JP2008023445A

JP2008023445A - 集塵装置

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Publication number: JP2008023445A
Application number: JP2006198220A
Authority: JP
Inventors: Kanji Mogi; 完治茂木; Toshio Tanaka; 利夫田中; Ryuji Akiyama; 竜司秋山
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】空気清浄機（10）における集塵部（30）の接地電極（40）及び高圧集塵電極（50）の間のスパークを抑制しつつ、集塵部（30）の集塵能力をさらに高めることである。
【解決手段】空気清浄機（10）における集塵部（30）の接地電極（40）を導電性樹脂で形成する一方、塵埃を負に帯電して、正帯電した高圧集塵電極（50）に集塵させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気中の塵埃を帯電させて捕集する集塵装置に関し、特に集塵装置の集塵部に関するものである。

従来より、空気通路と、該空気通路内に設置された荷電部と、上記荷電部の下流側に設置された集塵部とを備えた静電式の電気集塵装置が知られている。具体的には、まず、上記電気集塵装置の空気通路内に流入した塵埃が、上記荷電部により正帯電する。次に、上記集塵部が、荷電部により正帯電した塵埃を吸着捕集する。これにより、塵埃を含む空気から塵埃を分離して空気を浄化することができる。

上記集塵部は、平板状に形成された集塵電極及び同形状の高圧電極を有しており、上記集塵電極と上記高圧電極とが、交互に対向して平行に配列されている。上記集塵電極は接地されると共に、上記高圧電極は上記電気集塵装置に設けられた電源部の正極側に接続されている。そして、上記電源部により高圧電極に電圧を印加することにより、上記高圧電極と上記集塵電極との間に所定の電位差が生じる。この所定の電位差が生じた空間内に正帯電した塵埃が流入して、接地された集塵電極に該塵埃が吸着される。

ここで、特許文献１の集塵部では、何らかの影響で上記電極間の抵抗が下がった場合に、該電極間で生じる火花放電（スパーク）を抑制するために、上記高圧電極を、比較的体積抵抗率の高い導電性樹脂材で形成している。

そして、特許文献１の集塵部において、さらに集塵能力を高くするために、上記塵埃を正に帯電するのではなく負に帯電して、該塵埃を正帯電した高圧電極の方に引きつけて集塵する方法が考えられる。ここで、上記集塵部の集塵能力が高くなる理由は、正帯電の塵埃と接地された電位ゼロの集塵電極との間のクーロン力より、負帯電の塵埃と正帯電の高圧電極との間のクーロン力の方が強いからである。ここで、上記塵埃を正に帯電し、上記高圧電極を負に帯電してもよい。

特開平８−７１４５１号公報

しかしながら、特許文献１の集塵部における高圧電極は、比較的体積抵抗率の高い導電性樹脂材、つまり電気的に高抵抗の高圧電極で形成されている。従って、高抵抗の高圧電極の表面に堆積した塵埃が何らかの影響で湿気を帯びた場合には、該塵埃の電気抵抗が上記高圧電極の電気抵抗よりも下がることが考えられる。そして、仮に塵埃の電気抵抗が上記高圧電極の電気抵抗よりも下がった場合には、高圧電極の樹脂部分だけでなく、表面の塵埃部分にも電源からの電流が流れることになる。

このような状況において、堆積した塵埃内に微小な隙間が生じた場合、この隙間部分でスパークが生じることがある。このスパークは、上記電源部の高圧側で発生するために、スパーク自体が微小なものであったとしても、該スパークに起因してノイズが発生する場合がある。そして、このノイズは上記電気集塵装置の制御動作を不安定にするとともに、誤動作の要因となるおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記集塵部における電極間のスパークを抑制しつつ、上記集塵部の集塵能力を高めることである。

第１の発明は、空気中の塵埃を帯電させる荷電部（12）と、第１電極（40）と該第１電極（40）の近傍に設置された第２電極（50）とを有する集塵部（30）と、上記集塵部（30）に電圧を印加する電源部とを備えた集塵装置を前提としている。

