(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】2024-08-20
(45)【発行日】2024-08-28
(54)【発明の名称】電気集塵機
(51)【国際特許分類】
B03C 3/40 20060101AFI20240821BHJP
B03C 3/41 20060101ALI20240821BHJP
B03C 3/47 20060101ALI20240821BHJP
B03C 3/64 20060101ALI20240821BHJP
H01T 19/04 20060101ALI20240821BHJP
H01T 23/00 20060101ALI20240821BHJP
【ＦＩ】
B03C3/40 A
B03C3/41 B
B03C3/47
B03C3/64 Z
H01T19/04
H01T23/00
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021567106
(86)(22)【出願日】2020-11-30
(86)【国際出願番号】 JP2020044523
(87)【国際公開番号】W WO2021131519
(87)【国際公開日】2021-07-01
【審査請求日】2023-10-31
(31)【優先権主張番号】P 2019239850
(32)【優先日】2019-12-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】591012266
【氏名又は名称】株式会社クリエイティブテクノロジー
(74)【代理人】
【識別番号】100140693
【弁理士】
【氏名又は名称】木宮 直樹
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 喬彬
【審査官】葛原 怜士郎
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１２／００００６２７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２０３３０５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／０６８７０２（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０３Ｃ ３／４０
Ｂ０３Ｃ ３／４１
Ｂ０３Ｃ ３／４７
Ｂ０３Ｃ ３／６４
Ｈ０１Ｔ １９／０４
Ｈ０１Ｔ ２３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
イオンを発生させるためのイオン化部と、イオンが付着した塵を電気的に集塵するための集塵部と、を備える電気集塵機であって、
上記イオン化部は、所定の電圧を電極針に印加してコロナ放電させることにより、印加電圧の極性と同極性のイオンを発生させるイオナイザであり、
上記集塵部は、
上記イオン化部の後段に配設され、上記イオンが付着した塵を通過させるための複数の間隙を有し且つ所定の電圧が印加される高電圧電極と、
この高電圧電極の後段に配設され且つ高電圧電極に印加される電圧の極性と逆極性の電圧が印加されて、上記イオンが付着した塵を電気的に吸着する集塵板と、を備え、
上記イオン化部の電極針に印加する電圧の極性と上記高電圧電極に印加する電圧の極性とを同極性に設定し、
上記集塵部の高電圧電極を、所定間隔で平行に並べられ且つそれぞれが絶縁体で被覆された複数の線状導体で形成し、
上記集塵部の集塵板を、絶縁性の樹脂フィルムで被覆された平板状の導体で形成した、
ことを特徴とする電気集塵機。
【請求項2】
請求項１に記載の電気集塵機において、上記樹脂フィルムの体積抵抗率を、１０１０Ω・ｃｍ～１０１３Ω・ｃｍの範囲内に設定すると共に、その厚さを、ほぼ０．１ｍｍに設定し、
上記イオン化部から集塵部の集塵板までの距離を、１００ｍｍ以下に設定した、
ことを特徴とする電気集塵機。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の電気集塵機において、上記高電圧電極を形成する複数の線状導体の間隔を、４０ｍｍ～１００ｍｍの範囲内に設定し、
上記複数の線状導体で形成された高電圧電極と上記集塵板との距離を、１０ｍｍ～８０ｍｍの範囲内に設定し、
上記イオン化部の電極針から集塵部の集塵板までの距離を、３０ｍｍ～１００ｍｍの範囲内に設定した、
ことを特徴とする電気集塵機。
【請求項4】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気集塵機において、上記イオナイザは、直流電圧を印加することでイオンを発生する直流イオナイザであり、
上記高電圧電極と集塵板に印加する電圧はそれぞれ逆極性の直流電圧である、
