(57)【要約】【課題】従来の電気集塵装置の電位差を有する二つの電極を有することにより欠点となる短絡を起こさず、また、帯電粉塵による吹出し口以降の汚染を防ぎ、オゾンを発生せず、高圧電源を必要としない集塵フィルタを提供することを目的とする。【解決手段】平板状の電極板２の上に波板状の絶縁板３を長手方向の断面が波形状になるように置いてロール状に巻き、平板状の電極板２を接地した集塵フィルタとそれを用いた自然給気口および集塵装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の電極板の上に波板状の絶縁板を長手方向の断面が波形状になるように置いてロール状に巻き、前記電極板を接地することを特徴とする集塵フィルタ。
【請求項２】
電極板に電圧を断続的に印加することを特徴とする請求項１記載の集塵フィルタ。
【請求項３】
電極板はナイロン製の樹脂フィルムであり、絶縁板はポリエステルもしくはポリオレフィン製の樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１または２記載の集塵フィルタ。
【請求項４】
電極板はポリエステルもしくはポリオレフィン製の樹脂フィルムであり、絶縁板はナイロン製の樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１または２記載の集塵フィルタ。
【請求項５】
電極板は樹脂フィルムに導電性塗料を塗布することを特徴とする請求項１または２記載の集塵フィルタ。
【請求項６】
電極板は金属板を樹脂フィルムで被覆したことを特徴とする請求項１または２記載の集塵フィルタ。
【請求項７】
電極板と絶縁板とが形成する空間を通風路とし、この通風路が前記電極板と前記絶縁板の端面に対して斜めとなることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の集塵フィルタ。
【請求項８】
表面全体がシリコーンポリマーもしくはフッ素樹脂でコーティングされていることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の集塵フィルタ。
【請求項９】
化粧パネル、本体ケースおよび集塵フィルタとで構成される自然給気口において、前記集塵フィルタは請求項１乃至８いずれかに記載の集塵フィルタであることを特徴とする自然給気口。
【請求項１０】
本体ケース、集塵フィルタおよび送風手段とで構成される集塵装置において、前記集塵フィルタは請求項１乃至８いずれかに記載の集塵フィルタであることを特徴とする集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内空間の大気塵を捕集する集塵フィルタとそれを用いた自然給気口および集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の集塵フィルタ、もしくは集塵装置は、特許文献１に記載されるような主にコロナ放電によって空気分子をイオン化して空気中に含まれる粉塵を帯電する帯電部を前段に配置し、異なる電圧が印加される極板Ａおよび極板Ｂが通風方向に対して平行かつ空間を設けながら積層された集塵部を後段に配置した電気集塵ユニットとして知られている。集塵装置の上流側もしくは下流側に送風機などの送風手段を設けることで帯電部、集塵部の順に空気が送り込まれ、帯電部で帯電された空気中の粉塵は集塵部の極板Ａおよび極板Ｂの間に設けられた電場の力を受けて極板Ａもしくは極板Ｂに捕集される。
【０００３】
以下、その電気集塵ユニットについて図９を参照しながら説明する。
【０００４】
図９に示すように、帯電部１０１と、その下流側に設けられた集塵部１０２とで電気集塵ユニットは構成される。帯電部１０１は、通風方向に対して平行となる棘状の先端１０３を有する放電極板１０４および対向極板１０５とを一定の間隔を開けながら平行となるように積層することで構成される。放電極板１０４に高電圧を、また、対向極板１０５に０ｋＶの電圧を印加することで棘状の先端１０３に不均一な電場を設け、コロナ放電を発生させる。コロナ放電が発生することで空気分子が電離し、電荷を有する空気イオンが作られる。空気中の粉塵に空気イオンが付着することで粉塵を帯電させる。
【０００５】
