JP2022147333A - Charging apparatus and air cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
特許法第30条第2項適用申請有り 令和2年8月24日付にて株式会社イプロスがウェブサイトで公開 令和2年9月29日付にて株式会社日本経済新聞社がウェブサイトで公開 令和2年9月30日付にて株式会社日本経済新聞社が新聞で公開 令和2年9月30日付にてアマノ株式会社の自社ウェブサイトで公開 令和2年10月14日から令和2年10月16日開催の第3回介護&看護EXPOで公開Applied for the application of
本発明は、コロナ放電により含塵空気中の塵埃等に荷電を行う荷電装置および該荷電装置を備えた空気清浄機に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a charging device that charges dust and the like in dust-containing air by corona discharge, and an air cleaner provided with the charging device.
従来、家庭用や業務用の空気清浄機や産業用の電気集塵機において、高電圧の印加によって発生するコロナ放電により含塵空気中の微粉塵やミスト等の粒子を帯電させる荷電装置が利用されている。 Conventionally, charging devices that charge particles such as fine dust and mist in dust-containing air by corona discharge generated by the application of high voltage have been used in household and commercial air cleaners and industrial electrostatic precipitators. there is
例えば、特許文献1に開示されているように、第1放電電極と第1対向電極を備えた衝突荷電方式の第1荷電部の下流側に、第2放電電極と第2対向電極を備えた拡散荷電方式の第2荷電部が配置された荷電装置が知られている。
For example, as disclosed in
また、特許文献2に開示されているように、室内の空気の浄化、殺菌または消臭等を行なう空気清浄機に利用されている放電装置では、例えば、高電圧が印加された放電電極の放電部と誘導電極との間でコロナ放電が発生することにより、電子、イオン、オゾン、ラジカル、活性種など、エネルギー状態の高い粒子が空気から生成され、生成された粒子は、空気清浄機内にて送風される空気によって送風方向に運ばれ、外部に放出されるものが知られている。
In addition, as disclosed in
また、放電電極としては、特許文献1に記載されている針状の放電電極や、特許文献2に記載されている複数の繊維状の導電体の根元を束ねたブラシ状の放電電極などが知られている。
As the discharge electrode, a needle-like discharge electrode described in
しかしながら、上記した特許文献1に開示された荷電装置では、加工機から発生する微粒子が、吸引条件により高濃度になったり、稼働時間の経過に伴う第1荷電部の荷電性能低下により第1荷電部で十分に帯電させることができなかったりした場合、第2荷電部で確実に帯電させることはできない。具体的には、第2荷電部は第2放電電極から放出されたイオンが空気中に拡散して浮遊している空間を微粒子が通過することで帯電される仕組みであるが、微粒子は、必ずしも放出されたイオンの近傍を通過するとは限らないので、結果的に、すべての微粒子を確実に帯電させることはできない。したがって、荷電部の下流側に配置された集塵部では、帯電されていない粒子を集塵(捕集)することができないため、高濃度の微粒子を吸引する場合等には、集塵効率が低くなり、排気口から微粉塵が漏れてしまうといった問題が発生する。
However, in the charging device disclosed in the above-mentioned
また、上記した特許文献2に開示された荷電装置では、複数の繊維状の導電体の根元を束ねたブラシ状の放電電極を用いてイオンを発生させているが、放電性能の維持のために保護部材で気流を効率よく放電電極の周辺に流通させていないため、空気中の微粒子に対する帯電性能を向上させることができないという問題がある。
In addition, in the charging device disclosed in
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、塵埃・微粒子・ウィルスを効率良く荷電して帯電効率を向上させ、空気を容易に清浄化させることのできる荷電装置及び空気清浄機を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. It is intended to provide
上記した課題を解決するため、本発明の第1の荷電装置は、気流の流通路に配置された放電極に電圧を印加してアース接続された対向電極との間にコロナ放電を発生させる荷電装置において、前記対向電極は、前記気流の流通路を遮るように配置され、複数の開口部を有する平板状に形成され、前記放電極は、多数の線材を束ねた放電ブラシであり、前記複数の開口部に対応して複数配置され、前記放電極の前記放電ブラシの束の中心の先端部は、前記開口部の中心線上において、該開口部を貫通することなく該開口部から離間して配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a first charging device of the present invention applies a voltage to a discharge electrode disposed in an air flow passage to generate corona discharge between a counter electrode connected to a ground. In the apparatus, the counter electrode is disposed so as to block the flow path of the airflow and is formed in a flat plate shape having a plurality of openings, the discharge electrode is a discharge brush in which a large number of wires are bundled, and the plurality of and the center tip of the bundle of the discharge brushes of the discharge electrode is spaced apart from the opening on the center line of the opening without penetrating the opening. It is characterized by being arranged.
本発明の第2の荷電装置では、前記対向電極は、前記放電極を挟んで前記気流の流通方向の上流側及び下流側にそれぞれ配置され、前記放電極は、前記気流の流通方向の上流側を向いた上流側放電極と下流側を向いた下流側放電極とを備えることを特徴とする。 In the second charging device of the present invention, the counter electrodes are arranged on the upstream side and the downstream side in the direction of circulation of the air current, respectively, with the discharge electrode interposed therebetween, and the discharge electrode is arranged on the upstream side in the direction of circulation of the air current. and a downstream discharge electrode facing downstream.
