WO2019230245A1 - 電気集塵装置、換気装置及び空気清浄機 - Google Patents

電気集塵装置、換気装置及び空気清浄機 Download PDF

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voltage
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聡彦 細見
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • Y02A50/2351—Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic precipitator, and a ventilator and an air cleaner provided with the electrostatic precipitator.
  • a particle separation device that charges particles in a fluid such as air and separates the particles from the fluid has been proposed.
  • the device disclosed in Patent Document 1 generates an electric field curtain on the dust collecting electrode plate during the operation of the device or during the cleaning period after the operation is completed, and removes dust attached to the dust collecting electrode plate.
  • dust separated from gas is attached to a dust collecting electrode plate, and dust attached by an electric field curtain is removed.
  • fine dust such as particles having a particle size of 10 ⁇ m or less such as PM2.5 (particulate matter having a particle size of 2.5 ⁇ m or less) adheres strongly to the dust collecting electrode plate.
  • charge amount charge amount
  • the electrostatic force due to the electric field curtain is difficult to act. For this reason, it becomes difficult to remove the dust by the electric field curtain, and the dust collection capability of the apparatus may decrease over time.
  • the present invention provides an electrostatic precipitator that captures charged particles with an electrode, and provides an electrostatic precipitator, a ventilator, and an air cleaner that can quickly and efficiently remove the captured particles from the electrode.
  • An electrostatic precipitator is an electrostatic precipitator that captures particles from a gas that includes particles and flows in a predetermined direction, and a plurality of first electrode elements arranged separately from each other; A plurality of second electrode elements arranged at a distance from each other, one or more third electrode elements, and a first dielectric disposed between the plurality of first electrode elements and the plurality of second electrode elements A second electrode disposed opposite to the first electrode, a voltage supply circuit for supplying a voltage to the first electrode and the second electrode, and controlling the voltage supply circuit A control unit, wherein each of the plurality of second electrode elements is disposed to face each of the plurality of first electrode elements, and each of the one or more third electrode elements includes the plurality of first electrode elements.
  • the control unit is disposed apart from the element and the plurality of second electrode elements, and the control unit captures the charged particles by the first electrode, and the particles captured by the first electrode And a cleaning mode for separating from the first electrode.
  • An electrostatic precipitator is an electrostatic precipitator that captures particles from a gas that includes particles and flows in a predetermined direction, and includes a first electrode element, a second electrode element, and the first electrode A first electrode having an electrode element and a first dielectric disposed between the second electrode element; a second electrode facing the first electrode; and a voltage across the first electrode and the second electrode And a control unit for controlling the voltage supply circuit, wherein the control unit captures the particles charged by the first electrode, and is captured by the first electrode.
  • a cleaning mode in which the particles are separated from the first electrode, and the voltage supply circuit supplies a voltage between the first electrode and the second electrode in the dust collection mode, In the mode, the first electrode element and the By supplying an AC voltage between the second electrode elements to generate a creeping discharge between said first electrode element and the second electrode element.
  • a ventilator according to an aspect of the present invention includes the above electric dust collector.
  • An air cleaner according to an aspect of the present invention includes the above electric dust collector.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the electrostatic precipitator according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the overall configuration of the electrostatic precipitator according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the first electrode and the second electrode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating operations of the first electrode and the second electrode in the dust collection mode of the electric dust collector according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode and the second electrode in the dust collection mode of the electric dust collector according to the first embodiment.
  • 6A is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the first timing in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 1.
  • 6B is a schematic diagram illustrating an operation of the first electrode and the second electrode at the second timing in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode and the second electrode in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to the first embodiment.
  • FIG. 8A is a graph showing a distribution of electric field strength formed by the electrode according to the first electrode according to Embodiment 1.
  • FIG. 8B is a graph showing a distribution of electric field strength formed by the electrodes according to the comparative example.
  • FIG. 9A is a graph showing the distribution of the strength (absolute value) of the electric field component in the X-axis direction formed by the first electrode according to Embodiment 1.
  • FIG. 9B is a graph showing the distribution of the strength (absolute value) of the electric field component in the X-axis direction formed by the electrodes according to the comparative example.
  • FIG. 10A is a schematic diagram illustrating a relationship between forces applied to particles when an electric field in the Z-axis direction is applied to charged particles attached to the first electrode.
  • FIG. 10B is a schematic diagram illustrating a relationship between forces applied to the particles when an electric field in the X-axis direction is applied to the charged particles attached to the first electrode.
  • FIG. 10A is a schematic diagram illustrating a relationship between forces applied to particles when an electric field in the Z-axis direction is applied to charged particles attached to the first electrode.
  • FIG. 10B is a schematic diagram illustrating a relationship between forces applied to the particles when an electric field in the X
  • FIG. 11 is a flowchart showing a flow of operations of the electrostatic precipitator according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing a schematic shape of the first electrode element according to Embodiment 1 in a plan view of the first surface.
  • FIG. 13A is a schematic diagram illustrating a particle deposition state on the first electrode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 1.
  • FIG. 13B is a schematic diagram illustrating a particle deposition state on the first electrode of the electrostatic precipitator according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 13C is a schematic diagram illustrating a particle deposition state on the first electrode of the electrostatic precipitator according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 13A is a schematic diagram illustrating a particle deposition state on the first electrode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 1.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the electrostatic precipitator according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the first electrode and the second electrode of the dust collection unit according to the second embodiment.
  • FIG. 16A is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the first timing in the dust collection mode of the electric dust collector according to Embodiment 2.
  • FIG. 16B is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the second timing in the dust collection mode of the electric dust collector according to Embodiment 2.
  • FIG. 17 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode and the second electrode in the dust collection mode of the electric dust collector according to the second embodiment.
  • FIG. 18A is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the first timing in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 2.
  • FIG. 18B is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the second timing in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 2.
  • FIG. 19 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode and the second electrode in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the electrostatic precipitator according to the third embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic perspective view showing an example of the overall configuration of the electrostatic precipitator according to Embodiment 3.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the first electrode and the second electrode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 3.
  • FIG. 23 is a schematic diagram illustrating operations of the first electrode and the second electrode in the dust collection mode of the electric dust collector according to the third embodiment.
  • FIG. 24 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode and the second electrode in the dust collection mode of the electric dust collector according to the third embodiment.
  • FIG. 25A is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the first timing in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 3.
  • FIG. 25B is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the second timing in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 3.
  • FIG. 26 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode and the second electrode in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 3.
  • FIG. 27 is a flowchart showing an operation flow of the electrostatic precipitator according to the third embodiment.
  • FIG. 28 is a schematic diagram illustrating an outline of an electric field distribution formed in the dust collection mode between the first electrode and the second electrode according to the third embodiment.
  • FIG. 29 is a schematic diagram illustrating an outline of an electric field distribution formed in the dust collection mode between the first electrode and the second electrode according to the comparative example.
  • FIG. 30 is a plan view showing configurations of the first electrode element and the second electrode element according to the third embodiment.
  • FIG. 31A is a cross-sectional view showing a configuration of a first electrode according to Modification 1 of Embodiment 3.
  • FIG. 31B is a cross-sectional view showing the configuration of the first electrode according to Modification 2 of Embodiment 3.
  • FIG. 32A is a schematic plan view showing a schematic shape of the first electrode element according to Embodiment 3 in a plan view of the first surface.
  • FIG. 32B is a schematic plan view showing a schematic shape of the first electrode element according to Modification 3 of Embodiment 3 in a plan view of the first surface.
  • FIG. 32C is a schematic plan view showing a schematic shape of the first electrode element according to Modification 4 of Embodiment 3 in a plan view of the first surface.
  • FIG. 33 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the electrostatic precipitator according to the third embodiment.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the first electrode and the second electrode of the dust collection unit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 35A is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the first timing in the dust collection mode of the electric dust collector according to Embodiment 4.
  • FIG. 35B is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the second timing in the dust collection mode of the electric dust collector according to Embodiment 4.
  • FIG. 36 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode and the second electrode in the dust collection mode of the electric dust collector according to the fourth embodiment.
  • FIG. 37A is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the first timing in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 4.
  • FIG. 37B is a schematic diagram illustrating the operation of the first electrode and the second electrode at the second timing in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 4.
  • FIG. 38 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode and the second electrode in the cleaning mode of the electrostatic precipitator according to Embodiment 4.
  • FIG. 39 is an external view of an example of a ventilation device to which the electrostatic precipitator according to each embodiment and modification is applied.
  • FIG. 40 is an external view of an example of an air cleaner to which the electrostatic precipitator according to each embodiment and modification is applied.
  • FIG. 41 is an external view of an example of an air conditioner to which the electrostatic precipitator according to each embodiment and modification is applied.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the electrostatic precipitator 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the overall configuration of the electrostatic precipitator 100 according to the present embodiment.
  • the electrostatic precipitator 100 captures particles from a gas containing particles and flowing in a predetermined direction.
  • the gas is not particularly limited, but in the present embodiment, air is used as the gas.
  • the electrostatic precipitator 100 is disposed in a gas path.
  • the electrostatic precipitator 100 is installed in an air supply duct or the like in a ventilation system as a part of the ventilation device, and captures at least a part of particles in the gas flowing into the air supply duct and is cleaned. Gas is discharged.
  • the electrostatic precipitator 100 functionally includes a dust collection unit 1 that captures charged particles in gas, a charging unit 2 that charges particles in gas, a charging unit 2, and the like. And a power supply circuit 3 for supplying power to the power supply.
  • the electric dust collector 100 further includes a voltage supply circuit 4 that supplies a voltage to the dust collection unit 1 and a control unit 5 that controls the voltage supplied by the voltage supply circuit 4.
  • the dust collector 1 is disposed downstream of the charging unit 2 in the gas flow direction.
  • the gas may be introduced into the charging unit 2 and the dust collecting unit 1 by a blower or the like disposed outside the electric dust collector 100.
  • the blower may be disposed inside the electric dust collector 100.
  • the direction in which the gas flows is the X-axis direction.
  • gas flows in the positive direction of the X axis.
  • the vertical direction perpendicular to the X axis is the Y axis direction, and the direction from the top to the bottom is the Y axis positive direction.
  • the horizontal direction perpendicular to the X axis and the Y axis is taken as the Z axis direction.
  • the vertical direction and the horizontal direction do not limit the direction in which the electrostatic precipitator 100 is disposed.
  • the electrostatic precipitator 100 may be arranged with any orientation in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the positive X-axis direction is an example of a predetermined direction
  • the Y-axis direction is an example of a direction different from the predetermined direction.
  • the charging unit 2 charges the particles 90 in the gas flowing into the electrostatic precipitator 100.
  • the charging unit 2 includes a high potential electrode 30 and a low potential electrode 40 that are disposed to face each other.
  • the charging unit 2 positively charges most of the particles 90 passing through the discharge space by generating a corona discharge between the high potential electrode 30 and the low potential electrode 40. In this way, the charging unit 2 generates positively charged particles 90p.
  • the charging unit 2 may generate negatively charged particles by charging the particles 90 negatively.
  • the high potential electrode 30 is applied with a higher potential than the low potential electrode 40, and discharge is generated between the high potential electrode 30 and the low potential electrode 40 due to this potential difference.
  • the high potential electrode 30 is made of a conductive metal such as stainless steel or tungsten, for example, and has an elongated bar shape in the present embodiment so that the electric field is concentrated.
  • the high potential electrode 30 may have any shape such as a flat plate.
  • the low potential electrode 40 is made of a conductive metal such as stainless steel or aluminum. In the present embodiment, the low potential electrode 40 has a flat plate shape, but may have any shape.
  • a plurality of low potential electrodes 40 are arranged opposite to each other, specifically, parallel to each other and aligned in the Z-axis direction. Further, the plurality of low potential electrodes 40 are arranged in parallel with the XY plane, and form a gas flow path in the X-axis direction therebetween. That is, each low potential electrode 40 is arranged such that its main surface is along the direction of gas flow. In addition, a plurality of high potential electrodes 30 are arranged between the low potential electrodes 40 in parallel to and opposed to the main surface of the low potential electrodes 40.
  • Each high potential electrode 30 is arranged with the Y-axis direction as the axial direction.
  • the distance between the high potential electrode 30 and the low potential electrode 40 is, for example, about 10 mm to 20 mm.
  • a potential of about 5 kV to 10 kV is applied to the high potential electrode 30, and the low potential electrode 40 can be grounded, for example.
  • the dust collecting unit 1 captures charged particles in the gas after passing through the charging unit 2.
  • the dust collection unit 1 captures the positively charged particles 90p.
  • the dust collecting unit 1 includes one or more first electrodes 10 and one or more second electrodes 20.
  • the plate-like first electrode 10 and the second electrode 20 face each other, specifically, are arranged in parallel in the Z-axis direction at a distance from each other.
  • the dust collection unit 1 includes a plurality of first electrodes 10 and a plurality of second electrodes 20, and the plurality of first electrodes 10 and the plurality of second electrodes 20 are alternately arranged in the Z-axis direction. Has been.
  • the plurality of first electrodes 10 and the plurality of second electrodes 20 are arranged in parallel with the XY plane in the same direction as the low potential electrode 40, and form a gas flow path in the X-axis direction therebetween. That is, each of the first electrode 10 and the second electrode 20 is disposed such that its main surface is along the direction of gas flow. Therefore, the gas that has passed between the low potential electrodes 40 flows smoothly between the first electrode 10 and the second electrode 20.
  • the distance between the first electrode 10 and the second electrode 20 may be appropriately set according to the voltage supplied to the first electrode 10 and the second electrode 20.
  • the maximum electric field between the first electrode 10 and the second electrode 20 is set to be about 1 kV / mm. In the present embodiment, the distance is about 4 mm.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the first electrode 10 and the second electrode 20 of the electrostatic precipitator 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 shows a cross section of the first electrode 10 and the second electrode 20 parallel to the ZX plane.
  • the first electrode 10 includes a plurality of first electrode elements 11 that are spaced apart from each other, a plurality of second electrode elements 12 that are spaced apart from each other, and one or more third electrode elements.
  • positioned between the some 1st electrode element 11 and the some 2nd electrode element 12 are included.
  • Each of the plurality of second electrode elements 12 is disposed to face each of the plurality of first electrode elements 11.
  • Each of the one or more third electrode elements 13 includes a plurality of first electrode elements 11 and a plurality of second electrode elements 12 between two adjacent first electrode elements 11 among the plurality of first electrode elements 11. It is arranged away from.
  • the dielectric 14a is disposed between the second electrode element 12 and the third electrode element 13, but the second electrode element 12 and the third electrode element 13 are insulated. The dielectric 14a is not necessarily arranged.
  • the second electrode 20 is disposed to face the first electrode 10.
  • the first dielectric 14 has a first surface 14f that is a main surface disposed on the second electrode 20 side, and a first back surface 14r that is a main surface disposed on the back side of the first surface 14f.
  • the plurality of first electrode elements 11 are disposed on the first surface 14 f of the first dielectric 14.
  • the plurality of second electrode elements 12 and the one or more third electrode elements 13 are disposed inside the first dielectric 14 or on the first back surface 14r. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the plurality of second electrode elements 12 and the one or more third electrode elements 13 are arranged on the first back surface 14 r of the first dielectric 14.
  • the some 1st electrode element 11 and the some 2nd electrode element 12 can be made to approach, maintaining the insulation between the some 1st electrode element 11 and the some 2nd electrode element 12. . Therefore, the voltage required for generating creeping discharge between the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of second electrode elements 12 can be reduced. Further, even when the particles captured on the first surface 14f and the first back surface 14r are attached or deposited, the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of second electrode elements 12 and the one or more third electrode elements 13 Thus, the occurrence of abnormal discharge through the particles can be suppressed.
  • the first dielectric 14 electrically insulates the one or more first electrode elements 11 from the one or more second electrode elements 12, for example, when particles are deposited and deposited on the first electrode 10. Moreover, it suppresses that the 1st electrode element 11 and the 2nd electrode element 12 short-circuit through particle
  • the material constituting the first dielectric 14 is appropriately selected from known electrical insulating materials.
  • the first dielectric 14 is a film-like dielectric.
  • the film thickness of the first dielectric 14 is, for example, about 10 ⁇ m to 100 ⁇ m, and is about 25 ⁇ m in the present embodiment.
  • the plurality of first electrode elements 11, the plurality of second electrode elements 12, and the one or more third electrode elements 13 include a conductive material such as copper as a main component.
  • the plurality of first electrode elements 11 are, for example, pattern electrodes formed on the first surface 14 f of the first dielectric 14.
  • the plurality of second electrode elements 12 and the one or more third electrode elements 13 are, for example, pattern electrodes formed on the first back surface 14r of the first dielectric 14.
  • each of the plurality of first electrode elements 11, the plurality of second electrode elements 12, and the one or more third electrode elements 13 is an elongated linear electrode element.
  • the shape of the first electrode element 11 is not particularly limited.
  • the shape of the second electrode element 12 is not particularly limited.
  • the width of each of the plurality of first electrode elements 11 in the arrangement direction of the plurality of first electrode elements 11 is the width of each of the plurality of second electrode elements 12 in the arrangement direction of the plurality of first electrode elements 11. Smaller than.
  • the second electrode when the end portion of the first electrode element 11 in plan view of the first surface 14f is defined as the peripheral edge of the first electrode element 11, the second electrode is positioned at a position facing the peripheral edge of the first electrode element 11 by the above-described configuration. Element 12 can be placed. For this reason, the distance between the first electrode element 11 and the second electrode element 12 facing the first electrode element 11 can be reduced to about the thickness of the first dielectric 14. Therefore, the discharge start voltage of the creeping discharge generated between the peripheral edge of the first electrode element 11 and the second electrode element 12 can be reduced.
  • the width of each of the plurality of second electrode elements 12 in the arrangement direction of the plurality of first electrode elements 11 is one or more third electrode elements in the arrangement direction of the plurality of first electrode elements 11. Greater than the width of each of the thirteen.
  • the width of the third electrode element 13 it is possible to reduce a region where the electric field in the X-axis direction formed above the third electrode element 13 is weak.
  • the first electrode 10 has two sets of the first electrode elements 11 and the first dielectric 14 so as to capture the charged particles on both surfaces thereof. More specifically, the first electrode 10 includes two first dielectrics 14, a plurality of second electrode elements 12 and one or more third electrode elements 13 disposed between the two first dielectrics 14, and And a plurality of first electrode elements 11 disposed on the first surface 14 f of each of the two first dielectrics 14.
  • the second electrode 20 is a single flat electrode, and includes, for example, a conductive material such as stainless steel, aluminum, or copper as a main component.
  • the second electrode 20 may be a pattern electrode formed on an insulating substrate, for example.
  • the power supply circuit 3 applies a potential to the charging unit 2 and the voltage supply circuit 4.
  • the power supply circuit 3 receives power supplied from a system power supply (not shown) such as a commercial AC power supply, converts the supplied AC power into DC power, and converts the DC potential to the charging unit 2 and Applied to the voltage supply circuit 4.
  • a system power supply such as a commercial AC power supply
  • the power supply circuit 3 converts and transforms the supplied power using a converter circuit, a transformer, or the like, and outputs the converted power.
  • the power supply circuit 3 applies a high potential and a low potential to the high potential electrode 30 and the low potential electrode 40 of the charging unit 2, respectively.
  • the potential applied by the power supply circuit 3 to the voltage supply circuit 4 may be different from the potential applied to the high potential electrode 30 of the charging unit 2.
  • the voltage supply circuit 4 supplies a voltage to the first electrode 10 and the second electrode 20 in the dust collection unit 1.
  • the first electrode 10 and the second electrode 20 generate electric fields around the first electrode 10 and the second electrode 20 by being supplied with a voltage from the voltage supply circuit 4, respectively.
  • the voltage supply circuit 4 is controlled by the control unit 5. The voltage supplied by the voltage supply circuit 4 and the electric field formed around the first electrode 10 and the second electrode 20 will be described in detail later.
  • Control unit 5 controls voltage supply circuit 4.
  • the control unit 5 has a dust collection mode in which particles charged by the first electrode 10 are captured and a cleaning mode in which particles captured by the first electrode 10 are separated from the first electrode 10.
  • the control unit 5 controls the voltage supply circuit 4 so that a voltage corresponding to the dust collection mode or the cleaning mode is supplied to the first electrode 10 and the second electrode 20.
  • the control unit 5 may be configured by a processing circuit including a processor such as a CPU or a DSP and a memory such as a RAM and a ROM. A part or all of the functions of the control unit 5 may be achieved by the CPU or DSP executing the program recorded in the ROM using the RAM as a working memory. Further, some or all of the functions of the control unit 5 may be achieved by a dedicated hardware circuit such as an electronic circuit or an integrated circuit. A part or all of the functions of the control unit 5 may be configured by a combination of the above software function and a hardware circuit.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the operation of the first electrode 10 and the second electrode 20 in the dust collection mode of the electric dust collector 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 a cross section parallel to the ZX plane of the first electrode 10 and the second electrode 20 is shown.
  • FIG. 5 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode 10 and the second electrode 20 in the dust collection mode of the electric dust collector 100 according to the present embodiment.
  • voltages supplied to the first electrode element 11, the second electrode element 12, and the third electrode element 13 are shown as voltages supplied to the first electrode 10.
  • the charged particles 90p are captured from a gas that includes the charged particles 90p and flows in a predetermined direction (in the present embodiment, the X-axis direction).
  • a predetermined direction in the present embodiment, the X-axis direction.
  • the direction of the airflow which is the direction in which the gas flows, is indicated by arrows.
  • the voltage supply circuit 4 supplies a DC voltage between the first electrode 10 and the second electrode 20. Specifically, the voltage supply circuit 4 supplies a ground potential to the first electrode element 11, the second electrode element 12, and the third electrode element 13 of the first electrode 10. That is, the potentials of the first electrode element 11, the second electrode element 12, and the third electrode element 13 are all 0V.
  • the second electrode 20 is supplied with a positive high potential. For example, a high potential of about 4 kV is supplied to the second electrode 20.
  • an electric field from the second electrode 20 toward the first electrode 10 is formed.
  • the direction of the electric field is indicated by a dashed arrow.
  • the particles 90p When charged particles 90p flow into such an electric field, the particles 90p receive an electrostatic force by the electric field and receive a force toward the first electrode 10 as shown in FIG. Therefore, the particles 90p are captured by the first electrode 10. Many of the charged particles 90 p captured by the first electrode 10 lose their charge and become particles 90.
  • the potential supplied to the first electrode element 11, the second electrode element 12, and the third electrode element 13 of the first electrode 10 is not limited to the ground potential. For example, it may be a negative potential or a positive potential lower than the potential supplied to the second electrode 20.
  • FIG. 6A and 6B are schematic diagrams showing the operation of the first electrode 10 and the second electrode 20 at each timing in the cleaning mode of the electrostatic precipitator 100 according to the present embodiment.
  • 6A and 6B cross sections parallel to the ZX plane of the first electrode 10 and the second electrode 20 are shown.
  • 6A and 6B are schematic diagrams showing operations at timing when a positive high potential (+ HV) and a negative high potential (-HV) are supplied to the first electrode element 11, respectively.
  • FIG. 7 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode 10 and the second electrode 20 in the cleaning mode of the electrostatic precipitator 100 according to the present embodiment. In FIG. 7, voltages supplied to the first electrode element 11, the second electrode element 12, and the third electrode element 13 are shown as voltages supplied to the first electrode 10.
  • the voltage supply circuit 4 supplies a first AC voltage between the first electrode element 11 and the second electrode element 12.
  • a creeping discharge is generated between the first electrode element 11 and the second electrode element 12.
  • the voltage supply circuit 4 supplies a ground potential to the second electrode element 12 and the second electrode 20 of the first electrode 10, and the first electrode element 11 of the first electrode 10.
  • An alternating potential is supplied to As a result, creeping discharge occurs at the periphery of the first electrode element 11 at a timing when the potential difference between the first electrode element 11 and the second electrode element 12 is large.
  • the creeping discharge P is generated near the apex of the cross section of the first electrode element 11 at the timing when a positive high potential is supplied to the first electrode element 11.
  • plasma is generated.
  • negative ions such as electrons receive a force in the direction from the second electrode element 12 toward the first electrode element 11, and the positive ions are the first electrode.
  • a force is applied in a direction from the element 11 toward the second electrode element 12. For this reason, in the area
  • the maximum value and the frequency of the AC potential supplied to the first electrode element 11 may be set appropriately to values suitable for the above operation in the first electrode 10.
  • the maximum value of the AC potential is about 1 kV to 2 kV, and the frequency is about 25 Hz to 100 Hz.
