特許 7534081 電気集塵装置及び空気清浄装置

(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】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】電気集塵装置及び空気清浄装置

(51)【国際特許分類】

   B03C 3/16 20060101AFI20240806BHJP

   B03C 3/36 20060101ALI20240806BHJP

   B03C 3/41 20060101ALI20240806BHJP

   B01D 47/06 20060101ALI20240806BHJP

   B01D 47/00 20060101ALI20240806BHJP

   B01D 50/00 20220101ALI20240806BHJP

   A61L 9/00 20060101ALI20240806BHJP

   F24F 7/00 20210101ALI20240806BHJP

   A61L 9/16 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

B03C3/16 Z

B03C3/36 A

B03C3/41 A

B01D47/06 Z

B01D47/00 Z

B01D50/00 501Z

A61L9/00 Z

F24F7/00 Z

A61L9/16 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019206647

(22)【出願日】2019-11-15

(65)【公開番号】P2021079311

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-10-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000101617

【氏名又は名称】アマノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】巻嶋 優治

(72)【発明者】

【氏名】水野 彰

(72)【発明者】

【氏名】木佐貫 善行

(72)【発明者】

【氏名】北林 功一

【審査官】塩谷 領大

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０９０２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０１６２７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－１５０８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３５８３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６２５９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０３Ｃ ３／００－１１／００

Ｂ０１Ｄ ４７／０６

Ｂ０１Ｄ ４７／００

Ｂ０１Ｄ ５０／００

Ａ６１Ｌ ９／００－ ９／２２

Ｆ２４Ｆ ７／００３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高電圧の印加によって発生するコロナ放電により空気中のダストを帯電させて捕集する電気集塵装置であって、
導電性の液体を貯留する液槽と、
該液槽の液面から一定の間隔を介して配置される放電用電極と、
前記液槽の液面の上方の該液面に対向する位置に設けられる吸込口と、
該吸込口に向けて前記液槽内の液体を上方に霧状化させる霧化生成部と、
を備え、
前記吸込口から流入した空気は、前記液槽の液面に向けて流入し、
前記霧化生成部は超音波振動子を備え、前記液槽の底面には、前記吸込口に対応する位置に孔部が形成され、前記超音波振動子は、該孔部に対応する位置に設けられ、前記液槽の底部から上向きに高周波を放射することで液体を超音波振動させて液柱を発生させ、
前記放電用電極は、空気の流通方向における前記吸込口の下流側の周囲に複数配置され、
前記吸込口は、前記放電用電極から離間すると共に上部から下方内側に傾斜する傾斜部を備え、前記吸込口の下端部は前記放電用電極の下端部よりも前記液槽の液面側に延出していることを特徴とする電気集塵装置。

【請求項2】

前記霧化生成部はヒータを備え、該ヒータは前記液槽の液面側に向いた姿勢で該液槽内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置。

【請求項3】

前記液槽内には、導電性の液体を吸収して保持する多孔質体製の吸液部材が設けられ、該吸液部材は、該吸液部材の上方に液膜が形成されるように前記液槽内に配置され、前記霧化生成部に対応する領域に開口部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気集塵装置。

【請求項4】

前記吸液部材の前記開口部は、前記吸込口に対向する領域内に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電気集塵装置。

【請求項5】

前記吸込口には多数の孔部が形成された整流板が設けられ、該整流板と前記液槽の液面との間には前記吸液部材の前記開口部の上方にルーフが設けられ、該ルーフは前記吸込口の中心部に対応する位置から前記液槽側に向かって下傾する傘状に形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の電気集塵装置。

【請求項6】

前記放電用電極は、導電性繊維の線電極を束ねた束状部を有し、該放電用電極の先端部は前記液槽の液面の方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項１～５のいずれかの請求項に記載の電気集塵装置。

【請求項7】

前記放電用電極の前記束状部は、直径５～２５μｍの線電極を１０～２００本束ねて構成されていることを特徴とする請求項６に記載の電気集塵装置。

【請求項8】

内部に空間を有する筐体を備え、前記液槽は該筐体内に配置され、該筐体には、前記液槽の上方の液面に対向する位置に吸込口が設けられ、空気の流通方向における該吸込口の下流側には、該吸込口から該筐体内に流入した空気が該液槽の液面に沿って該液槽の周囲に拡散するように空気の流通路が形成されていることを特徴とする請求項１～７のいずれかの請求項に記載の電気集塵装置。

【請求項9】

請求項１～８のいずれかの請求項に記載の電気集塵装置を備えた空気清浄装置であって、
ケースの内部に前記電気集塵装置と吸引ファンが収納され、該ケースの上部に天板の吸込口が開口され、該ケースの下部に排気口が開口されていることを特徴とする空気清浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高電圧の印加によって発生するコロナ放電により、空気中の塵埃や煙や油煙中の汚染粒子（ダスト）を帯電させて捕集する電気集塵装置及び該電気集塵装置を備えた空気清浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、塵埃を吸引して空気を浄化する装置が広く利用されている。例えば、特許文献１には、集塵筒に放電電極と液槽を設け、放電電極と液槽内に貯留されている水との間に高電圧を印加することによりコロナ放電を発生させると共に、液槽内の水を攪拌手段により霧化させて、空気中の塵、埃等の汚染粒子を液槽内の水へ取り込む空気浄化装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－１０２６５１号公報（特に、実施の形態３及び図４参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の空気浄化装置では、集塵筒の吸込口から排気口に至る空気の流通路が、液槽の水面に沿って水平方向に直線的に形成されているのに対して、液槽から霧状化した液体粒子（以下「ミスト」と称す）は下側から上側に向かって飛散する。そのため、汚染粒子（以下「ダスト」と称す）が通過する空気の流通路（特に、流通路の上方部分）では、霧状化したミストと接触する度合いが悪く、混合し難い領域が生じる可能性がある。また、特許文献１に記載の空気浄化装置を例えば分煙機に用いた場合には、吸込口から火の粉等の粒子が流入すると、そのまま排気口から火の粉等の粒子が流出してしまう恐れがあり、火災の危険性がある。

