(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧の印加によって発生するコロナ放電により含塵空気中の微粉塵やミスト等の粒子を帯電させる荷電装置において、
含塵空気の流通を遮る向きに配置され、含塵空気を通過させる開口部が多数形成された下流側接地電極板と、
該下流側接地電極板より含塵空気の流通方向上流側に配置される支持基板と、
該支持基板から前記下流側接地電極板側に延出するように該支持基板に支持され、前記下流側接地電極板の各開口部に対応して配置される下流側放電極と、
を備え、
前記下流側放電極の先端部は、前記下流側接地電極板の開口部を貫通し、該下流側接地電極板より含塵空気の流通方向下流側に突出し、前記下流側放電極の先端部と前記開口部の周縁部とが所定間隔を維持するように設けられていることを特徴とする荷電装置。
【請求項２】
前記支持基板より含塵空気の流通方向上流側において含塵空気の流通を遮る向きに配置され、含塵空気を通過させる開口部が多数形成された上流側接地電極板と、
前記支持基板から前記上流側接地電極板側に延出するように該支持基板に支持され、前記上流側接地電極板の各開口部に対応して配置される上流側放電極と、
を備え、
前記上流側放電極の先端部は、前記上流側接地電極板より含塵空気の流通方向下流側に配置され、前記上流側放電極の先端部と前記上流側接地電極板の開口部の周縁部とが所定間隔を維持するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の荷電装置。
【請求項３】
前記上流側接地電極板と前記下流側接地電極板は、それぞれ、平板状に形成され、含塵空気の流通方向に対して直交する向きに互いに対向するよう平行に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の荷電装置。
【請求項４】
前記下流側接地電極板の開口部の単体面積及び合計面積は、いずれも、前記上流側接地電極板の開口部の単体面積及び合計面積より大きいことを特徴とする請求項２又は３に記載の荷電装置。
【請求項５】
含塵空気の流通方向から見て、前記上流側接地電極板の開口部は前記支持基板の両側に千鳥状に配置され、前記下流側接地電極板の開口部はその中心が前記支持基板に合致するように配置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかの請求項に記載の荷電装置。
【請求項６】
前記上流側放電極と前記下流側放電極は一体に形成されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかの請求項に記載の荷電装置。
【請求項７】
前記上流側放電極及び前記下流側放電極の各先端部は、円錐形状に形成されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれかの請求項に記載の荷電装置。
【請求項８】
前記上流側放電極及び前記下流側放電極のそれぞれにおいて、その先端径は先端以外の径よりも小さく、０．０５〜０．１５ｍｍであることを特徴とする請求項２〜６のいずれかの請求項に記載の荷電装置。
【請求項９】
前記上流側放電極及び前記下流側放電極は、６４チタン製の細線状又は針状の部材により形成されていることを特徴とする請求項２〜８のいずれかの請求項に記載の荷電装置。
【請求項１０】
前記上流側放電極の先端部は、前記上流側接地電極板の、前記支持基板の両側に隣接する開口部に対応して互い違いに屈曲形成されていることを特徴とする請求項２〜９のいずれかの請求項に記載の荷電装置。
【請求項１１】
前記上流側放電極の先端部は、含塵空気の流通方向から見て、前記上流側接地電極板の開口部の中心に合致するように配置され、前記下流側放電極の先端部は、含塵空気の流通方向から見て、前記下流側接地電極板の開口部の中心に合致するように配置されていることを特徴とする請求項２〜１０のいずれかの請求項に記載の荷電装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかの請求項に記載の荷電装置を備えた電気集塵機において、前記荷電装置と、該荷電装置により帯電された粒子を捕集するための集塵装置と、含塵空気を吸引するためのファンと、が含塵空気の流通方向上流側から順に直列に配置されていることを特徴とする電気集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧の印加によって発生するコロナ放電により含塵空気中の微粉塵やミスト等の粒子を帯電させる荷電装置、及び荷電装置を備えた電気集塵機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マシニングセンタなどの加工機から発生する含塵空気を吸引して工場内の空気浄化を行うために、産業用の電気集塵機が使用されている。この電気集塵機には、高電圧の印加によって発生するコロナ放電により含塵空気中の微粉塵やミスト等の粒子を帯電させる荷電装置が設けられている。
