(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が通過する風路が形成されるように互いに間隔をあけて配列された、摩擦により帯電する複数の集塵体と、
前記集塵体を摩擦して帯電させる１以上の摩擦体と、を備え、
前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち少なくとも一方は、前記風路に向かって突出する１以上の突起部を有し、
前記摩擦体は、前記風路における前記空気の流れを横断する方向に移動して前記集塵体を摩擦する、
集塵デバイス。
【請求項２】
空気が通過する風路が形成されるように互いに間隔をあけて配列された、摩擦により帯電する複数の集塵体と、
前記集塵体を摩擦して帯電させる１以上の摩擦体と、を備え、
前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち少なくとも一方は、前記風路に向かって突出する１以上の突起部を有し、
前記集塵体を挟み込んで摩擦する一対の前記摩擦体を備え、一対の前記摩擦体のうち少なくとも一方が接地されている、
集塵デバイス。
【請求項３】
空気が通過する風路が形成されるように互いに間隔をあけて配列された、摩擦により帯電する複数の集塵体と、
前記集塵体を摩擦して帯電させる１以上の摩擦体と、を備え、
前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち少なくとも一方は、前記風路に向かって突出する１以上の突起部を有し、
前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち一方の集塵体が、前記摩擦体との摩擦によりプラスに帯電する第一の集塵体であり、他方の集塵体が、前記摩擦体との摩擦によりマイナスに帯電する第二の集塵体である、
集塵デバイス。
【請求項４】
空気が通過する風路が形成されるように互いに間隔をあけて配列された、摩擦により帯電する複数の集塵体と、
前記集塵体を摩擦して帯電させる１以上の摩擦体と、を備え、
前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち少なくとも一方は、前記風路に向かって突出する１以上の突起部を有し、
前記摩擦体のうち少なくとも１つは、前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち一方を摩擦し、前記集塵体との摩擦によりマイナスに帯電する第一の摩擦材を有し、かつ、前記摩擦体のうち少なくとも１つは、前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち他方を摩擦し、前記集塵体との摩擦によりプラスに帯電する第二の摩擦材を有する、
集塵デバイス。
【請求項５】
空気が通過する風路が形成されるように互いに間隔をあけて配列された、摩擦により帯電する複数の集塵体と、
前記集塵体を摩擦して帯電させる１以上の摩擦体と、を備え、
前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち少なくとも一方は、前記風路に向かって突出する１以上の突起部を有し、
前記摩擦体は、前記風路を挟んで対向する集塵体のうち一方の集塵体を摩擦し、前記集塵体との摩擦によりマイナスに帯電する第一の摩擦材と、他方の集塵体を摩擦し、前記集塵体との摩擦によりプラスに帯電する第二の摩擦材との両方を有する、
集塵デバイス。
【請求項６】
空気が通過する風路が形成されるように互いに間隔をあけて配列された、摩擦により帯電する複数の集塵体と、
前記集塵体を摩擦して帯電させる１以上の摩擦体と、
前記摩擦体により前記集塵体を摩擦する前に前記集塵体を乾燥させる乾燥手段と、を備え、
前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち少なくとも一方は、前記風路に向かって突出する１以上の突起部を有する、
集塵デバイス。
【請求項７】
前記突起部は、前記風路における前記空気の通過方向に沿って配置された、
請求項１から６のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項８】
