JP2015054290A - サイクロン集塵装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】大気塵の除去性能を高め、ダストホッパーの清掃作業を省くなくすことが可能なサイクロン集塵装置を提供する。
【解決手段】上流側から順に送風機、帯電部、サイクロン部を備え、帯電部は放電電極とアース電極板からなり、サイクロン部は外筒とその内側に設けた内筒からなり、外筒の上部には横からの吸込み口を備え、また、外筒の内壁と内筒の外壁に旋回流と方向を同じくする渦巻状の凹凸を備え、内筒の下部には大気塵を除去した空気を取り込む採取口を、外筒の下部には分離除去した大気塵の排出口を有し、外筒上部横の吸込み口から吸込まれた空気は外筒と内筒の間に設けられた空間を旋回しながら下降し、吸込み口空気から分離除去された大気塵は外筒下部の排出口から排出され、内筒の内部に取り込まれた清浄空気は内筒下面に設けた吹出し口から吹出されるサイクロン集塵装置を得る。
【選択図】図1

Description

本発明は、室外の大気塵を除去した空気を室内に供給することで人々の生活環境を向上させるのに役立つサイクロン集塵装置に関するものである。
電気集塵作用を組み合わせた従来のサイクロン集塵装置として、図10に示すようなものが知られている。以下、そのサイクロン集塵装置について説明する。
図10に示すように横からの吸込み口107を有する外筒106、内筒105、ダストホッパー108、吸込み口の上流側に設置された帯電部101で構成される。帯電部101は高電圧が印加された放電電極102とアースに接続されたアース電極板103とで構成され、両者の間でコロナ放電が発生している。また、外筒106はアースに接続され、内筒105には高電圧が印加されており、内筒105から外筒106へ向かう電場が形成されている。
帯電部101に導入された大気塵はコロナ放電によって発生した空気イオンと衝突付着して帯電し、帯電した大気塵は吸込み口107から入って内筒105と外筒106の間を通過する。このとき大気塵は旋回流を描きながら内筒105と外筒106の間を通過するため内筒105から外筒106へ向かう遠心力を受ける。また、帯電した大気塵は電場によって内筒105から外筒106へ向かうクーロン力を受ける。内筒105から外筒106へ向かう方向に遠心力とクーロン力を受けて外筒106付近に集まった大気塵はそのまま下へと移動し、ダストホッパー108に入る。大気塵が取り除かれた空気は内筒105の下から吸い込まれて内側を下から上へと移動し、内筒上部の出口から取り出される。この空気で室内を満たすことで大気塵の少ない室内環境を得ることができる(例えば特許文献1、図1参照)。
特開平3−207463号公報
このような従来のサイクロン集塵装置は十分な旋回流が作れず、吸込み口から内筒の下の吸込み口へと空気がまっすぐに進むことがあり、大気塵を空気から十分に除去できないという課題がある。また、ダストホッパーに積もった大気塵を清掃する作業が必要という課題がある。
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、大気塵の除去性能を高め、ダストホッパーの清掃作業をなくすことが可能なサイクロン集塵装置の提供を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のサイクロン集塵装置は、上流側から順に送風機、帯電部、サイクロン部を備え、帯電部は放電電極とアース電極板からなり、サイクロン部は外筒とその内側に設けた内筒からなり、外筒は横からの吸込み口を備え、また、外筒の内壁と内筒の外壁に旋回流と方向を同じくする渦巻状の凹凸を備え、内筒の下部には大気塵を除去した空気を取り込む採取口を、外筒の下部には分離除去した大気塵の排出口を有することにより初期の目的を達成するものである。
本発明のサイクロン集塵装置は、空気の旋回流と方向を同じくする渦巻状の凹凸を内筒外壁および外筒内壁に備えるため、確実に旋回流を作り出すことができる。また、凹凸によって内筒外壁および外筒内壁の面積が増え、大気塵の通過距離が長くなる。この2点に理由によって大気塵の除去性能を高めることができる。
