(57)【要約】【課題】含塵気流の流路となる管内に超音波振動を生じる振動板の振動が、振動板を固定する管壁を介して相互に干渉することを抑制する集塵装置を提供する。【解決手段】集塵装置１０は、含塵気流の流路となる管６０と、第１反射板１２と、第１反射板１２に対向する管内の第１振動板１１と、第１振動板１１と接続されている又は第１振動板１１を一端に含んでいる共鳴体１１３と、共鳴体１１３における、第１振動板１１から離れた一端と接続されており、管６０内で第１振動板１１と第１反射板１２との間に定在波を発生させるように超音波により、共鳴体１１３を介して第１振動板１１を振動させる、管外の第１超音波発信器１１０とを備え、共鳴体１１３は、管６０の管壁６０ｂを貫通し、第１超音波発信器１１０による超音波で共鳴体１１３中に生じる定在波の１つの節の位置で管壁６０ｂに接続する。【選択図】図１
2017140588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子を含む空気における微粒子を凝集する集塵装置であって、
前記空気の流路となる管と、
第１反射板と、
前記第１反射板と対向する、前記管内の第１振動板と、
前記第１振動板と接続されている又は前記第１振動板を一端に含んでいる第１共鳴体と、
前記第１共鳴体における、前記第１振動板から離れた一端と接続されており、前記管内で前記第１振動板と前記第１反射板との間に定在波を発生させるように超音波により、前記第１共鳴体を介して前記第１振動板を振動させる、前記管外の第１超音波発信器とを備え、
前記第１共鳴体は、前記管の管壁を貫通し、前記第１超音波発信器による超音波で前記第１共鳴体中に生じる定在波の１つの節の位置で前記管壁に接続する
集塵装置。
【請求項２】
前記第１共鳴体における、前記第１超音波発信器が接続された一端と、前記第１反射板側の一端との間の距離は、前記第１超音波発信器が発する超音波の波長の１／２の整数倍であり、
前記第１共鳴体は、当該第１共鳴体における前記第１反射板側の一端から、前記第１超音波発信器が発する超音波の波長の１／４の位置で、前記管壁に接続する
請求項１記載の集塵装置。
【請求項３】
前記管壁の厚みは、前記第１超音波発信器が発する超音波の波長の１／１０以下である
請求項１又は２記載の集塵装置。
【請求項４】
前記集塵装置は更に、
第２反射板と、
前記第２反射板と対向する、前記管内の第２振動板と、
前記第２振動板と接続されている又は前記第２振動板を一端に含んでいる第２共鳴体と、
前記第２共鳴体における、前記第２振動板から離れた一端と接続されており、前記管内で前記第２振動板と前記第２反射板との間に定在波を発生させるように超音波により、前記第２共鳴体を介して前記第２振動板を振動させる、前記管外の第２超音波発信器とを備え、
前記第２共鳴体は、前記管壁を貫通し、前記第２超音波発信器による超音波で前記第２共鳴体中に生じる定在波の１つの節の位置で前記管壁に接続する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中の微粒子を集める集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集塵装置として、含塵気流（微粒子を含んだ空気の流れ）の流路に放電電極を設けることで、含塵気流の流れを滞らせることなく、微粒子を帯電させて、帯電した微粒子の凝集により、集塵効率を向上させる技術が知られている（特許文献１参照）。また、塵埃の集塵に必要な音圧レベルの超音波を放射するために複数個の超音波発生素子で発生した超音波を変調波に重畳させて放射する技術が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３４１２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０２９７８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に係る集塵装置では、含塵気流の流路において電極の付近を流れる微粒子のみが帯電され、電極から離れたところを流れる微粒子が帯電されない。また、集塵に超音波を利用すべく特許文献２に係る技術を用いても、複数の超音波発生素子（超音波振動子）それぞれの位置関係によっては複数の超音波発生素子を固定する部材を介して超音波の伝播による干渉が生じて、有効に超音波が放射できない。
