JP2000329376A - 空気循環システムおよびそれを用いた乾燥システムおよびエアコンシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気循環システム方式の衣類乾燥システムや
エアコンシステムにおいて、塵捕集能力を向上し、装置
の小型化を図る。 【解決手段】 乾燥ドラム１１の流出口と流入口とをつ
なぐ乾燥サイクル流路Ａにサイクロン式集塵器Ｘを介装
してある。サイクロン式集塵器Ｘは、サイクロン容器本
体１と清浄気体排出部２と接線方向に連通の被処理気体
導入部３と塵含有液排出部４を有し、さらに、サイクロ
ン容器本体１に冷却用の流体を流動させるようにしてあ
る。サイクロン容器本体１内で被処理気体を旋回させる
とともに冷却用の液体を流動させ、両者の熱交換面積の
拡大を図って熱交換効率を高め、塵捕集能力を高める。
そして、除塵箇所と気液分離箇所を同じ箇所にまとめて
あるので、装置の小型化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衣類乾燥や空気調
和などが対象となる被処理空間と乾燥用空気や空調用空
気などを生成する処理機能部とが前記の乾燥用空気や空
調用空気などの被処理気体を循環流動させるサイクル流
路を介して接続され、前記サイクル流路中にサイクロン
式集塵器が介装されてなる空気循環システムにかかわ
り、特に塵捕集能力の向上と小型化を図るための技術に
関する。本発明が対象とする空気循環システムは主とし
て、回転ドラム方式の衣類乾燥機、固定式の衣類乾燥
機、空気調和機、電気掃除機で好適なものであるが、も
っとも、そのようなものに限定する必要はなく、塵が含
まれている空気をはじめとする気体（被処理気体）から
塵を除去するための任意の装置・機器に適用され得るも
のとする。

【０００２】

【従来の技術】（１）従来の一体型乾燥洗濯機などにお
いて、乾燥過程で発生する糸屑や繊維塵などを捕集する
方法の一つである直接接触水冷方式がある。この方式
は、熱交換器において空気流と水流とを対向流となし、
熱交換と同時に、空気中の塵を水流に取り込ませること
で除塵を行う。この場合は、濾過式フィルタは用いな
い。

【０００３】（２）特開平５−２００１８５号公報は、
洗濯乾燥機について次のような技術を提示している。リ
ントフィルタが濡れて乾燥効率を低下させることや、洗
濯時に乾燥で捕集した糸屑などが衣類に再付着すること
や、衣類を取り出さないとリントフィルタのメンテナン
スができないといった問題をなくすために、着脱自在な
リントフィルタを適切な位置に配置するものである。

【０００４】（３）特開平８−２４３２９２号公報は、
洗濯乾燥機について次のような技術を提示している。乾
燥時に発生した糸屑などの塵をフィルタにて捕集する。
糸屑などの塵はフィルタの内側に付着する。洗濯時にお
いて、ポンプで汲み上げられた水がフィルタに対して逆
方向に噴射され、フィルタに付着している糸屑などの塵
をフィルタから離脱（逆洗）し、水槽と脱水槽との間に
洗い流すものである。したがって、掃除が不要となり、
フィルタの目詰まりがないので、乾燥効率を高めること
ができる。

【０００５】（４）一方、空気調和機においては、一般
的に室内機の吸い込み口にメッシュ構造のフィルタが設
置され、このフィルタによって空調用空気内の塵、埃を
取り除くようになっている。

【０００６】（５）特開平５−２９３３２３号公報は、
空気洗浄化装置について次のような技術を提示してい
る。汚染された空気を分岐して、一方を昇温して高温高
湿空気とし、他方を降温して低温高湿空気とする。そし
て、混合器において、高温高湿空気と低温高湿空気とを
対向流で衝突させ、空気中に含まれている汚染物質を核
として水蒸気の核凝縮を生じさせて水滴を発生させ、こ
の水滴を肥大化させる。この水滴は、空気中に含まれて
いる汚染物質を吸着する。汚染物質を吸着した水滴をフ
ィルタやインピンジャやサイクロンなどで除去する。

【０００７】この特開平５−２９３３２３号公報の技術
では、水蒸気の核凝縮により水滴を発生させる箇所とそ
の水滴を除去する箇所とが相違しており、装置が大型化
する問題がある。

【０００８】（６）実開平５−８８６４５号公報は、上
記の大型化の問題を解消するために提案されたものであ
る。この公報に開示されている微粒子分離除去装置は、
クリーンルームなどの空気清浄化が求められる設備にお
いて空気中に含まれている微粒子を除去するためのもの
である。この微粒子分離除去装置は、円筒状のサイクロ
ン容器本体の上部に接線方向で連通する低温高湿空気導
入管が連結され、その下方においてサイクロン容器本体
に接線方向で連通する高温高湿空気導入管が連結され、
サイクロン容器本体の中央部に軸方向に沿って清浄空気
排出管が設けられ、サイクロン容器本体の下端部に凝縮
水滴排出管が形成されている。微粒子などを含む低温高
湿空気を上方の低温高湿空気導入管からサイクロン容器
本体内に流入させるとともに、微粒子などを含む高温高
湿空気を下方の高温高湿空気導入管からサイクロン容器
本体内に流入させる。サイクロン容器本体内で低温高湿
空気と高温高湿空気とが同一方向に旋回する。低温高湿
空気は下降しながら旋回し、高温高湿空気は上昇しなが
ら旋回する。低温高湿空気と高温高湿空気が途中で出会
い、断熱混合を伴いながら旋回する間に、微粒子を核と
して水蒸気の核凝縮が起こり、凝縮水滴は成長して大き
くなっていく。大きくなった凝縮水滴に対して旋回に伴
う遠心力が働き、遠心力によって凝縮水滴は径方向外方
に移動し、サイクロン容器本体の内周壁面に衝突して捕
捉され、その内周壁面に沿って降下し、凝縮水滴排出管
から外部に排出される。一方、微粒子および水蒸気が除
去された清浄な低湿度空気は清浄空気排出管より次段へ
と流出されていく。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した（１）の熱交
換器において空気流と水流とを対向流として除塵を行う
方式では、空気流と水流との接触が直線的に行われ、そ
の接触面積が少ないために、熱交換効率も塵捕集効率も
低いものとなっている。所要の能力をもたせるために
は、熱交換器を大きくする必要があるが、機器全体の大
型化を招く。

【００１０】実際の衣類として木綿布を乾燥する過程で
発生する塵、とりわけ微粒子である１〜２５μｍの塵の
粒子数の分布を、流量をパラメータとして５μｍ単位で
計測した。実験には実際の乾燥機を用い、木綿布（乾燥
時）３ｋｇを乾燥する過程で計測した。その結果を図１
６に示す。数値の１．７２などは流量（ｍ³／ｍｉｎ）
であり、Ｎはサンプル数である。１〜５μｍの微粒子は
５０〜８０％の発生頻度をもち、１〜１０μｍでは９０
％の発生頻度をもつことがわかった。

【００１１】乾燥サイクル内に精密な機械を有するエア
サイクル式の乾燥機では、回転部の軸受などに塵が侵入
することで回転部に不具合を生じる可能性があるので、
少なくとも１０μｍ程度の塵は１００％捕集する必要が
ある。

【００１２】しかしながら、再生型の濾過式フィルタの
みで１０μｍ程度の微粒子を１００％捕集することは不
可能である。ちなみに、水洗浄により再生利用できる最
高性能の濾過式フィルタＰＳ６００を用いた場合、捕集
能力は１０μｍの粒子で８０％程度であって、１０μｍ
の粒子を１００％捕集することは不可能であった。

【００１３】また、濾過式フィルタで集塵できる塵サイ
ズはフィルタの目の細かさに依存するが、捕集能力の向
上とともに圧力損失が増大することは避けられない。

【００１４】そして、捕集量の増加（乾燥時間経過）に
伴って圧力損失が増大する（図７の実線参照）。圧力損
失が増大すると、機器の運転効率の低下や動力源の消費
電力の増大を招く。

【００１５】以上のことから、前記の（３）の濾過式フ
ィルタを用いた場合に、捕集能力を向上させかつ圧力損
失を低減させることはむずかしい。

【００１６】省資源を考えると、フィルタは使い捨てに
するよりは再生利用する方が望ましい。しかし、濾過式
フィルタを再生するとなれば、そのメンテナンスがユー
ザーの負担になり、取り出して洗浄する面倒がある。

