JP3520137B2 - 集塵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中に含まれる
不純物に軟Ｘ線を照射して帯電させて、その帯電した不
純物を集塵電極部に付着させることにより空気を清浄に
する集塵装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気中には、塵埃等の固体状の不純物や
薬品等の気体状の不純物が含まれる。これらの不純物
は、人体に有害なものもあり、又、半導体、液晶表示パ
ネル、精密機械、食料品等の製造に際しては製品歩留ま
り低下や特性劣化の原因となる。このような背景より、
空気中に含まれる不純物を高効率に除去する装置が望ま
れている。

【０００３】従来、空気中の不純物を除去して空気を清
浄化する装置として、軟Ｘ線照射により不純物を帯電さ
せて集塵電極部に付着させることにより空気を清浄化す
る集塵装置が、「特開平６−２６２０９９」に開示され
ている。図１１は、従来の集塵装置の構成図である。

【０００４】不純物を含む汚れた空気は、送風器４０に
より、空気流入口６から取り入れられ、エアフィルタ等
からなる前処理ユニット２で比較的大きな不純物が除去
された後、チャンバ８内に流入する。空気に含まれる不
純物は、軟Ｘ線放射装置３０から放射される軟Ｘ線に照
射されると、正または負に帯電する。空気は、複数の平
板電極が平行に配置され交互に正電位と接地電位に設定
された集塵電極部３１を通り抜ける。しかし、帯電した
不純物は、集塵電極部３１を構成する平板電極間で形成
された電界によって、集塵電極部３１内の正電位の平板
電極または接地電位の平板電極に引き寄せられ、一部が
それぞれの平板電極に到達して付着する。従って、集塵
電極部３１を通り抜けた空気に含まれる不純物は減少
し、清浄な空気が、エアフィルタ等からなる後処理ユニ
ット５を経由して、空気流出口７から流出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、帯電
した不純物は、集塵電極部３１内部の電界が形成されて
いる領域に到達した時点から、正に帯電した不純物と負
に帯電した不純物とに選別され、集塵電極部３１を構成
する平板電極に引き寄せられ、一部が付着する。それ
故、チャンバ８内の空気の風速が大きいと、帯電した不
純物は、集塵電極部３１を構成する平板電極に到達する
割合が少なく、集塵電極部３１を通り抜けて空気流通口
７から流出される割合が増える。逆に、チャンバ８内の
空気の風速が小さいと、帯電した不純物は、集塵電極部
３１に到達する以前に、再結合し中性化して電荷を失う
割合が増えるので、やはり集塵電極部３１を通り抜けて
空気流通口７から流出される割合が増える。従って、清
浄化された空気の流出量と空気清浄化の度合いとは両立
し得ず、集塵性能には限界があった。

【０００６】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、集塵効率の良い集塵装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る集塵装置
は、（１）空気を流入する空気流入口と、内部で清浄化
された空気を流出させる空気流出口とを備えるチャンバ
と、（２）チャンバ内に流入された空気に対して軟Ｘ線
を照射して、空気に含まれる不純物を帯電させる軟Ｘ線
照射部と、（３）チャンバ内であって軟Ｘ線の照射領域
の空気流下流側に配置され、複数の電極を備えて複数の
電極間に電界が形成され、帯電した不純物が到達すると
帯電した不純物を付着させる集塵電極部と、（４）チャ
ンバ内であって集塵電極部の空気流上流側に配置され、
集塵電極部との間に電界を形成する補助電極部と、を備
えることを特徴とする。

【０００８】請求項２に係る集塵装置では、集塵電極部
は、空気の流通方向に対して略平行に配置された複数の
平板電極を備え、複数の平板電極は、第１の電位と、第
１の電位とは異なる第２の電位とが、交互に設定され
る。

【０００９】請求項３に係る集塵装置では、補助電極部
は、集塵電極部の何れの電極における電位よりも高電位
または低電位である電位に設定される。請求項４に係る
集塵装置では、集塵電極部の電極および補助電極部は、
いずれか１つの電位が接地電位に設定される。請求項５
に係る集塵装置では、集塵電極部および補助電極部は、
接地電位以外の電位に設定される電極が絶縁被膜を施さ
れる。

【００１０】請求項６に係る集塵装置では、補助電極部
は、軟Ｘ線の照射領域と集塵電極部との間に配置され
る。請求項７に係る集塵装置では、軟Ｘ線の照射領域の
空気流上流側に配置される。

【００１１】請求項８に係る集塵装置では、集塵電極部
の電極は、気体状不純物を吸着する脱臭性材料または気
体状不純物と反応する化学薬剤で表面が構成される。

【００１２】請求項９に係る集塵装置では、空気流入口
からチャンバ内に空気を流入し、空気流出口よりチャン
バ外へ空気を流出させる送風器を更に備える。

【００１３】請求項１に係る集塵装置は以上のような構
成としたので以下のように作用する。チャンバ内に流入
された空気は、軟Ｘ線照射部から出力された軟Ｘ線の照
射領域に到達すると、空気に含まれる不純物は、正また
は負に帯電する。正または負に帯電した不純物は、空気
と共に移動するが、補助電極部と集塵電極部の各電極と
の間に形成された電界による力が作用する。その力の方
向は不純物の極性によって異なる。正に帯電した不純物
と負に帯電した不純物はそれぞれ、補助電極部と集塵電
極部との間に形成された電界領域において既に異なる方
向に力が作用し選別されて、一部が集塵電極部の何れか
の電極に到達し付着する。集塵電極部を通り抜けた空気
は、このようにして不純物が減少して、チャンバ内から
空気流出口を通ってチャンバ外へ出ていく。

