JP2009095735A - 電気集じん機 - Google Patents

Abstract

【課題】電気集じん機の集じん機能を維持しながら、軽量化を行うとともに、帯電部においてコロナ放電を発生させながら火花放電の発生を抑える電気集じん機を提供することを目的とする。
【解決手段】放電電極２２と接地極板２３とを空気の流れ方向に平行に積層配置し空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部１の接地極板２３において、１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］以下の樹脂材料のフィルムＡ３１の両面を１０⁹〜１０¹²［Ω・ｃｍ］の樹脂材料のフィルムＢ３２で覆い帯電部１の接地極板２３を３層構造としたものであり、帯電部１の接地極板２３に金属性の電極板を用いる必要がないため、重量を軽減することでき、集じん機能を維持しながら火花放電の発生を抑えることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気中の浮遊粒子状物質を捕集し空気清浄を行うための電気集じん機に関する。

従来、この種の電気集じん機は、コロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部と、空気中の浮遊粒子状物質を捕集する集じん部から構成されており、例えば、特許文献１のようなものが知られている。

以下、その電気集じん機について図６を参照しながら説明する。帯電部６１は種々の形状（例えば線やトゲなど）をした放電電極６２と金属製の薄板からなる接地極板６３とが交互に積層されている。放電電極６２には電源６４から高電圧が印加され、接地極板６２との間でコロナ放電が発生する。集じん部６５は金属製の薄板からなる荷電極板６６に電源６３から高電圧が印加され、金属製の薄板からなる接地極板６７とが交互に積層されている。

大風量を処理する電気集じん機では（例えば１ユニット当たり３００ｍ³／ｍｉｎ）その処理風量から１ユニット当たりの大きさが大きくなるため、使用する電極板の１枚当りの大きさが大きくなるとともに、使用枚数も多く、そのため重量が重くなっていた。

このため、出来る限り軽量化をするために、接地極板の厚みを薄くしたり、特許文献１のように集じん部６５の接地極板６７にパンチング穴６８を設けたりしていた。

また帯電部においてはコロナ放電を発生なければならないため、場合によってはコロナ放電が発展して火花放電に至り、浮遊粒子状物質が可燃性の場合、火花放電により温度が異常に上昇する事があった。
特開平１１−０５７５３１号公報

このような従来の電気集じん機では、軽量化のために電極板の厚みを薄くしすぎると剛性がなくなり電極間同士の距離を保つことが困難となり、また電極板に穴を設けすぎると金属部分が減少し電界強度が弱まるため、どちらにしても集じん機能が不安定となる。また、帯電部の放電電極と接地極板の間ではコロナ放電が火花放電に発展しないように印加電圧を下げたり、電極間隔を広げたりするとコロナ放電が弱まり集じん機能が低下する。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、集じん機能を維持しつつ、軽量化を行い、さらに帯電部においてコロナ放電を発生させながら火花放電の発生を抑える電気集じん機を提供することを目的としている。

本発明の電気集じん機は上記目的を達成するために、放電電極と接地極板とを空気の流れ方向に平行に積層配置し空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部と、荷電極板と接地極板とを空気の流れ方向に平行に積層配置し帯電部で帯電された空気中の浮遊粒子状物質を捕集する集じん部と、帯電部と集じん部内に浮遊粒子状物質を含んだ空気を流入させる送風機と、浮遊粒子状物質を捕集するために帯電部と集じん部に高電圧を供給する高圧発生手段とを備え、１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］の樹脂材料のフィルムＡの両面を１０⁹〜１０¹²［Ω・ｃｍ］の樹脂材料のフィルムＢで覆い３層構造としたものを帯電部の接地極板として使用したものである。

この手段により帯電部の接地極板に金属性の電極板を用いる必要がないため、重量を軽減することでき、集じん機能を維持しながら火花放電の発生を抑えることができる電気集じん機が得られる。

