JP2579031B2

JP2579031B2 - エアフィルタ

Info

Publication number: JP2579031B2
Application number: JP11829890A
Authority: JP
Inventors: 正雄村田; 泰三木村; 健市島田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPH0416253A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は空気清浄機等の電気集塵用エアフィルタに関
するものである。

従来の技術空気中の粉塵を除去する装置として従来より大型の空
気清浄機には粉塵を帯電させてて捕集するイオナイザ付
エアフィルタが、また小型の電気清浄機たとえばエアコ
ンなどではフィルタ自体が帯電しているエレクトレット
などの静電フィルタがそれぞれ広く用いられている。上
記大型空気清浄機のエアフィルタ31は第４図に示すよう
に風の通過方向（矢印Ａ）の順にタングステン線よりな
るイオナイザ27、金属板よりなるアース電極28と高圧電
極29により構成され、直流高圧電源ユニット32の6KVの
出力,2.5KV出力，アース出力はそれぞれエアフィルタ31
のイオナイザ27,高圧電極29,アース電極28への端子金具
30a,30b,30cへ接続されている。このような構成におい
ては空気中の粉塵はイオナイザ27により正に帯電され、
高圧電極29とアース電極28の間にできる電界によりアー
ス電極28に集塵され、通過する空気は清浄になる。そし
てこの粉塵を帯電させて集塵する方法は効率が高く、か
つ長寿命である。

また、エアコン等の小型空気清浄機に付加されたエア
フィルタではサイズ等の制限のためにイオナイザを設け
られない場合が多く、このような場合は集塵部として静
電フィルタの中でもそれ自体が帯電しているエレクトレ
ットを風の通路に置いているものが多い。この場合、上
記大型空気清浄機でのような電気集塵は行なわないため
放電による発火等の危険性がなく安全に使用できる。

発明が解決しようとする課題しかしながら、第４図に示すようなイオナイザを有す
る空気清浄機においては、高圧電極とアース電極との間
の放電を防止するためにそれらの電極間距離を十分に取
る必要があり、したがって全体のサイズが大きくなると
ともに高価な空気清浄機となってしまうという欠点があ
る。

また、アース電極に多量の粉塵が付着したり湿度が高
いとき高圧電極とアース電極との間に流れる電流が大き
くなり、電源の垂下特性のため集塵部に電圧がかからな
くなって正常に集塵機能をはたさなくなることがあり、
また、アース電極に堆積した粉塵と高圧電極との間に生
ずる異常放電により粉塵が発火する恐れがある。このた
め、第４図に示すように高圧電極ユニット32に異常電流
検出部32aを設け、この異常電流検出部で集塵部におい
て200〜300μＡの電流が流れたことを検出すると、高圧
電源の出力を止めたりランプ等で異常表示を行う等の処
理を行っているが、この処理は異常電流発生後に行うた
め根本的対策ではなく、粉塵等の発火の可能性をなお有
している。

一方、高電圧を印加する必要のないエレクトレットを
用いた静電フィルタでは、エレクトレット表面に粉塵が
堆積するほどに静電気力が低下するので寿命が短いとい
う欠点がある。

上記の各種欠点に対して、最近、エレクトレットを含
む静電フィルタを挟持するように電極を設けて電界をか
けることによりエアフィルタの長寿命化をはかるものが
いくつか提案されている。それらのエアフィルタのう
ち、（ア）電極を完全に絶縁したエアフィルタでは発火に
対する安全性は良好であるが、集塵性能の寿命はエレク
トレットのみのエアフィルタに比べ数倍しか長くなら
ず、不十分である。

（イ）前記（ア）の絶縁電極の一部に電極を構成する
金属が露出した所謂むき出し部を設け、粉塵が堆積して
きたとき静電フィルタを介して前記むき出し部に漏れ電
極を流すようにしたものは、前記（ア）のエアフィルタ
よりさらに数倍の寿命があるが、電極のむき出し部に漏
れ電流が集中することとなるため綿状の粉塵やポリプロ
ピレン製の静電フィルタ材の発火の危険性があり、安全
性の点で不十分である。