前記突起部は可撓性を有する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項９】
前記摩擦体は、前記風路における前記空気の流れを横断する方向に移動して前記集塵体を摩擦する、
請求項２から８のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項１０】
前記摩擦体は接地されている、
請求項１、３から９のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項１１】
前記集塵体を挟み込んで摩擦する一対の前記摩擦体を備え、一対の前記摩擦体のうち少なくとも一方が接地されている、
請求項１０に記載の集塵デバイス。
【請求項１２】
前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち一方の集塵体が、前記摩擦体との摩擦によりプラスに帯電する第一の集塵体であり、他方の集塵体が、前記摩擦体との摩擦によりマイナスに帯電する第二の集塵体である、
請求項１、２、６から１１のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項１３】
前記摩擦体のうち少なくとも１つは、前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち一方を摩擦し、前記集塵体との摩擦によりマイナスに帯電する第一の摩擦材を有し、かつ、前記摩擦体のうち少なくとも１つは、前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち他方を摩擦し、前記集塵体との摩擦によりプラスに帯電する第二の摩擦材を有する、
請求項１、２、６から１１のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項１４】
前記摩擦体は、前記風路を挟んで対向する集塵体のうち一方の集塵体を摩擦し、前記集塵体との摩擦によりマイナスに帯電する第一の摩擦材と、他方の集塵体を摩擦し、前記集塵体との摩擦によりプラスに帯電する第二の摩擦材との両方を有する、
請求項１、２、６から１１のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項１５】
前記摩擦体により前記集塵体を摩擦する前に前記集塵体を乾燥させる乾燥手段を備えた、
請求項１から５、７から１４のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の集塵デバイスと、
前記風路を通過する気流を発生させる送風部と、を備えた
空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦によって静電気を発生させて集塵を行う集塵デバイス、および、それを備えた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気中の塵埃を捕集する集塵デバイスの一つとして電気集塵器がある。電気集塵器はワイヤー状電極に高電圧電源で高電圧を印加することでコロナ放電し、発生したイオンにより空気中の塵埃を帯電させる荷電部と、平板状の電極間に高電圧電源で高電圧を印加することで静電界を形成し、帯電した塵埃を静電気的に平板上に捕集する集塵部とを有し、静電気的な捕集機構により、低い圧力損失で、塵埃の捕集を実現するものである。しかしながら、一般に電気集塵器は、放電や高電圧を用いるものであるため、取り扱いが難しい場合がある。【０００３】
これに対し、高電圧の印加なしに空気中の塵埃を捕集する集塵デバイスとして、摩擦帯電式の集塵デバイスが知られている（例えば特許文献１、２）。絶縁体を摩擦して帯電させることで帯電体とし、空気中の塵埃との間にクーロン力を生じさせ、その力により塵埃を帯電体に捕集するものである。特許文献１、２の摩擦帯電式の集塵デバイスでは、放電や高電圧を用いないため、電気集塵器に比べて取り扱いが容易という利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３６７３３号公報
