JP2014147869A - 電気集塵機および空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】本実施形態は、塵埃に対して安定した電荷を得るとともに、効率良く集塵できて集塵効率を高め、薄型化および軽量化を可能として、空気調和機に搭載するのに最適な構成をなす電気集塵機およびこの電気集塵機を備えた空気調和機の室内機を提供する。
【解決手段】電気集塵機は、通風路の上流側に高圧電位のイオン化電極、下流側にアース電位の対向電極を備え、塵埃に電荷を与えて静電力により集塵し、対向電極は通風路に導かれる空気の流れの方向と平行で、上流側端部と下流側端部を有する第１の辺部と、第１の辺部の空気流れ下流側端部に空気流れの方向とは直交する方向に折曲される第２の辺部とから断面略逆Ｌ字状をなし、イオン化電極は対向電極・第１の辺部空気の流れ上流側端部および第２の辺部先端と所定間隔を存して対向し、複数の対向電極を互いに第１の辺部と第２の辺部とを同一姿勢にして空間部を存して並行に配置し、もしくは互いに第２の辺部先端が対向するよう１本置きに逆姿勢にして空間部を存して並行に配置した。
【選択図】 図３

Description

本発明の実施形態は、通風路を通過する空気中の塵埃に電荷を与え、静電力により塵埃を捕捉集塵する電気集塵機および、電気集塵機を備えた空気調和機の室内機に関する。

通常、空気調和機の室内機には電気集塵機が搭載されていて、空気調和機の室内機は、室内の冷房もしくは暖房もしくは通風など設定した室内環境を維持するとともに、設定した室内温度を維持し、電気集塵機は、室内空気に含まれる塵埃を集塵して空気清浄化をなす。

従来の電気集塵機の概略構成は、空気の流れを案内する通風路を備え、この通風路にイオン化線と対向電極からなる荷電部と、この荷電部の通風路下流に集塵電極と対向電極からなる集塵部とを備えている。通風路に導かれる空気中に含まれる塵埃は荷電部で電荷を与えられ、集塵部で捕捉される。

特開２００２−２７６９７１号公報 特開平６−２３３９４６号公報 特開平５−１８４９６９号公報

この電気集塵機は、空気の流れ方向に荷電部と集塵部が直列的に設けられるので、全体に肉厚で重くなる。空気調和機の室内機に搭載すると、本体の重量が嵩み大型化が避けられず、かつ通風での圧力損失が無視できなくなる。

特に、天井埋込み形空気調和機の室内機では、作業者が高所で無理な姿勢でメンテナンスしなければならず、作業性に難点がある。たとえ、エアフィルタを装着した吸込みグリルをリフト機構で上下させるオートグリル方式を備えて、手の届く範囲に吸込みグリルとエアフィルタを降下させても、電気集塵機そのものは本体側に取付けられているので、メンテナンス作業は変りがない。

このような事情から、塵埃に対して安定した電荷を得るとともに、薄型化および軽量化を可能として、天井埋込み形空気調和機の室内機に搭載するのに最適な構成をなす電気集塵機が求められている。

本実施形態によれば、空気を案内する通風路の上流側に高圧電位のイオン化電極を備え、下流側にアース電位の対向電極を備え、前記通風路を通過する空気の流れに含まれる塵埃に電荷を与えて、静電力により塵埃を集塵する電気集塵機であり、前記対向電極は、前記通風路に導かれる空気の流れの方向と平行で、空気の流れ上流側端部と空気の流れ下流側端部を有する第１の辺部と、前記第１の辺部の空気流れ下流側端部に空気流れの方向とは直交する方向に折曲される第２の辺部とから、断面略逆Ｌ字状をなし、前記イオン化電極は、前記対向電極における第１の辺部空気の流れ上流側端部および第２の辺部先端と所定間隔を存して対向し、複数の前記対向電極を、互いに第１の辺部と第２の辺部とを同一姿勢にして空間部を存して並行に配置し、もしくは互いに第２の辺部先端が対向するよう１本置きに逆姿勢にして空間部を存して並行に配置した。

