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発明の名称 プレダスト分離器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−235123
公開日 平成10年(1998)9月8日
出願番号 特願平9−344536
出願日 平成9年(1997)11月28日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】矢島 正和
発明者 高橋 辰巳 / 斉藤 裕二
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 濾過式集塵機の前段に接続して、含塵空気中から火災の発生原因となるヒューム粉塵やその他の各種ダスト類を除去するプレダスト分離器であって、含塵空気の流入通路と、この流入通路に流入して来る含塵空気を下側に連設した吸引管部の風路内へ円周方向に旋回させた状態で送り込む旋回流発生手段と、上端口を上記吸引管部の開口した下端口に向けて上向きに突出した状態で設けた上記集塵機に通じる排気ダクトと、上記吸引管部の風路から落下して来るダスト類を受入れる密閉型のダストボックスとを、縦方向に配置して構成したことを特徴とするプレダスト分離器。
【請求項2】 含塵空気の流入通路を円筒管を用いて構成する一方、吸引管部を全体が略円錐状を成す内外二重構造の内筒体と外管体で構成して、これ等内外の内筒体及び外管体の間に形成される隙間を、上記流入通路に連通する略円錐状の風路と成すと共に、上記内筒体の開口した下端口に向けて集塵機に通じる排気ダクトの上端口を上向きに突出したことを特徴とする請求項1記載のプレダスト分離器。
【請求項3】 内筒体の開口した下端口に向けて上向きに突出した排気ダクトの上端口に、斜め下方に広がる円錐ガイドを連設すると共に、内底部に密閉型のダストボックスを取付けた分離器本体の上部内側に、上記円錐ガイドに対向してダスト類の落下通路を狭くする円形ガイドを設けたことを特徴とする請求項2記載のプレダスト分離器。
【請求項4】 流入通路に流入して来る含塵空気を円周方向に旋回させる旋回流発生手段が、流入通路内に設けた固定翼であることを特徴とする請求項1記載のプレダスト分離器。
【請求項5】 流入通路に流入して来る含塵空気を円周方向に旋回させる旋回流発生手段が、円筒状の流入通路に対してその接線方向に接続した含塵空気の供給管であることを特徴とする請求項1記載のプレダスト分離器。
【請求項6】 濾過式集塵機の前段に接続して、含塵空気中から火災の発生原因となるヒューム粉塵やその他の各種ダスト類を除去するプレダスト分離器であって、全体を円筒状に形成した吸引管部の上部接線方向に含塵空気の供給管を接続する一方、この吸引管部の内部下側には、上端口を吸引管部の風路に向けて上向きに開口した状態で設けた上記集塵機に通じる排気ダクトと、上記の風路から落下して来るダスト類を受入れる密閉型のダストボックスとを、縦方向に配置して設けると共に、上記吸引管部の上部風路内には、全体を略円錐柱状に形成した内筒体を設けたことを特徴とするプレダスト分離器。
【請求項7】 吸引管部の風路内に設ける内筒体を、接線方向に接続した供給管を通して円周方向に旋回した状態で流入されて来る含塵空気の流入側の側面を比較的なだらかな角度の傾斜面に形成する一方、反対側の側面を比較的急な角度の傾斜面に形成して、中心を含塵空気の流入側とは反対の方向に偏心させた略異形円錐柱形状、即ち、斜円錐柱形状に構成して成ることを特徴とする請求項6記載のプレダスト分離器。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フイルタを使用した濾過式集塵機の前段に接続して、含塵空気中から火災の原因となるヒューム粉塵(火花粉塵)や、その他油滴や金属粉或は一般の粉塵類(以下単にダスト類と云う)を分離捕集するプレダスト分離器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】濾過式集塵機の前段に接続して火花粉塵等を分離捕集して、集塵機の火災を防止することができるプレダスト分離器(プレダストボックス)には、従来より例えば実開昭57−12212号公報、同57−35723号公報、同57−35724号公報等に記載されているようなものが存在し、これ等はいずれも不燃性のフイルタを用いてダスト類を分離・捕集するものであって、特に火の粉等の火災の原因となるダスト類の捕集に優れた効果を発揮できるものである。
