特開 2022-40663 浮遊微小物除去方法および浮遊微小物除去装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022040663

(43)【公開日】2022-03-11

(54)【発明の名称】浮遊微小物除去方法および浮遊微小物除去装置

(51)【国際特許分類】

   B03C 3/45 20060101AFI20220304BHJP

   B03C 3/40 20060101ALI20220304BHJP

   B03C 3/74 20060101ALI20220304BHJP

   B03C 3/10 20060101ALI20220304BHJP

【ＦＩ】

B03C3/45 Z

B03C3/40 A

B03C3/74 A

B03C3/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020145471

(22)【出願日】2020-08-31

(71)【出願人】

【識別番号】391038475

【氏名又は名称】株式会社ＴＲＩＮＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100079832

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 誠

(72)【発明者】

【氏名】高柳 真

【テーマコード（参考）】

4D054

【Ｆターム（参考）】

4D054AA11

4D054BA02

4D054BC09

4D054BC28

4D054BC31

4D054DA04

4D054DA11

4D054EA07

(57)【要約】

【課題】 高効率、省エネルギー、省資源の浮遊微小物除去方法および浮遊微小物除去装置を提供する。
【解決手段】 浮遊微小物除去装置（１０００）は、イオン放射手段（１０１０）によって、浄化対象空間（Ｓ）内の浮遊微小物（Ｄ）を空気イオン（ＡＩ）で帯電し、空気イオンと逆極性の電界を発生する線状電極（１０２０）によって、浮遊微小物を捕捉しかつ表面（１０２０Ｓ）に付着させ、線状電極の表面に接する掻き落とし位置（Ｐ）に掻き落とし手段（１０３０、１０３５、２１１０、２１２０、２０５０、２０５５）を配置し、移動手段（２０１０）によって、線状電極の表面各部を、掻き落とし位置まで順次移動するとともに、掻き落とし手段との摺接によって前記浮遊微小物を掻き落とし、回収手段によって、掻き落とされた前記浮遊微小物を回収する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気中に浮遊微小物を含む浄化対象空間に、片極性の空気イオンを放射するイオン放射手段と、
前記空気中に配置され、前記空気イオンと逆極性の電圧が印加されて電界を発生し、前記電界によって前記浮遊微小物を吸引し、表面で捕捉して、表面に付着させる線状電極と、
前記線状電極の表面に接する掻き落とし位置に配置された掻き落とし手段と、
前記浮遊微小物が付着した前記線状電極の表面各部を、掻き落とし位置まで順次移動するとともに、掻き落とし手段との摺接によって前記浮遊微小物を掻き落とす移動手段と、
前記掻き落とされた前記浮遊微小物を回収する回収手段と、
を備えた浮遊微小物除去装置であって、
前記線状電極の前記浄化対象空間に開放された部分（浮遊微小物吸着部）の配置と、前記掻き落とし手段、前記移動手段および回収手段の配置とを、独立に最適化したことを特徴とする浮遊微小物除去装置。

【請求項2】

前記掻き落とし手段、前記移動手段および回収手段は、浮遊微小物吸着部よりも低位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の浮遊微小物除去装置。

【請求項3】

移動手段は、
前記線状電極を線長方向に駆動する駆動部と、
前記駆動部の上方に配置され、前記線状電極を浄化対象空間から駆動部に向かって下方に導き、かつ前記駆動部から上方の浄化対象空間に導く誘導部と、
前記駆動部と前記誘導部とを上下に連通しつつ、内部空間に前記線状電極が張られた支柱と、
を備え、前記回収手段は前記駆動部内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の浮遊微小物除去装置。

【請求項4】

前記掻き落とし手段は、アースから絶縁されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載の浮遊微小物除去装置。

【請求項5】

前記回収手段は受け皿であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の浮遊微小物除去装置。

【請求項6】

線状電極に高電圧を給電する給電手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の浮遊微小物除去装置。

【請求項7】

前記線状電極は、複数のプーリによって導かれ、移動するように前記プーリに巻き掛けられ、かつ回転駆動される駆動プーリに巻き掛けられ、前記駆動プーリは、前記線状電極に張力を与えるように付勢されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の浮遊微小物除去装置。

【請求項8】

前記線状電極に付着した浮遊微小物を前記線状電極上で滅菌する滅菌器と、前記掻き落とし手段によって前記受け皿上に掻き落とされた浮遊微小物を滅菌する滅菌器との、いずれか一方または両方を、さらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の浮遊微小物除去装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、浮遊微小物の除去、特に空間に浮遊する微小物の空気イオンを用いた除去に関する。

