(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのフィルタ媒体であって、それぞれが誘電体材料から成り、波形にされてハニカムマトリクスになる平坦なシートを含み、空気が前記マトリクスを通って流れ、気中浮遊汚染物質が前記マトリクスの側壁上に捕獲され、能動静電界が該マトリクスに印加され、前記マトリクスは、そこを貫通する流路であって、空気流の方向に整列し、そこを通る空気流を遮らない流路を規定する、２つのフィルタ媒体と、
前記２つのフィルタ媒体間に設けられる導電性スクリーンと、
前記導電性スクリーンに接続される高電圧電源であって、前記導電性スクリーンに印加される電圧が、前記２つのフィルタ媒体の一方の上流側に、通過する粒子を帯電させる分極電界を生じさせる、高電圧電源とを含むことを特徴とする能動電界分極媒体型エアクリーナ。
【請求項２】
前記マトリクスは、波形層と、平坦シート層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の能動電界分極媒体型エアクリーナ。
【請求項３】
前記波形層は、前記流路の側壁と、各流路の上面および底面の少なくともいずれか一方とを規定することを特徴とする請求項２に記載の能動電界分極媒体型エアクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、空気清浄システムに関し、特に、静電界を使用して媒体を分極させ、粒子を分極させて媒体上の粒子収集効率を高めるタイプのエアクリーナ用のフィルタ媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電引力の原理は、空気流からの汚染物質の除去を強化するために長年使用されてきた。空気静電クリーナには、３つの主なカテゴリー、電気集塵装置、受動静電フィルタ、能動電界分極媒体型エアクリーナがある。
【０００３】
電気集塵装置は、粒子を帯電させ、その後、逆帯電したおよび/または接地された収集プレート上に粒子を捕獲する。
【０００４】
受動静電フィルタ（エレクトレットとしても知られる）は、処理およびまたは固有の特性のある組み合わせによって静電荷を有する媒体（または異なる媒体の組合せ）を使用する。静電荷を有するフィルタ媒体に入る粒子は、逆の静電荷を有する帯電した媒体フィルタ材料に引きつけられる。
【０００５】
能動電界分極媒体エアクリーナは、２つの電極間の電圧差によって生じる静電界を使用する。誘電体フィルタ媒体は、２つの電極間の静電界中に配設される。静電界は、媒体繊維と入った粒子との両方を分極し、これによって媒体およびエアクリーナ効率を上昇させる。誘電体材料は、電気絶縁体、または電気エネルギを蓄えることもできる電流に対して高度に耐性のある物質である。誘電体材料は、印加された電界をそれ自体の内部に集中させる傾向があり、したがって静電界の効率的な支持体である。
【０００６】
さらなる静電空気フィルタ設計は、カナダ特許番号１，２７２，４５３に開示されており、使い捨て矩形カートリッジを高電圧電源に接続される。カートリッジは、導電性内部中央スクリーンから成り、誘電体繊維材料（プラスチックまたはガラス）の２つの層間に挟持される。２つの誘電体層は、順に、導電性材料の２つの外部スクリーン間にさらに挟持される。導電性内部中央スクリーンは、高電圧に上昇され、これによって内部中央スクリーンと逆のまたは接地電位に保持された２つの外部スクリーンとの間に静電界を生じる。高電圧静電界は、２つの誘電体層の繊維を分極させる。
【０００７】
エアクリーナは、暖房換気および空調（ＨＶＡＣ）システムの一部として、またスタンドアローンの空気移動／清浄システムにおいて、様々な構成および状況で設置されてもよい。より小型のＨＶＡＣシステム（たとえば住居用および軽商業用）において、エアクリーナパネルは、しばしば平坦な構造（空気流に対して垂直）においてまたは傾斜フィルタトラックにおいて設置される。より大きなシステムにおいて、エアクリーナのバンクは、典型的に、複数の別個のフィルタが空気流の軸線に垂直なＺ折り畳みフィルタを形成するように配設された、Ｖバンク構造に配設される。
