特開 2024-51756 集塵機

(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】P2024051756

(43)【公開日】2024-04-11

(54)【発明の名称】集塵機

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/42 20060101AFI20240404BHJP

   B01D 46/00 20220101ALI20240404BHJP

   F24F 7/003 20210101ALI20240404BHJP

   F24F 11/32 20180101ALI20240404BHJP

   F24F 11/39 20180101ALI20240404BHJP

   F24F 11/49 20180101ALI20240404BHJP

   F24F 11/89 20180101ALI20240404BHJP

   F24F 8/90 20210101ALI20240404BHJP

【ＦＩ】

B01D46/42 Z

B01D46/00 F

F24F7/003

F24F11/32

F24F11/39

F24F11/49

F24F11/89

F24F8/90 140

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022158072

(22)【出願日】2022-09-30

(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】吉見 拓

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 功

【テーマコード（参考）】

3L260

4D058

【Ｆターム（参考）】

3L260AB18

3L260BA09

3L260BA55

3L260CA17

3L260DA10

3L260HA01

4D058JA02

4D058KC01

4D058LA04

4D058NA02

4D058QA03

4D058QA21

4D058RA01

4D058UA30

(57)【要約】

【課題】粉塵を検出するセンサが正常に機能することを簡便に確認できる技術を提供する。
【解決手段】集塵機は、外気が導入される吸気口を有する第１空気室と、第１空気室に配置され、第１空気室内の空気から粉塵を分離し、空気を通過させるフィルタと、フィルタを通過した空気が導入される導入口と、装置外に連通する排気口とを有する第２空気室と、第２空気室に配置され、排気口へ気流を発生させ、吸気口から第１空気室へ外気を送り込む送風機と、第２空気室に配置され、粉塵を検出するセンサと、第２空気室に粉塵を投入可能な投入口と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外気が導入される吸気口を有する第１空気室と、
前記第１空気室に配置され、前記第１空気室内の空気から粉塵を分離し、前記空気を通過させるフィルタと、
前記フィルタを通過した前記空気が導入される導入口と、装置外に連通する排気口とを有する第２空気室と、
前記第２空気室に配置され、前記排気口へ気流を発生させ、前記吸気口から前記第１空気室へ前記外気を送り込む送風機と、
前記第２空気室に配置され、粉塵を検出するセンサと、
前記第２空気室に前記粉塵を投入可能な投入口と、
を備える、集塵機。

【請求項2】

前記投入口は、前記送風機によって発生する気流において前記センサよりも上流となる位置に設けられる、請求項１に記載の集塵機。

【請求項3】

前記第２空気室は、前記導入口を介して前記第１空気室に連通する減圧室と、前記送風機を介して前記減圧室に連通し、前記排気口を有する排気室と、に区画されており、
前記投入口は前記減圧室に設けられる、請求項１又は２に記載の集塵機。

【請求項4】

前記投入口に着脱可能な蓋部材を備える、請求項１又は２に記載の集塵機。

【請求項5】

前記第１空気室と前記第２空気室の前記投入口とを接続する配管と、
前記配管に設けられ、前記配管の開閉を制御するバルブと、
を備える、請求項１又は２に記載の集塵機。

【請求項6】

前記第１空気室に設けられ、前記フィルタによって分離された粉塵を収容するボックスを備え、
前記配管の端部は、前記ボックス内に配置される、請求項５に記載の集塵機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、集塵機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、外気を取り入れてほこりや臭いを除去する空気清浄機を開示する。空気清浄機は、除去フィルタと、除去フィルタに外気を通過させるファンと、除去フィルタを通過した空気に含まれるほこりを検出するセンサと、センサの検出信号に応じてファンの動作を制御する制御手段とを備える。空気清浄機は、センサの検出信号が予め定められた故障パターンの信号のときには、センサは故障していると判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－１３０８２６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に記載の装置は、除去フィルタのフィルタ機能は正常であるという前提のもと、ほこりセンサの信号のみに基づいてほこりセンサの故障を判定する。このため、特許文献１に記載の装置は、除去フィルタが破損しているのか、又は、ほこりセンサが故障しているのかを切り分けることが困難である。本開示は、粉塵を検出するセンサが正常に機能することを簡便に確認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集塵機は、第１空気室、フィルタ、第２空気室、送風機、センサ、及び、投入口を備える。第１空気室は、外気が導入される吸気口を有する。フィルタは、第１空気室に配置され、第１空気室内の空気から粉塵を分離し、空気を通過させる。第２空気室は、フィルタを通過した空気が導入される導入口と、装置外に連通する排気口とを有する。送風機は、第２空気室に配置され、排気口へ気流を発生させ、吸気口から第１空気室へ外気を送り込む。センサは、第２空気室に配置され、粉塵を検出する。投入口は、第２空気室へ粉塵を投入可能である。

