JP2017119247A - Electric dust collector and air conditioner - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an electrostatic precipitator and an air conditioner using the same.
特許文献1に開示されるように、電気集塵装置は一般に知られる。電気集塵装置では気流の流通方向に上流側から帯電電極、集塵電極および反発電極が配置される。反発電極には帯電電極と同極性に電圧が印加されることから、帯電微粒子(帯電電極の放電で帯電した微粒子)は反発電極で跳ね返されて集塵電極に付着する。こうして集塵効率は高められる。 As disclosed in Patent Document 1, an electrostatic precipitator is generally known. In the electrostatic precipitator, a charging electrode, a dust collecting electrode, and a repelling electrode are arranged from the upstream side in the air flow direction. Since a voltage is applied to the repelling electrode in the same polarity as the charging electrode, the charged fine particles (fine particles charged by the discharge of the charging electrode) are bounced off by the repelling electrode and adhere to the dust collecting electrode. Thus, the dust collection efficiency is increased.
特許文献1では集塵電極および反発電極はともに樹脂製フィルタの導電材被膜で形成される。樹脂製フィルタは樹脂繊維を編み込むことで形成されることから、繊維同士が重なった箇所に突部が形成され、それぞれの電極同士の導電材被膜は局所的に接近してしまう。こうした局所的な接近はスパーク放電を引き起こす。 In Patent Document 1, both the dust collection electrode and the repulsion electrode are formed of a conductive material film of a resin filter. Since the resin filter is formed by weaving resin fibers, protrusions are formed at the positions where the fibers overlap each other, and the conductive material coating between the electrodes is locally approached. Such local approach causes a spark discharge.
本発明は、電極同士の局所的な接近が生じないようにし、スパーク放電を発生させないことを目的とする。 It is an object of the present invention to prevent local approach between electrodes and prevent spark discharge.
本発明の一形態は、気流中に配置されて前記気流に放電して気流中の物質を帯電させる帯電電極と、前記気流の流通方向に沿って前記帯電電極の下流に配置され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で導電性の平滑面で前記集塵電極に向き合わせられ前記平滑面に穿たれて前記流通方向に貫通する複数の開口を有する反発電極と、前記反発電極に前記帯電電極と同極性の電圧を印加する電圧源とを備える電気集塵装置に関する。 One aspect of the present invention is a charging electrode that is disposed in an airflow and discharges the airflow to charge a substance in the airflow, and an airflow that is disposed downstream of the charging electrode along the flow direction of the airflow. A dust collecting electrode formed of a conductive material that divides the path, and a conductive smooth surface downstream of the dust collecting electrode along the flow direction of the airflow so as to face the dust collecting electrode and perforate the smooth surface. The present invention relates to an electrostatic precipitator including a repulsive electrode having a plurality of openings penetrating in the flow direction, and a voltage source that applies a voltage having the same polarity as that of the charging electrode to the repulsive electrode.
帯電電極から放電が行われると、気流中の塵埃等の微粒子は特定の極性に帯電する。気流は集塵電極の通気路を通過する。気流中の帯電微粒子(帯電した微粒子)は気流に乗って集塵電極を通過する。このとき、電圧源から電圧が印加されると、反発電極の平滑面に沿って電気的な障壁が形成される。帯電微粒子は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、帯電微粒子は電気的な障壁で跳ね返される。跳ね返された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。 When discharge is performed from the charging electrode, fine particles such as dust in the air current are charged to a specific polarity. The airflow passes through the air passage of the dust collecting electrode. Charged fine particles (charged fine particles) in the air current ride on the air current and pass through the dust collecting electrode. At this time, when a voltage is applied from the voltage source, an electrical barrier is formed along the smooth surface of the repulsive electrode. The charged fine particles collide with an electrical barrier. Since the charged fine particles and the electric barrier have the same polarity, the charged fine particles are rebounded by the electric barrier. The charged fine particles bounced back easily adhere to the dust collecting electrode. In this way, fine particles such as dust are captured by the dust collecting electrode. Since the electrical barrier blocks the path of the microparticles, the linear travel of the microparticles is reliably prevented. As a result, further dust collection efficiency is realized.
