JPH09262499A - 電気集塵器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気清浄のための電気集塵器において、集塵
電極からのダスト粒子の再飛散を防止し、かつ集塵電極
の清掃を容易にする。 【解決手段】 集塵電極１１と対向電極１３、１５の間
に直流高電圧Ｖを印加して、帯電ダスト粒子を集塵電極
１１へ捕集する。集塵電極１１を金属網で形成して、集
塵電極表面近傍に不平等電極を形成する。金属網の網線
の半径Ｒは小さい程良く、又、隣接する網線の間隔Ｌ
は、不平等電界が形成されない隙間が存在しないように
十分狭いことが望ましい。実用的には、Ｒ≦0.1ｍｍ、
Ｌ／Ｒ＝２〜４が良い。更に、集塵電極１１の表面を薄
い絶縁膜で覆って、表面形状を滑らかにする。絶縁膜
は、体積抵抗が１０⁸Ωｍ以上で、比誘電率が電極材料
の比誘電率より小さく且つ１０以下であることが望まし
い。又、絶縁膜の厚さは網線の半径以下とする。金属網
に代えて、多数の凸部やスリットを設けた金属板や、格
子状プリント配線を有するプリント基板を用いてもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気清浄のための
電気集塵器に関する。

【０００２】

【従来の技術】コロナ放電によってイオン風を発生させ
ると共に、浮遊粒子を帯電させて静電力で分離除去する
電気集塵器が広く知られている。

【０００３】例えば、特公平６ー３６８７５号公報に
は、上述の作用を奏する様にイオン化線（放電電極）と
集塵電極及び対向電極を所定の位置に配置した電気集塵
器を用いた空気清浄器が開示されている。この技術は、
放電電極及び対向電極と集塵電極との間に直流高電圧を
印加してコロナ放電を発生させ、ここを通過する空気中
の分子及び浮遊粒子をイオン化及び帯電させ、イオンの
分子への衝突エネルギーによりイオン風を発生させて帯
電粒子を対向電極と集塵電極との間の空間へ導くと共
に、対向電極と集塵電極との間に高電圧を印加して強電
界を形成し、この強電界によるクーロン力により帯電粒
子を集塵電極に捕集するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この様な構成の電気集
塵器は、イオン風によって空気が流動するので、ファン
の無いイオン式空気清浄器等に広く利用されている。

【０００５】しかし、生活空間に最も多く存在する、大
気塵、タバコ煙などの0.1〜数ミクロンの粒子は、集塵
電極へ捕集されると電荷を失うためクローン力が働かな
くなり、集塵電極から離脱して、空気中へ再飛散してし
まう事がある。

【０００６】そこで本発明の目的は、集塵電極の構造の
工夫によって、捕集された粒子の再飛散を防止すること
にある。

【０００７】また、本発明の別の目的は、工夫された構
造の集塵電極において、そこに堆積した塵埃粒子を容易
に除去できるよう集塵電極の清掃性を向上させることに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、集塵電極がそ
の表面の近傍に不平等電界が形成されるように構成され
ていると共に、その表面の少なくとも一部が絶縁膜によ
り覆われていることを特徴とする。

【０００９】これにより、集塵電極の表面近傍では帯電
粒子に対するクーロン力だけでなく、不平等電界での電
界グラディエント（電界勾配）に起因するグラディエン
ト力が働く。このグラディエント力とは、不平等電界中
の電界グラディエントによって、粒子が不均衡な分極を
起こして電界の強い方向へ引き寄せられる力であり、粒
子が帯電していなくても働く。そのため、集塵電極に捕
集された粒子が電荷を失っても、グラディエント力によ
って集塵電極に引き付けられたままとなる。

【００１０】不平等電界を形成するための集塵電極の具
体的構成としては、電極表面に複数の凸部を設ける、電
極に複数の切り起こされた部分や複数のスリットを設け
る、網状導電体を集塵電極として用いる、格子状プリン
ト配線を有するプリント基板を集塵電極として用いるな
どが挙げられる。また、電圧が印加された２枚の対向電
極を設け、その２枚の電極間に、集塵電極として、誘電
体又は導電体の繊維集合又は網を電気的に浮遊状態で配
置して、これを集塵電極とすることもできる。このよう
な構成とすると、対向電極から集塵電極に向かう電気力
線が凸部や切り起こされた部分やスリットや網の格子等
に集束するので、それらの近傍で電気力線の粗、密が出
来る。このため、集塵電極の表面近傍で電界強度のグラ
ディエントつまり電界勾配が生じ、電極近傍までクーロ
ン力で引き寄せられた帯電粒子に対し更にグラディエン
ト力が加わる。

