TW201822890A - 電氣集塵機 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種電氣集塵機，其一面可提高利用高速旋轉之集塵電極之離心力之粉塵之去除率，一面還可提高捕集效率而可維持高捕集效率，而且構造簡單。

本發明之解決手段係一電氣集塵機，其具備：金屬製之集塵電極板2，其捕集含塵氣流中之粉塵；旋轉軸13，其承接驅動馬達之旋轉力而使集塵電極板2旋轉；金屬製之帶電電極板9，其以隔著既定間隔而與集塵電極板2對向之方式配置；及放電銷14a，其配置於帶電電極板9上之含塵氣流之上游側。於集塵電極板2之表面設置有具有撥油性之防污層40a。藉由集塵電極板2之旋轉產生之離心力，將藉由放電銷14a之放電而帶電且附著於防污層40a之粉塵去除。

Description

電氣集塵機

本發明係關於一種藉由庫侖力之作用以捕集因電暈放電而帶電之微粒之電氣集塵機，尤其是關於對在工廠等產生之塵埃或煙霧、藉由使用切削油等之金屬加工等而產生之油霧或油煙等(以下，統稱其等為「粉塵」)進行捕集之電氣集塵機。

對於吸引具有非常微細之粒徑之粉塵而將工廠內之空氣保持為清潔之集塵機，存在有一種藉由自帶電電極(charging electrode)產生之電暈放電供給電荷而使粉塵帶電，且利用庫侖力使作為對極之集塵電極電性吸附粉塵而進行捕集之電氣集塵機。若欲以過濾器捕集非常微細之粉塵，則需要高性能之過濾器(例如，HEPA過濾器)，但由於此種過濾器很快產生網目堵塞而必須頻繁地交換，因此，根據運轉成本之觀點，電氣集塵機非常有利。

然而，若電氣集塵機不斷堆積有附著於集塵電極而失去了電荷之粉塵，則會成為容易引起粉塵自集塵電極飛散之狀態，此外，若粉塵接近於帶電電極板(charging electrode plate)，則會成為容易引起異常放電之狀態，致使捕集效率逐漸降低。因此，定期去除堆積於集塵電極之粉塵之維護必不可少。尤其是煙霧、油霧或油煙等之黏性高之粉塵等，需要將裝置分解而對集塵電極部進行洗淨，在維護上需要非常之工夫、時間及專門性。

為了去除堆積於集塵電極之粉塵，迄今已採取了種種之對策。例如，於專利文獻1中揭示有一種將集塵電極之旋轉速度提高，藉由離心力而將堆積於集塵電極之粉塵甩除之高速旋轉式之電氣集塵機。

於專利文獻1之電氣集塵機中，由於藉由集塵電極之高速旋轉，而利用離心力將粉塵去除，因此，粉塵變得不易堆積於集塵電極，可降低洗淨之頻率。此外，於自設置於裝置之噴嘴等噴射水或洗淨劑而對集塵電極進行洗淨之情況下，藉由使集塵電極高速旋轉，可利用離心力將水或洗淨劑甩除，因此，具有乾燥快、且可縮短運轉停止時間之優點。

於專利文獻2揭示有一種將絕緣性之陶瓷塗佈於固定式之集塵電極之電極表面之電氣集塵機。藉由塗佈絕緣性之陶瓷，集塵電極所捕集之粉塵，可於不失去電荷而保持帶電之狀態下，不斷附著於集塵電極，因此不易引起粉塵之再飛散，且捕集效率增高。再者，在此所稱之再飛散，係指例如黏著性低且附著力弱之粉塵，於對集塵電極不實施絕緣性之塗佈之情況等，因互斥力之作用即使暫時附著於集塵電極仍會立即失去電荷而再次隨氣流飛散之狀況。

於專利文獻3揭示有一種使集塵電極旋轉，且利用刮刀將堆積於集塵電極之粉塵去除之電氣集塵機。於此電氣集塵機中，以半導體板或絕緣板覆蓋包含集塵電極之正負極板各自之整個表面。因與專利文獻2相同，使集塵電極所捕集之粉塵持續帶電，而不斷地附著於集塵電極，因此不易引起再飛散，且可提高捕集效率。再者，即使覆蓋正負極板之板體不是絕緣板而是半導體板，粉 塵仍會以一定時間帶電之狀態附著於集塵電極，緊接著可以刮刀去除，因此與絕緣板之情況相同，其捕集效率高。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2008-142670號公報