【０００３】
この種の荷電装置としては、例えば、特許文献１に開示されているように、第１放電電極と第１対向電極を備えた衝突荷電方式の第１荷電部の下流側に、第２放電電極と第２対向電極を備えた拡散荷電方式の第２荷電部が配置された荷電装置が知られている。
【０００４】
また、特許文献２に開示されているように、２つの集塵極板の間に複数並設した放電極板を使用した電気集塵装置も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３１８３０号公報
【特許文献２】特開平９−１７３８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１に開示された荷電装置では、荷電部として衝突荷電方式の第１荷電部の下流側に拡散荷電方式の第２荷電部が配置されている。しかしながら、この荷電装置では、加工機から発生する微粒子が、吸引条件により高濃度になったり、稼働時間の経過に伴う第１荷電部の荷電性能低下により第１荷電部で十分に帯電させることができなかったりした場合、第２荷電部で確実に帯電させることはできない。具体的には、第２荷電部は第２放電電極から放出されたイオンが空気中に拡散して浮遊している空間を微粒子が通過することで帯電される仕組みであるが、微粒子は、必ずしも放出されたイオンの近傍を通過するとは限らないので、結果的に、全ての微粒子を確実に帯電させることはできない。したがって、荷電部の下流側に配置された集塵部では、帯電されていない粒子を集塵（捕集）することができないため、高濃度の微粒子を吸引する場合等には、集塵効率が低くなり、排気口から微粉塵が漏れてしまうといった問題が発生する。
【０００７】
一方、上記した特許文献２に開示された電気集塵装置では、対向する２つの集塵極板の間に、気流方向上流側及び下流側に刺部（放電部）を備えた放電極板が配置されている。しかしながら、この電気集塵装置では、集塵極板に形成されている孔と刺部（放電部）とが対向して配置されていないため、荷電状態にばらつきが生じ、孔を通過した微粒子を確実に帯電することができない虞があるという問題がある。
【０００８】
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、微粒子が、高濃度になったり、稼働時間の経過に伴って荷電部の荷電性能が低下したりしたとしても、微粒子を確実に帯電させることができる荷電装置と、該荷電装置を備えることで下流側の集塵部で確実に集塵（捕集）して排気漏れをなくすことができ、集塵効率を高く維持することのできる電気集塵機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するため、本発明の第１の荷電装置は、高電圧の印加によって発生するコロナ放電により含塵空気中の微粉塵やミスト等の粒子を帯電させる荷電装置において、含塵空気の流通を遮る向きに配置され、含塵空気を通過させる開口部が多数形成された下流側接地電極板と、該下流側接地電極板より含塵空気の流通方向上流側に配置される支持基板と、該支持基板から前記下流側接地電極板側に延出するように該支持基板に支持され、前記下流側接地電極板の各開口部に対応して配置される下流側放電極と、を備え、前記下流側放電極の先端部は、前記下流側接地電極板の開口部を貫通し、該下流側接地電極板より含塵空気の流通方向下流側に突出し、前記下流側放電極の先端部と前記開口部の周縁部とが所定間隔を維持するように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第１の荷電装置によれば、下流側接地電極板の開口部を通過する含塵空気の流通方向と、下流側放電極の先端部周辺を除いた下流側放電極の先端部からのイオンの放出方向とが逆向きになるため、放出されたイオンが含塵空気中の微粉塵やミスト等に衝突し易くなる。そのため、含塵空気中の微粉塵やミスト等を荷電し易くなり、荷電効率を高めることができる。また、下流側放電極の先端部が下流側接地電極板より含塵空気の流通方向下流側に突出しており、下流側放電極の先端部に含塵空気の気流が集中しないことに加えて、下流側放電極の先端部周辺では、放出されたイオンの向きと含塵空気の流通方向が同一であるため、下流側放電極の先端部が汚れ難く、長期間安定した放電を行うことができ、耐久性の向上を図ることができる。