また、外筒下部に空気から分離除去した大気塵の排出口を有するため、例えばその大気塵をそのまま室外に放出することができる。そのため大気塵を溜めるダストホッパーをなくすことができる。
本発明の実施の形態のサイクロン集塵装置の設置状態を示す図 同集塵装置を示す構成図 同上面を示す構成図 同帯電部の構成図 同サイクロン部の分解図 同サイクロン部と帯電部の断面を示す図 同サイクロン部を構成する内筒を示す図 同内筒下部を示す図 同サイクロン部を構成する外筒を示す図 従来のサイクロン集塵装置を示す構成図
本発明の請求項1記載のサイクロン集塵装置は、上流側から順に送風機、帯電部、サイクロン部を備え、帯電部は放電電極とアース電極板からなり、サイクロン部は外筒とその内側に設けた内筒からなり、外筒の上部には横からの吸込み口を備え、また、外筒の内壁と内筒の外壁に旋回流と方向を同じくする渦巻状の凹凸を備え、内筒の下部には大気塵を除去した空気を取り込む採取口を、外筒の下部には分離除去した大気塵の排出口を有し、外筒上部横の吸込み口から吸込まれた空気は外筒と内筒の間に設けられた空間を旋回しながら下降し、吸込み口空気から分離除去された大気塵は外筒下部の排出口から排出され、内筒の内部に取り込まれた清浄空気は内筒下面に設けた吹出し口から吹出されるものである。
これにより外筒と内筒によって作られる空間内に確実に旋回流を作り出すことができる。また、凹凸によって内筒外壁および外筒内壁の面積が増え、大気塵の通過距離が長くなる。この2点に理由によって大気塵の除去性能を高めることができる。また、空気中から分離除去した大気塵をそのまま室外に放出することができるため、大気塵を溜めるダストホッパーをなくすことができる。
また、請求項2記載のサイクロン集塵装置は、空気の旋回する回転方向と向きが同じになるように採取口の向きを上から見て斜めにしたものである。
これにより、大気塵を分離除去した空気の有する旋回気流を乱すことなく清浄なまま採取口から取り込むことができ、その結果として大気塵の除去性能を高めることができる。
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)
本発明のサイクロン集塵装置の設置の一例を図1に示す。サイクロン集塵装置18は部屋の外に設置されている。内筒4の下面に設けられた吹出し口14と室内19はダクトでつながっている。サイクロン集塵装置18は室外空気を吸い込んで清浄空気を作り出し、作り出した清浄空気は吹出し口14から室内19へと供給される。外筒5付近に集められた大気塵は外筒5の下部に設けられた排出口9を通じて室外へ排出される。このような設置にすることで清浄空気を室内19へ供給しながら集めた大気塵を室外へ直接排出することができ、メンテナンス作業をなくすことができる。
次にサイクロン集塵装置18の構成を説明する。図1に示したサイクロン集塵装置の構成図を図2に、上面図を図3に示す。本発明のサイクロン集塵装置は図2のとおり上流側から順に送風機1、帯電部2、サイクロン部3で構成される。そして通風方向10に沿って送風機1から空気が帯電部2、サイクロン部3の順に送り込まれ、吹出し口14から吹出される。
ここで帯電部2の構成図を図4に示す。帯電部2は線状の放電電極11とそれを挟むように設けられたアース電極板12とで構成される。放電電極11には高圧電源13によって高電圧が印加され、アース電極板12にはアースが接続されて0Vとなっており、両者の間でコロナ放電が発生する。帯電部2を通過した大気塵はコロナ放電で発生した空気イオンと衝突して帯電する。
帯電部2の寸法や高電圧の極性などはコロナ放電が発生する条件であれば一切の限定はないが、一例として、25mmの間隔で設けられた2枚のアース電極板12の中間に0.1mm径のタングステンワイヤーからなる放電電極11を設け、アース電極板12をアースに接続し、放電電極11に+6kVの電圧を印加することで正のコロナ放電を発生させることができる。
