JP2007307449A - 除電・除塵装置および除電・除塵システム - Google Patents

Abstract

【課題】 対象物（人体、部材等）から付着物（埃等）を十分に除電、除塵する除電・除塵装置およびシステムを提供する。
【解決手段】対象物に向かってイオンを噴射する複数の放電針を持つイオン発生装置と、
該イオン発生装置によって放射されたイオンを取り込んで対象物に向けてエアブローを噴射するエアブロー発生装置と、を有する。そして、イオンを含んだエアブローによって対象物および対象物に帯電した静電気を除電し、対象物から付着物を取り除く。また、この除電・除塵装置がクリーンルームの前室または更衣室、または清浄度を維持すべき建物または部屋に入る前の場所に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、除電と除塵を行なう除電・除塵装置と、この除電・除塵装置を用いた除電・除塵システムに関する。

図７は従来例の除塵装置（除塵システム）を示す概略図であり、図７ａは人体のエアシャワー室や部材用の前室（パスボックス）の除塵を説明するための図であり、図７ｂはクリーンルームに入る前の更衣室やエアシャワー室での人体の除塵およびクリーンルームに搬入される前の前室での部材の除塵を説明するための図であり、図７ｃは除塵が望ましい建物への人体または部材に付着した埃の侵入を説明するための図である。

図７ａにおいて、人体１２に付着した埃３０ａ等の付着物（以下、単に埃という）または部材（図示せず）に付着した埃（図示せず）の除塵はエアシャワー室１６や部材用の前室（パスボックス）（図示せず）で行なわれている。なお、これにイオン発生器を組み込み静電気を除去（除電）することも行っているケースもある。

エアシャワー室１６では、埃を除去するためファン２４でエアブローを発生し対象物（人体１２や部材）に吹きかけ、飛んだ埃（３０ｃ）はファン２４で吸引しフィルター２６で濾して回収し、綺麗になったエアブローは再度除塵のために再利用するように循環される。なお、符号３０ｄは回収した埃を示す。

図７ｂにおいて、クリーンルーム２２に入る人間１２や部材１４はエアシャワー室１６や前室２０で除塵している。人間の場合はその前に更衣室１８で私服から無塵衣に着替える。外部から来る人間１２や部材１４は外界のホコリ等の付着物３０ａ、３０ｂを沢山持っており、非常に汚れている。したがって更衣室１８は埃にまみれている。このように無塵衣は着てはいるものの、実は埃にまみれた人間１２や部材１４をエアシャワー室１６や前室２０で一挙に清浄にすることは難しい。

図７ｃにおいて、除塵が望ましい建物２４（例えば、一般の工場とか事務所、ホテル、病院など）では、埃３０ａ、３０ｂや花粉、細菌にまみれた人間１２や部材１４が中に入るため、実際には清浄性が要求されているにもかかわらず、ほとんど無防備の状態である。

図７ａの従来例では、エアブローを循環させるための風洞を部屋即ち構築物に設ける必要があり、大掛かりな構築物になっている。また大型ファンで大風量を発生させるため消費電力も大きい。さらに細かなパーティクルを除去するためメッシュの細かなフィルターを用いなければならないため風洞中の風の大きな抵抗になり、強力なファンが必要でこれも消費電力を大きくする要因である。このように相当な電力費がかかる。さらに多量のエアブローを濾過するためフィルターの汚れも激しく、交換にかかる維持費も高い。このように従来例の方式は大変費用のかかる設備が必要であった。

図７ｂの従来例では、埃にまみれた人間１２や部材１４をエアシャワー室１６や前室２０で一挙に清浄にすることは難しい。その理由は、挨があまりに多いと折角飛んだ挨が、巡回して再付着しやすいからである。取りきれなかった埃は結局クリーンルーム２２に搬入されてしまう。これが実態である。

図７ｃの従来例では、清浄性が要求されているにもかかわらず、ほとんど無防備の状態である。その理由は、エアシャワー室１６や前室（パスボックス）２０が無いからであるが、これらは高価であることは元より、設置に当たっては建物そのものを改造する必要があるため、その間休業しなければならず、また改造、据付等、工事をすることによって環境をさらに汚してしまうため、その後の稼動に重大な悪影響がでるなど、問題が山積しているため、導入できないのが実情である。

