(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮遊粒子を空気流(１０)から分離させるためのエアークリーニング装置(１)であって、このエアークリーニング装置は、
分離ユニット(６)と、
少なくとも１つのコレクター電極(５)と少なくとも１つのエミッター電極(４)とを有するイオン化ユニット(３)であって、前記空気流の中に存在している浮遊粒子をチャージし、チャージされた粒子の少なくとも大部分を分離ユニットに向かって移動させるイオン化ユニット(３)とを具備し、
前記分離ユニットは、チャージされた粒子の少なくとも幾らかを、これらを空気流から分離させるために、引き付けるように配設されており、
前記少なくとも１つのコレクター電極は、前記空気流の少なくとも一部を導くような形状に形成され、球状に湾曲された内面(１５)を有しており、そして、
前記エミッター電極は、前記コレクター電極の前記球状に湾曲された内面の中心に位置している、エアークリーニング装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのコレクター電極は、前記空気流のための入口(１６)と出口(１７)とを有している、請求項１に記載のエアークリーニング装置。
【請求項３】
前記入口の直径(Ｄ２)は、前記出口の直径(Ｄ１)よりも長い、請求項２に記載のエアークリーニング装置。
【請求項４】
前記入口の直径に対する前記出口の直径の比率は、０．２５乃至０．７５の範囲内である、請求項２又は３に記載のエアークリーニング装置。
【請求項５】
前記球状に湾曲された内面は、前記入口から前記出口へと延びている、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのエミッター電極から前記球状に湾曲された内面の中心までの距離は、前記入口の曲率半径の１０%未満である、請求項２乃至５のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
【請求項７】
前記分離ユニットは、チャージされた粒子の少なくとも幾らかを引き付けるように設定された濾材を備えたフイルター(７)を有している、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
【請求項８】
前記濾材は、誘電体材料を有している、請求項７に記載のエアークリーニング装置。
【請求項９】
前記イオン化ユニットは、３乃至１５ｋＶで動作するように設定されている、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのエミッター電極は、前記球状に湾曲された内面の中心に配設されている少なくとも１つのチップ(１４)を有している、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのエミッター電極は、ブッシュ電極、又はニードルチップ電極である、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
【請求項１２】
前記空気流を生じさせるように配設されているファン(９)を更に具備している、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、一般的に、エアークリーニング装置の分野に関連している。特に、本願発明は、イオン化ユニットを備えているエアークリーニング装置に関している。
【背景技術】
【０００２】
誘電体及び／又は予めチャージされている濾材を備えたフイルターと、浮遊粒子をこれら粒子がフィルターに当たる前に、チャージするためのイオン化手段とを有するエアークリーニング装置は、単にフィルターを有するエアークリーニング装置よりも、より効率的であることが知られている。イオン化手段によりチャージされた粒子は、静電力によりフィルターのファイバーに引き付けられる。このようなエアークリーニング装置の一例は、EP 980290 B1に記載されている。しかし、エアークリーニングの分野では、エアークリーニング装置の空気の洗浄効率を、更に改善する必要がある。
【発明の概要】
【０００３】
エアークリーニング装置の改善された空気の洗浄効率を達成することが必要とされている。  
このことに関するより良い対応のために、独立請求項に規定されている構成を有するエアークリーニング装置が、提供されている。好ましい実施の形態は、従属請求項で規定されている。
【０００４】
