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  • 特開-空気清浄装置 図1
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(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】P2024162195
(43)【公開日】2024-11-21
(54)【発明の名称】空気清浄装置
(51)【国際特許分類】
   F24F 8/80 20210101AFI20241114BHJP
   F24F 8/192 20210101ALI20241114BHJP
   B23K 9/32 20060101ALI20241114BHJP
【FI】
F24F8/80 210
F24F8/192
F24F8/80 250
F24F8/80 238
B23K9/32 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023077514
(22)【出願日】2023-05-09
(71)【出願人】
【識別番号】519410220
【氏名又は名称】株式会社トゥーコネクト
(74)【代理人】
【識別番号】100095577
【弁理士】
【氏名又は名称】小西 富雅
(74)【代理人】
【識別番号】100100424
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 知公
(72)【発明者】
【氏名】上田 啓太
(57)【要約】
【課題】溶接作業時に、作業者に近くに配置して浄化空気を効率よく作業者に提供することができ、かつ、溶接ポイントから飛散するスパッタの影響を受け難い空気清浄装置を提供する。
【解決手段】この発明の空気清浄装置は、空気清浄器本体と該空気清浄器本体を覆うカバー体とを備えてなり、空気清浄器本体は空気導入口と空気吐出口とを備え、カバー体は空気孔を備え、カバー体の空気孔に対して空気清浄器本体の空気導入口が対面しないようにする。これにより、カバー体の空気孔を通過したスパッタがトラップされて、空気清浄器本体の空気導入口からその中へ取り込まれなくなる。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空気清浄器本体と該空気清浄器本体を覆うカバー体とを備えてなる、空気清浄装置であって、
前記空気清浄器本体は空気導入口と空気吐出口とを備え、
前記カバー体は空気孔を備え、
前記カバー体の空気孔に対して前記空気清浄器本体の空気導入口が対面しない、空気清浄装置。
【請求項2】
前記空気清浄器本体と前記カバー体の内面との間隔をAとし、前記空気導入口と前記空気孔とを一つの仮想平面へ正投射したとき、前記空気導入口の正投影図と前記空気孔の正投影図との間において最も近い辺間の距離をBとしたとき、A<Bとなる、請求項1に記載の空気清浄装置。
【請求項3】
前記カバー体の空気孔を前記空気清浄器本体の空気導入口より高い位置とする請求項1に記載の空気清浄装置。
【請求項4】
前記カバー体の側壁に設けられた前記空気孔をルーバー構造として、該ルーバー構造を構成する羽板の下辺が前記カバー体より外側となる、請求項1に記載の空気清浄装置。
【請求項5】
前記空気清浄器本体はTPAフィルタを備える、請求項1に記載の空気清浄装置。
【請求項6】
空気清浄器本体の空気吐出口に連通するフレキシブルダクトを更に備え、該フレキシブルダクトはこれを最も伸張させたときの長さが前記カバー体の高さの1.0~3.0倍である、請求項1に記載の空気清浄装置。
【請求項7】
空気清浄器本体と該空気清浄器本体を覆うカバー体とを備えてなる、空気清浄装置であって、
前記空気清浄器本体は空気導入口と空気吐出口とを備え、
前記カバー体は空気孔を備え、
前記カバー体の空気孔を通過したスパッタをトラップするトラップ部が更に備えられる、空気清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は空気清浄装置に関し、例えば溶接の作業現場において好適に使用される。
【背景技術】
【0002】
アーク溶接等の溶接作業時には、アーク熱に起因したヒュームが発生する。このヒュームは溶接ポイントの周囲において最もその濃度が高く、次第に周囲に拡散する。その結果、作業者の近辺も高いヒューム濃度になるので、溶接作業現場における換気が求められていた。このとき、作業者の手元の溶接ポイントのアークに影響がでないように換気による気流を制御する必要がある(特許文献1参照)。
その他、この発明に関連する先行文献として特許文献2及び3を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005-211942号公報
