JP5501422B2

JP5501422B2 - 集塵機用予備フィルタの使用方法

Info

Publication number: JP5501422B2
Application number: JP2012221117A
Authority: JP
Inventors: 秋雄遠藤; 直也富澤
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2027-10-24
Also published as: JP2013031846A

Description

本発明は、集塵機のフィルタの前段に設置される集塵機用予備フィルタの使用方法に関する。

粘着剤を塗布したフィルムからなる粘着シートにレーザ光を照射するなどして空気抜き穴を開ける場合には、フィルムが塵埃となって空気中に散乱・浮遊するので、空気中の塵埃を集塵機によって捕集する必要がある。

従来、この種の集塵機は、多孔質セラミックや繊維等の濾過材を使用したフィルタを用い、ブロワーによって吸い込んだ空気をフィルタに通すことで、塵埃を捕集するようにしている。（例えば、特許文献１、２を参照）

しかしながら、空気中にはレーザ光の照射によって溶融あるいは分解し気化した粘着剤も含まれており、このような空気中で従来の集塵機を使用すると、気化した粘着剤の付着によってフィルタの目詰まりが激しく、フィルタの圧損上昇が早期に訪れ、集塵機処理能力の早期低下、フィルタの早期交換という問題が発生する。

前記問題を回避する方法としては、集塵機フィルタとして捕集効率の低いフィルタを使用する方法が考えられる。しかしながら、この方法によると、フィルタの長期使用は可能になるが、フィルタの後段に吸引手段として設置されているブロワーの内部に粘着剤が多量に付着してしまい、年間２回以上ブロワーの分解洗浄が必要となり、その洗浄にも長時間を要するという問題が生じる。

以上の問題は、前述したレーザ光による穴開け加工の場合だけの問題ではなく、気化した粘着剤を含む空気中で従来の集塵機を使用する場合にも生じる。

特開２００２−２３８９８２号公報

特開平６−３３７３４号公報

本発明の目的とするところは、気化した粘着シート成分を効率的に捕集するのに好適な集塵機用予備フィルタの使用方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る集塵機用予備フィルタの使用方法は、貫通穴を有する複数のプレートが所定ギャップを有して多段に配置され、隣り合うプレートの貫通穴の位置が相互に一致しないように設けられる集塵機用予備フィルタの使用方法であって、気化した粘着シート成分を捕集する手段として前記予備フィルタを所定期間使用する段階と、前記予備フィルタの所定期間使用後に、前記複数のプレートのうち最前段から最後段のプレートまでの間に位置する一部のプレートを取り外して洗浄する段階と、取り外した前記プレートより前に位置する全てのプレートを最後段のプレートの方向へシフトして、洗浄後の前記プレートを前記複数のプレートの最前段に再配置する段階と、を含むことを特徴とする。

前記貫通穴は一枚のプレートに複数設けられるものとしてもよい。

前記プレートは金属板及び／又はプラスチック板より形成されるものとしてもよい。

本発明において、気化した粘着シート成分とは、例えば粘着剤を塗布したフィルムからなる粘着シートにレーザ光を照射するなどして気化した粘着剤や、気化したフィルム成分を含む。

本発明にあっては、前記の通り、集塵機用予備フィルタを所定期間使用後に、複数のプレートのうち最前段から最後段のプレートまでの間に位置する一部のプレートを取り外して洗浄するとともに、取り外した前記プレートより前に位置する全てのプレートを最後段のプレートの方向へシフトして、洗浄後の前記プレートを前記複数のプレートの最前段に再配置する方式（使用済みプレートのシフト再利用方式）を採用したため、気化した粘着シート成分の捕集効率が高まる。従って、当該フィルタの後段に吸引手段として設置されているブロワーの内部に粘着剤が多量に付着してしまう事態を回避でき、ブロワーの分解洗浄回数を削減できる。また、集塵機フィルタの目詰まりが減り、長期間使用することが可能である。さらに、プレートは洗浄後、再使用可能であるので、ランニングコストの低減も図れる。

