JP2016179416A

JP2016179416A - 電気集塵装置並びにそれを利用した空気調和機

Info

Publication number: JP2016179416A
Application number: JP2015059587A
Authority: JP
Inventors: 俊岩野; Takashi Iwano; 大樹奥野; Hiroki Okuno
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2016-10-13

Abstract

【課題】通風抵抗の低減と集塵の効率化とを実現することができる電気集塵装置を提供する。
【解決手段】電気集塵装置は、気流にイオン８１を放出して気流中の物質８２を帯電させるイオン発生ユニット７３と、イオン８１を含む気流の通気路を区画する導電材で形成される集塵電極３５と、気流の流通方向に沿って集塵電極３５の下流に気流の流通方向に交差する姿勢で配置され、イオン８１を付着させて帯電した物質８２と同極性の電気的な障壁８４を形成する反発電極７５とを備える。帯電した物質８５と電気的な障壁８４とは同極性を有することから、帯電した物質８５の進行速度は減じられ、帯電した物質８５は電気的な障壁８４で跳ね返される。
【選択図】図８

Description

本発明は、電気集塵装置や、それを利用した空気調和機に関する。

電気集塵装置は放電電極（帯電電極）および集塵部を備える。放電電極は集塵部に対して気流の上流側で放電する。放電に応じて気流中の塵埃は帯電する。帯電した塵埃は、平板形状の集塵電極および高電圧の高圧電極からなる集塵部に付着する。このような電気集塵装置は特許文献１に開示される。

特許第３６２２６００号

集塵部は平板形状の集塵電極および高圧電極で形成される。集塵電極および高圧電極は気流の流通方向に平行に配置されて相互に向き合わせられる。こうして気流の流路は確保される。両電極の間に電界が生じる。帯電した塵埃の進路は集塵電極と高圧電極との間に生じる電界から受けるクーロン力によって曲げられる。集塵電極に塵埃が付着する。しかしながら、こうした電気集塵装置では、高圧電極は集塵電極に近接して配置される一方で、集塵電極および高圧電極で区画される気流の経路は気流の流通方向に対して十分に長さを有しなければならない。その結果、通風抵抗の増大を招く。通風抵抗の増大を回避しながら微細な塵埃といった微粒子を捕獲する技術が求められていた。

本発明のいくつかの態様によれば、通風抵抗の低減と集塵の効率化とを実現することができる電気集塵装置を提供することができる。

本発明の一形態は、気流にイオンを放出して気流中の物質を帯電させるイオン発生ユニットと、前記イオンを含む前記気流の通気路を区画する導電材で形成される集塵電極と、前記気流の流通方向に沿って前記集塵電極の下流に前記気流の流通方向に交差する姿勢で配置され、前記イオンを付着させて前記帯電した物質と同極性の電気的な障壁を形成する反発電極とを備える電気集塵装置に関する。

イオン発生ユニットからイオンが放出されると、イオンは気流に乗って集塵電極の通気路を通過し反発電極に付着する。イオンは反発電極上に蓄積される。イオンの蓄積に応じて電気的な障壁は形成される。同様に放出されたイオンは気流中の塵埃等の微粒子に付着する。微粒子は特定の極性に帯電する。帯電した微粒子（以下「帯電微粒子」という）は気流に乗って集塵電極の通気路を通過し電気的な障壁に衝突する。帯電微粒子と電気的な障壁とは同極性を有することから、帯電微粒子の進行速度は減じられ、帯電微粒子は電気的な障壁で跳ね返される。帯電微粒子は容易く集塵電極に付着する。こうして塵埃などの微粒子は集塵電極に捕獲される。電気的な障壁は微粒子の進路を塞ぐことから、微粒子の直線的な進行は確実に妨げられる。その結果、さらなる集塵の効率化が実現される。しかも、電気的な障壁の形成にあたってイオン発生ユニットから放出されるイオンが利用される。反発電極に対して高圧電源の接続は省略されることができる。省スペース化が実現される。

前記反発電極はグラウンド電位から切り離されて支持されればよい。したがって、イオンは確実に反発電極に蓄積する。こうして反発電極ではイオンと同極性の電位の形成が促進される。イオン発生ユニットと同電位に至るまでイオンの蓄積は継続される。

前記反発電極は着脱自在に支持されればよい。反発電極に十分にイオンが蓄積し、電気的な障壁が形成されるまで、反発電極には帯電微粒子が付着する。反発電極は電気集塵装置から取り外されて清掃されることができる。

