JP6760526B1 - 集塵デバイス - Google Patents

Abstract

集塵デバイスは、複数の捕集板と、シャフトと、間隔保持材とを備え、通過方向に通過する空気に含まれている塵埃を集塵するように構成してある。複数の捕集板は、通過方向と交差する交差方向に間隔を空けて並置され、塵埃を捕集するように構成してある。シャフトは、複数の捕集板を交差方向に貫通する。間隔保持材は、複数の捕集板のうち、第一の捕集板と第一の捕集板に隣接する第二の捕集板との間の間隔内に設けられ、交差方向にシャフトが貫通する。

Description

本願は、空気中の塵埃を捕集する集塵デバイスおよび集塵デバイス製造方法に関し、より具体的には、摩擦によって発生させた静電気を用いて空気中の塵埃を集塵して捕集する集塵デバイスに関する。

摩擦によって発生させた静電気の引力を用いて空気中の塵埃を集塵して捕集する静電気利用型の集塵デバイスが存在する。静電気利用型の集塵デバイスの一例として、塵埃の捕集対象となる空気の通過方向と交差する交差方向に延在するよう配置された棒状の回転可能なシャフトと、交差方向に互いに間隔を空けて当シャフト上に配列され、シャフトの回転に合わせて回転する複数の円盤状の捕集板と、当捕集板の表面に接触するよう配置され、捕集板が回転する際に摩擦を行うブラシと、を備えた捕集板回転型の集塵デバイスが知られている（例えば、特許文献１）。

捕集板回転型の集塵デバイスは、シャフトの回転に合わせて回転した捕集板がブラシとの接触による摩擦によって静電気を発生し、捕集板と捕集板との間を通過する空気中に含まれる塵埃を静電気の引力で引きつけ集塵して捕集する。

特開昭６１−２２７８６０号公報

上述した捕集板回転型の集塵デバイスは、捕集板と捕集板との間に働く静電気の引力を用いて集塵および捕集を行う。集塵および捕集に係る静電気の引力は、捕集板と捕集板との間の捕集板間距離に依存する。そのため、捕集板回転型の集塵デバイスが所望の捕集板間距離を有していなかった場合、静電気の引力低下に起因して期待した集塵力および捕集力が実現できない虞がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、期待した集塵力および捕集力を実現すべく、所望の捕集板間距離を比較的容易にもたらし得る集塵デバイスを提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る集塵デバイスは、通過方向に通過する空気に含まれている塵埃を集塵する集塵デバイスであり、通過方向と交差する交差方向に間隔を空けて並置され、塵埃を捕集する複数の捕集板と、複数の捕集板を交差方向に貫通するシャフトと、複数の捕集板のうち、第一の捕集板と第一の捕集板に隣接する第二の捕集板との間の間隔内に設けられ、交差方向に前記シャフトが貫通する間隔保持材と、を備える。

本発明の一側面においては、所望の捕集板間距離を比較的容易にもたらし得る集塵デバイスが提供される。

実施の形態１に係る集塵デバイスの斜視図である。 実施の形態１に係る集塵デバイスの構成を説明する部分拡大説明図である。 実施の形態１に係る集塵デバイスが備える固定部材の具体例を説明する模式図である。 実施の形態２に係る集塵デバイスが有する間隔形成材が設けられた複数の捕集板の積層状況を説明する説明図である。 実施の形態２に係る間隔形成材を模式的に示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本願が開示する集塵デバイスおよび集塵デバイス製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る集塵デバイス１の斜視図である。実施の形態１に係る集塵デバイス１は、例えば、外気を居住空間に取り込む場合に、室外給気口から室内に流入することになる室外空気中の塵埃を捕集する装置である。実施の形態１に係る集塵デバイス１は、図１に示してあるように、吸入口２、捕集板３、シャフト４、摩擦部材５、駆動部６、排出口７等を備える。図１中の矢印は、空気が流れる通過方向を示す。

吸入口２は、集塵デバイス１の筐体に開口する開口要素である。吸入口２は、外気を居住空間に取り込む場合に、居住空間の外部に連通している。集塵デバイス１が集塵および捕集をすべき塵埃を含んでいる空気は、吸入口２を通して集塵デバイス１内に吸入される。吸入口２を通して吸入された空気は、後述する排出口７から集塵デバイス１外に排出される。

