(57)【要約】【課題】長期間常時通電を継続していると集塵効率が低下するという課題があり、長時間通電した場合は、一定時間通電を停止することで、集塵効率を回復することを目的としている。【解決手段】粉塵を反発する電極板５と集塵する電極板６の少なくともどちらか一方を絶縁体で覆い、粉塵を反発する前記電極板５と集塵する前記電極板６を交互に積層した集塵部４を備え、粉塵を反発する前記電極板５と集塵する前記電極板６に与える印加電圧を一定時間停止する印加電圧停止手段１２を備え、一定時間のみ印加電圧を停止した後に再度印加電圧を与えるものであり、絶縁体で覆われた電極板の不具合により粉塵を反発する電極板５と集塵する電極板６の電位差が低下するため集塵効率が低下する現象を改善することができ、粉塵を反発する電極板５と集塵する電極板６の電位差を仕様値に安定させることができるという作用を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉塵を反発する電極板と集塵する電極板の少なくともどちらか一方を絶縁体で覆い、粉塵を反発する前記電極板と集塵する前記電極板を交互に積層した集塵部を備え、粉塵を反発する前記電極板と集塵する前記電極板に与える印加電圧を一定時間停止する印加電圧停止手段を備え、一定時間のみ印加電圧を停止した後に再度印加電圧を与える集塵装置。
【請求項２】
粉塵を反発する電極板と集塵する電極板の少なくともどちらか一方を絶縁体で覆い、粉塵を反発する前記電極板と集塵する前記電極板を交互に積層した集塵部を備え、粉塵を反発する前記電極板と集塵する前記電極板に与える電位の極性を変更する電位極性変更手段を備え、電位の極性を変更した後に元の極性に戻す集塵装置。
【請求項３】
電極板を絶縁体で覆い、前記電極板に導通する電極板端子の極性が交互になるように前記電極板を交互に積層した集塵部を備え、交互に積層された前記電極板の前記電極板端子に与える電位の極性を変更する電位極性変更手段を備え、電位の極性を一定の時間間隔で交互に変更する集塵装置。
【請求項４】
印加電圧停止手段をタイマースイッチとする請求項１記載の集塵装置。
【請求項５】
電位極性変更手段をタイマースイッチとする請求項２または３記載の集塵装置。
【請求項６】
印加電圧停止手段を起動する時期を検知する検知手段を備えた請求項１記載の集塵装置。
【請求項７】
電位極性変更手段を起動する時期を検知する検知手段を備えた請求項２または３記載の集塵装置。
【請求項８】
検知手段を粉塵の集塵部の前後の粉塵濃度を検知する粉塵濃度検知手段とする請求項７記載の集塵装置。
【請求項９】
検知手段を集塵部の汚れを検知する汚れ検知手段とする請求項７記載の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄の分野において空気中の粒子状浮遊物質を除去する集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気中に存在する粒子状浮遊物質、すなわち粉塵は喘息などの疾病の原因として知られており従来から除去の対象となる物質であったが、近年の研究において粒子径２．５マイクロメートル以下の粉塵（いわゆるＰＭ２．５）が肺ガンなどの疾病を誘起する可能性があるとの報告があり、捕集技術の更なる向上が求められている。その中で電気集塵技術を用いた集塵装置は粒子径がマイクロメートル以下の小粒径の粉塵を捕集することに優れており、また低圧損な特性を持つことから注目を集め、更なる性能向上が求められている。
【０００３】
従来、この種の集塵装置として、放電によって粉塵を帯電する荷電部を前段に設け、その後段に、電極を積層し、交互に異なる電圧を印加して電場を形成して帯電した粉塵を捕集する集塵部を設けたものが知られている。
【０００４】
この構成を応用した例として、特許文献１には集塵部において一方の電圧が印加される電極を絶縁体である樹脂製のフィルムで被覆した集塵装置が示されている。
【０００５】
以下、その集塵装置について図６を参照しながら説明する。
【０００６】
図６に示すように、荷電部１０１は線状の荷電部放電電極１０２と荷電部対向電極板１０３とからなり、また、荷電部１０１の下流側には電圧印加電極板１０５と集塵電極板１０６とを一定の間隔を開けて交互に積層した集塵部１０４を設けている。
【０００７】