【発明の概要】
【０００８】
フィルタ媒体は、波（なみ）形にされてハニカムマトリクスになる平坦なシートを含み、空気がその材料を通って流れ、気中浮遊汚染物質が材料の側壁上に捕獲され、能動静電界が平坦なシートに印加される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に従う、相対的に低抵抗の誘電体材料の繊維性パッド間により高抵抗の空気透過性スクリーンを組み込んだフィルタ媒体の断面図である。
【図２】本発明に従う、誘電体材料の繊維性パッドと摩擦帯電スケールの異なる端部からの繊維を有する混合繊維層とを組み込んだフィルタ媒体の断面図である。
【図３】本発明に従う、図１および図２からの特徴を組み込んだフィルタ媒体の断面図である。
【図４】本発明に従う、高密度誘電体材料の層の後に低密度誘電体材料が続くフィルタ媒体の断面図である。
【図５】本発明に従う、図１〜図４からの特徴を組み込んだフィルタ媒体の断面図である。
【図６】本発明に従う、図１および図５からの特徴を組み込んだフィルタ媒体の断面図である。
【図７】本発明に従う、図３および図６からの特徴を組み込んだフィルタ媒体の断面図である。
【図８】本発明に従う、摩擦帯電スケールの異なる端部からの繊維を有する混合繊維層を組み込んだフィルタ媒体の断面図である。
【図９】光触媒装置の実施形態を示す。
【図１０】別の光触媒装置を示す。
【図１１】フィルタ媒体の代替実施形態の断面図を示す。
【図１２】フィルタ媒体の代替実施形態の断面図を示す。
【図１２Ａ】図１２のフィルタ媒体の代替実施形態の等角図を示す。
【図１３】フィルタ媒体の代替実施形態の等角図を示す。
【図１３Ａ】フィルタ媒体の代替実施形態の等角図を示す。
【図１４】フィルタ媒体組立体および分極環境内で使用されるフィルタ媒体の代替実施形態を示す。
【図１５】フィルタ媒体組立体および分極環境内で使用されるフィルタ媒体の代替実施形態を示す。
【図１６】フィルタ媒体組立体および分極環境内で使用されるフィルタ媒体の代替実施形態を示す。
【図１７】フィルタ媒体組立体および分極環境内で使用されるフィルタ媒体の代替実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に従う能動電界分極媒体型エアクリーナの実施形態が図１に示される。図１（図２〜図７も同様に）には、フィルタを通った空気流は図の上部から図の下部に下降する。フィルタはフィルタ媒体を保持する枠から成る。
【００１１】
本発明の一実施形態において、フィルタ媒体自体は、誘電体媒体支持枠１２０と、繊維性誘電体材料１６Ａの第１パッドと、繊維ガラスメッシュスクリーン１４Ａと、繊維性誘電体材料１６Ｂの第２パッドと、中央スクリーン１３と、繊維性誘電体材料１６Ｃの第３パッドと、別の繊維ガラスメッシュスクリーン１４Ｂと、誘電体フィルタ材料１６Ｄの第４パッドとから成る。フィルタ媒体を保持するフィルタ枠は、第１導電性外部スクリーン１２Ａを有する第１導電性保持枠１１６Ａと、第２導電性外部スクリーン１２Ｂを有する第２導電性保持枠１１６Ｂとから成る。明瞭化のために、媒体枠１２０および保持枠１１６Ａ，１１６Ｂを使用する同様の基本構造が図に使用されるけれども、これらは１つの可能性のある実施形態に過ぎない。本発明の必須の要素は、分極媒体型エアクリーナにおける２つの電極間の媒体の様々な構造である。図に開示された特定の実施形態に対して利点があるけれども、中央スクリーンは、縁までずっと設けられる必要はなく、その周囲の枠および媒体層を有する必要もない。
【００１２】
誘電体フィルタ材料１６Ａの第１パッドは、接着材料１２１Ａまたは超音波溶接などの適切な手段によって誘電体媒体支持枠１２０および／または中央電極１３に取り付けられる。誘電体フィルタ材料１６Ｄの第４パッドは、接着材料１２１Ｂまたは超音波溶接などの適切な手段によって誘電体媒体支持枠１２０に取り付けられる。媒体支持枠のない実施形態において、様々な媒体の層１６Ａ〜１６Ｄ，１４Ａ，１４Ｂおよび中央スクリーン１３は、典型的に、接着剤、超音波溶接、縫製またはクランプなどの適切な手段によって一緒に取り付けられる。第１導電性外部スクリーン１２Ａは、第１導電性保持枠１１６Ａによって所定位置に保持される。第２導電性外部スクリーン１２１３は、第２導電性保持枠１１６Ｂによって所定位置に保持される。
