JP6548567B2 - エリミネータ装置および空気清浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、気体が流れる流路に設けられ、気体に含まれている微粒子を分離除去するエリミネータ装置、およびエリミネータ装置を備えた空気清浄装置に関する。

従来、この種のエリミネータ装置としては、例えば下記特許文献１に高速波型エリミネータが開示されている。この高速波型エリミネータは、直進しようとする気体の方向を屈曲させる屈曲部を波形に２箇所以上設けることにより、直進する気体を屈曲部の壁面に衝突させて、ぬれ面現象を発生させて気体中の水滴を分離するものである。

実用新案登録第３１０５３１７号

しかしながら上記の従来形式では、高速波型エリミネータは主に高流速の気体中に含まれている水滴を分離するのに適しているが、低流速の気体では、気体に含まれている水滴が屈曲部の壁面に衝突せずに屈曲部を通り抜けてしまい、水滴を十分に分離することができないという問題がある。

本発明は、低流速の気体から高流速の気体まで幅広い流速の気体に対応することが可能なエリミネータ装置および空気清浄装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、気体が下から上へ流れる流路に設けられ、気体に含まれている微粒子を分離除去するエリミネータ装置であって、
低流速用エリミネータと、低流速用エリミネータの上方に設けられた高流速用エリミネータとを有し、
低流速用エリミネータは気体が通過する多数の微小な開口を有する網状又は布状の捕捉部材を備え、
捕捉部材には、複数の上向きの山と下向きの谷とが交互に形成され、
高流速用エリミネータは複数の屈曲板を所定のピッチで連結してなり、
屈曲板間に、気体中に含まれている微粒子を慣性衝突によって捕捉する屈曲した流通路が形成され、
低流速用エリミネータは山および谷の長手方向における一端部が他端部よりも高位になるように傾斜しており、
高流速用エリミネータは屈曲板のピッチの方向に直交する長手方向における一端部が他端部よりも高位になるように傾斜し、
低流速用エリミネータの傾斜方向と高流速用エリミネータの傾斜方向とが同じであるものである。

これによると、気体が低流速用エリミネータと高流速用エリミネータとを通過することにより、気体に含まれている微粒子が分離除去される。この際、低流速の気体が低流速用エリミネータの捕捉部材の微小な開口を通過する時、気体中の微粒子が捕捉部材に衝突して捕捉される。さらに、捕捉部材の微小な開口を通過しようとする気体中の微粒子は、既に捕捉部材に捕捉されている微粒子に付着して凝集され、この凝集作用により捕捉されて大きな微粒子に成長する。

また、高流速の気体が高流速用エリミネータの流通路を通過する時に、気体中の微粒子は、慣性力により直進しようとするため、流通路を曲がりきれず、流通路の壁面に慣性衝突して捕捉される。

このように、低流速の気体中の微粒子が主に低流速用エリミネータで分離除去され、高流速の気体中の微粒子が主に高流速用エリミネータで分離除去されるため、低流速の気体から高流速の気体まで幅広い流速の気体に対応することができる。
また、エリミネータ装置に高流速の気体が流れ、低流速用エリミネータの捕捉部材で捕捉されていた微粒子が高流速の気体によって捕捉部材から離脱しても、離脱した微粒子は下流側に設けられた高流速用エリミネータで捕捉される。これにより、気体中に含まれている微粒子を確実に捕捉して分離除去することができる。
また、低流速用エリミネータの捕捉部材の面積を広くすることができるため、気体が捕捉部材の微小な開口を通過する時の流速が低下する。また、捕捉部材で捕捉された水滴（微粒子の一例）は山の傾斜に沿って谷に向って流れ落ちるため、水膜の形成を防止することができ、捕捉部材の表面が水膜で覆われることはない。このようなことにより、気体が低流速用エリミネータを通過する際の圧損を低下することができる。
また、捕捉部材で捕捉された水滴（微粒子の一例）は、山の傾斜に沿って谷に向って流れ落ちるとともに、低流速用エリミネータの傾斜によって低流速用エリミネータの他端部に向って流れ落ちる。これにより、低流速用エリミネータの水捌けが向上する。
また、高流速の気体が高流速用エリミネータの流通路を通過する際、気体中の微粒子が、慣性力により直進しようとするため、流通路を曲がりきれず、屈曲板に慣性衝突して捕捉される。

