JP2018167189A - 電気集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極の表面積のうち集塵に寄与しない面積が占める割合を少なくした電気集塵装置を提供する。【解決手段】電気集塵装置１は、放電極４ａ１からの放電により処理空気の塵埃を帯電させる荷電部４ａと、静電界により前記荷電部で帯電された前記塵埃を捕集する集塵部４ｂ、とを備え、集塵部４ｂが、交互に平行に配置された複数の捕集電極４ｂ１と高圧電極４ｂ２を有し、集塵部の捕集電極４ｂ１と集塵部の高圧電極４ｂ２は絶縁材４ｂ１０４，４ｂ１０５で被覆された導電シート４ｂ１０３によって形成されている。【選択図】図７

Description

本発明は、電気集塵装置、特に、空気調和機又は空気清浄機に用いられる電気集塵装置に関する。

電気集塵機には塵や埃などを帯電させる荷電部と、帯電した塵や埃などを集塵する集塵部を備えたものがある。集塵部は平行に配置された複数のシート状の電極を有し、隣り合う電極間に電圧を印加する。これにより隣り合う電極間には静電界が発生し、この静電界により塵埃を吸着し集塵する。しかし電極間で放電が発生すると、電極間の電位差が低下し、これに伴い集塵性能も低下する。

この放電を避けるために種々の方法が提案されている。例えば図８に示す電極板のように、電極を２枚の絶縁シートで挟む構造が知られている（特許文献１参照）。
絶縁シートにより放電は抑止される。

絶縁シートの端部は電極の端部より、所定値（例えば２ｍｍ）程度長い。これは複数の電極を２枚のシートで挟み、その後、各々の電極を切り分けて製造する工程としているためで、切断位置の誤差（例えば１．５ｍｍ）範囲内には電極を配置できないためである。
しかし、このような電気的に機能しない（集塵に寄与しない）部分、すなわち２枚の絶縁シート間に電極が存在しない両端の部分が存在することになり、これが電気集塵機の小型化の妨げとなっているという問題があった。

特開平３−２１７２５６号公報

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、電極板のうち集塵に寄与しない部分を少なくすることで、電気集塵装置の小型化を実現する技術を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の第１の観点は、放電により塵埃を帯電させる荷電部と、正極である高圧電極と負極である捕集電極を有し、前記高圧電極と前記捕集電極間に電圧を印加することで、前記荷電部で帯電された前記塵埃を捕集する集塵部と、を備え、前記高圧電極と前記捕集電極は絶縁材で被覆されていることを特徴とする。

（２）上記（１）の構成において、前記集塵部の捕集電極は電力が供給される捕集電極突出片を有し、前記集塵部の高圧電極は電力が供給される高圧電極突出片を有し、前記捕集電極突出片と前記高圧電極突出片は絶縁材で被覆されていないことを特徴とする。

（３）上記（１）の構成において、前記被覆は前記絶縁材により形成された皮膜であることを特徴とする。

本発明によれば、電極のうち集塵に寄与しない部分の割合を少なくすることで電気集塵装置を小型化することができる。

本発明の実施形態に係る空気清浄機の概要を示す構成図である。 本発明の実施形態に係る電気集塵装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る電気集塵装置の集塵部の斜視図である。 本発明の実施形態に係る電気集塵装置の集塵部の組立分解図である。 本発明の実施形態に係る捕集電極の製造途中の状態を示す上面図である。 本発明の実施形態に係る電気集塵装置の集塵部の集塵部捕集電極（コレクタシート）の斜視図である。 本発明の実施形態に係る電気集塵装置の集塵部の捕集電極の断面図である。 従来の電気集塵装置の集塵部の絶縁シートによる集塵部の捕集電極の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、添付図面に基づいて詳細に説明する。

（空気清浄機）
まず、本実施形態に係る空気清浄機１の概要について、図１を参照して説明する。空気清浄機１では、吸込み口２から吸い込まれた空気は、プレフィルタ３によって大きなゴミが除かれ、電気集塵装置４によって細かい塵が捕集され、脱臭フィルタ５によって臭いの原因物質が吸着される。この過程により清浄化された空気は、ファン６によって吹出し口８から吹き出される。

空気清浄機１には、これらのほか、吸込み口２の上部に埃センサ１３が、空気清浄機１の天面に操作表示基板１２が、ファン６の下方に電源制御基板９が設けられている。また、電気集塵装置４の近傍には荷電部用高圧電源１０と集塵部用高圧電源１１が設けられている。

