JPH0316163B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外部機枠を構成するフード、送風機と
しての機能を有すると同時にフード内に吸引され
たガス流体を浄化する機能を有するロータ、該ロ
ータを駆動するモータ、及び前記ロータの後方に
あつてガス流体が通過せられて流体中に未だ残留
している望ましくないガス成分粒子を中和または
変換させるフイルタから成るガス流体浄化装置に
係わる。

ガス流体浄化用フード装置は送風装置の作用下
に流体を、強制的に、フード装置内に配置された
単数または直列複数のフイルタを通過させるとい
う濾過原理に基づいて構成されるのが普通であ
る。送風装置によつて吸引されたガス流体が静電
荷を帯びた電極列を通過し、その際に汚染物質が
前記電極に付着するように構成された静電分離器
もすでに公知である。前者の装置では汚染物質を
捕捉するフイルタが程度の差はあれ短期間で飽和
状態となり、そのつど掃除または交換してその機
能を回復させねばならない。後者の場合にも電気
回路の故障または有毒ガスの発生を防止するため
にはひんぱんに電極を掃除しなければならない。

本発明の目的は従来技術の上記短所を克服しよ
うというもので、ガス流体の浄化を２段階で行う
装置、即ち、先ずあらゆる大きさの固形及び液状
粒子を通過させることなくロータ面で捕捉する段
階と、次いで望ましくないガス成分を装置出口に
配置したフイルタによつて中和する段階とにより
浄化を行う装置を提供することにある。

即ち、第１段階では浄化すべき流体中に分散し
ているすべての固形及び液状粒子が物理的に浄化
され、第２段階では目的に合わせて構成されたフ
イルタに於いて流体の中和、調整、または有毒ガ
スの化学的浄化が行われる。

本発明の装置はロータが送風機能と同時に浄化
機能を果すように装置入口に配置されており、ロ
ータの上記機能は、ロータ表面を交互に反り返し
て配置するか、およびまたは、平坦なロータ表面
部分をそれらが互いに角度を成す様に配置するこ
とにより、ロータが駆動するガス流体に渦流が発
生して前記流体がロータ表面を横断せずに前記表
面に沿つて流動せしめられるようにすることによ
つて達成されることを特徴とする。好ましい実施
態様では、ロータは放射状ひだ付きデイスクの形
状を呈し、ロータは粗面を呈する繊維状で形成さ
れる。ロータ面の汚損の程度は、該面によつて捕
捉される汚染物がこの面を通過できないから、常
に視認することができる。汚染物で飽和状態にな
つたら、ロータは規格の交換品と取換えて廃棄す
る。洗濯のきく頑丈な材料でロータを達成するこ
ともできるが、洗濯コストが新しいロータの値段
よりも高くつく。

本発明の浄化装置へガス流体が流入する際の圧
力損失は、浄化すべき流体がロータ回転と同時に
自由に装置へ流入するから極めて小さい。従つ
て、低速回転する低出力モータを利用してロータ
を駆動することができる。本発明の浄化装置はフ
イルタを通過させることによつてガス流体を浄化
する従来の浄化装置よりも小さい騒音と経済的な
エネルギー消費で同じ流量を達成できる。

ロータの回転によつて装置内へ吸引される流体
の逆流を防止するため、ロータの周縁部分にこれ
と接触せずに位置するように、装置へのガス流体
流入口に空気力学的な継ぎ手を配置する。この空
気力学的継ぎ手は流体入口を囲む波形管を形成す
るひだ付き帯材、またはロータ面よりも狭い流入
口面を有する平滑な円錐台面として形成する。こ
の空気力学継ぎ手は装置の吸引口からガス流体が
逆流するのを防止する。

本発明の浄化装置の出口に配置するフイルタを
通過するのは、ガス流体と共に装置内に搬送され
た固形及び液状粒子が物理的に除去された後のガ
ス流体である。従つてこのフイルタは上記汚染物
質の影響を受けない。浄化すべき流体中に尚も含
まれている望ましくないガス成分の粒子を中和ま
たは変換することのできる反応体をフイルタに含
浸させればよい。この反応体としては、化学的
過用含浸剤、浄化されたガス流体を加湿するため
の水または水蒸気、芳香剤または脱臭剤などを用
いることができる。食品調理の際に発生する臭い
を中和する場合には、このフイルタは粒状活性炭
床で形成する。このように構成したフイルタは、
水蒸気や油がロータによつて完全に捕捉されるか
ら、３年間使用しても効力が低下しない。

