JPH04506930A - 空気からの異質粒子ろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 空気からの異質粒子ろ過装置 この出願は１９８９年１０月２３日提出の第４′２．４．９１９号出願の一部継 続出願であり、その出願の内容はこれを引用することによってこの明細書の一部 とするものとする。

背景 本発明は、空気のろ過に関する。特に本発明は清浄度の高い空気を生成するため 空気からの異質粒子の除去に関する。

空気ろ過のための先行技術には、基本的に２種類ある。まず第１に、機械式ろ過 システムがある。かかるシステムにおいては、空気入口とフィルタからの空気出 口の間にはいかなる電界も印加されない。ろ過材として作用する、紙、ファイバ グラス又はメツシュ等のような機械的な障害物が設けられる。かかるフィルタは 限定された量の異質粒子のみ空気からろ過するのに有効であり、それは機械的フ ィルタでは空気流の抵抗が存在することによるものである。機械的ろ過材が微細 なものであればあるほど、空気流は低速になり、このことは不利な条件となる。

もう１つの異なるろ過技術は、電離（イオン化）に基づくものである。電離プク セスでは、比較的高い電界か反対の位置にある電極との間に形成されることか必 要である。空気は電界の中を通過し、異質粒子は電離される。粒子の捕獲は、電 離フィールドから下流にある第２の電極によって行なわれる。この第２の電極は さらに高い電位にある。電離プロセスにみられる１つの欠点は、環境にとって有 害な性質をもつオゾンが生成されることである。その上、電離フィルタの有効な ろ過能力は、望まれるほどには高くない。運筆、電離フィルタは、約０．０５　 ミクロンの粒度以上の粒子をろ過するような範囲内で作動する。フィルタに応用 される電離技術を精巧かつ複雑なものとすることで約０．０１ミクロンより大き い粒子を除去するようなろ過が実現される。

本発明は、改良されたろ過システムすなわち機械的ろ過のｉｉ＊！ｉにより得ら れるものよりも粒度の小さい異質粒子の除去を目的とする。

“空気°という用語を、本出願人は複数の気体の混合物及び単一の気体を内含す るものとして用いている。

本発明によれば、空気から異質粒子をろ過する作業には、少なくとも１対の電極 の間で形成された電界を粒子に作用せしめる工程か含まれる。電極間の電位は相 対的に異なり、好ましくは反対であり、電界か空気中の異質粒子の有効な電離を 基本的に回避するようなものである。電界効果の下にある間に異質粒子を捕獲す るための手段が具備されている。

電極が収納されているフィルタユニットへの空気の入口流入速度は、フィルタユ ニットからの流出速度よりも速くなっている。出口におけるフィルタユニットを 通る流速は、好ましくは１分あたり約２０フイート未満である。電極の電圧は好 ましくは、１インチあたり約２０ｋｖ未満である。

本発明の好ましい実施例においては、中心点つまり中心線のまわりに配置され間 隔をおいた複数の円筒形の電極がある。

空気流は電極を横断するか或は電極間を通ってその空間を通なくロンドン−ファ ンデルワールス（Ｌｏｎｄｏｎ／Ｖａｎ　Ｄｅｒ　Ｗａａｌｓ）力の下で作用さ せる。かかるユニットは、空気から約０．００１ミクロン以上の粒子を除去する 能力を有する。本発明のシステムによると、保持手段内で同じ気孔径を用いるも のの電離又は機械式ろ過技術の下で作動するフィルタシステムに比べ、一定の気 孔径の保持手段内でより小さい粒度の粒子を除去又は捕獲することができる。

本発明は、ろ適用カートリッジがフィルタユニットのためのハウジング内に嵌合 もしくはレトロフィツト（ｒｅｔｒｏｆ　ｉｔ）されるろ過装置、ならびに異質 粒子を基本的に非電離性の電界の下でろ過する方法に関する。

本発明は、以下添付の図面を参照しながら説明される。

図面 第１図、第２図、第３図及び第４図は、本発明の第１実施例であり、電極を半径 方向に移動した後の集中した空気入口及び軸方向空気出口を示している。

第５図、第６図及び第７図は本発明の第２実施例であり、軸方向に電極を通過し た後の、ろ過ユニットへの軸方向空気入口及び基本的に同じ断面全体にわたる軸 線方向空気出口を第８図は、らせん状の要素の間に形成された状態の電極の異な る一構成の概略的斜視図である。

