電気集じん機
【課題】空気中の浮遊粒子状物質を除去する電気集じん機において、浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部はコロナ放電を発生させる必要があるが同時に火花放電が発生する。
【解決手段】空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部１と、前記浮遊粒子状物質を捕集する集じん部２と、前記帯電部１と前記集じん部２内に前記浮遊粒子状物質を流入させる送風手段３と、前記帯電部１と前記集じん部２に高電圧を供給する高圧発生手段４とを備え、前記帯電部１は高電圧を印加する導電性物質の放電電極２１とアースに接続された導電性物質の接地極板２２とから構成され、前記接地極板２２を体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］のフィルムで被覆したものであり、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させるためにコロナ放電を発生させることができると共に、火花放電の発生を防止することができる。
【解決手段】空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部１と、前記浮遊粒子状物質を捕集する集じん部２と、前記帯電部１と前記集じん部２内に前記浮遊粒子状物質を流入させる送風手段３と、前記帯電部１と前記集じん部２に高電圧を供給する高圧発生手段４とを備え、前記帯電部１は高電圧を印加する導電性物質の放電電極２１とアースに接続された導電性物質の接地極板２２とから構成され、前記接地極板２２を体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］のフィルムで被覆したものであり、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させるためにコロナ放電を発生させることができると共に、火花放電の発生を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄に使用する電気集じん機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気集じん機として、例えば特許文献１のようなものが知られている。以下、その電気集じん機について図７および図８を参照しながら説明する。
【０００３】
図７に示すように、電気集じん機は帯電部７１と集じん部７２と送風ファン７３と電子コントロールボックス７４からなり、電子コントロールボックス７４内に図示しない高電圧発生装置と電気集じん機を制御する図示しない制御部を備えている。帯電部７１と集じん部７２は図８に示すように、帯電部７１は高電圧電源に接続された放電極８１と接地された金属板８２が交互にお互いが接触せずに平行に一定の間隔を保って配置されている。また同じように集じん部７２は高電圧電源に接続された金属板８３と接地された金属板８４が交互にお互いが接触せずに平行に一定の間隔を保って配置されている。高電圧電源から高電圧を印加することで、帯電部７１では高電圧電源に接続された放電極８１と接地された金属板８２との間でコロナ放電を発生させ微粒子を帯電させ、集じん部７２では高電圧電源に接続された金属板８３と接地された金属板８４との間で発生している電界により帯電した微粒子が捕集されることにより、空気中の微粒子を除去することができ空気を清浄化することが出来る。
【０００４】
高電圧を印加した帯電部７１の高電圧電源に接続された放電極８１または集じん部７２の高電圧電源に接続された金属板８３とそれぞれと対向する接地された金属板８２，８４との間で火花放電が発生する。この時特許文献１では、電子コントロールボックス７４内に備えた図示しない火花発生回数検出部により火花放電発生回数を検出し、また火花持続時間検出部により火花の持続時間を検出し、これら発生回数と持続時間を条件部として電気集じん機への高電圧を調整し出力することにより、火花放電が持続しないようにしている。
【０００５】
また、特許文献２のように電気集じん機の集じん部７２の高電圧電源に接続された金属板８３を絶縁フィルムで覆ったものが知られている。これにより集じん部において火花放電の発生を抑えることが出来る。
【特許文献１】特開平０２−１１４２８６号公報
【特許文献２】実開昭６２−０２４９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電気集じん機では火花放電が発生しており、電気集じん機に可燃性物質が捕集されていると火花放電により温度が上昇したり、捕集したものが火花放電により再飛散することがあった。これを抑えるために、火花放電が発生してから出力電圧を調整し火花放電の発生を抑えていた。そのために出力電圧を調整する出力制御部が必要となり、コストアップとなっていた。
【０００７】
また、電気集じん機の帯電部は、コロナ放電を発生させ空気中の微粒子を帯電させる必要があり、金属板を絶縁フィルムで覆うとコロナ放電が発生しなくなるため、帯電部に関しては絶縁フィルムで覆うことができず、火花放電の発生を抑えることが出来ていなかった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、電気集じん機の帯電部においてコロナ放電を発生させかつ火花放電の発生を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電気集じん機は上記目的を達成するために、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部と、帯電された前記浮遊粒子状物質を捕集する集じん部を備えた電気集じん機と前記電気集じん機内に送風する送風手段と前記帯電部と前記集じん部に高電圧を供給する高圧発生手段と前記送風手段と前記高電圧発生手段を制御する制御器を備え、前記帯電部は高電圧を印加する導電性物質の荷電電極とアースに接続された導電性物質の接地極板とから構成され、前記接地極板を体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］のフィルムで被覆したものである。
【００１０】
この手段により帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の微粒子を帯電させることができると共に、火花放電に関しては防止することができる。
【００１１】
また他の手段は、フィルムの厚みを５０［μｍ］〜４００［μｍ］としたものである。
【００１２】
これによりコロナ放電を発生させながら火花放電を防止することができる。
【００１３】
また他の手段は、帯電部の接地極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆したものである。
【００１４】
これにより接地極板の端部から発生する火花放電を防止することができる。
【００１５】
また他の手段は、フィルムを接着剤を介して被覆したものである。
【００１６】
これにより、フィルムを接地極板にしっかりと固定することができる。
【００１７】
また他の手段は、帯電部の接地極板をフィルムで両側から覆い、接地極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させたものである。
【００１８】
これにより接着剤を使用せずにフィルムを固定することができる。
【００１９】
また他の手段は、帯電部の接地極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用したものである。
【００２０】
これにより接地極板の周囲のみを熱溶着するのに比べ表面の穴を通してフィルム同士が熱溶着するためより接着力を上げることができる。
【００２１】
また他の手段は、帯電部の接地極板に、体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］の樹脂をコーティングしたものである。
【００２２】
これによりコロナ放電を発生させながら火花放電を防止することができる。
【００２３】
また他の手段は、集じん部において高電圧を印加する導電性物質の荷電極板とアースに接続された導電性物質の接地極板から構成され、集じん部の荷電極板を体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上のフィルムで被覆したものである。
【００２４】
これにより集じん部において火花放電の発生を防止することができる。
【００２５】
また他の手段は、フィルムの厚みを３０［μｍ］〜４００［μｍ］としたものである。
【００２６】
これにより集じん部に関しても火花放電の発生を防止することができる。
【００２７】
また他の手段は、集じん部の荷電極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆したものである。
【００２８】
これにより荷電極板の端部から発生する火花放電を防止することができる。
【００２９】
また他の手段は、集じん部荷電極板のフィルムを接着剤を介して被覆したものである。
【００３０】
これによりフィルムをしっかりと固定することができる。
【００３１】
また他の手段は、集じん部の荷電極板をフィルムで両側から覆い、前記荷電極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させたものである。
【００３２】
これにより接着剤を使用せずにフィルムを固定することができる。
【００３３】
また他の手段は、集じん部の荷電極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用したものである。
【００３４】
これにより、荷電極板の周囲のみを熱溶着するのに比べ表面の穴を通してフィルム同士が熱溶着するためより接着力を上げることができる。
【００３５】
また他の手段は、集じん部の荷電極板に、体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上の樹脂をコーティングしたものである。
【００３６】
これにより集じん部において火花放電の発生を防止することができる。
【００３７】
また他の手段は、コーティングの厚みを１００［μｍ］〜４００［μｍ］としたものである。
【００３８】
これによりコロナ放電を発生させながら火花放電を防止することができる。
【００３９】
また他の手段は、帯電部または集じん部内にて火花放電が発生した際に高電圧の印加を停止させる制御を備えたものである。
【００４０】
これにより、万が一火花放電が発生した場合に高電圧の印加を停止することでそれ以上の火花放電の発生を防止することができる。
【００４１】
また他の手段は、火花放電の発生により高電圧の印加が停止した後、制御器より警報信号が出力されるようにしたものである。
【００４２】
これにより、外部へ異常が発生したことを知らせることができる。
【００４３】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗を１０8〜１０10［Ω・ｃｍ2］としたものである。
【００４４】
これにより、帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させることができると共に、火花放電を防止することができる。
【００４５】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料は基材にイオン性導電剤を混ぜ込むことによって電気抵抗を調整したものである。
【００４６】
これにより、電気抵抗を調整した時でも、樹脂材料の絶縁破壊電圧を高く維持することができ、火花放電を確実に防止することができる。
【００４７】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の基材としてポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いたものである。
【００４８】
これにより、樹脂材料の耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性を高め、帯電部の耐久性を確保することができる。
【００４９】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］と、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流Ｉｓ［Ａ／ｃｍ2］とから算出される樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］（Ｗｓ＝Ｉｓ2×Ｒｓ）が２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］以下になるように、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖを制御したものである。
【００５０】
これにより、樹脂材料に連続的に通電される電気エネルギーによる劣化を抑え、樹脂材料の耐久性を確保することができる。
【００５１】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］に対し、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定されたものである。
【００５２】
これにより、樹脂材料の絶縁破壊電圧が高いため、火花放電を確実に防止することができる。
【００５３】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定されたものである。
【００５４】
これにより、樹脂材料の絶縁破壊電圧が高いため、火花放電を確実に防止することができる。
【００５５】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流が一定となるように高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖが制御されたものである。
【００５６】
これにより、帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の微粒子を帯電させるために必要な電流を適正化し、不要に高い印加電圧をかけることがないため、火花放電を確実に防止することができる。
【００５７】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流を一定にするために設定された帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］と、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号が出力されるようにしたものである。
【００５８】
これにより、樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００５９】
また他の手段は、帯電部の放電電極は、接地極板に平行に配置された平面形状の金属板で、金属板の端面に複数の突起を設けたものである。
【００６０】
これにより、コロナ放電の効率が向上し、帯電部で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部への印加電圧を下げることができ、火花放電を確実に防止することができる。
【００６１】
また他の手段は、帯電部に平行配置された接地極板と放電電極との距離Ｄ［ｍｍ］が、放電電極の複数の隣り合う突起の間隔Ｈ［ｍｍ］に対し、Ｈ／Ｄ＝１．０〜１．５の範囲に設定されたものである。
【００６２】
これにより、コロナ放電の効率がさらに向上し、帯電部で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部への印加電圧を下げることができ、火花放電を確実に防止することができる。
【００６３】
また他の手段は、運転中に送風手段が停止した場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させるものである。
【００６４】
これにより、火花放電をより確実に防止することができる。
【００６５】
