JP2001062343A - 電気集塵エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気集塵エレメントの電極板間のスパーク発
生を抑制する。 【解決手段】 所定の間隔を保って並設された第１の複
数の電極板と、該第１の複数の電極板相互の間にそれぞ
れ所定の空間を介して配設された第２の複数の電極板と
を備え、該第１，第２の複数の電極板に正又は負の高電
圧を印加することにより集塵機能を付与するようにして
なる電気集塵エレメントであって、上記第１，第２の複
数の電極板の何れか一方そのものを高抵抗体によって形
成し、第１，第２の複数の電極板間のスパークの発生を
抑制した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、空気清浄
器等において使用される電気集塵エレメントに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】先ず図７は、従来の電気集塵エレメント
１０の構造を示す分解斜視図である。この図７中、符号
１１は例えばアルミ等の金属薄板からなり、相互に所定
の間隔を保って上下方向に配設された第１の複数の電極
板１１，１１・・・、また１２，１２・・・はこれら第
１の複数の電極板１１，１１・・・の間に位置して相互
に所定の間隔を保って配設された同じくアルミ等の金属
薄板からなる第２の複数の電極板であり、それらの内の
何れか一方側、例えば第１の複数の電極板１１，１１・
・・に対して第１の通電軸１５，１５を介して正の高電
圧を印加するとともに、他方第２の複数の電極板１２，
１２・・・を第２の通電軸１６，１６を介して接地する
ことによって、例えば図８に示すような陽極板（＋）と
集塵極板（−）が交互に積層された集塵エレメント部が
形成されている。

【０００３】そして、このように交互に積層して形成さ
れた上記第１，第２の複数の電極板１１，１１・・・、
１２，１２・・・の前側には必要に応じてイオン化極板
（−）１３，１３・・・が上下方向に所定の間隔を保っ
て並設され、さらに、それらの間にはイオン化線（＋）
１４，１４・・・が配設され、該イオン化極板（−）１
３，１３・・・とイオン化線（＋）１４，１４・・・の
間で予じめコロナ放電を生ぜしめて流される空気中の塵
埃粒子を帯電させた後に、上記陽極板（＋）と集塵極板
（−）の間に同塵埃を含む空気を供給する。

【０００４】このような構成によれば、上述のように、
上記第１の複数の電極板１１，１１・・・に正の高電圧
が印加される一方、第２の複数の電極板１２，１２・・
・が負電位に接地されると、上記図８に詳細に示すよう
に、これら第１，第２の複数の電極板１１，１１・・
・、１２，１２・・・の間を塵埃等の予じめ帯電されて
いる微細な粒子が通過する際に、静電気力の作用により
当該集塵極板（−）である第２の複数の電極板１２，１
２・・・に有効に吸着捕集されて、効果的な集塵が行わ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、該従来の電
気集塵エレメントは、上記のように、陽極板（＋）とな
る第１の複数の電極板１１，１１・・・及び集塵極板
（−）となる第２の複数の電極板１２，１２・・・が、
それぞれ同電位の電極板が並列となるように接続されて
高電圧を加えられるように構成されていることから、そ
れら各電極板１１，１１・・・、１２，１２・・・間に
は、空気を誘電体とするコンデンサの場合と同様に電荷
量Ｑ＝Ｃ・Ｖ（Ｃは容量、Ｖは電位）で定まる電荷が蓄
えられることになる。そのため、この状態で、何れかの
一対の電極板間に大きめのゴミ等が入ると、そのゴミの
部分で絶縁破壊が生じ、その電極板間に蓄えられていた
電荷が放電すると共に、他の電極板間に蓄えられていた
電荷も、上記絶縁破壊が起きた部分を通じて放電し、こ
の放電のために大きな音が発生していた。

【０００６】そのため、スパーク抑制のための特別な回
路構成やそのための制御要素が必要となる。

【０００７】そこで、このような絶縁破壊が起きるのを
防止するために、例えば何れか一方側の電極板を絶縁樹
脂膜で被覆することにより、耐電圧を上げるようにした
ものも提案されている。しかし、そのような構成の場
合、絶縁樹脂膜の信頼性が問題となる。例えば、絶縁樹
脂膜のピンホール、製作時や洗浄作業時における絶縁樹
脂膜のキズ、強アルカリ液等の洗浄薬品の使用による絶
縁樹脂膜の劣化、絶縁樹脂膜の表面に堆積した汚れ部に
繁殖した細菌を殺菌するために殺菌灯を設けた場合の殺
菌灯からの紫外線の照射による劣化等の事情があると、
やはり上述のような絶縁破壊が生じる問題がある。

