粉粒分離装置
【課題】回収されるべき投射材の一部が集塵機へ排出されるのを防止又は抑制することができる粉粒分離装置を得る。
【解決手段】集塵機２２のファンの作動によって投射材を含む空気がサイクロンケース本体２６内に吸入され、前記空気中の粒子はサイクロンケース本体２６内で旋回流によって遠心分離される。サイクロン２４と集塵機２２との間の空気通路３４にはメッシュ状のフィルタ５０が配置されており、サイクロン２４で分離し切れなかった粒子はフィルタ５０で捕捉される。
【解決手段】集塵機２２のファンの作動によって投射材を含む空気がサイクロンケース本体２６内に吸入され、前記空気中の粒子はサイクロンケース本体２６内で旋回流によって遠心分離される。サイクロン２４と集塵機２２との間の空気通路３４にはメッシュ状のフィルタ５０が配置されており、サイクロン２４で分離し切れなかった粒子はフィルタ５０で捕捉される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射装置の循環部等に設けられる粉粒分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射装置の循環部においては、投射機で投射した投射材とその他の異物とを分離するために、サイクロン装置に集塵装置が接続されている場合がある（例えば、特許文献１参照）。このような構成では、サイクロン装置で吸気中の粒子が分離されると共に、集塵装置のブロワーの吸引力でサイクロン装置から集塵装置へ粉塵等を含む空気が排出される。ここで、サイクロン装置の性能は、風量に応じて変動するものであるため、集塵装置では、装置内の濾布の目詰まり等を考慮してブロワーによる吸引力を予め高めに発生させる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公報第２８５７７６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧力損失によってサイクロン装置での風量が設定値以下になると、サイクロン装置での旋回流の速度が下がるため、サイクロン装置の分離能力も下がり、回収されるべき投射材の一部（小粒径の投射材）がサイクロン装置から集塵装置へ排出されてしまう。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、回収されるべき投射材の一部が集塵機へ排出されるのを防止又は抑制することができる粉粒分離装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載する本発明の粉粒分離装置は、空気を吸入する吸入手段を備えた集塵機と、前記吸入手段の吸入力で吸入された投射材を含む空気へ分級流を生じさせ、吸入された空気中の粒子を分離すると共に、前記集塵機の吸入部側に空気通路を介して接続される分級機と、前記分級機と前記集塵機との間の前記空気通路に配置されたフィルタと、を有する。
【０００７】
請求項１に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、集塵機の吸入手段が空気を吸入すると、分級機は、吸入手段の吸入力で吸入された投射材を含む空気へ分級流を生じさせ、吸入された空気中の粒子を分離する。また、分級機と集塵機との間の空気通路にはフィルタが配置されているので、分級機で分離し切れなかった粒子がフィルタで捕捉される。
【０００８】
請求項２に記載する本発明の粉粒分離装置は、請求項１記載の構成において、前記フィルタの面積は、前記分級機における前記空気通路側の出口の面積よりも大きく設定されている。
【０００９】
請求項２に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、フィルタの面積は、分級機における空気通路側の出口の面積よりも大きく設定されているので、フィルタの面積が分級機における空気通路側の出口の面積と同じ場合に比べて、フィルタでの圧力損失が抑制される。このため、分級機での風量が確保されて分級機の性能が確保されると共に、フィルタを通過する際の風速が低下するのでフィルタの破損も防止できる。
【００１０】
請求項３に記載する本発明の粉粒分離装置は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記分級機は、略円筒状のサイクロンとされると共に、前記フィルタは、前記サイクロンの上方側に配置されている。
【００１１】
請求項３に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、分級機が略円筒状のサイクロンとなっており、フィルタがサイクロンの上方側に配置されているので、フィルタの設置面積を容易に確保できると共に、サイクロンと集塵機との間の配管が容易になる。
【００１２】
請求項４に記載する本発明の粉粒分離装置は、請求項３記載の構成において、前記フィルタの上方側に配置され、前記フィルタに対して気体の吹き付けが可能な吹付手段と、前記フィルタの下方側に配置され、漏斗状とされて上端部が前記サイクロンの上方側に位置すると共に足部を構成する管部が前記サイクロンの軸心部に配置された漏斗状部材と、を有する。
【００１３】
請求項４に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、フィルタの上方側からフィルタに対して吹付手段による気体の吹き付けが可能となっているので、フィルタに捕捉された粒子が、吹付手段による吹き付けによってフィルタから落とされる。フィルタから落とされた粒子は、フィルタの下方側で漏斗状部材の上部で受けられた後、漏斗状部材の足部を構成する管部を通って下方側へ落とされる。ここで、管部はサイクロンの軸心部に配置されているので、サイクロンで生じる旋回流（分級流）が妨げられない。
【００１４】
請求項５に記載する本発明の粉粒分離装置は、請求項１記載の構成において、前記分級機は、略円筒状のサイクロンとされ、前記サイクロンの側部外周側に前記空気通路の一部を形成する筒状部が形成され、前記フィルタは、前記サイクロンの側部外周側で前記筒状部の内側に配置されている。
【００１５】
請求項５に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、分級機としての略円筒状のサイクロンの側部外周側には筒状部によって空気通路の一部が形成されており、サイクロンの側部外周側で筒状部の内側にフィルタが配置されているので、フィルタを分級機の上方側に配置する場合に比べて装置全体の高さ寸法が抑えられる。
【００１６】
請求項６に記載する本発明の粉粒分離装置は、請求項５記載の構成において、前記フィルタの外周側に配置され、前記フィルタに対して気体の吹き付けが可能な吹付手段と、前記フィルタを前記サイクロンの軸回りに回転駆動可能な駆動手段と、を有する。
【００１７】
請求項６に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、フィルタの外周側からフィルタに対して吹付手段による気体の吹き付けが可能となっているので、フィルタに捕捉された粒子が、吹付手段による吹き付けによってフィルタから落とされる。また、駆動手段はフィルタをサイクロンの軸回りに回転駆動可能であるので、フィルタを回転させて吹付手段を作動させることで、フィルタの全域から捕捉された粒子が落とされる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の粉粒分離装置によれば、回収されるべき投射材の一部が集塵機へ排出されるのを防止又は抑制することができるという優れた効果を有する。
【００１９】
請求項２に記載の粉粒分離装置によれば、フィルタでの圧力損失を抑制できることで、分級機の性能を確保できると共にフィルタの破損も防止できるという優れた効果を有する。
【００２０】
請求項３に記載の粉粒分離装置によれば、フィルタの設置面積を容易に確保できると共に、サイクロンと集塵機との間の配管を容易にすることができるという優れた効果を有する。
【００２１】
請求項４に記載の粉粒分離装置によれば、フィルタで捕捉された粒子を、サイクロンの旋回流（分級流）を妨げることなく、振るい落とすことができるという優れた効果を有する。
【００２２】
請求項５に記載の粉粒分離装置によれば、フィルタを分級機の上方側に配置する場合に比べて装置全体の高さ寸法を抑えることができるという優れた効果を有する。
【００２３】
請求項６に記載の粉粒分離装置によれば、フィルタの全域から捕捉された粒子を落とすことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る粉粒分離装置を含む投射材循環装置の要部構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る粉粒分離装置を含む投射材循環装置の要部構成を示す模式的な断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った拡大断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る粉粒分離装置を含む投射材循環装置の要部構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る粉粒分離装置について図１を用いて説明する。図１には、第１の実施形態に係る粉粒分離装置２０を含む空気輸送式の投射材循環装置１０の要部構成が模式的な断面図で示されている。