【００１７】また、前記の（４）の空気調和機について
みると、室内機にクロスフローファンを用いるので吸い
込み口が広くなり、濾過式フィルタも広い面積に配置で
きるため、圧力損失は低く抑えることが可能である。

【００１８】しかし、エアサイクル式やダクト式（エア
パイプ式）のエアコンでは、機器と被空調空間を結ぶ空
気循環路部の配管がパイプ状に細長くなるため、被空調
空間から排出される塵を配管内で除去する必要がある。
したがって、大面積の濾過式フィルタを配置することは
むずかしい。配管内に高性能な濾過式フィルタを配置す
ると圧力損失が増大し、またメンテナンスが非常にむず
かしくなる。

【００１９】次に、前記の（５）の特開平５−２９３３
２３号公報の空気洗浄化装置の場合、核凝縮のために、
上方から導入する高温高湿空気と下方から導入する低温
高湿空気のいずれをも直線流となし、対向流で衝突させ
ているため、気流に乱れが生じることが避けられず、充
分な除塵能力を発揮させるためには、装置の大型化が避
けられない。また、除塵箇所と気液分離箇所とが異なっ
ており、その意味でも大型化している。

【００２０】一方、前記（６）の実開平５−８８６４５
号公報の微粒子分離除去装置は、サイクロン容器本体の
高温高湿空気導入管と低温高湿空気導入管とにそれぞれ
高温高湿空気と低温高湿空気とを導入するに当たり、そ
の前に、クリーンルームなどから排出されてきた空気を
分配器で分流し、一方を加温加湿器に導いて高温高湿空
気とし、他方を冷却器に導いて低温高湿空気としておく
必要がある。これでは、分配器と加温加湿器と冷却器と
それらを連通接続するための配管とが必要となり、大幅
な構造の複雑化を招くことになる。

【００２１】また、（６）のサイクロン容器本体内で上
方からの低温高湿空気の旋回流と下方からの高温高湿空
気の旋回流とを混合させる態様になっているため、下降
旋回と上昇旋回との衝突が引き起こされることとなり、
スムーズな旋回流が乱される結果となる。断熱混合によ
り微粒子を核として水蒸気の核凝縮で凝縮水滴の成長は
起こっても、旋回流が乱れるために、遠心分離作用が不
確かなものとなってしまい、凝縮水滴のサイクロン容器
本体の内周壁面への衝突による捕捉が不充分なものとな
る。すなわち、塵捕集能力が充分に発揮されないという
問題がある。

【００２２】とりわけ、密度の低い高温高湿空気を下方
から導入させるのには、次のような問題がある。高温高
湿空気の導入部を下位に配置し、低温高湿空気の導入部
を上位に配置しているため、下位の導入部から導入され
た高温高湿空気に含まれている塵が遠心分離による捕集
を良好に受けるためには、その回転回数の確保のため
に、サイクロン容器本体が大型化してしまうのである。

【００２３】本発明は上記した課題の解決を図るべく創
作したものであって、塵捕集能力の向上と小型化とを図
ることを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記した課題の解決を図
ろうとする本発明にかかわる請求項１の空気循環システ
ムは、次のような構成となっている。すなわち、乾燥作
用空間や被空調空間などの被処理空間と乾燥用空気や空
調用空気などの被処理気体を生成する処理機能部とが被
処理気体を循環流動させるサイクル流路を介して接続さ
れていて、さらに前記サイクル流路中にサイクロン式集
塵器が介装されてなる空気循環システムの構成を前提と
している。そして、前記サイクロン式集塵器として冷却
流体の流動により被処理気体に対して除塵と気液分離と
を同時に行うように構成したものを装備してあることを
特徴としている。この構成によると、次のような作用が
ある。すなわち、サイクロン式集塵器内で流動する被処
理気体が旋回しているのに対して冷却流体を流動させて
接触させるから、冷却流体を直線的に流動させても、旋
回している被処理気体との接触面積が大きくなり、熱交
換効率が増して気液分離作用が向上する。同時に、塵捕
集能力も向上する。そして、除塵箇所と気液分離箇所と
が同一箇所となるので、装置の小型化が図られる。

【００２５】また、本発明にかかわる請求項２の空気循
環システムは、次のような構成とされている。すなわ
ち、被処理空間と処理機能部とが被処理気体を循環流動
させるサイクル流路を介して接続され、前記サイクル流
路中にサイクロン式集塵器が介装されてなる空気循環シ
ステムの構成を前提としている。そして、前記サイクロ
ン式集塵器として、塵を含んだ高温高湿の被処理気体を
導入するための上位に位置する第１の被処理気体導入部
と、塵を含むことの少ない低温高湿の被処理気体を導入
するための下位に位置する第２の被処理気体導入部とを
備えたものを装備してあることを特徴としている。この
構成によると、次のような作用がある。すなわち、被処
理気体中に含まれる塵や水滴を捕集するためには、被処
理気体が旋回している間に、塵も水滴もサイクロン式集
塵器の内周壁面に衝突する必要がある。しかし、塵は水
滴よりも密度が低い。したがって、水滴より密度の低い
塵は水滴よりも旋回回転回数を多くとる必要がある。そ
のためには、塵を含んだ高温高湿空気については、その
サイクロン高さをより高くする必要がある。このような
理由で、塵を含んだ高温高湿空気を導入するための第１
の被処理気体導入部を上位に配置し、塵を含まない低温
高湿空気を導入するための第２の被処理気体導入部を下
位に配置してあるので、密度の低い塵を含むとともに密
度の高い水滴を含んだ高温高湿空気はより多く回転さ
せ、密度の高い水滴は含むが密度の低い塵は含まない低
温高湿空気は回転回数を少なく回転させることになり、
除塵と気液分離とを同時に行わせるのである。このこと
により、熱交換効率が増して気液分離作用が向上し、同
時に、塵捕集能力も向上する。そして、除塵箇所と気液
分離箇所とが同一箇所となるので、装置の小型化が図ら
れる。

【００２６】本発明にかかわる請求項３は乾燥システム
についてのものであって、前記被処理空間を乾燥作用空
間とし、乾燥用空気を生成する処理機能部を設け、前記
請求項１または請求項２の構成をもって乾燥システムと
したものである。乾燥システムとして、上記のようなす
ぐれた作用・機能を発揮する。

【００２７】本発明にかかわる請求項４はエアコンシス
テムについてのものであって、前記被処理空間を被空調
空間とし、空調用空気を生成する処理機能部を設け、前
記請求項１または請求項２の構成をもってエアコンシス
テムとしたものである。エアコンシステムとして、上記
のようなすぐれた作用・機能を発揮する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかわる空気循環
システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００２９】〔実施の形態１〕実施の形態１は空気循環
式衣類乾燥システムについてのものである。図１は実施
の形態１の空気循環式衣類乾燥システムの概略構成図で
ある。図１において、符号のＸはサイクロン式集塵器、
１０は流量調整手段、１１は乾燥作用空間（被処理空
間）としての乾燥ドラム、１２は送風機、１３はヒータ
ー、実線矢印で示すＡは乾燥サイクル流路、破線矢印で
示すＢは液体流路である。乾燥サイクル流路Ａにおい
て、乾燥ドラム１１の流出口がサイクロン式集塵器Ｘの
流入口に接続され、サイクロン式集塵器Ｘの流出口が送
風機１２の流入口に接続されている。送風機１２の流出
口がヒーター１３の流入口に接続され、ヒーター１３の
流出口が乾燥ドラム１１の流入口に接続されている。送
風機１２とヒーター１３とが処理機能部を構成し、この
処理機能部と乾燥作用空間としての乾燥ドラム１１とが
乾燥サイクル流路Ａを介して接続され、その乾燥サイク
ル流路Ａにサイクロン式集塵器Ｘが介装されている。乾
燥サイクル流路Ａを循環流動する被処理気体は空気であ
る。乾燥サイクル流路Ａとは別系統の液体流路Ｂはサイ
クロン式集塵器Ｘに連通され、サイクロン式集塵器Ｘよ
りも上流側に流量調整手段１０が介装されている。液体
流路Ｂを流動する液体は一般的には水であるが、これに
限定されるものではない。

