JPH11192409A - 粉塵吸引システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の集塵機を用いて安価に効率良く集塵す
ることができる粉塵吸引システムを提供すること。 【解決手段】 粉塵を吸引してこれを集塵機（１）に導
くシステムにおいて、粉塵の吸引経路を２段階に分け、
粉塵を吸引してこれを吸引装置（コアンダスパイラルノ
ズル）（４）を経て集塵機配管（２）の先端口（２ａ）
まで搬送する第１経路（ホース３）と、この第１経路か
ら集塵機配管（２）の先端口（２ａ）に受け渡された粉
塵を集塵機配管（２）を経て集塵機（１）まで搬送する
第２経路によって粉塵の吸引経路を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、工場等に
おいて発生する粉塵を吸引してこれを集塵機に導いて回
収する粉塵吸引システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、鋳鉄部品の乾式加工
を行う工場において発生する鋳鉄の浮遊粉塵等は、作業
者に不快感を与えたり、照明の効果を低下させたり、機
械設備の損耗を早め、あるいは製品の品質に悪影響を及
ぼすことから、加工機にて発生する粉塵を吸引し、これ
を集塵機に導いて回収する粉塵吸引システムが採用され
てきている。

【０００３】また、このようなシステムにおいては、各
加工機毎に集塵機を設置すると投資コストが膨大なもの
となってしまうことから、実際のシステムでは、複数の
加工機に対して１台の集塵機を設置し、各加工機におい
て発生する粉塵を複数に分岐した吸引経路を介して吸引
してこれを集塵機に導く方法が用いられてきてもいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来のシステムにおいては、集塵機が風量重視の
小型のものである場合には、粉塵を十分吸引することが
できず、加工機の台数が多い場合には必要な集塵機の台
数も多くなってコストアップを招いてしまうという問題
があった。また、集塵機が風量と静圧が共に大きな大型
のものである場合には、粉塵を或る程度吸引することは
できるが、大型の集塵機であるために大きな設置スペー
スを要し、コストアップを招くという問題があった。

【０００５】さらにまた、従来の粉塵吸引システムで
は、より具体的にも、たとえば図９に従来の粉塵機（１
０１）の縦断面を示したが、粉塵の全量をフィルター
（１０９）によって捕獲して回収しているためフィルタ
ー（１０９）の寿命が短く、また集塵機（１０１）内の
底部に設置されたダスト箱（１１０）に堆積した粉塵は
フィルター（１０９）と同室にあるため、微細な粉塵は
フィルター（１０９）に再吸引され、このためにフィル
ター（１０９）には目詰まりが発生し易いという問題も
あった。

【０００６】これら具体的な問題については、これを解
決するために、図１０又は図１１に示すように、ダスト
箱（２１０）、（３１０）を各集塵機（２０１）、（３
０１）の下方にそれぞれ設置し、図１０に示したよう
に、集塵機（２０１）の底部に堆積した粉塵をパドル状
のロータリバルブ（２１６）を介してダスト箱（２１
０）に落下せしめる方法や、図１１に示したように、集
塵機（３０１）の底部に所定量の粉塵が堆積するとシャ
ッター（３１３）を開いて粉塵をダスト箱（３１０）に
落下せしめる方法が提案されている。

【０００７】ところが、これらの図１０及び図１１に示
す方法では、ダスト箱（２１０）、（３１０）を集塵機
（２０１）、（３０１）とは別に設置するために大きな
スペースを要し、コストアップを招くという問題があっ
た。そこで、この出願の発明は、以上のように従来技術
の問題を解消し、小型の集塵機であっても風量と静圧を
確保して、コストを抑えてしかも効率的に生産すること
もでき、さらに具体的にも、スペースの増大やコストア
ップを招くことなく集塵機のフィルター寿命を高めるこ
とができる、改善された新しい粉塵吸引システムを提供
することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この出願はまず第１の発明として、粉塵を吸引し
てこれを集塵機に導くシステムにおいて、粉塵の吸引経
路を２段階に分け、粉塵を吸引してこれを吸引装置を経
て集塵機配管先端口まで搬送する第１経路と、この第１
経路から集塵機配管先端口に受け渡された粉塵を集塵機
配管を経て集塵機まで搬送する第２経路によって粉塵の
吸引経路を構成したことを特徴とする粉塵吸引システム
を提供する。