かくして、一態様に係われば、空気流から浮遊粒子を分離するためのエアークリーニング装置が、提供されている。このエアークリーニング装置は、浮遊粒子を空気流から分離させるためのエアークリーニング装置であって、このエアークリーニング装置は、分離ユニットと、空気流の中に存在している浮遊粒子をチャージし、チャージされた粒子の少なくとも大部分を分離ユニットに向かって移動させるイオン化ユニットとを、有している。このイオン化ユニットは、少なくとも１つのコレクター電極と、少なくとも１つのエミッター電極とを有している。前記分離ユニットは、チャージされた粒子の少なくとも幾らかを、これらを空気流から分離させるために、引き付けるように配設されている。更に、前記少なくとも１つのコレクター電極は、空気流の少なくとも一部を導くような形状に形成され、球状に湾曲された内面を有しており、又、前記エミッター電極は、前記コレクター電極の球状に湾曲された内面の中心に位置されている。
【０００５】
エアークリーニング装置が動作するときには、所定の電圧が、エミッター電極とコレクター電極との間に印加され、この結果、電界が、エミッター電極とコレクター電極との間に発生される。かくして、コロナ放電が、エミッター電極の所に発生して、空気中の分子がチャージ(イオン化)されてイオンに変換する。このようなイオンは、電界中でコレクター電極に向かって進行し、コレクター電極により導かれた空気流の中に存在している粒子と衝突し、かくして、これら粒子は、チャージ(イオン化)される。この明細書で、「イオン化場(ionization field)」という用語は、粒子が、イオン化され得る、コレクター電極とエミッター電極との場を示すために使用される。コレクター電極とエミッター電極との間に印加される電圧と、これら電極のディメンションとは、チャージされた粒子の大部分が、コレクター電極を通り(コレクター電極により運ばれ)分離ユニットへと進行し続けるように(コレクター電極に付着しないように)、好ましくは、設定され得る。分離ユニットに、チャージされている粒子の少なくとも幾らかは、引き付けられ(集められ)る。
【０００６】
この態様に係われば、コレクター電極の内面は、球状に湾曲され、又、エミッター電極は、球状に湾曲された内面のほぼ中心点(即ち、中心又は中心近く)に位置されている。この明細書では、球状に湾曲された内面のほぼ中心点とは、球状に湾曲された内面の各点からほぼ等しいほぼ距離にある点を意味している。コレクター電極とエミッター電極とのこのような配設により、比較的大きな均一の部分(エミッター電極と、コレクター電極の内面との間)を有するイオン化場が、与えられており、かくして、空気流の浮遊粒子が、イオン化場のこのような均一の部分で長い距離を進行する。この結果、イオン化ユニットのイオン化効率が高くなっている。かくして、イオン化場を通る粒子は、イオン化ユニットを通過しているときに、比較的高くチャージされて、分離ユニットによりより容易に捕獲され得る。かくして、エアークリーニング装置の全体に渡る空気清浄効率が、改善される。
【０００７】
球状に湾曲されている、コレクター電極の内面は、この内面が、球の一部を形成している、及び／又は、少なくとも部分的な球の形状を有していることを含み得る。例えば、エミッター電極に最も接近して位置されているコレクター電極の内面の複数の点が、少なくとも、中心点(そして、好ましくは、エミッター電極)から(少なくとも、ほとんど)等距離であり得る。前記内面は、正確に球状に湾曲されている必要はなく、正確な球状の湾曲からの少しの変更は、内面の全体に渡ってのアウトラインが、実質的な球状に湾曲されている限り、予測され得ることが、理解される。
【０００８】
一実施の形態に係われば、コレクター電極は、エアークリーニング装置の流路(conduit)の中に配置され得る。この流路の中で、空気流は、流れ、又、コレクター電極は、好ましくは、流路の一部を構成している。
一実施の形態に係われば、前記少なくとも１つのコレクター電極は、空気流のための入口と出口とを有している。例えば、空気流は、コレクター電極に、入口から入り、球状に湾曲された内面を通過して、コレクター電極を出口から出る。
【０００９】
一実施の形態では、コレクター電極内の空気渦流を少なくするように、前記入口の直径は、出口の直径よりも長くし得る。
【００１０】
一実施の形態に係われば、前記入口の直径に対する前記出口の直径の比率は、約０．５のように、０．４乃至０．６の範囲内のような０．２５乃至０．７５の範囲内であり得る。このような実施の形態では、コレクター電極の球状に湾曲された内面の充分に広い部分が、イオン化場の比較的大きい均一な部分を与えるように、設けられ、かくして、イオン化ユニットのイオン化効率が高められている。又、充分に大きい出口が、コレクター電極を通る空気流を促進するように設けられている。
【００１１】
一実施の形態に係われば、前記球状に湾曲された内面は、前記入口から前記出口へと延び得る。即ち、球状に湾曲された内面は、入口と出口とを相互に接続している。例えば、入口と出口とは、球状に湾曲された内面に形成され得る。かくして、粒子を運んでいる空気流は、入口から入り、球状に湾曲された内面を通過して、コレクター電極を出口から出ることが可能である。
【００１２】
