JPH0331502B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主としてパツケージエアコン用に使用
するエア−フイルター装置に関するものである。
此種フイルター装置は、室内空気の清浄化に使用
されるため、煙草の煙成分や塵埃等の微粒子を捕
捉する必要があるが、実際上からみて粒径3μ以
下の微粒子を捕集する事は極めて困難である。

本発明はこの様な極小な微粒子をも捕捉集留出
来るエア−フイルター装置を提供せんとするもの
である。

以下に本発明装置を添付図面につき説明する。

第１図は本発明装置に使用されるエア−フイル
ター装置本体の実施例を示すもので、この装置本
体は平行状に対向する２枚の導電性フイルター
１，１′、例へば繊維状活性炭で作られた平板を
高誘電体の支壁２で隔離支承すると共に、上記フ
イルター１，１′を高圧直流電源３の両極に接続
した構成である。

この実施例では上記支壁２はポリビニルクロラ
イド（PVC）を材料として作られると共に、上
記フイルター１，１′間に多数介装されており、
これによつて静電界の作用を受ける電界空間４が
並列状に多数形成されている。

実験では、上記電源３としてDC12000V，2mA
の高圧発生回路を用い、又上記１対のフイルター
１，１′間は40mm間隔に設定した処、煙吸入側フ
イルター１から５〜６mm離れた処以遠が黄色にな
り、この部分に煙草の煙が吸着される事が確認さ
れた。

この煙成分吸着効率は、フイルターの材質や間
隔、電源電圧の値等によつて異るが、略90％程度
の吸着除去率があると推計され、これは従来の此
種エア−フイルター装置の５〜６倍の効率を示す
ものである。

上記装置本体に使用される電界空間４には第２
図の如く、高誘電体のフイルター部材１″を内設
しても良く、かくすればこのフイルター１″によ
つて電界効果が増大せしめられると共に物理的な
濾過吸着作用も期待出来ると云う利点がある。

更に又上記電界空間４を形成する支壁２は第３
図、第４図に示す如く、ハニカム構造にする事が
望ましく、かくすれば簡単な製造工程で多数の電
界空間４を形成出来ると共に支壁２の面積を大き
くして粒子の吸着効果を向上せしめる事が出来る
と云う利点があり、且つ又本発明装置に使用する
導電性フイルターに活性炭を用いれば、活性炭自
体が高電圧を印加される事で吸着能力を向上され
る特性があるから、この特性により粒子捕捉効果
を大きくする事が出来ると云う利点がある。

上記装置本体は、第５図の如く、導電性フイル
ター１，１′に高圧の静電圧が印加されているた
め、入口側フイルター１から給気された煙の組成
微粒子ｇ，ｇ…がフイルター１で捕捉されたり、
或は又電界空間４内で支壁２に吸着されたり、更
には又出口側フイルター１′で捕捉されたりする。

この様な微粒子ｇの捕集は、フイルター１，
１′の濾過作用によるものと、フイルター１，
１′及び電界空間４内における電界によるものと
の総合的作用により得られるものであり、これは
以下の理由により得られるものと推擦される。

第１に、煙の粒子は入口側フイルター１を通過
する時において粒径の大きいものはフイルター自
体に捕捉される。

第２に入口側フイルター１の通孔を通過した小
粒子は入口側フイルター１に印加されている静電
気によつて帯電される。

この粒子の帯電は、フイルター１の電位が正で
あると仮定すると、粒子が直接フイルター１に接
する事により正に帯電されるが、同時にフイルタ
ー１を通過する事により誘電されて負に帯電する
場合もあると想像される。

従つて粒子ｇ，ｇ…はフイルター１内で、又は
フイルター１から電界空間４内に入つた直後に正
の帯電粒子と負の帯電粒子が結合して粒度の大き
い無帯電粒子になる事が考えられ、この粒子はフ
イルター１内であれば更に帯電されたり、或は又
そのままフイルター１に捕捉されると思はれる。

第３に、フイルター１で正に帯電された粒子
は、支壁２の吸入側で反発されると共に出口側に
吸着され、フイルター１で負に帯電されながらフ
イルター１に吸着されずに電界空間４内に送入さ
れた粒子は支壁２の入口側で吸着される。

即ち、支壁２は両フイルター１，１′間におい
て誘電されているから、その入口側フイルター１
に近い場所は強く正に帯電され、又出口側フイル
ター１′に近い場所は強く負に帯電されていると
考えられ、この帯電の強さが中央部へ向うにつ
れ、漸減する様な特性があると推定出来る。