また他の手段は、帯電部または集じん部に空気の流れを検知する風速センサを設け、運転中に風速センサが検知する風速が所定値以下になった場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させるものである。
【００６６】
これにより、火花放電をより確実に防止することができる。
【００６７】
また他の手段は、集じん部の荷電極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される集じん部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定されたものである。
【００６８】
これにより、集じん部における火花放電も確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００６９】
本発明によれば帯電部において火花放電の発生を防止することができる電気集じん機を提供できる。
【００７０】
また、集じん部においても火花放電の発生を防止することができ、帯電部・集じん部ともに完全に火花放電を防止することができる電気集じん機を提供することができる。
【００７１】
また、被覆するフィルムをより強力に密着させることができる電気集じん機を提供することができる。
【００７２】
また、火花放電が発生した際にすぐに外部へ知らせることができる電気集じん機を提供することができる。
【００７３】
また、樹脂材料の耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性を高め、電気エネルギーよる劣化を抑え、帯電部の耐久性を確保できるという効果も奏する。
【００７４】
また、樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を的確に把握できるという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
本発明の請求項１記載の発明は、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部と、帯電された前記浮遊粒子状物質を捕集する集じん部を備えた電気集じん機と前記電気集じん機内に送風する送風手段と前記帯電部と前記集じん部に高電圧を供給する高圧発生手段と前記送風手段と前記高電圧発生手段を制御する制御器を備え、前記帯電部は高電圧を印加する導電性物質の放電電極とアースに接続された導電性物質の接地極板とから構成され、前記接地極板を体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］のフィルムで被覆したものであり、フィルムを通して電流を流すことが出来るためコロナ放電が発生し、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させることができると共に、体積抵抗率が高いために大きな電流は流れず、火花放電の発生を防止することができる。
【００７６】
また、フィルムの厚みを５０［μｍ］〜４００［μｍ］とすることで、コロナ放電を発生させることができると共に、火花放電の発生を防止することができる。
【００７７】
また、帯電部の接地極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆することで、接地極板の端部から発生する火花放電を防止することができる。
【００７８】
また、フィルムを接着剤を介して被覆することで、フィルムを接地極板にしっかりと固定することができる。
【００７９】
また帯電部の接地極板をフィルムで両側から覆い、接地極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させることで、接着剤を使用せずにフィルムを固定することができる。
【００８０】
また帯電部の接地極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用することで、接地極板の周囲のみを熱溶着するのに比べ表面の穴を通してフィルム同士が熱溶着するためより接着力を上げることができる。
【００８１】
また帯電部の接地極板に、体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］の樹脂をコーティングすることで、コロナ放電を発生させながら火花放電を防止することができる。
【００８２】
また集じん部において高電圧を印加する導電性物質の荷電極板とアースに接続された導電性物質の接地極板から構成され、集じん部の荷電極板を体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上のフィルムで被覆することで、集じん部において火花放電の発生を防止することができる。
【００８３】
またフィルムの厚みを３０［μｍ］〜４００［μｍ］とすることで、集じん部に関しても火花放電の発生を防止することができる。
【００８４】
また集じん部の荷電極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆することで、荷電極板の端部から発生する火花放電を防止することができる。
【００８５】
また集じん部荷電極板のフィルムを接着剤を介して被覆することで、フィルムをしっかりと固定することができる。
【００８６】
また集じん部の荷電極板をフィルムで両側から覆い、前記荷電極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させることで、接着剤を使用せずにフィルムを固定することができる。
【００８７】
また集じん部の荷電極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用することで、荷電極板の周囲のみを熱溶着するのに比べ表面の穴を通してフィルム同士が熱溶着するためより接着力を上げることができる。
【００８８】
また集じん部の荷電極板に、体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上の樹脂をコーティングすることで、集じん部において火花放電の発生を防止することができる。
【００８９】
またコーティングの厚みを１００［μｍ］〜４００［μｍ］とすることで、コロナ放電を発生させながら火花放電を防止することができる。
【００９０】
また帯電部または集じん部内にて火花放電が発生した際に高電圧の印加を停止させる制御を備えることにより、万が一火花放電が発生した場合に高電圧の印加を停止することでそれ以上の火花放電の発生を防止することができる。
【００９１】
また火花放電の発生により高電圧の印加が停止した後、制御器より警報信号が出力されるようにすることにより、外部へ異常が発生したことを知らせることができる。
【００９２】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗を１０8〜１０10［Ω・ｃｍ2］とすることによって、帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させることができると共に、火花放電を防止することができる。
【００９３】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料は基材にイオン性導電剤を混ぜ込むことによって、電気抵抗を調整した時でも、樹脂材料の絶縁破壊電圧を高く維持することができ、火花放電を確実に防止することができる。
【００９４】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の基材としてポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いることにより、樹脂材料の耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性を高め、帯電部の耐久性を確保することができる。
【００９５】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］と、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流Ｉｓ［Ａ／ｃｍ2］とから算出される樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］（Ｗｓ＝Ｉｓ2×Ｒｓ）が２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］以下になるように、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖを制御することにより、樹脂材料に連続的に通電される電気エネルギーによる劣化を抑え、樹脂材料の耐久性を確保することができる。
【００９６】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］に対し、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］を、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定することにより、火花放電を確実に防止することができる。
【００９７】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように印加電圧Ｖ［ｋＶ］を設定することにより、火花放電を確実に防止することができる。
【００９８】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流が一定となるように高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖを制御することにより、帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の微粒子を帯電させるために必要な電流を適正化し、不要に高い印加電圧をかけることがないため、火花放電を確実に防止することができる。
【００９９】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流を一定にするために設定された帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］と、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号を出力することにより、樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を的確に把握することができる。
【０１００】
また、帯電部の放電電極は、接地極板に平行に配置された平面形状の金属板で、金属板の端面に複数の突起を設けることにより、コロナ放電の効率が向上し、帯電部で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部への印加電圧を下げることができ、火花放電を確実に防止することができる。
【０１０１】
また、帯電部に平行配置された接地極板と放電電極との距離Ｄ［ｍｍ］が、放電電極の複数の隣り合う突起の間隔Ｈ［ｍｍ］に対し、Ｈ／Ｄ＝１．０〜１．５の範囲に設定されることにより、コロナ放電の効率がさらに向上し、帯電部で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部への印加電圧を下げることができ、火花放電を確実に防止することができる。
【０１０２】
また、運転中に送風手段が停止した場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させることにより、火花放電をより確実に防止することができる。
【０１０３】
また、帯電部または集じん部に空気の流れを検知する風速センサを設け、運転中に風速センサが検知する風速が所定値以下になった場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させることにより、火花放電をより確実に防止することができる。
【０１０４】
また他の手段は、集じん部の荷電極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される集じん部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように印加電圧Ｖ［ｋＶ］を設定することにより、集じん部における火花放電も確実に防止することができる。
【０１０５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０１０６】
（実施の形態１）
図１に示すように、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部１と、帯電された前記浮遊粒子状物質を捕集する集じん部２を備え、電気集じん機内に送風する送風手段３である送風ファンと帯電部１と集じん部２に高電圧を供給する高圧発生手段４である高電圧電源を備え、また送風手段３と高電圧電源４を制御する制御器５を備えている。
【０１０７】
図２は帯電部１と集じん部２の斜視図であり、帯電部１は高電圧を印加する導電性物質（例えばステンレス）の放電電極２１とアースに接続された導電性物質（例えばステンレス）の接地極板２２が交互に配置されており、集じん部２は高電圧を印加する導電性物質（例えばステンレス）の荷電極板２３とアースに接続された導電性物質（例えばステンレス）の接地極板２４が交互に配置されている。導電性物質はここではステンレスとしたがアルミニウムや導電性塗料などでもよい。
【０１０８】
帯電部１においてコロナ放電が発生し、浮遊粒子状物質が帯電され、集じん部において帯電された浮遊粒子状物質がクーロン力により捕集される。
【０１０９】
図３は金属板３１の表と裏をフィルム３２で被覆（ラミネート）した時の断面図である。フィルム３２の材質は例えばＥＭＡＡである。帯電部１の接地極板２２を図３のように体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］のフィルム３２を接着剤３３例えばウレタン系の接着剤を使用して被覆することで、帯電部１においてコロナ放電を発生させつつ火花放電を防止することができる。より好ましくは１０11〜１０12［Ω・ｃｍ］である。体積抵抗率が１０13［Ω・ｃｍ］より大きいフィルム３２を使用するとコロナ放電発生時に流れる放電電流は抑制され、コロナ放電の発生量が非常に少なくなり、浮遊粒子状物質を帯電させることができず、捕集することができなくなる。また体積抵抗率が１０11［Ω・ｃｍ］未満のフィルムを使用するとコロナ放電は良好に発生し放電電流は流れるが、放電電流が流れすぎてしまい、コロナ放電が火花放電へと移行してしまう時がある。体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］の範囲内であればコロナ放電を発生させつつ火花放電を発生させないことができる。またこの時のフィルムの厚みを、５０［μｍ］〜４００［μｍ］とすることで、コロナ放電を発生させつつ火花放電を発生させないことができる。より好ましくは１００［μｍ］〜３００［μｍ］である。厚みが５０［μｍ］未満であると、薄くなる分、放電電流が流れやすくなり、放電電流が火花放電へ移行してしまうからである。また厚みが４００［μｍ］より大きいと、厚みが増す分放電電流が減少してしまうため、浮遊粒子状物質を帯電させる能力が小さくなってしまう。
【０１１０】
また図３に示すように、帯電部１の接地極板２２の端部もフィルムで覆うことで、端部からの火花放電の発生を防ぐことができる。
【０１１１】
なお、本実施例では帯電部１の接地極板２２にフィルムを被覆しているが、放電電極２１に被覆をしてもよい。
【０１１２】