【００２６】
図１に示されるように、粉粒分離装置２０は、ショットピーニングマシン１２に接続されている。ショットピーニングマシン１２は、図示しない投射材（ショット）を図示しない被処理対象物（ワーク）の表面に投射して被処理対象物をピーニング処理する装置である。なお、ピーニングは、被処理対象物の表面粗さを低減して疲労強度等の向上を図る等の目的のために用いられる。詳細図示を省略するが、ショットピーニングマシン１２は、処理室を構成するキャビネットと、前記キャビネット内で被処理対象物に投射材を投射する（ピーニング処理する）投射手段と、前記投射手段に投射材を供給する投射材供給部と、を備えると共に、前記投射手段により投射されて前記キャビネットから回収された投射材を一時貯蔵するホッパを備えている。
【００２７】
なお、本実施形態では、ショットピーニングマシン１２に粉粒分離装置２０が接続されているが、ショットピーニングマシン１２に代えてショットブラスト装置が配置される構成としてもよい。また、粉粒分離装置２０で分離する投射材は、その種類を問わないが、微細な投射材（一例として、アモビーズのような微細で高価な投射材）を適用することも可能である。粉粒分離装置２０で分離する投射材として高価な投射材が適用された場合には無駄なコストが高額になるのを抑えることができる。
【００２８】
粉粒分離装置２０は、空気を吸入する吸入手段としてのファンを備えた集塵機２２を有すると共に、集塵機２２の吸入部２２Ａ側に接続された分級機としてのサイクロン２４を有している。なお、前記ファンは後述する制御部４４に接続されている（図示省略）。
【００２９】
サイクロン２４は、集塵機２２の吸入部２２Ａ側に空気通路３４を介して接続される略円筒状のサイクロンケース本体２６を備えている。サイクロンケース本体２６は、その上部２６Ａが垂直配置の円筒状に形成されると共に、その下部２６Ｂが下方側へ向けて小径とされた円錐台筒状に形成されている。サイクロンケース本体２６の上部２６Ａの側壁には、上部２６Ａの内壁に沿って空気を流入させるための流入部２８が形成されている。この流入部２８は、略筒状とされ、ショットピーニングマシン１２のホッパ（図示省略）に第一吸気ダクト１８を介して接続されている。なお、第一吸気ダクト１８は、ショットピーニングマシン１２で投射された投射材及びその他の異物が前記ホッパから空気輸送される流路を形成している。
【００３０】
また、サイクロンケース本体２６の上部２６Ａにおける天板１２６Ａの中央には、円筒状の案内手段としての案内筒部３０が貫通形成されている。この案内筒部３０は、集塵機２２のファン（図示省略）の吸入力で流入部２８からサイクロンケース本体２６に吸入された投射材を含む空気を外周へ案内してその空気へ分級流としての旋回流ｆ１を生じさせるようになっている。案内筒部３０の上端は上方側に延出した流出筒部３２に連続しており、この流出筒部３２は、サイクロン２４と集塵機２２とを接続する空気通路３４の一部を形成している。すなわち、サイクロン２４は、サイクロンケース本体２６に吸入された空気中の粒子を旋回流ｆ１によって遠心力で分離する装置とされ、比重の大きい粒子を落下させると共に、比重の小さい粒子を含む空気を流出筒部３２を通して上方へ流出させるようになっている。また、本実施形態では、案内筒部３０及び流出筒部３２の内周円の直径は３１０ｍｍに設定され、サイクロン２４の必要風量は、５０ｍ３／ｍｉｎとされている。
【００３１】
サイクロンケース本体２６の下部２６Ｂは、下端開口側で回収部３６に接続されている。また、回収部３６は、パイプ３８等を介してショットピーニングマシン１２の投射材供給部（図示省略）に接続されている。これにより、サイクロン２４で分離された投射材が循環して利用される構成になっている。
【００３２】
また、サイクロン２４の上部には、サイクロン２４の上部流入側と上部流出側との圧力差を検出するために、差圧センサ４０が設けられている。この差圧センサ４０は、流入部２８の内部空間に通じる導圧細管４２Ａと、流出筒部３２の内部空間に通じる導圧細管４２Ｂと、に接続されている。差圧センサ４０には制御部４４が接続されている。制御部４４は、差圧センサ４０によって検出された圧力差が所定値以上の場合には、集塵機２２に設けられたファン（図示省略）のモータ回転数を上げるようになっている。
【００３３】
サイクロン２４と集塵機２２とを接続する空気通路３４の一部は、流出筒部３２に連続するフィルタハウジング４６、及びこのフィルタハウジング４６と集塵機２２とを繋ぐ第二吸気ダクト４８によって形成されている。
【００３４】
フィルタハウジング４６は、上端側及び下端側に開口部が形成されると共に、軸心がサイクロン２４と同軸で垂直に配置され、上下方向中間部が拡径された拡張部１４６とされている。拡張部１４６は短円筒状で垂直に配置されている。フィルタハウジング４６は、上部に配置されて下端側が大径とされたアッパ部４６Ａと、下部に配置されて上端側が大径とされたロア部４６Ｂと、によって構成されている。アッパ部４６Ａとロア部４６Ｂとは、図示しない各々のフランジ部同士の間にメッシュ状のフィルタ５０を挟み込んだ状態で接合されている。これにより、フィルタ５０は、サイクロン２４と集塵機２２との間の空気通路３４においてサイクロン２４の上方側に配置されている。
【００３５】
フィルタ５０は、投射材分離用の金網とされており、網目の粗さは投射材の粒径（サイズ）よりも小さくなるように設定されている。より具体的には、本実施形態では、フィルタ５０は、一例として、織り方が綾織とされた綾織網とされ、線径０．０２５ｍｍで、メッシュ数が５００（１インチ間に目(糸)が５００個）のものが適用されている。
【００３６】
また、このフィルタ５０の面積は、サイクロン２４の必要風量に応じて設定されており、圧力損失を抑えるために、サイクロン２４における空気通路３４側の出口の面積（案内筒部３０の上端内側の面積）よりも大きく設定されている。より具体的には、サイクロン２４での圧力損失を１．８ｋＰａ、集塵機２２での圧力損失を約２ｋＰａと見積もると、集塵機２２のファン（図示省略）の性能（静圧５〜６ｋＰａ）を考慮して、フィルタ５０での圧力損失を１ｋＰａ以下にする必要があり、フィルタ５０での圧力損失を１ｋＰａ以下にするためには、下記の数式１により、フィルタ５０（網）の面積は８８５０００ｍｍ２（網の直径は１０６０ｍｍ）に設定される。
【００３７】
【数１】
【００３８】
上記の数式１におけるα及びβは抵抗係数であり、下記の表１による。
【表１】
【００３９】
また、図１に示されるように、フィルタハウジング４６のアッパ部４６Ａの上端開口部は、フィルタ５０の配置部の径（拡張部１４６の内径）よりも小径とされて第二吸気ダクト４８に接続されている。これにより、第二吸気ダクト４８での風速が確保されて第二吸気ダクト４８内で塵埃が滞留するのを抑えられる構造になっている。
【００４０】
フィルタハウジング４６のアッパ部４６Ａには、吹付手段としての逆洗装置５２が設けられている。すなわち、逆洗装置５２は、フィルタ５０の上方側に設けられている。逆洗装置５２には、パルスジェット空気（圧縮空気）供給用の噴射ノズルが設けられており、この噴射ノズルの噴出口は、フィルタ５０の上面（下流側の面）側に向けられている。また、逆洗装置５２は、制御部４４に接続された噴射手段を備えており、この噴射手段が作動することで噴射ノズルから圧縮空気を噴射し、フィルタ５０に対して圧縮空気（気体）の吹き付けが可能となっている。
【００４１】
また、フィルタハウジング４６には、フィルタ５０よりも下方側（流路上流側）とフィルタ５０よりも上方側（流路下流側）との圧力差を検出するために、差圧センサ５４が設けられている。この差圧センサ５４は、アッパ部４６Ａの内部空間に通じる導圧細管５６Ａと、ロア部４６Ｂの内部空間に通じる導圧細管５６Ｂと、に接続されている。差圧センサ５４は制御部４４に接続されている。
【００４２】
制御部４４は、差圧センサ５４によって検出された圧力差が所定値以上の場合には、フィルタ５０に捕捉された粒子を振い落して差圧を所定値未満とする（ひいては集塵風量を確保する）ために、逆洗装置５２の噴射手段を作動させるようになっている。換言すれば、制御部４４は、逆洗装置５２の噴射手段の作動時を限定して前記粒子の振い落しに無駄なエネルギーが消費されるのを抑えるように、逆洗装置５２の噴射手段を制御している。
【００４３】
なお、本実施形態では、制御部４４は、逆洗装置５２の噴射手段を作動させる際に、集塵機２２のファン（図示省略）に対して作動停止の指令は出さない。また、本実施形態では、フィルタ５０に捕捉された粒子の振い落しが逆洗装置５２の圧縮空気の噴射によってなされているが、例えば、フィルタ５０を直接振動（超音波振動を含む）することによって行う構成にしてもよい。
