JP2012170896A

JP2012170896A - 集塵装置

Info

Publication number: JP2012170896A
Application number: JP2011035669A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Shigemori; 正宏重森; Akira Kato; 亮加藤; Yuri Tanaka; 有理田中
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2012-09-10

Abstract

【課題】室内空気質を改善する空気浄化機器に使用される集塵装置において、塵埃を十分に捕集し、繰り返し塵埃を除去してもフィルターの詰まりを抑制できる集塵装置を提供することを目的とする。
【解決手段】集塵装置１は円環状のブラシ２と、送風装置５、吸込ダクト８と、シャッター９で構成され、円環状のブラシ２に捕集された塵埃を取り除く時は、シャッター９が開き、送風装置５が運転し、送風装置５の羽根が円環状のブラシ２の先端に接触しているので円環状のブラシ２に振動を与え、円環状のブラシ２に捕集した塵埃を放出し、送風装置５の送風作用により塵埃を屋外へ排出し、屋内に塵埃を侵入させずに、円環状のブラシ２の目詰まりによる圧力損失増加を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、室内に外気を取り入れて換気する際に、大気中に含まれる塵埃を除去するのに使用される集塵装置に関するものである。

従来、この種の集塵装置は、給気を行う際に大気中の塵埃を捕集するためにフィルターを用いるが、このフィルターに塵埃が溜まって目詰まりすると圧力損失が大きくなり、換気風量が低下するため定期的にフィルターの交換、あるいは掃除が必要であった。そこで、手間をかけずにフィルターの目詰まりを除去する手段として、ブラシを用いた集塵装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その集塵装置について図１１を参照しながら説明する。

図１１に示すように、集塵装置１０１はフィルター１０２の内周側に、外径がフィルター１０２と接するように設けられたブラシ１０３とモータ１０４が接続し、吸込口１０５と吐出口１０６を備えており、ブラシ１０３は回転自在である。大気、もしくは気体中の粉塵を捕集する際は、吸込口１０５から流入した塵埃を含んだ気体をフィルター１０２の内側から外側へ貫流させることで、フィルター１０２の内周面で塵埃は捕集され、浄化された気体は吐出口１０６から流出される。そしてフィルター１０２の目詰まりを除去する際は、ブラシ１０３を回転させてフィルター１０２に押し当てて、掻き出し力を利用することでフィルター１０２の内周面に付着した塵埃を払い落とすものである。

特開平６−１１４２２５号公報（第４頁、第１図）

このような従来の集塵装置においては、フィルターに付着した塵埃をフィルターに押し当てたブラシにより掻き出すことで、フィルター表面に付着した塵埃を除去するが、一部塵埃がフィルターの奥に入り込む。ブラシの掻き出しでは、フィルターの奥に入り込んだ塵埃を除去できなくなり、繰り返しブラシでフィルターの塵埃を掻き出していると、ブラシの掻き出しでは除去できないフィルターの奥に塵埃がたまり、フィルターが塵埃で詰まり、また、フィルターが無い場合、ブラシでは塵埃を十分に捕集出来ず、塵埃の大部分を吐出口から流出させてしまうという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、塵埃を十分に捕集し、繰り返し塵埃を除去してもフィルターの詰まりを抑制できる集塵装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、屋外と室内を連通する給気ダクト内に、円環状のブラシと、その円環状のブラシの中心に羽根の外周が円環状のブラシに接触した送風装置と、その送風装置の室内側にシャッターを備えた集塵装置であり、これにより初期の目的を達成するものである。

本発明によれば、屋外と室内を連通する給気ダクト内に、円環状のブラシと、その円環状のブラシの中心に羽根の外周が円環状のブラシに接触した送風装置と、その送風装置の室内側にシャッターを備えることで、外周が円環状のブラシに接触している送風装置の羽根が回転することで、円環状のブラシを振動させてブラシに付着した塵埃がブラシから離れ、また、送風装置の送風作用により室内から屋外へ空気を排出することができ、ブラシから離れた塵埃が送風機の風の流れで排気されるため、屋内に塵埃を侵入させずに、ブラシの目詰まりによる圧力損失増加を抑制することができる。

本発明の実施の形態１の集塵装置の断面を示す構成図同集塵装置を屋外側から見た斜視図同集塵装置を室内側から見た斜視図同集塵装置の送風装置運転時のシャッターの動作を示す図同集塵装置の送風装置運転時のシャッターの動作を示す斜視図同集塵装置の羽根の断面を示す構成図本発明の実施の形態２の集塵装置の断面を示す構成図本発明の実施の形態３の集塵装置の断面を示す構成図本発明の実施の形態４の集塵装置の断面を示す構成図同集塵装置の断面を示す構成図従来の集塵装置の断面を示す構成図

