特許 7159114 集塵システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-14

(45)【発行日】2022-10-24

(54)【発明の名称】集塵システム

(51)【国際特許分類】

   B01D 47/02 20060101AFI20221017BHJP

   B04C 5/04 20060101ALI20221017BHJP

   B04C 5/103 20060101ALI20221017BHJP

   B04C 7/00 20060101ALI20221017BHJP

【ＦＩ】

B01D47/02 B

B04C5/04

B04C5/103

B04C7/00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019110950

(22)【出願日】2019-06-14

(65)【公開番号】P2020203233

(43)【公開日】2020-12-24

【審査請求日】2021-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】390032469

【氏名又は名称】株式会社小泉

(74)【代理人】

【識別番号】230100022

【弁護士】

【氏名又は名称】山田 勝重

(74)【代理人】

【識別番号】100084319

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 智重

(74)【代理人】

【識別番号】100120204

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 巌

(72)【発明者】

【氏名】長坂 紘司

(72)【発明者】

【氏名】長坂 剛

(72)【発明者】

【氏名】岸 廣勝

(72)【発明者】

【氏名】村井 寧

【審査官】小川 慶子

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２５３７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５２７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３０４３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ４７／００－４７／１８，５０／００

Ｂ０４Ｃ ５／００－５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸引装置の吸引力によって、吸引口から粉塵を吸引する集塵システムであって、
前記吸引口側から前記吸引装置側への経路において、
前記吸引口から吸引された粉塵を回収するサイクロン型遠心分離装置と、
内部に貯水を有する回収槽、及び、硬質材料製フィルターを備えた微細バブル発生装置を備えた微粉塵回収部とが順に設けられ、
前記サイクロン型遠心分離装置の出口管部から延びる管路は、前記回収槽内の前記貯水の水位よりも低い位置に配置された入口管部に接続され、
前記硬質材料製フィルターは、ステンレス鋼製の束子を１つ又は複数含み、
前記微細バブル発生装置は、前記吸引口側から前記吸引装置側へ向かう方向において、第１繊維製フィルターと、前記第１繊維製フィルターと同一の構成の第２繊維製フィルターとで前記硬質材料製フィルターを挟む構成とし、これらのフィルターのうち、前記吸引口側の前記第１繊維製フィルターが前記回収槽の前記貯水側に配置され、
前記回収槽では、前記吸引力によって、前記管路を通じて、前記サイクロン型遠心分離装置から前記貯水内へ空気が流入するとともに、前記サイクロン型遠心分離装置で回収されなかった微粉塵が吸引されて前記貯水に流入して、前記微粉塵を内包したバブルが発生し、
前記回収槽で発生した前記バブルは前記第１繊維製フィルターで細分され、前記硬質材料製フィルターにおいて前記第１繊維製フィルターで細分された前記バブル対して微細化が行われることを特徴とする集塵システム。

【請求項2】

前記硬質材料製フィルター、前記第１繊維製フィルター、及び、前記第２繊維製フィルターは、前記バブルの流入が可能な保持部に保持され、前記保持部を前記回収槽内の所定位置に配置することにより前記第１繊維製フィルターまでが前記貯水に浸かる請求項１に記載の集塵システム。

【請求項3】

前記１つ又は複数の束子は、前記保持部内において前記第１繊維製フィルターと前記第２繊維製フィルターとの間に充填される請求項２に記載の集塵システム。

【請求項4】

前記第１繊維製フィルターと前記第２繊維製フィルターは、撥水性を有する合成繊維で構成される請求項３に記載の集塵システム。

【請求項5】

前記合成繊維はポリ塩化ビニリデン系繊維を含む請求項４に記載の集塵システム。

【請求項6】

前記吸引装置の排気側には、微粉塵を回収するフィルター部が設けられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の集塵システム。

【請求項7】

前記フィルター部は、ＨＥＰＡフィルター又はＨＥＰＡフィルターに準じた第２フィルターと、前記第２フィルターよりも前記吸引装置側に配置された第１フィルターとを備える請求項６に記載の集塵システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉塵を回収する集塵システムに関する。

【背景技術】

【0002】

サイクロン（粉末分離機）による乾式集塵法は、簡便な方法として広く知られている。例えば、特許文献１に記載のサイクロン分離装置では、上昇気流による粉塵の流出を防ぐため、円盤形状遮蔽部材を配置して、できるだけ集積室に粉塵を留める工夫をしている。

【0003】

しかし、それでも全ての粉塵を集積室内にとどめることは難しく、ＨＥＰＡフィルターによる集塵に頼らざるを得えない。しかし、アスベストなどのように針状の粉体については、ＨＥＰＡフィルターの目を潜り抜けるおそれがあるため、粉塵を水で湿らせて粉塵汚泥にし、乾式集塵法より粉塵の舞い上がりによる流出を抑えることができる湿式集塵法が、集塵には有効な方法と考えられる。

【0004】

湿式集塵法の例として、例えば特許文献２に記載の湿式集塵機では、粉塵に散水することが、その回収に対して有効であると示されている。また、特許文献３に記載の粉塵の除去方法では、給散水をサイクロン部前にあるミストルームで行っている。さらにまた、特許文献４に記載の集塵システムでは、吸引口側から吸引装置側への経路において順に、サイクロン型遠心分離装置と、水噴霧部と、粉塵汚泥回収部と、フィルター部とが配置されており、水噴霧部において水の噴霧によって粉塵を泥化している。

【0005】

特許文献２における除去方法では、水平に飛び散る粉塵をブロワによって、サイクロン部へ移行回収し、さらに回収できなかった粉塵を噴霧散水後、上昇気流に乗せて気液分離部を経て回収させたりしている。または、特許文献３における除去方法では、噴霧散水後、粉塵汚泥としてミストルーム下部の排水口に移行させたりして、粉塵を除去するとしている。

