JP2020168597A - 帯電装置及び集塵装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】接地電極の処理気流の最上流側の端部よりも処理気流の上流側に放電電極を配置するよう構成された場合に比較して、処理気流中に含まれる浮遊微粒子を帯電させるための広い空間を確保できるようにする。【解決手段】複数の繊維状導電体により形成され、放電によりイオンを発生させ拡散させる放電電極と、接地電位に保たれ、放電電極により発生され拡散されたイオンを引き寄せて、処理気流中に含まれる浮遊微粒子をイオンにより帯電させる接地電極とを備え、放電電極は、処理気流内で接地電極間に配設され、少なくとも、放電電極の複数の繊維状導電体の全部又は一部が、接地電極の処理気流の最上流側の端部よりも処理気流の下流側に配置されている帯電装置。【選択図】図２

Description

本発明は、帯電装置及び集塵装置に関する。
コロナ放電用高圧電源の高圧側出力端子が導線および碍管を介してコロナ放電極の端子部に接続され、また接地側出力端子が導線を介して対向電極に接続され、且つ接地されており、対向電極はガス流に平行でかつ相互に平行に設けられた板状の電極で、その天井板、底板と共に断面が矩形のガスダクトを形成しており、コロナ放電極は相隣る対向電極の間隙の中心に中心軸にそって鉛直に絶縁配設され、上部で天井板を貫通する碍管に、下部で底板に設けた碍子にそれぞれ固定支持されており、ガスダクトの上流側および下流側に付設された金網状保護体が対向電極群と共に接地され、補助的な対向電極の役目も果たしているコロナ放電ユニットは、知られている（例えば、特許文献１）。
特開平８−１１２５４９号公報
ここで、接地電極の処理気流の最上流側の端部よりも処理気流の上流側に放電電極を配置する構成を採用した場合、接地電極は、放電電極により発生され拡散されたイオンを、処理気流に交わる方向に引き寄せることができないので、処理気流中に含まれる浮遊微粒子を帯電させるための広い空間を確保することができない。
また、放電電極により発生され拡散されたイオンを引き寄せる接地電極として、処理気流に沿う方向に平板状の接地電極を配置する構成を採用した場合、イオンが拡散する空間を広くとる必要があるので、処理気流中に含まれる浮遊微粒子を帯電させる装置をコンパクトにすることができない。
本発明の目的は、接地電極の処理気流の最上流側の端部よりも処理気流の上流側に放電電極を配置するよう構成された場合に比較して、処理気流中に含まれる浮遊微粒子を帯電させるための広い空間を確保できるようにすることにある。
また、本発明の他の目的は、放電電極により発生され拡散されたイオンを引き寄せる接地電極として、処理気流に沿う方向に平板状の接地電極を配置するよう構成された場合に比較して、処理気流中に含まれる浮遊微粒子を帯電させる装置をコンパクトにすることにある。
かかる目的のもと、本発明は、複数の繊維状導電体により形成され、放電によりイオンを発生させ拡散させる放電電極と、接地電位に保たれ、放電電極により発生され拡散されたイオンを引き寄せて、処理気流中に含まれる浮遊微粒子をイオンにより帯電させる接地電極とを備え、放電電極は、処理気流内で接地電極間に配設され、少なくとも、放電電極の複数の繊維状導電体の全部又は一部が、接地電極の処理気流の最上流側の端部よりも処理気流の下流側に配置されている帯電装置を提供する。
ここで、放電電極は、隣接する２つの接地電極間の中央に配設され、処理気流に直交する方向の接地電極までの離間距離が２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるように、配置されている、ものであってよい。
また、接地電極は、平板状の導電性部材により形成されている、ものであってよい。その場合、接地電極は、処理気流に直交する方向の特定の位置に放電電極に対向するように配置されている、ものであってよい。
また、本発明は、複数の繊維状導電体により形成され、放電によりイオンを発生させ拡散させる放電電極と、接地電位に保たれ、放電電極により発生され拡散されたイオンを引き寄せて、処理気流中に含まれる浮遊微粒子をイオンにより帯電させる接地電極とを備え、接地電極は、放電電極により発生され拡散されたイオンを、処理気流に交わる方向に引き寄せる位置に配置されている帯電装置も提供する。
更に、本発明は、複数の繊維状導電体により形成され、放電によりイオンを発生させ拡散させる放電電極と、接地電位に保たれ、放電電極により発生され拡散されたイオンを引き寄せて、処理気流中に含まれる浮遊微粒子をイオンにより帯電させる接地電極とを備え、接地電極は、処理気流に沿う方向に配置された平板状の第１の電極部と、処理気流に交差する方向に配置された平板状の第２の電極部とを含む帯電装置も提供する。
ここで、接地電極は、第１の電極部と第２の電極部とが略垂直になるように、第１の電極部の処理気流の上流側の先端部分と第２の電極部の中央部分とが接続されることにより、形成されている、ものであってよい。その場合、接地電極は、第１の電極部の処理気流に沿う方向の長さをＬ１とし、第２の電極部の放電電極に向かう方向の長さをＬ２とした場合に、０．４≦Ｌ２／Ｌ１≦２である、ものであってよい。
また、放電電極は、接地電極の処理気流の最上流側の端部よりも処理気流の下流側に配置されている、ものであってよい。
また、放電電極は、隣接する２つの接地電極間の中央に、何れかの接地電極までの距離が２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるように、配置されている、ものであってよい。
また、複数の繊維状導電体は、炭素繊維であってよい。
更に、帯電装置は、放電電極と接地電極との間に高電圧を印加する高電圧電源を更に備えた、ものであってよい。その場合、高電圧電源は、放電電極と接地電極との間に、正極性又は負極性の直流高電圧を印加する、ものであってもよいし、放電電極と接地電極との間に、正極性又は負極性のパルス型又は交番型の高電圧を印加する、ものであってもよいし、放電電極と接地電極との間に、予め定められた間隔で、通常印加する高電圧とは逆極性の高電圧を印加する、ものであってもよい。
更にまた、本発明は、上記の何れかの帯電装置と、帯電装置により帯電された浮遊微粒子を付着させることにより集塵する集塵部とを備えた集塵装置も提供する。
ここで、集塵部は、集塵フィルタにより構成されている、ものであってもよいし、熱交換器により構成されている、ものであってもよい。
本発明によれば、接地電極の処理気流の最上流側の端部よりも処理気流の上流側に放電電極を配置するよう構成された場合に比較して、処理気流中に含まれる浮遊微粒子を帯電させるための広い空間を確保できるようになる。
