(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風路内を通過する空気中に含まれる塵埃を、摩擦により帯電した捕集板で集塵する集塵デバイスにおいて、
前記空気の通過方向で前記捕集板の上流側に配置され、前記塵埃が吸着する静電気力を受けて前記捕集板に捕集されるようにイオンを発生し、前記塵埃を帯電させる塵埃帯電部を備えた集塵デバイス。
【請求項２】
前記塵埃帯電部は、繊維状電極を備える、請求項１に記載の集塵デバイス。
【請求項３】
前記塵埃帯電部は、オゾンを発生させる、請求項２に記載の集塵デバイス。
【請求項４】
前記塵埃帯電部は、軟Ｘ線イオナイザーを備える、請求項１に記載の集塵デバイス。
【請求項５】
前記塵埃帯電部は、紫外線光源および光電子材料を備える、請求項１に記載の集塵デバイス。
【請求項６】
前記塵埃帯電部は、前記捕集板の帯電極性とは反対の極性に前記塵埃を帯電させる請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項７】
前記塵埃帯電部と前記捕集板との間に配置され、前記捕集板の帯電極性とは反対の極性のイオンが流入するイオン除去電極を備える、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項８】
前記イオン除去電極が、接地電位または前記捕集板の帯電電位と同じ極性の電位に保たれるようにされている、請求項７に記載の集塵デバイス。
【請求項９】
前記イオン除去電極は、網目状の金属板を有し、網目の開口部に前記塵埃が通るように前記風路内に配置され、前記金属板の前記空気の通過方向の厚さが、前記塵埃帯電部で帯電された前記塵埃が前記金属板の前記開口部の内周面に吸着されることなく前記開口部を通り過ぎることとなる厚さに設定されている請求項７または請求項８に記載の集塵デバイス。
【請求項１０】
前記捕集板の表面に接触するようにして配置されたブラシと、
前記捕集板を回転させるモーターと、
前記モーターを制御して前記捕集板を回転させ、前記捕集板で捕集した前記塵埃を前記ブラシで払い落として前記捕集板を清掃するとともに、前記ブラシとの摩擦により前記捕集板を帯電させる摩擦帯電動作を行う制御部とを備えた請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項１１】
前記風路内の環境を検知する環境検知部を備え、
前記制御部は、前記環境検知部の検知結果に基づいて前記塵埃帯電部におけるイオン発生量を制御する請求項１０に記載の集塵デバイス。
【請求項１２】
前記環境検知部は、前記風路内の前記捕集板より上流側の塵埃濃度を検知する上流側塵埃濃度検知部を有する塵埃濃度検知部を備え、
前記制御部は、前記上流側塵埃濃度検知部で検知した塵埃濃度があらかじめ設定した設定濃度以上の場合、前記塵埃帯電部におけるイオン発生量を増やす請求項１１に記載の集塵デバイス。
【請求項１３】
前記制御部は、前記上流側塵埃濃度検知部で検知した塵埃濃度があらかじめ設定した設定濃度未満の場合、前記塵埃帯電部におけるイオン発生量を減らす、あるいは前記塵埃帯電部をオフにする請求項１２に記載の集塵デバイス。
【請求項１４】
塵埃濃度検知部は、前記風路内の前記捕集板より下流側の塵埃濃度を検知する下流側塵埃濃度検知部をさらに備え、
前記制御部は、前記上流側塵埃濃度検知部で検知された塵埃濃度と前記下流側塵埃濃度検知部で検知された塵埃濃度との差が、あらかじめ設定した設定濃度差よりも低い場合、前記塵埃帯電部におけるイオン発生量を増やす請求項１２または請求項１３に記載の集塵デバイス。
【請求項１５】
前記環境検知部は、前記風路内の湿度を検知する湿度検知部を備え、
前記制御部は、前記湿度検知部で検知した湿度があらかじめ設定した設定湿度以上の場合、前記塵埃帯電部におけるイオン発生量を増やす請求項１１〜請求項１４のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項１６】
前記制御部に備えられ、前記塵埃帯電部でのイオン発生量を積算するイオン発生量積算部を備え、
前記制御部は、前記イオン発生量積算部で得られたイオン発生総量があらかじめ設定した設定総量に達したとき、前記摩擦帯電動作を行う請求項１０〜請求項１５のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項１７】
前記制御部は、前記モーターを制御して前記捕集板を回転させて前記捕集板を帯電させ、前記空気中に含まれる前記塵埃を前記捕集板にて捕集する塵埃捕集動作中、前記捕集板の帯電極性とは反対のイオンを前記塵埃帯電部で発生させ、前記摩擦帯電動作中には、前記捕集板の帯電電位と同じ極性のイオンを前記塵埃帯電部から発生させる請求項１０〜請求項１６のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７のいずれか一項に記載の集塵デバイスを搭載した空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦によって静電気を発生させ空気中の塵埃を捕集する集塵デバイスおよび集塵デバイスを搭載した空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気中の塵埃を捕集する集塵デバイスとして、摩擦によって発生した静電気により塵埃を捕集するものがある（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１は、空気の通過方向と交差する方向に互いに間隔を空けて配列された複数の捕集板と、捕集板間の隙間に差し込まれ、捕集板の表面に接触するように配置されたブラシとを、筐体内の風路に備えた構成を有する。そして、捕集板を回転させ、捕集板間を通過する空気中に含まれる塵埃を静電的に捕集している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２２７８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、捕集板の表面がブラシにより摩擦されることにより、捕集板表面に電荷が誘起され、帯電する。風路内に流入する空気中に含まれる塵埃は、吸着する静電気力を受けて捕集板に捕集される塵埃と、反発する静電気力を受けて捕集されない塵埃と、静電気力を受けない塵埃とに分類され得る。このため、捕集性能は、風路内に流入する際の塵埃の帯電状態に応じて変動しやすく、安定しないという問題があった。