(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捕捉する高圧電極と集塵電極とから成るコレクタ部とを備えた電気集塵装置において、前記高圧電極と集塵電極の少なくとも一方を格子形状に構成し、前記高圧電極と集塵電極を互い違いに組み合わせて構成したことを特徴とする電気集塵装置。
【請求項２】
前記高圧電極あるいは前記集塵電極の何れか一方の電極に凹部を設け、他方の電極がその凹部を非接触状態で貫通するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電気集塵装置。
【請求項３】
前記電極の凹部とその凹部に貫通された電極との空間距離を、何れの個所でも同一の長さとなるように配置構成したことを特徴とする請求項２記載の電気集塵装置。
【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効率良く捕捉する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（塵埃帯電部）と、このイオン化部により帯電された塵埃をクーロン力により集塵電極側に付着させるコレクタ部（集塵部）とで構成する。図１２は、従来の集塵エレメントを示す全体構成図である。図１２において、１は風上側であって空気流に沿って平行に配置される接地側（アース側）の複数の平板状の対向電極、２は平板状の対向電極１の間に配置される高圧側のワイヤー状の放電電極であり、これらの電極からイオン化部が構成される。３は風下側であってかつ空気流に沿って平行に配置される平板状の集塵電極、４は平板状の集塵電極３の間に配置される平板状の高圧電極であり、これらの電極からコレクタ部が構成される。５はイオン化部およびコレクタ部を構成する各電極に高電圧を印加する高圧電源、６はイオン化部およびコレクタ部を収納するケーシングである。
【０００３】
こうした構成を有する従来の集塵エレメントは、イオン化部の各電極間に発生するコロナ放電により空気中の塵埃を帯電させる。そして、その塵埃をコレクタ部の各電極間で発生する電界によるクーロン力によって、集塵電極３に効率良く集塵させる。しかし、イオン化部を構成するワイヤー状の放電電極２は極細であるために断線し易く、これにより帯電機能が失うという問題があった。また、コレクタ部の各電極は平板状であるために電界強度が弱く、これによって集塵性能が低いという問題があった。
【０００４】
この問題点を解決する一例として、特許第２６９８８０４号公報に開示される集塵エレメントのように、イオン化部の放電電極として針状の電極を用い、コレクタ部の集塵電極は格子状に形成されるものが提案される。図１３は、その集塵エレメントの斜視図である。図１３において、７はコレクタ部の角棒状の高圧電極、８は角棒状の高圧電極７に一体化して接続されるイオン化部の針状の放電電極、９はこれらの電極を四方から囲むようにして配置する格子状の対向電極兼用集塵電極である。このような集塵エレメントは、高圧電極７と対向電極兼用集塵電極９の複数の角部におけるエッジ効果により電界強度が強くなり、これによって集塵効率を高めることができる。また、放電電極は針状に形成されているため、断線という事態を招くことが殆どない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の集塵エレメントは、前述のようにイオン化部の放電電極を針状とし、対向電極兼用集塵電極を格子状として複数の角部におけるエッジ効果を利用することで、集塵性能の向上を図っている。しかし、放電電極は針状であるためにコロナ放電による電極先端部の消耗劣化が激しく、これによって集塵効率が低下するという問題点を生じる。また、対向電極兼用集塵電極は格子状で配置構成されているので構造が複雑となり、それによって組み立て性が悪くなりコストが高くなるという問題点があった。
【０００６】
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、イオン化部およびコレクタ部を構成する各電極の組み立て性の向上を図りながら集塵性能を高く維持すると共に、イオン化部の放電電極の断線や劣化によるスパークを未然に防止することを目的としたものである。
【０００７】
