特許 6562836 電気集塵機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6562836

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】電気集塵機

(51)【国際特許分類】

   B03C 3/40 20060101AFI20190808BHJP

   B03C 3/47 20060101ALI20190808BHJP

   F24F 7/00 20060101ALI20190808BHJP

【ＦＩ】

   B03C3/40 A

   B03C3/47

   F24F7/00 A

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-256856(P2015-256856)

(22)【出願日】2015年12月28日

(65)【公開番号】特開2017-119249(P2017-119249A)

(43)【公開日】2017年7月6日

【審査請求日】2018年7月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】391009372

【氏名又は名称】ミドリ安全株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】豊島 海士

(72)【発明者】

【氏名】山本 和

(72)【発明者】

【氏名】犬飼 元

【審査官】 宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２９７１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１３０２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１９４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９４６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０３９５６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１４８６２１９（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−１４８９８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０３Ｃ ３／００−３／８８

Ｆ２４Ｆ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気に含まれる塵をプラスに帯電させる荷電部と、
高圧極板とアース極板とが所定の距離だけ離間して対向するように配置され、前記荷電部によってプラスに帯電した塵を前記アース極板で捕集する捕集部と、
を備え、
前記荷電部と前記捕集部とは対向して配置されており、
前記アース極板は、両面に導電塗装が施された樹脂板を備え、導電塗装が施された塗装部と、前記樹脂板における前記荷電部側の端部であって導電塗装が施されていない未塗装部とを有し、
前記高圧極板における前記荷電部側の端部は前記未塗装部と対向せず、前記塗装部と対向している
ことを特徴とする電気集塵機。

【請求項2】

帯電した塵が前記荷電部から前記捕集部へと流れる方向に沿った前記アース極板の幅は、前記方向に沿った前記高圧極板の幅よりも広く、
前記高圧極板における前記荷電部側とは反対側の端部は、前記アース極板における前記荷電部側とは反対側の端部と対向しており、
前記未塗装部は、前記高圧極板における前記荷電部側の端部より前記荷電部側に突出している
ことを特徴とする請求項１に記載の電気集塵機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電部によって帯電させた塵を捕集部によって捕集する電気集塵機に関する。

【背景技術】

【0002】

荷電部によって帯電させた塵を捕集部によって捕集する電気集塵機が普及している（特許文献１参照）。捕集部は、プラスの高電圧を印加する高圧極板とアース極板とが所定の距離だけ離間して対向するように、複数の高圧極板と複数のアース極板とを配列させた構成を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−１０８１９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電気集塵機を軽くするために、アース極板を金属板ではなく、両面に導電塗装を施した樹脂板を用いることがある。両面に導電塗装を施した樹脂板をプレス加工によって打ち抜くことによって、所定の形状のアース極板が形成される。

【0005】

電気集塵機は、集塵効率をできるだけ向上させることが求められる。樹脂板をプレス加工によって打ち抜いて形成したアース極板を用いると、金属板のアース極板を用いる場合よりも集塵効率が低下することが明らかとなった。

【0006】

本発明は、導電塗装を施した樹脂板をアース極板として用い、従来よりも集塵効率を向上させることができる電気集塵機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】

【0007】

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、空気に含まれる塵をプラスに帯電させる荷電部と、高圧極板とアース極板とが所定の距離だけ離間して対向するように配置され、前記荷電部によってプラスに帯電した塵を前記アース極板で捕集する捕集部とを備え、前記荷電部と前記捕集部とは対向して配置されており、前記アース極板は、両面に導電塗装が施された樹脂板を備え、導電塗装が施された塗装部と、前記樹脂板における前記荷電部側の端部であって導電塗装が施されていない未塗装部とを有し、前記高圧極板における前記荷電部側の端部は前記未塗装部と対向せず、前記塗装部と対向していることを特徴とする電気集塵機を提供する。

