JP2018176120A

JP2018176120A - 電気集塵装置

Info

Publication number: JP2018176120A
Application number: JP2017083136A
Authority: JP
Inventors: 健太郎永吉; Kentaro Nagayoshi; 加奈絵栗田; Kanae Kurita; 喜内　一彰; Kazuaki Kinai; 一彰喜内; 佐藤　拓也; Takuya Sato; 拓也佐藤
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-04-19
Also published as: JP7127250B2

Abstract

【課題】電極切片から見て電極シートの長手方向に離れた位置の電極シートの電位が低くならない電気集塵装置を提供する。【解決手段】電気集塵装置１は、放電により塵埃を帯電させる荷電部４ａと、荷電部４ａにおいて帯電された塵埃を静電界により捕集する集塵部４ｂとを備え、集塵部４ｂは、平行に配置された複数の電極シート４ｂ１、４ｂ２を有し、電極シート４ｂ１、４ｂ２は高抵抗の導電性材料で形成され、電極シート４ｂ１、４ｂ２の一端には電極シート４ｂ１、４ｂ２を折り曲げて形成された電極切片４ｂ２１が設けられ電極シート４ｂ１、４ｂ２の幅は電極切片４ｂ２１の幅と等しいか大きい。【選択図】図５

Description

本発明は、電気集塵装置、特に空気調和機又は空気清浄機に用いられる電気集塵装置に関する。

電気集塵機には塵や埃などを帯電させる荷電部と、帯電した塵や埃などを集塵する集塵部を備えたものがある。集塵部は平行に配置された複数のシート状の電極を有し、隣り合う電極間に電圧を印加する。これにより隣り合う電極間には静電界が発生し、この静電界により塵埃を吸着し集塵する。しかし電極間で放電が発生すると、電極間の電位差が低下し、これに伴い集塵性能も低下する。電極を金属で形成すると電極から放電し易くなるため、異極間に塵埃がブリッジしたときに異常放電を起こす。それを避けるために電極を高抵抗の導電性樹脂で形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図６（ａ）は上記の集塵部の電極のうち高抵抗の導電性樹脂で形成された高圧電極４ｂ２を示したものである。図６（ｂ）は高圧電極４ｂ２を切断線Ａ−Ａ線で切断した断面図である。高圧電極４ｂ２は図中左側の一端に、図示しない高電圧供給端子と接し高圧電極４ｂ２に電力を供給する高圧電極切片４ｂ２１が設けられる。この高圧電極切片４ｂ２１より供給される電圧により高圧電極４ｂ２に電流が流れる。高圧電極４ｂ２は高抵抗であるため、電流は微小電流である。高圧電極４ｂ２のうち高圧電極切片４ｂ２１の近傍には切欠き部４ｂ２０２が設けられ、この切欠き部４ｂ２０２にケース固定リブ４ｂ３２が配置される。ケース固定リブ４ｂ３２は集塵部の図示しないケースに備えられている。ケース固定リブ４ｂ３２にこの切欠き部４ｂ２０２を差し込むことで高圧電極４ｂ２を集塵部の図示しないケースに固定できる。この切り欠き部４ｂ２０２により高圧電極４ｂ２が切り取られて形成された連結部４ｂ２００の幅は高圧電極４ｂ２の他の部分よりも細く形成される。このため連結部４ｂ２００は他の部分より電流が流れる経路が狭く高抵抗の部分となっている。この連結部４ｂ２００を通過した電流は高圧電極４ｂ２の表面を広がって流れる。また、高圧電極４ｂ２の短手方向の端部のうち、連結部４ｂ２００よりも図中右側には、複数の切欠きが設けられる。この各切欠きには図示しない捕集電極を挟んで保持する捕集電極固定リブ４ｂ１２が配置され、この捕集電極固定リブ４ｂ１２と高圧電極４ｂ２が接触しないようになっている。図６に示す点線で囲んだ部分（４ｂ１００）は電流が流れる経路が狭くなり、他の部分より高抵抗となっている。よって、これらの高抵抗な部分（４ｂ１００、４ｂ２００）で電圧降下が生じ、高圧電極切片４ｂ２１から見て高圧電極４ｂ２の長手方向に離れるにしたがって電極シートの電位が低い状態となり、隣り合う高圧電極４ｂ２と捕集電極の間に必要な大きさの電界を生じさせられないという問題があった。

特開平８ー１７３８４７号公報

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、電極シートのうちの高圧電極４ｂ２の表面において高圧電極切片４ｂ２１から見た電位の低下を抑え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。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の第１の観点は、放電により塵埃を帯電させる荷電部と、前記荷電部において帯電された前記塵埃を静電界により捕集する集塵部、とを備え、前記集塵部は、平行に配置された複数の電極シートを有し、前記電極シートは、高抵抗の導電性材料で形成され、前記電極シートの一端には前記電極シートを折り曲げて形成された電極切片が設けられ、前記電極シートの幅は前記電極切片の幅と等しいか大きいことを特徴とする。