図１は本発明を適用した集塵機用予備フィルタの断面図である。図２（ａ）はパンチングプレートの平面図、図２（ｂ）はパンチングプレートでの気化した粘着シート成分の捕集効果を試した実験結果の模式図である。図３は図１の予備フィルタを使用した集塵機の一実施形態の断面図である。図４は図１の予備フィルタを使用した集塵機の他の実施形態の断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明を適用した集塵機用予備フィルタの断面図である。

本予備フィルタ１は、集塵機２Ａのフィルタ３の前段に設置されるものであって、貫通穴４を有する複数のプレート５が所定ギャップＧを有して多段に配置され、隣り合うプレート５の貫通穴４の位置が相互に一致しないように設けられる。

各プレート５は、図１のように互いにプレート面が平行になるように配置されることが好ましく、図示しない支持手段によって定位置に固定される。

各プレート５は、必ずしも平行に配置される必要はなく、お互いが多少の角度を有して配置されてもよい。隣り合うプレートの配置角度は、好ましくは４５度以下であり、より好ましくは３０度以下である。隣り合うプレートの配置角度が４５度を超えると、吸引方向に対する空気の流れが乱れ、捕集効率が低下するおそれがあり、さらに複数のプレートを配置するために予備フィルタの設置に必要な場所が大きくなり、集塵機が大型化するというおそれがある。図１では３枚のプレート５Ａ、５Ｂ、５Ｃを例示したが、その枚数は必要に応じて適宜変更することができ、特に限定されることはない。

プレート５の枚数は、５〜５０枚が好ましく、１０〜３０枚がより好ましい。プレートの枚数が５枚未満だと捕集効果が十分でない場合があり、５０枚を超えるとさらなる捕集効果を望めないばかりか設備の大型化につながり、設備費の増大ばかりでなく設置場所の確保も必要となるので好ましくない。

各プレート５はいずれも、スチール、アルミ、銅、鉄又はステンレスなどの金属板に貫通穴４を打ち抜き加工したもの（以下「パンチングプレート５」という）からなる。このパンチングプレート５の他の例として、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック板に貫通穴を複数打ち抜き加工したもの、あるいは、金属板とプラスチック板を貼り合せた合板に貫通穴を複数打ち抜き加工したものを採用してもよい。

プレート５の厚みは特に限定されるものではないが、０．２〜５０ｍｍが好ましく、０．５〜３０ｍｍがより好ましい。プレートの厚みが０．２ｍｍ未満だと吸引する空気でプレートが変形し十分な捕集効果が得られないことがあるばかりか、プレートが薄くコシが無いために洗浄工程の作業性に劣る場合がある。５０ｍｍを超えると、より広い設置場所を必要とするばかりでなく、洗浄工程において厚みや重さのために作業性に支障をきたす場合がある。

各プレート５間のギャップＧは特に限定されるものではないが、３〜１００ｍｍが好ましく、５〜５０ｍｍがより好ましい。各プレート５間のギャップＧが３ｍｍ未満だと空気の流れが悪く、吸引手段８に負荷が掛かりすぎるので好ましくない。１００ｍｍを超えると設備の大型化につながり、設備費の増大ばかりでなく設置場所の確保も必要となるので好ましくない。

各パンチングプレート５の貫通穴４の位置を詳細に説明する。１段目のパンチングプレート５Ａの貫通穴４は、２段目のパンチングプレート５Ｂの貫通穴４の直径分だけ左側へずれることによって、１段目のパンチングプレート５Ａの貫通穴４と完全に重ならないようになっている。２段目のパンチングプレート５Ｂの貫通穴４と３段目のパンチングプレート５Ｃの貫通穴４との関係も同様であり、このような貫通穴４の位置ずれによって、隣り合うパンチングプレート５の貫通穴４の位置は相互に一致しないようになっている。