【0006】

特許文献４における除去方法では、水噴霧部において泥化された粉塵を粉塵汚泥回収部で回収する。また、吸引装置の手前にフィルター部を配置することによって、粉塵によって吸引装置が汚染されることを防止している。

【0007】

また、特許文献５に記載の集塵装置では、サイクロンやフィルターによって集塵された粉塵を加水後、練成機にて作成された粉塵練成物を廃棄している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特許第５０３１８０７号公報

【文献】特許第５３１７９５３号公報

【文献】特許第５４１３７６２号公報

【文献】特願２０１８－０１２４６７

【文献】特許第３６９７６９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献２に記載の湿式集塵機では、粉塵汚泥によって、気液分離部のメッシュが詰まりやすくなるという問題がある。

【0010】

また、特許文献３に記載の粉塵の除去方法では、粉塵汚泥の一部がミストルームや回転槽に付着するなどして、粉塵汚泥の全てがサイクロン部やミストルーム下部の排水口へ移行されないなどの問題がある。

【0011】

さらに、特許文献５に記載の集塵装置では、粉塵の性状に合わせて、練成に適したエアー圧や水量を繊細に調整しなければならないため、常時一定性状の練成物を作成することは難しい。また、このような機能を備えることは装置を大型化することにつながり、狭所や高所では装置を動かし難いという問題がある。

【0012】

特許文献４に記載の集塵システムでは、粉塵の泥化のために継続して水を供給する必要があるため、水の使用量が多大となり、また、粉塵を含む汚泥の回収量が増大したり、泥化のために粉塵の回収経路や噴出口が詰まりやすくなっていた。このため、集塵作業を行うことができる場所が限定されてしまったり、作業ができる現場であっても、集塵作業の利便性が低くなってしまうという問題があった。

【0013】

以上のように、湿式集塵法においては、粉塵汚泥によるフィルター、メッシュ、及び、排水口等の詰まりや付着が生じやすく、頻繁なフィルター交換を強いられること、相当量の水が必要となること、及び、噴出口などの詰まりなどのため、作業準備や管理に関わる作業効率や経済性が有意でなくなる。

【0014】

また、装置が大型となって常設型や車体ユニット型となるため、可動性を欠くとともに、作業現場まで装置を移動させることが難しくなる。さらに、狭い現場に搬入することも困難である。また、装置自体も複雑化し、高額になってしまうことが多い。加えて、大型であるために設置場所が限定されることから、作業現場から集塵装置まで長くて太い配管を相当距離に渡って引き回して集塵しなければならないこともある。よって、集塵作業の効率が悪くなるとともに、洗浄や部品交換等の補修作業も簡便に行うことが難しくなる。ついては、大型化された、あるいは常設された集塵装置は、作業経済性をみても比較的大規模な現場にしか対応できず、小規模の現場には対応できないため、このような大型集塵装置を導入できない小規模の現場では、粉塵の回収を十分に行うことができず、そこで働く作業員の健康に関して重大な問題が生じるおそれがある。

【0015】

一方、特許文献４の集塵システムでは、吸引装置の手前にフィルター部を配置することによって、粉塵によって吸引装置が汚染されることを防止している。この配置においては、フィルター部のフィルターに多量の粉塵が吸着する場合があり、このような状態で吸引を継続すると、フィルターにかかる空気抵抗が大きくなり、フィルターが破裂又は破損してしまう可能性があり、作業性の低下や、保守点検・管理の複雑化を招くおそれがある。

【0016】

そこで本発明は、小型軽量化、作業操作性の改善、及び、保守点検・管理の簡便化を図ることができる集塵システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記課題を解決するために、本発明の集塵システムは、吸引装置の吸引力によって、吸引口から粉塵を吸引する集塵システムであって、吸引口側から吸引装置側への経路において、吸引口から吸引された粉塵を回収するサイクロン型遠心分離装置と、内部に貯水を有する回収槽、及び、硬質材料製フィルターを備えた微細バブル発生装置を備えた微粉塵回収部とが順に設けられ、回収槽では、サイクロン型遠心分離装置で回収されなかった微粉塵が、吸引力によって吸引され、貯水に流入してバブルが発生し、微細バブル発生装置は、吸引力によって、バブル及びこれに内包された微粉塵を吸引し、上記微細バブル発生装置内の硬質材料製フィルターは、吸引したバブルを微細化することが可能な密度と量を有することを特徴としている。

【0018】

本発明の集塵システムにおいて、微細バブル発生装置は、回収槽で発生したバブルを細分する第１繊維製フィルターを備え、硬質材料製フィルターでは、第１繊維製フィルターで細分されたバブルに対して微細化が行われることが好ましい。

【0019】

本発明の集塵システムにおいて、微細バブル発生装置は、吸引口側から吸引装置側へ向かう方向において、第１繊維製フィルターと、第１繊維製フィルターと同一の構成の第２繊維製フィルターとで硬質材料製フィルターを挟む構成とし、これらのフィルターのうち、吸引口側の第１繊維製フィルターまでが回収槽の貯水に浸かるように配置されることが好ましい。

【0020】

本発明の集塵システムにおいて、硬質材料製フィルター、第１繊維製フィルター、及び、第２繊維製フィルターは、バブルの流入が可能な保持部に保持され、保持部を回収槽内の所定位置に配置することにより第１繊維製フィルターまでが貯水に浸かることが好ましい。

【0021】

本発明の集塵システムにおいて、硬質材料製フィルターは、ステンレス鋼製の束子を１つ又は複数含み、この１つ又は複数の束子は、保持部内において第１繊維製フィルターと第２繊維製フィルターとの間に充填されることが好ましい。