【特許文献２】特開２００２−１８６８７９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、摩擦帯電式の集塵デバイスでは、空気中の捕集対象粒子の捕集率については改善の余地があった。【０００６】
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、粒子捕集率を向上させた摩擦帯電式の集塵デバイス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】
本発明に係る集塵デバイスは、
空気が通過する風路が形成されるように互いに間隔をあけて配列された、摩擦により帯電する複数の集塵体と、
前記集塵体を摩擦して帯電させる１以上の摩擦体と、を備え、
前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち少なくとも一方は、前記風路に向かって突出する１以上の突起部を有し、
前記摩擦体は、前記風路における前記空気の流れを横断する方向に移動して前記集塵体を摩擦する、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる集塵デバイスによれば、集塵体に突起部を設けたことにより、集塵体の周囲に不平等電界が形成されてグラディエント力が誘起されるため、摩擦帯電式の集塵デバイスにおける粒子捕集率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の集塵デバイスを示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１の集塵デバイスの要部を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における集塵体の形状例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１における集塵体の形状例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１における集塵体の形状例を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１における摩擦体と突起部の動きを示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の集塵デバイスの要部を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態３の集塵デバイスの要部を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態４の集塵デバイスの要部を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態４の集塵デバイスの要部を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４の集塵デバイスの要部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る集塵デバイスの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。また、各図において同一又は相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１の集塵デバイスの概略図を図１に示す。また、その要部を図２に示す。
【００１２】
集塵デバイス１は、複数の集塵体２と、集塵体２を摩擦して静電気を帯電させる摩擦体３と、それらを覆う外郭５からなる筐体と、前記摩擦体３を保持して集塵体２の外面に沿って摩擦移動させる駆動部４と、を備えている。
【００１３】
複数の集塵体２は、隣接する集塵体２同士の間に風路２０が形成されるように、互いに間隔をあけて配列される。つまり、風路２０を挟んで集塵体２同士が対向するように配置される。また、外郭５は、空気が流入する流入口５１と、風路２０を通過した空気が流出する流出口５２とを備えている。捕集対象粒子を含んだ空気は、前記流入口５１から流入し、対向する集塵体２の間に形成された風路２０を通過し、粒子が捕集され清浄化された空気となって前記流出口５２から流出する。
【００１４】
