JP2012115563A - 集塵用消火装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】上方へ開放した集塵口７を有する貯水容器６とその集塵口７から貯水容器６内に挿入した排出筒８とをフード２の下側に配設して、排出筒８内の下側に設けた入口１３と貯水容器６の底壁９との間に貯水域１４を設け、貯水域１４と集塵口７との間及び排出筒８の外周と貯水容器６の内周との間で集塵路１５を設けて集塵口７と集塵路１５と貯水域１４と入口１３と互いに連通している。粉塵中のスパッタは、集塵口７と集塵路１５と貯水域１４と入口１３とを含む吸引通路の途中で、貯水域１４の水Ｗに接触して消火される。残りの粉塵は排出筒８内の上側に設けた出口１２へ吸引される。
【効果】粉塵中のスパッタによる排気ダクトの損傷を防止することができる。また、集塵用消火装置５を部品点数の少ない簡単な構造にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は溶接作業時などで発生するスパッタやヒュームなどの粉塵を集めるとともに粉塵中のスパッタを消火することができる集塵用消火装置に関するものである。

従来、下記特許文献１では、集塵フードにおいて吸引ダクト管の入口の下側に衝突板が設置されている。この衝突板によりスパッタやヒュームなどの粉塵を下方に落下させて火花による着火を防止することができる。

特開平１０−２７２３２６号公報

上記特許文献１では、粉塵中のスパッタが消火されないまま吸引ダクト管に吸引されて吸引ダクト管を損傷したりするおそれがあった。
この発明は、簡単な構造の集塵用消火装置により粉塵中のスパッタを消火することを目的としている。

後記実施形態の図面（図１に示す第１実施形態、図２に示す第２実施形態、図３（ａ）に示す第３実施形態、図３（ｂ）に示す第４実施形態）の符号を援用して本発明を説明する。

請求項１の発明にかかる集塵用消火装置５は、第１〜４実施形態に対応し、下記のように構成されている。
フード２の下側には上方へ開放した集塵口７を有する貯水容器６とその集塵口７から貯水容器６内に挿入した排出筒８とを配設している。その排出筒８内の上側に設けた出口１２をフード２の上側に開放するとともに、その排出筒８内の下側に設けた入口１３を貯水容器６の底部９に対向させている。貯水容器６内にはその底部９と排出筒８の入口１３との間に貯水域１４を設けている。この貯水域１４と集塵口７との間及び排出筒８の外周と貯水容器６の内周との間で集塵路１５を設けてこの集塵口７と集塵路１５と貯水域１４と入口１３と互いに連通している。なお、フード２とは、天井に設けられたもの以外に、天井の下方に単独で配置されたものなど、溶接などの作業室１の上方を覆うすべてのものを含む。

請求項１の発明では、粉塵中のスパッタを集塵用消火装置５内の貯水域１４内の水Ｗに接触させて消火することができる。また、所定の貯水容器６及び排出筒８により簡単な構造の集塵用消火装置５にすることができる。

請求項１の発明を前提とする請求項２の発明（第２実施形態に対応）において、前記貯水容器６内の集塵路１５は排出筒８の外周と貯水容器６の内周との間で環状に設けられ、この集塵路１５には複数の仕切部３１を排出筒８及び貯水容器６の周方向へ並設して各仕切部３１間で区画路３２を設けて集塵口７と区画路３２と貯水域１４と入口１３とを互いに連通している。請求項２の発明では、区画路３２ごとに上下方向の安定した粉塵流を生じさせることができる。

請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項３の発明（第１〜４実施形態に対応）において、前記貯水容器６の底部９でその貯水域１４に連通する水位調整用サイホン管２４を設け、この水位調整用サイホン管２４には貯水域１４の給水面と排出筒８の入口１３との間に貯水域１４の一部を残して貯水容器６内の集塵路１５と排出筒８の入口１３とを互いに連通し得るように屈曲管部２７を設けている。請求項３の発明では、貯水域１４の給水面と排出筒８の入口１３との間に貯水域１４の一部を残して貯水容器６内の集塵路１５と排出筒８の入口１３とを互いに連通させるように貯水域１４の給水面を設定して、粉塵の流れを円滑にすることができる。また、貯水容器６の貯水域１４に溜まり過ぎた水Ｗを自動的に排水して常に設定水位に維持することができる。