【００４４】
フィルタハウジング４６のロア部４６Ｂの内側（換言すれば、フィルタ５０の下方側）には、漏斗状とされた漏斗状部材５８の受部５８Ａが配置されている。なお、図示を省略するが、漏斗状部材５８は、ロア部４６Ｂに取付部材を介して取り付けられている。受部５８Ａは、サイクロン２４の上方側に位置すると共に、フィルタ５０側に開口して下方側へ向けて小径とされた円錐台筒状に形成されている。この受部５８Ａは、逆洗装置５２の作動によりフィルタ５０に捕捉された粒子が払い落とされた場合にそれらの粒子を受け取るための手段とされている。受部５８Ａの下端開口部には足部を構成する管部としての細管部５８Ｂが連続して設けられている。細管部５８Ｂは、サイクロン２４の旋回流ｆ１を妨げないために、サイクロン２４の軸心部を貫通して延出しており、その下端部は回収部３６内に配置されている。
【００４５】
集塵機２２は、第二吸気ダクト４８側とは反対側が排気用の排気ダクト６０に接続されている。また、集塵機２２には、その入口側と出口側との圧力差を検出するために、差圧センサ６２が設けられている。この差圧センサ６２は、第二吸気ダクト４８の内部空間に通じる導圧細管６４Ａと、排気ダクト６０の内部空間に通じる導圧細管６４Ｂと、に接続されている。差圧センサ６２は制御部４４に接続されている。制御部４４は、差圧センサ６２によって検出された圧力差が所定値以上の場合には、集塵機２２内に設けられたフィルタ（図示省略）を逆洗浄するために、集塵機２２に設けられた逆洗装置（図示省略）の複数のノズルを順番に噴射させるようになっている。
【００４６】
また、排気ダクト６０には、排気ダクト６０内の風量を測定するための風量測定センサ６６が取り付けられている。風量測定センサ６６は制御部４４に接続されている。制御部４４は、風量測定センサ６６によって測定された風量が所定値未満の場合には、集塵機２２に設けられたファン（図示省略）のモータ回転数を上げるようになっている。なお、前記ファンのモータ（図示省略）は、インバータ等によって回転制御されている。
【００４７】
（作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４８】
集塵機２２のファン（図示省略）が作動すると、サイクロン２４が負圧になり、ショットピーニングマシン１２のホッパに堆積された投射材、及びその他の異物（被処理対象物の付着物及び投射材が破砕されたもの）を含む空気が、空気輸送によって、第一吸気ダクト１８を流通してサイクロン２４へ吸引搬送される。
【００４９】
サイクロン２４では、サイクロンケース本体２６内に吸入された空気が案内筒部３０によって案内されて旋回流ｆ１が生じる。この旋回流ｆ１によって、吸入された空気中の粒子は遠心分離され、比重の大きい粒子（投射材）が落下する。落下した粒子（投射材）は、回収部３６及びパイプ３８等を経てショットピーニングマシン１２の投射材供給部（図示省略）へ搬送される。
【００５０】
サイクロン２４では、適切な風量や風圧が確保されれば、基本的には比重の大きい投射材とその他の異物とが完全に分離されるが、適切な風量や風圧が確保できなければ、完全な分離はできず、比重の大きい投射材の一部がサイクロン２４から集塵機２２側へ向けて流れてしまう。
【００５１】
しかし、仮にこのような大まかな分離となっても、サイクロン２４と集塵機２２との間の空気通路３４にはメッシュ状のフィルタ５０が配置されているので、サイクロン２４で分離し切れなかった投射材がフィルタ５０で捕捉される。その結果、フィルタ５０よりも下方側（流路上流側）とフィルタ５０よりも上方側（流路下流側）との圧力差が大きくなっていくが、この圧力差が差圧センサ５４によって所定値以上であると検出されると、制御部４４からの指令により逆洗装置５２の噴射手段が作動する。
【００５２】
逆洗装置５２の噴射手段が作動してフィルタ５０に圧縮空気が吹き付けられると、フィルタ５０で捕捉されていた投射材が落とされ、前記投射材は、漏斗状部材５８の受部５８Ａで受けられて細管部５８Ｂを経て回収部３６へ落下した後、パイプ３８等を経てショットピーニングマシン１２の投射材供給部（図示省略）へ搬送される。一方、投射材が除かれた空気は、フィルタハウジング４６から第二吸気ダクト４８を経て集塵機２２に取り込まれる。
【００５３】
また、本実施形態では、フィルタ５０の面積は、サイクロン２４における空気通路３４側の出口の面積（案内筒部３０の上端内側の面積）よりも大きく設定されているので、フィルタ５０の面積がサイクロン２４における空気通路３４側の出口の面積（案内筒部３０の上端内側の面積）と同じ場合に比べて、フィルタ５０での圧力損失が抑制される。このため、サイクロン２４での風量が確保されてサイクロン２４の性能が確保されると共に、フィルタ５０を通過する際の風速が低下するのでフィルタ５０の破損も防止できる。
【００５４】
また、フィルタ５０がサイクロン２４の上方側に設置されることで、フィルタ５０の設置面積を容易に確保できると共に、サイクロン２４と集塵機２２との間の配管が容易になって装置全体の構成が簡素化し小型化できる。
【００５５】
また、漏斗状部材５８の細管部５８Ｂは、サイクロン２４の軸心部に配置されているので、サイクロン２４で生じる旋回流ｆ１が妨げられない。このため、漏斗状部材５８が配置されても、サイクロン２４の性能が悪化しない。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態に係る粉粒分離装置２０によれば、回収されるべき投射材の一部が集塵機２２へ排出されるのを防止又は抑制することができる。
【００５７】
さらに、仮に集塵機２２の風量が低下して空気輸送が可能な程度の最低限の風量となっても、回収されるべき投射材の一部が集塵機２２へ排出されるのをフィルタ５０によって防止又は抑制することができるので、投射材を循環させるためのエネルギーの消費を抑えることもできる。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る粉粒分離装置７２について、図２及び図３を用いて説明する。図２には、第２の実施形態に係る粉粒分離装置７２を含む空気輸送式の投射材循環装置７０の要部構成が模式的な断面図で示され、図３には、図２の３−３線に沿った拡大断面図が示されている。図２に示されるように、粉粒分離装置７２は、サイクロン２４と集塵機２２との間を繋ぐ構成部等が第１の実施形態に係る粉粒分離装置２０（図１参照）とは異なる。他の構成は、第１の実施形態とほぼ同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図２に示されるように、サイクロン２４の上方側及び側部外周側には、アウタハウジング７４が形成されている。アウタハウジング７４は、サイクロン２４の上方側に形成された上板部７４Ａを備えると共に、サイクロン２４の側部外周側に形成された筒状部７４Ｂを備えており、サイクロン２４との間には所定の間隔が形成されている。これによって、サイクロン２４と集塵機２２との間の空気通路７６の一部が形成されている。
【００６０】
サイクロン２４の側部外周側で筒状部７４Ｂの下部内側にはフィルタ７８が配置されている。フィルタ７８は、上端部が略円筒状とされると共に、この上端部に連続する下方側の部位は下方側へ向けて小径とされた概ね円錐台状とされている。フィルタ７８の網目の粗さは、第１の実施形態のフィルタ５０（図１参照）と同様に、投射材の粒径（サイズ）よりも小さくなるように設定されている。また、フィルタ７８の網面積についても、サイクロン２４の必要風量に応じて設定され、フィルタ７８での圧力損失が過大になるのを抑えている。
【００６１】
フィルタ７８の上端部は厚肉円筒形状のリング部材７７の内周に取り付けられており、リング部材７７はサイクロン２４と同軸状に配置されている。また、図３に示されるように、リング部材７７の外周側には、装置上下方向を軸方向とする複数個（本実施形態では計三個）のサイドローラ７９が、筒状部７４Ｂに設けられたブラケット（図示省略）へ軸支されている。サイドローラ７９の外周面は、リング部材７７の外周面へ接しており、リング部材７７の水平方向における位置規制をしている。
【００６２】
リング部材７７の下面は、駆動手段としての駆動機構部８０の駆動ローラ８０Ｂに載置支持されている。駆動機構部８０は、筒状部７４Ｂに取り付けられており、駆動ローラ８０Ｂは、平面視でリング部材７７の半径方向を軸方向として配置されている。また、駆動ローラ８０Ｂの軸部は、駆動機構部８０の一部を構成するモータ８０Ａの駆動力によって回転するようになっている。モータ８０Ａは制御部４４に接続されている。また、リング部材７７の下面は、所定間隔をおいて複数個（本実施形態では計二個）の従動ローラ８１Ｂに載置支持されている。従動ローラ８１Ｂは、平面視でリング部材７７の半径方向を軸方向として配置され、筒状部７４Ｂに設けられたブラケット（図示省略）へ軸支されている。以上により、駆動機構部８０は、モータ８０Ａが駆動することで、フィルタ７８をサイクロン２４の軸回りに回転駆動可能としている。
