JP2000317349A - サイクロン式集塵器およびこの集塵器を用いたエアサイクルシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塵を再飛散させることなく、また圧力損失を
増大させることなく、塵捕集能力を向上させる。 【解決手段】 塵を含んだ高温高湿空気が被処理気体導
入部３よりサイクロン容器本体１内に流入し旋回流とな
るが、サイクロン容器本体１に内挿した筒状の冷却部５
の内部で旋回して冷却されると、塵を核として水蒸気の
核凝縮を起こし、凝縮水滴は次第に大きく成長してい
き、旋回空気流の遠心力によって凝縮水滴は筒状の冷却
部５の内周壁面に付着し、液膜ａを形成する。その液膜
ａに対して旋回空気流に含まれている塵が吸着捕集され
る。液膜ａを形成している結露水は塵を含んで塵含有水
となり、重力によって筒状の冷却部５の内周壁面を流下
し、サイクロン容器本体１の円錐筒部１ｂの内周壁面を
流下し、塵含有液排出部４より系外に排出される。塵が
除去された後の清浄空気は上部の清浄気体排出部２から
次段へと流出していく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理気体を旋回
させることにより除塵を行うサイクロン式集塵器および
その集塵器を用いたエアサイクルシステムにかかわり、
特に塵捕集能力を向上する技術に関する。本発明が対象
とするサイクロン式集塵器は主として、回転ドラム方式
の衣類乾燥機、固定式の衣類乾燥機、空気調和機、電気
掃除機で好適なものであるが、もっとも、そのようなも
のに限定する必要はなく、塵が含まれている空気をはじ
めとする気体（被処理気体）から塵を除去するための任
意の装置・機器に適用され得るものとする。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６２−１６８５６１号公報に開示
されているサイクロン式給気清浄器は、耐火性多孔質の
表面燃焼バーナに給気する空気を浄化するためのもので
ある。このバーナは多孔質であるために、空気中の塵に
よって目詰まりを起こしやすく、そうなると燃焼不良を
起こすおそれがあるため、空気中の塵を除去する必要が
ある。

【０００３】このサイクロン式給気清浄器は、次のよう
な構成となっている。円筒状のサイクロン容器本体の一
部に接線方向で連通する気体導入管が連結され、サイク
ロン容器本体内に円筒状のフィルタエレメントが設けら
れ、サイクロン容器本体内の底部に集塵のための液体
（フィルタオイル）を貯留させた構成としてある。サイ
クロン容器本体の底部近くの側面に液体（水や油）の注
入口が連設され、別の側面に排出口が設けられている。
注入口から液体を注入し、サイクロン容器本体の底部に
液体を貯留している。この液体は塵を捕集するためのも
のである。

【０００４】この場合、サイクロン容器本体内に対して
気体導入管から接線方向に空気が流入され、サイクロン
容器本体内で空気が旋回することにより、底部の貯留液
体が内周面に沿って液膜を形成することになる。空気に
含まれている粒子のうち、粗い粒子は遠心力によって径
方向外方に移動し、サイクロン容器本体内周面の液膜に
取り込まれる。細かい粒子は、空気がフィルタエレメン
トを通過する際に、フィルタエレメントによって濾過式
に捕集される。

【０００５】実開平５−８８６４５号公報に開示されて
いる微粒子分離除去装置は、クリーンルームなどの空気
清浄化が求められる設備において空気中に含まれている
微粒子を除去するためのものである。この微粒子分離除
去装置は、円筒状のサイクロン容器本体の上部に接線方
向で連通する低温湿り空気導入管が連結され、その下方
においてサイクロン容器本体に接線方向で連通する高温
湿り空気導入管が連結され、サイクロン容器本体の中央
部に軸方向に沿って清浄空気排出管が設けられ、サイク
ロン容器本体の下端部に凝縮水滴排出管が形成されてい
る。微粒子などを含む低温湿り空気を上方の低温湿り空
気導入管からサイクロン容器本体内に流入させるととも
に、微粒子などを含む高温湿り空気を下方の高温湿り空
気導入管からサイクロン容器本体内に流入させる。サイ
クロン容器本体内で低温湿り空気と高温湿り空気とが同
一方向に旋回する。低温湿り空気は下降しながら旋回
し、高温湿り空気は上昇しながら旋回する。低温湿り空
気と高温湿り空気が途中で出会い、断熱混合を伴いなが
ら旋回する間に、微粒子を核として水蒸気の核凝縮が起
こり、凝縮水滴は成長して大きくなっていく。大きくな
った凝縮水滴に対して旋回に伴う遠心力が働き、遠心力
によって凝縮水滴は径方向外方に移動し、サイクロン容
器本体の内周壁面に衝突して捕捉され、その内周壁面に
沿って降下し、凝縮水滴排出管から外部に排出される。
一方、微粒子および水蒸気が除去された清浄な低湿度空
気は清浄空気排出管より後段へと流出されていく。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した特開昭６２−
１６８５６１号公報に開示の耐火性多孔質の表面燃焼バ
ーナに用いられるサイクロン式給気清浄器においては、
サイクロン容器本体の内周壁面に液膜を形成する前提と
して、液膜の元になる液体（水や油）をサイクロン容器
本体の底部に貯留するようになっている。その貯留液体
中に塵埃が捕集され、液体が汚染されていくため、汚染
された液体を必要に応じて排出しなければならない。そ
して、新たに注入口を介して液体を補給しなければなら
ない。つまり、メンテナンスが必要となる。また、フィ
ルタエレメントに細かい粒子が捕捉され、やがて目詰ま
りを起こすことになるので、このフィルタエレメントも
交換するか洗浄するかしなければならず、これにもメン
テナンスが必要となる。省資源化のためには、フィルタ
エレメントは再生利用することが好ましい。しかし、そ
れには洗浄が必要で、ユーザーに求める負担が大きくな
る。

【０００７】このようなサイクロン式給気清浄器は、そ
れが処理する空気を循環させるものではない。バーナ外
部の周辺外気から取り入れた新鮮な空気を一度だけ清浄
にしてバーナに給気すればよいだけである。液膜を形成
するために貯留している液体の蒸発もそれほど多くはな
いと思われる。

【０００８】しかしながら、この構成のサイクロン式給
気清浄器を乾燥機における乾燥用空気の清浄化にそのま
ま適用することはきわめてむずかしい。乾燥機において
は、乾燥ドラム内で衣類に吹き付ける空気として、衣類
からの水分の蒸発を行うために、高温空気が必要である
ことはいうまでもない。高温空気を得るためには、ヒー
ターなどで常温空気を加熱しなければならない。そのた
めには、当然にエネルギーを必要とし、ランニングコス
トがかかる。したがって、ランニングコストをできるだ
け低減するためには、一旦生成した高温空気を循環使用
しなければならない。バーナのように使い捨てるわけに
はいかないのである。バーナの場合には不完全燃焼を避
けるために、循環使用はあり得ない。乾燥機において高
温空気を循環して繰り返し利用するので、衣類から分離
された糸屑その他のこまかい塵を除去しないと、それら
が再付着してしまい、衣類の洗浄に不都合をきたす。こ
の糸屑その他のこまかい塵の除去のために、サイクロン
式集塵器を用いるのである。しかし、乾燥機に対して上
記従来技術のサイクロン式給気清浄器の技術を適用する
ことは、上記したように実質的に不可能である。

