JP7358453B2 - ２段電気フィルタのための高抵抗率の複数の電極要素 - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサ分離器内の２段電気フィルタ用の電極要素群を含む装置に関し、電極要素群は、少なくとも２つの帯状電極要素又は２つのグループの平面円板状電極要素を有する。

これまで、浮遊粒子状汚染物質を浄化するための支配的な技術は、ＨＥＰＡ型等の、いわゆる機械式フィルタであり、また、いわゆる機械式フィルタを有するものであった。
これらは、様々な材料の薄い繊維の周囲に構築され、使用される繊維が薄いほど、特に小さな粒子に関して、より良い分離が達成され得るという特徴を有する。空気浄化効率の増加と共に、機械的フィルタも、浄化能力の増加と共に、フィルタを通る望ましくない増加する圧力降下を示す。

２段電気フィルタの開発により、主に特別に設計された紙で作られた高抵抗電極要素から成る高抵抗率のいわゆるコンデンサ分離器を備えた効率的な空気清浄器が実現した。これらの空気清浄機は、互いに対してギャップ間隔を有して配置された薄いシート（円板）の形態の電極要素として、又は２つの帯状電極要素で形成された円筒体として設計することができる。

特許文献１では、イオン化部分を有する２段電気フィルタが記載されており、それは空気流方向の下流に沿って、いわゆるコンデンサ分離器がそれに続いている。

コンデンサ分離器は、２つの帯状の電極要素からなり、各電極要素間にギャップ距離「ｄ」を有するボビンに多重に巻回されて構成されている。コンデンサ分離器は略円筒状の本体を有する。コンデンサ分離器を通る空気の流れは、軸方向に向けられ、隣接する電極要素間の空気の流れに開口するスロット「ｄ」を通る。

上記によるコンデンサ分離器は、特許文献２による特別に精巧な紙で有利に設計することができる。実際には、コンデンサ分離器の直径に関してフィルタユニットのサイズに制限はなく、従って、１つのコンデンサ分離器のみを設けた装置によって大量の空気を取り扱うことができる。しかしながら、コンデンサ分離器の電極要素に及ぼす水分の影響は、効率にも影響する実用的な制限因子を構成する。

スウェーデン国特許出願第９６０２２１１－６号明細書 スウェーデン国特許発明第０１０３６８４－７号明細書

本発明の目的は、湿気の影響に関してより良好な作動信頼性を有するだけでなく、ダンボールで構成された対応する電極要素よりも向上した機械的性質を有する、上述したコンデンサ分離器（高抵抗率の電極要素または電極要素群）の電極要素の適切な設計仕様を提供することである。

これは、コンデンサ分離器における２段電気フィルタ用の電極要素群によって、本発明に基づいて達成される。電極要素群は、少なくとも２つの帯状電極要素又は２つのグループの平面ディスク状電極要素を有し、電極要素の主要部分がコアであり、電極要素のうちの少なくとも１つが、異なる電気特性を有する少なくとも２つの異なる重合体で形成され、コンデンサ分離器の隣接する第２の電極要素に最も近接して配置される電極要素の部分が、１ｘ１０¹²Ω／ｓｑ以上、好ましくは１ｘ１０¹⁴Ω／ｓｑ以上の表面抵抗率を有する重合体で形成され、電極要素の第２の部分が、電極要素のコア上に薄く被覆された重合体の形態の少なくとも１つの電流伝導要素から成る、又は、幅及び深さの両方に沿ってコアの延長部よりも実質的により小さい延長部を有するコア内に埋め込まれる。

特定の実施において、コンデンサ分離器内の隣り合う第２の電極要素に最も近接して配置される電極要素の部分における重合体の体積抵抗率は、少なくとも１ｘ１０¹¹Ω・ｃｍであり、好ましくは１ｘ１０¹³Ω・ｃｍ以上であるべきである。

