(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極と対向電極との間でコロナ放電を発生させて空気中の塵埃を帯電するイオン化部と、このイオン化部で帯電された塵埃を高圧電極と集塵電極により捕集するコレクタ部とを備えた電気集塵装置において、前記イオン化部の対向電極と前記コレクタ部の集塵電極とを一体化して成ると共に空気流と平行な共用電極を空気流の直交方向に沿って複数配列し、これらの各共用電極間にコレクタ部の高圧電極を配置し、この高圧電極の上流側端部にイオン化部の放電電極を前記共用電極と対向するように設け、前記コレクタ部の高圧電極の断面形状を台形とし、前記集塵電極との間隔を空気流に沿って徐々に狭めるようにしたことを特徴とする電気集塵装置。
【請求項２】
放電電極と対向電極との間でコロナ放電を発生させて空気中の塵埃を帯電するイオン化部と、このイオン化部で帯電された塵埃を高圧電極と集塵電極により捕集するコレクタ部とを備えた電気集塵装置において、前記イオン化部の対向電極と前記コレクタ部の集塵電極とを一体化して成ると共に空気流と平行な共用電極を空気流の直交方向に沿って複数配列し、これらの各共用電極間にコレクタ部の高圧電極を配置し、この高圧電極の上流側端部にイオン化部の放電電極を前記共用電極と対向するように設け、前記コレクタ部の高圧電極または集塵電極の両端部に半絶縁性樹脂から成る電極カバーを装着したことを特徴とする電気集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気中の浮遊粒子である塵埃を捕捉する薄型化や組み立て作業の簡便化を目指した集塵エレメントをもつ電気集塵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に電気集塵装置の集塵エレメントは、電極間でコロナ放電を発生させて塵埃を帯電させるイオン化部（帯電部）と、このイオン化部により帯電された塵埃をクーロン力で集塵板へ付着させるコレクタ部（集塵部）とで構成する。例えば、図１１は特開平５−３０５２４９号公報に開示される従来の集塵エレメントを示す側断面図である。図１１において、１は空気流に沿って複数の平行に配置されたイオン化部とコレクタ部とで共用化する接地（アース）状態の平板状の共用電極、２はこの各共用電極１の上流側の間に配置されたワイヤ線で構成される複数の放電電極であって、共用電極１と放電電極２とからイオン化部が構成される。また、この各共用電極１の下流側の間に複数の平板状の高圧電極３や集塵電極４が配置されてコレクタ部が構成される。こうした構成を有するために、イオン化部とコレクタ部とが隣接状態の配置構成となるので、集塵エレメントを薄型化させることが可能であり、かつ構成部品の組み立て作業性の向上が期待できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気集塵装置は、前述のようにイオン化部とコレクタ部の一部の電極を一体化して共用化することにより薄型化を図っている。しかし、イオン化部の放電電極とコレクタ部の高圧電極とはこれまでと同様に所定間隔をもって分離配置しているために集塵エレメント自身の薄型化に限度があり、しかも放電電極が別パーツとなるために組み立て作業性も悪いという問題点があった。
【０００４】
また、集塵エレメントを薄型化した結果、集塵性能に寄与するコレクタ部の集塵電極の面積が小さくなり、これによって集塵効率が低減するという問題点を生じる。これを解決するために、コレクタ部の電極間の距離を狭めて電極の配列枚数を増やすことで、集塵電極の全体面積を拡大させることが提案されている。しかし、コレクタ部の電極間の距離を狭めることで電極間に過剰な電流が流れてスパークを起こし易く、これに伴って不快な雑音や光などを発生するという問題点があった。
【０００５】