【０００５】
そこで、本発明は、微粒子を管内の電極の付近に流れ易くして微粒子の凝集効率を高めるべく超音波を用いる集塵装置であって振動板による超音波振動が各振動板を固定する管壁を介して相互に干渉することを抑制する集塵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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る集塵装置は、微粒子を含む空気における微粒子を凝集する集塵装置であって、前記空気の流路となる管と、第１反射板と、前記第１反射板と対向する、前記管内の第１振動板と、前記第１振動板と接続されている又は前記第１振動板を一端に含んでいる第１共鳴体と、前記第１共鳴体における、前記第１振動板から離れた一端と接続されており、前記管内で前記第１振動板と前記第１反射板との間に定在波を発生させるように超音波により、前記第１共鳴体を介して前記第１振動板を振動させる、前記管外の第１超音波発信器とを備え、前記第１共鳴体は、前記管の管壁を貫通し、前記第１超音波発信器による超音波で前記第１共鳴体中に生じる定在波の１つの節の位置で前記管壁に接続する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、微粒子を電極の付近に流れ易くすべく含塵気流の流路に定在波を発生させる振動板或いは超音波振動子の振動の、振動板を固定して流路を形成する管壁への伝播が抑制され得る。従って、管壁に振動板を複数設けても振動板相互の位置関係に拘わらず超音波振動の相互干渉の発生が抑制され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る集塵装置の構成図である。
【図２】実施の形態１に係る振動子（超音波振動子）に連結された共鳴体（増幅ホーン）と管壁との接続態様の一例を示す図である。
【図３】実施の形態２に係る振動子に連結された共鳴体と管壁との接続態様の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで示す実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意に付加可能な構成要素である。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。
【００１０】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施形態に係る集塵装置１０について説明する。
【００１１】
集塵装置１０は、微粒子（塵埃等）を含む空気中のその微粒子の凝集等を行う装置である。集塵装置１０は、電気集塵装置において超音波による空気の振動を用いて微粒子の凝集を行い、例えば、電気掃除機、空気清浄機等の全体又は一部を構成し得る。微粒子（塵埃等）は、例えば、粉粒体、化合物の集合体、分子、原子、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）等である。
【００１２】
図１は、実施の形態１に係る集塵装置１０の概略的な構成図である。集塵装置１０は、管（ダクト）６０と、気流形成部５０と、フィルタ４０と、高圧電源３０と、正電極３１と、負電極３２とを備える。また、集塵装置１０は、複数段（Ｎ段）の超音波による定在波を発生させるための構成を有する。即ち、集塵装置１０は、第１振動板１１、第１反射板１２、共鳴体１１３、第１超音波発信器１１０、第２振動板１３、第２反射板１４、共鳴体１２３、第２超音波発信器１２０、第Ｎ振動板１５、第Ｎ反射板１６、共鳴体１９３、第Ｎ超音波発信器１９０等を備える。ここで、Ｎは、３以上の整数であればよく、図１ではＮが３の例を示している。また、第Ｎ振動板１５、第Ｎ反射板１６、共鳴体１９３及び第Ｎ超音波発信器１９０を省略してもよい。
【００１３】
