JP4856320B2

JP4856320B2 - オイルミスト除去装置

Info

Publication number: JP4856320B2
Application number: JP2001067860A
Authority: JP
Inventors: 寛井上; 澄雄田口; 章夫杉田; 鳳軍姚
Original assignee: Techno Ryowa Ltd; Aisin Kiko Co Ltd
Current assignee: Techno Ryowa Ltd; Aisin Kiko Co Ltd
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2021-03-09
Also published as: JP2002263424A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心力を利用してフィルタに付着したオイルミストを離脱させる遠心回転方式のオイルミスト除去装置に係り、特に、円筒形状のフィルタの外部から内部に向かってミストを含有する気体を通過させフィルタの外面側からオイルミストや塵埃などを捕集するオイルミスト除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、切削加工を始めとした各種の金属加工を行う際には、空気中に微細な煙状になったオイルミストが発生することが知られている。オイルミストは作業環境を著しく悪化させて作業者に大きな害を与えるばかりでなく、これを排出すれば大気汚染の一因ともなる。そこで従来より、切削加工を行う工場などには加工時に発生したオイルミストを除去するためにオイルミスト除去装置が設置されている。環境保全に対する関心が高まる現在では、高性能のオイルミスト除去装置が強く求められており、様々な方式が実用化されている。
【０００３】
例えば、静電気方式のオイルミスト除去装置では、放電電極及び集塵電極を備えており、両電極間に直流高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、クーロン力を利用して空気中のオイルミストを捕集している。しかし、静電気方式では高電圧を使用するため、絶縁構造が不可欠である。また、集塵電極にオイルミストが付着したままだと集塵性能が低下するので、集塵電極からオイルミストを取除くメンテナンス作業を定期的に行わなくてはならない。特にオイルミストの粘着性が高い場合、このメンテナンス作業は面倒であり、経済的な負担が大きくなる。上記の方式以外にも、エアフィルタを用いる濾過方式が提案されている。しかし、濾過方式ではエアフィルタが目詰まりを起こさないように、フィルタの清掃あるいは交換を頻繁に実施する必要であり、やはりコストがかかる。
【０００４】
そこで最近では、メンテナンス作業を軽減化してコストの低減化を図る方式として、遠心回転方式が実用化されている。この方式はフィルタによりオイルミストを捕集した上でフィルタに遠心力を与え、フィルタに付着したオイルミストをフィルタから離脱させるものであり、フィルタの清掃や交換の頻度を減らせるといったメリットがある。ここで、遠心回転方式のオイルミスト除去装置について、図８の模式図を参照して具体的に説明する。
【０００５】
図８に示すように、円筒形状のケーシング１が設けられており、その内部に円筒形状のドラムフィルタ２が所定のクリアランスを持って同軸状に配置されている。ドラムフィルタ２は空気を通過させ且つオイルミストを捕集するもので、図示しない駆動モータにより回転するように構成されている。このようなオイルミスト除去装置では、駆動モータの駆動力によりドラムフィルタ２を回転させた状態で、オイルミストを含んだ空気３をドラムフィルタ２の内部に送り込む。ドラムフィルタ２内に入った空気はドラムフィルタ２を通り抜けてケーシング１内に入っていく。空気がドラムフィルタ２を通過する時、慣性衝突効果及びさえぎり効果によってドラムフィルタ２の内部にオイルミストが付着していく。このとき、ドラムフィルタ２は高速回転しているため、慣性衝突効果及びさえぎり効果を増大させることができ、効率良くオイルミストを捕集することができる。さらにドラムフィルタ２を抜けた空気はケーシング１から外部に出ていく。
【０００６】
