JP2006281047A - 電気集塵フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】電気集塵部５の電極シート１に使用される電極帯３を削減して、集塵効率を損なわずにコストダウンできる電気集塵フィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】ポリシート２などの絶縁板の表面に帯状の電極帯３を設けて電極シート１を形成し、この電極シート１間に高さ寸法が小なるスペーサー６を挟んで積層して電気集塵部５を作成し、電極シート１にひとつおきに交互に異なる電圧を印加する高圧電源部７を設け、電極シート１に電極帯３が分断しない形で空白部４を設けて、電極帯３の材料を節約してコストダウンと軽量化を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気清浄機などに使用される電気集塵フィルタに関する。

従来、この種の電気集塵フィルタは帯状の伝記絶縁フィルムに導電物質をラミネートした陽電極と、帯状の陰電極とを積層したフィルム状電極を渦巻状にしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その電気集塵フィルタについて図５と図６を参照しながら説明する。

図に示すように電気集塵電極１０１はハウジング１０２に渦巻状に収納されるフィルム状電極１０３備え、フィルム状電極１０３は、２枚の帯状電気絶縁層１０４の間にアルミ箔のような帯状電気導電層１０５とを挟み込んでラミネート処理した帯状陽電極１０６と、帯状陰電極１０７とを重ねて形成されている。また、帯状陽電極１０６には高圧電源１０８の陽極１０８ａが接続され、帯状陰電極１０７には陰極１０８ｂが接続されている。

上記構成において、電気集塵電極１０１の上流側に設けたイオン電極（図示せず）にて荷電された粉塵を多数の空気流路ａに導いて帯状陰電極１０７に捕集するものである。
特開平６−３１２００号公報（図１、［００１２］）

このような従来の電気集塵フィルタでは、帯状電気導電層１０４または帯状陰電極１０７の原材料となる高価なアルミを大量に使用するためのコストが高くなるという課題があり、アルミなどの導電物質の使用量を少なくしてコストダウンをすることが要求されている。

また、導電物質の使用量を少なくするために、部分的に導電物質のない領域を設けると、電極間に形成される電界の強度が弱められて、集塵効率が低下するという課題があり、導電物質を削減しても集塵効率が維持されることが要求されている。

また、導電物質を１部削減するために帯状電気導電層を複雑な形状とした場合は、その形状の加工やラミネート処理が難しいという課題があり、複雑な形状としても容易に製造できることが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、集塵性能を落とすことなく導電物質の使用量を削減してストダウンすることができるとともに、帯状電気導伝層の形状が複雑であっても容易に製造することができる電気集塵フィルタ提供することを目的としている。

本発明の電気集塵フィルタは上記目的を達成するために、絶縁板の表面に導電物質からなる帯状の電極帯を設けた電極シートと、この電極シート間にスペーサー部を挟んで積層し、一つおきに交互に異なる電圧を印加する電気集塵部を有し、前記電極シートに、電極帯が分断しない形で前記導電物質のない空白部を設けてなる電気集塵フィルタである。

また、他の手段は電気集塵部が、スペーサー部と電極シート間に挿入される絶縁性の対向シートを有し、前記電極シート、前記スペーサー部および前記対向シートの順に積層したものである。

また、他の手段は、電極帯を複数に分岐させるとともに送風方向と直交する方向に略等間隔に配し、複数に分岐した電極帯間を空白部としたものである。

また、他の手段は、送風方向の前後端となる電極シートの両端域に、送風方向に直交する電極帯を配置したものである。

また、他の手段は、空白部は送風方向と直交する方向に風速分布と逆比例した巾寸法にて形成したものである。

また、他の手段は、電極部を連続的に繋がる格子模様で形成したものである。

また、他の手段は、電気集塵部のスペーサ部の高さ寸法に対して送風方向の奥行き寸法を１５倍以上とするとともに、帯状の電極帯の５０％以上を導電物質で形成し、残りを空白部としたものである。

