JP5138969B2 - 静電界を利用した浮遊物捕捉装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電界を利用して、塵、埃、ミスト等の浮遊物を捕捉する浮遊物捕捉装置に関する。

静電界を利用して、塵、埃、ミスト等の浮遊物を捕捉する装置が開発されている。

静電界を利用して、塵、埃、ミスト等の浮遊物を捕捉する装置としては、通常帯電した状態にある塵、埃、ミスト等をコレクタ部（捕塵子）に高電圧を印加することで捕捉するもの（例えば、本出願人が出願した先願の特願２００６−１９２２７３）や、イオン発生装置を浮遊物捕捉装置の近くに配置して、浮遊する塵、埃、ミスト等を強制的に帯電させて、電圧をかけた浮遊物捕捉装置のコレクタ部への捕捉効率を上げたものなどが開発されている。

静電界を利用して、塵、埃、ミスト等の浮遊物を捕捉する装置では、フィルターを使用して捕捉する装置と異なり、フィルター部に強制的に風を送るファン機構をなくすことができ、無風で周囲の埃を巻き上げることもなく、クリーン環境に与える影響を最小限に抑えることができるといったメリットがある。

しかし、塵、埃、ミスト等の浮遊物を捕捉したコレクタ（捕塵子）を定期的にメンテナンスする必要があるがフィルタータイプよりもその手間がかかるとといった問題がある。

また、コレクタ部を面状の剛体で形成すると、コレクタ部の価格が高価になってしまい、特に浮遊物の捕捉能力を上げるために、コレクタ部を大きくすれば大きくするほど、このコレクタ部の価格が高くなってしまう問題がある。

また、コレクタ部を柔軟な性質をもった電気配線のような導電体で形成すれば、コレクタ部の材料費を抑えることができるが、コレクタ部を形成するために何箇所もハンダ付けした場合、この部分からの漏電事故が発生し危険であり、あるいは配線の張力を均一に調整するのが困難であり、コレクタ部の組立ての工数に費用がかかってしまうという問題がある。

また、コレクタ部には本体で発生させた高電圧を印加して浮遊物を捕捉するが、コレクタ部が断線した場合や、コレクタ部が未装着な場合、コレクタ部と本体間で電気的な接触不良があってもこれを検出できないという問題があり、加えて、高電圧が印加されている箇所で、アースへの短絡や漏電が発生しても、これを検出できないといった問題もある。

また、より広範囲で塵、埃、ミスト等の浮遊物の捕捉をするために、この静電界を利用した浮遊物捕捉装置を併設して使用するためには、各捕捉装置用にそれぞれ電源用のコンセントを準備する必要があり、また、そのためにそれぞれの各捕捉装置用にＡＣアダプタを準備すれば、その数の分だけＡＣアダプタの費用がかかることになってしまう。

また、複数台の浮遊物捕捉装置を併設すると、非常に広範囲で、各装置を使用することになるが、そのどれかの装置で異常が発生していないか確認するためには、複数台の浮遊物捕捉装置すべての装置の確認をしなければならず、その確認には手間がかかり、また任意の装置の異常を見落としてしまう恐れもある。

したがって、本発明の目的は、従来技術や先願技術が有する前述の諸課題を解決した浮遊物捕捉装置を提供することにある。

このような課題を克服するため、本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置では、高電圧が印加されるコレクタ部のみをカセット状にユニット化し、電源部、昇圧ユニット等を有する本体との間に、ワンタッチで脱着可能な機械的な固定機構と、ワンタッチで脱着可能な高電圧用電気的コネクタを有することによって、コレクタカセットを本体から容易に脱着可能なことを特徴とする。

また、コレクタユニットのコレクタは、剛体の金属平板でなく、＋あるいは−の電圧が印加される１本の電気配線で形成されており、この電気配線の両端部はコレクタユニットの筐体部に固定されているが、途中の折り返し部分においては、向かい合った２つのコレクタ筐体部に対して回転自在に固定された滑車にコレクタ電線を引っ掛けるようにして形成されており、このような構造にすることで、向かい合った２つのコレクタ筐体間の距離を調整するだけで、コレクタ配線全体の張力を調整することが可能なことを特徴とする。