【００３０】図２はサイクロン式集塵器Ｘの概略構成を
示す垂直断面図である。サイクロン式集塵器Ｘは、上側
の直円筒部１ａと下側の下すぼまりの円錐筒部１ｂとか
らなる有蓋のサイクロン容器本体（外筒）１と、このサ
イクロン容器本体１内の中央部の上部で同心状に配置さ
れ、この本体１の天板部を貫通して上方へと延出されて
いる清浄気体排出部（内筒）２と、サイクロン容器本体
１の上部において接線方向で連通する被処理気体導入部
（給気筒）３と、サイクロン容器本体１の下端部に形成
された塵含有液排出部４とを備えて構成されている。サ
イクロン容器本体１の直円筒部１ａや円錐筒部１ｂの内
周壁面は、サイクロン容器本体１内における空気流のス
ムーズな旋回を妨げることのないように滑らかなものと
されている。

【００３１】図２のサイクロン式集塵器Ｘが図１の空気
循環式衣類乾燥システムの乾燥サイクル流路Ａに組み込
まれている。サイクロン式集塵器Ｘにおける被処理気体
導入部３の流入口が乾燥ドラム１１の流出口に接続さ
れ、清浄気体排出部２の流出口が送風機１２の流入口に
接続されている。

【００３２】次に、上記のように構成された実施の形態
１の空気循環式衣類乾燥システムの動作を説明する。

【００３３】送風機１２によって起風された空気がヒー
ター１３での加熱によって昇温され、乾燥ドラム１１へ
と導かれる。乾燥ドラム１１内に収納され、乾燥ドラム
１１の回転に伴って撹拌されている衣類に対して高温空
気が接触し、衣類から水分を蒸発させ、衣類に対する乾
燥処理を行う。水蒸気を含んだ空気は高温高湿空気とな
って、乾燥ドラム１１より排出される。乾燥処理の過程
で衣類から分離した糸屑などの塵も高温高湿空気に含ま
れて乾燥ドラム１１から排出される。

【００３４】乾燥ドラム１１から排出された糸屑その他
のこまかい塵や水滴や水蒸気を含んだ高温高湿空気はサ
イクロン式集塵器Ｘに対してその被処理気体導入部３か
らサイクロン容器本体１の内部に流入し実線矢印のよう
に旋回する。サイクロン式集塵器Ｘでは次のような現象
が起きている。サイクロン容器本体１の内周壁面には液
体流路Ｂから供給された冷却用の液体が流下している。
旋回する高温高湿空気と流下する冷却用の液体とが直接
的に接触して両者間で熱交換が行われ、旋回する高温高
湿空気に含まれている水蒸気が凝縮し、水滴となる。空
気の方は、熱交換によって冷やされるとともに水蒸気の
凝縮によって湿度が低くなる。水滴を含んで旋回する空
気流において、凝縮水は細かい塵を吸着捕集する。ま
た、流下する冷却用の液体は細かい塵も大きな塵も吸着
捕集する。旋回する空気中に含まれている塵や水滴は遠
心分離作用によってサイクロン容器本体１の内周壁面に
衝突する。流下する冷却用の液体の一部も遠心力によっ
てサイクロン容器本体１の内周壁面に衝突し、内周壁面
を流下している。サイクロン容器本体１の内周壁面にお
いては、流下する冷却用の液体に対して旋回空気流中の
塵や水滴が吸収され、液体とともにサイクロン容器本体
１の内周壁面を伝って塵含有液排出部４から乾燥サイク
ル流路Ａの系外に排出される。サイクロン容器本体１の
内周壁面を流下する液体の流れを破線の矢印で示す。

【００３５】以上のようにして、乾燥ドラム１１から導
かれてきた塵を含んだ高温高湿空気は水蒸気と糸屑その
他のこまかい塵が除去されて清浄な低湿度空気となり、
清浄気体排出部２から排出されて送風機４へと送られ
る。

【００３６】図３（ａ）にはサイクロン容器本体１内で
旋回する高温高湿空気の旋回流ｐと、サイクロン容器本
体１内で流下する冷却用の液体流ｑの様子を示す。ま
た、比較のために、図３（ｂ）には従来技術の場合の直
線空気流ｐ′と流下液体流ｑの様子を示す。一定行路の
流下する冷却用の液体流ｑに対する旋回空気流ｐの接触
面積は、従来技術の場合のような一定行路の流下液体流
ｑに対する平行逆流の直線空気流ｐ′の接触面積よりも
充分に大きい。

【００３７】したがって、本実施の形態１の空気循環式
衣類乾燥システムにおいては、熱交換効率が増し、除湿
効率が向上する。また、同時に、集塵能力が向上する。
この場合、除塵箇所と気液分離箇所とが同一箇所となっ
ていることと、集塵能力が向上していることから、装置
の小型化を図ることも可能となる。

【００３８】〔実施の形態２〕実施の形態２は、サイク
ロン式集塵器Ｘの構成についての別の態様にかかわるも
のであり、冷却流体流路を付加したものである。図４は
実施の形態２におけるサイクロン式集塵器Ｘの概略構成
図である。実施の形態１についての図２におけるのと同
じ符号は本実施の形態２についての図４においても同一
構成要素を指示しており、簡単に説明すると、１はサイ
クロン容器本体、１ａは直円筒部、１ｂは円錐筒部、２
は清浄気体排出部、３は被処理気体導入部、４は塵含有
液排出部であって、それらの結合関係も既述のとおりで
あるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、空気
循環式衣類乾燥システムの全体的な構成については図１
に示した実施の形態１の場合と同様である。実施の形態
１において説明した事項であって本実施の形態２におい
て改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形
態２にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。

【００３９】実施の形態２の特有の構成は次のとおりで
ある。サイクロン式集塵器Ｘのサイクロン容器本体１の
内部に冷却流体流路１４を設けたものである。冷却流体
流路１４としては、サイクロン容器本体１の内部におけ
る高温高湿空気の旋回を妨げない構造のものであればよ
くて、例えば、図示のように螺旋状の金属細管を用いる
ことが考えられる。金属細管はサイクロン容器本体１の
内周壁面に対してどのように配置してもよい。例えば、
螺旋状に代えてジグザグ状でもよい。金属細管内には、
水、ブライン、冷媒、蓄熱剤などの冷却媒体を流動させ
る。冷却媒体の温度は高温高湿空気中の水蒸気を凝縮す
るように露点温度以下に設定する。

【００４０】サイクロン容器本体１内に流入した高温高
湿空気は、冷却流体流路１４の金属細管に接触し、熱交
換によって冷却され、空気中に含まれている塵を核とし
て水蒸気の核凝縮が起こり、凝縮水滴が生成される。核
凝縮を起こす塵は微小粒子であり、したがって微小塵埃
も捕捉される。その凝縮水滴は旋回空気流の遠心力によ
ってサイクロン容器本体１の内周壁面に衝突する。ま
た、高温高湿空気に含まれている水蒸気が冷却流体流路
１４の金属細管との接触による直接の冷却によって凝縮
され、結露水となる。結露水は、周囲を旋回する高温高
湿空気に含まれている塵を吸着捕集する。また、旋回空
気流によって金属細管から結露水が分離され、旋回空気
流とともに旋回し、その遠心力によってサイクロン容器
本体１の内周壁面に衝突し、液膜を形成する。そして、
このようにして形成された液膜に対して、実施の形態１
の場合と同様の動作によって旋回空気流の塵が取り込ま
れる。液膜を形成している水分は、重力によってサイク
ロン容器本体１の内周壁面を流下し、塵含有液排出部４
から系外へと排出される。

【００４１】本実施の形態２のサイクロン式集塵器Ｘを
用いた空気循環式衣類乾燥システムにおいては、実施の
形態１の場合と同様の効果が得られる。詳しくは、積極
的な冷却により、除湿効率をより高め、集塵能力をより
向上させるので、装置のさらなる小型化が可能となる。