そして、以上の電気集塵機を備えた空気調和機の室内機である。

本実施の形態に係る、天井埋込み形空気調和機の室内機の外観図と、その分解斜視図と、メンテナンス状態を説明する図。 電気集塵機全体を示す平面図。 第１の実施形態に係る、電気集塵機の要部を拡大して示す平面図と、縦断面図。 第２の実施形態に係る、電気集塵機の要部を拡大して示す平面図と、縦断面図。 第２の実施形態に係る第１変形例の、電気集塵機の要部を拡大して示す平面図と、縦断面図。 第１の実施形態に係る、電気集塵機の各構成部品の寸法関係を示す図。 第２の実施形態に係る、電気集塵機の各構成部品の寸法関係を示す図。 第１の実施形態に係る、電気集塵機の集塵する作用を順に説明する模式図。 第２の実施形態に係る、電気集塵機の集塵する作用を順に説明する模式図。 第１、第２の実施形態に係る、電気集塵機の集塵性能を示す実測値データ図。 図１０に示す集塵性能の実測値データを得た、第１、第２の実施形態の具体的な寸法関係と集塵性能を比較した図。 第１、第２の実施形態に係る、電気集塵機のイオン化電極の構成を示す平面図。 第３の実施形態に係る、電気集塵機の要部を拡大して示す平面図と、縦断面図。 同実施形態に係る、針電極の寸法関係図。 同実施形態に係る、電気集塵機の各構成部品の寸法関係を示す図。 同実施形態に係る、電気集塵機の集塵する作用を順に説明する模式図。 第３の実施形態に係る第１変形例の、電気集塵機の要部を示す平面図と、縦断面図。 同変形例の放電干渉防止ガイドを備えていない場合の放電状態説明図と、放電干渉防止ガイドを備えた場合の放電状態説明図。 種々の電極構成およびワンパス集塵効率測定結果図と、ワンパス集塵効率と圧力損失を示す図。 第１の実施形態に係る第１変形例の、電気集塵機の一部を拡大して示す平面図と、縦断面図。 第２の実施形態に係る第２変形例の、電気集塵機の一部を拡大して示す平面図と、縦断面図。 第１の実施形態に係る第１変形例の、電気集塵機各構成部品の寸法関係図。 第２の実施形態に係る第２変形例の、電気集塵機各構成部品の寸法関係図。 第１の実施形態に係る第１変形例の、電気集塵機の集塵する作用を順に説明する模式図。 第２の実施形態に係る第２変形例の、電気集塵機の集塵する作用を順に説明する模式図。 各種の電気集塵機の構成におけるトルエン脱臭効果を示す図。

以下、本実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１（Ａ）は、組立てられた天井埋込み形空気調和機の室内機外観図。図１（Ｂ）は、室内機を分解した斜視図。図１（Ｃ）は、室内機のメンテナンス状態を説明する図である。

天井埋込み形空気調和機の室内機Ｒとして、熱交換器等の冷凍サイクル機器と、送風機およびベルマウスを収納する筐体１が、図示しない天井板の内部に吊持される。筐体１の下端部は開口していて、ここに矩形状の化粧板２が取付けられ、天井板から室内に露出する。

化粧板２の中央部に矩形状の吸込み口３が開口され、吸込みグリル４が嵌め込まれる。吸込みグリル４には、エアフィルタ５および電気集塵機Ｓが搭載される。化粧板２の吸込み口３の各辺部に沿って矩形長孔状の吹出し口７が設けられる。

ここでの電気集塵機Ｓは、薄肉の矩形板状をなしていて、後述するように構成される。そして室内機Ｒは、吸込みグリル４をリフト機構で上下させるオートグリル方式を備えていて、電気集塵機Ｓは、吸込みグリル４に、エアフィルタ５とともに装着されている。この吸込みグリル４は、化粧板２の開口部に、ワイヤ機構８を介して保持される。ワイヤ機構８はリモートコントローラ（図示しない）を介して制御される。

オートグリル方式を備えた室内機Ｒの標準的なリフト機構は、通常天井高さが５Ｍまでの場所に対応している。リフト機構は、リモートコントローラを操作することでワイヤ機構８が作動し、吸込みグリル４がエアフィルタ５と電気集塵機Ｓを搭載したまま化粧板２から離脱し、かつ降下する。床面から約１．１Ｍ程度の位置に降下したところで、ワイヤ機構８は停止する。それ以前の高さでも、必要に応じて停止させることができる。

要は、作業者が立位姿勢で容易に作業できる高さに、エアフィルタ５および電気集塵機Ｓを装着した吸込みグリル４を停止させる。作業者は、吸込みグリル４からエアフィルタ５と電気集塵機Ｓを取外して、ここに付着した塵埃等の汚れを落とすことができる。作業終了後は、エアフィルタ５と電気集塵機Ｓを吸込みグリル４に取付け、ワイヤ機構８を作動することで、再び図１（Ａ）の状態に戻せる。

つぎに、電気集塵機Ｓについて詳述する。
先に説明したように、ここでの電気集塵機Ｓは、吸込みグリル４に取付けられるよう平面矩形状をなし、しかも極く薄い肉厚であって、軽量をなす。

図２は、電気集塵機Ｓ全体を示す平面図である。

電気集塵機Ｓは、複数本の対向電極１０…を、互いに狭小の間隔を存して平行に並べ、それぞれの対向電極１０に沿ってイオン化電極としてイオン化線１１を設けてなる。

対向電極１０，１０相互間に形成される間隙（空間部１３）をもって、空気の流れる方向を案内するようになっていて、図において空気の流れる方向は、紙面の前後方向となる。イオン化電極としてのイオン化線１１には高圧電位がかけられ、対向電極１０にはアース電位がかけられる。

図３（Ａ）（Ｂ）は、第１の実施形態に係る電気集塵機Ｓの要部を拡大して示す平面図と、その縦断面図である。図４（Ａ）（Ｂ）は、第２の実施形態に係る電気集塵機Ｓの要部を拡大して示す平面図と、その縦断面図である。図５（Ａ）（Ｂ）は、第２の実施形態に係る第１変形例の電気集塵機の要部を拡大して示す平面図と、その縦断面図である。

はじめに、第１の実施形態を説明する。
図３（Ａ）に示すように、通風路Ｔは対向電極１０，１０相互間に形成され、空気の流れる方向は紙面の手前側から背面側である。図３（Ｂ）では、通風路Ｔにおける空気の流れる方向は、矢印に示すように左から右方向へ流れる。

