(57)【要約】【課題】高い除塵効率が得られるうえに大量の塵埃を処理することができる除塵方法及び除塵機を目的とするものである。  【解決手段】吸気口2aから排気口2bに向かって流れる気流を利用した負圧作用により外部から塵埃を吸引するとともに塵埃捕捉媒体としての液体を気流中に供給し、含塵・含液気流を攪拌流が形成されている塵埃捕捉部3内に導入して含塵・含液気流を攪拌混合して塵埃を液体粒子に捕捉させたうえ、気流中から液体を分離して気体のみを排気口より排気する方法および塵埃の吸気口2aと気体のみを排気する排気口2bとを設けた除塵機構部3内に、気流発生機構21と、含塵・含液気流を攪拌混合し、塵埃を液体粒子に捕捉させる塵埃捕捉機構22と、液体を分離して気体のみを排気させる気液分離機構23とを設けた除塵機である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口から排気口に向かって流れる気流を利用した負圧作用により外部から塵埃を吸引するとともに塵埃捕捉媒体としての液体を気流中に供給し、含塵・含液気流を攪拌流が形成されている塵埃捕捉部内に導入して含塵・含液気流を攪拌混合して塵埃を液体に捕捉させたうえ、気流中から含塵液体を分離して気体のみを排気口より排気することを特徴とする除塵方法。
【請求項２】
塵埃捕捉部の内面に攪拌流により塵埃を捕捉する液膜を生成することを特徴とする請求項１に記載の除塵方法。
【請求項３】
気流中に供給される液体が、気流の負圧作用により吸引されることを特徴とする請求項１または２に記載の除塵方法。
【請求項４】
塵埃を吸引する吸気口を設けるとともに気流中の含塵液体を分離した気体を排気する排気口を設けた除塵機構部内に、吸気口から排気口に向かって流れる気流を発生させる気流発生機構と、塵埃捕捉媒体としての液体と塵埃とを含む含塵・含液気流を攪拌気流が形成されている塵埃捕捉部内に導入して攪拌混合し、塵埃を液体に捕捉させる塵埃捕捉機構と、排気口に向かう気流中から含塵液体を分離して気体のみを排気させる気液分離機構とを設けたことを特徴とする除塵機。
【請求項５】
塵埃捕捉機構の塵埃捕捉部内面に塵埃を捕捉する液膜生成壁を形成したことを特徴とする請求項４に記載の除塵機。
【請求項６】
気液分離機構が回転セパレータまたは３次元網目構造体またはこれらを組み合わせたものとしたことを特徴とする請求項４または５に記載の除塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主に建築現場やセンメント製造工場、製粉工場等のように大量に発生する作業現場で発生する塵埃や粉体などの微細な塵埃類を、大がかりな集塵機を用いることなく効率よく簡易に除去できる除塵方法及び除塵機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸引した塵埃を含む吸気を水の表面に接触させてフィルタを用いることなく捕塵を行う湿式の電気掃除機は種々知られており、吸気を水面にたたきつけて捕塵を行うとともに、吸気が水面にたたきつけられることにより粒状または膜状になった水を吸気とともに断面Ｓ字状の挟路を通過させることにより、吸気に含まれる浮遊塵を粒状や膜状の水と接触させて捕塵を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。また、捕塵水槽内の捕塵用水の表面積を大きくなるように捕塵水槽を回転させて捕塵を行うものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
しかし、吸気を水面にたたきつけて粒状または膜状になった水と浮遊塵とは断面Ｓ字状の挟路内で攪拌されないまま通過するため捕塵効率が低いという問題がある。また、捕塵用水の表面積を大きくしても吸気と水とが攪拌されることがないので、吸気中に含まれる塵埃の多くが水と接触することなく排気され十分な除塵を行うことができない。しかも、いずれも水と接触した塵埃は水の表面上に付着するだけで沈み込まないので、塵埃を付着させた水は新たな塵埃を付着できず捕捉する塵埃量が極めて少なく、大量の塵埃を処理することが難しいという問題があった。
【特許文献１】特開平５−１３０９５６号公報
