集尘装置的制作方法

本国际申请要求2014年7月3日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2014-137858号的优先权，以及2014年8月26日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2014-171588号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过引用而并入本文。

技术领域

本发明涉及利用过滤器去除气氛中的粉尘的集尘装置。

背景技术：

集尘装置是当空气通过过滤器时，利用过滤器捕获该空气中的粉尘(以下称为“过滤”。)的装置。因此，从空气中去除的粉尘以附着在过滤器表面的状态而进行沉积。

并且，专利文献1所述的集尘装置通过使气流方向与过滤时相反，而将附着于过滤器表面的粉尘去除(以下称为“除尘”。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实公平1-23540号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明的一个方面在于，希望提供一种采用与专利文献1所述的除尘方法不同的除尘方法的集尘装置。

解决问题的技术方案

本发明的一个方面为去除气氛中的粉尘的集尘装置，具备：过滤器、鼓风机、除尘装置、以及压力导入装置。过滤器从被取入到过滤室内的气氛中去除粉尘。鼓风机将气氛取入过滤室，并且产生从过滤器通过的气流。除尘装置对附着于过滤器的粉尘进行去除。压力导入装置在除尘装置动作时进行动作，并向处于过滤器下游侧的空气通道导入比该空气通道内的气压高的气压。

由此，在本发明的一个方面中，当通过使除尘装置动作而进行除尘时，会使隔着过滤器的下游侧与上游侧的气压差变小。由此，能够容易地将附着沉积于过滤器表面的粉尘去除。

即，大多数由过滤器捕获的粉尘会附着沉积于上游侧的过滤器的表面。在鼓风机运转从而使空气从过滤器通过的状态下，过滤器的上游侧比下游侧气压高。

并且，在鼓风机运转的状态下，附着沉积于过滤器表面的粉尘由于气压差而呈粘附在过滤器表面的状态。因此存在即使在鼓风机运转的状态下使除尘装置进行动作，也难以效率良好地进行除尘这样的问题。

对于上述问题，可以考虑例如“使除尘装置动作时使鼓风机停止从而减小气压差」这样的解決方法。但是该方法中，直至鼓风机停止气压差变小为止都不能使除尘装置动作。

对此，在本发明的一个方面中，由于在除尘装置动作时将高气压导入下游侧的空气通道，因此无需使鼓风机停止，便可以使气压差变小。所以，能够容易地将附着沉积在过滤器表面的粉尘去除。

此外，本发明的一个方面的集尘装置由于在除尘装置动作时将高气压导入下游侧的空气通道，因此在除尘装置动作时，既可以使鼓风机停止，也可以使鼓风机运转。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的集尘装置的概略结构的剖视图。

