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レーザー加工機製作記番外編【脱臭装置(2代目)自作】

レーザーカッター

ブログ活動をまたしても半年近く放置しました.どうも,どらびです.

この半年何もしていなかったわけではなく,仕事と趣味と引っ越しの作業(+α)に追われていたのです.え?真ん中のは関係ないって?ちゃんと後ほど記事にする予定ですのでこれもブログ活動の一環です.

というわけで諸々ようやく落ち着いたので,ぼちぼち再開していきます.

んで,復帰後初っ端の記事はこれ.レーザー加工機についてです.

最近,自分たちの結婚式のために自作したフェイスシールドを発売し始めたらありがたいことに結構好評で,てんやわんやしながら作成しているわけですが,やはり臭いのなんので大変です.

引っ越し直後に臭いとクレームを入れられたら大変ですので,早急に対処が必要になります.

前のも記事に書きましたが,何か微妙な性能だったので,引っ越しを機にぶっ壊しましたので,今回新しく作ろう,という所存です.

では本編へ.

 

設計

早速設計です.前回のポイントというか,ダメだった点として

  • 人柱してるはずなのに,中身が見えないから脱臭,集塵効果が直接確認できない
  • 電気集塵の効果がよくわからない(多分上手く機能していない)
  • MDFだけで作っているので脆い,怖い

の3点がありました.という事で,今回はアルミフレーム+アクリルで,中身が見える&頑丈な脱臭機作成を目指します.

で,今回の目玉は二点

  • こちらのレーザー加工機用脱臭炭の採用
  • ノイルフト式電気集塵方式の採用(未実装なので近々追加予定)

という事で,簡単にこれらの説明だけします.

レーザー加工機用活性炭

臭いを取り除く方法を考えた時,おそらく真っ先に浮かぶのが活性炭です.

市販されている脱臭機や空気清浄機にも搭載されていることが多く,まあ要するに必須アイテムなわけです.

楽天とか見てみますと,ヤシ殻活性炭っていうのが結構安く売っていたりします.これらは主に熱帯魚などを買う際に,水をきれいにするフィルタとして利用されるものです.

で,コイツを使ったこともあって,そこそこに効いていた気もするのですが,割とすぐに効き目がなくなる印象がありました.

今回,せっかく第2弾を製作する,しかも中身まで見えるようにしたということで,どうせなら活性炭もちゃんとしたものを買って試してみようということで,

樹脂材加工時発生ガス成分を効率良く吸着脱臭
レーザー加工機で樹脂板(特にアクリル板)をカットする際に発生するガスは独特の化学臭がする。長時間その雰囲気内で作業を行っていると体調不調を訴える作業員が多く有害である。この活性炭はそのアクリル酸変性ガス成分の吸着除去を効率よく行うため2種類の吸着特性が異なる特殊活性炭をMIX使用しています。

こちらのレーザー加工機用活性炭を買ってみました.

ノイルフト式電気集塵

これは上でも述べた通り,現状未実装なのであまり説明しても…というところではありますが,参考にしたい人向けに,「こんなのがあるよー」というのを説明しておきます.

詳しくは

ノイルフト式電気集塵機 - 排ガス処理・脱臭事業 | ミウラ化学装置株式会社

この辺のサイトを確認してもらった方が早いと思いますが,一言で要約すると,

「コロナ放電の放電箇所を増やして効率を上げる」

という感じです.前回やろうとしていたことと,やりたいこと自体はさほど変わりません.空気中で放電し,そこを汚れた空気が通過するときに,ごみとなる粒子が帯電して,陽極の板に吸着される.

といった感じのものです.

陰極をギザギザさせるのが特徴ですが,それくらいのもんです.

設計図面

キューピー3分クッキングばりの飛ばしで行きますが,完成図面がこちら.

必要であれば図面は公開します.コメント等ください.

ちなみに右下の円筒は排気用のファンです.せっかくなのでここで購入したものすべてご紹介します.

 

製作

ただのアルミフレームの骨組みなのでこちらも特に注意点はなし.という事で完成画像どうぞ.

