(57)【要約】【課題】集塵装置において、火花放電を抑制しつつ、板厚が薄くて極板自体の剛性が低くても、電界の力による極板のたわみを抑制して、高い集塵効率を維持できる集塵装置を提供することを目的とする。【解決手段】荷電極板または集塵極板の少なくともどちらか一方は１０7〜１０13Ω／□の表面抵抗率を有する半導電性極板であり、前記半導電性極板は極板固定手段により固定するとともに、前記荷電極板と前記集塵極板との間に電圧を印加し電界の力を受けた時の前記半導電性極板のたわみを抑制する極板保持手段を設けたことを特徴とする集塵装置としたことにより、適切な表面抵抗率によって火花放電を抑制しつつ、板厚が薄くて剛性が低い材料を極板に用いても、極板保持手段により電界の力による極板のたわみを抑制し、高い集塵効率を維持できる集塵装置を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電極板および集塵極板を交互に積層し、前記荷電極板と前記集塵極板に異なる電圧を印加して電場を形成する集塵部を有する電気式の集塵装置において、
前記荷電極板または前記集塵極板の少なくともどちらか一方は１０7〜１０13Ω／□の表面抵抗率を有する半導電性極板であり、前記半導電性極板は極板固定手段により固定するとともに、前記荷電極板と前記集塵極板との間に電圧を印加し電界の力を受けた時の前記半導電性極板のたわみを抑制する極板保持手段を設けたことを特徴とする集塵装置。
【請求項２】
半導電性極板は、少なくとも繊維状のセラミックスを含んだ板状の基材から成ることを特徴とする、請求項１に記載の集塵装置。
【請求項３】
極板保持手段は、半導電性極板の、少なくとも集塵部の奥行き方向の一辺を挟み込んで固定することを特徴とする請求項１または２に記載の集塵装置。
【請求項４】
極板保持手段により挟み込む長さが、辺の長さの３分の１以上であることを特徴とする請求項３に記載の集塵装置。
【請求項５】
極板保持手段は、半導電性極板との間に、導電または半導電性の滑り止めを有することを特徴とする請求項３または４に記載の集塵装置。
【請求項６】
極板保持手段に、引張力を加える引張力印加手段を設けたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄の分野において、空気中の塵埃を捕集する集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の集塵装置は、主にコロナ放電により空気分子をイオン化し、空気中に含まれる塵埃を帯電させる帯電部と、電極板を積層し、交互に異なる電圧を印加して電場を形成することにより、帯電部で帯電させた塵埃をクーロン力により捕集する集塵部とを備えた電気式の集塵装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その集塵装置について図６を参照しながら説明する。図６に示すように、帯電部１０１は線状の放電極１０２と接地極板１０３とからなり、また、帯電部１０１の下流側には荷電極板１０５と集塵極板１０６とを一定の間隔を開けて交互に積層した集塵部１０４を設けている。
【０００４】
上記構成において、帯電部１０１では放電極１０２と接地極板１０３との間に電圧を印加することで不平等な電場が作られ、放電極１０２と接地極板１０３との間にコロナ放電が生じる。コロナ放電によって放電極１０２に印加した電圧と同じ極性の空気イオンが作られて拡散移動し、帯電部１０１を通過する粉塵に付着することで粉塵が帯電する。
【０００５】
帯電した粉塵は送風の流れにそって集塵部１０４に導入される。ここで放電極１０２と同極性となるように荷電極板１０５に電圧を印加する場合、帯電した粉塵は荷電極板１０５と集塵極板１０６との間で作られる電場の力を受けて主に集塵極板１０６に付着して取り除かれ、清浄な空気が集塵部１０４の後方から吹出される。
【０００６】
