JP2017176955A - 電気集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】これまでに比べて有効な開口面積を広げ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５１は、通路５２ａ内に配置されて、通路５２ａ内の空気中に放電する放電電極８５と、放電電極８５の下流で通路５２ａ内に配置されて、板面同士を向き合わせて一定の間隔で配列される複数枚の第１電極板８３を有する集塵電極８２と、第１電極板８３の板面に向き合いつつ通路５２ａ内に一定の間隔で配列される複数枚の第２電極板８７を有する非集塵電極８６と、通路５２ａの壁面に対応して個々の第２電極板８７に規定される側縁８７ａ、８７ｂから離れた位置で第２電極板８７同士を連結する１本の連結体８８とを備える。【選択図】図７

Description

本発明は電気集塵装置に関する。

特許文献１は電気集塵機を開示する。電気集塵機は、板面同士を向き合わせて一定の間隔で配列される複数枚の第１電極板を有する集塵電極を備える。集塵電極には一定の間隔で配置される非集塵電極が向き合わせられる。非集塵電極には規定の電圧が印加される。帯電した微粒子は非集塵電極の第２電極板に反発して集塵電極の第１電極板に向かって進路を曲げる。こうして微粒子は効率的に集塵電極に捕獲される。

特許第３５９７４０５号公報

特許文献１に記載の電気集塵機では非集塵電極２１（図８）は相互に平行に延びる１対の連結部材４３Ｆ，４３Ｂ（図８）を備える。２本の連結部材は、通路の壁面に対応して個々の第２電極板２１Ｐ（図８）に規定される側縁でそれぞれ第２電極板２１Ｐ（図８）同士を連結する。２本の連結部材４３Ｆ，４３Ｂ（図８）は隣り合う第２電極板２１Ｐ（図８）間の有効な開口面積を狭めてしまう。

本発明は、これまでに比べて有効な開口面積を広げることができる電気集塵装置を提供することを目的とする。

本発明の第１形態は、空気の流通路内に配置される電気集塵機において、流通する空気に放電する放電電極と、前記放電電極の下流に配置されて、板面同士を向き合わせて一定の間隔で配列される複数枚の第１電極板を有する集塵電極と、前記第１電極板の板面に向き合いつつ一定の間隔で配列される複数枚の第２電極板を有する非集塵電極と、前記空気の流通方向に交差するとともに、前記第２電極板同士を連結する１本の連結体とを備える電気集塵装置に関する。

非集塵電極には放電電極と同極性の電圧が印加される。放電電極の放電によって帯電した微粒子は、非集塵電極と集塵電極との間を通過する際に、非集塵電極の第２電極板に反発して集塵電極の第１電極板に向かって進路を曲げる。こうして微粒子は効率的に集塵電極に捕獲される。このとき、第２電極板同士は１本の連結体で相互に連結されることから、２本の連結部材で連結されるよりも広い通路は確保されることができる。しかも、第２電極板同士が側縁で連結される場合に比べて、第２電極板から連結体に作用するモーメント荷重が縮小されることから、非集塵電極には十分な耐久性が確保されることができる。

電気集塵装置では、前記連結体は前記第２電極板の下流の縁に配置されればよい。連結体よりも下流に第２電極板は広がらないので、第２電極板の全域は有効に利用されることができる。したがって、第１電極板も広い面積で第２電極板に向き合うことができる。

前記連結体は、前記空気の流通方向に沿って空気抵抗を低減する形状を有すればよい。連結体は、気流の通路内に配置されるにも拘わらず、通風抵抗はできる限り縮小されることができる。

以上のように開示の装置によれば、これまでに比べて有効な開口面積を広げることができる電気集塵装置は提供される。

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。 電気集塵ユニットの一端を概略的に示す拡大部分斜視図である。 本体の窪みの構造を概略的に示す拡大部分斜視図である。 電気集塵ユニットにおける各電極の分解斜視図である。 従来技術における非集塵電極の斜視図である。

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の壁面の上部に設置される。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が組み込まれる。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を交換する。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を交換する。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は本体２５を備える。本体２５に室内熱交換器１４が支持される。本体２５の正面（前面）にはアウターパネル２６が開閉自在に覆い被さる。

