JP5879470B2

JP5879470B2 - 集塵装置

Info

Publication number: JP5879470B2
Application number: JP2010007720A
Authority: JP
Inventors: 秀直平沢; 国彦蓑島; 健吾中原
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2016-03-08
Anticipated expiration: 2030-01-18
Also published as: JP2011143376A

Description

本発明は、空気清浄の分野において空気中の粒子状浮遊物質を除去する電気集塵装置に関する。

空気中に存在する粒子状浮遊物質、すなわち粉塵は喘息などの疾病の原因として知られており従来から除去の対象となる物質であったが、近年の研究において粒子径２．５マイクロメートル以下の粉塵（いわゆるＰＭ２．５）が肺ガンなどの疾病を誘起する可能性があるとの報告があり、捕集技術の更なる向上が求められている。その中で電気集塵技術を用いた集塵装置は粒子径がマイクロメートル以下の小粒径の粉塵を捕集することに優れていて、従来のフィルタ方式に比べて圧力損失が低く、送風手段への負担が小さいという利点がある。

従来、この種の電気集塵装置として、気流中の粉塵をコロナ放電によって帯電させる帯電手段と、帯電した粉塵をクーロン力によって平面状の集塵電極板に付着させて捕集する集塵手段で構成するものが知られている。（例えば特許文献１参照）。

このような電気集塵装置について、図１３を用いて説明する。図１３において、電気集塵装置１０１が帯電手段１０２と集塵手段１０３で構成され、帯電手段１０２は放電電極１０４と接地電極１０５で構成される。また、集塵手段１０３は、荷電極板１０６と集塵電極板１０７で構成される。帯電手段１０２の放電電極１０４と接地電極１０５の間に電圧をかけると、コロナ放電１０８が発生する。帯電手段１０２を通過する気流中の粉塵１０９はコロナ放電１０８を受けて帯電し、後段の集塵手段１０３の荷電極板１０６と集塵電極板１０７の間にかかる電場において、クーロン力を受けて集塵電極板１０７に付着する。

実開平４−９６５２号公報

このような電気集塵装置を、ミスト状になった油等の粒子を捕集、除去する装置として用いる場合、集塵電極板上に付着した粒子は集積していくに従って液状となり、やがて集塵電極から液滴として落下する。落下した液滴は、電気集塵装置の内部に蓄積するため、定期的に装置を開閉するなどして、内部の液滴を除去する必要がある。

気流が水平軸方向の場合、集塵手段の下に液滴を受ける容器を設けることで気流を妨害することなく液滴を回収することが可能であるが、並列する一枚一枚の集塵電極板及び荷電極板について、気流の上流側から下流側の全域に渡るどの位置からでも液滴が落下する可能性があるため、液滴を受ける容器は集塵手段の底面積に相当する大きさが必要となり、効率的な回収ができないという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、集塵手段から落下する液滴を効率的に回収することを目的としている。

本発明の電気集塵装置は上記目的を達成するために、放電電極と接地電極で構成する帯電手段と、荷電極板と集塵電極板を鉛直に立てて交互に並列して構成する集塵手段を備え、帯電手段から集塵手段へ向かって気流が水平に入り、その気流に含まれる油ミストを捕集する電気集塵装置において、前記荷電極板と集塵電極板は、電極板の板厚が上辺から下辺へ徐々に大きくなるように下辺の板厚を上辺の板厚より厚くし、前記油ミストの液滴が前記下辺に沿って前記気流の下流側へ向って流れていくように前記下辺の面を傾斜させたことを特徴とするものである。

また、放電電極と接地電極で構成する帯電手段と、荷電極板と集塵電極板を鉛直に立てて交互に並列して構成する集塵手段を備え、帯電手段から集塵手段へ向かって気流が水平に入り、その気流に含まれる油のミストを捕集する電気集塵装置において、前記荷電極板と集塵電極板は、下辺の板厚を上辺の板厚より厚くし、前記下辺の面を気流の上流側の端から下流側の端に向って下がっていくように傾斜させたことを特徴とするものである。

