粉粒体の固形化装置
【課題】集塵機によって集塵した粉粒体を圧縮して固形化する際に、装置外部への飛散を防ぐ。
【解決手段】粉粒体の固形化装置Ａは、金属板からなる被切断材を熱化学的に切断したときに生じるヒュームを吸引して該ヒュームに含まれた粉粒体を集塵する集塵機Ｂと、シュート１と、両端部２ｂ、２ｃが開放され受入口２ａを排出口１ａに接続して水平方向に配置された成形筒体２と、成形筒体２の内部に往復移動可能に配置され内周面２ｄとの間に間隙１０を形成し移動に伴って外周面３ｂが受入口２ａと対向又は開放すると共に粉粒体を固形化する成形部材３と、成形部材３を駆動する成形部材駆動シリンダー４と、成形筒体２の端面２ｃと接触して閉鎖する開閉部材５と、開閉部材５を駆動する開閉部材駆動シリンダー７と、成形部材３の先端面３ａを清掃する清掃部材７と、清掃部材７を駆動する清掃部材駆動シリンダー８を有して構成される。
【解決手段】粉粒体の固形化装置Ａは、金属板からなる被切断材を熱化学的に切断したときに生じるヒュームを吸引して該ヒュームに含まれた粉粒体を集塵する集塵機Ｂと、シュート１と、両端部２ｂ、２ｃが開放され受入口２ａを排出口１ａに接続して水平方向に配置された成形筒体２と、成形筒体２の内部に往復移動可能に配置され内周面２ｄとの間に間隙１０を形成し移動に伴って外周面３ｂが受入口２ａと対向又は開放すると共に粉粒体を固形化する成形部材３と、成形部材３を駆動する成形部材駆動シリンダー４と、成形筒体２の端面２ｃと接触して閉鎖する開閉部材５と、開閉部材５を駆動する開閉部材駆動シリンダー７と、成形部材３の先端面３ａを清掃する清掃部材７と、清掃部材７を駆動する清掃部材駆動シリンダー８を有して構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板を熱化学的に切断したときに発生するヒュームを構成する粉粒体を集塵した集塵機から廃棄する際に、該粉粒体を固形化することで容積を小さくする粉粒体の固形化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板やステンレス鋼板をガス切断やプラズマ切断或いはレーザ切断等の熱化学的な切断を行ったとき、微少な粉粒体を含んだヒュームが発生することが知られている。特に、鋼板をプラズマ切断したときには大量のヒュームが発生して作業環境の劣化を招く、このため、集塵機によって切断部位からヒュームを含んだ大気を吸引して粉粒体を分離し、分離した粉粒体を定期的に排除することが行われている。
【０００３】
集塵機によって吸引されたヒュームから分離した粉粒体は、集塵機の下方に配置されたホッパーに収容され、定期的に排出される。特に、切断装置に付属して設置された集塵機の場合、ホッパーに収容された粉粒体を排出する作業は作業員によって行われる。即ち、作業員が、ホッパーの排出口に空の袋を取り付けて保持した状態でホッパーの排出口を開放して収容された粉粒体を自由落下させることで行われる。
【０００４】
例えばガス切断やプラズマ切断によって発生した粉粒体の中心的な粒度は約１〜２０ミクロン程度であるため、ホッパーから袋に排出する際に落下に伴って舞い上がり、袋から外に出てしまうという問題や、袋を保持している作業員に粉粒体が降りかかるなど、作業環境が劣化するという問題がある。また、粉粒体はかさ比重が小さく、廃棄時の容積が大きくなるため、集塵機から粉粒体を廃棄する作業を頻繁に行うことが必要となり、廃棄作業が容易ではないという問題が生じる。
【０００５】
このような粉粒体を固形化するために幾つかの技術が提案されている。例えば特許文献１には、ヒュームから分離した微粉末をホッパーに貯留しておき、この微粉末をスクリューコンベアによって縦型に配置された成形室に搬送して供給し、成形室に供給された微粉末を加圧して減容させるように構成したヒューム処理装置が記載されている。この発明では、粉塵の舞い上がりを防ぐと共に微粉末を１／７〜１／１１に減容することができる。
【０００６】
また、特許文献２には、ホッパーに収容された粉粒体をシュートを介して円筒体からなる固形化部材に供給し、供給された粉粒体を圧縮部材によって圧縮することで固形化し得るように構成された固形化装置が記載されている。この発明では、固形化部材の一方側の端部に形成された開放部を開閉部材、或いは清掃部材によって閉鎖した状態で、圧縮部材を駆動することで粉粒体を固形化することができる。
【０００７】
また、特許文献３には、ホッパーに収容した紙粉を圧縮成形して処理する装置が記載されている。この処理装置では、ホッパーの底部に水平状に設けたプレスシリンダーの内部に往復移動可能なプレスラムを収容すると共に、端部を外周面に溝を形成した栓体によって開閉可能に構成しておき、ホッパーに収容した紙粉に粘着剤を吹き付けて混合しながら、プレスラムと栓体を駆動して連続的に紙粉を圧縮成型し、且つプレスシリンダーから排出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０４９３９３Ａ１明細書
【特許文献２】特開２００８−１９４７２３号公報
【特許文献３】特開昭６２−２５９７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された処理装置では微粉末を合理的に処理することができる。しかし、ホッパーから成形室に至る間にスクリューコンベアを配置することが必要であり、構造が複雑になる虞がある。
【００１０】
特許文献２に記載された固形化装置では、特許文献１に記載された処理装置に比較して構造が簡単であるものの、固形化部材に収容された粉粒体を圧縮部材によって圧縮する際に該固形化部材の内部圧力が上昇し、この影響を受けて固形化部材の開放部を閉鎖する開閉部材、清掃部材が離隔して隙間が形成され、この隙間から粉粒体が噴出する。このため、固形化部材の端部の近傍に一端が集塵機に接続されたホースを配置してあるが、このホースであっても完全ではなく、周囲が飛散した粉粒体によって汚染されてしまうという問題がある。
【００１１】
特許文献３に記載された処理装置では、栓体の外周面に通気用の溝が形成されているため、プレスシリンダーに供給された紙粉をプレスラムによって圧縮する際に、該プレスシリンダー内の空気が前記溝を通して排出されるため、内部圧力が上昇することはない。しかし、空気の排出に伴って紙粉も排出されることとなり、周囲を汚染する虞がある。
【００１２】
本発明の目的は、集塵機によって集塵した粉粒体を圧縮して固形化する際に、装置外部への飛散を防ぐことができる粉粒体の固形化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明に係る粉粒体の固形化装置は、金属板からなる被切断材を熱化学的に切断したときに生じるヒュームを吸引して該ヒュームに含まれた粉粒体を集塵する集塵機と、前記集塵機のホッパーに接続され底部に所定の形状を持った排出口を有するシュートと、周壁に前記シュートの排出口と略等しい形状を持った受入口を有し且つ両端部が開放された筒体からなり、該受入口を前記シュートの排出口に接続して水平方向に配置された成形筒体と、前記成形筒体の内部に該成形筒体の一方の端部側から他方の端部側へと往復移動可能に配置され、一方の端部側へと移動して先端が該成形筒体の一方の端部に到達したとき外周面が前記受入口と対向し他方の端部側へと移動したとき前記受入口を開放し得る長さと、該成形筒体の内周面との間に前記受入口を介して前記ホッパーと連通し且つ粉粒体が流通し得る隙間を形成する太さと、を有し、該成形筒体の