【0022】

本発明の集塵システムにおいて、第１繊維製フィルターと第２繊維製フィルターは、撥水性を有する合成繊維で構成されることが好ましい。

【0023】

本発明の集塵システムにおいて、上記合成繊維はポリ塩化ビニリデン系繊維を含むことが好ましい。

【0024】

本発明の集塵システムにおいて、吸引装置の排気側には、微粉塵を回収するフィルター部が設けられていることが好ましい。

【0025】

本発明の集塵システムにおいて、フィルター部は、ＨＥＰＡフィルター又はＨＥＰＡフィルターに準じた第２フィルターと、第２フィルターよりも吸引装置側に配置された第１フィルターとを備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0026】

本発明によると、小型軽量化、作業操作性の改善、及び、保守点検・管理の簡便化を図ることができる集塵システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】（ａ）は本発明の実施形態に係る集塵システムの概略構成を示す図、（ｂ）は吸引装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施形態におけるサイクロン型遠心分離装置の概略構成を示す、図３のＡ－Ａ’線における断面図である。

【図3】本発明の実施形態におけるサイクロン型遠心分離装置の内部の概略構成を側方から見た図である。

【図4】本発明の別の実施形態におけるサイクロン型遠心分離装置の概略構成を示す、図５のＢ－Ｂ’線における断面図である。

【図5】本発明の別の実施形態におけるサイクロン型遠心分離装置の内部の概略構成を側方から見た図である。

【図6】（ａ）は微細バブル発生装置が回収槽内に収容された状態を示す図、（ｂ）は微細バブル発生装置を回収槽から分離した状態を示す図である。

【図7】微粉塵回収部の構成を変更した、実施例１と実施例２、及び、比較例において、サイクロン型遠心分離装置、微粉塵回収部、及び、フィルター部で回収された粉塵量を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態に係る集塵システムについて図面を参照しつつ詳しく説明する。図１（ａ）は、本実施形態の集塵システム１０の概略構成を示す図、図１（ｂ）は吸引装置２０の概略構成を示すブロック図、図２は、サイクロン型遠心分離装置３０の概略構成を示す、図３のＡ－Ａ’線における断面図、図３は、サイクロン型遠心分離装置３０の内部の概略構成を側方から見た図である。図４は、別の実施形態におけるサイクロン型遠心分離装置１３０の概略構成を示す、図５のＢ－Ｂ’線における断面図、図５は、図４に示すサイクロン型遠心分離装置１３０の内部の概略構成を側方から見た図である。図４と図５においては、図２と図３に示す部材や方向等と共通する部材や方向等については、同一の参照符号を付している。

【0029】

図６（ａ）、（ｂ）は、微粉塵回収部４０の内部の概略構成を側方から見た図であって、（ａ）は微細バブル発生装置５０が回収槽４１内に収容された状態を示す図、（ｂ）は微細バブル発生装置５０を回収槽４１から分離した状態を示す図である。各図においては、吸引口１１から吸引された粉塵の流れを矢印によって概略的に示している。

【0030】

＜全体構成・概要＞
図１に示す本実施形態の集塵システム１０は、吸引装置２０の吸引力によって、吸引口１１から粉塵を吸引する集塵システムである。吸引口１１側から吸引装置２０側への管路（経路）１２において、サイクロン型遠心分離装置３０と、微粉塵回収部４０とが順に設けられ、さらに、吸引装置２０の排気側にはフィルター部６０が配置されている。

【0031】

集塵システム１０は、簡易な手法で広く用いられている乾式集塵法と、乾式集塵法で集塵できない粉塵を水によって湿らして集塵する湿式集塵法とを併用し、両者の優れた点を最大限利用する。すなわち、グラインダー等で発生する粉塵等を吸引口１１から吸引し、サイクロン型遠心分離装置３０で回収する（乾式集塵法）とともに、サイクロン型遠心分離装置３０で回収しきれなかった粉塵等を回収槽４１の貯水４２（図６（ａ）、（ｂ）参照）中に流入させて粉塵汚泥として回収する（湿式集塵法）ものである。
以下、集塵システム１０を構成する装置等のそれぞれについて説明する。

【0032】

＜吸引装置２０＞
吸引装置２０は、吸引口１１から吸引された粉塵を、管路（経路）１２で順に接続された、サイクロン型遠心分離装置３０及び微粉塵回収部４０を通じて吸引する吸引力とフィルター部６０を通じて排気する排出力を備えた装置である。吸引装置２０としては、モータを単基または複数基備え、例えば、図１（ｂ）に示すように、第１モータ２１と、第２モータ２２と、第３モータ３３とを３基直並列に繋いだ装備で構成する。具体的には、微粉塵回収部４０側に第１モータ２１を配置して、この第１モータ２１の排気側に、第２モータ２２と第３モータ２３を互いに並列となるように配置し、第２モータ２２と第３モータ２３の排気側にフィルター部６０を配置する。これらのモータとしては、例えば、ＡＭＥＴＥＫ社製モータ１１６１１９－００（型番）や同社製１１９７８５－００（型番）をそれぞれ用いる。これら３基のモータを同時に駆動することによって、管路１２内の真空度を高めて、吸引口１１における吸引性を高めることができ、また、管路１２、サイクロン型遠心分離装置３０、及び微粉塵回収部４０の吸引やフィルター部６０の排気における風量を大きくすることができる。この構成では、吸引装置２０の電源として１００Ｖと２００Ｖのいずれかの電圧が使用できる。一般に２００Ｖ仕様の方が吸引風量は大きくなるため、例えば、吸引ホース１５ｍを４本以上接続し、ホースの長さが３０ｍ以上になるような配置や端末５ｍを２～４本に分岐した配置でも、粉塵を吸収回収することができる。