管６０は、微粒子を含む空気（含塵気流）の流路となるダクトであり、形状は、円管、角管或いはその他いかなる形状であってもよい。管６０の管壁は、例えばアルミ、ステンレス、チタン等で構成され、管壁の厚みは、例えば３ｍｍである。図１では、例えば角管の場合の相対向する２つの管壁６０ａ、６０ｂを示し、他の管壁を省略している。
【００１４】
気流形成部５０は、管６０に空気を導入する機構、つまり管６０の内部に空気の流れを形成する機構であり、例えば羽根を回転させるファン等である。これにより、図１において矢印で表したように左から右へ、管６０に含塵気流が流れ込む。含塵気流の流速は、例えば０．１〜１ｍ／ｓである。
【００１５】
フィルタ４０は、含塵気流から微粒子（塵埃等）を取り除くためのエアフィルタである。フィルタ４０は、例えば、中性能フィルタである。フィルタ４０で微粒子を捕集するため、図１においてフィルタ４０の左側（上流側）に比べて右側（下流側）は、単位体積あたりの微粒子の量が少なくなる。管６０に導入される含塵気流における微粒子の濃度は、例えば、０．５〜１．５万個／Ｌ（リットル）であり、フィルタ４０の下流における微粒子の濃度は、０．５万個／Ｌ未満である。
【００１６】
高圧電源３０は、管６０の内部に配置された正電極３１と近傍の接地電極（不図示）との間に、例えば１０ｋＶの高電圧を印加する。同様に高圧電源３０は、管６０の内部に配置された接地電極（不図示）と近傍の負電極３２との間に、例えば１０ｋＶの高電圧を印加する。これにより、正電極３１と接地電極との間、及び、接地電極と負電極３２との間に放電が生じ、正電極３１或いは負電極３２の近傍を通過する含塵気流中の微粒子（つまり電極に接近した微粒子）を帯電させる。正電極３１と負電極３２との極性を逆にしているため、正電極３１の近傍を流れる微粒子と負電極３２の近傍を流れる微粒子とはそれぞれ異なる極性に帯電する。これにより、異なる極性に帯電した微粒子相互間に引き合う力が生じて、微粒子同士が結合する。つまり、微粒子が凝集される。なお、フィルタ４０は、含塵気流の流路において正電極３１及び負電極３２より下流に配置されている。また、正電極３１、負電極３２それぞれは、例えば球状、針状、板状その他の形状であり、例えば、含塵気流の流れを滞らせないために比較的小さい形状が有用である。
【００１７】
第１振動板１１と第１反射板１２とは、管６０の中の含塵気流の流路の少なくとも一部を挟む相対向する面をそれぞれ有するように配置される部材である。同様に、第２振動板１３と第２反射板１４との組、及び、第Ｎ振動板１５と第Ｎ反射板１６との組はそれぞれ、管６０の中の含塵気流の流路の少なくとも一部を挟む相対向する面をそれぞれ有するように配置される部材である。第１反射板１２、第２反射板１４及び第Ｎ反射板１６は、管６０の管壁の一部分を構成していてもよく、或いは、管６０とは別の、管６０の中へ配置される部材（例えばアルミ、ステンレス、チタン或いはアクリル樹脂等による板状部材等）であってもよい。但し、管内領域を広く含塵気流の流路に用いるために、管壁の一部を第１反射板１２、第２反射板１４及び第Ｎ反射板１６として機能させることが有用である。図１では、管６０の管壁６０ａの一部分が間隔を空けてそれぞれ第１反射板１２、第２反射板１４及び第Ｎ反射板１６を構成している例を示している。第１反射板１２、第２反射板１４及び第Ｎ反射板１６の厚みは、例えば３ｍｍである。第１振動板１１、第２振動板１３及び第Ｎ振動板１５のそれぞれに接続された共鳴体（振動ホーン）１１３、共鳴体１２３及び共鳴体１９３は、管６０の管壁６０ｂを貫通してかつその管壁６０ｂに固定されている。この固定のための接合は、例えば溶接による。第１振動板１１、第２振動板１３及び第Ｎ振動板１５の厚みは、例えば３ｍｍである。
【００１８】
