特開 2024-48649 粉塵固化システム

(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】P2024048649

(43)【公開日】2024-04-09

(54)【発明の名称】粉塵固化システム

(51)【国際特許分類】

   B30B 9/28 20060101AFI20240402BHJP

   B65G 53/04 20060101ALI20240402BHJP

【ＦＩ】

B30B9/28 G

B65G53/04 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022154677

(22)【出願日】2022-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100161425

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 鉄平

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 功

(72)【発明者】

【氏名】西川 心太郎

【テーマコード（参考）】

3F047

【Ｆターム（参考）】

3F047CA15

3F047DB08

(57)【要約】

【課題】粉塵を固化する装置において、装置外に再飛散する粉塵の量を低減できる技術を提供する。
【解決手段】粉塵固化システムは、粉塵が投入される投入口と粉塵を排出する排出口とを含むホッパとホッパの排出口から供給される粉塵を加圧してペレットを形成する固化ユニットとを有する固化装置と、固化装置のホッパ内を負圧にする吸引装置と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉塵が投入される投入口と前記粉塵を排出する排出口とを含むホッパと前記ホッパの前記排出口から供給される前記粉塵を加圧してペレットを形成する固化ユニットとを有する固化装置と、
前記固化装置の前記ホッパ内を負圧にする吸引装置と、
を備える粉塵固化システム。

【請求項2】

前記固化ユニットは、
前記粉塵を加圧する加圧ユニットと、
前記加圧ユニットの下方に配置され、前記加圧ユニットから排出された前記粉塵を貯留する下ホッパと、を有し、
前記固化ユニットの前記下ホッパと前記ホッパとを接続する接続管を備える、請求項１に記載の粉塵固化システム。

【請求項3】

前記接続管に設けられ、前記下ホッパに貯留された前記粉塵を前記ホッパに移送する移送ユニットを備える、請求項２に記載の粉塵固化システム。

【請求項4】

前記移送ユニットはエアで駆動する、請求項３に記載の粉塵固化システム。

【請求項5】

前記加圧ユニットはエアシリンダを有し、
前記移送ユニットは、前記エアシリンダから排気されたエアで駆動する、請求項４に記載の粉塵固化システム。

【請求項6】

前記吸引装置はエアで駆動する、請求項１～５の何れか一項に記載の粉塵固化システム。

【請求項7】

前記固化装置の前記ホッパの投入口に接続される吸引管を備える、請求項１～５の何れか一項に記載の粉塵固化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、粉塵固化システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、廃棄物を固化する装置を開示する。この装置は、廃棄物を貯留するホッパと、ホッパの下方に設けられた圧縮室と、圧縮室の上方と側方から圧縮して廃棄物を固化する圧縮手段とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０４－１２３８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の装置にあっては、廃棄物が粉塵である場合、ホッパに粉塵を投入する際に粉塵が再飛散するおそれがある。本開示は、粉塵を固化する装置において、装置外に再飛散する粉塵の量を低減できる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係る粉塵固化システムは、粉塵が投入される投入口と粉塵を排出する排出口とを含むホッパとホッパの排出口から供給される粉塵を加圧してペレットを形成する固化ユニットとを有する固化装置と、固化装置のホッパ内を負圧にする吸引装置と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、粉塵を固化する装置において、装置外に再飛散する粉塵の量を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係る粉塵固化システムの装置正面を示す斜視図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る粉塵固化システムの装置背面を示す斜視図である。

【図3】図３は、図１の固化ユニットの斜視図である。

【図4】図４は、図３の排出シュートの詳細を説明する図である。

【図5】図５は、粉塵固化システムのエア配管系統図である。

【図6】図６は、変形例に係る粉塵固化システムの装置正面を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［本開示の実施形態の概要］
最初に、本開示の実施形態の概要を説明する。

【0009】

（条項１） 本開示の一側面に係る粉塵固化システムは、粉塵が投入される投入口と粉塵を排出する排出口とを含むホッパとホッパの排出口から供給される粉塵を加圧してペレットを形成する固化ユニットとを有する固化装置と、固化装置のホッパ内を負圧にする吸引装置と、を備える。

【0010】

条項１に係る粉塵固化システムにおいては、吸引装置が固化装置のホッパ内を負圧にする。このため、粉塵がホッパの投入口に投入されたときに粉塵がホッパ内に吸引され、粉塵がホッパ内から吹き出にくくなる。よって、粉塵固化システムは、装置外に再飛散する粉塵の量を低減できる。

