(57)【要約】【課題】フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができるフィルタ帯電処理装置を得る。【解決手段】電極間に電圧を印加することで、電極間にドリフト電界を形成する一対の電極と、ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させるものである。【選択図】図１
2015112585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間に電圧を印加することで、前記電極間にドリフト電界を形成する一対の電極と、
前記ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、
前記電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、前記ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、前記フィルタを帯電させる
フィルタ帯電処理装置。
【請求項２】
前記帯電微粒子の比電荷が、１０−３Ｃ／ｋｇ〜１０７Ｃ／ｋｇの範囲内にある
請求項１に記載のフィルタ帯電処理装置。
【請求項３】
前記帯電微粒子生成部は、針ノズル電極と穴開き電極とで構成された静電噴霧電極を有し、液滴の静電噴霧によって前記帯電微粒子を生成する
請求項１または請求項２に記載のフィルタ帯電処理装置。
【請求項４】
前記帯電微粒子生成部は、発泡金属電極と穴開き電極とで構成された静電噴霧電極を有し、液滴の静電噴霧によって前記帯電微粒子を生成する
請求項１または請求項２に記載のフィルタ帯電処理装置。
【請求項５】
前記帯電微粒子生成部は、微粒子発生器と放電電極とを備え、前記微粒子発生器によって発生させた微粒子を、前記放電電極での放電により帯電させることで、前記帯電微粒子を生成する
請求項１または請求項２に記載のフィルタ帯電処理装置。
【請求項６】
電極間に電圧を印加することで、前記電極間にドリフト電界を形成する電界形成ステップと、
電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成する生成ステップと、
前記ドリフト電界に、前記帯電微粒子を供給する供給ステップと、
前記電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、前記ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、前記フィルタを帯電させる帯電ステップと、
を有するフィルタ帯電処理方法。
【請求項７】
前記帯電微粒子は、強誘電体材料から生成される
請求項６に記載のフィルタ帯電処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気調和機に用いられるエレクトレットフィルタにおいて、一定期間の塵埃捕集後に洗浄により再利用される際に、使用や洗浄により劣化したエレクトレット特性を再生し、塵埃の捕集率を回復するためのフィルタ帯電処理装置およびフィルタ帯電処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調用の中性能フィルタとして、不織布製のエレクトレットフィルタが用いられている。不織布エレクトレットフィルタは、不織布繊維内部および表面に配向され、固定化された電気分極を有し、空力的な捕集機構に加え、静電気力の効果により、低い圧力損失にもかかわらず、優れた塵埃の捕集率を実現する。
【０００３】
不織布エレクトレットフィルタは、製造時に、シート状の不織布濾材を、大気中におけるコロナ放電下に置いて帯電させる等して、濾材中に電気分極を保持させている。また、一般的に、エレクトレットフィルタは、薄く細い繊維の帯電濾材を、厚く構造支持力のある骨材に対して、接着や熱溶解、機械的摩擦力等で貼り合せて使用されるので、表裏が存在し、裏面の骨材は、一般に表面抵抗率が相対的に低いために帯電電荷の保持ができず、帯電させることが困難である。
【０００４】
また、貼り合せ後さらに、所定のダクト開口に挿入する際の圧力損失低減を目的として、濾材表面積の増大させるために、帯電させたシート状濾材をプリーツ状に折りたたんで立体的な形状に加工されることが多い。このとき、立体的な形状を保持するために、接着剤（ホットメルト）による接着等による固定化手段がとられることが一般的である。
【０００５】