前記集塵電極はグラウンドに接続されればよい。微粒子が集塵電極に付着すると、微粒子の電荷は集塵電極に移動する。電荷はグラウンドに流れる。こうして集塵電極ではイオン発生ユニットから放出されるイオンと同極性の電位の形成が回避される。微粒子の付着量が増加しても、確実に新たな微粒子は集塵電極に付着していくことができる。仮に集塵電極で電荷の逃げ道が設けられていないと、電荷の付着量の増加に伴って集塵電極上でイオンと同極性の電位が生成され、同極性の反発力に応じて微粒子の付着が妨げられてしまう。

前記反発電極は前記集塵電極に等間隔に向き合わせられることが望まれる。こうして電気的な障壁では電位の分布の偏りはできる限り抑制されることができる。その結果、集塵電極上に満遍なく微粒子は付着することができる。しかも、反発電極と集塵電極との間でスパークが生じることを防止できる。

電機集塵装置は空気調和機に組み込まれて利用されることができる。このとき、空気調和機は電気集塵装置を備えればよい。

以上のように開示の空気調和機によれば、これまで以上に効率的に気流中の粒子を帯電させることができ、集塵の効率化を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す概念図である。一実施形態に係る室内機の外観を概略的に示す斜視図である。室内機の本体の構成を概略的に示す斜視図である。室内機の構造を概略的に示す分解斜視図である。エアフィルタの構造を概略的に示す拡大斜視図である。図５のＡ−Ａ線に沿った断面図である。室内機の本体の拡大垂直断面図である。本発明に係る電気集塵の原理を概略的に示す拡大断面図である。本発明の一実施形態に係る空気清浄機の構成を概略的に示す分解斜視図である。他の実施形態に係る空気清浄機の構成を概略的に示す分解斜視図である。本発明の一実施形態に係る換気装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。本発明の一実施形態に係るクリーンルームの構成を概略的に示す概念図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

（１）空気調和機の構成
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機１１の構成を概略的に示す。空気調和機１１は室内機１２および室外機１３を備える。室内機１２は例えば建物内の室内空間に設置される。その他、室内機１２は室内空間に相当する空間に設置されればよい。室内機１２には室内熱交換器１４が組み込まれる。室外機１３には圧縮機１５、室外熱交換器１６、膨張弁１７および四方弁１８が組み込まれる。室内熱交換器１４、圧縮機１５、室外熱交換器１６、膨張弁１７および四方弁１８は冷凍回路１９を形成する。

冷凍回路１９は第１循環経路２１を備える。第１循環経路２１は四方弁１８の第１口１８ａおよび第２口１８ｂを相互に結ぶ。第１循環経路２１には、圧縮機１５が設けられている。圧縮機１５の吸入管１５ａは四方弁１８の第１口１８ａに冷媒配管を介して接続される。第１口１８ａからガス冷媒は圧縮機１５の吸入管１５ａに供給される。圧縮機１５は低圧のガス冷媒を所定の圧力まで圧縮する。圧縮機１５の吐出管１５ｂは四方弁１８の第２口１８ｂに冷媒配管を介して接続される。圧縮機１５の吐出管１５ｂからガス冷媒は四方弁１８の第２口１８ｂに供給される。冷媒配管は例えば銅管であればよい。

冷凍回路１９は第２循環経路２２をさらに備える。第２循環経路２２は四方弁１８の第３口１８ｃおよび第４口１８ｄを相互に結ぶ。第２循環経路２２には、第３口１８ｃ側から順番に室外熱交換器１６、膨張弁１７および室内熱交換器１４が組み込まれる。室外熱交換器１６は、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギーの交換をする。室内熱交換器１４は、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギーの交換をする。第２循環経路２２は例えば銅管などの冷媒配管で形成されればよい。

室外機１３には送風ファン２３が組み込まれる。送風ファン２３は室外熱交換器１６に通風する。送風ファン２３は例えば羽根車の回転に応じて気流を生成する。気流は室外熱交換器１６を通り抜ける。通り抜ける気流の流量は羽根車の回転数に応じて調整される。

室内機１２には送風ファン２４が組み込まれる。送風ファン２４は室内熱交換器１４に通風する。送風ファン２４は羽根車の回転に応じて気流を生成する。送風ファン２４の働きで室内機１２には室内空気が吸い込まれる。室内空気は室内熱交換器１４を通り抜け冷媒と熱交換する。熱交換された冷気または暖気の気流は室内機１２から吹き出される。通り抜ける気流の流量は羽根車の回転数に応じて調整される。

