JP2005270980A - 電気集塵装置およびそれを用いた送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より広範囲な放電領域を形成し、吸込み空気中に含まれる微粒子を効率よく帯電させることができるので、高効率で微粒子を捕集することができる電気集塵装置を提供する。
【解決手段】電気集塵装置は、荷電部と、集塵部と、前記荷電部と前記集塵部を一体化する外枠１０とを備え、前記荷電部は、高電圧が印加される針状放電電極２と接地電極とで構成され、前記集塵部は、塵埃を捕集する集塵フィルター５で構成されるとともに、前記接地電極は、前記集塵フィルター５と接触配設される第一の接地電極３と、前記針状放電電極２の先端よりも外側に配設される第三の接地電極１５とで構成され、針状放電電極２に電圧が印加されると、前記針状放電電極２と前記第一の接地電極３との間と、前記針状放電電極２と第三の接地電極１５との間でコロナ放電が形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気中の塵埃などを捕集する電気集塵装置に関するものであり、より詳しくは空気調和機や空気清浄機などに用いることができる集塵効率の高い電気集塵装置に関するものである。

電気集塵装置は主としてコロナ放電を発生して通過する塵埃粒子を帯電させる機能を持つ荷電部と、帯電または凝集した塵埃粒子を捕集する集塵部とからなり、ユニットとして構成されて空気調和機の室内機の空気吸込み口や、空気清浄機の空気吸込み口に設置されてその用に供している。

従来の電気集塵装置に関しては以下の発明が挙げられる。これは図１１に示す様に荷電部５０１を構成する放電電極５０３と対向電極５０４との間に電圧印加してコロナ放電を発生させ、そこに送風されてきた空気中に浮遊する塵埃が帯電され、それを送風回路後方に配置され、接地電極５０５と高圧電極５０６で構成された集塵部５０２において電気的に捕集するように構成されたものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１―１５１４５２号公報

しかしながら、上記従来の構成では、荷電部を放電電極と対向電極で、また集塵部を接地電極と高圧電極で構成するという、いわゆる２段荷電方式であるために、電源を放電電極部と対向電極部、および接地電極部と高圧電極部に供給しなければならず、構成が複雑になるという課題を有していた。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、電気集塵において簡易的な構成である１段荷電方式により効率的に塵埃を帯電させ、捕集する電気集塵装置を提供することを目的とする。

上記課題に対して、本発明の電気集塵装置は、荷電部と、集塵部と、前記荷電部と前記集塵部を一体化する外枠とを備え、前記荷電部は、高電圧が印加される針状放電電極と接地電極とで構成され、前記集塵部は、塵埃を捕集する集塵フィルターで構成されるとともに、前記接地電極は、前記集塵フィルターと接触配設される第一の接地電極と、前記針状放電電極の先端よりも外方に配設される第三の接地電極とで構成され、前記針状放電電極に電圧が印加されると、前記針状放電電極と前記第一の接地電極との間と、前記針状放電電極と第三の接地電極との間でコロナ放電が形成されるものである。

本発明の電気集塵装置は、より広範囲な放電領域を形成し、吸込み空気中に含まれる微粒子を効率よく帯電させることができるので、高効率で微粒子を捕集することができる。

第１の発明の電気集塵装置は、荷電部と、集塵部と、前記荷電部と前記集塵部を一体化する外枠とを備え、前記荷電部は、高電圧が印加される針状放電電極と接地電極で構成され、前記集塵部は、塵埃を捕集する集塵フィルターで構成されるとともに、前記接地電極を、前記集塵フィルターと接触配設される第一の接地電極と、前記針状放電電極の先端よ
りも外方に配設される第三の接地電極とで構成することにより、前記針状放電電極に電圧が印加され、前記針状放電電極と前記第一の接地電極との間と、前記針状放電電極と前記第三の接地電極との間の両方の間において、コロナ放電が形成されるので、より広範囲な放電領域を形成することができる。

また、吸込み空気が前記電気集塵装置を通過する際に、その空気中に含まれる微粒子を効率良く帯電させることができるため、荷電部の下流側に配置されている集塵部で高効率に微粒子を捕集することができる。