【０００９】特開昭６２−１６８５６１号公報のサイク
ロン式給気清浄器を乾燥機に適用するとなれば、サイク
ロン容器本体に貯留する液体としては、油では不都合で
あり、衣類の汚染がないように当然に水ということにな
る。乾燥ドラムから排出された空気はかなりの高温とな
っている。そのような高温空気にさらされると、サイク
ロン容器本体内に貯留されている水は短時間のうちに蒸
発してしまう。そうなると、乾燥ドラムからの空気に含
まれている糸屑その他のこまかい塵を捕集することがで
きなくなってしまう。塵捕集機能をもたせるためには、
常に注入口を介して外部から水を補給しておかなければ
ならないが、水の消費に伴うランニングコストがかか
る。そればかりでなく、蒸発して気体となった水蒸気は
中央のフィルタエレメントを通って外部に流出し、その
まま再び乾燥ドラムに供給されてしまうことになる。こ
れでは、そもそも、衣類を乾燥することなどできはしな
いのである。乾燥ドラムから流入した空気に含まれてい
る水蒸気が塵を核とした核凝縮によって水滴になって自
然に補給されるということはむずかしい。その空気の温
度が高すぎるため、核凝縮は起きにくいのである。

【００１０】結論をいうと、特開昭６２−１６８５６１
号公報のサイクロン式給気清浄器は、決して乾燥機用に
作られたものではなく、燃焼バーナ専用のものであると
いうことである。塵の除去はできても、水分を除去する
ことについては何ら考慮されていないのであり、乾燥機
に適用することはそもそも不可能なのである。

【００１１】一方、実開平５−８８６４５号公報の微粒
子分離除去装置は、サイクロン容器本体の高温湿り空気
導入管と低温湿り空気導入管とにそれぞれ高温湿り空気
と低温湿り空気とを導入するに当たり、その前に、クリ
ーンルームなどから排出されてきた空気を分配器で分流
し、一方を加温加湿器に導いて高温湿り空気とし、他方
を冷却器に導いて低温湿り空気としておく必要がある。
これでは、分配器と加温加湿器と冷却器とそれらを連通
接続するための配管とが必要となり、大幅な構造の複雑
化を招くことになる。

【００１２】また、サイクロン容器本体内で上方からの
低温湿り空気の旋回流と下方からの高温湿り空気の旋回
流とを混合させる態様になっているため、下降旋回と上
昇旋回との衝突が引き起こされることとなり、スムーズ
な旋回流が乱される結果となる。断熱混合により微粒子
を核として水蒸気の核凝縮で凝縮水滴の成長は起こって
も、旋回流が乱れるために、遠心分離作用が不確かなも
のとなってしまい、凝縮水滴のサイクロン容器本体の内
周壁面への衝突による捕捉が不充分なものとなる。すな
わち、塵捕集能力が充分に発揮されないという問題があ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した課題の解決を図
ろうとする本発明にかかわる請求項１の、被処理気体導
入部を接続したサイクロン容器本体の上部から清浄気体
排出部を延出させるとともに前記サイクロン容器本体の
下部を塵含有液排出部に形成してあるサイクロン式集塵
器は、前記サイクロン容器本体内の旋回気流を冷却する
手段を設けてあることを特徴としている。

【００１４】本発明にかかわる請求項２の、サイクロン
容器本体内に導入した被処理気体を旋回させて遠心力に
より旋回気流中の塵をサイクロン容器本体の内周壁面に
衝突させて捕集するサイクロン式集塵器は、次のような
構成とされている。すなわち、旋回気流に対して冷却を
行うことにより旋回気流中に含まれている塵を核とする
液蒸気の核凝縮により液滴を生成させる。その凝縮液滴
を旋回気流の遠心力で前記サイクロン容器本体の内周壁
面に向けて移動させてそこに付着させて液膜を形成させ
る。そして、その液膜に旋回気流を接触させることによ
り、旋回気流中の塵を捕集させるようにするのである。
この請求項２は前記の請求項１とほぼ同様のことを表現
を変えて記述したものに相当している。

【００１５】請求項１，２の構成によると、次のような
作用がある。すなわち、塵捕集能力を高めるためには被
処理気体の流量を増加する必要があるが、そうすると、
圧力損失の増大につながり、動力のエネルギー消費も増
大する。したがって、被処理気体の流量を増すことには
一定の制限があり、塵捕集能力の向上も制約を受ける。
そこで、流量についての制約の中で、工夫をこらすこと
により、塵捕集能力を高めることが求められるのであ
る。被処理気体導入部からサイクロン容器本体内に導入
した旋回気流を冷却すると、旋回気流中に含まれている
塵を核として液蒸気の核凝縮が起こる。その核凝縮によ
る液滴は、好都合にも、旋回気流の遠心力によってサイ
クロン容器本体の内周壁面に向けて移動されそこに付着
され、内周壁面で液膜を形成することとなる。さらに、
その液膜に対して旋回気流が接触するため、旋回気流中
の塵が液膜に捕集されるのである。すなわち、被処理気
体中の塵は、核凝縮によって捕捉されるとともに、液膜
との接触でも捕捉されるという二重の捕集によって、効
率良く捕集されることになるのである。その結果とし
て、塵を再飛散させることなく、また圧力損失を増大さ
せることなく、塵捕集能力を向上させることが可能とな
っているのである。また、サイクロン容器本体の内周壁
面に形成されている液膜の水分はその内周壁面を常に流
下して洗い流しているので、これらの内周壁面に塵が付
着残留する可能性は小さく、内周壁面の洗浄についてメ
ンテナンス簡易化またはメンテナンスフリーが図られ
る。

【００１６】本発明にかかわる請求項３の、被処理気体
導入部を接続したサイクロン容器本体の上部から清浄気
体排出部を延出させるとともに前記サイクロン容器本体
の下部を塵含有液排出部に形成してあるサイクロン式集
塵器は、前記サイクロン容器本体の内周壁面に液体を供
給する手段を設けてあることを特徴としている。この構
成によると、次のような作用がある。すなわち、被処理
気体でも湿度が低いと、塵を核とした液蒸気の核凝縮が
起きないか起こりにくい状態となる。そうなると、サイ
クロン容器本体の内周壁面に液膜が形成されにくくな
る。そこで、外部から液体を内周壁面に供給すると、旋
回気流の流動力によって液体が内周壁面に沿って引き延
ばされて液膜を形成するようになる。そして、この液膜
に対して旋回気流が接触するため、旋回気流中の塵が液
膜に捕集される。この場合、核凝縮による塵の捕捉はな
いか少ないが、液膜との接触での塵の捕捉は行われるの
である。したがって、この場合も、塵を再飛散させるこ
となく、また圧力損失を増大させることなく、塵捕集能
力を向上させることが可能となっているのである。ま
た、内周壁面を常に洗い流すことから、内周壁面の洗浄
についてメンテナンス簡易化またはメンテナンスフリー
もいかされる。

