電気集塵デバイスおよびそれを用いた外気処理装置
【課題】空気などのガス中に含まれる塵埃を捕集して浄化する電気集塵デバイスにおいて、圧力損失が低く高い集塵効率を維持できるとともに、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスを提供することを目的とする。
【解決手段】風路内に、前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部と、帯電された塵埃を捕集する集塵部と、集塵部に備えた電極を洗浄するための洗浄手段とを備えた電気集塵デバイスにおいて、前記洗浄手段を前記集塵電極の上方側に配置し、水を溜める貯留部と、前記集塵電極上に水を流すスリットを備えるとともに、前記集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えるという構成にしたことにより、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持するとともに、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスを提供できる。
【解決手段】風路内に、前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部と、帯電された塵埃を捕集する集塵部と、集塵部に備えた電極を洗浄するための洗浄手段とを備えた電気集塵デバイスにおいて、前記洗浄手段を前記集塵電極の上方側に配置し、水を溜める貯留部と、前記集塵電極上に水を流すスリットを備えるとともに、前記集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えるという構成にしたことにより、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持するとともに、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスを提供できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気などのガス中に含まれる塵埃を捕集して浄化する電気集塵デバイスおよびそれを用いた外気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気集塵デバイスは、主にコロナ放電により空気分子をイオン化し、外気に含まれる塵埃を帯電させる帯電部と、電極板を積層し、交互に異なる電圧を印加して電場を形成することにより、帯電部で帯電させた塵埃をクーロン力により捕集する集塵部とを備え、被処理ガス中の塵埃を電気的に集塵するものが知られている。
【０００３】
この種の電気集塵デバイスでは、塵埃が上記帯電部や集塵部の各電極に付着することで集塵性能が徐々に低下してしまう。集塵性能を維持するために、電極表面に付着した塵埃を洗い流すための洗浄手段と、洗浄手段から噴霧された洗浄液を電極表面に流すための案内板を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、その電気集塵デバイスについて図１１を参照しながら説明する。
【０００５】
図１１に示すように、電気集塵デバイス１０１はケーシング１０２と、風路１０３と、送風手段１０４とを備えている。そして風路１０３内に帯電部１０５と、集塵部１０６と、噴霧部１０７と、案内板１０８を備えている。案内板１０８には、被処理ガスを通過させるための流通孔１０９が設けられている。電気集塵デバイス１０１に被処理ガスが流入すると、被処理ガスは案内板１０８に設けられた流通孔１０９を通じて帯電部１０５に流入し、被処理ガス中の塵埃が帯電される。帯電された塵埃を含む被処理ガスは引き続き集塵部１０６に流入し、帯電された塵埃がクーロン力によって集塵側の電極に引き寄せられて捕捉、除去される。洗浄時には、噴霧部１０７から水を噴霧することにより、案内板１０８を通じて電極表面に水が流れ、付着した塵埃が洗い流される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３１７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の電気集塵デバイスにおいては、案内板を通じて電極表面に水を流すことにより、電極表面に水膜を形成させているが、被処理ガスが風路内に備えられた案内板に設けられた流通孔を通じて帯電部に流入する構造となっているため、圧力損失が大きいという課題を有していた。また、電極表面を洗浄する手段として、帯電部や集塵部を構成する部材とは別にノズルや案内板を備えているため、部品点数が多く、組み立てが煩雑になるという課題を有していた。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持するとともに、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイス、およびそれを用いた外気処理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】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、本発明は、被処理ガスが流れる風路内に、前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部と、荷電電極と集塵電極とを交互に積層し、前記帯電部で帯電された塵埃を前記集塵電極上に捕集する集塵部と、前記集塵電極上に捕集された塵埃を洗浄するための洗浄手段とを備えた電気集塵デバイスにおいて、前記洗浄手段は前記集塵電極の上方側に配置されており、水を溜める貯留部と、前記集塵電極上に水を流すスリットを備えるとともに、前記集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えたことを特徴とする電気集塵デバイスであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被処理ガスが流れる風路内に、前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部と、荷電電極と集塵電極とを交互に積層し、前期帯電部で帯電された塵埃を前記集塵電極上に捕集する集塵部と、前記集塵電極上に捕集された塵埃を洗浄するための洗浄手段とを備えた電気集塵デバイスにおいて、前記洗浄手段は前記集塵電極の上方側に配置されており、水を溜める貯留部と、前記集塵電極上に水を流すスリットを備えるとともに、前記集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えたという構成にしたことにより、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持するとともに、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１の電気集塵デバイスの模式図
