荷電装置、それを備えた集塵装置及び脱臭装置

【課題】放電電極に付着した付着物を除去することができ、荷電効率を向上させることができる荷電装置、それを備えた集塵装置及び脱臭装置を得る。
【解決手段】対向電極２０と、無端状に形成され、対向電極２０の周囲を、所定の間隔を保ちつつ循環移動可能に設けられた放電電極１０と、放電電極１０と当接して放電電極１０の付着物を除去する第１の掃除手段３１とを備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、荷電装置、それを備えた集塵装置及び脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術においては、例えば「少なくとも１組の放電電極と対向電極との間でコロナ放電を生じさせ、このコロナ放電で空気中の粉塵粒子を帯電させて集塵する電気集塵機であって、前記放電電極における少なくともコロナ放電を生じさせる部分の表面を、炭素の含有量が０．２重量％以下の鉄系合金を基材とし、該基材上にＡｌとＣｒの酸化層を含む処理皮膜を形成してなることを特徴とする電気集塵機。」が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７８３５０号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
荷電装置は、放電電極と対向電極との間で例えばコロナ放電を生じさせ、空気中の微粒子を帯電させる。このような荷電装置は、帯電された微粒子を集塵する集塵装置や、放電によって発生するオゾン等の活性酸素を用いた脱臭装置などに使用されている。
【０００５】
このような荷電装置は、放電によって放電電極や対向電極の放電箇所が劣化する、という問題点があった。
【０００６】
また、放電電極や対向電極にシリカなどの付着物が付着すると、電極間の放電が減少し、荷電効率が悪化する、という問題点があった。また、これにより、集塵性能、活性酸素の生成性能が低下する、という問題点があった。
このような劣化や性能の低下は、荷電装置を長時間稼働することにより、より顕著に現れる。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、少なくとも放電電極に付着した付着物を除去することができ、荷電効率を向上させることができる荷電装置、それを備えた集塵装置及び脱臭装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る荷電装置は、対向電極と、無端状に形成され、前記対向電極の周囲を、所定の間隔を保ちつつ循環移動可能に設けられた放電電極と、前記放電電極と当接して該放電電極の付着物を除去する第１の掃除手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、放電電極と当接して該放電電極の付着物を除去する第１の掃除手段を設けているので、放電電極に付着した付着物を除去することができ、荷電効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る荷電装置の概略構成図である。
図２はこの発明の実施の形態１に係る荷電装置の要部正面図及び側面図である。
図３はこの発明の実施の形態１に係る回転軸の構成図である。
【００１１】
図において、本実施の形態における荷電装置は、放電電極１０と、対向電極２０とを有している。この荷電装置は、放電電極１０と対向電極２０との間で例えばコロナ放電を生じさせ、空気中の微粒子を帯電させるものである。
【００１２】
また、荷電装置は、回転軸１１と、回転軸２１と、絶縁盾４０と、第１の掃除手段３１と、第２の掃除手段３２と、対向電極駆動チェーン１００と、スプロケット１１０と、放電電極駆動チェーン１２０と、スプロケット１３０と、トレー３００とを有している。
【００１３】
放電電極１０は、無端状に形成され、対向電極２０の周囲を、所定の間隔を保ちつつ循環移動可能に設けられている。
この放電電極１０は、リン青銅、タングステン、銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛、鉄、若しくはこれらの合金、又はこれらの金属の表面に、銀、金、白金若しくはニッケルをメッキ処理して形成される。本実施の形態１においては、例えば、放電電極１０の材質をリン青銅とし、更にニッケルメッキの表面処理を行う。
【００１４】
放電電極１０には、当該放電電極１０と対向電極２０との間の距離に応じた電圧が印加される。例えば、放電電極１０と対向電極２０との間の距離を８〜１２ｍｍとしたとき、放電電極１０には、プラス５．５〜９．５ｋＶ、又はマイナス６．５〜１０．５ｋＶの電圧が印加される。尚、この設置距離と放電電圧との関係については後述する。
【００１５】
更に、放電電極１０は、長辺と短辺とを有する断面扁平状に形成され、長辺が対向電極２０の幅方向と平行に設置される。例えば、短辺０．０５〜０．１ｍｍ、長辺０．６〜１．０ｍｍである。尚、放電電極１０の形状と電圧電流特性との関係については後述する。
【００１６】
対向電極２０は、無端状に形成され、放電電極１０と所定の間隔を保ちつつ循環移動可能に設けられている。
