(57)【要約】【課題】  捕集力が高く、かつ、軽量である帯電集塵フィルターを開発し、もって、捕集力が高く、かつ、軽量である帯電捕集式の集塵装置を提供する。【解決手段】  導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布からなる集塵フィルターと、前記集塵フィルターを帯電させるための帯電部と、を有する集塵装置を開発した。これにより、捕集力が高く、かつ、軽量である帯電捕集式の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】
導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布からなる集塵フィルターと、
前記集塵フィルターを帯電させるための帯電部と、
を有する集塵装置。
【請求項２】
前記集塵フィルターに集塵対象気体を送風する送風部を有する請求項１に記載の集塵装置。
【請求項３】
前記送風部によって送られる集塵対象気体の通り道のうち、前記帯電する集塵フィルターの手前通路に集塵対象気体を帯電させるための集塵対象気体帯電部を有する請求項２に記載の集塵装置。
【請求項４】
前記集塵フィルターには集塵フィルターの通風抵抗を調節するための通風孔を設けた請求項１から３のいずれか一に記載の集塵装置。
【請求項５】
前記集塵フィルターは複数層設け、隣接する集塵フィルター間では前記通風孔が集塵対象気体全体の流通方向に重ならないように配置されている請求項４に記載の集塵装置。
【請求項６】
前記集塵対象気体帯電部は、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布からなる帯電用集塵フィルターである請求項１から５のいずれか一に記載の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電捕集式の集塵装置、特に、用いられている集塵フィルターに優れた特徴を有する帯電捕集式の集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集塵装置の機能は、用いられている集塵フィルターの機能によって大きく左右される。
【０００３】
そして、集塵フィルターには、一般に、濾過式のものと帯電捕集式のものとが存在する。このうち、濾過式のものは、目詰まりによる性能低下の問題がある。そのため、目詰まりによる性能低下の問題がない帯電捕集式のフィルターが求められている。
【０００４】
帯電捕集式は、通過する空気中粒子にコロナ放電によって生じたイオンを付着させることにより、吸気側にプラス若しくはマイナスの電荷を与え、フィルター側に粒子と反対電荷を帯電させ、クーロン力によりフィルターへの捕集をさせるものである。
【０００５】
従来、帯電捕集式の集塵フィルターに関する技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０７９８９
【０００７】
【特許文献２】特開２０１１−３６７６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この特許文献１に記載の技術は、本発明とは異なり、導電性材料が金属であることを特徴とする。しかし、導電性材料が金属の場合、捕集力が低いという問題があった。また、高重量なため、フィルター交換・移送時のコストが高く、かつ、離散粒子暴露の危険があるという問題もあった。
【０００９】
他方、特許文献２に記載の技術は、不織布を用いるという発想である。しかし、特許文献２は、帯電捕集式でなく濾過式であるため、目詰まりによる性能低下という問題がある。また、特許文献２には、高伝導性であるための特徴が存在しないので、捕集力が低いという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような問題を考慮し、捕集力が高く、かつ、軽量である帯電集塵フィルターを開発し、もって、捕集力が高く、かつ、軽量である帯電捕集式の集塵装置を提供しようとするものである。具体的には、以下の構成をとる。
【００１１】
まずは、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布からなる集塵フィルターと、前記集塵フィルターを帯電させるための帯電部と、を有する集塵装置を提供する。これは、本発明の基本的な構成であり、このような構成の効果として、捕集力が高く、かつ、軽量である帯電捕集式の集塵装置を提供することができる。
【００１２】
