JPH0636875B2

JPH0636875B2 - 空気浄化装置

Info

Publication number: JPH0636875B2
Application number: JP21732885A
Authority: JP
Inventors: 昇漆崎; 隆栗田; 秀修青木
Original assignee: Shinryo Corp
Current assignee: Shinryo Corp
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPS6274462A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は空気浄化装置に係り、さらに詳しく述べると機
械的駆動部分のない空気浄化装置に関する。

従来技術とその問題点放電によりイオン風が発生することは、電気集塵の分野
において周知の事実である。この現象を利用して送風機
などの機械的駆動部分を持たない電子式空気浄化装置が
知られている。例えば特公昭５４−２１４５７号公報に
おいてはイオン化線、対向電極および集塵電極を所定の
位置に設けた空気浄化装置が開示されている。イオン化
線と集塵電極との間に高電圧を印加してコロナ放電を生
じさせると、多量のイオンが発生しこのイオンの移動に
より空気が流動化する。また、放電時に空気中の微粒子
は荷電され、この荷電微粒子は集塵電極と対向電極との
間に形成される電界によりクーロン力が与えられ、この
力により荷電微粒子は集塵電極へと捕集されるものであ
る。この種タイプの装置は、機械的駆動部分がないため
騒音・振動の発生がないこと、たばこの煙などの０．３
ミクロン以上の微粒子でも９９％程度の高い集塵効率を
有すること、装置がコンパクトであることおよびエアー
フイルターのようなフイルターの交換を必要としないた
め保守管理が容易であること等の多くの特徴を有するた
め、オフイス、レストランあるいは家庭などにおける空
気浄化の用途に供されている。

近年、この種タイプの装置の特徴に着目し、手術室等の
バイオクリーンルーム、あるいはＬＳＩ製造空間への適
用が検討されている。現在この種の用途においてはＨＥ
ＰＡフイルターが用いられており、このフイルターによ
り０．３ミクロン以上の微粒子を９９．９％以上除去し
ている。電子式空気浄化装置をこのような清浄度の高い
作業空間に適用するには、ＨＥＰＡフイルター並または
それ以上の集塵効率を有する電子式空気浄化装置の開発
が必要である。しかしながら従来の装置では集塵効率は
９９％（０．３ミクロン以上）が限界であり、これ以上
の集塵効率を達成することは困難であつた。さらに、従
来の装置では得られる風速と集塵効率が逆比例的関係が
あるため、個々の用途に応じて所望の風速と集塵効率を
得るフレキシビリテイーに欠けるという欠点もあつた。

発明の要点本発明は、上記従来技術の欠点を改良し集塵効率が飛躍
的に高くかつフレキシビリテイーに富む空気浄化装置を
提供することを目的とする。

すなわち本発明は、所定の間隔をおいて並設された集塵
電極；隣接する集塵電極の間に位置し、上流端がこれら
隣接集塵電極の上流端を結ぶ線上に位置し、かつ下流端
がこれら集塵電極の下流端よりも下流に位置する、集塵
電極よりも幅の広い対向電極；前記対向電極の延長線上
でかつその上流側に位置するイオン化線；とから構成さ
れており、前記イオン化線と前記集塵電極との間に生じ
る放電により空気を流動させるとともに、前記集塵電極
と前記対向電極との間に形成される電界により空気中の
粒子を集塵電極へ引き寄せて除塵することを特徴とする
空気浄化装置である。

発明の好ましい態様以下、添付図面を用いて本発明を説明する。

第１図は、本発明に係る装置の構成図である。集塵電極
１はその上流端が同一線上にあつてかつ互いに平行にな
るように設けられている。隣接する集塵電極のほぼ中央
部においてこれら隣接集塵電極の上流端を結ぶ線上に上
流端が位置する対向電極２が設けられている。対向電極
２の幅は集塵電極１の幅よりも広い。このため対向電極
２の下流端は集塵電極の下流端よりもより下流側に位置
する。本明細書において用語「上流」あるいは「下流」
とは、本発明装置の実施により得られる気流に基づく。
すなわち、後記するようにイオン風はイオン化線３から
電極に向つて生じるので、前記気流はこのイオン風のう
ち電極に平行な流れを意味する。