【0006】

この集塵機によれば、粉塵を検出するセンサが配置された第２空気室に、投入口を介して粉塵が投入され得る。このため、作業員（以下、作業ロボットも含む）は、フィルタの破損の有無に関わらず、投入口から粉塵を投入してセンサが正常に機能することを確認できる。よって、この集塵機は、粉塵を検出するセンサが正常に機能することを簡便に確認できる構造を有する。

【0007】

一実施形態においては、投入口は、送風機によって発生する気流においてセンサよりも上流となる位置に設けられてもよい。この場合、投入口から投入された粉塵がセンサにより確実に供給される。

【0008】

一実施形態においては、第２空気室は、導入口を介して第１空気室に連通する減圧室と、送風機を介して減圧室に連通し、排気口を有する排気室と、に区画されており、投入口は、減圧室に設けられてもよい。この場合、投入口から投入される粉塵は、負圧によって減圧室に吸引されるため、粉塵の飛散が抑制される。

【0009】

一実施形態においては、集塵機は、投入口に着脱可能な蓋部材を備えてもよい。この場合、粉塵が投入されない場合には、蓋部材によって投入口は閉とされる。よって、この集塵機は、投入口からも外気の吸引が行われることによって吸気口における外気吸引力が低下すること、を抑制できる。

【0010】

一実施形態においては、第１空気室と第２空気室の投入口とを接続する配管と、配管に設けられ、配管の開閉を制御するバルブとを備えてもよい。この場合、粉塵を含む空気が配管を介して第２空気室へ導入される。これにより、集塵機は、粉塵を検出するセンサが正常に機能することをより簡便に確認できる構造を有する。

【0011】

一実施形態においては、集塵機は、第１空気室に設けられ、フィルタによって分離された粉塵を収容するボックスをさらに備え、配管の端部は、ボックス内に配置されてもよい。この場合、第１空気室においてフィルタによって分離された粉塵が、配管を介して第２空気室へ導入される。これにより、集塵機は、粉塵を検出するセンサが正常に機能することをより簡便に確認できる構造を有する。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、粉塵を検出するセンサが正常に機能することを簡便に確認できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、一実施形態に係る集塵機の概要を示す断面図である。

【図2】図２は、センサの機能確認テストの流れを説明するフローチャートである。

【図3】図３は、変形例に係る集塵機の概要を示す断面図である。

【図4】図４は、変形例に係る集塵機における、センサの機能確認テストの流れを説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、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。

【0015】

［集塵機の構成］
一実施形態に係る集塵機は、例えば工場などに配置され、空気中の粉塵を収集する。粉塵（ダスト）とは、空気中に浮遊できる程度に微細な粉体であり、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。

【0016】

図１は、一実施形態に係る集塵機の概要を示す断面図である。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。図１に示されるように、集塵機１は、筐体１０を備える。筐体１０は、吸気口１０ａを介して外気を内部に導入する。吸気口１０ａには、吸気ダクト１１が設けられる。筐体１０は、粉塵を取り除いた空気を、排気口１０ｂを介して装置外へ排気する。排気口１０ｂには、排気ダクト１２が設けられる。

【0017】

筐体１０の内部空間は、第１仕切板１５によって、第１仕切板１５の下側の空間である粉塵室Ｓ１（第１空気室の一例）と、第１仕切板１５の上側の空間である清浄空気室Ｓ２（第２空気室の一例）とに分割される。第１仕切板１５の周縁は、筐体１０の内壁面と気密状態に接続される。

【0018】

粉塵室Ｓ１は、集塵の対象となる空気が供給される部屋である。粉塵室Ｓ１は、吸気口１０ａを介して装置外と連通する。粉塵室Ｓ１には、フィルタ２０が収容される。フィルタ２０は、粉塵室Ｓ１内の空気から粉塵を分離し、空気を通過させる。フィルタ２０は、例えば紙又は布などの材料により構成された筒状の本体を有する。フィルタ２０の上端は、第１仕切板１５に形成された導入口１５ａに気密に接続される。これにより、フィルタ２０は、第１仕切板１５から垂下するように、粉塵室Ｓ１に配置される。フィルタ２０は、本体の外周面が粉塵室Ｓ１に面し、本体の内部空間が清浄空気室Ｓ２に連通する。