【0011】

（条項２） 条項１に記載の粉塵固化システムにおいて、前記固化ユニットは、粉塵を加圧する加圧ユニットと、加圧ユニットの下方に配置され、加圧ユニットから排出された粉塵を貯留する下ホッパと、を有してもよい。粉塵固化システムは、固化ユニットの下ホッパとホッパとを接続する接続管を備えてもよい。この場合、下ホッパ内は、吸引装置によって接続管を介して減圧される。このため、加圧ユニットから排出された粉塵が下ホッパ内に吸引されて下ホッパ内に収容され易くなるとともに、粉塵が下ホッパから吹き出にくくなる。これにより、粉塵固化システムは、例えば加圧ユニットからペレットを取り出すときにおいて、装置外に再飛散する粉塵の量を低減できる。

【0012】

（条項３） 条項２に記載の粉塵固化システムは、接続管に設けられ、下ホッパに貯留された粉塵をホッパに移送する移送ユニットを備えてもよい。移送ユニットによって、粉塵が下ホッパからホッパへとより確実に移送できる。

【0013】

（条項４） 条項３に記載の粉塵固化システムにおいて、移送ユニットはエアで駆動してもよい。エアで駆動するとは、粉塵をホッパに移送するための力（吸引力など）を、エアによって発生させることである。エアで駆動させることにより、粉塵固化システムは、電気火花の発生を抑制し、粉塵への着火リスクを低減できる。

【0014】

（条項５） 条項４に記載の粉塵固化システムにおいて、加圧ユニットはエアシリンダを有し、移送ユニットは、エアシリンダから排気されたエアで駆動してもよい。この場合、粉塵固化システムは、エアを再利用できる。

【0015】

（条項６） 条項１～５の何れか一項に記載の粉塵固化システムにおいて、吸引装置はエアで駆動してもよい。エアで駆動させることにより、粉塵固化システムは、電気火花の発生を抑制し、粉塵への着火リスクを低減できる。

【0016】

（条項７） 条項１～６の何れか一項に記載の粉塵固化システムは、固化装置のホッパの投入口に接続される吸引管を備えてもよい。これにより、粉塵を収容したボックスを持ち上げて投入口に粉塵を注ぐ必要はなく、ボックス内に吸引管を入れるだけでボックス内の粉塵が固化装置のホッパに自動投入される。

【0017】

［本開示の実施形態の例示］
図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において同一要素には同一符号が付され、重複する説明は省略される。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。

【0018】

［粉塵固化システムの一例］
一実施形態に係る粉塵固化システムは、例えば工場などで収集された粉塵を固化するシステムである。粉塵（ダスト）とは、気体中に浮遊できる程度に微細な粉体であり、金属材料等のレーザ加工、プラズマ加工、および溶接などの際に発生するヒュームなどを含む。固化とは、粉体を押し固めることである。本実施形態においては、粉体が固化されて得られる物体をペレットという。粉塵は、例えば、集塵機で収集されてペール缶（ボックス）に収容される。一実施形態に係る粉塵固化システムは、ペール缶などに収容された粉塵を固化してペレットを形成する。

【0019】

図１は、一実施形態に係る粉塵固化システムの装置正面を示す斜視図である。図２は、一実施形態に係る粉塵固化システムの装置背面を示す斜視図である。図３は、図１の固化ユニット２２の斜視図である。図中のＸ方向及びＹ方向が水平方向であり、Ｚ方向が垂直方向である。以下ではＺ方向を上下方向ともいう。

【0020】

図１及び図２に示されるように、粉塵固化システム１は、固化装置２及び吸引装置３を備える。固化装置２は、粉塵を固化する装置であり、吸引装置３は、固化装置２から粉塵が装置外へ再飛散することを防止するための装置である。

【0021】

固化装置２は、フレーム２０によって支持される。固化装置２は、ホッパ２１及び固化ユニット２２を備える。ホッパ２１は、固化ユニット２２の上方に配置され、粉塵を貯留する中空の容器である。ホッパ２１は、粉塵が投入される投入口２１ａと粉塵を排出する排出口２１ｂとを含む。投入口２１ａは、ホッパ２１の上部に形成され、排出口２１ｂは、ホッパ２１の下部に形成される。収集済みの粉塵は、作業員などにより、ホッパ２１の投入口２１ａに投入され、ホッパ２１内に貯留される。ホッパ２１の排出口２１ｂには固化ユニット２２が接続され、ホッパ２１に貯留された粉塵は、固化ユニット２２へ供給される。

【0022】

図３に示されるように、固化ユニット２２は、ホッパ２１の下方に配置される。固化ユニット２２は、供給された粉塵を圧縮し、ペレットを形成する。固化ユニット２２は、粉塵を圧縮するための一対のエアシリンダ２２１,２２２（加圧ユニットの一例）を備える。一対のエアシリンダ２２１,２２２それぞれのロッドは対向配置される。ロッド間には、粉塵が充填される加圧室が画成され、一対のエアシリンダ２２１,２２２の少なくとも一方のロッドが移動することで加圧室内の粉塵が圧縮される。形成されたペレットは、排出シリンダ２０２の動作によって、加圧室から、固化ユニット２２の下方に接続された排出シュート２２３に落下する。排出シュート２２３に落下したペレットは、排出シュート２２３の下方に配置された排出用ペール缶５１へ排出される。