【００４２】〔実施の形態３〕実施の形態３は、冷凍サ
イクルを有するエアサイクル式衣類乾燥システムについ
てのものである。図５は実施の形態３のエアサイクル式
衣類乾燥システムの概略構成図である。図５において、
符号のＸはサイクロン式集塵器、２０は流量調整手段、
２１は貯水タンク、２２は乾燥作用空間（被空調空間）
としての乾燥ドラム、２３は圧縮機、２４は膨張タービ
ン、２５はモータ、２６は再熱型熱交換器、２７ａ，２
７ｂは第１および第２の気液分離器、実線矢印で示すＡ
は乾燥サイクル流路、破線矢印で示すＢは液体流路であ
る。圧縮機２３と膨張タービン２４とは共通のモータ２
５によって駆動されるようになっている。乾燥サイクル
流路Ａにおいて、乾燥ドラム２２の流出口がサイクロン
式集塵器Ｘの流入口すなわち被処理気体導入部３に接続
され、サイクロン式集塵器Ｘの流出口すなわち清浄気体
排出部２が圧縮機２３の流入口に接続され、圧縮機２３
の流出口が再熱型熱交換器２６の流入口に接続され、再
熱型熱交換器２６の流出口が第１の気液分離器２７ａの
流入口に接続され、第１の気液分離器２７ａの流出口が
膨張タービン２４の流入口に接続され、膨張タービン２
４の流出口が第２の気液分離器２７ｂの流入口に接続さ
れ、第２の気液分離器２７ｂの流出口が再熱型熱交換器
２６のもう一つの流入口に接続され、再熱型熱交換器２
６のもう一つの流出口が乾燥ドラム２２の流入口に接続
されている。圧縮機２３と膨張タービン２４と再熱型熱
交換器２６と第１の気液分離器２７ａおよび第２の気液
分離器２７ｂとが処理機能部を構成し、この処理機能部
と乾燥作用空間としての乾燥ドラム２２とが乾燥サイク
ル流路Ａを介して接続され、その乾燥サイクル流路Ａに
サイクロン式集塵器Ｘが介装されている。乾燥サイクル
流路Ａを循環する被処理気体は空気である。両気液分離
器２７ａ，２７ｂの液排出口は液体流路Ｂにおける貯水
タンク２１の流入口に接続され、貯水タンク２１の流出
口は流量調整手段２０を介してサイクロン式集塵器Ｘに
連通されている。

【００４３】サイクロン式集塵器Ｘとしては、実施の形
態１の図２で示した構成のものや、実施の形態２の図４
で示した構成のものなどが用いられる。

【００４４】次に、以上のように構成された実施の形態
３のエアサイクル式衣類乾燥システムの動作を説明す
る。

【００４５】再熱型熱交換器２６における熱交換によっ
てヒートアップされた高温空気が乾燥ドラム２２に導か
れ、乾燥ドラム２２の回転に伴って撹拌されている衣類
に対して高温空気が接触し、衣類から水分を蒸発させ、
衣類に対する乾燥処理を行う。水蒸気を含んだ空気は高
温高湿空気となって、乾燥ドラム２２より排出される。
乾燥処理の過程で衣類から分離した糸屑などの塵も高温
高湿空気に含まれて乾燥ドラム２２から排出され、サイ
クロン式集塵器Ｘへと導かれる。サイクロン式集塵器Ｘ
における動作については後述する。サイクロン式集塵器
Ｘから流出した高温空気は圧縮機２３に導かれ、断熱圧
縮されて高温高圧空気となり、再熱型熱交換器２６に導
かれる。再熱型熱交換器２６においては、圧縮機２３か
らの高温高圧空気と膨張タービン２４からの低温常圧空
気との熱交換が行われる。圧縮機２３からの高温高圧空
気は、この熱交換によって冷却されて露点温度以下とな
り、それに含まれている水蒸気が凝縮して水滴となる。
この凝縮水滴を含む空気は第１の気液分離器２７ａに導
かれ、凝縮水滴を除去される。分離された凝縮水滴は液
体流路Ｂによって貯水タンク２１へと導かれる。凝縮水
滴を除去された空気は膨張タービン２４に導かれ、低温
常圧空気となり、再び露点温度以下となって、それに含
まれている水蒸気が凝縮して水滴となる。凝縮水滴を含
んだ空気は第２の気液分離器２７ｂに導かれ、凝縮水滴
を除去される。分離された凝縮水滴は液体流路Ｂによっ
て貯水タンク２１へと導かれる。凝縮水滴を除去されて
充分に低湿となった空気は再熱型熱交換器２６に導か
れ、ここで圧縮機２３からの高温高圧空気との熱交換に
よってヒートアップされたのち、乾燥ドラム２２へと導
かれる。

【００４６】第１および第２の気液分離器２７ａ，２７
ｂで分離された凝縮水滴は貯水タンク２１に導入され、
貯水タンク２１内の水は流量調整手段２０によって流量
を調整された状態でサイクロン式集塵器Ｘに導かれ、そ
のサイクロン容器本体１の内周壁面に液膜を形成しなが
ら流下する。そして、サイクロン容器本体１に対して接
線方向で連通された被処理気体導入部３からサイクロン
容器本体１内に乾燥ドラム２２からの塵を含んだ高温高
湿空気が流入し旋回する。旋回空気流に含まれている塵
は液膜に吸着捕集され、下部の塵含有液排出部４から系
外に排出されていく。サイクロン式集塵器Ｘにおいて清
浄化された空気は清浄気体排出部２から排出され、圧縮
機２３へと送られる。その他の動作については実施の形
態１の場合と同様であるので、説明を省略する。

【００４７】乾燥運転終了後に、流量調整手段２０を操
作して流量を大きくし、サイクロン式集塵器Ｘ内に供給
することで、サイクロン容器本体１の内周壁面に多量の
液体を流下させ、その内周壁面を洗浄することができ
る。

【００４８】以上のようにして、エアサイクル自体にお
いて得られる凝縮水またはドレン水を、サイクロン式集
塵器Ｘでの流下液体のために利用するようにしているの
で、外部から液を常に補給する場合に比べてランニング
コストを軽減することができるとともに、配管系も省略
することができる。

【００４９】ところで、膨張タービン２４を流出した空
気の温度はサイクル内で最も低い。したがって、膨張タ
ービン２４から流出させた空気から第２の気液分離器２
７ｂで凝縮水滴を回収することのみでサイクロン式集塵
器Ｘに供給する量を賄うことができるように、膨張ター
ビン２４の能力をアップすれば、膨張タービン２４の流
入口側の第１の気液分離器２７ａは省略することも可能
である。

【００５０】さらには、エアサイクルシステムの冷凍サ
イクルにおいては、そのサイクル自体で冷熱源が得られ
ることは周知であるが、その冷熱源をサイクロン容器本
体１内における旋回空気流の冷却手段として利用するこ
とも可能である。

【００５１】以上を総合すると、次のようにいうことが
できる。サイクロン式集塵器Ｘを装備することにより、
糸屑その他のこまかい塵は再飛散させることなくほぼ１
００％捕集することが可能となる。すなわち、圧力損失
を増大させることなく、塵捕集能力の飛躍的な向上が認
められるのである。さらに、上方からの流水により、サ
イクロン式集塵器Ｘの内部を洗浄することができるの
で、メンテナンスをメンテナンスフリーないしは簡略化
することができるのである。

【００５２】図５に示す冷凍サイクルを利用したエアサ
イクル式衣類乾燥システムにおいて、そのサイクロン式
集塵器Ｘとして実施の形態１の図２の構成のサイクロン
式集塵器Ｘを用いているとする。この場合、サイクロン
式集塵器Ｘでは次のような現象が起きている。旋回する
高温高湿空気と流下液体とが直接的に接触して両者間で
熱交換が行われ、旋回する高温高湿空気に含まれている
水蒸気が凝縮し、水滴となる。空気の方は、熱交換によ
って冷やされるとともに水蒸気の凝縮によって湿度が低
くなる。水滴を含んで旋回する空気流において、凝縮水
は細かい塵を吸着捕集する。また、流下液体は細かい塵
も大きな塵も吸着捕集する。旋回する空気中に含まれて
いる塵や水滴は遠心分離作用によってサイクロン容器本
体１の内周壁面に衝突する。流下液体の一部も遠心力に
よってサイクロン容器本体１の内周壁面に衝突し、内周
壁面を流下している。サイクロン容器本体１の内周壁面
においては、流下する液体に対して旋回空気流中の塵や
水滴が吸収され、液体とともにサイクロン容器本体１の
内周壁面を伝って塵含有液排出部４から乾燥サイクル流
路Ａの系外に排出される。

