(57)【要約】【課題】塵埃を集電部の上流側から下流側にわたって一様に捕集できるようにする。【解決手段】荷電部１０と集電部２０を有する電気集塵機において、集電部の高圧電極２１を、低圧電極２２と平行で且つ送風方向に沿って分割された複数の分割電極Ａ、Ｂ、Ｃにより構成し、これら各分割電極に、該各分割電極と低圧電極間の電界強度が、送風方向の上流側で弱く、送風方向の下流側で強くなるように、分圧回路から異なる電圧を印加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風方向の上流側に空気中の微粒子に電荷を与える荷電部が配設され、その下流側に、送風方向と直交する方向に高圧電極と低圧電極とを交互に配しそれら高圧電極と低圧電極の間に発生する電界の力により前記荷電部にて電荷を与えられた微粒子を吸着保持する集塵部が配設された電気集塵機において、
前記高圧電極は、前記低圧電極と平行で且つ送風方向に沿って分割された複数の分割電極により構成されており、
これら各分割電極に、該各分割電極と前記低圧電極間の電界強度が送風方向の上流側で弱く送風方向の下流側で強くなるように、電圧が印加されていることを特徴とする電気集塵機。
【請求項２】
請求項１に記載の電気集塵機であって、
前記各分割電極と前記低圧電極の間隔が一定に保持されていることを特徴とする電気集塵機。
【請求項３】
請求項２に記載の電気集塵機であって、
単一電源の電圧を分圧抵抗で所定の電圧値に分圧する分圧回路を複数有し、各分圧回路で得られた電圧値を前記各分割電極に供給することを特徴とする電気集塵機。
【請求項４】
請求項１に記載の電気集塵機であって、
前記各分割電極と前記低圧電極の間隔が、送風方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭くなるように設定されていることを特徴とする電気集塵機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気集塵機であって、
前記各分割電極と前記低圧電極間の集塵効率が、前記各分割電極に対応する前記低圧電極の位置における粉塵捕集量が同じになるように設定されていることを特徴とする電気集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風方向の上流側に荷電部を配し、その下流側に高圧電極と低圧電極とからなる集塵部を配した電気集塵機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気集塵機は一般的に、図５（ａ）に示すように、送風方向（矢印Ｓ方向）の上流側に配された荷電部１０と、下流側に配された集塵部２０とから構成されており、電気集塵機内に吸い込まれた塵埃（微粒子に相当）Ｓａは、荷電部１０を通過する間に、放電線１１とアース電極１２との間に発生するコロナ放電によって荷電され、集塵部２０を通過することで、高圧電極２１（非集塵電極とも言う）と低圧電極２２（集塵電極とも言う）との間に生じる電界による静電気力により低圧電極２２側に吸着捕集される。集塵部２０において、高圧電極２１と低圧電極２２は、それぞれ平板状に形成されて互いに一定の間隔を隔てて交互に配置されており、上流側から下流側まで一様な電界（矢印Ｅ）を生成している。
【０００３】
ところで、荷電部１０にて電荷を与えられた塵埃Ｓａは、集塵部２０に入るとすぐに低圧電極２２へ引き寄せられるため、低圧電極２２の上流側に集中して捕集される。その結果、図５（ｂ）に示すように、下流側と比較すると上流側に顕著に塵埃Ｓａが堆積する傾向が出てくる。一様な電界の下では、このように上流側に塵埃Ｓａが多く堆積する傾向が出てくると、その部分に更に強電界が発生するようになるため更に塵埃の捕集が促進され、この状態が続くことにより集塵部２０が目詰まりを起こすという問題がある。
【０００４】
この問題を解消する目的で、図６に示すように、高圧電極２１と低圧電極２２の間隔を、上流側で広く下流側で狭くなるように設定したものが特許文献１において開示されている。
【０００５】
また、それとは別に、集塵部の電極を送風方向に複数に分割したものが、特許文献２において開示されている。
【特許文献１】特開平３−２３２５５２号公報
【特許文献２】特開平１１−２１６３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたものの場合、集塵部の電極の形状が複雑になってしまうという問題がある。また、高圧電極２１と低圧電極２２の間隔が狭くなった集塵部２０の下流側に塵埃が付着すると、その下流側において絶縁破壊によるアーク放電Ｈが起こりやすくなるという問題がある。更に、流路が下流側に行くほど狭まるので送風抵抗が大きくなるという問題もある。
【０００７】
また、特許文献２には、集塵部の電極を送風方向に複数に分割した点は開示されているものの、電極表面における塵埃の堆積の偏りを解消するための工夫については開示されていない。