反発電極は平滑面で集塵電極に向き合わせられる。その結果、反発電極と集塵電極との間で局所的な接近は回避される。したがって、局所的な電界集中は回避されることができる。こうした形状の反発電極は平等電界の形成に寄与する。スパーク放電の発生が抑えられる。 The repulsive electrode faces the dust collecting electrode with a smooth surface. As a result, local access between the repulsion electrode and the dust collection electrode is avoided. Therefore, local electric field concentration can be avoided. Such a repulsive electrode contributes to the formation of an equal electric field. Generation of spark discharge is suppressed.
電気集塵装置では、前記反発電極は、前記平滑面側から打ち抜かれたシート状のパンチングメタル(パンチングメタルシート)で形成されればよい。反発電極は安価に大量生産されることができる。 In the electric dust collector, the repulsive electrode may be formed of a sheet-like punching metal (punching metal sheet) punched from the smooth surface side. The repulsion electrode can be mass-produced at low cost.
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帯電電極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帯電電極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。 The dust collection electrode may be connected to the ground. When the fine particles adhere to the dust collection electrode, the charge of the fine particles moves to the dust collection electrode. The charge flows to ground. In this way, the dust collection electrode avoids the formation of a potential having the same polarity as that of the charging electrode. Even if the adhesion amount of fine particles increases, new fine particles can surely adhere to the dust collecting electrode. If there is no escape route for the charge on the dust collection electrode, a potential of the same polarity as that of the charging electrode is generated on the dust collection electrode as the amount of charge adhering increases. Adhesion is hindered.
前記平滑面は前記集塵電極に等間隔に向き合わせられればよい。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が局所的に接近することがなく、スパーク放電が生じることを防止できる。 The smooth surface should just face the dust collection electrode at equal intervals. In this way, the electrical barrier can suppress the bias of the potential distribution as much as possible. As a result, the fine particles can uniformly adhere to the dust collecting electrode. In addition, the repulsive electrode and the dust collecting electrode do not approach locally, and the occurrence of spark discharge can be prevented.
前記反発電極は導電性樹脂シートから形成されてもよい。金属材料の導電材に比べて大きな電気抵抗を有することができ、したがって、反発電極あるいは集塵電極に塵埃が多量に付着するなどしてスパーク放電が生じたとしても、放電時に発生する放電電流を低く抑えることができる。 The repulsion electrode may be formed from a conductive resin sheet. Compared to conductive materials made of metallic materials, it can have a large electric resistance. Therefore, even if spark discharge occurs due to a large amount of dust adhering to the repulsion electrode or dust collection electrode, the discharge current generated during discharge is reduced. It can be kept low.
以上のような電気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。空気調和機はここまで述べてきた電気集塵装置の利点を享受することができる。 The electric dust collector as described above can be used by being incorporated in an air conditioner. The air conditioner can enjoy the advantages of the electrostatic precipitator described so far.
以上のように、反発電極と集塵電極とが局所的に近接させることなく、帯電微粒子の反発を実現することができる電気集塵装置は提供される。 As described above, an electrostatic precipitator capable of realizing the repulsion of charged fine particles without locally bringing the repelling electrode and the dust collecting electrode close to each other is provided.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(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。
(1) Configuration of Air Conditioner FIG. 1 schematically shows a configuration of an
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。
The
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実施する。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実施する。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。
The
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。
A
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。
A
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。
When the cooling operation is performed in the
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。
When the heating operation is performed in the