また、本発明によれば、放電電極により発生され拡散されたイオンを引き寄せる接地電極として、処理気流に沿う方向に平板状の接地電極を配置するよう構成された場合に比較して、処理気流中に含まれる浮遊微粒子を帯電させる装置をコンパクトにすることができる。
本発明の第１の実施の形態における電気集塵機の全体構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態で放電電極により放電が発生している際のイオンの流れを示した斜視図である。 本発明の第１の実施の形態で放電電極により放電が発生している際のイオンの流れを示した上面図である。 （ａ）は実施例１の帯電部の構成を示した斜視図であり、（ｂ）は比較例１の帯電部の構成を示した斜視図である。 実施例１の帯電部と比較例１の帯電部とでのイオン拡散方向の違いを示したグラフである。 実施例１の帯電部と比較例１の帯電部とでの集塵性能を得るためのオゾン濃度に関する性能の違いを示したグラフである。 （ａ）は実施例１の帯電部の構成を示した斜視図であり、（ｂ）は比較例２の帯電部の構成を示した斜視図である。 実施例１の帯電部と比較例２の帯電部とでの集塵性能を得るための放電電圧に関する性能の違いを示したグラフである。 実施例１の帯電部における放電ギャップと集塵性能及びオゾン発生特性との関係を示したグラフである。 放電ギャップとスパーク耐性との関係を示したグラフである。 （ａ）は実施例１の帯電部の構成を示した斜視図であり、（ｂ）は比較例３の帯電部の構成を示した斜視図である。 実施例１の帯電部と比較例３の帯電部とでの集塵性能を得るための放電電圧に関する性能の違いを示したグラフである。 本発明の第１の実施の形態の変形例を示した上面図である。 本発明の第２の実施の形態における電気集塵機の全体構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態で放電電極により放電が発生している際のイオンの流れを示した斜視図である。 本発明の第２の実施の形態で放電電極により放電が発生している際のイオンの流れを示した上面図である。 実施例１乃至実施例３の効果について示した図である。 実施例４乃至実施例６の効果について示した図である。 実施例６の帯電部の実施例４の帯電部に対する効果の違いを具体的に示した図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態におけるＴ字型の接地電極の脚部の幅と頂辺部の幅との比の望ましい範囲について説明するための図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態におけるＴ字型の接地電極の脚部の幅と頂辺部の幅との比の望ましい範囲について説明するための図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［本実施の形態の背景及び概要］
空気清浄機や空気調和機等の電気製品には、放電を用いて浮遊微粒子を帯電させ集塵する電気集塵機が備えられているものがある。このような電気集塵機は、放電により浮遊微粒子を帯電させる帯電部と、帯電させた浮遊微粒子を集塵する集塵部とを備えている。帯電部においては、高圧電極（放電電極）と、対向する接地電極との間に数ｋＶの高電圧を印加して放電を発生させ、放電により発生するイオンにより浮遊微粒子を帯電させる。
放電電極がワイヤ状又は針状である帯電部では、高い集塵効率を得るために放電電流を大きくする必要があり、放電に伴って発生するオゾン（Ｏ３）の量が増加する。オゾンは独特の刺激臭気を持つため、室内に放出する場合、オゾン濃度は環境基準値（５０ｐｐｂ）以下とする必要がある。また放電電極がワイヤ状である場合、運転を続ける間に電極が汚染され、それによりワイヤが振動し、不快音の発生やスパーク異常の発生が引き起こされることもある。
放電電極が繊維状導電体で構成された帯電部もあり、それにおいてはオゾン発生量は低く抑えられるが、放電自体が帯電部周囲の状態に影響を受け易く、性能が安定しないという課題がある。また、このような帯電部では、拡散荷電を主とした荷電方式であるため拡散空間を広くとる必要があり、帯電ユニットをコンパクトにするのが難しい。
そこで、本実施の形態は、高い集塵効率が得られ、かつ、オゾン発生、ワイヤ振動、スパーク発生、放電不安定性といった課題が解決される、繊維状導電体を放電電極に用いた帯電装置、及び、その帯電装置を用いた電気集塵機を提供する。また、これらに加えて、帯電ユニットの薄型化構成においても本課題を解決し、帯電部周囲に影響を及ぼすチャージアップの抑制の両立も可能な、繊維状導電体の放電電極とＴ字型プレートの接地電極とを用いた帯電装置、及び、その帯電装置を用いた電気集塵機も提供する。以下では、前者を第１の実施の形態として、後者を第２の実施の形態として説明する。
［第１の実施の形態における電気集塵機の構成］
図１は、本実施の形態における電気集塵機１の全体構成を示す斜視図である。
図示するように、電気集塵機１は、帯電部１０、集塵部３０、ファン４０、これらを収納する筐体５０、及び、帯電部１０と集塵部３０とに高電圧を供給する高電圧電源６０を備える。ここでは、筐体５０を破線で示し、筐体５０の内部に設けられた帯電部１０及び集塵部３０の構成が見えるようにしている。この電気集塵機１は、帯電部１０と集塵部３０と機能が分離した二段電気集塵方式である。ここで、帯電部１０と集塵部３０とは、脱着可能なユニットの形態として構成されていても構わない。本実施の形態では、帯電装置の一例として、帯電部１０を設けている。
ここで、空気の流れ（通風）の方向（通風方向）は、矢印で示すように、帯電部１０から集塵部３０に向かう方向に設定されている。通風は、集塵部３０の通風方向の下流側（風下側）に設けられたファン４０により行われる。
帯電部１０は、放電を発生する複数の放電電極１１と、接地（ＧＮＤ）される複数の接地電極１２と、高電圧電源６０から供給された高電圧を複数の放電電極１１に給電するための給電部材１３とを備える。放電電極１１は、高電圧を印加される電極であるので、高圧電極と呼ばれることもある。また、接地電極１２は、放電電極１１に対向するように設けられるため、対向電極と呼ばれることもある。図には、複数の放電電極１１の一例として放電電極１１ａ〜１１ｆを示し、複数の接地電極１２の一例として接地電極１２ａ〜１２ｃを示し、複数の給電部材１３の一例として給電部材１３ａ，１３ｂを示しているが、放電電極１１、接地電極１２、給電部材１３の数はこれに限られるものではない。
