JP4603763B2 - 電気集塵ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気集塵ユニットに係り、詳しくは、空気清浄機、ディーゼルエンジンの排気黒煙除去装置及び工場のオイルミスト除去装置等に適用して好適な電気集塵ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オフィス、レストラン、遊技施設、工場、住宅等の建物は気密性の高い構造となっているため、空気中に浮遊するタバコの煙、トナー、溶接ヒュームその他有害な微粒子が、屋内にいる人の健康を害したり、設備や機器を汚す確率を高めている。そこで、オフィスや住宅等に設置して、室内に浮遊するタバコの煙等の微粒子を捕集し、ついでに、悪臭も除去する、電気集塵式の空気清浄機が普及してきている。
【０００３】
ところで、この種の空気清浄機の１つとして、ニードル放電方式の空気清浄機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この空気清浄機は、図１４に示すように、空気吸込口１と空気吹出口２とを持つ装置箱体３と、この装置箱体３内に、風上側から風下に向けて順次装着された、パネル状のプレフィルタ４と、箱形の電気集塵ユニット５と、活性炭素繊維からなるパネル状の脱臭フィルタ６と送風ファン７とから概略構成されている。
【０００４】
上記構成において，送風ファン７を運転状態にすると、室内空気が空気吸込口１から吸い込まれる。このとき、室内空気がタバコの煙等の浮遊微粒子で汚れていると、まず、プレフィルタ４によって比較的大粒の微粒子が捕捉され、プレフィルタ４によって捕捉することのできなかった小粒の微粒子は，電気集塵ユニット５によって捕捉除去される。最後に残ったタバコの臭いは，脱臭フィルタ６によって吸着除去される。このようにして、清浄化された空気は、送風ファン７の排出力によって、再び、空気吹出口２から室内に戻される。集塵ユニット等が微粒子等の付着によって汚れてくると、装置箱体３の中から電気集塵ユニット５等を取り出して洗浄し、再生後、再び、装置箱体３に装着して使用する。
【０００５】
ここで、電気集塵ユニット５は、図１５及び図１６に示すように、箱型フレーム５ａの中に、レコード針状のニードル電極５ｂ，５ｂ，…と、このニードル電極５ｂ，５ｂ，…を先端面にて突起状態に支持固定する角柱状の偏向電極板５ｃ，５ｃ，…と、これらのニードル電極５ｂ，５ｂ，…及び偏向電極板５ｃ，５ｃ，…を非接触で取り巻く両端開口角筒状のコレクターセル（捕集電極板）５ｄ，５ｄ，…とが組をなして格子状に多数配設されてなっており、各偏向電極板５ｃと対応するコレクターセル５ｄとの間には空気を通す隙間が形成されている。
【０００６】
このような構成において、正電極側のニードル電極５ｂ及び偏向電極５ｃと、負電極側のコレクターセル５ｄとの間に、例えば、５〜６ｋＶの直流電圧を架けると、図１７に示すように、ニードル電極５ｂの針先の廻りで一様なコロナ放電が持続的安定的に起きてイオン化空間領域５ｅが形成される。
このとき、送風ファン７の作動により、空気吸込口１から吸い込まれた室内の汚れた空気が、電気集塵ユニット５のイオン化空間領域５ｅに到達すると、まず、酸素が、電離してプラスイオンとなり、これが、たばこの煙等の微粒子ｐに付着して微粒子を帯電させる。
帯電した微粒子ｐは、次の偏向電極板５ｃとコレクターセル５ｄとの間を通過する際に、コレクターセル５ｄに近いものは負（低）電位のコレクターセル５ｄに吸着される。一方、コレクターセル５ｄの極板から離れている微粒子ｐは、偏向電極板５ｃの正（高）電位の極板に近いので、クーロン反発力を受けて、コレクターセル５ｄの極板の方向に移動し、結局、コレクターセル５ｄに吸着捕集される。
【０００７】
しかしながら、上記従来の電気集塵ユニット５にあっては、図１５及び図１６に示すように、ニードル電極５ｂの尖った針先が箱型フレーム５ａの開口している前面を向いているので、電気集塵ユニット５の交換時，洗浄時あるいは保守点検時に、作業者の指等が針で刺される虞があるという問題があった。
家庭用空気清浄機の普及が見こまれる今日、さらなる安全性を追及する責任がメーカ側にあるため、図１８及び図１９に示すように、ニードル電極５ｂを針先が風下側に向けられるように配置して、集塵ユニットの交換作業，洗浄作業、保守点検作業の際の安全性を確保する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
すなわち、この電気集塵ユニット５Ａは、図１８び図１９に示すように、コロナ放電を起こして空気中の浮遊微粒子を帯電させるコロナ放電部８と、このコロナ放電部８の風下側に配設され、コロナ放電部８にて帯電した浮遊微粒子を電気的に捕集する電気的捕集部９と、前後両面開口の箱型フレーム１０とから概略構成されている。
コロナ放電部８は、図１８び図１９に示すように、尖った針先を風下側に向けて縦横に配置された複数のニードル電極８ａ，８ａ，…と、これら複数のニードル電極８ａ，８ａ，…が、縦方向及び横方向に沿って互いに所定の間隔を開けて格子状に配列された状態で、ニードル電極８ａ，８ａ，…を支持固定する格子状の支持電極８ｂ，８ｂ，…と、支持電極８ｂ，８ｂ，…の風下側に、各ニードル電極８ａ，８ａ，…と１対１の対極をなす態様で配設され、かつ、空気の通路を構成するために両端開放された複数のセル状の対向電極（以下、セル電極という）８ｃ，８ｃ，…とを有して構成されている。
また、支持電極８ｂ，８ｂ，…の両端部の側部には、次述する連結用金属棒８ｄ，８ｄを通す貫通孔が設けられている。ニードル電極８ａ，８ａ，…を支持する支持電極８ｂ，８ｂ，…が互いに所定の間隔を開けて平行に配列された状態で、２本の連結用金属棒８ｄ，８ｄにそれぞれの両端部を串刺しされて機械的電気的に連結されている。