対向電極１０は、通風路Ｔに導かれる空気の流れの方向と平行で、空気の流れの方向上流側端部αと、空気の流れの方向下流側端部βを有する第１の辺部ａと、第１の辺部ａにおける空気の流れ下流側端部βに空気の流れの方向とは直交する方向に折曲される第２の辺部ｂとを有し、断面略逆Ｌ字状をなす。そして、第２の辺部ｂ先端γに、通風路Ｔ下流側方向に突片部ｃが突設される。

このような構成の対向電極１０は、複数本、互いに第１の辺部ａと第２の辺部ｂとを同一姿勢にして、互いに所定間隔を存して並行に配置されて構成する。
イオン化電極として針金状のイオン化線１１が用いられ、対向電極１０の第１の辺部ａにおける空気の流れ上流側端部αおよび第２の辺部先端γと所定間隔を存して対向するよう構成する。

上部側と下部側における対向電極１０，１０の第１の辺部ａ，ａ相互間が、通風路Ｔを導かれる空気の流れの入口となり、ここを「開口部」１２と呼ぶ。上部側対向電極１０の第２の辺部先端γおよび突片部ｃと、下部側対向電極１０の第１の辺部ａとの相互間が、空気の流れの出口となり、ここを「空間部」１３と呼ぶ。

つぎに、第２の実施形態を説明する。
図４（Ａ）に示すように、通風路Ｔは対向電極１０，１０相互間に形成され、空気の流れる方向は紙面の手前側から背面側である。図４（Ｂ）に示すように、通風路Ｔにおける空気の流れる方向は、矢印に示すように左から右方向へ流れる。

それぞれの対向電極１０の具体的構成は、先に図３で説明したものと全く同一である。ただし、ここでは図の上部側の対向電極１０と下部側の対向電極１０の、互いの第２の辺部先端γ，γと突片部ｃ，ｃとが互いに対向するように、１本置きに逆姿勢にして配置される。したがって、互いの第２の辺部先端γ，γと突片部ｃ、ｃ相互間に空間部１３が形成される。

イオン化電極として針金状のイオン化線１１が用いられ、先に図３で説明したものと同様、対向電極１０，１０の第１の辺部ａ，ａにおける空気の流れ上流側端部α，αおよび第２の辺部先端γ，γと所定間隔を存し対向して配置される。

なお、図における下部側の対向電極１０の、さらに下部側の対向電極（図示しない）は、下部側の対向電極１０とほとんど密に配設され、これらの間に通風路は形成されない。換言すれば、図の状態で上下方向に密に並べられることになる。

図の上部側と下部側における対向電極１０，１０の第１の辺部ａ、ａ相互間が、通風路Ｔを導かれる空気の流れの入口となり、ここを「開口部」１２と呼ぶ。そして、上部側と下部側の対向電極１０，１０の突片部ｃ，ｃ相互間が、空気の流れの出口となり、ここを「空間部」１３と呼ぶ。

つぎに、第２の実施形態に係る第１変形例を説明する。
図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、先に図４で説明した第２の実施形態に係る対向電極１０，１０およびイオン化線１１，１１相互間に、平板状の補助対向電極１５を介在してなる。すなわち、空気の流れ入口の開口部１２から、空気の流れ出口の空間部１３までを、図の上下に仕切るように、補助対向電極１５が設けられる。

図６は、第１の実施形態に係る、電気集塵機Ｓの各構成部品の寸法関係を示す図である。対向電極１０は、板厚０．５〜１ｍｍの板金材を屈曲加工してなる。対向電極１０全体の奥行寸法Ｌ、すなわち電気集塵機Ｒとしての厚さ寸法は１５〜２５ｍｍとする。

これは、図１に示す天井埋込み形空気調和機の室内機Ｒの化粧板２開口部に嵌め込まれた吸込みグリル４の上面側に、エアフィルタ５とともに搭載することができる厚さである。これにより、電気集塵機Ｓを室内機Ｒの吸込みグリル４へ圧力損失への影響を抑えた状態で搭載が可能となる。

［表１］は、開口部寸法Ｌ１に対し空間部寸法Ｌ２を種々変えて、風速１ｍ／ｓ時における集塵効率と圧力損失を求めた結果を示す。

以上の結果から、電気集塵機Ｓとして高性能を保持し、低圧力損失を確保するよう、開口部寸法Ｌ１に対して空間部寸法Ｌ２は、約１／２程度とすることが望ましい。すなわち、開口部寸法Ｌ１：２２ｍｍに対して、空間部寸法Ｌ２：１０ｍｍのとき、集塵効率が６５％と最も高く、圧力損失は１．２Ｐａと比較的低く抑えられることが分った。

［表２］は、イオン化線１１から空気流れの下流側にある対向電極・第２の辺部ｂ下端までの距離（間隔寸法）Ｌ５を種々変えて、出力電圧７ｋｖ、出力電流１ｍＡを印加したときの異常放電の有無を確認した結果を示す。

以上の結果から、電気集塵機Ｓとして高性能を保持し、電極間での異常放電を防止するため、イオン化線１１と対向電極・第２の辺部ｂとの間隔寸法Ｌ５は、約８ｍｍ以上とすることが望ましい。