【００１４】請求項２に係る集塵装置では、正または負
に帯電した不純物は、集塵電極部の複数の平板電極間の
電界に従って、第１の電位の平板電極または第２の電位
の平板電極の何れかに引き寄せられ、一部がこれら平板
電極に到達し付着する。

【００１５】請求項３に係る集塵装置では、正または負
に帯電した不純物は、補助電極部と集塵電極部の間に形
成された電界により、効率よく第１の電位の平板電極ま
たは第２の電位の平板電極に到達し付着する。

【００１６】請求項４に係る集塵装置では、集塵電極部
の電極および補助電極部のいずれか１つの電位が接地電
位であると、これらの電極間で放電現象を起こすことな
く高い電位差を形成することができるので、帯電した不
純物を効率よく集塵する。

【００１７】請求項５に係る集塵装置では、集塵電極部
および補助電極部の、接地電位以外の電位に設定される
電極に絶縁被膜を施されると、感電や発火を防ぐ。

【００１８】請求項６に係る集塵装置では、不純物は、
軟Ｘ線照射により帯電した後に、補助電極部を通過し
て、補助電極部と集塵電極部との間の電界の影響を受け
て、集塵電極部に向かい、一部が集塵電極部に到達して
付着する。

【００１９】請求項７に係る集塵装置では、不純物は、
補助電極部を通過した後に、軟Ｘ線照射により帯電し
て、直ちに補助電極部と集塵電極部との間の電界の影響
を受けて、集塵電極部に向かい、一部が集塵電極部に到
達して付着する。

【００２０】請求項８に係る集塵装置では、集塵電極部
に到達した気体状不純物は、集塵電極部方面の脱臭性材
料または化学薬剤に吸着されるので、電荷を失った場合
でも再び空気中に出ていくことはない。従って、気体状
不純物をも効率よく除去する。

【００２１】請求項９に係る集塵装置では、空気は送風
器によってチャンバ外から空気流入口を通ってチャンバ
内に強制的に流入される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施例を詳細に説明する。尚、図面の説明において同
一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略す
る。

【００２３】（第１の実施例）先ず、第１の実施例につ
いて説明する。図１は、第１の実施例に係る集塵装置の
断面構成図である。図２は、第１の実施例に係る集塵装
置の動作原理説明図である。

【００２４】本実施例に係る集塵装置は、（１）不純物
を含む汚れた空気２００を空気流入口１０１から流入
し、内部を流通する間に清浄化された空気２１０を空気
流出口１０２から流出させるチャンバ１００と、（２）
チャンバ１００内で空気を強制的に流通させる送風器１
１０と、（３）空気流入口１０１から流入した汚れた空
気２００に含まれる不純物のうち大きな不純物を除去す
るプレフィルタ１２０と、（４）プレフィルタ１２０を
透過した空気に軟Ｘ線を照射し、その空気に含まれる不
純物２２０を正または負に帯電させる軟Ｘ線照射部１３
０と、（５）軟Ｘ線照射部１３０から出力された軟Ｘ線
が照射される軟Ｘ線照射領域１３１から到達した空気を
透過させ、その空気に含まれる帯電した不純物２２１と
２２２を、形成された電界により引き寄せて付着させる
集塵電極部１４０と、（６）集塵電極部１４０の空気流
上流側に配置され、所定の電位に設定されて集塵電極部
１４０との間に電界を形成する補助電極部１５０と、を
備える。

【００２５】チャンバ１００は、空気流入口１０１から
不純物を含む汚れた空気２００を流入し、内部で清浄化
された空気２１０を空気流出口１０２から流出させる。
チャンバ１００は、その内部に、送風器１１０、プレフ
ィルタ１２０、軟Ｘ線照射部１３０の照射口、集塵電極
部１４０、および補助電極部１５０を含む。

【００２６】送風器１１０は、チャンバ１００内の空気
を強制的に流通させて、空気流入口１０１に不純物を含
む汚れた空気２００を流入させ、チャンバ１００内部で
清浄化された空気２１０を空気流出口１０２から流出さ
せる。送風器１１０として例えば送風ファンが用いら
れ、その回転によりチャンバ１００内の空気が強制的に
流通される。

【００２７】プレフィルタ１２０は、空気流入口１０１
からに流入した汚れた空気２００に含まれる不純物のう
ち大きな不純物を除去する。プレフィルタ１２０として
例えばエレクレットフィルタ等が用いられ、０．３μｍ
以上の不純物が除去される。又、ＨＥＰＡフィルタ（hi
gh efficiency particulate air-filter）やＵＬＰＡフ
ィルタ（ultra low penetration air-filter）を用いて
もよい。

【００２８】軟Ｘ線照射部１３０は、チャンバ１００の
側壁付近に配置され、空気２００の流通方向に対して垂
直に軟Ｘ線（数オングストロームないし数百オングスト
ロームの波長領域のＸ線）を出力し、プレフィルタ１２
０を透過して軟Ｘ線照射領域１３１（図中で破線で挟ま
れた領域）に到達した空気２００に対して軟Ｘ線を照射
して、空気２００中に含まれる不純物２２０を正または
負に帯電させる。