一実施の形態に係われば、コレクター電極の球状に湾曲された内面の中心に設けられている電極は、前記少なくとも１つのエミッター電極から(エミッター電極の中心からのような)球状に湾曲された内面の中心点までの距離が、前記入口の曲率半径の１０%未満で、好ましくは、５%未満であることを、含み得る。かくして、正確な中心からの僅かのずれが、想定され得る。
【００１３】
一実施の形態に係われば、前記分離ユニットは、チャージされている粒子の少なくとも幾らかを引き付けるように設定された濾材を備えたフイルターを有し得る。例えば、この濾材は、ポリプロピレンのような誘電体材料を有し得る。誘電体のファイバーは、チャージされている粒子を、これら粒子が事前にチャージされていない場合であっても、引き付け得る。チャージされている粒子が、誘電体の濾材のファイバーに接近したときに、ファイバーの分子の分極が生じる。例えば、正に帯電されている粒子が、フィルターのファイバーに近づくと、分子の分極は、ファイバーヘの表面に負の電荷を誘起させる。多数の分極された粒子を有しているファイバーは、負の側と正の側とを有している。フィルターユニットを通るチャージされている粒子は、電荷がファイバーの表面に誘起された後には、ファイバーに付着する(に捕獲される)。
【００１４】
このプロセスは、本願と同じ出願人によるEP 0980290 B1)に詳細に記載されている。この文献は、ここに参照として組み入れられている。
【００１５】
前記濾材は、事前にチャージされていなくても、いても良く、又、後者の場合には、エレクトレットフィルターと称されている。代わって、分離ユニットが、チャージされている粒子を引き付けるために、静電集塵機を有し得ることは、想定され得る。
【００１６】
一実施の形態に係われば、イオン化ユニットは、３乃至１５kVの範囲内で動作するように、設定され得る。即ち、エミッター電極とコレクター電極との間に与えられる電圧(即ち、電位差)は、３乃至１５kV(直流、ＤＣ)の範囲内であり得る。この動作電圧範囲は、チャージされている粒子にとって適したイオン化場を与えるように設定されている。例えば、コレクター電極は。接地され得、一方、エミッター電極の電位は、−３乃至−１５kVDC、又は、＋３乃至＋１５kVDCである。
【００１７】
一実施の形態に係われば、前記少なくとも１つのエミッター電極は、前記球状に湾曲された内面の中心に配設されている少なくとも１つのチップを有し得、この結果、エミッター電極からのコロナ放電が促進されている。更に、チップは、球状に湾曲された内面の中心に配設されているので、球状に湾曲された内面の各点は、エミッター電極のチップから(少なくともほとんど)等距離にある。この結果、イオン化場は、より均一になる。例えば、少なくとも１つのエミッター電極は、ブッシュ電極(複数のチップを有している)、又は、ニードルチップ電極であり得る。
【００１８】
一実施の形態に係われば、エアークリーニング装置は、前記空気流を生じさせるように設定されているファンを更に有し得る。かくして、このファンは、イオン化ユニットと分離ユニットとに、強制的に空気を通し得る。ファンは、分離ユニットの下流又はイオン化ユニットの上流のような、空気流を得るのに適しているエアークリーニング装置内のいずれの所にでも配置され得る。
【００１９】
本願発明の実施の形態は、全ての請求項に記載の構成の全ての可能な組合せに関係していることは、配慮される。
【００２０】
これら、及び他の態様は、添付の図面を参照した、実施の形態の限定されない、詳細な以下の説明で記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、一実施の形態に係わるエアークリーニング装置を示している。
【図２】図２は、図１に示されているエアークリーニング装置のイオン化ユニットの斜視図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線に沿って切断された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
全ての図は、概略であり、必ずしも一定のスケールではなく、実施の形態を解明するために必要な部品を、他の部品を除いて、示している。同じ参照符号は、全ての記載で同じような部材を参照している。
【００２３】
一実施の形態に係わるエアークリーニング装置が、図１を参照して以下に説明される。エアークリーニング装置１は、エアークリーニング装置１を通して導かれた空気をクリーニングするように配設された分離ユニット６と、イオン化ユニット３と、を有し得る。更に、エアークリーニング装置１は、空気を取り入れるための入口２と、クリーンにされた空気を排気するための出口８と、エアークリーニング装置１を通る空気流１０を発生させるためのファン９とを有し得る。
【００２４】
前記分離ユニット６は、ポリプロピレンのような誘電体材のフイルター媒体のファイバーを備えたフイルター７を有し得る。このフイルター７は、予めチャージされ得る(かくして、エレクトレットフイルターと称されている)か、予めチャージされ得ないかである。分離ユニット６は、イオン化ユニット３の上流、又は、下流に配置され得る。