图2是表示本发明第1实施方式的集尘装置所使用的过滤器的结构的图。

图3是表示本发明第1实施方式的集尘装置在进行过滤时的状态的剖视图。

图4是表示本发明第1实施方式的集尘装置的概略结构的剖视图。

图5A是表示本发明实施方式的集尘装置所使用的加速装置的概略结构的剖视图；图5B是图5A的VB-VB剖视图。

图6是本发明第1实施方式的集尘装置所使用的加速装置的动作说明图。

图7是本发明第1实施方式的集尘装置所使用的加速装置的动作说明图。

图8是本发明第1实施方式的集尘装置所使用的加速装置的动作说明图。

图9是表示本发明第1实施方式的集尘装置在除尘时的状态的剖视图。

图10A以及图10B是表示本发明第2实施方式的集尘装置的概略结构的剖视图。

附图标记的说明

1…集尘装置；3…过滤器；3A…芯部件；3B…滤纸部件；

3C…封闭体；5…集尘壳体；5A…过滤室；7…除尘装置；

9…压力导入装置；9A…通道；9B…开闭阀；9C…致动器；

9D…铰链；11…鼓风机；11A…离心叶轮；11B…蜗壳；

11D…吸气口；11E…吹出口；13…分隔壁；13A…开口部；

15A…排气侧空间；15B…吸气侧空间；17…排气部；17A…排气口；

19…集尘部；71…蓄压部；73…加速装置；73A…喷射口；

73B…缩窄部；73D…膨胀部；73F…圆筒部；73C…窄缝部；73G…小孔；

73E…阀部；73H…外壳

具体实施方式

以下说明的“发明的实施方式”表示实施方式中的一例。即，权利要求所记载的特定事项等不限于下述实施方式示出的具体手段或结构等。

附加于各图中表示方向的箭号等是为了易于理解各图的相互关系而记载的符号。本发明不限于附加于各图中的方向。对于至少附加符号而进行说明的部件或部位，除已事先说明“多个”或“2个以上”等情形外，至少设置有1个。以下参照附图说明本发明的实施方式。

(第1实施方式)

1.集尘装置的概要

如图1所示，集尘装置1具备：过滤器3、集尘壳体5、除尘装置7、压力导入装置9、以及鼓风机11等。并且，本实施方式的集尘装置1是对激光加工或焊接作业时产生的金属蒸气所凝集成的微小粒子(以下称为粉尘。)进行捕获的装置。

过滤器3对被取入集尘壳体5内的空气(气氛)中的粉尘进行过滤从而将该空气中的粉尘去除。该过滤器3包括由穿孔金属板构成的圆筒状的芯部件3A、以及折叠成波纹状的滤纸部件3B(参照图2)等，并构成为大致圆筒状。

含粉尘的空气从过滤器3的外周面向芯部件3A流动。然后当该空气从滤纸部件3B通过时粉尘被滤纸部件3B捕获。因此在本实施方式的过滤器3中，被捕获的粉尘积存在过滤器3的外周面侧。

如图1所示，集尘壳体5构成过滤室5A。过滤室5A收纳过滤器3。如图3所示，鼓风机11从过滤室5A外将含粉尘的空气取入到过滤室5A中，并产生从过滤器3通过的气流。

已由过滤器3(滤纸部件3B)过滤的空气流通于芯部件3A内，并且在经鼓风机11抽吸之后向集尘装置1外排出。

此外，过滤器3(芯部件3A)的轴线方向的一端侧(本实施方式中的下端侧)由封闭体3C封闭。因此，被过滤的空气会在过滤器3(芯部件3A)内从轴线方向的一端侧向另一端侧，即从下端侧向上端侧而流通。

如图1所示，鼓风机11构成为包括离心叶轮11A、蜗壳11B以及电动机11C等。离心叶轮11A是使空气沿该叶轮的径向流过的叶轮(参照JIS B0132编号1003、1004)。

蜗壳11B是收纳离心叶轮11A的螺旋形壳体。在蜗壳11B的螺旋中心设置有吸气口11D。该吸气口11D朝向与离心叶轮11A的旋转轴线平行的方向开口。

蜗壳11B的外周设置有朝向切线方向开口的吹出口11E。鼓风机11以使分隔壁13的开口部13A与吸气口11D相契合的状态安装于分隔壁13。

分隔壁13将过滤室5A与收纳有鼓风机11的空间(以下称为排气侧空间15A。)隔开。即，由分隔壁13将鼓风机11的排出侧(DS)和鼓风机11的吸入侧(IS)隔开。因此，通过分隔壁13，将处于过滤器3下游侧的空气通道，即，将从芯部件3A内到鼓风机11的吸气口11D的吸气侧空间15B，与排气侧空间15A隔开。

在构成排气侧空间15A的排气部17设置有与外部连通的排气口17A。排气口17A是用于使已从过滤器3通过的除尘后的空气向集尘装置1外排放的开口。

并且，排气口17A通常与鼓风机11的排出侧(排气侧空间15A)连通。即，无论除尘装置7动作时还是非动作时，排气口17A都与排气侧空间15A连通。

2.除尘装置

2.1除尘装置的概要

除尘装置7对附着于过滤器3(滤纸部件3B)表面的粉尘进行去除。即，除尘装置7使从后述的蓄压部71供给的气流加速，并向过滤器3喷射该被加速的气流，由此从过滤器3去除附着于过滤器3的粉尘。