【００１７】本発明にかかわる請求項４のエアサイクル
システムは、被処理気体を冷凍サイクルの冷媒とするエ
アサイクルシステムの系に前記請求項１〜３のサイクロ
ン式集塵器を介装したものであって、前記冷凍サイクル
で得られた凝縮液またはドレン液を前記サイクロン容器
本体に供給するように構成してあることを特徴としてい
る。この構成によると、次のような作用がある。すなわ
ち、通常の冷媒を用いた冷凍サイクルであると、オゾン
層の破壊や地球温暖化の問題を引き起こす。しかし、被
処理気体を冷媒とするときは、そのような問題は生じな
いか生じても軽度である。そのようなエアサイクルシス
テムが主流になりつつある。好都合にも、エアサイクル
システムの冷凍サイクルにおいては、そのサイクル自体
で凝縮液やドレン液が生成される。その凝縮液やドレン
液を、液膜の形成のためにサイクロン容器本体に供給す
るので、エアサイクルシステムの機能をきわめて合理的
かつ有機的に有効利用していることになる。すなわち、
外部からの液の補給が不要となっている。

【００１８】本発明にかかわる請求項５のエアサイクル
システムは、被処理気体を冷凍サイクルの冷媒とするエ
アサイクルシステムの系に前記請求項１〜３のサイクロ
ン式集塵器を介装したものであって、前記冷凍サイクル
で得られた冷熱源を前記旋回気流の冷却手段に利用する
ように構成してあることを特徴としている。この構成に
よると、次のような作用がある。すなわち、好都合に
も、エアサイクルシステムの冷凍サイクルにおいては、
そのサイクル自体で冷熱源が得られる。この冷熱源を旋
回気流の冷却手段として利用するので、エアサイクルシ
ステムの機能をきわめて合理的かつ有機的に有効利用し
ていることになる。

【００１９】本発明の上記した構成要件については以下
のように解釈し得るものとする。「被処理気体」につい
ては、一般的には空気であるが、それに限る必要はな
く、塵を除去したい任意の気体を含み得るものとする。
「塵」については、その粒径などを特に限定する必要は
なく、例えば乾燥機において生じる糸屑などの比較的大
きな塵から、クリーンルームで除去する必要のあるきわ
めて微小な塵まで、どのような粒径のものでも対象とな
し得るものとする。「清浄気体」については、その清浄
の程度を問うものではなく、導入された被処理気体に比
べて少しでも清浄となっていればよいものとする。「冷
却手段」については、その方式を問うものではなく、そ
の方式および形態は任意であり、例えば、水冷式、空冷
式、ペルチエ効果素子を用いたものなども含み得る。ま
た、「液蒸気」については、水蒸気が一般的であるが、
それに限定する必要はなく、被処理気体に含まれている
気体であって冷却により核凝縮を起こしやすいものであ
れば何でもよい。「液膜」については、面的にある程度
の広がりをもって連続しているものであれば、その面積
や厚みを問うものではなく、また、いくつかに別れてい
てもよきものとする。「液体供給手段」については、そ
の方式を問うものではなく、自重滴下式でもポンプ等に
よる圧送方式でもその他でもよい。その「液体」につい
ては、種類や流量を問うものではない。また、「システ
ム」という字義については、最も広く解釈し得るものと
し、装置、機械、機器、器具、メカニズム、その他の物
を含み得るものとし、また、それらの全体を示す場合も
部分を示す場合も含み得るものであり、さらには方式と
いうものをも含み得るものとする。さらに、「特徴とす
る」という字義については、これは説明の便宜上のこと
であるにすぎず、本発明が対象とするサイクロン式集塵
器またはエアサイクルシステムの実物において、関係す
る構成が特別に顕著に現れているという意味に解釈して
はならない。これは、あくまで従来の技術との対比にお
いて説明の便宜上用いている文言であることに留意しな
ければならない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかわるサイクロ
ン式集塵器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００２１】〔実施の形態１〕図１（ａ）はサイクロン
式集塵器Ｘの概略構成を示す水平断面図、図１（ｂ）は
その垂直断面図である。サイクロン式集塵器Ｘは、上側
の直円筒部１ａと下側の下すぼまりの円錐筒部１ｂとか
らなる有蓋のサイクロン容器本体（外筒）１と、このサ
イクロン容器本体１内の中央部の上部で同心状に配置さ
れ、この本体１の天板部を貫通して上方へと延出されて
いる清浄気体排出部（内筒）２と、サイクロン容器本体
１の上部において接線方向で連通する被処理気体導入部
（給気筒）３と、サイクロン容器本体１の下端部に形成
された塵含有液排出部４とを基本的要素とし、加えて、
サイクロン容器本体１の直円筒部１ａの内周壁面に冷却
手段としての筒状の冷却部５を密着して内挿してある。
筒状の冷却部５は、サイクロン容器本体１内における空
気流のスムーズな旋回を妨げることのないように、その
内周壁面が滑らかなものとされている。

【００２２】筒状の冷却部５を旋回空気流の露点温度以
下に保つための手段については、公知の任意のものが適
用可能であり、その具体的構成については本発明の要旨
とは直接には関係しないので具体的な図示および説明は
省略する。その冷却の手段の例を少し説明すると、筒状
の冷却部５に接触させる冷却流体を流動させる配管系
と、その配管系の途中に介装された温度制御手段を備え
たものとする。温度制御手段は、冷却流体の温度を旋回
空気流に含まれている水蒸気の露点温度以下の所定温度
に保つようにコントロールするものである。冷却流体と
しては、水、ブライン、冷媒、蓄熱剤などを利用するこ
とができる。筒状の冷却部５に対して冷却流体を接触さ
せる構成としては、筒状の冷却部５の肉厚内に冷却流体
を流動させる空間または流路を形成するものでもよい
し、そのような空間または流路を形成することなく、筒
状の冷却部５の一部を冷却流体に接触させるのでもよ
い。あるいは、ペルチエ効果素子など電気的な作用でそ
れ自体が温度降下するようなものであってもよい。

【００２３】なお、材質について説明しておくと、サイ
クロン容器本体１や清浄気体排出部２の材質はＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート樹脂）であり、筒状の冷
却部５は熱伝導率の高い銅などが好ましい。

【００２４】図２は図１（ｂ）におけるＡ−Ａ′線断面
図であり、拡大した状態で図示してある。サイクロン容
器本体１の直円筒部１ａの内周壁面に対して筒状の冷却
部５が密着状態で内挿されており、その筒状の冷却部５
自体の内周壁面が滑らかなものとなっている様子が図示
されている。

