JP7405545B2 - 電気集塵装置及び空気清浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、高電圧の印加によって発生するコロナ放電により、空気中の塵埃や煙や油煙中のミスト等の粒子を帯電させて捕集する電気集塵装置及び該電気集塵装置を備えた空気清浄装置に関する。

従来、空気の浄化を行うために、塵埃を吸引して浄化する空気清浄機が広く利用されている。例えば、特許文献１には、線状又は針状の放電極と水を貯留するタンクとを配置し、水と放電極の間に高電圧を印加することによってコロナ放電を発生させて、空気中の汚染物質を除去する空気清浄機が開示されている。

特開２００７－６９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の空気清浄機において線状の放電極を使用した場合には、線が破断（切れる）恐れがあるため、耐久性に問題が生じる。また、針状の放電極を使用した場合には、稼動中に針先に汚れが付着することによって、放電が弱くなり、荷電（帯電）性能に影響を与える恐れがあると共に、耐久性にも問題がある。

さらに、特許文献１に記載の空気清浄機は、放電極によって帯電された粒子を液面側に集塵させるための極板（反発極）を備えていない、いわゆる１段式の電気集塵方式のため、集塵効率（捕集効率）を高めることが難しいという問題もある。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、耐久性の向上、及び荷電（帯電）性能や集塵（捕集）性能の向上を図ることのできる電気集塵装置及び空気清浄装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明の第１の電気集塵装置は、高電圧の印加によって発生するコロナ放電により空気中の粒子を帯電させて捕集する電気集塵装置であって、導電性繊維の線電極を束ねた束状部を有する放電用電極と、導電性の液体を貯留する液槽と、を備え、前記放電用電極は、該放電用電極の先端部を前記液槽の液面の方向に向けた姿勢で前記液槽の液面から一定の間隔を介して配置されていることを特徴とする。

本発明の第１の電気集塵装置によれば、放電用電極が線電極を束ねた束状部を有しており、針式や線式の電極に比べて、多数の線電極を備えているため、汚れに強く耐久性に優れている。また、針式や線式の電極に比べて、低電圧でコロナ放電を発生させることができるので、液槽の液面における波の発生を抑制し、安定した放電を行うことができる。さらに、放電用電極の先端部を液槽の液面の方向に向けた姿勢で配置しているため、放電用電極と液面との間で、安定した放電を行うことができる。

本発明の第２の電気集塵装置は、上記した第１の電気集塵装置において、前記液槽内には、導電性の液体を吸収して保持する多孔質体製の吸液部材が設けられ、該吸液部材は、該吸液部材の上方に液膜が形成されるように前記液槽内に配置されることを特徴とする。

本発明の第２の電気集塵装置によれば、吸液部材により液槽の液面における波の発生を抑制し、安定した放電を行うことができる。また、吸液部材の上方に液膜を形成させることにより、安定した放電を行うことができる。

本発明の第３の電気集塵装置は、上記した第１又は第２の電気集塵装置において、空気の流通方向における前記放電用電極の下流側には、高電圧が印加される反発部が設けられ、該反発部は、前記液槽の液面に対向するように配置される平面部を備えていることを特徴とする。

本発明の第４の電気集塵装置は、上記した第３の電気集塵装置において、前記反発部は前記放電用電極の周囲を取り囲むように配置されていることを特徴とする。

本発明の第３及び第４の電気集塵装置によれば、放電用電極により帯電されて放電用電極の下流側に拡散された粒子を、反発部に反発させて液槽の液体内に確実に取り込ませることができる。

本発明の第５の電気集塵装置は、上記した第３又は第４の電気集塵装置において、空気の流通方向における前記反発部の上流側端部と前記放電用電極との距離は、該放電用電極の先端部と前記液槽の液面との距離より大きく設定されていることを特徴とする。

本発明の第５の電気集塵装置によれば、放電用電極と反発部との互いの電界干渉を防止し、放電用電極と反発部の互いの性能低下を防止することができる。

本発明の第６の電気集塵装置は、上記した第１～第５のいずれかの電気集塵装置において、内部に空間を有する筐体を備え、前記液槽は該筐体内に配置され、該筐体には、前記液槽の上方の液面に対向する位置に吸込口が設けられ、空気の流通方向における該吸込口の下流側には、該吸込口から該筐体内に流入した空気が該液槽の液面に沿って該液槽の周囲に拡散するように空気の流通路が形成されていることを特徴とする。

本発明の第６の電気集塵装置によれば、下降方向から横方向に気流の向きを変化させることで、空気中に含まれる大きな粒子は、気流から離脱されて液体中に溶け込むため、放電用電極や反発部の汚れを軽減することができ、耐久性を向上させることができる。また、吸込口から流入した空気は、吸込口から周囲の液面に拡散するように流通するので、液槽の液面全体を有効に活用することができる。さらに、筐体と液槽との間を流通路とすることで、筐体の内部空間を有効に活用することができる。

本発明の第７の電気集塵装置は、上記した第６の電気集塵装置において、前記液槽は碍子を介して前記筐体に支持され、該碍子は、空気の流通方向における前記反発部の下流側に配置されていることを特徴とする。

本発明の第８の電気集塵装置は、上記した第７の電気集塵装置において、前記碍子は前記空気の流通路から退避した位置に配置されていることを特徴とする。

本発明の第７及び第８の電気集塵装置によれば、碍子表面に粒子による汚れが付着することで絶縁性が低下して沿面放電や高圧電流を短絡させたりするといった不具合の発生を防止することができる。

