學木工（除塵係統2）

學木工（除塵係統）http://blog.wenxuecity.com/myblog/36867/201505/6484.html

1. 係統類型

1.１ 常規係統與旋風機

常規木工吸塵機，離心式風機出口分上下，下為集塵袋或桶，上為5um濾袋或折疊的1um濾器，頂端搖臂把粘在濾器上的灰塵抖下來，折疊型的有用10年還賣半價。風機不低於1000CFM或至少1.5HP為好。

專業旋風機，輸出仍有折疊型的濾器，說效率高也就是比傳統的粘在上麵的灰塵少。如果用幹濕吸塵器shopvac驅動，則有濾器少需更換的優點。但是ShopVac、Festool或家用吸塵器風量不過常規機10-20%，雖經小風口加大吸力，稍離吸頭或加大管徑就無效，隻適合基本封閉的小空間如工具用，且不能長時用（可有過溫保護，建議半小時後停機散熱）。油管DIY二級旋風，抽風口分流去五個小旋風桶上端，沒有主排氣管-可能是個問題。南通蘇寧SN10T旋風管D38x80進出口10，是在一級旋風上蓋板底部圍繞排氣管安裝。正確做法似乎是將一級上蓋板分上下兩片，一級排氣管在下板之下；二級底口在下蓋板底，入口在上下蓋板之間，出口在上蓋板上方。

還有一種自清的吸塵器，Dewalt有授權生產但評價差。工業上用氣閥控製占空比很小的逆吹（正常是通過濾網吸塵，清理是在濾網內逆吹，可用壓縮空氣脈衝），把出風口關一下也許能行。

傳統認為靜電除塵不宜用於可燃性灰塵。但是旋風後的木工灰塵已經微小，也許可以用。簡單結構是5KV以上高壓正極接圓筒內針，圓筒內壁為導電負極，也有板狀電極的。一般認為靜電除塵效率97%而旋風為84%。

1.２ 中央或分布式

似乎類似空調，歐美多用風管而亞洲是一拖多，後者優點在體積和布局。

傳統木工廠房吸塵都是集中式，高檔都是旋風除塵，出風口加1um或更細的折疊濾清環以增加表麵積，風管分布通往各工具由閥門控製使得氣流隻給當前所用的工具，可擴自動感應加電或遙控，G0703 1.5HP，775CFM@1.8"，濾器48SF，5或6“口約$1000。著名Thieh的文章則建議5HP電機、14吋以上鐵製後向式葉輪和6-7吋管。木工房空間有限時，分布式在體積管道和加電控製方麵有些優點，效果待測。可用風機有：

1.２.1 木工集塵器blower（1/2~2HP,如中壓木工風機750W）、暖空Blower（通常1/3~1/2HP）、洗衣機電機。常見洗衣電機3951550為1/2HP,120V9.8A 1725rpm。接線有黑/棕V/白W-BK/藍BU/黃Y/-/白W通白/OR通BU/-/R通BK，量得白藍1.5歐、白棕2.6歐故為低速、黑黃8.5歐故為啟動。可將電容接Y及W-BK、W接零線、BU-V高低速二選一後與BK一起接火線。DIY葉片的以直片為好，因前向式風量類似但功耗大，後向式功耗小風量也小。有人將Harbor 2HP改裝大帶輪。我收的Grizzly 1HP 8A電機 500CFM：http://cdn0.grizzly.com/manuals/g8027_m.pdf，4吋扣吸力很小，比古董Delta 650還差點，單工具10呎內可用，缺點是後向式葉片。兩細撐杆容易彎曲，開關盒需加些海綿減少積塵，底輪螺絲M5x10，撐杆M5x15。加遙控開關的話，輸出經110VAC繼電器中繼，外接為好。有的遙控器按鍵可兩路同時啟閉，但都是控製火線，除非自己改接控製零/火線。美國的工具開關都是同時切斷零/火線，以防插頭反插。