ところで、本実施の形態において、放電電極１１は、複数の繊維状導電体により形成される。複数の繊維状導電体は、例えば、繊維径が約７μｍの炭素繊維６０００本を束ねたものであってよい。そして、この炭素繊維の束の後端をかしめ部１４でかしめ、先端をブラシ状に広げて放電電極１１とするとよい。その際、繊維状導電体のかしめ部１４から突出した部分の長さは、例えば５ｍｍであってよく、繊維状導電体の先端からかしめ部１４の後端（給電部材１３側の端部）までの長さは、例えば９ｍｍであってよい。図では、放電電極１１ａ〜１１ｆが、それぞれ、複数の繊維状導電体をかしめ部１４ａ〜１４ｆでかしめることにより構成されている。
また、本実施の形態において、放電電極１１は、処理気流の上流に向けて配置される。例えば、放電電極１１を９５ｍｍの間隔で３個取り付けた給電部材１３が、放電電極１１の炭素繊維の先端が処理気流と平行でかつ処理気流の上流を向くように２列配置される。図では、放電電極１１ａ〜１１ｃを取り付けた給電部材１３ａと、放電電極１１ｄ〜１１ｆを取り付けた給電部材１３ｂとが、各放電電極１１の炭素繊維の先端が処理気流と平行でかつ処理気流の上流を向くように配置されている。
更に、本実施の形態では、放電電極１１の両側に接地電極１２が配置される。つまり、放電電極１１で放電により生じるイオンが、処理気流の上流側に向かって、かつ、処理気流を横断するように拡散する位置に接地電極１２が配置される。換言すれば、接地電極１２は、放電電極１１により発生され拡散されたイオンを処理気流に交わる方向に引き寄せる位置に配置される。例えば、放電電極１１から、処理気流に直交する方向に６０ｍｍの位置に、幅１０ｍｍの接地電極１２が、放電電極１１のかしめ部１４の後端と接地電極１２の後端（処理気流の下流側の端部）とが揃うように配置される。図では、接地電極１２ａが、放電電極１１ａ〜１１ｃを取り付けた給電部材１３ａから処理気流に直交する方向における左側の位置に配置され、接地電極１２ｂが、放電電極１１ｄ〜１１ｆを取り付けた給電部材１３ｂから処理気流に直交する方向における右側の位置に配置されている。また、接地電極１２ｃが、給電部材１３ａから処理気流に直交する方向における右側の位置で、かつ、給電部材１３ｂから処理気流に直交する方向における左側の位置に配置されている。
接地電極１２は、導電性を有する平板状の部材（平板状の導電性部材）で構成されている。そして、接地電極１２は、平板状の部材の平面が通風方向に沿う方向に設けられている。図１では、接地電極１２の平面は、通風方向と一致させている（接地電極１２の平面と通風方向とのなす角度が０°）が、必ずしも一致しなくてよい。
集塵部３０は、交互に積層された、表面が絶縁性材料の膜で被覆された板状の高圧電極３１と、導電性を有する板状の対向電極３２とを備える。尚、対向電極３２は、荷電された粒子の電荷を逃がす形態であればよく、導電性を有する樹脂膜等で被覆されたものであっても構わない。高圧電極３１と対向電極３２の間が通風方向となる。対向電極３２は、接地（ＧＮＤ）されることがあるため接地電極と呼ばれることもある。
尚、高圧電極３１の表面を覆う絶縁性材料の膜には、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等を用い得る。
筐体５０は、通風方向の上流側（風上側）の帯電部１０側に入口部５１が設けられ、風下側の集塵部３０側に出口部５２が設けられている。尚、入口部５１には、メッシュ（網）、格子等が設けられていてもよい。入口部５１に設けられるメッシュ（網）、格子等は、ユーザの帯電部１０への接触を防ぎつつ、通風に対する抵抗が小さいように設けられることがよい。また、入口部５１には、形状の大きな粒子の侵入を抑制するプレフィルタが設けられてもよい。
尚、筐体５０は、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合体）等の樹脂材料で構成されている。
ファン４０は、筐体５０に設けられた風下側の出口部５２に設けられている。空気の流れ（通風）は、筐体５０の帯電部１０側の入口部５１から入り、帯電部１０、集塵部３０を経由して、筐体５０のファン４０が設けられた出口部５２から出る。
尚、通風が阻害されない限り、電気集塵機１は、どのような向きに置かれても構わない。
高電圧電源６０は、放電電極１１と接地電極１２との間に、直流（ＤＣ）の高電圧を印加することで、放電電極１１と接地電極１２との間にコロナ放電（放電）を発生させる。そして、発生したコロナ放電により発生したイオンが浮遊微粒子に付着することで、浮遊微粒子を帯電（荷電）させる。尚、このように放電電極１１と接地電極１２との間に高電圧を印加する高電圧電源６０は、帯電部１０の一部として捉えることもできる。
また、高電圧電源６０は、高圧電極３１と対向電極３２との間にも、直流（ＤＣ）の高電圧を印加する。すると、帯電部１０で帯電した浮遊微粒子が、静電気力により対向電極３２の表面に付着する。これにより、浮遊微粒子が集塵される。尚、このように高圧電極３１と対向電極３２との間に高電圧を印加する高電圧電源６０は、集塵部３０の一部として捉えることもできる。
［第１の実施の形態における帯電部の効果］
図２及び図３は、放電電極１１により放電が発生している際のイオンの流れを示した図である。このうち、図２は、図１のＡ部を拡大した斜視図であり、図３は、図１のＡ部を上方から見たときの上面図である。尚、図２及び図３では、放電電極１１からプラスイオンが発生しているので、高電圧電源６０（図１参照）の極性を正極性としている。
図示するように、本実施の形態では、放電電極１１において、繊維状導電体が開展し（ブラシ状に広がり）、その先端で放電が発生する。ここで、繊維状導電体の先端での放電量は極小であるため、オゾンの発生量は非常に低くなる。また、繊維状導電体が開展することにより、放電で発生したイオンは処理気流を横断するように拡散するので、浮遊微粒子の帯電効率が向上して高い集塵性能が得られる。
また、本実施の形態では、繊維状導電体の微細な先端部分で放電するため、放電電極１１から大きな距離を空けて接地電極１２を配置しても放電が可能となる。つまり、放電ギャップ（放電電極１１と接地電極１２との間隔）を大きくすることができる。これにより、コロナ放電の電流（放電電流）が制限され、コロナ放電からアーク放電（スパーク放電）に移行することが抑制される。
更に、本実施の形態では、接地電極１２が接地されることにより電位が規定されるため、電位が安定する。これにより、放電特性が周囲環境の影響を受け難くなるため、安定放電が得易く、製品に電気集塵機１を搭載する際の設置自由度が高くなる。
尚、図では、放電電極１１の全部が、接地電極１２の処理気流の最上流側の端部よりも処理気流の下流側に配置されているが、これには限らない。放電電極１１の一部が、接地電極１２の処理気流の最上流側の端部よりも処理気流の下流側に配置されていればよい。
