(57)【要約】  電気集塵装置（１００）は、複数の第一電極要素（１１）と、複数の第二電極要素（１２）と、１以上の第三電極要素（１３）とを有する第一電極（１０）と、第一電極（１０）と対向して配置される第二電極（２０）と、第一電極（１０）及び第二電極（２０）に電圧を供給する電圧供給回路（４）と、電圧供給回路（４）を制御する制御部（５）とを備え、複数の第二電極要素（１２）の各々は、複数の第一電極要素（１１）の各々と対向して配置され、１以上の第三電極要素（１３）の各々は、複数の第一電極要素（１１）のうち、隣り合う二つの第一電極要素（１１）の間に、複数の第一電極要素（１１）及び複数の第二電極要素（１２）から離隔して配置され、制御部（５）は、帯電した粒子（９０ｐ）を第一電極（１０）で捕捉する集塵モードと、第一電極（１０）で捕捉された粒子（９０）を第一電極（１０）から離脱させるクリーニングモードとを有する。
2019230245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子を含み所定方向に流れる気体から前記粒子を捕捉する電気集塵装置であって、
互いに離隔して配列される複数の第一電極要素と、互いに離隔して配列される複数の第二電極要素と、１以上の第三電極要素と、前記複数の第一電極要素と前記複数の第二電極要素との間に配置された第一誘電体とを有する第一電極と、
前記第一電極と対向して配置される第二電極と、
前記第一電極及び前記第二電極に電圧を供給する電圧供給回路と、
前記電圧供給回路を制御する制御部とを備え、
前記複数の第二電極要素の各々は、前記複数の第一電極要素の各々と対向して配置され、
前記１以上の第三電極要素の各々は、前記複数の第一電極要素のうち、隣り合う二つの第一電極要素の間に、前記複数の第一電極要素及び前記複数の第二電極要素から離隔して配置され、
前記制御部は、帯電した前記粒子を前記第一電極で捕捉する集塵モードと、前記第一電極で捕捉された前記粒子を前記第一電極から離脱させるクリーニングモードとを有する
電気集塵装置。
【請求項２】
前記電圧供給回路は、
前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧を供給し、
前記クリーニングモードにおいて、前記複数の第一電極要素と前記複数の第二電極要素との間に第一交流電圧を供給することによって、前記複数の第一電極要素と前記複数の第二電極要素との間で沿面放電を発生させる
請求項１に記載の電気集塵装置。
【請求項３】
前記電圧供給回路は、
前記クリーニングモードにおいて、さらに、前記１以上の第三電極要素と前記複数の第二電極要素との間に第二交流電圧を供給し、
前記複数の第一電極要素と前記１以上の第三電極要素との間の最大電位差は、前記複数の第一電極要素と前記複数の第二電極要素との間の最大電位差より大きい
請求項２に記載の電気集塵装置。
【請求項４】
前記第一交流電圧と前記第二交流電圧とは、周期が同一であり、かつ、位相差が９０度以上１８０度以下である
請求項３に記載の電気集塵装置。
【請求項５】
前記第一交流電圧と前記第二交流電圧とは、位相差が１８０度である
請求項４に記載の電気集塵装置。
【請求項６】
前記第一誘電体は、前記第二電極側に配置された主面である第一表面と、前記第一表面の裏側に配置された主面である第一裏面とを有し、
前記複数の第一電極要素は、前記第一表面に配置され、
前記複数の第二電極要素及び前記１以上の第三電極要素は、前記第一裏面に配置される
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
【請求項７】
前記複数の第一電極要素の配列方向における前記複数の第一電極要素の各々の幅は、前記複数の第一電極要素の配列方向における前記複数の第二電極要素の各々の幅より小さい
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
【請求項８】
前記複数の第一電極要素の配列方向における前記複数の第二電極要素の各々の幅は、前記複数の第一電極要素の配列方向における前記１以上の第三電極要素の各々の幅より大きい
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
【請求項９】
前記集塵モードにおいて、前記複数の第一電極要素に印加する電圧は、前記１以上の第三電極要素に印加する電圧と異なる
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
【請求項１０】
前記電圧供給回路は、前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に交流電圧を供給する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
【請求項１１】
前記第二電極は、
互いに離隔して配列される複数の第四電極要素と、互いに離隔して配列される複数の第五電極要素と、１以上の第六電極要素と、前記複数の第四電極要素と前記複数の第五電極要素との間に配置された第二誘電体とを有し、
前記複数の第五電極要素の各々は、前記複数の第四電極要素の各々と対向して配置され、
前記１以上の第六電極要素の各々は、前記複数の第四電極要素のうち、隣り合う二つの第四電極要素の間に、前記複数の第四電極要素及び前記複数の第五電極要素から離隔して配置される
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
【請求項１２】
前記電圧供給回路は、
前記クリーニングモードにおいて、前記複数の第四電極要素と前記複数の第五電極要素との間に第三交流電圧を供給することによって、前記複数の第四電極要素と前記複数の第五電極要素との間で沿面放電を発生させる
請求項１１に記載の電気集塵装置。
【請求項１３】
前記電圧供給回路は、
前記クリーニングモードにおいて、さらに、前記１以上の第六電極要素と前記複数の第五電極要素との間に第四交流電圧を供給し、
前記複数の第四電極要素と前記１以上の第六電極要素との間の最大電位差は、前記複数の第四電極要素と前記複数の第五電極要素との間の最大電位差より大きい
請求項１１又は１２に記載の電気集塵装置。
【請求項１４】
前記第二誘電体は、前記第一電極側に配置された主面である第二表面と、前記第二表面の裏側に配置された主面である第二裏面とを有し、
前記複数の第四電極要素は、前記第二表面に配置され、
前記複数の第五電極要素及び前記１以上の第六電極要素は、前記第二裏面に配置される
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
【請求項１５】
前記第一表面の平面視において、前記複数の第一電極要素は、ストライプ状の形状を有する
請求項６に記載の電気集塵装置。
【請求項１６】
粒子を含み所定方向に流れる気体から前記粒子を捕捉する電気集塵装置であって、
第一電極要素と、第二電極要素と、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間に配置された第一誘電体とを有する第一電極と、
前記第一電極と対向する第二電極と、
前記第一電極及び前記第二電極に電圧を供給する電圧供給回路と、
前記電圧供給回路を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第一電極で帯電した前記粒子を捕捉する集塵モードと、前記第一電極で捕捉された前記粒子を前記第一電極から離脱させるクリーニングモードとを有し、
前記電圧供給回路は、
前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧を供給し、
前記クリーニングモードにおいて、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間に交流電圧を供給することによって、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間で沿面放電を発生させる
電気集塵装置。
【請求項１７】
前記電圧供給回路は、前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に直流電圧を供給する
請求項１６に記載の電気集塵装置。
【請求項１８】
前記電圧供給回路は、前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に交流電圧を供給する
請求項１６に記載の電気集塵装置。
【請求項１９】
前記第二電極は、第三電極要素と、第四電極要素と、前記第三電極要素と前記第四電極要素との間に配置された第二誘電体とを有し、
前記電圧供給回路は、
前記クリーニングモードにおいて、前記第三電極要素と前記第四電極要素との間に交流電圧を供給することによって、前記第三電極要素と前記第四電極要素との間で沿面放電を発生させる
請求項１７又は１８に記載の電気集塵装置。
【請求項２０】
前記第一誘電体は、前記第二電極側に配置された主面である第一表面と、前記第一表面の裏側に配置された主面である第一裏面とを有し、
前記第一電極要素は、前記第一誘電体の前記第一表面に配置され、
前記第二電極要素は、前記第一誘電体の内部又は前記第一裏面に配置される
請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の電気集塵装置。
【請求項２１】
前記第二誘電体は、前記第一電極側に配置された主面である第二表面と、前記第二表面の裏側に配置された主面である第二裏面とを有し、
前記第三電極要素は、前記第二誘電体の前記第二表面に配置され、
前記第四電極要素は、前記第二誘電体の内部又は前記第二裏面に配置される
請求項１９に記載の電気集塵装置。
【請求項２２】
前記第一表面の平面視において、前記第二電極要素の少なくとも一部は、前記第一電極要素の外部に配置されている
請求項２０に記載の電気集塵装置。
【請求項２３】
前記第二表面の平面視において、前記第四電極要素の少なくとも一部は、前記第三電極要素の外部に配置されている
請求項２１に記載の電気集塵装置。
【請求項２４】
前記第一表面の平面視において、前記第一電極要素は、ストライプ状又はメッシュ状の形状を有する
請求項２０に記載の電気集塵装置。
【請求項２５】
前記第二表面の平面視において、前記第三電極要素は、ストライプ状又はメッシュ状の形状を有する
請求項２１に記載の電気集塵装置。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の電気集塵装置を備える
換気装置。
【請求項２７】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の電気集塵装置を備える
空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気集塵装置、並びに、電気集塵装置を備える換気装置及び空気清浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気等の流体中の粒子を帯電させて流体から粒子を分離する粒子分離装置が提案されている。例えば、特許文献１に開示された装置は、装置の運転中又は運転終了後の清掃期間において、集塵電極板に電界カーテンを発生させて、集塵電極板に付着した塵埃を除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−９９３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される装置では、ガスから分離させた塵埃を集塵電極板に付着させ、電界カーテンによって付着した粉塵を除去させている。しかしながら、例えば、ＰＭ２．５（粒径２．５μｍ以下の粒子状物質）等の粒径１０μｍ以下の粒子のような微細な塵埃は、集塵電極板に付着すると、その付着力が強い。また、付着した後の微細な粉塵は電荷量（帯電量）が少ないため、電界カーテンによる静電力が作用しにくい状態である。このため、電界カーテンによる塵埃の除去が困難になり、装置における塵埃の集塵能力が経時的に低下する可能性がある。【０００５】
本発明は、帯電した粒子を電極で捕捉する電気集塵装置であって、捕捉した粒子を電極から速やかにかつ高効率で除去できる電気集塵装置、換気装置及び空気清浄機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る電気集塵装置は、粒子を含み所定方向に流れる気体から前記粒子を捕捉する電気集塵装置であって、互いに離隔して配列される複数の第一電極要素と、互いに離隔して配列される複数の第二電極要素と、１以上の第三電極要素と、前記複数の第一電極要素と前記複数の第二電極要素との間に配置された第一誘電体とを有する第一電極と、前記第一電極と対向して配置される第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極に電圧を供給する電圧供給回路と、前記電圧供給回路を制御する制御部とを備え、前記複数の第二電極要素の各々は、前記複数の第一電極要素の各々と対向して配置され、前記１以上の第三電極要素の各々は、前記複数の第一電極要素のうち、隣り合う二つの第一電極要素の間に、前記複数の第一電極要素及び前記複数の第二電極要素から離隔して配置され、前記制御部は、帯電した前記粒子を前記第一電極で捕捉する集塵モードと、前記第一電極で捕捉された前記粒子を前記第一電極から離脱させるクリーニングモードとを有する。【０００７】
本発明の一態様に係る電気集塵装置は、粒子を含み所定方向に流れる気体から前記粒子を捕捉する電気集塵装置であって、第一電極要素と、第二電極要素と、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間に配置された第一誘電体とを有する第一電極と、前記第一電極と対向する第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極に電圧を供給する電圧供給回路と、前記電圧供給回路を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第一電極で帯電した前記粒子を捕捉する集塵モードと、前記第一電極で捕捉された前記粒子を前記第一電極から離脱させるクリーニングモードとを有し、前記電圧供給回路は、前記集塵モードにおいて、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧を供給し、前記クリーニングモードにおいて、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間に交流電圧を供給することによって、前記第一電極要素と前記第二電極要素との間で沿面放電を発生させる。【０００８】
本発明の一態様に係る換気装置は、上記電気集塵装置を備える。【０００９】
本発明の一態様に係る空気清浄機は、上記電気集塵装置を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電気集塵装置等によれば、捕捉した粒子を電極から速やかにかつ高効率で除去することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１に係る電気集塵装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る電気集塵装置の全体構成の一例を示す模式的な斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る電気集塵装置の第一電極及び第二電極の構成を示す断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の動作を示す模式図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る電気集塵装置の集塵モードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１に係る第一電極に係る電極によって形成される電界強度の分布を示すグラフである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、比較例に係る電極によって形成される電界強度の分布を示すグラフである。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態１に係る第一電極によって形成されるＸ軸方向における電界成分の強度（絶対値）の分布を示すグラフである。
【図９Ｂ】図９Ｂは、比較例に係る電極によって形成されるＸ軸方向における電界成分の強度（絶対値）の分布を示すグラフである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第一電極に付着している帯電した粒子にＺ軸方向の電界が印加される場合に、粒子に加わる力の関係を示す模式図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第一電極に付着している帯電した粒子にＸ軸方向の電界が印加される場合に、粒子に加わる力の関係を示す模式図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る電気集塵装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態１に係る第一電極要素の、第一表面の平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態１に係る電気集塵装置の第一電極における粒子の堆積状態を示す模式図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施の形態１の変形例１に係る電気集塵装置の第一電極における粒子の堆積状態を示す模式図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、実施の形態１の変形例２に係る電気集塵装置の第一電極における粒子の堆積状態を示す模式図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２に係る電気集塵装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２に係る集塵部の第一電極及び第二電極の構成を示す断面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、実施の形態２に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、実施の形態２に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図１７】図１７は、実施の形態２に係る電気集塵装置の集塵モードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。