ところで、非帯電の不織布フィルタは、水洗浄等により使用時に付着した塵埃を除去することで、塵埃捕集率が回復し再生使用が可能となるが、エレクトレットフィルタの場合、洗浄の際に洗浄水や洗浄剤に含まれる界面活性剤等の影響により、電気分極が喪失されてしまうので、捕集率の低下が生じる。そこで、初期の捕集率を回復するためには、フィルタ濾材の再帯電の必要がある。
【０００６】
従来の再帯電技術として、コロナ放電電極に、洗浄したエレクトレット材を密着させて、平面状にした状態で電界内に導入する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、別の従来の再帯電技術として、立体形状フィルタを真空中でプラズマ照射し、再帯電させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平３−１０５９０７号公報
【特許文献２】特開２００３−２１０９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
プリーツ状に折りたたんだ立体形状のフィルタを、特許文献１または特許文献２の帯電方法で帯電しようとする場合、放電から帯電のための荷電粒子が注入されると、フィルタの帯電粒子を注入する面側に、先に荷電粒子が留まって逆電界を形成し、後から注入される荷電粒子は、立体形状の内部への侵入を妨げられ、プリーツ形状の谷の部分への帯電が困難である。そのため、フィルタ全体の帯電は均一性を大きく失い、初期製造時と同様な再帯電状態が再現されず、所望の捕集性能が得られないことになる。
【００１０】
特許文献１では、立体形状のフィルタについては意図されていないが、もし、特許文献１の方法を立体形状のフィルタに用いようとすると、使用・洗浄済みエレクトレットフィルタを再生する際に、あらかじめフィルタをシート状に展開してからコロナ放電を行い、帯電がフィルタ面全体に及ぶようにすることになる。
【００１１】
しかしながら、フィルタの立体的なプリーツ形状を保持するための接着部の破壊やダクトへの取り付けのためのフィルタ枠の破壊・除去を行うことになり、再帯電時にほぼ製造時と同様の接着工程や分解・組立工程を繰り返すことになるので、立体形状のエレクトレットフィルタを再利用するコストメリットがほとんど失われるという問題がある。
【００１２】
特許文献２の方法を用いる場合、真空を必要とすることから、再帯電処理の前後に、真空引き工程および大気開放工程が必要となり、大量のフィルタ処理に適用した場合、連続的処理のスループットが大幅に制限される。また、一度に大量のフィルタをバッチ処理で再帯電させるには、大容量の真空室と複数のプラズマ電極を必要とし、導入コストおよび運転コストの双方が、ともに極めて大きい装置が必要になるという問題もある。
【００１３】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができるフィルタ帯電処理装置およびフィルタ帯電処理方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係るフィルタ帯電処理装置は、電極間に電圧を印加することで、電極間にドリフト電界を形成する一対の電極と、ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させるものである。
【００１５】
また、この発明に係るフィルタ帯電処理方法は、電極間に電圧を印加することで、電極間にドリフト電界を形成する電界形成ステップと、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成する生成ステップと、ドリフト電界に、帯電微粒子を供給する供給ステップと、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させる帯電ステップと、を有するものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係るフィルタ帯電処理装置およびフィルタ帯電処理方法によれば、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成し、この帯電微粒子をドリフト電界でドリフトさせ、電極間に設置された処理対象のフィルタを帯電させる。