また、集塵部１０２は、極板Ａ１０６と極板Ｂ１０７とを通風方向に対して平行かつ空間を設けながら積層することで構成される。高圧電源１０８によって例えば極板Ａ１０６に高電圧を、また、極板Ｂ１０７に０ｋＶの電圧が印加され、極板Ａ１０６と極板Ｂ１０７の間に電場が形成される。帯電部によって帯電した粉塵は集塵部の極板Ａ１０６および極板Ｂ１０７との間に導入されて極板Ａ１０６もしくは極板Ｂ１０７のどちらかに捕集される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２５４１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載される集塵装置は電位差を有する二つの電極を有するため、スパークなどの短絡を起こし、コロナ放電によってオゾンが発生して安定かつ安全な運転を確保するのが難しいという課題を有する。
【０００８】
そこで、本発明の集塵フィルタは短絡を起こさず、また、オゾンも発生させず、安定かつ安全な運転を確保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】
そして、この目的を達成するために、本発明の集塵フィルタは、平板状の電極板の上に波板状の絶縁板を長手方向の断面が波形状になるように置いてロール状に巻き、前記電極板を接地することにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の集塵フィルタは電位差を有する二つの電極を有しないため、電極板と絶縁板間で短絡を起こさず、さらに粉塵を帯電させないため、帯電粉塵による吹出し口以降の汚染を防ぎ、オゾンも発生させず、安定かつ安全な運転を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１の集塵フィルタを示す構成図
【図２】同集塵フィルタの集塵原理を示す図
【図３】（ａ）同ラミネート電極の上面を示す構成図、（ｂ）同ラミネート電極の断面を示す構成図
【図４】同実施の形態２の集塵フィルタを示す構成図
【図５】同実施の形態３の集塵フィルタを示す構成図
【図６】同実施の形態４の集塵フィルタの上面を示す構成図
【図７】同実施の形態５の自然給気口を示す構成図
【図８】同実施の形態６の集塵装置を示す構成図
【図９】特許文献１に示す集塵装置を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
本発明の請求項１に記載の集塵フィルタ１の構成図を図１、また、この集塵フィルタ１の集塵原理を図２に示す。
【００１４】
集塵フィルタ１は一組の平板状の電極板２と波板状の絶縁板３とを重ね合わせてロール状に巻いた構造となっており、平板状の電極板２はアースに接続されている。
【００１５】
そして図２に示すように両者を隔壁とした三角形状の通風路５が形成される。空気の進入方向４に沿って空気は集塵フィルタ１に導入され、通風路５を通過する。この時空気が接触することで波板状の絶縁板３が自然に帯電する。
【００１６】
平板状の電極板２はアースに接続されることで０ｋＶの電圧が印加されているため、帯電した波板状の絶縁板３との間で電位差が生じ、例えば図２に記載された矢印が示すような電場が三角形状の通風路５内部に形成される。空気中に含まれる粉塵はこの電場の作用を受けて分極を起こし、電場に沿って移動し、通風路５の壁面に付着し捕集される。
【００１７】
この集塵フィルタ１は部材の自然な帯電による電場を集塵原理としており、粉塵を帯電するために必要なコロナ放電を利用しない。その分高い集塵性能を得ることが難しくなるが、空気の通過風速が遅ければ十分に高い集塵性能が得られる。
【００１８】
しかもコロナ放電を用いないため粉塵が過度に帯電することがなく、集塵フィルタ１を通過した後に壁などに付着して汚したりすることがない。また、人体に有害なオゾンも発生しない。そして、コロナ放電を起こしたり、人為的に電場を形成するために必要な高圧電源が必要ないため、電力も消費せず低コストかつ構造を簡単にできるという特徴を有する。
【００１９】
ここで、平板状の電極板２に用いることが可能な部材としては金属などの導電性を有する材料からなる板が挙げられる。より安価かつより強度の高いものとしては、図には示していないがカーボンや金属粉、金属酸化物の粒子などを含んだ導電塗料を塗って導電性を持たせた樹脂フィルムを用いることができる。
【００２０】
また、図３に示すように金属箔６を樹脂フィルムなどの絶縁膜７で被覆したラミネート電極板８を用いれば、より高い強度を得ることができる。波板状の絶縁板３としてはポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、またはナイロン６（シックス）などのポリアミド系樹脂、ポリスチレン樹脂など絶縁性を有するほとんどの樹脂フィルムを用いることが可能である。とりわけ無延伸のポリブチレンテレフタレート樹脂フィルムは波板状に加工しやすく作りやすい。