以下、図１乃至図３に示した帯電部１０を実施例１とし、既存技術における帯電部を比較例１乃至比較例３として、実施例１の帯電部１０の比較例１乃至比較例３の帯電部に対する効果を詳細に説明する。
まず、実施例１で処理気流の上流かつ処理気流を横断する方向へイオンが拡散することによる比較例１に対する効果について説明する。
図４は、実施例１の帯電部１０の構成と比較例１の帯電部１１０の構成との違いを示した図である。
このうち、図４（ａ）は、図１のＡ部を拡大した斜視図である。図示するように、実施例１の帯電部１０は、複数の繊維状導電体をかしめ部１４でかしめて処理気流の上流側に向けられた放電電極１１と、接地電極１２と、給電部材１３とを備える。また、図４（ｂ）は、比較例１において図１のＡ部に相当する部分を拡大した斜視図である。図示するように、比較例１の帯電部１１０は、ワイヤ状の放電電極１１１と、接地電極１１２とを備える。
図５は、実施例１の帯電部１０と比較例１の帯電部１１０とでのイオン拡散方向の違いを示したグラフである。このグラフから、実施例１の帯電部１０で生成されるイオンは、処理気流の上流側に供給され、処理気流の下流側には供給されないことが分かる。一方、比較例１の帯電部１１０で生成されるイオンは、処理気流の下流側に供給され、処理気流の上流側には供給されないことが分かる。
従って、実施例１の帯電部１０は、電界荷電と拡散荷電の複合荷電方式であるため、放電電極１１から上流側の領域を用いて浮遊微粒子を帯電させることになる。その結果、下流側に集塵部３０を備える電気集塵機１（図１参照）においても広い帯電空間を確保できるため、高い帯電効率が得易くなる。一方、比較例１の帯電部１１０では、電界荷電方式であるため、帯電空間内の狭い領域で浮遊微粒子の帯電が起こる。その結果、高い集塵性能を得るには放電電流を大きくせざるを得ず、オゾン発生量も多くなる。
図６は、実施例１の帯電部１０と比較例１の帯電部１１０とでの集塵性能を得るためのオゾン濃度に関する性能の違いを示したグラフである。このグラフから、実施例１の帯電部１０では、小さい放電電流で高い集塵性能が得られること、即ち、オゾン発生量を低く抑えつつ高い集塵性能が得られることが分かる。一方、比較例１の帯電部１１０では、オゾン濃度が５ｐｐｂを超える程度に放電電流を大きくしなければ十分な集塵効率が得られないことが分かる。
次に、実施例１で処理気流の上流かつ処理気流を横断する方向へイオンが拡散することによる比較例２に対する効果について説明する。
図７は、実施例１の帯電部１０の構成と比較例２の帯電部２１０の構成との違いを示した図である。
このうち、図７（ａ）は、図１のＡ部を拡大した斜視図である。図示するように、実施例１の帯電部１０は、複数の繊維状導電体をかしめ部１４でかしめて処理気流の上流側に向けられた放電電極１１と、接地電極１２と、給電部材１３とを備える。また、図７（ｂ）は、比較例２において図１のＡ部に相当する部分を拡大した斜視図である。図示するように、比較例２の帯電部２１０は、複数の繊維状導電体をかしめ部２１４でかしめて処理気流の下流側に向けられた放電電極２１１と、接地電極２１２とを備える。
実施例１の帯電部１０で生成されるイオンは、処理気流の上流側に供給される。一方、比較例２の帯電部２１０で生成されるイオンは、処理気流の下流側に供給される。従って、実施例１の帯電部１０は、放電電極１１から上流側の領域を用いて浮遊微粒子を帯電させることになる。その結果、下流側に集塵部３０を備える電気集塵機１（図１参照）においても広い帯電空間を確保できるため、高い帯電効率が得易くなる。一方、比較例２の帯電部２１０では、帯電空間内の狭い領域で浮遊微粒子の帯電が起こる。その結果、高い集塵性能を得るには放電電流を大きくせざるを得ず、オゾン発生量も多くなる。
図８は、実施例１の帯電部１０と比較例２の帯電部２１０とでの集塵性能を得るための放電電圧に関する性能の違いを示したグラフである。このグラフから、同じ集塵性能を得るために、実施例１の帯電部１０よりも、比較例２の帯電部２１０の方が、大きな放電電圧を必要とすることが分かる。
次に、実施例１で放電ギャップを大きくできることによる比較例１に対する効果について説明する。
図９は、実施例１の帯電部１０における放電ギャップと集塵性能及びオゾン発生特性との関係を示したグラフである。このグラフから、実施例１の帯電部１０では、放電電極１１と接地電極１２との距離、つまり放電ギャップを大きくすると、集塵性能は高くなるが、放電ギャップが所定値を超えると、集塵性能はやや低下することが分かる。また、放電ギャップを大きくするほど、オゾン発生量は低くなることが分かる。具体的には、放電ギャップを２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下とすれば、集塵効果が高く、オゾン発生量が低くなる。
図１０は、放電ギャップとスパーク耐性との関係を示したグラフである。グラフ中、▲印は、実施例１の放電電極１１でスパークが発生した際の放電ギャップ及びスパークオーバー電圧の実測値をプロットしたものであり、□印は、比較例１の放電電極１１１でスパークが発生した際の放電ギャップ及びスパークオーバー電圧の実測値をプロットしたものである。また、右上がりの直線は、これらの実測値から計算された放電ギャップとスパークオーバー電圧との関係を表すものである。
実施例１では、前述したように、放電ギャップを６０ｍｍとしている。一方、比較例１では、放電ギャップを１０ｍｍとすることを想定している。そして、グラフには、実施例１のように放電ギャップが６０ｍｍである場合にスパークを発生させる電圧Ｖ０は、比較例１のように放電ギャップが１０ｍｍである場合にスパークを発生させる電圧Ｖ１の約４．８７倍であることが示されている。即ち、実施例１のように放電電極１１と接地電極１２の間の距離を大きくできる場合には、スパーク発生等の異常が起きなくなることが示されている。
次いで、実施例１の周囲環境の影響を受けずに安定放電が得られる効果について、比較例３と比べて説明する。
図１１は、実施例１の帯電部１０の構成と比較例３の帯電部３１０の構成との違いを示した図である。
このうち、図１１（ａ）は、図１のＡ部を拡大した斜視図である。図示するように、実施例１の帯電部１０は、複数の繊維状導電体をかしめ部１４でかしめて処理気流の上流側に向けられた放電電極１１と、接地電極１２と、給電部材１３とを備える。また、図１１（ｂ）は、比較例３において図１のＡ部に相当する部分を拡大した斜視図である。図示するように、比較例３の帯電部３１０は、複数の繊維状導電体をかしめ部３１４でかしめて処理気流の上流側に向けられた放電電極３１１と、給電部材３１３とを備える。
