JP2014161784A

JP2014161784A - 静電式集塵機

Info

Publication number: JP2014161784A
Application number: JP2013034237A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Iwanaga; 廣介岩永; Yuzo Mifune; 裕造三船
Original assignee: Midori Anzen Co Ltd
Current assignee: Midori Anzen Co Ltd
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2014-09-08

Abstract

【課題】吸湿性が低く、加工性にも優れる材料から構成される不燃性の静電式集塵機を提供する。
【解決手段】気流中の粉塵を電荷する荷電部と、該荷電された粉塵を捕集する集塵部とを備え、該集塵部が、スペーサを介して交互に平行配列された複数の集塵電極板及び複数の高電圧電極板と、該複数の高電圧電極板に電圧を印加する給電シャフトを備える、静電式集塵機であって、
該給電シャフトが、
金属から成るコアシャフトと、
該コアシャフトの外側を覆う被覆体であって、無機物質から構成され、体積固有抵抗率が１０^８〜１０^１３Ωcmのオーダーである、被覆体と
を備える、静電式集塵機。
【選択図】なし

Description

本発明は静電式集塵機に関し、詳細には、所定の体積固有抵抗率を有する無機物質で外側が覆われている給電シャフトを備え、これにより、不燃性である静電式集塵機に関する。該集塵機は、厨房等の排気ダクト等の、火災予防条例上、不燃性の設備を備えることが要求される場所に配置するのに好適である。

静電式集塵機は、気流中の微粒子を帯電させて荷電粒子とし、該粒子を静電力により補足して除去するものであり、工場や一般家庭で広く使用されている。一般的な静電式集塵機は、図１の模式図に示すように、粉塵を荷電するための荷電部１と、該荷電された粉塵を静電的に捕集する集塵部２を備え、該集塵部２には、静電場を作るために、例えば３．５ｋVの高電圧が、給電シャフト６を介して印加される高電圧電極板３と、集塵するために、通常、接地された集塵電極板４とが、スペーサ６を介して、交互に平行配置されている。

粉塵には、水分等の導電性物質が含まれていることが多く、これにより絶縁不良が生じて、高電圧電極板３と接地電極板４との間で火花放電が起きたり、集塵効率を低下させたりする問題がある。この問題を解決するために、給電シャフトをフェノール樹脂等の半絶縁性樹脂材料からなるパイプ状カバーで覆うことが知られている（特許文献１）。しかし、樹脂材料は可燃性であるため、不燃性の設備を備えることが要求される厨房等に配置することができない。

一方、高電圧電極板を半絶縁性樹脂材料で構成することも提案されており、さらに、該半絶縁性樹脂材料に代えて、表面にシリコーン系コーティングを施与したスレートまたはセメントの板で構成することも提案されている（特許文献２）。

特開平７−２８９９４０号公報特開２０１０−１１９９０３号公報

しかし、スレートやセメント等は、本来、吸湿性が高く、シリコーン系コーティングによって、適度な吸湿性に調整し及び維持するのは大変困難であり、また、コーティングするための時間もコストもかかる。さらに、これらの材料は加工性の点でもアルミニウム等の金属に劣る。

そこで本発明は、これらの問題が無く、吸湿性が低く、加工性にも優れる材料から構成される不燃性の静電式集塵機を提供することを目的とする。

即ち、本発明は以下のものである。
気流中の粉塵を電荷する荷電部と、該荷電された粉塵を捕集する集塵部とを備え、該集塵部が、スペーサを介して交互に平行配列された複数の集塵電極板及び複数の高電圧電極板と、該複数の高電圧電極板に電圧を印加する給電シャフトを備える、静電式集塵機であって、
該給電シャフトが、
金属から成るコアシャフトと、
該コアシャフトの外側を覆う被覆体であって、無機物質から構成され、体積固有抵抗率が１０^８〜１０^１３Ωcmのオーダーである、被覆体と
を備える、静電式集塵機。

本発明の静電式集塵機は、給電シャフトが不燃性の無機物質から構成されているので、厨房等に設置することができる。該無機物質は体積抵抗率が高く、吸湿性も低いので、火花放電の発生を防止することもできる。

