本发明涉及旋风式集尘装置，该旋风式集尘装置在筒形壳体内具备由螺旋引导件分隔出的螺旋形流路和喷出水雾的喷嘴，是通过螺旋形流路的空气所包含的去除对象颗粒与水雾结合并利用离心力聚集于筒形壳体的内侧面而进行回收。
背景技术：
以往，作为这种旋风式集尘装置，已知有将多个喷嘴沿着螺旋形流路以一定模式分散配置的结构(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-020129号公报(参照图2)
技术实现要素：
发明要解决的课题
然而，在上述旋风式集尘装置中，集尘效率不够，谋求集尘效率的提高。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种集尘效率高于以往的旋风式集尘装置。
用于解决课题的方案
为了达成上述目的而完成的本发明的旋风式集尘装置在筒形壳体内具备由螺旋引导件分隔出的螺旋形流路和喷出水雾的喷嘴，使通过所述螺旋形流路的空气所包含的去除对象颗粒与所述水雾结合并利用离心力聚集于所述筒形壳体的内侧面而进行回收，其中，所述旋风式集尘装置具备喷嘴集合部，该喷嘴集合部通过在包含所述筒形壳体的中心轴在内的面与所述螺旋形流路的一部分交叉而成的纵剖面内配置多个所述喷嘴而形成，并且从多个所述喷嘴向所述纵剖面内喷出所述水雾。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的旋风式集尘装置的立体图。
图2是节流部形成构件的立体图。
图3是喷嘴集合部的局部放大立体图。
图4是第二实施方式的节流部形成构件的立体图。
图5是第三实施方式的节流部形成构件的立体图。
图6是第四实施方式的节流部形成构件的立体图。
图7是第五实施方式的节流部形成构件的侧剖视图。
图8(a)是实施品1的颗粒1的第一分布图，图8(b)是颗粒2的第二分布图。
图9(a)是比较品1的颗粒1的第一分布图，图9(b)是颗粒2的第二分布图。
附图标记说明：
10旋风式集尘装置；
12筒形壳体；
14a中心管(中心构件)；
15螺旋引导件；
16螺旋形流路；
16a纵剖面；
17c中间架桥部；
17d分隔构件；
19节流部；
22、30喷嘴；
50、50v、50w、50x喷嘴集合部；
51a、51b分割区域；
j1中心轴。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，基于图1～图3对本发明的第一实施方式进行说明。本实施方式的旋风式集尘装置10用于净化从未图示的涂装室排出的空气。在该涂装室内，涂装机器人朝向工件喷出雾状的涂料(以下，称为“涂料雾”)来进行涂装。另外，涂装室的顶棚呈网眼状，地板呈帘子状。此外，地板下被具有多个贯通孔的中间板沿上下分隔，并且，水在中间板上蔓延。而且，从顶棚整体流下的空气与未涂敷的涂料雾一起向地板下流入，涂料雾的一部分被中间板上的水捕获，包含该一部分以外的涂料雾的空气从中间板下的腔室向大致水平延伸的排气兼排液管道11排出。另外，中间板上的水从贯通孔溢出而向下方的排气兼排液管道11流入。
如图1所示，本实施方式的旋风式集尘装置10具备在排气兼排液管道11的末端部之上立起的圆筒状的筒形壳体12。筒形壳体12的下端部开放，与排气兼排液管道11内连通。在筒形壳体12的上端部具备向内侧伸出的圆环状的内向凸缘13，该内向凸缘13的内侧成为旋风式集尘装置10的排气口13a。而且，包含涂料雾的空气从下端部向筒形壳体12流入，去除涂料雾后从上端的排气口13a排出。在本实施方式中，该空气所包含的涂料雾的颗粒相当于本发明的“去除对象颗粒”。
在筒形壳体12的中心部具备中心管14a。中心管14a从筒形壳体12的下端部延伸至靠上端的位置且上端部被堵塞。另外，配水管14b在排气兼排液管道11的一侧面的靠上端的位置贯穿，该配水管14b的前端部与中心管14a的下端部连接。而且，从未图示的泵通过配水管14b向中心管14a供给水。需要说明的是，在本实施方式中，中心管14a相当于本发明的“中心构件”。
