(57)【要約】【課題】高圧側電極と集塵側電極間での火花放電を抑制する。又、目標の体積固有抵抗に調製することを容易にする。更に、使用する環境による影響を受けずに、優れた集塵特性を保持可能とする。【解決手段】高圧側電極Ｓ１の製作に関して、目標値である体積固有抵抗の範囲に近い体積固有抵抗を有する添加剤を高圧側電極の基材となる樹脂に配合する。即ち、炭化ケイ素等の、体積固有抵抗が103〜107Ω・cmの物質から成る添加剤によって高圧側電極Ｓ１の体積固有抵抗を、108〜1013Ω・cmのオーダーに調製する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気流中の微粒子に対して電荷を与える荷電部と、前記荷電部の下流において前記荷電された微粒子を捕集する集塵側電極と高圧側電極とを備える集塵部から成る静電集塵機において、
体積固有抵抗が103〜107Ω・cmの物質から成る添加剤によって、前記高圧側電極の体積固有抵抗が、108〜1013Ω・cmオーダーに調製されていることを特徴とする、
静電集塵機。
【請求項２】
請求項１記載の静電集塵機であって、
前記添加剤は炭化ケイ素であることを特徴とする、
静電集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気流中の微粒子に対してコロナ放電などにより電荷を与えて帯電させ、この荷電粒子が電界中を通過する間に静電力により荷電粒子を捕集する静電集塵機に関しており、特に静電集塵機の高圧側電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電集塵機は、気流中の微粒子に対して電荷を与える荷電部と、荷電した粒子を静電力によって捕集する集塵部とを備える集塵機である。
【０００３】
従来、静電集塵機には、アルミ平板の電極が用いられていた。即ち、従来の静電集塵機は、一般に、高圧側電源の高圧側に接続した高圧側電極と、その接地側に接続した集塵側電極とを平行配列した構造から成り、高圧側電極及び集塵側電極共にアルミ平板で構成されていた。
【０００４】
しかし、この様な金属を電極として用いた静電集塵機では、金属を加工して電極の形状を作製する際に、困難を要することや、加工費が高いという欠点を有していた。
【０００５】
この様な問題点を解決するために、導電性を有する樹脂で電極を成形する技術が開発されている。
【０００６】
導電性を有する樹脂としては、（１）基材となる樹脂の中にカーボンブラックを配合することにより、高圧側電極の導電性を制御する方法や、（２）特許文献１によって開示された方法により、ＡＢＳ樹脂を基材として吸水性の樹脂を配合してなる樹脂又はフェノール樹脂を基材とすることで、目標となるオーダーである体積固有抵抗108〜1013Ω・cmに高圧側電極を制御した静電集塵機が知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−７１４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の方法（１）では、基材となる樹脂の中に体積固有抵抗の低いカーボンブラックを配合することにより高圧側電極の体積固有抵抗を制御しているため、電荷の集中により、電極間で火花放電が発生するという問題点が生じる。
【０００９】
加えて、カーボンブラックの配合によって導電性を付与することはできるが、カーボンブラックは導電性が高いため（体積固有抵抗10-5〜103Ω・cm）、電気の導通状態を任意に制御することが難しく、添加量がある程度を超えると、急激にその導電性が上昇する。そのため、カーボンブラックを添加剤として、高圧側電極の体積固有抵抗を108〜1013Ω・cmオーダーの目標値に制御することは困難である。
【００１０】
又、（２）吸水性樹脂を用いた電極を有する静電集塵機では、高温湿度（15℃・30%以上）であれば集塵効率及び放電特性などの良い状態を保てるが、低温湿度（15℃・30%未満）では特性及び性能が低下すると言う問題点がある。
【００１１】