【０００８】この出願の発明は、このような課題を解決
するためになされたもので、上記相互に対向する電極板
そのもの何れか一方又は両方を高抵抗材料のもので形成
することにより、耐電圧の高さを確保するようにして、
上述のような放電の発生を可及的に抑制し得るようにし
た電気集塵エレメントを提供することを目的とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備
えて構成されている。

【００１０】（１） 請求項１の発明 この発明の電気集塵エレメントは、所定の間隔を保って
並設された第１の複数の電極板と、該第１の複数の電極
板相互の間にそれぞれ所定の空間を介して配設された第
２の複数の電極板とを備え、該第１，第２の複数の電極
板に正又は負の高電圧を印加することにより集塵機能を
付与するようにしてなる電気集塵エレメントであって、
上記第１，第２の複数の電極板の何れか一方そのものを
高抵抗体によって形成している。

【００１１】このように少なくとも相互に対向する何れ
か一方の電極板そのものが高抵抗体により形成されてい
ると、絶縁破壊が生じにくく、発生する電荷量が適切な
量に抑制され、電荷の移動が局所的なものに制約される
ので、従来のような大きなスパークは発生しなくなる。
そのため、スパーク抑制のための特別な回路構成やその
ための制御要素を削減することができ、装置構成を簡略
化できるとともに装置コストを下げることができる。

【００１２】（２） 請求項２の発明 この発明の電気集塵エレメントは、所定の間隔を保って
並設された第１の複数の電極板と、該第１の複数の電極
板相互の間にそれぞれ所定の空間を介して配設された第
２の複数の電極板とを備え、該第１，第２の複数の電極
板に正又は負の高電圧を印加することにより集塵機能を
付与するようにしてなる電気集塵エレメントであって、
上記第１，第２の複数の電極板そのものを高抵抗体によ
って形成している。

【００１３】このように第１，第２の相互に対向する各
電極板そのものが高抵抗体により形成されていると、よ
り確実に絶縁性を確保することができ、発生する電荷量
がさらに適切な量に抑制され、電荷の移動がより局所的
なものに制約されるので、より確実に従来のような大き
なスパークは発生しなくなる。そのため、スパーク抑制
のための特別な回路構成やそのための制御要素を削減す
ることができ、装置構成を簡略化できるとともに装置コ
ストを下げることができる。

【００１４】（３） 請求項３の発明 この発明の電気集塵エレメントは、所定の間隔を保って
並設された第１の複数の電極板と、該第１の複数の電極
板相互の間にそれぞれ所定の空間を介して配設された第
２の複数の電極板とを備え、該第１，第２の複数の電極
板に正又は負の高電圧を印加することにより集塵機能を
付与するようにしてなる電気集塵エレメントであって、
上記第１，第２の複数の電極板の何れか一方そのものを
体積抵抗率１０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍの高抵抗体によって形
成している。

【００１５】このように少なくとも相互に対向する何れ
か一方の電極板そのものが体積抵抗率１０⁵〜１０¹⁰Ω
ｃｍの高抵抗体により形成されていると、絶縁破壊が生
じにくく、発生する電荷量が適切な量に抑制され、電荷
の移動が局所的なものに制約されるので、従来のような
大きなスパークは発生しなくなる。そのため、スパーク
抑制のための特別な回路構成やそのための制御要素を削
減することができ、装置構成を簡略化できるとともに装
置コストを下げることができる。

【００１６】（４） 請求項４の発明 この発明の電気集塵エレメントは、所定の間隔を保って
並設された第１の複数の電極板と、該第１の複数の電極
板相互の間にそれぞれ所定の空間を介して配設された第
２の複数の電極板とを備え、該第１，第２の複数の電極
板に正又は負の高電圧を印加することにより集塵機能を
付与するようにしてなる電気集塵エレメントであって、
上記第１，第２の複数の電極板そのものを体積抵抗率１
０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍの高抵抗体によって形成している。

【００１７】このように第１，第２の相互に対向する各
電極板そのものが体積抵抗率１０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍの高
抵抗体により形成されていると、より確実に絶縁性を確
保することができ、発生する電荷量がさらに適切な量に
抑制され、電荷の移動がより局所的なものに制約される
ので、より確実に従来のような大きなスパークは発生し
なくなる。そのため、スパーク抑制のための特別な回路
構成やそのための制御要素を削減することができ、装置
構成を簡略化できるとともに装置コストを下げることが
できる。

【００１８】

【発明の効果】以上の結果、この出願の発明の電気集塵
エレメントによると、より信頼性の高い電気集塵器を提
供することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜図６は、本願発明の実施の
形態に係る電気集塵エレメントの構成を示している。