1.２.２ 吸塵器：幹濕吸塵器價廉，PorterCable 4G賣過25刀，淘寶類似部件約10刀。淘寶風機有幹用/幹濕兩類，區別是排風直通電機還是出側麵。1500W220V用在美國相當於375W，進風口估計為35mm，美式拆舊的與淘寶類似約900W。可接工具吸塵口但噪音大，最好裝箱內用注意過熱問題，油管有shopvac裝箱視頻。

用幹濕吸塵器的中央係統：https://www.youtube.com/watch?v=c2sWwWbAayM

1.２.3 儀器風扇：有離心、無殼離心和軸流三種，後者用於旋風需收縮進風口。軸流式如San Ace 9GV5748P5H09 400CFM,48V2A, 172x150x51 . NIDEC X17L50BS2M3-07,50V3.12A7400rpm，無殼離心扇如R2E175-AC79-29(70W190CFM)進風為130安裝較易，離心如國產150FLJ和G2E146-bf05-29，後者在1.5 inWP下還有270CFM非常另類但價格高。Dayton 4C015A在0/0.5時CFM為157/72，靜壓0時參數計算可得風速為22.15M/S。比較9GV和R2E175的曲線可見，前者風壓在0/0.5/1 inWP下約385/340/310CFM，後者為320/250/125而已；前者再加導向管如6吋diffuser和5～11加侖round tub後可以與旋風一起塞入36高的工作台下。

電腦風扇：
60mm 2.25"等價直徑35mm，如9GV0612P1G03 84CFM@12V2.8A ,91CFM@13.8V,66dbA;
80mm的風管3"等價直徑2.5"，如Sunon PSD1208PMBX-A12V17.8W約100CFM，SanAce 9GA0812P4G為67CFM@12V0.48A,45dbA；
92mm的Delta PFR0912XHE: 92x92x38,12V4.5A,185CFM,11500rpm,71dbA 
https://www.mouser.com/datasheet/2/632/PFR0912XHE-SP00-REF.-515759.pdf 。接線黑GND、紅+12V、藍TACH測速-每轉雙脈衝OC、黃PWM速度控製50Hz~100KHz-接12V時全速11500rpm71dbA。不同管徑接圈可用膠合板銑成斜麵，單模板用錐角銑刀配不同徑軸套以適合3/4板厚。

常規吸塵器濾器必須在電機進風口，旋風機因進入灰塵少可加在出風處。無論何係統，出風口開在室外如後院比木工房內好太多。我的風機CFM計算式如下：設4吋風管，風速要求為82ft/s（考慮管道損失取25M/s，實際不應低於18），風機轉速1725rpm，則最低CFM=spd*A*rpm/60=82*(pi*2^2/144)*(1725/60)=205，風機在0.5inWP靜壓下通常CFM減半，故至少要410CFM的風機。同理2.25或6吋口風機至少要130和925CFM。如果風阻大則還要加大。按斯圖爾曼高效經驗公式計算旋風機（大氣汙染控製工程）舉例:Q=205CFM,進氣速度u=82F/s，得進氣口麵積A=hb=Q/u=205/60/82=0.04167ft^2,取D=(10A)^.5=0.6455ft=7.746",h=0.5D=3.873",b=0.2D=1.549",排氣管徑De=0.5D",排氣管長L3=0.5D,排塵口徑Dc=0.375D=2.905",筒體高L1=1.5D=11.62", 錐體高L2=2.5D=19.36"。反推例：進氣口A=pi（2.25/2)^2=3.976,CFM=>65,D=(10A)^.5=6.306",A=3.153x1.261,排氣管徑De=排氣管長L3=3.153,排塵口徑Dc=2.365",筒體高L1=9.459", 錐體高L2=15.764"。http://www.ijesd.org/papers/150-D577.pdf  如按另文最佳參數稍有不同，h=0.52D=3.279,b=0.2D,De=0.52D,L3=0.6D=3.783,Dc=0.36D=2.27,L1=1.6D=10.09,L2=2.4D=15.13" https://www.researchgate.net/publication/275036059_Effects_of_the_geometric_configuration_on_cyclone_performance 