本発明によれば、集塵部捕集電極切片から見た電位の低下を抑えることができる電気集塵装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る空気清浄機の概略構成図である。本発明の実施形態に係る電気集塵装置の構成図である。本発明の実施形態に係る電気集塵装置の集塵部の斜視図である。本発明の実施形態に係る電気集塵装置の集塵部の電極シートの組立図である。本発明の実施形態に係る電気集塵装置の集塵部の電極シートの斜視図である。従来の電気集塵装置の集塵部の電極シートと保持部品の位置関係図である。本発明の実施形態に係る電気集塵装置の集塵部の電極シートと保持部品の位置関係の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る電気集塵装置の集塵部の電極シートと保持部品の位置関係の他の一例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

（空気清浄機）
まず、本実施形態に係る空気清浄機１の概要について、図１を参照して説明する。空気清浄機１では、吸込み口２から吸い込まれた空気は、プレフィルタ３によって大きなゴミが除かれ、電気集塵装置４によって細かい塵が捕集され、脱臭フィルタ５によって臭いの原因物質が吸着される。この過程により清浄化された空気は、ファン６によって吹出し口８から吹き出される。

空気清浄機１には、これらのほか、吸込み口２の上部にホコリセンサ１３が、空気清浄機１の天面に操作表示基板１２が、ファン６の下方に電源制御基板９が設けられている。また、電気集塵装置４の近傍には荷電部用高圧電源１０と集塵部用高圧電源１１が設けられている。

（電気集塵装置）
次に、電気集塵装置４の構造について説明する。電気集塵装置４は、図２に示すように、荷電部４ａと集塵部４ｂを有する。プレフィルタ３によって空気は大きなゴミが取り除かれる。そして、大きなゴミが取り除かれた空気に含まれる塵埃は荷電部４ａで帯電され、集塵部４ｂで捕集される。より詳しくは、荷電部４ａが放電極４ａ１と対向電極４ａ２を、集塵部４ｂは捕集電極４ｂ１（コレクタシート）と高圧電極４ｂ２を備えており、荷電部４ａは、コロナ放電により空気に含まれる塵埃を帯電させ、帯電された塵埃は集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１と集塵部４ｂの高圧電極４ｂ２の間に生じた静電界により、集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１に捕集される。なお、以下では、集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１と集塵部４ｂの高圧電極４ｂ２を合わせたものを電極シートと呼んでいる。この電極シートは板状の高抵抗の導電性樹脂で形成される。

ここでは、荷電部４ａと集塵部４ｂを１つの組としたとき、３つの組を有している例を図示しているが、この組数に限られるものではない。それぞれの荷電部４ａに対し、荷電部用高圧電源１０から高圧の電圧が供給される。集塵部４ｂに対し１つの集塵部用高圧電源１１から高圧の電圧が供給される。荷電部用高圧電源１０及び集塵部用高圧電源１１は電源制御基板９によって制御されており、電源制御基板９には、荷電部４ａへの電力の供給／遮断を行う荷電部スイッチ９ａ１，９ａ２，９ａ３と、集塵部４ｂへの電力の供給／遮断を行う集塵部スイッチ９ｂが設けられている。電源制御基板９は、商用電源１４と接続されている。

（集塵部）
引き続いて、電気集塵装置４の集塵部４ｂについて説明する。図３は、１つの集塵部４ｂの外観を示している。集塵部４ｂは集塵部ケース４ｂ３及び集塵部カバー４ｂ４によって囲われており、その内部には捕集電極４ｂ１と高圧電極４ｂ２が交互に配されている。集塵部ケース４ｂ３の前面にはセパレータ４ｂ５が、集塵部カバー４ｂ４の短手方向の端部で両側には高電圧供給端子４ｂ６ａと接地端子４ｂ６ｂがそれぞれ設けられている。

集塵部４ｂの内部構造を、図４の組立分解図を用いてさらに説明する。図４に示すように、集塵部ケース４ｂ３の内側に集塵部ケースガイド４ｂ３１が設けられている。捕集電極４ｂ１と高圧電極４ｂ２の両端部の間には両電極の間隙を一定に保つスペーサ４ｂ７が配置され、スペーサ４ｂ７は集塵部ケースガイド４ｂ３１に嵌合されるようになっている。集塵部カバー４ｂ４の下方には、捕集電極４ｂ１と高圧電極４ｂ２がスペーサ４ｂ７を挟んで交互に配置されている。また、捕集電極４ｂ１と高圧電極４ｂ２に、電極同士の間隔を一定に保ち、また構造的強度を図るため、３つのセパレータ４ｂ５が嵌挿されている。