本発明は斯かる状況に鑑みて成されたものであり、（１）静電集塵機の電極間で生じる火花放電を抑制すること、（２）高圧側電極の体積固有抵抗に関して、目標のオーダー値への調製を容易にすること、及び（３）使用する環境の温湿度に左右されずに、高い捕集性能を保持することが出来る静電集塵機を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の主題は、静電集塵機の高圧側電極を目標の体積固有抵抗に制御する際に、カーボンブラックの様な高導電性物質や、吸水性樹脂を、添加剤として用いずに、高圧側電極の目標とする体積固有抵抗に近い体積固有抵抗を有する添加剤を高圧側電極用樹脂に配合することを特徴とする。
【００１３】
即ち、本発明の主題に係る集塵機は、高圧側電極用樹脂を調製する際に、基材となる樹脂30〜80重量％に体積固有抵抗が103〜107Ω・cmの添加剤を20〜70重量％配合することで、体積固有抵抗が108〜1013Ω・cmオーダーに制御された高圧側電極を有することを特徴とする。
【００１４】
高圧側電極と集塵側電極間での火花放電を抑制しつつ、高い捕集性能を得るためには、高圧側電極上に電界が局在すること無く分散しており、電極間に高電圧を印加する必要がある。従って、高圧側電極を半絶縁性とし、高圧側電極上での瞬時の電荷の移動を制限することで、問題となる火花放電を抑制することが出来る。
【００１５】
以下、この発明の主題の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の主題によれば、（１）高圧側電極に関して、目標値である体積固有抵抗の範囲に近い体積固有抵抗を有する添加剤を配合することで、電極表面に電荷の集中が起こりにくくなり、電極間での火花放電の発生を抑えることが出来る。しかも、（２）体積固有抵抗が103〜107Ω・cmの物質を添加剤として用いることで、目的とする108〜1013Ω・cmオーダーの範囲の体積固有抵抗を有する樹脂の調製が容易になる。加えて、（３）使用環境による影響を受けずに、優れた集塵特性を保持することが出来る。
【００１７】
特に、その体積固有抵抗が高圧側電極の目標オーダーに近い炭化ケイ素を添加剤とすることで、静電集塵機の集塵部に於ける電極間に発生する火花放電を効果的に抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る静電集塵機の集塵部の構成を模式的に示す図である。この静電集塵機では、荷電部（図示せず。）に於いて気流中の微粒子に対してコロナ放電等により電荷を与え、この荷電粒子が電界中を通過する際に、静電力により荷電粒子を捕集し、除去するものであり、集塵部は、大要、高圧側電極Ｓ１と集塵側電極Ｓ２とで構成されている。
【００１９】
この両電極Ｓ１，Ｓ２間での火花放電を抑制しつつ、高い捕集性能を得るためには、高圧側電極上に電界を局在することなく分散させて、電極Ｓ１，Ｓ２間に高電圧を印加する必要性がある。従って、高圧側電極Ｓ１を半絶縁性とし、同電極Ｓ１上での瞬時の電荷の移動を制限することで、問題となる火花放電を抑制することが出来る。
【００２０】
本実施の形態に於ける静電集塵機は、高圧側電極Ｓ１用樹脂を調製する際に、基材となる樹脂30〜80重量％に体積固有抵抗が103〜107Ω・cmの添加剤を20〜70重量％配合することで、高圧側電極Ｓ１の体積固有抵抗を目標値である108〜1013Ω・cmオーダーに制御して成るものである。
【００２１】
高圧側電極の体積固有抵抗が108Ω・cm未満の場合、導電性の高い添加剤が高圧側電極中に多く含まれているため、高圧側電極と集塵側電極間で火花放電が発生する傾向にある。逆に、高圧側電極の体積固有抵抗が1013Ω・cm以上であるときには、高い捕集性能を得ることができなくなるため、高圧側電極Ｓ１の体積固有抵抗が108〜1013Ω・cmの範囲内であれば、問題となる火花放電を抑制しつつ、高い捕集性能を得ることが出来る。また、この体積固有抵抗の範囲としては、1010〜1013Ω・cmのオーダーであれば、更に一層望ましい結果が得られる。
【００２２】