集じん部２については、荷電極板２３は体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上のフィルム３２で接着剤３３を介して被覆されており、帯電部１と同様に火花放電の発生を防止することができる。体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］未満であると、火花放電が発生してしまう。そして、集じん部２にはコロナ放電の発生は必要なく荷電極板２３と接地極板２４の間に電界が発生していればよいので、体積抵抗率の上限は必要ない。この時のフィルムの厚みは３０［μｍ］〜４００［μｍ］、より好ましくは５０〜２００［μｍ］が望ましい。厚みを３０［μｍ］未満にすると、フィルム３２にピンホールが存在する可能性が高くなり、ピンホールが１つでも存在するとそこから火花放電が発生してしまうからである。また厚みを４００［μｍ］より大きくすると、集じん部２は荷電極板２３と接地極板２４との間隔が狭いため、空気の流れる空間が狭くなり、従って通過風速が早くなり捕集効率が低下する。また、荷電極板２３の端部から火花放電が発生しないように端部もフィルム３２で覆われている。
【０１１３】
万が一フィルム３２に穴が開き火花放電が発生することがあると、制御器５によりすぐに高電圧電源からの印加を停止するようになっている。そして、外部へ連絡できるよう制御器から警報信号が出力されるようになっている。
【０１１４】
（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１５】
本発明の実施の形態２では、図４に示したように金属板４１の表と裏をフィルム４２が覆い、金属板４１端部の外側に出ているフィルム４２同士を熱によって溶かして接着させたものである。帯電部１の接地極板２２と集じん部２の荷電極板２３にフィルムを覆う方法としてこのように行うことにより、接着剤３３を使用する必要がないのでコストを抑えることができる。
【０１１６】
（実施の形態３）
実施の形態１、２と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。本発明の実施の形態３では、図５に示したように多数の小孔５１（例えば、穴径２ｍｍ、穴ピッチ６ｍｍ）がある金属板５２を使用してその表と裏をフィルム５３で覆い、金属板５２端部の外側に出ているフィルム５３同士だけではなく、小孔５１部分のフィルム５３同士も熱で溶かして接着させたものである。帯電部１の接地極板２２と集じん部２の荷電極板２３にフィルム５３を覆う方法としてこのように行うことにより、金属板５２端部の外側に出ているフィルム５２同士だけを接着させた場合に比べさらに強力に接着させることができる。
【０１１７】
（実施の形態４）
実施の形態１乃至３と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態では、図６に示したように金属板６１の周囲を樹脂６２でコーティングしたものである。帯電部１の接地極板２２と集じん部２の荷電極板２３の形状がいびつな場合、フィルムをその形状に合わせてカットすることになるが、大量にカットするには金型を使用するとよいが、金型の形状が複雑となりコストがかかってしまう。しかしコーティングの場合は形状に関係なく金属板に樹脂６２を付着させることができるため、容易にしかもコストを抑えて生産する事ができる。
【０１１８】
この時帯電部１の接地極板２２にコーティングする場合は、火花放電を防ぐだけでなくコロナ放電を発生させなければならないため、コーティングの樹脂６２の体積抵抗率をフィルムの場合と同じ１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］とする必要がある。集じん部２の荷電極板２３にコーティングする場合は、コロナ放電の発生は必要なく電界が存在していればよいので、フィルムの場合と同じく体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上である必要がある。厚みに関しては、コーティングの場合１００［μｍ］〜４００［μｍ］とする必要がある。厚みの最低値がフィルムに比べ厚くなっているのは、１００［μｍ］未満ではピンホールが存在しやすくなるからである。
【０１１９】
（実施の形態５）
図９は本発明の実施の形態５を示す電気集じん機の構成図、図１０は本発明の実施の形態５を示す帯電部と集じん部の斜視図、図１１は本発明の実施の形態５を示す帯電部の放電電極詳細図である。
【０１２０】
図９に示すように、ダクト９０内に、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部９１と、帯電された浮遊粒子状物質を捕集する集じん部９２とを備え、集じん部９２の下流には、ダクト９０内に浮遊粒子状物質を含んだ空気を引き込むための電動機９３ａを有する送風手段９３（一例として軸流ファン）を備えている。９４は、帯電部９１と集じん部９２に高電圧を供給する高圧発生手段（一例として直流高圧電源）で、制御器９５に電気的に接続されている。９６は、集じん部９２近傍に取り付けられた風速センサで、電動機９３ａとともに制御器９５に電気的に接続されている。
【０１２１】
図１０は帯電部９１と集じん部９２の斜視図であり、帯電部９１は高電圧を印加する導電性物質（一例としてステンレス）の放電電極１０１とアースに接続された導電性物質（一例としてステンレス）の接地極板１０２が交互に配置されており、集じん部９２は高電圧を印加する導電性物質（一例としてステンレス）の荷電極板１０３とアースに接続された導電性物質（一例としてステンレス）の接地極板１０４が交互に配置されている。導電性物質はここではステンレスとしたがアルミニウムや導電性塗料や導電性フィルムなどでもよい。図１０においては、帯電部９１の放電電極１０１と接地電極１０２との隙間、および集じん部９２の荷電電極１０３と接地電極１０４との隙間を矢印の如く空気が流れ、帯電部９１において放電電極１０１と接地電極１０２との間に発生したコロナ放電によって空気中の浮遊粒子状物質が正電位に帯電され、集じん部９２において荷電極板１０３と接地極板１０４との間に発生した電界によって、正電位に帯電した浮遊粒子状物質がクーロン力により接地極板１０４（負極）に付着、捕集される。
【０１２２】
図１１は帯電部９１の放電電極詳細図であり、（ａ）Ａ方向矢視平面図は図１０においてＡ方向から放電電極１０１を見た平面図、（ｂ）Ｂ方向矢視側面図は図１０においてＢ方向から放電電極１０１と接地極板１０２を見た側面図である。Ａ方向矢視平面図にあるように、放電電極１０１は金属板の端面に突起１０１ａを長手方向に複数個並べたもので、本実施の形態５では、金属板の両端部はもちろん中央の開口部１０１ｂも利用して、突起１０１ａを合計３列配置している。
【０１２３】
つぎに、本実施の形態５において、火花放電を防止する作用について説明する。帯電部９１の接地極板１０２表面には、実施の形態１〜３と同様の手段で、接地極板１０２を被覆する樹脂フィルム（図示せず）が貼り付けられている。あるいは、樹脂フィルムに代わって、実施の形態４と同様の手段で、樹脂材料がコーティングされていてもよい。通常、接地極板１０２が金属板の生地のままであると、コロナ放電中に空気の絶縁破壊が起きた時に、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づき、集中して電流が流れ火花放電が発生する。一方、接地極板１０２の表面に樹脂材料をフィルム被覆またはコーティングした場合は、もし、コロナ放電中に空気の絶縁破壊が起き、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づいた時でも、樹脂材料の抵抗が直列にあるため、他の箇所の抵抗（空気抵抗＋樹脂抵抗）と比べて抵抗値の差が少なく、電流を分散させ一箇所に集中して電流が流れずに火花放電の発生を防止することができる。この時、樹脂材料の電気抵抗は、大きすぎるとコロナ放電を十分行うことができず、また、小さすぎると前述の電流を分散させ火花放電を防止する効果がなくなる。
【０１２４】
樹脂材料の物性としては、電気抵抗を表す体積抵抗率（単位体積当りを流れる電気の抵抗、［Ω・ｃｍ］）が一般的であり、火花放電を防止する効果と相関があるが、樹脂材料の厚さにも関係がある。すなわち、本質を言えば、フィルムなどの樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗（つまり、体積抵抗率に厚さをかけた値。以降、面積抵抗率Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］と呼ぶ）を適正範囲に設定することが肝要である。本発明者らは、この面積抵抗率Ｒｓの値を、１０8〜１０10［Ω・ｃｍ2］とすることが最適であるということを見出した。この範囲は、例えば厚さ５０［μｍ］のフィルムでは、体積抵抗率が２×１０10〜２×１０12［Ω・ｃｍ2］に、また、厚さ４００［μｍ］のフィルムでは、体積抵抗率が２．５×１０9〜２．５×１０11［Ω・ｃｍ2］に相当する。これにより、帯電部９１においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させることができると共に、火花放電を防止することができるものである。
【０１２５】
樹脂材料としては、耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性が高く、耐久性を十分確保することができるフッ素系材料が望ましく、とりわけ、ポリフッ化ビニリデン系樹脂（以降、ＰＶＤＦと呼ぶ）は最も優れた材料である。ただし、ＰＶＤＦは絶縁性が高く、前述の面積抵抗率Ｒｓを１０8〜１０10［Ω・ｃｍ2］にするには、添加剤を入れて電気導電度を確保する必要がある。一般に電気導電度を確保する手段としては、カーボンなどの導電性フィラーを混ぜ込む方式があるが、この方式は樹脂材料に高電圧をかけた時にカーボン粒子の部分で絶縁破壊を起こしやすく、絶縁破壊電圧が低いといった欠点があった。そこで、これを解決する手段として本実施の形態５では、カーボンなどの導電性フィラーに代わってイオン性導電剤を混ぜ込む方式を用いている。これにより、電気抵抗を調整した時でも、樹脂材料の絶縁破壊電圧を高く維持することができ、火花放電を確実に防止することができる。
【０１２６】
もし、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が低く、高圧発生手段９４から供給される帯電部９１への印加電圧Ｖ［ｋＶ］より低い場合は、前述のようにコロナ放電中に空気の絶縁破壊が起きた時に、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づき、樹脂材料へ直接印加電圧Ｖ［ｋＶ］と同等の電圧がかかることになり、樹脂材料が絶縁破壊を起こして穴があき、結局は樹脂材料がない場合と同じ状況となり、火花放電を防止することができない。したがって、本実施の形態５では、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段９４から供給される帯電部９１への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように、高い絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］の樹脂材料を選定するとともに、印加電圧Ｖ［ｋＶ］が絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］を超えないような制御を制御器９５によって行っている。これにより、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が高いため、火花放電を確実に防止することができる。
【０１２７】
樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］を向上させるには、ある程度樹脂材料の電気抵抗を上げる必要があるが、前述のように、面積抵抗率には制約がある。各種樹脂材料を検討した結果、面積抵抗率Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］に対し、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定すれば、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］は十分高く、火花放電を確実に防止することが可能である。一例として、面積抵抗率Ｒｓ＝１０9［Ω・ｃｍ2］の場合は、絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ＞８［ｋＶ］となり、印加電圧をＶ＜８［ｋＶ］に制御すれば、火花放電は発生しない。
【０１２８】
一方、樹脂材料としてのイオン性導電剤入ＰＶＤＦの連続通電に関する耐久性は、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流（以降、電流密度Ｉｓ［Ａ／ｃｍ2］と呼ぶ）に相関はあるが、直接支配される因子は、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー（以降、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］と呼ぶ）である。その理由は、イオン性導電剤入ＰＶＤＦに流す電流を上げた場合、イオン性導電剤入ＰＶＤＦの温度が上昇しいずれ破壊に至る、という破壊メカニズムであるため、ジュール熱に起因するエネルギー密度を使用限界以下とすることが肝要である。本発明者らは、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］（Ｗｓ＝Ｉｓ2×Ｒｓ）が２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］を超えた場合、イオン性導電剤入ＰＶＤＦが単時間で絶縁破壊を起こし、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］が２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］以下になった場合は、イオン性導電剤入ＰＶＤＦの連続通電に対する耐久性が飛躍的に延びる屈曲点を見出した。従って、本実施の形態５では、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］（Ｗｓ＝Ｉｓ2×Ｒｓ）が少なくとも２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］以下になるように、高圧発生手段９４から供給される帯電部９１への印加電圧Ｖを制御している。これにより、樹脂材料に連続的に通電される電気エネルギーによる劣化を抑え、樹脂材料の耐久性を確保することができる。
【０１２９】
これら一連の印加電圧Ｖの制御は、制御器９５によって行われているが、その他にも以下の制御を行う。帯電部９１の放電電極１０１と接地極板１０２との間にコロナ放電として流れる電流Ｉが一定となるように高圧発生手段９４から供給される帯電部９１への印加電圧Ｖを制御している。これにより、帯電部９１においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させるために必要な電流Ｉを適正化する。すなわち、樹脂材料の抵抗が経年的に減少した場合は、電流Ｉが一定となるように印加電圧Ｖを減少させるため、不要に高い印加電圧Ｖをかけず、火花放電防止にさらに効果がある。一方、樹脂材料の抵抗が経年的に増加した場合は、電流Ｉが一定となるように印加電圧Ｖを増加させるが、この時でも樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように制御される。具体的には、印加電圧Ｖ［ｋＶ］と樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値（一例として１ｋＶ）以下になった場合、電流Ｉ一定制御ではなく、印加電圧Ｖ［ｋＶ］はそれ以上上昇させないようにする。ただし、この状態は、十分なコロナ放電量が得られていないため、集じん効率が低下するおそれがある。そこで、印加電圧Ｖ［ｋＶ］と樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号が出力されるようにしている。これにより、樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を的確に把握することができる。
【０１３０】