この発明は、前述のような問題点を解決するためになされたもので、イオン化部とコレクタ部の各電極を一体化させて集塵エレメントの薄型化、組み立て作業の簡便化を実現させ、さらに電極の構造や材料を吟味して電極間でのスパークの発生を抑えることを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電気集塵装置は、放電電極と対向電極との間でコロナ放電を発生させて空気中の塵埃を帯電するイオン化部を設け、イオン化部で帯電された塵埃を高圧電極と集塵電極により捕集するコレクタ部を設けた電気集塵装置において、イオン化部の対向電極とコレクタ部の集塵電極とを一体化して成ると共に空気流と平行な共用電極を空気流の直交方向に沿って複数配列し、これらの各共用電極間にコレクタ部の高圧電極を配置し、この高圧電極の上流側端部にイオン化部の放電電極を共用電極と対向するように設け、コレクタ部の高圧電極の断面形状を台形とし、集塵電極との間隔を空気流に沿って徐々に狭めるようにした。
【００１１】
また、コレクタ部の高圧電極または集塵電極の両端部に半絶縁性樹脂から成る電極カバーを装着するようにした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明による集塵エレメントの実施の形態を示す側断面図であり、図２はこのエレメントの斜視図である。図１と図２において、従来例と同一の符号は同一または相当部分を示す。５ａは空気流に沿って平行に複数配置された共用電極１の間に配置したコレクタ部を構成する帯状の第１の高圧電極、５ｂは共用電極１と集塵電極４との間に配置される帯状の第２の高圧電極、６は第１の高圧電極５ａの上流側端部に空気流に沿って平行となるように一体的に設けられるイオン化部の針状の放電電極、７はイオン化部やコレクタ部の各電極間に直流の高電圧あるいは直流にパルスを重畳させた状態の高電圧を印加する高圧電源である。
【００１４】
ここで、イオン化部とコレクタ部とで共用化される共用電極１の構成材料は、例えばＳＵＳの金属の他に高分子樹脂に適当量の導電材料が含まれた導電性樹脂、さらにはこの樹脂の表面に金属メッキを施して表面を導体化させたものを採用しても良い。また、高圧電極は体積抵抗率が１０10Ωｃｍ程度の半絶縁性樹脂で形成させる。このことは、実施の形態２，実施の形態３，実施の形態５についても同様である。
【００１５】
次に、イオン化部やコレクタ部を構成する各電極の高さについて説明する。図１において各電極の下流側端部を基準として複数の共用電極１の高さをＨ１、この各共用電極１の間に配置する第１の高圧電極５ａの高さをＨ２に設定する。ここで、針状の放電電極６の先端部が共用電極１内に収まるように第１の高圧電極５ａの高さを適切に設定する。また、集塵電極４および第２の高圧電極５ｂの高さを、それぞれＨ３と設定する。なお、第２の高圧電極５ｂの高さはＨ２に設定しても良い。ここで、各電極の高さはＨ１>Ｈ２>Ｈ３の関係となるように設定する。また、第１の高圧電極５ａの高さＨ２を集塵電極４の高さＨ３と比べて高く設定した理由は、集塵電極４と針状の放電電極６との間でスパークあるいはコロナ放電が発生しないように配慮したものである。
【００１６】
また、前述の各電極間の距離について説明する。図１において、イオン化部を構成する共用電極１と針状の放電電極６との空間距離をＰ１、コレクタ部を構成する第１の高圧電極５ａあるいは第２の高圧電極５ｂと集塵電極４との空間距離や共用電極１と第２の高圧電極５ｂとの空間距離をそれぞれ等間隔Ｐ２に設定する。ここで、各電極間の距離をＰ１>Ｐ２ の関係となるように設定する。なお、イオン化部の電極間の距離Ｐ１の値は高電圧を考慮しながらスパークが発生しないように適宜決めることが必要である。
【００１７】
次に、こうした構成を有する集塵エレメントの動作について、図１と図２とを併用して説明する。コレクタ部を構成する接地側の共用電極１、集塵電極４と正側の第１の高圧電極５ａ、第２の高圧電極５ｂとの間に高電圧を印加することにより、この電極間やイオン化部を構成する共用電極１と針状の放電電極６との間でそれぞれコロナ放電が発生して、例えば図１中の点線で示すようなコロナ放電の電流路を形成する。これにより、集塵エレメントの上流側から流入する塵埃がイオン化部の電極間を通過する際に正の電位に帯電される。そして、正の電位に帯電された塵埃はコレクタ部の電極間を通過する際にクーロン力で集塵電極４の表面に付着する。
【００１８】