并且，将被除尘装置7去除的粉尘收集到设置于过滤室5A下部的集尘部19(参照图1)。

2.2除尘装置的构成

如图4所示，除尘装置7至少包括蓄压部71以及加速装置73。蓄压部71中填充被加压的气体。本实施方式中，利用泵P1将加压到约0.5MPa的空气填充到蓄压部71。

加速装置73将填充在蓄压部71中的气体加速并将其吹向过滤器3。具体地，如图5A所示，加速装置73包括喷射口73A、缩窄部73B、膨胀部73D以及阀部73E等。

喷射口73A向过滤器3喷出经加速的气体。本实施方式的喷射口73A是朝向过滤器3的轴线方向的另一端侧(本实施方式中的上端侧)开口的开口部。

缩窄部73B对从蓄压部71释放出的气流进行节流从而使该气流加速。本实施方式的缩窄部73B是在圆筒部73F的外周侧构成的空气通道，通常与蓄压部71连通。而且，缩窄部73B将空气从蓄压部71导向窄缝部73C，并且越接近窄缝部73C，该通道的截面积越缩减。

圆筒部73F是圆筒状的部位，其轴线方向的一端(图5A中的下端)设置有喷射口73A，轴线方向的另一端(图5A中的上端)设置有窄缝部73C。

窄缝部73C是缩窄部73B中将流路截面积缩到最小的部位。本实施方式的窄缝部73C由多个小孔73G(参照图5B)构成。膨胀部73D通过使从窄缝部73C喷出的气流膨胀而进一步使该气流加速。

阀部73E对窄缝部73C进行开闭。该阀部73E由如碟形弹簧般弹性变形的圆盘形隔膜构成。阀部73E具有比圆筒部73F的内径尺寸大的半径。

并且，该阀部73E基于作用于阀部73E一个面(图5A中的上表面)的压力与作用于另一个面(图5A中的下表面)的压力的差，对窄缝部73C进行开闭。

2.2阀部的开闭动作

如图4所示，阀部73E的上表面侧经由三通阀V1能够与泵P1和排出侧连通。三通阀V1是用于选择如下三种情形中的任一种情形的切换阀，即，(a)使阀部73E的上表面侧空间C1、泵P1、以及排出侧相连通的情形；(b)对上表面侧空间C1进行大气开放的情形；以及(c)使上表面侧空间C1为密封状态的情形。

<向蓄压部填充空气的情形>

在蓄压部71的压力低于泵P1的排出压的状态下，为使上表面侧空间C1、泵P1、以及排出侧相连通而使三通阀V1进行动作的话，则由作用于阀部73E上表面侧的压强所产生的力会超过由作用于阀部73E下表面侧的压强所产生的力。因此，如图6所示，从泵P1供给的空气会流通于阀部73E的外周缘与外壳73H之间的间隙并流入蓄压部71。

其中，由作用于阀部73E上表面侧的压强所产生的力为“压强×阀部73E上表面侧的面积”。由作用于阀部73E下表面侧的压强所产生的力为“大气压强×窄缝部73C的截面积+蓄压部71内的压强×(阀部73E下表面侧的面积-窄缝部73C的截面积)”。

<蓄压状态>

当蓄压部71内的压力与泵P1的排出压成为相同压力的时候，使三通阀V1进行动作，以使上表面侧空间C1为密封状态(参照图7)。由此成为在蓄压部71以及缩窄部73B填充有被加压的空气的状态，并且保持该填充状态。

其中，在本实施方式中，未设置检测蓄压部71内的压力与泵P1的排出压是否成为相同压力的压力传感器等。从为使上表面侧空间C1、泵P1、以及排出侧相连通而使三通阀V1进行动作的时刻起经过规定时间(例如2～3秒)时，视为蓄压部71内的压力与泵P1的排出压已成为相同压力，并使三通阀V1进行动作。