図１１に示すように、帯電部９１の放電電極１０１は、接地極板１０２に平行に配置された金属板の端面に突起１０１ａを長手方向に複数個並べたもので、これにより、コロナ放電の効率が向上し、帯電部９１で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部９１への印加電圧Ｖ［ｋＶ］を下げることができ、火花放電を確実に防止することができる。本実施の形態５では、接地極板１０２と放電電極１０１との距離Ｄ［ｍｍ］が、放電電極１０１の複数の隣り合う突起１０１ａの間隔Ｈ［ｍｍ］に対し、Ｈ／Ｄ＝１．０〜１．５の範囲に設定されている。このＨ／Ｄの値は、大きすぎるとコロナ放電の単位面積当りの密度が低くなり効率が低下し、小さすぎても隣り合う突起１０１ａ同士のコロナ放電が干渉してかえって効率が低下する。本発明者らは、Ｈ／Ｄ＝１．０〜１．５の範囲がコロナ放電の効率が良好であることを見出し、より好ましくはＨ／Ｄ＝１．２〜１．３が最適である。これにより、コロナ放電の効率がさらに向上し、帯電部９１で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部９１への印加電圧Ｖ［ｋＶ］をさらに下げることができ、火花放電をさらに確実に防止することができる。
【０１３１】
帯電部９１および集じん部９２における火花放電は、一定の空気の流れがある場合は起きにくく、空気の流れがない場合は起きやすい傾向にある。これは、空気の流れがない場合はコロナ放電が常に一定の経路で発生し、電子なだれ現象から火花放電に成長しやすいためである。そこで、本実施の形態５では、帯電部９１および集じん部９２に空気を流した場合のみ帯電部９１および集じん部９２への高圧発生手段９４からの高電圧印加を行い、帯電部９１および集じん部９２に空気の流れがない場合は帯電部９１および集じん部９２への高圧発生手段９４からの高電圧印加を停止させている。具体的には、運転時に集じん部９２近傍に取り付けられた風速センサ９６が所定風速（一例として１ｍ／ｓ）を超える風速を検知した時に、帯電部９１および集じん部９２への高圧発生手段９４からの高電圧印加を行い、運転中に送風手段９３の故障やダクト９０内の異物による閉塞などが発生し、風速センサ９６が所定風速（一例として１ｍ／ｓ）以下を検知した時は、帯電部９１および集じん部９２への高圧発生手段９４からの高電圧印加を停止させる。これにより、火花放電をより確実に防止することができるものである。なお、空気の流れの有無を検出する手段としては、ダクト９０内の異物による閉塞などが考えにくい場合は、送風手段９３の停止もしくは回転数低下のみを検知すればよいので、風速センサ９６を使用せず、送風手段９３の電動機９３ａの回転数を検知して判断してもよい。この場合は、コストを安価にすることができる。
【０１３２】
つぎに、本実施の形態５において、集じん部９２の火花放電を防止する手段について説明する。集じん部９２の荷電極板１０３表面には、実施の形態１〜３と同様の手段で、荷電極板１０３を被覆する樹脂フィルム（図示せず）が貼り付けられている。あるいは、樹脂フィルムに代わって、実施の形態４と同様の手段で、樹脂材料がコーティングされていてもよい。通常、荷電極板１０３が金属板の生地のままであると、空気の絶縁破壊が起きた時に、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づき、集中して電流が流れ火花放電が発生する。一方、荷電極板１０３の表面に樹脂材料をフィルム被覆またはコーティングした場合は、もし、空気の絶縁破壊が起き、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づいた時でも、樹脂材料の抵抗が直列にあるため、他の箇所の抵抗（空気抵抗＋樹脂抵抗）と比べて抵抗値の差が少なく、電流を分散させ一箇所に集中して電流が流れずに火花放電の発生を防止することができる。集じん部９２の役割は、荷電極板１０３と接地極板１０４との間に発生した電界によって、正電位に帯電した浮遊粒子状物質がクーロン力により接地電極１０４（負極）に付着、捕集させるもので、帯電部９１と違いコロナ放電を行う必要がないため、前述の樹脂材料の電気抵抗は所定値（一例として面積抵抗率Ｒｓ＝３×１０6［Ω・ｃｍ2］）以上であれば火花放電を防止する効果を奏する。
【０１３３】
もし、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が低く、高圧発生手段９４から供給される集じん部９２への印加電圧Ｖ［ｋＶ］より低い場合は、前述のように空気の絶縁破壊が起きた時に、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づき、樹脂材料へ直接印加電圧Ｖ［ｋＶ］と同等の電圧がかかることになり、樹脂材料が絶縁破壊を起こして穴があき、結局は樹脂材料がない場合と同じ状況となり、火花放電を防止することができない。したがって、本実施の形態５では、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段９４から供給される集じん部９２への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように、高い絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］の樹脂材料を選定するとともに、印加電圧Ｖ［ｋＶ］が絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］を超えないような制御を制御器９５によって行っている。これにより、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が高いため、火花放電を確実に防止することができる。
【０１３４】
以上のことから、本実施の形態５における一例としての設計最適値を以下に示す。
［帯電部の接地極板］
樹脂フィルムの体積抵抗率ρ＝５×１０10［Ω・ｃｍ］
樹脂フィルムの厚さｔ＝２００［μｍ］
樹脂フィルムの面積抵抗率Ｒｓ＝１０9［Ω・ｃｍ2］
樹脂フィルムの絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ＝１０［ｋＶ］
樹脂フィルムに流れる電気のエネルギー密度Ｗｓ＝５×１０-4［Ｗ／ｃｍ2］
［帯電部の放電電極］
隣り合う突起の間隔Ｈ＝１０［ｍｍ］
接地極板と放電電極との距離Ｄ＝８［ｍｍ］
帯電部への印加電圧Ｖ＝７［ｋＶ］
［集じん部の荷電極板］
樹脂フィルムの体積抵抗率ρ＝１０12［Ω・ｃｍ］
樹脂フィルムの厚さｔ＝１００［μｍ］
樹脂フィルムの面積抵抗率Ｒｓ＝１０10［Ω・ｃｍ2］
樹脂フィルムの絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ＝１５［ｋＶ］
接地極板と荷電極板との距離Ｄ＝６［ｍｍ］
集じん部への印加電圧Ｖ＝６［ｋＶ］
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、空気中の浮遊粒子状物質に可燃性物質が含まれている場合に有効であり、火花放電が発生させずに、安全に捕集することができる電気集じん機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施の形態１の電気集じん機を示す構成図
【図２】同帯電部と集じん部の詳細図
【図３】同フィルム被覆方法の断面図
【図４】本発明の実施の形態２のフィルム被覆方法の断面図
【図５】本発明の実施の形態３のフィルム被覆方法の断面図
【図６】本発明の実施の形態４の樹脂被覆の断面図
【図７】従来の電気集じん機の一例を示す図
【図８】電気集じん機の原理を示す図
【図９】本発明の実施の形態５の電気集じん機を示す構成図
【図１０】同帯電部と集じん部の斜視図
【図１１】同帯電部の放電電極詳細図（（ａ）同図１０のＡ方向矢視平面図、（ｂ）同図１０のＢ方向矢視側面図）
【符号の説明】
【０１３７】
１ 帯電部
２ 集じん部
３ 送風手段
４ 高圧発生手段
５ 制御器
２１ 放電電極
２２ 接地極板
２３ 荷電極板
２４ 接地極板
３１ 金属板
３２ フィルム
３３ 接着剤
４１ 金属板
４２ フィルム
５１ 小孔
５２ 金属板
５３ フィルム
６１ 金属板
６２ 樹脂
７１ 帯電部
７２ 集じん部
７３ 送風ファン
７４ 電子コントロールボックス
８１ 高電圧電源に接続された放電極
８２ 接地された金属板
８３ 高電圧電源に接続された金属板
８４ 接地された金属板
９１ 帯電部
９２ 集じん部
９３ 送風手段
９４ 高圧発生手段
９５ 制御器
９６ 風速センサ
１０１ 放電電極
１０１ａ 突起
１０２ 接地極板
１０３ 荷電極板
１０４ 接地極板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄に使用する電気集じん機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気集じん機として、例えば特許文献１のようなものが知られている。以下、その電気集じん機について図７および図８を参照しながら説明する。
【０００３】
図７に示すように、電気集じん機は帯電部７１と集じん部７２と送風ファン７３と電子コントロールボックス７４からなり、電子コントロールボックス７４内に図示しない高電圧発生装置と電気集じん機を制御する図示しない制御部を備えている。帯電部７１と集じん部７２は図８に示すように、帯電部７１は高電圧電源に接続された放電極８１と接地された金属板８２が交互にお互いが接触せずに平行に一定の間隔を保って配置されている。また同じように集じん部７２は高電圧電源に接続された金属板８３と接地された金属板８４が交互にお互いが接触せずに平行に一定の間隔を保って配置されている。高電圧電源から高電圧を印加することで、帯電部７１では高電圧電源に接続された放電極８１と接地された金属板８２との間でコロナ放電を発生させ微粒子を帯電させ、集じん部７２では高電圧電源に接続された金属板８３と接地された金属板８４との間で発生している電界により帯電した微粒子が捕集されることにより、空気中の微粒子を除去することができ空気を清浄化することが出来る。
【０００４】
高電圧を印加した帯電部７１の高電圧電源に接続された放電極８１または集じん部７２の高電圧電源に接続された金属板８３とそれぞれと対向する接地された金属板８２，８４との間で火花放電が発生する。この時特許文献１では、電子コントロールボックス７４内に備えた図示しない火花発生回数検出部により火花放電発生回数を検出し、また火花持続時間検出部により火花の持続時間を検出し、これら発生回数と持続時間を条件部として電気集じん機への高電圧を調整し出力することにより、火花放電が持続しないようにしている。
【０００５】
また、特許文献２のように電気集じん機の集じん部７２の高電圧電源に接続された金属板８３を絶縁フィルムで覆ったものが知られている。これにより集じん部において火花放電の発生を抑えることが出来る。
【特許文献１】特開平０２−１１４２８６号公報
【特許文献２】実開昭６２−０２４９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電気集じん機では火花放電が発生しており、電気集じん機に可燃性物質が捕集されていると火花放電により温度が上昇したり、捕集したものが火花放電により再飛散することがあった。これを抑えるために、火花放電が発生してから出力電圧を調整し火花放電の発生を抑えていた。そのために出力電圧を調整する出力制御部が必要となり、コストアップとなっていた。
【０００７】
また、電気集じん機の帯電部は、コロナ放電を発生させ空気中の微粒子を帯電させる必要があり、金属板を絶縁フィルムで覆うとコロナ放電が発生しなくなるため、帯電部に関しては絶縁フィルムで覆うことができず、火花放電の発生を抑えることが出来ていなかった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、電気集じん機の帯電部においてコロナ放電を発生させかつ火花放電の発生を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電気集じん機は上記目的を達成するために、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部と、帯電された前記浮遊粒子状物質を捕集する集じん部を備えた電気集じん機と前記電気集じん機内に送風する送風手段と前記帯電部と前記集じん部に高電圧を供給する高圧発生手段と前記送風手段と前記高電圧発生手段を制御する制御器を備え、前記帯電部は高電圧を印加する導電性物質の荷電電極とアースに接続された導電性物質の接地極板とから構成され、前記接地極板を体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］のフィルムで被覆したものである。
【００１０】
この手段により帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の微粒子を帯電させることができると共に、火花放電に関しては防止することができる。
【００１１】
また他の手段は、フィルムの厚みを５０［μｍ］〜４００［μｍ］としたものである。
【００１２】
これによりコロナ放電を発生させながら火花放電を防止することができる。
【００１３】
また他の手段は、帯電部の接地極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆したものである。
【００１４】
これにより接地極板の端部から発生する火花放電を防止することができる。
【００１５】
また他の手段は、フィルムを接着剤を介して被覆したものである。
【００１６】
これにより、フィルムを接地極板にしっかりと固定することができる。
【００１７】
また他の手段は、帯電部の接地極板をフィルムで両側から覆い、接地極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させたものである。
【００１８】
これにより接着剤を使用せずにフィルムを固定することができる。
【００１９】
また他の手段は、帯電部の接地極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用したものである。
【００２０】
これにより接地極板の周囲のみを熱溶着するのに比べ表面の穴を通してフィルム同士が熱溶着するためより接着力を上げることができる。
【００２１】
また他の手段は、帯電部の接地極板に、体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］の樹脂をコーティングしたものである。
【００２２】
これによりコロナ放電を発生させながら火花放電を防止することができる。
【００２３】
また他の手段は、集じん部において高電圧を印加する導電性物質の荷電極板とアースに接続された導電性物質の接地極板から構成され、集じん部の荷電極板を体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上のフィルムで被覆したものである。
【００２４】
これにより集じん部において火花放電の発生を防止することができる。
【００２５】
また他の手段は、フィルムの厚みを３０［μｍ］〜４００［μｍ］としたものである。
【００２６】
これにより集じん部に関しても火花放電の発生を防止することができる。
【００２７】
また他の手段は、集じん部の荷電極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆したものである。
【００２８】
これにより荷電極板の端部から発生する火花放電を防止することができる。
【００２９】
また他の手段は、集じん部荷電極板のフィルムを接着剤を介して被覆したものである。
【００３０】
これによりフィルムをしっかりと固定することができる。
【００３１】
また他の手段は、集じん部の荷電極板をフィルムで両側から覆い、前記荷電極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させたものである。
【００３２】
これにより接着剤を使用せずにフィルムを固定することができる。
【００３３】
また他の手段は、集じん部の荷電極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用したものである。