【０００９】そして、この出願は、第１の発明の粉塵吸
引システムに関連して、前記吸引装置を空気流量増幅器
で構成したことを特徴とする第２の発明と、前記吸引装
置は、コアンダスパイラルノズルで構成したことを特徴
とする第３の発明と、慣性によって粉塵を回収除去する
サイクロンを前記第２経路の途中に介設したことを特徴
とする第４の発明と、前記集塵機内の底部に設けられた
ダスト箱の上面を開閉するシャッターを設け、該シャッ
ターを集塵中には閉じ、塵落とし時には開くようにした
ことを特徴とする第５の発明も提供する。

【００１０】以上の第１、第２、そして第３の発明によ
れば、複数の箇所で発生する粉塵を吸引装置によって吸
引してこれを各第１経路を経て第２経路に受け渡すよう
にしたため、集塵機は受け渡された粉塵を第２経路を経
て吸引するだけの能力があればよく、風量と静圧が共に
小さな既存の小型の集塵機を用いて安価に効率良く集塵
することが可能となる。

【００１１】そして第４の発明によれば、吸引された粉
塵は集塵機に至る以前にサイクロンによってその一部が
予め回収されて除去されるため、集塵機のフィルターの
負担が軽減され、フィルターの寿命が高められることに
なる。さらに第５の発明によれば、集塵機内に設けられ
たダスト箱が集塵中にはシャッターによって閉じられる
ため、ダスト箱に堆積した粉塵がフィルターに吸引され
ることがなく、フィルターの目詰まりが抑えられてフィ
ルターの寿命が高められる。そして、ダスト箱は集塵機
内にフィルターと共に設置されるため、ダスト箱を含め
た集塵機の小型化が図られ、集塵機の設置スペースが小
さく抑えれるとともに、コストダウンが図られる。ま
た、塵落とし時にはシャッターが開けられるため、フィ
ルターに付着した粉塵はダスト箱に落下して回収され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】この出願の発明は上記のとおりの
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。 ＜実施の形態１＞図１はこの出願の発明の実施の形態１
に係る粉塵吸引システムを例示した斜視図であり、図２
は粉塵発生源である加工部を例示した斜視図、図３は、
図２におけるカバー（７）の縦断面図、図４は、吸引装
置（４）に用いられるコアンダースパイラルフローノズ
ルを例示した縦断面図、図５は集塵機を例示した縦断面
図である。

【００１３】この例の粉塵吸引システムは、自動二輪車
の変速機に用いられる鋳鉄製のカムシフトをエンドミル
加工する工場内に設置されるものであって、これは複数
の専用加工機の各々において発生する鋳鉄の粉塵を吸引
してこれを集塵機１に導いて回収するシステムとして構
成されている。図１に示したように、粉塵吸引システム
は、各専用加工機から集塵機１に至る粉塵の吸引経路が
第１経路と第２経路の２段階に分けられている。

【００１４】第１経路では、各専用加工機において発生
する粉塵を吸引してこれを大径（例えばφ１００ｍｍ）
の集塵機配管（２）の複数（例えば３つ）の先端口（２
ａ）に受け渡すための小径（例えばφ２１ｍｍ）の複数
のホース（３）と、各ホース（３）の専用加工機に近い
部位に配置された吸引装置（４）が具備されている。第
２経路は、各ホース（３）から受け渡された粉塵を集塵
機（１）に導く経路であって、集塵機（１）に連なる前
記集塵機配管（２）を有し、この集塵機配管（２）には
複数の先端口（２ａ）が分岐して開口されており、各先
端口（２ａ）には複数（例えば２本）の前記ホース
（３）の端部が差し込まれている。

【００１５】図２および図３は、各専用加工機における
加工部の詳細を例示したものである。図２において、Ｗ
は鋳鉄製の円筒状ワークであって、ワークＷの表面にエ
ンドミル（５）を用いてカム溝Ｗａを形成することによ
ってシフトカムが製造される。このエンドミル加工にお
いて鋳鉄の粉塵が発生する。エンドミル（５）はホルダ
ー（６）によって保持されている。

【００１６】この図２にも示したように、ホルダー
（６）の先端部とエンドミル（５）及びワーグＷの被加
工部分（つまり、粉塵が発生する部分）は略円筒状のカ
バー（７）によって覆われており、このカバー（７）の
上部から前記各ホース（３）が上方へ立設されている。
そして、図３に示したように、カバー（７）の下部には
切欠き（７ａ）が形成されており、浮遊しない粉塵は切
欠き（７ａ）から所定の位置に落下して回収されるよう
になっている。