本発明の浄化装置は軽量であり、嵩ばらず、配
管らしきものを必要とせず、給電には低電圧単相
交流ソケツトを設けるだけでよい。浄化され、脱
臭された流体を室内へ再循環させることができる
から、この浄化装置は該装置が設置されている空
間の熱量損失を伴なうことがない。公知の浄化装
置に於いてはフイルタを汚損するような粒子は本
発明の場合、吸着性のロータ面によつて捕捉され
るから、本発明の浄化装置上部に配置されるフイ
ルターは殆ど汚損されることがない。従つて本発
明の浄化装置は従来の浄化装置よりもはるかに高
い作用効率を提供する。

以下、添付図面に示す実施例を参照しながら本
発明のガス流体浄化装置を説明する。

添付図面の第１図及び第２図に示すガス流体浄
化装置は、後述する内部部材を保持する支持体と
して作用する２つの環状フランジ２及び３（第２
図）を内側に具備する円筒状機枠１を含む。フラ
ンジ２及び３の間には装置の水平フレームを形成
する円形基板４が固定されており、取付け脚６を
介して前記基板４にはモータ５が固定してある。
モータ５を囲んで保護円筒７を配置してこれも基
板４に固定する。基板４には円筒状機枠１の内面
に近い周縁位置に等間隔に孔８を形成する。フラ
ンジ２，３及び基板４は、基板４に溶接された保
護円筒７と同様に、溶接によつて機枠１に固定す
る。尚、各部材２，３，４及び７は溶接以外の公
知方法、例えばリベツト締め、接着などで結合し
ても良いし、装置を成形によつて製造する場合に
は円筒状機枠１と一体に形成できることはいうま
でもない。部材１，２，３，４及び７から成る装
置の骨格は軽金属またはプラスチツク材の薄板で
形成することができる。例えば調理室または実験
室に見られるようなプレハブ式モジユール設備に
組込むことができるように、機枠１を例えば方形
として提供することも可能であることは当業者な
ら容易に理解できるであろう。

モータ５は図示装置の垂直対称軸線１０と軸線
が一致するシヤフト９を含む。モータ５のシヤフ
ト９は位置１１に於いて基板４を貫通し、その自
由端にはアダプタスリーブ１２を具備し、このア
ダプタスリーブ１２には該スリーブ１２と一体の
カラー１５に固定した円板１４を介してひだ付き
ロータ１３が取付けられている。

ひだ付きロータ１３は中心に孔を有するひだ付
きデイスクから成り、前記中心孔の直径はひだ付
きデイスクの中心に位置する前記スリーブ１２の
直径よりも大きい。ひだ付きデイスクの中心孔は
該孔の近傍にあつてロータ１３のすべてのひだを
貫通するワイヤー１６によつて一定直径に維持さ
れ、ひだ付きデイスクは接着、リベツト締めなど
公知の手段により周縁を円板１４に固定されてい
る。このひだ付きデイスクは粗面を有する任意の
薄板材で形成すればよい。１実施態様として、例
えば吸取紙のように粗面を具えたセルロース紙を
材料として利用する。他の実施態様として、ざら
ざらしたシート状を呈するように固めるか、また
は織つた、コツトン、ウール、ポリエステル、ガ
ラスなどのあらゆるタイプの繊維を材料として利
用することも可能である。また、金属繊維または
金属ワイヤーの集合体または薄板表面に金属ウー
ルや金属ワイヤーの薄層を接着したものを材料と
して利用することもできる。別の実施態様とし
て、ひだ付きロータまたはデイスク１３を多孔性
プラスチツク材で形成することもできる。

当業者ならば容易に理解できるように、ロータ
１３の形成材料に要求される重要な特性はただ１
つである。即ち、本発明装置によつて浄化すべき
ガス流中に分散している液体及び固体粒子を捕捉
し、付着させる著しい凹凸をもつた粗面を具備し
なければならない。

円板１４はひだ付きデイスク１３と同じ材料で
形成し、前記ひだ付きデイスク１３と共に交換可
能なアセンブリを構成させることもできる。円板
１４が支持部材としての機能しか有さない場合に
は、この円板１４にひだ付きデイスクの固定を可
能にする図示しない係止手段を設けるか、または
いわゆるベルクロフアスナー（登録商標）を設け
る。