冷凍回路１９で冷房運転が実施される場合には、四方弁１８は第２口１８ｂおよび第３口１８ｃを相互に接続し第１口１８ａおよび第４口１８ｄを相互に接続する。したがって、圧縮機１５の吐出管１５ｂから高温高圧の冷媒が室外熱交換器１６に供給される。冷媒は室外熱交換器１６、膨張弁１７および室内熱交換器１４を順番に流通する。室外熱交換器１６では冷媒から外気に放熱する。膨張弁１７で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室内熱交換器１４で周囲の空気から吸熱する。冷気が生成される。冷気は送風ファン２４の働きで室内空間に吹き出される。

冷凍回路１９で暖房運転が実施される場合には、四方弁１８は第２口１８ｂおよび第４口１８ｄを相互に接続し第１口１８ａおよび第３口１８ｃを相互に接続する。圧縮機１５から高温高圧の冷媒が室内熱交換器１４に供給される。冷媒は室内熱交換器１４、膨張弁１７および室外熱交換器１６を順番に流通する。室内熱交換器１４では冷媒から周囲の空気に放熱する。暖気が生成される。暖気は送風ファン２４の働きで室内空間に吹き出される。膨張弁１７で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室外熱交換器１６で周囲の空気から吸熱する。その後、冷媒は圧縮機１５に戻る。

（２）室内機の構成
図２は一実施形態に係る室内機１２の外観を概略的に示す。室内機１２の本体２６にはアウターパネル２７が覆い被さる。本体２６の下面には吹出口２８が形成される。吹出口２８は室内に向けて開口される。本体２６は例えば室内の壁面に固定されることができる。吹出口２８は、室内熱交換器１４で生成される冷気または暖気の気流を吹き出す。

吹出口２８には前後１対の上下風向板３１ａ、３１ｂが配置される。上下風向板３１ａ、３１ｂはそれぞれ水平軸線３２ａ、３２ｂ回りに回転することができる。回転に応じて上下風向板３１ａ、３１ｂは吹出口２８を開閉することができる。上下風向板３１ａ、３１ｂの角度に応じて、吹き出される気流の方向は変えられる。

図３に示されるように、本体２６には吸込口３３が形成される。吸込口３３は本体２６の正面および上面で開口する。アウターパネル２７は本体２６の正面で吸込口３３に覆い被さることができる。室内熱交換器１４に流入する空気は吸込口３３から取り込まれる。

吸込口３３には水平軸線３２ａ、３２ｂに平行な方向にエアフィルタアセンブリ３４が並べられる。エアフィルタアセンブリ３４はエアフィルタ３５およびダストボックス３６を備える。エアフィルタ３５はダストボックス３６に支持される。ダストボックス３６は本体２６に着脱自在に取り付けられる。ダストボックス３６が本体２６にセットされると、エアフィルタ３５は吸込口３３の全面にわたって配置される。

ダストボックス３６には前側のフィルタレール３８が形成される。本体２６には前側のフィルタレール３８の延長線上に対応して後側のフィルタレール３９が形成される。フィルタレール３８、３９は水平軸線３２ａ、３２ｂに直交する垂直面に沿って延びる。エアフィルタ３５の左右両端はスライド自在にフィルタレール３８、３９に保持される。フィルタレール３８、３９はエアフィルタ３５の前後移動を案内する。

図４に示されるように、本体２６には送風ファン２４が回転自在に支持される。送風ファン２４には例えばクロスフローファンが用いられる。送風ファン２４は水平軸線３２ａ、３２ｂに平行な回転軸４１回りで回転する。送風ファン２４の回転軸４１は本体２６の設置時の水平方向に延びる。送風ファン２４は吹出口２８に平行に配置される。送風ファン２４には駆動源（図示せず）から回転軸４１回りの駆動力が伝達される。駆動源は本体２６に支持される。送風ファン２４の回転に応じて気流は室内熱交換器１４を通過する。その結果、冷気または暖気の気流が生成される。冷気または暖気の気流は吹出口２８から吹き出される。