【００１１】
本発明の第２の荷電装置は、前記支持基板より含塵空気の流通方向上流側において含塵空気の流通を遮る向きに配置され、含塵空気を通過させる開口部が多数形成された上流側接地電極板と、前記支持基板から前記上流側接地電極板側に延出するように該支持基板に支持され、前記上流側接地電極板の各開口部に対応して配置される上流側放電極と、を備え、前記上流側放電極の先端部は、前記上流側接地電極板より含塵空気の流通方向下流側に配置され、前記上流側放電極の先端部と前記上流側接地電極板の開口部の周縁部とが所定間隔を維持するように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の荷電装置によれば、下流側放電極に加えて上流側放電極を設けることで放電ポイントを増やすことができるため、個々の放電極の負荷を軽減し、耐久性を高めることができる。また、上流側放電極が汚れることで荷電効率が低下して帯電できない微粒子が存在したとしても、下流側放電極によって帯電させることができる。
【００１３】
本発明の第３の荷電装置では、前記上流側接地電極板と前記下流側接地電極板が、それぞれ、平板状に形成され、含塵空気の流通方向に対して直交する向きに互いに対向するよう平行に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の荷電装置によれば、荷電装置の長手方向（含塵空気の流通方向）の寸法を短縮化することができ、荷電装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
本発明の第４の荷電装置では、前記下流側接地電極板の開口部の単体面積及び合計面積が、いずれも、前記上流側接地電極板の開口部の単体面積及び合計面積より大きいことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第４の荷電装置によれば、上流側接地電極板と下流側接地電極板の間の気流の流通をスムーズに行うことができると共に、上流側接地電極板により生じた整流作用に対して下流側接地電極板が悪影響を与えるのを回避することができる。
【００１７】
本発明の第５の荷電装置では、含塵空気の流通方向から見て、前記上流側接地電極板の開口部が前記支持基板の両側に千鳥状に配置され、前記下流側接地電極板の開口部がその中心が前記支持基板に合致するように配置されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第５の荷電装置によれば、上流側接地電極板により生じた整流作用に対して影響を与えにくい箇所に支持基板を配置することで、上流側接地電極板と下流側接地電極板との間の気流の流通をスムーズに行うことができる。また、上流側接地電極板の強度を保ちつつ、接地電極板に必要な開口面積を確保することができる。さらに、近接する放電極間を所定の距離、離間させることができ、放電極同士が干渉することによる悪影響を防止することができる。
【００１９】
本発明の第６の荷電装置では、前記上流側放電極と前記下流側放電極が一体に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第６の荷電装置によれば、部品点数を削減することができると共に、上流側放電極と下流側放電極を効率良く製造することができ、経済性を高めることができる。
【００２１】
本発明の第７の荷電装置では、前記上流側放電極及び前記下流側放電極の各先端部が、円錐形状に形成されていることを特徴とする。また、本発明の第８の荷電装置では、前記上流側放電極及び前記下流側放電極のそれぞれにおいて、その先端径が先端以外の径よりも小さく、０．０５〜０．１５ｍｍであることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第７または第８の荷電装置によれば、上流側放電極及び下流側放電極の各先端部からの放電電流を増加させることができ、荷電効率をさらに高めることができる。また、上流側放電極及び下流側放電極の各先端部から強いコロナ放電が発生するので、該各先端部が汚れに強くなり、安定した放電を継続的に行うことができる。