  • the creeping discharge P is also generated at the timing when a negative high potential is supplied to the first electrode element 11.
  • the particles 90 are negatively charged to become particles 90n.
  • an electric field from the second electrode element 12 toward the first electrode element 11 is formed, so that the positively charged particles 90p are A force is applied in the direction from 10 to the second electrode 20.
  • the particles 90p can be separated from the first electrode 10.
  • Such a force is most effective when the potential is supplied to the first electrode element 11, particularly when the creeping discharge is not generated, that is, when the number of ions generated by the creeping discharge is small.
  • the particles 90 captured by the first electrode 10 can be charged and separated from the first electrode 10.
  • the particles 90p and 90n separated in this way may be removed from the dust collecting unit 1 using gravity, or removed by generating an air flow in a direction different from the predetermined direction (X-axis direction). May be.
  • the electrostatic precipitator 100 may include a separate blower.
  • the particles 90 are removed from the electrodes. It takes longer time than the case.
  • this method is not suitable when the density of particles in the gas is high or when the amount of gas flowing into the electrostatic precipitator 100 is large. Further, in this method, since it is necessary to supply a high voltage for a relatively long time, power consumption increases. Furthermore, since this method requires a strong discharge, a highly durable electrode capable of withstanding it is required. On the other hand, in the present embodiment, since it is not always necessary to burn or decompose the particles 90, it can be used even when the density of particles in the gas is high and when the amount of gas flowing into the electrostatic precipitator 100 is large. It is. Further, in the present embodiment, power consumption can be suppressed by the above method. Moreover, in this Embodiment, since it is only necessary to generate a weak creeping discharge, durability required for each electrode element may be lower than when the above method is used.
  • the second AC voltage is supplied between the one or more third electrode elements 13 and the plurality of second electrode elements 12 in the cleaning mode.
  • the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and the one or more third electrode elements 13 is larger than the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of second electrode elements 12.
  • the first AC voltage and the second AC voltage may have the same cycle and a phase difference of 90 degrees or more and 180 degrees or less. In the example shown in FIG.
  • the first AC voltage and the second AC voltage have a phase difference of 180 degrees.
  • the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and one or more third electrode elements 13 can be maximized.
  • the description that the phase difference is 180 degrees does not mean that the phase difference completely matches 180 degrees, but the phase difference is substantially 180 degrees. This includes cases where For example, the phase difference may be 170 degrees or greater and 190 degrees or less.
  • 8A and 8B are graphs showing the distribution of the electric field strength E formed by the first electrode 10 according to the present embodiment and the electrode according to the comparative example, respectively.
  • the vertical axis represents the electric field intensity E
  • the horizontal axis represents the position of the first electrode 10 or the electrode according to the comparative example in the X-axis direction.
  • the electric field strength E means the magnitude of an electric field vector obtained by combining the X-axis direction component and the Z-axis direction component of the electric field.
  • 9A and 9B are graphs showing the distribution of the intensity Ex (absolute value) of the electric field component in the X-axis direction formed by the first electrode 10 according to the present embodiment and the electrode according to the comparative example, respectively.
  • the vertical axis represents the electric field intensity Ex (absolute value), and the horizontal axis represents the position of the first electrode 10 or the electrode according to the comparative example in the X-axis direction.
  • the graphs shown in FIGS. 8A to 9B are all obtained by simulation.
  • the cross section of the electrode which concerns on the 1st electrode 10 and a comparative example is shown.
  • the position of the horizontal axis of each graph corresponds to the position of the electrode shown below each graph.
  • the electrode of the comparative example as shown below the respective graphs of FIG. 8B and FIG. 9B, an electrode in which the second electrode element 12a is disposed on the entire first back surface 14r of the first dielectric 14 is used. .
  • the electric field strength in the position whose distance z from the 1st electrode 10 or an electrode is 0 mm, 0.01 mm, and 0.03 mm is shown.
  • the electric field strength E between the two adjacent first electrode elements 11, particularly X The electric field intensity Ex in the axial direction, that is, the arrangement direction of the plurality of first electrode elements 11 can be increased (see the portion surrounded by the broken line in each graph). Thereby, the separation of the particles 90 attached to the first electrode 10 can be promoted.
  • the width of the third electrode element 13 in the X-axis direction is, for example, the second electrode element It may be smaller than 12 widths in the X-axis direction.
  • FIGS. 10A and 10B show the relationship between the force applied to the particle 90p when an electric field Ez in the Z-axis direction and an electric field Ex in the X-axis direction are applied to the charged particle 90p attached to the first electrode 10, respectively.
  • FIGS. 10A and 10B show an example showing the case where the particles 90p are hardly separated from the first electrode 10.
  • FIGS. 10A and 10B as an example showing the case where the particles 90p are hardly separated from the first electrode 10, an example showing the case where the gravity Fg is applied in the direction from positive to negative on the Z axis is shown. It is shown.
  • an electric field Ez in the Z-axis direction that is, the direction from the first electrode 10 toward the second electrode 20 is applied to the charged particles 90p, whereby the charged particles 90p are moved to the first electrode 10p.
  • Electrostatic force Fe (z) is applied in the direction of separation from the surface.
  • the charged particle 90p has a relatively strong adhesion force Fa in addition to the gravity Fg, in order to release the charged particle 90p, an electrostatic force Fe (z) exceeding these forces is required. It is necessary to apply.
  • the adhesion force Fa is mainly represented by the sum of van der Waals force Fv and mirror image force Fei.
  • the electrostatic precipitator 100 is charged by applying the second AC voltage between the one or more third electrode elements 13 and the plurality of second electrode elements 12.
  • the separation of the particles 90p can be promoted.
  • a sine wave-shaped first alternating current is provided between the first electrode element 11 and the second electrode element 12 and between the third electrode element 13 and the second electrode element 12.
  • the waveform of each AC voltage is not limited to a sine wave.
  • it may be a triangular wave or a trapezoidal wave.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an operation flow of the electrostatic precipitator 100 according to the present embodiment.
  • control unit 5 of the electrostatic precipitator 100 first performs a dust collecting operation by controlling the voltage supply circuit 4 in the dust collecting mode (S10). Thereby, as described above, the particles 90p charged by the first electrode 10 are captured.
  • control unit 5 performs a cleaning operation by controlling the voltage supply circuit 4 in the cleaning mode (S20). Thereby, as described above, the particles 90p (or particles 90) are removed from the first electrode 10.
  • the electrostatic precipitator 100 can capture the charged particles 90p in the gas and can quickly and efficiently remove the captured particles.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing a schematic shape of the first electrode element 11 according to the present embodiment in a plan view of the first surface 14f.
  • each of the plurality of first electrode elements 11 has an elongated linear shape. That is, the plurality of first electrode elements 11 have a stripe shape.
  • the first electrode 10 includes a pad electrode 15 and a connection electrode 16 that are electrically connected to the first electrode element 11.
  • the pad electrode 15 is an electrode having a pad shape and is connected to the voltage supply circuit 4.
  • the connection electrode 16 is an electrode that electrically connects each of the plurality of first electrode elements 11 to the pad electrode 15. As a result, a voltage is supplied from the pad electrode 15 to the first electrode element 11 via the connection electrode 16.
  • the peripheral length of the first electrode element 11 is longer than the case where the first electrode element 11 has a single flat plate shape. You can increase the size. Since the creeping discharge generated in the cleaning mode is generated at the periphery of the first electrode element 11, in the present embodiment, the region where the creeping discharge is generated as compared with the case where the first electrode element 11 has a single flat plate shape. Can be increased.
  • the shape of the 1st electrode element 11 is not limited to the shape shown by FIG. 12,
  • the shape of the 1st electrode element 11 may be curving.
  • FIGS. 13A, 13B, and 13C are schematic views showing the deposition state of particles 90 on the first electrode 10 of the electrostatic precipitator according to Embodiment 1, Modification 1 and Modification 2, respectively.
  • a ground potential is supplied to the first electrode element 11 and the second electrode element 12, and is applied to the second electrode 20 to the third electrode element 13 higher than the ground potential.
  • a voltage lower than the voltage is supplied. Accordingly, a region having a higher electric field strength than that above the third electrode element 13 is formed above the first electrode element 11. For this reason, as shown in FIG. 13B, the amount of particles 90 deposited is higher than that of the third electrode element 13 above the first electrode element 11.
  • the first electrode 10 according to the modified example 2 a ground potential is supplied to the first electrode element 11 and the second electrode element 12, and a voltage lower than the ground potential is supplied to the third electrode element 13. Therefore, a region having a higher electric field strength than that above the first electrode element 11 is formed above the third electrode element 13. For this reason, as shown in FIG. 13B, the amount of particles 90 deposited is higher on the third electrode element 13 than on the first electrode element 11.
  • the deposition amount of the particles 90 on the first electrode 10 is not uniform, as in the first electrode 10 according to the first embodiment.
  • the particles 90 are more easily detached than when the amount of particles 90 deposited on the first electrode 10 is uniform. This is because, when the deposition amount of the particles 90 is uniform, when a force is applied to the particles 90 in a direction parallel to the first surface 14f of the first dielectric 14, other particles positioned around the particles 90 are arranged. This is presumably because the movement of the particle 90 is inhibited by the particle 90.
  • the voltage applied to the first electrode element 11 is different from the voltage applied to the third electrode element 13.
  • the particles 90 can be easily detached from the first electrode 10 by the electrostatic precipitator 100 according to the first embodiment. Therefore, the voltage supplied to each electrode element of the first electrode 10 in the cleaning mode can be reduced.
  • the electrostatic precipitator 100 captures particles from a gas containing particles and flowing in a predetermined direction.
  • the electrostatic precipitator 100 includes a plurality of first electrode elements 11 that are spaced apart from each other, a plurality of second electrode elements 12 that are spaced apart from each other, one or more third electrode elements 13, and a plurality of A first electrode 10 having a first dielectric 14 disposed between the first electrode element 11 and the plurality of second electrode elements 12, and a second electrode 20 disposed to face the first electrode 10.
  • a voltage supply circuit 4 that supplies a voltage to the first electrode 10 and the second electrode 20, and a control unit 5 that controls the voltage supply circuit 4.
  • Each of the plurality of second electrode elements 12 is disposed to face each of the plurality of first electrode elements 11.
  • Each of the one or more third electrode elements 13 includes a plurality of first electrode elements 11 and a plurality of second electrode elements 12 between two adjacent first electrode elements 11 among the plurality of first electrode elements 11. It is arranged away from.
  • the control unit 5 has a dust collection mode in which charged particles are captured by the first electrode 10 and a cleaning mode in which particles captured by the first electrode 10 are separated from the first electrode 10.
  • the charged particles 90p can be captured by applying a voltage between the first electrode 10 and the second electrode 20 in the dust collection mode. Further, by providing the first electrode element 11 and the second electrode element 12 disposed to face the first electrode element 11, the first electrode element 11 and the second electrode element 12 are disposed in the cleaning mode. A creeping discharge can be generated between the first electrode element 11 and the second electrode element 12 by applying an AC voltage to. Thereby, the captured particles 90p (or particles 90) can be quickly and efficiently removed from the first electrode 10. Further, by generating creeping discharge, the particles 90 that have been captured by the first electrode 10 and have lost their charge can be charged again, so that the particles 90 can be removed from the first electrode 10 using electrostatic force. it can.
  • the electric field strength applied between the adjacent first electrode elements 11 can be increased. Thereby, more particles among the particles adhering to the first electrode 10 can be removed.
  • the voltage supply circuit 4 may supply a voltage between the first electrode 10 and the second electrode 20 in the dust collection mode. In the cleaning mode, the voltage supply circuit 4 supplies the first AC voltage between the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of second electrode elements 12 to thereby form the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of first electrode elements. A creeping discharge P may be generated between the two electrode elements 12.
  • the dust collection mode an electric field is formed between the first electrode 10 and the second electrode 20, and the charged particles can be captured by the first electrode 10 using the electrostatic force generated by the electric field.
  • the cleaning mode by generating creeping discharge, the particles 90 that have been captured by the first electrode 10 and have lost their charge can be recharged, so that the particles 90 are separated from the first electrode 10 using electrostatic force. Can be removed.
  • the voltage supply circuit 4 may further supply a second AC voltage between the one or more third electrode elements 13 and the plurality of second electrode elements 12 in the cleaning mode. Good.
  • the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and the one or more third electrode elements 13 may be larger than the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of second electrode elements 12. .
  • the electric field strength E between two adjacent first electrode elements 11, in particular, the electric field strength Ex in the arrangement direction of the plurality of first electrode elements 11 can be increased. Therefore, the separation of the particles 90 attached to the first electrode 10 can be promoted.
  • the first AC voltage and the second AC voltage may have the same cycle and a phase difference of 90 degrees or more and 180 degrees or less.
  • the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and the one or more third electrode elements 13 is more sure than the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of second electrode elements 12. Can be large.
  • the first AC voltage and the second AC voltage may have a phase difference of 180 degrees.
  • the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and one or more third electrode elements 13 can be maximized.
  • the first dielectric 14 is a first surface 14f that is a main surface disposed on the second electrode 20 side, and a first surface that is a main surface disposed on the back side of the first surface 14f. You may have one back surface 14r.
  • the plurality of first electrode elements 11 may be disposed on the first surface 14f, and the plurality of second electrode elements 12 and the one or more third electrode elements 13 may be disposed on the first back surface 14r.
  • the some 1st electrode element 11 and the some 2nd electrode element 12 can be made to approach, maintaining the insulation between the some 1st electrode element 11 and the some 2nd electrode element 12. . Therefore, the voltage required for generating creeping discharge between the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of second electrode elements 12 can be reduced. Further, even when the particles captured on the first surface 14f and the first back surface 14r are attached or deposited, the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of second electrode elements 12 and the one or more third electrode elements 13 Thus, the occurrence of abnormal discharge through the particles can be suppressed.
  • the width of each of the plurality of first electrode elements 11 in the arrangement direction of the plurality of first electrode elements 11 is equal to the plurality of second electrode elements in the arrangement direction of the plurality of first electrode elements 11. It may be smaller than the width of each of the twelve.
  • the second electrode element 12 can be arranged at a position facing the periphery of the first electrode element 11, the distance between the first electrode element 11 and the second electrode element 12 facing the thickness of the first dielectric 14 is set. It can be reduced to a certain extent. Therefore, the discharge start voltage of the creeping discharge generated between the peripheral edge of the first electrode element 11 and the second electrode element 12 can be reduced.
  • the width of each of the plurality of second electrode elements 12 in the arrangement direction of the plurality of first electrode elements 11 is one or more third electrodes in the arrangement direction of the plurality of first electrode elements 11. It may be larger than the width of each of the elements 13.
  • the voltage applied to the plurality of first electrode elements 11 may be different from the voltage applied to one or more third electrode elements 13.
  • the particles 90 can be easily detached from the first electrode 10. Therefore, the voltage supplied to each electrode element of the first electrode 10 in the cleaning mode can be reduced.
  • the plurality of first electrode elements 11 may have a stripe shape in a plan view of the first surface 14f.
  • the length of the peripheral edge of the first electrode element 11 can be increased as compared with the case where the first electrode element 11 has a single flat plate shape. Therefore, it is possible to increase the region where the creeping discharge is generated as compared with the case where the first electrode element 11 has a single flat plate shape.
  • Embodiment 2 An electric dust collector according to Embodiment 2 will be described.
  • the electrostatic precipitator according to the present embodiment captures particles charged by both the first electrode and the second electrode of the dust collecting portion in the dust collection mode.
  • the electrostatic precipitator according to the present embodiment removes particles with both the first electrode and the second electrode of the dust collector in the cleaning mode.
  • the electrostatic precipitator according to the present embodiment will be described focusing on differences from the electrostatic precipitator 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the electrostatic precipitator 200 according to the present embodiment.
  • the electrostatic precipitator 200 according to the present embodiment is similar to the electrostatic precipitator 100 according to the first embodiment, with the dust collector 201, the charging unit 2, and the power supply circuit 3.
  • the voltage supply circuit 204 and the control unit 205 are provided.
  • the electrostatic precipitator 200 according to the present embodiment is different from the electrostatic precipitator 100 according to the first embodiment in the configuration of the dust collector 201, the voltage supply circuit 204, and the controller 205.
  • these differences will be described.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the first electrode 10 and the second electrode 220 of the dust collection unit 201 according to the present embodiment.
  • FIG. 15 shows a cross section of the first electrode 10 and the second electrode 220 parallel to the ZX plane.
  • the first electrode 10 according to the present embodiment has the same configuration as the first electrode 10 according to the first embodiment.
  • the second electrode 220 includes a plurality of fourth electrode elements 224 arranged apart from each other, a plurality of fifth electrode elements 225 arranged spaced apart from each other, and one or more sixth electrodes.
  • the element 226 includes a second dielectric 227 disposed between the plurality of fourth electrode elements 224 and the plurality of fifth electrode elements 225.
  • Each of the plurality of fifth electrode elements 225 is disposed to face each of the plurality of fourth electrode elements 224.
  • Each of the one or more sixth electrode elements 226 includes a plurality of fourth electrode elements 224 and a plurality of fifth electrode elements 225 between two adjacent fourth electrode elements 224 among the plurality of fourth electrode elements 224. It is arranged away from.
  • the dielectric 227a is disposed between the fifth electrode element 225 and the sixth electrode element 226, but the fifth electrode element 225 and the sixth electrode element 226 are insulated. The dielectric 227a is not necessarily arranged.
  • the plurality of fourth electrode elements 224, the plurality of fifth electrode elements 225, the one or more sixth electrode elements 226, and the second dielectric 227 according to the present embodiment are respectively the first electrode 10 according to the first embodiment.
  • the plurality of first electrode elements 11, the plurality of second electrode elements 12, the one or more third electrode elements 13, and the first dielectric 14 have the same configuration.
  • the second electrode 220 has the same configuration as the first electrode 10.
  • the second dielectric 227 has a second surface 227f that is a main surface disposed on the first electrode 10 side, and a second back surface 227r that is a main surface disposed on the back side of the second surface 227f.
  • the plurality of fourth electrode elements 224 are disposed on the second surface 227f of the second dielectric 227, and the plurality of fifth electrode elements 225 and the one or more sixth electrode elements 226 are arranged inside the second dielectric 227 or in the second. Arranged on the second back surface 227r. In the present embodiment, as shown in FIG. 15, a plurality of fifth electrode elements 225 and one or more sixth electrode elements 226 are arranged on the second back surface 227r. Accordingly, the plurality of fourth electrode elements 224 and the plurality of fifth electrode elements 225 can be brought close to each other while maintaining insulation between the plurality of fourth electrode elements 224 and the plurality of fifth electrode elements 225. . Therefore, the voltage required for generating creeping discharge between the plurality of fourth electrode elements 224 and the plurality of fifth electrode elements 225 can be reduced.
  • the control unit 205 controls the voltage supply circuit 204.
  • the control unit 205 captures particles charged by both the first electrode 10 and the second electrode 220 and particles captured by the first electrode 10 and the second electrode 220, respectively. And a cleaning mode for separating from the first electrode 10 and the second electrode 220.
  • the voltage supply circuit 204 supplies a voltage to the first electrode 10 and the second electrode 220.
  • the voltage supply circuit 204 supplies an AC voltage between the first electrode 10 and the second electrode 220 in the dust collection mode.
  • the voltage supply circuit 204 supplies the first AC voltage between the first electrode element 11 and the second electrode element 12 in the cleaning mode, so that the first electrode element 11 and the second electrode element 12 A creeping discharge is generated between them.
  • the voltage supply circuit 204 supplies a second AC voltage between the one or more third electrode elements 13 and the plurality of second electrode elements 12.
  • the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and the one or more third electrode elements 13 is larger than the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of second electrode elements 12. .
  • the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and the one or more third electrode elements 13 are larger than the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and the plurality of second electrode elements 12.
  • the first AC voltage and the second AC voltage may have the same cycle and a phase difference of 90 degrees or more and 180 degrees or less.
  • the first AC voltage and the second AC voltage have a phase difference of 180 degrees.
  • the voltage supply circuit 204 supplies a third AC voltage between the fourth electrode element 224 and the fifth electrode element 225 in the cleaning mode, whereby the fourth electrode element 224 and the fifth electrode element 225 are A creeping discharge is generated between them.
  • the voltage supply circuit 204 supplies a fourth AC voltage between the one or more sixth electrode elements 226 and the plurality of fifth electrode elements 225.
  • the maximum potential difference between the plurality of fourth electrode elements 224 and the one or more sixth electrode elements 226 is greater than the maximum potential difference between the plurality of fourth electrode elements 224 and the plurality of fifth electrode elements 225. .
  • the third AC voltage and the fourth AC voltage may have the same period and a phase difference of 90 degrees or more and 180 degrees or less.
  • the third AC voltage and the fourth AC voltage have a phase difference of 180 degrees.
  • the maximum potential difference between the plurality of first electrode elements 11 and one or more third electrode elements 13 can be maximized.
  • the third AC voltage and the fourth AC voltage may be the same as the first AC voltage and the second AC voltage, respectively.
  • FIG. 16A and FIG. 16B are schematic diagrams showing the operation of the first electrode 10 and the second electrode 220 at each timing in the dust collection mode of the electrostatic precipitator 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 16A and FIG. 16B the cross section parallel to the ZX plane of the 1st electrode 10 and the 2nd electrode 220 is shown.
  • 16A and 16B are schematic diagrams showing operations at timing when a positive high potential (+ HV) and a negative high potential (-HV) are supplied to the second electrode 220, respectively. .
  • FIG. 17 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode 10 and the second electrode 220 in the dust collection mode of the electric dust collector 200 according to the present embodiment.
  • the voltage supplied to the first electrode 10 is supplied to the plurality of first electrode elements 11, the plurality of second electrode elements 12, and one or more third electrode elements 13.
  • the voltage supplied to the second electrode 220 is supplied to the plurality of fourth electrode elements 224, the plurality of fifth electrode elements 225, and the one or more sixth electrode elements 226.
  • the voltage supply circuit 204 supplies an AC voltage between the first electrode 10 and the second electrode 220.
  • the voltage supply circuit 204 supplies a ground potential to the plurality of first electrode elements 11, the plurality of second electrode elements 12, and the one or more third electrode elements 13 of the first electrode 10. That is, the potentials of the plurality of first electrode elements 11, the plurality of second electrode elements 12, and the one or more third electrode elements 13 are all 0V.
  • An AC potential is supplied to the plurality of fourth electrode elements 224, the plurality of fifth electrode elements 225, and the one or more sixth electrode elements 226 of the second electrode 220.
  • the plurality of fourth electrode elements 224, the plurality of fifth electrode elements 225, and the one or more sixth electrode elements 226 of the second electrode 220 have a distance between the first electrode 10 and the second electrode 220. Is about 4 mm, an AC potential having a maximum electric field of 1 kV / mm and a frequency of 0.1 Hz to 1 Hz is supplied.
  • the waveform of the potential supplied to the second electrode 220 is a rectangle, but the waveform of the potential is not limited to a rectangle.
  • the waveform of the potential may be a trapezoidal wave.
  • the operation when a positive high potential is supplied to the second electrode 220 is the same as the operation in the dust collection mode according to the first embodiment.
  • the operation when a negative high potential is supplied to the second electrode 220 differs from the example shown in FIG. 16A in that an electric field from the first electrode 10 toward the second electrode 220 is formed.
  • the direction of the electric field is indicated by a broken line arrow.
  • charged particles are captured by both the first electrode 10 and the second electrode 220.
  • the amount of particles deposited on the first electrode 10 is reduced by the electrostatic precipitator 100 according to the first embodiment. Can be reduced. Therefore, in this Embodiment, the continuous operation possible time of dust collection mode can be made longer.
  • FIG. 18A and 18B are schematic diagrams illustrating the operation of each timing of the first electrode 10 and the second electrode 220 in the cleaning mode of the electrostatic precipitator 200 according to the present embodiment.
  • 18A and 18B cross sections parallel to the ZX plane of the first electrode 10 and the second electrode 220 are shown.
  • a positive high potential (+ HV) is supplied to the first electrode element 11 and the fourth electrode element 224, and a negative high potential ( ⁇ ) is applied to the third electrode element 13 and the sixth electrode element 226.
  • 5 is a schematic diagram illustrating an operation at a timing when HV) is supplied.
  • V. 18B shows that a negative high potential ( ⁇ HV) is supplied to the first electrode element 11 and the fourth electrode element 224, and a positive high potential (+ H.V.) Is applied to the third electrode element 13 and the sixth electrode element 226.