【0005】

さらに、撹拌手段は、空気の流通方向における放電用電極の下流側に配置されており、ダストは帯電されるがミストは帯電されないため、帯電されたダストと帯電されていないミストとが混合された状態となる。したがって、ミストの周辺が帯電エリアとならずに、ダストがミストに引き寄せられないため、荷電（帯電）性能を向上させることができない。

【0006】

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、空気の流通路を通過するダストとミストとの接触の度合いを向上させ、両者を十分に混合させて帯電させることにより荷電（帯電）性能を向上させると共に、火災の危険性のない安全性に優れた電気集塵装置および空気清浄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】

【0007】

上記した目的を達成するため、本発明の第１の電気集塵装置は、高電圧の印加によって発生するコロナ放電により空気中のダストを帯電させて捕集する電気集塵装置であって、導電性の液体を貯留する液槽と、該液槽の液面から一定の間隔を介して配置される放電用電極と、前記液槽の液面に対向する位置に設けられる吸込口と、該吸込口に向けて前記液槽内の液体を霧状化させる霧化生成部と、を備えていることを特徴とする。

【0008】

本発明の第１の電気集塵装置によれば、霧化生成部によって生成されたミストは、気流が通過する吸込口に向かって飛散し、吸込口の内部全体をミストの粒子で満たすことができる。また、気流に対向するようにミストが飛散するので、吸込口から流入する空気中のダストとの混合の度合い（比率）を高めることができる。さらに、ミストは、帯電されることで電荷を保ち、ミストの周辺が帯電エリアになることでダストが引き寄せられる。したがって、荷電（帯電）性能を向上させることができる。また、ミストは、吸込口の内部全体に飛散するので、例え吸込口から火の粉等の粒子が流入したとしても火災の危険性がなく、安全性を高めることができる。

【0009】

本発明の第２の電気集塵装置は、上記した第１の電気集塵装置において、前記霧化生成部は超音波振動子を備え、該超音波振動子は前記液槽の液面側に向いた姿勢で該液槽内の液体に接触していることを特徴とする。

【0010】

本発明の第２の電気集塵装置によれば、安価に液体を霧状化させることのできる超音波振動子を使用しているため、経済性を向上させることができる。また、超音波振動子は、液体を霧状化させる時間が早く、電源を入れた瞬間からミストを発生することができる。さらに、超音波振動子は、電気消費量が少ないため、ランニングコストを削減することができる。

【0011】

本発明の第３の電気集塵装置は、上記した第２の電気集塵装置において、前記液槽の底部には、前記吸込口の中心部に対応する位置に孔部が形成され、前記超音波振動子は該孔部に対応する位置に設けられていることを特徴とする。

【0012】

本発明の第３の電気集塵装置によれば、吸込口（気流）の中心部に対応する液面からミストが生成されるので、吸込口の内部全体に均一にミストを飛散させることができる。

【0013】

本発明の第４の電気集塵装置は、上記した第１の電気集塵装置において、前記霧化生成部はヒータを備え、該ヒータは前記液槽の液面側に向いた姿勢で該液槽内に配置されていることを特徴とする。

【0014】

本発明の第４の電気集塵装置によれば、ヒータにより液層内の液体を加熱することで液体内の菌やウイルスを破壊（殺菌）することができるため、 生成されるミストを清浄化させることができる。

【0015】

本発明の第５の電気集塵装置は、上記した第１～第４のいずれかの電気集塵装置において、前記液槽内には、導電性の液体を吸収して保持する多孔質体製の吸液部材が設けられ、該吸液部材は、該吸液部材の上方に液膜が形成されるように前記液槽内に配置され、前記霧化生成部に対応する領域に開口部が設けられていることを特徴とする。

【0016】

本発明の第５の電気集塵装置によれば、吸液部材により液槽内の液面の波の発生を抑制することができ、液膜の形成により安定した放電を行うことができる。また、開口部内に液槽の液体が貯留されるため、霧化生成部により安定したミストを生成することができる。

【0017】

本発明の第６の電気集塵装置は、上記した第５の電気集塵装置において、前記吸液部材の前記開口部は、前記吸込口に対向する領域内に形成されていることを特徴とする。

【0018】

本発明の第６の電気集塵装置によれば、吸液部材が液面の波の発生の抑制に悪影響を及ぼすことがない。

【0019】

本発明の第７の電気集塵装置は、上記した第６の電気集塵装置において、前記吸込口には多数の孔部が形成された整流板が設けられ、該整流板と前記液槽の液面と間には前記吸液部材の前記開口部の上方にルーフが設けられ、該ルーフは前記吸込口の中心部に対応する位置から前記液槽側に向かって下傾する傘状に形成されていることを特徴とする。