【００１１】凸部の曲率半径Ｒは小さいほど好ましく、
又、隣接する凸部間の間隔Ｌは、凸部間に不平等電界が
形成されない隙間が存在しないよう十分に狭い間隔であ
ることが望ましい。例えば、曲率半径Ｒは0.1mm 以下が
好ましく、Ｌ／Ｒ＝２〜４程度であることが好ましい。
同様に、切り起こし部分、スリット、プリント配線の格
子線、網の格子線又は繊維の間隔も、不平等電界が形成
されない隙間が存在しないよう十分狭い間隔であること
が望ましい。網状導電体の格子や繊維集合の繊維の線径
は出来るだけ細く、例えば0.1mm 以下が望ましい。

【００１２】ところで、上記のように不平等電界を生じ
させるような構造をもつ集塵電極は、表面が平坦でない
ため、そこに吸着され堆積した塵埃粒子の除去が面倒で
あるという問題がある。即ち、集塵電極に堆積した塵埃
粒子の除去は、一般に電極を水で洗浄したり布で拭いた
りして行うことになるが、電極表面の隅々まで入念に清
掃しないと粒子を完全に除去できない。また、完全に粒
子を除去しないで再使用すると、その上に更に塵埃粒子
が堆積して、対向電極や放電電極との間隔が狭くなり火
花放電を起こす可能性もある。

【００１３】そこで、この問題を解決するために、本発
明は集塵電極の表面の少なくとも一部を絶縁膜で覆って
いる。この絶縁膜は、集塵電極の表面全体を一様に覆っ
ても良いし、集塵電極表面が平坦になるように凸部や切
り起こしやスリットや網格子等による凹部だけを埋める
ものでも良い。いずれにしても、絶縁膜の被覆により、
集塵電極の表面がより平坦につまり滑らかになるため塵
埃粒子が除去しやすくなり、清掃が容易になる。

【００１４】この絶縁膜の材料は、体積抵抗が１０⁸Ω
ｍ以上で、かつ、比誘電率εcが次の条件を満たすもの
であることが好ましい。

【００１５】１≦εc＜εs、かつ εc＜１０ ここに、εsは集塵電極の材料の比誘電率である。ま
た、絶縁膜の厚さは、電極表面の凸部の曲率半径以下で
あることが望ましい。これにより、絶縁膜の被覆を施し
ても、グラディエント力による吸着保持作用が確保され
る。

【００１６】また、絶縁膜を、集塵電極表面から剥離で
きるようにしてもよい。そのようにすると、絶縁膜を電
極から剥離して廃棄すれば堆積した粒子の除去ができる
ので、電極の清掃が一層容易になる。

【００１７】

【実施の形態】以下、本発明の電気集塵器の実施の形態
を図面を用いて詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明の集塵電極の原理図である。
全体として平板形の集塵電極１の表面には凸部３が設け
てある。そして、集塵電極１の表面は凸部３も含めて全
体に、絶縁膜２で被覆されている。この集塵電極１と、
これに対向して平行に配置されたやはり平板形の対向電
極５との間に直流高電圧Ｖを印加すると、図の矢印の様
な電気力線によって電界Ｅが発生する。

【００１９】凸部３の近傍を除いては、電気力線は等密
度で平行に流れ平等電界を形成している。この平等電界
中に入った電荷Ｑをもつ荷電粒子は、電気力線方向のク
ーロン力（＝ＥＱ）を受けて集塵電極１の方へ移動す
る。

【００２０】凸部３の近傍では電気力線が図の矢印のよ
うに、凸部３に向かって集束するため、凸部の近傍は、
電気力線に沿った方向で電界のグラディエント（勾配、
強度差）を有する不平等電界となる。クーロン力の作用
で不平等電界中に到達した荷電粒子７は、クーロン力に
加えて、電界の強い方、つまり凸部３の方向へ向かうグ
ラディエント力を受ける。