【００３４】
これにより、荷電極板の周囲のみを熱溶着するのに比べ表面の穴を通してフィルム同士が熱溶着するためより接着力を上げることができる。
【００３５】
また他の手段は、集じん部の荷電極板に、体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上の樹脂をコーティングしたものである。
【００３６】
これにより集じん部において火花放電の発生を防止することができる。
【００３７】
また他の手段は、コーティングの厚みを１００［μｍ］〜４００［μｍ］としたものである。
【００３８】
これによりコロナ放電を発生させながら火花放電を防止することができる。
【００３９】
また他の手段は、帯電部または集じん部内にて火花放電が発生した際に高電圧の印加を停止させる制御を備えたものである。
【００４０】
これにより、万が一火花放電が発生した場合に高電圧の印加を停止することでそれ以上の火花放電の発生を防止することができる。
【００４１】
また他の手段は、火花放電の発生により高電圧の印加が停止した後、制御器より警報信号が出力されるようにしたものである。
【００４２】
これにより、外部へ異常が発生したことを知らせることができる。
【００４３】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗を１０8〜１０10［Ω・ｃｍ2］としたものである。
【００４４】
これにより、帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させることができると共に、火花放電を防止することができる。
【００４５】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料は基材にイオン性導電剤を混ぜ込むことによって電気抵抗を調整したものである。
【００４６】
これにより、電気抵抗を調整した時でも、樹脂材料の絶縁破壊電圧を高く維持することができ、火花放電を確実に防止することができる。
【００４７】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の基材としてポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いたものである。
【００４８】
これにより、樹脂材料の耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性を高め、帯電部の耐久性を確保することができる。
【００４９】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］と、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流Ｉｓ［Ａ／ｃｍ2］とから算出される樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］（Ｗｓ＝Ｉｓ2×Ｒｓ）が２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］以下になるように、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖを制御したものである。
【００５０】
これにより、樹脂材料に連続的に通電される電気エネルギーによる劣化を抑え、樹脂材料の耐久性を確保することができる。
【００５１】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］に対し、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定されたものである。
【００５２】
これにより、樹脂材料の絶縁破壊電圧が高いため、火花放電を確実に防止することができる。
【００５３】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定されたものである。
【００５４】
これにより、樹脂材料の絶縁破壊電圧が高いため、火花放電を確実に防止することができる。
【００５５】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流が一定となるように高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖが制御されたものである。
【００５６】
これにより、帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の微粒子を帯電させるために必要な電流を適正化し、不要に高い印加電圧をかけることがないため、火花放電を確実に防止することができる。
【００５７】
また他の手段は、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流を一定にするために設定された帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］と、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号が出力されるようにしたものである。
【００５８】
これにより、樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００５９】
また他の手段は、帯電部の放電電極は、接地極板に平行に配置された平面形状の金属板で、金属板の端面に複数の突起を設けたものである。
【００６０】
これにより、コロナ放電の効率が向上し、帯電部で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部への印加電圧を下げることができ、火花放電を確実に防止することができる。
【００６１】
また他の手段は、帯電部に平行配置された接地極板と放電電極との距離Ｄ［ｍｍ］が、放電電極の複数の隣り合う突起の間隔Ｈ［ｍｍ］に対し、Ｈ／Ｄ＝１．０〜１．５の範囲に設定されたものである。
【００６２】
これにより、コロナ放電の効率がさらに向上し、帯電部で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部への印加電圧を下げることができ、火花放電を確実に防止することができる。
【００６３】
また他の手段は、運転中に送風手段が停止した場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させるものである。
【００６４】
これにより、火花放電をより確実に防止することができる。
【００６５】
また他の手段は、帯電部または集じん部に空気の流れを検知する風速センサを設け、運転中に風速センサが検知する風速が所定値以下になった場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させるものである。
【００６６】
これにより、火花放電をより確実に防止することができる。
【００６７】
また他の手段は、集じん部の荷電極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される集じん部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定されたものである。
【００６８】
これにより、集じん部における火花放電も確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００６９】
本発明によれば帯電部において火花放電の発生を防止することができる電気集じん機を提供できる。
【００７０】
また、集じん部においても火花放電の発生を防止することができ、帯電部・集じん部ともに完全に火花放電を防止することができる電気集じん機を提供することができる。
【００７１】
また、被覆するフィルムをより強力に密着させることができる電気集じん機を提供することができる。
【００７２】
また、火花放電が発生した際にすぐに外部へ知らせることができる電気集じん機を提供することができる。
【００７３】
また、樹脂材料の耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性を高め、電気エネルギーよる劣化を抑え、帯電部の耐久性を確保できるという効果も奏する。
【００７４】
また、樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を的確に把握できるという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
本発明の請求項１記載の発明は、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部と、帯電された前記浮遊粒子状物質を捕集する集じん部を備えた電気集じん機と前記電気集じん機内に送風する送風手段と前記帯電部と前記集じん部に高電圧を供給する高圧発生手段と前記送風手段と前記高電圧発生手段を制御する制御器を備え、前記帯電部は高電圧を印加する導電性物質の放電電極とアースに接続された導電性物質の接地極板とから構成され、前記接地極板を体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］のフィルムで被覆したものであり、フィルムを通して電流を流すことが出来るためコロナ放電が発生し、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させることができると共に、体積抵抗率が高いために大きな電流は流れず、火花放電の発生を防止することができる。
【００７６】
また、フィルムの厚みを５０［μｍ］〜４００［μｍ］とすることで、コロナ放電を発生させることができると共に、火花放電の発生を防止することができる。
【００７７】
また、帯電部の接地極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆することで、接地極板の端部から発生する火花放電を防止することができる。
【００７８】
また、フィルムを接着剤を介して被覆することで、フィルムを接地極板にしっかりと固定することができる。
【００７９】
また帯電部の接地極板をフィルムで両側から覆い、接地極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させることで、接着剤を使用せずにフィルムを固定することができる。
【００８０】
また帯電部の接地極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用することで、接地極板の周囲のみを熱溶着するのに比べ表面の穴を通してフィルム同士が熱溶着するためより接着力を上げることができる。
【００８１】
また帯電部の接地極板に、体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］の樹脂をコーティングすることで、コロナ放電を発生させながら火花放電を防止することができる。
【００８２】
また集じん部において高電圧を印加する導電性物質の荷電極板とアースに接続された導電性物質の接地極板から構成され、集じん部の荷電極板を体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上のフィルムで被覆することで、集じん部において火花放電の発生を防止することができる。
【００８３】
またフィルムの厚みを３０［μｍ］〜４００［μｍ］とすることで、集じん部に関しても火花放電の発生を防止することができる。
【００８４】
また集じん部の荷電極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆することで、荷電極板の端部から発生する火花放電を防止することができる。
【００８５】
また集じん部荷電極板のフィルムを接着剤を介して被覆することで、フィルムをしっかりと固定することができる。
【００８６】
また集じん部の荷電極板をフィルムで両側から覆い、前記荷電極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させることで、接着剤を使用せずにフィルムを固定することができる。
【００８７】
また集じん部の荷電極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用することで、荷電極板の周囲のみを熱溶着するのに比べ表面の穴を通してフィルム同士が熱溶着するためより接着力を上げることができる。
【００８８】
また集じん部の荷電極板に、体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上の樹脂をコーティングすることで、集じん部において火花放電の発生を防止することができる。
【００８９】
またコーティングの厚みを１００［μｍ］〜４００［μｍ］とすることで、コロナ放電を発生させながら火花放電を防止することができる。
【００９０】
また帯電部または集じん部内にて火花放電が発生した際に高電圧の印加を停止させる制御を備えることにより、万が一火花放電が発生した場合に高電圧の印加を停止することでそれ以上の火花放電の発生を防止することができる。
【００９１】
また火花放電の発生により高電圧の印加が停止した後、制御器より警報信号が出力されるようにすることにより、外部へ異常が発生したことを知らせることができる。
【００９２】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗を１０8〜１０10［Ω・ｃｍ2］とすることによって、帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させることができると共に、火花放電を防止することができる。
【００９３】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料は基材にイオン性導電剤を混ぜ込むことによって、電気抵抗を調整した時でも、樹脂材料の絶縁破壊電圧を高く維持することができ、火花放電を確実に防止することができる。
【００９４】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の基材としてポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いることにより、樹脂材料の耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性を高め、帯電部の耐久性を確保することができる。
【００９５】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］と、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流Ｉｓ［Ａ／ｃｍ2］とから算出される樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］（Ｗｓ＝Ｉｓ2×Ｒｓ）が２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］以下になるように、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖを制御することにより、樹脂材料に連続的に通電される電気エネルギーによる劣化を抑え、樹脂材料の耐久性を確保することができる。
【００９６】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］に対し、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］を、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定することにより、火花放電を確実に防止することができる。
【００９７】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように印加電圧Ｖ［ｋＶ］を設定することにより、火花放電を確実に防止することができる。