他方の端部側へと移動する際に該成形筒体に受け入れた粉粒体を圧縮して固形化する成形部材と、前記成形筒体の一方の端部に配置され、前記成形部材を往復移動させる成形部材駆動シリンダーと、前記成形筒体の他方の端部と対向し且つ該成形筒体の軸心に沿って往復移動可能に配置され、該成形筒体の他方の端部と対向する対向面にシール部材が設けられており、該対向面が成型筒体の他方の端部の面と接触したとき前記シール部材が該端部の面に於ける開放部をシールして閉鎖する開閉部材と、前記成形部材駆動シリンダーよりも大きい出力を有し、且つ前記開閉部材を往復移動させる開閉部材駆動シリンダーと、前記成形筒体の他方の端部側に配置され、前記成形部材の先端面に沿って往復移動して該先端面を清掃する清掃部材と、前記清掃部材を往復移動させる清掃部材駆動シリンダーと、を有し、前記開閉部材駆動シリンダーを駆動して前記開閉部材を前記成形筒体の他方の端部の面に圧接させたとき、該他方の端部に於ける開放部を気密状態に閉鎖し、前記成形部材駆動シリンダーを駆動して前記成形部材を前記成形筒体の一方の端部側に移動させて該成形筒体の受入口を開放することで前記ホッパーに収容されている粉粒体を前記シュートを介して受け入れた後、該成形部材駆動シリンダーを駆動して該成形部材を該成形筒体の他方の端部側に移動させ、該成形部材を該成形筒体の受入口に対向させると共に受け入れた粉粒体を圧縮して固形化し、その際に前記成形筒体と前記成形部材との隙間に前記ホッパーの圧力を作用させて該隙間に存在する粉粒体を該ホッパーに吸引させるように構成したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る粉粒体の固形化装置（以下、単に「固形化装置」という）では、ホッパーに収容された粉粒体をシュートの排出口、筒体からなる成形筒体の受入口を介して該成形筒体に受け入れ、成形筒体の他方の端部の開放部を開閉部材によって閉鎖した後、成形部材駆動シリンダーによって成形部材を駆動することで、粉粒体を圧縮して固形化することができる。
【００１５】
成形部材によって粉粒体を圧縮する際に、開閉部材を成形筒体の他方の端部に圧接させている開閉部材駆動シリンダーの出力が成形部材駆動シリンダーの出力よりも大きいため、成形筒体の内部圧力の上昇に関わらず、開閉部材を確実に圧接させて閉鎖状態を保持することができる。このため、成形筒体と開閉部材との圧接部位に隙間ができることがなく、粉粒体が噴出することがない。
【００１６】
特に、成形筒体の内周面と成形部材との間にはホッパーに接続され且つ粉粒体が流通し得る隙間が形成されているため、該成形筒体の内部にはホッパーの圧力（例えば水柱２００ｍｍ程度の負圧）が作用している。このため、成形筒体の内部で成形部材が他方の端部側へと移動したときに生じる内部容積の減少に伴って、空気は前記隙間を通してホッパーに流れることとなり、内部の圧力が大幅に上昇することがない。そして、前記空気の流れに伴って粉粒体も流れることとなり、外部への噴出を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】固形化装置の全体構成を説明する模式図である。
【図２】固形化装置の要部の構成を説明する模式図である。
【図３】成形筒体と成形部材との間に形成される隙間を説明する図である。
【図４】粉粒体を圧縮して固形化する手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る固形化装置の構成について図を用いて説明する。
【００１９】
図１、２に於いて、固形化装置Ａは、鋼板やステンレス鋼板を含む金属板からなる被切断材をガス切断やプラズマ切断或いはレーザ切断等の熱化学的に切断したときに生じるヒュームを吸引して該ヒュームに含まれた粉粒体を集塵する集塵機Ｂと、集塵機Ｂのホッパーに接続されたシュート１と、筒体からなりシュート１に接続して水平方向に配置された成形筒体２と、成形筒体２の内部に往復移動可能に配置された成形部材３と、成形部材３を往復移動させる成形部材駆動シリンダー４と、成形筒体２の他方の端部と対向して往復移動可能に配置された開閉部材５と、開閉部材５を往復移動させる開閉部材駆動シリンダー６と、成形筒体２の他方の端部側の先端面に沿って往復移動して該先端面を清掃する清掃部材７と、清掃部材７を往復移動させる清掃部材駆動シリンダー８と、を有して構成されている。
【００２０】
集塵機Ｂは市販されている標準的な構造を有しており、ヒューム切断材を切断したときに発生するヒュームを吸引し、吸引したヒュームから粉粒体を分離してホッパーに収容し得るように構成されている。この集塵機Ｂには大気圧よりも低い吸引圧力が作用しており、この吸引圧力の作用によってヒュームを吸引している。そして、集塵機Ｂを構成するホッパーには分離された粉粒体が貯留され、且つ約２００ｍｍ水柱程度の負圧が作用している。
【００２１】
集塵機Ｂを構成するホッパーに接続されたシュート１は、ホッパーに貯留されている粉粒体を成形筒体２に排出する際の案内をするものであり、底部に排出口１ａが形成され、上部には集塵機Ｂに固定されるフランジ１ｂが形成されている。排出口１ａの形状は特に限定するものではなく、成形筒体２の太さや長さ等の条件に対応した所定の形状を有している。本実施例では、排出口１ａは略長方形に形成されている。このように、集塵機Ｂを構成するホッパーの底部にシュート１を接続することによって、ホッパーに貯留された粉粒体の移動方向を案内して円滑に成形筒体２に排出することが可能となる。
【００２２】
成形筒体２はシュート１を介して排出された粉粒体を受け入れると共に、受け入れた粉粒体を圧縮して固形化する際の成形型としての機能を有するものである。このため、成形筒体２は、周壁に前記シュート１の排出口１ａと略等しい形状を持った受入口２ａが形成されると共に、両端部（端面ともいう）２ｂ、２ｃが開放された筒体によって形成されている。また、成形筒体２の内部には内周面２ｄによって成形室２ｅが形成されており、内周面２ｄの端部２ｃ側は該端部２ｃに向けて径が拡大するテーパ面２ｆが形成されている。
【００２３】
そして、受入口２ａをシュート１の排出口１ａに対応させると共に、軸心を水平方向に配置してシュート１に気密を保持して接続されている。このため、内部に形成された成形室２ｅは受入口２ａ、排出口１ａを介してホッパーと連通しており、該成形室２ｅにはホッパー内に作用している負圧が作用することとなる。
【００２４】
成形筒体２は筒体であれば良く、円筒体であるか角筒体であるかを限定するものではない。本実施例では、成形筒体２をシュート１とは気密性を保持して接続されるため、該成形筒体２を角筒体として形成し、シュート１に対し図示しないパッキンを介して接続することで気密性を保持し得るように構成している。
【００２５】
成形筒体２の受入口２ａは、該受入口２ａの成形筒体２の軸方向に沿った寸法（長さ）と、受入口２ａの端部から成形筒体２の端部２ｃまでの寸法が略等しくなる位置に形成されている。従って、成形筒体２の全長は受入口２ａの長さの２倍よりも大きい寸法を有している。本実施例では、受入口２ａの長さは１００ｍｍに設定されており、成形筒体２の全長は２２０ｍｍに設定されている。しかし、この寸法に限定するものではないことは当然である。
【００２６】
また、成形筒体２の内部に形成された成形室２ｅの径（内周面２ｄの径）は特に限定するものではない。本実施例では、内周面２ｄの径は約４０ｍｍに設定されており、受入口２ａの成形筒体２の軸方向に直交する方向の寸法（幅寸法）も約４０ｍｍに設定されている。