本発明の形状を持つ電極板を備えた電気集塵装置によって、捕集したミスト状の油等を液滴として効率的に回収できるという効果が得られる。

本発明の請求項１に記載の電気集塵装置は、放電電極と接地電極で構成する帯電手段と、荷電極板と集塵電極板を鉛直に立てて交互に並列して構成する集塵手段を備え、帯電手段から集塵手段へ向かって気流が水平に入り、その気流に含まれる油ミストを捕集する電気集塵装置において、前記荷電極板と集塵電極板は、電極板の板厚が上辺から下辺へ徐々に大きくなるように下辺の板厚を上辺の板厚より厚くし、前記油ミストの液滴が前記下辺に沿って前記気流の下流側へ向って流れていくように前記下辺の面を傾斜させたことを特徴とするものである。
ミスト状の油分等の粒子が電極板の板面に付着して蓄積すると、やがて粒子は液滴となって電極板の板面を下方に向かって流れ、電極板の下辺へ到達するとそこから落下する。気流が水平方向の場合、集塵手段の底面の下に液滴を受ける、液受け手段を設ければ、気流を妨げることなく液滴を集めることができ、蓄積した液滴を定期的に処理することも可能である。このとき、電極板の下辺が水平な直線を成していれば、液滴は下辺上のどの位置からでも落下する可能性があり、液受け手段は集塵手段の水平断面積に相当する大きさを持つ必要がある。したがって集塵手段が大きくなるほど、液受け手段も大きくなり、蓄積した液滴を定期的に処理するときには必ずしも扱いやすくはない。
本発明の電極板は、鉛直に立てたとき、下辺が水平の線ではなく傾斜し、下辺の板厚が上辺の板厚より厚いものであり、これによって、電極板の板面に付着した油等のミストが凝集して液滴となり、重力の作用を受けて下方に流れ、電極板の下辺に到達した後、傾斜した下辺に沿いながら、下流側の端の辺の最も低くなっている最下端部へ向けて、気流の力を受けながら重力の作用によって移動する。最下端部まで移動した液滴はそこに留まり、流れてくる後続の液滴と融合して最終的にその位置において電極板から剥離し、落下する。液滴の落下する位置が限られた範囲に集中するため、集塵手段の底面の下に液受け手段を設ける場合、その幅は、電極板の整列する方向の全幅すなわちすべての電極板を網羅するだけの寸法が必要となる一方、その長さは、電極板面の横幅方向の全長に相当する長さが必要ではなく、液滴の落下が起こる限定的な範囲を網羅する長さでよい。したがって、液受け手段の大きさは、電極板の面の水平寸法にかかわらず小さくすることができるという効果がある。

本発明の請求項１に記載の電気集塵装置は、放電電極と接地電極で構成する帯電手段と、荷電極板と集塵電極板を鉛直に立てて交互に並列して構成する集塵手段を備え、帯電手段から集塵手段へ向かって気流が入り、その気流に含まれる油のミストを捕集する電気集塵装置において、前記荷電極板と集塵電極板は、電極板の板厚が上辺から下辺に徐々に大きくなるように下辺の板厚を上辺の板厚より厚くし、前記下辺の面を傾斜させたことを特徴とするものである。

また、請求項２記載の電気集塵装置は、放電電極と接地電極で構成する帯電手段と、荷電極板と集塵電極板を鉛直に立てて交互に並列して構成する集塵手段を備え、帯電手段から集塵手段へ向かって気流が水平に入り、その気流に含まれる油のミストを捕集する電気集塵装置において、前記荷電極板と集塵電極板は、下辺の板厚を上辺の板厚より厚くし、前記下辺の面を気流の上流側の端から下流側の端に向って下がっていくように傾斜させたことを特徴とするものである。