（ウ）前記（イ）のエアフィルタの安全性を向上させ
るために電源ユニットに抵抗を入れる提案もまたなされ
ている。このエアフィルタについては、粉塵が堆積して
いたり湿度が高いとき、電極を担持する枠およびこの枠
に配設された接点金具を通じて他の電極に流れる電流が
多く、静電フィルタを介して両電極間に流れる電流を制
限する抵抗値を一義的に決めることができないという欠
点があった。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、発火等
に対して安全であり、長期に亘り高い集塵力を保持し、
しかも小型で安価なエアフィルタを提供することを目的
とする。

課題を解決するための手段この目的を達成するために本発明のエアフィルタは、
電源の高圧部と第１の電極とを接続する第１の接続手段
と、前記電源の低圧部と第２の電極とを接続する第２の
接続手段とを枠体に備え、前記第１の電極と前記第２の
電極との間に静電フィルタとを備えるとともに、前記第
１の電極と前記第２の電極との内少なくとも一方の電極
と、この電極に接続される前記接続手段との間に抵抗を
備えたものである。

また、電源の高圧部と第１の電極とを接続する第１の
接続手段と、前記電源の低圧部と第２の電極とを接続す
る第２の接続手段とを枠体に備え、前記第１の電極と前
記第２の電極との間に静電フィルタとを備えるととも
に、前記第１の電極と前記第２の電極との内少なくとも
一方の電極が電極群からなり、この電極群は絶縁体被膜
導線電極と裸線電極とを備え、前記絶縁体被膜導線電極
は抵抗を介さずに前記接続手段に接続され、前記裸線電
極は抵抗を介して前記接続手段に接続されたものであ
る。

また、静電フィルタが外部電界中におかれなくともそ
れ自身が帯電しているエレクトレット材であるものであ
る。

作用この構成により、本発明のエアフィルタは静電フィル
タに外部電界をかけ、粉塵が堆積したときや湿度の高い
ときでも静電フィルタを介して電流を漏らすことがで
き、粉塵堆積により減少する静電フィルタ上の電荷を補
充できることとなる。そしてこの漏れ電流の大きさは枠
に配設された接続手段と電極との間に設定された抵抗を
適宜選択することにより任意に制御できることとなる。

また、電極を複数個の電極群で構成し、この電極群の
うち少なくともひとつの電極を絶縁体被覆電極とする
と、この電極からは漏れ電流が殆どないので電界の大き
さを一定に保つことができる。

実施例以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。図中の矢印A,Bは通風方向を示す。

実施例１第１図において、１および２は銅やタングステン等の
線または金網または導電ネット等よりなる通風孔を設け
た第１および第２の電極で、３はそれ自体が帯電してい
るエレクトレット材または外部電界中に置かれた時に分
極して帯電したのと同様の性質を持つ誘電フィルタより
なる静電フィルタであってポリプロピレン等の不織布よ
りなっている。この静電フィルタは風の通過面積を大き
くして圧損を下げるためにプリーツ状に加工されてい
る。

４はたとえば50MΩのセラミック等の高圧用抵抗、５
および６は薄い板厚のリン青銅やステンレス鋼等よりな
る第１および第２の接点金具であり、これらの抵抗４、
第１および第２の接点金具５および６は下枠7bに配設さ
れている。7aは上枠、8aおよび8bはカーボン添着ウレタ
ン樹脂等の導電マット、９は高さ調節用スペーサ、10a
および10bは絶縁隔離板である。11は直流高圧電源ユニ
ットで2.5KVを出力でき、11aは異常電流検出部で短絡時
等の異常電流を検出し、高圧出力を止めたり、ランプ等
で異常表示を行う。