【0019】

清浄空気室Ｓ２は、粉塵を取り除いた空気が供給される部屋である。清浄空気室Ｓ２には、送風機３０が収容される。送風機３０は、例えばブロアであり、インペラ翼３０ａ及びモータ３０ｂを備える。送風機３０は、清浄空気室Ｓ２内において排気口１０ｂへ気流を発生させる。これにより、粉塵室Ｓ１が負圧となり、外気は粉塵室Ｓ１の吸気口１０ａから粉塵室Ｓ１に送り込まれる。

【0020】

つまり、インペラ翼３０ａがモータ３０ｂによって回転されると、粉塵を含む外気が吸気ダクト１１及び吸気口１０ａを介して粉塵室Ｓ１に導入される。粉塵を含む空気は、フィルタ２０の外周面からフィルタ２０の内周面へと通過し、空気と粉塵とに分離される。粉塵が除去された空気（清浄な空気）は、フィルタ２０の内部空間から送風機３０内を抜け、排気口１０ｂ及び排気ダクト１２を通って、集塵機１の装置外へ排出される。

【0021】

清浄空気室Ｓ２は、第２仕切板１６によって、第２仕切板１６の下側の空間である減圧室Ｓ２１と、第２仕切板１６の上側の空間である排気室Ｓ２２とにさらに区画されてもよい。第２仕切板１６の周縁は、筐体１０の内壁面と気密状態に接続される。第２仕切板１６には、送風機３０と気密に接続するための開口１６ａが設けられる。減圧室Ｓ２１は、導入口１５ａを介して粉塵室Ｓ１に連通する。排気室Ｓ２２は、送風機３０を介して減圧室Ｓ２１に連通し、排気口１０ｂを有する。送風機３０は、開口１６ａに気密に設けられる。送風機３０は、減圧室Ｓ２１の空気を排気室Ｓ２２へと送風することにより、減圧室Ｓ２１を負圧にする。これにより、減圧室Ｓ２１に連通する粉塵室Ｓ１も負圧となり、外気は吸気口１０ａから粉塵室Ｓ１に送り込まれる。

【0022】

清浄空気室Ｓ２には、払落装置３１が配置される。払落装置３１は、一例として減圧室Ｓ２１に配置される。払落装置３１は、フィルタ２０の主に外周面に付着した粉塵を、フィルタ２０の内部に圧縮エアをパルス状に吹き込むことで払い落とす。払落装置３１は、所定の時間間隔ごとに動作し、フィルタ２０に付着した粉塵を定期的に除去する。

【0023】

粉塵室Ｓ１において、フィルタ２０の下方には、粉塵ボックス２１（ボックスの一例）が配置される。粉塵ボックス２１は、上面が開口された箱体を呈し、フィルタ２０から落下する粉塵Ｄを収容する。

【0024】

清浄空気室Ｓ２には、粉塵を検出する粉塵検出センサ３２（センサの一例）が配置される。粉塵検出センサ３２は、一例として排気室Ｓ２２に配置される。粉塵検出センサ３２は、例えば送風機３０の気流の出口に配置される。フィルタ２０が破損すると、粉塵を含む空気が清浄空気室Ｓ２へ流入する。粉塵検出センサ３２は、清浄空気室Ｓ２に流入した空気に含まれる粉塵を検出する。このように、粉塵検出センサ３２は、フィルタ２０の異常検知のために設けられる。粉塵検出センサ３２は、例えば、摩擦電荷方式、光散乱方式、光透過方式などのセンサである。粉塵検出センサ３２は、粉塵が検出されたことに応じて粉塵検出信号を出力する。

【0025】

清浄空気室Ｓ２には、制御ユニット３６が設けられる。制御ユニット３６は、集塵機１を統括制御するコントローラである。制御ユニット３６は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）として構成される。制御ユニット３６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。制御ユニット３６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、集塵機１の各構成要素を動作させる。制御ユニット３６は、粉塵検出センサ３２によって粉塵検出信号が出力された場合には、ディスプレイ又はスピーカなどによって作業員に報知してもよい。