本第２発明におけるエリミネータ装置は、低流速の気体と高流速の気体とが切り換えられて流れる流路に設けられるものである。
これによると、低流速の気体中の微粒子が主に低流速用エリミネータで分離除去され、高流速の気体中の微粒子が主に高流速用エリミネータで分離除去されるため、低流速の気体から高流速の気体まで幅広い流速の気体に対応することができる。

本第３発明におけるエリミネータ装置は、低流速用エリミネータの捕捉部材は枠フレーム内に設けられ、
高流速用エリミネータは低流速用エリミネータの枠フレーム上に支持されているものである。

これによると、エリミネータ装置の構造が簡素化される。
本第４発明は、上記第１発明から第３発明のいずれか１項に記載のエリミネータ装置を備えた空気清浄装置であって、
吸気口と、送気口と、吸気口から送気口に連通する通気路と、通気路を流れる気体を低流速の気体と高流速の気体に切り替える切替手段とを有し、
エリミネータ装置は通気路の途中に設けられているものである。

これによると、吸気口から空気清浄装置の内部に吸入された気体は、通気路を流れ、エリミネータ装置を通過することによって気体中の微粒子が分離除去され、その後、送気口から空気清浄装置の外部に送り出される。

この際、切替手段で、通気路を流れる気体を低流速の気体に切り替えることにより、低流速の気体中の微粒子が主に低流速用エリミネータで分離除去される。また、切替手段で、通気路を流れる気体を高流速の気体に切り替えることにより、高流速の気体中の微粒子が主に高流速用エリミネータで分離除去される。これにより、低流速の気体から高流速の気体まで幅広い流速の気体に対応することができる。

以上のように本発明によると、低流速の気体中の微粒子が主に低流速用エリミネータで分離除去され、高流速の気体中の微粒子が主に高流速用エリミネータで分離除去されるため、低流速の気体から高流速の気体まで幅広い流速の気体に対応することができる。

本発明の実施の形態における空気清浄装置の模式的構成を示す正面図である。 同、空気清浄装置の模式的構成を示す側面図である。 同、空気清浄装置の斜視図である。 同、空気清浄装置に内蔵されるエリミネータ装置の斜視図である。 図４におけるＸ−Ｘ矢視図である。 図４におけるＹ−Ｙ矢視図である。 同、エリミネータ装置の低流速用エリミネータの斜視図である。 同、エリミネータ装置の一部拡大断面図である。 同、エリミネータ装置の低流速用エリミネータの捕捉部材の一部拡大図である。 同、エリミネータ装置の高流速用エリミネータの一部分の斜視図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１〜図３に示すように、１はエリミネータ装置を内蔵した空気清浄装置である。この空気清浄装置１は、ハウジング３の前面の扉体４に下方位置の吸気口５と上方位置の送気口６を有しており、ハウジング３の内部に除菌対象空気８（気体の一例）が上流側の吸気口５から下流側の送気口６に流れる浄化用通気路９（流路の一例）を形成している。

ハウジング３の浄化用通気路９は吸気口５から送気口６に連通し、浄化用通気路９の途中には、除菌対象空気８の流れ方向において上流側から下流側へ順次に、第１防塵ネット１１、中性能フィルター１２、メディア１３、噴霧装置１４、エリミネータ装置１５、ファン装置１６、第２防塵ネット１７を設けている。

第１防塵ネット１１、中性能フィルター１２、メディア１３は、浄化用通気路９の気液接触領域を形成する風洞１９に装着している。メディア１３は風洞１９の内部に吸気口５の側からハウジング３の奥側に向けて斜め下方に傾斜させて配置してあり、配置に要する高さを抑制している。

噴霧装置１４は浄化用通気路９を流れる除菌対象空気８に微酸性電解水の殺菌剤溶液１８をメディア１３に沿って噴霧するものである。
中性能フィルター１２は微細粒子を捕捉して気流中から除去し、メディア１３は噴霧装置１４から噴霧された噴霧水を保持して除菌対象空気と殺菌剤溶液１８との気液接触を促すものであって、例えば、ポリ塩化ビニルデン系繊維をマット状にしたものである。エリミネータ装置１５は、除菌対象空気８中に含まれている水滴やミスト等の微粒子を捕捉して分離除去するものであり、メディア１３を配した風洞１９の上方位置に配置している。