專利文獻2：日本專利特開昭48-67859號公報

專利文獻3：日本專利特公昭45-31518號公報

於如專利文獻1之藉由高速旋轉之集塵電極之離心力而將粉塵甩除之電氣集塵機中，由於在集塵電極之外周側，其周速度大，因此即使對於小質量之粉塵，離心力仍可作用，將附著之粉塵甩除而不易堆積。另一方面，於集塵電極之旋轉中心部附近，由於周速度小，因此作用於附著之粉塵之離心力弱，而存在有難以去除粉塵之一面。

此外，黏性高之粉塵等，隨著時間之經過，尤其會堆積於集塵電極之中心部，因此需要將集塵電極洗淨。於專利文獻1中，雖然自位於旋轉電極之外周部之噴嘴噴灑洗淨液，但存在有洗淨液難以抵達集塵電極之中心部之難點。此外，為了容易進行洗淨維護，設置有洗淨後之乾燥自動控制裝置，但為了使洗淨自動化，存在有洗淨水之溫度管理、最適之洗淨劑之選定、或洗淨劑之濃度管理等複雜之問題。此外，還需要洗淨液用之儲液箱或排水用之水槽，存在有裝置整體之設置空間增大之問題。

根據如專利文獻2之將絕緣性之陶瓷塗佈於集塵電極之電氣集塵機，雖然附著於集塵電極之粉塵不會失去電荷而被集塵電極捕集，但若粉塵逐漸堆積，則於保持具有電荷之狀態不變而堆積於集塵電極之粉塵、與欲進行新的附著之具有同極性之電荷之粉塵之間產生互斥力。其結果，欲進行新的附著之粉塵，受到互斥力而不能附著於集塵電極，進而隨著氣流而就此被排放。因此，為了維持捕集效率，集塵電極之定期的洗淨或粉塵掃落必不可少。

於專利文獻3中，由於以半導體板或絕緣板覆蓋包含集塵電極之正負極板各自之整個表面，因此，必須另外設置對粉塵供給電荷之放電部，此外，還需要用以去除粉塵之刮刀，致使電氣集塵機之構造複雜化。

因此，本發明鑑於上述實際情狀，目的在於提供一種電氣集塵機，其一面可提高利用高速旋轉之集塵電極之離心力之粉塵之去除率，一面還可提高捕集效率而可維持高捕集效率，而且構造簡單。

為了解決上述課題，本發明之電氣集塵機，其具備有：金屬製之集塵電極板，其捕集含塵氣流中之粉塵；旋轉軸，其承接驅動馬達之旋轉力，使集塵電極板旋轉；金屬製之帶電電極板，其以隔著既定間隔而與集塵電極板對向之方式配置；及放電部，其配置於帶電電極板之含塵氣流之上游側。於集塵電極板之表面設置有具有撥油性之防污層。藉由放電部之放電而帶電且附著於防污層之粉塵，係藉由集塵電極板之旋轉產生之離心力而被去除。

根據本發明，藉由於集塵電極板之表面設置撥油性之防污層，附著於集塵電極板之中心部附近之粉塵，藉由旋轉之集塵電極板之離心力而朝外周側移動，進而被甩離除去。因此，粉塵難以堆積於集塵電極板，可防止堆積之粉塵之再飛散。此外，由於粉塵不會接近帶電電極板，因此不會於粉塵與帶電電極板之間產生異常放電，捕集效率不會降低。並且，集塵電極板還作為放電部之對向電極而發揮作用，因此不需要另外設置對向電極，此外，也不需要刮刀，因此可將電氣集塵機之構造簡化。

1‧‧‧電氣集塵機

2‧‧‧集塵電極板

4‧‧‧框體

6‧‧‧側門

8‧‧‧風扇

9‧‧‧帶電電極板

9a‧‧‧圓弧部

9b‧‧‧端緣

10‧‧‧電極單元

11、12‧‧‧側板

13‧‧‧旋轉軸

14a‧‧‧放電銷(放電部)

14b‧‧‧放電線(放電部)