そして、上記集塵装置の荷電部（12）が、上記塵埃を負に帯電する帯電手段（12a）を備える一方、第１電極（40）或いは第２電極（50）のどちらか一方の電極（50）が上記電源部の正極側に接続され、他方の電極（40）が接地され、上記接地された電極（40）が、導電性樹脂材で形成されていることを特徴としている。

第１の発明では、上記集塵部（30）の電極（40,50）のうち、電源部の正極側に接続された電極（高圧電極）（50）ではなく、接地された電極（接地電極）（40）を導電性樹脂材で形成することにより、該接地電極（40）の体積抵抗率を上げることができる。又、上記帯電手段（12a）によって塵埃を負に帯電することにより、正帯電した上記高圧電極（50）の方に該塵埃を吸着させることができる。

第２の発明は、空気中の塵埃を帯電させる荷電部（12）と、第１電極（40）と該第１電極（40）の近傍に設置された第２電極（50）とを有する集塵部（30）と、上記集塵部（30）に電圧を印加する電源部とを備えた集塵装置を前提としている。

そして、上記集塵装置の上記荷電部（12）が、上記塵埃を正に帯電する帯電手段（12a）（12a）を備える一方、第１電極（40）或いは第２電極（50）のどちらか一方の電極（50）が上記電源部の負極側に接続され、他方の電極（40）が接地され、上記接地された電極（40）が、導電性樹脂材で形成されていることを特徴としている。

第２の発明では、上記集塵部（30）の電極（40,50）のうち、電源部の負極側に接続された電極（高圧電極）（50）ではなく、接地された電極（接地電極）（40）を導電性樹脂材で形成することにより、該接地電極（40）の体積抵抗率を上げることができる。又、上記帯電手段（12a）によって塵埃を正に帯電することにより、負帯電した上記高圧電極（50）の方に該塵埃を吸着させることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、上記導電性樹脂材の体積抵抗率が、１０^８Ωｃｍ以上１０^１２Ωｃｍ以下であることを特徴としている。

第３の発明では、上記導電性樹脂材の体積抵抗率を規定することにより、上記接地電極（40）に所定の体積抵抗率を付与することができる。ここで、上記導電性樹脂材の体積抵抗率が低すぎれば、樹脂としての特性が失われ電極間でスパークが起こりやすくなり、逆に上記導電性樹脂材の体積抵抗率が高すぎれば、集塵能力が大きく低下してしまう。第３の発明のように上記導電性樹脂材の体積抵抗率を規定することにより、上記接地電極（40）を、樹脂としての特性を維持しつつ集塵部（30）の集塵能力の低下を抑えた電極とすることができる。

第４の発明は、第１または第２の発明において、上記電源部に接続された電極（50）が導電性樹脂材で形成され、その導電性樹脂材の体積抵抗率が１０^３Ωｃｍ以上１０^８Ωｃｍ以下であることを特徴としている。

第４の発明では、接地電極（40）の方だけでなく、上記高圧電極（50）にも所定の体積抵抗率を付与することができる。これにより、上記集塵部（30）の電極（40,50）に体積抵抗率を付与する場合に、上記接地電極（40）及び上記高圧電極（50）の導電性樹脂における体積抵抗率の範囲内において、両方の電極（40,50）に適した体積抵抗率を設定できる。

本発明によれば、上記集塵部（30）の接地電極（40）を導電性樹脂材で形成して体積抵抗率を上げることにより、上記集塵部（30）における電極間の抵抗が何らかの影響で下がった場合であっても、該電極間のスパークを防止することができる。つまり、接地電極（40）自体の体積抵抗値を上げることにより、該電極内の電荷を移動しにくくしてスパークが起きにくいようにしている。又、高圧電極（50）を導電性樹脂材で形成していないので、該高圧電極（50）の表面に塵埃が付着したとしても、該塵埃に起因する電極表面上でのスパークが起きない。さらに、該塵埃を負に帯電して、正帯電した高圧電極（50）に集塵させる構成なので、クーロン力が大きくなり集塵能力を向上させることができる。