【図１８Ａ】図１８Ａは、実施の形態２に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、実施の形態２に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図１９】図１９は、実施の形態２に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。
【図２０】図２０は、実施の形態３に係る電気集塵装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、実施の形態３に係る電気集塵装置の全体構成の一例を示す模式的な斜視図である。
【図２２】図２２は、実施の形態３に係る電気集塵装置の第一電極及び第二電極の構成を示す断面図である。
【図２３】図２３は、実施の形態３に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の動作を示す模式図である。
【図２４】図２４は、実施の形態３に係る電気集塵装置の集塵モードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。
【図２５Ａ】図２５Ａは、実施の形態３に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、実施の形態３に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図２６】図２６は、実施の形態３に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。
【図２７】図２７は、実施の形態３に係る電気集塵装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図２８】図２８は、実施の形態３に係る第一電極と第二電極との間に、集塵モードにおいて形成される電界分布の概要を示す模式図である。
【図２９】図２９は、比較例に係る第一電極と第二電極との間に、集塵モードにおいて形成される電界分布の概要を示す模式図である。
【図３０】図３０は、実施の形態３に係る第一電極要素及び第二電極要素の構成を示す平面図である。
【図３１Ａ】図３１Ａは、実施の形態３の変形例１に係る第一電極の構成を示す断面図である。
【図３１Ｂ】図３１Ｂは、実施の形態３の変形例２に係る第一電極の構成を示す断面図である。
【図３２Ａ】図３２Ａは、実施の形態３に係る第一電極要素の、第一表面の平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。
【図３２Ｂ】図３２Ｂは、実施の形態３の変形例３に係る第一電極要素の、第一表面の平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。
【図３２Ｃ】図３２Ｃは、実施の形態３の変形例４に係る第一電極要素の、第一表面の平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。
【図３３】図３３は、実施の形態３に係る電気集塵装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図３４】図３４は、実施の形態４に係る集塵部の第一電極及び第二電極の構成を示す断面図である。
【図３５Ａ】図３５Ａは、実施の形態４に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図３５Ｂ】図３５Ｂは、実施の形態４に係る電気集塵装置の集塵モードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図３６】図３６は、実施の形態４に係る電気集塵装置の集塵モードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。
【図３７Ａ】図３７Ａは、実施の形態４に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第一のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図３７Ｂ】図３７Ｂは、実施の形態４に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおける第一電極及び第二電極の第二のタイミングでの動作を示す模式図である。
【図３８】図３８は、実施の形態４に係る電気集塵装置のクリーニングモードにおいて第一電極及び第二電極に供給される電圧の波形を示すグラフである。
【図３９】図３９は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用される換気装置の一例の外観図である。
【図４０】図４０は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用される空気清浄機の一例の外観図である。
【図４１】図４１は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用されるエアコンディショナの一例の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ（工程）、並びに、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１３】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、「平行」との記載は、完全に平行であることだけでなく、実質的に平行である、すなわち、数％程度の差異を含むことも意味する。
【００１４】
（実施の形態１）
［１−１．電気集塵装置の構成］
実施の形態１に係る電気集塵装置の構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図２は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の全体構成の一例を示す模式的な斜視図である。
【００１５】
本実施の形態に係る電気集塵装置１００は、粒子を含み所定方向に流れる気体から粒子を捕捉する。当該気体は、特に限定されないが、本実施の形態では、当該気体として空気を用いる。電気集塵装置１００は、気体の経路内に配置される。例えば、電気集塵装置１００は、換気装置の一部として、換気システムにおける給気ダクト内等に設置され、給気ダクトに流入する気体中の粒子の少なくとも一部を捕捉して、清浄化された気体を吐出する。
【００１６】
図１に示すように、電気集塵装置１００は、機能的には、気体中の帯電した粒子を捕捉する集塵部１と、気体中の粒子を帯電させる帯電部２と、帯電部２等に電力を供給する電源回路３とを備える。電気集塵装置１００は、さらに、集塵部１に電圧を供給する電圧供給回路４と、電圧供給回路４が供給する電圧を制御する制御部５とを備える。
【００１７】
図２に示すように、構造的には、電気集塵装置１００では、気体の流れの方向における帯電部２の下流に、集塵部１が配置される。気体は、電気集塵装置１００の外部に配置された送風機等によって、帯電部２及び集塵部１に導入されてもよい。なお、送風機は電気集塵装置１００の内部に配置されてもよい。
【００１８】
ここで、図２以降の各図において、気体が流れる方向をＸ軸方向としている。本実施の形態では、Ｘ軸正方向に気体が流れる。Ｘ軸に垂直な鉛直方向をＹ軸方向とし、上方から下方に向かう方向を、Ｙ軸正方向としている。Ｘ軸及びＹ軸に垂直な水平方向をＺ軸方向としている。上記鉛直方向及び水平方向は、電気集塵装置１００が配置される向きを制限しない。電気集塵装置１００は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向をいかなる向きにして配置されてもよい。ここで、Ｘ軸正方向は、所定の方向の一例であり、Ｙ軸方向は、所定の方向と異なる方向の一例である。
【００１９】
図１及び図２を参照すると、帯電部２は、電気集塵装置１００に流入する気体中の粒子９０を帯電させる。帯電部２は、互いに対向して配置された高電位電極３０と低電位電極４０とを備える。本実施の形態では、帯電部２は、高電位電極３０と低電位電極４０との間でコロナ放電を発生することによって、放電空間中を通過する粒子９０の大部分を正に帯電させる。このように、帯電部２は正に帯電した粒子９０ｐを生成する。なお、帯電部２は、粒子９０を負に帯電させることによって、負に帯電した粒子を生成してもよい。
【００２０】
高電位電極３０は、低電位電極４０よりも高い電位が印加され、この電位差に起因して、高電位電極３０と低電位電極４０との間で放電を発生させる。高電位電極３０は、例えばステンレス、タングステン等の導電性金属で構成され、電界が集中するように、本実施の形態では、細長い棒状の形状を有する。なお、高電位電極３０は、平板等のいかなる形状を有してもよい。低電位電極４０は、例えばステンレス、アルミニウム等の導電性金属で構成される。本実施の形態では、低電位電極４０は、平板状の形状を有するが、いかなる形状でもよい。
【００２１】
複数の低電位電極４０が、互いに対向して、具体的には、互いに平行に、Ｚ軸方向に並んで配置されている。さらに、複数の低電位電極４０は、ＸＹ平面と平行に配置され、これらの間にＸ軸方向の気体の流路を形成する。つまり、各低電位電極４０は、その主面が気体の流れの方向に沿うように配置される。また、複数の高電位電極３０が、低電位電極４０の間で、低電位電極４０の主面と平行に且つ対向して配置されている。
【００２２】
各高電位電極３０は、Ｙ軸方向を軸方向として配置される。高電位電極３０と低電位電極４０との間の距離は、例えば１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度である。高電位電極３０には、例えば５ｋＶ以上１０ｋＶ以下程度の電位が印加され、低電位電極４０は、例えば接地され得る。
【００２３】
図１及び図２を参照すると、集塵部１は、帯電部２を通過後の気体中の帯電した粒子を捕捉する。本実施の形態では、集塵部１は、正に帯電した粒子９０ｐを捕捉する。集塵部１は、１以上の第一電極１０及び１以上の第二電極２０を備える。板状の第一電極１０及び第二電極２０は、互いに対向して、具体的には、互いに間隔をあけて平行に、Ｚ軸方向に並んで配置されている。本実施の形態では、集塵部１は、複数の第一電極１０及び複数の第二電極２０を備え、複数の第一電極１０及び複数の第二電極２０は、Ｚ軸方向に交互に配置されている。複数の第一電極１０及び複数の第二電極２０は、低電位電極４０と同様の向きで、ＸＹ平面と平行に配置され、これらの間にＸ軸方向の気体の流路を形成する。つまり、第一電極１０及び第二電極２０のそれぞれは、その主面が気体の流れの方向に沿うように配置される。よって、低電位電極４０の間を通過した気体は、第一電極１０及び第二電極２０の間に、スムーズに流入する。第一電極１０と第二電極２０との間の距離は、第一電極１０及び第二電極２０に供給される電圧に応じて、適宜設定されればよい。例えば、第一電極１０と第二電極２０との間の最大電界が、１ｋＶ／ｍｍ程度となるように設定される。本実施の形態では、当該距離は４ｍｍ程度である。
【００２４】
第一電極１０及び第二電極２０の詳細な構成について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の第一電極１０及び第二電極２０の構成を示す断面図である。図３には、第一電極１０及び第二電極２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。
【００２５】
図３に示すように、第一電極１０は、互いに離隔して配列される複数の第一電極要素１１と、互いに離隔して配列される複数の第二電極要素１２と、１以上の第三電極要素１３と、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間に配置された第一誘電体１４とを有する。複数の第二電極要素１２の各々は、複数の第一電極要素１１の各々と対向して配置される。１以上の第三電極要素１３の各々は、複数の第一電極要素１１のうち、隣り合う二つの第一電極要素１１の間に、複数の第一電極要素１１及び複数の第二電極要素１２から離隔して配置される。なお、本実施の形態では、第二電極要素１２と第三電極要素１３との間には、誘電体１４ａが配置されるが、第二電極要素１２と第三電極要素１３とは、絶縁されていればよく、必ずしも誘電体１４ａが配置されていなくてもよい。
【００２６】
第二電極２０は、第一電極１０と対向して配置される。
【００２７】
第一誘電体１４は、第二電極２０側に配置された主面である第一表面１４ｆと、第一表面１４ｆの裏側に配置された主面である第一裏面１４ｒとを有する。複数の第一電極要素１１は、第一誘電体１４の第一表面１４ｆに配置される。複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３は、第一誘電体１４の内部又は第一裏面１４ｒに配置される。本実施の形態では、図３に示すように、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３は、第一誘電体１４の第一裏面１４ｒに配置される。これにより、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の絶縁を維持しつつ、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２とを接近させることができる。したがって、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。また、第一表面１４ｆ及び第一裏面１４ｒにおいて捕捉した粒子が付着又は堆積した状態でも、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３との間で、当該粒子を介した異常放電が発生することを抑制できる。
【００２８】
第一誘電体１４は、１以上の第一電極要素１１と、１以上の第二電極要素１２とを電気的に絶縁し、例えば、粒子が第一電極１０上に付着し、堆積した場合においても、粒子を介して第一電極要素１１と第二電極要素１２とが短絡することを抑制する。第一誘電体１４を構成する材料は、公知の電気的な絶縁材料の中から適宜選択される。本実施の形態では、第一誘電体１４は、膜状の誘電体である。第一誘電体１４の膜厚は、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下程度であり、本実施の形態では、２５μｍ程度である。
【００２９】
複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３は、銅等の導電材料を主成分として含む。複数の第一電極要素１１は、例えば、第一誘電体１４の第一表面１４ｆ上に形成されたパターン電極である。また、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３は、例えば、第一誘電体１４の第一裏面１４ｒ上に形成されたパターン電極である。本実施の形態では、複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３の各々は、細長い線状の電極要素である。第一電極要素１１の形状は特に限定されない。第二電極要素１２の形状も特に限定されない。本実施の形態では、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第一電極要素１１の各々の幅は、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第二電極要素１２の幅より小さい。
【００３０】
ここで第一表面１４ｆの平面視における第一電極要素１１の端部を第一電極要素１１の周縁と定義すると、上述の構成により、第一電極要素１１の周縁に対向する位置に第二電極要素１２を配置できる。このため、当該第一電極要素１１と対向する第二電極要素１２との距離を第一誘電体１４の厚さ程度に低減できる。したがって、第一電極要素１１の周縁と第二電極要素１２との間で発生する沿面放電の放電開始電圧を低減できる。
【００３１】
また、本実施の形態では、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第二電極要素１２の各々の幅は、複数の第一電極要素１１の配列方向における１以上の第三電極要素１３の各々の幅より大きい。このように、第三電極要素１３の幅を低減することによって、第三電極要素１３の上方に形成されるＸ軸方向の電界が弱い領域を削減できる。
【００３２】
また、本実施の形態では、第一電極１０は、その両面で帯電した粒子を捕捉できるように、二組の複数の第一電極要素１１及び第一誘電体１４を有する。より詳しくは、第一電極１０は、二つの第一誘電体１４と、二つの第一誘電体１４の間に配置された複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３と、二つの第一誘電体１４の各々の第一表面１４ｆに配置された複数の第一電極要素１１とを有する。
【００３３】