こうした集塵エレメントの動作メカニズムにより、空気中の塵埃が除去されて空気が浄化される。なお、コレクタ部の第１の高圧電極５ａや第２の高圧電極５ｂは体積抵抗率が１０10Ωｃｍ程度の半絶縁性樹脂で形成されるため、電極間に流れる電流の大きさが抑制される。これにより、コレクタ部の電極間の距離を例えば数ｍｍに設定した場合でもスパークの発生を抑えることができる。したがって、コレクタ部の電極間の距離を狭めることにより各電極の配列枚数を増やしながら集塵エレメントの薄型化を実現でき、かつ集塵電極４の全体面積を拡大させて集塵性能を向上維持することができる。
【００１９】
また、前述のようにイオン化部の放電電極の形状は針状の他に、図３の斜視図に示すように突起形状であっても良い。図３において、突起形状の放電電極８は薄板状の電極基部８ａとこの電極基部８ａの長手方向に等間隔で配設する複数の突起８ｂから構成される。こうした構成を有する突起形状の放電電極８が設けられた集塵エレメントの斜視図を図４に示す。図４において、突起形状の放電電極８の電極基部８ａはコレクタ部を構成する帯状の第１の高圧電極５ａの上流側端面部であってその長手方向に沿って一体的に埋め込まれる。ここで、第１の高圧電極５ａの上流側端面部であってその長手方向に沿って溝を形成し、この溝の中に突起形状の放電電極８の電極基部８ａを嵌み込むように構成しても良い。
【００２０】
以上のように、一つの電極をイオン化部とコレクタ部とで共用化させ、かつイオン化部の針状あるいは突起形状の放電電極とコレクタ部の第１の高圧電極５ａとを接続して一体化させたことにより、集塵エレメントの薄型化や組立作業の簡便化などが図れる電気集塵装置を提供することができる。
【００２１】
実施の形態２．
図５は、この発明による集塵エレメントの他の実施の形態を示す側断面図である。図５において、従来例あるいは実施の形態１と同一の符号は同一または相当部分を示す。９ａはコレクタ部の断面が台形状の第１の高圧電極であって、この第１の高圧電極９ａの上流側端部に空気流に沿って平行となるようにイオン化部の針状の放電電極６が一体的に設けられる。９ｂは接地状態の共用電極１と集塵電極４との間に配置される断面が台形状の第２の高圧電極であり、これらの第１の高圧電極９ａや第２の高圧電極９ｂは空気流に沿って集塵電極４との間隔を徐々に狭めるように構成されている。さらに、第２の高圧電極９ｂは共用電極１との間隔を徐々に狭めるようになっている。なお、これらの電極の高さについては実施の形態１と殆ど同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００２２】
次に、こうした構成を有する集塵エレメントの動作について、図５を併用して説明する。コレクタ部を構成する負状態の共用電極１、集塵電極４と正状態の台形状の第１の高圧電極９ａ、台形状の第２の高圧電極９ｂとの間に高電圧を印加することにより、これらの電極間およびイオン化部を構成する共用電極１と針状の放電電極６との間でそれぞれコロナ放電が発生して高電界が形成される。このとき、コレクタ部における電極間の距離は空気流に沿って狭まっていくために、空気の下流側の電極間の電界強度が大きくなる。
【００２３】
したがって、空気上流側の電極間ではクーロン力が比較的弱く、空気下流側の電極間ではクーロン力が強くなるために、イオン化部で正の電位に帯電された塵埃はコレクタ部の集塵電極４の表面全体に均一に付着される。これは、空気中の塵埃が空気上流側に近い集塵電極４の表面に付着し易いという現象を有しているためである。こうした集塵メカニズムにより、集塵エレメントの集塵効率を向上維持できると共に、塵埃が均一に付着するためにユーザー側の集塵電極４の清掃メンテナンス時期を延長させることができる。
【００２４】
また、前述のように共用電極１と台形状の第１の高圧電極９ａとの空間距離を狭めて、この空間部に一対の電極を配置させないように構成しても良い。また、共用電極１や集塵電極４を台形状にして、これらの電極と対向する高圧電極を帯状に形成して配置構成しても良い。
【００２５】