本発明の第3の荷電装置では、前記上流側放電極と前記下流側放電極は、前記上流側及び下流側の対向電極の前記開口部にそれぞれ対応して複数設けられていることを特徴とする。 In the third charging device of the present invention, a plurality of the upstream discharge electrodes and the downstream discharge electrodes are provided corresponding to the openings of the upstream and downstream counter electrodes, respectively. do.
本発明の第4の荷電装置では、前記上流側及び下流側の対向電極の前記開口部は、それぞれ同数ずつ設けられ、且つそれぞれ同一の開口面積を有していることを特徴とする。 The fourth charging device of the present invention is characterized in that the openings of the upstream and downstream counter electrodes are provided in the same number and have the same opening area.
本発明の第5の荷電装置では、前記放電ブラシを保持する複数の保持部が形成された複数の支持部材を備え、該支持部材は前記流通路内に等間隔で並設されていることを特徴とする。 In the fifth charging device of the present invention, a plurality of support members having a plurality of holding portions for holding the discharge brush are provided, and the support members are arranged in parallel at equal intervals in the flow path. Characterized by
本発明の第6の荷電装置では、前記支持部材は、金属製の長尺板状の導体であり、前記保持部が一体に形成されていることを特徴とする。 A sixth charging device of the present invention is characterized in that the support member is a long metal plate-shaped conductor, and the holding portion is integrally formed.
本発明の第7の荷電装置では、予め金属箔帯状態に一定間隔でブラシが取り付けられたブラシユニットが前記支持部材に接合され、前記放電ブラシの根元は前記保持部にカシメられて保持されていることを特徴とする。 In the seventh charging device of the present invention, a brush unit in which brushes are attached in advance in a metal foil band state at regular intervals is joined to the support member, and the base of the discharge brush is crimped and held by the holding portion. It is characterized by
本発明の第8の荷電装置では、前記支持部材は、プラスチック製の長尺体であり、予め金属箔帯状体に一定間隔でブラシが取り付けられたブラシユニットと、前記放電ブラシの根元を保持する保持部と、がインサート成型で一体的に形成されていることを特徴とする。 In the eighth charging device of the present invention, the support member is an elongated body made of plastic, and holds a brush unit in which brushes are attached in advance to a metal foil strip at regular intervals, and the roots of the discharge brushes. The holding portion and and are integrally formed by insert molding.
本発明の第9の荷電装置では、前記支持部材は、長手方向に直交する方向の形状が、該支持部材の周囲を流通する気流に渦流及び/又は乱流を発生させる流動性形状を有していることを特徴とする。 In the ninth charging device of the present invention, the support member has a flowable shape in which the shape in the direction perpendicular to the longitudinal direction generates vortex and/or turbulence in the airflow flowing around the support member. It is characterized by
本発明の第10の荷電装置では、前記支持部材は、二酸化チタンを含有しており、光触媒による抗菌・防汚機能を有することを特徴とする。 A tenth charging device of the present invention is characterized in that the support member contains titanium dioxide and has an antibacterial and antifouling function due to a photocatalyst.
本発明の空気清浄機は、上記した荷電装置を備えた空気清浄機において、吸気口と、排気口と、送風手段と、前記荷電装置の下流側に配置される集塵装置と、を備え、前記送風手段によって前記吸気口から吸い込まれた空気中に含まれる塵埃・微粒子・ウィルスを、前記荷電装置が荷電した後に前記集塵装置が吸着し、前記排気口から清浄空気が排出されることを特徴とする。 An air cleaner according to the present invention is an air cleaner comprising the charging device described above, comprising an intake port, an exhaust port, a blower, and a dust collector arranged downstream of the charging device, The dust, fine particles, and viruses contained in the air sucked from the intake port by the air blowing means are charged by the charging device, and then the dust collecting device adsorbs them, and clean air is discharged from the exhaust port. Characterized by
本発明によれば、、塵埃・微粒子・ウィルスを効率よく荷電して帯電効率を向上させ、空気を容易に清浄化させることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain various excellent effects, such as being able to efficiently charge dust, fine particles, and viruses, improve the charging efficiency, and easily purify the air.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
先ず、図1及び図2を参照しつつ、本発明の実施形態に係る空気清浄機について説明する。ここで、図1は本実施形態に係る空気清浄機の全体構成を気流の上流側から示す斜視図、図2は本実施形態に係る空気清浄機の全体構成を示すブロック図である。 First, an air cleaner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. Here, FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the air cleaner according to this embodiment from the upstream side of the airflow, and FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the air cleaner according to this embodiment.