風洞１９の下方には風洞１９から降下する殺菌剤溶液１８を受け止めるパン２１を配置しており、エリミネータ装置１５、メディア１３、風洞１９、パン２１はメンテナンス時にハウジング３から取り外しが可能であり、メディア１３は風洞１９の前面側から脱着を行う。

パン２１の下方には循環槽２２が設けてあり、循環槽２２は浄化用通気路９から降下する殺菌剤溶液１８やパン２１から流入する殺菌剤溶液１８を受け止めて貯溜するものである。循環槽２２と噴霧装置１４の間には循環系２３が配設してあり、循環系２３は循環ポンプ２４を有して循環槽２２内の殺菌剤溶液１８を噴霧装置１４に供給するものである。

また、扉体４の前面には空気清浄装置１の運転を担う制御装置２６を設けている。制御装置２６は、浄化用通気路９を流れる除菌対象空気８を低流速と高流速に切り替える切替手段の一例であって、低速運転モードと高速運転モードとを担う機能回路を有しており、スイッチ等の操作によって、ファン装置１６の回転速度を制御し、運転モードを低速運転モードと高速運転モードとに切り替える。

図４〜図６に示すように、エリミネータ装置１５は、エリミネータケース３０と、エリミネータケース３０内に設けられた低流速用エリミネータ３１および高流速用エリミネータ３２とを有している。

エリミネータケース３０は、四角箱状のケースであり、下面に、除菌対象空気８が流入する流入開口部３５を有し、上面に、除菌対象空気８が流出する流出開口部３６を有している。

尚、低流速用エリミネータ３１と高流速用エリミネータ３２とは、エリミネータケース３０内で、上下方向（気体の流れ方向の一例）に二段に積み重ねられている。低流速用エリミネータ３１は下段に設けられ、高流速用エリミネータ３２は、低流速用エリミネータ３１の下流側すなわち上段に積み重ねられている。

図５〜図９に示すように、低流速用エリミネータ３１は、四角枠状の枠フレーム３９と、枠フレーム３９内に設けられた捕捉部材４０とを有している。捕捉部材４０は、除菌対象空気８が通過する多数の微小な開口部４１を有するステンレス製の金網（メッシュ）である。捕捉部材４０には複数の山部４３と谷部４４とが交互に形成されている。

図５，図６，図８，図１０に示すように、高流速用エリミネータ３２は、略くの字状に屈曲した複数の屈曲板４８を所定のピッチＰで連結して構成されている。屈曲板４８間には、除菌対象空気８中に含まれている水滴等の微粒子を慣性衝突によって捕捉する屈曲した流通路４９が形成されている。

尚、屈曲板４８は連結用の凹凸部（図示省略）を有しており、屈曲板４８の凸部を、その隣りの屈曲板４８の凹部に嵌めることによって、流通路４９を確保した状態で屈曲板４８同士を連結することができる。

高流速用エリミネータ３２は低流速用エリミネータ３１の枠フレーム３９上に載せられて支持されている。
尚、図２，図６に示すように、エリミネータ装置１５は前部が後部よりも高い位置（高位）になるように傾斜している。これにより、低流速用エリミネータ３１は山部４３および谷部４４の長手方向Ａにおける前端部が後端部よりも高位になるように傾斜しているとともに、高流速用エリミネータ３２は屈曲板４８の長手方向Ａにおける前端部が後端部よりも高位になるように傾斜している。尚、上記長手方向Ａは屈曲板４８のピッチＰの方向Ｂに直交している。

以下、上記構成における作用を説明する。
スイッチ等を操作して、制御装置２６が空気清浄装置１を低速運転モードに切り替えて運転することにより、ファン装置１６が低速回転し、除菌対象空気８が、吸気口５からハウジング３内に吸入され、浄化用通気路９を低流速で流れた後、送気口６から室内に送り出される。

この際、循環ポンプ２４によって循環槽２２の殺菌剤溶液１８が噴霧装置１４に供給され、ハウジング３内の浄化用通気路９を上流側から下流側に流れる除菌対象空気８に、噴霧装置１４から殺菌剤溶液１８が噴霧される。