【図２】同電気集塵デバイスに備えた帯電部の正面図
【図３】同電気集塵デバイスに備えた帯電部の斜視図
【図４】同電気集塵デバイスに備えた帯電部の断面を示す構成図
【図５】同電気集塵デバイスに備えた集塵部の斜視図
【図６】同電気集塵デバイスに備えた集塵部の正面から見た断面を示す構成図
【図７】同電気集塵デバイスに備えた集塵部の側面から見た断面を示す構成図
【図８】同電気集塵デバイスに備えた洗浄手段を真下から見た平面図
【図９】同電気集塵デバイスに備えた洗浄手段の断面を示す構成図
【図１０】本実施の形態２の外気処理装置の構成図
【図１１】従来の電気集塵デバイスの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の発明は、被処理ガスが流れる風路内に、前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部と、荷電電極と集塵電極とを交互に積層し、前期帯電部で帯電された塵埃を前記集塵電極上に捕集する集塵部と、前記集塵電極上に捕集された塵埃を洗浄するための洗浄手段とを備えた電気集塵デバイスにおいて、前記洗浄手段は前記集塵電極の上方側に配置されており、水を溜める貯留部と、前記集塵電極上に水を流すスリットを備えるとともに、前記集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えたことを特徴とする電気集塵デバイスである。
【００１３】
集塵電極の上方側に配置された洗浄手段の貯留部に水を供給すると、重力により洗浄手段に備えたスリットから水が流れ落ち、集塵電極表面に水膜が形成される。これにより集塵電極に堆積した塵埃が除去され、電極表面を清浄な状態に保つことができ、高い集塵効率を維持することが可能となる。この時、流入するガスは洗浄手段を通過しない構成となっているため、洗浄手段の配置による圧力損失がほとんどなく、電極表面に水膜を形成させることができる。
【００１４】
また洗浄手段に集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えて一体化したことにより、別部材を設けることなく集塵電極を支持することができ、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスを提供することができる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、集塵電極支持部材は、洗浄手段に備えたスリットに設けた突起部により構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵デバイスである。
【００１６】
スリットに突起部を設けることにより、スリットの一部分にのみ、スリットよりも幅の狭い空間が形成される。この空間の幅を、集塵電極の厚みとほぼ同等とすることにより、集塵電極を突起部に挟んで支持することができる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、洗浄手段に備えたスリットの下端に、集塵電極の奥行き方向に沿って、上方から下方に向かって拡がる傾斜を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気集塵デバイスである。
【００１８】
これにより、スリットから集塵電極上に水が流れる際に、傾斜に沿って水を流すことが可能となり、水膜を形成させる範囲を拡げることができる。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、集塵電極の表面に親水性を付与したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電気集塵デバイスである。
【００２０】
洗浄手段を用いて集塵電極を洗浄する際に、集塵電極の表面に親水性を付与することにより、電極表面に均一な水膜が形成される。これにより、電極上に捕集された塵埃が洗い流されやすくなって電極を清浄な状態に保つことができ、高い集塵効率を維持することが可能となる。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の発明は、荷電電極の表面の一部を、絶縁物で被覆したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電気集塵デバイスである。
【００２２】
集塵部の荷電電極と集塵電極が向かい合っている部分において、荷電電極と集塵電極の両方に導電物が露出している場合、電極間に電圧を印加しながら集塵電極の表面に水膜を形成しようとすると、電極間隔を狭くしたり、洗浄手段から電極表面に供給された水が跳ねたりした場合に、水により一時的に電極間隔が狭くなり、スパークが発生する可能性がある。荷電電極の表面の一部を絶縁物で被覆することにより、電極間に電流が流れるのを防ぎ、スパークの発生を防止することができる。
【００２３】
本発明の請求項６に記載の発明は、荷電電極に電圧を印加する電圧供給部材と、荷電電極との接点を、洗浄手段に備えたスリットの下端よりも高い位置に配置したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電気集塵デバイスである。
【００２４】