以上のように、コレクタ部を構成する高圧電極の断面を台形状とし、集塵電極４との間隔を空気流に沿って徐々に狭めるように構成したので、集塵電極４の塵埃付着量を均一化させることができる。したがって、集塵エレメントの集塵効率を向上できると共に、塵埃が均一に付着するために電極の清掃メンテナンス時期を延長させてユーザー側に対する清掃作業の煩わしさを解消させる電気集塵装置を提供できる。
【００２６】
実施の形態３．
図６は、この発明による集塵エレメントのさらに他の実施の形態を示す側断面図である。図６において、実施の形態１と同一の符号は同一または相当部分を示す。ここでは、イオン化部やコレクタ部の各電極を集塵エレメントが所定の高さ（図６中のＬ）となるように空気流に対して傾斜させるように構成した。また、イオン化部やコレクタ部の各電極の配列状態は実施の形態１と同様であるために、ここでは説明を省略する。
【００２７】
こうした構成を有するために、集塵エレメントを空気の流れ方向に対して薄型化を図りながらコレクタ部の集塵電極の面積を拡大できる。これにより、高集塵性能を確保する電気集塵装置を提供できる。
【００２８】
実施の形態４．
図７は、この発明による集塵エレメントのさらに他の実施の形態を示す側断面図である。図７において、実施の形態１と同一の符号は同一または相当部分を示す。１０はコレクタ部を構成する接地状態の共用電極１や集塵電極４の空気流と直交する両端部を覆うように装着された半絶縁性樹脂から成る電極カバーである。なお、ここでは第１の高圧電極５ａや第２の高圧電極５ｂは導電体で形成させる。
【００２９】
こうした構成を有するために、コレクタ部の電極間に高電圧を印加したとき集塵電極４の上下エッヂ部へ集中的に形成される電界強度のレベルを低下させ、この個所に流れる電流の大きさを抑制することができる。したがって、コレクタ部の電極間でのスパークの発生を防止することができる。また、集塵エレメントの薄型化を目的に電極間の距離をより一層狭めて電極の配列枚数を増やすことができる。さらに、コレクタ部の集塵電極４とイオン化部の針状の放電電極６との間でスパークの発生を防ぐことが可能である。したがって、集塵電極４の全体面積を拡大させて高集塵性能を確保する電気集塵装置を提供できる。
【００３０】
実施の形態５．
図８は、この発明による集塵エレメントのさらに他の実施の形態を示す側断面図であり、図９はこのエレメントの斜視図である。図８と図９において、実施の形態１と同一の符号は同一または相当部分を示す。ここでは、コレクタ部を構成する共用電極１と第１の高圧電極５ａとの空間距離を狭めてこの空間部に電極を配置させず、かつこの第１の高圧電極５ａの上流側端部に共用電極１と対向するようにイオン化部の針状の放電電極６を一体的に設けるようにしたものである。この場合は、イオン化部の電極間の距離が必然的に狭まる関係上、この電極間でスパークが発生しないように適宜電極間への印加電圧の大きさを調整する必要がある。
【００３１】
実施の形態６．
図１０は、この発明による集塵エレメントのさらに他の実施の形態を示す斜視図である。図１０において、実施の形態１と同一の符号は同一または相当部分を示す。１１は空気流に沿って平行に配置されるハニカム構造を有するコレクタ部の共用電極であって、塵埃の付着面積が拡大するような形状を有している。１２はこの共用電極１１の内側の概中央部に配置される棒状の高圧電極であって、半絶縁性樹脂により形成される。ここで、前述の共用電極はハニカム形状の他に円筒形状あるいは多角形状で形成するようにしても良い。また、この高圧電極１２の上流側端部に共用電極１１と対向するように、イオン化部の針状の放電電極６が一体的に設けられる。なお、この放電電極６の全体部がハニカム形状の共用電極１１の内部に収まるように配置構成する。
【００３２】
次に、こうした構成を有する集塵エレメントの動作について、図１０を併用して説明する。コレクタ部を構成するハニカム形状の共用電極１１と棒状の高圧電極１２との間に高電圧を印加することにより、この電極間およびイオン化部を構成する針状の放電電極６と共用電極１１との間でそれぞれコロナ放電が発生して高電界が形成される。これにより、イオン化部を通過する空気中の塵埃が正の電位に帯電される。そして、正の電位に帯電された塵埃はコレクタ部の電極間を通過する際に、クーロン力でハニカム形状の共用電極１１の内壁部に多量に付着される。また、コレクタ部の棒状の高圧電極１２は体積抵抗率が１０10Ωｃｍ程度の半絶縁性樹脂で形成されるため、実施の形態１と同様に電極間の距離を数ｍｍに設定した場合でもスパークの発生を防止することができる。
