(57)【要約】【課題】臭気物質の分解を安定して継続させ、プラズマ放電を安定して行う。【解決手段】本発明の放電電極４０は、筒状の絶縁管４１と、絶縁管４１の外周部に設けられる外部電極４６と、絶縁管４１の内側に同心状に設けられ、放電部４７の外径が拡大された異径円柱形状の内部電極４２と、を備え、絶縁管４１の内部電極４２の放電部４７に対向する部分と内部電極４２の放電部４７との間の隙間４３にのみ触媒物質４４が充填され、隙間４３に臭気物質を含む空気が流通するように構成されていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧の印加によりプラズマ放電を発生する放電電極であって、
円筒状の絶縁管と、
前記絶縁管の外周部に設けられる外部電極と、
前記絶縁管の内側に同心状に設けられ、放電部の外径が拡大された異径円柱形状の内部電極と、を備え、
前記絶縁管の前記内部電極の放電部に対向する部分と該内部電極の放電部との間の隙間に触媒物質が充填され、該隙間に臭気物質を含む空気が流通するように構成されていることを特徴とする放電電極。
【請求項２】
前記絶縁管の内側において前記放電部の軸方向の両端部に固定される触媒固定部材を備え、該触媒固定部材は、前記触媒物質を前記軸方向の両端部から挟み込み前記隙間内に保持するように構成されている請求項１に記載の放電電極。
【請求項３】
前記外部電極は、前記絶縁管の外周部に巻き付けられる板状弾性体により構成され、巻き付けた時に周方向の両端部が重なり合うオーバーラップ部を備えている請求項１または２に記載の放電電極。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの請求項に記載の放電電極を備える集塵機であって、
回転することによって、内部に収容された吸着剤に対する臭気物質の吸着作用と加熱空気による前記吸着剤からの臭気物質の脱離作用とを連続的に繰り返す吸着ローターと、
前記吸着ローターを通過することで脱離された臭気物質を含む空気を加熱するヒーターと、
複数の前記放電電極と該放電電極に高電圧を印加する高圧電源とを有し、前記ヒーターで加熱された加熱空気中の臭気物質を分解するプラズマ放電部と、
を備えていることを特徴とする集塵機。
【請求項５】
前記プラズマ放電部の排気側に触媒物質を有する触媒部が設けられている請求項４に記載の集塵機。
【請求項６】
脱離された臭気物質を含む空気が流通する複数の通気穴が長手方向に均等に形成され、前記絶縁管が前記通気穴と連通するように前記放電電極を支持するボードと、
前記ボードの空気導入側に設けられ、多数の孔が開口された複数の整流板と内部に空気を導入する１つの導入口とが形成されたケース体と、
を有するプラズマユニットを備え、
前記導入口を介して前記ケース体に導入された空気は前記整流板の孔を通って前記通気穴に均等に整流される請求項４または５に記載の集塵機。
【請求項７】
前記整流板は、空気導入側に設けられる第１整流板と、該第１整流板より排気側に設けられる第２整流板と、を備え、
前記第１整流板は、前記導入口に対応した位置に設けられ、前記第２整流板の長手方向両端の孔側に向かってそれぞれ屈曲した傾斜板を有し、該傾斜板には複数の細孔が形成され、
前記第２整流板の孔は、長手方向両端に向かうに従って大径となるように形成されている請求項６に記載の集塵機。
【請求項８】
前記内部電極と電気的に接触し、複数の前記放電電極を支持する電極支持部材を備え、前記高圧電源は前記電極支持部材を介して前記内部電極に高電圧を印加し、前記電極支持部材は、前記放電電極を流通する脱離された臭気物質を含む空気の排気側に取り付けられる請求項４〜７のいずれかの請求項に記載の集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧の印加によりプラズマ放電を発生する放電電極および該放電電極を備える集塵機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場の印刷機や塗装設備等より排出される空気に含まれる揮発性有機化合物（以下、「ＶＯＣ」と言う）等の臭気物質を分解除去するために、集塵機が使用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、高電圧印加電極にワイヤーを用い、金属触媒を坦持した吸着剤でコーティングされた誘電体物質をバリヤ材内部に配置し、バリヤ材の外側に円筒状の接地電極を設け、高電圧印加電極と接地電極とに高電圧を印加してプラズマ放電を行い、ＶＯＣを分解するガス処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９３１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のプラズマによるガス処理装置は、内部電極に線径の細いワイヤーを使用しているため、バリヤ材の内部に生じるギャップが広くなり、この状態でプラズマ放電を行った場合、プラズマ放電は安定しないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、ＶＯＣ等の臭気物質の分解を安定して継続させ、プラズマ放電を安定して行うことのできる放電電極および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】
【０００７】
上記した目的を達成するため、本発明の第１の放電電極は、円筒状の絶縁管と、前記絶縁管の外周部に設けられる外部電極と、前記絶縁管の内側に同心状に設けられ、放電部の外径が拡大された異径円柱形状の内部電極と、を備え、前記絶縁管の前記内部電極の放電部に対向する部分と該内部電極の放電部との間の隙間に触媒物質が充填され、該隙間に臭気物質を含む空気が流通するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第１の放電電極によれば、放電電極の隙間を狭くでき、かつ放電電極の隙間における圧力損失が低減されるため、臭気物質を含む空気が隙間を容易に流通することができ、プラズマ放電を安定して発生させることができる。
【０００９】
本発明の第２の放電電極は、上記した第１の放電電極において、前記絶縁管の内側において前記放電部の軸方向の両端部に固定される触媒固定部材を備え、該触媒固定部材は、前記触媒物質を前記軸方向の両端部から挟み込み前記隙間内に保持するように構成されているのが好ましい。
【００１０】
本発明の第２の放電電極によれば、隙間内における触媒物質のズレを確実に防ぐことができる。
【００１１】
本発明の第３の放電電極は、上記した第１または第２の放電電極において、前記外部電極は、前記絶縁管の外周部に巻き付けられる板状弾性体により構成され、巻き付けた時に周方向の両端部が重なり合うオーバーラップ部を備えているのが好ましい。
【００１２】
本発明の第３の放電電極によれば、外部電極が絶縁管に確実に密着し、内部電極の放電部の周囲を確実に覆うことができるため、プラズマ放電時の異常放電を防止することができる。
【００１３】
本発明の第１の集塵機は、上記した第１〜第３のいずれかの放電電極を備える集塵機であって、回転することによって、内部に収容された吸着剤に対する臭気物質の吸着作用と加熱空気による前記吸着剤からの臭気物質の脱離作用とを連続的に繰り返す吸着ローターと、前記吸着ローターを通過することで脱離された臭気物質を含む空気を加熱するヒーターと、複数の前記放電電極と該放電電極に高電圧を印加する高圧電源とを有し、前記ヒーターで加熱された加熱空気中の臭気物質を分解するプラズマ放電部と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第１の集塵機によれば、臭気物質を含む空気をヒーターで加熱することで、プラズマ放電の際に放電電極の放電部に生ずる温度勾配を押えることができ、タール等の副生成物を発生させることなく、臭気物質の分解を安定して継続させることができる。
【００１５】
本発明の第２の集塵機は、上記した第１の集塵機であって、前記プラズマ放電部の排気側に触媒物質を有する触媒部が設けられているのが好ましい。
【００１６】
本発明の第２の集塵機によれば、プラズマ放電部の排気側に触媒部を設けることで、プラズマ放電部で未分解の臭気物質を漏らすことなく分解することができる。
【００１７】
本発明の第３の集塵機は、上記した第１または第２の集塵機であって、脱離された臭気物質を含む空気が流通する複数の通気穴が横方向に均等に形成され、前記絶縁管が前記通気穴と連通するように前記放電電極を支持する横長のボードと、前記ボードの空気導入側に設けられ、多数の孔が開口された複数の整流板と内部に空気を導入する１つの導入口とが形成されたケース体と、を有するプラズマユニットを備え、前記導入口を介して前記ケース体に導入された空気は前記整流板の孔を通って前記通気穴に均等に整流されるのが好ましい。
【００１８】
本発明の第３の集塵機によれば、横長に幅広く並設された複数の放電電極に対して均等に臭気物質を含む空気を導入することができるため、放電電極は安定してプラズマ放電を発生することができ、臭気物質の分解を安定的に継続することができる。