【0008】

上記の電気集塵機において、帯電した塵が前記荷電部から前記捕集部へと流れる方向に沿った前記アース極板の幅は、前記方向に沿った前記高圧極板の幅よりも広く、前記高圧極板における前記荷電部側とは反対側の端部は、前記アース極板における前記荷電部側とは反対側の端部と対向しており、前記未塗装部は、前記高圧極板における前記荷電部側の端部より前記荷電部側に突出していることが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の電気集塵機によれば、導電塗装を施した樹脂板をアース極板として用い、集塵効率を従来よりも向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態による電気集塵機が備える荷電部及び捕集部と高圧電源とを示す概念図である。

【図2】一実施形態による電気集塵機の全体的な構成を示す外観斜視図である。

【図3】一実施形態による電気集塵機が備える荷電部及び捕集部の概念図である。

【図4】導電塗装を施した樹脂板をアース極板として用いた従来の電気集塵機が有する問題点を説明するための概念的な断面図である。

【図5】一実施形態による電気集塵機が備えるアース極板による作用効果を説明するための概念的な断面図である。

【図6】一実施形態による電気集塵機が備えるアース極板を示す平面図である。

【図7】荷電部から捕集部へとプラスイオンが流れることを説明するための概念的な断面図である。

【図8】アース極板が荷電部側の端部に未塗装部を有することによって発生する不具合を説明するための概念的な断面図である。

【図9】図８で説明する不具合を解消する一実施形態による電気集塵機が備える捕集部の構成を示す概念的な断面図である。

【図10】一実施形態による電気集塵機が備える捕集部による作用効果を説明するための概念的な断面図である。

【図11】変形例１を示す概念的な断面図である。

【図12】変形例１で用いる金網を部分的に示す平面図である。

【図13】変形例２を示す概念的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、一実施形態の電気集塵機について、添付図面を参照して説明する。まず、図２及び図３を用いて、一実施形態による電気集塵機１００の全体的な構成を説明する。

【0012】

図２において、電気集塵機１００は、図３に示す荷電部１０Ａ及び１０Ｂを収納する荷電部収納筐体１０１と、図３に示す捕集部２０Ａ及び２０Ｂを収納する捕集部収納筐体１０２とを備える。荷電部収納筐体１０１は荷電部１０Ａと荷電部１０Ｂとの一方のみを収納してもよいし、捕集部収納筐体１０２は捕集部２０Ａと捕集部２０Ｂとの一方のみを収納してもよい。

【0013】

荷電部１０Ａ及び１０Ｂを荷電部１０と総称する。捕集部２０Ａ及び２０Ｂを捕集部２０と総称する。荷電部収納筐体１０１及び捕集部収納筐体１０２が収納する荷電部１０と捕集部２０との組数は任意である。

【0014】

荷電部１０と捕集部２０とは近接して対向している。荷電部１０は、図２の手前側からＸ方向に流れる空気に含まれる塵を帯電させる。捕集部２０は帯電した塵を捕集して、捕集部収納筐体１０２の後方より塵を除去した空気を排出する。

【0015】

図３は、荷電部１０及び捕集部２０を図２のＸＹ平面で切断した状態を概念的に示している。図３において、荷電部１０は例えば５枚の板状の対向電極１１と、一対の対向電極１１間のほぼ中央部に配置された４本のイオン化線１２を有する。イオン化線１２は直径が例えば０．１２ｍｍ程度であり、紙面と直交する方向に所定の長さを有する。

【0016】

図３において、空気は図３の上方より対向電極１１間の開口を介して内部へと流入する。

【0017】

捕集部２０は、複数の板状の高圧極板２１と複数の板状のアース極板２２とが所定の距離だけ離間して対向するように配列されている。高圧極板２１とアース極板２２との間隔は一対の対向電極１１間の間隔より格段に狭く、高圧極板２１とアース極板２２は対向電極１１よりもはるかに多い枚数を有する。