【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と、このイオン化部で帯電された塵埃を捕捉する高圧電極と集塵電極とから成るコレクタ部とを備えた電気集塵装置において、高圧電極と集塵電極の少なくとも一方を格子形状に構成し、前記高圧電極と集塵電極を互い違いに組み合わせて構成したものである。
【０００８】
また、高圧電極あるいは集塵電極の何れか一方の電極に凹部を設け、他方の電極がその凹部を非接触状態で貫通するようにしたものである。
【０００９】
また、電極の凹部とその凹部に貫通された電極との空間距離を、何れの個所でも同一の長さとなるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の集塵エレメントに係るコレクタ部の実施の形態を示す斜視図である。図１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。図１の（ａ）は格子状の高圧電極ユニット１０を示す斜視図であり、この電極ユニット１０は長方形の支持枠１０ａの中に水平配列となるように配設する複数の帯状の高圧電極１０ｂ、この高圧電極１０ｂと直交して垂直配列となるように配設する複数の帯状の第１の高圧電極兼用支持バー１０ｃから構成する。なお、帯状の高圧電極１０ｂはその長手方向に沿って所定間隔毎に下部開放の凹部（図１ａ中のＡ部）が複数形成される。また、帯状の高圧電極１０ｂと帯状の第１の高圧電極兼用支持バー１０ｃは同一の材料であって一体的に構成される。
【００１１】
図１の（ｂ）は格子状の集塵電極ユニット１１を示す斜視図であり、この電極ユニット１１は水平配列となるように配設する複数の帯状の集塵電極１１ａ、この集塵電極１１ａと直交して垂直配列となるように配設する複数の帯状の第１の集塵電極兼用支持バー１１ｂから構成する。なお、帯状の集塵電極１１ａはその長手方向に沿って所定間隔毎に上部開放の凹部（図１ｂ中のＢ部）が複数形成される。また、帯状の集塵電極１１ａと帯状の第１の集塵電極兼用支持バー１１ｂは同一の材料であって一体的に構成される。
【００１２】
次に、格子状の高圧電極ユニット１０と集塵電極ユニット１１とを互い違いとなるように合体させた状態のコレクタ部電極の斜視図を、図２に示す。図２において、高圧電極ユニット１０と集塵電極ユニット１１の各電極が直交する個所は、例えば水平方向に配列している帯状の高圧電極１０ｂの凹部に、垂直方向に配列している帯状の第１の集塵電極兼用支持バー１１ｂが貫通し、互いに接触しない構成となっている。また、水平方向に配列している帯状の集塵電極１１ａの凹部に、垂直方向に配列している帯状の第１の高圧電極兼用支持バー１０ｃが貫通し、互いに接触しない構成となっている。ここで、コレクタ部電極をＸ方向から見た場合における側面図を図３に示すが、図３に示すように帯状の高圧電極１０ｂの凹部とその凹部に貫通した状態の帯状の第１の集塵電極兼用支持バー１１ｂとの空間距離を、上部（図３中のａ部）、両側部（図３中のｂ，ｃ部）ともに同一の長さとなるように配置構成する。このことは、帯状の集塵電極１１ａの凹部側についても同様である。
【００１３】
次に、高圧電極ユニット１０の電極材料は金属の他に、体積抵抗が１０１０Ωｃｍ程度の半絶縁性樹脂で構成しても良い。また、集塵電極ユニット１１の電極材料は金属の他に、基材である高分子樹脂の表面に金属メッキ処理を施しても良い。ここで、高圧電極ユニット１０の電極部に半絶縁性樹脂を採用した場合、コレクタ部の電極間に塵埃が介在した際に流れる電流を抑制することができ、それによって電極間距離を数ｍｍに設定して全体の集塵面積を増やしても、スパークを発生することが殆どない。この他に、電極材料として高分子樹脂に導電性物質を適正量だけ含有したものを採用しても良い。
【００１４】
こうした構成を有する集塵エレメントは、高圧電極ユニット１０と集塵電極ユニット１１との間に直流あるいは直流電圧にパルスを重畳させた状態の高電圧を印加した場合、それらの電極間に電界が発生する。とくに、高圧電極１０ｂと集塵電極１１ａの下部に形成する凹部、集塵電極１１ａと第１の集塵電極兼用支持バー１１ｂとの接続部分は角部（エッジ部）が多数存在するため、その個所では電気力線が集中して電界強度が高くなる。これにより、イオン化部で帯電された塵埃を各電極の角部周辺で効率良く集塵することができる。また、第１の集塵電極兼用支持バー１１ｂを集塵部としているので集塵面積が増加し、これによって集塵効率の向上が図れる。