  • V.) is a schematic diagram illustrating an operation at a timing of supply. In the present embodiment, the ground potential is always supplied to the second electrode element 12 and the fifth electrode element 225.
  • FIG. 19 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode 10 and the second electrode 220 in the cleaning mode of the electrostatic precipitator 200 according to the present embodiment.
  • the first electrode element 11, the second electrode element 12, the third electrode element 13, the fourth electrode element 224, and the fifth electrode element are supplied as voltages to the first electrode 10 and the second electrode 220.
  • the voltages supplied to 225 and the sixth electrode element 226 are shown.
  • the operation of the first electrode 10 according to the present embodiment is the same as the operation of the first electrode 10 according to Embodiment 1, as shown in FIGS. 18A and 18B.
  • the operation of the second electrode 220 according to the present embodiment is the same as the operation of the first electrode 10 according to the first embodiment.
  • the fourth electrode element 224, the fifth electrode element 225, and the sixth electrode element 226 of the second electrode 20 are the same as the first electrode element 11, the second electrode element 12, and the third electrode element 13 of the first electrode 10, respectively. It has the function of.
  • particles captured in the dust collection mode can be removed in both the first electrode 10 and the second electrode 220.
  • the voltage supply circuit 204 supplies an alternating voltage between the first electrode 10 and the second electrode 220 in the dust collection mode.
  • the charged particles can be captured not only by the first electrode 10 but also by the second electrode 220, the amount of particles deposited on the first electrode 10 can be reduced. For this reason, in this Embodiment, the quantity of the particle
  • the second electrode 220 includes a plurality of fourth electrode elements 224 that are spaced apart from each other, a plurality of fifth electrode elements 225 that are spaced apart from each other, and one or more sixth electrode elements.
  • Each of the plurality of fifth electrode elements 225 may be disposed to face each of the plurality of fourth electrode elements 224.
  • Each of the one or more sixth electrode elements 226 includes a plurality of fourth electrode elements 224 and a plurality of fifth electrode elements 225 between two adjacent fourth electrode elements 224 among the plurality of fourth electrode elements 224. It may be arranged away from.
  • the charged particles 90p can be captured by applying a voltage between the first electrode 10 and the second electrode 20. Further, by providing the fourth electrode element 224 and the fifth electrode element 225 disposed so as to face the fourth electrode element 224, an AC voltage is applied between the fourth electrode element 224 and the fifth electrode element 225. By applying, creeping discharge can be generated between the fourth electrode element 224 and the fifth electrode element 225. Thereby, the captured particles 90p (or particles 90) can be quickly and efficiently removed from the second electrode 220. Further, by generating creeping discharge, it is possible to recharge the particles 90 that have been captured by the second electrode 220 and have lost their charge, so that the particles 90 can be removed from the second electrode 220 using electrostatic force. it can.
  • the electric field strength applied between the adjacent fourth electrode elements 224 can be increased. Thereby, more particles among the particles adhering to the second electrode 220 can be removed.
  • the voltage supply circuit 204 supplies a plurality of third AC voltages between the plurality of fourth electrode elements 224 and the plurality of fifth electrode elements 225 in the cleaning mode.
  • a creeping discharge P may be generated between the fourth electrode element 224 and the plurality of fifth electrode elements 225.
  • the voltage supply circuit 204 further supplies a fourth alternating voltage between the one or more sixth electrode elements 226 and the plurality of fifth electrode elements 225 in the cleaning mode,
  • the maximum potential difference between the four electrode elements 224 and the one or more sixth electrode elements 226 may be greater than the maximum potential difference between the plurality of fourth electrode elements 224 and the plurality of fifth electrode elements 225.
  • the electric field strength E between two adjacent fourth electrode elements 224 in particular, the electric field strength in the arrangement direction of the plurality of fourth electrode elements 224 can be increased. Therefore, detachment of the particles 90 attached to the second electrode 220 can be promoted.
  • the second dielectric 227 has a second surface 227f that is a main surface disposed on the first electrode 10 side and a second back surface that is a main surface disposed on the back side of the second surface 227f. 227r.
  • the plurality of fourth electrode elements 224 may be disposed on the second surface 227f, and the plurality of fifth electrode elements 225 and the one or more sixth electrode elements 226 may be disposed on the second back surface 227r.
  • the plurality of fourth electrode elements 224 and the plurality of fifth electrode elements 225 can be brought close to each other while maintaining insulation between the plurality of fourth electrode elements 224 and the plurality of fifth electrode elements 225. . Therefore, the voltage required for generating creeping discharge between the plurality of fourth electrode elements 224 and the plurality of fifth electrode elements 225 can be reduced. Further, even when the particles captured on the second surface 227f and the second back surface 227r are attached or deposited, the space between the plurality of fourth electrode elements 224, the plurality of fifth electrode elements 225, and the one or more sixth electrode elements 226 is not limited. Thus, the occurrence of abnormal discharge through the particles can be suppressed.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the electrostatic precipitator 300 according to the present embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic perspective view showing an example of the overall configuration of the electrostatic precipitator 300 according to the present embodiment.
  • the electrostatic precipitator 300 captures particles from a gas containing particles and flowing in a predetermined direction.
  • the gas is not particularly limited, but in the present embodiment, air is used as the gas.
  • the electrostatic precipitator 300 is disposed in a gas path.
  • the electrostatic precipitator 300 is installed in an air supply duct or the like in the ventilation system as a part of the ventilation device, and captures at least a part of particles in the gas flowing into the air supply duct and is cleaned. Gas is discharged.
  • the electrostatic precipitator 300 functionally includes a dust collector 301 that captures charged particles in a gas, a charging unit 302 that charges particles in the gas, a charging unit 302, and the like. And a power supply circuit 303 for supplying electric power.
  • the electric dust collector 300 further includes a voltage supply circuit 304 that supplies a voltage to the dust collection unit 301 and a control unit 305 that controls the voltage supplied by the voltage supply circuit 304.
  • the dust collecting unit 301 is disposed downstream of the charging unit 302 in the gas flow direction.
  • the gas may be introduced into the charging unit 302 and the dust collecting unit 301 by a blower or the like disposed outside the electric dust collector 300.
  • the blower may be disposed inside the electric dust collector 300.
  • the direction in which the gas flows is the X-axis direction.
  • gas flows in the positive direction of the X axis.
  • the vertical direction perpendicular to the X axis is the Y axis direction, and the direction from the top to the bottom is the Y axis positive direction.
  • the horizontal direction perpendicular to the X axis and the Y axis is taken as the Z axis direction.
  • the vertical direction and the horizontal direction do not limit the direction in which the electrostatic precipitator 300 is disposed.
  • the electrostatic precipitator 300 may be arranged with any orientation in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the positive X-axis direction is an example of a predetermined direction
  • the Y-axis direction is an example of a direction different from the predetermined direction.
  • the charging unit 302 charges the particles 90 in the gas flowing into the electrostatic precipitator 300.
  • the charging unit 302 includes a high potential electrode 330 and a low potential electrode 340 disposed to face each other.
  • the charging unit 302 positively charges most of the particles 90 passing through the discharge space by generating corona discharge between the high potential electrode 330 and the low potential electrode 340. In this way, the charging unit 302 generates positively charged particles 90p.
  • the charging unit 302 may generate negatively charged particles by charging the particles 90 negatively.
  • the high potential electrode 330 is applied with a potential higher than that of the low potential electrode 340, and discharge is generated between the high potential electrode 330 and the low potential electrode 340 due to this potential difference.
  • the high potential electrode 330 is made of a conductive metal such as stainless steel or tungsten, for example, and has an elongated bar shape in this embodiment so that the electric field is concentrated.
  • the high potential electrode 330 may have any shape such as a flat plate.
  • the low potential electrode 340 is made of a conductive metal such as stainless steel or aluminum. In the present embodiment, the low potential electrode 340 has a flat plate shape, but may have any shape.
  • a plurality of low potential electrodes 340 are arranged opposite to each other, specifically, parallel to each other and aligned in the Z-axis direction. Further, the plurality of low potential electrodes 340 are arranged in parallel with the XY plane, and form a gas flow path in the X-axis direction therebetween. That is, each low potential electrode 340 is disposed such that its main surface is along the direction of gas flow. In addition, a plurality of high potential electrodes 330 are disposed between the low potential electrodes 340 in parallel to and opposed to the main surface of the low potential electrodes 340.
  • Each high potential electrode 330 is arranged with the Y-axis direction as the axial direction.
  • the distance between the high potential electrode 330 and the low potential electrode 340 is, for example, about 10 mm to 20 mm.
  • a potential of about 5 kV to 10 kV is applied to the high potential electrode 330, and the low potential electrode 340 can be grounded, for example.
  • the dust collecting unit 301 captures charged particles in the gas after passing through the charging unit 302.
  • the dust collection unit 301 captures the positively charged particles 90p.
  • the dust collection unit 301 includes one or more first electrodes 310 and one or more second electrodes 320.
  • the plate-like first electrode 310 and the second electrode 320 face each other, specifically, are arranged in parallel in the Z-axis direction at a distance from each other.
  • the dust collection unit 301 includes a plurality of first electrodes 310 and a plurality of second electrodes 320, and the plurality of first electrodes 310 and the plurality of second electrodes 320 are alternately arranged in the Z-axis direction. Has been.
  • the plurality of first electrodes 310 and the plurality of second electrodes 320 are arranged in parallel to the XY plane in the same direction as the low potential electrode 340, and form a gas flow path in the X-axis direction therebetween. That is, each of the first electrode 310 and the second electrode 320 is disposed such that its main surface is along the direction of gas flow. Therefore, the gas that has passed between the low potential electrodes 340 smoothly flows between the first electrode 310 and the second electrode 320.
  • the distance between the first electrode 310 and the second electrode 320 may be set as appropriate according to the voltage supplied to the first electrode 310 and the second electrode 320. For example, the maximum electric field between the first electrode 310 and the second electrode 320 is set to be about 1 kV / mm. In the present embodiment, the distance is about 4 mm.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the configuration of the first electrode 310 and the second electrode 320 of the electrostatic precipitator 300 according to the present embodiment.
  • FIG. 22 shows a cross section of the first electrode 310 and the second electrode 320 parallel to the ZX plane.
  • the first electrode 310 is disposed between the one or more first electrode elements 311, the one or more second electrode elements 312, and the first electrode element 311 and the second electrode element 312.
  • the second electrode 320 is disposed to face the first electrode 310.
  • the first dielectric 313 has a first surface 313f that is a main surface disposed on the second electrode 320 side, and a first back surface 313r that is a main surface disposed on the back side of the first surface 313f.
  • the first electrode element 311 is disposed on the first surface 313 f of the first dielectric 313.
  • the second electrode element 312 is disposed inside the first dielectric 313 or on the first back surface 313r. In the present embodiment, as shown in FIG.
  • the second electrode element 312 is disposed on the first back surface 313 r of the first dielectric 313.
  • the 1st electrode element 311 and the 2nd electrode element 312 can be made to approach, maintaining the insulation between the 1st electrode element 311 and the 2nd electrode element 312.
  • FIG. Therefore, the voltage required for generating creeping discharge between the first electrode element 311 and the second electrode element 312 can be reduced. Further, even when the particles captured on the first surface 313f and the first back surface 313r are attached or deposited, abnormal discharge through the particles occurs between the first electrode element 311 and the second electrode element 312. Can be suppressed.
  • the first dielectric 313 electrically insulates the one or more first electrode elements 311 and the one or more second electrode elements 312, for example, when particles are deposited and deposited on the first electrode 310. Moreover, it suppresses that the 1st electrode element 311 and the 2nd electrode element 312 short-circuit through particle
  • the material constituting the first dielectric 313 is appropriately selected from known electrical insulating materials.
  • the first dielectric 313 is a film-like dielectric.
  • the film thickness of the first dielectric 313 is, for example, about 10 ⁇ m to 100 ⁇ m, and is about 25 ⁇ m in the present embodiment.
  • the first electrode element 311 and the second electrode element 312 include a conductive material such as copper as a main component.
  • the first electrode element 311 is a plurality of elongated linear electrode elements
  • the second electrode element 312 is a flat plate formed on the substantially entire surface of the first back surface 313r of the first dielectric 313. (Or a sheet-like) electrode element.
  • the shape of the first electrode element 311 is not particularly limited.
  • the width (that is, the dimension in the X-axis direction) of the first electrode element 311 is, for example, about 0.1 mm to 1 mm, and is about 0.2 mm in the present embodiment.
  • the thickness (that is, the dimension in the Z-axis direction) of the first electrode element 311 is, for example, about 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and is about 20 ⁇ m in the present embodiment.
  • interval of the adjacent 1st electrode element 311 is about 0.2 mm or more and 1 mm or less, for example, and is about 1 mm in this Embodiment.
  • the first electrode 310 has two sets of the first electrode element 311 and the first dielectric 313 so that the particles charged on both surfaces can be captured.
  • the first electrode 310 includes two first dielectrics 313, a second electrode element 312 disposed between the two first dielectrics 313, and a first electrode 310 of each of the two first dielectrics 313. And one or more first electrode elements 311 disposed on one surface 313f.
  • the second electrode 320 is a single flat electrode, and includes, for example, a conductive material such as stainless steel, aluminum, or copper as a main component.
  • the second electrode 320 may be, for example, a pattern electrode formed on an insulating substrate.
  • the power supply circuit 303 applies a potential to the charging unit 302 and the voltage supply circuit 304.
  • the power supply circuit 303 receives supply of power from a system power supply (not shown) such as a commercial AC power supply, converts the supplied AC power into DC power, and converts the DC potential to the charging unit 302 and Applied to the voltage supply circuit 304.
  • a system power supply such as a commercial AC power supply
  • the power supply circuit 303 converts and transforms the supplied power using a converter circuit, a transformer, or the like, and outputs the converted power.
  • the power supply circuit 303 applies a high potential and a low potential to the high potential electrode 330 and the low potential electrode 340 of the charging unit 302, respectively.
  • the potential applied by the power supply circuit 303 to the voltage supply circuit 304 may be different from the potential applied to the high potential electrode 330 of the charging unit 302.
  • the voltage supply circuit 304 supplies a voltage to the first electrode 310 and the second electrode 320 in the dust collection unit 301.
  • the first electrode 310 and the second electrode 320 generate electric fields around the first electrode 310 and the second electrode 320 by being supplied with a voltage from the voltage supply circuit 304, respectively.
  • the voltage supply circuit 304 is controlled by the control unit 305. The voltage supplied by the voltage supply circuit 304 and the electric field formed around the first electrode 310 and the second electrode 320 will be described in detail later.
  • the control unit 305 controls the voltage supply circuit 304.
  • the control unit 305 has a dust collection mode for capturing particles charged by the first electrode 310 and a cleaning mode for separating particles captured by the first electrode 310 from the first electrode 310.
  • the control unit 305 controls the voltage supply circuit 304 so that a voltage corresponding to the dust collection mode or the cleaning mode is supplied to the first electrode 310 and the second electrode 320.
  • the control unit 305 may be configured by a processing circuit including a processor such as a CPU or a DSP and a memory such as a RAM and a ROM. A part or all of the functions of the control unit 305 may be achieved by the CPU or DSP executing a program recorded in the ROM using the RAM as a working memory. In addition, some or all of the functions of the control unit 305 may be achieved by a dedicated hardware circuit such as an electronic circuit or an integrated circuit. A part or all of the functions of the control unit 305 may be configured by a combination of the above software function and a hardware circuit.
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing the operation of the first electrode 310 and the second electrode 320 in the dust collection mode of the electric dust collector 300 according to the present embodiment.
  • a cross section parallel to the ZX plane of the first electrode 310 and the second electrode 320 is shown.
  • FIG. 24 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode 310 and the second electrode 320 in the dust collection mode of the electric dust collector 300 according to the present embodiment.
  • voltages supplied to the first electrode element 311 and the second electrode element 312 are shown as voltages supplied to the first electrode 310.
  • the charged particles 90p are captured from a gas that includes the charged particles 90p and flows in a predetermined direction (in the present embodiment, the X-axis direction).
  • a predetermined direction in the present embodiment, the X-axis direction.
  • the direction of the airflow which is the direction in which the gas flows, is indicated by arrows.
  • the voltage supply circuit 304 supplies a DC voltage between the first electrode 310 and the second electrode 320. Specifically, the voltage supply circuit 304 supplies a ground potential to the first electrode element 311 and the second electrode element 312 of the first electrode 310. That is, the potentials of the first electrode element 311 and the second electrode element 312 are both 0V.
  • the second electrode 320 is supplied with a positive high potential. For example, a high potential of about 4 kV is supplied to the second electrode 320.
  • the potential supplied to the first electrode element 311 and the second electrode element 312 of the first electrode 310 is not limited to the ground potential. For example, it may be a negative potential or a positive potential lower than the potential supplied to the second electrode 320.
  • FIG. FIG. 25A and FIG. 25B are schematic diagrams showing the operation of the first electrode 310 and the second electrode 320 at each timing in the cleaning mode of the electrostatic precipitator 300 according to the present embodiment.
  • FIG. 25A and FIG. 25B the cross section parallel to the ZX plane of the first electrode 310 and the second electrode 320 is shown.
  • 25A and 25B are schematic diagrams showing operations at timings when a positive high potential (+ HV) and a negative high potential ( ⁇ HV) are supplied to the first electrode element 311, respectively. It is.
  • 26 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode 310 and the second electrode 320 in the cleaning mode of the electrostatic precipitator 300 according to the present embodiment.
  • voltages supplied to the first electrode element 311 and the second electrode element 312 are shown as voltages supplied to the first electrode 310.
  • the voltage supply circuit 304 supplies an alternating voltage between the first electrode element 311 and the second electrode element 312. A creeping discharge is generated between the one electrode element 311 and the second electrode element 312. Specifically, as illustrated in FIG. 26, the voltage supply circuit 304 supplies a ground potential to the second electrode element 312 and the second electrode 320 of the first electrode 310, and the first electrode element 311 of the first electrode 310.
  • the peripheral edge of the first electrode element 311 is an end portion of the first electrode element 311 in a plan view of the first surface 313f.
  • the creeping discharge P is generated near the apex of the cross section of the first electrode element 311 at the timing when a positive high potential is supplied to the first electrode element 311.
  • plasma is generated.
  • negative ions such as electrons receive a force in the direction from the second electrode element 312 toward the first electrode element 311
  • positive ions are the first electrode.
  • a force is applied in a direction from the element 311 toward the second electrode element 312.
  • the maximum value and the frequency of the AC potential supplied to the first electrode element 311 may be set appropriately to values suitable for the above operation in the first electrode 310.
  • the maximum value of the AC potential is about 1 kV to 2 kV, and the frequency is about 25 Hz to 100 Hz.
  • the creeping discharge P is also generated at the timing when a negative high potential is supplied to the first electrode element 311.
  • the particles 90 are negatively charged to become particles 90n.
  • a negative potential is applied to the first electrode element 311
  • an electric field from the second electrode element 312 toward the first electrode element 311 is formed, so that the positively charged particles 90 p are transferred to the first electrode element 311.
  • a force is applied in the direction from 310 to the second electrode 320. Thereby, the particles 90p can be separated from the first electrode 310.
  • Such a force is most effective when the potential is supplied to the first electrode element 311, particularly when creeping discharge is not generated, that is, when there are few ions generated by the creeping discharge. .
  • the particles 90 captured by the first electrode 310 can be charged and separated from the first electrode 310.
  • the particles 90p separated in this way may be removed from the dust collection unit 301 using gravity, or may be removed by generating an air flow in a direction different from the predetermined direction (X-axis direction).
  • the electrostatic precipitator 300 may include a separate blower.
  • the particles 90 are removed from the electrodes. It takes longer time than the case.
  • this method is not suitable when the density of particles in the gas is high or when the amount of gas flowing into the electrostatic precipitator 300 is large. Further, in this method, since it is necessary to supply a high voltage for a relatively long time, power consumption increases. Furthermore, since this method requires a strong discharge, a highly durable electrode capable of withstanding it is required. On the other hand, in the present embodiment, since it is not always necessary to burn or decompose the particles 90, it can be used even when the density of particles in the gas is high and when the amount of gas flowing into the electrostatic precipitator 300 is large. It is. Further, in the present embodiment, power consumption can be suppressed by the above method. Moreover, in this Embodiment, since it is only necessary to generate a weak creeping discharge, durability required for each electrode element may be lower than when the above method is used.
  • a sinusoidal AC voltage is applied between the first electrode element 311 and the second electrode element 312.
  • the waveform of the AC voltage is not limited to a sinusoidal waveform.
  • it may be a triangular wave or a trapezoidal wave.
  • FIG. 27 is a flowchart showing an operation flow of the electrostatic precipitator 300 according to the present embodiment.
  • control unit 305 of the electrostatic precipitator 300 first performs a dust collecting operation by controlling the voltage supply circuit 304 in the dust collecting mode (S310). Thereby, as described above, the particles 90p charged by the first electrode 310 are captured.
  • control unit 305 performs a cleaning operation by controlling the voltage supply circuit 304 in the cleaning mode (S320). Thereby, as described above, the particles 90p (or particles 90) are removed from the first electrode 310.
  • the electrostatic precipitator 300 can capture the charged particles 90p in the gas and can quickly and efficiently remove the captured particles.
  • FIG. 28 and FIG. 29 are schematic diagrams showing an outline of an electric field distribution formed in the dust collection mode between the first electrode and the second electrode according to the present embodiment and the comparative example, respectively.
  • the electric field distribution is indicated by broken-line arrows.
  • a first electrode 410 according to the comparative example shown in FIG. 29 includes a first electrode element 311, a second electrode element 412, and a first dielectric 313, similarly to the first electrode 310 according to the present embodiment.
  • the first electrode 410 according to the comparative example is different from the first electrode 310 in that the second electrode element 412 is provided only on a part of the first electrode 310.
  • the second electrode element 312 is formed on the entire surface of the first electrode 310 as described above, the first electrode 310 and the second electrode 320 are separated in the dust collection mode. The electric field strength between them becomes uniform.
  • the second electrode element 412 according to the comparative example shown in FIG. 29 has a smaller width in the X-axis direction than the first electrode element 311 and overlaps the first electrode element 311 in the position in the X-axis direction. . Therefore, when the first electrode 410 is viewed from the second electrode 320, only the first electrode element 311 is visible, and no conductor exists in the gap between the adjacent first electrode elements 311. That is, the second electrode element 412 is not disposed outside the first electrode element 311 in the plan view of the first surface 313f. Therefore, as shown in FIG. 29, in the dust collection mode, the electric field concentrates on the portion of the first electrode element 311, and the electric field strength is weak between the adjacent first electrode elements 311. Thus, in the first electrode 410 according to the comparative example, the electric field strength is nonuniform. Accordingly, the dust collection capability of the dust collection unit 301 is reduced.
  • FIG. 30 is a plan view showing the configuration of the first electrode element 311 and the second electrode element 312 according to the present embodiment.
  • FIG. 30 shows the shapes of the first electrode element 311 and the second electrode element 312 in a plan view of the first surface 313 f of the first dielectric 313.
  • At least a part of the second electrode element 312 is disposed outside the first electrode element 311 in a plan view of the first surface 313f.
  • at least a part of the gap between the adjacent first electrode elements 311 can be filled with the second electrode element 312. That is, in the plan view of the first surface 313f, it is possible to reduce a region of the first electrode 310 where the first electrode element 311 and the second electrode element 312 are not arranged. Therefore, the electric field strength between the first electrode 310 and the second electrode 320 can be made uniform.
  • FIGS. 31A and 31B are cross-sectional views showing the configuration of the first electrode according to Modification 1 and Modification 2 of the present embodiment.
  • the first electrode 310a according to the first modification includes a first electrode element 311, a second electrode element 312a, and a first dielectric 313.
  • the second electrode element 312a according to the present modification is disposed in a gap between the adjacent first electrode elements 311 in a plan view of the first surface 313f of the first dielectric 313.
  • the electric field strength between the first electrode 310a and the second electrode 320 can be made uniform.
  • the second electrode element 312a overlaps at least a part of the periphery of the first electrode element 311.
  • the second electrode element 312a is arranged at a position facing the peripheral edge of the first electrode element 311 in the direction orthogonal to the first surface 313f. Therefore, the distance between the peripheral edge of the first electrode element 311 and the second electrode element 312a can be minimized. Therefore, the discharge start voltage of the creeping discharge generated between the peripheral edge of the first electrode element 311 and the second electrode element 312a can be reduced.
  • the first electrode 310b according to the second modification includes a first electrode element 311, a second electrode element 312b, and a first dielectric 313.