また他の手段は、フィルムＡ、フィルムＢの厚みをそれぞれ１００〜５００μｍとしたものであり、これにより集じん機能を維持しつつ火花放電の発生を抑えることができる。

また他の手段は、帯電部の接地極板は、接着材自体が導電性のある導電性接着剤によってフィルムＡとフィルムＢを接着させたものである。

これによりフィルムＡとフィルムＢを導電性を持たせつつ接着させることができ、集じん機能を維持することができる。

また他の手段は、帯電部の接地極板は、フィルムＡとフィルムＢに熱を与え溶けて固まることにより接着される熱溶着によって互いに溶着されたものである。

これにより接着材を用いずにフィルムＡとフィルムＢを接着させることができ、接着材分の重量を軽減することができる。

また他の手段は、帯電部の接地極板を、バネで引っ張ることにより支持するものである。

これにより帯電部の接地極板をしっかりと固定することができ、電極間隔を適正に保つことが可能となり、安定して集じん機能を維持することができる。

また他の手段は、帯電部の接地極板の周囲を金属製のフレームで挟むことにより支持するものである。

これにより帯電部の接地極板をしっかりと固定することができ、バネで引っ張る空間が必要でなくなるため、サイズを小さくすることができる。

また他の手段は、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗を１０⁸〜１０¹⁰［Ω・ｃｍ²］としたものである。

これにより帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させることが出来ると共に、火花放電を防止することができる。

また他の手段は、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、樹脂材料は基材にイオン性導電剤を混ぜ込むことによって電気抵抗を調整したものである。

これにより電気抵抗を調整したときでも、樹脂材料の絶縁破壊電圧を高く維持することができ、火花放電を確実に防止することができる。

また他の手段は、フィルムＡとフィルムＢの樹脂材料は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いたものである。

これにより樹脂材料の耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性を高め、帯電部の耐久性を確保することができる。

また他の手段は、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ²］と、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流Ｉｓ［Ａ／ｃｍ²］とから算出される樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ²］（Ｗｓ＝Ｉｓ²×Ｒｓ）が２×１０^-3［Ｗ／ｃｍ²］以下になるように、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖを制御したものである。

これにより樹脂材料に連続的に通電される電気エネルギーによる劣化を抑え、樹脂材料の耐久性を確保することができる。

また他の手段は、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ²］に対し、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定されたものである。

これにより樹脂材料の絶縁破壊電圧が高いため、火花放電を確実に防止することができる。

また他の手段は、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定されたものである。

これにより樹脂材料の絶縁破壊電圧が高いため、火花放電を確実に防止することができる。

また他の手段は、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流が一定となるように高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖが制御されたものである。

これにより帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の微粒子を帯電させるために必要な電流を適正化し、不要に高い印加電圧をかけることがないため、火花放電を確実に防止することができる。

また他の手段は、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流を一定にするために設定された帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］と、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号が出力されるようにしたものである。

これにより樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を的確に把握することができる。

また他の手段は、１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］の樹脂材料の両面を１０⁹〜１０¹⁸［Ω・ｃｍ］の樹脂材料で覆い３層構造としたものを集じん部の荷電極板として使用したものである。

これにより集じん部の荷電極板に金属板を使用する必要がなくなるため、集じん部の重量を軽量化することができ、火花放電の発生を抑えることができる。

本発明によれば集じん性能を維持しつつ電気集じん機全体の重量を軽量化できるという効果のある電気集じん機を提供できる。

また、帯電部においてコロナ放電を発生させながら、火花放電を防止することができるという効果も奏する。

また、３層構造になったフィルム状の電極板をしっかりと固定することができるという効果も奏する。

また、樹脂材料の耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性を高め、電気エネルギーによる劣化を抑え、帯電部の耐久性を確保できるという効果も奏する。