【0020】

本発明の第７の電気集塵装置によれば、ルーフにより液槽内の液体を汚れ難くすることができると共に、ルーフの上面にダストが堆積するのを抑制することができる。

【0021】

本発明の第８の電気集塵装置は、上記した第１～第７のいずれかの電気集塵装置において、前記放電用電極は、空気の流通方向における前記吸込口の下流側端部の周囲に複数配置されていることを特徴とする。

【0022】

本発明の第８の電気集塵装置によれば、霧化生成部と距離の近い吸込口の下流側に放電用電極を配置することで、ダストとミストが混合された状態を維持している時に荷電（帯電）することができるので、荷電（帯電）性能を向上させることができる。

【0023】

本発明の第９の電気集塵装置は、上記した第１～第８のいずれかの電気集塵装置において、前記放電用電極は、導電性繊維の線電極を束ねた束状部を有し、該放電用電極の先端部は前記液槽の液面の方向に向けて配置されていることを特徴とする。

【0024】

本発明の第９の電気集塵装置によれば、放電用電極を束状部とすることで、汚れに強くなり、耐久性を向上させることができる。また、低電圧でコロナ放電を発生させることができるので、液面の波の発生を抑制し、安定した放電を行うことができる。 さらに、放電用電極の先端部を液面の方向に向けて配置することで、放電用電極と液面との間で安定した放電を行うことができる。

【0025】

本発明の第１０の電気集塵装置は、上記した第９の電気集塵装置において、前記放電用電極の前記束状部は、直径５～２５μｍの線電極を１０～２００本束ねて構成されていることを特徴とする。

【0026】

本発明の第１０の電気集塵装置によれば、流通性と経済性を高めることができると共に、耐久性（錆び難い）と放電（荷電）性能の向上を図ることができる。

【0027】

本発明の第１１の電気集塵装置は、上記した第１～第１０のいずれかの電気集塵装置において、内部に空間を有する筐体を備え、前記液槽は該筐体内に配置され、該筐体には、前記液槽の上方の液面に対向する位置に吸込口が設けられ、空気の流通方向における該吸込口の下流側には、該吸込口から該筐体内に流入した空気が該液槽の液面に沿って該液槽の周囲に拡散するように空気の流通路が形成されていることを特徴とする。

【0028】

本発明の第１１の電気集塵装置によれば、下降方向から横方向に気流の向きを変化させることで、空気中に含まれる大きな粒子は、気流から離脱して液槽内に捕集されるため、放電用電極や反発部の汚れを軽減することができ、耐久性を向上させることができる。 また、吸込口から流入した空気は、吸込口から周囲の液面に拡散するように流通するので、液槽の液面全体を有効に活用することができる。さらに、筐体と液槽との間を流通路とすることで、筐体の内部空間を有効に活用することができる。

【0029】

本発明の空気清浄装置は、上記した第１～第１１のいずれかの電気集塵装置を備えた空気清浄装置であって、ケースの内部に前記電気集塵装置と吸引ファンが収納され、該ケースの上部に吸込口が開口され、該ケースの下部に排気口が開口されていることを特徴とする。

【0030】

本発明の空気清浄装置によれば、集塵（捕集）性能の向上を図ることができる。 特に、火の粉等による火災防止に効果があるため、分煙機に好適に使用可能である。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、空気の流通路を通過するダストとミストとの接触の度合いを向上させ、両者を十分に混合させて帯電させることにより荷電（帯電）性能を向上させることができると共に、火災の危険性のない安全性に優れた電気集塵装置および空気清浄装置を提供することができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の実施の形態に係る電気集塵装置を斜め上方から示す斜視図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る電気集塵装置の内部を斜め上方から示す斜視図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る電気集塵装置を前後方向の中心位置から左右方向に切断して示す側面断面図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る電気集塵装置の側方部分を前後方向の中心位置から左右方向に切断して示す側面断面図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る電気集塵装置の上部を斜め下方から示す分解斜視図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る電気集塵装置を斜め下方から示す斜視図である。

【図7】本発明の実施の形態の電気集塵装置の霧化装置を斜め上方から示す斜視図である。

【図8】図７のＸ－Ｘ断面図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る空気清浄装置を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、添付した図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下において説明する各実施の形態は本発明の好適な具体例であって、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限りこれらの態様に限定されるものではない。
［第１の実施の形態に係る電気集塵装置］

【0034】

まず、図１～図８を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る電気集塵装置について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係る電気集塵装置を斜め上方から示す斜視図、図２は本発明の実施の形態に係る電気集塵装置の内部を斜め上方から示す斜視図、図３は本発明の実施の形態に係る電気集塵装置を前後方向の中心位置から左右方向に切断して示す側面断面図、図４は本発明の実施の形態に係る電気集塵装置の側方部分を前後方向の中心位置から左右方向に切断して示す側面断面図、図５は本発明の実施の形態に係る電気集塵装置の上部を斜め下方から示す分解斜視図、図６は本発明の実施の形態に係る電気集塵装置を斜め下方から示す斜視図、図７は本発明の実施の形態の電気集塵装置の霧化装置を斜め上方から示す斜視図、図８は図７のＸ－Ｘ断面図である。

【0035】

なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１において矢印で示した前後、左右及び上下の向きを基準として、各図における向きを設定する。また、「流通方向」とは、空気が流れる方向を指し、「上流」及び「下流」並びにこれらに類する用語は、空気の流通方向における「上流」及び「下流」並びにこれらに類する概念を指すこととする。