各パンチングプレート５の貫通穴４は複数設けている。貫通穴４は円形としたが、その形状に限定されることはなく、楕円や三角、四角などの多角形でもよい。

各パンチングプレート５の貫通穴４の大きさは特に限定されるものではなく、０．２５ｍｍ^２〜４００ｍｍ^２が好ましい。貫通穴の大きさが０．２５ｍｍ^２未満だと空気の抜けが悪く、吸引手段に負荷が掛かりすぎるので好ましくない。４００ｍｍ^２を超えると空気の抜けが良すぎて、十分な捕集効果が得られないことがある。

各パンチングプレート５における貫通穴４の設ける割合（開孔率）は、特に限定されるものではなく、１０〜９０％が好ましく、２０〜５０％がより好ましい。開孔率が１０％未満だと空気の抜けが悪く、吸引手段に負荷が掛かりすぎるので好ましくない。９０％を超えると空気の抜けが良すぎて、十分な捕集効果が得られないことがある。

本予備フィルタ１には、外部の空気を吸い込んで最前段（１段目）のパンチングプレート５Ａへ送るための吸引口部６と、最後段のパンチングプレート５Ｃの貫通穴４を通過した後の空気を集塵機２Ａへ送るための排気口部７とが設けられる。尚、集塵機２Ａの構造は公知であるため、その詳細説明は省略する。

次に、前記の如く構成された予備フィルタ１の作用について図１を用いて説明する。

集塵機２Ａの運転を開始すると、集塵機２Ａのブロワー（図示省略）の吸引力が本予備フィルタ１に作用し、本予備フィルタ１の吸引口部６から外部の空気を吸い込む。

吸引口部６から吸い込まれた空気は、最前段（１段目）のパンチングプレート５Ａの表面から同パンチングプレート５Ａの貫通穴４を通って２段目のパンチングプレート５Ｂの表面に衝突する。衝突した空気は、２段目のパンチングプレート５Ｂの貫通穴４を通って３段目のパンチングプレート５Ｃの表面に衝突する。

以上のようなパンチングプレート５との衝突及び貫通穴４の通過を繰り返すことによって、吸引口部６から吸い込まれた空気は、最前段のパンチングプレート５Ａから最後段のパンチングプレート５Ｃの方向へジグザグに進行し、最終的に排気口部７から集塵機２Ａへ吸い込まれる。

集塵機２Ａに吸い込まれた空気は、集塵機２Ａ内部のフィルタ３を通って、図示しないブロワーの排気口から外部へ排出される。

ところで、吸引口部６から吸い込む空気中に前述の気化した粘着シート成分（気化した粘着剤やフイルム成分）が含まれている場合、その気化した粘着シート成分は、パンチングプレート５との衝突や、その衝突時にパンチングプレート５側に熱を奪われる冷却効果によって固化され、当該パンチングプレート５の表裏面に捕集されると考えられる。

図２（ｂ）は、パンチングプレート５での気化した粘着シート成分の捕集効果を試した実験結果の拡大模式図である。尚、図中の黒点はパンチングプレート５で捕集した粘着シート成分の状態を示している。また、同図（ａ）はパンチングプレート５に設けられている貫通穴４の縁部周辺を拡大したものである。

本実験では、図１に示す予備フィルタ１のパンチングプレート５の枚数を２５枚（２５段）とし、所定期間その予備フィルタ１を使用した後、パンチングプレート５の表面を肉眼で観察するものとした。また、パンチングプレート５は図２（ａ）に示す構造のものを使用した。予備フィルタ１の使用形態は、粘着剤を塗布したフィルムにレーザ光を照射して空気抜き穴を開ける装置を用意し、そのレーザ光の照射部に近づけて予備フィルタ１の吸引口部６を配置するものとした。