本発明の第９の電気集塵装置は、上記した第６～第８のいずれかの電気集塵装置において、複数の前記放電用電極は、空気の流通方向における前記吸込口の下流側端部の周囲に配置されていることを特徴とする。

本発明の第９の電気集塵装置によれば、吸込口から周囲に流出する粒子を確実に帯電させることができる。

本発明の第１０の電気集塵装置は、上記した第９の電気集塵装置において、前記吸込口の下流側端部は前記放電用電極の先端部よりも前記液槽の液面側に延出していることを特徴とする。

本発明の第１０の電気集塵装置によれば、吸込口から流入した空気は、液槽の液面に沿って流通するように規制され、放電用電極の根元部の方には流通しないため、確実に荷電エリアを通過することで荷電性能を向上させることができる。

本発明の第１１の電気集塵装置は、上記した第９又は第１０の電気集塵装置において、前記吸込口には多数の孔部が形成された整流板が設けられ、該孔部の開口面積は、該整流板の中央部から外周部に向かうに連れて次第に大きくなるように形成されていることを特徴とする。

本発明の第１１の電気集塵装置によれば、吸込口の内部空間を有効に活用することができると共に、吸込口の中央部の空気の流通量を減少させ、吸込口の外周部の空気の流通量を増加させることで、荷電効率を高めることができる。

本発明の第１２の電気集塵装置は、上記した第６～第８のいずれかの電気集塵装置において、複数の前記放電用電極は、前記吸込口と前記液槽の液面との間に配置されていることを特徴とする。

本発明の第１２の電気集塵装置によれば、吸込口と液面との流通路を有効に活用すると共に、気流に対して放電用電極の先端部が下流側に配置されているため、放電用電極の先端部を汚れ難くすることができ、耐久性を向上させることができる。

本発明の第１３の電気集塵装置は、上記した第１２の電気集塵装置において、前記吸込口の下方には前記反発部側に向かって傾斜する傾斜面が設けられていることを特徴とする。

本発明の第１３の電気集塵装置によれば、吸込口から反発部に流入する気流を滑らかにすることができるため、空気の流通抵抗を低減させることができる。

本発明の第１４の電気集塵装置は、上記した第１～第１３のいずれかの電気集塵装置において、前記放電用電極の前記束状部は、直径５～２５μｍの線電極を１０～２００本束ねて構成されていることを特徴とする。

本発明の第１４の電気集塵装置によれば、空気の流通性と放電用電極の経済性を高めることができると共に、放電用電極の耐久性（錆び難い）と放電性能（荷電性能）の向上を図ることができる。

本発明の空気清浄装置は、上記した第１～第１４の電気集塵装置を備えた空気清浄装置であって、ケースの内部に前記電気集塵装置と吸引ファンが収納され、該ケースの上部に吸込口が開口され、該ケースの下部に排気口が開口されていることを特徴とする。

本発明の第１５の空気清浄装置によれば、集塵性能（捕集性能）の向上を図ることができる。

本発明によれば、汚れに強く耐久性の向上を図ることができると共に、低電圧で安定したコロナ放電を発生させることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る電気集塵装置を斜め上方から示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気集塵装置の内部を斜め上方から示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気集塵装置を前後方向の中心位置から左右方向に切断して示す側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気集塵装置の側方部分を前後方向の中心位置から左右方向に切断して示す側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気集塵装置の上部を斜め下方から示す分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る電気集塵装置を斜め上方から示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態の電気集塵装置の要部を斜め上方から示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る電気集塵装置を前後方向の中心位置から左右方向に切断して示す側面断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電気集塵装置を斜め下方から示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄装置を示す斜視図である。

以下、添付した図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下において説明する各実施の形態は本発明の好適な具体例であって、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限りこれらの態様に限定されるものではない。

［第１の実施形態に係る電気集塵装置］
まず、図１～図５を参照しつつ、本発明の第１の実施の形態に係る電気集塵装置について説明する。ここで、図１は第１の実施形態に係る電気集塵装置を斜め上方から示す斜視図、図２は第１の実施形態に係る電気集塵装置の内部を斜め上方から示す斜視図、図３は第１の実施形態に係る電気集塵装置を前後方向の中心位置から左右方向に切断して示す側面断面図、図４は第１の実施形態に係る電気集塵装置の側方部分を前後方向の中心位置から左右方向に切断して示す側面断面図、図５は第１の実施形態に係る電気集塵装置の上部を斜め下方から示す分解斜視図である。

なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１において矢印で示した前後、左右及び上下の向きを基準として、各図における向きを設定する。また、「流通方向」とは、空気が流れる方向を指し、「上流」及び「下流」並びにこれらに類する用語は、空気の流通方向における「上流」及び「下流」並びにこれらに類する概念を指すこととする。

第１の実施形態に係る電気集塵装置１は、コロナ放電によって空気中の粒子を帯電させて捕集する装置であり、筐体２と、液槽３と、放電部４と、給電用碍子５及び支持用碍子６と、高電圧電源部７と、を備えて構成されている。筐体２は、基準電位点（例えば、大地等）に接続された接地電極となっている。液槽３は、筐体２の内部に設けられ、給電用碍子５及び支持用碍子６を介して筐体２に支持されている。放電部４は、液槽３の液面との間でコロナ放電を発生させる放電用電極３０を備えている。