【0036】

本発明の実施の形態に係る電気集塵装置１は、コロナ放電によって空気中の粒子を帯電させて捕集する装置であり、筐体２と、液槽３と、霧化装置６０と、放電部４と、給電用碍子５及び支持用碍子６と、高電圧電源部７と、を備えて構成されている。筐体２は、基準電位点（例えば、大地等）に接続された接地電極となっている。液槽３は、筐体２の内部に設けられ、給電用碍子５及び支持用碍子６を介して筐体２に支持されている。放電部４は、液槽３の液面との間でコロナ放電を発生させる放電用電極３０を備えている。
＜筐体＞

【0037】

筐体２は、内部に空間を有する扁平な直方体形状に形成されている。筐体２の上面には、矩形状の天板１１が固定されている。天板１１は、筐体２の各側面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの上縁部に形成された折り曲げ部８を介して、合計８個のネジ１２で筐体２に着脱可能に設けられている。天板１１の中央部には、平面視で矩形状の立ち上がり部１３が形成されている、立ち上り部１３の内部には、吸込口１５が固定されていると共に、矩形状の開口部１４が形成されている。

【0038】

吸込口１５は、立ち上がり部１３の内面に沿って矩形筒状に形成される上部１６と、上部１６から下方内側に傾斜する傾斜部１７を介して矩形筒状に形成される下部１８と、を備えており、下部１８は上部１６より小径に形成されている。吸込口１５の上部１６には、吸込口用ダクト５１が接続されている。

【0039】

吸込口１５の上部１６の内部には、空気の流通を遮る方向に整流板９が水平姿勢で設けられている。整流板９には、多数の孔部１９が形成されており、孔部１９の開口面積は中央部から外周部に進むに従って次第に大きくなるように設定されている。これにより、吸込口１５の内部空間を有効に活用することができると共に、吸込口１５の中央部の空気の流通量を減少させ、吸込口１５の外周部の空気の流通量を増加させることで、荷電効率を高めることができる。

【0040】

天板１１の下方には、合計４本のスペーサ２０を介して、天板１１より小さい矩形状のベース板２１が固定されている。ベース板２１の中央部には、天板１１の立ち上がり部１３に対応した位置に立ち上がり部２２が形成されている。立ち上がり部２２の上端は天板１１の下面に接触し、立ち上がり部２２の内側には、開口部１４に対応した位置に前記開口部１４と同一形状の開口部２３が形成されている。

【0041】

ベース板２１の下面には、開口部２３を臨む位置に矩形環状の支持体固定部材２４が形成されていると共に、支持体固定部材２４の径方向外側において支持体固定部材２４を取り囲むように矩形環状の反発部２５が形成されている。支持体固定部材２４は、上面が開放されたコの字状断面を有しており、支持体固定部材２４の内側の面２４ａは立ち上がり部１３及び２２の各内側の面と同一面を形成している。

【0042】

反発部２５は、上面が開放されたコの字状断面を有しており、支持体固定部材２４の外側に所定距離Ｘ（図４参照）離間して配置されている。反発部２５は、径方向及び上下方向の長さがいずれも支持体固定部材２４より大きく、反発部２５の下面には導電性の平面部２６が形成されている。

【0043】

筐体２の下面には、矩形状の排気口５０が形成されている。空気の流通路２７における圧損低下を防止するため、排気口５０の開口面積は、吸込口１５の開口面積よりも大きく設定されている。排気口５０には、排気用ダクト５２が接続され、排気用ダクト５２に吸引ファン５５が設けられている。吸引ファン５５は、制御部７０と電気的に接続されており、制御部７０の指令に基づき、制御される。なお、本実施の形態では、吸込口１５及び排気口５０にそれぞれ吸込口用ダクト５１、排気用ダクト５２が接続されているが、ダクト５１，５２を使用せずに、排気口５０の周囲から吸引して排気口５０の周囲に排気しても良い。
＜液槽＞

【0044】

液槽３は、給電用碍子５及び支持用碍子６を介して筐体２に支持されている。液槽３は、筐体２の内部に収納され、液槽３の周囲には、空気の流通路２７が形成されている。液槽３は、上面が開放された扁平な直方体形状に形成され、液槽３の底部には、吸込口１５の中心部に対応する位置に円形の孔部５４が形成されている。

【0045】

液槽３には、導電性を有する液体２８（例えば、水）が貯留されている。液槽３に貯留される液体は、ウイルス等を殺菌する殺菌成分や消臭成分を備えた液体でも良い。液槽３内には、液槽３内の水位を監視する水位センサ（図示省略）が設けられており、液槽３内の水位が低くなると、貯水部（図示省略）からポンプ（図示省略）等により液体が液槽３内に供給されるようになっている。これにより、液槽３内の液体の水位は常に適正な水位に維持されている。

【0046】

液槽３内には、導電性の液体を吸収して保持する吸収性（吸水性）を有する多孔質体製の吸液部材２９が設けられている。ここで、多孔質体とは、素材中に空間（繊維と繊維の隙間、発泡など）が形成されて、液体が浸透するようなものを示し、具体的には、発泡材やスポンジ、ジェル状や金属製であっても構わない。

【0047】

吸液部材２９の中央部には、円柱形状の開口部５３が形成されている。開口部５３は、吸込口１５に対向する領域内に形成されており、開口部５３の開口面積は、吸込口１５の開口面積よりも小さく設定されている。なお、本実施の形態において、開口部５３は平面視で円形を成しているが、四角状や楕円形状であっても良い。