【００２３】
本発明の第９の荷電装置では、前記上流側放電極及び前記下流側放電極が、６４チタン製の細線状又は針状の部材により形成されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第９の荷電装置によれば、オゾン発生量を減少させ、放電を安定化させることができると共に、放電極の磨耗量を減少させ、加工性の向上を図ることができる。また、６４チタンは、靭性に優れているため、放電極が破断し難くなり、耐久性を高めることができる。
【００２５】
本発明の第１０の荷電装置では、前記上流側放電極の先端部が、前記上流側接地電極板の、前記支持基板の両側に隣接する開口部に対応して互い違いに屈曲形成されていることを特徴とする。
【００２６】
本発明の第１０の荷電装置によれば、支持基板の両側に隣接する開口部に対して上流側放電極によりコロナ放電を発生させることができるため、支持基板の設置数を削減することができ、コストの低減化を図ることができる。
【００２７】
本発明の第１１の荷電装置では、前記上流側放電極の先端部が、含塵空気の流通方向から見て、前記上流側接地電極板の開口部の中心に合致するように配置され、前記下流側放電極の先端部が、含塵空気の流通方向から見て、前記下流側接地電極板の開口部の中心に合致するように配置されていることを特徴とする。
【００２８】
本発明の第１１の荷電装置によれば、開口部を通過する含塵空気に対して、均一に荷電することができ、荷電効率を高めることができる。また、各開口部においてコロナ放電による放電エリアのバランスも均一にすることができ、異常放電の発生を防止することができる。
【００２９】
本発明の電気集塵機は、前記荷電装置と、該荷電装置により帯電された粒子を捕集するための集塵装置と、含塵空気を吸引するためのファンと、が含塵空気の流通方向上流側から順に直列に配置されていることを特徴とする。
【００３０】
本発明の電気集塵機によれば、荷電装置と集塵装置とファンとを直列に配置することで、装置の高さ寸法を低く抑えることができる。また、長手方向の寸法を短縮化した荷電装置を搭載することで、電気集塵機自体の長手方向の寸法も小さくすることができ、製品の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、含塵空気中の微粉塵やミストを確実に荷電することができ、荷電効率を高めることができる等、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】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気集塵機の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電気集塵機の荷電装置を正面側から示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電気集塵機の荷電装置を背面側から示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電気集塵機の荷電装置において下流側接地電極板を取り外した状態を背面側から示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電気集塵機の荷電装置を示す背面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電気集塵機の荷電装置を部分的に拡大して示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電気集塵機の荷電装置を部分的に拡大して示す平断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る電気集塵機の荷電装置において下流側放電極の放電エリアを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る電気集塵機について説明する。
【００３４】
先ず、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る電気集塵機の全体構成及びその作用について概略説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係る電気集塵機の全体構成を示す斜視図である。
【００３５】