実施例１の帯電部１０では、接地電極１２を設けることにより、放電電極１１と接地電極１２の間の電位が規定される。比較例３のように接地電極１２を持たない方式に比べ、放電特性が周囲環境の影響を受けないため、安定した放電を得易い。従って、製品に電気集塵機１を搭載する際の設置自由度が高くなる。
図１２は、実施例１の帯電部１０と比較例３の帯電部３１０とでの集塵性能を得るための放電電圧に関する性能の違いを示したグラフである。このグラフから、同じ集塵性能を得るために、実施例１の帯電部１０よりも、比較例３の帯電部３１０の方が、大きな放電電圧を必要とすることが分かる。
［第１の実施の形態の変形例１］
図１３は、図１のＡ部を上方から見たときの上面図において、本実施の形態の変形例を示した図である。
実施例１では、放電電極１１を処理気流の上流側に向けた状態で、接地電極１２を処理気流と平行に配置したが、この限りではない。変形例１では、図示するように、接地電極１２を処理気流に直交する方向に配置している。このような構成でも、放電により発生したイオンは、処理気流を横断するように拡散するので、実施例１と同様の効果が得られる。
尚、図では、放電電極１１の全部が、接地電極１２の処理気流の最上流側の端部（上流側の端面）よりも処理気流の下流側に配置されているが、これには限らない。放電電極１１の一部が、接地電極１２の処理気流の最上流側の端部（上流側の端面）よりも処理気流の下流側に配置されていればよい。
即ち、本実施の形態において、放電電極１１は、処理気流内で接地電極１２間に配設され、少なくとも、その複数の繊維状導電体の全部又は一部が、接地電極１２の処理気流の最上流側の端部よりも処理気流の下流側に配置されていればよい。
［第１の実施の形態の変形例２］
実施例１では、放電電極１１を処理気流の上流に向けて配置したが、この限りではない。変形例２では、放電電極１１を処理気流の上流及び下流に向けて配置する。この場合、放電電極１１は、図７（ａ）に示した放電電極１１と図７（ｂ）に示した放電電極２１１とを合わせた形状になる。但し、放電電極１１は、その少なくとも一部を処理気流の上流に向けて配置していればよい。即ち、放電電極１１は、処理気流の上流方向に向けられた部分を含んでいればよく、処理気流の下流方向に向けられた部分を更に含んでいてもよい。
［第１の実施の形態の変形例３］
実施例１では、集塵部３０として、高圧電極３１と対向電極３２とを備え、高電圧電源６０により直流（ＤＣ）の高電圧が印加されると、帯電部１０で帯電した浮遊微粒子が、静電気力により対向電極３２の表面に付着することで、浮遊微粒子を集塵するものを採用したが、この限りではない。変形例３では、集塵部３０として、図１に示した電極タイプの集塵フィルタではなく、繊維フィルタでエレクトレット加工された集塵フィルタを用いる。前者の集塵フィルタは電圧を印加するタイプの集塵フィルタであるが、後者の集塵フィルタは電圧を印加しないタイプの集塵フィルタである。或いは、集塵部３０として、熱交換器を用いてもよい。熱交換器を用いる場合は、例えば、空気調和機の空気吸入口に帯電部１０を配置し、帯電部１０から排出された空気を、ＧＮＤ接続（接地）された熱交換器に通すことで、浮遊微粒子を取り除けばよい。このような集塵部３０を用いる場合、電気集塵機１は、集塵装置と捉えることができる。
［第１の実施の形態の変形例４］
実施例１では、高電圧電源６０として、放電電極１１と接地電極１２との間に直流（ＤＣ）の高電圧を印加するものを用いることしか述べなかったが、変形例４では、高電圧電源６０として、次の何れかの高電圧を印加するものを用いる。
第一に、正極性の直流高電圧を印加するものである。これにより、放電電極１１及び接地電極１２に埃が付着し難くなるので、電極が高寿命化される可能性が高まる。
第二に、負極性の直流高電圧を印加するものである。一般的に、コロナ放電では正極性に比べて負極性ではオゾン発生量が顕著に増大するが、本実施の形態では、オゾン発生が負極性でも抑えられるため、負極性も正極性と同じように使うことができる。
第三に、正極性又は負極性のパルス型又は交番型の高電圧を印加するものである。これにより、正極性の直流高電圧を印加する場合の効果、及び、負極性の直流高電圧を印加する場合の効果の両方が得られる。また、パルス型の高電圧を印加する場合は、省電力となる。
第四に、予め定められた間隔で、通常印加する高電圧とは逆極性の高電圧を印加するものである。帯電部１０は、浮遊微粒子を帯電させる際に、それ以外の周辺部分（筐体５０等）も帯電させてしまうことがある。このような帯電部１０の周辺部分（筐体５０等）のチャージアップは、上記のような高電圧を印加することにより緩和される。
［第２の実施の形態における電気集塵機の構成］
図１４は、本実施の形態における電気集塵機２の全体構成を示す斜視図である。
図示するように、電気集塵機２は、帯電部２０、集塵部３０、ファン４０、これらを収納する筐体５０、及び、帯電部２０と集塵部３０とに高電圧を供給する高電圧電源６０を備える。ここでは、筐体５０を破線で示し、筐体５０の内部に設けられた帯電部２０及び集塵部３０の構成が見えるようにしている。この電気集塵機２は、帯電部２０と集塵部３０と機能が分離した二段電気集塵方式である。ここで、帯電部２０と集塵部３０とは、脱着可能なユニットの形態として構成されていても構わない。本実施の形態では、帯電装置の一例として、帯電部２０を設けている。
ここで、空気の流れ（通風）の方向（通風方向）は、矢印で示すように、帯電部２０から集塵部３０に向かう方向に設定されている。通風は、集塵部３０の通風方向の下流側（風下側）に設けられたファン４０により行われる。
帯電部２０は、放電を発生する複数の放電電極２１と、接地（ＧＮＤ）される複数の接地電極２２と、高電圧電源６０から供給された高電圧を複数の放電電極２１に給電するための給電部材２３とを備える。放電電極２１は、高電圧を印加される電極であるので、高圧電極と呼ばれることもある。また、接地電極２２は、放電電極２１に対向するように設けられるため、対向電極と呼ばれることもある。図には、複数の放電電極２１の一例として放電電極２１ａ〜２１ｆを示し、複数の接地電極２２の一例として接地電極２２ａ〜２２ｃを示し、複数の給電部材２３の一例として給電部材２３ａ，２３ｂを示しているが、放電電極２１、接地電極２２、給電部材２３の数はこれに限られるものではない。
