特許 7401951 集塵浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-12

(45)【発行日】2023-12-20

(54)【発明の名称】集塵浄化装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 50/00 20220101AFI20231213BHJP

   B01D 46/00 20220101ALI20231213BHJP

   B04C 5/26 20060101ALI20231213BHJP

   B04C 3/00 20060101ALI20231213BHJP

   B04C 5/04 20060101ALI20231213BHJP

   B04C 5/28 20060101ALI20231213BHJP

【ＦＩ】

B01D50/00 501J

B01D50/00 501A

B01D46/00 F

B04C5/26

B04C3/00 Z

B04C5/04

B04C5/28

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023128912

(22)【出願日】2023-08-07

【審査請求日】2023-08-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】513181089

【氏名又は名称】株式会社九州エアーテック

(74)【代理人】

【識別番号】100166073

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 秀治

(72)【発明者】

【氏名】岡見 要一郎

(72)【発明者】

【氏名】岡見 啓太

【審査官】壷内 信吾

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２０３２３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００２－０７１８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２１１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１２５９４７７１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－０５４６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７１４９８４５（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許第５３５２２５６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ４９／００－５１／１０

Ｂ０１Ｄ ４６／００－４６／９０

Ｂ０４Ｃ １／００－１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸込口と排出口とを有する本体と、
第一段階冷却分離処理を行う第１サイクロンと、
第二段階冷却分離処理を行う第２サイクロンと、
粒子径が３マイクロメートル以上の物質に対して、第一段階除去処理を行う不燃フィルタと、
０．３マイクロメートルの粒子に対し９９．９７％以上の粒子捕集率の性能で、第二段階除去処理を行う高性能フィルタとを備え、
負圧により、吸込口から吸い込んだ空気を、第１サイクロン、第２サイクロン、不燃フィルタ、高性能フィルタの順で処理して排出口より排出できるように、
本体内に、第１サイクロン、第２サイクロン、不燃フィルタ、高性能フィルタを、配置したことを特徴とする、集塵浄化装置。

【請求項2】

前記第１サイクロンが、２個を並列配置したものであり、
前記第２サイクロンが、２個以上を配置したものであることを特徴とする、請求項１に記載の集塵浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、集塵浄化装置に関し、詳細には、溶接時に発生する溶接ヒュームや高温ダスト等の火災要因物質や微粉塵状のマンガン等の有害物質を含む空気を吸引し、火災要因物質を排除すると共に、微粉塵状のマンガン等の有害物質も除去した空気を排出する集塵浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、工場内の溶接工程、建設現場の溶接工程、研磨工程などで発生する火花（火の粉）を含んだヒュームを吸引、消火（消炎）、及び分離捕集して清浄化させるための集塵装置が記載されている。

【0003】

該特許文献１の集塵装置は、本体ケースの上部中央に接続される吸引ダクトと、該吸引ダクトに連通するように前記本体ケース内に垂直に設けられる導入管路と、該導入管路に隣接して前記本体ケース内に垂直に設けられ、該導入管路の下端部が側方から接続されると共に上端部に吐出口が形成され、遠心分離により前処理を行う前処理設備と、前記本体ケース内において前記前処理設備に並設されるフィルタとを備えたものである。

【0004】

該集塵装置では、前記吸引ダクトを介して前記本体ケース内に吸い込まれた含塵空気は、前記導入管路を通って流入した前記前処理設備内において遠心分離により前処理が行われる過程で粉塵を捕集された後、前記吐出口から前記本体ケース内に開放され、前記フィルタを通過する過程でさらに粉塵を捕集された後、清浄空気となって外部に排出される。

【0005】

すなわち、特許文献１に記載の集塵装置は、吸引した粉塵含有空気を、前処理設備内において遠心分離により前処理を行うことで、火花（火の粉）を含んだヒュームを消火（消炎）して火災要因物質を除去し、その後、濾布によるフィルタを通過させることで匂い物質を除去することで、清浄するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１８－２０３２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前記特許文献１に記載の集塵装置は、火災要因物質を除去した後に、濾布によるフィルタを通過させることで微粉塵状の有害物質を除去するものであるが、少しでも火災要因物質が残留していると、濾布によるフィルタが燃える危険性があった。

【0008】

ちなみに、特許文献１に記載の集塵装置には、火災が発生した場合を考慮して、本体ケースの正面上部には、吐出口の前方に消火口が開閉自在に設けられており、これにより、万が一、前処理設備の内部で火災が発生した場合は勿論のこと、本体ケース内のフィルタ等の前処理設備以外の場所で火災が発生した場合であっても、開放させた消火口にホースを通して本体ケースの内部に消火剤を投入することによって消火できるようになっている。

【0009】

したがって、本発明が解決しょうとする課題は、火災の発生を充分に防ぐレベルで火災要因物質を除去すると共に、微粉塵状のマンガン等の有害物質も除去した綺麗な空気を排出する、集塵浄化装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の課題を解決するための手段は、下記のとおりである。

