JPWO2006134627A1 - 電気集塵器 - Google Patents

Abstract

電気集塵器（１）１は、汚染空気（３）を吸気する吸気口（４）及び浄化された清浄空気（５）を排出する排気口（６）を連通する空気通路（７）を有するハウジング（８）と、空気通路（７）に気流（９）を発生させる気流発生部（１０）と、吸着軸（１１）に従って回転する複数の吸着プレート（１３）を有する捕集部（１４）と、吸着プレート（１３）の吸着面（１２）に対向する放電面（２１）を有する荷電プレート（２０）及び荷電プレート（２０）の吸気口対向縁（２２）に設けられた複数の放電電極部（１９）を備える放電部（２４）とを具備する。放電電極部（１９）の尖鋭端部（２３）から発生したコロナ放電（ＣＤ）によって汚染空気（３）に含まれる微粒子（２）を荷電し、回転する吸着プレート（１３）によって微粒子（２）と吸着面（１２）との相対的な位置関係を常に変化させながら、クーロン力を利用して微粒子（２）を捕集することができる。

Description

本発明は、電気集塵器に関するものであり、特に、コロナ放電によって荷電された微粒子を、回転する吸着プレートで捕集することが可能な電気集塵器に関するものである。

従来から、工場のボイラー排気や発電所などから大量に排出される煤煙などのいわゆる「産業廃ガス」を大気中に放出する前に、産業廃ガス中に含まれる種々の粉体物や油分或いは水分等を含むミストやダストなどの大気を汚染する恐れの有る微粒子を取除く空気清浄化処理が行なわれることがある。これらの微粒子を含む産業廃ガスを直接大気中に放出することは、地球環境に甚大な影響を及ぼすため、国や地方自治体などの基準によって回収することが義務づけられていることがある。また、都市部では、車の排気ガスなどによる大気汚染が深刻な状態にあり、一般家庭でも室内用の空気清浄機を備え、使用するところもある。さらに、飲食店などの厨房においても、調理時等に発生する煙や汚染空気を外部に放出する前に、清浄化する空気清浄機を設置しているところが多い。

これらの大気汚染の原因となる汚染空気に含まれる微粒子を回収し、清浄空気に浄化するための集塵装置には、捕集原理などの違いから数多くのものが知られている。具体的には、微粒子の捕集原理から分類すると、ろ過式、重力式、慣性式、遠心力式、電気式、及び洗浄式などが挙げられる。これらは、捕集する微粒子の大きさや、種類、或いは設置条件などによって適宜選択されている。この中でも、集塵性能の点から見ると、ろ過式（バグフィルターなど）及び電気式のものが特に優れているため、種々の産業分野において広く普及している。

ここで、電気集塵器の捕集原理は、放電極から発生させたコロナ放電によって微粒子に電荷を与え、荷電（帯電）した微粒子を、クーロン力を利用して対極となる集塵電極に電気的に引寄せて捕集するものである。この電気集塵器の特徴は、１）圧力損失が小さい、２）大量のガスの処理が可能、３）集塵率が高いなどの優れた利点を有している。そのため、工場や発電所などの特に大量に汚染空気を排出する環境で利用されている。

電気集塵器の主要な構成としては、微粒子に電荷を与えるためのコロナ放電を発生させる針や線材などの表面曲率の大きい形状で形成された放電極と、対極として荷電した微粒子を捕集する平板状に形成された集塵電極と、電気集塵器内の気流の流れを整える整流部と、付着した微粒子を集塵電極から剥離するための槌打装置（乾式）またはスプレー装置（湿式）と、剥離した微粒子を集めるホッパと、付属装置としてコロナ放電をさせるための電源装置及び荷電制御装置などとから一般に構成されている。

上述した槌打装置は、乾式の電気集塵器に用いられ、集塵電極をハンマーなどで叩くことによって、捕集した微粒子をふるい落とし、下方に設けられたホッパーなどの回収部に溜めるために用いられるものである。一方、湿式の場合は、集塵電極に捕集された微粒子を水などの洗浄液を噴射することによって洗い流して除去するものである。集塵電極に多量の微粒子が捕集された状態では、荷電された微粒子を引寄せるクーロン力が弱くなり、集塵効率が低下することがある。したがって、安定した状態で集塵が行なえなくなるのを防ぐ目的で、上述した乾式及び湿式の方式によって、集塵電極から微粒子を除去することが為されている。
一方、近年では、放電極及び集塵電極をカートリッジなどに収容し、交換可能としたタイプのものが採用されている。これよると、集塵電極に微粒子が多く付着して集塵効率が低下した場合には、該カートリッジを取替えることによって、集塵効率を一定に保つことができるものである。なお、使用済みのカートリッジはメーカーに設置された専用の設備などで微粒子の除去が行なわれ、再利用されることが多い。これにより、装置の保守作業が容易となるとともに、上述した除去設備を備える必要がないため、装置全体を小型化し、製造コストを下げることができる。