【０００９】
電気的捕集部９は、図１８乃至図２１に示すように、金属平板からなる捕集電極板９ａ，９ａ，…と、同じく金属平板からなる偏向電極板９ｂ，９ｂ，…とが、交互に、所定の取付間隔で、互いに平行に配設されてなっている。
捕集電極板９ａ，９ａ，…は、図２１及び図２２に示すように、負極用電極棒９ｃを介して所定の負電位又は接地電位に保たれ、ニードル電極８ａ，８ａ，…によって帯電させられた浮遊微粒子を静電気力で吸引捕集する機能を有している。また、偏向電極板９ｂ，９ｂ，…は、正極用電極棒９ｄを介して所定の正電位に保たれ、傍を通過する帯電した浮遊微粒子に捕集電極板９ａ，９ａ，…へ向かう偏向力を付与する役割を担っている。負極用電極棒９ｃ及び正極用電極棒９ｄは、同一径の例えばステンレス製の棒状部材からなっている。
【００１０】
また、各捕集電極板９ａは、同図に示すように、負極用電極棒９ｃを嵌め込んで電気的に接続するための電極棒嵌入孔９ｐと、正極用電極棒９ｄに取り付けられた後述する円筒形状のカラー９ｅを嵌め込むためのカラー嵌入孔９ｑとを有している。ここで、電極棒嵌入孔９ｐの径は、負極用電極棒９ｃの径と略同一とされ、カラー嵌入孔９ｑの径は、カラー９ｅの外径と略同一とされている。
各偏向電極板９ｂは、正極用電極棒９ｄを嵌め込んで電気的に接続するための電極棒嵌入孔９ｒと、負極用電極棒９ｃに取り付けられたカラー９ｅを嵌め込むためのカラー嵌入孔９ｓとを有している。ここで、電極棒嵌入孔９ｒの径は、正極用電極棒９ｄの径と略同一とされ、カラー嵌入孔９ｓの径は、カラー９ｅの外径と略同一とされている。
【００１１】
カラー９ｅは、同図に示すように、捕集電極板９ａ，９ａ間や偏向電極板９ｂ，９ｂ間の間隔を保つために用いられ、アルミニウム等の金属製の円筒形状部材９ｔの外周面上に絶縁層９ｕが形成されてなっている。
ここで、カラー９ｅの長さは、予め設定された捕集電極板９ａ，９ａ同士及び偏向電極板９ｂ，９ｂ同士の取付間隔に略等しい値とされている。また、カラー９ｅの内径は、負極用電極棒９ｃ及び正極用電極棒９ｄの径と略同一に、カラー９ｅの外径はカラー嵌入孔９ｑ、９ｓの径と略同一に、設定されている。
【００１２】
各捕集電極板９ａには、電極棒嵌入孔９ｐの形成箇所で負極用電極棒９ｃが嵌め込まれていると共に、カラー嵌入孔９ｑの形成箇所でカラー９ｅを介して正極用電極棒９ｄが嵌め込まれている。また、各偏向電極板９ｂには電極棒嵌入孔９ｒの形成箇所で正極用電極棒９ｄが嵌め込まれていると共に、カラー嵌入孔９ｓの形成箇所でカラー９ｅを介して負極用電極棒９ｃが嵌め込まれている。
こうして、各捕集電極板９ａは、負極用電極棒９ｃと電気的に接続され、かつ、正極用電極棒９ｄとは絶縁が保たれて、所定の負電位が与えられる。また、捕集電極板９ａは、正極用電極棒９ｄと電気的に接続され、かつ、負極用電極棒９ｃとは絶縁が保たれ、所定の正電位が与えられる。
【００１３】
【特許文献１】
特許第２７３３９０８号公報
【特許文献２】
特許第３２８７４６８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気的捕集部９の組み立てる際には、捕集電極板９ａを、負極用電極棒９ｃに直接通し、カラー９ｅを嵌め込んでから正極用電極棒９ｄに通し、次に、偏向電極板９ｂを、正極用電極棒９ｄに直接通し、カラー９ｅを嵌め込んでから負極電極棒９ｃに通すという作業を、交互に行わなければならず、大変煩雑で時間がかかるという問題があった。
また、電気集塵ユニット５Ａが微粒子等の付着によって汚れてきた場合に、装置箱体の中から電気集塵ユニット５Ａを取り出して、アルカリ性水溶液（例えばｐＨ１３）に浸して洗浄するときに、円筒状のカラー９ｅ内に洗浄液が入り込んで残ってしまい、カラー９ｅが腐食してしまい、要求される絶縁性又は導電性が損なわれるという問題があった。
【００１５】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、電気的捕集部９を簡単かつ迅速に組み立てるとのできる電気集塵ユニットを提供することを第１の目的としている。
また、必要な絶縁性及び導電性を確保して、所定の取付間隔で捕集電極板及び偏向電極板を配設することができる電気集塵ユニットを提供することを第２の目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、コロナ放電を起こして気流中の浮遊微粒子を帯電させるコロナ放電部と、該コロナ放電部の風下側に配設され、該コロナ放電部にて帯電した浮遊微粒子を電気的に捕集する電気的捕集部とが箱形フレーム内に組み込まれてなる電気集塵ユニットに係り、前記コロナ放電部は、尖った針先を風下側に向けて縦横に配置された複数のニードル電極と、これら複数のニードル電極が縦方向及び横方向に沿って互いに所定の間隔を開けて格子状に配列された状態で、ニードル電極を支持固定する格子状の支持電極と、該支持電極の風下側に、前記各ニードル電極と１対１の対極をなす態様で配設され、かつ、空気の通路を構成するために両端開放された複数の正方形セル状の対向電極とを有して構成され、前記各対向電極の断面正方形の一辺の長さが１０−３０ｍｍに設定されていて、かつ、前記電気的捕集部は、帯電させられた浮遊微粒子を静電気力で吸引捕集するための複数の捕集電極板と、前記捕集電極板に対応して設けられ、前記帯電した浮遊微粒子に前記捕集電極板へ向かう偏向力を付与するための複数の偏向電極板と、前記各捕集電極板を、隣接した前記捕集電極板に対して平行となるようにかつ離隔を保つように取り付ける複数の第１の取付板と、前記各偏向電極板を、隣接した前記偏向電極板に対して平行となるようにかつ離隔を保つように取り付ける複数の第２の取付板とを有し、前記捕集電極板には、複数の箇所に、前