本実験の結果は下記の表の通りである（図２（ｂ）参照）。

本実験によると、図２（ｂ）に示したように、１段目（最前段）のパンチングプレート５Ａから粘着シート成分の捕集が始まり、２段、３段と段数が増えるのに従い徐々に粘着シート成分の捕集量が増え、３〜１０段目のパンチングプレート５Ｃ〜５Ｆにおいて多量の粘着シート成分の捕集が確認された。特に、４段目と５段目のパンチングプレート５Ｄ、５Ｅでその捕集量が最大になることも確認された。この傾向は、気化した粘着シート成分が１段目から４〜５段目のパンチングプレート５Ａ〜５Ｅまで衝突を繰り返すうちに、前述した冷却効果によって徐々に気化した粘着シート成分の温度が低下し、４〜５段目のパンチングプレート付近で気化した粘着シート成分の固化が最大になったことによるものと考えられる。

次に、前記の如く構成された予備フィルタ１の使用方法について説明する。

図２（ｂ）のように粘着剤が付着したパンチングプレート５Ａ〜５Ｈは全量洗浄し、再使用する方法も考えられる。しかしながら、そのような全洗浄方法によると、再使用開始時の粘着剤の捕集効率は、パンチングプレート５Ａ〜５Ｈの貫通穴４が粘着シート成分で目詰まりを多少起こしている状態と比較すると、低下することが確認された。この場合、パンチングプレート５Ａ〜５Ｈで捕集できなかった気化した粘着シート成分は最終的に集塵機２Ａのブロワーまで到達し、ブロワーの内部に粘着シート成分が付着するので、定期的にブロワーの分解洗浄が必要となる。ブロワーに付着する粘着シート成分を極力少なくするには、パンチングプレート５Ａ〜５Ｈで粘着シート成分を効率よく捕集する必要がある。

粘着シート成分が付着したパンチングプレート５Ａ〜５Ｈを全量洗浄せず、粘着剤が多量に付着したパンチングプレート５Ｃ〜５Ｆのうち任意の一部、例えば図２（ｂ）において４段目と５段目のパンチングプレート５Ｄ、５Ｅのパンチングプレートのみを洗浄し、洗浄後のパンチングプレートを未洗浄のパンチングプレートと混在させて使用する実験を試みた。

本実験では、図２（ｂ）のように、４段目と５段目のパンチングプレート５Ｃ、５Ｄを洗浄し、１段目と２段目のパンチングプレートを後段へずらし、１段目と２段目に洗浄後のパンチングプレート５Ｃ、５Ｄを配置し、再使用した。その結果、再使用開始時から粘着シート成分の捕集効率が高められることが確認された。

従来の集塵機においてブロワーの分解洗浄回数は２．７回／年であったが、本予備フィルタ１を採用することで、その回数は１回／２年以下となった。また、ブロワー内の汚染状況が格段によくなり、洗浄時間の短縮も図れた。

図３は、図１の予備フィルタを使用した集塵機の一実施形態の断面図である。

本集塵機２Ｂは、空気を吸引する吸引手段８と、空気の吸引経路Ｒに設置されるフィルタ３と、フィルタ３の前段に設置される予備フィルタ１と、吸引手段８及びフィルタ３を収容する集塵機本体ケース１０と、予備フィルタ１を収容するフィルタケース１１とを備えて構成される。

吸引手段８は、集塵機本体ケース１０内のブロワー室に設置されたブロワー８Ａからなり、モータ８Ｂによるブロワー８Ａの回転によって空気を吸引する。

前記フィルタ３は、集塵機本体ケース１０の吸引口部１２からブロワー８Ａの吸引口部８Ｃまでの吸引経路Ｒに設けられ、主に空気中の塵埃を捕集する手段として機能する。かかる機能を有するフィルタ３は、繊維などの濾材を使用した一般的な構造のものが使用される。

予備フィルタ１は、図１の予備フィルタ１と同じ構造であって、フィルタケース１１の吸引口部６から排気口部７までの吸引経路Ｒに設けられ、主に空気中の気化した粘着シート成分を捕集する手段として機能する。