ここでこの集塵装置は、体積抵抗率が１０10〜１０13Ω・ｃｍとなる吸湿性樹脂からなる荷電極板１０５で集塵部を構成することを特徴としている。すなわち電気を僅かに通す半導電性の吸湿性樹脂で荷電極板１０５を構成してその表面抵抗率を適切な範囲に保つことによって、荷電極板１０５と集塵極板１０６との間に電場を設けると同時に、集塵装置としての捕集効率を低下させる原因となる火花放電を抑制できる集塵部１０４が得られることを提示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５１６７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載される荷電極板は吸湿性樹脂で構成されているため、集塵部の軽量化やコストダウンを目的として板厚を薄くした場合に剛性が不足し、荷電極板と集塵極板との間に電圧を印加したときに電界の力を受けて荷電極板がたわみ、集塵極板との間隔が一方では狭く、他方では広くなることで、間隔が広くなった部分の集塵効率が大きく低下するという課題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、火花放電を抑制しつつ、板厚が薄くて極板自体の剛性が低くても、電界の力による極板のたわみを抑制して、高い集塵効率を維持できる集塵装置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】
【００１０】
そして、この目的を達成するために、本発明は、荷電極板および集塵極板を交互に積層し、前記荷電極板と集塵極板に異なる電圧を印加して電場を形成する集塵部を有する電気式の集塵装置において、前記荷電極板または前記集塵極板の少なくともどちらか一方は１０7〜１０13Ω／□の表面抵抗率を有する半導電性極板であり、前記半導電性極板は極板固定手段により固定するとともに、前記荷電極板と前記集塵極板との間に電圧を印加し電界の力を受けた時の前記半導電性極板のたわみを抑制する極板保持手段を設けたことを特徴とする集塵装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、荷電極板および集塵極板を交互に積層し、前記荷電極板と集塵極板に異なる電圧を印加して電場を形成する集塵部を有する電気式の集塵装置において、前記荷電極板または前記集塵極板の少なくともどちらか一方は１０7〜１０13Ω／□の表面抵抗率を有する半導電性極板であり、前記半導電性極板は極板固定手段により固定するとともに、前記荷電極板と前記集塵極板との間に電圧を印加し電界の力を受けた時の前記半導電性極板のたわみを抑制する極板保持手段を設けたことを特徴とする集塵装置としたことにより、適切な表面抵抗率によって火花放電を抑制しつつ、板厚が薄くて剛性が低い材料を極板に用いても、極板保持手段により電界の力による極板のたわみを抑制し、高い集塵効率を維持できる集塵装置を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の集塵装置に備えた集塵部を上から見た斜視図
【図２】同集塵装置に備えた集塵部を下から見た斜視図
【図３】同集塵装置に備えた極板保持手段の斜視図
【図４】同集塵装置に備えた極板保持手段の一部を拡大した模式図
【図５】同集塵装置に備えた極板保持手段の断面を示す構成図
【図６】従来の集塵装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の請求項１記載の発明は、荷電極板および集塵極板を交互に積層し、前記荷電極板と前記集塵極板に異なる電圧を印加して電場を形成する集塵部を有する電気式の集塵装置において、前記荷電極板または前記集塵極板の少なくともどちらか一方は１０7〜１０13Ω／□の表面抵抗率を有する半導電性極板であり、前記半導電性極板は極板固定手段により固定するとともに、前記荷電極板と前記集塵極板との間に電圧を印加し電界の力を受けた時の前記半導電性極板のたわみを抑制する極板保持手段を設けたことを特徴とする集塵装置である。
【００１４】
これにより、適切な表面抵抗率によって火花放電を抑制しつつ、板厚が薄くて剛性が低い材料を極板に用いても、極板保持手段により電界の力による極板のたわみを抑制し、高い集塵効率を維持できる集塵装置を提供することができる。
【００１５】