図1に示されているように、本実施形態に係る空気清浄機は、略直方体形状の筐体1を備えており、筐体1の左側(図1の左手前側)に吸気室2が設けられ、筐体1の右側(図1の右奥側)に排気室3が設けられている。吸気室2は、扁平な箱状に形成され、その正面側(図1の右手前側)と背面(図1の左奥側)と上面にそれぞれ吸気口4が開口されている。排気室3は、下方が面取りされた傾斜面を有する箱状に形成され、その上面に排気口5が開口されている。また、筐体1の正面には開閉扉を兼ねる高圧電源部23が開閉可能に取り付けられている。なお、図1では、空気清浄機の内部の状態が視認できるように、便宜上、筐体1等を二点鎖線で示している。
As shown in FIG. 1, the air purifier according to this embodiment includes a substantially rectangular
筐体1の内部には、プレフィルタ7と、荷電装置8と、集塵装置9と、消臭ユニット10と、吸引ファン11と、が含塵空気の流通方向(図1中の矢印方向)に沿って順に直列に配置されている。
Inside the
プレフィルタ7は、略四角形状の粗取りフィルタ(図示省略)であり、消臭ユニット10は、含塵空気の流通方向に沿って多数の微細な空気流通孔を有するハニカム状の基材の表面に、臭気成分を吸着するゼオライトなどの吸着剤の微粉末が担持された略四角形状のフィルタである。集塵装置9は、集塵用の直流高圧電源が接続された電極板とアース接続された接地板とが等間隔で交互に配置されたものであるが、簡易的には、帯電フィルタを備えた集塵装置であってもよい。なお、荷電装置8の詳細については後述する。
The pre-filter 7 is a roughly rectangular rough filter (not shown), and the
図2に示されているように、本実施形態の空気清浄機は、メモリ12とCPU13を有する制御部に各装置がインターフェイス14を介して接続され、該各装置はCPU13の制御により動作する。表示部15は操作状態を表示し、操作部16は入力キー等を有し、UV照射部17は筐体1内部に備えたUVランプ24(図1参照)を照射する。
As shown in FIG. 2, in the air cleaner of this embodiment, each device is connected via an
検知部18は、扉の開状態を検知して高電圧やファンモータの動作を切るための安全装置等として機能する。ソレノイド駆動部19は非稼働時に吸気および排気流路を遮蔽するシャッター20を駆動する。モータ駆動部21はファンモータ22を制御する。高圧電源部23は、交流の元電源を高圧トランスで昇圧した後、倍圧部で交流電流を直流に変換すると共にさらに昇圧して数KVの高電圧を生成できるように構成されている。また、高圧電源部23は、荷電装置8及び集塵装置9に印加する高電圧の出力を制御するための出力制御部としても機能する。
The
次に、図3~図8を参照しつつ、本発明の実施形態に係る空気清浄機の荷電装置8について詳細に説明する。ここで、図3は荷電装置8を気流の上流側から示す斜視図、図4は荷電装置8を気流の下流側から示す斜視図、図5は荷電装置8を部分的に拡大して示す斜視図、図6は荷電装置8を部分的に拡大して示す平断面図、図7は図6のA矢視図、図8は荷電装置8の放電極部材の製造工程を示す説明図である。
Next, the charging
荷電装置8は、含塵空気の流通方向から見て略四角形状の枠体30と、枠体30の内部において含塵空気の流通方向上流側に配置される対向電極としての上流側接地電極板31と、枠体30の内部において上流側接地電極板31より含塵空気の流通方向の下流側で上流側接地電極板31に平行に配置される対向電極としての下流側接地電極板32と、上流側接地電極板31と下流側接地電極板32との間に配置される放電極部材33と、を備えている。上流側接地電極板31及び下流側接地電極板32はアース接続されている。放電極部材33は、支持部材としての支持基板34と、支持基板34に保持される放電極35と、を備えて構成されている。
The charging
枠体30は、互いに対向するように立設される左右の支柱36,37と、各支柱36,37の上端部間に渡設される上連結部材38と、各支柱36,37の下端部間に渡設される下連結部材39と、を備えて構成されている。左右の支柱36,37の各上端部には、上連結部材38の下方に上取付部材40が絶縁碍子41を介して横架され、左右の支柱36,37の各下端部には、下取付部材42が絶縁碍子43を介して横架されている。これにより、上取付部材40及び下取付部材42は枠体30に絶縁された状態で支持される。
The
下取付部材42には、所定間隔で複数の切欠部(図示省略)が上下スリット状に形成されている。また、上取付部材40の右端部には給電部材44が取り付けられており、給電部材44に高圧電源部23が接続される。高圧電源部23より供給される数kVの高電圧は、給電部材44、上取付部材40、支持基板34、放電極35に印加されて、後述する図6に示すように、放電極35の先端部(ブラシ先端部)と開口部45,46との間にコロナ放電による略円錐形状の帯電エリアEA1,EA2を形成する。なお、空気中の塵埃の濃度や各部材の構成にもよるが、供給される高電圧は好適には5kV程度が良い。
A plurality of notches (not shown) are formed in the shape of upper and lower slits in the lower mounting
上流側接地電極板31は、図3に良く示されているように、丸孔形状の上流側開口部45が多数形成された1枚の四角形状の導電性を有する金属(本実施形態では、ステンレス)により平板状に形成されており、含塵空気の流通を遮る向き(含塵空気の流通方向に対して直交する向き)で枠体30に取付けられている。上流側開口部45は、上下に複数個連設されると共に複数列に亘って(本実施形態では、14個×14列=196個)形成されており、左右に隣接する列間で上流側開口部45の半個分上下に互い違いにずれるように千鳥状に一定間隔で配列されている。
As best shown in FIG. 3, the upstream