【0048】

開口部５３の周囲の吸液部材２９の厚さは、液槽３の上部から液槽３の底部までの厚さにほぼ等しくなるように設定されており、液槽３内に収容された状態で吸液部材２９の上面には例えば０．５ｍｍ以下の液膜が形成されるようになっている。なお、開口部５３の周囲の吸液部材２９は、薄板状に形成されて液槽３の上部のみに配置されていても良い。その場合、吸液部材２９の下側には、吸液部材２９を支持するためにメッシュ状の支持体（図示省略）が液槽３内に取り付けられ、該支持体の下方には液体（例えば水）が貯留される。

【0049】

吸液部材２９は、稼動時間の経過と共に汚れを吸着するため、次第に汚れてくるが、その際には、汚れた吸液部材８１を液槽３内から取り出して洗浄したり或いは交換したりすれば良い。したがって、液槽３内の汚水を排水するための設備が不要となるので、経済性に優れている。

【0050】

また、図３において二点鎖線で示すように、吸込口１５の内部空間の整流板９と液槽３間に、ルーフ５７を設けても良い。ルーフ５７は、周囲に流路が形成されるように整流板９と対向して配置され、平面視で吸液部材２９の開口部５３と同一の大きさ及び形状に設定されている。ルーフ５７を設けることにより、吸込口１５から流入した空気中のダストは開口部５３の液体内ではなく、吸液部材２９に捕集されるため、液槽３内の液体が汚れるのを抑制することができる。

【0051】

また、ルーフ５７は、図３に示すように、吸込口１５の中心部に対応する位置から液槽３側に向けて下傾する傘状に形成させることにより、ルーフ５７の上面にダストが堆積し難くすることもできる。さらに、吸込口１５の外周方向に吸込口１５から流入した空気を誘導することができるため、荷電効率（帯電効率）を高めることができる。なお、ルーフ５７の形状は、傘状に限らず、平板状であってもよく、或いは、ルーフ５７の代わりに、整流板９において、吸液部材２９の開口部５３に対向する部分の孔部１９を閉鎖しても良い。
＜霧化装置＞

【0052】

図３に示すように、霧化装置６０は、孔部５４に対応する位置に設けられる霧化生成部６１と、発振回路（発信基板）を有する発振部６２と、で構成され、霧化生成部６１と発振部６２はケーブル６３で制御部７０に接続されている。なお、本実施の形態では、霧化生成部６１と発振部６２は分離されているが、一体化されていても良い。

【0053】

図７及び図８に良く示されているように、霧化生成部６１は、振動子ケース６４と、振動子ケース６４に支持される超音波振動子６５と、を備えている。振動子ケース６４は、板状の本体部６６と、本体部６６の上面中央部に突設された円板状の台座部６７と、により構成されている。超音波振動子６５は、円形状の薄い板材により形成され、例えばステンレス（ＳＵＳ３１６）製で、台座部６７の上面に上向きで固定される。なお、超音波振動子６５として、圧電セラミックプレートの両面に金属電極をめっきで形成した圧電振動子を使用しても良い。

【0054】

超音波振動子６５の周囲にはパッキン６８が設けられており、パッキン６８は、台座部６７の上面において孔部５４の周囲の底部に当接可能なように円筒状に形成されている。霧化生成部６１は、本体部６６の前後端部にそれぞれ螺挿された固定用ネジ６９によって液槽３の底部に固定されており、超音波振動子６５は液槽３の液面側に向いた姿勢で液槽３内の液体に接触するように設けられている。また、霧化生成部６１は、パッキン６８によって液槽３の底部に密着するため、液槽３内の液体が外部に漏れる虞はない。

【0055】

なお、本実施の形態では、振動子ケース６４を液槽３の底部に固定しているが、振動子ケース６４にフロート（浮き輪）（図示省略）を取付けて、液槽３の液体内に浸漬させても良い。フロートは、液面の上下に追従するので、ミストの発生に支障を及ぼすことはない。

【0056】

発振部６２は、制御部７０と電気的に接続されており、制御部７０の指令に基づき、制御される。そして、超音波振動子６５は、発振部６２から出力された数ＭＨｚ（例えば２．４ＭＨｚ）の周波数により振動するようになっている。

【0057】

なお、霧化装置６０の別の実施の形態として、加熱式（蒸気式）の装置を用いてミストを供給しても良い。例えば、図３において液槽３内に二点鎖線で示すように、ヒータ５６を液面から数ｍｍ程度下方の液槽３内に液面側に向けた姿勢で配置しても良い。ヒータ５６により液体を加熱することで、液体内の菌やウイルスを破壊（殺菌）することができ、生成されるミストも清浄化されるため、空気清浄装置には好適である。また、この場合、ヒータ５６がミストを生成するために必要な液体を、定量的に供給する液体供給手段（図示省略）を設けても良い。
＜放電部＞

【0058】

図４に良く示されているように、放電部４は、複数の放電用電極３０と、各放電用電極３０を支持する支持体３１と、を備えている。各放電用電極３０は、繊維状の線電極３２を束ねてブラシ状に形成された束状部３３を備えている。線電極３２は、直径１２μｍの非磁性のステンレス繊維で形成されている。このため、線電極３２が束状部３３から離間しやすく、放電性能を高めるこができる。例えば、磁性を備えたフェライト系では、線電極３２が束状部３３より離間し難いため、束状部との電界干渉による影響が大きく、強電界のコロナ放電を発生させることが難しい。１つの放電用電極３０は、例えば、約１００本の線電極３２が束ねられることで形成されている。なお、放電用電極３０は、直径５～２５μｍの線電極３２を１０～２００本束ねて形成されていても良い。