  • the width of the second electrode element 312b is narrower than that of the first electrode element 311 and the gap between the adjacent second electrode elements 312b is the gap between the adjacent first electrode elements 311. Smaller than.
  • the first electrode 310b having the second electrode element 312b can also fill at least part of the gap between the adjacent first electrode elements 311 with the second electrode element 312b in the plan view of the first surface 313f. . Therefore, the electric field strength between the first electrode 310b and the second electrode 320 can be made uniform.
  • the second electrode element 312b overlaps at least a part of the periphery of the first electrode element 311 in the plan view of the first surface 313f.
  • the second electrode element 312b is disposed at a position facing the periphery of the first electrode element 311 in the direction orthogonal to the first surface 313f.
  • FIG. 32A is a schematic plan view showing a schematic shape of the first electrode element 311 according to the present embodiment in a plan view of the first surface 313f.
  • 32B and 32C are schematic plan views showing a schematic shape of the first electrode element according to Modification 3 and Modification 4 of the present embodiment in a plan view of the first surface 313f, respectively.
  • the first electrode element 311 has a plurality of elongated linear shapes, that is, stripe shapes.
  • the first electrode 310 has a pad electrode 315 electrically connected to the first electrode element 311, and a voltage is supplied from the pad electrode 315 to the first electrode element 311.
  • the first electrode element 311 has a shape as shown in FIG. 32A, so that the length of the peripheral edge of the first electrode element 311 can be made larger than when it has a single flat plate shape. Since the creeping discharge generated in the cleaning mode is generated at the periphery of the first electrode element 311, in the present embodiment, the region where the creeping discharge is generated is larger than when the first electrode element has a single flat plate shape. Can be increased.
  • the shape of the first electrode element is not limited to the shape shown in FIG. 32A, and may be, for example, a mesh shape.
  • the mesh shape is not particularly limited, and may be, for example, a lattice shape like the first electrode element 311c of the first electrode 310c according to Modification 3 shown in FIG. 32B.
  • a honeycomb-like shape may be used like the first electrode element 311d of the first electrode 310d according to the modification 4 shown in FIG. 32C.
  • the first electrode element according to these modified examples it is possible to increase a region in which creeping discharge is generated as compared with the case where the first electrode element has a single flat plate shape.
  • an electric field generated between the first electrode element and the second electrode element as shown in FIGS. 25A and 25B is generated only in the X-axis direction of FIG. 32B.
  • it can be generated in the Y-axis direction. Accordingly, electrostatic force can be applied not only to the X-axis direction but also to the Y-axis direction on the particles attached to the first electrode 310c, so that the particles attached to the first electrode 310c can be more easily separated.
  • an electric field generated between the first electrode element and the second electrode element is added to the X-axis direction and the Y-axis direction, and the direction oblique to the X-axis. Can also be generated. Therefore, electrostatic forces can be applied to the particles attached to the first electrode 310d in more various directions, so that the particles attached to the first electrode 310d can be more easily separated.
  • the electrostatic precipitator 300 captures particles from a gas containing particles and flowing in a predetermined direction.
  • the electrostatic precipitator 300 includes a first electrode having a first electrode element 311, a second electrode element 312, and a first dielectric 313 disposed between the first electrode element 311 and the second electrode element 312. 310, a second electrode 320 facing the first electrode 310, a voltage supply circuit 304 that supplies a voltage to the first electrode 310 and the second electrode 320, and a control unit 305 that controls the voltage supply circuit 304.
  • the control unit 305 has a dust collection mode in which particles charged by the first electrode 310 are captured, and a cleaning mode in which particles captured by the first electrode 310 are separated from the first electrode 310.
  • the voltage supply circuit 304 supplies a voltage between the first electrode 310 and the second electrode 320 in the dust collection mode.
  • the voltage supply circuit 304 supplies creeping current between the first electrode element 311 and the second electrode element 312 by supplying an AC voltage between the first electrode element 311 and the second electrode element 312 in the cleaning mode. P is generated.
  • charged particles can be captured in the dust collection mode, and the captured particles can be quickly and efficiently removed from the first electrode 310 in the cleaning mode. Further, in the present embodiment, particles that have been captured by the first electrode 310 and have lost electric charge can be charged again by creeping discharge, and thus can be removed from the first electrode 310 using electrostatic force.
  • the voltage supply circuit 304 may supply a DC voltage between the first electrode 310 and the second electrode 320 in the dust collection mode.
  • an electric field is formed between the first electrode 310 and the second electrode 320, and the charged particles can be captured by the first electrode 310 using an electrostatic force generated by the electric field.
  • the first dielectric 313 is a first surface 313f that is a main surface disposed on the second electrode 320 side, and a first surface that is a main surface disposed on the back side of the first surface 313f.
  • the first electrode element 311 may be disposed on the first surface 313f of the first dielectric 313, and the second electrode element 312 may be disposed inside the first dielectric 313 or on the first back surface 313r.
  • the first electrode element 311 and the second electrode element 312 can be brought close to each other while maintaining the insulation between the first electrode element 311 and the second electrode element 312. Therefore, the voltage required for generating creeping discharge between the first electrode element 311 and the second electrode element 312 can be reduced.
  • the second electrode element 312 may be disposed outside the first electrode element 311 in a plan view of the first surface 313f of the electrostatic precipitator 300.
  • the electric field strength between the first electrode 310 and the second electrode 320 can be made uniform.
  • the first electrode element 311 may have a stripe shape or a mesh shape in the plan view of the first surface 313f.
  • the region where creeping discharge occurs can be increased as compared with the case where the first electrode element has a single flat plate shape.
  • Embodiment 4 An electric dust collector according to Embodiment 4 will be described.
  • the electrostatic precipitator according to the present embodiment captures particles charged by both the first electrode and the second electrode of the dust collecting portion in the dust collection mode.
  • the electrostatic precipitator according to the present embodiment removes particles with both the first electrode and the second electrode of the dust collector in the cleaning mode.
  • the electrostatic precipitator according to the present embodiment will be described focusing on differences from the electrostatic precipitator 300 according to the third embodiment.
  • FIG. 33 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the electrostatic precipitator 500 according to the present embodiment.
  • the electrostatic precipitator 500 according to the present embodiment is similar to the electrostatic precipitator 300 according to the third embodiment, in that the dust collector 501, the charging unit 302, the power supply circuit 303, The voltage supply circuit 504 and the control unit 505 are provided.
  • the electrostatic precipitator 500 according to the present embodiment is different from the electrostatic precipitator 300 according to the third embodiment in the configuration of the dust collector 501, the voltage supply circuit 504, and the controller 505.
  • these differences will be described.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view showing the configuration of the first electrode 310 and the second electrode 520 of the dust collection unit 501 according to the present embodiment.
  • FIG. 34 shows a cross section of the first electrode 310 and the second electrode 520 parallel to the ZX plane.
  • the first electrode 310 according to the present embodiment has the same configuration as the first electrode 310 according to the third embodiment.
  • the second electrode 520 includes a third electrode element 523, a fourth electrode element 524, and a second dielectric 525 disposed between the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524.
  • the third electrode element 523, the fourth electrode element 524, and the second dielectric 525 according to the present embodiment are respectively the first electrode element 311, the second electrode element 312 and the first electrode element 310 according to the third embodiment.
  • the first dielectric 313 has the same configuration. In other words, the second electrode 520 has the same configuration as the first electrode 310.
  • the second dielectric 525 includes a second surface 525f that is a main surface disposed on the first electrode 310 side, and a second back surface 525r that is a main surface disposed on the back side of the second surface 525f. And have.
  • the third electrode element 523 is disposed on the second surface 525f of the second dielectric 525
  • the fourth electrode element 524 is disposed on the inside of the second dielectric 525 or on the second back surface 525r.
  • the control unit 505 controls the voltage supply circuit 504.
  • the control unit 505 captures the particles collected by both the first electrode 310 and the second electrode 520 and the particles collected by the first electrode 310 and the second electrode 520, respectively. And a cleaning mode for separating from the first electrode 310 and the second electrode 520.
  • the voltage supply circuit 504 supplies a voltage to the first electrode 310 and the second electrode 520.
  • voltage supply circuit 504 supplies an AC voltage between first electrode 310 and second electrode 520 in the dust collection mode.
  • the voltage supply circuit 504 supplies an alternating voltage between the first electrode element 311 and the second electrode element 312 in the cleaning mode, so that the voltage supply circuit 504 is connected between the first electrode element 311 and the second electrode element 312. Generate creeping discharge.
  • the voltage supply circuit 504 generates creeping discharge between the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 by supplying an AC voltage between the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524.
  • FIG. 35A, FIG. 35B, and FIG. FIG. 35A and FIG. 35B are schematic diagrams showing the operation of each timing of the first electrode 310 and the second electrode 520 in the dust collection mode of the electric dust collector 500 according to the present embodiment.
  • FIG. 35A and FIG. 35B the cross section parallel to the ZX plane of the first electrode 310 and the second electrode 520 is shown.
  • 35A and 35B are schematic diagrams showing operations at timings when a positive high potential (+ HV) and a negative high potential ( ⁇ HV) are supplied to the second electrode 520, respectively. .
  • FIG. 36 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode 310 and the second electrode 520 in the dust collection mode of the electric dust collector 500 according to the present embodiment.
  • the voltage supply circuit 504 supplies an AC voltage between the first electrode 310 and the second electrode 520. Specifically, the voltage supply circuit 504 supplies the ground potential to the first electrode element 311 and the second electrode element 312 of the first electrode 310. That is, the potentials of the first electrode element 311 and the second electrode element 312 are both 0V. In addition, an AC potential is supplied to the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 of the second electrode 520. In the present embodiment, the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 of the second electrode 520 have a maximum electric field of 1 kV / when the distance between the first electrode 310 and the second electrode 520 is about 4 mm.
  • An AC potential having a mm and frequency of about 0.1 to 1 Hz is supplied.
  • the waveform of the potential supplied to the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 is a rectangle, but the waveform of the potential is not limited to a rectangle.
  • the waveform of the potential may be a trapezoidal wave.
  • the operation when a positive high potential is supplied to the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 of the second electrode 520 is the same as the operation in the dust collection mode according to the third embodiment. It is. Also, as shown in FIG. 35B, the operation when a negative high potential is supplied to the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 of the second electrode 520 is different from the example shown in FIG. 35A.
  • An electric field from 310 to the second electrode 520 is formed. In FIGS. 35A and 35B, the direction of the electric field is indicated by a broken-line arrow.
  • the charged particles 90p receive an electrostatic force by the electric field and receive a force toward the second electrode 520. Accordingly, the charged particles 90p are captured by the second electrode 520. Many of the particles 90 p captured by the second electrode 520 lose their charge and become particles 90.
  • charged particles are captured by both the first electrode 310 and the second electrode 520.
  • the charged particles can be captured not only by the first electrode 310 but also by the second electrode 520. Therefore, the amount of particles deposited on the first electrode 310 is reduced by the electrostatic precipitator 300 according to the third embodiment. Can be reduced. Therefore, in this Embodiment, the continuous operation possible time of dust collection mode can be made longer.
  • FIG. 37A, FIG. 37B, and FIG. FIG. 37A and FIG. 37B are schematic diagrams showing the operation of each timing of the first electrode 310 and the second electrode 520 in the cleaning mode of the electrostatic precipitator 500 according to the present embodiment.
  • FIG. 37A and FIG. 37B the cross section parallel to the ZX plane of the first electrode 310 and the second electrode 520 is shown.
  • FIG. 37A is a schematic diagram illustrating an operation at a timing when a positive high potential (+ HV) is supplied to the first electrode element 311 and the third electrode element 523.
  • FIG. 37B is a schematic diagram showing an operation at a timing when a negative high potential ( ⁇ HV) is supplied to the first electrode element 311 and the third electrode element 523.
  • FIG. 38 is a graph showing waveforms of voltages supplied to the first electrode 310 and the second electrode 520 in the cleaning mode of the electrostatic precipitator 500 according to the present embodiment.
  • the operation of the first electrode 310 according to the present embodiment is the same as the operation of the first electrode 310 according to the third embodiment, as shown in FIGS. 37A and 37B.
  • the operation of the second electrode 520 according to the present embodiment is the same as the operation of the first electrode 310 according to the third embodiment.
  • the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 of the second electrode 320 have the same functions as the first electrode element 311 and the second electrode element 312 of the first electrode 310, respectively.