次に、本発明は、前記構成に加えて、前記集塵フィルターに集塵対象気体を送風する送風部を有する集塵装置を提供する。また、本発明は、これらの構成に加えて、前記送風部によって送られる集塵対象気体の通り道のうち、前記帯電する集塵フィルターの手前通路に集塵対象気体を帯電させるための集塵対象気体帯電部を有する集塵装置を提供する。さらに、本発明は、これらの構成に加えて、前記集塵対象気体帯電部が、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布からなる帯電用集塵フィルターである集塵装置を提供する。これらにより、集塵装置内での空気の流れが発生し、帯電捕集式の集塵フィルターでの捕集を促進することができる。
【００１３】
次に、本発明は、前記構成に加えて、前記集塵フィルターには集塵フィルターの通風抵抗を調節するための通風孔を設けた集塵装置を提供する。また、本発明は、これらの構成に加えて、前記集塵フィルターは複数層設け、隣接する集塵フィルター間では前記通風孔が集塵対象気体全体の流通方向に重ならないように配置されている集塵装置を提供する。これらにより、通風抵抗を調節し、かつ、効率的に捕集することが可能となる。
【００１４】
本発明は、以上のような構成をとる技術を内容とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上の構成をとる本発明により、捕集力が高く、かつ、軽量である帯電捕集式の集塵装置が提供される。また、その効果に加えて多様な効果も得られることは前記のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明における集塵装置と集塵フィルターの構造を示す図
【図２】平滑な金属板を帯電捕集フィルターとして利用する場合の構造を示す図
【図３】導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布を帯電捕集フィルターとして利用する場合の構造を示す図
【図４】実験１の結果
【図５】実験２の結果
【図６】実施例２における集塵装置の構造を示す図
【図７】実施例３における集塵装置の構造を示す図
【図８】実施例３にかかる集塵フィルターの構造を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。以下、実施例１は請求項１に、実施例２は請求項２、３及び６に、実施例３は請求項４及び５に、それぞれ対応する。
【実施例１】
【００１８】
＜概要＞
本発明は、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布からなる集塵フィルターと、前記集塵フィルターを帯電させるための帯電部と、を有する集塵装置である。
【００１９】
図１は、本発明における集塵装置と集塵フィルターの構造を示す図である。集塵フィルターは、「導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布」（０１０１）、フィルター外枠（０１０２）、電源入力部（０１０３）、帯電部（０１０４）を備えている。そして、集塵装置（０１０６）内に集塵フィルター（０１０５）が備えられている。
【００２０】
本発明の構成を説明する上では、まず本発明の特徴的な部分である集塵フィルターについて基本的構成及び複数の応用的構成を説明し、その後、帯電部の機能を説明する。
【００２１】
＜集塵フィルターについて＞
≪基本的構成≫
本発明の集塵フィルターの部分に関する基本的な構成は、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布からなる集塵フィルターである。図１では、「導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布」（０１０１）をフィルター外枠（０１０２）内に配置し、電源入力部（０１０３）から電源を入力することで、帯電部（０１０４）の電圧が上がり、不織布全体が帯電することになる。
【００２２】
カーボン繊維は、実質的に炭素元素のみからなる繊維状の炭素材料であり、耐熱性や電気伝導性の良さなど炭素材料に固有の特性を有している。カーボン繊維は、電気伝導性を有しているので、導電性カーボン繊維と呼ぶ。
【００２３】
不織布の原料に対して導電性カーボン繊維を接着又は絡み合わせることで布を形成することによって、「導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布」を製造する。不織布の原料としては、天然繊維、化学繊維、ガラス繊維などが考えられる。具体的には、天然繊維としては、綿、麻、絹、羊毛などが挙げられ、化学繊維としては、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、アラミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、レーヨン繊維などが挙げられる。