【００５３】以上のようにして、乾燥ドラム２２から導
かれてきた塵を含んだ高温高湿空気は水蒸気と糸屑その
他のこまかい塵が除去されて清浄な低湿度空気は清浄気
体排出部２から排出され、圧縮機２３へと送られる。

【００５４】乾燥運転終了後に、流量調整手段２を操作
して流量を大きくし、サイクロン式集塵器Ｘ内に供給す
ることで、サイクロン容器本体１の内周壁面に多量の液
体を流下させ、サイクロン容器本体１の内周壁面を洗浄
することができる。

【００５５】木綿塵を含む空気を１ｍ³／ｍｉｎの流速
でサイクロン式集塵器に流入させたときに、完全に分離
できる木綿塵の最小粒子径が約１０μｍとなるようにサ
イクロン式集塵器Ｘを設計した。サイクロン式集塵器Ｘ
は、配管直径３０ｍｍに接続するタイプで全高を２８０
ｍｍとした。その試作品において、高温高湿空気の流量
と捕集可能な木綿塵最小粒径および圧力損失の関係を調
べたところ、図６のようになった。木綿最小粒子径の特
性を破線で示し、圧力損失を実線で示してある。空気の
流量が１ｍ³／ｍｉｎのときに完全に分離できる木綿塵
最小粒子径は約１０μｍであり、そのときの圧力損失は
約２３００Ｐａ（パスカル）となる。

【００５６】そこで、サイクロン式集塵器の捕集能力と
濾過式フィルタの捕集能力を比較してみた。濾過式フィ
ルタとして、水洗浄により再生利用できる最高性能のフ
ィルタＰＳ６００を用いた。その濾過式フィルタについ
てみると、捕集能力は１０μｍの粒子で８０％程度であ
って、１０μｍの粒子を１００％捕集することは不可能
であった。これに対して、サイクロン式集塵器によれ
ば、１０μｍの粒子を１００％捕集することができる。

【００５７】サイクロン式集塵器Ｘを用いた本実施の形
態３の場合の塵の捕集量と圧力損失との関係を図７で破
線で示す。濾過式フィルタの特性を実線で示す。濾過式
フィルタは配管直径が５０ｍｍのものである。濾過式フ
ィルタの場合には、捕集量が増加するにつれて圧力損失
が増大する。これに対して、サイクロン式集塵器Ｘの場
合には、捕集量の増大にかかわらず、圧力損失は一定に
保たれることがわかった。

【００５８】また、捕集量が６ｇ以下の初期状態では濾
過式フィルタの方が圧力損失が小さくなっているが、そ
れは１０μｍの粒子の捕集率が８０％程度のものを想定
しているからであるにすぎない。もし、サイクロン式集
塵器Ｘと同様に１００％の捕集率の濾過式フィルタを用
いたとすると、そのメッシュの微細化のため、初期の圧
力損失は図７の状態よりも増大すると想定される。

【００５９】以上のような事情から、トータルとして
は、捕集能力、圧力損失ともに、サイクロン式集塵器の
方がすぐれているといえる。

【００６０】以上を総合すると、次のようにいうことが
できる。サイクロン式集塵器Ｘを装備することにより、
糸屑その他のこまかい塵は再飛散させることなく１００
％捕集することが可能となる。すなわち、塵捕集能力の
飛躍的な向上が認められるのである。さらに、上方から
の流下液体により、サイクロン式集塵器Ｘの内部を洗浄
することができるので、メンテナンスをメンテナンスフ
リーないしは簡略化することができる。

【００６１】本実施の形態３のエアサイクル式衣類乾燥
システムにおいては、実施の形態１で図３（ａ）を用い
て説明したように、サイクロン式集塵器Ｘ内で流動する
高温高湿空気が旋回しているのに対して冷却流体を流動
させて接触させるので、冷却流体を直線的に流動させて
も、旋回している高温高湿空気と冷却流体との接触面積
が大きくなり、熱交換効率が増して気液分離作用が向上
する。同時に、塵捕集能力も向上する。そして、除塵箇
所と気液分離箇所とが同一箇所となるので、装置の小型
化を図ることも可能となる。

【００６２】〔実施の形態４〕実施の形態４はエアサイ
クル式エアコンシステムについてのものである。図８は
実施の形態４のエアサイクル式エアコンシステムの概略
構成図である。図８において、符号のＸはサイクロン式
集塵器、３１は被処理空間としての被空調空間、３２は
圧縮機、３３は膨張タービン、３４はモータ、３５は熱
交換器、３６はファン、Ｃは空調サイクル流路である。
圧縮機３２と膨張タービン３３とは共通のモータ３４に
よって駆動されるようになっている。ファン３６は熱交
換器３５に対して冷却空気を送風するようになってい
る。空調サイクル流路Ｃにおいて、被空調空間３１の流
出口がサイクロン式集塵器Ｘの流入口に接続され、サイ
クロン式集塵器Ｘの流出口が圧縮機３２の流入口に接続
され、圧縮機３２の流出口が熱交換器３５の流入口に接
続され、熱交換器３５の流出口が膨張タービン３３の流
入口に接続され、膨張タービン３３の流出口が被空調空
間３１の流入口に接続されている。空調サイクル流路Ｃ
において、被空調空間３１の流出口から延出された空気
搬送配管の端部にサイクロン式集塵器Ｘの被処理気体導
入部３が接続され、また、圧縮機３２の流入口から延出
された空気搬送配管の端部にサイクロン式集塵器Ｘの清
浄気体排出部２が接続されている。圧縮機３２と熱交換
器３５と膨張タービン３３とが処理機能部を構成し、こ
の処理機能部と被空調空間３１とが空調サイクル流路Ｃ
を介して接続され、その空調サイクル流路Ｃにサイクロ
ン式集塵器Ｘが介装されている。空調サイクル流路Ｃを
循環する被処理気体は空気である。

【００６３】サイクロン式集塵器Ｘとしては、実施の形
態１の図２で示した構成のものや、実施の形態２の図４
で示した構成のものなどが用いられる。

【００６４】次に、以上のように構成された実施の形態
４のエアサイクル式エアコンシステムの動作を説明す
る。

【００６５】被空調空間３１から排出された塵を含む空
調用空気がサイクロン式集塵器Ｘに導かれ、除塵されて
清浄な空気となり、圧縮機３２に送られる。圧縮機３２
において圧縮されて高温高圧空気となり、熱交換器３５
において冷却され、さらに膨張タービン３３において膨
張が行われて低温常圧空気となり、被空調空間３１へ供
給される。

【００６６】サイクロン式集塵器Ｘにおいては、被空調
空間３１から被処理気体導入部３を介してサイクロン容
器本体１内に流入した空調用空気が旋回し、遠心分離作
用によって旋回空気流に含まれている塵がサイクロン容
器本体１の内周壁面に衝突し、自重によって内周壁面を
流下し、空調サイクル流路Ｃの外部に排出される。濾過
式フィルタの場合には、空調サイクル流路Ｃ中にセット
されたフィルタ自体に塵が捕集され、その場に止まるこ
とから、塵が集積していくことになり、メンテナンスが
必要となる。これに対して、本実施の形態４の場合に
は、空調サイクル流路Ｃの系外に塵を排出してしまうの
で、塵の集積はなく、メンテナンスが容易となる。

【００６７】前述のとおり、サイクロン式集塵器Ｘは濾
過式フィルタに比べて圧力損失が低いので、空調用空気
の循環に必要な駆動力が軽減され、ランニングコストを
低減することになる。

【００６８】なお、サイクロン容器本体１の内周壁面に
液体を流下させるように構成すれば、その流下液体によ
ってサイクロン容器本体１の内周壁面を洗浄することが
でき、メンテナンスフリーも実現できる。また、その液
体を低温にすると、除湿の作用を有することになる。