［表３］は、対向電極１０を構成する第１の辺部ａの長さ寸法Ｌ７と、第２の辺部ｂの長さ寸法Ｌ８を種々変更し、風速１ｍ／ｓ時での集塵効率を比較した結果を示す。

すなわち、第１の辺部ａの長さ寸法Ｌ７よりも第２の辺部ｂの長さ寸法Ｌ８が長い（Ｌ７＜Ｌ８）場合は、集塵効率が６５％であったが、逆に、第１の辺部ａの長さ寸法Ｌ７よりも第２の辺部ｂの長さ寸法Ｌ８が短い（Ｌ７＞Ｌ８）場合は、集塵効率は５９％しかなかった。
したがって、第１の辺部の長さ寸法Ｌ７より第２の辺部ｂの長さ寸法Ｌ８が長い（Ｌ７＜Ｌ８）ように形成することで、高性能の電気集塵機Ｓが得られることとなる。

図７は、第２の実施形態に係る、電気集塵機Ｓの各構成部品の寸法関係を示す図である。ここで対向電極１０は、板厚０．５〜１ｍｍの板金材を屈曲加工してなることは変りがない。

［表４］は、対向電極１０，１０の第１の辺部ａ，ａ相互間隔寸法である開口部寸法Ｌ３に対して、第２の辺部ｂ，ｂ先端部および突片部ｃ，ｃ相互間寸法である空間部寸法Ｌ４を種々変えて、風速１ｍ／ｓ時における集塵効率と圧力損失を求めた結果を示す。

すなわち、対向電極１０，１０は、開口部寸法Ｌ３：４０ｍｍに対して、空間部寸法Ｌ４：１０ｍｍとしたときが、集塵効率６２％、圧力損失１．０Ｐａが得られる。したがって、電気集塵機として高性能を保持し、低圧力損失を確保するよう、開口部寸法Ｌ３に対して空間部寸法Ｌ４は、約１／４程度とすることが望ましい。

以下の［表５］は、上下部に対向するイオン化線１１，１１相互間の距離（間隔寸法）を種々変えて、風速１ｍ／ｓ時における集塵効率を見た結果を示す。

イオン化線１１，１１相互の間隔寸法Ｌ９は、１８ｍｍで集塵効率が最大（６２％）であり、それ以下は１６ｍｍ（５５％）、それ以上は２０ｍｍ（５７％）の範囲で許容できる。ただし、さらにそれ以下の１０ｍｍおよびそれ以上の２５ｍｍは集塵効率が低下することが分った。

すなわち、電気集塵機として高性能を保持し、電極間での異常放電を防止するため、イオン化線１１，１１相互の間隔寸法Ｌ９は、約１８ｍｍが望ましい。そして、イオン化線１１，１１相互の間隔寸法Ｌ９は、約１６〜２０ｍｍの範囲において、高い集塵効率が得られることが分った。

結局、第１の実施形態の電気集塵機と、第２の実施形態の電気集塵機ともに、開口部１２の長さ（幅）寸法Ｌ１，Ｌ３に対し、空間部１３の長さ（幅）寸法Ｌ２，Ｌ４を、小さく形成する。具体的には、１／３〜１／４とする。そして、対向電極１０を構成する第２の辺部ｂの長さ寸法Ｌ８より、第１の辺部ａの長さ寸法Ｌ７を狭く（Ｌ８＞Ｌ７）形成する。

対向電極１０は、第１の実施形態の電気集塵機Ｓと同様、板厚０．５〜１ｍｍの板金材を屈曲加工してなり、全体の奥行寸法Ｌは１５〜２５ｍｍとする。これにより、電気集塵機Ｓを空気調和機Ｒの吸込みグリル４へエアフィルタ５とともに搭載するのに、圧力損失への影響を抑制し、電気集塵機Ｓとして厚さの制約を損なうことはない。

図８は、第１の実施形態の構成を採用した電気集塵機Ｓの、実際に集塵する作用を順に説明する模式図である。

図８（Ａ）に示すように、イオン化線１１，１１に高圧電位をかけ、対向電極１０，１０にアース電位をかけることで、互いの電極１１，１０間でコロナ放電する。一方、通風路Ｔには塵埃を含む空気が導かれる。

図８（Ｂ）に示すように、空気が上下部対向電極１０，１０間の開口部１２に導かれた状態で、コロナ放電により空気の流れに含まれる塵埃が帯電する。

図８（Ｃ）に示すように、イオン化線１１と対向電極１０との間の静電気力で、帯電した塵埃が捕捉される。さらに加えて、塵埃が通過する際に、対向電極１０を構成する第１の辺部ａと第２の辺部ｂへ衝突し、もしくは遮り効果により、帯電した塵埃は効率良くそれぞれの辺部ａ，ｂに集塵される。そして、ここで集塵されなかった一部の塵埃は、空間部１３を介して外部へ流れようとする。

図８（Ｄ）に示すように、対向電極１０の第１の辺部ａと第２の辺部ｂで捕捉されず、空間部１３を介して外部に流れようとする一部の塵埃を、第２の辺部ｂと一体に形成される突片部ｃが捕捉する。

結局、開口部１２から空間部１３を介して流れる空気中に含まれる塵埃のほとんど大部分を、塵埃に対して荷電する作用と、荷電した塵埃を集塵する作用を兼用する対向電極１０が捕捉できる。