また、本体の高電圧発生ユニットから送電する高電圧を、1本のコレクタ電線によって形成されたコレクタユニットのコレクタ電線の一方の端部に印加し、コレクタ電線のもう一方の端部からの高電圧を本体で受電し、その受電した電圧をあらかじめ設定した値と比較する機能を備えることによって、コレクタの断線、アース短絡、漏電、コレクタ未接続（未装着）、本体−コレクタ間の電気的な接触不良等の異常を判断し、制御することが可能なことを特徴とする。

また、より広範囲で塵、埃、ミスト等の浮遊物の捕捉をするために、この静電界を利用した浮遊物捕捉装置を複数台併設して使用する際に、最初に１つの浮遊物捕捉装置にのみ電源を接続し、隣の浮遊物捕捉装置には最初の浮遊物捕捉装置から電源配線のみを接続して、またその隣の浮遊物捕捉装置にも電源配線のみを接続するということを繰り返し、各捕捉装置の電源ユニットに対して、それぞれ並列回路で電力を供給できるようにすることによって、複数台の浮遊物捕捉装置を１つの電源接続で動作させることが可能なことを特徴とする。

また、浮遊物捕捉装置を複数台併設して使用する際に、各装置間を接続する電源配線に加えて信号線も同時に配線し、また、各装置には装置の状態に関する入出力制御部を備え、複数台の浮遊物捕捉装置の状態信号を親機で集中監視できることを特徴とする。

このように、本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置を使用すれば、定期的に必要なコレクタ部（捕塵子）のメンテナンスを行う際に、コレクタユニットを、電源部、昇圧ユニットを有する本体から容易に脱着することが可能なため、コレクタユニットだけを容易にメンテナンスすることが可能となる。

また、コレクタユニットの集塵部が１本の電気配線で形成されているため、非常に安価であり、ハンダ付け接続を行う回数も最小限に抑えることができ、また、この電気配線は、両端部がコレクタユニットの筐体部に固定されているが、途中の折り返し部分においては、向かい合った２つのコレクタ筐体部に対して回転自在に固定された滑車にコレクタ配線を引っ掛けるようにして形成されており、このような構造にすることで、向かい合った２つのコレクタ筐体間の距離を調整するだけで、コレクタ配線の張力を容易に調整することが可能となり、これらの複合的な効果によって、コレクタ部の組立ておよび調整工数を大幅に削減することが可能となる。

また、本体の高電圧発生ユニットから送電する高電圧を、1本のコレクタ電線によって形成されたコレクタユニットのコレクタ電線の一方の端部に印加し、コレクタ電線のもう一方の端部からの高電圧を本体で受電し、その受電した電圧をあらかじめ設定した値と比較する機能を備えることによって、コレクタの断線、アース短絡、漏電、コレクタ未接続（未装着）、本体−コレクタ間の電気的な接触不良等の異常を判断し、制御することが可能となる。

また、より広範囲で塵、埃、ミスト等の浮遊物の捕捉をするために、この静電界を利用した浮遊物捕捉装置を複数台併設しても、電源は１つだけで済むため、コンセントを多数準備する必要もなく、またＡＣアダプタの費用も最小限に抑えることが可能となる。

また、浮遊物捕捉装置を複数台併設した時に、非常に広範囲にわたって、各装置を使用することになるが、そのどれか任意の装置で異常が発生しても、親機1台において、いずれかの装置で異常が発生しているかどうかを確認できるため、すべての装置をそれぞれ異常が発生していないか確認する手間がかからず、また、異常が発生している装置を見落とすこともなくなる。

本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例１を図１に示す。図１ａは、浮遊物捕捉装置の本体1とコレクタカセット2を組み立てた状態を示す。図１ｂは、本体図を示し、図１ｃは、コレクタカセット図を示す。