本発明の請求項１記載の発明は、放電電極と接地極板とを空気の流れ方向に平行に積層配置し空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部と、荷電極板と接地極板とを空気の流れ方向に平行に積層配置し帯電部で帯電された空気中の浮遊粒子状物質を捕集する集じん部と、帯電部と集じん部内に浮遊粒子状物質を含んだ空気を流入させる送風機と、浮遊粒子状物質を捕集するために帯電部と集じん部に高電圧を供給する高圧発生手段とを備え、１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］の樹脂材料のフィルムＡの両面を１０⁹〜１０¹²［Ω・ｃｍ］の樹脂材料のフィルムＢで覆い３層構造としたものを帯電部の接地極板として使用したものであり、帯電部の接地極板に金属性の電極板を用いる必要がないため、重量を軽減することでき、集じん機能を維持しながら火花放電の発生を抑えることができるという作用を有する。

また、フィルムＡ、フィルムＢの厚みをそれぞれ１００〜５００μｍとしたものであり、これにより集じん機能を維持しつつ火花放電の発生を抑えることができるという作用を有する。

また、帯電部の接地極板は、接着材自体が導電性のある導電性接着剤によってフィルムＡとフィルムＢを接着させたものであり、これによりフィルムＡとフィルムＢを導電性を持たせつつ接着させることができ、集じん機能を維持することができるという作用を有する。

また、帯電部の接地極板は、フィルムＡとフィルムＢに熱を与え溶けて固まることにより接着される熱溶着によって互いに溶着されたものであり、これにより接着材を用いずにフィルムＡとフィルムＢを接着させることができ、接着材分の重量を軽減することができるという作用を有する。

また、帯電部の接地極板を、バネで引っ張ることにより支持するものであり、これにより帯電部の接地極板をしっかりと固定することができ、電極間隔を適正に保つことが可能となり、安定して集じん機能を維持することができるという作用を有する。

また、帯電部の接地極板の周囲を金属製のフレームで挟むことにより支持するものであり、これにより帯電部の接地極板をしっかりと固定することができ、バネで引っ張る空間が必要でなくなるため、サイズを小さくすることができるという作用を有する。

また、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗を１０⁸〜１０¹⁰［Ω・ｃｍ²］としたものであり、これにより帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させることが出来ると共に、火花放電を防止することができるという作用を有する。

また、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、樹脂材料は基材にイオン性導電剤を混ぜ込むことによって電気抵抗を調整したものであり、これにより電気抵抗を調整したときでも、樹脂材料の絶縁破壊電圧を高く維持することができ、火花放電を確実に防止することができるという作用を有する。

また、フィルムＡとフィルムＢの樹脂材料は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いたものであり、これにより樹脂材料の耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性を高め、帯電部の耐久性を確保することができるという作用を有する。

また、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ²］と、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流Ｉｓ［Ａ／ｃｍ²］とから算出される樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ²］（Ｗｓ＝Ｉｓ²×Ｒｓ）が２×１０^-3［Ｗ／ｃｍ²］以下になるように、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖを制御したものであり、これにより樹脂材料に連続的に通電される電気エネルギーによる劣化を抑え、樹脂材料の耐久性を確保することができるという作用を有する。

また、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ²］に対し、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定されたものであり、これにより樹脂材料の絶縁破壊電圧が高いため、火花放電を確実に防止することができるという作用を有する。

また、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定されたものであり、これにより樹脂材料の絶縁破壊電圧が高いため、火花放電を確実に防止することができるという作用を有する。

また、フィルムＢの材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流が一定となるように高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖが制御されたものであり、これにより帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の微粒子を帯電させるために必要な電流を適正化し、不要に高い印加電圧をかけることがないため、火花放電を確実に防止することができるという作用を有する。

また、フィルムＢ材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流を一定にするために設定された帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］と、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号が出力されるようにしたものであり、これにより樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を的確に把握することができるという作用を有する。

また、１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］以下の樹脂材料の両面を１０⁹［Ω・ｃｍ］以上の樹脂材料で覆い３層構造としたものを集じん部の荷電極板として使用したものであり、これにより集じん部の荷電極板に金属板を使用する必要がなくなるため、集じん部の重量を軽量化することができ、火花放電の発生を抑え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）
本実施の形態は、図１に示すように、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部１とその下流側に帯電された粒子を捕集する集じん部２からなる二段式電気集じん機である。なお、帯電部分と集じん部分が一体となった一段式電気集じん機であってもよい。送風手段３（一例として軸流ファン）により浮遊粒子状物質を含む空気が帯電部１に流入し集じん部２へと流れ込む。この時、帯電部１と集じん部２へは高圧発生手段４（一例として直流高圧安定化電源）から各々高電圧が印加される。さらに送風の運転や高電圧印加の入り切りを制御器５により行っている。