そのため、フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係るフィルタ帯電処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、この発明の実施の形態１に係る洗浄済み中性能フィルタの構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、プリーツを横から見た側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１において、帯電が阻害される原理を説明する模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１において、均一な帯電が促進される原理を説明する模式図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るフィルタ帯電処理装置における帯電の効果を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るフィルタ帯電処理装置の構成を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係るフィルタ帯電処理装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明に係るフィルタ帯電処理装置およびフィルタ帯電処理方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るフィルタ帯電処理装置５０の構成を示す断面図である。図１において、フィルタ帯電処理装置５０が帯電処理を行う処理対象は、フィルタ１である。フィルタ１は、水洗浄等により一旦塵埃捕集率が低下しても、帯電処理を行うことにより塵埃捕集率を回復させることができる。
【００２０】
フィルタ１は、図２の斜視図および側面図に示されるように、帯電不織布から形成されたフィルタ濾材２０と、その周囲に設けられた金属、木材、樹脂、紙製等のフィルタ枠１８とから構成されている。フィルタ濾材２０は、帯電不織布をプリーツ形状に折った立体フィルタで、プリーツ形状の谷部２１を有し、上面が帯電濾材として用いられる。
【００２１】
また、フィルタ枠１８は、フィルタ濾材２０の形状の保持および装着性の向上を目的としてフィルタ１に設けられているもので、フィルタ濾材２０の周囲を固定し、フィルタ濾材２０のプリーツ形状を保つためのものである。
【００２２】
図１に示されるように、フィルタ帯電処理装置５０は、装置内の上部に設けられた静電噴霧電極４と、装置内の下部に設けられたドリフト電極２とを備えている。静電噴霧電極４は、複数の針ノズル電極４ａと、平板に複数の穴が開けられた穴開き電極４ｂとが、１対１に対応し、対向して配置されるように設けられている。
【００２３】
ドリフト電極２は、穴開き電極４ｂの下部に設けられ、穴開き電極４ｂとドリフト電極２との間には、ドリフト空間１３が形成される。ここで、ドリフト電極２は、絶縁碍子９により、装置筐体１０から電気的に絶縁されている。
【００２４】
また、ドリフト電極２は、第１電源１１に接続され、針ノズル電極４ａは、第２電源１２に接続されている。また、穴開き電極４ｂおよび装置筐体１０は、接地と導通されている。さらに、針ノズル電極４ａには、コロイダルシリカを含む水溶液７（例えば濃度２０％、平均一次粒子径５ｎｍ程度）が保持された容器から、チューブによりポンプ８を介して水溶液７が供給される。
【００２５】
また、フィルタ１は、絶縁物で形成された枠状のフィルタ支持材５の上に保持され、ドリフト空間１３内に静置される。なお、フィルタ１のドリフト空間１３での位置は、フィルタ支持材５の高さを調整することにより、ドリフト空間１３内において、中央やや上方に設置される。
【００２６】
次に、図１を参照しながら、フィルタ帯電処理装置５０の動作について説明する。まず、ドリフト電極２に対して、（ドリフト空間１３の高さ−フィルタ１の高さ）×（空気の絶縁破壊電圧：２．８ｋＶ／ｍｍ）を超えない電圧値を有する正電圧のドリフト電圧を、第１電源１１から印加する。ここで、例えば、ドリフト空間１３の高さが８５ｍｍ、フィルタ１の高さが４５ｍｍである場合には、ドリフト電圧は、４０ｋＶとなる。
【００２７】
上式で算出される電圧値は、フィルタ１またはフィルタ１に付随するフィルタ枠１８が存在する場合においても、ドリフト空間１３内で、気中放電を生じさせないために設定される値であり、実際のドリフト電圧値は、上記算出値の８０％以下とすることが放電防止のためには望ましい。また、上記のドリフト電圧の印加により、ドリフト電極２と穴開き電極４ｂとの間に設置されるフィルタ１は、高電界（ドリフト電界）中に置かれる。
