JP2012125719A - 電気集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】家庭用乃至室内設置用の電機集塵装置として、放電線と集塵板が良好な捕集機能を発揮、維持できるようにし、且つ、電気集塵に付随する臭気を脱臭することも出来るようにすること。
【解決手段】放電線と集塵板を設置し、所定の高電圧を印加してダスト粒子を帯電させて前記集塵板に捕集し、且つ、水洗機構を設けて該集塵板を所定のタイミングで水洗する。ダストエアに対して水乃至蒸気を噴霧供給する噴霧機構を設け、電気抵抗検知器を設け、該電気抵抗検知器の検知結果に基づいて、ダスト電気抵抗率が所定の範囲に留まるように、前記噴霧機構の水分供給量を制御するよう構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、特に一般家庭、室内等で発生するダストエア（塵埃空気）を電気的にクリーンにするところの電気集塵装置に関する。

工業用或いは家庭用として、この種の電気集塵装置は、既に種々のタイプのものが提案されている。
基本的には、放電線と集塵板とにマイナス電荷とプラス電荷とを印加することでイオンを発生させると共に両者間にダストエアを通過させることでダスト粒子を帯電させ、これをクーロン力で集塵板に捕集させることで空気からダストを分離し、清浄な空気だけを取り出すことができるように構成されている。

こうした電気集塵装置のメカニズムとして、その集塵性能は、ダストエアの電気抵抗率と、ダスト粒子の粒子径とが大きなファクターとなることは知られている。
一般に知られている電気集塵装置として、ダスト電気抵抗率が、良好なイオン生成を成すことのできる正常抵抗領域（例えば、１０４から１０１０Ω・ｃｍ）にあるときは集塵率の問題はないが、その抵抗が、低抵抗領域（１０４Ω・ｃｍ以下）或いは高抵抗領域（１０１０Ω・ｃｍ以上）にあると、集塵率が極度に低下することが知られている。特に、高抵抗領域にある場合は、捕集したダスト層内で火花放電が頻発し、一旦放電電流は低下するが、更に抵抗が増大すると、放電電流が異常増加となり、荷電電圧が低下して好ましくない。更に、粒子径の異なるダストエアの場合、粒子径の大きなダスト粒子の捕集率は高いが、粒子径が小さいと捕集率が低くなるということも知られている。

一般家庭、或いは工場等でない室内のダストエアは、粗フィルターによるろ過により粗塵埃は容易に除去できるが、最近問題となっている花粉等も含め、比較的粒子径の小さいダストを多く含むものであり、捕捉が難しい。
上述した従来一般の電気集塵機の技術としては、次の文献を挙げることができる。

特開平１０−１６５８４０ 特開２００７−２０９９３４ 特開２００２−２３３７８７

上述した従来一般の電気集塵機にあっては、その集塵性能が捕集するダストエアのダスト電気抵抗率及びダストの粒子径に大きく影響されるが、工場などの種々の環境下ではダスト電気抵抗率を一定に維持させるということにはならないし、そのダストの粒子径もまちまちである。

しかし、病院、事務所、家庭用などの一般室内設置の電機集塵装置であれば、ダストの種類も、微細の塵埃、花粉、微小動物の死骸の粉塵、細菌の死骸等に限定され、所定のダスト電気抵抗率の範囲に抑えることは不可能ではない。
また、ダストエアのダスト粒子径についても、予め所定メッシュ（数ミクロン）の粗フィルターを備えてやれば、所定の範囲の粒子としてコンスタントな捕捉も可能であると考えられる。

本発明は、かかる問題点に鑑み、家庭用乃至室内設置用の電機集塵装置として、放電線と集塵板が良好な捕集機能を発揮、維持できるようにし、且つ、電気集塵に付随する臭気を脱臭することも出来るようにすることを目的とする。