室内熱交換器１４は前側体１４ａおよび後側体１４ｂを備える。前側体１４ａは送風ファン２４の前側から送風ファン２４に向き合わせられる。後側体１４ｂは送風ファン２４の後側から送風ファン２４に向き合わせられる。前側体１４ａおよび後側体１４ｂは上端で相互に連結される。前側体１４ａおよび後側体１４ｂは冷媒管４２ａを有する。冷媒管４２ａは水平方向に往復する。すなわち、冷媒管４２ａは、水平軸線３２ａ、３２ｂに平行に延び、本体２６の正面視左右端で折り返され、再び水平軸線３２ａ、３２ｂに平行に延び、再び本体２６の正面視左右端で折り返され、これらが繰り返される。冷媒管４２ａは第２循環経路２２の一部を構成する。冷媒管４２ａには複数の放熱フィン４２ｂが結合される。放熱フィン４２ｂは水平軸線３２ａ、３２ｂに直交しつつ相互に平行に広がる。冷媒管４２ａおよび放熱フィン４２ｂは例えば銅やアルミニウムといった金属材料から成形されることができる。冷媒管４２ａおよび放熱フィン４２ｂを通じて冷媒と空気との間で熱交換が実現される。

図４に示されるように、エアフィルタアセンブリ３４はフィルタ清掃ユニット４３および電気集塵ユニット（電気集塵装置）４４を備える。ダストボックス３６はフィルタ清掃ユニット４３の１構成要素を担う。ダストボックス３６は上ダストボックス４５および下ダストボックス４６を備える。上ダストボックス４５はエアフィルタ３５の前面側に配置される。上ダストボックス４５はカバー４７を有する。カバー４７はボックス本体４８の貯留空間４９を開閉する。下ダストボックス４６はエアフィルタ３５の後面側に配置される。上ダストボックス４５および下ダストボックス４６はエアフィルタ３５挟み込む。エアフィルタ３５の清掃時、概ねエアフィルタ３５の前面の塵埃はボックス本体４８の貯留空間４９に回収され、エアフィルタ３５の後面の塵埃は下ダストボックス４６に回収される。

フィルタ清掃ユニット４３は第１従動ギア５１および第２従動ギア５２を備える。第１従動ギア５１は上ダストボックス４５に支持される。第１従動ギア５１は水平軸５３回りで回転する。第１従動ギア５１は上ダストボックス４５内の後述する清掃ブラシ６６を回動させる。第１従動ギア５１の歯は上ダストボックス４５の外面から部分的に露出する。同様に、第２従動ギア５２は下ダストボックス４６に支持される。第２従動ギア５２は水平軸５４回りで回転する。第２従動ギア５２は、下ダストボックス４６の両端側に設けられエアフィルタ３５を駆動する。第２従動ギア５２の歯は下ダストボックス４６の外面から部分的に露出する。エアフィルタアセンブリ３４が本体２６にセットされると、第１従動ギア５１は本体２６に搭載の第１駆動ギア（図示されず）に噛み合い、同様に第２従動ギア５２は本体２６に搭載の第２駆動ギア（図示されず）に噛み合う。個々の駆動ギアには個別に電動モータといった駆動源（図示されず）が連結される。個々の駆動源から供給される駆動力に応じて第１従動ギア５１および第２従動ギア５２は個別に回転する。

電気集塵ユニット４４はイオナイザ（イオン発生ユニット）５５と集塵電極および反発電極とを備える。イオナイザ５５は上ダストボックス４５に固定される。イオナイザ５５は上ダストボックス４５のカバー４７に一体に形成されればよい。イオナイザ５５には放出口５７が形成される。放出口５７からイオンおよびオゾンが放出される。イオナイザ５５は吸込口３３に平行にイオンを放出する。集塵電極および反発電極は後述される。

図５に示されるように、エアフィルタ３５はフレーム６１およびメッシュシート６２を備える。メッシュシート６２は例えばポリエチレンテレフタラートの繊維（樹脂繊維）を格子状に組み合わせて構成される。メッシュシート６２はフレーム６１に支持される。フレーム６１はメッシュシート６２の形状を保持する機能を有する。フレーム６１は樹脂材料（例えばポリプロピレン）から成形される。フレーム６１およびメッシュシート６２は第１絶縁体６３を構成する。メッシュシート６２のメッシュは気流に対して交差し、通気路を区画する。

エアフィルタ３５のフレーム６１にはラック６４が形成される。ラック６４は、フレーム６１の一対の対向する枠部に設けられている。ラック６４は、下ダストボックス４６に収納されるピニオン（図示されず）に噛み合う。ピニオンは第２従動ギア５２に連結される。第２従動ギア５２の回転はピニオンに伝達される。こうして第２従動ギア５２の回転に応じて、エアフィルタ３５はフィルタレール３８、３９に沿って前後に移動する。上ダストボックス４５および下ダストボックス４６に対してエアフィルタ３５は相対的に移動する。