第９図及び第１Ｏ図は、基本的に球形に形成された電極のの手段を構成している ような、フィルタユニットの電極の図である。

第１３図は、電極の間を動いている保持手段の概略図である。

第１４図は、平面の入口面と湾曲した出口面をもつ電極の概略図である。

説明 空気から異質粒子をろ過するための装置には、矢印１１により示されているよう な空気及び異質粒子の流入のための入口１０が含まれている。入口１０はフィル タユニット１３のケーシング１２に連結されている。フィルタユニット１３から の出口１４が設けられ、異質粒子がろ過、除去された後の空気が矢印１５に示さ れているように外側方向に流出される。

フィルタユニット１３には、少なくとも１対の間隔をおいた円筒形電極１６及び １７か含まれている。第１図では、付加的な電極１８か示されている。電極ｉ６ ．１．７及び１８は、相対的に異なる電位にある。この例では相反する電位極性 は、それぞれ（＋）及び（−）の電荷符号１９．２０及び２Ｉにより示されてい る。複数の電極１６．１７及び１８はフィルタユニット１３の中心線２２を中心 にして配置されている。

空気人口１０も同様に、中心線２２と芯台して位置されている。空気出口も又、 中心線２２に芯台して位置されている。

電極１６．１７及び１８は、その直径が増大す名田周方向の円筒形要素である。

中央電極１９の内側には、空間２３があり、電極１９及び２０の間には空間２４ があり、電極２０及び２１の間には空間２５がある。電極１８の円周を超えて空 間２６がある。空間２６は、相対的に中立つまりゼロの電位にある外側円周方向 要素２７によって区画形成されている。

空間２３，２４．２５及び２６の中には、矢印１１の方向に通過する入口１０か らの空気内に含まれている異質粒子を捕獲するよう作用するそれぞれの保持手段 ２８がある。

電極１６．１．７及び１８及び外側円周要素２７は比較的多孔性であるか又は平 坦なネット又はメツシュ又はスクリーンであり、そのため、フィルタ１３を通過 する異質粒子は、矢印２９によって示されているように電極１６．１７．１８及 び要素２７を通ってほぼ横方向に導かれつる。フィルタユニット１３及び外側円 周方向要素２７からの流出は、出口の矢印３０により示されている。

電極１６．１７及び１８を通過する流れは、図面上は、唯一の横断方向をもつも のとして示されてはいるが、空気は、入口ＩＯから出口１４に向かって移動する につれて漸進的に中心線２２に対して平行に及び中心線２２に対して横方向に流 れることかできる。このようにして、空気流は、′２１Ｘｔｌ１６゜ｌ７及び１ ８との関係において平行な段階及び横方向の段階で行なわれてもよいし、又、中 央の狭い入口１０とさらに広い出口１４の間の基本的に横方向の半径方向又は対 角線方向の流れであってもよい。

流れは好ましくは中心線２２に対して横方向ｔあり、円周方向要素２７の下流端 １２４に任意的要素である閉鎖部材１２５が具備されている。このような形で、 軸方向への要素２７からの流入は全く無い。閉鎖部材１２５は第１図において、 想像線にて示されている。外側円周方向要素２７からの一単位面積あたりの出口 流速は、相対的に、入口１６における面積あたりの比較流速よりも遅い。円周方 向要素２７から退出した後、流れの面積はほぼ入口流れ面積の規模まで減少しつ る。

電極１６．１７、及び１８の相対的電位は、電極１６゜１７及び１８を通過する 空気内に同伴された異質粒子の電離を有効に防ぐように充分低く維持される。従 って、外界粒子は、電離力ではなくロンド／ファンデルワールスの力を受ける。

ロンドン／ファンデルワールスの力は、粒子の電離特性ではなく分子のスピンに 関係づけられる。電極１６．１７及び１８の間の相対的に異なる電位は、１イン チあたり９ｋｖから１５ｋｖの範囲内にある。電離電圧は、１インチあたり約４ ０ｋｖとなろう、ＴＸ極１６．１７及び１８の間の電圧は、１インチあたり２０ ｋｖ以下、実際的には１インチあたり約１５ｋｖ以下に保持される。入口１０と 出口１４の寸法の間の構成は、フィルタユニット１３を通る出口における流速か １分あたり約２０フイート未満に保持されるようなものである。こうして、異質 粒子に対し最適条件が適用され、高い有効ろ過レベルを達成できることになる。