另外，在筒形壳体12收容有螺旋引导件15。螺旋引导件15在中心管14a的周围卷绕例如大致两周半。而且，螺旋引导件15的外缘部与筒形壳体12的内侧面抵接，在筒形壳体12内形成有螺旋形流路16。另外，螺旋引导件15的上缘部15a配置在筒形壳体12的靠上端的位置。另一方面，螺旋引导件15的下缘部15b位于筒形壳体12的下表面的开口面内，在排气兼排液管道11中沿着与空气的流动方向正交的方向(即，宽度方向)延伸。此外，螺旋引导件15的下部以在排气兼排液管道11的空气的流动方向上从下缘部15b渐渐上升的方式倾斜。
在螺旋形流路16的上游侧端部装配有节流部形成构件20。节流部形成构件20具有嵌入到螺旋形流路16的上游侧端部的支承框体17。具体而言，在包含筒形壳体12的中心轴j1和螺旋引导件15的下缘部15b在内的面与螺旋形流路16的上游侧端部交叉而成的纵剖面16a内配置有支承框体17。
如图2所示，支承框体17构成为，由沿着纵剖面16a的上缘部延伸的上端架桥部17a将沿着纵剖面16a的两侧缘部在上下方向延伸的一对腿部17b、17b的上端部之间连接，并且，由中间架桥部17c将一对腿部17b、17b各自的上下方向的大致中央部之间连接。而且，一方的腿部17b借助螺钉固定于中心管14a，另一方面，另一方的腿部17b借助螺钉固定于筒形壳体12。另外，上端架桥部17a与上侧的螺旋引导件15的下表面抵接。此外，纵剖面16a被中间架桥部17c分隔为一对分割区域51a、51b。需要说明的是，中心管14a中的用于固定腿部17b的螺纹孔以不贯穿的方式形成或者被密封件封闭。在本实施方式中，中间架桥部17c相当于本发明“分隔构件”。
在支承框体17的上侧的两角部固定有三角肋18、18。而且，由支承框体17和三角肋18、18将螺旋形流路16的始端部缩径而形成节流部19。
在中间架桥部17c的长度方向的中央部具备在节流部19内呈放射状地喷出水雾的四个喷嘴22而形成喷嘴集合部50。具体而言，如图3所示，例如，在中间架桥部17c，相对于上下方向呈45度倾斜的一对贯通孔21a、21a以相互正交的状态贯穿形成。而且，在这些贯通孔21a、21a的两端部拧入有喷雾用的喷嘴22。另外，从贯通孔21a、21a彼此的交叉部分到中间架桥部17c的后面形成有连通孔21b，在该连通孔21b的后端开口安装有弯管接头23。此外，如图2所示，在中心管14a中的与弯管接头23对置的位置形成有贯通孔，在该贯通孔安装有直通接头24。而且，这些弯管接头23与直通接头24之间由管p连接。由此，从中心管14a向四个喷嘴22共有水并将水的雾气、即水雾呈放射状地喷出。
在中心管14a中的从节流部19沿着螺旋形流路16进展了90度卷绕的位置、从该位置进一步进展了180度卷绕的位置、从该进展了180度卷绕的位置进一步进展了180度卷绕的位置这三处位置，在成为上下的螺旋引导件15、15间的中央的位置处形成贯通孔，并拧入有喷嘴30。另外，在中心管14a中的一方的三角肋18的后方部分也形成有贯通孔，在该贯通孔也拧入有喷嘴30。而且，中心管14a内的水从各喷嘴30朝向筒形壳体12的内侧面喷出。
以上是与本实施方式的旋风式集尘装置10的结构相关的说明。接着，对该旋风式集尘装置10的作用效果进行说明。从涂装室排出的包含涂料雾的空气通过排气兼排液管道11向旋风式集尘装置10的筒形壳体12流入。然后，在筒形壳体12内对空气喷出水雾，包含水雾和涂料雾的状态的空气沿着螺旋形流路16一边回旋一边上升。在该回旋的离心力的作用下，空气中的气体分子以外的颗粒聚集于筒形壳体12的内侧面侧。另外，颗粒越重，则越受到大的离心力而靠近筒形壳体12的内侧面侧。因此，为了去除涂料雾，优选涂料雾的颗粒与水雾的颗粒结合而变大。
在此，若旋风式集尘装置10是与多个喷嘴沿着螺旋形流路16以一定模式分散配置的现有结构同样的构造，则水雾的颗粒未遍及空气整体，与涂料雾未充分地混合。另外，由于空气在螺旋形流路16内成为层流状态，因此，即便分离的涂料雾和水雾向下游侧移动，也无法充分地混合。因此，涂料雾的颗粒与水雾的颗粒的结合未得到进展，涂料雾的集尘效率变低。