第二電極２０は、図３に示すように、単一の平板状の電極であり、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等の導電材料を主成分として含む。なお、第二電極２０は、例えば、絶縁基板上に形成されたパターン電極であってもよい。
【００３４】
図１に戻り、電源回路３は、帯電部２と、電圧供給回路４とに電位を印加する。本実施の形態では、電源回路３は、例えば商用交流電源等の系統電源（不図示）から電力の供給を受け、供給された交流電力を直流電力に変換し、直流の電位を帯電部２及び電圧供給回路４に印加する。例えば、電源回路３は、コンバータ回路、トランス等によって、供給された電力を変換及び変圧して出力する。電源回路３は、帯電部２の高電位電極３０及び低電位電極４０にそれぞれ高電位及び低電位を印加する。また、電源回路３が電圧供給回路４に印加する電位は、帯電部２の高電位電極３０に印加する電位と異なってもよい。
【００３５】
電圧供給回路４は、集塵部１における第一電極１０及び第二電極２０に電圧を供給する。第一電極１０及び第二電極２０は、それぞれ、電圧供給回路４から電圧を供給されることによって、第一電極１０及び第二電極２０の周囲に電界を生成する。電圧供給回路４は、制御部５によって制御される。電圧供給回路４によって供給される電圧、及び、第一電極１０及び第二電極２０の周囲に形成される電界については、後で詳述する。
【００３６】
制御部５は、電圧供給回路４を制御する。制御部５は、第一電極１０で帯電した粒子を捕捉する集塵モードと、第一電極１０で捕捉された粒子を第一電極１０から離脱させるクリーニングモードとを有する。制御部５が電圧供給回路４を制御することによって、集塵モード又はクリーニングモードに対応する電圧が第一電極１０及び第二電極２０に供給される。
【００３７】
制御部５は、ＣＰＵ又はＤＳＰ等のプロセッサ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリなどからなる処理回路により構成されてもよい。制御部５の一部又は全部の機能は、ＣＰＵ又はＤＳＰがＲＡＭを作業用のメモリとして用いてＲＯＭに記録されたプログラムを実行することによって達成されてもよい。また、制御部５の一部又は全部の機能は、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路によって達成されてもよい。制御部５の一部又は全部の機能は、上記のソフトウェア機能とハードウェア回路との組み合わせによって構成されてもよい。
【００３８】
［１−２．電気集塵装置の動作］
本実施の形態に係る電気集塵装置１００の動作を説明する。具体的には、制御部５の集塵モード及びクリーニングモードにおける電圧供給回路４、第一電極１０及び第二電極２０の動作を中心に説明する。
【００３９】
まず、集塵モードにおける動作について図４及び図５を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の集塵モードにおける第一電極１０及び第二電極２０の動作を示す模式図である。図４においては、第一電極１０及び第二電極２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。図５は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の集塵モードにおいて第一電極１０及び第二電極２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図５においては、第一電極１０に供給される電圧として第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３に供給される電圧が示されている。
【００４０】
図４に示すように、集塵モードにおいては、帯電した粒子９０ｐを含み所定方向（本実施の形態では、Ｘ軸方向）に流れる気体から帯電した粒子９０ｐを捕捉する。図４には、気体が流れる方向である気流の向きが矢印で示されている。
【００４１】
図５に示すように、集塵モードにおいては、電圧供給回路４は、第一電極１０と第二電極２０との間に直流電圧を供給する。具体的には、電圧供給回路４は、第一電極１０の第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３にグランド電位を供給する。つまり、第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３の電位はいずれも０Ｖとなる。また、第二電極２０には、正の高電位が供給される。第二電極２０には、例えば、４ｋＶ程度の高電位が供給される。
【００４２】
これにより、第二電極２０から第一電極１０へ向かう電界が形成される。なお、図４において、電界の向きが破線矢印で示されている。このような電界中に帯電した粒子９０ｐが流入すると、図４に示すように、粒子９０ｐが電界によって静電力を受け、第一電極１０へ向かう力を受ける。したがって、粒子９０ｐは、第一電極１０によって捕捉される。第一電極１０によって捕捉された帯電した粒子９０ｐの多くは、電荷を失い、粒子９０となる。なお、第一電極１０の第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３に供給される電位は、グランド電位に限定されない。例えば、負の電位であってもよいし、第二電極２０に供給される電位より低い正の電位であってもよい。
【００４３】
次に、クリーニングモードにおける動作について図６Ａ、図６Ｂ及び図７を用いて説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置１００のクリーニングモードにおける第一電極１０及び第二電極２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図６Ａ及び図６Ｂにおいては、第一電極１０及び第二電極２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ第一電極要素１１に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）及び負の高電位（−Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングでの動作を示す模式図である。図７は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００のクリーニングモードにおいて第一電極１０及び第二電極２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図７においては、第一電極１０に供給される電圧として第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３に供給される電圧が示されている。
【００４４】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、クリーニングモードにおいては、第一電極１０で捕捉された粒子９０を第一電極１０から離脱させる。なお、上述したとおり、帯電した粒子９０ｐの多くは、第一電極１０で捕捉されて電荷を失い、粒子９０となっている。このように、電荷を失った粒子９０を第一電極１０から除去するために、電圧供給回路４は、第一電極要素１１及び第二電極要素１２の間に第一交流電圧を供給することによって、第一電極要素１１及び第二電極要素１２との間で沿面放電を発生させる。具体的には、図７に示すように、電圧供給回路４は、第一電極１０の第二電極要素１２及び第二電極２０にグランド電位を供給し、第一電極１０の第一電極要素１１に交流電位を供給する。これにより、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間の電位差が大きいタイミングで第一電極要素１１の周縁にて沿面放電が発生する。
【００４５】
図６Ａに示すように、第一電極要素１１に正の高電位が供給されるタイミングにおいては、第一電極要素１１の断面の頂点付近において沿面放電Ｐが発生する。沿面放電Ｐが発生している領域においては、プラズマが生成される。第一電極要素１１の周縁にて生成されたプラズマ中のイオンのうち、電子などの負イオンは第二電極要素１２から第一電極要素１１へ向かう向きに力を受け、正イオンは第一電極要素１１から第二電極要素１２へ向かう向きに力を受ける。このため、沿面放電Ｐが発生している第一電極１０の第一表面１４ｆ上の領域においては正イオンの方が、負イオンより多い。したがって、第一電極１０に捕捉されている粒子９０の少なくとも一部は、沿面放電Ｐによって、正に帯電して粒子９０ｐとなる。
【００４６】
第一電極要素１１に供給する交流電位の最大値及び周波数は、第一電極１０において上記動作に適した値に適宜設定されればよい。本実施の形態では、交流電位の最大値は、１ｋＶ以上２ｋＶ以下程度であり、周波数は２５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下程度である。
【００４７】
続いて、図６Ｂに示すように、第一電極要素１１に負の高電位が供給されるタイミングにおいても、沿面放電Ｐが発生する。これにより、粒子９０が負に帯電して粒子９０ｎとなる。また、第一電極要素１１に負の電位が印加される場合には、第二電極要素１２から第一電極要素１１に向かう電界が形成されるため、正に帯電した粒子９０ｐが、第一電極１０から第二電極２０へ向かう向きに力を受ける。これにより、粒子９０ｐを第一電極１０から分離することができる。なお、このような力は、第一電極要素１１に電位が供給されるタイミングのうち、特に、沿面放電が発生していないとき、つまり、沿面放電によって発生したイオンが少ない場合に最も有効となる。
【００４８】
以上のようにクリーニングモードにおいては、第一電極１０で捕捉された粒子９０を帯電させて、第一電極１０から分離することができる。このように分離された粒子９０ｐ、９０ｎは、重力を用いて集塵部１から除去されてもよいし、上記の所定の方向（Ｘ軸方向）と異なる方向に気流を発生させることで除去されてもよい。このために、電気集塵装置１００は、別途送風機を備えてもよい。なお、捕捉された粒子９０を除去するために、放電によって、粒子９０を燃焼又は分解することも可能であるが、粒子９０を燃焼又は分解するためには、上述のように、電極から除去する場合と比べて長い時間を要する。このため、気体中の粒子の密度が高い場合、電気集塵装置１００に流入する気体量が多い場合などには、この方法は適さない。また、この方法では、高電圧を比較的長時間にわたって供給する必要があるため、消費電力が大きくなる。さらに、この方法では、強い放電が必要であるため、それに耐え得る耐久性の高い電極が必要となる。一方、本実施の形態では、必ずしも粒子９０を燃焼又は分解する必要はないため、気体中の粒子の密度が高い場合、及び、電気集塵装置１００に流入する気体量が多い場合においても利用可能である。さらに、本実施の形態では、上記方法より消費電力を抑制できる。また、本実施の形態では、微弱な沿面放電を発生させるだけでよいため、各電極要素に要求される耐久性は上記方法を用いる場合より低くてよい。
【００４９】
また、本実施の形態においては、図７に示すように、クリーニングモードにおいて、１以上の第三電極要素１３と複数の第二電極要素１２との間に第二交流電圧を供給する。ここで、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差は、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より大きい。複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より大きくするために、第一交流電圧と第二交流電圧とは、周期が同一であり、かつ、位相差が９０度以上１８０度以下であってもよい。図７に示す例では、第一交流電圧と第二交流電圧とは、位相差が１８０度である。これにより、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を最大とすることができる。なお、ここで、当該位相差が１８０度であるとの記載は、当該位相差が１８０度に完全に一致する場合だけを限定的に意味するわけではなく、当該位相差が実質的に１８０度である場合も含む。例えば、当該位相差が、１７０度以上１９０度以下であってもよい。
【００５０】
続いて、第三電極要素１３にこのような第二交流電圧が供給されることによる作用について図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。
【００５１】
図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ本実施の形態に係る第一電極１０及び比較例に係る電極によって形成される電界強度Ｅの分布を示すグラフである。図８Ａ及び図８Ｂの縦軸は、電界強度Ｅを示し、横軸は、第一電極１０又は比較例に係る電極のＸ軸方向における位置を示す。ここで、電界強度Ｅは、電界のＸ軸方向成分とＺ軸方向成分とを合成した電界ベクトルの大きさを意味する。図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ本実施の形態に係る第一電極１０及び比較例に係る電極によって形成されるＸ軸方向における電界成分の強度Ｅｘ（絶対値）の分布を示すグラフである。図９Ａ及び図９Ｂの縦軸は、電界強度Ｅｘ（絶対値）を示し、横軸は、第一電極１０又は比較例に係る電極のＸ軸方向における位置を示す。図８Ａ〜図９Ｂに示すグラフはいずれもシミュレーションによって求められている。なお、各グラフの下方には、第一電極１０及び比較例に係る電極の断面が示されている。各グラフの横軸の位置と、各グラフの下方に示される電極の位置とがそれぞれ対応する。ここで、比較例の電極として、図８Ｂ及び図９Ｂの各グラフの下方に示すように、第一誘電体１４の第一裏面１４ｒ全面に第二電極要素１２ａが配置されたものを用いている。また、各図において、第一電極１０又は電極からの距離ｚが０ｍｍ、０．０１ｍｍ及び０．０３ｍｍの位置における電界強度が示されている。
【００５２】
図８Ａ及び図９Ａに示すように、本実施の形態に係る第一電極１０によれば、比較例に係る電極より、隣り合う二つの第一電極要素１１の間における電界強度Ｅ、特に、Ｘ軸方向、つまり、複数の第一電極要素１１の配列方向における電界強度Ｅｘを高めることができる（各グラフの破線で囲まれた部分参照）。これにより、第一電極１０に付着した粒子９０の離脱を促進することができる。なお、図９Ａに示すように、第三電極要素１３の上方には、電界強度Ｅｘが弱い領域が形成されるため、第三電極要素１３のＸ軸方向の幅は、例えば、第二電極要素１２のＸ軸方向の幅より小さくてもよい。
【００５３】
ここで、Ｘ軸方向における電界強度Ｅｘによる帯電した粒子９０ｐの離脱促進効果について、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、第一電極１０に付着している帯電した粒子９０ｐにＺ軸方向の電界Ｅｚ及びＸ軸方向の電界Ｅｘが印加される場合に、粒子９０ｐに加わる力の関係を示す模式図である。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂには、粒子９０ｐを第一電極１０から最も離脱させにくい場合を示す例として、重力ＦｇがＺ軸の正から負に向かう向きに作用されている場合を示す例が示されている。
【００５４】
図１０Ａに示すように、帯電した粒子９０ｐに、Ｚ軸方向、つまり、第一電極１０から第二電極２０に向かう方向の電界Ｅｚが印加されることによって、帯電した粒子９０ｐを第一電極１０から離脱させる向きに静電力Ｆｅ（ｚ）が加わる。静電力Ｆｅ（ｚ）は、電界Ｅｚによって帯電した粒子９０ｐに加わるＺ軸方向の力であり、粒子９０ｐの電荷量ｑを用いて、Ｆｅ（ｚ）＝ｑ×Ｅｚが成り立つ。ここで、帯電した粒子９０ｐには、重力Ｆｇに加えて、比較的強い付着力Ｆａが加わっているため、帯電した粒子９０ｐを離脱させるには、これらの力を上回る静電力Ｆｅ（ｚ）を印加する必要がある。なお、付着力Ｆａは、主にファンデルワールス力Ｆｖと鏡像力Ｆｅｉの和で表される。
【００５５】
一方、図１０Ｂに示すように、帯電した粒子９０ｐに、Ｘ軸方向、つまり、複数の第一電極要素１１の配列方向の電界Ｅｘを印加することによって、帯電した粒子９０ｐにＸ軸方向に静電力Ｆｅ（ｘ）＝ｑ×Ｅｘを加えることができる。ここで、帯電した粒子９０ｐにＸ軸方向に加わる力は、付着力Ｆａより大幅に弱い分離抵抗力Ｆｓだけであるため、比較的弱い電界Ｅｘによって帯電した粒子９０ｐを第一電極１０から離脱させることができる。
【００５６】
以上のように、本実施の形態に係る電気集塵装置１００では、１以上の第三電極要素１３と複数の第二電極要素１２との間に第二交流電圧を印加することによって、帯電した粒子９０ｐの離脱を促進できる。
【００５７】
なお、図７に示す例では、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間、及び、第三電極要素１３と第二電極要素１２との間に、それぞれ、正弦波状の第一交流電圧及び第二交流電圧を印加したが、各交流電圧の波形は、正弦波状に限定されない。例えば、三角波であってもよいし、台形波であってもよい。
【００５８】
上述した本実施の形態に係る電気集塵装置１００の動作の流れについて図１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係る電気集塵装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。
【００５９】
図１１に示すように、電気集塵装置１００の制御部５は、まず、集塵モードで電圧供給回路４を制御することによって、集塵動作を行う（Ｓ１０）。これにより、上述のとおり、第一電極１０で帯電した粒子９０ｐが捕捉される。
【００６０】
次に、制御部５は、クリーニングモードで電圧供給回路４を制御することによって、クリーニング動作を行う（Ｓ２０）。これにより、上述の通り、第一電極１０から粒子９０ｐ（又は粒子９０）が除去される。
【００６１】