保持用物質２８は、ろ紙又はメツシュ網の形をしている。

保持手段は、Ｅｘｘｏｎ　ＦＥＢＩＳ　Ｋ−２２０（商標）のような、電界下に 試料粒子を保持するためのフィルタの能力を増大させる低蒸発液体物質を含んで いてよい。保持手段の形状は、異質粒子の捕獲を最大にすべく選択されうる。例 えば、折畳み形態であってもよい。

上記の条件の下で作動するフィルタ１３について、小さな異質粒子つまりｏ、　 ｏ　０１　ミクロン以上の粒子を入口１０と出口１４の間でフィルタユニット１ ３内に有効に捕獲できることがわかった。ロンドン／ファンデルワールス力は比 較的弱い力である。かかる力の作用は、選択された流速と協働することで、フィ ルタユニット１３内の空気の精密なろ過を達成することができる。メツシュの孔 は、その性状が捕獲される粒子の粒度よりも比較的大きくなっている。ロンドン ／ファンデルワールス力は、そのままでは孔を通過しうる粒子をして孔の表面の 上又は中に捕獲せしめる。これと比較すると、′Ｉｌｉ離又は機械式システムに おいては、孔のサイズがろ過されるべき粒子の最小粒度を決定する。通常、機械 式システムにおいては、捕獲される粒子は気孔径よりも大きく、気孔径に比べ相 当小さいということはそもそもない。第４図では、気孔通が１１８として概略的 に示されている。

第５図、第６図及び第７図では、空気人口３１及び空気出口３２を備えた実施例 が図示されている。電極３３．．３４及び３５は中心線３６を持つ。基本的に空 気人口３１及び空気出口３２は同じ直径である。従って、空気流の入口流速及び 口３９と基本的に同一である。この実施例においては、フィルタユニット３７を 通る空気は、矢印３８で示されている空気と矢印３９で示されている出口空気の 間のほぼ平行な通路を゛進む。従って、電極３３．３４及び３５の横方向の空気 流は基本的に全く無い。この実施例において電極は同様に、空気の所要ろ過を達 成するのに充分な程度の長手方向深さをもつ円筒形の構造である。電極３３．３ ４及び３５は、第１図内の電極構成と同様に異なる極性をもつ。保持手段４０が 、電極３３．３４及び３５の間に具備されている。

第８図の実施例においては、異なる交互の電極４１，４２゜４３．４４．４５及 び４６を具備する別の構成が例示されている。電極はそれぞれらせん状の要素４ ７及び４８で構成されている。中心線４９を中心に巻きつけられかつ要素間に適 当な間隔５０．５１．５２及び５３を伴う２つの要素４７及び４８があることに よって、有効なフィルタ５４が得られる。

この実施例においては、保持用物質５５は空間５０．５１゜５２及び５３の中に 充填されている。２つの要素４７及び４８はそれぞれ電極４１．４２．４３．４ ４．４５及び４６を構成するものとして例示されているものの、２つ以上の要素 ４７及び４８を具備することも可能である。要素４８は、電極４２の一部分を構 成する中央円筒形要素に固定されている。空気入口は、５７という番号で概略的 に示され、空気出口は５８という番号で示されている。図示されている例におい ては、空気入口の方が狭く、空気出口の方が幅広である。

矢印１５７は横方向の出口流を示している。別ｄ実施例として、入口流５８を阻 止することにより出口流１５７のみを得ることができる。他の実施例として、出 口流５８のみ得るようにすることができる。

第９．１０図の実施例では電極は本質的に球状エレメント５９．６０．６１によ り夫々形成される。球状エレメント５９は中心エレメントであり、球状エレメン ト６１は外側エレメントである。各エレメント５９．６０及び６１間に空間６２ 及び６３が形成される。空間は補助部材６４を具備することができる。空気人口 ６５は概略的には中心球へ指向する入口チューブ６６を通過している。ここから 、空気は、矢印６８により示されているように中心６７から三次元方向に放射さ れる。空気は、増大する面積全体にわたり電極５９゜６０及び６１の各々を進み 、矢印７２により示されているように出ロア１を通ってフィルタ７０のケーシン グ６９から取出される。この実施例においては、空気出ロア１は空気入口６６よ りも相対的に広く、そのため出ロア１を通しての流速は空気入口６６よりも遅い 。ろ過電極５９．６０及び６１を通る空気は、中心点６７のまわりの電極の表面 積が増大していくため、徐々に低下する速度で通過する。