＜筐体＞
筐体２は、内部に空間を有する扁平な直方体形状に形成されている。筐体２の上面には、矩形状の天板１１が固定されている。天板１１は、筐体２の各側面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの上縁部に形成された折り曲げ部８を介して、合計８個のネジ１２で筐体２に着脱可能に設けられている。天板１１の中央部には、平面視で矩形状の立ち上がり部１３が形成されている、立ち上り部１３の内部には、吸込口１５が固定されていると共に、矩形状の開口部１４が形成されている。

吸込口１５は、立ち上がり部１３の内面に沿って矩形筒状に形成される上部１６と、上部１６から下方内側に傾斜する傾斜部１７を介して矩形筒状に形成される下部１８と、を備えており、下部１８は上部１６より小径に形成されている。吸込口１５の上部１６には、吸込口用ダクト５１が接続されている。

吸込口１５の上部１６の内部には、空気の流通を遮る方向に整流板９が水平姿勢で設けられている。整流板９には、多数の孔部１９が形成されており、孔部１９の開口面積は中央部から外周部に進むに従って次第に大きくなるように設定されている。これにより、吸込口１５の内部空間を有効に活用することができると共に、吸込口１５の中央部の空気の流通量を減少させ、吸込口１５の外周部の空気の流通量を増加させることで、荷電効率を高めることができる。

天板１１の下方には、合計４本のスペーサ２０を介して、天板１１より小さい矩形状のベース板２１が固定されている。ベース板２１の中央部には、天板１１の立ち上がり部１３に対応した位置に立ち上がり部２２が形成されている。立ち上がり部２２の上端は天板１１の下面に接触し、立ち上がり部２２の内側には、開口部１４に対応した位置に前記開口部１４と同一形状の開口部２３が形成されている。

ベース板２１の下面には、開口部２３を臨む位置に矩形環状の支持体固定部材２４が形成されていると共に、支持体固定部材２４の径方向外側において支持体固定部材２４を取り囲むように矩形環状の反発部２５が形成されている。支持体固定部材２４は、上面が開放されたコの字状断面を有しており、支持体固定部材２４の内側の面２４ａは立ち上がり部１３及び２２の各内側の面と同一面を形成している。

反発部２５は、上面が開放されたコの字状断面を有しており、支持体固定部材２４の外側に所定距離Ｘ（図４参照）離間して配置されている。反発部２５は、径方向及び上下方向の長さがいずれも支持体固定部材２４より大きく、反発部２５の下面には導電性の平面部２６が形成されている。

筐体２の下面には、矩形状の排気口５０が形成されている。空気の流通路２７における圧損低下を防止するため、排気口５０の開口面積は、吸込口１５の開口面積よりも大きく設定されている。排気口５０には、排気用ダクト５２が接続され、排気用ダクト５２に吸引ファン（図示省略）が設けられている。なお、本実施形態では、吸込口１５及び排気口５０にそれぞれ吸込口用ダクト５１、排気用ダクト５２が接続されているが、ダクト５１，５２を使用せずに、排気口５０の周囲から吸引して排気口５０の周囲に排気しても良い。

＜液槽＞
液槽３は、上面が開放された扁平な直方体形状に形成され、筐体２の内部に収納されている。液槽３は、給電用碍子５及び支持用碍子６を介して筐体２に支持されており、液槽３の周囲には、空気の流通路２７が形成されている。液槽３には、導電性を有する液体２８（例えば、水）が貯留されている。液槽３に貯留される液体は、ウィルス等を殺菌する殺菌成分や消臭成分を備えた液体でも良い。

液槽３内には、吸収性（吸水性）を有する多孔質体製の吸液部材２９が設けられている。ここで、多孔質体とは、素材中に空間（繊維と繊維の隙間、発泡など）が形成されて、液体が浸透するようなものを示し、具体的には、発泡材やスポンジ、ジェル状や金属製であっても構わない。吸液部材２９は、液槽３の液面近くに配置され、吸液部材２９に浸み込んだ液体によって、液体の上面に例えば０．５ｍｍ以下の液膜が形成されるようになっている。

また、液槽３内には、吸液部材２９を下方から支持する吸液部材支持体（図示省略）が設けられており、これにより、吸液部材２９は液槽３内の所定位置に保持される。前記吸液部材支持体は、例えば、メッシュ状の金網や板状のパンチングメタルにより形成されている。

なお、液槽３内に、液体を供給する液体供給手段（図示省略）や液槽３内の汚れた液体を排出する液体排出手段（図示省略）を設けても良い。例えば、液体ポンプとフィルタを用いて、液槽３内に液体が循環供給されるようにしても良い。また、液体が水の場合、液槽３に水道管を接続して常にきれいな水が液槽３内に供給されるようにしても良い。

＜放電部＞
図４に良く示されているように、放電部４は、複数の放電用電極３０と、各放電用電極３０を支持する支持体３１と、を備えている。各放電用電極３０は、繊維状の線電極３２を束ねてブラシ状に形成された束状部３３を備えている。線電極３２は、直径１２μｍの非磁性のステンレス繊維で形成されている。このため、線電極３２が束状部３３から離間しやすく、放電性能を高めることができる。例えば、磁性を備えたフェライト系では、線電極３２が束状部３３より離間し難いため、束状部との電界干渉による影響が大きく、強電界のコロナ放電を発生させることが難しい。１つの放電用電極３０は、例えば、約１００本の線電極３２が束ねられることで形成されている。なお、放電用電極３０は、直径５～２５μｍの線電極３２を１０～２００本束ねて形成されていても良い。