また、半導電性極板は、少なくとも繊維状のセラミックスを含んだ板状の基材としてもよい。
【００１６】
繊維状のセラミックスを含んだ板状の基材として、例えばセラミックペーパーがある。セラミックペーパーは空気中の水分を吸着することにより、その表面抵抗率が１０7〜１０13Ω／□となるため、それ自身が半導電性極板となることができ、火花放電を抑制しつつ、集塵部としての機能を十分に発揮することができる。また、繊維状のセラミックスは重量が軽いため、極板の重量を軽くすることができ、集塵部としての重量を軽減することができる。
【００１７】
また、極板保持手段は、半導電性極板の、少なくとも集塵部の奥行き方向の一辺を挟み込んで固定してもよい。
【００１８】
集塵部の奥行き方向、すなわち集塵部を通過する風の流れと平行に位置している極板の辺を極板保持手段で挟み込むことにより、極板保持手段が風の流れを妨げないように極板を保持することができ、圧力損失を低減させることができる。
【００１９】
また、極板保持手段により挟み込む長さを、辺の長さの３分の１以上としてもよい。
【００２０】
挟み込む長さが３分の１未満だと、極板を固定する力が不足し、電圧を印加したときに、発生した電界の力を受けて極板がたわんでしまう恐れがある。挟み込んで支持する長さを３分の１以上とすることで、極板を確実に固定することができ、たわみを抑制することができる。
【００２１】
また、極板保持手段は、半導電性極板との間に、導電または半導電性の滑り止めを挟んでもよい。
【００２２】
極板保持手段と半導電性極板の材質によっては、挟み込んで固定しても表面で滑りが生じてしまい、電圧を印加したときに、発生した電界の力を受けて極板がたわんでしまう恐れがある。両者の間に導電または半導電性の滑り止めを挟むことにより、極板に電圧を印加しつつ、極板のたわみを抑制することができる。
【００２３】
また、極板保持手段に、引張力を加える引張力印加手段を設けてもよい。
【００２４】
これにより、極板保持手段によって固定された極板に引張力を印加することができ、極板の剛性が低くても、電界の力によるたわみの発生を抑制することができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
本発明の集塵装置の集塵部１を上から見た斜視図を図１に、下から見た斜視図を図２に示す。集塵部１は、外郭として枠体２を備え、その内部に高電圧を印加する荷電極板３と、それと対向してアースに接続された集塵極板４とが交互に一定の間隔で配置されている。
【００２７】
本実施の形態では、荷電極板３には−７ｋＶを、集塵極板４には０ｋＶ（すなわちアース）を印加し、荷電極板３と集塵極板４との間隔は６ｍｍである。
【００２８】
これにより、荷電極板３と集塵極板４との間に電界が発生し、帯電部（図示せず）を通過する際にマイナスに帯電された塵埃が、集塵部１を通過する際に電界によるクーロン力を受け、主に集塵極板４上に捕集される。
【００２９】
荷電極板３は、板厚１ｍｍで、繊維状のセラミックスを含んだ板状の基材であるセラミックペーパーからなる半導電性極板である。セラミックペーパーは空気中の水分を吸着することにより、その表面抵抗率が１０の７〜１３乗Ω／□オーダーとなる。
【００３０】
荷電極板３の表面抵抗率を１０の１３乗Ω／□オーダー以下にすることで、電圧が印加されたときに極板表面に速やかに電荷を与えることができ、速やかに荷電極板３と集塵極板４との間に電場を発生させることができる。
【００３１】
荷電極板３の表面抵抗率を１０の７乗Ω／□オーダー以上にすることで、火花放電のような大電流が流れようとする際には、極板表面での電圧降下が大きくなるため、極板間の電位差は小さくなり、火花放電が抑制される。火花放電が発生しないことで、集塵装置としての捕集効率の低下がなく、また不快な音や光、ノイズなどの発生を抑制することができる。
【００３２】
集塵極板４は導電性を有する極板であればよく、例えばステンレス等の金属板や、導電性を有する樹脂板などを用いることができる。本実施の形態では、集塵極板４は板厚０．５ｍｍのアルミ板とした。
【００３３】