本発明にかかる電気集塵装置は、上記目的を達成するために、集塵装置（１）のパッケージ本体（２）に付設のブロア（３）により室内のダストエアを吸引し、且つ排出するように構成され、そのダストエアの吸引通路（Ｒ）に放電線（４）と集塵板（５）を設置し、これらに所定の高電圧を印加してダスト粒子を帯電させることで前記集塵板（５）に捕集して塵埃を除去し、且つ、水洗機構（９）を設けて該集塵板（５）を所定の時間間隔で水洗するように構成し、以って、室内エアを循環させながらダスト浄化をするように構成された電機集塵装置であって、前記ダストエアの通路（Ｒ）のエア流れ上手側に粗フィルター（６）を設置し、該粗フィルター（６）のエア流れ下手側で、且つ、前記放電線（４）と集塵板（５）のエア流れ上手側に、ダストエアに対して水乃至蒸気を噴霧供給する噴霧機構（７）を設け、該噴霧機構（７）のエア流れ下手側に、ダストエアのダスト電気抵抗率を導くための電気抵抗検知器（８）を設け、該電気抵抗検知器（８）の検知結果に基づいて、前記ダスト電気抵抗率が所定の範囲に留まるように、前記噴霧機構（７）の水分供給量を制御するように構成した、ことを特徴とする。

本発明においては、室内エアのダスト除去を目的としており、一般家庭用家屋の室内、教室、病院、事務所等で、工場などの特殊乃至不測のダスト故にダスト電気抵抗率が安定しないエアを対象とするものではない。

本発明の電気集塵装置によれば、家庭用乃至室内設置用の電機集塵装置として、ダストエアに対して水乃至蒸気を噴霧供給する噴霧機構を設け、ダストエアのダスト電気抵抗率を導くための電気抵抗検知器を設け、該電気抵抗検知器の検知結果に基づいて、前記ダスト電気抵抗率が所定の範囲に留まるように、前記噴霧機構の水分供給量を制御するように構成したことで、放電線と集塵板が常に良好な捕集機能を発揮、維持できるようになった。
本発明にかかるその他の利点は、以下の実施例の説明から明らかとなろう。

本発明は、前記噴霧器（７）の水分供給量が、ダスト電気抵抗率が１０４Ω・ｃｍから１０８Ω・ｃｍの範囲に留まるように制御されることが好ましい。
これにより、コロナ放電が安定し、逆コロナ現象も回避できて集塵効率を良好な状態に維持できる。

また、前記放電線（４）と集塵板（５）のエア流れ下手側に、前記水洗機構（９）を配置すると共に該水洗機構（９）のエア流れ下手側に、第二次放電線（１４）と集塵板（１５）とを配置し、これらのエア流れ下手側に、第二次水洗機構（１９）を配置し、第二次放電線（１４）と集塵板（１５）に対して、先の放電線（４）と集塵板（５）よりも高い高電圧を印加することが好ましい。
このように、二段階の電気集塵機能を発揮させ、数ミクロンの微細の塵埃粒子を確実に帯電、捕捉することができて、集塵効率を向上させることができる。

そして、前記集塵板（５）に対して直接送風して乾燥を促進するための乾燥用ブロア（１３）を設けてあることが好ましい。
これにより、水洗後の水切りを促進し、早く乾燥させることで通電、即ち電気集塵へ迅速に移行できる。

本発明の実施例１にかかる電気集塵装置の概略正面図である。 本発明の実施例１にかかる電気集塵装置の原理を示す要部の概略縦断正面図である。 本発明の実施例１にかかる電気集塵装置の機能説明用グラフである。 本発明の実施例２にかかる電気集塵装置の原理を示す要部の概略縦断正面図である。

以下、本発明にかかる電気集塵装置の好適実施例について、図面を参照して詳述する。
〔実施例１〕
図１及び図２に示すように、電気集塵装置本体１は、パッケージ本体２に付設のブロア３により室内のダストエアを吸引し、且つ排出するように構成されている。前記パッケージ本体２とは、ブロア２を内蔵した本体設置部を指す。図１において、２０はフロアー、２１は、室内壁を示す。

図２に示すように、その集塵装置本体１のダストエアの吸引通路Ｒに放電線（針）４と集塵板（体）５を設置している。これらの放電線４と集塵板５は、通常の間隔（２０−３０ｍｍ）で併置されている。
これら放電線４と集塵板５に所定の高電圧、例えば、直流の１０Ｋｖを印加してダスト粒子を帯電させることで前記集塵板５に捕集して塵埃を除去する構成である。前記印加電圧については、１０Ｋｖ乃至４０Ｋｖ程度を用い得る。

そして、水洗機構９を設けて該集塵板５を所定の時間間隔（タイミング）で水洗するように構成する。このような水洗は、ダストが集塵板５に体積することで集塵効率が低下するのを防止するものであり、比較的長時間運転の後に実施される。