【0018】

対向電極１１の枚数、イオン化線１２の本数、高圧極板２１とアース極板２２の枚数は特に限定されるものではない。

【0019】

図１を用いて、荷電部１０及び捕集部２０が電源とどのように接続され、荷電部１０及び捕集部２０がそれぞれどのように作用するかを説明する。

【0020】

図１に示すように、対向電極１１はアースに接続され、イオン化線１２は高圧電源１３のプラス側に接続されている。イオン化線１２には、例えば＋５ｋＶの高電圧が印加されている。

【0021】

これにより、対向電極１１とイオン化線１２との間には、一点鎖線で示す矢印で示すようにコロナ放電が起こる。図１では、１つの対の対向電極１１間にしかコロナ放電を示していないが、他の対の対向電極１１間にも同様にコロナ放電が起こる。空気が対向電極１１間を通過すると、空気に含まれる塵はプラスに帯電して、捕集部２０の方向に流れる。

【0022】

高圧極板２１には、高圧電源２３のプラス側に接続されている。高圧極板２１には、例えば＋４．５ｋＶの高電圧が印加されている。アース極板２２はアースに接続されている。よって、高圧極板２１からアース極板２２へと向かう電界が発生する。

【0023】

高圧極板２１とアース極板２２との間を通過するプラスに帯電した塵は、アース極板２２で捕集される。アース極板２２は塵を集塵する電極であり、集塵電極と称されることがある。高圧極板２１は非集塵電極と称されることがある。

【0024】

以上のようにして、荷電部１０及び捕集部２０を備える電気集塵機１００は、空気に含まれる塵を集塵することができる。

【0025】

高圧極板２１は例えば半導電性樹脂によって所定の形状に形成されている。高圧極板２１の形状は、後述するアース極板２２と同様の形状に形成されている。半導電性樹脂の抵抗率（体積抵抗率）は、１０^１０Ωｃｍ〜１０^１３Ωｃｍである。

【0026】

アース極板２２は、両面に導電塗装を施した樹脂板をトムソン加工等のプレス加工によって打ち抜くことによって所定の形状に形成されている。アース極板２２を金属板ではなく樹脂板とすることによって、電気集塵機１００を軽くすることができる。

【0027】

ここで、図４を用いて、導電塗装を施した樹脂板をアース極板２２として用いた従来の電気集塵機が有する問題点を説明する。図４に示すように、アース極板２２は、絶縁層として機能する例えばポリ塩化ビニル（ＰＣＶ）の樹脂板２２１と、樹脂板２２１の両面に施された導電塗装２２２とを有する。

【0028】

図４に矢印で示す方向が、トムソン加工における抜き方向であるとする。この場合、アース極板２２には、抜き方向の下流側である一方の面の端部にカエリ２２３が形成され、抜き方向の上流側である他方の面の端部にダレ２２４が形成される。

【0029】

本発明者による検証によって次のことが明らかとなった。高圧極板２１にプラスの高電圧を印加すると、高圧極板２１の表面とカエリ２２３の先端部との不平等性に起因して、カエリ２２３の部分に高圧極板２１の極性とは反対の極性であるマイナス放電がある電界強度以上で発生する。カエリ２２３の部分に発生したマイナス放電は、プラスに帯電した塵を中和させてしまう。その結果、集塵効率が低下する。

【0030】

そこで、本実施形態においては、アース極板２２を図５及び図６に示すように構成している。図５において、アース極板２２は矢印で示す方向を抜き方向として、トムソン加工等のプレス加工によって所定の形状に形成されている。図４と同様に、樹脂板２２１の端部にはカエリ２２３とダレ２２４が形成されている。

【0031】

図５に示すように、樹脂板２２１の両面に、カエリ２２３とダレ２２４の部分を含む端部を避けて導電塗装２２２を施している。カエリ２２３とダレ２２４の部分を含む端部の両面は、未塗装部２２５とされている。