【特許文献2】実開平5-63620号公報
【特許文献3】公開昭60-31323号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
作業者の近辺の空気を換気しても、作業現場全体にヒュームが拡散していれば、換気した空気にもヒュームが含まれることとなるので、作業者の健康管理の観点から好ましくない。
そこで、空気清浄器で作業現場の空気を浄化し、浄化された空気を作業者へ供給することが考えられる。
空気中のヒューム濃度が0.157mg/mの溶接作業現場において、株式会社トゥーコネクトが提供する空気清浄器(Airdog X5s)を最も風量の大きいモードで稼働させたところ、ヒューム濃度は0.040mg/mとなり、作業現場の空気中のヒューム濃度が略75%減となった。
なお、ヒューム濃度は次の様にして得た(以下、この明細書において同じ)。換気のない溶接作業現場において溶接作業を実施した中、作業者の側頭部に装着した個人ばく露測定用のフィルタ(SKC社製 型番225-3-01)と分粒装置(SKC社製 型番225-01-01)ポンプ(SKC社製、型番220‐4000)で作業員の呼吸域の空気を収集し、吸引した空気量とフィルタの質量の増量をもって、フィルタで捕集された粉じん中のマンガン濃度(mg/m)を計測し、これをヒューム濃度とした。
【0005】
溶接作業に求められるコスト低減の見地から、汎用的な空気清浄器を溶接作業現場に適用することが好ましい。
本発明者らは、汎用的な空気清浄器を溶接作業現場に適用することにつき鋭意検討してきた結果、下記の課題に気がついた。
空気清浄器から吐出される浄化空気は、吐出とともに拡散する。換言すれば、浄化空気流れに、作業現場の汚れた空気が混入する。よって、空気清浄器の吐出口をできる限り作業者の顔に近づけ、空気清浄器からの浄化空気を作業者に提供することが好ましい。
【0006】
本発明者らの検討によれば、上記の空気清浄器の吐出口の位置を作業者の顔から1mとしたときと、0.5mとしたときの、作業者の肩口でのヒューム濃度はそれぞれ、前者が0.657mg/m、後者が0.240mg/mであった。
【0007】
上記より、空気清浄器の吐出口を作業者に出来るだけ近づけることが好ましいことが確認される。ただし、この場合、空気清浄器自体も作業者、即ち溶接のポイントに近づくこととなる。
そのとき、溶接ポイントから飛び出すスパッタ(火花粒子)が問題となる。即ち、空気清浄器が溶接ポイントに近いため、溶接ポイントから飛び出したスパッタが空気清浄器に干渉して、その空気浄化能力を低下させたり、火事や事故の原因になったりするおそれがある。例えば、スパッタが空気清浄器に取り込まれると、そのフィルタに障害を発生させるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは上記課題を解決すべく検討を重ねてきたところ、この発明に想到した。即ち、この発明の第1局面は次のように規定される。
空気清浄器本体と該空気清浄器本体を覆うカバー体とを備えてなる、空気清浄装置であって、
前記空気清浄器本体は空気導入口と空気吐出口とを備え、
前記カバー体は空気孔を備え、
前記カバー体の空気孔に対して前記空気清浄器本体の空気導入口が対面しない、空気清浄装置。
【0009】
このように規定される空気清浄装置によれば、カバー体により空気清浄器本体が覆われているので、スパッタから空気清浄器本体が保護されている。かかる空気清浄装置を作業者に近づけたとき、換言すれば溶接ポイントに近づけてスパッタが飛散するような厳しい環境下に空気清浄装置を置いたとき、空気清浄装器本体は何ら害されることなく、その機能が担保される。
特に、カバー体の空気孔に対して空気清浄器本体の空気導入口が対向していないので、仮に、溶接ポイントからのスパッタが空気清浄装置に向かい、カバー体の空気孔から内部に侵入しても、この空気孔から侵入したスパッタが空気清浄器本体の空気導入口へ直接入り込むことはない。カバー体の空気孔から侵入したスパッタは空気清浄器本体の側面(空気孔に対向した部分)に衝突するからである。
ここに、空気清浄器本体には、その底面の他、その側面にも空気導入口が設けられることがある。かかる側面の空気導入口とこの側面に対向するカバー体の側壁の空気孔とが対向しないとは、空気導入口と空気孔とが高さ方向及び/又は水平方向にズレていることを指す。つまり、空気導入口と空気孔とを一つの仮想平面(カバー体の側壁と平行な面)へ正投射したとき、空気導入口の正投影図と空気孔の正投影図とは重ならない。
【0010】
カバー体の空気孔から侵入したスパッタが空気清浄器本体の空気導入口へ入り込むことをより確実に防止するには、空気清浄器本体とカバー体の内面との間隔Aを小さく(例えば、10~50mm)とすることが好ましい。これにより、カバー体の空気孔から侵入したスパッタは、空気清浄器本体の側面に衝突して、空気清浄器本体とカバー体との間に落下して、空気導入口まで到達しない。