記各第２の取付板との間で離隔を保つための第１の広幅状切欠き部が形成され、前記偏向電極板には、複数の箇所に、前記各第１の取付板との間で離隔を保つための第２の広幅状切欠き部が形成され、前記捕集電極板と前記偏向電極板とは、それぞれ前記第１及び第２の取付板に取り付けられることによって、絶縁状態を保ったまま、交互に、かつ、３−８ｍｍの間隔で、互いに平行に配設され、前記各捕集電極板には、複数の箇所に、前記第１の取付板が差し込まれるスリット状切欠きが形成されていると共に、前記第１の取付板には、前記各捕集電極板が差し込まれる複数のスリット状切欠きが形成され、前記各捕集電極板と前記第１の取付板とが、互いのスリット状切欠きの形成部位に差し込み合うようにして、前記各捕集電極板は前記第１の取付板に取り付けられ、前記各偏向電極板には、複数の箇所に、前記第２の取付板が差し込まれるスリット状切欠きが形成されていると共に、前記第２の取付板には、前記各偏向電極板が差し込まれる複数のスリット状切欠きが形成され、前記各偏向電極板と前記第２の取付板とが、互いのスリット状切欠きの形成部位に差し込み合うようにして、前記各偏向電極板は前記第２の取付板に取り付けられ、前記電気的捕集部は、前記各捕集電極板に電気的に接続し前記捕集電極板に所定の負電位を与えるための第１の接続部材と、前記各偏向電極板に電気的に接続し前記偏向電極板に所定の正電位を与えるための第２の接続部材とを有し、前記捕集電極板には、前記第１の接続部材と嵌合するための第１の嵌合部と、前記第２の接続部材を離隔を保った状態で貫通させるための第１の貫通部とが形成され、かつ、前記偏向電極板には、前記第２の接続部材と嵌合するための第２の嵌合部と、前記第１の接続部材を離隔を保った状態で貫通させるための第２の貫通部とが形成され、前記第１及び第２の接続部材は、それぞれ前記捕集電極板及び前記偏向電極板に対して略直交するように取り付けられていることを特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
◇実施例
図１は、この発明の一実施例である電気集塵ユニットの概略構成を示す横断面図、図２は、同縦断面図、図３は、同正面図（前面図）、図４は、同背面図（後面図）、図５は、同電気集塵ユニットを構成する電気的捕集部の捕集電極板の構成を示す平面図、図６は、同電気的捕集部の偏向電極板の構成を示す平面図、図７は、同電気的捕集部の端部用の捕集電極板連結板の構成を示す側面図、図８は、同電気的捕集部の中間部用の捕集電極板連結板の構成を示す側面図、図９は、同電気的捕集部の端部用の偏向電極連結板の構成を示す側面図、図１０は、同電気的捕集部の中間部用の偏向電極連結板の構成を示す側面図、図１１は、同電気集塵ユニットを構成するニードル電極の取着方法を工程順に説明するための工程説明図、図１２は、同電気集塵ユニットの電気的捕集部の製造方法を説明するための説明図、また、図１３は、同電気集塵ユニットが空気清浄機に搭載された場合の動作を説明するための説明図である。
まず、電気集塵ユニットの全体構成から説明する。
この例の電気集塵ユニット１１は、図１及び図２に示すように、コロナ放電を起こしてタバコの煙粒子やトナー等、空気中の浮遊微粒子を帯電させるコロナ放電部１２と、このコロナ放電部１２の風下側に配設され、コロナ放電部１２にて帯電した浮遊微粒子を電気的に捕集する電気的捕集部１３と、前後両面開口の箱型フレーム１４とから概略構成されていて、コロナ放電部１２と、電気的捕集部１３とは、金属製部材からなる箱型フレーム１４の中に、絶縁物を介さずに、互いに空間的に，２〜８ｍｍ程度離隔する態様で収納配置されている。
【００２３】
次に、コロナ放電部１２について詳述する。
コロナ放電部１２は、図１及び図２に示すように、尖った針先を風下側に向けて縦横に配置された複数（この例では、７×２９個）のニードル電極１６，１６，…と、これら複数のニードル電極１６，１６，…が縦方向及び横方向に沿って互いに所定の間隔を開けて格子状（マトリックス状）に配列された状態で、ニードル電極１６，１６，…支持固定する格子状（網状）の支持電極１７と、支持電極１７の風下側に、各ニードル電極１６と１対１の対極をなす態様で配設され、かつ、空気の通路を構成するために両端開放された複数（この例では、７×２９個）のセル状の対向電極（以下、セル電極という）１８，１８，…とを有して構成されている。
【００２４】
ここで、各ニードル電極１６は、図１に示すように、表面が、ニッケルメッキ（酸化防止処理）されたステンレス鋼製の尖った針先１９と、この針先１９を支える太径円柱状の胴体部２１と細径円柱状の根元部（後端段部）２２とからなっていて、その尖った針先１９を、対応するセル電極１８内に，必要に応じて２〜１２ｍｍ程度突入させた状態で、その根元部２２が、支持電極１７に固定されている。なお、この例のニードル電極１６の全長は，必要に応じて，５〜２０ｍｍに設定されている。
【００２５】
また、上記支持電極１７は、図１に示すように、平板な格子状の金属部材であり、この支持電極１７には、予め、ニードル電極１６の根元部２２の直径よりも若干大きな取付け穴ｈが、各格子点上に、横方向及び縦方向に沿って互いに所定の間隔を開けて、穿孔されていて、各取付け穴ｈには、ニードル電極１６が嵌入され、かしめ技術を用いて、支持固定されている（図１１参照）。なお、取付け穴ｈ，ｈ，…の穿孔間隔は、集塵効率上，１０〜３０ｍｍの範囲が適当で、１５〜２５ｍｍの範囲が一段と好ましい。
【００２６】
また、支持電極１７の両端部及び中央部の側部には、連結用金属棒２３，２３，２３が取り付けられ、機械的電気的に接続されている。これらの連結用金属棒２３，２３，２３と支持電極１７とを経由して、ニードル電極１６，１６，…への電圧印加がなされる。すなわち、連結用金属棒２３，２３，２３を介して各ニードル電極１６が所定の正電位に保たれる。なお、各連結用金属棒２３の両端部には、絶縁性被覆が施されたナット等の固定具２４が取り付けられ、連結用金属棒２３は、固定具２４によって箱形フレーム１４に固定されている。