【００６３】
図２に示されるように、フィルタ７８の外周側（流路下流側）には、吹付手段としての逆洗装置８２のヘッダ部８２Ａがフィルタ７８の傾斜方向に沿って直線状に配置されている。ヘッダ部８２Ａは、パルスジェット空気（圧縮空気）供給用とされている。ヘッダ部８２Ａには、フィルタ７８の外面側に向けられた噴射ノズル噴出口がヘッダ部８２Ａの長手方向に沿って間隔をおいて複数形成されている。また、逆洗装置８２は、制御部４４に接続された噴射手段８２Ｂを備えており、この噴射手段８２Ｂが作動することで噴射ノズルから圧縮空気（気体）を噴射してフィルタ７８に対して吹き付けるようになっている。
【００６４】
また、アウタハウジング７４の筒状部７４Ｂには、フィルタ７８よりも流路上流側とフィルタ７８よりも流路下流側との圧力差を検出するために、差圧センサ８４が設けられている。この差圧センサ８４は、筒状部７４Ｂの上部の内部空間に通じる導圧細管８６Ａと、筒状部７４Ｂの下部の内部空間に通じる導圧細管８６Ｂと、に接続されている。差圧センサ８４は制御部４４に接続されている。
【００６５】
制御部４４は、差圧センサ８４によって検出された圧力差が所定値以上の場合には、フィルタ７８に捕捉された粒子を振い落して差圧を所定値未満とする（ひいては集塵風量を確保する）ために、逆洗装置８２の噴射手段８２Ｂを作動させると共に、駆動機構部８０のモータ８０Ａを駆動させるようになっている。換言すれば、制御部４４は、逆洗装置８２の噴射手段８２Ｂ及び駆動機構部８０のモータ８０Ａの作動時を限定して前記粒子の振い落しに無駄なエネルギーが消費されるのを抑えるように、逆洗装置８２の噴射手段８２Ｂ及び駆動機構部８０のモータ８０Ａを制御している。
【００６６】
アウタハウジング７４の底板部７４Ｃには、回収部３６に通じる貫通孔が形成されている。これにより、フィルタ７８から振い落された粒子が回収部３６に落ちる構造になっている。
【００６７】
また、第二吸気ダクト４８の内側には、風量調整用のダンパ８８が配置されている。ダンパ８８は、風量を一定に保つために設けられ、第二吸気ダクト４８の流路を開閉可能な構造となっている。ダンパ８８の開閉は図示しないモータで行われており、ダンパ８８の前記モータは制御部４４に接続されている。風量測定センサ６６によって検出された風量が所定値未満の場合には、制御部４４からの指令に基づいてダンパ８８の開度が大きくされる構造である。換言すれば、サイクロン２４での圧力損失は風量に比例するため、この圧力損失に対応させてダンパ８８の開度を変更し、風量を一定に保つようにしている。
【００６８】
上記構成によっても、前述した第１の実施形態とほぼ同様の作用及び効果が得られる。また、本実施形態では、差圧センサ８４によって検出された圧力差が所定値以上の場合、制御部４４は、逆洗装置８２の噴射手段８２Ｂを作動させると共に、駆動機構部８０のモータ８０Ａを駆動させる。このため、フィルタ７８は、逆洗装置８２によって圧縮空気（気体）を吹き付けられながら、駆動機構部８０によって回転させられる。よって、逆洗装置８２及び駆動機構部８０が連続運転すると、フィルタ７８の全域から捕捉された粒子が落とされる。その結果、フィルタ７８での圧力損失が抑えられ、集塵風量が確保される。
【００６９】
また、本実施形態では、フィルタをサイクロン２４の上方側に配置する場合に比べて装置全体の高さ寸法が抑えられる。このため、装置の搬送がしやすい。
【００７０】
なお、第２の実施形態では、逆洗装置８２のヘッダ部８２Ａを一本設けると共にフィルタ７８を駆動機構部８０で回転させる構成となっているが、例えば、駆動機構部８０を設けず、ヘッダ部８２Ａをフィルタ７８の周りに複数本（一例として、９０°間隔で計四本）設定してもよい。また、逆洗装置８２に代えて、例えば、フィルタ７８に超音波振動を付与する超音波発振装置を設けてもよい。
【００７１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る粉粒分離装置９２について、図４を用いて説明する。図４には、本発明の第３の実施形態に係る粉粒分離装置９２を含む空気輸送式の投射材循環装置９０の要部構成が模式的な断面図で示されている。この図に示されるように、粉粒分離装置９２は、サイクロン２４（図１参照）に代えて、分級機としてのセトリングチャンバー９４を備える点で、第１の実施形態に係る粉粒分離装置２０（図１参照）とは異なる。他の構成は、第１の実施形態とほぼ同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図４に示されるように、セトリングチャンバー９４は、集塵機２２の吸入部２２Ａ側に空気通路３４を介して接続されるケース体９６を備えている。ケース体９６は、その上部９６Ａが円筒状に形成されると共に、その下部９６Ｂが下方側へ向けて小径とされた円錐台筒状に形成されている。セトリングチャンバー９４の上部９６Ａの側壁には、流入部９７Ａと流出部９７Ｂとが互いに対向する位置に形成されている。流入部９７Ａは、略筒状とされ、ショットピーニングマシン１２のホッパ（図示省略）に第一吸気ダクト１８を介して接続されている。また、流出部９７Ｂは、略筒状とされてフィルタハウジング４６に接続されている。
【００７３】
ケース体９６の上部９６Ａ内には、案内手段としての案内板９８が設けられている。案内板９８は、セトリングチャンバー９４の上壁と流入部９７Ａ側の側壁上端との境界部付近から延出しており、その上部９８Ａが流路上流側から流路下流側へ向けて下方側に円弧状に垂れ下がるように配置されると共に、下部９８Ｂが下方側へ垂下されている。また、下部９８Ｂの先端部は折り返されて下流側へ向けて凸状とされている。案内板９８は、集塵機２２のファン（図示省略）の吸入力でケース体９６に吸入された投射材を含む空気を案内してその空気へ分級流としての迂回流ｆ２を生じさせるようになっている。すなわち、セトリングチャンバー９４は、ケース体９６に吸入された空気中の粒子を迂回流ｆ２によって分離するようになっている。
【００７４】
案内板９８の下部の位置は、ケース体９６の上部９６Ａの流出位置から案内板９８までの距離Ａと、ケース体９６の上部９６Ａの流入位置から案内板９８までの距離Ｂとが、Ａ：Ｂ＝２：１程度に設定されるのが好ましい。
【００７５】
セトリングチャンバー９４では、粒子の沈降速度が気流速度の約１／２倍のものまで分離可能であるので、これを考慮してセトリングチャンバー９４内の流速Ｖを設定している。すなわち、粒子の沈降速度１ｍ／ｓの粒子を分離するには、セトリングチャンバー９４内の流速は、Ｖ＝２ｍ／ｓ以下に設定すればよい。従って、セトリングチャンバー９４内の分離限界粒子径は流速Ｖの１／２の沈降速度の粒子径となる。例えば、Ｖ＝３〜６ｍ／ｓに設定すれば、セトリングチャンバー９４は、０．１〜０．１８ｍｍの粒子を分離できる。
【００７６】
なお、セトリングチャンバー９４での圧力損失は、サイクロン２４（図１参照）での圧力損失の数分の一と小さく、０．１〜０．３ｍｍ程度の粒子の分級には、サイクロン２４（図１参照）よりもセトリングチャンバー９４が適している。
【００７７】
以上説明した本実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態とほぼ同様の作用及び効果が得られる。
【符号の説明】
【００７８】
２０ 粉粒分離装置
２２ 集塵機
２４ サイクロン（分級機）
３４ 空気通路
５０ フィルタ
５２ 逆洗装置（吹付手段）
５８ 漏斗状部材
５８Ｂ 細管部（管部）
７２ 粉粒分離装置
７４Ｂ 筒状部
７６ 空気通路
７８ フィルタ
８０ 駆動機構部（駆動手段）
８２ 逆洗装置（吹付手段）
９２ 粉粒分離装置
９４ セトリングチャンバー（分級機）
ｆ１ 旋回流（分級流）
ｆ２ 迂回流（分級流）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射装置の循環部等に設けられる粉粒分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射装置の循環部においては、投射機で投射した投射材とその他の異物とを分離するために、サイクロン装置に集塵装置が接続されている場合がある（例えば、特許文献１参照）。このような構成では、サイクロン装置で吸気中の粒子が分離されると共に、集塵装置のブロワーの吸引力でサイクロン装置から集塵装置へ粉塵等を含む空気が排出される。ここで、サイクロン装置の性能は、風量に応じて変動するものであるため、集塵装置では、装置内の濾布の目詰まり等を考慮してブロワーによる吸引力を予め高めに発生させる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公報第２８５７７６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧力損失によってサイクロン装置での風量が設定値以下になると、サイクロン装置での旋回流の速度が下がるため、サイクロン装置の分離能力も下がり、回収されるべき投射材の一部（小粒径の投射材）がサイクロン装置から集塵装置へ排出されてしまう。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、回収されるべき投射材の一部が集塵機へ排出されるのを防止又は抑制することができる粉粒分離装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載する本発明の粉粒分離装置は、空気を吸入する吸入手段を備えた集塵機と、前記吸入手段の吸入力で吸入された投射材を含む空気へ分級流を生じさせ、吸入された空気中の粒子を分離すると共に、前記集塵機の吸入部側に空気通路を介して接続される分級機と、前記分級機と前記集塵機との間の前記空気通路に配置されたフィルタと、を有する。