一方、本願出願人等は、上記実情に鑑み、新規な構成を有する電気集塵器を発明し、既に特許出願を行っている（特許文献１及び特許文献２等参照）

特開２００３−１２６７２９号公報 特開２００４−１４１８２６号公報

ところが、乾式及び湿式の電気集塵器は、既に述べたように装置が大型化する傾向があり、設置される場所も大きな工場や発電所などに限られることが多かった。一方、カートリッジ方式の場合、集塵効率が低下するたびにカートリッジを交換する必要があり、一度に大量の汚染空気を処理する環境では、係る交換作業を頻繁に行なう必要があり、作業員の労力負担及び交換コストなどが嵩み、不経済となることがあった。加えて、飲食業などの厨房に設置可能なコンパクトな形状を有し、かつ高い集塵効率を得ることができるような電気集塵器が望まれていた。

特に、電気集塵器を長時間連続して稼働した場合であっても、集塵効率（捕集効率）が著しく低下することがなく、安定した集塵を行うことができ、また、微粒子が吸着した吸着面を比較的簡易に、かつ短時間で洗浄し、再び、稼働させることの可能な稼働率の高い電気集塵器が望まれていた。

そこで、本発明は上記実情に鑑み、長時間の連続稼働によっても、微粒子の捕集効率が低下することなく、かつ洗浄等のメンテナンスの容易な電気集塵器の提供を課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明にかかる電気集塵器は、「微粒子を含む汚染空気を吸込む吸気口及び前記微粒子が除去された清浄空気を排出する排気口を連通する空気通路が内部に形成されたハウジングと、前記空気通路に気流を発生させ、前記汚染空気の吸気及び前記清浄空気の排気を行う気流発生手段と、前記空気通路に設けられ、前記汚染空気に含まれる前記微粒子をコロナ放電によって荷電する放電手段と、前記空気通路に設けられ、前記放電手段によって荷電された前記微粒子を、クーロン力を利用して捕集する捕集手段と、前記放電手段と電気的に接続し、前記コロナ放電を発生可能な放電電圧を供給する放電電圧供給手段とを具備する電気集塵器において、前記捕集手段は、前記気流の流通方向と直交して前記空気通路に架渡された吸着軸と、略円板状を呈し、互いの吸着面をそれぞれ対向させた状態で前記吸着軸に取設され、前記吸着面にクーロン力を利用して前記微粒子を吸着し、捕集する複数の吸着プレートと、前記吸着軸の一端と接続し、前記吸着プレートを前記吸着軸に従って回転させる吸着プレート回転手段とをさらに具備し、前記放電手段は、前記放電電圧供給手段と電気的に接続された放電軸と、前記放電軸に支持され、互いに対向する一対の前記吸着プレートの間にそれぞれ挿入されるとともに、前記吸着プレートの前記吸着面に放電面を近接させ、前記吸着プレートに対して電気的に絶縁した状態で配された複数の荷電プレートと、前記荷電プレートの吸気口対向縁から前記吸気口に向かって突設され、先端が尖鋭状に形成された尖鋭端部を有する複数の放電電極部と」を具備するものから主に構成されている。

ここで、汚染空気に含まれる微粒子とは、工場等の各種施設から排出される産業廃ガスや自動車の排気ガス中に含まれる固体粉体物や、飲食店の厨房等から排出される油分や水分を多量に含むミスト状のものが例示可能であり、ガス中に浮遊する所謂「浮遊粒子状物質」が相当する。また、気流発生手段とは、空気通路内に空気の流れ（気流）を発生させるものであり、例えば、モータ等の駆動装置に接続されたプロペラ（羽根）を回転させ、該プロペラの回転に伴って気流を生じさせるものである。なお、使用するプロペラのプロペラ径や駆動のためのモータの回転数を適宜変化させることにより、空気通路内を流れる気流の流量や流通速度（流速）等を任意に変更させることができる。

一方、捕集手段とは、放電手段（後述する）によって汚染空気中の微粒子に電荷が与えられ、荷電された状態で電気的に対極にある吸着プレートの吸着面にクーロン力を利用して吸着させ、捕集するものである。このとき、捕集手段を構成する吸着プレートは、プレート回転手段によって吸着軸に従って軸回転をしている。そのため、空気通路内を流れる汚染空気に含まれる微粒子と吸着面との間の位置関係は、時々刻々変化している。そのため、クーロン力によって捕集される微粒子は、吸着プレートの吸着面の特定部位に偏ることなく、吸着面全体にわたってほぼ均一に付着することとなる。

一方、放電手段とは、吸気口から吸気された汚染空気に対して、コロナ放電を与え、該汚染空気に含まれる微粒子を荷電した状態にするものである。係る構成は、放電電圧供給手段と接続した放電軸及び荷電プレート、さらに放電電極部によって主に構成されている。ここで、コロナ放電は、一般に先端の尖った箇所から容易に発生しやすい性状を有している。そのため、本発明においては、先端を尖鋭状に形成した尖鋭端部を有する放電電極部が用いられている。そして、その尖鋭端部は気流に対向するように、換言すれば、吸気口に向かうように配されている。なお、荷電プレートは、空気通路の幅方向に対し、所定の間隔で吸着プレートの間にそれぞれ挿入されており、一方、放電電極部は荷電プレートの吸気口対向縁に沿ってハウジングの高さ方向に複数が配されている。そのため、吸気口から吸気された汚染空気のほとんど全ては、コロナ放電が発生した放電電極部の近傍を通過することとなる。その結果、汚染空気に含まれる微粒子は、コロナ放電によって効率的に荷電される。ここで、放電電極部を形成する素材等は、特に限定されないが、コロナ放電時の高温によって尖鋭端部が融け、尖鋭状を呈しなくなることを回避し、かつコロナ放電を効率的に発生させるために優れた電気伝導性を有する必要がある。そのため、例えば、タングステン或いはタングステン化合物等の硬質素材を用いることが可能である。