【００１３】
動作時、高電圧電源１０８の一方の端子は、中央スクリーン１３に接続される。高電圧電源１０８の他方の端子は、第１導電性外部スクリーン１２Ａおよび第２導電性外部スクリーン１２Ｂに結合され、典型的には設置電位に保持される。
【００１４】
図１の能動電界分極媒体型エアクリーナの誘電体フィルタ材料１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを通過した流入空気中の粒子は、その内部の電界によって分極し、誘電体フィルタ材料１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄの第１パッドおよび第２パッド上に収集される。
【００１５】
本発明のフィルタ媒体は、より低い抵抗の誘電体層間に挟持されたより高い抵抗の空気透過性材料を有する繊維性誘電体材料の２つの層を含む。他の材料の組合せが可能であるけれども、具体的には、図１において、繊維ガラススクリーン１４Ａはポリエステル層１６Ａおよびポリエステル層１６Ｂ間に挟持され、中央スクリーン１３の上方に設けられる。同様に、中央スクリーン１３の下方には、ポリエステル層１６Ｃおよびポリエステル層１６Ｄ間に挟持された繊維ガラススクリーン１４Ｂが設けられる。
【００１６】
この材料の配置は、電極間のより高くより安定した電圧差を可能にすることが分かった。これは、より高い電圧がより高い電界強度、したがってより高い効率を意味するので、粒子除去効率を増加させる。具体的には、上記の材料の配置は、電極間のアーク放電および噴霧なしで最大２５％高い電圧を可能にすることが分かった。
【００１７】
本発明のフィルタ媒体は、能動電界分極媒体型エアクリーナにおける混合繊維層を含み、該混合繊維層は、材料の帯電列の異なる部分からの繊維を有する。ほとんどの材料は、ある静電気を発生させ蓄える。電荷を発生させ蓄える材料の能力は、それが摩擦帯電スケール上のどこに属するかを規定する。
【００１８】
静電気を生じさせる材料の帯電列
いくつかの材料は、他のものよりもより多くの静電気を生じさせる。静電気は、材料の表面上の帯電粒子の集合体であるので、様々な材料は、電子を放出して電荷が正（＋）になるか、電子を引きつけて電荷が負（−）になるかのいずれかの傾向がある。帯電列は、どれが正（＋）になる傾向がより大きく、どれが負（−）になる傾向が大きいのかを示す材料のリストである。リストは、材料のどの組み合わせが最も大きい静電気を生じさせるのかを決定するために使用される。
【００１９】
説明のために、別の材料と擦られたときにどれだけうまく静電気を生じさせるのか、また材料がどんな電荷を有するのかに従って、いくつかの一般的な材料が以下に記載される。リストは網羅的なリストではなく、いかなる材料も正または負の摩擦帯電スケールのどこかに適合する。
【００２０】
電荷が正になる材料
以下の材料は、他の材料と接触したときに電子を放出する傾向がある。これらは、電子を与える傾向が最も高いものから電子をほとんど放出しないものへと記載されている。
【００２１】
0006743047.tif 000002
【００２２】
中性の材料
他の材料と接触させまたは擦られたときに電子を容易に引きつけるまたは放出する傾向がない非常にいくつかの材料がある。
【００２３】
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【００２４】
電荷が負になる材料
以下の材料は、他の材料と接触したときに電子を引きつける傾向がある。これらは、電子を引きつける傾向が最も低いものから電子を容易に引きつけるものへと記載されている。
【００２５】
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【００２６】
