JP2008082285A - エアポンプの集塵機構 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな構造で、集塵能力の効率化が実現でき、そのうえ組み立て作業が簡単なエアポンプとりわけ電磁振動形ポンプ用集塵機構を提供する。
【解決手段】筐体の少なくとも一部に設けられた隔室に流体の入口と出口とが設けられ、該隔室内に１または２以上の通気口が設けられた複数の隔壁が配設され、前記複数の隔壁のうち、少なくとも隣接する隔壁の通気口の位置が異なっていることを特徴としている。ることを特徴としている。
【選択図】図１３

Description

本発明はエアポンプの集塵機構に関する。さらに詳しくは、主として家庭用浄化槽や養魚用水槽などへの酸素供給に利用される電磁振動型エアポンプの集塵機構に関する。しかしながら、本発明の集塵機構は、かかる特定のタイプのエアポンプ（電磁振動型エアポンプ）への適用に限定されるものではなく、一般のエアポンプに適用可能である。

従来技術にかかわるポンプとして、図１７〜１８に示されるようなダイヤフラム式ポンプが開示されている（特許文献１参照）。そして、図１８のダイヤフラム式ポンプは、ポンプ筐体２００内のフレームに対向して配置されている電磁石と、永久磁石を備えた振動子と、該振動子の両端に連結されたダイヤフラムと、前記フレームの両端側にそれぞれ固定されたポンプケーシング部とから構成されている。また、前記ポンプ筐体２００の上部には、大気中の砂塵や埃などを除いて吸気するために、集塵部２０１が設けられている。この集塵部２０１は、ポンプ筐体２００に形成されたほぼ四角形状またはほぼ円形の集塵室２０２に順次設けられた、合成繊維の不織布であるフィルター２０３、フィルターパッキン２０４およびフィルターカバー２０５から構成されている。また、前記集塵室２０２の上部底面には、空気の吸入用の吸気口Ｓｕが設けられており、フィルターカバー２０５で覆われたフィルターパッキン２０４のあいだに、大気の空気の取入口２０６が形成されている。このポンプの場合、大気中の砂塵や埃を除去するために合成樹脂の不織布が設けられているが、小さい砂塵や埃を除去するにはフィルターのメッシュを細かくする必要があり、そのためフィルターの目詰まりが発生しやすく、頻繁にフィルターの洗浄や取替えメンテナンス作業と目詰まりの状態のままでポンプの継続運転を行うと、流量低下やポンプが異常発熱を引き起こしてポンプの寿命の低減や客先からのクレームに繋がるという問題が生じるのである。

特開２００４−７６７２７号公報

叙上の特許文献１に記載された電磁振動形ポンプの場合（図１７参照）、デッドスペースが大きくなり、小型化できず、コストが高くつくという問題がある。

本発明は、コンパクトな構造で、集塵能力の効率化が実現でき、そのうえ組み立て作業とメンテナンスが簡単で、そのうえコストの低減が可能な、エアポンプ（とりわけ電磁振動形ポンプ）用集塵機構を提供することを目的とするものである。

さらに、ピストン式やダイヤフラム式の電磁振動形ポンプにおいては、ポンプの寿命を左右するものは、ピストンの摩滅や損傷、ダイヤフラムの破損や弁の損傷等による性能低下、ポンプ機能の低下である。大気中あるいはポンプの外部から流入する流体に含まれる砂塵や異物（例えば、硬くて尖った微小異物）等が機能部品であるピストンおよびダイヤフラムに損傷、破損や弁の損傷、破損などが著しく寿命を低下させる要因となっている。本発明は、前記大気中あるいはポンプの外部から流入する流体に含まれる砂塵や異物等を除去して清浄化された流体を後段のポンプ部に提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかわるエアポンプの集塵機構は、筐体の少なくとも一部に設けられた隔室に流体の入口と出口とが設けられ、当該隔室内に１または２以上の通気口が設けられた複数の隔壁が配設され、
前記複数の隔壁のうち、少なくとも隣接する隔壁の通気口の位置が異なっている
ことを特徴としている。