【0011】

第１に、
吸込口と排出口とを有する本体と、
モータと、
該モータによる回転するファンと、
上昇気流により第一段階冷却分離処理を行う第１サイクロンと、
粒子径が３マイクロメートル以上の物質に対して、第一段階除去処理を行う不燃フィルタと、
０．３マイクロメートルの粒子に対し９９．９７％以上の粒子捕集率の性能で、第二段階除去処理を行う高性能フィルタとを備え、
ファンの回転で発生する負圧により、吸込口から吸い込んだ空気を、第１サイクロン、不燃フィルタ、高性能フィルタの順で処理して排出口より排出できるように、
本体内に、第１サイクロン、不燃フィルタ、高性能フィルタを、配置したことを特徴とする、集塵浄化装置。

【0012】

第２に、
前記第１サイクロンが、２個を並列配置したものであることを特徴とする、前記第１に記載の集塵浄化装置。

【0013】

第３に、
吸込口と排出口とを有する本体と、
モータと、
該モータによる回転するファンと、
上昇気流により第一段階冷却分離処理を行う第１サイクロンと、
下降気流により第二段階冷却分離処理を行う第２サイクロンと、
粒子径が３マイクロメートル以上の物質に対して、第一段階除去処理を行う不燃フィルタと、
０．３マイクロメートルの粒子に対し９９．９７％以上の粒子捕集率の性能で、第二段階除去処理を行う高性能フィルタとを備え、
ファンの回転で発生する負圧により、吸込口から吸い込んだ空気を、第１サイクロン、第２サイクロン、不燃フィルタ、高性能フィルタの順で処理して排出口より排出できるように、
本体内に、第１サイクロン、第２サイクロン、不燃フィルタ、高性能フィルタを、配置したことを特徴とする、集塵浄化装置。

【0014】

第４に、
前記第１サイクロンが、２個を並列配置し、逆回転となるように構成したものであり、
前記第２サイクロンが、２個以上を配置したものであることを特徴とする、前記第３に記載の集塵浄化装置。

【0015】

第５に、
吸込口と排出口とを有する本体と、
モータと、
該モータによる回転するファンと、
上昇気流により第一段階冷却分離処理を行う第１サイクロンと、
粒子径が３マイクロメートル以上の物質に対して、第一段階除去処理を行う不燃フィルタと、
０．３マイクロメートルの粒子に対し９９．９７％以上の粒子捕集率の性能で、第二段階除去処理を行う高性能フィルタとを備え、
ファンの回転で発生する負圧により、吸込口から吸い込んだ空気を、第１サイクロン、不燃フィルタ、高性能フィルタの順で、下から上に流れるように処理し排出口より排出できるように、
本体内において、吸込口が形成された最下段の第一段目に第１サイクロンを配置し、第一段目の上の第二段目に不燃フィルタを配置し、排出口が形成された、第二段目の上の第三段目にファン及びモータを配置し、
第二段目の不燃フィルタを、中央空間の両側に配置したことを特徴とする、集塵浄化装置。

【0016】

第６に、
前記第１サイクロンが、２個を並列配置したものであることを特徴とする、前記第５に記載の集塵浄化装置。

【0017】

第７に、
吸込口と排出口とを有する本体と、
モータと、
該モータによる回転するファンと、
上昇気流により第一段階冷却分離処理を行う第１サイクロンと、
下降気流により第二段階冷却分離処理を行う第２サイクロンと、
粒子径が３マイクロメートル以上の物質に対して、第一段階除去処理を行う不燃フィルタと、
０．３マイクロメートルの粒子に対し９９．９７％以上の粒子捕集率の性能で、第二段階除去処理を行う高性能フィルタとを備え、
ファンの回転で発生する負圧により、吸込口から吸い込んだ空気を、第１サイクロン、第２サイクロン、不燃フィルタ、高性能フィルタの順で処理して排出口より排出できるように、
本体内において、吸込口が形成された、最下段の第一段目に第１サイクロン及び第２サイクロンを、第一段目の上の第二段目に不燃フィルタ及び高性能フィルタを、排出口が形成された、第二段目の上の第三段目にファン及びモータを配置し、
第二段目の不燃フィルタ及び高性能フィルタを、中央空間の両側に配置すると共に、中央空間から外側に向けて、不燃フィルタ、高性能フィルタの順で隣接して設けたことを特徴とする、集塵浄化装置。

【0018】

第８に、
前記第１サイクロンが、２個を並列配置し、逆回転となるように構成したものであり、
前記第２サイクロンが、２個以上を配置したものであることを特徴とする、前記第７に記載の集塵浄化装置。