静電気を生じさせる材料の最良の組み合わせは、正の電荷リストからの１つと負の電荷リストからの１つとである。しかしながら、中程度の量の静電気は、正の電荷リスト上の２つの材料または負の電荷リスト上の２つの材料から生成可能である。たとえば、電子を放出する傾向がある２つの材料同士が擦られると、最も傾向が高いものが、中程度に電荷が正（＋）になる。同様に、電子を引きつける傾向がある２つの材料同士が擦られると、最も傾向が高いものが、中程度に電荷が負（−）になる。
【００２７】
摩擦帯電スケールの異なる部分および／または好ましくは異なる側からの繊維の混合物を使用する能動電界分極媒体型エアクリーナにおいて使用される本発明のフィルタ媒体が、図２に示される。具体的には、フィルタ層１５Ａは、摩擦帯電スケールの異なる側からの繊維の混合物を含む（混合摩擦帯電フィルタ層）。フィルタ層１５Ａの異なる繊維は、フィルタ層１５Ａ全体を通して編み込まれ混合されてもよく、別の方法では、フィルタ層１５Ａの異なる繊維は、相互に接触して配設されるフィルタ材料の別個の第１シートおよび第２シートであってもよい。すなわち、フィルタ材料の第１シートは、摩擦帯電スケールの一方側からの繊維から成り、フィルタ材料の第２シートは、摩擦帯電スケールの他方側からの繊維から成る。フィルタ材料の第１シートおよび第２シートは、相互に接触して配設されて混合摩擦帯電フィルタ層１５Ａを形成する。
【００２８】
混合摩擦帯電フィルタ層１５Ｂは、混合摩擦帯電フィルタ層１５Ａと同様である。摩擦帯電スケールの異なる側から繊維を（編み込むまたは接触させることによって）一緒に混合することの重要な特徴は、このような繊維の混合物が、このような混合摩擦帯電フィルタ層１５Ａ，１５Ｂ内の繊維上に相対的な正および負の電荷の座を生じることである。このような統合された材料は、とりわけ、Alhstrom Air Media社（ＨＰシリーズの材料はモダクリルおよびポリプロピレンの混合物である）、およびHollingsworth and Vose社（Technostat材料はアクリルおよびポリプロピレンの混合物である）から入手可能である。
【００２９】
受動静電フィルタの製造および設計において、摩擦帯電スケールの異なる側からの材料の適切な混合が、媒体の密度から、すなわち媒体の受動的機構から非常に予想されるものを超えて媒体の効率を高めるであろうことがよく知れらている。他のタイプの受動静電フィルタは、様々な技術によって媒体に与えられる電荷を有する。受動静電フィルタが有する１つの問題は、繊維が汚染物質で覆われる、および／または様々な要因（湿度、化学物質および温度）によって徐々に放電するにつれて、静電気引力による初期効率が実際には減少することである。
【００３０】
多くのフィルタ媒体を静電界中に配設することはその効率を増加させるけれども、これは普遍的ではない。実際のところ、多くの受動静電媒体は改善を示さないか、実際に悪化している。しかしながら、摩擦帯電型エレクトレット媒体を分極電界中に配設することはその有効性を改善し、見られる効率低下を排除することがわかった。摩擦帯電層は相対的に薄い傾向があるので、１以上の層において、一緒にまたは別個に、エアクリーナ媒体内の様々な位置に、すなわちその片側または両側に位置する他の媒体材料とともに使用されてもよい。
【００３１】
本発明の他の実施形態において、混合摩擦帯電フィルタ層１５Ａの上方に相対的に薄い繊維層１６Ｅがある。中央スクリーン１３の上方のフィルタ媒体構造は、中央スクリーン１３の下方で繰り返され、すなわち第２の混合摩擦帯電フィルタ層１５Ｂの上方に第２の相対的に薄い繊維層１６Ｆがある。相対的に薄い層は、様々な材料または相互に異なる材料であってもよい。
【００３２】
繊維ガラススクリーン１４Ａ，１４Ｂと摩擦帯電スケールの異なる側からの繊維の混合物との両方を組み合わせた能動電界分極媒体型エアクリーナにおいて使用される本発明のフィルタ媒体が、図３に示される。図３のフィルタ媒体は、図１および図２に示されるフィルタ媒体の組み合わせである。
【００３３】