図６に示されるように、エアフィルタ３５の後面（気流に対して下流側の面）には導電材の被膜６５が形成される。導電材には例えばアルミニウムといった金属材料が用いられることができる。被膜６５はメッシュシート６２の後面に積層される。被膜６５の形成には例えばスパッタリング法が用いられればよい。メッシュシート６２によって格子状に区画された通気路はそのまま確保される。エアフィルタ３５の前面（気流に対して上流側の面）には一面に絶縁材が維持される。被膜６５は本体２６のグラウンドに接続される。こうした接続にあたって本体２６には被膜６５の一部に接触する電気接点（図示されず）が形成されればよい。接点から被膜６５の電位はグラウンドに落とされればよい。被膜６５に接触する電気接点はダストボックス３６に形成されてもよく、その場合には、ダストボックス３６の接点から延びる配線が本体２６上の接点に接続されればよい。後述されるように、被膜６５は電気集塵ユニット４４の集塵電極として機能する。

図７に示されるように、フィルタ清掃ユニット４３は清掃ブラシ６６を備える。清掃ブラシ６６は上ダストボックス４５内に収納される。清掃ブラシ６６はブラシ台座６７を備える。ブラシ台座６７は第１従動ギア５１からの駆動力により水平軸６８回りに回転することができる。ブラシ毛６９はブラシ台座６７の筒面上に所定の中心角範囲にわたって配置される。ブラシ毛６９の植毛範囲はブラシ台座６７の軸方向にエアフィルタ３５を横切る広がりを有する。清掃ブラシ６６は所定の回転位置でブラシ毛６９をエアフィルタ３５に接触させ当該回転位置以外ではブラシ毛６９をエアフィルタ３５から離脱させる。ブラシ毛６９がエアフィルタ３５に接触する状態で水平軸線３２ａ、３２ｂに直交する垂直面に沿った方向にエアフィルタ３５が移動すると、エアフィルタ３５の前面に付着した塵埃はブラシ毛６９に絡め取られることができる。

フィルタ清掃ユニット４３はブラシ受け７１を備える。ブラシ受け７１は下ダストボックス４６内に収納される。ブラシ受け７１は受け面７２を有する。受け面７２は清掃ブラシ６６に向き合わせられる。ブラシ毛６９がエアフィルタ３５に接触する際に受け面７２はブラシ毛６９との間にエアフィルタ３５を挟み込む。その他、受け面７２にはブラシ毛が植毛されてもよい。

イオナイザ５５は放電電極７３を有する。イオナイザ５５は本体２６に搭載の高圧電源７４から高電圧の電力の供給を受けて空気中に放電する。放電によりイオンおよびオゾンが生成される。こうして生成されたイオンおよびオゾンがイオナイザ５５の放出口５７から放出される。

反発電極７５はフレーム７６およびメッシュシート７７を備える。メッシュシート７７は例えばポリエチレンテレフタラートの繊維（樹脂繊維）から織られる。メッシュシート７７は気流の流通方向に交差する姿勢で配置される。メッシュシート７７はフレーム７６に支持される。フレーム７６はメッシュシート７７の形状を保持する機能を有する。フレーム７６は例えばポリプロピレンから成形される。フレーム７６およびメッシュシート７７は第２絶縁体７８を構成する。メッシュシート７７のメッシュは気流に対して交差し通気路を区画する。

反発電極７５の前面（気流に対して上流側の面）は導電材の被膜７９で覆われる。導電材には例えばアルミニウムといった金属材料が用いられることができる。被膜７９は第２絶縁体７８の表面に積層される。被膜７９の形成には例えばスパッタリング法が用いられればよい。メッシュシート７７によって格子状に区画された通気路はそのまま確保される。反発電極７５の後面には一面に絶縁材（第２絶縁体７８）が維持される。被膜７９は反発電極７５以外の導電体から切り離される。こうして、反発電極７５はグラウンド電位から切り離される。

反発電極７５は下ダストボックス４６に固定されてもよい。こうして反発電極７５は本体２６に対して着脱自在に支持される。その他、反発電極７５は下ダストボックス４６に着脱自在に装着されてもよい。反発電極７５の被膜７９はダストボックス３６や本体２６上の導電体から切り離される。前面の被膜７９とエアフィルタ３５の被膜６５との間には空間が形成される。すなわち、被膜７９と被膜６５との間には距離が確保される。ここでは、被膜７９は被膜６５に等間隔で向き合わせられる。こうして電気集塵ユニット４４は集塵電極としてエアフィルタ３５を利用する。