ことを特徴とする電気集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、空気中の塵埃を電界を利用して集塵する電気集塵機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
製造現場では、一部の工程のみを対象とした集塵、つまり、局所的に空気中の塵を集塵する機器の出現が望まれている。
一般に、空気中の塵を取る技術的手段としては、フィルターを使用した空気清浄機や電界を利用した電気集塵機がある。
そして、電気集塵機には、１段型の電気集塵機と２段型の電気集塵機とがある。
一般に、空気中の塵を取る技術的手段としては、フィルターを使用した空気清浄機や電界を利用した電気集塵機がある。
そして、電気集塵機には、１段型の電気集塵機と２段型の電気集塵機とがある。
【0003】
１段型の電気集塵機は、特許文献１や特許文献２に記載のように、イオン化部を高圧電極とすると共に集塵板を対向電極することにより、空気中の塵を直接集塵板に集める構造になっている。
このため、１段型の電気集塵機は、構造がシンプルで動力がなくとも集塵が可能であるので、小型や薄型の電気集塵機として、採用する場合が多い。
このため、１段型の電気集塵機は、構造がシンプルで動力がなくとも集塵が可能であるので、小型や薄型の電気集塵機として、採用する場合が多い。
【0004】
これに対して、２段型の電気集塵機は、特許文献３及び特許文献４に記載されているように、塵を帯電させるイオン化部と、電界によって帯電した塵を集める高圧電極及び集塵板でなる集塵部との２段に分かれた構造になっている。
特に、特許文献３及び特許文献４に記載の電気集塵機では、集塵板又は高圧電極を半絶縁素材で作成して、火花放電による集塵効率低下を防ぐ技術が採用されている。
特に、特許文献３及び特許文献４に記載の電気集塵機では、集塵板又は高圧電極を半絶縁素材で作成して、火花放電による集塵効率低下を防ぐ技術が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特公平０２－０２９３８６号公報
【文献】特開平０７－２５６１４５号公報
【文献】特開平０８－０７１４５１号公報
【文献】特開平０９－２５３５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、上記した従来の電気集塵機では、次のような問題があった。
特許文献１に開示された１段型の電気集塵機では、電界の広がりを得ることができるが、電界の発生源が遠くなるため、クーロン力が弱くなるという欠点がある。このように弱いクーロン力では、集めることができる塵は、小さな塵に限られてしまう。また、弱いクーロン力では、塵を集塵版に強く留めることが難しく、風等により、塵が剥がれることがある。このため、空気が剥がれた塵によって再び汚染されてしまうという問題がある。
また、特許文献２に開示された１段型の電気集塵機では、強い電界を得ることができるが、電界の発生が放電極と集塵板との間に限定される。このため、イオンが集塵板にすぐ引き寄せられてしまい、イオンが十分に広がらず、塵の集塵範囲が狭いという問題がある。
つまり、上記した１段型の電気集塵機では、いずれも、集塵範囲が狭く且つ集塵 能力が低いので、効果的な集塵を行うことができないという問題がある。
特許文献１に開示された１段型の電気集塵機では、電界の広がりを得ることができるが、電界の発生源が遠くなるため、クーロン力が弱くなるという欠点がある。このように弱いクーロン力では、集めることができる塵は、小さな塵に限られてしまう。また、弱いクーロン力では、塵を集塵版に強く留めることが難しく、風等により、塵が剥がれることがある。このため、空気が剥がれた塵によって再び汚染されてしまうという問題がある。
また、特許文献２に開示された１段型の電気集塵機では、強い電界を得ることができるが、電界の発生が放電極と集塵板との間に限定される。このため、イオンが集塵板にすぐ引き寄せられてしまい、イオンが十分に広がらず、塵の集塵範囲が狭いという問題がある。
つまり、上記した１段型の電気集塵機では、いずれも、集塵範囲が狭く且つ集塵 能力が低いので、効果的な集塵を行うことができないという問題がある。
【0007】
一方、２段型の電気集塵機では、１段型の電気集塵機に比べて、集塵範囲が広くしかも集塵能力が極めて高いが、火花放電を防ぐために、イオン化部と集塵部とを分離して配置する必要がある。このため、これらを駆動する動力を必要とし、しかも、オゾン処理装置等の他ユニットを含めて、イオン化部等の装置を直線的に繋ぐ必要がある。この結果、２段型の電気集塵機では、機器自体が、大型化してしまい、この２段型の電気集塵機は、一部の工程のみを対象とした局所的な集塵装置として使用することができない。
