JP2584064B2 - エアフィルタ - Google Patents

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などのエアフィルタに関するもの
である。

従来の技術 従来、空気清浄機はたとえば第６図に示すように静電
フィルタ材のなかでも自分自身が帯電しているエレクト
レット材１をエアフィルタとして用い、矢印の方向に空
気を流してエレクトレット材１を通過させることによ
り、空気中の粉塵粒子をさえぎったり、特に帯電した粒
子はクーロン力により除去していた。また、第７図に示
すように、２枚のエレクトレット材2,3の間に粒状活性
炭４を介在させたものも知られており、エレクトレット
材2,3は粒状活性炭４を包んでいる。この場合、粒状活
性炭４により脱臭機能を持たせている。また、第６図や
第７図に示すようにエレクトレット材を用いる場合、そ
のクーロン力による粉塵粒子の除去力を上げるため、エ
アフィルタの前に粉塵を帯電させるイオナイザを併用し
ている。

発明が解決しようとする課題 上記構成におけるエアフィルタではエレクトレット材
1,2,3の面に対して垂直に空気を通過させるようになっ
ているため、圧力損失が大きいという問題がある。特に
エレクトレット材を複数層使用したり、脱臭材として粒
状活性炭を併用したりしてエアフィルタが厚くなると、
空気を流すためのファンモータとしてはパワーの大きな
ものが必要となる。たとえば騒音の小さいクロスフロー
ファンは使用できず、シロッコファンが必要となり、大
きなモータが必要となる。また、帯電粒子がエレクトレ
ット材に付着すればエレクトレット材のその部分の帯電
は中和されてしまうので、エアフィルタとしての寿命が
短いという問題がある。またエアフィルタには高価なエ
レクトレット材が必ず必要であり、コストアップになる
という問題があった。

本発明はこのような課題を解決するもので、圧力損失
が小さく、長寿命化を図れて長期に亘って優れた集塵性
能を維持でき、しかもパワーの大きなシロッコファンな
どが不要となり、安価なエアフィルタを提供することを
目的とするものである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明は、高電圧側の薄状
電極と、低電圧側電極と、前記両電極の間にプリーツ状
の静電フィルタ材とを備え、前記両電極間に電圧を印加
するとともに、前記薄状電極を絶縁フィルムで覆い前記
静電フィルタ材のプリーツ状の折り目に沿ってつづら折
りにし、前記静電フィルタ材は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からなっ
ている。また、高電圧側の薄状電極と、低電圧側電極
と、前記両電極の間に静電フィルタ材とを備え、前記両
電極間に電圧を印加するとともに、前記薄状電極を体積
固有抵抗値が10⁸〜10¹⁵Ω・cmである絶縁フィルムで覆
い、前記静電フィルタ材は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からなってい
る。さらに、エレクトレット材がネットと不織布とから
なり、前記ネットを導電性とし、低電圧側の電極とした
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、エレクト
レット材自身が高い集塵性能を発揮するとともに、ある
程度集塵された際、この塵を介してエレクトレット材の
表面を電流がわずかでも流れることにより、エレクトレ
ット材上の集塵による過剰の電荷を中和して移動させ、
電荷を帯電させないため、集塵性能を高いレベルに指示
することができ、長寿命化を図ることができる。

実施例 以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明
する。

まず、第１図において、11および12はAlやCuなどの金
属箔もしくは導電塗料などよりなる通電材により形成さ
れた第１および第２の電極で、２枚の互いに平行な第１
電極11,11の間の中央に第２電極12が第１電極11に対し
て平行に位置している。これら第１電極11および第２電
極12にはそれぞれ、ポリプロピレン（以下PPと称す）や
ポリエチレンテレフタレート（以下PETと称す）などの
プラスチックフィルムまたは紙またはアクリルニトリル
・ブタジエン・スチレン（以下ABSと称す）やポリブチ
レンテレフタレート（以下PBTと称す）などの樹脂の成
型物よりなる絶縁材13および14が装着されている。15は
自分自身が帯電しているエレクトレット材または外部電
界中に置かれたとき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材よりなる静電フィルタ材であっ
て、PP,PET、ポリスチレン、ポリエチレンなどの高分子
の不織布よりなっており、プリーツ状に加工されて前記
絶縁材13および14が装着された第１の電極11および第２
の電極12との間に隙間16が形成されている。そして前記
第１の電極11を3KV_DCにし、第２の電極12をOV（アー
ス）にすることによって電圧を印加する。また、前記静
電フィルタ材15のプリーツ状の凹部内に位置する同一電
極はリード線などで結線される。また、前記絶縁材13と
14は同じ材料によって作られても良い。特に、PPなどの
プラスチックフィルムは耐圧性が良いので、非常に薄い
ものが使用できる。