また、前記ダストエアの通路Ｒのエア流れ上手側に粗フィルター６を設置している。ダストエアに含まれる比較的大きな塵埃を除去するもので、電気集塵の対象たる微細粒子を通過させるものである。勿論、この種の電気集塵装置は、風速が緩く、風量が小さなものあるので、圧力損失が小さい粗いフィルターを用いる。

前記粗フィルター６のエア流れ下手側で、且つ、前記放電線４と集塵板５のエア流れ上手側に、ダストエアに対して水を噴霧供給する噴霧機構７を設けている。この噴霧機構７は、ポンプ７Ａと複数のノズル７Ｂとで構成されるが、水蒸気を用いる場合には、ポンプは不要である。
この噴霧機構７による水噴霧は、通風量に比例するが、塵埃微粒子に十分に付着吸引され、且つ、エア湿度が９０％以上となる程度の微量の水を噴霧、補給するものであり、電気抵抗を極度に低下させて放電線４と集塵板５に対する正常なコロナ放電に影響が出る水分量ではない。図２及び図４において、２４は、複数設置された攪拌板であり、水分が均等にダストエア及び塵埃に混ざるようにエア流れを偏向させる。

前記噴霧機構７のエア流れ下手側に、ダストエアのダスト電気抵抗率を導くための電気抵抗検知器８を設け、該電気抵抗検知器８の検知結果に基づいて、前記ダスト電気抵抗率が所定の範囲に留まるように、前記噴霧機構７の水分供給量を制御するように構成している。
この電気抵抗検知器８は、通常の電気抵抗を測ることができるものであればよく、この検知結果をＰＣ（マイクロコンピュータ）で解析してダスト電気抵抗率を出し、前記噴霧機構７のポンプ７Ａを制御するのであり、フィードバック制御が行われる。尤も、水蒸気噴霧の場合には、バルブを開閉制御することになる。

更に、上述の制御は、前記噴霧器７の水分供給量が、図３に示すようにダスト電気抵抗率が１０４Ω・ｃｍから１０８Ω・ｃｍの正常抵抗領域の低抵抗領域側にシフトした範囲内に留まるように制御される。厳密には、これらの上限下限値は多少変動しても差し支えない。この制御範囲とすることで、良好なコロナ放電を維持し易く、種々の外乱による変動の影響を最小限にして、高効率の集塵を行うことができる。

また、前記放電線４と集塵板５のエア流れ下手側に、前記水洗機構９を配置すると共に該水洗機構９のエア流れ下手側に、第二次放電線１４と集塵板１５とを配置し、これらのエア流れ下手側に、第二次水洗機構１９を配置し、第二次放電線１４と集塵板１５に対して、先の放電線４と集塵板５よりも高い高電圧を印加するように構成している。この高電圧の印加は、一次集塵された後の微細塵埃に対する集塵効果を発揮するために、電圧を上げている。ここでは、一次集塵とは異なり、水（水蒸気）の噴霧はないので、比較的ダスト電気抵抗率が高くなり、電圧を上げる必要があるためであるが、２０Ｋｖ程度であれば数ミクロンの微細粉塵でも効率よく捕集できる。

そして、前記集塵板５、１５に対して直接送風して乾燥を促進するための乾燥用ブロア１３を設けてある。この乾燥用ブロア１３の吸引口１３Ａは、集塵装置１の外部に向けて開口され、その排出口１３Ｂは、前記集塵板５、１５に向けられている目。尚、前記吸引口１３Ａを、前記粗フィルター６の直後に望ませ、ろ過後のエアを吸引するようにしてもよい。

この乾燥用ブロア１３は、前記集塵板５を洗浄した後の水きり時間を短縮し、通常運転への移行を早めるためのものである（従来、８−１０分程度掛かっていたのを、２−３分で完了）。この乾燥用ブロア１３は、エア送風だけでなく、ヒーターを備えて温風とすることで乾燥時間を更に短縮するようにしてもよい。

また、前記第二次水洗機構１９のエア流れ下手側に、第二次フィルター１１が設けられ、それまでにろ過できず、また、電気集塵で捕捉できなかった場合の微細粉塵を除去するようにしている。
前記第二次フィルター１１のエア流れ上手側に、水洗に用いた水の排水ドレイン２２が設けられている。ここでは、ドレインに容器２３が備えられているが、直接配水管を用いて排水設備に繋げるようにしてもよい。