第１１図及び第１２図の実施例においては、保持手段を欠如しだ構成の電極が図 示されている。支持棒７３及び７４が具備され、支持棒７３にはフィンガ７５が 、支持棒７４にはフィンガ７６が設けられる。これらのフィンガ７５及び７６の 各々は、それぞれ反対の電位７７及び７８を提供すべく、相対的に重なり合って いる。フィンガ７５と７６゛の各々の間には空間７９がある。空気流は、棒７３ 又は７４に対して矢印８０に沿って中心線方向に導びかれ、又は棒７３及び７４ の中心線に対して矢印８１で示す如く横方向に導かれる。かかる２つの空気進行 方向の組合せも同様に可能である。それぞれフィンガ７５及び７６の各々から、 異なる電位の電極網を構成する触手と、同伴された細かい粒子を伴う空気が中を 移動又は通過する部材とが存在する。

本発明に基づく装置及び方法を用いたろ過は、粒度が約ｏ、　ｏ　０１　ミクロ ンより大きい異物粒子を空気から除去できる。

かかる異物粒子としては、ウィルス、煙霧（フユーム、スモッグ）及びより大き い粒度の分子が含まれるはずである。従ってこの発明のシステムは、さまざまな 利用分野のための洗浄度の高い流出空気を提供する。

例えばわずか約０．５ミクロンよりも大きい粒度の粒子を除去することか望まれ る場合、フィルタは従来の電離フィルタの約５０倍から１００倍の流量を提供す るように作られている。換言すると、本発明の構成は、電離フィルタと同じ流１ ５１についてより高いろ過度合を実現し２、又はこれと逆に、必要とされるろ過 度合か比較的低い場合には、比較的高いろ過量を得ることかできる。ろ過保持媒 体の気孔径か機械的フィルタのものと基本的に同じである場合、本発明の原理を 適用することにより、はるかに高いろ過レベルを得ることができる。

この代りにより高いろ過量を得ることができる。さらに、より高いろ過効果とよ り高い流速の両方の組合せを達成する配置例もとりえることができる。

本発明に基づくフィルタユニットは既存のフィルタを使用でき、本発明のフィル タのケーシングは、既存のフィルタ内に、組み込むことができる。さらに、本発 明のフィルタは、既存のフィルタに対する追加型のフィルタ又はフィルタカート リッジとして具備されるようにできる。この場合、全体からみたろ過作動は、最 初に行われる従来型の機械式又は電離フィルタ内での比較的粗いろ過と、それに 引続き実施される本発明のフィルタユニットを用いたより細かいろ過とよりもた らされる。

使用される保持用物質は高い表面積を提供するため、大量の異物粒子の捕獲つま り保持が可能になる。保持用物質は、ファイバメツシュやろ紙といった従来の既 知のる材で構成されていてよい。

ろ過装置及び方法の利用分野としては、内燃又はディーゼル構成の燃焼機関のた めの吸気フィルタがある。吸入空気のろ過レベルを高くすることにより、エンジ ンは、−酸化炭素焼することができる。吸入空気をより清浄とすることにより、 エンジン性能はより高効率のものとなり可動部品の摩耗の可能性は少なくなる。

その結果、エンジンの寿命は延長することになる。

本発明のフィルタのその他の利用分野としては、工業用煙突から大気中に生成さ れる汚染物質の著しい軽減がある。さらに、クリーンルームの利用が必要な製造 又は実験所施設において、浄化された空気は、超高密度電子チップ部品、高精密 機構及び光学部品の製造を容易なものにすることができる。

さらに、保健分野では、さまざまな環境が、これまで可能であった以上の高いレ ベルまで空気浄化された状態に保たれうることになる。同様に、化学処理施設内 での利用も有利である。

浄化空気は同様に、潜在的な汚染因子を排除することか望ましい食品処理分野で も重要である。例えば、浄化された空気は、真空バック製品の品質を向上し変質 を防ぐことができる。さらに、家庭及び事務所環境内では、浄化レベルの高い空 気を提供することができる。