【００２５】サイクロン式集塵器Ｘは例えば回転ドラム
方式の乾燥機に内蔵され、乾燥ドラムの流出口と被処理
気体導入部３とが図示しない配管によって接続されてい
る。乾燥機の動作の概略は次のとおりである。送風機に
よって起風された空気がヒーターでの加熱によって昇温
され、乾燥ドラムへ導かれる。乾燥ドラム内に収納さ
れ、乾燥ドラムの回転に伴って撹拌されている衣類に対
して高温空気が接触し、衣類から水分を蒸発させ、衣類
に対する乾燥処理を行う。水蒸気を含んだ空気は高温高
湿空気となって、乾燥ドラムより排出される。乾燥処理
の過程で衣類から分離した糸屑などの塵も高温高湿空気
に含まれて乾燥ドラムから排出される。乾燥ドラムから
排出された塵や水滴や水蒸気を含んだ高温高湿空気はサ
イクロン式集塵器Ｘに対して、その被処理気体導入部３
からサイクロン容器本体１内に流入し旋回する。

【００２６】乾燥ドラムから排出された糸屑その他のこ
まかい塵を含んだ空気が被処理気体導入部３よりサイク
ロン容器本体１内に流入すると、その空気はサイクロン
容器本体１内で、詳しくは筒状の冷却部５の内部で旋回
流となる。旋回空気流を実線の矢印で示す。筒状の冷却
部５の内部で矢印のように空気が旋回すると、その旋回
空気流は筒状の冷却部５によって冷却され、塵を核とし
て水蒸気の核凝縮を起こし、凝縮水滴は次第に大きく成
長していく。旋回空気流の遠心力によって径方向外方に
移動された凝縮水滴は、筒状の冷却部５の内周壁面に付
着し、液膜ａを形成することになる。一方、旋回空気流
が露点温度以下の筒状の冷却部５の内周壁面に接触し、
旋回空気流に含まれている水分が結露する。その結露水
によっても筒状の冷却部５の内周壁面に液膜ａが形成さ
れ、その液膜ａに対して旋回空気流に含まれている塵が
吸着捕集される。液膜ａを形成している結露水は塵を含
んで塵含有水となり、重力によって筒状の冷却部５の内
周壁面を流下し、サイクロン容器本体１の円錐筒部１ｂ
の内周壁面を流下し、塵含有液排出部４より系外に排出
されることとなる。サイクロン容器本体１の内周壁面を
流下する水の流れを破線の矢印で示す。

【００２７】旋回空気流はサイクロン容器本体１の下半
分の円錐筒部１ｂに至ると、旋回速度が増すとともに圧
力が上昇する。旋回空気流はサイクロン容器本体１の内
周壁面に沿って旋回しているから、サイクロン容器本体
１の中心部の圧力は相対的に低くなっている。したがっ
て、円錐筒部１ｂに至って速度が増した旋回空気流は上
昇空気流として流動方向を変更し、サイクロン容器本体
１の中心部を上昇する。この上昇空気流は塵が取り除か
れた清浄空気であり、この清浄空気は清浄気体排出部２
より系内の次段に流出され、図示しない送風機やヒータ
の経路を経て、乾燥ドラムへと戻される。

【００２８】ここで、図１に示した筒状の冷却部５を有
するサイクロン式集塵器と、それを有しないサイクロン
式集塵器との比較を試みる。筒状の冷却部を有しないサ
イクロン式集塵器は、乾燥機に付属させるものとして、
本出願人が従来から開発していたものである。

【００２９】サイクロン式集塵器は、その形状・寸法に
一定の規則がある。したがって、１箇所の寸法が決まれ
ば、寸法比によって形状が確定する。図３（ａ），
（ｂ）はそのことを例示するものである。被処理気体導
入部３の形状は矩形である。被処理気体導入部３の横寸
法Ｂに対して、被処理気体導入部３の縦寸法は２Ｂであ
り、塵排出部４ａの寸法もＢであり、清浄気体排出部２
の寸法ｅは２Ｂに決まり、サイクロン容器本体１の内径
はｅ＋２Ｂ＝４Ｂである。サイクロン容器本体１の縦寸
法Ｌは１６Ｂに決まる。これは、木綿塵を含む空気を１
ｍ³／ｍｉｎの流速でサイクロン式集塵器に流入させた
ときに、完全に分離し得る木綿塵の最小粒子径を約１０
μｍとするような設計思想に基づいている。特に、乾燥
サイクル内に精密な機械を有するエアサイクル式の乾燥
機では、回転部の軸受などに塵が侵入することで回転部
に不具合を生じる可能性があるので、少なくとも１０μ
ｍ程度の塵は１００％捕集する必要がある。

【００３０】被処理気体導入部３からの空気の流速をＶ
ｉ、縦寸法落差Ｂについてサイクロン容器本体１の内周
壁面に沿った旋回空気流の回転回数をＮ（Ｎ回転する間
にＢだけ降下する）となるような粒子を考えると、次の
ような関係がある。

【００３１】捕集可能な粒子の最小粒子径Ｄmin につい
ては、（１）式のような関係が得られる。

【００３２】

【数１】

【００３３】旋回空気流の圧力損失ΔＰについては、
（２）式のような関係が得られる。

【００３４】

【数２】

【００３５】上記の（１），（２）式を用いて、サイク
ロン式集塵器において、空気の流量（ｍ³／ｍｉｎ）と
分離して捕集し得る木綿塵の最小粒子径Ｄmin （μｍ）
との関係および空気の流量（ｍ³／ｍｉｎ）と圧力損失
ΔＰ（Ｐａ：パスカル）との関係を計算によって求めた
結果を図４に示す。破線が最小粒子径Ｄmin の特性図で
あり、実線が圧力損失ΔＰの特性図である。

【００３６】図４からは、次のようなことがいえる。流
量が増加するにつれて、圧力損失も増加するが、捕集可
能な木綿塵最小粒子径は小さくなる。すなわち、理論上
では、流量増加とともに塵捕集能力は向上するはずであ
る。つまり、塵捕集能力を向上するためには流量を増加
する必要がある。しかし、そのことは圧力損失の増大に
つながり、動力のエネルギー消費が増大するであろうこ
とを意味している。

【００３７】このような理論上の結論を検証するため
に、次のような試験を行った。

【００３８】図３において、Ｂ＝１７．５ｍｍ、ｅ＝３
５ｍｍ、Ｌ＝２８０ｍｍの寸法でサイクロン式集塵器を
試作し、これを衣類乾燥機に取り付け、乾燥重量３ｋｇ
の木綿布の乾燥運転を行い、流量（ｍ³／ｍｉｎ）と木
綿塵の捕集塵質量（ｇ）との関係を測定した。その結果
を図５に示す。

【００３９】その結果として、捕集塵質量は必ずしも流
量の増加に伴って増加するものではなく、ある流量を超
えるとかえって減少することがわかった。すなわち、流
量が１ｍ³／ｍｉｎ付近を超えると塵捕集能力が低下し
てしまうのである。捕集塵質量がピークとなるのは、流
量が約１ｍ³／ｍｉｎのときである。このとき、図４か
ら、最小粒子径は約１０μｍとなり、圧力損失は約２８
００Ｐａとなる。