したがって、本発明の電気集塵器によれば、放電電圧供給手段によって供給された放電電圧によって、放電手段を構成する放電電極部の尖鋭端部からコロナ放電が発生する。このとき、気流発生手段によって、空気通路には吸気口から汚染空気が吸込まれ、吸気口に対して縦横に配された複数の放電電極部のいずれかの近傍を通過することとなる。そのため、汚染空気中の微粒子がコロナ放電と接することにより、微粒子に電荷（例えば、プラス）が与えられる。そして、荷電された微粒子は、荷電プレート及び吸着プレートの間に到達する。このとき、荷電プレートは放電電圧供給手段によって、荷電された微粒子と電気的に同位であるため、荷電プレートの放電面に近づいた微粒子は、クーロン力によって反発し、放電面から離れようとする作用が働く。

一方、吸着プレートは、荷電された微粒子に対して、電気的に相対した電位を有するため、微粒子をクーロン力によって吸引しようとする作用が働く。その結果、荷電プレート及び吸着プレートの間に導出された微粒子は、反発及び吸引の作用を受け、吸着プレートの吸着面に引きつけけられ、捕集される。このとき、吸着プレートは、吸着軸に接続されたプレート回転手段を介して回転している。そのため、微粒子に対する吸着プレートの吸着面の位置関係は、常に変化し、吸着面の特定の箇所に微粒子が偏って蓄積されることがない。すなわち、蓄積した微粒子によってクーロン力による吸引及び捕集性が低下し、電気集塵器の捕集効率が短時間で低下することがない。

さらに、本発明にかかる電気集塵器は、上記構成に加え、「前記放電電極部の前記尖鋭端部は、前記吸着プレートのプレート縁部から前記吸着軸の側に退行した位置に設けられている」ものであっても構わない。

したがって、本発明の電気集塵器によれば、放電電極部の尖鋭端部が吸着プレートのプレート縁部から吸着軸側に退行して設けられている。すなわち、吸気口を通過した汚染空気は、まず、互いに対向した一対の吸着プレートの間に到達し、放電電極部が取設された荷電プレートに至る。このとき、放電電極部の尖鋭端部からは、放電電圧が供給されることによって形成された電界により、コロナ放電が吸着プレートの吸着面に向かって発生している。そのため、吸着プレートの間を通過した汚染空気は、係るコロナ放電に晒されることになる。このとき、尖鋭端部が吸着軸側に退行した位置に設けられているため、コロナ放電によって荷電された微粒子の周囲は、吸着プレート及び荷電プレートによって囲まれている。その結果、前述した各プレートによる反発作用及び吸引作用によって微粒子の捕集が容易となる。

さらに、本発明にかかる電気集塵器は、上記構成に加え、「前記空気通路は、前記吸気口と連通し、前記放電手段及び前記捕集手段の収容される第一区画、前記第一区画で浄化された前記清浄空気の送出される第二区画、及び前記気流発生手段を収容し、前記第二区画から送出された前記清浄空気を前記排気口から排気する第三区画によって区画されている」ものであっても構わない。

したがって、本発明の電気集塵器によれば、ハウジングの内部に形成された空気通路が、三つに区画されている。これにより、電気集塵器によって汚染空気を清浄化する場合、始めに放電手段及び捕集手段の収容された第一区画に汚染空気が導かれる。係る第一区画によってクーロン力を利用した微粒子の捕集が行われる。その後、第二区画及び第三区画を通過して、清浄空気は排気口から排気される。すなわち、第一区画において回転する吸着プレートから遠心力の作用によって飛散する凝集した微粒子が清浄空気とともに排気口から直接排気されるのを防ぐため、第二区画及び気流発生手段を収容する第三区画を設けることにより、排気口から排気される清浄空気の清浄度を高めることが可能となる。

さらに、本発明にかかる電気集塵器は、上記構成に加え、「前記放電電極部の前記尖鋭端部は、前記尖鋭端部を挟んで配された一対の前記吸着プレートの前記吸着面とそれぞれ等距離を保って配される」ものであっても構わない。

したがって、本発明の電気集塵器によれば、放電電極部の尖鋭端部が互いに対向する吸着プレートの吸着面から等距離を保って配されている。ここで、コロナ放電は尖鋭端部から電位の異なる吸着プレートまでの距離によって発生条件が異なる。すなわち、尖鋭端部から吸着プレートが近接する程、より当該吸着プレートに向かってコロナ放電が発生しやすい。そこで、吸着プレートの間に配される放電電極部の尖鋭端部までの距離を等しくすることにより、双方の吸着プレートの吸着面に対して、均一のコロナ放電が分散して発生することとなる。なお、係る構成を達成するため、例えば、荷電プレートに放電電極部の挿入可能な挿入孔を穿設し、放電電極部の一端（尖鋭端部と逆側に相当）を挿込むことにより、荷電プレートと放電電極部を一体に形成し、かつ吸着面からの距離を等しく保つことができる。