【0003】一方、実開昭63−136747号公報や同64−36025号公報には、サイクロンや遠心力を使用したプレダスト分離器が開示されていて、いずれも濾過式集塵機の前段に接続して各種ダスト類や火災の危険がある火の粉等を分離・捕集することを可能にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のプレダスト分離器のうち、不燃性のフイルタを用いる前者のものは、フイルタのコストが高く、また、フイルタの目詰りで気体の流れが阻害されて性能が低下する問題があり、更に上記サイクロンや遠心力を用いる後者のものは、ダストボックス側に落下・回収された火の粉が気流に乗って再び舞い上がる現象を完全に防止することができず、火災の危険が残る問題があった。
【0005】そこで本発明の技術的課題は、不燃性のフイルタを使用せずに火の粉等のダスト類を確実に分離・捕集でき、而かも、ダストボックス側に落下・回収される火の粉等が再び舞い上がることがなく、濾過式集塵機の火災発生を確実に防止することができるプレダスト分離器を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決するために本発明で講じた手段は以下の如くである。
【0007】濾過式集塵機の前段に接続して、含塵空気中から火災の発生原因となるヒューム粉塵やその他の各種ダスト類を除去するプレダスト分離器であって、【0008】(1) 含塵空気の流入通路と、この流入通路に流入して来る含塵空気を下側に連設した吸引管部の風路内へ円周方向に旋回させた状態で送り込む旋回流発生手段と、上端口を上記吸引管部の開口した下端口に向けて上向きに突出した状態で設けた上記集塵機に通じる排気ダクトと、上記吸引管部の風路から落下して来るダストを受入れる密閉型のダストボックスとを、縦方向に配置して構成すること。(請求項1)
【0009】(2) 含塵空気の流入通路を円筒管を用いて構成する一方、吸引管部を全体が略円錐状を成す内外二重構造の内筒体及び外管体で構成して、これ等内外の内筒体及び外管体の間に形成される隙間を、上記流入通路に連通する略円錐状の風路と成すと共に、上記内筒体の開口した下端口に向けて集塵機に通じる排気ダクトの上端口を上向きに突出すること。(請求項2)
【0010】(3) 内筒体の開口した下端口に向けて上向きに突出した排気ダクトの上端口に、斜め下方に広がる円錐ガイドを連設すると共に、内底部に密閉型のダストボックスを取付けた分離器本体の上部内側に、上記円錐ガイドに対向してダストの落下通路を狭くする円形ガイドを設けること。(請求項3)
【0011】(4) 流入通路に流入して来る含塵空気を円周方向に旋回させる旋回流発生手段が、流入通路内に設けた固定翼であること。(請求項4)
【0012】(5) 流入通路に流入して来る含塵空気を円周方向に旋回させる旋回流発生手段が、円筒状の流入通路に対してその接線方向に接続した含塵空気の供給管であること。(請求項5)
【0013】(6) 全体を円筒状に形成した吸引管部の上部接線方向に含塵空気の供給管を接続する一方、この吸引管部の内部下側には、上端口を吸引管部の風路に向けて上向きに開口した状態で設けた上記集塵機に通じる排気ダクトと、上記の風路から落下して来るダスト類を受入れる密閉型のダストボックスとを、縦方向に配置して設けると共に、上記吸引管部の上部風路内には、全体を略円錐柱状に形成した内筒体を設けること。(請求項6)
【0014】(7) 吸引管部の風路内に設ける内筒体を、接線方向に接続した供給管を通して円周方向に旋回した状態で流入されて来る含塵空気の流入側の側面を比較的なだらかな角度の傾斜面に形成する一方、反対側の側面を比較的急な角度の傾斜面に形成して、中心を含塵空気の流入側とは反対の方向に偏心させた略異形円錐柱形状、即ち、斜円錐柱形状に構成すること。(請求項7)
【0015】上記(1)で述べた請求項1に係る手段によれば、後段側の濾過式集塵機の吸引作用を受けて流入通路内に導入された含塵空気は、旋回流発生手段によって円周方向に旋回されながら吸引管部の風路内を下方に進行するが、この時、質量のあるミスト・ダスト(火の粉等)は遠心力を受けて風路の外壁に沿って旋回しながら下降し、質量の少い又は無いミスト・ダストは風路の内壁に沿って旋回しながら下降して、その後、質量のあるミスト・ダストは慣性力があるためそのまま旋回しながら下方に進行し、最後に失速して下側のダストボックス内に落下・回収される。