【0026】

さらに、清浄空気室Ｓ２には、粉塵を投入可能な粉塵投入口１０ｃ（投入口の一例）が設けられる。粉塵投入口１０ｃは、清浄空気室Ｓ２に連通しており、作業員が粉塵を投入可能な大きさ程度に開口される。粉塵が粉塵投入口１０ｃを介して清浄空気室Ｓ２に投入された場合、粉塵検出センサ３２によって粉塵検出信号が出力され、制御ユニット３６によって作業員に報知される。これにより、作業員は粉塵検出センサ３２が正常に機能することを簡便に確認できる。粉塵投入口１０ｃは、送風機３０によって発生する気流において粉塵検出センサ３２よりも上流となる位置に設けられる。これにより、粉塵投入口１０ｃから投入された粉塵が粉塵検出センサ３２により確実に供給され、確認の精度が向上する。粉塵投入口１０ｃは、一例として減圧室Ｓ２１に配置される。減圧室Ｓ２１に粉塵投入口１０ｃが設けられることにより、投入口から投入される粉塵は、負圧によって減圧室Ｓ２１に吸引されるため、粉塵の飛散が抑制される。

【0027】

粉塵投入口１０ｃには、蓋部材３４が着脱可能に設けられる。蓋部材３４は、例えば粉塵投入口１０ｃの内面に設けられたねじ溝に係合するねじが設けられた外周面を有し、ねじ止めにより粉塵投入口１０ｃに固定される。粉塵投入口１０ｃから粉塵が投入される際に、蓋部材３４は粉塵投入口１０ｃから取り外される。粉塵が投入されない場合には蓋部材３４によって粉塵投入口１０ｃは閉とされる。蓋部材３４によって、粉塵投入口１０ｃが常時開放することを回避でき、粉塵投入口１０ｃから圧力が抜けて外気吸引力が低下することが抑制される。

【0028】

［粉塵検出センサの機能確認テスト］
図２は、センサの機能確認テストの流れを説明するフローチャートである。図２に示されるように、最初に、集塵機１の制御ユニット３６は、送風機３０の運転を開始する（ステップＳ１０）。これにより、粉塵を含む外気は、粉塵室Ｓ１に導入され、フィルタ２０の外周面からフィルタ２０の内周面へと通過し、空気と粉塵とに分離される。粉塵が除去された空気（清浄な空気）は、清浄空気室Ｓ２に導入され、集塵機１の装置外へ排出される。

【0029】

次に、制御ユニット３６は、粉塵検出センサ３２を起動する（ステップＳ１２）。これにより、清浄空気室Ｓ２に導入される空気に粉塵が含まれる場合には、粉塵検出信号が出力される。

【0030】

次に、作業員は、粉塵投入口１０ｃの蓋部材３４を取り外して、粉塵投入口１０ｃを開とする（ステップＳ１４）。そして、作業員は、さじなどを用いて粉塵投入口１０ｃを介して清浄空気室Ｓ２に粉塵を投入する（ステップＳ１６）。清浄空気室Ｓ２に粉塵が投入されたことに応じて、粉塵検出センサ３２によって粉塵検出信号が出力される。

【0031】

作業員は、粉塵の投入タイミングと粉塵検出信号の出力タイミングとを確認するためのデータを粉塵検出結果として取得する（ステップＳ１８）。次に、作業員は、粉塵投入口１０ｃに蓋部材３４を取り付けて粉塵投入口１０ｃを閉とするとともに、制御ユニット３６は、送風機３０の運転を停止する（ステップＳ２０）。

【0032】

以上、図２に示されるフローチャートが実行されることにより、粉塵検出センサ３２が正常に機能することが簡便に確認される。

【0033】

［実施形態のまとめ］
集塵機１によれば、粉塵検出センサ３２が配置された清浄空気室Ｓ２に、粉塵投入口１０ｃを介して粉塵が投入され得る。このため、作業員は、フィルタ２０の破損の有無に関わらず、粉塵投入口１０ｃから粉塵を投入して粉塵検出センサ３２が正常に機能することを確認できる。よって、集塵機１は、粉塵検出センサ３２が正常に機能することを簡便に確認できる構造を有する。