荷電電極に確実に電圧を印加するためには、電圧供給部材と荷電電極との接点は導電物同士が接触していることが望ましいが、接点に洗浄手段から供給された水がかかってしまうと、スパークが発生したり、水を伝って電圧供給部材と集塵電極とが電気的につながって短絡したりする可能性がある。電圧供給部材と荷電電極との接点を、洗浄手段に備えたスリットの下端よりも高い位置に配置することにより、洗浄手段から供給される水が接点に触れるのを防ぎ、スパークの発生や短絡を防止することができる。
【００２５】
本発明の請求項７に記載の発明は、外気を吸込む吸込口と室内へ処理した外気を吹出す吹出口を有する本体ケースと、この本体ケース内の前記吸込口と前記吹出口を結ぶ風路に設けた集塵手段および送風手段を備え、前記集塵手段として請求項１から６のいずれかに記載の電気集塵デバイスを備えたことを特徴とする外気処理装置である。
【００２６】
これにより、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持できる外気処理装置を提供することができる。
【００２７】
本発明の請求項８に記載の発明は、本体ケース内に水タンクを設け、前記水タンクと洗浄手段とをポンプにより接続し、水循環式としたことを特徴とする請求項７に記載の外気処理装置である。
【００２８】
これにより、洗浄時に使用する水を循環させて再利用することができ、使用水量が小さく運転コストの低い外気処理装置を提供することができる。
【００２９】
本発明の請求項９に記載の発明は、集塵手段と水タンクとの間に、塵埃除去フィルタを備えたことを特徴とする請求項７または８に記載の外気処理装置である。
【００３０】
洗浄時に使用した水は塵埃を含んで汚れているため、塵埃を除去して排水、または循環再利用する必要がある。塵埃除去フィルタを備えることにより、汚れた水から塵埃を除去することができ、水をきれいにして排水、または循環再利用することが可能となる。
【００３１】
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。
【００３２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図１は本発明の実施の形態１の電気集塵デバイスの模式図、図２は同電気集塵デバイスに備えた帯電部の正面図、図３は同電気集塵デバイスに備えた帯電部の斜視図、図４は同電気集塵デバイスに備えた帯電部の断面を示す構成図、図５は同電気集塵デバイスに備えた集塵部の斜視図、図６は同電気集塵デバイスに備えた集塵部の正面から見た断面を示す構成図、図７は同電気集塵デバイスに備えた集塵部の側面から見た断面を示す構成図、図８は同電気集塵デバイスに備えた洗浄手段を真下から見た平面図、図９は同電気集塵デバイスに備えた洗浄手段の断面を示す構成図である。
【００３４】
実施の形態１の電気集塵デバイスの構成を説明する。
【００３５】
図１に示すように、電気集塵デバイス１は、被処理ガスが流れる風路２内に、前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部３と、前記帯電部３で帯電された塵埃を捕集する集塵部４と、前記集塵部４で捕集した塵埃を洗浄するための洗浄手段５とを備えている。洗浄手段５は、集塵部４の上方側に配置している。
【００３６】
図２および図３に示すように、帯電部３は、放電電極６と、放電電極６と所定の距離（本実施の形態では１５ｍｍ）だけ離した位置に電極板である接地電極７とからなる。放電電極６は放電電極支持部材８に溶接やかしめ等で固定している。接地電極７は枠体９に固定し、枠体９と放電電極６とは電気的に絶縁するために、放電電極６を碍子１０で電気的に浮かせている。
【００３７】
本実施の形態では、放電電極６はステンレス製の先端の尖った針状のものを使用している。放電電極６は従来から様々な形態があり、例えば直径φ０．０５ｍｍ〜φ０．３ｍｍ程度のワイヤ状の金属線や、板金を鋸歯状に打ち抜いたものなどがあり、どれを使用しても良い。
【００３８】
コロナ放電を発生させるために、放電電極６には−７ｋＶの直流の高電圧を印加する。なお、印加電圧は一例であり、３〜３０ｋＶで極性はマイナス、プラスのどちらでもよい。印加電圧は必要とする捕集性能、電気集塵装置の大きさ、高電圧電源にかけられるコストなどから設計者が自由に選べるが、全てがバランスよくなるように本実施の形態では−７ｋＶとした。
【００３９】
枠体９はアースに接続し、枠体９と電気的につながった接地電極７と放電電極６との間には電位差が発生する。これにより、放電電極６の先端に電界が集中し、高電圧が印加された放電電極６先端付近の空気が絶縁破壊を起こし、コロナ放電が生じる。帯電部３に流入した被処理ガスがここを通過する際に、被処理ガス中に含まれる塵埃は放電電極６に印加した電圧と同じ極性（本実施の形態ではマイナス）に帯電される。
【００４０】
図４に示すように、接地電極７の端部で、放電電極６を支持する放電電極支持部材８とは反対側に位置している端部を導電性部材１１として金属板で挟んでいる。この金属板を枠体９と電気的に接続することで、接地電極７の表面で発生したコロナ放電の電流を流すことが可能となる。本実施の形態では、金属板としてアルミ板を使用したが、導電性を有する材質であればよく、ステンレス等の金属や、導電性を有する樹脂等でも構わない。
【００４１】
帯電部３の下流側には、集塵部４を配置する。図５、図６に示すように、集塵部４は高電圧を印加する荷電電極１２と、それと対向してアースに接続された集塵電極１３とが交互に一定の間隔で配置されている。集塵電極１３の上方側には、洗浄手段５を備えている。
【００４２】
本実施の形態では荷電電極１２に−８ｋＶを印加し、荷電電極１２と集塵電極１３との間隔は６ｍｍである。これにより、荷電電極１２と集塵電極１３との間に電界が発生し、ここを帯電した塵埃が通過する際に、電界によるクーロン力が働き、帯電した塵埃が主に集塵電極１３上に捕集される。
【００４３】
本実施の形態では、荷電電極１２を、絶縁物であるＰＥＴフィルムでラミネートしたアルミ板とした。集塵電極１３には、表面に親水性塗料を塗装したアルミ製の電極板を使用している。集塵部の荷電電極１２は高電圧を印加できるように接続し、集塵電極１３は電気的にアースに接続する必要がある。その方法として前述したように、帯電部の接地電極７と同様の方法で行っても良いが、本実施の形態では、より簡単な構造になるように、各荷電電極１２または集塵電極１３の一部を、電圧供給部材１４または集塵電極接地部材１８に接触させることで導通している。また、荷電電極支持部材１５を用いて、荷電電極１２を挟み込んで支える構成とした。