図９は、第２の実施形態の構成を採用した電気集塵機Ｓの、実際に集塵する作用を順に説明する模式図である。

図９（Ａ）に示すように、イオン化線１１に高圧電位をかけ、対向電極１０にアース電位をかけることで、互いの電極間でコロナ放電する。一方、通風路Ｔには塵埃を含む空気が導かれる。

図９（Ｂ）に示すように、空気が上下対向電極１０，１０間の開口部１２に導かれた状態で、コロナ放電により空気に含まれる塵埃が帯電する。

図９（Ｃ）に示すように、イオン化線１１と対向電極１０との間の静電気力で、帯電した塵埃が捕捉される。さらに加えて、塵埃が通過する際に、対向電極１０を構成する第１の辺部ａと第２の辺部ｂへ衝突し、もしくは遮り効果により、帯電した塵埃は効率良く集塵される。そして、ここで集塵されなかった一部の塵埃は、突片部ｃ，ｃ相互間に形成される空間部１３を介して外部へ流れようとする。

図９（Ｄ）に示すように、対向電極１０の第１の辺部ａと第２の辺部ｂで捕捉されず、空間部１３を介して外部に流れようとする一部の塵埃を、第２の辺部ｂと一体に形成される突片部ｃが捕捉する。

結局、開口部１２から空間部１３を介して流れる空気中に含まれる塵埃のほとんど大部分を、塵埃に対して荷電する作用と、荷電した塵埃を集塵する作用を兼用する対向電極１０が捕捉できる。

なお、先に図５で示したように、上下部の対向電極１０，１０とイオン化線１１，１１相互間に補助対向電極１５を備えた構成では、空気中に含まれる塵埃を補助対向電極１５も捕捉するので、より集塵効率の向上を図ることができる。

図１０は、第１の実施形態および第２の実施形態に係る、電気集塵機Ｓの集塵性能として、タバコ煙に対する除去性能の実測値データを示す図である。

横軸に試験時間（ｍｉｎ）をとり、縦軸に粉塵濃度（％）をとる。図に白丸印で示すのは、電気集塵機Ｓである空清（空気清浄機）が通電ＯＦＦ（作動停止）の場合。黒四角印で示すのは、空清の通電をＯＮ（作動）とし、第１の実施形態を採用した場合。図に黒三角印で示すのは、空清の通電をＯＮとし、第２の実施形態を採用した場合である。

通常、初期の濃度（１００％）の１／３濃度となることで、室内の清浄化を得られたものと実感できる。黒四角印に示す第１の実施形態と、黒三角印に示す第２の実施形態のいずれも、初期の約１／３の濃度に清浄化するのに要する時間は、極めて速い、約４分程度であることが分る。

図１１は、図１０に示すタバコ煙に対する除去性能の実測値データを得た、第１の実施形態および第２の実施形態の具体的な寸法関係と集塵性能を比較した図である。

第１の実施形態の場合、開口部寸法Ａを２２ｍｍ、空間部寸法Ｂを１０ｍｍとしたとき、運転開始５分後の集塵性能データは、６．６１３ｍ３／ｍｉｎ、初期の１／３濃度になるまでの時間が４．３分であった。

第２の実施形態の場合、開口部寸法Ａを４０ｍｍ、空間部寸法Ｂを１０ｍｍ、イオン化線間距離Ｃを１８ｍｍとしたとき、運転開始５分後の集塵性能データは、６．２３８ｍ３／ｍｉｎ、初期の１／３濃度になるまでの時間が４．６分であった。いずれも、極めて速い時間ですむ。

図１２は、第１、第２の実施形態に係る電気集塵機Ｓのイオン化線取付部の構成を示す平面図である。

イオン化線１１は、１本の対向電極１０に対して１本単独で備える構成としてもよいが、図１２に示すように、複数本全部の対向電極に対して１本のイオン化線を連続させた構成でもよい。

この場合、複数本の対向電極１０は空間部１３を存して平行に設けられるのに対して、１本のイオン化線１１Ａはそれぞれの対向電極１０端部においてターンしていて、図の左上端部から右下端部に至る。すなわち、電気集塵機Ｓを構成する対向電極１０全部に、１本のイオン化線１１Ａをかけ回すこととなる。

図１３（Ａ）は、第３の実施形態に係る電気集塵機Ｓの要部を拡大して示す平面図であり、図１３（Ｂ）はその縦断面図である。

第３の実施形態において、イオン化電極は平板形状をなすとともに、長手方向に所定間隔を存して複数の針部ｆが形成される針電極２１からなる。

個々の対向電極１０は、第１の辺部ａと第２の辺部ｂおよび突片部ｃからなることは変りがない。ただし、図において上下２本の対向電極１０，１０の互いに第２の辺部ｂ，ｂ先端と突片部ｃ，ｃが互いに対向するよう、１本置きに逆姿勢に所定間隔を存して配置される、先に述べた第２の実施形態の構成とする。

針電極２１は、開口部１２位置に、空間部１３と対向するよう配置される。具体的には、図の上部側の針部ｆが、上部側の対向電極・突片部ｃと対向し、下部側の針部ｆが下部側の対向電極・突片部ｃと対向する。