円形中心孔１８を有する環状フランジの形状を
呈する交換可能な底１７を機枠１側のフランジ３
に当接させ、図示しない手段により前記機枠側フ
ランジに交換自在に固定する。交換可能な底１７
はその上面に中心孔１８と同心の円筒状部分１９
を具備し、この円筒状部分１９は環状波形管を形
成するように両端を結合したひだ付き帯材から成
る固設の空気力学的継ぎ手２０を保持する。この
継ぎ手はロータ１３と同じ材料で形成してもよ
い。図示のように、継ぎ手２０は前記ロータ１３
と接触することなくその周縁の一部をカバーす
る。ロータと同様に、継ぎ手２０は交換可能な底
１７を取外した後、交換することができる。

第３図の実施態様では、交換可能な底１７ａは
機枠１のフランジ３に当接させた環状フランジ２
４に囲まれた円錐台２３の形状を呈する。環状フ
ランジ２４はロータの直径とほぼ同じ直径Ｂを有
し、円錐台２３部分の下端はこれよりも小さい直
径を有し、ガス流体が装置へ流入するための直径
Ａの円形中心孔を形成する。この円錐台の高さは
その側壁が基部と約30゜の角度を形成するように
設定する。この交換可能な底はロータ面への汚染
物質付着を容易にする渦流室をロータの下方に形
成し、前記空気力学的継ぎ手２０（第２図）の機
能を代行する。中心孔の直径Ａは環状フランジ２
４の直径Ｂの0.75倍またはそれ以上でなければな
らない。

装置の前記環状フランジ２よりも上方の部分に
は公知のフイルタ２１を設置し、これによりガス
流体中に含まれるガス状有毒粒子を化学的に中和
したり、不快臭を中和したり、あるいはひだ付き
ロータ面で捕捉できない粒子を捕捉する。

以上に述べたガス流体浄化装置の作用を第１図
及び第２図を参照しながら以下に説明する。

浄化装置を作動させるため、モータ５を始動さ
せてひだ付きデイスク１３を回動させる。ひだ付
きデイスクは回転と同時に送風器の羽根として機
能し、装置を通過する被浄化流体循環流を発生さ
せる。その結果、浄化すべきガス流が吸引されて
底１７の孔１８を通過し、次いで点線２２で示す
ようにひだ付きデイスク１３を貫通することなく
その表面に沿つて流動し、モータ５を支持する板
４に設けた孔８を通過して公知フイルタ２１の下
方に広がる空間内へ配分される。ロータすなわち
ひだ付きデイスク１３は浄化すべきガス流体を旋
回させ、ガス流を渦流の形で装置内に導入する。
この渦流はひだ付きデイスクを貫通することなく
そのひだに沿つて流動しながら前記デイスクの粗
面と接触し、流体中に含まれる固形及び液状粒子
がこの粗面による吸着作用により捕捉される。従
つて、ロータすなわちひだ付きデイスク１３は送
風作用のほかに、固形及び液状粒子をその粗面で
捕捉することにより浄化作用をも果す。従つて、
ロータは汚染物質を吸着してもその機能を失わ
ず、部分的な浄化、即ち、固形及び液状粒子の浄
化を終えた流体は多くの場合流体を化学的に浄化
するように構成された公知フイルタ２１を、該フ
イルタを塞ぐことなく矢印２２の方向に通過する
ことができる。このフイルタには浄化すべきガス
の種類に応じてこれを正しく中和または固定する
に充分な化学剤を含浸させればよい。以上に述べ
た浄化装置の長所は２つのフイルタを組合わせた
ことにある。即ち、固形及び液状汚染物質を対象
とする１次浄化を行う吸収性ひだ付きロータと、
１次浄化がすでにロータ１３によつて達成されて
いるために早期に詰まるおそれのない公知構成の
第２フイルタとを組合わせたことにある。

ロータ１３と吸引用中央孔１８との間に介在さ
れた固設空気力学継ぎ手２０は極めて重要な機能
を果す。すでに述べたように、この継ぎ手はロー
タ１３の周縁の一部（ロータ１３の半径の約1/4）
をカバーするが、前記ロータとは接触しない。こ
の継ぎ手２０（多くの場合ロータ１３と同じ材料
で形成される）は交換自在であり、吸引された空
気の逆流を防止して、ガス流体が公知フイルタ２
１を通過し、充分な流量で装置から排出されるの
に必要な圧力を装置内部に形成する。