【0008】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、集塵範囲が広く且つ集塵能力が高く、しかも、小型化且つ薄型化が可能な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】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、イオンを発生させるためのイオン化部と、イオンが付着した塵を電気的に集塵するための集塵部とで構成される電気集塵機であって、イオン化部は、所定の電圧を電極針に印加してコロナ放電させることにより、印加電圧の極性と同極性のイオンを発生させるイオナイザであり、集塵部は、イオン化部の後段に配設され、イオンが付着した塵を通過させるための複数の間隙を有し且つ所定の電圧が印加される高電圧電極と、この高電圧電極の後段に配設され且つ高電圧電極に印加される電圧の極性と逆極性の電圧が印加されて、イオンが付着した塵を電気的に吸着する集塵板とを備え、イオン化部の電極針に印加する電圧の極性と高電圧電極に印加する電圧の極性とを同極性に設定し、集塵部の高電圧電極を絶縁体で被覆すると共に、集塵板を絶縁体とは別体の絶縁体で被覆した構成とする。
かかる構成により、同極性の所定の電圧をイオン化部と高電圧電極とに印加すると共に、逆極性の所定の電圧を集塵板に印加すると、イオン化部でコロナ放電が起こり、印加電圧と同極性の多量のイオンがイオン化部から発生する。このとき、イオンと同極性の電圧が、イオン化部の後段に配されている高電圧電極に印加されているので、多量のイオンは、高電圧電極によって反発され、集塵板側への移動が抑制される。つまり、イオン化部と集塵板との間に、イオンと同極性の高電圧電極が介在し、イオン化部と集塵板との間に直接電界を作ることを防いでいる。これにより、多量のイオンが、集塵板側に向かわずに、高電圧電極の前で広く拡散し、広範囲にある塵に付着する。この結果、広範囲の塵が帯電されることとなる。
帯電した塵は、高電圧電極の間隙を通過した後、高電圧電極と集塵板との間に発生している強い電界によって、集塵板側に引き込まれ、集塵板に電気的に吸着される。つまり、この発明の電気集塵機は、広い範囲で、塵を帯電させ、強い電界によって、帯電した多量の塵を効率的に集塵する能力を有している。
ところで、イオン化部と集塵板との距離が近いと、火花放電が起こり、オゾンが発生するおそれがある。しかも、イオン発生に供与する筈のエネルギが火花放電に使用されてしまうため、集塵効率も低下してしまうおそれがある。
しかしながら、この発明の電気集塵機では、上記したように、高電圧電極をイオン化部と集塵板との間に介在させ、しかも、イオン化部に印加する電圧の極性と高電圧電極に印加する電圧の極性とを同極性に設定してあるので、電界が、イオン化部と集塵板との間に直接発生しない。このため、火花放電は殆ど発生しない。しかも、高電圧電極と集塵板とを絶縁体で被覆しているので、火花放電の発生を確実に防止することができる。
かかる構成により、同極性の所定の電圧をイオン化部と高電圧電極とに印加すると共に、逆極性の所定の電圧を集塵板に印加すると、イオン化部でコロナ放電が起こり、印加電圧と同極性の多量のイオンがイオン化部から発生する。このとき、イオンと同極性の電圧が、イオン化部の後段に配されている高電圧電極に印加されているので、多量のイオンは、高電圧電極によって反発され、集塵板側への移動が抑制される。つまり、イオン化部と集塵板との間に、イオンと同極性の高電圧電極が介在し、イオン化部と集塵板との間に直接電界を作ることを防いでいる。これにより、多量のイオンが、集塵板側に向かわずに、高電圧電極の前で広く拡散し、広範囲にある塵に付着する。この結果、広範囲の塵が帯電されることとなる。
帯電した塵は、高電圧電極の間隙を通過した後、高電圧電極と集塵板との間に発生している強い電界によって、集塵板側に引き込まれ、集塵板に電気的に吸着される。つまり、この発明の電気集塵機は、広い範囲で、塵を帯電させ、強い電界によって、帯電した多量の塵を効率的に集塵する能力を有している。
ところで、イオン化部と集塵板との距離が近いと、火花放電が起こり、オゾンが発生するおそれがある。しかも、イオン発生に供与する筈のエネルギが火花放電に使用されてしまうため、集塵効率も低下してしまうおそれがある。
しかしながら、この発明の電気集塵機では、上記したように、高電圧電極をイオン化部と集塵板との間に介在させ、しかも、イオン化部に印加する電圧の極性と高電圧電極に印加する電圧の極性とを同極性に設定してあるので、電界が、イオン化部と集塵板との間に直接発生しない。このため、火花放電は殆ど発生しない。しかも、高電圧電極と集塵板とを絶縁体で被覆しているので、火花放電の発生を確実に防止することができる。
【0010】
本発明の第２の態様は、第１の態様の電気集塵機において、集塵部の高電圧電極を、所定間隔で平行に並べられ且つそれぞれが絶縁体で被覆された複数の線状導体で形成し、集塵部の集塵板を、絶縁性の樹脂フィルムで被覆された平板状の導体で形成した構成とする。