図１４（Ａ）（Ｂ）に、針電極２１についての具体的な寸法を示す。
長手方向に隣り合う針部ｆの間隔寸法Ｌ１０は、１０〜２０ｍｍ。長手方向に同位置で図の上下部に亘る針部の長さ寸法Ｌ１１は、１０〜２０ｍｍ。針部の先端の角度は１０〜３０°であることが望ましい。

第３の実施形態においても、電気集塵機Ｓの薄型化が図れるとともに軽量化が得られ、安価に提供できる。天井埋込み形空気調和機の室内機Ｒに搭載しても、メンテナンス時の作業者の負担を軽減することも変りがない。
対向電極１０，１０相互間に空間部１３を有しているので、ここに対向して針電極２１を設けていても、通風抵抗を減らすことができ、低圧力損失で高い集塵機能が得られる。

図１５は、第３の実施形態に係る電気集塵機Ｓの各構成部品の寸法関係を示す図である。

図６に示された第１の実施形態においても説明したように、対向電極１０の奥行寸法Ｌ、すなわち電気集塵機Ｓとしての厚さ寸法Ｌは、約１５〜２５ｍｍとする。通風路Ｔの入口側となる開口部寸法Ｌ１に対して、出口側となる空間部寸法Ｌ２は、１／３〜１／４とするのが好ましい。

針電極２１と対向電極１０との電極間距離の関係は、針電極２１の針部ｆ先端と対向電極・第１の辺部ａ間寸法Ｌ４に対して、針電極２１と対向電極・第２の辺部ｂ間寸法Ｌ３の方を短く（Ｌ４＞Ｌ３）形成するのが好ましい。
針電極２１に対する対向電極１０の形状は、針電極２１の下流側である第２の辺部ｂの長さ寸法Ｌ６に対し、針電極２１の図における上下方向側である第１の辺部ａの長さ寸法Ｌ５を狭く（Ｌ６＜Ｌ５）形成するのが好ましい。

図１６は、第３の実施形態の構成を採用した電気集塵機Ｓの実際に集塵する作用を順に説明する模式図である。

図１６（Ａ）に示すように、針電極２１に高圧電位をかけ、対向電極１０にアース電位をかけることで、互いの電極間でコロナ放電する。一方、通風路Ｔには塵埃を含む空気が導かれる。

図１６（Ｂ）に示すように、空気が上下部側の対向電極１０，１０相互間である開口部１２に導かれた状態で、針電極２１と対向電極１０間に形成されるコロナ放電により、空気の流れに含まれる塵埃が帯電する。

図１６（Ｃ）に示すように、針電極２１と対向電極１０との間の静電気力で、帯電した塵埃が捕捉される。さらに加えて、塵埃が通過する際に、対向電極１０を構成する第１の辺部ａと第２の辺部ｂへ衝突し、もしくは遮り効果により、帯電した塵埃は効率良く集塵される。そして、ここで集塵されなかった一部の塵埃は、空間部１３を介して外部へ流れようとする。

図１６（Ｄ）に示すように、第１の辺部ａと第２の辺部ｂで捕捉されず、空間部１３を介して外部に流れようとする一部の塵埃を、互いの突片部ｃが捕捉する。
結局、開口部１２から空間部１３を介して流れる空気中に含まれる塵埃のほとんど大部分を、塵埃に対して荷電する作用と、荷電した塵埃を集塵する作用を兼用する対向電極１０が捕捉できる。

図１７（Ａ）は、第３の実施形態に係る第１変形例を示す、電気集塵機Ｓの要部を示す平面図であり、図１７（Ｂ）はその縦断面図である。

対向電極１０と針電極２１の構成はそのままで、対向電極１０の長手方向に所定間隔を存して複数の放電干渉防止ガイド２２が設けられる。板状の放電干渉防止ガイド２２は、表面に静電気が生じないよう絶縁材もしくは導電材からなり、針電極２１の長手方向に隣接する針部ｆ，ｆ相互間で、これらの中央部に相当する位置に設けられる。

図１８（Ａ）は、第３の実施形態に係る第１変形例における放電干渉防止ガイド２２を備えていない場合の放電状態を説明する図であり、図１８（Ｂ）は、第３の実施形態に係る第１変形例における放電干渉防止ガイド２２を備えた場合の放電状態を説明する図である。

図１８（Ａ）に示すように、放電干渉防止ガイド２２を備えていない場合は、針電極２１の針部ｆ間の放電が互いに干渉しあい、放電面積（すなわち、集塵する面積）ｄが減少してしまう。

これに対して、図１８（Ｂ）に示すように、放電干渉防止ガイド２２を長手方向に隣接する針部ｆ，ｆ相互間の中央部に備えることにより、針部ｆ間の放電干渉を防止し、放電面積ｅを拡大することができる。

図１９（Ａ）は、種々の電極構成によるワンパス集塵効率測定結果をまとめた図。図１９（Ｂ）は、種々の電極構成によるワンパス集塵効率と圧力損失を示す図である。なお、ワンパス集塵とは、ダクト内に上記電極構成の電気集塵機を配置し、一方向から１回だけ空気を通過させた場合の集塵量を測定したものである。