この対向電極２０は、リン青銅、タングステン、銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛、若しくは鉄、又はカーボン若しくは金属フィラーを練り込んだ導電性樹脂により形成される。
【００１７】
また、対向電極２０の幅は、放電電極１０と当該対向電極２０との間の距離の少なくとも２倍以上である。例えば、対向電極２０は、幅１７〜２５ｍｍ、厚み０．１〜０．５ｍｍである。尚、対向電極２０の形状と電極間距離との関係については後述する。
【００１８】
回転軸１１は、放電電極１０を支持し、回転駆動されることにより、放電電極１０を循環移動させる。
具体的には、図１、図２に示すように、回転軸１１は、対向電極２０の周囲を所定間隔で囲む長方形の四辺に配設される。
また、図３に示すように、回転軸１１は、放電電極１０の脱落を防止するガイド溝１３が形成されている。このガイド溝１３に、扁平形状である放電電極１０が配設される。
また、放電電極１０との接触面に、当該放電電極１０との摩擦力を増加させる表面加工を施している。例えば、高摩擦加工や、導電性のゴムなどを用いる。
また、この回転軸１１は、放電電極１０の循環方向外側に、図示しない弾性体（バネ等）により押圧されている。これにより、放電電極１０は、一定張力が加わり、撓みが少なくなるように張架される。
また、回転軸１１には、放電電極駆動チェーン１２０と、歯合するギア１２が一体に形成されている。
【００１９】
スプロケット１３０は、後述する放電電極駆動モータ５２１により回転駆動される。
このスプロケット１３０には、放電電極駆動チェーン１２０が巻掛けられている。そして、スプロケット１３０が回転駆動されることにより、これと歯合する放電電極駆動チェーン１２０が循環移動する。
これにより、放電電極駆動チェーン１２０と歯合する回転軸１１が回転駆動される。
【００２０】
回転軸２１は、対向電極２０を支持し、回転駆動されることにより、対向電極２０を循環移動させる。
具体的には、図１、図２に示すように、回転軸２１は、上下に所定間隔を隔てて配設される。そして、この回転軸２１に、無端状の対向電極２０が巻掛けられる。
また、図３に示すように、回転軸２１は、対向電極２０の脱落を防止するガイド溝２３が形成されている。このガイド溝２３に、対向電極２０が配設される。
また、対向電極２０との接触面に、当該対向電極２０との摩擦力を増加させる表面加工を施している。例えば、高摩擦加工や、導電性のゴムなどを用いる。
また、この回転軸２１は、対向電極２０の循環方向外側に、図示しない弾性体（バネ等）により押圧されている。これにより、対向電極２０は、一定張力が加わり、撓みが少なくなるように張架される。
また、回転軸２１には、対向電極駆動チェーン１００と、歯合するギア２２が一体に形成されている。
【００２１】
スプロケット１１０は、後述する対向電極駆動モータ５２２により回転駆動される。
このスプロケット１１０には、対向電極駆動チェーン１００が巻掛けられている。そして、スプロケット１１０が回転駆動されることにより、これと歯合する対向電極駆動チェーン１００が循環移動する。
これにより、対向電極駆動チェーン１００と歯合する回転軸２１が回転駆動される。
【００２２】
尚、本実施の形態１では、放電電極駆動チェーン１２０を循環移動させて回転軸１１を回転駆動するようにしたが、本発明はこれに限るものではなく、回転軸１１を放電電極駆動モータ５２１により直接、又は減速ギア等を介して、回転駆動するようにしても良い。回転軸２１についても同様である。
【００２３】
回転軸１１及び回転軸２１は、導電性材料により構成されている。そして、この回転軸１１と回転軸２１とに、後述する高電圧が印加されることにより、放電電極１０及び対向電極２０に当該高電圧が印加される。
【００２４】
絶縁盾４０は、放電電極１０と対向電極２０との間の一部に配置され、絶縁材により形成される。例えば図１、図２に示すように、対向電極２０の上部及び下部に配置される。
そして、この絶縁盾４０の配置位置における放電電極１０と対向電極２０との間隔を、当該絶縁盾４０が設置されていない部分の間隔より短くしている。つまり、対向電極２０の上部及び下部と放電電極１０との間隔は、対向電極２０の側面と放電電極１０との間隔より短くなるようにしている。
この絶縁盾４０を設けることにより、放電電極１０と対向電極２０との距離を他の部分より短くしても、放電が集中することを防止することができる。これにより、荷電装置の小型化を図ることが可能となる。
【００２５】
尚、絶縁盾４０を設けない構成としても良い。この場合、対向電極２０の上部及び下部と放電電極１０との間隔は、他の部分と同じ間隔とする。
【００２６】
第１の掃除手段３１は、放電電極１０と当接して放電電極１０の付着物を除去する。
具体的には、第１の掃除手段３１は、所定の位置に固定され、放電電極１０と当接するブラシを有し、このブラシと放電電極１０とが当接し、放電電極１０が循環移動することにより、放電電極１０の付着物を除去する。例えば図１に示すように、第１の掃除手段３１は、放電電極１０の下部の外周側に設置される。
また、第１の掃除手段３１は、絶縁材料により形成される。異常放電の発生を防止するためである。例えば、ポリエチレンのブラシを用いる。