ところで、本実施の形態において、放電電極２１は、複数の繊維状導電体により形成される。複数の繊維状導電体は、例えば、繊維径が約７μｍの炭素繊維６０００本を束ねたものであってよい。そして、この炭素繊維の束の後端をかしめ部２４でかしめ、先端をブラシ状に広げて放電電極２１とするとよい。その際、繊維状導電体のかしめ部２４から突出した部分の長さは、例えば５ｍｍであってよく、繊維状導電体の先端からかしめ部２４の後端（給電部材２３側の端部）までの長さは、例えば９ｍｍであってよい。図では、放電電極２１ａ〜２１ｆが、それぞれ、複数の繊維状導電体をかしめ部２４ａ〜２４ｆでかしめることにより構成されている。
また、本実施の形態において、放電電極２１は、処理気流の上流に向けて配置される。例えば、放電電極２１を９５ｍｍの間隔で３個取り付けた給電部材２３が、放電電極２１の炭素繊維の先端が処理気流と平行でかつ処理気流の上流を向くように２列配置される。図では、放電電極２１ａ〜２１ｃを取り付けた給電部材２３ａと、放電電極２１ｄ〜２１ｆを取り付けた給電部材２３ｂとが、各放電電極２１の炭素繊維の先端が処理気流と平行でかつ処理気流の上流を向くように配置されている。
更に、本実施の形態では、放電電極２１の両側に接地電極２２が配置される。ここで、接地電極２２は、脚部２５と頂辺部２６とからなるＴ字型の接地電極とする。つまり、放電電極２１で放電により生じるイオンが、処理気流の上流側に向かって、かつ、処理気流を横断するように拡散する位置にＴ字型の接地電極２２が配置される。換言すれば、Ｔ字型の接地電極２２は、放電電極２１により発生され拡散されたイオンを処理気流に交わる方向に引き寄せる位置に配置される。例えば、放電電極２１から、処理気流に直交する方向に６０ｍｍの位置に、脚部２５の幅１０ｍｍ、頂辺部２６の幅１０ｍｍの接地電極２２が、放電電極２１のかしめ部２４の後端と接地電極２２の脚部２５の後端（処理気流の下流側の端部）とが揃うように配置される。図では、脚部２５ａと頂辺部２６ａとからなる接地電極２２ａが、放電電極２１ａ〜２１ｃを取り付けた給電部材２３ａから処理気流に直交する方向における左側の位置に配置され、脚部２５ｂと頂辺部２６ｂとからなる接地電極２２ｂが、放電電極２１ｄ〜２１ｆを取り付けた給電部材２３ｂから処理気流に直交する方向における右側の位置に配置されている。また、脚部２５ｃと頂辺部２６ｃとからなる接地電極２２ｃが、給電部材２３ａから処理気流に直交する方向における右側の位置で、かつ、給電部材２３ｂから処理気流に直交する方向における左側の位置に配置されている。
脚部２５及び頂辺部２６は、導電性を有する平板状の部材（平板状の導電性部材）で構成されている。そして、脚部２５は、平板状の部材の平面が通風方向に沿う方向に設けられており、頂辺部２６は、平板状の部材の平面が通風方向に交差する方向に設けられている。図１４では、脚部２５の平面は、通風方向と一致させている（脚部２５の平面と通風方向とのなす角度が０°）が、必ずしも一致しなくてよく、頂辺部２６の平面は、通風方向に直交させている（頂辺部２６の平面と通風方向とのなす角度が９０°）が、必ずしも直交させなくてよい。本実施の形態では、処理気流に沿う方向に配置された平板状の第１の電極部の一例として、脚部２５を設けており、処理気流に交差する方向に配置された平板状の第２の電極部の一例として、頂辺部２６を設けている。また、第１の電極部と第２の電極部とが略垂直になるように第１の電極部の処理気流の上流側の先端部分と第２の電極部の中央部分とが接続されることにより形成された接地電極の一例として、Ｔ字型の接地電極２２を用いている。
尚、上記では、隣接する２つの接地電極２２間に放電電極２１を配置したが、隣接する２つの接地電極２２間の中央に放電電極２１を配置してもよい。また、上記では、放電電極２１から６０ｍｍの位置に接地電極２２を配置したが、この限りではない。放電電極２１から２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の位置に接地電極２２を配置してもよい。放電電極２１から接地電極２２までの距離が２０ｍｍを下回るとオゾン発生量が多くなり、放電電極２１から接地電極２２までの距離が１００ｍｍを上回ると集塵効率が低下するからである。
集塵部３０、ファン４０、筐体５０、及び、高電圧電源６０は、第１の実施の形態で述べたものと同じなので、ここでの説明は省略する。
［第２の実施の形態における帯電部の効果］
図１５及び図１６は、放電電極２１により放電が発生している際のイオンの流れを示した図である。このうち、図１５は、図１４のＢ部を拡大した斜視図であり、図１６は、図１４のＢ部を上方から見たときの上面図である。
図示するように、本実施の形態では、放電電極２１において、繊維状導電体が開展し、その先端で放電が発生する。ここで、繊維状導電体の先端での放電量は極小であるため、オゾンの発生量は非常に低くなる。
また、本実施の形態では、接地電極２２を脚部２５と頂辺部２６とからなるＴ字形状とすることで、放電電極２１とＴ字形状の接地電極２２との間の狭い空間内の電界強度を増し、即ち、イオン密度が増すことにより、狭い空間での拡散荷電効率を向上できる。更に頂辺部２６による外周部へのイオンの拡散範囲を制御することが可能となる。これにより、集塵効率の向上と周辺のチャージアップ帯電の低減が両立できる。
更に、本実施の形態では、接地電極２２が接地されることにより電位が規定されるため、電位が安定する。これにより、放電特性が周囲環境の影響を受け難くなるため、安定放電が得易く、製品に電気集塵機２を搭載する際の設置自由度が高くなる。
更にまた、本実施の形態では、繊維状導電体の微細な先端部分で放電するため、放電電極２１から大きな距離を空けて接地電極２２を配置しても放電が可能となる。つまり、放電ギャップを大きくすることができる。これにより、スパーク放電が発生し難くなる。
以下、図１乃至図３に示した帯電部１０を実施例１とし、図１３に示した帯電部１０を実施例２とし、図１４乃至図１６に示した帯電部２０を実施例３とし、実施例１乃至実施例３の帯電部１０（２０）で放電電極１１（２１）を処理気流に直交させた場合の実施例をそれぞれ実施例４乃至実施例６として、実施例１乃至実施例６の効果を詳細に説明する。
図１７は、実施例１乃至実施例３の効果について示した図である。
図中、放電電極設置方向欄に示すように、実施例１乃至実施例３において、放電電極１１（２１）は、処理気流の上流方向に向けて設置される。この場合、帯電部１０（２０）で生成されるイオンは、処理気流の上流側に供給される。
接地電極欄において、Ｌ１は、接地電極１２（２２）の処理気流に平行な方向の平板状の部材（導電性部材）の幅を示し、Ｌ２は、接地電極１２（２２）の処理気流に直交する方向の平板状の部材（導電性部材）の幅を示す。