本発明の電気集塵器によれば、微粒子をコロナ放電によって荷電する放電手段として、荷電プレート及び荷電プレートの吸気口対向縁から吸気口に向かって配された尖鋭端部を有する放電電極部が用いられる。これにより、汚染空気に含まれる微粒子を効率的に荷電することができる。さらに、荷電された微粒子は、回転する吸着プレートによって微粒子に対する吸着面を相対的に変化させながら捕集することができるため、吸着面の特定箇所に微粒子が蓄積されることがない。その結果、クーロン力が弱くなり、捕集効率が低下するおそれが少なくなる。さらに、吸着プレートのみを回転させる構成を採用することにより、電気集塵器自体の構造を簡略化することが可能となり、また吸着面から微粒子を除去するためのメンテナンス（洗浄）作業を従来と比して簡便に行うことができるようになる。加えて、放電電極部の尖鋭端部が一対の吸着プレートの間に等間隔を保って配されるため、コロナ放電の発生が一方の吸着プレートに対して偏って発生することがない。

電気集塵器の内部の構成を模式的に示す側方から見た説明図である。 電気集塵器の内部の構成を模式的に示す上方から見た説明図である。 放電電極部、荷電プレート、及び吸着プレートの構成を示す説明図である。 荷電された微粒子の挙動を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態である電気集塵器１について、図１乃至図４に基づいて説明する。ここで、図１は本実施形態の電気集塵器１の内部の構成を模式的に示す側方から見た説明図であり、図２は電気集塵器１の内部の構成を模式的に示す上方から見た説明図であり、図３は放電電極部、荷電プレート、及び吸着プレートの構成を示す説明図であり、図４は荷電された微粒子の挙動を示す説明図である。

本実施形態の電気集塵器１は、微粒子２を含む汚染空気３を吸気する吸気口４及び電気集塵器１を通して浄化された清浄空気５を排出する排気口６を連通する空気通路７が内部に形成されたハウジング８と、空気通路７の下流側（図１における紙面右方向に相当）の排気口６の近傍に設けられ、吸気口４から汚染空気３を吸気し、さらに排気口６から清浄空気５を排気するために空気通路７の中に空気の流れ（気流９）を発生させる回転ファン及び該回転ファンを回転駆動させる駆動用モータ（いずれも図示しない）を有して構成された気流発生部１０と、空気通路７の幅方向（図２における紙面左右方向に相当）にわたって横架して回転可能に軸支された略棒状の吸着軸１１、及び互いの吸着面１２をそれぞれ対向させた状態で該吸着軸１１に取設された円板状を呈する複数の吸着プレート１３を有する捕集部１４と、ハウジング８に軸支された吸着軸１１の一端１１ａと駆動ギア等の駆動伝達機構１５を介して接続され、吸着プレート１３を吸着軸１１に従って回転させる回転力を発生させるプレート回転用モータ１６と、捕集部１４と電気的に絶縁された状態で電気集塵器１の幅方向に亘って架渡され、放電電圧を供給するそれぞれ一対の放電軸１７及び荷電プレート支持軸１８によって、放電面２１を吸着プレート１３の吸着面１２に対向して近接させた状態で支持された略四角形状を呈する複数の荷電プレート２０と、荷電プレート２０の吸気口対向縁２２（図１における紙面左側相当）から吸気口４に向かって先端部分の尖鋭端部２３を突設させた複数の放電電極部１９を有する放電部２４と、放電部２４の放電軸１７と電気的に接続し、尖鋭針状の尖鋭端部２３からコロナ放電ＣＤを発生させるための放電電圧を供給する放電電圧供給部２５と、空気通路７の内側上方に取設され、吸着プレート１３の吸着面１２にそれぞれ洗浄液２７を噴射し、吸着面１２から微粒子２を洗い流すための洗浄液噴射部２６とを主に具備して構成されている。

ここで、気流発生部１０が本発明における気流発生手段に相当し、プレート回転用モータ１６が本発明におけるプレート回転手段に相当し、捕集部１４が本発明における捕集手段に相当し、放電部２４が本発明における放電手段に相当し、放電電圧供給部２５が本発明に放電電圧供給手段に相当する。

さらに、本実施形態の電気集塵器１について、詳細に説明すると、略直方体の筐体状に形成されたハウジング８は、ハウジング正面８ａの一面に開口した吸気口４を有し、さらにハウジング正面８ａに相対するハウジング背面８ｂに排気口６を開口して形成されている。そして、係る吸気口４及び排気口６を連通する空気通路７が内部に形成されている。さらに、空気通路７は、吸気口４から排気口６に至る間に三つの区画２８ａ，２８ｂ，２８ｃに区切られている。さらに詳細に説明すると、吸気口４から吸気された汚染空気３が導かれ、放電部２４及び捕集部１４が収容された第一区画２８ａと、第一区画２８ａの下流側に設けられ、清浄空気５の送出される第一区画２８ａよりも狭小に区切られた第二区画２８ｂと、第二区画２８ｂの下流側に設けられ、前述した気流発生部１０を収容するとともに、第二区画２８ｂから送出された清浄空気５を排気口６から排気する第三区画２８ｃとによって構成されている。