かかる構成により、高電圧電極を、平行に並べられ且つ絶縁体で被覆された複数の線状導体で形成することで、イオン化部と高電圧電極との間の電界の発生を抑制すると共に、強い電界を高電圧電極と集塵板との間に発生させることができ、しかも、帯電した塵を確実に通過させて、集塵板側にスムーズに移動させることができる。また、集塵板を、導体を絶縁性の樹脂フィルムで被覆した構造とすることで、火花放電防止の効果を高めることができる。
かかる構成により、高電圧電極を、平行に並べられ且つ絶縁体で被覆された複数の線状導体で形成することで、イオン化部と高電圧電極との間の電界の発生を抑制すると共に、強い電界を高電圧電極と集塵板との間に発生させることができ、しかも、帯電した塵を確実に通過させて、集塵板側にスムーズに移動させることができる。また、集塵板を、導体を絶縁性の樹脂フィルムで被覆した構造とすることで、火花放電防止の効果を高めることができる。
【0011】
本発明の第３の態様は、第２の態様の電気集塵機において、樹脂フィルムの体積抵抗率を、１０１０Ω・ｃｍ～１０１３Ω・ｃｍの範囲内に設定すると共に、その厚さを、ほぼ０．１ｍｍに設定し、イオン化部から集塵部の集塵板までの距離を、１００ｍｍ以下に設定した構成とする。
【0012】
本発明の第４の態様は、第２又は第３の態様に記載の電気集塵機において、高電圧電極を形成する複数の線状導体の間隔を、４０ｍｍ～１００ｍｍの範囲内に設定し、複数の線状導体で形成された高電圧電極と集塵板との距離を、１０ｍｍ～８０ｍｍの範囲内に設定し、イオン化部の電極針から集塵部の集塵板までの距離を、３０ｍｍ～１００ｍｍの範囲内に設定した構成とする。
【0013】
本発明の第５の態様は、第２の態様ないし第４の態様のいずれかの電気集塵機において、イオナイザは、直流電圧を印加することでイオンを発生する直流イオナイザであり、高電圧電極と集塵板に印加する電圧はそれぞれ逆極性の直流電圧である構成とした。
【発明の効果】
【0014】
以上詳しく説明したように、この発明の第１の態様の電気集塵機によれば、広範囲の塵を帯電させることができると共に、帯電した多量の塵を強い電界で集塵することができる。さらに、イオン化部と高電圧電極の電圧極性とを同極性に設定すると共に高電圧電極と集塵板とを絶縁体で被覆することにより、火花放電の発生を確実に防止することができるので、オゾン処理装置等の装置が不要となり、装置全体の小型化と薄型化を図ることができる。つまり、この発明の第１の態様の電気集塵機によれば、 広い集塵範囲と高い集塵能力を確保することができ、しかも、小型化且つ薄型化を実現することができる、という優れた効果がある。
【0015】
また、第２の態様によれば、集塵能力と火花放電防止の効果をさらに高めることができる。
【0016】
また、第３及び第４の態様によれば、装置のさらなる小型化と薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】この発明の第１実施例に係る電気集塵機を示す斜視図である。
【図4】イオン化部３によるイオン発生状態を示す断面図である。
【図5】帯電塵の集塵状態を上方から示す断面図である。
【図6】この発明の第２実施例に係る電気集塵機を説明するための分解図である。
【図7】高電圧電極の一変形例を示す平面図である。
【図8】高電圧電極の他の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【0019】
（実施例１）
図１は、この発明の第１実施例に係る電気集塵機を示す斜視図であり、図２は、図１の矢視Ａ－Ａ断面図であり、図３は、部品を一部破断して示す図１の電気集塵機の分解斜視図である。
図１に示すように、この実施例の電気集塵機１は、イオン化部３と集塵部４とをケース２に組み込んだ構造になっている。
図１は、この発明の第１実施例に係る電気集塵機を示す斜視図であり、図２は、図１の矢視Ａ－Ａ断面図であり、図３は、部品を一部破断して示す図１の電気集塵機の分解斜視図である。
図１に示すように、この実施例の電気集塵機１は、イオン化部３と集塵部４とをケース２に組み込んだ構造になっている。
【0020】
【0021】
イオン化部３は、イオンを発生させるための部分であり、イオナイザ３０と電源１０とで構成されている。
イオナイザ３０は、ケース２の上枠２１の下面前端の中央に取り付けられている。このイオナイザ３０は、直流イオナイザであり、図２に示すように、電極針３０ａを内部に有する。この電極針３０ａの先端は下向きに配置され、後端は直流電圧を発生する電源１０の正極１０ａに接続されている。
すなわち、電源１０からの正極の直流電圧が、イオナイザ３０の電極針３０ａに印加されるようになっている。これにより、コロナ放電を電極針３０ａの先端部分に発生させ、電極針３０ａ周辺に存在している空気を電気的に分解して、正極のイオンを発生することができる。