以上のような動作により、本実施の形態に係る電気集塵装置１００は、気体中の帯電した粒子９０ｐを捕捉し、かつ、捕捉した粒子を速やかにかつ効率的に除去できる。
【００６２】
［１−３．第一電極要素の構成］
次に、本実施の形態に係る第一電極要素の構成について、図１２を用いて説明する。図１２は、本実施の形態に係る第一電極要素１１の、第一表面１４ｆの平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。
【００６３】
図１２に示すように、複数の第一電極要素１１の各々は、細長い線状の形状を有する。つまり、複数の第一電極要素１１は、ストライプ状の形状を有する。第一電極１０は、第一電極要素１１に電気的に接続されたパッド電極１５及び接続電極１６を有する。パッド電極１５は、パッド状の形状を有する電極であり、電圧供給回路４と接続される。接続電極１６は、複数の第一電極要素１１の各々とパッド電極１５とを電気的に接続する電極である。これにより、パッド電極１５から接続電極１６を介して第一電極要素１１に電圧が供給される。
【００６４】
本実施の形態に係る第一電極要素１１が図１２に示すような形状を有することにより、第一電極要素１１が一つの平板状の形状を有する場合より、第一電極要素１１の周縁の長さを大きくできる。クリーニングモードにおいて発生させる沿面放電は、第一電極要素１１の周縁において発生するため、本実施の形態では、第一電極要素１１が一つの平板状の形状を有する場合より、沿面放電が発生する領域を増大させることができる。
【００６５】
また、第一電極要素１１の形状は、図１２に示される形状に限定されず、例えば、第一電極要素１１の形状は、湾曲していてもよい。
【００６６】
［１−４．変形例］
本実施の形態の変形例に係る電気集塵装置について説明する。本変形例に係る電気集塵装置は、集塵モードにおける第一電極１０の各電極要素への供給電圧において実施の形態１に係る電気集塵装置１００と相違する。以下、本変形例に係る電気集塵装置について図１３Ａ〜図１３Ｃを用いて説明する。図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１３Ｃは、それぞれ実施の形態１、変形例１及び変形例２に係る電気集塵装置の第一電極１０における粒子９０の堆積状態を示す模式図である。
【００６７】
実施の形態１に係る電気集塵装置１００においては、第一電極１０の各電極要素には、グランド電位が供給される。このため、図１３Ａに示すように、粒子９０は、第一電極１０上にほぼ均一に堆積される。
【００６８】
変形例１に係る第一電極１０においては、第一電極要素１１及び第二電極要素１２には、グランド電位が供給され、第三電極要素１３にグランド電位より高く第二電極２０に印加される電圧より低い電圧が供給される。したがって、第一電極要素１１の上方には、第三電極要素１３の上方より電界強度が強い領域が形成される。このため、図１３Ｂに示すように、第一電極要素１１の上方においては、第三電極要素１３より粒子９０の堆積量が多い。
【００６９】
変形例２に係る第一電極１０においては、第一電極要素１１及び第二電極要素１２には、グランド電位が供給され、第三電極要素１３にグランド電位より低い電圧が供給される。したがって、第三電極要素１３の上方には、第一電極要素１１の上方より電界強度が強い領域が形成される。このため、図１３Ｂに示すように、第三電極要素１３の上方においては、第一電極要素１１上より粒子９０の堆積量が多い。
【００７０】
変形例１及び変形例２に係る第一電極１０のように、第一電極１０上の粒子９０の堆積量が不均一である場合には、実施の形態１に係る第一電極１０のように、第一電極１０上の粒子９０の堆積量が均一である場合より、粒子９０が離脱しやすい。これは、粒子９０の堆積量が均一である場合には、第一誘電体１４の第一表面１４ｆに平行な方向に粒子９０に力が加わる場合に、当該粒子９０の周囲に位置する他の粒子９０によって、当該粒子９０の移動が阻害されるためであると推測される。
【００７１】
以上のように、各変形例に係る電気集塵装置の集塵モードにおいて、第一電極要素１１に印加する電圧は、第三電極要素１３に印加する電圧と異なる。これにより、各変形例に係る電気集塵装置において、実施の形態１に係る電気集塵装置１００より、第一電極１０から粒子９０を容易に離脱させることができる。したがって、クリーニングモードにおいて第一電極１０の各電極要素に供給する電圧を低減できる。
【００７２】
［１−５．まとめ］
以上のように、本実施の形態に係る電気集塵装置１００は、粒子を含み所定方向に流れる気体から粒子を捕捉する。電気集塵装置１００は、互いに離隔して配列される複数の第一電極要素１１と、互いに離隔して配列される複数の第二電極要素１２と、１以上の第三電極要素１３と、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間に配置された第一誘電体１４とを有する第一電極１０と、第一電極１０と対向して配置される第二電極２０と、第一電極１０及び第二電極２０に電圧を供給する電圧供給回路４と、電圧供給回路４を制御する制御部５とを備える。複数の第二電極要素１２の各々は、複数の第一電極要素１１の各々と対向して配置される。１以上の第三電極要素１３の各々は、複数の第一電極要素１１のうち、隣り合う二つの第一電極要素１１の間に、複数の第一電極要素１１及び複数の第二電極要素１２から離隔して配置される。制御部５は、帯電した粒子を第一電極１０で捕捉する集塵モードと、第一電極１０で捕捉された粒子を第一電極１０から離脱させるクリーニングモードとを有する。
【００７３】
このような電気集塵装置１００によれば、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２０との間に電圧を印加することで、帯電した粒子９０ｐを捕捉することができる。また、第一電極要素１１と、第一電極要素１１と対向して配置される第二電極要素１２とを備えることにより、クリーニングモードにおいて、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間に交流電圧を印加することで、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間で沿面放電を発生させることができる。これにより、捕捉した粒子９０ｐ（又は粒子９０）を第一電極１０から速やかにかつ効率的に除去することが可能になる。また、沿面放電を発生させることにより、第一電極１０で捕捉されて電荷を失った粒子９０を再度帯電させることができるため、静電力を用いて粒子９０を第一電極１０から除去することができる。
【００７４】
さらに、第一電極要素１１と第三電極要素１３との間に電圧を印加することで、隣り合う第一電極要素１１間において印加される電界強度を高めることができる。これにより、第一電極１０に付着した粒子のうち、より多くの粒子を除去できる。
【００７５】
また、電気集塵装置１００において、電圧供給回路４は、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２０との間に電圧を供給してもよい。電圧供給回路４は、クリーニングモードにおいて、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間に第一交流電圧を供給することによって、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間で沿面放電Ｐを発生させてもよい。
【００７６】
これにより、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２０との間に電界を形成し、当該電界による静電力を用いて、帯電した粒子を第一電極１０で捕捉できる。また、クリーニングモードにおいて、沿面放電を発生させることにより、第一電極１０で捕捉されて電荷を失った粒子９０を再度帯電させることができるため、静電力を用いて粒子９０を第一電極１０から除去することができる。
【００７７】
また、電気集塵装置１００において、電圧供給回路４は、クリーニングモードにおいて、さらに、１以上の第三電極要素１３と複数の第二電極要素１２との間に第二交流電圧を供給してもよい。複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差は、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より大きくてもよい。
【００７８】
これにより、隣り合う二つの第一電極要素１１の間における電界強度Ｅ、特に、複数の第一電極要素１１の配列方向における電界強度Ｅｘを高めることができる。したがって、第一電極１０に付着した粒子９０の離脱を促進することができる。
【００７９】
また、電気集塵装置１００において、第一交流電圧と第二交流電圧とは、周期が同一であり、かつ、位相差が９０度以上１８０度以下であってもよい。
【００８０】
これにより、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より確実に大きくすることができる。
【００８１】
また、電気集塵装置１００において、第一交流電圧と第二交流電圧とは、位相差が１８０度であってもよい。
【００８２】
これにより、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を、最大とすることができる。
【００８３】
また、電気集塵装置１００において、第一誘電体１４は、第二電極２０側に配置された主面である第一表面１４ｆと、第一表面１４ｆの裏側に配置された主面である第一裏面１４ｒとを有してもよい。複数の第一電極要素１１は、第一表面１４ｆに配置され、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３は、第一裏面１４ｒに配置されてもよい。
【００８４】
これにより、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の絶縁を維持しつつ、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２とを接近させることができる。したがって、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。また、第一表面１４ｆ及び第一裏面１４ｒにおいて捕捉した粒子が付着又は堆積した状態でも、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３との間で、当該粒子を介した異常放電が発生することを抑制できる。
【００８５】
また、電気集塵装置１００において、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第一電極要素１１の各々の幅は、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第二電極要素１２の各々の幅より小さくてもよい。
【００８６】
これにより、第一電極要素１１の周縁に対向する位置に第二電極要素１２を配置できるため、当該第一電極要素１１と対向する第二電極要素１２との距離を第一誘電体１４の厚さ程度に低減できる。したがって、第一電極要素１１の周縁と第二電極要素１２との間で発生する沿面放電の放電開始電圧を低減できる。
【００８７】
また、電気集塵装置１００において、複数の第一電極要素１１の配列方向における複数の第二電極要素１２の各々の幅は、複数の第一電極要素１１の配列方向における１以上の第三電極要素１３の各々の幅より大きくてもよい。
【００８８】
このように、第三電極要素１３の幅を低減することによって、第三電極要素１３の上方に形成されるＸ軸方向の電界が弱い領域を削減できる。
【００８９】
また、電気集塵装置１００の集塵モードにおいて、複数の第一電極要素１１に印加する電圧は、１以上の第三電極要素１３に印加する電圧と異なってもよい。
【００９０】
これにより、電気集塵装置１００において、第一電極１０から粒子９０を容易に離脱させることができる。したがって、クリーニングモードにおいて第一電極１０の各電極要素に供給する電圧を低減できる。
【００９１】
また、電気集塵装置１００において、第一表面１４ｆの平面視において、複数の第一電極要素１１は、ストライプ状の形状を有してもよい。
【００９２】
これにより、第一電極要素１１が一つの平板状の形状を有する場合より、第一電極要素１１の周縁の長さを大きくできる。したがって、第一電極要素１１が一つの平板状の形状を有する場合より、沿面放電が発生する領域を増大させることができる。
【００９３】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る電気集塵装置について説明する。本実施の形態に係る電気集塵装置は、集塵モードにおいて、集塵部の第一電極及び第二電極の両方で帯電した粒子を捕捉する。また、本実施の形態に係る電気集塵装置は、クリーニングモードにおいて、集塵部の第一電極及び第二電極の両方で粒子を除去する。以下、本実施の形態に係る電気集塵装置について、実施の形態１に係る電気集塵装置１００との相違点を中心に説明する。
【００９４】
［２−１．電気集塵装置の構成］
本実施の形態に係る電気集塵装置の構成について図１４を用いて説明する。図１４は、本実施の形態に係る電気集塵装置２００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図１４に示すように、本実施の形態に係る電気集塵装置２００は、実施の形態１に係る電気集塵装置１００と同様に、集塵部２０１と、帯電部２と、電源回路３と、電圧供給回路２０４と、制御部２０５とを備える。このように、本実施の形態に係る電気集塵装置２００は、集塵部２０１、電圧供給回路２０４及び制御部２０５の構成において、実施の形態１に係る電気集塵装置１００と相違する。以下、これらの相違点について説明する。
【００９５】
集塵部２０１の構成について、図１５を用いて説明する。図１５は、本実施の形態に係る集塵部２０１の第一電極１０及び第二電極２２０の構成を示す断面図である。図１５には、第一電極１０及び第二電極２２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。本実施の形態に係る第一電極１０は、実施の形態１に係る第一電極１０と同様の構成を有する。
【００９６】
本実施の形態に係る第二電極２２０は、互いに離隔して配列される複数の第四電極要素２２４と、互いに離隔して配列される複数の第五電極要素２２５と、１以上の第六電極要素２２６と、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間に配置された第二誘電体２２７とを有する。複数の第五電極要素２２５の各々は、複数の第四電極要素２２４の各々と対向して配置される。１以上の第六電極要素２２６の各々は、複数の第四電極要素２２４のうち、隣り合う二つの第四電極要素２２４の間に、複数の第四電極要素２２４及び複数の第五電極要素２２５から離隔して配置される。なお、本実施の形態では、第五電極要素２２５と第六電極要素２２６との間には、誘電体２２７ａが配置されるが、第五電極要素２２５と第六電極要素２２６とは、絶縁されていればよく、必ずしも誘電体２２７ａが配置されていなくてもよい。
【００９７】
本実施の形態に係る複数の第四電極要素２２４、複数の第五電極要素２２５、１以上の第六電極要素２２６及び第二誘電体２２７は、それぞれ、実施の形態１に係る第一電極１０の複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２、１以上の第三電極要素１３及び第一誘電体１４と同様の構成を有する。言い換えると、第二電極２２０は、第一電極１０と同様の構成を有する。第二誘電体２２７は、第一電極１０側に配置された主面である第二表面２２７ｆと、第二表面２２７ｆの裏側に配置された主面である第二裏面２２７ｒとを有する。複数の第四電極要素２２４は、第二誘電体２２７の第二表面２２７ｆに配置され、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６は、第二誘電体２２７の内部又は第二裏面２２７ｒに配置される。本実施の形態では、図１５に示すように、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６は、第二裏面２２７ｒに配置される。これにより、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間の絶縁を維持しつつ、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５とを接近させることができる。したがって、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。
【００９８】
制御部２０５は、電圧供給回路２０４を制御する。本実施の形態では、制御部２０５は、第一電極１０及び第二電極２２０の両方で帯電した粒子を捕捉する集塵モードと、第一電極１０及び第二電極２２０で捕捉された粒子をそれぞれ第一電極１０及び第二電極２２０から離脱させるクリーニングモードとを有する。
【００９９】
電圧供給回路２０４は、第一電極１０及び第二電極２２０に電圧を供給する。本実施の形態では、電圧供給回路２０４は、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２２０との間に交流電圧を供給する。
【０１００】
