JP2019130470A - 水噴霧遠心集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低い通気抵抗と高い集塵性能を有し、送水ポンプを別途必要としない集塵装置を提供する。【解決手段】外筒１２の内側で水吸上げ体１９と集塵体２０とを一体にして形成した回転水吸上げ集塵体１１と、回転水吸上げ集塵体１１を回転させるモーター１０を備えた集塵装置であって、水吸上げ体１９は、内周面が逆円錐状を有し水を吸い上げる給水筒１８と、給水筒１８の上端部において遠心方向に水を散布する上端噴霧スリット２６とを有し、集塵体２０は、給水筒１８の外周に同心にして配置した複数の円筒体と、給水筒１８と円筒体の間および複数の円筒体間において給水筒１８の軸方向に沿って延設した仕切り板を複数有し、集塵体２０を上端噴霧スリット２６よりも気流の下流側に配置した。【選択図】図３

Description

本発明は、水滴を噴霧して空気中の粉塵を取り除く集塵装置に関するものである。

水滴を噴霧して空気中の粉塵を除去する装置として、特許文献１記載の第１図に示すような集塵装置が知られている。以下、その集塵装置について説明する。

図１３に示すように集塵装置１０１は横からの空気流入口１０３を有する外筒１０２、円筒状の骨組み１０６の側面に巻かれた金網１０５を有し、回転軸１０７を軸にして気流で自転する金網ローター１０４、金網ローター１０４の上から水をかけ流す散水口１０９、散水口１０９に水を送り込む散水槽１０８、散水槽１０８に水を送る給水管１１０と循環ポンプ１１１、図には記載していないが垂れ落ちる水を受け、循環ポンプ１１１で金網ローターの上に送られる水を貯めるための貯水槽で構成される。また、図には記載していないが空気流入口１０３の上流側には空気を送り込むための送風機が接続されている。

空気は空気流入口１０３から流入し、金網１０５の網目を通過して金網ローター１０４の下部へと抜けていく。その過程で金網ローター１０４は空気流入口１０３から流入する空気の力によって自転し、循環ポンプ１１１によって貯水槽から送られる水は給水管１１０を通じて金網ローター１０４の上にかけ流され、かけ流された水は散水槽１０８を通じて散水口１０９から遠心方向へと散布され、外筒１０２の内壁へと衝突する。その過程で水は水滴となり、空気中の粉塵と衝突して粉塵を捕集する。

粉塵を捕集した水滴は外筒１０２の内壁や金網１０５の表面に付着し、水の塊になって重力で下へと垂れ落ちる。垂れ落ちた水は金網ローター１０４の下部に設けられた貯水槽に流れ落ち、循環ポンプ１１１によって再度、金網ローター１０４の上にかけ流されて粉塵を捕集するための水滴となる。かけ流された水は粉塵の捕集と同時に金網１０５の洗浄の役割も兼ねており、金網１０５の網目に付着した粉塵を洗い流すと同時に金網ローター１０４の自転によって遠心方向へと吹き飛ばされる。そのため金網１０５の網目は常に開いた状態を維持し、空気は常に金網１０５の網目を通過することができる。

特開昭６０−２１２２０５号公報（第１図）

従来の集塵装置は、水滴が通風領域に均一に満遍なく散布されない構造であり、水滴と接触せずに通過してしまう空気が多く存在する。また、水滴の生成と散布を通風による金網ローターの自転に頼っているため、集塵に必要な高速運動をする水滴を十分量供給できない。また、金網の目が粗いと濾過の作用が十分働かず高い集塵性能が得られないが、集塵性能を上げるために金網の目を細かくするとる通気抵抗が上がって空気が通りにくくなってしまう。このように低い通気抵抗と高い集塵性能を両立できない。

