JP4270233B2 - 集塵装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態1について説明する。本実施形態の空気清浄機(10)は、本発明に係る集塵装置を構成している。
図1に示すように、本実施形態1の空気清浄機(10)は、箱形のケーシング(20)を備えている。このケーシング(20)では、その前面に吸込口(21)が、その上面の背面寄りに吹出口(22)がそれぞれ形成されている。ケーシング(20)の内部には、吸込口(21)から吹出口(22)に至る空気通路(23)が形成されている。この空気通路(23)は、被処理気体としての被処理空気を流通させるための気体通路を構成している。
プレフィルタユニット(30)と捕集ユニット(50)とは、プレフィルタ(31)を備えるか集塵フィルタ(51)を備えるかの点で相違するが、それ以外の点では同様に構成されている。
図4に示すように、凝集ユニット(70)は、粒子帯電部(71)と粒子捕捉部(74)とを備えており、凝集部を構成している。
空気清浄機(10)の運転動作について説明する。
本実施形態の空気清浄機(10)では、凝集ユニット(70)で複数の浮遊粒子(100)を凝集させることによって凝集粒子(101)を形成し、凝集ユニット(70)で形成された凝集粒子(101)を捕集ユニット(50)の集塵フィルタ(51)で捕集している。本実施形態の空気清浄機(10)において、例えば粒径1μm以下の微細な浮遊粒子(100)は、複数の浮遊粒子(100)からなる比較的粒径の大きな凝集粒子(101)の一部となって集塵フィルタ(51)に捕集される。つまり、この空気清浄機(10)では、例えばHEPA等の高性能フィルターに比べて目の粗い集塵フィルタ(51)を用いて、被処理空気から粒径1μm以下の微細な浮遊粒子(100)を除去することができる。従って、本実施形態によれば、被処理空気から微細な浮遊粒子(100)を除去可能で、しかも被処理空気の圧力損失が低い空気清浄機(10)を実現できる。その結果、ファン(25)での消費電力を削減できると共に、送風音等の騒音を低減することができる。
本実施形態の凝集ユニット(70)では、図6に示すように、集塵電極(75)の表面に微細な突起(78)を多数形成してもよい。この突起(78)は、集塵電極(75)の長手方向(図6の紙面に対して垂直方向)へ延びる細長い畝状ものであってもよいし、柱状あるいは直方体状のものであってもよい。
本実施形態の凝集ユニット(70)では、集塵電極(75)と対向電極(76)の間隔を被処理空気の下流側へ向かって次第に狭め、被処理空気の下流側ほど空気流路(77)の断面積が小さくなるようにしてもよい。
本発明の実施形態2について説明する。本実施形態の空気清浄機(10)は、上記実施形態1に遮蔽機構である遮蔽ユニット(80)を追加したものである。ここでは、本実施形態の空気清浄機(10)について、上記実施形態1と異なる点を説明する。
本実施形態の空気清浄機(10)は、凝集動作と飛散動作とを交互に行う。この空気清浄機(10)は、通常は凝集動作を行い、例えば凝集動作の継続時間が所定値に達する毎に飛散動作を一時的に行う。
本実施形態の空気清浄機(10)では、凝集ユニット(70)の粒子捕捉部(74)へ流入する被処理空気の流れを遮蔽用シート(81)によって部分的に遮ることで、集塵電極(75)の表面付近における被処理空気の流速を高めている。このため、凝集ユニット(70)を通過する被処理空気の流量は変化させずに集塵電極(75)の近傍における被処理空気の流速を高めることができ、それによって集塵電極(75)からの凝集粒子(101)の再飛散を促進させることができる。従って、本実施形態によれば、被処理空気の流量増大に起因して生じる騒音等の問題を回避した上で、凝集ユニット(70)の集塵電極(75)に滞留する凝集粒子(101)の量を削減することによって空気清浄機(10)の性能を高く保つことができる。
本実施形態の空気清浄機(10)では、粒子捕捉部(74)の集塵電極(75)及び対向電極(76)を可動とすることによって、粒子捕捉部(74)の空気通路(23)における被処理空気の流速を変化させるようにしてもよい。
本実施形態の空気清浄機(10)では、被処理空気の流量を変更することによって凝集動作と飛散動作を切り換えるようにしてもよい。具体的に、本変形例の飛散動作では、空気通路(23)における被処理空気の流量が凝集動作中に比べて増大する。被処理空気の流量調節は、ファン(25)の回転速度を調節することによって行われる。被処理空気の流量が増えると、それに伴って粒子凝集部の空気流路(77)における被処理空気の流速も上昇する。このため、集塵電極(75)状の凝集粒子(101)が被処理空気から受ける力が増大し、凝集粒子(101)が集塵電極(75)から引き剥がされやすくなる。
本実施形態の空気清浄機(10)では、凝集ユニット(70)を振動させる動作を飛散動作として行ってもよい。
本実施形態の空気清浄機(10)では、凝集ユニット(70)における集塵電極(75)及び対向電極(76)と電源(79)との接続状態を切り換える動作を、飛散動作として行ってもよい。