また、電圧供給回路２０４は、クリーニングモードにおいて、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間に第一交流電圧を供給することによって、第一電極要素１１と第二電極要素１２との間で沿面放電を発生させる。また、電圧供給回路２０４は、１以上の第三電極要素１３と複数の第二電極要素１２との間に第二交流電圧を供給する。ここで、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差は、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より大きい。複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を、複数の第一電極要素１１と複数の第二電極要素１２との間の最大電位差より大きくするために、第一交流電圧と第二交流電圧とは、周期が同一であり、かつ、位相差が９０度以上１８０度以下であってもよい。本実施の形態では、第一交流電圧と第二交流電圧とは、位相差が１８０度である。これにより、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を最大とすることができる。
【０１０１】
また、電圧供給回路２０４は、クリーニングモードにおいて、第四電極要素２２４と第五電極要素２２５との間に第三交流電圧を供給することによって、第四電極要素２２４と第五電極要素２２５との間で沿面放電を発生させる。また、電圧供給回路２０４は、１以上の第六電極要素２２６と複数の第五電極要素２２５との間に第四交流電圧を供給する。ここで、複数の第四電極要素２２４と１以上の第六電極要素２２６との間の最大電位差は、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間の最大電位差より大きい。複数の第四電極要素２２４と１以上の第六電極要素２２６との間の最大電位差を、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間の最大電位差より大きくするために、第三交流電圧と第四交流電圧とは、周期が同一であり、かつ、位相差が９０度以上１８０度以下であってもよい。本実施の形態では、第三交流電圧と第四交流電圧とは、位相差が１８０度である。これにより、複数の第一電極要素１１と１以上の第三電極要素１３との間の最大電位差を最大とすることができる。また、第三交流電圧及び第四交流電圧は、それぞれ、第一交流電圧及び第二交流電圧と同一であってもよい。
【０１０２】
［２−２．電気集塵装置の動作］
本実施の形態に係る電気集塵装置２００の動作を説明する。
【０１０３】
まず、集塵モードにおける動作について図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１７を用いて説明する。図１６Ａ及び図１６Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置２００の集塵モードにおける第一電極１０及び第二電極２２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図１６Ａ及び図１６Ｂにおいては、第一電極１０及び第二電極２２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図１６Ａ及び図１６Ｂは、それぞれ第二電極２２０に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）及び負の高電位（−Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。
【０１０４】
図１７は、本実施の形態に係る電気集塵装置２００の集塵モードにおいて第一電極１０及び第二電極２２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。第一電極１０に供給される電圧は、複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３に供給される。また、第二電極２２０に供給される電圧は、複数の第四電極要素２２４、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６に供給される。
【０１０５】
図１７に示すように、集塵モードにおいては、電圧供給回路２０４は、第一電極１０と第二電極２２０との間に交流電圧を供給する。本実施の形態では、電圧供給回路２０４は、第一電極１０の複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３にグランド電位を供給する。つまり、複数の第一電極要素１１、複数の第二電極要素１２及び１以上の第三電極要素１３の電位はいずれも０Ｖとなる。また、第二電極２２０の複数の第四電極要素２２４、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６には、交流電位が供給される。本実施の形態では、第二電極２２０の複数の第四電極要素２２４、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６には、第一電極１０と第二電極２２０との距離が４ｍｍ程度である場合は、最大電界が１ｋＶ／ｍｍ、周波数が０．１Ｈｚ以上１Ｈｚ以下程度の交流電位が供給される。なお、図１７に示す例では、第二電極２２０に供給する電位の波形は矩形であるが、電位の波形は、矩形に限定されない。例えば、電位の波形は台形波などでもよい。
【０１０６】
図１６Ａに示すように、第二電極２２０に正の高電位が供給される場合の動作は、実施の形態１に係る集塵モードの動作と同様である。また、図１６Ｂに示すように、第二電極２２０に負の高電位が供給される場合の動作は、図１６Ａに示す例と異なり、第一電極１０から第二電極２２０へ向かう電界が形成される。なお、図１６Ａ及び図１６Ｂにおいて、電界の向きが破線矢印で示されている。このような電界中に帯電した粒子９０ｐが流入すると、図１６Ｂに示すように、帯電した粒子９０ｐが電界によって静電力を受け、第二電極２２０へ向かう力を受ける。したがって、帯電した粒子９０ｐは、第二電極２２０によって捕捉される。第二電極２２０によって捕捉された粒子９０ｐの多くは、電荷を失い、粒子９０となる。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態に係る集塵モードにおいては、第一電極１０及び第二電極２２０の両方で、帯電した粒子を捕捉する。本実施の形態では、第一電極１０だけでなく第二電極２２０でも帯電した粒子を捕捉できるため、実施の形態１に係る電気集塵装置１００より、第一電極１０に堆積する粒子の量を低減できる。したがって、本実施の形態では、集塵モードの連続運転可能時間をより長くできる。
【０１０８】
次に、クリーニングモードにおける動作について図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１９を用いて説明する。図１８Ａ及び図１８Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置２００のクリーニングモードにおける第一電極１０及び第二電極２２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図１８Ａ及び図１８Ｂにおいては、第一電極１０及び第二電極２２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図１８Ａは、第一電極要素１１及び第四電極要素２２４に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）が供給され、第三電極要素１３及び第六電極要素２２６に負の高電位（−Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。図１８Ｂは、第一電極要素１１及び第四電極要素２２４に負の高電位（−Ｈ．Ｖ．）が供給され、第三電極要素１３及び第六電極要素２２６に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。なお、本実施の形態では、第二電極要素１２及び第五電極要素２２５には、常にグランド電位が供給されている。
【０１０９】
図１９は、本実施の形態に係る電気集塵装置２００のクリーニングモードにおいて第一電極１０及び第二電極２２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図１９においては、第一電極１０及び第二電極２２０に供給される電圧として第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３、並びに、第四電極要素２２４、第五電極要素２２５及び第六電極要素２２６に供給される電圧が示されている。
【０１１０】
本実施の形態に係る第一電極１０における動作は、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、実施の形態１に係る第一電極１０における動作と同様である。また、本実施の形態に係る第二電極２２０における動作も、実施の形態１に係る第一電極１０における動作と同様である。第二電極２０の第四電極要素２２４、第五電極要素２２５及び第六電極要素２２６が、それぞれ、第一電極１０の第一電極要素１１、第二電極要素１２及び第三電極要素１３と同様の機能を有する。
【０１１１】
これにより、本実施の形態に係るクリーニングモードでは、第一電極１０及び第二電極２２０の両方において、集塵モードで捕捉された粒子を除去できる。
【０１１２】
［２−３．まとめ］
以上のように、本実施の形態に係る電気集塵装置２００において、電圧供給回路２０４は、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２２０との間に交流電圧を供給する。
【０１１３】
これにより、第一電極１０だけでなく第二電極２２０でも帯電した粒子を捕捉できるため、第一電極１０に堆積する粒子の量を低減できる。このため、本実施の形態では、実施の形態１に係る電気集塵装置１００より、第一電極１０に堆積する粒子の量を低減できる。したがって、本実施の形態では、集塵モードの連続運転可能時間をより長くできる。
【０１１４】
電気集塵装置２００において、第二電極２２０は、互いに離隔して配列される複数の第四電極要素２２４と、互いに離隔して配列される複数の第五電極要素２２５と、１以上の第六電極要素２２６と、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間に配置された第二誘電体２２７とを有してもよい。複数の第五電極要素２２５の各々は、複数の第四電極要素２２４の各々と対向して配置されてもよい。１以上の第六電極要素２２６の各々は、複数の第四電極要素２２４のうち、隣り合う二つの第四電極要素２２４の間に、複数の第四電極要素２２４及び複数の第五電極要素２２５から離隔して配置されてもよい。
【０１１５】
このような電気集塵装置２００によれば、第一電極１０と第二電極２０との間に電圧を印加することで、帯電した粒子９０ｐを捕捉することができる。また、第四電極要素２２４と、第四電極要素２２４と対向して配置される第五電極要素２２５とを備えることにより、第四電極要素２２４と第五電極要素２２５との間に交流電圧を印加することで、第四電極要素２２４と第五電極要素２２５との間で沿面放電を発生させることができる。これにより、捕捉した粒子９０ｐ（又は粒子９０）を第二電極２２０から速やかにかつ効率的に除去することが可能になる。また、沿面放電を発生させることにより、第二電極２２０で捕捉されて電荷を失った粒子９０を再度帯電させることができるため、静電力を用いて粒子９０を第二電極２２０から除去することができる。
【０１１６】
さらに、第四電極要素２２４と第六電極要素２２６との間に電圧を印加することで、隣り合う第四電極要素２２４間において印加される電界強度を高めることができる。これにより、第二電極２２０に付着した粒子のうち、より多くの粒子を除去できる。
【０１１７】
また、電気集塵装置２００において、電圧供給回路２０４は、クリーニングモードにおいて、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間に第三交流電圧を供給することによって、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間で沿面放電Ｐを発生させてもよい。
【０１１８】
これにより、クリーニングモードにおいて、第二電極２２０で捕捉した粒子を速やかにかつ効率的に除去することが可能になる。また、本実施の形態では、沿面放電により、第二電極２２０で捕捉されて電荷を失った粒子を再度帯電させることができるため、静電力を用いて第二電極２２０から除去することができる。
【０１１９】
電気集塵装置２００において、電圧供給回路２０４は、クリーニングモードにおいて、さらに、１以上の第六電極要素２２６と複数の第五電極要素２２５との間に第四交流電圧を供給し、複数の第四電極要素２２４と１以上の第六電極要素２２６との間の最大電位差は、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間の最大電位差より大きくてもよい。
【０１２０】
これにより、隣り合う二つの第四電極要素２２４の間における電界強度Ｅ、特に、複数の第四電極要素２２４の配列方向における電界強度を高めることができる。したがって、第二電極２２０に付着した粒子９０の離脱を促進することができる。
【０１２１】
電気集塵装置２００において、第二誘電体２２７は、第一電極１０側に配置された主面である第二表面２２７ｆと、第二表面２２７ｆの裏側に配置された主面である第二裏面２２７ｒとを有してもよい。複数の第四電極要素２２４は、第二表面２２７ｆに配置され、複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６は、第二裏面２２７ｒに配置されてもよい。
【０１２２】
これにより、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間の絶縁を維持しつつ、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５とを接近させることができる。したがって、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。また、第二表面２２７ｆ及び第二裏面２２７ｒにおいて捕捉した粒子が付着又は堆積した状態でも、複数の第四電極要素２２４と複数の第五電極要素２２５及び１以上の第六電極要素２２６との間で、当該粒子を介した異常放電が発生することを抑制できる。
【０１２３】
（実施の形態３）
［３−１．電気集塵装置の構成］
実施の形態３に係る電気集塵装置の構成について図２０及び図２１を用いて説明する。図２０は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図２１は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の全体構成の一例を示す模式的な斜視図である。
【０１２４】
本実施の形態に係る電気集塵装置３００は、粒子を含み所定方向に流れる気体から粒子を捕捉する。当該気体は、特に限定されないが、本実施の形態では、当該気体として空気を用いる。電気集塵装置３００は、気体の経路内に配置される。例えば、電気集塵装置３００は、換気装置の一部として、換気システムにおける給気ダクト内等に設置され、給気ダクトに流入する気体中の粒子の少なくとも一部を捕捉して、清浄化された気体を吐出する。
【０１２５】
図２０に示すように、電気集塵装置３００は、機能的には、気体中の帯電した粒子を捕捉する集塵部３０１と、気体中の粒子を帯電させる帯電部３０２と、帯電部３０２等に電力を供給する電源回路３０３とを備える。電気集塵装置３００は、さらに、集塵部３０１に電圧を供給する電圧供給回路３０４と、電圧供給回路３０４が供給する電圧を制御する制御部３０５とを備える。
【０１２６】
図２１に示すように、構造的には、電気集塵装置３００では、気体の流れの方向における帯電部３０２の下流に、集塵部３０１が配置される。気体は、電気集塵装置３００の外部に配置された送風機等によって、帯電部３０２及び集塵部３０１に導入されてもよい。なお、送風機は電気集塵装置３００の内部に配置されてもよい。
【０１２７】
ここで、図２１以降の各図において、気体が流れる方向をＸ軸方向としている。本実施の形態では、Ｘ軸正方向に気体が流れる。Ｘ軸に垂直な鉛直方向をＹ軸方向とし、上方から下方に向かう方向を、Ｙ軸正方向としている。Ｘ軸及びＹ軸に垂直な水平方向をＺ軸方向としている。上記鉛直方向及び水平方向は、電気集塵装置３００が配置される向きを制限しない。電気集塵装置３００は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向をいかなる向きにして配置されてもよい。ここで、Ｘ軸正方向は、所定の方向の一例であり、Ｙ軸方向は、所定の方向と異なる方向の一例である。
【０１２８】
図２０及び図２１を参照すると、帯電部３０２は、電気集塵装置３００に流入する気体中の粒子９０を帯電させる。帯電部３０２は、互いに対向して配置された高電位電極３３０と低電位電極３４０とを備える。本実施の形態では、帯電部３０２は、高電位電極３３０と低電位電極３４０との間でコロナ放電を発生することによって、放電空間中を通過する粒子９０の大部分を正に帯電させる。このように、帯電部３０２は正に帯電した粒子９０ｐを生成する。なお、帯電部３０２は、粒子９０を負に帯電させることによって、負に帯電した粒子を生成してもよい。
【０１２９】
高電位電極３３０は、低電位電極３４０よりも高い電位が印加され、この電位差に起因して、高電位電極３３０と低電位電極３４０との間で放電を発生させる。高電位電極３３０は、例えばステンレス、タングステン等の導電性金属で構成され、電界が集中するように、本実施の形態では、細長い棒状の形状を有する。なお、高電位電極３３０は、平板等のいかなる形状を有してもよい。低電位電極３４０は、例えばステンレス、アルミニウム等の導電性金属で構成される。本実施の形態では、低電位電極３４０は、平板状の形状を有するが、いかなる形状でもよい。
【０１３０】