【００２９】尚、軟Ｘ線領域よりも長波長である紫外線
領域の光を用いても、空気２００中の不純物２２０を正
または負に帯電させることができる。しかし、紫外光は
オゾンを発生させるので、実用上問題がある。一方、軟
Ｘ線領域よりも短波長である硬Ｘ線領域のＸ線は、不純
物に吸収されにくく不純物を帯電させる効率が悪い上
に、Ｘ線遮蔽設備が大きくなり、これも実用上問題があ
る。軟Ｘ線は、このような問題がなく、空気中に含まれ
る不純物２２０を効率よく正または負に帯電させること
ができる。

【００３０】集塵電極部１４０は、チャンバ１００内で
あって、軟Ｘ線照射領域１３１の空気流下流側にあっ
て、接地電位に設定される複数の平板電極１４１と、負
電位に設定される複数の平板電極１４２とからなる。こ
れらの平板電極は、交互に配置され、又、空気２００の
流通方向に関して平行に配置される。従って、隣合う接
地電位の平板電極１４１と負電位の平板電極１４２との
間に電界が形成される。

【００３１】集塵電極部１４０は、隣合う接地電位の平
板電極１４１と負電位の平板電極１４２との間に形成さ
れた電界によって、軟Ｘ線を照射された空気２００がこ
れら平板電極の間を通り抜ける時、この空気２００中に
含まれる正に帯電した不純物２２１と負に帯電した不純
物２２２とを、何れかの平板電極に向かって引き寄せ
る。即ち、正に帯電した不純物２２１を、負電位の平板
電極１４２の方向に引き寄せ、負に帯電した不純物２２
２を、接地電位の平板電極１４１の方向に引き寄せる。
正に帯電した不純物２２１の一部は、負電位の平板電極
１４２に到達し付着する。同様に、負に帯電した不純物
２２２の一部は、接地電位の平板電極１４１に到達し付
着する。以上のようにして、集塵電極部１４０は、通り
抜ける空気２００に含まれる帯電した不純物２２１と２
２２の一部を集塵する。

【００３２】集塵電極部１４０のサイズは、例えば３３
ｃｍ（縦）×１６ｃｍ（横）×２ｃｍ（空気流通方向）
である。集塵電極部１４０の位置は、軟Ｘ線照射領域１
３１から遠くにあると、軟Ｘ線照射により一度帯電した
不純物は再び中性化するものが多くなるので、軟Ｘ線照
射領域１３１から空気流下流に１ｍ以内に配置されるの
が好ましい。

【００３３】隣合う接地電位の平板電極１４１と負電位
の平板電極１４２との間の間隔は、例えば２ｍｍであ
る。接地電位の平板電極１４１と負電位の平板電極１４
２との間の電位差は、例えば２ｋＶである。これら平板
電極間の間隔や電位差は、帯電した不純物２２１と２２
２を集塵する集塵能力が最大となる条件の下に決められ
る。即ち、平板電極間隔が狭く、また平板電極間電位差
が大きいほど、平板電極間の電界が強く、帯電した不純
物２２１と２２２を強力に平板電極に引き寄せ、又、帯
電した不純物２２１と２２２が平板電極に短い移動距離
で到達することができるので、高効率に集塵を行うこと
ができると考えられる。しかし、実際には、平板電極間
で放電現象が発生するので限界がある。例えば、平板電
極間隔が２ｍｍの時に、平板電極間電位差が３ｋＶない
し４ｋＶ以上であると、平板電極間で放電が発生する。
従って、平板電極間の間隔や電位差は、放電現象が発生
しない範囲で最も集塵能力が高くなる値に決められる。
又、正電位の平板電極と負電位の平板電極を交互に配置
すると放電が起こり易い。従って、一方の平板電極の電
位は接地電位であることが好ましい。

【００３４】補助電極部１５０は、チャンバ１００内で
あって、軟Ｘ線照射領域１３１の空気流下流側であっ
て、集塵電極部１４０の空気流上流側に配置される。補
助電極部１５０の形状は、例えば格子状であって、適当
に開けられた孔部を空気２００が通過できる。補助電極
部１５０の電位は、集塵電極部１４０を構成する接地電
位の平板電極１４１と負電位の平板電極１４２の何れの
電位よりも高電位または低電位に設定され、補助電極部
１５０と集塵電極部１４０との間に電界を形成する。補
助電極部１５０の電位が集塵電極部１４０を構成する平
板電極１４１と平板電極１４２の何れの電位よりも高電
位であれば、補助電極部１４０と集塵電極部１４０との
間の電界は、正に帯電した不純物２２１が空気２００と
共に集塵電極部１４０の負電位の平板電極１４２に向か
うのを加速し、一方、負に帯電した不純物２２２が集塵
電極部１４０の接地電位の平板電極１４１に向かうのを
減速するように働く。

【００３５】補助電極部１５０のサイズは、例えば３３
ｃｍ（縦）×１６ｃｍ（横）である。補助電極部１５０
は、集塵電極部１４０との間に電界を形成することを目
的とするので、集塵電極部１５０との距離を離すことが
可能であり、従って、補助電極部１５０と集塵電極部１
４０との電位差は大きくすることができる。例えば、補
助電極部１５０と集塵電極部１４０との間の間隔は２ｃ
ｍであり、補助電極部１５０の電位は数ｋＶないし数十
ｋＶである。

