JP4446755B2 - 除電除塵器 - Google Patents

Description

本発明は、帯電静電気を除電して除塵する除電除塵器に関し、より詳しくは爆発危険雰囲気中で使用可能な防爆型の除電除塵器に関する。

イオン除電器は自動車のボディー塗装などにおいて塗装品質不良の最も多いブツ、ホコリの除去に非常に効果が大きく、特に中塗りおよび上塗塗装をする直前、つまり塗装準備室でボディーにイオンブローを施すことにより、ボディーに付着している埃、塵をボディーから剥離し、剥離した埃、塵の帯電を正負のイオンにより除電し再付着を防止した状態で塗装できるため、塗装中の埃、塵の飛散がなくなり結果としてブツ、ホコリのない塗装品質が得られる。

イオン除電器としては、従来多くの提案がなされている。例えば、図５に示すガンタイプ除電器が知られている（特許文献１）。図５に示すようにこの従来例のガンタイプ除電器１００は、エアガンにイオナイザの電気部（放電電極部）を設けている。エアガンは圧縮空気を通す筒状のガン本体１０２と、ガン本体１０２に圧縮空気を供給するエアホース１０４と、ガン本体１０２の先端に設けられたエアノズル１０６とからなる。

このエアガンに対して放電電極部１０８が設けられているが、この放電電極部１０８はガン本体１０２とエアノズル１０６との間に設けられた筒状の絶縁体１０８ａと筒状の節煙体１０８ａの中央に設けられた放電針１０８ｂとからなり、放電針１０８ｂにはガン本体１０２と離れたところにある高電圧発生装置１１０から高電圧ケーブル１１２を介して高電圧が印加されている。
実用新案登録第３００９８０２号公報

前述のような従前のイオン除電器は、有機溶剤を用いない安全域では使用することができるが、有機溶剤の使用が不可欠な自動車ボディーの塗装ブースなどでは着火、爆発の危険があるため使用できなかった。このような溶剤雰囲気で使用できる除電除塵器は知られておらず、開発が望まれていた。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたもので、可燃ガスや可燃性粉塵が存在する爆発危険雰囲気中で使用可能な操作性のよい防爆型の除電除塵器を提供することを課題とする。

本発明の除電除塵器は、イオンを発生するイオン発生装置と高速空気を噴射するエアガンとを有し、被除塵物にイオンと高速空気とを吹き付けて被除塵物を除電・除塵する除電除塵器であって、イオン発生装置を収容しエアガンの高速空気を噴出するノズル部を囲繞する第１の容器を設け、このノズル部の側面に穿設した小孔から第１の容器内に高速空気を供給し、第１の容器の内圧を外気圧より高くする内圧防爆構造を有するとともに、第１の容器の内圧と外気圧との差圧を検出する圧力センサと、この圧力センサに接続しイオン発生装置に供給する電源を開閉するスイッチと、を有するスイッチセンサ部を収納する第２の容器を備え、この第２の容器は耐圧防爆構造であることを特徴とする。

本発明の除電除塵器においては、前記第１の容器の側面に前記第２の容器を結合し、第２の容器の内部に設けた第１の容器内の圧力を導入する圧力導入手段を第１の容器内に突出して設けることができる。

さらに、本発明の除電除塵器において、圧力導入手段は火炎逸走を防止する接合面を有しこの接合面を介して圧力センサに連通する空気通路を有することが好ましい。

本発明の除電除塵器は、イオンを発生するイオン発生装置と高速空気を噴射するエアガンとを有し、被除塵物にイオンと高速空気とを吹き付けて被除塵物を除電・除塵する除電除塵器であって、前記イオン発生装置を防爆構造としたことを特徴とする。

本発明の除電除塵器は、防爆構造を有しているので、可燃性のガスや可燃性の粉塵が存在する爆発危険雰囲気の中で安全に使用することができる。

また、本発明の除電除塵器は、軽量小型でありかつ操作性のよいガンタイプであるので、自動車のボディーなどの複雑な形状の被除塵物の除電、除塵をおこなうのに好適である。

また、本発明の除電除塵器は、イオン発生装置を収容しエアガンの高速空気を噴出するノズル部を囲繞する第１の容器を設け、ノズル部の側面に穿設した小孔から第１の容器内に高速空気を供給して第１の容器の内圧を外気圧より高くする内圧防爆構造を有している。