第１超音波発信器１１０、第２超音波発信器１２０及び第Ｎ超音波発信器１９０は、それぞれ、超音波により、管６０の内に位置する第１振動板１１、第２振動板１３或いは第Ｎ振動板１５を振動させる装置である。図２は、第１超音波発信器１１０と第１振動板１１との接続態様、及び、第２超音波発信器１２０と第２振動板１３との接続態様の一例を示す図である。第１超音波発信器１１０は、セラミック等の圧電素子（piezoelectric element）である振動子（超音波振動子）１１１と、圧電素子に電圧を印加し周期的に電圧を変動させる回路１１２とを備える。図２に示すように、例えば振動子１１１とボルト等で連結されることで接続された共鳴体（増幅ホーン）１１３を介して第１超音波発信器１１０は第１振動板１１を振動させる。共鳴体１１３の振動子１１１側とは反対の一端が第１振動板１１と接続されている。第１振動板１１と共鳴体１１３との接続は、例えばボルト等で連結する他、溶接等であってもよい。共鳴体１１３は、ステンレス、アルミ合金、チタン合金等の金属で形成される。共鳴体１１３の形状は、例えば円錐、円柱、或いは、指数曲線、双曲線、放物線等を母線とする回転体等である。この回転体の中心軸方向の長さは、超音波に係る振動を生じる振動子１１１の振動エネルギーを効率的に伝搬するために超音波の半波長（１／２波長）の整数倍である。即ち、共鳴体１１３の振動子１１１が接続された一端と、第１反射板１２側の一端との間の距離がその超音波の波長の１／２の整数倍である。共鳴体１１３は、振動子１１１から伝達される超音波で共鳴体１１３の中に生じる定在波の節と腹のうち１つの節の位置で、管壁６ｂに接続（固定）されている（図２参照）。一例としては、共鳴体１１３は、第１振動板１１側の先端から回転体の中心軸方向に超音波の１／４波長分の長さＬの位置で、管壁６ｂに接続されている。同様に、第２超音波発信器１２０は、圧電素子である振動子１２１と、圧電素子に電圧を印加する回路１２２とを備える。なお、第２超音波発信器１２０は、回路１２２を省略してもよく、この場合には、振動子１２１への電圧の印加のために第１超音波発信器１１０における回路１１２を共用する。振動子１２１と接続された共鳴体（増幅ホーン）１２３を介して第２超音波発信器１２０は第２振動板１３を振動させる。共鳴体１２３の振動子１２１側とは反対の一端が第２振動板１３と接続されている。共鳴体１２３は共鳴体１１３と同様であり、振動子１２１から伝達される超音波で共鳴体１２３の中に生じる定在波の１つの節の位置で管壁６ｂに接続（固定）されている（図２参照）。なお、第Ｎ振動板１５に接続された共鳴体１９３についても、共鳴体１１３及び共鳴体１２３と同様である。
【００１９】
第１超音波発信器１１０は、超音波により第１振動板１１を振動させる周波数が調整されており、第１振動板１１と、第１反射板１２との間に定在波が生じるように超音波を発生して超音波により第１振動板１１を振動させる。周波数は例えば２０ｋＨｚである。図１では超音波により第１振動板１１と第１反射板１２との間に生じる定在波５のイメージを表している。腹と節とを含む定在波５における１つの節６ａに対して、流路での下流の比較的近傍の位置（含塵気流中の節６ａを通過した微粒子の移動経路上の位置）に正電極３１が配置されている。また、定在波５における他の１つの節６ｂに対して、流路での下流の比較的近傍の位置（含塵気流中の節６ｂを通過した微粒子の移動経路上の位置）に負電極３２が配置されている。
【００２０】
第２超音波発信器１２０は、超音波により第２振動板１３を振動させる周波数が第１超音波発信器１１０と同一に調整されており、第２振動板１３と、第２反射板１４との間に定在波が生じるように超音波を発生して超音波により第２振動板１３を振動させる。図１では第２振動板１３と第２反射板１４との間に生じる定在波７のイメージを表している。第２振動板１３及び第２反射板１４は、正電極３１と定在波５における節６ａとを結ぶ直線上に定在波７が１つの節８ａを有するように、配置される。このとき、負電極３２と定在波５における節６ｂとを結ぶ直線上に定在波７が１つの節８ｂを有する。即ち、定在波７の節８ａと定在波５の節６ａの延長線上に正電極３１が配置されている。また、定在波７の節８ｂと定在波５の節６ｂの延長線上に負電極３２が配置されている。
【００２１】
第Ｎ超音波発信器１９０は、超音波により第Ｎ振動板１５を振動させる周波数が第１超音波発信器１１０と同一に調整されており、第Ｎ振動板１５と、第Ｎ反射板１６との間に定在波が生じるように超音波を発生して超音波により第Ｎ振動板１５を振動させる。図１では第Ｎ振動板１５と第Ｎ反射板１６との間に生じる定在波９のイメージを表している。