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、風路内に流入する際の塵埃の帯電状態に依らず、高い捕集性能を安定して得られる集塵デバイスおよび集塵デバイスを搭載した空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る集塵デバイスは、風路内を通過する空気中に含まれる塵埃を、摩擦により帯電した捕集板で集塵する集塵デバイスにおいて、空気の通過方向で捕集板の上流側に配置され、塵埃が吸着する静電気力を受けて捕集板に捕集されるようにイオンを発生し、塵埃を帯電させる塵埃帯電部を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、吸着する静電気力を受けて塵埃が捕集板に捕集されるように塵埃を帯電させるようにしたので、捕集板に吸着されない塵埃が少なくなり、高い捕集性能を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る集塵デバイスを搭載した空気調和機の概略を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る集塵デバイスの斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る集塵デバイスが有するブラシの斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る集塵デバイスを概略的に示す縦断面図である。
【図５】実施の形態１に係る集塵デバイスの第１の変形例を概略的に示す縦断面図である。
【図６】実施の形態１に係る集塵デバイスの第２の変形例を概略的に示す縦断面図である。
【図７】実施の形態２に係る集塵デバイスの斜視図である。
【図８】実施の形態２に係る集塵デバイスを概略的に示す縦断面図である。
【図９】実施の形態２に係る集塵デバイスが有するイオン除去電極を直接アース接続している構成の概略断面図である。
【図１０】実施の形態２に係る集塵デバイスが有するイオン除去電極を直流電源を介してアースに接続している構成の概略断面図である。
【図１１】実施の形態３に係る集塵デバイスを概略的に示す縦断面図である。
【図１２】実施の形態３に係る集塵デバイスにおける塵埃捕集動作時の様子を示す図である。
【図１３】実施の形態３に係る集塵デバイスにおける摩擦帯電動作時の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態に係る集塵デバイスおよび空気調和機について、添付図面などを参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、以下の説明において、図における上方を「上側」とし、下方を「下側」として説明する。さらに、理解を容易にするために、方向を表す用語、たとえば「右」、「左」、「前」、「後」などを適宜用いるが、説明のためのものであって、これらの用語により限定されるものではない。そして、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１０】
実施の形態１．
ここでは、図１〜図４を参照して、実施の形態１に係る集塵デバイスおよび集塵デバイスを搭載した空気調和機について説明する。図１は、実施の形態１に係る集塵デバイスを搭載した空気調和機の概略を示す図である。ここで、図１および後述の各図に図示された白抜き矢印は、空気の流れを示している。
【００１１】
図１において、室外の壁面には、室外給気口２１と室外排気口２２とが設けられている。また、下がり天井２０の室内側には、室内給気口２３と室内排気口２４とが設けられている。そして、下がり天井２０内には、給気風路３０と排気風路４０とが形成されている。給気風路３０は、室外空気を室外給気口２１から下がり天井２０内に取り入れて、室内給気口２３から室内に送風する風路である。排気風路４０は、室内空気を室内排気口２４から下がり天井２０内に取り入れて室外排気口２２から室外に排気する風路である。
【００１２】
そして、給気風路３０に、上流側から順に、集塵デバイス１と熱交換換気装置１０とが配置されている。また、排気風路４０に、熱交換換気装置１０が配置されている。給気風路３０において、室外給気口２１と室内給気口２３とは、集塵デバイス１および熱交換換気装置１０を介してダクト３１で接続されている。また、排気風路４０において、室内排気口２４と室外排気口２２とは、熱交換換気装置１０を介してダクト４１で接続されている。
【００１３】
熱交換換気装置１０は、換気機能と空調補助機能とを有する換気装置である。換気機能とは、室外空気を室内へ給気し、室内空気を室外に排気する機能である。この換気機能を実現する構成として、熱交換換気装置１０は、給気風路３０において室外から室内に向けて空気を送風するファン（図示せず）と、排気風路４０において室内から室外に向けて空気を送風するファン（図示せず）とを有する。
【００１４】
また、空調補助機能とは、排気する室内空気から熱を回収し、回収した熱を、給気する空気へ与えることで、エアコンなどの室内温度を調整する機器の空調動作を補助する機能である。空調補助機能は、機器におけるエネルギー負担を軽減する機能であることから省エネルギー機能とも言える。この空調補助機能を実現する構成として、熱交換換気装置１０は排気風路４０を通過する空気と給気風路３０を通過する空気とを熱交換する熱交換器（図示せず）を備える。
【００１５】
集塵デバイス１は、室外給気口２１から下がり天井２０内に流入した室外空気中の塵埃５を捕集するデバイスである。実施の形態１に係る集塵デバイス１の詳細について、以下に説明する。
【００１６】
図２は、実施の形態１に係る集塵デバイスの斜視図である。図３は、実施の形態１に係る集塵デバイスが有するブラシの斜視図である。図４は、実施の形態１に係る集塵デバイスを概略的に示す縦断面図である。
集塵デバイス１は、集塵部１Ａと、集塵部１Ａの上流側に設けられた塵埃帯電部１Ｂとを有する。集塵デバイス１には、塵埃帯電部１Ｂおよび集塵部１Ａの順に流れる風路１６が形成されている。集塵部１Ａは、回転駆動する複数の捕集板２と、捕集板帯電部３と、ダストボックス４とが筐体１５Ａ内に収納された構成を有する。塵埃帯電部１Ｂは、イオン発生手段５１が筐体１５Ｂ内に収納された構成を有する。
【００１７】
（集塵部１Ａ）
筐体１５Ａは、吸入口１４ａと排出口１４ｂとを有する。筐体１５Ａ内には、吸入口１４ａから吸入された空気が排出口１４ｂから排気される風路１６Ａが形成される。風路１６Ａは風路１６の下流側を構成している。集塵デバイス１は、図１に示したように、空気調和機の給気風路３０に設けられている。このため、集塵デバイス１には、室外給気口２１から流入した室外空気が通過する。
【００１８】
