JP3493376B2

JP3493376B2 - 集塵機およびその運転制御方法

Info

Publication number: JP3493376B2
Application number: JP18783397A
Authority: JP
Inventors: 敏光浅野; 佳志太田; 昭邦原
Original assignee: Hakuju Institute for Health Science Co Ltd
Current assignee: Hakuju Institute for Health Science Co Ltd
Priority date: 1997-06-28
Filing date: 1997-06-28
Publication date: 2004-02-03
Anticipated expiration: 2017-06-28
Also published as: JPH1119444A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は空気内の集塵を行
い、洗浄空気を発生させる集塵機およびその制御方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、微細水滴（ミスト）を発生させ、
この微細水滴を空気と気液接触させることによる空気浄
化方法、ならびに負イオン発生方法が知られているが、
これらに使用されている使用水は、時間の経過とともに
汚染が進み、あらゆる細菌の増殖場となっている。した
がってこの空気をそのまま放出したのでは細菌を空中に
撒き散らすことになるので、前記微細水滴と空気との混
合後は、積極的に気水分離を行う必要があり、そのため
の気水分離装置（サイクロンセパレーター）を設けるこ
とが必要とされることによって機器全体は大型となり、
また頻繁に使用水の交換を必要とするものであった。ま
た前記の微細水滴を発生させるには、ノズルより水を噴
射することによって行うのであるが、微細水滴発生の効
率を上げるには、ノズルの数を多数に増やす必要があ
り、このため使用水の噴射用ポンプの能力を上げる必要
がある（微細水滴発生に水圧を上げるためのポンプの大
型化）。このようにして水圧を上げた上、微細水滴の発
生量を上げるためにはノズル口を細くする必要があり、
その結果、ノズル口が詰まり易くなるという問題があ
る。さらに前記の気水分離装置を設けるため、風圧を高
くしないと気水分離のための能力が低下するので、その
ためのファンも大型化することとなる（それらの例とし
て特公昭６０−５８３６８号公報；面送気方法、特開平
５−３０２７３６号；負イオン発生方法とその装置並び
に負イオンの発生を利用した空気浄化方法とその装置な
どを挙げることができる）。なおこの外にこの種の装置
において、円盤を廻転して水を吸い上げる円盤式の機構
のものがあるが（特公平６−７８７０号；負イオン空気
発生装置）、このような機構では微細水滴が出にくいた
めに浄化能力に欠けることが欠点である。以上のような
従来の技術に改良を加える装置として、本件出願人は先
に、特願平６−２９３９９２号；特開平８−１３１７４
６号「空気洗浄方法および空気洗浄機」、特願平７−６
３４０９号；特開平８−２２９３３４号「集塵機」など
の発明を出願した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の集塵機は、前
記した本件出願人の先の出願の「集塵機」の発明にさら
に改良を加えたものであり、その装置を実用的に小型化
すること、光励起触媒フィルターなどを用いて使用水の
浄化を促進すること、その機構と各種の空気清浄機構ま
たは空気調和機構と共働すること、およびそれらの機器
の運転の制御方法を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】遠心分離部の近傍に、透
孔または内側に凹凸を設けた環状板、廻転式分水盤、ノ
ズルよりなるミスト発生部を設置し、前記遠心分離部の
下方にタンクを配置し、このタンク内の水中に、オゾン
発生部で発生させたオゾンを噴気させることにより殺菌
された水を、光励起触媒体と励起用光源とからなる光励
起触媒フィルターを透過させた後、前記ノズルを通して
前記廻転式分水盤に吹き付け、これによって発生した微
細水滴を、前記遠心分離部内部全体に散布し、遠心分離
部内に導入した含塵気体と混合し、送気筒より清浄気体
として配出することを特徴とする集塵機、廻転式分水盤
の透孔または内側に凹凸を有する環状板を、廻転式分水
盤と反対方向に廻転させるようにしたことを特徴とする
前記記載の集塵機、タンクにトラップボード、ネット、
縦板などを配設したことを特徴とする前記記載の集塵
機、送気筒内壁下部に、ネット状物を取り付けたことを
特徴とする前記記載の集塵機、送気筒内壁に、環状物を
取り付けたことを特徴とする前記記載の集塵機、遠心分
離部内の上方に廻転式分水盤を設置し、この廻転式分水
盤の中心の下方にノズルと、タンクに臨設して光励起触
媒体と励起用光源を用いた光励起触媒フィルターを配置
し、前記遠心分離部の下方に配置したタンク内でオゾン
を噴気した水を、前記ノズルで廻転式分水盤に吹き付
け、遠心分離部内部全体に微細水滴を散布し、遠心分離
部内に導入した含塵気体と混合し、清浄気体として配出
することを特徴とする集塵機、臨設する他の空気清浄機
構または空気調和機構よりの出力空気を用いたことを特
徴とする前記記載の集塵機、および機器などに付属させ
た人の存在を感知するセンサーにより、有人、無人を判
断させ、運転開始によって、有人時は常に弱風運転を行
い、一定時間以上無人であれば、強風運転を行い、さら
に一定時間以上無人であれは運転停止とし、この運転停
止までの一定時間の強風運転で、所望の空間内を浄化さ
せ、強風運転、または運転停止時に室内に人が入れば、
前記の人感センサーがそれを感知して、弱風運転に切り
替わることを特徴とする、有人時には常に弱風運転を行
い、騒音、風などによる不快感を低減化させ、無人時に
は空気清浄機能を増大させるようにすることを特徴とす
る前記記載の集塵機の運転制御方法とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】この集塵機は、たとえば遠心分離
部(1) の近傍に、透孔または内側に凹凸を設けた環状板
を有する廻転式分水盤(3) 、ノズル(n) よりなるミスト
発生部(2) を配設し、前記遠心分離部(1) の下方にタン
ク(T₁)を配置し、このタンク(T₁)内の水中にオゾン発生
器(O) で発生させたオゾンを噴気することにより殺菌さ
れた水を、光励起触媒体(8) と励起用光源(9) とからな
る光励起触媒フィルター(F')を透過させた後、前記ノズ
ル(n) を通して廻転式分水盤(3) に吹き付け、これによ
って発生した微細水滴を遠心分離部(1) 内部全体に散布
し、遠心分離部(1) 内に導入した含塵気体(a) と混合
し、塵埃を微細水滴によって捕捉し、遠心分離部(1) で
分離し、送気筒(5) より清浄空気(a')として配出するこ
とを特徴とする集塵機、および前記機器などに付属させ
た人の存在を感知するセンサーにより、当該機器の使用
場所における人の有無を常時確認し、この情報により機
器の入り切り、運転の強弱などを用途に応じて、適切に
自動的に制御することを特徴とする前記集塵機その他の
空気調和機器の運転制御方法である。