【0019】

第９に、
設定温度で動作する警告手段を設けたことを特徴とする、前記第１～第８のいずれか一つに記載の集塵浄化装置。

【0020】

前記不燃フィルタは、火災要因物質により燃えない性質を有するものであり、例えば、ステンレスまたは耐蝕アルミの板に適正角度をもたせたハニカム状の目を刻んだ構造の網を用い、目の方向を１枚毎に９０度ずつ変えることで、１０枚を組み合わせてユニット化した、ケンブリッジフィルターコーポレーション株式会社のパイロスクリーン（商品名）を採用することができる。

【0021】

前記０．３マイクロメートルの粒子に対し９９．９７％以上の粒子捕集率の性能を有する高性能フィルタは、直径０．１～１．０マイクロメートルのガラス繊維によるＨＥＰＡフィルタで構成することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。

【0023】

本発明の集塵浄化装置は、上昇気流による第１サイクロンと、下降気流による第２サイクロンとを備え、粉塵含有空気を二段階で処理した後に、二つのフィルタで対象物質を除去するので、火災の発生を充分に防ぐレベルで火災要因物質の除去が可能になると共に、微粉塵状のマンガン等の有害物質の除去も可能となり、浄化した空気を排出することができる。

【0024】

特に、第１サイクロンとして、２個を並列配置することでダブルサイクロンが互いに逆回転となるように構成したものは、境界付近で高温ダスト同士が衝突して高温ダスト（粉塵）がより小さくなることで表面積が増大し、より効果的に冷やされるので、火災の発生を防ぐレベルをより高度にすることができる。

【0025】

また、第２サイクロンとして、２個以上を配置したものは、粉塵含有空気を、より効果的に処理することが可能となる。

【0026】

ここで、本体内において、最下段の第一段目に第１サイクロンを配置し、第一段目の上の第二段目に不燃フィルタを配置し、第二段目の上の第三段目にファン及びモータを配置し、第二段目の不燃フィルタを、中央空間の両側に配置した縦型積層構造の集塵浄化装置は、ダスト含有空気を下から上へと順に気流に沿って処理し、しかも、第二段目の不燃フィルタを、中央空間の両側に配置することで、中央空間において２分割して処理するので、高い処理効率を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の集塵浄化装置の実施例１の説明図である。

【図2】本発明の集塵浄化装置の実施例１を分解した下段側の平面図である。

【図3】本発明の集塵浄化装置の実施例１を分解した上段側の平面図である。

【図4】本発明の集塵浄化装置の実施例１の斜視図である。

【図5】本発明の集塵浄化装置の実施例２の概略斜視図である。

【図6】本発明の集塵浄化装置の実施例２の説明図であり、（Ａ）は正面側、（Ｂ）は側面側である。

【図7】実施例２に係る一段目のサイクロン収納体の説明図であり、（Ａ）は正面側、（Ｂ）は側面側、（Ｃ）は平面側で、（Ｄ）は第１接続枠の平面図である。

【図8】実施例２に係る二段目のフィルタ収納体の説明図であり、（Ａ）は正面側、（Ｂ）は側面側、（Ｃ）は平面側で、（Ｄ）は天場板の平面図、（Ｅ）は第２接続枠の平面図、（Ｆ）は第３接続枠の平面図である。

【図9】実施例２に係る三段目のファン収納体の説明図であり、（Ａ）は正面側、（Ｂ）は側面側、（Ｃ）は平面側で、（Ｄ）は第４接続枠の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
ここで、添付図面において同一の部材には同一符号を付しており、また重複した説明は省略されている。
なお、ここでの説明は本発明が実施される一形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。

【実施例1】

【0029】

図１に示すとおり、実施例１の集塵浄化装置は、本体１と、第１サイクロン２と、第２サイクロン３と、不燃フィルタ４と、高性能フィルタ５と、ファン６と、モータ７とを備えたものである。

【0030】

これらは、吸込口１１から吸い込んだダスト含有空気を、第１サイクロン２、第２サイクロン３、不燃フィルタ４、高性能フィルタ５の順で処理した後に、排出口１２より排出できるように、本体１内に、第１サイクロン２、第２サイクロン３、不燃フィルタ４、高性能フィルタ５が、順次、配置されている。

【0031】

［本体］

【0032】

実施例１の本体１は、図１、図４に示すとおり、上下二段に分割可能な構造である。

【0033】

本体１の下段の一側面には、吸込口１１が形成されている。

【0034】

図３に示すように、本体１の上段の天井面の中央付近には、網目構造で長孔状の排出口１２が形成されている。

【0035】

図４に示すとおり、本体１の底面の四隅には、キャスタ１３が取り付けられている。

【0036】

本体１の上段の正面側には、スイッチボックス１４により、例えば、一般的に火事になるとされる設定温度７０℃と設定することで、それ以上の温度になると点滅する警告ランプ１５が取り付けられている。