【００３６】集塵電極部１４０の平板電極１４１と１４
２および補助電極部１５０は、その表面に絶縁被膜を施
されていてもよい。絶縁被膜を施されていても、これら
の電極の間には上述したと同様の電界が形成され、帯電
した不純物２２１と２２２に対して同様に作用する。特
に、接地電位でない電極に絶縁被膜を施すことにより、
高電位の露出部や放電部がなくなるので、電極間放電や
感電を防ぐことができる。又、不純物を帯電させる為の
手段が、コロナ放電ではなく、軟Ｘ線照射である点も、
放電や感電を防ぐことになる。従って、放電によって発
火する危険性のある雰囲気中、例えば有機溶剤雰囲気中
であっても、その危険のない防爆構造の電気集塵装置と
して使用が可能である。

【００３７】尚、補助電極部１５０の電位が、集塵電極
部１４０を構成する平板電極１４１と平板電極１４２と
の間にある電位であっても、補助電極部１５０と集塵電
極部１４０との間には電界が形成される。しかし、この
場合、補助電極部１５０と集塵電極部１４０との電位差
は、平板電極１４１と平板電極１４２との電位差よりも
大きくすることができず、補助電極部１５０と集塵電極
部１４０との間の電界強度も大きくできない。従って、
帯電した不純物２２１と２２２に加えられる力は小さい
ので、集塵効果の向上度合いは少ない。

【００３８】本実施例に係る集塵装置は、以上のように
構成されるので、以下のように作用する。

【００３９】送風器１１０の回転により、不純物２２０
を含む汚れた空気２００は、空気流入口１０１からチャ
ンバ１００内に流入する。この空気２００は、先ず、プ
レフィルタ１２０を通過する。この時、空気２００に含
まれる不純物のうち大きな不純物２２０が除去される。
プレフィルタ１２０を通過した空気中には、依然として
小さい不純物２２０が存在する。

【００４０】不純物２２０を含む空気２００は、軟Ｘ線
照射部１３０から軟Ｘ線が照射されている領域である軟
Ｘ線照射領域１３１を通過する。この時、不純物２２０
は、軟Ｘ線を吸収して正または負に帯電する。

【００４１】正に帯電した不純物２２１と負に帯電した
不純物２２２とを含む空気２００は、補助電極部１５０
の孔部を通り抜け、更に、集塵電極部１４０に向かって
流通する。この時、空気２００と共に移動する正に帯電
した不純物２２１は、補助電極部１５０と集塵電極部１
４０の平板電極１４１および１４２との間に形成された
電界によって、集塵電極部１４０の負電位の平板電極１
４２に向かって加速される。一方、空気２００と共に移
動する負に帯電した不純物２２２は、補助電極部１５０
と集塵電極部１４０の平板電極１４１および１４２との
間に形成された電界によって、集塵電極部１４０の接地
電位の平板電極１４１に向かうが、しかし減速される。

【００４２】このように、正に帯電した不純物２２１と
負に帯電した不純物２２２は、それぞれ異なる方向に力
が作用して、補助電極部１５０を通過した時点で既にそ
れぞれの方向に方向付けられるので、平板電極１４１ま
たは１４２に到達する割合が増加する。また、正に帯電
した不純物２２１と負に帯電した不純物２２２とが補助
電極部１５０を通過した時点で既にそれぞれの方向に方
向付けされることと、正に帯電した不純物２２１が加速
されて短時間に負電位の平板電極１４２に到達すること
ができるから、軟Ｘ線照射により帯電した不純物２２１
と２２２は、再結合により中性化する割合が減少する。

【００４３】従って、軟Ｘ線照射により正に帯電した不
純物２２１は、集塵電極部１４０の負電位の平板電極１
４２に、負に帯電した不純物２２２は、集塵電極部１４
０の接地電位の平板電極１４１に、高効率で到達し付着
するので、集塵電極部１４０を通過し空気流出口１０２
からチャンバ１００外へ流出する空気２１０は、不純物
が効率よく除去された清浄な空気となる。

【００４４】図３は、第１の実施例に係る集塵装置の断
面図である。この図では、更にＸ線遮蔽部１６０が備え
られている。また、図４は、第１の実施例に係る集塵装
置の構成説明図である。図４（ａ）は、集塵装置の外観
の斜視図であり、図４（ｂ）は、集塵装置のチャンバ１
００の前面部を開放して、その内部にある集塵電極部１
４０、補助電極部１５０およびＸ線遮蔽部１６０を外部
に取り出した様子を示す図である。

【００４５】これらの図に示すように、集塵電極部１４
０は、空気の流通方向に対して平行に配置された複数の
平板電極からなり、それらの平板電極間を空気が流通す
ることができる。又、補助電極部１５０は、格子状の形
状を有し、その孔部を空気が流通することができる。

【００４６】Ｘ線遮蔽部１６０は、Ｘ線照射領域１３１
に対して空気流上流側に配置され、軟Ｘ線照射部１３０
から照射された軟Ｘ線を遮蔽してチャンバ１００外に漏
洩させないものである。Ｘ線照射部１６０は、複数の遮
蔽板からなり、これら遮蔽板の間を空気２００が通過す
ることができる。軟Ｘ線照射部１３０から照射される軟
Ｘ線は人体等に対して有害であるので、集塵装置を実用
に供するには、軟Ｘ線をチャンバ１００外に漏洩しては
ならない。しかし、空気流入口１０１は、空気２００を
流入する為に開口構造であるので、ここから容易に軟Ｘ
線が漏洩する。これを防ぐ為に、Ｘ線遮蔽部１６０が設
けられる。更に、チャンバ１００は、その軟Ｘ線を透過
させない材料で構成される必要がある。