集塵体２は、摩擦体３と摩擦することで静電気を発生し帯電する材質で形成される。集塵体２の表面には、風路２０に向かって突出する突起部２１が設けられている。突起部２１の数は制限されず、１つ以上あればよい。また、突起部２１は、風路２０を挟んで対向する集塵体２のうち一方のみに設けてもよいし、両方に設けてもよい。
【００１５】
摩擦によって複数の集塵体２が帯電したとき、対向する集塵体２の間に電界が生じる。電界中では、空気中の帯電粒子に対してクーロン力が働き、その作用によって、粒子が集塵体２の表面に引き寄せられ付着することで捕集される。
【００１６】
この時、帯電した集塵体２の表面に突起部２１があることにより、対向する集塵体２間の距離は、突起部２１の先端部において短く、突起部２１の根元部分において長くなり、距離が不均一となる。そのため、電気力線が突起部２１の先端に向かって集束する。一方で、突起部２１の根元付近では、対向する集塵体２からの電気力線は収束されない。突起部２１の近傍は、電気力線に沿った方向で電界のグラディエントを有する不平等電界となり、グラディエント力が誘起される。グラディエント力は、不平等電界中の電界グラディエントによって、粒子が不均衡な分極を起こして電界の強い方向へ引き寄せられる力であり、粒子が帯電していなくても働く。そのため、大気中の非帯電粒子にも作用し、粒子が集塵体に引き寄せられ捕集されるので、突起部２１が無い場合に比べてより高い捕集率が得られる。
【００１７】
摩擦体３は、集塵体２と摩擦して静電気を発生する材質で構成され、集塵体２の表面に接して配置される。本実施の形態１では、摩擦体３は、対向する集塵体２の間に形成された風路２０に設けられ、風路２０に面する各集塵体２の表面を同時に摩擦するように配置されている。また、１つの集塵体２を２つの摩擦体３で挟み込むようにして摩擦するように配置されている。なお、摩擦体３の配置はこれに限定されず、風路２０に面する各集塵体２の表面をそれぞれ別の摩擦体３で摩擦するように配置してもよい。また、集塵体２を摩擦体３で挟み込まずに片面ずつ摩擦してもよい。
【００１８】
摩擦体３は、風路２０内における空気の流れの方向に沿って延在し、当該空気の流れを横断する方向に移動するように設置される。これにより、摩擦体３によって空気の通過が阻害されることを抑制できる。
【００１９】
集塵体２と摩擦体３の材質の組み合わせとしては、例えばアクリルとナイロン、ポリエステルとナイロン、ＰＴＦＥとナイロン、ポリプロピレンとナイロン等が用いられる。帯電列の位置関係が遠いと帯電力が大きくなるため好ましい。また、集塵体２と摩擦体３の材質が逆であってもよい。
【００２０】
駆動部４は、モータ等の駆動手段４１と、外面に螺旋溝を施した駆動軸４２と、摩擦体３を保持する保持体４３を有する。保持体４３は駆動軸４２と螺合しており、駆動軸４２は駆動手段４１に接続されている。駆動手段４１が回転することで駆動軸４２が回転し、これに螺合した保持体４３が移動することにより、保持体４３に保持された複数の摩擦体３が移動し、集塵体２の表面を摩擦する。駆動軸４２は、風路２０を流れる空気流の方向および突起部２１の配された方向と直交している。
【００２１】
駆動部４を構成する駆動手段４１と駆動軸４２は、対向する集塵体２の間に形成される風路２０の外側に位置する。これにより、風路２０を流れる空気の流れを阻害せず、圧力損失の上昇を抑えることができる。
【００２２】
集塵体２を摩擦帯電する際には、駆動部４を動作させて摩擦体３を移動させ各集塵体２を摩擦することにより、集塵体２を帯電させる。摩擦を行っていないときは、流体通過の妨げを軽減するため、摩擦体３を風路２０の端部に位置させておく。集塵体２の再帯電を行う際には、再び駆動部４により摩擦体３を移動させて各集塵体２を摩擦して静電気を帯電させる。さらに、摩擦体３で集塵体２を摩擦することにより、集塵体２に付着して電荷を失った塵埃を集塵体２から剥離除去することもできる。
【００２３】
以上のように構成された本実施の形態１の集塵デバイスでは、集塵体２の表面に突起部２１を設けたため、クーロン力に加えてグラディエント力が誘起され、空気中の粒子の捕集率を高めることができる。
【００２４】
次に、集塵体２および摩擦体３について、より詳しく説明する。
【００２５】