【００１９】
本発明の第４の集塵機は、上記した第３の集塵機であって、前記整流板は、空気導入側に設けられる第１整流板と、該第１整流板より排気側に設けられる第２整流板と、を備え、前記第１整流板は、前記導入口に対向した位置に設けられ、前記第２整流板の長手方向両端の孔側に向かってそれぞれ屈曲した傾斜板を有し、該傾斜板には複数の細孔が形成され、前記第２整流板の孔は、長手方向両端に向かうに従って大径となるように形成されているのが好ましい。
【００２０】
本発明の第４の集塵機によれば、臭気物質を含む空気を拡散させ、均等に整流することができるため、放電電極は安定してプラズマ放電を発生することができ、臭気物質の分解を安定的に継続することができる。
【００２１】
本発明の第５の集塵機は、上記した第１〜第４のいずれかの集塵機であって、前記内部電極と電気的に接触し、複数の前記放電電極を支持する電極支持部材を備え、前記高圧電源は前記電極支持部材を介して前記内部電極に高電圧を印加し、前記電極支持部材は、前記放電電極を流通する脱離された臭気物質を含む空気の排気側に取り付けられるのが好ましい。
【００２２】
本発明の第５の集塵機によれば、臭気物質を介して内部電極と外部電極とがショートする異常放電を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、臭気物質の分解を安定して継続させ、プラズマ放電を安定して行うことができる等、種々の優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る集塵機の全体構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る集塵機の全体構成を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る集塵機において、（１）は放電電極を示す断面図、（２）は触媒固定部材を示す平面図、（３）は外部電極を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る集塵機において、（１）プラズマ放電部を示す側面図、（２）は中間電極支持部材を示す平面図である。
【図５】は本発明の一実施形態に係る集塵機において、（１）はプラズマユニットを示す平面図、（２）はプラズマユニットを示す側面図である。
【図６】は本発明の一実施形態に係る集塵機において、（１）は第２整流板を示す平面図、（２）はケース体を示す側面図、（３）は第１整流体を示す側面図および平面図である。
【図７】本発明の一実施形態の集塵機において、予備加熱ヒーターから熱交換器までの構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図面を参照しつつ、本実施形態に係る集塵機１について説明する。まず、図１および図２を参照して、集塵機１の全体構成について説明する。図１は集塵機１の全体構成を模式的に示すブロック図、図２は集塵機１の全体構成を示す概略図である。なお、以下の説明では、便宜上、図２における紙面垂直方向手前側を前側（正面側）とし、左右及び上下の方向は、図２を基準とする。
【００２６】
［集塵機の全体構成］
本実施形態に係る集塵機１は、臭気物質のＶＯＣを含む空気を吸引する１次ファン２と、１次ファン２が吸引した空気中のゴミを捕集する１次フィルター３と、回転することでＶＯＣの吸着と脱離を連続して繰り返す吸着ローター４と、吸着ローター４に吸着したＶＯＣを脱離するための空気を吸引する２次ブロア５と、２次ブロア５が吸引した空気中のゴミを捕集する２次フィルター６と、吸着ローター４から脱離したＶＯＣを含む空気を加熱する予備加熱ヒーター７と、吸着ローター４から脱離したＶＯＣを分解するプラズマ放電部８と、プラズマ放電部８の排気側に設けられる触媒部９と、ＶＯＣ分解後の熱を含んだ空気とＶＯＣを脱離するための空気との間で熱交換を行うための熱交換器１０と、ＶＯＣを脱離するための空気を加熱するローター加熱ヒーター１１と、を備えて構成されている。
【００２７】
集塵機１には筐体１２が設けられている。筐体１２の内部は、水平に形成される仕切板１３，１４によって下方から順番に、下部領域１５と中間領域１６と上部領域１７とに仕切られている。
【００２８】
１次ファン２は、上部領域１７に形成されるファン室１８内に回転可能に設けられる羽根部１９と、ファン室１８の上面に取り付けられるモーター２０と、により構成されている。ファン室１８の右方には、排気チャンバー２１が形成されている。
