JP2015058400A

JP2015058400A - 集塵装置

Info

Publication number: JP2015058400A
Application number: JP2013193829A
Authority: JP
Inventors: 知弘足立; Tomohiro Adachi; 健吾中原; Kengo Nakahara; 稲垣　純; Jun Inagaki; 純稲垣
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2015-03-30

Abstract

【課題】気体中の塵埃を除去するサイクロン式集塵装置に関して、高い集塵効率を維持しつつ、省メンテナンスのサイクロン式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は外円筒２の底面に遮蔽部材６と開口部７とを備え、外円筒２に対して着脱可能なトレイ８を備えている。遮蔽部材６は内円筒５の内径よりも大きな径を有する遮蔽板１０と支柱９からなる。開口部７は扇形の形状であり、遮蔽板１０を外円筒２の底面に投影した面内において複数設けられている。外円筒２の底面に堆積した塵埃は、気流の影響を受けて外円筒２の底面中央付近に移動し、開口部７からトレイ８に移動して堆積する。これにより、トレイ８内に堆積した塵埃の再飛散が抑制されるため、高い集塵効率を維持しつつ、実質的に保持できる塵埃の容量を大きくすることができる。すなわち、高い集塵効率と省メンテナンスを両立したサイクロン式集塵装置を提供することができる。【選択図】図１

Description

本発明は気体中の塵埃を遠心分離によって除去するサイクロン式集塵装置に関する。

サイクロン式集塵装置は塵埃を含む気体を吸引し、内部で旋回流を生じさせて塵埃を遠心分離する。気流は装置内部を旋回しながら下降していき、装置下部で反転して、装置内部の流路を通じて装置外へと流出する。

以下、従来のサイクロン式集塵装置の例を、図３を参照しながら説明する。

集塵装置１０１は、外円筒１０２、その外周の接線方向に接続する吸気口１０３、外円筒１０２の下方に接続する円錐筒１０４、円錐筒１０４の下方に接続する集塵室１０５、外円筒１０２と同軸上にあり、その上面に接続した内円筒１０６、内円筒１０６から集塵装置外部に通じる排気口１０７を備えている。

塵埃を含む気体は吸気口１０３から外円筒１０２に流入し、外円筒１０２から円錐筒１０４へと旋回しながら下降する。その際、気体中の塵埃に遠心力が加わり、塵埃は集塵装置１０１の外周側へ分離され、集塵室１０５に落下する。塵埃が除去された気体は内円筒１０６の下端から吸い上げてられて排気口１０７から排出される。

このような従来のサイクロン式集塵装置を台所用換気装置に適用したものとして、特許文献１がある。

特許文献１のサイクロン式集塵装置はサイクロン筒体の軸方向に長く、装置寸法が大きいという課題があった。これに関して、軸方向寸法を小さくし、小型化したサイクロン式集塵装置がある。（例えば、特許文献２参照）。

以下、そのサイクロン式集塵装置について、図４を参照しながら説明する。

集塵装置１０８は、外円筒１０９、その外周の接線方向に接続する吸気口１１０、外円筒１０９と同軸上にあり、その上面に接続した内円筒１１１、内円筒１１１から集塵装置１０８の外部に通じる排気口１１２を備えている。また、外円筒１０９の底面と内円筒１１１の下端との間に、外円筒１０９の底面から内円筒１１１の方向に向けて突き出た遮蔽部材１１３を備え、遮蔽部材１１３と内円筒１１１の下端との間に、外円筒１０９の内側側壁から外円筒１０９の内部に向けて突き出た捕集部材１１４を備え、外円筒１０９の底面と遮蔽部材１１３との間の外円筒１０９の側壁に、塵埃を排出するための排出口１１５を備えている。

塵埃を含む気体は吸気口１１０から外円筒１０９に流入し、外円筒１０９の内側側壁に沿って旋回しながら装置内部を下降する。その際、気体中の塵埃に遠心力が加わり、塵埃は集塵装置１０１の外周側へ分離される。分離される過程で、塵埃は捕集部材１１４に衝突し、外円筒１０９の内壁と遮蔽部材１１３との間の隙間から、外円筒１０９の底面に落下する。落下した塵埃は、排出口１１５から装置外部へと排出される。塵埃が除去された気体は内円筒１１１の下端から吸い上げられて、排気口１１２から排出される。