帯電部構成欄には、図１乃至図３及び図１３の帯電部１０（２０）の構成を、処理気流の上流方向を上側にして描いている。即ち、実施例１では、第１の実施の形態で述べた通り、接地電極１２が処理気流と平行な方向に配置されている。実施例２では、第１の実施の形態の変形例で述べた通り、接地電極１２が処理気流に直交する方向に配置されている。一方、実施例３では、第２の実施の形態で述べた通り、接地電極２２が処理気流と平行な方向及び処理気流に直交する方向の両方向に配置されたＴ字形状となっている。
集塵効率欄には、処理気流の風速を１ｍ／ｓとした場合の集塵率を示している。これらの集塵率及びオゾン発生量欄の値から、何れの実施例も、集塵効率を高めることができ、かつ、オゾンの発生量を低く抑えることができることが分かる。また、チャージアップ率欄には、実施例１を「１．０」としたときの筐体のチャージアップ率を示している。これらのチャージアップ率から、実施例３がチャージアップを最も低減できることが分かる。従って、実施例１乃至実施例３の中で実施例３が、最も集塵効率を高めることができ、かつ、チャージアップを低減できる配置である。
図１８は、実施例４乃至実施例６の効果について示した図である。
図中、放電電極設置方向欄に示すように、実施例４乃至実施例６において、放電電極１１（２１）は、処理気流に直交する方向に向けて設置される。この場合、帯電部１０（２０）で生成されるイオンは、処理気流に直交する方向に主に供給される。
接地電極欄において、Ｌ１及びＬ２の意味は、図１７と同様である。
帯電部構成欄には、図１乃至図３及び図１３の帯電部１０（２０）で放電電極１１（２１）を処理気流に直交させた構成を、処理気流の上流方向を上側にして描いている。即ち、実施例４では、第１の実施の形態で述べたのと同様に、接地電極１２が処理気流と平行な方向に配置されている。実施例５では、第１の実施の形態の変形例で述べたのと同様に、接地電極１２が処理気流に直交する方向に配置されている。一方、実施例６では、第２の実施の形態で述べたのと同様に、接地電極２２が処理気流と平行な方向及び処理気流に直交する方向の両方向に配置されたＴ字形状となっている。
集塵効率欄には、処理気流の風速を１ｍ／ｓとした場合の集塵率を示している。これらの集塵率及びオゾン発生量欄の値から、何れの実施例も、集塵効率を高めることができ、かつ、オゾンの発生量を低く抑えることができることが分かる。また、チャージアップ率欄には、実施例４を「１．０」としたときの筐体のチャージアップ率を示している。これらのチャージアップ率から、実施例６がチャージアップを最も低減できることが分かる。従って、実施例４乃至実施例６の中で実施例６が、最も集塵効率を高めることができ、かつ、チャージアップを低減できる配置である。
図１９は、図１８の実施例６の帯電部２０の実施例４の帯電部１０に対する効果の違いを具体的に示した図である。尚、図１９において、上面欄には、図１８の実施例４及び実施例６に対する帯電部構成欄の図を上から見た上面図を示し、側面欄には、図１８の実施例４及び実施例６に対する帯電部構成欄の図を横から見た側面図を示している。
図１８の性能結果、及び、図１９から分かるように、実施例６では、処理気流の上流方向へのイオンの拡散の一部が、Ｔ字型の接地電極２２の縁部分によって抑制される。これにより、実施例４のように接地電極１２を処理気流と平行に配置する場合に比べ、荷電空間が処理気流の上流側には伸展し難くなり、筐体等の周囲へのチャージアップが抑制される。また、放電電極２１の先端と一定距離に配置されているＴ字型の接地電極２２の電極面積が実施例４に比べ大きくなり、空間内の電界強度を増すことにより、狭い空間での拡散荷電効率が向上し、即ち、集塵効率を向上させている。
尚、実施例６では、側面欄の図から分かるように、放電電極２１の先端が接地電極２２の最上流側の端部（頂辺部２６）よりも処理気流の下流側に設置されているのが望ましい。
［第２の実施の形態における接地電極の脚部の幅と頂辺部の幅との比］
図２０（ａ），（ｂ）及び図２１（ａ），（ｂ）は、本実施の形態におけるＴ字型の接地電極２２の脚部２５の幅と頂辺部２６の幅との比の望ましい範囲について説明するための図である。
図２０（ａ），（ｂ）に、図１７の実施例３に対する帯電部構成欄の接地電極２２、又は、図１８の実施例６に対する帯電部構成欄の接地電極２２を横から見たときの形状を示す。ここでは、図示するように、脚部２５の長さをＬ１とし、頂辺部２６の長さをＬ２としている。このうち、図２０（ａ）は、脚部２５の下端と放電電極２１の下端とが処理気流に沿う方向の対応する位置にあり、Ｌ１＝１０ｍｍである場合を示す。また、図２０（ｂ）は、脚部２５の下端が放電電極２１の下端よりも処理気流に沿う方向の上流側にあり、Ｌ１＜１０ｍｍである場合（例えば、Ｌ１＝５ｍｍである場合）を示す。尚、図では、放電電極２１の下端の位置を帯電部２０と集塵部３０との境界を表す破線で示している。
図２１（ａ）に、放電ギャップが６０ｍｍであり、接地電極２２の脚部２５の下端及び放電電極２１の下端の処理気流に沿う方向における位置が揃っている、という条件の下、Ｌ１＝１０ｍｍで一定とし、Ｌ２の長さを変化させた場合の集塵効率及びチャージアップ率の変化をグラフで示す。
まず、実線で示した集塵効率の変化を示すグラフから、Ｌ２／Ｌ１≦１の場合に集塵効率が９０％以上となることが分かる。ここで、Ｌ２／Ｌ１が大きくなった場合に集塵効率が低下する要因としては、頂辺部２６の端部と放電電極２１の先端との距離が短くなるため、イオンの拡散距離が十分でなくなり、荷電効率が減少することが挙げられる。
次に、破線で示したチャージアップ率の変化を示すグラフから、０．４≦Ｌ２／Ｌ１の場合にチャージアップ率が０．７以下となることが分かる。
従って、比Ｌ２／Ｌ１は、０．４≦Ｌ２／Ｌ１≦１を満たす値とするのが望ましいことが分かる。
図２１（ｂ）に、放電ギャップが６０ｍｍであり、接地電極２２の脚部２５の下端が放電電極２１の下端よりも処理気流に沿う方向における上流側にある、という条件の下、Ｌ１＝５ｍｍで一定とし、Ｌ２の長さを変化させた場合の集塵効率及びチャージアップ率の変化をグラフで示す。
まず、実線で示した集塵効率の変化を示すグラフから、Ｌ２／Ｌ１≦２の場合に集塵効率が９０％以上となることが分かる。
次に、破線で示したチャージアップ率の変化を示すグラフから、０．４≦Ｌ２／Ｌ１の場合にチャージアップ率が０．７以下となることが分かる。
従って、比Ｌ２／Ｌ１は、０．４≦Ｌ２／Ｌ１≦２を満たす値とするのが望ましいことが分かる。
［第２の実施の形態の変形例１］
実施例１乃至実施例３では、放電電極１１（２１）を処理気流の上流に向けて配置し、実施例４乃至実施例６では、放電電極１１（２１）を処理気流に直交する方向に向けて配置したが、この限りではない。変形例１では、例えば、集塵部３０として繊維からなる集塵フィルタを用いる場合に、放電電極１１（２１）を処理気流の下流に向けて配置する。或いは、変形例１では、例えば、放電電極１１（２１）を処理気流に沿う方向に対して斜めに向けて配置してもよい。例えば、処理気流の上流方向に対して４５°傾けて配置したり、処理気流の下流方向に対して４５°傾けて配置したりしてもよい。