【００９８】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流が一定となるように高圧発生手段から供給される帯電部への印加電圧Ｖを制御することにより、帯電部においてコロナ放電を発生させ空気中の微粒子を帯電させるために必要な電流を適正化し、不要に高い印加電圧をかけることがないため、火花放電を確実に防止することができる。
【００９９】
また、帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、帯電部の放電電極と接地極板との間にコロナ放電として流れる電流を一定にするために設定された帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］と、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号を出力することにより、樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を的確に把握することができる。
【０１００】
また、帯電部の放電電極は、接地極板に平行に配置された平面形状の金属板で、金属板の端面に複数の突起を設けることにより、コロナ放電の効率が向上し、帯電部で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部への印加電圧を下げることができ、火花放電を確実に防止することができる。
【０１０１】
また、帯電部に平行配置された接地極板と放電電極との距離Ｄ［ｍｍ］が、放電電極の複数の隣り合う突起の間隔Ｈ［ｍｍ］に対し、Ｈ／Ｄ＝１．０〜１．５の範囲に設定されることにより、コロナ放電の効率がさらに向上し、帯電部で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部への印加電圧を下げることができ、火花放電を確実に防止することができる。
【０１０２】
また、運転中に送風手段が停止した場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させることにより、火花放電をより確実に防止することができる。
【０１０３】
また、帯電部または集じん部に空気の流れを検知する風速センサを設け、運転中に風速センサが検知する風速が所定値以下になった場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させることにより、火花放電をより確実に防止することができる。
【０１０４】
また他の手段は、集じん部の荷電極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される集じん部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように印加電圧Ｖ［ｋＶ］を設定することにより、集じん部における火花放電も確実に防止することができる。
【０１０５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０１０６】
（実施の形態１）
図１に示すように、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部１と、帯電された前記浮遊粒子状物質を捕集する集じん部２を備え、電気集じん機内に送風する送風手段３である送風ファンと帯電部１と集じん部２に高電圧を供給する高圧発生手段４である高電圧電源を備え、また送風手段３と高電圧電源４を制御する制御器５を備えている。
【０１０７】
図２は帯電部１と集じん部２の斜視図であり、帯電部１は高電圧を印加する導電性物質（例えばステンレス）の放電電極２１とアースに接続された導電性物質（例えばステンレス）の接地極板２２が交互に配置されており、集じん部２は高電圧を印加する導電性物質（例えばステンレス）の荷電極板２３とアースに接続された導電性物質（例えばステンレス）の接地極板２４が交互に配置されている。導電性物質はここではステンレスとしたがアルミニウムや導電性塗料などでもよい。
【０１０８】
帯電部１においてコロナ放電が発生し、浮遊粒子状物質が帯電され、集じん部において帯電された浮遊粒子状物質がクーロン力により捕集される。
【０１０９】
図３は金属板３１の表と裏をフィルム３２で被覆（ラミネート）した時の断面図である。フィルム３２の材質は例えばＥＭＡＡである。帯電部１の接地極板２２を図３のように体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］のフィルム３２を接着剤３３例えばウレタン系の接着剤を使用して被覆することで、帯電部１においてコロナ放電を発生させつつ火花放電を防止することができる。より好ましくは１０11〜１０12［Ω・ｃｍ］である。体積抵抗率が１０13［Ω・ｃｍ］より大きいフィルム３２を使用するとコロナ放電発生時に流れる放電電流は抑制され、コロナ放電の発生量が非常に少なくなり、浮遊粒子状物質を帯電させることができず、捕集することができなくなる。また体積抵抗率が１０11［Ω・ｃｍ］未満のフィルムを使用するとコロナ放電は良好に発生し放電電流は流れるが、放電電流が流れすぎてしまい、コロナ放電が火花放電へと移行してしまう時がある。体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］の範囲内であればコロナ放電を発生させつつ火花放電を発生させないことができる。またこの時のフィルムの厚みを、５０［μｍ］〜４００［μｍ］とすることで、コロナ放電を発生させつつ火花放電を発生させないことができる。より好ましくは１００［μｍ］〜３００［μｍ］である。厚みが５０［μｍ］未満であると、薄くなる分、放電電流が流れやすくなり、放電電流が火花放電へ移行してしまうからである。また厚みが４００［μｍ］より大きいと、厚みが増す分放電電流が減少してしまうため、浮遊粒子状物質を帯電させる能力が小さくなってしまう。
【０１１０】
また図３に示すように、帯電部１の接地極板２２の端部もフィルムで覆うことで、端部からの火花放電の発生を防ぐことができる。
【０１１１】
なお、本実施例では帯電部１の接地極板２２にフィルムを被覆しているが、放電電極２１に被覆をしてもよい。
【０１１２】
集じん部２については、荷電極板２３は体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上のフィルム３２で接着剤３３を介して被覆されており、帯電部１と同様に火花放電の発生を防止することができる。体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］未満であると、火花放電が発生してしまう。そして、集じん部２にはコロナ放電の発生は必要なく荷電極板２３と接地極板２４の間に電界が発生していればよいので、体積抵抗率の上限は必要ない。この時のフィルムの厚みは３０［μｍ］〜４００［μｍ］、より好ましくは５０〜２００［μｍ］が望ましい。厚みを３０［μｍ］未満にすると、フィルム３２にピンホールが存在する可能性が高くなり、ピンホールが１つでも存在するとそこから火花放電が発生してしまうからである。また厚みを４００［μｍ］より大きくすると、集じん部２は荷電極板２３と接地極板２４との間隔が狭いため、空気の流れる空間が狭くなり、従って通過風速が早くなり捕集効率が低下する。また、荷電極板２３の端部から火花放電が発生しないように端部もフィルム３２で覆われている。
【０１１３】
万が一フィルム３２に穴が開き火花放電が発生することがあると、制御器５によりすぐに高電圧電源からの印加を停止するようになっている。そして、外部へ連絡できるよう制御器から警報信号が出力されるようになっている。
【０１１４】
（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１５】
本発明の実施の形態２では、図４に示したように金属板４１の表と裏をフィルム４２が覆い、金属板４１端部の外側に出ているフィルム４２同士を熱によって溶かして接着させたものである。帯電部１の接地極板２２と集じん部２の荷電極板２３にフィルムを覆う方法としてこのように行うことにより、接着剤３３を使用する必要がないのでコストを抑えることができる。
【０１１６】
（実施の形態３）
実施の形態１、２と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。本発明の実施の形態３では、図５に示したように多数の小孔５１（例えば、穴径２ｍｍ、穴ピッチ６ｍｍ）がある金属板５２を使用してその表と裏をフィルム５３で覆い、金属板５２端部の外側に出ているフィルム５３同士だけではなく、小孔５１部分のフィルム５３同士も熱で溶かして接着させたものである。帯電部１の接地極板２２と集じん部２の荷電極板２３にフィルム５３を覆う方法としてこのように行うことにより、金属板５２端部の外側に出ているフィルム５２同士だけを接着させた場合に比べさらに強力に接着させることができる。
【０１１７】
（実施の形態４）
実施の形態１乃至３と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態では、図６に示したように金属板６１の周囲を樹脂６２でコーティングしたものである。帯電部１の接地極板２２と集じん部２の荷電極板２３の形状がいびつな場合、フィルムをその形状に合わせてカットすることになるが、大量にカットするには金型を使用するとよいが、金型の形状が複雑となりコストがかかってしまう。しかしコーティングの場合は形状に関係なく金属板に樹脂６２を付着させることができるため、容易にしかもコストを抑えて生産する事ができる。
【０１１８】
この時帯電部１の接地極板２２にコーティングする場合は、火花放電を防ぐだけでなくコロナ放電を発生させなければならないため、コーティングの樹脂６２の体積抵抗率をフィルムの場合と同じ１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］とする必要がある。集じん部２の荷電極板２３にコーティングする場合は、コロナ放電の発生は必要なく電界が存在していればよいので、フィルムの場合と同じく体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上である必要がある。厚みに関しては、コーティングの場合１００［μｍ］〜４００［μｍ］とする必要がある。厚みの最低値がフィルムに比べ厚くなっているのは、１００［μｍ］未満ではピンホールが存在しやすくなるからである。
【０１１９】
（実施の形態５）
図９は本発明の実施の形態５を示す電気集じん機の構成図、図１０は本発明の実施の形態５を示す帯電部と集じん部の斜視図、図１１は本発明の実施の形態５を示す帯電部の放電電極詳細図である。
【０１２０】
図９に示すように、ダクト９０内に、空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部９１と、帯電された浮遊粒子状物質を捕集する集じん部９２とを備え、集じん部９２の下流には、ダクト９０内に浮遊粒子状物質を含んだ空気を引き込むための電動機９３ａを有する送風手段９３（一例として軸流ファン）を備えている。９４は、帯電部９１と集じん部９２に高電圧を供給する高圧発生手段（一例として直流高圧電源）で、制御器９５に電気的に接続されている。９６は、集じん部９２近傍に取り付けられた風速センサで、電動機９３ａとともに制御器９５に電気的に接続されている。
【０１２１】
図１０は帯電部９１と集じん部９２の斜視図であり、帯電部９１は高電圧を印加する導電性物質（一例としてステンレス）の放電電極１０１とアースに接続された導電性物質（一例としてステンレス）の接地極板１０２が交互に配置されており、集じん部９２は高電圧を印加する導電性物質（一例としてステンレス）の荷電極板１０３とアースに接続された導電性物質（一例としてステンレス）の接地極板１０４が交互に配置されている。導電性物質はここではステンレスとしたがアルミニウムや導電性塗料や導電性フィルムなどでもよい。図１０においては、帯電部９１の放電電極１０１と接地電極１０２との隙間、および集じん部９２の荷電電極１０３と接地電極１０４との隙間を矢印の如く空気が流れ、帯電部９１において放電電極１０１と接地電極１０２との間に発生したコロナ放電によって空気中の浮遊粒子状物質が正電位に帯電され、集じん部９２において荷電極板１０３と接地極板１０４との間に発生した電界によって、正電位に帯電した浮遊粒子状物質がクーロン力により接地極板１０４（負極）に付着、捕集される。
【０１２２】
図１１は帯電部９１の放電電極詳細図であり、（ａ）Ａ方向矢視平面図は図１０においてＡ方向から放電電極１０１を見た平面図、（ｂ）Ｂ方向矢視側面図は図１０においてＢ方向から放電電極１０１と接地極板１０２を見た側面図である。Ａ方向矢視平面図にあるように、放電電極１０１は金属板の端面に突起１０１ａを長手方向に複数個並べたもので、本実施の形態５では、金属板の両端部はもちろん中央の開口部１０１ｂも利用して、突起１０１ａを合計３列配置している。
【０１２３】
つぎに、本実施の形態５において、火花放電を防止する作用について説明する。帯電部９１の接地極板１０２表面には、実施の形態１〜３と同様の手段で、接地極板１０２を被覆する樹脂フィルム（図示せず）が貼り付けられている。あるいは、樹脂フィルムに代わって、実施の形態４と同様の手段で、樹脂材料がコーティングされていてもよい。通常、接地極板１０２が金属板の生地のままであると、コロナ放電中に空気の絶縁破壊が起きた時に、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づき、集中して電流が流れ火花放電が発生する。一方、接地極板１０２の表面に樹脂材料をフィルム被覆またはコーティングした場合は、もし、コロナ放電中に空気の絶縁破壊が起き、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づいた時でも、樹脂材料の抵抗が直列にあるため、他の箇所の抵抗（空気抵抗＋樹脂抵抗）と比べて抵抗値の差が少なく、電流を分散させ一箇所に集中して電流が流れずに火花放電の発生を防止することができる。この時、樹脂材料の電気抵抗は、大きすぎるとコロナ放電を十分行うことができず、また、小さすぎると前述の電流を分散させ火花放電を防止する効果がなくなる。
【０１２４】
樹脂材料の物性としては、電気抵抗を表す体積抵抗率（単位体積当りを流れる電気の抵抗、［Ω・ｃｍ］）が一般的であり、火花放電を防止する効果と相関があるが、樹脂材料の厚さにも関係がある。すなわち、本質を言えば、フィルムなどの樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗（つまり、体積抵抗率に厚さをかけた値。以降、面積抵抗率Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］と呼ぶ）を適正範囲に設定することが肝要である。本発明者らは、この面積抵抗率Ｒｓの値を、１０8〜１０10［Ω・ｃｍ2］とすることが最適であるということを見出した。この範囲は、例えば厚さ５０［μｍ］のフィルムでは、体積抵抗率が２×１０10〜２×１０12［Ω・ｃｍ2］に、また、厚さ４００［μｍ］のフィルムでは、体積抵抗率が２．５×１０9〜２．５×１０11［Ω・ｃｍ2］に相当する。これにより、帯電部９１においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させることができると共に、火花放電を防止することができるものである。
【０１２５】
樹脂材料としては、耐熱性、耐オゾン性、耐薬品性が高く、耐久性を十分確保することができるフッ素系材料が望ましく、とりわけ、ポリフッ化ビニリデン系樹脂（以降、ＰＶＤＦと呼ぶ）は最も優れた材料である。ただし、ＰＶＤＦは絶縁性が高く、前述の面積抵抗率Ｒｓを１０8〜１０10［Ω・ｃｍ2］にするには、添加剤を入れて電気導電度を確保する必要がある。一般に電気導電度を確保する手段としては、カーボンなどの導電性フィラーを混ぜ込む方式があるが、この方式は樹脂材料に高電圧をかけた時にカーボン粒子の部分で絶縁破壊を起こしやすく、絶縁破壊電圧が低いといった欠点があった。そこで、これを解決する手段として本実施の形態５では、カーボンなどの導電性フィラーに代わってイオン性導電剤を混ぜ込む方式を用いている。これにより、電気抵抗を調整した時でも、樹脂材料の絶縁破壊電圧を高く維持することができ、火花放電を確実に防止することができる。