濾器：https://www.filtrete.com/3M/en_US/filtrete/home-tips/full-story/~/why-you-filters-mpr-matters/?storyid=c0831ccc-f810-4494-9f3a-ac27e7c4454e MERV8=FPR5=MPR600=3um@90%

2. 各工具吸塵小結

計劃的木工房，是一側放置(吸塵主機、)帶鋸、jointer、中置砂帶機、台鑽、miter saw。這一長條都是miter saw台麵，台鑽用時可取下一段。牆壁都是吊櫃、多扇淺櫃、工具牆麵等，一旋風係統多選一風管。中央4x6英尺，其中2x6是木工桌，下為另一旋風係統有多選一風管；餘下2x6為台鋸/電木銑(公用靠山)和獨立可移動的壓刨，DW735自帶鼓風機，出風口接入下方箱子。帶鋸也是獨立集塵有可移動底座。

2.1 Miter Saw：Miter saw灰塵量第一，台鋸第二。DW706深度約25（+旋鈕2.75吋），自身吸塵設計很差，風管OD38，袋子39.9x42.6。兩側有金屬條和銷子插在鋸台兩側圓孔中。建議與平刨鑽床同置於一麵牆邊。目前做了個罩子，內尺寸26x14x24H，兩側1/2底1/4背1/8上端弧型，上板1/2x4x27在手柄處挖槽，做高些不挖更好；兩側也挖槽便於靠山左右移動；鋸壓在底板上。加塑料布條做門簾，每條上端稍重疊一些。待加吸塵口，似可罩內置92mm風扇1～2個。為了減小空隙，有人在罩上方和鋸罩之間加雙折門板，在鋸下壓時擋住後麵，做截斷鋸時兩側加門。某次清理時後麵有1加侖木屑。

2.2 台鋸/電木銑：DW744 26.5x24x13.125"，風管57.8x65，BT3000為58.3x64.6。台鋸吸塵比較麻煩，前後地麵縫隙很大，鋸片吸塵蓋隻能由上方跨界出管，否則台麵無法放大板；如果大板改用軌道鋸開，倒是可以置於靠山右側，這時可與電木銑DIY靠山合一容後述。目前的DW744吸塵是拆下原管件鋸掉2吋封住出口（偷懶了，但是也能粘回去），台鋸下方右側安裝4C015A 157CFM往下開口，下麵是櫃子內置集塵桶，櫃門為空濾。目前用4C015A因吸塵口朝向前後效果欠佳，擬改朝左。某次清理時發現內有鋸內有2.5加侖鋸末，而吸塵箱內隻有0.5加侖，似乎還是要在下麵用16x13"漏鬥箱，同時上麵加臂式吸塵口。

漏鬥箱: 產品約16x13xH10.5"，吸塵可用5Gal桶或Behrens 10Gal，Thien baffle旋風。如果用產品旋風器高度約為12.2，則桶需用DIY，內徑20高6的話約8Gal，可用塑料臉盆，也可用1.5mm 18x72的透明PVC。92mm風扇，漏鬥與臂式用雙路PWM發生器共用12V8A電源，與台鋸聯動。濾器可用VF2007 D7.13x6.5"或9-17810 D6.5x4D6.5x4.2，清理時取下蓋。

臂式吸塵口：可轉動並調高度，用2吋ABS加60mm軟管-均為內徑-固定在台鋸右側，風扇也可選65～80mm的。https://www.youtube.com/watch?v=DA-O-1qUDh4 https://www.youtube.com/watch?v=-PDT9bqgrIg https://www.justindepewdesign.com/over-arm-dust-collection-plans 