【００２７】
また、セル電極１８，１８，…は、幅略１０〜２０ｍｍの多数の電極平板を縦横に組み付けて、両端開口で正方形のセル（ニードル電極１６の針先１９を収める奥行き略１０〜２０ｍｍの小室）として形成され、ニードル電極１６，１６，…と１対１の対極をなす態様で、全体として、格子状に配列されている。なお、セル電極１８の一辺の長さは、集塵効率上、１０〜３０ｍｍの範囲が適当で、１５〜２５ｍｍの範囲が一段と好適である。
【００２８】
次に、電気的捕集部１３について詳述する。
電気的捕集部１３は、図１乃至図４に示すように、幅３０〜６０ｍｍの金属平板からなる捕集電極板２５，２５，…と、同じく金属平板からなる偏向電極板２６，２６，…と、捕集電極板２５，２５，…に対して直交するように（例えば図４において、鉛直方向に沿って）配設され、捕集電極板２５，２５同士を、所定の取付間隔で、かつ互いに平行に取り付けると共に、捕集電極板２５，２５同士を電気的に接続する捕集電極連結板（第１の取付板）２７、２８，２８，…と、偏向電極２６，２６，…に対して直交するように配設され、偏向電極板２６，２６同士を、所定の取付間隔で、かつ互いに平行に取り付けると共に、偏向電極板２６，２６同士を電気的に接続する偏向電極連結板（第２の取付板）２９，３１，３１，…と、捕集電極連結板２７，２８，２８，…によって連結された捕集電極板２５，２５，…を箱型フレーム１４に取り付けると共に、各捕集電極板２５と電気的に接続する円柱形の捕集電極接続棒（第１の接続部材）３２，３２と、偏向電極連結板２９、３１，３１，…によって連結された偏向電極板２６，２６，…を箱型フレーム１４に取り付けると共に、各偏向電極板２６に電気的に接続する円柱形の偏向電極接続棒（第２の接続部材）３３，３３，…とを有している。
【００２９】
ここで、捕集電極板２５，２５，…と、偏向電極板２６，２６，…とは、交互に、この例では３〜８ｍｍの取付間隔で、互いに平行に配設されている。
また、上記した各寸法範囲からも判るように、この実施例においては、捕集電極板２５と偏向電極板２６との取付間隔が、ニードル電極１６，１６同士の配置間隔よりも短く設定されている。
また、捕集電極連結板２７は、各捕集電極板２５の一端部側に取り付けられ、各捕集電極連結板２８は、各捕集電極板２５の端部以外の中間部に取り付けられている。
また、偏向電極連結板２９は、各偏向電極板２６の一端部側に取り付けられ、各偏向電極連結板３１は、各偏向電極板２６の端部以外の中間部に取り付けられている。
【００３０】
各捕集電極板２５は、図５に示すように、長尺な平板状金属製部材からなり、捕集電極連結板２７が差し込まれるスリット状の取付用切欠き（スリット状切欠き）３５と、捕集電極連結板２８が差し込まれるスリット状の取付用切欠き（スリット状切欠き）３６，３６，…と、捕集電極接続棒３２が嵌め込まれ捕集電極接続棒３２に電気的に接続するための接続棒嵌入孔（第１の嵌合部）３７，３７と、配設された偏向電極連結板３１から離隔して絶縁を確保するための離隔保持用切欠き（第１の切欠き部）３８，３８，…と、偏向電極接続棒３３を絶縁を保った状態で通すための接続棒挿通孔（第１の貫通部）３９，３９，３９とを有している。
【００３１】
ここで、各取付用切欠き３６は、捕集電極板２５の両長辺側（風上側及び風下側）の互いに対向する位置に対をなすように形成されている。また、取付用切欠き３５（３６，３６，…）は、捕集電極連結板２７（２８）の厚さと略同一の幅（この例では、０．６ｍｍ）を有している。
また、捕集電極板２５，２５，…は、所定の負電位又は接地電位に保たれ、ニードル電極１６，１６，…によって帯電させられた浮遊微粒子を静電気力で吸引捕集する機能を有している。
この例では、各捕集電極板２５は、箱型フレーム１４に取り付けれた捕集電極接続棒３２，３２に電気的に接続されることによって、接地電位に保たれる。
【００３２】
各偏向電極板２６は、図６に示すように、長尺な平板状金属製部材からなり、偏向電極連結板２９が差し込まれるスリット状の取付用切欠き（スリット状切欠き）４１と、偏向電極連結板３１が差し込まれるスリット状の取付用切欠き（スリット状切欠き）４２，４２，…と、偏向電極接続棒３３が嵌め込まれ偏向電極接続棒３３に電気的に接続するための接続棒嵌入孔（第２の嵌合部）４３，４３，…と、配設された捕集電極連結板２８から離隔して絶縁を確保するための離隔保持用切欠き（第２の切欠き部）４４，４４，…と、捕集電極接続棒３２を絶縁を保った状態で通すための接続棒挿通孔（第２の貫通部）４５，４５とを有している。
【００３３】
ここで、各取付用切欠き４２は、偏向電極板２６の両長辺側（風上側及び風下側）の互いに対向する位置に対をなすように形成されている。また、取付用切欠き４１（４２，４２，…）は、偏向電極連結板２９（３１）の厚さと略同一の幅（この例では、０．６ｍｍ）を有している。
また、偏向電極板２６，２６，…は、所定の正電位に保たれ、傍を通過する帯電した浮遊微粒子に捕集電極板２５，２５，…へ向かう偏向力を付与する役割を担っている。各偏向電極板２６への電圧印加は、偏向電極接続棒３３を経由して行われる。すなわち、偏向電極接続棒３３を介して各偏向電極板２６が所定の正電位に保たれる。
なお、偏向電極接続棒３３の両端部には、絶縁性被覆が施されたナット等の固定具３３ａ，３３ａが取り付けられ、偏向電極接続棒３３は、固定具３３ａ，３３ａによって箱形フレーム１４に固定されている（図４参照）。
【００３４】