【００２９】
１次フィルター３は、下部領域１５の右側に形成される吸入室２２内に配置されている。筐体１２の右側面の下部には、１次フィルター３に対向するように吸入口２３が形成されている。
【００３０】
吸着ローター４は、中間領域１６に配置され、内部に合成ゼオライトから成る吸着剤（図示せず）が収容されている。吸着ローター４は、下部領域１５に配置されるモーター２４によって水平回転するように構成されている。図２において、吸着ローター４の右側の領域は吸入口２３より１次フィルター３によって濾過されたＶＯＣを含む空気の第１通過域４Ａで、その左側の領域はローター加熱ヒーター１１によって加熱された加熱空気の第２通過域４Ｂになっている。そして、吸着ローター４が回転することで、前記吸着剤がこれら２つの通過域４Ａ，４Ｂを交互に繰返して通過する仕組みになっている。
【００３１】
２次ブロア５は、下部領域１５の左側下部に形成されるファンケース２５内に回転可能に設けられる羽根部２６と、ファンケース２５の左側に取り付けられるモーター２７と、により構成されている。吸着ローター４の第２通過域４Ｂの第２排気側とファンケース２５の吸入側とはダクト２８を介して接続されている。２次ブロア５は、吸着ローター４の前記吸着剤から脱離した後の熱を含んだ空気を吸引するため、耐熱構造であることが望ましい。
【００３２】
２次フィルター６は、例えば筐体１２の外側の左側上部に配置され、吸着ローター４の第２通過域４Ｂの第１吸入側にダクト２９を介して接続されている。
【００３３】
予備加熱ヒーター７は、中間領域１６に配置され、２次ブロア５のファンケース２５の排気側と予備加熱ヒーター７の吸入側とはダクト３１を介して接続されている。
【００３４】
プラズマ放電部８は、中間領域１６に配置され、予備加熱ヒーター７の排気側とプラズマ放電部８の吸入側とが接続されている。プラズマ放電部８は、高圧電源６２とプラズマユニット３０とにより構成されている。なお、プラズマ放電部８の詳細については、後述する。
【００３５】
触媒部９は、中間領域１６に配置され、プラズマ放電部８の排気側と触媒部９の吸入側とが接続されている。触媒部９には、触媒物質として多数の触媒３２（図７参照）が設けられている。触媒３２は、一定温度（例えば、数１００℃）以上でＶＯＣを酸化分解する機能を有している。触媒部９は、触媒３２を多数収納し、プラズマ放電部８の排気側に配置されることで、プラズマ放電部８で分解しきれなかったＶＯＣを、触媒部９で確実に分解することができる。したがって、プラズマ放電が安定して維持できない程、プラズマ放電部８内部の温度が高くなった等の理由によりプラズマ放電部８におけるプラズマ放電を一時的に中止させたい状況が生じたとしても、ＶＯＣを含む空気を大気に再放出させることなく、プラズマ放電部８におけるプラズマ放電を一時中止させることができるので、実用的である。
【００３６】
熱交換器１０は、ＶＯＣ分解後の熱を含んだ空気が通過する放熱側１０ＡとＶＯＣを脱離するための空気が通過する受熱側１０Ｂと、を備えており、所定の熱交換効率を有している。熱交換器１０は、中間領域１６に配置され、触媒部９の排気側と熱交換器１０の放熱側１０Ａの吸入側とが接続されている。また、熱交換器１０の受熱側１０Ｂの吸入側は吸着ローター４の第２通過域４Ｂの第１排気側とダクト３３を介して接続されている。
【００３７】
ローター加熱ヒーター１１は、中間領域１６に配置され、熱交換器１０の受熱側１０Ｂの排気側とダクト３４を介して接続されると共に、吸着ローター４の第２通過域４Ｂの第２吸入側とダクト３５を介して接続されている。熱交換器１０において熱交換した後の空気を加熱することで、ローター加熱ヒーター１１に掛かる電力を省力化することができる。
【００３８】
［プラズマ放電部］
次に、図３〜図７を参照しつつ、プラズマ放電部８について詳細に説明する。図３において（１）は放電電極を示す断面図、（２）は触媒固定部材を示す平面図、（３）は外部電極を示す平面図、図４において（１）はプラズマ放電部を示す側面図、（２）は中間電極支持部材を示す平面図、図５において（１）はプラズマユニットを示す平面図、（２）はプラズマユニットを示す側面図、図６において（１）は第２整流板を示す平面図、（２）はケース体を示す側面図、（３）は第１整流板を示す側面図および平面図、図７は予備加熱ヒーターから熱交換器までの構成を示す側面図である。
【００３９】
（放電電極）
