JPH0737383U - 除電除塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズルから吹き出される空気イオンを含んだ
空気流を途中で減衰させずに遠くまで飛ばす。 【構成】 基端部に圧縮空気が供給される空気供給口３
が形成され、先端部に圧縮空気が噴出される複数のノズ
ル６が平行に設けられた装置本体２と、空気供給口３に
圧縮空気を供給するエアコンプレッサ５と、各ノズル６
に対して一個おきに設けられ交流電圧が印加されること
によってコロナ放電を発生する複数の針電極７と、各針
電極７に電圧を印加する交流高圧電源１０とを備え、ノ
ズル６は、噴出される圧縮空気の流れが層流となるよう
なノズル口径を有している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プラスチックス、セラミックス等の帯電体に付着する塵埃等を除去 するための除電除塵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

プラスチックス、セラミックス等の帯電体は摩擦によって静電気を帯び、空気 中に浮遊している塵埃を静電引力によって引きつける。ところで、塵埃が付着し た帯電体に塗装を施して製品を組み立てると、製品の外観不良等の問題が生じる 。このような問題を解決するために、エアーガンのノズルにコロナ放電によって 正負の空気イオンを生成する放電電極を設けた除電除塵装置が知られている。該 除電除塵装置によれば、正負の空気イオンを圧縮空気とともに帯電体に吹きつけ ることにより、該空気イオンで帯電体及び該帯電体に付着する塵埃の静電気を中 和して塵埃の付着力を弱め、付着力が弱められた塵埃を圧縮空気で吹き飛ばして 除去する。

【０００３】 しかしながら、このような除電除塵装置では、ノズルから噴出される圧縮空気 の到達距離が短く、従って、空気イオンを含んだ空気流が途中で減衰して帯電体 に付着した塵埃等を効果的に除去することができないという不都合があった。

【０００４】 ここで、本考案者等が鋭意検討した結果、このように空気流が途中で減衰する のは、ノズルから圧縮空気が乱流状態で噴出されることに起因するという知見を 得た。詳述すると、気体の流れにおける層流と乱流とを区別する無次元数は慣性 力と粘性力との比で表されるレイノルズ数Ｒｅ＝ｕ×ｄ／ν（以下、式（１）と いう。ｕ：流速（ｍｍ／ｓ）、ｄ：ノズルの口径（ｍｍ）、ν：動粘性係数（ｍ ｍ² ／ｓ））であり、Ｒｅ数が２３００〜３０００以下で層流、以上で乱流とな る。そして、従来のエアーガンは、ノズルの口径は通常２ｍｍ程度で、圧力２〜 ３ｋｇ／ｃｍ² の空気を２０リットル／ｍｉｎの風量で吹き出している。この場 合の流速ｕは、風量２０リットル／ｍｉｎ÷ノズルの開口面積３．１４ｍｍ² ≒ １０６×１０³ ｍｍ／ｓとなる。従って、空気の動粘性係数νを１０．５ｍｍ² ／ｓとして上記エアーガンにおけるｕ，ｄを上記式（１）に代入すると、Ｒｅ数 ＝１０６×１０³ ×２／１０．５≒２０１９０となって完全に乱流となり、これ が空気流が途中で減衰するする原因となっていた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案はかかる知見に基づいてなされたものであり、ノズルから吹き出される 空気イオンを含んだ空気流を途中で減衰させずに遠くまで飛ばせるようにして帯 電体に付着した塵埃等を効果的に除去することができる除電除塵装置を提供する ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、かかる目的を達成するために、基端部に圧縮空気が供給される空気 供給口が形成され、先端部に圧縮空気が噴出されるノズルが設けられた装置本体 と、前記空気供給口に圧縮空気を供給する空気供給手段と、前記装置本体の先端 部に設けられ電圧が印加されることによってコロナ放電を発生する放電電極と、 該放電電極に電圧を印加する電圧供給手段とを備え、前記放電電極のコロナ放電 により生成された正負の空気イオンを前記ノズルから噴出される圧縮空気ととも に帯電体に吹きつけ、これにより該帯電体に付着する塵埃等を除去する除電除塵 装置において、前記ノズルは、噴出される圧縮空気の流れが層流となるようなノ ズル口径を有し、かつ、複数設けられて互いに平行配置されていることを特徴と するものである。