（３）室内機の動作
送風ファン２４が動作すると、吸込口３３から本体２６内に空気は吸い込まれる。本体２６内では吸込口３３から吹出口２８に向かって気流が生成される。気流はエアフィルタ３５を透過して室内熱交換器１４を通過する。冷房運転時には空気は室内熱交換器１４で冷却されて吹出口２８から吹き出される。暖房運転時には空気は室内熱交換器１４で暖められて吹出口２８から吹き出される。気流がエアフィルタ３５を通過する際にメッシュシート６２のメッシュの大きさよりも大きい塵埃はメッシュを通過することができない。大きい塵埃はエアフィルタ３５の前面に捕獲される。メッシュの大きさよりも小さい塵埃などの粒子は、後述する電気集塵の原理によりエアフィルタ３５の後面に付着する。こうして室内熱交換器１４に向かって流れる気流から塵埃などは除去される。室内熱交換器１４には清浄な気流が流れ込む。吹出口２８から清浄な空気の冷気または暖気は吹き出される。

エアフィルタ３５の清掃が行われる際のフィルタ清掃ユニット４３の動作について説明する。ブラシ台座６７の回転動作に応じて清掃ブラシ６６のブラシ毛６９はエアフィルタ３５の前面に接触する。このとき、エアフィルタ３５の後面はブラシ受け７１の受け面７２に受け止められる。エアフィルタ３５はブラシ毛６９と受け面７２との間に挟まれる。第２従動ギア５２が駆動されると、フィルタ３５がフィルタレール３８、３９に沿って前後に移動する。フィルタ３５の移動に応じてブラシ毛６９はエアフィルタ３５の前面をなぞる。こうしてブラシ毛６９はエアフィルタ３５の前面から大きな塵埃を絡め捕る。絡め捕られた塵埃は上ダストボックス４５に回収される。エアフィルタ３５の後面ではグラウンドの働きで電荷は解消されることから、受け面７２とエアフィルタ３５が接触することで微粒子はエアフィルタ３５の後面から落下する。落下した微粒子は下ダストボックス４６に回収される。

吸込口３３から本体２６内に空気は吸い込まれる。このとき、イオナイザ５５からイオンは吸込口３３に平行に放出される。イオンは吸込口３３を横切るように進む。イオンは広い範囲にわたって気流中を通過する。気流に含まれる塵埃などの微粒子に広い範囲で接触する。効率的に気流中の微粒子は帯電する。その結果、集塵効率は高められることができる。

（４）電気集塵の原理
図８に示されるように、吸込口３３から送風ファン２４に至る気流の通路中にエアフィルタ３５（集塵電極）および反発電極７５が配置される。気流の流通方向に沿ってエアフィルタ３５の下流に反発電極７５が配置される。イオナイザ５５は吸込口３３に平行に気流にイオン８１を放出する。ここでは、放電により気流中に正のイオン８１が生成される。

イオナイザ５５からイオン８１が放出されると、イオン８１は気流に乗ってエアフィルタ３５のメッシュを通過し反発電極７５に付着する。イオン８１は反発電極７５上に蓄積される。イオン８１の蓄積に応じて反発電極７５のメッシュシート７７の表面は正に帯電する。正に帯電したメッシュシート７７は、気流の流通方向に交差する姿勢の電気的な障壁８４を形成する。電気的な障壁８４はメッシュシート７７の表面に沿って連続する。ここで、電気的な障壁８４はイオン８１と同極性の電位すなわち正極性の電位を有する。こうして電気的な障壁８４は形成される。

同様に放出されたイオン８１は気流中の塵埃などの微粒子８２に付着する。こうして微粒子８２は正に帯電する（以下、帯電した微粒子を「帯電微粒子８５」という）。気流はメッシュシート６２のメッシュで区画される通気路を通過する。気流に乗った帯電微粒子８５はメッシュシート６２のメッシュよりも小さいことからエアフィルタ３５のメッシュシート６２を通過する。帯電微粒子８５は電気的な障壁８４に衝突する。

帯電微粒子８５と電気的な障壁８４とは同極性を有することから、帯電微粒子８５の進行速度は減じられ、帯電微粒子８５は電気的な障壁８４で跳ね返される。帯電微粒子８５は電気的な障壁８４に反発して逆向きにエアフィルタ３５に向かって進む。こうして帯電微粒子８５は容易くエアフィルタ３５の被膜６５に付着する。こうして塵埃などの微粒子はエアフィルタ３５に捕獲される。電気的な障壁８４は帯電微粒子８５の進路を塞ぐことから、帯電微粒子８５の直線的な進行は確実に妨げられる。その結果、さらなる集塵の効率化が実現される。