【００４０】以上のようなテストから、次のように結論
づけることができる。式の計算に基づいての理論からは
流量増加とともに塵捕集能力が向上することが期待され
たが、実際上は、流量が大きすぎると、塵は、下端の塵
排出部４ａを通って外部に排出される前に、塵の再飛散
などが生じてしまい、捕集されることなく、清浄気体排
出部２から次段に流出していくということである。

【００４１】流量を増加することでは、塵捕集能力を向
上させることに限界があるということである。流量を限
度以下に抑えることを前提にして、塵捕集能力を向上さ
せるには別の何らかの工夫が要求されることになる。そ
れが実現できれば、圧力損失も抑制することが期待され
る。

【００４２】本実施の形態１におけるように図１に示し
た通り、サイクロン容器本体１の内周壁面に筒状の冷却
部５を内挿することは、上記の工夫に相当するのであ
る。

【００４３】筒状の冷却部５の温度を２５℃の一定温度
に制御した。木綿塵を含んだ空気の温度を６５℃とし、
相対湿度を７０％とし、１ｍ³／ｍｉｎの流速で被処理
気体導入部３よりサイクロン容器本体１内に流入させ
た。筒状の冷却部５を備えた本実施の形態１のサイクロ
ン式集塵器Ｘによる捕集塵質量は、図６において黒丸の
スポットｓで示すように、０．１６ｇであった。黒い四
角のスポットは冷却手段を有しないサイクロン式集塵器
でのデータであり、これは図５を転記したものである。
冷却手段を有しない場合の１ｍ³／ｍｉｎのときの最大
の捕集塵質量０．１３ｇに比べて、塵捕集性能が約２３
％向上したことが認められた。

【００４４】図７は、粒子の種類として木綿塵と水滴と
をパラメータとして、空気の流量（ｍ³／ｍｉｎ）とサ
イクロン式集塵器Ｘで捕集可能な最小粒子径（μｍ）と
の関係を示す。例えば、１０μｍの粒子を捕集する必要
がある場合、木綿塵については１ｍ³／ｍｉｎの空気流
量が必要であり、水滴について必要な空気流量は０．１
ｍ³／ｍｉｎと約１／１０になる。これは水滴の密度が
木綿塵に比べて大きいことによる。粒子径が同じ１０μ
ｍであっても、木綿塵は水滴よりも軽いために、働く遠
心力が小さく、サイクロン容器本体１の内周壁面、特に
筒状の冷却部５の内周壁面へ接近する割合が小さいため
である。もっとも、このことは木綿塵単独でのことであ
る。つまり、乾燥した木綿塵についてのものである。

【００４５】木綿塵が核となって水蒸気の核凝縮が起こ
り、木綿塵が凝縮水滴に取り込まれた場合には、その全
体の密度が大きくなるので、木綿塵に対する捕集性能も
向上する。したがって、１０μｍの木綿塵を捕集するの
に必要な空気流量を少なくして、圧力損失を低減するこ
とが可能となり、そうすると、動力のエネルギー消費も
低減することが可能となる。空気流量を１ｍ³／ｍｉｎ
で固定する場合には、１０μｍより充分に小さな粒子径
の木綿塵をも捕集することができるようになる。

【００４６】循環使用する乾燥用の空気であって乾燥ド
ラムから排出されてきた高温高湿空気を筒状の冷却部５
内で旋回させ、その旋回している高温高湿空気を筒状の
冷却部５によって冷却することにより、旋回空気流に含
まれている塵を核として核凝縮を起こさせて凝縮水滴を
筒状の冷却部５の内周壁面およびサイクロン容器本体１
の円錐筒部１ｂの内周壁面に液膜ａを形成させるので、
液膜ａの源泉を循環使用する乾燥用の空気そのものに求
めることができる。この点が、水を外部から補給しなけ
ればならない従来技術の特開昭６２−１６８５６１号公
報との根本的な違いとなる。

【００４７】乾燥ドラムから排出されてきた空気をサイ
クロン容器本体１内に取り込むのは、被処理気体導入部
３のみの単一箇所からだけであり、筒状の冷却部５の内
周壁面での空気の旋回はスムーズなものとなる。筒状の
冷却部５との接触による塵を核としての核凝縮による凝
縮水滴の生成と、その凝縮水滴を遠心力で筒状の冷却部
５の内周壁面に付着させることの両作用がきわめて効果
的に実現されることになる。この点が、下降旋回流と上
昇旋回流とを衝突させる従来技術の実開平５−８８６４
５号公報との根本的な違いとなる。

【００４８】外部から水を補給しなくても、乾燥機の運
転中に、乾燥ドラムから排出されてきた高温高湿空気が
筒状の冷却部５によって冷却されることで、筒状の冷却
部５の内周壁面およびサイクロン容器本体１の円錐筒部
１ｂの内周壁面に常に液膜ａを形成しておくことができ
るので、また、空気の旋回流がスムーズに維持されるの
で、塵を再飛散させることなく、効率良く捕集し、系外
に排出することができる。すなわち、圧力損失を増大さ
せることなく、塵捕集能力が大幅に向上している。

【００４９】また、凝縮水滴が筒状の冷却部５および円
錐筒部１ｂの内周壁面を常に流下して洗い流しているの
で、これらの内周壁面に塵が付着残留する可能性はきわ
めて小さく、内周壁面の洗浄についてはメンテナンス簡
易化またはメンテナンスフリーが図られる。

【００５０】〔実施の形態２〕実施の形態２は、実施の
形態１の場合の筒状の冷却部５に代えて、冷却流体流路
６を設けたものである。図８は実施の形態２のサイクロ
ン式集塵器Ｘの概略構成を示す断面図である。冷却流体
流路６としては、サイクロン容器本体１内の旋回空気流
のスムーズな旋回を極力妨げることのない構造のもので
あればよくて、例えば、図示のように螺旋状の金属細管
を用いることが考えられる。金属細管内には、水、ブラ
イン、冷媒、蓄熱剤などの冷却流体を流動させる。冷却
流体の温度は旋回する高温高湿空気中の水蒸気を凝縮す
るように露点温度以下に設定する。実施の形態１の場合
のような筒状の冷却部５は設けられていない。その他の
構成については実施の形態１（図１）の場合と同様であ
るので、同一構成要素について同一符号を付すにとど
め、説明を省略する。

