JPS5820251A - 静電式エアクリ−ナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電式エアクリーナ、＃に空気中の煙等ｔ−除
去するに適し九エアクリーナに関する４のである。

従来の一般的静電式エアクリーナは（υ空気中に混入す
る塵中煙等の粒子を正極に帯電させる高イオン化領域と
（幻正極に帯電され九粒子を負極に帯電されたプレー−
上に付着せしめる冨しタター（補足）領域とく分けられ
ている。この高イオン化領域は相対向する金属板間に配
置＆畜れ九金搗細線から構成され、この細線は電Ｅｔ印
加した時に多量の自由イオン（ト）を放出すゐ物性を有
する金属から選択され、−例としてはタングステンから
なっている。１１九％　ｃｏｌｌｉｅから分離してこれ
を取囲んで匹る金属板は電圧Ｈを印加した時に怜）イオ
ンを強力に吸引する物性を有する金属から形成されてい
る。一方、コレクター領域は一般的にアル１＝ウムｎｏ
一連。

プレートから構成され、これらプレートは「正」「負」
交互に電圧が印加されるようになっている。

この種の静電式エアクリーナの効率はイオン化領域にお
けるイオン化の程度、並びにコレクター領域における吸
引力の強さに依存して−る。

このイオン化の程度は、上記のように多量の１由イオン
怜）を放出する物性を有する細線を用いることによって
増大させることがで吉るが、よシ効果的には印加電圧を
増加することである。

同様に、コレクター領域における吸引力の増大は材料の
選択以外に、印加電圧上増加させることくよって１しく
改善せられる。更に、コレクター領域における金属板の
間隔は吸引力に影響ｔ−およぼし、この間隔管狭めるこ
とによって吸引力が増大する。

上記のような事実から、従来の静電式エアクリーナにお
いて印加電圧を増大して効率を上げることは簡墜に行え
ることのように考えられるかもしれないが、スパークの
発生とか少量でも人体に有害なオゾンの発生とかい一問
題によ）昇圧には限界がある。従って、この印加電圧は
コレクター領域に訃ける金属板間のスパーク及びオゾン
の生成ｔｖｊ止する九め充分低いものとされなければな
らない。

現在行われて−る方法では、イオン化領域においてタン
グステン細線と金ｌ１１１１との間隔を大きく取って高
電圧上印加してイオン化を増大させることで参るが、オ
ゾンの発生ｔｌＩ止すｈ丸めに所定値以上に電圧會昇圧
することかで龜逢いのが現状である。イオン化が増大１
れれ社、；レフター領域においてスパークを尭生畜せな
いような充分に低匹電圧でもコレクト（電属・除煙）効
率を上げることが可能となるＯである。

このように従来の静電式エアクリーナではスパーク及び
オゾンの発生を薩止する丸めに印加電圧を所定値以下と
しなければなら＆−と−う制限のため、その効率に限界
が６つ九のでｈ為。

上記の効率上の問題以外に、イオノ化領域並びにコレク
ター領域を構成する電＠１［ｔｆｆｒｆｆ間使用後洗浄
しな叶ればならないと言り九閏題があった。これは、こ
れら電極板がアル電エクム等の金属板から形成されてシ
）、使い東てとするにはあｔ〕にも不経済でｈ為からに
外ならない、しかし、仁の電極１［Ｋａ煙草０ｆｉＫ會
すれる二コチνやタール等が付着すあので、これを通常
の洗浄で除去すゐことは極めて困難で番つ九。

つ九。

本願発明は上記Ｏような問題点に着目し、従来の効率上
の限界を打破し、しかも比較的安価にして使い棄てでき
る電極ａｔ使用し得る静電式エアクリーナ會提供するに
ある。

不願発明者は前記Ｏメイズの従来の静電式エアクリーナ
の；レフタープレートの材質にりいて種々の実験研究を
行り九結果、従来の導電性コレクタープレートの概念を
打破し、種々の非導通性物質、非金属性物質から形成さ
れ九プレートがアル１＝ウム板と同等或いはそれ以上に
高い表頁電荷を有することを知得し、この知得に基づい
て本孔９１Ｎを完成したのである。