捕集電極連結板２７は、図７に示すように、金属平板からなり、一方の長辺側（この例では風下側）には捕集電極板２５が差し込まれるスリット状の取付用切欠き４７，４７，…が等間隔で設けられている。ここで、取付用切欠き４７は、捕集電極板２５の厚さと略同一の幅（この例では、０．６ｍｍ）を有している。
また、各捕集電極板２５と捕集電極連結板２７とは、互いのそれぞれ取付用切欠き３５及び取付用切欠き４７の形成部位に差し込み合うようにして、組み付けられている。
捕集電極連結板２８は、図８に示すように、金属平板からなり、一方の長辺側（風上側又は風下側）には捕集電極板２５が差し込まれるスリット状の取付用切欠き（スリット状切欠き）４８，４８，…が等間隔で設けられている。ここで、取付用切欠き４８は、捕集電極板２５の厚さと略同一の幅（この例では、０．６ｍｍ）を有している。
また、各捕集電極板２５と捕集電極連結板２８とは、互いのそれぞれ取付用切欠き３５及び取付用切欠き４８の形成部位に差し込み合うようにして、組み付けられている。
【００３５】
偏向電極連結板２９は、図９に示すように、金属平板からなり、一方の長辺側（この例では風下側）には偏向電極板２６が差し込まれるスリット状の取付用切欠き（スリット状切欠き）４９，４９，…が等間隔で設けられている。ここで、取付用切欠き４９は、偏向電極板２６の厚さと略同一の幅（この例では、０．６ｍｍ）を有している。
また、各偏向電極板２６と偏向電極連結板２９とは、互いのそれぞれ取付用切欠き４１及び取付用切欠き４９の形成部位に差し込み合うようにして、組み付けられている。
偏向電極連結板３１は，図１０に示すように、金属平板からなり、一方の長辺側（風上側又は風下側）には偏向電極板２６が差し込まれるスリット状の取付用切欠き（スリット状切欠き）５１，５１，…が等間隔で設けられている。ここで、取付用切欠き５１は、偏向電極板２６の厚さと略同一の幅（この例では、０．６ｍｍ）を有している。
また、各偏向電極板２６と偏向電極連結板３１とは、互いのそれぞれ取付用切欠き４２及び取付用切欠き５１の形成部位に差し込み合うようにして、組み付けられている。
【００３６】
次に、この電気集塵ユニットの製造方法について説明する。
図１乃至図４、及び図１１を参照して、コロナ放電部１２の製造方法から説明する。
まず、図１乃至図４に示すように、箱型フレーム１４の内部に、セル電極１８，１８，…を組み込み、次に、箱型フレーム１４のセル電極１８，１８，…の風上側に、ニードル電極１６，１６，…が格子状に配置された支持電極１７を取り付ける。
セル電極１８，１８，…は、スリット状の切欠き（不図示）が等間隔で形成された多数の電極平板を、互いの切欠きの形成部位に差し込み合うようにして、縦横に組み付けて形成される。これらの切欠きは、電極平板の幅の略半分の長さと電極平板の厚さと略同一の幅を有している。
【００３７】
この例において、ニードル電極１６を支持電極１７に固定するには、まず、図１１（ａ）に示すように、ニードル電極１６の根元部２２を、支持電極１７の取付穴ｈに差し込んで、図示せぬ冶具により保持する。
次に、同図（ｂ）に示すように、高速偏心回転式かしめ機Ｍの回転軸先端に設けられた偏心力かしめ具Ｍａを、取付穴ｈから上方にはみ出したニードル電極１６の根元部２２に押し付けた状態で、高速偏心回転させる。
この回転時、ニードル電極１６の根元部２２に大きな偏心力が作用して、根元部２２をかしめる。かしめ後は、同図（ｂ）中左側に示すように、根元部２２が半径方向に塑性変形して、支持電極１７と堅固に一体化する。
こうして支持電極１７と一体化されたニードル電極１６，１６，…を箱型フレーム１４のセル電極１８，１８，…の風上側に配置し、連結用金属棒２３を介して箱形フレーム１４に固定する。
【００３８】
次に、図１２を参照して、電気的捕集部１３の製造方法について説明する。
まず、図１２に示すように、捕集電極板２５，２５,…を捕集電極連結板２７に取り付ける。すなわち、各捕集電極板２５と捕集電極連結板２７とを、互いのそれぞれ取付用切欠き３５及び取付用切欠き４７の形成部位に差し込み合うようにして組み付けて、捕集電極板２５，２５同士を、所定の取付間隔で、かつ互いに平行に捕集電極連結板２７に取り付ける。
次に、偏向電極板２６，２６，…を偏向電極連結板２９に取り付ける。すなわち、各偏向電極板２６と偏向電極連結板２９とを、互いのそれぞれ取付用切欠き４１及び取付用切欠き４９の形成部位に差し込み合うようにして組み付けて、偏向電極板２６，２６同士を、所定の取付間隔で、かつ互いに平行に偏向電極連結板２９に取り付ける。
【００３９】
次に、捕集電極連結板２７に取り付けられた捕集電極板２５，２５,…と、偏向電極連結板２９に取り付けられた偏向電極板２６，２６，…とを、交互に配置されるように組み合せる。
この状態で、捕集電極板２５，２５,…に捕集電極連結板２８，２８，…を取り付け、偏向電極板２６，２６，…に偏向電極連結板３１，３１，…を取り付ける。
すなわち、各捕集電極板２５と捕集電極連結板２８とを、互いのそれぞれ取付用切欠き３５及び取付用切欠き４８の形成部位に差し込み合うようにして組み付ける。また、各偏向電極板２６と偏向電極連結板３１とを、互いのそれぞれ取付用切欠き４２及び取付用切欠き５１の形成部位に差し込み合うようにして組み付ける。
【００４０】
ここで、捕集電極連結板２８は、各捕集電極板２５の両長辺側の取付用切欠き３６，３６に、偏向電極連結板３１は、各偏向電極板２６の両長辺側の取付用切欠き４２，４２に、それぞれ取り付ける。
この状態で、捕集電極連結板２８，２８，…は、各偏向電極板２６との絶縁（非接触状態）を保ったまま、偏向電極板２６に形成された離隔保持用切欠き４４，４４，…内を、通過するように配置されている。また、偏向電極連結板３１は、各捕集電極板２５との絶縁（非接触状態）を保ったまま、捕集電極板２５に形成された離隔保持用切欠き３８，３８，…内を、通過するように配置されている。
