JP4292680B2 - 放電電極 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気集塵機などで使用されるイオン化部に関し、特にコロナ放電用の突起を有する放電電極のメンテナンスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気集塵機を例に取り上げて説明する。電気集塵機の集塵エレメントは、電極間でコロナ放電を発生させて塵埃を帯電させるイオン化部と、このイオン化部によって帯電された塵埃をクーロン力によって集塵板へ付着させるコレクタ部とから構成されている。
図６は特開平５−１８４９６９号公報に開示される従来の電気集塵機のイオン化部を示す斜視図である。図において１は板金加工によって打抜き成形された帯状の金属板からなる放電電極である。放電電極１は空気流と直交する方向に配され、上流側の端部には先鋭な突起１ａが一定の間隔をおいて複数形成されている。２は放電電極１に対向して設けられた対向電極である。これら放電電極１と対向電極２とからイオン化部が構成されている。
ここで先鋭な突起１ａは電界集中によりコロナ放電を発生し易くするためのもので、突起１ａの先鋭度が高くなればなるほどコロナ放電を発生する電圧は下がっていく。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のイオン化部は、以上のように構成されており、イオン化部を稼動させることにより放電電極１に設けた複数の先鋭な突起１ａが、コロナ放電によって発熱し、突起１ａを形作る金属原子が放電電子とともに少しずつ飛散したり、酸化されたりしていた。このため突起１ａの先端部は消耗したり、汚れたりして放電電極１の放電特性も劣化していた。
【０００４】
このような放電電極の劣化に対し、放電電極の突起を定期的に洗浄するというメンテナンスを施すケースがほとんどあるが、先鋭度が戻って初期の放電特性を回復するケースはまれである。
特に消耗が激しい場合には放電電極１を全面交換しなければならず、時間的な損失は大きく、コスト的にも高価であるといった問題を有していた。
【０００５】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、簡単なメンテナンスで長期にわたり良好な放電特性を維持することができるイオン化部を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放電電極は、コロナ放電用の突起を端部に設けた金属板からなり、突起上に、突起の先端部を形成する鋭角の一辺に平行な切断線を設け、ここを境界として外力を加えることにより先端部を切断でき、切断後の切断面が突起の新たな先端部として機能するように構成したものである。
【０００７】
切断線を、導電性を有し、放電電極の主材料と比べて機械的強度が弱い材料による接合層となるように構成したものである。
【０００８】
突起と対向電極を空気流に沿って平行に配し、空気流に直交する方向から突起を対向電極へ投影した像の先端部から対向電極の風上側の端部までの距離をＡ、対向電極の空気流に沿った幅をＢとした時、
２Ｂ／３≧Ａ＞０
の関係式を満たすように構成したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１、２はそれぞれ本発明の実施の形態１によるイオン化電極の側面図と放電電極に設けた突起の拡大図である。
図１において１１は帯状の金属板からなる放電電極であり、長手方向の端部には単一の突起１１ａが成形されている。また図２に示すように突起１１ａには、先端部の鋭角を形成する一辺に平行な切断線１１ｂが一定の間隔を置いて複数形成されている。
【００１０】
図２に示すように、この切断線１１ｂは他の部分より厚みが薄い溝となっており、ここを境界として先端側に曲げ外力を加えると、切断線１１ｂより先の部分を切落とすことができる。
このようにして突起１１ａの先端部が消耗して交換しなければならない時、新たに同じ形状の先端部を簡単に形成することができる。
【００１１】
この時、放電電極１１の突起１１ａの先端部と対向電極２の間隔は変化するが、放電特性の変動幅が許容範囲以内となるように予め切断線１１ｂの間隔と数を設定しておけばよい。また放電電極１１の突起１１ａの先端部と対向電極２の距離が一定となるように対向電極２または放電電極１１に可動機構を設けてもよい。
【００１２】
なお上記説明では突起１１ａを単一としたが、複数であってもよい。
また、切断線１１ｂを溝とした場合について述べたが、同一材料で厚みを変えずに切断線１１ｂに相当する部位の機械的強度が弱くなるようにレーザ、電子ビームなどを用いた熱的加工を施してもよい。
【００１３】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２における放電電極の突起の拡大図である。
図において１１ｃは突起１１ａの先端部が消耗した時、新たな先端部を形成するために切落とされる切落とし部である。また１１ｄは切落とし部１１ｃより機械的強度の弱い導電性材料からなる薄い接合層で、これによって各切落とし部１１ｃは繋がれている。
【００１４】
上記構成において劣化した先端部を有する切落とし部１１ｃは、機械的強度の弱い導電性材料で形成された接合層１１ｄを境界として曲げ外力を加えることにより切落とされる。これに伴って新しい切落とし部１１ｃの切断面が露出し、突起１１ａの先鋭な先端部として機能する。このようにして突起１１ａのメンテナンスを簡単かつ迅速に実施できる。