【００２４】
このうち、「ガラス繊維」であれば強度が高いというメリットがある。また、「ポリエステル繊維」であれば、耐久性が高いというメリットがある。さらに、「ポリオレフィン繊維」であれば、軽量であるというメリットがある。
【００２５】
これらの不織布の原料は、それのみでは帯電する特性を有していないものもあるが、前記導電性カーボン繊維を分散させることによって、全体として導電性である不織布となる。
【００２６】
集塵フィルターは、フィルター配置面当たりの捕集量が多いものであることが望ましい。捕集量は、繊維が捕集面の表面から起毛していれば多くなる。すなわち、繊維が捕集面の表面から起毛していれば、フィルター配置面当たりの捕集可能な表面積が大きくなり、かつ、捕集有効電界距離も広くなる。そうすると、多くの吸着粒子を引き寄せること、及び、フィルターに吸着させることが可能になる。
【００２７】
このように表面が起毛していることによる捕集量の差を概念図を用いて説明する。図２は平滑な金属板を帯電捕集フィルターとして利用する場合の構造を示す概念図、図３は「導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布」を帯電捕集フィルターとして利用する場合の構造を示す概念図である。以下では、空気中粒子を捕集対象として、吸着粒子の量を比較する。なお、図における吸着粒子の大きさは、説明の都合上、実際よりも大きく示している。
【００２８】
図２の場合には、平滑な金属板（０２０２）に帯電させても、金属板の表面がほぼ平滑であるため、表面積は最小であり、かつ、捕集有効電界距離の減衰も大きい。そのため、吸着粒子（０２０１）も少なくなる。
【００２９】
他方、図３の場合には、不織布（０３０２）から導電性カーボン繊維（０３０３）が起毛していることから、表面積が大きくなり、かつ、捕集有効電界距離も広範囲に広がる。そのため、吸着粒子（０３０１）も多くなる。
【００３０】
以上のような効果を裏付けるため、捕集量の多さに関する実験として、以下の２つの実験を実施した。図４及び図５は、その実験結果を示す図である。
【００３１】
図４は、自動車用エンジン排気ガスの触媒試験機において、陰極にステンレスを用いて粒径１．０から１．５μｍのアルミナ粒子を使用して実施した粒子捕集実験（実験１）の結果を示す図である。実験の条件は、縦１５０ｍｍで横１５０ｍｍの大きさの素材に２ｍｍ径の穴を９０個開けて試験機内の陽極に設置し、アルミナ粉塵気体を１，０００ｍｌ／ｓ流入させ、その捕集量を測定したものである。比較対象としては、以下の３つである。すなわち、（１）平滑な金属板に５ｋＶの電荷を印加させて使用した場合、（２）導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布を帯電させずに使用した場合、（３）導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布に５ｋＶの電荷を印加させて使用した場合の３つである。
【００３２】
実験結果としては、平滑な金属板に５ｋＶの電荷を印加させて使用した場合が２９．５ｍｇ、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布を帯電させずに使用した場合が７．５ｍｇ、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布に５ｋＶの電荷を印加させて使用した場合が６２．５ｍｇであった。このようなことから、帯電させないよりも５ｋＶの電荷を印加させて帯電させた方が捕集力に優れており、かつ、帯電させている物体の中でも、平滑な金属板よりも導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布の方が捕集力に優れていることが認められた。
【００３３】
このように、図４の実験結果によれば、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布が捕集力の点で最も優れている。
【００３４】
次に、図５は、粒径０．１から０．３μｍであるタバコ粒子の捕集力を測定した実験（実験２）の結果を示す図である。実験の条件は、サイズが縦１５０ｍｍで横１５０ｍｍの大きさの素材に２ｍｍ径の穴を４０個開けて試験機内の陽極に設置し、タバコ１０本の煙を充填した環境において、その捕集量を測定したものである。比較対象としては、以下の３つである。すなわち、（１）濾紙を使用した場合、（２）平滑な金属板に５ｋＶの電荷を印加させて使用した場合、（３）導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布に５ｋＶの電荷を印加させて使用した場合の３つである。