第２の発明の電気集塵装置は、特に、第一の発明の電気集塵装置において、前記第三の接地電極が、導電性を有する樹脂材料で構成されていることで、前記第三の接地電極が導電性を有するため、前記針状放電電極と前記第三の接地電極との間においてコロナ放電が形成されるとともに、前記第三の接地電極が樹脂材料で構成されているので、前記第三の接地電極の形状の自由度を大きくとることができる。

（実施の形態１）
本発明の電気集塵装置の第１の実施の形態について、図１を用いて説明する。図１は、第１の実施の形態を示す電気集塵装置の斜視図である。

ステンレスなどで構成されるニードル形状の針状放電電極２が複数個、高圧接続板６に取り付けられ高圧側接点７Ａへ接続されている。各々の針状放電電極２の周囲には、ステンレスなどの金属材料で構成された第二の接地電極４が配設されると共に、針状放電電極２の下流側には、吸い込み空気が通過できるように通風抵抗が小さくステンレスなどの金属材料で構成されるメッシュ形状の第一の接地電極３が配設されており、第一の接地電極３と第二の接地電極４は電気的に接続され、接地側接点８Ａへ接続されている。この針状放電電極２と第一の接地電極３および第二の接地電極４とで荷電部を構成し、この空間でコロナ放電を形成している。

吸い込み空気が容易に通過でき集塵効率の高い形状として、ハニカム形状の集塵フィルター５で集塵部を構成し、第一の接地電極３と接触するように配設されている。

また、荷電部の各々のブロック間には、針状放電電極２からのコロナ放電が、お互いに干渉しないように仕切り板１４が設けられている。これら荷電部と集塵部は外枠１０により一体化されると共に、外枠１０には取手９が接合され集塵ユニット１を構成している。

集塵ユニット１は、集塵ユニット１への電源供給を行う電源ユニット５０と着脱可能なようにできており、取手９を持って着脱を行う。電源ユニット５０には、電源１１が組み込まれており、高圧電位は高圧接続線１２を経て高圧側接点７Ｂに接続され、一方、接地電位は接地接続線１３を経て接地側接点８Ｂに接続されている。集塵ユニット１と電源ユニット５０は装着時は、お互いの接点、つまり、高圧側接点７Ａと７Ｂ、接地側接点８Ａと８Ｂが電気的に接続されるような構造になっている。

上記のような構成において、電源ユニット５０の電源１１より高圧側に負の電圧が印加されると、荷電部における針状放電電極２と第一の接地電極３の間、および針状放電電極２と第二の接地電極４との間でコロナ放電が形成される。このコロナ放電領域に吸い込み側から流入してきた空気が通過すると、その際空気中に含まれる微粒子を帯電させる。そして、この帯電した微粒子が集塵部である集塵フィルター５を通過する際に、集塵フィルター５に効率良く捕集される。

本実施の形態１では、高圧側を負に印加させ微粒子を負に帯電させているが、逆に高圧
側を正に印加し微粒子を正に帯電させてもよい。高圧側を負に印加すると、空気イオンを負に帯電させることができるため、マイナスイオンを発生させることができる。このマイナスイオンは人体に対してリラックス効果があるといわれている。

なお、本実施の形態１では、第一の接地電極３の形状としてメッシュ形状を用いているが、接地電極の形状としては、流入空気が通過でき、かつ針状放電電極２との間でコロナ放電が形成されるものであれば、いかなる形状のものでもよい。例えば、複数の円形あるいは四角形の開口部を有する板状形状のもの、あるいは、スリット形状のものや格子形状のようなものでもよい。

また、本実施の形態１では、集塵ユニット５としてハニカム形状でできたフィルターを用いているが、フィルター形状としては、流入空気が通過でき、かつ第一の接地電極３と接触できるものであれば、いかなる形状のもでもよい。例えば、プリーツ形状の集塵フィルターでもよい。

（実施の形態２）
次に、第２の実施の形態について、図２を用いて説明する。なお、前述の部位と同一の要素を示す場合には同じ符号を付して、その説明は省略する。図２は本発明の第２の実施の形態を示す電気集塵装置の斜視模式図である。

荷電部における接地電極を第一の接地電極３と、針状放電電極２の先端より外方に配設された第三の接地電極１５より構成し、第一の接地電極３と第三の接地電極１５とは電気的に接続されている。

電源ユニット５０より電圧が印加されると、針状放電電極２と第一の接地電極３との間、および針状放電電極２と第三の接地電極１５との間でコロナ放電が形成され、このコロナ放電領域を空気が通過する際に、空気中に含まれる微粒子を帯電させ、集塵フィルター５で帯電した微粒子を効率良く捕集することができる。