【特許文献２】特開平９−２３４１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、高い除塵効率が得られるうえに大量の塵埃を処理することができる除塵方法及び除塵機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、吸気口から排気口に向かって流れる気流を利用した負圧作用により外部から塵埃を吸引するとともに塵埃捕捉媒体としての液体を気流中に供給し、含塵・含液気流を攪拌流が形成されている塵埃捕捉部内に導入して含塵・含液気流を攪拌混合して塵埃を液体に捕捉させたうえ、気流中から含塵液体を分離して気体のみを排気口より排気する除塵方法と、塵埃を吸引する吸気口を設けるとともに気流中の含塵液体を分離した気体を排気する排気口を設けた除塵機構部内に、吸気口から排気口に向かって流れる気流を発生させる気流発生機構と、塵埃捕捉媒体としての液体と塵埃とを含む含塵・含液気流を攪拌気流が形成されている塵埃捕捉部内に導入して攪拌混合し、塵埃を液体に捕捉させる塵埃捕捉機構と、排気口に向かう気流中から含塵液体を分離して気体のみを排気させる気液分離機構とを設けた除塵機である。
【０００６】
なお、除塵方法において、塵埃捕捉部の内面に攪拌流により塵埃を捕捉する液膜を生成させたり、気流中に供給される液体が、気流の負圧作用により吸引されて霧化されたりすることが好ましい。また、除塵機において、塵埃捕捉機構の塵埃捕捉部内面に塵埃を捕捉する液膜生成壁を形成したり、気液分離機構が回転セパレータまたは３次元網目構造体またはこれらを組み合わせたものとしたりすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、気流発生機構による吸気口から排気口に向かって流れる気流を利用した負圧作用により外部から塵埃を吸引するとともに、気流中に塵埃捕捉媒体としての液体を供給し、攪拌気流が形成される塵埃捕捉機構の塵埃捕捉部内に含塵・含液気流を導入し、該攪拌気流により液体を粒子化させて表面積を増大させることにより大量の塵埃を液体粒子表面に付着させることができる。
【０００８】
また、気流中の塵埃を捕捉した液体は気液分離機構に流入し、該気液分離機構により排気口に向かう気流中から塵埃を含んだ液体は分離されるので、気流発生機構内には液体と塵埃が流入することがなく、気流発生機構の吸引ファンに塵埃が付着堆積することを防止でき、吸引力の低下や、付着堆積した塵埃により吸引ファンの負荷が増して電力消費量を上昇させることがない。このようにして、清浄な気体のみを排気口から排気するものとしたから、建築現場やセンメント製造工場、製粉工場等で大量に発生する塵埃や粉塵を的確に除去し、清浄空気のみを排気することができる。
【０００９】
また、排気中に液体が含まれないので内装が仕上げられた建築物内や一般家庭でも使用することができる。さらに、フィルタを用いず水道水等の液体により除塵を行うため構造が簡単で故障し難いうえに、フィルタ等の交換部品が不要となりランニングコストを大幅に低減できる。しかも、フィルタの目詰まりによる通気抵抗の増大もないので常に安定した除塵ができるうえに通気抵抗の増大による電力消費の増加もないものである。
【００１０】
さらに、塵埃捕捉部の内面に液膜生成壁を形成し、攪拌流により液膜生成壁に吹き付けられる液体によって塵埃捕捉部内面に液膜を生成させることにより、攪拌混合により液体粒子に捕捉されなかった塵埃を液膜に衝突させて捕捉することができるうえに、無数の液体粒子は液膜が生成されている液膜生成壁に衝突して飛散し霧状の液幕を生成させるので、該霧状の液幕によっても塵埃は捕捉されるので除塵率をより一層向上させることができる。
【００１１】
また、気流の負圧作用により液体を吸引する霧吹きの原理に基づいて液体を霧化して気流中に供給することにより、塵埃捕捉部内に導入される液体は霧状となり表面積を増大させて気流中に分散するため、気流中の塵埃はより効果的に捕捉されることとなる。
【００１２】
また、気液分離機構を回転セパレータとすることにより、長時間連続使用しても気液分離機能が低下することがないうえに、通気抵抗の増加を防止できるので効率のよい除塵ができる。また、気液分離機構を３次元網目構造体とすることにより、電力を用いることなく含塵液体を気流中から分離できるので電力消費を抑えることができる。さらに、気液分離機構を回転セパレータと３次元網目構造体とを組み合わせたものとすることにより、３次元網目構造体により気流中に含まれる含塵液体を削減した後、回転セパレータにより気液分離を行うことにより効果的に気液分離ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の除塵機の第１の実施例を図１に基づいて詳細に説明する。
