(57)【要約】 【課題】  荷電部の放電極としてコロナ放電時におけるオゾンの発生と摩耗を確実に抑制できるだけではなく、安価で入手し易い材料を用いて造ることにより、装置全体の製造コストを安くできるように工夫した電気集塵機用高電圧荷電装置を提供する。 【解決手段】  高電圧電源部１０からの高電圧の印加によって発生するコロナ放電により、気流中のダスト又はミスト等の粒子を帯電させる荷電部５と、帯電されたダスト又はミスト等の粒子を捕集する集塵部７とから成る電気集塵機において、荷電部５の放電用針電極６Ｃをチタン合金で造る。 【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧電源部からの高電圧の印加によって発生するコロナ放電により、気流中のダスト又はミスト等の粒子を帯電させる荷電部と、帯電されたダスト又はミスト等の粒子を捕集する集塵部とから成る電気集塵機において、 
上記荷電部の放電極を、チタン合金を用いて構成したことを特徴とする電気集塵機用高電圧荷電装置。 
【請求項２】
放電極に用いるチタン合金が、ＪＩＳ６０種６４合金（６％Ａｌ＋４％Ｖ＋９０％Ｔｉ）であることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵機用高電圧荷電装置。 
【請求項３】
前記高電圧電源部から前記荷電部へ高電圧を印加するに当たって、荷電部の放電極側がプラス極となるように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気集塵機用高電圧荷電装置。 
【請求項４】
チタン合金を用いて細線状又は針状に形成した複数本の放電極を、基板上に互いに間隔をあけた状態で並べて取付け、これ等各放電極を帯電されたダスト又はミスト等の粒子の流れに対して斜めに傾けて配列せしめたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電気集塵機用高電圧荷電装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロナ放電により気流中のダスト又はミスト等の粒子を帯電させて捕集することができる電気集塵機に関するものであって、具体的には、コロナ放電時のオゾン発生を抑制する機能を備えた電気集塵機用高電圧荷電装置に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来の電気集塵装置は、荷電部の放電極として、特許文献１に見られるように耐蝕性及び耐熱性に優れたタングステンが使用されたものや、特願２００４−３６５２８６号の出願に見られるように、銀を使用したものが存在する。 
【特許文献１】特開２００３−１４４９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、放電極として上記特許文献１に見られるタングステンを使用すると、タングステンは融点が高いが、粉末冶金で生成されている関係上、火花放電するとバリが生じて異常放電し易くなってしまって、コロナ放電時に人体に有害なオゾンと臭気が多量に発生する問題があった。 
【０００４】
一方、上記の出願に見られる銀製の放電極は、コロナ放電時にオゾンの発生を確実に抑制することができる機能を備えると共に、放電極の摩耗を極力防止する機能を備えている。しかし、銀は貴金属で価格が高いため、荷電装置全体の製造コストを高くしてしまう問題があった。 
【０００５】
そこで本発明の技術的課題は、荷電部の放電極としてコロナ放電時におけるオゾンの発生と摩耗を確実に抑制できるだけではなく、安価で入手し易い材料を用いて造ることにより、装置全体の製造コストを安くできるように工夫した電気集塵機用高電圧荷電装置を提供することである。 
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）  上記の技術的課題を解決するために、本発明の請求項１に係る電気集塵機用高電圧荷電装置は、高電圧電源部からの高電圧の印加によって発生するコロナ放電により、気流中のダスト又はミスト等の粒子を帯電させる荷電部と、帯電されたダスト又はミスト等の粒子を捕集する集塵部とから成る電気集塵機において、上記荷電部の放電極を、チタン合金を用いて構成したことを特徴としている。 
【０００７】
（２）  また、本発明の請求項２に係る電気集塵機用高電圧荷電装置は、放電極に用いるチタン合金が、ＪＩＳ６０種６４合金（６％Ａｌ＋４％Ｖ＋９０％Ｔｉ）であることを特徴としている。 
【０００８】
（３）  また、本発明の請求項３に係る電気集塵機用高電圧荷電装置は、前記高電圧電源部から前記荷電部へ高電圧を印加するに当たって、荷電部の放電極側がプラス極となるように構成したことを特徴としている。 
【０００９】
（４）  更に、本発明の請求項４に係る電気集塵機用高電圧荷電装置は、チタン合金を用いて細線状又は針状に形成した複数本の放電極を、基板上に互いに間隔をあけた状態で並べて取付け、これ等各放電極を帯電されたダスト又はミスト等の粒子の流れに対して斜めに傾けて配列せしめたことを特徴としている。 