【００２５】
前記イオン化ユニット３は、図２及び３を参照して以下に詳細に説明される。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿って切断された断面図である。イオン化ユニット３は、好ましくは、少なくとも１つのチップ１４により構成され得る少なくとも１つのエミッター電極４を有している。この例では、エミッター電極４は、複数のチップ１４を有するブッシュ電極である。代わって、エミッター電極４は、例えば、ニードルチップ電極であり得る。エミッター電極４は、所定の位置に支持体１１により保持され得る。
【００２６】
前記イオン化ユニット３は、更に、エアークリーニング装置１内の空気流１０の少なくとも一部を導くように配設された少なくとも１つのコレクター電極５を有し得る。例えば、コレクター電極５は、チューブのような形状のダクト形状を有し得る。更に、コレクター電極５は、球状に湾曲された内面１５を有し得る。ここでは、この内面１５は、球の一部を形成し得る。エミッター電極４は、コレクター電極５の球状に湾曲された内面１５の中心に位置され得る。即ち、球状に湾曲された内面１５の各々の点(少なくともほとんど)は、エミッター電極４の中心から(距離Ｒだけのような)等しい距離にあり得る。エミッター電極４は、例えば、コレクター電極の中心軸１８上に位置され得る。コレクター電極５は、球状に湾曲された内面１５により互いに接続されている入口１６と出口１７とを有し得る。例えば、コレクター電極５は、入口１６から出口１７へと延びている徐々に傾斜されている形状を有し得る。入口１６は、出口１７の直径Ｄ１よりも長い直径Ｄ２を有し得る。例えば、入口１６の直径Ｄ２に対する出口１７の直径Ｄ１の比率は、約０．５のような０．４乃至０．６内のような０．２５内０．７５の範囲内である。例えば、入口１６は、内面１５の球形の直径に近い直径Ｄ２を有し得る。エミッター電極４は、コレクター電極５の入口１６のほぼ中心に位置され得る。
【００２７】
オプションとしては、プレート１２のような手段が、空気流１０の全てのような大部分がコレクター電極５の中を通るように配設されている。
【００２８】
再び、図１を参照して、エアークリーニング装置１の動作が以下に説明される。エアークリーニング装置１が、動作されるときに、３乃至１５kVの範囲内のような電圧が、エミッター電極４とコレクター電極５との間に印加される。例えば、コレクター電極５は、接地されている。かくして、電界が、エミッター電極４とコレクター電極５との間で延びるように発生され、中で浮遊粒子(airborne particles)がチャージされ得るイオン化場が、形成される。
【００２９】
ファン９が、エアークリーニング装置１の入口２を通ってエアークリーニング装置１に入る空気流１０を発生させるように、動作される。この空気流１０は、更にコレクター電極５により導かれ(即ち、空気流は、コレクター電極５の入口に入り、コレクター電極５の出口を通ってコレクター電極を出る)、かくして、イオン化場を通る。空気の分子がチャージされる(イオン化される)ようにエミッター電極４の所でコロナ放電が生じる。チャージされた空気の分子は、電界に沿ってコレクター電極５の球状に湾曲された内面１５に向かって移動する。この移動の間に、イオン化された空気の分子は、コレクター電極５により導かれている空気流の中の粒子と衝突し、この結果、浮遊粒子は、チャージ(イオン化)される。イオン化ユニット３は、空中のチャージされた粒子の少なくとも大部分が、コレクター電極５に付着しない、コレクター電極５の外へと空気流によって移動し続けるように、(電極４，５のデザインと動作電圧の適用とによって)設定されている。そして、空中のチャージされた粒子は、分離ユニット６のフイルター７に当たる。フイルター７の濾材が、予めチャージされている場合には、空中のチャージされている粒子は、引き付けられて、逆に、チャージされているフイルターのファイバーに付着する。フイルター７が、誘電体材料の濾材を有している場合には、フイルターのファイバーの分子は、チャージされている粒子が接近すると、分極される。かくして、フイルター７のファイバーは、空中のチャージされている粒子が通ることにより、チャージされる。そして、チャージされている浮遊粒子は、引き付けられて、チャージされているフイルターのファイバーに付着する。この結果、チャージされている浮遊粒子の少なくともいくらか(好ましくは、大部分)は、分離ユニット６により引き付けられて捕獲される。そして、かなり減じられた量の浮遊粒子を保持している空気流１０が、エアークリーニング装置１の出口８を通ってエアークリーニング装置１から出る。
【００３０】