【０００７】
請求項１に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、集塵機の吸入手段が空気を吸入すると、分級機は、吸入手段の吸入力で吸入された投射材を含む空気へ分級流を生じさせ、吸入された空気中の粒子を分離する。また、分級機と集塵機との間の空気通路にはフィルタが配置されているので、分級機で分離し切れなかった粒子がフィルタで捕捉される。
【０００８】
請求項２に記載する本発明の粉粒分離装置は、請求項１記載の構成において、前記フィルタの面積は、前記分級機における前記空気通路側の出口の面積よりも大きく設定されている。
【０００９】
請求項２に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、フィルタの面積は、分級機における空気通路側の出口の面積よりも大きく設定されているので、フィルタの面積が分級機における空気通路側の出口の面積と同じ場合に比べて、フィルタでの圧力損失が抑制される。このため、分級機での風量が確保されて分級機の性能が確保されると共に、フィルタを通過する際の風速が低下するのでフィルタの破損も防止できる。
【００１０】
請求項３に記載する本発明の粉粒分離装置は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記分級機は、略円筒状のサイクロンとされると共に、前記フィルタは、前記サイクロンの上方側に配置されている。
【００１１】
請求項３に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、分級機が略円筒状のサイクロンとなっており、フィルタがサイクロンの上方側に配置されているので、フィルタの設置面積を容易に確保できると共に、サイクロンと集塵機との間の配管が容易になる。
【００１２】
請求項４に記載する本発明の粉粒分離装置は、請求項３記載の構成において、前記フィルタの上方側に配置され、前記フィルタに対して気体の吹き付けが可能な吹付手段と、前記フィルタの下方側に配置され、漏斗状とされて上端部が前記サイクロンの上方側に位置すると共に足部を構成する管部が前記サイクロンの軸心部に配置された漏斗状部材と、を有する。
【００１３】
請求項４に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、フィルタの上方側からフィルタに対して吹付手段による気体の吹き付けが可能となっているので、フィルタに捕捉された粒子が、吹付手段による吹き付けによってフィルタから落とされる。フィルタから落とされた粒子は、フィルタの下方側で漏斗状部材の上部で受けられた後、漏斗状部材の足部を構成する管部を通って下方側へ落とされる。ここで、管部はサイクロンの軸心部に配置されているので、サイクロンで生じる旋回流（分級流）が妨げられない。
【００１４】
請求項５に記載する本発明の粉粒分離装置は、請求項１記載の構成において、前記分級機は、略円筒状のサイクロンとされ、前記サイクロンの側部外周側に前記空気通路の一部を形成する筒状部が形成され、前記フィルタは、前記サイクロンの側部外周側で前記筒状部の内側に配置されている。
【００１５】
請求項５に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、分級機としての略円筒状のサイクロンの側部外周側には筒状部によって空気通路の一部が形成されており、サイクロンの側部外周側で筒状部の内側にフィルタが配置されているので、フィルタを分級機の上方側に配置する場合に比べて装置全体の高さ寸法が抑えられる。
【００１６】
請求項６に記載する本発明の粉粒分離装置は、請求項５記載の構成において、前記フィルタの外周側に配置され、前記フィルタに対して気体の吹き付けが可能な吹付手段と、前記フィルタを前記サイクロンの軸回りに回転駆動可能な駆動手段と、を有する。
【００１７】
請求項６に記載する本発明の粉粒分離装置によれば、フィルタの外周側からフィルタに対して吹付手段による気体の吹き付けが可能となっているので、フィルタに捕捉された粒子が、吹付手段による吹き付けによってフィルタから落とされる。また、駆動手段はフィルタをサイクロンの軸回りに回転駆動可能であるので、フィルタを回転させて吹付手段を作動させることで、フィルタの全域から捕捉された粒子が落とされる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の粉粒分離装置によれば、回収されるべき投射材の一部が集塵機へ排出されるのを防止又は抑制することができるという優れた効果を有する。
【００１９】
請求項２に記載の粉粒分離装置によれば、フィルタでの圧力損失を抑制できることで、分級機の性能を確保できると共にフィルタの破損も防止できるという優れた効果を有する。
【００２０】
請求項３に記載の粉粒分離装置によれば、フィルタの設置面積を容易に確保できると共に、サイクロンと集塵機との間の配管を容易にすることができるという優れた効果を有する。
【００２１】
請求項４に記載の粉粒分離装置によれば、フィルタで捕捉された粒子を、サイクロンの旋回流（分級流）を妨げることなく、振るい落とすことができるという優れた効果を有する。
【００２２】
請求項５に記載の粉粒分離装置によれば、フィルタを分級機の上方側に配置する場合に比べて装置全体の高さ寸法を抑えることができるという優れた効果を有する。
【００２３】
請求項６に記載の粉粒分離装置によれば、フィルタの全域から捕捉された粒子を落とすことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る粉粒分離装置を含む投射材循環装置の要部構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る粉粒分離装置を含む投射材循環装置の要部構成を示す模式的な断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った拡大断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る粉粒分離装置を含む投射材循環装置の要部構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る粉粒分離装置について図１を用いて説明する。図１には、第１の実施形態に係る粉粒分離装置２０を含む空気輸送式の投射材循環装置１０の要部構成が模式的な断面図で示されている。
【００２６】
図１に示されるように、粉粒分離装置２０は、ショットピーニングマシン１２に接続されている。ショットピーニングマシン１２は、図示しない投射材（ショット）を図示しない被処理対象物（ワーク）の表面に投射して被処理対象物をピーニング処理する装置である。なお、ピーニングは、被処理対象物の表面粗さを低減して疲労強度等の向上を図る等の目的のために用いられる。詳細図示を省略するが、ショットピーニングマシン１２は、処理室を構成するキャビネットと、前記キャビネット内で被処理対象物に投射材を投射する（ピーニング処理する）投射手段と、前記投射手段に投射材を供給する投射材供給部と、を備えると共に、前記投射手段により投射されて前記キャビネットから回収された投射材を一時貯蔵するホッパを備えている。
【００２７】
なお、本実施形態では、ショットピーニングマシン１２に粉粒分離装置２０が接続されているが、ショットピーニングマシン１２に代えてショットブラスト装置が配置される構成としてもよい。また、粉粒分離装置２０で分離する投射材は、その種類を問わないが、微細な投射材（一例として、アモビーズのような微細で高価な投射材）を適用することも可能である。粉粒分離装置２０で分離する投射材として高価な投射材が適用された場合には無駄なコストが高額になるのを抑えることができる。
【００２８】
粉粒分離装置２０は、空気を吸入する吸入手段としてのファンを備えた集塵機２２を有すると共に、集塵機２２の吸入部２２Ａ側に接続された分級機としてのサイクロン２４を有している。なお、前記ファンは後述する制御部４４に接続されている（図示省略）。
【００２９】
