JP2007228986A - 空気中の浮遊物質の除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンによる吸引気流の圧力損失を最小にして浮遊物質を効率的に除去して室内の空気を快適に保つことができる浮遊物質の除去装置を提供する。
【解決手段】本発明の浮遊物質除去装置は、空気中に設けられた面１と、誘導気流Ａを発生させて該誘導気流Ａを前記面１の近傍に吹き出す誘導気流発生部２と、前記面１に取り付けられた吸着剤３とからなる。誘導気流発生部２からの誘導気流Ａはコアンダ効果により前記面１に向かって誘導され、当該面１に沿って流れる。前記面１の近傍の浮遊物質Ｃを含む空気流Ｂは、前記誘導気流Ａに誘引され、前記吸着剤３の表面に接触する。これにより、空気中に含まれる浮遊物質Ｃは、吸着剤３に吸着される。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内の空気中の浮遊物質（埃、塵、花粉、菌類、臭気、煙、油、ヒューム、水蒸気、化学物質等）を除去する装置に関し、さらに詳しくは、浮遊物資を含む空気を吸着剤の表面に誘引して接触させることで、その空気中に含まれる浮遊物質を吸着剤に吸着させる装置に関する。

調理、掃除、喫煙等により室内の空気は様々な物質が浮遊する。このため、従来、換気扇やレンジフードによる排気、空気清浄機による空気の清浄化により、室内の快適な空気環境を保つことが行われている。

しかし、従来の換気扇のような排気装置では、一般に排気能力不足であることが多い。これは、排気能力を向上させると室内の温調が損なわれるので、温調の維持を勘案して排気能力を抑える妥協した設定にしてあるからである。

レンジフードでは、フード内のダクトにグリスフィルターを取り付け、このグリスフィルターに浮遊物質を含む空気を通過させることで、浮遊物質を除去し、外気に放出させないようにしている。しかし、グリスフィルターに一旦付着した浮遊物質の除去は相当に煩雑であるという問題がある。このため、ダクトの流路を工夫することで浮遊物質の付着量を減少する提案がなされているが、装置が大型で複雑になり、外観の意匠が制約され、周囲との調和が損なわれる虞れがある。

空気清浄機では、一般に有機物を除去するフィルターや吸着剤に浮遊物質を含む空気を通過させることで快適な空気環境を保つように設計されている。しかし、調理等により大量の浮遊物質を含む空気が発生した場合には、ファンを最大能力で駆動しても、フィルターや吸着剤の圧力損失により十分に処理することができない。そこで、吸着剤の前後にファンを取り付けて吸排気能力を高める方法が特許文献１で提案されているが、常に吸着剤の圧力損失の問題がつきまとうことに変わりはない。また、特許文献２では、波形板又は山形板の形状を有する複数枚の吸着シートを空気の流通方向に平行に違いに隙間を設けた状態で重ねて配置したガス状不純物吸着フィルタが開示されているが、フィルタ間が波形又は山形であるため、依然としてフィルタを通過する空気の圧力損失が生じる。
特開２００６−２２９６７号公報 特開平１０−１６５７３０号公報

本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたもので、ファンによる吸引気流の圧力損失を最小にして浮遊物質を効率的に除去して室内の空気を快適に保つことができる浮遊物質の除去装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、浮遊物質を含む空気を吸着剤に通過させる従来の濾過方式ではなく、浮遊物質を含む空気を吸着剤の表面に誘導して接触させ、浮遊物質を吸着剤の表面から吸着させる表面接触式の浮遊物質除去装置である。

すなわち、本発明の浮遊物質除去装置は、
空気中に設けられた面と、
誘導気流を発生させて該誘導気流を前記面の近傍に吹き出す誘導気流発生部と、
前記面に取り付けられた吸着剤とからなることを特徴とする。