【００２１】このグラディエント力Ｆ（ベクトル）は、
電界Ｅ（ベクトル）のグラディエントに起因し、次式で
表せる事が一般に知られている。

【００２２】

【数１】

【数２】 ここに、ａは粒子径、εｒは粒子の比誘電率 、εｍは
空気（媒体）の比誘電率である。

【００２３】ここで、図１の凸部３の近傍でのグラディ
エント力Ｆを求めると次式で表される。

【００２４】

【数３】 ここに、Ｒは凸部の曲率半径、ｄは荷電粒子の平板表面
からの距離である。

【００２５】この式からわかる様に、粒子径ａ、粒子の
比誘電率εｒが大きい程、グラディエント力Ｆは大きく
なる。

【００２６】計算によると粒子径ａが0.2μm付近より大
きくなると、急激にグラディエント力が大きく作用する
事から、生活空間に多い大気塵、タバコ煙等の、粒子径
が0.1 〜数ミクロンの粒子はグラディエント力が有効に
作用する事が期待できる。

【００２７】又、凸部の曲率半径Ｒが小さい程グラディ
エント力Ｆは大きくなり、凸部の中心からの距離ｄが大
きくなると、急激にグラディエント力Ｆは小さくなる。

【００２８】図２は、式（３）より求めた、凸部の曲率
半径Ｒをパラメータとした、凸部からの距離ｄとグラデ
ィエント力Ｆとの関係曲線である。環境条件として、電
界Ｅ＝1.0ＭＶ／ｍ、粒子径ａ＝1.0μｍ、粒子の比誘電
率εｒ＝４を選んである。

【００２９】このグラフより、粒子の凸部表面からの距
離がほぼ曲率半径Ｒに相当する範囲内では大きなグラデ
ィエント力Ｆが働くが、これより離れると急激にグラデ
ィエント力Ｆは減衰することがわかる。

【００３０】又、凸部表面に捕集された粒子は、電荷を
失い０ｅとなっても、例えば曲率半径Ｒが0.1ｍｍの場
合の凸部表面でのグラディエント力Ｆは、図より1.5×
１０^-13Ｎである。これは、同じ電界強度Ｅ＝1.0ＭＶ／
ｍ中にある１ｅ(＝1.6×１０^-19クーロン）の電荷を持
つ荷電粒子に働くクーロン力1.6×１０^-13Ｎとほぼ同じ
値である。実験的に、１ｅの電荷があれば粒子は集塵電
極に吸着保持されることが判っている。

【００３１】従って、曲率半径Ｒが0.1ｍｍ以下の凸部
に捕集された粒子が電荷を失っても、集塵電極に吸着保
持するに足るグラディエント力が働くことがわかる。こ
のことから、曲率半径0.1ｍｍ以下の凸部を設ければ、
グラディエント力が有効に利用できることがわかる。

【００３２】又、再飛散現象は粒子径が大きい程起こり
やすいが、（３）式からわかるように、グラディエント
力Ｆは粒子径ａが大きい程大きくなるので、大きな粒子
に対してより有効に作用する。

【００３３】次に、グラディエント力は凸部のどの面で
最も強く働くかを実験より求めてみた。図３は凸部のグ
ラディエント力測定位置を示す図であり、電極表面と直
角方向（ａ）、電極表面と４５度の方向（ｂ）及び電極
表面と平行方向（ｃ）の３方向のグラディエント力Ｆを
測定した。尚、電気力線は図の矢印のように流れている
ものとする。

【００３４】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図
３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の方向で測定したグラディ
エント力Ｆの特性曲線を、曲率半径Ｒをパラメータとし
て示す。

【００３５】この図より、電極表面と直角方向（ａ）の
凸部面上は最もグラディエント力Ｆが小さく（図４
（ａ））、電極表面と平行方向（ｃ）のグラディエント
力Ｆが最も大きい事がわかる（図４（ｃ））。従って、
電極表面に多数の凸部を並べる場合は、各凸部の平行方
向のグラディエント力Ｆを有効に活かせるよう、凸部を
適当な間隔で配置することが肝要である。すなわち、凸
部の間隔が広すぎると、凸部間に不平等電界が形成され
ず、グラディエント力が発生しない隙間が生じるため、
広すぎない間隔が必要である。