サイクロン２４は、集塵機２２の吸入部２２Ａ側に空気通路３４を介して接続される略円筒状のサイクロンケース本体２６を備えている。サイクロンケース本体２６は、その上部２６Ａが垂直配置の円筒状に形成されると共に、その下部２６Ｂが下方側へ向けて小径とされた円錐台筒状に形成されている。サイクロンケース本体２６の上部２６Ａの側壁には、上部２６Ａの内壁に沿って空気を流入させるための流入部２８が形成されている。この流入部２８は、略筒状とされ、ショットピーニングマシン１２のホッパ（図示省略）に第一吸気ダクト１８を介して接続されている。なお、第一吸気ダクト１８は、ショットピーニングマシン１２で投射された投射材及びその他の異物が前記ホッパから空気輸送される流路を形成している。
【００３０】
また、サイクロンケース本体２６の上部２６Ａにおける天板１２６Ａの中央には、円筒状の案内手段としての案内筒部３０が貫通形成されている。この案内筒部３０は、集塵機２２のファン（図示省略）の吸入力で流入部２８からサイクロンケース本体２６に吸入された投射材を含む空気を外周へ案内してその空気へ分級流としての旋回流ｆ１を生じさせるようになっている。案内筒部３０の上端は上方側に延出した流出筒部３２に連続しており、この流出筒部３２は、サイクロン２４と集塵機２２とを接続する空気通路３４の一部を形成している。すなわち、サイクロン２４は、サイクロンケース本体２６に吸入された空気中の粒子を旋回流ｆ１によって遠心力で分離する装置とされ、比重の大きい粒子を落下させると共に、比重の小さい粒子を含む空気を流出筒部３２を通して上方へ流出させるようになっている。また、本実施形態では、案内筒部３０及び流出筒部３２の内周円の直径は３１０ｍｍに設定され、サイクロン２４の必要風量は、５０ｍ３／ｍｉｎとされている。
【００３１】
サイクロンケース本体２６の下部２６Ｂは、下端開口側で回収部３６に接続されている。また、回収部３６は、パイプ３８等を介してショットピーニングマシン１２の投射材供給部（図示省略）に接続されている。これにより、サイクロン２４で分離された投射材が循環して利用される構成になっている。
【００３２】
また、サイクロン２４の上部には、サイクロン２４の上部流入側と上部流出側との圧力差を検出するために、差圧センサ４０が設けられている。この差圧センサ４０は、流入部２８の内部空間に通じる導圧細管４２Ａと、流出筒部３２の内部空間に通じる導圧細管４２Ｂと、に接続されている。差圧センサ４０には制御部４４が接続されている。制御部４４は、差圧センサ４０によって検出された圧力差が所定値以上の場合には、集塵機２２に設けられたファン（図示省略）のモータ回転数を上げるようになっている。
【００３３】
サイクロン２４と集塵機２２とを接続する空気通路３４の一部は、流出筒部３２に連続するフィルタハウジング４６、及びこのフィルタハウジング４６と集塵機２２とを繋ぐ第二吸気ダクト４８によって形成されている。
【００３４】
フィルタハウジング４６は、上端側及び下端側に開口部が形成されると共に、軸心がサイクロン２４と同軸で垂直に配置され、上下方向中間部が拡径された拡張部１４６とされている。拡張部１４６は短円筒状で垂直に配置されている。フィルタハウジング４６は、上部に配置されて下端側が大径とされたアッパ部４６Ａと、下部に配置されて上端側が大径とされたロア部４６Ｂと、によって構成されている。アッパ部４６Ａとロア部４６Ｂとは、図示しない各々のフランジ部同士の間にメッシュ状のフィルタ５０を挟み込んだ状態で接合されている。これにより、フィルタ５０は、サイクロン２４と集塵機２２との間の空気通路３４においてサイクロン２４の上方側に配置されている。
【００３５】
フィルタ５０は、投射材分離用の金網とされており、網目の粗さは投射材の粒径（サイズ）よりも小さくなるように設定されている。より具体的には、本実施形態では、フィルタ５０は、一例として、織り方が綾織とされた綾織網とされ、線径０．０２５ｍｍで、メッシュ数が５００（１インチ間に目(糸)が５００個）のものが適用されている。
【００３６】
また、このフィルタ５０の面積は、サイクロン２４の必要風量に応じて設定されており、圧力損失を抑えるために、サイクロン２４における空気通路３４側の出口の面積（案内筒部３０の上端内側の面積）よりも大きく設定されている。より具体的には、サイクロン２４での圧力損失を１．８ｋＰａ、集塵機２２での圧力損失を約２ｋＰａと見積もると、集塵機２２のファン（図示省略）の性能（静圧５〜６ｋＰａ）を考慮して、フィルタ５０での圧力損失を１ｋＰａ以下にする必要があり、フィルタ５０での圧力損失を１ｋＰａ以下にするためには、下記の数式１により、フィルタ５０（網）の面積は８８５０００ｍｍ２（網の直径は１０６０ｍｍ）に設定される。
【００３７】
【数１】
【００３８】
上記の数式１におけるα及びβは抵抗係数であり、下記の表１による。
【表１】
【００３９】
また、図１に示されるように、フィルタハウジング４６のアッパ部４６Ａの上端開口部は、フィルタ５０の配置部の径（拡張部１４６の内径）よりも小径とされて第二吸気ダクト４８に接続されている。これにより、第二吸気ダクト４８での風速が確保されて第二吸気ダクト４８内で塵埃が滞留するのを抑えられる構造になっている。
【００４０】
フィルタハウジング４６のアッパ部４６Ａには、吹付手段としての逆洗装置５２が設けられている。すなわち、逆洗装置５２は、フィルタ５０の上方側に設けられている。逆洗装置５２には、パルスジェット空気（圧縮空気）供給用の噴射ノズルが設けられており、この噴射ノズルの噴出口は、フィルタ５０の上面（下流側の面）側に向けられている。また、逆洗装置５２は、制御部４４に接続された噴射手段を備えており、この噴射手段が作動することで噴射ノズルから圧縮空気を噴射し、フィルタ５０に対して圧縮空気（気体）の吹き付けが可能となっている。
【００４１】
また、フィルタハウジング４６には、フィルタ５０よりも下方側（流路上流側）とフィルタ５０よりも上方側（流路下流側）との圧力差を検出するために、差圧センサ５４が設けられている。この差圧センサ５４は、アッパ部４６Ａの内部空間に通じる導圧細管５６Ａと、ロア部４６Ｂの内部空間に通じる導圧細管５６Ｂと、に接続されている。差圧センサ５４は制御部４４に接続されている。
【００４２】
制御部４４は、差圧センサ５４によって検出された圧力差が所定値以上の場合には、フィルタ５０に捕捉された粒子を振い落して差圧を所定値未満とする（ひいては集塵風量を確保する）ために、逆洗装置５２の噴射手段を作動させるようになっている。換言すれば、制御部４４は、逆洗装置５２の噴射手段の作動時を限定して前記粒子の振い落しに無駄なエネルギーが消費されるのを抑えるように、逆洗装置５２の噴射手段を制御している。
【００４３】
なお、本実施形態では、制御部４４は、逆洗装置５２の噴射手段を作動させる際に、集塵機２２のファン（図示省略）に対して作動停止の指令は出さない。また、本実施形態では、フィルタ５０に捕捉された粒子の振い落しが逆洗装置５２の圧縮空気の噴射によってなされているが、例えば、フィルタ５０を直接振動（超音波振動を含む）することによって行う構成にしてもよい。
【００４４】
フィルタハウジング４６のロア部４６Ｂの内側（換言すれば、フィルタ５０の下方側）には、漏斗状とされた漏斗状部材５８の受部５８Ａが配置されている。なお、図示を省略するが、漏斗状部材５８は、ロア部４６Ｂに取付部材を介して取り付けられている。受部５８Ａは、サイクロン２４の上方側に位置すると共に、フィルタ５０側に開口して下方側へ向けて小径とされた円錐台筒状に形成されている。この受部５８Ａは、逆洗装置５２の作動によりフィルタ５０に捕捉された粒子が払い落とされた場合にそれらの粒子を受け取るための手段とされている。受部５８Ａの下端開口部には足部を構成する管部としての細管部５８Ｂが連続して設けられている。細管部５８Ｂは、サイクロン２４の旋回流ｆ１を妨げないために、サイクロン２４の軸心部を貫通して延出しており、その下端部は回収部３６内に配置されている。
【００４５】
集塵機２２は、第二吸気ダクト４８側とは反対側が排気用の排気ダクト６０に接続されている。また、集塵機２２には、その入口側と出口側との圧力差を検出するために、差圧センサ６２が設けられている。この差圧センサ６２は、第二吸気ダクト４８の内部空間に通じる導圧細管６４Ａと、排気ダクト６０の内部空間に通じる導圧細管６４Ｂと、に接続されている。差圧センサ６２は制御部４４に接続されている。制御部４４は、差圧センサ６２によって検出された圧力差が所定値以上の場合には、集塵機２２内に設けられたフィルタ（図示省略）を逆洗浄するために、集塵機２２に設けられた逆洗装置（図示省略）の複数のノズルを順番に噴射させるようになっている。
【００４６】
また、排気ダクト６０には、排気ダクト６０内の風量を測定するための風量測定センサ６６が取り付けられている。風量測定センサ６６は制御部４４に接続されている。制御部４４は、風量測定センサ６６によって測定された風量が所定値未満の場合には、集塵機２２に設けられたファン（図示省略）のモータ回転数を上げるようになっている。なお、前記ファンのモータ（図示省略）は、インバータ等によって回転制御されている。
【００４７】
（作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４８】