【０００６】

【実施例】図１（ａ）に示すのは、この発明の集塵機
(X) の実施例の正面から見た外観図であり、図１（ｂ）
は図１（ａ）の側面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の上面
図であり、函体(A) の下方にキャスター(R) を設けてあ
り、上側において後述の送気筒(5) からの清浄空気(a')
の吹き出し口(y) を設け、図１（ｃ）に示すように内部
機構を操作するためのコントロールパネル(P) が設けて
ある。図２は図１（ａ）の集塵機(X) の内部機構を説明
する図であって、太い矢印は気流を示し、細い矢印は水
流を示すものとする。それはその一側において、遠心分
離部［サイクロンなど］(1) を設け、この遠心分離部
(1) の外側部に臨設して、使用水(w) を吹き付けるノズ
ル(n) を有するノズル管(c) を配置する。このノズル管
(c) は遠心分離部(1) の下方に配置されたタンク(T₁)内
の使用水(W) を、遠心分離部(1) の上方側辺に設けたと
ころのミスト（微細水滴）発生部(2) において、モータ
ー(M) によって廻転する廻転式分水盤(3) に吹き付ける
構成とする。いま入り口(4) より含塵気体(a) を、［必
要により数枚、各種の性能のものを積層して設けた］エ
アフィルター(F) を経て、送風機(f) によって集塵機
(X) 内に取り込み、一方、前述の廻転式分水盤(3) を回
すことにより、ミストを含む含塵気体(a) は混合しなが
ら、遠心分離部(1) 内においてサイクロン現象を発生さ
せるとともに、それを高め、含塵気体(a) 中の塵埃の分
離を効率よく行い、清浄空気(a')として集塵機(X) 外に
取り出し、室内などに給配気されることとなる。すなわ
ちこの含塵気体(a) は、送風機(f) によって吸引され、
遠心分離部(1) 内の内壁周囲を、矢印のように円心運動
をしながら、下方に移動しつつ、塵埃のみが遊離して、
中央の送気筒(5) より配出されることとなる。なお前記
の廻転式分水盤(3) の廻転方向は図示と逆方向でも同様
である。ここで(6) は必要に応じて設ける隔板であり、
(q) は廻転式分水盤(3) の周囲に配設する透孔または内
側に凹凸を有する環状板である。