各電極構成ともに上述した針電極２１を備えているが、対向電極については種々構成と寸法形状を異ならせていて、放電干渉防止ガイド２２を備えた場合もある。
すなわち、（１）は対向電極が平板状であって、先に説明した第２の辺部に相当する部分しか備えていない。（２）は対向電極が、先に説明した第１の辺部と第２の辺部とからなるもの。（３）は、対向電極が第１の辺部と第２の辺部とからなり、（２）の構成と同様であるが、寸法形状が（２）のものよりも大きく構成されている。（４）は、対向電極が、第１の辺部と、第２の辺部と、突片部とからなる第３の実施形態のもの。（５）は、（４）の構成のうえに、放電干渉防止ガイド２２を備えた場合である。

互いのワンパス集塵効率は、対向電極１０が第１、第２の辺部および突片部からなり、さらに放電干渉防止ガイド２２を備えた（５）の構成のものが最も優れていることが分った。圧力損失も低く、低圧損（１．０Ｐａ）で高集塵効率（７５％）が証明された。

図２０（Ａ）は、第１の実施形態に係る第１変形例の、電気集塵機Ｓの要部を拡大して示す平面図であり、図２０（Ｂ）は、その縦断面図である。
ここでは、通風路Ｔの下流側である、空気の出口に相当する空間部１３に、脱臭機能を有する脱臭フィルタ２３を備えている。

図２１（Ａ）は、第２の実施形態に係る第２変形例の、電気集塵機Ｓの要部を拡大して示す平面図であり、図２１（Ｂ）は、その縦断面図である。
やはり、通風路Ｔの下流側である、空気の出口に相当する空間部１３に、脱臭機能を有する脱臭フィルタ２３を備えている。

図２２は、先に説明した第１の実施形態に係る第１変形例の、各構成部品における主要部の寸法関係を示している。

図６に示された第１の実施形態においても説明したように、対向電極１０の奥行寸法、すなわち電気集塵機Ｓとしての厚さ寸法Ｌは、１５〜２５ｍｍとする。図における上下部の第１の辺部ａ，ａ相互間隔である開口部寸法Ｌ１に対して、空間部１３に設けられる脱臭フィルタの寸法Ｌ２は、約１／２程度とすることが好ましい。

実際に、天井埋込み形空気調和機の室内機に組み込んだ状態にして、実測値を図ってみた。このとき、Ｌ１を２２ｍｍ、Ｌ２を１０ｍｍに設定し、室内にトルエンを放出した状態から運転９０分後のトルエン除去率を計測すると、６７％となった。

図２３は、先に説明した第２実施形態に係る第２変形例の、各構成部品における主要部の寸法関係を示している。
この場合、開口部寸法Ｌ３に対して、空間部１３に設けられる脱臭フィルタ２３の寸法Ｌ４は、約１／４程度とすることが望ましい。

図２４は、第１の実施形態に係る第１変形例の構成を採用した、電気集塵機の実際の集塵する作用を順に説明する模式図である。

図２４（Ａ）に示すように、イオン化線１１に高圧電位をかけ、対向電極１０にアース電位をかけることで、互いの電極間でコロナ放電する。一方、通風路Ｔには塵埃を含む空気が導かれる。

図２４（Ｂ）に示すように、空気が上下部対向電極１０，１０間の開口部１２に導かれた状態で、コロナ放電により空気の流れに含まれる塵埃が帯電する。
図２４（Ｃ）に示すように、イオン化線１１と対向電極１０との間の静電気力で、帯電した塵埃が捕捉される。さらに加えて、塵埃が通過する際に、対向電極１０を構成する第１の辺部ａと第２の辺部ｂへ衝突し、もしくは遮り効果により、帯電した塵埃は効率良く集塵される。ここで集塵されなかった一部の塵埃は、空間部１３を介して外部へ流れ出ようとするが、空間部１３に設けられる脱臭フィルタ２３がこれら塵埃を捕捉する。

結局、開口部１２から空間部１３を介して流れる空気中に含まれる塵埃を、塵埃に対して荷電する作用と、荷電した塵埃を集塵する作用を兼用する対向電極１０が捕捉し、さらに脱臭フィルタ２３が捕捉するので、塵埃捕捉効果はほぼ完全となる。

図２５は、第２実施形態に係る第２変形例の構成を採用した、電気集塵機Ｓの実際の集塵する作用を順に説明する模式図である。

図２５（Ａ）に示すように、イオン化線１１に高圧電位をかけ、対向電極１０にアース電位をかけることで、互いの電極間でコロナ放電する。一方、通風路Ｔには塵埃を含む空気が導かれる。
図２５（Ｂ）に示すように、空気が上下部対向電極１０、１０間の開口部１２に導かれた状態で、コロナ放電により空気の流れに含まれる塵埃が帯電する。

図２５（Ｃ）に示すように、イオン化線１１と対向電極１０との間の静電気力で、帯電した塵埃が捕捉される。さらに加えて、塵埃が通過する際に、対向電極１０を構成する第１の辺部ａと第２の辺部ｂへ衝突し、もしくは遮り効果により、帯電した塵埃は効率良く集塵される。集塵されなかった一部の塵埃は、空間部１３を介して外部へ流れ出ようとするが、空間部に設けられる脱臭フィルタ２３がこれら塵埃を捕捉する。

結局、開口部１２から空間部１３を介して流れる空気中に含まれる塵埃を荷電する作用と、荷電した塵埃を集塵する作用を兼用する対向電極１０が捕捉し、さらに脱臭フィルタ２３が捕捉するので、塵埃捕捉効果はほぼ完全となる。

