(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生じ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集塵する集塵電極と高圧電極とを交互に所定間隔を置いて配設して成るコレクタ部とを具備した電気集塵装置であって、
前記高圧電極は半絶縁性樹脂で形成され、この高圧電極の表面電位分布を前記コレクタ部を通過する空気の風速分布に略一致させ、高圧電極の中心部が表面電位が一番高く、両端に進むにつれて表面電位を低下させ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生じ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集塵する集塵電極と高圧電極とを交互に所定間隔を置いて配設して成るコレクタ部とを具備した電気集塵装置であって、
前記高圧電極は半絶縁性樹脂で形成され、この高圧電極へ電圧を供給する給電部を前記コレクタ部を通過する空気の風速が最大となる部位に設け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電気集塵装置の集塵エレメント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、空気中の浮遊粒子である塵埃をコロナ放電によって帯電させるイオン化部（帯電部）と、帯電された塵埃をクーロン力で集塵板に付着させるコレクタ部（集塵部）とで構成する。例えば、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は複数の平行に配置された平板状の対向電極、２はこの対向電極１の間に配置された線状の放電電極であり、この対向電極１と放電電極２とからイオン化部３が構成される。４は複数の平行に配置された平板状の集塵電極、５はこの集塵電極４の間に配置された平板状の高圧電極である。このような平板状の集塵電極４と平板状の高圧電極５を交互に所定間隔を置いて配置させることでコレクタ部６が構成される。７はイオン化部３およびコレクタ部６に直流の高電圧を供給する直流電源である。
【０００３】
次に、図１２を参照しながら電気集塵装置の集塵エレメントの動作について説明する。塵埃を含んだ汚染空気は、送風機（図示せず）の吸引力によってイオン化部３を図中の矢印の方向に向かって通過する。この通常の塵埃あるいは導電性粒子を含んだ塵埃（図１２中のＡ）がイオン化部３を通過する際に、イオン化部３によって生じるコロナ放電によって正に帯電される。この正に帯電された塵埃（図１２中のＢ）は、コレクタ部６へ向かい、高圧電極５のクーロン力により負状態（アース状態）の平板状の集塵電極４に付着する。こうした塵埃の吸着メカニズムにより、コレクタ部６を通過した空気の清浄度は高くなる。
【０００４】
しかし、このような構成を有する集塵エレメントにおいて、導電性粒子を含んだ塵埃がイオン化部３やコレクタ部６を通過した際に、あるいはこれらの各電極の表面に付着したときに電極間に過剰な電流が流れてスパーク放電を起こすことがある。このために不快な雑音・光などを発生するとともに、塵埃の捕集効率が低下するという問題点があった。
【０００５】
こうした電極間でのスパークの発生を防止すべく、例えば特開平６−２９６８９８号公報に開示されている電気集塵エレメントが提案されている。この電気集塵エレメントは、図１２に示すコレクタ部６の高圧電極５を体積固有抵抗で１０８乃至１０１３Ωｃｍの半絶縁性樹脂により一体成形したものである。この半絶縁性樹脂により、導電性粒子を含んだ塵埃がコレクタ部６を通過した場合でも、スパークの発生を防止できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気集塵エレメントは、コレクタ部を構成する高圧電極に、電荷移動量を低減させる半絶縁性樹脂を用い、電極間でのスパークの発生を防止している。しかし、その半絶縁性から、高圧電極の表面電位は給電部を基点として、この基点（図１３の高圧電極の右端）から遠ざかるに応じて低減し、電界強度が低下する。このために、例えば図１３に示す高圧電極の左端では表面電位が最も低くなるため電界強度が低下し、捕集性能が低下する。従って、コレクタ部全体としても塵埃に対する捕集性能の低下あるいは捕集ムラを生じるという問題点があった。