【0059】

放電用電極３０に印加される電圧は、４～６ｋＶの範囲であり、放電用電極３０の長さは、３～７ｍｍの範囲である。このため、比較的低電圧でも、安定して放電することができる。また、放電用電極３０には、直流でマイナスの高電圧が印加される。このように直流方式を採用することで、他の方式（交流、パルス）に比べて、比較的簡単な構成とすることができる。また、マイナス荷電方式を採用することで、プラス荷電方式に比べて、同じ空間（隙間）でも放電用電極３０に放電電流を多く流すことができる。さらに、プラス荷電方式に比べて、放電安定性（異常放電しにくい特性）を向上させることができる。

【0060】

支持体３１は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）で形成されており、線電極３２と同じ材質を使用している。支持体３１に固定されている線電極３２と支持体３１は、同じ材質（ステンレス）を使用していることで、異種金属の接触による電解腐食（電食）を防止している。

【0061】

支持体３１は、支持体固定部材２４の内側の面２４ａと外側の面２４ｂとの両側に２列で周方向に固定されている。これにより、複数の放電用電極３０は、吸込口１５の周囲に配置され、支持体３１を２列に配列することで荷電効率を高めることができる。

【0062】

複数の放電用電極３０は、支持体３１から液槽３の液面に向かって下方に延びた状態で設けられている。複数の放電用電極３０は全て略同じ全長に形成され、複数の放電用電極３０の先端は略揃えられている。複数の放電用電極３０は、支持体３１の周方向に沿って所定のピッチで間欠的に設けられている。

【0063】

放電用電極３０の先端部（下端部）と液槽３の液面との距離Ｙは、反発部２５の平面部２６と液槽３の液面との距離と同じ距離に設定されており、例えば、いずれも、印加電圧が数ＫＶで１０数ｍｍに設定されている。なお、捕集性能（捕集効率）向上のため、反発部２５と液槽３の液面との距離は、放電用電極３０の先端部と液槽３の液面との距離Ｙよりも近付けて設定されても良い。

【0064】

反発部２５の内側の面２５ａと外側の放電用電極３０との距離Ｘは、放電用電極３０の先端部（下端部）と液槽３の液面との距離Ｙ（放電距離）よりも大きく設定されている。これにより、電界干渉の防止を図ることができる。

【0065】

また、吸込口１５の下端部は、放電用電極３０の先端部（下端部）よりも液面側に延出している。これにより、吸込口１５から流入した空気は、吸込口１５から流出すると液槽３の液面に沿って流通するように誘導されるため、放電用電極３０の根元部（上部）に流通しない構造となり、確実に帯電エリアＥＡを通過するため、荷電性能（帯電性能）を向上させることができる。さらに、上記したように、吸込口１５の傾斜部１７により吸込口１５が放電用電極３０から離間するように形成されているため、電界干渉の防止を図ることができる。なお吸込口１５の下部１８と内側の放電用電極３０との距離は、反発部２５の内側の面２５ａと外側の放電用電極３０との距離Ｘと同等に設定されている。これにより、電界干渉の防止を図ることができる。
＜給電用碍子及び支持用碍子＞

【0066】

筐体２の側面と液槽３の側面との間には、１個の給電用碍子５及び３個の支持用碍子６が設けられている。給電用碍子５及び支持用碍子６は、例えば、磁器又は陶器もしくは電気絶縁性に優れる樹脂で形成されている。

【0067】

給電用碍子５は、筐体２の一側面２ａと液槽３の一側面３ａとの間に介装される碍子本体３４と、筐体２の一側面２ａの外側に設けられる給電接続部３５と、を備えている。碍子本体３４は、略円筒状に形成され、碍子本体３４の軸心には、貫通穴３８ａが形成されている。

【0068】

給電接続部３５は、円板形状の鍔部３７と、鍔部３７と同心で鍔部３７より小径に形成される円筒状の凹部３６と、により構成されている。鍔部３７の軸心には、碍子本体３４の貫通穴３８ａと連通するように貫通穴３８ｂが形成されている。鍔部３７の貫通穴３８ｂ及び碍子本体３４の貫通穴３８ａに挿通された給電用ネジ３９にナット４０を締結することにより、碍子本体３４が筐体２の一側面２ａと液槽３の一側面３ａとの間に固定されるようになっている。

【0069】

鍔部３７の外周部には、複数（図示では４個）の固定穴が周方向に均等間隔で形成されており、これらの固定穴に挿通された固定用ネジ４１にナット４２を締結することにより、給電接続部３５が筐体２の一側面２ａに固定されるようになっている。給電接続部３５の凹部３６には、給電用バネ４３が給電用ネジ３９に電気的に接触するように設けられ、給電用バネ４３は高電圧電源部７と電気的に接触している。

【0070】

支持用碍子６は、筐体２の一側面２ａ以外の他の３つの側面２ｂ，２ｃ，２ｄと液槽３の一側面３ａ以外の他の３つの側面３ｂ，３ｃ，３ｄとの間にそれぞれ介装されている。支持用碍子６の軸心には、内側及び外側からそれぞれ貫通溝４４ａ，４４ｂが形成されている。支持用碍子６の内側及び外側から各貫通溝４４ａ，４４ｂにそれぞれ固定ネジ４５を締結することにより、支持用碍子６が筐体２の３つの側面２ｂ，２ｃ，２ｄと液槽３の３つの側面３ｂ，３ｃ，３ｄとの間にそれぞれ固定されるようになっている。
＜高電圧電源部＞