【００４４】
図７に示すように、荷電電極１２に電圧を印加する電圧供給部材１４と、荷電電極１２との接点は、洗浄手段５の下端よりも高い位置に配置した。荷電電極１２の表面を絶縁化あるいは半導電化し、電圧供給部材１４および荷電電極１２と電圧供給部材１４の接点に水がかからない構造とすることにより、荷電電極１２と集塵電極１３との間に水が溜まってもスパークを防止することができる。
【００４５】
図８に示すように、洗浄手段５は水を溜める貯留部１６と、集塵電極１３上に水を流すスリット１７を備えるとともに、集塵電極１３を挟み込んで支持するための集塵電極支持部材１９を備えている。スリット１７は、集塵電極１３の表面に水を流し、水膜を形成させるために必要な空隙が設けられる幅、例えば１．５ｍｍとした。集塵電極支持部材１９は、スリット１７に設けられた複数の突起部からなり、突起部の高さは０．５ｍｍとした。本実施の形態では、集塵電極１３を固定できるように、突起部の数を３つとした。
【００４６】
集塵部４の組立に際しては、初めに荷電電極１２を電圧供給部材１４および荷電電極支持部材１５を用いて固定し、次に集塵部４と洗浄手段５とを固定した上で、洗浄手段５に備えたスリット１７に設けた集塵電極支持部材１９に集塵電極１３を挟み込んで固定し、最後に集塵電極接地部材１８を組み込んで固定することにより、組立がスムーズに行えるため好ましい。
【００４７】
図９に示すように、スリット１７の下端には、集塵電極１３の奥行き方向（ガスの流れと平行方向）に沿って、上方から下方に向かって拡がる傾斜２０を設けている。
【００４８】
洗浄手段５に備えた貯留部１６に水が供給されると、重力によりスリット１７を通じて集塵電極１３の表面に水が流れ落ち、集塵電極１３の表面に水膜が形成される。
【００４９】
実施の形態１の電気集塵デバイスの作用を説明する。
【００５０】
帯電部３に備えた放電電極６には−１０ｋＶの直流高電圧を印加し、接地電極７および枠体９はアースに接続する。これにより、放電電極６と接地電極７との間に電位差が発生するため、放電電極６の先端に電界が集中し、高電圧が印加された放電電極６先端付近の空気が絶縁破壊を起こし、コロナ放電が生じる。集塵部４に備えた荷電電極１２には−８ｋＶの直流高電圧を印加し、集塵電極１３はアースに接続する。これにより、荷電電極１２と集塵電極１３との間に電界が発生する。
【００５１】
送風手段（図示せず）が駆動し、被処理ガスが電気集塵デバイス１に流入すると、帯電部３を通過する際に被処理ガスに含まれる塵埃が帯電される。続いて帯電された塵埃を含む被処理ガスは集塵部４に流入する。集塵部４を通過する際に、電界によるクーロン力が働き、帯電した塵埃が集塵電極１３上に捕集される。
【００５２】
水供給手段（図示せず）により洗浄手段５に水が供給されると、洗浄手段５に備えた貯留部１６に水が溜まり、重力によりスリット１７を通じて集塵電極１３の表面に水が流れ落ち、集塵電極１３の表面に水膜が形成される。このとき、集塵電極１３上に捕集された塵埃は洗い流され、水とともに排出される。
【００５３】
実施の形態１の電気集塵デバイスの効果を説明する。
【００５４】
上記構成とすることにより、集塵電極１３の表面に水膜が形成されて集塵電極１３に堆積した塵埃が除去され、電極表面を清浄な状態に保つことができ、高い集塵効率を維持することが可能となる。また流入する被処理ガスは洗浄手段５を通過しない構成となっているため、洗浄手段５の配置による圧力損失がほとんどなく、電極表面に水膜を形成させることができる。
【００５５】
また洗浄手段５に集塵電極１３を支持する集塵電極支持部材１９を備えて一体化したことにより、別部材を設けることなく集塵電極１３を支持することができ、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスを提供することができる。
【００５６】
また本実施の形態では、集塵電極支持部材１９は、洗浄手段５に備えたスリット１７に設けた突起部とした。スリット１７に突起部を設けることにより、スリット１７の一部分にのみ、スリット１７よりも幅の狭い空間が形成される。この空間の幅を、集塵電極１３の厚みとほぼ同等とすることにより、集塵電極１３を突起部に挟んで支持することができる。
【００５７】
また本実施の形態では、洗浄手段５に備えたスリット１７の下端に、集塵電極１３の奥行き方向に沿って、上方から下方に向かって拡がる傾斜２０を設けた。これにより、スリット１７から集塵電極１３上に水が流れる際に、傾斜２０に沿って水を流すことが可能となり、水膜を形成させる範囲を拡げることができる。
【００５８】
また本実施の形態では、集塵電極１３の表面に親水性塗料を塗装することにより、電極表面に親水性を付与した。洗浄手段５を用いて集塵電極１３を洗浄する際に、集塵電極１３の表面に親水性を付与することにより、電極表面に均一な水膜が形成される。これにより、電極上に捕集された塵埃が洗い流されやすくなって電極を清浄な状態に保つことができ、高い集塵効率を維持することが可能となる。
【００５９】
また本実施の形態では、荷電電極１２の表面の一部を、絶縁物であるＰＥＴフィルムで被覆した。集塵部４の荷電電極１２と集塵電極１３が向かい合っている部分において、荷電電極１２と集塵電極１３の両方に導電物が露出している場合、電極間に電圧を印加しながら集塵電極１３の表面に水膜を形成しようとすると、電極間隔を狭くしたり、洗浄手段５から電極表面に供給された水が跳ねたりした場合に、水により一時的に電極間隔が狭くなり、スパークが発生する可能性がある。荷電電極１２の表面の一部を絶縁物で被覆することにより、電極間に電流が流れるのを防ぎ、スパークの発生を防止することができる。
【００６０】