以下に本発明の異体的実施例にりいて、添附図面を参照
にして説明する。

先づ、本願発明者は第１図に示す方法によシ＋７０００
ボルトに昇圧され九端子りリップＩＫ３０■×父■の試
料片！を挾持して、電圧針の＋極プローブ（検出針）Ｐ
ｔ試料片冨の表面から１５ａｍの位置に近づけて、その
試料片１の表面電荷を測定し九ところ、次の表ＩＫ示す
ような測定結果ｔｌＩ九。

表Ｉ 秦黒色カーボン着色料を含有したが一ル祇は導電性、即
ち１１につき約ｌ〇五Ωの導電性を有する。

この表工に示され九各種の非導電性及び非金属シート材
にお−て、その表面電荷の値が相違する理由としてはい
くつか考えられる。一つの理由としては、成るシート材
、例えばアスベストのような組成物はそれ自体が自由イ
オンを放出しやすい物性を４有していることによる。即
ち、アスベストは！ダネシウふとカルシウムとシリ・力
の化合物で、仁の！グネシウム及びカルシウムは極めて
陽性（＋イオンを容品に放出する）であることくよる、
ｔた、ａの理由としては、硬質化のために高［Ｋ圧縮さ
れた物質の鳩舎には、その分子結合の張力によって表面
電荷が増大すると考えられる。更にはまた、その物質に
用いられ九接着剤によりて分子間の張力に変化が生じ表
面電荷が増大すると考えられる。硬質化処理、例えば光
沢面を持九せる丸めの高圧ローリング感層され良紙及び
比較的硬質な半透明のトレーシングペーパーは優れた表
両電荷性能を示し九、オ九、例えば靴箱とか包装箱等に
用いられる一般的安価なボール紙を光沢紙とかトレージ
ｙダペーパーでナンドイツチ状に挾んだｔのは、ボール
紙或いは光沢紙、トレーシンｌペーパー琴体よシもはる
かに強りｎ＠＠電荷値を示したものである一 本発明において便用する電極板は七〇＊Ｗ電荷が大きい
程良いが、表ＩＫ＞いて表藺電荷巽ボルト以上の値を呈
したものはその非導電性の丸め印加電圧を昇圧すること
ができるので、本発明の電極板として使用可能となる。

一方、表面電荷部ボルト以下のものは電極板というよ）
はむしろ、絶縁支持体として使用に適している。

表Ｉの結果から、静電式エアクリーナを製造するに嶋っ
て金属プレートを使用することが不可欠ではないという
ことが判明した。このことはスパーク発生の心配無しに
、より高電圧を印加することができるということで、を
先非導電性シート材の表面電荷は七の表面に均一に分布
され導電性シート材の場合のように端部とか縁部に集中
しないので、オゾンの発生が大幅に減少されることにな
る。

次に、従来のタイプの静電式エアフィルターと上記表Ｉ
で示し丸物質を用いて作成した静電式エアフィルターと
の性能比較テストを行った。

このテストでは第２図から第４図に示すような静電式エ
アフィルターのセルを作つ九、第意図に示す（ルは従来
の静電式エアクリーナのセルでタングステン細線８の相
対向する側にアルンニウム板からなる電極板４−４がＩ
！設されてイオン化領域５ｔＰ形成し、このイオン化領
域６に隣接してこれとは別に一連のアル建エクム板を正
極群６と負極詳丁とに又互に配置してコレクター領域８
′ｆ：形成してなる。第８図に示すセルは第２図のセル
からタングステン細線８を除去して構成され、また第４
図に示すセルは第２図のセルのタングステン細線の代り
に各種のプレート部材９ｔ−配設して構成してなる。こ
のようにして形成し九上配セルを半径１５ａ＊高さ１５
個の透明な半球ドームの内部に設置して紙巻ＩＩ九ばこ
２国を燃焼させてドーム内を煙で充満させた後、ドーム
内の小型ファンによってセル内に煙を送るようにしてか
らセルに’ｒ０００ボルトの電圧上印加してドーム内の
煙が完全Ｋｍえる迄Ｏ所要時間をストップウォッチで計
測した。この計測を各セルにつきｉ回繰返し、性能比較
テストの結果を表１に示す、尚、極板群６．７０各極板
Ｏサイズは８．５ａＩＸ１０ｃｍで枚数は合計１７秋各
極板間の間隔は６■とじ丸。