誘導気流発生部からの誘導気流はコアンダ効果により前記面に向かって誘導され、当該面に沿って流れる。前記面の近傍の浮遊物質を含む空気は、前記誘導気流に誘引され、前記吸着剤の表面に接触する。これにより、空気中に含まれる浮遊物質は、吸着剤に吸着される。

前記面は部材の表面からなり、
前記部材は前記誘導気流発生部の誘導気流吹出口の近傍に設置されていることが好ましい。

前記部材は、平板からなることが好ましい。

前記部材は、筒形の板からなることを特徴とする請求項３に記載の空気中の浮遊物質の除去装置。

前記吸着剤は、フィルム、シート、膜、プレートの群から選ばれる形状を有し、前記面に設置されていることが好ましい。

前記吸着剤は、フィルム、シート、膜、プレートの群から選ばれる形状を有し、それ自体が前記面を形成していることが好ましい。

前記フィルム状の吸着剤は、前記面に沿って一方向から反対方向に巻き取り可能に取り付けられていることが好ましい。

前記吸着剤は、多孔質材料からなることが好ましい。

本発明によれば、誘導気流発生部からの誘導気流がコアンダ効果により面に向かって誘導され、面の近傍の浮遊物質を含む空気が誘導気流に誘引されて吸着剤の表面に接触し、空気中に含まれる浮遊物質が吸着剤に吸着されるので、気流の圧力損失が少なく、浮遊物質を効率的に除去して室内の空気を快適に保つことができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明するが、本発明は、これらの実施形態及び実施例に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る空気中の浮遊物質の除去装置の概略構成図を示す。本発明に係る空気中の浮遊物質の除去装置は、空気中に設けられた面１と、誘導気流Ａを発生させて該誘導気流Ａを前記面１に沿って吹き出す誘導気流発生部２と、前記面１に取り付けられた吸着剤３とからなる。

前記面１は、平面に限らず、湾曲面、折曲面、円筒面、円錐面、球面等、使用環境に応じて任意の面とすることができる。また、前記面１は、水平面、垂直面、及びこれらの面に対して傾斜した傾斜面のいずれでもよい。さらに、この面１は、部材の表面とするのが好ましいが、吸着剤３自身の表面とすることもできる。

前記誘導気流発生部２は、空気を吸引して吐出するファン（送風機）であり、具体的にはクロスフローファン、シロッコファン、遠心ファン等、使用環境に応じて各種のファンを使用することができる。中でも、空気を軸に直角な方向に均一に吐出することができるクロスフローファンとすることが好ましい。

前記誘導空気発生部２で発生させた誘導空気Ａは、図１に示すように前記面１の近傍に吹き出す。例えば、図１（ａ）のように面１の一端側から面より離れる方向に斜めに吹き出してもよいし、図１（ｂ）のように前記面１の一端側から当該面１に平行に吹き出してもよいし、また図１（ｃ），（ｄ）のように前記面１に向かって斜め又は垂直に吹き出してもよい。

前記吸着剤３は、吸着効率の観点から多孔質であることが好ましい。その細孔径は、特に限定されないが、吸着表面積を大きくする観点から小さい程好ましい。なお、本発明の装置における浮遊物質の吸着方式は、表面接触式であるので、従来のろ過式とは異なり、浮遊物質を吸着剤に通過させる必要はない。すなわち、本発明では吸着剤の空気透過率を高くする必要はないので、吸着剤３の細孔径を、従来のろ過式における吸着剤よりも小さくすることができる。また、細孔の形状も特に限定されず、例えば、円柱状、四角柱状、不定形等とすることができる。毛細管現象による吸収能力の観点からは、不定形が望ましい。また、吸着量の観点からは、空隙率が大きい方が望ましい。

上記吸着剤３の形状は、特に限定されず、意匠、要求性能等に合わせて自由に選択することができる。例えば、平板、シート、フィルム、膜、プレート、ロッド、管、繊維、中空糸等とすることができる。なお、本発明の装置の吸着方式は、表面接触式であるため、ろ過式のように通気抵抗を考慮して吸着剤の形状を定める必要はない。