この噴霧により、除菌対象空気８に含まれる浮遊菌や塵埃等の異物は、噴霧された殺菌剤溶液１８の噴霧水に衝突し、捕捉され、除菌される。さらにメディア１３に到達した殺菌剤溶液１８の噴霧水は、メディア１３に付着した浮遊菌や塵埃を流下させるとともに、除菌対象空気８に含まれた浮遊菌や塵埃等の異物を取り込み、循環槽２２内に流入する。

メディア１３を通過した除菌対象空気８は、エリミネータ装置１５に供給され、エリミネータケース３０の流入開口部３５から内部へ流入し、低流速用エリミネータ３１の捕捉部材４０を下方（上流側）から上方（下流側）へ通過し、その後、高流速用エリミネータ３２の複数の流通路４９を下方（上流側）から上方（下流側）へ通過し、エリミネータケース３０の流出開口部３６から上方（下流側）へ流出する。

この際、図９に示すように、低流速の除菌対象空気８が低流速用エリミネータ３１の捕捉部材４０の微小な開口部４１を通過する時、除菌対象空気８中の水滴等の微粒子Ｃが捕捉部材４０に衝突して捕捉される。さらに、捕捉部材４０の微小な開口部４１を通過しようとする水滴等の微粒子Ｃは、既に捕捉部材４０の開口部４１の周縁部に捕捉されている水滴等の微粒子Ｃに付着して凝集され、この凝集作用により捕捉されて大きな水滴等の微粒子Ｃに成長する。

このようにして低流速用エリミネータ３１を通過した低流速の除菌対象空気８は高流速用エリミネータ３２の複数の流通路４９を下方から上方へ流れる。この際、除菌対象空気８中の水滴等の微粒子Ｃは、慣性により流通路４９を曲がりきれず、屈曲板４８の表面に慣性衝突して捕捉される。

尚、除菌対象空気８が低流速である場合、除菌対象空気８中の微粒子Ｃは、小さくて慣性力が弱いため、主に低流速用エリミネータ３１で上記のようにして分離除去される。
また、スイッチ等を操作して、制御装置２６が空気清浄装置１を高速運転モードに切り替えて運転することにより、ファン装置１６が高速回転し、除菌対象空気８が、吸気口５からハウジング３内に吸入され、浄化用通気路９を高流速で流れた後、送気口６から送り出される。除菌対象空気８が低流速用エリミネータ３１の捕捉部材４０の微小な開口部４１を通過する際、除菌対象空気８の流速が高いため、除菌対象空気８中の水滴等の微粒子Ｃは、除菌対象空気８と共に、低流速用エリミネータ３１の捕捉部材４０の微小な開口部４１を通過し易いが、低流速用エリミネータ３１を通過しても、高流速用エリミネータ３２の流通路４９を通過する時に、慣性力により直進しようとするため、流通路４９を曲がりきれず、屈曲板４８の表面に慣性衝突して捕捉される。

尚、高流速の除菌対象空気８中の微粒子Ｃは、低流速用エリミネータ３１の捕捉部材４０の開口部４１を通過する際、開口部４１の周縁部に捕捉されている水滴等の微粒子Ｃに付着して大きな微粒子Ｃに成長し、重力によって下方に滴下する。滴下しない場合は、微粒子Ｃが大型化した状態で低流速用エリミネータ３１から高流速用エリミネータ３２の流通路４９に流入するため、慣性力が強くなって慣性衝突が確実に発生し易くなり、これにより、主に高流速用エリミネータ３２で分離除去される。

また、低速運転モードから高速運転モードに切り替えた際、低流速用エリミネータ３１の捕捉部材４０で捕捉されていた微粒子Ｃが下流側（上方）に吹き飛ばされても、吹き飛ばされた微粒子Ｃは下流側に設けられている高流速用エリミネータ３２で確実に捕捉される。

このように、低流速の除菌対象空気８中の水滴等の微粒子Ｃが主に低流速用エリミネータ３１で分離除去され、高流速の除菌対象空気８中の水滴等の微粒子Ｃが主に高流速用エリミネータ３２で分離除去されるため、低流速の除菌対象空気８から高流速の除菌対象空気８まで幅広い流速の除菌対象空気８に対応することができる。