【０００７】このように、含塵気体(a) は慣性力で、遠
心分離部(1) の内壁に沿って下降、上昇して清浄空気
(a')となって送気筒(5) に入り、集塵機(X) の外部に放
出されることとなるが、この間において捕捉された塵埃
は、下方に設置したタンク(T₁)内の使用水(W) と接触
し、この使用水(W) は当初、予め用意したカートリッジ
式のサブタンク(T₂)よりポンプ(7) によって、光励起触
媒フィルター(F')［光励起触媒体(8) と励起用光源(9)
からなる］を通過して、一つはノズル(n) 方向へ、他は
タンク(2) へと送られ循環させられる。すなわちタンク
(T₁)内でオゾン発生器(O) のオゾンミキサー(m) からの
オゾンの噴気で曝気された使用水(W) は、光励起触媒添
加フィルター(F')を通り、ノズル管(c) より廻転式分水
盤(3) に吹き付けられ、再び微細水滴となって遠心分離
部(1) に入り循環する。なお(J) はタンク(T₁)の使用水
(W) 上に浮かべて配置したトラップボード（ネットを浮
かべたり、あるいは縦状に配置する板でもよい）であ
り、これを用いることによって、水中に吹き込んだオゾ
ンが気体中に出るまでの間に、使用水(W) との接触時間
を増して殺菌効果を高めるものであり、また使用水(W)
の吹き上がりを防ぐものである。なおこれは、遠心分離
部(1) の縦長の短い構成についてはとくに効果がある。
そしてここでまたオゾン生成時に生じる有害な窒素酸化
物は、使用水(W) に捉えられ、それの配気中ヘの放出量
を減少させることができる。また前述の光励起触媒フィ
ルター(F')との併用により、光励起触媒体(8) によっ
て、この窒素酸化物を分解することもできて有効であ
る。(10)はドレーン排出部である。

【０００８】つぎに光励起触媒フィルター(F')の詳細に
ついて説明する。図３ａに示すように光励起触媒フィル
ター(F')は、その内部において励起用光源(9) として紫
外線灯［蛍光灯でも可］を中心に、光励起触媒物質［た
とえば酸化チタンなど］に、必要に応じてセラミック、
活性炭などを付加した光励起触媒体(8) を有する構成で
あり、抗菌、殺菌、化学物質の除去、オゾンの分解など
を積極的に、効率的に行うものである。使用水(W) は一
方の入口の矢印方向から入って真中の矢印のように、こ
の光励起触媒体(8) 内を通過して他方矢印の出口から出
る。なお水流は逆でもよく励起用光源(9) の配置は上下
逆でもよい。図３ｂは使用水(W) の水流方向が光励起触
媒体(8) の上から下方向に出入する例である。図３ｃお
よび図３ｄ［図３ｃの上面図］で示す光励起触媒フィル
ター(F'₁) の例は、励起用光源(9) を光励起触媒体(8)
から離して気中もしくは水中に配置し、光励起触媒体
(8)に使用水(W) が矢印方向に出入するものである。