【背景技術】

【0002】

塵埃等の浮遊微小物は生産工程等の障害となるため、その捕捉、除去が必須であり、従来、空気清浄機等による捕捉、除去が行われていた。
空気清浄機は、浮遊微小物を含む浄化対象空間の空気を吸い込み、フィルターまたは静電濾過器で浮遊微小物を濾過し、空気を浄化するものであるが、濾過・浄化された空気は元の空間に戻されるため、再び汚れた空気と混ざり合う。このため、浄化対象空間全体を完全に浄化するためには、浄化対象空間容積の何倍もの空気を濾過しなければならず、２時間から５時間という長時間を要するとともに、多大の電力を消費するという問題があり、フィルター掃除、交換等のメンテナンスも煩雑であった。また、空気清浄機は、通常、ファンにより空気を吸い込み、処理後、吹き出すが、その際、床や机上に鎮まっていた塵埃等を舞い上がらせ空気の汚染度を高める可能性がある。
他の形態の浮遊微小物除去装置として、被覆電線に高電圧を印加して、静電引力で浮遊微小物を吸引し、被覆に塗布した粘着剤により捕捉するものもあるが、粘着剤という消耗材を要するばかりでなく、微小物を吸着し、汚染した電線を回収し、リサイクルする手間と費用を要するという問題があった。
また特許文献１の集塵ベッセルは、集塵部に、孔壁面に粘着剤が塗布されたハニカム多孔集合体が使用されており、ハニカム多孔集合体は交換、リサイクル等の費用を要する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－２６５９１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記従来の問題点を解消すべく創案されたもので、高効率、省エネルギー、省資源の浮遊微小物除去方法および浮遊微小物除去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】

本発明に係る浮遊微小物除去装置は、空気中に浮遊微小物を含む浄化対象空間に、片極性の空気イオンを放射するイオン放射手段と、前記空気中に配置され、前記空気イオンと逆極性の電圧が印加されて電界を発生し、前記電界によって前記浮遊微小物を吸引し、表面で捕捉して、表面に付着させる線状電極と、前記線状電極の表面に接する掻き落とし位置に配置された掻き落とし手段と、前記浮遊微小物が付着した前記線状電極の表面各部を、掻き落とし位置まで順次移動するとともに、掻き落とし手段との摺接によって前記浮遊微小物を掻き落とす移動手段と、前記掻き落とされた前記浮遊微小物を回収する回収手段と、を備えた浮遊微小物除去装置であって、
前記線状電極の前記浄化対象空間に開放された部分（浮遊微小物吸着部）の配置と、前記掻き落とし手段、前記移動手段および回収手段の配置とを、独立に最適化したものである。

【発明の効果】

【0006】

本発明に係る浮遊微小物除去装置は、イオン放射手段によって、浮遊微小物（ウイルスを含む）を空気イオンで帯電し、空気イオンと逆極性の電界を発生しつつ浄化対象空間に開放された線状電極の部分（浮遊微小物吸着部）によって、浮遊微小物を捕捉しかつ表面に付着させ、線状電極の表面に接する掻き落とし位置に掻き落とし手段を配置し、移動手段によって、線状電極の表面各部を、掻き落とし位置まで順次移動するとともに、掻き落とし手段との摺接によって前記浮遊微小物を掻き落とし、回収手段によって、掻き落とされた前記浮遊微小物を回収するので、高効率、省エネルギーの浮遊微小物除去が可能であり、かつ、従来のようにフィルターを用いないため、そのメンテナンスも不要である。
そして本発明は、舞い上がった浮遊微小物が多く存在する浄化対象空間上部に浮遊微小物吸着部を配置し、線状電極の移動手段をメンテナンスが容易な浄化対象空間下部に配置する等浮遊微小物吸着部、移動手段、回収手段を独立に最適配置することによって、浮遊微小物の集塵効率と、移動手段による浮遊微小物の回収作業効率との両者を改善し得る。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明に係る浮遊微小物除去方法のー実施例を示す斜視図である。

【図2】本発明に係る浮遊微小物除去装置の実施例１を示す平面図である。

【図3】図２の浮遊微小物除去装置のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視線に沿う断面図である。