捕集板３は、吸入口２から吸入された空気中に含まれる塵埃を集塵して捕集する円盤状の捕集要素である。捕集板３は、吸入口２から排出口７へと向かう空気の通過方向に対して交差する交差方向に間隔を空けて複数が並置してある。各捕集板３の中央付近には、後述するシャフト４を挿入する挿入孔が設けてある。

捕集板３は、後述する摩擦部材５との摩擦によって負の摩擦帯電傾向を示す捕集要素である。捕集板３は、例えば、ポリプロピレンを用いて構成してある。入手が比較的容易なポリプロピレンを用いることにより、捕集板３の製造コスト低減が期待できる。

シャフト４は、吸入口２から排出口７へと向かう空気の通過方向に対して交差する交差方向に延在する軸長の棒状要素である。シャフト４は、各捕集板３の挿入孔に挿入され、各捕集板３と接触する。つまりシャフト４は、複数の捕集板３，３，・・・を貫通するように配置される。シャフト４は、後述する駆動部６の駆動によって回転可能に設けてある。シャフト４が回転した場合、一捕集板３と隣接する他の捕集板３とが交差方向に所定の間隔を空けた状態で回転することになる。

シャフト４は、軸短方向の断面が矩形状である棒状要素である。また各捕集板３は、シャフト４の矩形状断面に対応するよう、挿入孔が矩形状となるよう構成してある。そのため、シャフト４が駆動部６の駆動によって回転した場合においても、シャフト４の回転に対して各捕集板３が滑ることを抑制することができる。言い換えると、シャフト４が駆動部６の駆動によって回転した場合においても、シャフト４の回転に合わせて各捕集板３を回転させることを容易に実現できるようになる。

摩擦部材５は、回転する捕集板３の表面を摩擦し、捕集板３の表面に静電気を帯電させる要素であり、例えばブラシ様部材である。また摩擦部材５は、静電気によって捕集板３の表面に付着した塵埃を払い落とし、捕集板３を清掃する清掃要素でもある。

摩擦部材５は、吸入口２から排出口７へと向かう空気の通過方向に対して交差する交差方向に間隔を空けて複数が並置してある。具体的には、対向する１対の捕集板３の間に一つの摩擦部材５が配置されるように、複数の摩擦部材５が並置してある。また、複数の摩擦部材５は、駆動部６の駆動によってシャフト４が回転した場合においても、シャフト４との相対位置関係が変化しないように固定してある。そのため、複数の摩擦部材５はそれぞれ、シャフト４の回転に伴って回転した複数の捕集板３の表面を摩擦することができるように構成してある。

摩擦部材５は、負の摩擦帯電傾向を示す捕集板３に応じ、正の摩擦帯電傾向を有するＰＡ６（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ６）繊維の不織布を用いてブラシ部分が構成してある。このような捕集板３と摩擦部材５とが異なる摩擦帯電傾向を有する構成により、摩擦部材５と捕集板３との摩擦を介して捕集板３に適切な静電気を帯電させることが可能となる。

摩擦部材５の不織布は、導電性を有する材料を含むように構成してある。例えば、導電性を有する材料として、カーボン、金属等を含むように構成してある。そのため、摩擦部材５が接地されることとなり、捕集板３との摩擦時に摩擦部材５に移動した電荷が滞留せずに除去される。そのため、捕集板３表面により多くの電荷が生じ得る。また摩擦部材５の不織布は、可撓性を有する。摩擦部材５の交差方向厚みは、交差方向に対向する一対の捕集板３の間の捕集板間距離よりも大きいが、一対の捕集板３の間に挿入された状態では一対の捕集板３の間の距離と実質的に同じとなる。そのため、一対の捕集板３の間に一対の捕集板３と接触した状態で摩擦部材５を挿入させる事が可能となり、摩擦力および静電力の増加にともなう捕集力向上が可能となる。

駆動部６は、シャフト４を回転させる駆動要素である。駆動部６は、例えば、モーターである。駆動部６の駆動によって、複数の捕集板３がシャフト４を軸中心として回転し、回転した複数の捕集板３と固定してある複数の摩擦部材５との摩擦によって、複数の捕集板３が静電気で帯電する。吸入口２から集塵デバイス１の内部に吸入された空気は、帯電した複数の捕集板３の間を通過した場合、捕集板３の静電気の引力によって捕集板３に集塵され捕集される。

