JP5529821B2 - 改良された能動電界分極媒体型エアクリーナ - Google Patents
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Description
本発明の参考例としての一態様によると、複数の能動電界分極媒体型エアクリーナから構成されるV字状配列構造において、気流に対面し隣り合う能動電界分極媒体型エアクリーナの前端を連結する前方空力カウリングを備えている。前方カウリングは気流に対する形状抗力を低減することができ、それによりフィルタの静圧低下(気流に対する抵抗)を抑えることができる。さらに、前方空力カウリングの中空内部には、高圧電源を前方空力カウリング内に包囲するための凹部が形成され、これにより電子部品が保護されかつ絶縁される。また、カウリングは高圧線および低圧線をエアクリーナパネル間および隣り合うエアクリーナモジュール間を延在させるための溝としての機能をもつ。
本発明の参考例としての他の態様によると、複数の能動電界分極媒体型エアクリーナから構成されるV字状配列構造において、隣り合う能動電界分極媒体型エアクリーナの後端を連結する後方ダブルヒンジを備えている。後方ダブルヒンジによって、隣り合う能動電界分極媒体型エアクリーナ間に確実なシールが形成される。これにより、隣り合う能動電界分極媒体型エアクリーナ間からの吹き抜けが抑制され、より高い効率を図ることができる。
本発明の参考例としての他の態様によると、高圧電極が導電性を有する押出プラスチック網またはその他同様の材料で形成される。このような材料は動作電圧を著しく高めることを可能にし、それにより効率向上を図ることができる。
本発明の参考例としてのさらなる他の態様によると、2つ以上の能動電界分極媒体型エアクリーナが1つの高圧電源を共有する構成でも良い。そのような構成において、1つの能動電界分極媒体型エアクリーナが短絡した場合、短絡により高圧電源から引き出された電流を中央スクリーンの抵抗が制限することで、同一電源を共有する他の能動電界分極媒体型エアクリーナが通常の動作を継続することができる。
さらに、高圧電源は調節式であっても良く、これにより最適電圧が選択できるようになり、アーク放電を引き起こすことのない最適な静電界が得られる。
本発明の参考例としての他の態様によると、能動電界分極媒体型エアクリーナは誘電性媒体支持フレームを備え、誘電性媒体支持フレームはその一方側には中央スクリーンおよび/またはフィルタ媒体を保持するための凹部または棚部を有し、他方側には導電性外側スクリーンを保持する導電性保持フレームとともに確実なシールを形成する凸部を有する。誘電性媒体支持フレームは、短絡や導電性外側スクリーンまたは導電性保持フレーム側へのアーク放電を引き起こすことなく中央スクリーンをフィルタ媒体の端部まで延在させ、この構成によりフィルタ媒体全体により均一な静電界を生じさせることができる。さらに誘電性媒体支持フレームにより形成された縁部は、導電性中央スクリーンの端部におけるコロナ噴霧の発生を防止する。誘電性媒体支持フレームと導電性保持フレームとの間の確実なシールによって、導電性保持フレームとフィルタ媒体の端部の間からの空気漏れ(吹き抜け)が低減される。誘電性媒体支持フレームは硬質または軟質プラスチックで形成することができる。
電極間の間隔をより均一にして、能動電界分極媒体型エアクリーナ全体により均一な電界を生じさせるには、導電性外側スクリーンを従来の能動電界分極媒体型エアクリーナの可撓性外側スクリーンよりも比較的平坦に形成する。外側スクリーンの平坦性は、誘電性フィルタ材よりも比較的硬質な材料を使用することで得られる。
従来の能動電界分極媒体型エアクリーナにおける問題の一つは、高圧プローブが中央スクリーンに接触する領域にある。従来技術では通常、高圧接続はプローブまたはクリップが比較的小さい面積で中央スクリーン(または電極)に接することで実現される。時としてこの接触が不良になる場合がある。この構成の問題点としては、時間の経過とともに接点がアーク放電や噴霧放電を起こすようになり、電極上の接触域を浸食し、その結果接触の確実性が低下する。また、この浸食が進むにつれ、最終的に接触が失われる事態にもなり得る。本発明はこのような問題を解消し、様々な手段によりエアクリーナの信頼性を維持する。これは、電極の表面において接続をより広範囲に広げるディスクおよび/またはディスクと留め具を使用することによって、高圧接点の面積を大きくすることで達成される。本発明での各実施形態では、高圧接点領域が円形で示されているが、他の形状でも良い。