捕集板２は、たとえば、厚さ１ｍｍで、直径３００ｍｍ、負の摩擦帯電傾向を有するＰＰ（Ｐｏｌｙ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）の円状のプラスチック板である。ただし、捕集板２の材質は、ＰＰに限定されるものではなく、たとえば、塩化ビニルまたはテフロン（登録商標）などの樹脂材でもよい。捕集板２は、筐体１５Ａにおける室外空気の通過方向と交差する方向に、たとえば、３ｍｍの間隔を空けて複数配列されている。捕集板２の中央部には第１シャフト８の四角柱部が通じる穴が形成されており、その穴を第１シャフト８が貫通している。
【００１９】
捕集板帯電部３は、平行に配置された複数のブラシ３ａを有する。ブラシ３ａは、捕集板２の表面を摩擦して、捕集板２の表面に静電気を帯電させるとともに、捕集板２で捕集した塵埃５を払い落とすものである。図３に示すように、ブラシ３ａは、たとえば、厚さ１ｍｍのアルミニウムの長方形状の支持板３ａａに、正の摩擦帯電傾向を有する、たとえば、ＰＡ６（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ６）繊維の不織布３ａｂを貼り付けた構成を有する。不織布３ａｂは、可撓性のある摩擦体である。ただし、不織布３ａｂの材質は、ＰＡ６に限定されるものではなく、たとえば、ナイロンまたは綿などでもよい。不織布３ａｂの繊維は、カーボンまたは金属などが混ぜられて、導電性を有する方が望ましい。また、ブラシ３ａの支持板３ａａには、２つの取付穴３ａｃが空けられており、各取付穴３ａｃに第２シャフト９がそれぞれ挿入されて各ブラシ３ａが結合されている。
【００２０】
ここでは、捕集板２を負に帯電する例を示したが、正に帯電してもよい。捕集板２を正に帯電する場合には、捕集板２の材料をＰＡ６としたり、ブラシ３ａの不織布３ａｂの材質に負帯電傾向の強いＰＴＦＥ（ＰｏｌｙＴｅｔｒａＦｌｕｏｒｏＥｔｈｙｌｅｎｅ）を用いたりなどすればよい。
【００２１】
ブラシ３ａは、不織布３ａｂが捕集板２の表面に接触するように捕集板２間の隙間に差し込まれ、捕集板２の下流側に配置されている。またブラシ３ａは、筐体１５Ａ内を通過する室外空気に対する通風抵抗が少なくなるように、室外空気の通過方向に沿った姿勢で捕集板２間に配置されている。実施の形態１の集塵デバイス１では、ブラシ３ａは水平姿勢で配置されている。このようなブラシ３ａの配置は、通風抵抗の低減に効果的である。また、各ブラシ３ａは、アースと接続されている。ブラシ３ａは、捕集板２の一部に接し、捕集板２が回転することにより、捕集板２に対してブラシ３ａが相対的に移動して、捕集板２の全体と接する構成である。
【００２２】
ブラシ３ａは不織布状以外にも、はけ状、スポンジ状または板状等であってもよい。また、ブラシ３ａが捕集板２の第１シャフト８よりも下流側に配置された構成を示したが、捕集板２の第１シャフト８よりも上流側に配置された構成としてもよい。ブラシ３ａを第１シャフト８よりも上流側に配置する場合、ダストボックス４も同様に第１シャフト８よりも上流であってブラシ３ａの下方に配置すればよい。
【００２３】
筐体１５Ａ内において、ブラシ３ａの下方には、捕集板２に付着した塵埃などの塊である凝集体１７を回収するダストボックス４が配置されている。捕集板２に付着した凝集体１７は、ブラシ３ａによって払い落とされてダストボックス４内に回収される。
【００２４】
また、筐体１５Ａ内には、さらに、捕集板２を挟んで上下に対向するように第１バッフル材１８および第２バッフル材１９が配置されている。第１バッフル材１８および第２バッフル材１９は、塵埃帯電部１Ｂを通過して集塵部１Ａ内に流入した室外空気が捕集板２を通過するように整流するものである。第１バッフル材１８は捕集板２の外周面に沿う曲面形状を有する。第２バッフル材１９は、平坦な面形状を有する。なお、第１バッフル材１８および第２バッフル材１９の形状は、空気が捕集板２の中心部を流れるよう整流されればよく、図２に示す形状に限定されない。
【００２５】
また、筐体１５Ａの外部には、モーター６と、集塵デバイス１全体を制御する制御部７とを備える。制御部７は、モーター６の制御を行う駆動制御部（図示せず）を備える。制御部７は、たとえば、マイクロプロセッサユニット等で構成されるものである。なお、制御部７の構成については、これに限定するものではない。たとえば、制御部７は、ファームウェア等の更新可能なもので構成されていてもよい。また、制御部７は、プログラムモジュールであって、図示しないＣＰＵ等からの指令により、実行されるものでもよい。
【００２６】
モーター６は、第１シャフト８にギア（図示せず）を介して連結されており、モーター６の回転により、第１シャフト８が回転する。
【００２７】
（塵埃帯電部）
塵埃帯電部１Ｂは、イオンを発生することで塵埃５を帯電させる部分であって、筐体１５Ｂ内にイオン発生手段５１が収納された構成を有する。筐体１５Ｂは、吸入口１４ｃと排出口１４ｄとを有する。筐体１５Ｂ内には、吸入口１４ｃから吸入された空気が排出口１４ｄから排気される風路１６Ｂが形成される。風路１６Ｂは風路１６の上流側を構成している。
【００２８】
イオン発生手段５１は、吸入口１４ｃから筐体１５Ｂ内に流入した塵埃５を帯電させるためのイオンを発生する。イオン発生手段５１は、単位時間当たり一定量のイオンを発生させてもよいし、イオン発生量を変化させてもよいが、本実施の形態１では、一定量のイオンを発生させるものとして説明する。一例に係るイオン発生手段５１は、捕集板２の表面の帯電極性とは反対の極性のイオンを発生し、塵埃５を捕集板２の表面の帯電極性とは反対の極性に帯電させる。つまり、本実施の形態１では、捕集板２に負の摩擦帯電傾向を有する材料を用いているため、イオン発生手段５１にて正イオン５２ａを発生し、塵埃５に対して正イオン５２ａを供給することで、塵埃５を正極性に帯電させる。当構成は、集塵性能等を考慮した場合に好ましい。
【００２９】
イオン発生手段５１は、図４に示すように導電性を有する繊維状素材からなる繊維状電極５１ａと、繊維状電極５１ａに接続された高圧電源５１ｂとを備えている。繊維状電極５１ａは、上下方向に延びる複数の繊維状素材を上下方向の中心部で束ねた構成を有し、集塵デバイス１の中心軸上に配置されている。
【００３０】
繊維状電極５１ａは、高圧電源５１ｂから供給された高電圧の印加により、繊維状電極５１ａの先端でコロナ放電を発生し、正イオン５２ａを生成する。そして、正イオン５２ａが塵埃５に供給されることで、正極に帯電した帯電塵埃５３が形成される。
【００３１】
