JP6076032B2 - オイルミスト除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気に含まれるオイルミストを除去するオイルミスト除去装置に関する。

従来から、切削機等の工業機械の設備内で発生したミスト状の油であるオイルミストを除去するために、オイルミスト除去装置によりフィルタでオイルミストを吸収することが一般的に行われている（例えば特許文献１参照）。図７は、従来のオイルミスト除去装置の縦断面図である。従来のオイルミスト除去装置１００は、図７に示すように、吸気口１０２及び排気口１０３が形成された本体ケース１０１と、本体ケース１０１内に配置され、オイルミストを含む空気を回転により吸気口１０２から吸引して排気口１０３に送る羽根車１０４と、本体ケース１０１内において羽根車１０４と排気口１０３との間に配置された筒状のフィルタ１０５とを備えており、羽根車１０４の回転により吸引された空気がフィルタ１０５を通過して排気口１０３から排出されるように構成されている。このような従来の構成によれば、オイルミストを含む空気が筒状のフィルタ１０５を通過するときに、オイルミストがフィルタ１０５によって捕集され、オイルミストが除去された新鮮な空気が排気口１０３から排出される。

特開２００５−１９９１７０号公報

しかしながら、上記のような従来のオイルミスト除去装置１００では、空気が筒状のフィルタ１０５を通過するときに、フィルタ１０５の空気抵抗によりフィルタ１０５を通過する空気に圧力損失が生じ、空気がスムーズに流れなくなることがあった。特に、フィルタ１０５によりオイルミストを除去することができるが、切削機等で発生した切粉や研磨粉等により、フィルタ１０５に目詰まりが生じると、更に、圧力損失が上昇し、処理風量が低下することが発生していた。そこで、処理風量を長期間維持して、オイルミストの除去効率を高めることが要望されていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、空気をスムーズに流しつつ、オイルミストを効率的に除去することができるオイルミスト除去装置の提供を目的とする。

本発明のオイルミスト除去装置は、上記課題を解決するためのものであり、オイルミストを含む空気からオイルミストを除去するオイルミスト除去装置であって、吸気口及び排気口が形成された本体ケースと、前記本体ケース内に配置され、オイルミストを含む空気を回転により前記吸気口から吸引して前記排気口に送る羽根車と、前記本体ケース内において前記羽根車と前記排気口との間に配置された外側管及び内側管と、を備え、前記外側管が前記内側管を取り囲むように配置されており、前記本体ケースと前記外側管との間に第１流路が形成され、前記外側管と前記内側管との間に第２流路が形成されており、前記羽根車の回転により吸引された空気が前記第１流路から前記第２流路へ流れて前記排気口から排出される。

このような構成によれば、空気が第１流路及び第２流路を流れる過程で、外側管及び内側管の周方向に沿って旋回流を作ることで、遠心分離効果が発生し、この遠心分離によりオイルミストを効率的に除去することができる。また、外側管及び内側管を配置したことにより、外側管及び内側管の周方向に沿って流れる旋回流が衰えることがなく、長時間にわたって旋回流の勢いを維持することができる。これにより、長時間にわたって勢いのある旋回流によりオイルミストを遠心分離することができる。また、空気が第１流路から第２流路へ流れて排気口から排出される過程で、例えば従来技術のフィルタ等により空気の流れが阻害されることがないので、旋回流の勢いが衰えることがなく、空気をスムーズに流すことができる。よって、本発明のオイルミスト除去装置によれば、空気をスムーズに流しつつ、オイルミストを効率的に除去することができる。このように、本発明のオイルミスト除去装置は、羽根車が作り出した旋回流を長期的に維持する第１流路と第２流路、及びその旋回流から発生する遠心分離効果で、オイルミストを効率的に除去するという点に着目し、成し得た発明である。

また、上記のオイルミスト除去装置において、前記外側管及び前記内側管の少なくとも一方が、空気の流れ方向に沿って傾斜していることが好ましい。

また、前記羽根車と前記外側管との間に配置された隔壁を備え、前記隔壁には、前記羽根車の回転により吸引された空気が通過する少なくとも１つの連通口が形成されていることが好ましい。

また、前記吸気口を覆うように前記本体ケースに固定されたコレクタケースと、前記コレクタケース内に配置されたコレクタと、を備え、前記コレクタは、空気が衝突する一次衝突板及び二次衝突板を備えていることが好ましい。