(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(筐体)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する。本体26は例えば室内の壁面に固定されることができる。室内熱交換器14で冷気または暖気が生成され、冷気または暖気の気流は吹出口28から吹き出す。
(2) Configuration of Indoor Unit FIG. 2 schematically shows the appearance of the
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はそれぞれ本体の長手方向と平行な水平軸線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。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。
A pair of front and rear
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。室内の空気は吸込口33から本体26内に取り込まれ、室内熱交換器14に向けて供給される。
As shown in FIG. 3, a
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に保持される。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。
An
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。
A
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(図示されず)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。
As shown in FIG. 4, the
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。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形成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。
The
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の前面の塵埃は上ダストボックス45のボックス本体48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。
As shown in FIG. 4, the
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の両端でエアフィルタ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。
The
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の筐体56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の筐体56には放射口57が形成される。放射口57からイオンが放出される。集塵電極および反発電極は後述される。
The electric
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。
As shown in FIG. 5, the
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の左右両側に配置される。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。
A
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。電気接点から被膜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の電気接点から延びる配線が本体26上の電気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。
As shown in FIG. 6, a
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。
As shown in FIG. 7, the
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。
The
電気集塵ユニット44のイオナイザ55は帯電電極73を有する。帯電電極73は、本体26に搭載の高電圧電源75に接続される。帯電電極73は高電圧電源75から高電圧の供給を受けて空気中に放電する。放電に基づきイオンが生成される。イオナイザ55と高電圧電源75との間で配線には着脱可能な電気接点(図示されず)が形成される。エアフィルタアセンブリ34の取り付けおよび取り外しの際には電気接点の働きで配線の結合および分断が実現される。
The
電気集塵ユニット44は反発電極76をさらに備える。反発電極76は、気流の流通方向に沿ってエアフィルタ35の被膜65の下流に配置され、導電性の平滑面77で被膜65に向き合わせられる。反発電極76の平滑面77はフィルタレール38を含む仮想平面に平行に広がる。したがって、平滑面77は被膜65に等間隔に向き合わせられる。
The electric
反発電極76は本体26に搭載の高電圧電源78に接続される。配線を通じて反発電極76には高電圧が供給される。反発電極76にはイオナイザ55から放出されるイオンと同極性の電圧が印加される。したがって、高電圧の供給を受けて反発電極76は平滑面77に沿ってイオンと同極性の電気的な障壁を形成する。反発電極76と高電圧電源78との間で配線には着脱可能な電気接点が形成される。エアフィルタアセンブリ34の取り付けおよび取り外しの際には電気接点の働きで配線の結合および分断が実現される。
The
図8に示されるように、反発電極76は、平滑面77に穿たれて気流の流通方向に貫通する複数の開口79を有する。ここでは、反発電極76には、平滑面77側から打ち抜かれたパンチングメタルシートが用いられる。パンチングメタルシートは例えばステンレス鋼といった金属板から成形されればよい。反発電極76では単位面積当たりの開口率は例えば40%以上60%以下に設定されればよい。開口率が40%を下回ると、電気的な障壁の効果は高まるものの気流の流通が妨げられる。その一方で、開口率が60%を上回ると、気流の流通抵抗は低下するものの電気的な障壁の形成にあたって大きな電圧が要求されてしまう。その他、反発電極76には、パンチングメタルシートに代えて導電性樹脂シートが用いられてもよい。導電性樹脂シートは、金属材料や炭素その他の導電材フィラーの働きで導電性を有し、自ら形状を維持する所定の剛性を備えればよい。導電性は金属めっき膜で付与されてもよい。
As shown in FIG. 8, the
(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内に気流は吸い込まれる。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を通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微粒子は、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。
(3) Operation of indoor unit When the
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、エアフィルタ35がフィルタレール38、39に沿って前後に移動する。エアフィルタ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の後面では電荷はグラウンドに逃げることから、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。
The operation of the
吸込口33から本体26内に気流は吸い込まれる。このとき、イオナイザ55からイオン81は吸込口33に並行に放射される。イオン81は指向性を有することから、吸込口33を横切るように進む。イオン81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。
Airflow is sucked into the
本実施形態では反発電極76は平滑面77でエアフィルタ35の被膜65に向き合わせられる。その結果、反発電極76と被膜65との間で局所的な接近は緩和される。したがって、局所的な電界集中は回避されることができる。こうした形状の反発電極76は平等電界の形成に寄与する。最小限の印加電圧で平滑面77全体で満遍なく帯電微粒子の反発は実現される。
In the present embodiment, the repelling