【0034】

［変形例］
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。例えば、清浄空気室Ｓ２は、第２仕切板１６によって区画されていなくてもよい。粉塵検出センサ３２は、排気ダクト１２内に配置されてもよい。粉塵検出センサ３２は、減圧室Ｓ２１に配置されてもよい。粉塵投入口１０ｃは、粉塵検出センサ３２とともに排気室Ｓ２２に設けられていてもよい。

【0035】

集塵機１は、粉塵投入作業を自動化させた構成を有してもよい。図３は、変形例に係る集塵機の概要を示す断面図である。図３に示される集塵機１Ａは、図１に示される集塵機１と比較して、移送配管４０（配管の一例）と、開閉バルブ４１（バルブの一例）とを備える点が相違し、その他の構成は同一である。以下では、集塵機１と相違する構成を中心に説明し、集塵機１と同一の構成に係る説明は省略する。

【0036】

図３に示されるように、集塵機１Ａは、粉塵室Ｓ１と清浄空気室Ｓ２の粉塵投入口１０ｃとを接続する移送配管４０を備える。移送配管４０には開閉バルブ４１が設けられる。開閉バルブ４１が開となった場合、移送配管４０を介して粉塵室Ｓ１と減圧室Ｓ２１とが連通する。送風機３０によって粉塵室Ｓ１と減圧室Ｓ２１は負圧となっており、フィルタ２０により粉塵室Ｓ１と減圧室Ｓ２１間に差圧が生じているため、移送配管４０を介して粉塵室Ｓ１から減圧室Ｓ２１へ気流が発生する。つまり、粉塵を含む空気が移送配管４０を介して減圧室Ｓ２１へ導入される。これにより、作業員は、粉塵を粉塵投入口１０ｃに投入することなく、開閉バルブ４１を操作するだけで粉塵検出センサ３２が正常に機能することを確認できる。

【0037】

さらに、移送配管４０の端部は、粉塵ボックス２１内に配置される。これにより、粉塵ボックス２１に貯留された粉塵Ｄが、移送配管４０を介して清浄空気室Ｓ２へ導入される。このように、集塵機１Ａは、粉塵検出センサ３２が正常に機能することをより簡便に確認できる構造を有する。

【0038】

図４は、変形例に係る集塵機における、センサの機能確認テストの流れを説明するフローチャートである。図４に示されるように、最初に、集塵機１Ａの制御ユニット３６は、送風機３０の運転を開始する（ステップＳ３０）。これにより、粉塵を含む外気は、粉塵室Ｓ１に導入され、フィルタ２０の外周面からフィルタ２０の内周面へと通過し、空気と粉塵とに分離される。粉塵が除去された空気（清浄な空気）は、清浄空気室Ｓ２に導入され、集塵機１Ａの装置外へ排出される。

【0039】

次に、制御ユニット３６は、粉塵検出センサ３２を起動する（ステップＳ３２）。これにより、清浄空気室Ｓ２に導入される空気に粉塵が含まれる場合には、粉塵検出信号が出力される。

【0040】

次に、作業員は、移送配管４０の開閉バルブ４１を開に操作する（ステップＳ３４）。これにより、粉塵ボックス２１に貯留された粉塵Ｄが、移送配管４０を介して清浄空気室Ｓ２へ投入される（ステップＳ３６）。清浄空気室Ｓ２に粉塵が投入されたことに応じて、粉塵検出センサ３２によって粉塵検出信号が出力される。

【0041】

作業員は、粉塵の投入タイミングと粉塵検出信号の出力タイミングとを確認するためのデータを粉塵検出結果として取得する（ステップＳ３８）。次に、作業員は、移送配管４０の開閉バルブ４１を閉に操作するとともに、制御ユニット３６は、送風機３０の運転を停止する（ステップＳ４０）。

【0042】

以上、図４に示されるフローチャートが実行されることにより、粉塵検出センサ３２が正常に機能することが簡便に確認される。

【符号の説明】

【0043】

１,１Ａ…集塵機、１０ａ…吸気口、１０ｂ…排気口、１０ｃ…粉塵投入口、１５ａ…導入口、２０…フィルタ、２１…粉塵ボックス（ボックスの一例）、３０…送風機、３２…粉塵検出センサ、３４…蓋部材、４０…移送配管（配管の一例）、４１…開閉バルブ（バルブの一例）、Ｓ１…粉塵室（第１空気室の一例）、Ｓ２…清浄空気室（第２空気室の一例）、Ｓ２１…減圧室、Ｓ２２…排気室。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】