図１ａ〜図１ｃに示すように、本体１は、長方形状のフレーム１２、すなわち、上部フレーム部１２ａ、両側の側部フレーム部１２ｂ、底部フレーム部１２ｃを有する。上部フレーム部１２ａには、固定ピン４により、本体１とコレクタカセット２を固定するための固定ピン４が挿入されるピン穴４‘が形成されている。底部フレーム部１２ｃには、本体１とコレクタカセットを固定するための固定ピン４が挿入されるピン穴４‘が形成されているとともに、＋側の高電圧コネクタ７および−側の高電圧コネクタ８の本体側のコネクタ７ａおよび８ａが設けられている。底部フレーム部１２ｃには、さらに、高電圧を発生する手段を構成するための電源ユニット５および昇圧ユニット６が設けられており、電源ユニット５は、コンセント１０からＡＣアダプタ３を介して給電されるようになっている。電源ユニット５および昇圧ユニット６により、＋側の高電圧と−高電圧が発生され、コネクタ７ａおよび８ａに給電される。または、いずれか一方に、＋側の高電圧または−高電圧が給電される。高電圧としては、例えば、１〜１０ｋＶが用いられる。

コレクタカセット２は、上部部分２ａおよび底部部分２ｂを有し、上部部分２ａと底部部分２ｂは、例えば、柔軟性を持った複数本の導体（電線または導体平板）からなるコレクタ９（浮遊物を捕捉する捕捉子）によって連結されている。複数本の導体は、＋側の高電圧と−側の高電圧が交互の位置に印加されるように、または＋側の高電圧または−側の高電圧が印加されるように、並置された状態に配線されている。上部部分２ａには、固定ピン４により、本体１とコレクタカセット２を固定するための固定ピン４が挿入されるピン穴４‘が形成されている。底部部分２ｂには、固定ピン４により、本体１とコレクタカセット２を固定するための固定ピン４が挿入されるピン穴４‘が形成されているとともに、本体側のコネクタ７ａ、８ａのそれぞれに接続されるコネクタ７ｂ、８ｂが設けられている。

本体１とコレクタカセット２の組立ては、本体１のコネクタ７ａ、８ａとコレクタカセット２のコネクタ７ｂ、８ｂを接続した後、例えば、コネクタ７ａ、８ａがソケットであり、コネクタ７ｂ、８ｂがプラグである場合には、ソケットにプラブを差し込むことにより接続した後、本体１のピン穴４‘とコレクタカッセト２のピン穴４’に同時に固定ピン４を差し込むことにより簡単な作業で組立てられる。また、本体１とコレクタカセット２の分解は、本体１とコレクタカセット２のピン穴４‘の両方から固定ピン４を抜き取り、本体１側のコネクタ７ａ、８ａからコレクタカセット２側のコネクタ７ｂ、８ｂを抜き取ることにより簡単な作業で分解できる。

このような構造をとれば、固定ピン４の抜き差しと、高電圧コネクタ７、８の抜き差しだけで、本体１とコレクタカセット２の脱着が可能となり、定期的に行わなければならないコレクタのメンテナンスが非常に容易になる。

本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例２を図２に示す。図２ａは、浮遊物捕捉装置の本体とコレクタカセットを組み立てた状態を示す。図２ｂは、本体図を示し、図２ｃは、コレクタカセット図を示す。

図２ａ〜図２ｃに示すように、実施例２では、本体１は、フレームを備えておらず、実施例１の底部フレーム１２ｃに対応する部分からなる。コレクタカセット２は、その上部部分２ａに、ピン穴４‘が形成されてなく、コレクタカセット２を設置場所に掛けるためのフック１８が設けられている。コレクタカセット２のその他の部分は実施例１と同様に構成されている。

本体１とコレクタカセット２は、本体１のコネクタ７ａ、８ａとコレクタカセット２のコネクタ７ｂ、８ｂを接続した後、本体１のピン穴４‘とコレクタカッセト２のピン穴４’に固定ピン４を差し込むことにより組み立てられる。組立て後、コレクタカセット２に設けられたフック１８により設置場所に掛けられる。この浮遊物捕捉装置は、コレクタカセット２の底部部分２ｂに接続された本体１をコレクタ９を介して上部部分２ａから吊り下げる構造となっており、本体１の自重により、コレクタ９に張力がかかるので、上部部分２ａと底部部分２ｂの間隔が広がり、コレクタ９はぴんと張られた状態になる。これにより、コレクタカセット2の機能が果たされる。

