JP2011131132A - 溶接ヒューム集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接ヒュームを効率的に集塵することができる。
【解決手段】溶接ヒューム集塵装置１は、溶接ヒュームＦを含む空気を吸込む吸込口２と、流入した空気が通過し空気中の溶接ヒュームＦを除去する金属製フィルタ３と、金属製フィルタ３を通過した空気が通過して、この空気中に残存する溶接ヒュームＦを除去する電気集塵機４と、電気集塵機４を通過した空気を排出する排出口５と、金属製フィルタ３を振動させるバイブレータ６と、電気集塵機４にエアを噴射するエアノズル７と、金属製フィルタ３および電気集塵機４によって集塵された溶接ヒュームＦが収容される溶接ヒューム収容部８とから構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶接作業時などに発生した溶接ヒュームを集塵する装置に関する。

工場などにおいて溶接作業時に発生する溶接ヒュームは、空気中に長時間浮遊し滞留することで工場内の環境を悪化させ、人体にも非常に有害な物質である。溶接ヒュームは、金属が蒸発してできた粒子径０．０１μｍ程度の煙や、この煙が空気中で冷却、凝集した粒子径０．５〜５．０μｍ程度の金属粉塵であり、通常ＦＬ（Ｆｌｏｏｒ Ｌｅｖｅｌ）＋５０００〜７０００ｍｍ程度の中空に浮遊している。
このような溶接ヒュームは、ルーフファンなどの換気設備で有効に除去されることは難しいため、局所的な排気設備や溶接ヒューム集塵機によって除去されているのが一般的である。

特許文献１によれば、溶接ヒュームを集塵する溶接ヒューム集塵装置が提案されている。この溶接ヒューム集塵装置では、上下方向に伸縮自在なダクトと、このダクトを流体圧で溶接ヒュームの中間滞留層まで上昇させる手段と、中間滞留層の溶接ヒュームを吸引する手段と、この吸引された溶接ヒュームを集塵する手段とを有して構成されている。
溶接ヒュームを集塵する手段にはフィルタが採用されており、フィルタはアルミニウムなどの金属箔のウェーブリボンを所定間隔毎に多数集積したものや、細いワイヤーのコイルを充填したもの、或は目の細い金網またはメタルラスや活性炭の充填層が一種類以上組み合わせて構成されている。また、その他の繊維フィルタなど公知の各種フィルタや電気集塵機を用いることも提案されている。

特開平８−１６８６２３号公報

しかしながら、従来の溶接ヒューム集塵装置では以下のような問題があった。
溶接ヒュームを集塵する手段として、一般的に使用されている繊維状のフィルタでは、目詰まりが生じやすくフィルタの交換などのメンテナンスに手間がかかると共に、高温により発火及び発煙する恐れがあるいう問題があった。
また、金属製のフィルタは、繊維状のフィルタに比べて発火の恐れはないが、除去できる溶接ヒュームの粒径は１μｍ以上で微細粒子の除去は難しかった。
また、電気集塵機は、微細粒子の溶接ヒュームも集塵でき効率よく集塵できる反面、溶接ヒュームによる集塵セルのコレクタプレートの閉塞が生じやすく、メンテナンス性がよくなかった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、溶接ヒュームを効率よく集塵できると共に、メンテナンス性に優れた溶接ヒューム集塵装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る溶接ヒューム集塵装置は、溶接時に発生するヒューム煙を全体集塵し、前記ヒューム煙から溶接ヒュームを除去して、前記溶接ヒュームを集塵する装置であって、前記溶接ヒュームを含む空気を通過させて、比較的粒子が大きい前記溶接ヒュームを除去する金属製フィルタと、前記金属製フィルタを通過した空気中に残存していて前記金属製フィルタで除去された前記溶接ヒュームよりも粒子径が小さい溶接ヒュームを荷電し、荷電された前記溶接ヒュームを集塵電極に吸着させて除去する電気集塵機と、前記金属製フィルタを振動させるバイブレータと、前記集塵電極にエアを噴射するエアノズルと、空気中から除去された溶接ヒュームが収容される溶接ヒューム収容部とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る溶接ヒューム集塵装置では、前記金属製フィルタは粒子径が１．０μｍ以上の前記溶接ヒュームを除去し、前記電気集塵機は粒子径が１．０μｍ未満の前記溶接ヒュームを除去する構成としてもよい。

本発明では、比較的粒子径が大きい溶接ヒュームを除去する金属フィルタと、比較的粒子径が小さい溶接ヒュームを除去する電気集塵機とを備えることにより、金属フィルタで除去できなかった溶接ヒュームを電気集塵機で除去することができる。また、電気集塵機は、金属フィルタで比較的粒子径が大きい溶接ヒュームが除去された空気を処理すればよいので、電気集塵機の負荷を軽減させることができて、電気集塵機のメンテナンスを軽減させることができる。
また、金属フィルタを振動させるバイブレータと、集塵電極にエアを噴射するエアノズルとを備えることにより、バイブレータが金属フィルタに付着した溶接ヒュームを除去し、エアノズルが集塵電極に付着した溶接ヒュームを除去することができメンテナンスを軽減することができる。