【００４１】
次に、こうして、捕集電極連結板２７、２８，２８，…及び偏向電極連結板２９，３１，３１，…を用いて組み付けられた捕集電極板２５，２５，…及び偏向電極板２６，２６，…を、箱型フレーム１４のセル電極１８，１８，…の風下側に収納する。
次に、図１乃至図４に示すように、各捕集電極板２５の接続棒嵌入孔３７，３７に捕集電極接続棒３２，３２を嵌入させると共に、各偏向電極板２６の接続棒挿通孔４５，４５に偏向電極接続棒３３，３３，…を嵌入させ、捕集電極接続棒３２，３２及び偏向電極接続棒３３，３３，…の両端部を箱型フレーム１４に固定する。
この状態で、捕集電極接続棒３２は、各偏向電極板２６との絶縁（非接触状態）を保ったまま、各偏向電極板２６に形成された接続棒挿通孔４５内を貫通している。また、各偏向電極接続棒３３は、各捕集電極板２５との絶縁（非接触状態）を保ったまま、各捕集電極板２５に形成された接続棒挿通孔３９内を貫通している。
【００４２】
次に、図１３を参照して、上記構成の電気集塵ユニットが空気清浄機に搭載された場合の動作について説明する。
装置運転時、コロナ放電部１２では、ニードル電極１６，１６，…とセル電極１８，１８，…との間に、ニードル電極１６，１６，…側が正電位に、セル電極１８，１８，…側が負電位又は接地電位となる結線態様で、図示せぬ高圧直流電源から、例えば５ｋＶ程度の直流電圧が印加される。
同様に、電気的捕集部３では、捕集電極板２５，２５，…と、偏向電極板２６，２６，…との間に、偏向電極板２６，２６，…側が正電位に、捕集電極板２５，２５，…側が負電位又は接地電位となる結線態様で、図示せぬ高圧直流電源から、例えば５ｋＶ程度の直流電圧が印加される。なお、ニードル電極１６，１６，…への電圧印加は、支持電極１７を経由して行われる。
【００４３】
この状態において、コロナ放電部１２では、図１３に示すように、ニードル電極１６，１６，…の針先１９の廻りで一様なコロナ放電が持続的安定的に起きてイオン化空間領域１２ａが形成される。
このとき、図示せぬ送風ファンの吸引力によって、電気集塵ユニットに吸い込まれた汚れた空気が、コロナ放電部１２（イオン化空間領域１２ａ）を通過すると、まず、イオン化エネルギの低い酸素が電離してプラスイオンとなり、これがタバコの煙等の微粒子ｐ，ｐ，…に付着して微粒子ｐ，ｐ，…自身にプラスイオンの電荷を持たせる。
【００４４】
電荷を持った微粒子ｐ，ｐ，…は、次の電気的捕集部１３（捕集電極板２５，２５，…と、偏向電極板２６，２６，…との間）を通過する際、捕集電極板２５，２５，…に近いものは負電位又は接地電位の捕集電極板２５，２５，…に吸着され、捕集電極板２５，２５，…の極板から離れている微粒子ｐ，ｐ，…は、偏向電極板２６，２６，…の極板の正電位により、反発力を受けて、捕集電極板２５，２５，…の極板の方向に押しやられて、捕集電極板２５，２５，…に吸着される。
【００４５】
このようにして、清浄化された空気は、送風ファンの排出力によって、再び、室内に戻される。電気集塵ユニット１１が微粒子等の付着によって汚れてくると、装置箱体の中から電気集塵ユニット１１を取り出して、アルカリ性水溶液（例えばｐＨ１３）に浸して洗浄し、再生後、装置箱体に再び装着して使用する。
【００４６】
このように、この例の構成によれば、特に電気的捕集部１３を、簡単にかつ迅速に組み立てることができる。すなわち、各捕集電極板２５と捕集電極連結板２７とは、互いのそれぞれ取付用切欠き３５及び取付用切欠き４７の形成部位に差し込み合うようにして組み付けて、捕集電極板２５，２５同士を、所定の取付間隔で、かつ互いに平行に捕集電極連結板２７に取り付ける。
また、各偏向電極板２６及び偏向電極連結板２９、各捕集電極板２５及び捕集電極連結板２８、各偏向電極板２６及び偏向電極連結板３１も、互いのそれぞれ取付用切欠き４１，３５，４２及び取付用切欠き４９，４８，５１の形成部位に差し込み合うようにして組み付ける。
このように、特別な工具を用いることなく、簡単にかつ迅速に、電気的捕集部１３を組み立てることができる。
【００４７】
また、所定の取付間隔で捕集電極及び偏向電極を配設するために、スリット状の取付用切欠きが形成された捕集電極連結板２７、２８や、偏向電極連結板２９，３１を用い、従来のカラー等の円筒形状の部材（図２１参照）を使用していないので、洗浄の際に、部材内に洗浄液が残って部材が腐食してしまい、要求される絶縁性又は導電性が損なわれるというような不具合を防止することができる。
また、各捕集電極板２５の接続棒嵌入孔３７，３７には、捕集電極接続棒３２，３２を嵌入されていると共に、各偏向電極板２６の接続棒挿通孔４５，４５には、偏向電極接続棒３３，３３，…を嵌入させれており、かつ、捕集電極接続棒３２は、各偏向電極板２６との絶縁（非接触状態）を保ったまま、各偏向電極板２６に形成された接続棒挿通孔４５内を貫通し、各偏向電極接続棒３３は、各捕集電極板２５との絶縁（非接触状態）を保ったまま、各捕集電極板２５に形成された接続棒挿通孔３９内を貫通しているので、必要な絶縁性及び導電性が確保されている。
【００４８】
また、ニードル電極１６，１６，…の針先１９が、風下側を向いた状態、言いかえれば、電気集塵ユニットの前面開口部に背を向けた状態で配設されているので、作業者・取扱者の指等が針で刺される危険を防止でき、この結果、集塵ユニットの交換作業，洗浄作業、保守点検作業を安全に行うことができる。それゆえ、この例の電気集塵ユニットは、業務用に限らず、広く家庭用の空気清浄機にも適用できる。
【００４９】
加えて、従来の角柱状の偏向電極５ｃ（図１４及び図１５参照）を用いないので、気体流路が圧迫されず、このため、圧力損失を著しく軽減でき、それゆえ、電気集塵ユニット、ひいては、空気清浄機の小型化に寄与できる。