さらに、第一区画２８ａ及び第二区画２８ｂの間、及び、第二区画２８ｂ及び第二区画２８ｃの間は、それぞれを区画するための区画壁２９ａ，２９ｂが設けられている。さらに、各区画２８ａ等の間を清浄化された清浄空気５を流通させるために開口部３０ａ，３０ｂがそれぞれ設けられている。ここで、開口部３０ａ，３０ｂは、互いに隣接する区画同士（例えば、第一区画２８ａ及び第二区画２８ｂ）の間を流通する清浄空気５の流れ（気流９）を安定した状態に整えるための複数の整流板３２が取付けられている。ここで、図１に示すように、第一区画２８ａから第二区画２８ｂにかけては、整流板３２は下流側に向かって斜め下方に傾斜するように取付けられ、一方、第二区画２８ｂから第三区画２８ｃにかけては、下流側に向かって斜め上方に傾斜するように取付けられている。これにより、気流９を安定させるとともに、第一区画２８ａから送出される清浄空気５に僅かに混在する可能性を有する微粒子２を排気口６に到達するまでに、整流板３２との接触により、空気通路７内で下方に落下させ、排気口６から微粒子２が放出されることを防ぐことができる。

なお、同一の構造及び略同一の作用を有する整流板３２が吸気口４から放電部２４及び捕集部１４の間に設けられている。ここで、吸気口４に設けられた整流板３２は、吸込んだ汚染空気３を下流側の斜め下方に流通させ、放電電極部１９が縦方向に配された領域に向かって安定した流れで導出される。これにより、汚染空気３が空気通路７内で拡散し、コロナ放電ＣＤを受けることなく、排気口６まで到達することを避けることができる。その結果、電気集塵器１による捕集効率を向上させることができる。なお、上述した三カ所において、それぞれ気流９の流れを安定させる整流板３２を設けることにより、電気集塵器１を稼働した場合、気流９が空気通路７の流れを阻害する部位に接することにより、振動や風切り音等の騒音を発生させることを少なくすることができる。また、気流９を安定させることにより、気流発生部１０による気流発生能力を効率化することができ、無駄なエネルギーを消費することがなくなる。さらに、気流９を層流状態とすることにより、コロナ放電ＣＤによる放電効率（荷電効率）が増加し、電気集塵器１の捕集効率が増加することとなる。

さらに、本実施形態の電気集塵器１は、その他の構成として、ハウジング８の底面を所定の方向（ここでは、空気通路７の下流側に向けて斜め下方向）に傾斜させた傾斜床面３１を有して構成されている。そのため、前述した洗浄液噴射部２６によって吸着面１２に対して洗浄液２７を噴射し、微粒子２を洗い流す洗浄動作を行うことにより、ハウジング８の傾斜床面３１に到達した微粒子２を含んだ洗浄液２７は、傾斜床面３１に沿って最下位置の排液貯留部３４に導かれる。なお、係る排液貯留部３４には、貯留した洗浄液２７等をハウジング８の外部に排出するためのドレン（図示しない）が設けられている。これにより、洗浄の際に使用した使用済みの洗浄液２７の回収を容易に行うことができる。

また、本実施形態の電気集塵器１は、図３及び図４に拡大して示したように、荷電プレート２０に取設された放電電極部１９の一端の尖鋭端部２３は、円板状の吸着プレート１３の周縁に相当するプレート縁部３３に対して吸着軸１１側に向かって退行した状態、換言すれば、尖鋭端部２３が対向する一対の吸着プレート１３の間に挟まされた状態で取付けられている。ここで、放電電圧が供給されると、コロナ放電ＣＤは一般に先端が尖った形状の部分から容易に発生する性質を有していることが知られている。さらに、コロナ放電ＣＤによって荷電された微粒子２は、荷電状態から電気的に中位の状態に速やかに戻ろうとする。すなわち、クーロン力による作用が荷電直後に対し、時間の変化によって徐々に弱くなる性質を有している。そこで、コロナ放電ＣＤを受け、荷電された直後の微粒子２を、吸着プレート１３に速やかに吸着し、捕集するために、放電電極部１９の尖鋭端部２３の周囲に近接するように吸着プレート１３を配することにより、クーロン力による作用が低下する前に微粒子２を捕集することができるようになる。ここで、放電電極部１９の先端の尖鋭端部２３は、互いに対向する一対の吸着プレート１３の吸着面１２から等距離を保持して配されている（図３参照）。なお、放電電極部１９は、荷電プレート２０の吸気口対向縁２２に穿設された挿入孔（図示しない）に、尖鋭端部２３と逆側に相当する放電電極部１９の一端を挿入し、固定することにより、荷電プレート２０と一体的に形成されている。なお、図１及び図３において、放電電極部１９の荷電プレート２０への埋設状態を特徴的に示すため、荷電プレート２０に埋設した本来は視認することができない部分についても例外的に図示をしている。

なお、本実施形態の電気集塵器１は、その他の構成として、ハウジング外上面３５の四隅にそれぞれ、電気集塵器１の設置及び移動を容易とするための吊下支持用の支持金具３６が取付けられている。