上記構成において、第１図矢印の方向に風を流す場
合、電極と絶縁材を合わせた厚さは静電フィルタ材15の
プリーツの山のピッチに比べて小さいので、圧損は殆ん
ど大きくならない。たとえばエアコン用のエアフィルタ
ではPPフィルムの厚さ200μｍ、Al箔の厚さ40μｍでプ
リーツの山のピッチ5mm、山の高さ10mmで圧力損失の増
加は通過速度1m/sでわずか0.1mmag程度である。静電フ
ィルタ材15には外部電界も加わるので、通常の帯電した
粉塵の集塵性能を増大させるだけでなく、粉塵を誘電に
より帯電させる効果によりさらに集塵性能が向上する。
また、静電フィルタ材15としてエレクトレット材を用い
た場合は帯電粉塵によるエレクトレット材の中和現象が
妨げられ、その寿命が長くなる。

次に第２図は電極17の周囲を絶縁材18で包んだ状態を
示し、これにより絶縁を確実なものにするとともに、絶
縁マージン長さを小さくすることによって絶縁材を少な
くでき、またプリーツ状の凹部内に配設しやすくなる。
この構成を前記第１の電極11と第２の電極12の少なくと
も１つに使用することにより効果がある。特に高圧の電
極として絶縁材18で包まれた電極17を用い、低圧の電極
（アース）は電極材のみにすれば、安全な構成で安価と
なりその効果は大きい。また電極の周囲を包む絶縁材と
して異種のものを貼り合わせて作っても良い。

次に、第１図に示す実施例の絶縁材13,14として体積
固有抵抗が10⁸〜10¹⁵Ω・cmのフィルムを用い、このフ
ィルムを通過させて静電フィルタ材15に電荷を供給する
ことにより、静電フィルタ材15の集塵性能の増大および
長寿命化の効果はさらに向上する。すなわち、静電フィ
ルタ材15にはプラスとマイナスが帯電されて集塵能力を
確保しているが、集塵するに従って中和されその集塵能
力が低下される。しかし、若干の漏れ電流が静電フィル
タ材15に流れるようにすることにより、中和を防止して
集塵能力を確保することができる。特に第２図に示すよ
うに電極17を絶縁材18で包んだものは、集塵性能が急変
することなく安定した特性が得られる。体積固有抵抗を
10⁸〜10¹⁵Ω・cmとしたのは、漏れ電流を0.01μＡ〜10m
Aとするためであって、使用電極長や絶縁材の厚さによ
って異なる。そして、漏れ電流0.01μＡ以上で効果が認
められ、10mA以上では使用する高圧電源が大きく、高価
となるためである。絶縁材の材料としては10¹¹〜10¹⁴Ω
・cm位いの体積抵抗率を持つナイロン、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリエチレンに酢酸ビニルを混入したもの、その
他PPやPETなどの樹脂に可塑剤やカーボンなどを添加す
ることによって抵抗調節したものより成るフィルムが適
当である。また、第１図に示すように片面で電極面が露
出していると金属粉などの導電性の粉塵が蓄積したと
き、局部的に漏れ電流が増大して行き、ついには第１の
電極11と第２の電極12が短絡状態となって電源を壊して
しまうことがある。

次に第３図に示す実施例について説明すると、静電フ
ィルタ材15のプリーツ状の凹部に第１および第２の電極
11および12を設けるに際し、第２の電極12間をリード線
19で接続するとともに、前記第２図で説明した構成の第
１の電極11を静電フィルタ材のプリーツ状の折り目に沿
ってつづら折りにして連続状態で設けている。このよう
にすれば、第１の電極11の接続のために第２の電極12の
接続のためのリード線19などのようなものを必要とせ
ず、製造が容易で工数も少なくてすむ。なお、第２の電
極12をつづら折りにすることも可能である。