請求項１または請求項２または請求項３の発明を前提とする請求項４の発明（第１〜４実施形態に対応）において、前記貯水容器６の底部９でその貯水域１４に連通する給水管２１と排水管１９とを設け、この給水管２１と排水管１９とにはそれぞれ開閉弁２２，２０を設けている。例えば、この給水管２１と排水管１９とには貯水容器６の底部９に接続した給排兼用管部１８を設けて給排管構造を簡単にしている。請求項４の発明では、貯水容器６の貯水域１４に対する給排水を容易に行うことができる。

請求項１から請求項４のうちいずれか一つの請求項の発明を前提とする請求項５の発明（第３〜４実施形態に対応）にかかる貯水容器６内において、排出筒８の外周と貯水容器６の内周との間で環状に設けられた集塵路１５は、貯水域１４との境界で流路面積を最も狭くした狭小部１５ａを有している。請求項５の発明では、集塵路１５の狭小部１５ａで粉塵の流速が増加するため、粉塵が貯水域１４の水Ｗに接触し易くなる。

次に、請求項以外の技術的思想について実施形態の図面の符号を援用して説明する。
請求項３の発明を前提とする第６の発明（第１〜４実施形態に対応）においては、前記貯水容器６の底部９でその貯水域１４に連通する排水用サイホン管２５を設け、この排水用サイホン管２５には前記水位調整用サイホン管２４の屈曲管部２７よりも上方に屈曲管部２９を設けている。第６の発明では、貯水容器６の貯水域１４に溜まり過ぎた水Ｗを自動的に排水し、請求項３の発明にかかる水位調整用サイホン管２４と相俟って常に設定水位に維持することができる。

請求項３の発明または第６の発明を前提とする第７の発明（第１〜４実施形態に対応）において、前記水位調整用サイホン管２４の屈曲管部２７は貯水域１４の高さ範囲で設けられ、この屈曲管部２７に空気抜き孔２８を接続している。第７の発明では、貯水容器６の貯水域１４に溜まり過ぎた水Ｗを自動的に排水し、請求項３の発明にかかる水位調整用サイホン管２４と相俟って常に設定水位に維持することができる。

請求項５の発明を前提とする第８の発明（第３〜４実施形態に対応）において、前記排出筒８内の入口１３側で排出筒８の外周には貯水域１４側に向うに従い貯水容器６の内周側に傾斜する案内面３３ａを設け、前記狭小部１５ａはこの案内面３３ａと貯水容器６の内周との間に設けられている。第８の発明では、狭小部１５ａを簡単に形成することができる。

第８の発明を前提とする第９の発明（第３〜４実施形態に対応）において、前記排出筒８内の入口１３の内周には貯水域１４との境界で入口１３の流路面積を貯水域１４側へ向けて次第に大きくするように傾斜する案内面３３ｂを設けている。第９の発明では、集塵路１５の狭小部１５ａで流速を増加させた粉塵の流速を排出筒８内の入口１３で減少させ、粉塵が排出筒８に吸い上げられる力を小さくして貯水域１４の水Ｗに接触し易くなる。

請求項１から請求項５のうちいずれか一つの請求項の発明、または第７〜９の発明のうちいずれか一つの発明を前提とする第１０の発明（第４実施形態に対応）において、前記貯水容器６の底部９には溜まった粉塵を排出し得る排出樋３４を設けている。第１０の発明では、貯水容器６の貯水域１４から粉塵を円滑に排出することができる。

本発明は、簡単な構造の集塵用消火装置５により粉塵中のスパッタを消火することができる。

（ａ）は第１実施形態にかかる集塵用消火装置を含む溶接設備を正面側から見て概略的に示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 （ａ）は第２実施形態にかかる集塵用消火装置を正面側から見て概略的に示す部分断面図であり、（ｂ）は同じく平面側から見て概略的に示す部分断面図である。 （ａ）は第３実施形態にかかる集塵用消火装置を正面側から見て概略的に示す部分断面図であり、（ｂ）は第４実施形態にかかる集塵用消火装置を正面側から見て概略的に示す部分断面図である。

まず、本発明の第１実施形態に係る集塵用消火装置について図１を参照して説明する。
図１（ａ）で概略的に示す溶接などの作業室１において、天井に設けられたフード２の内側中央部には水平な取付部３が設けられ、取付部３の外周全体でフード２の内側には取付部３側に向うに従い上方へ傾斜する周辺部４が設けられている。なお、フード２の内側は平坦なものであってもよい。取付部３には図１（ｂ）にも示す集塵用消火装置５が設置されている。