【0033】

また、吸引装置２０としては、上記構成のほか、クリンテック小泉社製のＣＫバキューム装置（吸引力４６６３ｍｍ／Ａｑ（０．０４６ＭＰａ）、排気風量 ６ｍ^３／分、平地で約６０ｍ吸引可能）のような１個の吸引装置を接続して用いても良いし、又は、その能力に準ずる、あるいはその能力以上の性能を有する吸引力があるバキュームモーター等を用いても良い。例えば、直列にバキュームモーターを配列すると、真空度は増すため、このような配列にして用いても良い。

【0034】

＜サイクロン型遠心分離装置３０＞
集塵システム１０では、図２と図３に例示する構成のサイクロン型遠心分離装置３０を用いるが、この分離装置は２つ以上用いても良い。また、図２と図３に例示するサイクロン型遠心分離装置３０以外の構成のサイクロン型遠心分離装置、例えば図４と図５に示すサイクロン型遠心分離装置１３０を用いることもできる。

【0035】

図２・図３に示すように、吸引口１１から吸引された粉塵は、管路（経路）１２に連なる入口管部１２ａからサイクロン型遠心分離装置３０の内部へ導入される。サイクロン型遠心分離装置３０内に導入された粉塵は、小型サイクロン３３ａにおける第４空間３５ｄ内で中心軸ＡＸの周りを一定方向（方向Ｄ４）に沿って回る旋回流となる。これは、図４・図５に示すサイクロン型遠心分離装置１３０においても同様である。

【0036】

図２と図３に示すサイクロン型遠心分離装置３０においては、サイクロン入口３３ｂから小型サイクロン３３ａ内へ導かれた粉塵は、小型サイクロン３３ａの内部の第４空間３５ｄにおいて中心軸ＡＸの周りを高速で旋回する（図２・図３の方向Ｄ４）。第４空間３５ｄ内で高速旋回する粉塵のうち、重量の大きなものは、第４空間３５ｄの下方に位置する第５空間３５ｅ内へ落下する（図３の方向Ｄ５）。なお、サイクロン型遠心分離装置３０は小型サイクロン３３ａを複数個備えてもよい。

【0037】

これに対して、図４と図５に示すサイクロン型遠心分離装置１３０においては、図２と図３に示すサイクロン型遠心分離装置３０から隔壁３４ａを除く一方で、略円筒形の隔壁３４ｂを設けて、第５空間３５ｅと第２空間３５ｂとを分けている。また、サイクロン型遠心分離装置１３０の外筒３１の内側には、小型サイクロン３３ａが備えられた内筒３２が設けられている。この場合、始めに方向Ｄ１に沿って回る粉塵のうち、重量が大きいものは、第１空間３５ａの下方の第２空間３５ｂへ落下し、（図５の方向Ｄ２）、より細かい微粉塵のみが、第３空間３５ｃを通って小型サイクロン３３ａ内に導かれる（図５の方向Ｄ３）。そして、その微粉塵のうち、重量が大きなものが第５空間３５ｅ内に落下する（図５の方向Ｄ５）。

【0038】

図３に示すサイクロン型遠心分離装置３０や図５に示すサイクロン型遠心分離装置１３０は、シールパッキン３７が付設され、底壁３６は、その端部に設けたヒンジ３８によって回動可能とされており、手動のトグルクランプによって開閉可能となっており、その下方には、バケツやビニール袋などの回収容器等が配置されている。したがって、第５空間３５ｅ内に落下・堆積した粉塵は、底壁３６を開いて回収容器等内へ落下させることによって、簡便に回収することができる。一方、図５に示すサイクロン型遠心分離装置１３０では、第２空間３５ｂと第５空間３５ｅ内に落下・堆積した粉塵は、底壁３６を開いて回収容器等内へ落下させることによって、簡便に回収することができる。

【0039】

また、集積された粉塵が周囲に飛び散らないように、ビニール袋等で、外筒３１の外周面を含むサイクロン型遠心分離装置３０やサイクロン型遠心分離装置１３０の下部を囲うことが好ましい。さらにまた、底壁３６の下部にホース等を連結させ、粉塵を回収するようにしても良い。

【0040】

一方、第４空間３５ｄ内で高速旋回する微粉塵のうち、重量の小さな微粉塵は、第４空間３５ｄの上部から上方へ延びる出口管部１２ｂから、サイクロン型遠心分離装置３０やサイクロン型遠心分離装置１３０の外部へ排出される（図２・図３・図４・図５の方向Ｄ６）。上記出口管部１２ｂは管路（経路）１２に連なっている。

【0041】

ここで、サイクロン型遠心分離装置３０やサイクロン型遠心分離装置１３０に設けられた小型サイクロン３３ａは、金属の平板の曲げ加工によって製造されている。このため、従来のような溶接による製造と比べて、小型化や軽量化を図ることができる。また、接続箇所を減らすことができるため、このような箇所で生じやすい、流体に対する抵抗を大幅に削減できることから、サイクロン内の高速旋回を効率的に発生させることが可能となることで、粉塵の旋回や進行を妨げることがなく、回収効率を高めることができる。また、プラスチックを用いる場合よりも高い耐久性を得ることができる。サイクロン型遠心分離装置３０のサイズとしては、例えば、直径９０ｍｍ、長さ３７０ｍｍ程度とすることができ、耐久性の高いサイクロン型遠心分離装置を製造することができる。

【0042】

＜微粉塵回収部４０＞
吸引口１１から吸引された粉塵は、乾式集塵法であるサイクロン型遠心分離装置３０によって、その９９％以上を回収することができる。しかし、すべての粉塵を捕集することは難しい。そこで、捕集できなかった微粉塵を、サイクロン型遠心分離装置３０の下流に配置された微粉塵回収部４０において回収する。微粉塵回収部４０においてより多く回収できるようにするため、回収槽４１と微細バブル発生装置５０を設けており、回収槽４１内の貯水４２で微粉塵を内包したバブルを発生させ、そのバブルを微細バブル発生装置５０で微細化している。微粉塵回収部４０の出口管部１２ｄは吸引装置２０の入口管部２０ａに接続されている。微粉塵回収部４０を設けることで、管路（経路）１２を通じて流れてきた微粉塵が吸引装置２０に流入する量を低減させることができ、これにより、吸引装置２０の故障を未然に防ぐことができる。さらに、吸引装置２０から排出される排気に含有される微粉塵を削減する効果も有する。

