(57)【要約】【課題】  従来の超音波凝集装置では、空気の通過範囲が振動体の円筒形の形状により決められるため、流路設計に限りがあり製品である、例えば、エアコン等に組み込むスペースに限界があるという問題があった。【解決手段】  本発明の超音波凝集装置は、風路を通過する空気に超音波発生手段により超音波を照射し、空気中の浮遊粒子を凝集除去する超音波凝集装置であって、超音波発生手段の超音波振動子はポリフッ化ビニリデンであり、風路を形成する枠体の壁面の形状に合わせた形状としたものである。【選択図】        図１
2005118706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風路を通過する空気に超音波発生手段により超音波を照射し、空気中の浮遊粒子を凝集除去する超音波凝集装置であって、
前記超音波発生手段の超音波振動子はポリフッ化ビニリデンであり、前記風路を形成する枠体の壁面の形状に合わせた形状としたことを特徴とする超音波凝集装置。
【請求項２】
前記枠体の直交二壁面に、それぞれ、前記超音波発生手段を設置したことを特徴とする請求項１に記載の超音波凝集装置。
【請求項３】
風路を通過する空気に超音波発生手段により超音波を照射し、空気中の浮遊粒子を凝集除去する超音波凝集装置であって、
前記枠体の直交二壁面に、それぞれ、ポリフッ化ビニリデンの超音波振動子を有する超音波発生手段を設置し、かつ、一方の超音波振動子の発生超音波の波長の位相がもう一方のものに対して、１／２波長ずれていることを特徴とする超音波凝集装置。
【請求項４】
風路を通過する空気に超音波発生手段により超音波を照射し、空気中の浮遊粒子を凝集除去する超音波凝集装置であって、
前記超音波発生手段の超音波振動子であるポリフッ化ビニリデンを超音波照射方向と直交方向に１／２波長の振幅で振動させる第２の超音波発生手段を設けたことを特徴とする超音波凝集装置。
【請求項５】
前記超音波振動子の照射面が複数の湾曲面からなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの請求項に記載の超音波凝集装置。
【請求項６】
前記風路の前記超音波振動子設置場所より下流側に抗菌剤又は抗黴剤を担時したフィルターを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの請求項に記載の超音波凝集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気中の粒子を凝集除去し、空気を清浄化する超音波凝集装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波凝集装置は、例えば、特開平１０−１７４８３０号公報には次のように記載されている。
「流通管２を通して浮遊粒子を含んだ気体が導入される集塵空間１Ｈの内部に、自身が固有周波数で共振した際に、その周囲に形成される音場が強力定在波状態となるようにその寸法が定められた円筒形の振動体５と、この振動体５を固有周波数で共振させて超音波を放射させる超音波振動子６とによって構成した超音波発生源をもうける。」（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１７４８３０号公報（第３頁、第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の超音波凝集装置では、空気の通過範囲が振動体５により決められるため、流路設計に限りがあり製品である、例えば、エアコン等に組み込むスペースに限界があるという問題があった。
【０００４】
本発明はかかる問題を解消し、自由に設計された流路で空気中の粒子を除去し、空気を清浄化する超音波凝集装置を提供することを目的とする。
また、超音波照射領域を広くでき、効率良く浮遊粒子を凝集できる超音波凝集装置を提供することを目的とする。
また、細菌、黴等も収集、死滅させることのできる超音波凝集装置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】
【０００５】
本発明に係る超音波凝集装置は、風路を通過する空気に超音波発生手段により超音波を照射し、空気中の浮遊粒子を凝集除去する超音波凝集装置であって、超音波発生手段の超音波振動子はポリフッ化ビニリデンであり、風路を形成する枠体の壁面の形状に合わせた形状としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る超音波凝集装置は、超音波発生手段の超音波振動子をポリフッ化ビニリデンで形成し、風路を形成する枠体の壁面の形状に合わせた形状とすることにより、自由に設計された流路等、種々の風路形状に合せて設置できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による超音波凝集装置の斜視図であり、図２は、超音波照射により浮遊粒子が凝集される状態を説明する図である。
これらの図において、超音波発生手段１は、超音波を照射するポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）使用の振動子、この振動子を駆動するジェネレータ及びジェネレータからの信号を増幅して振動子に伝えるアンプ等から構成される。ポリフッ化ビニリデン使用の振動子は、塵埃等の浮遊粒子を有する空気が通過する空間２である風路２を形成する四壁面で囲われた枠体８の一壁面である上壁面に設置される。また、図１に示すように、振動子の照射面は、凸型形状、半球形状又は波状等の複数の湾曲面を有する。
枠体８内の風路２の超音波振動子設置場所より下流側（風下側）にフィルター４が設置される。フィルター４には、抗菌剤及び／又は抗黴剤等を担持させても良い。
【０００８】
図２に超音波による空気中の粒子の凝集のメカニズムを示す。超音波発生手段１から照射された超音波は、風路２中の空気を疎密波５となり伝播する。そのとき、空気中の密の部分となっているところでは、空気中の浮遊粒子６は寄り集まり、化学的反応も手伝い凝集していく。従って、空気中に疎密波を多く作り出すことにより、凝集反応が高まる。