実施例２においても、本体1とコレクタカセット2は、組み合わせられた後、固定ピン４によって機械的に結合されており、また電気的には、＋側の高電圧コネクタ７、あるいは−側の高電圧コネクタ８によって結合されており、これらの高電圧コネクタは、コネクタの抜き差しだけで脱着が可能である。

このような構造であっても、固定ピン４の抜き差しと、高電圧コネクタの抜き差しだけで、本体とコレクタカセット2の脱着が可能となり、定期的に行わなければならないコレクタ9のメンテナンスが非常に容易になる。

本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例３を図３に示す。図３ａは浮遊物捕捉装置を正面から見た図であり、図３ｂは側面からみた図である。

本実施例において特徴的なのは、まず＋あるいは−の高電圧が印加されるコレクタ９の配線がそれぞれ１本で構成されていることである。１本で構成されているので、コレクタユニット２を形成している平行状態にある何本かの電線をそれぞれ個別にハンダ付け等する必要がなく、その分組立工数を削減可能であり、またこの部分からの漏電もなくすことができる。

また、図３からわかるように、コレクタ９を形成している電線は、上部部分２ａに回転自在に固定されている滑車１１を介して折り返している。コレクタ９の電線の両端は下部部分２ｂのコネクタに固定されており、この状態で対向する２つの上部部分２ａと下部部分１２ｂの距離を離していけば、コレクタ９の電線全体に均一な張力をかけることが可能となる。実施例３では、対向する２つの上部部分２ａと下部部分２ｂの間の距離を、固定ボルト１３を少し緩めた状態で、剛体フレーム（鋼体プレート）１２ｄに形成された上下間距離調整長穴１４に沿って、両側から上下部分２ａ、２ｂを少し引っ張った状態で固定ボルト１３をしっかり固定することにより、コレクタ９の電線全体に均一な張力をかけることができる。

本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例４を図４に示す。実施例４の場合も原理的には、実施例３の場合と同様である。

実施例４で実施例３と異なるのは、フレームを備えない点である。実施例４では、上部部分１ａをフック１８等を利用して設置した状態で、下部部分２ｂ及びそれと接続された本体１をコレクタ９を介して吊り下げた状態となっている。この状態では、下部部分２ｂ及びそれと接続された本体１の自重によって、コレクタ９の電線全体に均一な張力をかけることが可能となる。

本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例５を図５に示す。実施例５では、本発明の浮遊物捕捉装置の電気的な異常検出手段を説明する。

図５を参照して異常検出手段を説明すると、コレクタ９は、＋側の高電圧または−側の高電圧が印加される１本の電線、または＋側の高電圧が印加される電線と−側の高電圧が印加される電線の少なくとも２本の電線からなるが、１本の電線からなるコレクタを例にとり説明する。本体１が有する高電圧発生ユニット４０から発生する高電圧をコレクタカセット２に設けられたコレクタ９の一端へ印加する。コレクタ９のもう一方の他端から出力される電圧を本体１に設けられた電圧受信ユニット４６にて受電する。本体内部には、異常値（例えば、コレクタの断線、アース短絡、漏電、コレクタ未接続（未装着）、本体−コレクタ間の電気的な接触不良等の異常の発生の際の値）を判断するための上限及び下限の電圧値を設定するための値設定ユニット４８と、電圧受信ユニット４６の電圧出力と値設定ユニット４８で設定した値を比較して異常か否かを判断する異常判断ユニット４４と、異常判断ユニット４４で異常ありと判断した場合に電源を制御する（例えば、高電圧発生を停止する）電源制御器４２が設けられている。これにより、コレクタの断線、アース短絡、漏電、コレクタ未接続（未装着）、本体−コレクタ間の電気的な接触不良等の異常を検出し、電源を制御することができる。

本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例６を図６に示す。実施例６では、より広範囲で浮遊物を捕捉するために、複数台の浮遊物捕捉装置を併設している状態を示している。