イオン化空気を生成するためにはイオン発生装置の針状電極（以下、放電針という）に５０００Ｖ以上の高電圧を印加し放電針の先端部でコロナ放電させる。このための昇圧回路や電極などからなるイオン発生装置を収容するのが第１の容器（以下、イオン発生ボックスという）である。

イオン発生ボックスの内圧を外気圧より高く保持することで、通電中に周囲の危険ガスが内部へ侵入するのを防止して、イオン発生ボックスの防爆性能を保持することができる。

また、本発明の除電除塵器では、イオン発生ボックス内に清浄な空気で内圧を与える手段として、ホコリを吹き飛ばすためのエアガンの空気吹き出し用ノズルを、イオン発生ボックス内に貫通するように配置し、そのノズルの側面に小孔を設けて内圧印加用の空気源としている。つまりこのノズル側面の小孔を内圧印加用のレデューサとすることができる。

本発明の除電除塵器は、イオン発生ボックス内の前方にイオン発生用の放電針が配置され、その前面には、イオン化空気が吹き出されるようにしたイオン化空気の掃気口が設けられている。このため外気圧よりも高い内圧空気により、イオン化空気はこの掃気口から被除塵物に向かって掃気される。また、この内圧空気は、イオン化空気を吹き出すとともに、高電圧印加による放電針の汚れを軽減することができる。

掃気口から吹き出されたイオン化空気は、被除塵物に接して付着している埃や塵などの帯電静電気を中和して除電することができる。このためエアガンのノズルから吐出される高速空気によって容易に除塵することができる。

また、エアガンのノズルの側面に小孔を穿設し、清浄な空気を供給してイオン発生ボックスを内圧防爆構造としているので、内圧防爆用の空気供給源を特別に設ける必要がない。従って、除電除塵器の携帯性、操作性を低下させることなく内圧防爆性能を得ることができる。

さらに、本発明の除電除塵器は、前記第１の容器の内圧と外気圧との差圧を検出する圧力センサと、この圧力センサに接続しイオン発生装置に供給する電源を開閉するスイッチとを有するスイッチセンサ部を収納する第２の容器を備え、この第２の容器は耐圧防爆構造である。

除電除塵器を防爆構造とするに当たっては、常に電圧が印加されているところ、つまり、電源スイッチやイオン発生ボックス内の内圧を検出する部分などを耐圧防爆構造の容器内に収納しておくことが望ましい。

耐圧防爆構造の第２の容器（以下、スイッチセンサボックスと称する）には、イオン発生ボックス内の内圧検出用圧力センサ、イオン発生回路の電源を開閉するスイッチ、および掃気時間や圧力の検出を制御するマイコンなどが収納されている。

本発明の除電除塵器においては、第１の容器の側面に記第２の容器を結合し、第２の容器の内部に設けた第１の容器内の圧力を導入する圧力導入手段を第１の容器内に突出して設けることができる。

イオン発生ボックスの内圧検出は、イオン発生ボックスの内圧防爆性能を保持するために重要な機能である。例えば、イオン発生ボックスの内圧が所定値以下に低下した場合には、即時に電圧印加を遮断することが必要となる。このため、イオン発生ボックスの内圧の検出は、イオン発生ボックスの直近で行うことが望ましく、スイッチセンサボックスの圧力導入部は、イオン発生ボックス内へ突出させるように配置することが好ましい。

さらに、本発明の除電除塵器において、圧力導入手段は火炎逸走を防止する接合面を有しこの接合面を介して圧力センサに連通する空気通路を有することが好ましい。

イオン発生ボックスの内圧検出用の圧力センサは、耐圧防爆構造の容器内に収納されているため、圧力導入部には圧力導入用の空気通路が必要である。しかし、イオン発生ボックスとスイッチセンサボックスとを連通する空気通路は、同時に耐圧防爆構造のスイッチセンサボックス内で爆発が生じた場合の爆発火炎の吹き出し通路ともなる。従って、この空気通路中に火炎逸走を防止しうる必要長さと、狭隙条件とを満足する結合面を設け、爆発が耐圧防爆構造のスイッチセンサボックスの外には波及しないようにすることができる。つまり、この圧力導入手段は圧力センサへイオン発生ボックスの内圧を導入することと、爆発時の火炎逸走を防止することとの両機能を具備することができる。