【００１７】カバー（７）に立設されたホース（３）に
は、図１に示した吸引装置（４）が連結される。この吸
引装置には、例えば空気流量増幅器の一種であるコアン
ダスパイラルノズルを用いる。このコアンダスパイラル
ノズルは、例えば図４に示したように、ノズル本体（４
ａ）の周囲に円筒状のエアー室（４ｂ）を有しており、
このエアー室（４ｂ）には工場エアー（圧縮エアー）を
導くためのエアーホース（８）が水平接線方向に接続さ
れている。そして、エアー室（４ｂ）は、ノズル本体
（４ａ）の内周壁に全周に亘って形成されたリング状の
溝（４ｃ）を介してノズル本体（４ａ）内に連通してい
る。溝（４ｃ）には、ホース（３）内の空気の流れ方向
に向って圧縮エアーが噴出されるように傾斜面（４ｄ）
が形成されている。この傾斜面（４ｄ）の存在によっ
て、溝（４ｃ）部での径は、ノズル本体（４ａ）の内径
よりも大きなものとされる。もちろん吸引装置（４）を
構成する空気流量増幅器としては、以上のコアンダスパ
イラルノズルに限られることなく、エジェクター等を用
いることもできる。

【００１８】さらに、前記集塵装置（１）においては、
図５に示すように、本体（１ａ）内の上半部には複数の
フィルター（９）が内蔵され、底部にはダスト箱（１
０）が設置されている。また、本体（１ａ）の側壁の前
記フィルター（９）とダスト箱（１０）の中間高さ位置
には前記集塵器配管（２）が接続されており、本体（１
ａ）の上面には排風ダクト（１１）が接続されている。
なお、図示しないが、本体（１ａ）内のフィルター
（９）の上方には排風ファンが設置されている。

【００１９】また集塵機（１）においては、本体（１
ａ）内の前記ダクト箱（１０）の上方には隔壁（１２）
が水平に設けられており、この隔壁（１２）には複数
（例えば６つ）の開口部（１２ａ）が形成されており、
これらの開口部（１２ａ）は複数のシャッター（１３）
によって同時に開閉される。従って、ダスト箱（１０）
の上面開口部もシャッター（１３）によって同時に開閉
される。なお、各シャッター（１３）は軸を中心として
図示矢印方向に回動して各開口部（１２ａ）を開閉す
る。

【００２０】次に、以上のように構成される粉塵吸引シ
ステムの作用を説明する。集塵に際しては、第１経路の
各ホース（３）の途中に設けられた吸引装置（４）とし
てのコアンダノズルに工場エアーがエアーホース（８）
から供給されるとともに、集塵機（１）が駆動される。
すると、図４に示すように、エアーホース（８）から工
場エアーがコアンダスパイラルノズルのエアー室（４
ｂ）に接線方向に流入し、工場エアーはエアー室（４
ｂ）からリング状の溝（４ｃ）を通って傾斜面（４ｄ）
に沿うように噴出されて旋回しながら上方に向かって流
入し、上方でスパイラル状の流れを発生する。この流れ
の生成にともなってコアンダスパイラルノズルの加工機
側には負圧が発生し、各専用加工機におけるワークＷの
エンドミル加工によって発生した鋳鉄の粉塵はカバー
（７）で捕獲されて各ホース（３）に吸引される。カバ
ー（７）で浮遊粉塵を捕らえてこれをホース（３）に吸
引するためには、この例では５ｍ／ｓｅｃ以上の吸引風
速が必要であった。

【００２１】各専用加工機において発生する粉塵は各ホ
ース（３）に吸引され、吸引装置（４）としてのコアン
ダスパイラルノズルに吹き込まれる工場エアーの流れに
よって各ホース（３）内を搬送され、集塵機配管（２）
の先端口（２ａ）に受け渡される。なお、一般に配管内
の粉塵搬送速度は高過ぎると摩擦等によって流動抵抗が
増大し、逆に低過ぎると粉塵が配管内に堆積するが、こ
の例においては、粉塵搬送速度が１０ｍ／ｓｅｃ以上で
あれば粉塵が堆積しないことが確認された。

【００２２】以上のように、集塵機配管（２）の各先端
口（２ａ）には複数のホース（３）から粉塵がエアーと
共に受け渡されるが、各先端口（２ａ）に受け渡された
粉塵は合流して集塵機配管（２）内を集塵機（１）に向
かって流れ、集塵機（１）内に導入される。このとき、
集塵機（１）においては、全シャッター（１３）は図５
に鎖線にて示すように各壁（１２）の開口部（１２ａ）
を閉じている。