また、水を金網ローターの上へかけ流すために送水ポンプが別途必要であり、高価な機械と動力エネルギーが必要である。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、送水ポンプをなくし、低い通気抵抗で、高い集塵性能を有する集塵装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、外筒と、前記外筒の内側で水吸上げ体と集塵体とを一体にして形成した回転水吸上げ集塵体と、前記回転水吸上げ集塵体を回転させるモーターを備えた集塵装置であって、前記水吸上げ体は、少なくとも内周面が逆円錐状を有し水を吸い上げる給水筒と、前記給水筒の上端部において遠心方向に水を散布する上端噴霧スリットとを有し、前記集塵体は、前記給水筒の外周に同心にして配置した複数の円筒体と、前記給水筒と前記円筒体の間および前記複数の円筒体間において前記給水筒の軸方向に沿って延設した仕切り板を複数有し、前記集塵体を上端噴霧スリットよりも気流の下流側に配置した集塵装置であり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、低い通気抵抗で高い集塵性能を有する集塵装置を提供することができる。また、水のかけ流しに必要だった送風ポンプをなくすことができる。

本開示の実施の形態１の集塵装置の側面断面図 実施の形態１の集塵装置の斜視断面図 実施の形態１の集塵部の斜視断面図 実施の形態１の集塵部の側面断面図 実施の形態１の軸接続体と最外周部の円筒体を省略した回転水吸上げ集塵体の斜視図 実施の形態１の軸接続体を省略した回転水吸上げ集塵体の斜視断面図 実施の形態１の軸接続体を省略した回転水吸上げ集塵体の上面図 実施の形態１の回転水吸上げ集塵体の下面図 実施の形態１の外筒の斜視断面図 実施の形態１の軸接続体の斜視図 実施の形態１の外筒集塵体支持体の斜視図 実施の形態１の軸受けの斜視図 従来の集塵装置の斜視断面図

本発明の請求項１に係る形態の集塵装置は、外筒と、前記外筒の内側で水吸上げ体と集塵体とを一体にして形成した回転水吸上げ集塵体と、前記回転水吸上げ集塵体を回転させるモーターを備えた集塵装置であって、前記水吸上げ体は、少なくとも内周面が逆円錐状を有し水を吸い上げる給水筒と、前記給水筒の上端部において遠心方向に水を散布する上端噴霧スリットとを有し、前記集塵体は、前記給水筒の外周に同心にして配置した複数の円筒体と、前記給水筒と前記円筒体の間および前記複数の円筒体間において前記給水筒の軸方向に沿って延設した仕切り板を複数有し、前記集塵体を上端噴霧スリットよりも気流の下流側に配置したものである。

これにより、回転水吸上げ集塵体が回転することで、遠心方向に水滴が散布噴霧され、空気中の粉塵と衝突して集塵した水滴を、気流の下流側で遠心分離作用を有する集塵体に通して取り除くことができる。すなわち集塵に必要な水の吸上げ噴霧、集塵、水滴の捕集をひとつの回転運動で実現することができ、細かい目で空気中の粉塵を濾し取る濾過よりも低い通気抵抗で高い集塵効率を得ることができる。

さらには、回転水吸上げ集塵体は遠心力で水滴を捕集する過程で水滴によって洗浄される。すなわち常に洗浄された状態で集塵することができる。

特に、円筒体を複数備えたので、水滴が集塵体に捕集されるために必要な移動距離を小さくすることができ、集塵した水滴を高い率で捕集することができる。

また、請求項２に係る形態の集塵装置は、前記仕切り板を前記給水筒の側面に螺旋状に形成したものであって、前記仕切り板は前記円筒体内の気流の上流側を下流側に対して該円筒の回転方向の先頭側へひねるようにしているものである。

これにより、回転によって空気を下流側に押し出し、通気抵抗を下げることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１および図２に示すように、本実施の形態の集塵装置１は、天面に空気流入口２を側面に送風機接続口３を備えた外側ケース４を備えている。外側ケース４には、集塵部５が内蔵されている。外側ケース４は、内部を上下隔壁６によって空気流入口２側のケース上部７と送風機接続口３側のケース下部８に区切られている。上下隔壁６の中央部において、集塵部５がケース上部７とケース下部８を連通させている。

そして、空気の流れの上流側から順に空気流入口２、集塵部５、送風機接続口３へと空気を流すことができる構造となっている。例えば、図には示していないが、送風機接続口３の下流側には送風機が接続されており、空気流入口２から入って集塵部５の上から下へ、そして送風機接続口３から出る方向に空気が流れるようにしている。

次に集塵部５の構造について説明する。

図３および図４に示すように集塵部５は、上部にモーター支持台９に固定されたモーター１０を有し、下部に回転水吸上げ集塵体１１と回転水吸上げ集塵体１１を囲む外筒１２と、回転水吸上げ集塵体１１の下端に貯水１３を有している。