排出口７は、集塵デバイス１の筐体に開口する開口要素であり、吸入口２と対向するように設けてある。排出口７は、外気を居住空間に取り込む場合に、居住空間の内部に連通している。吸入口２を通して吸入された空気は、複数の捕集板３の間を通過し、排出口７から集塵デバイス１外に排出される。集塵デバイス１が塵埃に対する集塵および捕集を行った空気は、排出口７を通して居住空間の内部に送られる。

図２は、実施の形態１に係る集塵デバイス１の構成を説明する部分拡大説明図である。図２には、吸入口２側から排出口７側へ向かって集塵デバイス１を見た場合の、複数の捕集板３，３，・・・とシャフト４との関係を示す説明用の模式図が示してある。図２に示してあるように、実施の形態１に係る集塵デバイス１は更に、複数の間隔保持材８，８，・・・と固定部材９とを備える。

間隔保持材８は、吸入口２から排出口７へと向かう空気の通過方向に対して交差する交差方向に延在する筒状要素である。間隔保持材８は、一対の捕集板３の間に挟持されるように配置してある。また間隔保持材８は、一対の対向する捕集板３の内の一の捕集板３の円盤状内側表面と接触し、一対の捕集板３の内の他の捕集板３の円盤状内側表面とも接触するよう配置してある。つまり、図１に示してある集塵デバイス１においては、複数の捕集板３，３，・・・のうち、表面が見えている第一の捕集板３の裏面と第一の捕集板３に隣接する第二の捕集板との間の間隔内に一の間隔保持材８が設けてある。間隔保持材８の中央にはシャフト４が貫通するよう構成してある。

集塵デバイス１は、図２に示してあるように、間隔保持材８を複数有しており、複数ある一対の捕集板３，３の間のそれぞれに一つの間隔保持材８を配置してある。交差方向において、各間隔保持材８の長さはシャフト４の長さ、つまりシャフト４の軸長方向の長さよりも短い。また、シャフト４の軸中心から外周方向へと向かう各間隔保持材８の幅は、シャフトの４の幅、つまりシャフト４の軸短方向の長さよりも長い。

間隔保持材８は、例えば、厚さ３ｍｍで、直径１０ｍｍの金属製の筒状部材である。金属製であるため、適度な強度を安価に実現することが可能となる。

集塵デバイス１は、複数の間隔保持材８，８，・・・を備える。複数の間隔保持材８，８，・・・のうちの一の間隔保持材８は、一の捕集板３の裏面に接触し、一の捕集板３の裏面に対向する二の捕集板３の表面にも接触する。複数の間隔保持材８，８，・・・のうち、一の間隔保持材８の最近傍にある二の間隔保持材８は、二の捕集板３の裏面に接触し、二の捕集板３の裏面に対向する三の捕集板３の表面にも接触する。集塵デバイス１では、複数の間隔保持材８，８，・・・と複数の捕集板３，３，・・・とが交互に連続して積層される。このように一対の捕集板３，３の間に間隔保持材８を備える構成により、集塵デバイス１では、一の捕集板３と二の捕集板３との間の距離が間隔保持材８の長さだけ離隔することになる。そのため集塵デバイス１では、所望の捕集板３，３間距離を比較的容易に実現することができ、期待した集塵力および捕集力を取得することが可能となる。

固定部材９は、図２に示してあるように、並置された複数の捕集板３，３，・・・のうちの一端にある一端側捕集板３を一端側捕集板３に接触する間隔保持材８とで挟持して固定する部材である。固定部材９は、シャフト４と一端側捕集板３とに接触し、シャフト４と一端側捕集板３との相対位置関係を固定する。