【0016】一方、濾過式集塵機による吸引作用を受けて導入された含塵空気の流れは、管路の最短、即ち、風路の内壁面に沿って流れた後、風路の最終端を最短流路として最も早い流速で流れて、集塵機に通じる排気ダクトの先端口との間隔を略S字状に進路変更しながら排気ダクト側に吸込まれるため、この気体中に含まれている質量の少い又は無いミスト・ダストが、上記略S字状の迂回流路を流れる時の流路の面積変化に影響されて分離し、下側のダストボックス側に沈降されるから、火の粉やその他微細なダスト類が分離・捕集された気体のみを濾過式集塵機側へ送って集塵することを可能にする。
【0017】上記(2)で述べた請求項2に係る手段によれば、吸引管部を構成する内外二重の内筒体と外管体によって略円錐状の風路が形成され、且つ、この風路が円筒管を用いて構成した流入通路に連通形成されているため、旋回流発生手段によって旋回力が与えられた含塵空気は、円錐状の風路内を次第に外方に広がる旋回気流と成って進行し、質量のあるミスト・ダストをその遠心力で風路の外壁側に押し付けて、質量の少い又は無いミスト・ダストと分別することができるものであって、分離した質量のあるミスト・ダストをそのままダストボックス側に落下・回収することができると共に、質量の少い又は無いミスト・ダストを略S字状の迂回流路側に流すことにより、流路の面積変化によってこれを分離・沈降させて、ダスト類の分離・捕集の効果を1段と高めることを可能にする。
【0018】上記(3)で述べた請求項3に係る手段によれば、円錐ガイドによって火の粉等を下方のダストボックスに向けて落下しやすくする一方、この円錐ガイドと円形ガイドによってダストの落下通路が狭く造られているため、ダストボックス側に落下した火の粉等が再び舞い上がって排気ダクト側に吸引されることを防止することができる。
【0019】上記(4)で述べた請求項4に係る手段によれば、流入通路内に設けた固定翼が、集塵機側の吸引作用を受けて流入通路に流れ込んで来る含塵空気を旋回させながら風路側に進行させることを可能にする。
【0020】上記(5)で述べた請求項5に係る手段によれば、集塵機側の吸引作用を受けて接線方向に接続した供給管から流入通路内に流れ込んで来る含塵空気を、円筒管を用いて構成した流入通路の内側面に沿って旋回させながら風路内に進行させることを可能にする。
【0021】上記(6)で述べた請求項6に係る手段によれば、集塵機側の吸引作用を受けて接線方向に接続した供給管から吸引管部の内部に流入して来る含塵空気を、円筒状に構成した吸引管部の内側面に沿って旋回させながら風路内に進行させることができると共に、この吸引管部の風路内には、全体を略円錐柱状に形成した内筒体が設けられているため、供給管から流入して来る上記含塵空気の旋回状態をこの円錐柱の側面にガイドさせてより確実なものにして、その遠心力によって質量のあるミスト・ダストを風路の外壁に沿って旋回させながら下降する一方、質量の少ない又は無いミスト・ダストを内筒体の側面に沿って旋回させながら下降して、下側のダストボックス内に落下・回収することを可能にする。
【0022】更に上記(6)で述べた手段によれば、流入した含塵空気を略円錐柱状の側面に沿って旋回するものであって、上記(1)〜(5)のように狭い円錐状の風路内に送り込んで旋回させることがなく、従って、含塵空気の圧力損失を可及的に少くすることができると共に、全体の構成を比較的簡単にすることを可能にする。
【0023】上記(7)で述べた請求項7に係る手段によれば、供給管から吸引管部の中に流入して来る含塵空気は、風路内に設けた略円錐柱形状の内筒体に案内されて円周方向に旋回されながら次第に下方へ進行するものであるが、この時、内筒体の側面は流入側の傾斜を比較的ゆるやかに、反対面側の傾斜を比較的急な角度に傾斜させて、中心を上記含塵空気の流入側とは反対の方向に偏心させた異形円錐柱形状、即ち、斜円錐柱形状に形成した関係で、供給管を通して流入して来る含塵空気を、吸引管部の比較的広い空間部内(風路)に抵抗なく送り込んで旋回させることができるものであって、送り込んだ含塵空気が反対方向に逆流することがなく、内筒体の周面に沿って全て同一方向に円滑に旋回させることができるため、流入した含塵空気の圧力損失を極力少くした状態で充分に旋回させて、ミスト・ダストを確実に分離、捕集することを可能にする。
【0024】以上の如くであるから、上記(1)〜(7)の手段によって上述した技術的課題を解決して、前記従来の技術の問題点を解消することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る集塵装置の実施の形態を、添付した図面と共に詳細に説明する。