また、本発明に係る溶接ヒューム集塵装置では、前記バイブレータおよび前記エアノズルは自動制御により作動することを特徴とする。
本発明では、バイブレータおよびエアノズルは自動制御により作動するので、メンテナンスの省力化を図ることができる。

本発明によれば、金属フィルタと電気集塵機で空気中の溶接ヒュームを除去できると共に、バイブレータによって金属フィルタに付着した溶接ヒュームが除去されて、エアノズルによって電気集塵機の集塵電極に付着した溶接ヒュームを除去することができるので、空気中の溶接ヒュームを効率よく除去できてメンテナンス性を向上させることができる。

本発明の実施の形態による溶接ヒューム集塵装置の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態による溶接ヒューム集塵装置１について、図１に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施の形態による溶接ヒューム集塵装置１は、溶接ヒュームＦを含む空気（ヒューム煙）を吸い込む吸込口２と、流入した空気が通過し空気中の溶接ヒュームＦを除去する金属製フィルタ３と、金属製フィルタ３を通過した空気が通過して、この空気中に残存する溶接ヒュームＦを除去する電気集塵機４と、電気集塵機４を通過した空気を排出する排出口５と、金属製フィルタ３を振動させるバイブレータ６と、電気集塵機４にエアを噴射するエアノズル７と、金属製フィルタ３および電気集塵機４によって集塵された溶接ヒュームＦが収容される溶接ヒューム収容部８とから概略構成される。

金属製フィルタ３には、パイロスクリーン（株式会社布引製作所製）を使用している。この金属製フィルタ３は、４５°の角度のハニカム状の目が刻まれたステンレスまたは耐蝕アルミの板が、その目の方向を１枚ごとに９０゜ずつ変えて１０枚重ねられた構造である。このように、ステンレスまたは耐蝕アルミの板の目の方向性を組み合わせることによって立体的な網目構造となる。そして、溶接ヒュームＦを含む気流が１ｍ／ｓ前後で網目構造に流入すると、気流が乱気流となり主に粒子径が１．０μｍ以上の溶接ヒュームＦは網目に衝突し気流から分離される。
なお、金属製フィルタ３には、パイロスクリーン（株式会社布引製作所製）以外のフィルタを使用してよく、例えば網目状の金属フィルタなどを使用してもよい。
金属製フィルタ３を使用しているので、繊維状のフィルタと比べて発火の恐れがなく安全である。

電気集塵機４には、トライオン電気集塵機（株式会社山武商会製）を使用している。この電気集塵機４は、溶接ヒュームＦをコロナ放電によってプラスに荷電させるイオナイザ１１と、荷電した溶接ヒュームＦをマイナス電気で集塵する集塵電極が設けられたコレクタプレート１２とを備えている。
電気集塵機４は、空気中に含まれた溶接ヒュームＦをイオナイザ１１が荷電し、荷電した溶接ヒュームＦがコレクタプレート１２に吸着することによって、空気内の溶接ヒュームＦが除去される仕組みである。電気集塵機４では、金属製フィルタ３では除去しきれない粒子径１．０μｍ未満の溶接ヒュームＦも除去することができる。
コレクタプレート１２に吸着した溶接ヒュームＦは洗浄されるまで付着しており、再度空気中に浮遊することがない。
なお、電気集塵機４には、トライオン電気集塵機（株式会社山武商会製）以外の電気集塵機を使用してもよい。

バイブレータ６は、エア駆動により金属製フィルタ３を振動させ、金属製フィルタ３に付着した溶接ヒュームＦを金属製フィルタ３から分離し、金属製フィルタ３を洗浄する。
なお、バイブレータ６はエア駆動により振動するものに限らず、他に電動で振動するバイブレータ等を採用してもよい。
エアノズル７は、電気集塵機４のコレクタプレート１２に高圧のエアを噴射し、コレクタプレート１２に吸着した溶接ヒュームＦをコレクタプレート１２から分離して、コレクタプレート１２を洗浄する。エアノズル７は、図示しないエアシリンダーに保持されて所定範囲の移動が可能な構成である。そして、このような構成とすることで、少ないエア流量でコレクタプレート１２を均一に洗浄することができる。
なお、エアノズル７は移動可能でなくてもよく、固定式のノズルとしてもよい。
溶接ヒューム収容部８は、金属製フィルタ３および電気集塵機４の下方に設けられていて、金属製フィルタ３および電気集塵機４から分離した溶接ヒュームＦが落下し収容される。収容された溶接ヒュームＦは適宜処理され、リサイクルすることもできる。