【００２７】
また、成形筒体２の端部２ｃ側の内周面２ｄにテーパ面２ｆが形成されている。このテーパ面２ｆのテーパ角度は特に限定するものではなく、端面２ｃに向けて径が拡大することで、固形化した粉粒体が円滑に排除し得るものであれば良い。このため、本実施例ではテーパ面２ｆのテーパは１／５０に設定されている。
【００２８】
成形部材３は成形筒体２の内部に形成された成形室２ｅに対し、端部２ｂ側から端部２ｃ側へと往復移動し得るように配置され、端部２ｂ側の移動限に達したとき、成形筒体２に形成された受入口２ａを開放してホッパーに貯留されている粉粒体をシュート１を介して受け入れ、端部２ｃ側に移動するのに伴って受入口２ａと対向しつつ、受け入れた粉粒体を圧縮して固形化する機能を有するものである。
【００２９】
このため、成形部材３は先端（先端面ともいう）３ａが成形筒体２の端部２ｃに到達したときに外周面３ｂが受入口２ａと対向し得る長さと、外周面３ｂと成形筒体２の内周面２ｄとの間に粉粒体が流通し得る程度の隙間１０（図３参照）を形成し得る程度の太さを有する丸棒状の部材として形成されている。
【００３０】
本実施例では、成形部材３は長さが約２２０ｍｍ、太さが約３８ｍｍの寸法を持って形成されており、これにより、成形部材３の外周面３ｂと成形筒体２の内周面２ｄとの間には約１ｍｍの隙間１０が形成されている。
【００３１】
上記の如く、成形部材３の外周面３ｂと成形筒体２の内周面２ｄとの間に形成された約１ｍｍの隙間１０は、成形室２ｅに受け入れた粉粒体を移動する成形部材３によって圧縮する際に、この移動及び圧縮に伴う内部空気の流通と、該空気の流通に伴って一部の粉粒体が流通するのに略充分である。しかし、隙間１０の寸法を１ｍｍに限定するものではなく、成型部材３による圧縮に伴って粉粒体が円滑に流通し得る寸法であれば良い。
【００３２】
上記隙間１０は、成形筒体２に形成された成形室２ｅの全長にわたって形成される。このため、成形部材３が受入口２ａに対向したとき、隙間１０は受入口２ａに連通することとなる。即ち、隙間１０は受入口２ａ、排出口１ａ、シュート１を介してホッパーと連通する。従って、ホッパーに作用している負圧は隙間１０にも作用することとなり、該隙間１０に於ける空気及び粉粒体の流通を円滑にすることが可能となる。
【００３３】
成形部材駆動シリンダー４は、成形部材３を駆動して成形筒体２の成形室２ｅの内部で端部２ｂ側から端部２ｃ側へと往復移動させるものである。このため、成形部材駆動シリンダー４は成形筒体２の端部２ｂ側に配置されている。本実施例では、ストロークが２００ｍｍのエアシリンダーによって構成されている。
【００３４】
開閉部材５は、成形筒体２の内部に形成された成形室２ｅの端面２ｃに於ける開放部を開閉する機能を有するものである。そして、前記開放部を閉鎖したときに該開放部を気密に保持させ、且つ開放したときに清掃部材７の動作範囲を回避し得るように構成されている。
【００３５】
このため、開閉部材５は成形筒体２の軸心と略一致した軸心を有し且つこの軸心に沿って往復移動し得るように構成されたブロック状に形成されている。そして、成形筒体２の端面２ｃと対向する面５ａには該端面２ｃに於ける開放部の径よりも充分に大きい径を持ったリング状の溝（図示せず）が形成され、この溝にシール部材となるＯリング１１が嵌め込まれている。このように、開閉部材５は成形筒体２の軸心に沿って往復移動して端面２ｃに対し、接触、離隔して開閉し得るように構成されるため、Ｏリング１１の消耗を防いで安定した気密保持を実現することが可能である。
【００３６】
特に、開閉部材５の外形寸法を限定するものではないが、成形筒体２の端面２ｃの外形寸法よりも小さいことが好ましい。このように、開閉部材５の外形寸法を端面２ｃの外形寸法よりも小さくすることによって、この端面２ｃに於ける成形筒体２の外周部位に清掃部材７を接触させた状態で配置することが可能となる。
【００３７】
開閉部材駆動シリンダー６は、開閉部材５を駆動して成形筒体２の端面２ｃに圧接させて該端面２ｃに形成されている開放部を気密性を保持して閉鎖し、或いは前記開放部を開放させる機能を有するものである。このため、開閉部材駆動シリンダー６は、軸心が成形筒体２の軸心と略一致し得るように水平状態で配置されている。従って、開閉部材駆動シリンダー６を駆動することで、開閉部材５を成形筒体２の軸心と一致した軸心に沿って往復移動する。
【００３８】
開閉部材駆動シリンダー６は、成形部材駆動シリンダー４の出力よりも大きい出力となるように構成されている。例えば両駆動シリンダー４、６の出力が等しい場合、粉粒体を圧縮して固形化する過程で成形室２ｅの内圧が上昇して粉粒体が成形筒体２の端部２ｃから噴出する虞がある。即ち、開閉部材５を成形筒体２の端部２ｃに圧接させた状態で、成形部材駆動シリンダー４によって成形部材３を駆動して成形室２ｅに受け入れた粉粒体を圧縮すると、粉粒体への圧縮に伴って成形室２ｅの内圧が上昇して開閉部材５の圧接に対抗する。このとき、両駆動シリンダー４、６の出力が等しいと、開閉部材５の成形筒体２に対する圧接力と成形室２ｅに作用する内圧による力とが平衡し、開閉部材５による端部２ｃの気密性を保持し得なくなり、結果、粉粒体が噴出することになる。
【００３９】
従って、開閉部材駆動シリンダー６の出力を成形部材駆動シリンダー４の出力よりも大きくすることによって、開閉部材５を確実に成形筒体２の端部２ｃに圧接させておくことが可能となり、充分な気密性を保持することが可能となる。
【００４０】
開閉部材駆動シリンダー６の出力を成形部材駆動シリンダー４の出力よりも大きくする構造は特に限定するものではなく、開閉部材駆動シリンダー６のボア径を成形部材駆動シリンダー４のボア径よりも大きく設定することで良い。また、両駆動シリンダー４、６のボア径を同じとし、開閉部材駆動シリンダー６に供給するエア圧力を成形部材駆動シリンダー４に供給するエア圧力よりも高くしても良い。しかし、配管系の構成を簡単にするためには、両駆動シリンダー４、６のボア径を変えることが好ましい。
【００４１】
清掃部材７は成形筒体２の成形室２ｅで固形化された粉粒体の固形物Ｃを端部２ｃから排出した後、成形部材３の先端面３ａを清掃する機能を有するものである。このため、清掃部材７は成形筒体２の端面２ｃに沿って上下方向に移動し得るように構成されたブロック状に形成されており、該清掃部材７のエッジによって成形部材３の先端面３ａに付着した粉粒体を擦り落として清掃し得るように構成されている。
【００４２】
清掃部材駆動シリンダー８は清掃部材７を上下方向に駆動する機能を有するものであり、成形筒体２の端面２ｃに於ける外形寸法と略等しいか僅かに小さいストロークを持ったエアシリンダーによって構成されている。
【００４３】
次に、上記の如く構成された固形化装置Ａによって粉粒体を固形化する手順について図４により説明する。予め集塵機Ｂでは発生したヒュームを吸引して粉粒体を分離する作業を継続しており、分離された粉粒体はホッパーに貯留され、該ホッパーからシュート１側に排出されている。
【００４４】
先ず、開閉部材駆動シリンダー６を駆動して開閉部材５を成形筒体２の端面２ｃに圧接させる。これにより、端面２ｃに開放する開放部は周囲がＯリング１１に包囲されることで、気密性が付与される。このため、成形筒体２の成形室２ｅは端部２ｃが閉鎖された閉鎖空間を形成することになる。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、成形部材駆動シリンダー４を駆動して成形部材３を成形筒体２の端部２ｂ側へ移動させる。成形部材３の端部２ｂ側への移動に伴って、該成形部材３の外周面３ｂの受入口２ａへの対向面積が小さくなり、受入口２ａの成形室２ｅに対する開口面積が大きくなる。そして、成形部材３が端部２ｂ側への移動限に到達したとき、受入口２ａには対向する成形部材３の外周面３ｂがなくなり、該受入口２ａは成形室２ｅに対し完全に開口する。