下流側接地電極板32は、図4に良く示されているように、丸孔形状の下流側開口部46が多数形成された1枚の四角形状の導電性を有する金属(本実施形態では、ステンレス)により平板状に形成されており、含塵空気の流通を遮る向き(含塵空気の流通方向に対して直交する向き)で枠体30に取付けられている。下流側接地電極板32の下流側開口部46は、上下に複数個連設されると共に複数列に亘って(本実施形態では、7個×7列=49個)形成され、一定間隔で整列配置されている。下流側接地電極板32の下流側開口部46の単体面積及び合計面積は、いずれも、上流側接地電極板31の上流側開口部45より大きくなっている。
As best shown in FIG. 4, the downstream
図5~図7に示されているように、支持基板34は、金属製で長尺板状の導体により構成されている。支持基板34は、上流側接地電極板31の左右に隣接する上流側開口部45の列間において1つ置きに設けられ、下流側接地電極板32の下流側開口部46の中心に合致するように配置されており、本実施形態では、7個設けられている。これにより、支持基板34は、含塵空気の流通方向から見て、上流側接地電極板31の上流側開口部45に干渉しないように配置されると共に、支持基板34同士の間隔は、異常放電が発生しない程度に維持される。なお、本実施形態において、支持基板34は、含塵空気の流通方向と平行で、且つ上流側接地電極板31及び下流側接地電極板32に対して直交する向きで配置されている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
支持基板34の上端部は、該上端部に形成されたフック穴(図示省略)と上取付部材40との間に介装されたスプリング(図示省略)によって上取付部材40に支持される。また、支持基板34の下端部は、フック状に形成され、前記切欠部に掛止されることにより下取付部材42に支持される。
The upper end portion of the
支持基板34には、保持部としてのカシメ部47が一体に形成されており、カシメ部47は、上流側開口部45側に延出する上流側カシメ部47aと下流側開口部46側に延出する下流側カシメ部47bとを備えて構成されている。上流側カシメ部47aは、隣接する2列分の上流側開口部45の数(本実施形態では、14個×2列=28個)に対応する数分形成されており、下流側カシメ部47bは、1列分の下流側開口部46の数(本実施形態では、7個)に対応する数分形成されている。なお、支持基板34は、導電性を有する材料であれば良いが、伸展性が必要なカシメ加工の作業性を鑑みて、銅板又はアルミ板で形成されるのが良い。
A crimped
放電極35は、多数の線材を束ねた放電ブラシ48であり、支持基板34から上流側接地電極板31側に延出するように上流側カシメ部47aに保持されて各上流側開口部45に対応して配置される上流側放電極35aと、支持基板34から下流側接地電極板32側に延出するように下流側カシメ部47bに保持されて各下流側開口部46に対応して配置される下流側放電極35bと、を備えて構成されている。
The
上流側放電極35aは、各段の上流側カシメ部47aから上流側接地電極板31の方向(すなわち、支持基板34より含塵空気の流通方向上流側)にそれぞれ延出して互い違いに屈曲形成されている。上流側放電極35aの放電ブラシ48の束の中心の先端部は、支持基板34の左右両側に隣接する上流側開口部45の中心線上において、該上流側開口部45を貫通することなく該開口部45から離間して配置されている。これにより、図6に示すように、上流側放電極35aの放電ブラシ48の先端部と上流側接地電極板31の上流側開口部45の周縁部とがほぼ一定の放電ギャップG1を維持し、上流側放電極35aと上流側開口部45との間にコロナ放電により形成される帯電エリアEA1が略円錐形状を成すため、均一で安定的な放電状態を形成することができる。
The
下流側放電極35bは、各段の下流側カシメ部47bから下流側接地電極板32の方向(すなわち、支持基板より含塵空気の流通方向下流側)に水平直線状に延出し、下流側放電極35bの放電ブラシ48の先端部は下流側開口部46の中心線上において、該下流側開口部46を貫通することなく該開口部46から離間して配置されている。これにより、図6に示すように、下流側放電極35bの放電ブラシ48の先端部と下流側開口部46の周縁部とがほぼ一定の放電ギャップG2を維持し、下流側放電極35bと下流側開口部46との間にコロナ放電により形成される帯電エリアEA2が上流側とは逆向きの略円錐状を成すため、均一で安定的な放電状態を形成することができる。
The
放電極35の放電ブラシ48は、繊維状の線材を多数束ねてブラシ状に形成された束状部を有している。線材は、直径12μmの非磁性のステンレス繊維で形成されており、ステンレスは、流通性と経済性と耐食性に優れた、18%のCrと8%のNiを含むSUS304を使用している。なお、線材は、非磁性のステンレスであれば好適で、例えば、18%のCrと12%のNiにモリブデン(Mo)を添加したSUS316等、他の材質を使用しても良い。
The
1つの放電極35は、例えば、約100本の線材が束ねられることで形成されている。なお、放電極35は、直径5~25μmの線材を10~200本束ねて形成されていても良い。複数の放電極35は、支持基板34から流通方向の上流側と下流側に向かって延びた状態で設けられており、放電極35に高電圧が印加されると、線材同士の反発に加えて、流通する空気が線材の先端に直接的に当たるので、線材が束状部から離間する作用が高まり、強電界にコロナ放電を発生させることができる。線材のカシメ部からの突出長は、前述の束線数や線径では、5mm程度が好適である。なお、図5では、放電極35の線材の先端側が開いた状態で示されているが、これは高電圧が印加された使用状態を示している。高電圧が印加されることで、各線材にはそれぞれ高電圧の極性に応じた電荷が蓄積されて各線材同士が反発し合うためである。
One
また、実際にコロナ放電が発生するのは、多数の線材のうちの一部であり、それが刻々と他の線材に交代しながらコロナ放電するため、帯電エリアEA1およびEA2の略円錐形状は、若干であるが刻々と変化する。 In addition, the corona discharge actually occurs in a part of a large number of wire rods, and the corona discharge occurs while it is replaced by other wire rods moment by moment. It's a little bit, but it changes every second.