又、図２に示す様に、基材となる樹脂に配合する添加剤の有する体積固有抵抗が低い場合には、添加量に対しての体積固有抵抗の変化量が大きく、高圧側電極の体積固有抵抗を目標のオーダー内に調製することが困難となる。他方で、添加剤の体積固有抵抗が高い場合には、大量の添加剤を配合する必要があり、射出成形法にて高圧側電極を作製する際に、樹脂の流動が悪くなり成形性に難が生じるため、基材となる樹脂に配合する添加剤には適していない。よって、基材となる樹脂に配合する添加剤の体積固有抵抗は103〜107Ω・cm程度であることが、望まれる。
【００２３】
この様なオーダーでの体積固有抵抗を有する添加剤としては、例えば炭化ケイ素（体積固有抵抗103〜107Ω・cm）が挙げられ、この炭化ケイ素を添加剤として用いることで高圧側電極Ｓ１の体積固有抵抗を108〜1013Ω・cmオーダーに調製することが出来る。
【００２４】
上記の体積固有抵抗を有する添加剤を本実施の形態に係る静電集塵機の高圧側電極Ｓ１の主成分中、20〜70重量％配合することで、高圧側電極Ｓ１の体積固有抵抗を108〜1013Ω・cmオーダーに制御することが出来、十分な集塵性能を保持しつつ、問題となる火花放電を抑制することが出来る。若し、配合する添加剤の量が20重量％以下であるときには、導電性の付与が不十分であり、目標の体積固有抵抗を得ることが出来ない。他方で、添加剤を70重量％以上配合すると、射出成形法によって高圧側電極を作製する際に、樹脂の流動が悪くなり、成形性に難が生じる。
【００２５】
上記の体積固有抵抗を有する添加剤の平均粒径は0.1〜300μmのものが好ましい。平均粒径が小さいほど、粒子間での接触が多くなるため、接触抵抗が増加し、高圧側電極の体積固有抵抗は増大する。若し、添加剤の平均粒径が0.1μm未満であるときには、基材となる樹脂中で添加剤の粒子が凝集を起こして分散性が低下し、問題となる電極間Ｓ１−Ｓ２での火花放電の発生が起こり易くなる。又、射出成形法で電極を作成する場合に、添加剤の被表面積が増大するため、樹脂の成形性が悪くなるという問題点も生じる。他方で、添加剤の平均粒径が300μmを超えているときには、添加剤の粒径が大きいため粒子数が減少し、電極表面での電荷の集中が起こり易く成り、問題となる火花放電を誘発させる蓋然性があるため、添加剤としては適していない。
【００２６】
基材となる樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリルスチレン、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ポリフェニルエーテル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂が挙げられ、それらの樹脂の中でも特にＡＢＳが、成形性、耐熱性、耐衝撃性等の観点から「基材となる樹脂」に適している。
【００２７】
基材となる樹脂は、上記に記載した熱可塑性樹脂以外でも使用可能であり、熱硬化性樹脂、ゴムなどの形態は特に限定されない。
【００２８】
本実施の形態では、上記の主成分以外にも、電極の基本特性を強化させるために、公知の樹脂用添加剤を加えることが出来る。例えば、潤滑性向上剤、着色剤、染料、顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加工助剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、帯電防止剤、表面処理剤、相溶化剤、造核剤、可塑剤、表面活性剤等を所定の割合で適宜配合することが出来る。
【００２９】
本実施の形態に於いて既述した方法により作製した電極を、静電集塵機の高圧側電極Ｓ１に用い、集塵側電極Ｓ２には、導電性の高いアルミニウム等の金属又は導電性の樹脂等の電極を用いる。これにより、捕集した荷電粒子からの荷電が集塵側電極Ｓ２上に蓄積することを抑制することが出来る。
【実施例】
【００３０】
本発明の実施例及び比較例により既述した実施の形態を更に詳細に説明するが、これらは本発明を具体的に説明するものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例は、以下に示す方法により、特性の評価を行った。
【００３１】
＜実施例１〜８＞