【００４６】
成形筒体２の受入口２ａの開放に伴って、成形室２ｅにホッパーに貯留されシュート１に排出されていた粉粒体１５が、排出口１ａ、受入口２ａを経て受け入れられる。このようにして受け入れられた粉粒体１５は個々の粉粒が自由な状態で存在しており、成形室２ｅに於ける空気の流れに応じて流動する。また、成形室２ｅの内部には、ホッパーに作用する負圧がシュート１を経て作用している。
【００４７】
成形部材３は、成形筒体２の端部２ｂ側の移動限に到達した後、成形部材駆動シリンダー４によって端部２ｃ方向へと駆動される。端部２ｃ方向への移動に伴って、成形部材３の外周面３ｂは先端３ａから順に受入口２ａと対向してゆき、該受入口４ａの成形室２ｅに対する開口面積が小さくなる。同時に成形室２ｅに受け入れられた粉粒体１５は端部２ｃ側へと送られる。このとき、成形部材３の端部２ｃ側への移動に伴う成形室２ｅの容積の減少に応じて、空気は容易に受入口２ａからホッパー側に流通し、この流通に応じて粉粒体の一部も容易にホッパー側へと流通する。
【００４８】
そして、同図（ｂ）、図３に示すように、成形部材３の先端面３ａが成形筒体２の受入口２ａを通過すると、成形室２ｅは先端面３ａによって封鎖され且つ内周面２ｄと外周面３ｂとの間に受入口２ａと連通した隙間１０が形成された空間となる。そして、継続する成形部材３の端部２ｃ側への移動に応じて、粉粒体１５が圧縮されると共に、成形室２ｅの内圧が上昇する。しかし、成形室２ｅ内の空気は、容易に隙間１０を流通して受入口２ａからホッパーへと流通し、この流通に伴って一部の粉粒体１５も受入口２ａからホッパーへと流通することが可能である。
【００４９】
更なる成形部材３の端部２ｃ側への移動によって、成形室２ｅ内の粉粒体１５は開閉部材５に押圧されて固形化する。このとき、開閉部材５は成形部材駆動シリンダー４の出力よりも大きい出力を持つ開閉部材駆動シリンダー６によって成形筒体２の端面２ｃに押し付けられているため、成形室２ｅの内部圧力が上昇しても対抗することが可能であり、気密性を保持することが可能となる。従って、端面２ｃと開閉部材５との間に隙間が形成されることがなく、粉粒体が外部に噴射することがない。
【００５０】
成形部材３の成形筒体２の端部２ｃ側への移動によって、粉粒体１５からなる固形物Ｃが形成される。固形物Ｃが形成されたことは、例えば成形部材駆動シリンダー４の内部に収容されているピストンの移動位置を検出することで検出することが可能である。そして、固形物Ｃが形成されたことを検出した後、成形部材駆動シリンダー４を中立状態とし、この状態で開閉部材駆動シリンダー６を駆動して、成形筒体２の端面２ｃに圧接している開閉部材５を離隔させることで、成形室２ｅを開放する。
【００５１】
次いで、図４（ｃ）に示すように、成形部材駆動シリンダー４を駆動して成形部材３の先端面３ａを成形筒体２の端面２ｃと略同一面となる位置まで移動させる（成形部材３の端部２ｃ側への移動限）。この移動に伴って、成形室２ｅにある固形物Ｃは成形室２ｅの外部に排出されて下方へと落下し、図示しない容器に収容される。
【００５２】
上記の如く成形部材３の先端面３ａと成形筒体２の端面２ｃとを略同一面となる位置にある状態で、清掃部材駆動シリンダー８を駆動して清掃部材７を下降させる。このとき、清掃部材７は端面２ｃに沿って下降し、このとき成形部材３の先端面３ａを擦るようにして付着している粉粒体を落下させることが可能である。そして、清掃部材７を下降限まで下降させた後、上昇限まで上昇させることで、成形部材３の先端面３ａに対する清掃作業が終了する。
【００５３】
このように、清掃部材７を下降、上昇させて成形部材３の先端面３ａを清掃するので、固形化された固形物Ｃが成形部材３の先端面３ａに付着しているような場合でも、確実に固形物Ｃを落下させることが可能であり、且つ先端面３ａを確実に清掃することが可能である。
【００５４】
上記の如くして成形部材３の先端面３ａを清掃した後、開閉部材駆動シリンダー６を駆動して開閉部材５を成形筒体２の端面２ｃに圧接させると共に、成形部材駆動シリンダー４を駆動して成形部材３を端部２ｂ側へと移動させることで、固形化作業を繰り返すことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の固形化装置Ａは、鋼板やステンレス鋼板を含む被切断材を切断するのに伴って発生するヒュームから粉粒体を分離する際に利用して有利である。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ 固形化装置
Ｂ 集塵機
Ｃ 固形物
１ シュート
１ａ 排出口
１ｂ フランジ
２ 成形筒体
２ａ 受入口
２ｂ、２ｃ 端部（端面）
２ｄ 内周面
２ｅ 成形室
２ｆ テーパ面
３ 成形部材
３ａ 先端（先端面）
３ｂ 外周面
４ 成形部材駆動シリンダー
５ 開閉部材
５ａ 面
６ 開閉部材駆動シリンダー
７ 清掃部材
８ 清掃部材駆動シリンダー
１０ 隙間
１１ Ｏリング
１５ 粉粒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板を熱化学的に切断したときに発生するヒュームを構成する粉粒体を集塵した集塵機から廃棄する際に、該粉粒体を固形化することで容積を小さくする粉粒体の固形化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板やステンレス鋼板をガス切断やプラズマ切断或いはレーザ切断等の熱化学的な切断を行ったとき、微少な粉粒体を含んだヒュームが発生することが知られている。特に、鋼板をプラズマ切断したときには大量のヒュームが発生して作業環境の劣化を招く、このため、集塵機によって切断部位からヒュームを含んだ大気を吸引して粉粒体を分離し、分離した粉粒体を定期的に排除することが行われている。
【０００３】
集塵機によって吸引されたヒュームから分離した粉粒体は、集塵機の下方に配置されたホッパーに収容され、定期的に排出される。特に、切断装置に付属して設置された集塵機の場合、ホッパーに収容された粉粒体を排出する作業は作業員によって行われる。即ち、作業員が、ホッパーの排出口に空の袋を取り付けて保持した状態でホッパーの排出口を開放して収容された粉粒体を自由落下させることで行われる。
【０００４】
例えばガス切断やプラズマ切断によって発生した粉粒体の中心的な粒度は約１〜２０ミクロン程度であるため、ホッパーから袋に排出する際に落下に伴って舞い上がり、袋から外に出てしまうという問題や、袋を保持している作業員に粉粒体が降りかかるなど、作業環境が劣化するという問題がある。また、粉粒体はかさ比重が小さく、廃棄時の容積が大きくなるため、集塵機から粉粒体を廃棄する作業を頻繁に行うことが必要となり、廃棄作業が容易ではないという問題が生じる。
【０００５】
このような粉粒体を固形化するために幾つかの技術が提案されている。例えば特許文献１には、ヒュームから分離した微粉末をホッパーに貯留しておき、この微粉末をスクリューコンベアによって縦型に配置された成形室に搬送して供給し、成形室に供給された微粉末を加圧して減容させるように構成したヒューム処理装置が記載されている。この発明では、粉塵の舞い上がりを防ぐと共に微粉末を１／７〜１／１１に減容することができる。