放電用電極３０に印加される電圧は、４～６ｋＶの範囲であり、放電用電極３０の長さは、３～７ｍｍの範囲である。このため、比較的低電圧でも、安定して放電することができる。また、放電用電極３０には、直流でマイナスの高電圧が印加される。このように直流方式を採用することで、他の方式（交流、パルス）に比べて、比較的簡単な構成とすることができる。また、マイナス荷電方式を採用することで、プラス荷電方式に比べて、同じ空間（隙間）でも放電用電極３０に放電電流を多く流すことができる。さらに、プラス荷電方式に比べて、放電安定性（異常放電しにくい特性）を向上させることができる。

支持体３１は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）で形成されており、線電極３２と同じ材質を使用している。支持体３１に固定されている線電極３２と支持体３１は、同じ材質（ステンレス）を使用していることで、異種金属の接触による電解腐食（電食）を防止している。

支持体３１は、支持体固定部材２４の内側の面２４ａと外側の面２４ｂとの両側に２列で周方向に固定されている。これにより、複数の放電用電極３０は、吸込口１５の周囲に配置され、支持体３１を２列に配列することで荷電効率を高めることができる。

複数の放電用電極３０は、支持体３１から液槽３の液面に向かって下方に延びた状態で設けられている。複数の放電用電極３０は全て略同じ全長に形成され、複数の放電用電極３０の先端は略揃えられている。複数の放電用電極３０は、支持体３１の周方向に沿って所定のピッチで間欠的に設けられている。

放電用電極３０の先端部（下端部）と液槽３の液面との距離Ｙは、反発部２５の平面部２６と液槽３の液面との距離と同じ距離に設定されており、例えば、いずれも、印加電圧が数ＫＶで１０数ｍｍに設定されている。なお、捕集性能（捕集効率）向上のため、反発部２５と液槽３の液面との距離は、放電用電極３０の先端部と液槽３の液面との距離Ｙよりも近付けて設定されても良い。

反発部２５の内側の面２５ａと外側の放電用電極３０との距離Ｘは、放電用電極３０の先端部（下端部）と液槽３の液面との距離Ｙ（放電距離）よりも大きく設定されている。これにより、電界干渉の防止を図ることができる。

また、吸込口１５の下端部は、放電用電極３０の先端部（下端部）よりも液面側に延出している。これにより、吸込口１５から流入した空気は、吸込口１５から流出すると液槽３の液面に沿って流通するように誘導されるため、放電用電極３０の根元部（上部）に流通しない構造となり、確実に荷電エリアを通過するため、荷電性能を向上させることができる。さらに、上記したように、吸込口１５の傾斜部１７により吸込口１５が放電用電極３０から離間するように形成されているため、電界干渉の防止を図ることができる。なお吸込口１５の下部１８と内側の放電用電極３０との距離は、反発部２５の内側の面２５ａと外側の放電用電極３０との距離Ｘと同等に設定されている。これにより、電界干渉の防止を図ることができる。

＜給電用碍子及び支持用碍子＞
筐体２の側面と液槽３の側面との間には、１個の給電用碍子５及び３個の支持用碍子６が設けられている。給電用碍子５及び支持用碍子６は、例えば、磁器又は陶器もしくは電気絶縁性に優れる樹脂で形成されている。

給電用碍子５は、筐体２の一側面２ａと液槽３の一側面３ａとの間に介装される碍子本体３４と、筐体２の一側面２ａの外側に設けられる給電接続部３５と、を備えている。碍子本体３４は、略円筒状に形成され、碍子本体３４の軸心には、貫通穴３８ａが形成されている。

給電接続部３５は、円板形状の鍔部３７と、鍔部３７と同心で鍔部３７より小径に形成される円筒状の凹部３６と、により構成されている。鍔部３７の軸心には、碍子本体３４の貫通穴３８ａと連通するように貫通穴３８ｂが形成されている。鍔部３７の貫通穴３８ｂ及び碍子本体３４の貫通穴３８ａに挿通された給電用ネジ３９にナット４０を締結することにより、碍子本体３４が筐体２の一側面２ａと液槽３の一側面３ａとの間に固定されるようになっている。

鍔部３７の外周部には、複数（図示では４個）の固定穴が周方向に均等間隔で形成されており、これらの固定穴に挿通された固定用ネジ４１にナット４２を締結することにより、給電接続部３５が筐体２の一側面２ａに固定されるようになっている。給電接続部３５の凹部３６には、給電用バネ４３が給電用ネジ３９に電気的に接触するように設けられ、給電用バネ４３は高電圧電源部７と電気的に接触している。

支持用碍子６は、筐体２の一側面２ａ以外の他の３つの側面２ｂ，２ｃ，２ｄと液槽３の一側面３ａ以外の他の３つの側面３ｂ，３ｃ，３ｄとの間にそれぞれ介装されている。支持用碍子６の軸心には、内側及び外側からそれぞれ貫通溝４４ａ，４４ｂが形成されている。支持用碍子６の内側及び外側から各貫通溝４４ａ，４４ｂにそれぞれ固定ネジ４５を締結することにより、支持用碍子６が筐体２の３つの側面２ｂ，２ｃ，２ｄと液槽３の３つの側面３ｂ，３ｃ，３ｄとの間にそれぞれ固定されるようになっている。