また、上記第２の発明によれば、上記塵埃及び上記高圧電極（50）の極性が、第１の発明の塵埃及び高圧電極（50）の極性に対して反対になった場合でも、高圧電極（50）は導電性樹脂で形成されずに、上記接地電極（40）が導電性樹脂で形成される。このことから、第１の発明と同様に、上記集塵部（30）における電極間のスパークを抑制しつつ、上記集塵部（30）の集塵能力を向上させることができる。

また、上記第３の発明によれば、所定の体積抵抗率を有する上記導電性樹脂材を用いることにより、集塵部（30）の集塵能力の低下を抑えつつ、電極間のスパークの発生を抑制することができる。

また、上記第４の発明によれば、上記集塵部（30）の電極（40,50）に体積抵抗率を付与する場合に、両方の電極（40,50）に分散して付与することができるので、電極の構成の自由度を上げつつ、スパークの発生を抑制することができる。ここで、上記高圧電極（50）は導電性樹脂により形成されるが、該高圧電極（50）の表面に付着した塵埃に起因する電極上でのスパークが発生しない範囲で規定している。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態の空気清浄機（10）は、本発明の集塵装置を構成しており、例えば、一般家庭及び小規模店舗などで用いられる民生用の空気浄化装置である。

上記空気清浄機（10）は、ケーシング（20）を備えると共に、該ケーシング（20）の内部に収納されたプレフィルタ（11）と荷電部（12）と集塵部（30）と触媒フィルタ（13）と送風機（14）とを備えている。又、図示していないが、上記荷電部（12）と上記集塵部（30）に電圧を印加するための電源部も備えている。

上記ケーシング（20）は、例えば、矩形体状の横長の容器に形成され、前面が空気の吸込口（21）に形成され、背面が空気の吹出口（22）に形成され、内部が空気通路（23）に形成されている。そして、上記プレフィルタ（11）と荷電部（12）と集塵部（30）と触媒フィルタ（13）と送風機（14）とが吸込口（21）から吹出口（22）に向かって順に配置されている。

上記プレフィルタ（11）は、吸込口（21）からケーシング（20）内に吸込まれた空気に含まれる比較的大きな塵埃を捕集するためのフィルタを構成している。

上記荷電部（12）は、イオン化部を構成し、上記プレフィルタ（11）を通過した比較的小さな塵埃を帯電させるものである。上記荷電部（12）は、例えば複数のイオン化線（帯電手段）（12a）と、複数の対向電極（12b）とから構成される一方、上記イオン化線（12a）は電源部の負極側に、上記対向電極（12b）は電源部の正極側に接続されている。そして、上記イオン化線（12a）と上記対向電極（12b）との間に直流電圧を印加可能に構成されている。又、上記イオン化線（12a）は、荷電部（12）の上端から下端に亘って設けられ、対向電極（12b）はイオン化線（12a）の間に配置されている。

上記集塵部（30）は、上記荷電部（12）で帯電した塵埃を吸着して捕集するものであり、図３〜図５に示すように、高圧集塵電極（第２電極）（50）と接地電極（第１電極）（40）とを備えている。そして、上記接地電極（40）が接地され、上記高圧集塵電極（50）が電源部の正極側に接続されるとともに、該高圧集塵電極（50）と該接地電極（40）とは、互いに対向して対となる電極を構成している。

上記集塵部（30）の上記高圧集塵電極（50）と接地電極（40）とは、何れも一体成型に構成されている。そして、上記高圧集塵電極（50）と接地電極（40）とは基本的にほぼ同一の形状に形成され、一部が相互に挿入自在な差し込み構造に構成されている。

上記高圧集塵電極（50）と接地電極（40）とは、矩形状に形成され、１つの基台部材（41，51）と、該基台部材（41,51）から突出する多数の突起部材（42,52）とを備えている。そして、上記基台部材（41,51）は、枠体（43,53）と、該枠体（43,53）の内部に設けられた複数の縦仕切部材（44,54）及び複数の横仕切部材（45,55）とを備えている。