【0023】

なお、固化ユニット２２は、ホッパ２１から固化ユニット２２への粉塵の充填を安定させるために、ホッパ２１の下端の粉塵を撹拌するための撹拌用アクチュエータ２０１を備えてもよい。

【0024】

固化装置２は、各構成要素を動作させるためのエア配管系統を有する。エア配管系統は、エアの供給源に接続される供給口２５を有する。エア配管系統は、供給口２５に供給されたエアを制御するバルブを有し、固化ユニット２２の一対のエアシリンダ２２１,２２２、排出シリンダ２０２、撹拌用アクチュエータ２０１などの各構成要素に供給するエアを制御する。エア配管系統のバルブは、図１に示されるバルブケース２３内に収容される。エア配管系統の詳細については後述する。

【0025】

固化の対象となる粉塵は、図１に示される投入用ペール缶５２内に収集される。作業員は、投入用ペール缶５２の上部にアタッチメント５３を装着する。アタッチメント５３は、投入用ペール缶５２の内部に連通し、投入口２１ａに係合する排出口を有する。作業員は、投入用ペール缶５２の上下を反転させてアタッチメント５３をホッパ２１の投入口２１ａに係合させる。投入用ペール缶５２内の粉塵は、重力によってホッパ２１へ供給される。アタッチメント５３は混入防止用の篩を内部に有する。これにより、粉塵は篩を介してホッパ２１へ供給され、粉塵より大きい金属片などがホッパ２１へ供給されることが防止される。

【0026】

図１及び図２に示されるように、固化装置２は、投入用ペール缶５２内の粉塵をホッパ２１の投入口２１ａに効率良く投入させるためにエア配管２４を備えてもよい。エア配管２４には、上述したエア配管系統によってエアが供給される。アタッチメント５３は、エア配管２４に接続可能なエア導入口を備える。エア配管２４は、アタッチメント５３がホッパ２１の投入口２１ａに係合されたときに、アタッチメント５３のエア導入口に接続される。これにより、エア配管２４からエア導入口を介してアタッチメント５３内にエアが供給され、アタッチメント５３内の篩がエアによって振動し、投入用ペール缶５２内の粉塵がホッパ２１へ効率良く投入される。

【0027】

吸引装置３は、例えばホッパ２１の上方に配置される。吸引装置３は、ホッパ２１内を負圧にするための排気エジェクタ３１を備える。排気エジェクタ３１は、上述したエア配管系統によって供給されるエアによって駆動する。ホッパ２１は、フィルタ３２及び排気口３３を介して装置外に連通する。排気エジェクタ３１が動作することにより、ホッパ２１内の気体は、フィルタ３２及び排気口３３を介して装置外へ排気される。このように、吸引装置３を動作させることにより、ホッパ２１内が負圧となる。

【0028】

吸引装置３は、一例として投入用ペール缶５２内の粉塵をホッパ２１の投入口２１ａに投入させるときに動作する。これにより、粉塵がホッパ２１の投入口２１ａに投入されるときに、ホッパ２１内から吹き出ようとする粉塵がホッパ２１内に吸引される。

【0029】

固化装置２は、排出シュート２２３からペレットを排出するときに、粉塵が装置外に再飛散することを防止する構成をさらに備えてもよい。図４は、図３の排出シュート２２３の詳細を説明する図である。図４に示されるように、一対のエアシリンダ２２１,２２２の下方に配置された排出シュート２２３には、例えば２つの下ホッパ２２４ａ，２２４ｂが設けられる。２つの下ホッパ２２４ａ，２２４ｂには、それぞれ吸引口２２５ａ，２２５ｂが設けられる。吸引口２２５ａ，２２５ｂは、粉塵を通過させるスリットとして構成される。一対のエアシリンダ２２１,２２２から落下した粉塵、又は、ペレットに付着した粉塵は、吸引口２２５ａ，２２５ｂを介して下ホッパ２２４ａ，２２４ｂに収容される。また、ペレットの固化が不十分な場合に発生する小さな破片、固化装置２から剥離した粉塵も下ホッパ２２４ａ，２２４ｂに収容され、装置外へ排出されることが抑制される。