前記の如く構成された集塵機２Ｂは、ブロワー８Ａの回転により、フィルタケース１１の吸引口部６から外部の空気を吸い込む。吸い込まれた空気は、予備フィルタ１→フィルタケース１１の排気口部７→集塵機本体ケース１０の吸引口部１２→フィルタ３を順に通過し、最後にブロワー８Ａの排気口部８Ｄから外部へ排出される。

さらに捕集効果を上げるために、気化した粘着シート成分の冷却効果による固化を促進するための予備フィルタ１を冷却する手段を設けてもよい。冷却手段としては、特に限定されるものではなく、公知のものを広く採用することができる。例えば予備フィルタ１を収納するフィルタケース１１内に冷風を送り、予備フィルタ１を冷却する方法や、パンチングプレート５の支持手段（図示省略）を公知の冷凍機のコールドヘッドに接続し、冷凍機のコールドヘッドから前記支持手段を介してパンチングプレート５を直接冷却する方法などが挙げられる。

図４は、図１の予備フィルタを使用した集塵機の他の実施形態の断面図である。

本集塵機２Ｃは、吸引手段８、フィルタ３、予備フィルタ１、中間フィルタ９、集塵機本体ケース１０を備え、下記（１）−（３）の構成を採用したものである。尚、吸引手段８、フィルタ３、予備フィルタ１の具体的な構成は、図３の集塵機２Ｂのものと同一であるので、その詳細説明は省略する。中間フィルタ９は、予備フィルタ１とフィルタ３の中間であって、予備フィルタ１の後段に設けられ、主に空気中の塵埃を捕集する手段として機能する。かかる機能を有する中間フィルタ９の構成素材はフィルタ３と同様である。

（１）本集塵機２Ｃでは、機器全体の小型化・省スペース化を図るため、吸引手段８やフィルタ３を収容する集塵機本体ケース１０内に予備フィルタ１、中間フィルタ９を収容し、集塵機本体ケース１０の吸引口部１２から吸引される外部の空気が、予備フィルタ１→中間フィルタ９→フィルタ３を順に通過し、最後にブロワー８Ａの排気口部８Ｄから外部へ排出されるように構成した。

（２）本集塵機２Ｃでは、年中無休の連続運転を可能にするため、集塵機本体ケース１０内を縦方向に仕切り板１３で仕切ることによって、集塵機本体ケース１０の吸引口部１２からブロワー８Ａの吸引口部８Ｃまでの間に独立した２つの吸引経路Ｒ１、Ｒ２を形成し、吸引経路Ｒ１、Ｒ２ごとにフィルタ３と予備フィルタ１、中間フィルタ９を１つずつ配置し、それらを選択的に捕集に使用できる構成を採用した。

使用するフィルタ３や予備フィルタ１、中間フィルタ９の選択は、切替え弁１４Ａ〜１４Ｆの操作によって行われる。切替え弁１４Ａ〜１４Ｆは、集塵機本体ケース１０の吸引口部１２と一方の吸引経路Ｒ１とを連通させる開口部１５Ａと、一方の吸引経路Ｒ１に位置する中間フィルタ９の下流に設けた開口部１５Ｂと、ブロワー８Ａの吸引口部８Ｃと一方の吸引経路Ｒ１とを連通させる開口部１５Ｃと、集塵機本体ケース１０の吸引口部１２と他方の吸引経路Ｒ２とを連通させる開口部１５Ｄと、他方の吸引経路Ｒ２に位置する中間フィルタ９の下流に設けた開口部１５Ｅと、ブロワー８Ａの吸引口部８Ｃと他方の吸引経路Ｒ２とを連通させる開口部１５Ｅとに、それぞれ一つずつ合計６つ設けた。