反発電極76は、平滑面77側から打ち抜かれたパンチングメタルシートで形成される。パンチングは平滑面77側から実施されることから、開口79の形成にあたって平滑面77でバリの発生は回避される。したがって、確実に局所的な電界集中は回避される。しかも、反発電極76は安価に大量生産されることができる。ただし、反発電極76は導電性樹脂シートから形成されてもよい。導電性樹脂シートは金属材料の導電材に比べて大きな電気抵抗を有することができ、したがって、低電流で確実に電気的な障壁は確立されることができる。
The
(4)電気集塵の原理
図9に示されるように、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76が配置される。帯電電極73から放電が実施されると、気流中の塵埃等の微粒子は特定の極性に帯電する。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。正のイオン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83」という)。気流はエアフィルタ35を通過する。気流中の帯電微粒子83は気流に乗ってエアフィルタ35を通過する。
(4) Principle of Electric Dust Collection As shown in FIG. 9, a repelling
このとき、電圧源としての高電圧電源78から反発電極76に電圧が印加されると、反発電極76の平滑面77は正に帯電する。反発電極76の平滑面77に沿って電気的な障壁84が形成される。帯電微粒子83は電気的な障壁84に衝突する。帯電微粒子83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83は電気的な障壁84で跳ね返される。跳ね返された帯電微粒子83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被膜65すなわち集塵電極に捕獲される。
At this time, when a voltage is applied to the
エアフィルタ35の被膜65はグラウンド85に接続される。帯電微粒子83がエアフィルタ35の被膜65に付着すると、帯電微粒子83の電荷は被膜65に移動する。電荷はグラウンド85に流れる。帯電微粒子83の帯電状態は解消される。こうして被膜65では帯電電極73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、確実に新たな帯電微粒子83はエアフィルタ35の被膜65に付着していくことができる。仮に被膜65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被膜65上で帯電電極73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。
The
本実施形態では、平滑面77は被膜65の表面に平行に設置される。したがって、平滑面77は被膜65の表面に等間隔に向き合わせられる。こうして電気的な障壁84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、エアフィルタ35の被膜65上に満遍なく帯電微粒子83は付着することができる。しかも、反発電極76と被膜65との間で放電が生じることを防止できる。
In the present embodiment, the
なお、図9ではイオナイザ55から正のイオンを放出する例が示される。こうした正のイオン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76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。
FIG. 9 shows an example in which positive ions are released from the
(5)空気清浄機の構成
図10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。
(5) Configuration of Air Cleaner FIG. 10 schematically shows a configuration of an
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。
A
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。
An electric dust collection unit (electric dust collector) 98 is accommodated in the
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76と同様に構成されればよい。すなわち、第1および第2反発電極102、104は、導電性の平滑面77で導電材の被膜に向き合わせられ、平滑面77に穿たれて気流の流通方向に貫通する複数の開口79を有する。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の平滑面77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の平滑面77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。
The electric
図11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。
As shown in FIG. 11, in the
(6)換気装置の構成
図12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。
(6) Configuration of Ventilator FIG. 12 schematically shows a configuration of a
(7)クリーンルームの構成
図13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。
(7) Configuration of Clean Room FIG. 13 schematically shows the configuration of the
11 空気調和機、35 集塵電極(エアフィルタ)、44 電気集塵ユニット(電気集塵装置)、73 帯電電極、76 反発電極、77 平滑面、78 電圧源、79 開口、85 グラウンド。 11 Air conditioner, 35 Dust collection electrode (air filter), 44 Electric dust collection unit (electric dust collector), 73 Charging electrode, 76 Repulsion electrode, 77 Smooth surface, 78 Voltage source, 79 Opening, 85 Ground.
Claims (4)
前記気流の流通方向に沿って前記帯電電極の下流に配置され、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で、導電性の平滑面で前記集塵電極に向き合わせられ、前記平滑面に穿たれて前記流通方向に貫通する複数の開口を有する反発電極と、
前記反発電極に、前記帯電電極と同極性の電圧を印加する電圧源と
を備えることを特徴とする電気集塵装置。 A charging electrode disposed in an air stream to discharge the air stream and charge a substance in the air stream;
A dust collecting electrode that is disposed downstream of the charging electrode along the flow direction of the airflow, and is formed of a conductive material that partitions the airflow path of the airflow;
A repulsion having a plurality of openings facing the dust collecting electrode with a conductive smooth surface downstream of the dust collecting electrode along the flow direction of the air flow and penetrating in the smooth direction by passing through the smooth surface. Electrodes,
An electric dust collector comprising: a voltage source that applies a voltage having the same polarity as that of the charging electrode to the repulsive electrode.
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