これらの手段により集塵性能を落とすことなく導電物質の使用量を削減してストダウンすることができる電気集塵フィルタが得られる。

また、他の手段は、導電物質を導電性インクとしたものである。

この手段により帯状電気導伝層の形状が複雑であっても容易に製造することができる電気集塵フィルタが得られる。

本発明によれば帯状の導電物質の使用量を削減しても集塵性能を下げることなくコストダウンすることのできる電気集塵フィルタを提供できる。

また、電極シートと対向シートを積層したときに導電物質からの放電電流を抑えて、集塵性能を確保することができる。

また、空白部の占める割合が大きくても、集塵効率を維持することができる。

また、電極帯の形状が複雑であっても容易に製造することができる。

本発明の請求項１記載の発明である電気集塵フィルタは、絶縁板の表面に導電物質からなる帯状の電極帯を設けた電極シートと、この電極シート間にスペーサー部を挟んで積層し、一つおきに交互に異なる電圧を印加する電気集塵部を有し、前記電極シートに、電極が分断しない形で前記導電物質のない空白部を設けたものであり、電極帯が分断せず高圧電源と接続されているので、電界領域は空白部に張り出して拡大するため、帯電された粉塵へ働くクーロン力の低下は少なくなるという作用を有する。

また、請求項２記載の発明は、電気集塵部は、スペーサー部と電極シート間に挿入される絶縁性の対向シートを有し、前記電極シート、前記スペーサー部および前記対向シートの順に積層したものであり、積層した状態では電極シートに設けた導電物質を絶縁物で挟み込むことになるので放電電流を低減できるとともに、導電物質が表面に露出されることなく集塵できるという作用を有する。

また、請求項３記載の発明は、電極帯を複数に分岐させるとともに送風方向と直交する方向に略等間隔に配し、複数に分岐した電極帯間を空白部としたものであり、上下の電極部間で生じる電界領域は、隣接する空白部まで覆うように張り出すことにより、空白部による電界強度の劣化を補い、帯電された粉塵がフィルタ中を進むとき、電界強度低下の影響をほとんど受けることがなく、集塵能力を維持できるという作用を有する。

また、請求項４記載の発明は、送風方向の前後端となる電極シートの両端域に、送風方向に直交する電極帯を配置したものであり、両端の電極帯で生じた電界領域が導電物質による電界内部の囲まれた空白部まで張り出すことで電界強度を保つとともに、電極帯の前端域でクーロン力により進行方向を曲げられた粉塵は空白部を進むときも斜めに進み、電極帯の後端域で捕集されやすくなるため、集塵効率の低下を防ぐという作用を有する。

また、請求項５記載の発明は、空白部を送風方向と直交する方向に風速分布に逆比例した巾寸法にて形成することにより、帯電された粉塵が電気集塵部内を進む風速に反比例して空白部の巾寸法を設定することにより、送風速度の遅い領域では、空白部によるクーロン力の低下に対して、荷電された粉塵の速度も低下するため、粉塵に作用する捕集力は維持され、集塵性能を適正に保つことができるという作用を有する。

また、請求項６記載の発明は、電極部を連続的に繋がる格子模様で形成したものであり、空白部と導電物質への距離が相対的に短くなり、かつ空白部は囲まれていることから、電界領域が空白部に張り出して電界強度の低下を少なくし、集塵能力を維持できるという作用を有する。

また、請求項７記載の発明は、導電物質の使用範囲を帯状の電極帯の５０％以上とし、残りを空白部としたものであり、荷電された粉塵が電気集塵部の通風方向の距離に対して電極シート間または電極シートと対向シート間の距離が充分に短い場合は、空白部の比率が大きくても通風距離が大きいので電極シートに付着しやすくなり、集塵能力を維持することができるという作用を有する。

また、請求項８記載の発明は、導電物質を導電性インクとしたものであり、電極帯の形状が複雑であっても印刷技術を用いて容易に製造することができるとともに、電極シートを重ねたときの電気集塵フィルタの厚みを薄くすることができるという作用を有する。

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、図２および図５に示すように、電極シート１は絶縁物質として、奥行き寸法ａが２０ｍｍ〜３０ｍｍ、横幅が４００ｍｍ〜５００ｍｍの横長のポリシート２と、その表面に導電物質としての導電性インク３Ａを帯状に塗布した電極帯３とからなり、電極帯３には導電性インク３Ａを塗布しない空白部４が略等間隔で配設されている。電極帯３は空白部４では分断されない形状で繋がっているとともに、電極帯３と空白部４はポリシート２の長手方向に沿うように略平行に配置されている。

電気集塵部５は電極シート１間に高さｂが１〜２ｍｍのスペーサー６を挟んで等間隔に積層したものであり、スペーサー６の高さｂに対して電極シート１の奥行き寸法ａは１５〜２０倍に設定して、集塵に有利な寸法関係としている。電極シート１には交互に異なる電圧（―５ｋｖとアース電位）が高圧電源部７より供給され、電気集塵部５内の電極シート１間には空白部４に張り出すように強電解が形成されている。また電気集塵部５の上流側には空気中の粉塵にマイナスイオンを帯電させる荷電部（図示せず）が配置されている。