【０００７】 前記ノズルの圧縮空気の流入部の形状がベルマウスであることを特徴とするも のである。

【０００８】 各ノズルの間隔を該ノズルの口径の２〜３倍とし、かつ、前記ノズルの長さを 該ノズルの口径の１．６倍以上としたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

本考案によれば、複数のノズルから層流状態の空気流が平行に吹き出され、従 って、正負の空気イオンが含まれた空気流を途中で減衰させずに遠くまで飛ばす ことができる。この場合、層流状態の空気流を得るにはノズルの口径を小さくす る必要があるので複数のノズルを設けることにより従来のエアーガンと同等の風 量を得ている。そして、風量設定はノズルの数を調整することにより行われる。 また、各ノズルを平行配置して層流の空気流を平行に吹き出すことにより、各空 気流を途中で合流させて帯状の流れを得ることができる。

【００１０】 さらに、ノズルの圧縮空気の流入部の形状をベルマウスとすると、該流入部に 流入する圧縮空気の圧力損失を小さくすることができるので、前記空気流をより 遠くに飛ばすことができる。

【００１１】 さらに、各ノズルの間隔を該ノズルの口径の２〜３倍とし、かつ、前記ノズル の長さを該ノズルの口径の１．６倍以上とすると、層流の空気流がノズルから５ ０ｍｍ程度で合流して帯状の均一な流れを得ることができ、空気流をより遠くに 飛ばすことができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１〜図３を参照して説明する。図１は本考案の実 施の一例である除電除塵装置の全体概略図、図２は装置本体の先端部の縦断面図 、図３は各ノズルから吹き出された圧縮空気の流れを説明するための説明図であ る。

【００１３】 図１において符号１は除電除塵装置であり、除電除塵装置１は、装置本体２を 備えている。装置本体２は、例えば、エンジニアリングプラスチック等の絶縁性 材料からなり、基端部から先端部にかけて幅広く形成されて略扇形状をなしてい る。装置本体２の基端部には圧縮空気が供給される空気供給口３が形成されてお り、該空気供給口３はエアホース４を介してエアコンプレッサ５に接続されてい る。装置本体２の先端部には複数のノズル６が幅方向に等間隔で互いに平行に設 けられている。また、図２に示すように、ノズル６の圧縮空気の流入部６ａの形 状は圧力損失を小さくするためにベルマウス形状とされている。

【００１４】 ここで、ノズル６の口径ｄは、上述した式（１）においてノズル６から層流状 態の空気流が吹き出されるように１ｍｍ程度とし、ノズル６の個数は、従来のエ アーガンと同様の風量（２０リットル／ｍｉｎ）が得られるように１０〜２０個 とする。また、各ノズル６のピッチは吹き出された圧縮空気がノズル６の先端か ら５０ｍｍ程度で合流して均一な二次元自由噴流Ｗ（帯状の流れ：図３参照）が 形成されるように２ｄ〜３ｄとし、ノズル６の長さは安定した層流状態を得るた めに１．６ｄ〜２ｄ程度とする。

【００１５】 各ノズル６には、複数の針電極７が一個おきに設けられている。各針電極７は 装置本体２内を後方に延び、その後、１本に束ねられて配線８とされ装置本体２ の外部に高圧ケーブル９として引き出されている。高圧ケーブル９は、交流高圧 電源１０に接続されている。装置本体２の先端部外周には接地極１１が周方向に 沿って設けられており、該接地極１１はリード線１２を介して接地されている。

【００１６】 次に作用を説明する。エアコンプレッサ５を作動させて装置本体２の空気供給 口３に圧縮空気を供給すると、圧縮空気は装置本体２の内部を通って各ノズル６ から平行に吹き出され途中で合流して均一な帯状の流れとなる。このとき、上述 したように各ノズル６からは層流状態で圧縮空気が吹き出され、しかもノズル６ の流入部６ａの形状がベルマウスとされて圧力損失が少なくされているため、ノ ズルから吹き出される空気流が途中で減衰されずに遠くまで飛ばされる。