上述したように、上流側放電極35a、下流側放電極35bの放電ブラシ48は、高電圧が印加されない状態では、ほぼ直線状の束となっていて、放電ブラシ48の中心はブラシの束の中心である。厳密に言うと、高電圧を印加した状態では、放電ブラシ48の束の中心は刻々と変化するが、ここでは、簡略化のため、その点については考慮していない。
As described above, the discharge brushes 48 of the
また、上述した線材のカシメ部からの突出長、線径では、高電圧を印加しない状態で支持基板34が如何なる姿勢で利用されたとしても、線材の自重で放電ブラシ48の先端が垂れ下がってしまうようなことが無いので、上流側開口部45や下流側開口部46の周縁部との距離が安定して維持され、高電圧を印加した時に適正にコロナ放電を開始することができる。同様に、高電圧を印加して放電ブラシ48の多数の線材の先端部が互いに反発し合って離間した際に、適度な開き具合に収めることができる。すなわち、上流側開口部45や下流側開口部46を図6に示すA方向から見て、放電ブラシ48の先端部が対応する開口部の径の範囲に収まっているので、コロナ放電が発生する多数の線材が刻々と切り替わったとしても常に安定した帯電エリアEA1、EA2が生成される。
In addition, with the length and diameter of the wire protruding from the caulked portion described above, the tip of the
次に、上記した構成を備えた本発明の実施形態に係る空気清浄機の作用について説明する。 Next, the operation of the air purifier according to the embodiment of the present invention having the configuration described above will be described.
図1に示すように、吸引ファン11の駆動により吸気口4から筐体1内に流入した含塵空気は、プレフィルタ7で濾過された後、荷電装置8に流入する。
As shown in FIG. 1 , dust-laden air that has flowed into the
図3~図6に示すように、荷電装置8において、含塵空気は、上流側接地電極板31の上流側開口部45を通過した後、下流側接地電極板32の下流側開口部46を通過する。このように上流側接地電極板31の上流側開口部45及び下流側接地電極板32の下流側開口部46を通過する際、含塵空気中の微粉塵又はミスト等の粒子や微細なウィルス等は帯電され、集塵装置9において捕集された後、消臭ユニット10を通過する。これにより、含塵空気は濾過されて清浄空気となり、排気口5から空気清浄機の外へ排出される。
As shown in FIGS. 3 to 6, in the
このように上記した本発明の実施形態に係る空気清浄機によれば、上流側放電極35aと上流側開口部45との間、及び下流側放電極35bと下流側開口部46との間には、コロナ放電により均一で安定的な放電エリアがそれぞれ形成されるため、含塵空気中の微粉塵やミストやウィルス等を均一に帯電することができる。
As described above, according to the air cleaner according to the embodiment of the present invention, between the
また、放電極35に放電ブラシ48を採用したことで、多数の放電ブラシ48の先端部が交代で放電されるため、先端部が汚れ難く、長期間安定した放電を行うことができ、耐久性の向上を図ることができる。
In addition, since the discharge brushes 48 are used as the
また、含塵空気の流通方向に対して直交する向きに上流側接地電極板31及び下流側接地電極板32が配置され、上流側接地電極板31及び下流側接地電極板32に多数の開口部45,46が形成されることにより、上流側接地電極板31及び下流側接地電極板32は、荷電装置8のアース板の機能を有すると共に、含塵空気を整流する機能を有するため、別途整流板を設ける必要がなく、その分コストの低減化を図ることができる。
Further, the upstream
さらに、支持基板34には、端部から延出した保持部47としてカシメ部が形成されているため、保持された放電極35が支持基板34の端部からの距離が遠ざかるため、不平等電界が生成され易くなり、放電性能を向上させることができる。
Furthermore, since the
次に、図8を参照しつつ、本発明の実施形態における放電極部材33の製造工程について説明する。ここで、図8(1)、(2)、(3)は本発明の実施形態における放電極部材33の製造工程を順番に示す説明図である。なお、図8では、線材に高電圧が印加されていない状態を示しているため、線材の束の先端は、図5のように開いてはいない。
Next, a manufacturing process of the
まず、図8(1)に示すように、金属製の薄板に対してプレスで抜き加工を行い、上流側カシメ部47a及び下流側カシメ部47bを一体に形成した後、各カシメ部47a,47bをV字形状に曲げ起こすことで、支持基板34を製造する。なお、この場合、V字形状に代えてU字形状でもよい。一方、繊維状の線材を所定本数束ねてブラシ状に形成された放電ブラシ48を各カシメ部47a,47bに供給する。
First, as shown in FIG. 8(1), a thin metal plate is punched by a press to integrally form an upstream
次に、図8(2)に示すように、各カシメ部47a,47bに供給された放電ブラシ48を、カシメ部47a,47bと共にカシメて各カシメ部47a,47bに保持させた後、カシメ部47a,47bから放電ブラシ48の先端が所定長突出した状態にカットする。そして、この作業を、各段の上流側と下流側のそれぞれのカシメ部47a,47bにおいて順次行う。