【００３６】図４（ｃ）に示した実験結果によると、凸
部表面から曲率半径Ｒに相当する距離を越すと、急激に
グラディエント力が減衰することが観測されている。こ
のことから各々の凸部のグラディエント力が有効に働く
範囲は、凸部表面から曲率半径Ｒに相当する距離以内が
適当であると言える。従って、凸部の中心間の距離をＬ
とすると、Ｌ／Ｒ≦４の範囲内で凸部の間隔を選ぶこと
が望ましい。一方、凸部同志が機械的に重なり合わない
ためには、Ｌ／Ｒ＞２である必要がある。以上より、凸
部の曲率半径Ｒと、凸部中心間隔Ｌとの関係は、Ｌ／Ｒ
＝２〜４程度であることが望ましい。

【００３７】尚、凸部間隔は必ずしも全て一定である必
要はなく、上記条件の範囲内であれば凸部間隔はばらつ
いていてもかまわない。

【００３８】この様な条件を満たすよう集塵電極表面に
凸部を多数形成すれば、表面全域に万遍なく不平等電界
が形成され、集塵電極表面のほぼ全域にグラディエント
力が発生して、集塵電極に捕集された粒子を集塵電極に
吸着保持する事が出来る。

【００３９】又、荷電粒子が集塵電極に捕集されて電荷
を失って起こる再飛散だけでなく、タバコ煙等の高抵抗
粒子（１０⁸Ωｍ以上）が集塵電極との間に逆コロナ放
電を発生し、粒子を反発電位に再荷電してしまう為に起
こる逆電離再飛散や、金属粉等の低抵抗粒子（１００Ω
ｍ以下）が集塵電極と同電位に帯電し、反発力によって
起こる誘導再飛散の現象も、前述のグラディエント力に
よって減少させることができる。

【００４０】更に、荷電粒子が電極面へ移動する速度ｗ
は次の式で表される。

【００４１】 ｗ＝Ｆ／６πａμ （４） ここに、Ｆはグラディエント力及びクーロン力の総和、
ａは粒子径、μは空気の粘度である。

【００４２】（４）式より、集塵電極近傍での大きなグ
ラディエント力Ｆによって、粒子の集塵電極への移動速
度ｗ、即ち集塵速度が速まることが予測され、電極から
の再飛散防止と相俟って集塵効率の向上が期待できる。

【００４３】以上のように本発明の原理に従う集塵電極
は表面の凸部３によるグラディエント力の作用で塵埃粒
子を良好に吸着保持する。更に、この集塵電極の表面が
図１に示すように絶縁膜２により被覆されている。これ
により、絶縁膜２の表面の形状は、内部の凸部３の凹凸
の険しささ和らげたより滑らかな形状となる。その結
果、絶縁膜２がなく電極自体が露出している場合と比較
し、電極１に堆積した塵埃粒子の除去が容易であり清掃
が簡単になる。また、絶縁膜２は、集塵電極１と粒子７
との逆コロナ放電を防いだり、火花放電を抑制する作用
もある。そのため、絶縁膜２の材料は出来るだけ電気抵
抗の高い材料、例えば体積抵抗が１０⁸Ωｍ以上のもの
が望ましい。

【００４４】また、絶縁膜２の比誘電率はできるだけ小
さい方が望ましい。絶縁膜２の比誘電率が大きくなるに
従って、絶縁膜２の分極が顕著になるため、絶縁膜２の
外表面の電界に及ぼす凸部３の形状の影響が減少し、電
界分布が平等に近づき、グラディエント力が減少するか
らである。特に、絶縁膜２の比誘電率εcが集塵電極自
体の比誘電率εsより大きくなると、凸部３の形状の影
響が無効になってしまう。このことから、絶縁膜２の比
誘電率εcは、１≦εc＜εsの条件を満たすべきであ
る。ここに、εsは集塵電極の比誘電率である。さら
に、実験により、εc＜１０であることが望ましい。

【００４５】上記条件を満足する好適例としては、ポリ
エチレンやテフロン等の樹脂フイルム、二酸化シリコン
や二酸化チタン等の半導体材料のフィルム又はそれらを
主成分とした塗料の塗膜などが挙げられる。

【００４６】さらに、前述したようにグラディエント力
が有効に働くのは凸部の曲率半径以内の距離であるの
で、絶縁膜２の厚さは凸部の曲率半径以内であることが
望ましい。