【００２３】そして、集塵機（１）内にエアーと共に導
入された粉塵はフィルター（９）によって捕獲されて回
収され、エアーのみが排風ダクト（１１）から上方へ排
出される。このとき、前述のように全シャッター（１
３）が閉じて開口部（１２ａ）はシャッター（１３）に
よって塞がれているため、ダスト箱（１０）内に既に堆
積している粉塵がフィルター（９）に再吸引されること
がなく、フィルター（９）の目詰まりが抑えられてフィ
ルター（９）の寿命が高められる。また、ダスト箱（１
０）は集塵機（１）内にフィルター（９）と共に設置さ
れるため、ダスト箱（１０）を含めた集塵機（１）の小
型化が図られ、集塵機（１）の設置スペースが小さく抑
えられるとともに、集塵機（１）のコストダウンが図ら
れる。

【００２４】集塵機（１）を停止してフィルター（９）
に付着した粉塵を落とす塵落とし作業時には、全シャッ
ター（１３）を図５に実線にて示すように開き、フィル
ター（９）に付着した粉塵を開口部（１２ａ）からダス
ト箱（１０）に落下させてこれを回収するようにしてい
る。以上のように、この発明の粉塵吸引システムにおい
ては、複数の専用加工機で発生する粉塵を吸引装置
（４）であるコアンダスパイラルノズルによって吸引し
てこれを各ホース（３）を経て集塵機配管（２）に受け
渡すようしたため、集塵機（１）は受け渡された粉塵を
集塵機配管（２）を経て吸引するだけの能力があればよ
く、従って、集塵機（１）としては風量と静圧が共に小
さな既存の小型のものを用いることができ、安価に効率
良く集塵することが可能となる。

【００２５】集塵機（１）が風量と静圧が小さなもので
よいことは、吸引装置（４）の作用によるところが大き
く、吸引装置（４）は、集塵機（１）の吸引力をアジス
トするという重要な役割を果している。そしてこのこと
による効果は、前記のとおりの第１経路と第２経路とに
区分して粉塵の吸引経路を構成しないことによってより
顕著なものとなっているのである。

【００２６】そして、吸引装置（４）による作用効果
は、この吸引装置（４）として、空気流量増幅器を用い
ることにより確実なものとなる。粉塵の空気搬送力が吸
引力とともに得られるからである。このことは、コアン
ダスパイラルノズルによって、一層顕著なものとなる。
コアンダスパイラルノズルには、スパイラルが生成され
て、その特徴としての軸中心流によって、粉塵とホース
（３）の内壁面との接触を抑え、ホース（３）の摩減、
破損を抑えて、粉塵の搬送をスムーズなものとし、しか
も、スパイラル流の生成にともなって発生される負圧吸
引力によって加工機での粉塵を効果的に吸引することに
なるからである。

【００２７】ところで、以上の例においては、ダスト箱
（１０）を回動式のシャッター（１３）で開閉するよう
にしたが、図６に示すように、ダスト箱（１０）をスラ
イド式のシャッター（１３）で開閉するようにしてもよ
い。なお、図６は集塵機（１）の変更例を示す縦断面図
である。 ＜実施の形態２＞図７は、この発明の別の実施の形態に
係る粉塵吸引システムの集塵機部分を例示した縦断面図
であり、図８は図７のＡ−Ａ線断面図である。これらの
図においては図５に示したと同一要素には同一符号を付
している。

【００２８】この例の粉塵吸引システムは、図７に示す
ように、第２経路を構成する集塵機配管（２）の途中に
サイクロン（１５）を介設しており、他の構成は前記の
例の粉塵吸引システムと同様である。サイクロン（１
５）は本体（１５Ａ）の下部にダスト箱（１５Ｂ）を有
しており、本体（１５Ａ）は円筒状部（１５Ａ−１）と
この円筒状部（１５Ａ−１）からダスト箱（１５Ｂ）に
連なる下方に向かって先細状のテーパ部（１５Ａ−２）
とで構成されている。そして、本体（１５Ａ）の円筒状
部（１５Ａ−１）には、図８に示すように、２分割され
た一方の集塵機配管（２Ａ）が水平接線方向に接続され
ており、本体（１５Ａ）の上部には集塵機（１）に連な
る他の集塵機配管（２Ｂ）の一端が上方から垂直に差し
込まれて接続されている。