【００２７】
第２の掃除手段３２は、対向電極２０と当接して対向電極２０の付着物を除去する。
具体的には、第２の掃除手段３２は、所定の位置に固定され、対向電極２０と当接するブラシを有し、ブラシと対向電極２０とが当接し、対向電極２０が循環移動することにより、対向電極２０の付着物を除去する。例えば図１に示すように、第２の掃除手段３２は、対向電極２０の下部の外周側に設置される。
また、第２の掃除手段３２は、絶縁材料により形成される。異常放電の発生を防止するためである。例えば、ポリエチレンのブラシを用いる。
尚、第２の掃除手段３２は、図２に示すように、放電電極１０の直下位置には設けない構成としても良い。放電電極１０の直下への放電は少なく、付着物の量も少ないためである。
【００２８】
尚、第１の掃除手段３１及び第２の掃除手段３２の設置場所は、これに限るものでなく、任意の位置に設けることができる。また、第１の掃除手段３１、第２の掃除手段３２を複数設けるようにしても良い。例えば、第１の掃除手段３１を放電電極１０の上部に設けても良いし、放電電極１０の内周側に設けても良い。
また、第１の掃除手段３１及び第２の掃除手段３２は、放電電極１０に付着した付着物を除去できるものであれば良く、ブラシ式に限らず、任意の形状のものを用いるようにしても良い。
【００２９】
トレー３００は、放電電極１０及び対向電極２０の下部に配置され、第１の掃除手段３１及び第２の掃除手段３２により除去された付着物を一時的に蓄積する。
【００３０】
図４はこの発明の実施の形態１に係る制御ブロック図である。
図４に示すように、荷電装置は、制御手段５００と、電圧計５１０と、湿度計５１１と、対向電極駆動モータ５２２と、放電電極駆動モータ５２１と、表示部５３０とを有している。また、制御手段５００は、所定時間の経過を計測するタイマ５０１を有している。
【００３１】
尚、電圧計５１０は、この発明における電圧計測手段に相当する。また、湿度計５１１は、この発明における湿度計測手段に相当する。
【００３２】
電圧計５１０は、放電電圧を計測し、当該放電電圧に比例したモニタ電圧を制御手段５００へ入力する。
湿度計５１１は、当該荷電装置に流入する空気の湿度を計測し、当該湿度に関する信号を制御手段５００へ入力する。
【００３３】
制御手段５００は、例えばマイコンのような演算装置により構成され、記憶されたプログラムに基づき、荷電装置全体の運転を制御する。
また、制御手段５００は、タイマ５０１により、所定時間の経過を計測する。
また、制御手段５００は、後述する動作により、放電電極駆動モータ５２１、及び対向電極駆動モータ５２２を制御する。
【００３４】
表示部５３０は、例えばセグメントＬＥＤや液晶表示素子等からなり、制御手段５００の出力に基づいて劣化状態などに関する所定の情報を使用者に報知する。
【００３５】
（電極清掃動作）
図５はこの発明の実施の形態１に係る電極清掃動作を示すフローチャートである。
以下、本実施の形態１における電極清掃の動作について、図５に基づき説明する。
【００３６】
（Ｓ１）
制御手段５００は、荷電装置の運転を開始した後、電圧計５１０から入力されたモニタ電圧が所定の電圧値以上であるか否かを判断する。例えば、モニタ電圧が５Ｖ以上であるか否かを判断する。
【００３７】
ここで、放電電極１０及び対向電極２０（以下、区別しないときは単に「電極」という。）の劣化と放電電圧との関係について説明する。
放電電極１０と対向電極２０との間で放電が生じると、電極の表面にはシリカ（Ｓｉｏｘ）や空気中の粉塵などが付着する。このような付着物は電極劣化の要因となる。
このような付着物が付着すると電極間の放電が減少する。一方、荷電状態においては、電極間の電流値は一定に保たれるため、放電が減少すると放電電圧が上昇する。
【００３８】
図６は荷電電流一定時の放電経過時間によるモニタ電圧の上昇を表す図である。
図６に示すように、荷電経過時間とともにモニタ電圧が上昇することが分かる。尚、図６における電極材質の相違については後述する。
以上のことから、放電電圧をモニタすることにより、劣化状態を判定することが可能である。
【００３９】
（Ｓ２）
上記ステップＳ１において、制御手段５００は、モニタ電圧が所定の値（５Ｖ）以上であると判断した場合、清掃モードを開始する。
この清掃モードは、放電電極１０及び対向電極２０を循環移動させ、第１の掃除手段３１と第２の掃除手段３２とにより、付着物を除去させる。
具体的には、制御手段５００は、放電電極駆動モータ５２１を回転駆動させる。放電電極駆動モータ５２１が回転するとスプロケット１３０が回転駆動される。スプロケット１３０が回転すると、放電電極駆動チェーン１２０と歯合する回転軸１１が回転駆動される。回転軸２１が回転すると放電電極１０は循環移動する。
そして、放電電極１０と当接している第１の掃除手段３１のブラシによって、放電電極１０に付着した付着物が掃き落とされる。
【００４０】
同様に、制御手段５００は、対向電極駆動モータ５２２を回転駆動させると、スプロケット１１０、対向電極駆動チェーン１００を介して回転軸２１が回転し、対向電極２０が循環移動することにより、第２の掃除手段３１のブラシによって、対向電極２０に付着した付着物が掃き落とされる。