【００２２】
第Ｎ超音波発信器１９０による超音波で生じる定在波９により、管６０に導かれた含塵気流中の微粒子のうち、第Ｎ振動板１５と第Ｎ反射板１６との間に生じた定在波９の１以上の各節の近傍を通過する微粒子は、幾分かその節に引き寄せられる。更に、第２超音波発信器１２０による超音波で生じる定在波７により、第２振動板１３と第２反射板１４との間に生じた定在波７の１以上の各節の近傍を通過する微粒子は、幾分かその節に引き寄せられる。また更に、第１振動板１１と第１反射板１２との間に生じた定在波５の１以上の各節の近傍を通過する微粒子は、幾分かその節に引き寄せられる。このため、図１に示すように節８ａ及び節６ａに対応した下流の位置に配置された正電極３１の付近を通過して正電極３１によって帯電させられる微粒子の数、及び、節８ｂ及び節６ｂに対応した下流の位置に配置された負電極３２の付近を通過して負電極３２によって帯電させられる微粒子の数は、定在波５、定在波７及び定在波９が生じない場合と比べて増加し得る。集塵装置１０では超音波によりＮ段の定在波を発生させるため、含塵気流中の微粒子の凝集の度合いが、定在波が生じない場合より高い。微粒子が凝集されると、個々の微粒子が結合して粒径の大きな微粒子に変化する。このため、フィルタ４０として、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）或いは高性能フィルタより粒子捕集率の低い中性能フィルタを用いて、効率的に捕集を行うことができる。なお、フィルタ４０として、ＨＥＰＡフィルタ、高性能フィルタを用いることも可能である。
【００２３】
集塵装置１０では、各共鳴体１１３、１２３、１９３が超音波により生じる定在波の節の位置でそれぞれ管壁６０ｂに接続して固定されている。このため、１つの共鳴体の振動が隣の共鳴体に伝播されにくく、各振動子（超音波振動子）による振動が各共鳴体及び管壁を介して相互に干渉することが抑制されている。なお、各共鳴体１１３、１２３、１９３が超音波により生じる定在波の節以外の位置（例えば共鳴体の先端の腹の位置）でそれぞれ管壁６０ｂに接続して固定されていると仮定したならば、次の問題が生じ得る。即ち、この仮定の場合には、各共鳴体の振動は管壁６０ｂを流路の流れ方向（図１の左右方向）に伝播し、共鳴体間で干渉が生じ、また振動により管壁６０ｂから共鳴体が剥離する可能性が高まる。
【００２４】
集塵装置１０では、含塵気流の流路において超音波の定在波を複数生成させて微粒子を帯電し易いように誘導すべく複数の振動部分（振動板、共鳴体等）を有するが、共鳴体間で管壁を介して振動の相互干渉が生じにくい。また、これにより、例えば各共鳴体及び各振動子等の相対的な配置（管壁への固定位置）を自由に定め得る。
【００２５】
（実施の形態２）
以下、実施の形態１に係る集塵装置１０における各共鳴体（共鳴体１１３、１２３等）と振動板（第１振動板１１、第２振動板１３等）との関係を一部変形した実施の形態について説明する。本実施の形態に係る集塵装置１０において、実施の形態１と同様の構成要素については同じ符号を用いて説明する（図１参照）。実施の形態１では、各共鳴体の先端（図２の上方側）に振動板が接続されていたが、本実施の形態では、各共鳴体の先端部分自体が機能的に振動板として機能する。本実施の形態に係る集塵装置は、この他の点においては、実施の形態１と同様である。
【００２６】
図３は、実施の形態２に係る集塵装置１０における振動子１１１、１２１に連結された共鳴体１１３、１２３と管壁６０ｂとの接続態様の一例を示す図である。
【００２７】