ここで、本実施形態では、放電部２４に接続された放電電圧供給部２５から約１０．５ｋＶの放電電圧を供給する例について示している。そして、この放電電圧が放電軸１７、荷電プレート２０を介し、放電電極部１９まで伝達され、荷電プレート２０及び吸着プレート１３の間に電位差が生じ、尖鋭端部２３からコロナ放電ＣＤを発生させている。なお、係るコロナ放電ＣＤの発生のために、放電部２４以外の構成、特に、捕集部１４及びハウジング８等は、絶縁部材１７ａ等により放電部２４に対して電気的に絶縁した状態で構成され、放電電圧が放電電極部１９以外の場所から発生したり、高電圧による漏電が生じることがない対策が施されている。さらに、捕集部１４及びハウジング８は、地面に埋設されたアース（図示しない）と接続し、地中に対して電気を逃がすことができるようになっている。そのため、吸着面１２に捕集された微粒子２の電荷が吸着プレート１３及び捕集部１４に常に滞留することはない。このとき、放電電極部１９は、荷電プレート２０にその一部が埋設され、互いに対向する吸着プレート１３の吸着面１２と放電電極部１９の尖鋭端部２３との間の距離がそれぞれ等しくなるように配されている。その結果、コロナ放電ＣＤは、各吸着面１２に対して平均的に発せられるようになる。すなわち、例えば、荷電プレート２０の一方の荷電面２１にカシメなどの固定手段によって固定された場合、尖鋭端部２３とそれぞれの吸着面１２との間の距離に差異が生じ、コロナ放電ＣＤの発生率が異なることが想定される。この場合、コロナ放電ＣＤの発生効率の低い側の荷電プレート２０及び吸着プレート１３の間を通過する微粒子２は、コロナ放電ＣＤによって荷電される効率が低下し、吸着プレート１３に吸引されるような十分な電位を獲得することができず、吸着プレート１３に捕集されないこととなり、集塵効率が低下するおそれがある。しかしながら、前述したように、一対の吸着面１２の間に等距離を保って放電電極部１９が配されることにより、上述した不具合を解消することができる。なお、本実施形態では荷電プレート２０に放電電極部１９を埋設して一体化するものを示したが、これに限定されるものではなく、吸着面１２との間を等距離に保つようにして放電電極部１９を固定するものであればその他の構成を採用するものであっても構わない。

また、荷電プレート２０及び放電電極部１９は、吸気口４の高さ方向及び幅方向に合わせて形成されているため、整流板３２によって整流して導出された汚染空気３は、放電電極部１９によるコロナ放電ＣＤの近傍を確実に通過することとなる。その結果、微粒子２の荷電効率が高くなる。なお、回転する吸着プレート１３に対し、荷電プレート２０は回転しないで放電軸１７及び荷電プレート支持軸１８に支持されているため、荷電プレート２０の略中央付近には、吸着軸１１の軸径よりも広径の貫通孔部２０ａが設けられている。

また、吸着プレート１３を有する捕集部１４は、吸着軸１１に従って回転可能になっている。そのため、互いに対向する四角形状の荷電プレート２０の間に挿入された状態で、吸着プレート１３は回転することができる。すなわち、本実施形態の電気集塵器１は、荷電プレート２０及び放電電極部１９を空気通路７内に固定するとともに、吸着プレート１３を回転させることにより、荷電された微粒子２と吸着プレート１３の吸着面１２との位置関係を常に変化させることができる。その結果、吸着プレート１３の特定箇所の吸着面１２に微粒子２が吸着し、蓄積することがない。すなわち、吸着面１２への微粒子２の吸着によって、荷電された微粒子２を吸引し、捕集するためのクーロン力が低下する。したがって、吸着面１２にほぼ均一に微粒子２を吸着させることにより、電気集塵器１の集塵効率が極端に低下することがなく、長時間に渡って係属し、電気集塵器１を稼働させることができるようになる。

上記の構成により、放電電圧供給部２５に接続した放電部２４は、放電電極部１９の尖鋭端部２３からコロナ放電ＣＤを発生し、一方、吸着プレート１３はアース等によって放電電極部１９に対し、電気的に相対する状態となっている。その結果、コロナ放電ＣＤによってプラスの電位となった汚染空気３の微粒子２は、電気的に同位の荷電プレート２０とは反発し、放電面２１から離間しようとする方向に移動し、一方、荷電された微粒子２と電気的に相対する吸着プレート１３は、該微粒子２を吸着面１２に引き寄せる、つまり、微粒子２を吸引する作用が生じる。

加えて、本実施形態の電気集塵器１は、吸着プレート１３の吸着面１２に吸着し、捕集された微粒子２を物理的に除去するための洗浄液噴射部２６を有している。係る洗浄液噴射部２６は、空気通路７の幅方向に架渡されるように設置された洗浄装置本体及び複数の噴射ノズル（図示しない）を有し、噴射ノズルの先から吸着プレート１３の吸着面１２に対して洗浄液２７を噴射し、微粒子２を洗い流し、洗浄することが行われる。なお、係る洗浄の過程では、放電電極部１９からのコロナ放電ＣＤの発生は停止され、吸着面１２に均一に洗浄液２７が噴射されるように、プレート回転用モータ１６によって吸着プレート１３が吸着軸１１にしたがって回転するような制御が行われる。なお、係る吸着プレート１３の回転は、微粒子２をクーロン力を利用して捕集する際と比較し、低速の回転数で回転される。また、吸着プレート１３の回転によって、吸着面１２に付着した洗浄液２７及び微粒子２は遠心力の作用を受け、吸着プレート１３の回転方向に向かって移動し、最終的にプレート縁部３３から空気通路７に飛散する。このとき、飛散した洗浄液２７等は重力に従ってすぐに下方に落下し、ハウジング８の傾斜床面３１に到達することとなる。さらに、第一区画２８ａで飛散した洗浄液２７等は、第二区画２８ｂの間の区画壁２９ａによって、第二区画２８ｂまで到達することがない。さらに、斜め下方向に向けられた整流板３２によってハウジング８の傾斜床面３１へ導くことが促進される。加えて、第二区画２８ｂ及び第三区画２８ｃの間に斜め上方に向けて配された整流板３２によってさらに第三区画２８ｃに到達することが阻害される。その結果、吸着面１２に付着し、除去された微粒子２が清浄空気５に混じって排気口６から排気されることがない。