上記構成において、マイナスイオンによって帯電された粉塵が電極シート１間を通るときに、クーロン力が作用して、アース接続された電極シート１側に捕集される。このときアース接続された電極シート１に設けた空白部４にはほとんど通電されないが、上下の電極帯３間に生成される強電界が空白部４を覆うように張り出して形成されるとともに、電極シート１間の距離に対して粉塵が進む距離が十分に長いので、電極シート１に空白部４を設けている場合でも、集塵能力を充分に発揮することができる。すなわち、荷電された粉塵が電気集塵部の通風方向の距離に対して、電極シート間または電極シートと対向シート間の距離が充分に短い場合は、空白部の比率が大きくても通風方向の移動距離が大きいので電極シートに付着しやすくなり、図６に示すように空白部の比率が５０％近くある場合でも集塵効率の低下は少なく、集塵性能を維持することができる。

また、導電物質として印刷可能な導電性インクを用いているので、電極帯の形状が複雑であっても印刷技術を用いて容易に製造することができるとともに、空白部を設けているので導電性インクの使用量が少なくなりコストダウンすることができる。

なお、本実施の形態では、導電物質として導電性インクを用いたが、アルミ板などのように導電性金属を用いてもよい。

（実施の形態２）
図３〜図５に示すように、電極シート１は絶縁物質として、奥行き寸法２０ｍｍ〜３０ｍｍ、横幅４００ｍｍ〜５００ｍｍの横長のポリシート２と、その表面に導電物質として帯状のアルミ板３Ｂを重ねた電極帯３とからなり、アルミ板３Ｂには開口する空白部４が略等間隔に配設されている。電極帯３は空白部４では分断されない形状で繋がっているとともに、電極帯３と空白部４はポリシート２の長手方向に沿うように略平行に配置されている。

電気集塵部５Ａは、電極シート１間に１〜２ｍｍ高さのスペーサー６と、ポリシート２と同一形状の対向シート８を挟んで上下に等間隔に積層したものであり、電極帯３は上下端を除いて、電極シート１と対向シート８に挟まれた構成となっている。また電極シート１には交互に異なる電圧（―５ｋｖとアース電位）が高圧電源部７より供給され、電気集塵部５内の電極シート１間には空白部４に張り出すように強電界が形成されている。

上記構成において、マイナスイオンによって帯電された粉塵は、電極シート１間を通るときに、クーロン力が作用してアース接続された電極シート１に捕集される。このときアース接続された電極シート１に設けた空白部４にはほとんど通電されないが、電極帯３間に生成される強電界が空白部４を覆うように張り出して形成され、また電極シート１間の距離に対して粉塵が進む距離が十分に長いので、集塵能力を損なうことはない。また電極帯３に空白部４を設けているので、アルミ板３Ｂの材料を削減してコストダウンできるとともに、電気集塵部５Ａの全体重量を軽減して使用時の取扱いを容易にすることができる。

さらに、積層した状態では電極帯３は電極シート１と対向シート８で挟み込むことになるので放電電流を低減できるとともに、電極帯３が表面に露出されることなく粉塵を捕集でき、掃除性が改善されるものである。

なお、本実施の形態では、導電物質としてアルミ板などのような導電性金属を用いたが、導電性インクなどを塗布するようにしてもよい。

（実施の形態３）
図７に示すように、電極シート１は絶縁物質からなる横長ポリシート２と、その表面に導電物質として導電性インクを塗布した電極帯３とからなり、電極帯３には帯状の空白部４Ａがポリシート２の長手方向に沿うように略等間隔に配置されている。また、空白部４Ａの奥行き巾は電極シート１を通る気流の風速分布と略逆比例する寸法関係で設定されている。すなわち、電極シート１の中央部を通る風速が両側部を通る風速より大の場合は、空白部４Ａの奥行き巾は中央部が両側部より寸法小となり、空白部４Ａは中央側で順次狭くした横長形状となる。

電気集塵部５は、電極シート１とスペーサー６を上下に等間隔に積層したものであり、電極シート１には交互に異なる電圧が高圧電源部７より供給され、電気集塵部５内の電極シート１間には空白部４Ａに張り出すように強電界が形成されている。