集塵用消火装置５においてフード２の取付部３の下側には、上方へ開放された集塵口７を有する貯水容器６と、集塵口７の上方から貯水容器６内に挿入された排出筒８とが配設されている。貯水容器６は、集塵口７に面する底壁９（底部）と、底壁９の外周全体から上方へ延びる円筒状の周壁１０とを有している。排出筒８において、円筒状の周壁１１の上部は集塵口７から貯水容器６の上方へ突出してフード２の取付部３から上側に開放された出口１２を有し、円筒状の周壁１１の下部は貯水容器６の底壁９に対し間隔をあけて対向する入口１３を有している。貯水容器６内には、排出筒８の入口１３と底壁９との間で貯水域１４が設けられているとともに、排出筒８の周壁１１の外周全体と貯水容器６の周壁１０の内周全体との間並びに貯水域１４と集塵口７との間で円環状の集塵路１５が設けられ、この集塵口７と集塵路１５と貯水域１４と入口１３と互いに連通している。フード２の取付部３の上側には排出筒８の出口１２に連通するチャンバーボックス１６が設置されている。チャンバーボックス１６は排気ダクト（図示せず）に接続されている。なお、このチャンバーボックス１６を省略してもよい。

貯水容器６の底壁９に形成された給排口１７には給排兼用管部１８が接続されている。給排兼用管部１８から下方へ延設された排水管１９には開閉弁２０が取り付けられている。排水管１９の開閉弁２０よりも上流側で給排兼用管部１８から側方へ延設された給水管２１には開閉弁２２が取り付けられている。

貯水容器６の給排口１７の付近で貯水容器６の底壁９に形成された排出口２３ａに接続された排出管２３には水位調整用サイホン管２４と排水用サイホン管２５と水位管２６とが接続されている。水位調整用サイホン管２４においては、貯水域１４の高さ範囲（貯水容器６の底壁９と排出筒８の入口１３との間の高さ範囲）で上方へ延設されて下方へ屈曲された屈曲管部２７が設けられているとともに、屈曲管部２７に空気抜き孔２８が接続されている。排水用サイホン管２５においては、貯水域１４及び水位調整用サイホン管２４の屈曲管部２７よりも上方に延設されて下方へ屈曲された屈曲管部２９が設けられている。水位管２６には水位計３０が接続されている。水位計３０は、貯水容器６の貯水域１４に供給された水量に応じた目盛を指し、貯水容器６の貯水域１４が空になった場合に零目盛を指すようになっている。

排水管１９の開閉弁２０を閉じた状態で給水管２１の開閉弁２２を開くと、給水管２１からの水Ｗは給排兼用管部１８及び給排口１７を通って貯水容器６に供給される。貯水容器６内の水Ｗは、排出口２３ａから排出管２３を通って、水位調整用サイホン管２４と排水用サイホン管２５と水位管２６とに供給される。水位管２６の水位計３０では、貯水容器６の貯水域１４の給水面に応じて水位表示される。その水位表示を見ながら給水管２１の開閉弁２２も閉じると、貯水容器６の貯水域１４の給水面と排出筒８の入口１３との間に貯水域１４の一部を残して貯水容器６内の集塵路１５と排出筒８の入口１３とを互いに連通した状態となる。

次に、この集塵用消火装置５による粉塵の消火作用について述べる。
集塵用消火装置５の貯水容器６に水Ｗを供給した状態で、作業室１において溶接作業などを行うと、スパッタやヒュームなどの粉塵は、吸引力によりフード２へ向けて上昇し、集塵用消火装置５の周辺で集塵口７から集塵路１５に引き込まれる。粉塵のうち空気より重いスパッタは、吸引に伴う慣性力により貯水域１４へ落下し、貯水域１４で水Ｗに接触して消火された後にその水Ｗに溜まる。残りの粉塵（ヒュームなど）は排出筒８で入口１３から出口１２へ上昇してチャンバーボックス１６に至る。