【００３３】
以上のように、集塵作用をもつ複数の共用電極１１をハニカム形状あるいは円筒形状で形成したことにより、集塵面積の拡大化が図れる。また、コレクタ部を構成する半絶縁性樹脂から成る棒状の高圧電極１２の上流側端面部にイオン化部の針状の放電電極６を一体的に設けたことにより、集塵エレメントの薄型化を図りながら組立作業の簡便化を実現し、さらにスパークの発生を防止する電気集塵装置を提供できる。
【００３４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３８】
この発明に係わる電気集塵装置は、放電電極と対向電極との間でコロナ放電を発生させて空気中の塵埃を帯電するイオン化部を設け、イオン化部で帯電された塵埃を高圧電極と集塵電極により捕集するコレクタ部を設けた電気集塵装置において、イオン化部の対向電極とコレクタ部の集塵電極とを一体化して成ると共に空気流と平行な共用電極を空気流の直交方向に沿って複数配列し、これらの各共用電極間にコレクタ部の高圧電極を配置し、この高圧電極の上流側端部にイオン化部の放電電極を共用電極と対向するように一体的に設け、コレクタ部の高圧電極の断面形状を台形とし、集塵電極との間隔を空気流に沿って徐々に狭めるようにしたので、集塵効率を向上維持させながら集塵エレメント自身の薄型化や組立作業の簡便化などが図れ、また、集塵電極の塵埃付着量を均一化させることができる。これにより、集塵エレメントの集塵効率を向上できると共に電極の清掃メンテナンス時期を延長させてユーザー側に対する清掃作業の煩わしさを解消させる電気集塵装置を得ることができる。
【００４０】
また、コレクタ部の高圧電極または集塵電極の両端部に半絶縁性樹脂から成る電極カバーを装着するようにしたので、電極間に高電圧を印加したとき高圧電極や集塵電極の上下エッヂ部へ集中的に形成される電界強度のレベルを低下させ、この個所に流れる電流の大きさを抑制することができる。これにより、コレクタ部の電極間でのスパークの発生を防止することができる。また、集塵エレメントの薄型化をモットーに電極間の距離をより一層狭めて電極の配列枚数を増やし、集塵電極の全体面積を拡大させて高集塵性能を確保する電気集塵装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１における集塵エレメントの側断面図である。
【図２】  実施の形態１における集塵エレメントの斜視図である。
【図３】  実施の形態１における他の集塵エレメントに使用する突起状の放電電極を示す斜視図である。
【図４】  実施の形態１における他の集塵エレメントを示す斜視図である。
【図５】  実施の形態２における集塵エレメントの側断面図である。
【図６】  実施の形態３における集塵エレメントの側断面図である
【図７】  実施の形態４における集塵エレメントの側断面図である。
【図８】  実施の形態５における集塵エレメントの側断面図である。
【図９】  実施の形態５における集塵エレメントの斜視図である。
【図１０】  実施の形態６における集塵エレメントの斜視図である。
【図１１】  従来の集塵エレメントを示す側断面図である。
【符号の説明】
１  共用電極、２  放電電極、３  高圧電極、４  集塵電極、５ａ  帯状の第１の高圧電極、５ｂ  帯状の第２の高圧電極、６  針状の放電電極、７  高圧電源、８ａ  電極基部、８ｂ  突起、９ａ  台形状の第１の高圧電極、９ｂ  台形状の第２の高圧電極、１０  電極カバー、１１  ハニカム形状の共用電極、１２棒状の高圧電極。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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