その他の状況の下では電極を異った物質で包囲又はコーティングし、電極をその 劣化から保護することができる。電極表面上の凹凸を平滑化することによりフィ ルタユニット内に均等な電界を生成することか可能である。

図示されている構造において、空気流入口は、フィルタユニットの空気流出口よ りも狭い。かかる配置においては、フィルタユニットに対する入口流の速度は、 ユニットからの出口流速よりも高い。重要な点は、一定の与えられたｉｆａにつ いて、保持用物質からの出口流速は、保持用物質への入口流速よりも低いという ことである。このことにより、この発明の効果か得られる。しかしながら、利用 分野によっては逆のことが望まれることもあろうし、フィルタ全体を通して空気 流の速度が共通のことが望ましいこともありえよう。

例文ば自動車のエンジンについての利用分野では、フィルタには、約５ミクロン 以上の粒度の粒子を捕獲するように作られたメツシュが含まれている。本発明に 基づくフィルタを利用することにより、同じメツシュは、燃焼機関にとっての有 効な流速に影響を及ぼすことなく約０．５ミクロン乃至０．０５ミクロンの粒度 の異物粒子を捕えることができる。この場合、入口流速よりも速い出口流速で作 動する。

いくつかの実施例においては、保持手段に代って、選択された電極の間にすきま がある。こうして、空気流速を望まれるレベルに有効に変えることができ、特定 の利用分野に調整されたさまざまなろ過特性を提供する上での一助となることが できる。

さらに、さまざまな利用分野において、フィルタユニット内に入る前の空気に対 する除湿器を具備することが望ましいこともある。かかる除湿器は、電極間の電 力消ｊｌ！ｆｌを減少させることになろう。空気の流入及び／又は流出に対する 適当な除湿及び流量制御を、フィルタユニットのさまざまな利用分野について提 供することが可能である。

各々互いに細部のみか異なっているような本発明の実施例は他にも数多く存在す る。例えば、保持装置は、２本のロールの間で移動可能な平坦な材料である。一 方の口〜ルは貯蔵用ロールであり、他方のロールは巻取りロールである。かくし て、電極間の保持手段は徐々に動かされて、粒子の捕獲のための異なるかつ新し い手段を提供することができる。

他の実施例においては、電極の入口表面は、平面状であり、電極の出口表面は曲 線状である。電極の間には保持手段が配置されている。この構成では、入口と出 口の間あ流速は、保持手段があるために減少する。この構成では、入口と出口の 間の合計流量は同じままである。しかしながら、保持手段の入口表面積と比較し て出口表面積は大きいため、出口表面での脱出速度は表面での入口速度よりも遅 い。従って粒子捕獲効率は高い。

一一一一一　７ 補正書の翻訳文提出書 ■、　空気及び異質粒子のフィルタユニット内流入のための入口、異質粒子がほ ぼ含まれていない空気のフィルタユニットからの流出のための出口を有し、フィ ルタユニットには少なくとも１対の間隔をおいた電極が含まれ、電極は相対的に 異なる電位にあり、空気及び異質粒子は電極により得られる電界の中を通過し、 電極の電位は異質粒子の有効なイオン化を回避するのに充分低いレベルにあり、 かつ電界効果の下で異質粒子をとらえるためフィルタユニット中の手段を有した 装置。

２、ｉ界効果はロンドン／ファンデルワールスの力を利用することを特徴とする 請求の範囲１に記載の装置。

３、　フィルタユニットからの出口において、空気の流速は１秒あたり約Ｏ４１ メートル未満であることを特徴とする請求の範囲ｊに記載の装置。

４、　１１極の電位は１センチメートルあたり約８　ｋＶ未ｉｆｉ　テあること を特徴とする請求の範囲ｌに記載の装置。

５．１！極の電位は、１センチメートルあたり約３．５ｋＶがら１センチメート ルあたり約６ｋＶまでの範囲内にあることを特徴とする請求の範囲４に記載の装 置。

６、　間隔をおいた電極対の間に位置する保持手段が含まれ、該保持手段は異質 粒子を捕獲するためのものであることを特徴とする請求の範囲１に記載の装置。

７、　複数の間隔をおいた電極を含み、隣接する電極はそれぞれ反対の電位を有 していることを特徴とする請求の範囲１に記載の装置。

８、　空気用入口は、その廻りを第１の電極が軸方向に位置する軸線に対して同 軸に位置し、第１の電極はほぼ円筒状の形をしており、フィルタユニット内の空 気の流れは第１の電極及び隣接する間隔をおいた円筒形電極を通って半径方向外 側方向であり、及び空気出口は空気入口表面積よりも相対的にかなり大きい表面 積を有していることを特徴とする請求の範囲ｌに記載の装置。