【0026】図1は本発明に係るプレダスト分離器の内部構造を説明した側断面図であって、図中、1はプレダスト分離器の機体、2はこの機体1の上側に設けた含塵空気の吸引管、2Xはその流入通路、3は吸引されて来る含塵空気を円周方向に旋回させる羽根又はガイド板構造の固定翼(旋回流発生手段)、符号4で全体的に示したのはこの吸引管2の下端側に一体に連設した吸引管部である。
【0027】上記の吸引管部4は、略円錐状に形成した外管体4Vと、この外管体4Vの内部に間隔をあけて設けた同じく略円錐状の内筒体5とによって構成されていて、内外二重に構成した内筒体5と外管体4Vの間隔が、流入通路2Xに連通する略円錐状の風路4Rを構成する一方、この風路4Rの下端口4Tが上記機体1の上面内側に開口されている。
【0028】更に図中、7は濾過式の集塵機(図示せず)に通じる排気ダクトであって、機体1内に取付けたこの排気ダクト7の上端口7Xが、上記内筒体5の大きく開口した下端口5Tの内部に向けて狭い間隔を保って同軸的に突出されていて、この狭い間隔が略S字状(図面では逆S字状)の迂回通路5T′を構成している。
【0029】同じく図1に於いて、1Xは上記機体1の内底部分に設けたミスト・ダストMを回収するための密閉型のダストボックス、6は上記吸引管部4の外管体4Vの下端口に連続するように、機体1の上面口を下方に屈曲して構成した円形ガイド(第2外管体)を示す。
【0030】また、7Aは上記排気ダクト7の上端口7Xを円形ガイド6に向けて斜め下方に屈折することによって構成した円錐ガイド、6Hはこれ等円形ガイド6と円錐ガイド7Aによって構成された上記風路4Rの下端口4Tに通じるポケット部、6Tは円錐ガイド7Aの下端7Sと円形ガイド6との間の狭い落下通路であって、風路4Rの下端口4Tから旋回しながら落ちて来るミスト・ダストは、ポケット部6Hを通ってこの狭い落下通路6Tから下側のダストボックス1Xに落下・回収される仕組に成っている。
【0031】尚、上記固定翼3を取付けた部分の流入通路2Xの実質通過可能面積をS1とし、風路4Rの下端口4Tの実質通過可能面積をS2とし、更に、排気ダクト7の上端口7Xと内筒体5の下端口5Tとの間隔と、排気ダクト7の上端内部7Hの各実質通過可能面積を夫々S3,S4とした場合に、これ等の各関係はS1≦S2≦S3≦S4となるように構成され、その結果は、各部の流速はV1≧V2≧V3≧V4と成るように構成されていて、本来滞溜してはならない箇所に於ける含塵空気の滞溜を無くして、ミスト・ダストの必要以上の落下滞溜を防止する一方、上述したポケット部6Hに流出するミスト・ダストが空気流によって排気ダクト7側に押し流されないように工夫されている。
【0032】また、MR…は固定翼3によって円周方向に旋回された状態で略円錐状の風路4Rの外壁に沿って下方に進行する質量のあるミスト・ダスト、ML…は同じく風路4Rの内壁に沿って下方に進行する質量の少い又は無いミスト・ダストであって、遠心力を受けて風路4Rの外壁に沿って旋回しながら図面上下側方向に進行する質量のあるミスト・ダストMR…は、風路4Rの下端口4Tを出た後、慣性力によって第2外管体となる円形ガイド6の内壁に沿って旋回しながら狭い落下通路6Tを通って機体1内に入り、ここで失速して下側のダストボックス1X内に落下、回収される仕組に成っている。
【0033】尚、図2に示したものは旋回流発生手段として上記図1に示した固定翼3に代えて、含塵空気を図3に示すように直角又は傾斜した状態に接続した供給管2Kを通して供給口2Hから円筒状に形成した流入通路2Xの内部接線方向に流入する手段を講じることによって、含塵空気を円周方向に旋回しながら風路4R内に向けて送り出すように構成した本発明の他の例を示したものであって、旋回流発生手段以外の構成は上記図1に示したものと同一であるから、同一部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0034】図4に示したものは、旋回流発生手段として上記図1に示した固定翼3に代えて上記図2及び図3に示したものと同じ供給管2K(図示省略)を使用すると共に、この供給管2Kを接線方向に接続した吸引管部4の全体を円筒状と成し、且つ、吸引管部4の上端内側で、而かも、図面上手前側に設けた仮想線で示す供給口2Hの内側部分に、全体を略円錐柱形状に形成した内筒体10を取付けることによって、供給口2Hから流入して来る含塵空気を円錐状の側面にガイドさせて旋回せしめるように構成されている。