【００５１】サイクロン容器本体１内に流入した高温高
湿空気は、冷却流体流路６の金属細管に接触し、熱交換
によって冷却され、空気中に含まれている塵を核として
水蒸気の核凝縮が起こり、凝縮水滴が生成される。核凝
縮を起こす塵は微小粒子であり、したがって微小塵埃も
捕捉される。その凝縮水滴は旋回空気流の遠心力によっ
てサイクロン容器本体１の内周壁面に衝突する。また、
高温高湿空気に含まれている水蒸気が冷却流体流路６の
金属細管との接触による直接の冷却によって凝縮され、
結露水となる。結露水は、周囲を旋回する高温高湿空気
に含まれている塵を吸着捕集する。また、旋回空気流に
よって金属細管から結露水が分離され、旋回空気流とと
もに旋回し、その遠心力によってサイクロン容器本体１
の内周壁面に衝突し、液膜を形成する。そして、このよ
うにして形成された液膜に対して、実施の形態１の場合
と同様の動作によって旋回空気流の塵が取り込まれる。
液膜を形成している水分は、重力によってサイクロン容
器本体１の内周壁面を流下し、塵含有液排出部４から系
外へと排出される。

【００５２】液膜に捕捉された塵は再飛散することなく
捕集され、圧力損失を増大させることなく、塵捕集能力
を向上させることが可能となっている。塵が除去されて
清浄となった空気は清浄気体排出部２から次段へと排出
されていく。水分がサイクロン容器本体１の内周壁面を
常に流下して洗い流しているので、この内周壁面に塵が
付着残留する可能性はきわめて小さく、内周壁面の洗浄
についてはメンテナンス簡易化またはメンテナンスフリ
ーが図られる。

【００５３】なお、冷却流体流路６としての金属細管は
どのような形態で配置してもよい。例えば、螺旋状に代
えてジグザグ状でもよい。

【００５４】〔実施の形態３〕被処理気体が乾燥機の乾
燥ドラムから排出された直後の高温高湿空気のように湿
度が充分に高いものである場合には、塵を核とした水蒸
気の核凝縮による凝縮水滴が多量に出やすいが、そうで
ない被処理気体を対象とする場合には、凝縮水滴の量が
少なく、内周壁面に液膜が形成されにくい。そこで不足
する分を外部から補うようにしたのが、本実施の形態３
である。

【００５５】実施の形態３は、塵を捕集するための液膜
を形成する液体を外部から供給するようにしたものであ
る。図９は実施の形態３のサイクロン式集塵器Ｘの概略
構成図、図１０（ａ）〜（ｄ）はサイクロン式集塵器Ｘ
の水平断面形状のいくつかの例を示す図である。供給す
る液体の種類は、衣類乾燥に支障のないものであればな
んでもよいが、ここでは水を用いるものとする。

【００５６】サイクロン容器本体１の上方に貯水タンク
１１を配置し、この貯水タンク１１の下部の流出口とサ
イクロン容器本体１の上部とを配管８で連通接続し、配
管８の途中に流量調整手段１０を介装してある。サイク
ロン容器本体１の直円筒部１ａの内周壁面には実施の形
態１（図１、図２）の場合と同様に筒状の冷却部５が内
挿されているが、本実施の形態３においては、その筒状
の冷却部５の内周壁面に、条溝または突条を形成して、
それらに水を流下させるようにしてある。

【００５７】すなわち、図１０（ａ）に示すように、筒
状の冷却部５の内周壁面に半円状ないしＵ字状に凹入す
る液流下条溝９ａを周方向に等間隔をあけ複数形成して
ある。あるいは、図１０（ｂ）のように、矩形状に凹入
する液流下条溝９ｂを複数形成してもよいし、図１０
（ｃ）のように、Ｖ字状に凹入する液流下条溝９ｃを複
数形成してもよい。あるいは、図１０（ｄ）に示すよう
に、筒状の冷却部５の内周壁面から内方に突出する液流
下突条９ｄを周方向に等間隔をあけて複数設けてもよ
い。これらの液流下条溝９ａ，９ｂ，９ｃまたは液流下
突条９ｄは、筒状の冷却部５の上端から下端まで通しで
連続した細長いものであり、複数のものは互いに平行
で、また筒状の冷却部５の軸線に対しても平行な垂直方
向のものとなっているとともに、サイクロン容器本体１
の上端の天板部において図９に示す配管８の下端に連通
接続されている。したがって、液流下条溝９ａ，９ｂ，
９ｃの内部、あるいは液流下突条９ｄの表面には配管８
から供給された水が常に流下している。配管８から供給
される水の量は流量調整手段１０によって調整される。

【００５８】乾燥機の停止中には流量調整手段１０を閉
じて、水の供給を停止しておく。ただし、貯水タンク１
１には常に所定量以上の水が貯留されているようにする
ことが好ましい。乾燥機の運転を開始したときは、流量
調整手段１０を開いて水の供給を開始する。流量調整手
段１０としては、自動調整バルブが好ましいが、手動式
のものでもよい。いずれにしても、公知の任意のものが
適用可能であり、その具体的構成については本発明の要
旨とは直接には関係しないので説明を省略する。

【００５９】液流下条溝９ａ，９ｂ，９ｃを伝って流下
する水は、その表面張力によって筒状の冷却部５の内周
壁面よりも内方に出っ張った状態で流下する。これに対
してサイクロン容器本体１で旋回する空気流が接触し、
出っ張った水を旋回空気流の下流側に向けて周方向に引
き出して、筒状の冷却部５の内周壁面に液膜ａを形成す
ることになる。このような液膜ａは液流下条溝９ａ，９
ｂ，９ｃの上下全長範囲に及ぶ状態で形成されることに
なる。液流下突条９ｄの場合は、旋回空気流の下流側の
側面においてこの液流下突条９ｄに水を供給する。この
水も上記同様に旋回空気流によって引き出され、筒状の
冷却部５の内周壁面に液膜ａを形成することになる。

【００６０】サイクロン容器本体１に流入してきて筒状
の冷却部５の内部で旋回する空気流に含まれている塵
は、旋回流の遠心力によって径方向外方に移動され、筒
状の冷却部５の内周壁面の液膜ａに衝突し、液膜ａに捕
集される。液膜ａを形成している水分は、重力によって
筒状の冷却部５の内周壁面および円錐筒部１ｂの内周壁
面を流下し、塵含有液排出部４から系外へと排出され
る。

【００６１】例えばエアコンの被空調空間から流入して
きた空気の場合には、湿度が比較的に低いものであるの
で、筒状の冷却部５の冷却による水蒸気の核凝縮の程度
が少ない。そのため、循環する空気の中から、液膜ａの
もとになる水分を充分に得ることはむずかしい。そこ
で、外部より水分を供給して、液膜ａを形成させるので
ある。

【００６２】液膜ａに捕捉された塵は再飛散することな
く捕集され、圧力損失を増大させることなく、塵捕集能
力を向上させることが可能となっている。塵が除去され
て清浄となった空気は清浄気体排出部２から次段へと流
出されていく。水分がサイクロン容器本体１の内周壁面
を常に流下して洗い流しているので、この内周壁面に塵
が付着残留する可能性はきわめて小さく、内周壁面の洗
浄についてはメンテナンス簡易化またはメンテナンスフ
リーが図られる。