特定の実施では、電流導電性要素の表面抵抗率は、１ｘ１０⁸Ω／ｓｑ未満、好ましくは１ｘ１０⁵Ω／ｓｑ未満であるべきであり、体積抵抗率は、１ｘ１０⁷Ω・ｃｍ未満、好ましくは１ｘ１０⁴Ω・ｃｍ未満であるべきである。

特定の実施では、絶縁層は、それぞれの電極要素のエッジ部分も包囲する。

特定の実施では、電極要素は、平面シートとして形成され、複数の電流導電性要素は、コンデンサ分離器を通る意図された空気の流れ方向に対して互いにオフセットして垂直に配置される。

特定の実施では、高電圧源へのいくつかの別個の接続は、導電性材料によってそれぞれの電流導電性要素をエッジ接続することによって提供される。

特定の実施では、電極要素のコアは、０．７ｍｍよりも薄く、好ましくは０．４ｍｍよりも薄い。

特定の実施形態では、電極要素上又は電極要素上の電流導電性要素は、２つの隣接する電極要素が同じ対応する位置にある電流導電性要素を有さないように、互いに対してオフセットされる。

図１は、つの重合体からなる細い帯状の電極要素の斜視図を示す。 図２は本発明の実施形態の変形例を示す斜視図である。 図３は図２に示される実施形態のさらに別の変形例を示す斜視図である。 図４は幾つかの電流導電性要素を有するディスク形状の電極要素を概略的に示す斜視図である。

図１に示すように、２つの重合体からなる細い帯状の電極要素Ａ，Ｂは、製造工程中に互いに組み合わされている。

開口部５は混合容器１の中央にある。この開口部は、閉鎖カバー６の形態の閉鎖要素で閉鎖されることができる。混合容器底部７を見ることもできる。

主要層は、高オーム抵抗の重合体の薄いコアＭ１と、１ｘ１０¹⁰Ω／ｓｑより大きい表面抵抗率または１ｘ１０⁹より大きい体積抵抗率と、好ましくは１ｘ１０¹²Ω／ｓｑより大きい表面抵抗率または１ｘ１０¹¹より大きい体積抵抗率とで構成される。

導電性ポリマーの少なくとも１つの電流導電性要素Ｍ２は、コアＭ１の１つのエッジ部分まで延在し、その延長部は、幅及び厚さの両方に関してコアＭ１の延長部よりも実質的により小さい。図示の実施形態では、電流導電性要素Ｍ２は、電極要素Ａ、Ｂの全長に沿って、電極要素の片側に延びている。

電流導電性要素Ｍ２の表面抵抗率は、好ましくは、１ｘ１０⁸Ω／ｓｑ未満であるか、またはそれらの体積抵抗率は、それぞれ１ｘ１０⁷Ω・ｃｍ未満であり、好ましくは、１ｘ１０⁵Ω／ｓｑ未満および１ｘ１０⁴Ω・ｃｍ未満であるべきである。

コンデンサ分離器内の２つの電極要素が本発明に従って設計される場合、これらは、互いに鏡像であることが好都合である。すなわち、それぞれの電極要素Ａ、Ｂ内の現在の導電要素Ｍ２は、対向する縁部に配置されるべきである。すなわち、第１の電極要素Ａの第１の側面上の電流導電性要素Ｍ２が、電極要素Ａの第１の縁部から第１の距離に位置し、したがって電極要素Ａの第２の縁部から明らかに遠く離れている場合、隣接する第２の電極要素Ｂ上の電流導電性要素Ｍ２は、有利には、電極要素Ｂの第２の縁部からの前記第１の距離に従って電極要素Ｂの第１の縁部から明らかに遠く離れて位置するべきである。

図２は本発明の実施形態の変形例を示し、それぞれの電極要素Ａ、Ｂ、少なくともその一方の側が、絶縁性重合体Ｍ３７’の薄膜、すなわち、１ｘ１０¹²Ω／ｓｑよりも高い表面抵抗率、およびコアＭ１の抵抗率として少なくとも１０倍の高い表面抵抗率（または体積抵抗率）を有する重合体で被覆されている。