【００３５】
実験結果としては、濾紙を使用した場合が５．５ｍｇ、平滑な金属板に５ｋＶの電荷を印加させて使用した場合が２６．５ｍｇ、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布に５ｋＶの電荷を印加させて使用した場合が３７．５ｍｇであった。このようなことから、タバコ粒子のような微細な粒子に対する捕集力の点でも、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布を帯電して使用する場合が最も優れていることが認められた。
【００３６】
さらに、以下の理由により、上記タバコ粒子に関する実験結果から、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布を帯電して使用する場合は、ＰＭ２．５に対する捕集力の点でも優れていると考えることができる。
【００３７】
ＰＭ２．５とは、大気中に浮遊する微粒子のうち、粒子径が概ね２．５μm以下のものを意味する。その粒子径は、粒子径２．５μmで捕集効率５０%の分粒装置を用いても透過するほどに微粒子であり、特に、粘膜から入り込む人体に有害な物質とされているものについては粒径０．０５〜０．５μｍと微細である。また、ＰＭ２．５の性質としては、有機物・無機物が混在している。
【００３８】
他方、タバコ粒子は、０．１μｍから０．３μｍと微粒子であり、かつ、約４，０００種類の化学物質で構成され、その物質の性質としては、有機物・無機物が混在している。また、付着性の点でも、タバコ粒子には、付着性の高いタール成分や低いミネラル成分が混在している。
【００３９】
以上の点からすれば、上記タバコ粒子に関する実験結果から、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布を帯電して使用する場合は、ＰＭ２．５に対する捕集力の点でも優れていると考えることができる。
【００４０】
このように、図５の実験結果によれば、ＰＭ２．５やタバコ粒子のような微細な粒子に対する捕集力の点でも、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布を帯電して使用する場合が捕集力の点で最も優れている。
【００４１】
以上より、捕集力の点でいえば、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布を帯電して使用する場合が最も望ましいといえる。
【００４２】
また、集塵フィルターにおいては、軽量であることが望ましい。重量については、金属板よりカーボン繊維の方が軽いことは周知である。また、カーボン繊維を含む不織布であれば、そのまま燃焼処分することが可能である。さらに、水道水によって洗浄することが可能であるから、環境負荷の高い薬剤の使用による環境問題を誘発しない。そのため、軽量、燃焼、環境負荷という点でも、カーボン繊維が望ましい。加えて、例えば、帯電を除去する前に、集塵フィルターの表面に糊スプレー等かけることにより、粉塵を固定すれば、取外し等の際の離散量も少ない。
【００４３】
以上より、導電させたカーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布からなる集塵フィルターであれば、捕集力が高く、軽量であり、フィルター自体を燃焼処分でき、洗浄時に環境負荷の高い薬剤を使用する必要がなく、かつ、離散性の点でも優れた帯電集塵フィルターとなる。
【００４４】
≪応用的構成１≫
本発明の集塵フィルターの部分に関する応用的な構成として、基本的構成に加えて、導電性カーボン繊維の繊維長が１ミリ以上であることを特徴とする集塵フィルターである。また、それらの特徴に加えて、前記導電性カーボン繊維が表面から起毛していることを特徴とする集塵フィルターである。
【００４５】
繊維が表面から起毛するにあたって、特に起毛が促進される繊維長の範囲について説明する。
【００４６】
繊維長が１．０ｍｍ以上であれば、捕集量の多さが顕著に表れる。他方、繊維長が１５．０ｍｍ以上であれば、繊維が表面から起毛しにくくなる。さらに、製造コストの面では、２．０ｍｍ未満又は１０．０ｍｍを超える場合には高コストになる。そのため、カーボン繊維の繊維長は、１．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下であることが望ましく、さらには２．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００４７】