図１は、静電式集塵機の構造の模式図である。図２は、実施例で作成した試料の吸水率（％）を示すグラフである。図３は、実施例で作成した試料の吸湿率（％）を示すグラフである。

本発明において、給電シャフトは金属から成るコアシャフトと、該コアシャフトの外側を覆う被覆体であって、無機物質からなり、体積固有抵抗率が１０^８〜１０^１３Ωcmのオーダーである被覆体を備える。

該コアシャフトの金属としては、鉄やアルミなど導電性を持つ金属であればよく、好ましくはステンレス鋼、例えばＳＵＳ304から構成される。

該被覆体は、無機物質から構成される。本明細書において、用語「構成される」とは、実質的な構成材料であることを意味し、成型過程等で慣用の添加剤等が含まれることを排除するものではない。該無機物質としては、アルミナ、ジルコニア等の酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、炭化ケイ素等の炭化物、及びこれらの組合せが挙げられ、例えばフォルステライト、ステアタイト、コーディエライト、サイアロン、マイカ、ジルコン、チタン酸バリウム、フェライト、ムライト等が挙げられる。これらのうち、アルカリ土類金属酸化物、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、及びケイ酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むものが好ましく、より好ましくはムライト又はマイカが使用される。

好ましくは、無機物質は、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を４０〜８０重量％、より好ましくは４０〜６０重量％で含む。後述する実施例で示すとおり、酸化ケイ素の量が前記範囲内で体積固有抵抗率が好適な値を示し、該範囲の上下限値を超えると抵抗率が上昇する傾向がある。

より好ましくは、該無機物質は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を５〜５０重量％、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）を０．１〜５重量％、及び酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）を１〜５重量％含み、最も好ましくは酸化アルミニウムを７〜４５重量％、酸化ナトリウムを０．１〜１．５重量％、及び酸化カリウムを１〜４重量％で含む。但し、重量％は無機物質の総重量に対する割合である。

該被覆体の体積固有抵抗率は１０^８〜１０^１３Ωcmである。一般に、体積固有抵抗率は温度及び相対湿度に依存して変わるが、通常、集塵機は換気扇の排気ダクト内に設置されるため、２５℃、相対湿度３０〜９０％で上記範囲であればよい。体積固有抵抗率が前記下限値未満では放電が生じる恐れがあり、前記上限値を超えると絶縁体となり、高電圧電極板に電圧を印加し難くなる。好ましくは、該体積固有抵抗率が１０^９〜１０^１３Ωcmのオーダーであり、より好ましくは１０^１０〜１０^１３Ωcmのオーダーである。なお、該体積固有抵抗率の測定法については、実施例で詳述する。

該被覆体は、材料となる無機物質の粉末原料を、例えば加圧成型、シート成型、加圧鋳込、押出し成型、又は射出成型等により、コアシャフトを収める空洞部を備えるパイプ形状に成型することによって作ることができる。例えば、加圧成型の場合、無機物質の粉末原料に、慣用の添加剤及び溶媒を加えてスラリーを調製した後、噴霧乾燥して粉体顆粒を調製し、該顆粒を金型中でプレスすることによって作ることができる。或いは、粉末原料に、バインダー、可塑剤、溶剤などを混合したスラリーを、フィルム状に薄く延ばしてシートもしくはテープ状とし、コアシャフトの周囲に巻き回した後に、焼成してもよい。

コアシャフトをパイプ形状の被覆体内に挿通する際、もしくは、コアシャフトの周囲にテープもしくはシートを巻き回す際に、コアシャフトの側面表面に無機物質から構成される接着剤を施与し、コアシャフトと被覆体の間に接着剤層を形成してもよい。無機物質から構成される接着剤としては、アルカリ金属ケイ酸塩、リン酸塩、シリカゾル、又は金属アルコキシドを含むものが挙げられ、アルカリ金属ケイ酸塩を含むものが好ましい。