また、前記隔室が着脱可能に設けられてなるようにしてもよい。

本発明の第２の態様にかかわるエアポンプの集塵機構は、内カバーと外カバーからなる二重構造を有する筐体を備え、
当該内カバーの外側面と当該外カバーの内側面との間に空間が設けられ、
当該空間内に流体の入口と出口とが設けられ、
前記内カバーの外側面と前記外カバーの内側面に、１または２以上の通気口が設けられた複数の隔壁が配設されたエアポンプにおいて、
前記複数の隔壁のうち、少なくとも隣接する隔壁の通気口の位置が異なっており、
前記内カバーの外側面と当該外カバーの内側面との間に設けられた空間と、複数の隔壁と、通気口とが流体の通気路を蛇行させ通気路障害物を画定してなる
ことを特徴としている。

また、前記エアポンプの集塵機構において、通気路に、１または２以上の開口部とふきだまり部とが設けられることが好ましい。そして、当該ふきだまり部には偏向板が配設されてもよい。

本発明の第３の態様にかかわる電磁振動型エアポンプの集塵機構は、
内カバーと外カバーからなる二重構造を有する筐体を備え、
当該内カバーの外側面と当該外カバーの内側面との間に空間が設けられ、
当該空間内に、流体の入口と出口とが設けられた略円筒状または略角筒状の通気路を画定し、
当該通気路に、１または２以上の開口部とふきだまり部とが設けられてなる
ことを特徴としている。

また、前記ふきだまり部に偏向板が配設されてなることが好ましい。

また、前記開口部とふきだまり部が合対応して配設されてなることが好ましい。

また、前記通気路は放熱手段として機能することができる。

また、前記通気路は消音手段として機能することができる。

また、前記内カバーの外側面、および当該外カバーの内側面が、いずれか波状の曲面形状を有してなることが好ましい。

本発明の集塵機構によれば、ポンプの筐体の少なくとも一部に設けられた隔室内に通気路が蛇行するように形成されるため、ポンプに流入する流体が、蛇行した通気路を通過するときに、流速に差異が生ぜしめることができ、その結果、乱流が発生する。かかる乱流の発生によって塵埃の重力と落下で集塵作用が得られる。

また、本発明によれば、ＩＥＣ（国際電気標準会議）６０５２９によって規定された電気機械器具の外郭による保護等級のＩＰ３３またはＩＰ３４を満たす(言い換えれば、雨水の浸入のみならず、砂塵の侵入を防止する構造を有する）蛇行した通気路を筐体の少なくとも一部に設けられた隔室内に画定しているため、集塵機構のための余計なスペースを必要としないため、コンパクトな構造を実現することができ、組み立て作業が簡単な電磁振動形ポンプを提供することができる。

本実施の形態の電磁振動形ポンプについて添付図面を参照しつつ、以下に詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態にかかわる集塵機構が適用された電磁振動形ポンプを示す説明図、図２は本発明の集塵機構の一例を示す側面説明図、図３は本発明の集塵機構の他の例を示す上面説明図、図４は本発明の集塵機構のさらに他の例を示す上面説明図、図５は本発明の集塵機構のさらに他の例を示す上面説明図、図６は本発明の集塵機構のさらに他の例を示す上面説明図、図７は流量と渦の量との関係を示すグラフ、図８は本発明の集塵機構の他の例を示す側面説明図、図９は本発明の集塵機構のさらに他の例を示す側面説明図、図１０は本発明の集塵機構の概念を示す説明図、図１１は本発明の集塵機構に適用される通路の形態を示す説明図、図１２は本発明の一態様にかかわる集塵機構が設けられたエアポンプの説明図、図１３は本発明の他の態様にかかわる集塵機構が設けられたエアポンプの説明図、図１４は本発明のさらに他の態様にかかわる集塵機構が設けられたエアポンプの説明図、図１５は本発明のさらに他の態様にかかわる集塵機構が設けられたエアポンプの説明図、図１６は本発明のさらに他の態様にかかわる集塵機構が設けられたエアポンプの説明図である。