  • voltage supply circuit 504 supplies an AC voltage between first electrode 310 and second electrode 520 in the dust collection mode.
  • the charged particles can be captured not only by the first electrode 310 but also by the second electrode 520, the amount of particles deposited on the first electrode 310 can be reduced. Therefore, in this embodiment, the frequency of the cleaning mode can be reduced.
  • the second electrode 520 includes a third electrode element 523, a fourth electrode element 524, and a second dielectric 525 disposed between the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524. And have.
  • the voltage supply circuit 504 supplies creeping discharge between the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 by supplying an AC voltage between the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 in the cleaning mode. May be generated.
  • the second dielectric 525 includes a second surface 525f that is a main surface disposed on the first electrode 310 side, and a second back surface that is a main surface disposed on the back side of the second surface 525f. 525r, the third electrode element 523 is disposed on the second surface 525f of the second dielectric 525, and the fourth electrode element 524 is disposed on the inside of the second dielectric 525 or on the second back surface 525r. Also good.
  • the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 can be brought close to each other while maintaining the insulation between the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524. Therefore, the voltage required for generating creeping discharge between the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 can be reduced.
  • the comprehensive or specific aspect of the present invention may be realized by a recording medium such as an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable recording disk.
  • the comprehensive or specific aspect of the present invention may be realized by any combination of an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program, and a recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes a non-volatile recording medium such as a CD-ROM.
  • the electrostatic precipitator according to each embodiment and modification can be used for various devices.
  • one embodiment of the present invention can be realized as a ventilator as shown in FIG.
  • FIG. 39 is an external view of an example of a ventilator to which the electrostatic precipitator according to each embodiment and modification is applied.
  • the ventilation device shown in FIG. 39 includes, for example, an electric dust collector inside and can be used in a ventilation system.
  • FIG. 40 is an external view of an example of an air cleaner to which the electrostatic precipitator according to each embodiment and modification is applied.
  • the air cleaner shown in FIG. 40 includes, for example, an electric dust collector inside.
  • FIG. 41 is an external view of an example of an air conditioner to which the electrostatic precipitator according to each embodiment and modification is applied.
  • the air conditioner shown in FIG. 41 includes, for example, an electric dust collector inside.
  • the air conditioner may have an air purifier function.
  • the low potential electrode of the charging unit may be cleaned. Even in the low potential electrode, particles in the gas may adhere and accumulate, and it may be necessary to perform cleaning. For this reason, the low potential electrode may have the first electrode element, the second electrode element, and the third electrode element in the same manner as the first electrode 10. Accordingly, in the cleaning mode, the voltage supply circuits 4 and 204 or a circuit similar thereto are used to connect the first electrode element and the second electrode element of the low potential electrode, and the third electrode element and the second electrode element. By applying an alternating voltage between them, particles adhering to the low potential electrode can be separated. In the dust collection mode, a low potential is applied to the first electrode element and the second electrode element of the low potential electrode.
  • the potentials of the first electrode element 11 and the fourth electrode element 224 may be different.
  • the voltage supply circuit 204 supplies an AC voltage between the first electrode 10 and the second electrode 220 in the dust collection mode.
  • the first electrode A DC voltage may be supplied between 10 and the second electrode 220. In this case, most of the particles adhere to the first electrode 10, but some also adhere to the second electrode 220. Thus, the particles adhering to the second electrode 220 can be separated in the cleaning mode.
  • the third electrode element 523 and the fourth electrode element 524 of the second electrode 520 according to the fourth embodiment respectively, the same as the first electrode element and the second electrode element of the first electrode 310 according to the third embodiment.
  • the fourth electrode element may overlap at least a part of the periphery of the third electrode element.
  • the fourth electrode element may be arranged at a position facing the periphery of the third electrode element in the direction orthogonal to the second surface 525f.
  • the third electrode element may have a stripe shape or a mesh shape.

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Abstract

電気集塵装置（１００）は、複数の第一電極要素（１１）と、複数の第二電極要素（１２）と、１以上の第三電極要素（１３）とを有する第一電極（１０）と、第一電極（１０）と対向して配置される第二電極（２０）と、第一電極（１０）及び第二電極（２０）に電圧を供給する電圧供給回路（４）と、電圧供給回路（４）を制御する制御部（５）とを備え、複数の第二電極要素（１２）の各々は、複数の第一電極要素（１１）の各々と対向して配置され、１以上の第三電極要素（１３）の各々は、複数の第一電極要素（１１）のうち、隣り合う二つの第一電極要素（１１）の間に、複数の第一電極要素（１１）及び複数の第二電極要素（１２）から離隔して配置され、制御部（５）は、帯電した粒子（９０ｐ）を第一電極（１０）で捕捉する集塵モードと、第一電極（１０）で捕捉された粒子（９０）を第一電極（１０）から離脱させるクリーニングモードとを有する。

Description

電気集塵装置、換気装置及び空気清浄機
　本発明は、電気集塵装置、並びに、電気集塵装置を備える換気装置及び空気清浄機に関する。
　空気等の流体中の粒子を帯電させて流体から粒子を分離する粒子分離装置が提案されている。例えば、特許文献１に開示された装置は、装置の運転中又は運転終了後の清掃期間において、集塵電極板に電界カーテンを発生させて、集塵電極板に付着した塵埃を除去する。
特開昭６０－９９３５６号公報
　特許文献１に記載される装置では、ガスから分離させた塵埃を集塵電極板に付着させ、電界カーテンによって付着した粉塵を除去させている。しかしながら、例えば、ＰＭ２．５（粒径２．５μｍ以下の粒子状物質）等の粒径１０μｍ以下の粒子のような微細な塵埃は、集塵電極板に付着すると、その付着力が強い。また、付着した後の微細な粉塵は電荷量（帯電量）が少ないため、電界カーテンによる静電力が作用しにくい状態である。このため、電界カーテンによる塵埃の除去が困難になり、装置における塵埃の集塵能力が経時的に低下する可能性がある。
　本発明は、帯電した粒子を電極で捕捉する電気集塵装置であって、捕捉した粒子を電極から速やかにかつ高効率で除去できる電気集塵装置、換気装置及び空気清浄機を提供する。
　本発明の一態様に係る電気集塵装置は、粒子を含み所定方向に流れる気体から前記粒子を捕捉する電気集塵装置であって、互いに離隔して配列される複数の第一電極要素と、互いに離隔して配列される複数の第二電極要素と、１以上の第三電極要素と、前記複数の第一電極要素と前記複数の第二電極要素との間に配置された第一誘電体とを有する第一電極と、前記第一電極と対向して配置される第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極に電圧を供給する電圧供給回路と、前記電圧供給回路を制御する制御部とを備え、前記複数の第二電極要素の各々は、前記複数の第一電極要素の各々と対向して配置され、前記１以上の第三電極要素の各々は、前記複数の第一電極要素のうち、隣り合う二つの第一電極要素の間に、前記複数の第一電極要素及び前記複数の第二電極要素から離隔して配置され、前記制御部は、帯電した前記粒子を前記第一電極で捕捉する集塵モードと、前記第一電極で捕捉された前記粒子を前記第一電極から離脱させるクリーニングモードとを有する。
　本発明の一態様に係る電気集塵装置は、粒子を含み所定方向に流れる気体から前記粒子を捕捉する電気集塵装置であって、第一電極要素と、第二電極要素と、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間に配置された第一誘電体とを有する第一電極と、前記第一電極と対向する第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極に電圧を供給する電圧供給回路と、前記電圧供給回路を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第一電極で帯電した前記粒子を捕捉する集塵モードと、前記第一電極で捕捉された前記粒子を前記第一電極から離脱させるクリーニングモードとを有し、前記電圧供給回路は、前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧を供給し、前記クリーニングモードにおいて、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間に交流電圧を供給することによって、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間で沿面放電を発生させる。
　本発明の一態様に係る換気装置は、上記電気集塵装置を備える。
　本発明の一態様に係る空気清浄機は、上記電気集塵装置を備える。
　本発明に係る電気集塵装置等によれば、捕捉した粒子を電極から速やかにかつ高効率で除去することが可能になる。
図１は、実施の形態１に係る電気集塵装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１に係る電気集塵装置の全体構成の一例を示す模式的な斜視図である。 図３は、実施の形態１に係る電気集塵装置の第一電極及び第二電極の構成を示す断面図である。 図４は、実施の形態１に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の動作を示す模式図である。 図５は、実施の形態１に係る電気集塵装置の集塵モードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。 図６Ａは、実施の形態１に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。 図６Ｂは、実施の形態１に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。 図７は、実施の形態１に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。 図８Ａは、実施の形態１に係る第一電極に係る電極によって形成される電界強度の分布を示すグラフである。 図８Ｂは、比較例に係る電極によって形成される電界強度の分布を示すグラフである。 図９Ａは、実施の形態１に係る第一電極によって形成されるＸ軸方向における電界成分の強度（絶対値）の分布を示すグラフである。 図９Ｂは、比較例に係る電極によって形成されるＸ軸方向における電界成分の強度（絶対値）の分布を示すグラフである。 図１０Ａは、第一電極に付着している帯電した粒子にＺ軸方向の電界が印加される場合に、粒子に加わる力の関係を示す模式図である。 図１０Ｂは、第一電極に付着している帯電した粒子にＸ軸方向の電界が印加される場合に、粒子に加わる力の関係を示す模式図である。 図１１は、実施の形態１に係る電気集塵装置の動作の流れを示すフローチャートである。 図１２は、実施の形態１に係る第一電極要素の、第一表面の平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。 図１３Ａは、実施の形態１に係る電気集塵装置の第一電極における粒子の堆積状態を示す模式図である。 図１３Ｂは、実施の形態１の変形例１に係る電気集塵装置の第一電極における粒子の堆積状態を示す模式図である。 図１３Ｃは、実施の形態１の変形例２に係る電気集塵装置の第一電極における粒子の堆積状態を示す模式図である。 図１４は、実施の形態２に係る電気集塵装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 図１５は、実施の形態２に係る集塵部の第一電極及び第二電極の構成を示す断面図である。 図１６Ａは、実施の形態２に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。 図１６Ｂは、実施の形態２に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。 図１７は、実施の形態２に係る電気集塵装置の集塵モードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。 図１８Ａは、実施の形態２に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。 図１８Ｂは、実施の形態２に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。 図１９は、実施の形態２に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。 図２０は、実施の形態３に係る電気集塵装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 図２１は、実施の形態３に係る電気集塵装置の全体構成の一例を示す模式的な斜視図である。 図２２は、実施の形態３に係る電気集塵装置の第一電極及び第二電極の構成を示す断面図である。 図２３は、実施の形態３に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の動作を示す模式図である。 図２４は、実施の形態３に係る電気集塵装置の集塵モードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。 図２５Ａは、実施の形態３に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。 図２５Ｂは、実施の形態３に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。 図２６は、実施の形態３に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。 図２７は、実施の形態３に係る電気集塵装置の動作の流れを示すフローチャートである。 図２８は、実施の形態３に係る第一電極と第二電極との間に、集塵モードにおいて形成される電界分布の概要を示す模式図である。 図２９は、比較例に係る第一電極と第二電極との間に、集塵モードにおいて形成される電界分布の概要を示す模式図である。 図３０は、実施の形態３に係る第一電極要素及び第二電極要素の構成を示す平面図である。 図３１Ａは、実施の形態３の変形例１に係る第一電極の構成を示す断面図である。 図３１Ｂは、実施の形態３の変形例２に係る第一電極の構成を示す断面図である。 図３２Ａは、実施の形態３に係る第一電極要素の、第一表面の平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。 図３２Ｂは、実施の形態３の変形例３に係る第一電極要素の、第一表面の平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。 図３２Ｃは、実施の形態３の変形例４に係る第一電極要素の、第一表面の平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。 図３３は、実施の形態３に係る電気集塵装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 図３４は、実施の形態４に係る集塵部の第一電極及び第二電極の構成を示す断面図である。 図３５Ａは、実施の形態４に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。 図３５Ｂは、実施の形態４に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。 図３６は、実施の形態４に係る電気集塵装置の集塵モードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。 図３７Ａは、実施の形態４に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。 図３７Ｂは、実施の形態４に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。 図３８は、実施の形態４に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。 図３９は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用される換気装置の一例の外観図である。 図４０は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用される空気清浄機の一例の外観図である。 図４１は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用されるエアコンディショナの一例の外観図である。
　以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ（工程）、並びに、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、「平行」との記載は、完全に平行であることだけでなく、実質的に平行である、すなわち、数％程度の差異を含むことも意味する。
　（実施の形態１）
　［１－１．電気集塵装置の構成］
　実施の形態１に係る電気集塵装置の構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図２は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の全体構成の一例を示す模式的な斜視図である。
　本実施の形態に係る電気集塵装置１００は、粒子を含み所定方向に流れる気体から粒子を捕捉する。当該気体は、特に限定されないが、本実施の形態では、当該気体として空気を用いる。電気集塵装置１００は、気体の経路内に配置される。例えば、電気集塵装置１００は、換気装置の一部として、換気システムにおける給気ダクト内等に設置され、給気ダクトに流入する気体中の粒子の少なくとも一部を捕捉して、清浄化された気体を吐出する。
　図１に示すように、電気集塵装置１００は、機能的には、気体中の帯電した粒子を捕捉する集塵部１と、気体中の粒子を帯電させる帯電部２と、帯電部２等に電力を供給する電源回路３とを備える。電気集塵装置１００は、さらに、集塵部１に電圧を供給する電圧供給回路４と、電圧供給回路４が供給する電圧を制御する制御部５とを備える。
　図２に示すように、構造的には、電気集塵装置１００では、気体の流れの方向における帯電部２の下流に、集塵部１が配置される。気体は、電気集塵装置１００の外部に配置された送風機等によって、帯電部２及び集塵部１に導入されてもよい。なお、送風機は電気集塵装置１００の内部に配置されてもよい。
　ここで、図２以降の各図において、気体が流れる方向をＸ軸方向としている。本実施の形態では、Ｘ軸正方向に気体が流れる。Ｘ軸に垂直な鉛直方向をＹ軸方向とし、上方から下方に向かう方向を、Ｙ軸正方向としている。Ｘ軸及びＹ軸に垂直な水平方向をＺ軸方向としている。上記鉛直方向及び水平方向は、電気集塵装置１００が配置される向きを制限しない。電気集塵装置１００は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向をいかなる向きにして配置されてもよい。ここで、Ｘ軸正方向は、所定の方向の一例であり、Ｙ軸方向は、所定の方向と異なる方向の一例である。
　図１及び図２を参照すると、帯電部２は、電気集塵装置１００に流入する気体中の粒子９０を帯電させる。帯電部２は、互いに対向して配置された高電位電極３０と低電位電極４０とを備える。本実施の形態では、帯電部２は、高電位電極３０と低電位電極４０との間でコロナ放電を発生することによって、放電空間中を通過する粒子９０の大部分を正に帯電させる。このように、帯電部２は正に帯電した粒子９０ｐを生成する。なお、帯電部２は、粒子９０を負に帯電させることによって、負に帯電した粒子を生成してもよい。
　高電位電極３０は、低電位電極４０よりも高い電位が印加され、この電位差に起因して、高電位電極３０と低電位電極４０との間で放電を発生させる。高電位電極３０は、例えばステンレス、タングステン等の導電性金属で構成され、電界が集中するように、本実施の形態では、細長い棒状の形状を有する。なお、高電位電極３０は、平板等のいかなる形状を有してもよい。低電位電極４０は、例えばステンレス、アルミニウム等の導電性金属で構成される。本実施の形態では、低電位電極４０は、平板状の形状を有するが、いかなる形状でもよい。
　複数の低電位電極４０が、互いに対向して、具体的には、互いに平行に、Ｚ軸方向に並んで配置されている。さらに、複数の低電位電極４０は、ＸＹ平面と平行に配置され、これらの間にＸ軸方向の気体の流路を形成する。つまり、各低電位電極４０は、その主面が気体の流れの方向に沿うように配置される。また、複数の高電位電極３０が、低電位電極４０の間で、低電位電極４０の主面と平行に且つ対向して配置されている。
　各高電位電極３０は、Ｙ軸方向を軸方向として配置される。高電位電極３０と低電位電極４０との間の距離は、例えば１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度である。高電位電極３０には、例えば５ｋＶ以上１０ｋＶ以下程度の電位が印加され、低電位電極４０は、例えば接地され得る。
　図１及び図２を参照すると、集塵部１は、帯電部２を通過後の気体中の帯電した粒子を捕捉する。本実施の形態では、集塵部１は、正に帯電した粒子９０ｐを捕捉する。集塵部１は、１以上の第一電極１０及び１以上の第二電極２０を備える。板状の第一電極１０及び第二電極２０は、互いに対向して、具体的には、互いに間隔をあけて平行に、Ｚ軸方向に並んで配置されている。本実施の形態では、集塵部１は、複数の第一電極１０及び複数の第二電極２０を備え、複数の第一電極１０及び複数の第二電極２０は、Ｚ軸方向に交互に配置されている。複数の第一電極１０及び複数の第二電極２０は、低電位電極４０と同様の向きで、ＸＹ平面と平行に配置され、これらの間にＸ軸方向の気体の流路を形成する。つまり、第一電極１０及び第二電極２０のそれぞれは、その主面が気体の流れの方向に沿うように配置される。よって、低電位電極４０の間を通過した気体は、第一電極１０及び第二電極２０の間に、スムーズに流入する。第一電極１０と第二電極２０との間の距離は、第一電極１０及び第二電極２０に供給される電圧に応じて、適宜設定されればよい。例えば、第一電極１０と第二電極２０との間の最大電界が、１ｋＶ／ｍｍ程度となるように設定される。本実施の形態では、当該距離は４ｍｍ程度である。
　第一電極１０及び第二電極２０の詳細な構成について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の第一電極１０及び第二電極２０の構成を示す断面図である。図３には、第一電極１０及び第二電極２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。
　図３に示すように、第一電極１０は、互いに離隔して配列される複数の第一電極要素１１と、互いに離隔して配列される複数の第二電極要素１２と、１以上の第三電極要素１３と、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間に配置された第一誘電体１４とを有する。複数の第二電極要素１２の各々は、複数の第一電極要素１１の各々と対向して配置される。１以上の第三電極要素１３の各々は、複数の第一電極要素１１のうち、隣り合う二つの第一電極要素１１の間に、複数の第一電極要素１１及び複数の第二電極要素１２から離隔して配置される。なお、本実施の形態では、第二電極要素１２と第三電極要素１３との間には、誘電体１４ａが配置されるが、第二電極要素１２と第三電極要素１３とは、絶縁されていればよく、必ずしも誘電体１４ａが配置されていなくてもよい。
　第二電極２０は、第一電極１０と対向して配置される。
　第一誘電体１４は、第二電極２０側に配置された主面である第一表面１４ｆと、第一表面１４ｆの裏側に配置された主面である第一裏面１４ｒとを有する。複数の第一電極要素１１は、第一誘電体１４の第一表面１４ｆに配置される。複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３は、第一誘電体１４の内部又は第一裏面１４ｒに配置される。本実施の形態では、図３に示すように、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３は、第一誘電体１４の第一裏面１４ｒに配置される。これにより、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の絶縁を維持しつつ、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２とを接近させることができる。したがって、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。また、第一表面１４ｆ及び第一裏面１４ｒにおいて捕捉した粒子が付着又は堆積した状態でも、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３との間で、当該粒子を介した異常放電が発生することを抑制できる。
　第一誘電体１４は、１以上の第一電極要素１１と、１以上の第二電極要素１２とを電気的に絶縁し、例えば、粒子が第一電極１０上に付着し、堆積した場合においても、粒子を介して第一電極要素１１と第二電極要素１２とが短絡することを抑制する。第一誘電体１４を構成する材料は、公知の電気的な絶縁材料の中から適宜選択される。本実施の形態では、第一誘電体１４は、膜状の誘電体である。第一誘電体１４の膜厚は、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下程度であり、本実施の形態では、２５μｍ程度である。
　複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３は、銅等の導電材料を主成分として含む。複数の第一電極要素１１は、例えば、第一誘電体１４の第一表面１４ｆ上に形成されたパターン電極である。また、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３は、例えば、第一誘電体１４の第一裏面１４ｒ上に形成されたパターン電極である。本実施の形態では、複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３の各々は、細長い線状の電極要素である。第一電極要素１１の形状は特に限定されない。第二電極要素１２の形状も特に限定されない。本実施の形態では、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第一電極要素１１の各々の幅は、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第二電極要素１２の幅より小さい。
　ここで第一表面１４ｆの平面視における第一電極要素１１の端部を第一電極要素１１の周縁と定義すると、上述の構成により、第一電極要素１１の周縁に対向する位置に第二電極要素１２を配置できる。このため、当該第一電極要素１１と対向する第二電極要素１２との距離を第一誘電体１４の厚さ程度に低減できる。したがって、第一電極要素１１の周縁と第二電極要素１２との間で発生する沿面放電の放電開始電圧を低減できる。
　また、本実施の形態では、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第二電極要素１２の各々の幅は、複数の第一電極要素１１の配列方向における１以上の第三電極要素１３の各々の幅より大きい。このように、第三電極要素１３の幅を低減することによって、第三電極要素１３の上方に形成されるＸ軸方向の電界が弱い領域を削減できる。
　また、本実施の形態では、第一電極１０は、その両面で帯電した粒子を捕捉できるように、二組の複数の第一電極要素１１及び第一誘電体１４を有する。より詳しくは、第一電極１０は、二つの第一誘電体１４と、二つの第一誘電体１４の間に配置された複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３と、二つの第一誘電体１４の各々の第一表面１４ｆに配置された複数の第一電極要素１１とを有する。
　第二電極２０は、図３に示すように、単一の平板状の電極であり、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等の導電材料を主成分として含む。なお、第二電極２０は、例えば、絶縁基板上に形成されたパターン電極であってもよい。
　図１に戻り、電源回路３は、帯電部２と、電圧供給回路４とに電位を印加する。本実施の形態では、電源回路３は、例えば商用交流電源等の系統電源（不図示）から電力の供給を受け、供給された交流電力を直流電力に変換し、直流の電位を帯電部２及び電圧供給回路４に印加する。例えば、電源回路３は、コンバータ回路、トランス等によって、供給された電力を変換及び変圧して出力する。電源回路３は、帯電部２の高電位電極３０及び低電位電極４０にそれぞれ高電位及び低電位を印加する。また、電源回路３が電圧供給回路４に印加する電位は、帯電部２の高電位電極３０に印加する電位と異なってもよい。