図１に示される除塵機１は吸気口２ａを設けるとともに含塵液体が分離された清浄な気体のみを排気する排気口２ｂを設けた除塵機構部２と、吸引口３ａが設けられるとともに吸気口２ａと連通される塵埃分別部３とからなるもので、除塵機構部２と塵埃分別部３は分離されたものとしている。
【００１４】
前記除塵機構部２は吸気口２ａから排気口２ｂに向かう一方向の気流を発生させる気流発生機構２１と、塵埃捕捉部内に攪拌気流を発生させて吸引された含塵気流と塵埃捕捉媒体としての含液気流とを攪拌混合させて塵埃を捕捉するとともに攪拌気流により塵埃捕捉部の内周面に形成される液膜生成壁に液膜を生成させて該液膜に含塵気流を吹き付けて塵埃を捕捉する塵埃捕捉機構２２と、気流中から含塵液体を分離する気液分離機構２３とからなる。
【００１５】
また、前記塵埃分別部３は除塵機構部２により発生される気流の負圧作用により上部一側の吸引口３ａを通じて外部から塵埃を吸引するとともに、吸引された含塵気流を除塵分別部３の衝突板３ｂに吹き付けることにより重い塵埃類は衝突板３ｂに衝突してエネルギを失い塵埃分別部３の底部に落下させ、軽い塵埃類は気流に乗って除塵機構部２の吸気口２ａに向かわせるようにしたものである。こうすることにより重い塵埃類等により除塵機構部２が破損されたり、吸気口２ａが塞がれたりすることを防止できる。
【００１６】
また、除塵機構部２の気流発生機構２１はモータ２１ａと吸引ファン２１ｂとよりなるもので、吸引ファン２１ｂはカバー２１ｄにより被套され、連通口２１ｃを介して除塵機構部２内の空気を吸引するとともに、前記カバー２１ｄに形成された排気筒２１ｅを介して排気口２ｂから空気を排出する気流を発生させる。
【００１７】
除塵機構部２の塵埃捕捉機構２２は容器４０内に収納されるものであり、該容器４０には排出管を屈曲させてトラップを形成して気密を維持する液体を貯留させた貯液部４１と、気流中に供給される塵埃捕捉媒体としての液体（水道水）を調整バルブを介してして少量攪拌流中に導入することにより液体を霧化して表面積を増大させるとともに気流中に分散させることによって塵埃を液体粒子表面に効率よく付着させて捕捉する塵埃捕捉部４３とが設けられている。
【００１８】
また、前記塵埃捕捉部４３は底部中央を塵埃分別部３に先端の吸気口２ａを接続させた吸気筒４２ａと連通させるとともに、底部に気液分離機構２３に続く連通孔４３ａを形成した円筒室と、該円筒室の中心部に攪拌ファン４３ｂを配置させたものであり、該攪拌ファン４３ｂの中心軸と吸気筒４２ａの中心軸線とは一致させたものとしている。このため、回転する攪拌ファン４３ｂにより排気口２ｂに向かう含塵気流は旋回する攪拌流となり、吸気筒４２ａから送出されてくる含塵・含液気流は円筒室内で激しく攪拌混合され、液体は粒子化され表面積を増大させて塵埃を効率よく表面に付着させて捕捉することとなる。また、４２ｂは吸気筒４２ａの側壁に接続される給液管であり、該給液管４２ｂは水道管と調整バルブを介して接続され、水道水（液体）の供給量を調整自在としている。
【００１９】
さらに、円筒室の内周面には塵埃を捕捉する液膜生成壁が形成されており、攪拌ファン４３ｂの攪拌流により吹き付けられる液体によって液膜生成壁には液膜が生成される。この液膜に吹き付けられて衝突する塵埃は液膜に捕捉される。また、液膜生成壁の液膜に液体粒子が衝突して飛散されることにより、液膜生成壁の前方には飛散する液体粒子によって液幕が生成され、該液幕によっても塵埃は捕捉されることとなる。
【００２０】
そして、液膜は吹き付けられる液体により厚みを増して重くなると、液膜は液膜生成壁より吹き飛ばされて貯液部４１内に落下することとなる。そして、貯液部４１内の液中に落下した塵埃混合液体は適宜排出管を通じて排出するものとする。なお、攪拌ファン４３ｂは前記した気流発生機構２１の吸引ファン２１ｂと同軸として単一のモータ２１ａにより回転されるものとして、コストダウンを図っている。
【００２１】
また、前記気液分離機構２３は回転セパレータ２３ｂよりなるもので、該気液分離機構２３は気流発生機構２１と塵埃捕捉部４３間の気流路中に形成されている。回転セパレータ２３ｂはモータ２１ａにより回転される筒体の周面に多数のスリットを透設して気体のみが回転セパレータ２３ｂを通過できるものとしている。
【００２２】
このように構成されたものを、図２に示されるような建築中ビル等の作業現場等で使用する場合は、調整バルブを設けた給液管４２ｂに水道管等を接続するとともに、貯液部４１に排出管を接続して貯液部４１内の塵埃混合液体を排出管を通じて排水溝等に排出できるようにする。こうすることにより塵埃捕捉媒体としての液体（水道水）の供給や、貯液部４１に堆積する汚泥の除去を除塵機１を停止させることなく行うことができるので長時間連続運転ができるので、建築現場等での過酷な条件下で使用が可能となる。