帯電部１と集じん部２の詳細を図２に示す。帯電部１は、放電電極２２と接地極板２３とが交互に複数並んでいる。高圧発生手段４から放電電極２２に高電圧が印加され、接地極板２３はアース側に接続されており、放電電極２２と接地極板２３との間でコロナ放電を発生させ、流入してくる粒子を帯電させる。本実施の形態では、プラス側の高電圧を印加しているが、マイナス側の高電圧でもよい。集じん部２は、荷電極板２４と接地極板２５が交互に複数積層されており、高圧発生手段４から荷電極板２４に高電圧が印加され、接地極板２５はアース側に接続されており、荷電極板２４と接地極板２５の間の電界により、帯電部１で帯電された粒子はクーロン力により接地極板２５に引き寄せられ捕集される。

ここで、帯電部１の接地極板２３は、図３に示すように体積抵抗率が１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］以下の樹脂材料のフィルムＡ３１を体積抵抗率が１０⁹〜１０¹²［Ω・ｃｍ］の樹脂材料のフィルムＢ３２で挟んだ帯電部の接地極板３３となっている。フィルムＡ３１は金属板の役目をしており体積抵抗率が１０⁴［Ω・ｃｍ］より高いと電流が流れる際にフィルムＡ３１自体がジュール熱によって発熱量が大きくなってしまうため、１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］がよい。厚みに関しては１００〜５００［μｍ］（より好ましくは２００〜３００［μｍ］）が良く、１００［μｍ］より薄いと電流が流れる際にフィルムＡ３１自体がジュール熱によって発熱してしまい、５００［μｍ］より厚いとフィルムＡ３１の重量が重くなり、また帯電部の接地極板３３全体の厚みも増えるため通風路が狭められ、通過風速が早くなり集じん効率が低下してしまう。なお、フィルムＢ３２はフィルム状ではなく塗料のように体積抵抗率が１０⁹〜１０¹²［Ω・ｃｍ］の材料をフィルムＡ３１の両面に塗ってもよい。この時厚みは同様に１００〜５００［μｍ］がよい。

この時、フィルムＡ３１とフィルムＢ３２は導電性接着材によって３層構造を構成することで、フィルムＡ３１とフィルムＢ３２の導通をとっている。導通をとらないとフィルムＢ３２がアース側と接続されなくなるため、コロナ放電が発生しなくなる。

３層構造となった帯電部の接地極板３３は、図４に示すように帯電部の接地極板３３を金属製フレーム４１で固定することで、帯電部の接地極板３３をしっかりと固定することが可能となり、さらに通過風速が早い場合（例えば９ｍ／ｓ）でも帯電部の接地極板３３が振動することなく、放電電極２２と接地極板２３との間隔を確実に保つことができる。