（電極シート＜集塵部捕集電極、集塵部高圧電極＞）
本実施形態に係る集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１及び高圧電極４ｂ２は、次のように構成される。以下では高圧電極４ｂ２を代表させて説明する。図５は、本実施形態に係る高圧電極４ｂ２と、高電圧供給端子４ｂ７の位置関係を示している。高圧電極切片４ｂ２１は高圧電極４ｂ２の幅をそのままに高圧電極４ｂ２を屈曲して形成したもので、高圧電極切片４ｂ２１は高電圧供給端子４ｂ７に面で接触している。ここで、高電圧供給端子４ｂ７の幅（図中における高さ）は図示したものに限らず、高圧電極４ｂ２の高圧電極切片４ｂ２１の幅Ｗ１（図中における高さ）と同じであってもよい。

ここで、電極シートと電極シートを保持する保持部品の平面視における位置関係について、説明する。まず、図６を用いて、従来について説明する。図６に示すように、従来の集塵部４ｂの高圧電極４ｂ２は、高圧電極４ｂ２の一端（図中左端）に向かって延在する連結部４ｂ２００を有する。連結部４ｂ２００より図中左側には高圧電極切片４ｂ２１が高圧電極４ｂ２を９０°屈曲して形成されている。高圧電極４ｂ２は、保持部品としての高圧固定リブ４ｂ２２に固定されている。２つの高圧固定リブ４ｂ２２の間には図示していない捕集電極４ｂ１を固定する捕集電極固定リブ４ｂ１２が配置されている。捕集電極固定リブ４ｂ１２は高圧電極４ｂ２との絶縁を確保するために接触しないよう高圧電極４ｂ２に切欠き部４ｂ２０１が設けられている。また、高圧電極４ｂ２のうち高圧電極切片４ｂ２１の近傍には切欠き部４ｂ２０２が設けられ、この切欠き部４ｂ２０２にケース固定リブ４ｂ３２が配置される。ケース固定リブ４ｂ３２は集塵部の図示しないケースに備えられている。ケース固定リブ４ｂ３２にこの切欠き部４ｂ２０２を差し込むことで高圧電極４ｂ２を集塵部の図示しないケースに固定できる。

このような構成では、図６に示したように、図中左側の点線内で示した連結部４ｂ２００は電流が流れる経路が高圧電極４ｂ２の幅Ｗ２よりも狭くなり、高圧電極４ｂ２の幅広の部分よりも高抵抗となる。

これに対し、本実施形態に係る集塵部４ｂの高圧電極４ｂ２について、図７及び図８を参照して説明する。図７（ａ）は集塵部４ｂの高圧電極４ｂ２を示したものである。図７（ｂ）は高圧電極４ｂ２を切断線Ｂ−Ｂ線で切断した断面図である。まず、図７に示すように、高圧電極４ｂ２は、高圧電極固定リブ４ｂ２２に加えて捕集電極リブ４ｂ１２の先端にあるコの字の保持部４ｂ２２ａに差し込まれて固定されている。よって、従来のように高圧電極４ｂ２に連結部４ｂ２００や切欠き部４ｂ２０１を設けていない。そして、捕集電極固定リブ４ｂ１２と接触している周辺（点線内）は絶縁材で被覆された絶縁被覆領域４ｂ２０５である。高圧電極４ｂ２は、長方形の平板で構成され、高圧電極４ｂ２の一端（図中左端）を９０°屈曲させて形成した高圧電極切片４ｂ２１を高電圧供給端子４ｂ７に接触させる（図４、図５参照）。高圧電極切片４ｂ２１がある一端側とは反対の他端側の高圧電極４ｂ２の幅Ｗ１は、高圧電極切片４ｂ２１の幅Ｗ３よりも等しいかそれ以上の大きさである。

次に、図８に示すように、集塵部４ｂの高圧電極４ｂ２に、高圧電極切片４ｂ２１以外の領域（点線内）を絶縁材で被覆した絶縁被覆領域４ｂ２０５を設けている。その他の点は、図７に示した高圧電極４ｂ２と同じである。

このように、高圧電極４ｂ２の外側を絶縁材で被覆することにより、捕集電極４ｂ１の保持部品である捕集電極固定リブ４ｂ１２との接触を避ける必要がなくなり、ひいては、高抵抗を生じる切欠き部４ｂ２０１を設ける必要もない。この被覆は、図７に示すように高圧電極４ｂ２と極性の異なる電極固定リブ（捕集電極４ｂ１であれば高圧電極固定リブ４ｂ２２、高圧電極４ｂ２であれば捕集電極固定リブ４ｂ１２）と接触する部分だけに行ってもよい。また、図８のように、捕集電極４ｂ１であればグランド端子１ｂ６と接触する捕集電極切片４ｂ１１以外のすべての部分に対してと、高圧電極４ｂ２であれば高電圧供給端子４ｂ７と接触する高圧電極切片４ｂ２１以外のすべての部分に対して被覆を行ってもよい。