さらに、起毛を促進するため、「導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布」に対して、導電性カーボン繊維を起毛させるための処理を施すことが望ましい。具体的には、粗めの研磨紙を用いて表面を擦るなどの処理を施すことが望ましい。この処理により、導電性カーボン繊維の表面から起毛が激しくなり、一層の捕集量の増大につながる。
【００４８】
また、「導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布」についても、その厚さが、厚すぎると起毛が阻害され、薄すぎると集塵フィルターの強度が低くなる。この点、１．０ｍｍ以上であれば集塵フィルターとしての強度に特段の問題はなく、他方１０．０ｍｍ以下であれば起毛の阻害は小さい。そのため、不織布の厚さは、１．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であることが望ましく、さらには、３．０ｍｍ以上６．０ｍ以下であることが望ましい。
【００４９】
以上の構成をとることにより、捕集量の増大を図ることができる。
【００５０】
≪応用的構成２≫
本発明の集塵フィルターの部分に関する応用的な構成として、上記構成に加えて、導電性カーボン繊維をパルプと混在させて分散させていることを特徴とする集塵フィルターである。また、それらの特徴に加えて、前記パルプに代えて又は前記パルプに追加してガラス繊維を混在させたことを特徴とする集塵フィルターである。
【００５１】
集塵フィルターは、強度が高いことが望ましい。強度が高いことにより、フィルター設置面を大きくした場合にも物質自身の重さによって崩れることを防止でき、かつ、長期間の使用が可能となる。
【００５２】
強度を高くするためには、カーボン繊維のみではなく、強度の高い物質を混在させることが望ましい。強度の高い物質としては、例えば、パルプやガラス繊維が挙げられる。そのため、集塵フィルターについては、導電性カーボン繊維をパルプやガラス繊維と混在させることが望ましい。
【００５３】
パルプの原料は、例えば、針葉樹や広葉樹などの木材であっても良いし、マニラ麻や三椏（みつまた）・雁皮（がんぴ）・楮（こうぞ）などの非木材であっても良いし、さらには、古紙であっても良い。
【００５４】
パルプについても、同様に繊維長が１．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下であることが望ましく、さらには、２．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であることが望ましい。パルプの繊維長は、使用するパルプの原料の繊維長による。
【００５５】
「針葉樹」を原料とすれば、繊維が長く丈夫なパルプとなり、起毛により表面積が大きくなり、捕集量が多くなるメリットがある。「針葉樹」の繊維長は、通常、１．５ｍｍから５．５ｍｍである。
【００５６】
次に、「マニラ麻」を原料とすれば、繊維が長く丈夫なパルプとなり、起毛により表面積が大きくなり、捕集量が多くなるメリットがある。「マニラ麻」の繊維長は、通常、３．２ｍｍから３．７ｍｍである。
【００５７】
次に、「三椏・雁皮・楮」を原料とすれば、繊維が長いパルプとなり、起毛により表面積が大きくなり、捕集量が多くなるメリットがある。「三椏・雁皮」の繊維長は、通常、３．０ｍｍから５．０ｍｍである。「楮」の繊維長は、通常、６．０ｍｍから２１．０ｍｍである。繊維長が１５．０ｍｍを超える場合には、繊維が表面から起毛しにくくなる。そのため、原料として「楮」を使用する場合には、繊維長が１５．０ｍｍ以下のものを使用することが望ましい。
【００５８】
他方、「広葉樹」を原料とすれば、繊維が短く、キメの細かいパルプとなる。「広葉樹」の繊維長は、通常、０．５ｍｍから２．３ｍｍである。前記のように、繊維長は、１．０ｍｍ以上のものであれば捕集量が顕著に多くなる。そのため、原料として「広葉樹」を使用する場合には、１．０ｍｍ以上のものを使用することが望ましい。
【００５９】
そして、使用しているパルプの繊維とカーボン繊維の繊維長が、いずれも１．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下であれば、繊維全体が起毛するので、表面積が大きくなり、かつ、捕集有効電界距離が広くなる。
【００６０】