【００６９】〔実施の形態５〕図９はエアダクト式空気
循環式エアコンシステムの概略構成図である。図９にお
いて、符号のＸはサイクロン式集塵器、４１は被処理空
間としての被空調空間、４２は送風ダクト、４３は送風
ファン、４４は返送ダクト、４５は搬送ユニットであ
る。また、Ｅは冷凍サイクルを示し、５１はコンプレッ
サ、５２はアキュムレータ、５３は四方弁、５４は室外
熱交換器、５５はプロペラファン、５６は膨張弁、５７
は室内熱交換器である。これらの構成要素のうち被空調
空間４１以外が処理機能部を構成し、この処理機能部と
被空調空間４１とを接続する空調サイクル流路にサイク
ロン式集塵器Ｘが介装されている。循環する被処理気体
は空気である。

【００７０】サイクロン式集塵器Ｘとしては、実施の形
態１の図２で示した構成のものや、実施の形態２の図４
で示した構成のものなどが用いられる。

【００７１】室内熱交換器５７の箇所に搬送ユニット４
５を設け、搬送ユニット４５内で得られた冷気または暖
気を送風ファン４３の吸排気力によって送風ダクト４２
を介して被空調空間４１に送り込む。被空調空間４１か
らの塵を含んだ空気が返送ダクト４４を介して搬送ユニ
ット４５に送り返される。

【００７２】返送ダクト４４の途中に介装してあるサイ
クロン式集塵器Ｘにおいて、前述同様の動作によって空
気中の塵が捕集され、系外へ排出される。本実施の形態
５においても、実施の形態４と同様に、メンテナンスが
容易であり、ランニングコストを低減できる。また、液
体流下によりメンテナンスフリーも実現できる。

【００７３】次に、被処理気体導入部が２つ設けられた
サイクロン式集塵器Ｙおよびそのサイクロン式集塵器Ｙ
を用いたエアサイクル式衣類乾燥システムやエアサイク
ル式エアコンシステムについて説明する。

【００７４】〔実施の形態６〕図１０はサイクロン式集
塵器Ｙの概略構成図である。サイクロン式集塵器Ｙは、
上側の直円筒部６１ａと下側の下すぼまりの円錐筒部６
１ｂとからなる有蓋のサイクロン容器本体（外筒）６１
と、このサイクロン容器本体６１内の中央部の上部で同
心状に配置され、この本体６１の天板部を貫通して上方
へと延出されている清浄気体排出部（内筒）６２と、サ
イクロン容器本体６１の上部において接線方向で連通す
る第１および第２の２つの被処理気体導入部（給気筒）
６３ａ，６３ｂと、サイクロン容器本体６１の下端部に
形成された塵含有液排出部６４とを備えて構成されてい
る。サイクロン容器本体６１の直円筒部６１ａや円錐筒
部６１ｂの内周壁面は、サイクロン容器本体６１内にお
ける空気流のスムーズな旋回を妨げることのないように
滑らかなものとされている。

【００７５】第１の被処理気体導入部６３ａと第２の被
処理気体導入部６３ｂとは、サイクロン容器本体６１の
上端部の周面において上下に間隔をおいて接続されてい
る。上位の第１の被処理気体導入部６３ａには高温高湿
空気を導入するものとし、下位の第２の被処理気体導入
部６３ｂには低温高湿空気を導入するものとする。な
お、第１の被処理気体導入部６３ａと第２の被処理気体
導入部６３ｂとをサイクロン容器本体６１の周方向の同
一箇所に設けてある状態を図示しているが、これに限定
する必要はなく、周方向で位置を異にして設けてもよ
い。ただし、その方向は、高温高湿空気の旋回流の方向
と低温高湿空気の旋回流の方向を同じにすることが必要
である。もっとも、逆方向の旋回流とすることを妨げな
い。

【００７６】第１の被処理気体導入部６３ａおよび第２
の被処理気体導入部６３ｂを有するサイクロン式集塵器
Ｙの場合、水滴よりも密度の低い塵を含む高温高湿空気
が上位の第１の被処理気体導入部６３ａからサイクロン
容器本体６１内に導入される一方、塵を含まない低温高
湿空気は下位の第２の被処理気体導入部６３ｂからサイ
クロン容器本体６１内に導入される。図１１の実線は高
温高湿空気の流れを示し、破線は低温高湿空気の流れを
示し、互いに同一方向に旋回して接触混合することによ
り、塵および核凝縮により生じる水滴は回収されて塵含
有液排出部６４から排出され、清浄な空気は清浄気体排
出部６２から外部に送り出される。

【００７７】ここで、高温高湿空気と低温高湿空気の２
流体がサイクロン容器本体６１内を旋回するとき、回転
回数は図１１に示した塵含有液排出部６４から第１の被
処理気体導入部６３ａまでの高さａおよび塵含有液排出
部４から第２の被処理気体導入部６３ｂまでのｂによっ
て決定される。空気中に含まれる塵や水滴を捕集するた
めには、空気が旋回している間に、塵も水滴もサイクロ
ン容器本体６１の内周壁面に衝突する必要がある。しか
し、塵は水滴よりも密度が低い。よって、水滴より密度
の低い塵は水滴よりも旋回回転回数を多くとる必要があ
る。そのためには、塵を含んだ高温高湿空気について
は、そのサイクロン高さａがより高く必要となる。例え
ば、直径が７０ｍｍのサイクロン容器本体６１であっ
て、被処理気体導入部のサイズが縦１７．５ｍｍ、横３
５ｍｍのサイクロン式集塵器の場合、１ｍ³／ｍｉｎの
気体をサイクロン容器本体に導入したとき、木綿塵を回
収するには５回転、水滴を回収するには０．４回転必要
となることが確かめられている。

【００７８】このような理由で、塵を含んだ高温高湿空
気を導入するための第１の被処理気体導入部６３ａは上
位に配置し、塵を含まない低温高湿空気を導入するため
の第２の被処理気体導入部６３ｂは下位に配置してある
のである。すなわち、密度の低い塵を含むとともに密度
の高い水滴を含んだ高温高湿空気はより多く回転させ、
密度の高い水滴は含むが密度の低い塵は含まない低温高
湿空気は回転回数を少なく回転させるようにすることに
より、除塵と気液分離とを同時に行わせるのである。

【００７９】ここで、参考までに従来技術との比較を述
べる。実開平５−８８６４５号公報の場合は、上記とは
逆に、高温高湿空気の導入部を下位に配置し、低温高湿
空気の導入部を上位に配置しているため、下位の導入部
から導入された高温高湿空気に含まれている塵が遠心分
離による捕集を良好に受けるためには、その回転回数の
確保のために、サイクロン容器本体が大型化してしまう
のである。これに対して、本実施の形態６においては、
塵を含んだ高温高湿空気を上位の第１の被処理気体導入
部６３ａから導入するので、同じ回転回数を確保すると
して、サイクロン容器本体６１の高さを低くすることが
でき、機器全体を小型化することができるのである。

【００８０】〔実施の形態７〕実施の形態７は、被処理
気体導入部を上下に２つもつサイクロン式集塵器Ｙを用
いた冷凍サイクルを有するエアサイクル式衣類乾燥シス
テムについてのものである。図１２は実施の形態７のエ
アサイクル式衣類乾燥システムの概略構成図である。図
１２において、符号のＹは図１０のサイクロン式集塵
器、７２は乾燥作用空間（被処理空間）としての乾燥ド
ラム、７３は圧縮機、７４は膨張タービン、７５はモー
タ、７６は再熱型熱交換器、７７は気液分離器、実線矢
印で示すＦは乾燥サイクル流路、破線矢印で示すＧは液
体流路である。圧縮機７３と膨張タービン７４とは共通
のモータ７５によって駆動されるようになっている。こ
れらの構成要素のうち乾燥ドラム７２以外が処理機能部
を構成し、この処理機能部と乾燥ドラム７２とを接続す
る乾燥サイクル流路Ｆにサイクロン式集塵器Ｙが介装さ
れている。循環する被処理気体は空気である。乾燥サイ
クル流路Ｆにおいて、乾燥ドラム７２の流出口がサイク
ロン式集塵器Ｙの上位の第１の被処理気体導入部６３ａ
に接続され、サイクロン式集塵器Ｙの流出口すなわち清
浄気体排出部６２が圧縮機７３の流入口に接続され、圧
縮機７３の流出口が再熱型熱交換器７６の流入口に接続
され、再熱型熱交換器７６の流出口が気液分離器７７の
流入口に接続され、気液分離器７７の流出口が膨張ター
ビン７４の流入口に接続され、膨張タービン７４の流出
口がサイクロン式集塵器Ｙの下位の第２の被処理気体導
入部６３ｂに接続され、サイクロン式集塵器Ｙの図示し
ないもう一つの流出口が再熱型熱交換器７６のもう一つ
の流入口に接続され、再熱型熱交換器７６のもう一つの
流出口が乾燥ドラム７２の流入口に接続されている。気
液分離器７７の液排出口は液体流路Ｇを介してサイクロ
ン式集塵器Ｙに連通されている。なお、実施の形態３
（図５）の場合と同様に、貯水タンクや流量調整手段を
設けることが望ましい。