本発明のオイルミスト除去装置によれば、空気をスムーズに流しつつ、オイルミストを効率的に除去することができる。

本発明の一実施形態に係るオイルミスト除去装置の縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るオイルミスト除去装置の一部を断面で示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）外側管の斜視図、及び、（ｂ）内側管の斜視図である。 他の実施形態に係るオイルミスト除去装置の縦断面図である。 更に他の実施形態に係るオイルミスト除去装置の縦断面図である。 従来のオイルミスト除去装置の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るオイルミスト除去装置の縦断面図であり、図２は、オイルミスト除去装置の一部を断面で示す斜視図であり、図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。このオイルミスト除去装置１は、オイルミストを含む空気からオイルミストを除去する装置であり、図１及び図２に示すように、本体ケース２と、本体ケース２の前側（上流側）に固定されたコレクタケース５とを備えている。図１に示す実施形態では、図の左側が前側（上流側）で右側が後側（下流側）である。また、オイルミスト除去装置１は、本体ケース２内に配置された電動機４、羽根車３、外側管１１及び内側管１２を備えている。

本体ケース２は、筒状の胴部カバー２３と、胴部カバー２３の前端部に固定されたフロントカバー２４と、胴部カバー２３の後端部に固定されたリヤカバー２５と、内部に配置された隔壁２６とを備えており、フロントカバー２４の中央部に吸気口２１が形成され、リヤカバー２５の中央部に排気口２２が形成されている。本体ケース２の内部は、胴部カバー２３に固定された隔壁２６により前側（上流側）の羽根車室３１と後側（下流側）の分離室２９とに区切られており、羽根車室３１は吸気口２１を介してコレクタケース５の内部と連通しており、分離室２９は排気口２２を介して外部と連通している。また、排気口２２には排気管３４が接続されており、排気口２３から排出された空気か排気管３４を通過して外部に排出される。この排気管３４は、湾曲しており、内部に金属フィルタ３４１が配置されている。また、隔壁２６には、羽根車室３１と分離室２９とをつなぐ連通口３３が電動機４の周囲において周方向に沿って並んで複数形成されており、連通口３３を介して羽根車室３から分離室２９へ空気が流れるように構成されている。また、胴部カバー２３の下部には、下方に張り出すようにオイル流下部２７が形成されており、分離室２９で分離されたオイルがオイル流下部２７に流下するように構成されている。また、オイル流下部２７には、オイルを外部に排出するための排油口２８が形成されている。

電動機４は、ハウジング４２と、ハウジング４２から突出する回転軸４１とを備えており、回転軸４１が空気流れの上流側（図１の左側）に向いた状態で分離室２９の中央部に配置され、ハウジング４２が第１隔壁２６に固定されている。この電動機４は、電力により回転軸４１が回転し、羽根車３を回転駆動する。

羽根車３は、羽根車室３１に配置され、電動機４の回転軸４１に固定されており、回転軸４１の回転により回転し、オイルミストを含む空気を回転により吸気口２１から吸引して排気口２２に送ることができる。羽根車３としては特に限定されるものではないが、空気流に遠心力を加える観点から遠心式のものを好ましく用いることができ、本実施形態ではパドルファン形式の遠心式の羽根車３を用いている。また、羽根車３と排気口２２との間に、電動機４、外側管１１及び内側管１２が配置されている。

図４は、（ａ）外側管の斜視図、及び、（ｂ）内側管の斜視図である。外側管１１は、小径の基端部１１１と、大径の先端部１１２とを備え、基端部１１１から先端部１１２に向かって拡開するように筒状に形成され、両端部が開口している。また、内側管１２も同様に、小径の基端部１２１と、大径の先端部１２２とを備え、基端部１２１から先端部１２２に向かって拡開するように筒状に形成され、両端部が開口している。この外側管１１及び内側管１２は、分離室２９（隔壁２６とリヤカバー２５との間）に配置されている。また、外側管１１及び内側管１２は電動機４を取り囲むように配置されており、外側管１１は胴部２３の内側に配置され、内側管１２は外側管１１の内側に配置されており、外側管１１が内側管１２の一部を覆い、内側管１２が電動機４の一部を覆うように、互いに重なり合って配置されている。また、内側管１２は排気口２２を取り囲むように配置されている。また、外側管１１は、基端部１１１が第１隔壁２６に固定され、先端部１１２がリヤカバー２５に向かって延びており、胴部２３と外側管１１との間に第１流路１３が形成されている。一方、内側管１２は、基端部１２１がリヤカバー２５に固定され、先端部１２２が第１隔壁２６に向かって延びており、外側管１１と内側管１２との間に第２流路１４が形成されている。また、内側管１２と電動機４のハウジング４２との間には第３流路１５が形成されている。