イオンを発生させるために電極針３０ａに印加する電圧は、通常３ｋＶ～６ｋＶの範囲の電圧が必要である。つまり、電源１０として、３ｋＶ～６ｋＶの範囲の直流電源を使用した。
また、電極針３０ａに印加する電圧の極性は、任意であるが、この実施例では、正極の直流電圧を印加する設定とした。
つまり、正極のイオンが、集塵部４の前で、集塵部４の面と平行に拡散するように、電極針３０ａの向きと電源１０の電圧とを設定した。
イオナイザ３０は、ケース２の上枠２１の下面前端の中央に取り付けられている。このイオナイザ３０は、直流イオナイザであり、図２に示すように、電極針３０ａを内部に有する。この電極針３０ａの先端は下向きに配置され、後端は直流電圧を発生する電源１０の正極１０ａに接続されている。
すなわち、電源１０からの正極の直流電圧が、イオナイザ３０の電極針３０ａに印加されるようになっている。これにより、コロナ放電を電極針３０ａの先端部分に発生させ、電極針３０ａ周辺に存在している空気を電気的に分解して、正極のイオンを発生することができる。
イオンを発生させるために電極針３０ａに印加する電圧は、通常３ｋＶ～６ｋＶの範囲の電圧が必要である。つまり、電源１０として、３ｋＶ～６ｋＶの範囲の直流電源を使用した。
また、電極針３０ａに印加する電圧の極性は、任意であるが、この実施例では、正極の直流電圧を印加する設定とした。
つまり、正極のイオンが、集塵部４の前で、集塵部４の面と平行に拡散するように、電極針３０ａの向きと電源１０の電圧とを設定した。
【0022】
集塵部４は、イオンが付着した塵を電気的に集塵するための部分であり、前段の高電圧電極５と後段の集塵板６とで構成されている。
【0023】
集塵部４の高電圧電極５は、上記イオン化部３の後段に配置された複数の線状導体５０であり、電源１０に接続されている。
複数の線状導体５０は、図３に示すように、起立した状態で、横並びに所定間隔で平行に配置されている。
この間隔、即ち複数の線状導体５０の横並びの各間隔Ｇは、イオンが付着した塵を通過させるための間隙であり、４０ｍｍ～１００ｍｍの範囲内に設定されている。
複数の線状導体５０は、図３に示すように、起立した状態で、横並びに所定間隔で平行に配置されている。
この間隔、即ち複数の線状導体５０の横並びの各間隔Ｇは、イオンが付着した塵を通過させるための間隙であり、４０ｍｍ～１００ｍｍの範囲内に設定されている。
【0024】
複数の線状導体５０のそれぞれは、絶縁体５１によって被覆されている。
このような線状導体５０は、可能な限り細く、高電圧に耐えられる性能であることが望ましい。
例えば、線状導体５０としては、銅、ニッケル又はこれらの合金のいずれか好ましく、 絶縁体５１は、シリコンであることが好ましい。
このような線状導体５０は、可能な限り細く、高電圧に耐えられる性能であることが望ましい。
例えば、線状導体５０としては、銅、ニッケル又はこれらの合金のいずれか好ましく、 絶縁体５１は、シリコンであることが好ましい。
【0025】
このような線状導体５０の上端５０ａは、ケース２の上枠２１の下面に設けられた帯状導体５２ａに接続され、帯状導体５２ａが電源１０の正極１０ａに接続されている。
これにより、電源１０からの正極の直流電圧が、複数の線状導体５０に印加されることとなる。
すなわち、図２に示すように、この実施例の電気集塵機１では、イオナイザ３０の電極針３０ａと複数の線状導体５０とに印加する直流電圧が、同極性で同電圧値に設定されている。
このように、イオナイザ３０の電極針３０ａと複数の線状導体５０とに印加する直流電圧を同極性に設定することにより、イオナイザ３０で発生させたイオンが、高電圧電極５を構成する複数の線状導体５０によって集塵板６に直接吸着されることを妨げ、同極の反発作用によってイオンの拡散を行うことができる。
なお、この実施例では、イオナイザ３０の電極針３０ａと複数の線状導体５０とに印加する直流電圧を同電圧値に設定したが、同極性であれば、異なる電圧値に設定することができることは勿論である。
これにより、電源１０からの正極の直流電圧が、複数の線状導体５０に印加されることとなる。
すなわち、図２に示すように、この実施例の電気集塵機１では、イオナイザ３０の電極針３０ａと複数の線状導体５０とに印加する直流電圧が、同極性で同電圧値に設定されている。
このように、イオナイザ３０の電極針３０ａと複数の線状導体５０とに印加する直流電圧を同極性に設定することにより、イオナイザ３０で発生させたイオンが、高電圧電極５を構成する複数の線状導体５０によって集塵板６に直接吸着されることを妨げ、同極の反発作用によってイオンの拡散を行うことができる。
なお、この実施例では、イオナイザ３０の電極針３０ａと複数の線状導体５０とに印加する直流電圧を同電圧値に設定したが、同極性であれば、異なる電圧値に設定することができることは勿論である。
【0026】
集塵部４の集塵板６は、図３に示すように、高電圧電極５の後段に配置された平板状の導体であり、電源１０に接続されている。