次に第４図に示す実施例について説明すると、20は導
電性の不織布もしくはネットからなる第２の電極であ
り、静電フィルタ材15の一面に沿わせて配設されて静電
フィルタ材15と一体にプリーツ状に加工されている。こ
の構成を前記第３図に示す構成と組み合わせると、第２
の電極の結線工数も不要となり、さらに圧力損失も小さ
くなる。導電性の不織布もしくはネットとしては、PPや
PETなどのプラスチックフィルムにカーボンを混入した
ものや、後でAlやCuなどの金属を蒸着したものや、導電
線塗料を塗布したものや、金属繊維などで作ることがで
き、静電フィルタ材15の両端で数百ＭΩ以下の抵抗値で
あれば実用上問題ない。なお、逆に第１の電極を導電性
の不織布もしくはネットで構成して静電フィルタ材15の
一面に沿わせても良い。

次に第５図に示す実施例について説明すると、15aは
静電フィルタ材15のベースとなるネット、15bは前記ネ
ット15aに付けられた静電フィルタ材の主構成をなす静
電作用のある不織布である。静電フィルタ材15のベース
となるネット15aを前記実施例で述べたような導電材料
で作ることや静電フィルタ材15の一面に導電性塗料を塗
布することなどにより、静電フィルタ材15の一面に導電
性を持たせて第１の電極もしくは第２の電極とすること
ができる。このようにすれば前記実施例の場合よりもさ
らに加工工数が少なくかつ圧力損失も小さくなる。

ところで、以上述べた第１の電極と第２の電極の導電
材の導電成分として活性炭を用いることによって、脱臭
材を兼ねて脱臭機能を持たせることができる。脱臭材を
兼ねるときはこの電極面が通過空気層に直接接するよう
にする必要がある。不織布に活性炭を付けたものや活性
炭繊維によるシートなどを電極とする場合は特に脱臭機
能が大きい。

また、静電フィルタ材としてPPやPETなどのプラスチ
ックフィルムよりなる不織布を用いる場合、そのプラス
チック材料に有機酸物質をベースとする複合物〔一例と
して大日精化工業（株）のダイムシュ（商品名）〕を混
入することにより、脱臭機能を持った静電フィルタ材が
実現できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、エレクトレット材自身
が高い集塵性能を発揮するとともに、ある程度集塵され
た際、この塵を介してエレクトレット材の表面を電流が
わずかでも流れることにより、エレクトレット材上の集
塵による過剰の電荷を中和して移動させ、電荷を帯電さ
せないため、集塵性能を高いレベルに指示することがで
き、長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例を示し、第１図は第１
実施例におけるエアフィルタの断面図、第２図は電極の
周囲を絶縁材で包んだ実施例の斜視図、第３図はつづら
折りした電極を用いた実施例の斜視図、第４図は導電性
の不織布もしくはネットからなる電極を静電フィルタ材
に沿わせた実施例の断面図、第５図は他の実施例におけ
る静電フィルタ材の斜視図、第６図は従来のエレクトレ
ット材の断面図、第７図は従来の脱臭材を用いたエアフ
ィルタの断面図である。 11……第１の電極、12……第２の電極、13,14……絶縁
材、15……静電フィルタ材、15a……ネット、15b……不
織布、16……隙間、17……電極、18……絶縁材、19……
リード線、20……第２の電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名越 均 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (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 (72)発明者 富田 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 高島 一成 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63−9238（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭51−26390（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高電圧側の薄状電極と、低電圧側電極と、
   前記両電極の間にプリーツ状の静電フィルタ材とを備
   え、前記両電極間に電圧を印加するとともに、前記薄状
   電極を絶縁フィルムで覆い前記静電フィルタ材のプリー
   ツ状の折り目に沿ってつづら折りにしてなるもので、前
   記静電フィルタ材は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エアフィル
   タ。
2. 【請求項２】高電圧側の薄状電極と、低電圧側電極と、
   前記両電極の間に静電フィルタ材とを備え、前記両電極
   間に電圧を印加するとともに、前記薄状電極を体積固有
   抵抗値が10⁸〜10¹⁵Ω・cmである絶縁フィルムで覆い、
   前記静電フィルタ材は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エアフィル
   タ。
3. 【請求項３】エレクトレット材がネットと不織布とから
   なり、前記ネットを導電性とし、低電圧側の電極とした
   請求項１または２記載のエアフィルタ。