【0032】

カエリ２２３が形成されている面のみに未塗装部２２５を設けてもよいが、樹脂板２２１の両面に未塗装部２２５を設けるのがよい。

【0033】

樹脂板２２１の板厚を０．７ｍｍとすると、未塗装部２２５は、樹脂板２２１の外周端から１ｍｍ程度の範囲でよい。未塗装部２２５は、板厚以上の範囲とするのがよい。

【0034】

アース極板２２は、一例として、図６に示すような平面的な形状に形成されている。アース極板２２には、複数配列したアース極板２２を支持するための支持部材やアースに接続するための接地部材を装着するための凹部２２６が形成されている。図６に示すアース極板２２の形状は単なる例であり、形状は限定されない。

【0035】

樹脂板２２１に未塗装部２２５を設ける方法は特に限定されないが、例えば次のようにすればよい。図６において、樹脂板２２１には、シルクスクリーン印刷によって、外周端部に１ｍｍ程度の未塗装部２２５を形成するように、導電塗装２２２が施されている。

【0036】

図５及び図６に示すような外周端部に未塗装部２２５を形成したアース極板２２を有する捕集部２０を備える電気集塵機１００においては、上述した不平等性が抑えられ、カエリ２２３の部分にマイナス放電が発生しない。よって、プラスに帯電した塵を中和させてしまうことが抑えられる。

【0037】

ところで、図７に示すように、荷電部１０で発生したプラスイオンは、捕集部２０へと流れる。すると、アース極板２２は未塗装部２２５を有するから、図８に示すように、プラスイオンは樹脂板２２１の荷電部１０側の端部の未塗装部２２５をプラスに帯電させる。

【0038】

この結果、未塗装部２２５から導電塗装２２２へと向かう局所的な電界が、高圧極板２１とアース極板２２との間に形成される電界に影響を与える。また、荷電部１０でプラスに帯電した塵は、プラスに帯電した未塗装部２２５からの反発を受ける。よって、図８に示すような状態では、塵がアース極板２２によって捕集されにくくなる。

【0039】

そこで、本実施形態においては、アース極板２２を図５及び図６に示す構成に加えて、図９及び図１０に示すように構成している。

【0040】

荷電部１０側（図９の上側）をプラスに帯電した塵が流れる方向の上流側、捕集部２０側（図９の下側）を塵が流れる方向の下流側とする。図９に示すように、塵が流れる方向に沿ったアース極板２２の幅Ｗ２２は、その方向に沿った高圧極板２１の幅Ｗ２１よりも広い。

【0041】

高圧極板２１の下流側の端部とアース極板２２の下流側の端部は塵が流れる方向において同じ位置にあり、対向している。アース極板２２の上流側の端部は高圧極板２１の上流側の端部よりも上流側に突出しており、アース極板２２の上流側の端部は高圧極板２１の上流側の端部とは対向していない。

【0042】

図８と同様、図１０に示すように、荷電部１０で発生して捕集部２０へと向かうプラスイオンは樹脂板２２１の未塗装部２２５をプラスに帯電させる。アース極板２２の上流側の端部が上流側に突出しているから、高圧極板２１の端部は未塗装部２２５とは対向せず、塗装部２２７と対向している。

【0043】

従って、プラスに帯電した未塗装部２２５から導電塗装２２２へと向かう局所的な電界は、高圧極板２１とアース極板２２との間に形成される電界にほとんど影響を与えない。荷電部１０でプラスに帯電した塵は、プラスに帯電した未塗装部２２５からの反発をほとんど受けない。

【0044】

よって、捕集部２０が図１０に示すように構成されているアース極板２２を備えることにより、図８と比較してアース極板２２によって捕集される塵を増やすことができる。即ち、本実施形態によれば、従来と比較して集塵効率を向上させることができる。