【００４１】
制御手段５００は、上記清掃モードを行った後、再びステップＳ１へ戻り、電圧のモニタを繰り返す。
【００４２】
（Ｓ３）
上記ステップＳ１において、モニタ電圧が所定の値（５Ｖ）未満であると判断した場合、制御手段５００は、タイマ５０１を参照して、所定の累計荷電時間が経過しているか否かを判断する。例えば、累計荷電時間が３０００時間以上であるか否かを判断する。
【００４３】
（Ｓ４）
上記ステップＳ３において、累計荷電時間が３０００時間以上であると判断した場合、制御手段５００は、電極が経年劣化状態である旨の情報を、表示部５３０に表示させる。
【００４４】
（Ｓ５）
上記表示の後、所定時間の経過を待って、当該荷電装置の運転を終了させる。
【００４５】
（Ｓ６）
上記ステップＳ３において、累計荷電時間が３０００時間未満であると判断した場合、制御手段５００は、湿度計５１１により計測された湿度が所定の値以上であるか否かを判断する。例えば湿度８０％以上であるか否かを判断する。
【００４６】
湿度８０％以上であると判断した場合、制御手段５００は、上記ステップＳ２により、清掃モードを開始する。
このように、高湿度の空気が荷電装置に流入する場合には、掃除モードを開始することになる。これは、湿度が上昇すると、空気中に含まれる水分に起因する付着物（シリカなど）が多くなるためである。
【００４７】
（Ｓ７）
上記ステップＳ６において、湿度８０％未満であると判断した場合、制御手段５００は、通常の運転を開始し、上記ステップＳ１へ戻り、上記手順を繰り返す。
【００４８】
尚、本実施の形態１においては、モニタ電圧及び湿度に応じて、電極清掃動作を行ったが、本発明はこれに限るものではなく、モニタ電圧及び湿度の何れか一方の値に応じて、電極清掃を行うようにしても良い。また、モニタ電圧及び湿度にかかわらず、所定時間経過ごとに電極清掃を行っても良いし、常時行っても良い。
【００４９】
このような電極清掃による効果について図７により説明する。
【００５０】
図７は電極清掃による荷電効率の復帰を示す図である。
図７に示すように、電極清掃を行うことにより、モニタ電圧が低下することが分かる。つまり、電極の付着物が除去されたことにより、電極間の放電が増加し、荷電効率が復帰していることが分かる。
また、電極基材がステンレス、又はリン青銅にニッケルメッキを施したものの何れであるかにかかわらず、電極清掃よりモニタ電圧は、ほぼ初期状態にまで回復（低下）していることが分かる。つまり、電極の材質にかかわらず、荷電効率を向上させることができる。
【００５１】
（電極材質）
次に、電極材質の相違による電極の耐久性について説明する。
再び、図６において、放電電極１０の材質について注目する。
従来の荷電装置においては、一般に、放電電極１０の材料としてはステンレスを使用している。一方、本実施の形態１では、上述したように、放電電極１０の材質をリン青銅とし、更にニッケルメッキの表面処理を施している。
図６に示すように、リン青銅は、ステンレスより初期電圧の上昇が高いが、その後の上昇角度は緩やかで、一定時間後に優位性が現れてくる。つまり、本実施の形態１のように、放電電極１０の材質をリン青銅とすることで、電極の劣化はステンレス製より緩やかに進行する。
【００５２】
また、図６に示すように、ニッケルメッキ処理を施すと、初期電圧はステンレスやリン青銅よりやや高いが、上昇角度はステンレスやリン青銅のみよりも低いものとなる。つまり、基礎材料であるリン青銅をニッケルメッキ処理すると、劣化しにくく、更なる耐久効果がある。
このように、電極基材の材質変更、表面改質を行うことで、放電電極１０の劣化を低減させ、耐久性を向上させる効果が得られる。
【００５３】
（放電電極の形状）
次に、放電電極１０の形状と電圧電流特性との関係について説明する。
【００５４】
図８は放電電極がプラス電圧に荷電する場合の電圧電流特性を示す図である。
図９は放電電極がマイナス電圧に荷電する場合の電圧電流特性を示す図である。
図８及び図９は、扁平形状である放電電極１０の長辺と短辺との長さを変えて、印加電圧に対する電流値を実測したものである。
【００５５】
このような電圧電流特性に基づいて、放電電極１０の長辺と短辺の長さは、次のように定めることができる。
【００５６】
当該荷電装置における電流の使用領域は６００μＡ以下である。
例えば、図８において、短辺０．７５ｍｍ、長辺０．９１の曲線に着目すると、印加電圧が約９．４ｋＶ程度で電流は６００μＡに達する。また、この曲線において、印加電圧は約６．３ｋＶ程度で電流が流れ始めるのが分かる。よって、この形状の放電電極１０を使用する場合の印加電圧の範囲は、約６．３ｋＶ〜約９．４ｋＶとなる。このことは図８及び図９の他の曲線についても同様のことが言える。
このように、放電電極１０の形状により使用電圧範囲が定まることとなる。換言すれば、印加電圧の値、又はその範囲により、放電電極１０の形状を定めることができる。
【００５７】
以上のことから当該荷電装置の印加電圧の範囲を、プラス５．５〜９．５ｋＶ、又はマイナス６．５〜１０．５ｋＶとするとき、図８及び図９の曲線から、放電電極１０の短辺及び長辺の長さを類推すると次のようになる。即ち、短辺の下限値が０．０５ｍｍ、上限値が０．１０ｍｍ、長辺の下限値が０．６ｍｍ、上限値が１．０ｍｍである。