また、高圧プローブの領域においてコロナ噴霧および/またはアーク放電が発生する傾向がある。高圧プローブが中央スクリーンに接する領域での噴霧放電およびアーク放電を抑えるために、高圧シールドに包囲された高圧プローブが設けられている。
図2は、図1に示す各モジュール102の断面図である。能動電界分極媒体型エアクリーナ110A、110B、110C、110D、110E、110F、110G、110Hは、V字状配列構造を形成するようにそれぞれ所定位置に保持される。モジュール102の前方では、複数のカウリングがフィルタをそれぞれの所定位置に保持している。詳細には、2つの末端カウリング104Aと104Bがそれぞれモジュール102の上端と下端に配置され、2つの末端カウリングの間には3つの中間カウリング106A、106B、106Cが配置されている。カウリングの空気力学的形状により気流に対する形状抗力を低減することができ、それによってフィルタの空電(空気抵抗)を減らすことができる。
モジュール102の後方において(図2)、複数のダブルヒンジがそれぞれのフィルタを所定位置に保持している。各ダブルヒンジは3つのヒンジH1、H2、H3から構成される。図3に示すように、第1ヒンジH1は上フレーム112Aに連結された第1取付箇所および下フレーム112Bに連結された第2取付箇所を有する。ヒンジH1は、下フレーム112Bを上フレーム112Aから離れる方向に回転させる回転軸を有し、この回転により交換フィルタ媒体が能動電界分極媒体型エアクリーナ110Gに挿入可能になる。
従来技術では様々な通気性材料や格子(例えば中央スクリーンとしての使用)が記述されているが、押出プラスチック網は開示されていない。押出プラスチック網は種々の材料から作られているが、そのうち最も一般的なのが低密度または高密度ポリエチレンである。押出プラスチック網は通常、プラスチック樹脂に炭素やその他の物質を添加することで導電性をもつように形成される。それによって得られる導電性は、使用される特定の成分に応じて調整可能であり、制御可能である。また、押出プラスチック網を能動電界分極型エアフィルタにおける中央スクリーン電極の材料として適したものにするために、難燃剤が使用される。製造上および作用上の観点から、押出プラスチック網を能動電界分極媒体型エアクリーナ内の電極として使用することに多くの利点があることがわかっている。押出プラスチック網の主な利点は網部材の形状や構造にある(特に、網の開口部を囲む縁が鋭くないことにある)。
図2に示す空力カウリングは中空であり、また、中間カウリング106A、106B、106Cにはそれぞれ高圧電源108A、108B、108Cが設けられている。この3つの高圧電源108A、108B、108Cは、8つの能動電界分極媒体型エアクリーナ110A、110B、110C、110D、110E、110F、110G、110H間で共有される。図5参照。ただし、HVAC装置内の1つまたは全てのモジュールにおける幾つかまたは全てのパネルに対して1つの電源を設ける構成でも良いし、各パネルに対して1つの電源を設ける構成でも良く、要は動作上の冗長性と全体の装置コストとの間のバランスがとれる構成にすることである。そのために、本構成では2以上のパネルが1つの電源を共有し、一パネルが、同一電源を共有する他のパネルの動作に悪影響を及ぼすことがない。
それぞれ抵抗器としての記号で表示されている。詳細には、高圧電源108Aは3つの能動電界分極媒体型エアクリーナ110A、110B、110Cの中央スクリーンに連結されている。また、高圧電源108Bは2つの能動電界分極媒体型エアクリーナ110D、110Eの中央スクリーンに連結されている。さらに、高圧電源108Cは3つの能動電界分極媒体型エアクリーナ110F、110G、110Hの中央スクリーンに連結されている。