本体２５の底板２７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２５は背面で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２９ａ、２９ｂが配置される。上下風向板２９ａ、２９ｂはそれぞれ水平軸線３１ａ、３１ｂ回りに回転することができる。回転に応じて上下風向板２９ａ、２９ｂは吹出口２８を開閉することができる。上下風向板２９ａ、２９ｂ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２５の天板３２には吸込口３３が形成される。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。本体２５には天板３２の下方で室内熱交換器１４の前方に複数のエアフィルタアセンブリ３４が着脱自在に装着される。エアフィルタアセンブリ３４は水平軸線３１ａ、３１ｂの軸方向に横並びに並べられる。個々のエアフィルタアセンブリ３４はエアフィルタ３５およびフィルタ清掃ユニット３６を備える。エアフィルタ３５はフィルタ清掃ユニット３６上に支持され保持される。フィルタ清掃ユニット３６は支持枠３７で本体２５に固定される。支持枠３７が本体２５の定位置に装着されると、エアフィルタ３５は室内熱交換器１４の収容空間と吸込口３３に接する空間とに本体２５内の空間を分割する。吸込口３３側の空間の空気はエアフィルタ３５を通過して室内熱交換器１４の収容空間に進入する。

支持枠３７には前側フィルタレール３８が形成される。前側フィルタレール３８はエアフィルタ３５の左右両側に相互に平行に延びる。前側フィルタレール３８の延長線上で本体２５には左右の後側フィルタレール３９が形成される。後側フィルタレール３９はエアフィルタ３５の左右両側に相互に平行に延びる。エアフィルタ３５は左右両側で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は水平軸線３１ａ、３１ｂに直交する垂直面に沿って形成される。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。こうしてエアフィルタ３５の移動経路は規定される。

図４に示されるように、個々のフィルタ清掃ユニット３６は上ダストボックス４２および下ダストボックス４３を備える。上ダストボックス４２および下ダストボックス４３は支持枠３７を形成する。上ダストボックス４２および下ダストボックス４３は前後に配置されて相互に重ねられる。上ダストボックス４２および下ダストボックス４３の間にエアフィルタ３５が配置される。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４２のボックス本体４５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４３に回収される。

フィルタ清掃ユニット３６は第１従動ギア４６および第２従動ギア４７を備える。第１従動ギア４６は上ダストボックス４２に取り付けられる。第１従動ギア４６は水平軸４８回りで回転する。第１従動ギア４６は、上ダストボックス４２内の後述する清掃ブラシを回転駆動する。第１従動ギア４６の歯は上ダストボックス４２の外面から部分的に露出する。同様に、第２従動ギア４７は下ダストボックス４３に取り付けられる。第２従動ギア４７は水平軸４９回りで回転する。第２従動ギア４７は、下ダストボックス４３の両端に配置されエアフィルタ３５を駆動する。第２従動ギア４７の歯は下ダストボックス４３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２５にセットされると、第１従動ギア４６は本体２５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４７は本体２５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４６および第２従動ギア４７は個別に回転する。

本体２５には電気集塵ユニット５１が着脱自在に装着される。ここでは、電気集塵ユニット５１は一方のエアフィルタアセンブリ３４の背後に収納される。花粉などの細かな塵埃は電気集塵ユニット５１で捕獲される。電気集塵ユニット５１はユニット本体５２を備える。ユニット本体５２には空気の流通路としての通路５２ａが区画される。電気集塵ユニット５１の詳細は後述される。

図５に示されるように、ユニット本体５２には、水平軸線３１ａ、３１ｂに平行な稜線５３が区画される。稜線５３に直交する垂直面がユニット本体５２の左右両端を形成する。こうしてユニット本体５２の左右両端には稜線５３に直交する端面５４が形成される。図５には正面から見て電気集塵ユニット５１の第１固定接点６２側のみが描かれる。

ユニット本体５２の個々の端面５４には突片５５が配置される。突片５５は端面５４から稜線５３に平行に外方に突き出る。ユニット本体５２は左右１対の突片５５で室内機１２の本体２５に両持ち支持される。左側の突片は、稜線に直交する垂直面に対して突片５５との間で面対称となる形状を有すればよい。