被覆体の厚みは適宜設定することができるが、コアシャフトの外径が１０〜１５である場合、好ましくは２．０〜３．０ｍｍ、よりこのましくは２．０〜２．５ｍｍである。

静電式集塵機のその他の構造については、例えば特許文献１又は２に記載するとおりであってよい。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［実施例１］
シリカ（太平洋セメント株式会社）とアルミナ（住友化学株式会社）を所定の重量比で混合した。該混合物の重量に対して30〜35%の重量の水を添加して成型用原料を作成し、押し出し成型機によりパイプ形状もしくはシート形状に成型した。得られた成型品を室温（１７℃、25%RH）にて16時間、60℃で８時間静置して乾燥を行った後、焼成温度1200〜1400℃で焼成して、内径9ｍｍ、外径14ｍｍ、長さ490ｍｍの被覆体及び、評価用の５ｃｍ×５ｃｍ×２ｍｍのシートを調製した。

［実施例２及び３］
シリカとアルミナの混合比を変えたことを除き、実施例１と同様の方法で被覆体とシートを形成した。

＜組成分析＞
各シートから約０．２ｇを削り取り、ＩＣＰ発行分光法により組成分析した。酸化物の量として表した結果を表１に示す。なお、表に記載した以外の成分としては、Ｚｒ、Ｃａ等のアルカリ土類金属等が検出された。

＜体積抵抗率の測定＞
各シートを、温度２５℃、相対湿度３０、６０又は９０％に調整した恒温槽中に、４８時間置いた後に、デジタル超高抵抗計R8340A(ADVANTEST製)を用いて、印加電圧５００Vにおける体積抵抗率を測定した。結果を表２に示す。なお、表中「Ｅ」は１０の乗数を示す。

＜吸水率＞
各シートを、２５℃の蒸留水に浸漬し、所定時間ごとに重量増加を測定することによって、吸水率を測定した。比較例１として、特許文献１記載の半絶縁性樹脂材料（フェノール樹脂製、２５℃、相対湿度６０％における体積抵抗率１×１０^１１Ωcm）から構成されたシートを用いた。結果を図２に示す。

＜吸湿率＞
各シートを、２５℃、相対湿度９０％のチャンバに入れ、所定時間ごとに重量増加を測定することによって、吸水率を測定した。結果を図３に示す。

図２及び３から分かるように、本発明の給電シャフト被覆体は、吸湿率及び吸水率の点で、従来の半絶縁性樹脂材料より顕著に優れる。

［実施例４］
実施例２で作成した被覆体の中空部に、外径８ｍｍ、長さ５１４ｍｍのＳＵＳ３０４製のコアシャフトを挿通して、給電シャフトを形成した。電気集塵機（ミドリ安全(株)製、ＭＣＷ−３０）に、該給電シャフトを組み込んで、温度２０℃湿度４５％の室内で、給電試験を４時間行った。その結果、高電圧が問題なく印加され、集塵効果が確認された。また、スパーク等の不具合も生じなかった。

本発明の静電式集塵機は不燃性であるだけでなく、耐湿性にも優れ、厨房、溶接工場等に設置するのに好適である。

１荷電部
２集塵部
３高電圧電極板
４集塵電極板
５給電シャフト
６スペーサ

Claims

気流中の粉塵を電荷する荷電部と、該荷電された粉塵を捕集する集塵部とを備え、該集塵部が、スペーサを介して交互に平行配列された複数の集塵電極板及び複数の高電圧電極板と、該複数の高電圧電極板に電圧を印加する給電シャフトを備える、静電式集塵機であって、
該給電シャフトが、
金属から成るコアシャフトと、
該コアシャフトの外側を覆う被覆体であって、無機物質から構成され、体積固有抵抗率が１０^８〜１０^１３Ωcmのオーダーである、被覆体と
を備える、静電式集塵機。
該体積固有抵抗率が１０^１０〜１０^１３Ωcmのオーダーである、請求項１記載の静電式集塵機。
該無機物質が、アルカリ土類金属酸化物、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、及びケイ酸塩からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、請求項１又は２記載の静電式集塵機。
該無機物質が、酸化ケイ素を４０〜８０重量％で含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の静電式集塵機。