【００１７】 また、これと同時に交流高圧電源１０から高圧ケーブル９を介して針電極７に 交流高電圧が印加され、接地極１１との間に高電界が形成される。これにより、 各針電極７の先端で電界が集中し、交流コロナ放電が発生して正と負の空気イオ ンが交互に生成される。そして生成された正負の空気イオンは、各ノズル６から 平行に吹き出される層流状態の空気流に乗って該空気流とともに遠くまで飛ばさ れる。このため、従来のエアーガンを用いた場合に比べて正負の空気イオンを含 んだ空気流を途中で減衰させずに遠くまで届かせることができ、従って、該空気 流を塵埃の付着した帯電体（図示せず。）に吹きつけることにより、正負の空気 イオンで帯電体と塵埃の静電気が中和されるとともに、圧縮空気によって帯電体 の表面に付着した塵埃が吹き飛ばされて効果的に除去される。

【００１８】 次に、本実施例の除電除塵装置１と従来のエアーガンとの相違を明確にするた めに図４及び図５を参照してさらに詳述する。図４において符号１３は１５０ｍ ｍ×１５０ｍｍの帯電プレート１３ａ（静電容量２０ｐＦ±２ｐＦ）を有する帯 電プレートモニターであり、帯電プレート１３ａから所定距離Ｌ（ｍｍ）離間し た位置には装置本体２の各ノズル６が対向配置されている。ここで、ノズルの口 径は１ｍｍ、ノズル個数は１６個、各ノズル間のピッチは２．６ｍｍ、ノズル長 さは１．８ｍｍ、針電極７への印加交流電圧は±７．５ｋＶとする。

【００１９】 そして、帯電プレート１３ａに±５ｋＶの電圧を印加し、距離Ｌを段階的に遠 ざけて各ノズル６から圧縮空気（２ｋｇ／ｃｍ² ）を該帯電プレート１３ａに吹 きつけ、帯電プレート１３ａにおける電圧が正負それぞれ±１００Ｖになるまで に要する時間ｔ（ｓｅｃ）を測定した。また、従来のエアーガン（ノズルの口径 ２ｍｍ、ノズル長さ３．６ｍｍ）についても同様の条件で測定を行った。測定結 果を図５に示す。

【００２０】 第５図は距離Ｌ（横軸）と帯電プレート１３ａにおける電圧が正負それぞれ± １００Ｖになるまでに要する時間ｔ（縦軸）との関係を示したグラフである。こ の図から明らかなように、従来のエアーガンでは、距離Ｌが５００ｍｍを超える と時間ｔが本実施例の装置１に比べて漸次的に長くなって１２００ｍｍの時点で は２倍近くになり、しかも、距離Ｌが１２００ｍｍで帯電プレート１３ａの除電 が行われなくなること判る。このことはエアーガンから吹き出された空気イオン を含む空気流が距離Ｌが５００ｍｍ付近から減衰しはじめ１２００ｍｍまでしか 届かないことを意味する。これに対して、本実施例の除電除塵装置１においては 距離Ｌが２０００ｍｍに達しても該距離Ｌと時間ｔとの関係が線形的に維持され て帯電プレート１３ａの除電が良好に行われていることが判る。このことは各ノ ズル６から吹き出された空気イオンを含む空気流が途中で減衰することなく遠く まで達していることを意味している。

【００２１】 本考案は、上記実施例に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない 範囲において適宜変更可能である。例えば、上記実施例では、接地極１１を装置 本体２の先端部外周に周方向に沿って設けているが、これに代えて、図６に示す ように、平板状の接地極１４を装置本体２の下面部にその先端を装置本体２の先 端から突出させて設けてもよい。

【００２２】 また、上記実施例では、装置本体２の形状として、基端部から先端部にかけて 幅広く形成された略扇形状のものを用いているが、これに代えて、図７に示すよ うに、円筒状の装置本体１５を用い、該装置本体１５の先端面に周方向全周に等 間隔でノズル６を設けてもよい。