突片５５の下端には下向きの受け面５６が形成される。受け面５６は部分円筒面で形成される。部分円筒面の母線は稜線５３に平行となるように規定される。受け面５６には平面５７が連続する。平面５７は受け面５６の上端から上方に広がる。

ユニット本体５２の端面５４には係り受け片５８が配置される。係り受け片５８は板材５９を備える。板材５９の後端には上向きに屋根形の突起６１が一体に形成される。突起６１の頂点は稜線５３に平行な稜線を形成する。板材５９の上向き面から突起６１は盛り上がる。板材５９の弾性変形に応じて突起６１は上下に変位することができる。

平面５７および受け面５６には第１固定接点６２が固定される。ユニット本体５２の下向き面には第２固定接点６３が固定される。ユニット本体５２の端面５４上には外向きに第３固定接点６４が固定される。第１固定接点６２、第２固定接点６３および第３固定接点６４は例えばステンレス鋼といった導電材から形成されればよい。

図６に示されるように、本体２５は左右１対の窪みを有する。窪みは上方に向かって広がる。図６には正面から見て右側の窪み６５のみが描かれる。左側の窪みは水平軸線３１ａ、３１ｂに直交する垂直面に関して窪み６５との間で面対称を構成する形状を有すればよい。窪み６５は突片５５の受け面５６に対応して湾曲面で形成される。

窪み６５の前端には傾斜面６６が形成される。電気集塵ユニット５１が規定の位置で本体２５に装着されると、傾斜面６６はユニット本体５２の平面５７に向き合わせられる。傾斜面６６には第１弾性電気接点６７が配置される。第１弾性電気接点６７は第１固定接点６２に接触する。

窪み６５の後端には係り部材６８が配置される。係り部材６８は本体２５に固定される。係り部材６８は板材６９を備える。板材６９は水平に広がる。板材６９の下向き面には突起７１が形成される。突起７１は平たい下向き面から下向きに盛り上がる。電気集塵ユニット５１が規定の位置で本体２５に装着されると、板材５９の突起６１は突起７１に係り合う。

水平軸線３１ａ、３１ｂに平行に窪み６５からずれた位置で本体２５には第２弾性電気接点７２が配置される。第２弾性電気接点７２は本体２５の水平面７３に固定される。電気集塵ユニット５１が規定の位置で本体２５に装着されると、当該水平面７３はユニット本体５２の下向き面に向き合う。第２弾性電気接点７２は第２固定接点６３に接触する。

水平軸線３１ａ、３１ｂに直交して窪み６５を仕切る垂直面７４には第３弾性電気接点７５が配置される。第３弾性電気接点７５は例えば導電性の板バネ材から形成される。板バネ材は山折りに折られて山折りの稜線で垂直面から水平方向に最も遠ざかる。板バネ材は一端で垂直面７４に連結される。電気集塵ユニット５１が規定の位置で本体２５に装着されると、ユニット本体５２の端面５４は垂直面７４に向き合う。第３弾性電気接点７５は第３固定接点６４に接触する。

図７に示されるように、電気集塵ユニット５１はユニット本体５２内に組み込まれるアースブロック７７およびホットブロック７８を備える。アースブロック７７およびホットブロック７８はユニット本体５２内に区画される通路５２ａ内に配置される。アースブロック７７は第３固定接点６４に電気的に接続される。アースブロック７７はアースに接続される。アースブロック７７は例えば半絶縁性樹脂の樹脂成形体で構成される。

アースブロック７７は集塵電極８２を備える。集塵電極８２は、板面同士を向き合わせて一定の間隔で１列に配列される複数枚の第１電極板８３を有する。第１電極板８３は電気集塵機の長手方向と平行な基準線ＢＬに平行に延びる長尺の３枚の板片８４と一体的に成形されている。板片８４は、並んだ第１電極板８３の風上側に設けられる。第１電極板８３は基準線ＢＬに直交する姿勢で配置される。風上側の板片８４と風下側の第１電極板８３とにより開口８１が構成される。