【００６３】液流下条溝９ａ，９ｂ，９ｃや液流下突条
９ｄの数としては、図示の４つに限定する必要はなく、
５つ以上でも、３つ以下でも、あるいは１つだけでもよ
い。また、液流下条溝９ａ，９ｂ，９ｃや液流下突条９
ｄの長さとしては、必ずしも筒状の冷却部５の軸方向全
長にわたる必要はなく、サイクロン容器本体１内で旋回
する気体の種類、捕集対象の種類、旋回気流の流量など
に応じて適宜に定めるとよい。

【００６４】変形の実施の形態として、筒状の冷却部５
を省略し、サイクロン容器本体１の直円筒部１ａの内周
壁面に上記と同様な液流下条溝や液流下突条を形成して
もよい。

【００６５】〔実施の形態４〕実施の形態４はエアサイ
クル式衣類乾燥システムについてのものである。図１１
は実施の形態４のエアサイクル式衣類乾燥システムの概
略構成図である。図１１において、符号のＸはサイクロ
ン式集塵器、１０は流量調整手段、１１は貯水タンク、
１２は乾燥ドラム、１３は圧縮機、１４は膨張タービ
ン、１５はモータ、１６は再熱型熱交換器、１７ａ，１
７ｂは第１および第２の気液分離器、実線矢印で示すｂ
は乾燥サイクル流路、破線矢印で示すｃは液体流路であ
る。圧縮機１３と膨張タービン１４とは共通のモータ１
５によって駆動されるようになっている。乾燥サイクル
流路ｂにおいて、乾燥ドラム１２の流出口がサイクロン
式集塵器Ｘの流入口すなわち被処理気体導入部３に接続
され、サイクロン式集塵器Ｘの流出口すなわち清浄気体
排出部２が圧縮機１３の流入口に接続され、圧縮機１３
の流出口が再熱型熱交換器１６の流入口に接続され、再
熱型熱交換器１６の流出口が第１の気液分離器１７ａの
流入口に接続され、第１の気液分離器１７ａの流出口が
膨張タービン１４の流入口に接続され、膨張タービン１
４の流出口が第２の気液分離器１７ｂの流入口に接続さ
れ、第２の気液分離器１７ｂの流出口が再熱型熱交換器
１６のもう一つの流入口に接続され、再熱型熱交換器１
６のもう一つの流出口が乾燥ドラム１２の流入口に接続
されている。両気液分離器１７ａ，１７ｂの液排出口は
液体流路ｃにおける貯水タンク１１の流入口に接続さ
れ、貯水タンク１１の流出口は流量調整手段１０を介し
てサイクロン式集塵器Ｘに連通されている。

【００６６】サイクロン式集塵器Ｘとしては、実施の形
態３で示した構成のものを用いることができ、また実施
の形態１や実施の形態２で示した構成のものを用いても
よい。

【００６７】次に、以上のように構成された実施の形態
４のエアサイクル式衣類乾燥システムの動作を説明す
る。

【００６８】再熱型熱交換器１６における熱交換器によ
ってヒートアップされた高温空気が乾燥ドラム１２に導
かれ、乾燥ドラム１２の回転に伴って撹拌されている衣
類に対して高温空気が接触し、衣類から水分を蒸発さ
せ、衣類に対する乾燥処理を行う。水蒸気を含んだ空気
は高温高湿空気となって、乾燥ドラム１２より排出され
る。乾燥処理の過程で衣類から分離した糸屑などの塵も
高温高湿空気に含まれて乾燥ドラム１２から排出され、
サイクロン式集塵器Ｘへと導かれる。サイクロン式集塵
器Ｘにおける動作については後述する。サイクロン式集
塵器Ｘから流出した高温空気は圧縮機１３に導かれ、断
熱圧縮されて高温高圧空気となり、再熱型熱交換器１６
に導かれる。再熱型熱交換器１６においては、圧縮機１
３からの高温高圧空気と膨張タービン１４からの低温常
圧空気との熱交換が行われる。圧縮機１３からの高温高
圧空気は、この熱交換によって冷却されて露点温度以下
となり、それに含まれている水蒸気が凝縮して水滴とな
る。この凝縮水滴を含む空気は第１の気液分離器１７ａ
に導かれ、凝縮水滴を除去される。分離された凝縮水滴
は液体流路ｃによって貯水タンク１１へと導かれる。凝
縮水滴を除去された空気は膨張タービン１４に導かれ、
低温常圧空気となり、再び露点温度以下となって、それ
に含まれている水蒸気が凝縮して水滴となる。凝縮水滴
を含んだ空気は第２の気液分離器１７ｂに導かれ、凝縮
水滴を除去される。分離された凝縮水滴は液体流路ｃに
よって貯水タンク１１へと導かれる。凝縮水滴を除去さ
れて充分に低湿となった空気は再熱型熱交換器１６に導
かれ、ここで圧縮機１３からの高温高圧空気との熱交換
によってヒートアップされたのち、乾燥ドラム１２へと
導かれる。

【００６９】第１および第２の気液分離器１７ａ，１７
ｂで分離された凝縮水滴は貯水タンク１１に導入され、
貯水タンク１１内の水は流量調整手段１０によって流量
を調整された状態でサイクロン式集塵器Ｘに導かれ、そ
のサイクロン容器本体１の内周壁面に液膜を形成しなが
ら流下する。そして、サイクロン容器本体１に対して接
線方向で連通された被処理気体導入部３からサイクロン
容器本体１内に乾燥ドラム１２からの塵を含んだ高温高
湿空気が流入し旋回する。旋回空気流に含まれている塵
は液膜に吸着捕集され、下部の塵含有液排出部４から系
外に排出されていく。サイクロン式集塵器Ｘにおいて清
浄化された空気は清浄気体排出部２から排出され、圧縮
機１３へと送られる。その他の動作については実施の形
態３の場合と同様であるので、説明を省略する。

【００７０】乾燥運転終了後に、流量調整手段１０を操
作して流量を大きくし、サイクロン式集塵器Ｘ内に供給
することで、サイクロン容器本体１や筒状の冷却部５の
内周壁面に多量の液体を流下させ、その内周壁面を洗浄
することができる。

【００７１】以上のようにして、エアサイクル自体にお
いて得られる凝縮水またはドレン水を、サイクロン式集
塵器Ｘでの液膜の形成のために利用するようにしている
ので、外部から液を常に補給する場合に比べてランニン
グコストを軽減することができるとともに、配管系も省
略することができる。

【００７２】なお、本実施の形態４の技術をエアサイク
ル式エアコンシステムに適用してもよい。

【００７３】ところで、膨張タービン１４を流出した空
気の温度はサイクル内で最も低い。したがって、膨張タ
ービン１４から流出させた空気から第２の気液分離器１
７ｂで凝縮水滴を回収することのみでサイクロン式集塵
器Ｘに供給する量を賄うことができるように、膨張ター
ビン１４の能力をアップすれば、膨張タービン１４の流
入口側の第１の気液分離器１７ａは省略することも可能
である。

【００７４】さらには、エアサイクルシステムの冷凍サ
イクルにおいては、そのサイクル自体で冷熱源が得られ
ることは周知であるが、その冷熱源をサイクロン容器本
体１内における旋回空気流の冷却手段として利用するこ
とも可能である。