上記表Ｉのテスト結果から、通常の褐色ぼ一ル紙を光沢
紙でサンドウィッチ状に挾んでなるプレート構造は、従
来のタンダステン等Ｏ＊興線よシもはるかく自由イオｙ
ｔ−放出する性能を有していることがわかる。會え、カ
ーポン着色料の故に比較的導電性を有するカーポン着色
料を含有し九黒色ボール紙によるセルは性能が低く、タ
ングステン細線を除去し九セルよ）％劣下している。こ
の原因の一つは、カーぼν着色料金含有し九黒色ボール
紙のカー４ｔｙが＋イオンのガスを吸着する性能が参る
ことで、ξれ故黒色ボール紙はコレタメー領域Ｏ負極グ
レートとして理想的なもので弗ると考えられる。

上記表工及び表Ｘ（Ｄ実験結果から明らかなように、静
電式エアクリーナＯイオン化領域及びコレクター領域Ｋ
）いて金５ｎｏｒｔｓ珊することは必要でないばか）で
なく、非会偶部＃ｔ−眉いることによって性能の向上が
得られることが明らかとなった。

更に、前記実験の結果、非命１１１１＃ｔｊ！！−るこ
とによって電圧を印加し九非金属部材を金属性導体に近
づけてもほとんどスパークは発生せず、事実これを直接
接触させてもほとんど印加電圧の短絡は生ぜず、丸だ金
属導体をこの非金属部材にほぼ接触する程度に近づけ走
時に僅かな小さいスパークが認められ九、このことから
、非金属部材を用いた静電式エアクリーナでは従来めも
のと比較して印加電圧を増大名せることができ、隷塵、
除煙等の効果を上昇させることが可能となる。また、こ
のように電圧を増すと、従来の金属製部材ではその縁部
や趨部に電荷が集中してこの部分からコロナ放電が生じ
てオゾンを発生させるが、非金属部材では印加電圧によ
る表面電荷はその全表面に分散されて電荷の集中が起こ
らずコ四す放電は大幅に減少されオゾンの発生も極めて
少な匹のである。

また、表ＩＫ示した笑験の結束、成る非金員物質、例え
ばアクリル樹脂とかエポキシ樹脂は高圧を印加しても表
面電荷を呈さないことが判５明した。これらの物質は静
電式エアクリーナの電極板としては旋用できな−か、こ
れら０＠縁４ｔトして優れており電極板のナポートとか
スベーテーとして有用である。

以上の知得に基づき、各種の非金属部ｔｔｍいて本発明
の静電式エアクリーナを作ることが可能となる。

先づ、本発明の静電式エアクリーナＱ−ｋｋを構成する
電極板を全て非金属板から形成する例としては、次のよ
うな実施例が考えられる。

（Ａ）　　一般的な褐色のボール紙でセルＯ全電極板を
構成する。

（Ｂ）褐色のボール紙を光沢紙で被覆したプレートでセ
ルの全電極板を構成する。

（０）　　黒色カーボン着色料を含有し九ボール紙と褐
色のポール紙管光沢紙で被覆し九プレートとを交互に配
置して電極板管構成すみ。

次に、本発明の静電式エアクリーナのセルを構成する電
極板を金属板と非命ｓｎ＋ｉ：との組合せから形成する
例としては、次のような夷ｊ１１１１が考えられる。

ＣＤ）　　アルミニウム板と褐色のボール紙に光沢紙を
被覆したプレートと全交互に配置して電極板を構成する
。

（］！９　アルミニウム板とアスベストムシベークライ
トのグレートとを交互に配置して電極板を構成する。

第５図には上記の（（転）〜（Ｉｔ）の各種電極板の組
合せによって形成し九本発明に係る静電式エアクリーナ
のセルの一例が示され、本発明のセルでは従来のように
イオン化領域とコレクター領域棒１２によってｗ＃に並
列されているにすぎない。