【0043】

図１（ａ）に示すように、サイクロン型遠心分離装置３０の出口管部１２ｂから延びる管路（経路）１２は、下側へ折り曲げられ、微粉塵回収部４０の回収槽４１の下方に位置する入口管部１２ｃに接続される。

【0044】

図６（ｂ）に示すように、回収槽４１は、円形底面を有する中空の缶状をなしており、内部に貯水４２を貯えている。この貯水４２は、微細バブル発生装置５０を内部に収容していない状態で、予め貯えられ、常圧状態で回収槽４１の下部から排水することができる。貯水４２の水量は、回収槽４１内に微細バブル発生装置５０を収容したときに、第１繊維製フィルター５２までが浸かるような水位Ｌ１とすることが好ましい。すなわち、回収槽４１内に微細バブル発生装置５０を収容したときに、内部に収容された第１繊維製フィルター５２は貯水４２に浸かり、第１繊維製フィルター５２よりも上側の硬質材料製フィルター５３と第２繊維製フィルター５４は貯水４２に浸からない状態となる。別言すると、保持部５１は、第１繊維製フィルター５２までが貯水４２に浸かるような、回収槽４１内の所定位置に配置されている。このような配置により、硬質材料製フィルター５３が水に浸かっていないため、貯水４２で発生したバブルが硬質材料製フィルター５３の網目で微細化され易くなる。

【0045】

なお、貯水４２の水量は、硬質材料製フィルター５３の一部が浸かるような、上記水位Ｌ１よりも上側の水位としてもよい。この場合は、回収槽４１の容量を大きくして、水位より上側に位置する硬質材料製フィルター５３の量を一定量確保するとよい。
また、第１繊維製フィルター５２が浸からない、又は、第１繊維製フィルター５２の一部が浸かるような、上記水位Ｌ１よりも下側の水位としてもよい。

【0046】

回収槽４１内において、入口管部１２ｃに対応する高さ位置にネット４３が配置されている。入口管部１２ｃは水位Ｌ１よりも低い位置に配置され、回収槽４１の側壁を厚み方向に貫通する貫通孔４４を通じて、貯水４２へと通じている。ネット４３は、耐水性と耐久性を備えた材料、例えばナイロンで構成し、一定以上の大きさの微粉塵を回収可能な網目、例えば０．５ｍｍを有する。ネット４３は、貯水４２が貯えられたときに貯水４２中に位置し、入口管部１２ｃから流入する微粉塵はネット４３を通って貯水４２内へ広がる。

【0047】

入口管部１２ｃから貯水４２内へ流入する微粉塵は、吸引装置２０の吸引力によって、サイクロン型遠心分離装置３０で回収されなかった微粉塵が管路１２を経て移動してきたものであり、上記吸引力によって貯水４２内で発生するバブルに内包されるように、貯水４２内へ流入する。貯水４２中において、入口管部１２ｃに対応する位置にネット４３を設けているため、万一、サイクロン型遠心分離装置３０で捕集できなかった粒径が大きい粉塵の捕集や、上記バブルがより大きく細分され易くなっている。

【0048】

微細バブル発生装置５０は、回収槽４１に対応した大きさの円形底面を有するカゴ状の保持部５１を備え、保持部５１内には、第１繊維製フィルター５２、硬質材料製フィルター５３、及び、第２繊維製フィルター５４を保持可能である。保持部５１は、水の出入りが可能な網目を有し、耐水性と微粉塵に対する耐久性を備えた材料、例えば、ステンレス鋼や、耐水加工した金属で構成される。保持部５１内には、下側から上側へ順に、第１繊維製フィルター５２と、硬質材料製フィルター５３と、第２繊維製フィルター５４とが配置されている。第１繊維製フィルター５２と第２繊維製フィルター５４は互いに略平行となるように上下に配置され、これらの間の空間に硬質材料製フィルター５３が配置される。

【0049】

第１繊維製フィルター５２と第２繊維製フィルター５４は、同一の構成であって、保持部５１の平面形状（上下方向に沿って上から見た形状）に合わせた平面形状、例えば円形、の底面を有する板状をなしている。このような繊維製フィルターとしては、例えば、ポリ塩化ビニリデン系繊維を含む、撥水性を有する合成繊維が挙げられる。より具体的には、東洋クッション株式会社製のサランロック（商標）のＯＭ－１５０（型番）が好ましい。ＯＭ－１５０は、ポリ塩化ビニリデン系繊維であるサラン（商標）を不織布状に加工し、ラテックスで被覆結合したものであり、厚み１０～５０ｍｍ、サラン（商標）繊維の繊度６００～１０００デニール、目付１．１～３．３ｋｇ／ｍ^２、サランとラテックスの嵩密度６５～１１３ｋｇ／ｍ^３、比表面積３６０～６２０ｍ^２／ｍ^３、空間率９３～９６（％）である。ここで、長さ４５０ｍ、重さ５０ｍｇの糸の太さを１デニールとしている。