【図4】図３における微小物回収機を示す平面図である。

【図5】図４の微小物回収機のＶ－Ｖ矢視線に沿う断面図である。

【図6】図５の微小物回収機のＶＩ－ＶＩ矢視線に沿う断面図である。

【図7】図２の受け皿を示す縦断面図である。

【図8】図２の滅菌器を示す縦断面図である。

【図9】図７の受け皿に付加された紫外線ランプを示す端面図である。

【図10】本発明に係る浮遊微小物除去装置の実施例２における微小物回収機を示す平面図である。

【図11】図１０の微小物回収機のＸＩ－ＸＩ矢視線に沿う断面図である。

【図12】図１１の微小物回収機のＸＩＩ－ＸＩＩ矢視線に沿う断面図である。

【図13】本発明に係る浮遊微小物除去装置の実施例３を示す平面図である。

【図14】本発明に係る浮遊微小物除去装置の実施例３を示す正面図である。

【図15】図１４のＸＶ－ＸＶ矢視線に沿う断面図である。

【図16】図１５のＸＶＩ－ＸＶＩ矢視線に沿う断面図である。

【図17】図１４のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ矢視線に沿う断面図である。

【図18】図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ矢視線に沿う断面図である。

【図19】図１４のＸＩＸ－ＸＩＸ矢視線に沿う断面図である。

【図20】図１９のＸＸ－ＸＸ矢視線に沿う断面図である。

【図21】本発明に係る浮遊微小物除去装置の実施例４を示す平面図である。

【図22】本発明に係る浮遊微小物除去装置の実施例４を示す正面図である。

【図23】本発明に係る浮遊微小物除去装置の実施例５を示す平面図である。

【図24】本発明に係る浮遊微小物除去装置の実施例５を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［浮遊微小物除去方法］
次に本発明に係る浮遊微小物除去方法について説明する。

【実施例0009】

図１において、浮遊微小物除去方法は、
（１） 空気中に浮遊微小物Ｄを含む浄化対象空間Ｓに、片極性の空気イオンＡＩを放射して、空気中に浮遊する浮遊微小物Ｄを帯電させ、
（２） 空気中に、空気イオンＡＩと逆極性の電圧を印加した線状電極１０２０を配置し、
（３） 線状電極１０２０の表面１０２０Ｓに接する掻き落とし位置Ｐに掻き落とし手段１０３０、１０３５を配置し、
（４） 線状電極１０２０の電界によって前記浮遊微小物を吸引して、前記線状電極の表面１０２０Ｓで浮遊微小物Ｄを捕捉して、表面１０２０Ｓに付着させ、
（５） 線状電極１０２０の表面に接する掻き落とし位置に掻き落とし手段を配置し、
（６） 浮遊微小物Ｄが付着した線状電極１０２０の表面１０２０Ｓ各部を、掻き落とし位置Ｐまで順次移動するとともに、掻き落とし手段１０３０、１０３５との摺接によって浮遊微小物Ｄを掻き落とし、
（７） 線状電極１０２０から掻き落とされた浮遊微小物Ｄを、回収手段（受け皿）１０４０で回収する。
（８） なお、必要に応じて、線状電極１０２０を滅菌する滅菌器３０００（図２、図３に関連して後述する。）を採用してもよい。

【0010】

図１に示すように、空気中に浮遊微小物Ｄを含む浄化対象空間Ｓに、イオン放射器（イオン放射手段）１０１０が配置されており、イオン放射器１０１０は、イオン放射口１０１２から片極性の空気イオンＡＩを空気中に放射する。イオン放射器１０１０は、コロナ放電等により片極性の空気イオンＡＩを発生し、浄化対象空間Ｓに放射する。これによって浮遊微小物Ｄは、空気イオンＡＩの極性にのみ帯電する。
浄化対象空間Ｓには、イオン放射器１０１０と適正な離間間隔をおいて、丸棒状（断面円形ワイヤ状）の線状電極１０２０が配置され、線状電極１０２０には空気イオンＡＩと逆極性の高電圧が印加されている。これによって、線状電極１０２０は、帯電した浮遊微小物Ｄを吸引し、吸引された浮遊微小物Ｄは線状電極１０２０の表面１０２０Ｓに付着する。空気イオン放射器１０１０、線状電極の電力はわずかであり、高効率、省エネルギーである。また、浮遊微小物Ｄは無風状態で捕捉されるので、鎮まった塵埃が舞上がることもない。
なお、必要に応じて、線状電極１０２０に捕捉されたウイルス等を滅菌する滅菌器３０００（図２、図３に関連して後述する。）を採用してもよい。これによって、浮遊微小物Ｄやウイルス等を滅菌し得る。