与此相对，本实施方式的旋风式集尘装置10具备节流部形成构件20和喷嘴集合部50。而且，如图2所示，利用节流部形成构件20的中间架桥部17c将纵剖面16a分隔为上下两个分割区域51a、51b，构成喷嘴集合部50的四个喷嘴22各自分担上侧的分割区域51a的左侧大致一半的区域、右侧大致一半的区域、下侧的分割区域51b的左侧大致一半的区域以及右侧大致一半的区域，向各区域喷出水雾。即，能够以多个喷嘴22分担的方式向螺旋形流路16的共通的纵剖面16a的大致整体喷出水雾。由此，与多个喷嘴沿着螺旋形流路16以一定模式分散配置的现有结构相比，能够抑制不接受水雾而通过喷嘴的空气的量，能够提高空气中的去除对象颗粒与水雾的颗粒的混合率。
另外，喷嘴集合部50配置于螺旋形流路16的上游侧端部，空气在通过螺旋形流路16的初始阶段与水雾和涂料雾混合。此外，通过具备节流部形成构件20而使空气成为乱流，易于混合。另外，利用节流部形成构件20使螺旋形流路16的纵剖面16a缩径而形成节流部19，与其他部分相比，空气的通过面积变小，因此，水雾容易遍及纵剖面16a整体。另外，如后述那样通过模拟可知，水雾难以遍及螺旋形流路16的角部。与此相对，在本实施方式的旋风式集尘装置10中，通过将三角肋18、18配置于纵剖面16a的角部，减少了水雾难以遍及的部位，能够有效地提高涂装雾的颗粒与水雾的颗粒的混合率。
这样，根据本实施方式的旋风式集尘装置10，涂装雾的颗粒与水雾的颗粒的混合率提高，去除对象颗粒与水雾的颗粒容易结合，去除对象颗粒的集尘效率与以往相比提高。
另外，筒形壳体12内的多个喷嘴22、30的整体偏向于螺旋形流路16的靠上游的位置，因此，抑制了水雾向旋风式集尘装置10外的释放。由此，能够抑制在从旋风式集尘装置10释放出的空气的排出路径中配置的管道和排气风扇的腐蚀及漏水。此外，在该旋风式集尘装置10中，能够通过卸下节流部形成构件20而容易对内部进行清扫。
需要说明的是，从旋风式集尘装置10的排气口13a排出的空气的一部分向大气排出，剩余部分在利用公知设备调整湿度及温度之后向涂装室输送而进行再利用。另外，从涂装室向排气兼排液管道11排出的水由公知设备净化之后向涂装室输送，或者从配水管14b向中心管14a输送而进行再利用。
[第二实施方式]
本实施方式示于图4，节流部形成构件20x的结构与第一实施方式不同。具体而言，节流部形成构件20x构成为，从所述第一实施方式的节流部形成构件20中排除了三角肋18、18，在中间架桥部17c的上表面与下表面分别具备多个喷嘴22而形成喷嘴集合部50v。而且，中间架桥部17c的上表面的多个喷嘴22朝向上方喷出水雾，另一方面，中间架桥部17c的下表面的多个喷嘴22朝向下方喷出水雾。根据本实施方式的结构，也起到与第一实施方式同样的作用效果。
[第三实施方式]
本实施方式示于图5(a)，从所述第二实施方式中排除了中间架桥部17c，在一对腿部17b、17b的对置面分别以排列为一纵列的方式具备多个喷嘴22，由这些喷嘴22构成喷嘴集合部50w。而且，这些喷嘴22朝腿部17b、17b的对置方向喷出水雾。根据本实施方式的结构，也起到与第一实施方式同样的作用效果
需要说明的是，也可以不像上述那样在支承框体17的腿部17b、17b配置多个喷嘴22，而是如图5(b)所示的喷嘴集合部50x那样在支承框体17的上端架桥部17a配置多个喷嘴22，仅从上方对螺旋形流路16喷出水雾。
[第四实施方式]
本实施方式示于图6，节流部形成构件20v的结构与第一实施方式不同。具体而言，对于节流部形成构件20v，代替所述第一实施方式的三角肋18转而将与螺旋形流路16的纵剖面16a大致相同形状的板构件40固定于支承框体17。另外，在该板构件40的中央形成有圆形的中心孔40a，在该中心孔40a的中央部配置有前述的喷嘴22。根据本实施方式的结构，也起到与第一实施方式同样的作用效果。