＜高電圧電源部＞
図３に示すように、電圧電源部７は、高圧トランス４６と、倍圧部４７と、リミットスイッチ４８と、を備えている。高電圧電源部７は、給電用碍子５を介して液槽３側に高電圧を印加する。高圧トランス４６は、元電源Ｐ（交流１００Ｖ）の交流電圧を昇圧する。倍圧部４７は、高圧トランス４６で昇圧した交流電圧を直流電圧に変換し、且つさらに昇圧することでマイナス約５ｋＶの高電圧を生成する。また、倍圧部４７は、放電用電極３０に対する高電圧の印加を制御する出力制御部としても機能する。リミットスイッチ４８は、電気集塵装置１を後述する空気清浄装置１００に装着した時に投入状態（ＯＮ状態）となり、電気集塵装置１を空気清浄装置１００から離脱した時に開放状態（ＯＦＦ状態）となる。

仮に、集塵方式をプラス荷電方式とすると、荷電に必要な放電電流を確保するために放電距離を近づけなくてはならず異常放電し易くなる。したがって、上記した本実施形態では、同じ空間の間隔（隙間）でも放電電流が多いことと、放電安定性（異常放電しにくい傾向）を考慮してマイナス荷電方式を採用している。なお、直流の元電源（例えば２４Ｖ）を使用しても良い。

＜空気の流通路＞
図３及び図４において矢印で示すように、電気集塵装置１の内部には、中央の吸込口１５から流入して下降した空気が液槽３の液面に沿って外側に拡散した後、筐体２の側面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと液槽３の側面３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとの間、及び筐体２の下面と液槽３の下面の間を通って、排気口５０から外部に排出するように空気の流通路２７が形成されている。なお、本実施形態では、電気集塵装置１の上部から内部に空気を吸引し、下部から排気するように空気の流通路２７が形成されているが、空気の流れを逆にしても良い。その場合、放電用電極３０と反発部２５の配置も逆になる。

［電気集塵装置の作用］
次に、主に図３及び図４を参照しつつ、電気集塵装置１の作用について説明する。電気集塵装置１の外部で発生した塵埃や煙や油煙中のミスト等の粒子を含む含塵空気は、前記吸引ファンによる吸引力によって吸込口１５の内部に吸い込まれて下降気流（ダウンフロー）となり、吸込口１５の下部１８から液槽３内に流入する。

この時、吸込口１５内の整流板９の孔部１９の開口面積は中央部から外周部に進むに従って次第に大きくなるように設定されているため、吸込口１５の内部空間を有効に活用することができると共に、吸込口１５の中央部の空気の流通量を減少させ、吸込口１５の外周部の空気の流通量を増加させることができる。これにより、吸込口１５から液槽３内に流入した空気が、液槽３の液面にダイレクトに衝突したり、液面を波立たせたりすることがなく、放電用電極３０が配置されている吸込口１５の外周方向に空気を誘導することができるため、荷電効率を高めることができる。

このように吸込口１５から液槽３内に流入した含塵空気は、吸込口１５の内径より液槽３の内径の方が大きいため、液槽３の液面に沿って吸込口１５の周囲に拡散し、放電用電極３０と液槽３の液面との間を通過する。この時、図４に良く示されているように、含塵空気の気流の向きを下降方向から横方向に変化させることで、含塵空気中に含まれる大きな粒子は、気流から離脱して液槽３内の液体２８中に溶け込む。

この間、高電圧電源部７から給電用碍子５を介して液槽３側に高電圧が印加されることで、束状部３３から離間した線電極３２は強電界となり、線電極３２の先端部と液槽３との間で、コロナ放電が発生する。コロナ放電は、各放電用電極３０の先端部と液槽３の液面との間に略円錐状の帯電エリアＥＡを形成し、帯電エリアＥＡを流れる空気中の小さな粒子を帯電させる。帯電した粒子は、液槽３の液面に引き寄せられて吸着され、液槽３の液体中に捕集される。

放電用電極３０と液槽３の液面との間を通過した含塵空気は、反発部２５の平面部２６と液槽３の液面との間を通過する。この間、含塵空気中の帯電された小さな粒子は反発部２５の平面部２６から反発し、液槽３の液面側に寄せられて液槽３の液体中に捕集される。

反発部２５と液槽３の液面との間を通過して粒子が除去された清浄空気は、液槽３の外周部から一旦上昇した後に下降し、筐体２の側面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと液槽３の側面３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとの間、及び筐体２の下面と液槽３の下面の間を通り、排気口５０から外部に排出される。

この時、給電用碍子５及び支持用碍子６は、空気の流通方向において反発部２５の下流側の清浄空気が流通する領域（筐体２の側面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと液槽３の側面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとの間）にそれぞれ設けられているため、碍子表面に粒子による汚れが付着することで絶縁性が低下して沿面放電や高圧電流を短絡させたりするといった不具合を防止することができる。

［第２の実施形態に係る電気集塵装置］
次に、図６～図９を参照しつつ、本発明の第２の実施の形態に係る電気集塵装置について説明する。ここで、図６は第２の実施形態に係る電気集塵装置を斜め上方から示す斜視図、図７は第２の実施形態の電気集塵装置の要部を斜め上方から示す斜視図、図８は第２の実施形態に係る電気集塵装置を前後方向の中心位置から左右方向に切断して示す側面断面図、図９は第２の実施形態に係る電気集塵装置を斜め下方から示す分解斜視図である。なお、以下の説明において、上記した第１の実施形態に係る電気集塵装置１と同様の構成については詳細な説明を省略する。