本発明の除電・除電装置は、対象物に向かってイオンを噴射する複数の放電針を持つイオン発生装置と、該イオン発生装置によって放射されたイオンを取り込んで対象物に向けてエアブローを噴射するエアブロー発生装置と、を有し、イオンを含んだエアブローによって前記対象物および前記対象物に付着した付着物を除電し、前記対象物から付着物を取り除くことを特徴とする。

また、本発明の除電・除塵システムは除電・除塵装置がクリーンルームの前室または更衣室、または清浄度を維持すべき建物または部屋に入る前の場所に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、建造物を改造することなく、単に除電・除塵装置を置くだけですむため、導入費用はかからない。さらに工事が不要なため環境を汚すことも無く、実際の稼動を妨げることもなく導入できる。

また、本発明の除電・除塵装置自身、小型、安価なものであるため、総合的に経済的かつ簡便に清浄環境を実現できる。

導入後の電力代やフィルター交換費用等のランニングコストも比較にならないほど経済的である。

このように従来例の方式の「大きな設備投資と高いランニングコストをかけても清浄度を維持できない」という問題点を解決できる。

本発明の除電・除電装置は、対象物に向かってイオンを噴射する複数の放電針を持つイオン発生装置と、該イオン発生装置によって放射されたイオンを取り込んで対象物に向けてエアブローを噴射するエアブロー発生装置と、を有する。そして、イオンを含んだエアブローによって前記対象物および前記対象物に帯電した静電気を除電し、前記対象物から付着物を取り除く。

また、本発明の除電・除塵システムは除電・除塵装置がクリーンルームの前室または更衣室、または清浄度を維持すべき建物または部屋に入る前の場所に配置されている。
（実施例１）
図１は実施例１の除電・除塵装置を示す斜視図である。図１において、支持台６２には、
屋外で使用してもよいように人間や扱う部材の高さに合わせた柱状の防雨用キャビネット５２が支持されており、防雨用キャビネット５２の前面に開閉可能に防雨用蓋５４が設けられている。防雨用キャビネット５２の内部にはイオン発生装置（除電装置）（図示せず）とエアブロー発生装置（図示せず）が配置されている。防雨用キャビネット５２の前面には、イオン発生装置の放電針５８から発生したイオンを放射するためのイオン放射口５６とエアブロー発生装置から発生したエアブローを噴射するためのエア噴射口６０が形成されている。

イオン発生装置による除電対象物（人体、衣服、部材等）の除電は、イオン発生装置で発生されたイオンを除電対象物に向けて噴射して当て、除電対象物が帯電している電荷を中和して、除電する。イオン発生装置に印加される電圧は、＋または−のいずれかに帯電している除電対象物のいずれに対しても除電可能なように、＋および−のイオンを同時に発生させる直流電圧、または交互に発生するように、交流電圧または、極性が切り替わるパルス状の電圧が好ましい。

また、エアブロー発生装置としては、ファンまたは圧縮空気源が用いられる。

さらに必要ならば、図１に示すように、防雨用キャビネット５２の前に除電・除塵する対象となる人間や部材を置く回転台６４を支持台６２に回転可能に設けることもできる。

イオン発生装置によって発生されたイオンはエアブローに取り込まれ、このイオンが含まれたエアブローが対象物に当てられて除電をするとともに除塵を行なう。対象物を回転台６４で回転させることによって、埃等の付着物を対象物の全周にわたり上から下まで綺麗に除去することができる。
（実施例２）
図２は実施例２の除電・除塵装置を説明するための図であり、図２ａは除電・除塵装置の斜視図であり、図２ｂは除電・除塵装置の平面図であり、図２ｃは、除電・除塵装置に用いられる帯電装置の帯電電極の拡大断面図であり、図２ｄは帯電装置の帯電電極に印加さえる電圧を示すグラフである。

実施例１では、対象物の除電と除塵がイオン発生装置とエアブロー発生装置によって行なわれているが、実施例２では、除塵の効果を改良するために、これらの装置に加えて帯電装置を用いている。対象物が導体の場合、付着物が導体に＋と−の間のクーロン力によって付着していると、対象物が絶縁体の場合と異なり、電気力線が閉じた状態であるので、イオンを含んだエアブローでは付着物（埃）を対象物から引き剥がすのに十分でないことがある。このため、帯電装置によりクーロン力に打ち勝つ電荷を発生する帯電電極を対象物に接触または接近させて、付着物を対象物から引き剥がし、イオン発生装置とエアブロー発生装置により除電と除塵を行なう。