念のために説明しておくと,上部のガムテで留めてあるのはフェルトです.その真下にHEPAフィルタが入っています.トヨタのやつを流用しました.モノタロウで購入できます.

ほんとはフェルトはマジックテープでくっつけようと思っているのですが,とりあえずすぐに運用したかったのでガムテで妥協.まあ性能には大きく影響しない(はず)なので.

中段のがっつり空いている空間に電気集塵を今後組み込む予定です.組み込んだら当然更新しますのでお楽しみに.

性能

活性炭の性能が恐らくですが抜群に良いです!

排気口に鼻を近づけて臭いを嗅いでも,まったくと言っていいほど臭くありません.

 

ただ,大きな問題が一つありまして,Twitterではすでに呟いたのですが,

どらび@モノづくり系ブログ「ヒロフカ」 on Twitter
“排気口から嗅いでも臭くない代わりに、加工機から直で漏れ出してるやつが臭うからまだ若干部屋に臭いが残る… カット量とスピードによるんだろうけど… もっと静圧と風量が大きいファンじゃないと厳しいのかなあ… ファン直列は良くないって聞くけど、試しに入り口側にも増設しようかな”

ということで,臭いが漏れちゃってます.

というのも,脱臭機の排気側にファンを置いているのですが,どうやらコイツの排気能力が足りていなさそうです.薄々わかってはいましたが…

ということで,今回はファンについての話を少し書いて,次回,その辺を改良したものについて改めて記事にしたいと思います.

ファンの種類について

大雑把にファンを2つに分けると

  • 沢山空気を送り出すもの
  • 強く空気を送り出すもの

とに分かれます.語弊を生みかねない言い方ですが…

で,これとは別に,ファンの作り方として

  • 軸流ファン
  • 遠心ファン

があります.今話した2×2の分類について,ある程度は対応が取れていて,

  • 軸流ファン = 沢山空気を送り出すもの
  • 遠心ファン = 強く空気を送り出すもの

と考えてもらえればよいです.(あくまでも非常に大雑把な説明ですので,詳しく知りたい人は個別に検索してください.)

私が今回使用したのは軸流ファン(=沢山空気を送り出すもの)でしたが,これがよくなかったと思われます.

沢山空気送れる方がいいのでは?沢山空気送れる=強く空気を送っているのでは?

と思うでしょうが,これがイコールにならないのがファン選定のややこしいところで…

例を考えましょう.

ファンの出口を塞いで,風船を作るとします.この時,

  • 沢山空気を送れる=風船が早く膨らむ
  • 強く空気を送れる=風船を大きく膨らますことができる

という対応の違いがあります.

で,概ねこの二つは相反する傾向があるので,

風船を早く膨らませることのできるやつは大きくは膨らませられず,大きく膨らませる能力があるやつは,早く膨らませることができません.(何度でも言いますが,あくまで極端な例の話です.)

で,今回の事象は先の例に倣うなら,「膨らませた大きさに応じて大きさの変わる穴」が風船についていると思ってもらえればよいです.

どんなに多く空気を送り出せるファンでも,風船を膨らますことができなければ,微々たる量の空気しか風船の向こう側には送れないのです.

で,この例において

  • 風船をどこまで大きく膨らませられるか=静圧
  • 風船をどれだけ早く膨らませられるか=風量

という形でカタログスペックとしては書いてあります.

さらに詳しく知りたい人は,圧力損失というワードでググりましょう.

よく,ファンのカタログとかで,圧力と風量のグラフが書いてあると思います.あれを読めるようになればファンについてはほぼ学べたことになると思います.

まとめ

後半はほとんどファンの話ばかりしていましたが,ひとまずの進捗としてはこんな感じになります.

で,この記事はボリューム的にも,改良を待っていたらいつまでも公開できないというのもあるので,ひとまずここまでで.

ファンのことも,さらに詳しく書こうと思うと,それだけで一つの記事にできそうな気がするので,ひとまずここではこれくらいにしておきます.

次は,ファン回りを改善して,実用に耐えるレベルになったかを確認して記事にしようと思います.

それでは.

 

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