15‧‧‧絕緣構件

18‧‧‧帶電軸

20‧‧‧吸氣口

21‧‧‧排氣口

25‧‧‧開口部

40、40a、40b‧‧‧防污層

41‧‧‧外周緣部

F‧‧‧清淨空氣

P‧‧‧含塵氣流

r1、r2‧‧‧半徑

圖1為顯示本發明之第1實施例之電氣集塵機之圖，圖1A為立體圖，圖1B為剖視圖。

圖2為顯示自電氣集塵機中取出電極單元之狀況之圖。

圖3為顯示本發明之第1實施例之主要部分之圖。

圖4為示意顯示本發明之第1實施例之原理之圖。

圖5為採用放電線作為放電部之情況之圖。

圖6為示意顯示本發明之第2實施例之原理之圖。

於本發明之電氣集塵機之一實施形態中，放電部係與集塵電極板之外周緣部對向配置，防污層係設置於集塵電極板之表面上之除了外周緣部之部分，於集塵電極板之外周緣部，露出有金屬表面。此外，於另一實施形態中，防污層係包含導電體，且設置於集塵電極板之表面全域。

於前者之實施形態中，較佳為，防污層係包含絕緣體 或半絕緣體。

放電部也可為以自帶電電極板朝含塵氣流之上游側突出之方式設置之放電銷，或者也可為尖塔狀之放電刃。此外，放電部也可為與帶電電極板之含塵氣流之上游側之端緣平行配置之放電線。

防污層還可具有撥水性或親水性，並且也可為包含分解油之光觸媒者。

[實施例]

以下，參照圖1~圖4，對本發明之第1實施例之電氣集塵機1進行說明。本實施例之電氣集塵機1，具備箱型之框體4、自加工中心(未圖示)等經由排氣管(未圖示)而吸入包含粉塵之含塵氣流P之吸氣口20、及將去除粉塵而被淨化後之清淨空氣F排出之排氣口21。自吸氣口20被導入框體4內之含塵氣流P，沿圖1B之箭頭方向流動於形成在吸氣口20與排氣口21之間的流道。於框體4內收容有電極單元10。電極單元10具備捕集粉塵之複數片集塵電極板2、及與各集塵電極板2對向之複數片帶電電極板9，該等電極板2、9係平行且以等間隔交互地配置成疊層狀。含塵氣流P係流動於帶電電極板9與集塵電極板2之間。於電極單元10之下游側配置有風扇8，藉由此風扇8使框體4內產生氣流，強制性地進行排氣。框體4具有用以供電極單元10出入之側門6。

集塵電極板2係圓板狀之金屬板，且以旋轉軸13為中心進行旋轉。旋轉軸13係藉由未圖示之驅動馬達而承接旋轉力，且集塵電極板2係以每分鐘200轉之旋轉速度高速旋轉。帶電電極板9，係被保持於帶電軸18之金屬板，且於流動含塵氣流P之上游 側，具有以旋轉軸13為中心之、較集塵電極板2之半徑略小之半徑之圓弧部9a(參照圖3)，且自該圓弧部9a之外周朝上游側突出有多個之放電銷14a。放電銷14a之前端，係位於與集塵電極板2之外周緣相同之位置或略靠內側。帶電電極板9不旋轉。

一體組入有集塵電極板2及帶電電極板9之電極單元10，可自電氣集塵機1中取出。圖2顯示將電氣集塵機1之側門6拆除，且將框體4之開口部25開啟而取出電極單元10之狀況。電極單元10具備一對側板11、12(通常為金屬製)，且於該等側板11、12之上部固定有絕緣構件15。絕緣構件15係由絕緣性優異且機械強度大之陶瓷等構成。圖1B所示之各帶電軸18，係跨設於側板11、12之間，且以與側板11、12成為電性絕緣之狀態而被支撐於絕緣構件15。帶電電極板9，係以懸垂狀態被保持於帶電軸18。

其次，對第1實施例之電氣集塵機1之動作進行說明。藉由驅動電氣集塵機1之驅動馬達(省略圖示)，使集塵電極板2旋轉。此外，藉由風扇8之旋轉，自吸氣口20流入框體4內之含塵氣流P，在集塵電極板2與帶電電極板9之間移動。藉由自帶電電極板9之放電銷14a之前端產生之電暈放電，含塵氣流P內含有之粉塵獲取正或負之帶電。藉由集塵電極板2與帶電電極板9對向，於其等之間形成電場，帶電之粉塵受到來自帶電電極板9之互斥力，而被集塵電極板2捕集。

再者，於第1實施例中，如圖3及圖4所示，放電銷14a係與集塵電極板2之外周緣部41對向配置，且於集塵電極板2之表面上之除了外周緣部41之部分設置有防污層40a。於外周緣部41不設置防污層40a，而露出有金屬表面。外周緣部41係圖3中 之半徑r1與半徑r2之間的區域。顯示半徑r1之箭頭之前端位置，係自帶電電極板9之圓弧部9a呈放射狀配置之放電銷14a之根端之位置或較其略靠內側之位置。顯示半徑r2之箭頭之前端位置，係放電銷14a之前端之位置或較其略靠外側之位置。

