JP2015503443A - 一体化構造の静電気集塵装置及びそのエレクトレット処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
材料:PP材料、立体規則性>95%、
比重:0.9、
厚さ:3mm、
重量:290−320g/m2 、
穴の断面:矩形、幅5mm、
フィン:高さ1mm、底部厚さ0.5mm、上部:0.1mm、
フィン分布:上壁:1枚、下部:2枚。
a、低抵抗の自己回復真空アルミコーティング膜、抵抗0.1〜100Ω/mを採用できる。この材料を採用する特長について、電極間にアーク放電を発生する場合、破壊箇所のアルミコーティングは直ぐに蒸発し、アーク放電ポイントは導体の消失により放電が中止し、アーク放電現象も中止される。その後、蒸発ポイントはだんだん回復し、インピーダンスのもっと高い導電膜を形成して、電極のUni−ESPにある需要性能を回復する。
b、高抵抗印刷可能の膜は、金属酸化物、炭素、高分子導電材料及び接着剤から構成し、抵抗が10E7〜10E10Ω/mである。この材料を採用する特長は、散逸型の導電方式であるため、電極間に高圧でアーク放電が発生する場合、放電ポイントは電子が消耗し切ることにより放電を中止し、アーク放電現象がなくなり、持続的な局部のアーク放電と高温を発生しなくて安全を確保する。
EST102振動式表面静電場電界強度測定装置。
ANSI AHAM AC−1標準テスト室。
TSI8530粒子状物質分析装置。
タバコ煙発生器。
パワーメーター(ミリワット級)
API400E(IZS)オゾン分析装置(0.1ppb解像度)。
テスト対象:図13に示すように、当テスト対象には外部電源7、及びCADR(Clean Air Delivery Rate;清潔空気出力量値)のテストに240cfm(Cubic Feet per Minute;1分間に何立方フィートの体積の気体が送られるかという意味を表す単位)通過風量を提供するエアブロー5とダクト6である。オゾンテストの際、50cfmの通過風量を提供する。
CADRのテスト方法:ANSI AHAN AC−1基準、タバコ煙法。
オゾン濃度測定方法:UL−867基準。
表面電位測定方法:100mmを離れて、20KVギヤ、多点平均値。
道において、24hのオゾン発生ピーク値を測定する。テスト結果は図16をご参照下さい。
実施例1と違ったのは集塵板10の射出成型の過程にオンラインエレクトレット分極を行うことである。
a、射出モールド12の出口1201と冷却段1202の入口空間で、プラスコロナ或いはマイナスコロナの一次エレクトレット121を行い、針板、線板、線線、針−中間子止め板、線−中間子止め板を含んだ 方式を採用し、エレクトレットの電圧差は10〜50Kvであること、
b、冷却段1202と牽引段1203の間に針板、線板、線線電極構造がa手順と同じであるが、極性が 反対するコロナ二次エレクトレットを採用し、エレクトレット電圧差5〜30Kvであること、
c、切断装置1204の先で、a手順と同じ電極構造、同じ極性のコロナで三次のエレクトレットを行い 、エレクトレット電圧差20〜70Kvであることを含む。
一次エレクトレット:モールド出口に位置し、放電針(正極)+中間子絶縁板(負極)、電圧差50KVである。
二次エレクトレット:生産ラインの中部(即ち冷却段1202と牽引段1203)に位置し、線線式で、極性は一次エレクトレットと反対し、電圧差30KVである。
三次エレクトレット:生産ラインの後部(即ち切断装置1204の前端)に位置し、放電針(正極)+中間子絶縁板(負極)で、正極電圧20KV、負極電圧40KVである。
実施例3が実施例1と異なったのは、集塵板10が発泡技術を採用した。
本実施例は実施例3の技術条件の基礎で、実施例2の仕様により静電気エレクトレットを行い、即ち、本実施例にある集塵板10は発泡材料を採用し、同時に射出成型の過程にオンライン・エレクトレット技術を採用した。本実施例4における集塵板10の表面電位を測定し、また、同集塵板で作ったフィルターを測定する結果は、図16をご参照下さい。
実施例4の方式によりフィルターを形成してCADR値を測定する際、高圧電源は電気を供給しない。本実施例に対してテストを行い、本実施例は非電気供給の状態において、依然として一定の集塵効果がある。測定結果は図16をご参照下さい。
本実施例は実施例3の基礎で、図1に示すように集塵板10の制作材料にエレクトレットを強化し、及び電荷保存時間を伸ばす第一添加剤103を添加する。当第一添加剤103には、不均化ロジン、PVDF、PTFE、ステアリン酸カルシウム、ブラジルパルミチン酸アルミニウム、強誘電体の一種或いは数種の混合を含み、その添加剤の質量比は0〜20%とする。