また、電気的捕集部１３を交換する際には、捕集電極接続棒３２及び偏向電極接続棒３３を引き抜いた後、電気的捕集部１３をこのまま引き出して、新しいものを組み込めば良いので、簡単にかつ迅速に交換作業を行うことができ、装置の維持保守にも手間がかからない。
【００５０】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、ニードル電極１６、支持電極１７、セル電極１８、捕集電極板２５、偏向電極板２６の寸法や形状や個数や配列は、上述の実施例のものに限らず、必要に応じて変更できる。
【００５１】
例えば、上述の実施例では、コロナ放電部１２と、電気的捕集部１３とを、互いに空間的に，２〜８ｍｍ程度離隔して配置する構成としたが、技術文献としての便宜を考慮してなるべく具体的に開示したもので、この発明を上述の範囲に限定するために記載したものではない。同様に、セル電極１８の一辺の長さは、集塵効率上、１０〜３０ｍｍの範囲が適当で、１５〜２５ｍｍの範囲が一段と好適であると述べたが、この発明をこの範囲に限定するものではない。さらに、上述の実施例では、捕集電極板２５，２５，…と、偏向電極板２６，２６，…との取付間隔を３〜８ｍｍに設定したが、この発明はこの範囲に限らない。これら以外についても、同様である。
【００５２】
また、上述の実施例では、複数のニードル電極１６，１６，…と、複数のセル電極１８，１８，…とが１対１の対応関係で配設される場合について述べたが、これに限らず、例えば、２つのニードル電極１６，１６に１つのセル電極を対応させるようにしても良い。さらには、１つの対向電極に対して、ｎ（ｎはニードル電極の個数で２以上の自然数）個のニードル電極１６，１６，…を対応させても良い。ここで、対向電極と称したのは、セル電極とニードル電極との対応関係が、１対ｎであって、ｎが３以上の場合、もはや、セル電極というよりも対向電極という方が適当だからである。対向電極は、溝状あるいはスリット状でも良い。
【００５３】
また、上述の実施例では、ニードル電極１６を支持電極１７に固定する手段として、かしめ技術を用いたが、これに限らず、銀ろう等の接着剤の助けを借りても良く、支持電極１７に予め穿孔された取付孔にニードル電極１６を打ち込んで嵌着するようにしても良い。
また、上述の実施例では、この発明の電気集塵ユニットを空気清浄機に適用した場合について述べたが、これに限定するものではなく、例えばディーゼルエンジンの排気黒煙除去装置や工場用のオイルミスト除去装置等にも適用できる。
また、セル電極（対向電極）、捕集電極又は偏向電極の素材としては、金属板体に限らず、紙又は合成樹脂の表面に金属コーティングしたもの、あるいは、紙又は合成樹脂と金属箔との積層体からなるものでも良い。このようにすれば、軽量化・低コスト化を図ることができ、使い捨て（廃棄処理）が容易となる。
【００５４】
また、上述の実施例では、支持電極を、長尺の金属平板を断面コ字状に折曲することで形成したが、これに代えて、バルク状の部材を用いても良い。
また、上述の実施例では、コロナ放電部と、電気的捕集部とが、絶縁物を介さずに、互いに空間的に離隔されて配設された場合について述べたが、これに代えて、絶縁物を介して、互いに空間的に離隔配置するようにしても良い。
また、上述の実施例では、捕集電極板２５及び偏向電極板２６の電位を固定する場合について述べたが、例えば定期的に正電位、負電位を切り換えるようにしても良い。これによって、均等に微粒子を捕らえて、洗浄までに長期間使用することができる。
また、支持電極としては、単一の格子状の部材とは限らず、長尺な部材を連結して用いるようにしてもよい。
また、離隔保持用切欠き３８，４４、接続棒挿通孔３９，４５の縁部に絶縁層を形成しても良い。
また、捕集電極連結板や偏向電極連結板を絶縁性部材を用いて作製しても良い。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の構成によれば、捕集電極板及び偏向電極板を、それぞれ第１の取付板及び第２の取付板に取り付けることによって、電気的捕集部を、簡単にかつ迅速に組み立てることができる。
ここで、各捕集電極板と第１の取付板とを、互いのスリット状切欠きの形成部位に差し込み合うようにして、各捕集電極板を第１の取付板に取り付け、各偏向電極板と第２の取付板とを、互いのスリット状切欠きの形成部位に差し込み合うようにして、偏向電極板を第２の取付板に取り付けることによって、電気的捕集部を、一段と簡単にかつ迅速に組み立てることができる。
また、所定の取付間隔で捕集電極板及び偏向電極板を配設するために、第１の取付板及び第２の取付板を用い、従来のカラー等の円筒形状の部材を使用しないことによって、洗浄の際に、部材内に洗浄液が残って部材が腐食してしまい、要求される絶縁性又は導電性が損なわれるというような不具合を防止することができる。
また、各捕集電極板の第１の嵌合部には、第１の接続部材を嵌入すると共に、各偏向電極板の第２の嵌合部には、第２の接続部材を嵌入し、かつ、第１の接続部材は、各偏向電極板との絶縁（非接触状態）を保ったまま、各偏向電極板に形成された第２の貫通部内を貫通し、第２の接続部材は、各捕集電極板との絶縁（非接触状態）を保ったまま、各捕集電極板に形成された第１の貫通部内を貫通しているので、必要な絶縁性及び導電性が確保されている。
また、電気的捕集部を交換する際には、第１及び第２の接続部材を引き抜いた後、電気的捕集部をこのまま引き出して、新しいものを組み込めば良いので、簡単にかつ迅速に交換作業を行うことができ、装置の維持保守にも手間がかからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例である電気集塵ユニットの概略構成を示す横断面図である。
【図２】同縦断面図である。
【図３】同正面図（前面図）である。