【０００６】
また、特許文献２には、ホッパーに収容された粉粒体をシュートを介して円筒体からなる固形化部材に供給し、供給された粉粒体を圧縮部材によって圧縮することで固形化し得るように構成された固形化装置が記載されている。この発明では、固形化部材の一方側の端部に形成された開放部を開閉部材、或いは清掃部材によって閉鎖した状態で、圧縮部材を駆動することで粉粒体を固形化することができる。
【０００７】
また、特許文献３には、ホッパーに収容した紙粉を圧縮成形して処理する装置が記載されている。この処理装置では、ホッパーの底部に水平状に設けたプレスシリンダーの内部に往復移動可能なプレスラムを収容すると共に、端部を外周面に溝を形成した栓体によって開閉可能に構成しておき、ホッパーに収容した紙粉に粘着剤を吹き付けて混合しながら、プレスラムと栓体を駆動して連続的に紙粉を圧縮成型し、且つプレスシリンダーから排出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０４９３９３Ａ１明細書
【特許文献２】特開２００８−１９４７２３号公報
【特許文献３】特開昭６２−２５９７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された処理装置では微粉末を合理的に処理することができる。しかし、ホッパーから成形室に至る間にスクリューコンベアを配置することが必要であり、構造が複雑になる虞がある。
【００１０】
特許文献２に記載された固形化装置では、特許文献１に記載された処理装置に比較して構造が簡単であるものの、固形化部材に収容された粉粒体を圧縮部材によって圧縮する際に該固形化部材の内部圧力が上昇し、この影響を受けて固形化部材の開放部を閉鎖する開閉部材、清掃部材が離隔して隙間が形成され、この隙間から粉粒体が噴出する。このため、固形化部材の端部の近傍に一端が集塵機に接続されたホースを配置してあるが、このホースであっても完全ではなく、周囲が飛散した粉粒体によって汚染されてしまうという問題がある。
【００１１】
特許文献３に記載された処理装置では、栓体の外周面に通気用の溝が形成されているため、プレスシリンダーに供給された紙粉をプレスラムによって圧縮する際に、該プレスシリンダー内の空気が前記溝を通して排出されるため、内部圧力が上昇することはない。しかし、空気の排出に伴って紙粉も排出されることとなり、周囲を汚染する虞がある。
【００１２】
本発明の目的は、集塵機によって集塵した粉粒体を圧縮して固形化する際に、装置外部への飛散を防ぐことができる粉粒体の固形化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明に係る粉粒体の固形化装置は、金属板からなる被切断材を熱化学的に切断したときに生じるヒュームを吸引して該ヒュームに含まれた粉粒体を集塵する集塵機と、前記集塵機のホッパーに接続され底部に所定の形状を持った排出口を有するシュートと、周壁に前記シュートの排出口と略等しい形状を持った受入口を有し且つ両端部が開放された筒体からなり、該受入口を前記シュートの排出口に接続して水平方向に配置された成形筒体と、前記成形筒体の内部に該成形筒体の一方の端部側から他方の端部側へと往復移動可能に配置され、一方の端部側へと移動して先端が該成形筒体の一方の端部に到達したとき外周面が前記受入口と対向し他方の端部側へと移動したとき前記受入口を開放し得る長さと、該成形筒体の内周面との間に前記受入口を介して前記ホッパーと連通し且つ粉粒体が流通し得る隙間を形成する太さと、を有し、該成形筒体の他方の端部側へと移動する際に該成形筒体に受け入れた粉粒体を圧縮して固形化する成形部材と、前記成形筒体の一方の端部に配置され、前記成形部材を往復移動させる成形部材駆動シリンダーと、前記成形筒体の他方の端部と対向し且つ該成形筒体の軸心に沿って往復移動可能に配置され、該成形筒体の他方の端部と対向する対向面にシール部材が設けられており、該対向面が成型筒体の他方の端部の面と接触したとき前記シール部材が該端部の面に於ける開放部をシールして閉鎖する開閉部材と、前記成形部材駆動シリンダーよりも大きい出力を有し、且つ前記開閉部材を往復移動させる開閉部材駆動シリンダーと、前記成形筒体の他方の端部側に配置され、前記成形部材の先端面に沿って往復移動して該先端面を清掃する清掃部材と、前記清掃部材を往復移動させる清掃部材駆動シリンダーと、を有し、前記開閉部材駆動シリンダーを駆動して前記開閉部材を前記成形筒体の他方の端部の面に圧接させたとき、該他方の端部に於ける開放部を気密状態に閉鎖し、前記成形部材駆動シリンダーを駆動して前記成形部材を前記成形筒体の一方の端部側に移動させて該成形筒体の受入口を開放することで前記ホッパーに収容されている粉粒体を前記シュートを介して受け入れた後、該成形部材駆動シリンダーを駆動して該成形部材を該成形筒体の他方の端部側に移動させ、該成形部材を該成形筒体の受入口に対向させると共に受け入れた粉粒体を圧縮して固形化し、その際に前記成形筒体と前記成形部材との隙間に前記ホッパーの圧力を作用させて該隙間に存在する粉粒体を該ホッパーに吸引させるように構成したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る粉粒体の固形化装置（以下、単に「固形化装置」という）では、ホッパーに収容された粉粒体をシュートの排出口、筒体からなる成形筒体の受入口を介して該成形筒体に受け入れ、成形筒体の他方の端部の開放部を開閉部材によって閉鎖した後、成形部材駆動シリンダーによって成形部材を駆動することで、粉粒体を圧縮して固形化することができる。
【００１５】
成形部材によって粉粒体を圧縮する際に、開閉部材を成形筒体の他方の端部に圧接させている開閉部材駆動シリンダーの出力が成形部材駆動シリンダーの出力よりも大きいため、成形筒体の内部圧力の上昇に関わらず、開閉部材を確実に圧接させて閉鎖状態を保持することができる。このため、成形筒体と開閉部材との圧接部位に隙間ができることがなく、粉粒体が噴出することがない。
【００１６】
特に、成形筒体の内周面と成形部材との間にはホッパーに接続され且つ粉粒体が流通し得る隙間が形成されているため、該成形筒体の内部にはホッパーの圧力（例えば水柱２００ｍｍ程度の負圧）が作用している。このため、成形筒体の内部で成形部材が他方の端部側へと移動したときに生じる内部容積の減少に伴って、空気は前記隙間を通してホッパーに流れることとなり、内部の圧力が大幅に上昇することがない。そして、前記空気の流れに伴って粉粒体も流れることとなり、外部への噴出を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】固形化装置の全体構成を説明する模式図である。
【図２】固形化装置の要部の構成を説明する模式図である。
【図３】成形筒体と成形部材との間に形成される隙間を説明する図である。
【図４】粉粒体を圧縮して固形化する手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る固形化装置の構成について図を用いて説明する。
【００１９】