第１超音波発信器１１０の振動子（超音波振動子）１１１と接続された共鳴体（増幅ホーン）１１３は、振動子１１１側とは反対の一端部が第１振動板１１として機能する。なお、第１振動板１１が、管６０の中の含塵気流の流路の少なくとも一部を挟むように第１反射板１２（例えば管壁６０ａの一部）と対向する面を有する部材である点は、実施の形態１と変わらない。本実施の形態でも共鳴体１１３は、振動子１１１から伝達される超音波で共鳴体１１３の中に生じる定在波の節と腹のうち１つの節の位置で管壁６ｂに接続（固定）されている（図３参照）。一例としては、共鳴体１１３は、第１振動板１１としての一端部の先端（図３の上方側）から回転体の中心軸方向に超音波の１／４波長分の長さＬの位置で、管壁６ｂに接続されている。同様に、第２超音波発信器１２０の振動子（超音波振動子）１２１と接続された共鳴体（増幅ホーン）１２３は、振動子１２１側とは反対の一端部が第２振動板１３として機能する。なお、第２振動板１３が、管６０の中の含塵気流の流路の少なくとも一部を挟むように第２反射板１４（例えば管壁６０ａの一部）と対向する面を有する部材である点は、実施の形態１と変わらない。本実施の形態でも共鳴体１２３は、振動子１２１から伝達される超音波で共鳴体１２３の中に生じる定在波の節と腹のうち１つの節の位置で管壁６ｂに接続（固定）されている（図３参照）。一例としては、共鳴体１２３は、第２振動板１３としての一端部の先端（図３の上方側）から回転体の中心軸方向に超音波の１／４波長分の長さＬの位置で、管壁６ｂに接続されている。なお、共鳴体１９３についても、同様にその先端の一端部が第Ｎ振動板１５として機能する。
【００２８】
共鳴体１１３、１２３、１９３の一部としての第１振動板１１、第２振動板１３及び第Ｎ振動板１５は、実施の形態１と同様に、第１超音波発信器１１０、第２超音波発信器１２０及び第Ｎ超音波発信器１９０により超音波の振動を生じる。この結果として、図１に示すような定在波５、７、９を生じ得る。従って、本実施の形態に係る集塵装置１０においても、実施の形態１と同様に、１つの共鳴体の振動が隣の共鳴体に伝播されにくく、各振動子（超音波振動子）による振動が各共鳴体及び管壁を介して相互に干渉することが抑制される効果が得られる。
【００２９】
（他の実施の形態等）
以上、実施の形態１、２により集塵装置１０について説明したが、上述した実施の形態は一例にすぎず、各種の変更、付加、省略等が可能であることは言う迄もない。
【００３０】
上述の実施の形態では、微粒子を帯電させるための正電極３１及び負電極３２を、含塵気流の流路において超音波の振動で定在波が生じる部分より下流に配置する例を示した。しかし、微粒子を帯電させるための正電極３１及び負電極３２を、定在波の各節が生じる部分の上流側の直近部分に配置してもよい。
【００３１】
また、上述の実施の形態で示した管６０は、管壁の一部に空隙等を有していてもよい。また、集塵装置１０は、空気中の微粒子を凝集する機能を有すればよく、必ずしも管６０、フィルタ４０及び気流形成部５０を有さなくてもよい。例えば管６０及び気流形成部５０を含まないように変形した集塵装置１０でも、微粒子を帯電させるための正電極３１及び負電極３２の少なくとも一方を、定在波の節が生じる部分の近傍に配置することで、微粒子の凝集効率が高まり得る。
【００３２】
また、上述の実施の形態では、含塵気流の流路である管６０の管壁の、流れの方向において相互に異なる位置（上流の位置と下流の位置）に、２以上の共鳴体（共鳴体１１３、１２３等）を配置（固定）する例を示した。この他、含塵気流の流路である管６０の管壁の、流れの方向における同一位置に、並列して２以上の共鳴体（超音波振動子の振動を導いて流路内に定在波を生じるように機能する共鳴体）を配置（固定）してもよい。この場合であっても、図２或いは図３に例示するように、その各共鳴体は、振動子から伝達される超音波でその共鳴体中に生じる定在波の節と腹のうち１つの節の位置で管壁に接続（固定）される。これにより、共鳴体の振動の管壁への伝播、及び、共鳴体間の振動の相互干渉が、防止され得る。
【００３３】
また、上述した実施の形態で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明の範囲に含まれる。
【００３４】
なお、本発明の包括的又は具体的な各種態様には、装置、システム、方法等の１つ又は複数の組み合わせが含まれる。
【００３５】
以下、本発明の一態様に係る集塵装置についての構成、変形態様、効果等について示す。
【００３６】