またフィルムＢ３２は体積抵抗率を１０⁹〜１０¹²［Ω・ｃｍ］さらに厚みを１００［μｍ］〜５００［μｍ］とすると、帯電部１の放電電極２２と接地極板２３との間で発生する火花放電を防止することが出来る。ここで体積抵抗率が同じでも厚みが変わるとフィルムの厚み方向に流れる電流に対する抵抗は変わってくる。そのため、フィルムの厚み方向に流れる電流に対する単位面積あたりの抵抗（つまり、体積抵抗率と厚みの積。以降、面積抵抗率Ｒｓ［Ω・ｃｍ²］と呼ぶ。）で考えるとフィルムの厚みも考慮される。本発明者らはこの面積抵抗率Ｒｓを１０⁸〜１０¹⁰［Ω・ｃｍ²］とすることが最適であることを見出した。例えば厚さ１００［μｍ］のフィルムでは、体積抵抗率が１×１０¹⁰〜１×１０¹²［Ω・ｃｍ］に、また厚さ５００［μｍ］のフィルムでは、体積抵抗率が２×１０⁹〜２×１０¹¹［Ω・ｃｍ］となる。この面積抵抗率Ｒｓが１０⁸［Ω・ｃｍ²］より小さいと電流が流れやすくなりコロナ放電は発生するが火花放電も発生し、逆に１０¹⁰［Ω・ｃｍ²］より大きいと火花放電は発生しないが、コロナ放電も発生しなくなる。一例としてフィルムＢ３２の面積抵抗率Ｒｓを１×１０⁹［Ω・ｃｍ²］（この時、体積抵抗率は２．５×１０¹⁰［Ω・ｃｍ］、厚みは４００［μｍ］）とするとよい。

フィルムＡ３１とフィルムＢ３２の樹脂材料としては、耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性が高く、耐久性を十分確保することが出来るフッ素系材料が望ましく、とりわけ、ポリフッ化ビニリデン系樹脂（以降、ＰＶＤＦと呼ぶ）は最も優れた材料のうちの一つである。ただし、ＰＶＤＦは絶縁性が高く前述の面積抵抗率Ｒｓを１０⁸〜１０¹⁰［Ω・ｃｍ²］にするには、添加剤を入れて電気導電度を確保する必要がある。一般に電気導電度を確保する手段としては、カーボンなどの導電性フィラーを混ぜ込む方式があるが、この方式は樹脂材料に高電圧をかけた時にカーボン粒子の部分で絶縁破壊を起こしやすく、絶縁破壊電圧が低いといった欠点があった。そこで、これを解決する手段として本実施の形態では、カーボンなどの導電性フィラーに代わって、イオン性導電剤を混ぜ込む方式を用いている。これにより、電気抵抗を調整したときでも、樹脂材料の絶縁破壊電圧を高く維持することができ、火花放電を確実に防止することができる。

もし、フィルムＢ３２の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が低く、高圧発生手段４から供給される帯電部１への印加電圧Ｖ［ｋＶ］より低い場合は、コロナ放電中に空気の絶縁破壊が起きたときに、その箇所の空気の電気抵抗は限りなくゼロに近づくため、フィルムＢ３２へ直接印加電圧Ｖ［ｋＶ］と同等の電圧がかかることになり、フィルムＢ３２が絶縁破壊を起こして穴が開き、フィルムＡ３１がむき出しとなるため火花放電を防止すことが出来ない。したがって、本実施の形態では、フィルムＢ３２の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と高圧発生手段４から帯電部１へ供給される印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように、高い絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］の樹脂材料を選定している。これにより火花放電を確実に防止することが出来る。

樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］を向上させるには、ある程度樹脂材料の電気抵抗を上げる必要があるが、前述のように、面積抵抗率には制約がある。各種樹脂材料を検討した結果、面積抵抗率Ｒｓ［Ω・ｃｍ²］に対し、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］がＶｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定すれば、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］は十分高く、火花放電を確実に防止することが可能である。一例として、面積抵抗率Ｒｓ＝１０⁹［Ω・ｃｍ²］の場合は、絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ＞８［ｋＶ］となり、印加電圧をＶ＜８［ｋＶ］に制御すれば、火花放電は発生しない。