〔実施例２〕
図４に基づいて説明するが、この実施例でも、集塵装置１のパッケージ本体２に付設のブロア３により室内のダストエアを吸引し、且つ排出するように構成され、そのダストエアの吸引通路Ｒに、第一次及び第二次放電線４、１４と集塵板５、１５を設置し、これらに所定の高電圧を印加してダスト粒子を帯電させることで前記集塵板５、１５に捕集して塵埃を除去し、且つ第一次、第二次水洗機構９、１９を設けて該集塵板５、１５を所定のタイミングで水洗するように構成し、以って、室内エアを循環させながらダスト浄化をするように構成されている点は、実施例１と実質同じであり、詳細説明は省略する。

この実施例２では、特に、第二次フィルター１１に活性炭微粉１２が内蔵されている。即ち、ここでは、第二次フィルター１１を前後二枚で構成し、その間に活性炭微粉１２を、分散、充填しているが、通風の圧力損失が大きくならないように、０．１ｍｍ乃至１ｍｍ程度の荒い粒径の活性炭微粉が用いられる。
これによって、電気集塵に起因する或いは室内固有の臭気を脱臭除去して、ダスト、臭気を共に除去したクリーンな空気を還流させることができる。

本発明にかかる電機集塵装置は、安定した電気集塵を行い得て、大きな粉塵、特異な粉塵でない室内ダストエアに対処できるので、一般家庭の家屋、事務所、病院等、その適用範囲は広い。

１ 集塵装置
２ パッケージ本体
３ ブロア
Ｒ 吸引通路
４ 放電線
５ 集塵板
６ 粗フィルター
７ 噴霧機構
８ 電気抵抗検知器
９ 水洗機構
１３ 乾燥用ブロア
１４ 第二次放電線
１５ 第二次集塵板
１９ 第二次水洗機構

Claims (5)

1. 集塵装置（１）のパッケージ本体（２）に付設のブロア（３）により室内のダストエアを吸引し、且つ排出するように構成され、そのダストエアの吸引通路（Ｒ）に放電線（４）と集塵板（５）を設置し、これらに所定の高電圧を印加してダスト粒子を帯電させることで前記集塵板（５）に捕集して塵埃を除去し、且つ、水洗機構（９）を設けて該集塵板（５）を所定の時間間隔で水洗するように構成し、以って、室内エアを循環させながらダスト浄化をするように構成された電機集塵装置であって、
   前記ダストエアの通路（Ｒ）のエア流れ上手側に粗フィルター（６）を設置し、
   該粗フィルター（６）のエア流れ下手側で、且つ、前記放電線（４）と集塵板（５）のエア流れ上手側に、ダストエアに対して水乃至蒸気を噴霧供給する噴霧機構（７）を設け、
   該噴霧機構（７）のエア流れ下手側に、ダストエアのダスト電気抵抗率を導くための電気抵抗検知器（８）を設け、
   該電気抵抗検知器（８）の検知結果に基づいて、前記ダスト電気抵抗率が所定の範囲に留まるように、前記噴霧機構（７）の水分供給量を制御するように構成した、
   ことを特徴とする電機集塵装置。
2. 前記噴霧器（７）の水分供給量が、ダスト電気抵抗率が１０４Ω・ｃｍから１０８Ω・ｃｍの範囲に留まるように制御されることを特徴とする請求項１に記載の電機集塵装置。
3. 前記放電線（４）と集塵板（５）のエア流れ下手側に、前記水洗機構（９）を配置すると共に該水洗機構（９）のエア流れ下手側に、第二次放電線（１４）と集塵板（１５）とを配置し、これらのエア流れ下手側に、第二次水洗機構（１９）を配置し、第二次放電線（１４）と集塵板（１５）に対して、先の放電線（４）と集塵板（５）よりも高い高電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電機集塵装置。
4. 前記集塵板（５）に対して直接送風して乾燥を促進するための乾燥用ブロア（１３）を設けてあることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の電機集塵装置。
5. 前記第二次水洗機構（１９）のエア流れ下手側に、第二次フィルター（１１）が設けられ、該第二次フィルター（１１）には、活性炭微粉（１２）が内蔵されていることを特徴とする請求項４に記載の電機集塵装置。

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