図３は、実施の形態１に係る集塵デバイス１が備える固定部材９の具体例を説明する模式図である。固定部材９は、図３に示してあるように、固定部９aと弾性部９ｂとを備える。固定部９ａは、ステンレス等の金属製の部材であり、中央に挿入孔を有する。固定部９ａの挿入孔には、シャフト４が挿入される。固定部９ａの挿入孔にはネジ山が設けてあり、シャフト４の一端側捕集板３近傍領域にはネジ切り加工が施されている。弾性部９ｂは、ステンレス等の金属製の部材であり、バネ様の復元力を有する。図２および３に示してあるように、弾性部９ｂは一端側捕集板３と接触するように配置され、固定部９ａは一端側捕集板３とで弾性部９ｂを挟持するように配置される。そのため固定部材９は、比較的簡易な構造で一端側捕集板３を固定することができる。並置された複数の捕集板３，３，・・・のうちの他端にある他端側捕集板３は、シャフト４に対して溶接等によって固定されている。

一の間隔保持材８において、一の捕集板３と接触する表面および二の捕集板３と接触する裏面は、実質的に平行となるよう設けてある。具体的には、シャフト４の軸長方向に対して垂直となる状態で互いが並行となるように設けてある。そのため、一の間隔保持材８を挟む一の捕集板３と二の捕集板３とが実質的に平行に保持される。このような構成により、実質的に平行な状態で保持された複数の捕集板３，３，・・・の間を空気が流れることになる。したがって、所望の捕集板間距離を比較的容易にもたらし得ることに加え、集塵デバイス１を通過する空気の風速ばらつきが抑えられ、複数の捕集板３，３，・・・間における粒子捕集率の均一化を促し得る。

集塵デバイス１の筐体１０内においては、図１に示してあるように、摩擦部材５の下方にダストボックス１１が配置してある。ダストボックス１１は、一対の捕集板３，３に付着して捕集されていたが摩擦部材５によって払い落とされた塵埃を回収する回収部である。一対の捕集板３，３は間隔保持材８によって所望の捕集板間距離を有するため、摩擦部材５による塵埃払い落し効率も所望に実現し得る。ダストボックス１１による塵埃回収効率も向上し得る。

本実施の形態１においては、捕集板３としてポリプロピレンを用いて構成した一例について説明していた。しかしながら本発明は、当一例に限定されない。捕集板３に対し、例えば、塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂材を用いて構成してもよい。塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂材を用いて構成できるようにすることによって、集塵デバイス１の設計に対する多様性が向上する効果を奏する。

本実施の形態１においては、摩擦部材５としてＰＡ６（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ６）繊維の不織布を用いて構成した一例について説明していた。しかしながら本発明は、当一例に限定されない。摩擦部材５に対し、例えば、ナイロン、綿などの材料を用いて構成してもよい。ナイロン、綿などの材料を用いて構成できるようにすることによって、集塵デバイス１の設計に対する多様性が向上する効果を奏する。

本実施の形態１においては、摩擦によって負の摩擦帯電傾向を示す捕集板３と正の摩擦帯電傾向を示す摩擦部材５とを用いた一例について説明していた。しかしながら本発明は、当一例に限定されない。摩擦によって正の摩擦帯電傾向を示す捕集板３と負の摩擦帯電傾向を示す摩擦部材５とを用いて集塵デバイス１を構成してもよい。正の摩擦帯電傾向を示す捕集板３と負の摩擦帯電傾向を示す摩擦部材５とを用いて構成できるようにすることによって、集塵デバイス１の設計に対する多様性が向上する効果を奏する。

本実施の形態１においては、金属製の筒状部材である間隔保持材８を用いて構成した一例について説明していた。しかしながら本発明は、当一例に限定されない。間隔保持材８に対し、例えば、ＰＰ、塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂材を用いて構成してもよい。ＰＰ、塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂材を用いて構成できるようにすることによって、間隔保持材８の形状に対する自由度が向上する効果を奏する。

本実施の形態１においては、並置された複数の捕集板３のうちの他端にある他端側捕集板３がシャフト４に対して溶接等によって固定されている一例について説明していた。しかしながら本発明は、当一例に限定されない。他端側捕集板３も別の固定部材９で固定するように構成しても良いし、ナット又は板材などで固定するように構成しても良い。このような構成により、集塵デバイス１の設計自由度が向上する。

実施の形態２．
実施の形態１においては、複数の間隔保持材８，８，・・・と複数の捕集板３，３，・・・とが交互に連続して積層される集塵デバイス１を一例として説明していた。実施の形態２においては、積層される複数の捕集板３，３，・・・の外周領域に間隔形成材１２を更に追加した一例について説明する。実施の形態１に係る集塵デバイス１と同様の構成要素には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。