プラズマ放電部８には、複数の放電電極４０が設けられている。図３（１）に良く示されているように、放電電極４０は、円筒状の絶縁管４１と、絶縁管４１の内側に同心状に設けられる内部電極４２と、絶縁管４１と内部電極４２との間の隙間４３に充填される触媒物質４４と、絶縁管４１の内側において触媒物質４４を軸方向の上下両端部からそれぞれ挟み込み固定するように設けられる触媒固定部材４５と、絶縁管４１の外周部に設けられる外部電極４６と、を備えて構成されている。
【００４０】
絶縁管４１には、絶縁材として石英管（酸水素溶融品）が使用され、内部電極４２はステンレス製である。内部電極４２は、外径が拡大された太径（例えば１０数ｍｍ）の円柱形状を有する放電部４７と、放電部４７の上端部から上方に延出する細径（例えば数ｍｍ）の電極軸４８と、により異径円柱形状に形成されている。
【００４１】
放電部４７の上下端部の中心にはそれぞれネジ穴が形成されている。また、放電部４７の上下端部の角は曲面加工されており、エッジに放電が集中しないようになっている。電極軸４８の下端部５１は螺刻され、放電部４７の上端部のネジ穴に螺入されることで、電極軸４８が放電部４７に固定される。また、電極軸４８の上端部５２は絶縁管４１の上端面より上方に突出しており、雌ネジが加工されている。
【００４２】
触媒物質４４は、粒状の触媒であり、内部電極４２の放電部４７と絶縁管４１の放電部４７に対向する部分との間に形成される円筒形状の隙間４３にのみ充填されている。
【００４３】
触媒固定部材４５は、セラミック製で、略円板形状を有しており、放電部４７の上下に設けられる。図３（２）に良く示されているように、円形状の中心穴５０の周りに２重に形成された内側円環部５３と外側円環部５４と、各円環部５３，５４を連結する十字状の連結部５５と、を備えて構成されている。触媒固定部材４５の中心穴５０は放電部４７の下端部のネジ穴に対応した位置に形成されている。内側円環部５３の外径は放電部４７の外径より短く形成され、内側円環部５３と外側円環部５４と間には、周方向に４個の扇状の通気穴５６が形成されている。また、連結部５５の径方向の長さは絶縁管４１の内径に等しく(挿入しやすいよう、連結部５５の径方向の長さを絶縁管４１の内径より数ｍｍ短くして隙間を確保してもよい)、外側円環部５４の外径は絶縁管４１の内径より短く形成されている。これにより、外側円環部５４の外側には、周方向の４箇所に扇状の切欠部５７が形成されている。通気穴５６と切欠部５７の径方向の長さは、触媒物質の外径より小さくなるよう形成されている。
【００４４】
上側の触媒固定部材４５は、上方から中心穴５０を介して放電部４７の上端部のネジ穴に電極軸４８の下端部５１を螺入することで放電部４７の上端部に固定され、下側の触媒固定部材４５は、中心穴５０を介して下方から放電部４７の下端部のネジ穴にボルト５８を螺入することで放電部４７の下端部に固定される。これにより、触媒物質４４は、放電部４７と絶縁管４１の放電部４７に対向する部分との間の隙間４３にのみ充填された状態で保持され、ずれるのを防止することができる。また、絶縁管４１の上方内部空間５９および下方内部空間６０は通気穴５６および切欠部５７を介して隙間４３と連通するようになっている。触媒物質４４の保持を確実にする為に、隙間４３を超えて触媒物質４４が充填されてもよい。
【００４５】
外部電極４６は、図３（３）に良く示されているように、ステンレス製の板バネから成る板状弾性体を絶縁管４１の外周部に巻き付けて加工したものである。外部電極４６には、周方向の両端部が重なり合うオーバーラップ部６１が形成され、オーバーラップ部６１の先端には直線部分４９を残した方が良い。外部電極４６をその弾性力によって絶縁管４１の外周部に強く巻き付かせて固定させることで、絶縁管４１の外周部と外部電極４６との間に隙間が生じて異常放電が発生するのを防止することができる。
【００４６】
本実施形態では、絶縁管４１の内径を１０数ｍｍ、隙間４３の径方向の長さを数ｍｍと狭くしている。このように、内部電極４２の放電部４７を太径とすることで、絶縁管４１の内側に占める放電部４７の割合を大きくし、絶縁管４１の内径を細くすることなく、放電部４７と絶縁管４１の放電部４７に対向する部分との間の隙間４３を狭めることができる。これにより、隙間４３に充填される触媒物質４４を低減することができるため、空気流通時の圧力損失を低減することができる。
【００４７】
また、内部電極４２の放電に関与しない電極軸４８を数ｍｍの細径として、通気穴５６からの空気の流通を妨げることなく、さらに触媒固定部材４５で、触媒物質４４を放電部４７の両端部から挟み込み隙間４３内に保持するよう構成されているので、放電に関与しない不要な部分にまで触媒物質４４を充填する必要がなくなり、触媒物質４４を必要最低限に抑えることで、放電電極４０における空気の圧力損失を低減できる。