ドラムフィルタ２に付着したオイルミストは互いに集まって成長していき、ある程度の大きさを持つ油滴となる。一方、駆動モータの駆動力によりドラムフィルタ３は回転しているので、ドラムフィルタ２に付着している油滴は遠心力を受ける。この結果、油滴はドラムフィルタ２から外部に向って飛び出すことになり、ケーシング１の内壁部に衝突する。このようにしてドラムフィルタ２からオイルミストを分離することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した遠心回転方式の従来技術には次のような問題点があった。すなわち、オイルミストはオイルそのものである液状物質とオイルミスト発生時に生成される炭化した固形物とを含んでおり、ドラムフィルタ２上でのオイルミストの粘性は高い。図８の従来例では、オイルミストを含む空気３はドラムフィルタ２の内部から入って外部へと抜けるため、ドラムフィルタ２の内周部上に粘性の高いオイルミストや固形物が順次堆積していくことになる。したがって、ドラムフィルタ２は目詰まりを起し易く、オイルミストを含む空気３はドラムフィルタ２を通過し難くなる。この結果、空気がドラムフィルタ２を通りにくくなり、圧力損失が上昇し風量の低下と共にオイルミストの除去性能が低下する。また、ドラムフィルタ２を通過した空気はケーシング１の内壁部に沿って流れるが、ケーシング１の内壁部にはドラムフィルタ２から飛出たオイルミストが付着している。このため、オイルミストを除去した空気中にオイルミストが再度、飛散するおそれがあり、せっかく清浄化した空気が汚れてしまう。
【０００８】
本発明は、以上の問題点を解消するために提案されたものであり、その主たる目的は、粘性の高くなったオイルミストやオイルミスト中の固形物などの汚れの堆積によるフィルタの目詰まりを回避してメンテナンスフリーを容易に実現でき、高性能で低コストなオイルミスト除去装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、清浄化した空気とオイルミストを含む空気とが混合することを防止して、優れた空気清浄度を発揮できるオイルミスト除去装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、フィルタの洗浄を実施して優れた性能を長期間維持可能なオイルミスト除去装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、ケーシングにはオイルミストを含む空気を前記ケーシング内に取込む吸気口と、オイルミストを除去した清浄な空気を前記ケーシングの外部に取出す排気口とが配置され、前記ケーシング内には内部に空間を有する回転部材が収納され、前記回転部材には空気を通過させつつオイルミストを捕集するフィルタが装着され、前記回転部材の内部には前記フィルタの内面側に向かってスプレーノズルが設置されており、前記スプレーノズルより洗浄液を噴射し、前記回転部材の回転動作により遠心力を生じさせ、この遠心力によって前記フィルタが捕集したオイルミストを前記フィルタから離脱させ、これを回収するように構成されたオイルミスト除去装置において、次のような技術的な特徴を有している
【００１０】
請求項１の発明は、前記吸気口はオイルミストを含む空気を前記回転部材の外部から内部に送り込むように前記ケーシングに配置され、前記排気口は前記回転部材の内部から清浄な空気を取出すように前記ケーシングに配置すると共に、前記回転部材の内部には前記フィルタの内面側に向かって洗浄液を噴射するスプレーノズルが設置され、電解強アルカリ水及び電解強酸性水を生成する電解水生成装置が設けられ、前記電解水生成装置には前記電解強アルカリ水を供給するアルカリ水配管と、前記電解強酸性水を供給する酸性水配管とが配置され、前記アルカリ水配管に前記スプレーノズルが接続され、前記ケーシングには前記洗浄液の排液を流す排液配管が配置され、前記排液配管に前記酸性水配管が接続されたことを特徴としている。
以上のような請求項１の発明において、オイルミストを含む空気は、吸気口からケーシングへ入り、回転部材に装着された円筒形状のフィルタの外部から内部に入っていく。この時、フィルタが慣性衝突効果及びさえぎり効果によってオイルミストを捕集する。フィルタに捕集されたオイルミストはフィルタの外面側から付着していくため、回転部材の回転動作による遠心力はオイルミストをフィルタの内部に押込む方向に働くことがない。したがって、フィルタ上で成長した粘性の高いオイルミストや固形物は何の障害もなく、スムーズにフィルタから外側へ離脱させることができる。この結果、粘性の高いオイルミストや固形物がフィルタ上に堆積することがない。これにより、フィルタは目詰りを起こすおそれがなく、空気をスムーズに通すことができ、初期のオイルミストの除去性能を維持することができる。
さらに、電解水生成装置にて電解強アルカリ水及び電解強酸性水を生成し、電解強アルカリ水をスプレーノズルに供給してこれを洗浄液として用いることができる。電解強アルカリ水は、溶解力が大きく可溶成分を取り込む溶媒効果に優れており、油脂や蛋白質などの溶解に適しているため、粘性の高いオイルミストや固形物を簡単に洗い流すことができる。また、電解強アルカリ水は空気中の酸素に反応し易いので、そのまま空気に暴露しておれば、中性に戻る。そのため、残留性がなく、優れた安全性を確保でき、環境保全型の装置に使用する洗浄液として好適である。さらに、ケーシングからの排液に、副次的に生成された電解酸性水を混合させて中性の排液とすることができる。したがって、これをそのまま排水することができ、環境調和性が向上する。