電木銑可置於台鋸右側，DIY靠山帶吸塵孔與台鋸靠山夾在一起，利用台鋸靠山的滑動鎖緊機構。兩者最好都是上下雙口吸塵，上端用平行四邊形抬起結構，下麵可以是個盒子罩住電木銑，一麵開啟放工具銑刀等。

 

2.3 帶鋸：自身吸塵設計不良，鋸條蓋板縫隙大且有大孔通往下箱。擬用VT2503/9-38620在台下做2.5吸塵口，另一頭磁鐵吸附 https://www.youtube.com/watch?v=Mg-d1T7RROc，沒有該零件可DIY小盒，分兩半較易放下https://www.youtube.com/watch?v=QTLZtKWuvGs#t=4m30s 

2.4 DW735壓刨：（23+3.75手柄）x19.5Dx14H，除塵口56.6x62 ，出風管頭右側頂銷後可取下，此時OD70.6。電機一側是風機葉片十分強勁，說明書不讓接Shopvac因太小，如果導入箱桶，進口區域因強風恐塵土飛揚。該機除塵口可外套4吋管或內嵌2-1/4吋幹濕吸塵器管，但不好彎曲。現將背部卡線板的兩個M4x20螺絲換為M4x25，加裝5mm橡木板，其上固定導向卡將鋼絲軟管由手柄一側導下入吸塵箱，避開工料出口。將來可能去掉出風外套以減少深度，DIY風管盒由下方出管。

法1進32gallon桶上套穆斯林袍透氣http://lumberjocks.com/reviews/10545 ；法2是集塵箱內兩隔板，頂部進風，下上兩次後由下部暖空濾器出風。原想與EB4424一起做成27x25兩層，分別高33.25和48吋（壓刨高不過14），附加吸塵電機隻與砂帶機聯動，公用集塵箱。目前暫在壓刨上套了4吋口的濾塵袋，用的是TOYO吹風機的。

2.5 平刨Jointer：可與Miter saw同平麵置於一麵牆側，下為集塵箱/盒。我的型號左側下有兩個吸塵口，考慮用兩個電腦風扇，用的不多不做也可。

2.6 鑽床：可與Miter saw及平刨同平麵置於一麵牆側，用時工料平麵去掉以露出鑽台調整高度。吸塵用喇叭口軟管連接，便於取下清理台麵。

2.7 砂帶機：比較好的產品是Ridgid EB4424 23.5x19.25x19H。吸塵口在背部，形狀特殊，有產品，也可用OD 59管嵌入或２＂ABS改小外徑。砂紙機Dewalt orbit sander風管接頭OD26.3或38。

2.8 Makita軌道鋸出風管36x39.8。需要的話，它和Orbit sander都可用Portcable 3Gal幹濕吸塵器及管，我的用5gal桶改成了簡單旋風，原桶給下麵的便攜機用。

2.9 便攜式旋風吸塵器：擬用HP server的12V16.5A渦輪風扇裝箱以減少噪音-原機84db，DELL的12V18A電源，國產OD55旋風管，下置5gal桶，出口為可洗滌的8um HEPA濾網。用上述3Gal的桶和輪子。

可加類似Festool或Fein的隨動電源插座，雙電源插頭，雙插座。工具插頭接A相120V並轉插座A，吸塵插頭可接B相也可接插座A，插座B接工具。插座B為空時用吸塵器開關控製啟停，否則由工具隨動開關。最好吸塵器能延遲2秒開機6秒關機（FET延遲繼電器，二極管+3M給1ku充電，1ku並10M放電），簡單點點用橋堆短接成0.7V 限位經小升壓器約7V，整流4k7uF濾波後驅動5V繼電器或60A SSD。