【００４８】
また、放電部４７の上下方向の長さを数１０ｍｍと短く設定し、放電部４７の長さを必要最低限に抑えることにより、触媒物質４４の充填量を減らすことにも繋がると共に、プラズマ放電時の温度勾配を抑えることができる。
【００４９】
また、絶縁管４１の肉厚を数ｍｍとし、厚くすることは、絶縁管４１の熱に対する絶縁性が高くなるため、放電電極４０が熱の影響を受けても安定してプラズマ放電を維持することができる。
【００５０】
（高圧電源）
図４（１）に良く示されているように、プラズマ放電部８には、放電電極４０に高電圧を印加するために高圧電源６２が設けられている。本実施形態において高圧電源６２は、交流電圧数１０ＫＶのものが用いられているが、これに限定されるものではない。高圧電源６２は、並列に配置される内部電極用給電部６３と外部電極用給電部６４とにそれぞれケーブル６５，６６を介して接続されている。内部電極用給電部６３および外部電極用給電部６４は、それぞれ、細長のネジ部分にセラミックス製の直管を被せた構造を有する垂直方向に長い直線状に形成されている。内部電極用給電部６３および外部電極用給電部６４は、水平な横長矩形板状のセラミック製のボード６７に貫設され、ボード６７から下方鉛直方向に延出するように設けられている。ケーブル６５，６６は、内部電極用給電部６３および外部電極用給電部６４の各下端部分に接続されている。
【００５１】
内部電極用給電部６３の上端部分は、上部電極支持部材６８を介して内部電極４２の電極軸４８の上端部５２に固定され、外部電極用給電部６４の上端部分は、中間電極支持部材６９を介して外部電極４６に固定される。本実施形態では、直列に一纏めにセラミック製のボード６７上に配置された４本の放電電極４０に対して、高圧電源６２から各給電部６３，６４と上部電極支持部材６８および中間電極支持部材６９を介して、高電圧が印加されるように構成されている。なお、直列に１纏めに配置される放電電極４０の本数は、放電電極４０の放電部４７の長さや高圧電源６２の出力（Ｗ）に応じて、最適なプラズマ放電を発生できるよう適宜選択されるのが良い。
【００５２】
図４（１）に示されているように、４本の放電電極４０はブランケット状の断熱材から成るパッキン８４を介してボード６７上に配置され、放電電極４の両側には、それぞれ、円筒形状の支柱７０が立設されている。両側の支柱７０の上端部間には、支持部材７１が水平姿勢で掛け渡されており、支持部材７１の両端部は、それぞれ、支柱７０の頂部にネジ止めされる。これにより、支持部材７１は各放電電極４０の絶縁管４１の上面に当接し、各放電電極４０はボード６７上に安定的に支持される。
【００５３】
上部電極支持部材６８は、ボード６７に対して平行に配置されて内部電極４２の電極軸４８の上端部５２に固定される内部電極取り付け片７２と、内部電極取り付け片７２から下方に鈍角を成して屈曲されてボード６７側に延出する傾斜片７３と、によりくの字状に形成されている。また、傾斜片７３の下端はボード６７の上面に沿うように反対側に屈曲され、折り返し部７４が形成されている。この折り返し部７４には雌ネジ加工が施され、折り返し部７４の上方から内部電極用給電部６３の上端部分に螺入される雄ネジ７５によって、上部電極支持部材６８は内部電極用給電部６３と共にボード６７に固定される。
【００５４】
上部電極支持部材６８の内部電極取り付け片７２には、内部電極４２の電極軸４８の上端部５２に対応した位置に均等間隔に取り付け穴（図示省略）が形成され、上方からこの取り付け穴を介して電極軸４８の上端部５２に螺入される雄ネジ７６によって、上部電極支持部材６８は内部電極４２の電極軸４８に固定される。
【００５５】
中間電極支持部材６９は、ボード６７と上部電極支持部材６８の内部電極取り付け片７２との間においてボード６７に対して平行に配置される外部電極取り付け片７７と、外部電極取り付け片７７から下方に直角に屈曲される鉛直片７８と、により形成されている。また、鉛直片７８の下端はボード６７の上面に沿うように反対側に屈曲され、折り返し部７９が形成されている。この折り返し部７９には雌ネジ加工が施され、折り返し部７９の上方から外部電極用給電部６４の上端部分に螺入される雄ネジ８０によって、中間電極支持部材６９は外部電極用給電部６４と共にボード６７に固定される。
【００５６】