上記構成において、上流側でマイナスイオンによって帯電された粉塵は、クーロン力が作用してアース接続された電極シート１に捕集される。このときアース接続された電極シート１に設けた空白部４Ａにはほとんど通電されないが、電極帯３Ｂ間に生成される強電界が空白部４Ａを覆うように張り出して形成されるので、集塵能力が大きく低減することはない。さらに空白部４Ａの奥行き巾は電極シート１を通る気流の風速分布と略逆比例する寸法関係で設定されているので、気流の風速分布による集塵効率のばらつきが少なくなり、全体として電気集塵部５の性能を維持することができる。

したがって空白部４Ａを風速分布に適応した形状とすることで、集塵能力を適正に保ちつつコストダウンを図ることができる。

（実施の形態４）
図８に示すように、電極シート１は絶縁物質からなる横長ポリシート２と、その表面に導電物質として導電性インクを塗布した電極帯３と、導電性インクを塗布しない空白部４が格子状に配置され、また電極帯３は空白部４では分断されない形状で繋がり、電極帯３が空白部４を包囲するように配置されている。

さらに送風方向において電極帯３と空白部４の比率を略一定に設定している。すなわち、電極シート１の中央部と中央側部のどちらにおいても、送風方向の所定幅における電極帯３と空白部４の面積比を略一定（６：４）に設定している。

上記構成において、上流側でマイナスイオンによって帯電された粉塵は、クーロン力が作用してアース接続された電極シート１に捕集される。このときアース接続された電極シート１に設けた空白部４はほとんど通電されないが、電極帯３は空白部４を包囲しているので、電極帯３間に生成される強電界が空白部４を覆うように張り出して形成されるので、空白部４において集塵能力が大きく低減することはない。さらに電極帯３と空白部４の送風方向の面積比を略一定にしているので、集塵効率のばらつきがなく、全体として電気集塵部５の性能を維持することができる。

イオン化部と電気集塵部を薄型化、小型化してエアコンなどに組み込むことにより、高性能な空気清浄機能を備えた空気調和機の用途に適用できる。

本発明の電気集塵フィルタの実施の形態１の電気集塵部の斜視図 同電極シート間の電界状況を示す側面図 本発明の実施の形態２の電気集塵部の斜視図 同電極シート間の電界状況を示す側面図 本発明の実施の形態１および２の電極シートの平面図 本発明の実施の形態１および２の空白部と集塵効率の関係を示す特性図 本発明の実施の形態３の電極シートの平面図 本発明の実施の形態４の電極シートの平面図 （ａ）従来の電気集塵フィルタの正面図（ｂ）同要部分解斜視図

符号の説明

１ 電極シート
２ ポリシート（絶縁板）
３ 電極帯
３Ａ 導電性インク（電極帯）
３Ｂ アルミ板（電極帯）
４ 空白部
４Ａ 空白部
５ 電気集塵部
５Ａ 電気集塵部
６ スペーサー
８ 対向シート

Claims (8)

1. 絶縁板の表面に導電物質からなる帯状の電極帯を設けた電極シートと、この電極シート間にスペーサ部を挟んで積層し、一つおきに交互に異なる電圧を印加する電気集塵部を有し、前記電極シートに、電極帯が分断しない形で前記導電物質のない空白部を設けてなる電気集塵フィルタ。
2. 電気集塵部は、スペーサ部と電極シート間に挿入される絶縁性の対向シートを有し、前記電極シート、前記スペーサ部および前記対向シートの順に積層してなる請求項１記載の電気集塵フィルタ。
3. 電極帯を複数に分岐させるとともに送風方向と直交する方向に略等間隔に配し、複数に分岐した電極帯間を空白部とした請求項１または２記載の電気集塵フィルタ。
4. 送風方向の前後端となる電極シートの両端域に、送風方向に直交する電極帯を配置してなる請求項１〜３記載の電気集塵フィルタ。
5. 空白部は送風方向と直交する方向に風速分布と逆比例した巾寸法にて形成した請求項１〜４いずれかに記載の電気集塵フィルタ。
6. 電極部を連続的に繋がる格子模様で形成してなる請求項１または２記載の電気集塵フィルタ。
7. 電気集塵部のスペーサ部の高さ寸法に対して送風方向の奥行き寸法を１５倍以上とするとともに、帯状の電極帯の５０％以上を導電物質で形成し、残りを空白部とした請求項１〜６いずれかに記載の電気集塵フィルタ。
8. 導電物質を導電性インクとした請求項１〜７いずれかに記載の電気集塵フィルタ。

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