本実施形態の空気清浄機(10)では、凝集ユニット(70)の集塵電極(75)と対向電極(76)との間でスパークを発生させる動作を、飛散動作として行ってもよい。集塵電極(75)と対向電極(76)との間で強制的にスパークを発生させると、電気的あるいは物理的な衝撃力が集塵電極(75)上の凝集粒子(101)に作用する。凝集粒子(101)は、衝撃力を受けて集塵電極(75)から引き剥がされ、被処理空気中へと飛散してゆく。
本発明の実施形態3について説明する。本実施形態の空気清浄機(10)は、上記実施形態1において、プレフィルタユニット(30)と捕集ユニット(50)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の空気清浄機(10)について、上記実施形態1と異なる点を説明する。
本発明の実施形態4について説明する。本実施形態の空気清浄機(10)は、上記実施形態1において、プレフィルタユニット(30)と捕集ユニット(50)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の空気清浄機(10)について、上記実施形態1と異なる点を説明する。
本発明の実施形態5について説明する。本実施形態の空気清浄機(10)は、上記実施形態1において、プレフィルタユニット(30)と捕集ユニット(50)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の空気清浄機(10)について、上記実施形態1と異なる点を説明する。
本実施形態の第1浄化ユニット(40)及び第2浄化ユニット(60)では、掃除機の吸引力を利用して動力発生機構(35,55)が発生させた駆動力によってフィルタ(31,51)を移動させている。このため、集塵フィルタ(51)を移動させるためのモータ等の動力源が不要となり、空気清浄機(10)の構成を簡素化できると共に、空気清浄機(10)の消費電力を削減できる。
本実施形態の空気清浄機(10)では、図15に示すように、第1浄化ユニット(40)と第2浄化ユニット(60)のそれぞれに搬送部材(37,57)を追加してもよい。この搬送部材(37,57)は、螺旋状の突条を有する細長い丸棒状に形成されており、掻き取りブラシ(41,61)に沿って配置されている。また、搬送部材(37,57)は、動力発生機構(35,55)で得られた動力によって回転駆動される。搬送部材(37,57)が回転すると、掻き取りブラシ(41,61)によってフィルタ(31,51)から掻き落とされた塵埃や凝集粒子(101)が、搬送部材(37,57)によってノズル接続部(43,63)の近傍へ搬送される。ノズル接続部(43,63)の近傍へ運ばれた塵埃や凝集粒子(101)は、ノズル接続部(43,63)へ挿入された掃除機の吸引ノズル(68)へと吸い出される。
−第1変形例−
上記各実施形態の凝集ユニット(70)では、粒子捕捉部(74)の集塵電極(75)と対向電極(76)とを共に平板状に形成しているが、これら集塵電極(75)及び対向電極(76)の形状は、平板状に限定されるものではない。例えば、図16に示すように、集塵電極(75)を格子状に形成し、その集塵電極(75)に形成された各区画に棒状の対向電極(76)を1本ずつ配置してもよい。この場合、対向電極(76)が挿入された集塵電極(75)の各区画が空気流路(77)を構成する。この空気流路(77)を流れる被処理空気中の浮遊粒子(100)は、空気流路(77)の周囲を囲む集塵電極(75)の表面に付着する。
上記各実施形態の浄化ユニット(40,60)には、フィルタ(31,51)から塵埃や凝集粒子(101)を掻き落とすための部材として掻き取りブラシ(41,61)が設けられているが、フィルタ(31,51)から凝集粒子(101)などを除去するための部材は掻き取りブラシ(41,61)に限定されるものではない。
上記各実施形態の浄化ユニット(40,60)では、掻き取りブラシ(41,61)を省略し、ノズル接続部(43,63)に接続された掃除機の吸引力だけを利用して、フィルタ(31,51)から塵埃や凝集粒子(101)を除去するようにしてもよい。
上記各実施形態の浄化ユニット(40,60)では、図20に示すように、収容ケース(42,62)が着脱自在になっていてもよい。本変形例の収容ケース(42,62)は、保持容器を構成している。本変形例では、収容ケース(42,62)を着脱自在とするのに伴って、収容ケース(42,62)からノズル接続部(43,63)を省略している。本変形例においても、フィルタ(31,51)から掻き落とされた塵埃や凝集粒子(101)は、収容ケース(42,62)内に溜まる。空気清浄機(10)のユーザーは、例えば1週間毎あるいは1ヶ月毎に収容ケース(42,62)を取り外し、収容ケース(42,62)内に溜まった塵埃や凝集粒子(101)を廃棄する。
上記各実施形態のプレフィルタユニット(30)及び捕集ユニット(50)では、図21に示すように、フィルタ(31,51)を上下に往復動させるようにしてもよい。この場合、駆動機構(36,56)は、フィルタ(31,51)を直線的に往復動させるように構成される。図示しないが、本変形例の駆動機構(36,56)は、フィルタ(31,51)の側端部に設けられたラックと、このラックと係合するピニオンが駆動軸に取り付けられたモータとで構成され、ピニオンを回転させることでフィルタ(31,51)を直線的に移動させる。