図１、２に於いて、固形化装置Ａは、鋼板やステンレス鋼板を含む金属板からなる被切断材をガス切断やプラズマ切断或いはレーザ切断等の熱化学的に切断したときに生じるヒュームを吸引して該ヒュームに含まれた粉粒体を集塵する集塵機Ｂと、集塵機Ｂのホッパーに接続されたシュート１と、筒体からなりシュート１に接続して水平方向に配置された成形筒体２と、成形筒体２の内部に往復移動可能に配置された成形部材３と、成形部材３を往復移動させる成形部材駆動シリンダー４と、成形筒体２の他方の端部と対向して往復移動可能に配置された開閉部材５と、開閉部材５を往復移動させる開閉部材駆動シリンダー６と、成形筒体２の他方の端部側の先端面に沿って往復移動して該先端面を清掃する清掃部材７と、清掃部材７を往復移動させる清掃部材駆動シリンダー８と、を有して構成されている。
【００２０】
集塵機Ｂは市販されている標準的な構造を有しており、ヒューム切断材を切断したときに発生するヒュームを吸引し、吸引したヒュームから粉粒体を分離してホッパーに収容し得るように構成されている。この集塵機Ｂには大気圧よりも低い吸引圧力が作用しており、この吸引圧力の作用によってヒュームを吸引している。そして、集塵機Ｂを構成するホッパーには分離された粉粒体が貯留され、且つ約２００ｍｍ水柱程度の負圧が作用している。
【００２１】
集塵機Ｂを構成するホッパーに接続されたシュート１は、ホッパーに貯留されている粉粒体を成形筒体２に排出する際の案内をするものであり、底部に排出口１ａが形成され、上部には集塵機Ｂに固定されるフランジ１ｂが形成されている。排出口１ａの形状は特に限定するものではなく、成形筒体２の太さや長さ等の条件に対応した所定の形状を有している。本実施例では、排出口１ａは略長方形に形成されている。このように、集塵機Ｂを構成するホッパーの底部にシュート１を接続することによって、ホッパーに貯留された粉粒体の移動方向を案内して円滑に成形筒体２に排出することが可能となる。
【００２２】
成形筒体２はシュート１を介して排出された粉粒体を受け入れると共に、受け入れた粉粒体を圧縮して固形化する際の成形型としての機能を有するものである。このため、成形筒体２は、周壁に前記シュート１の排出口１ａと略等しい形状を持った受入口２ａが形成されると共に、両端部（端面ともいう）２ｂ、２ｃが開放された筒体によって形成されている。また、成形筒体２の内部には内周面２ｄによって成形室２ｅが形成されており、内周面２ｄの端部２ｃ側は該端部２ｃに向けて径が拡大するテーパ面２ｆが形成されている。
【００２３】
そして、受入口２ａをシュート１の排出口１ａに対応させると共に、軸心を水平方向に配置してシュート１に気密を保持して接続されている。このため、内部に形成された成形室２ｅは受入口２ａ、排出口１ａを介してホッパーと連通しており、該成形室２ｅにはホッパー内に作用している負圧が作用することとなる。
【００２４】
成形筒体２は筒体であれば良く、円筒体であるか角筒体であるかを限定するものではない。本実施例では、成形筒体２をシュート１とは気密性を保持して接続されるため、該成形筒体２を角筒体として形成し、シュート１に対し図示しないパッキンを介して接続することで気密性を保持し得るように構成している。
【００２５】
成形筒体２の受入口２ａは、該受入口２ａの成形筒体２の軸方向に沿った寸法（長さ）と、受入口２ａの端部から成形筒体２の端部２ｃまでの寸法が略等しくなる位置に形成されている。従って、成形筒体２の全長は受入口２ａの長さの２倍よりも大きい寸法を有している。本実施例では、受入口２ａの長さは１００ｍｍに設定されており、成形筒体２の全長は２２０ｍｍに設定されている。しかし、この寸法に限定するものではないことは当然である。
【００２６】
また、成形筒体２の内部に形成された成形室２ｅの径（内周面２ｄの径）は特に限定するものではない。本実施例では、内周面２ｄの径は約４０ｍｍに設定されており、受入口２ａの成形筒体２の軸方向に直交する方向の寸法（幅寸法）も約４０ｍｍに設定されている。
【００２７】
また、成形筒体２の端部２ｃ側の内周面２ｄにテーパ面２ｆが形成されている。このテーパ面２ｆのテーパ角度は特に限定するものではなく、端面２ｃに向けて径が拡大することで、固形化した粉粒体が円滑に排除し得るものであれば良い。このため、本実施例ではテーパ面２ｆのテーパは１／５０に設定されている。
【００２８】
成形部材３は成形筒体２の内部に形成された成形室２ｅに対し、端部２ｂ側から端部２ｃ側へと往復移動し得るように配置され、端部２ｂ側の移動限に達したとき、成形筒体２に形成された受入口２ａを開放してホッパーに貯留されている粉粒体をシュート１を介して受け入れ、端部２ｃ側に移動するのに伴って受入口２ａと対向しつつ、受け入れた粉粒体を圧縮して固形化する機能を有するものである。
【００２９】
このため、成形部材３は先端（先端面ともいう）３ａが成形筒体２の端部２ｃに到達したときに外周面３ｂが受入口２ａと対向し得る長さと、外周面３ｂと成形筒体２の内周面２ｄとの間に粉粒体が流通し得る程度の隙間１０（図３参照）を形成し得る程度の太さを有する丸棒状の部材として形成されている。
【００３０】
本実施例では、成形部材３は長さが約２２０ｍｍ、太さが約３８ｍｍの寸法を持って形成されており、これにより、成形部材３の外周面３ｂと成形筒体２の内周面２ｄとの間には約１ｍｍの隙間１０が形成されている。
【００３１】
上記の如く、成形部材３の外周面３ｂと成形筒体２の内周面２ｄとの間に形成された約１ｍｍの隙間１０は、成形室２ｅに受け入れた粉粒体を移動する成形部材３によって圧縮する際に、この移動及び圧縮に伴う内部空気の流通と、該空気の流通に伴って一部の粉粒体が流通するのに略充分である。しかし、隙間１０の寸法を１ｍｍに限定するものではなく、成型部材３による圧縮に伴って粉粒体が円滑に流通し得る寸法であれば良い。
【００３２】
上記隙間１０は、成形筒体２に形成された成形室２ｅの全長にわたって形成される。このため、成形部材３が受入口２ａに対向したとき、隙間１０は受入口２ａに連通することとなる。即ち、隙間１０は受入口２ａ、排出口１ａ、シュート１を介してホッパーと連通する。従って、ホッパーに作用している負圧は隙間１０にも作用することとなり、該隙間１０に於ける空気及び粉粒体の流通を円滑にすることが可能となる。
【００３３】
成形部材駆動シリンダー４は、成形部材３を駆動して成形筒体２の成形室２ｅの内部で端部２ｂ側から端部２ｃ側へと往復移動させるものである。このため、成形部材駆動シリンダー４は成形筒体２の端部２ｂ側に配置されている。本実施例では、ストロークが２００ｍｍのエアシリンダーによって構成されている。
【００３４】
開閉部材５は、成形筒体２の内部に形成された成形室２ｅの端面２ｃに於ける開放部を開閉する機能を有するものである。そして、前記開放部を閉鎖したときに該開放部を気密に保持させ、且つ開放したときに清掃部材７の動作範囲を回避し得るように構成されている。
【００３５】
このため、開閉部材５は成形筒体２の軸心と略一致した軸心を有し且つこの軸心に沿って往復移動し得るように構成されたブロック状に形成されている。そして、成形筒体２の端面２ｃと対向する面５ａには該端面２ｃに於ける開放部の径よりも充分に大きい径を持ったリング状の溝（図示せず）が形成され、この溝にシール部材となるＯリング１１が嵌め込まれている。このように、開閉部材５は成形筒体２の軸心に沿って往復移動して端面２ｃに対し、接触、離隔して開閉し得るように構成されるため、Ｏリング１１の消耗を防いで安定した気密保持を実現することが可能である。
【００３６】
特に、開閉部材５の外形寸法を限定するものではないが、成形筒体２の端面２ｃの外形寸法よりも小さいことが好ましい。このように、開閉部材５の外形寸法を端面２ｃの外形寸法よりも小さくすることによって、この端面２ｃに於ける成形筒体２の外周部位に清掃部材７を接触させた状態で配置することが可能となる。