【０００９】図３ｅの光励起触媒フィルター(F'₂) は、
励起用光源(9) を光励起触媒体(8)の上下に配置した例
であり、使用水(W) は矢印方向に沿って流れる。なお上
側の励起用光源(9) は気中でもよい。また励起用光源
(9) は上下どちらかでもよい。図３ｆは図３ａの光励起
触媒フィルター(F')の例において、周囲を反射し易いケ
ース(C) で覆った構成で、励起用光源(9) の光が多く当
たることが好ましいので、光を光励起触媒体(8) の点線
図示の矢印のように、外側からも当てるようにした例で
ある。なおケース(C) に使用水(W) の出口を設けてあ
る。図３ｇの例は、同じく図３ａの光励起触媒フィルタ
ー(F')の例において、光励起触媒体(8) の一部に、蛇腹
状の凹凸部(i) を設けたり、光ファイバーなどの光透過
物(d) を内部に設けて、光の透過を促進させるようにし
た構成である。なお以上前記した光励起触媒体(8) の内
側表面に反射し易い物資、たとえば蒸着膜などを貼るこ
とも行われる。図３ｈの例は図３ｉに詳記するように、
図３ｃの光励起触媒フィルター(F'₁) の例において、前
記図３ｇの例と同様の、蛇腹状の凹凸部(i) を設けた
り、光ファイバーなどの光透過物(d) を内部に設けた構
成を適用した例である。図３ｊは光励起触媒フィルター
(F')の例として、光励起触媒体(8) 中にガラス管(g) を
配置し、そこに励起用光源(9) を挿入した例である。

【００１０】図４はタンク(T₁)内の他の構成で、オゾン
ミキサー(m) の上側に使用水（W)内に板体などを二重に
交錯して図示のように配置して、噴出したオゾンがそれ
に当たって泡状になるのを効率よくする構成である。な
おこれによって前記のようにオゾン発生時においては、
有害な窒素酸化物が発生するが、それを使用水(W) に溶
かすことによって、気中に出ないようにする効果も生じ
る。図５（ａ）は廻転式分水盤(3) の他の例で、図２で
廻転式分水盤(3) の周囲に配置されている多数のスリッ
ト（または内側に凹凸）を有する環状板(q) を、廻転式
分水盤(3) のモータ(M) の軸にギヤ(G) などで連結し、
その回転力を伝達することによって、環状板(q) 自体を
回転式分水盤(3) とは逆方向に回転させるようにした構
成であり、ミストの発生をさらに効率よく促すものであ
る。図５（ｂ）は図５（ａ）の矢視方向の断面を示す。

【００１１】図６（ａ）は中央の送気筒(5) の実施例で
あり、その下部において内方にネット(N) を貼ったり、
発生する水滴の帯(u) がそれ以上、上方に行かないよう
にリング(r) を取り付けてある。図６（ｂ）および図６
（ｃ）は、リング(r'),(r")として、下向き部分を設け
たものの構成の一部断面を示してある。図７（ａ）は図
２におけるドレーン排出部(10)の構成の詳細を示すもの
で、その断面構成として配管(s),(s')と、排出管(t) を
示し、図７（ｂ）はその排出管(t) の操作を示す、また
図７（c ）は排出管(t) の一端を他の閉止具(v) で閉じ
た例、図７（ｄ）は排出管(t')の一端を閉じた構成の各
例である。

【００１２】図８は図２において示した内部機構の他の
例であり、回転式分水盤(3) を遠心分離部(1) の中心に
配置した例であり、送風機(f) を廻転式分水盤(3) の上
方に配置し、光励起触媒体(8) と励起用光源(9) をタン
ク(T₁)［使用水(W) に接して］に配設してある。これは
前記図２の例のさらに小型化された集塵機(X')として好
適である。図９は、この図８の集塵機(X')の例の回転式
分水盤(3) を、遠心分離部(1) の中心に配置した構成
を、空気清浄機構［または空気調和機構］(X")に組み込
んで一体化した構成であり、これは離して設置してもよ
く、空気清浄機構(X")の出力空気を用い、集塵機(X) と
の共合を意図した例である。ここで(a")は清浄空気、(1
0') はドレーン排出部(10)の代わりに設けたバルブであ
る。なおまた励起用光源(9) を透明体のノズ管(c')に配
置した例である。清浄空気(a")を集塵機(X')にとり出す
には、図示の部位の他、空気清浄機構(X")の適宜の部位
から行ってもよく、また図示仮線(z) で示すようにとり
出してもよい。