しかも、電気的な障壁８４の形成にあたってイオナイザ５５から放出されるイオン８１が利用される。反発電極７５に対して高圧電源の接続は省略されることができる。省スペース化が実現される。

前述のように、反発電極７５は導電体から切り離されて支持される。反発電極７５はグラウンド電位から切り離される。したがって、イオン８１は確実に反発電極７５に蓄積する。こうして反発電極７５ではイオン８１と同極性の電位の形成が促進される。

反発電極７５にイオン８１が蓄積すると、反発電極７５には帯電微粒子８５（気流中の塵埃などの微粒子８２が帯電したもの）が付着する。反発電極７５は本体２６およびエアフィルタアセンブリ３４から取り外されて清掃されることができる。したがって、反発電極７５に付着した帯電微粒子を除去することができる。

エアフィルタ３５の被膜６５はグラウンド８６に接続される。帯電微粒子８５がエアフィルタ３５の被膜６５に付着すると、帯電微粒子８５とグラウンド８６との間で電荷のやり取りがなされる。帯電微粒子８５の帯電した状態が解消される。こうしてエアフィルタ３５がイオン８１と同極性の電位となることは防止される。帯電微粒子８５の付着量が増加しても、確実に新たな帯電微粒子８５はエアフィルタ３５に付着していくことができる。なお、集塵電極としてのエアフィルタ３５はグラウンド電位に接続されてもよく、帯電微粒子８５と逆の極性すなわち負極性の電位に接続されてもよい。

反発電極７５の被膜７９はエアフィルタ３５の被膜６５に等間隔に向き合わせられることが望ましい。そうすれば電気的な障壁８４がエアフィルタ３５の被膜６５に対して等間隔となるように形成される。その結果、エアフィルタ３５上に満遍なく帯電微粒子８５は付着することができる。ここで、被膜７９と被膜６５の距離が一定でない場合、近接した個所でスパークが生じる可能性がある。上述のように等間隔とすることで、反発電極７５の被膜７９とエアフィルタ３５の被膜６５との間でスパークが発生することは防止される。

なお、図８ではイオナイザ５５から正のイオン８１を放出する例が示される。こうした正のイオン８１に代えて負のイオンを放出するイオナイザが用いられてもよい。その場合には、反発電極７５は負極の電位に接続され、集塵電極（エアフィルタ３５の被膜６５）は正極の電位またはグラウンド電位に接続されればよい。

（５）空気清浄機の構成
図９は本発明の一実施形態に係る空気清浄機９１の構成を概略的に示す。空気清浄機９１は本体９２とフロントカバー９３とを備える。本体９２の前面にフロントカバー９３が結合される。本体９２には収容空間９４が区画される。収容空間９４はフロントカバー９３で塞がれる。フロントカバー９３には収容空間９４に繋がる前通気口９５が形成される。

収容空間９４には、フロントカバー９３に向き合わせられる壁面に後通気口９６が形成される。後通気口９６内には送風ファン９７が配置される。送風ファン９７が作動すると、前通気口９５から空気が収容空間９４に取り込まれる。空気は収容空間９４から後通気口９６に流れ込む。空気は後通気口９６から外部に排出される。こうして収容空間９４内では前通気口９５から後通気口９６に向かって気流が生成される。

収容空間９４には電気集塵ユニット（電気集塵装置）９８が収容される。電気集塵ユニット９８は風上側に複数の帯電電極９９を備える。帯電電極９９は収容空間９４の左右の壁面に沿って縦長に形成されればよい。帯電電極９９の間の空間を気流が流通する。帯電電極９９の働きで気流中の塵埃などの微粒子は特定の極性に帯電する。

