JPS6283019A

JPS6283019A - 集塵装置

Info

Publication number: JPS6283019A
Application number: JP60225461A
Authority: JP
Inventors: Isao Miyahara; 宮原　勇郎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1987-04-16
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0757299B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、空気中の塵、金属イオン等を除去する集塵装
置に関する。

（従来技術）電子工業、機械工業、化学工業等の分野においては、室
内の空気中の塵や金属イオン等の微粒子を除去する集塵
装置が使用されている。

この集塵装置としては、従来、フィルタ（通常は粒径０
．１７ｚｍの微粒子の捕捉率９９．９９９５％のいわゆ
るＨＥＰＡフィルタ）を用い、空気が前記フィルタを通
過することにより、空気中の塵や金属イオン等をフィル
タ上に捕捉するものが一般に用いられている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、近年は空気中の微粒子のうち、粒径０．
ｌｐｍ以下のものも除去することができる集塵装置が要
求されており、前記フィルタによる集塵装置では１粒径
０　、　ｌ　＃Ｌｍ以下の微粒子を捕捉することは困難
であった。

（発明の目的）本発明の目的は、０．１ｇｍ以下の微粒子でも有効に捕
捉することができる集塵装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、空気入口および出口を備えたケースと
、該ケース内に配設された第１の集塵手段と、該第１の
集塵手段の後段に配設され空気中の塵粒子をイオン化す
るイオン化手段と、該イオン化手段の後段に配設された
塵粒子増大手段と、該塵粒子増大手段の後段に配設され
た第２の集塵手段を有する集塵装置が提供される。

（作用）ケースの空気入口から導入された空気は、第１の集塵手
段によって粒径の大きな塵粒子が捕捉される。該第１の
集塵手段を通過した微小な塵粒子は、イオン化手段によ
ってイオン化され、塵粒子増大手段を通過する際に、そ
の回りに水分子が結合して微小水滴を生成する。この塵
粒子を凝結核とした微小水滴を第２の集塵手段によって
捕捉することにより１粒径の小さい塵粒子を有効に除去
することができる。

（実施例）以下、本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明す
る。

第１図は本発明による集塵装置の一実施例を示す概略構
成図である。同図において、１は集塵装置のケースで、
空気人口１ａおよび空気出口１ｂを備えている。２は該
空気入口１１部に配設された送風機で、室内空気をケー
スｌ内に導入する。

３は該送風機２の後段に配設された第１の集塵手段で、
フィルタによる集塵機或は電気集！１機等によって構成
される。４は該第１の集塵手段３の後段に配設され、第
１の集塵手段３を通過した空気中に含まれる微小な塵粒
子をイオン化するイオン化手段で、以下第２図に基づい
て詳述する。同区において、４ａは例えばタングステン
の線で構成された電極であり、電源４Ｃより例えば９Ｋ
Ｖの高電圧が印加され、アース極４６との間で不平等電
界を発生せしめる。この放電極４ａとアース極４ｂとの
間を空気が通過するとき（矢印Ｂ方向）に、（−）又は
中性の塵粒子自体は（＋）に帯電することになる。なお
、すでに（＋）に帯電している塵粒子は、その帯電の量
を増す。

なお、該イオン化手段４の放電極４ａには（−）の高電
圧を印加してもよいことは言うまでもなく、この場合は
空気中の塵粒子は（−）に帯電される。

このイオン化手段４の前段に加熱手段を配設し、導入空
気を加熱するようにすれば、イオン化手段４による空気
中の微粒子のイオン化が効果的に行われる。

５は前記イオン化手段４の後段に配設された塵粒子増大
手段で、ケース１内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段
５１と、ケース１内を冷却する冷却手段として冷却水を
散布する冷却水散布手段５２とからなっている。前記水
蒸気供給手段５１は、水の水蒸気を発生させる水蒸気発
生装置５１１と、該水蒸気発生装置５１１によって発生
した水蒸気をケースｌ内に導くパイプ５１２と、該バイ
ブ５１２の先端に装着されたスプレーノズル５１３とか
らなっている。なお、前記水ノに気発生装Ｊ５１１とし
ては１種々のものが考えられ、例えば、水槽中に電気ヒ
ータを配設した装置、超音波振動により水蒸気を発生さ
せる装置、赤外線水蒸気発生装置等がある。前記冷却水
散布手段は水を例えば３°Ｃ程度に冷却する冷凍機５２
１と、該冷凍機５２１によって冷却された水をケース１
内に導くパイプ５２２と、該バイブ５２２の先端に装着
されたスプレーノズル５２３とからなっている。なお、
冷却手段として該冷却水散布手段５２に代えて冷凍装置
による冷却コイルをケース１内に配設してもよい。