本発明の請求項１記載の集塵装置は、屋外と室内を連通する給気ダクト内に、円環状のブラシと、その円環状のブラシの中心に羽根の外周が円環状のブラシに接触した送風装置と、その送風装置の室内側にシャッターを備えた構成を有する。これにより、羽根の外周が円環状のブラシに接触している送風装置の羽根が回転することで、円環状のブラシを振動させてブラシに付着した塵埃がブラシから離れ、また、送風装置の送風作用により室内から屋外へ空気を排出することができ、ブラシから離れた塵埃が送風機の風の流れで排気されるため、屋内に塵埃を侵入させずに、ブラシの目詰まりによる圧力損失増加を抑制するという効果を奏する。

また、送風装置の羽根の外周に突起を設け、その突起が円環状のブラシに接触しているという構成にしてもよい。これにより、ブラシと送風装置の羽根との接点を少なくすることができ、送風装置にかかるトルクを低減させ、送風装置の消費電力を低減するという効果を奏する。

また、屋外と室内を連通する給気ダクト内に、円環状のブラシと、その円環状のブラシの中心に送風機とこの送風機を回転させるモータからなる送風装置と、その送風装置の室内側にシャッターと、円環状のブラシに接触し、モータと共に回転する振動付加棒を備えた構成にしてもよい。これにより、振動付加棒により、円環状のブラシに振動を与え、また、送風装置の送風作用により室内から屋外へ空気を排出することができ、ブラシから離れた塵埃が送風機の風の流れで排気されるため、屋内に塵埃を侵入させずに、ブラシの目詰まりによる圧力損失増加を抑制するという効果を奏する。

また、集塵装置の円環状のブラシを多段に重ねた構成にしてもよい。これにより、上流側のブラシで通過した塵埃を下流側で捕集することができるため、集塵効率を増加させることができるという効果を奏する。

また、送風装置は、目詰まり検知手段により目詰まりを検知して、動作するとしてもよい。これにより、圧力損失が過度に増大する前に、塵埃を排出することができるため、塵埃が溜まった時にのみ再生することで、省エネルギーになるという効果を奏する。

また、目詰まり検知手段は、室内側の風速を検知する風速計としてもよい。これにより、風速の低下を検知して、圧力損失が過度に増大する前に、塵埃を排出するため、塵埃が溜まった時にのみ再生することで、省エネルギーになるという効果を奏する。

また、目詰まり検知手段は、円環状のブラシ前後の差圧を測定する差圧計にしてもよい。これにより、差圧の上昇を検知して、圧力損失が過度に増大する前に、塵埃を排出することができるため、塵埃が溜まった時にのみ再生することで、省エネルギーになるという効果を奏する。

以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１〜図３に示すように、集塵装置１は円環状のブラシ２と、送風作用を与える送風機３と送風機３を回転させるモータ４からなる送風装置５、モータ４を取り付けるモータステー６が固定されているフレーム７と、吸込ダクト８と、吸込ダクト８の室内側先端に設置されているシャッター９で構成されている。

シャッター９は蓋１０、回転軸１１、逆流防止爪１２により構成されており、蓋１０は、回転軸１１により回転可能で、室内側には逆流防止爪１２により開かないようになっている。吸込ダクト８は吸込ダクトフレーム１３により固定され、フレーム７、円環状のブラシ２、吸込ダクトフレーム１３がネジ１４で締結されて一体化されている。フレーム７を外壁１５に固定することで屋外と室内を連通する給気ダクト１６へ集塵装置１を取り付ける。

給気時は、逆流防止爪１２によりシャッター９が室内側に開かないようになっているので、給気された空気は円環状のブラシ２を通過して屋内側へ流入する（図１の矢印）。

円環状のブラシ２の塵埃を取り除く時は、図４、図５に示すようにシャッター９が開き、モータ４の運転により、送風機３が回転し、送風機３の羽根が円環状のブラシ２の先端に接触しているので円環状のブラシ２に振動を与え、円環状のブラシ２に捕集した塵埃を放出し、送風装置５の送風作用により塵埃を屋外へ排出する（図４の矢印）。

本実施の形態では、例えば、給気ダクト１６の内径１５０ｍｍの内部に、外径１５０ｍｍ、内径５９ｍｍ、厚み１５ｍｍの円環状のブラシ２と、円環状のブラシ２の中心に外径６０ｍｍ、高さ４０ｍｍの送風機３があり、円環状のブラシ２と送風機３が１ｍｍ接触した状態で配置されている。そのため、送風機３が回転すると円環状のブラシ２に振動を与えることができる。