一方、樹脂材料としてのイオン性導電剤入ＰＶＤＦの連続通電に関する耐久性は、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積あたりの電流（以降、電流密度Ｉｓ［Ａ／ｃｍ²］と呼ぶ）に相関はあるが、直接支配される因子は、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積あたりのエネルギー（以降、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ²］と呼ぶ）である。その理由は、イオン性導電剤入ＰＶＤＦに流す電流を上げた場合、イオン性導電剤入ＰＶＤＦの温度が上昇し、いずれ破壊に至るという破壊メカニズムであるため、ジュール熱に起因するエネルギー密度を使用限界以下とすることが肝要である。本発明者らは、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ²］（Ｗｓ＝Ｉｓ²×Ｒｓ）が２×１０^-3［Ｗ／ｃｍ²］を超えた場合、イオン性導電剤入りＰＶＤＦが短時間で絶縁破壊を起こし、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ²］が２×１０^-3［Ｗ／ｃｍ²］以下になった場合は、イオン性導電剤入ＰＶＤＦの連続通電に対する耐久性が飛躍的に伸びる屈曲点を見出した。従って、本実施の形態では、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ²］（Ｗｓ＝Ｉｓ²×Ｒｓ）が少なくとも２×１０^-3［Ｗ／ｃｍ²］以下になるように、高圧発生手段４から供給される帯電部１への印加電圧Ｖを制御している。これにより樹脂材料に連続的に通電される電気エネルギーによる劣化を抑え、樹脂材料の耐久性を確保することができる。

これら一連の印加電圧Ｖの制御は、制御器５によって行われているが、その他にも以下の制御を行う。帯電部１の放電電極２２と接地極板２３との間にコロナ放電として流れる電流Ｉが一定となるように高圧発生手段４から供給される帯電部１への印加電圧Ｖを制御している。これにより、帯電部１においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させるために必要な電流Ｉを適正化する。すなわち、樹脂材料の抵抗が経年的に減少した場合は、電流Ｉが一定となるように印加電圧Ｖを減少させるため、不要に高い印加電圧Ｖをかけず、火花放電防止にさらに効果がある。一方、樹脂材料の抵抗が経年的に増加した場合は、電流Ｉが一定となるように印加電圧Ｖを増加させるが、この時でも樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように制御される。具体的には、印加電圧Ｖ［ｋＶ］と樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値（一例として１ｋＶ）以下になった場合、電流Ｉ一定制御ではなく、印加電圧Ｖ［ｋＶ］はそれ以上上昇させないようにする。ただし、この状態では、十分なコロナ放電電流が得られていないため、集じん効率が低下する恐れがある。そこで、印加電圧Ｖ［ｋＶ］と樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器５より警報信号が出力されるようにしている。これにより、樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を適確に把握することができる。

次に、本実施の形態において、集じん部２の荷電極板２４について説明する。帯電部１の接地極板２３と同様に３層構造の樹脂材料のフィルムから構成されており、１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］の樹脂材料の両面を１０⁹［Ω・ｃｍ］以上の樹脂材料で覆い３層構造となっている。１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］の樹脂材料には高圧発生手段４から高電圧が印加されるため１０⁴［Ω・ｃｍ］より大きい体積抵抗率であると、電圧降下が大きく荷電極板２４と接地極板２５との間の電界強度が弱まってしまう。なお、１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］であれば樹脂材料に限らず、導電性塗料やアルミ箔などでもよい。 また、３層構造の表面にくる樹脂材料は、１０⁹［Ω・ｃｍ］より小さいと荷電極板２４と接地極板２５との間で火花放電が発生してしまう。そのため１０⁹〜１０¹⁸［Ω・ｃｍ］の体積抵抗率が必要となる。

これらにより、集じん部２の荷電極板２４の重量が軽くなり、さらに火花放電も防止することが可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施の形態では、帯電部１をより軽量にするために、フィルムＡ３１とフィルムＢ３２を融点近くまで加熱し、熱によってお互いを溶着させ帯電部の接地極板３３を構成したものである。これにより接着材を使用しないため、さらに帯電部１を軽量化することが可能となる。

また、図５に示すように４隅をバネ５１で引っ張り固定している。これは、帯電部１の通過風速が遅い場合（５ｍ／ｓ以下）に有効であり、金属性フレーム４１で固定した場合よりさらに軽量化することができるとともに、バネ５１の引っ張るスペースが必要なくなるため、帯電部１のサイズも小さくすることができる。