　電圧供給回路４は、集塵部１における第一電極１０及び第二電極２０に電圧を供給する。第一電極１０及び第二電極２０は、それぞれ、電圧供給回路４から電圧を供給されることによって、第一電極１０及び第二電極２０の周囲に電界を生成する。電圧供給回路４は、制御部５によって制御される。電圧供給回路４によって供給される電圧、及び、第一電極１０及び第二電極２０の周囲に形成される電界については、後で詳述する。
　制御部５は、電圧供給回路４を制御する。制御部５は、第一電極１０で帯電した粒子を捕捉する集塵モードと、第一電極１０で捕捉された粒子を第一電極１０から離脱させるクリーニングモードとを有する。制御部５が電圧供給回路４を制御することによって、集塵モード又はクリーニングモードに対応する電圧が第一電極１０及び第二電極２０に供給される。
　制御部５は、ＣＰＵ又はＤＳＰ等のプロセッサ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリなどからなる処理回路により構成されてもよい。制御部５の一部又は全部の機能は、ＣＰＵ又はＤＳＰがＲＡＭを作業用のメモリとして用いてＲＯＭに記録されたプログラムを実行することによって達成されてもよい。また、制御部５の一部又は全部の機能は、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路によって達成されてもよい。制御部５の一部又は全部の機能は、上記のソフトウェア機能とハードウェア回路との組み合わせによって構成されてもよい。
　［１－２．電気集塵装置の動作］
　本実施の形態に係る電気集塵装置１００の動作を説明する。具体的には、制御部５の集塵モード及びクリーニングモードにおける電圧供給回路４、第一電極１０及び第二電極２０の動作を中心に説明する。
　まず、集塵モードにおける動作について図４及び図５を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の集塵モードにおける第一電極１０及び第二電極２０の動作を示す模式図である。図４においては、第一電極１０及び第二電極２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。図５は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の集塵モードにおいて第一電極１０及び第二電極２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図５においては、第一電極１０に供給される電圧として第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３に供給される電圧が示されている。
　図４に示すように、集塵モードにおいては、帯電した粒子９０ｐを含み所定方向（本実施の形態では、Ｘ軸方向）に流れる気体から帯電した粒子９０ｐを捕捉する。図４には、気体が流れる方向である気流の向きが矢印で示されている。
　図５に示すように、集塵モードにおいては、電圧供給回路４は、第一電極１０と第二電極２０との間に直流電圧を供給する。具体的には、電圧供給回路４は、第一電極１０の第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３にグランド電位を供給する。つまり、第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３の電位はいずれも０Ｖとなる。また、第二電極２０には、正の高電位が供給される。第二電極２０には、例えば、４ｋＶ程度の高電位が供給される。
　これにより、第二電極２０から第一電極１０へ向かう電界が形成される。なお、図４において、電界の向きが破線矢印で示されている。このような電界中に帯電した粒子９０ｐが流入すると、図４に示すように、粒子９０ｐが電界によって静電力を受け、第一電極１０へ向かう力を受ける。したがって、粒子９０ｐは、第一電極１０によって捕捉される。第一電極１０によって捕捉された帯電した粒子９０ｐの多くは、電荷を失い、粒子９０となる。なお、第一電極１０の第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３に供給される電位は、グランド電位に限定されない。例えば、負の電位であってもよいし、第二電極２０に供給される電位より低い正の電位であってもよい。
　次に、クリーニングモードにおける動作について図６Ａ、図６Ｂ及び図７を用いて説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置１００のクリーニングモードにおける第一電極１０及び第二電極２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図６Ａ及び図６Ｂにおいては、第一電極１０及び第二電極２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ第一電極要素１１に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）及び負の高電位（－Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングでの動作を示す模式図である。図７は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００のクリーニングモードにおいて第一電極１０及び第二電極２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図７においては、第一電極１０に供給される電圧として第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３に供給される電圧が示されている。
　図６Ａ及び図６Ｂに示すように、クリーニングモードにおいては、第一電極１０で捕捉された粒子９０を第一電極１０から離脱させる。なお、上述したとおり、帯電した粒子９０ｐの多くは、第一電極１０で捕捉されて電荷を失い、粒子９０となっている。このように、電荷を失った粒子９０を第一電極１０から除去するために、電圧供給回路４は、第一電極要素１１及び第二電極要素１２の間に第一交流電圧を供給することによって、第一電極要素１１及び第二電極要素１２との間で沿面放電を発生させる。具体的には、図７に示すように、電圧供給回路４は、第一電極１０の第二電極要素１２及び第二電極２０にグランド電位を供給し、第一電極１０の第一電極要素１１に交流電位を供給する。これにより、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間の電位差が大きいタイミングで第一電極要素１１の周縁にて沿面放電が発生する。
　図６Ａに示すように、第一電極要素１１に正の高電位が供給されるタイミングにおいては、第一電極要素１１の断面の頂点付近において沿面放電Ｐが発生する。沿面放電Ｐが発生している領域においては、プラズマが生成される。第一電極要素１１の周縁にて生成されたプラズマ中のイオンのうち、電子などの負イオンは第二電極要素１２から第一電極要素１１へ向かう向きに力を受け、正イオンは第一電極要素１１から第二電極要素１２へ向かう向きに力を受ける。このため、沿面放電Ｐが発生している第一電極１０の第一表面１４ｆ上の領域においては正イオンの方が、負イオンより多い。したがって、第一電極１０に捕捉されている粒子９０の少なくとも一部は、沿面放電Ｐによって、正に帯電して粒子９０ｐとなる。
　第一電極要素１１に供給する交流電位の最大値及び周波数は、第一電極１０において上記動作に適した値に適宜設定されればよい。本実施の形態では、交流電位の最大値は、１ｋＶ以上２ｋＶ以下程度であり、周波数は２５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下程度である。
　続いて、図６Ｂに示すように、第一電極要素１１に負の高電位が供給されるタイミングにおいても、沿面放電Ｐが発生する。これにより、粒子９０が負に帯電して粒子９０ｎとなる。また、第一電極要素１１に負の電位が印加される場合には、第二電極要素１２から第一電極要素１１に向かう電界が形成されるため、正に帯電した粒子９０ｐが、第一電極１０から第二電極２０へ向かう向きに力を受ける。これにより、粒子９０ｐを第一電極１０から分離することができる。なお、このような力は、第一電極要素１１に電位が供給されるタイミングのうち、特に、沿面放電が発生していないとき、つまり、沿面放電によって発生したイオンが少ない場合に最も有効となる。
　以上のようにクリーニングモードにおいては、第一電極１０で捕捉された粒子９０を帯電させて、第一電極１０から分離することができる。このように分離された粒子９０ｐ、９０ｎは、重力を用いて集塵部１から除去されてもよいし、上記の所定の方向（Ｘ軸方向）と異なる方向に気流を発生させることで除去されてもよい。このために、電気集塵装置１００は、別途送風機を備えてもよい。なお、捕捉された粒子９０を除去するために、放電によって、粒子９０を燃焼又は分解することも可能であるが、粒子９０を燃焼又は分解するためには、上述のように、電極から除去する場合と比べて長い時間を要する。このため、気体中の粒子の密度が高い場合、電気集塵装置１００に流入する気体量が多い場合などには、この方法は適さない。また、この方法では、高電圧を比較的長時間にわたって供給する必要があるため、消費電力が大きくなる。さらに、この方法では、強い放電が必要であるため、それに耐え得る耐久性の高い電極が必要となる。一方、本実施の形態では、必ずしも粒子９０を燃焼又は分解する必要はないため、気体中の粒子の密度が高い場合、及び、電気集塵装置１００に流入する気体量が多い場合においても利用可能である。さらに、本実施の形態では、上記方法より消費電力を抑制できる。また、本実施の形態では、微弱な沿面放電を発生させるだけでよいため、各電極要素に要求される耐久性は上記方法を用いる場合より低くてよい。
　また、本実施の形態においては、図７に示すように、クリーニングモードにおいて、１以上の第三電極要素１３と複数の第二電極要素１２との間に第二交流電圧を供給する。ここで、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差は、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より大きい。複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より大きくするために、第一交流電圧と第二交流電圧とは、周期が同一であり、かつ、位相差が９０度以上１８０度以下であってもよい。図７に示す例では、第一交流電圧と第二交流電圧とは、位相差が１８０度である。これにより、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を最大とすることができる。なお、ここで、当該位相差が１８０度であるとの記載は、当該位相差が１８０度に完全に一致する場合だけを限定的に意味するわけではなく、当該位相差が実質的に１８０度である場合も含む。例えば、当該位相差が、１７０度以上１９０度以下であってもよい。
　続いて、第三電極要素１３にこのような第二交流電圧が供給されることによる作用について図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。
　図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ本実施の形態に係る第一電極１０及び比較例に係る電極によって形成される電界強度Ｅの分布を示すグラフである。図８Ａ及び図８Ｂの縦軸は、電界強度Ｅを示し、横軸は、第一電極１０又は比較例に係る電極のＸ軸方向における位置を示す。ここで、電界強度Ｅは、電界のＸ軸方向成分とＺ軸方向成分とを合成した電界ベクトルの大きさを意味する。図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ本実施の形態に係る第一電極１０及び比較例に係る電極によって形成されるＸ軸方向における電界成分の強度Ｅｘ（絶対値）の分布を示すグラフである。図９Ａ及び図９Ｂの縦軸は、電界強度Ｅｘ（絶対値）を示し、横軸は、第一電極１０又は比較例に係る電極のＸ軸方向における位置を示す。図８Ａ～図９Ｂに示すグラフはいずれもシミュレーションによって求められている。なお、各グラフの下方には、第一電極１０及び比較例に係る電極の断面が示されている。各グラフの横軸の位置と、各グラフの下方に示される電極の位置とがそれぞれ対応する。ここで、比較例の電極として、図８Ｂ及び図９Ｂの各グラフの下方に示すように、第一誘電体１４の第一裏面１４ｒ全面に第二電極要素１２ａが配置されたものを用いている。また、各図において、第一電極１０又は電極からの距離ｚが０ｍｍ、０．０１ｍｍ及び０．０３ｍｍの位置における電界強度が示されている。
　図８Ａ及び図９Ａに示すように、本実施の形態に係る第一電極１０によれば、比較例に係る電極より、隣り合う二つの第一電極要素１１の間における電界強度Ｅ、特に、Ｘ軸方向、つまり、複数の第一電極要素１１の配列方向における電界強度Ｅｘを高めることができる（各グラフの破線で囲まれた部分参照）。これにより、第一電極１０に付着した粒子９０の離脱を促進することができる。なお、図９Ａに示すように、第三電極要素１３の上方には、電界強度Ｅｘが弱い領域が形成されるため、第三電極要素１３のＸ軸方向の幅は、例えば、第二電極要素１２のＸ軸方向の幅より小さくてもよい。
　ここで、Ｘ軸方向における電界強度Ｅｘによる帯電した粒子９０ｐの離脱促進効果について、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、第一電極１０に付着している帯電した粒子９０ｐにＺ軸方向の電界Ｅｚ及びＸ軸方向の電界Ｅｘが印加される場合に、粒子９０ｐに加わる力の関係を示す模式図である。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂには、粒子９０ｐを第一電極１０から最も離脱させにくい場合を示す例として、重力ＦｇがＺ軸の正から負に向かう向きに作用されている場合を示す例が示されている。
　図１０Ａに示すように、帯電した粒子９０ｐに、Ｚ軸方向、つまり、第一電極１０から第二電極２０に向かう方向の電界Ｅｚが印加されることによって、帯電した粒子９０ｐを第一電極１０から離脱させる向きに静電力Ｆｅ（ｚ）が加わる。静電力Ｆｅ（ｚ）は、電界Ｅｚによって帯電した粒子９０ｐに加わるＺ軸方向の力であり、粒子９０ｐの電荷量ｑを用いて、Ｆｅ（ｚ）＝ｑ×Ｅｚが成り立つ。ここで、帯電した粒子９０ｐには、重力Ｆｇに加えて、比較的強い付着力Ｆａが加わっているため、帯電した粒子９０ｐを離脱させるには、これらの力を上回る静電力Ｆｅ（ｚ）を印加する必要がある。なお、付着力Ｆａは、主にファンデルワールス力Ｆｖと鏡像力Ｆｅｉの和で表される。
　一方、図１０Ｂに示すように、帯電した粒子９０ｐに、Ｘ軸方向、つまり、複数の第一電極要素１１の配列方向の電界Ｅｘを印加することによって、帯電した粒子９０ｐにＸ軸方向に静電力Ｆｅ（ｘ）＝ｑ×Ｅｘを加えることができる。ここで、帯電した粒子９０ｐにＸ軸方向に加わる力は、付着力Ｆａより大幅に弱い分離抵抗力Ｆｓだけであるため、比較的弱い電界Ｅｘによって帯電した粒子９０ｐを第一電極１０から離脱させることができる。
　以上のように、本実施の形態に係る電気集塵装置１００では、１以上の第三電極要素１３と複数の第二電極要素１２との間に第二交流電圧を印加することによって、帯電した粒子９０ｐの離脱を促進できる。
　なお、図７に示す例では、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間、及び、第三電極要素１３と第二電極要素１２との間に、それぞれ、正弦波状の第一交流電圧及び第二交流電圧を印加したが、各交流電圧の波形は、正弦波状に限定されない。例えば、三角波であってもよいし、台形波であってもよい。
　上述した本実施の形態に係る電気集塵装置１００の動作の流れについて図１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。
　図１１に示すように、電気集塵装置１００の制御部５は、まず、集塵モードで電圧供給回路４を制御することによって、集塵動作を行う（Ｓ１０）。これにより、上述のとおり、第一電極１０で帯電した粒子９０ｐが捕捉される。
　次に、制御部５は、クリーニングモードで電圧供給回路４を制御することによって、クリーニング動作を行う（Ｓ２０）。これにより、上述の通り、第一電極１０から粒子９０ｐ（又は粒子９０）が除去される。
　以上のような動作により、本実施の形態に係る電気集塵装置１００は、気体中の帯電した粒子９０ｐを捕捉し、かつ、捕捉した粒子を速やかにかつ効率的に除去できる。
　［１－３．第一電極要素の構成］
　次に、本実施の形態に係る第一電極要素の構成について、図１２を用いて説明する。図１２は、本実施の形態に係る第一電極要素１１の、第一表面１４ｆの平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。
　図１２に示すように、複数の第一電極要素１１の各々は、細長い線状の形状を有する。つまり、複数の第一電極要素１１は、ストライプ状の形状を有する。第一電極１０は、第一電極要素１１に電気的に接続されたパッド電極１５及び接続電極１６を有する。パッド電極１５は、パッド状の形状を有する電極であり、電圧供給回路４と接続される。接続電極１６は、複数の第一電極要素１１の各々とパッド電極１５とを電気的に接続する電極である。これにより、パッド電極１５から接続電極１６を介して第一電極要素１１に電圧が供給される。
　本実施の形態に係る第一電極要素１１が図１２に示すような形状を有することにより、第一電極要素１１が一つの平板状の形状を有する場合より、第一電極要素１１の周縁の長さを大きくできる。クリーニングモードにおいて発生させる沿面放電は、第一電極要素１１の周縁において発生するため、本実施の形態では、第一電極要素１１が一つの平板状の形状を有する場合より、沿面放電が発生する領域を増大させることができる。
　また、第一電極要素１１の形状は、図１２に示される形状に限定されず、例えば、第一電極要素１１の形状は、湾曲していてもよい。
　［１－４．変形例］
　本実施の形態の変形例に係る電気集塵装置について説明する。本変形例に係る電気集塵装置は、集塵モードにおける第一電極１０の各電極要素への供給電圧において実施の形態１に係る電気集塵装置１００と相違する。以下、本変形例に係る電気集塵装置について図１３Ａ～図１３Ｃを用いて説明する。図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１３Ｃは、それぞれ実施の形態１、変形例１及び変形例２に係る電気集塵装置の第一電極１０における粒子９０の堆積状態を示す模式図である。
　実施の形態１に係る電気集塵装置１００においては、第一電極１０の各電極要素には、グランド電位が供給される。このため、図１３Ａに示すように、粒子９０は、第一電極１０上にほぼ均一に堆積される。
　変形例１に係る第一電極１０においては、第一電極要素１１及び第二電極要素１２には、グランド電位が供給され、第三電極要素１３にグランド電位より高く第二電極２０に印加される電圧より低い電圧が供給される。したがって、第一電極要素１１の上方には、第三電極要素１３の上方より電界強度が強い領域が形成される。このため、図１３Ｂに示すように、第一電極要素１１の上方においては、第三電極要素１３より粒子９０の堆積量が多い。
　変形例２に係る第一電極１０においては、第一電極要素１１及び第二電極要素１２には、グランド電位が供給され、第三電極要素１３にグランド電位より低い電圧が供給される。したがって、第三電極要素１３の上方には、第一電極要素１１の上方より電界強度が強い領域が形成される。このため、図１３Ｂに示すように、第三電極要素１３の上方においては、第一電極要素１１上より粒子９０の堆積量が多い。
　変形例１及び変形例２に係る第一電極１０のように、第一電極１０上の粒子９０の堆積量が不均一である場合には、実施の形態１に係る第一電極１０のように、第一電極１０上の粒子９０の堆積量が均一である場合より、粒子９０が離脱しやすい。これは、粒子９０の堆積量が均一である場合には、第一誘電体１４の第一表面１４ｆに平行な方向に粒子９０に力が加わる場合に、当該粒子９０の周囲に位置する他の粒子９０によって、当該粒子９０の移動が阻害されるためであると推測される。
　以上のように、各変形例に係る電気集塵装置の集塵モードにおいて、第一電極要素１１に印加する電圧は、第三電極要素１３に印加する電圧と異なる。これにより、各変形例に係る電気集塵装置において、実施の形態１に係る電気集塵装置１００より、第一電極１０から粒子９０を容易に離脱させることができる。したがって、クリーニングモードにおいて第一電極１０の各電極要素に供給する電圧を低減できる。
　［１－５．まとめ］
　以上のように、本実施の形態に係る電気集塵装置１００は、粒子を含み所定方向に流れる気体から粒子を捕捉する。電気集塵装置１００は、互いに離隔して配列される複数の第一電極要素１１と、互いに離隔して配列される複数の第二電極要素１２と、１以上の第三電極要素１３と、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間に配置された第一誘電体１４とを有する第一電極１０と、第一電極１０と対向して配置される第二電極２０と、第一電極１０及び第二電極２０に電圧を供給する電圧供給回路４と、電圧供給回路４を制御する制御部５とを備える。複数の第二電極要素１２の各々は、複数の第一電極要素１１の各々と対向して配置される。１以上の第三電極要素１３の各々は、複数の第一電極要素１１のうち、隣り合う二つの第一電極要素１１の間に、複数の第一電極要素１１及び複数の第二電極要素１２から離隔して配置される。制御部５は、帯電した粒子を第一電極１０で捕捉する集塵モードと、第一電極１０で捕捉された粒子を第一電極１０から離脱させるクリーニングモードとを有する。
　このような電気集塵装置１００によれば、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２０との間に電圧を印加することで、帯電した粒子９０ｐを捕捉することができる。また、第一電極要素１１と、第一電極要素１１と対向して配置される第二電極要素１２とを備えることにより、クリーニングモードにおいて、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間に交流電圧を印加することで、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間で沿面放電を発生させることができる。これにより、捕捉した粒子９０ｐ（又は粒子９０）を第一電極１０から速やかにかつ効率的に除去することが可能になる。また、沿面放電を発生させることにより、第一電極１０で捕捉されて電荷を失った粒子９０を再度帯電させることができるため、静電力を用いて粒子９０を第一電極１０から除去することができる。
　さらに、第一電極要素１１と第三電極要素１３との間に電圧を印加することで、隣り合う第一電極要素１１間において印加される電界強度を高めることができる。これにより、第一電極１０に付着した粒子のうち、より多くの粒子を除去できる。
　また、電気集塵装置１００において、電圧供給回路４は、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２０との間に電圧を供給してもよい。電圧供給回路４は、クリーニングモードにおいて、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間に第一交流電圧を供給することによって、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間で沿面放電Ｐを発生させてもよい。
　これにより、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２０との間に電界を形成し、当該電界による静電力を用いて、帯電した粒子を第一電極１０で捕捉できる。また、クリーニングモードにおいて、沿面放電を発生させることにより、第一電極１０で捕捉されて電荷を失った粒子９０を再度帯電させることができるため、静電力を用いて粒子９０を第一電極１０から除去することができる。
　また、電気集塵装置１００において、電圧供給回路４は、クリーニングモードにおいて、さらに、１以上の第三電極要素１３と複数の第二電極要素１２との間に第二交流電圧を供給してもよい。複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差は、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より大きくてもよい。
　これにより、隣り合う二つの第一電極要素１１の間における電界強度Ｅ、特に、複数の第一電極要素１１の配列方向における電界強度Ｅｘを高めることができる。したがって、第一電極１０に付着した粒子９０の離脱を促進することができる。
　また、電気集塵装置１００において、第一交流電圧と第二交流電圧とは、周期が同一であり、かつ、位相差が９０度以上１８０度以下であってもよい。
　これにより、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より確実に大きくすることができる。
　また、電気集塵装置１００において、第一交流電圧と第二交流電圧とは、位相差が１８０度であってもよい。
　これにより、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を、最大とすることができる。
　また、電気集塵装置１００において、第一誘電体１４は、第二電極２０側に配置された主面である第一表面１４ｆと、第一表面１４ｆの裏側に配置された主面である第一裏面１４ｒとを有してもよい。複数の第一電極要素１１は、第一表面１４ｆに配置され、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３は、第一裏面１４ｒに配置されてもよい。
　これにより、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の絶縁を維持しつつ、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２とを接近させることができる。したがって、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。また、第一表面１４ｆ及び第一裏面１４ｒにおいて捕捉した粒子が付着又は堆積した状態でも、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３との間で、当該粒子を介した異常放電が発生することを抑制できる。
　また、電気集塵装置１００において、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第一電極要素１１の各々の幅は、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第二電極要素１２の各々の幅より小さくてもよい。
　これにより、第一電極要素１１の周縁に対向する位置に第二電極要素１２を配置できるため、当該第一電極要素１１と対向する第二電極要素１２との距離を第一誘電体１４の厚さ程度に低減できる。したがって、第一電極要素１１の周縁と第二電極要素１２との間で発生する沿面放電の放電開始電圧を低減できる。
　また、電気集塵装置１００において、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第二電極要素１２の各々の幅は、複数の第一電極要素１１の配列方向における１以上の第三電極要素１３の各々の幅より大きくてもよい。
　このように、第三電極要素１３の幅を低減することによって、第三電極要素１３の上方に形成されるＸ軸方向の電界が弱い領域を削減できる。
　また、電気集塵装置１００の集塵モードにおいて、複数の第一電極要素１１に印加する電圧は、１以上の第三電極要素１３に印加する電圧と異なってもよい。
　これにより、電気集塵装置１００において、第一電極１０から粒子９０を容易に離脱させることができる。したがって、クリーニングモードにおいて第一電極１０の各電極要素に供給する電圧を低減できる。
　また、電気集塵装置１００において、第一表面１４ｆの平面視において、複数の第一電極要素１１は、ストライプ状の形状を有してもよい。
　これにより、第一電極要素１１が一つの平板状の形状を有する場合より、第一電極要素１１の周縁の長さを大きくできる。したがって、第一電極要素１１が一つの平板状の形状を有する場合より、沿面放電が発生する領域を増大させることができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２に係る電気集塵装置について説明する。本実施の形態に係る電気集塵装置は、集塵モードにおいて、集塵部の第一電極及び第二電極の両方で帯電した粒子を捕捉する。また、本実施の形態に係る電気集塵装置は、クリーニングモードにおいて、集塵部の第一電極及び第二電極の両方で粒子を除去する。以下、本実施の形態に係る電気集塵装置について、実施の形態１に係る電気集塵装置１００との相違点を中心に説明する。
　［２－１．電気集塵装置の構成］
　本実施の形態に係る電気集塵装置の構成について図１４を用いて説明する。図１４は、本実施の形態に係る電気集塵装置２００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図１４に示すように、本実施の形態に係る電気集塵装置２００は、実施の形態１に係る電気集塵装置１００と同様に、集塵部２０１と、帯電部２と、電源回路３と、電圧供給回路２０４と、制御部２０５とを備える。このように、本実施の形態に係る電気集塵装置２００は、集塵部２０１、電圧供給回路２０４及び制御部２０５の構成において、実施の形態１に係る電気集塵装置１００と相違する。以下、これらの相違点について説明する。
　集塵部２０１の構成について、図１５を用いて説明する。図１５は、本実施の形態に係る集塵部２０１の第一電極１０及び第二電極２２０の構成を示す断面図である。図１５には、第一電極１０及び第二電極２２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。本実施の形態に係る第一電極１０は、実施の形態１に係る第一電極１０と同様の構成を有する。
　本実施の形態に係る第二電極２２０は、互いに離隔して配列される複数の第四電極要素２２４と、互いに離隔して配列される複数の第五電極要素２２５と、１以上の第六電極要素２２６と、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間に配置された第二誘電体２２７とを有する。複数の第五電極要素２２５の各々は、複数の第四電極要素２２４の各々と対向して配置される。１以上の第六電極要素２２６の各々は、複数の第四電極要素２２４のうち、隣り合う二つの第四電極要素２２４の間に、複数の第四電極要素２２４及び複数の第五電極要素２２５から離隔して配置される。なお、本実施の形態では、第五電極要素２２５と第六電極要素２２６との間には、誘電体２２７ａが配置されるが、第五電極要素２２５と第六電極要素２２６とは、絶縁されていればよく、必ずしも誘電体２２７ａが配置されていなくてもよい。
　本実施の形態に係る複数の第四電極要素２２４、複数の第五電極要素２２５、１以上の第六電極要素２２６及び第二誘電体２２７は、それぞれ、実施の形態１に係る第一電極１０の複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２、１以上の第三電極要素１３及び第一誘電体１４と同様の構成を有する。言い換えると、第二電極２２０は、第一電極１０と同様の構成を有する。第二誘電体２２７は、第一電極１０側に配置された主面である第二表面２２７ｆと、第二表面２２７ｆの裏側に配置された主面である第二裏面２２７ｒとを有する。複数の第四電極要素２２４は、第二誘電体２２７の第二表面２２７ｆに配置され、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６は、第二誘電体２２７の内部又は第二裏面２２７ｒに配置される。本実施の形態では、図１５に示すように、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６は、第二裏面２２７ｒに配置される。これにより、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間の絶縁を維持しつつ、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５とを接近させることができる。したがって、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。
　制御部２０５は、電圧供給回路２０４を制御する。本実施の形態では、制御部２０５は、第一電極１０及び第二電極２２０の両方で帯電した粒子を捕捉する集塵モードと、第一電極１０及び第二電極２２０で捕捉された粒子をそれぞれ第一電極１０及び第二電極２２０から離脱させるクリーニングモードとを有する。
　電圧供給回路２０４は、第一電極１０及び第二電極２２０に電圧を供給する。本実施の形態では、電圧供給回路２０４は、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２２０との間に交流電圧を供給する。
　また、電圧供給回路２０４は、クリーニングモードにおいて、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間に第一交流電圧を供給することによって、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間で沿面放電を発生させる。また、電圧供給回路２０４は、１以上の第三電極要素１３と複数の第二電極要素１２との間に第二交流電圧を供給する。ここで、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差は、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より大きい。複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より大きくするために、第一交流電圧と第二交流電圧とは、周期が同一であり、かつ、位相差が９０度以上１８０度以下であってもよい。本実施の形態では、第一交流電圧と第二交流電圧とは、位相差が１８０度である。これにより、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を最大とすることができる。
　また、電圧供給回路２０４は、クリーニングモードにおいて、第四電極要素２２４と第五電極要素２２５との間に第三交流電圧を供給することによって、第四電極要素２２４と第五電極要素２２５との間で沿面放電を発生させる。また、電圧供給回路２０４は、１以上の第六電極要素２２６と複数の第五電極要素２２５との間に第四交流電圧を供給する。ここで、複数の第四電極要素２２４と１以上の第六電極要素２２６との間の最大電位差は、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間の最大電位差より大きい。複数の第四電極要素２２４と１以上の第六電極要素２２６との間の最大電位差を、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間の最大電位差より大きくするために、第三交流電圧と第四交流電圧とは、周期が同一であり、かつ、位相差が９０度以上１８０度以下であってもよい。本実施の形態では、第三交流電圧と第四交流電圧とは、位相差が１８０度である。これにより、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を最大とすることができる。また、第三交流電圧及び第四交流電圧は、それぞれ、第一交流電圧及び第二交流電圧と同一であってもよい。
　［２－２．電気集塵装置の動作］
　本実施の形態に係る電気集塵装置２００の動作を説明する。
　まず、集塵モードにおける動作について図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１７を用いて説明する。図１６Ａ及び図１６Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置２００の集塵モードにおける第一電極１０及び第二電極２２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図１６Ａ及び図１６Ｂにおいては、第一電極１０及び第二電極２２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図１６Ａ及び図１６Ｂは、それぞれ第二電極２２０に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）及び負の高電位（－Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。