【００１５】
実施の形態3．
図４は、本発明の実施の形態３におけるイオン化部を空気流及び対向電極と直交する方向から見た図である。図において放電電極１１の突起１１ａは、空気流に沿って平行に配している。空気流と直交する方向に配した実施の形態１とは逆になっているが、作用は同じである。
【００１６】
図に示すように空気流と直交する方向から突起を対向電極面上に投影した投影像において、対向電極の上流側の端部から突起の先端部までの投影像の高さをＡ、対向電極の幅をＢとする。幅Bに対して投影像の高さＡをどの範囲に選ぶかは、切落とし部の全体量を決めるうえで重要な意味を持っている。この点につき放電電極と対向電極の距離が一定の条件の下で、幅Bに対して投影像の高さＡを変化させた時の放電特性について実験を行った。
【００１７】
図５に２Ｂ／３≧Ａ＞０、Ａ＝０、２Ｂ／３＜Ａ の三つのケースにつき放電特性を測定した結果を比較して示す。
図からわかるように、同一の印加電圧に対するコロナ電流は、２Ｂ／３≧Ａ＞０（実線）、Ａ＝０（鎖線）、２Ｂ／３＜Ａ（一点鎖線）の順に低くなっている。このことは、同一の印加電圧では、コロナ電流は、２Ｂ／３≧Ａ＞０の場合が最も高く、帯電効率も最も良くなる事を意味している。
【００１８】
この結果に対する詳細なメカニズムは不明であるが、定性的には放電電子が放電電極と対向電極の間を移動する際、空気流に押し流されて到達点が風下側に延びるため、突起の先端部は予め下流側に寄せた方が放電特性の上からは有利であることに起因していると考えられる。
【００１９】
以上の結果を踏まえると、放電電極の突起の投影像と対向電極については、２Ｂ／３≧Ａ＞０の条件を満たすように設定すればよい。したがって切断してない初期状態における投影像の高さＡを２Ｂ／３として、最終の切断を行った後の投影像の高さＡが０になるよう突起の切落とし部の全体量を設定すれば、長期に亘り帯電効率を良好に維持することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の放電電極によれば、以下に示すような効果が得られる。
【００２１】
コロナ放電用の突起の上に、先端部の一辺に平行な切断線を設け、ここを境界として外力を加えることにより先端部が切断でき、切断後の切断面が突起の新たな先端部として機能するように構成したので、洗浄メンテナンスあるいは放電電極等の交換といったことが不要となり、安価で簡単なメンテナンスにより良好な放電特性を維持することができるという効果がある。
【００２２】
切断線を、導電性を有し、放電電極の主材料と比べて機械的強度が弱い材料による接合層とするように構成したので洗浄メンテナンスあるいは放電電極等の交換といったことが不要となり、安価で簡単なメンテナンスにより良好な放電特性を維持することができるという効果がある。
【００２３】
突起と対向電極を空気流に沿って平行に配し、空気流に直交する方向から突起を対向電極側へ投影した像の先端部から対向電極の風上側の端部までの距離をＡ、対向電極の空気流に沿った幅をＢとした時、
２Ｂ／３≧Ａ＞０
の関係式を満たすように構成したので長期に亘り良好な放電特性を維持することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるイオン化部の側面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１における放電電極に設けた突起の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態２における放電電極の突起の拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態３におけるイオン化部を空気流及び対向電極と直交する方向から見た図である。
【図５】本発明の実施形態３における三つのケースに対する印加電圧と放電電流の特性図である。
【図６】従来の電気集塵機におけるイオン化電極を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 放電電極、１ａ 突起、２ 対向電極、１１ 放電電極、
１１ａ 突起、１１ｂ 切断線、１１ｃ 切落とし部、１１ｄ 接合層

Claims (3)

1. コロナ放電用の突起を端部に設けた金属板からなり、該突起上に、該突起の先端部を形成する鋭角の一辺に平行な切断線を設け、ここを境界として外力を加えることにより先端部を切断でき、切断後の切断面が該突起の新たな先端部として機能するように構成したことを特徴とする放電電極。
2. 前記切断線を、導電性を有し前記放電電極の主材料と比べて機械的強度が弱い材料による接合層としたことを特徴とする請求項１記載の放電電極。
3. 前記突起と対向電極を空気流に沿って平行に配し、該空気流に直交する方向から前記突起を該対向電極へ投影した像の先端部から該対向電極の風上側の端部までの距離をＡ、該対向電極の空気流に沿った幅をＢとした時、
   ２Ｂ／３≧Ａ＞０
   の関係式を満たすように構成されたことを特徴とする請求項１もしくは２記載の放電電極。

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