特開２００５−１２７５６０号公報特開２０１３−１２８９０２号公報

このような従来のサイクロン式集塵装置では、外円筒１０９の内壁から突き出た捕集部材１１４があるために、外円筒１０９内部を旋回する気流に乱れが生じ、塵埃に十分な遠心力が加わらず、結果として集塵効率が低下するという課題があった。特に、気流に流されやすい軽い塵埃は、旋回流から受ける遠心力が小さいため、捕集部材１１４に押し付けられるほどの力を受けることなく、主に遮蔽部材１１３の上面に堆積していく。堆積量が増加していくと、内円筒１１１の下端から排出される気流の影響を受けた塵埃が再飛散し、集塵効率が低下する。したがって、実質的に保持できる塵埃の容量が小さく、結果としてメンテナンスを頻繁に行う必要があるという課題があった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、高い集塵効率を維持しつつ、省メンテナンスのサイクロン式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、両端に底面を有する外円筒と、前記外円筒の内側側壁に沿わせて気体を取り込む吸気口と、前記外円筒の一方の底面の中央付近に設けられた排気口と、前記排気口に接続する内円筒と、前記外円筒の他方の底面に設けられた遮蔽部材および開口部と、前記開口部と連通し、前記外円筒に対して着脱可能なトレイとを備えた集塵装置であって、前記遮蔽部材は、前記内円筒の内径よりも小さな径を有し、前記外円筒底面の略中央付近に設けられた支柱と、前記支柱の上部に設けられ、前記内円筒の内径よりも大きな径を有する遮蔽板からなり、前記開口部は、前記支柱を中心とする扇形の形状であり、かつ前記遮蔽板を前記外円筒の底面に投影した投影面の面内において、複数設けられたことを特徴としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、両端に底面を有する外円筒と、前記外円筒の内側側壁に沿わせて気体を取り込む吸気口と、前記外円筒の一方の底面の中央付近に設けられた排気口と、前記排気口に接続する内円筒と、前記外円筒の他方の底面に設けられた遮蔽部材および開口部と、前記開口部と連通し、前記外円筒に対して着脱可能なトレイとを備えた集塵装置であって、前記遮蔽部材は、前記内円筒の内径よりも小さな径を有し、前記外円筒底面の略中央付近に設けられた支柱と、前記支柱の上部に設けられ、前記内円筒の内径よりも大きな径を有する遮蔽板からなり、前記開口部は、前記支柱を中心とする扇形の形状であり、かつ前記遮蔽板を前記外円筒の底面に投影した投影面の面内において、複数設けたという構成にしたことにより、外円筒の底面に堆積した塵埃が、気流の影響を受けて外円筒の底面中央付近に移動し、開口部からトレイに移動して堆積する。これにより、トレイ内に堆積した塵埃の再飛散が抑制されるため、高い集塵効率を維持しつつ、実質的に保持できる塵埃の容量を大きくすることができる。すなわち、高い集塵効率と省メンテナンスを両立したサイクロン式集塵装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１の集塵装置の斜視図同集塵装置のＡ−Ａ’断面を示す構成図従来の集塵装置の斜視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に記載の集塵装置は、両端に底面を有する外円筒と、前記外円筒の内側側壁に沿わせて気体を取り込む吸気口と、前記外円筒の一方の底面の中央付近に開口した排気口と、前記排気口に接続する内円筒と、前記外円筒の他方の底面に設けられた遮蔽部材およびこの他方の底面に開口した開口部と、前記開口部と連通し、前記外円筒に対して着脱可能なトレイとを備えた集塵装置であって、前記遮蔽部材は、前記内円筒の内径よりも小さな径を有し、前記外円筒底面の略中央付近に立設した支柱と、前記支柱の上部に設けられ、前記内円筒の内径よりも大きな径を有する遮蔽板からなり、前記開口部は、前記支柱を中心とする扇形の形状であり、かつ前記遮蔽板を前記外円筒の底面に投影した投影面内において、複数設けられたことを特徴とするものである。

これにより、塵埃は、旋回流による遠心力を受けて外円筒の内側側壁に沿って移動し、外円筒の底面付近に堆積するが、内円筒から排気口を通じて排出される気流の影響を受け、遮蔽板の下部中央付近に向かって移動することとなる。このとき、遮蔽板の投影面内に支柱を中心とする扇形の形状の開口部を設けているので、塵埃を効率よくトレイに移動させることができ、高い集塵効率を維持しつつ、実質的に保持できる塵埃の容量を大きくすることができる。

また、本発明の請求項２に記載の集塵装置は、開口部において、気体の流れの上流側の辺に、トレイ内に向けて傾斜した誘導板を設けたことを特徴とするものである。

これにより、誘導板は、トレイ内に向けて傾斜しているので、遮蔽板の投影面内を流れる旋回流は外円筒の底面を滑らかに流れることとなり、この底面に堆積した塵埃はトレイ内に速やかに回収されることとなるので、再飛散が抑制されるため、高い集塵効率を維持することができる。

本発明の請求項３に記載の集塵装置は、誘導板の傾斜角が、開口部の開口面から３０〜６０度であることを特徴とするものである。

これにより、傾斜角を３０〜６０度に傾斜させた誘導板によって、塵埃を効率よくトレイに移動させることができ、塵埃の再飛散を抑制するとともに、高い集塵効率を維持することができる。