　図１７は、本実施の形態に係る電気集塵装置２００の集塵モードにおいて第一電極１０及び第二電極２２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。第一電極１０に供給される電圧は、複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３に供給される。また、第二電極２２０に供給される電圧は、複数の第四電極要素２２４、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６に供給される。
　図１７に示すように、集塵モードにおいては、電圧供給回路２０４は、第一電極１０と第二電極２２０との間に交流電圧を供給する。本実施の形態では、電圧供給回路２０４は、第一電極１０の複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３にグランド電位を供給する。つまり、複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３の電位はいずれも０Ｖとなる。また、第二電極２２０の複数の第四電極要素２２４、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６には、交流電位が供給される。本実施の形態では、第二電極２２０の複数の第四電極要素２２４、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６には、第一電極１０と第二電極２２０との距離が４ｍｍ程度である場合は、最大電界が１ｋＶ／ｍｍ、周波数が０．１Ｈｚ以上１Ｈｚ以下程度の交流電位が供給される。なお、図１７に示す例では、第二電極２２０に供給する電位の波形は矩形であるが、電位の波形は、矩形に限定されない。例えば、電位の波形は台形波などでもよい。
　図１６Ａに示すように、第二電極２２０に正の高電位が供給される場合の動作は、実施の形態１に係る集塵モードの動作と同様である。また、図１６Ｂに示すように、第二電極２２０に負の高電位が供給される場合の動作は、図１６Ａに示す例と異なり、第一電極１０から第二電極２２０へ向かう電界が形成される。なお、図１６Ａ及び図１６Ｂにおいて、電界の向きが破線矢印で示されている。このような電界中に帯電した粒子９０ｐが流入すると、図１６Ｂに示すように、帯電した粒子９０ｐが電界によって静電力を受け、第二電極２２０へ向かう力を受ける。したがって、帯電した粒子９０ｐは、第二電極２２０によって捕捉される。第二電極２２０によって捕捉された粒子９０ｐの多くは、電荷を失い、粒子９０となる。
　以上のように、本実施の形態に係る集塵モードにおいては、第一電極１０及び第二電極２２０の両方で、帯電した粒子を捕捉する。本実施の形態では、第一電極１０だけでなく第二電極２２０でも帯電した粒子を捕捉できるため、実施の形態１に係る電気集塵装置１００より、第一電極１０に堆積する粒子の量を低減できる。したがって、本実施の形態では、集塵モードの連続運転可能時間をより長くできる。
　次に、クリーニングモードにおける動作について図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１９を用いて説明する。図１８Ａ及び図１８Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置２００のクリーニングモードにおける第一電極１０及び第二電極２２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図１８Ａ及び図１８Ｂにおいては、第一電極１０及び第二電極２２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図１８Ａは、第一電極要素１１及び第四電極要素２２４に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）が供給され、第三電極要素１３及び第六電極要素２２６に負の高電位（－Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。図１８Ｂは、第一電極要素１１及び第四電極要素２２４に負の高電位（－Ｈ．Ｖ．）が供給され、第三電極要素１３及び第六電極要素２２６に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。なお、本実施の形態では、第二電極要素１２及び第五電極要素２２５には、常にグランド電位が供給されている。
　図１９は、本実施の形態に係る電気集塵装置２００のクリーニングモードにおいて第一電極１０及び第二電極２２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図１９においては、第一電極１０及び第二電極２２０に供給される電圧として第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３、並びに、第四電極要素２２４、第五電極要素２２５及び第六電極要素２２６に供給される電圧が示されている。
　本実施の形態に係る第一電極１０における動作は、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、実施の形態１に係る第一電極１０における動作と同様である。また、本実施の形態に係る第二電極２２０における動作も、実施の形態１に係る第一電極１０における動作と同様である。第二電極２０の第四電極要素２２４、第五電極要素２２５及び第六電極要素２２６が、それぞれ、第一電極１０の第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３と同様の機能を有する。
　これにより、本実施の形態に係るクリーニングモードでは、第一電極１０及び第二電極２２０の両方において、集塵モードで捕捉された粒子を除去できる。
　［２－３．まとめ］
　以上のように、本実施の形態に係る電気集塵装置２００において、電圧供給回路２０４は、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２２０との間に交流電圧を供給する。
　これにより、第一電極１０だけでなく第二電極２２０でも帯電した粒子を捕捉できるため、第一電極１０に堆積する粒子の量を低減できる。このため、本実施の形態では、実施の形態１に係る電気集塵装置１００より、第一電極１０に堆積する粒子の量を低減できる。したがって、本実施の形態では、集塵モードの連続運転可能時間をより長くできる。
　電気集塵装置２００において、第二電極２２０は、互いに離隔して配列される複数の第四電極要素２２４と、互いに離隔して配列される複数の第五電極要素２２５と、１以上の第六電極要素２２６と、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間に配置された第二誘電体２２７とを有してもよい。複数の第五電極要素２２５の各々は、複数の第四電極要素２２４の各々と対向して配置されてもよい。１以上の第六電極要素２２６の各々は、複数の第四電極要素２２４のうち、隣り合う二つの第四電極要素２２４の間に、複数の第四電極要素２２４及び複数の第五電極要素２２５から離隔して配置されてもよい。
　このような電気集塵装置２００によれば、第一電極１０と第二電極２０との間に電圧を印加することで、帯電した粒子９０ｐを捕捉することができる。また、第四電極要素２２４と、第四電極要素２２４と対向して配置される第五電極要素２２５とを備えることにより、第四電極要素２２４と第五電極要素２２５との間に交流電圧を印加することで、第四電極要素２２４と第五電極要素２２５との間で沿面放電を発生させることができる。これにより、捕捉した粒子９０ｐ（又は粒子９０）を第二電極２２０から速やかにかつ効率的に除去することが可能になる。また、沿面放電を発生させることにより、第二電極２２０で捕捉されて電荷を失った粒子９０を再度帯電させることができるため、静電力を用いて粒子９０を第二電極２２０から除去することができる。
　さらに、第四電極要素２２４と第六電極要素２２６との間に電圧を印加することで、隣り合う第四電極要素２２４間において印加される電界強度を高めることができる。これにより、第二電極２２０に付着した粒子のうち、より多くの粒子を除去できる。
　また、電気集塵装置２００において、電圧供給回路２０４は、クリーニングモードにおいて、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間に第三交流電圧を供給することによって、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間で沿面放電Ｐを発生させてもよい。
　これにより、クリーニングモードにおいて、第二電極２２０で捕捉した粒子を速やかにかつ効率的に除去することが可能になる。また、本実施の形態では、沿面放電により、第二電極２２０で捕捉されて電荷を失った粒子を再度帯電させることができるため、静電力を用いて第二電極２２０から除去することができる。
　電気集塵装置２００において、電圧供給回路２０４は、クリーニングモードにおいて、さらに、１以上の第六電極要素２２６と複数の第五電極要素２２５との間に第四交流電圧を供給し、複数の第四電極要素２２４と１以上の第六電極要素２２６との間の最大電位差は、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間の最大電位差より大きくてもよい。
　これにより、隣り合う二つの第四電極要素２２４の間における電界強度Ｅ、特に、複数の第四電極要素２２４の配列方向における電界強度を高めることができる。したがって、第二電極２２０に付着した粒子９０の離脱を促進することができる。
　電気集塵装置２００において、第二誘電体２２７は、第一電極１０側に配置された主面である第二表面２２７ｆと、第二表面２２７ｆの裏側に配置された主面である第二裏面２２７ｒとを有してもよい。複数の第四電極要素２２４は、第二表面２２７ｆに配置され、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６は、第二裏面２２７ｒに配置されてもよい。
　これにより、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間の絶縁を維持しつつ、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５とを接近させることができる。したがって、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。また、第二表面２２７ｆ及び第二裏面２２７ｒにおいて捕捉した粒子が付着又は堆積した状態でも、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６との間で、当該粒子を介した異常放電が発生することを抑制できる。
　（実施の形態３）
　［３－１．電気集塵装置の構成］
　実施の形態３に係る電気集塵装置の構成について図２０及び図２１を用いて説明する。図２０は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図２１は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の全体構成の一例を示す模式的な斜視図である。
　本実施の形態に係る電気集塵装置３００は、粒子を含み所定方向に流れる気体から粒子を捕捉する。当該気体は、特に限定されないが、本実施の形態では、当該気体として空気を用いる。電気集塵装置３００は、気体の経路内に配置される。例えば、電気集塵装置３００は、換気装置の一部として、換気システムにおける給気ダクト内等に設置され、給気ダクトに流入する気体中の粒子の少なくとも一部を捕捉して、清浄化された気体を吐出する。
　図２０に示すように、電気集塵装置３００は、機能的には、気体中の帯電した粒子を捕捉する集塵部３０１と、気体中の粒子を帯電させる帯電部３０２と、帯電部３０２等に電力を供給する電源回路３０３とを備える。電気集塵装置３００は、さらに、集塵部３０１に電圧を供給する電圧供給回路３０４と、電圧供給回路３０４が供給する電圧を制御する制御部３０５とを備える。
　図２１に示すように、構造的には、電気集塵装置３００では、気体の流れの方向における帯電部３０２の下流に、集塵部３０１が配置される。気体は、電気集塵装置３００の外部に配置された送風機等によって、帯電部３０２及び集塵部３０１に導入されてもよい。なお、送風機は電気集塵装置３００の内部に配置されてもよい。
　ここで、図２１以降の各図において、気体が流れる方向をＸ軸方向としている。本実施の形態では、Ｘ軸正方向に気体が流れる。Ｘ軸に垂直な鉛直方向をＹ軸方向とし、上方から下方に向かう方向を、Ｙ軸正方向としている。Ｘ軸及びＹ軸に垂直な水平方向をＺ軸方向としている。上記鉛直方向及び水平方向は、電気集塵装置３００が配置される向きを制限しない。電気集塵装置３００は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向をいかなる向きにして配置されてもよい。ここで、Ｘ軸正方向は、所定の方向の一例であり、Ｙ軸方向は、所定の方向と異なる方向の一例である。
　図２０及び図２１を参照すると、帯電部３０２は、電気集塵装置３００に流入する気体中の粒子９０を帯電させる。帯電部３０２は、互いに対向して配置された高電位電極３３０と低電位電極３４０とを備える。本実施の形態では、帯電部３０２は、高電位電極３３０と低電位電極３４０との間でコロナ放電を発生することによって、放電空間中を通過する粒子９０の大部分を正に帯電させる。このように、帯電部３０２は正に帯電した粒子９０ｐを生成する。なお、帯電部３０２は、粒子９０を負に帯電させることによって、負に帯電した粒子を生成してもよい。
　高電位電極３３０は、低電位電極３４０よりも高い電位が印加され、この電位差に起因して、高電位電極３３０と低電位電極３４０との間で放電を発生させる。高電位電極３３０は、例えばステンレス、タングステン等の導電性金属で構成され、電界が集中するように、本実施の形態では、細長い棒状の形状を有する。なお、高電位電極３３０は、平板等のいかなる形状を有してもよい。低電位電極３４０は、例えばステンレス、アルミニウム等の導電性金属で構成される。本実施の形態では、低電位電極３４０は、平板状の形状を有するが、いかなる形状でもよい。
　複数の低電位電極３４０が、互いに対向して、具体的には、互いに平行に、Ｚ軸方向に並んで配置されている。さらに、複数の低電位電極３４０は、ＸＹ平面と平行に配置され、これらの間にＸ軸方向の気体の流路を形成する。つまり、各低電位電極３４０は、その主面が気体の流れの方向に沿うように配置される。また、複数の高電位電極３３０が、低電位電極３４０の間で、低電位電極３４０の主面と平行に且つ対向して配置されている。
　各高電位電極３３０は、Ｙ軸方向を軸方向として配置される。高電位電極３３０と低電位電極３４０との間の距離は、例えば１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度である。高電位電極３３０には、例えば５ｋＶ以上１０ｋＶ以下程度の電位が印加され、低電位電極３４０は、例えば接地され得る。
　図２０及び図２１を参照すると、集塵部３０１は、帯電部３０２を通過後の気体中の帯電した粒子を捕捉する。本実施の形態では、集塵部３０１は、正に帯電した粒子９０ｐを捕捉する。集塵部３０１は、１以上の第一電極３１０及び１以上の第二電極３２０を備える。板状の第一電極３１０及び第二電極３２０は、互いに対向して、具体的には、互いに間隔をあけて平行に、Ｚ軸方向に並んで配置されている。本実施の形態では、集塵部３０１は、複数の第一電極３１０及び複数の第二電極３２０を備え、複数の第一電極３１０及び複数の第二電極３２０は、Ｚ軸方向に交互に配置されている。複数の第一電極３１０及び複数の第二電極３２０は、低電位電極３４０と同様の向きで、ＸＹ平面と平行に配置され、これらの間にＸ軸方向の気体の流路を形成する。つまり、第一電極３１０及び第二電極３２０のそれぞれは、その主面が気体の流れの方向に沿うように配置される。よって、低電位電極３４０の間を通過した気体は、第一電極３１０及び第二電極３２０の間に、スムーズに流入する。第一電極３１０と第二電極３２０との間の距離は、第一電極３１０及び第二電極３２０に供給される電圧に応じて、適宜設定されればよい。例えば、第一電極３１０と第二電極３２０との間の最大電界が、１ｋＶ／ｍｍ程度となるように設定される。本実施の形態では、当該距離は４ｍｍ程度である。
　第一電極３１０及び第二電極３２０の詳細な構成について図２２を用いて説明する。図２２は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の第一電極３１０及び第二電極３２０の構成を示す断面図である。図２２には、第一電極３１０及び第二電極３２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。
　図２２に示すように、第一電極３１０は、１以上の第一電極要素３１１と、１以上の第二電極要素３１２と、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の間に配置された第一誘電体３１３とを有する。第二電極３２０は、第一電極３１０と対向して配置される。第一誘電体３１３は、第二電極３２０側に配置された主面である第一表面３１３ｆと、第一表面３１３ｆの裏側に配置された主面である第一裏面３１３ｒとを有する。第一電極要素３１１は、第一誘電体３１３の第一表面３１３ｆに配置される。第二電極要素３１２は、第一誘電体３１３の内部又は第一裏面３１３ｒに配置される。本実施の形態では、図２２に示すように、第二電極要素３１２は、第一誘電体３１３の第一裏面３１３ｒに配置される。これにより、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間の絶縁を維持しつつ、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２とを接近させることができる。したがって、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。また、第一表面３１３ｆ及び第一裏面３１３ｒにおいて捕捉した粒子が付着又は堆積した状態でも、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間で、当該粒子を介した異常放電が発生することを抑制できる。
　第一誘電体３１３は、１以上の第一電極要素３１１と、１以上の第二電極要素３１２とを電気的に絶縁し、例えば、粒子が第一電極３１０上に付着し、堆積した場合においても、粒子を介して第一電極要素３１１と第二電極要素３１２とが短絡することを抑制する。第一誘電体３１３を構成する材料は、公知の電気的な絶縁材料の中から適宜選択される。本実施の形態では、第一誘電体３１３は、膜状の誘電体である。第一誘電体３１３の膜厚は、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下程度であり、本実施の形態では、２５μｍ程度である。
　第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２は、銅等の導電材料を主成分として含み、例えば、それぞれ第一誘電体３１３の第一表面３１３ｆ上及び第一裏面３１３ｒ上に形成されたパターン電極である。本実施の形態では、第一電極要素３１１は、複数の細長い線状の電極要素であり、第二電極要素３１２は、第一誘電体３１３の第一裏面３１３ｒのほぼ全面に形成された平板状（又はシート状）の電極要素である。第一電極要素３１１の形状は特に限定されない。第一電極要素３１１の幅（つまり、Ｘ軸方向の寸法）は、例えば、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下程度であり、本実施の形態では０．２ｍｍ程度である。第一電極要素３１１の厚さ（つまり、Ｚ軸方向の寸法）は、例えば５μｍ以上５０μｍ以下程度であり、本実施の形態では、２０μｍ程度である。また、隣り合う第一電極要素３１１の間隔は、例えば、０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下程度であり、本実施の形態では、１ｍｍ程度である。
　また、本実施の形態では、第一電極３１０は、その両面で帯電した粒子を捕捉できるように、二組の第一電極要素３１１及び第一誘電体３１３を有する。より詳しくは、第一電極３１０は、二つの第一誘電体３１３と、二つの第一誘電体３１３の間に配置された第二電極要素３１２と、二つの第一誘電体３１３の各々の第一表面３１３ｆに配置された１以上の第一電極要素３１１とを有する。
　第二電極３２０は、図２２に示すように、単一の平板状の電極であり、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等の導電材料を主成分として含む。なお、第二電極３２０は、例えば、絶縁基板上に形成されたパターン電極であってもよい。
　図２０に戻り、電源回路３０３は、帯電部３０２と、電圧供給回路３０４とに電位を印加する。本実施の形態では、電源回路３０３は、例えば商用交流電源等の系統電源（不図示）から電力の供給を受け、供給された交流電力を直流電力に変換し、直流の電位を帯電部３０２及び電圧供給回路３０４に印加する。例えば、電源回路３０３は、コンバータ回路、トランス等によって、供給された電力を変換及び変圧して出力する。電源回路３０３は、帯電部３０２の高電位電極３３０及び低電位電極３４０にそれぞれ高電位及び低電位を印加する。また、電源回路３０３が電圧供給回路３０４に印加する電位は、帯電部３０２の高電位電極３３０に印加する電位と異なってもよい。
　電圧供給回路３０４は、集塵部３０１における第一電極３１０及び第二電極３２０に電圧を供給する。第一電極３１０及び第二電極３２０は、それぞれ、電圧供給回路３０４から電圧を供給されることによって、第一電極３１０及び第二電極３２０の周囲に電界を生成する。電圧供給回路３０４は、制御部３０５によって制御される。電圧供給回路３０４によって供給される電圧、及び、第一電極３１０及び第二電極３２０の周囲に形成される電界については、後で詳述する。
　制御部３０５は、電圧供給回路３０４を制御する。制御部３０５は、第一電極３１０で帯電した粒子を捕捉する集塵モード、及び、第一電極３１０で捕捉された粒子を第一電極３１０から離脱させるクリーニングモードを有する。制御部３０５が電圧供給回路３０４を制御することによって、集塵モード又はクリーニングモードに対応する電圧が第一電極３１０及び第二電極３２０に供給される。
　制御部３０５は、ＣＰＵ又はＤＳＰ等のプロセッサ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリなどからなる処理回路により構成されてもよい。制御部３０５の一部又は全部の機能は、ＣＰＵ又はＤＳＰがＲＡＭを作業用のメモリとして用いてＲＯＭに記録されたプログラムを実行することによって達成されてもよい。また、制御部３０５の一部又は全部の機能は、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路によって達成されてもよい。制御部３０５の一部又は全部の機能は、上記のソフトウェア機能とハードウェア回路との組み合わせによって構成されてもよい。
　［３－２．電気集塵装置の動作］
　本実施の形態に係る電気集塵装置３００の動作を説明する。具体的には、制御部３０５の集塵モード及びクリーニングモードにおける電圧供給回路３０４、第一電極３１０及び第二電極３２０の動作を中心に説明する。
　まず、集塵モードにおける動作について図２３及び図２４を用いて説明する。図２３は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の集塵モードにおける第一電極３１０及び第二電極３２０の動作を示す模式図である。図２３においては、第一電極３１０及び第二電極３２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。図２４は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の集塵モードにおいて第一電極３１０及び第二電極３２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図２４においては、第一電極３１０に供給される電圧として第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２に供給される電圧が示されている。
　図２３に示すように、集塵モードにおいては、帯電した粒子９０ｐを含み所定方向（本実施の形態では、Ｘ軸方向）に流れる気体から帯電した粒子９０ｐを捕捉する。図２３には、気体が流れる方向である気流の向きが矢印で示されている。
　図２４に示すように、集塵モードにおいては、電圧供給回路３０４は、第一電極３１０と第二電極３２０との間に直流電圧を供給する。具体的には、電圧供給回路３０４は、第一電極３１０の第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２にグランド電位を供給する。つまり、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の電位はいずれも０Ｖとなる。また、第二電極３２０には、正の高電位が供給される。第二電極３２０には、例えば、４ｋＶ程度の高電位が供給される。
　これにより、第二電極３２０から第一電極３１０へ向かう電界が形成される。なお、図２３において、電界の向きが破線矢印で示されている。このような電界中に帯電した粒子９０ｐが流入すると、図２３に示すように、粒子９０ｐが電界によって静電力を受け、第一電極３１０へ向かう力を受ける。したがって、粒子９０ｐは、第一電極３１０によって捕捉される。第一電極３１０によって捕捉された帯電した粒子９０ｐの多くは、電荷を失い、粒子９０となる。なお、第一電極３１０の第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２に供給される電位は、グランド電位に限定されない。例えば、負の電位であってもよいし、第二電極３２０に供給される電位より低い正の電位であってもよい。
　次に、クリーニングモードにおける動作について図２５Ａ、図２５Ｂ及び図２６を用いて説明する。図２５Ａ及び図２５Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置３００のクリーニングモードにおける第一電極３１０及び第二電極３２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図２５Ａ及び図２５Ｂにおいては、第一電極３１０及び第二電極３２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図２５Ａ及び図２５Ｂは、それぞれ第一電極要素３１１に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）及び負の高電位（－Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングでの動作を示す模式図である。図２６は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００のクリーニングモードにおいて第一電極３１０及び第二電極３２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図２６においては、第一電極３１０に供給される電圧として第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２に供給される電圧が示されている。
　図２５Ａ及び図２５Ｂに示すように、クリーニングモードにおいては、第一電極３１０で捕捉された粒子９０を第一電極３１０から離脱させる。なお、上述したとおり、帯電した粒子９０ｐの多くは、第一電極３１０で捕捉されて電荷を失い、粒子９０となっている。このように、電荷を失った粒子９０を第一電極３１０から除去するために、電圧供給回路３０４は、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の間に交流電圧を供給することによって、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２との間で沿面放電を発生させる。具体的には、図２６に示すように、電圧供給回路３０４は、第一電極３１０の第二電極要素３１２及び第二電極３２０にグランド電位を供給し、第一電極３１０の第一電極要素３１１に交流電位を供給する。これにより、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間の電位差が大きいタイミングで第一電極要素３１１の周縁にて沿面放電が発生する。ここで第一電極要素３１１の周縁とは、第一表面３１３ｆの平面視における第一電極要素３１１の端部である。
　図２５Ａに示すように、第一電極要素３１１に正の高電位が供給されるタイミングにおいては、第一電極要素３１１の断面の頂点付近において沿面放電Ｐが発生する。沿面放電Ｐが発生している領域においては、プラズマが生成される。第一電極要素３１１の周縁にて生成されたプラズマ中のイオンのうち、電子などの負イオンは第二電極要素３１２から第一電極要素３１１へ向かう向きに力を受け、正イオンは第一電極要素３１１から第二電極要素３１２へ向かう向きに力を受ける。このため、沿面放電Ｐが発生している第一電極３１０の第一表面３１３ｆ上の領域においては正イオンの方が、負イオンより多い。したがって、第一電極３１０に捕捉されている粒子９０の少なくとも一部は、沿面放電Ｐによって、正に帯電して粒子９０ｐとなる。
　第一電極要素３１１に供給する交流電位の最大値及び周波数は、第一電極３１０において上記動作に適した値に適宜設定されればよい。本実施の形態では、交流電位の最大値は、１ｋＶ以上２ｋＶ以下程度であり、周波数は２５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下程度である。
　続いて、図２５Ｂに示すように、第一電極要素３１１に負の高電位が供給されるタイミングにおいても、沿面放電Ｐが発生する。これにより、粒子９０が負に帯電して粒子９０ｎとなる。また、第一電極要素３１１に負の電位が印加される場合には、第二電極要素３１２から第一電極要素３１１に向かう電界が形成されるため、正に帯電した粒子９０ｐが、第一電極３１０から第二電極３２０へ向かう向きに力を受ける。これにより、粒子９０ｐを第一電極３１０から分離することができる。なお、このような力は、第一電極要素３１１に電位が供給されるタイミングのうち、特に、沿面放電が発生していないとき、つまり、沿面放電によって発生したイオンが少ない場合に最も有効となる。
　以上のようにクリーニングモードにおいては、第一電極３１０で捕捉された粒子９０を帯電させて、第一電極３１０から分離することができる。このように分離された粒子９０ｐは、重力を用いて集塵部３０１から除去されてもよいし、上記の所定の方向（Ｘ軸方向）と異なる方向に気流を発生させることで除去されてもよい。このために、電気集塵装置３００は、別途送風機を備えてもよい。なお、捕捉された粒子９０を除去するために、放電によって、粒子９０を燃焼又は分解することも可能であるが、粒子９０を燃焼又は分解するためには、上述のように、電極から除去する場合と比べて長い時間を要する。このため、気体中の粒子の密度が高い場合、電気集塵装置３００に流入する気体量が多い場合などには、この方法は適さない。また、この方法では、高電圧を比較的長時間にわたって供給する必要があるため、消費電力が大きくなる。さらに、この方法では、強い放電が必要であるため、それに耐え得る耐久性の高い電極が必要となる。一方、本実施の形態では、必ずしも粒子９０を燃焼又は分解する必要はないため、気体中の粒子の密度が高い場合、及び、電気集塵装置３００に流入する気体量が多い場合においても利用可能である。さらに、本実施の形態では、上記方法より消費電力を抑制できる。また、本実施の形態では、微弱な沿面放電を発生させるだけでよいため、各電極要素に要求される耐久性は上記方法を用いる場合より低くてよい。
　なお、図２６に示す例では、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間に正弦波状の交流電圧を印加したが、交流電圧の波形は、正弦波状に限定されない。例えば、三角波であってもよいし、台形波であってもよい。
　上述した本実施の形態に係る電気集塵装置３００の動作の流れについて図２７を用いて説明する。図２７は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の動作の流れを示すフローチャートである。
　図２７に示すように、電気集塵装置３００の制御部３０５は、まず、集塵モードで電圧供給回路３０４を制御することによって、集塵動作を行う（Ｓ３１０）。これにより、上述のとおり、第一電極３１０で帯電した粒子９０ｐが捕捉される。
　次に、制御部３０５は、クリーニングモードで電圧供給回路３０４を制御することによって、クリーニング動作を行う（Ｓ３２０）。これにより、上述の通り、第一電極３１０から粒子９０ｐ（又は粒子９０）が除去される。
　以上のような動作により、本実施の形態に係る電気集塵装置３００は、気体中の帯電した粒子９０ｐを捕捉し、かつ、捕捉した粒子を速やかにかつ効率的に除去できる。
　［３－３．第一電極の構成］
　次に、本実施の形態に係る電気集塵装置３００における集塵動作をより効果的に行うための第一電極３１０の第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の構成について説明する。
　まず、第一電極３１０と第二電極３２０との間に形成される電界について、図２８及び図２９を用いて説明する。図２８及び図２９は、それぞれ本実施の形態及び比較例に係る第一電極と第二電極との間に、集塵モードにおいて形成される電界分布の概要を示す模式図である。図２８及び図２９においては、電界分布が破線矢印で示されている。
　図２８に示されるように、本実施の形態に係る第一電極３１０においては、第二電極要素３１２が第一電極３１０のほぼ全面に形成されている。図２９に示される比較例に係る第一電極４１０は、本実施の形態に係る第一電極３１０と同様に、第一電極要素３１１、第二電極要素４１２及び第一誘電体３１３を有する。しかしながら、比較例に係る第一電極４１０は、第二電極要素４１２が、第一電極３１０の一部だけに設けられている点において第一電極３１０と相違する。
　図２８に示される本実施の形態では、上述のように、第一電極３１０の全面に第二電極要素３１２が形成されているため、集塵モードにおいて第一電極３１０と第二電極３２０との間の電界強度は均一になる。
　一方、図２９に示される比較例に係る第二電極要素４１２は、第一電極要素３１１よりＸ軸方向の幅が小さく、かつ、Ｘ軸方向の位置が、第一電極要素３１１と重なっている。このため、第二電極３２０から第一電極４１０を見ると、第一電極要素３１１だけが見え、隣り合う第一電極要素３１１間の隙間には、導電体が存在しない。つまり、第一表面３１３ｆの平面視において、第二電極要素４１２は、第一電極要素３１１の外部に配置されない。したがって、図２９に示すように、集塵モードにおいて、第一電極要素３１１の部分に電界が集中し、隣り合う第一電極要素３１１の間では、電界強度が弱い。このように、比較例に係る第一電極４１０では、電界強度が不均一になる。したがって、集塵部３０１において集塵能力が低下する。
　そこで、第一電極と第二電極との間の電界強度を均一にするための第一電極の構成について図３０を用いて説明する。図３０は、本実施の形態に係る第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の構成を示す平面図である。図３０では、第一誘電体３１３の第一表面３１３ｆの平面視における第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の形状が示されている。
　図３０に示すように、本実施の形態では、第一表面３１３ｆの平面視において、第二電極要素３１２の少なくとも一部は、第一電極要素３１１の外部に配置されている。これにより、第一表面３１３ｆの平面視において、隣り合う第一電極要素３１１の隙間の少なくとも一部を第二電極要素３１２で埋めることができる。つまり、第一表面３１３ｆの平面視において、第一電極３１０のうち、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２が配置されていない領域を低減できる。したがって、第一電極３１０と第二電極３２０との間の電界強度を均一化できる。
　ここで、本実施の形態の変形例に係る第一電極の構成について図３１Ａ及び図３１Ｂを用いて説明する。図３１Ａ及び図３１Ｂは、本実施の形態の変形例１及び変形例２に係る第一電極の構成を示す断面図である。