これら浄化ユニット(40,60)では、掻き取りブラシ(41,61)がフィルタ(31,51)の前面と向かい合うように設置される。
上記各実施形態の捕集ユニット(50)では、集塵フィルタ(51)を用いて凝集粒子(101)を捕集するようにしているが、この捕集ユニット(50)は集塵フィルタ(51)を用いるものに限定されない。
上記の各実施形態は、何れも本発明に係る集塵装置によって空気清浄機(10)を構成したものであったが、本発明に係る集塵装置を空気調和装置に組み込んでもよい。
上記各実施形態では、本発明に係る集塵装置によって空気清浄機(10)を構成し、空気から浮遊粒子(100)を除去するようにしていたが、この集塵装置の処理対象は空気に限定されない。例えば、ボイラ等の燃焼排ガスを処理対象とし、燃焼ガス中に含まれる微細な粉塵等を集塵装置によって捕集するようにしてもよい。
50 捕集ユニット(捕集部)
70 凝集ユニット(凝集部)
71 粒子帯電部
74 粒子捕捉部
75 集塵電極(第1電極)
76 対向電極(第2電極)
77 空気流路(気体流路)
78 突起
80 遮蔽ユニット(遮蔽機構)
90 加振ユニット(加振機構)
100 浮遊粒子
101 凝集粒子
Claims (10)
- 被処理気体が流れる気体通路(23)に配置され、該被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成すると共に形成した凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させる凝集部(70)と、
上記気体通路(23)における上記凝集部(70)の下流に配置され、該凝集部(70)を通過した被処理気体中の凝集粒子(101)を捕集する捕集部(50)とを備える一方、
上記凝集部(70)は、被処理気体中の浮遊粒子(100)を帯電させる粒子帯電部(71)と、該粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を電気的な引力で捕捉して凝集させる粒子捕捉部(74)とを備えており、
上記粒子捕捉部(74)は、第1電極(75)と第2電極(76)とを備え、上記第1電極(75)と上記第2電極(76)の間に電界を形成することによって、上記粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を上記第1電極(75)に付着させて凝集させるように構成されており、
上記第1電極(75)における被処理空気との接触面には、凝集粒子(101)の剥離を促進するための表面処理が施されている
ことを特徴とする集塵装置。 - 被処理気体が流れる気体通路(23)に配置され、該被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成すると共に形成した凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させる凝集部(70)と、
上記気体通路(23)における上記凝集部(70)の下流に配置され、該凝集部(70)を通過した被処理気体中の凝集粒子(101)を捕集する捕集部(50)とを備える一方、
上記凝集部(70)は、被処理気体中の浮遊粒子(100)を帯電させる粒子帯電部(71)と、該粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を電気的な引力で捕捉して凝集させる粒子捕捉部(74)とを備えており、
上記粒子捕捉部(74)は、第1電極(75)と第2電極(76)とを備え、上記第1電極(75)と上記第2電極(76)の間に電界を形成することによって、上記粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を上記第1電極(75)に付着させて凝集させるように構成されており、
上記第1電極(75)における被処理空気との接触面には、多数の突起(78)が形成されている
ことを特徴とする集塵装置。 - 被処理気体が流れる気体通路(23)に配置され、該被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成すると共に形成した凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させる凝集部(70)と、
上記気体通路(23)における上記凝集部(70)の下流に配置され、該凝集部(70)を通過した被処理気体中の凝集粒子(101)を捕集する捕集部(50)とを備える一方、
上記凝集部(70)は、被処理気体中の浮遊粒子(100)を帯電させる粒子帯電部(71)と、該粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を電気的な引力で捕捉して凝集させる粒子捕捉部(74)とを備えており、