第１流路１３、第２流路１４及び第３流路１５は、この順で連通しており、羽根車３により本体ケース２内に吸引された空気が、羽根車室３１から連通口３３を通って第１流路１３に流入し、第１流路１３から第２流路１４を経て第３流路１５に流れるように構成されている。第１流路１３と第２流路１４、及び、第２流路１４と第３流路１５は、それぞれ空気の流れ方向が対向しており、空気は、第１流路１３、第２流路１４及び第３流路１５の順に蛇行しながら流れてゆく。また、第１流路１３、第２流路１４及び第３流路１５を流れる空気は、外側管１１及び内側管１２の周方向に沿って回転しながら旋回流となって渦を巻くように流れてゆく。

また、外側管１１は、空気の流れ方向に沿って、基端部１１１から先端部１１２に向かって外側に傾斜して延びるように配置されており、これにより第１流路１３は、空気の流れ方向に沿って狭くなるように形成されている。また、内側管１２も同様に、空気の流れ方向に沿って、基端部１２１から先端部１２２に向かって外側に傾斜して延びるように配置されており、これにより第２流路１４は、空気の流れ方向に沿って狭くなるように形成されている。また、第３流路１５も、内側管１２の傾斜により空気の流れ方向に沿って狭くなるように形成されている。

コレクタケース５は、本体ケース２のフロントカバー２４に固定されており、その内部にはコレクタ５０が配置されている。また、コレクタケース５は、前側（上流側）の中央部に吸気口５６が形成され、後側（下流側）が本体ケース２の吸気口２１を覆うように配置されており、コレクタケース５の吸気口５６から吸引された空気がコレクタ５０を通過して、本体ケース２の吸気口２１に流れるように構成されている。また、コレクタケース５の内部にはコレクタ保持部材５９が固定されており、このコレクタ保持部材５９によりコレクタ５０が保持されている。

コレクタ５０は、中央の支持板５３と、支持板５３に支持された１次衝突板５１、２次衝突板５２及び金属フィルタ５４を備えている。支持板５３には連通口５５が形成されており、コレクタケース５内に吸引された空気が連通口５５を通過して下流側へ流れるように構成されている。１次衝突板５１は、表面が吸気口５６に対向するように支持板５３の前方に配置されており、吸気口５６から吸引された空気が１次衝突板５１に衝突するように構成されている。また、２次衝突板５２は、表面が連通口５５に対向するように支持板５３の後方に配置されており、連通口５５を通過した空気が２次衝突板５２に衝突するように構成されている。空気が１次衝突板５１及び２次衝突板５２に衝突すると、この衝突の衝撃により空気に含まれる粗いダストや大きいオイルミストが空気から分離して下方に落下する。また、２次衝突板５２の下端部と支持板５３との間には間隙６０が形成されており、２次衝突板５２に衝突した空気が間隙６０を通過して下流側へ流れるように構成されている。

金属フィルタ５４は、支持板５３と２次衝突板５２との間に配置されており、コレクタ５０の上流側から下流側へ流れてゆく空気が金属フィルタ５４を通過するように構成されている。また、金属フィルタ５４は、例えば複数のアルミ線を絡ませることにより形成されており、金属フィルタ５４を通過する空気からオイルミストやダストを捕集することができる。また、コレクタケース５の下部には、下方に張り出すようにオイル流下部５７が形成されており、コレクタケース５内で捕集されたオイルがオイル流下部５７に流下するように構成されている。また、オイル流下部５７には、オイルを外部に排出するための排油口５８が形成されている。

次に、上記のような構成を備えるオイルミスト除去装置１によりオイルミストを除去する方法について説明する。オイルミストを除去するときは、まず電動機４を作動させることにより、回転軸４１に取り付けられた羽根車３を回転させる。そうすると、羽根車３の回転により空気流が生じ、外部の空気が吸気口５６を介してコレクタケース５内に吸引される。この空気には、オイルミストやダストが含まれており、このオイルミストやダストも空気と共にコレクタケース５内に吸引される。コレクタケース５内に吸引された空気は、まず１次衝突板５１に衝突し、その後、連通口５５を通過して２次衝突板５２に衝突し、間隙６０を通過してコレクタ５０の後側（下流側）へ流れてゆく。また、この空気は金属フィルタ５４も通過する。このとき、１次衝突板５１及び２次衝突板５２に空気が衝突した衝撃により、空気に含まれる粗いダストや大きいオイルミストが空気から分離して下方に落下する。また、金属フィルタ５４により空気に含まれる粗いダストや大きいオイルミストが捕集される。金属フィルタ５４に捕集されたオイルミストは、この金属フィルタ５４に沿って下方へ流れてゆき、オイル流下部５７に流下して排油口５８から外部に排出される。これにより、空気に含まれるダストやオイルミストの一部が除去されるが、細かいダストや小さいオイルミストは、まだ空気に含まれたままになっている。