この組み合わせは、各実施形態の利点を組み合わせ、最大のシステム効率を可能にする。
【００３４】
高密度誘電体材料の層の後に低密度誘電体材料の層が続くフィルタ媒体が、図４に示される。図４に示されるフィルタ媒体は、図２に示されるものに類似する。しかしながら、図４には、相対的に低密度材料の追加のフィルタ層２５Ａが、相対的に高密度材料のフィルタ層１６Ｅの後に設けられる。
【００３５】
低密度誘電体材料の層が高密度誘電体材料の層に続く他のフィルタ媒体が、図５に示される。図５に示されるフィルタ媒体は、図３に示されるものに類似する。しかしながら、図５には、相対的に密度が低い材料の追加のフィルタ層２５Ａが、フィルタ層１６Ｂの後に位置する。また、図５には、相対的に密度が低い材料の第２の摩擦帯電フィルタ層２５Ｂが、能動電界分極媒体型エアクリーナを通る空気流の終わりにフィルタ層１６Ｄの後に配設される。
【００３６】
これらの実施形態の利点は、空気流に対する抵抗の減少である。媒体の最も密度の高い層は、空気流に対して最も高い抵抗を有する。最も密度の高い層が電極の１つに対向する場合、その領域は、電極の領域分だけ効果的に減少する。これは、残余の領域を通る空気速度を増加させ、空気流の抵抗を増加させる。電極と最も密度が高い層との間に密度が低い層を配設することによって、より密度が高い材料の代わりに、より密度が低い材料を通る空気速度を増加させ、これによって空気流に対する抵抗を著しく減少させる。
【００３７】
図６において、中央スクリーン１３の上方のフィルタ媒体の部分は、図１に示されるものと同じであり、中央スクリーン１３の下方のフィルタ媒体の部分は、図５に示されるものと同じである。
【００３８】
本実施形態は、優れた装填特性を提供する。より大きな粒子またはより低密度および／またはより低運動量の粒子を、より密度が低い上流層上で捕獲することによって、より密度が高い層が詰まらず、主としてより小さな（すなわちより高密度および／またはより高運動量）粒子を収集することができ、したがってより長い耐用年数を有することができる。したがって、媒体は、媒体の体積を通して微粒子の一様な分布を可能にする。
【００３９】
図７において、中央スクリーン１３の上方のフィルタ媒体の部分は、図３に示されるものと同じであり、中央スクリーン１３の下方のフィルタ媒体の部分は、図５または図６に示されるものと同じである。
【００４０】
図８において、中央スクリーン１３の上方のフィルタ媒体１５Ｃ，１５Ｄは、本発明に従う摩擦帯電スケールの両端からの繊維を有する混合繊維層である。
【００４１】
本発明のさらなる実施形態において、媒体の最外層の１つは、光触媒材料で処理可能である。次いで、エアクリーナは、気相汚染物質の分解のためにＵＶ光源と結合可能である。本実施形態において生成されるヒドロキシル基は、生物製剤を不活性にし、気相汚染物質を分解することができる。このような実施形態において、ＵＶ光の影響の下、媒体は、ヒドロキシル基ラジカルと超酸化物イオンとを生成して、捕獲した気中浮遊バイオエアロゾルおよび気相汚染物質と反応する。光触媒層は、最も下流側の層であってもよい。これによって、粒子汚染が実質的になくなる。
【００４２】
本発明のさらなる実施形態において、フィルタ枠の外部スクリーン／電極は、光触媒で処理される。
【００４３】
本発明のさらなる実施形態において、中央スクリーンは、炭素含浸発泡体またはメッシュなどの、臭気吸収性を有する。
【００４４】
低密度材料の下流側層は、ＶＯＣ、他の反応性気相汚染物質および／またはオゾンおよび／または生物製剤汚染物質を分解するための触媒で処理されてもよい。
【００４５】
外部スクリーンおよび／または媒体の層の少なくとも１つは、ＶＯＣおよび生物製剤汚染物質などのガス状不純物を光、典型的にはＵＶ光の存在において破壊する傾向のある光触媒で処理されてもよい。後者の構造は、近接した１以上のＵＶ光源と結合され、これによって光触媒効果をもたらすことができる。結果として得られる構成要素の一体化によって、光触媒を空気流に適用する費用が大幅に低減される。触媒は、上流側スクリーンまたは下流側スクリーンのいずれかに適用されてもよい。システムは、処理されたスクリーンの上流側および下流側の両方に処理されたスクリーン上に輝く中央ＵＶ光源を含んでもよい。光触媒を媒体の層に適用する場合、好適な実施形態は、最も下流側の層にすることである。なぜならこの層が汚染物質によって汚染されにくいからである。