第２の実施形態に係る電気集塵装置６１は、コロナ放電によって空気中の粒子を帯電させて捕集する装置であり、筐体６２と、液槽６３と、放電部６４と、給電用碍子６５及び支持用碍子６６と、高電圧電源部７（図３参照）と、を備えて構成されている。

＜筐体＞
筐体６２は、基準電位点（例えば、大地等）に接続された接地電極となっており、内部に空間を有する扁平な直方体形状に形成されている。筐体６２の上面には、矩形状の天板６７が設けられ、天板６７の中央部には、矩形状の吸込口６８が形成されている。天板６７の下方には、矩形枠状のスペーサ６９が設けられ、天板６７は４個のネジ７０を介してスペーサ６９に着脱可能に固定されている。スペーサ６９の中央部には、吸込口６８と同一形状の開口部７１が形成されている。

天板６７の下方には、天板１１より小さい矩形状のベース板７２が設けられている。ベース板７２の中央部には立ち上がり部７３が形成されている。立ち上がり部７３は、鉛直な壁部７３ａと、壁部７３ａの上端から中央側に延出する上面部７３ｂと、により構成されている。

立ち上がり部７３の互いに対向する壁部７３ａの両端部間には、２本のシャフト８４が渡設されている。各シャフト８４の両端部には壁部７３ａに固定するためのネジ８５が螺設されている。また、立ち上がり部７３の上面部７３ｂには、４箇所に固定穴７４が形成され、固定穴７４を利用してスペーサ６９が上面部７３ｂに固定されている。ベース板７２の中央部には、吸込口６８と同一形状の開口部７５が形成されている。

ベース板７２の立ち上がり部７３の外周側には、矩形環状に反発部７６が形成されている。反発部７６は板状を成しており、反発部７６の外周縁部の四方４箇所には、垂直な折れ曲がり部７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄがそれぞれ形成されている。１つの折れ曲がり部７７ａと筐体６２の一側面６２ａとは１つの給電用碍子６５により固定され、他の３つの折れ曲がり部７７ｂ，７７ｃ，７７ｄと筐体６２の他の３つの側面６２ｂ，６２ｃ，６２ｄとはそれぞれ３つの支持用碍子６６により固定されている。

また、ベース板７２の吸込口６８の下方には、反発部７６に向かって傾斜面７２ａが形成されている。これにより、吸込口６８から反発部７６に流入する気流を円滑にすることができ、空気の流通抵抗を低減させることができる。

筐体６２の下面には、矩形状の排気口７８が形成されている。空気の流通路７９における圧損低下を防止するため、排気口７８の開口面積は、吸込口６８の開口面積よりも大きく設定されている。排気口７８には、排気用ダクト５９が接続され、排気用ダクト５９に吸引ファン（図示省略）が設けられている。また、筐体６２の下面には、排気口７８の四隅に固定部８０がそれぞれ突設されている。

＜液槽＞
液槽６３は、上面が開放された扁平な直方体形状に形成されている。液槽６３は、筐体６２の内部において各固定部８０に固定されており、液槽３の周囲には、空気の流通路７９が形成されている。

液槽６３には、導電性を有する液体が浸み込んだ多孔質体製の吸液部材８１が収容されている。吸液部材８１の大きさは、液槽６３内に隙間なく収容されるように設定されており、液槽６３内に吸液部材８１が収容された状態で吸液部材８１の上面に例えば０．５ｍｍ以下の液膜が形成されるようになっている。

吸液部材８１は、稼動時間の経過と共に汚れを吸着するため、次第に汚れてくるが、その際には、汚れた吸液部材８１を液槽６３内から取り出して洗浄したり或いは交換したりすれば良い。したがって、液槽６３内の汚水を排水するための設備が不要となるので、経済性に優れている。

＜放電部＞
放電部６４は、複数の放電用電極８２と、各放電用電極８２を支持する複数の支持体８３と、を備えている。なお、放電用電極８２の構成は、上記した第１の実施形態の放電用電極３０と同様であるので、詳細な説明は省略する。

各支持体８３の両端部には孔が形成されており、シャフト８４が両端部の孔を貫通することで各支持体８３は吸込口６８の開口を横断するように複数列（本実施形態では、１０列）に亘ってシャフト８４に支持されている。シャフト８４の外周には、シャフト８４より一回り大きい外径を有する筒状の導電性のカラー８７が設けられており、カラー８７により支持体８３間は所定の間隔に維持されている。カラー８７は、シャフト８４の両端部側において立ち上がり部７３の壁部７３ａと支持体８３との間に介装される長めのカラー８７ａと、隣接する支持体８３間に介装される短めのカラー８７ｂと、を備えている。

＜給電用碍子及び支持用碍子＞
給電用碍子６５は、１つの折れ曲がり部７７ａと筐体６２の一側面６２ａとの間の空気の流通路７９から退避した位置に介装される碍子本体８８と、筐体６２の一側面６２ａの外側に設けられる給電接続部８９と、を備えている。碍子本体８８は、略円筒状に形成され、碍子本体８８の軸心には、貫通穴９０が形成されている。