その後、コレクタ５０の下流側へ流れた空気は、羽根車３の回転により本体ケース２の吸気口２１を介して本体ケース２内の羽根車室３１内に吸引される。また、この空気は、羽根車室３１から隔壁２６の連通口３３を通過して分離室２９へ流れてゆく。分離室２９へ流れた空気は、まず第１流路１３へ流れ、その後、第２流路１４及び第３流路１５へ流れてゆき、排気口２２を介して排気管３４へ流れ、外部へ排出される。このとき、第１流路１３、第２流路１４及び第３流路１５を通過する空気は、外側管１１及び内側管１２の周方向に沿って回転しながら旋回流となって排気口２２へ流れてゆく。そして、空気が回転しながら流れてゆく過程で、旋回流の遠心力により、空気に含まれるオイルミストやダストが外側管１１及び内側管１２の径方向外方へ遠心分離する。これにより、空気からオイルミストやダストを遠心分離して除去することができ、排気口２２から新鮮な空気を排出することができる。また、遠心分離されたオイルミストは、外側管１１及び内側管１２の内面に吸着し、外側管１１及び内側管１２に沿って流れてゆき、オイル流下部２７へ流下してゆく。また、細かいダストもオイルミストと共にオイル流下部２７へ流下してゆく。そして、オイル流下部２７へ流れたオイルミストおよびダストは、排油口２８から外部に排出される。このようにして、オイルミストを空気から除去することができる。

以上のようなオイルミスト除去装置１によれば、本体ケース２内において羽根車３と排気口２２との間に配置された外側管１１及び内側管１２を備え、外側管１１が内側管１２を取り囲むように配置されており、本体ケース２と外側管１１との間に第１流路１３が形成され、外側管１１と内側管１２との間に第２流路１４が形成されており、羽根車３の回転により吸引された空気が第１流路１３から第２流路１４へ流れて排気口２２から排出されるように構成されているので、空気が第１流路１３及び第２流路１４を流れる過程で、外側管１１及び内側管１２の周方向に沿って回転しながら流れてゆき、この空気の回転（旋回流）により、空気に含まれるオイルミストを遠心分離により除去することができる。また、外側管１１及び内側管１２を配置したことにより、外側管１１及び内側管１２の周方向に沿って流れる旋回流が衰えることがなく、長時間にわたって旋回流の勢いを維持することができる。これにより、長時間にわたって勢いのある旋回流によりオイルミストを遠心分離することができる。したがって、遠心分離によりオイルミストを確実に除去することができるので、オイルミストの除去効率を高めることができる。また、空気が第１流路１３から第２流路１４へ流れて排気口２２から排出される過程で、例えば従来技術のフィルタ等により空気の流れが阻害されることがないので、旋回流の勢いが衰えることがなく、空気をスムーズに流すことができる。よって、本発明のオイルミスト除去装置１によれば、空気をスムーズに流しつつ、オイルミストを効率的に除去することができる。

また、外側管１１及び内側管１２が空気の流れ方向に沿って傾斜しているので、遠心分離して外側管１１及び内側管１２に付着したオイルミストを外側管１１及び内側管１２に沿ってスムーズに流すことができる。これにより、オイルミストをより効率的に除去することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、外側管１１及び内側管１２が傾斜している構成であったが、オイルミストを除去することができればこの構成に限定されるものではなく、図５に示すように、外側管１１及び内側管１２が傾斜せずに、空気の流れ方向に沿って直線的に延びる構成であってもよい。この場合、外側管１１は、基端部１１１と先端部１１２とが同じ径になるように形成されており、拡開していない。また、内側管１２も同様に、基端部１２１と先端部１２２とが同じ径になるように形成されており、拡開していない。なお、図５において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