於該情況下，較佳為，防污層40a係絕緣體或半絕緣體。作為防污層40a之材質，具有氟類化合物、矽類化合物、二氧化矽類化合物、二氧化鈦類化合物等，該等材質皆為絕緣體。還可具有使導電物質分散於氟類化合物中而使之具有作為半絕緣體之性能的材質。於本發明中，「防污層」及「防污化合物」，係指具有撥油性之層或化合物，無關撥水性或親水性之有無。

圖4示意顯示本發明之原理。含塵氣流中之粉塵，係藉由放電銷14a之電暈放電而帶電，且被集塵電極板2所捕集。於集塵電極板2之內周側(靠近旋轉中心之側)，雖然所捕集之粉塵，因為防污層40a而不容易喪失電荷，附著於集塵電極板2，但由於具有電荷之粉塵彼此不會凝聚，因此附著之粉塵之粒徑小且質量也小。並且，於集塵電極板2之內周側，雖然周速度慢，但作用有弱離心力，此外，由於防污層40a具有撥油性，因此附著於防污層40a之粉塵，不會停留於附著部位，而逐漸地朝外周側(自旋轉中心遠離之側)移動。於集塵電極板2之外周側，由於周速度較內周側快且離心力大，因此粉塵隨著朝外周側移動而藉由離心力被加速，迅速地到達外周緣部41。

於外周緣部41，由於未設置防污層40a，且是露出集塵電極板2之金屬表面之狀態，因此到達外周緣部41之粉塵，立即失去電荷而被除電。此外，由於集塵電極板2之露出之金屬表面 具有親油性，因此失去了電荷之粉塵彼此凝聚於被油濕潤之金屬表面，且該等粉塵與自旋轉中心側移動而至之粉塵合流，因此於外周緣部41形成有粒徑及質量大之粉塵(凝聚體)。然而，該凝聚體藉由作用於外周緣部41之大的離心力而被甩除，自集塵電極板2除去。

如此，於靠近集塵電極板2之旋轉中心之側，使帶電之粉塵朝集塵電極板2吸引之後，藉由離心力逐漸朝外周緣部41移動，且於外周緣部41對粉塵進行除電及凝聚，然後藉由大的離心力一氣甩除。因此，粉塵不易堆積於集塵電極板2上，而且也不會有欲進行新的附著之具有同極性之電荷之粉塵彼此互斥而妨礙附著之情況，此外，堆積之粉塵也不會自集塵電極板2再次飛散。並且，由於粉塵不會接近帶電電極板9，因此不會於粉塵與帶電電極板9之間產生異常放電。因此，捕集效率不會降低。

集塵電極板2之外周緣部41，係與放電銷14a對向，還具有作為放電銷14a之對向電極之功能。因此，不需要在電極單元10之外另外設置如專利文獻3揭示之對向電極，此外，也不需要刮刀，可將電氣集塵機1之構造簡化。

並且，由於粉塵不易堆積於集塵電極板2上，因此洗淨之頻率降低，不需要設置洗淨液用之儲液箱或排水用之水槽等，因而可減小裝置整體之設置空間。

再者，於圖3中，列舉了將帶電電極板9上之含塵氣流之上游側(圖中左側)之端緣設為圓弧部9a，且於該圓弧部9a呈放射狀排列複數個之放電銷14a之例子，但本發明不限於此。例如，如圖5所示，也可將帶電電極板9上之含塵氣流之上游側之端緣設為與含塵氣流垂直之直線狀之端緣9b，且配置與此端緣9b平行之 直線狀之放電線14b。放電線14b不限於一條，也可設置複數條。此外，也可取代放電銷，而為如鋸齒之尖塔狀之放電刃(省略圖示)。該等放電銷、放電線、及放電刃，係本發明之「放電部」之一例。

其次，使用圖6之示意圖，對本發明之第2實施例進行說明。於本實施例中，防污層40b係設置於集塵電極板2之表面全域。此外，作為防污層40b之材質，係採用導電體。放電線14b係與圖5所示之放電線14b相同。雖然藉由放電線14b之電暈放電而帶電之粉塵，當附著於集塵電極板2之導電性之防污層40b時會失去電荷，但即使於離心力較小之中心部，由於防污層40b之撥油性，仍不會停留於附著之部位，且粉塵彼此逐漸凝聚。並且，凝聚之粉塵一面受到離心力之影響而加速，一面到達周速度快之外周緣，然後藉由大的離心力而被甩除。再者，於本實施例中，採用圖5所示之放電線14b，但也可取代放電線14b，而改為第1實施例之放電銷14a、或上述之放電刃。