集塵板６は、集塵方向（図２の右方向）と垂直に起立した状態で、高電圧電極５から所定距離後方に配置されている。
なお、図２に示すように、イオナイザ３０の電極針３０ａからこの集塵板６までの距離Ｌ１は、３０ｍｍ～１００ｍｍの範囲内に設定され、高電圧電極５から集塵板６までの距離Ｌ２は、１０ｍｍ～８０ｍｍの範囲内に設定される。
集塵板６は、集塵方向（図２の右方向）と垂直に起立した状態で、高電圧電極５から所定距離後方に配置されている。
なお、図２に示すように、イオナイザ３０の電極針３０ａからこの集塵板６までの距離Ｌ１は、３０ｍｍ～１００ｍｍの範囲内に設定され、高電圧電極５から集塵板６までの距離Ｌ２は、１０ｍｍ～８０ｍｍの範囲内に設定される。
【0027】
かかる集塵板６は、図３に示すように、線状導体５０の絶縁体５１とは、別体の絶縁体６１で被覆されている。
絶縁体６１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等の絶縁性の樹脂フィルムである。絶縁体６１の体積抵抗率は、１０１０Ω・ｃｍ～１０１３Ω・ｃｍの範囲内に設定されており、その厚さは、ほぼ０．１ｍｍに設定されている。
また、集塵板６としては、銅箔、アルミニュウム箔等の金属やカーボン等の導体を適用することができる。
絶縁体６１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等の絶縁性の樹脂フィルムである。絶縁体６１の体積抵抗率は、１０１０Ω・ｃｍ～１０１３Ω・ｃｍの範囲内に設定されており、その厚さは、ほぼ０．１ｍｍに設定されている。
また、集塵板６としては、銅箔、アルミニュウム箔等の金属やカーボン等の導体を適用することができる。
【0028】
このように絶縁体６１で被覆された集塵板６の上端６ａは、図２に示すように、ケース２の上枠２１の下面後方に設けられた端子６２ａに接続され、端子６２ａは、電源１０の負極１０ｂに接続されている。
これにより、電源１０からの負極の直流電圧が、集塵板６に印加されるようになっている。
すなわち、この実施例の電気集塵機１では、高電圧電極５に印加される電圧の極性と逆極性の直流電圧が集塵板６に印加されるように設定されている。この電圧値は、－５００Ｖ～５ｋＶの範囲の電圧値である。
このように、高電圧電極５と逆極性の電圧が集塵板６に印加されることで、高電圧電極５と集塵板６との間に強い電界が発生し、高電圧電極５の間隔Ｇを通過した帯電塵を強い力で素早く集塵板６に吸着することができる。
これにより、電源１０からの負極の直流電圧が、集塵板６に印加されるようになっている。
すなわち、この実施例の電気集塵機１では、高電圧電極５に印加される電圧の極性と逆極性の直流電圧が集塵板６に印加されるように設定されている。この電圧値は、－５００Ｖ～５ｋＶの範囲の電圧値である。
このように、高電圧電極５と逆極性の電圧が集塵板６に印加されることで、高電圧電極５と集塵板６との間に強い電界が発生し、高電圧電極５の間隔Ｇを通過した帯電塵を強い力で素早く集塵板６に吸着することができる。
【0029】
次に、この実施例の電気集塵機１の作用及び効果について説明する。
図４は、イオン化部３によるイオン発生状態を示す断面図であり、図５は、帯電塵の集塵状態を上方から示す断面図である。
図２において、電源１０の正極の直流電圧を、イオナイザ３０の電極針３０ａと高電圧電極５の線状導体５０とに印加し、負極の直流電圧を、集塵板６に印加する。
すると、イオナイザ３０の電極針３０ａへの正極の直流電圧の印加によって、図４に示すように、正極のイオンＩが電極針３０ａの先端部分で発生し、多量のイオンＩが周囲に拡散する。
このとき、イオンＩは、集塵板６側に引き込まれようとするが、イオンＩと同極性の正極の直流電圧が、高電圧電極５の線状導体５０に印加されているので、イオンＩの集塵板６側への移動が、同極性の線状導体５０によって抑制される。
すなわち、イオンＩと同極性の電圧が印加された線状導体５０が、イオナイザ３０と集塵板６との間に介在しているので、イオナイザ３０の電極針３０ａと集塵板６との間に、直接的な電界が形成されない。
したがって、多量のイオンＩは、集塵板６によって引き込まれることなく、高電圧電極５の前で広く拡散し、高電圧電極５の前の広範囲な空間に存在する塵に付着する。つまり、イオナイザ３０と同極性の電圧が印加されている高電圧電極５の存在によって、広範囲の塵が帯電されることとなる。
そして、図５に示すように、高電圧電極５から集塵板６側に向く強い電界Ｅが、高電圧電極５の線状導体５０と集塵板６との間に発生しているので、正極に帯電した塵Ｄが、高電圧電極５の間隔Ｇ間隙を通過すると、これらの帯電塵Ｄは、急速に強い力で集塵板６側に引き込まれ、集塵板６に電気的に吸着される。
つまり、この実施例の電気集塵機１によれば、広い範囲で多量の塵が帯電され、帯電された塵が、高電圧電極５と集塵板６との間の強い電界によって、強力且つ迅速に集塵される。