それのみならず、カーボン繊維自体の長さが１．０ｍｍよりも短かくても、使用しているパルプの繊維が長いならば、パルプ繊維が表面から起毛することになる。そのため、針葉樹、マニラ麻、三椏・雁皮・繊維長１５．０ｍｍ以下の楮、繊維長１．０ｍｍ以上の広葉樹などを原料に用いた場合には、カーボン繊維自体の長さが１．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下の範囲外であっても、表面積が大きく、かつ、帯電している全体が集塵フィルターとなる。その結果、カーボン繊維に直接吸着し、又は、カーボン繊維に引き付けられてパルプ繊維に絡まる吸着物質の量が多くなるから、捕集量が多い集塵フィルターを提供することが可能になる。
【００６１】
他方、カーボン繊維が長いならば、使用しているパルプの繊維自体の長さが１．０ｍｍよりも短かくても、カーボン繊維が表面から起毛することになる。そのため、繊維長１．０ｍｍ未満の広葉樹など短かい繊維を原料に用いた場合であっても、繊維長が１．０ｍｍ以上のカーボン繊維を使用すれば、表面積が大きく、かつ、捕集有効電界距離が広範囲となる。その結果、カーボン繊維に直接吸着し、又は、カーボン繊維に引き付けられてパルプ繊維に絡まる吸着物質の量が多くなるから、捕集量が多い集塵フィルターを提供することが可能になる。
【００６２】
次に、ガラス繊維の原料は、例えば、石英ガラスなどの無アルカリガラスでも良いし、アルカリガラスでも良い。「無アルカリガラス」であれば、アルカリガラスよりも表面の劣化による強度の低下が少ないというメリットがある。
【００６３】
ガラス繊維の形状については、導電性カーボン繊維と馴染むように、細い形状であることが望ましい。具体的には、平均繊維径が、２．０μｍから１５．０μｍの範囲内であることが望ましく、さらには、３．５μｍから１０．５μｍの範囲内であることが望ましい。
【００６４】
ガラス繊維の繊維長について、長くすれば、捕集面の表面積が大きくなる。そのため、フィルターの表面積を大きくする工夫としては、ガラス繊維を長くすることが望ましい。他方、繊維が長すぎると、起毛しにくくなるので、適度な長さであることが望ましい。この点、繊維長が１．０ｍｍ以上であれば、捕集量の多さが顕著に表れる。他方、繊維長が２５．０ｍｍ以上であれば、起毛しにくくなる。そのため、ガラス繊維の繊維長は、１．０ｍｍ以上２５．０ｍｍ以下であることが望ましく、さらには、２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００６５】
製造方法としては、導電性カーボン繊維が混入されたパルプ液又は水を、流量及び速度が管理されている製造ラインに置かれた不織布に対して落下して均一に分散させ、乾燥させることで製造できる。ガラス繊維をも含める場合には、導電性カーボン繊維及びガラス繊維が混入されたパルプ液又は水を、流量及び速度が管理されている製造ラインに置かれた不織布に対して落下して均一に分散させ、乾燥させることで製造できる。
【００６６】
以上の構成をとることにより、帯電集塵フィルターの強度が向上する。強度が向上すれば、フィルター設置面を大きくした場合にも、本発明にかかる帯電集塵フィルターを１枚置きすることが可能になる。
【００６７】
≪応用的構成３≫
本発明の集塵フィルターの部分に関する応用的な構成として、上記構成に加えて、さらに活性炭を分散させたことを特徴とする集塵フィルターである。
【００６８】
集塵フィルターにおいては、脱臭効果があることが望ましい。脱臭効果は、臭いを発する有機物質を除去することによって得られる。そのため、集塵フィルターは、有機物質を効率的に除去することができる構造を備えていることが望ましい。
【００６９】
そして、活性炭は、大部分が炭素からなる多孔質の物質であり、細孔より小さな粒状の有機物質を多く吸着させるものである。活性炭を用いれば、有機物質を効率的に除去することができ、有機物質による臭いを脱臭することができるメリットがある。
【００７０】
これらのことから、集塵フィルターには活性炭が分散されていることが望ましい。
【００７１】
さらに、集塵フィルターに活性炭を分散することで、活性炭も帯電する特性を有しているから、活性炭と導電性カーボン繊維の両者で捕集することができる。また、活性炭の多孔質という特性から、表面積が大きり、捕集量も多くなる。
【００７２】
活性炭が大きいと不織布全体の表面が隆起することから、「導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布」の表面積が大きくなる。他方、活性炭の粒径が大きすぎると、導電性カーボン繊維の起毛を阻害する。そのため、活性炭の粒径は、表面積が大きくなり、かつ、導電性カーボン繊維の起毛を阻害しない適度な大きさであることが望ましい。具体的には、活性炭の粒径は、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが望ましく、さらには、１５μｍ以上１２０μｍ以下であることが望ましい。