【0030】

固化ユニット２２の下ホッパ２２４ａ，２２４ｂは、ホッパ２１と接続されてもよい。下ホッパ２２４ａ，２２４ｂの下端には、排出口２２６ａ，２２６ｂが設けられる。排出口２２６ａ，２２６ｂは、接続管２７ａ，２７ｂによってホッパ２１と接続される。吸引装置３によってホッパ２１内が負圧となったとき、下ホッパ２２４ａ，２２４ｂ内は、接続管２７ａ，２７ｂを介して減圧される。このため、一対のエアシリンダ２２１,２２２から排出された粉塵が下ホッパ２２４ａ，２２４ｂに収容され易くなるとともに、下ホッパ２２４ａ，２２４ｂ内から吹き出そうとする粉塵が下ホッパ２２４ａ，２２４ｂ内に吸引される。そして、下ホッパ２２４ａ，２２４ｂに貯留された粉塵は、接続管２７ａ，２７ｂを介して吸い上げられ、ホッパ２１へ戻される。

【0031】

接続管２７ａ，２７ｂには、より効率良く下ホッパ２２４ａ，２２４ｂ内を減圧するために、移送エジェクタ２８ａ，２８ｂ（移送ユニットの一例）が設けられてもよい。移送エジェクタ２８ａ，２８ｂは、上述したエア配管系統によって供給されるエアによって駆動する。移送エジェクタ２８ａ，２８ｂにより、下ホッパ２２４ａ，２２４ｂに貯留された粉塵は、より効率良く吸い上げられ、ホッパ２１へ戻される。

【0032】

操作盤２６は、粉塵固化システム１を統括制御するコントローラである。操作盤２６は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）として構成される。操作盤２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＡＭ（RandomAccess Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリと、タッチパネル、マウス、キーボード、ディスプレイなどの入出力装置と、ネットワークカードなどの通信装置とを含むコンピュータシステムとして構成されてもよい。操作盤２６は、メモリに記憶されているコンピュータプログラムに基づくプロセッサの制御のもとで、粉塵固化システム１の各構成要素を動作させる。

【0033】

［エア配管系統の一例］
図５は、粉塵固化システム１のエア配管系統図である。図５に示されるように、エア配管系統には、図中左下に示される供給口２５からエアが供給される。供給されたエアは、主に２つに分岐され、固化ユニット２２及び排気エジェクタ３１に供給される。なお、エア配管２４へ接続される管路は省略する。

【0034】

固化ユニット２２に供給されるエアは、電磁弁を介して各構成要素に供給される。エアシリンダ２２１及び撹拌用アクチュエータ２０１には、第１電磁弁３２１を介してエアが供給される。エアシリンダ２２２には、第２電磁弁３２２を介してエアが供給される。排出シリンダ２０２には、第３電磁弁３０２を介してエアが供給される。

【0035】

第１電磁弁３２１、第２電磁弁３２２、及び第３電磁弁３０２は、一対のエアシリンダ２２１,２２２及び排出シリンダ２０２から排気されたエアを、第４電磁弁３２８へ供給可能である。移送エジェクタ２８ａ，２８ｂには、第４電磁弁３２８を介してエアが供給される。移送エジェクタ２８ａ，２８ｂは、一対のエアシリンダ２２１,２２２及び排出シリンダ２０２から排気されたエアによって駆動するため、新たなエアを供給する必要がなく、省エネな粉塵再吸引が可能となる。また、粉塵固化システム１の構成要素はエアで動作するため、電気火花の発生を抑止することができ、粉塵への着火リスクが低減する。

【0036】

［実施形態のまとめ］
粉塵固化システム１においては、吸引装置３が固化装置２のホッパ２１内を負圧にする。このため、粉塵がホッパ２１の投入口２１ａに投入されたときに粉塵がホッパ２１内に吸引され、粉塵がホッパ２１内から吹き出にくくなる。よって、粉塵固化システム１は、装置外に再飛散する粉塵の量を低減できる。

【0037】

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。

【0038】

図６は、変形例に係る粉塵固化システムの装置正面を示す斜視図である。図６に示されるように、粉塵固化システム１は、固化装置２のホッパ２１の投入口２１ａに接続される吸引管２９を備えてもよい。吸引管２９の先端は、投入用ペール缶５２内に差し込まれる。これにより、粉塵を収容した投入用ペール缶５２を持ち上げて投入口２１ａに粉塵を注ぐ必要はなく、投入用ペール缶５２内の粉塵が固化装置２のホッパ２１に自動投入される。

【0039】

粉塵固化システム１は、２つの下ホッパを備える必要はなく、１つの下ホッパを備えてもよいし、３つ以上の下ホッパを備えてもよい。また、粉塵固化システム１は、下ホッパを備えなくてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１…粉塵固化システム、２…固化装置、３…吸引装置、２１…ホッパ、２１ａ…投入口、２１ｂ…排出口、２２…固化ユニット、２２１,２２２…エアシリンダ（加圧ユニットの一例）、２２４ａ，２２４ｂ…下ホッパ、２７ａ，２７ｂ…接続管、２８ａ，２８ｂ…移送エジェクタ（移送ユニットの一例）、２９…吸引管。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】