このように、放電電極１０を長辺と短辺とを有する断面扁平状にし、上記のような長さの形状とすることにより、印加電圧の使用範囲を上記とする場合に、電流の使用領域を６００μＡ以下とすることができる。これにより、電流の増加による異常放電を防止する効果を奏することができる。
【００５８】
（電極間距離）
次に、放電電極１０と対向電極２０との距離（電極間距離）と、電圧電流特性との関係について説明する。
【００５９】
図１０は電極間距離による電圧電流特性を示す図である。
図１０においては、電極間距離を変化させ、印加電圧に対する電流値を実測したものである。また、図１０は、放電電極１０にプラスの電圧を印加した場合の特性を示している。
【００６０】
上述したように、当該荷電装置における電流の使用領域は６００μＡ以下である。また、印加電圧の範囲は、プラス５．５〜９．５ｋＶである。
図１０に示すように、電圧の上昇に伴い放電電流は増加する。そして、電極間距離が長いほど、電流の上昇は緩やかになる。よって、電極間距離は、使用電圧の最大値（９．５ｋＶ）において、電流の使用領域（６００μＡ）以下となる距離に設定する必要がある。
一方、電極間距離を長くしすぎると、放電電流が減少して荷電効率が低下することが知られている。
したがって、図１０に示すように、電圧９．５ｋＶにおいて、電流６００μＡ以下となる、８〜１２ｍｍが最適である。
【００６１】
（対向電極の形状）
次に、電極間距離と対向電極の形状との関係について説明する。
【００６２】
図１１は電極間距離と放電範囲との関係を示す図である。
また、図１１（ａ）は放電範囲を示している。図１１（ｂ）は対向電極幅を示している。
図１１（ａ）に示すように、放電電極１０の放電範囲を実測した結果、その範囲は対向電極２０に対する垂線との角度が４５度となる範囲となる。
一方、上述したように放電電極１０と対向電極２０との距離は、８〜１２ｍｍに設定される。
このことから、対向電極２０の幅は、少なくとも電極間距離の２倍以上必要となる。望ましくは、電極間距離の２倍の距離に１ｍｍを加えた幅が最適である。よって、図１１（ｂ）に示すように、対向電極２０の幅は、１７〜２５ｍｍが望ましい。
【００６３】
以上のように本実施の形態においては、放電電極１０及び対向電極２０を循環移動させて、第１の掃除手段３１及び第２の掃除手段３２により、該電極の付着物を除去する。
このため、放電電極１０、及び対向電極２０に付着した付着物を除去することができ、荷電効率を向上させることができる。
【００６４】
また、対向電極２０の上下に絶縁盾４０を配設している。
このため、対向電極２０の上下間と、放電電極１０との間の距離を短くすることができ、荷電装置を小型化することができる。
【００６５】
回転軸１１及び２１は、電極の脱落を防止するガイド溝１３及び２３が形成され、電極との接触面に、該電極との摩擦力を増加させる表面加工を施し、電極の循環方向外側に、弾性体により押圧されている。
このため、回転軸１１及び２１と電極との滑りを減少させ、回転軸１１及び２１の回転駆動力を電極に伝えることができる。また、無端状に形成された電極には循環方向外側に一定張力が加わり、撓みが少なくなるように張架することができる。これにより、電極を循環移動させても、電極の撓みを防止し、電極間距離を一定に保つことができ、安定的な放電をさせることが可能となる。
【００６６】
また、制御手段５００は、モニタ電圧が所定値以上のとき清掃モードを開始する。
このため、電極の荷電効率の低下状況に応じて、電極清掃を行うことができる。これにより、荷電効率を所定値以上に保つことができる。
【００６７】
また、制御手段５００は、当該荷電装置に流入する空気の湿度が所定値以上のとき清掃モードを開始する。
このため、空気中に含まれる水分に起因する付着物（シリカなど）が多くなる場合に、電極清掃を行うことができる。これにより、荷電効率を所定値以上に保つことができる。
【００６８】
また、放電電極１０は、長辺と短辺とを有する断面扁平状に形成され、長辺が対向電極２０の幅方向と平行に設置される。
このため、放電電極１０に付着した付着物を、第１の清掃手段３１により除去し易くなる。
【００６９】
また、放電電極１０には、当該放電電極１０と対向電極２０との間の距離に応じた電圧が印加される。
このため、放電電流を所定の使用領域以下とすることができる。これにより、異常放電などを防止することができる。
【００７０】
また、対向電極２０の幅は、放電電極１０と当該対向電極２０との間の距離の少なくとも２倍以上、望ましくは８〜１２ｍｍとしている。
このため対向電極２０の幅を、放電電極１０からの放電範囲より広くすることができる。これにより、異常放電を防止し、荷電効率を高めることができる。
【００７１】
また、放電電極１０は、タングステン、銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛、鉄、若しくはこれらの合金、又はこれらの金属の表面に、銀、金、若しくは白金をメッキ処理して形成され、対向電極２０は、タングステン、銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛、若しくは鉄、又はカーボン若しくは金属フィラーを練り込んだ導電性樹脂により形成される。