Next, as shown in FIG. 8B, the
最後に、図8(3)に示すように、上流側カシメ部47aの根元部をそれぞれa方向とb方向に交互に曲げ加工を行った後、補強のため、金属製の保護板49を支持基板34の表面に接合する。
Finally, as shown in FIG. 8(3), the base portion of the upstream caulked
以上により、支持基板34に放電極35を備えた放電極部材33を容易且つ安価に製造することができる。
As described above, the
なお、カシメ加工の作業性を考慮して支持基板34の板厚を設定しても、強度(使用時の気流に対抗する曲げ強度や、洗浄時の取り扱い時に変形しない程度の強度)が十分であれば、保護板49を取り付けなくても構わない。
Even if the thickness of the
次に、図9を参照しつつ、本発明の実施形態における第2の実施例の放電極部材33の製造工程について説明する。ここで、図9(1)、(2)、(3)は本発明の実施形態における第2の実施例の放電極部材33の製造工程を順番に示す説明図である。なお、図9では、線材に高電圧が印加されていない状態を示しているため、線材の先端は、図5のように開いてはいない。
Next, the manufacturing process of the
まず、図9(1)に示すように、金属製の薄板に対してプレスで抜き加工を行い、上流側カシメ部47a及び下流側カシメ部47bを一体に形成した後、各カシメ部47a,47bをV字形状に曲げ起こすことで、支持基板34を製造する。一方、予めアルミテープ製の金属箔帯状体51から上流側及び下流側にそれぞれ所定長突出するように所定間隔で所定本数の放電ブラシ48を取り付けたブラシユニットとしてのアルミテープ型ブラシ50を用意し、支持基板34の表面に貼り付け、放電ブラシ48を各カシメ部47a,47bに供給する。
First, as shown in FIG. 9(1), a thin metal plate is punched by a press to integrally form the upstream
次に、図9(2)に示すように、各カシメ部47a,47bに供給された放電ブラシ48を、カシメ部47a,47bと共にカシメて各カシメ部47a,47bに保持させる。この作業を、各段の上流側と下流側のそれぞれのカシメ部47a,47bにおいて順次行う。
Next, as shown in FIG. 9B, the
最後に、図9(3)に示すように、上流側カシメ部47aの根元部をそれぞれa方向とb方向に交互に曲げ加工を行った後、補強のため、金属製の保護板49を支持基板34の表面のアルミテープの金属箔帯状体51上に接合する。
Finally, as shown in FIG. 9(3), after alternately bending the base portion of the upstream
以上により、支持基板34に放電極35を備えた放電極部材33が製造される。この場合、除電目的の部材として市販に広く流通しているアルミテープ型ブラシ50を利用しているため、放電極部材33の製造工程において、放電ブラシ48を供給する製造設備等を用意する必要がなくなるため、イニシャルコストを低減させることができる。したがって、放電極部材33をより容易且つより安価に製造することができる。
As described above, the
次に、図10を参照しつつ、本発明の実施形態における第3の実施例の放電極部材33の製造工程について説明する。ここで、図10は本発明の実施形態における第3の実施例の放電極部材33の製造工程を示す説明図である。なお、図10では、線材に高電圧が印加されていない状態を示しているため、線材の先端は、図5のように開いてはいない。
Next, referring to FIG. 10, the manufacturing process of the
本実施例の放電極部材33の製造工程においても、上記した第2の実施例と同様に、市販のアルミテープ型ブラシ50が使用される。また、支持基板34の基材として樹脂材が使用され、アルミテープ型ブラシ50と、放電ブラシ48の根元を保持する保持部52とを、インサート成型することで支持基板34を一体的に形成させる。
Also in the manufacturing process of the
このようにアルミテープ製の金属箔帯状体51を利用することで放電ブラシ48の導通性を保つことができる。また、全体の構造と放電ブラシ48の方向性の維持と強度は、樹脂の成型性を利用して複雑な形状を金型製作することにより実現することができ、大量生産時には部材コストの低減化を図ることができる。
By using the
また、樹脂の金型形状により、支持基板34の断面形状を、図10に示すように流線形にしたり、或いは表面に凹凸や模様を施したりすることにより、支持基板34の周囲を流通する気流に渦流又は/及び乱流を発生させる流動性形状として気流を制御することが可能となる。
In addition, by making the cross-sectional shape of the
また、支持基板34の端面を尖らせたり、曲面で構成したりすることで、気流に含まれる塵埃の堆積・滞留を防止することができ、容易に洗浄することができるため、メンテナンス時の洗浄性を向上させることができる。
In addition, by sharpening the end face of the
さらに、支持基板34は、樹脂の各種材料を採用することも可能であり、例えば、光触媒を練り込んだ材料を使用して、UV照射ランプにより消臭機能や抗ウィルス機能を発揮させることができる。したがって、感染症対策として空気清浄機を利用することも可能となる。具体的には、二酸化チタンを含有して光触媒による抗菌・防汚機能を有する樹脂材料が既に実用されており、このような材料を支持基板34に利用するのが好適である(例えば、https://pr.fujitsu.com/jp/news/2004/04/6.html を参照)。