９、　電極は相対的に異なる直径の間隔をおいた円筒形要素であり、保持手段が 該円筒形要素の間に位置され、外側円筒形要素が選択的に中性の電位にあり、及 び電極は多孔性であり電極を通して空気流の通過ができることを特徴とする請求 の範囲１に記載の装置。

１０、空気流入は、空気流出よりも高い流速で行なわれることを特徴とする請求 の範囲１に記載の装置。

１１、電極は円筒形の間隔をおいた要素より成り、各々の要素は相対的に異なる 直径をもち、前記要素は中心軸線のまわりに位置されており、かつ筒状軸線にほ ぼ平行な方向に前記要素を通して、空気を入口と出口との間で指向せしめること を特徴とする請求の範囲１に記載の装置。

１２、電極は異質粒子を捕獲するための手段を構成していることを特徴とする請 求の範囲ｌに記載の装置。

１３、電極は少なくとも２つの間隔をおいた部材で構成されており、該部材は外 方へ渦巻形に進んでおり、各々の部材は、らせんか異なる電位の横方向電極を構 成するように異なる電位を有していることを特徴とする請求の範囲１に記載の装 置。

１４、各々の電極は基本的に球として構成され、球の中心各々はぼ同じ位置にあ り、中心球への入口及び出口は他の球の外周からであり、球を相互に離間さ上流 入物がそれぞれ内側の球から外側の球を通って流れるようにするための手段を有 した請求の範囲１に記載の装置。

１５、保持手段には、ｏ、　ｏ　ｏ　ｓ　ミクロン以上の異質粒子の捕獲を行わ しめるための間隔をおいた棒が含まれていることを特徴とする請求の範囲ｌに記 載の装置。

１６、約０．００１ミクロン以上の異質粒子の捕獲を可能にするための保持手段 が含まれていることを特徴とする請求の範囲１に記載の装置。

１７、上記手段を含み、該保持手段は低蒸発物質を含むことを特徴とする請求の 範囲１に記載の装置。

１８、フィルタユニット内への空気及び異質粒子の流入のための入口、フィルタ ユニットからのほぼ異質粒子の欠如した空気の流出のための出口を有し、フィル タユニットは複数の間隔をおいた電極を含み、電極は相対的に反対の電位をもち １つの共通の中心を有し、空気及び異質粒子は電極により得られる電界内を通過 し、電極の電位は異質粒子の有効な電離を避けるのに充分低いレベルにあり、更 に電極間におけるフィルタ内で、電界の効果で異質粒子を捕獲するための手段を 具備した装置。

１９、フィルタユニットからの出口において、空気の流速は１秒あたり約０．１ メートル未満であり、かつ電極の電位は約１秒あたり約０．１メートル未満であ ることを特徴とする請求の範囲１８に記載の装置。

２０、空気から異質粒子をろ過する方法において、フィルタユニットに空気及び 異質粒子を導入する段階、異質粒子かほぼ無くなった空気をフィルタユニットか ら取り出す段階、相対的に異なる電位にある電極を用いて電界を得る段階、電界 内に空気及び異質粒子を通過させる段階及び異質粒子を捕獲する段階とを具備し 、電極の電位は異質粒子の有効な電離を避けるよう充分低いレベルにあり、更に 異質粒子を捕獲する段階を具備することを特徴とする方法。

２１、フィルタからの出口における空気流速は、１秒あたり約０．１メートル未 満であることを特徴とする請求の範囲２０に記載の方法。

２３、電極の電位は１センチメートルあたり約８ｋＶ未満であることを特徴とす る請求の範囲２２に記載の方法。

２４、電極の間に位置された保持手段内に異質粒子を捕獲する段階が含まれるこ とを特徴とする請求の範囲２０に記載の方法。

２５、導入される空気は取出される空気の流速よりも速い流速にあること、及び 空気及び異質粒子は少なくとも電極の極く近傍に導かれることを特徴とする請求 の範囲２０に記載の方法。