このため、従来のステンレス材料と比較し、電極の劣化を低減させることができ、電極の耐久性を向上させることができる。
【００７２】
尚、本実施の形態１では、第１の掃除手段３１及び第２の掃除手段３２を所定位置に固定し、放電電極１０及び対向電極２０を循環移動させるようにしたが、これに限らず、第１の掃除手段３１及び第２の掃除手段３２を移動させて付着物を除去するようにしても良い。
【００７３】
実施の形態２．
図１２はこの発明の実施の形態２に係る荷電装置の概略構成図である。
図１２に示すように、本実施の形態２では、放電電極１０及び対向電極２０を複数備える構成である。
【００７４】
図１２において、対向電極２０−１、２０−２、２０−３、２０−４は、それぞれ幅方向に平行に配置されている。
そして、対向電極２０−１の周囲には放電電極１０−１が設けられている。この放電電極１０−１は、対向電極２０−１と対向電極２０−２との中間位置を循環移動可能に配設される。
【００７５】
また、対向電極２０−３の周囲には放電電極１０−３が設けられている。この放電電極１０−３は、一辺が、対向電極２０−２と対向電極２０−３との中間位置、これと対向する他辺が、対向電極２０−３と対向電極２０−４との中間位置を循環移動可能に配設される。
つまり、複数の対向電極２０の間に配設される放電電極１０は、それぞれ電極間距離を一定距離に保つように配設される。
尚、その他の構成、形状、及び動作は、上記実施の形態１と同様であり、同一部分については同一符号を付する。
【００７６】
このような構成によっても、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００７７】
また、本実施の形態２の構成によれば、放電電極１０は、複数設けた対向電極２０の全てに設ける必要がない。このため、上記実施の形態１の構成の荷電装置を複数設けるのと比較して、部品点数を減少させることができ、コストを低減させることができる。
【００７８】
尚、本実施の形態２では、対向電極２０が４つの場合を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、任意の個数を設けることができる。この場合、放電電極１０は、複数の対向電極２０の一つおきに設ける。
【００７９】
実施の形態３．
図１３はこの発明の実施の形態３に係る荷電装置の概略構成図である。
図１３に示すように、本実施の形態３では、対向電極２０を複数備え、放電電極１０を１本とする構成である。
【００８０】
図１３において、対向電極２０−１、２０−２、２０−３、２０−４は、それぞれ幅方向に平行に配置されている。
そして、放電電極１０は、複数の対向電極２０間の中間位置をジグザグ状に蛇行するように配設される。
即ち、放電電極１０は、無端状の１本で構成され、対向電極２０−１及び２０−２の中間位置、対向電極２０−２及び２０−３の中間位置、対向電極２０−３及び２０−４の中間位置に配設され、それぞれ一定距離を保つように循環移動する。
尚、その他の構成、形状、及び動作は、上記実施の形態１と同様であり、同一部分については同一符号を付する。
【００８１】
このような構成によっても、上記実施の形態１及び２と同様の効果を奏することができる。
【００８２】
また、本実施の形態３の構成によれば、放電電極１０を１本とすることができ、上記実施の形態１及び２と比較して、更に部品点数を減少させることができ、コストを低減させることができる。
【００８３】
尚、本実施の形態３では、対向電極２０が４つの場合を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、任意の個数を設けることができる。
【００８４】
尚、本実施の形態３では、放電電極１０を１本として構造の簡素化を図ったが、放電電極１０の長さは、上記実施の形態１又は２と比較して長くなる。このため、放電電極１０の強度を重視する場合は上記実施の形態１又は２の構成を用い、構造の簡素化を重視する場合は本実施の形態３の構成を用いるようにするのが良い。
【００８５】
実施の形態４．
本実施の形態４では、上記実施の形態１〜３の荷電装置を備えた集塵装置について説明する。
【００８６】
本実施の形態における集塵装置は、上記実施の形態１〜３の荷電装置と、図示しない集塵部とにより構成される。
荷電装置は、上述したように、空気中の浮遊粒子である塵埃をコロナ放電によって帯電させる。
集塵部は、帯電された塵埃をクーロン力で集塵板に付着させる。この集塵部は、荷電装置の下流側に配置される。また、集塵部は、集塵電極と高圧電極により構成され、この集塵電極と高圧電極との間には電圧が印加される。
【００８７】
このような構成により、当該集塵装置には空気が流入し、荷電装置により当該空気中の塵埃を帯電させる。
そして、荷電装置で帯電された塵埃は、集塵部において、高圧電極のクーロン力により集塵電極に付着する。これにより、当該集塵装置を通過した空気を清浄することができる。
【００８８】