2.10 工作台：擬用舊洗衣機電機DIY離心葉輪 https://www.youtube.com/watch?v=YuEaP9kyiFc ，軸12.7，估計風量至少300CFM，可用作砂台，因台麵鑽有3/4孔間隔4吋（MFT/3是20mm孔間隔96mm）。為鑽這些孔，需DIY兩條直尺，在單位0/3/5/6/8/10處鑽基準小孔，單位間隔4吋，台麵鑽好孔後再擴為3/4。

3. 其它

如上述，shopvac壓力高風量小，吸力隻在管頭，加大管徑則無吸力，若改作旋風除塵，電機進風口前須有濾網，否則影響壽命。改了個小的幹濕為簡單旋風，效果不好。

3.1 Cyclone：http://billpentz.com/woodworking/cyclone/cyclone_plan.cfm?  https://www.pinterest.com/pin/298926493999681081/  https://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ru&u=http://forum.woodtools.ru/index.php%3Ftopic%3D17956.625&prev=search 設計公式：http://www.360docs.net/doc/info-f2c4a5d080eb6294dd886cdf.html 通風除塵與氣力輸送http://www.anysafer.com/download/sd/?168261-通風除塵與氣力輸送.pdf http://www.lqq5.com/dodownload/4301192956/ 對55型有詳細舉例（下圖左）。50型較矮，為進一步減小體積可4個並聯。

clear bucket 5gal: https://www.doitbest.com/products/778589 

https://www.oneida-air.com/pdf/super-dust-deputy-cmbn-quick-quote-2017.pdf 

二級cyclone：https://www.youtube.com/watch?v=9x7qxVTUQY8

3.2 變徑

國內常見是100轉63(93.2/97.2>63/68),63轉40(58/62>40.5/44)，35對接(35/38)，34轉28(28.5/34)；口徑50也常見，Festool最大為50。美國工具常見出口內徑57.6可塞入shopvac管，標稱2.25ID2.5OD，另有1-7/8OD。轉接常見是2-1/2對接，2-1/2轉1-7/8，1-7/8轉1-1/4三件套。PVC 2" 2.047/2.375"，2.5”2.469/2.875"，3”3.068/ 3.5。舉個例子，Powertec 70122 Dust Hood出口是4"OD，4-2.5的轉接口須配4"ID的70171(管外無沿)，而4"OD的70136用於外套吸塵管。

PVC都是標稱內徑，1)2"的外徑為2.375=60.3mm可配內徑60mm的軟管。工具或shop vac吸塵口多為2.5"，可用2"PVC變徑來連接，可車削為OD2.25或57.5，或墊鋁箔後放入350F烘箱烘烤5-7分鍾趁熱成型，套入例如Rocklerd的2.5" blaster gate管頭。2）4"PVC 管比blaster gate大了1/8，管夾先套入PVC數吋防變形，烤軟後再套。3）軟管與硬管相連，可用一截硬管倒角側鋸一截以縮小內徑作為內管，外用管夾固定。快裝軟管夾可串入大彈簧夾實現。4）一般變徑可用兩塊膠合板開適合的徑孔再固定在一起。5)1.5"PVC至2.25/2.5"hose可用HD 514688。

https://www.youtube.com/watch?v=Cx6HvGaV77o PVC用吹風筒加熱擴徑，或稍縮小，或1-1/2按在台麵上形成法蘭以便與2管粘合。https://www.youtube.com/watch?v=lXUxI69Ydp4 用台鋸車掉PVC一圈。

3.3 Impeller

DIY不少木質，因便於車刀調整平衡，但須加鐵網防止碎木進入打壞葉片。洗衣機電機1/2HP可用直徑8“ 直葉片數6，兩側擋板開槽膠粘。https://www.youtube.com/watch?v=d8DrFbrf2Jc 商品wheel：https://surpluscityliquidators.com/type_search/602?aa=1289%3AGALVANIZED 