（実施の形態３）
次に、第３の実施の形態について、図３および図４を用いて説明する。なお、前述の部位と同一の要素を示す場合には同じ符号を付して、その説明は省略する。図３および図４は本発明の第３の実施の形態を示す電気集塵装置の斜視模式図である。

図３において、荷電部の接地電極を第一の接地電極３と、導電性の樹脂材料から構成される第二の接地電極１６より構成し、第一の接地電極３と導電性樹脂でできた第二の接地電極１６とは電気的に接続されている。また、図４においても同様に、荷電部の接地電極を第一の接地電極３と、導電性樹脂でできた第三の接地電極１７より構成されている。

これら導電性樹脂でできた第二の接地電極１６および第三の接地電極１７は、集塵ユニット１の外枠１０の表面に配設されるかあるいは外枠１０と一体化されている。

電源ユニット５０より電圧が印加されると、針状放電電極２と第一の接地電極３との間、および針状放電電極２と第二の接地電極１６との間で、また同様に針状放電電極２と第一の接地電極３との間、および針状放電電極２と第三の接地電極１７との間で、コロナ放電が形成される。このコロナ放電領域を空気が通過する際に、空気中に含まれる微粒子を帯電させ、集塵フィルター５で帯電した微粒子を効率良く捕集することができる。

このように、第二の接地電極１６および第三の接地電極１７を導電性樹脂で構成することにより、金属に比べて形状の自由度を大きくとることができ、外枠１０の表面に配設し
たり、あるいは外枠１０と一体化できるなどの形状的な自由度が大きく、また樹脂で構成されるために製造上もより簡便である。

（参考例１）
次に、本発明の電気集塵装置の外部の帯電現象を抑止する構成に関する参考例について、図５および図６を用いて説明する。なお、前述の部位と同一の要素を示す場合には同じ符号を付して、その説明は省略する。図５は本発明の参考例１を示す電気集塵装置の斜視模式図、図６は本発明の参考例１を示す電気集塵装置の断面図である。

針状放電電極２の吸い込み側上部に、針状放電電極２を覆う第一の遮蔽板１８を外枠１０に設けている。荷電部において、コロナ放電は針状放電電極２と第一の接地電極３との間、および針状放電電極２と第二の接地電極４との間で形成されるが、針状放電電極２から吸い込み側上部空間への放電も一部存在している。このとき、第一の遮蔽板１８を外枠１０に設けることにより、針状放電電極２から吸い込み側上部空間への放電が第一の遮蔽板１８により抑制され、その結果、吸い込み側上部空間にある他の物体への帯電現象を抑えることができる。

（参考例２）
次に、本発明の電気集塵装置の外部の帯電現象を抑止する構成に関する参考例について、図７および図８を用いて説明する。なお、前述の部位と同一の要素を示す場合には同じ符号を付して、その説明は省略する。図７は本発明の参考例２を示す電気集塵装置の斜視模式図、図８は本発明の参考例２を示す電気集塵装置の断面図である。

針状放電電極２の吸い込み側上部の外枠１０に設けられている第一の遮蔽板１８の周囲内側に遮蔽壁１９を設けている。荷電部において、コロナ放電は針状放電電極２と第一の接地電極３との間、および針状放電電極２と第二の接地電極４との間で形成されるが、針状放電電極２から吸い込み側上部空間への放電も一部存在している。このとき、第一の遮蔽板１８の周囲内側に遮蔽壁１９を設けることにより、針状放電電極２から吸い込み側上部空間への放電が第一の遮蔽板１８とこの第一の遮蔽板１８の周囲内側に設けられた遮蔽壁１９により抑制され、その結果、吸い込み側上部空間にある他の物体への帯電現象を抑えることができる。

（参考例３）
次に、本発明の電気集塵装置の外部の帯電現象を抑止する構成に関する参考例について、図９を用いて説明する。なお、前述の部位と同一の要素を示す場合には同じ符号を付して、その説明は省略する。図９は本発明の参考例３を示す電気集塵装置の断面図である。