【００４７】図５は、絶縁膜２の厚さをパラメータとし
て、凸部３近傍のグラディエント力を計算で求めた特性
曲線である。ここで、凸部３の曲率半径は0.1ｍｍ、絶
縁膜２の材料はポリエチレン（εc＝2.3）としてある。
図示のように、膜厚が２０μｍの時は、絶縁膜２表面で
のグラディエント力は膜厚ゼロの場合と殆ど同じであ
る。膜厚を２０μｍよりさらに薄くすれば、グラディエ
ント力は若干増すであろうが、膜の耐圧が低下する下が
ることになる。因みに、ポリエチレンフイルム５０μｍ
の場合の電極間耐圧は１ｋｖである。これらを考慮する
と、凸部３の曲率半径が0.1ｍｍの場合、膜厚が２０μ
ｍ程度のポリエチレンフイルムを用いることが適当であ
ると考えられる。

【００４８】一般には、絶縁膜の材料、凸部の曲率半
径、電極間の距離、印加電圧などによって、絶縁膜の厚
さの最適値は一概には決められないが、少なくとも絶縁
膜２の厚さは凸部の曲率半径以下であり、絶縁膜材料の
比誘電率は電極材料の比誘電率より小さく、かつ比誘電
率が１０以下の材料を選ぶことが望ましい。

【００４９】以上のような構成の集塵電極により、粒子
の再飛散防止、清掃性の向上及び火花放電の防止の効果
を得ることができる。

【００５０】次に、本発明の具体的な実施形態を述べ
る。

【００５１】図６は第１の実施形態を示し、集塵電極１
１は、導電体の網、例えば金属網１１１を絶縁膜１１３
で被覆して、図７の断面図に示すように滑らかな表面を
もつ平板状に構成したものである。この集塵電極１１の
両側に平行に対向平板電極１３、１５が配置され、集塵
電極１１と両側の対向平板電極１３、１５との間に直流
高電圧Ｖ１が印加されている。

【００５２】図示しないファンなどの作用によりダスト
粒子を含んだ空気が図の矢印の方向から電極間に流れ込
むと、対向平板電極１３、１５と被覆グラディエント集
塵電極８１との間の電界のクーロン力によって、帯電し
ている粒子が集塵電極８１の方へ引き寄せられ、そして
グラディエント力によって集塵電極８１の被覆表面に吸
引保持される。集塵電極１１の表面は滑らかであるか
ら、堆積した粒子の除去は、集塵電極を水洗い、或いは
振動等によって容易に行うことが出来る。

【００５３】金属網１１１の格子つまり網線は出来るだ
け細く例えば半径0.1ｍｍ 以下、網線のピッチは出来る
だけ狭く例えば0.2ｍｍ 以下が望ましい。この様な構成
により、集塵電極１１と対向平板電極１３、１５との間
には全体的に平等電界が形成されるが、電極１１の表面
近傍では各網線へ電気力線が集束して、不平等電界が形
成されるので、不平等電界でのグラディエント力による
再飛散防止作用が働き、ダスト粒子は金属網１１に吸着
保持される。

【００５４】尚、集塵電極１１の絶縁膜１１３は、図７
に示すように金属網１１１の表面全体を覆っている必要
は必ずしもなく、図８に示すように、絶縁膜１１３が金
属網１１１の凹部つまり網目だけを埋めているだけでも
よい。要するに、絶縁膜１１３は、グラディエント力に
よる吸着保持効果を損なうこと無く、集塵電極１１の表
面を滑らかにして清掃性を向上させていればよい。

【００５５】図９は図６の実施形態に更に、放電極１７
と放電対向電極１８、１９を追加した変形例を示す。放
電極１７は、集塵電極１１の空気流上流側に配置され、
放電対向電極１８、１９は放電極１７を挟むように配置
される。放電極１７と放電対向電極１８、１９との間に
直流高電圧Ｖ２が印加され、ここでコロナ放電が発生す
る。

【００５６】矢印方向から来るダスト粒子を含んだ空気
流は、まず放電極１７と放電対向電極１８、１９との間
を通過し、ここでダスト粒子が強制的に帯電させられ
る。次に、空気流は集塵電極１１と両側の対向平板電極
１３、１５との間を通過し、ここで荷電粒子が集塵電極
１１に捕集される。ダスト粒子が強制的に帯電させられ
るので、図６の実施形態より高い集塵効果が得られる。