図１に示されるように、集塵体２に設けられる突起部２１は板状であり、流入口５１から流出口５２に向かって風路２０を通過する空気の通過方向に沿って配される。これにより、風路２０を流れる空気の通過が突起部２１によって阻害されることを抑制して圧力損失の上昇を抑え、空気をより効率よく流すことができる。
【００２６】
なお、突起部２１の形状は板状に限らず棘状、繊維状（例えば、立毛パイル状）、波状といった形状でもよく、いずれの形状であっても、風路２０を通過する空気の通過方向に沿って配することができる。突起部２１の形状例を図３〜５に示す。特に、図４のように棘状あるいは繊維状とした場合には、不平等電界の発生源となる突起の数が多くなるため、グラディエント力の誘起が促進され粒子の捕集率がより高められ、好ましい。
【００２７】
また、突起部２１は可撓性を有する。これにより、摩擦体３を移動させて集塵体２の表面を摩擦する際には、図６に示すように突起部２１が摩擦体３に押されて倒れ込み、その上を摩擦体３が移動するため、摩擦体３の移動が妨げられない。図６に示すように、摩擦体３が倒れ込んだ突起部２１の上を通過した後は、突起部２１は元のように風路２０に向かって伸びた状態に戻る。これにより、突起部２１と摩擦体３とが干渉することを抑制し、効率的に集塵体２の表面を摩擦して帯電させることができる。
【００２８】
特に、風路２０を通過する空気の流れを阻害しないように、空気の流れる方向に沿って突起部２１を配し、空気の流れる方向に沿って延在するように配置した摩擦体３を空気の流れを横断する方向に移動させる構成とした場合には、突起部２１と摩擦体３が干渉しやすい。そこで、突起部２１が可撓性を有することにより、空気の流れを阻害することなく、かつ突起部２１と摩擦体３とが干渉することを抑制して効率的に集塵体２を摩擦して帯電させることが可能となる。
【００２９】
摩擦体３は、芯材３１と、芯材３１を土台として配置される摩擦材３２から構成される。摩擦材３２は、集塵体２を摩擦することで集塵体２に静電気を発生し帯電させる材質で形成される。摩擦材３２としては、例えばブラシ状、スポンジ状、板状、円柱状、フィルム状、不織布状等のものを用いることができる。また、摩擦材３２の外形は集塵体２の表面形状に沿うような形状としてもよい。例えば集塵体２が湾曲している場合には、当該湾曲に沿うように摩擦材３２の外形を調節してもよい。摩擦材３２の外形を集塵体２の表面形状に合わせることにより、集塵体２の表面を確実に摩擦することができる。さらに、芯材３１も平板状に限らず、集塵体２の表面形状に沿うように略波形状、平板に突起を有した構造等であってもよい。
【００３０】
また、芯材３１は剛性の高い材質から成ることが好ましく、これにより、摩擦体３の移動時に撓まず、摩擦体３の移動抵抗の増加を防ぐことができる。一方で、摩擦材３２は柔軟性を有する材質から成ることが好ましく、これにより、集塵体２の表面形状に追従して変形し、集塵体２を効率的に摩擦することが可能となる。
【００３１】
また、摩擦体３は接地されている。具体的には、摩擦体３を構成する芯材３１が金属などの導電性の高い材質から形成され、銅線などを介して装置外の接地極と電気的に接続される。また、摩擦材３２は導電性が高い方が好ましく、炭素や金属を付与した材料を用いる等して導電性を付与してもよい。
【００３２】
摩擦体３が接地されることにより、集塵体２を摩擦した際に集塵体２から摩擦体３に移動した電荷を接地極に逃がすことができる。そのため、摩擦体３が帯電飽和することを防ぎ、効率よく集塵体２を帯電させることができる。
【００３３】
さらに、本実施の形態１では、接地された複数の摩擦体３により集塵体２を挟み込んで摩擦している。複数の摩擦体３により集塵体２を挟み込んで摩擦する場合、微視的に見ると、摩擦体３の移動に伴い、摩擦体３と集塵体２との間に瞬間的に隙間が生じることがある。ここで、集塵体２を挟み込む２つの摩擦体３について、一方の摩擦体３と集塵体２との間に隙間が生じ、他方の摩擦体３と集塵体２とが接触する場合を考える。このとき、前記一方の摩擦体３は上記のように接地極と電気的に接続されているから接地導体とみなすことができ、この接地導体と集塵体２とで挟まれた前記隙間にコンデンサが形成されるため、集塵体２の静電容量が瞬間的かつ部分的に増加する。
【００３４】