バイブレータ６およびエアノズル７は、定時に自動制御により洗浄運転するように設定されている。

次に上述した本実施の形態の溶接ヒューム集塵装置１による溶接ヒューム集塵方法について図面を用いて説明する。
溶接ヒュームＦを含む空気は溶接ヒューム集塵装置１に吸込口２から吸込まれて、まず、金属製フィルタ３を通過することによって、空気中の主に粒子径１．０μｍ以上の溶接ヒュームＦが除去される。続いて、金属製フィルタ３を通過した空気は、電気集塵機４に流入することによって、金属製フィルタ３で除去されなかった主に粒子径１．０μｍ未満の溶接ヒュームＦが除去される。そして、電気集塵機４を通過し溶接ヒュームＦが除去された空気は排出口５から排出される。
溶接ヒューム集塵装置１から排出された空気は、一部が建物外へ排出されて一部が建物内へ還元される。なお、溶接ヒューム集塵装置１から排出された空気は、全て建物外へ排出されてもよいし、全て建物内へ還元されてもよい。
金属製フィルタ３および電気集塵機４のコレクタプレート１２に付着した溶接ヒュームＦは、バイブレータ６およびエアノズル７によって除去され溶接ヒューム収容部８に収容されて回収される。

次に、上述した溶接ヒューム集塵装置の作用について図面を用いて説明する。
本実施の形態による溶接ヒューム集塵装置１では、金属製フィルタ３が主に粒子径が１．０μｍ以上の溶接ヒュームＦを除去し、電気集塵機４が金属製フィルタ３で除去しきれなかった溶接ヒュームＦを除去するので、２段階で溶接ヒュームＦを除去することができる。そして、電気集塵機４は、金属製フィルタ３で主に粒子径１．０μｍ以上の溶接ヒュームＦが除去された空気を処理すればよいので、電気集塵機４の負荷が軽減されると共に、電気集塵機４のコレクタプレート１２の閉塞の頻度を少なくすることができる。

上述した本実施の形態による溶接ヒューム集塵装置１では、金属製フィルタ３と電気集塵機４とを備えていることにより空気中の溶接ヒュームＦを効率よく除去できると共に、メンテナンス性がよいという効果を奏する。
また、バイブレータ６とエアノズル７が設けられていることによって、金属製フィルタ３およびコレクタプレート１２に付着した溶接ヒュームＦを容易に除去することができ、バイブレータ６とエアノズル７は自動制御により洗浄運転を行うので、メンテナンスを軽減させることができる。

以上、本発明による溶接ヒューム集塵装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、金属製フィルタ３が粒子径１．０μｍ以上の溶接ヒュームＦを除去し、電気集塵機４が粒子径１．０μｍ未満の溶接ヒュームＦを除去しているが、金属製フィルタ３および電気集塵機４が除去する溶接ヒュームＦの粒子径はこれに限定されるものでなく、金属製フィルタ３が比較的大きな粒子径の溶接ヒュームＦを除去し、電気集塵機４が金属製フィルタ３で除去できなかった比較的小さな粒子径の溶接ヒュームＦを除去する構成であればよい。
また、上述した実施の形態では、バイブレータ６およびエアノズル７は、定時に自動制御により洗浄運転するように設定されているが、定時でなく任意の時間に洗浄運転させてもよい。

１ 溶接ヒューム集塵装置
３ 金属製フィルタ
４ 電気集塵機
６ バイブレータ
７ エアノズル
８ 溶接ヒューム収容部
１１ イオナイザ
１２ コレクタプレート
Ｆ 溶接ヒューム

Claims (3)

1. 溶接時に発生するヒューム煙を全体集塵し、前記ヒューム煙から溶接ヒュームを除去して、前記溶接ヒュームを集塵する装置であって、
   前記溶接ヒュームを含む空気を通過させて、比較的粒子が大きい前記溶接ヒュームを除去する金属製フィルタと、
   前記金属製フィルタを通過した空気中に残存していて前記金属製フィルタで除去された前記溶接ヒュームよりも粒子径が小さい溶接ヒュームを荷電し、荷電された前記溶接ヒュームを集塵電極に吸着させて除去する電気集塵機と、
   前記金属製フィルタを振動させるバイブレータと、
   前記集塵電極にエアを噴射するエアノズルと、
   空気中から除去された溶接ヒュームが収容される溶接ヒューム収容部とを備えることを特徴とする溶接ヒューム集塵装置。
2. 前記バイブレータおよび前記エアノズルは自動制御により作動することを特徴とする請求項１に記載の溶接ヒューム集塵装置。
3. 前記金属製フィルタは粒子径が１．０μｍ以上の前記溶接ヒュームを除去し、前記電気集塵機は粒子径が１．０μｍ未満の前記溶接ヒュームを除去することを特徴とする請求項１または２に記載の溶接ヒューム集塵装置。
   

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