【００４７】次に、第１の実施例に係る集塵装置を用い
た実験結果について述べる。

【００４８】実験に用いた集塵装置は以下の通りであ
る。集塵電極部１４０のサイズは、３３ｃｍ（縦）×１
６ｃｍ（横）×２ｃｍ（空気流通方向）である。集塵電
極部１４０の負電位の平板電極１４２の電位は、−２ｋ
Ｖである。接地電位の平板電極１４１と負電位の平板電
極１４２は、交互に、空気の流通方向に平行に２ｍｍ間
隔で配置される。補助電極部１５０の電位は、＋５ｋＶ
であり、サイズは、３３ｃｍ（縦）×１６ｃｍ（横）で
あり、形状は格子形状である。集塵電極部１４０と補助
電極部１５０との間隔は、２ｃｍである。但し、プレフ
ィルタ１２０を取り外した。このような集塵装置を基本
とし、適宜条件を変更して、内部容積４ｍ³ の箱に入れ
て動作させ、動作開始後の各時刻における箱内の０．３
μｍクラスの不純物の数をパーティクルカウンタで計数
した。

【００４９】図５は、補助電極部の有効性に関する実験
結果のグラフである。集塵装置の動作開始後の各時刻に
おける、箱内の空気１リットル当たりに存在する不純物
の数を、４つの条件ないしそれぞれについて示す。
４条件において送風器１１０は同様に動作させた。

【００５０】条件では、補助電極部１５０および集塵
電極部１４０を取り外し、軟Ｘ線照射部１３０から軟Ｘ
線を照射させなかった。○印は、この条件下における不
純物計数の変化を示す。

【００５１】条件では、補助電極部１５０を取り外
し、集塵電極部１４０を設けて前記の電位を与え、軟Ｘ
線照射部１３０から軟Ｘ線を照射させなかった。△印
は、この条件下における不純物計数の変化を示す。

【００５２】条件では、補助電極部１５０を取り外
し、集塵電極部１４０を設けて前述の電位を与え、軟Ｘ
線照射部１３０から軟Ｘ線を照射させた。この条件は従
来の集塵装置の構成である。□印は、この条件下におけ
る不純物計数の変化を示す。

【００５３】条件では、補助電極部１５０を設けて前
述の電位を与え、集塵電極部１４０を設けて前述の電位
を与え、軟Ｘ線照射部１３０から軟Ｘ線を照射させた。
この条件は本実施例に係る集塵装置の構成である。◇印
は、この条件下における不純物計数の変化を示す。

【００５４】条件においても残存不純物数は、時間の
経過とともに減少する。これは、空気中に含まれていた
不純物が、時間の経過とともに下降していき、箱の底や
集塵装置のチャンバの底に沈んでいくからである。

【００５５】条件における残存不純物数も、時間の経
過と共に減少し、条件における実験結果と比較して、
４分経過時点において約３／４、８分経過以降において
約２／３、であった。これは、空気中に含まれていた不
純物が、時間の経過とともに下降していき、箱の底や集
塵装置のチャンバの底に沈んでいくだけでなく、不純物
が帯電していなくとも集塵電極部１４０に到達するもの
があり、これら不純物が集塵電極部１４０に付着するか
らである。

【００５６】条件における残存不純物数は、条件に
おける実験結果と比較して差が小さい。即ち、不純物が
軟Ｘ線を照射されて帯電するにも拘らす、軟Ｘ線を照射
されない場合（条件）と差異のない結果となった。

【００５７】条件における残存不純物数は、条件に
おける実験結果と比較して、２分経過時点において約３
／４、４分経過時点において約１／３、８分経過以降に
おいては１／７ないし１／８、であった。

【００５８】この図より以下のことが認められる。条件
の場合の実験結果と条件の場合の実験結果との比較
から、従来の集塵装置（条件）においては、送風器１
１０によりチャンバ１００内の空気が速く移動するた
め、軟Ｘ線照射によって帯電した不純物２２１と２２２
の大部分は、集塵電極部１４０の平板電極１４１または
１４２に到達することなく、空気の移動とともに集塵電
極部１４０を通り抜けることが分かる。しかし、本実施
例に係る集塵装置（条件）においては、チャンバ１０
０内の空気移動速度が従来の集塵装置（条件）と同一
であっても、効率よく不純物を集塵することが認められ
る。即ち、所定の電位に設定される補助電極部１５０を
設けることにより集塵性能の向上が認められる。

【００５９】図６は、補助電極部の電位それぞれにおけ
る集塵効率の実験結果のグラフである。集塵装置の動作
開始後の各時刻における、箱内の空気１リットル当たり
に存在する不純物の数を、補助電極部の電位それぞれに
ついて示す。

【００６０】○印は、補助電極部の電位を接地電位とし
た場合の、△印は、補助電極部の電位を＋２．５ｋＶと
した場合の、□印は、補助電極部の電位を＋５．０ｋＶ
とした場合の、残存不純物数の時間変化を示す。

【００６１】補助電極部の電位が＋２．５ｋＶである場
合の残存不純物数は、補助電極部の電位が接地電位であ
る場合の実験結果と比較して、４分経過時点において約
２／３、８分経過以降において約３／５、であった。

【００６２】補助電極部の電位が＋５．０ｋＶである場
合の残存不純物数は、補助電極部の電位が＋２．５ｋＶ
である場合の実験結果と比較して、４分経過時点におい
て約１／２、８分経過以降において約１／５、であっ
た。