複数の低電位電極３４０が、互いに対向して、具体的には、互いに平行に、Ｚ軸方向に並んで配置されている。さらに、複数の低電位電極３４０は、ＸＹ平面と平行に配置され、これらの間にＸ軸方向の気体の流路を形成する。つまり、各低電位電極３４０は、その主面が気体の流れの方向に沿うように配置される。また、複数の高電位電極３３０が、低電位電極３４０の間で、低電位電極３４０の主面と平行に且つ対向して配置されている。
【０１３１】
各高電位電極３３０は、Ｙ軸方向を軸方向として配置される。高電位電極３３０と低電位電極３４０との間の距離は、例えば１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度である。高電位電極３３０には、例えば５ｋＶ以上１０ｋＶ以下程度の電位が印加され、低電位電極３４０は、例えば接地され得る。
【０１３２】
図２０及び図２１を参照すると、集塵部３０１は、帯電部３０２を通過後の気体中の帯電した粒子を捕捉する。本実施の形態では、集塵部３０１は、正に帯電した粒子９０ｐを捕捉する。集塵部３０１は、１以上の第一電極３１０及び１以上の第二電極３２０を備える。板状の第一電極３１０及び第二電極３２０は、互いに対向して、具体的には、互いに間隔をあけて平行に、Ｚ軸方向に並んで配置されている。本実施の形態では、集塵部３０１は、複数の第一電極３１０及び複数の第二電極３２０を備え、複数の第一電極３１０及び複数の第二電極３２０は、Ｚ軸方向に交互に配置されている。複数の第一電極３１０及び複数の第二電極３２０は、低電位電極３４０と同様の向きで、ＸＹ平面と平行に配置され、これらの間にＸ軸方向の気体の流路を形成する。つまり、第一電極３１０及び第二電極３２０のそれぞれは、その主面が気体の流れの方向に沿うように配置される。よって、低電位電極３４０の間を通過した気体は、第一電極３１０及び第二電極３２０の間に、スムーズに流入する。第一電極３１０と第二電極３２０との間の距離は、第一電極３１０及び第二電極３２０に供給される電圧に応じて、適宜設定されればよい。例えば、第一電極３１０と第二電極３２０との間の最大電界が、１ｋＶ／ｍｍ程度となるように設定される。本実施の形態では、当該距離は４ｍｍ程度である。
【０１３３】
第一電極３１０及び第二電極３２０の詳細な構成について図２２を用いて説明する。図２２は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の第一電極３１０及び第二電極３２０の構成を示す断面図である。図２２には、第一電極３１０及び第二電極３２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。
【０１３４】
図２２に示すように、第一電極３１０は、１以上の第一電極要素３１１と、１以上の第二電極要素３１２と、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の間に配置された第一誘電体３１３とを有する。第二電極３２０は、第一電極３１０と対向して配置される。第一誘電体３１３は、第二電極３２０側に配置された主面である第一表面３１３ｆと、第一表面３１３ｆの裏側に配置された主面である第一裏面３１３ｒとを有する。第一電極要素３１１は、第一誘電体３１３の第一表面３１３ｆに配置される。第二電極要素３１２は、第一誘電体３１３の内部又は第一裏面３１３ｒに配置される。本実施の形態では、図２２に示すように、第二電極要素３１２は、第一誘電体３１３の第一裏面３１３ｒに配置される。これにより、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間の絶縁を維持しつつ、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２とを接近させることができる。したがって、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。また、第一表面３１３ｆ及び第一裏面３１３ｒにおいて捕捉した粒子が付着又は堆積した状態でも、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間で、当該粒子を介した異常放電が発生することを抑制できる。
【０１３５】
第一誘電体３１３は、１以上の第一電極要素３１１と、１以上の第二電極要素３１２とを電気的に絶縁し、例えば、粒子が第一電極３１０上に付着し、堆積した場合においても、粒子を介して第一電極要素３１１と第二電極要素３１２とが短絡することを抑制する。第一誘電体３１３を構成する材料は、公知の電気的な絶縁材料の中から適宜選択される。本実施の形態では、第一誘電体３１３は、膜状の誘電体である。第一誘電体３１３の膜厚は、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下程度であり、本実施の形態では、２５μｍ程度である。
【０１３６】
第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２は、銅等の導電材料を主成分として含み、例えば、それぞれ第一誘電体３１３の第一表面３１３ｆ上及び第一裏面３１３ｒ上に形成されたパターン電極である。本実施の形態では、第一電極要素３１１は、複数の細長い線状の電極要素であり、第二電極要素３１２は、第一誘電体３１３の第一裏面３１３ｒのほぼ全面に形成された平板状（又はシート状）の電極要素である。第一電極要素３１１の形状は特に限定されない。第一電極要素３１１の幅（つまり、Ｘ軸方向の寸法）は、例えば、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下程度であり、本実施の形態では０．２ｍｍ程度である。第一電極要素３１１の厚さ（つまり、Ｚ軸方向の寸法）は、例えば５μｍ以上５０μｍ以下程度であり、本実施の形態では、２０μｍ程度である。また、隣り合う第一電極要素３１１の間隔は、例えば、０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下程度であり、本実施の形態では、１ｍｍ程度である。
【０１３７】
また、本実施の形態では、第一電極３１０は、その両面で帯電した粒子を捕捉できるように、二組の第一電極要素３１１及び第一誘電体３１３を有する。より詳しくは、第一電極３１０は、二つの第一誘電体３１３と、二つの第一誘電体３１３の間に配置された第二電極要素３１２と、二つの第一誘電体３１３の各々の第一表面３１３ｆに配置された１以上の第一電極要素３１１とを有する。
【０１３８】
第二電極３２０は、図２２に示すように、単一の平板状の電極であり、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等の導電材料を主成分として含む。なお、第二電極３２０は、例えば、絶縁基板上に形成されたパターン電極であってもよい。
【０１３９】
図２０に戻り、電源回路３０３は、帯電部３０２と、電圧供給回路３０４とに電位を印加する。本実施の形態では、電源回路３０３は、例えば商用交流電源等の系統電源（不図示）から電力の供給を受け、供給された交流電力を直流電力に変換し、直流の電位を帯電部３０２及び電圧供給回路３０４に印加する。例えば、電源回路３０３は、コンバータ回路、トランス等によって、供給された電力を変換及び変圧して出力する。電源回路３０３は、帯電部３０２の高電位電極３３０及び低電位電極３４０にそれぞれ高電位及び低電位を印加する。また、電源回路３０３が電圧供給回路３０４に印加する電位は、帯電部３０２の高電位電極３３０に印加する電位と異なってもよい。
【０１４０】
電圧供給回路３０４は、集塵部３０１における第一電極３１０及び第二電極３２０に電圧を供給する。第一電極３１０及び第二電極３２０は、それぞれ、電圧供給回路３０４から電圧を供給されることによって、第一電極３１０及び第二電極３２０の周囲に電界を生成する。電圧供給回路３０４は、制御部３０５によって制御される。電圧供給回路３０４によって供給される電圧、及び、第一電極３１０及び第二電極３２０の周囲に形成される電界については、後で詳述する。
【０１４１】
制御部３０５は、電圧供給回路３０４を制御する。制御部３０５は、第一電極３１０で帯電した粒子を捕捉する集塵モード、及び、第一電極３１０で捕捉された粒子を第一電極３１０から離脱させるクリーニングモードを有する。制御部３０５が電圧供給回路３０４を制御することによって、集塵モード又はクリーニングモードに対応する電圧が第一電極３１０及び第二電極３２０に供給される。
【０１４２】
制御部３０５は、ＣＰＵ又はＤＳＰ等のプロセッサ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリなどからなる処理回路により構成されてもよい。制御部３０５の一部又は全部の機能は、ＣＰＵ又はＤＳＰがＲＡＭを作業用のメモリとして用いてＲＯＭに記録されたプログラムを実行することによって達成されてもよい。また、制御部３０５の一部又は全部の機能は、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路によって達成されてもよい。制御部３０５の一部又は全部の機能は、上記のソフトウェア機能とハードウェア回路との組み合わせによって構成されてもよい。
【０１４３】
［３−２．電気集塵装置の動作］
本実施の形態に係る電気集塵装置３００の動作を説明する。具体的には、制御部３０５の集塵モード及びクリーニングモードにおける電圧供給回路３０４、第一電極３１０及び第二電極３２０の動作を中心に説明する。
【０１４４】
まず、集塵モードにおける動作について図２３及び図２４を用いて説明する。図２３は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の集塵モードにおける第一電極３１０及び第二電極３２０の動作を示す模式図である。図２３においては、第一電極３１０及び第二電極３２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。図２４は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の集塵モードにおいて第一電極３１０及び第二電極３２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図２４においては、第一電極３１０に供給される電圧として第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２に供給される電圧が示されている。
【０１４５】
図２３に示すように、集塵モードにおいては、帯電した粒子９０ｐを含み所定方向（本実施の形態では、Ｘ軸方向）に流れる気体から帯電した粒子９０ｐを捕捉する。図２３には、気体が流れる方向である気流の向きが矢印で示されている。
【０１４６】
図２４に示すように、集塵モードにおいては、電圧供給回路３０４は、第一電極３１０と第二電極３２０との間に直流電圧を供給する。具体的には、電圧供給回路３０４は、第一電極３１０の第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２にグランド電位を供給する。つまり、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の電位はいずれも０Ｖとなる。また、第二電極３２０には、正の高電位が供給される。第二電極３２０には、例えば、４ｋＶ程度の高電位が供給される。
【０１４７】
これにより、第二電極３２０から第一電極３１０へ向かう電界が形成される。なお、図２３において、電界の向きが破線矢印で示されている。このような電界中に帯電した粒子９０ｐが流入すると、図２３に示すように、粒子９０ｐが電界によって静電力を受け、第一電極３１０へ向かう力を受ける。したがって、粒子９０ｐは、第一電極３１０によって捕捉される。第一電極３１０によって捕捉された帯電した粒子９０ｐの多くは、電荷を失い、粒子９０となる。なお、第一電極３１０の第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２に供給される電位は、グランド電位に限定されない。例えば、負の電位であってもよいし、第二電極３２０に供給される電位より低い正の電位であってもよい。
【０１４８】
次に、クリーニングモードにおける動作について図２５Ａ、図２５Ｂ及び図２６を用いて説明する。図２５Ａ及び図２５Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置３００のクリーニングモードにおける第一電極３１０及び第二電極３２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図２５Ａ及び図２５Ｂにおいては、第一電極３１０及び第二電極３２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図２５Ａ及び図２５Ｂは、それぞれ第一電極要素３１１に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）及び負の高電位（−Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングでの動作を示す模式図である。図２６は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００のクリーニングモードにおいて第一電極３１０及び第二電極３２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図２６においては、第一電極３１０に供給される電圧として第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２に供給される電圧が示されている。
【０１４９】
図２５Ａ及び図２５Ｂに示すように、クリーニングモードにおいては、第一電極３１０で捕捉された粒子９０を第一電極３１０から離脱させる。なお、上述したとおり、帯電した粒子９０ｐの多くは、第一電極３１０で捕捉されて電荷を失い、粒子９０となっている。このように、電荷を失った粒子９０を第一電極３１０から除去するために、電圧供給回路３０４は、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の間に交流電圧を供給することによって、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２との間で沿面放電を発生させる。具体的には、図２６に示すように、電圧供給回路３０４は、第一電極３１０の第二電極要素３１２及び第二電極３２０にグランド電位を供給し、第一電極３１０の第一電極要素３１１に交流電位を供給する。これにより、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間の電位差が大きいタイミングで第一電極要素３１１の周縁にて沿面放電が発生する。ここで第一電極要素３１１の周縁とは、第一表面３１３ｆの平面視における第一電極要素３１１の端部である。
【０１５０】
図２５Ａに示すように、第一電極要素３１１に正の高電位が供給されるタイミングにおいては、第一電極要素３１１の断面の頂点付近において沿面放電Ｐが発生する。沿面放電Ｐが発生している領域においては、プラズマが生成される。第一電極要素３１１の周縁にて生成されたプラズマ中のイオンのうち、電子などの負イオンは第二電極要素３１２から第一電極要素３１１へ向かう向きに力を受け、正イオンは第一電極要素３１１から第二電極要素３１２へ向かう向きに力を受ける。このため、沿面放電Ｐが発生している第一電極３１０の第一表面３１３ｆ上の領域においては正イオンの方が、負イオンより多い。したがって、第一電極３１０に捕捉されている粒子９０の少なくとも一部は、沿面放電Ｐによって、正に帯電して粒子９０ｐとなる。
【０１５１】
第一電極要素３１１に供給する交流電位の最大値及び周波数は、第一電極３１０において上記動作に適した値に適宜設定されればよい。本実施の形態では、交流電位の最大値は、１ｋＶ以上２ｋＶ以下程度であり、周波数は２５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下程度である。
【０１５２】
続いて、図２５Ｂに示すように、第一電極要素３１１に負の高電位が供給されるタイミングにおいても、沿面放電Ｐが発生する。これにより、粒子９０が負に帯電して粒子９０ｎとなる。また、第一電極要素３１１に負の電位が印加される場合には、第二電極要素３１２から第一電極要素３１１に向かう電界が形成されるため、正に帯電した粒子９０ｐが、第一電極３１０から第二電極３２０へ向かう向きに力を受ける。これにより、粒子９０ｐを第一電極３１０から分離することができる。なお、このような力は、第一電極要素３１１に電位が供給されるタイミングのうち、特に、沿面放電が発生していないとき、つまり、沿面放電によって発生したイオンが少ない場合に最も有効となる。
【０１５３】
以上のようにクリーニングモードにおいては、第一電極３１０で捕捉された粒子９０を帯電させて、第一電極３１０から分離することができる。このように分離された粒子９０ｐは、重力を用いて集塵部３０１から除去されてもよいし、上記の所定の方向（Ｘ軸方向）と異なる方向に気流を発生させることで除去されてもよい。このために、電気集塵装置３００は、別途送風機を備えてもよい。なお、捕捉された粒子９０を除去するために、放電によって、粒子９０を燃焼又は分解することも可能であるが、粒子９０を燃焼又は分解するためには、上述のように、電極から除去する場合と比べて長い時間を要する。このため、気体中の粒子の密度が高い場合、電気集塵装置３００に流入する気体量が多い場合などには、この方法は適さない。また、この方法では、高電圧を比較的長時間にわたって供給する必要があるため、消費電力が大きくなる。さらに、この方法では、強い放電が必要であるため、それに耐え得る耐久性の高い電極が必要となる。一方、本実施の形態では、必ずしも粒子９０を燃焼又は分解する必要はないため、気体中の粒子の密度が高い場合、及び、電気集塵装置３００に流入する気体量が多い場合においても利用可能である。さらに、本実施の形態では、上記方法より消費電力を抑制できる。また、本実施の形態では、微弱な沿面放電を発生させるだけでよいため、各電極要素に要求される耐久性は上記方法を用いる場合より低くてよい。