【００２９】集塵機配管（２Ａ）に受け渡された粉塵は
エアーと共にサイクロン（１５）の本体（１５Ａ）内に
流入してスパイラル状の流れを発生し、比重の相違に基
づく慣性力差によって比重の大きな粉塵がエアーと分離
されてダスト箱（１５Ｂ）に落下して回収され、回収さ
れなかった粉塵はエアーと共に集塵機配管（２Ｂ）を経
て集塵機（１）に導入され、サイクロン（１５）で回収
されなかった残りの粉塵は集塵機（１）のフィルター
（９）によって捕獲されて回収される。

【００３０】以上のように、この例においては、粉塵が
集塵機（１）に導入される以前にプレダスターとしての
サイクロン（１５）によってその一部が予め回収されて
除去されるため、フィルター（９）の負担が軽減され、
フィルター（９）の寿命が更にたかめられる。なお、実
際例を示すと、サイクロン（１５）での粉塵の捕集率は
９８％であり、サイクロン（１５）で粉塵の大部分を回
収することができるため、集塵機（１）のフィルター
（９）の寿命が従来のそれに比して約１２倍に延びると
いう効果が得られた。

【００３１】その他、この例においても、前記と同様の
効果が得られることは勿論である。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、第１、第
２および第３の発明によれば、複数の箇所で発生する粉
塵を吸引装置によって吸引してこれを各第１経路を経て
第２経路に受け渡すようにしたため、集塵機は受け渡さ
れた粉塵を第２経路を経て吸引するだけの能力があれば
よく、従って、風量と静圧が共に小さな既存の小型の集
塵機を用いて安価に効率良く集塵することが可能とな
る。

【００３３】また、第４の発明によれば、吸引された粉
塵は集塵機に至る以前にサイクロンによってその一部が
予め回収されて除去されるため、集塵機のフィルターの
負担が軽減され、該フィルターの寿命が高められる。さ
らに第５の発明によれば、集塵機内に設けられたダスト
箱が集塵中にはシャッターによって閉じられるため、ダ
スト箱に堆積した粉塵がフィルターに吸引されることが
なく、フィルターの目詰まりが抑えられてフィルターの
寿命が高められる。そして、ダスト箱は集塵機内にフィ
ルターと共に設置されるため、ダスト箱を含めた集塵機
の小型化が図られ、集塵機の設置スペースが小さく抑え
られるとともに、コストダウンが図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る粉塵吸引システム
の斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る粉塵吸引システム
における粉塵発生源である加工部の斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る粉塵吸引システム
における加工部に設けられたカバーの縦断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係る粉塵吸引システム
に用いられるコアンダースパイラルフローノズルの縦断
面図である。

【図５】本発明の実施の形態１に係る粉塵吸引システム
の集塵機の縦断面図である。

【図６】集塵機の変更例を示す縦断面図である。

【図７】本発明の実施の形態２に係る粉塵吸引システム
の集塵機部分の縦断面図である。

【図８】図７のＡ−Ａ線断面図である。

【図９】従来の集塵機の縦断面図である。

【図１０】従来の集塵機の縦断面図である。

【図１１】従来の集塵機の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 集塵機 ２ 集塵機配管（第２経路） ２ａ 集塵機配管先端口 ３ ホース（第１経路） ４ コアンダースパイラルフローノズル（吸引装置） ９ フィルター １０ ダスト箱 １３ シャッター １５ サイクロン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉塵を吸引してこれを集塵機に導くシス
   テムにおいて、 粉塵の吸引経路を２段階に分け、粉塵を吸引してこれを
   吸引装置を経て集塵機配管先端口まで搬送する第１経路
   と、この第１経路から集塵機配管先端口に受け渡された
   粉塵を集塵機配管を経て集塵機まで搬送する第２経路に
   よって粉塵の吸引経路を構成したことを特徴とする粉塵
   吸引システム。
2. 【請求項２】 吸引装置は、空気流量増幅器で構成され
   ることを特徴とする請求項１の粉塵吸引システム。
3. 【請求項３】 吸引装置は、コアンダスパイラルノズル
   で構成されていることを特徴とする請求項１または２の
   粉塵吸引システム。
4. 【請求項４】 慣性によって粉塵を回収除去するサイク
   ロンを前記第２経路の途中に介設したことを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれかの粉塵吸引システム。
5. 【請求項５】 集塵機内の底部に設けられたダスト箱の
   上面を開閉するシャッターを設け、このシャッターを集
   塵中には閉じ、塵落とし時には開くようにしたことを特
   徴とする請求項１ないし４のいずれかの粉塵吸引システ
   ム。