【００２８】
続いて、第２電源１２から、針ノズル電極４ａへ負極性の電圧を印加する。例えば、針ノズル電極４ａの先端と穴開き電極４ｂの穴の中心点との間隙を８ｍｍとした場合に、負極性の電圧として、−６ｋＶ程度が印加される。
【００２９】
このとき、ポンプ８から針ノズル電極４ａに、コロイダルシリカを含む水溶液７を供給すると、針ノズル電極４ａの先端で液滴が負極性に帯電し、液滴同士の電気的な反発により、直径およそ２０ｎｍ程度のミストとして雰囲気中に分散され、比電荷３．３×１０３Ｃ／ｋｇ程度の、電子やイオンの比電荷（電子：１．７×１０１１Ｃ／ｋｇ、イオン（水素イオン）：９．６５×１０７Ｃ／ｋｇ）よりも低比電荷な帯電微粒子６が生成される。生成された帯電微粒子６は、穴開き電極４ｂを通過して、ドリフト空間１３内に供給される。
【００３０】
以上の動作により、静電噴霧電極４から生成された負極性の帯電微粒子６が、ドリフト空間１３の高電界中を移動することにより、負極性の帯電微粒子６が電界に加速されてフィルタ１に照射される。この状態にて数十秒〜十数分間処理を継続させると、フィルタ１の谷部２１を含む全体が帯電され、塵埃捕集率が回復する。
【００３１】
次に、図３、４を参照しながら、この実施の形態１に係るフィルタ帯電処理装置５０において、静電噴霧電極４で静電噴霧により発生させた帯電微粒子６の役割を詳しく説明する。図３は、この実施の形態１と比較するための図で、高電界下に置かれたフィルタ１に対し、ドリフト空間１３に電子・イオン３２を供給し、フィルタ１に照射した場合の模式図である。図３は、再帯電の途上の状態を示しており、すでに一定量の負極性の電子やイオンにより、フィルタ１のプリーツ形状の山部が帯電されている。
【００３２】
ここで、フィルタ１のプリーツ形状の谷部２１には帯電が施されていないが、さらに帯電を行うと、負極性の電子やイオン（荷電粒子４２ａ）は、既にフィルタ１上に帯電された負極性の電子やイオン（荷電粒子４２）が形成する電界４１の影響により、フィルタ１から離れる方向のクーロン力４４を受けてフィルタ１から遠ざかる軌道４５ａを取ることになる。ゆえに、プリーツ形状の谷部２１が帯電されず、捕集率の回復が妨げられる。
【００３３】
一方、この実施の形態１の場合を示す図４では、電子の比電荷に対して５０万分の１以下程度の低比電荷な帯電微粒子３３をドリフト空間１３に供給することで、フィルタ１の山部が負極性に帯電された状態であっても、電子やイオンと比較して、帯電微粒子６が受けるクーロン力４４に対する慣性力の影響が著しく増大されるので、帯電微粒子６は、プリーツ形状の山部でクーロン力４４によって反発されずに、フィルタ１に近づく軌道４５ｂを取り、フィルタ１のプリーツ形状の谷部２１まで到達して、フィルタ１に付着する。
【００３４】
これにより、フィルタ１に付着した帯電微粒子６は、水分の蒸発とともに、水溶液７中に含まれるコロイダルシリカが凝集され、２次粒子径１５ｎｍ程度で帯電を維持したままフィルタ１に付着される。ゆえに、プリーツ形状の谷部２１も帯電されることになり、捕集率の回復が進む。
【００３５】
続いて、この発明の実施の形態１に係るフィルタ帯電処理装置５０を用いて再帯電処理を実行した結果を図５に示す。ここでは、プリーツ形状に折られたフィルタ１（山高４５ｍｍ）を洗浄し、帯電が喪失された後のエレクトレットフィルタに対して、５分間再帯電処理を行い、プリーツの表面電位の分布を評価した。
【００３６】
図５において、プリーツ形状の山部の帯電については、電子やイオンの照射による帯電に劣るものの、電子やイオンの照射で帯電ができなかったプリーツ形状の谷部２１についても、新品を上回る帯電が可能なことが確認された。
【００３７】
また、新品のフィルタの捕集率を、１ｍ／ｓｅｃの風速条件において、０．３〜０．５μｍ径の大気粉塵の濾過割合で評価すると、およそ捕集性能は５０％であったが、洗浄後のフィルタでは１０％まで低下した。
【００３８】
ここで、電子やイオンの照射のみで再帯電させたものは、２０％程度までしか回復しなかったが、この実施の形態１のフィルタ帯電処理装置５０を用いて、低比電荷な帯電微粒子６により再帯電処理を実行したフィルタ１は、新品と同等の５０％まで回復した。
【００３９】
このように、電子やイオンよりも低比電荷な帯電微粒子６を発生させ、高電界によりフィルタ１に照射することで、プリーツ形状のフィルタ１に対して、プリーツ形状の谷部２１を含めた全体を帯電させることができ、洗浄での帯電の喪失により著しく低下した捕集率を新品同等まで回復させることができる。