【００１０】
上記（１）で述べた手段によれば、荷電部の放電極をチタン合金で造るため、従来の安価な電極素材としてのタングステンに比較して、後述する図７の表１に示すように、オゾンの発生量を約１／８に、また、純チタンの約１／２に抑制することができるものであって、装置周辺の作業者を有害なオゾンから守ることができると共に、放電極を安く造ることを可能にする。 
【００１１】
上記（２）で述べた手段によれば、荷電部の放電極を所謂６４チタン合金を用いて造るため、上記図７の表１に示すようにオゾンの発生量が極めて少なく、また、図８の表２に見られるように、耐摩耗性が優れていると言われているＳＵＳ３０４よりも摩耗が少なく、純チタンよりも引張強度が強くて、耐久性に優れた放電極を提供することを可能にする。 
【００１２】
上記（３）で述べた手段によれば、プラス放電は原理的にオゾンが発生しにくい放電であるため、前記放電極をチタン合金で造った点と相俟って、コロナ放電時のオゾンと臭気の発生を更に抑止することを可能にする。 
【００１３】
上記（４）で述べた手段によれば、コロナ放電は放電極の両先端部で発生することから、基板に並設した細線状又は針状の放電極を、ダスト又はミスト等の粒子の流れに対して斜めに傾けて配列することで、１本の放電極で両端部２ヶ所の放電エリアに上記各粒子を含んだ含塵空気が接することになるため、帯電されたダスト又はミスト等の粒子の荷電領域が広がって、効率良く荷電することを可能にする。 
【発明の効果】
【００１４】
以上述べた次第で、本発明に係る電気集塵機用高電圧荷電装置によれば、荷電部の放電極をタングステンを用いて構成していた従来の電気集塵装置に比較して、チタン合金で造った本発明に係る放電極は、発生するオゾン濃度と臭気を著しく低下させることができると共に、銀又は銀合金で造った前記従来の放電極と比較しても、オゾンと臭気の発生量を更に抑止するだけではなく、耐久性と剛性を増して製品寿命を長くすることができる利点を発揮でき、且つ、比較的低価格にて提供できる経済性を備えている。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る電気集塵機用高電圧荷電装置の実施の形態を図面と共に説明すると、図１は本発明が実施された集塵機の全体を説明した正面図であって、図中、１は電気集塵機の本体ケース、２は本体ケース１の一側面に形成したダスト又はミスト等を含んだ含塵気流の吸込口、３は本体ケース１の上面に形成した濾過空気の排気口、４は本体ケース１の内部で、且つ、上記吸込口２の通気下流側に設けたプレフイルターを示す。 
【００１６】
また、５はプレフイルター４の通気下流側に設けた荷電部（コロナ放電部）、５Ｋはその給電板、５Ｘは給電板５Ｋを取付けた絶縁碍子であって、荷電部５は後述する高電圧電源部からの高電圧の印加によってコロナ放電を発生させ、気流中のダスト又はミスト等を帯電させる仕組みに成っている。 
【００１７】
更に図１において、７は前記荷電部５の通気下流側に設けた集塵部、８はモータ９によって回転される吸引用のファンであって、集塵運転時には、このファン８の回転により吸込口２より本体ケース１内に吸引された含塵気流が、先ずプレフイルター４にて粗大なダストやミスト等が捕集され、次いで、荷電部５のコロナ放電を受けて気流中のダスト又はミスト等の粒子が帯電され、これ等帯電されたダスト又はミスト等の粒子が集塵部７に捕集されて、濾過された清浄空気が排気口３から排気されるように構成されている。 
【００１８】
図２は、前記荷電部５と、この荷電部５に対して高電圧を印加する高電圧電源部１０の構成を示したものであって、図中、６は前記給電板５Ｋにスプリング６Ｓを介して架設した放電部で、放電部６は図示したように多数本が間隔をあけて並べて架設されている。 
【００１９】
図２に示した高電圧電源部１０は、荷電部５に対して直流の高電圧を供給するためのものであって、交流の元電源１３を高圧トランス１２Ａで昇圧し、次いで、倍圧部１２Ｂで交流電流を直流に変換すると共に、更に昇圧して１０ＫＶの高電圧を生成するように構成されている。また、１２Ｃは荷電部５に印加する高電圧の出力を制御するための出力制御部であって、このようにして生成された直流の高電圧が、配線６Ｔを通して上述した放電部６に印加するように構成されている。 
【００２０】
図３は上記放電部６の構成例を示したものであって、図中６Ｃは直径をφ０．５〜０．８ｍｍに構成したチタン合金（好ましくはＪＩＳ６０種合金（６％Ａｌ＋４％Ｖ＋９０％Ｔｉ）を用いて構成した放電極としての放電用針電極で、６Ａは多数本の放電用針電極６Ｃ…を上下に間隔をあけた状態で並べて取付けた上下に細長い支持基板、６Ｂ…は放電用針電極６Ｃ…を取付けたカシメ部であって、前述した荷電部５は、以上の如く構成した多数枚の支持基板６Ａを、夫々中間に介在した接地極板６Ｈ（図２参照）とある程度の距離を保つようにしてスプリング６Ｓに吊下げることによって構成され、且つ、図２に示したスプリング６Ｓ及び配線６Ｔを通して高電圧電源部１０より直流高電圧が印加されて、コロナ放電を行う仕組みに成っている。 
【００２１】