【0045】

図８に示す構成と図１０に示す構成とのいずれも、高圧極板２１の印加電圧を６．２５ｋＶ、高圧極板２１とアース極板２２との距離を２．８５ｍｍ、高圧極板２１とアース極板２２との間の電界強度を２．１９ｋＶ／ｍｍとした。幅Ｗ２１と幅Ｗ２２との差を６ｍｍとし、アース極板２２を高圧極板２１より荷電部１０側に６ｍｍ突出させた。

【0046】

この条件で、図８及び図１０に示す構成の集塵効率を測定した。なお、体積流量Ｑを５６．７ＣＭＭ（Cubic Meter per Minute）とし、０．５〜１．０μｍの塵を集塵する集塵効率を測定した。

【0047】

測定の結果、図８に示す構成における集塵効率は４３．２％であったのに対し、図１０に示す構成における集塵効率は６１．６％であり、集塵効率を向上させることが確かめられた。

【0048】

図１１は変形例１を示している。図１１に示す変形例は、アース極板２２の上流側の端部を突出させず、捕集部２０の構成は図７と同様である。図１１に示すように、荷電部１０と捕集部２０との間に、図１２に示すような金網３１が配置されている。

【0049】

金網３１は、例えば、金属線の線径が０．８ｍｍ、ピッチが１０ｍｍである。金網３１は、アース極板２２と同電位のアースに接続されている。

【0050】

荷電部１０で発生して捕集部２０へと向かうプラスイオンは、樹脂板２２１の未塗装部２２５に帯電する前に、金網３１で捕捉されてアースへと流れる。よって、未塗装部２２５への帯電が抑制される。

【0051】

高圧極板２１の印加電圧、高圧極板２１とアース極板２２との距離、高圧極板２１とアース極板２２との間の電界強度を上記と同じとし、図１１に示す変形例１の集塵効率を測定した。変形例１における集塵効率は６３．３％であり、集塵効率を向上させることが確かめられた。

【0052】

図９及び図１０に示す構成と、図１１に示す変形例１とを比較すると、集塵効率は変形例１の方が若干高い。図９及び図１０に示す構成によれば、集塵効率は変形例１よりもわずかに低いが、金網３１という別部品を設ける必要がないので好ましい。アース極板２２の幅Ｗ２２を高圧極板２１の幅Ｗ２１よりも広くするだけでよいので、低いコストで、簡易な構成で集塵効率を向上させることができる。

【0053】

図１３は変形例２を示している。図１３に示す変形例２も、アース極板２２の上流側の端部を突出させず、捕集部２０の構成は図７と同様である。図１３に示すように、荷電部１０と捕集部２０との間に、紙面と直交する方向に所定の長さの金属丸棒３２が配置されている。金属丸棒３２は、金網３１と同様の作用効果を奏する。

【0054】

高圧極板２１の印加電圧、高圧極板２１とアース極板２２との距離、高圧極板２１とアース極板２２との間の電界強度を上記と同じとし、図１３に示す変形例２の集塵効率を測定した。変形例２における集塵効率は６２．６％であり、集塵効率を向上させることが確かめられた。

【0055】

図９及び図１０に示す構成と、図１３に示す変形例２とを比較すると、集塵効率は変形例２の方がわずかに高い。同様に、図９及び図１０に示す構成によれば、金属丸棒３２という別部品を設ける必要がないので好ましい。アース極板２２の幅Ｗ２２を高圧極板２１の幅Ｗ２１よりも広くするだけでよいので、低いコストで、簡易な構成で集塵効率を向上させることができる。

【0056】

本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

【符号の説明】

【0057】

１０，１０Ａ，１０Ｂ 荷電部
１１ 対向電極
１２ イオン化線
２０，２０Ａ，２０Ｂ 捕集部
２１ 高圧極板
２２ アース極板
２２１ 樹脂板
２２２ 導電塗装
２２３ カエリ
２２４ ダレ
２２５ 未塗装部
２２７ 塗装部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】