【００４０】
以上のように、実施の形態１によれば、フィルタ帯電処理装置は、電極間に電圧を印加することで、電極間にドリフト電界を形成する一対の電極と、ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させる。
そのため、フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができる。
【００４１】
また、帯電微粒子の比電荷を、１０−３Ｃ／ｋｇ〜１０７Ｃ／ｋｇの範囲内とするとともに、帯電微粒子生成部は、針ノズル電極と穴開き電極とで構成された静電噴霧電極を有し、液滴の静電噴霧によって帯電微粒子を生成する。
そのため、プリーツ形状のフィルタの帯電において、電子やイオンでの到達が難しいプリーツ形状の谷部に、慣性の影響により帯電微粒子を到達させ、谷部を含むフィルタ全体を帯電させることができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態１では、比電荷３．３×１０３Ｃ／ｋｇの帯電微粒子６を用いてフィルタ１に照射する例を示したが、帯電微粒子６の比電荷は、好ましくは１０−３Ｃ／ｋｇ〜１０７Ｃ／ｋｇの範囲で用いるのがよい。これは、比電荷が大きすぎると、電子やイオンと同様に、プリーツ形状の山部の帯電での反発により、帯電微粒子６がプリーツ形状の谷部２１まで到達できなくなり、比電荷が小さすぎると、フィルタ１の帯電の効果が低下するためである。
【００４３】
また、上記実施の形態１では、噴霧するコロイダルシリカを含む水溶液７の条件として、濃度２０％、平均一次粒子径５ｎｍ程度である例を示したが、好ましくは、一次粒子径が１ｎｍ〜５００μｍの範囲で用いるのがよい。これは、粒子径が小さすぎると、電子やイオンと同様に、プリーツ形状の山部の帯電での反発により、帯電微粒子６がプリーツ形状の谷部２１まで到達できなくなり、粒子径が大きすぎると、フィルタ１の帯電への効果が低下するためである。
【００４４】
また、上記実施の形態１では、噴霧する水溶液７として、コロイダルシリカを含む水溶液７を用いたが、これに限定されず、例えば、水やエタノールを用いてもよい。これにより、フィルタ１に異物を付着させることなく、帯電させることができる。ただし、上述したように、電子やイオンよりも低比電荷な液滴が噴霧されればよく、液種は特に限定されない。
【００４５】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係るフィルタ帯電処理装置５０Ａの構成を示す断面図である。この発明の実施の形態２では、発泡金属電極４ｃを用いて静電噴霧を行う点が、上記実施の形態１と異なる。
【００４６】
図６に示されるように、フィルタ帯電処理装置５０Ａは、装置内の下部に設けられた静電噴霧電極４と、装置内の上部に設けられたドリフト電極２とを備えている。静電噴霧電極４は、発泡金属電極４ｃと穴開き電極４ｂとからなり、発泡金属電極４ｃは、多数の細孔を有する発泡性の金属で構成され、その一部に突な形状を有している。
【００４７】
また、穴開き電極４ｂの穴と、発泡金属電極４ｃの突部との位置関係は、１対１に対応し、対向して配置されるように設けられている。ここで、発泡金属電極４ｃの下部には、絶縁容器１４が配置され、絶縁容器１４内には、コロイダルシリカを含む水溶液７（例えば濃度２０％、平均一次粒子径５ｎｍ程度）が保持され、発泡金属電極４ｃの一部が水溶液７に浸漬されている。
【００４８】
ドリフト電極２は、穴開き電極４ｂの上部に設けられ、穴開き電極４ｂとドリフト電極２との間には、ドリフト空間１３が形成される。ここで、ドリフト電極２は、絶縁碍子９により、装置筐体１０から吊り下げられた構成となっており、装置筐体１０から電気的に絶縁されている。
【００４９】
また、ドリフト電極２は、第１電源１１に接続され、発泡金属電極４ｃは、第２電源１２に接続されている。また、穴開き電極４ｂおよび装置筐体１０は、接地と導通されている。また、フィルタ１は、絶縁物で形成された枠状のフィルタ支持材５の上に保持され、ドリフト空間１３内に静置される。なお、実施の形態１と同様の構成については、説明を省略した。
【００５０】
次に、図６を参照しながら、フィルタ帯電処理装置５０Ａの動作について説明する。まず、ドリフト電極２に対して、上述した実施の形態１と同様に、正電圧のドリフト電圧を、第１電源１１から印加する。また、上記のドリフト電圧の印加により、ドリフト電極２と穴開き電極４ｂとの間に設置されるフィルタ１は、高電界中に置かれる。