前記６つの切替え弁１４Ａ〜１４Ｆは、操作棒１６に取り付けられ、相互に連動してスライド動作するように構成されている。図４のように、一方の吸引経路Ｒ１側の３つの切替え弁１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃがそれぞれ対応する開口部１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃから離れ、かつ、他方の吸引経路Ｒ２側の３つの切替え弁１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆがそれぞれ対応する開口部１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆを塞いでいるときは、一方の吸引経路Ｒ１が有効となる。

この場合、集塵機本体ケース１０の吸引口部１２から吸引された外部の空気は、一方の吸引経路Ｒ１を通ってブロワー８Ａの排気口部８Ｄから外部へ排気される。このため、一方の吸引経路Ｒ１に設けたフィルタ３と予備フィルタ１、中間フィルタ９が捕集に使用される。他方の吸引経路Ｒ２に設けたフィルタ３と予備フィルタ１、中間フィルタ９はメンテナンス可能となる。

逆に、一方の吸引経路Ｒ１側の３つの切替え弁１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃがそれぞれ対応する開口部１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを塞ぎ、かつ、他方の吸引経路Ｒ２側の３つの切替え弁１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆがそれぞれ対応する開口部１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆから離れているときは、他方の吸引経路Ｒ２が有効となる。

この場合、集塵機本体ケース１０の吸引口部１２から吸引された外部の空気は、他方の吸引経路Ｒ２を通ってブロワー８Ａの排気口部８Ｄから外部へ排気される。このため、他方の吸引経路Ｒ２に設けたフィルタ３と予備フィルタ１、中間フィルタ９が捕集に使用される。一方の吸引経路Ｒ１に設けたフィルタ３と予備フィルタ１、中間フィルタ９はメンテナンス可能となる。

（３）本集塵機２Ｃにおいては、ブロワー８Ａのメンテナンス性の向上を図るため、ブロワー８Ａとそのモータ８Ｂを集塵機本体ケース１０内の下部に配置し、ブロワー８Ａの着脱を容易に行えるようにした。

以上説明した図３、図４の集塵機２Ｂ、２Ｃによると、予備フィルタ１がフィルタ３の前段で、気化した粘着シート成分を捕集するから、気化した粘着シート成分の付着によるフィルタ３の目詰まりが減り、フィルタ３を長期間使用することが可能となる。また、気化した粘着シート成分の付着によるブロワー８Ａの汚染状況が格段によくなり、ブロワー８Ａの分解洗浄回数が減り、洗浄時間の短縮も図れる。更に予備フィルタ１のパンチングプレート５は洗浄後、再使用可能であるため、ランニングコストの低減も図れる。

１予備フィルタ
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ集塵機
３集塵機のフィルタ
４貫通穴
５プレート（パンチングプレート）
６予備フィルタの吸引口部
７予備フィルタの排気口部
８吸引手段
８Ａブロワー
８Ｂモータ
８Ｃブロワーの吸引口部
８Ｄブロワーの排気口部
９中間フィルタ
１０集塵機本体ケース
１１フィルタケース
１２集塵機本体ケースの吸引口部
１３仕切り板
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆ切替え弁
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆ開口部
１６操作棒
Ｇギャップ
Ｒ吸引経路
Ｒ１吸引経路
Ｒ２吸引経路

Claims

貫通穴を有する複数のプレートが所定ギャップを有して多段に配置され、隣り合うプレートの貫通穴の位置が相互に一致しないように設けられる集塵機用予備フィルタの使用方法であって、
気化した粘着シート成分を捕集する手段として前記予備フィルタを所定期間使用する段階と、
前記予備フィルタの所定期間使用後に、前記複数のプレートのうち最前段から最後段のプレートまでの間に位置する一部のプレートを取り外して洗浄する段階と、
取り外した前記プレートより前に位置する全てのプレートを最後段のプレートの方向へシフトして、洗浄後の前記プレートを前記複数のプレートの最前段に再配置する段階と、を含むこと
を特徴とする集塵機用予備フィルタの使用方法。