【００５７】図１０は、本発明の第２の実施形態を示
す。集塵電極２１は、図６の実施形態のものと同様の絶
縁膜で被覆した金属網であり、この集塵電極２１の片面
側に１枚の対向平板電極２３が配置され、両電極２１、
２３間に直流高電圧Ｖが印加される。図示しないファン
又は図示しない放電電極でのコロナ放電によるイオン風
などの作用により、ダストを含んだ空気が図の矢印のよ
うに両電極間２１、２３に流される。

【００５８】図１１（ａ）は第３の実施形態を示し、２
枚の対向平板電極３１、３３の間に直流高電圧Ｖが印加
される。集塵電極３５は、両対向電極３１、３３間にそ
れらと平行に、電圧を印加せずにつまり電気的にフロー
ト状態で、配置される。この集塵電極３５は誘電体（例
えばガラス繊維、樹脂繊維等）で編んだ網、繊維集合
体、紙又は布等であり、それよりも誘電率の低い絶縁膜
で被覆されて表面が滑らかになっている。

【００５９】集塵電極３５の各繊維又は網線は対向電極
３１、３２間の電界により分極作用を起こすため、図１
１（ｂ）に示すように、各繊維又は各網線に電気力線が
集束し、集塵電極３５の近傍が不平等電界となりグラデ
ィエント力が発生する。

【００６０】又、集塵電極３５の誘電体網又は誘電体繊
維の代りに、金属網又は金属繊維を用いても、金属は誘
電率が無限とみなせるため際立った分極を生じるので、
上記と同様の効果がある。

【００６１】図１２は第４の実施形態を示し、集塵電極
４１は、金属平板の表面をサンドブラスト処理、化学的
エッチング或いはプラズマエッチング等により粗面にし
て、電極表面全域に多数の凹凸部３３を設け、更にその
上を絶縁膜で被覆したものである。集塵電極４１と対向
平板電極４５との間に直流高電圧Ｖを印加すれば、集塵
電極４１の凹凸部３３の近傍で不平等電界が形成され、
グラディエント力が発生し、この近傍の粒子は集塵電極
４１に吸着保持される。

【００６２】図１３（ａ）は第５の実施形態を示し、集
塵電極５１は金属平板の裏面からプレス加工して、表面
に微小間隔で多数の凸部５３を設け、その上を絶縁膜で
被覆したものである。この集塵電極５１と対向平板電極
５５との間に直流高電圧Ｖを印加すると、図１８（ｂ）
に示すように電気力線は凸部５３に集束し、この部分で
グラディエント力が発生する。絶縁膜５７は、電極５１
の表面形状を滑らかにし、清掃を容易にする。

【００６３】図１４（ａ）は第６の実施形態を示し、集
塵電極６１は、金属平板の微小間隔の多数の部分を対向
電極６３側に切り起こし、その表面を絶縁膜で被覆した
ものである。集塵電極６１と対向平板電極６３との間に
直流高電圧Ｖを印加すると、図１４（ｂ）に示すよう
に、切り起こした部分６３に電気力線が集束し、グラデ
ィエント力を発生させる。絶縁膜６７は電極６１の表面
形状を滑らかにし、清掃を容易にする。

【００６４】図１５（ａ）は第７の実施形態を示し、集
塵電極７１は、図１５（ｂ）の細部詳細図に示す様に、
絶縁基板７５の上に格子状のプリント配線７７を形成
し、更にその表面を絶縁膜で被覆したものである。集塵
電極７１と対向平板電極７３との間に直流高電圧Ｖを印
加すると、図１５（ｃ）に示すように、電気力線はプリ
ント配線７７のエッヂ部分に集束し電極７１表面にグラ
ディエント力が発生する。絶縁膜７９は電極７１の表面
形状を滑らかにし、清掃を容易にする。

【００６５】図１６（ａ）は第８の実施形態を示し、集
塵電極８１は、金属平板を打ち抜き加工して微小間隔で
スリット８３を設け、更にその表面を絶縁膜で被覆した
ものである。対向平板電極８５との間に直流高電圧Ｖを
印加すると、図１１（ｂ）に示すようにスリット８３の
エッヂ部分に電気力線が集束し、電極８１表面にグラデ
ィエント力が発生する。絶縁膜８７は電極８１の表面形
状を滑らかにし、清掃を容易にする。