【００５１】
続いて、第２電源１２から、発泡金属電極４ｃへ負極性の電圧を印加する。例えば、発泡金属電極４ｃの先端と穴開き電極４ｂの穴の中心点との間隙を８ｍｍとした場合に、負極性の電圧として、−６ｋＶ程度が印加される。ここで、発泡金属電極４ｃは、絶縁容器１４内で水溶液７に浸漬されており、細孔による吸い上げ効果により、発泡金属電極４ｃは、水溶液７を常に一定量含んでいる。
【００５２】
このとき、発泡金属電極４ｃの突部の先端では、コロイダルシリカを含む水溶液７の液滴が負極性に帯電し、液滴同士の電気的な反発により、直径および２０ｎｍ程度のミストとして雰囲気中に分散され、電子やイオンの比電荷よりも低比電荷な帯電微粒子６が生成される。生成された帯電微粒子６は、穴開き電極４ｂを通過して、ドリフト空間１３内に供給される。
【００５３】
以上の動作により、静電噴霧電極４から生成された負極性の帯電微粒子６が、ドリフト空間１３の高電界中を移動することにより、負極性の帯電微粒子６が電界に加速されてフィルタ１に照射される。この状態にて数十秒〜十数分間処理を継続させると、フィルタ１の谷部２１を含む全体が帯電され、塵埃捕集率が回復する。
【００５４】
このように、一部に突形状を有する発泡金属電極４ｃを用いることにより、ポンプ等の供給設備を用いることなく、安定した水分供給を行うことができ、静電噴霧を安定して行うことができる。
【００５５】
以上のように、実施の形態２によれば、フィルタ帯電処理装置は、電極間に電圧を印加することで、電極間にドリフト電界を形成する一対の電極と、ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させる。
そのため、上記実施の形態１と同様に、フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができる。
【００５６】
また、電微粒子生成部は、発泡金属電極と穴開き電極とで構成された静電噴霧電極を有し、液滴の静電噴霧によって記帯電微粒子を生成する。
そのため、一定かつ均一に静電噴霧電極に溶液が供給することができ、安定して帯電微粒子を発生させることができる。
【００５７】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係るフィルタ帯電処理装置５０Ｂの構成を示す断面図である。この発明の実施の形態３では、微粒子発生器１５を用いて液状または粉体状の微粒子を発生させ、微粒子を放電で帯電させて荷電させ、帯電微粒子６を発生させる点が上記実施の形態１、２と異なる。
【００５８】
図７に示されるように、フィルタ帯電処理装置５０Ｂは、装置内の上部に設けられた微粒子発生器１５と、微粒子発生器１５の下部に設けられた放電電極４７とを備えている。放電電極４７は、放電高圧電極４７ａと、放電接地電極４７ｂとで構成されている。ここで、放電電極４７は、コロナ放電を行うために、放電高圧電極４７ａにワイヤを採用し、このワイヤは、放電電源１６と接続されている。
【００５９】
また、放電接地電極４７ｂは、板状の電極であり、接地と導通されている。なお、放電高圧電極４７ａと放電接地電極４７ｂとは、互い違いに並列的に交互に並べて配置され、全体として、放電部分がフィルタ１上面よりも大きい面積を覆うように配置される。
【００６０】
また、放電電極４７の下部には、金属のグリッド電極４８が設けられている。さらに、グリッド電極４８の下部には、ドリフト電極２が設けられ、グリッド電極４８とドリフト電極２との間には、ドリフト空間１３が形成される。なお、実施の形態１と同様の構成については、説明を省略した。
【００６１】
次に、図７を参照しながら、フィルタ帯電処理装置５０Ｂの動作について説明する。まず、ドリフト電極２に対して、上述した実施の形態１と同様に、正電圧のドリフト電圧を、第１電源１１から印加する。また、上記のドリフト電圧の印加により、ドリフト電極２とグリッド電極４８との間に設置されるフィルタ１は、高電界中に置かれる。
【００６２】
続いて、放電電源１６から、放電高圧電極４７ａに７ｋＶ程度の高電圧を印加することで、コロナ放電が形成される。ここで、微粒子発生器１５から、コロイダルシリカ粉末等の粉体状の微粒子を発生させ、放電電極４７へ向けて供給する。
【００６３】
このとき、微粒子発生器１５からの微粒子が放電部を通過する際、電荷を帯びることで、粉体状の帯電微粒子６が生成される。生成された粉体状の帯電微粒子６は、グリッド電極４８を通過した後、ドリフト空間１３内に供給される。