好ましくは、電極要素Ａ、Ｂの裏面は、絶縁性ポリマーＭ３’の薄膜で被覆されており、裏面は電流導電性要素Ｍ２で被覆されていない側面電極要素Ａ、Ｂである。

図３は、図２に示される実施形態のさらに別の変形例を示す。

この実施形態では、絶縁性ポリマーＭ３が、その縁部を囲み、かつ電流導電性要素Ｍ２を囲み、電極要素Ａ又はＢの全体、そのうちの１つ又は両方を取り囲むように配置される。

（可能な変形例）
勿論、電極要素Ａ，Ｂが長尺の帯状要素の形状を有する必要はない。図４に示すように、要素Ａ、Ｂは、コアＭ１と好ましくは互いに距離を置いて配置された幾つかの電流導電性要素Ｍ２’、Ｍ２”からなる長方形／正方形のシートの形成であってもよく、コアに埋め込まれるか又はコアＭ１上に薄い被膜として配置されてもよい。図４は、幾つかの電流導電性要素Ｍ２’及びＭ２”を有するディスク形状の電極要素Ａ、Ｂを概略的に示す。

図４に示す実施形態では、電流導電性要素Ｍ２、Ｍ２’、Ｍ２”は全て同一の対応する側に配置されているが、本発明は、コアＭ１の片側にのみ設けられた電流導電性要素Ｍ２、Ｍ２’、Ｍ２”に限定されるものではない。電流導電性要素Ｍ２、Ｍ２’、Ｍ２”は、コアＭ１の両側に非常に良好に設けることができる。

いくつかの電流導電性要素（コーティング）Ｍ２、Ｍ２’、Ｍ２”を用いて、いくつかの個々の高電圧接続部を配置することができる。このことは、問題の電極要素が、正方形又は長方形の入口面積を有するコンデンサ分離器において、互いに対してギャップを有して配置された平坦な電極要素である場合に特に重要である。このような実施形態において、電流導電性要素Ｍ２、Ｍ２’、Ｍ２”は、図４に示されるように、コンデンサ分離器を通る空気の流れ方向Ｌに対して垂直に配置されることが好ましい。

最も近い電極要素Ａ、Ｂ上の電流導電性要素の相互変位により、電極要素Ａ、Ｂのそれぞれのグループは、好ましくは導電性ゴム、導電性発泡プラスチック、導電性ホットメルト接着剤等のような導電性材料で形成された縁部接続で、高電圧源の異なる極に接続することができる。

例えば、現在の導電性被覆Ｍ２、Ｍ２’、Ｍ２”は、１ｘ１０³Ω・ｃｍ未満の体積抵抗率および１ｘ１０⁴Ω／ｓｑ未満の表面抵抗率を有するＰＰ１３７９として指定されるポリプロピレンであってもよい。

コアＭ１は、例えば、好ましくは１ｘ１０¹⁰Ω・ｃｍより大きい体積抵抗率を有するポリプロピレンで形成することができる。

Claims (9)