【０００７】
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、塵埃の捕集効率を高く確保して良好に空気清浄し、コレクタ部における電極間でのスパークの発生を防止する電気集塵エレメントを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、放電電極と対向電極との間でコロナ放電を生じ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集塵する集塵電極と高圧電極とを交互に所定間隔を置いて配設して成るコレクタ部とを具備した電気集塵装置であって、
コレクタ部の高圧電極に直流電圧を供給する給電部の給電位置及び構造を工夫し、前記高圧電極は半絶縁性樹脂で形成され、この高圧電極の表面電位分布を前記コレクタ部を通過する空気の風速分布に略一致させ、高圧電極の中心部が表面電位が一番高く、両端に進むにつれて表面電位を低下させたものである。
【０００９】
また、本発明は、放電電極と対向電極との間でコロナ放電を生じ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集塵する集塵電極と高圧電極とを交互に所定間隔を置いて配設して成るコレクタ部とを具備した電気集塵装置であって、
コレクタ部の高圧電極に直流電圧を供給する給電部の給電位置及び構造を工夫し、前記高圧電極は半絶縁性樹脂で形成され、この高圧電極へ電圧を供給する給電部を前記コレクタ部を通過する空気の風速が最大となる部位に設けたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係わる電気集塵エレメントのコレクタ部の斜視図、図２はコレクタ部の高圧電極ユニットの斜視図、図３はコレクタ部の集塵電極ユニットの斜視図、図４は電気集塵エレメントの断面構成略図である。図１〜図４において、従来例と同一の符号は同一又は相当部分を示す。また、図１〜図３は風下側から観た図である。
【００１５】
図１〜３において、４は平行に複数配列された平板状の集塵電極、５は集塵電極４と交互に所定間隔をおいて複数配列された平板状の高圧電極である。この集塵電極４は導電性を持った材料、例えば金属や樹脂に導電性の高い導電塗料を被覆したもので構成され、高圧電極５は体積固有抵抗で１０８乃至１０１３Ωｃｍの半絶縁性樹脂により一体成形されている。
この複数平行に配列された平板状の高圧電極５の風下側の両端は、絶縁性樹脂または半絶縁性樹脂で構成される棒状の支持部８に固着等することで平行に配列支持されている。また、高圧電極５の風下側中央部には金属で構成される棒状の給電部９が設けられ、高圧電極５に直流電源７から給電される直流の高電圧を供給する。この給電部９の表面は、集塵電極４との間で発生する火花放電を防止するため、高圧電極５を成形するのと同じ半絶縁性樹脂で風上側が被覆されている。
一方、複数平行に配列された板状の集塵電極４の同じく風下側の両端及び中央部には凹部が形成され、集塵電極４と高圧電極５を重ね合わせて交互に配列した場合に支持部８及び給電部９と集塵電極４とが接触しない構成になっている。
【００１６】
この複数配列した高圧電極５と、この高圧電極５の両端を支持する支持部８と、高圧電極５に直流高電圧を供給する給電部９と、から高圧電極ユニット１０が構成され、集塵電極４を複数配列してその両端を板状体で固定することで集塵ユニット１１を構成している。この高圧電極ユニット１０及び集塵電極ユニット１１を絶縁性の外枠部材１２に嵌め込むとコレクタ部６が形成される。
【００１７】
次に、前述の様に構成された実施の形態１における電気集塵エレメントの動作について図１と図４を併用して説明する。本実施の形態の電気集塵エレメントは、従来と同様にイオン化部３とコレクタ部６から構成され、このコレクタ部６の後方には、送風機（図示せず）が設けられており、この送風機の駆動によって、その吸引力により塵埃を含む空気流が図４に示す矢印の方向に発生する。また、電気集塵装置の電源（図示せず）をＯＮすると、イオン化部３の放電電極２とコレクタ部６の高圧電極５に高圧電源７から数ｋＶの直流高電圧を印加する。