ここで、接地導体と集塵体２とで挟まれた風路において、理想的なコンデンサを仮定した場合、集塵体の表面電位Ｖ［Ｖ］、集塵体の帯電量Ｑ［Ｃ］、集塵体の静電容量Ｃ［Ｆ］の関係は次の式で表わすことができる。
【００３５】
【数１】
0006301033.tif 000002
【００３６】
上記式（１）に表されるように、静電容量Ｃが増加すると、集塵体が蓄えることのできる帯電量Ｑが増加する。上記のような部分的なコンデンサが形成され静電容量Ｃが増加した状態で、前記他方の摩擦体３により集塵体２を摩擦することで、集塵体２はより大きな帯電量を得ることができる。
【００３７】
上記のような部分的なコンデンサの形成は瞬間的なものであり、摩擦体３の移動に伴って消失するが、１つのコンデンサが消失しても、摩擦体３の移動に伴い別の場所で新たなコンデンサが形成され、同様のコンデンサの形成が多数繰り返される。そして、部分的なコンデンサが消失しても、静電容量が増加した状態で付与された集塵体２表面の帯電は直ちには失われないため、集塵体２は大きな帯電量を保持することができる。これにより、集塵体２の表面近傍には高い電界強度で静電界が形成される。クーロン力及びグラディエント力は、電界強度が高いほど強く作用するため、上記のように帯電量が増加することで、より多くの空気中の粒子を捕集することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、集塵体２を挟み込む２つの摩擦体３が両方とも接地されている例を示したが、これに限られず、少なくとも一方が接地されていればよい。少なくとも一方が接地されていれば、上記のような帯電量の増加効果を得ることが可能である。また、一方の摩擦体３に代えて金属ブロック等（例えば、ステンレスブロック）からなる接地導体を用い、当該接地導体と摩擦体３により集塵体２を挟み込んで摩擦することも可能である。
【００３９】
また、本実施形態の集塵デバイス１は、単独で用いても良いが、例えば、前記風路２０を通過する気流を発生させる送風部を備えた空気調和機等に組み込んで用いることも可能である。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態２の集塵デバイスは、集塵体２の構成が実施の形態１とは異なり、それ以外は実施の形態１と同一である。以下、異なる箇所を中心に説明する。
【００４１】
図７に、実施の形態２による集塵デバイスの要部を示す。本実施の形態２の集塵デバイスは、集塵体２として、摩擦体３との摩擦によりプラスに帯電する第一の集塵体２２と、マイナスに帯電する第二の集塵体２３を備えている。対向して配置される集塵体２のうち一方が第一の集塵体２２、他方が第二の集塵体２３となっている。プラスに帯電する第一の集塵体２２の例としては正への摩擦帯電傾向が強いポリアミド（ＰＡ６）、マイナスに帯電する第二の集塵体２３の例としては負への摩擦帯電傾向が強いポリプロピレン（ＰＰ）が挙げられる。なお、集塵体が計３つ以上ある場合は、第一の集塵体２２および第二の集塵体２３の配列の仕方は特に限定されず、第一の集塵体２２と第二の集塵体２３を交互に配列したり、複数個ごとに入れ替えても良く、いずれか一方の数を多くしても良い。
【００４２】
摩擦体３を駆動部４により移動させて第一の集塵体２２および第二の集塵体２３を摩擦すると第一の集塵体２２はプラスに帯電し、第二の集塵体２３はマイナスに帯電する。
【００４３】
一般に、集塵体がプラスに帯電している場合には、空気中の捕集対象粒子のうちマイナスに帯電している粒子が捕集され、集塵体がマイナスに帯電している場合にはプラスに帯電している粒子が捕集される。複数の集塵体２を、プラスかマイナスのどちらか１種類の集塵体のみで構成した場合は、捕集される粒子もプラスかマイナスのどちらか一方に偏り、他方の粒子は十分に捕集することができない。
【００４４】
これに対し、本実施の形態２の集塵デバイスでは、プラスに帯電する集塵体とマイナスに帯電する集塵体の両方を備えているため、マイナスに帯電した粒子をプラスに帯電した第一の集塵体２２に捕集し、プラスに帯電している粒子をマイナスに帯電した第二の集塵体２３に捕集することが可能となり、捕集対象の粒子がどちらに帯電していても捕集しやすくなるため、１種類の集塵体のみを用いた場合と比べて高い捕集率が得られる。