【0035】従って、この図4に示したものには、図1及び図2に示した如き内外二重の外筒体4Vと内筒体5によって構成される略円錐状の風路4Rに相当するものがなく、円筒状の吸引管部4の内部に内筒体10に相対する形状、即ち、上側部を広く、下端口4Tを狭く絞った構造の風路4R′が形成されて、質量のあるミスト・ダストMRと質量の少い又は無いミスト・ダストMLを分離して回収出来るものであって、図1及び図2に記載したものに比較して構造を大幅に簡略化すると共に、圧力損失を少くする特徴を備えている。
【0036】更に図4に於いて、10Bは上述した内筒体10のうち、図面上手前側に設けた上記の供給口2Hから流入して来る含塵空気が旋回を始める側(流入側)の側面、10Aはその反対側の側面であって、内筒体10は図示したように流入側の側面10Bの傾斜を垂線に対して比較的大きな角度でゆるやかに形成しているのに対して、反対側の側面10Aの傾斜は垂線に対して比較的小さな角度で急斜面に形成されると共に、その中心を上記含塵空気の流入側とは反対方向、即ち、吸引管部4の中心に対して図面上少し左側に偏心させた状態の斜円錐柱形状に造られているため、供給口2Hから送り込まれて来る含塵空気を図面右上方の広い空間内にスムーズに受入れた後、逆流等を引き起こすことなく内筒体10を中心に図面上反時計回転方向に円滑に旋回させることができるものであって、含塵空気を少い圧力損失の基で効果的に旋回出来る仕組に成っている。
【0037】尚、上記内筒体10の下側に間隔11をあけて上端口7Xを上向きに開口して設ける排気ダクト7の構造と、その下側に設けるダストボックス1Xの構造は、いずれも第1に示したものと同一であるから、同一の部材は同一符号を符してその説明を省略する。
【0038】本発明に係るプレダスト分離器は以上述べた如き構成であるから、集塵機の運転によって図1に示したような固定翼3、又は、図2、図3及び図4に示したような供給管2Kによる接線方向からの供給によって、円周方向に旋回しながら略円錐状の風路4R、又は、末すぼまり状の風路4R′内に吸引進行した含塵空気は、その遠心旋回作用によって質量のあるミスト・ダストMR…を風路4R、又は、4R′の外壁側に分離し、この外壁に沿わせた状態で下端口4Tに向けて進行させ、遠心旋回作用を受けない質量の少い又は無いミスト・ダストML…を含んだ気体を風路4Rの内壁側、又は、内筒体10の外側面に沿わせた状態で同じく下端口4Tに向けて進行させる。
【0039】次いで、上記の下端口4Tを出た質量のあるミスト・ダストMR…は、慣性力によって円形ガイド6の内周面、又は、吸引管部4の内壁面に沿って旋回しながら図面上下側方向に進行した後、ポケット部6Hから狭い落下通路6Tを通って広い機体1内に流れ込んで失速するため、そのまま下側に設けたダストボックス1X内に落下、回収される。
【0040】一方、質量の少い又は無いミスト・ダストML…は、慣性力がなく、殆どそのままダストボックス1X側に落下、回収され、ミスト・ダストMR及びMLを分離・捕集した気体のみが排気ダクト7を通って集塵機側に吸引されるのであるが、この吸引排気中に質量のない極細ミストが含まれていたとしても、これを集塵機の濾過フイルタが濾過してクリーンな気体のみを排気することができる。
【0041】また、集塵機によって吸引さる気体の流れは管路の最短部を流れる性質を備えていて、円錐状の内筒体5の最終端5Sの部分、又は、内筒体10の底面部分を最短の流路として流れ、且つ、流速も最も速いため、風路4Rの内壁側を旋回しながら進んだミスト・ダストを含まない空気のみが、この部分を通過して迂回通路5T′を略S字状に進路変更しながら進むか、或は、図4では間隔11の部分を降下し、次いで、排気ダクト7を通って集塵機側へ吸引される。
【0042】更に、上述の如く分離されたミスト・ダストMR,MLは、円錐ガイド7Aにガイドされて下方のダストボックス1Xに容易に落下し、また、この円錐ガイド7Aと円形ガイド6によってダストの落下通路6Tが狭く造られているため、ダストボックス1X側に落下した火の粉等が再び舞い上がって排気ダクト7側に吸引されることがなく、集塵機側の火災発生を確実に防止することができる。
【0043】
【発明の効果】本発明に係るプレダスト分離器は以上述べた如くであって、不燃性のフイルタを使用することなく、ミスト・ダストや火花粉塵と云ったいずれのダスト類も集塵機の濾過フイルタに到達させずに、管路の途中でダストボックス側に落下、回収できるから、安いコストにて集塵機側の火災発生を防止できるプレダスト分離器を提供できると共に、ダスト類の殆どを分離・捕集してしまうため、集塵機側の濾過フイルタの負担を軽くしてその寿命を長くできる特徴を備えている。




 

 


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