Furthermore, the
次に、図11及び図12を参照しつつ、本発明の他の実施形態に係る荷電装置60について説明する。ここで、図11は本発明の他の実施形態に係る荷電装置60を部分的に拡大して示す平断面図、図12は図11のB矢視図である。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、上記した実施形態における荷電装置8と同等の構成については、詳細な説明を省略する。
Next, a charging
本実施形態の荷電装置60は、上流側接地電極板61と、下流側接地電極板62とが平行に配置され、上流側接地電極板61と下流側接地電極板62との間に放電極部材63が配置されている。
In the charging
上流側接地電極板61及び下流側接地電極板62にはそれぞれ複数の上流側開口部64及び下流側開口部65が形成されている。上流側開口部64及び下流側開口部65は、いずれも千鳥状に配置され、且つ、図12に示されているように立面視で互い違いとなるように配置されている。上流側開口部64と下流側開口部65は、同一数形成され、その単体面積及び合計面積も同一となるように形成されている。
A plurality of
放電極部材63は、支持部材としての支持基板66と、支持基板66に保持される放電極67と、を備えて構成されている。放電極67は、上流側カシメ部68aに保持されて各上流側開口部64に対応して配置される上流側放電極67aと、下流側カシメ部68bに保持されて各下流側開口部65に対応して配置される下流側放電極67bと、を備えている。
The
上流側放電極67aは、上流側接地電極板61の方向(すなわち、支持基板66より含塵空気の流通方向上流側)にそれぞれ延出して互い違いに屈曲形成されている。上流側放電極67aの放電ブラシ69の束の中心の先端部は、支持基板66の左右両側に隣接する上流側開口部64の中心線上において、該上流側開口部64を貫通することなく該開口部64から離間して配置されている。これにより、図11に示すように、上流側放電極67aの放電ブラシ69の先端部と上流側開口部64の周縁部とが一定の放電ギャップG3を維持し、上流側放電極67aと上流側開口部64との間にコロナ放電により形成される帯電エリアEA3が略円錐形状を成すため、均一で安定的な放電状態を形成することができる。
The
下流側放電極67bは、下流側接地電極板62の方向(すなわち、支持基板66より含塵空気の流通方向上流側)にそれぞれ延出して互い違いに屈曲形成されている。下流側放電極67bの放電ブラシ69の束の中心の先端部は、支持基板66の左右両側に隣接する下流側開口部65の中心線上において、該下流側開口部65を貫通することなく該開口部65から離間して配置されている。これにより、図11に示すように、下流側放電極67bの放電ブラシ69の先端部と下流側開口部65の周縁部とが一定の放電ギャップG3を維持し、下流側放電極67b放電ブラシ69の先端部と下流側開口部65との間にコロナ放電により形成される帯電エリアEA3が略円錐形状を成すため、均一で安定的な放電状態を形成することができる。
The
このように上記した本実施形態に係る空気清浄機によれば、支持基板66から上流側開口部64と下流側開口部65にそれぞれ同じ段の上流側放電極67aと下流側放電極67bが互いに曲げ方向と突出方向を異ならせながら配置されることで、下流側放電極67bの配置数が上記した実施形態における荷電装置8と比べて2倍になるため、帯電効率をさらに向上させることができる。
As described above, according to the air purifier according to the present embodiment, the upstream
また、上流側開口部64と下流側開口部65とが、図12に示されているように立面視で互い干渉する配置になっているため、この間を流通する気流が直進せずに必ず回流して流速が低下する。これにより、気流が上下の放電エリアに流通しやすくなり、帯電効率をさらに向上させることができる。
In addition, since the
なお、支持基板34,66の平面形状は、上記したように図6に示すY字形状や、図11に示すX字形状に限らず、例えば、図13に示すようなK字形状であっても良い。その場合、金属製の支持基板34,66にアルミテープ型ブラシ50を貼り付けてカシメ部を曲げ加工する場合には、カシメる際に金属が覆いかぶさる方向に曲げ加工するのが良い。これは、カシメ部をその反対側に曲げ加工すると、アルミテープ型ブラシの金属箔帯状体51から一体的に延びる放電ブラシ48,69の中間部分に引っ張り応力が加わり、線材の破断や抜け落ちが発生し易くなるのに対して、カシメる際に金属が覆いかぶさる方向に曲げ加工することにより、アルミテープ型ブラシ50の金属箔帯状体51から一体的に延びる放電ブラシ48,69の中間部分にほとんど応力が加わらないため、放電ブラシ48,69の破断や抜け落ちの発生を抑制することができ、耐久性を向上させることができるからである。また、上流側開口部と下流側開口部の数が2対1の関係の場合には、特に図示しないが、支持基板34,66の平面形状として、小文字のy字形状が好適であると言え、さらにこれを組み合わせてそれぞれに良いところを利用する形状も考えられる。
The planar shape of the supporting
上記したように本発明に係る荷電装置及び空気清浄機によれば、塵埃・微粒子・ウィルスを効率よく荷電し、帯電効率を向上させることができ、空気を容易に清浄化させることができる。 As described above, according to the charging device and the air cleaner according to the present invention, dust, fine particles, and viruses can be efficiently charged, the charging efficiency can be improved, and the air can be easily cleaned.