ここに、空気清浄器本体とカバー体の内面との間隔をAとし、空気導入口と空気孔とを一つの仮想平面へ正投射したとき、空気導入口の正投影図と空気孔の正投影図との間において最も近い辺間の距離をBとしたとき、A<Bとすることが好ましい(第2局面)。
【0011】
溶接ポイントから放出されたスパッタの幾つかは、作業現場の床に到達してそこで跳ね返る。よって、かかる跳ね返りのスパッタの侵入をより確実に防止するため、カバー体の空気孔を空気清浄器本体の空気導入口より高い位置とすることが好ましい(第3局面)。
【0012】
溶接作業は、一般的には、作業者の腰より高い位置で行われるので、溶接ポイントで生じたスパッタは、空気清浄装置に対して、その上方から降り注ぐ。従って、カバー体の側面に設けられた空気孔をルーバー構造として、このルーバー構造を構成する羽板の下辺をカバー体より外側とすることが好ましい(第4局面)。
【0013】
溶接作業現場に用いられる空気清浄装置では、その空気清浄器本体として電磁場を利用するTPA(Twin Pole Active)フィルタを備えるものを採用することが好ましい(第5局面)。本発明者らの検討によれば、JISで規格されたHEPAフィルタを備える空気清浄器本体に比べ、TPAフィルタを備える空気清浄器本体の耐久性が高かった。
空気清浄器本体の空気吐出口をその上面側に設け、カバー体の上面に設けられたフレキシブルダクトに連通させることが好ましい。溶接作業における作業者の姿勢は十人十色であるので、フレキシブルダクトを調整することで、作業者の姿勢に合わせてその呼吸域に浄化空気を供給することができる。
【0014】
フレキシブルダクトを長くすれば、空気清浄装置を溶接ポイントから離すことが可能である。しかしながら、長いフレキシブルダクトは浄化空気の流れの抵抗になり、空気清浄器本体にかかる負荷が大きくなる。また、空気清浄装置に長いフレキシブルダクトを取り付けると全体の重心が不安定となり、その設置安定性が損なわれるおそれがある。
従って、空気清浄装置から吐出される浄化空気を作業者に供給できることを条件に、フレキシブルダクトはできるだけ短くすることが好ましい。本発明者らの検討によれば、空気清浄装置の上面にフレキシブルダクトを取り付ける場合、フレキシブルダクトを最も伸張させた状態で、その長さは空気清浄器装置の高さの1.0~3.0倍とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1図1はこの発明の実施形態の空気清浄装置1の部分分解斜視図である。
図2図2は空気清浄装置1の六面図であり、Aは左側面図、Bは正面図、Cは右側面図、Dは背面図、Eは平面図、Fは底面図である。
図3図3図2におけるIII-III矢視線断面図である。
図4図4はカバー体10と空気清浄器本体20との位置関係を示す模式図である。
図5図5は空気清浄装置1にフレキシブルダクト50を取り付けた状態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、この発明を実施の形態に基づき更に詳細に説明する。
実施形態の空気清浄装置1は、図1に示すとおり、カバー体10と空気清浄器本体20とを備えている。
図2に示す通り、カバー体10は、それぞれ板状の4つの側壁11、上壁13及び下壁16を組み付けて直方体を構成する。各側壁は耐熱塗料でコーティングされた鋼板からなる。
側壁11において、正面を構成するもの11Bにはその上縁部分に切欠き18が形成される。この切欠き18には透明なカバーが取付けられ、空気清浄器本体20の表示パネル27が視認できる。
【0017】
側壁11において、右側面を構成するもの11A、左側面を構成するもの11C、背面を構成するもの11Dにはそれぞれスリット状の空気孔15の集合体が形成されている。
この空気孔15の集合体はルーバー構造をなし、その羽板の下辺が側壁11より外側に突出している。これにより側壁11に貫通された空気孔15を羽板が上側から覆う構造となり、上から落下するスパッタが当該空気孔15へ入り込むことを防止する。
この例では、羽板の断面形状を傘型としたが、その形状は特に限定されるものではない。
【0018】
空気孔15は、側壁11に所定の機械的剛性を確保できれば、その形状や形成数は特に限定されない。
上壁13にはその中央に短円筒状のシリンダ14が突設される、このシリンダ14へフレキシブルダクト50の一端が外挿される(図5参照)。
下壁16にはキャスタ21が直接取付けられている。
【0019】
図1に示すとおり、カバー体10の中に空気清浄器本体20が収納されている。換言すれば、空気清浄器本体20がカバー体10で覆われている。