【００７３】
以上の構成をとることにより、有機物質の捕集を促進し、脱臭効果を得られる。
【００７４】
＜帯電部について＞
次に本発明にかかる集塵装置が有する帯電部を説明する。帯電部は、前記集塵フィルターを帯電させる機能を有する。帯電部は、導電性金属板、導電性金属ペースト、導電性金属箔などからなり、「導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布」に密着するように配置される。
【００７５】
帯電部の配置位置は、電源が入力される箇所と電気的に接していれば、図１における帯電部（０１０４）のように集塵フィルターの下部であっても良いし、側部又は上部であっても良い。いずれの位置に配置されていても、集塵フィルターの一部から電源を入力することにより、帯電部（０１０４）の電圧が上がり、集塵フィルター全体を帯電させることができる。もっとも、全体を満遍なく帯電させるためには、四方の辺の全てに帯電部を設けることが望ましい。
【００７６】
集塵フィルターの帯電は、帯電部が集塵フィルターの下部、側部、上部のいずれかの辺にのみ接している場合であっても、全体が均一に帯電することが望ましい。この点、帯電部が接している辺の一部のみに接していると、集塵フィルターにかかる電圧が均一にならないので、帯電が不均一になる。他方、帯電部が接している辺の全体に接していれば、集塵フィルターにかかる電圧が均一になるので、全体が均一に帯電する。そのため、帯電部が集塵フィルターの下部、側部、上部のいずれかの辺にのみ接している場合、帯電部は、接している辺の全体に接していることが望ましい。
【００７７】
次に、帯電部において印加する電圧は、捕集を促進する範囲であることが望ましい。この点、１ｋＶ以上であれば、捕集量が顕著に多くなる。他方、５０ｋＶを超えると、捕集量に比してコストがかかる。そのため、帯電部において印加する電圧は、１ｋＶ以上５０ｋＶ以下であることが望ましい。
【００７８】
以上より、捕集力が高く、かつ、軽量である帯電捕集式の集塵装置を提供することができる。
【実施例２】
【００７９】
本実施例における本発明は、実施例１の構成に加えて、前記集塵フィルターに集塵対象気体を送風する送風部を有することを特徴とする集塵装置である。また、それらの特徴に加えて、前記送風部によって送られる集塵対象気体の通り道のうち、前記帯電する集塵フィルターの手前通路に集塵対象気体を帯電させるための集塵対象気体帯電部を有することを特徴とする集塵装置である。また、それらの特徴に加えて、前記集塵対象気体帯電部が、導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布からなる帯電用集塵フィルターであることを特徴とする集塵装置である。
【００８０】
図６は、本実施例における集塵装置の構造を示す図である。集塵装置（０６０１）内には、集塵フィルター（０６０２）と、送風部（０６０３、０６０４）と、集塵対象気体帯電部（０６０５）が備えられている。
【００８１】
「送風部」は、前記集塵フィルターに集塵対象気体を送風する機能を有する。この点、帯電捕集式の集塵装置においては、空気中を飛散している物質を効率よく捕集するため、集塵装置内での空気の流れを発生させることが望ましい。送風部により、集塵装置内では、空気の流れが発生する。そのため、本実施例における送風部は、集塵装置の捕集効率を向上させるために望ましい機能である。
【００８２】
「送風部」は、例えばファンやブロワなどの送風機によって実現される。集塵装置としては、騒音が少ないものであるのが望ましい。そのため、送風部に用いるファンとしては、騒音の少ないサイレントファンを用いることが望ましい。
【００８３】
そして、送風部は、集塵装置の入口付近と出口付近に設けられていることが望ましい。入口付近の送風部（０６０３）があれば、集塵対象気体帯電部や集塵フィルターに向けて空気を送り込むことができる。出口付近の送風部（０６０４）があれば、集塵フィルターを通過済みの気体を集塵装置外に排出することができる。
【００８４】
次に、「集塵対象気体帯電部」（０６０５）は、前記送風部によって送られる集塵対象気体の通り道のうち、前記帯電する集塵フィルターの手前通路に集塵対象気体を帯電させる機能を有する。帯電捕集式の集塵装置では、プラス又はマイナスの電位差により生じる引力によって捕集をするのである。そのため、集塵対象の気体について、集塵フィルターと逆の電位を帯電させることにより、効率的に集塵フィルターに空気中粒子を吸着させることができる。集塵対象気体帯電部により、集塵フィルターとの間での電位差が顕著になり、捕集を効率的に実現できる。そのため、本発明における集塵対象気体帯電部は、集塵装置の捕集効率を向上させるために望ましい機能である。