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮し、塵埃を集電部の上流側から下流側にわたって一様に捕集することができ、塵埃保持量のアップを図ることができると共に、無用なアーク放電の発生を防止することができ、更に集塵部の電極の作成が容易にでき、しかも送風抵抗が大きくならないようにすることのできる電気集塵機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明の電気集塵機は、送風方向の上流側に空気中の微粒子に電荷を与える荷電部が配設され、その下流側に、送風方向と直交する方向に高圧電極と低圧電極とを交互に配しそれら高圧電極と低圧電極の間に発生する電界の力により前記荷電部にて電荷を与えられた微粒子を吸着保持する集塵部が配設された電気集塵機において、前記高圧電極は、前記低圧電極と平行で且つ送風方向に沿って分割された複数の分割電極により構成されており、これら各分割電極に、該各分割電極と前記低圧電極間の電界強度が送風方向の上流側で弱く送風方向の下流側で強くなるように、電圧が印加されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電気集塵機であって、前記各分割電極と前記低圧電極の間隔が一定に保持されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の電気集塵機であって、単一電源の電圧を分圧抵抗で所定の電圧値に分圧する分圧回路を複数有し、各分圧回路で得られた電圧値を前記各分割電極に供給することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１に記載の電気集塵機であって、前記各分割電極と前記低圧電極の間隔が、送風方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気集塵機であって、前記各分割電極と前記低圧電極間の集塵効率が、前記各分割電極に対応する前記低圧電極の位置における粉塵捕集量が同じになるように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、集塵部の上流側から下流側まで極力バランスよく塵埃を捕集できるようになり、高い捕集効率を長く維持できる。従って、従来の不具合、即ち、集塵部の上流側に多くの塵埃が偏って堆積し、その結果、集塵保持量が少なくなる、目詰まりしやすくなる、アーク放電がしやすくなる、等の不具合を解消できる。また、分割電極と低圧電極が平行に配置されていることにより、集塵部の電極の作成が容易にできるようになる上、送風抵抗が大きくならないようにすることができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、各分割電極と低圧電極の間隔が一定となっているので、集塵部の電極の作成が更に容易にできるようになる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、単一電源の電圧を分圧抵抗で所定の電圧値に分圧する複数の分圧回路で得られた電圧値を各分割電極に供給するので、例えば、ある１つの分割電極が塵埃等の影響で短絡しても、他の分割電極に対して、電圧値が変化するものの、電圧を供給し続けることができる。従って、万一の場合にも集塵性能を維持することができる。また、分圧抵抗の設定の仕方によって、容易に各分割電極と低圧電極間の電界強度を変えることができるので、設計上の自由度が増す。因みに、電界強度を変えるのを、電極の形状で対応しようとすると制約が出るが、電極の形状を同一にしながら抵抗値を変えるだけで対応が可能であるので、多段化が容易に可能である。また、１つの電源で対応可能なので、容積パフォーマンスやコストパフォーマンスに優れたものとすることができる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、各分割電極に同じ値の電圧を印加しても、各分割電極と低圧電極間の電界強度を送風方向の上流側で弱く下流側で強くなるように設定することができる。従って、電源回路の簡略化を図ることができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、低圧電極上に、送風方向の上流側から下流側にわたってほぼ均一に塵埃を堆積させることができ、塵埃保持性能の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は第１実施形態の電気集塵機の原理構成図、図２は同電気集塵機の集塵部における電極構成および電極間の寸法を説明するための図である。
【００２１】
図１に示すように、この電気集塵機は、送風方向（矢印Ｓ方向）の上流側に、空気中の微粒子Ｓａに電荷を与える荷電部１０を配設し、その下流側に、高圧電極２１と低圧電極２２とからなる集塵部２０を配設したものである。高圧電極２１と低圧電極２２は送風方向Ｓと直交する方向に交互に配されており、集塵部２０は、それら高圧電極２１と低圧電極２２の間に発生する電界Ｅの力により、荷電部１０にて電荷を与えられた微粒子Ｓａを低圧電極２２の表面に吸着保持する。
【００２２】
この場合、高圧電極２１は、低圧電極２２と平行で且つ送風方向Ｓに沿って分割された複数の分割電極Ａ、Ｂ、Ｃにより構成されており、これら各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃには、該各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２間の電界Ｅの強度が、送風方向Ｓの上流側で弱く、送風方向Ｓの下流側で強くなるように、電圧が印加されている。
【００２３】