６は前記塵粒子増大手段５の後段に配設された水切用の
エリミネータで、金属メツシュフィルタ等で構成されて
いる。

７は該エリミネータ６の後段に配設された第２の集塵手
段で、例えば、湿式平行電極をもつ湿式電気集塵機によ
って構成されている。

なお、図中８はケースｌの空気出口ｉｂに必要に応じて
接続される空調装置である。

本実施例による集塵装置は、以−ヒのように構成されて
おり、以下、その作用について説明する。

送風機２が作動すると、室内の空気はケースｌの空気入
口１ａから導入され、第１の集塵手段３によって、空気
中に含まれている例えば０．１４ｍ以上の大きな粒径の
塵粒子が捕捉される。該第１の集塵手段３を通過した微
小な塵粒子は、イオン化手段４によってイオン化され、
塵粒子増大手段５内に導入される。該塵粒子増大手段５
はケース１内に水蒸気発生手段５１１によって発生せし
められた水蒸気がパイプ５１２を通ってスプレーノズル
５１２から噴霧されるとともに、冷凍機５２１によって
冷却された木がパイプ５２２を通ってスプレーノズル５
２３から噴霧されるため、水蒸気が過冷却、過飽和の状
態となっている。このようにして、水蒸気が過冷却、過
飽和の状態となっている塵粒子増大手段５内にイオン化
された空気中の塵粒子が導入されると、空気中の微粒子
の回りには水分子が付着して、微粒子を凝結核とした微
小水滴となる。即ち、水蒸気（Ｈ２０）の分子は水素Ｄ
；〔了−２個と酸素原子１個により構成されているが、
第３図に示すように分極している。

Ｈ２０分子はこの両極間の距離が他の分子に比べて非常
に大きく、液体にあってはＨ２０２０分子第４図に示す
ように水素結合力で強く引き合う。

塵粒子増大手段５内のＨ２０分子は、第５図（ａ）、（
ｂ）、（ｃ）に示すように、空気中の（１２電又は分極
している微粒子Ａに対して強力なり−ロン力で結びつく
、第５図（ａ）は十に帯准した微粒子Ａの回りにＨ２０
分子が結合し、全体としてひとまわり大きな＋の微粒子
となる状態を示す、第５図（ｂ）は−に帯電した微粒子
Ａの回りにＨ２０分子が結合し、全体としてひとまわり
大きな−の微粒子となる状態を示す。また、第５図（Ｃ
）は十と−に分極した微粒子ＡのまわりにＨ２０分子が
結合し、全体としてひとまわり大きな分極微粒子となる
状態を示す、このように空気中の微粒はＯ，１ｓｅｃ以
下の時間で水蒸気（Ｈ２０分子）に囲まれて微小水滴に
成長する。この微小水滴は過冷却、過飽和状態の空気中
にあるため、再蒸発することなく、微粒子を凝結核とし
て成長し、その表面積が増大するため、益々Ｈ２０分子
の結合力を促進し、更に大きな微小水滴に成長する。そ
して、この微小水滴はスプレーノズル５２３から噴霧さ
れた冷水の水滴と衝突して捕捉されるか、又は冷水滴と
の温度差による熱吸引力で吸引捕捉されるか、微小水滴
と冷水滴のクーロン力による結合が生じ更に大きな水滴
となる。

このようにして、空気中の水蒸気は微粒子を凝結核とし
て、微小水滴に生成せしめられ、その粒径が微粒子の１
０倍以上になることが確認されている。従って、例えば
、０．０１ｇｍ程度の塵粒子であっても０．１＃Ｌｍ以
上の微小水滴にすることができ、これは十分に従来の集
塵方式で分離できる粒径である。