また本実施の形態では、荷電電極１２に電圧を印加する電圧供給部材１４と、荷電電極１２との接点を、洗浄手段５に備えたスリット１７の下端よりも高い位置に配置した。荷電電極１２に確実に電圧を印加するためには、電圧供給部材１４と荷電電極１２との接点は導電物同士が接触していることが望ましいが、接点に洗浄手段５から供給された水がかかってしまうと、スパークが発生したり、水を伝って電圧供給部材１４と集塵電極１３とが電気的につながって短絡したりする可能性がある。電圧供給部材１４と荷電電極１２との接点を、洗浄手段５に備えたスリット１７の下端よりも高い位置に配置することにより、洗浄手段５から供給される水が接点に触れるのを防ぎ、スパークの発生や短絡を防止することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では放電電極６が高電圧、枠体９がアースとなっているが、逆にしても同様の効果が得られる。
【００６２】
なお、本実施の形態では荷電電極１２に印加する電圧を−８ｋＶ、集塵電極１３に印加する電圧を０ｋＶ（すなわちアース）、荷電電極１２と集塵電極１３との間隔を６ｍｍとしたが、これに限定されるものではなく、所望の集塵性能を達成できる値であればよい。
【００６３】
なお、本実施の形態では荷電電極１２に高電圧を、集塵電極１３に０ｋＶ（すなわちアース）を印加するための構造として、電圧供給部材１４および集塵電極接地部材１８を用い、荷電電極１２を支えるための構造として荷電電極支持部材１５を用いたが、これに限定されるものではなく、要件を満たす構造であればどのような構造でも構わない。
【００６４】
なお、本実施の形態では荷電電極１２を、アルミ板をフィルムでラミネートした電極板としたが、これに限定されるものではなく、本実施の形態と同等の効果が得られる構成の電極板であればよい。例えば表面抵抗率を１０の７〜１２乗Ω／□オーダーとなるよう半導電化したセラミックスや樹脂等を用いて電極板を作製することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では集塵電極１３を、表面に親水性塗料を塗装したアルミ製の電極板としたが、これに限定されるものではなく、親水性と導電性を兼ね備える電極板であればよい。例えばステンレス等の金属板の表面に親水性を付与した電極板や、導電性を有する樹脂板の表面に親水性を付与した電極板などを用いることができる。
【００６６】
なお本実施の形態では、スリット１７の幅を１．５ｍｍとしたが、これに限定されるものではなく、集塵電極１３の表面に水膜を形成させることができるように水を流せる構成であればよい。
【００６７】
なお本実施の形態では、集塵電極支持部材１９を３つの突起部により構成したが、これに限定されるものではなく、集塵電極１３を固定でき、かつ洗浄手段５と一体化した構成であればよい。例えば、集塵電極支持部材１９を板バネ形状としてもよい。
【００６８】
なお本実施の形態では、洗浄に使用する液体は水としたが、集塵電極１３に堆積した塵埃の除去能力を高めるために、洗剤を混入するなどした洗浄液を使用してもよい。
【００６９】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について図面を参照しながら説明する。実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
図１０は本発明の実施の形態２の外気処理装置の構成図である。
【００７１】
実施の形態２の外気処理装置の構成を説明する。
【００７２】
図１０に示すように、外気処理装置２１は外気を吸込む吸込口２３と室内へ処理した外気を吹出す吹出口２４を有する本体ケース２２と、この本体ケース２２内の前記吸込口２３と前記吹出口２４を結ぶ風路２５に設けた集塵手段２６および送風手段２７を備えている。集塵手段２６として、本発明の実施の形態１の電気集塵デバイス１を搭載している。
【００７３】
また本体ケース２２内には水タンク２８を備え、水タンク２８と集塵手段２６内に備えた洗浄手段５とを、ポンプ２９により接続している。集塵手段２６と水タンク２８との間には、塵埃除去フィルタ３０を備えている。塵埃除去フィルタ３０は、ステンレスのメッシュからなる。
【００７４】
実施の形態２の基本的な作用、効果は実施の形態１と同様である。
【００７５】
送風手段２７が駆動し、外気が吸込口２３から外気処理装置２１に流入すると、風路２５内に備えた集塵手段２６において、外気に含まれる塵埃が捕集される。塵埃が除去されて清浄となった外気は、吹出口２４を通じて室内に供給される。
【００７６】
集塵手段２６に捕集された塵埃を洗浄する際には、ポンプ２９が駆動し、水タンク２８に溜まった水が集塵手段２６に供給され、集塵手段に堆積した塵埃が洗い流される。塵埃を含んだ水は重力で下方へ流れ、塵埃除去フィルタ３０を通過する際に水から塵埃が取り除かれ、きれいになった水が水タンク２８へと戻り、再度ポンプ２９を通じて循環する。
【００７７】
上記構成により、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持できる外気処理装置２１を提供することができる。
【００７８】
また、水循環式としたことにより、洗浄時に使用する水を循環させて再利用することができ、使用水量が小さく運転コストの低い外気処理装置２１を提供することができる。
【００７９】
また、塵埃除去フィルタを備えたことにより、汚れた水から塵埃を除去することができ、水をきれいにして排水、または循環再利用することが可能となる。
【００８０】
なお本実施の形態では、水タンク２８を備え、水タンク２８と集塵手段２６内に備えた洗浄手段５とをポンプ２９により接続し、水を循環させることができる構成としたが、これに限定されるものではなく、集塵手段２６に水を供給できる構成であればよい。例えば、水を豊富に使用できる環境であれば、集塵手段２６に水道直結で水を供給し、集塵手段２６から排出される水を水タンク２８に溜めることなく排水する構成としてもよい。
【００８１】
なお本実施の形態では、集塵手段２６と水タンク２８との間に、塵埃除去フィルタ３０を備えたが、これに限定されるものではなく、集塵手段２６を流れた後の水に含まれる塵埃を除去できるように、水を循環させる経路のいずれかに配置すればよい。また塵埃除去フィルタ３０はステンレスのメッシュとしたが、これに限定されるものではなく、水に含まれる塵埃を除去できるフィルタであればよい。
【００８２】
なお本実施の形態では、ポンプ２９を本体ケース２２の外部に配置したが、これに限定されるものではなく、水を循環させることができる構成であればよい。例えば、水中ポンプを水タンク２８内に備えることで水を循環させてもよい。
【００８３】