【0050】

第１繊維製フィルター５２と第２繊維製フィルター５４としては、天然素材の繊維製フィルターや、有機化合物や無機化合物を繊維状としたフィルターを用いることもできる。天然素材としては、例えば天然の棕櫚の皮が挙げられ、株式会社タカショーが販売する「しゅろ皮」（製品名）や、株式会社大創産業が販売する「パームマット」（製品名）を用いられる。一方、プラスチック多孔質フィルター板として、例えば、アズワン株式会社が販売するポリプロピレン製フィルター板（製品名）（孔径（ろ過径）７０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ）や、ポリエチレン製フィルター板（製品名）（硬質タイプ、孔径（ろ過径）２０μｍ）（軟質タイプ、孔径（ろ過径）１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、３００μｍ）を保持部５１の平面形状に合わせて使用することもできる。

【0051】

吸引装置２０の吸引力が及んでいる状態で、第１繊維製フィルター５２を貯水４２中に浸漬させると、貯水４２内のバブルは第１繊維製フィルター５２の網目によって細分され、一部は硬質材料製フィルター５３側へ移動し、残りは貯水４２内へ溶解する。繊維製フィルターに撥水性を持たせると、硬質材料製フィルター５３側へ貯水４２の水分やバブルが移動し易くなるため、硬質材料製フィルター５３においてバブルを効率良く微細化させることができる。また、第１繊維製フィルター５２、硬質材料製フィルター５３、及び第２繊維製フィルター５４で、細分されたバブルは貯水４２へもどり易く、貯水４２において微粉塵の回収効率が高まるようなフィルターの配置が好ましい。このように微粉塵の回収効率を高めるために、第２繊維製フィルター５４の材質を保水性がある天然素材、例えば、上記ジュロマットを使用した場合、貯水４２に回収されなかった微粉塵は、その保水性によって、第２繊維フィルターでも回収されやすくなる。

【0052】

硬質材料製フィルター５３は、貯水４２内で生じ、吸引装置２０の吸引力によって第１繊維製フィルター５２を通過したバブルを微細化可能な密度と量を有する（例えば図7における実施例１、２参照）。硬質材料製フィルター５３の材質としては、耐水性と微粉塵に対する耐久性の点から、金属や硬質プラスチックを用いることが好ましい。硬質材料は、微粉塵に対する十分な耐久性を実現可能な硬さを有する材料である。硬質材料として金属を用いる場合は、例えば、マルテンサイト系、オーステナイト系、又は、フェライト系のステンレス鋼が好ましい。硬質材料製フィルター５３は、１つ又は複数のフィルターを含むように構成でき、例えば、家庭用のステンレス鋼製の束子（たわし）は、第１繊維製フィルター５２と第２繊維製フィルター５４との間の空間に対して、隙間を埋めるように順に落とし込むようにして、バブルを微細化可能な密度と量を有して充填することが好ましい。なお、束子のような細線状の構成のほか、球状にした金属を複数保持部５１内に充填させた形態も可能である。

【0053】

家庭用の束子としては、例えば、株式会社大創産業が販売するステンレスたわし（２５ｇ）、早川工業株式会社製のステンレスたわし（４０ｇ又は６０ｇ）、株式会社エスコ製のステンレスたわし（９３ｍｍ×３５ｍｍ、６２ｇ）、石浜金物工業株式会社製のステンレスたわし（７０ｍｍ×４０ｍｍ、３０ｇ、又は、８０ｍｍ×６０ｍｍ、６０ｇ）を用いることができ、保持部５１内の第１繊維製フィルター５２と第２繊維製フィルター５４との間の空間形状に合わせて適宜組み合わせるとよい。
なお、このように束子を用いた硬質材料製フィルターと同様の密度と量であれば、家庭用の束子に限定されることなく、金属をメッシュ状に形成した単体、又は、数個に分けたフィルター構成も可能である。

【0054】

硬質材料製フィルターにおける金属の密度としては、集塵システムとして要求される微粉塵の回収性能や、回収の対象物が微粉塵となったときのサイズ、吸引装置２０に用いるモータの性能などに応じて適宜設定できる。下記の実施例１、２では０．１ｇ／ｃｍ^３を一例として挙げているがこれに限定されない。

【0055】

硬質材料として用いる硬質プラスチックとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの芳香族ポリエーテルケトン、ナイロンなどのポリアミド樹脂を用いることができる。これらは、バブルを効率良く微細化することができるように、上記束子のように細線状にしたものや、球状にしたものを保持部５１内に複数充填させる形態や、上記微細化に適した所定の径孔（例えば０．５ｍｍ以下）を有する板状などが可能である。

【0056】

回収槽４１の底面には、開閉自在な排水口（不図示）が設けられており、排水口を開くことによって、貯水４２を簡便かつ確実に排出することができる。排水口にはバルブを介してホース等を連結させることが好ましい。

【0057】

微細バブル発生装置５０には、出口管部１２ｄの直下に合致するように遮蔽板５５を設けている。これにより、第１繊維製フィルター５２、硬質材料製フィルター５３、及び、第２繊維製フィルター５４で回収できなかった微粉塵や、微粉塵が含有される貯水４２が出口管部１２ｄに向かうことを妨げることができるため、出口管部１２ｄを経て吸引装置２０へ流れる微粉塵の量を減らすことができる。

【0058】

なお、サイクロン型遠心分離装置３０で捕集できなかった微粉塵を、微粉塵回収部４０において十分に回収することができれば、微粉塵回収部４０に設けるフィルターとしては、繊維製フィルターを設けずに、硬質材料製フィルターのみとしてもよい。また、繊維製フィルターを設ける場合にも、その枚数は限定されず、２枚以上設ける場合の配置についても、硬質材料製フィルターを挟み込む以外の配置であってもよい。

【0059】

また、保持部５１は、内部にフィルターを収容するカゴ状の形態に限定されず、フィルターを保持できればカゴ状部材以外の形態にすることも可能である。

【0060】

＜フィルター部６０＞
フィルター部６０は、吸引装置２０の出口管部２０ｂに接続されており、吸引装置２０側から順に、第１フィルター６１と第２フィルター６２とが配置されている。これにより、吸引装置２０からの排気を清浄化し、微粉塵回収部４０までの工程で集塵されなかった微粉塵を収集する。