【0037】

本体１の下段の正面には、不燃フィルタ４の取出口１６が取り付けられている。

【0038】

本体１の下段の右側側面で、吸込口１１の下方には、冷却分離された溶接ヒューム等を掃除するための内部アクセス蓋１７が、左右２箇所に設けられている。

【0039】

図４中、符号１８は、一端側が吸込口１１に接続され、先端側となる他端側を、溶接作業箇所等に向けることを可能とする、不燃性フレキシブルチューブに接続される吸込管を示している。

【0040】

［第１サイクロン］

【0041】

図１、図２に示す、上昇気流により第一段階冷却分離処理を行う第１サイクロン２は、垂直に位置しており、上端側が閉塞し、下端側が開放している外側管２１と、上下端が開放している内側管２２との略二重管構造である。

【0042】

外側管２１の下端側は、直径が最下端に向けて小さくなるように絞られた傾斜部２１ａが形成され、最下端には開放口２１ｂが形成されている。

【0043】

内側管２２の上端側は、閉塞された外側管２１の上端側を突き抜け、上方に位置している。

【0044】

内側管２２の下端側は、外側管２１の中間部と開放口２１ｂとの間に位置している。

【0045】

実施例１では、図２に示すように、２本の外側管２１を並列配置したダブルサイクロン構造であり、吸い込んだ気流が、遠心分離の動作の際に、逆方向（逆回転）となり、境界付近で高温ダスト同士が衝突して高温ダスト（粉塵）がより小さくなることで表面積が増大し、より効果的に冷やされるように構成されている。

【0046】

［第２サイクロン］

【0047】

図１、図２に示す、下降気流により第二段階冷却分離処理を行う第２サイクロン３は、第１サイクロン２の背後に隣接して、垂直状態で位置している。

【0048】

第２サイクロン３は、上下端開放の外側管３１と、上下端開放の内側管３２との二重管構造である。

【0049】

内側管３２の上端側は、外側管３１の上端と中間部との間に位置している。

【0050】

内側管３２の下端側は、外側管３１の下端より、下方に位置し、上端側の開口と比較すると下端側の開口は、サイクロン流を発生させるように１５％程度絞られて小さく形成されている。

【0051】

実施例１では、図２に示すように、６本の外側管３１により、６個配置とすることで、第２サイクロン３が構成されているので、次の処理段階の不燃フィルタ４に対して、気流が均等に当たり、負荷を平均化しつつ、二段階冷却分離処理を行うことが可能となる。

【0052】

［不燃フィルタ］

【0053】

図１、図２に示す、第一段階除去処理を行う不燃フィルタ４は、粒子径が３マイクロメートル以上の物質を除去するものであり、火災要因物質により燃えない性質を有するものである。

【0054】

該不燃フィルタ４は、本体１の下段側に位置し、第２サイクロン３に通じる空間内に、垂直状態で設置されている。

【0055】

実施例１では、詳細な図示は省略するが、不燃フィルタ４を構成する金属フィルタとして、ケンブリッジフィルターコーポレーション株式会社のパイロスクリーン（商品名）が用いられており、１０枚程度重ねてフレームに収めたユニット４１（図２参照）を、２個用いることで構成されている。

【0056】

該ユニット化された不燃フィルタ４は、図４に示す取出口１６から取り出すことが可能である。

【0057】

取り出した不燃フィルタ４は、ユニット４１をバラして金属フィルタを取り出し、掃除をしてから組み立てることで、火災要因物質の最低限の除去性能を保ちつつ、継続的に使用することが可能となる。

【0058】

［高性能フィルタ］

【0059】

図１、図３に示す、第二段階除去処理を行う高性能フィルタ５は、０．３マイクロメートルの粒子に対し９９．９７％以上の粒子捕集率の性能を有するもので、直径１～１０マイクロメートル以下のガラス繊維によるＨＥＰＡフィルタで構成されている。

【0060】

高性能フィルタ５は、本体１の上段側に位置し、下段側の不燃フィルタ４に通じる空間内に、垂直状態で設置されている。

【0061】

高性能フィルタ５は、詳細な図示は省略するが、２個のユニット５１（図３参照）によって構成されている。

【0062】

図示は省略するが、高性能フィルタ５は、本体１の上段の左側面を外すことで、取り外すことが可能であり、一定の時期ごとに交換可能なものである。

【0063】

［モータ］

【0064】

図１に示すとおり、本体１の上段内の排出口１２の下方には、下側に向けて垂直な回転軸を有するモータ７が取り付けられている。

【0065】

［ファン］

【0066】

図１に示すとおり、モータ７の下方には、ランナーや翼車であるファン６が、直結状態で取り付けられている。

【0067】

高性能フィルタ５が設置された空間とファン６が位置する空間との境界壁の下方には、隙間６１が形成されている。

【0068】

次に、上記の実施例１の集塵浄化装置の作用について説明する。

【0069】

溶接作業の現場に、吸込管１８の先端部分を配置し、溶接作業の開始と共に、モータ７のスイッチをオンにすることで、ファン６を回転させて負圧を発生させて、溶接ヒューム等の高温ダスト含有空気を吸込管１８内に吸い込む。