於第2實施例中，「隨著自集塵電極板2之中心部朝向外周部，離心力與周速一起逐漸增大之高速旋轉之特性；塵垢難以附著於撥油性之防污層40b之長處；及粉塵因導電體之防污層40b而失去電荷且凝聚，隨著凝聚之粉塵趨近外周部而粒徑變大，容易受到更大的離心力之作用」等以上諸點良好地作用，即使粉塵失去電荷仍不會進行再飛散，而於集塵電極板2之外周部被甩除。此外，只要導電體之防污層40b之電阻為某程度大的電阻者，即可迄自粉塵奪去電荷前確保一定程度之時間，因而在防止粉塵之再飛散上更有效。

再者，於第1、第2實施例之防污層40a、40b(以下， 統一以符號40表示)之任一者中，還可追加其他之功能。例如，若於防污層40附加親水性，於洗淨集塵電極板2之情況下，由於水進入防污層40與粉塵之間，因此具有可提高水之洗淨性，且變得不需要使用洗淨劑等之藥液等之功效。此外，若於防污層40附加進行油之分解之光觸媒，且設置朝集塵電極板2照射紫外線之燈管，則可藉由紫外線而活化光觸媒之功能，促進集塵電極板2上之油之分解，進一步削減洗淨之工夫。另一方面，若於防污層40附加撥水性，可減少集塵電極板2之所有塵垢。

此外，覆蓋集塵電極板2之防污層40，可於集塵電極板2上塗佈防污化合物而形成，也可藉由將塗佈有防污化合物之薄膜貼附於集塵電極板2而形成。

再者，不於集塵電極板2上形成藉由防污化合物之塗佈而形成之防污層40，以露出金屬之狀態使集塵電極板2進行捕集時之捕集效率為97.8%，但作為一例，於集塵電極板2上塗佈絕緣性之防污化合物而形成防污層40時之捕集效率卻為98.5%，捕集效率提高了0.7%。此外，於不設置防污層40之情況，未被捕集而排放之粉塵之量、即洩漏量(=100%-捕集效率)為2.2%，與此相對，於設置防污層40之情況，洩漏量減少為1.5%，減少比率為0.7/2.2=31.8%。亦即，藉由設置防污層40，可使不能藉由電氣集塵機1捕集之粉塵減少31%以上。此外，為了觀察捕集效率之時間變化，雖然連續地進行了8小時運轉，但捕集效率未降低。

Claims (9)

1. 一種電氣集塵機，其特徵在於，其具備有：金屬製之集塵電極板，其捕集含塵氣流中之粉塵；旋轉軸，其承接驅動馬達之旋轉力，使上述集塵電極板旋轉；金屬製之帶電電極板，其以隔著既定間隔而與上述集塵電極板對向之方式配置；及放電部，其配置於上述帶電電極板之上述含塵氣流之上游側；於上述集塵電極板之表面設置有具有撥油性之防污層，藉由上述集塵電極板之旋轉產生之離心力，將藉由上述放電部之放電而帶電且附著於上述防污層之粉塵去除。
2. 如請求項1之電氣集塵機，其中，上述放電部係與上述集塵電極板之外周緣部對向配置，上述防污層係設置於上述集塵電極板之表面上之除了上述外周緣部之部分，於上述集塵電極板之上述外周緣部，露出有金屬表面。
3. 如請求項2之電氣集塵機，其中，上述防污層係包含絕緣體或半絕緣體。
4. 如請求項1之電氣集塵機，其中，上述防污層係包含導電體，設置於上述集塵電極板之表面全域。
5. 如請求項1至4中任一項之電氣集塵機，其中，上述放電部係以自上述帶電電極板朝上述上游側突出之方式設置之放電銷、或尖塔狀之放電刃。
6. 如請求項1至4中任一項之電氣集塵機，其中，上述放電部係與上述帶電電極板之上述上游側之端緣平行配置之放電線。
7. 如請求項1至4中任一項之電氣集塵機，其中，上述防污層進而具有撥水性。
8. 如請求項1至4中任一項之電氣集塵機，其中，上述防污層進而具有親水性。
9. 如請求項1至4中任一項之電氣集塵機，其中，上述防污層進而包含分解油之光觸媒。