【0071】

図３に示すように、高電圧電源部７は、高圧トランス４６と、倍圧部４７と、リミットスイッチ４８と、を備えている。高電圧電源部７は、制御部７０と電気的に接続されており、制御部７０の指令に基づき、給電用碍子５を介して液槽３側に高電圧を印加する。高圧トランス４６は、元電源Ｐ（交流１００Ｖ）の交流電圧を昇圧する。倍圧部４７は、高圧トランス４６で昇圧した交流電圧を直流電圧に変換し、且つさらに昇圧することでマイナス約５ｋＶの高電圧を生成する。また、倍圧部４７は、放電用電極３０に対する高電圧の印加を制御する出力制御部としても機能する。リミットスイッチ４８は、電気集塵装置１を後述する空気清浄装置１００に装着した時に投入状態（ＯＮ状態）となり、電気集塵装置１を空気清浄装置１００から離脱した時に開放状態（ＯＦＦ状態）となる。

【0072】

仮に、集塵方式をプラス荷電方式とすると、荷電に必要な放電電流を確保するために放電距離を近づけなくてはならず異常放電し易くなる。したがって、上記した本実施の形態では、同じ空間の間隔（隙間）でも放電電流が多いことと、放電安定性（異常放電しにくい傾向）を考慮してマイナス荷電方式を採用している。なお、直流の元電源（例えば２４Ｖ）を使用しても良い。
＜空気の流通路＞

【0073】

図３及び図４において矢印で示すように、電気集塵装置１の内部には、中央の吸込口１５から流入して下降した空気が液槽３の液面に沿って外側に拡散した後、筐体２の側面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと液槽３の側面３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとの間、及び筐体２の下面と液槽３の下面の間を通って、排気口５０から外部に排出するように空気の流通路２７が形成されている。なお、本実施の形態では、電気集塵装置１の上部から内部に空気を吸引し、下部から排気するように空気の流通路２７が形成されているが、空気の流れを逆にしても良い。その場合、放電用電極３０と反発部２５の配置も逆になる。
［電気集塵装置の作用］

【0074】

次に、主に図３及び図４を参照しつつ、電気集塵装置１の作用について説明する。
予め液槽３内の水位が適正水位であることを水位センサにより確認した上で、電気集塵装置１を動作開始させると、霧化装置６０が稼働し、放電用電極３０に高電圧が印加されると共に、吸引ファン５５が回転する。これにより、電気集塵装置１の外部で発生したダストを含む含塵空気は、吸引ファン５５による吸引力によって吸込口１５の内部に吸い込まれて下降気流（ダウンフロー）となり、吸込口１５の下部１８から筐体２内に流入する。

【0075】

この時、吸込口１５内の整流板９の孔部１９の開口面積は中央部から外周部に進むに従って次第に大きくなるように設定されているため、吸込口１５の内部空間を有効に活用することができると共に、吸込口１５の中央部の空気の流通量を減少させ、吸込口１５の外周部の空気の流通量を増加させることができる。これにより、吸込口１５から筐体２内に流入した空気が、液槽３の液面にダイレクトに衝突したり、液面を波立たせたりすることがなく、放電用電極３０が配置されている吸込口１５の外周方向に空気を誘導することができるため、荷電効率を高めることができる。

【0076】

このように吸込口１５から筐体２内に流入した含塵空気は、吸込口１５の内径より液槽３の内径の方が大きいため、液槽３の液面に沿って吸込口１５の周囲に拡散し、放電用電極３０と液槽３の液面との間を通過する。含塵空気の気流の向きを下降方向から横方向に変化させることで、含塵空気中に含まれる粒子径が大きいダストは、気流から離脱して液槽３内の吸液部材２９に捕集される。

【0077】

この間、図４に良く示されているように、超音波振動子６５は、液槽３の底部から液体に向かって上向き（垂直方向）に数ＭＨｚの高周波を放射することで、液体を超音波振動させて、液柱７１を発生させる。液柱７１の表面では、液体が微粒化して数μｍ（例えば３μｍ程度）の霧状のミストが生成され、液柱７１の周辺に飛散する。この時に生成されるミストは、粒子径が非常に細かく、また、気流の流通方向（下向き）と逆向き（上向き）に飛散されるため、吸込口１５内において含塵空気中に含まれる粒子径が小さいダストと良く混合する。

【0078】

また、放電部４では、高電圧電源部７から給電用碍子５を介して液槽３側に高電圧が印加されることで、束状部３３から離間した線電極３２は強電界となり、線電極３２の先端部と液槽３との間で、コロナ放電が発生する。コロナ放電は、各放電用電極３０の先端部と液槽３の液面との間に略円錐状の帯電エリアＥＡを形成し、帯電エリアＥＡを流れる空気中の粒子径が小さいダストとミストを帯電させる。ミストは、帯電されることで電荷を保ち、ミストの周辺が帯電エリアになることで、ダストが引き寄せられ、荷電性能（帯電性能）を向上させることができる。

【0079】

この場合、帯電されたミスト同士は、同極性（本実施の形態例では、マイナス）に帯電されているので、互いに反発し合ってミスト同士が融合して大粒化することがない。そのため、飛散しやすく、含塵空気中のダストと良く混合することができる。また、ミストとダストが混合される吸込口１５のすぐ下流側の吸込口１５の周囲に放電部４を配置しているため、粒子径が非常に細かいミストであっても、短時間で蒸発することがなく、確実に帯電させることができる。このようにして帯電されたダストとミストは、液槽３の液面に引き寄せられて吸液部材２９に捕集される。