次に、本発明の除電除塵器の一実施例を図によって説明する。
図１は実施例の主要構成を示す断面模式図である。

この実施例の除電除塵器は、イオンを発生するイオン発生ボックス２と、イオン発生ボック２の後面に結合されたスイッチセンサボックス４と、ホコリ払いエアを吐出するエアガン６とから構成されている。

イオン発生ボックス２は、イオンを発生する４個の放電針８と放電針８に高電圧を印加する昇電圧回路１０などからなるイオン発生装置を収容している。放電針８の軸心部にはエアを通過するエア流路が穿孔されており、放電針８の先端は、前面のプレート２４に開口した掃気口１２に臨んでいる。また、プレート２４はエアガン６のノズル先端に回転可能に軸支されている。イオン発生ボックス２の後方側面には３個の排気口１２が設けられている。

スイッチセンサボックス４は、イオン発生ボックス２内のガス圧と外気圧との差を検出する圧力センサ１４と、圧力センサ１４に接続して給電コード１６から供給される電源を開閉するスイッチ回路１８と排気時間や圧力を制御するマイコン２０などを収容している。圧力センサ１４にはイオン発生ボックス内の内圧や外気圧を導入する圧力導入手段２２が接続され、内圧を導入する圧力導入手段は、イオン発生ボックス内に突出して設けられている。スイッチセンサボックス４の函体は、内部で溶剤などが着火して爆発しても問題のない強度を有するアルミニウムなどで形成されており、イオン発生ボックス２の後面に固設されている。

エアガン６は、先端をプレート２４の中央部に突出させるようにイオン発生ボックス２に嵌着されている。エアガン６は、イオン発生ボックス２に嵌入しているノズル部２６と把持する把手部２８が一体的に形成されており、内部には吐出口３０と把手部１２に結合するエア供給管３２に連通するようにエア流路３４が形成されている。イオン発生ボックス２に嵌入しているノズル部２６の側面にはエア流路３４とイオン発生ボックス２の内部空間とを連通する複数の小孔３６が放射状に穿設されている。エア流路３４の途中には引金３８によってエア流路３４を開閉するバルブ４０が設けられている。また、給電コード１６が把手部２８に沿って配置されており、給電コード１６は、スイッチセンサボックス４のスイッチ回路１８に接続されている。

以上のように構成された実施例の除電除塵器の動作は以下の通りである。

エアガン６の把手部２８を把持し、引き金３８を引いてバルブ４０を開とする。エア供給管３２を介して供給されたエア（圧搾空気）は、エア流路３４を通ってエアガン６の先端の吐出口３０から外部へ吐出されるとともに、エアガン６のノズル部の側面に穿設された小孔３６からイオン発生ボックス２内へも吐出される。イオン発生ボックス２の内部に滞留していた溶剤などの可燃ガスは、このノズル部の小孔３６から吐出されたエアによってプレート２４に開口した排気口１２と、イオン発生ボックスの側面に設けられた排気口１２とから外部へ排気される。なお、イオン発生装置に電圧を印加する前には、イオン発生ボックス１の内容積の５倍以上の安全空気で掃気しておかなければならない（労働省告示第１８号改正 電気機械器具防爆構造規格）。このため掃気時間と掃気圧力とはスイッチセンサボックスに内蔵されたマイコン２０で制御されるようになっている。

このようにして、イオン発生ボックス２内が完全にエア（保護ガス）で置換されると、イオン発生ボックス２の後面に結合されたスイッチセンサボックス４に収容されている圧力センサ１４が、イオン発生ボックス２の内圧と外気圧とを取り込みその差圧を計測する。所定の圧力差になったことを圧力センサ１４に接続するスイッチ回路１８が感知するとスイッチがＯＮとなり、電源からの電圧が昇電圧回路１０に印加される。昇電圧回路１０は電圧を上昇させて所定の高電圧とし放電針８に印加する。すると高電圧を印加された放電針８からコロナ放電してイオン化空気が生成され、内圧によってイオン化空気は排気口１２から被除塵物へ向かって吹き出される。吹き出されイオン化空気は、被除塵物に接して付着している塵埃の帯電静電気を中和して除電する。除電された被除塵物にさらにエアガンのノズルから吐出された高速空気を吹き付けることにより容易にかつ確実に除塵することができる。