【０１５４】
なお、図２６に示す例では、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間に正弦波状の交流電圧を印加したが、交流電圧の波形は、正弦波状に限定されない。例えば、三角波であってもよいし、台形波であってもよい。
【０１５５】
上述した本実施の形態に係る電気集塵装置３００の動作の流れについて図２７を用いて説明する。図２７は、本実施の形態に係る電気集塵装置３００の動作の流れを示すフローチャートである。
【０１５６】
図２７に示すように、電気集塵装置３００の制御部３０５は、まず、集塵モードで電圧供給回路３０４を制御することによって、集塵動作を行う（Ｓ３１０）。これにより、上述のとおり、第一電極３１０で帯電した粒子９０ｐが捕捉される。
【０１５７】
次に、制御部３０５は、クリーニングモードで電圧供給回路３０４を制御することによって、クリーニング動作を行う（Ｓ３２０）。これにより、上述の通り、第一電極３１０から粒子９０ｐ（又は粒子９０）が除去される。
【０１５８】
以上のような動作により、本実施の形態に係る電気集塵装置３００は、気体中の帯電した粒子９０ｐを捕捉し、かつ、捕捉した粒子を速やかにかつ効率的に除去できる。
【０１５９】
［３−３．第一電極の構成］
次に、本実施の形態に係る電気集塵装置３００における集塵動作をより効果的に行うための第一電極３１０の第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の構成について説明する。
【０１６０】
まず、第一電極３１０と第二電極３２０との間に形成される電界について、図２８及び図２９を用いて説明する。図２８及び図２９は、それぞれ本実施の形態及び比較例に係る第一電極と第二電極との間に、集塵モードにおいて形成される電界分布の概要を示す模式図である。図２８及び図２９においては、電界分布が破線矢印で示されている。
【０１６１】
図２８に示されるように、本実施の形態に係る第一電極３１０においては、第二電極要素３１２が第一電極３１０のほぼ全面に形成されている。図２９に示される比較例に係る第一電極４１０は、本実施の形態に係る第一電極３１０と同様に、第一電極要素３１１、第二電極要素４１２及び第一誘電体３１３を有する。しかしながら、比較例に係る第一電極４１０は、第二電極要素４１２が、第一電極３１０の一部だけに設けられている点において第一電極３１０と相違する。
【０１６２】
図２８に示される本実施の形態では、上述のように、第一電極３１０の全面に第二電極要素３１２が形成されているため、集塵モードにおいて第一電極３１０と第二電極３２０との間の電界強度は均一になる。
【０１６３】
一方、図２９に示される比較例に係る第二電極要素４１２は、第一電極要素３１１よりＸ軸方向の幅が小さく、かつ、Ｘ軸方向の位置が、第一電極要素３１１と重なっている。このため、第二電極３２０から第一電極４１０を見ると、第一電極要素３１１だけが見え、隣り合う第一電極要素３１１間の隙間には、導電体が存在しない。つまり、第一表面３１３ｆの平面視において、第二電極要素４１２は、第一電極要素３１１の外部に配置されない。したがって、図２９に示すように、集塵モードにおいて、第一電極要素３１１の部分に電界が集中し、隣り合う第一電極要素３１１の間では、電界強度が弱い。このように、比較例に係る第一電極４１０では、電界強度が不均一になる。したがって、集塵部３０１において集塵能力が低下する。
【０１６４】
そこで、第一電極と第二電極との間の電界強度を均一にするための第一電極の構成について図３０を用いて説明する。図３０は、本実施の形態に係る第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の構成を示す平面図である。図３０では、第一誘電体３１３の第一表面３１３ｆの平面視における第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の形状が示されている。
【０１６５】
図３０に示すように、本実施の形態では、第一表面３１３ｆの平面視において、第二電極要素３１２の少なくとも一部は、第一電極要素３１１の外部に配置されている。これにより、第一表面３１３ｆの平面視において、隣り合う第一電極要素３１１の隙間の少なくとも一部を第二電極要素３１２で埋めることができる。つまり、第一表面３１３ｆの平面視において、第一電極３１０のうち、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２が配置されていない領域を低減できる。したがって、第一電極３１０と第二電極３２０との間の電界強度を均一化できる。
【０１６６】
ここで、本実施の形態の変形例に係る第一電極の構成について図３１Ａ及び図３１Ｂを用いて説明する。図３１Ａ及び図３１Ｂは、本実施の形態の変形例１及び変形例２に係る第一電極の構成を示す断面図である。
【０１６７】
図３１Ａに示すように、変形例１に係る第一電極３１０ａは、第一電極要素３１１、第二電極要素３１２ａ及び第一誘電体３１３を有する。本変形例に係る第二電極要素３１２ａは、第一誘電体３１３の第一表面３１３ｆの平面視において、隣り合う第一電極要素３１１の隙間に配置されている。これにより、第一表面３１３ｆの平面視において、隣り合う第一電極要素３１１の隙間の少なくとも一部を第二電極要素３１２ａで埋めることができる。したがって、第一電極３１０ａと第二電極３２０との間の電界強度を均一化できる。
【０１６８】
また、第一表面３１３ｆの平面視において、第二電極要素３１２ａは、第一電極要素３１１の周縁の少なくとも一部と重なる。言い換えると、第一表面３１３ｆと直交する方向において、第一電極要素３１１の周縁と対向する位置に、第二電極要素３１２ａが配置されている。これにより、第一電極要素３１１の周縁と第二電極要素３１２ａとの距離を最小化できる。したがって、第一電極要素３１１の周縁と第二電極要素３１２ａとの間で発生する沿面放電の放電開始電圧を低減できる。
【０１６９】
図３１Ｂに示すように、変形例２に係る第一電極３１０ｂは、第一電極要素３１１、第二電極要素３１２ｂ及び第一誘電体３１３を有する。本変形例に係る第二電極要素３１２ｂは、第二電極要素３１２ｂの幅が第一電極要素３１１より狭く、かつ、隣り合う第二電極要素３１２ｂの隙間が、隣り合う第一電極要素３１１の隙間より小さい。このような第二電極要素３１２ｂを有する第一電極３１０ｂによっても、第一表面３１３ｆの平面視において、隣り合う第一電極要素３１１の隙間の少なくとも一部を第二電極要素３１２ｂで埋めることができる。したがって、第一電極３１０ｂと第二電極３２０との間の電界強度を均一化できる。
【０１７０】
また、変形例１と同様に、第一表面３１３ｆの平面視において、第二電極要素３１２ｂは、第一電極要素３１１の周縁の少なくとも一部と重なる。言い換えると、第一表面３１３ｆと直交する方向において、第一電極要素３１１の周縁と対向する位置に、第二電極要素３１２ｂが配置されている。これにより、第一電極要素３１１の周縁と第二電極要素３１２ｂとの距離を最小化できる。したがって、第一電極要素３１１の周縁と第二電極要素３１２ｂとの間で発生する沿面放電の放電開始電圧を低減できる。
【０１７１】
［３−４．第一電極要素の構成］
次に、本実施の形態に係る第一電極要素の構成について、図３２Ａ〜図３２Ｃを用いて説明する。図３２Ａは、本実施の形態に係る第一電極要素３１１の、第一表面３１３ｆの平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。図３２Ｂ及び図３２Ｃは、それぞれ、本実施の形態の変形例３及び変形例４に係る第一電極要素の、第一表面３１３ｆの平面視における概略形状を示す模式的な平面図である。
【０１７２】
図３２Ａに示すように、第一電極要素３１１は、複数の細長い線状の形状、つまり、ストライプ状の形状を有する。第一電極３１０は、第一電極要素３１１に電気的に接続されたパッド電極３１５を有し、パッド電極３１５から第一電極要素３１１に電圧が供給される。
【０１７３】
本実施の形態に係る第一電極要素３１１は、図３２Ａに示すような形状を有することにより、一つの平板状の形状を有する場合より、第一電極要素３１１の周縁の長さを大きくできる。クリーニングモードにおいて発生させる沿面放電は、第一電極要素３１１の周縁において発生するため、本実施の形態では、第一電極要素が一つの平板状の形状を有する場合より、沿面放電が発生する領域を増大させることができる。
【０１７４】
また、第一電極要素の形状は、図３２Ａに示される形状に限定されず、例えば、メッシュ状の形状であってもよい。メッシュ状の形状は特に限定されず、例えば、図３２Ｂに示される変形例３に係る第一電極３１０ｃの第一電極要素３１１ｃのように、格子状の形状であってもよい。また、図３２Ｃに示される変形例４に係る第一電極３１０ｄの第一電極要素３１１ｄのように、ハニカム状の形状であってもよい。
【０１７５】
これらの変形例に係る第一電極要素においても、第一電極要素が一つの平板状の形状を有する場合より、沿面放電が発生する領域を増大させることができる。
【０１７６】
また、図３２Ｂに示される第一電極３１０ｃでは、図２５Ａ及び図２５Ｂを用いて示したような第一電極要素と第二電極要素との間に発生する電界を、図３２ＢのＸ軸方向だけでなく、Ｙ軸方向にも発生させることができる。したがって、第一電極３１０ｃに付着した粒子に対してＸ軸方向だけでなく、Ｙ軸方向にも静電力を作用させることができるため、第一電極３１０ｃに付着した粒子をより離脱させやすくなる。
【０１７７】
さらに、図３２Ｃに示される第一電極３１０ｄでは、第一電極要素と第二電極要素との間に発生する電界を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に加えて、Ｘ軸に対して斜めの方向にも発生させることができる。したがって、第一電極３１０ｄに付着した粒子に対してより多様な向きに静電力を作用させることができるため、第一電極３１０ｄに付着した粒子をより一層離脱させやすくなる。
【０１７８】
［３−５．まとめ］
以上のように、本実施の形態に係る電気集塵装置３００は、粒子を含み所定方向に流れる気体から粒子を捕捉する。電気集塵装置３００は、第一電極要素３１１と、第二電極要素３１２と、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間に配置された第一誘電体３１３とを有する第一電極３１０と、第一電極３１０と対向する第二電極３２０と、第一電極３１０及び第二電極３２０に電圧を供給する電圧供給回路３０４と、電圧供給回路３０４を制御する制御部３０５とを備える。制御部３０５は、第一電極３１０で帯電した粒子を捕捉する集塵モードと、第一電極３１０で捕捉された粒子を第一電極３１０から離脱させるクリーニングモードとを有する。電圧供給回路３０４は、集塵モードにおいて、第一電極３１０と第二電極３２０との間に電圧を供給する。電圧供給回路３０４は、クリーニングモードにおいて、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間に交流電圧を供給することによって、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間で沿面放電Ｐを発生させる。
【０１７９】
これにより、集塵モードにおいて、帯電した粒子を捕捉することができ、かつ、クリーニングモードにおいて、捕捉した粒子を第一電極３１０から速やかにかつ効率的に除去することが可能になる。また、本実施の形態では、沿面放電により、第一電極３１０で捕捉されて電荷を失った粒子を再度帯電させることができるため、静電力を用いて第一電極３１０から除去することができる。
【０１８０】
また、電気集塵装置３００において、電圧供給回路３０４は、集塵モードにおいて、第一電極３１０と第二電極３２０との間に直流電圧を供給してもよい。
【０１８１】
これにより、第一電極３１０と第二電極３２０との間に電界を形成し、当該電界による静電力を用いて、帯電した粒子を第一電極３１０で捕捉できる。
【０１８２】
また、電気集塵装置３００において、第一誘電体３１３は、第二電極３２０側に配置された主面である第一表面３１３ｆと、第一表面３１３ｆの裏側に配置された主面である第一裏面３１３ｒとを有する。第一電極要素３１１は、第一誘電体３１３の第一表面３１３ｆに配置され、第二電極要素３１２は、第一誘電体３１３の内部又は第一裏面３１３ｒに配置されてもよい。
【０１８３】
これにより、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間の絶縁を維持しつつ、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２とを接近させることができる。したがって、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。
【０１８４】
また、電気集塵装置３００における第一表面３１３ｆの平面視において、第二電極要素３１２の少なくとも一部は、第一電極要素３１１の外部に配置されていてもよい。
【０１８５】
これにより、第一表面３１３ｆの平面視において、隣り合う第一電極要素３１１の隙間の少なくとも一部を第二電極要素３１２で埋めることができる。したがって、第一電極３１０と第二電極３２０との間の電界強度を均一化できる。
【０１８６】
また、電気集塵装置３００において、第一表面３１３ｆの平面視において、第一電極要素３１１は、ストライプ状又はメッシュ状の形状を有してもよい。
【０１８７】
これにより、例えば第一電極要素が一つの平板状の形状を有する場合より、沿面放電が発生する領域を増大させることができる。
【０１８８】
（実施の形態４）
実施の形態４に係る電気集塵装置について説明する。本実施の形態に係る電気集塵装置は、集塵モードにおいて、集塵部の第一電極及び第二電極の両方で帯電した粒子を捕捉する。また、本実施の形態に係る電気集塵装置は、クリーニングモードにおいて、集塵部の第一電極及び第二電極の両方で粒子を除去する。以下、本実施の形態に係る電気集塵装置について、実施の形態３に係る電気集塵装置３００との相違点を中心に説明する。
【０１８９】
［４−１．電気集塵装置の構成］
本実施の形態に係る電気集塵装置の構成について図３３を用いて説明する。図３３は、本実施の形態に係る電気集塵装置５００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図３３に示すように、本実施の形態に係る電気集塵装置５００は、実施の形態３に係る電気集塵装置３００と同様に、集塵部５０１と、帯電部３０２と、電源回路３０３と、電圧供給回路５０４と、制御部５０５とを備える。このように、本実施の形態に係る電気集塵装置５００は、集塵部５０１、電圧供給回路５０４及び制御部５０５の構成において、実施の形態３に係る電気集塵装置３００と相違する。以下、これらの相違点について説明する。
【０１９０】
集塵部５０１の構成について、図３４を用いて説明する。図３４は、本実施の形態に係る集塵部５０１の第一電極３１０及び第二電極５２０の構成を示す断面図である。図３４には、第一電極３１０及び第二電極５２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。本実施の形態に係る第一電極３１０は、実施の形態３に係る第一電極３１０と同様の構成を有する。
【０１９１】
本実施の形態に係る第二電極５２０は、第三電極要素５２３と、第四電極要素５２４と、第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４の間に配置された第二誘電体５２５とを有する。本実施の形態に係る第三電極要素５２３、第四電極要素５２４及び第二誘電体５２５は、それぞれ、実施の形態３に係る第一電極３１０の第一電極要素３１１、第二電極要素３１２及び第一誘電体３１３と同様の構成を有する。言い換えると、第二電極５２０は、第一電極３１０と同様の構成を有する。第二電極５２０において、第二誘電体５２５は、第一電極３１０側に配置された主面である第二表面５２５ｆと、第二表面５２５ｆの裏側に配置された主面である第二裏面５２５ｒとを有する。第三電極要素５２３は、第二誘電体５２５の第二表面５２５ｆに配置され、第四電極要素５２４は、第二誘電体５２５の内部又は第二裏面５２５ｒに配置される。これにより、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間の絶縁を維持しつつ、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４とを接近させることができる。したがって、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。
【０１９２】
制御部５０５は、電圧供給回路５０４を制御する。本実施の形態では、制御部５０５は、第一電極３１０及び第二電極５２０の両方で帯電した粒子を捕捉する集塵モードと、第一電極３１０及び第二電極５２０で捕捉された粒子をそれぞれ第一電極３１０及び第二電極５２０から離脱させるクリーニングモードとを有する。
【０１９３】
電圧供給回路５０４は、第一電極３１０及び第二電極５２０に電圧を供給する。本実施の形態では、電圧供給回路５０４は、集塵モードにおいて、第一電極３１０と第二電極５２０との間に交流電圧を供給する。
【０１９４】
また、電圧供給回路５０４は、クリーニングモードにおいて、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間に交流電圧を供給することによって、第一電極要素３１１と第二電極要素３１２との間で沿面放電を発生させる。また、電圧供給回路５０４は、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間に交流電圧を供給することによって、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間で沿面放電を発生させる。
【０１９５】
［４−２．電気集塵装置の動作］