ここで、図６と図８に示した高圧電極４ｂ２の電圧降下を対比すると次のとおりである。図６に示した従来の集塵部４ｂの高圧電極４ｂ２では、例えば、連結部４ｂ２００の電気抵抗が１００ＧΩ、高電圧供給端子４ｂ７の印加電圧が５ｋＶ、高圧電極４ｂ２の高圧電極切片４ｂ２１とは反対側の高圧電極他端部４ｂ２ｂを経由してリーク電流が０．０１μＡ流れたとすると、連結部４ｂ２００での電圧降下は１００ＧΩ＊０．０１μＡ＝１ｋＶとなる。よって、集塵に寄与する面のうち連結部４ｂ２００と高圧電極他端部４ｂ２ｂの接続点での電位は５ｋＶ−１ｋＶ＝４ｋＶとなる。さらに、切り欠き部４ｂ２０１でも高圧電極４ｂ２の幅が狭くなり、電圧降下が生じるため、高圧電極切片４ｂ２１から見て高圧電極４ｂ２の長手方向に離れるにしたがって電極シートの電位が低い状態となる。

これに対し、図８のように連結部４ｂ２００をなくし、高圧電極４ｂ２のシート幅を均一にした場合の集塵に寄与する電界面の端の位置での電位について検討する。高電圧供給端子４ｂ７と接する箇所の高圧電極４ｂ２の電気抵抗が１０ＧΩであれば、電圧降下は１０ＧΩ＊０．０１μＡ＝０．１ｋＶとなる。よって、集塵に寄与する面での電位は５ｋＶ−０．１ｋＶ＝４．９ｋＶとなる。このように、高圧電極４ｂ２の電位の低下を最小限に抑えられるため、集塵性能の低下を最小限に抑えることができる。また、高圧電極４ｂ２の幅が均一であるため、高圧電極４ｂ２の全面にわたって捕集電極との間に必要な電位が確保できる。

（実施形態の効果）
上記のような構成としたことから、本実施形態は、以下の効果を奏する。
（１）電極シート（集塵部捕集電極４ｂ１、集塵部高圧電極４ｂ２）の幅が一定で、この幅全体に高電圧供給端子４ｂ７と接しているため、電流が集中して流れる箇所がないため大幅な電圧降下が生じない。これにより、集塵部捕集電極切片４ｂ１１又は集塵部高圧電極切片４ｂ２１から見て電位の低下を抑えることができ、必要な電界を生じることができる。
（２）電極シート（集塵部捕集電極４ｂ１、集塵部高圧電極４ｂ２）の集塵部捕集電極切片４ｂ１１又は集塵部高圧電極切片４ｂ２１以外の領域を絶縁部材で被覆することから、集塵部分での放電を抑えることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１…空気清浄機
２…吸込み口
３…プレフィルタ
４…電気集塵装置
４ａ…荷電部
４ａ１…荷電部放電極
４ｂ２…荷電部対向電極
４ｂ…集塵部
４ｂ１…集塵部捕集電極（電極シート）
４ｂ１００…高抵抗部分
４ｂ１０１…切欠き（背景技術の）
４ｂ１０５…絶縁被覆領域
４ｂ１１…集塵部捕集電極切片
４ｂ１２…捕集電極固定リブ
４ｂ２…集塵部高圧電極（電極シート）
４ｂ２００…連結部（背景技術の）
４ｂ２１…集塵部高圧電極切片
４ｂ２２…高圧電極固定リブ
４ｂ３…集塵部ケースシート固定リブ
４ｂ３００…電流の経路
４ｂ３０１…高抵抗領域
４ｂ５…セパレータ
４ｂ６…高電圧供給端子
５…脱臭フィルタ
６…ファン
７…ファンモータ
８…吹出し口
９…電源制御基板
９ａ１〜９ａ３…荷電部スイッチ
９ｂ…集塵部スイッチ
１０…荷電部用高圧電源
１１…集塵部用高圧電源
１２…操作表示基板
１３…ホコリセンサ
１４…商用電極

Claims

放電により塵埃を帯電させる荷電部と、
前記荷電部において帯電された前記塵埃を静電界により捕集する集塵部、とを備え、
前記集塵部は、平行に配置された複数の電極シートを有し、
前記電極シートは、高抵抗の導電性材料で形成され、
前記電極シートの一端には前記電極シートを折り曲げて形成された電極切片が設けられ前記電極シートの幅は前記電極切片の幅と等しいか大きいことを特徴とする電気集塵装置。