図４（２）に良く示されているように、中間電極支持部材６９の外部電極取り付け片７７には、各放電電極４０に対応した位置に均等間隔に開口された４つの取り付け穴８１と、最も鉛直片７８側に開口された丸穴８２と、が形成さている。各取り付け穴８１は、上部電極支持部材６８の前記取り付け穴と同一間隔且つ同心の円形の一部に矩形の切欠部８３が形成された形状を有している。各取り付け穴８１には、それぞれ、外部電極４６を巻き付けた放電電極４０が嵌設され、切欠部８３に外部電極４６のオーバーラップ部６１の先端の直線部分４９が収容可能となっている。また、丸穴８２には、給電部６３，６４側の支柱７０が嵌合可能となっている。中間電極支持部材６９の取り付け穴８１に外部電極４６を巻き付けた放電電極４０を嵌設した後、外部電極４６を絶縁管４１に沿って同心円方向に回転させることで、切欠部８３に収容された外部電極４６の先端の直線部分４９は、取り付け穴８１を介して中間電極支持部材６９に弾性的に当接されることになる。これにより、外部電極４６と中間電極支持部材６９とは、ネジ止めする必要もなく確実に当接されるので、外部電極４６と中間電極支持部材６９との接触不足による異常放電を防ぐことができる。
【００５７】
このように上部電極支持部材６８および中間電極支持部材６９を構成することにより、上部電極支持部材６８と中間電極支持部材６９は互いに接触することなく、最短距離で各給電部６３，６４に接続される。また、ボード６７から下方に鉛直方向に延出する各給電部６３，６４の下端部分に接続されたケーブル６５，６６を介して高圧電源６２から高電圧が印加される。これにより、ケーブル６５，６６の接続作業の簡略化を図ることができ、ケーブル６５，６６同士が屈曲して近づいてショートしたりすることもないため、安定的に放電電極４０に高電圧を印加することができる。
【００５８】
また、仮にＶＯＣを含む空気の導入側から高電圧を印加する構造とした場合、ＶＯＣに導電性があるため、例えばシール不足などによって放電電極から漏れたＶＯＣを介して内部電極と外部電極とがショートする虞がある。しかしながら、本実施形態では、ＶＯＣが除去された空気の排気側に設けられた上部電極支持部材６８を通じて内部電極４２に高電圧を印加する構造を採用しているため、導電性のＶＯＣを介して内部電極４２と外部電極４６とがショートすることがない。また、放電電極４０から排気される空気の流通方向も、外部電極４６が設置されている側と逆方向となるように設定されているため、内部電極４２と外部電極４６のショート防止に対して有効である。
【００５９】
（プラズマユニット）
図５（１）および（２）に示されているように、プラズマユニット３０には、セラミック製のボード６７上に４本の放電電極４０が均等間隔で直列に配置されたものが２２列均等間隔で並置されており、合計で８８本の放電電極４０が設けられている。ボード６７およびボード６７と絶縁管４１との間に介装されるパッキン８４（図４（１）等参照）には、放電電極４０への空気の導入側である絶縁管４１の下端開口面に対応する位置に、円形の通気穴８５が形成されている。ボード６７は、無機耐火繊維を無機および有機接着剤を用いて板状に成型したもので、耐火性に優れ、機械加工で通気穴８５を開けることができる。また、ブランケット状の断熱材をパッキン８４として、放電電極４０の列とボード６７との間に挟みこむことで、ＶＯＣを含む空気が漏れることなく、各放電電極４０に導入される。
【００６０】
図５（２）および図６（１）〜（３）に示されているように、プラズマユニット３０には、ボード６７の下方（ＶＯＣを含む空気の導入側）に、ＳＵＳ製のケース体９０が設けられている。ケース体９０はボード６７の長手方向に横長のボックス形状を有しており、底面中央部分に矩形状の導入口９１が開口されている。ケース体９０の内部には、ボード６７上に並設された各放電電極４０にＶＯＣを含む空気が均等に導入されるように、第１整流板９２と第２整流板９３が設けられている。第１整流板９２はケース体９０の導入口９１の直上に配置され、第２整流板９３は第１整流板９２より排気側においてケース体９０の内部を上下に仕切る中間位置に水平に設けられている。
【００６１】
図６（２）および（３）に良く示されているように、第１整流板９２は、平面視で導入口９１より僅かに小さい矩形状を有しており、中央の屈曲線９４を中心として左右長手方向上方に向かって屈曲した左右一対の傾斜板９５を備えている。各傾斜板９５には、それぞれ、通気用の細孔９６が多数開口されている。各傾斜板９５は、４本の鉛直棒９７によって第２整流板９３から吊設されている。
【００６２】