【００８１】サイクロン式集塵器Ｙとしては、実施の形
態６の図１０で示した構成のもののほか、後述する実施
の形態９の図１４の構成のものや、実施の形態１０の図
１５の構成のものを採用してもよい。

【００８２】以上のように構成された実施の形態７のエ
アサイクル式衣類乾燥システムの動作は、基本的には、
実施の形態３（図５）のものと同様である。相違する動
作について説明すると、乾燥ドラム７２からの塵を含ん
だ高温高湿空気は、サイクロン式集塵器Ｙに対して上位
の第１の被処理気体導入部６３ａからサイクロン容器本
体６１内に導入される。また、膨張タービン７４から流
出した空気は塵を含まない清浄な低温高湿空気である
が、この低温高湿空気は、サイクロン式集塵器Ｙに対し
て下位の第２の被処理気体導入部６３ｂからサイクロン
容器本体６１内に導入されるのである。

【００８３】乾燥ドラム７２からの塵を含んだ高温高湿
空気は２つの被処理気体導入部をもつサイクロン式集塵
器Ｙに対して上位の第１の被処理気体導入部６３ａから
導入されて、除塵され、除塵されて清浄となった空気は
清浄気体排出部６２より排出されて圧縮機７３内で高温
高圧空気となり、再熱型熱交換器７６内で冷却されて露
点温度以下となった水滴を含む空気は気液分離器７７内
で水滴を除去され、膨張タービン７４で低温常圧空気と
なり、再び露点温度以下となって凝縮水を含んだ低温高
湿空気は再び２つの被処理気体導入部をもつサイクロン
式集塵器Ｙに対して下位の第２の被処理気体導入部６３
ｂから導入されて気液分離が行われ、乾燥ドラム７２へ
と戻される。

【００８４】サイクロン式集塵器Ｙにおいてサイクロン
容器本体６１内では、２流体が旋回流となり、下方へ進
行するときに断熱混合が行われ、核凝縮が起こる。凝縮
水は付近の塵を捕集することが可能であり、また旋回に
よる遠心力によってサイクロン容器本体６１の内周壁面
に衝突し、内周壁面にて塵を捕集することも可能であ
る。塵を含んだ凝縮水は内周壁面を伝わって流下し、塵
含有液排出部６４から排出される。このとき、不足分の
水は気液分離器７７で捕集された凝縮水を使うことが望
ましい。なお、サイクロン式集塵器Ｙでの気液分離能力
が充分であるときは、気液分離器７７を省略することも
可能になる。

【００８５】このようにして、本実施の形態７のエアサ
イクル式エアコンシステムにおいては、サイクロン容器
本体６１内で塵は再飛散することなく捕集され、塵捕集
能力が向上するという効果を有し、さらにサイクロン容
器本体６１の内周壁面は流水によって浄化されるので、
塵の排出およびサイクロン浄化などのメンテナンス簡易
化あるいはメンテナンスフリーが達成できる。また、２
つの被処理気体導入部６３ａ，６３ｂをもつサイクロン
式集塵器Ｙ内では除塵と気液分離が同時に可能となるた
め、必要とするエアフィルタ機能部と気液分離機能部と
が一体化でき、エアサイクル式衣類乾燥システムの機器
の小型化が可能となる。

【００８６】特に、塵を含んだ高温高湿空気を導入する
ための第１の被処理気体導入部６３ａを上位に配置し、
塵を含まない低温高湿空気を導入するための第２の被処
理気体導入部６３ｂは下位に配置して、第１の被処理気
体導入部６３ａによる密度の低い塵を含むとともに密度
の高い水滴を含んだ高温高湿空気はより多く回転させる
ことにより、塵捕集能力の向上と気液分離機能の向上と
が図られている。

【００８７】〔実施の形態８〕実施の形態８は２つの被
処理気体導入部をもつサイクロン式集塵器Ｙを用いたエ
アサイクル式エアコンシステムについてのものである。
図１３は実施の形態８のエアサイクル式エアコンシステ
ムの概略構成図である。図８において、符号のＹはサイ
クロン式集塵器、８１は被処理空間としての被空調空
間、８２は圧縮機、８３は膨張タービン、８４はモー
タ、８５は熱交換器、８６はファン、Ｈは空調サイクル
流路である。上記の構成要素のうち被空調空間８１以外
の要素が処理機能部を構成しており、この処理機能部と
被空調空間８１とを接続する空調サイクル流路Ｈにサイ
クロン式集塵器Ｙが介装されている。圧縮機８２と膨張
タービン８３とは共通のモータ８４によって駆動される
ようになっている。ファン８６は熱交換器８５に対して
冷却空気を送風するようになっている。空調サイクル流
路Ｈにおいて、被空調空間８１の流出口が図１０に示し
た２つの被処理気体導入部をもつサイクロン式集塵器Ｙ
の上位の第１の被処理気体導入部６３ａに接続され、サ
イクロン式集塵器Ｙの清浄気体排出部６２が圧縮機８２
の流入口に接続され、圧縮機８２の流出口が熱交換器８
５の流入口に接続され、熱交換器８５の流出口が膨張タ
ービン８３の流入口に接続され、膨張タービン８３の流
出口がサイクロン式集塵器Ｙの下位の第２の被処理気体
導入部６３ｂに接続され、サイクロン式集塵器Ｙの図示
しないもう一つの流出口が被空調空間８１の流入口に接
続されている。サイクロン式集塵器Ｙとしては、実施の
形態６の図１０で示した構成のもののほか、後述する実
施の形態９の図１４の構成のものや、実施の形態１０の
図１５の構成のものを採用してもよい。

【００８８】次に、動作を説明する。被空調空間８１か
ら排出された塵を含む高温高圧空気がサイクロン式集塵
器Ｙにおける上位の第１の被処理気体導入部６３ａから
サイクロン容器本体６１内に導入されて除塵される。除
塵によって清浄となった空気は圧縮機８２内で高温高圧
空気となり、熱交換器８５内で冷却され、さらに膨張タ
ービン８３で低温常圧空気となり、露点温度以下となっ
て凝縮水を含んだ低温高湿空気は、サイクロン式集塵器
Ｙにおける下位の第２の被処理気体導入部６３ｂからサ
イクロン容器本体６１内に導入されて気液分離が行わ
れ、被空調空間８１へと排出される。

【００８９】上記の構成により、２つの被処理気体導入
部をもつサイクロン式集塵器Ｙ内では高温高圧空気と低
温高湿空気の２流体が旋回流となり、下方へ進行すると
きに断熱混合が行われ、核凝縮が起こる。凝縮水は付近
の塵を捕集することが可能であり、また旋回による遠心
力によってサイクロン容器本体６１の内周壁面に衝突
し、内周壁面にて塵を捕集することも可能である。塵を
含んだ凝縮水は内周壁面を伝わって流下し、破線矢印で
示すように塵含有液排出部６４から排出されるので、塵
は再飛散することなく捕集され、塵捕集能力が向上する
という効果を有する。さらにサイクロン容器本体６１の
内周壁面は流水により浄化されるので、塵の排出および
サイクロン浄化などのメンテナンス簡易化あるいはメン
テナンスフリーが達成できる。また、２つの被処理気体
導入部をもつサイクロン式集塵器Ｙ内では、除塵と気液
分離が同時に可能となるため、必要とするエアフィルタ
機器部と気液分離機能部が一体化でき、エアサイクル式
エアコンシステムの機器の小型化が可能となる。