【００６６】尚、以上説明した幾つかの実施形態におい
て、金属網や格子状プリント配線などの格子や繊維の間
隔や凸部の間隔やスリットの幅は、これがあまりに狭い
と、絶縁膜の製造方法の関係で、それ格子や凸部などの
エッジ部分の絶縁膜が厚くなり過ぎることがある。特
に、図１５に示したプリント配線基板７１にレジストを
塗布して絶縁膜を形成する場合については、プリント配
線の格子の間隔は実験的に次のような条件にすること
が、厚すぎない絶縁膜を形成する上で望ましい。格子間
隔≧２×（絶縁膜の所望の厚さ＋プリント配線の厚さ）
例えば、絶縁膜の所望の厚さが２０μｍ、プリント配線
の厚さが３５μｍの場合、上記条件を満たすには格子間
隔は0.11ｍｍ以上である必要がある。実験では、１ｍｍ
程度の格子間隔をあけた場合が最も良好な絶縁膜厚が得
られた。前述したように不平等電界が生じない隙間を作
るためには、格子間隔は狭い方が好ましいから、この要
求と絶縁膜が厚過ぎないようにするための要求とを比較
衡量して適切な格子間隔を決めるべきである。

【００６７】また、図１０〜１６に示した実施形態で
も、例えば図１７に図１５の実施形態を例にとり示すよ
うに、絶縁膜が電極表面を一様に覆うのでなく、格子や
凸部や繊維の間の凹部だけを埋めるようになっていても
よい。

【００６８】また、絶縁膜は集塵電極から剥離可能にし
てもよい。例えば、薄い絶縁シートを集塵電極の表面に
密着に張り付けておき、ダストが堆積したらその絶縁シ
ートを剥がして捨て、新たな絶縁シートを集塵電極に張
り付ける、という態様で使用することにより、集塵電極
の清掃が実質的に不要となる。

【００６９】以上、幾つかの実施例を説明したが、本発
明は、上記実施例の内容のみに限定されるものではな
く、種々の変形、改良、修正を加えた形態でも実施する
ことができる。

【００７０】以上述べた実施形態は、集塵電極を正電位
にしているから、図示しない放電極でコロナ放電を生じ
させてダスト粒子を帯電させる場合には、粒子を負電位
に帯電させる負コロナ放電を生じさせることになるが、
オゾンの発生を抑えるために、正コロナ放電にして集塵
電極を負電位にバイアスする構成とすることもできる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集塵電極に捕集された粒子の再飛散を防ぐ事が出来ると
ともに、集塵電極の清掃性も向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の集塵電極の原理図。

【図２】 理論計算によるグラディエント力の特性曲
線。

【図３】 凸部のグラディエント力の測定位置を示す
図。

【図４】 図３の各測定位置でのグラディエント力の特
性曲線であり、（ａ）は電極表面と直角方向、（ｂ）は
電極表面と４５度の方向、（ｃ）は電極表面と平行方向
でのグラディエント力を示す。

【図５】 絶縁膜の厚さをパラメータとした凸部近傍の
グラディエント力の特性曲線。

【図６】本発明の第１の実施形態の電極構成の構成図。

【図７】 第１の実施形態の集塵電極の断面図。

【図８】 第１の実施形態の集塵電極の変形例の断面図

【図９】 第１の実施形態の電極構成の変形例の構成
図。

【図１０】 金属網の集塵電極を用いた第２の実施形態
の構成図。

【図１１】 （ａ）は対向電極間に平行に配置した網状
の集塵電極を用いた第２のＷ実施形態の構成図、（ｂ）
は電気力線の集束を示す図。

【図１２】 金属平板をブラスト処理して、凹凸部を設
けた集塵電極を用いた第３の実施形態の構成図。

【図１３】 （ａ）は金属平板をプレス加工して凸部を
設けた集塵電極を用いた第４の実施形態の構成図、
（ｂ）は電気力線の集束を示す図。

【図１４】 （ａ）は金属平板の一部を切り起こした集
塵電極を用いた第５の実施形態の電極構成図、（ｂ）は
電気力線の集束を示す図。

【図１５】 （ａ）は絶縁基板に格子状のプリント配線
を施した集塵電極を用いた第６の実施形態の構成図、
（ｂ）はプリント配線部詳細図、（ｃ）は電気力線の集
束を示す図。