【００６３】この図より、補助電極部と集塵電極部との
電位差が大きいほど、優れた集塵効率を示すことが認め
られる。

【００６４】（第２の実施例）次に、第２の実施例につ
いて説明する。図７は、第２の実施例に係る集塵装置の
動作原理説明図である。本実施例に係る集塵装置は、前
述の第１の実施例と比較して、軟Ｘ線照射部１３０によ
り照射される軟Ｘ線照射領域１３１が、補助電極部１５
０と集塵電極部１４０との間にある点が異なる。

【００６５】補助電極部１５０は、前述の第１の実施例
と同様の電位と形状を有し、帯電していない不純物２２
０を含む空気２００を透過させ、集塵電極部１４０との
間に電界を形成する。

【００６６】軟Ｘ線照射部１３０は、チャンバ１００の
側壁付近に配置され、空気２００の流通方向に対して垂
直に軟Ｘ線を出力し、補助電極部１５０を通過し軟Ｘ線
照射領域１３１に到達した空気２００に対して軟Ｘ線を
照射して、空気２００に含まれる不純物２２０を正また
は負に帯電させる。

【００６７】本実施例に係る集塵装置は、以上のように
構成されるので、以下のように作用する。不純物２２０
を含む汚れた空気２００は、補助電極部１５０の孔部を
通過した後に、軟Ｘ線照射部１３０から出力された軟Ｘ
線が照射される軟Ｘ線照射領域１３１を通過する。この
時、空気２００中に含まれる不純物２２０は、軟Ｘ線を
吸収して正または負に帯電する。その後、正に帯電した
不純物２２１と負に帯電した不純物２２２は、補助電極
部１５０と集塵電極部１４０の平板電極１４１および１
４２との間に形成された電界によって、前述の第１の実
施例と同様の振る舞いをして、一部が集塵電極部１４０
の平板電極１４１または１４２に到達して付着し、集塵
電極部１４０を通過した空気２１０は清浄な空気とな
る。

【００６８】（第３の実施例）次に、第３の実施例につ
いて説明する。図８は、第３の実施例に係る集塵装置の
動作原理説明図である。本実施例に係る集塵装置は、前
述の第１の実施例と比較して、軟Ｘ線照射部１３０が、
プレフィルタ１２０と補助電極部１５０との間の空気２
００流通経路中にある点が異なる。

【００６９】軟Ｘ線照射部１３０は、プレフィルタ１２
０と補助電極部１５０との間にあって、プレフィルタ１
２０の空気流出側に配置され、空気２００流通経路中に
ある。軟Ｘ線照射部１３０は、補助電極部１５０に向け
て軟Ｘ線を出力する。この時、軟Ｘ線照射部１３０は、
軟Ｘ線を発散させて放射し、軟Ｘ線照射部１３０から補
助電極部１５０に向けて流通する空気２００の全体に軟
Ｘ線を照射することが好ましい。これにより、空気２０
０に含まれる不純物２２０を正または負に帯電させる。

【００７０】本実施例に係る集塵装置は、以上のように
構成されるので、以下のように作用する。プレフィルタ
１２０を透過した不純物２２０を含む汚れた空気２００
は、軟Ｘ線照射部１３０から出力された軟Ｘ線が照射さ
れる軟Ｘ線照射領域１３１を通過する。この時、空気２
００中に含まれる不純物２２０は、軟Ｘ線を吸収して正
または負に帯電する。その後、正に帯電した不純物２２
１と負に帯電した不純物２２２は、補助電極部１５０の
孔部を通過し、補助電極部１５０と集塵電極部１４０の
平板電極１４１および１４２との間に形成された電界に
よって、前述の第１の実施例と同様の振る舞いをして、
一部が集塵電極部１４０の平板電極１４１または１４２
に到達して付着し、集塵電極部１４０を通過した空気２
１０は清浄な空気となる。

【００７１】（第４の実施例）次に、第４の実施例につ
いて説明する。図９は、第４の実施例に係る集塵装置の
動作原理説明図である。本実施例に係る集塵装置は、前
述の第１の実施例と比較して、集塵電極部１４０に替え
て、気体状不純物を吸着する脱臭性材料または気体状不
純物と反応する化学薬剤で表面が構成された平板電極１
４１Ａと１４２Ａが交互に配置されてなる集塵電極部１
４０Ａを備える。

【００７２】集塵電極部１４０Ａの平板電極１４１Ａと
１４２Ａは、気体状不純物を吸着する脱臭性材料または
気体状不純物と反応する化学薬剤が表面に塗布等されて
いる。或いは、平板電極１４１Ａと１４２Ａの全体が脱
臭性材料で構成されていてもよい。脱臭性材料として、
例えば、活性炭、イオン交換樹脂、ゼオライト、セピオ
ライト等が用いられる。この脱臭性材料は、平板電極１
４１Ａまたは１４２Ａの表面に到達した不純物の内、気
体状不純物を吸着する。又、化学薬剤は、平板電極１４
１Ａまたは１４２Ａの表面に到達した不純物の内、気体
状不純物と反応し、その気体状不純物をこれら平板電極
１４１Ａまたは１４２Ａに付着させる。尚、気体状不純
物とは、例えば、半導体や液晶表示パネルの製造の際に
使用される各種液体の蒸気や、各種工場等で排出される
排気ガスである。