電気集塵ユニット９８は第１エアフィルタ１０１、第１反発電極１０２、第２エアフィルタ１０３および第２反発電極１０４を備える。第１エアフィルタ１０１および第２エアフィルタ１０３は前述のエアフィルタ３５と同様に構成されればよい。すなわち、第１絶縁体の後面に導電材の被膜が形成される。被膜はグラウンドに接続される。メッシュシートのメッシュは気流に対して交差し通気路を区画する。同様に、第１反発電極１０２および第２反発電極１０４は前述の反発電極７５と同様に構成されればよい。すなわち、第２絶縁体の前面に導電材の被膜が形成される。メッシュシートのメッシュは気流に対して交差し通気路を区画する。収容空間９４内では気流は順番に帯電電極９９、第１エアフィルタ１０１、第１反発電極１０２、第２エアフィルタ１０３および第２反発電極１０４を通過する。第１反発電極１０２の被膜は第１エアフィルタ１０１の被膜に等間隔で向き合わせられる。同様に、第２反発電極１０４の被膜は第２エアフィルタ１０３の被膜に等間隔で向き合わせられる。ここで、第１反発電極１０２が第２反発電極１０４に対して帯電電極として機能するようにしてもよい。具体的には、第１反発電極１０２により電気的な障壁を生じさせるだけでなく、第１反発電極１０２から気流に放電することで気流中に正のイオンが生成されるような電圧を付加すればよい。その他、第１反発電極１０２と第２エアフィルタ１０３との間にさらに帯電電極が配置されてもよい。前述の電気集塵の原理に従って、電気集塵ユニット９８では第１エアフィルタ１０１および第２エアフィルタ１０３に塵埃などの微粒子は捕獲される。このように集塵電極と反発電極を気流に対して複数配置することで、より集塵効率を向上させることができる。空気清浄機９１では第１エアフィルタ１０１に対して前述と同様にフィルタ清掃ユニット４３が組み合わせられてもよい。

図１０に示されるように、空気清浄機９１ａでは第２エアフィルタ１０３および第２反発電極１０４に代えてＨＥＰＡフィルタ１０５が利用されてもよい。ＨＥＰＡフィルタ１０５は帯電せずに第１エアフィルタ１０１を通過する微粒子を捕獲することができる。電気集塵ユニット９８はＨＥＰＡフィルタ１０５のプレフィルタとして機能することができる。その場合には、プレフィルタで微粒子が捕獲されることから、ＨＥＰＡフィルタ１０５単独で微粒子が捕獲される場合に比べて、ＨＥＰＡフィルタ１０５の交換頻度を低くすることができる。

（６）換気装置の構成
図１１は本発明の一実施形態に係る換気装置１０７の構成を概略的に示す。換気装置１０７は筐体１０８を備える。筐体１０８には電気集塵ユニット（電気集塵装置）１０９および送風ファン１１１が収納される。電気集塵ユニット１０９は帯電電極１１２、第１エアフィルタ１１３、第１反発電極１１４、第２エアフィルタ１１５および第２反発電極１１６を含む。帯電電極１１２、第１エアフィルタ１１３、第１反発電極１１４、第２エアフィルタ１１５および第２反発電極１１６は前述と同様に機能する。送風ファン１１１が動作すると、気流は順番に帯電電極１１２、第１エアフィルタ１１３、第１反発電極１１４、第２エアフィルタ１１５および第２反発電極１１６を通過する。気流中の微粒子は第１エアフィルタ１１３および第２エアフィルタ１１５で捕獲される。こうした換気装置１０７は室内と室外とを相互に結ぶエアダクト内に設置されればよい。外気を導入する際に、空気中の塵埃などの微粒子を捕獲できる。

（７）クリーンルームの構成
図１２は本発明の一実施形態に係るクリーンルーム１１８の構成を概略的に示す。室内１１９は密閉された空間で構成される。室内１１９にはエアダクト１２１が接続される。エアダクト１２１は室内１１９の第１位置で開口するとともに第１位置と離れた第２位置で開口する。エアダクト１２１内には前述の換気装置１０７が組み込まれればよい。空気はエアダクト１２１を通じて循環する。循環のたびに換気装置１０７で空気は浄化される。

１１空気調和機、３５集塵電極（エアフィルタ）、５５イオン発生ユニット（イオナイザ）、６５導電材（被膜）、７５反発電極、８１イオン、８２物質（微粒子）、８４電気的な障壁、８５帯電した物質（帯電微粒子）、８６グラウンド、８７高圧電源。

Claims

気流にイオンを放出して気流中の物質を帯電させるイオン発生ユニットと、
前記イオンを含む前記気流の通気路を区画する導電材で形成される集塵電極と、
前記気流の流通方向に沿って前記集塵電極の下流に前記気流の流通方向に交差する姿勢で配置され、前記イオンを付着させて前記帯電した物質と同極性の電気的な障壁を形成する反発電極と
を備えることを特徴とする電気集塵装置。
請求項１に記載の電気集塵装置において、前記反発電極はグラウンド電位から切り離されて支持されることを特徴とする電気集塵装置。
請求項１または２に記載の電気集塵装置において、前記反発電極は着脱自在に支持されることを特徴とする電気集塵装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気集塵装置において、前記集塵電極はグラウンドに接続されることを特徴とする電気集塵装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気集塵装置において、前記反発電極は前記集塵電極に等間隔に向き合わせられることを特徴とする電気集塵装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気集塵装置を備えることを特徴とする空気調和機。