3.4 濾器

折疊的環形濾器因接觸麵大是首選，ShopVac的濾器在HD約17刀，網上幹濕兩用的濾器價格加倍；目前材料有0.2～1um的；可用暖空折疊型4"厚的，外加粗濾經常更換。靜電除塵“it should not be considered for combustible particles such as grain and wood dust.”http://www.supplyhouse.com/MERV-8-Multi-Pleat-Filters-23614000 

更新：5gal幹濕吸塵器可重複用的濾器已經很便宜了,VF2007D7.13cx6.5, https://www.walmart.com/ip/Shop-Vac-large-cartridge-filter-90304/15107527?athcpid=15107527&athpgid=athenaItemPage&athcgid=null&athznid=tic&athieid=v0&athstid=CS020&athguid=d50dec99-f2f-1717a5764bbf00&athancid=null&athena=true

3.5 跟隨開關 https://blog.wenxuecity.com/myblog/36867/201408/20593.html 

凡分布式電機均可與工具聯動，但關機時延遲5-10秒為好。上文用全橋二極管限壓至1.5v再9：120升壓整流驅動固體開關或低壓繼電器。改進是全橋限壓(至0.75v?)經DC-DC升壓控製SCR如MCR100-6，柵極加電容延時關機，輸出接高壓繼電器。這類電路缺點是若電流12A*1.5V=18W。

用電流傳感器時可用5~10A（負載25A沒問題）圈比1000~2000的低的為好但2000常見。假設為1000，2A啟動，則次級加3/2000/1000=1.5K電阻並且雙向穩壓鉗位不超過6V以防擊穿。用ACS712時，外部工具電源線產生的磁場即可控製開關但須調整距離。

開關門blaster gate的較好辦法，是3D打印齒輪和配套扇麵齒板。電機可用小步進或舵機（0～180度servo），後者有模擬和數字兩種，模擬用50Hz PWM，數字如DS3218為50～330Hz PWM。50Hz時0.5～2.5ms高電平轉動-+90度，1.5ms為0度。常用MG996R是金屬齒輪，部分是滾珠軸承http://www.guokr.com/article/5292/。原裝Futaba舵機有EMF控製，國產多半沒有可能抖舵。

集中式blaster gate方案如下：方盒總長8'4"均分5個2.5"入口(2呎一段)，由MG995/996R舵機180度控製曲柄連杆機構，行程3"推動方盒上方的2呎蓋板，Andrido控製。舵機是5V50Hz PWM控製，0.5/1.5/2.5ms對應-90/0/90度。

4. 補遺

最近利用2x6x8的料，發現大部分的工具，如台鋸/Miter Saw/壓刨等還都是需要能操作8英尺長的料，可以是每台都裝輪而且高度統一為36吋。例如台鋸高13吋則其座隻能是23吋。

DW744 table Saw: 33.5W+16.5x13.125Hx24D （16.5為往右伸出的導軌）考慮在右側延伸加電木銑，其台麵可視為18Hx490.5D下加20.5Hx508mm，上半可用3/4膠合板下半1x4木板做框，以便固定電木銑，後側對齊。寬最多16.5"高～13"，原台麵下扶手卸掉有兩螺孔可供連接。前後加墊片固定導軌內芯22Wx30Hmm用硬木，原滑軌端頭固定螺絲也可用作固定新滑軌一頭。原靠山可與做木工銑床靠山卡在一起，利用原機構移動。

Jointer: 36.5Wx36.125Hx21D （連桌台及前後手柄各長3吋）

DW706 Miter Saw: 27.25Wx4.25-24.25Hx28D (4.25為含後罩的台麵高度）

DW735 planer：24wx21.5D

Bend Saw: 獨立單元，帶輪台，吸塵箱可為10～14Dx21.5H+x3.5"W裝在右側，1.5"ABS管往左伸出4吋放在台麵下，利用地麵螺栓固定，管道鋸槽嵌入鋸條。也可在下帶輪右下角加吸塵口。需加靠山: https://www.youtube.com/watch?v=dnjFO8BLldA