【００２１】
また、図には示していないが、帯電しやすい性質を有するシリコーンポリマーやフッ素樹脂で集塵フィルタ１全体をコーティングすることでより高い集塵性能を得ることができる。具体的にはシリコーンポリマーをシクロヘキサンなどの炭化水素系溶剤に溶かしたシリコーンポリマー溶液に浸漬し、乾燥することで可能となる。シリコーンポリマーとしては例えば１液縮合硬化型ＲＴＶ樹脂が使用可能である。１液縮合硬化型ＲＴＶ樹脂は接着機能も有しており、重ね合わせてロール状に巻いた集塵フィルタ１を丸ごと浸漬乾燥することでブロック状の強固な集塵フィルタを得ることができる。
【００２２】
また、別の方法としてはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）微粒子の分散液であるＰＴＦＥディスパージョンにアクリルエマルジョン溶液を添加したフッ素樹脂コーティング液に集塵フィルタ１を丸ごと浸漬し乾燥する方法もあり、シリコーンポリマーと同様に集塵性能を高める効果が得られる。
【００２３】
（実施の形態２）
本発明の請求項２に記載の集塵フィルタ１の構成図を図４に示す。実施の形態１に示した集塵フィルタ１と構造的にはほぼ同等であるが、平板状の電極板２に接続された高圧電源９によって高電圧を印加することが可能となっている。平板状の電極板２に高電圧が印加されると、平板状の電極板２に接触している波板状の絶縁板３に電荷が供給され、帯電する。
【００２４】
高圧電源９はトランスや抵抗器といった電子部品によって入力電圧を昇圧して高電圧を出力する仕組みとなっており、入力電圧を０Ｖにすると出力電圧も０Ｖとなる、すなわち高圧電源９に接続された平板状の電極板は接地された状態になる。入力電圧を０Ｖにすることで高圧電源９に接続された平板状の電極板２は０Ｖになり電荷がなくなるが、波板状の絶縁板３は絶縁性であるがゆえに帯電したままとなり、平板状の電極板２との間で電位差が生じ、両者で形成される通風路５内部に電場を作り出すことができる。この電場によって粉塵は自ら分極を起こし、電場に沿って移動し、通風路５の壁面に付着して捕集される。そして平板状の電極板２に電圧を断続的に印加することで前記電場を常に形成することが可能となり、常に高い集塵性能を得ることができる。
【００２５】
本形態の集塵フィルタ１もコロナ放電を起こして粉塵を帯電しない構造であるため、集塵フィルタ１よりも下流にある壁などに粉塵が付着して汚れたりせず、またオゾンも発生しない。高圧電源９が必要であるため構造はやや複雑となるが、電圧を常時印加しないため消費電力が小さい。そのため乾電池でも高圧電源９を長期間駆動させることが可能であり、入力用の電源工事を必要としないという特徴を有する。
【００２６】
また、図３に示すようなラミネート電極板８を用いれば高電圧が印加される金属箔６が絶縁されているため、人が触って感電することを防ぐことができる。ここで図３の（ａ）はラミネート電極板８を上から見た上面図、図３の（ｂ）は断面図である。
【００２７】
また、実施の形態１に示した集塵フィルタ１と同様に、シリコーンポリマーやフッ素樹脂など、帯電しやすい材料でコーティングすればより高い集塵性能を得ることができる。
【００２８】
（実施の形態３）
本発明の請求項３に記載の集塵フィルタ１の構成図を図５に示す。ナイロン製の平板状の樹脂フィルム１０と、ポリエステルもしくはポリオレフィン製の波板状樹脂フィルム１１とを重ね合わせてロール状に巻いた構造となっている。ナイロン樹脂はプラスに帯電しやすく、ポリエステルやポリオレフィン樹脂はマイナスに帯電しやすい性質を有する。この帯電しやすい極性の異なる材質どうしを重ねて形成した通風路に空気が流れると、ナイロン製の平板状の樹脂フィルム１０はプラス極性に、また、ポリエステルもしくはポリオレフィン製の波板状樹脂フィルム１１はマイナス極性に帯電を起こし、両者の間に電位差が生じる。したがって通風路５内部に電場が形成される。電場が形成された通風路５を通過する粉塵は自ら分極を起こし、電場に沿って移動し、通風路を形成する壁面に付着して捕集される。
【００２９】
コロナ放電を起こして粉塵を帯電しない構造であるため、集塵フィルタよりも下流にある壁などに粉塵が付着して汚れたりせず、またオゾンも発生しない。また、高圧電源９が不要であるため安価かつ構造を簡単にすることができる。
【００３０】
ここで、ナイロン製の平板状の樹脂フィルム１０の材質をポリエステルもしくはポリオレフィン製に変更し、ポリエステルもしくはポリオレフィン製の波板状樹脂フィルム１１をナイロン製に変更するという具合に材質を逆にした場合でも、それぞれの樹脂の形状を逆にしただけであるため同様の効果を有する集塵フィルタが得られる。