微発泡剤:0.2%
チタン酸バリウムセラミック紛体:2%
不均化変性ロジン:1%
実施例6の基礎で、天然エレクトレット特性とマイナスイオン発射特性を有する第二添加剤104を添加する。当第二添加剤104には、電気石紛体或いは電気石とランタン系ツリウムとの混合物を含み、当第二添加剤の添加質量比0〜15%とする。具体的な本実施例において、添加された第二添加剤104は4%の電気石紛体で、粒径10μmである。
実施例7の基礎で、図1に示すように、更に磁性紛体材料を採用した第三添加剤105を添加する。当第三添加剤105には、Fe3O4を主とする着色剤、フェライト材料、外部磁化可能のネジウム・鉄・ホウ 素材料を含み、その添加の質量比は0.1〜0.5%とする。
実施例8の対比で集塵板を磁化しない。測定結果は図16をご参照下さい。
制作過程は実施例8と同じで、異なったのは、密閉電極膜20の電極220の被覆エリアを模様無しの全被覆の膜電極構造に取り替え、即ち、本実施例における電極220は実施例1に記述された魚の骨状の模様221を採用していない。本実施例に対する測定結果は図16をご参照下さい。
実施例8の基礎で、本実施例はマイナスイオン発射電極を設けている。図1、8に示すように、本実施例の主体1に、一つ或いは多数のマイナスイオン発射電極内蔵のマイナス集塵板30を設け、当マイナス集塵板30の穴31の中にマイナスイオン発射電極が内蔵され、また、マイナスイオン集塵板30の穴31は対 称穴構造とし、口に近い箇所に金属W、Mo、ステンレスで製造された針状、芒状或いは導電炭素ファイバーで製造された糸状のブラシ発射電極310を取り付け、当発射電極は口まで1.0〜1.5mm/KVの距離がある。
実施例6において制作したUni−ESPに対して全体エレクトレット分極を行い、方法は以下の通り。
実施例7において制作されたフィルターに対して全体エレクトレット分極を行、即ち、実施例7のフィルターに対して実施例12の方式により全体エレクトレット分極を行う。CADRとオゾン測定を行う。測定 結果は図16をご参照下さい。
実施例14
実施例8において制作されたフィルターに対して全体エレクトレット分極を行い、即ち、実施例8のフィルターに対して実施例12の方式により全体エレクトレット分極を行う。CADRとオゾン測定を行う。測 定結果は図16をご参照下さい。
実施例11において制作されたフィルターに対して全体エレクトレット分極を行い、即ち、実施例11のフィルターに対して実施例12の方式により全体エレクトレット分極を行う。CADRとオゾン測定を行う。測定結果は図16をご参照下さい。
実施例8においてフィルターを制作する過程に、高圧電源の電気供給電圧を6KVに調整する。
実施例8においてフィルターを制作する過程に、高圧電源の電気供給電圧を8KVに調整する。
実施例8においてフィルターを制作する過程に、高圧電源の電気供給電圧を12KVに調整する。
実施例14におけるフィルターをお湯に置いて10分間浸り、取り出した後、穴内の余計な水分を振り落し、室温の通風箇所で1時間放置し、CADR測定を行う。図14をご参照下さい。1日に一回ずつ試験を繰り返し、連続して10回行う。測定結果は図17をご参照下さい。測定結果によると、本発明で実施した添加剤、エレクトレット方法及び密閉構造設計は、温度適応、水密封の面において、予想以上の性能を表現した。
実施例2、4、6、7、8、9、にあり、中間に沿って切り分けて表面電圧の測定に用いられる集塵板極プレートを室温環境に置き、6時間ごとに表面電圧を測定し、連続して12回(72時間)測定する。測定データは図15、18をご参照下さい。データによると、本発明の添加剤とエレクトレット方式を使用することにより、持久的な電荷保持を獲得することができる。
1)集塵板10の矩形穴の上壁111、下壁112(電極220を敷いた面)は非対称と設計され、その上にはフィン113が分布され、上下の内壁のフィンの数は同じでなく、フィンの頂部(穴100の内壁に連接する根部に対して)は小曲率半径の構造とする。内部電場の作用で、小曲率半径の頂部は電子を発射してコロナエリアを形成し、入った粒子状物質を荷電させる。具体的な事柄は実施例1をご参照下さい。
2)穴の壁とフィンを構成するプラスチック材料には、電気石等のエレクトレット効果を強化して電荷保存時間を伸ばす添加剤を添加し、この材料は天然マイナスイオン発射能力を有するもので、産生した水酸基マイナスイオン、酸素マイナスイオンは電荷を粒子状物質に伝え、或いは粒子状物質と吸着の上、粒子状物質を荷電させる。具体的には実施例7をご参照下さい。