針状放電電極２の先端部分を第一の接地電極３側に折り曲げた折り曲げ針状放電電極３０を設けている。コロナ放電は折り曲げ針状放電電極３０と第一の接地電極３との間、および折り曲げ針状放電電極３０と第二の接地電極４との間で形成され、折り曲げ針状放電電極３０から吸い込み側上部空間への放電は、針先端部を吸い込み側とは反対側に折り曲げているために、低く抑えられている。その結果、吸い込み側上部空間にある他の物体への帯電現象を抑えることができる。

（参考例４）
次に、本発明の電気集塵装置の外部の帯電現象を抑止する構成に関する参考例について、図１０を用いて説明する。なお、前述の部位と同一の要素を示す場合には同じ符号を付して、その説明は省略する。図１０は本発明の参考例４を示す電気集塵装置の断面図である。

針状放電電極２の先端部分を第一の接地電極３側に折り曲げた折り曲げ針状放電電極３０を設け、この折り曲げ針状放電電極３０の先端付近で折り曲げ針状放電電極３０と接合される第二の遮蔽板３１を設けたものである。コロナ放電は折り曲げ針状放電電極３０と第一の接地電極３との間、および折り曲げ針状放電電極３０と第二の接地電極４との間で形成され、折り曲げ針状放電電極３０から吸い込み側上部空間への放電は、針先端部に設けられた第二の遮蔽板３１により抑制されている。その結果、吸い込み側上部空間にある他の物体への帯電現象を抑えることができる。

（参考例５）
次に、本発明の電気集塵装置の集塵フィルターに関する参考例について説明する（図示なし）。なお、前述の部位と同一の要素を示す場合には同じ符号を付して、その説明は省略する。

集塵部における集塵フィルター５は集塵ユニット１を構成する他の部分に対して着脱可能に配設されており、空気中に含まれる微粒子を捕集して汚れてきたときには洗浄可能あるいは交換可能なようになっている。こうして、長期間使用していても、集塵フィルターの洗浄や交換などのメンテナンスを行うことができる。

（参考例６）
次に、本発明の電気集塵装置を使用した空気調和装置あるいは空気清浄装置に関する参考例について説明する（図示なし）。なお、前述の部位と同一の要素を示す場合には同じ符号を付して、その説明は省略する。

集塵ユニット１と電源ユニット５０から構成される電気集塵装置を送風回路中に配設し、空気調和装置あるいは空気清浄装置を構成したものである。本電気集塵装置を装着することにより、低い通風抵抗でしかも構造や電気回路が簡単で、かつ高い集塵効率を有する空気調和装置あるいは空気清浄装置を構成することができる。

本発明の第１の実施の形態を示す電気集塵装置の斜視模式図 本発明の第２の実施の形態を示す電気集塵装置の斜視模式図 本発明の第３の実施の形態を示す電気集塵装置の斜視模式図 本発明の第３の実施の形態を示す電気集塵装置の斜視模式図 本発明の第１の参考例を示す電気集塵装置の斜視模式図 本発明の第２の参考例を示す電気集塵装置の断面図 本発明の第３の参考例を示す電気集塵装置の斜視模式図 本発明の第４の参考例を示す電気集塵装置の断面図 本発明の第５の参考例を示す電気集塵装置の断面図 本発明の第６の参考例を示す電気集塵装置の断面図 従来の電気集塵装置の要部構成を示す斜視模式図

符号の説明

１ 集塵ユニット
２ 針状放電電極
３ 第一の接地電極
４ 第二の接地電極
５ 集塵フィルター
１０ 外枠
１５ 第三の接地電極
１６ 第二の接地電極（導電性樹脂）
１７ 第三の接地電極（導電性樹脂）
１８ 第一の遮蔽板
１９ 遮蔽壁
３０ 折り曲げ針状放電電極
３１ 第二の遮蔽板

Claims (2)

1. 荷電部と、集塵部と、前記荷電部と前記集塵部を一体化する外枠とを備え、前記荷電部は、高電圧が印加される針状放電電極と接地電極とで構成され、前記集塵部は、塵埃を捕集する集塵フィルターで構成されるとともに、前記接地電極は、前記集塵フィルターと接触配設される第一の接地電極と、前記針状放電電極の先端よりも外方に配設される第三の接地電極とで構成され、前記針状放電電極に電圧が印加されると、前記針状放電電極と前記第一の接地電極との間と、前記針状放電電極と第三の接地電極との間でコロナ放電が形成されることを特徴とする電気集塵装置。
2. 第三の接地電極は、導電性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置。

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