(57)【要約】【課題】メインテナンスが容易で、作業効率に優れたイオン搬送式局所除塵システムを提供する。【解決手段】チャンバ１にイオン化源である軟Ｘ線発生装置３を配設すると共に、このチャンバ１内にイオン搬送ガスを供給し、軟Ｘ線によってイオン搬送ガスをイオン化する。また、チャンバ１の出口近傍に設けたフィルタ電極６と、チャンバ内壁面に設けた背面電極７に、高圧電源９により正の高電圧を印加することにより、チャンバ１内に発生した正負のイオンのうち負のイオンをフィルタ電極６及び背面電極７に吸収させ、正のイオンのみが搬送チューブ８に流れ込むようにする。一方、除塵処理の対象となる部位には、導電体からなる捕集板１０を配設し、高圧電源９とは逆の極性に帯電させる。そして、搬送チューブ８によって搬送された正のイオンを、除塵処理の対象となる部位に吹き付ける。【選択図】  図１
2005000745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスをイオン化するイオン化源と、
前記チャンバ内に発生したイオンの内、正負いずれか一方のイオンを吸収することにより単極イオンを生成する単極イオン発生手段と、
前記単極イオンを除塵処理の対象部位に搬送するための単極イオン搬送手段と、
除塵処理の対象部位に配設された捕集手段と、
を備えたことを特徴とするイオン搬送式局所除塵システム。
【請求項２】
チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスをイオン化するイオン化源と、
前記チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスを過飽和状態にして微細ミストを発生させる冷却手段と、
前記イオンが前記微細ミストに付着することにより生成された粗大荷電粒子の内、正負いずれか一方の荷電粒子を吸収することにより単極荷電粒子を生成する単極荷電粒子発生手段と、
前記単極荷電粒子を除塵処理の対象部位に搬送するための単極荷電粒子搬送手段と、
除塵処理の対象部位に配設された捕集手段と、
を備えたことを特徴とするイオン搬送式局所除塵システム。
【請求項３】
前記冷却手段が、ペルチェ素子であることを特徴とする請求項２に記載のイオン搬送式局所除塵システム。
【請求項４】
前記イオン化源が、軟Ｘ線発生手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のイオン搬送式局所除塵システム。
【請求項５】
前記イオン搬送ガスが、高純度の非反応性ガスであり、前記イオン化源が、紫外線発生手段、あるいはコロナ放電発生手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のイオン搬送式局所除塵システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、局所的に発生したオイルミストや塵埃等を効率良く除去することができるイオン搬送式局所除塵システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属を加工する際、加工刃が摩擦により高温になることを防止するため、オイル（潤滑油）をかけるが、そのオイルが高温によりオイルミストとなって工場内に浮遊する。浮遊したオイルミストは、電気集塵機等で除去することができるが、すぐに集塵機の電極がオイルで汚れてしまうため、頻繁にメインテナンスが必要であった。そのため、メインテナンスが容易で、低コストでオイルミストを除去できるシステムが求められていた。
【０００３】
また、工事現場等で、コンクリートに孔を開ける際やはつる際に、コンクリートの粉塵が舞い上がるため、この粉塵によって周囲が汚染されたり、粉塵を吸い込むことにより作業者の健康を害することが問題になっていた。そのため、粉塵を巻き上げないで作業する方法が求められていた。
【０００４】
さらに、粉体を篩う際や袋詰めする際に、舞い上がった粉体による周囲の汚染や、高価な粉末薬が飛散することによる粉末薬の減少が問題になっていた。そのため、粉体を巻き上げない方法や飛散した粉体の回収方法が求められていた。なお、イオン搬送式の除塵システムとしては、特許文献１のような技術が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２０８２９３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、メインテナンスが容易で、低コストでオイルミストを除去することができるシステムの開発が求められていた。また、工事現場等で、粉塵を巻き上げずに作業することができるシステムの開発が求められていた。さらに、粉体を篩う際や袋詰めする際に、粉体を巻き上げずに作業する方法や、飛散した粉体の回収システムの開発が求められていた。