本発明の実施の形態に係る電気集塵機は、直方体形状の本体ケース１を備えており、本体ケース１の正面側には吸込口２が開口され、この吸込口２に吸気ダクト３が接続されている。また、本体ケース１の上面の背面側には排気口４が開口されており、本体ケース１の右側面には開閉扉５が開閉可能に取り付けられている。なお、図１では、電気集塵機の内部の状態が視認できるように、便宜上、吸気ダクト３及び開閉扉５を二点鎖線で示している。
【００３６】
本体ケース１の内部には、前処理ユニット９と、荷電装置６と、集塵装置７と、ファン（図示省略）と、が含塵空気（図ではＡｉｒと記す）の流通方向に沿って順に直列に配置されており、本体ケース１の背面側には前記ファンを回転させるための駆動源としてモータ８が取り付けられている。
【００３７】
前処理ユニット９は、略四角形状の多孔金属板から成る整流板１１と、整流板１１の含塵空気の流通方向下流側に配設される金属製のデミスター（図示省略）と、が一体化されて構成されている。
【００３８】
なお、荷電装置６の詳細については後述する。
【００３９】
集塵装置７としては、例えば、特開２００７−２２２７１７号公報に開示されている回転電極板を使用しないタイプの集塵装置７が使用される。なお、集塵装置７は、例えば、特開２０１４−８７７３２号公報に開示されている回転電極板を使用するタイプの集塵装置等、他のタイプのものであっても構わない。
【００４０】
次に、図２〜図６を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る電気集塵機の荷電装置６について詳細に説明する。ここで、図２は荷電装置６を正面側から示す斜視図、図３は荷電装置６を背面側から示す斜視図、図４は荷電装置６の内部を背面側から示す斜視図、図５は荷電装置６を示す背面図、図６は荷電装置６を部分的に拡大して示す斜視図、図７は荷電装置６を部分的に拡大して示す平断面図、図８は下流側放電極の放電エリアを示す斜視図である。
【００４１】
荷電装置６は、荷電装置本体１２と、この荷電装置本体１２に対して高電圧を印加する高電圧電源部１３と、を備えている。高電圧電源部１３は、交流の元電源１４を高圧トランス１５で昇圧した後、倍圧部１６で交流電流を直流に変換すると共にさらに昇圧して約１０ＫＶの高電圧を生成するように構成されており、荷電装置本体１２に印加する高電圧の出力を制御するための出力制御部としても機能する。
【００４２】
荷電装置本体１２は、含塵空気の流通方向から見て略四角形状の枠体２０と、枠体２０の内部に取り付けられてアース接続される上流側接地電極板４０と、上流側接地電極板４０より含塵空気の流通方向下流側において上流側接地電極板４０に平行に配置される下流側接地電極板９０と、上流側接地電極板４０と下流側接地電極板９０との間に配置される支持基板６０と、支持基板６０に支持される放電極としての放電用針電極８０と、を備えている。上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０はアース接続されている。
【００４３】
枠体２０は、互いに対向するように立設される左右の支柱２１，２２と、各支柱２１，２２の上端部間に渡設される上連結部材２３と、各支柱２１，２２の下端部間に渡設される下連結部材２４と、を備えて構成されている。
【００４４】
左右の支柱２１，２２の各上端部には、上連結部材２３の下方に上取付部材２７が絶縁碍子２８を介して横架され、左右の支柱２１，２２の各下端部には、下取付部材２９が絶縁碍子２８を介して横架されている。これにより、上取付部材２７及び下取付部材２９は枠体２０に絶縁された状態で支持される。
【００４５】
下取付部材２９には、所定間隔で複数の切欠部（図示省略）が上下スリット状に形成されている。また、上取付部材２７の右端部には給電部材３１が取り付けられており、給電部材３１に高電圧電源部１３が接続されている。高電圧電源部１３より供給される約１０ＫＶの高電圧は、給電部材３１、上取付部材２７、支持基板６０、放電用針電極８０に印加されて、放電針電極８０の先端部と開口部４１とで形成されるコロナ放電による円錐形状の帯電エリアＥＡ１を形成する。
【００４６】
上流側接地電極板４０は、図２に良く示されているように、丸孔形状の開口部４１が多数形成された１枚の四角形状の導電性を有する金属（実施例では鉄）により平板状に形成されており、着脱可能なリベットなどの着脱手段により含塵空気の流通を遮る向き（含塵空気の流通方向に対して直交する向き）で枠体２０に着脱自在に取付けられている。開口部４１は、上下に複数個連設されると共に複数列に亘って形成されており、左右に隣接する列間で開口部４１の半個分上下に互い違いにずれるように千鳥状に一定間隔で配列されている。