水位調整用サイホン管２４の屈曲管部２７や排水用サイホン管２５の屈曲管部２９では貯水域１４の給水面に応じた水位となる。貯水域１４の水位が上昇し過ぎて水位調整用サイホン管２４の屈曲管部２７における底部２７ａを超えると、大気圧とのバランスが維持されるまでは貯水域１４の水位が保たれる。そのバランスが維持されなくなると、屈曲管部２７から排水されて貯水域１４の水位が下降する。貯水域１４の水位が上昇し過ぎて排水用サイホン管２５の屈曲管部２９を超えると、屈曲管部２９から排水されて貯水域１４の水位が下降する。給水管２１の開閉弁２２を閉じた状態で排水管１９の開閉弁２０を開くと、貯水域１４の水位が下降する。

次に、本発明の第２実施形態にかかる集塵用消火装置について第１実施形態との相違点を中心に図２を参照して説明する。
貯水容器６において円環状の集塵路１５には複数（４個）の仕切部３１が排出筒８及び貯水容器６の周方向へ等間隔で並設され、各仕切部３１間で複数（４個）の区画路３２が設けられている。スパッタやヒュームなどの粉塵は集塵路１５の各区画路３２に対し互いに分散されて引き込まれるため、区画路３２ごとに上下方向の安定した粉塵流が生じ、粉塵が貯水域１４で水Ｗに接触して消火される。

次に、本発明の第３実施形態にかかる集塵用消火装置について第１実施形態との相違点を中心に図３（ａ）を参照して説明する。
排出筒８内の入口１３側で排出筒８の周壁１１には貯水域１４側に向うに従い貯水容器６の周壁１０の内周側に傾斜する案内壁部３３が設けられ、案内壁部３３の外周面３３ａ（案内面）及び案内壁部３３の内周面３３ｂ（案内面）も貯水域１４側に向うに従い貯水容器６の周壁１０の内周側に傾斜している。案内壁部３３の外周面３３ａと貯水容器６の周壁１０の内周との間で円環状の集塵路１５には貯水域１４との境界で流路面積を最も狭くした狭小部１５ａが設けられている。スパッタやヒュームなどの粉塵は、集塵路１５に引き込まれた際にその狭小部１５ａで流速を増加した後に、貯水域１４で水Ｗに接触して消火される。案内壁部３３の内周面３３ｂ間で排出筒８内の入口１３は貯水域１４との境界で流路面積を貯水域１４側へ向けて次第に大きくするように広がる。集塵路１５の狭小部１５ａで流速を増加した粉塵は排出筒８内の入口１３で流速を減少するため、粉塵が排出筒８に吸い上げられる力は小さくなる。

次に、本発明の第４実施形態にかかる集塵用消火装置について第３実施形態との相違点を中心に図３（ｂ）を参照して説明する。
貯水容器６の底壁９の外周には円環状の排出樋３４が設けられて排水管３５に接続されている。貯水域１４で水Ｗに接触した粉塵中のスパッタは、排出樋３４に集まって溜まり、排水管３５から排出される。

本実施形態は下記の効果を有する。
（１） 第１〜４実施形態では、スパッタやヒュームなどの粉塵がフード２へ向けて吸引されて貯水容器６で集塵口７から集塵路１５に引き込まれ、粉塵中のスパッタが貯水域１４で水Ｗに接触して消火されて溜まる。従って、残りの粉塵（ヒュームなど）が排出筒８の入口１３から出口１２へ吸引されてチャンバーボックス１６から排気ダクト（図示せず）に至っても、その排気ダクトの損傷を防止することができる。

（２） 第１〜４実施形態では、上方へ開放した集塵口７を有する貯水容器６とその集塵口７から貯水容器６内に挿入した排出筒８とをフード２の下側に配設して、排出筒８内の下側に設けた入口１３と貯水容器６の底壁９との間に貯水域１４を設け、貯水域１４と集塵口７との間及び排出筒８の外周と貯水容器６の内周との間で集塵路１５を設けて集塵口７と集塵路１５と貯水域１４と入口１３と互いに連通している。粉塵中のスパッタは、集塵口７と集塵路１５と貯水域１４と入口１３とを含む吸引通路の途中で、貯水域１４の水Ｗに接触して消火される。残りの粉塵（ヒュームなど）は排出筒８内の上側に設けた出口１２へ吸引される。従って、集塵用消火装置５を部品点数の少ない簡単な構造にすることができる。

（３） 第２実施形態では、スパッタやヒュームなどの粉塵が集塵路１５の区画路３２ごとに上下方向の安定した粉塵流により貯水域１４の水Ｗに向けて引き込まれるので、集塵路１５で粉塵の周方向への流れを極力防止して、粉塵を貯水域１４の水Ｗに接触させ易い。