（電気集塵装置）
次に、電気集塵装置４の構造について説明する。電気集塵装置４は、図２に示すように、荷電部４ａと集塵部４ｂを有する。プレフィルタ３によって空気は大きなゴミが取り除かれる。そして、大きなゴミが取り除かれた空気に含まれる塵埃は荷電部４ａで帯電され、集塵部４ｂで捕集される。より詳しくは、荷電部４ａが放電極４ａ１と対向電極４ａ２を、集塵部４ｂは捕集電極４ｂ１（コレクタシート）と高圧電極４ｂ２を備えており、荷電部４ａは、コロナ放電により空気に含まれる塵埃を帯電させ、帯電された塵埃は集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１と集塵部４ｂの高圧電極４ｂ２の間に生じた静電界により、集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１に捕集される。

ここでは、荷電部４ａと集塵部４ｂを１つの組としたとき、３つの組を有している例を図示しているが、この組数に限られるものではない。それぞれの荷電部４ａに対し、荷電部用高圧電源１０から高圧の電圧が供給される。集塵部４ｂに対し１つの集塵部用高圧電源１１から高圧の電圧が供給される。荷電部用高圧電源１０及び集塵部用高圧電源１１は電源制御基板９によって制御されており、電源制御基板９には、荷電部４ａへの電力の供給／遮断を行う荷電部スイッチ９ａ１，９ａ２，９ａ３と、集塵部４ｂへの電力の供給／遮断を行う集塵部スイッチ９ｂが設けられている。電源制御基板９は、商用電源１４と接続されている。

（集塵部）
引き続いて、電気集塵装置４の集塵部４ｂについて説明する。図３は、１つの集塵部４ｂの外観を示している。集塵部４ｂは集塵部ケース４ｂ３及び集塵部カバー４ｂ４によって囲われており、その内部には捕集電極４ｂ１と高圧電極４ｂ２が交互に配されている。集塵部ケース４ｂ３の前面にはセパレータ４ｂ５が、集塵部カバー４ｂ４の短手方向の端部で両側には高電圧供給端子４ｂ６ａと接地端子４ｂ６ｂがそれぞれ設けられている。

集塵部４ｂの内部構造を、図４の組立分解図を用いてさらに説明する。図４に示すように、集塵部ケース４ｂ３の内側に集塵部ケースガイド４ｂ３１が設けられている。捕集電極４ｂ１と高圧電極４ｂ２の両端部の間には両電極の間隙を一定に保つスペーサ４ｂ７が配置され、スペーサ４ｂ７は集塵部ケースガイド４ｂ３１に嵌合されるようになっている。集塵部カバー４ｂ４の下方には、捕集電極４ｂ１と高圧電極４ｂ２がスペーサ４ｂ７を挟んで交互に配置されている。また、捕集電極４ｂ１と高圧電極４ｂ２に、電極同士の間隔を一定に保ち、また構造的強度を図るため、３つのセパレータ４ｂ５が嵌挿されている。

集塵部カバー４ｂ４の短手方向の端部には集塵部カバー切欠き４ｂ４１が設けられており、前述したように、高電圧供給端子４ｂ６ａと接地端子４ｂ６ｂが縦方向にそれぞれ挿通される。図中左側の高電圧供給端子４ｂ６ａは集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１の図中左端に設けられた集塵部４ｂの捕集電極突出片４ｂ１１に当接する。図中右側の接地端子４ｂ６ｂは集塵部４ｂの高圧電極４ｂ２の図中右端に設けられた集塵部４ｂの高圧電極突出片４ｂ２１に当接する。高圧電極突出片４ｂ２１より高電圧が高圧電極４ｂ２に供給される。高圧電極４ｂ２と捕集電極４ｂ１が交互に配置され、高圧電極４ｂ２に設けられた高圧電極突出片４ｂ２１と捕集電極４ｂ１に設けられた捕集電極突出片４ｂ１１、および接地側端子接触片４ｂ１１ａと高圧側端子接触片４ｂ２１ａもそれぞれ交互に配置される。