本実施形態の電気集塵機では、図２に示すように、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２の間隔（電極ピッチとも言う）ＰＡ、ＰＢ、ＰＣが一定に保持されている。また、単一電源Ｖ０の電圧を分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ６で所定の電圧値ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ（ただし、ＶＡ＜ＶＢ＜ＶＣ）に分圧する複数（高圧電極２１の分割数に相当する数）の分圧回路１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを有し、それらの各分圧回路１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃで得られた電圧値ＶＡ、ＶＢ、ＶＣが各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃに供給されている。これにより、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２間の電界Ｅの強度が、送風方向上流側で弱く、送風方向下流側で強くなるように設定されている。
【００２４】
具体的な数値を挙げると、電源電圧Ｖ０を５．５ｋｖとした場合、各分圧回路１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの電源Ｖ０側の抵抗Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５（抵抗１）とアース側の抵抗Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５（抵抗２）を次表１のように設定することによって、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃへの印加電圧と、各分極電極Ａ、Ｂ、Ｃに対応する位置での集塵効率ηとを表中の数字のように設定することができる。
【表１】
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【００２５】
ただし、集塵効率ηは、集塵部２０の入口側での微粒子の個数Ｓ１が出口側で個数Ｓ２に減少したときに、
η＝１−（Ｓ２／Ｓ１）
として定義されている。また、透過率＝１−ηとなる。例えば、集塵部の入口側で１００個あった微粒子の数が出口側で１０個に減ったとき、集塵効率ηは０．９（＝９０％）、透過率は０．１となる。
【００２６】
また、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２間の集塵効率は、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃに対応する低圧電極２２の位置における集塵捕集量が同じになるように、例えば、表２のように設定されている。
【表２】
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【００２７】
なお、これらの分圧回路１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを設計する際には、全ての分割電極Ａ、Ｂ、Ｃが万一短絡した場合にも、各分圧回路１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを流れる電流ＩＡ、ＩＢ、ＩＣの合計が、単一電源Ｖ０の耐圧電流Ｉｉを超えない（つまり、Ｉｉ≧ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ）ように、各分圧回路１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの電源側抵抗Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５が設定されている。
【００２８】
以上、本実施形態の電気集塵機では、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２間の電界Ｅの強度が、送風方向上流側で弱く、送風方向下流側で強くなるように設定してあるので、集塵部２０の上流側から下流側までほぼバランスよく塵埃を捕集できるようになり、高い捕集効率を長く維持できる。従って、従来の不具合、即ち、集塵部２０の上流側に多くの塵埃が偏って堆積し、その結果、集塵保持量が少なくなる、目詰まりしやすくなる、アーク放電がしやすくなる、等の不具合を解消できる。
【００２９】
また、分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２が平行に配置されていることにより、集塵部２０の電極２１、２２の作成が容易にできるようになる上、送風抵抗が大きくならないようにすることができる。特に、本実施形態の場合、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２の間隔ＰＡ、ＰＢ、ＰＣが一定となっているので、集塵部２０の電極２１、２２の作成が更に容易にできるようになる。
【００３０】
また、本実施形態の電気集塵機では、単一電源Ｖ０の電圧を分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ６で所定の電圧値に分圧する複数の分圧回路１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃで得られた電圧値ＶＡ、ＶＢ、ＶＣを各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃに供給するようにしているので、例えば、ある１つの分割電極（例えばＡ）が塵埃等の影響で短絡しても、他の分割電極（例えばＢ、Ｃ）に対して、電圧値が変化するものの、電圧を供給し続けることができる。従って、万一の場合にも集塵性能を維持することができる。
【００３１】