本実施の形態に係る電気集塵装置５００の動作を説明する。
【０１９６】
まず、集塵モードにおける動作について図３５Ａ、図３５Ｂ及び図３６を用いてい説明する。図３５Ａ及び図３５Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置５００の集塵モードにおける第一電極３１０及び第二電極５２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図３５Ａ及び図３５Ｂにおいては、第一電極３１０及び第二電極５２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図３５Ａ及び図３５Ｂは、それぞれ第二電極５２０に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）及び負の高電位（−Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。
【０１９７】
図３６は、本実施の形態に係る電気集塵装置５００の集塵モードにおいて第一電極３１０及び第二電極５２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図３６においては、第一電極３１０及び第二電極５２０に供給される電圧として第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２、並びに、第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４に供給される電圧が示されている。
【０１９８】
図３６に示すように、集塵モードにおいては、電圧供給回路５０４は、第一電極３１０と第二電極５２０との間に交流電圧を供給する。具体的には、電圧供給回路５０４は、第一電極３１０の第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２にグランド電位を供給する。つまり、第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２の電位はいずれも０Ｖとなる。また、第二電極５２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４には、交流電位が供給される。本実施の形態では、第二電極５２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４には、第一電極３１０と第二電極５２０との距離が４ｍｍ程度である場合は、最大電界が１ｋＶ／ｍｍ、周波数が０．１以上１Ｈｚ以下程度の交流電位が供給される。なお、図３６に示す例では、第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４に供給する電位の波形は矩形であるが、電位の波形は、矩形に限定されない。例えば、電位の波形は台形波などでもよい。
【０１９９】
図３５Ａに示すように、第二電極５２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４に正の高電位が供給される場合の動作は、実施の形態３に係る集塵モードの動作と同様である。また、図３５Ｂに示すように、第二電極５２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４に負の高電位が供給される場合の動作は、図３５Ａに示す例と異なり、第一電極３１０から第二電極５２０へ向かう電界が形成される。なお、図３５Ａ及び図３５Ｂにおいて、電界の向きが破線矢印で示されている。このような電界中に帯電した粒子９０ｐが流入すると、図３５Ｂに示すように、帯電した粒子９０ｐが電界によって静電力を受け、第二電極５２０へ向かう力を受ける。したがって、帯電した粒子９０ｐは、第二電極５２０によって捕捉される。第二電極５２０によって捕捉された粒子９０ｐの多くは、電荷を失い、粒子９０となる。
【０２００】
以上のように、本実施の形態に係る集塵モードにおいては、第一電極３１０及び第二電極５２０の両方で、帯電した粒子を捕捉する。本実施の形態では、第一電極３１０だけでなく第二電極５２０でも帯電した粒子を捕捉できるため、実施の形態３に係る電気集塵装置３００より、第一電極３１０に堆積する粒子の量を低減できる。したがって、本実施の形態では、集塵モードの連続運転可能時間をより長くできる。
【０２０１】
次に、クリーニングモードにおける動作について図３７Ａ、図３７Ｂ及び図３８を用いて説明する。図３７Ａ及び図３７Ｂは、本実施の形態に係る電気集塵装置５００のクリーニングモードにおける第一電極３１０及び第二電極５２０の各タイミングでの動作を示す模式図である。図３７Ａ及び図３７Ｂにおいては、第一電極３１０及び第二電極５２０のＺＸ平面に平行な断面が示されている。なお、図３７Ａは、第一電極要素３１１及び第三電極要素５２３に正の高電位（＋Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。図３７Ｂは、第一電極要素３１１及び第三電極要素５２３に負の高電位（−Ｈ．Ｖ．）が供給されるタイミングにおける動作を示す模式図である。
【０２０２】
図３８は、本実施の形態に係る電気集塵装置５００のクリーニングモードにおいて第一電極３１０及び第二電極５２０に供給される電圧の波形を示すグラフである。図３８においては、第一電極３１０及び第二電極５２０に供給される電圧として第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２、並びに、第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４に供給される電圧が示されている。
【０２０３】
本実施の形態に係る第一電極３１０における動作は、図３７Ａ及び図３７Ｂに示すように、実施の形態３に係る第一電極３１０における動作と同様である。また、本実施の形態に係る第二電極５２０における動作も、実施の形態３に係る第一電極３１０における動作と同様である。第二電極３２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４が、それぞれ、第一電極３１０の第一電極要素３１１及び第二電極要素３１２と同様の機能を有する。
【０２０４】
これにより、本実施の形態に係るクリーニングモードでは、第一電極３１０及び第二電極５２０の両方において、集塵モードで捕捉された粒子を除去できる。
【０２０５】
［４−３．まとめ］
以上のように、本実施の形態に係る電気集塵装置５００において、電圧供給回路５０４は、集塵モードにおいて、第一電極３１０と第二電極５２０との間に交流電圧を供給する。
【０２０６】
これにより、第一電極３１０だけでなく第二電極５２０でも帯電した粒子を捕捉できるため、第一電極３１０に堆積する粒子の量を低減できる。したがって、本実施の形態では、クリーニングモードの頻度を低減できる。
【０２０７】
電気集塵装置５００において、第二電極５２０は、第三電極要素５２３と、第四電極要素５２４と、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間に配置された第二誘電体５２５とを有する。電圧供給回路５０４は、クリーニングモードにおいて、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間に交流電圧を供給することによって、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間で沿面放電を発生させてもよい。
【０２０８】
これにより、クリーニングモードにおいて、第二電極５２０で捕捉した粒子を速やかにかつ効率的に除去することが可能になる。また、本実施の形態では、沿面放電により、第二電極５２０で捕捉されて電荷を失った粒子を再度帯電させることができるため、静電力を用いて第二電極５２０から除去することができる。
【０２０９】
電気集塵装置５００において、第二誘電体５２５は、第一電極３１０側に配置された主面である第二表面５２５ｆと、第二表面５２５ｆの裏側に配置された主面である第二裏面５２５ｒとを有し、第三電極要素５２３は、第二誘電体５２５の第二表面５２５ｆに配置され、第四電極要素５２４は、第二誘電体５２５の内部又は第二裏面５２５ｒに配置されてもよい。
【０２１０】
これにより、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間の絶縁を維持しつつ、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４とを接近させることができる。したがって、第三電極要素５２３と第四電極要素５２４との間で沿面放電を発生させるために要する電圧を低減できる。
【０２１１】
（その他の変形例など）
以上のように、本発明に係る電気集塵装置等について、各実施の形態及び変形例を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態の変形例又は他の実施の形態にも適用可能である。また、実施の形態及び変形例で説明する各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態又は変形例とすることも可能である。
【０２１２】
なお、本発明の包括的又は具体的な態様は、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録ディスク等の記録媒体で実現されてもよい。また、本発明の包括的又は具体的な態様は、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の不揮発性の記録媒体を含む。
【０２１３】
また、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置は、様々な機器に利用することができる。例えば、本発明の一態様は、図３９に示すような換気装置としても実現することができる。なお、図３９は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用される換気装置の一例の外観図である。図３９に示す換気装置は、例えば、内部に電気集塵装置を備え、換気システムにおいて用いられ得る。
【０２１４】
また、例えば、本発明の一態様は、図４０に示すような空気清浄機としても実現することができる。なお、図４０は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用される空気清浄機の一例の外観図である。図４０に示す空気清浄機は、例えば、内部に電気集塵装置を備える。
【０２１５】
また、例えば、本発明の一態様は、図４１に示すようなエアコンディショナとしても実現することができる。なお、図４１は、各実施の形態及び変形例に係る電気集塵装置が適用されるエアコンディショナの一例の外観図である。図４１に示すエアコンディショナは、例えば、内部に電気集塵装置を備える。エアコンディショナは、空気清浄機の機能を備えてもよい。
【０２１６】
また、クリーニングモードにおいて、帯電部の低電位電極をクリーニングしてもよい。低電位電極においても、気体中の粒子が付着及び堆積する場合があり、クリーニングを行う必要があり得る。このため、低電位電極は、第一電極１０と同様に第一電極要素、第二電極要素及び第三電極要素を有してもよい。これにより、クリーニングモードにおいて電圧供給回路４、２０４又は、それらと同様の回路を用いて、低電位電極の第一電極要素と第二電極要素との間、及び第三電極要素と第二電極要素との間に交流電圧を印加することで、低電位電極に付着した粒子を離脱させることができる。なお、集塵モードにおいては、低電位電極の第一電極要素及び第二電極要素には低電位が印加される。
【０２１７】
また、実施の形態２に係る電気集塵装置２００の集塵モードにおいて、実施の形態１の変形例１及び変形例２と同様に、第一電極要素１１及び第四電極要素２２４の電位と、第三電極要素１３及び第六電極要素２２６の電位とが異なってもよい。
【０２１８】
また、実施の形態２に係る電圧供給回路２０４は、集塵モードにおいて、第一電極１０と第二電極２２０との間に交流電圧を供給したが、実施の形態１と同様に、第一電極１０と第二電極２２０との間に直流電圧を供給してもよい。この場合、粒子の多くは、第一電極１０に付着するが、一部は、第二電極２２０にも付着する。このように第二電極２２０に付着した粒子を、クリーニングモードにおいて、離脱させることができる。
【０２１９】
また、実施の形態４に係る第二電極５２０の第三電極要素５２３及び第四電極要素５２４において、それぞれ、実施の形態３に係る第一電極３１０の第一電極要素及び第二電極要素と同様の変形が可能である。つまり、第二誘電体５２５の第二表面５２５ｆの平面視において、第四電極要素の少なくとも一部は、第三電極要素の外部に配置されていてもよい。また、第二表面５２５ｆの平面視において、第四電極要素は、第三電極要素の周縁の少なくとも一部と重なってもよい。言い換えると、第二表面５２５ｆと直交する方向において、第三電極要素の周縁と対向する位置に、第四電極要素が配置されてもよい。また、第二表面５２５ｆの平面視において、第三電極要素は、ストライプ状又はメッシュ状の形状を有してもよい。
【符号の説明】
【０２２０】
４、２０４、３０４、５０４  電圧供給回路
５、２０５、３０５、５０５  制御部
１０、３１０、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、４１０  第一電極
１１、３１１、３１１ｃ、３１１ｄ  第一電極要素
１２、１２ａ、３１２、３１２ａ、３１２ｂ、４１２  第二電極要素
１３、５２３  第三電極要素
１４、３１３  第一誘電体
１４ｆ、３１３ｆ  第一表面
１４ｒ、３１３ｒ  第一裏面
２０、２２０、３２０、５２０  第二電極
９０、９０ｎ、９０ｐ  粒子
１００、２００、３００、５００  電気集塵装置
２２４、５２４  第四電極要素
２２５  第五電極要素
２２６  第六電極要素
２２７、５２５  第二誘電体
２２７ｆ、５２５ｆ  第二表面
２２７ｒ、５２５ｒ  第二裏面
Ｐ  沿面放電
【図１】
2019230245.tif 000003
【図２】
2019230245.tif 000004
【図３】
2019230245.tif 000005
【図４】
2019230245.tif 000006
【図５】
2019230245.tif 000007
【図６Ａ】
2019230245.tif 000008
【図６Ｂ】
2019230245.tif 000009
【図７】
2019230245.tif 000010
【図８Ａ】
2019230245.tif 000011
【図８Ｂ】
2019230245.tif 000012
【図９Ａ】
2019230245.tif 000013
【図９Ｂ】
2019230245.tif 000014
【図１０Ａ】
2019230245.tif 000015
【図１０Ｂ】
2019230245.tif 000016
【図１１】
2019230245.tif 000017
【図１２】
2019230245.tif 000018
【図１３Ａ】
2019230245.tif 000019
【図１３Ｂ】
2019230245.tif 000020
【図１３Ｃ】
2019230245.tif 000021
【図１４】
2019230245.tif 000022
【図１５】
2019230245.tif 000023
【図１６Ａ】
2019230245.tif 000024
【図１６Ｂ】
2019230245.tif 000025
【図１７】
2019230245.tif 000026
【図１８Ａ】
2019230245.tif 000027
【図１８Ｂ】
2019230245.tif 000028
【図１９】
2019230245.tif 000029
【図２０】
2019230245.tif 000030
【図２１】
2019230245.tif 000031
【図２２】
2019230245.tif 000032
【図２３】
2019230245.tif 000033
【図２４】
2019230245.tif 000034
【図２５Ａ】
2019230245.tif 000035
【図２５Ｂ】
2019230245.tif 000036
【図２６】
2019230245.tif 000037
【図２７】
2019230245.tif 000038
【図２８】
2019230245.tif 000039
【図２９】
2019230245.tif 000040
【図３０】
2019230245.tif 000041
【図３１Ａ】
2019230245.tif 000042
【図３１Ｂ】
2019230245.tif 000043
【図３２Ａ】
2019230245.tif 000044
【図３２Ｂ】
2019230245.tif 000045
【図３２Ｃ】
2019230245.tif 000046
【図３３】
2019230245.tif 000047
【図３４】
2019230245.tif 000048
【図３５Ａ】
2019230245.tif 000049
【図３５Ｂ】
2019230245.tif 000050
【図３６】
2019230245.tif 000051
【図３７Ａ】
2019230245.tif 000052
【図３７Ｂ】
2019230245.tif 000053
【図３８】
2019230245.tif 000054
【図３９】
2019230245.tif 000055
【図４０】
2019230245.tif 000056
【図４１】
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【国際調査報告】
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2019230245.tif 000059
2019230245.tif 000060
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