【００４６】
図９は、光触媒装置の実施形態を示す。光触媒酸化（ＰＣＯ）は、様々な液体流およびガス流を浄化するために用いられるが、ＰＣＯでは、触媒が塗布された基材に触媒が付着しないことがあるという問題とＰＣＯ処理効率の問題が時々生じる。二酸化チタンは、フィルタ又は電極を被覆する光触媒として用いられてもよく、その結果ＰＣＯをこの流れを浄化するために用いてもよい。
【００４７】
図９に示されるように、基材を静電界中に配設することは、触媒の基材９０１へのより良い付着と、より素早い反応時間との両方をもたらす。たとえば、図９に示されるように、触媒が不織繊維ガラス材料９０１に適用され、その材料が２つの電極９１２Ａ，９１２Ｂ間に、ＵＶ光源９４０の下、直流５〜１５ｋＶの電位差および約０．５”の間隔で配設される場合、触媒は、結果として得られる分極電界によって繊維ガラス材料９０１上に保持され、脱落がより少なくなる。さらに、電界自体のエネルギは、空気流中の揮発成分の分解を加速する。
【００４８】
予備試験において、ＴＶＯＣレベルは、静電界中に配設されたときに同じ触媒でほぼ２倍素早く低下した。実験は以下のとおりであった。ファンを有するＵ字状ダクトが、約１０００立方フィートの部屋から空気を引き、部屋に空気を戻すように構成された。トルエンを布に注ぎ、その布を数分間空間内に放置した。エアキュイティオプティマユニットを用いて部屋内のＴＶＯＣレベルを測定した。Ｖバンクエアクリーナをダクト内に配設し、上流に２５４μｍＵＶＣランプを配設した。循環ファンを１０００ｃｆｍに設定した。エアクリーナ枠は媒体を保持することができ、媒体内部に静電界を形成することができた。２５分後、フィルタなしで、ＴＶＯＣレベルが６％下がった。ＵＶランプを点灯させ、静電界のない触媒被覆媒体を用いて、１２％の低下があった。同様の構成で静電界が付勢されると、２４％の低下があった。
【００４９】
このような装置は、空気流の浄化のための、様々なＨＶＡＣおよび空気移動システムに適用することができる。触媒は織物にも適用することができ、ガラス以外の様々な材料とすることができる。触媒被覆材料を、触媒に噴霧または浸漬することができる。
【００５０】
図１０に示される他の実施形態において、触媒被覆材料１０１２は、ＵＶ光源１０４０の存在において、電極１０１２Ａ，１０１２Ｂ間に被覆材料１０１２および非被覆層１０２０の両方を含む多層フィルタ媒体の１つの層であってもよい。
【００５１】
電極は、様々な導電性材料から成ることができ、電気的に一様であってもよく、被覆された媒体材料のいずれかの側に等間隔のグリッドを含んでもよい。さらに、電極は、被覆された材料への最大限の光の透過を可能にするために可能な限り開いていてもよい。電極それ自体を、同様に触媒で被覆することができる。
【００５２】
全ての場合において、装置は、触媒反応のための一次エネルギを供給するために、ＵＶ光源に近接して配設されてもよい。このシナリオにおいて生成されたヒドロキシル基は、生物製剤を不活性にし、気相汚染物質を分解することができる。このような実施形態において、ＵＶ光の影響の下、媒体は、ヒドロキシル基ラジカルと超酸化物とを生成して、捕獲した気中浮遊バイオエアロゾルおよび気相汚染物質と反応する。
【００５３】
上述の本発明は、様々な実施形態を参照したけれども、全体として本発明の精神および範囲から逸脱することなく本発明の構造および要素について修正を行うことができる。特に、様々な効果を達成するために、様々な層または要素を組み合わせまたは繰り返すことができる。たとえば、図７ａはエアクリーナの基本的概念を示すけれども、図７ｂは組み立てられたシステムの１つのタイプの構成を示す。明確化のために、様々な要素が別個の層として示されているけれども、２以上の「層」を１つの単一の層または材料に組み合わせてもよい。