【００７３】本実施例に係る集塵装置は、以上のように
構成されるので、以下のように作用する。

【００７４】プレフィルタ１２０を透過した不純物２２
０を含む汚れた空気２００は、軟Ｘ線照射部１３０から
出力された軟Ｘ線が照射される軟Ｘ線照射領域１３１を
通過する。この時、空気２００中に含まれる不純物２２
０は、軟Ｘ線を吸収して正または負に帯電する。その
後、正に帯電した不純物２２１と負に帯電した不純物２
２２は、補助電極部１５０の孔部を通過し、補助電極部
１５０と集塵電極部１４０Ａの平板電極１４１Ａおよび
１４２Ａとの間に形成された電界によって、一部が集塵
電極部１４０Ａの平板電極１４１Ａまたは１４２Ａに到
達して付着する。平板電極１４１Ａまたは１４２Ａに付
着した不純物２２１と２２２は、やがて電荷を失う。塵
埃等の固体状不純物は、電荷を失っても、平板電極１４
１Ａまたは１４２Ａに付着したままである。帯電した固
体状不純物のこの時点までの振る舞いは、前述の第１の
実施例と同様である。

【００７５】前述の第１の実施例の場合では、気体状不
純物は、電荷を失うと、平板電極１４１または１４２か
ら離れて空気中に漂い、チャンバ１００外へ流出してい
く。しかし、本実施例の場合には、気体状不純物は、平
板電極１４１Ａまたは１４２Ａの表面の脱臭性材料に吸
着され又は化学薬剤と反応するので、電荷を失っても、
平板電極１４１Ａまたは１４２Ａから離れて空気中に漂
うことはない。又、気体状不純物は、軟Ｘ線を照射され
て一部クラスタ状となるので、平板電極１４１Ａまたは
１４２Ａの表面に付着し易くなる。従って、本実施例に
係る集塵装置は、塵埃等の固体不純物だけでなく気体状
不純物をも効率よく除去することができるので、脱臭装
置としても作用する。

【００７６】次に、第４の実施例に係る集塵装置を用い
た実験結果について述べる。図１０は、第４の実施例に
係る集塵装置を用いた実験結果のグラフである。図１０
（ａ）は、気体状不純物がトルエンである場合の実験結
果、図１０（ｂ）は、気体状不純物がアセトアルデヒド
ある場合の実験結果、図１０（ｃ）は、気体状不純物が
アンモニアである場合の実験結果、である。

【００７７】いずれの場合も、空気中にふくまれる気体
状不純物の初期濃度は１００ｐｐｍであり、空気の温度
は２５℃であり、内容積２２リットルの閉空間内にこの
ような条件を設定した。本実験に用いた集塵装置の集塵
電極の平板電極は活性炭電極である。図１０（ａ）ない
し（ｃ）において、符号Ａで示される曲線は、補助電極
部を取り外した場合の、集塵装置動作開始後の各時刻に
対する気体状不純物の残存率である。符号Ｂで示される
曲線は、補助電極部を備えた場合の、集塵装置動作開始
後の各時刻に対する気体状不純物の残存率である。これ
らのグラフ下ら、いずれの場合も、補助電極部を設ける
ことにより気体状不純物が効率よく除去されていること
が認められる。

【００７８】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、種々の変形が可能である。例えば、補助電極部
１５０の電位と、集塵電極部１４０の平板電位１４１と
１４２の電位の関係は、上述の実施例で説明した電位関
係に限られない。

【００７９】補助電極部１５０の電位を負電位とし、集
塵電極部１４０の平板電位１４１と１４２の電位をそれ
ぞれ正電位と接地電位としてもよい。この場合、補助電
極部１５０と集塵電極部１４０との間の電界は、上述の
第１の実施例において説明した電界とは逆方向になる。
従って、正に帯電した不純物２２１と負に帯電した不純
物２２２の電界中の振る舞いは、上述の第１の実施例に
おいて説明した電界中の振る舞いと逆になるが、同様の
作用・効果が得られる。

【００８０】又、補助電極部１５０の電位を接地電位と
し、集塵電極部１４０の平板電位１４１と１４２の電位
をそれぞれ異なる負電位としてもよい。この場合、補助
電極部１５０と集塵電極部１４０との間の電界は、上述
の第１の実施例において説明した電界と同様である。従
って、正に帯電した不純物２２１と負に帯電した不純物
２２２の電界中の振る舞いは、上述の第１の実施例にお
いて説明した電界中の振る舞いと同様であり、同様の作
用・効果が得られる。

【００８１】補助電極部１５０の形状は任意の形状で構
わない。上述の実施例で述べた格子形状である場合であ
っても、その孔部の形状や開口率（孔部の面積割合）は
任意で構わない。複数個の線状電極が空気流通方向に対
して垂直に並列配置された形状であってもよい。板状電
極でもよいし、１つ又は複数の孔部を有する板状電極で
もよいし、複数個の板状電極が空気流通方向に対して垂
直に並列配置された形状であってもよい。パイプを束ね
たものでもよい。

【００８２】送風器は、チャンバ内に置かれなくともよ
く、チャンバ外であってもよいし、例えば既存の空調器
による空気流を利用してチャンバ内に空気を流通させて
もよい。