本実施の形態のエアポンプ１の集塵機構１０（図１参照）は、内カバー３と外カバー２からなる二重構造を有する筐体Ｈを備えている。そして、当該内カバー３の外側面と当該外カバー２の内側面との間に空間５が設けられている。当該空間５内に流体の入口６と出口７とが設けられている。一層の集塵効果を高めるため二重フィルターの方式を採用してもよく、その場合エアポンプ１の上部にフィルター１２を設けることにより対応することも可能である。

しかしながら、本発明の集塵機構は、図１２〜１６に示されるように、筐体Ｈの少なくとも一部（図示された例では、筐体Ｈの側面に設けられた凹所Ｃａ）に隔室Ｒが設けられておりさえすればよく、当該隔室Ｒには流体の入口６と出口７とが設けられ（図１３参照）、さらに当該隔室Ｒ内に１または２以上の通気口Ｐが設けられた複数の隔壁４が配設されている。したがって、筐体Ｈが二重構造を有していることは必須ではない。

図１２に示された例では、筐体Ｈの凹所Ｃａ内に取り付けられた複数の隔壁４によって隔室Ｒが画定されている。そして、隔室Ｒを覆う蓋Ｌがネジによって着脱可能に設けられる。

図１３に示された例では、隔室Ｒは、凹所Ｃａの側面に支持プレートＳＰを介して取り付けられ、隔室Ｒの側面と対向する側は蓋Ｌで閉鎖された後、凹所Ｃａの側面に設けられた雌ネジＳ１に、蓋Ｌの表側から挿通される雄ネジＳ２を螺着することによって固定される。

図１４に示された例では、隔室Ｒは、凹所Ｃａの側面に支持プレートＳＰを介して取り付けられる蓋Ｌ内に設けられている。

図１５に示された例では、隔室Ｒは、凹所Ｃａの側面に支持プレートＳＰを介して着脱自在に取り付けられるモジュールＭ（一種のカセット）内に設けられている。

図１６に示された例では、隔室Ｒは、凹所Ｃａの側面に形成された溝Ｇに嵌入される枠体Ｆ内に設けられている。

本発明の集塵機構は、筐体Ｈが二重構造ないしは半二重構造を有するものにも好適に適用される。そして、本発明において二重構造とは、図１０（ａ）に示されるように、当該内カバー３の外側面が当該外カバー２の内側面によって部分的に覆われたもの（一部二重構造）と、図１０（ｂ）示されるように、当該内カバー３の外側面が当該外カバー２の内側面によって完全に覆われたもの（全二重構造）とを含む概念であり、この点でポンプ本体とは別体として設けられた空間Ｃを備えた従来技術のフィルタ（図１０（ｃ））の構造と異なる。

前述の図１〜６の集塵器１０の場合、内カバー３の外側面と前記外カバー２の内側面には、１または２以上の通気口４ａが設けられた複数の隔壁４が配設されている。隔壁４の厚さは特定の厚さに限定されるものではないが、隔壁４の厚さを変えることによって通路Ｐの容積を変化させることができ、ひいては集塵器自体の処理能力を変えることができる（図１２〜１６も同様）。

図２に示されるように、前記複数の隔壁４のうち、少なくとも隣接する隔壁４、４の通気口４ａの位置が異なっている。そして、前記内カバー３の外側面と外カバー２の内側面との間に設けられた空間５と、複数の隔壁４と、通気口４ａとが流体の通気路Ｐを画定している。

図１１を参照すると、本発明の通気口４ａは、たとえば、隔壁に単に孔を開けたもののほか、スリット型のもの（図１１（ａ）および（ｂ））と、尾管型のもの（図１１（ｃ））が好適に採用される。また、尾管型の通気口４ａの場合、断面形状としては、たとえば略円形状のもの（図１１（ｄ））や、略楕円形状のもの（図１１（ｅ））を採用することができる。

さらに、本実施の形態においては、前記エアポンプ１の集塵機構１０（図２〜６参照）において、通気路Ｐに、１または２以上の開口部１１とふきだまり部９とが設けられ、当該ふきだまり部９に偏向板８が配設されている（図４〜６参照）。なお、図３〜６は、集塵機構１０における隔壁４の構成を紙面に対して垂直方向から見た図（すなわち、図１のエアポンプ１を上方から見た図）である。しかし、図３〜６に示された集塵機構１０の隔壁４の構成は、当然のことながら水平状態でも機能し得る。たとえば、図３の隔壁４の構成（すなわち、図１のエアポンプ１の側部に設けられた隔壁４の構成）は、前述の図１のエアポンプ１上部のエアフィルタ１２を設ける領域に採用することも可能である。