【００４５】
また、プラスに帯電する第一の集塵体２２とマイナスに帯電する第二の集塵体２３で挟まれた風路２０における平均電界強度Ｅ［Ｖ／ｍ］は次の式（２）で表わされる。
【００４６】
【数２】
0006301033.tif 000003
【００４７】
ここで、ρ＋はプラスに帯電する第一の集塵体２２の帯電密度［Ｃ／ｍ２］、ρ−はマイナスに帯電する第二の集塵体２３の帯電密度［Ｃ／ｍ２］、ε０は真空の誘電率８．８５×１０−１２［Ｆ／ｍ］である。
【００４８】
上記式（２）に示されるように、プラスに帯電する第一の集塵体２２の帯電密度ρ＋およびマイナスに帯電する第二の集塵体２３の帯電密度ρ−が大きいほど、風路２０における平均電界強度Ｅが増加し、高い静電気的捕集率が得られる。なお、式（２）によれば、同じ材質からなる集塵体２同士を対向配置した場合には、平均電界強度は理論上ゼロになるが、実際は集塵体表面の帯電量には場所によりばらつきがあり、これにより電界強度が生じるため、実際には一定の平均電界強度が存在する。
【００４９】
以上のように、本実施の形態２の集塵デバイスでは、プラスに帯電する第一の集塵体２２とマイナスに帯電する第二の集塵体２３を対向して配置したので、一種類の集塵体のみを用いた場合に比べて、捕集対象の粒子がどちらに帯電していても捕集しやすくなるため、より高い捕集率が得られる。また、風路２０における平均電界強度を高くでき、より高い捕集率を得ることができる。
【００５０】
実施の形態３．
実施の形態３の集塵デバイスは、摩擦体３の構成が実施の形態１とは異なり、それ以外は実施の形態１と同一である。以下、異なる箇所を中心に説明する。
【００５１】
図８に、実施の形態３の集塵デバイスの要部を示す。実施の形態３の集塵デバイスでは、摩擦体３は、集塵体２との摩擦によりマイナスに帯電する第一の摩擦材３３およびプラスに帯電する第二の摩擦材３４を備える。第一の摩擦材３３および第二の摩擦材３４は、風路２０を挟んで対向する集塵体２のうち一方を第一の摩擦材３３により摩擦し、他方を第二の摩擦材３４により摩擦するように配置される。また、一つの集塵体２を複数の摩擦体で挟み込んで摩擦する場合には、一つの集塵体２に対して同じ種類の摩擦材で摩擦するようにする。なお、図８では、一つの摩擦体３の中に第一の摩擦材３３および第二の摩擦材３４の両方を備えたものを示したが、これに限らず、第一の摩擦材３３のみを備えた摩擦体３や第二の摩擦材３４のみを備えた摩擦体３を適宜組み合わせて配置してもよい。
【００５２】
第一の摩擦材３３により摩擦された集塵体２はプラスに帯電し、第二の摩擦材３４により摩擦された集塵体２はマイナスに帯電する。これにより、対向して配置された集塵体２の一方がプラスに帯電し、他方がマイナスに帯電するため、実施の形態２と同様に、捕集対象の粒子がどちらに帯電していても捕集しやすくなり、また、風路２０における平均電界強度を高くすることができ、より高い捕集率を得ることができる。
【００５３】
さらに、実施の形態２のように、各集塵体２として、第一の集塵体２２及び第二の集塵体２３を用いてもよい。このとき、マイナスに帯電する第一の摩擦材３３はプラスに帯電する第一の集塵体２２を、プラスに帯電する第二の摩擦材３４はマイナスに帯電する第二の集塵体２３を摩擦するようにする。これにより、各集塵体をさらに効率よく帯電させることができる。
【００５４】
また、図８のように、マイナスに帯電する第一の摩擦材３３とプラスに帯電する第二の摩擦材３４を組み合わせて一つの摩擦体３を構成することが好ましい。具体的には、芯材３１を中心として片側に第一の摩擦材３３、反対側に第二の摩擦材３４を設ける。この第一の摩擦材３３および第二の摩擦材３４の両方を有する摩擦体３を移動させると、第一の摩擦材３３で摩擦された集塵体はプラスに帯電し、第二の摩擦材３４で摩擦された集塵体はマイナスに帯電する。これにより、一つの摩擦体３を用いるだけで、対向配置された集塵体２のうち片方をプラスに、他方をマイナスに帯電させることができる。
【００５５】
また、この場合、集塵体２との摩擦により、第一の摩擦材３３がマイナスに、第二の摩擦材３４がプラスにそれぞれ帯電するが、第一の摩擦材３３と第二の摩擦材３４は導体である芯材３１を挟んで配置されており、第一の摩擦材３３のプラスの電荷と第二の摩擦材３４のマイナスの電荷が互いに打ち消しあうため、摩擦体３が帯電飽和状態になるのを抑制することができ、効率よく集塵体２を摩擦帯電させることができる。