（集塵部捕集電極）
ここで、本実施形態に係る集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１は、次に示す２つの部分で形成される。図６に示すように、集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１は、集塵部４ｂの捕集電極本体４ｂ１０６と、集塵部４ｂの捕集電極突出片４ｂ１１と、集塵部４ｂの接地側端子接触片４ｂ１１ａを有する。後述するように、集塵部４ｂの捕集電極本体４ｂ１０６は絶縁材で被覆されており、集塵部４ｂの捕集電極突出片４ｂ１１は絶縁材で被覆されていない。

集塵部４ｂの捕集電極本体４ｂ１０６の断面について、図７を用いて説明する。尚、ここからは捕集電極本体４ｂ１０６を用いて説明を行うが、高圧電極４ｂ２も同じ断面、構造となるため説明を省略する。捕集電極本体４ｂ１０６は、電極となる高抵抗の導電シート４ｂ１０３の表面は、表面絶縁被覆４ｂ１０４および端面絶縁被覆４ｂ１０５によって被覆されている。導電シートが配置されている部分は集塵を行うことができるため、導電シート４ｂ１０３の左右端部間の幅Ｌ１の範囲が塵の捕集にとって有効な有効部分となる。導電シートが配置されていない左右の端面絶縁被覆面４ｂ１０５の厚みＬ２の範囲は、集塵を行わない無効部分となる。なお、集塵部４ｂの捕集電極本体４ｂ１０６の肉厚Ｌ３は、導電シート４ｂ１０３の肉厚Ｌ３１と表裏の表面絶縁被覆面４ｂ１０４の厚みＬ３２の合計となる。端面絶縁被覆面４ｂ１０５の厚みＬ２と表面絶縁被覆面４ｂ１０４の厚みＬ３２は、同じ厚みである。

集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１の製造方法について以下詳述する。合成樹脂（例えばポリスチレン又は塩化ビニル）に導電剤（高分子型帯電防止剤など）を配合したものを押出成形し、例えば０．４ｍｍのシート状に加工する。次にこのシートから図５に示すような本体部４ｂ１０７、突出部４ｂ１０および折曲部４ｂ１０ａからなる導電体４ｂ０を打ち抜き、その後打ち抜いた導電体４ｂ０の折曲部４ｂ１０ａを折り曲げる。これが導電シート４ｂ１０３となる。導電シート４ｂ１０３の表裏面に絶縁材となる絶縁インクを例えば厚さ１０μｍで印刷した後、所定の形状と大きさに切断する。次に導電シート４ｂ１０３の左右の端面にも同様に絶縁インクを印刷する。これにより、導電シート４ｂ１０３の外周面全体が絶縁インクで形成された絶縁皮膜で被覆され、捕集電極本体４ｂ１０６となる。

ここで、絶縁インクを印刷することに代えて絶縁インクを導電シート４ｂ１０３に吹き付けたり、導電シート４ｂ１０３を絶縁インクに浸漬させてもよい。上記のように厚さ１０μｍの絶縁インクによる被覆がされれば、その方法は任意である。

ここで、集塵部４ｂの捕集電極突出片４ｂ１１については、その表裏面や端面には絶縁インクの被覆を行わない。これにより、図４に示す通り接地側端子接触出片４ｂ１１ａと接地端子４ｂ６ａ及び高圧側端子接触出片４ｂ２１ａと高電圧供給端子４ｂ６ｂは電気的に接続されることができる。

他方、図８に示した従来の絶縁シートによる捕集電極４ｂ２は、カバー絶縁シート４ｂ１０１とベース絶縁シート４ｂ１０２の間に電極となる導電インク４ｂ１００が印刷されている。前述したように、この場合、導電インク４ｂ１００が印刷されている有効部分である幅Ｌ５の部分の左右端部には、導電インク４ｂ１００が複数印刷された１枚のシートから個々の電極を切り分けるための切断の誤差を考慮して、カバー絶縁シート４ｂ１０１とベース絶縁シート４ｂ１０２に切断しろとして延在部分が設けられている。この延在部分の幅Ｌ６の部分は電気的機能を持たない無効部分となり、左右それぞれ２ｍｍ、計４ｍｍの無効部分となる。

これに対し、本実施形態の集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１の無効部分は端面絶縁被覆面４ｂ１０５の厚みＬ２が１０μｍ（０．０１ｍｍ）であるから計０．０２ｍｍとなり、絶縁シートに導電インクを印刷した場合の無効部分４ｍｍと比較して極めて小さい。このように、集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１は、絶縁材の被覆によって放電を防止しつつ、集塵に寄与しない無効部分を少なくできるため、電気集塵装置１を小型化することが可能となる。