上記枠体（43,53）は、矩形状に形成され、上記高圧集塵電極（50）の枠体（43）が接地電極（40）の枠体（53）より厚く形成されている。上記高圧集塵電極（50）の枠体（53）の４つの隅角部は、薄肉部（4a）が形成されると共に、該薄肉部（4a）には、固定孔（4b）を有する固定脚（4c）が形成されている。また、上記接地電極（40）の枠体（53）の４つの隅角部は、薄肉部（5a）が形成されると共に、該薄肉部（5a）には、固定孔（5b）が形成されている。そして、上記高圧集塵電極（50）の枠体（43）と接地電極（40）の枠体（53）とは、四隅の薄肉部（4a,5a）において、固定孔（5b）から固定孔（4b）にタッピンネジをねじ込むことにより、固定脚（4c）を介して互いに固定され、上記高圧集塵電極（50）の基台部材（41）と接地電極（40）の基台部材（51）とが相対向して配置されている。また、上記高圧集塵電極（50）と接地電極（40）の基台部材（41，51）は、空気通路（23）において、空気流れと直交する方向に配置されている。

上記高圧集塵電極（50）及び接地電極（40）の縦仕切部材（44,54）は、ケーシング（20）の上下方向に延び、横仕切部材（45,55）は、ケーシング（20）の幅方向に延び、該縦仕切部材（44,54）と横仕切部材（45,55）とが縦横に交叉するように配列されている。そして、上記基台部材（41,51）には、枠体（43,53）と縦仕切部材（44,54）と横仕切部材（45,55）とによって囲まれる多数の通風孔（46,56）が形成されている。つまり、上記基台部材（41,51）は、縦仕切部材（44,54）と横仕切部材（45,55）とによって長方形の四角格子構造に形成され、通風孔（46,56）を形成する角形の多数の筒状部が形成されている。

上記高圧集塵電極（50）と接地電極（40）の縦仕切部材（44,54）は、上記高圧集塵電極（50）の基台部材（41）と接地電極（40）の基台部材（51）とを固定した組み立て状態において、同一平面状に位置するように形成されている。また、上記高圧集塵電極（50）と接地電極（40）の横仕切部材（45,55）は、上記高圧集塵電極（50）の基台部材（41）と接地電極（40）の基台部材（51）とを固定した組み立て状態において、図５の上下方向に、千鳥状に位置するように形成されている。つまり、上記高圧集塵電極（50）の横仕切部材（45）は、接地電極（40）の通風孔（56）の中央部に位置し、上記接地電極（40）の横仕切部材（55）は、高圧集塵電極（50）の通風孔（46）の中央部に位置している。

一方、上記突起部材（42,52）は、横仕切部材（45,55）に一体形成されて該横仕切部材（45,55）より突出している。該突起部材（42,52）は、横仕切部材（45,55）と同一厚さの平板状の突出片に形成され、相対する電極（50,40）の通風孔（56,46）の内部に延びている。そして、上記突起部材（42,52）の横方向の隙間には、相対する電極（50,40）の縦仕切部材（54,44）が位置するように上記突起部材（42,52）が形成されている。

上記突起部材（42,52）は、上記高圧集塵電極（50）の基台部材（41）と接地電極（40）の基台部材（51）とを固定した組み立て状態において、通風孔（56,46）の内部中央に位置し、突起部材（42,52）の上方と下方とを空気が流れることになる。そして、上記高圧集塵電極（50）の突起部材（42）と接地電極（40）の突起部材（52）とは、相互の間隔が１．８mm〜２．０mmとなるように形成されている。

尚、上記高圧集塵電極（50）と接地電極（40）の縦仕切部材（44,54）は、上記高圧集塵電極（50）の基台部材（41）と接地電極（40）の基台部材（51）とを固定した組み立て状態において、互いに接触することなく所定の間隔を存して位置している。