従つて入口側フイルター１を通過した粒子中、
正に帯電されている粒子は入口側フイルター近辺
の支壁２ａの極性で反撥されて電界空間４の中央
部分に転位する一方、負に帯電されている粒子は
入口側フイルター近辺において支壁２ａに吸着さ
れる。

実験によれば、入口側フイルター近辺の支壁２
ａに吸着されている粒子が少いから、多くの粒子
は正に帯電されて出口側フイルター１′に近い支
壁２ｂに吸着されると推量されるが、負に帯電さ
れる粒子の存在もあると考えられる。

第４に、電界空間４内を通過する荷電粒子空気
中の酸素や窒素の分子に電荷を奪われる可能性が
あるが、この様に無電荷状態になつても電界空間
４の内部において再度帯電するから、この空間４
内において、異極性の粒子が相互に吸着凝集して
粒度の大きい帯電粒子に変つたり、或は又帯電粒
子が支壁２に吸着される事になる。

この様にして支壁２に吸着された帯電粒子は、
そこで電荷を奪われて放出される事が多いが、こ
の放出された粒子も電界空間４内において再度帯
電されるから、前述の如く他の粒子と結合して大
径粒子となるか或は又支壁２に吸着されるかして
電界空間４内に滞溜する。

上述の種々の理由により、電界空間４に吸入さ
れた煙の粒子ｇは電界空間４内に保留されて支壁
２に電気的又は物理的に吸着されると共に出口側
フイルター１′により再度濾過されて器外に放出
される。

以上の処において、電界空間４内を通過する煙
の粒子は、その粒度が大きい程出口側フイルター
１′で捕集され易いから、電界空間４内における
粒子間の相互凝集現象は望ましい事であるが、こ
の様な粒子の凝集化は入口側フイルター１の手前
で実現すれば尚一層粒子捕集効果が大となる。

本発明においては、上記の如く導電性フイルタ
ーを備えた装置本体に超音波発生器５を設ける事
により、入口側フイルター１の手前で煙の粒子を
大粒化する様に構成してある。

この発明に係るエア−フイルター装置は、第６
図に示す如く、上記エア−フイルター装置本体Ａ
の入口側に超音波発生器５を設けた凝集室６を連
設して、この凝集室６を通過した煙を、例へば送
風機７等によつて装置本体Ａに送入する様構成さ
れており、煙の粒子は上記凝集室６内において超
音波の照射を受けて凝集せしめられる。

即ち、例へばタバコの煙の如き浮遊状の微粒子
を多く包有するものは、空気中では空気を分散媒
とするエアロゾルを形成しており、超音波の照射
によつて振動が付加されると、粒子間衝突頻度が
増大して粒子が相互に結合凝集する特性を有して
いるからである。

実験では、1μ以下の粒子が1g／m³以上含まれ
ている煙気に0.1〜0.5W／cm²の強さで超音波を数
秒間照射した処、粒子径が５〜30μに増大する事
が確認された。

この実験に使用した超音波の周波数は2000Hzで
あるが、この超音波周波数は浮遊粒子の大きさや
種類により選定すれば良く、通常は2000〜3000Hz
である。

この様に超音波の照射によつて空気中の浮遊粒
子を凝集せしめる場合には、凝集剤を使用する事
により凝集効果を向上させる事が出来る。

第２発明として第７図に示すエア−フイルター
装置は上記凝集室６に超音波霧化装置８を設けた
構成であり、凝集室６内の浮遊粒子は霧化された
水を凝集剤として超音波を照射される。

この発明に係るエア−フイルター装置では、本
来的に汚染物質との接触吸着能力が優れている水
を凝集剤としているから浮遊粒子の捕捉効果が良
好であると共に霧化された水は表面積が１ｇ当り
1000m²以上にも拡大するから粒子との接触面積も
大きいと云う利点がある。

この発明においては、上記エア−フイルター装
置本体Ａに、第８図に示す如く、中間フイルター
９が設けてあり、この中間フイルター９は電界空
間４を入口側空間４ａと出口側空間４ｂとに区分
する様構成されると共に脱水手段、例へば毛細管
による吸水板１０を有している。

上記中間フイルター９は、高誘電体例へばポリ
ビニルクロライドを用いて作るのが望ましく、又
設置位置としては支壁２の中間位置、即ち支壁２
の帯電が最も小さい位置を選ぶ事が望ましい。