（実施の形態１）
本発明の電気集塵装置の電極板について、図１を用いて説明する。図１において、集塵手段１は電極板２を鉛直に立てて、一定間隔に並列して構成されるものである。電極板２は、荷電極板と集塵電極板を交互に並べるものであるが、図１においては両者の区別はしない。電極板２において、その下辺３は水平な直線を描くものではなく、電極板２の板面の前後方向に傾斜を成したものである。気流が水平軸方向であるならば、電極板２の上流側の端から下流側の端に向かって下っていくような傾斜であれば、電極板２の面上に付着した油等のミストが凝集して液滴となって電極板２の下辺３へ移動したとき、液滴は気流の力を受けながら重力の作用と共に傾斜した下辺３に沿って、電極板２の下流側へ向かって流れていきやすい。液滴が流れていくようにすることが目的であるため、下辺３の形状は直線的でも曲線的でもよい。

（実施の形態２）
図２は、電極板２の斜視図である。電極板２には一般的には厚さが１ｍｍ程度の薄い板材が用いられるが、電極板２の板面に付着した油等のミストが凝集して液滴となると重力の作用によって板面の下方へと流れ、下辺３へ到達したとき、下辺３における板厚が小さい場合は液滴を支持するための十分な表面張力がないため、液滴がそのまま落下する可能性がある。

液滴が落下しないようにするためには、電極板２の下辺３において液滴に対して十分な表面張力を与えられる形状であるとよい。例えば、図２に示すように、電極板２の上辺から下辺３へ向かうに従って板厚が大きくなるような形状である。電極板２の両側面と底面との間に出来る２つのエッジが丸みを帯びた、図３に示すような断面形状を持つ電極板２であれば、液滴の落下を防ぐ効果がより高まる。

図４は、電極板２の上辺から下辺３の近傍まで電極板２の板厚が一様で、電極板２の断面が下辺３において厚みが大きくなっている場合の電極板２の斜視図、図５はその断面図である。電極板２の下辺３の部分は、図においては簡略的に、断面形状が円形のもの、すなわち電極板２が下辺３に沿って円柱形状になっているものを描いているが、下辺３の厚みが板厚よりも大きいものであれば、形状は特に限定しない。

（実施の形態３）
図６は、電極板２が下辺３において、その断面に凹凸を設けた場合の図である。凹凸があることで下辺３の表面積が増加するため、液滴に与える表面張力が増加し、液滴が下辺３から剥離して落下する可能性を低くすることができる。

（実施の形態４）
図７は、下辺３に突起６を設けた電極板２の図である。下辺３に沿って流れてきた液滴が、傾斜の最も低くなった位置に到達した後、表面張力によってすぐには落下しない場合がある。このとき気流の速度が高いと、風圧を受けた液滴が鉛直軸とは異なる方向へ飛散する可能性があるため、なるべく表面張力を小さくした状態で液滴が鉛直方向に落下する方が、液滴を回収する場合において、液滴を受け止める範囲を小さく限定することができる。そのため、傾斜を持つ下辺３において、その傾斜線の最も低くなっている位置において、下方に伸びる突起６を設けることにより、液滴が重力の作用によって突起の先端へ向けて加速的に移動させ、移動方向を鉛直軸に向けると同時に、表面張力を振り切って落下する力を与えることができる。

（実施の形態５）
図８と図９は、電極板２の下辺３の下に、液受け手段７を設けた集塵手段１の斜視図である。電極板２の下辺３に沿って流れる液滴が、下辺３の傾斜線の最も低い位置に到達すると、そこで液滴は落下するが、その位置に液受け手段７を設けることによって、集塵手段１によって捕集した油等のミストを液体の状態で一箇所に集めて回収し、定期的にそれを捨てるなどして処理することが可能である。液受け手段７の形状は、液体を貯められる構造であればどのようなものでもよく、円柱又は角柱を水平に置いて、その円柱又は角柱の上面を開放した構造などが考えられる。図８では、水平に置いた円柱の上面部を開放にした半円柱状のものを例にしている。