【００８３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり本発明によ
れば、軟Ｘ線照射により帯電した不純物を付着させる集
塵電極部に対して空気の流れの空気流上流側に補助電極
部が設けられ、補助電極部と集塵電極部との間に電界が
形成される。軟Ｘ線照射により正に帯電した不純物と負
に帯電した不純物それぞれには電界のために異なる力が
作用する。正または負に帯電した不純物は、補助電極部
と集塵電極部との間の領域において既に、集塵電極部の
それぞれの電位に設定される平板電極の方向に方向付け
られる。従って、帯電した不純物は効率よく集塵電極部
に到達して付着するので、集塵装置の集塵効率が向上す
るという効果を有する。特に、チャンバ内を流通する空
気の風速が大きくても、優れた集塵性能を有する。

【００８４】特に、補助電極部が、集塵電極部の何れの
電極における電位よりも高電位または低電位である電位
に設定される場合には、集塵電極部と補助電極部との間
の電界によって、不純物は効率よく集塵電極部に到達し
付着する。

【００８５】集塵電極部の電極および補助電極部のいず
れか１つの電位が接地電位である場合には、電極間で放
電現象を起こすことなく高い電位差を形成することがで
きるので、帯電した不純物を効率よく集塵できる。

【００８６】集塵電極部および補助電極部が、接地電位
以外の電位に設定される電極部分に絶縁被膜を施されて
いる場合には、感電や発火を防ぐことができ、発火の危
険のある雰囲気中であっても使用できる。

【００８７】更に、集塵電極部が気体状不純物を吸着す
る脱臭性材料または気体状不純物と反応する化学薬剤で
表面が構成される場合には、集塵電極部に到達した気体
状不純物は、その脱臭性材料または化学薬剤に吸着され
るので、電荷を失った場合でも再び空気中に出ていくこ
とはなく、従って、気体状不純物をも効率よく除去す
る。

【００８８】更に、送風器を備える場合には、空気は強
制的にチャンバ内を流通され、この集塵装置が置かれ動
作している空間内の空気を清浄にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る集塵装置の断面構成図であ
る。

【図２】第１の実施例に係る集塵装置の動作原理説明図
である。

【図３】第１の実施例に係る集塵装置の断面図である。

【図４】第１の実施例に係る集塵装置の構成説明図であ
る。

【図５】補助電極部の有効性に関する実験結果のグラフ
である。

【図６】補助電極部の電位それぞれにおける集塵効率の
実験結果のグラフである。

【図７】第２の実施例に係る集塵装置の動作原理説明図
である。

【図８】第３の実施例に係る集塵装置の動作原理説明図
である。

【図９】第４の実施例に係る集塵装置の動作原理説明図
である。

【図１０】第４の実施例に係る集塵装置を用いた実験結
果のグラフである。

【図１１】従来の集塵装置の構成図である。

【符号の説明】 １００…チャンバ、１０１…空気流入口、１０２…空気
流出口、１１０…送風器、１２０…プレフィルタ、１３
０…軟Ｘ線照射部、１３１…軟Ｘ線照射領域、１４０…
集塵電極部、１４１…接地電位の平板電極、１４２…負
電位の平板電極、１５０…補助電極部、１６０…Ｘ線遮
蔽部、２００…汚れた空気、２１０…清浄化された空
気、２２０…不純物、２２１…正に帯電した不純物、２
２２…負に帯電した不純物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B03C 3/00 - 3/88

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気を流入する空気流入口と、内部で清
   浄化された空気を流出させる空気流出口とを備えるチャ
   ンバと、 前記チャンバ内に流入された空気に対して軟Ｘ線を照射
   して、空気に含まれる不純物を帯電させる軟Ｘ線照射部
   と、 前記チャンバ内であって軟Ｘ線の照射領域の空気流下流
   側に配置され、複数の電極を備えて前記複数の電極間に
   電界が形成され、帯電した不純物が到達すると帯電した
   不純物を付着させる集塵電極部と、 前記チャンバ内であって前記集塵電極部の空気流上流側
   に配置され、前記集塵電極部との間に電界を形成する補
   助電極部と、 を備えることを特徴とする集塵装置。
2. 【請求項２】 前記集塵電極部は、空気の流通方向に対
   して略平行に配置された複数の平板電極を備え、 前記複数の平板電極は、第１の電位と、前記第１の電位
   とは異なる第２の電位とが、交互に設定される、 ことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
3. 【請求項３】 前記補助電極部は、前記集塵電極部の何
   れの電極における電位よりも高電位または低電位である
   電位に設定されることを特徴とする請求項１記載の集塵
   装置。
4. 【請求項４】 前記集塵電極部の電極および前記補助電
   極部は、いずれか１つの電位が接地電位であることを特
   徴とする請求項１記載の集塵装置。
5. 【請求項５】 前記集塵電極部および前記補助電極部
   は、接地電位以外の電位に設定される電極が絶縁被膜を
   施されることを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
6. 【請求項６】 前記補助電極部は、前記軟Ｘ線の照射領
   域と前記集塵電極部との間に配置されることを特徴とす
   る請求項１記載の集塵装置。
7. 【請求項７】 前記補助電極部は、前記軟Ｘ線の照射領
   域の空気流上流側に配置されることを特徴とする請求項
   １記載の集塵装置。
8. 【請求項８】 前記集塵電極部の電極は、気体状不純物
   を吸着する脱臭性材料または気体状不純物と反応する化
   学薬剤で表面が構成されることを特徴とする請求項１記
   載の集塵装置。
9. 【請求項９】 前記空気流入口から前記チャンバ内に空
   気を流入し、前記空気流出口より前記チャンバ外へ空気
   を流出させる送風器を更に備えることを特徴とする請求
   項１記載の集塵装置。