【００１５】
以上のように、高圧電極ユニット１０および集塵電極ユニット１１の各電極を格子形状に構成し、これらの電極ユニットを互い違いとなるように合体した配置構成により、電極間の電界強度を高めることができる。これによって、集塵効率を向上させることができる。また、電極ユニットを構成する各電極を格子形状に配置構成したことにより電極のタワミを防止して電極間距離を常に一定に保ち、集塵ムラを防ぐことができる。さらに、高圧電極ユニット１０および集塵電極ユニット１１はそれぞれ一体的に構成されるので集塵エレメントの組み立てが良く、コストを低減できる。
【００１６】
実施形態２
図４は、この発明の集塵エレメントに係るイオン化部、コレクタ部の他の実施の形態を示す斜視図、図５はこれらを正面側（図４中のＸ方向）から見た場合の構成図である。図４と図５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。１２はイオン化部とコレクタ部とで共用化する接地（アース）側の平板状の共用電極、１３は共用電極１２の間であってその電極面に沿って平行に配設されるコレクタ部を構成する平板状の第１の高圧電極であり、その高圧電極１３の下部には長手方向に沿って所定間隔毎に下部開放の凹部（図４中のＡ部）が複数形成される。
【００１７】
１４は第１の高圧電極１３の上端部であってその長手方向に沿って所定間隔毎に配設される複数の突起状の電極支持部であり、これらは一体的に形成される。そして、イオン化部のワイヤー状の放電電極２が突起状の電極支持部１４の側壁面に形成する孔（図示なし）を通じて第１の高圧電極１３の長手方向に沿った状態で配置される。なお、突起状の電極支持部１４の中央部に割れ目を形成し、その割れ目にワイヤー状の放電電極２を差し込んでも良い。
【００１８】
１５はコレクタ部を構成する集塵電極４と共用電極１２との間、集塵電極４同志の間に配設される第２の高圧電極であり、その高圧電極１５の下部には長手方向に沿って所定間隔毎に下部開放の凹部（図４中のＢ部）が複数形成される。１６は集塵電極４や共用電極１２と直交し、それらの長手方向に沿って所定間隔毎に設けられる複数の帯状の第２の集塵電極兼用支持バーである。なお、第２の集塵電極兼用支持バー１６は金属あるいは高分子樹脂の表面に金属メッキ処理を施した材料で構成する。そして、第２の集塵電極兼用支持バー１６は第１の高圧電極１３や第２の高圧電極１５の下部に形成される凹部を接触しない状態で貫通させる。
【００１９】
ここで、図５の正面図に示すように第１の高圧電極１３の凹部とその凹部に貫通した状態の第２の集塵電極兼用支持バー１６との空間距離を、上部（図５中のａ部）、両側部（図５中のｂ，ｃ部）ともに同一の長さとなるように配置構成する。また、第１の高圧電極１３および第２の高圧電極１５を実施の形態１で開示した半絶縁性樹脂により構成した場合、各電極間の距離を数ｍｍに設定して全体の集塵面積を増やしても、塵埃介在によってスパークを発生することが殆どない。この他に、各電極材料として基材である高分子樹脂に導電性物質を適正量だけ含有したものを採用しても良い。
【００２０】
こうした構成を有する集塵エレメントは、イオン化部およびコレクタ部を構成する各電極間に直流あるいは直流電圧にパルスを重畳させた状態の高電圧を印加した場合、イオン化部を構成する放電電極２と共用電極１２との間でコロナ放電を発生し、通過する塵埃を帯電させる。そして、イオン化部で帯電された塵埃はコレクタ部を構成する第１の高圧電極１３や第２の高圧電極１５の下部に形成する凹部付近で電気力線が集中して強い電界強度が発生することにより、その個所で効率良く集塵される。
なお、放電電極２を図６に示すように第１の高圧電極１３の上部に所定の距離を保ち、その高圧電極１３の長手方向に沿うように配設しても良い。
【００２１】