以上のように本実施の形態においては、集塵装置に、上述した荷電装置を備えているので、上記実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【００８９】
また、荷電装置の放電電極１０及び対向電極２０を循環移動させて、第１の掃除手段３１及び第２の掃除手段３２により、該電極の付着物を除去する。
このため、集塵装置から荷電装置を取り外すことなく、当該電極の付着物を除去することができる。これにより、使用者は、集塵装置を分解するなどの必要がなく、メンテナンスが容易となる。
【００９０】
実施の形態５．
本実施の形態５では、上記実施の形態１〜３の荷電装置を備えた脱臭装置について説明する。
本実施の形態における脱臭装置は、上記実施の形態１〜３の荷電装置と、図示しない触媒部とにより構成される。
【００９１】
触媒部は、荷電装置の放電電極１０と対向電極２０との間に配置される。
触媒部は、ペーパーセラミックやコージェライト等の基材に、通風路内の風の流れと平行な例えばハニカム状、コルゲート状、四角状の開口部を有するとともに、ゼオライト、活性炭、シリカゲル等のメソ孔あるいはミクロ孔を有する多孔質吸着剤と、酸化マンガン、酸化チタン等の遷移金属を中心とした細孔構造を有する多孔質金属酸化物と、白金、パラジウム等の貴金属とがそれぞれ１種類以上混合されて基材に担持される。
【００９２】
次に、動作について説明する。
まず、放電電極１０と対向電極２０の間に供給される電圧により、放電電極１０から触媒部にコロナ放電が発生する。
このとき、当該脱臭装置に流入した空気中の臭気ガス成分や揮発性有機化合物、例えばアセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等は、触媒部上の疎水性ゼオライト、酸化マンガン等の吸着部で一旦捕捉され、上記コロナ放電により生成された酸素ラジカルや水酸基ラジカルなどの活性種により分解処理され、無害化され、吸着部から解離する。
また、放電電極１０への高電圧印加により活性化された放電電極１０上の貴金属成分による臭気成分の吸着除去・酸化分解が行われ、かつ、貴金属からの酸素原子の解離によりオゾン生成が促進される。
【００９３】
また、貴金属から解離した酸素原子は、コロナ放電によって分解された臭気ガス成分や揮発性有機化合物の分解生成物を酸化することで、臭気ガス成分や揮発性有機化合物の分解生成物の再結合を防止することもできるため、臭気ガス成分や揮発性有機化合物の分解が更に促進されることになる。
【００９４】
以上のように本実施の形態においては、脱臭装置に、上述した荷電装置を備えているので、上記実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【００９５】
また、荷電装置の放電電極１０及び対向電極２０を循環移動させて、第１の掃除手段３１及び第２の掃除手段３２により、該電極の付着物を除去する。
このため、脱臭装置から荷電装置を取り外すことなく、当該電極の付着物を除去することができる。これにより、使用者は、脱臭装置を分解するなどの必要がなく、メンテナンスが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る荷電装置の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る荷電装置の要部正面図及び側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転軸の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る制御ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る電極清掃動作を示すフローチャートである。
【図６】荷電電流一定時の放電経過時間によるモニタ電圧の上昇を表す図である。
【図７】電極清掃による荷電効率の復帰を示す図である。
【図８】放電電極がプラス電圧に荷電する場合の電圧電流特性を示す図である。
【図９】放電電極がマイナス電圧に荷電する場合の電圧電流特性を示す図である。
【図１０】電極間距離による電圧電流特性を示す図である。
【図１１】電極間距離と放電範囲との関係を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る荷電装置の概略構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る荷電装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０放電電極、１１回転軸、１２ギア、１３ガイド溝、２０対向電極、２１回転軸、２２ギア、２３ガイド溝、３１第１の掃除手段、３２第２の掃除手段、４０絶縁盾、１００対向電極駆動チェーン、１１０スプロケット、１２０放電電極駆動チェーン、１３０スプロケット、３００トレー、５００制御手段、５０１タイマ、５１０電圧計、５１１湿度計、５２１放電電極駆動モータ、５２２対向電極駆動モータ、５３０表示部。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向電極と、
無端状に形成され、前記対向電極の周囲を、所定の間隔を保ちつつ循環移動可能に設けられた放電電極と、