【0070】

吸込管１８内に吸い込まれた高温ダスト含有空気は、側面に位置する吸込口１１から、本体１内に吸い込まれる。

【0071】

本体１内に吸い込まれた高温ダスト含有空気は、第１サイクロン２の各外側管２１内に取り込まれ、各内側管２２との間の空間を、互いに逆方向に流れ込むことで、境界付近で高温ダスト同士がぶつかり粉砕されることで小さくなり、その結果、表面積が増大する。
すなわち、遠心分離の効果が高まり、捕集効果がアップする。

【0072】

そのため、高温ダストに対する冷却効果が高められつつ、螺旋軌道を画きながら下降する。

【0073】

この際、遠心分離により、重量のある大きめの高温ダストが、開放口２１ｂから本体１の内部底面に落下することで、第一段階冷却分離処理が行われる。

【0074】

第一段階冷却分離処理後のダスト含有空気は、内側管２２の下端側から吸い込まれて上昇し、上端側から排出される。

【0075】

内側管２２の上端側から排出されたダスト含有空気は、次に、第２サイクロン３の各外側管３１の上端側から内部に流れ込む。

【0076】

外側管３１内に流れ込んだダスト含有空気は、内側管３２との間で、螺旋軌道を画きながら下降する。

【0077】

この際、遠心分離により、小さめのダストが、本体１の内部底面に落下することで、第二段階冷却分離処理が行われる。

【0078】

第二段階冷却分離処理が行われたダスト含有空気は、不燃フィルタ４を通過することで、粒子径が３マイクロメートル以上の物質に対して、第一段階除去処理が行われる。

【0079】

第一段階除去処理が行われた空気は、高性能フィルタ５を通過することで、微粉塵状のマンガン等の有害物質等の粒子径の小さい物質に対して、第二段階除去処理が行われ、浄化処理が完了する。

【0080】

浄化処理が完了した空気は、隙間６１を通り、最終的に、排出口１２から排出される。

【0081】

ここで、スイッチボックス１４で設定温度７０℃と設定し、動作状態にしておくことで、万が一、本体１内で火災が発生する一般的な温度である７０℃になった場合には、警告ランプ１５が点滅するので、直ちに対応することが可能となる。

【0082】

一定期間経過後は、不燃フィルタ４を取り外して金網フィルタを掃除することで、初期の性能を取り戻すことが可能となる。

【0083】

また、一定期間経過後は、高性能フィルタ５自体を交換することで、性能維持を図ることが可能となる。

【0084】

前記の集塵浄化装置は、第１サイクロンがダブルサイクロン構造で、第２サイクロンが６列構造なので、溶接ヒューム等の高温ダストの火災要因物質の冷却分離効果に極めて優れており、不燃フィルタ４の通過後の空気は、火災の要因となる物質は完全に除去された状態とすることが可能となる。

【0085】

そして、排出前に、高性能フィルタ５によって微粉塵状のマンガン等の有害物質等も完全に除去するので、溶接作業を行う現場でも、安心安全な作業環境を構築することが可能となる。

【実施例2】

【0086】

次に、図５～図９を参照しつつ、実施例２について説明するが、実施例１と同じ機能の部品には、同一名称及び同一符号を用いている。

【0087】

図５、図６に示すとおり、実施例２の集塵浄化装置は、本体１が、下から第一段目のサイクロン収納体１Ａ、第二段目のフィルタ収納体１Ｂ、第三段目のファン収納体１Ｃを積層した縦型構造である。

【0088】

このように、縦型構造とすることで、接地面積を少なくすることができる。

【0089】

また、縦型構造とすることで、排出口１２の位置を高くすることができる。

【0090】

第一段目のサイクロン収納体１Ａには、図６中の（Ｂ）に示すように、第１サイクロン２と、第２サイクロン３とを備えている。

【0091】

第二段目のフィルタ収納体１Ｂには、図６中の（Ｂ）に示すように、不燃フィルタ４と、高性能フィルタ５とを隣接して備えている。

【0092】

第三段目のファン収納体１Ｃには、図６中の（Ｂ）に示すように、ファン６と、モータ７とを備えている。

【0093】

これらのパーツは、図６中の（Ｂ）に示すように、本体１の最下段である第一段目の正面側に位置する吸込口１１から吸い込んだダスト含有空気を、第１サイクロン２、第２サイクロン３、不燃フィルタ４、高性能フィルタ５の順で処理した後に、本体１の最上段である第三段目のファン収納体１Ｃの天井面に位置する排出口１２より排出できるように、本体１内に、第１サイクロン２、第２サイクロン３、不燃フィルタ４、高性能フィルタ５が、順次、配置されている。