以上のように、集塵電極４および共用電極１２の下部に複数の第２の集塵電極兼用支持バー１６を直交させて一体的に設け、その集塵電極兼用支持バー１６を第１の高圧電極１３、第２の高圧電極１５の下部に形成する凹部を貫通するように配置構成したことにより、集塵効率を向上させることができる。また、集塵電極４や共用電極１２を複数の第２の集塵電極兼用支持バー１６で支持しているので、それらの電極のタワミを防止して電極間距離を常に一定に保ち、集塵ムラを防ぐことができる。
【００２２】
実施形態３．
図７は、この発明の集塵エレメントに係るイオン化部、コレクタ部のさらに他の実施の形態を示す斜視図、図８はこれらを側面から見た場合の構成図である。図７と図８において、実施の形態１または実施の形態２と同一の符号は同一または相当部分を示す。ここでは、実施の形態２と同様に平板状の集塵電極４や共用電極１２の下部に複数の帯状の第２の集塵電極兼用支持バー１６を一体的に設ける。そして、第２の集塵電極兼用支持バー１６を第１の高圧電極１３および第２の高圧電極１５の下部に形成する複数の凹部を接触させずに貫通させる。
【００２３】
また、第１の高圧電極１３と直交させ、かつその高圧電極１３の上端部の長手方向に対して所定間隔毎に複数の帯状の第２の高圧電極兼用支持バー１７を一体的に設ける。さらに、第２の高圧電極兼用支持バー１７を第２の高圧電極１５と直交させ、かつその高圧電極１５の上部の長手方向に対して所定間隔毎に一体的に設けるように配置構成する。なお、第２の高圧電極兼用支持バー１７は導電性あるいは半絶縁性の材料で構成する。ここで、放電電極２を第１の高圧電極１３の上端部に設けられる複数の第２の高圧電極用支持バー１７の側面部を貫通させて支持する。そして、第２の高圧電極兼用支持バー１７を集塵電極４の上部であってその電極の長手方向に対して所定間隔毎に形成する複数の凹部（図７中のＡ部）を接触しない状態で貫通させる。
【００２４】
次に、集塵エレメントを正面（図７中のＸ方向）から見た場合の構成図を、図９に示す。図９において、集塵電極４の上部に形成する凹部とその凹部に貫通した状態の第２の高圧電極兼用支持バー１７との空間距離を下部（図９中のａ部）、両側部（図９中のｂ，ｃ部）ともに同一の長さとなるように配置構成する。なお、前述のように集塵電極４の上部に凹部を形成して第２の高圧電極兼用支持バー１７がその凹部を貫通させるように配置構成する他に、第２の高圧電極兼用支持バー１７に凹部を形成して集塵電極４の上部がその凹部を貫通させるように配置構成しても良い。
【００２５】
こうした構成を有する集塵エレメントは、イオン化部およびコレクタ部を構成する各電極間に直流あるいは直流電圧にパルスを重畳させた状態の高電圧を印加した場合、イオン化部の放電電極２と共用電極１２との間でコロナ放電を発生し、通過する塵埃を帯電させる。これにより、イオン化部で帯電された塵埃はコレクタ部を構成する集塵電極４の上部に形成する凹部付近で強い電界強度が発生することにより、その個所で効率良く集塵される。そして、その個所で集塵し切れない塵埃は空気の下流側に配置される第１の高圧電極１３や第２の高圧電極１５の下部に形成する凹部付近で強い電界強度が発生することにより、この個所で効率良く集塵される。このように、コレクタ部を構成する集塵電極４の上部、第１の高圧電極１３や第２の高圧電極１５の下部にそれぞれ形成する凹部付近で塵埃が効率良く集塵される。
【００２６】
また、前述のようにイオン化部の放電電極２を第１の高圧電極１３の上端部に配設される複数の第２の高圧電極兼用支持バー１７を貫通して支持させる他に、図１０の集塵エレメントの斜視図および図１１の集塵エレメントの側面図に示すように、放電電極２を第１の高圧電極１３と第２の高圧電極１５との間であって、それらの電極と直交して配設される複数の第２の高圧電極兼用支持バー１７を貫通させて支持しても良い。そして、イオン化部の放電電極２の両側部に配設される集塵電極４や第２の高圧電極１５の数を減らしても良い。これにより、集塵エレメントの薄型化を実現できる。
【００２７】
以上のように、第１の高圧電極１３および第２の高圧電極１５の上部に複数の第２の高圧電極兼用支持バー１７を一体的に設け、さらに集塵電極４や共用電極１２の下部に複数の第２の集塵電極兼用支持バー１６を一体的に設け、それぞれの電極兼用支持バーが電極に形成する凹部を貫通するように配置構成したことにより、集塵効率を向上させることができる。また、平板状である集塵電極４、共用電極１２、第１の高圧電極１３、第２の高圧電極１５が複数の電極兼用支持バーで支持され、それらの電極のタワミを防止することができる。これにより、電極間の距離が常に一定に保たれ、集塵ムラを防ぐことができる。