【0011】

線状電極１０２０の近傍には、１対のスクレーパ（掻き落とし手段）１０３０、１０３５が配置されている。スクレーパ１０３０、１０３５には、表面１０２０Ｓに円形に沿う半円状奥部１０３０Ｂ、１０３５Ｂが形成されたスリット１０３０Ｓ、１０３５Ｓが形成され、半円状奥部１０３０Ｂ、１０３５Ｂが表面１０２０Ｓの半面ずつに突き当てられ、両者によって、表面１０２０Ｓの全面に摺接し得る。線状電極１０２０は、継続的あるいは間欠的に線長方向に駆動されて線長方向に移動し、スクレーパ１０３０、１０３５は、線状電極１０２０の全長に渡って、表面１０２０Ｓ全面に摺接し、これによって、表面１０２０Ｓに付着した浮遊微小物Ｄは完全に掻き落される。
スクレーパ１０３０、１０３５はアースから絶縁されており、高電圧の線状電極１０２０がアースに導通することが防止されている。

【0012】

スクレーパ１０３０、１０３５の線状電極１０２０に対する摩擦力はわずかであり、線状電極１０２０はわずかな電力で駆動し得る。
スクレーパ１０３０、１０３５の半円状奥部１０３０Ｂ、１０３５Ｂの下方には、上方に開口する回収手段（受け皿）１０４０が配置され、表面１０２０Ｓから掻き落された浮遊微小物ＤＤ（回収後の浮遊微小物をＤＤとする。）は受け皿１０４０内に回収される。
すなわち、線状電極１０２０によって浮遊微小物Ｄを捕捉しているので、線状電極１０２０を線長方向に駆動するだけで浮遊微小物Ｄを受け皿１０４０に回収でき、回収、廃棄処理は容易であり、フィルターを用いないためメンテナンスの手間、費用はわずかである。

【0013】

以上のとおり、本実施例の浮遊微小物除去方法は、高効率、省エネルギー、省資源でメンテナンスが容易である。

【0014】

［浮遊微小物除去装置］
次に本発明に係る浮遊微小物除去装置について説明する。

【実施例0015】

図２、図３において、実施例１の浮遊微小物除去装置１０００は、空気中に浮遊微小物Ｄを含む浄化対象空間Ｓに設置され、片極性の空気イオンＡＩを放射するイオン放射器（イオン放射手段）１０１０と、空気イオンＡＩと逆極性の高電圧が印加されて電界を発生する線状電極１０２０とを備える。
イオン放射器１０１０は、コロナ放電等により、片極性の空気イオンＡＩを発生し、浄化対象空間Ｓに放射する。これによって浮遊微小物Ｄは、空気イオンＡＩの極性にのみ帯電し、線状電極１０２０は、電界によって、浮遊微小物Ｄを吸引しかつ表面１０２０Ｓに付着させる。
なお、線状電極１０２０は、後述する駆動部２０００によって線長方向に駆動されるため、駆動部２０００内に導入されているが、浮遊微小物Ｄを吸引し、表面１０２０Ｓに付着させるのは、主に浄化対象空間Ｓ内に開放された部分であり、この開放部分を、特に、浮遊微小物吸着部１０２０Ａと呼ぶ。

【0016】

浮遊微小物除去装置１０００は、放射状に張り出す複数のアーム１０５０を備え、線状電極１０２０の浮遊微小物吸着部１０２０Ａは、アーム１０５０によって空間的に広げつつ張設されている。図２では、アーム１０５０は４本設けられて十字状に組まれているが、５本、６本、あるいはそれ以上の本数を採用してもよく、空間的に広がる任意の形態を採用し得る。
イオン放射器１０１０は、アーム１０５０によって支持され、線状電極１０２０から略１ｍ離間しつつ、線状電極１０２０に沿って配置されている。図２では、イオン放射器１０１０はひし形に配置されているが、空間的に広がる形状であれば、５角形、６角形、あるいはより多くの角部の多角形を採用できる。

【0017】

イオン放射器１０１０を空間的に広がる形状に配置したことによって、浄化対象空間Ｓ内の広範囲に渡って、浮遊微小物Ｄが帯電し、線状電極１０２０を空間的に広がる形状に配置したことにより、浄化対象空間Ｓ内の広範囲において、帯電した浮遊微小物Ｄを吸引し得る。