【0080】

放電用電極３０と液槽３の液面との間を通過した含塵空気は、反発部２５の平面部２６と液槽３の液面との間を通過する。この間、含塵空気中の帯電されたダストとミストは反発部２５の平面部２６から反発し、液槽３の液面側に寄せられて吸液部材２９に捕集される。

【0081】

反発部２５と液槽３の液面との間を通過してダストが除去された清浄空気は、液槽３の外周部から一旦上昇した後に下降し、筐体２の側面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと液槽３の側面３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとの間、及び筐体２の下面と液槽３の下面の間を通り、排気口５０から外部に排出される。

【0082】

この時、給電用碍子５及び支持用碍子６は、空気の流通方向において反発部２５の下流側の清浄空気が流通する領域（筐体２の側面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと液槽３の側面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとの間）にそれぞれ設けられているため、碍子表面に粒子による汚れが付着することで絶縁性が低下して沿面放電や高圧電流を短絡させたりするといった不具合を防止することができる。

【0083】

上記したように本発明の実施の形態に係る電気集塵装置１では、動作後直ちに液体をミスト状にすることができる超音波振動子６５を使用することで、霧化装置６０の動作と放電部４への高電圧の印加と吸引ファン５５の運転とを同時に開始することができる。そのため、電気集塵装置１の運転を即座に開始することができ、運転時間までの待機時間を設定する必要がない。したがって、電気集塵装置１の運転効率を向上させることができる。また、ミストを発生させる手段として、超音波振動子６５を用いることで、電気消費量を抑制することができ、経済性を高めることができる。

【0084】

なお、空気の吸引量やダストが多い場合には、超音波振動子６５の動作を開始してから所定時間（例えば数秒から数十秒程度）経過した後に、放電部４への高電圧の印加及び吸引ファン５５の運転を開始しても良い。この場合、放電部４への高電圧の印加及び吸引ファン５５の運転開始前に吸込口１５の内部がミストで充満されるので、ダストとミストの混合の度合いを高め、荷電効率（帯電効率）をより高めることができる。また、吸込口１５に対向する領域からミストが生成されるため、吸込口１５の内部をミストで充満させる効率を高めることができる。

【0085】

なお、上記した実施の形態に係る電気集塵装置１は、扁平な直方体形状に形成されているが、円形状や多角形状等、他の形状であっても良い。

【0086】

また、吸込口１５や排気口５０の設置位置や、空気の流通路２７のルートは、必ずしも上記した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、吸込口１５を天板１１の一方側に寄せた位置に設けると共に排気口５０を筐体２の他方側の側面に設けて、空気が一方向に流通するように空気の流通路を形成することも可能である。その場合、反発部２５は、放電用電極３０の周囲を取り囲むように設けられることなく、放電用電極３０の下流側に配置される。
［空気清浄装置］

【0087】

次に、図９を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空気清浄装置について説明する。ここで、図９は本発明の実施の形態に係る空気清浄装置の手前側のカバーを取り外した状態を示す斜視図である。

【0088】

空気清浄装置１００は、水平な矩形状のテーブル１０１と、テーブル１０１の下方に設けられる直方体形状のケース１０２と、ケース１０２の下面の四隅に設けられるキャスター１０３と、操作部（図示省略）と、を備えている。テーブル１０１の中央部には、矩形状の天板１０４が着脱可能に設けられ、天板１０４には吸込口１０５が形成されている。

【0089】

ケース１０２の上部には、電気集塵装置１の収納スペースが設けられ、該収納スペースに電気集塵装置１が収納されると、電気集塵装置１の給電用バネ４３（図３等参照）が空気清浄装置１００の給電部（図示省略）と電気的に接触するようになっている。また、ケース１０２の上部には、前記収納スペースの側方に高電圧電源部や制御部等の収納スペース１０６が設けられている。

【0090】

ケース１０２には、電気集塵装置１の収納スペース下方に吸引ファン（図示省略）を収納する吸引ファン部１０７が設けられ、該吸引ファンの下流側には活性炭が収納された脱臭部（図示省略）が設けられている。また、ケース１０２の下部には、排気口１０８が形成されている。

【0091】

このように電気集塵装置１が収納された空気清浄装置１００において、前記操作部の運転スイッチが押されると、前記給電部を介して、電気集塵装置１の高電圧が印加され、前記吸引ファンが駆動する。これにより、室内の汚れた煙草の煙等の粒子を含む含塵空気は、吸込口１０５から空気清浄装置１００内に流入し、電気集塵装置１により含塵空気中の粒子が捕集された後、清浄な空気となって排気口１０８から室内に戻される。

【産業上の利用可能性】

【0092】

本発明の技術は、室内において空気中の汚れた粒子（煙草の煙、花粉等の粒子、調理時の油煙中のミストなど）を集塵する電気集塵装置や空気清浄装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0093】

１ 電気集塵装置
２ 筐体
３ 液槽
９ 整流板
１５ 吸込口
１９ 孔部
２７ 空気の流通路
２８ 液体
２９ 吸液部材
３０ 放電用電極
３２ 線電極
３３ 束状部
５４ 孔部
６１ 霧化生成部
６５ 超音波振動子
１００ 空気清浄装置
１０２ ケース
１０５ 吸込口
１０８ 排気口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】