【００６４】
以上の動作により、微粒子発生器１５で発生させた粉体状の微粒子を放電で帯電させて帯電微粒子６を生成し、この帯電微粒子６をドリフト空間１３に供給する。このように、負極性の帯電微粒子６がドリフト空間１３の高電界中を移動することにより、負極性の帯電微粒子６が電界に加速されてフィルタ１に照射される。この状態にて数十秒〜十数分間処理を継続させると、フィルタ１の谷部２１を含む全体が帯電され、塵埃捕集率が回復する。
【００６５】
またこのとき、放電高圧電極４７ａでのコロナ放電によって発生した電子やイオンもドリフト空間１３に供給され、フィルタ１に照射されるので、図５に示されるように、帯電微粒子６のみでの帯電処理と比較して、フィルタ１の山部は、より高く帯電している。
【００６６】
このように、電子やイオンの照射による帯電と帯電微粒子６による帯電とを組み合わせて同時に行うことができ、帯電微粒子６のみで帯電処理を行った場合と比べて、より高い帯電効果を得ることができる。
【００６７】
また、微粒子の発生と微粒子の帯電とを分けることで、液滴の微粒子による帯電に限定されず、静電噴霧で帯電させることが難しい微粒子、例えば粉体の微粒子であっても、比較的簡素な構成で、効率的に帯電させて帯電微粒子６としてフィルタ１に照射することができる。
【００６８】
以上のように、実施の形態３によれば、フィルタ帯電処理装置は、電極間に電圧を印加することで、電極間にドリフト電界を形成する一対の電極と、ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させる。
そのため、上記実施の形態１と同様に、フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができる。
【００６９】
また、帯電微粒子生成部は、微粒子発生器と放電電極とを備え、微粒子発生器によって発生させた微粒子を、放電電極での放電により帯電させることで、帯電微粒子を生成する。
そのため、電子やイオンによる帯電と、帯電微粒子による帯電とを組み合わせて同時に行うことができ、帯電微粒子のみで帯電処理を行った場合と比べて、より高い帯電効果を得ることができる。
【００７０】
なお、上記実施の形態３では、微粒子発生器１５より発生させる粉体として、コロイダルシリカの粉体を用いる例を示したが、これに限定されず、例えばチタン酸バリウム等の強誘電体材料の粉体を用いてもよい。強誘電体材料の粉体では、粒子が高い帯電量をもって帯電するので、コロイダルシリカの粉体によりフィルタを帯電させた場合と比較して、より高い帯電が得られ、またより長期間帯電を維持することができる。
【００７１】
また、上記実施の形態３において、微粒子発生器１５は、例えば、粒子を単位時間に一定量放出し続けるふるいを備えた構成と、粒子を放電電極４７へ輸送するためのファンを備えた構成とからなり、微粒子発生器１５に任意の粉体を供給することで、実現することができる。
【００７２】
また、上記実施の形態３において、上記実施の形態１、２に示されるように、液滴の微粒子で帯電処理を行うこともできる。具体的には、例えば、微粒子発生器１５を、ネブライザとファンとを備えた構成とし、水やエタノール、コロイダルシリカ水溶液を、ネブライザからミストとして液滴微粒子を発生させ、ファンからの送風により、液滴微粒子を放電電極４７に輸送し帯電させることで、実現することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  フィルタ、２  ドリフト電極、４  静電噴霧電極、４ａ  針ノズル電極、４ｂ  穴開き電極、４ｃ  発泡金属電極、５  フィルタ支持材、６  帯電微粒子、７  水溶液、８  ポンプ、９  絶縁碍子、１０  装置筐体、１１  第１電源、１２  第２電源、１３  ドリフト空間、１４  絶縁容器、１５  微粒子発生器、１６  放電電源、１８  フィルタ枠、２０  フィルタ濾材、２１  フィルタ形状の谷部、３２  電子・イオン、３３  帯電微粒子、４１  電界、４２  荷電粒子、４２ａ  荷電粒子、４４  クーロン力、４５ａ、４５ｂ  軌道、４７  放電電極、４７ａ  放電高圧電極、４７ｂ  放電接地電極、４８  グリッド電極、５０、５０Ａ、５０Ｂ  フィルタ帯電処理装置。
【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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