給電接続部８９は、平板形状の鍔部９１と、鍔部９１に突設される円筒状の凹部９２と、により構成されている。鍔部９１の軸心には、碍子本体８８の貫通穴９０と連通するように貫通穴９３が形成されている。鍔部９１の貫通穴９３と碍子本体８８の貫通穴９０に挿通された給電用ネジ９４にナット９５を締結することにより、碍子本体８８が折れ曲がり部７７ａと筐体６２との間に固定されるようになっている。

鍔部９１には、複数（図示では２個）の固定用ネジ９６を締結することにより、給電接続部８９が筐体６２の一側面６２ａに固定されるようになっている。給電接続部８９の凹部９２には、給電用バネ９７が給電用ネジ９４に電気的に接触するように設けられ、給電用バネ９７は高電圧電源部７（図３参照）と電気的に接触している。なお、高電圧電源部７の構成は、上記した第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

支持用碍子６６は、内側及び外側からそれぞれ軸心に形成された貫通溝９８ａ，９８ｂにそれぞれ固定ネジ９９を締結することにより、各折れ曲がり部７７ｂ，７７ｃ，７７ｄと筐体６２の各側面６２ｂ，６２ｃ，６２ｄとの間の空気の流通路７９から退避した位置に、それぞれ固定されるようになっている。

＜空気の流通路＞
図８において矢印で示すように、電気集塵装置６１の内部には、中央の吸込口６８から流入して下降した空気が放電部６４を通過し、液槽６３の液面に沿って外側に拡散した後、筐体２の側面６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄと液槽３の側面６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄとの間、及び筐体２の下面と液槽６３の下面の間を通って、排気口７８から外部に排出するように空気の流通路７９が形成されている。

［電気集塵装置の作用］
次に、電気集塵装置６１の作用について説明する。電気集塵装置６１の外部で発生した塵埃や煙や油煙中のミスト等の粒子を含む含塵空気は、前記吸引ファンによる吸引力によって吸込口６８の内部に吸い込まれて下降気流（ダウンフロー）となり、吸込口６８の下方において放電部６４を通過する。

放電部６４を通過した含塵空気は、放電用電極８２と液槽６３の液面との間を通過しながら、液槽６３の液面に沿って放電部６４の周囲に拡散する。この間、高電圧電源部７から給電用碍子６５を介して放電用電極８２に高電圧が印加されることで、放電用電極８２の先端部と液槽６３との間で、コロナ放電が発生する。コロナ放電により、各放電用電極８２の先端部と液槽６３の液面との間に帯電エリアが形成され、この帯電エリアを流れる空気中の粒子を帯電させる。帯電した粒子は、液槽６３の液面に引き寄せられて吸着され、液槽６３の吸液部材８１内の液体中に捕集される。

放電用電極８２と液槽６３の液面との間を通過した含塵空気は、反発部７６と液槽６３の液面との間を通過する。この間、含塵空気中の粒子は反発部７６から反発し、液槽６３の液面側に寄せられて液槽６３の吸液部材８１内の液体中に捕集される。

反発部７６と液槽６３の液面との間を通過して粒子が除去された清浄空気は、筐体６２の側面６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄと液槽６３の側面６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄとの間、及び筐体６２の下面と液槽６３の下面の間を通り、排気口７８から外部に排出される。

この時、給電用碍子６５及び支持用碍子６６は、空気の流通方向において反発部７６の下流側の清浄空気が流通する領域であって、空気の流通路７９から退避した位置にそれぞれ設けられているため、碍子表面に粒子による汚れが付着することで絶縁性が低下して沿面放電や高圧電流を短絡させたりするといった不具合を防止することができる。

［第１及び第２の実施形態に係る電気集塵措置の変形例］
なお、上記した第１及び第２の実施形態に係る電気集塵装置１，６１は、扁平な直方体形状に形成されているが、円形状や多角形状等、他の形状であっても良い。

また、吸込口１５，６８や排気口５０，７８の設置位置や、空気の流通路２７，７９のルートは、必ずしも上記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、吸込口１５，６８を天板１１，６７の一方側に寄せた位置に設けると共に排気口５０，７８を筐体２，６２の他方側の側面に設けて、空気が一方向に流通するように空気の流通路を形成することも可能である。その場合、反発部２５，７６は、放電用電極３０，８２の周囲を取り囲むように設けられることなく、放電用電極３０，８２の下流側に配置される。

［空気清浄装置］
次に、図１０を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空気清浄装置について説明する。ここで、図１０は本発明の実施形態に係る空気清浄装置の手前側のカバーを取り外した状態を示す斜視図である。

空気清浄装置１００は、水平な矩形状のテーブル１０１と、テーブル１０１の下方に設けられる直方体形状のケース１０２と、ケース１０２の下面の四隅に設けられるキャスター１０３と、操作部（図示省略）と、を備えている。テーブル１０１の中央部には、矩形状の天板１０４が着脱可能に設けられ、天板１０４には吸込口１０５が形成されている。

ケース１０２の上部には、電気集塵装置１，６１の収納スペースが設けられ、該収納スペースに電気集塵装置１，６１が収納されると、電気集塵装置１，６１の給電用バネ４３（図３等参照），９７（図８等参照）が空気清浄装置１００の給電部（図示省略）と電気的に接触するようになっている。また、ケース１０２の上部には、前記収納スペースの側方に高電圧電源部や制御部等の収納スペース１０６が設けられている。

ケース１０２には、電気集塵装置１，６１の収納スペース下方に吸引ファン（図示省略）を収納する吸引ファン部１０７が設けられ、該吸引ファンの下流側には活性炭が収納された脱臭部（図示省略）が設けられている。また、ケース１０２の下部には、排気口１０８が形成されている。