図２６は、各種の構成におけるトルエン脱臭効果を示している。横軸に試験時間（ｍｉｎ）、縦軸にトルエン残存率（％）をとる。図中白丸印変化は送風のみの場合、図中黒丸印は電気集塵機Ｓのみを使用した場合、図中黒三角印変化は脱臭フィルタ２３のみを使用した場合、図中黒四角印変化は電気集塵機Ｓと脱臭フィルタ２３を備えた、第１実施形態・第１変形例もしくは第２実施形態・第２変形例の構成のものを使用した場合である。

［表６］は、それぞれの構成の具体的なサイズと、運転９０分後のトルエン残存率を示す。

実験開始時、トルエン残存率が１００％であったのが、開始後３０分置きに測定すると、電気集塵機Ｓと脱臭フィルタ２３を備えた構成では残存率の低下が顕著であり、９０分経過したあとでは、約３３％と、約１／３程度に減少していた。

このように、高い集塵性能を確保しつつ、イオン化線１１と対向電極１０間での放電によるオゾン脱臭に加え、対向電極１０間の空間部１３に脱臭フィルタ２３を配置することで、効率良く脱臭することができる。

脱臭フィルタ２３を備えているが、電気集塵機Ｓとしての厚みを増やすことなく、薄型化を保持できる。そして、薄型により軽量が図られ、高所においても電気集塵機Ｓの取付けや取外しが比較的容易になり、メンテナンス作業の負担を軽減できる。

特に、オートグリル方式を搭載した天井埋込み形空気調和機の室内機に備えると、メンテナンスが容易化する。
また、壁掛け形空気調和機の室内機であっても、メンテナンスの容易化とともに、本体の薄型化が図れる。いずれのタイプの室内機であっても、吸込みグリルに取付けることにより、空気中の塵埃や臭いを効率良く集塵、脱臭することができる。

なお、脱臭フィルタ２３が取付けられる空間部１３寸法は、通風路Ｔの上流側となる開口部１２寸法よりも小さく形成される。
すなわち、通風路Ｔの上流側である開口部１２寸法に対して通風路Ｔの下流側である空間部１３寸法は小さくなるが、低圧力損失を確保しつつ、イオン化線１１と対向電極１０との間の放電によるオゾン脱臭に加え、空気中の臭い成分を効率良く捕捉し脱臭することができる。脱臭フィルタ２３の面積減少による、コストの低減を図ることができる。

以上、本実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、実施形態の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Ｔ…通風路、１１…イオン化線（イオン化電極）、１０…対向電極、Ｓ…電気集塵機、ａ…第１の辺部、ｂ…第２の辺部、１２…空間部１３…開口部、ｃ…突片部、１５…補助対向電極、２１…針電極（イオン化電極）、２２…放電干渉防止ガイド、２３…脱臭フィルタ、Ｒ…空気調和機の室内機。

Claims (7)

1. 空気を案内する通風路の上流側に高圧電位のイオン化電極を備え、下流側にアース電位の対向電極を備え、前記通風路を通過する空気の流れに含まれる塵埃に電荷を与えて、静電力により塵埃を集塵する電気集塵機であり、
   前記対向電極は、前記通風路に導かれる空気の流れの方向と平行で、空気の流れ上流側端部と空気の流れ下流側端部を有する第１の辺部と、前記第１の辺部の空気流れ下流側端部に空気流れの方向とは直交する方向に折曲される第２の辺部とから、断面略逆Ｌ字状をなし、
   前記イオン化電極は、前記対向電極における第１の辺部空気の流れ上流側端部および第２の辺部先端と所定間隔を存して対向し、
   複数の前記対向電極を、互いに第１の辺部と第２の辺部とを同一姿勢にして空間部を存して並行に配置し、もしくは互いに第２の辺部先端が対向するよう１本置きに逆姿勢にして空間部を存して並行に配置した
   ことを特徴とする電気集塵機。
2. 請求項１記載の電気集塵機において、前記対向電極・第２の辺部先端に、通風路下流方向に突片部が突設されることを特徴とする。
3. 請求項１記載の電気集塵機において、前記対向電極は、互いに第２の辺部先端が対向するよう１本置きに逆姿勢にして所定間隔を存して配置され、
   前記対向電極とイオン化電極相互間に、平板状の補助対向電極が設けられることを特徴とする。
4. 請求項１記載の電気集塵機において、前記対向電極は、互いに第２の辺部先端が対向するよう１本置きに逆姿勢にして所定間隔である空間部を介して配置され、
   前記空間部に対向して配置される前記イオン化電極は、平板形状をなすとともに、長手方向に所定間隔を存して針部が設けられる針電極からなることを特徴とする。
5. 請求項４記載の電気集塵機において、前記針電極の針部相互間に対向する前記対向電極に、放電干渉防止ガイドが設けられることを特徴とする。
6. 請求項１記載の電気集塵機において、前記対向電極は、互いに第２の辺部先端が対向するよう１本置きに逆姿勢にして所定間隔である空間部を介して配置され、
   前記空間部に、脱臭機能を有する脱臭フィルタが配置されることを特徴とする。
7. 前記請求項１ないし前記請求項６記載の電気集塵機を、吸込みグリルに備えたことを特徴とする空気調和機の室内機。

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