また、本実施の形態の電磁振動型エアポンプ１の集塵機構１０は、内カバー３と外カバー２からなる二重構造を有する筐体Ｈを備え、当該内カバー３の外側面と当該外カバー２の内側面との間に空間５が設けられている。

そして、空間５内には、通気路が画定されている（図１の矢印参照）。

前記開口部１１とふきだまり部９は、図５または図６に示されるように、合対応して配設することも可能である。

通気路Ｐは、ポンプ本体（図１参照）が発生した熱と、通気路Ｐを通過する空気とのあいだで熱交換するので、一種の冷却効果を奏する。

さらに、通気路Ｐは、消音効果を奏する。

叙上のような構成により、本発明のエアポンプ１の通気路Ｐは、いわば蛇行した経路を画定しているので、流体が通気口４ａを介して通気路Ｐを通過するたびに、乱流を発生させることができる。蛇行したジグザグの通気路Ｐに砂塵を含んだ流体が通過するとき（通過するたび）に乱流が発生して、篩にかかり、重い砂塵（微小異物）ほど通気路Ｐの底部に落下して集塵される。

乱流は、空間内に不規則かつ非定常な連続的スペクトルをもつ流体の流速変動を含む流れである。すなわち、乱流は、本実施の形態において、通気路Ｐ内の流体の流速の差異によって発生するのであり、レイノルズ数Ｒｅの値が大きいほど、乱流が発生する。

Ｒｅ＝ρｖｄ／μ＝Ｖｄ／ν・・・（式１）
ここに、ρは流体の密度、μは流体の粘度、Ｖは通気路内の流速、ｄは通気路（パイプと仮定した場合）の直径、ν（＝μ／ρ）は流体の動粘度である。

前記式１から、レイノズル数Ｒｅは通気路Ｐ内の流速、通気路（パイプと仮定した場合）の直径に比例する。

本発明の一態様では、筐体Ｈを内カバー３と外カバー２からなる二重構造としており、内カバー３と外カバー２の間の空間を集塵作用に機能的に利用するものである。そして、本発明は、偏向板８および８ｘ（図４、５、６参照）を流体の流れの中におくと、その流れの後方に渦が発生するのであるが、発生する渦の数や大きさは流速に比例することを応用したのである。ただし、図４〜６に示した例は一例にすぎず、本発明はかかる構成に限られない。

以下に、実施例にもとづいて本発明の集塵機構をさらに詳しく説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。

実施例１
図８に示されるとおり、４つの隔壁４によって仕切られた５つのセルから構成され、該５つのセルが互い違いに配設された通気口４ａによって連通された容器を作製した。図８において、参照符号８で示された部材は偏向板であり、偏向板８は通気口４ａに接近するように隔壁４に対して角度θ（θ＝２５度）だけ傾斜している。

そして、入口６から塵埃が混入された空気を流入させた結果、（１）偏向板８を有するセル内には渦の発生が少ないこと、（２）塵埃が偏向板８を乗り越えること、そして（３）出口７が設けられたセルに塵埃が溜り易く、出口７からポンプに塵埃が流出する虞があることが判明した。

実施例２
図９に示されるとおり、４つの隔壁４によって仕切られた５つのセルから構成され、該５つのセルが互い違いに配設された通気口４ａによって連通された容器を作製した。図９において、参照符号８で示された部材は偏向板であり、上部偏向板８ａおよび下部偏向板８ｂとも通気口から遠ざかるように隔壁４に対して角度θ（θ＝４５度）だけ傾斜している。

そして、入口６から塵埃が混入された空気を流入させた結果、図９において偏光板８ｂは下部に設けられているが上下部にそれぞれ設けることもできる。偏向板８ｂの下側にふきだまり９が発生することが判明した。