荷電極板３は、極板固定手段７によって集塵部１の底面側の辺を固定されているとともに、極板保持手段５によって集塵部１の天面側の辺を固定されている。
【００３４】
ここで、本願の特徴である、剛性の低いセラミックペーパーで半導電性極板を構成した場合に、電界の力による極板のたわみを抑制できる極板保持手段５について詳しく説明する。
【００３５】
荷電極板３が、金属等の剛性が十分に高い材質で構成されている場合は、集塵部１に電圧が印加されて荷電極板３と集塵極板４との間に電界が働いても、電界の力による荷電極板３のたわみが生じないため、極板固定手段７のみでも荷電極板３と集塵極板４との極間は維持され、集塵性能が低下することはない。
【００３６】
本実施の形態では、上記の通り、荷電極板３は板厚１ｍｍのセラミックペーパーからなる。
【００３７】
荷電極板３をセラミックペーパーからなる半導電性極板で構成することにより、火花放電を抑制しつつ高い集塵性能を有する集塵装置を提供することができる。しかし、セラミックペーパーはそれ自身の剛性が低いため、極板固定手段７のみでは荷電極板３を十分に固定することができない。荷電極板３の上端が固定されていないため、集塵部１に電圧が印加されて荷電極板３と集塵極板４との間に電界が働いた場合にたわみが生じてしまい、結果として集塵効率の低下を招く恐れがある。
【００３８】
本実施の形態では、荷電極板３は極板固定手段７および極板保持手段５によって固定されている。極板保持手段５を用いて荷電極板３の上端を固定することにより、集塵部１に電圧が印加されて荷電極板３と集塵極板４との間に電界が働いても、電界の力による極板のたわみを抑制し、高い集塵効率を維持できる集塵装置を提供することができる。
【００３９】
また荷電極板３をセラミックペーパーで構成することにより、極板の重量を軽くすることができ、集塵部１の重量を軽減することができる。
【００４０】
本実施の形態では、極板保持手段５によって、荷電極板３の辺のうち、集塵部１の奥行き方向の１辺を挟み込んだ構成とした。
【００４１】
集塵部１の奥行き方向、すなわち集塵部１を通過する風の流れと平行に位置している荷電極板３の辺を極板保持手段５で挟み込むことにより、極板保持手段５が風の流れを妨げないように荷電極板３を保持することができ、圧力損失を低減させることができる。
【００４２】
本実施の形態では、極板保持手段５は、荷電極板３の辺の３分の１以上を挟み込んだ構成とした。
【００４３】
挟み込む長さが３分の１未満だと、荷電極板３を固定する力が不足し、電圧を印加したときに、発生した電界の力を受けて極板がたわんでしまう恐れがある。挟み込んで支持する長さを３分の１以上とすることで、荷電極板３を確実に固定することができ、たわみを抑制することができる。
【００４４】
極板保持手段５の斜視図を図３に示す。その一部を拡大した模式図を図４に示す。極板保持手段５は、ステンレスからなる極板挟み部材８と、絶縁性の樹脂からなる支持碍子９からなり、支持碍子９には突起部１０が設けられている。極板挟み部材８は荷電極板３に電圧を印加するための部材を兼ねており、これにより部品点数を削減することができる。
【００４５】
極板保持手段５の一部を拡大した模式図を図４に示す。極板保持手段５は、支持碍子９に設けられた突起部１０を、枠体２に設けられた溝に嵌合させるような構成となっている。このとき、極板保持手段５と枠体２との間には、弾性を有するゴムからなる引張力印加手段６が設けられているため、極板保持手段５は、上方向に引っ張り上げられるような力を受け、突起部１０が枠体２の溝に引っかかり、固定される。
【００４６】
これにより、極板保持手段５によって固定された荷電極板３に引張力を印加することができ、セラミックペーパーのような剛性の低い材料を荷電極板３として用いても、荷電極板３に上下方向の張力を加えて保持することで、電界の力によるたわみの発生を抑制することができる。
【００４７】
極板保持手段５の断面を示す構成図を図５に示す。極板挟み部材８には滑り止め１１が設けられている。滑り止め１１は導電性のゴムからなり、この部分に荷電極板３を挟み込む構成となっている。
【００４８】