上記粒子捕捉部(74)は、第1電極(75)と第2電極(76)とを備え、上記第1電極(75)と上記第2電極(76)の間に電界を形成することによって、上記粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を上記第1電極(75)に付着させて凝集させるように構成されており、
上記粒子捕捉部(74)では、被処理気体が通過する複数の気体流路(77)が上記第1電極(75)と上記第2電極(76)によって形成され、上記各気体流路(77)の断面積が被処理気体の流れの下流側へ向かって次第に狭まっている
ことを特徴とする集塵装置。 - 請求項1,2又は3において、
上記凝集部(70)で被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成するための凝集動作と、上記凝集動作中に上記凝集部(70)で形成された凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させるための飛散動作とを行う
ことを特徴とする集塵装置。 - 被処理気体が流れる気体通路(23)に配置され、該被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成すると共に形成した凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させる凝集部(70)と、
上記気体通路(23)における上記凝集部(70)の下流に配置され、該凝集部(70)を通過した被処理気体中の凝集粒子(101)を捕集する捕集部(50)とを備えており、
上記凝集部(70)で被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成するための凝集動作と、上記凝集動作中に上記凝集部(70)で形成された凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させるための飛散動作とを行い、
上記凝集部(70)へ供給される被処理気体の流量を上記凝集動作中に比べて増大させることにより、上記凝集部(70)における被処理気体の流速を上記凝集動作中に比べて増大させる動作を、上記飛散動作として行う
ことを特徴とする集塵装置。 - 被処理気体が流れる気体通路(23)に配置され、該被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成すると共に形成した凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させる凝集部(70)と、
上記気体通路(23)における上記凝集部(70)の下流に配置され、該凝集部(70)を通過した被処理気体中の凝集粒子(101)を捕集する捕集部(50)とを備える一方、
上記凝集部(70)は、被処理気体中の浮遊粒子(100)を帯電させる粒子帯電部(71)と、該粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を電気的な引力で捕捉して凝集させる粒子捕捉部(74)とを備えており、
上記粒子捕捉部(74)は、第1電極(75)と第2電極(76)とを備え、上記第1電極(75)と上記第2電極(76)の間に電界を形成することによって、上記粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を上記第1電極(75)に付着させて凝集させるように構成されており、
上記凝集部(70)で被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成するための凝集動作と、上記凝集動作中に上記凝集部(70)で形成された凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させるための飛散動作とを行い、
上記粒子捕捉部(74)において第1電極(75)と第2電極(76)の間に形成される気体流路(77)の断面積を上記凝集動作中に比べて縮小させることにより、上記凝集部(70)における被処理気体の流速を上記凝集動作中に比べて増大させる動作を、上記飛散動作として行う
ことを特徴とする集塵装置。 - 被処理気体が流れる気体通路(23)に配置され、該被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成すると共に形成した凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させる凝集部(70)と、
上記気体通路(23)における上記凝集部(70)の下流に配置され、該凝集部(70)を通過した被処理気体中の凝集粒子(101)を捕集する捕集部(50)とを備えており、
上記凝集部(70)で被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成するための凝集動作と、上記凝集動作中に上記凝集部(70)で形成された凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させるための飛散動作とを行い、