また、上記したように本発明に係る荷電装置及び空気清浄機によれば、支持基板の製造方法や構造についても各種変更が考えられ、イニシャルコストや部材コストなど、ロット数や製造設備の投資の状態に応じて、最適な状態を提供することができる。 Further, as described above, according to the charging device and the air purifier according to the present invention, various changes can be considered in the manufacturing method and structure of the support substrate, and the initial cost, member cost, etc., and the number of lots and investment in manufacturing equipment can be reduced. Optimal conditions can be provided depending on the conditions.
なお、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る荷電装置や空気清浄機における好適な実施形態例を説明しているもので、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 It should be noted that the above description of the embodiments of the present invention describes preferred embodiments of the charging device and the air purifier according to the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments unless there is a description that specifically limits the present invention. That is, the constituent elements in the embodiments of the present invention described above can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. The description of the embodiments of the present invention is not intended to limit the content of the invention described in the claims.
本発明の技術は、家庭用や業務用の空気清浄機において利用されることが見込まれるとともに、加工工場等で発生する粉塵やオイルミストを吸引して捕集する電気集塵機で利用されることが見込まれるものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The technology of the present invention is expected to be used in household and commercial air purifiers, and is also expected to be used in electric dust collectors that absorb and collect dust and oil mist generated in processing factories and the like. It is expected.
4 吸気口
5 排気口
8 荷電装置
9 集塵装置
11 吸引ファン(送風手段)
31 上流側接地電極板(対向電極)
32 下流側接地電極板(対向電極)
34 支持基板(支持部材)
35 放電極
35a 上流側放電極
35b 下流側放電極
45 上流側開口部
46 下流側開口部
47 カシメ部(保持部)
48 放電ブラシ
50 アルミテープ型ブラシ(ブラシユニット)
51 金属箔帯状体
60 荷電装置
61 上流側接地電極板
62 下流側接地電極板
64 上流側開口部
65 下流側開口部
66 支持基板(支持部材)
67 放電極
67a 上流側放電極
67b 下流側放電極
64 上流側開口部
65 下流側開口部
69 放電ブラシ
4
31 upstream ground electrode plate (counter electrode)
32 downstream ground electrode plate (counter electrode)
34 support substrate (support member)
35
48
51
67
Claims (11)
コロナ放電を発生させる荷電装置において、
前記対向電極は、前記気流の流通路を遮るように配置され、複数の開口部を有する平板状に形成され、
前記放電極は、多数の線材を束ねた放電ブラシであり、前記複数の開口部に対応して複数配置され、
前記放電極の前記放電ブラシの束の中心の先端部は、前記開口部の中心線上において、該開口部を貫通することなく該開口部から離間して配置されていることを特徴とする荷電装置。 In a charging device that applies a voltage to a discharge electrode arranged in an airflow passage to generate a corona discharge between it and a counter electrode that is grounded,
The counter electrode is arranged so as to block the flow path of the airflow and is formed in a flat plate shape having a plurality of openings,
The discharge electrode is a discharge brush in which a large number of wires are bundled, and a plurality of discharge electrodes are arranged corresponding to the plurality of openings,
A charging device, wherein a center tip portion of the bundle of the discharge brushes of the discharge electrode is arranged on a center line of the opening and is spaced apart from the opening without penetrating the opening. .
前記放電極は、前記気流の流通方向の上流側を向いた上流側放電極と下流側を向いた下流側放電極とを備えることを特徴とする請求項1に記載の荷電装置。 The counter electrodes are arranged on the upstream side and the downstream side in the direction of flow of the airflow, respectively, with the discharge electrode interposed therebetween,
2. The charging device according to claim 1, wherein the discharge electrodes include an upstream discharge electrode facing upstream in the flow direction of the airflow and a downstream discharge electrode facing downstream.
吸気口と、排気口と、送風手段と、前記荷電装置の下流側に配置される集塵装置と、を備え、
前記送風手段によって前記吸気口から吸い込まれた空気中に含まれる塵埃・微粒子・ウィルスを、前記荷電装置が荷電した後に前記集塵装置が吸着し、前記排気口から清浄空気が排出されることを特徴とする空気清浄機。 In an air cleaner equipped with the charging device according to any one of claims 1 to 10,
An inlet, an outlet, an air blower, and a dust collector arranged downstream of the charging device,
The dust, fine particles, and viruses contained in the air sucked from the intake port by the air blowing means are charged by the charging device, and then the dust collecting device adsorbs them, and clean air is discharged from the exhaust port. Characteristic air purifier.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20210416 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240222 |