次に、本実施形態の電気集塵器１の使用方法について説明する。まず、気流発生部１０を稼働させ、ファン駆動モータによって回転ファンを回転させる。これにより、気流発生部１０によって吸気口４から汚染空気３が吸込まれ、排気口６から清浄空気５として排出するための気流９が空気通路７に創出されることとなる。さらに、捕集部１４の吸着軸１１に接続したプレート回転用モータ１６を稼働させ、放電電圧供給部２５を作動させ、荷電プレート２０を介して複数の放電電極部１９からコロナ放電ＣＤを発生させる。

上記の稼働動作を電気集塵器１に対して行うことにより、気流発生部１０により、空気通路７内に気流９が発生し、汚染空気３が吸気口４から吸込まれる。このとき、吸気口４の下流側に設けられた整流板３２によって汚染空気３の流れが整えられ、放電部２４及び捕集部１４が設置された第一区画２８ａまで導かれる。ここで、係る整流板３２が設置されない場合、吸い込まれた汚染空気３は、気流９が一定ではなく、流れ方向が乱れた乱流状態となる可能性がある。また、一般に気流９は、吸気口４から外側方向に向かって拡散するように流れる傾向が強いことが知られている。そこで、本実施形態の電気集塵器１で示したように、吸気口４から吸込んだ汚染空気３を複数の整流板３２を利用して、流れを安定化させるとともに、外側方向に拡散する傾向を抑え、放電部２４まで導出することができる。

そして、整流板３２を通過した汚染空気３は、放電部２４の荷電プレート２０及び捕集部１４の吸着プレート１３の間を通過する。このとき、荷電プレート２０の放電電極部１９には、放電電圧供給部２５によって供給された放電電圧によって、尖鋭端部２３からコロナ放電ＣＤが発生している。さらに、係る放電電極部１９は、荷電プレート２０の吸気口対向縁２２から縦方向に複数配され、かつ幅方向には多数の荷電プレート２０及び放電電極部１９を有しているため、汚染空気３はほとんど必ずコロナ放電ＣＤの近傍を通過することとなる。その結果、汚染空気３に含まれる微粒子２はコロナ放電ＣＤによってプラスにチャージ（荷電）される。なお、この場合、コロナ放電ＣＤによって微粒子２をマイナスにチャージしても構わない。

ここで、放電電極部１９には、放電電圧供給部２５から放電電圧（例えば、１０．５ｋＶ）が放電軸１７及び荷電プレート２０を介して供給され、一方の吸着プレート１３は吸着軸１１及びハウジング８全体が地表に埋設したアースと電気的に接続している。その結果、放電面２１及び吸着面１２の間には非常に大きな電界が形成されている。そのため、放電電極部１９の尖鋭端部２３からコロナ放電ＣＤが放出される。これにより、コロナ放電ＣＤの近傍を通過した微粒子２は荷電された状態となる。このとき、吸着プレート１３は吸着軸１１を軸として所定の回転数（例えば、５００ｒｐｍ）で回転している（図３における矢印Ａ参照）。すなわち、荷電プレート２０によって反発した微粒子２がクーロン力によって吸引される吸着面１２の位置が常に刻々変化している。

その結果、吸着プレート１３の吸着面１２に全面にわたって微粒子２を満遍なく捕集することができる。ここで、吸着面１２に多量の微粒子２が付着し、一カ所に凝集すると、付着した微粒子２によって吸引力の作用が低下することがある。しかしながら、本実施形態の電気集塵器１の吸着プレート１３は、微粒子２を吸着面１２に平均化して吸着することができるため、上述した一カ所に凝集した場合と比べ、クーロン力の低下の影響をそれほど受けることがない。さらに、吸着面１２に捕集された微粒子２は、吸着プレート１３の回転によって回転円周方向に向かう遠心力を受けている。そのため、微粒子２は、周囲の微粒子等とともに、円周端に向かって移動する。そして、吸着面１２に対する吸着力に抗して、上述の遠心力が強く作用するようになると、吸着面１２から微粒子２が飛散する。このとき、微粒子２は周囲の微粒子等と一緒になって、捕集された状態よりも重量及びサイズが増大している。その結果、再び、浄化された清浄空気５とともに浮遊することが困難であり、重力に従って空気通路７の傾斜床面３１に向かって落下する。そのため、清浄空気５に、微粒子２が混ざることがない。そのため、稼働状態であっても、吸着面１２に吸着された微粒子２を除去すること可能であり、従来の電気集塵器と比して、長時間にわたって捕集部１４を清掃または交換することなく、稼働させることができる。そのため、長時間の稼働が求められる飲食店などの厨房に設置することが特に好適である。

このとき、放電電極部１９の尖鋭端部２３は、吸着プレート１３のプレート縁部３３よりも吸着軸１１側に退行して設けられている。そのため、尖鋭端部２３は、その周囲を互いに対向した吸着プレート１３によって囲まれている。そのため、放電電極部１９から発生したコロナ放電ＣＤによって荷電された微粒子２は、すぐに放電電極部１９に近接した吸着プレート１３の吸着面１２に捕集されることとなる。その結果、荷電された微粒子２を確実に吸着プレート１３で捕集することができる。