【００３７】
開閉部材駆動シリンダー６は、開閉部材５を駆動して成形筒体２の端面２ｃに圧接させて該端面２ｃに形成されている開放部を気密性を保持して閉鎖し、或いは前記開放部を開放させる機能を有するものである。このため、開閉部材駆動シリンダー６は、軸心が成形筒体２の軸心と略一致し得るように水平状態で配置されている。従って、開閉部材駆動シリンダー６を駆動することで、開閉部材５を成形筒体２の軸心と一致した軸心に沿って往復移動する。
【００３８】
開閉部材駆動シリンダー６は、成形部材駆動シリンダー４の出力よりも大きい出力となるように構成されている。例えば両駆動シリンダー４、６の出力が等しい場合、粉粒体を圧縮して固形化する過程で成形室２ｅの内圧が上昇して粉粒体が成形筒体２の端部２ｃから噴出する虞がある。即ち、開閉部材５を成形筒体２の端部２ｃに圧接させた状態で、成形部材駆動シリンダー４によって成形部材３を駆動して成形室２ｅに受け入れた粉粒体を圧縮すると、粉粒体への圧縮に伴って成形室２ｅの内圧が上昇して開閉部材５の圧接に対抗する。このとき、両駆動シリンダー４、６の出力が等しいと、開閉部材５の成形筒体２に対する圧接力と成形室２ｅに作用する内圧による力とが平衡し、開閉部材５による端部２ｃの気密性を保持し得なくなり、結果、粉粒体が噴出することになる。
【００３９】
従って、開閉部材駆動シリンダー６の出力を成形部材駆動シリンダー４の出力よりも大きくすることによって、開閉部材５を確実に成形筒体２の端部２ｃに圧接させておくことが可能となり、充分な気密性を保持することが可能となる。
【００４０】
開閉部材駆動シリンダー６の出力を成形部材駆動シリンダー４の出力よりも大きくする構造は特に限定するものではなく、開閉部材駆動シリンダー６のボア径を成形部材駆動シリンダー４のボア径よりも大きく設定することで良い。また、両駆動シリンダー４、６のボア径を同じとし、開閉部材駆動シリンダー６に供給するエア圧力を成形部材駆動シリンダー４に供給するエア圧力よりも高くしても良い。しかし、配管系の構成を簡単にするためには、両駆動シリンダー４、６のボア径を変えることが好ましい。
【００４１】
清掃部材７は成形筒体２の成形室２ｅで固形化された粉粒体の固形物Ｃを端部２ｃから排出した後、成形部材３の先端面３ａを清掃する機能を有するものである。このため、清掃部材７は成形筒体２の端面２ｃに沿って上下方向に移動し得るように構成されたブロック状に形成されており、該清掃部材７のエッジによって成形部材３の先端面３ａに付着した粉粒体を擦り落として清掃し得るように構成されている。
【００４２】
清掃部材駆動シリンダー８は清掃部材７を上下方向に駆動する機能を有するものであり、成形筒体２の端面２ｃに於ける外形寸法と略等しいか僅かに小さいストロークを持ったエアシリンダーによって構成されている。
【００４３】
次に、上記の如く構成された固形化装置Ａによって粉粒体を固形化する手順について図４により説明する。予め集塵機Ｂでは発生したヒュームを吸引して粉粒体を分離する作業を継続しており、分離された粉粒体はホッパーに貯留され、該ホッパーからシュート１側に排出されている。
【００４４】
先ず、開閉部材駆動シリンダー６を駆動して開閉部材５を成形筒体２の端面２ｃに圧接させる。これにより、端面２ｃに開放する開放部は周囲がＯリング１１に包囲されることで、気密性が付与される。このため、成形筒体２の成形室２ｅは端部２ｃが閉鎖された閉鎖空間を形成することになる。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、成形部材駆動シリンダー４を駆動して成形部材３を成形筒体２の端部２ｂ側へ移動させる。成形部材３の端部２ｂ側への移動に伴って、該成形部材３の外周面３ｂの受入口２ａへの対向面積が小さくなり、受入口２ａの成形室２ｅに対する開口面積が大きくなる。そして、成形部材３が端部２ｂ側への移動限に到達したとき、受入口２ａには対向する成形部材３の外周面３ｂがなくなり、該受入口２ａは成形室２ｅに対し完全に開口する。
【００４６】
成形筒体２の受入口２ａの開放に伴って、成形室２ｅにホッパーに貯留されシュート１に排出されていた粉粒体１５が、排出口１ａ、受入口２ａを経て受け入れられる。このようにして受け入れられた粉粒体１５は個々の粉粒が自由な状態で存在しており、成形室２ｅに於ける空気の流れに応じて流動する。また、成形室２ｅの内部には、ホッパーに作用する負圧がシュート１を経て作用している。
【００４７】
成形部材３は、成形筒体２の端部２ｂ側の移動限に到達した後、成形部材駆動シリンダー４によって端部２ｃ方向へと駆動される。端部２ｃ方向への移動に伴って、成形部材３の外周面３ｂは先端３ａから順に受入口２ａと対向してゆき、該受入口４ａの成形室２ｅに対する開口面積が小さくなる。同時に成形室２ｅに受け入れられた粉粒体１５は端部２ｃ側へと送られる。このとき、成形部材３の端部２ｃ側への移動に伴う成形室２ｅの容積の減少に応じて、空気は容易に受入口２ａからホッパー側に流通し、この流通に応じて粉粒体の一部も容易にホッパー側へと流通する。
【００４８】
そして、同図（ｂ）、図３に示すように、成形部材３の先端面３ａが成形筒体２の受入口２ａを通過すると、成形室２ｅは先端面３ａによって封鎖され且つ内周面２ｄと外周面３ｂとの間に受入口２ａと連通した隙間１０が形成された空間となる。そして、継続する成形部材３の端部２ｃ側への移動に応じて、粉粒体１５が圧縮されると共に、成形室２ｅの内圧が上昇する。しかし、成形室２ｅ内の空気は、容易に隙間１０を流通して受入口２ａからホッパーへと流通し、この流通に伴って一部の粉粒体１５も受入口２ａからホッパーへと流通することが可能である。
【００４９】
更なる成形部材３の端部２ｃ側への移動によって、成形室２ｅ内の粉粒体１５は開閉部材５に押圧されて固形化する。このとき、開閉部材５は成形部材駆動シリンダー４の出力よりも大きい出力を持つ開閉部材駆動シリンダー６によって成形筒体２の端面２ｃに押し付けられているため、成形室２ｅの内部圧力が上昇しても対抗することが可能であり、気密性を保持することが可能となる。従って、端面２ｃと開閉部材５との間に隙間が形成されることがなく、粉粒体が外部に噴射することがない。
【００５０】
成形部材３の成形筒体２の端部２ｃ側への移動によって、粉粒体１５からなる固形物Ｃが形成される。固形物Ｃが形成されたことは、例えば成形部材駆動シリンダー４の内部に収容されているピストンの移動位置を検出することで検出することが可能である。そして、固形物Ｃが形成されたことを検出した後、成形部材駆動シリンダー４を中立状態とし、この状態で開閉部材駆動シリンダー６を駆動して、成形筒体２の端面２ｃに圧接している開閉部材５を離隔させることで、成形室２ｅを開放する。
【００５１】
次いで、図４（ｃ）に示すように、成形部材駆動シリンダー４を駆動して成形部材３の先端面３ａを成形筒体２の端面２ｃと略同一面となる位置まで移動させる（成形部材３の端部２ｃ側への移動限）。この移動に伴って、成形室２ｅにある固形物Ｃは成形室２ｅの外部に排出されて下方へと落下し、図示しない容器に収容される。
【００５２】
上記の如く成形部材３の先端面３ａと成形筒体２の端面２ｃとを略同一面となる位置にある状態で、清掃部材駆動シリンダー８を駆動して清掃部材７を下降させる。このとき、清掃部材７は端面２ｃに沿って下降し、このとき成形部材３の先端面３ａを擦るようにして付着している粉粒体を落下させることが可能である。そして、清掃部材７を下降限まで下降させた後、上昇限まで上昇させることで、成形部材３の先端面３ａに対する清掃作業が終了する。