繊維状電極５１ａにおいて、先端から発生するコロナ放電は微小な放電であるため、放電電力が最低限に抑えられる。そのため、繊維状電極５１ａでは、オゾンまたはＮＯｘなどのコロナ放電で発生する副生成物の発生量を抑えることができる。イオンを発生させる電極として、他にたとえば針状電極があるが、針状電極では副生成物の発生量が多い。このため、本実施の形態１では、イオンを発生させる電極として繊維状電極５１ａを用いることで、オゾンまたはＮＯｘなどのコロナ放電で発生する副生成物の発生量を抑えつつ、効率よく塵埃５を帯電させることができる。また、筐体１５Ｂを導電体で構成し、アースに接続する、または風路１６Ｂ内にアースに接続される部材を設けると、繊維状電極５１ａの先端でのコロナ放電が発生しやすく、放電も安定する。
【００３２】
なお、繊維状電極５１ａにて意図的にオゾンを発生させて、イオン発生手段５１の下流側を除菌および脱臭する運転モードを設けてもよい。この場合、イオン発生手段５１の下流側を清潔に保つことができる。意図的にオゾンを発生させるには、繊維状電極５１ａの先端でのコロナ放電の電力を、塵埃５の捕集のために塵埃５を帯電させる時よりも大きくすればよい。
【００３３】
なお、繊維状電極５１ａの構成は、例示の構成に限定されない。他にたとえば、繊維状電極５１ａは、並列に配置した複数の繊維状素材のそれぞれの一端部を支持部材で支持した構成などとしてもよい。
【００３４】
また、繊維状電極５１ａの配置位置は、例示の位置に限定されない。図４では、繊維状電極５１ａが立てて配置され、繊維状電極５１ａの両端が筐体１５Ｂの上面１５ａ側および下面１５ｂ側を向くように配置されているが、図２のように繊維状電極５１ａを横にして配置してもよい。また、図４では繊維状電極５１ａが集塵デバイス１の中心軸上に配置されているが、筐体１５Ｂの上面１５ａまたは下面１５ｂに配置してもよい。具体的にはたとえば、繊維状電極５１ａを、並列に配置した複数の繊維状素材の一端部を支持部材で支持した構成とし、支持部材を筐体１５Ｂの上面１５ａに設置して複数の繊維状素材の他端部が筐体１５Ｂの下面１５ｂを向くように配置してもよい。また、繊維状電極５１ａを、並列に配置した複数の繊維状素材の一端部を支持部材で支持した構成とし、支持部材を筐体１５Ｂの下面１５ｂに設置して複数の繊維状素材の他端部が筐体１５Ｂの上面１５ａを向くように配置してもよい。
【００３５】
以上のように構成された集塵デバイス１の動作について説明する。
集塵デバイス１では、まず、塵埃捕集動作が行われる。塵埃捕集動作は、捕集板２の表面に静電気を帯電させて空気中の塵埃５を捕集板２に捕集する動作である。塵埃捕集動作では、制御部７は、モーター６を駆動して第１シャフト８を回転させ、第１シャフト８に固定された捕集板２を図２の矢印で示す方向に回転させる。具体的には、制御部７は、捕集板２をたとえば数秒間、回転させる。そして、制御部７は、捕集板２の回転停止後、高圧電源５１ｂをＯＮし、イオン発生手段５１から正イオン５２ａを発生させる。
【００３６】
前述のように、捕集板帯電部３を構成するブラシ３ａは、捕集板２の一部に接している。このため、捕集板２が回転すると、ブラシ３ａに対して捕集板２が相対的に移動し、ブラシ３ａが捕集板２の全体と接して捕集板２全体が摩擦される。この摩擦により捕集板２の表面が静電気を帯電する。そして、捕集板２の回転が停止した後、室外空気が集塵デバイス１内に取り込まれる。集塵デバイス１内に取り込まれた空気は、塵埃帯電部１Ｂを通過した後、第１バッフル材１８および第２バッフル材１９により整流されて捕集板２間の中心部を通過する。
【００３７】
ここで、空気中に含まれる塵埃５は、塵埃帯電部１Ｂを通過する際、イオン発生手段５１から発生した正イオン５２ａによって、捕集板２の帯電極性とは反対の正極性に帯電する。正極性に帯電した帯電塵埃５３は、捕集板２間を通過する際に、捕集板２との間に作用する、吸着する静電気力により捕集板２に吸着される。
【００３８】
このように、イオン発生手段５１を用いて正イオン５２ａを発生させることによって、空気中に含まれる数多くの塵埃５を、強制的に正極性に帯電させることができる。このため、イオン発生手段５１を用いない場合に比べて、空気中の数多くの塵埃５に、捕集板２に吸着する静電気力を作用させることができる。その結果、捕集板２に吸着されない塵埃５が少なくなって捕集率を高めることができ、風路１６内に流入する際の塵埃１５の帯電状態に依らず、高い捕集性能を安定して得ることができる。
【００３９】
以上の塵埃捕集動作後、摩擦帯電動作が行われる。摩擦帯電動作は、捕集板２に捕集された塵埃５をブラシ３ａで払い落として捕集板２を清掃するとともに、捕集板２を再帯電させる動作である。摩擦帯電動作では、制御部７は、モーター６を駆動して捕集板２をたとえば数分間、図２の矢印で示すように回転させる。また、制御部７は、高圧電源５１ｂをＯＦＦにしてイオン発生手段５１からの正イオン５２ａの発生を停止させる。捕集板２が回転して捕集板２の表面がブラシ３ａと擦れることで、捕集板２の表面に付着した塵埃５がブラシ３ａにより集められるとともに、捕集板２が摩擦帯電する。そして、ブラシ３ａにより集められた塵埃５は、捕集板２の回転に伴い、塵埃５の一部が凝集体１７となってブラシ３ａの下部に付着する。凝集体１７が一定以上の大きさになると、重力で落下し、ブラシ３ａの下部に備えられたダストボックス４に回収される。
【００４０】
上記の構成により、捕集板２に吸着されず集塵デバイス１から排出される塵埃５が低減され、高い捕集性能が安定して得られる集塵デバイスを実現できる。
【００４１】
ここでは、捕集板２が負の摩擦帯電傾向を有するため、正イオン５２ａにより塵埃５を正極性に帯電させる例を示したが、捕集板２が正の摩擦帯電傾向を有する場合は、イオン発生手段５１で負イオン５２ｂを発生させ、塵埃５を負極性に帯電させればよい。また、イオン発生手段５１から発生させるイオンの極性は、捕集板２の帯電極性とは反対の極性に限定するものではなく、捕集板２の表面の帯電状態に合わせて設定すればよい。たとえば、捕集板２の表面の帯電極性が一様でなく、正極と負極とが混在している場合は、正イオン５２ａと負イオン５２ｂとの両方を発生させ、空気中の各塵埃を正極性または負極性に帯電させるようにしてもよい。また、捕集板２の表面の帯電極性が一様でなく、正極と負極とが混在する場合において、イオン発生手段５１から正イオン５２ａを発生させて塵埃５を正極性に帯電させてもよいし、イオン発生手段５１から負イオン５２ｂを発生させて塵埃５を負極性に帯電させてもよい。なお、捕集板２の表面の帯電極性は、たとえば、表面電位計による測定で判断できる。
【００４２】
なお、ここでは、複数の捕集板２の全てが同一の極性に帯電する例を示したが、捕集板２毎に帯電極性を異ならせてもよい。つまり、正極性に帯電した捕集板２と負極性に帯電した捕集板２とが混在した構成としてもよい。この構成の場合、塵埃帯電部１Ｂから正イオン５２ａと負イオン５２ｂとの両方を発生させる。これにより、正極性に帯電した塵埃５は、負極性に帯電した捕集板２に捕集され、負極性に帯電した塵埃５は、正極性に帯電した捕集板に捕集される。