セルを金属板と非金属板との組合せから形成する場合に
は、負極板を金属板（アル１＝ウム板）から構成し、正
極板を非金属プレートから構成する。

また、セルの電極板を全て非金属板から形成する前記（
りの＊ｍ例の場合には、負極板を黒色カーボン着色料を
含有したボール承から構成し、正極板を褐色のボール紙
を光沢紙で被覆し九プレートから構成することである。

前にもｌ！―シ九ように、カーボンによって黒く着色さ
れ九黒色ボール紙は正（ト）に帯電され大粒子を強く吸
着する性能を有するので、正極板として杜適切ではなく
負極板として最適である。これに対し、褐色のボール紙
を光沢紙で被覆したプレートは正（ト）の電圧が印加さ
れた時に強−表面電荷會呈するので、正極用プレートと
して最適で番る。

１１九、この褐色のボール紙を光沢紙で被覆し大プレー
トは負極用プレートとしても充分に機能するが、前記黒
色ボール紙を負極用プレートとして使用した場合に比較
して着干そ０４１＆能の低下が認められる。

上記正の極板群１０と負の極ｇＩＦｐＨを分離保持する
一例としては、第６図に示すように、絶縁棒１２ｊアク
リル或いはエポキシ樹脂から膠成し、１′・１′ 一方各電極板１０，１１の四隅に相互に合致する透孔ｔ
−影形成、この透孔に４本の絶縁棒ｔｚ１貫通して固定
することである。

上記アクリル等の棒１２を用いる時は比較的高張る構造
であるが、第６図及び第７図に示すように、アクリルま
九はエポキシ等の樹脂から薄いプラスチックフィルム１
３’ｌ用い、Ｃれを正負電極板間の連結帯として便用す
る仁とによ〕折畳み自在なセルを構成すゐことがで暑る
。即ち、第６図に示すように、セルを折畳んだ状態では
連結帯１３は電極板１０．１１の端縁かも外方に突出し
て折曲され、盲九第７図に示すように、両端の電極板を
反対方向に引張ってセルを広げ良状態では連結帯１３が
延びて各電極板１０．１１を所定の間隔に保持する０次
いで、このように広げられ九セルは予め設けられている
堰付忰Ｋ１１ｌｌ定され、各電極板を所定の間隔に固定
的に保持するのである。

の分布が極めて均一で、電極板間にスパークを発生させ
ることなくまたオゾンの殉生を極少に抑えて高電圧を印
加させることができ、除塵、除煙効果を増大させること
が可能となる。

また、電極板としてボール紙部Ｏ多孔性Ｖ−中財を用い
た時には、このシート材唸そＯ多孔性の故に成る８にの
吸着性を有して訃）、煙草の＾い等の臭気がかな）Ｃれ
に吸着される。特にカーボンを含有したボール紙Ｏ場合
にはカーボンの脱臭機能が付加され、その親鳥効果は顕
著なものとなる。

まえ、本発明では電極板としてボール紙等の極めて安価
な非金属板の便用が可能となつ九九め、この静電式エア
タリーナのセルを１ＬＩｉ棄てとすることができる。

更に、表Ｉに示したような強い表面電荷含有する材質の
プレートを使用することによ）、初期のイオン化の丸め
のタングステｙｍｔａｔｖｖ用が不要とな）、セルの構
成が極めて安値なものとなる。