1. ２段電気フィルタのコンデンサ分離器のための電極要素（Ａ,Ｂ）群を備える装置であって、
   前記電極要素（Ａ,Ｂ）群が、それぞれ２つの異なる重合体からなる少なくとも２つの電極要素（Ａ、Ｂ）であり、
   ａ．前記少なくとも２つの電極要素（Ａ、Ｂ）は、薄い帯状の形態で、又は平らなシート群として提供され、
   ｂ．前記少なくとも２つの電極要素（Ａ、Ｂ）の主要層はコア（Ｍ１）を構成し、
   ｃ．少なくとも一つの電流導電要素（Ｍ２，Ｍ２’，Ｍ２”）は、前記少なくとも２つの電極要素（Ａ、Ｂ）の表面に設けられ、該少なくとも２つの電極要素（Ａ、Ｂ）の前記コア（Ｍ１）上に被膜として配置されるか、又は前記コア（Ｍ１）内に埋め込まれる重合体の形態のどちらかであり、
   ｄ．前記少なくとも一つの電流導電要素（Ｍ２，Ｍ２’，Ｍ２”）の延長部は幅及び深さの両方に沿う前記コア（Ｍ１）の延長部より短く、
   ｅ．第１の電極要素（Ａ）の裏面の第１の部分（Ｍ３）は、前記第１の電極要素（Ａ）の前記表面の反対側であり、かつ隣接する第２の電極要素（Ｂ）に近接して配置され、１ｘ１０ ¹² Ω／ｓｑ以上の表面抵抗率を有する重合体から構成され、
   ｆ．前記少なくとも２つの電極要素（Ａ、Ｂ）の第２の部分は前記少なくとも一つの電流導電要素（Ｍ２，Ｍ２’，Ｍ２”）で構成された、装置において、
   ｇ．２つの隣接する電極要素（Ａ、Ｂ）は、同じ対応位置に前記少なくとも一つの電流導電性要素（Ｍ２、Ｍ２’、Ｍ２”）を有さないように、前記少なくとも一つの電流導電要素（Ｍ２，Ｍ２’，Ｍ２”）は互いに対してオフセットされ、
   ｈ．前記第１の電極要素（Ａ）の前記表面上の電流導電要素（M２）は、前記第１の電極要素（Ａ）の第１の縁部から第１の距離に位置し、かつ前記第１の電極要素（Ａ）の第２の縁部から遠く離れた位置にあり、前記隣接する第２の電極要素（Ｂ）上の電流導電要素（Ｍ２）は、前記隣接する第２の電極要素（Ｂ）の第２の縁部から第１の距離に位置し、前記隣接する第２の電極要素（Ａ）の第１の縁部から遠く離れた位置にある、装置。
2. 前記コンデンサ分離器内の前記隣接する第２の電極要素（Ｂ）に最も近接して配置される前記第１の電極要素（Ａ）の前記第１の部分（Ｍ３）における前記重合体の体積抵抗率は、少なくとも１ｘ１０¹¹Ω・ｃｍでなければならない、請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも一つの電流導電性要素（Ｍ２、Ｍ２’、Ｍ２”）の表面抵抗率は、１ｘ１０⁸Ω／ｓｑ未満であるべきであり、体積抵抗率は、１ｘ１０⁷Ω・ｃｍ未満であるべきである、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記コンデンサ分離器内の前記隣接する第２の電極要素（Ｂ）に最も近接して配置される前記第１の電極要素（Ａ）の前記第１の部分（Ｍ３）は絶縁層からなる請求項１～３の何れか一項に記載の装置。
5. 前記絶縁層はそれぞれの前記少なくとも２つの電極要素（Ａ、Ｂ）の縁部も包囲する、請求項４に記載の装置。
6. 前記電極要素（Ａ、Ｂ）群は平坦シートとして形成され、いくつかの電流導電性要素（Ｍ２、Ｍ２’、Ｍ２”）は、互いに対してオフセットされ、前記コンデンサ分離器を通る意図された空気の流れ方向に対して垂直に配置される、請求項１～３の何れか一項に記載の装置。
7. 高電圧源へのいくつかの別個の接続が、導電性材料によってそれぞれの前記少なくとも一つの電流導電性要素（Ｍ２、Ｍ２’、Ｍ２”）の縁部接続によって提供される、請求項６に記載の装置。
8. 前記少なくとも２つの電極要素（Ａ，Ｂ）の前記コア（Ｍ１）は、０．７ｍｍより薄い、請求項１～７の何れか一項に記載の装置。
9. 前記電流導電要素（M２）は、前記少なくとも２つの電極要素（Ａ、Ｂ）の前記表面上で前記少なくとも２つの電極要素（Ａ、Ｂ）の全長に沿って延在している、請求項１～８の何れか一項に記載の装置。

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