【0018】

線状電極１０２０は図１同様の丸棒状であり、いわゆるワイヤ状に形成されている。以下本実施例の線状電極１０２０をワイヤ電極１０２０といいかえる。

【0019】

各アーム１０５０の先端部（浮遊微小物除去装置１０００の外周端部）にはプーリ１０６０、１０６２、１０６４、１０６６が回転自在に装着され、ワイヤ電極１０２０はプーリ１０６０～１０６６に巻き掛けられて、空間的に広がる閉ループに沿って、線長方向に周回走行可能である。アーム１０５０は、先端部が多角形の頂点となるように放射状に組まれ、その中心部には、駆動部２０００が設けられ、ワイヤ電極１０２０は駆動部２０００によって駆動されて、線長方向に送られる（例えば、図２の矢印ＤＲ方向）。

【0020】

ここで、図３を参照して、駆動部２０００を説明する。
駆動部２０００は、ケーシング２０６０を有し、ケーシング２０６０内には、ワイヤ電極１０２０を駆動する駆動プーリ（移動手段）２０１０が収納されている。駆動プーリ２０１０には、モータ等の駆動手段（図示省略）が接続されて、ワイヤ電極１０２０は、１個のプーリ１０６０（図３の左端）から駆動部２０００に引き込まれて、駆動プーリ２０１０に巻き掛けられている。駆動プーリ２０１０は、バネ２０２０によって、プーリ１０６０から離間する方向に付勢され、ワイヤ電極１０２０の適正な張力、プーリ１０６０～１０６６との適正な摩擦力が確保されている。これによって、駆動プーリ２０１０の駆動力は適切にワイヤ電極１０２０に伝達される。これによって、ワイヤ電極１０２０は、駆動プーリ２０１０の駆動力で、線長方向に移動する。

【0021】

駆動部２０００には、給電器２０３０が収納され、ワイヤ電極１０２０は、給電器２０３０から給電された電圧によって電界を発生し、この電界によって浮遊微小物Ｄを吸引しかつ表面１０２０Ｓに付着させる。

【0022】

図３～図７に示すように、駆動部２０００には、約９０度の角度で交差するブラシ（掻き落とし手段）２０５０、２０５５をケーシング２０４２内に内蔵した掻き落とし部２０４０が収納され、ブラシ２０５０、２０５５は、その毛部２０５２、２０５７内にワイヤ電極１０２０を挿通した状態で、ワイヤ電極１０２０の全周面に摺接する。ワイヤ電極１０２０が線長方向に走行すると、毛部２０５２、２０５７はワイヤ電極１０２０全長に繰り返し摺接し、表面１０２０Ｓに付着した浮遊微小物Ｄを掻き落とす。

【0023】

駆動部２０００の底部には、毛部２０５２、２０５７のワイヤ電極１０２０との摺接位置の下方に、上方に開口する回収手段（受け皿）１０４０が配置され、表面１０２０Ｓから掻き落された浮遊微小物ＤＤ（回収後の浮遊微小物をＤＤとする。）は受け皿１０４０内に回収される。

【0024】

図３、図９に示すように、駆動部２０００内には、受け皿１０４０の上面に沿って紫外線ランプ（滅菌器）１０４５が設置され、底面にはヒータ１０４７が装着されている。これによって、受け皿１０４０内に回収された浮遊微小物ＤＤは強力に滅菌される。

【0025】

プーリ１０６０と駆動部２０００との間で、駆動プーリ２０１０の両側に至るワイヤ電極１０２０に、それぞれ滅菌器３０００、３０００が設けられ、ワイヤ電極１０２０は、それぞれの滅菌器３０００、３０００に挿通されている。
図２、図８に示すように、滅菌器３０００はケーシング３０２０を有し、内部に紫外線ランプ３０３０が設置され、底部にヒータ３０４０が装着されている。これによって、ワイヤ電極１０２０の表面１０２０Ｓに付着した浮遊微小物Ｄは強力に滅菌処理される。

【0026】

すなわち、ワイヤ電極１０２０によって浮遊微小物Ｄを捕捉しているので、ワイヤ電極１０２０を線長方向に駆動するだけで浮遊微小物Ｄを受け皿１０４０に回収でき、滅菌器１０４５、３０００によって滅菌処理されるので、浮遊微小物Ｄの回収、廃棄処理は容易であり、メンテナンスの手間、費用はわずかである。