モーター１０は、回転軸を下に向けて軸接続体１４と連結している。具体的には軸接続体１４の軸差込口１５にモーター１０の軸を差し込んで連結している。これにより、回転水吸上げ集塵体１１はモーター１０の力を受けて回転することができる。また、モーター１０本体と外筒１２の上端面との間に間隔を設けて、空気流入孔１６を形成している。外筒の下端は空気流出孔１７となっている。

次に回転水吸上げ集塵体１１の構造について説明する。

図５（理解を容易にするために軸接続体１４および最外周部の円筒体２７の図示を省略）、図６（軸接続体１４の図示を省略）、図７（軸接続体１４の図示を省略）および図８に示すように、回転水吸上げ集塵体１１は、中心部分に当たる水吸上げ体１９と水吸上げ体１９の外周に配置した集塵体２０とを一体にして形成したものである。

図３に示すように、水吸上げ体１９は、少なくとも内周面（以下内側面を傾斜内壁２３と呼ぶ）が逆円錐状を有し水を吸い上げる給水筒１８と、給水筒１８の上端部において遠心方向に水を散布する上端噴霧スリット２６とを有している。

給水筒１８は、回転することで傾斜内壁２３に働く遠心力の作用で水を上方に吸い上げるものである。なお、給水筒１８の外側面は円錐状でなくてよい。

図９に示す軸接続体１４は、軸差込口１５とスリット上つば２５を有している。給水筒１８の上部で合体するときに、スリット下つば２１とスリット上つば２５とを合わせて固定することで、回転水吸上げ集塵体１１に、スリット生成突起２２の高さ分の隙間を有した上端噴霧スリット２６を形成することができる。

集塵体２０は、径の異なる５個の円筒体２７を給水筒１８の外側面から遠心方向に配置している。給水筒１８と円筒体２７、または複数の円筒体２７同士をつなぐ１２個の仕切り板２８が給水筒１８の外周から最外周の円筒体２７まで延設され一体化した構造となっている。これにより水吸上げ体１９と集塵体２０を一体化している。

さらに詳しく説明すると、モーター１０の下かつ上から見て中央の部分に給水筒１８を、給水筒１８の外周に、給水筒１８と上から見た中心軸が同じで径の異なる５個の円筒体２７を配置し、円筒体２７同士を給水筒１８の外側面から遠心方向に延びる１２個の仕切り板２８でつなぐ形状をしている。

給水筒１８の外周の空間は、円筒体２７によって遠心方向が均等に仕切られている。本実施の形態においてモーター１０は上から見て反時計回りに回転するが、仕切り板２８は下流側、すなわち空気流入孔１６の側を空気流出孔１７の側に対して、回転方向先頭側にひねったような螺旋形状を有している。

図１０に示す外筒１２は円筒形状をしており、空気流入孔１６と中心軸を合わせるようにして上下隔壁６の下側から接合されており、回転水吸上げ集塵体１１の外側面を囲んでいる。回転水吸上げ集塵体１１の外側面との隙間を空気が通らないように外筒１２の内側面には封止リング２９が設けられている。

外筒１２の下には図１１に示す外筒集塵体支持体３０が接合されており、回転水吸上げ集塵体１１と外筒１２とは図１２に示す軸受け３１を通じて位置決めされながらつながっている。軸受け３１は内部にボールベアリングを有しており、内側面と外側面とが軸を中心に自由に回転する。そのため回転水吸上げ集塵体１１は固定された外筒１２に対してモーター１０の軸を中心に円滑に回転することができる。

外側ケース４の底には貯水１３が貯められており、図２および図５に示すように給水筒１８の下部先端が貯水１３に浸かっている。

上記構成において、モーター１０を動作させて回転水吸上げ集塵体１１を回転させると、図３および図４に示すように、給水筒１８の傾斜内壁２３を駆け上がって上へと向かう（図３、実線Ｂで示す）。また、図６に示すように、傾斜内壁２３には内壁突起３２が設けられているので、水の駆け上がりが促進される。上へと駆け上がった水は、最終的に給水筒１８の最上部に達し、図６に示す軸接続体１４のスリット上つば２５によって水平方向へと向きを変えて上端噴霧スリット２６から水平３６０度にわたって遠心方向に放射状に均一に散布される。