（４） 第１〜４実施形態では、貯水容器６の貯水域１４に連通した水位調整用サイホン管２４において、貯水域１４の給水面と排出筒８の入口１３との間に貯水域１４の一部を残して貯水容器６内の集塵路１５と排出筒８の入口１３とを互いに連通し得るように屈曲管部２７を設けたので、粉塵の流れを円滑にするとともに、貯水域１４に溜まり過ぎた水Ｗを自動的に排水することができる。また、貯水容器６の貯水域１４に連通した給水管２１及びその開閉弁２２と排水管１９及びその開閉弁２０とにより、貯水域１４に対する給排水を容易に行うことができる。

（５） 第３〜４実施形態では、貯水容器６の集塵路１５が貯水域１４との境界で流路面積を最も狭くした狭小部１５ａを有しているので、集塵路１５で粉塵の流速が増加して、粉塵が貯水域１４の水Ｗに接触し易くなる。

前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・ 前記実施形態において、排出筒８の周壁１１の外周には案内壁部３３の外周面よりも上方で集塵口７を通って円環状の集塵路１５に至る螺旋板により螺旋通路を設けてもよい。この螺旋板を貯水容器６の周壁１０の内周に取着させてもよい。スパッタやヒュームなどの粉塵は、螺旋通路により旋回流となり、集塵口７から集塵路１５に引き込まれて排出筒８の周壁１１の外周側から貯水容器６の周壁１０の内周側へ向けて遠心力を生じるため、流速を増加した後に、貯水域１４で水Ｗに接触して消火される。従って、集塵路１５で発生する旋回流により粉塵が貯水域１４の水Ｗに向けて落下し易くなる。

・ 第２実施形態の貯水容器６において、区画路３２の数を２個または３個または５個以上に変更してもよい。
・ 第３実施形態の排出筒８において、周壁１１を出口１２側から入口１３側へ湾曲させて入口１３側ほど広がる形状に形成してもよい。

・ 第２実施形態と第３実施形態とを互いに組み合わせてもよい。

２…フード、５…集塵用消火装置、６…貯水容器、７…貯水容器の集塵口、８…排出筒、９…貯水容器の底壁（底部）、１２…排出筒の出口、１３…排出筒の入口、１４…貯水容器の貯水域、１５…貯水容器の集塵路、１５ａ…集塵路の狭小部、１９…排水管、２０…排水管の開閉弁、２１…給水管、２２…給水管の開閉弁、２４…水位調整用サイホン管、２７…水位調整用サイホン管の屈曲管部、３１…集塵路の仕切部、３２…集塵路の区画路。

Claims (5)

1. フードの下側には上方へ開放した集塵口を有する貯水容器とその集塵口から貯水容器内に挿入した排出筒とを配設し、その排出筒内の上側に設けた出口をフードの上側に開放するとともに、その排出筒内の下側に設けた入口を貯水容器の底部に対向させ、貯水容器内にはその底部と排出筒の入口との間に貯水域を設けるとともに、この貯水域と集塵口との間及び排出筒の外周と貯水容器の内周との間で集塵路を設けてこの集塵口と集塵路と貯水域と入口と互いに連通したことを特徴とする集塵用消火装置。
2. 前記貯水容器内の集塵路は排出筒の外周と貯水容器の内周との間で環状に設けられ、この集塵路には複数の仕切部を排出筒及び貯水容器の周方向へ並設して各仕切部間で区画路を設けて集塵口と区画路と貯水域と入口と互いに連通したことを特徴とする請求項１に記載の集塵用消火装置。
3. 前記貯水容器の底部でその貯水域に連通する水位調整用サイホン管を設け、この水位調整用サイホン管には貯水域の給水面と排出筒の入口との間に貯水域の一部を残して貯水容器内の集塵路と排出筒の入口とを互いに連通し得るように屈曲管部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の集塵用消火装置。
4. 前記貯水容器の底部でその貯水域に連通する給水管と排水管とを設け、この給水管と排水管とにはそれぞれ開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の集塵用消火装置。
5. 前記貯水容器内において排出筒の外周と貯水容器の内周との間で環状に設けられた集塵路は、貯水域との境界で流路面積を最も狭くした狭小部を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一つの請求項に記載の集塵用消火装置。
   
   
   

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