【００１３】図１０は、たとえばこの発明の集塵機(X)
をはじめとして、その他空気調和関連機器の運転を行う
際における制御についてフローチャートの一例であり、
それは有人時には常に弱風運転を行い、騒音、風などに
よる不快感を低減化させ、無人になったときにおいて、
空気清浄の効果を上げるようにするものである。これら
機器などに付属させた人感センサー（人の存在を赤外線
探知などにより感知するセンサー）［図示せず］によ
り、有人、無人を判断させ、運転開始．によって、有
人時は常に弱風運転．を行い、騒音、風などの不快感
を低減化する。そしてたとえば３０分以上無人であれ
ば、強風運転．を行い、その効率化をはかる。そして
６０分以上無人であれば運転停止．とする。この運転
停止．までの３０分間の強風運転で、室内を充分に浄
化させる。なお強風運転．または運転停止．時に室
内に人が入れば、前記の人感センサーがそれを感知し、
弱風運転．に切り替わる。なおこれらの時間の設定は
適宜、自由である。これは他に空気清浄機のコントロー
ルの他、室内などにおける空気調和関連機器のコントロ
ールに利用して有効である。また負イオン生成時のコン
トロールとしても、負イオンはその有効寿命が短いの
で、これを利用すれば有効である。さらにまた機器の運
転における省エネルギー対策としても有効な手段、操作
となる。

【００１４】

【発明の効果】この発明の集塵機は、実用化、小型化を
図った集塵機として、遠心分離部の近傍に、透孔または
内側に凹凸を設けた環状板、廻転式分水盤、ノズルより
なるミスト発生部を般置し、前記遠心分離部の下方にタ
ンクを配置し、このタンク内の水中に、オゾン発生部で
発生させたオゾンを噴気させることにより殺菌された水
を、光励起触媒体と励起用光源とからなる光励起触媒フ
ィルターを透過させた後、前記ノズルを通して前記廻転
式分水盤に吹き付け、これによって発生した微細水滴
を、前記遠心分離部内部全体に散布し、遠心分離部内に
導入した含塵気体と混合し、送気筒より清浄気体として
配出する効率のよい集塵機となり、とくに前記の光励起
触媒フィルターを用いることにより、浄化能力を高める
ことに効果を有するものである。また臨設する空気清浄
機構または空気調和機構よりの一部または全部を出力空
気とし、遠心分離部内において混合し、清浄空気として
配出するようにして、空気清浄機構などとの共設あるい
は協働化を行い、さらにこれら機器などに付属させた人
の存在を感知するセンサーにより、有人、無人を判断さ
せ、運転開始によって、有人時は常に弱風運転を行い、
一定時間以上、無人であれば強風運転を行い、さらに一
定時間以上、無人であれは運転停止とし、この運転停止
までの一定時間の強風運転で、所望の空間内を浄化さ
せ、強風運転、または運転停止時に室内に人が入れば、
前記の人感センサーがそれを感知して、弱風運転に切り
替わることによって、有人時には常に弱風運転を行い、
騒音、風などによる不快感を極力低減化させ、無人時に
は空気清浄機能を増大させるようにした集塵機の制御方
法を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の集塵機の外観を示す図。