実施例２の除電・除塵装置１０は、帯電装置（図示せず）とこの帯電装置によって電圧を印加される帯電電極がさらに設けられている点で、実施例１の除電・除塵装置１０と異なっている。

図２において、支持台６２には、室内で用いられるのに適したキャビネット６６が支持されており、キャビネット６６の内部にはイオン発生装置（除電装置）（図示せず）とエアブロー発生装置（図示せず）が配置されている。キャビネット６６の前面には、イオン発生装置の放電針５８から発生したイオンを放射するためのイオン放射口５６とエアブロー発生装置から発生したエアブローを噴射するためのエア噴射口６０が形成されている。さらに必要ならば、図１に示すように、防雨用キャビネット５２の前に除電・除塵する対象となる人間や部材を置く回転台６４を支持台６２に回転可能に配置することもできる。なお、キャビネット６６に代えて、実施例１に示した防雨用蓋５４が設けられた防雨用キャビネット５２が用いられてもよい。

キャビネット６６の内部には、帯電装置の電源（図示せず）が配置されており、電源からの電圧が印加されかつ上下のバー７０で支持された帯電電極６８が、図２ｂの矢印で示すように、対象物に向かって接近しまたは対象物から離れるように（離接可能に）キャビネット６６に配置されている。防雨用蓋５４を用いるときは、可倒式にする（図示せず）。

そして、図２ｃに示すように、帯電電極６８は中心の導体６８ａとこの導体６８ａを包囲する絶縁体６８ｂからなる。帯電電極６８に印加される電圧としては、例えば、図２ｄに示すように、交互に極性が切り替わるパルス状の電圧が用いられる。この帯電電極６８が帯電されると、対象物に付着していた埃等が引き剥がされることになる。
（実施例３）
図３は、実施例３の除電・除塵装置を説明するための図であり、図３ａは除電・除塵装置の断面図であり、図３ｂは除電・除塵装置の斜視図である。

図３において、除電・除塵装置１０として、２つの独立したパイプ状の発生装置、すなわち、イオン発生装置７０とエアブロー発生装置７２が独立して設けられている。イオン発生装置７０の放電針５８によって発生されてイオン放射口５６を通して放射されたイオン８０はエアブロー発生装置７２から矢印に示すようにエア噴射口６０を通して噴射されたエアブローによって運ばれ対象物に吹きかけられる。このときエアブロー発生装置７２からたとえ水や霧が出てきても、イオン発生装置７０には入らないので高電圧の漏電は起こりえない。そのため故障の起きない信頼性の高いシステムを実現できる。

エアブロー発生装置７２に圧縮空気を用いると、圧縮空気を気中に開放する時、空気の断熱膨張により気温の急激な低下が発生し、圧縮空気中の湿度が結露し、霧が発生する。一方、イオン発生装置７０は高電圧によるコロナ放電でイオンを作っているため、湿度や霧を基本的に嫌う。したがって、これらのエアブロー発生装置７２とイオン発生装置７０を一緒にすれば直ぐに漏電が起き故障してしまう。この相性の悪さを解決するため、本発明ではイオン発生装置７０とエアブロー発生装置７２を別体にし、結露しても霧が高電圧部に入らないように工夫している。

まずイオン発生装置７０でイオンを作り、前方５００ｍｍまでの範囲に放射しておく。ここへエアブローを流せば、エアブローがベンチュリー効果により、周囲にあるイオンを取り込み運ぶこととなる。即ち、イオンが含まれたエアブローが対象物にぶつかることになり、対象となる人間や部材を除電しながら、除塵できる。この方式では漏電が起きないので故障の可能性が少なく、極めて信頼性の高い除電・除塵装置ができる。
（実施例４）
図４は実施例４の除電・除塵システムを示す概略図であり、図４ａはクリーンルームに関連して用いられる除電・除塵システムの概略図であり、図４ｂは除電・除塵が望まれる建物に関連して用いられる除電・除塵システムの概略図である。