図18は、本発明の参考例としての誘電性媒体支持フレーム120の断面図である。通常押出成形によって形成される誘電性媒体支持フレームは、縦フランジ部120Aおよび120Dを有する。さらに、誘電性媒体支持フレーム120は、横フランジ部または棚部120C1,120C2を有する。横フランジ部あるいは棚部120C1,120C2は凹部122を形成する。凹部122の反対側には凸部124が設けられ、凸部124はその両側に可撓性フィン126を有する。
第1導電性外側スクリーン12Aは、上側導電性保持フレーム116Aによって所定位置に保持される。第2導電性外側スクリーン12Bは、下側導電性保持フレーム116Bによって所定位置に保持される。明瞭化のため、図16では外側スクリーン12A、12Bをそれぞれ上側および下側導電性保持フレーム116A、116Bに保持するための保持クリップ(図15と図17では118)は省略する。図15は保持クリップ118の断面図である。図17は、保持クリップ118の導電性保持フレーム116に対する組み付け方法を表す詳細図である。まず、導電性外側スクリーン12が導電性保持フレーム116の凹部に挿入される。そして保持クリップ118を所定位置まで回すことによって、保持クリップ118により導電性外側スクリーン12が導電性保持フレーム116内に保持される。保持クリップ118は細長い薄板で、フレームの全長にわたって延びる。
図16に示すように、高圧電源108の第1端子は中央スクリーン110に連結されている。従来技術では、高圧プローブが導電性外側スクリーンを突き抜け、繊維状誘電体からなるパッド16Aを貫通あるいは2つのパッド16A、16Bの間を通ることで中央スクリーン110に押圧接触する。このような接触はたいてい確実性に欠ける。高圧プローブが中央スクリーンと接触しない場合、誘電性フィルタ材からなるパッド16A、16Bにわたって静電界を発生させることができなくなり、フィルタ効率を極度に低下させる。さらに、高圧プローブの鋭利な先端が導電性外側スクリーン12A、12Bへのコロナ噴霧および/またはアーク放電を引き起こすことがしばしばある。また、中央スクリーンの材料は通常希薄で通気性があり、さらに接触面積が比較的小さいため、アーク放電によって中央スクリーンが浸食され、接触が失われることがある。
Claims (6)
- 誘電性フィルタ材からなる第1パッドと、
該第1パッドとほぼ同じ形状と面積を有する誘電性フィルタ材からなる第2パッドと、
前記第1パッドと前記第2パッドとの間に配置され、前記第1パッドおよび前記第2パッドの厚さ方向から見たときに前記第1パッドおよび前記第2パッドとほぼ同じ形状および面積を有する中央スクリーンと、
第1導電性外側スクリーンと、
第2導電性外側スクリーンと、
前記第1導電性外側スクリーンを貫通する高圧プローブと、
前記第1導電性外側スクリーンに取り付けられ、前記高圧プローブを包囲する第1絶縁性シールドと、
前記中央スクリーンに取り付けられ、前記高圧プローブと接触するように配置された接点とを備え、
該接点は、頭部と軸部を有する留め具を含み、前記軸部が中央スクリーンを貫通し、前記頭部が前記高圧プローブに接触している能動電界分極媒体型エアクリーナ。 - 前記高圧プローブが、バネ接点を有する請求項1に記載の能動電界分極媒体型エアクリーナ。
- 前記留め具の軸部に配置された導電性ディスクをさらに含み、前記導電性ディスクは前記中央スクリーンに接触している請求項1または請求項2に記載の能動電界分極媒体型エアクリーナ。
- 前記第2導電性外側スクリーンに取り付けられた第2絶縁性シールドをさらに含み、前記第2絶縁性シールドは前記第1絶縁性シールドの反対側に配置されている請求項1から請求項3のいずれかに記載の能動電界分極媒体型エアクリーナ。
- 前記スクリーンのうちのいずれかが、プラスチック網を備える請求項1から請求項4のいずれかに記載の能動電界分極媒体型エアクリーナ。
- 前記プラスチック網が、押出成形によって成形されている請求項5に記載の能動電界分極媒体型エアクリーナ。
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