<从喷射口喷出空气的情形>

使三通阀V1进行动作，以对上表面侧空间C1进行大气开放。由此，由作用于阀部73E上表面侧的压强所产生的力会低于由作用于阀部73E下表面侧的压强所产生的力，因此，如图8所示，阀部73E离开窄缝部73C从而使窄缝部73C开放，并且阀部73E封闭与泵P1侧相连的空气通道。

然后，从蓄压部71喷出的气流沿圆筒部73F的外周向阀部73E侧流通后，从窄缝部73C流入膨胀部73D。流入膨胀部73D的气流从喷射口73A向过滤器3喷出。

3.压力导入装置

3.1压力导入装置的概要

压力导入装置9是在除尘装置7动作时将比吸气侧空间15B气压高的气压导入该吸气侧空间15B的装置。即，压力导入装置9是当从喷射口73A喷出空气时，使吸气侧空间15B的压力升高的装置。具体地，如图9所示，压力导入装置9在鼓风机11运转时，即，在除尘装置7动作时,将鼓风机11的排出侧压力导入吸气侧空间15B。

3.2压力导入装置的构成

如图9所示，压力导入装置9包括对通道9A进行开闭的开闭阀9B、以及使开闭阀9B进行开闭动作的致动器9C等。通道9A使鼓风机11的排出侧(DS)与鼓风机11的吸入侧(IS)相连通。

本实施方式的通道9A是设置于分隔壁13的开口部，是使排气侧空间15A与吸气侧空间15B相连通的开口部。致动器9C与除尘装置7的作动联动从而使开闭阀9B进行开闭动作。即，在对过滤器3进行除尘时致动器9C开放通道9A，并且在非除尘时关闭通道9A。

开闭阀9B相对于通道9A设置在鼓风机11的排出侧(排气侧空间15A)并相对于通道9A而位移。即，如图1所示，开闭阀9B是以能够摆动的方式安装在分隔壁13的门状部件。

并且，开闭阀9B通过相对于从鼓风机11吹出的气流设置在上游侧的铰链9D而安装于分隔壁13。因此，如图9所示，当开闭阀9B位于使通道9A开放的位置时，开闭阀9B承受来自鼓风机11的、使通道9A关闭方向的动压(风压)。

此外，通过未图示的控制部(控制器)对除尘装置7、压力导入装置9以及鼓风机11进行动作控制。本实施方式的控制部自鼓风机11开始运转时起在每规定时间，在不使鼓风机11停止的状态下，使除尘装置7和压力导入装置9联动地动作。

4.本实施方式的集尘装置的特征

本实施方式中，当使除尘装置7动作时，会将比吸气侧空间15B高的气压导入吸气侧空间15B，因此能够使隔着过滤器3的下游侧与上游侧的气压差变小。由此，能够容易地将附着沉积于过滤器3表面的粉尘去除。

即，大部分由过滤器3捕获的粉尘会附着沉积在上游侧的过滤器表面。在鼓风机11运转而使空气从过滤器3通过的状态下，过滤器3的上游侧比下游侧气压高。

并且，在鼓风机11运转的状态下，附着沉积于过滤器3表面的粉尘由于气压差而呈粘附在过滤器3表面的状态。因此存有以下问题，即，在鼓风机11运转的状态下即使除尘装置7动作，也难以效率良好地进行除尘。

对此，在本实施方式中，由于当除尘装置7动作时将高气压导入下游侧的吸气侧空间15B，因此无需使鼓风机11停止便可以使气压差变小。所以能够容易地将附着沉积于过滤器3表面的粉尘去除。

压力导入装置9构成为将鼓风机11的排出侧压力导向吸气侧空间15B，因此能够在极短的时间使吸气侧空间15B的气压上升。所以，无需使鼓风机11(集尘装置1)停止便可以在短时间对过滤器3进行除尘。