【００１８】
このとき、空気流中の通常の塵埃あるいは導電性粒子を含んだ塵埃（図４中のＡ）は送風機の駆動によってイオン化部３を通過する際に、イオン化部３で生じるコロナ放電によって正に帯電される。この正に帯電された塵埃（図４中のＢ）は、コレクタ部６へ向かい、高圧電極５のクーロン力により負状態（アース状態）の平板状の集塵電極４に付着する。こうした従来同様の塵埃の吸着メカニズムにより、コレクタ部６を通過した空気の清浄度は高くなる。
【００１９】
ここで、図５は高圧電極５に給電部９を介して高電圧を印可したときの表面電位分布と、高圧電極５を通過する空気の風速分布図を示す。高圧電極５は半絶縁性樹脂で形成されているため、その半絶縁性より直接直流電圧を供給する給電部９から遠ざかるにつれて表面電位が低下する。従って、高圧電極５の中心部に給電部９を設けた場合、図５に示すように、高圧電極５の中心部が表面電位が一番高く両端に進むにつれて表面電位は低下し、山状の表面電位分布となる。また、風速についても、一般的には外枠部材１２による圧力損失の影響の一番少ない中心部が風速が最も速くなり、単位時間当たりに通過する塵埃の量も最も多くなる。
【００２０】
ここで捕集効率と表面電位及び風速との関係では、表面電位が低い場所は電界強度も弱くなるため捕集効率が低くなり、風速が速い所も単位時間当たりに通過する塵埃の量が多くなるために捕集効率が低くなる。従って、本実施形態では、風速が速く単位時間当たりに通過する塵埃の量が多い部分の表面電位を最も高くし、全体としても高圧電極５の表面電位分布を風速分布に略一致させているために、集塵ムラをなくすることができ、全体としての捕集効率を上げることができる。
【００２１】
上記の構成を有する集塵エレメントであり、高圧電極面での電界強度の大きさの分布を、風速分布に略一致させているので、ほぼ均一に捕集性能を維持させることができ、集塵ムラのない集塵エレメントを提供することができる。また、高圧電極５を半絶縁性樹脂で成形しているため、イオン化部３からコレクタ部６に流入される塵埃の中に導電性粒子が含まれた場合でも、コレクタ部６の電極間や給電部９近傍からのスパークを防止して不快な音や光などの発生を抑えることができる。
【００２２】
本実施の形態では、棒状の給電部９の半絶縁性樹脂での被覆を風上側の表面にしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、より集塵電極４との間での火花放電の発生を防止して安全性を高めるために、棒状の給電部９の全体の表面を半絶縁性樹脂で被覆してもよく、また、給電部９自体を半絶縁性樹脂で成形しても良い。
【００２３】
また、本実施の形態では、高圧電極５の中央部に棒状の給電部９を配置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、送風機（図示せず）の送風方法や風路の形状等により、風速分布が変わる場合には、その風速分布に合わせて棒状の給電部９を配置する位置を変更して、風速分布と高圧電極５の表面電位分布を略一致させる様にしても良い。
【００２４】
実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２に係わる電気集塵エレメントのコレクタ部の斜視図、図７はコレクタ部の高圧電極ユニットの斜視図、図８はコレクタ部の集塵電極ユニットの斜視図である。図６〜図８において、実施形態１と同一の符号は同一又は相当部分を示す。また、図６〜図８は風下側から観た図である。
【００２５】
図６〜８において、４は平行に複数配列された平板状の集塵電極、５は集塵電極４と交互に所定間隔をおいて複数配列された平板状の高圧電極である。この集塵電極４は導電性を持った材料で構成され、中心部には棒状の給電部９が貫通するための円形の穴が空いている。高圧電極５は半絶縁性樹脂により一体成形され、中央部には集塵電極４と同様に棒状の給電部９が貫通するための穴が空いている。この高圧電極５に空けられた穴は、集塵電極４に空いている穴よりも小さく、棒状の給電部９の径と略同一に形成されており、貫通後給電部９と高圧電極５とを電気的接続するために固着等されるものである。また、集塵電極４に空けられている穴径は給電部９の径よりも十分大きく、複数平行に配列された集塵電極４の風下側の両端には凹部が形成されているため、集塵電極４と高圧電極５を交互に配列した場合に支持部８及び給電部９と集塵電極４とが接触しないようになっている。