　図３１Ａに示すように、変形例１に係る第一電極３１０ａは、第一電極要素３１１、第二電極要素３１２ａ及び第一誘電体３１３を有する。本変形例に係る第二電極要素３１２ａは、第一誘電体３１３の第一表面３１３ｆの平面視において、隣り合う第一電極要素３１１の隙間に配置されている。これにより、第一表面３１３ｆの平面視において、隣り合う第一電極要素３１１の隙間の少なくとも一部を第二電極要素３１２ａで埋めることができる。したがって、第一電極３１０ａと第二電極３２０との間の電界強度を均一化できる。
　また、第一表面３１３ｆの平面視において、第二電極要素３１２ａは、第一電極要素３１１の周縁の少なくとも一部と重なる。言い換えると、第一表面３１３ｆと直交する方向において、第一電極要素３１１の周縁と対向する位置に、第二電極要素３１２ａが配置されている。これにより、第一電極要素３１１の周縁と第二電極要素３１２ａとの距離を最小化できる。したがって、第一電極要素３１１の周縁と第二電極要素３１２ａとの間で発生する沿面放電の放電開始電圧を低減できる。
　図３１Ｂに示すように、変形例２に係る第一電極３１０ｂは、第一電極要素３１１、第二電極要素３１２ｂ及び第一誘電体３１３を有する。本変形例に係る第二電極要素３１２ｂは、第二電極要素３１２ｂの幅が第一電極要素３１１より狭く、かつ、隣り合う第二電極要素３１２ｂの隙間が、隣り合う第一電極要素３１１の隙間より小さい。このような第二電極要素３１２ｂを有する第一電極３１０ｂによっても、第一表面３１３ｆの平面視において、隣り合う第一電極要素３１１の隙間の少なくとも一部を第二電極要素３１２ｂで埋めることができる。したがって、第一電極３１０ｂと第二電極３２０との間の電界強度を均一化できる。
　また、変形例１と同様に、第一表面３１３ｆの平面視において、第二電極要素３１２ｂは、第一電極要素３１１の周縁の少なくとも一部と重なる。言い換えると、第一表面３１３ｆと直交する方向において、第一電極要素３１１の周縁と対向する位置に、第二電極要素３１２ｂが配置されている。これにより、第一電極要素３１１の周縁と第二電極要素３１２ｂとの距離を最小化できる。したがって、第一電極要素３１１の周縁と第二電極要素３１２ｂとの間で発生する沿面放電の放電開始電圧を低減できる。
　［３－４．第一電極要素の構成］
　次に、本実施の形態に係る第一電極要素の構成について、図３２Ａ～図３２Ｃを用いて説明する。図３２Ａは、本実施の形態に係る第一電極要素３１１の、第一表面３１３ｆの平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。図３２Ｂ及び図３２Ｃは、それぞれ、本実施の形態の変形例３及び変形例４に係る第一電極要素の、第一表面３１３ｆの平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。
　図３２Ａに示すように、第一電極要素３１１は、複数の細長い線状の形状、つまり、ストライプ状の形状を有する。第一電極３１０は、第一電極要素３１１に電気的に接続されたパッド電極３１５を有し、パッド電極３１５から第一電極要素３１１に電圧が供給される。
　本実施の形態に係る第一電極要素３１１は、図３２Ａに示すような形状を有することにより、一つの平板状の形状を有する場合より、第一電極要素３１１の周縁の長さを大きくできる。クリーニングモードにおいて発生させる沿面放電は、第一電極要素３１１の周縁において発生するため、本実施の形態では、第一電極要素が一つの平板状の形状を有する場合より、沿面放電が発生する領域を増大させることができる。
　また、第一電極要素の形状は、図３２Ａに示される形状に限定されず、例えば、メッシュ状の形状であってもよい。メッシュ状の形状は特に限定されず、例えば、図３２Ｂに示される変形例３に係る第一電極３１０ｃの第一電極要素３１１ｃのように、格子状の形状であってもよい。また、図３２Ｃに示される変形例４に係る第一電極３１０ｄの第一電極要素３１１ｄのように、ハニカム状の形状であってもよい。
　これらの変形例に係る第一電極要素においても、第一電極要素が一つの平板状の形状を有する場合より、沿面放電が発生する領域を増大させることができる。
　また、図３２Ｂに示される第一電極３１０ｃでは、図２５Ａ及び図２５Ｂを用いて示したような第一電極要素と第二電極要素との間に発生する電界を、図３２ＢのＸ軸方向だけでなく、Ｙ軸方向にも発生させることができる。したがって、第一電極３１０ｃに付着した粒子に対してＸ軸方向だけでなく、Ｙ軸方向にも静電力を作用させることができるため、第一電極３１０ｃに付着した粒子をより離脱させやすくなる。
　さらに、図３２Ｃに示される第一電極３１０ｄでは、第一電極要素と第二電極要素との間に発生する電界を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に加えて、Ｘ軸に対して斜めの方向にも発生させることができる。したがって、第一電極３１０ｄに付着した粒子に対してより多様な向きに静電力を作用させることができるため、第一電極３１０ｄに付着した粒子をより一層離脱させやすくなる。
　［３－５．まとめ］
　以上のように、本実施の形態に係る電気集塵装置３００は、粒子を含み所定方向に流れる気体から粒子を捕捉する。電気集塵装置３００は、第一電極要素３１１と、第二電極要素３１２と、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間に配置された第一誘電体３１３とを有する第一電極３１０と、第一電極３１０と対向する第二電極３２０と、第一電極３１０及び第二電極３２０に電圧を供給する電圧供給回路３０４と、電圧供給回路３０４を制御する制御部３０５とを備える。制御部３０５は、第一電極３１０で帯電した粒子を捕捉する集塵モードと、第一電極３１０で捕捉された粒子を第一電極３１０から離脱させるクリーニングモードとを有する。電圧供給回路３０４は、集塵モードにおいて、第一電極３１０と第二電極３２０との間に電圧を供給する。電圧供給回路３０４は、クリーニングモードにおいて、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間に交流電圧を供給することによって、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間で沿面放電Ｐを発生させる。
　これにより、集塵モードにおいて、帯電した粒子を捕捉することができ、かつ、クリーニングモードにおいて、捕捉した粒子を第一電極３１０から速やかにかつ効率的に除去することが可能になる。また、本実施の形態では、沿面放電により、第一電極３１０で捕捉されて電荷を失った粒子を再度帯電させることができるため、静電力を用いて第一電極３１０から除去することができる。
　また、電気集塵装置３００において、電圧供給回路３０４は、集塵モードにおいて、第一電極３１０と第二電極３２０との間に直流電圧を供給してもよい。
　これにより、第一電極３１０と第二電極３２０との間に電界を形成し、当該電界による静電力を用いて、帯電した粒子を第一電極３１０で捕捉できる。
　また、電気集塵装置３００において、第一誘電体３１３は、第二電極３２０側に配置された主面である第一表面３１３ｆと、第一表面３１３ｆの裏側に配置された主面である第一裏面３１３ｒとを有する。第一電極要素３１１は、第一誘電体３１３の第一表面３１３ｆに配置され、第二電極要素３１２は、第一誘電体３１３の内部又は第一裏面３１３ｒに配置されてもよい。
　これにより、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間の絶縁を維持しつつ、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２とを接近させることができる。したがって、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。
　また、電気集塵装置３００における第一表面３１３ｆの平面視において、第二電極要素３１２の少なくとも一部は、第一電極要素３１１の外部に配置されていてもよい。
　これにより、第一表面３１３ｆの平面視において、隣り合う第一電極要素３１１の隙間の少なくとも一部を第二電極要素３１２で埋めることができる。したがって、第一電極３１０と第二電極３２０との間の電界強度を均一化できる。
　また、電気集塵装置３００において、第一表面３１３ｆの平面視において、第一電極要素３１１は、ストライプ状又はメッシュ状の形状を有してもよい。
　これにより、例えば第一電極要素が一つの平板状の形状を有する場合より、沿面放電が発生する領域を増大させることができる。
　（実施の形態４）
　実施の形態４に係る電気集塵装置について説明する。本実施の形態に係る電気集塵装置は、集塵モードにおいて、集塵部の第一電極及び第二電極の両方で帯電した粒子を捕捉する。また、本実施の形態に係る電気集塵装置は、クリーニングモードにおいて、集塵部の第一電極及び第二電極の両方で粒子を除去する。以下、本実施の形態に係る電気集塵装置について、実施の形態３に係る電気集塵装置３００との相違点を中心に説明する。
　［４－１．電気集塵装置の構成］
　本実施の形態に係る電気集塵装置の構成について図３３を用いて説明する。図３３は、本実施の形態に係る電気集塵装置５００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図３３に示すように、本実施の形態に係る電気集塵装置５００は、実施の形態３に係る電気集塵装置３００と同様に、集塵部５０１と、帯電部３０２と、電源回路３０３と、電圧供給回路５０４と、制御部５０５とを備える。このように、本実施の形態に係る電気集塵装置５００は、集塵部５０１、電圧供給回路５０４及び制御部５０５の構成において、実施の形態３に係る電気集塵装置３００と相違する。以下、これらの相違点について説明する。
　集塵部５０１の構成について、図３４を用いて説明する。図３４は、本実施の形態に係る集塵部５０１の第一電極３１０及び第二電極５２０の構成を示す断面図である。図３４には、第一電極３１０及び第二電極５２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。本実施の形態に係る第一電極３１０は、実施の形態３に係る第一電極３１０と同様の構成を有する。
　本実施の形態に係る第二電極５２０は、第三電極要素５２３と、第四電極要素５２４と、第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４の間に配置された第二誘電体５２５とを有する。本実施の形態に係る第三電極要素５２３、第四電極要素５２４及び第二誘電体５２５は、それぞれ、実施の形態３に係る第一電極３１０の第一電極要素３１１、第二電極要素３１２及び第一誘電体３１３と同様の構成を有する。言い換えると、第二電極５２０は、第一電極３１０と同様の構成を有する。第二電極５２０において、第二誘電体５２５は、第一電極３１０側に配置された主面である第二表面５２５ｆと、第二表面５２５ｆの裏側に配置された主面である第二裏面５２５ｒとを有する。第三電極要素５２３は、第二誘電体５２５の第二表面５２５ｆに配置され、第四電極要素５２４は、第二誘電体５２５の内部又は第二裏面５２５ｒに配置される。これにより、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間の絶縁を維持しつつ、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４とを接近させることができる。したがって、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。
　制御部５０５は、電圧供給回路５０４を制御する。本実施の形態では、制御部５０５は、第一電極３１０及び第二電極５２０の両方で帯電した粒子を捕捉する集塵モードと、第一電極３１０及び第二電極５２０で捕捉された粒子をそれぞれ第一電極３１０及び第二電極５２０から離脱させるクリーニングモードとを有する。
　電圧供給回路５０４は、第一電極３１０及び第二電極５２０に電圧を供給する。本実施の形態では、電圧供給回路５０４は、集塵モードにおいて、第一電極３１０と第二電極５２０との間に交流電圧を供給する。
　また、電圧供給回路５０４は、クリーニングモードにおいて、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間に交流電圧を供給することによって、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間で沿面放電を発生させる。また、電圧供給回路５０４は、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間に交流電圧を供給することによって、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間で沿面放電を発生させる。
　［４－２．電気集塵装置の動作］
　本実施の形態に係る電気集塵装置５００の動作を説明する。
　まず、集塵モードにおける動作について図３５Ａ、図３５Ｂ及び図３６を用いてい説明する。図３５Ａ及び図３５Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置５００の集塵モードにおける第一電極３１０及び第二電極５２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図３５Ａ及び図３５Ｂにおいては、第一電極３１０及び第二電極５２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図３５Ａ及び図３５Ｂは、それぞれ第二電極５２０に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）及び負の高電位（－Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。
　図３６は、本実施の形態に係る電気集塵装置５００の集塵モードにおいて第一電極３１０及び第二電極５２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図３６においては、第一電極３１０及び第二電極５２０に供給される電圧として第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２、並びに、第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４に供給される電圧が示されている。
　図３６に示すように、集塵モードにおいては、電圧供給回路５０４は、第一電極３１０と第二電極５２０との間に交流電圧を供給する。具体的には、電圧供給回路５０４は、第一電極３１０の第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２にグランド電位を供給する。つまり、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の電位はいずれも０Ｖとなる。また、第二電極５２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４には、交流電位が供給される。本実施の形態では、第二電極５２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４には、第一電極３１０と第二電極５２０との距離が４ｍｍ程度である場合は、最大電界が１ｋＶ／ｍｍ、周波数が０．１以上１Ｈｚ以下程度の交流電位が供給される。なお、図３６に示す例では、第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４に供給する電位の波形は矩形であるが、電位の波形は、矩形に限定されない。例えば、電位の波形は台形波などでもよい。
　図３５Ａに示すように、第二電極５２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４に正の高電位が供給される場合の動作は、実施の形態３に係る集塵モードの動作と同様である。また、図３５Ｂに示すように、第二電極５２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４に負の高電位が供給される場合の動作は、図３５Ａに示す例と異なり、第一電極３１０から第二電極５２０へ向かう電界が形成される。なお、図３５Ａ及び図３５Ｂにおいて、電界の向きが破線矢印で示されている。このような電界中に帯電した粒子９０ｐが流入すると、図３５Ｂに示すように、帯電した粒子９０ｐが電界によって静電力を受け、第二電極５２０へ向かう力を受ける。したがって、帯電した粒子９０ｐは、第二電極５２０によって捕捉される。第二電極５２０によって捕捉された粒子９０ｐの多くは、電荷を失い、粒子９０となる。
　以上のように、本実施の形態に係る集塵モードにおいては、第一電極３１０及び第二電極５２０の両方で、帯電した粒子を捕捉する。本実施の形態では、第一電極３１０だけでなく第二電極５２０でも帯電した粒子を捕捉できるため、実施の形態３に係る電気集塵装置３００より、第一電極３１０に堆積する粒子の量を低減できる。したがって、本実施の形態では、集塵モードの連続運転可能時間をより長くできる。
　次に、クリーニングモードにおける動作について図３７Ａ、図３７Ｂ及び図３８を用いて説明する。図３７Ａ及び図３７Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置５００のクリーニングモードにおける第一電極３１０及び第二電極５２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図３７Ａ及び図３７Ｂにおいては、第一電極３１０及び第二電極５２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図３７Ａは、第一電極要素３１１及び第三電極要素５２３に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。図３７Ｂは、第一電極要素３１１及び第三電極要素５２３に負の高電位（－Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。
　図３８は、本実施の形態に係る電気集塵装置５００のクリーニングモードにおいて第一電極３１０及び第二電極５２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図３８においては、第一電極３１０及び第二電極５２０に供給される電圧として第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２、並びに、第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４に供給される電圧が示されている。
　本実施の形態に係る第一電極３１０における動作は、図３７Ａ及び図３７Ｂに示すように、実施の形態３に係る第一電極３１０における動作と同様である。また、本実施の形態に係る第二電極５２０における動作も、実施の形態３に係る第一電極３１０における動作と同様である。第二電極３２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４が、それぞれ、第一電極３１０の第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２と同様の機能を有する。
　これにより、本実施の形態に係るクリーニングモードでは、第一電極３１０及び第二電極５２０の両方において、集塵モードで捕捉された粒子を除去できる。
　［４－３．まとめ］
　以上のように、本実施の形態に係る電気集塵装置５００において、電圧供給回路５０４は、集塵モードにおいて、第一電極３１０と第二電極５２０との間に交流電圧を供給する。
　これにより、第一電極３１０だけでなく第二電極５２０でも帯電した粒子を捕捉できるため、第一電極３１０に堆積する粒子の量を低減できる。したがって、本実施の形態では、クリーニングモードの頻度を低減できる。
　電気集塵装置５００において、第二電極５２０は、第三電極要素５２３と、第四電極要素５２４と、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間に配置された第二誘電体５２５とを有する。電圧供給回路５０４は、クリーニングモードにおいて、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間に交流電圧を供給することによって、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間で沿面放電を発生させてもよい。
　これにより、クリーニングモードにおいて、第二電極５２０で捕捉した粒子を速やかにかつ効率的に除去することが可能になる。また、本実施の形態では、沿面放電により、第二電極５２０で捕捉されて電荷を失った粒子を再度帯電させることができるため、静電力を用いて第二電極５２０から除去することができる。
　電気集塵装置５００において、第二誘電体５２５は、第一電極３１０側に配置された主面である第二表面５２５ｆと、第二表面５２５ｆの裏側に配置された主面である第二裏面５２５ｒとを有し、第三電極要素５２３は、第二誘電体５２５の第二表面５２５ｆに配置され、第四電極要素５２４は、第二誘電体５２５の内部又は第二裏面５２５ｒに配置されてもよい。
　これにより、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間の絶縁を維持しつつ、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４とを接近させることができる。したがって、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。
　（その他の変形例など）
　以上のように、本発明に係る電気集塵装置等について、各実施の形態及び変形例を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態の変形例又は他の実施の形態にも適用可能である。また、実施の形態及び変形例で説明する各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態又は変形例とすることも可能である。
　なお、本発明の包括的又は具体的な態様は、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録ディスク等の記録媒体で実現されてもよい。また、本発明の包括的又は具体的な態様は、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の不揮発性の記録媒体を含む。
　また、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置は、様々な機器に利用することができる。例えば、本発明の一態様は、図３９に示すような換気装置としても実現することができる。なお、図３９は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用される換気装置の一例の外観図である。図３９に示す換気装置は、例えば、内部に電気集塵装置を備え、換気システムにおいて用いられ得る。
　また、例えば、本発明の一態様は、図４０に示すような空気清浄機としても実現することができる。なお、図４０は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用される空気清浄機の一例の外観図である。図４０に示す空気清浄機は、例えば、内部に電気集塵装置を備える。
　また、例えば、本発明の一態様は、図４１に示すようなエアコンディショナとしても実現することができる。なお、図４１は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用されるエアコンディショナの一例の外観図である。図４１に示すエアコンディショナは、例えば、内部に電気集塵装置を備える。エアコンディショナは、空気清浄機の機能を備えてもよい。
　また、クリーニングモードにおいて、帯電部の低電位電極をクリーニングしてもよい。低電位電極においても、気体中の粒子が付着及び堆積する場合があり、クリーニングを行う必要があり得る。このため、低電位電極は、第一電極１０と同様に第一電極要素、第二電極要素及び第三電極要素を有してもよい。これにより、クリーニングモードにおいて電圧供給回路４、２０４又は、それらと同様の回路を用いて、低電位電極の第一電極要素と第二電極要素との間、及び第三電極要素と第二電極要素との間に交流電圧を印加することで、低電位電極に付着した粒子を離脱させることができる。なお、集塵モードにおいては、低電位電極の第一電極要素及び第二電極要素には低電位が印加される。
　また、実施の形態２に係る電気集塵装置２００の集塵モードにおいて、実施の形態１の変形例１及び変形例２と同様に、第一電極要素１１及び第四電極要素２２４の電位と、第三電極要素１３及び第六電極要素２２６の電位とが異なってもよい。
　また、実施の形態２に係る電圧供給回路２０４は、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２２０との間に交流電圧を供給したが、実施の形態１と同様に、第一電極１０と第二電極２２０との間に直流電圧を供給してもよい。この場合、粒子の多くは、第一電極１０に付着するが、一部は、第二電極２２０にも付着する。このように第二電極２２０に付着した粒子を、クリーニングモードにおいて、離脱させることができる。
　また、実施の形態４に係る第二電極５２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４において、それぞれ、実施の形態３に係る第一電極３１０の第一電極要素及び第二電極要素と同様の変形が可能である。つまり、第二誘電体５２５の第二表面５２５ｆの平面視において、第四電極要素の少なくとも一部は、第三電極要素の外部に配置されていてもよい。また、第二表面５２５ｆの平面視において、第四電極要素は、第三電極要素の周縁の少なくとも一部と重なってもよい。言い換えると、第二表面５２５ｆと直交する方向において、第三電極要素の周縁と対向する位置に、第四電極要素が配置されてもよい。また、第二表面５２５ｆの平面視において、第三電極要素は、ストライプ状又はメッシュ状の形状を有してもよい。
４、２０４、３０４、５０４　電圧供給回路
５、２０５、３０５、５０５　制御部
１０、３１０、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、４１０　第一電極
１１、３１１、３１１ｃ、３１１ｄ　第一電極要素
１２、１２ａ、３１２、３１２ａ、３１２ｂ、４１２　第二電極要素
１３、５２３　第三電極要素
１４、３１３　第一誘電体
１４ｆ、３１３ｆ　第一表面
１４ｒ、３１３ｒ　第一裏面
２０、２２０、３２０、５２０　第二電極
９０、９０ｎ、９０ｐ　粒子
１００、２００、３００、５００　電気集塵装置
２２４、５２４　第四電極要素
２２５　第五電極要素
２２６　第六電極要素
２２７、５２５　第二誘電体
２２７ｆ、５２５ｆ　第二表面
２２７ｒ、５２５ｒ　第二裏面
Ｐ　沿面放電

Claims (27)

  1. 　粒子を含み所定方向に流れる気体から前記粒子を捕捉する電気集塵装置であって、
    　互いに離隔して配列される複数の第一電極要素と、互いに離隔して配列される複数の第二電極要素と、１以上の第三電極要素と、前記複数の第一電極要素と前記複数の第二電極要素との間に配置された第一誘電体とを有する第一電極と、
    　前記第一電極と対向して配置される第二電極と、
    　前記第一電極及び前記第二電極に電圧を供給する電圧供給回路と、
    　前記電圧供給回路を制御する制御部とを備え、
    　前記複数の第二電極要素の各々は、前記複数の第一電極要素の各々と対向して配置され、
    　前記１以上の第三電極要素の各々は、前記複数の第一電極要素のうち、隣り合う二つの第一電極要素の間に、前記複数の第一電極要素及び前記複数の第二電極要素から離隔して配置され、
    　前記制御部は、帯電した前記粒子を前記第一電極で捕捉する集塵モードと、前記第一電極で捕捉された前記粒子を前記第一電極から離脱させるクリーニングモードとを有する
    　電気集塵装置。
  2. 　前記電圧供給回路は、
    　前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧を供給し、
    　前記クリーニングモードにおいて、前記複数の第一電極要素と前記複数の第二電極要素との間に第一交流電圧を供給することによって、前記複数の第一電極要素と前記複数の第二電極要素との間で沿面放電を発生させる
    　請求項１に記載の電気集塵装置。
  3. 　前記電圧供給回路は、
    　前記クリーニングモードにおいて、さらに、前記１以上の第三電極要素と前記複数の第二電極要素との間に第二交流電圧を供給し、
    　前記複数の第一電極要素と前記１以上の第三電極要素との間の最大電位差は、前記複数の第一電極要素と前記複数の第二電極要素との間の最大電位差より大きい
    　請求項２に記載の電気集塵装置。
  4. 　前記第一交流電圧と前記第二交流電圧とは、周期が同一であり、かつ、位相差が９０度以上１８０度以下である
    　請求項３に記載の電気集塵装置。
  5. 　前記第一交流電圧と前記第二交流電圧とは、位相差が１８０度である
    　請求項４に記載の電気集塵装置。
  6. 　前記第一誘電体は、前記第二電極側に配置された主面である第一表面と、前記第一表面の裏側に配置された主面である第一裏面とを有し、
    　前記複数の第一電極要素は、前記第一表面に配置され、
    　前記複数の第二電極要素及び前記１以上の第三電極要素は、前記第一裏面に配置される
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
  7. 　前記複数の第一電極要素の配列方向における前記複数の第一電極要素の各々の幅は、前記複数の第一電極要素の配列方向における前記複数の第二電極要素の各々の幅より小さい
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
  8. 　前記複数の第一電極要素の配列方向における前記複数の第二電極要素の各々の幅は、前記複数の第一電極要素の配列方向における前記１以上の第三電極要素の各々の幅より大きい
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
  9. 　前記集塵モードにおいて、前記複数の第一電極要素に印加する電圧は、前記１以上の第三電極要素に印加する電圧と異なる
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
  10. 　前記電圧供給回路は、前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に交流電圧を供給する
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
  11. 　前記第二電極は、
    　互いに離隔して配列される複数の第四電極要素と、互いに離隔して配列される複数の第五電極要素と、１以上の第六電極要素と、前記複数の第四電極要素と前記複数の第五電極要素との間に配置された第二誘電体とを有し、
    　前記複数の第五電極要素の各々は、前記複数の第四電極要素の各々と対向して配置され、
    　前記１以上の第六電極要素の各々は、前記複数の第四電極要素のうち、隣り合う二つの第四電極要素の間に、前記複数の第四電極要素及び前記複数の第五電極要素から離隔して配置される
    　請求項１～１０のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
  12. 　前記電圧供給回路は、
    　前記クリーニングモードにおいて、前記複数の第四電極要素と前記複数の第五電極要素との間に第三交流電圧を供給することによって、前記複数の第四電極要素と前記複数の第五電極要素との間で沿面放電を発生させる
    　請求項１１に記載の電気集塵装置。
  13. 　前記電圧供給回路は、
    　前記クリーニングモードにおいて、さらに、前記１以上の第六電極要素と前記複数の第五電極要素との間に第四交流電圧を供給し、
    　前記複数の第四電極要素と前記１以上の第六電極要素との間の最大電位差は、前記複数の第四電極要素と前記複数の第五電極要素との間の最大電位差より大きい
    　請求項１１又は１２に記載の電気集塵装置。
  14. 　前記第二誘電体は、前記第一電極側に配置された主面である第二表面と、前記第二表面の裏側に配置された主面である第二裏面とを有し、
    　前記複数の第四電極要素は、前記第二表面に配置され、
    　前記複数の第五電極要素及び前記１以上の第六電極要素は、前記第二裏面に配置される
    　請求項１１～１３のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
  15. 　前記第一表面の平面視において、前記複数の第一電極要素は、ストライプ状の形状を有する
    　請求項６に記載の電気集塵装置。
  16. 　粒子を含み所定方向に流れる気体から前記粒子を捕捉する電気集塵装置であって、
    　第一電極要素と、第二電極要素と、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間に配置された第一誘電体とを有する第一電極と、
    　前記第一電極と対向する第二電極と、
    　前記第一電極及び前記第二電極に電圧を供給する電圧供給回路と、
    　前記電圧供給回路を制御する制御部とを備え、
    　前記制御部は、前記第一電極で帯電した前記粒子を捕捉する集塵モードと、前記第一電極で捕捉された前記粒子を前記第一電極から離脱させるクリーニングモードとを有し、
    　前記電圧供給回路は、
    　前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧を供給し、
    　前記クリーニングモードにおいて、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間に交流電圧を供給することによって、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間で沿面放電を発生させる
    　電気集塵装置。
  17. 　前記電圧供給回路は、前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に直流電圧を供給する
    　請求項１６に記載の電気集塵装置。
  18. 　前記電圧供給回路は、前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に交流電圧を供給する
    　請求項１６に記載の電気集塵装置。
  19. 　前記第二電極は、第三電極要素と、第四電極要素と、前記第三電極要素と前記第四電極要素との間に配置された第二誘電体とを有し、
    　前記電圧供給回路は、
    　前記クリーニングモードにおいて、前記第三電極要素と前記第四電極要素との間に交流電圧を供給することによって、前記第三電極要素と前記第四電極要素との間で沿面放電を発生させる
    　請求項１７又は１８に記載の電気集塵装置。
  20. 　前記第一誘電体は、前記第二電極側に配置された主面である第一表面と、前記第一表面の裏側に配置された主面である第一裏面とを有し、
    　前記第一電極要素は、前記第一誘電体の前記第一表面に配置され、
    　前記第二電極要素は、前記第一誘電体の内部又は前記第一裏面に配置される
    　請求項１６～１８のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
  21. 　前記第二誘電体は、前記第一電極側に配置された主面である第二表面と、前記第二表面の裏側に配置された主面である第二裏面とを有し、
    　前記第三電極要素は、前記第二誘電体の前記第二表面に配置され、
    　前記第四電極要素は、前記第二誘電体の内部又は前記第二裏面に配置される
    　請求項１９に記載の電気集塵装置。
  22. 　前記第一表面の平面視において、前記第二電極要素の少なくとも一部は、前記第一電極要素の外部に配置されている
    　請求項２０に記載の電気集塵装置。
  23. 　前記第二表面の平面視において、前記第四電極要素の少なくとも一部は、前記第三電極要素の外部に配置されている
    　請求項２１に記載の電気集塵装置。
  24. 　前記第一表面の平面視において、前記第一電極要素は、ストライプ状又はメッシュ状の形状を有する
    　請求項２０に記載の電気集塵装置。
  25. 　前記第二表面の平面視において、前記第三電極要素は、ストライプ状又はメッシュ状の形状を有する
    　請求項２１に記載の電気集塵装置。
  26. 　請求項１～２５のいずれか１項に記載の電気集塵装置を備える
    　換気装置。
  27. 　請求項１～２５のいずれか１項に記載の電気集塵装置を備える
    　空気清浄機。
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