円環状のブラシ２は、例えば、給気ダクト１６が内径１５０ｍｍの場合、線径０．１ｍｍの馬毛２００本で１束として、１束の径５ｍｍとなるようにする。その１束を７ｍｍ間隔で配置したものを１列として、５ｍｍ間隔で３列配置することで厚み１５ｍｍとなるようにする。このとき、各列で、前列の束間の中点に束の中心が来るように配置する。このように、毛と毛の隙間があることで、通風抵抗を低減し、風が通過する際に毛に多く接触することで塵埃を多く捕集することができる。フィルターのように網目状になっている場合は目の奥に詰まって振動だけでは取り除けないが、ブラシにすることで、繊維の方向が同一方向になっており、ブラシの繊維の隙間、または、繊維に付着した塵埃は、振動させることで、繊維の隙間が広がる、または、振動により繊維から離れることでブラシから再放出させやすく、再生しやすい。

吸込ダクト８は、例えば、送風機３の外径が６０ｍｍ、高さ４０ｍｍの場合、内径が６５ｍｍ、長さ４０ｍｍであり、送風機３と２５ｍｍオーバーラップしており、吸込ダクト８の屋外側端部が円環状のブラシ２と接しており、給気時に室内側へ円環状のブラシ２の毛がたおれて隙間ができるのを防ぎ、吸込ダクト８の室内側の先端にはシャッター９が設置され、給気時には、逆流防止爪１２により蓋１０が閉じた状態になっている。

送風機３が回転すると、送風機３の昇圧作用により、蓋１０が、回転軸１１を中心に屋外側へ開き、吸込ダクト８へ空気を流入させることができ、送風機３の動力のみで開閉が可能である。

給気時は、室内側にある換気装置（図示省略）により屋内側に風が流れ、逆流防止爪１２によりシャッター９が室内側に開かないようになっているので、給気された空気は円環状のブラシ２を通過して、塵埃は円環状のブラシ２で捕集され、清浄な空気のみが室内側へ流入する。

円環状のブラシ２の塵埃を取り除く時は、図４、図５に示すように、送風装置５が運転し、昇圧作用によりシャッター９が開き、送風機３の回転により、送風機３の羽根が円環状のブラシ２の先端に接触しているので円環状のブラシ２に振動を与え、円環状のブラシ２に捕集した塵埃を放出する。

また、送風機３の送風作用により、室内側から屋外側へ風の流れを作る。円環状のブラシ２の振動により円環状のブラシ２の屋外側へ放出された塵埃は、屋外へ排出され、円環状のブラシ２の室内側へ放出された塵埃も吸込ダクト８から吸込まれ屋外へ排出されるため、室内に塵埃を侵入させずに、円環状のブラシ２の目詰まりによる圧力損失増加を抑制することができる。

また、図６に示すように、送風機３の羽根の外周に突起１７を設けることで、円環状のブラシ２との接触面積、すなわち摩擦を低減させながら、円環状のブラシ２に振動を与えることができる。

例えば、内径１５０ｍｍの給気ダクト１６と、外径１５０ｍｍ、内径６５ｍｍ、厚み１５ｍｍの円環状のブラシ２の場合、円環状のブラシ２の中心に外径６０ｍｍ、高さ４０ｍｍの送風機３があり、外周の後縁側から高さ１５ｍｍの位置に、高さ３．５ｍｍの正三角形の突起１７を周方向に取り付けることで、送風機３の外径が６７ｍｍとなり、円環状のブラシ２と送風機３が１ｍｍ接触した状態となる。

三角形の突起１７を付けることで、外周全体ではなく、三角形の突起の先端付近のみ接触することで、送風機３の回転時の摩擦を低減し、送風装置５にかかるトルクを低減させ、送風装置５の消費電力を低減することができる。

（実施の形態２）
図７において、実施の形態１と同一の部分は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施の形態では、円環状のブラシ２を吸込ダクト８の外側に設けている。

モータ４と送風機３の間に、モータ４と共に回転する回転棒１８とその先端に、円環状のブラシ２に埋まっている振動付加棒１９が設置されおり、吸込ダクト８の屋外側端部が送風機３の後縁まで覆う位置にあり、送風機３は、円環状のブラシ２と接触していない状態である。