また、分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ６の設定の仕方によって、容易に各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２間の電界Ｅの強度を変えることができるので、設計上の自由度が増す。因みに、電界強度を変えるのを、例えば分割電極Ａ、Ｂ、Ｃの形状で対応しようとすると制約が出るが、分割電極Ａ、Ｂ、Ｃの形状を同一にしながら抵抗値Ｒ１〜Ｒ６を変えるだけで対応が可能であるので、多段化が容易に可能である。また、１つの電源Ｖ０で対応可能なので、容積パフォーマンスやコストパフォーマンスに優れたものとすることができる。
【００３２】
また、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２間の集塵効率を、表２のように設定しているので、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃに対応する低圧電極２２の位置における粉塵捕集量を同レベルに設定することができ、低圧電極２２上に、送風方向の上流側から下流側にわたってほぼ均一に塵埃を堆積させることができ、塵埃保持性能の向上が図れる。
【００３３】
因みに、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃに対応する部分の集塵効率が同じになるように設定した場合は、次の表３のように粉塵捕集量が各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃに対応する位置ごとにばらついてしまい、従来と同様の問題を生じてしまう。
【表３】
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【００３４】
図３は第２実施形態の電気集塵機の電気集塵機の原理構成図である。
【００３５】
この第２実施形態の電気集塵機では、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２の間隔ＰＡ、ＰＢ、ＰＣが、送風方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭くなるように設定されている（ＰＡ＞ＰＢ＞ＰＣ）。そして、これら各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃには、該各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２間の電界Ｅの強度が、送風方向Ｓの上流側で弱く、送風方向Ｓの下流側で強くなるように、電圧が印加されている。
【００３６】
この場合は、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２の間隔ＰＡ、ＰＢ、ＰＣの違いにより、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃに同じ電圧値を印加することによっても、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２間の電界強度を、送風方向の上流側が弱く下流側が強くなるように設定することができる。従って、電源回路の簡略化を図ることができる。
【００３７】
なお、図３の例では、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃの厚みを変えることによって、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃと低圧電極２２の間隔ＰＡ、ＰＢ、ＰＣを変化させたが、図４に示すように、厚みの同じ分割電極を間隔を開けて配置することによって、低圧電極２２との距離を変化させてもよい。このとき、図４に示すように、低圧電極２２を複数に分割し、それぞれ間隔を開けて配置してもよい。
【００３８】
また、上記各実施形態では、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃの送風方向における長さをほぼ等しく設定した場合を示したが、各分割電極Ａ、Ｂ、Ｃの送風方向における長さを異ならせてもよい。
【００３９】
また、上記各実施形態では、原理的な説明をするために、高圧電極２１が３つの分割電極Ａ、Ｂ、Ｃに分割されている場合を示したが、分割数は幾つでも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態の電気集塵機の原理構成図である。
【図２】同電気集塵機の集塵部における電極の構成および電極間の寸法を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態の電気集塵機の原理構成図である。
【図４】第２実施形態の電気集塵機の変形例を示す図である。
【図５】（ａ）は従来の電気集塵機の原理構成図、（ｂ）はその問題点の説明図である。
【図６】従来の他の電気集塵機の原理構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  荷電部
２０  集塵部
２１  高圧電極
２２  低圧電極
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ  分圧回路
Ａ，Ｂ，Ｃ  分割電極
Ｖ０  単一電源
Ｒ１〜Ｒ６  分圧抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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