スプレーノズルが遠心力の働いているフィルタに向かって洗浄液を噴射するので、フィルタの外側に堆積した粘性の高いオイルミストや固形物を遠心力を利用しつつ洗浄することができ、フィルタの目詰まりを確実且つ容易に防ぐことができる。したがって、オイルミストの除去性能を長期にわたって維持することが可能となる。また、フィルタに付着した粘性の高いオイルミストや固形物を回転部材からケーシング側に落とすため、回転部材の内部の清浄度を保持することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載のオイルミスト除去装置において、前記排気口と前記回転部材との間には気密シール機構が設けられたことを特徴としている。
以上の請求項２の発明では、排気口と回転部材との間に気密シール機構を設けたので、ケーシング内のオイルミストを含んだ空気と清浄化した空気とが混じり合うことがなく、高い清浄度を保つことができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のオイルミスト除去装置において、前記排気口には排風機が接続されたことを特徴としている。
以上の請求項３の発明では、排風機により回転部材内の空気を排気することができるため、フィルタの回転による遠心力に逆らって排気口から確実に空気を取出すことができる。また、排風機を取付けたことで所望の位置から吸気し、所望の位置に排気を行うことが可能となる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１、２または３に記載のオイルミスト除去装置において、前記吸気口には送風機が接続されたことを特徴としている。
以上の請求項４の発明では、ケーシング内を正圧にすることができ、捕集したオイルミストの回収部分に背圧を与えることが可能となり、液状化したオイルの回収作業が容易になる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１、２、３または４に記載のオイルミスト除去装置において、前記スプレーノズルは前記洗浄液を間欠的に噴射するように構成されたことを特徴としている。
以上の請求項５の発明では、スプレーノズルが洗浄液を間欠的に噴射するので、洗浄液の使用量を低減することができる。また、オイルミスト除去装置からの排気に含まれる水分が少ないため、室内が高湿度とならず、生産装置や製品の錆発生を防ぐことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（１）第１の実施の形態
［構成］
以下、本発明に係る実施の形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。第１の実施の形態は遠心回転方式のオイルミスト除去装置であり、請求項１〜５の発明を包含したものである。図１は第１の実施の形態の断面図、図２は同じく平面図、図３は第１の実施の形態におけるドラムフィルタの斜視図、図４は第１の実施の形態における気密シール機構の拡大断面図である。
【００１９】
図１及び図２に示すように、第１の実施の形態には円筒形状のケーシング１１の内部には所定の空間を持って回転ロータ１２が配置されている。回転ロータ１２の中心軸はケーシング１１の中心軸と一致するように配置されている。また、回転ロータ１２には回転ロータ１２に高速の回転力を与える駆動モータ１４の回転軸が接続されている。さらに、回転ロータ１２にはドラムフィルタ１３が装着されている。ドラムフィルタ１３は空気を通過させつつ、オイルミストを捕集するもので、洗浄可能な不織布あるいは他の洗浄可能なフィルタを装着した円筒形部材からなる（図３参照）。
【００２０】
図１に示すように、ケーシング１１の側面部には円錐台状の吸気口１５が形成されている。吸気口１５はオイルミストを含む空気１７を回転ロータ１２の外周部から内周部に送り込むようにケーシング１１に配置されている。また、ケーシング１１には円筒形状の排気口２０が形成されており、ここに排風機２１が接続されている。排風機２１はオイルミストを除去した清浄空気２２をケーシング１１の外部に取出すようになっている。なお、ケーシング１１の底面部にはドレン口１９が設けられている。
【００２１】
また、排気口２０と回転ロータ１２との間には気密シール機構１８が設置されている。図４に示すように気密シール機構１８には、回転ロータ１２から外側に突出する第１の金属板１８ａと、ケーシング１１から内側に突出する第２の金属板１８ｂとが設けられており、金属板１８ａが金属板１８ｂの上方となって両者は対向して配置されている。これらの金属板１８ａ，１８ｂの間及びケーシング１１の端面と金属板１８ａとの間にはオイルによってシール部１８ｃが形成される。
【００２２】