図４は、実施の形態２に係る集塵デバイス１が有する間隔形成材１２が設けられた複数の捕集板３，３，・・・の積層状況を説明する説明図である。図５は、実施の形態２に係る間隔形成材１２を模式的に示す斜視図である。

間隔形成材１２は、複数の間隔保持材８，８，・・・と複数の捕集板３，３，・・・とが交互に連続して積層された状態の複数の捕集板３，３，・・・が有する外周部分における間隔を形成する部材である。間隔形成材１２は、図５に示してあるように、所定の間隔を空けて櫛状に並置してある複数の櫛歯部１２ｂ，１２ｂ，・・・と複数の櫛歯部１２ｂ，１２ｂ，・・・を保持する支持部１３ｂとを有する。間隔形成材１２は、剛直な樹脂材料または金属材料を用いて構成してあり、例えば、ポリプロピレン、ポリオキシメチレン等の摺動性の高い材料を用いて構成してある。そのため、複数の捕集板３，３，・・・の間隔を形成するに際し、複数の捕集板３，３，・・・の回転による摩擦に起因した消耗を抑制することが可能となる。

間隔形成材１２は、例えば集塵デバイス１の天面部分に固定してあり、複数の捕集板３，３，・・・の外周部分に位置する。また間隔形成材１２は、隣接する櫛歯部１２ｂと櫛歯部１２ｂとの間に一の捕集板３が位置するように配置してある。そのため、実施の形態２に係る集塵デバイス１においては、間隔保持材８が捕集板３の中央部分で間隔を確保しつつ、間隔形成材１２が捕集板３の外周部分で間隔を確保するように構成される。したがって、比較的容易な構成でありながら、所望の捕集板３，３間距離確保の信頼性が向上し、期待した集塵力および捕集力を取得することが可能となる。

実施の形態２に係る捕集板３は、図４に記載してあるように、シャフト４が挿入される挿入孔が矩形状となっている。そのため、軸短方向の断面が矩形状である棒状のシャフト４が駆動部６の駆動によって回転した場合においても、シャフト４の回転に対して各捕集板３が滑ることを抑制することができる。

本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細内容及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことができる更なる変更例及び効果も本発明に含まれる。したがって、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 集塵デバイス、２ 吸入口、３ 捕集板、４ シャフト、５ ブラシ、６ 駆動部、７ 排出口、８ 間隔保持材、９ 固定部材、１０ 筐体、１１ ダストボックス、１２ 間隔形成材。

Claims (5)

1. 通過方向に通過する空気に含まれている塵埃を摩擦によって発生させた静電気を用いて集塵する集塵デバイスにおいて、
   前記通過方向と交差する交差方向に間隔を空けて並置され、前記摩擦によって前記塵埃を捕集する複数の捕集板と、
   前記複数の捕集板を前記交差方向に貫通し、軸回転することによって前記複数の捕集板を回転させるシャフトと、
   前記シャフトにより回転する前記複数の捕集板に接して前記摩擦を発生させる摩擦部材と、
   前記複数の捕集板のうち、第一の捕集板と前記第一の捕集板に隣接する第二の捕集板との間の前記間隔内に両端部が設けられ、前記交差方向に前記シャフトが貫通する間隔保持材と、
   を備えることを特徴とする集塵デバイス。
2. 前記第一の捕集板と前記第二の捕集板とが対向しており、
   対向する前記第一の捕集板の面を裏面と呼び、対向する前記第二の捕集板の面を表面と呼んだ場合、前記間隔保持材は、前記両端部のうちの一端部と前記裏面とが接触し、前記両端部のうちの他端部と前記表面とが接触する
   ことを特徴とする請求項１に記載の集塵デバイス。
3. 前記第一の捕集板の表面に接触し、前記間隔保持材とで前記第一の捕集板を挟持して固定する固定部材
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の集塵デバイス。
4. 前記間隔保持材は、前記交差方向に複数配置してある
   ことを特徴とする請求項２に記載の集塵デバイス。
5. 並置された前記複数の捕集板の端部に配置され、前記間隔を保持する間隔形成材を備える
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の集塵デバイス。

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