図４は、イオン化部３によるイオン発生状態を示す断面図であり、図５は、帯電塵の集塵状態を上方から示す断面図である。
図２において、電源１０の正極の直流電圧を、イオナイザ３０の電極針３０ａと高電圧電極５の線状導体５０とに印加し、負極の直流電圧を、集塵板６に印加する。
すると、イオナイザ３０の電極針３０ａへの正極の直流電圧の印加によって、図４に示すように、正極のイオンＩが電極針３０ａの先端部分で発生し、多量のイオンＩが周囲に拡散する。
このとき、イオンＩは、集塵板６側に引き込まれようとするが、イオンＩと同極性の正極の直流電圧が、高電圧電極５の線状導体５０に印加されているので、イオンＩの集塵板６側への移動が、同極性の線状導体５０によって抑制される。
すなわち、イオンＩと同極性の電圧が印加された線状導体５０が、イオナイザ３０と集塵板６との間に介在しているので、イオナイザ３０の電極針３０ａと集塵板６との間に、直接的な電界が形成されない。
したがって、多量のイオンＩは、集塵板６によって引き込まれることなく、高電圧電極５の前で広く拡散し、高電圧電極５の前の広範囲な空間に存在する塵に付着する。つまり、イオナイザ３０と同極性の電圧が印加されている高電圧電極５の存在によって、広範囲の塵が帯電されることとなる。
そして、図５に示すように、高電圧電極５から集塵板６側に向く強い電界Ｅが、高電圧電極５の線状導体５０と集塵板６との間に発生しているので、正極に帯電した塵Ｄが、高電圧電極５の間隔Ｇ間隙を通過すると、これらの帯電塵Ｄは、急速に強い力で集塵板６側に引き込まれ、集塵板６に電気的に吸着される。
つまり、この実施例の電気集塵機１によれば、広い範囲で多量の塵が帯電され、帯電された塵が、高電圧電極５と集塵板６との間の強い電界によって、強力且つ迅速に集塵される。
【0030】
発明者等は、かかる点を実証すべく、この実施例の電気集塵機１と電気集塵機１から高電圧電極５を取り除いた従来型の電気集塵機との集塵能力比較実験を行った。
すると、従来型の電気集塵機では、イオン化部３のイオナイザ３０から半径１００ｍｍ程度の範囲の塵しか集塵し得なかった。これに対し、この実施例の電気集塵機１では、イオナイザ３０から４００ｍｍ以上の範囲の塵を集塵することができた。
この結果、発明者等は、この実施例の電気集塵機１が従来型の電気集塵機に比べ、非常に広い集塵範囲と集塵能力とを有することを、確認することができた。
すると、従来型の電気集塵機では、イオン化部３のイオナイザ３０から半径１００ｍｍ程度の範囲の塵しか集塵し得なかった。これに対し、この実施例の電気集塵機１では、イオナイザ３０から４００ｍｍ以上の範囲の塵を集塵することができた。
この結果、発明者等は、この実施例の電気集塵機１が従来型の電気集塵機に比べ、非常に広い集塵範囲と集塵能力とを有することを、確認することができた。
【0031】
ところで、イオン化部３のイオナイザ３０と集塵板６との距離が短いと、イオナイザ３０から集塵板６に向かって、火花放電が起こり、オゾンが発生するおそれがある。
しかしながら、この実施例の電気集塵機１では、高電圧電極５である複数の線状導体５０を、イオナイザ３０と集塵板６との間に介在させ、しかも、イオナイザ３０に印加する直流電圧の極性と線状導体５０に印加する直流電圧の極性とを同極性に設定してあるので、電界が、イオナイザ３０と集塵板６との間に直接発生しない。このため、火花放電は殆ど発生しない。しかも、高電圧電極５の線状導体５０を絶縁体５１で被覆すると共に、集塵板６とを絶縁体６１で被覆しているので、火花放電の発生を大きく抑制するでき、オゾンの発生の防止を図ることができる。
しかしながら、この実施例の電気集塵機１では、高電圧電極５である複数の線状導体５０を、イオナイザ３０と集塵板６との間に介在させ、しかも、イオナイザ３０に印加する直流電圧の極性と線状導体５０に印加する直流電圧の極性とを同極性に設定してあるので、電界が、イオナイザ３０と集塵板６との間に直接発生しない。このため、火花放電は殆ど発生しない。しかも、高電圧電極５の線状導体５０を絶縁体５１で被覆すると共に、集塵板６とを絶縁体６１で被覆しているので、火花放電の発生を大きく抑制するでき、オゾンの発生の防止を図ることができる。
【0032】
発明者等は、かかる点を実証すべく、室温２０°Ｃ、風量２０Ｌ／ｍｉｎの条件下で、この実施例の電気集塵機１を駆動したところ、オゾンの発生は、オゾン濃度測定器の測定限界０．００１ｐｐｍ以下であり、検出することができないことを確認した。
【0033】
つまり、この実施例によれば、オゾン処理装置等の装置が不要となるので、厚さが１００ｍｍ以下という小型且つ薄型で且つ集塵範囲と集塵能力の高い電気集塵機１を提供することができる。
【0034】
（実施例２）
次に、第２実施例について説明する。
図６は、この発明の第２実施例に係る電気集塵機を説明するための分解図である。
この実施例の電気集塵機は、高電圧電極の電気接続構造とイオナイザの電気接続構造が、上記第１実施例と異なる。