【図４】同背面図（後面図）である。
【図５】同電気集塵ユニットを構成する電気的捕集部の捕集電極の構成を示す平面図である。
【図６】同電気的捕集部の偏向電極の構成を示す平面図である。
【図７】電気的捕集部の端部用の捕集電極連結板の構成を示す側面図である。
【図８】同電気的捕集部の中間部用の捕集電極連結板の構成を示す側面図である。
【図９】同電気的捕集部の端部用の偏向電極連結板の構成を示す側面図である。
【図１０】同電気的捕集部の中間部用の偏向電極連結板の構成を示す側面図である。
【図１１】同電気集塵ユニットを構成するニードル電極の取着方法を工程順に説明するための工程説明図である。
【図１２】同電気集塵ユニットの電気的捕集部の製造方法を説明するための説明図である。
【図１３】同電気集塵ユニットが空気清浄機に搭載された場合の動作を説明するための説明図である。
【図１４】従来技術を説明するための説明図である。
【図１５】従来技術を説明するための説明図である。
【図１６】従来技術を説明するための説明図である。
【図１７】従来技術を説明するための説明図である。
【図１８】従来技術を説明するための説明図である。
【図１９】従来技術を説明するための説明図である。
【図２０】従来技術を説明するための説明図である。
【図２１】従来技術を説明するための説明図である。
【図２２】従来技術を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１１ 電気集塵ユニット
１２ コロナ放電部
１３ 電気的捕集部
１６ ニードル電極
１７ 支持電極
１８ セル電極
１９ 針先
２５ 捕集電極板
２６ 偏向電極板
２７，２８ 捕集電極連結板（第１の取付板）
２９，３１ 偏向電極連結板（第２の取付板）
３２ 捕集電極接続棒（第１の接続部材）
３３ 偏向電極接続棒（第２の接続部材）
３５，３６，４１、４２ 取付用切欠き（スリット状切欠き）
３７ 接続棒嵌入孔（第１の嵌合部）
３８ 離隔保持用切欠き（第１の切欠き部）
４４ 離隔保持用切欠き（第２の切欠き部）
３９ 接続棒挿通孔（第１の貫通部）
４３ 接続棒嵌入孔（第２の嵌合部）
４５ 接続棒挿通孔（第２の貫通部）

Claims (1)

1. コロナ放電を起こして気流中の浮遊微粒子を帯電させるコロナ放電部と、該コロナ放電部の風下側に配設され、該コロナ放電部にて帯電した浮遊微粒子を電気的に捕集する電気的捕集部とが箱形フレーム内に組み込まれてなる電気集塵ユニットであって、
   前記コロナ放電部は、尖った針先を風下側に向けて縦横に配置された複数のニードル電極と、これら複数のニードル電極が縦方向及び横方向に沿って互いに所定の間隔を開けて格子状に配列された状態で、ニードル電極を支持固定する格子状の支持電極と、該支持電極の風下側に、前記各ニードル電極と１対１の対極をなす態様で配設され、かつ、空気の通路を構成するために両端開放された複数の正方形セル状の対向電極とを有して構成され、前記各対向電極の断面正方形の一辺の長さが１０−３０ｍｍに設定されていて、かつ、
   前記電気的捕集部は、帯電させられた浮遊微粒子を静電気力で吸引捕集するための複数の捕集電極板と、
   前記捕集電極板に対応して設けられ、前記帯電した浮遊微粒子に前記捕集電極板へ向かう偏向力を付与するための複数の偏向電極板と、
   前記各捕集電極板を、隣接した前記捕集電極板に対して平行となるようにかつ離隔を保つように取り付ける複数の第１の取付板と、
   前記各偏向電極板を、隣接した前記偏向電極板に対して平行となるようにかつ離隔を保つように取り付ける複数の第２の取付板とを有し、
   前記捕集電極板には、複数の箇所に、前記各第２の取付板との間で離隔を保つための第１の広幅状切欠き部が形成され、前記偏向電極板には、複数の箇所に、前記各第１の取付板との間で離隔を保つための第２の広幅状切欠き部が形成され、
   前記捕集電極板と前記偏向電極板とは、それぞれ前記第１及び第２の取付板に取り付けられることによって、絶縁状態を保ったまま、交互に、かつ、３−８ｍｍの間隔で、互いに平行に配設され、
   前記各捕集電極板には、複数の箇所に、前記第１の取付板が差し込まれるスリット状切欠きが形成されていると共に、前記第１の取付板には、前記各捕集電極板が差し込まれる複数のスリット状切欠きが形成され、前記各捕集電極板と前記第１の取付板とが、互いのスリット状切欠きの形成部位に差し込み合うようにして、前記各捕集電極板は前記第１の取付板に取り付けられ、
   前記各偏向電極板には、複数の箇所に、前記第２の取付板が差し込まれるスリット状切欠きが形成されていると共に、前記第２の取付板には、前記各偏向電極板が差し込まれる複数のスリット状切欠きが形成され、前記各偏向電極板と前記第２の取付板とが、互いのスリット状切欠きの形成部位に差し込み合うようにして、前記各偏向電極板は前記第２の取付板に取り付けられ、
   前記電気的捕集部は、前記各捕集電極板に電気的に接続し前記捕集電極板に所定の負電位を与えるための第１の接続部材と、前記各偏向電極板に電気的に接続し前記偏向電極板に所定の正電位を与えるための第２の接続部材とを有し、
   前記捕集電極板には、前記第１の接続部材と嵌合するための第１の嵌合部と、前記第２の接続部材を離隔を保った状態で貫通させるための第１の貫通部とが形成され、かつ、
   前記偏向電極板には、前記第２の接続部材と嵌合するための第２の嵌合部と、前記第１の接続部材を離隔を保った状態で貫通させるための第２の貫通部とが形成され、
   前記第１及び第２の接続部材は、それぞれ前記捕集電極板及び前記偏向電極板に対して略直交するように取り付けられていることを特徴とする電気集塵ユニット。

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