図６（１）および（２）に良く示されているように、第２整流板９３は、左右方向に細長の帯板形状を有している。第２整流板９３には、例えばボード６７の通気穴８５に対向する位置に、多数の円形の整流孔９８が均等間隔で開口されている。整流孔９８の内径は中央部付近が最も小さく、左右方向両端に向かうに従って大きくなるように形成されている。
【００６３】
［集塵機の作用］
次に、図１〜図７を参照しつつ、上記した構成を備えた集塵機１の作用について説明する。
【００６４】
ＶＯＣを含む空気は、１次ファン２により吸入口２３から筐体１２の内部に吸引され、１次フィルター３により空気中のゴミが捕集された後、筐体１２内の下部領域１５を経由して吸着ローター４に送られる。吸着ローター４は、一定速度で連続回転しながら、空気中のＶＯＣの吸着と脱離を繰り返す。吸着ローター４において空気中のＶＯＣが吸着剤に吸着されて除去され、ＶＯＣを除去された空気は、１次ファン２を流通後、清浄空気として大気中に放出される。なお、本実施形態において、吸着ローター４は、数１０分間で１回転程度の回転速度に設定されているが、この回転速度はＶＯＣの除去の状況に応じて変化させても良い。
【００６５】
一方、２次ブロア５により吸引された空気は、２次フィルター６で空気中のゴミが捕集された後、ダクト２９を通って吸着ローター４に流入する。空気は、吸着ローター４の内部におけるＶＯＣの脱離後の熱を持った部分を冷却しながら熱交換器１０の受熱側１０Ｂに送られる。
【００６６】
熱交換器１０の受熱側１０Ｂに送られた空気は、熱交換器１０の放熱側１０Ａに送られたＶＯＣ分解後の熱を持った空気と熱交換を行う。熱交換器１０の受熱側１０Ｂにおいて熱交換して加熱された空気は、ダクト３４を通ってローター加熱ヒーター１１に送られ、一定温度（例えば、数１００℃）まで加熱される。
【００６７】
ローター加熱ヒーター１１において一定温度に加熱された空気は、ダクト３５を通って吸着ローター４へ導入され、吸着したＶＯＣは脱離される。脱離されたＶＯＣを含む空気は、ダクト２８、２次ブロア５、およびダクト３１を通り、予備加熱ヒーター７に送られる。
【００６８】
予備加熱ヒーター７において一定温度（例えば、数１００℃）に加熱されたＶＯＣを含む空気は、プラズマ放電部８のプラズマユニット３０に送られる。プラズマユニット３０において、ＶＯＣを含む空気は、導入口９１を経由してケース体９０の内部に導入され、第１整流板９２の作用によって、ケース体９０の横幅全体にまで均等に拡散される。ケース体９０の横幅全体まで拡散されたＶＯＣを含む空気は、さらに第２整流板９３によってケース体９０内に均等に整流された後、ボード６７の通気穴８５を通って複数並設された各放電電極４０に均等に導入される。
【００６９】
各放電電極４０では高圧電源６２から高電圧が印加されることでプラズマ放電が発生し、流通する空気中のＶＯＣが分解される。さらに、触媒部９においても、触媒３２の酸化分解作用により、空気中に残存しているＶＯＣが分解され、プラズマ放電部８および触媒部９においてＶＯＣが分解された空気は、熱交換器１０の放熱側１０Ａへ送られる。
【００７０】
熱交換器１０の放熱側１０Ａにおいて、ＶＯＣが分解された空気は、受熱側１０Ｂに送られた空気と熱交換を行い放熱して冷却された後、大気中に清浄空気として放出される。
【００７１】
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る電気集塵装置の一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の技術は、工場の印刷機や塗装設備等より排出される空気に含まれるＶＯＣ等の臭気物質を分解除去する集塵機に利用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１    集塵機
４    吸着ローター
７    予備加熱ヒーター
８    プラズマ放電部
９    触媒部
１０  熱交換器
３０  プラズマユニット
４０  放電電極
４１  絶縁管
４２  内部電極
４３  隙間
４４  触媒物質
４５  触媒固定部材
４６  外部電極
４７  放電部
６１  オーバーラップ部
６２  高圧電源
６７  ボード
６８  上部電極支持部材
８５  通気穴
９０  ケース体
９１  導入口
９２  第１整流板
９３  第２整流板
９５  傾斜板
９６  細孔
９８  整流孔
【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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