【００５３】
このように、清掃部材７を下降、上昇させて成形部材３の先端面３ａを清掃するので、固形化された固形物Ｃが成形部材３の先端面３ａに付着しているような場合でも、確実に固形物Ｃを落下させることが可能であり、且つ先端面３ａを確実に清掃することが可能である。
【００５４】
上記の如くして成形部材３の先端面３ａを清掃した後、開閉部材駆動シリンダー６を駆動して開閉部材５を成形筒体２の端面２ｃに圧接させると共に、成形部材駆動シリンダー４を駆動して成形部材３を端部２ｂ側へと移動させることで、固形化作業を繰り返すことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の固形化装置Ａは、鋼板やステンレス鋼板を含む被切断材を切断するのに伴って発生するヒュームから粉粒体を分離する際に利用して有利である。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ 固形化装置
Ｂ 集塵機
Ｃ 固形物
１ シュート
１ａ 排出口
１ｂ フランジ
２ 成形筒体
２ａ 受入口
２ｂ、２ｃ 端部（端面）
２ｄ 内周面
２ｅ 成形室
２ｆ テーパ面
３ 成形部材
３ａ 先端（先端面）
３ｂ 外周面
４ 成形部材駆動シリンダー
５ 開閉部材
５ａ 面
６ 開閉部材駆動シリンダー
７ 清掃部材
８ 清掃部材駆動シリンダー
１０ 隙間
１１ Ｏリング
１５ 粉粒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板からなる被切断材を熱化学的に切断したときに生じるヒュームを吸引して該ヒュームに含まれた粉粒体を集塵する集塵機と、
前記集塵機のホッパーに接続され底部に所定の形状を持った排出口を有するシュートと、
周壁に前記シュートの排出口と略等しい形状を持った受入口を有し且つ両端部が開放された筒体からなり、該受入口を前記シュートの排出口に接続して水平方向に配置された成形筒体と、
前記成形筒体の内部に該成形筒体の一方の端部側から他方の端部側へと往復移動可能に配置され、一方の端部側へと移動して先端が該成形筒体の一方の端部に到達したとき外周面が前記受入口と対向し他方の端部側へと移動したとき前記受入口を開放し得る長さと、該成形筒体の内周面との間に前記受入口を介して前記ホッパーと連通し且つ粉粒体が流通し得る隙間を形成する太さと、を有し、該成形筒体の他方の端部側へと移動する際に該成形筒体に受け入れた粉粒体を圧縮して固形化する成形部材と、
前記成形筒体の一方の端部に配置され、前記成形部材を往復移動させる成形部材駆動シリンダーと、
前記成形筒体の他方の端部と対向し且つ該成形筒体の軸心に沿って往復移動可能に配置され、該成形筒体の他方の端部と対向する対向面にシール部材が設けられており、該対向面が成型筒体の他方の端部の面と接触したとき前記シール部材が該端部の面に於ける開放部をシールして閉鎖する開閉部材と、
前記成形部材駆動シリンダーよりも大きい出力を有し、且つ前記開閉部材を往復移動させる開閉部材駆動シリンダーと、
前記成形筒体の他方の端部側に配置され、前記成形部材の先端面に沿って往復移動して該先端面を清掃する清掃部材と、
前記清掃部材を往復移動させる清掃部材駆動シリンダーと、を有し、
前記開閉部材駆動シリンダーを駆動して前記開閉部材を前記成形筒体の他方の端部の面に圧接させたとき、該他方の端部に於ける開放部を気密状態に閉鎖し、
前記成形部材駆動シリンダーを駆動して前記成形部材を前記成形筒体の一方の端部側に移動させて該成形筒体の受入口を開放することで前記ホッパーに収容されている粉粒体を前記シュートを介して受け入れた後、該成形部材駆動シリンダーを駆動して該成形部材を該成形筒体の他方の端部側に移動させ、該成形部材を該成形筒体の受入口に対向させると共に受け入れた粉粒体を圧縮して固形化し、その際に前記成形筒体と前記成形部材との隙間に前記ホッパーの圧力を作用させて該隙間に存在する粉粒体を該ホッパーに吸引させるように構成したことを特徴とする粉粒体の固形化装置。
【請求項１】
金属板からなる被切断材を熱化学的に切断したときに生じるヒュームを吸引して該ヒュームに含まれた粉粒体を集塵する集塵機と、
前記集塵機のホッパーに接続され底部に所定の形状を持った排出口を有するシュートと、
周壁に前記シュートの排出口と略等しい形状を持った受入口を有し且つ両端部が開放された筒体からなり、該受入口を前記シュートの排出口に接続して水平方向に配置された成形筒体と、
前記成形筒体の内部に該成形筒体の一方の端部側から他方の端部側へと往復移動可能に配置され、一方の端部側へと移動して先端が該成形筒体の一方の端部に到達したとき外周面が前記受入口と対向し他方の端部側へと移動したとき前記受入口を開放し得る長さと、該成形筒体の内周面との間に前記受入口を介して前記ホッパーと連通し且つ粉粒体が流通し得る隙間を形成する太さと、を有し、該成形筒体の他方の端部側へと移動する際に該成形筒体に受け入れた粉粒体を圧縮して固形化する成形部材と、
前記成形筒体の一方の端部に配置され、前記成形部材を往復移動させる成形部材駆動シリンダーと、
前記成形筒体の他方の端部と対向し且つ該成形筒体の軸心に沿って往復移動可能に配置され、該成形筒体の他方の端部と対向する対向面にシール部材が設けられており、該対向面が成型筒体の他方の端部の面と接触したとき前記シール部材が該端部の面に於ける開放部をシールして閉鎖する開閉部材と、
前記成形部材駆動シリンダーよりも大きい出力を有し、且つ前記開閉部材を往復移動させる開閉部材駆動シリンダーと、
前記成形筒体の他方の端部側に配置され、前記成形部材の先端面に沿って往復移動して該先端面を清掃する清掃部材と、
前記清掃部材を往復移動させる清掃部材駆動シリンダーと、を有し、
前記開閉部材駆動シリンダーを駆動して前記開閉部材を前記成形筒体の他方の端部の面に圧接させたとき、該他方の端部に於ける開放部を気密状態に閉鎖し、
前記成形部材駆動シリンダーを駆動して前記成形部材を前記成形筒体の一方の端部側に移動させて該成形筒体の受入口を開放することで前記ホッパーに収容されている粉粒体を前記シュートを介して受け入れた後、該成形部材駆動シリンダーを駆動して該成形部材を該成形筒体の他方の端部側に移動させ、該成形部材を該成形筒体の受入口に対向させると共に受け入れた粉粒体を圧縮して固形化し、その際に前記成形筒体と前記成形部材との隙間に前記ホッパーの圧力を作用させて該隙間に存在する粉粒体を該ホッパーに吸引させるように構成したことを特徴とする粉粒体の固形化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１５６５６０（Ｐ２０１１−１５６５６０Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９９８５（Ｐ２０１０−１９９８５）
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【出願人】（０００１８５３７４）小池酸素工業株式会社 (64)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【出願人】（０００１８５３７４）小池酸素工業株式会社 (64)
【Ｆターム（参考）】
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