【００７５】以上を総合すると、次のようにいうことが
できる。サイクロン式集塵器Ｘを装備することにより、
糸屑その他のこまかい塵は再飛散させることなくほぼ１
００％捕集することが可能となる。すなわち、圧力損失
を増大させることなく、塵捕集能力の飛躍的な向上が認
められるのである。さらに、上方からの流水により、サ
イクロン式集塵器Ｘの内部を洗浄することができるの
で、メンテナンスをメンテナンスフリーないしは簡略化
することができるのである。

【００７６】

【発明の効果】サイクロン式集塵器についての請求項
１，２の発明によれば、旋回気流を冷却してそれに含ま
れている塵を核として液蒸気の核凝縮が起きることで塵
が捕集されることと、旋回気流の遠心力で凝縮液を容器
本体内周壁面に付着して液膜を形成し、その液膜に旋回
気流中の塵が捕集されることにより、核凝縮と液膜接触
の二重の塵捕集を実現し、塵を再飛散させることなく、
また圧力損失を増大させることなく、塵捕集能力を向上
させることができる。また、容器本体内周壁面を常に洗
い流すので、その洗浄についてメンテナンス簡易化また
はメンテナンスフリーを実現することができる。

【００７７】請求項３の発明によれば、容器本体内周壁
面に対して液体を供給するので、被処理気体でも湿度が
低く核凝縮が起こりにくい場合であっても、容器本体内
周壁面に液膜を形成させることができ、液膜接触での塵
の捕捉を行うことで、核凝縮が起こりにくい条件のもと
であっても、塵を再飛散させることなく、また圧力損失
を増大させることなく、塵捕集能力を向上させることが
できる。また、容器本体内周壁面を常に洗い流すので、
その洗浄についてメンテナンス簡易化またはメンテナン
スフリーもいかすことができる。

【００７８】請求項４の発明によれば、オゾン層の破壊
や地球温暖化の問題を抑制したエアサイクルシステムに
ついて、上記のようなサイクロン式集塵器を採用するこ
とにより、エアサイクルシステムの冷凍サイクル自体で
生成される凝縮液やドレン液を好都合にも液膜形成に利
用でき、外部から液を常に補給する場合に比べてランニ
ングコストを軽減することができるとともに、配管系も
省略することができる。

【００７９】請求項５の発明によれば、オゾン層の破壊
や地球温暖化の問題を抑制したエアサイクルシステムに
ついて、上記のようなサイクロン式集塵器を採用するこ
とにより、エアサイクルシステムの冷凍サイクル自体で
得られる冷熱源を好都合にも旋回気流の冷却手段として
利用でき、外部からエネルギーを消費して冷却する場合
に比べてランニングコストを軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１のサイクロン式集塵器
の概略構成を示す水平断面図と垂直断面図

【図２】 図１におけるＡ−Ａ′線での拡大した断面図

【図３】 実施の形態１についてのサイクロン式集塵器
の基本的構成の寸法関係図

【図４】 図３のサイクロン式集塵器について計算によ
って求めた空気流量と捕集し得る木綿塵の最小粒子径と
の関係および空気流量と圧力損失との関係を示す特性図

【図５】 図３のサイクロン式集塵器の試作品について
実験した結果の空気流量と木綿塵の捕集塵質量との関係
を示す特性図

【図６】 本発明の実施の形態１のサイクロン式集塵器
での試験データであって、空気流量と木綿塵の捕集塵質
量との関係を示す特性図（

【図５】の特性を転記して併記してある）

【図７】 実施の形態１のサイクロン式集塵器での試験
データであって、粒子の種類として木綿塵と水滴とをパ
ラメータとして、空気流量と捕集可能な最小粒子径との
関係を示す特性図

【図８】 実施の形態２のサイクロン式集塵器の概略構
成を示す垂直断面図

【図９】 本発明の実施の形態３のサイクロン式集塵器
の概略構成図

【図１０】 実施の形態３のサイクロン式集塵器の水平
断面図

【図１１】 本発明の実施の形態４のエアサイクル式衣
類乾燥システムの概略構成図

【符号の説明】

Ｘ…サイクロン式集塵器、ａ…液膜、１…サイクロン容
器本体、１ａ…直円筒部、１ｂ…円錐筒部、２…清浄気
体排出部、３…被処理気体導入部、４…塵含有液排出
部、５…筒状の冷却部、６…冷却流体流路、８…配管、
９ａ，９ｂ，９ｃ…液流下条溝、９ｄ…液流下突条、１
０…流量調整手段、１１…貯水タンク、１２…乾燥ドラ
ム、１３…圧縮機、１４…膨張タービン、１５…モー
タ、１６…再熱型熱交換器、１７ａ…第１の気液分離
器、１７ｂ…第２の気液分離器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理気体導入部を接続したサイクロン
   容器本体の上部から清浄気体排出部を延出させるととも
   に前記サイクロン容器本体の下部を塵含有液排出部に形
   成してあるサイクロン式集塵器であって、前記サイクロ
   ン容器本体内の旋回気流を冷却する手段を設けてあるこ
   とを特徴とするサイクロン式集塵器。
2. 【請求項２】 サイクロン容器本体内に導入した被処理
   気体を旋回させて遠心力により旋回気流中の塵をサイク
   ロン容器本体の内周壁面に衝突させて捕集するサイクロ
   ン式集塵器であって、旋回気流に対して冷却を行うこと
   により旋回気流中に含まれている塵を核とする液蒸気の
   核凝縮により液滴を生成させ、その凝縮液滴を旋回気流
   の遠心力で前記サイクロン容器本体の内周壁面に付着さ
   せて液膜を形成させ、その液膜に旋回気流を接触させて
   旋回気流中の塵を捕集させるように構成してあることを
   特徴とするサイクロン式集塵器。
3. 【請求項３】 被処理気体導入部を接続したサイクロン
   容器本体の上部から清浄気体排出部を延出させるととも
   に前記サイクロン容器本体の下部を塵含有液排出部に形
   成してあるサイクロン式集塵器であって、サイクロン容
   器本体の内周壁面に液体を供給する手段を設けてあるこ
   とを特徴とするサイクロン式集塵器。
4. 【請求項４】 被処理気体を冷凍サイクルの冷媒とする
   エアサイクルシステムの系に前記請求項１から請求項３
   までのいずれかのサイクロン式集塵器を介装してあり、
   前記冷凍サイクルで得られた凝縮液またはドレン液を前
   記サイクロン容器本体に供給するように構成してあるこ
   とを特徴とするエアサイクルシステム。
5. 【請求項５】 被処理気体を冷凍サイクルの冷媒とする
   エアサイクルシステムの系に前記請求項１から請求項３
   までのいずれかのサイクロン式集塵器を介装してあり、
   前記冷凍サイクルで得られた冷熱源を前記旋回気流の冷
   却手段に利用するように構成してあることを特徴とする
   エアサイクルシステム。