また、図には示していないが電圧印加電極板１０５は絶縁体である樹脂フィルムで被覆されている。通常、荷電部１０１においては荷電部放電電極１０２と荷電部対向電極板１０３との間に５〜１５ｋＶ、また、集塵部１０４の電圧印加電極板１０５と集塵電極板１０６との間に２〜６ｋＶの電位差を与えるように高圧電源１０７によってそれぞれの電極に所定の電圧が印加されている。
【０００８】
上記構成において、荷電部１０１では荷電部放電電極１０２と荷電部対向電極板１０３との間で不平等な電場が作られており、この時線状の形状を有する荷電部放電電極１０２近傍には非常に強い電場が作られている。そのため空気イオンといった空気中に当初から僅かに含まれる電荷保有物質が加速されて空気分子と衝突を起こし、空気分子から電子が分離する。分離した電子もまた加速されて空気分子と衝突を起こし、空気分子から電子が分離する。電子との衝突によって空気分子から電子が分離する現象を電離と呼ぶ。
【０００９】
また、電離を繰り返すことによって多数の電子が空気分子から分離する現象を電子なだれと呼ぶが、この電子なだれによって電子が分離したプラス極性の空気イオンや、分離した電子と結合してマイナス極性の空気イオンが作られる。
【００１０】
そして荷電部放電電極１０２と異なる極性の空気イオンは荷電部放電電極１０２に電荷を吸収されて空気分子に戻り、逆に同じ極性の空気イオンは電場によって荷電部放電電極１０２から反発する方向の力を受け、荷電部対向電極板１０３の方向へと拡散移動する。
【００１１】
このように電離や電子なだれを起こすことで荷電部放電電極１０２近傍の空気を空気イオンにする放電現象をコロナ放電というが、コロナ放電によって作られ、主に荷電部放電電極１０２と同じ極性の空気イオンが荷電部１０１を通過する粉塵に付着することで粉塵が帯電する。
【００１２】
帯電した粉塵は送風の流れにそって集塵部１０４に導入され、電圧印加電極板１０５と集塵電極板１０６の間で作られる電場の力を受けて主に集塵電極板１０６に付着して取り除かれ、清浄な空気が集塵部１０４の後方から吹出される。
【００１３】
電圧印加電極板は絶縁性の樹脂フィルムで覆われているため、集塵電極板と接触しても短絡を起こさず、同時に集塵電極板との間で起こりうる火花放電（以下スパーク）を防止する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３２６１１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような従来の集塵装置では、スパークを防止できる利点がある反面、長期間電圧を印加しつづけると絶縁体の表面に現れた電荷が徐々に消失していき、対向する電極との電位差が減少して電場の強さが小さくなるため、集塵効率が低下するという課題があり、集塵効率を高く維持することが要求されている。本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、長時間通電した後に電圧印加を停止すると、下げた分の電圧に相当する電荷が絶縁体の表面に現れるが徐々に消失して０Ｖに相当する電荷量０の状態となり、その後に電圧を印加すれば印加した電圧に相当する電荷が再び絶縁体の表面に現れ、対向する電極と絶縁体との間に、印加電圧に相当する電位差を与えることが可能となり、強い電場を得ることが可能となるので、一定時間通電を停止することで、集塵効率が回復したり、電位の極性を反対にした後、すぐに電位の極性を元に戻すことで、集塵効率が回復することができる集塵装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の集塵装置は、上記目標を達成するために、粉塵反発電極板と集塵電極板の少なくともどちらか一方を絶縁体で覆い、前記粉塵反発電極板と前記集塵電極板を交互に積層した集塵部を備え、前記粉塵反発電極板と前記集塵電極板に与える印加電圧を一定時間停止する印加電圧停止手段を備え、一定時間のみ印加電圧を停止した後に再度印加電圧を与えるものである。この手段により長時間通電した場合は、一定時間通電を停止することで、集塵効率が回復することができる集塵装置が得られる。
【００１７】