上記吸着剤３の材料も特に限定されず、有機、無機または複合材料のいずれも使用することができる。また、浮遊物質の成分に合わせて、親油性、親水性または両親媒性の吸着剤を用いることができる。親油性吸着剤としては、例えば、ポリオレフィン（商品名ハイポアー、旭化成(株)製)、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、油取りフィルム、活性炭等が挙げられる。親水性吸着剤としては、例えば、セルロース、エポキシ樹脂、シリカ、二酸化チタン等が挙げられる。例えば、二酸化チタンを使用した場合には、光触媒作用や超親水性の効果も期待できる。両親媒性吸着剤としては、例えば、セルロース誘導体、エポキシ樹脂等が挙げられる。

前記構成からなる本発明に係る空気中の浮遊物質の除去装置の作用について説明すると、誘導空気発生部２から誘導気流Ａはコアンダ効果により前記面１に向かって誘導され、当該面１に沿って流れる。前記面１の近傍の浮遊物質を含む空気の気流Ｂは、前記誘導気流Ａに誘引され、前記吸着剤３の表面に接触する。これにより、気流Ｂ中に含まれる浮遊物質Ｃは、吸着剤３に吸着される。

図２−５は、本発明に係る浮遊物質の除去装置１０を誘導加熱（ＩＨ）式調理レンジ１１に適用したものである。この除去装置１０は、ステンレス鋼等の金属からなる矩形のケーシング１２を有し、このケーシング１２の下端は、ＩＨ式調理レンジ１１の上面後端部に、ヒンジ軸１３を介して回動可能に取り付けられている。除去装置１０は、図２に示すようにＩＨ式調理レンジ１１を使用するときは、ケーシング１２を斜め後方に傾斜するように立てておき、図３に示すようにＩＨ式調理レンジ１１を使用しないときは、ケーシング１２をＩＨ式調理レンジ１１の上面に倒して閉じた状態にしておくことができる。除去装置１０のケーシング１２の下部には、誘導空気発生部としてクロスフローファン１４及びその駆動モータ１５が内蔵されている。クロスフローファン１４は、軸を水平にして配置されている。クロスフローファン１４への空気の吸気口１６は、ケーシング１２の背面下部に形成され、クロスフローファン１４からの空気の吹出口１７はケーシング１２の正面略中央部に形成されている。ケーシング１２内にはクロスフローファン１４から吹出口１７まで空気の流路１８が形成され、この流路１８の上端には、空気が吹出口１７から斜めに吹き出るように吹出ガイド１９が形成されている。ケーシング１２の正面左側には、芯管２０にフィルム状の吸着剤２１を巻回したカートリッジ２２が装着されている。カートリッジ２２に巻回したフィルム状の吸着剤２１は右側に引き出してケーシング１２の正面を覆い、ケーシング１２の正面右側に取り付けた巻取軸２３に固定されている。そして、巻取軸２３の一端又は両端に設けた図示しない操作ハンドルによりフィルム状の吸着剤２１を巻き取ることができるようになっている。

前記構成からなるＩＨ式調理レンジ１１用の浮遊物質の除去装置１０の作用について説明する。ＩＨ式調理レンジ１１を使用するときは、除去装置１０の駆動モータ１５を駆動してクロスフローファン１４を作動させる。これにより、ケーシング１２の背面の吸気口１６からクロスフローファン１４に空気が吸い込まれ、クロスフローファン１４から送風される空気はケーシング１２内の流路１８を通り、吹出ガイド１９を経て吹出口１７から吹き出される。吹出口１７から吹き出された誘導気流Ａはコアンダ効果によりケーシング１２の表面に向かって誘導され、当該表面１２に沿って流れる。一方、ＩＨ式調理レンジ１１で調理している間に発生する油、煙、水蒸気等の浮遊物質Ｃを含む空気の気流Ｂは、誘導気流Ａに誘引され、ケーシング１２の表面の吸着剤２１に接触する。この結果、浮遊物質を含む空気の気流Ｂの浮遊物質は、吸着剤２１に吸着される。誘導気流Ａ及び気流Ｂは、図示しないレンジフードから外部に排気される。浮遊物質Ｃが吸着した吸着剤２１は、巻取軸２３のハンドルを操作することで、汚れた面を巻取軸２３に巻き取り、定期的に新しい面を引き出すことができる。