【００４３】
なお、図示しないが、集塵デバイス１の後段にエアフィルタを設けると、粒径の細かい塵埃５まで捕集することができる。
【００４４】
また、本実施の形態１では、第１シャフト８が一本で構成される場合を記載したが、複数本を軸方向に連結した構成としてもよい。
【００４５】
また、本実施の形態１では、集塵部１Ａと塵埃帯電部１Ｂとが別々の筐体で形成されている構成を示したが、一つの筐体内にまとめて形成された構成としてもよい。
【００４６】
―実施の形態の第１の変形例―
図５は、実施の形態１に係る集塵デバイスの第１の変形例を概略的に示す縦断面図である。
本変形例１に係る集塵デバイス１における塵埃帯電部１Ｂのイオン発生手段５１は、軟Ｘ線によりイオンを発生させる軟Ｘ線イオナイザー５１ｃを備える。軟Ｘ線イオナイザー５１ｃは、イオナイザー制御部５１ｄによって制御される。イオナイザー制御部５１ｄは、制御部７によって制御される。軟Ｘ線イオナイザー５１ｃは、オゾンおよびＮＯｘを発生することなく空気をイオン化できる。軟Ｘ線イオナイザー５１ｃは、イオナイザー制御部５１ｄの制御により、筐体１５Ｂ内に流入した空気に対して軟Ｘ線を照射する。これにより、空気がイオン化される。生成されたイオンによって、塵埃５が帯電する。
【００４７】
なお、図５には、２つの軟Ｘ線イオナイザー５１ｃが、筐体１５Ｂの上面１５ａおよび下面１５ｂに配置され、互いに向かい合う方向にイオンが照射されるように配置した例を示している。しかし、軟Ｘ線イオナイザー５１ｃの個数および配置位置は例示のものに限定されない。たとえば、１つの軟Ｘ線イオナイザー５１ｃを、筐体１５Ｂの上面１５ａまたは下面１５ｂに配置した構成としてもよい。また、２つの軟Ｘ線イオナイザー５１ｃを、集塵デバイス１の中心軸上に、互いに逆向きにイオンが照射されるように配置してもよい。
【００４８】
―実施の形態の第２の変形例―
図６は、実施の形態１に係る集塵デバイスの第２の変形例を概略的に示す縦断面図である。
本変形例２に係る集塵デバイス１における塵埃帯電部１Ｂのイオン発生手段５１は、光電効果を利用してイオンを発生させるものであり、紫外線光源５１ｅおよび光電子材料５１ｇを備える。紫外線光源５１ｅは光源制御部５１ｆによって制御される。光源制御部５１ｆは制御部７によって制御される。光電効果を利用したイオン発生手段５１は、軟Ｘ線イオナイザー５１ｃと同じく、オゾンおよびＮＯｘを発生することなく空気をイオン化できる。軟Ｘ線イオナイザー５１ｃは、使用に際して届け出が必要であるが、光電効果を利用したイオン発生手段５１は届け出が不要であるため、軟Ｘ線イオナイザー５１ｃよりも使用しやすい。
【００４９】
紫外線光源５１ｅは、筐体１５Ｂの上面１５ａおよび下面１５ｂに配置されている。光電子材料５１ｇは、板状に構成され、表面が紫外線光源５１ｅの照射面と対向するように集塵デバイス１の中心軸上に配置されている。紫外線光源５１ｅは、光源制御部５１ｆの制御により光電子材料５１ｇに向かって紫外線を照射する。光電子材料５１ｇの表面からは、紫外線照射に伴う光電効果により光電子が発生し、その光電子により、筐体１５Ｂ内に流入した空気がイオン化される。生成されたイオンによって、塵埃５が帯電する。
【００５０】
なお、紫外線光源５１ｅおよび光電子材料５１ｇの個数および配置位置は例示の位置に限定されない。たとえば、紫外線光源５１ｅを筐体１５Ｂの上面１５ａのみに配置するとともに、紫外線光源５１ｅの照射面に対向するように、筐体１５Ｂの下面１５ｂに光電子材料５１ｇを配置した構成としてもよい。また、紫外線光源５１ｅを筐体１５Ｂの下面１５ｂのみに配置するとともに、紫外線光源５１ｅの照射面に対向するように、筐体１５Ｂの上面１５ａに光電子材料５１ｇを配置した構成としてもよい。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態１の集塵デバイス１は、風路１６内を通過する空気中に含まれる塵埃５を、摩擦により帯電した捕集板２で集塵する集塵デバイスである。集塵デバイス１は、空気の通過方向で捕集板２の上流側に配置され、塵埃５が吸着する静電気力を受けて捕集板２に捕集されるようにイオンを発生し、塵埃５を帯電させる塵埃帯電部１Ｂを備えた。
【００５２】
このように、空気に含まれる塵埃５を、吸着する静電気力を受けて捕集板２に捕集されるように塵埃帯電部１Ｂにて強制的に帯電させることで、捕集板２に吸着されない塵埃５を少なくでき、高い捕集性能を安定して得ることができる。
【００５３】
塵埃帯電部１Ｂは、「繊維状電極５１ａ」、「軟Ｘ線イオナイザー５１ｃ」および「紫外線光源５１ｅおよび光電子材料５１ｇ」のいずれかを備えている。塵埃帯電部１Ｂが繊維状電極５１ａを備えた構成である場合、オゾンおよびＮＯｘなどのコロナ放電で発生する副生成物の発生量を抑えつつ、効率よく塵埃５を帯電させることができる。塵埃帯電部１Ｂが軟Ｘ線イオナイザー５１ｃを備えた構成である場合、オゾンおよびＮＯｘなどの発生無く、効率よく塵埃５を帯電させることができる。塵埃帯電部１Ｂが紫外線光源５１ｅおよび光電子材料５１ｇを備えた構成である場合、軟Ｘ線よりも取扱いが容易な手段で、オゾンおよびＮＯｘなどの発生無く、効率よく塵埃５を帯電させることができる。また、塵埃帯電部１Ｂが繊維状電極５１ａを備えた構成である場合において、オゾンを発生させるようにすると、集塵デバイス１内の塵埃５を捕集する部分を清潔に保つことができる。
【００５４】
塵埃帯電部１Ｂは、捕集板２の帯電極性とは反対の極性に塵埃５を帯電させる。
【００５５】
このように、空気に含まれる塵埃５を、強制的に捕集板２の帯電極性とは反対の極性に塵埃帯電部１Ｂにて帯電させることで、捕集板２に吸着されない塵埃５を少なくでき、高い捕集性能を安定して得ることができる。なお、ここでいう捕集板２の帯電極性とは、捕集板２の主たる帯電極性を指す。つまり、捕集板２の帯電極性は、捕集板２の材料として用いる素材の帯電傾向に基づいて決まる極性を指す。捕集板２をブラシ３ａで摩擦帯電した後の捕集板２の表面は、捕集板２の主たる帯電極性に一様に帯電する場合に限らず、正極性の部分と負極性の部分とが混在する場合もあり得る。このように混在したとしても、捕集板２の帯電極性とは、あくまでも捕集板２の主たる帯電極性を指すものとする。
【００５６】
本実施の形態１の集塵デバイス１は、捕集板２の表面に接触するようにして配置されたブラシ３ａと、捕集板２を回転させるモーター６とを備える。集塵デバイス１はさらに、モーター６を制御して捕集板２を回転させ、捕集板２で捕集した塵埃５をブラシ３ａで払い落として捕集板２を清掃するとともに、ブラシ３ａとの摩擦により捕集板２を帯電させる摩擦帯電動作を行う制御部７を備える。
【００５７】
このように、捕集板２の回転によるブラシ３ａとの摩擦により、捕集板２を帯電させることができるとともに、捕集板２の清掃も同時に行える。