また、上記実施形態では外側管１１及び内側管１２の両者が傾斜している構成であったが、この構成に限定されず、外側管１１及び内側管１２のいずれか一方が傾斜している構成であってもよく、例えば図６に示すように、内側管１２のみが傾斜して延びており、外側管１１が直線的に延びる構成であってもよい。また、外側管１１のみが傾斜している構成であってもよい。この場合、外側管１１及び内側管１２の一方のみが拡開するように形成されている。なお、図６において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

また、コレクタ５０の構成は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上下端が開口して縦方向に延びる複数のエアパスを備える構成であってもよい。また、積層された複数の樹脂フィルタを備える構成であってもよい。

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明が本実施例に限定されるものではない。

（実施例）
実施例として、図１に示すオイルミスト除去装置１を用いて空気に含まれるオイルミストを除去した。具体的には、コレクタケース５の吸気口５６に向けてオイルミストを含む空気を噴霧し、このオイルミストをオイルミスト除去装置１により除去した。また、このとき、電動機４の出力を０．７５ｋＷとし、羽根車３の外径をφ３００ｍｍとし、羽根車３の幅を６０ｍｍとした。そして、コレクタケース５の吸気口５６近傍の最大風量及び最大静圧を測定した。また、オイルミストの捕集効率を測定した。このオイルミストの捕集効率は、「オイルミスト除去装置１により回収したオイルミストの質量／吸気口５６に噴霧したオイルミストの質量」として求めた。なお、オイルミスト除去装置１により回収したオイルミストは、オイルミスト除去装置内に付着したオイルと排出口２８および排出口５８から排出されたオイルを足し合わせたものとした。その結果、最大風量は６．６ｍ^３／ｍｉｎであり、最大静圧は１．４９ｋＰａであった。また、オイルミストの捕集効率は９８．７２％であった。

（比較例）
比較例として、図１に示すオイルミスト除去装置１から外側管１１及び内側管１２を取り除いたオイルミスト除去装置を用いて空気に含まれるオイルミストを除去した。その他は、上記の実施例と同じ条件とした。その結果、最大風量は５．６ｍ^３／ｍｉｎであり、最大静圧は１．４３ｋＰａであった。また、オイルミストの捕集効率は９７．９４％であった。

よって、実施例のオイルミスト除去装置により、比較例よりもオイルミストの捕集効率が向上したことを確認できた。また、空気がスムーズに流れることを確認できた。

１ オイルミスト除去装置
２ 本体ケース
３ 羽根車
４ 電動機
５ コレクタケース
１１ 外側管
１２ 内側管
１３ 第１流路
１４ 第２流路
１５ 第３流路
２１ 吸気口
２２ 排気口
２６ 隔壁
５０ コレクタ
５１ 一次衝突板
５２ 二次衝突板

Claims (4)

1. オイルミストを含む空気からオイルミストを除去するオイルミスト除去装置であって、
   吸気口及び排気口が形成された本体ケースと、
   前記本体ケース内に配置され、オイルミストを含む空気を回転により前記吸気口から吸引して前記排気口に送る羽根車と、
   前記本体ケース内において前記羽根車と前記排気口との間に配置された外側管及び内側管と、を備え、
   前記外側管は、前端部が前記本体ケースの内部に配置された隔壁に固定され、後端部が前記本体ケースの後端部に向かって延びており、
   前記内側管は、後端部が前記本体ケースの後端部に固定され、前端部が前記隔壁に向かって延びており、
   前記外側管が前記内側管を取り囲むように配置されており、
   前記本体ケースと前記外側管との間に第１流路が形成され、前記外側管と前記内側管との間に第２流路が形成されており、
   前記羽根車の回転により吸引された空気が前記第１流路から前記第２流路へ流れて前記排気口から排出される、オイルミスト除去装置。
2. 前記外側管及び前記内側管の少なくとも一方が、空気の流れ方向に沿って外側に傾斜している、請求項１に記載のオイルミスト除去装置。
3. 前記羽根車と前記外側管との間に配置された隔壁を備え、
   前記隔壁には、前記羽根車の回転により吸引された空気が通過する少なくとも１つの連通口が形成されている、請求項１又は２に記載のオイルミスト除去装置。
4. 前記吸気口を覆うように前記本体ケースに固定されたコレクタケースと、
   前記コレクタケース内に配置されたコレクタと、を備え、
   前記コレクタは、空気が衝突する一次衝突板及び二次衝突板を備えている、請求項１から３のいずれかに記載のオイルミスト除去装置。