なお、前記実施例１の除去装置１０は、ＩＨ式調理レンジ１１の上面後端部に回動可能に取り付けているが、上面の左右いずれかの端部に回動可能に取り付けることもできる。また、ＩＨ式調理レンジ１１とは別体にして、キッチンの壁面や天井のレンジフードに回動可能に取り付けることもできる。あるいは、ＩＨ式調理レンジ１１の上方に調理面と対向するようにやや傾斜させて取り付けてもよい。

また、前記実施例１の除去装置１０の吸着剤２１は、カートリッジ式で新しい面を順次引き出せるようにしているが、吸着剤２１をシート状又は板状にして、ケーシング１２の表面に取り付けて、定期的に新しいものと交換するようにしてもよい。

さらに、前記実施例１の除去装置１０の吸着剤２１は、左右方向に巻き取りするものとしたが、上下方向に巻き取りするようにしてもよい。この場合、吸着材は下部ほど汚れ易いので、上にカートリッジを設け、下に巻取軸を設けて下方に巻き取りすることが望ましい。

図６，７は、本発明に係る浮遊物質の除去装置３０を喫煙室の分煙装置３１に適用したものである。この分煙装置３１は、支持台３２と、ファンケーシング３３と、誘導ケーシング３４とからなり、これらはステンレス鋼などの金属で形成されている。支持台３２は、円筒形状を有し、その下端は室の床面に立てて固定されている。支持台３２の上端面には灰皿３５が形成されている。この灰皿は必ずしもこの支持台３２に設ける必要はなく、部屋内に適宜設置すればよい。ファンケーシング３３は、下から順に、大径部３３ａ、截頭円錐部３３ｂ、小径部３３ｃからなり、大径部３３ａの下端は円管からなる４本の支柱３６を介して前記支持台３２の上端に支持され固定されている。ファンケーシング３３の内部には、誘導空気発生部として遠心ファン３７とその駆動モータ３８が内蔵されている。駆動モータ３８の電源コード３９は支柱３６に沿って支持台３２の内部に導かれ、支持台３２の下端から外部に引き出され、コンセントに接続される。ファンケーシング３３の大径部３３ａの下端は、遠心ファン３７への空気の吸込口４０となっている。誘導ケーシング３４は、円筒形状を有し、その下端は半球の蓋４１で閉塞され、ファンケーシング３３の小径部３３ｃに挿入され、４本のリブ４２を介してファンケーシング３３の小径部３３ｃの内面に支持され固定されている。誘導ケーシング３４の下部外面とファンケーシング３３の小径部３３ｃの間は隙間が設けられ、この隙間は遠心ファン３７からの空気の吹出口４３となっている。誘導ケーシング３４の上端は、平板４４で閉塞されている。また、誘導ケーシング３４の外周面には、シート状の吸着材４５が取り付けられている。

前記分煙装置３０の上方の天井には、排気口４６が設けられ、この排気口４６から排気ファン４７まで排気ダクト４８が配設されている。また、喫煙室の入口外側の天井には、給気ファン４９から給気口５０まで給気ダクト５１が配設されている。給気口５０から供給される空気は、喫煙室の入口に吹き下ろされ、一部の空気が喫煙室内に入る。これにより、喫煙室内の空気が入口から外部に出ることがなく、分煙が図られる。