複数台の浮遊物捕捉装置を併設する場合、通常であれば浮遊物捕捉装置の台数分の電源装置が必要となるが、本実施例の浮遊物捕捉装置では、まず親機３０の電源入力端子２０に接続された電源配線から本体１の内部の電源ユニット５に対して並列回路で電力が供給され、同時に電源出力・異常信号入力端子２２に配線が接続されている。これによって、隣の子機３１では、親機３０の電源出力・異常信号入力端子２２からの配線を電源入力・異常信号出力端子２１に接続するだけで、動作することが可能となる。子機３１の本体１内部でも、電源入力・異常信号出力端子２１から電源ユニット５に対して並列回路で電力が供給され、同時に電源出力・異常信号入力端子２２に配線が接続されている。

同様にさらに隣の子機３２でも、隣の電源出力・異常信号入力端子２２からの配線を電源入力・異常信号出力端子２１に接続するだけで、同様の原理により動作することが可能となり、これを繰り返すことで、１個の電源装置（例えば、ＡＣアダプタ）で、複数台の浮遊物捕捉装置を駆動することが可能となる。

これによって、複数台の浮遊物捕捉装置を併設する場合であっても、コンセントは１ヶ所だけ準備すればよく、また、電源装置（例えば、ＡＣアダプタ）も１個だけ準備すればよいことになる。

また、各装置の異常については、各装置毎に備えられている装置単体異常ＬＥＤ２４で、その装置の異常を表示すると共に、各装置毎に備えられている異常信号入出力制御部２５に異常信号が入力される。異常信号が入力されると、異常信号入出力制御部２５からは、電源入力・異常信号出力端子２１へ異常信号が出力され、その信号は、装置間の配線を通して、隣の装置の電源出力・異常信号入力端子２２に入力される。隣の装置において、入力された異常信号は、その装置の異常信号入出力制御部２５を介して、また電源入力・異常信号出力端子２１へと出力される。

同様にして、異常信号は、次々と上流の装置へ伝搬され、最終的に親機３０の異常信号入出力制御部２５に入力される。親機３０において子機３１から異常信号が入力されると、異常信号入出力制御部２５からの信号によって、親機３０に設置されている集中監視異常ＬＥＤ２３が点灯し、その結果、親機３０に接続されている任意の子機３１、３２等で異常が発生すると、親機３０でその異常を集中監視することができる。ＬＥＤ２３は親機３０、子機３１、３２等の異常発生場所も表示できる。

また、各浮遊物捕捉装置において、図６のように、電源入力・異常信号出力端子２１と電源出力・異常信号入力端子２２を、本体１の両端部付近に設置することによって、装置外部の電源及び信号接続配線の長さを最短にすることが可能となり、各浮遊物捕捉装置を複数台設置した場合に、外部配線が非常に短くてすむため、外観上非常にすっきりとした配線構成となり、また人が配線に引っかかってしまうといったトラブルも防止することができる。

また、図示はしていないが、上述した各実施例１〜６において、浮遊物捕捉装置の近傍にイオン発生装置を設置することにより、浮遊物を強制的に帯電させて浮遊物のコレクタ９への捕捉効率を上げることも可能である。

本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例１を示し、図１ａは、浮遊物捕捉装置の本体とコレクタカセットを組み立てた状態を示す。図１ｂは、本体図を示し、図１ｃは、コレクタカセット図を示す。 本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例２を示し、図２ａは、浮遊物捕捉装置の本体とコレクタカセットを組み立てた状態を示し、図２ｂは、本体図を示し、図２ｃは、コレクタカセット図を示す。 本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例３を示し、図３ａは浮遊物捕捉装置を正面から見た図であり、図３ｂは側面からみた図である。 本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例４を示す。 本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例５を示す。 本発明の静電界を利用した浮遊物捕捉装置の実施例６を示す。

符号の説明

１ 本体
２ コレクタカセット
３ ＡＣアダプタ
４ 固定ピン
４‘ ピン穴
５ 電源ユニット
６ 昇圧ユニット
７ ＋側の高電圧コネクタ
８ −側の高電圧コネクタ
９ コレクタ（捕塵子）
１０ コンセント
１１ 滑車
１２ フレーム
１８ フック
３０ 親機
３１ 子機
３２ 子機

Claims (11)