また、上記高圧集塵電極（50）と接地電極（40）との間には直流電圧が印加されて高圧集塵電極（50）と接地電極（40）とより電界を生起させ、帯電した塵埃を高圧集塵電極（50）に吸着させている。

又、上記集塵部（30）の高圧集塵電極（50）が金属等の導体で形成され、接地電極（40）が導電性樹脂材で形成している。ここで、上記導電性樹脂材の体積抵抗率は１０^８Ωｃｍ以上１０^１２Ωｃｍ以下であることが望ましい。

上記触媒フィルタ（13）は、図示しないが、例えばハニカム構造の基材の表面に触媒が担持されて構成されている。該触媒は、例えば、マンガン系触媒や貴金属触媒などが適用され、集塵部（30）を通過して塵埃が除去された空気中の有害成分や臭気成分を分解する。

上記送風機（14）は、ケーシング（20）内の空気通路（23）において最下流側に配置され、室内空気をケーシング（20）内に吸い込み、清浄空気を室内に吹き出すためのものである。

−運転動作−
次に、上記空気清浄機（10）の空気清浄動作について説明する。

図１及び図２に示すように、上記空気清浄機（10）は、送風機（14）を駆動すると、室内空気がケーシング（20）の空気通路（23）に吸引され、該空気通路（23）を流れることになる。

又、上記送風機（14）が駆動するとともに、荷電部（12）のイオン化線（12a）と対向電極（12b）との間、及び集塵部（30）の高圧集塵電極（50）と接地電極（40）との間に直流電圧が印加される。

そして、室内空気がケーシング（20）の空気通路（23）に吸引されると、先ず、上記プレフィルタ（11）は、室内空気に含まれる比較的大きな塵埃を捕集する。

上記プレフィルタ（11）を通過した室内空気は荷電部（12）に流れる。この荷電部（12）において、上記プレフィルタ（11）を通過した比較的小さな塵埃が負帯電し、この負帯電した塵埃が下流側に流れることになる。

続いて、負帯電した塵埃は集塵部（30）に流れ、高圧集塵電極（50）と接地電極（40）における基台部材（41,51）の通風孔（46,56）を流れることになる。つまり、高圧集塵電極（50）と接地電極（40）の基台部材（41,51）における枠体（43,53）と縦仕切部材（44,54）と横仕切部材（45,55）とで形成される通風孔（46,56）を室内空気が流れ、高圧集塵電極（50）と接地電極（40）の突起部材（42,52）の周囲を室内空気が流れる。

その際、高圧集塵電極（50）は正帯電しているので、負帯電した塵埃が高圧集塵電極（50）に吸着することになる。つまり、上記塵埃は、高圧集塵電極（50）における枠体（43）の内表面、縦仕切部材（44）の表面、横仕切部材（45）の表面及び突起部材（42）の表面に吸着することになる。

その後、上記塵埃が除去された室内空気は、触媒フィルタ（13）を流れ、空気中の有害物質や臭気物質が分解除去され、清浄空気となる。この清浄空気は、送風機（14）を通り、空気通路（23）から室内に吹き出されることになる。この動作を繰り返し、室内を清浄化する。

−実施形態の効果−
本実施形態によれば、上記集塵部（30）の接地電極（40）を導電性樹脂材で形成して体積抵抗率を上げることにより、上記集塵部（30）における電極間の抵抗が何らかの影響で下がった場合であっても、該電極間のスパークを防止することができる。又、上記集塵部（30）の高圧集塵電極（50）は金属等の導体で形成されているので、該高圧集塵電極（50）の電極部分に埃が付着しても、この埃に起因して発生する電極上でのスパークを防止することができる。さらに、該塵埃を負に帯電して、正帯電した高圧電極（50）に集塵させる構成なので、クーロン力が大きくなり集塵能力を向上させることができる。