【００５８】
実施の形態２．
実施の形態２に係る集塵デバイス１００は、基本的には実施の形態１に係る集塵デバイス１と同様の構成を備えるが、イオン除去電極５４を備える点で異なる。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明するものとし、実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
【００５９】
図７は、実施の形態２に係る集塵デバイスの斜視図である。図８は、実施の形態２に係る集塵デバイスを概略的に示す縦断面図である。図９は、実施の形態２に係る集塵デバイスが有するイオン除去電極を直接アース接続している構成の概略断面図である。図１０は、実施の形態２に係る集塵デバイスが有するイオン除去電極を直流電源を介してアースに接続している構成の概略断面図である。
【００６０】
図７に示すように、本実施の形態２の集塵デバイス１００は、塵埃帯電部１Ｂと捕集板２との間、詳しくは集塵部１Ａの吸入口１４ａに、イオン除去電極５４を備える。イオン除去電極５４は、導電性を有する材料からなる。イオン除去電極５４は、たとえば網目状の金属板を有する。イオン除去電極５４は、金属板の網目の開口部５４ａを帯電塵埃５３が通過するように風路１６内に配置されている。イオン除去電極５４は、図９に示すように直接アースに接続されて、接地電位に保たれる。または、イオン除去電極５４は、図１０に示すように直流電源５５を介してアースに接続される。この場合、捕集板２の帯電極性と同じ負極性の直流電圧を直流電源５５からイオン除去電極５４に印加することで、イオン除去電極５４は、捕集板２の帯電電位と同じ負極性の電位に保たれる。なお、捕集板２の帯電極性は、上述したように主たる極性を指す。
【００６１】
空気中の正イオン５２ａが塵埃５に吸着せずにそのまま捕集板２間を通過すると、正イオン５２ａによって捕集板２が除電される可能性がある。このため、本実施の形態２では、塵埃捕集動作時に、捕集板２間に流入する正イオン５２ａを、イオン除去電極５４を用いて除去することで、捕集板２が除電されることを防ぐ。
【００６２】
次に、イオン除去電極５４の作用について説明する。「正イオン５２ａまたは帯電塵埃５３」と「図９のようにアース接続されたイオン除去電極５４または図１０のように自身と反対の極性の電位を持つイオン除去電極５４」との間には、電界が形成される。このため、風路１６を流れる空気中の正イオン５２ａまたは帯電塵埃５３は、イオン除去電極５４の近傍を通過する際、電界からの静電気力を受け、イオン除去電極５４の方に引き寄せられる。このとき、正イオン５２ａよりも質量の大きい帯電塵埃５３は、空気の通過方向の慣性が正イオン５２ａよりも大きいため、イオン除去電極５４に引き寄せられながらも、イオン除去電極５４の開口部５４ａを通過してイオン除去電極５４の下流側に流れる。
【００６３】
しかし、帯電塵埃５３に比べて慣性が極めて小さい正イオン５２ａは、イオン除去電極５４に引き寄せられてイオン除去電極５４に流入する。これにより、空気中から正イオン５２ａが除去され、正イオン５２ａによって捕集板２が除電されることを防ぐことができる。
【００６４】
図１０に示したイオン除去電極５４は、前述したように直流電源５５から捕集板２の帯電極性と同じ負極性の直流電圧が印加されることで、捕集板２の帯電電位と同じ負極性の電位に保たれる。このため、図９に示したイオン除去電極５４に比べて、捕集板２の帯電極性と反対の極性の正イオン５２ａをより確実に除去でき、さらに確実に捕集板２が除電されることを防ぐことができる。なお、直流電圧を印加する場合、印加する直流電圧は±５００Ｖ以下で良く、±１００Ｖ以下がより好ましい。
【００６５】
ここで、帯電塵埃５３は、イオン除去電極５４の空気通過方向の厚さｄが長くなるに連れ、イオン除去電極５４に引き寄せられやすくなり、開口部５４ａを通過できず、イオン除去電極５４に付着し、イオン除去電極５４を汚してしまう。このため、イオン除去電極５４の厚さｄは、帯電塵埃５３が吸着されない厚さ範囲内に設定される。つまり、イオン除去電極５４の厚さｄは、帯電塵埃５３が、開口部５４ａの内周面５４ａａに吸着されて付着することなく開口部５４ａを通り過ぎることとなる厚さに設定される。これにより、イオン除去電極５４が、帯電塵埃５３によって汚れることを無くし、イオン除去電極５４のメンテナンスを不要にできる。
【００６６】
以上のように、実施の形態２によれば実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。すなわち、実施の形態２の集塵デバイス１００は、塵埃帯電部１Ｂと捕集板２との間に配置され、捕集板２の帯電極性とは反対の極性のイオンが流入するイオン除去電極５４を備える。
【００６７】
これにより、塵埃帯電に寄与しなかった、捕集板２の帯電極性とは反対の極性のイオンをイオン除去電極５４によって除去できる。したがって、捕集板２の帯電極性とは反対の極性のイオンによって捕集板２が除電されるのを防ぐことができ、高い捕集性能を安定して得ることができる。
【００６８】
イオン除去電極５４は、接地電位または捕集板２の帯電電位と同じ極性の電位に保たれるようにされている。
【００６９】
このように、イオン除去電極５４が接地電位または捕集板２の帯電電位と同じ極性の電位に保たれることで、捕集板２の帯電極性とは反対の極性のイオンを除去できる。イオン除去電極５４が捕集板２の帯電電位と同じ極性の電位に保たれる場合には、より確実に捕集板２の帯電極性とは反対の極性のイオンを除去できる。
【００７０】
イオン除去電極５４は、網目状の金属板を有し、網目の開口部５４ａに塵埃５が通るように風路１６内に配置される。金属板の空気の通過方向の厚さは、塵埃帯電部１Ｂで帯電された塵埃５が金属板の開口部５４ａの内周面５４ａａに吸着されることなく開口部５４ａを通り過ぎることとなる厚さに設定されている。
【００７１】
これにより、イオン除去電極５４への塵埃付着が抑制され、メンテナンスを不要にできる。
【００７２】
実施の形態３．
実施の形態３に係る集塵デバイス２００は、基本的には実施の形態１および実施の形態２に係る集塵デバイスと同様の構成を備えるが、環境検知部１１と、イオン発生量積算部５１ｈとをさらに備える点で異なる。以下、実施の形態３が実施の形態１および実施の形態２と異なる点を中心に説明するものとし、実施の形態３で説明されていない構成は実施の形態１および実施の形態２と同様である。
【００７３】
図１１は、実施の形態３に係る集塵デバイスを概略的に示す縦断面図である。
図１１に示すように、本実施の形態３の集塵デバイス２００は、図２に示した実施の形態１の集塵デバイス１に加えてさらに、イオン除去電極５４と、環境検知部１１と、イオン発生量積算部５１ｈとを備える。