[第五实施方式]
本实施方式示于图7，节流部形成构件20w的结构与第四实施方式不同。具体而言，对于节流部形成构件20w，代替所述第四实施方式的板构件40转而将漏斗构件41安装于支承框体17。该漏斗构件41形成为将第二实施方式的板构件40弯曲成漏斗状的形状。另外，以横切漏斗构件41的中心孔41a的方式安装有分隔构件17d，与所述第一实施方式同样地在该分隔构件17d具备多个喷嘴22。根据本实施方式的结构，也能够起到与第一及第二实施方式同样的作用效果。
[实施例]
利用模拟器如以下那样进行了实验。
a.实验方法
(1)将从前述的第一实施方式的旋风式集尘装置10排除了所有喷嘴30后的结构作为本发明的实施品1而设定于模拟器。
(2)将如下的结构作为比较品1而设定于模拟器：即，从前述的第一实施方式的旋风式集尘装置10排除了节流部形成构件20及喷嘴集合部50的喷嘴22和三角肋18的后侧的喷嘴30，将剩余的三个喷嘴30配置于喷嘴22所配置的螺旋形流路16的始端位置、从该始端位置沿着螺旋形流路16旋转了180度的位置、以及从该位置进一步沿着螺旋形流路16旋转了180度的位置。
(3)将涂料雾的颗粒设为颗粒1，另一方面，将水雾的颗粒设为颗粒2，将它们的大小、比重如以下那样设定于模拟器。
颗粒1：直径30～40[μm]，比重1
颗粒2：直径30～40[μm]，比重1
(4)在均等分布有颗粒1的空气以规定的第一风速向实施品1流入的情况下，求出筒形壳体12整体的规定的纵剖面中的颗粒1的分布图来作为第一分布图(图8(a))。
(5)在不包含颗粒1的空气以所述第一风速向实施品1流入的状态下从实施品1的喷嘴喷雾出颗粒2时，求出筒形壳体12整体的所述规定的纵剖面中的颗粒2的分布图来作为第二分布图(图8(b))。
(6)基于第一分布图和第二分布图，求出在实施品1的筒形壳体12整体的所述规定的剖面中存在涂料雾且不存在水雾的区域的面积比例来作为非混合率，将从100％减去该非混合率而得到的比例作为混合率来求出。
(7)在比较品1中，也同样地求出第一分布图(图9(a))、第二分布图(图9(b))及混合率。
b.实验结果
实施品1的涂料雾与水雾的混合率为91.2[％]，比较品1的涂料雾与水雾的混合率为75.6[％]。因此，根据本发明，能够确认空气所包含的涂料雾的颗粒与水雾的颗粒的混合率变高。而且，通过涂料雾的颗粒与水雾的颗粒的混合率变高，能够推断出它们易于结合，涂料雾的集尘效率与以往相比提高。
[其他实施方式]
本发明不局限于所述实施方式，例如，以下说明的实施方式也包含在本发明的技术范围内，此外，除了下述以外，在不脱离主旨的范围内能够加以各种变更来实施。
(1)所述实施方式的旋风式集尘装置10的筒形壳体12的剖面为圆形，但剖面也可以是多边形或椭圆形。
(2)所述实施方式的旋风式集尘装置10的筒形壳体12的中心轴j1沿铅垂方向延伸，但中心轴也可以呈水平状态，还可以相对于水平方向倾斜。
(3)所述第一及第二实施方式的中间架桥部17c沿横向延伸，但也可以构成为使中间架桥部17c沿纵向延伸，在其横向的两个面具备多个喷嘴22。
(4)在所述第一及第二实施方式中，中间架桥部17c将纵剖面16a分割为两个部分，但也可以构成为将纵剖面16a分割为三个以上的分割区域，在各分割区域分别由喷嘴22喷出水雾。
(5)所述第一及第二实施方式的中间架桥部17c为双臂梁构造，但也可以为单臂梁构造。具体而言，例如，也可以构成为在从配水管14b分支而呈单臂梁状延伸的分支管的上表面和下表面具备多个喷嘴22。
(6)另外，作为将螺旋形流路16的纵剖面16a缩径的构造，除了上述实施方式以外，例如也可以构成为利用四边形的板构件来覆盖纵剖面16a的上侧大致一半或者下侧大致一半或者左右的一侧的大致一半。
(7)所述实施方式的旋风式集尘装置10用于从空气中去除涂料雾的颗粒，但也可以将本发明应用于从空气中去除涂料雾以外的去除对象颗粒的旋风式集尘装置。