なお、誘導板の傾斜角が３０度未満だと、開口部の有効面積が小さくなり、塵埃がトレイに移動しにくくなるおそれがある。傾斜角が６０度より大きいと、開口部と誘導板との間で、トレイ内に流入する気流に対向する渦流が生成しやすくなり、塵埃がトレイに移動するのを妨げるおそれがある。

以下、本発明の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は本発明の実施の形態１の集塵装置の斜視図であり、図２はその断面を示す構成図である。

実施の形態１の集塵装置の構成を説明する。

集塵装置１は、両端に底面を有する外円筒２と、外円筒２の内側側壁に沿わせて気体を取り込む吸気口３と、外円筒２の一方の底面の中央付近に開口して設けられた排気口４と、排気口４に接続する内円筒５と、外円筒２の他方の底面に設けた遮蔽部材６および他方の底面に開口した開口部７と、開口部７と連通し、外円筒２に対して着脱可能なトレイ８とを備えたサイクロン式集塵装置である。

遮蔽部材６は、内円筒５の内径よりも小さな径を有し、内円筒５が接続しない外円筒２の底面の略中央付近に立設した支柱９と、支柱９の上部に設けられ、内円筒５の内径よりも大きな径を有する遮蔽板１０からなる。

開口部７は、支柱９を中心とする扇形の形状であり、かつ遮蔽板１０を外円筒２の底面に投影した投影面の面内において、複数設けられている。本実施の形態では４つとした。

また開口部７において、気体の流れの上流側の辺に、トレイ８内に向けて傾斜した誘導板１１を備えている。誘導板１１の傾斜角は、開口部７の開口面から３０〜６０度に設定されている。本実施の形態では４５度とした。

集塵装置１を構成する各部材の材質は、用途に合わせて選定することができる。主に硬い塵埃（例えば砂塵等）を捕集する場合、耐摩耗性を考慮して金属やセラミックス等を選定するのが好ましい。主に軟らかい塵埃（例えば繊維くず等）を捕集する場合、装置の軽量化を考慮して樹脂等を選定するのが好ましい。

上記構成において、送風手段（図示せず）によって集塵装置１へ気体が導入されると、外円筒２の内側側壁に沿って旋回した気流が生じる。この気流は装置内部を旋回しながら下降していき、装置下部で反転して、内円筒５を通じて排気口４から装置外部へ排出される。気体とともに流入した塵埃には、旋回流による遠心力が加わるので、塵埃は外円筒２の内側側壁を旋回しながら装置下部へ移動し、外円筒２の底面付近に堆積する。堆積した塵埃は、内円筒５から排気口４を通じて装置外部へ排出される気流の影響を受け、装置下部の中央付近、すなわち遮蔽板１０の下部中央付近に向かって移動する。

このとき、遮蔽板１０の径が内円筒５の内径よりも大きいため、遮蔽板１０の下部に移動した塵埃は、内円筒に向かう上昇気流の影響を受けにくくなり、再飛散を抑制できる。

遮蔽板１０の下部に移動した塵埃は、旋回気流の流れを受けて、外円筒２の底面に複数設けられた開口部７からトレイ８内に移動して堆積する。

このとき、開口部７は、外円筒２の底面の略中央付近に設けられた支柱９を中心とする扇形の形状であり、かつ遮蔽板１０を外円筒２の底面に投影した投影面内にあるため、外円筒２の内部で外周側から内周側に向かって旋回する気流の影響を受けて移動した塵埃を、効率よくトレイ８内に移動させることができる。

また開口部７を複数設けたことによって、トレイ８内に流入および流出する気流を生み出し、塵埃がトレイ８内に移動しやすくなる。トレイ８に堆積した塵埃は、外円筒２内の気流の影響を受けにくいため、再飛散しにくい。トレイ８は着脱可能なため、取り外してトレイ８内の塵埃を簡単に廃棄することができる。

以上のように、集塵装置１で捕集された塵埃はトレイ８内に堆積し、再飛散が抑制されるため、高い集塵効率を維持することができる。また、継続して運転しても集塵効率が低下しないため、実質的に保持できる塵埃の容量を大きくすることができ、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。すなわち、高い集塵効率と省メンテナンスを両立したサイクロン式集塵装置を提供することができる。

また、気体の流れの上流側から、トレイ８内に向けて傾斜した誘導板１１を設けることで、遮蔽板１０の投影面内を流れる旋回流は外円筒２の底面を滑らかに流れることとなり、開口部７からトレイ８の気流を流入させることなり、塵埃をトレイ８内に移動させやすくすることができる。また、誘導板１１はトレイ８内から流出する気流を妨げるため、トレイ８内に堆積した塵埃が、気流に流されて再飛散するのを抑制できる。