図４、図５、図６は、前記請求項４に記載した発明の構成例、即ち、多数本の放電極としての放電用針電極６Ｃ…を、支持基板６Ａ上に互いに間隔をあけた状態で並べて取付け、これ等各放電用針電極６Ｃ…をダスト又はミスト等の粒子の流れに対して斜めに傾斜させて配列するための構成例を示したものであって、図４は、垂直に取付けられる支持基板６Ａに対して、多数本のチタン合金製放電用針電極６Ｃ…を、上記粒子の流れに対して斜めに傾斜させて配列した第１の構成例を示す。 
【００２２】
また、図５は多数本のチタン合金製放電用針電極６Ｃ…を間隔的に、且つ、直角方向に並設した支持基板６Ａ自身を、上記粒子の流れに対して斜めに傾斜させて設けることにより、各チタン合金製放電用針電極６Ｃ…を粒子の流れに対して斜めに傾斜させて配列した第２の構成例を示す。 
【００２３】
更に図６は、上記粒子の流れに対して垂直に設けた支持基板６Ａに、多数本のチタン合金製放電用針電極６Ｃ…を、交互に傾斜方向に反対にして取付けることにより、各針電極６Ｃ…を粒子の流れに対して斜めに傾斜させて配列した第３の構成例を示す。 
【００２４】
これ等図４〜図６に示した第１、第２、第３の各構成例において、Ｘは上述した各チタン合金製放電用針電極６Ｃ…の両端部に形成される放電エリアであって、上記の各放電用針電極６Ｃ…がダスト又はミスト等の粒子の流れ（以下含塵気流という）に対して斜めに傾斜させて配列されていることから、各放電用針電極６Ｃ…の両端に形成される放電エリアＸ，Ｘに含塵気流が接触することになる。従って、各放電用針電極６Ｃ…が上記含塵気流に対して平行（水平）に配列されている従来の構成に比較して、放電エリアＸが含塵気流に接する割合が増えて帯電領域が広がるため、比較的少ない本数の針電極６Ｃ…にて、効率良く荷電することができる。 
【００２５】
図７に示した表１は、各素材を電極、即ち、放電用針電極に用いてオゾン発生量を比較した実験結果であり、素材としては、融点が高いので電極に使用されるタングステンと純チタン、６４チタンと称されるＪＩＳ６０種６４合金（６％Ａｌ＋４％Ｖ＋９０％Ｔｉ）を使用した場合のものであるが、この実験結果によると、タングステンに比べ純チタンのオゾン発生量は１／４であり、更に６４チタンでは１／８の０．０２５ｐｐｍである。この値であればオゾン濃度と人体への影響を表した図１１の表５に説明があるように、人間の臭覚として「多少の臭気を覚え、やがて慣れる」よりやや多いだけであり、人体にはさほど影響を及ぼさないことが判明した。 
【００２６】
図８に示した表２は、各種素材を放電用針電極に用いた場合の摩耗試験結果を示したものであって、表２のように６４チタンを放電用針電極として使用した場合の摩耗量はタングステンには及ばないが、ＳＵＳ３０４の１／５程度であり、実際の使用例の２年分で全長４２．５ｍｍのものがわずか０．４０ｍｍ摩耗しただけであり、全く影響がないものと言える。 
【００２７】
図９に示した表３は、６４チタンと純チタンとの主な機械的強度の相違点を示したものであり、特に引張強度に付いては６４チタンは９８０ＭＰａと純チタンの約３倍もあり、放電極として使用する為に細線に加工しても十分強度が保てる素材であることが判った。 
【００２８】
また、図１０に示した表４の比較表に見られるように、チタン合金の融点は純銀の９６２℃、銀パラジウム合金（Ｐｄ１０％）の１０００℃に比べ、６４チタンは１５４０〜１６５０℃と高いので、高温に耐え、摩耗しにくい素材である。 
【００２９】
更に、前述した図１１に示した表５は、オゾン暴露濃度と生理的作用の関係を示したものであり、また、図１２に示した表６は、主なチタン合金の一覧表であって、各チタン合金は純チタンよりも引張り強さが優れていることが容易に理解できる。 
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明が実施された電気集塵機の全体構成を説明した正面図。
【図２】本発明における荷電部と高電圧電源部の実施例を説明した構成図。
【図３】本発明で用いる放電部の実施例を説明した構成図。
【図４】放電用針電極の配列に関する第１の構成例を示した構成図。
【図５】放電用針電極の配列に関する第２の構成例を示した構成図。
【図６】放電用針電極の配列に関する第３の構成例を示した構成図。
【図７】各種素材を電極に使用した場合のオゾン濃度の比較表を示した図。
【図８】各種素材を電極に使用した場合の摩耗試験を表した図。
【図９】純チタンと６４チタンの機械的強度を表した図。
【図１０】各種素材の融点の比較表を示した図。
【図１１】オゾン暴露濃度と生理的作用を表した図。
【図１２】主なチタン合金の一覧表を示した図。
【符号の説明】
【００３１】
５            荷電部 
６            放電部 
６Ｃ          チタン合金で造った放電極としての放電用針電極 
７            集塵部 
１０          高電圧電源部 
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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