3)内蔵敷きのマイナスイオン発射装置。気流の作用で、産生されたマイナスイオンが空気中に拡散され、粒子状物質を荷電させる。具体的には実施例11をご参照下さい。
二、偏移力について、本発明において、荷電の粒子状物質に対して二種の偏移力を提供した。
1)電場偏移は高低電位の電極が提供する電場及びエレクトレット体効果電場により、荷電された粒子状物質がクーロン力の作用を受け、運行軌跡に偏移が発生し、最終的に上・下内壁111、112の表面に捕 集される。
2)磁場偏移は、形成された穴110のプラスチック材料に磁性材料を入れ、外部磁化を通じて上下に分布する磁場を形成し、荷電された粒子状物質が磁場の作用でローレンツ力を受けて左右に軌跡偏移が発生し、最終に穴の左右内壁の表面に捕集される。具体的には実施例8をご参照下さい。
1)非対称構造の使用は、穴110の内表面積を増やし、内表面の間の距離を縮めることにより、粒子状物質がもっと短い行程で内壁と接触の上捕集されるため、最も小さい穴の深さで高い捕集効能を遂げることができる。
2)非対称構造の使用は、内部電場の分布を非対称させ、有効的に未荷電或いは荷電しにくい粒子状物質を捕集することができる。
3)本発明において、曲線構造を有する穴のマトリックスを作成することができ、粒子状物質帯びの空気が通過する際、粒子状物質はもっと穴の壁に接触しやくなり、捕集される。
Claims (10)
- フレーム(3)と、フレーム(3)の中に封入された主体(1)を含み、前記主体(1)はマトリックスに分布された多数のミクロ静電気集塵ユニット(100)から構成し、前記のミクロ静電気集塵(100)は気体が通過できる直線或いは曲線の孔(110)を有して、穴(110)の上壁(111)と下壁(112)は非対称構造とし、上壁(111)と下壁(112)に左右対称のフィン(113)が分布され、ミクロ静電気集塵ユニット(100)の上下表面に高圧電場を印加する密閉導電膜(20)を設け、高圧電場を印加する高圧電源(40)はフレーム(3)の中に封入され、フレーム(3)の外部接点(41)或いはコンセントを通じて、前記高圧電源に電気を供給することを特長とする一体化構造の静電気集塵装置。
- 前記のミクロ静電気集塵ユニット(100)は、一体的に集塵板(10)に成型され、前記集塵板(10)はエレクトレット性能を有する材料で射出成型され、且つ前記集積板(10)の採用する材料には、
a、発泡剤の質量比0.1〜10%で、そして射出引っぱりの作用で集塵板(10)の中にレンズ状或いはスピンドル状の微気泡(102)を形成する窒素をマイクロ発泡気体とする細孔発泡剤、
b、添加の質量比0〜20%、不均化ロジン、PVDF、PTFE、ステアリン酸カルシウム、ブラジルパルミチン酸アルミニウム、強誘電体の一種或いは数種を含んだ第一添加剤(103)、
c、添加の質量比0〜15%、電気石紛体或いは電気石とランタン系ツリウムとの混合物を含み天然エレクトレット特性とマイナスイオン発射特性を有する第二添加剤(104)、
d)添加の質量比0.1〜5%、Fe3O4を主とする着色剤、フェライト材料、外部磁化可能のネジウム・鉄・ホウ素を含んだ磁性紛体材料を採用した第三添加剤(105)、
の任意一種或いは数種の組合せの材料を添加することを特徴とする請求項1に記載の一体化静電気集塵装置。 - 前記の密閉導電膜(20)は粘着、熱融合、超音の方式で複合して「膜(210)−電極(220)−膜(210)」の複合構造を形成し、そのうち、電極(220)は印刷或いは真空コーティングの方式で、設定された模様によりそのうちの一層の膜(210)に形成することを特徴とする請求項1に記載の一体化静電気集塵装置。
- 前記の膜(210)はフィルム、穴膜、細孔膜で、PP、PE、PET、PTFEの何れかで製造され、前記の電極(220)は、
a、抵抗0.1〜100Ω/mの低抵抗の自己回復真空アルミコーティング、及び
b、抵抗10E8〜10E11Ω/mの金属酸化物、炭素、高分子導電材料及び粘着剤で構成した高抵抗印刷可能膜を採用し、
その中、前記の高抵抗の電極は設定模様の方式で印刷されたもので、周りには線と鋭い芒がある魚の骨状の模様(221)があり、その電極部の被覆率10%〜90%であることを特徴とする請求項3に記載の一体化静電気集塵装置。 - 前記の主体(1)の集塵板(10)の重畳順次は集塵板(10)−低電位の密閉導電膜(20)−集塵板(10)−高電位の密閉導電膜(20)−集塵板(10)で、そのうち、密閉導電膜(20)中の電極(220)の縁から集塵板(10)まで、0.5〜1.5mm/KVの距離を取っておき、集塵板(10)のエレクトレ