集塵機２２のファン（図示省略）が作動すると、サイクロン２４が負圧になり、ショットピーニングマシン１２のホッパに堆積された投射材、及びその他の異物（被処理対象物の付着物及び投射材が破砕されたもの）を含む空気が、空気輸送によって、第一吸気ダクト１８を流通してサイクロン２４へ吸引搬送される。
【００４９】
サイクロン２４では、サイクロンケース本体２６内に吸入された空気が案内筒部３０によって案内されて旋回流ｆ１が生じる。この旋回流ｆ１によって、吸入された空気中の粒子は遠心分離され、比重の大きい粒子（投射材）が落下する。落下した粒子（投射材）は、回収部３６及びパイプ３８等を経てショットピーニングマシン１２の投射材供給部（図示省略）へ搬送される。
【００５０】
サイクロン２４では、適切な風量や風圧が確保されれば、基本的には比重の大きい投射材とその他の異物とが完全に分離されるが、適切な風量や風圧が確保できなければ、完全な分離はできず、比重の大きい投射材の一部がサイクロン２４から集塵機２２側へ向けて流れてしまう。
【００５１】
しかし、仮にこのような大まかな分離となっても、サイクロン２４と集塵機２２との間の空気通路３４にはメッシュ状のフィルタ５０が配置されているので、サイクロン２４で分離し切れなかった投射材がフィルタ５０で捕捉される。その結果、フィルタ５０よりも下方側（流路上流側）とフィルタ５０よりも上方側（流路下流側）との圧力差が大きくなっていくが、この圧力差が差圧センサ５４によって所定値以上であると検出されると、制御部４４からの指令により逆洗装置５２の噴射手段が作動する。
【００５２】
逆洗装置５２の噴射手段が作動してフィルタ５０に圧縮空気が吹き付けられると、フィルタ５０で捕捉されていた投射材が落とされ、前記投射材は、漏斗状部材５８の受部５８Ａで受けられて細管部５８Ｂを経て回収部３６へ落下した後、パイプ３８等を経てショットピーニングマシン１２の投射材供給部（図示省略）へ搬送される。一方、投射材が除かれた空気は、フィルタハウジング４６から第二吸気ダクト４８を経て集塵機２２に取り込まれる。
【００５３】
また、本実施形態では、フィルタ５０の面積は、サイクロン２４における空気通路３４側の出口の面積（案内筒部３０の上端内側の面積）よりも大きく設定されているので、フィルタ５０の面積がサイクロン２４における空気通路３４側の出口の面積（案内筒部３０の上端内側の面積）と同じ場合に比べて、フィルタ５０での圧力損失が抑制される。このため、サイクロン２４での風量が確保されてサイクロン２４の性能が確保されると共に、フィルタ５０を通過する際の風速が低下するのでフィルタ５０の破損も防止できる。
【００５４】
また、フィルタ５０がサイクロン２４の上方側に設置されることで、フィルタ５０の設置面積を容易に確保できると共に、サイクロン２４と集塵機２２との間の配管が容易になって装置全体の構成が簡素化し小型化できる。
【００５５】
また、漏斗状部材５８の細管部５８Ｂは、サイクロン２４の軸心部に配置されているので、サイクロン２４で生じる旋回流ｆ１が妨げられない。このため、漏斗状部材５８が配置されても、サイクロン２４の性能が悪化しない。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態に係る粉粒分離装置２０によれば、回収されるべき投射材の一部が集塵機２２へ排出されるのを防止又は抑制することができる。
【００５７】
さらに、仮に集塵機２２の風量が低下して空気輸送が可能な程度の最低限の風量となっても、回収されるべき投射材の一部が集塵機２２へ排出されるのをフィルタ５０によって防止又は抑制することができるので、投射材を循環させるためのエネルギーの消費を抑えることもできる。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る粉粒分離装置７２について、図２及び図３を用いて説明する。図２には、第２の実施形態に係る粉粒分離装置７２を含む空気輸送式の投射材循環装置７０の要部構成が模式的な断面図で示され、図３には、図２の３−３線に沿った拡大断面図が示されている。図２に示されるように、粉粒分離装置７２は、サイクロン２４と集塵機２２との間を繋ぐ構成部等が第１の実施形態に係る粉粒分離装置２０（図１参照）とは異なる。他の構成は、第１の実施形態とほぼ同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図２に示されるように、サイクロン２４の上方側及び側部外周側には、アウタハウジング７４が形成されている。アウタハウジング７４は、サイクロン２４の上方側に形成された上板部７４Ａを備えると共に、サイクロン２４の側部外周側に形成された筒状部７４Ｂを備えており、サイクロン２４との間には所定の間隔が形成されている。これによって、サイクロン２４と集塵機２２との間の空気通路７６の一部が形成されている。
【００６０】
サイクロン２４の側部外周側で筒状部７４Ｂの下部内側にはフィルタ７８が配置されている。フィルタ７８は、上端部が略円筒状とされると共に、この上端部に連続する下方側の部位は下方側へ向けて小径とされた概ね円錐台状とされている。フィルタ７８の網目の粗さは、第１の実施形態のフィルタ５０（図１参照）と同様に、投射材の粒径（サイズ）よりも小さくなるように設定されている。また、フィルタ７８の網面積についても、サイクロン２４の必要風量に応じて設定され、フィルタ７８での圧力損失が過大になるのを抑えている。
【００６１】
フィルタ７８の上端部は厚肉円筒形状のリング部材７７の内周に取り付けられており、リング部材７７はサイクロン２４と同軸状に配置されている。また、図３に示されるように、リング部材７７の外周側には、装置上下方向を軸方向とする複数個（本実施形態では計三個）のサイドローラ７９が、筒状部７４Ｂに設けられたブラケット（図示省略）へ軸支されている。サイドローラ７９の外周面は、リング部材７７の外周面へ接しており、リング部材７７の水平方向における位置規制をしている。
【００６２】
リング部材７７の下面は、駆動手段としての駆動機構部８０の駆動ローラ８０Ｂに載置支持されている。駆動機構部８０は、筒状部７４Ｂに取り付けられており、駆動ローラ８０Ｂは、平面視でリング部材７７の半径方向を軸方向として配置されている。また、駆動ローラ８０Ｂの軸部は、駆動機構部８０の一部を構成するモータ８０Ａの駆動力によって回転するようになっている。モータ８０Ａは制御部４４に接続されている。また、リング部材７７の下面は、所定間隔をおいて複数個（本実施形態では計二個）の従動ローラ８１Ｂに載置支持されている。従動ローラ８１Ｂは、平面視でリング部材７７の半径方向を軸方向として配置され、筒状部７４Ｂに設けられたブラケット（図示省略）へ軸支されている。以上により、駆動機構部８０は、モータ８０Ａが駆動することで、フィルタ７８をサイクロン２４の軸回りに回転駆動可能としている。
【００６３】
図２に示されるように、フィルタ７８の外周側（流路下流側）には、吹付手段としての逆洗装置８２のヘッダ部８２Ａがフィルタ７８の傾斜方向に沿って直線状に配置されている。ヘッダ部８２Ａは、パルスジェット空気（圧縮空気）供給用とされている。ヘッダ部８２Ａには、フィルタ７８の外面側に向けられた噴射ノズル噴出口がヘッダ部８２Ａの長手方向に沿って間隔をおいて複数形成されている。また、逆洗装置８２は、制御部４４に接続された噴射手段８２Ｂを備えており、この噴射手段８２Ｂが作動することで噴射ノズルから圧縮空気（気体）を噴射してフィルタ７８に対して吹き付けるようになっている。
【００６４】
また、アウタハウジング７４の筒状部７４Ｂには、フィルタ７８よりも流路上流側とフィルタ７８よりも流路下流側との圧力差を検出するために、差圧センサ８４が設けられている。この差圧センサ８４は、筒状部７４Ｂの上部の内部空間に通じる導圧細管８６Ａと、筒状部７４Ｂの下部の内部空間に通じる導圧細管８６Ｂと、に接続されている。差圧センサ８４は制御部４４に接続されている。
【００６５】
制御部４４は、差圧センサ８４によって検出された圧力差が所定値以上の場合には、フィルタ７８に捕捉された粒子を振い落して差圧を所定値未満とする（ひいては集塵風量を確保する）ために、逆洗装置８２の噴射手段８２Ｂを作動させると共に、駆動機構部８０のモータ８０Ａを駆動させるようになっている。換言すれば、制御部４４は、逆洗装置８２の噴射手段８２Ｂ及び駆動機構部８０のモータ８０Ａの作動時を限定して前記粒子の振い落しに無駄なエネルギーが消費されるのを抑えるように、逆洗装置８２の噴射手段８２Ｂ及び駆動機構部８０のモータ８０Ａを制御している。
【００６６】
アウタハウジング７４の底板部７４Ｃには、回収部３６に通じる貫通孔が形成されている。これにより、フィルタ７８から振い落された粒子が回収部３６に落ちる構造になっている。
【００６７】
また、第二吸気ダクト４８の内側には、風量調整用のダンパ８８が配置されている。ダンパ８８は、風量を一定に保つために設けられ、第二吸気ダクト４８の流路を開閉可能な構造となっている。ダンパ８８の開閉は図示しないモータで行われており、ダンパ８８の前記モータは制御部４４に接続されている。風量測定センサ６６によって検出された風量が所定値未満の場合には、制御部４４からの指令に基づいてダンパ８８の開度が大きくされる構造である。換言すれば、サイクロン２４での圧力損失は風量に比例するため、この圧力損失に対応させてダンパ８８の開度を変更し、風量を一定に保つようにしている。