上記の無効部分について具体的数値で比較する。従来の導電インク４ｂ１００と本発明の導電シート４ｂ１０３のそれぞれの有効部分Ｌ１，Ｌ５をともに２０ｍｍとすると、従来の導電インク４ｂ１００では無効部分Ｌ６の有効部分Ｌ５に対する比（Ｌ６／Ｌ５）は４ｍｍ／２０ｍｍ＝０．２となるのに対し、本発明の導電シート４ｂ１０３における無効部分Ｌ２の有効部分Ｌ１に対する比（Ｌ２／Ｌ１）は０．０２ｍｍ／２０ｍｍ＝０．００１となり、集塵に寄与しない無効部分の割合を著しく抑えることができる。

（実施形態の効果）
上記のような構成としたことから、本実施形態は、以下の効果を奏する。
集塵部４ｂの捕集電極４ｂ１は、導電シート４ｂ１０３に絶縁インクを印刷するなど、絶縁材を極めて薄く被覆するようにしたことから、集塵に寄与しない無効部分は絶縁インクの厚み部分のみとなり、無効部分が占める割合を最小化することができ、結果電気集塵装置の小型化が可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１…空気清浄機
２…吸込み口
３…プレフィルタ
４…電気集塵装置
４ａ…荷電部
４ａ１…荷電部の放電極
４ｂ２…荷電部対向電極
４ｂ…集塵部
４ｂ０…導電体
４ｂ１…集塵部の捕集電極（コレクタシート）（本発明の）
４ｂ２…集塵部の捕集電極（コレクタシート）（背景技術の）
４ｂ１００…導電インク（背景技術の）
４ｂ１０１…カバー絶縁シート（背景技術の）
４ｂ１０２…ベース絶縁シート（背景技術の）
４ｂ１０３…導電シート
４ｂ１０４…表面絶縁被覆面
４ｂ１０５…端面絶縁被覆面
４ｂ１０６…集塵部捕集電極本体
４ｂ１０７…本体部
４ｂ１０…突出部
４ｂ１０ａ…折曲部
４ｂ１１…集塵部の捕集電極突出片
４ｂ１１ａ…接地側端子接触片
４ｂ２…集塵部の高圧電極
４ｂ２１…集塵部の高圧電極突出片
４ｂ２１ａ…高圧側端子接触片
４ｂ３…集塵部ケース
４ｂ３１…集塵部ケースガイド
４ｂ４…集塵部カバー
４ｂ４１…集塵部カバー切欠き
４ｂ５…セパレータ
４ｂ６ａ…接地端子
４ｂ６ｂ…高電圧供給端子
４ｂ７…スペーサ
５…脱臭フィルタ
６…ファン
７…ファンモータ
８…吹出し口
９…電源制御基板
９ａ１〜９ａ３…荷電部スイッチ
９ｂ…集塵部スイッチ
１０…荷電部用高圧電源
１１…集塵部用高圧電源
１２…操作表示基板
１３…ホコリセンサ
１４…商用電極
Ｌ１…導電シートの左右端部間の幅（実施形態の有効部分）
Ｌ２…端面絶縁被覆面の厚み（実施形態の無効部分）
Ｌ３…集塵部捕集電極本体の肉厚（実施形態の）
Ｌ４…集塵部捕集電極の肉厚（背景技術の）
Ｌ５…導電インクが印刷されている幅（背景技術の有効部分）
Ｌ６…カバー絶縁シートとベース絶縁シートの延在部分の幅（背景技術の無効部分）

Claims (3)

1. 放電により塵埃を帯電させる荷電部と、
   正極である高圧電極と負極である捕集電極からなり、前記高圧電極と前記捕集電極間に電圧を印加することで、前記荷電部で帯電された前記塵埃を捕集する集塵部と、
   を備え、
   前記高圧電極と前記捕集電極は絶縁材で全面が被覆されていることを特徴とする電気集塵装置。
2. 前記集塵部の前記捕集電極は電力が供給される捕集電極突出片を有し、前記集塵部の前記高圧電極は電力が供給される高圧電極突出片を有し、
   前記捕集電極突出片と前記高圧電極突出片は絶縁材で被覆されていないことを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置。
3. 前記被覆は前記絶縁材により形成された皮膜であることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置。