【００２６】
また、棒状の支持部８は絶縁性樹脂または半絶縁性樹脂で構成され、棒状の給電部９は高圧電極５を成形する半絶縁性樹脂で表面全体を被覆されている。従って、高圧電極ユニット１０及び集塵電極ユニット１１を外枠部材１２に嵌め込んで、コレクタ部６を形成しても支持部８及び給電部９と集塵電極４とが接触せず、集塵電極４との間で火花放電の発生を防止できる。
【００２７】
前述の様に構成された実施の形態２における電気集塵エレメントの基本的動作は、実施の形態１で説明したものと同様であるので説明は省略する。ここで、図９に高圧電極５に給電部９を介して高電圧を印加したときの表面電位分布を示す。図９において、板状の高圧電極５の表面電位分布は板の上下方向及び左右方向で示されている。高圧電極５は半絶縁性樹脂で形成されているため、その半絶縁性より、実施の形態１と同様に給電部９から遠ざかるに従って表面電位が低下する。
【００２８】
従って、高圧電極５の中心部に給電部９を設けた場合、図９に示すように左右方向及び上下方向ともに、高圧電極５の中心部が表面電位が一番高く、上下または左右端に進むにつれて表面電位は低下し、山状の表面電位分布となる。また、風速分布は実施の形態１で説明したのと同様であるため、風速が速く単位時間当たりに通過する塵埃の量が多い部分の表面電位を高くでき、高圧電極５の表面電位分布と風速分布とが略一致するため、集塵ムラをなくすることができ、全体としての集塵効率を上げることができる。
【００２９】
上記の構成を有する集塵エレメントであるため、給電部９の一点給電で高圧電極５の全面を高電位に保つとともに、高圧電極５表面での電界強度の大きさの分布を、風速分布に略一致させることで、ほぼ均一に捕集性能を維持させることができ、集塵ムラのない集塵エレメントを提供することができる。
【００３０】
実施の形態３．
図１０は本発明の実施の形態３に係わる電気集塵エレメントのコレクタ部の高圧電極ユニットの斜視図である。図１０において、実施形態１と同一の符号は同一又は相当部分を示す。
図１０において、８は複数枚配列された一番外側の高圧電極５を支持する短棒状の支持部で、絶縁性樹脂または半絶縁性樹脂で構成されている。
【００３１】
実施の形態１では、複数配列された平板状の高圧電極５全ての風下側両端に棒状の支持部８を固着等して高圧電極５を平行支持している。一方、本実施の形態では、短棒状の支持部８は複数配列された内の一番外側に配置された高圧電極５にのみ固着等で接続され、短棒状の支持部８を外枠部材１２凹部等に設置することによって高圧電極ユニット１０は外枠部材１２に固定される。また、複数配列された高圧電極５は、全て棒状の給電部９で固定支持され、その極間距離は均一に保たれている。従って、実施の形態１の様に棒状の支持部８と集塵電極４が接触しないように集塵電極４の両端に凹部を形成する必要がなく、簡単な構造とすることができ生産性が向上する。また、実施の形態１と較べて棒状の支持部８を小さくすることで、空気流に対して圧力損失が生じる部分を低減することができ、集塵可能な面積が大きくなるので、更に集塵効率を上げることができる。
【００３２】
上記の構成を有する集塵エレメントであるため、集塵可能な面積を大きくすることで、更に集塵効率を上げることができる。また、集塵極４の凹部形成という工程を省略して簡単な構造とすることができるため、生産性の高い集塵エレメントを提供することができる。
【００３３】
実施の形態４．
図１１は本発明の実施の形態４に係わる電気集塵エレメントのコレクタ部の斜視図である。図１１において、実施形態１と同一の符号は同一又は相当部分を示す。
【００３４】
実施の形態３では、短棒状の支持部８を複数配列された両端の高圧電極５に固着等で接続し、高圧電極ユニット１０を外枠部材１２に固定しているが、本実施の形態ではこの支持部８を省略して給電部９と支持部８を一体化し、棒状の給電部９のみで、複数配列された高圧電極５を平行支持するとともに高圧電極ユニット１０を外枠部材１２に固定する。これによって、支持部８を設ける必要がないため、実施の形態３で説明した構成より更に構造を簡単にすることができる。
