗浄水Ｗは、水に限らず、温水、有機溶媒、酸またはアルカリ溶液などであってもよい。

【0065】

本発明の給水システムでは、給水ユニット２００側に圧力調整手段を設けてもよいし、集塵装置１００側に圧力調整手段を設けてもよい。たとえば、集塵装置１００のハウジング１０に上方へ延びる給水管（図示省略）を設けるとともに、この給水管の上端に給水槽（図示省略）を設け、給水槽内の洗浄水の液面が図４に示すｍの位置となるように構成してもよい。

【0066】

図３（ｃ）では、圧力調整管３２にＵ字状の湾曲部からなる封水部Ｊを設けた例を挙げたが、封水部は給水管３１を含む給水経路に設けてもよい。たとえば、図１に示す注入管１７の注入口２１と、図３（ｃ）の分岐箇所Ｋとの間の給水経路中にＵ字状の湾曲部を設け、この部分を封水部としてもよい。また、封水部はＵ字状の湾曲部に限らず、Ｊ字状やＷ字状の湾曲部であってもよい。

【0067】

本発明は、粒状濾材４３を含むフィルタやＨＥＰＡフィルタを備えた集塵装置に限らず、ＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Penetration Air Filter）や、袋状のバグフィルタなどを備えた集塵装置に給水を行うシステムにも適用が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本発明は、高薬理活性物質を取り扱う医薬品工場や農薬工場のような、ばく露対策に万全を期す必要がある場所において特に有用である。

【符号の説明】

【0069】

１０ ハウジング
３１ 給水管
３２ 圧力調整管
３２ａ 第１管体
３２ｂ 第２管体
３２ｃ 第３管体
６２ リリーフバルブ
７１ 減圧弁
８１ バルブ
８２ 圧力センサ
８３ 制御回路
９１ バルブ
９２ レベルセンサ
９３ 制御回路
１００ 集塵装置
２００ 給水ユニット
Ａ～Ｅ 給水システム
Ｆ フィルタ
Ｈ 第１管体の高さ
Ｊ 封水部
Ｋ 分岐箇所
ｍ 所定位置
ｎ エアフィルタの下端位置
Ｑ ハウジング内の水圧
Ｒ 水頭圧
Ｗ 洗浄水
Ｚ エアフィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】