【００４７】
本実施の形態において、上流側接地電極板４０の開口部４１は、上下方向に１４個連設されると共に左右方向に１４列に亘って形成され、合計で１９６個設けられている。開口部４１の直径は１５ｍｍに設定され、その開口率は３７．２％となっている。このように開口部４１の個数及び開口面積（直径）を設定した理由は、電気集塵機で処理すべき含塵空気の風量が決まっており、放電用針電極８０と開口部４１の周縁部との間隔を一定にする条件の基で、開口部４１の開口面積を小さくし過ぎると、含塵空気の通過風速が速くなり、放電用針電極８０から放出されるイオンによる放電エリアＥＡ１と含塵空気中の粒子との帯電接触時間が短くなる一方、開口部４１の開口面積を大きくし過ぎると、含塵空気の通過速度が遅くなるが、放電用針電極８０からの放電エリアＥＡ１が狭くなってしまい、十分に帯電することができないからと、上流側接地電極板４０に設ける開口部４１の数も少なくなってしまい、スペース効率も悪くなってしまうからである。
【００４８】
下流側接地電極板９０は、図３及び図５に良く示されているように、丸孔形状の開口部９１が多数形成された１枚の四角形状の導電性を有する金属（実施例では鉄）により平板状に形成されており、着脱可能なリベットなどの着脱手段により含塵空気の流通を遮る向き（含塵空気の流通方向に対して直交する向き）で枠体２０に着脱自在に取付けられている。下流側接地電極板９０の開口部９１は、上下に複数個連設されると共に複数列に亘って形成され、一定間隔で整列配置されている。下流側接地電極板９０の開口部９１の単体面積及び合計面積は、いずれも、上流側接地電極板４０の開口部４１より大きくなっている。
【００４９】
本実施の形態において、下流側接地電極板９０の開口部９１は、上下方向に１０個連設されると共に左右方向に７列に亘って形成され、合計で７０個設けられている。開口部９１の直径は２８．５ｍｍに設定され、その開口率は４７．９％となっている。
【００５０】
なお、上流側接地電極板４０の開口部４１及び下流側接地電極板９０の開口部９１の形状は、上記したように完全な丸孔形状であるのが最も好ましいが、例えば正多角形の略円形状であってもよい。また、上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０は、市販のパンチングメタル板を使用してもよく、この場合にはコストの低減化をさらに図ることができる。
【００５１】
支持基板６０は、縦長短冊状の板材により構成され、上流側接地電極板４０の左右に隣接する開口部４１の列間の１つ置きに設けられ、下流側接地電極板９０の開口部９１の中心に合致するように配置されている。本実施の形態では、支持基板６０は、７個設けられ、上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０に対して直交する向きで配置されている。これにより、支持基板６０は、含塵空気の流通方向から見て、上流側接地電極板４０の開口部４１に干渉しないように配置されると共に、支持基板６０同士の間隔は、異常放電が発生しない程度に維持される。なお、本実施の形態において、支持基板６０は、含塵空気の流通方向と平行であり、且つ上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０に対して直交する向きで配置されているが、例えば開口部４１に干渉しないように配置されていれば、上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０に対して直交しない向きで配置されても良い。
【００５２】
支持基板６０の上端部は、該上端部に形成されたフック穴（図示省略）と上取付部材２７との間に介装されたスプリング（図示省略）によって上取付部材２７に支持される。また、支持基板６０の下端部は、フック状に形成され、前記切欠部に掛止されることにより下取付部材２９に支持される。
【００５３】
図６に良く示されているように、１つの支持基板６０には、カシメ部６１が支持基板６０の左右に隣接する２列分の開口部４１の数（本実施の形態では、１４個×２列＝２８個）に対応する段数分形成されており、該各段にはそれぞれカシメ部６１が２箇所ずつ形成されている。
【００５４】