図２は実施例における圧力導入手段を示す断面模式図である。圧力導入手段２２は、スイッチセンサボックス４の壁面５２にイオン発生ボックス２内に向かって突出しているボス部５４と、ボス部５４にはめ込まれた内部部材５６とから構成されている。ボス部５４の底部には内部部材５６を螺着する雌ねじ穴５８が形成されている。内部部材５６には、ボス部５４に接合面６０で当接する基部６２と雌ねじ穴５８に螺合する雄ねじ部６４と圧力センサ１４と連通する導圧チューブ６６と接続する接続部６８とが一体的に形成されている。基部６２には直径方向に小径孔７０が貫通しており、小径孔７０には軸線に沿って接続部６８の先端へ開口する細孔７２が連通している。

この様に形成された内部部材５６をボス部５２に螺着することにより圧力導入手段２２を形成することができる。
イオン発生ボックス２内の内圧は接合面６０、小径孔７０、細孔７２および導圧チューブ６６を介して圧力センサ１４へ導圧することができる。なお、この圧力導入手段は耐圧防爆接合部に相当するので、接合面の奥行きや接合面のすきまは、前記の電気機械器具防爆構造規格によって設定する。

以上の構成からなる圧力導入手段によれば、スイッチセンサボックス内で万一爆発が発生したとしても、イオン発生ボックス内への火炎逸走を防止することができる。この圧力導入手段は、外気圧を測定するための外圧測定用取り入れ口２２にも同様に用いることができる。

次に、プレート２４について説明する。プレート２４は、放電針８の清掃や交換を容易にするために付設されたものであり、イオン発生ボックス２の前面にエアガン６のノズル部２６に軸支されて回転可能に摺接されている。
図３にプレート２４の概念図を示す。（ａ）は正面、（ｂ）は断面、（ｃ）は回転した状態を図示したものである。

プレート２４には、高速空気の吐出口を中心にして、Ｘ軸上に一対のブラシ７２ａ、７２ｂと、Ｙ軸上に一対の放電針交換口７４ａ、７４ｂと、また、ＸＹ軸を４５゜回転させた軸上に４個の掃気口１２が、同一円周上に設けられている。ブラシ７２には（ｂ）に示すようにイオン発生ボックスの内部に突出してナイロンなどからなる毛体７２’が植設されている。放電針交換口７４は、常にはイオン発生ボックスの前面２’によって閉鎖されており、また、排気口１２は、常には前記のように放電針８（８ａ〜８ｄ）の前方に開口している。

（ｃ）はプレート２４をイオン発生ボックスの前面に対して相対的に時計回りに４５゜回転させた状態を示している。この状態ではブラシ７２ａは放電針８ｂの位置へ回転し毛体７２’が放電針８ｂの表面を擦過して汚れを剥離することができる。同様に、ブラシ７２ｂは放電針８ｄを擦過することができる。また、放電針交換口７４ａは放電針８ａの位置まで回転するので交換口７４ａを介して放電針８ａを交換することができる。同様に、放電針交換口７４ｂを介して放電針８ｃを交換することができる。プレート２４は反時計周りにも回転可能であるから、放電針８ａ、８ｃのブラシによる清掃および、放電針８ｂ、８ｄの交換も可能である。

この実施例の防爆型ガンタイプ除電器は、ガンタイプであるために片手で操作することができる。従って、エアガンの把手２８を支点にして、前後の重量バランスがとれるように重量調整されている。

なお、本発明の除電除塵器は、以上の実施例に限定されるものではなく本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更してもよい。

前期の実施例では、エアガンのノズル部に穿設した小孔３６から高速空気をイオン発生ボックス２内へ供給してイオン発生ボックスに内圧防爆性能を付与した。しかし、ノズル部に小孔を設けないで、図４のようにイオン発生ボックスに保護ガス供給口Ｂを設けて直接エアなどの保護ガスを供給してもよい。この方法によれば、エアガンからの吐出エアとイオン発生ボックスへ供給する保護ガスとをそれぞれ独立して制御することができる。例えば、保護ガスは吐出エアとは異なるガス源とすることができ、ガスの種類や流量、圧力などを個別に変化させることができる。