【００２３】
このような除塵機１は図２に示されるように、各階の集塵用配管を接続したうえ、気流発生機構２１のモータ２１ａを起動して吸引ファン２１ｂを回転駆動させれば、気流発生機構２１により除塵機構部２の吸気口２ａから排気口２ｂに向かう一方向の気流が発生させる。この気流中に給液管４２ｂより少量の水道水を供給することにより塵埃捕捉媒体としての液体は含液気流となって送出されていくこととなる。
【００２４】
また、建築現場の各階から集塵用配管を通じて吸引される塵埃は吸引口３ａを通じて塵埃分別部３内に吸い込まれることとなる。そして、吸引口３ａを通じて塵埃分別部３内に吸い込まれた含塵気流のうち重い塵埃は衝突板３ｂに衝突してエネルギを失い塵埃分別部３内の底部に落下堆積される。
【００２５】
しかし、軽い塵埃は気流に乗って塵埃捕捉部４３の吸気口２ａから吸気筒４２ａ内に吸い込まれる。そして、吸気筒４２ａから円筒室に流入した含塵・含液気流は塵埃捕捉部４３内に配置されている攪拌ファン４３ｂによる攪拌流により激しく攪拌混合される。この攪拌混合により液体（水道水）は粒子化されて表面積を増大させることとなり、無数の水粒子表面に塵埃は捕捉されることとなる。さらに、攪拌流は円筒室内の内周面に霧状の水を吹き付けるので円筒室の液膜生成壁には液膜（水膜）が形成されるとともに、液膜に水粒子が衝突することにより、液膜生成壁の前方には飛散する液体によって液幕が生成され、該液幕によっても塵埃は捕捉されることとなる。
【００２６】
このようにして、液膜は塵埃を捕捉しつつ新たな液体が吹き付けられることにより厚みを増して重くなると、攪拌流の風圧により液膜生成壁より吹き飛ばされて貯液部４１内に落下することとなる。
【００２７】
このようにして除塵が行われた気流は気液分離機構２３内に流入し、回転セパレータ２３ｂにより気流中の含塵液体は分離され、気流中から含塵液体は除去されることとなる。そして、塵埃と液体が分離除去された清浄気流は連通口２１ｃを通じて気流発生機構２１内に流入することとなる。気流発生機構２１内に流入する気流には液体も塵埃も含まれていない清浄気体は排気筒２１ｅを通じて排気口２ｂより排気されることとなる。気流発生機構２１を通過する気流には塵埃も液体も含まれていないため、気流発生機構２１の吸引ファン２１ｂには湿潤した塵埃が付着することがない。このため、吸引力が低下したり、付着堆積した塵埃によりモータの負荷が増して電力消費量が増加することを防止できるものとなる。
【００２８】
また、貯液部４１内に落下した塵埃混合液体中の塵埃は重みで沈殿して底部に汚泥として堆積することとなる。そして、底部に堆積した汚泥は適宜排出管を通じて排水溝等に排出される。
【００２９】
また、除塵機１を室内環境下で使用する際には、図３、４に示される第２の実施例に示されるように、除塵機構部２に容器４０を付帯させて塵埃分別部３と除塵機構部２とを一体化させることにより除塵機１をコンパクトなものとするとともに、吸気筒４２ａに接続される給液管４２ｂの他端開口を貯液部４１内の液中に浸漬させて貯液部４１内の液体を、吸気筒４２ａ内を流れる気流による負圧作用を利用して吸引し、霧吹きの原理により霧状にすることによって塵埃捕捉部４３内の攪拌ファン４３ｂにより液体を粒子化する前に霧化して表面積を増大させることができるので、液体粒子と塵埃との接触率が高まり塵埃を効率よく捕捉することができるものとなる。
【００３０】
また、除塵機構部２の容器４０は閉鎖系としているため、塵埃捕捉媒体としての液体を供給する給液口５０を設けるとともに、貯液部４１内の汚泥を排出するためのドレン５１を設けている。さらに、除塵機構部２と塵埃分別部３との接合部はパッキンを介してパッチン錠等で密閉ロックするものとして塵埃分別部３内の気密が保たれるようにしている。
【００３１】
そして、貯液部４１内の液体が減少したり、塵埃により液体の汚れが酷くなり上澄み液を塵埃捕捉媒体として利用できなくなった場合に給液口５０を通じて貯液部４１内に液体を補給したり交換したりする。液体を交換する場合はドレン５１より汚泥を排出してから新しい液体を供給する。また、貯液部４１内に浸漬される給液管４２ｂの他端開口は貯液部４１の底部から離隔させて上澄み液のみが吸引されるようにして沈殿した汚泥が吸引されることがないようにしている。
【００３２】