また、第一区画２８ａで微粒子２が除去された清浄空気５は、第二区画２８ｂ及び第三区画２８ｃを通過して排気口６から外部へ排出される。そのため、吸着プレート１３の回転によって吸着面１２から再び空気通路７に飛散した微粒子２は、清浄空気５に混在して排気口６から排出される前に第二区画２８ｂ及び第三区画２８ｃにおいて重力に従って下方に落下する。そのため、清浄空気５が汚染されることがない。さらに、各区画２８ａ，２８ｂ，２８ｃの間に仕切られた区画壁２９ａ，２９ｂに設けられた開口部３０ａ，３０ｂの整流板３２によって下流側の区画２８ｂ，２８ｃに微粒子２が送出されるのが妨げられるため、排気口６から排出される清浄空気５の清浄度をさらに高めることができる。

なお、本実施形態の電気集塵器１は、回転する吸着プレート１３に対して洗浄液２７を噴射可能な洗浄液噴射部２６を有している。これにより、吸着面１２に捕集された微粒子２を洗い流すことができる。なお、洗浄液噴射部２６及び洗浄液２７による洗浄の様子は、既に述べたため、ここでは説明を省略する。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

すなわち、本実施形態の電気集塵器１において、略直方体形状を呈し、電気集塵器１の正面から背面にかけて直線状の空気通路７を設けたものを示したが、これに限定されるものではなく、設置状況等に応じ、空気通路７の形状を変更するものであっても構わない。すなわち、吸気口４を正面に設け、電気集塵器の上面に排気口６を設けたＬ字形状の空気通路を有するものであっても構わない。また、放電電圧供給部２５によって供給される放電電圧の値は、荷電する微粒子の性状及び吸着プレート１３の回転数等に応じ、任意に変更することができることは言うまでもない。

また、本実施形態の電気集塵器１において、荷電プレート２０に対し、複数の放電電極部１９の一部を埋設し、一体化して構成したものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、放電電極部１９を、荷電プレート２０と独立して配するものであっても構わない。例えば、複数の放電電極部を取設し、支持する支持プレートを、吸気口４及び荷電プレート２０のプレート縁３３の間に設けるものであっても構わない。これにより、吸気口４から吸着プレート１３に至るまでの空気通路の形状に合わせて任意に電気集塵器を設計することができるようになる。

以上のように、本発明にかかる電気集塵器は、工場から排出される産業廃ガス及び飲食店の厨房から排出されるミスト等を、コロナ放電を利用して清浄化することができる。特に、コンパクトな形状で製作可能であり、家庭用及び飲食店等の業務用に利用することに適している。

Claims (4)

1. 微粒子を含む汚染空気を吸込む吸気口及び前記微粒子が除去された清浄空気を排出する排気口を連通する空気通路が内部に形成されたハウジングと、
   前記空気通路に気流を発生させ、前記汚染空気の吸気及び前記清浄空気の排気を行う気流発生手段と、
   前記空気通路に設けられ、前記汚染空気に含まれる前記微粒子をコロナ放電によって荷電する放電手段と、
   前記空気通路に設けられ、前記放電手段によって荷電された前記微粒子を、クーロン力を利用して捕集する捕集手段と、
   前記放電手段と電気的に接続し、前記コロナ放電を発生可能な放電電圧を供給する放電電圧供給手段と
   を具備する電気集塵器において、
   前記捕集手段は、
   前記気流の流通方向と直交して前記空気通路に架渡された吸着軸と、
   略円板状を呈し、互いの吸着面をそれぞれ対向させた状態で前記吸着軸に取設され、前記吸着面にクーロン力を利用して前記微粒子を吸着し、捕集する複数の吸着プレートと、
   前記吸着軸の一端と接続し、前記吸着プレートを前記吸着軸に従って回転させる吸着プレート回転手段と
   をさらに具備し、
   前記放電手段は、
   前記放電電圧供給手段と電気的に接続された放電軸と、
   前記放電軸に支持され、互いに対向する一対の前記吸着プレートの間にそれぞれ挿入されるとともに、前記吸着プレートの前記吸着面に放電面を近接させ、前記吸着プレートに対して電気的に絶縁した状態で配された複数の荷電プレートと、
   前記荷電プレートの吸気口対向縁から前記吸気口に向かって突設され、先端が尖鋭状に形成された尖鋭端部を有する複数の放電電極部と
   をさらに具備することを特徴とする電気集塵器。
2. 前記放電電極部の前記尖鋭端部は、
   前記吸着プレートのプレート縁部から前記吸着軸の側に退行した位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵器。
3. 前記空気通路は、
   前記吸気口と連通し、前記放電手段及び前記捕集手段の収容される第一区画、前記第一区画で浄化された前記清浄空気の送出される第二区画、及び前記気流発生手段を収容し、前記第二区画から送出された前記清浄空気を前記排気口から排気する第三区画によって区画されていることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵器。
4. 前記放電電極部の前記尖鋭端部は、
   前記尖鋭端部を挟んで配された一対の前記吸着プレートの前記吸着面とそれぞれ等距離を保って配されることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵器。
   
   
   

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