【0061】

第１フィルター６１はプレフィルターであり、紙製、不織布製等のフィルターを用いることができる。第２フィルター６２は、交換可能なＨＥＰＡフィルター又はＨＥＰＡフィルターに準じたフィルターである。第１フィルター６１と第２フィルター６２は、吸引装置２０から排出される微粉塵を回収でき、吸引装置２０からの排出ガスの風量や気圧に耐えうる構成・材質で形成されている。

【0062】

第１フィルター６１に用いるプレフィルターは、パネルフィルターを用いることができ、例えば、エアプロダクツ株式会社製のＡＰパネルフィルターが挙げられる。このパネルフィルターの主な仕様は次の通りである。
捕集効率：８２％（重量法）
初期圧損：９５Ｐａ以下
定格風量：４０ｍ^３／ｍｉｎ
ろ材：不織布
枠：アルミニウム

【0063】

第２フィルター６２に用いる、ＨＥＰＡフィルター及びＨＥＰＡフィルターに準じたフィルターは、平板状で、かつ、微粉塵の捕集が多くなるように表面積が多くなるように、例えばジャバラ状の形状を有しており、真空圧や風量に耐えうるように製造されている。このようなＨＥＰＡフィルターとしては、例えば、エアプロダクツ株式会社製のミニプリーツ型ヘパフィルターを用いることができる。このヘパフィルターの主な仕様は次の通りである。
捕集効率：粒径０．３μｍの試験粒子に対して９９．９９％以上
初期圧損：２５０Ｐａ以下
定格風量：１２ｍ^３／ｍｉｎ
ろ材：ガラス繊維製ろ紙
枠：アルミニウム
また、ＨＥＰＡフィルターに準じたフィルターとして、例えばエアプロダクツ株式会社製のＡＰＭＭ９０－Ｋ－Ａのような中性能フィルターを用いても良い。

【0064】

また、フィルター部６０のハウジングは、網を排気面に有するステンレス製で、その網は簡単に取り外すことができ、よって第１フィルター６１や第２フィルター６２が簡単に交換できる構造になっている。

【0065】

＜実施例＞
以下、実施例に基づいて本実施形態に関する作用効果について説明する。図７は、微粉塵回収部４０の構成を変更した、実施例１と実施例２、及び、比較例において、サイクロン型遠心分離装置３０、微粉塵回収部４０、及び、フィルター部６０で回収された粉塵量を示す表である。

【0066】

＜実施例１、２と比較例における全体構成＞
実施例１と実施例２、及び、比較例は、上記実施形態と同様に、以下の構成としている。
吸引口１１→サイクロン型遠心分離装置３０→微粉塵回収部４０→吸引装置２０→フィルター部６０

【0067】

図７に示す各構成における、共通の装置・部材・条件等は次の通りである。
吸引装置２０：モータ３機直並列搭載パワーユニット（図１（ｂ））であり、モータとしてＡＭＥＴＥＫ社製モータ１１６１１９－００を３基使用した。なお、本機は吸引ホースの長さや、求められる吸引性能等に応じて１００Ｖ又は２００Ｖで駆動することができるが、ここでは１００Ｖを用いた。
吸引する粉塵：コンクリート粉、２ｋｇ
吸引時間：１０分
吸引口（吸引ホース）：内径３８ｍｍ、長さ５ｍ
小型サイクロン：２基

【0068】

微粉塵回収部４０の共通の構成
保持部５１：高さ２００ｍｍ×直径１９０ｍｍの円筒形、ステンレス鋼製
回収槽４１：高さ５８３ｍｍ×直径２１５ｍｍの中空の柱体、ステンレス鋼製
貯水４２の量（初期量）：６リットル、保持部５１内の液面高さ２１５ｍｍ
ネット４３：０．５ｍｍメッシュ、ナイロン製
第１繊維製フィルター５２及び第２繊維製フィルター５４：東洋クッション株式会社製のサランロック（商標）のＯＭ－１５０（型番）
第１繊維製フィルター５２と第２繊維製フィルター５４の間隔：１３０ｍｍ（実施例１）、６５ｍｍ（実施例２）
硬質材料製フィルター５３の密度：０．１ｇ／ｃｍ^３
遮蔽板５５：ステンレス鋼（本体）、ゴム（回収槽４１の内面への接着部）製

【0069】

＜実施例１、２と比較例における、硬質材料製フィルター及び繊維製フィルターの設置構成＞
（１）実施例１
硬質材料製フィルター５３：大創産業社が販売する「ステンレスたわし」（商品名）２５ｇを、第１繊維製フィルター５２と第２繊維製フィルター５４の間に１６個充填し、合計４００ｇ用いた。
繊維製フィルターは、図１と図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１繊維製フィルター５２と第２繊維製フィルター５４の２枚構成とした。

【0070】

（２）実施例２
保持部５１内において、硬質材料製フィルター５３として、実施例１と同様の「ステンレスたわし」（商品名）２５ｇを、第２繊維製フィルター５４と、第１繊維製フィルター５２との間に８個充填し、合計２００ｇ用いた。さらに、第２繊維製フィルター５４の上には第３繊維製フィルターを配置した。よって、ここでは繊維製フィルターを全部で３枚用いた。第３繊維製フィルターは、実施例１で用いた第１及び第２繊維製フィルターと同様のものとした。
ここで、実施例１と実施例２を比較すると、繊維製フィルターを３枚とした実施例２に対して、実施例１では繊維製フィルターを１枚少ない２枚としている。実施例１では、除いた１枚分の繊維製フィルターに対応するスペースに上記ステンレスたわし８個を充填した。これにより、実施例１の保持部５１内においてフィルターが占める高さは、実施例２の２倍に設定された。