電気集塵ユニット５１は通路５２ａ内に配置される放電電極８５を備える。ここでは、放電電極８５は隣接する板片８４同士の間に配置される電線で構成される。電線は各板片８４に対して等距離に配置されればよい。電線は板片８４に接触しないよう、図示しない支持部で絶縁性のユニット本体５２に支持されればよい。放電電極８５は第１固定接点６２に電気的に接続される。放電電極８５には第１固定接点６２を通じて放電電圧が印加される。こうして放電電極８５は板片８４に向かって放電する。放電電極８５は通路５２ａ内の空気中に放電する。

ホットブロック７８は非集塵電極８６を備える。非集塵電極８６は、第１電極板８３の板面に向き合いつつ通路５２ａ内に一定の間隔で配列される複数枚の第２電極板８７を有する。第２電極板８７は基準線ＢＬに直交する姿勢で一列に並べられる。第１電極板８３と第２電極板８７とは交互に配置される。隣り合う第１電極板８３と第２電極板８７とは均等な間隔で隔てられればよい。空気流は、板片８４側から第１電極板８３側へと流通する。

第２電極板８７同士は１本の連結体８８で連結される。連結体８８は、第２電極板８７の外縁のうち空気流に直交しない側面に規定される側縁８７ａ、８７ｂから離れた位置で、第２電極板８７に連結される。ここでは、１対の側縁８７ａ、８７ｂから等距離に設定される二等分平面内に電気集塵機の長手方向と平行な中心線ＣＬを規定する。連結体８８は第２電極板８７の下流の縁８９に配置される。連結体８８は中心線ＣＬと平行に設けられ、通路５２ａ内の気流の空気抵抗を少なくするため、断面を半円とするなど、空気抵抗を低減する形状を有する。ホットブロック７８は例えば半絶縁性樹脂の樹脂成形体で構成される。ホットブロック７８は第２固定接点６３に電気的に接続される。

第１電極板８３は連結体８８から電気的に隔てられる。すなわち、第１電極板８３の下縁には連結体８８を受け入れる切り欠き９１が形成される。個々の第１電極板８３は切り欠き９１で連結体８８に向き合わせられる。

（３）室内機の動作
送風ファン２４が動作すると、本体２５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。吸込口３３から吸引された空気はエアフィルタ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。

非集塵電極８６には放電電極８５と同極性の電圧が印加される。放電電極８５の放電によって帯電した微粒子は、非集塵電極８６と集塵電極８２との間を通過する際に、非集塵電極８６の第２電極板８７に反発して集塵電極８２の第１電極板８３に向かって進路を曲げる。こうして微粒子は効率的に集塵電極８２に捕獲される。このとき、第２電極板８７同士は１本の連結体８８で相互に連結されることから、２本の連結部材で連結されるよりも広い通路５２ａは確保されることができる。

前述のように、連結体８８は第２電極板８７の下流の縁８９に配置される。連結体８８よりも下流に第２電極板８７は広がらないので、第２電極板８７の全域は有効に利用されることができる。したがって、第１電極板８３も広い面積で第２電極板８７に向き合うことができる。

連結体８８は、通路５２ａ内の気流に沿って空気抵抗を低減する形状を有する。連結体８８は、気流の通路５２ａ内に配置されるにも拘わらず、通風抵抗はできる限り縮小されることができる。

１１…空気調和機、５１…電気集塵装置（電気集塵ユニット）、８２…集塵電極、８３…第１電極板、８５…放電電極、８６…非集塵電極、８７…第２電極板、８８…連結体、８９…下流の縁。

Claims (4)

1. 流通する空気に放電する放電電極と、
   前記放電電極の下流に配置されて、板面同士を向き合わせて一定の間隔で配列される複数枚の第１電極板を有する集塵電極と、
   前記第１電極板の板面に向き合いつつ一定の間隔で配列される複数枚の第２電極板を有する非集塵電極と、
   前記空気の流通方向に交差するとともに、前記第２電極板同士を連結する１本の連結体と
   を備えることを特徴とする電気集塵装置。
2. 請求項１に記載の電気集塵装置において、前記連結体は前記第２電極板の下流の縁に配置されることを特徴とする電気集塵装置。
3. 請求項１または２に記載の電気集塵装置において、前記連結体は、前記空気の流通方向に沿って空気抵抗を低減する形状を有することを特徴とする電気集塵装置。
4. 請求項１〜３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。

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