また、水タンク２８に抗菌処理を施してもよい。水タンク２８に長期間水を溜めておくと、集塵手段２６に捕集されて洗い流された塵埃に細菌等が含まれていた場合、水タンク２８の中でそれらの菌が繁殖して不衛生な状態になる恐れがある。水タンク２８に抗菌処理を施すことによって、菌等の繁殖を防止し、不衛生な状態になることを防ぐことができる。抗菌処理としては、銀‐ゼオライトや銀‐リン酸ジルコニウムなどの無機系抗菌剤や、カチオン界面活性剤などの有機系抗菌剤を水タンク２８の表面に塗布する、クロムメッキやニッケルメッキなどの抗菌メッキを施す、などの手法を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明にかかる電気集塵デバイス、およびそれを用いた外気処理装置により、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持するとともに、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスの提供、および高い集塵効率を維持できる外気処理装置の提供が可能となるので、空気清浄機や住宅向け換気送風機器等として有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 電気集塵デバイス
２ 風路
３ 帯電部
４ 集塵部
５ 洗浄手段
６ 放電電極
７ 接地電極
８ 放電電極支持部材
９ 枠体
１０ 碍子
１１ 導電性部材
１２ 荷電電極
１３ 集塵電極
１４ 電圧供給部材
１５ 荷電電極支持部材
１６ 貯留部
１７ スリット
１８ 集塵電極接地部材
１９ 集塵電極支持部材
２０ 傾斜
２１ 外気処理装置
２２ 本体ケース
２３ 吸込口
２４ 吹出口
２５ 風路
２６ 集塵手段
２７ 送風手段
２８ 水タンク
２９ ポンプ
３０ 塵埃除去フィルタ
１０１ 電気集塵デバイス
１０２ ケーシング
１０３ 風路
１０４ 送風手段
１０５ 帯電部
１０６ 集塵部
１０７ 噴霧部
１０８ 案内板
１０９ 流通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気などのガス中に含まれる塵埃を捕集して浄化する電気集塵デバイスおよびそれを用いた外気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気集塵デバイスは、主にコロナ放電により空気分子をイオン化し、外気に含まれる塵埃を帯電させる帯電部と、電極板を積層し、交互に異なる電圧を印加して電場を形成することにより、帯電部で帯電させた塵埃をクーロン力により捕集する集塵部とを備え、被処理ガス中の塵埃を電気的に集塵するものが知られている。
【０００３】
この種の電気集塵デバイスでは、塵埃が上記帯電部や集塵部の各電極に付着することで集塵性能が徐々に低下してしまう。集塵性能を維持するために、電極表面に付着した塵埃を洗い流すための洗浄手段と、洗浄手段から噴霧された洗浄液を電極表面に流すための案内板を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、その電気集塵デバイスについて図１１を参照しながら説明する。
【０００５】
図１１に示すように、電気集塵デバイス１０１はケーシング１０２と、風路１０３と、送風手段１０４とを備えている。そして風路１０３内に帯電部１０５と、集塵部１０６と、噴霧部１０７と、案内板１０８を備えている。案内板１０８には、被処理ガスを通過させるための流通孔１０９が設けられている。電気集塵デバイス１０１に被処理ガスが流入すると、被処理ガスは案内板１０８に設けられた流通孔１０９を通じて帯電部１０５に流入し、被処理ガス中の塵埃が帯電される。帯電された塵埃を含む被処理ガスは引き続き集塵部１０６に流入し、帯電された塵埃がクーロン力によって集塵側の電極に引き寄せられて捕捉、除去される。洗浄時には、噴霧部１０７から水を噴霧することにより、案内板１０８を通じて電極表面に水が流れ、付着した塵埃が洗い流される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３１７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の電気集塵デバイスにおいては、案内板を通じて電極表面に水を流すことにより、電極表面に水膜を形成させているが、被処理ガスが風路内に備えられた案内板に設けられた流通孔を通じて帯電部に流入する構造となっているため、圧力損失が大きいという課題を有していた。また、電極表面を洗浄する手段として、帯電部や集塵部を構成する部材とは別にノズルや案内板を備えているため、部品点数が多く、組み立てが煩雑になるという課題を有していた。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持するとともに、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイス、およびそれを用いた外気処理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】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、本発明は、被処理ガスが流れる風路内に、前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部と、荷電電極と集塵電極とを交互に積層し、前記帯電部で帯電された塵埃を前記集塵電極上に捕集する集塵部と、前記集塵電極上に捕集された塵埃を洗浄するための洗浄手段とを備えた電気集塵デバイスにおいて、前記洗浄手段は前記集塵電極の上方側に配置されており、水を溜める貯留部と、前記集塵電極上に水を流すスリットを備えるとともに、前記集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えたことを特徴とする電気集塵デバイスであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被処理ガスが流れる風路内に、前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部と、荷電電極と集塵電極とを交互に積層し、前期帯電部で帯電された塵埃を前記集塵電極上に捕集する集塵部と、前記集塵電極上に捕集された塵埃を洗浄するための洗浄手段とを備えた電気集塵デバイスにおいて、前記洗浄手段は前記集塵電極の上方側に配置されており、水を溜める貯留部と、前記集塵電極上に水を流すスリットを備えるとともに、前記集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えたという構成にしたことにより、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持するとともに、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１の電気集塵デバイスの模式図