以上本発明は好適な実施例にりいて説明したが、電極板
の材質については上記以外に６０種々のものが考えられ
、特にボール紙以外に多（の繊維紙及びこれを積層し良
ものが考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電極板の表面電荷の測定方法を示す図、第８図
は従来の静電式エアタリーナのセルの構成を示す概略図
、第８図は第８図のセルからりｙダステｙ細線を除去し
九セルの構成を示す概略図、第４図は第２図の竜ルｏｐ
ングステン細線の代）Ｋ非金属プレートを用い九セルの
構成を示す概略図、第６図は本発明の一例に係るセルの
構造會示す斜視図、第６図及び第７図は本発明の麹の例
に係るセルＯ構造會示す斜視図である。 ８−ｍ−タングステン細線 ４．４−電極板 トーーーイオン化領域 ＠ｍｍｗｅ正極詳 ７正極−負極詳 Ｓ　−−−−−−コＶタメー領域 ９−−・−グレート部材 １Ｇ　−−−−正の極板群 １１−ｍ−・負の極板弊 １２−・−一スベーナー兼支持絶縁棒 ｔＳ　−−−−−−一絶緻連結帯 特　許　出　願　人　　　ジャック・ケネス・イポット
代理人　　弁理士　　−色　　健　　騙第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （！）　　正極板と負極板とを変亙に所定間隔金量いて
   配設し、該両極板間に高電圧を印加す為ようにしてなる
   静電式エアクリーナにおいて、電極板の告々は＋ｙｏｏ
   ｏボルトの電圧を印加した時に表面から１５ａｗ離れ九
   位置において論ボルト以上の表面電衛を有する板体かも
   構成され、かつ少なく上も一方の電極板が非金属板から
   構成されてなることを特徴とする静電式エアクリーナ。 （２）　　前記電極板の全てが非金鶴板から構成１九て
   なる仁とｔ４Ｉ黴とする特許請求の１１１ｊｌＥ１項記
   載の静電式エアクリーナ。 （８）　　前記負極板がカーボンを含有し九多孔性非金
   属Ｖ−）から構成されてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ま九は第３項記載の静電式エアクリーナ。 （４）前記非金属の電極板が非導電性でるることｔ−特
   徴とする特許請求ＯＳＳ第１項乃至第８項記載の静電式
   エアクリーナ。 （６）　　前記非金員の電極板が繊ｍ紙を基材として形
   成されてなるξとを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第４項記載の静電式エアクリーナ。 （６）　　前記非金属の電極板がアスペス）１含有する
   ベークライト板から形成されてなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第４項記載の静電式エアクリー
   ナ。 （７）　　前記非金員の電極板がセメントシートから形
   成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第４項記載の静電式エアクリーナ。 （８）　　前記多孔性非金属シードが繊維紙からなるこ
   とｔ−特徴とする特許請求の範囲第８項記載の静電式エ
   アクリーナ。 （９）　　前記極板が前記繊維紙を光沢紙ま九はトｖ−
   シンダベーバーで挾着し九シート＃から形成されてなる
   こと、ｔ−特徴とする特許請求の範囲第６項記載の静電
   式エアクリーナ。 （１０）　前記正極板が繊維紙を光沢紙を九はトレーシ
   ングペーパーで挾着し九シート材で構成され、前記陰極
   板がカー１ｙｔ−含有し九繊錨紙から構成されてなるこ
   とｔ−特徴とする特許請求の範囲第８項ま九は第９項記
   載の静電式エアクリーナ。 （１１）　前記両電極板が、テＯＯＯポルトの電圧を印
   加し九時に表面から１５■離れ九位置Ｋ）いて怒ボルト
   以下の表面電荷を有する物質によって形成された支持体
   くよって所定の間隔に分離維持されてなることｔＩｆ＃
   黴とする特許請求の範囲第１項乃至第１０項記載の静電
   式ニアクリーナ。 （１２）　前記支持体が棒状に形成され前記岡電＠板間
   を渡設して該両電極［ｔ−所定の間隔に保持してなるこ
   とを特徴とする特許請求０Ｉｌｓｊｌ１１１１項記載の
   静電式エアクリーナ。 （１３）　前記支持体が前記両電極板間に折曲自在に接
   着された帯体から形成され、前記両電極板を伸縮自在と
   してなることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載
   の静電式エアクリーナ。 （１４）　前記支持体がアクリルまたはエポキシ樹脂か
   ら形成されてなる仁とＹｔ特徴とする特許請求の範囲第
   １１項乃至第１０項記叡Ｏ静電式エアクリーナ。 （１５）　前記繊維紙がポール紙から形成されてなるこ
   とｔ４Ｉ徴とする特許請求の範囲第６項、第８項、第９
   項または第１０項記載の静電式エアクリーナ。