これにより、塵埃がトレイ８内に堆積しやすくなり、かつ再飛散が抑制されるため、高い集塵効率を維持することができる。

また、誘導板１１の傾斜角を、開口部７の開口面から３０〜６０度の範囲内である４５度とした。誘導板１１の傾斜角が３０度未満だと、開口部７の有効面積が小さくなり、塵埃がトレイ８に移動しにくくなるおそれがある。傾斜角が６０度より大きいと、開口部７と誘導板１１との間で、トレイ８内に流入する気流に対向する渦流が生成しやすくなり、塵埃がトレイ８に移動するのを妨げるおそれがある。傾斜角を３０〜６０度とすることによって、塵埃を効率よくトレイ８に移動させることができ、塵埃の再飛散を抑制できる。

なお本実施の形態では、支柱９の径を、内円筒５の内径よりも小さくした。支柱９の径が大きくなると、遮蔽板１０を外円筒２の底面に投影した面の面積が小さくなり、開口部７を十分な大きさで確保することが困難となる。開口部７の大きさが十分でないと、塵埃がトレイ８に移動する効果が得られず、結果として塵埃が再飛散して集塵効率が低下するおそれがある。支柱９の径を内円筒５の内径よりも小さくすることにより、開口部７の大きさを確保し、塵埃をトレイ８に効率よく移動させることができる。

なお本実施の形態では、外円筒２に対してトレイ８を着脱可能に設けた。着脱可能な構造としては、外円筒２に設けた突起（あるいは溝）と、トレイ８に設けた溝（あるいは突起）とを嵌合させる構造、外円筒２の外側側壁とトレイ８の外側側壁とをファスナーで接続し、取り外し可能な形で固定する構造等を適用することができる。上記例に挙げた構造に限らず、着脱可能な構造であれば、どのような構造でも構わない。

なお本実施の形態では、遮蔽部材６を備えた外円筒２の底面と、排気口４と接続していない内円筒５の端面との距離ｈ１と、外円筒２の底面と、遮蔽部材６に備えた遮蔽板１０の端面との間の距離ｈ２との関係が、０＜ｈ２／ｈ１≦０．５の範囲内である０．３３とした。ｈ２／ｈ１が０．５より大きくなると、外円筒２の底面と遮蔽板１０との距離が大きくなるため、遮蔽板１０の下部で気流の乱れが生じやすくなり、遮蔽板１０の下部に移動した塵埃が、気流の乱れの影響を受けて再飛散しやすくなる。ｈ２／ｈ１を０．５以下とすることにより、遮蔽板１０の下部における気流の乱れを小さくし、塵埃の再飛散を抑制できる。

なお本実施の形態では、遮蔽板１０を平らな円盤状としたが、内円筒５の中心軸に向かって傾斜した円錐状としてもよい。これにより、塵埃が分離されて清浄となり、内円筒５を通じて排気口４から装置外部へ排出される気体の流れを整流する効果が得られ、装置の圧力損失を低減する効果が期待できる。

本発明にかかる集塵装置は、気体中の塵埃を分離、捕集して浄化するため、ボイラー等の排気の浄化や、建物の換気や空調のために屋外から屋内に取り入れる空気の浄化等に有用である。また、室内の空気を循環しながら使用するエアコンや空気清浄機等にも適用することができる。

１集塵装置
２外円筒
３吸気口
４排気口
５内円筒
６遮蔽部材
７開口部
８トレイ
９支柱
１０遮蔽板
１１誘導板
１０１集塵装置
１０２外円筒
１０３吸気口
１０４円錐筒
１０５集塵室
１０６内円筒
１０７排気口
１０８集塵装置
１０９外円筒
１１０吸気口
１１１内円筒
１１２排気口
１１３遮蔽部材
１１４捕集部材
１１５排出口

Claims

両端に底面を有する外円筒と、前記外円筒の内側側壁に沿わせて気体を取り込む吸気口と、前記外円筒の一方の底面の中央付近に開口した排気口と、前記排気口に接続する内円筒と、前記外円筒の他方の底面に設けられた遮蔽部材およびこの他方の底面に開口した開口部と、前記開口部と連通し、前記外円筒に対して着脱可能なトレイとを備えた集塵装置であって、前記遮蔽部材は、前記内円筒の内径よりも小さな径を有し、前記外円筒底面の略中央付近に立設した支柱と、前記支柱の上部に設けられ、前記内円筒の内径よりも大きな径を有する遮蔽板からなり、前記開口部は、前記支柱を中心とする扇形の形状であり、かつ前記遮蔽板を前記外円筒の底面に投影した投影面内において、複数設けられたことを特徴とする集塵装置。
開口部において、気体の流れの上流側の辺に、トレイ内に向けて傾斜した誘導板を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の集塵装置。
誘導板の傾斜角が、開口部の開口面から３０〜６０度であることを特徴とする、請求項２に記載の集塵装置。