【００５４】
図１１〜図１７は、分極媒体型エアクリーナのための収集媒体の代替実施形態を示す。図１１、図１２および図１２ａにおいて、フィルタ媒体１１００，１２００のシートは波形１１１０，１２１０にされてハニカムマトリクスになり、空気は、流路１１５０，１２５０を通って流れ、気中浮遊汚染物質は、材料の側壁１１４０，１２４０に捕獲される。材料は、波形１１２０，１２２０かつ平坦な層１１３０，１２３０の間で交番してもよく、または積層波形層であってもよい。波形材料（ＣＭ）のこの構造の利点は、空気流に対して比較的低い一定の抵抗があることである。
【００５５】
図１４および図１５に示されるような材料１１００，１２００の能動電界分極は、気中浮遊粒子の微粒子捕獲率を大幅に高める。これは、基体ＣＭおよびイオン化を伴うＣＭの両方に当てはまる。以下の表１は、様々なサイズ範囲の粒子に対する上流側／下流側粒子除去率を示す。材料１１００，１２００の分極は、分極していないＣＭよりも粒子捕獲を改善する。イオン化と分極との両方がなされる場合、材料１１００，１２００は、さらにより良好な性能を示す。
【００５６】
【表１】
0006743047.tif 000005
【００５７】
このような材料１１００，１２００の一例は、３Ｍによって開発され、ＨＡＰＡとして販売される製品群からのものである。このような材料を能動静電界中に配設することは、短期間効率および長期間効率の両方を大幅に高める。
【００５８】
波形媒体（ＣＭ）は、他のＣＭまたは他の材料との組立体において使用することができる。たとえば、ガラスまたは不織材料の上流側層は、空気中のより大きな埃を捕獲し、それらがＣＭの比較的小さな流路を塞ぐことを防ぐのに役立つことができる。
【００５９】
ＣＭの別の利点は、そのかなり強固な構造（多層および／または不織媒体に対して）は、１以上の層に印加される有効電圧から媒体組立体を絶縁および封止するための選択肢を与えることである。
【００６０】
波形材料の別の利点は、より高い電圧で使用することができることである。通常の動作では、フィルタは空隙に依存して、帯電した中央スクリーンが接地スクリーンにアーク放電をするのを防いでいる。接地スクリーンおよび中央スクリーンがより平坦になり、距離が一定であればあるほど、印加できる電圧はより高くなる。このより高い電圧は、より強い電界とより大きい効率とをもたらす。
【００６１】
図１３は、導電性シート／帯／部材１３１０が、電界が材料のシート内に形成されるようにＣＭ１３００に組み込まれる代替実施形態である。これらは、臭気吸収性を有し、たとえば固定された炭素、ゼオライトまたは他の材料のシートから成ることができる。図１３ａは、ＣＭの面に沿ってではなくＣＭ１３００ａの中に延びるシート１３１０ａを示す。
【００６２】
図１５は、上述のまたは他の同様の不織ガラスなどの他の材料と併用したＣＭの組立体を示す。
【００６３】
図１６は、絶縁／封止片１２０がＣＭ１１００に取り付けられた、図１５と同様の組立体を示す。
【００６４】
図１７では、ＣＭ１１００は、帯電した中央スクリーン１０８のための空洞１７１０を形成し、絶縁体として機能するように形成される。他の材料１５００が第２のフィルタ材料として機能してもよい。
【００６５】
上述の本発明は、ＨＶＡＣシステム、自己完結型フィルタ／ファンユニット、産業用空気清浄システム、および集塵装置での使用を含むがこれらに限定されない様々な方法で使用することができる。上述の実施形態は、主として平坦なフィルタ構造を記載しているけれども、本発明は、多層フラットパネルのＶバンクグループ、パネルとＶバンクユニットとの相互接続されたグループ、ならびに集塵システムのための円筒状フィルタを含むがこれらに限定されない他の構造にも適応させることができる。
【図１】
0006743047.tif 000006
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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