本発明は、大風量を処理する電気集じん機に有効であり、電気集じん機の重量を軽量化することが出来る電気集じん機を提供できる。また、空気中の浮遊粒子状物質に可燃性物質が含まれているものを処理する場合にも有効であり、火花放電を発生させずに、安全に捕集することが出来る電気集じん機を提供できる。

本発明の実施の形態１の電気集じん機の断面構成図 同帯電部と集じん部の斜視構成図 同帯電部接地極板の断面構成図 同帯電部接地極板の支持構成図（（イ）正面図（ロ）Ａ−Ａ断面図） 本発明の実施の形態２の帯電部接地極板の支持構成図 従来の電気集じん機の構成図

符号の説明

１ 帯電部
２ 集じん部
３ 送風手段
４ 高圧発生手段
５ 制御器
２２ 放電電極
２３ 接地極板
２４ 荷電極板
２５ 接地極板
３１ フィルムＡ
３２ フィルムＢ
３３ 帯電部の接地極板
４１ 金属製フレーム
５１ バネ

Claims (15)

1. 放電電極と接地極板とを空気の流れ方向に平行に積層配置し空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部と、荷電極板と接地極板とを空気の流れ方向に平行に積層配置し前記帯電部で帯電された空気中の浮遊粒子状物質を捕集する集じん部と、前記帯電部と前記集じん部内に浮遊粒子状物質を含んだ空気を流入させる送風機と、浮遊粒子状物質を捕集するために前記帯電部と前記集じん部に高電圧を供給する高圧発生手段とを備え、前記帯電部の接地極板は、１０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］の樹脂材料のフィルムＡの両面を１０⁹〜１０¹²［Ω・ｃｍ］の樹脂材料のフィルムＢで覆い３層構造としたことを特徴とする電気集じん機。
2. 前記フィルムＡ、前記フィルムＢの厚みをそれぞれ１００〜５００μｍとした請求項１記載の電気集じん機。
3. 前記帯電部の接地極板は、接着材自体が導電性のある導電性接着剤によってフィルムＡとフィルムＢを接着させた請求項１または２記載の電気集じん機。
4. 前記帯電部の接地極板は、フィルムＡとフィルムＢに熱を与え溶けて固まることにより接着される熱溶着によって互いに溶着された請求項１または２記載の電気集じん機。
5. 前記帯電部の接地極板を、バネで引っ張ることにより支持する請求項１〜４いずれか記載の電気集じん機。
6. 前記帯電部の接地極板の周囲を金属製のフレームで挟むことにより支持する請求項１〜５いずれか記載の電気集じん機。
7. フィルムＢの材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗を１０⁸〜１０¹⁰［Ω・ｃｍ²］とした請求項１〜６いずれか記載の電気集じん機。
8. フィルムＢの材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料は基材にイオン性導電剤を混ぜ込むことによって電気抵抗を調整した請求項１〜７いずれか記載の電気集じん機。
9. フィルムＡとフィルムＢの樹脂材料は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いた請求項１〜８いずれか記載の電気集じん機。
10. フィルムＢの材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ²］と、前記樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流Ｉｓ［Ａ／ｃｍ²］とから算出される前記樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ²］（Ｗｓ＝Ｉｓ²×Ｒｓ）が２×１０^-3［Ｗ／ｃｍ²］以下になるように、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖを制御した請求項９記載の電気集じん機。
11. フィルムＢの材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ²］に対し、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定された請求項１０記載の電気集じん機。
12. フィルムＢの材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように前記印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定された請求項１１記載の電気集じん機。
13. フィルムＢの材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流が一定となるように高圧発生手段から供給される前記帯電部への印加電圧Ｖが制御された請求項１２記載の電気集じん機。
14. フィルムＢの材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流を一定にするために設定された前記帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］と、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号が出力されるようにした請求項１３記載の電気集じん機。
15. １０¹〜１０⁴［Ω・ｃｍ］の樹脂材料の両面を１０⁹〜１０¹⁸［Ω・ｃｍ］の樹脂材料で覆い３層構造としたものを集じん部の荷電極板として使用した請求項１〜１４いずれか記載の電気集じん機。

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