第１の接点金具５がリン青銅の場合はハンダ付けや圧
接により、ステンレス鋼の場合はバネ性を利用して押し
つけるようにして接点金具５と抵抗４の一方のリード線
とを電気接続する。抵抗４の他方のリード線は導電マッ
ト8aを用い押さえつけて第１の電極１と電気的に接続す
る。第２の接点金具６は銅等の導線6aとハンダ付け等を
して電気接続し、導線6aの他方は枠と一体のスペーサ９
の上に設けられた導電マット8bを用い上枠7aに設けられ
た第２の電極２と電気接続する。

このようにすれば、静電フィルタ３に粉塵が付着して
くるまでは第１と第２の電極間には2.5KVが印加され、
粉塵が静電フィルタの全面に付着しても（例えばタバコ
30本分の粉塵を吸わせても）漏れ電流は５μＡ程度であ
り、電圧降下は50MΩの抵抗を用いた場合５×10^-6×50
×10⁶＝250Vで印加電圧2.5KVの10％であり、したがっ
て、本実施例のエアフィルタの集塵性能は殆ど影響を受
けない。これは静電フィルタ表面を電流がわずかでも流
れることにより静電フィルタ上の粉塵の電荷をそこに滞
留させないため静電フィルタの集塵性能は高いレベルに
維持されて長寿命となる。

湿度の影響については、湿度が50％の場合電極間電圧
の低下は10％以下と少なく、95〜100％と高湿度の場合
は一方の電極から静電フィルタを経由して他方の電極に
流れた漏れ電流および接点金具から枠を伝って他の電極
に流れた電流はいずれも15μＡ（電極間の電圧低下は75
0V、集塵性能は30〜60％低下）であったが、この電流は
堆積した粉塵を発火させるにはほど遠い小さなものであ
る。しかし、一度湿気で集塵性能が低下した本発明のエ
アフィルタでも乾燥すれば低下前の集塵性能に回復させ
ることができる。

静電フィルタの集塵性能を高いレベルに保つための漏
れ電流は通常状態で10μＡ以下で十分であるので、第１
および第２の電極について部分的に絶縁し、電流が漏れ
る部分を限定するとさらに長寿命のエアフィルタが得ら
れる。

実施例２第２図は電極の形状と取付位置が上記実施例１の場合
と異なるエアフィルタの要部斜視図である。この図にお
いて、12は第１の電極であり、Alなどの金属箔12aの表
面が塩化ビニル樹脂，エチレン一酢酸共重合体，カーボ
ン入り樹脂，ナイロンなどの体積固有抵抗が10⁸〜15¹⁵
Ω−cmのフィルム12bで被覆されている。13は導電ネッ
トで形成された第２の電極であり、この導電ネット13を
ベースにエレクトレットなどの静電フィルタ14が風の通
路方向Ａに対向するように塗着されている。15は高圧用
抵抗であり、この抵抗15の一方のリード線は第１の接点
金具16にハンダ付けにより、そして他方のリード線は第
１の電極にリベット17によりそれぞれ接続されている。
また、18は第２の接点金具であり、第２の電極である導
電ネット13をこの接点金具18に圧接することにより接続
されている。そして第１の電極はプリーツ状静電フィル
タを担持した第２の電極と等ピッチの蛇行形状に成形さ
れ、第２の電極のＶ字形部に挿入される。

このような構成をもつエアフィルタは第１の電極12の
フィルム12bを通じて電流が漏れ、粉塵の堆積による漏
れ電流の変化がこの場合は小さくなるので抵抗15による
電流制限が有効に行われる。

実施例３第３図は第１の電極の構成が実施例１の場合と異なる
エアフィルタの要部斜視図である。この第３図におい
て、第１の電極19は絶縁体被膜導線電極20と裸線（たと
えばタングステン線）電極21とで構成された複合電極で
あり、裸線電極21のみが高圧用抵抗22を介して第１の接
点金具23に接続され、絶縁体被覆導線電極20は直接に第
１の接点金具23に接続されている。また、24は第２の接
点金具であり、ネット状の第２の裸線電極25に接続さ
れ、プリーツ状のエレクトレットよりなる静電フィルタ
26が第１の電極19と第２の電極25との間に配置されてい
る。