【０１２６】
もし、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が低く、高圧発生手段９４から供給される帯電部９１への印加電圧Ｖ［ｋＶ］より低い場合は、前述のようにコロナ放電中に空気の絶縁破壊が起きた時に、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づき、樹脂材料へ直接印加電圧Ｖ［ｋＶ］と同等の電圧がかかることになり、樹脂材料が絶縁破壊を起こして穴があき、結局は樹脂材料がない場合と同じ状況となり、火花放電を防止することができない。したがって、本実施の形態５では、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段９４から供給される帯電部９１への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように、高い絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］の樹脂材料を選定するとともに、印加電圧Ｖ［ｋＶ］が絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］を超えないような制御を制御器９５によって行っている。これにより、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が高いため、火花放電を確実に防止することができる。
【０１２７】
樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］を向上させるには、ある程度樹脂材料の電気抵抗を上げる必要があるが、前述のように、面積抵抗率には制約がある。各種樹脂材料を検討した結果、面積抵抗率Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］に対し、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定すれば、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］は十分高く、火花放電を確実に防止することが可能である。一例として、面積抵抗率Ｒｓ＝１０9［Ω・ｃｍ2］の場合は、絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ＞８［ｋＶ］となり、印加電圧をＶ＜８［ｋＶ］に制御すれば、火花放電は発生しない。
【０１２８】
一方、樹脂材料としてのイオン性導電剤入ＰＶＤＦの連続通電に関する耐久性は、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流（以降、電流密度Ｉｓ［Ａ／ｃｍ2］と呼ぶ）に相関はあるが、直接支配される因子は、樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー（以降、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］と呼ぶ）である。その理由は、イオン性導電剤入ＰＶＤＦに流す電流を上げた場合、イオン性導電剤入ＰＶＤＦの温度が上昇しいずれ破壊に至る、という破壊メカニズムであるため、ジュール熱に起因するエネルギー密度を使用限界以下とすることが肝要である。本発明者らは、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］（Ｗｓ＝Ｉｓ2×Ｒｓ）が２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］を超えた場合、イオン性導電剤入ＰＶＤＦが単時間で絶縁破壊を起こし、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］が２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］以下になった場合は、イオン性導電剤入ＰＶＤＦの連続通電に対する耐久性が飛躍的に延びる屈曲点を見出した。従って、本実施の形態５では、エネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］（Ｗｓ＝Ｉｓ2×Ｒｓ）が少なくとも２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］以下になるように、高圧発生手段９４から供給される帯電部９１への印加電圧Ｖを制御している。これにより、樹脂材料に連続的に通電される電気エネルギーによる劣化を抑え、樹脂材料の耐久性を確保することができる。
【０１２９】
これら一連の印加電圧Ｖの制御は、制御器９５によって行われているが、その他にも以下の制御を行う。帯電部９１の放電電極１０１と接地極板１０２との間にコロナ放電として流れる電流Ｉが一定となるように高圧発生手段９４から供給される帯電部９１への印加電圧Ｖを制御している。これにより、帯電部９１においてコロナ放電を発生させ空気中の浮遊粒子状物質を帯電させるために必要な電流Ｉを適正化する。すなわち、樹脂材料の抵抗が経年的に減少した場合は、電流Ｉが一定となるように印加電圧Ｖを減少させるため、不要に高い印加電圧Ｖをかけず、火花放電防止にさらに効果がある。一方、樹脂材料の抵抗が経年的に増加した場合は、電流Ｉが一定となるように印加電圧Ｖを増加させるが、この時でも樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように制御される。具体的には、印加電圧Ｖ［ｋＶ］と樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値（一例として１ｋＶ）以下になった場合、電流Ｉ一定制御ではなく、印加電圧Ｖ［ｋＶ］はそれ以上上昇させないようにする。ただし、この状態は、十分なコロナ放電量が得られていないため、集じん効率が低下するおそれがある。そこで、印加電圧Ｖ［ｋＶ］と樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号が出力されるようにしている。これにより、樹脂材料の抵抗が経年的に変化した場合、その状況を知らしめることで樹脂材料の交換メンテナンス時期を的確に把握することができる。
【０１３０】
図１１に示すように、帯電部９１の放電電極１０１は、接地極板１０２に平行に配置された金属板の端面に突起１０１ａを長手方向に複数個並べたもので、これにより、コロナ放電の効率が向上し、帯電部９１で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部９１への印加電圧Ｖ［ｋＶ］を下げることができ、火花放電を確実に防止することができる。本実施の形態５では、接地極板１０２と放電電極１０１との距離Ｄ［ｍｍ］が、放電電極１０１の複数の隣り合う突起１０１ａの間隔Ｈ［ｍｍ］に対し、Ｈ／Ｄ＝１．０〜１．５の範囲に設定されている。このＨ／Ｄの値は、大きすぎるとコロナ放電の単位面積当りの密度が低くなり効率が低下し、小さすぎても隣り合う突起１０１ａ同士のコロナ放電が干渉してかえって効率が低下する。本発明者らは、Ｈ／Ｄ＝１．０〜１．５の範囲がコロナ放電の効率が良好であることを見出し、より好ましくはＨ／Ｄ＝１．２〜１．３が最適である。これにより、コロナ放電の効率がさらに向上し、帯電部９１で同じコロナ放電量を得る場合でも、帯電部９１への印加電圧Ｖ［ｋＶ］をさらに下げることができ、火花放電をさらに確実に防止することができる。
【０１３１】
帯電部９１および集じん部９２における火花放電は、一定の空気の流れがある場合は起きにくく、空気の流れがない場合は起きやすい傾向にある。これは、空気の流れがない場合はコロナ放電が常に一定の経路で発生し、電子なだれ現象から火花放電に成長しやすいためである。そこで、本実施の形態５では、帯電部９１および集じん部９２に空気を流した場合のみ帯電部９１および集じん部９２への高圧発生手段９４からの高電圧印加を行い、帯電部９１および集じん部９２に空気の流れがない場合は帯電部９１および集じん部９２への高圧発生手段９４からの高電圧印加を停止させている。具体的には、運転時に集じん部９２近傍に取り付けられた風速センサ９６が所定風速（一例として１ｍ／ｓ）を超える風速を検知した時に、帯電部９１および集じん部９２への高圧発生手段９４からの高電圧印加を行い、運転中に送風手段９３の故障やダクト９０内の異物による閉塞などが発生し、風速センサ９６が所定風速（一例として１ｍ／ｓ）以下を検知した時は、帯電部９１および集じん部９２への高圧発生手段９４からの高電圧印加を停止させる。これにより、火花放電をより確実に防止することができるものである。なお、空気の流れの有無を検出する手段としては、ダクト９０内の異物による閉塞などが考えにくい場合は、送風手段９３の停止もしくは回転数低下のみを検知すればよいので、風速センサ９６を使用せず、送風手段９３の電動機９３ａの回転数を検知して判断してもよい。この場合は、コストを安価にすることができる。
【０１３２】
つぎに、本実施の形態５において、集じん部９２の火花放電を防止する手段について説明する。集じん部９２の荷電極板１０３表面には、実施の形態１〜３と同様の手段で、荷電極板１０３を被覆する樹脂フィルム（図示せず）が貼り付けられている。あるいは、樹脂フィルムに代わって、実施の形態４と同様の手段で、樹脂材料がコーティングされていてもよい。通常、荷電極板１０３が金属板の生地のままであると、空気の絶縁破壊が起きた時に、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づき、集中して電流が流れ火花放電が発生する。一方、荷電極板１０３の表面に樹脂材料をフィルム被覆またはコーティングした場合は、もし、空気の絶縁破壊が起き、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づいた時でも、樹脂材料の抵抗が直列にあるため、他の箇所の抵抗（空気抵抗＋樹脂抵抗）と比べて抵抗値の差が少なく、電流を分散させ一箇所に集中して電流が流れずに火花放電の発生を防止することができる。集じん部９２の役割は、荷電極板１０３と接地極板１０４との間に発生した電界によって、正電位に帯電した浮遊粒子状物質がクーロン力により接地電極１０４（負極）に付着、捕集させるもので、帯電部９１と違いコロナ放電を行う必要がないため、前述の樹脂材料の電気抵抗は所定値（一例として面積抵抗率Ｒｓ＝３×１０6［Ω・ｃｍ2］）以上であれば火花放電を防止する効果を奏する。
【０１３３】
もし、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が低く、高圧発生手段９４から供給される集じん部９２への印加電圧Ｖ［ｋＶ］より低い場合は、前述のように空気の絶縁破壊が起きた時に、その箇所の空気の電気抵抗が限りなくゼロに近づき、樹脂材料へ直接印加電圧Ｖ［ｋＶ］と同等の電圧がかかることになり、樹脂材料が絶縁破壊を起こして穴があき、結局は樹脂材料がない場合と同じ状況となり、火花放電を防止することができない。したがって、本実施の形態５では、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段９４から供給される集じん部９２への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように、高い絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］の樹脂材料を選定するとともに、印加電圧Ｖ［ｋＶ］が絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］を超えないような制御を制御器９５によって行っている。これにより、樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が高いため、火花放電を確実に防止することができる。
【０１３４】
以上のことから、本実施の形態５における一例としての設計最適値を以下に示す。
［帯電部の接地極板］
樹脂フィルムの体積抵抗率ρ＝５×１０10［Ω・ｃｍ］
樹脂フィルムの厚さｔ＝２００［μｍ］
樹脂フィルムの面積抵抗率Ｒｓ＝１０9［Ω・ｃｍ2］
樹脂フィルムの絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ＝１０［ｋＶ］
樹脂フィルムに流れる電気のエネルギー密度Ｗｓ＝５×１０-4［Ｗ／ｃｍ2］
［帯電部の放電電極］
隣り合う突起の間隔Ｈ＝１０［ｍｍ］
接地極板と放電電極との距離Ｄ＝８［ｍｍ］
帯電部への印加電圧Ｖ＝７［ｋＶ］
［集じん部の荷電極板］
樹脂フィルムの体積抵抗率ρ＝１０12［Ω・ｃｍ］
樹脂フィルムの厚さｔ＝１００［μｍ］
樹脂フィルムの面積抵抗率Ｒｓ＝１０10［Ω・ｃｍ2］
樹脂フィルムの絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ＝１５［ｋＶ］
接地極板と荷電極板との距離Ｄ＝６［ｍｍ］
集じん部への印加電圧Ｖ＝６［ｋＶ］
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、空気中の浮遊粒子状物質に可燃性物質が含まれている場合に有効であり、火花放電が発生させずに、安全に捕集することができる電気集じん機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施の形態１の電気集じん機を示す構成図
【図２】同帯電部と集じん部の詳細図
【図３】同フィルム被覆方法の断面図
【図４】本発明の実施の形態２のフィルム被覆方法の断面図
【図５】本発明の実施の形態３のフィルム被覆方法の断面図
【図６】本発明の実施の形態４の樹脂被覆の断面図
【図７】従来の電気集じん機の一例を示す図
【図８】電気集じん機の原理を示す図
【図９】本発明の実施の形態５の電気集じん機を示す構成図
【図１０】同帯電部と集じん部の斜視図
【図１１】同帯電部の放電電極詳細図（（ａ）同図１０のＡ方向矢視平面図、（ｂ）同図１０のＢ方向矢視側面図）
【符号の説明】
【０１３７】
１ 帯電部
２ 集じん部
３ 送風手段
４ 高圧発生手段
５ 制御器
２１ 放電電極
２２ 接地極板
２３ 荷電極板
２４ 接地極板
３１ 金属板
３２ フィルム
３３ 接着剤
４１ 金属板
４２ フィルム
５１ 小孔
５２ 金属板
５３ フィルム
６１ 金属板
６２ 樹脂
７１ 帯電部
７２ 集じん部
７３ 送風ファン
７４ 電子コントロールボックス
８１ 高電圧電源に接続された放電極
８２ 接地された金属板
８３ 高電圧電源に接続された金属板
８４ 接地された金属板
９１ 帯電部
９２ 集じん部
９３ 送風手段
９４ 高圧発生手段
９５ 制御器
９６ 風速センサ
１０１ 放電電極
１０１ａ 突起
１０２ 接地極板
１０３ 荷電極板
１０４ 接地極板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部と、前記帯電部の下流側に配置され帯電された前記浮遊粒子状物質を捕集する集じん部と、前記帯電部と前記集じん部内に前記浮遊粒子状物質を流入させる送風手段と、前記浮遊粒子状物質を捕集するために前記帯電部と前記集じん部に高電圧を供給する高圧発生手段とを備え、前記帯電部は高電圧を印加する導電性物質の放電電極とアースに接続された導電性物質の接地極板とから構成され、前記接地極板を体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］のフィルムで被覆した電気集じん機。
【請求項２】
フィルムの厚みを５０［μｍ］〜４００［μｍ］とした請求項１記載の電気集じん機。
【請求項３】
帯電部の接地極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆した請求項１または２記載の電気集じん機。
【請求項４】
フィルムを接着剤を介して被覆した請求項１〜３いずれか記載の電気集じん機。
【請求項５】
帯電部の接地極板をフィルムで両側から覆い、前記接地極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させた請求項１〜４いずれか記載の電気集じん機。