【００６８】
上記構成によっても、前述した第１の実施形態とほぼ同様の作用及び効果が得られる。また、本実施形態では、差圧センサ８４によって検出された圧力差が所定値以上の場合、制御部４４は、逆洗装置８２の噴射手段８２Ｂを作動させると共に、駆動機構部８０のモータ８０Ａを駆動させる。このため、フィルタ７８は、逆洗装置８２によって圧縮空気（気体）を吹き付けられながら、駆動機構部８０によって回転させられる。よって、逆洗装置８２及び駆動機構部８０が連続運転すると、フィルタ７８の全域から捕捉された粒子が落とされる。その結果、フィルタ７８での圧力損失が抑えられ、集塵風量が確保される。
【００６９】
また、本実施形態では、フィルタをサイクロン２４の上方側に配置する場合に比べて装置全体の高さ寸法が抑えられる。このため、装置の搬送がしやすい。
【００７０】
なお、第２の実施形態では、逆洗装置８２のヘッダ部８２Ａを一本設けると共にフィルタ７８を駆動機構部８０で回転させる構成となっているが、例えば、駆動機構部８０を設けず、ヘッダ部８２Ａをフィルタ７８の周りに複数本（一例として、９０°間隔で計四本）設定してもよい。また、逆洗装置８２に代えて、例えば、フィルタ７８に超音波振動を付与する超音波発振装置を設けてもよい。
【００７１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る粉粒分離装置９２について、図４を用いて説明する。図４には、本発明の第３の実施形態に係る粉粒分離装置９２を含む空気輸送式の投射材循環装置９０の要部構成が模式的な断面図で示されている。この図に示されるように、粉粒分離装置９２は、サイクロン２４（図１参照）に代えて、分級機としてのセトリングチャンバー９４を備える点で、第１の実施形態に係る粉粒分離装置２０（図１参照）とは異なる。他の構成は、第１の実施形態とほぼ同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図４に示されるように、セトリングチャンバー９４は、集塵機２２の吸入部２２Ａ側に空気通路３４を介して接続されるケース体９６を備えている。ケース体９６は、その上部９６Ａが円筒状に形成されると共に、その下部９６Ｂが下方側へ向けて小径とされた円錐台筒状に形成されている。セトリングチャンバー９４の上部９６Ａの側壁には、流入部９７Ａと流出部９７Ｂとが互いに対向する位置に形成されている。流入部９７Ａは、略筒状とされ、ショットピーニングマシン１２のホッパ（図示省略）に第一吸気ダクト１８を介して接続されている。また、流出部９７Ｂは、略筒状とされてフィルタハウジング４６に接続されている。
【００７３】
ケース体９６の上部９６Ａ内には、案内手段としての案内板９８が設けられている。案内板９８は、セトリングチャンバー９４の上壁と流入部９７Ａ側の側壁上端との境界部付近から延出しており、その上部９８Ａが流路上流側から流路下流側へ向けて下方側に円弧状に垂れ下がるように配置されると共に、下部９８Ｂが下方側へ垂下されている。また、下部９８Ｂの先端部は折り返されて下流側へ向けて凸状とされている。案内板９８は、集塵機２２のファン（図示省略）の吸入力でケース体９６に吸入された投射材を含む空気を案内してその空気へ分級流としての迂回流ｆ２を生じさせるようになっている。すなわち、セトリングチャンバー９４は、ケース体９６に吸入された空気中の粒子を迂回流ｆ２によって分離するようになっている。
【００７４】
案内板９８の下部の位置は、ケース体９６の上部９６Ａの流出位置から案内板９８までの距離Ａと、ケース体９６の上部９６Ａの流入位置から案内板９８までの距離Ｂとが、Ａ：Ｂ＝２：１程度に設定されるのが好ましい。
【００７５】
セトリングチャンバー９４では、粒子の沈降速度が気流速度の約１／２倍のものまで分離可能であるので、これを考慮してセトリングチャンバー９４内の流速Ｖを設定している。すなわち、粒子の沈降速度１ｍ／ｓの粒子を分離するには、セトリングチャンバー９４内の流速は、Ｖ＝２ｍ／ｓ以下に設定すればよい。従って、セトリングチャンバー９４内の分離限界粒子径は流速Ｖの１／２の沈降速度の粒子径となる。例えば、Ｖ＝３〜６ｍ／ｓに設定すれば、セトリングチャンバー９４は、０．１〜０．１８ｍｍの粒子を分離できる。
【００７６】
なお、セトリングチャンバー９４での圧力損失は、サイクロン２４（図１参照）での圧力損失の数分の一と小さく、０．１〜０．３ｍｍ程度の粒子の分級には、サイクロン２４（図１参照）よりもセトリングチャンバー９４が適している。
【００７７】
以上説明した本実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態とほぼ同様の作用及び効果が得られる。
【符号の説明】
【００７８】
２０ 粉粒分離装置
２２ 集塵機
２４ サイクロン（分級機）
３４ 空気通路
５０ フィルタ
５２ 逆洗装置（吹付手段）
５８ 漏斗状部材
５８Ｂ 細管部（管部）
７２ 粉粒分離装置
７４Ｂ 筒状部
７６ 空気通路
７８ フィルタ
８０ 駆動機構部（駆動手段）
８２ 逆洗装置（吹付手段）
９２ 粉粒分離装置
９４ セトリングチャンバー（分級機）
ｆ１ 旋回流（分級流）
ｆ２ 迂回流（分級流）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を吸入する吸入手段を備えた集塵機と、
前記吸入手段の吸入力で吸入された投射材を含む空気へ分級流を生じさせ、吸入された空気中の粒子を分離すると共に、前記集塵機の吸入部側に空気通路を介して接続される分級機と、
前記分級機と前記集塵機との間の前記空気通路に配置されたフィルタと、
を有する粉粒分離装置。
【請求項２】
前記フィルタの面積は、前記分級機における前記空気通路側の出口の面積よりも大きく設定されている請求項１記載の粉粒分離装置。
【請求項３】
前記分級機は、略円筒状のサイクロンとされると共に、前記フィルタは、前記サイクロンの上方側に配置されている請求項１又は請求項２に記載の粉粒分離装置。
【請求項４】
前記フィルタの上方側に配置され、前記フィルタに対して気体の吹き付けが可能な吹付手段と、
前記フィルタの下方側に配置され、漏斗状とされて上端部が前記サイクロンの上方側に位置すると共に足部を構成する管部が前記サイクロンの軸心部に配置された漏斗状部材と、
を有する請求項３記載の粉粒分離装置。
【請求項５】
前記分級機は、略円筒状のサイクロンとされ、
前記サイクロンの側部外周側に前記空気通路の一部を形成する筒状部が形成され、
前記フィルタは、前記サイクロンの側部外周側で前記筒状部の内側に配置されている請求項１記載の粉粒分離装置。
【請求項６】
前記フィルタの外周側に配置され、前記フィルタに対して気体の吹き付けが可能な吹付手段と、
前記フィルタを前記サイクロンの軸回りに回転駆動可能な駆動手段と、
を有する請求項５記載の粉粒分離装置。
【請求項１】
空気を吸入する吸入手段を備えた集塵機と、
前記吸入手段の吸入力で吸入された投射材を含む空気へ分級流を生じさせ、吸入された空気中の粒子を分離すると共に、前記集塵機の吸入部側に空気通路を介して接続される分級機と、
前記分級機と前記集塵機との間の前記空気通路に配置されたフィルタと、
を有する粉粒分離装置。
【請求項２】
前記フィルタの面積は、前記分級機における前記空気通路側の出口の面積よりも大きく設定されている請求項１記載の粉粒分離装置。
【請求項３】
前記分級機は、略円筒状のサイクロンとされると共に、前記フィルタは、前記サイクロンの上方側に配置されている請求項１又は請求項２に記載の粉粒分離装置。
【請求項４】
前記フィルタの上方側に配置され、前記フィルタに対して気体の吹き付けが可能な吹付手段と、
前記フィルタの下方側に配置され、漏斗状とされて上端部が前記サイクロンの上方側に位置すると共に足部を構成する管部が前記サイクロンの軸心部に配置された漏斗状部材と、
を有する請求項３記載の粉粒分離装置。
【請求項５】
前記分級機は、略円筒状のサイクロンとされ、
前記サイクロンの側部外周側に前記空気通路の一部を形成する筒状部が形成され、
前記フィルタは、前記サイクロンの側部外周側で前記筒状部の内側に配置されている請求項１記載の粉粒分離装置。
【請求項６】
前記フィルタの外周側に配置され、前記フィルタに対して気体の吹き付けが可能な吹付手段と、
前記フィルタを前記サイクロンの軸回りに回転駆動可能な駆動手段と、
を有する請求項５記載の粉粒分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１６６５１（Ｐ２０１２−１６６５１Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５５１０２（Ｐ２０１０−１５５１０２）
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]