次にサイクロン部3の構成を説明するためにサイクロン部3の分解図を図5に、上流側に帯電部2が接続された状態のサイクロン部3の断面図を図6に示す。外筒5の上部に外筒5の横から空気が入る向きで吸込み口6が設けられている。吸込み口6の上流側には帯電部2が接続されている。また、内筒4および外筒5の表面は導電性を有している。そして内筒4には放電電極11と同じ極性かつ同じ値の高電圧が印加され、外筒5はアースが接続されて0Vとなっている。したがって内筒4から外筒5へ向かう電場が両者の間に形成されている。上蓋7および下蓋8は絶縁性であり、内筒4と外筒5との短絡防止と位置確保の役割を果たしている。
サイクロン部3を構成する内筒4を図7に、内筒4の下部の図を図8に、外筒5を図9に示す。図7および図9に示すとおり内筒4の外壁および外筒5の内壁には旋回流と同じ向きになるようにそれぞれ内筒渦巻き16と外筒渦巻き17とが設けられている。また、内筒4の下部には採取口15が設けられている。採取口15は空気の旋回流の向き(図では上から見て時計回り)に合わせて内筒4の壁を斜めに削るように設けられている。こうすることで旋回流を得ている空気の流れを邪魔しないように内筒4付近の清浄空気を内筒4の内側に取り込むことができるようになっている。
また、図6の断面図のとおり、内筒渦巻き16と外筒渦巻き17は同じ形状を有しており、かつ間隔が一定になるように位置決めされている。こうすることで旋回流が確実に得られ、また、内筒4と外筒5との間で形成される電場を一定のものにしている。
ここで本発明のサイクロン集塵装置18の中の空気の流れと粉塵が空気から分離除去される原理について説明する。送風機1によって帯電部2へ、その次に吸込み口6を入口としてサイクロン部3に送り込まれる。帯電部2を通過した空気に含まれる大気塵はイオンをと衝突して帯電する。
帯電した大気塵を含む空気は内筒4と外筒5の間に設けられた空間を旋回しながら下降する。その際に旋回流によって内筒4から外筒5へ向かう遠心力が得られ、また、帯電した大気塵は内筒4から外筒5へ向かうクーロン力を受ける。この遠心力とクーロン力の両方の作用によって空気中の大気塵は外筒5のほうへと移動し、内筒4付近の空気は大気塵が分離除去されて清浄化されている。内筒4付近の清浄空気は内筒4の下部に設けた採取口15を通じて内筒4の内側に取り込まれ、内筒4の下面に設けられた吹出し口14から吹出され、室内へと供給される。したがって室内は清浄空気で満たされた快適空間となる。
そして外筒5付近に集められた大気塵はそのまま下へ移動し、外筒5の下部に設けられた排出口9を通じて室外へと排出される。したがって分離除去した大気塵をサイクロン集塵装置18から別途取り除く必要はない。
本発明にかかるサイクロン集塵装置は、大気塵をよく分離した清浄空気が得られ、かつメンテナンス作業を最大限に省くことができるため、空気清浄をしながら室外空気を室内に取り入れる換気装置として有用である。
1 送風機
2 帯電部
3 サイクロン部
4 内筒
5 外筒
6 吸込み口
7 上蓋
8 下蓋
9 排出口
10 通風方向
11 放電電極
12 アース電極板
13 高圧電源
14 吹出し口
15 採取口
16 内筒渦巻き
17 外筒渦巻き
18 サイクロン集塵装置
19 室内

Claims (2)

  1. 上流側から順に送風機、帯電部、サイクロン部を備え、帯電部は放電電極とアース電極板からなり、サイクロン部は外筒とその内側に設けた内筒からなり、外筒の上部には横からの吸込み口を備え、また、外筒の内壁と内筒の外壁に旋回流と方向を同じくする渦巻状の凹凸を備え、内筒の下部には大気塵を除去した空気を取り込む採取口を、外筒の下部には分離除去した大気塵の排出口を有し、外筒上部横の吸込み口から吸込まれた空気は外筒と内筒の間に設けられた空間を旋回しながら下降し、吸込み口空気から分離除去された大気塵は外筒下部の排出口から排出され、内筒の内部に取り込まれた清浄空気は内筒下面に設けた吹出し口から吹出されるサイクロン集塵装置。
  2. 空気の旋回する回転方向と向きが同じになるように採取口の向きを上から見て斜めにしたサイクロン集塵装置。
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