【００２０】先ず図１は、同電気集塵エレメント１の全
体構造を示すものである。該電気集塵エレメント１は、
例えば図２および図３に示すような左右両端側に配置さ
れる側枠ユニット２Ｌ，２Ｒと、該側枠ユニット２Ｌ，
２Ｒの間に位置して配置される複数の内枠ユニット３，
３・・・と、これら側枠ユニット２Ｌ，２Ｒおよび内枠
ユニット３，３・・・を図１のように相互に組合せて左
右方向に並設した状態において上下両方向から連結一体
化する上枠４および下枠５とから構成されている。

【００２１】上記左右一対の側枠ユニット２Ｌ，２Ｒ
は、それぞれ前後方向に所定の幅を有して上下方向に延
びる通電軸を兼ねた側枠２ａ，２ａと該側枠２ａ，２ａ
の対向面側に上下方向に所定の間隔を保って多数枚並設
された電極板２ｂ，２ｂ・・・、２ｂ，２ｂ・・・とか
ら構成されている。また、上記内枠ユニット３，３・・
・は、同じく前後方向に所定の幅を有して上下方向に延
びる通電軸を兼ねた内枠３ａ，３ａ・・・と、該内枠３
ａ，３ａ・・・の左右両側面から水平方向に延び、上下
方向に所定の間隔をおいて多数枚並設された電極板３
ｂ，３ｂ・・・とから構成されている。

【００２２】そして、それら各電極板２ｂ，２ｂ・・
・、３ｂ，３ｂ・・・の各々が、相互の上下方向空間内
に所定の間隔を保って左右方向に嵌め合わされて図１の
ように一体的に組立てられた状態では、上記電極板２
ｂ，２ｂ・・・、２ｂ，２ｂ・・・と３ｂ，３ｂ・・
・、３ｂ，３ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・、３ｂ，３ｂ
・・・、３ｂ，３ｂ・・・が相互に所定面積対向し合う
関係で配設されるようになっている。

【００２３】そして、上記構造の電気集塵エレメント１
では、図１に示すように、例えば左側の側枠ユニット２
Ｌの枠体２ａ側から右側方向に各枠体３ａ，３ａ，３
ａ，３ａ，３ａ，２ａが並設されて、各々通電軸を形成
し、これら各通電軸としての枠体２ａ，３ａ，３ａ，３
ａ，３ａ，３ａ，２ａには、同左側から順次（−），
（＋），（−），（＋），（−），（＋），（−）と交
互に極性が異なるように、（−）軸となる枠体を接地す
る一方、（＋）軸となる枠体に正の高電圧を印加するこ
とにより、各枠体間の空気流通空間部において各々上下
に対向する電極２ｂ，３ｂ、３ｂ，３ｂ、３ｂ，３ｂ、
３ｂ，３ｂ、３ｂ，３ｂ、２ｂ，３ｂを、それぞれ前述
の第１の複数の電極板１１，１１・・・に対応する
（＋）側陽極板と同第２の複数の電極板１２，１２・・
・に対応する（−）側集塵極板に形成し、図８と同様に
予じめイオン化極板とイオン化線を介して（＋）に帯電
させた塵埃粒子を当該（−）側集塵極板に吸着させて捕
集する。

【００２４】ところで、前述したように、上記各電極板
２ｂ，２ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・がアルミ薄板等の
金属板により形成されていると、発生する電荷の量が多
く、大きなスパークが生じる問題がある。また、樹脂膜
を形成した場合にも、ピンホールの発生や傷などにより
信頼性に欠ける。

【００２５】そこで、本実施の形態では、その対策とし
て、上記各電極板２ｂ，２ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・
の各々を、例えばポリプロピレン又はポリエチレンテレ
フタレートなどの合成樹脂材を基材として、アルミ等所
定の導電性材料を混合し、１０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍの範囲
の体積抵抗率の高抵抗の半導体電極板に形成している。

【００２６】このような体積抵抗率の高抵抗の電極板２
ｂ，２ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・によると、殆ど絶縁
破壊が生じなくなり、発生する電荷量が適切な量に抑制
され、電荷の移動が極く局所的なものに制約されるよう
になるので、従来のような大きなスパークは発生しなく
なる。そのため、スパーク抑制のための特別な回路構成
や制御要素を削減することができ、装置構成を簡略化で
きるとともに装置コストを下げることができる。

【００２７】以上の作用効果を検討するために、今、例
えば図５および図６のような構造の集塵エレメントを上
述のような半導体構造の電極板で作成した時を考えて見
る。図５の通電用枠体３ａ，３ａ間の距離を５ｃｍ、半
導体構造の電極板３ｂ，３ｂの厚さを１ｍｍ、半導体構
造の電極板３ｂ，３ｂの電極板間で図示のようなショー
トが発生したとすると、枠体３ａ，３ａ間に各々半導体
構造の電極板３ｂ，３ｂを介して矢印のように電流が流
れて通電されるが、この時の電流値は次の２つの式で表
わされる。