【０００７】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、メインテナンスが容易で、作業効率に優れたイオン搬送式局所除塵システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載のイオン搬送式局所除塵システムは、チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスをイオン化するイオン化源と、前記チャンバ内に発生したイオンの内、正負いずれか一方のイオンを吸収することにより単極イオンを生成する単極イオン発生手段と、前記単極イオンを除塵処理の対象部位に搬送するための単極イオン搬送手段と、除塵処理の対象部位に配設された捕集手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
上記のような構成を有する請求項１の発明によれば、金属を加工する際や、コンクリートに孔を開けたり、はつる際に生じるオイルミストや粉塵を、空間に巻き上げる前に単極イオンで荷電し、その静電拡散力や、接地体との間に形成される電界による静電気力（クローン力）で、近くの接地された物体（例えば、捕集板等）、床や壁に付着させることにより、安価で簡単にその開放空間から除去することができる。
【００１０】
請求項２に記載のイオン搬送式局所除塵システムは、チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスをイオン化するイオン化源と、前記チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスを過飽和状態にして微細ミストを発生させる冷却手段と、前記イオンが前記微細ミストに付着することにより生成された粗大荷電粒子の内、正負いずれか一方の荷電粒子を吸収することにより単極荷電粒子を生成する単極荷電粒子発生手段と、前記単極荷電粒子を除塵処理の対象部位に搬送するための単極荷電粒子搬送手段と、除塵処理の対象部位に配設された捕集手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
上記のような構成を有する請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様に、金属を加工する際や、コンクリートに孔を開けたり、はつる際に生じるオイルミストや粉塵を、空間に巻き上げる前に単極荷電粒子で荷電し、その静電拡散力や、接地体との間に形成される電界による静電気力（クローン力）で、近くの接地された物体（例えば、捕集板等）、床や壁に付着させることにより、安価で簡単にその開放空間から除去することができる。
【００１２】
また、微小荷電粒子であるイオンを微細ミストに付着させることにより粗大化して粗大荷電粒子としているため、イオンの電気的移動度を著しく低下させることができる。その結果、単極荷電粒子搬送手段の内壁に付着するイオンの量を低減することができるので、より多くのイオンを除塵対象となる部位に搬送することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のイオン搬送式局所除塵システムにおいて、前記冷却手段が、ペルチェ素子であることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項３の発明によれば、冷却手段として周知のペルチェ素子をチャンバに配設するという簡単な構成で、容易に微細ミストを生成することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のイオン搬送式局所除塵システムにおいて、前記イオン化源が、軟Ｘ線発生手段であることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項４の発明によれば、イオン搬送ガスとして空気もしくは非反応性ガスのいずれを用いても、オゾンが発生することがない。また、電極材の飛散や空気中の不純物の堆積及び再飛散のような発塵がなく、且つ、電磁ノイズも発生しない。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のイオン搬送式局所除塵システムにおいて、前記イオン搬送ガスが、高純度の非反応性ガスであり、前記イオン化源が、紫外線発生手段、あるいはコロナ放電発生手段であることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項５の発明によれば、イオン搬送ガスとして高純度の非反応性ガスを用いた場合には、イオン化源が紫外線発生手段、あるいはコロナ放電発生手段であっても、オゾンの発生を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態（以下、実施形態という）を図面を参照して説明する。
【００１７】
（１）第１実施形態
（１−１）構成
本実施形態のイオン搬送式局所除塵システムは、図１に示すように構成されている。すなわち、イオン発生チャンバ１の上面もしくは側面に、放射窓２を介してイオン化源である軟Ｘ線発生装置３が設けられている。また、イオン発生チャンバ１には、メンブレンフィルタ４を介して、空気又は高純度Ｎ２ガス等の非反応性ガス（以下、イオン搬送ガスという）を供給するガス供給手段である供給管５が接続されている。そして、軟Ｘ線発生装置３から発生する軟Ｘ線が、放射窓２を通してイオン発生チャンバ１内に放射され、前記供給管５から供給されるイオン搬送ガスをイオン化することにより、イオン発生チャンバ１内に正負のイオンが発生するように構成されている。