また他の手段は、粉塵反発電極板と集塵電極板の少なくともどちらか一方を絶縁体で覆い、前記粉塵反発電極板と前記集塵電極板を交互に積層した集塵部を備え、前記粉塵反発電極板と前記集塵電極板に与える電位の極性を変更する電位極性変更手段を備え、電位の極性を変更した後に元の極性に戻すものである。この手段により長時間通電した場合は、電位の極性を反対にした後すぐに戻すことで、集塵効率が回復することができる集塵装置が得られる。
【００１８】
また他の手段は、電極板を絶縁体で覆い、前記電極板に導通する電極板端子の極性が交互になるように前記電極板を交互に積層した集塵部を備え、交互に積層された前記電極板の前記電極板端子に与える電位の極性を変更する電位極性変更手段を備え、電位の極性を一定の時間間隔で交互に変更するものである。この手段により長時間通電した場合は、電位の極性を反対にして粉塵反発電極側と集塵電極側を入れ替えることで、集塵性能を高く維持する集塵装置が得られる。
【００１９】
また他の手段は、印加電圧停止手段をタイマースイッチとするものである。
【００２０】
また他の手段は、電位極性変更手段をタイマースイッチとするものである。
【００２１】
また他の手段は、印加電圧停止手段を起動する時期を検知する検知手段を備えたものである。
【００２２】
また他の手段は、電位極性変更手段を起動する時期を検知する検知手段を備えたものである。
【００２３】
また他の手段は、検知手段を粉塵の集塵部の前後の粉塵濃度を検知する粉塵濃度検知手段とするものである。
【００２４】
また他の手段は、検知手段を集塵部の汚れを検知する汚れ検知手段とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば集塵効率を高く維持できるため、常時使用する場合に性能劣化することがない集塵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態２の構成を示す斜視図
【図３】同電位極性を変更した場合の構成を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態３の構成を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態４の構成を示す斜視図
【図６】従来の構成を示す簡略図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の請求項１記載の発明は、粉塵を反発する電極板と集塵する電極板の少なくともどちらか一方を絶縁体で覆い、粉塵を反発する前記電極板と集塵する前記電極板を交互に積層した集塵部を備え、粉塵を反発する前記電極板と集塵する前記電極板に与える印加電圧を一定時間停止する印加電圧停止手段を備え、一定時間のみ印加電圧を停止した後に再度印加電圧を与えるものであり、絶縁体で覆われた電極板の不具合により粉塵を反発する電極板と集塵する電極板の電位差が低下するため集塵効率が低下する現象を改善することができ、粉塵を反発する電極板と集塵する電極板の電位差を初期仕様に安定させることができるという作用を有する。
【００２８】
また、本発明の請求項２記載の発明は、粉塵を反発する電極板と集塵する電極板の少なくともどちらか一方を絶縁体で覆い、粉塵を反発する前記電極板と集塵する前記電極板を交互に積層した集塵部を備え、粉塵を反発する前記電極板と集塵する前記電極板に与える電位の極性を変更する電位極性変更手段を備え、電位の極性を変更した後に元の極性に戻すものであり、絶縁体で覆われた電極板の不具合により粉塵を反発する電極板と集塵する電極板の電位差が低下するため集塵効率が低下する現象を改善することができ、粉塵を反発する電極板と集塵する電極板の電位差を維持することができるという作用を有する。
【００２９】
また、本発明の請求項３記載の発明は、電極板を絶縁体で覆い、前記電極板に導通する電極板端子の極性が交互になるように前記電極板を交互に積層した集塵部を備え、交互に積層された前記電極板の前記電極板端子に与える電位の極性を変更する電位極性変更手段を備え、電位の極性を一定の時間間隔で交互に変更するものであり、絶縁体で覆われた電極板の不具合により電極板どうしの電位差が低下するため集塵効率が低下する現象を改善することができ、電極板どうしの電位差を維持することができるという作用を有する。
【００３０】
また、本発明の請求項４記載の発明は、印加電圧停止手段をタイマースイッチとするものであり、適切な時間間隔で電位の極性を変更することができるという作用を有する。