【００５６】
実施の形態４．
実施の形態４の集塵デバイスは、集塵体２を乾燥する乾燥手段６を備えた点が実施の形態１とは異なり、それ以外の点は実施の形態１と同一である。以下、異なる箇所を中心に説明する。
【００５７】
図９に本実施の形態４の集塵デバイスの要部を示す斜視図、図１０、１１に側面図を示す。本実施の形態４の集塵デバイスは、集塵体２を摩擦体３で摩擦する前に集塵体２を乾燥させる乾燥手段６を備える。乾燥手段６は、摩擦体３と同様に保持体４３によって保持されている。乾燥手段６としては、例えば金属プレート状の熱線式ヒーターが用いられる。  
【００５８】
集塵体２を摩擦帯電する際には、駆動手段４１の作動によって、駆動軸４２が回転し、これに螺合した保持体４３を介して、摩擦体３と乾燥手段６が移動する。このとき、集塵体２が摩擦体３で摩擦される前に、乾燥手段６である金属プレートを例えば８０℃に熱して集塵体２に接触させながら通過させることで、集塵体２の表面の水分を蒸発させ乾燥させることができる。集塵体２の表面が乾燥することにより、集塵体２の表面抵抗が増加するため、摩擦体３で摩擦する際の摩擦効果が高まり、より効率的に集塵体２を帯電させることができる。また、これにより、雰囲気の湿度に寄らず安定して高い摩擦帯電効果が得られる。
【００５９】
なお、乾燥手段６の温度は８０℃に限定されるものではなく、集塵体２の融点より低い温度であれば良い。より温度が高いほうが、集塵体２を効率的に乾燥させることができるため好ましい。
【００６０】
また、本実施の形態４では、一つの保持体４３に摩擦体３と乾燥手段６を並べて保持させる例を示したが、保持体４３は複数個あっても良く、一つの保持体に摩擦体３、他の保持体に乾燥手段６を保持させる構成としてもよい。
【００６１】
また、乾燥手段６の種類も金属プレート状の熱線式ヒーターに限られず、他の加熱手段または加熱以外の乾燥手段を用いても良い。また、乾燥手段６を保持体４３に保持させることも必須ではなく、例えば、集塵体２の表面に向けドライヤーで熱風を送ることや、コンプレッサ式やデシカント式の除湿装置を風路外の空間に備えて送風するなどして集塵体２を乾燥してもよい。いずれの場合も、集塵体２を摩擦体３で摩擦する前に、集塵体２を乾燥手段６により乾燥させるように構成される。
【００６２】
以上のように、本実施の形態４によれば、集塵体２を摩擦体３で摩擦する前に、集塵体２を乾燥手段６により乾燥させることにより、集塵体２の表面抵抗を増加させて摩擦効果を高め、より効率的に集塵体２を帯電させることができる。
【００６３】
以上、実施の形態に基づいて本発明の説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。発明の範囲内において、各実施の形態やその変形例を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１    集塵デバイス、
２    集塵体、
２０  風路、
２１  突起部、
２２  第一の集塵体、
２３  第二の集塵体、
３    摩擦体、
３１  芯材、
３２  摩擦材、
３３  第一の摩擦材、
３４  第二の摩擦材、
４    駆動部、
４１  駆動手段、
４２  駆動軸、
４３  保持体、
５    外郭、
５１  流入口、
５２  流出口、
６    乾燥手段
【要約】
集塵デバイス（１）は、空気が通過する風路（２０）が形成されるように互いに間隔をあけて配列された、摩擦により帯電する複数の集塵体（２）と、集塵体を摩擦して帯電させる１以上の摩擦体（３）と、を備え、風路を挟んで対向する集塵体のうち少なくとも一方は、風路に向かって突出する１以上の突起部（２１）を有する。本発明の集塵デバイスによれば、摩擦帯電式の集塵デバイスにおいて、帯電体の周囲に不平等電界を形成してグラディエント力を誘起し、粒子捕集率を向上することができる。【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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