ット記号は電極電位に対応し、隣接する両集塵板(10)は重ね合せ重畳或いは交錯重畳を採用し、交錯角度1〜30度であることを特徴とする請求項3又は4に記載の一体化静電気集塵装置。 - 主体(1)に一つ或いは多数のマイナスイオン発射電極内蔵のマイナスイオン集塵板(30)を設け、当マイナス集塵板(30)の穴(31)の中にマイナスイオン発射電極を設け、そして、マイナスイオン集塵板(30)の穴(31)は非対称構造とし、口に近い箇所に金属W、Mo、ステンレスで製造された針状、芒状或いは導電炭素ファイバーで製造された糸状のブラシ発射電極(310)を取り付け、当発射電極(310)は口まで1.0〜1.5mm/KVの距離があることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の一体化静電
気集塵装置。 - 前記の隣接する両集塵板(10)の間はホットメルト、粘着剤で粘着し、且つ隣接する両集塵板(10)の縁は熱融合で粘着し、密封の縁(50)となることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の一体化静電気集塵装置。
- 前記の高圧電源(40)は主体(1)の非吸気・排気の面の任意側に取り付けられ、そのうち、高圧電源(40)の出力側はそれぞれ、バスバー(60)通じて密閉導電膜(20)の高・低電位側に接続し、高圧電源(40)の負高圧側はマイナス集塵板(30)内のマイナス発射電極に接続することを特徴とする請求項6に記載の一体化静電気集塵装置。
- 前記のフレーム(3)はプラスチック或いは金属材料を採用し、埋め込み方式で主体(1)及び高圧電源(40)に対して全体封入を行い、即ちフレーム(3)と主体(1)の間に封入層(2)を形成し、フレーム(3)には高圧電源(40)に電気を供給するコンセント或いは接点(41)を取り付けていることを特徴とする請求項1に記載の一体化静電気集塵装置。
- フレーム(3)とフレーム(3)に封入された主体(1)があり、前記の主体(1)は多層の集塵板(10)から重畳で構成し、集塵板(10)には気体が通過できる直線或いは曲線のマトリックス配列の穴(11)を一体成型し、毎層の集塵板(10)の上下表面に高圧電場を印加する密閉導電膜(20)を設け、高圧電場を印加する高圧電源(40)はフレーム(3)の内部に封入され、フレーム(3)に取り付けた接点(41)を通じてそれに対して低圧電気供給を行う一体化静電気集塵装置のエレクトレット処理方法であって、当エレクトレット処理は以下の三つの手順を含む:
一、 集塵板(10)は射出成型機で一回成型した後に切断して形成され、同時に制作の過程に集塵板(10)に対して材料のエレクトレットと磁化を行い、その過程は以下の通りであり;
a、射出モールドの出口(1201)と冷却段(1202)の入口空間でプラスコロナ或いはマイナスコロナの一次エレクトレット(121)を行い、針板、線板、線線、針−中間子止め板を含んだ方式を採用し、エレクトレット電圧差10〜15Kvであり、
b、冷却段(1202)と牽引段(1203)の間に針板、線板、線線電極構造がa手順と同じであるが、極性が反対するコロナ二次エレクトレット(122)を採用し、エレクトレット電圧差5〜30Kvであり、
c、切断装置(1204)の先で、a手順と同じ電極構造、同じ極性のコロナを使用して三次のエレクトレット(123)を行い、エレクトレット電圧差は20〜70Kvであり、
d、三次エレクトレット(123)のコロナ装置と切断装置(1204)の間には磁化機構を設けられ、磁場強度は0.1〜10であり、
二、 密閉導電膜(20)のエレクトレット処理を行い、密閉導電膜(20)中の電極220を高圧電源(231)に接続し、加熱エリア(232)、冷却エリア(233)から構成した電場(230)を通じて連続エレクトレット処理を行い;
三、 当フィルターは全体封入された後、エレクトレット装置(120)を通じて全体エレクトレット処理を行い、以下の手順を含み;
まず、接点(41)或いはコンセントを通じてフィルター(1)に電気を供給し、電気供給を保持する状況で後続の手順を行い、
次に、蒸気(121)或いは熱空気を採用してフィルターを加熱し、70〜100セ氏度まで加熱して0〜30min保持し、
その後、加熱器(122)を使って、フィルターを60〜80セ氏度に0〜60min保持し、
最後に、空気或いは冷却された空気(123)で迅速にフィルターの集塵板(10)の穴(110)を吹き抜け、それを冷却の上、1〜20min保持する。
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