开闭阀9B相对于通道9A设置在排出侧(排气侧空间15A)，因此能够利用鼓风机11的排出压切实地封闭通道9A。所以，能够降低过滤时送风量下降等送风损耗。

即，过滤时排出侧(排气侧空间15A)的气压变为高于吸入侧(吸气侧空间15B)的气压。因此假设相对于通道9A将开闭阀9B设置在吸入侧(吸气侧空间15B)，则由于排气侧空间15A与吸气侧空间15B的气压差，可能使开闭阀9B稍微打开。若开闭阀9B稍微打开，则有可能使被取入过滤室5A的风量，即，使从过滤器3通过的风量下降。

对此，本实施方式中，开闭阀9B相对于通道9A设置在排出侧(排气侧空间15A)，因此，排气侧空间15A与吸气侧空间15B的气压差使关闭通道9A方向的力作用于开闭阀9B。所以，本实施方式可以抑制过滤时送风量下降。

如图9所示，本实施方式的开闭阀9B构成为，当开闭阀9B位于使通道9A开放的位置时，承受来自鼓风机11的、使通道9A关闭方向的动压。由此，能够利用动压切实地使开闭阀9B成为封闭状态，所以能够切实地减少送风损耗。

此外，在本实施方式的加速装置73中，从蓄压部71流出的气流在由缩窄部73B进行节流从而使流速上升的同时到达窄缝部73C。从窄缝部73C向膨胀部73D喷出的气流在膨胀部73D进行膨胀，因此该气流在不足1秒的极短时间朝向过滤器3一气地喷出，从而能够被加速到音速以上或被加速到亚音速。

因此，从喷射口73A喷射的空气宛如“团块”一样动作，其中，该“团块”具有的质量与储存在蓄压部71的空气的质量相同。即，近似呈如下状态：具有冲击波能量的气流或具有接近冲击波能量的气流(以下包括该气流在内称之为“冲击波”。)从喷射口73A射向过滤器3。

因此，由于过滤器3呈被上述冲击波(空气团)击打的状态，所以通过该冲击使附着于过滤器3的粉尘从过滤器3落下而被去除。并且，如果将从喷射口73A喷射的空气的流速加速到音速以上或加速到亚音速，则能够更切实地进行除尘。

(第2实施方式)

第1实施方式的压力导入装置9构成为，使鼓风机11的排出侧(DS)与鼓风机11的吸入侧(IS)相连通，由此将鼓风机11的排出侧压力导向吸气侧空间。

与此相对，如图10B所示，本实施方式的压力导入装置9构成为，利用开闭阀9B封闭鼓风机11的排出侧，由此将鼓风机11的排出侧压力导向吸气侧空间。

即，本实施方式中，如图10A所示，在除尘装置7非动作时使鼓风机11的排出侧呈开放状态。如图10B所示，在除尘装置7动作时，使板状的开闭阀9B进行滑动位移从而使鼓风机11的排出侧呈封闭状态。

若在鼓风机11运转的状态下封闭排出侧，则从鼓风机11排出的空气会冲撞到开闭阀9B从而产生压力波。该压力波在蜗壳11B内从排出侧(DS)向吸入侧(IS)传播。

所以，在本实施方式中，由于将鼓风机11的排出侧压力导向吸气侧空间15B，因此也能够在极短的时间使吸气侧空间15B的气压上升。进而无需使鼓风机11(集尘装置1)停止，便可以短时间对过滤器3进行除尘。

(其他实施方式)

在上述实施方式中，将鼓风机11的排出侧的气压，即，将排气侧空间15A的气压导向吸气侧空间15B，但本发明不限于此。即，只要将吸气侧空间15B的高气压导入过滤器3的下游侧即可，例如也可以将大气压导入过滤器3的下游侧。