【００８５】
さらに、集塵対象気体帯電部が導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布であれば、集塵対象気体帯電部でも捕集が実現されるので、集塵装置全体での捕集量が多くなる。そのため、集塵対象気体帯電部が導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布である帯電用集塵フィルターであることが望ましい。
【００８６】
以上の構成により、集塵装置内での空気の流れが発生し、帯電捕集式の集塵フィルターでの捕集を促進することができる。
【実施例３】
【００８７】
本実施例における本発明は、実施例１又は２の構成に加えて、集塵フィルターには集塵フィルターの通風抵抗を調節するための通風孔を設けたことを特徴とする集塵装置である。また、それらの特徴に加えて、集塵フィルターを複数層設け、隣接する集塵フィルター間では前記通風孔が集塵対象気体全体の流通方向に重ならないように配置されていることを特徴とする集塵装置である。
【００８８】
図７は、本実施例における集塵装置の構造を示す図である。集塵装置（０７０１）内には、複数層の集塵フィルター（０７０２）と、送風部（０７０３、０７０４）と、集塵対象気体帯電部（０７０５）が備えられている。また、図８は、本実施例にかかる集塵フィルターの構造を示す図である。「導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布」（０８０１）、フィルター外枠（０８０２）、電源入力部（０８０３）、帯電部（０８０４）が存在し、「導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布」には通風孔（０８０５）がある。そして、そのような構造を備える集塵フィルターが複数層存在する（０８０６）。
【００８９】
帯電捕集式の集塵装置は、濾過式とは異なり、空気が集塵フィルターを通り抜けることを前提として、集塵フィルターを通過する際にクーロン力により捕集するというものである。そのため、空気が集塵フィルターを通り抜けるための通風孔があることが望ましい。
【００９０】
この集塵フィルターに設けられた通風孔は、集塵フィルターの通風抵抗を調節する機能を有する。そのため、送風の風力が大きいほど通風孔の大きさが大きいものであることが望ましい。通風孔の形状は、円形であっても方形であっても良い。また、すべての通風孔の形状が同一である必要もない。
【００９１】
さらに、集塵フィルターが単層であるよりも複数層である方が、捕集できる面が多くなり、より確実に捕集を達成できる。そのため、捕集を確実にする観点から、集塵フィルターを複数層設けることが望ましい。
【００９２】
そして、集塵フィルターが複数層存在する場合、それぞれの集塵フィルターに設けられている通風孔が集塵対象気体全体の流通方向に重なるように配置されていると、気体がフィルター周辺に留まらなくなるため、捕集が阻害される。他方、集塵フィルターが複数層存在した場合、それぞれの集塵フィルターに設けられている通風孔が集塵対象気体全体の流通方向に重ならないように配置されていると、前層の集塵フィルターを通り抜けた空気中粒子が次層の集塵フィルターに衝突するため、捕集が促進される。そのため、効率的に捕集するため、集塵フィルターを複数層設け、隣接する集塵フィルター間では前記通風孔が集塵対象気体全体の流通方向に重ならないように配置されているのが望ましい。
【００９３】
これらにより、通風抵抗を調節し、かつ、効率的に捕集することが可能となる。
【符号の説明】
【００９４】
０１０１、０８０１：導電性カーボン繊維を全体が導電性であることを失わない範囲で分散させた不織布
０１０２、０８０２：フィルター外枠
０１０３、０８０３：電源入力部
０１０４、０８０４：電極
０１０５、０６０２：集塵フィルター
０１０６、０６０１、０７０１：集塵装置
０２０１、０３０１：吸着粒子
０２０２：金属板
０３０２：不織布
０３０３：導電性カーボン繊維
０８０５：通風孔
０７０２、０８０６：複数層の集塵フィルター
０６０３、０７０３：入口付近の送風部
０６０４、０７０４：出口付近の送風部
０６０５、０７０５：集塵対象気体帯電部
【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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