ところで、回転ロータ１２内部にはスプレーノズル２３が設置されている。スプレーノズル２３は洗浄液をドラムフィルタ１３に対し間欠的に噴射するようになっている。また、電解強アルカリ水２６及び電解強酸性水２７を生成する電解水生成装置２４が設けられており、電解強アルカリ水２６を供給するアルカリ水配管２６ａと、電解強酸性水２７を供給する酸性水配管２７ａとが配置されている。アルカリ水配管２６ａはスプレーノズル２３に接続されており、酸性水配管２７ａは排水タンク２５に接続されている。排水タンク２５には前記ドレン口１９が接続されており、ここで電解強アルカリ水２６と電解強酸性水２７とを混合させ、中性排水２８とするように構成されている。
【００２３】
［作用効果］
以上のような構成を有する第１の実施の形態の作用効果は次の通りである。すなわち、オイルミストを含む空気１７は吸気口１５を通ってケーシング１１の内部に入り、ドラムフィルタ１３の外周部から内部へ入る。このドラムフィルタ１３の通過時に、慣性衝突効果及びさえぎり効果によって空気１７中のオイルミストおよび固形物をドラムフィルタ１３の外面に付着させる。このとき、ドラムフィルタ１３は駆動モータ１４の駆動力により回転ロータ１２と共に高速回転しているため、前記の慣性衝突効果及びさえぎり効果は高くなり、効率良くオイルミストを捕集することができる。
【００２４】
ドラムフィルタ１３に付着したオイルミストは徐々に成長して粒径の大きい油滴となっていく。また、オイルミストの発生と同時に生成される炭化した固形物もドラムフィルタ１３に付着している。前述したようにドラムフィルタ１３は高速回転しているため、油滴及び固形物には大きな遠心力がかかり、これらはドラムフィルタ１３からケーシング１１に向って離脱させられる。
【００２５】
このような第１の実施の形態によれば、ドラムフィルタ１３の回転による遠心力を利用して，粘性の高いオイルミスト及び固形物をドラムフィルタ１３から分離させ、これによってドラムフィルタ１３外面に堆積することを回避することができる。しかも、スプレーノズル２３がドラムフィルタ１３内面に向かって電解強アルカリ水２６を間欠的に噴射して洗浄している。電解強アルカリ水２６は洗浄効果が大きいので、オイルミストによるドラムフィルタ１３の目詰まりを確実に防ぐことができる。この結果、ドラムフィルタ１３は空気をスムーズに通すことができ、メンテナンスフリーへの対応が容易であり、経済的に極めて有利となる。
【００２６】
ところで、ドラムフィルタ１３を通過した空気１７は、オイルミストや固形物が除去され清浄空気２２となって回転ロータ１２の内部に入り、排風機２１の働きによって排気口２０を通ってケーシング１１の外部へと出ていく。清浄空気２２が回転ロータ１２を出ていく際、回転ロータ１２と排気口２０との間には気密シール機構１８（より詳しくはオイルにより形成されるシール部１８ｃ）が存在するため、ケーシング１１内のオイルミストを含んだ空気１７が清浄空気２２と混じり合う心配がない。したがって、清浄空気２２はオイルミストを含んだ空気１７と混合することがなく、高い清浄度を保ったままで排気可能である。また、ドラムフィルタ１３をスプレーノズル２３にて洗浄する場合でも、ドラムフィルタ１３に付着したオイルミストや固形物を回転ロータ１２からケーシング１１側に向って落とすため、回転ロータ１２の内部は常に高い清浄度をキープすることができる。
【００２７】
さらに、第１の実施の形態においては、排風機２１により回転ロータ１２内の空気２２を強制的に排気することができる。このため、ドラムフィルタ１３が回転ロータ１２と共に高速度で回転していても、その遠心力に逆らって排気口２０から確実に空気２２を排気することができる。しかも、排風機２１の能力を調整することにより所望の位置からの吸気と所望の位置への排気が可能となる。
【００２８】
また、第１の実施の形態では、ドラムフィルタ１３の洗浄液として強アルカリ水２６を使用しているが、その排水に関しても電解強アルカリ水２６と電解強酸性水２７とを排水タンク２５混合させて中和し、中性排水２８としてから排水している。このような排水の点でも、優れた環境調和性を発揮することができ、環境保全型の装置として好適である。なお、電解強アルカリ水２６はそのまま空気に暴露しておけば中性に戻るため、残留性がなく安全性が高い。また、強い洗浄力を持つ電解強アルカリ水２６は洗浄液の使用量を抑えることができるため、コストを低減できるといったメリットがある。しかも、第１の実施の形態におけるスプレーノズル２３は電解強アルカリ水２６を間欠的に噴射するので、この点でも洗浄液の使用量を低減することができる。また、洗浄液を少なくしたことで、オイルミスト除去装置からの排気に含まれる水分を抑えることができ、室内の高湿度化や生産装置や製品の錆発生を防ぐことが可能となる。
【００２９】
（２）第２の実施の形態
［構成］
第２の実施の形態は請求項４の発明に対応するもので、図５は第２の実施の形態の断面図、図６は同じく平面図である。第２の実施の形態の特徴は、排気口２０から排風機２１を取外し、吸気口１５に送風機１６が接続された点にある。送風機１６には空気入口１６ａが形成されており、ここからオイルミストを含む空気１７を吸込み、前記ドラムフィルタ１３に対して旋回流となる空気を送り込むように構成されている。なお、前記第１の実施の形態と同一の部材に関しては同一符号を付して説明は省略する。