［第２の実施の形態の変形例２］
第２の実施の形態に対しても、第１の実施の形態の変形例３及び変形例４は同様に適用可能である。
１…電気集塵機、１０，２０…帯電部、１１，２１…放電電極、１２，２２…接地電極、１３，２３…給電部材、１４，２４…かしめ部、２５…脚部、２６…頂辺部、３０…集塵部、４０…ファン、５０…筐体、６０…高電圧電源

Claims (18)

  1. 複数の繊維状導電体により形成され、放電によりイオンを発生させ拡散させる放電電極と、
    接地電位に保たれ、前記放電電極により発生され拡散されたイオンを引き寄せて、処理気流中に含まれる浮遊微粒子を当該イオンにより帯電させる接地電極と
    を備え、
    前記放電電極は、前記処理気流内で前記接地電極間に配設され、少なくとも、当該放電電極の前記複数の繊維状導電体の全部又は一部が、当該接地電極の当該処理気流の最上流側の端部よりも当該処理気流の下流側に配置されていることを特徴とする帯電装置。
  2. 前記放電電極は、隣接する２つの前記接地電極間の中央に配設され、前記処理気流に直交する方向の当該接地電極までの離間距離が２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるように、配置されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
  3. 前記接地電極は、平板状の導電性部材により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
  4. 前記接地電極は、前記処理気流に直交する方向の特定の位置に前記放電電極に対向するように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の帯電装置。
  5. 複数の繊維状導電体により形成され、放電によりイオンを発生させ拡散させる放電電極と、
    接地電位に保たれ、前記放電電極により発生され拡散されたイオンを引き寄せて、処理気流中に含まれる浮遊微粒子を当該イオンにより帯電させる接地電極と
    を備え、
    前記接地電極は、前記放電電極により発生され拡散されたイオンを、前記処理気流に交わる方向に引き寄せる位置に配置されていることを特徴とする帯電装置。
  6. 複数の繊維状導電体により形成され、放電によりイオンを発生させ拡散させる放電電極と、
    接地電位に保たれ、前記放電電極により発生され拡散されたイオンを引き寄せて、処理気流中に含まれる浮遊微粒子を当該イオンにより帯電させる接地電極と
    を備え、
    前記接地電極は、前記処理気流に沿う方向に配置された平板状の第１の電極部と、当該処理気流に交差する方向に配置された平板状の第２の電極部とを含むことを特徴とする帯電装置。
  7. 前記接地電極は、前記第１の電極部と前記第２の電極部とが略垂直になるように、当該第１の電極部の前記処理気流の上流側の先端部分と当該第２の電極部の中央部分とが接続されることにより、形成されていることを特徴とする請求項６に記載の帯電装置。
  8. 前記接地電極は、前記第１の電極部の前記処理気流に沿う方向の長さをＬ１とし、前記第２の電極部の前記放電電極に向かう方向の長さをＬ２とした場合に、０．４≦Ｌ２／Ｌ１≦２であることを特徴とする請求項７に記載の帯電装置。
  9. 前記放電電極は、前記接地電極の前記処理気流の最上流側の端部よりも当該処理気流の下流側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の帯電装置。
  10. 前記放電電極は、隣接する２つの前記接地電極間の中央に、何れかの当該接地電極までの距離が２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるように、配置されていることを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れかに記載の帯電装置。
  11. 前記複数の繊維状導電体は、炭素繊維であることを特徴とする請求項１、請求項５及び請求項６の何れかに記載の帯電装置。
  12. 前記放電電極と前記接地電極との間に高電圧を印加する高電圧電源を更に備えたことを特徴とする請求項１、請求項５及び請求項６の何れかに記載の帯電装置。
  13. 前記高電圧電源は、前記放電電極と前記接地電極との間に、正極性又は負極性の直流高電圧を印加することを特徴とする請求項１２に記載の帯電装置。
  14. 前記高電圧電源は、前記放電電極と前記接地電極との間に、正極性又は負極性のパルス型又は交番型の高電圧を印加することを特徴とする請求項１２に記載の帯電装置。
  15. 前記高電圧電源は、前記放電電極と前記接地電極との間に、予め定められた間隔で、通常印加する高電圧とは逆極性の高電圧を印加することを特徴とする請求項１２に記載の帯電装置。
  16. 請求項１乃至請求項１５の何れかに記載の帯電装置と、
    前記帯電装置により帯電された浮遊微粒子を付着させることにより集塵する集塵部と
    を備えたことを特徴とする集塵装置。
  17. 前記集塵部は、集塵フィルタにより構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の集塵装置。
  18. 前記集塵部は、熱交換器により構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の集塵装置。
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JP2016090203A (ja) * 2014-11-11 2016-05-23 株式会社東芝 空気調和機の室内機

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08112549A (ja) * 1994-10-17 1996-05-07 Masuda Yoshiko 炭素繊維を放電極としたコロナ放電ユニットとそれを用 いた電気集塵装置、ガス浄化装置ならびに除電装置
JP2016090203A (ja) * 2014-11-11 2016-05-23 株式会社東芝 空気調和機の室内機

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