【００７４】
環境検知部１１は、風路１６内の空気環境を検知する部分であり、塵埃濃度検知部１２と、湿度検知部１３とを備えている。塵埃濃度検知部１２は、風路１６内の塵埃濃度を検知する部分である。塵埃濃度検知部１２は、風路１６内の捕集板２より上流側の塵埃濃度を検知する上流側塵埃濃度検知部１２ａと、風路１６内の捕集板２より下流側の塵埃濃度を検知する下流側塵埃濃度検知部１２ｂとを有する。上流側塵埃濃度検知部１２ａは、塵埃帯電部１Ｂの吸入口１４ｃ近傍に配置されている。下流側塵埃濃度検知部１２ｂは、捕集板２の下流側の排出口１４ｂ近傍に配置されている。上流側塵埃濃度検知部１２ａおよび下流側塵埃濃度検知部１２ｂは塵埃濃度センサーで構成されている。上流側塵埃濃度検知部１２ａは、集塵デバイス２００に流入する空気の塵埃濃度を検知する。下流側塵埃濃度検知部１２ｂは、集塵デバイス２００から排出される空気の塵埃濃度を検知する。
【００７５】
湿度検知部１３は、湿度センサーで構成されている。湿度検知部１３は、塵埃帯電部１Ｂの上流側の吸入口１４ａ近傍に備えられ、集塵デバイス２００に流入する空気の湿度を検知する。
【００７６】
イオン発生量積算部５１ｈは、塵埃帯電部１Ｂでの単位時間当たりのイオン発生量を積算してイオン発生総量を算出する。イオン発生量積算部５１ｈは、制御部７により機能的に構成されている。つまり、イオン発生量積算部５１ｈは、制御部７に備えられている。
【００７７】
制御部７（図２参照）は、塵埃濃度検知部１２の検知結果および湿度検知部１３の検知結果に基づいて塵埃帯電部１Ｂでのイオン発生量を制御する。また、制御部７は、イオン発生量積算部５１ｈの算出結果に基づく摩擦帯電動作のタイミング制御を行う。
【００７８】
次に、塵埃濃度検知部１２の検知結果および湿度検知部１３の検知結果に基づくイオン発生量の制御について説明する。制御部７は、上流側塵埃濃度検知部１２ａで検知された塵埃濃度に基づいて、風路１６内に流入する空気の汚染度が高いと判断した場合、塵埃帯電部１Ｂでのイオン発生量を増やして塵埃５の帯電効率を高める。具体的には、制御部７は、上流側塵埃濃度検知部１２ａで検知された塵埃濃度が、あらかじめ設定した設定濃度以上である場合、空気の汚染度が高いと判断し、塵埃帯電部１Ｂでのイオン発生量を増やす。これにより、集塵デバイス２００内に汚染度の高い空気が流入しても、高い捕集性能を安定して得ることができる。
【００７９】
また、制御部７は、上流側塵埃濃度検知部１２ａで検知された塵埃濃度が設定濃度未満である場合、流入空気の汚染度が低いと判断し、塵埃帯電部１Ｂでのイオン発生量を減らす、あるいは塵埃帯電部１Ｂをオフにする。これにより、塵埃帯電部１Ｂの消費電力量を抑えることができる。
【００８０】
また、制御部７は、集塵デバイス２００の捕集性能が低下してきた場合、塵埃帯電部１Ｂでのイオン発生量を増やして塵埃５の帯電効率を高め、低下した捕集性能を回復する。具体的には、制御部７は、上流側塵埃濃度検知部１２ａで検知された流入空気の塵埃濃度と下流側塵埃濃度検知部１２ｂで検知された排出空気の塵埃濃度との差が、あらかじめ設定した設定濃度差よりも低い場合、集塵デバイス２００の捕集性能が低下してきたと判断し、塵埃帯電部１Ｂでのイオン発生量を増やす。これにより、捕集性能を自動的に一定に保つことができる。
【００８１】
また、制御部７は、湿度検知部１３で検知された流入空気の湿度が、あらかじめ設定した設定湿度以上の場合、塵埃帯電部１Ｂでのイオン発生量を増やして塵埃５の帯電効率を高める。湿度が高くなると電気抵抗が低下するため、風路１６に流入する塵埃５の帯電量も低下し、また捕集板２の帯電量も低下しやすくなる傾向がある。つまり、湿度が高くなると、捕集性能が低下する傾向がある。したがって、湿度検知部１３で検知された流入空気の湿度が、あらかじめ設定した設定湿度以上の場合、塵埃帯電部１Ｂでのイオン発生量を増やすことで、捕集性能が低下しないようにする。これにより、湿度変動により捕集性能が変動することを防ぐことができ、捕集性能を自動的に一定に保つことができる。
【００８２】
なお、ここでは、環境検知部１１が、塵埃濃度検知部１２および湿度検知部１３の両方を備えた構成を説明したが、一方のみを備えた構成としてもよい。また、設定濃度または設定濃度差および設定湿度は、集塵デバイス２００を空気調和機に搭載する前の試験結果または搭載後の状況に応じて適宜設定することができる。また、環境検知部１１の検知結果に基づいてイオン発生量を増減させる際に、どの程度増減させるかについても、適宜設定することができる。
【００８３】
次に、イオン発生量積算部５１ｈの算出結果に基づく摩擦帯電動作のタイミング制御について説明する。捕集板２の摩擦帯電動作は、集塵デバイス２００に流入した塵埃５がある程度の量に達したとき、または、捕集板２の帯電の程度が前回の摩擦帯電動作からある程度減衰したとき、に行うことが適当である。前述したように、塵埃帯電部１Ｂでのイオン発生量は、塵埃濃度検知部１２の検知結果および湿度検知部１３の検知結果に基づいて制御される。このため、ある時間からある時間までのイオン発生量の積算値は、その時間範囲において集塵デバイス２００に流入した塵埃５の総量および捕集板２の帯電減衰特性と相関がある。
【００８４】
したがって、制御部７は、イオン発生量積算部５１ｈで算出されたイオン発生総量が、あらかじめ設定した設定総量に達したとき、捕集板２の摩擦帯電動作を行うタイミングと判断し、摩擦帯電動作を行う。これにより、摩擦帯電動作を自動的にかつ適切なタイミングで行うことが可能となる。なお、イオン発生総量の設定総量は、集塵デバイス２００を空気調和機に搭載する前の試験結果または搭載後の状況に応じて適宜設定することができる。
【００８５】
また、ここでは塵埃濃度検知部１２を設けた構成にさらにイオン発生量積算部５１ｈを設けた構成を説明したが、塵埃濃度検知部１２を設けていない実施の形態１にイオン発生量積算部５１ｈを設けてもよい。そして、単位時間当たりに一定量のイオンを発生させるイオン発生手段５１からのイオン発生総量をイオン発生量積算部５１ｈで算出し、イオン発生総量があらかじめ設定した設定総量に達したとき、捕集板２の摩擦帯電動作を行うタイミングと判断してもよい。
【００８６】
さらに、摩擦帯電動作を行う時には、捕集板２の表面に吸着されている塵埃５を除電することで、摩擦帯電動作における塵埃５の払い落とし効率が向上する。捕集板２の表面に吸着されている塵埃５の除電について、次の図１２および図１３を用いて説明する。
【００８７】
図１２は、実施の形態３に係る集塵デバイスにおける塵埃捕集動作時の様子を示す図である。図１３は、実施の形態３に係る集塵デバイスにおける摩擦帯電動作時の様子を示す図である。