【図２】同電気集塵デバイスに備えた帯電部の正面図
【図３】同電気集塵デバイスに備えた帯電部の斜視図
【図４】同電気集塵デバイスに備えた帯電部の断面を示す構成図
【図５】同電気集塵デバイスに備えた集塵部の斜視図
【図６】同電気集塵デバイスに備えた集塵部の正面から見た断面を示す構成図
【図７】同電気集塵デバイスに備えた集塵部の側面から見た断面を示す構成図
【図８】同電気集塵デバイスに備えた洗浄手段を真下から見た平面図
【図９】同電気集塵デバイスに備えた洗浄手段の断面を示す構成図
【図１０】本実施の形態２の外気処理装置の構成図
【図１１】従来の電気集塵デバイスの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の発明は、被処理ガスが流れる風路内に、前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部と、荷電電極と集塵電極とを交互に積層し、前期帯電部で帯電された塵埃を前記集塵電極上に捕集する集塵部と、前記集塵電極上に捕集された塵埃を洗浄するための洗浄手段とを備えた電気集塵デバイスにおいて、前記洗浄手段は前記集塵電極の上方側に配置されており、水を溜める貯留部と、前記集塵電極上に水を流すスリットを備えるとともに、前記集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えたことを特徴とする電気集塵デバイスである。
【００１３】
集塵電極の上方側に配置された洗浄手段の貯留部に水を供給すると、重力により洗浄手段に備えたスリットから水が流れ落ち、集塵電極表面に水膜が形成される。これにより集塵電極に堆積した塵埃が除去され、電極表面を清浄な状態に保つことができ、高い集塵効率を維持することが可能となる。この時、流入するガスは洗浄手段を通過しない構成となっているため、洗浄手段の配置による圧力損失がほとんどなく、電極表面に水膜を形成させることができる。
【００１４】
また洗浄手段に集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えて一体化したことにより、別部材を設けることなく集塵電極を支持することができ、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスを提供することができる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、集塵電極支持部材は、洗浄手段に備えたスリットに設けた突起部により構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵デバイスである。
【００１６】
スリットに突起部を設けることにより、スリットの一部分にのみ、スリットよりも幅の狭い空間が形成される。この空間の幅を、集塵電極の厚みとほぼ同等とすることにより、集塵電極を突起部に挟んで支持することができる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、洗浄手段に備えたスリットの下端に、集塵電極の奥行き方向に沿って、上方から下方に向かって拡がる傾斜を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気集塵デバイスである。
【００１８】
これにより、スリットから集塵電極上に水が流れる際に、傾斜に沿って水を流すことが可能となり、水膜を形成させる範囲を拡げることができる。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、集塵電極の表面に親水性を付与したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電気集塵デバイスである。
【００２０】
洗浄手段を用いて集塵電極を洗浄する際に、集塵電極の表面に親水性を付与することにより、電極表面に均一な水膜が形成される。これにより、電極上に捕集された塵埃が洗い流されやすくなって電極を清浄な状態に保つことができ、高い集塵効率を維持することが可能となる。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の発明は、荷電電極の表面の一部を、絶縁物で被覆したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電気集塵デバイスである。
【００２２】
集塵部の荷電電極と集塵電極が向かい合っている部分において、荷電電極と集塵電極の両方に導電物が露出している場合、電極間に電圧を印加しながら集塵電極の表面に水膜を形成しようとすると、電極間隔を狭くしたり、洗浄手段から電極表面に供給された水が跳ねたりした場合に、水により一時的に電極間隔が狭くなり、スパークが発生する可能性がある。荷電電極の表面の一部を絶縁物で被覆することにより、電極間に電流が流れるのを防ぎ、スパークの発生を防止することができる。
【００２３】
本発明の請求項６に記載の発明は、荷電電極に電圧を印加する電圧供給部材と、荷電電極との接点を、洗浄手段に備えたスリットの下端よりも高い位置に配置したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電気集塵デバイスである。
【００２４】