【図２】この発明の集塵機の内部の機構の実施例を示す
図。

【図３ａ〜図３ｊ】この発明の集塵機に付属するの光励
起触媒フィルターの各実施例の説明図。

【図４】この発明の集塵機に付属するタンクの実施例の
説明図。

【図５】この発明の廻転式分水盤の実施例の説明図。

【図６】この発明の遠心分離部の内筒部の実施例の説明
図。

【図７】この発明のドレーン排出部の実施例の説明図。

【図８】この発明の集塵機の内部の機構の他の実施例を
示す図。

【図９】この発明の集塵機の内部の機構のさらに他の実
施例を示す図。

【図１０】この発明の人感センサーによるコントロール
のフローチャート。

【符号の説明】

（１）遠心分離部（２）ミスト発生部（３）廻転式分水盤（４）入り口（５）送気筒（６）隔板（７）ポンプ（８）光励起触媒体（９）励起用光源（１０）ドレーン排出部（Ａ）函体（Ｆ’），（Ｆ’_１），（Ｆ’_２）光励起触媒フィル
ター（Ｇ）ギヤ（Ｊ）トラップボード（Ｍ）モーター（Ｎ）ネット（Ｏ）オゾン発生器（Ｐ）パネル（Ｒ）キャスター（Ｗ）使用水（Ｔ_１）タンク（Ｔ_２）タンク（Ｘ），（Ｘ’）集塵機（Ｘ”）空気清浄機構（ａ）含塵気体（ａ’），（ａ”）清浄空気（ｃ）ノズル管（ｄ）光透過物（ｆ）フアン（ｇ）ガラス管（ｉ）蛇腹状の凹凸部（ｍ）オゾンミキサー（ｎ）ノズル（ｓ），（ｓ’）配管（ｔ），（ｔ’）排出管（ｑ）環状板（ｒ），（ｒ’），（ｒ”）リング（ｕ）水滴の帯（ｖ）閉止具（ｙ）吹き出し口（ｚ）仮線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ０１Ｄ 50/00 ５０２Ｂ０１Ｄ 50/00 ５０２ＺＣ０２Ｆ 1/32 Ｃ０２Ｆ 1/32 1/50 ５１０ 1/50 ５１０Ａ５２０５２０Ｚ５３１５３１Ｒ５４０５４０Ａ５５０５５０Ｚ 1/72 １０１ 1/72 １０１ 1/78 1/78 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 39/14 B01D 50/00 501 B01D 47/16 B01D 50/00 502

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】遠心分離部の近傍に、透孔または内側に凹
凸を設けた環状板、廻転式分水盤、ノズルよりなるミス
ト発生部を設置し、前記遠心分離部の下方にタンクを配
置し、このタンク内の水中に、オゾン発生部で発生させ
たオゾンを噴気させることにより殺菌された水を、光励
起触媒体と励起用光源とからなる光励起触媒フィルター
を透過させた後、前記ノズルを通して前記廻転式分水盤
に吹き付け、これによって発生した微細水滴を、前記遠
心分離部内部全体に散布し、遠心分離部内に導入した含
塵気体と混合し、送気筒より清浄気体として配出するこ
とを特徴とする集塵機。
【請求項２】廻転式分水盤の透孔または内側に凹凸を有
する環状板を、廻転式分水盤と反対方向に廻転させるよ
うにしたことを特徴とする請求項１記載の集塵機。
【請求項３】タンクにトラップボード、ネット、縦板な
どを配設したことを特徴とする請求項１記載の集塵機。
【請求項４】送気筒内壁下部に、ネット状物を取り付け
たことを特徴とする請求項１記載の集塵機。
【請求項５】送気筒内壁に、環状物を取り付けたことを
特徴とする請求項１記載の集塵機。
【請求項６】遠心分離部内の上方に廻転式分水盤を設置
し、この廻転式分水盤の中心の下方にノズルと、タンク
に臨設して光励起触媒体と励起用光源を用いた光励起触
媒フィルターを配置し、前記遠心分離部の下方に配置し
たタンク内でオゾンを噴気した水を、前記ノズルで廻転
式分水盤に吹き付け、遠心分離部内部全体に微細水滴を
散布し、遠心分離部内に導入した含塵気体と混合し、清
浄気体として配出することを特徴とする請求項１記載の
集塵機。
【請求項７】臨設する他の空気清浄機構または空気調和
機構よりの出力空気を用いたことを特徴とする請求項１
および請求項６記載の集塵機。
【請求項８】機器などに付属させた人の存在を感知する
センサーにより、有人、無人を判断させ、運転開始によ
って、有人時は常に弱風運転を行い、一定時間以上無人
であれば、強風運転を行い、さらに一定時間以上無人で
あれは運転停止とし、この運転停止までの一定時間の強
風運転で、所望の空間内を浄化させ、強風運転、または
運転停止時に室内に人が入れば、前記の人感センサーが
それを感知して、弱風運転に切り替わることを特徴とす
る、有人時には常に弱風運転を行い、騒音、風などによ
る不快感を低減化させ、無人時には空気清浄機能を増大
させるようにすることを特徴とする請求項１ないし請求
項７のいずれかに記載の集塵機の運転制御方法。