【００２８】
【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。
【００２９】
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と、このイオン化部で帯電された塵埃を捕捉する高圧電極と集塵電極とから成るコレクタ部とを備えた電気集塵装置において、高圧電極と集塵電極の少なくとも一方を格子形状に構成し、前記高圧電極と集塵電極を互い違いに組み合わせて構成したので、高圧電極と集塵電極との交差部に多数のエッジ部が存在し、その個所では電気力線が集中して電界強度が高くなる。これにより、イオン化部で帯電された塵埃をコレクタ部を構成する各電極の交差部周辺で効率良く集塵することができる。また、コレクタ部の各電極を格子形状に配置構成したことにより、電極のタワミを防止して電極間の距離を常に一定に保ち、集塵ムラを未然に防ぐ機能を有する電気集塵装置を提供できる。さらに、これらの電極から成る集塵エレメントの組み立て性が良く、コストを低減できる。
【００３０】
また、高圧電極あるいは集塵電極の何れか一方の電極に凹部を設け、他方の電極がその凹部を非接触状態で貫通するようにしたので、高圧電極と集塵電極との交差部に多数のエッジ部が存在し、その個所では電気力線が集中して電界強度が高くなる。したがって、イオン化部で帯電された塵埃をコレクタ部を構成する各電極の交差部周辺で効率良く集塵する集塵エレメントをもつ電気集塵装置を提供できる。
【００３１】
また、電極の凹部とその凹部に貫通された電極との空間距離を、何れの個所でも同一の長さとなるようにしたので、何れの個所でも電界強度が均一の大きさとなる。これにより、イオン化部で帯電された塵埃をコレクタ部の電極の凹部付近で効率良く集塵する集塵エレメントをもつ電気集塵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による集塵エレメントのコレクタ部に係る実施の形態１を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１のコレクタ部を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１のコレクタ部を示す要部の構成図である。
【図４】実施の形態２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の集塵エレメントを示す正面図である。
【図６】実施の形態２に係る他の集塵エレメントを示す斜視図である。
【図７】実施の形態３の集塵エレメントを示す斜視図である。
【図８】実施の形態３の集塵エレメントを示す側面図である。
【図９】実施の形態３の集塵エレメントを示す要部の構成図である。
【図１０】実施の形態３に係る他の集塵エレメントを示す斜視図である。
【図１１】実施の形態３に係る他の集塵エレメントを示す側面図である。
【図１２】従来における集塵エレメントを示す構成図である。
【図１３】従来の他の集塵エレメントを示す斜視図である。
【符号の説明】
１  平板状の対向電極、２  ワイヤー状の放電電極、３  平板状の高圧電極、４  平板状の集塵電極、５  高圧電源、６  ケーシング、７  角棒状の高圧電極、８  針状の放電電極、９  対向電極兼用集塵電極、１０  高圧電極ユニット、１１  集塵電極ユニット、１２  平板状の共用電極、１３  第１の高圧電極、１４  突起状の電極支持部、１５  第２の高圧電極、１６  第２の集塵電極兼用支持バー、１７  第２の高圧電極兼用支持バー。
【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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【図１２】
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【図１３】
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