本振動子は高分子圧電膜であるポリフッ化ビニリデン使用のため、薄膜にでき自由な形にできる。そこで、図１のような枠体８の平面状の壁面に設置する場合は平面状の振動子に形成でき、また、風路の枠体８が円筒であればその内壁形状に合わせて曲面状の振動子に形成できる。従来のＰＺＴの超音波発生手段のように固定した形状ではなく、このように設置場所に合わせて種々の形状に形成できるため、風路２の設計が自由にでき、設置が容易となるとともに、この振動子から照射される超音波の照射範囲も広くなる。
また、図１に示すように、振動子の照射面は、凸型形状、半球形状又は波状等の複数の湾曲面を有する。これにより空気中の粒子が通過する空間２の広範囲に超音波を照射することが可能である。そこで、ＰＶＤＦを使用し、凸型、半球状、波状に構成することにより、空気中の粒子が通過する空間２のほぼ全空間を１つの超音波発生手段によりカバーすることが可能となる。
【０００９】
このような超音波発生手段１を設けた超音波凝集装置では、空気中の浮遊粒子６は、風路２の超音波照射範囲３を通過するとき、図２に示すように超音波による空気中の浮遊粒子６の凝集が行われ、凝集粒子は風下側のフィルター４に到達する。フィルタ４ーは、例えば、１μｍ以上の粒子が捕捉できるラフフィルター、エレクトレットフィルターとなっており、凝集された空気中の粒子は、このフィルター４で捕捉される。
また、ウイルス、細菌、黴などは、空気中の浮遊粒子６と同じように単独もしくは浮遊粒子６に付着した状態で浮遊している。従って、これらのウイルス、細菌、黴なども浮遊粒子６と同様に超音波照射範囲３を通過するとき、同様に凝集され、フィルター４で捕捉される。このときフィルター４にはウイルス、細菌、黴を死滅させる要素である抗菌剤、抗黴剤等を含ませているため、フィルター４上に捕捉されたウイルス、細菌、黴は、フィルター４上で死滅もしくは不活化する。
なお、下流側に設けたフィルター４はなくてもよく、浮遊粒子は凝集後、沈降除去するようにしてもよい。
【００１０】
以上のように、このような構成を持つ超音波凝集装置は、空気中の浮遊粒子６が通過する空間のほぼ全空間を１つの超音波発生手段１によりカバーすることが可能であり、自由に設計された風路２で空気中の浮遊粒子６を除去し、空気を清浄化することができる。
また、浮遊しているウイルス、細菌、黴などを超音波発生手段１により凝集させることで、例えば、１μｍ以上の粒子が捕捉できる低圧損のラフフィルター、エレクトレットフィルターでも捕捉可能とし、フィルター４上のウイルス、細菌、黴を死滅させる要素により、フィルター上に捕捉されたウイルス、細菌、黴をフィルター上で死滅もしくは不活化できる。
【００１１】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２による超音波凝集装置を示す斜視図である。本実施の形態２では、２個の超音波発生手段１、１を空気中の粒子が通過する空間２である風路２を形成する枠体８の上壁面と上壁面と垂直な側壁面との二壁面に設置した。その他の構成は、実施の形態１に記載のものと同様であるので、以下主として相違点を記載する。
本超音波凝集装置は、超音波発生手段１、１を空気中の浮遊粒子６が通過する空間２の上壁面とその上壁面と垂直に位置する側壁面の二壁面に、それぞれ設置したことにより、より効率的に粒子を凝集させることができる。
このとき、超音波発生手段１、１を同じ超音波発生手段とし、一方の超音波発生手段１の振動子の振動波長は、他方の超音波発生手段１の振動波長に対して半波長又は１．５波長ずらすようにすれば、空気中の粒子が通過する空間２で超音波の合成振幅が大きくなり、空気中の浮遊粒子６に対する凝集効果が高くなる。
その他の効果は、実施の形態１の超音波凝集装置と同様である。
なお、風路２が大きい場合には、２個（複数）の超音波発生手段１、１を図１のように同じ壁面に設置してもよく、又図２のように上壁面、側壁面に複数個設置して凝集範囲を拡大してもよい。さらに、複数設置する場合は、合成振幅が大きくなるように振動波長をずらすことにより、より凝集効果を高くすることができる。
【００１２】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３による超音波凝集装置の超音波発生手段を示す図である。本実施の形態３では、超音波発生手段１をさらに振動させる第２の超音波発生手段７を設けた。その他の構成は、実施の形態１と同じであるので、以下主として相違点を説明する。
図４の超音波発生手段は、第２の超音波発生手段７の振動子の超音波照射面に超音波発生手段１の振動子の一端部を接触させ、超音波発生手段１を突出させ、超音波発生手段１と第２の超音波発生手段７とを結合させる。この超音波発生手段の超音波発生手段１を枠体８の壁面に図１のように設置する。
本超音波凝集装置は超音波発生手段７を設けたことにより、超音波発生手段１を超音波発生手段７の振動波長の１／２波長分左右に動かすことが可能となる。このため、超音波照射空間３が拡大でき、効率よく空気中の粒子を凝集することができ、空気を清浄化することができる。
その他の効果は、実施の形態１と同様である。
【００１３】
また、本超音波発生手段を実施の形態２の図２のように設置すれば、超音波照射空間３をより広範囲とでき、振幅大きくでき、効率良く浮遊粒子の凝集ができる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明の超音波凝集装置は、空気調和機、加湿器、空気清浄器及び換気扇等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１による超音波凝集装置を示す斜視図である。
【図２】超音波凝集のメカニズムを示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態２による超音波凝集装置を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態３による超音波凝集装置の超音波発生手段を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  超音波発生手段、２  風路、４  フィルター、６  浮遊粒子、７  第２の超音波発生手段、９  湾曲面。
【図１】
2005118706.tif 000003
【図２】
2005118706.tif 000004
【図３】
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【図４】
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