以上のようにして、塵粒子を凝結核として生成された微
小水滴は、エリミネータ６で分離され、該エリミネータ
６で分離されなかった微小水滴は湿式電気集塵機によっ
て構成される第２の集塵手段７で、クーロン力により捕
捉される。

実験によれば、湿式ｆ行゛市極集塵機は、イオン化した
０　、　ＯＩＩＬｍの塵粒子を９９．９９９％の効率で
捕捉できるので、本発明の集塵装置に湿式１・行電極束
１！Ｉｌ１機を用いた場合には、０．００１＃ｉ。

ｍ以１；の塵粒子の捕捉が可能となる。

このようにして、空気中に含まれている塵等の微粒子が
除去された空気は、ケースｌの空気出口ｌｂがら空調装
置８に導入され、ここで温度調整されて室内に吐出され
る。

なお、前記実施例によれば、第２の集塵手段として湿式
゛電気集塵機を用いているので、電気集塵機では負荷と
なる塵粒子の電気抵抗値が雰囲気等により変化するため
に集塵能力が低下することによる＋Ｉｒ飛散の問題も解
消でき、集塵率を安定化することができる。また、前記
実施例によれば、塵粒子増大手段５は水蒸気の過冷却、
過飽和状態を構成し、塵粒子を凝結核とした微小水滴を
生成せしめ、この微小水滴を第２の集塵手段によって捕
捉するようにしたので、クリーンルーム等で問題となる
空間電荷の原因であるイオンの放出がなく、また、空間
電荷を水草気で減少させることができる。

以−ヒ、本発明を図示の実施例に基づいて説明したが、
本発明は゛実施例に示されたもののみに限定されるもの
ではなく、本発明の主旨の範囲で種々の変形は可能であ
り、これらを本発明の範囲から除外するものではない。

（発明の効果）以ト、詳細に説明したように、本発明は空気入口および
出口を備えたケースと、該ケース内に配設された第１の
集塵手段と、該第１の集塵手段の後段に配設され空気中
の塵粒子をイオン化するイオン化手段と、該イオン化手
段の後段に配設された塵粒子増大手段と、該塵粒子増大
手段の後段に配設された第２の集塵手段とによって構成
したので、第１の集塵手段によって粒径の大きな塵粒子
を捕捉し、該第１の集塵手段を通過した微小な塵粒子は
イオン化手段によってイオン化された後、塵粒子増大手
段によってその粒径が増大され、第２の集塵手段によっ
て捕捉されるため、従来の集塵装置では捕捉が困難であ
った０、０１ｇｍ以下の塵粒子をも確実に捕捉すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による集塵装置の一実施例を示す概略構
成図、第２図は本発明装置に用いるイオン化り段の一実
施例を示す説明図、第３図は水分子の形状を示す説明図
、第４図は水分子間の引力の状ｙ島を示す説明図、第５
図（ａ）、（ｂ）。（ｃ）は微粒子と水分子との結合状態を示す説明図であ
る。 ■・・・ケース、２・・・送風機、３・・・第１の集塵
手段、４・・・イオン化手段、５・・・塵粒子増大手段
、５１・・・水法気供給手段、５２・・・冷却水散布手
段、７・・・第２の集塵手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空気入口および出口を備えたケースと、該ケース
内に配設された第１の集塵手段と、該第１の集塵手段の
後段に配設され空気中の塵粒子をイオン化するイオン化
手段と、該イオン化手段の後段に配設された塵粒子増大
手段と、該塵粒子増大手段の後段に配設された第２の集
塵手段とを有する集塵装置。
（２）前記塵粒子増大手段は水蒸気供給手段と冷却手段
とからなる特許請求の範囲第（１）項記載の集塵装置。
（３）前記冷却手段は冷却水散布手段からなる特許請求
の範囲第（２）項記載の集塵装置。
（４）前記第２の集塵手段は湿式電気集塵機からなる特
許請求の範囲第（１）項記載の集塵装置。