極板挟み部材８がステンレスであり、荷電極板３がセラミックペーパーであるため、滑り止め１１を設けない場合、挟み込んで固定しても表面で滑りが生じてしまい、電圧を印加したときに、発生した電界の力を受けて荷電極板３がたわんでしまう恐れがある。両者の間に滑り止め１１を挟むことにより、これを抑制することができる。なお、滑り止め１１は半導電性でもかまわない。
【００４９】
なお、本実施の形態では、荷電極板３には−７ｋＶを、集塵極板４には０ｋＶ（すなわちアース）を印加し、荷電極板３と集塵極板４との間隔は６ｍｍとしたが、これに限定されるものではなく、所望の集塵性能を達成できる値であればよい。
【００５０】
例えば、荷電極板３に０ｋＶ（すなわちアース）を印加し、集塵極板４に−７ｋＶを印加しても、同様の効果を得ることができる。この場合、帯電した塵埃は主に荷電極板３上に捕集される。
【００５１】
なお、本実施の形態では、極板保持手段５によって荷電極板３の一辺を挟み込む構成として、連続した構造により荷電極板３の辺の３分の１以上を挟み込んだ構成としているが、これに限定されるものではなく、同様の効果が得られる構成であればよい。
【００５２】
例えば、極板保持手段５が荷電極板３を挟み込む部分を複数に分割して、その合計の長さが荷電極板３の辺の３分の１以上を挟み込むようにしてもよい。
【００５３】
なお、本実施の形態では、極板保持手段５と枠体２との間に引張力印加手段６を設けているが、これに限定されるものではなく、同様の効果が得られる構成であればよい。
【００５４】
例えば、極板保持手段５を構成する極板挟み部材８と支持碍子９との間に引張力印加手段６を設けて、極板挟み部材８を通じて荷電極板３に引張力を印加する構成としてもよい。
【００５５】
なお、本実施の形態では、引張力印加手段６として弾性を有するゴムを用いているが、これに限定されるものではなく、極板保持手段５を通じて荷電極板３に引張力を印加することができる構成であればよい。
【００５６】
例えば、ゴムの代わりにそれ自身が弾性を有するバネ体や、荷電極板３に引張力を印加できるようなバネ構造を用いてもよい。
【００５７】
なお、本実施の形態では、極板保持手段５を枠体２に固定する手段として、突起部１０を枠体２に設けられた溝に嵌合させる構成としているが、これに限定されるものではなく、同様の効果が得られる構成であればよい。
【００５８】
なお、本実施の形態では、極板挟み部材８に導電性のゴムからなる滑り止め１１を設けているが、これに限定されるものではなく、同様の効果が得られる構成であればよい。
【００５９】
例えば、極板挟み部材８と荷電極板３とを、導電性の接着剤等で固定してもよい。
【００６０】
なお、本実施の形態では、極板挟み部材８の材質をステンレスとし、荷電極板３に電圧を印加するための部材を兼ねる構成としたが、これに限定されるものではなく、要件を満たす構成であればどのような構成でも構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に集塵装置により、適切な表面抵抗率によって火花放電を抑制しつつ、板厚が薄くて剛性が低い材料を極板に用いても、極板保持手段により電界の力による極板のたわみを抑制し、高い集塵効率を維持できる集塵装置の提供が可能となるので、室内設置型の空気清浄機、給気型換気扇等に有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１      集塵部
２      枠体
３      荷電極板
４      集塵極板
５      極板保持手段
６      引張力印加手段
７      極板固定手段
８      極板挟み部材
９      支持碍子
１０    突起部
１１    滑り止め
１０１  帯電部
１０２  放電極
１０３  接地極板
１０４  集塵部
１０５  荷電極板
１０６  集塵極板
【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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