【００３０】
［作用効果］
このような第２の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の作用効果に加えて、ケーシング１１内を正圧にすることができ、ドレン口１９に背圧を与えることが可能となる。したがって、液状化したオイルミストの回収作業が容易になる。
【００３１】
（３）他の実施の形態
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、各構成部材の形状や配置数などは適宜変更可能である。吸気口１５及び排気口２０の配置に関しても、吸気口１５がオイルミストを含む空気１７を回転部材の外部から内部に送り込み、排気口２０が回転部材の内部から清浄空気２２を取出すようになっているのであれば、例えば、図７に示すようにケーシング１１を水平に配置しても構わない。また、回転部材の形状も回転ロータ１２のような円筒形に限らず、遠心力によりオイルミスト及び固形物を離脱させる形状であれば、球状など適宜選択可能である。さらには、送風機１６及び排風機２１の両方をケーシングに取付けることも可能である。また、本発明はオイルミスト除去装置に係るものであるが、除去する対象としてはオイルミストと同等な塵埃なども含有しており、塵埃を空気中から除去する空気清浄装置として利用することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、オイルミストを含む空気をフィルタの外部から内部に向かって送り込むといった簡単な構成と、粘性の高いオイルミストや固形物が堆積したフィルタに洗浄液を噴射して洗浄することにより、フィルタの目詰まりを回避してメンテナンスフリーを容易に実現でき、高性能で低コストなオイルミスト除去装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の断面図。
【図２】第１の実施の形態の平面図。
【図３】第１の実施の形態におけるドラムフィルタの斜視図。
【図４】第１の実施の形態における気密シール機構の拡大断面図。
【図５】本発明に係る第２の実施の形態の断面図。
【図６】第２の実施の形態の平面図。
【図７】本発明の係る他の実施の形態の断面図。
【図８】従来の遠心回転方式のオイルミスト除去装置の模式図。
【符号の説明】
１，１１…ケーシング
２，１３…ドラムフィルタ
３，１７…オイルミストを含む空気
１２…回転ロータ
１５…吸気口
１６…送風機
１８…気密シール機構
１８ａ，１８ｂ…金属板
２０…排気口
２１…排風機
２２…オイルミストを除去した清浄空気
２３…スプレーノズル
２４…電解水生成装置
２５…排水タンク
２６…電解強アルカリ水
２６ａ…アルカリ水配管
２７…電解強酸性水
２７ａ…酸性水配管
２８…中性排水

Claims

ケーシングにはオイルミストを含む空気を前記ケーシング内に取込む吸気口と、
オイルミストを除去した清浄な空気を前記ケーシングの外部に取出す排気口とが配置され、
前記ケーシング内には内部に空間を有する回転部材が収納され、
前記回転部材には空気を通過させつつオイルミストを捕集するフィルタが装着されており、
前記回転部材の回転動作により遠心力を生じさせ、この遠心力によって前記フィルタが捕集したオイルミストを前記フィルタから離脱させ、
これを回収するように構成されたオイルミスト除去装置において、
前記吸気口はオイルミストを含む空気を前記回転部材の外部から内部に送り込むように前記ケーシングに配置され、
前記排気口は前記回転部材の内部から清浄な空気を取出すように前記ケーシングに配置され、
前記回転部材の内部には前記フィルタの内面側に向かって洗浄液を噴射するスプレーノズルが設置され、
電解強アルカリ水及び電解強酸性水を生成する電解水生成装置が設けられ、
前記電解水生成装置には前記電解強アルカリ水を供給するアルカリ水配管と、
前記電解強酸性水を供給する酸性水配管とが配置され、
前記アルカリ水配管に前記スプレーノズルが接続され、
前記ケーシングには前記洗浄液の排液を流す排液配管が配置され、
前記排液配管に前記酸性水配管が接続されたことを特徴とするオイルミスト除去装置。
前記排気口と前記回転部材との間には気密シール機構が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のオイルミスト除去装置。
前記排気口には排風機が接続されたことを特徴とする請求項１または２に記載のオイルミスト除去装置。
前記吸気口には送風機が接続されたことを特徴とする請求項１、２または３に記載のオイルミスト除去装置。
前記スプレーノズルは前記洗浄液を間欠的に噴射するように構成されたことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のオイルミスト除去装置。