【００２８】Ａ＝Ｖ／Ｒ Ｒ＝αＬ／Ｓ ただし、Ａ：電流 Ｖ：印加電圧 Ｒ：抵抗 α：体積
抵抗率 Ｌ：電極板３ｂ，３ｂの長さ Ｓ：電極板３
ｂ，３ｂの断面積 したがって、体積抵抗率αは次式により示される。

【００２９】α＝ＳＶ／ＡＬ そして、安全のため、上記ショート時の電流は０．１ｍ
Ａ以下、また正常時に速やかに電極板３ｂ，３ｂが充電
されて必要な耐電圧を維持するためには０．０００１ｍ
Ａ以上の電流が流れるレベルの体積抵抗率αでなければ
ならない。そこで、これを上式に基づいて計算すると、
上記体積抵抗率αは１０⁶〜１０⁹Ωｃｍでなければなら
ないことになる。また構造体として、エレメント全体の
大きさを１／１０に縮小する場合、１０倍にスケールア
ップすることがある。また、上記電極板３ｂ，３ｂの形
状、厚さ、長さ、電圧を変えることにより、この許容範
囲は変化する。したがって、それらを考慮した許容され
る体積抵抗率αとしては１０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍに設定す
るのが妥当である。

【００３０】（他の実施の形態）なお、以上の実施の形
態では、相互に対向する（＋）側および（−）側両電極
板の各々を体積抵抗率１０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍの高抵抗体
よりなる電極板（半導体電極板）により形成するように
したが、これはその内の何れか一方側のもののみを同様
の体積抵抗率の高抵抗体により形成するようにしただけ
でも略同様の効果を得ることができることは言うまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態に係る電気集塵エレメン
トの全体構造を示す正面図である。

【図２】同エレメントの左側の側枠ユニットの構造を示
す斜視図である。

【図３】同エレメントの内枠ユニットの構造を示す斜視
図である。

【図４】同エレメントの右側の側枠ユニットの構造を示
す斜視図である。

【図５】同エレメントの電極板相互の関係と体積抵抗率
との関係を示す説明図である。

【図６】同エレメントの図５における電極板の寸法例を
示す斜視図である。

【図７】従来の電気集塵エレメントの構造を示す分解斜
視図である。

【図８】同電気集塵エレメントの集塵原理を示す説明図
である。

【符号の説明】

１は電気集塵エレメント、２Ｌは左側の側枠ユニット、
２Ｒは右側の側枠ユニット、２ａは側枠ユニット２Ｌ，
２Ｒの枠体、２ｂは側枠ユニット２Ｌ，２Ｒの電極板、
３は内枠ユニット、３ａは内枠ユニット３の枠体、３ｂ
は内枠ユニット３の電極板、４は上枠、５は下枠であ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔を保って並設された第１の複
   数の電極板と、該第１の複数の電極板相互の間にそれぞ
   れ所定の空間を介して配設された第２の複数の電極板と
   を備え、該第１，第２の複数の電極板に正又は負の高電
   圧を印加することにより集塵機能を付与するようにして
   なる電気集塵エレメントであって、上記第１，第２の複
   数の電極板の何れか一方そのものを高抵抗体によって形
   成したことを特徴とする電気集塵エレメント。
2. 【請求項２】 所定の間隔を保って並設された第１の複
   数の電極板と、該第１の複数の電極板相互の間にそれぞ
   れ所定の空間を介して配設された第２の複数の電極板と
   を備え、該第１，第２の複数の電極板に正又は負の高電
   圧を印加することにより集塵機能を付与するようにして
   なる電気集塵エレメントであって、上記第１，第２の複
   数の電極板そのものを高抵抗体によって形成したことを
   特徴とする電気集塵エレメント。
3. 【請求項３】 所定の間隔を保って並設された第１の複
   数の電極板と、該第１の複数の電極板相互の間にそれぞ
   れ所定の空間を介して配設された第２の複数の電極板と
   を備え、該第１，第２の複数の電極板に正又は負の高電
   圧を印加することにより集塵機能を付与するようにして
   なる電気集塵エレメントであって、上記第１，第２の複
   数の電極板の何れか一方そのものを体積抵抗率１０⁵〜
   １０¹⁰Ωｃｍの高抵抗体によって形成したことを特徴と
   する電気集塵エレメント。
4. 【請求項４】 所定の間隔を保って並設された第１の複
   数の電極板と、該第１の複数の電極板相互の間にそれぞ
   れ所定の空間を介して配設された第２の複数の電極板と
   を備え、該第１，第２の複数の電極板に正又は負の高電
   圧を印加することにより集塵機能を付与するようにして
   なる電気集塵エレメントであって、上記第１，第２の複
   数の電極板そのものを体積抵抗率１０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍ
   の高抵抗体によって形成したことを特徴とする電気集塵
   エレメント。