また、低流速用エリミネータ３１の捕捉部材４０に複数の山部４３と谷部４４とを交互に形成しているため、捕捉部材４０の面積を広くすることができ、除菌対象空気８が捕捉部材４０の微小な開口部４１を通過する時の流速が低下する。

また、捕捉部材４０で捕捉された水滴（微粒子Ｃの一例）および屈曲板４８に捕捉されて屈曲板４８の表面から捕捉部材４０に流れ落ちた水滴は、山部４３の傾斜に沿って谷部４４に向って流れ落ちるため、水膜の形成を防止することができ、捕捉部材４０の表面が水膜で覆われることはない。このようなことにより、除菌対象空気８が低流速用エリミネータ３１を通過する際の圧損を低下することができる。

また、捕捉部材４０で捕捉された水滴は、エリミネータ装置１５の傾斜によって低流速用エリミネータ３１の後端部に向って流れ落ちる。これにより、捕捉部材４０の水捌けが向上する。

また、捕捉部材４０は複数の山部４３と谷部４４とを形成した金網であるため、ブラシ等を用いて捕捉部材４０の表面を容易に清掃することができる。
また、高流速用エリミネータ３２は、エリミネータケース３０内において、低流速用エリミネータ３１の枠フレーム３９上に載せられて支持されているため、エリミネータ装置１５の構造が簡素化される。

尚、高速運転モードで運転している場合であっても、中性能フィルター１２が次第に目詰まりすることにより、エリミネータ装置１５を通過する除菌対象空気８が高流速から低流速に低下していくことがあり、このような場合でも、除菌対象空気８中の水滴等の微粒子Ｃをエリミネータ装置１５で確実に分離除去することができる。

上記実施の形態では、低流速用エリミネータ３１の捕捉部材４０として、金網（メッシュ）を用いているが、樹脂や金属の繊維を織って布状にしたものであってもよく、或いは、多数の微小な開口を有する通気性のある部材であってもよい。

１ 空気清浄装置
５ 吸気口
６ 送気口
８ 除菌対象空気（気体）
９ 浄化用通気路（流路）
１５ エリミネータ装置
２６ 制御装置（切替手段）
３１ 低流速用エリミネータ
３２ 高流速用エリミネータ
３９ 枠フレーム
４０ 捕捉部材
４１ 開口部
４３ 山部
４４ 谷部
４８ 屈曲板
４９ 流通路
Ａ 長手方向
Ｃ 微粒子

Claims (4)

1. 気体が下から上へ流れる流路に設けられ、気体に含まれている微粒子を分離除去するエリミネータ装置であって、
   低流速用エリミネータと、低流速用エリミネータの上方に設けられた高流速用エリミネータとを有し、
   低流速用エリミネータは気体が通過する多数の微小な開口を有する網状又は布状の捕捉部材を備え、
   捕捉部材には、複数の上向きの山と下向きの谷とが交互に形成され、
   高流速用エリミネータは複数の屈曲板を所定のピッチで連結してなり、
   屈曲板間に、気体中に含まれている微粒子を慣性衝突によって捕捉する屈曲した流通路が形成され、
   低流速用エリミネータは山および谷の長手方向における一端部が他端部よりも高位になるように傾斜しており、
   高流速用エリミネータは屈曲板のピッチの方向に直交する長手方向における一端部が他端部よりも高位になるように傾斜し、
   低流速用エリミネータの傾斜方向と高流速用エリミネータの傾斜方向とが同じであることを特徴とするエリミネータ装置。
2. 低流速の気体と高流速の気体とが切り換えられて流れる流路に設けられることを特徴とする請求項１記載のエリミネータ装置。
3. 低流速用エリミネータの捕捉部材は枠フレーム内に設けられ、
   高流速用エリミネータは低流速用エリミネータの枠フレーム上に支持されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエリミネータ装置。
4. 上記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエリミネータ装置を備えた空気清浄装置であって、
   吸気口と、送気口と、吸気口から送気口に連通する通気路と、通気路を流れる気体を低流速の気体と高流速の気体に切り替える切替手段とを有し、
   エリミネータ装置は通気路の途中に設けられていることを特徴とする空気清浄装置。

Images