【００９０】特に、塵を含んだ高温高湿空気を導入する
ための第１の被処理気体導入部６３ａを上位に配置し、
塵を含まない低温高湿空気を導入するための第２の被処
理気体導入部６３ｂは下位に配置して、第１の被処理気
体導入部６３ａによる密度の低い塵を含むとともに密度
の高い水滴を含んだ高温高湿空気はより多く回転させる
ことにより、塵捕集能力の向上と気液分離機能の向上と
が図られている。

【００９１】〔実施の形態９〕図１４は別の形態のサイ
クロン式集塵器Ｙの概略構成図である。この場合、１つ
のダクト６３ｃをサイクロン容器本体６１の上端部に対
して接線方向に接続してあり、このダクト６３ｃ内を仕
切り板で上下に２分割することにより、上位の第１の被
処理気体導入部６３ａと下位の第２の被処理気体導入部
６３ｂとを形成してある。

【００９２】このようなサイクロン式集塵器Ｙを、実施
の形態７（図１２）のエアサイクル式衣類乾燥システム
に適用したり、実施の形態８（図１３）のエアサイクル
式エアコンシステムに適用するのであり、前述同様の効
果が得られる。

【００９３】〔実施の形態１０〕図１５はさらに別の形
態のサイクロン式集塵器Ｙの概略構成図である。この場
合、円筒状のサイクロン容器本体６１と、このサイクロ
ン容器本体６１に同心状に設けた清浄気体排出部６２
と、サイクロン容器本体６１の下部に設けた塵含有液排
出部４とを備え、さらに、サイクロン容器本体６１の上
端部に対して接線方向に接続した１つのダクト６３ｃ内
を水平方向で２分割することにより、外側に塵を含んだ
高温高圧空気を導入するための第１の被処理気体導入部
６３ａを形成するとともに、内側に塵を含まない清浄な
低温高湿空気を導入するための第２の被処理気体導入部
６３ｂを形成してある。外側の第１の被処理気体導入部
６３ａから導入された塵を含んだ高温高圧空気の旋回流
の行程を、塵を含まない清浄な低温高湿空気の旋回流の
行程よりも長くしてある。

【００９４】このようなサイクロン式集塵器Ｙを、実施
の形態７（図１２）のエアサイクル式衣類乾燥システム
に適用したり、実施の形態８（図１３）のエアサイクル
式エアコンシステムに適用するのであり、前述同様の効
果が得られる。

【００９５】

【発明の効果】空気循環システムについての請求項１の
発明によれば、冷却流体を旋回している被処理気体に対
して接触させるサイクロン式集塵器を採用したので、熱
交換面積を大きくして熱交換効率を増して気液分離作用
を向上させ、塵捕集能力も向上させることができ、さら
に、除塵箇所と気液分離箇所とを同一箇所として装置を
小型化することができる。

【００９６】また、請求項２の発明によれば、塵を含ん
だ高温高湿空気を導入するための第１の被処理気体導入
部を上位に配置し、塵を含まない低温高湿空気を導入す
るための第２の被処理気体導入部を下位に配置してある
ので、密度の低い塵を含むとともに密度の高い水滴を含
んだ高温高湿空気の回転回数を多くして除塵と気液分離
の効率を向上することができ、またさらなる装置の小型
化を進めることができる。

【００９７】本発明は、特に、空気循環システム方式の
乾燥システムやエアコンシステムにおいて、すぐれた効
果を発揮することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１の空気循環式衣類乾燥
システムの概略構成図

【図２】 実施の形態１におけるサイクロン式集塵器の
概略の垂直断面図

【図３】 実施の形態１のサイクロン式集塵器の動作説
明図

【図４】 実施の形態２におけるサイクロン式集塵器の
概略の垂直断面図

【図５】 実施の形態３のエアサイクル式衣類乾燥シス
テムの概略構成図

【図６】 実施の形態３における空気流量と捕集可能な
木綿塵の最小粒子径との関係を示す特性図

【図７】 実施の形態３におけるフィルタ捕集量と圧力
損失との関係を示す特性図

【図８】 実施の形態４のエアサイクル式エアコンシス
テムの概略構成図

【図９】 実施の形態５のエアダクト式エアコンシステ
ムの概略構成図

【図１０】 実施の形態６のサイクロン式集塵器の概略
の垂直断面図

【図１１】 実施の形態６の動作説明図

【図１２】 実施の形態７のエアサイクル式衣類乾燥シ
ステムの概略構成図

【図１３】 実施の形態８のエアサイクル式エアコンシ
ステムの概略構成図

【図１４】 実施の形態９のサイクロン式集塵器の垂直
断面図

【図１５】 実施の形態１０のサイクロン式集塵器の水
平断面図

【図１６】 塵の粒子径と相対頻度との関係を示す特性
図

【符号の説明】

Ａ…乾燥サイクル流路、Ｂ…液体流路、Ｃ…空調サイク
ル流路、Ｅ…冷凍サイクル、Ｆ…乾燥サイクル流路、Ｇ
…液体流路、Ｈ…空調サイクル流路、Ｘ…被処理気体導
入部が１つのサイクロン式集塵器、Ｙ…被処理気体導入
部が２つのサイクロン式集塵器、１…サイクロン容器本
体、１ａ…直円筒部、１ｂ…円錐筒部、２…清浄気体排
出部、３…被処理気体導入部、４…塵含有液排出部、１
０…流量調整手段、１１…乾燥ドラム、１２…送風機、
１３…ヒーター、１４…冷却流体流路、２０…流量調整
手段、２１…貯水タンク、２２…乾燥ドラム、２３…圧
縮機、２４…膨張タービン、２５…モータ、２６…再熱
型熱交換器、２７ａ…第１の気液分離器、２７ｂ…第２
の気液分離器、３１…被空調空間、３２…圧縮機、３３
…膨張タービン、３４…モータ、３５…熱交換器、３６
…ファン、４１…被空調空間、４２…送風ダクト、４３
…送風ファン、４４…返送ダクト、４５…搬送ユニッ
ト、５１…コンプレッサ、５２…アキュムレータ、５３
…四方弁、５４…室外熱交換器、５５…プロペラファ
ン、５６…膨張弁、５７…室内熱交換器、６１…サイク
ロン容器本体、６１ａ…直円筒部、６１ｂ…円錐筒部、
６２…清浄気体排出部、６３ａ…上位の高温高湿空気用
の第１の被処理気体導入部、６３ｂ…下位の低温高湿空
気用の第２の被処理気体導入部、６４…塵含有液排出
部、７２…乾燥ドラム、７３…圧縮機、７４…膨張ター
ビン、７５…モータ、７６…再熱型熱交換器、７７…気
液分離器、８１…被空調空間、８２…圧縮機、８３…膨
張タービン、８４…モータ、８５…熱交換器、８６…フ
ァン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L053 BD10 4D053 AA03 AB01 BA01 BB02 BC01 BD04 CA01 CB11 CF01 DA01 4L019 BB03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理空間と処理機能部とが被処理気体
   を循環流動させるサイクル流路を介して接続され、前記
   サイクル流路中にサイクロン式集塵器が介装されてなる
   空気循環システムであって、前記サイクロン式集塵器と
   して冷却流体の流動により被処理気体に対して除塵と気
   液分離とを同時に行うように構成したものを装備してあ
   ることを特徴とする空気循環システム。
2. 【請求項２】 被処理空間と処理機能部とが被処理気体
   を循環流動させるサイクル流路を介して接続され、前記
   サイクル流路中にサイクロン式集塵器が介装されてなる
   空気循環システムであって、前記サイクロン式集塵器と
   して、塵を含んだ高温高湿の被処理気体を導入するため
   の上位に位置する第１の被処理気体導入部と、塵を含む
   ことの少ない低温高湿の被処理気体を導入するための下
   位に位置する第２の被処理気体導入部とを備えたものを
   装備してあることを特徴とする空気循環システム。
3. 【請求項３】 前記被処理空間が乾燥作用空間であり、
   前記処理機能部が乾燥用空気を生成するものであって、
   前記請求項１または請求項２のように構成されているこ
   とを特徴とする乾燥システム。
4. 【請求項４】 前記被処理空間が被空調空間であり、前
   記処理機能部が空調用空気を生成するものであって、前
   記請求項１または請求項２のように構成されていること
   を特徴とするエアコンシステム。