【0094】

すなわち、ファンの回転で発生する負圧により、吸込口から吸い込んだ空気を、第１サイクロン２、第２サイクロン３、不燃フィルタ４、高性能フィルタ５の順で処理して排出口１２より排出できるように、本体１内において、吸込口１１を形成した最下段の第一段目のサイクロン収納体１Ａに、第１サイクロン２及び第２サイクロン３が配置され、第一段目の上の第二段目のフィルタ収納体１Ｂに、不燃フィルタ４及び高性能フィルタ５が配置され、排出口１２を形成した、第二段目の上の第三段目のファン収納体１Ｃに、ファン６及びモータ７が配置されている。

【0095】

ここで、第二段目の不燃フィルタ４及び高性能フィルタ５は、中央空間６２の両側に配置されており、中央空間６２を基準として外側に向けて、不燃フィルタ４、高性能フィルタ５の順で隣接して設けられている。

【0096】

［本体］

【0097】

実施例２の本体１は、図５、図６に示すとおり、下から第一段目のサイクロン収納体１Ａ、第二段目のフィルタ収納体１Ｂ、第三段目のファン収納体１Ｃの三段に分割可能な構造である。

【0098】

第一段目のサイクロン収納体１Ａの上端側には、図７中の（Ｄ）に示すように、ロ字状で複数のボルト穴を有する第１接続枠が取り付けられている。

【0099】

第二段目のフィルタ収納体１Ｂの上端側には、図８中の（Ｅ）に示すように、ロ字状で複数のボルト穴を有する第２接続枠が取り付けられている。

【0100】

第二段目のフィルタ収納体１Ｂの下端側には、図８中の（Ｆ）に示すように、ロ字状で複数のボルト穴を有する第３接続枠が取り付けられている。

【0101】

第三段目のファン収納体１Ｃの下端側には、図９中の（Ｄ）に示すように、ロ字状で複数のボルト穴を有する第３接続枠が取り付けられている。

【0102】

第二段目のフィルタ収納体１Ｂには、図８中の（Ｄ）に示すように、ロ字状で四隅にボルト穴を有する天場板が取り付けられている。

【0103】

図５に示すように、サイクロン収納体１Ａの正面には、吸込口１１が形成されている。

【0104】

図６、図９に示すように、ファン収納体１Ｃの天井面の中央付近には、網目構造で長孔状の排出口１２が形成されている。

【0105】

図６に示すとおり、本体１のサイクロン収納体１Ａの底面の四隅には、キャスタ１３が取り付けられている。

【0106】

図５に示すとおり、本体１のファン収納体１Ｃの正面側には、スイッチボックス１４が取り付けられている。

【0107】

該スイッチボックス１４には、温度設定入力手段１４Ａ、フィルタの状況を可視化するための差圧計１４Ｂが取り付けられている。

【0108】

ここで、図示は省略するが、例えば、一般的に火事になるとされる設定温度７０℃と設定することで、それ以上の温度になると点滅する警告ランプが、ファン収納体１Ｃの側面側に取り付けられている。

【0109】

図６中の（Ｂ）に示すように、本体１のフィルタ収納体１Ｂの正面側及び背面側には、不燃フィルタ４及び高性能フィルタ５の取り外しを行うための開閉自在な、取出口１６Ａ、取出口１６Ｂがヒンジ及び留金を用いて取り付けられている。

【0110】

図６に示すように、本体１のサイクロン収納体１Ａの正面で、吸込口１１の下方の左右には、冷却分離された溶接ヒューム等を掃除するための内部アクセス蓋１７が、左右２箇所に設けられている。

【0111】

図５中、符号１８は、一端側が吸込口１１に接続され、先端側となる他端側を、溶接作業箇所等に向けることを可能とする、不燃性フレキシブルチューブに接続される吸込管を示している。

【0112】

［第１サイクロン］

【0113】

図６、図７に示す、上昇気流により第一段階冷却分離処理を行う第１サイクロン２は、垂直に位置しており、上端側が閉塞し、下端側が開放している外側管２１と、上下端が開放している内側管２２との略二重管構造である。

【0114】

内側管２２の上端側は、閉塞された外側管２１の上端側を突き抜け、上方に位置している。

【0115】

内側管２２の下端側は、外側管２１の中間部付近に位置している。

【0116】

図７に示すように、２本の外側管２１を並列配置したダブルサイクロン構造であり、吸い込んだ気流が、遠心分離の動作の際に、逆方向（逆回転）となり、境界付近で高温ダスト同士が衝突して高温ダスト（粉塵）がより小さくなることで表面積が増大し、より効果的に冷やされるように構成されている。

【0117】

［第２サイクロン］

【0118】

図６、図７に示す、下降気流により第二段階冷却分離処理を行う第２サイクロン３は、第１サイクロン２の背後に隣接して、垂直状態で位置している。

【0119】

第２サイクロン３は、上下端開放の外側管３１と、上下端開放の内側管３２との二重管構造である。

【0120】

内側管３２の上端側は、外側管３１の上端と中間部との間に位置している。

【0121】

内側管３２の下端側は、外側管３１の下端より、下方に位置し、上端側の開口と比較すると下端側の開口は、サイクロン流を発生させるように１５％程度絞られて小さく形成されている。