また、エアガンの吐出口３０から吐出するエア量が不十分な場合には、図４に示すように、エア流路３４の開閉バルブ４０の上流Ｐ１またはＰ２で供給路を分岐して、分岐したエア供給路Ａ１、またはＡ２をイオン発生ボックスに設けたエア供給口Ｂに接続して、エア源からのエアを直接保護ガスとすることもできる。バルブ４０の上流でエアを分岐することでノズルから吐出するエアのと出力を高くすることができる。

さらに、上記のようにエアを分岐した場合に、分岐したエア供給路Ａにバルブを設けエアガンの引金３８と同期して保護ガス（分岐エア）を供給するようにしてもよい。この方法によれば、保護ガスはエアガンからエアを吐出するときのみ消費されるのでエアの消費量を削減することができる。

実施例では、スイッチセンサボックス４をイオン発生ボックス２の後面に固設することとした。しかし、スイッチセンサボックス４をイオン発生ボックス２の内部に収容してもよい。イオン発生ボックス内に収容することで、スイッチセンサボックス４に内蔵されている圧力センサやマイコンなどをより安全に衝撃から防御することができる。

実施例では異常電流検出器は圧力センサなどとともにスイッチセンサボックス４内に収容されている。この異常電流検出器をコンクリートの壁などを隔てて安全域に設置し、安全域に設置された異常電流検出器を介してスイッチセンサボックスへ給電コード１６を接続する。これにより、ガンタイプ除電器をさらに軽量化できる。また、安全域から除電器までの給電コードの異常も検出することができる。

本発明の除電除塵器は、自動車ボディーの塗装工程、自動車部品の塗装工程などの爆発危険雰囲気内における除電除塵に好適に使用することができ、塗装品などの品質と生産性の向上に大きく寄与する。

実施例を示す断面模式図である。 圧力導入手段の構成を説明する断面模式図である。 プレートの機能を説明する概念図である。（ａ）正面、（ｂ）断面、（ｃ）回転状態正面を示す図である。 エア（保護ガス）をイオン発生ボックス内へ供給する他の方法を説明する説明図である。 従来技術になるガンタイプ除電器の一部断面模式図である。

符号の説明

２：イオン発生ボックス ４：スイッチセンサボックス ６：エアガン ８：放電針 １２：掃気口 １４：圧力センサ １６：給電コード １８：スイッチ回路 ２２：圧力導入手段 ３０：エア吐出口 ３４：エア流路 ３６：小孔 ５４：ボス部 ５６：内部部材 ６０：接合面 ７２：ブラシ ７４：放電針交換口 Ａ：分岐エア供給路 Ｂ：保護ガス供給口

Claims (3)

1. イオンを発生するイオン発生装置と高速空気を噴射するエアガンとを有し、被除塵物に前記イオンと前記高速空気とを吹き付けて前記被除塵物を除電・除塵する除電除塵器であって、
   前記イオン発生装置を収容し前記エアガンの高速空気を噴出するノズル部を囲繞する第１の容器を設け、前記ノズル部の側面に穿設した小孔から前記第１の容器内に前記高速空気を供給し、前記第１の容器の内圧を外気圧より高くする内圧防爆構造を有するとともに、
   前記第１の容器の内圧と外気圧との差圧を検出する圧力センサと、該圧力センサに接続し前記イオン発生装置に供給する電源を開閉するスイッチとを有するスイッチセンサ部を収納する第２の容器を備え、該第２の容器は耐圧防爆構造であることを特徴とする除電除塵器。
2. 前記第１の容器の側面に前記第２の容器を結合し前記第２の容器の内部に設けた前記第１の容器内の圧力を導入する圧力導入手段を前記第１の容器内に突出して設けた請求項１に記載の除電除塵器。
3. 前記圧力導入手段は火炎逸走を防止する接合面を有し該接合面を介して前記圧力センサに連通する空気通路を有する請求項２に記載の除電除塵器。

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