（１）本発明の一態様に係る集塵装置は、微粒子を含む空気における微粒子を凝集する集塵装置１０であって、空気の流路となる管６０と、第１反射板１２と、第１反射板１２と対向する、管６０の内の第１振動板１１と、第１振動板１１と接続されている又は第１振動板１１を一端に含んでいる第１共鳴体（共鳴体１１３）と、第１共鳴体における、第１振動板１１から離れた一端と接続されており、管６０の内で第１振動板１１と第１反射板１２との間に定在波を発生させるように超音波により、第１共鳴体を介して第１振動板１１を振動させる、管６０の外の第１超音波発信器１１０とを備え、第１共鳴体は、管６０の管壁６０ｂを貫通し、第１超音波発信器１１０による超音波で第１共鳴体中に生じる定在波の１つの節の位置で管壁６０ｂに接続する。なお、節の位置は、腹の位置とは区別されるが、例えば、ある程度の範囲（例えば節の中心点から、腹の中心点までの長さの２０％程度以下の範囲等）を含み得る。
【００３７】
これにより、第１共鳴体の振動が管壁に伝播することが抑制され得るため、その管壁に他の共鳴体（超音波振動を管内に伝達するための共鳴体）が接続される場合においては共鳴体間で管壁を介して振動が干渉することが防止され得る。即ち、微粒子を電極の付近に流れ易くすべく含塵気流の流路に定在波を発生させる振動板或いは超音波振動子の振動の、振動板を接続（固定）して流路を形成する管壁への伝播（第１共鳴体を介した伝播）が抑制され得る。また、例えば、管壁と第１共鳴体との接続部分の剥離等が防止され得る。
【００３８】
（２）例えば、第１共鳴体（共鳴体１１３）における、第１超音波発信器１１０が接続された一端と、第１反射板１２側の一端との間の距離は、前記第１超音波発信器が発する超音波の波長の１／２の整数倍であり、第１共鳴体は、第１共鳴体における第１反射板１２側の一端から、第１超音波発信器１１０が発する超音波の波長の１／４の位置で、管壁６０ｂに接続することとしてもよい。
【００３９】
これにより、第１共鳴体の振動が管壁に伝播することが抑制され、管６０内への第１共鳴体の突出の度合いが小さいので、管６０内を広く含塵気流の流路として利用でき、より広い範囲を第１振動板１１と第２反射板とで挟むことが可能となり得る。このため、管６０を流れる含塵気流における、比較的広い範囲の微粒子を、放電電極付近の位置等へと誘導可能となり得る。
【００４０】
（３）例えば、管６０の管壁６０ｂの厚みは、第１超音波発信器１１０が発する超音波の波長の１／１０以下であることとしてもよい。
【００４１】
この超音波の波長の、１／１０以下の厚みの管壁に第１共鳴体を接続することは、実験等により有用であった。
【００４２】
（４）例えば、集塵装置１０は更に、第２反射板１４と、第２反射板１４と対向する、管６０の内の第２振動板１３と、第２振動板１３と接続されている又は第２振動板１３を一端に含んでいる第２共鳴体（共鳴体１２３）と、第２共鳴体における、第２振動板１３から離れた一端と接続されており、管６０の内で第２振動板１３と第２反射板１４との間に定在波を発生させるように超音波により、第２共鳴体を介して第２振動板１３を振動させる、管６０の外の第２超音波発信器１２０とを備え、第２共鳴体は、管壁６０ｂを貫通し、第２超音波発信器１２０による超音波で第２共鳴体中に生じる定在波の１つの節の位置で管壁６０ｂに接続することとしてもよい。
【００４３】
これにより、管６０の内に、第１振動板１１及び第１反射板１２で形成される定在波５に加えて第２振動板１３及び第２反射板１４で形成される定在波７が生じる。このため、管６０を流れる含塵気流中の微粒子の移動経路を放電電極付近の位置等へと、より強く誘導し得るようになり得る。この場合においても、第１振動板１１と第２振動板１３との振動は管壁６０ｂを伝播しにくくなり、流路内に複数段の定在波を形成するための各振動板の振動が相互に干渉することが抑制され得る。
【符号の説明】
【００４４】
５、７  定在波
１０  集塵装置
１１  第１振動板
１２  第１反射板
１３  第２振動板
１４  第２反射板
６０  管
６０ｂ  管壁
１１０  第１超音波発信器
１１３  共鳴体（第１共鳴体）
１２０  第２超音波発信器
１２３  共鳴体（第２共鳴体）
【図１】
2017140588.tif 000003
【図２】
2017140588.tif 000004
【図３】
2017140588.tif 000005