−実施形態の変形例−
実施形態の変形例では、上記実施形態で示したように、上記集塵部（30）の高圧集塵電極（50）が、金属等の導体で形成されるのではなく、導電性樹脂で形成される。これにより、電極間のスパーク防止効果をより一層向上させることができる。ただし、その場合でも、導電性樹脂の体積抵抗値は小さい方がよい。ここで、上記導電性樹脂の体積抵抗率は、上記高圧集塵電極（50）の表面に付着した塵埃に起因する電極上でのスパークが発生しない範囲で規定され、１０^３Ωｃｍ以上１０^８Ωｃｍ以下であることが望ましい。

〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

図６、７に示すように、細長の角柱状の接地電極（40）と格子状の高圧集塵電極（50）とを組み合わせて集塵部（30）を構成してもよい。そして、図６のように高圧集塵電極（50）を電源部の正極側に接続して、図示していないが塵埃を負に帯電することにより、上記高圧集塵電極（50）に上記塵埃を吸着させてもよいし、図７のように高圧集塵電極（50）を電源部の負極側に接続して、図示していないが、塵埃を正に帯電することにより、上記高圧集塵電極（50）に上記塵埃を吸着させてもよい。

また、図８に示すように、板状の高圧集塵電極（50）と接地電極（40）とを平行に交互に配列し、集塵部（30）を構成するようにしてもよい。

本発明の集塵装置（10）は、空気清浄機（10）に限られるものではなく、空気調和装置に搭載されるものであってもよく、また、触媒部（13）は設けなくてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、空気中で帯電させた塵埃を捕集する集塵装置について有用である。

本発明の実施形態の空気清浄機の全体構成を示す概略斜視図である。本発明の実施形態の空気清浄機の全体構成を示す概略側面図である。本発明の実施形態の集塵部を示す斜視図である。本発明の実施形態の集塵部の一部を拡大して示す斜視図である。本発明の実施形態の集塵部の一部を拡大して示す断面側面図である。本発明の他の実施形態の集塵部の概略斜視図である。本発明のさらに他の実施形態の集塵部の概略斜視図である。本発明のさらに他の実施形態の集塵部の変形例を示した概略斜視図である。

符号の説明

10 空気清浄機（集塵装置）
12 荷電部
12a イオン化線（帯電手段）
30 集塵部
40 接地電極（第１電極）
50 高圧集塵電極（第２電極）

Claims

空気中の塵埃を帯電させる荷電部（12）と、第１電極（40）と該第１電極（40）の近傍に設置された第２電極（50）とを有する集塵部（30）と、上記集塵部（30）に電圧を印加する電源部とを備えた集塵装置であって、
上記荷電部（12）が、上記塵埃を負に帯電する帯電手段（12a）を備える一方、
第１電極（40）或いは第２電極（50）のどちらか一方の電極（50）が上記電源部の正極側に接続され、他方の電極（40）が接地され、
上記接地された電極（40）が、導電性樹脂材で形成されていることを特徴とする集塵装置。
空気中の塵埃を帯電させる荷電部（12）と、第１電極（40）と該第１電極（40）の近傍に設置された第２電極（50）とを有する集塵部（30）と、上記集塵部（30）に電圧を印加する電源部とを備えた集塵装置であって、
上記荷電部（12）が、上記塵埃を正に帯電する帯電手段（12a）を備える一方、
第１電極（40）或いは第２電極（50）のどちらか一方の電極（50）が上記電源部の負極側に接続され、他方の電極（40）が接地され、
上記接地された電極（40）が、導電性樹脂材で形成されていることを特徴とする集塵装置。
請求項１または２において、
上記導電性樹脂材の体積抵抗率が、１０^８Ωｃｍ以上１０^１２Ωｃｍ以下であることを特徴とする集塵装置。
請求項１または２において、
上記電源部に接続された電極（50）が導電性樹脂材で形成され、その導電性樹脂材の体積抵抗率が１０^３Ωｃｍ以上１０^８Ωｃｍ以下であることを特徴とする集塵装置。