即ち、この様にすれば中間フイルター９自体を
正負両極性に帯電させて、電界空間４内を流れる
帯電粒子を捕集させる事が出来るからである。

本発明エア−フイルター装置では、入口側フイ
ルター１を通過する粒子ｇは水分を含む事になる
から、粒子の径が大きい事と相俟つてフイルター
１に附着しやすいと共に粒子の帯電を良くすると
云う効果があり、又この様に帯電された粒子が中
間フイルター９で捕捉脱水されるから、出口側フ
イルター１′のメツシユを小さくしても早期の目
詰まりを防止する事が出来、これによつて微小な
粒子を捕捉する事も出来ると云う利点がある。

尚以上の処において、上記凝集室６には、予め
粒度の大きい粒子を取除く様に前置フイルター１
１を設ける事が望ましく、かくすれば凝集室６の
浮遊粒子の粒度を所定値以下に制限して、超音波
による振動効果を向上させる事が出来る。

本発明装置の使用例としては、第９図に示す如
くエアーコンデイシヨナー装置１２に取付けられ
る事が多いから、この場合には、本発明装置を上
方位置にあるサブ吸気口１２ａに配設して、メイ
ン吸気口１２ｂには通常フイルター１３を配置す
る事が望ましい。

図中１２ｃはフアン、１２ｄは熱交換器であ
る。以上述べた如く、本発明エアーフイルター装
置は装置本体Ａの入口側の手前で浮遊粒子を凝集
させて、これを導電性フイルター１で捕捉するも
のであるから、浮遊粒子の除去が良好に行なえる
と云う効果があり、又第２発明では浮遊粒子を霧
化された水によつて凝集するため凝集効果を一段
と向上させる事が出来ると云う効果がある。従つ
て本発明装置は各種装置に附設して効果の大きい
事は勿論、一般家庭用の空気清浄器としても使用
出来、この場合には本装置単体での使用の他空気
を循環するサーキユレーターに取付けて使用する
事も出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置に使用する装置本体の横断
平面図、第２図は同上装置本体の他の実施例を示
す縦断側面図、第３図は同上装置本体の更に他の
実施例を示す斜視図、第４図は第３図−線に
沿つた断面図、第５図は同上装置本体の動作を示
す略解説明図、第６図は本発明エア−フイルター
装置の略解構成図、第７図は第２発明に係るエア
−フイルター装置の略解構成図、第８図は第７図
に示すエア−フイルター装置本体の縦断側面図、
第９図は本発明装置の使用例を示すエア−コンデ
イシヨナー装置の略解縦断側面図である。 図中１，１′は導電性フイルター、２は支壁、
３は高圧直流電源、４は電界空間、５は超音波発
生器、６は凝集室、９は中間フイルター、１０は
脱水手段としての毛細管を夫々示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口側と出口側とに夫々用いられる１対の導
   電性フイルターを所定間隔を隔てて対向状に配設
   すると共に此等フイルター間には高誘電体で作ら
   れた支壁を介装して入口側の導電性フイルターか
   ら出口側の導電性フイルターに連通する電界空間
   を形成し、上記１対の導電性フイルター間には直
   流高圧電源を投入したエアーフイルター装置本体
   を備え、上記エア−フイルター装置本体の入口側
   導電性フイルターの手前には凝集室を設け、この
   凝集室には該室内の浮遊粒子に超音波を照射する
   超音波器を設けた事を特徴とするエア−フイルタ
   ー装置。 ２ 入口側と出口側とに夫々用いられる１対の導
   電性フイルターを所定間隔を隔てて対向状に配設
   すると共に此等フイルター間には高誘電体で作ら
   れた支壁を介装して入口側の導電性フイルターか
   ら出口側の導電性フイルターに連通する電界空間
   を形成し、上記１対の導電性フイルター間には直
   流高圧電源を投入したエアーフイルター装置本体
   を備え、上記エア−フイルター装置本体の入口側
   導電性フイルターの手前には凝集室を設けると共
   に上記電界空間には中間フイルターを設け、上記
   凝集室には該室内の浮遊粒子に霧水と共に超音波
   を加える超音波霧化装置を設け、又上記中間フイ
   ルターは上記電界空間を入口側空間と出口側空間
   とに区別する様設置されると共にフイルター内の
   水分を排出する脱水手段を備えた構成に作られて
   いる事を特徴としたエア−フイルター装置。