放電用針電極８０は、支持基板６０から上流側接地電極板４０側に延出するようにカシメ部６１に支持されて上流側接地電極板４０の各開口部４１に対応して配置される上流側放電極８０ａと、支持基板６０から下流側接地電極板９０側に延出するようにカシメ部６１に支持されて下流側接地電極板９０の各開口部９１に対応して配置される下流側放電極８０ｂと、を備えて構成されている。
【００５５】
上流側放電極８０ａは、各段のカシメ部６１から上流側接地電極板４０の方向（すなわち、支持基板６０より含塵空気の流通方向上流側）にそれぞれ延出し、上流側放電極８０ａの先端部が上流側接地電極板４０の支持基板６０の左右両側に隣接する開口部４１の中心線ＣＬ上に位置するように互い違いに屈曲形成されている。これにより、図７に示すように、上流側放電極８０ａの先端部と上流側接地電極板４０の開口部４１の周縁部とが一定の放電ギャップＧ１を維持し、上流側放電極８０ａと開口部４１との間にコロナ放電により形成される帯電エリアＥＡ１が円錐形状を成すため、均一で安定的な放電状態を形成することができる。なお、本実施の形態では、この放電ギャップＧ１を１８．５ｍｍに設定している。
【００５６】
下流側放電極８０ｂは、２段置きの所定の段のカシメ部６１から下流側接地電極板９０の方向（すなわち、支持基板６０より含塵空気の流通方向下流側）に水平直線状に延出し、前記所定の段のカシメ部６１に支持される上流側放電極８０ａと一体に形成されている。下流側放電極８０ｂの先端部は下流側接地電極板９０の開口部９１の中心を貫通し、下流側接地電極板９０より含塵空気の流通方向下流側に突出するように配設されている。これにより、図７に示すように、下流側放電極８０ｂの開口部９１貫通箇所と該開口部９１の周縁部とが一定の放電ギャップＧ２を維持すると共に、下流側放電極８０ｂの先端部と下流側接地電極板９０の開口部９１の周縁部とが一定の放電ギャップＧ３を維持し、下流側放電極８０ｂと開口部９１との間にコロナ放電により形成される帯電エリアＥＡ２が放物線を成すため、均一で安定的な放電状態を形成することができる。
【００５７】
本実施の形態では、放電ギャップＧ２を１４．２５ｍｍ、放電ギャップＧ３を１６．５ｍｍに設定している。本実施の形態のように、放電用針電極８０と上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０との間に印加する電圧が−１０ＫＶ（マイナス荷電方式）の場合、放電ギャップＧ３は、１６〜１８ｍｍが好適であり、１６．５ｍｍが最適である。通常、印加電圧１ＫＶに対して放電ギャップＧ３を１ｍｍに設定すると、上記したように印加電圧が１０ＫＶの場合には、放電ギャップＧ３は１０ｍｍとなる。しかしながら、放電ギャップＧ３を１０ｍｍに設定すると、開口部９１の周縁部に汚れが付着堆積した場合、異常放電が発生してしまう虞がある。したがって、開口部９１の周縁部又は下流側放電極８０ｂの先端に汚れが付着堆積したとしても異常放電が発生せずに、且つ、必要となる放電電流を確保することのできる放電ギャップＧ３を検証した結果、好適な範囲が、１６〜１８ｍｍであり、最適値が１６．５ｍｍであることが判明した。このようにある程度大きめに放電ギャップを設定することにより、吸引ミストにより開口部９１の周縁部又は下流側放電極８０ｂの先端が汚れたとしても、異常放電の発生を抑制することができ、安定した放電を行うことができる。
【００５８】
上流側放電極８０ａ及び下流側放電極８０ｂは、６４チタンと称されるチタン合金製、具体的には、ＪＩＳ６０種合金（６％Ａｌ＋４％Ｖ＋９０％Ｔｉ）製であり、例えば直径がφ０．５ｍｍ〜０．６ｍｍの細線状又は針状に形成されている。上流側放電極８０ａ及び下流側放電極８０ｂの先端は、それぞれ、円錐形状を成し、ラバー研磨等により研磨加工されていてもよい。上流側放電極８０ａ及び下流側放電極８０ｂの各先端径は、例えば０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍとなるように形成されている。本実施の形態では、上流側放電極８０ａ及び下流側放電極８０ｂの直径が０．５ｍｍ、各先端径が０．１２ｍｍ、各先端の開き角度が１５°にそれぞれ設定されている。
【００５９】
このように放電用針電極８０を構成することにより、オゾン発生量を著しく低下することができると共に、加工性に優れ、安定した放電を可能とし、放電用針電極８０の磨耗量を抑制し、長寿命化を図ることができる。また、６４チタン製の放電用針電極８０は、靭性に優れており、屈曲加工等する場合に破断し難いため、耐久性を高めることができる。
【００６０】
次に、上記した構成を備えた本発明の実施の形態に係る電気集塵機の作用効果について説明する。
【００６１】