２６、約０．００５　ミクロン以上の異質粒子が捕獲されることを特徴とする請 求の範囲２０に記載の方法。

２７．少なくとも１対の間隔をおいた電極、ならびに電界の効果の下で異質粒子 を捕獲するための手段を含むフィルタユニットにおいて、電極は、空気及び異質 粒子が電極によって得られた電界内を通過できるように相対的に異なる電位で作 動するようになっていること及び電極の電位は異質粒子の有効な電離を回避する のに充分低いレベルにあることを特徴とする、フィルタユニット。

２８、電極の電位は１秒あたり約０．１メートル未満であることを特徴とする請 求の範囲２７に記載のユニット。

２９、間隔をおいた電極の対の間に位置された保持手段が含まれ、該保持手段は 異質粒子を捕獲するためのものであることを特徴とする請求の範囲２７に記載の ユニット。

３０、複数の間隔をおいた電極を含み、隣接する電極はそれぞれ相反する電位を 有することを特徴とする請求の範囲２７に記載のユニット。

３１、流入空気から水蒸気を除去するための手段が含まれていることを特徴とす る請求の範囲１に記載の装置。

３２、空気の含水量を減少させる段階を含む、請求の範囲２０に記載の方法。

３３、流入速度は流出速度よりも速いことを特徴とする請求の範囲１に記載の装 置。

３４、流入速度は流出速度よりも速いことを特徴とする請求の範囲２０に記載の 方法。

手続補正書 平成４年　８月　１３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空気及び異物粒子のフィルタユニット内流入のための入口、異物粒子がほぼ 含まれていない空気のフィルタユニットからの流出のための出口を有し、フィル タユニットには少なくとも１対の間隔をおいた電極が含まれ、電極は相対的に異 なる電位にあり、空気及び異物粒子は電極により得られる電界の中を通過し、電 極の電位は異物粒子の有効なイオン化を回避するのに充分低いレベルにあり、か つ電界効果の下で異物粒子をとらえるためフィルタユニット中の手段を有した装 置。 ２．電界効果はロンドン／ファンデルワールスの力を利用することを特徴とする 、請求の範囲１に記載の装置。 ３．フィルタユニットからの出口において、空気の流速は１分あたり約２０フィ ート未満であることを特徴とする、請求の範囲１に記載の装置。 ４．電極の電位は１インチあたり約２０ｋｖ未満であることを特徴とする、請求 の範囲１に記載の装置。 ５．電極の電位は、１インチあたり約９ｋｖから１平方インチあたり約１５ｋｖ までの範囲内にあることを特徴とする、請求の範囲４に記載の装置。 ６．間隔をおいた電極対の間に位置する保持手段が含まれ、該保持手段は異物粒 子を捕獲するためのものであることを特徴とする、請求の範囲１に記載の装置。 ７．複数の間隔をおいた電極を含み、隣接する電極はそれぞれ反対の電位を有し ていることを特徴とする、請求の範囲１に記載の装置。 ８．空気用入口は、その廻りを第１の電極が軸方向に位置する軸線に対して同軸 に位置し、第１の電極はほぼ円筒状の形をしており、フィルタユニット内の空気 の流れは第１の電極及び隣接する間隔をおいた円筒形電極を通って半径方向外側 方向であり、及び空気出口は空気入口表面積よりも相対的にかなり大きい表面積 を有していることを特徴とする、請求の範囲１に記載の装置。 ９．電極は相対的に異なる直径の間隔をおいた円筒形要素であり、保持手段が該 円筒形要素の間に位置され、外側円筒形要素が選択的に中性の電位にあり、及び 電極は多孔性であり電極を通して空気流の通過ができることを特徴とする、請求 の範囲１に記載の装置。 １０．空気流入は、空気流出よりも高い流速で行なわれることを特徴とする、請 求の範囲１に記載の装置。 １１．電極は円筒形の間隔をおいた要素より成り、各々の要素は相対的に異なる 直径をもち、前記要素は中心軸線のまわりに位置されており、かつ筒状軸線にほ ぼ平行な方向に前記要素を通して、空気を入口と出口との間で指向せしめること を特徴とする、請求の範囲１に記載の装置。 １２．電極は異質粒子を捕獲するための手段を構成していることを特徴とする、 請求の範囲１に記載の装置。 １３．