本発明の一実施の形態にかかわる集塵機構が適用された電磁振動形ポンプを示す説明図である。 本発明の集塵機構の一例を示す側面説明図である。 本発明の集塵機構の他の例を示す上面説明図である。 本発明の集塵機構のさらに他の例を示す上面説明図である。 本発明の集塵機構のさらに他の例を示す上面説明図である。 本発明の集塵機構のさらに他の例を示す上面説明図である。 流量と渦の量との関係を示すグラフである。 本発明の集塵機構の他の例を示す側面説明図である 本発明の集塵機構のさらに他の例を示す側面説明図である。 本発明の集塵機構の概念を示す説明図である。 本発明の集塵機構に適用される通路の形態を示す説明図である。 本発明の一態様にかかわる集塵機構が設けられたエアポンプの説明図である。 本発明の他の態様にかかわる集塵機構が設けられたエアポンプの説明図である。 本発明のさらに他の態様にかかわる集塵機構が設けられたエアポンプの説明図である。 本発明のさらに他の態様にかかわる集塵機構が設けられたエアポンプの説明図である。 本発明のさらに他の態様にかかわる集塵機構が設けられたエアポンプの説明図である。 従来のエアポンプの一例を示す説明図である。 従来のエアポンプの一例を示す説明図である。

符号の説明

１ エアポンプ
２ 外カバー
３ 内カバー
４ 隔壁
４ａ 通気口
５ 空間
６ 入口
７ 出口
８ 偏向板
９ ふきだまり部
１０ 集塵機構
１１ 開口部
Ｃ 空間
Ｃａ 凹所
Ｈ 筐体
Ｐ 通気路

Claims (13)

1. 筐体の少なくとも一部に設けられた隔室に流体の入口と出口とが設けられ、当該隔室内に１または２以上の通気口が設けられた複数の隔壁が配設され、
   前記複数の隔壁のうち、少なくとも隣接する隔壁の通気口の位置が異なっている
   ことを特徴とするエアポンプの集塵機構。
2. 前記隔室が着脱可能に設けられてなる請求項１記載の集塵機構。
3. 前記隔室内の通気路に、１または２以上の開口部とふきだまり部とが設けられてなる請求項１または２記載の集塵機構。
4. 前記ふきだまり部に偏向板が配設されてなる請求項３記載の集塵機構。
5. 内カバーと外カバーからなる二重構造を有する筐体を備え、
   当該内カバーの外側面と当該外カバーの内側面との間に空間が設けられ、
   当該空間内に流体の入口と出口とが設けられ、
   前記内カバーの外側面と前記外カバーの内側面に、１または２以上の通気口が設けられた複数の隔壁が配設されたエアポンプにおいて、
   前記複数の隔壁のうち、少なくとも隣接する隔壁の通気口の位置が異なっており、
   前記内カバーの外側面と当該外カバーの内側面との間に設けられた空間と、複数の隔壁と、通気口とが流体の通気路を蛇行させ通気路障害物を画定してなる
   ことを特徴とするエアポンプの集塵機構。
6. 前記隔室内の通気路に、１または２以上の開口部とふきだまり部とが設けられてなる請求項５記載の集塵機構。
7. 前記ふきだまり部に偏向板が配設されてなる請求項６記載の集塵機構。
8. 内カバーと外カバーからなる二重構造を有する筐体を備え、
   当該内カバーの外側面と当該外カバーの内側面との間に空間が設けられ、
   当該空間内に、流体の入口と出口とが設けられた略円筒状または略角筒状の通気路を画定し、
   当該通気路に、１または２以上の開口部とふきだまり部とが設けられてなる
   ことを特徴とする電磁振動型エアポンプの集塵機構。
9. 前記ふきだまり部に偏向板が配設されてなる請求項８記載の集塵機構。
10. 前記開口部とふきだまり部が合対応して配設されてなる請求項８または９記載の集塵機構。
11. 前記通気路が放熱手段として機能する請求項３〜１０のいずれか１項に記載の集塵機構。
12. 前記通気路が消音手段として機能する請求項４〜８のいずれか１項に記載の集塵機構。
13. 前記内カバーの外側面、および当該外カバーの内側面が、いずれも波状の曲面形状を有してなる請求項５〜１２のいずれか１項に記載の集塵機構。

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