前記構成からなる分煙装置３１による浮遊物質の除去装置３０の作用について説明する。分煙装置３１を使用するときは、除去装置３０の駆動モータ３８を駆動して遠心ファン３７を作動させる。これにより、ファンケーシング３３の下端の吸入口４０から遠心ファン３７に空気が吸い込まれ、遠心ファン３７から送風される空気はファンケーシング３３内の流路を通り、ファンケーシング３３の上端の吹出口４３から吹き出される。吹出口４３から吹き出された誘導気流Ａはコアンダ効果により誘導ケーシング３４の表面に向かって誘導され、当該表面に沿って流れる。一方、室内での喫煙により発生するたばこの煙等の浮遊物質Ｃを含む空気の気流Ｂは、誘導気流Ａに誘引され、誘導ケーシング３４の表面の吸着剤４５に接触する。この結果、浮遊物質Ｃを含む空気の気流Ｂの浮遊物質Ｃは、吸着剤４５に吸着される。誘導気流Ａ及び気流Ｂは、天井の排気口４６から排気ダクト４８を経て排気ファン４７により外部に排気される。浮遊物質Ｃが吸着した吸着剤４５は、適宜交換することができる。

なお、前記実施例２では、シート状の吸着剤４５を誘導ケーシング３４の外周面に交換可能に取り付けるようにしているが、実施例１と同様に、フィルム状の吸着剤を芯管に巻き付けてたカートリッジを誘導ケーシング３４に取り付け、該カートリッジから引き出した吸着剤を誘導ケーシング３４の外周面を覆うように巻き付けて，同様に誘導ケーシング３４に取り付けた巻取軸に巻き取るようにしてもよい。

本発明は、ＩＨ式調理レンジや分煙装置に限るものではなく、家庭や飲食店でガスコンロや電気コンロを使用する場所、溶接機等の有害物質を発生する工場での浮遊物質の除去装置として利用することができる。

本発明の浮遊物質除去装置の概念を示す概略構成図。 本発明の第１実施例に係る浮遊物質の除去装置を適用した誘導加熱（ＩＨ）式調理レンジの使用状態を示す側面図。 図２のＩＨ式調理レンジの除去装置を閉じた状態を示す側面図。 図２のＩＨ式調理レンジの除去装置の正面図。 図２のＩＨ式調理レンジの除去装置を閉じた状態を示す平面図。 本発明の第２実施例に係る浮遊物質の除去装置を適用した分煙装置の室内の配置図。 図６の分煙装置の拡大正面図。

符号の説明

１ 面
２ 誘導気流発生部
３ 吸着剤
１０ 除去装置
１１ ＩＨ式調理レンジ
１２ ケーシング
１４ クロスフローファン
２１ 吸着剤
３０ 除去装置
３１ 分煙装置
３４ 誘導ケーシング
３７ 遠心ファン
４５ 吸着剤

Claims (8)

1. 空気中に設けられた面と、
   誘導気流を発生させて該誘導気流を前記面の近傍に吹き出す誘導気流発生部と、
   前記面に取り付けられた吸着剤とからなることを特徴とする空気中の浮遊物質の除去装置。
2. 前記面は部材の表面からなり、
   前記部材は前記誘導気流発生部の誘導気流吹出口の近傍に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気中の浮遊物質の除去装置。
3. 前記部材は、平板からなることを特徴とする請求項２に記載の空気中の浮遊物質の除去装置。
4. 前記部材は、筒形の板からなることを特徴とする請求項２に記載の空気中の浮遊物質の除去装置。
5. 前記吸着剤は、フィルム、シート、膜、プレートの群から選ばれる形状を有し、前記面に設置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の空気中の浮遊物質の除去装置。
6. 前記吸着剤は、フィルム、シート、膜、プレートの群から選ばれる形状を有し、それ自体が前記面を形成していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の空気中の浮遊物質の除去装置。
7. 前記フィルム状の吸着剤は、前記面に沿って一方向から反対方向に巻き取り可能に設置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の空気中の浮遊物質の除去装置。
8. 前記吸着剤は、多孔質材料からなることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の空気中の浮遊物質の除去装置。

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