【００２３】 さらに、上記実施例では、針電極７に交流電圧を印加して正と負の空気イオン を交互に生成する交流コロナ放電を採用しているが、これに代えて、図８に示す ように、一対の針電極１６，１７を所定の間隔を存してノズル６内に設け、各針 電極１６，１７を高圧ケーブル１８，１９を介して直流高圧電源（図示せず。） の正及び負の高電圧部に接続し、針電極１６，１７にそれぞれ正，負の直流電圧 を印加することにより、針電極１６と針電極１７との間に高電界を形成して針電 極１６に正の空気イオン、針電極１７に負の空気イオンを生成する直流コロナ放 電を採用することもできる。

【００２４】 さに、上記実施例では、針電極７をノズル６の内部に設けているが、必ずしも これに限定されるものではなく、針電極７をノズル６の近傍に設けることも勿論 可能である。

【００２５】

【考案の効果】

上記の説明から明らかなように、本考案によれば、複数のノズルから正負の空 気イオンが含まれた帯状の空気流を途中で減衰させずに遠くまで飛ばすことがで きるため、帯電体に付着した塵埃等を効果的に除去することができる。

【００２６】 また、ノズルの圧縮空気の流入部の形状をベルマウスとして該流入部に流入す る圧縮空気の圧力損失を小さくすると、空気流をより遠くに飛ばすことができる ため、帯電体に付着した塵埃等をより効果的に除去することができる。

【００２７】 さらに、各ノズルの間隔を該ノズルの口径の２〜３倍とし、かつ、前記ノズル の長さを該ノズルの口径の１．６倍以上として層流の空気流をノズルから５０ｍ ｍ程度で合流させて帯状の均一な流れとすることにより、空気流をより遠くに飛 ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施の一例である除電除塵装置の全体
概略図である。

【図２】装置本体の先端部の縦断面図である。

【図３】各ノズルから吹き出される圧縮空気の流れを説
明するための説明図である。

【図４】本実施例の除電除塵装置の実験例を説明するた
めの説明的概略図である。

【図５】距離Ｌ（横軸）と帯電プレートにおける電圧が
正負それぞれ±１００Ｖになるまでに要する時間ｔ（縦
軸）との関係を示したグラフである。

【図６】本考案の他の実施例である除電除塵装置の全体
概略図である。

【図７】本考案の他の実施例である除電除塵装置の全体
概略図である。

【図８】本考案の他の実施例である除電除塵装置の全体
概略図である。

【符号の説明】

１…除電除塵装置、２…装置本体、３…空気供給口、５
…エアコンプレッサ、６…ノズル、６ａ…流入部、７…
針電極、１０…交流高圧電源、１１…接地極

フロントページの続き (72)考案者 永田 秀海 神奈川県横浜市鶴見区元宮１−10−８ シ シド静電気株式会社横浜工場内 (72)考案者 和泉 健吉 神奈川県横浜市鶴見区元宮１−10−８ シ シド静電気株式会社横浜工場内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基端部に圧縮空気が供給される空気供給口
   が形成され、先端部に圧縮空気が噴出されるノズルが設
   けられた装置本体と、 前記空気供給口に圧縮空気を供給する空気供給手段と、 前記装置本体の先端部に設けられ電圧が印加されること
   によってコロナ放電を発生する放電電極と、 該放電電極に電圧を印加する電圧供給手段とを備え、 前記放電電極のコロナ放電により生成された正負の空気
   イオンを前記ノズルから噴出される圧縮空気とともに帯
   電体に吹きつけ、これにより該帯電体に付着する塵埃等
   を除去する除電除塵装置において、 前記ノズルは、噴出される圧縮空気の流れが層流となる
   ようなノズル口径を有し、かつ、複数設けられて互いに
   平行配置されていることを特徴とする除電除塵装置。
2. 【請求項２】前記ノズルの圧縮空気の流入部の形状がベ
   ルマウスであることを特徴とする請求項１記載の除電除
   塵装置。
3. 【請求項３】各ノズルの間隔を該ノズルの口径の２〜３
   倍とし、かつ、前記ノズルの長さを該ノズルの口径の
   １．６倍以上としたことを特徴とする請求項１又は２記
   載の除電除塵装置。