回転棒１８、振動付加棒１９は、例えば、内径１５０ｍｍの給気ダクト１６と、外径１５０ｍｍ、内径７０ｍｍ、厚み１５ｍｍの円環状のブラシ２の場合、円環状のブラシ２の中心に外径６０ｍｍ、高さ４０ｍｍの送風機３が内径６５ｍｍ、外径７０ｍｍの吸込ダクトに覆われた状態で設置されており、回転棒１８は幅５ｍｍ、厚さ３ｍｍ、長さ７５ｍｍで、中心をモータ４に固定され、振動付加棒１９は、φ２ｍｍの金属棒で、先端が円環状のブラシ２の室内側の面に接触している。

円環状のブラシ２で集塵した塵埃を除去する時は、モータ４が回転することで回転棒１８が回転し、先端の振動付加棒１９が円環状のブラシ２に振動を与えて塵埃を放出し、送風機３の送風作用により屋外側へ塵埃を排出するため、屋内に塵埃を侵入させずに、ブラシの目詰まりによる圧力損失増加を抑制することができる。

（実施の形態３）
図８において、実施の形態１と同一の部分は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態では、円環状のブラシ２を２段に重ねており、上流側のブラシで通過した塵埃を下流側で捕集することができる。

例えば、内径１５０ｍｍの給気ダクト１６と、外径１５０ｍｍ、内径６５ｍｍ、厚み１５ｍｍの円環状のブラシ２を２列設置する場合、円環状のブラシ２の隙間を２ｍｍあけて設置することで、円環状のブラシの厚みが３２ｍｍとなるが、送風機の高さを実施の形態１の４０ｍｍから５７ｍｍに高くすることで、２枚の円環状のブラシ２に振動を与えることができ、円環状のブラシ２から塵埃を放出させ、送風機３の送風作用により屋外側へ塵埃を排出するため、屋内に塵埃を侵入させずに、ブラシの目詰まりによる圧力損失増加を抑制することができる。

（実施の形態４）
図９、図１０において、実施の形態１と同一の部分は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態では、円環状のブラシ２の再生タイミングについて説明する。

円環状のブラシ２に塵埃が溜まると、目詰まりを検知して、送風装置５が運転して、送風機３が回転し、円環状のブラシ２に振動を与えて円環状のブラシ２に捕集された塵埃を放出させ、送風機３の送風作用により屋外側へ塵埃を排出する、目詰まり検知手段があり、圧力損失が過度に増大する前に、塵埃を排出することができる。

目詰まり検知手段として、例えば、図９では風速計２０を円環状のブラシ２の室内側へ配置して、風速の低下、例えば、塵埃の付着していない初期の状態で風速０．５ｍ／ｓの時、２０％低減した０．４ｍ／ｓになった状態を検知して送風装置５を運転させることで、塵埃が溜まった時にのみ再生することで、省エネルギーになる。

また、図１０では目詰まり検知手段として差圧計２１を用いている。円環状のブラシ２の前後の差圧の上昇、例えば２０％の差圧の上昇を検知して、送風装置５を運転させても、作用、効果に差はない。

本発明にかかる集塵装置は、室内空気質を改善する空気浄化機器などに適応できる。

１集塵装置
２円環状のブラシ
３送風機
４モータ
５送風装置
６モータステー
７フレーム
８吸込ダクト
９シャッター
１０蓋
１１回転軸
１２逆流防止爪
１３吸込ダクトフレーム
１４ネジ
１５外壁
１６給気ダクト
１７突起
１８回転棒
１９振動付加棒
２０風速計
２１差圧計
１０１集塵装置
１０２フィルター
１０３ブラシ
１０４モータ
１０５吸込口
１０６吐出口

Claims

屋外と室内を連通する給気ダクト内に、円環状のブラシと、その円環状のブラシの中心に羽根の外周が前記円環状のブラシに接触した送風装置と、その送風装置の室内側にシャッターを備えたことを特徴とする集塵装置。
送風装置の羽根の外周に突起を設け、その突起が円環状のブラシに接触することを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。
屋外と室内を連通する給気ダクト内に、円環状のブラシと、その円環状のブラシの中心に送風機とこの送風機を回転させるモータからなる送風装置と、その送風装置の室内側にシャッターと、前記円環状のブラシに接触し前記モータと共に回転する振動付加棒を備えたことを特徴とする集塵装置。
集塵装置の円環状のブラシを多段に重ねたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の集塵装置。
送風装置は、目詰まり検知手段により目詰まりを検知して、動作する請求項１から４のいずれか１項に記載の集塵装置。
目詰まり検知手段は、室内側の風速を検知する風速計である請求項５記載の集塵装置。
目詰まり検知手段は、円環状のブラシ前後の差圧を測定する差圧計である請求項５記載の集塵装置。