1. ＋もしくは−もしくは±の高電圧が印加されて捕捉子として働く複数の電線と、前記複数の電線の上端部分を保持する上部部分と、前記複数の電線の下端部分を保持する底部部分とを有するコレクタ部と、
   電源から給電された電力を昇圧して＋もしくは−もしくは±の高電圧を発生させる昇圧ユニットが設けられた底部部分を有する本体と、
   前記本体の前記底部と前記コレクタ部の下部部分をワンタッチで着脱するために前記本体の前記底部部分と前記コレクタ部の下部部分の間に設けられた固定機構と、
   ワンタッチで前記本体の前記底部と前記コレクタ部の底部部分を電気的に接続し、分離するために前記本体の前記底部部分と前記コレクタ部の底部部分の間に設けられたコネクタと、
   を有することを特徴とする静電界を利用した浮遊物捕捉装置。
2. 請求項１記載の浮遊物捕捉装置において、
   前記本体は上部フレーム部に相当する上部部分をさらに有し、該上部フレーム部と底部フレーム部に相当する前記底部部分を連結する側部フレーム部を更に有し、前記本体は上部フレーム部、底部フレーム部および側部フレーム部によって、フレームに形成され、
   それによって前記コレクタ部が前記フレームに着脱可能である、
   ことを特徴とする浮遊物捕捉装置。
3. 請求項１記載の浮遊物捕捉装置において、前記コレクタ部の前記上部部分には前記コレクタ部分を吊るすためのフックが設けられていることを特徴とする浮遊物捕捉装置。
4. 請求項１または２記載の浮遊物捕捉装置において、前記電線は折り返して並置されていることを特徴とする浮遊物捕捉装置。
5. 請求項４記載の浮遊物捕捉装置において、前記電線は前記コレクタ部の前記上部部分および底部部分の間で順に折り返され、前記電線を折り返すために上部滑車が前記コレクタ部の前記上部部分に設けられており、下部滑車が前記コレクタ部の前記底部部分に設けられていることを特徴とする浮遊物捕捉装置。
6. 請求項５記載の浮遊物捕捉装置において、前記コレクタ部の前記上部部分および前記底部部分の間の距離が電線に均一の張力を与えるように可変であることを特徴とする浮遊物捕捉装置。
7. 請求項１または２記載の浮遊物捕捉装置において、前記電線を通して受信された高電圧を検出する電圧受信ユニットが設けられており、受信した電圧は設定値と比較され、それによって、異常が検出可能であることを特徴とする浮遊物捕捉装置。
8. 請求項１または２記載の複数の浮遊物捕捉装置からなる浮遊物捕捉システムにおいて、複数の浮遊物捕捉装置が浮遊物捕捉領域を拡大するために設置されており、電力が親機の浮遊物捕捉装置に給電され、電力配線の並列回路接続を通して他の子機の浮遊物捕捉装置に給電され、それによって、複数の浮遊物捕捉装置が動作可能になることを特徴とする浮遊物捕捉システム。
9. 請求項８記載の浮遊物捕捉システムにおいて、親機および各子機の浮遊物捕捉装置の状態を示す信号線が並列回路として前記電力配線に付加されており、前記親機の浮遊物捕捉装置はそれ自身から得られる信号と、各子機の浮遊物捕捉装置から得られる信号から親機および各子機の浮遊物捕捉装置の状態を集中管理することを特徴とする浮遊物捕捉システム。
10. 請求項９記載の浮遊物捕捉システムにおいて、電力入力端子と信号入力端子、および電力出力端子と信号出力端子は本体の両端に配置されており、電力入力端子および電力出力端子は本体内で接続され、信号入力端子および信号出力端子は本体内で接続され、複数の浮遊物捕捉装置が設置された場合、各浮遊物捕捉装置の電力出力端子および信号出力端子は、それぞれ、各浮遊物捕捉装置の電力入力端子および信号入力出力端子と外部配線によって接続され、それによって、各浮遊物捕捉装置は動作可能となり、親機の浮遊物捕捉装置および各子機の浮遊物捕捉装置の状態を集中管理することを特徴とする浮遊物捕捉システム。
11. 請求項１または２記載の浮遊物捕捉装置において、イオン発生装置が浮遊物捕捉装置と組み合わせられていることを特徴とする浮遊物捕捉装置。