【００３１】
また、本発明の請求項５記載の発明は、電位極性変更手段をタイマースイッチとするものであり、適切な時間間隔で電位の極性を変更することができるという作用を有する。
【００３２】
また、本発明の請求項６記載の発明は、印加電圧停止手段を起動する時期を検知する検知手段を備えたものであり、集塵効率の低下する時期を適切に判断できるという作用を有する。
【００３３】
また、本発明の請求項７記載の発明は、電位極性変更手段を起動する時期を検知する検知手段を備えたものであり、集塵効率の低下する時期を適切に判断できるという作用を有する。
【００３４】
また、本発明の請求項８記載の発明は、検知手段を粉塵の集塵部の前後の粉塵濃度を検知する粉塵濃度検知手段とするものであり、集塵効率の低下する時期を適切に判断できるという作用を有する。
【００３５】
また、本発明の請求項９記載の発明は、検知手段を集塵部の汚れを検知する汚れ検知手段とするものであり、集塵効率の低下する時期を適切に判断できるという作用を有する。
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１の構成を示す。
【００３８】
図１に示すように、荷電部１は線状の荷電部放電電極２と荷電部対向電極板３とからなり、また、荷電部１の下流側には電極板５と電極板６を一定の間隔を開けて交互に積層した集塵部４を設けている。また、電極板５および電極板６は絶縁体である樹脂フィルムで被覆されている。
【００３９】
荷電部１においては荷電部放電電極２に連通する荷電部放電電極端子８と、荷電部対向電極板３に連通する荷電部対向電極板端子９との間に５〜１５ｋＶ、また、集塵部４の電極板５に連通する電極板端子１０と、電極板６に連通する電極板端子１１との間に２〜６ｋＶの電位差を与えるように高圧電源７によってそれぞれの電極に所定の電圧が印加されている。ここで電極板端子１０は正極、電極板端子１１は負極となっている。
【００４０】
ここでは、電極板５は粉塵を反発する電極板となっており、粉塵を反発する電極板とは、荷電部１にて粉塵が正極に帯電されて同一極性を持つことにより反発することを意味する。
【００４１】
また、電極板６は粉塵を集塵する電極板となっており、集塵する電極板とは、荷電部１にて正極に帯電された粉塵が反対極性を持つ集塵する電極板にクーロン力により引き付けられ集塵することを意味する。ここでは、集塵する電極板６は接地されている。
【００４２】
集塵部４の電源供給部分には、印加電圧停止手段１２（一例としてタイマースイッチ）が設置されている。
【００４３】
次に、実施の形態１の作用を示す。上記構成において、荷電部１を通過する粉塵に付着することで粉塵が帯電するため、帯電した粉塵は送風の流れにそって集塵部４に導入され、電極板５と電極板６の間で作られる電場の力を受けて主に集塵する電極板６に付着して取り除かれ、清浄な空気が集塵部４の後方から吹出される。
【００４４】
ここで、集塵部４の集塵する電極板６に帯電した粉塵が付着して堆積するが、電極板端子１０および電極板端子１１に長時間通電を行うと、粉塵を反発する電極板５の絶縁フィルムの表面に存在する電荷が消滅して、粉塵を反発する電極板５と集塵する電極板６の間の電位差が減少するため、電極板端子１０と電極板端子１１に与えている電位差よりも少ない電位差となり、集塵部４の集塵性能が低下する傾向が現れる。
【００４５】
そこで、印加電圧停止手段１２としてのタイマースイッチを動作して、電極板端子１０と電極板端子１１に与えている印加電圧を短時間、例えば３分間だけ停止することで、粉塵を反発する電極板５の電気的特性を初期状態に戻すことができ、再度、電極板端子１０と電極板端子１１に電位差を加えれば、初期の状態の電位差を保つことができる。
【００４６】
集塵効率を測定する際に上流側から荷電部１、集塵部４、送風機の順で集塵装置を構成し、送風機を運転することによって集塵装置に空気を流した。ここで集塵部４の粉塵を反発する電極板５と集塵する電極板６の間に印加電圧を６０分与えた後に、印加電圧を３分間停止する動作を繰り返し、空気中の０．３μｍ以上の粒子径を有する粉塵の個数濃度をレーザーパーティクルカウンターで測定し、以下の算出式を用いて算出した。
集塵効率（％）＝（１−（荷電部上流側の粉塵濃度）／（集塵部下流側の粉塵濃度））×１００