上記固設空気力学継ぎ手２０は吸気用中央孔を
中心に放射状に延びるひだを有し、ロータ１３と
は接触しない。このようなひだ付き継ぎ手の代り
に、Ｖ字形、Ｓ字形など任意の形状を呈する１連
のひだのある薄板または平滑な薄板を採用するこ
とにより装置外への流体逆流を防止することも可
能である。

以上第１図及び第２図を参照しながら説明した
浄化装置のプロトタイプを調理場の換気用に製作
し、実用装置の規格に従つて実施し、テストし
た。回転速度500〜1200rpmで外径400mmの吸着用
ロータを駆動するため90ワツト、220ボルトのモ
ータを装備した。空気力学継ぎ手２０として内径
350mm、外径400mmのものを採用した。空気は約２
メートル／秒の速度で浄化装置に流入し、流量は
毎時600m³であつた。フイルタ２１は面積0.22m²
に対して３リツトルの容量を有する塊状活性炭床
で構成し、浄化装置の出口に配置した。このフイ
ルタは調理に伴なう蒸気を完全に脱臭し、従つて
空気を調理場内へ再循環させても全く不都合はな
かつた。固形及び液状粒子（水蒸気、煤、油な
ど）の浄化は交換自在な吸取紙から成るひだ付き
ロータ１３及び空気力学継ぎ手２０によつて達成
された。

浄化装置の下側の孔１８からひだ付きロータ１
３及び空気力学継ぎ手２０を観察できるから、ロ
ータ及び継ぎ手の汚染程度を目で確かめ、もし飽
和状態なら、即ち、ひだが塵埃及び油で詰まつて
いるなら規格の交換品と取換えることができる。
このような作業は浄化装置を家庭用として使用す
る場合、年間にせいぜい３〜４回ですむ。ロータ
は紙を主たる原料としているからこれを破壊する
のに容易である。

揚げ鍋や調理用オーブンの上方に防火手段なし
でロータを直接設置し、その引火性テストを実施
した結果、ロータが回転しておれば、これに焔が
届いても浄化装置の火災にはつながらないことが
判明した。ロータの回転が、たとえロータ面が油
で汚れていてもその引火を防止する。テストに於
いて、ロータに引火させることは不可能であつ
た。従来の浄化装置は防火用の金網を具え、これ
が短期間で汚れ、ひんぱんに洗濯しなければ吸気
流量が著しく減少したことを考えれば上記の事実
は重要な利点である。

90ワツトのモータを装備する上記浄化装置は、
従来の浄化装置がこれに組込まれた、次第に汚染
物で閉塞されるフイルタに於いて発生する圧力損
失を克服するために必要とした電力よりも低い電
力で同じ流量を達成する。

上記浄化装置は空気を加湿する目的で利用する
こともできる。この場合には蒸気発生装置を組込
むか、あるいはフイルタ２１のようなフイルタを
湿らせるだけで良い。そうすれば、空気を加湿す
る前に除塵及び殺菌することができるので、公知
装置のように目詰りしたフイルターをひんぱんに
交換したり洗つたりする必要がない。

溶接作業場の周囲空気を浄化することを目的に
本発明の別の実施例を製作した。この実施例では
煤の粒子がロータで捕捉され、金属酸化物がフイ
ルタ２１によつて中和された。溶接に伴なう煙は
完全に浄化され、従つて空気を外部に排出する必
要がなく、このことは熱エネルギー及び投資コス
トの著しい軽減につながる。

グラスフアイバーで補強されたポリエステル成
形品を製造する際に発生するスチレン・ガスは有
害である。これに対して活性炭繊維のマスクを着
用するのは煩わしくもあり、しかもマスクの目は
たちまちグラス原繊維によつて詰まつてしまう。
本発明の浄化装置を設置すれば粉塵、ガラス繊維
及びスチレンの液状粒子をロータ１３で捕捉し、
活性炭素フイルタ２１によつてスチレン蒸気を中
和して90％以上の捕集効率を達成できる。こうし
て浄化された空気を工場内に再循環させても問題
はない。

医学設備及び病院用としてのテストも実施し
た。第１図及び第２図と関連して述べた実施例と
同様の浄化装置を作用させた結果、局部的な細菌
汚染度を急速に軽減し、これを許容恒常汚染度基
準に維持し、しかも活性炭フイルタによつて臭気
を完全に中和できることが実証された。