図１に示すように、マシニングセンタなどの加工機から発生した含塵空気（Ａｉｒ）は、モータ８の駆動により回転する前記ファンの吸引により吸気ダクト３を通って吸込口２から本体ケース１内に吸引される。そして、本体ケース１内に流入した含塵空気は、前処理ユニット９で整流及び濾過された後、荷電装置６に流入する（図２乃至図４等参照）。
【００６２】
図７及び図８に示すように、荷電装置６において、含塵空気Ａｉｒは、まず、上流側接地電極板４０の開口部４１を通過した後、下流側接地電極板９０の開口部９１を通過する。このように上流側接地電極板４０の開口部４１及び下流側接地電極板９０の開口部９１を通過する際、含塵空気中の微粉塵又はミスト等の粒子は帯電され、その後、集塵装置７において捕集される。これにより、含塵空気は濾過されて清浄空気となり、排気口４から電気集塵機外へ排出される。
【００６３】
このように上記した本発明の実施の形態に係る電気集塵機によれば、上流側放電極８０ａと開口部４１との間、及び下流側放電極８０ｂと開口部９１との間には、コロナ放電により均一で安定的な放電エリアＥＡ１及びＥＡ２、ＥＡ３がそれぞれ形成されるため、含塵空気中の微粉塵やミスト等を均一に帯電することができる。なお放電エリアＥＡ３は、図７に示すように、開口部９１の周縁部と、開口部９１の周縁部に対応した周辺の下流側放電極８０ｂ（先端部は除く）との間にコロナ放電により形成される帯電エリアである。
【００６４】
また、下流側接地電極板９０では、含塵空気の流通方向と、下流側放電極８０ｂの先端部周辺を除いた下流側放電極８０ｂの先端部からのイオンの放出方向とが逆向きになるため、放出されたイオンが含塵空気中の微粉塵やミスト等に衝突し易くなり、含塵空気中の微粉塵やミスト等を荷電し易くなる。さらに、下流側放電極８０ｂの先端部が下流側接地電極板９０より含塵空気の流通方向下流側に突出しており、下流側放電極８０ｂの先端部に含塵空気の気流が集中しないことに加えて、下流側放電極８０ｂの先端部周辺では、放出されたイオンの向きと含塵空気の流通方向が同一であるため、下流側放電極８０ｂの先端部が汚れ難く、長期間安定した放電を行うことができ、耐久性の向上を図ることができる。
【００６５】
また、含塵空気の流通方向に対して直交する向きに上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０が配置され、上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０に多数の開口部４１，９１が形成されることにより、上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０は、荷電装置６のアース板の機能を有すると共に、含塵空気を整流する機能を有するため、別途整流板を設ける必要がなく、その分コストの低減化を図ることができる。
【００６６】
また、上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０は枠体２０に対して着脱自在に設けられ、１枚の板金のみにより構成されているため、上流側接地電極板４０や下流側接地電極板９０が微粉塵やミストの付着堆積によって汚染されたとしても、汚れを簡単に清掃することができ、メンテナンス性を高めることができると共に、部品点数の削減が可能となり、コストの低減化を図ることができる。さらに、含塵空気の流通を遮る直交の向きに上流側接地電極板４０及び下流側接地電極板９０を平行に配置することにより、荷電装置６の長手方向（含塵空気の流通方向）の寸法を短縮することができ、電気集塵機自体の長手方向の寸法も小さくすることができ、製品の小型化が可能となる。
【００６７】
なお、上記した本発明の実施の形態の説明は、本発明に係る電気集塵機における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の技術は、加工工場で発生する粉塵やオイルミストを吸引して捕集する電気集塵機で利用されることが見込まれるものである。
【符号の説明】
【００６９】
６  荷電装置
７  集塵装置
４０  上流側接地電極板
４１  開口部
６０  支持基板
８０ａ  上流側放電極
８０ｂ  下流側放電極
９０  下流側接地電極板
９１  開口部
【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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