また、電極板２の下辺３に、下方へ伸びる突起６を設けたものであれば、液滴の落下位置は突起６の先端だけとなって落下範囲が小さく限定されるので、液受け手段７は、その上面部において、突起６の先端直下にあたる位置近傍のみに開放部を設けた筒形状の構造でもよい。図９はその一例であり、水平に置いた円柱の上面部に、突起６の先端の一部が円柱内に侵入するように穴８を設けたものである。これによって、液受け手段７の上面部の開放部は小さく限定されるため、液受け手段７の内部に蓄積する液滴が衝撃等によって外部へこぼれ出す可能性を低くすることができる。

また、図１０は、液受け手段７を着脱可能として、気流が水平方向の場合は、集塵手段１の斜視図、図１１はその側面図である。底面において、電極板２の下辺３の最も低い位置に当たる部分が下から取り外しできるような構造とした集塵手段１のである。この構造により、集塵手段１を開閉することなく、液受け手段７だけを着脱できるため、蓄積した液滴を手軽に廃棄することが可能となる。

（実施の形態６）
図１２は、液受け手段７を、電極板２の並列している方向軸において傾斜させた構造を持つ集塵手段１の図で、電極板２の断面の法線軸方向から見た図である。液受け手段７が図中では左側に向かって低くなっていくような傾斜をもっているが、傾斜の方向はどちらでもよい。この配置によって、電極板２の下辺３から液受け手段７に入った液滴は、液受け手段７の傾斜によって低い方へ流れていく。

このとき、液受け手段７を流れてくる液滴を、集塵手段１の外部へ誘導するのであれば、集塵手段１の側面に排出口等の液滴排出手段を設けるなどすることで、集塵手段１の外部で廃液を回収したり廃棄したりすることができる。そのため、液受け手段７から液滴が溢れた状態のまま電気集塵装置を運転し続けたり、液受け手段７に溜まった液滴を回収するために集塵手段１を開閉したりする必要がない。また、液受け手段７を着脱するための機構を備えることができない場合にも有効である。

集塵手段１に排出口を設けて、集塵手段１の中の、液受け手段７から流れる液滴を集塵手段１の外部へ誘導し、そのまま液滴を廃棄することもできるが、集塵手段１の排出口に配管を接続し、例えば所定の廃液槽などに液滴を連続的に流し続けることも可能である。また、集塵手段１の外部に液滴を貯められる容器などの液滴貯蔵手段を備えて、液受け手段７と接続することで、集塵手段１を開閉することなく液滴の蓄積量を目視によって確認することができる。したがって、蓄積した液滴を任意の時期に廃棄処理することが可能となる。

本発明にかかる電気集塵装置は、電極板に付着して捕集される油等のミストが液滴となったものを効率的に回収することで、電気集塵装置の内部の汚れを掃除する手間を回避することが求められる電気集塵装置、例えば工場のオイルミスト集塵機や家庭用空気清浄機、または給気型換気扇などに搭載する電機集塵デバイスとして有用である。

１集塵手段
２電極板
３下辺
４円柱部
５スリット
６突起
７液受け手段
８穴
１０１電気集塵装置
１０２帯電手段
１０３集塵手段
１０４放電電極
１０５接地電極
１０６荷電極板
１０７集塵電極板
１０８コロナ放電
１０９粉塵

Claims

放電電極と接地電極で構成する帯電手段と、荷電極板と集塵電極板を鉛直に立てて交互に並列して構成する集塵手段を備え、帯電手段から集塵手段へ向かって気流が水平に入り、その気流に含まれる油ミストを捕集する電気集塵装置において、前記荷電極板と集塵電極板は、電極板の板厚が上辺から下辺へ徐々に大きくなるように下辺の板厚を上辺の板厚より厚くし、前記油ミストの液滴が前記下辺に沿って前記気流の下流側へ向って流れていくように前記下辺の面を傾斜させたことを特徴とする電気集塵装置。