この種のエアフィルタでは、第１の電極をE₁、静電フ
ィルタをＳ、第２の電極をE₂とすると、 E₁−Ｓ−E₂−Ｓ−E₁…… と積層することができるので、通風は第３図の矢印Ａま
たはＢの方向から行うことができる。また、粉塵が大量
に堆積しても絶縁体被覆導線電極20により電界を安定し
て印加することができ、裸線電極21により静電フィルタ
に漏れ電流を流すことができるので、実施例１のエアフ
ィルタよりも集塵性能を一段と向上させることができ
る。

なお、実施例1,2および３において第１の電極に高電
位を、第２の電極に低電位をそれぞれ印加した場合につ
いて説明したが、逆に第１の電極に低電位を、第２の電
極に高電位をそれぞれ印加した場合にも同様の効果が得
られ、また、イオナイザと併用しても同様の効果がある
のはいうまでもない。

発明の効果以上のように本発明は第１の電極と第２の電極との間
にエレクトレットなどの静電フィルタを介在させ、上記
少なくとも一方の電極とこの電極を担持する枠に配設し
た接続手段との間に抵抗を接続することにより、両電極
間に流れる制限電流を任意にそして容易に設定できるの
で、この制限電流を小さくすることのできる抵抗を選択
することにより発火等に対して安全で高性能なそして長
寿命で安価な優れたエアフィルタを実現できるものであ
る。さらに、湿度が高くなったり、枠体の汚れがひどく
なり、枠体表面に漏れ電流が生じた場合にも、静電フィ
ルタには電源より供給される所期の電圧がそのまま負荷
されるので、エアフィルタの集塵性能が劣化することが
ない。

また、電極に抵抗を接続しない絶縁電極を併用するこ
とにより、さらに集塵性能を長寿命化したエアフィルタ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるエアフィルタの
一部分解斜視図、第２図は本発明の第２の実施例におけ
るエアフィルタの要部斜視図、第３図は本発明の第３の
実施例におけるエアフィルタの要部斜視図、第４図は従
来の大型空気清浄機のエアフィルタの構成図である。 1,12,19……第１の電極、2,13,25……第２の電極、3,1
4,26……静電フィルタ、4,15,22……抵抗、5,16,23……
第１の接点金具、6,18,24……第２の接点金具、11……
直流高圧電源ユニット、20……絶縁体被覆導線電極、21
……裸線電極。

フロントページの続き (72)発明者島田健市大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献実開昭59−131253（ＪＰ，Ｕ) 実公昭62−31137（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電源の高圧部と第１の電極とを接続する第
１の接続手段と、前記電源の低圧部と第２の電極とを接
続する第２の接続手段とを枠体に備え、前記第１の電極
と前記第２の電極との間に静電フィルタとを備えるとと
もに、前記第１の電極と前記第２の電極との内少なくと
も一方の電極と、この電極に接続される前記接続手段と
の間に抵抗を備えたエアフィルタ。
【請求項２】電源の高圧部と第１の電極とを接続する第
１の接続手段と、前記電源の低圧部と第２の電極とを接
続する第２の接続手段とを枠体に備え、前記第１の電極
と前記第２の電極との間に静電フィルタとを備えるとと
もに、前記第１の電極と前記第２の電極との内少なくと
も一方の電極が電極群からなり、この電極群は絶縁体被
膜導線電極と裸線電極とを備え、前記絶縁体被膜導線電
極は抵抗を介さずに前記接続手段に接続され、前記裸線
電極は抵抗を介して前記接続手段に接続されたエアフィ
ルタ。
【請求項３】静電フィルタが外部電界中におかれなくと
もそれ自身が帯電しているエレクトレット材である請求
項１記載のエアフィルタ。