【００１８】
なお、ここで「高純度Ｎ２ガス」とは、負イオンを形成する程度の酸素や水蒸気を含み、且つ、その酸素濃度はオゾンを発生しない程度（５％程度以下）であるＮ２ガスであるものとする。
【００１９】
また、イオン発生チャンバ１の出口近傍には、ハニカム状のフィルタ電極６が設けられ、このフィルタ電極６より上流側のチャンバ内壁面には背面電極７が形成されている。さらに、前記フィルタ電極６の下流側は、下流側ほどその径が小さくなるように構成され、その先端部には、除塵処理の対象となる部位に単極イオンを搬送するための搬送チューブ８が取り付けられている。なお、この搬送チューブ８の材質としては、例えばテフロン（登録商標）、ポリプロピレン又は塩化ビニル等が使用される。
【００２０】
そして、前記フィルタ電極６及び背面電極７には、正の高圧電源９により正の高電圧が印加されている。これにより、イオン発生チャンバ１内に発生した正負のイオンのうち負のイオンが、フィルタ電極６及び背面電極７に吸収され、正のイオンのみが前記搬送チューブ８に流れ込むようになっている。なお、このフィルタ電極６は、軟Ｘ線の遮蔽板を兼ねている。
【００２１】
一方、除塵処理の対象となる部位には、導電体からなる捕集板１０が接地して配設され、または前記高圧電源９とは逆の極性に帯電されて配設されている。そして、前記搬送チューブ８によって搬送された正のイオンが、除塵処理の対象となる部位に吹き付けられるように構成されている。
【００２２】
（１−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態のイオン搬送式局所除塵システムは、以下に述べるように作用する。
【００２３】
すなわち、イオン発生チャンバ１内において、供給管５から供給されたイオン搬送ガスに、軟Ｘ線発生装置３によって発生した軟Ｘ線が照射されることにより、正負のイオンが発生する。そして、イオン発生チャンバ１においては、フィルタ電極６及び背面電極７に正の電圧が印加されているため、フィルタ電極６及び背面電極７に負のイオンが吸収される。これにより、正のイオンのみがフィルタ電極６を通って搬送チューブ８に供給される。すなわち、フィルタ電極６及び背面電極７に、分離したいイオンの極性と同じ極性の電圧を印加することにより、反対極性のイオンを吸収し、背面電極７との同極反発力を利用して、同極性のフィルタ電極６から同極性の単極イオンを分離することができる。
【００２４】
そして、上記のようにして分離された正のイオンを搬送チューブ８で除塵処理の対象となる発塵源の近傍まで搬送し、この正のイオンにより、局所的に発生している浮遊塵埃やオイルミストを単極荷電し、荷電された浮遊塵埃やオイルミストを、自らの空間電界により生ずる静電拡散力や、接地体との間に形成される電界による静電気力（クローン力）により、近くの接地された物体、床や壁に付着させることにより、その空間から除去することができる。なお、発塵源の近傍に、導電体からなる捕集板１０を設置することにより、その捕集板１０に荷電された粉体薬等の高価な粉体を捕集し、回収することもできる。
【００２５】
（１−３）効果
このように本実施形態のイオン搬送式局所除塵システムによれば、金属を加工する際や、コンクリートに孔を開けたり、はつる際に生じるオイルミストや粉塵を、空間に巻き上げる前に単極イオンで荷電し、その静電拡散力や、接地体との間に形成される電界による静電気力（クローン力）で、近くの接地された物体（例えば、捕集板等）、床や壁に付着させることにより、安価で簡単にその開放空間から除去することができる。
【００２６】
また、高価な粉末薬等の粉体を篩う際や袋詰めする際にも、高価な粉末薬等が空間全体に飛散する前に単極イオンで荷電し、その静電拡散力や、接地体との間に形成される電界による静電気力（クローン力）で、安価で簡単に捕集・回収することができる。
【００２７】
また、イオン化源としてコロナ放電を用いる場合は、空気をイオン化すると、オゾンが発生したり、電極からの発塵があり、異物による汚染を防止したい粉末薬等の粉体を回収する時は、これが問題になるが、本実施形態では、イオン化源として軟Ｘ線を用いているため、空気もしくは非反応性ガスのいずれをイオン化してもオゾンが発生することがない。また、電極材の飛散や空気中の不純物の堆積及び再飛散のような発塵がなく、且つ、電磁ノイズも発生しない。
【００２８】
（２）第２実施形態
（２−１）構成
本実施形態のイオン搬送式局所除塵システムは、上記第１実施形態の変形例であって、イオン発生チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスを冷却することにより過飽和状態として微細ミストを発生させ、イオン化源により発生した正負イオンがこの微細ミストに付着することにより、正又は負のイオンを核とする粗大荷電粒子を形成するようにしたものである。
【００２９】