【００３５】
上記の構成を有する集塵エレメントであるため、集塵可能な面積を大きくすることで、更に集塵効率を上げることができる。また、集塵極４の凹部形成という工程を省略して簡単な構造とすることができるため、生産性の高い集塵エレメントを提供することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の発明から明らかなように本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生じ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集塵する集塵電極と高圧電極とを交互に所定間隔を置いて配設して成るコレクタ部とを具備した電気集塵装置であって、
前記高圧電極は半絶縁性樹脂で形成され、この高圧電極の表面電位分布を前記コレクタ部を通過する空気の風速分布に略一致させ、高圧電極の中心部が表面電位が一番高く、両端に進むにつれて表面電位を低下させたものである。この結果、塵埃の捕集ムラなく捕集効率を高く確保して良好に空気清浄し、コレクタ部における電極間でのスパークの発生を防止する電気集塵エレメントを提供することができる。
【００３７】
また、本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生じ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集塵する集塵電極と高圧電極とを交互に所定間隔を置いて配設して成るコレクタ部とを具備した電気集塵装置であって、
前記高圧電極は半絶縁性樹脂で形成され、この高圧電極へ電圧を供給する給電部を前記コレクタ部を通過する空気の風速が最大となる部位に設けたものである。この結果、塵埃の捕集ムラなく捕集効率を高く確保して良好に空気清浄し、コレクタ部における電極間でのスパークの発生を防止する電気集塵エレメントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１の構成を示す電気集塵エレメントのコレクタ部の構成を風下から観た斜視図である。
【図２】この発明の実施形態１の構成を示す電気集塵エレメントのコレクタ部の高圧電極ユニットの構成を風下から観た斜視図である。
【図３】この発明の実施形態１の構成を示す電気集塵エレメントのコレクタ部の集塵電極ユニットの構成を風下から観た斜視図である。
【図４】この発明の実施形態１の構成を示す電気集塵エレメントの断面構成略図である。
【図５】この発明の実施形態１の構成を示す電気集塵エレメントの高圧電極の表面電位分布及び風速分布図である。
【図６】この発明の実施形態２の構成を示す電気集塵エレメントのコレクタ部の構成を風下から観た斜視図である。
【図７】この発明の実施形態２の構成を示す電気集塵エレメントのコレクタ部の高圧電極ユニットの構成を風下から観た斜視図である。
【図８】この発明の実施形態２の構成を示す電気集塵エレメントのコレクタ部の集塵電極ユニットの構成を風下から観た斜視図である。
【図９】この発明の実施形態２の構成を示す電気集塵エレメントの高圧電極の表面電位分布及び風速分布図である。
【図１０】この発明の実施形態３の構成を示す電気集塵エレメントのコレクタ部の高圧電極ユニットの構成を風下から観た斜視図である。
【図１１】この発明の実施形態４の構成を示す電気集塵エレメントのコレクタ部の高圧電極ユニットの構成を風下から観た斜視図である。
【図１２】従来の電気集塵エレメントの断面構成略図である。
【図１３】従来の電気集塵エレメントの高圧電極の表面電位分布図である。
【符号の説明】
１  対向電極、  ２  放電電極、  ３  イオン化部、  ４  集塵電極、  ５  高圧電極、  ６  コレクタ部、  ７  直流電源、  ８  支持部、  ９  給電部、
１０  高圧電極ユニット、  １１  集塵電極ユニット、  １２  外枠部材。
【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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