基材となる樹脂及び添加剤をそれぞれＡＢＳ及び炭化ケイ素とし、体積固有抵抗が103Ω・cm及び107Ω・cmである炭化ケイ素を用いて、高圧側電極の体積固有抵抗を目標値である108〜1013Ω・cmオーダーに調製した。配合した炭化ケイ素の平均粒径は約0.1μm及び300μmの２種である。作製した電極のサイズは30mm×110mm、板厚1mmとし、体積固有抵抗はJIS K 7194に準拠して測定した。火花放電の測定は、電極に印加する電圧を変化させ、接地した直径６mmの金属球を接触させるまで近づけたときに、電極と金属球との間で火花放電が生じるときの電圧を測定した。このときの電圧が、集塵時に印加する５KV以上であれば、実機において集塵時に火花放電は発生しないと判断し、5KV未満の場合には火花放電が発生していると判断した。
【００３２】
実施例１〜８の電極の体積固有抵抗及び電極間の火花放電に関する評価結果を、表１に示す。
【００３３】
【表１】
2008264623.tif 000003
【００３４】
＜比較例１及び２＞
体積固有抵抗が102Ω・cmであるカーボンブラック及び体積固有抵抗が108Ω・cmであるジルコニア系セラミックスを添加剤として基材である樹脂（ＡＢＳ）に混合して、添加剤の体積固有抵抗が異なる２種類の高圧側電極（比較例１及び２）を作製した。比較例に於ける電極サイズ及び測定方法は、上記実施例１〜８の場合と同様である。
【００３５】
比較例１及び２に於ける、電極の体積固有抵抗及び電極間の火花放電に関する評価結果を、表２に示す。
【００３６】
【表２】
2008264623.tif 000004
【００３７】
＜比較例３〜６＞
配合する炭化ケイ素の平均粒径を約0.05μm及び320μmの２種とし、高圧側電極を作製した。ＡＢＳ及び炭化ケイ素の配合量、炭化ケイ素の体積固有抵抗、電極サイズ、並びに測定方法は、上記実施例１〜８の場合と同様である。
【００３８】
比較例３〜６の電極の体積固有抵抗及び電極間の火花放電に関する評価結果を、表３に示す。
【００３９】
【表３】
2008264623.tif 000005
【００４０】
＜比較例７及び８＞
添加剤である炭化ケイ素を18重量％及び72重量％の２種の割合で混合し、高圧側電極を作製した。炭化ケイ素の平均粒径は約６μmであり、炭化ケイ素の体積固有抵抗、電極サイズ、及び測定方法は、何れも上記実施例１〜８の場合と同様である。
【００４１】
比較例７及び８に於ける、電極の体積固有抵抗及び電極間の火花放電に関する評価結果を、表４に示す。
【００４２】
【表４】
2008264623.tif 000006
【００４３】
以上より、本実施の形態によれば、集塵側電極と高圧側電極間で、電極に高電圧を印加しつつ電極上で電界が局在するのを防ぎ、且つ、過剰な電流が流れるのを防止することが出来、電極間での火花放電を防止し、高い捕集性を得ることが出来る。しかも、使用環境の温湿度による影響を受けずに、優れた集塵特性を保持することが出来る。加えて、高圧側電極に関して、目標値である体積固有抵抗の範囲に近い体積固有抵抗を有する添加剤を配合することで、目的とする108〜1013Ω・cmオーダーの範囲の体積固有抵抗を有する樹脂の調製が容易になる。
【００４４】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明に係る静電集塵機は、例えば、空気清浄機に適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る静電集塵機のコレクタの電極配置を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態１の炭化ケイ素を配合した場合及び先行例のカーボンブラックを配合した場合の各々に於ける体積固有抵抗の推移を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｓ１  高圧側電極、Ｓ２  集塵側電極。
【図１】
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【図２】
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