在上述实施方式中，开闭阀9B相对于通道9A设置在排出侧(排气侧空间15A)，但本发明不限于此，也可以将开闭阀9B相对于通道9A设置在吸入侧(吸气侧空间15B)。

上述实施方式的开闭阀9B构成为，当开闭阀9B位于使通道9A开放的位置时，承受来自鼓风机11的、使通道9A关闭方向的动压，但本发明不限于此。

上述实施方式的鼓风机11设置在排气侧空间15A并从吸气侧空间15B抽吸空气，从而产生从过滤器3通过的气流，但本发明不限于此，例如鼓风机11也可以从集尘装置1的外部抽吸含粉尘的空气并向过滤室5A吹出该空气，由此产生从过滤器3通过的气流。

上述实施方式的鼓风机11是采用离心叶轮的鼓风机，但本发明不限于此，例如也可以是采用轴流式叶轮的鼓风机。

上述实施方式的除尘装置7是使“高速喷出的空气团”冲击过滤器3的方式，但本发明不限于此，也可以是例如日本特开第2010-89027号公报所述的除尘装置。

在上述实施方式中，以将“金属蒸气凝集成的微小粒子”作为粉尘而集尘的集尘装置为例，对本发明的集尘装置1进行了说明，但本发明的应用不限于此。

即，还可以应用于例如用来对附着于机械结构体或建筑物等的表面的附着物进行去除的除尘装置，或应用于对机械加工时产生的金属粉或研磨加工粉尘的灰尘进行集尘的集尘装置。

此外，本发明只要符合权利要求书所述的发明主旨即可，并不限于上述实施方式。

此外，除尘装置(附着物去除装置)具备如下特征。

(1)一种附着物去除装置，对附着于清扫对象物表面的附着物进行去除，其特征在于，具备：

蓄压部，该蓄压部中填充被加压的气体；以及

加速装置，该加速装置具有朝向所述清扫对象物喷出所述气体的喷射口，并具有对从所述蓄压部释放出的气流进行节流的缩窄部、使从该缩窄部中将流路截面积缩到最小的窄缝部喷出的气流膨胀的膨胀部、以及对所述窄缝部进行开闭的阀部。

(2)根据上述(1)所述的附着物去除装置，其特征在于，所述蓄压部和所述缩窄部通常相连通。

(3)一种集尘装置，对气氛中的粉尘进行去除，其特征在于，具备：

过滤器，该过滤器从取入的气氛中去除粉尘；以及

附着物去除装置，该附着物去除装置对附着于所述过滤器表面的含有粉尘的附着物进行去除，并且

所述附着物去除装置具有：

蓄压部，该蓄压部中填充被加压的气体；以及

加速装置，该加速装置具有朝向所述过滤器喷出所述气体的喷射口，并具有对从所述蓄压部释放出的气流进行节流的缩窄部、使从该缩窄部中将流路截面积缩到最小的窄缝部喷出的气流膨胀的膨胀部、以及对所述窄缝部进行开闭的阀部。

(4)一种附着物去除方法，对附着于清扫对象物表面的附着物进行去除，其特征在于，

将气流加速到音速以上或加速到亚音速，并朝向所述清扫对象物喷射该被加速的气流。

上述附着物去除装置中，从窄缝部喷出的气流在膨胀部能够加速到音速以上或加速到亚音速。因此，具有冲击波能量的气流或具有接近冲击波能量的气流(以下还称为“冲击波”。)从喷射口射向清扫对象物。所以，清扫对象物呈被上述冲击波击打的状态，因此利用该冲击使附着于清扫对象物的附着物从清扫对象物落下而被去除。

作为与此相关的技术，记载于日本特开2010－89027号公报中。

上述公报所述的集尘装置具备大致圆筒状的过滤器。空气(气氛)中的粉尘等被该过滤器去除，并以附着于过滤器表面的状态进行积存。

并且，上述公报所述的集尘装置中，在过滤器的内侧设置突片，并且用该突片击打过滤器的内周侧，由此对附着于过滤器表面的粉尘等附着物进行去除。