このように電気集塵装置１，６１が収納された空気清浄装置１００において、前記操作部の運転スイッチが押されると、前記給電部を介して、電気集塵装置１，６１の高電圧が印加され、前記吸引ファンが駆動する。これにより、室内の汚れた煙草の煙等の粒子を含む含塵空気は、吸込口１０５から空気清浄装置１００内に流入し、電気集塵装置１，６１により含塵空気中の粒子が捕集された後、清浄な空気となって排気口１０８から室内に戻される。

本発明の技術は、室内において空気中の汚れた粒子（煙草の煙、花粉等の粒子、調理時の油煙中のミストなど）を集塵する電気集塵装置や空気清浄装置に利用することができる。

１ 電気集塵装置
２ 筐体
３ 液槽
５ 給電用碍子
６ 支持用碍子
９ 整流板
１６ 吸込口
１９ 孔部
２５ 反発部
２６ 平面部
２７ 空気の流通路
２８ 液体
２９ 吸液部材
３０ 放電用電極
３２ 線電極
３３ 束状部
６１ 電気集塵装置
６２ 筐体
６３ 液槽
６５ 給電用碍子
６６ 支持用碍子
６８ 吸込口
７２ａ 傾斜面
７６ 反発部
７９ 空気の流通路
１００ 空気清浄装置
１０２ ケース
１０５ 吸込口
１０８ 排気口

Claims (14)

1. 高電圧の印加によって発生するコロナ放電により空気中の粒子を帯電させて捕集する電気集塵装置であって、
   導電性繊維の線電極を束ねた束状部を有する放電用電極と、
   導電性の液体を貯留する液槽と、
   を備え、
   前記放電用電極は、該放電用電極の先端部を前記液槽の液面の方向に向けた姿勢で前記液槽の液面から一定の間隔を介して配置され、
   前記液槽内には、導電性の液体を吸収して保持する多孔質体製の吸液部材が設けられ、該吸液部材は、該吸液部材の上方に液膜が形成されるように前記液槽内に配置されていることを特徴とする電気集塵装置。
2. 高電圧の印加によって発生するコロナ放電により空気中の粒子を帯電させて捕集する電気集塵装置であって、
   導電性繊維の線電極を束ねた束状部を有する放電用電極と、
   導電性の液体を貯留する液槽と、
   を備え、
   前記放電用電極は、該放電用電極の先端部を前記液槽の液面の方向に向けた姿勢で前記液槽の液面から一定の間隔を介して配置され、
   空気の流通方向における前記放電用電極の下流側には、高電圧が印加される反発部が設けられ、該反発部は、前記液槽の液面に対向するように配置される平面部を備えていることを特徴とする電気集塵装置。
3. 前記反発部は前記放電用電極の周囲を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電気集塵装置。
4. 空気の流通方向における前記反発部の上流側端部と前記放電用電極との距離は、該放電用電極の先端部と前記液槽の液面との距離より大きく設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気集塵装置。
5. 高電圧の印加によって発生するコロナ放電により空気中の粒子を帯電させて捕集する電気集塵装置であって、
   導電性繊維の線電極を束ねた束状部を有する放電用電極と、
   導電性の液体を貯留する液槽と、
   を備え、
   前記放電用電極は、該放電用電極の先端部を前記液槽の液面の方向に向けた姿勢で前記液槽の液面から一定の間隔を介して配置され、
   内部に空間を有する筐体を備え、前記液槽は該筐体内に配置され、該筐体には、前記液槽の上方の液面に対向する位置に吸込口が設けられ、空気の流通方向における該吸込口の下流側には、該吸込口から該筐体内に流入した空気が該液槽の液面に沿って該液槽の周囲に拡散するように空気の流通路が形成されていることを特徴とする電気集塵装置。
6. 空気の流通方向における前記放電用電極の下流側には、高電圧が印加される反発部が設けられ、前記液槽は碍子を介して前記筐体に支持され、該碍子は、空気の流通方向における前記反発部の下流側に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の電気集塵装置。
7. 前記碍子は前記空気の流通路から退避した位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の電気集塵装置。
8. 複数の前記放電用電極は、空気の流通方向における前記吸込口の下流側端部の周囲に配置されていることを特徴とする請求項５～７のいずれかの請求項に記載の電気集塵装置。
9. 前記吸込口の下流側端部は前記放電用電極の先端部よりも前記液槽の液面側に延出していることを特徴とする請求項８に記載の電気集塵装置。
10. 前記吸込口には多数の孔部が形成された整流板が設けられ、該孔部の開口面積は、該整流板の中央部から外周部に向かうに連れて次第に大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の電気集塵装置。
11. 複数の前記放電用電極は、前記吸込口と前記液槽の液面との間に配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の電気集塵装置。
12. 前記吸込口の下方には前記反発部側に向かって傾斜する傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の電気集塵装置。
13. 前記放電用電極の前記束状部は、直径５～２５μｍの線電極を１０～２００本束ねて構成されていることを特徴とする請求項１～１２のいずれかの請求項に記載の電気集塵装置。
14. 請求項１～１３のいずれかの請求項に記載の電気集塵装置を備えた空気清浄装置であって、
    ケースの内部に前記電気集塵装置と吸引ファンが収納され、該ケースの上部に吸込口が開口され、該ケースの下部に排気口が開口されていることを特徴とする空気清浄装置。

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