対向電極２の上流延長線上にイオン化線３が設けられて
いる。イオン化線３、集塵電極１および対向電極２には
電源４から所定の電圧を印加している。イオン化線３と
集塵電極１との間で、放電（好ましくはコロナ放電）を
形成させる。この放電により発生した多用のイオンが集
塵電極１に移動するときに中性分子である酸素分子およ
び窒素分子に運動エネルギーを与えて気流が生じるので
ある。またこの放電により空気中の粒子は帯電し、この
荷電粒子は集塵電極１と対向電極２の間に形成される電
界によりクーロン力を得て、集塵電極に移動し除塵され
るのである。

イオン化線３よりもさらに上流側および対向電極２より
も下流側にはそれぞれ導電性スクリーン５が設けられて
いる。この導電性スクリーン５は例えばアルミニウム製
のハンカム状スクリーンであることができ、このスクリ
ーンにはイオン化線と同電位の電圧を印加して（図にお
いては接地）電極の短絡時の装置の安全性を確保するも
のである。このスクリーンの使用は本発明においては任
意である。

次に第１図に示す装置の各種態様について述べる。対向
電極２の幅はすでに述べたように集塵電極の幅より広い
ことが本発明の装置において肝要である。後記するよう
にこの幅広対向電極の使用により集塵効率の向上を図
る。対向電極の幅が広くなるにつれて、集塵効率は増加
するが、集塵の容積効率が低下するので好ましい対向電
極の幅は集塵電極の１０ないし５０％増、さらに好まし
くは１０ないし３０％増である。

本発明においては対向電極の上流端が、隣接集塵電極の
上流端を結ぶ線上に位置することが肝要である。ここで
対向電極の上流端が「線上に位置する」とは、物理的に
完全に線上に位置することのみを意味するものではな
く、装置製作上の誤差を考慮して実質的に上記線上に位
置すればよいことを意味する。例えば、隣接集塵電極の
上流端を結ぶ線に対し集塵電極の幅の±５％の範囲内に
対向電極の上流端が位置するとき、これは本発明の範囲
内である。また、第１図とは異なり集塵電極および対向
電極を円周方向に沿つて配設するときは、隣接集塵電極
の上流端を結ぶ線上よりも幾分下流側に対向電極の上流
端が布置されるかもしれないが、これも本発明の範囲内
である。

イオン化線、集塵電極および対向電極の形状並びに材料
は特に限定されるものではなく既知のものを使用でき
る。印加電圧についても従来周知の条件を適用できる。
例えば集塵電極には５ないし１００ｋＶ、好ましくは１
０ないい２５ｋＶの電圧を印加し、対向電極には３ない
し５０ｋＶ、好しくは５ないし１０ｋＶの電圧を印加す
る。対向電極には集塵電極より低い電圧を印加し、好ま
しくは集塵電極の約半分程度の電圧を印加する。

集塵電圧と対向電極との間隔は通常は２．５ないし１０
０mm、好ましくは５ないし２０mmである。イオン化線と
対向電極との間隔は通常は５ないし１００mm、好ましく
は１０ないし３０mmである。

第２図は第１図に示す装置の変形例であり、ここにおい
て集塵電極１と対向電極２との間に中間電極６を設けて
いる。中間電極６の上流端は隣接する電極の上流端と並
び、下流端は好ましくは隣接する電極の両下流端のほぼ
中間に位置する。この中間電極６には集塵電極１に印加
する電圧よりは低いが対向電極よりも高い電圧を印加す
る。好ましくは両電極への印加電圧のほぼ中間の電圧を
印加する。このような構成を採用すると、中間電極は集
塵極として作用し粒子の捕捉容量が増大するため運転時
間を延長できる。

作用本発明の作用の作用を、従来装置と比較しつつ詳述す
る。

第３図は従来装置の作用を示す説明図であり、第４図は
本発明の装置の作用を示す説明図である。これらの図に
おいて第１図と同一符号を付したものは同一部材を示
し、また一点鎖線は等電界線を示す。従来装置において
は第３図を参照すると、荷電粒子ｐはクローカン力によ
りその場所における電界に対し垂直方向に速度ベクトル
ｖを得る。この速度ベクトルυの集塵電極方向の速度ベ
クトルはv_y、気流の流れ方向の速度ベクトルはv_xとな
る。

一方、本発明の装置（第４図参照）において、第３図の
荷電粒子ｐの位置に対応する位置の荷電粒子ｐ′は、こ
の位置における等電界線が集塵電極１と平行であるた
め、図の通り荷電粒子ｐ′の速度ベクトルｖ′は集塵電
極方向の速度ベクトルv_y′と等しい、すなわちｖ′＝
v_y′である。本発明の装置における粒子の荷電量および
電界強度が従来装置と等しいと仮定すれば、|v|＝|v′|
となるから、よつて|v_y|＜|v_y′|となる。ところでこの
種タイプの装置の集塵効率ηはDeutscheの式（式中、Ａは集塵電極の面積、Ｑは流量を意味する）で
表わされる。本発明の装置は後記するように従来装置よ
りも集塵効率が飛躍的に増加しているが、その影響因子
の１つは上記v_yの増加によるものと考えられる。

本発明の第二の特徴として対向電極の下流端を従来より
も下流側に延長させていることである。この構成によつ
ても集塵効率の改良を果すものであるが、その作用につ
いては十分には解明していない。しかしながら、第４図
に示すように対向電極の延長により集塵電極の下流端よ
りもより下流側まで所望の電界が形成されることから、
これが集塵効率に好影響を与えたものと考えられる。

発明の効果本発明によれば、従来よりも集塵効率を飛躍的に向上す
ることができる。特に０．３ミクロン以上の微粒子に対
し捕捉性能が著しく改良された。さらに驚くべきことに
本発明においては風速が増大しても集塵効率の低下がほ
とんどみられないという予想外の結果が得られた。この
ため本発明の装置はフレキシビリテイーに富み、用途面
での制限をほとんど受けることなく装置性能を十分に発
揮できるという利点もある。

また、本発明の装置により得られる浄化空気はイオン化
されているため、この空気の帯電部材と接触させて除電
効果を奏することもできる。

実施例１および比較例第１図に示す電極配列の装置にて実験した。集塵電極の
幅は１００mm、対向電極の幅は１２０mm、電極間ピツチ
は１０mm、イオン化線と集塵電極との距離は１８mmであ
る。イオン化線を接地し、集塵電極に９ないし１５ｋＶ
の電圧を印加し、また対向電極には５ないし８ｋＶの電
圧を印加した。

一方、比較例においては幅が８７mmの対向電極を用いか
つ対向電極の下流端を集塵電極と揃えたことを除き、上
記と同様に行つた。

実施例および比較例の結果を第４図および第５図に示
す。○印は実施例を、×印は比較例を示す。これらの図
より、本発明の装置は０．３ミクロン以上の粒子に対し
９９．９％以上の集塵効率を得ることができ、また風速
が増大しても集塵効果はほとんど変化しないことがわか
る。

実施例２実施例１において得られる浄化空気を、装置の下流側１
００、３００および６００mmの位置に設けた８ｋＶに帯
電したアクリル板（１５０mm^ロ×６mm^ｔ）と接触させ、
アクリル板の帯電圧の経時変化を求めた。結果を第７a
〜c図に示す。これよりアクリル板が瞬時に除電される
ことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の構成図である。第２図は本発明の変形例を示す電極配置図である。第３図および第４図は、従来装置および本発明の装置の
作用をそれぞれ示す説明図である。第５図は、印加電圧と集塵効率の関係を示す線図であ
る。第６図は、風速と集塵効率の関係を示す線図である。第７ａ図、第７ｂ図及び第７ｃ図は除電時間と帯電物体
電圧の関係を示す線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の間隔をおいて並設された集塵電極；
隣接する集塵電極の間に位置し、上流端がこれら隣接集
塵電極の上流端を結ぶ線上に位置し、かつ下流端がこれ
ら集塵電極の下流端よりも下流に位置する、集塵電極よ
りも幅の広い対向電極；前記対向電極の延長線上でかつ
その上流側に位置するイオン化線；とから構成されてお
り、前記イオン化線と前記集塵電極との間に生じる放電
により空気を流動させるとともに、前記集塵電極と前記
対向電極との間に形成される電界により空気中の粒子を
集塵電極へ引き寄せて除塵することを特徴とする空気浄
化装置。
【請求項２】イオン化線と集塵電極との間でコロナ放電
を形成する、特許請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項３】イオン化線を接地する、特許請求の範囲第
１項記載の装置。
【請求項４】対向電極の幅が集塵電極よりも３０％広
い、特許請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項５】イオン化線よりも上流側におよび対向電極
よりも下流側に、それぞれ導電性スクリーンを設ける、
特許請求の範囲第１項記載の装置。