【0122】

図７に示すように、６本の外側管３１により、６個配置とすることで、第２サイクロン３が構成されているので、次の処理段階の不燃フィルタ４に対して、気流が均等に当たり、負荷を平均化しつつ、二段階冷却分離処理を行うことが可能となる。

【0123】

［不燃フィルタ］

【0124】

図６、図８に示す、第一段階除去処理を行う不燃フィルタ４は、粒子径が３マイクロメートル以上の物質を除去するものであり、火災要因物質により燃えない性質を有するものである。

【0125】

該不燃フィルタ４は、本体１のフィルタ収納体１Ｂ内の、第２サイクロン３に通じる中央空間６２の両側（正面側及び背面側）に、垂直状態で各々設置されている。

【0126】

中央空間６２は、底面側が開放して第２サイクロン３に通じているが、天井面及び両側面が閉鎖され、正面側及び背面側に不燃フィルタ４が位置している。

【0127】

図５に示すとおり、フィルタ収納体１Ｂの一側面には、中央空間６２にアクセスするための、側面アクセス扉が取り付けられている。

【0128】

図示は省略するが、中央空間６２内には、不燃フィルタ４の設置を感知するセンサが設けられ、該センサで不燃フィルタ４の設置が感知された場合にのみ、本集塵浄化装置が動作するように設定されている。

【0129】

本実施例２では、詳細な図示は省略するが、不燃フィルタ４を構成する金属フィルタとして、ケンブリッジフィルターコーポレーション株式会社のパイロスクリーン（商品名）が用いられており、１０枚程度重ねてフレームに収めたユニット４１（図７参照）を、前後で一つずつ、合計２個用いることで構成されている。

【0130】

該ユニット化された不燃フィルタ４は、図６中の（Ｂ）に示すように、取出口１６Ａ、取出口１６Ｂから、高性能フィルタ５と共に取り出すことが可能である。

【0131】

取り出した不燃フィルタ４は、ユニット４１をバラして金属フィルタを取り出し、掃除をしてから組み立てることで、火災要因物質の最低限の除去性能を保ちつつ、継続的に使用することが可能となる。

【0132】

［高性能フィルタ］

【0133】

図６、図８に示す、第二段階除去処理を行う高性能フィルタ５は、０．３マイクロメートルの粒子に対し９９．９７％以上の粒子捕集率の性能を有するもので、直径１～１０マイクロメートル以下のガラス繊維によるＨＥＰＡフィルタで構成されている。

【0134】

高性能フィルタ５は、本体１のフィルタ収納体１Ｂ内の正面側及び背面側に位置する不燃フィルタ４の外側面に隣接して、垂直状態で設置されている。

【0135】

すなわち、不燃フィルタ４及び高性能フィルタ５は、中央空間６２の両側に配置され、中央空間６２を基準として両外側に向けて、不燃フィルタ、高性能フィルタの順で隣接して設置されている。

【0136】

高性能フィルタ５は、詳細な図示は省略するが、２個のユニット５１（図８参照）によって構成されている。

【0137】

該ユニット化された高性能フィルタ５は、図６中の（Ｂ）に示すように、取出口１６Ａ、取出口１６Ｂから取り出すことが可能であり、一定の時期ごとに交換可能なものである。

【0138】

［モータ］

【0139】

図６に示すとおり、本体１のファン収納体１Ｃの排出口１２の下方には、下側に向けて垂直な回転軸を有するモータ７が取り付けられている。

【0140】

［ファン］

【0141】

図６に示すとおり、モータ７の下方には、ランナーや翼車であるファン６が、直結状態で取り付けられている。

【0142】

高性能フィルタ５が設置された箇所の外側面となる正面側及び背面側には、ファン６に通じる隙間６１が形成されている。

【0143】

次に、上記の集塵浄化装置の作用について説明する。

【0144】

溶接作業の現場に、吸込管１８の先端部分を配置し、溶接作業の開始と共に、モータ７のスイッチをオンにすることで、ファン６を回転させて負圧を発生させて、溶接ヒューム等の高温ダスト含有空気を吸込管１８内に吸い込む。

【0145】

吸込管１８内に吸い込まれた高温ダスト含有空気は、正面に位置する吸込口１１から、本体１内に吸い込まれる。

【0146】

本体１内に吸い込まれた高温ダスト含有空気は、第１サイクロン２の各外側管２１内に取り込まれ、各内側管２２との間の空間を、互いに逆方向に流れ込むことで、境界付近で高温ダスト同士がぶつかり粉砕されることで小さくなり、その結果、表面積が増大する。