当業者は、上述された実施の形態に決して限定されないことが判る。これに反して、多くの変形や変更が、添付の請求項の範囲内で可能である。例えば、エアークリーニング装置は、１対だけではなく、幾く対かのエミッター電極とコレクター電極とを有し得る。更に、イオン化ユニットは、分離ユニットの下流に配置され得る。かくして、粒子は、最初にイオン化ユニットによりチャージされ、エアークリーニング装置を出て、部屋内で循環され、そして、エアークリーニング装置に入ると共に部屋内で循環され、再び、エアークリーニング装置に入って分離ユニットにより集められる。更に、分離ユニットとイオン化ユニットとは、別々の(独立した)装置の部品として配設され得る。かくして、イオン化ユニットの部品と分離ユニットの部品とは、(部屋のような)スペースの異なる位置に配置され得る。更に、このエアークリーニング装置は、ポータブル又は固定されるエアークリーナのような如何なるタイプの装置でも良く、又、例えば、天井内に、自動車内に、又は、床に起てて、設置されるように適用され得る。
【００３１】
更に、記載された実施の形態に対して変更することが理解され得、図面、記載、及び、添付された請求項の検討から、請求項に係わる本願発明をなすことが当業者にとって可能である。請求項で、用語「具備する」は、他の部材又は工程を排除するものではなく、又、「１つ(a, an)」は、複数を排除するものではない。所定の構成が、互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら構成の組合せが、効果を奏するように使用され得ないということは、示していない。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］  浮遊粒子を空気流(１０)分離させるためのエアークリーニング装置(１)であって、このエアークリーニング装置は、
分離ユニット(６)と、
少なくとも１つのコレクター電極(５)と少なくとも１つのエミッター電極(４)とを有し、空気流の中に存在している浮遊粒子をチャージし、チャージされた粒子の少なくとも大部分を分離ユニットに向かって移動させるイオン化ユニット(３)とを具備し、
前記分離ユニットは、チャージされた粒子の少なくとも幾らかを、これらを空気流から分離させるために、引き付けるように配設されており、又、
前記少なくとも１つのコレクター電極は、空気流の少なくとも一部を導くような形状に形成され、球状に湾曲された内面(１５)を有しており、そして、
前記エミッター電極は、前記コレクター電極の球状に湾曲された内面の中心点に位置されている、エアークリーニング装置。
［２］  前記少なくとも１つのコレクター電極は、空気流のための入口(１６)と出口(１７)とを有している［１］に記載のエアークリーニング装置。
［３］  前記入口の直径(Ｄ２)は、出口の直径(Ｄ１)よりも長い［２］に記載のエアークリーニング装置。
［４］  前記入口の直径に対する前記出口の直径の比率は、０．４乃至０．６の範囲内のような０．２５乃至０．７５の範囲内である［２］又は［３］に記載のエアークリーニング装置。
［５］  前記球状に湾曲された内面は、前記入口から前記出口へと延びている［２］乃至［４］のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
［６］  前記少なくとも１つのエミッター電極から球状に湾曲された内面の中心までの距離は、前記入口の曲率半径の１０%未満である［２］乃至［５］のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
［７］  前記分離ユニットは、チャージされた粒子の少なくとも幾らかを引き付けるように設定された濾材を備えたフイルター(７)を有している［１］乃至［６］のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
［８］  前記濾材は、ポリプロピレンのような誘電体材料を有している［７］に記載のエアークリーニング装置。
［９］  前記イオン化ユニットは、３乃至１５kVで動作するように設定されている［１］乃至［８］のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
［１０］  前記少なくとも１つのエミッター電極は、前記球状に湾曲された内面の中心に配設されている少なくとも１つのチップ(１４)を有している［１］乃至［９］のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
［１１］  前記少なくとも１つのエミッター電極は、ブッシュ電極、又は、ニードルチップ電極である［１］乃至［１０］のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
［１２］  前記空気流を生じさせるように設定されているファン(９)を更に具備している［１］乃至［１１］のいずれか１項に記載のエアークリーニング装置。
【図１】
0006742804.tif 000002
【図２】
0006742804.tif 000003
【図３】
0006742804.tif 000004