この例では、空気清浄器本体20として、既述のAirdog X5sを採用した。この空気清浄器はTPAフィルタを備える。
この空気清浄器本体20は、その3つの側壁(右側壁、左側壁及び背側側壁)と図示しない底壁に空気導入口22を備えている。
空気吐出口(図示せず)は空気清浄器本体20の上面に形成されている。上面の空気吐出口から吐出される浄化空気は内部ダクト24を介してシリンダ14に送られる。空気清浄器本体20の上面をカバー体10の上壁へ可及的に近づけることで、空気吐出口から吐出される浄化空気を直接シリンダ14に送ることもできる。
【0020】
この空気清浄装置1では、カバー体10の各側壁11に形成された空気孔15の位置を空気清浄器本体20の空気導入口22より上側として、空気孔15と空気導入口22とが対向しないようにしている。
これにより、溶接作業により発生したスパッタがカバー体10の空気孔15を通り抜けたとしても、それが直接空気導入口22に入り込まなくなる。
カバー体10の各側壁11と空気清浄器本体20の側面とを近接させることにより、空気孔15を通過したスパッタを積極的に空気清浄器本体20の側面に衝突させたり、空気清浄器本体20とカバー体10との間に落下させたりすることで、これをトラップする。よって、空気導入口22を介して空気清浄器本体20内へスパッタが浸入することをより確実に防止できる。
空気清浄器本体がその底面に空気導入口を備える場合、その底面をカバー体の底壁に当接させて、当該空気入口からのスパッタの侵入を防止することができる。
【0021】
空気清浄器本体とカバー体との間隔を小さくして、かつ空気清浄器本体の空気導入口がカバー体の空気孔と対向しないようにすることで、カバー体を通過したスパッタを積極的に空気清浄器本体の側面(空気導入口が無い部分)へ衝突させる。これらにより、スパッタのトラップ部が構成されているといえる。
空気清浄器本体の側面において、カバー体を通過したスパッタが衝突する領域に、耐火性のシートを貼付けておくこともできる。
【0022】
側壁11と空気清浄器本体20の側面との間隔をAとし、空気孔15の下辺と空気導入口の上辺との間隔をBとしたとき、A<Bの関係を成立させる。ただしA>10mmとする。かかる設計思想により、即ち、カバー体10と空気清浄器本体20との間に小さなマージンを設けることで、両者の組付け及び取外しが容易になり、かつ、カバー体10と空気清浄器本体20との間でスパッタを確実にトラップできる。
上記において、カバー体10の空気孔15を空気清浄器本体20の空気導入口22より高い位置としたのは、床で跳ね返ったスパッタが空気孔15に侵入しないようにするためである。
【0023】
カバー体10の空気孔15の形成位置は、これが空気清浄器本体20の空気導入口22に対向していなければ、任意に設計できる。
上記の例では、空気孔15を空気導入口22の上側としているが、これを下側にすることもできる。空気清浄器本体20の側面において空気導入口22が左右一方へ偏在していれば、空気導入口22に対して空気孔15を左右方向に偏移させることもできる。
更には、空気孔15と空気導入口22との間にジャマ板を介在させることで、両者の対向を防止することもできる。
【0024】
空気清浄装置1の使用態様を図5に示す。
空気清浄装置1の上壁13のシリンダ14へフレキシブルダクト50の一端を外挿し、その他端51を作業者の呼吸域へ向けて、ここから浄化空気を供給する。
空気清浄器本体20の負荷を軽減するため、このフレキシブルダクト50はできるだけ短い方が好ましい。これにより、装置としての安定性を確保することもできる。フレキシブルダクト50を短くした結果、空気清浄装置1が溶接ポイントに近づく。その結果、溶接ポイントで生じたスパッタの影響を受けやすくなる。この発明では、かかるスパッタの影響を排除するため、空気清浄器本体の空気導入口とカバー体の空気孔の位置関係を調整し(対向しないようにし)、かつ、空気清浄器本体とカバー体とを近づけることにより、スパッタを両者の間でトラップして、空気清浄器本体がスパッタを吸い込まないようにしている。
【0025】
空気清浄装置の浄化空気を作業者へ提供するインターフェースは、図5に示したフレキシブルダクト50に限定されるものではなく、例えば、二又のフレキシブルダクトを用いることもできるし、吐出口51が固定されたプラスチック製のものとすることもできる。
また、吐出口51と対向するように、好ましくは、作業者をその間に挟むようにして、吸引ダクトを配置することが好ましい。
【0026】
この発明は、上記発明の実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【符号の説明】
【0027】
1 空気清浄装置
10 カバー体
15 空気孔
20 空気清浄器本体
22 空気導入口
図1
図2
図3
図4
図5