図４ａにおいて、クリーンルーム２２の前に、部材１４を除塵する前室２０と、更衣室１８と人間１２を除塵（および除電）するエアシャワー室１８が配置されている。本発明では、部材１４を前室２０に搬送する前の場所に、および人間１２が更衣室１８に入る前の場所に、実施例１〜３の除電・除塵装置１０が配置されている。この除電・除塵装置１０を用いて部材１４や人間１２の除電・除塵を行なう。

この結果、従来は汚染のひどかった前室２０や更衣室１８を清浄に保つことができる。そのため、その後のエアシャワー室１６や前室２０に大量のホコリを持ち込むことはなくなったので、完全な除塵ができ、当然最終目的のクリーンルーム２２を清浄に保つことができる。吹飛ばした埃は周囲に飛散するが、広い空間に飛散し、かつ対象物が除電されているので埃の再付着もほとんど無視できる。

従来のエアシャワーは何故か埃の除去よりも飛ばした埃の回収に重点を置いた設計になっていたため、不十分な除塵機能の割りに大げさで高価で使いにくく、それでいて大量の付着物には対応ができないという不完全なものであった。本発明はその矛盾を解決するものである。

図４ｂにおいて、除電・除塵が望まれる（清浄度の要求される）建物（工場、ホテル、病院等）２４に部材１４や人間が入る前の場所に、実施例１〜３の除電・除塵装置１０が配置されている。この除電・除塵装置１０を用いて部材１４や人間１２の除電・除塵を行なう。

この結果、建物への入室前に静電気や埃、花粉、細菌を除去するので、室内の清浄度を高く維持できる。吹飛ばした埃は周囲の広い空間に飛散し、対象物は除電されているので埃の再付着も少なく無視できる。
（実施例５）
図５は実施例５のエアブロー発生装置のエアブローの噴射の方法を説明するための図であり、図５ａはエアブローのグループ分けの一例を示すエアブロー発生装置の正面図であり、図５ｂはグループ毎の噴射タイミングを示すグラフであり、図５ｃは噴射されるエアブローの噴射形式の一例を示す図である。

図５ａにおいて、エアブロー発生装置７２のエア噴射口６０がグループ分けされており（この実施例では２つのエア噴射口６０が１つのグループとして分けられている）、他の数のエア噴射口６０が１つのグループとし分けられてもよく、またグループ分けしなくともよい。

図５ｂに示すように、最初に、最上部のグループ１のエア噴射口６０から一定期間エアブローが噴射され、次に、上から２番目のグループ２のエア噴射口６０から一定期間エアブブローが噴射され、順次エアブローの噴射は下方に移行し、最後に、最下部のグループｎのエア噴射口６０から一定期間エアブローが噴射される。

グループに分けることによって一度の噴射に使用するエア噴射口が少なくなるので、エアブロー発生装置の容量が小さくて済み、即ち、小さなエアブロー源（圧縮空気源、ファン）でも流速の速いエアブローを作ることができ、強力な風で付着物を剥ぎ取ることができる。また、埃等の付着物で質量のあるものは、重力で上から下へ降るため、もし最初に下側が除塵され、後で上側が除塵されると一旦は綺麗になった下側がまた汚れてしまうことになる。重力に逆らわず、上側から順次下側へと吹くのが好ましい。

図５ｂのように、連続的なエアブローは乱れのない層流になりやすい。このことを回避するために、図５ｃに示すように、エア噴射口から一定期間エアブローを噴射するのに代えて、一定期間内でエアブローを断続的に（パルス的に）噴射する。このような断続的に（パルス的）にエアブローを行なうと、エアブローは渦を巻いて乱流を起こしやすく、その結果、埃等の付着物をより良く除去できる。
（実施例６）
図６は実施例６のエア噴射口と回転台の回転角度との関係を示す図である。図６において、エアブローの発生は、上のグループから順番に下のグループへと移動し、同時に回転台６４（図１、図２参照）が回転する。埃等の付着物は質量があるので基本的に上から下に降るため、上から螺旋的に埃払いをすることにより、埃の再付着を防ぎ、効率の良い確実な除電・除塵を行うことができる。