なお、塵埃捕捉媒体としての液体（例えば、水道水）等の液体は少量でよく、気流中に０．０００４容量％〜７．０容量％あればよい。その理由は液体が０．０００４容量％以下であると液膜が薄くなりすぎて塵埃の捕捉が不十分となり除塵が充分行なわれなくなり、７．０容量％を越えれば液膜が厚くなるため除塵効率は向上するが、吸引する液量が多くなるため液体の吸引にエネルギを取られて吸引ファン２１ｂの回転数も落ちて、含塵気流の吸引量が少なくなって除塵効率が低下するからである。
【００３３】
このような除塵機１は、気流発生機構２１により生成される吸気口２ａから排気口２ｂに向かう気流による負圧作用を利用して、給液管４２ｂは貯液部４１内の液体を少量吸上げて吸気筒４２ａ内の気流中に送出することにより、塵埃捕捉媒体としての液体を霧状とする点と塵埃分別部３を除塵機構２と一体化した点および一体化するために容器４０を閉鎖系とした点以外は、第１の実施例と作用効果は同じため同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
また、図５に示される除塵機１の第３の実施例は、塵埃捕捉部４３の攪拌ファン４３ｂを吸気筒４２ａ内に設けたものとすることにより、攪拌ファン４３ｂを小型として電力消費を低減するとともに、除塵機構部２を小型化することができる点等が、第２の実施例と相違する以外は構成および作用効果は同じため同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
さらに、図６に示される除塵機１の第４の実施例は、気液分離機構２３を３次元網目構造体２３ａのみとして、回転セパレータ２３ｂによる電力消費を抑えた点が第２の実施例とは異なる以外は同じ構成で作用効果も同じため同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
さらに、図７に示される除塵機１の第５の実施例は、塵埃分別部３の上部に除塵機構部２を取り付けて、容器４０を塵埃分別部３外に配置させたものとしたから、容器４０の給液口５０とドレン５１とは外部に露呈されることとなり、給液作業や汚泥の排出作業を塵埃分別部３を除塵機構２から分離させることなく行えるようにするとともに塵埃分別部３に貯留された塵埃の廃棄処理を容易にした点と、塵埃分別部３の容量を増大させた点が、第２の実施例と相違する以外は構成および作用効果は同じため説明を省略する。
【００３７】
なお、塵埃捕捉媒体としの液体は水以外に界面活性剤等の処理薬を混ぜたものとして塵埃の捕捉効率を高めたものとしてもよいことは勿論である。さらに、前記各実施例において、気液分離機構２３は回転セパレータ２３ｂまたは３次元網目構造体２３ａを単独で使用しているが、後段に回転セパレータ２３ｂを用い３次元網目構造体２３ａを前段に配置させることにより、前段の３次元網目構造体により気流中に含まれる含塵液体を削減できるので、効率のよい気液分離ができるものとなる。また、前記各実施例において、回転セパレータ２３ｂは筒体にスリットを透設したものとしているが、気液分離機構２３の高さと略等しい高さで長さを短くした羽根を多数形成した羽根車として、渦巻き状の回転気流により気流中に含まれる比重の重い液体粒子を周方向に飛ばして流入を防止したり、液体粒子を羽根で叩いて流入を防止したりして、気流中の液体を分離するものとしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】同じく建築現場に設置した使用状態を示す説明図である。
【図３】本発明の除塵機構部と塵埃分別部とを一体化させた第２の実施例を示す断面図である。
【図４】同じく除塵機構部の拡大断面図である。
【図５】本発明の除塵機構部と塵埃分別部とを一体化させた第３の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の除塵機構部と塵埃分別部とを一体化させた第４の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の除塵機構部を塵埃分別部上に配置一体化させた第５の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
２a  吸気口
２b  排気口
２  除塵機構部
３  塵埃分別部
21  気流発生機構
22  塵埃捕捉機構
23  気液分離機構
【図１】
2008207053.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008207053.tif 000008
【図７】
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