すなわち、本実施形態のイオン搬送式局所除塵システムにおいては、図２に示したように、イオン発生チャンバ１の壁面に、熱電子冷却素子として周知のペルチェ素子２０を配設したものである。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００３０】
（２−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態のイオン搬送式局所除塵システムは、以下に述べるように作用する。
すなわち、イオン発生チャンバ１内において、供給管５から供給されたイオン搬送ガスはペルチェ素子２０によって冷却され、過飽和状態となって微細ミスト２１が発生する。この微細ミスト２１にイオン化源により発生した正負イオンが付着することにより、正又は負のイオンを核とする粗大荷電粒子２２，２３が形成される。
【００３１】
そして、イオン発生チャンバ１においては、フィルタ電極６及び背面電極７に正の電圧が印加されているため、フィルタ電極６及び背面電極７に負の粗大荷電粒子２３が吸収される。これにより、正の粗大荷電粒子２２のみがフィルタ電極６を通って搬送チューブ８に供給される。すなわち、フィルタ電極６及び背面電極７に、分離したい粗大荷電粒子の極性と同じ極性の電圧を印加することにより、反対極性の粗大荷電粒子を吸収し、背面電極７との同極反発力を利用して、同極性のフィルタ電極６から同極性の単極荷電粒子を分離することができる。
【００３２】
そして、上記のようにして分離された正の粗大荷電粒子２２を搬送チューブ８で除塵処理の対象となる発塵源の近傍まで搬送し、この正の粗大荷電粒子２２により、局所的に発生している浮遊塵埃やオイルミストを単極荷電し、荷電された浮遊塵埃やオイルミストを、自らの空間電界により生ずる静電拡散力や、接地体との間に形成される電界による静電気力（クローン力）により、近くの接地された物体、床や壁に付着させることにより、その空間から除去することができる。なお、発塵源の近傍に、導電体からなる捕集板１０を設置することにより、その捕集板１０に荷電された粉体薬等の高価な粉体を捕集し、回収することもできる。
【００３３】
（２−３）効果
本実施形態のイオン搬送式局所除塵システムにおいては、上記第１実施形態と同様に、金属を加工する際や、コンクリートに孔を開けたり、はつる際に生じるオイルミストや粉塵を、空間に巻き上げる前に単極荷電粒子で荷電し、その静電拡散力や、接地体との間に形成される電界による静電気力（クローン力）で、近くの接地された物体（例えば、捕集板等）、床や壁に付着させることにより、安価で簡単にその開放空間から除去することができる。
【００３４】
また、高価な粉末薬等の粉体を篩う際や袋詰めする際にも、高価な粉末薬等が空間全体に飛散する前に単極荷電粒子で荷電し、その静電拡散力や、接地体との間に形成される電界による静電気力（クローン力）で、安価で簡単に捕集・回収することができる。
【００３５】
さらに、本実施形態のイオン搬送式局所除塵システムにおいては、微小荷電粒子であるイオンを微細ミスト２１に付着させることにより粗大化して粗大荷電粒子としているため、イオンの電気的移動度を著しく低下させることができる。その結果、搬送チューブ８の内壁に付着するイオンの量を低減することができるので、より多くのイオンを除塵対象となる部位に搬送することが可能となる。また、発塵源の高温になった加工刃等を冷却することもできる。
【００３６】
（３）他の実施形態
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、具体的な各部材の形状、あるいは取付位置及び方法は適宜変更可能である。また、上記の実施形態では、正のイオンあるいは正の荷電粒子を搬送する場合について示したが、負のイオンあるいは負の荷電粒子の場合も同様である。
【００３７】
また、上記の実施形態においてはイオン化源として軟Ｘ線発生装置を用いたが、紫外線発生装置やコロナ放電発生装置を用いることもできる。その場合、イオン搬送ガスとしては、オゾンを発生しない程度に酸素を含む非反応性ガス（高純度Ｎ２等）を用いることが好ましい。
【００３８】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、メインテナンスが容易で、作業効率に優れたイオン搬送式局所除塵システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るイオン搬送式局所除塵システムの第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】本発明に係るイオン搬送式局所除塵システムの第２実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…イオン発生チャンバ
２…放射窓
３…軟Ｘ線発生装置
４…メンブレンフィルタ
５…供給管
６…フィルタ電極
７…背面電極
８…搬送チューブ
９…高圧電源
１０…捕集板
２０…ペルチェ素子
２１…ミスト
２２…正の粗大荷電粒子
２３…負の粗大荷電粒子
【図１】
2005000745.tif 000003
【図２】
2005000745.tif 000004