まず、図１２に示す塵埃捕集動作時には、制御部７は、塵埃帯電部１Ｂのイオン発生手段５１から正イオン５２ａを発生させ、空気中に含まれる塵埃５を帯電させる。また、制御部７は、捕集板２の帯電極性と同じ負極性の直流電圧を直流電源５５からイオン除去電極５４に印加させ、イオン除去電極５４によって正イオン５２ａを除去する。これにより、イオン除去電極５４の下流では正イオン５２ａが除去された状態となっている。なお、図１２は、塵埃捕集動作時において捕集板２の回転が停止して、捕集板２に帯電塵埃５３が捕集されている様子を示している。
【００８８】
図１３に示す摩擦帯電動作では、前述のように捕集板２は図中矢印で示す方向に回転している。そして、制御部７は、塵埃帯電部１Ｂのイオン発生手段５１から捕集板２の帯電極性と同じ極性の負イオン５２ｂを発生させる。また、制御部７は、塵埃捕集動作時と同様に、捕集板２の帯電極性と同じ負極性の直流電圧を直流電源５５からイオン除去電極５４に印加する。筐体１５Ｂには、イオン発生手段５１から発生した負イオン５２ｂの他、正イオン５２ａも混在した状態となっている。以上により、筐体１５Ｂ内の正負イオンのうち、正イオン５２ａはイオン除去電極５４によって除去され、負イオン５２ｂはイオン除去電極５４で除去されることなく筐体１５Ａ内に流入し、捕集板２間の隙間を通過する。
【００８９】
捕集板２の帯電極性と同じ極性の負イオン５２ｂが捕集板２間の隙間を通過することで、捕集板２の表面に吸着されている帯電塵埃５３が除電される。図１３において除電された塵埃５を塵埃５６として図示している。このようにして除電された塵埃５６は、捕集板２との吸着力が弱まるため、ブラシ３ａによって払い落とされやすくなり、塵埃５６の清掃が効率良く行われる。
【００９０】
以上のように、実施の形態３の集塵デバイス２００は、実施の形態１および実施の形態２と同様の効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。すなわち、実施の形態３の集塵デバイス２００は、風路１６内の環境を検知する環境検知部１１と、環境検知部１１の検知結果に基づいて塵埃帯電部１Ｂにおけるイオン発生量を制御する制御部７とを備える。これにより、風路１６内の空気環境によらず、捕集性能が安定する。
【００９１】
環境検知部１１は、風路１６内の捕集板２より上流側の塵埃濃度を検知する上流側塵埃濃度検知部１２ａを有する塵埃濃度検知部１２を備える。制御部７は、上流側塵埃濃度検知部１２ａで検知した塵埃濃度があらかじめ設定した設定濃度以上の場合、塵埃帯電部１Ｂにおけるイオン発生量を増やす。
【００９２】
これにより、集塵デバイス２００内に汚染度の高い空気が流入しても、高い捕集性能を安定して得ることができる。
【００９３】
また、制御部７は、上流側塵埃濃度検知部１２ａで検知した塵埃濃度があらかじめ設定した設定濃度未満の場合、塵埃帯電部１Ｂにおけるイオン発生量を減らす、あるいは塵埃帯電部１Ｂをオフにする。
【００９４】
これにより、塵埃帯電部１Ｂで無駄な電力が消費されることを防ぐことができる。
【００９５】
塵埃濃度検知部１２は、風路１６内の捕集板２より下流側の塵埃濃度を検知する下流側塵埃濃度検知部１２ｂをさらに備える。制御部７は、上流側塵埃濃度検知部１２ａで検知された塵埃濃度と下流側塵埃濃度検知部１２ｂで検知された塵埃濃度との差が、あらかじめ設定した設定濃度差よりも低い場合、塵埃帯電部１Ｂにおけるイオン発生量を増やす。
【００９６】
これにより、高い捕集性能を安定して得ることができる。
【００９７】
環境検知部１１は、風路１６内の湿度を検知する湿度検知部１３を備え、制御部７は、湿度検知部１３で検知した湿度があらかじめ設定した設定湿度以上の場合、塵埃帯電部１Ｂにおけるイオン発生量を増やす。
【００９８】
これにより、湿度変動により捕集性能が変動することを防ぐことができる。
【００９９】
本実施の形態３の集塵デバイス２００は、制御部７に備えられ、塵埃帯電部１Ｂでのイオン発生量を積算するイオン発生量積算部５１ｈを備える。制御部７は、イオン発生量積算部５１ｈで得られたイオン発生総量があらかじめ設定した設定総量に達したとき、摩擦帯電動作を行う。
【０１００】
これにより、摩擦帯電動作を自動的にかつ適切なタイミングで行うことができる。
【０１０１】
制御部７は、摩擦帯電動作中には、捕集板２の帯電電位と同じ極性のイオンを塵埃帯電部１Ｂから発生させる。
【０１０２】
これにより、塵埃捕集動作では高い捕集性能を安定して得ることができ、摩擦帯電動作では、塵埃帯電部１Ｂから発生した、捕集板２の帯電電位と同じ極性のイオンによって捕集板２を除電でき、捕集板２の表面から塵埃５を効率良く除去できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  集塵デバイス、１Ａ  集塵部、１Ｂ  塵埃帯電部、２  捕集板、３  捕集板帯電部、３ａ  ブラシ、３ａａ  支持板、３ａｂ  不織布、３ａｃ  取付穴、４  ダストボックス、５  塵埃、６  モーター、７  制御部、８  第１シャフト、９  第２シャフト、１０  熱交換換気装置、１１  環境検知部、１２  塵埃濃度検知部、１２ａ  上流側塵埃濃度検知部、１２ｂ  下流側塵埃濃度検知部、１３  湿度検知部、１４ａ  吸入口、１４ｂ  排出口、１４ｃ  吸入口、１４ｄ  排出口、１５Ａ  筐体、１５Ｂ  筐体、１５ａ  上面、１５ｂ  下面、１６  風路、１６Ａ  風路、１６Ｂ  風路、１７  凝集体、１８  第１バッフル材、１９  第２バッフル材、２０  天井、２１  室外給気口、２２  室外排気口、２３  室内給気口、２４  室内排気口、３０  給気風路、３１  ダクト、４０  排気風路、４１  ダクト、５１  イオン発生手段、５１ａ  繊維状電極、５１ｂ  高圧電源、５１ｃ  軟Ｘ線イオナイザー、５１ｄ  イオナイザー制御部、５１ｅ  紫外線光源、５１ｆ  光源制御部、５１ｇ  光電子材料、５１ｈ  イオン発生量積算部、５２ａ  正イオン、５２ｂ  負イオン、５３  帯電塵埃、５４  イオン除去電極、５４ａ  開口部、５４ａａ  内周面、５５  直流電源、５６  塵埃、１００  集塵デバイス、２００  集塵デバイス。
【要約】
集塵デバイスは、風路内を通過する空気中に含まれる塵埃を、摩擦により帯電した捕集板で集塵するものである。集塵デバイスは、空気の通過方向で捕集板の上流側に配置され、前記塵埃が吸着する静電気力を受けて捕集板に捕集されるようにイオンを発生し、塵埃を帯電させる塵埃帯電部を備えた。【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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