実施例１の除電・除塵装置を示す斜視図である。 実施例２の除電・除塵装置を説明するための図であり、図２ａは除電・除塵装置の斜視図であり、図２ｂは除電・除塵装置の平面図であり、図２は、除電・除塵装置に用いられる帯電装置の帯電電極の拡大断面図であり、図２ｄは帯電装置の帯電電極に印加さえる電圧を示すグラフである。 実施例３の除電・除塵装置を説明するための図であり、図３ａは除電・除塵装置の断面図であり、図３ｂは除電・除塵装置の斜視図である。 実施例４の除電・除塵システムを示す概略図であり、図４ａはクリーンルームに関連して用いられる除電・除塵システムの概略図であり、図４ｂは除電・除塵が望まれる建物に関連して用いられる除電・除塵システムの概略図である。 実施例５のエアブロー発生装置のエアブローの噴射の方法を説明するための図であり、図５ａはエアブローのグループ分けの一例を示すエアブロー発生装置の正面図であり、図５ｂはグループ毎の噴射タイミングを示すグラフであり、図５ｃは噴射されるエアブローの噴射形式の一例を示す図である。 実施例６のエア噴射口と回転台の回転角度との関係を示す図である。 従来例の除塵装置（除塵システム）を示す概略図であり、図７ａは人体のエアシャワー室や部材用の前室（パスボックス）の除塵を説明するための図であり、図７ｂはクリーンルームに入る前のエアシャワー室での人体の除塵およびクリーンルームに搬入される前の前室での部材の除塵を説明するための図であり、図７ｃは除塵が望ましい建物への人体または部材に付着した埃の侵入を説明するための図である。

符号の説明

１０ 除電・除塵装置
１２ 人間
１４ 部材
１６ エアシャワー室
１８ 更衣室
２０ 前室
２２ クリーンルーム
２４ 建物
３０ 埃
５６ イオン放射口
５８ 放電針
６０ エア噴射口
６２ 支持台
６４ 回転台
６８ 帯電電極
８０ イオン
１００ 除電・除塵システム

Claims (13)

1. 対象物に向かってイオンを噴射する複数の放電針を持つイオン発生装置と、
   該イオン発生装置によって放射されたイオンを取り込んで対象物に向けてエアブローを噴射するエアブロー発生装置と、を有し、
   イオンを含んだエアブローによって前記対象物および前記対象物に帯電した静電気を除電し、前記対象物から付着物を取り除くことを特徴とする除電・除電装置。
2. 請求項１記載の除電・除塵装置において、前記イオン発生装置の複数の放電針は上下方向に配置されており、各放電針に隣接して前記エアブロー発生装置のエア噴射口が配置されていることを特徴とする除電・除塵装置。
3. 請求項１または２記載の除電・除塵装置において、前記対象物に付着した付着物をクーロン力によって引き剥がすように設けられた帯電装置をさらに有することを特徴とする除電・除塵装置。
4. 請求項３記載の除電・除塵装置において、前記帯電装置は、対象物に対して離接可能な帯電電極を有することを特徴とする除電・除塵装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の除電・除塵装置において、対象物を回転させる回転台をさらに有することを特徴とする除電・除塵装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の除電・除塵装置において、前記イオン発生装置、前記エアブロー発生装置および（または）前記帯電装置はキャビネット内に収納されていることを特徴とする除電・除塵装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の除電・除塵装置において、前記キャビネットは防雨用キャビネットであり、前記キャビネットは開閉可能な蓋を有することを特徴とする除電・除塵装置。
8. 請求項１記載の除電・除塵装置において、前記エアブロー発生装置は圧縮空気源またはファンであることを特徴とする除電・除塵装置。
9. 請求項１記載の除電・除塵装置において、前記エアブロー発生装置のエア噴射口は複数のグループに分けられ、グループ毎に所定の期間で順次切替えられてエアブローが噴射されることを特徴とする除電・除塵装置。
10. 請求項９記載の除電・除塵装置において、前記エアブロー装置からのエアブローは上部のグループから下部のグループに切替えられることを特徴とする除電・除塵装置。
11. 請求項９または１０記載の除電・除塵装置において、前記所定の期間内でエアブローがパルス的に噴射されることを特徴とする除電・除塵装置。
12. 請求項１、９〜１１のいずれか１つに記載の除電・除塵装置において、エアブローが対象物に対して、前記回転台の回転に伴って螺旋状に噴射されて除電、除塵することを特徴とする除電・除塵装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１つに記載の除電・除塵装置がクリーンルームの前室または更衣室、または清浄度を維持すべき建物または部屋に入る前の場所に配置されていることを特徴とする除電・除塵システム。