すなわち、上記第１実施例では、複数の線状導体５０を帯状導体５２ａを通じて並列に電源１０の正極１０ａに接続した構造の高電圧電極を例示したが、この実施例では、図６に示すように、１本の線状導体５０を電源１０の正極１０ａに接続して構成したものを、高電圧電極として適用した。
具体的には、ケース２の上枠２１と下枠２２とに複数の孔２３を設け、図示しない絶縁体５１で被覆された１本の線状導体５０を、これらの孔２３に靴紐を通すように蛇行状に通した。そして、線状導体５０の基端５０ａを電源１０の正極１０ａに接続することにより、上記第１実施例の高電圧電極と同機能の高電圧電極を構成した。
また、上記第１実施例では、イオン化部３のイオナイザ３０への給電を、電源１０の正極１０ａからの電線で行う構成にした。これに対して、この実施例では、線状導体５０の末端５０ｂを、イオン化部３のイオナイザ３０に接続させることによって、線状導体５０を、イオン化部３のイオナイザ３０に対する給電用の電線として兼用した。
かかる電気接続構造をとることにより、電気集塵機の電気的構造を簡略化した。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。
次に、第２実施例について説明する。
図６は、この発明の第２実施例に係る電気集塵機を説明するための分解図である。
この実施例の電気集塵機は、高電圧電極の電気接続構造とイオナイザの電気接続構造が、上記第１実施例と異なる。
すなわち、上記第１実施例では、複数の線状導体５０を帯状導体５２ａを通じて並列に電源１０の正極１０ａに接続した構造の高電圧電極を例示したが、この実施例では、図６に示すように、１本の線状導体５０を電源１０の正極１０ａに接続して構成したものを、高電圧電極として適用した。
具体的には、ケース２の上枠２１と下枠２２とに複数の孔２３を設け、図示しない絶縁体５１で被覆された１本の線状導体５０を、これらの孔２３に靴紐を通すように蛇行状に通した。そして、線状導体５０の基端５０ａを電源１０の正極１０ａに接続することにより、上記第１実施例の高電圧電極と同機能の高電圧電極を構成した。
また、上記第１実施例では、イオン化部３のイオナイザ３０への給電を、電源１０の正極１０ａからの電線で行う構成にした。これに対して、この実施例では、線状導体５０の末端５０ｂを、イオン化部３のイオナイザ３０に接続させることによって、線状導体５０を、イオン化部３のイオナイザ３０に対する給電用の電線として兼用した。
かかる電気接続構造をとることにより、電気集塵機の電気的構造を簡略化した。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【0035】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、高電圧電極を、図３に示したように、絶縁体５１で被覆した複数の平行な線状導体５０で形成したが、高電圧電極は、これに限定されるものではない。
例えば、図７に示すように、複数の孔Ｇ１を間隙とする平板状の電極５３を絶縁体５４で被覆したものも、高電圧電極として適用することができる。
また、図８に示すように、複数の間隙Ｇ２を有するメッシュ状の電極５５を絶縁体５６で被覆したものも、高電圧電極として適用することができる。
例えば、上記実施例では、高電圧電極を、図３に示したように、絶縁体５１で被覆した複数の平行な線状導体５０で形成したが、高電圧電極は、これに限定されるものではない。
例えば、図７に示すように、複数の孔Ｇ１を間隙とする平板状の電極５３を絶縁体５４で被覆したものも、高電圧電極として適用することができる。
また、図８に示すように、複数の間隙Ｇ２を有するメッシュ状の電極５５を絶縁体５６で被覆したものも、高電圧電極として適用することができる。
【0036】
さらに、上記実施例では、コロナ放電の理解を容易にするため、イオン化部３のイオナイザとして、１本の電極針３０ａを内部に有するイオナイザ３０を例示したが、電気集塵機に適用可能なイオナイザは、これに限るものはない。例えば、カーボンの導電繊維でなる電極針をブラシ状の束にした、所謂「カーボンブラシイオナイザ」も、電気集塵機のイオナイザとして適用することができる。
【符号の説明】
【0037】
１…電気集塵機、 ２…ケース、 ３…イオン部、 ４…集塵部、 ５…高電圧電極、 ６…集塵板、 ６ａ…上端、 １０…電源、 １０ａ…正極、 １０ｂ…負極、 ２１…上枠、 ２２…下枠、 ２３…孔、 ３０…イオナイザ、 ３０ａ…電極針、 ５０…線状導体、 ５０ａ…上端（基端）、 ５０ｂ…末端、 ５１，５４，５６，６１…絶縁体、 ５２ａ…帯状導体、 ５３，５５…電極、 ６２ａ…端子、 Ｅ…電界、 Ｇ，Ｇ２…間隔、 Ｇ１…孔、 Ｉ…イオン、 Ｄ…帯電塵。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】