【００４７】
ここで横軸を経過時間、縦軸を集塵効率とする結果を表１に示す。表１は本発明の実施の形態１の経過時間における集塵効率の変化を測定した結果を示すグラフである。
【００４８】
【表１】
2011031127.tif 000003
【００４９】
（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分には同一符号を付与し、詳細な説明を省略する。実施の形態２の構成を示す。図２に示すように、集塵部４の電源供給部分には、電位極性変更手段１３（一例としてタイマー切り替えスイッチ）が設置されている。
【００５０】
次に、実施の形態２の作用を示す。図２および図３に示すように、電位極性変更手段１３としてのタイマー切り替えスイッチを用いて、図２に示すように電極板端子１０は正極、電極板端子１１は負極である初期の状態から、図３に示すように電極板端子１０は負極、電極板端子１１は正極であるように極性を切り替えて逆の極性を与えることで、電極板端子１０と電極板端子１１に与えている電位差を保つことができる。これにより集塵性能の低下を防止するものである。
【００５１】
電位極性の変更の一例として、集塵部４の電極板５と電極板６の間に印加電圧を、例えば６０分与えた後に、電極板５と電極板６の極性を変化させてすぐに元に戻す動作を繰り返すものである。
【００５２】
また、別の一例として、集塵部４の電極板５（すなわち粉塵を反発する電極板）と電極板６（すなわち粉塵を集塵する電極板）の間に印加電圧を、例えば６０分与えた後に、電極板５と電極板６の極性を変化させ極性を切り替えたまま、すなわち電極板５を粉塵を集塵する電極および電極板６を粉塵を反発する電極として印加電圧を、例えば６０分与えて動作を行い、これを繰り返すものである。
【００５３】
（実施の形態３）
実施の形態１および実施の形態２と同一部分には同一符号を付与し、詳細な説明を省略する。実施の形態３の構成を示す。図４に示すように、荷電部１の上流側および集塵部４の下流側に粉塵濃度検知手段１４としてのパーティクルカウンターを備えている。
【００５４】
次に、実施の形態３の作用を示す。粉塵濃度検知手段１４で荷電部上流側の粉塵濃度と集塵部下流側の粉塵濃度を測定することで、都度集塵効率を換算することで、集塵効率が９０から９５％以下に低下した場合に、集塵部４の印加電圧を停止したり、電極板５および電極板６の電位極性を変更することで集塵効率を長時間安定して高い水準にできる。
【００５５】
（実施の形態４）
実施の形態１から実施の形態３と同一部分には同一符号を付与し、詳細な説明を省略する。実施の形態４の構成を示す。図４に示すように、集塵部４の下流側に汚れ検知手段１５を備えている。
【００５６】
次に、実施の形態４の作用を示す。汚れ検知手段１５としての赤外線利用方式の粉塵センサで集塵部の粉塵による汚れ度合いを測定することで、集塵部４の印加電圧を停止したり、電極板５および電極板６の電位極性を変更することで集塵効率を長時間安定して高い水準にできる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の集塵装置は、高い集塵性能を得ながら集塵部および荷電部ともにスパークを防止することが可能であるため、高い集塵性能と安全性が同時に求められる集塵装置、例えば工場のオイルミスト集塵機や家庭用空気清浄機、または給気型換気扇などに搭載する集塵デバイスとして有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１    荷電部
２    荷電部放電電極
３    荷電部対向電極板
４    集塵部
５    電極板
６    電極板
７    高圧電源
８    荷電部放電電極端子
９    荷電部対向電極板端子
１０  電極板端子
１１  電極板端子
１２  印加電圧停止手段
１３  電位極性変更手段
１４  粉塵濃度検知手段
１５  汚れ検知手段
【図１】
2011031127.tif 000004
【図２】
2011031127.tif 000005
【図３】
2011031127.tif 000006
【図４】
2011031127.tif 000007
【図５】
2011031127.tif 000008
【図６】
2011031127.tif 000009