【図１６】 （ａ）は金属平板を打ち抜き加工して微小
間隔でスリットを設けた集塵電極を用いた第７の実施形
態の構成図、（ｂ）は電気力線の集束を示す図。

【図１７】 図１５の実施形態の集塵電極の変形例を示
す断面図。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１
集塵電極 ２、１１３、６７、６７、７９、８７ 絶縁膜 ３ 凸部 ５、１３、１５、２３、３３、４５、５５、６５、７
３、８５ 対向平板電極 ７ 荷電粒子 Ｖ直流高電圧 ４３ 凹凸部 ５３ 凸部 ６３ 切り起こした部分 ７５ 絶縁基板 ７７ プリント配線 ８３ スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 弘一 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 藤野 清 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集塵電極とこれに対向して配置された対
   向電極間に電界を形成して、前記集塵電極の表面に集塵
   する電気集塵器において、前記集塵電極は、前記表面の
   近傍に不平等電界が形成される様な構造を有し、更に、
   前記表面の少なくとも一部を覆う絶縁膜を有することを
   特徴とする電気集塵器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電気集塵器において、 前記集塵電極が、前記表面の複数の凸部、複数の切り起
   こされた部分、及び複数のスリットのいずれかを有する
   金属平板、網状導電体、及び格子状プリント配線を有す
   るプリント基板のいずれかであることを特徴とする電気
   集塵器。
3. 【請求項３】 請求項１記載の電気集塵器において、 電圧が印加された少なくとも２枚の前記対向電極を更に
   備え、 前記集塵電極が、誘電体及び導電体のいずれかの繊維集
   合及び網のいずれかであり、かつ前記少なくとも２枚の
   対向電極の間に電気的に浮遊状態で配置されていること
   を特徴とする電気集塵器。
4. 【請求項４】 請求項２〜３のいずれか１項記載の電気
   集塵器において、 前記凸部、切り起こされた部分、スリット、プリント配
   線の格子、網の格子及び繊維集合の繊維のいずれかの間
   隔が、不平等電界が存在しない隙間が生じないような間
   隔であることを特徴とする電気集塵器。
5. 【請求項５】 請求項２記載の電気集塵器において、 前記凸部の曲率半径Ｒと、隣接する前記凸部間の間隔Ｌ
   との比が、ほぼＬ／Ｒ＝２〜４である事を特徴とする電
   気集塵器。
6. 【請求項６】 請求項２及び３のいずれか１項記載の電
   気集塵器に於いて、 前記凸部の曲率半径、前記網の格子の線径、又は前記繊
   維集合の繊維の線径が0.1mm 以下である事を特徴とする
   電気集塵器。
7. 【請求項７】 請求項２及び３のいずれか１項記載の電
   気集塵器に於いて、前記集塵電極の表面が平坦になるよ
   うに、前記凸部、切り起こされた部分、網状導電体の格
   子、格子状プリント配線、網の格子、若しくは繊維集合
   の繊維の間に存在する凹部、又は前記スリットが、前記
   絶縁膜によって埋められていることを特徴とする電気集
   塵器。
8. 【請求項８】 請求項１記載の電気集塵器に於いて、 前記絶縁膜が、１以上で１０以下でかつ前記集塵電極の
   比誘電率より小さい比誘電率と、１０⁸Ωｍ以上の体積
   抵抗とを有することを特徴とする電気集塵器。
9. 【請求項９】 請求項２記載の電気集塵器に於いて、前
   記絶縁膜が、前記凸部の曲率半径以下の膜厚を有するこ
   とを特徴とする電気集塵器。
10. 【請求項１０】 請求項１記載の電気集塵器に於いて、
    前記絶縁膜が、前記集塵電極から剥離可能であることを
    特徴とする電気集塵器。
11. 【請求項１１】 電気集塵器の集塵電極の表面に接着可
    能で、且つ前記表面から剥離可能な、絶縁材料からなる
    集塵電極用被覆膜。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の集塵電極用被覆膜に
    於いて、 前記集塵電極が前記表面上に多数の凸部を有し、 絶縁膜が前記凸部の曲率半径以下の膜厚を有することを
    特徴とする集塵電極用被覆膜。
13. 【請求項１３】 請求項１１記載の集塵電極用被覆膜に
    於いて、 １以上で１０以下でかつ前記集塵電極の比誘電率より小
    さい比誘電率と、１０⁸Ωｍ以上の体積抵抗とを有する
    ことを特徴とする集塵電極用被覆膜。