【0071】

（３）比較例
保持部５１内において、硬質材料製フィルター５３は用いず、実施例１で用いた第１及び第２繊維製フィルターと同様の繊維製フィルターを重ねて配置し、全部で４枚用いた。

【0072】

＜実施例１、実施例２、及び比較例における回収の結果、作用効果＞
図７に示すように、実施例１においては、サイクロン型遠心分離装置３０によって、１９８５．７ｇの粉塵が回収され、回収率としては、吸引した粉塵２ｋｇの９９．２９％（小数点第３位以下四捨五入、以下同様）となった。さらに、微粉塵回収部４０では９．０ｇの微粉塵が回収され、その回収率は初期の吸引量２ｋｇに対して０．４５％であった。最後に、フィルター部６０では０．１ｇ（回収率０．０１％）が回収された。

【0073】

実施例２においては、サイクロン型遠心分離装置３０によって、１９９４．１ｇの粉塵が回収され、その回収率は９９．７１％であった。さらに、微粉塵回収部４０では４．３ｇの微粉塵が回収され、その回収率は０．２２％であった。そして、フィルター部６０では０．２ｇ（回収率０．０１％）が回収された。

【0074】

比較例においては、サイクロン型遠心分離装置３０によって、１９９１．８ｇの粉塵が回収され、その回収率は９９．５９％であった。さらに、微粉塵回収部４０では４．０ｇの微粉塵が回収され、その回収率は０．２０％であった。そして、フィルター部６０では０．６ｇ（回収率０．０３％）が回収された。

【0075】

図７に示す結果における微粉塵回収部４０における硬質材料製フィルター５３が装備されていない比較例と、硬質材料製フィルター５３が装備されている実施例１や実施例２を比較すると、所定の密度の硬質材料製フィルター５３を一定量以上設けることにより、サイクロン型遠心分離装置３０で回収できなかった微粉塵を回収し易くなることが分かった。これは、吸引装置２０の吸引力によって、サイクロン型遠心分離装置３０から貯水４２内へ流入する空気が、微粉塵を内包したバブルとなり、一部の微粉塵は貯水４２に溶解し、残りはバブルとして第１繊維製フィルター５２側へ上昇する過程が実現され、第１繊維製フィルター５２へ上昇した、微粉塵を含んだバブルは細分化され、さらに、硬質材料製フィルター５３において微細化され易くなったことによるものと考えられる。また、図７の実施例１と実施例２において、微粉塵回収部４０における回収量を比較すると、硬質材料製フィルター５３の量が多い場合の方が少ない場合より、回収量が多くなることが分かった。これは、硬質材料製フィルター５３に接触する時間が長いほど、つまり硬質材料製フィルター５３の量が多いほど、微粉塵を含んだバブルは微細になり易くなると考えられる。そして、微細化されたバブルは、再び貯水４２側へ落下し、微細化されたバブルに含有された微粉塵は貯水４２に溶解し易くなるため、ここで確実に回収される。このようにして微粉塵回収部４０で微粉塵の回収量を増やすことができることから、吸引装置２０への吸気に微粉塵が混入する割合を減らすことができる。よって、吸引装置２０の排気側に配置したフィルター部６０のフィルターが破裂又は破損してしまうことを防ぐことができる。したがって、フィルター部におけるフィルターの交換を含むメンテナンス回数の低減や、吸引装置のモータにおける微粉塵が原因となる故障頻度が軽減できるため、機器性能の低下や保守点検・管理の複雑化を防ぐことができる。

【0076】

また、集塵システム１０を構成する、サイクロン型遠心分離装置３０、微粉塵回収部４０、吸引装置２０、及び、フィルター部６０は、互いに独立したものを管路（経路）によって結合して用いているので、それぞれは簡単に取り外すことができる。このため、それぞれを取り出して簡便に保守点検や補修を行うことができる。また、各部・各装置においては、回収する粉塵（又は微粉塵）の種類などに応じた適切な仕様の装置等に置き換えたり、あるいは省いたりすることを簡単に行うことができる。さらに、各部・各装置において、小型化された装置等を用いることによって、集塵システム１０全体として小型軽量化を図ることができる。これにより、小型トラックなどによって現場へ運搬することができる可動性が得られる。また、小型であるため、小規模な現場、狭所、高所の現場などのあらゆる作業現場で使用することができる。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的又は本発明の思想の範囲内において改良又は変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0077】

以上のように、本発明に係る集塵システムは、小型軽量化、作業操作性の改善、及び、保守点検・管理の簡便化を図ることができる点で有用である。

【符号の説明】

【0078】

１０ 集塵システム
１１ 吸引口
１２ 管路（経路）
１２ａ、１２ｃ、２０ａ 入口管部
１２ｂ、１２ｄ、２０ｂ 出口管部
２０ 吸引装置
２１ 第１モータ
２２ 第２モータ
２３ 第３モータ
３０、１３０ サイクロン型遠心分離装置
３１ 外筒
３２ 内筒
３３ａ 小型サイクロン
３３ｂ サイクロン入口
３４ａ、３４ｂ 隔壁
３５ａ 第１空間
３５ｂ 第２空間
３５ｃ 第３空間
３５ｄ 第４空間
３５ｅ 第５空間
３６ 底壁
３７ シールパッキン
３８ ヒンジ
４０ 微粉塵回収部
４１ 回収槽
４２ 貯水
４３ ネット
４４ 貫通孔
５０ 微細バブル発生装置
５１ 保持部
５２ 第１繊維製フィルター
５３ 硬質材料製フィルター
５４ 第２繊維製フィルター
５５ 遮蔽板
６０ フィルター部
６１ 第１フィルター
６２ 第２フィルター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】