【００３１】
（実施の形態４）
電極板と絶縁板とが形成する空間を通風路とし、この通風路が前記電極板と前記絶縁板の端面に対して斜めとなる集塵フィルタ１の上面図を図６に示す。通風路５は実際には隠れて見えないが、わかりやすくするために実線で表現している。波板状の絶縁板３やナイロン、ポリエステルもしくはポリオレフィン製の波板状樹脂フィルム１１は、図には示していないがかみ合う二つの歯車に通すことで波板加工が施されるが、この時通常の歯車ではなくはすば歯車を用いることで、長尺方向に対して波板が垂直ではなく斜めとなる加工が可能となる。このような加工を施して開口面に対して斜めとなる通風路５が得られる。通風路５を斜めにすることによって同じ奥行寸法でありながら長い通風路５が得られ、集塵性能を高めることが可能となる。
【００３２】
（実施の形態５）
請求項１乃至７いずれかに記載の集塵フィルタ１を搭載した自然給気口１２の構成図を図７に示す。排気機能を有する換気設備を備えた部屋では室外空気を室内へ導入するため給気孔１５がに壁１４に設けられる。自然給気口１２は本体ケース１６、化粧パネル１３、集塵フィルタ１とで構成され、給気孔１５にはめ込むように室内側から取り付けられるインテリア部材である。図７に示すとおり空気の進入方向４に沿って室外空気が室内へと導入される。自然給気口１２は給気孔１５に差し込まれるように取り付けられており、その内部に本発明の集塵フィルタ１を搭載する。室内側に向けられた化粧パネル１３は取外しが可能であり、集塵フィルタ１の取外しが可能である。取り外した集塵フィルタ１は水洗いしてきれいにすることが可能である。例えば６畳相当（２３ｍ３）の部屋で０．５回／時の換気を実施する場合、直径１００ｍｍの集塵フィルタであれば導入される室外空気の通過風速は０．４ｍ／ｓとかなり低いため、サブミクロンの微細粉塵をそれなりに高い集塵性能で捕集することが可能である。サブミクロン粉塵を高率捕集でき、目開き構造であるため圧力損失が低く、またオゾンが発生せず高圧電源も必要とせず、また、水洗いして何度でも使用できるという有益な集塵フィルタ１を搭載した自然給気口１２を得ることができる。
【００３３】
（実施の形態６）
請求項１乃至７いずれかに記載の集塵フィルタ１を搭載した集塵装置１７の構成図を図８に示す。集塵装置１７は本体ケース１９、集塵フィルタ１、送風手段１８とで構成され、送風手段１８によって集塵装置１７に空気が取り込まれ、集塵フィルタ１内部を空気が通過する仕組みになっている。
【００３４】
送風手段は回転する羽根、例えばシロッコファンやプロペラファンを有する送風機など空気を搬送することができる装置であればどのような形態でもよく、また、集塵フィルタの上流側、下流側どちらに設けても同様の効果が得られる。
【００３５】
サブミクロン粉塵を高率捕集でき、目開き構造であるため圧力損失が低く、またオゾンが発生せず高圧電源も必要とせず、また、水洗いして何度でも使用できるという有益な集塵フィルタ１を搭載した集塵装置１７を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のごとく本発明の集塵フィルタは置くだけでサブミクロンの微細粉塵を高率捕集できる再生可能な集塵フィルタであり、室内空気質の改善に大いに貢献できる空気清浄デバイスとして大いに活用が期待できるものである。
【００３７】
また、本発明の集塵フィルタを搭載した自然給気口は、換気の際に室外から室内へ入ってくる空気中の粉塵を捕集し、高い室内空気質を維持することが可能な空質向上換気部材として大いに活用が期待できるものである。
【００３８】
また、本発明の集塵フィルタを搭載した集塵装置は、安全で省エネルギーな空気浄化機器として大いに活用が期待できるものである。
【符号の説明】
【００３９】
１    集塵フィルタ
２    平板状の電極板
３    波板状の絶縁板
４    空気の進入方向
５    通風路
６    金属箔
７    絶縁膜
８    ラミネート電極板
９    高圧電源
１０  ナイロン製の平板状の樹脂フィルム
１１  ポリエステルもしくはポリオレフィン製の波板状樹脂フィルム
１２  自然給気口
１３  化粧パネル
１４  壁
１５  給気孔
１６  本体ケース
１７  集塵装置
１８  送風手段
１９  本体ケース
【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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