【請求項６】
帯電部の接地極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用した請求項５記載の電気集じん機。
【請求項７】
帯電部の接地極板に、体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］の樹脂をコーティングした請求項１記載の電気集じん機。
【請求項８】
集じん部は高電圧を印加する導電性物質の荷電極板とアースに接続された導電性物質の接地極板から構成され、集じん部の荷電極板を体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上のフィルムで被覆した請求項１〜７いずれか記載の電気集じん機。
【請求項９】
フィルムの厚みを３０［μｍ］〜４００［μｍ］とした請求項８記載の電気集じん機。
【請求項１０】
荷電極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆した請求項８または９いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１１】
フィルムを接着剤を介して被覆した請求項８〜１０いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１２】
集じん部の荷電極板をフィルムで両側から覆い、前記荷電極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させた請求項８〜１０いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１３】
集じん部の荷電極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用した請求項１２記載の電気集じん機。
【請求項１４】
集じん部の荷電極板に、体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上の樹脂をコーティングした請求項項８記載の電気集じん機。
【請求項１５】
コーティングの厚みを１００［μｍ］〜４００［μｍ］とした請求項７または１４記載の電気集じん機。
【請求項１６】
帯電部または集じん部内にて火花放電が発生した際に高電圧の印加を停止させる制御を備えた請求項１〜１５いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１７】
高電圧の印加を停止後、制御器より警報信号が出力されるようにした請求項１６記載の電気集じん機。
【請求項１８】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗を１０8〜１０10［Ω・ｃｍ2］とした請求項１〜１７いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１９】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料は基材にイオン性導電剤を混ぜ込むことによって電気抵抗を調整した請求項１８記載の電気集じん機。
【請求項２０】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の基材としてポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いた請求項１８または１９記載の電気集じん機。
【請求項２１】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］と、前記樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流Ｉｓ［Ａ／ｃｍ2］とから算出される前記樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］（Ｗｓ＝Ｉｓ2×Ｒｓ）が２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］以下になるように、高圧発生手段から供給される前記帯電部への印加電圧Ｖを制御した請求項２０記載の電気集じん機。
【請求項２２】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］に対し、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定された請求項２０または２１記載の電気集じん機。
【請求項２３】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される前記帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように前記印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定された請求項２２記載の電気集じん機。
【請求項２４】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記帯電部の放電電極と前記接地極板との間にコロナ放電として流れる電流が一定となるように高圧発生手段から供給される前記帯電部への印加電圧Ｖが制御された請求項２３記載の電気集じん機。
【請求項２５】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記帯電部の放電電極と前記接地極板との間にコロナ放電として流れる電流を一定にするために設定された前記帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］と、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号が出力されるようにした請求項２４記載の電気集じん機。
【請求項２６】
帯電部の放電電極は、接地極板に平行に配置された平面形状の金属板で、前記金属板の端面に複数の突起を設けた請求項１８〜２５いずれか記載の電気集じん機。
【請求項２７】
帯電部に平行配置された接地極板と放電電極との距離Ｄ［ｍｍ］が、前記放電電極の複数の隣り合う突起の間隔Ｈ［ｍｍ］に対し、Ｈ／Ｄ＝１．０〜１．５の範囲に設定された請求項２６記載の電気集じん機。
【請求項２８】
運転中に送風手段が停止した場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させる請求項１８〜２７いずれか記載の電気集じん機。
【請求項２９】
帯電部または集じん部に空気の流れを検知する風速センサを設け、運転中に前記風速センサが検知する風速が所定値以下になった場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させる請求項１８〜２７いずれか記載の電気集じん機。
【請求項３０】
集じん部の荷電極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される前記集じん部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように前記印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定された請求項８〜２９いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１】
空気中の浮遊粒子状物質を帯電させる帯電部と、前記帯電部の下流側に配置され帯電された前記浮遊粒子状物質を捕集する集じん部と、前記帯電部と前記集じん部内に前記浮遊粒子状物質を流入させる送風手段と、前記浮遊粒子状物質を捕集するために前記帯電部と前記集じん部に高電圧を供給する高圧発生手段とを備え、前記帯電部は高電圧を印加する導電性物質の放電電極とアースに接続された導電性物質の接地極板とから構成され、前記接地極板を体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］のフィルムで被覆した電気集じん機。
【請求項２】
フィルムの厚みを５０［μｍ］〜４００［μｍ］とした請求項１記載の電気集じん機。
【請求項３】
帯電部の接地極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆した請求項１または２記載の電気集じん機。
【請求項４】
フィルムを接着剤を介して被覆した請求項１〜３いずれか記載の電気集じん機。
【請求項５】
帯電部の接地極板をフィルムで両側から覆い、前記接地極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させた請求項１〜４いずれか記載の電気集じん機。
【請求項６】
帯電部の接地極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用した請求項５記載の電気集じん機。
【請求項７】
帯電部の接地極板に、体積抵抗率が１０10〜１０13［Ω・ｃｍ］の樹脂をコーティングした請求項１記載の電気集じん機。
【請求項８】
集じん部は高電圧を印加する導電性物質の荷電極板とアースに接続された導電性物質の接地極板から構成され、集じん部の荷電極板を体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上のフィルムで被覆した請求項１〜７いずれか記載の電気集じん機。
【請求項９】
フィルムの厚みを３０［μｍ］〜４００［μｍ］とした請求項８記載の電気集じん機。
【請求項１０】
荷電極板の端部も覆われるようにフィルムで被覆した請求項８または９いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１１】
フィルムを接着剤を介して被覆した請求項８〜１０いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１２】
集じん部の荷電極板をフィルムで両側から覆い、前記荷電極板の周囲を熱によってフィルム同士を溶かして接着させた請求項８〜１０いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１３】
集じん部の荷電極板として、金属板の表面に穴の開いた金属板を使用した請求項１２記載の電気集じん機。
【請求項１４】
集じん部の荷電極板に、体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上の樹脂をコーティングした請求項項８記載の電気集じん機。
【請求項１５】
コーティングの厚みを１００［μｍ］〜４００［μｍ］とした請求項７または１４記載の電気集じん機。
【請求項１６】
帯電部または集じん部内にて火花放電が発生した際に高電圧の印加を停止させる制御を備えた請求項１〜１５いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１７】
高電圧の印加を停止後、制御器より警報信号が出力されるようにした請求項１６記載の電気集じん機。
【請求項１８】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗を１０8〜１０10［Ω・ｃｍ2］とした請求項１〜１７いずれか記載の電気集じん機。
【請求項１９】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料は基材にイオン性導電剤を混ぜ込むことによって電気抵抗を調整した請求項１８記載の電気集じん機。
【請求項２０】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の基材としてポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いた請求項１８または１９記載の電気集じん機。
【請求項２１】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］と、前記樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りの電流Ｉｓ［Ａ／ｃｍ2］とから算出される前記樹脂材料の厚み方向に流れる単位面積当りのエネルギー密度Ｗｓ［Ｗ／ｃｍ2］（Ｗｓ＝Ｉｓ2×Ｒｓ）が２×１０-3［Ｗ／ｃｍ2］以下になるように、高圧発生手段から供給される前記帯電部への印加電圧Ｖを制御した請求項２０記載の電気集じん機。
【請求項２２】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の厚み方向に流れる電流に対する単位面積当りの抵抗Ｒｓ［Ω・ｃｍ2］に対し、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］が、Ｖｍａｘ≧４（ｌｏｇＲｓ）−２８を満たす範囲に設定された請求項２０または２１記載の電気集じん機。
【請求項２３】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される前記帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように前記印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定された請求項２２記載の電気集じん機。
【請求項２４】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記帯電部の放電電極と前記接地極板との間にコロナ放電として流れる電流が一定となるように高圧発生手段から供給される前記帯電部への印加電圧Ｖが制御された請求項２３記載の電気集じん機。
【請求項２５】
帯電部の接地極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記帯電部の放電電極と前記接地極板との間にコロナ放電として流れる電流を一定にするために設定された前記帯電部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］と、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］との差Ｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖが所定値以下になった場合、制御器より警報信号が出力されるようにした請求項２４記載の電気集じん機。
【請求項２６】
帯電部の放電電極は、接地極板に平行に配置された平面形状の金属板で、前記金属板の端面に複数の突起を設けた請求項１８〜２５いずれか記載の電気集じん機。
【請求項２７】
帯電部に平行配置された接地極板と放電電極との距離Ｄ［ｍｍ］が、前記放電電極の複数の隣り合う突起の間隔Ｈ［ｍｍ］に対し、Ｈ／Ｄ＝１．０〜１．５の範囲に設定された請求項２６記載の電気集じん機。
【請求項２８】
運転中に送風手段が停止した場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させる請求項１８〜２７いずれか記載の電気集じん機。
【請求項２９】
帯電部または集じん部に空気の流れを検知する風速センサを設け、運転中に前記風速センサが検知する風速が所定値以下になった場合、高圧発生手段から帯電部および集じん部へ供給される高電圧の印加を停止させる請求項１８〜２７いずれか記載の電気集じん機。
【請求項３０】
集じん部の荷電極板を被覆するフィルムまたはコーティングする材料は樹脂材料であって、前記樹脂材料の絶縁破壊電圧Ｖｍａｘ［ｋＶ］と、高圧発生手段から供給される前記集じん部への印加電圧Ｖ［ｋＶ］との関係が、常にＶｍａｘ＞Ｖを満たすように前記印加電圧Ｖ［ｋＶ］が設定された請求項８〜２９いずれか記載の電気集じん機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２０７１６８（Ｐ２００８−２０７１６８Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０５２８７（Ｐ２００７−２０５２８７）
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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