水は、図３に示すように、回転による遠心力でスリット下つば２１およびスリット上つば２５の縁から引きちぎられるので、水滴３３になって上端噴霧スリット２６から水平方向に放射状に飛散させることができる。水平方向に飛散させた水滴３３は上から下へと鉛直に流れる空気（図５、破線Ａで示す）に対し横方向から衝突し、空気中の粉塵と結合する。すなわち粉塵と結合することで水滴３３に粉塵を捕集させることができる。

粉塵を捕集した水滴３３は、上から下への空気の流れに乗って、回転水吸上げ集塵体１１の有する、円筒体２７と仕切り板２８とで仕切られた空間へと入っていく（図４、破線Ａで示す）。仕切り板２８は前述のとおり螺旋形状を有し、回転方向に空気を押すため、空間は空気ごと回転する。そのため空気中の水滴または粉塵は遠心力を受けて移動し、主に円筒体２７の壁面に付着する。回転する空間は円筒体２７によって遠心方向に細かく仕切られているため、水滴または粉塵は小さい移動距離で円筒体２７の壁面に付着し、捕集される。

円筒体２７および仕切り板２８に付着した水滴３３は水の塊になって表面を濡らし、表面を伝って空気流出孔１７から真下の貯水へと落下する。そのため円筒体２７および仕切り板２８は常に洗浄された常態となり、集塵しながら洗浄されてきれいな状態を保つ。

空気流出孔１７を通過した空気は清浄な空気として送風機接続口３から集塵装置１の外へと供給される。また、落下して貯水１３へと戻った水は、再度、給水筒１８の下部先端から傾斜内壁２３を駆け上がって上端噴霧スリット２６から水滴３３として噴霧され、空気中の粉塵を捕集することを繰り返す。

本実施の形態では水滴および水滴で捕集し切れなかった粉塵を、目の細かい網目に通して濾過するのでなく、遠心方向に仕切られた空間へ導入して遠心力で捕集する。また、仕切り板は上流側から下流側へと空気を押せるように螺旋状に設けられている。そのため、低い通気抵抗で高い集塵性能を有する。

本発明にかかる集塵装置は送水ポンプを省くと同時に低い通気抵抗で高い集塵性能を有する。また、集塵しながら常に洗浄されるため高い集塵性能を常に維持できる。そのため室内の空気を循環する、もしくは室外の空気を室内に入れる際に空気を浄化する装置として有用である。

１ 集塵装置
２ 空気流入口
３ 送風機接続口
４ 外側ケース
５ 集塵部
６ 上下隔壁
７ ケース上部
８ ケース下部
９ モーター支持台
１０ モーター
１１ 回転水吸上げ集塵体
１２ 外筒
１３ 貯水
１４ 軸接続体
１５ 軸差込口
１６ 空気流入孔
１７ 空気流出孔
１８ 給水筒
１９ 水吸上げ体
２０ 集塵体
２１ スリット下つば
２２ スリット生成突起
２３ 傾斜内壁
２５ スリット上つば
２６ 上端噴霧スリット
２７ 円筒体
２８ 仕切り板
２９ 封止リング
３０ 外筒集塵体支持体
３１ 軸受け
３２ 内壁突起
３３ 水滴

Claims (2)

1. 外筒と、前記外筒の内側で水吸上げ体と集塵体とを一体にして形成した回転水吸上げ集塵体と、前記回転水吸上げ集塵体を回転させるモーターを備えた集塵装置であって、
   前記水吸上げ体は、
   少なくとも内周面が逆円錐状を有し水を吸い上げる給水筒と、
   前記給水筒の上端部において遠心方向に水を散布する上端噴霧スリットとを有し、
   前記集塵体は、
   前記給水筒の外周に同心にして配置した複数の円筒体と、
   前記給水筒と前記円筒体の間および前記複数の円筒体間において前記給水筒の軸方向に沿って延設した仕切り板を複数有し、
   前記集塵体を上端噴霧スリットよりも気流の下流側に配置した集塵装置。
2. 前記仕切り板を前記給水筒の側面に螺旋状に形成したものであって、前記仕切り板は前記円筒体内の気流の上流側を下流側に対して該円筒の回転方向の先頭側へひねるようにしているようにしている請求項１記載の集塵装置。