【0147】

すなわち、遠心分離の効果が高まり、捕集効果がアップする。

【0148】

そのため、高温ダストに対する冷却効果が高められつつ、螺旋軌道を画きながら下降する。

【0149】

この際、遠心分離により、重量のある大きめの高温ダストが、本体１のサイクロン収納体１Ａの内部底面に落下することで、第一段階冷却分離処理が行われる。

【0150】

第一段階冷却分離処理後のダスト含有空気は、内側管２２の下端側から吸い込まれて上昇し、上端側から排出される。

【0151】

内側管２２の上端側から排出されたダスト含有空気は、次に、第２サイクロン３の各外側管３１の上端側から内部に流れ込む。

【0152】

外側管３１内に流れ込んだダスト含有空気は、内側管３２との間で、螺旋軌道を画きながら下降する。

【0153】

この際、遠心分離により、小さめのダストが、本体１の内部底面に落下することで、第二段階冷却分離処理が行われる。

【0154】

第二段階冷却分離処理が行われたダスト含有空気は、第一段目のサイクロン収納体１Ａから第二段目のフィルタ収納体１Ｂの中央空間６２に入り込み。

【0155】

中央空間６２内のダスト含有空気は、両外側に向けて２分割して、各々不燃フィルタ４を通過することで、粒子径が３マイクロメートル以上の物質に対して、第一段階除去処理が行われる。

【0156】

第一段階除去処理が行われた空気は、隣接する高性能フィルタ５を通過することで、微粉塵状のマンガン等の有害物質等の粒子径の小さい物質に対して、第二段階除去処理が行われ、浄化処理が完了する。

【0157】

浄化処理が完了した空気は、高性能フィルタ５の中央空間６２を基準として外側に形成された隙間６１を通り、最終的に、排出口１２から排出される。

【0158】

ここで、スイッチボックス１４で設定温度７０℃と設定し、動作状態にしておくことで、万が一、本体１内で火災が発生する一般的な温度である７０℃になった場合には、警告ランプ（図示は省略）が点滅するので、直ちに対応することが可能となる。

【0159】

一定期間経過後は、取出口１６Ａ、取出口１６Ｂから不燃フィルタ４を取り外して金網フィルタを掃除することで、初期の性能を取り戻すことが可能となる。

【0160】

また、一定期間経過後は、高性能フィルタ５自体を交換することで、性能維持を図ることが可能となる。

【0161】

前記の集塵浄化装置は、第１サイクロンがダブルサイクロン構造で、第２サイクロンが６列構造なので、溶接ヒューム等の高温ダストの火災要因物質の冷却分離効果に極めて優れており、不燃フィルタ４の通過後の空気は、火災の要因となる物質は完全に除去された状態とすることが可能となる。

【0162】

そして、排出前に、高性能フィルタ５によって微粉塵状のマンガン等の有害物質等も完全に除去するので、溶接作業を行う現場でも、安心安全な作業環境を構築することが可能となる。

【0163】

さらに、縦型積層構造なので、ダスト含有空気を下から上へと順に気流に沿って処理し、しかも、第二段目の不燃フィルタ４及び高性能フィルタ５を、中央空間６２の両側に配置することで、中央空間６２から２分割して処理するので、処理効率が高いものとなる。

【符号の説明】

【0164】

１ 本体
１Ａ サイクロン収納体
１Ｂ フィルタ収納体
１Ｃ ファン収納体
２ 第１サイクロン
３ 第２サイクロン
４ 不燃フィルタ
５ 高性能フィルタ
６ ファン
７ モータ
１１ 吸込口
１２ 排出口
１３ キャスタ
１４ スイッチボックス
１４Ａ 温度設定入力手段
１４Ｂ 差圧計
１５ 警告ランプ
１６ 取出口
１６Ａ 取出口
１６Ｂ 取出口
１７ アクセス蓋
１８ 吸込管
１９ 側面アクセス扉
２１ 外側管
２１ａ 傾斜部
２１ｂ 開放口
２２ 内側管
３１ 外側管
３２ 内側管
４１ ユニット
５１ ユニット
６１ 隙間
６２ 中央空間
７１ 第１接続枠
７２ 第２接続枠
７３ 第３接続枠
７４ 第４接続枠
７５ 天場板

【要約】

【課題】 火災の発生を充分に防ぐレベルで火災要因物質を除去すると共に、微粉塵状のマンガン等の有害物質も除去した綺麗な空気を排出する、集塵浄化装置を提供する。
【解決手段】 吸込口１１と排出口１２とを有する本体１と、上昇気流により第一段階冷却分離処理を行う第１サイクロン２と、下降気流により第二段階冷却分離処理を行う第２サイクロン３と、第一段階除去処理を行う不燃フィルタ４と、第二段階除去処理を行う高性能フィルタ５とを備え、負圧により、吸込口１１から吸い込んだ空気を、第１サイクロン２、第２サイクロン３、不燃フィルタ４、高性能フィルタ５の順で処理して排出口１２より排出できるように、本体１内に、第１サイクロン２、第２サイクロン３、不燃フィルタ４、高性能フィルタ５を配置した。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】