以上に述べた実施例ではロータ中心からその周
縁に放射状にひだが延びている放射ひだ付きデイ
スクとしてロータを説明したが、例えば先行特許
出願に開示した実施態様のロータ、即ち、平面的
な２枚のデイスク間に形成される導路で構成した
ロータまたは複数の段から成るひだ付きロータを
この放射ひだ付きデイスクの代りに採用してもよ
いことはいうまでもない。さらに、ガス流体渦流
を発生させてこれを多少とも有効に案内し得るよ
うに配置された交互に反り返つた表面部分または
互いに角を成す平面部分を具えるロータならどの
ようなロータでもよい。この場合、ロータ表面が
固形及び液状粒子を捕捉し、固定することのでき
る粗面でなければならないことはいうまでもな
い。このことはロータと装置へのガス流体吸引用
孔との間に介在させる固設の空気力学的継ぎ手に
ついても同様である。

すでに述べたように適当な手段を介してフイル
タ２１に水分を含浸させて浄化装置を室内の加湿
装置として作用させることができ、この場合、湿
潤した空気はあらかじめロータの作用によつて浄
化されていることはいうまでもない また、フイルタ２１に臭気を中和させるための
芳香剤または脱臭剤を含浸させるか、あるいは殺
菌剤を含浸させることもできる。

フイルタ２１は浄化装置からの排出流を加熱ま
たは冷却するように温度調節される固体状の蜂巣
状体で構成してもよい。このように構成すれば周
囲空気から固形、液状及びガス状汚染物質を浄化
すると共に、浄化された空気を湿潤させたり、乾
燥させたり、加熱したり、冷却したりできるから
完全な空調装置となる。この一連の動作は殆ど騒
音を伴なわず、しかも僅かなエネルギー消費で行
われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は浄化装置の一実施例を下方から見た斜
視図、第２図は第１図中−線断面図、第３図
は第２図に示す浄化装置とは異なる底部構造を有
する実施例の断面図である。 １……外部機枠（フード）、５……モータ、１
３……ロータ、２０……空気力学継ぎ手、２１…
…フイルター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部機枠１と、ロータ１３を駆動するモータ
   ５とを備えて、送風作用をすると同時に、浄化す
   べき流体中に分散した固形状及び液状汚染物質粒
   子の浄化作用をするガス流体浄化装置において、
   上記ロータ１３にひだ付き粗面表面を形成し、該
   ひだ付き粗面表面に亙つて渦流を発生させると共
   に該渦流がひだ付き粗面表面を通抜けないで該ひ
   だ付き粗面表面に沿つて流動するように構成し
   て、汚染物質粒子をひだ付き粗面表面への吸着に
   よつて除去し、上記ロータによる浄化作用の後に
   なお上記流体中に含まれている望ましくないガス
   状成分粒子を中和または変換するように構成され
   たフイルタ２１をロータ１３の後方に設けたこと
   を特徴とするガス流体浄化装置。 ２ 装置のガス流体取入口には逆流防止用の空気
   力学手段１２，２０；２３，２４を配置したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の浄化
   装置。 ３ 上記逆流防止用空気力学手段は装置の取入口
   を囲む波形管を形成する折り曲げられた帯状材２
   ０であることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の浄化装置。 ４ 上記逆流防止用空気力学手段は中央開口を有
   する円錐台状部分を具備するカバー２３，２４で
   あつて、該円錐台状部分が流入流体の流れ方向に
   開口したことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の浄化装置。 ５ 上記円錐台状カバーの中央開口の直径は前記
   カバーの円錐台状部分の直径の0.75倍またはそれ
   以下であることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項に記載の浄化装置。 ６ 装置の出口に配置される上記フイルタ２１は
   凝集または団粒化した繊維材からなり、該ロータ
   １３によつて装置内へ吸引されたガス流体がこれ
   を通過することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の浄化装置。 ７ ガス流体を通過させる上記フイルタ２１に
   は、前記流体中に含まれている望ましくないガス
   成分粒子を変換する反応体を含浸させたことを特
   徴とする特許請求の範囲第６項に記載の浄化装
   置。 ８ 装置の出口に配置される上記フイルタ２１は
   粒状活性炭から成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項に記載の浄化装置。 ９ 上記反応体は化学的反応剤であることを特徴
   とする特許請求の範囲第７項に記載の浄化装置。 １０ 上記反応体が水であることを特徴とする特
   許請求の範囲第７項に記載の浄化装置。 １１ 上記反応体は芳香剤または脱臭剤であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の浄
   化装置。 １２ 上記反応体は殺菌剤であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第７項に記載の浄化装置。 １３ 上記ロータ１３はひだ付きデイスクである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   浄化装置。