電極は少なくとも２つの間隔をおいた部材で構成されており、該部材は外 方へ渦巻形に進んでおり、各々の部材は、らせんが異なる電位の横方向電極を構 成するように異なる電位を有していることを特徴とする、請求の範囲１に記載の 装置。 １４．各々の電極は基本的に球として構成され、球の中心各々ほぼ同じ位置にあ り、中心球への入口及び出口は他の球の外周からであり、球を相互に離間させ流 入物がそれぞれ内側の球から外側の球を通って流れるようにするための手段を有 した請求の範囲１に記載の装置。 １５．保持手段には、０．００５ミクロン以上の異質粒子の捕獲を行わしめるた めの間隔をおいた棒が含まれていることを特徴とする、請求の範囲１に記載の装 置。 １６．約０．００１ミクロン以上の異質粒子の捕獲を可能にするための保持手段 が含まれていることを特徴とする、請求の範囲１に記載の装置。 １７．上記手段を含み、該保持手段は低蒸発物質を含むことを特徴とする、請求 の範囲１に記載の装置。 １８．フィルタユニット内への空気及び異物粒子の流入のための入口、フィルタ ユニットからのほぼ異質粒子の欠如した空気の流出のための出口を有し、フィル タユニットは複数の間隔をおいた電極を含み、電極は相対的に反対の電位をもち １つの共通の中心を有し、空気及び異物粒子は電極により得られる電界内を通過 し、電極の電位は異物粒子の有効な電離を避けるのに充分低いレベルにあり、更 に電極間におけるフィルタ内で、電界の効果で異物粒子を捕獲するための手段を 具備した装置。 １９．フィルタユニットからの出口において、空気の流速は１分あたり約２０フ ィート未満であり、かつ電極の電位は１インチあたり約２０ｋｖ未満であること を特徴とする、請求の範囲１８に記載の装置。 ２０．空気から異物粒子をろ過する方法において、フィルタユニットに空気及び 異質粒子を導入する段階、異質粒子がほぼ無くなった空気をフィルタユニットか ら取り出す段階、相対的に異なる電位にある電極を用いて電界を得る段階、電界 内に空気及び異物粒子を通過させる段階及び異質粒子を捕獲する段階とを具備し 、電極の電位は異物粒子の有効な電離を避けるよう充分低いレベルにあり、更に 異質粒子を捕獲する段階を具備することを特徴とする方法。 ２１．フィルタからの出口における空気流速は、１分あたり約２０フィート未満 であることを特徴とする、請求の範囲２０に記載の方法。 ２３．電極の電位は１インチあたり約２０ｋｖ未満であることを特徴とする、請 求の範囲２２に記載の方法。 ２４．電極の間に位置された保持手段内に異物粒子を捕獲する段階が含まれるこ とを特徴とする、請求の範囲２０に記載の方法。 ２５．導入される空気は取出される空気の流速よりも速い流速にあること、及び 空気及び異物粒子は少なくとも電極の極く近傍に導かれることを特徴とする、請 求の範囲２０に記載の方法。 ２６．約０．００５ミクロン以上の異質粒子が捕獲されることを特徴とする、請 求の範囲２０に記載の方法。 ２７．少なくとも１対の間隔をおいた電極、ならびに電界の効果の下で異質粒子 を捕獲するための手段を含むフィルタユニットにおいて、電極は、空気及び異質 粒子が電極によって得られた電界内を通過できるように相対的に異なる電位で作 動するようになっていること及び電極の電位は異質粒子の有効な電離を回避する のに充分低いレベルにあることを特徴とする、フィルタユニット。 ２８．電極の電位は１インチあたり約２０ｋｖ未満であることを特徴とする、請 求の範囲２７に記載のユニット。 ２９．間隔をおいた電極の対の間に位置された保持手段が含まれ、該保持手段は 異質粒子を捕獲するためのものであることを特徴とする、請求の範囲２７に記載 のユニット。 ３０．複数の間隔をおいた電極を含み、隣接する電極はそれぞれ相反する電位を 有することを特徴とする、請求の範囲２７に記載のユニット。 ３１．流入空気から水蒸気を除去するための手段が含まれていることを特徴とす る、請求の範囲１に記載の装置。 ３２．空気の含水量を減少させる段階を含む、請求の範囲２０に記載の方法。 ３３．流入速度は流出速度よりも速いことを特徴とする、請求の範囲１に記載の 装置。 ３４．流入速度は流出速度よりも速いことを特徴とする、請求の範囲２０に記載 の方法。