上記粒子捕捉部(74)は、第1電極(75)と第2電極(76)とを備え、上記第1電極(75)と上記第2電極(76)の間に電界を形成することによって、上記粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を上記第1電極(75)に付着させて凝集させるように構成されており、
上記第1電極(75)の近傍における被処理気体の流速を上記凝集動作中に比べて増大させる動作を、上記飛散動作として行う一方、
被処理気体が上記第1電極(75)の近傍を集中的に流れるように被処理気体の流れを部分的に遮断するための遮蔽機構(80)を備え、
上記飛散動作中には、上記遮蔽機構(80)が被処理気体の流れを部分的に遮断することによって上記第1電極(75)の近傍における被処理気体の流速を増大させる
ことを特徴とする集塵装置。 - 被処理気体が流れる気体通路(23)に配置され、該被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成すると共に形成した凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させる凝集部(70)と、
上記気体通路(23)における上記凝集部(70)の下流に配置され、該凝集部(70)を通過した被処理気体中の凝集粒子(101)を捕集する捕集部(50)とを備えており、
上記凝集部(70)で被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成するための凝集動作と、上記凝集動作中に上記凝集部(70)で形成された凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させるための飛散動作とを行う一方、
上記凝集部(70)を振動させるための加振機構(90)を備え、
上記加振機構(90)によって上記凝集部(70)を振動させて該凝集部(70)から凝集粒子(101)を飛散させる動作を、上記飛散動作として行い、
上記加振機構(90)は、加振用モータ(91)と、該加振用モータ(91)の出力軸に対して偏心した状態で取り付けられる加振用部材(92)とを備え、該加振用モータ(91)に駆動される該加振用部材(92)を上記凝集部(70)と接触させることによって該凝集部(70)を振動させる
ことを特徴とする集塵装置。 - 被処理気体が流れる気体通路(23)に配置され、該被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成すると共に形成した凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させる凝集部(70)と、
上記気体通路(23)における上記凝集部(70)の下流に配置され、該凝集部(70)を通過した被処理気体中の凝集粒子(101)を捕集する捕集部(50)とを備え、
上記粒子捕捉部(74)は、第1電極(75)と第2電極(76)とを備え、上記第1電極(75)と上記第2電極(76)の間に電界を形成することによって、上記粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を上記第1電極(75)に付着させて凝集させるように構成されており、
上記凝集部(70)で被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成するための凝集動作と、上記凝集動作中に上記凝集部(70)で形成された凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させるための飛散動作とを行い、
上記第1電極(75)の極性と上記第2電極(76)の極性とを一時的に反転させる動作を、上記飛散動作として行う
ことを特徴とする集塵装置。 - 被処理気体が流れる気体通路(23)に配置され、該被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成すると共に形成した凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させる凝集部(70)と、
上記気体通路(23)における上記凝集部(70)の下流に配置され、該凝集部(70)を通過した被処理気体中の凝集粒子(101)を捕集する捕集部(50)とを備え、
上記粒子捕捉部(74)は、第1電極(75)と第2電極(76)とを備え、上記第1電極(75)と上記第2電極(76)の間に電界を形成することによって、上記粒子帯電部(71)で帯電させた浮遊粒子(100)を上記第1電極(75)に付着させて凝集させるように構成されており、
上記凝集部(70)で被処理気体中の浮遊粒子(100)を凝集させて凝集粒子(101)を形成するための凝集動作と、上記凝集動作中に上記凝集部(70)で形成された凝集粒子(101)を被処理気体中に飛散させるための飛散動作とを行い、
上記第1電極(75)と上記第2電極(76)の間でスパークを発生させる動作を、上記飛散動作として行う
ことを特徴とする集塵装置。
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