前記放電電極と当接して該放電電極の付着物を除去する第１の掃除手段と
を備えたことを特徴とする荷電装置。
【請求項２】
前記対向電極と当接して該対向電極の付着物を除去する第２の掃除手段を備え、
前記対向電極は、
無端状に形成され、前記放電電極と所定の間隔を保ちつつ循環移動可能に設けられたことを特徴とする請求項１記載の荷電装置。
【請求項３】
前記第１の掃除手段は、所定の位置に固定され、前記放電電極と当接するブラシを有し、
前記ブラシと前記放電電極とが当接し、前記放電電極が循環移動されることにより、前記放電電極の付着物を除去することを特徴とする請求項１又は２記載の荷電装置。
【請求項４】
前記第２の掃除手段は、所定の位置に固定され、前記対向電極と当接するブラシを有し、
前記ブラシと前記対向電極とが当接し、前記対向電極が循環移動されることにより、前記対向電極の付着物を除去することを特徴とする請求項２又は３記載の荷電装置。
【請求項５】
前記対向電極を複数備え、該対向電極は幅方向に平行に配置され、
前記放電電極は、対向する前記対向電極間の中間位置を、循環移動可能に設けられたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の荷電装置。
【請求項６】
前記放電電極と前記対向電極との間の一部に配置され、絶縁材により形成される絶縁盾を備え、
該絶縁盾の配置位置における前記放電電極と前記対向電極との間隔を、前記所定の間隔より短くしたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の荷電装置。
【請求項７】
少なくとも前記放電電極を支持し、回転駆動されることにより、当該放電電極を循環移動させる回転軸を備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の荷電装置。
【請求項８】
前記回転軸は、前記放電電極の脱落を防止するガイド溝が形成され、
前記放電電極との接触面に、該放電電極との摩擦力を増加させる表面加工を施し、
前記放電電極の循環方向外側に、弾性体により押圧されていることを特徴とする請求項７記載の荷電装置。
【請求項９】
少なくとも前記放電電極を循環移動させる駆動モータと、
前記駆動モータを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の荷電装置。
【請求項１０】
放電電圧を計測する電圧計測手段を備え、
前記制御手段は、前記放電電圧に応じて前記駆動モータを駆動することを特徴とする請求項９記載の荷電装置。
【請求項１１】
当該荷電装置に流入する空気の湿度を計測する湿度計測手段を備え、
前記制御手段は、前記湿度に応じて前記駆動モータを制御することを特徴とする請求項９又は１０記載の荷電装置。
【請求項１２】
前記放電電極は、長辺と短辺とを有する断面扁平状に形成され、長辺が前記対向電極の幅方向と平行に設置されることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の荷電装置。
【請求項１３】
前記放電電極には、当該放電電極と前記対向電極との間の距離に応じた電圧が印加されることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の荷電装置。
【請求項１４】
前記対向電極の幅は、前記放電電極と当該対向電極との間の距離の少なくとも２倍以上であることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の荷電装置。
【請求項１５】
前記放電電極と前記対向電極との間の距離は８〜１２ｍｍであり、
前記放電電極には、プラス５．５〜９．５ｋＶ、又はマイナス６．５〜１０．５ｋＶの電圧が印加されることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の荷電装置。
【請求項１６】
前記対向電極は、幅が１７〜２５ｍｍ、厚みが０．１〜０．５ｍｍであり、
前記放電電極は、短辺が０．０５〜０．１ｍｍ、長辺が０．６〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１５記載の荷電装置。
【請求項１７】
前記放電電極は、リン青銅、タングステン、銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛、鉄、若しくはこれらの合金、又はこれらの金属の表面に、銀、金、白金若しくはニッケルをメッキ処理して形成され、
前記対向電極は、リン青銅、タングステン、銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛、若しくは鉄、又はカーボン若しくは金属フィラーを練り込んだ導電性樹脂により形成されたことを特徴とする請求項１〜１６の何れかに記載の荷電装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７の何れかに記載の荷電装置を備えたことを特徴とする集塵装置。
【請求項１９】
請求項１〜１７の何れかに記載の荷電装置を備えたことを特徴とする脱臭装置。

【図１】