荷電電極に確実に電圧を印加するためには、電圧供給部材と荷電電極との接点は導電物同士が接触していることが望ましいが、接点に洗浄手段から供給された水がかかってしまうと、スパークが発生したり、水を伝って電圧供給部材と集塵電極とが電気的につながって短絡したりする可能性がある。電圧供給部材と荷電電極との接点を、洗浄手段に備えたスリットの下端よりも高い位置に配置することにより、洗浄手段から供給される水が接点に触れるのを防ぎ、スパークの発生や短絡を防止することができる。
【００２５】
本発明の請求項７に記載の発明は、外気を吸込む吸込口と室内へ処理した外気を吹出す吹出口を有する本体ケースと、この本体ケース内の前記吸込口と前記吹出口を結ぶ風路に設けた集塵手段および送風手段を備え、前記集塵手段として請求項１から６のいずれかに記載の電気集塵デバイスを備えたことを特徴とする外気処理装置である。
【００２６】
これにより、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持できる外気処理装置を提供することができる。
【００２７】
本発明の請求項８に記載の発明は、本体ケース内に水タンクを設け、前記水タンクと洗浄手段とをポンプにより接続し、水循環式としたことを特徴とする請求項７に記載の外気処理装置である。
【００２８】
これにより、洗浄時に使用する水を循環させて再利用することができ、使用水量が小さく運転コストの低い外気処理装置を提供することができる。
【００２９】
本発明の請求項９に記載の発明は、集塵手段と水タンクとの間に、塵埃除去フィルタを備えたことを特徴とする請求項７または８に記載の外気処理装置である。
【００３０】
洗浄時に使用した水は塵埃を含んで汚れているため、塵埃を除去して排水、または循環再利用する必要がある。塵埃除去フィルタを備えることにより、汚れた水から塵埃を除去することができ、水をきれいにして排水、または循環再利用することが可能となる。
【００３１】
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。
【００３２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図１は本発明の実施の形態１の電気集塵デバイスの模式図、図２は同電気集塵デバイスに備えた帯電部の正面図、図３は同電気集塵デバイスに備えた帯電部の斜視図、図４は同電気集塵デバイスに備えた帯電部の断面を示す構成図、図５は同電気集塵デバイスに備えた集塵部の斜視図、図６は同電気集塵デバイスに備えた集塵部の正面から見た断面を示す構成図、図７は同電気集塵デバイスに備えた集塵部の側面から見た断面を示す構成図、図８は同電気集塵デバイスに備えた洗浄手段を真下から見た平面図、図９は同電気集塵デバイスに備えた洗浄手段の断面を示す構成図である。
【００３４】
実施の形態１の電気集塵デバイスの構成を説明する。
【００３５】
図１に示すように、電気集塵デバイス１は、被処理ガスが流れる風路２内に、前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部３と、前記帯電部３で帯電された塵埃を捕集する集塵部４と、前記集塵部４で捕集した塵埃を洗浄するための洗浄手段５とを備えている。洗浄手段５は、集塵部４の上方側に配置している。
【００３６】
図２および図３に示すように、帯電部３は、放電電極６と、放電電極６と所定の距離（本実施の形態では１５ｍｍ）だけ離した位置に電極板である接地電極７とからなる。放電電極６は放電電極支持部材８に溶接やかしめ等で固定している。接地電極７は枠体９に固定し、枠体９と放電電極６とは電気的に絶縁するために、放電電極６を碍子１０で電気的に浮かせている。
【００３７】
本実施の形態では、放電電極６はステンレス製の先端の尖った針状のものを使用している。放電電極６は従来から様々な形態があり、例えば直径φ０．０５ｍｍ〜φ０．３ｍｍ程度のワイヤ状の金属線や、板金を鋸歯状に打ち抜いたものなどがあり、どれを使用しても良い。
【００３８】
コロナ放電を発生させるために、放電電極６には−７ｋＶの直流の高電圧を印加する。なお、印加電圧は一例であり、３〜３０ｋＶで極性はマイナス、プラスのどちらでもよい。印加電圧は必要とする捕集性能、電気集塵装置の大きさ、高電圧電源にかけられるコストなどから設計者が自由に選べるが、全てがバランスよくなるように本実施の形態では−７ｋＶとした。
【００３９】
枠体９はアースに接続し、枠体９と電気的につながった接地電極７と放電電極６との間には電位差が発生する。これにより、放電電極６の先端に電界が集中し、高電圧が印加された放電電極６先端付近の空気が絶縁破壊を起こし、コロナ放電が生じる。帯電部３に流入した被処理ガスがここを通過する際に、被処理ガス中に含まれる塵埃は放電電極６に印加した電圧と同じ極性（本実施の形態ではマイナス）に帯電される。
【００４０】
図４に示すように、接地電極７の端部で、放電電極６を支持する放電電極支持部材８とは反対側に位置している端部を導電性部材１１として金属板で挟んでいる。この金属板を枠体９と電気的に接続することで、接地電極７の表面で発生したコロナ放電の電流を流すことが可能となる。本実施の形態では、金属板としてアルミ板を使用したが、導電性を有する材質であればよく、ステンレス等の金属や、導電性を有する樹脂等でも構わない。
【００４１】
帯電部３の下流側には、集塵部４を配置する。図５、図６に示すように、集塵部４は高電圧を印加する荷電電極１２と、それと対向してアースに接続された集塵電極１３とが交互に一定の間隔で配置されている。集塵電極１３の上方側には、洗浄手段５を備えている。
【００４２】
本実施の形態では荷電電極１２に−８ｋＶを印加し、荷電電極１２と集塵電極１３との間隔は６ｍｍである。これにより、荷電電極１２と集塵電極１３との間に電界が発生し、ここを帯電した塵埃が通過する際に、電界によるクーロン力が働き、帯電した塵埃が主に集塵電極１３上に捕集される。
【００４３】
本実施の形態では、荷電電極１２を、絶縁物であるＰＥＴフィルムでラミネートしたアルミ板とした。集塵電極１３には、表面に親水性塗料を塗装したアルミ製の電極板を使用している。集塵部の荷電電極１２は高電圧を印加できるように接続し、集塵電極１３は電気的にアースに接続する必要がある。その方法として前述したように、帯電部の接地電極７と同様の方法で行っても良いが、本実施の形態では、より簡単な構造になるように、各荷電電極１２または集塵電極１３の一部を、電圧供給部材１４または集塵電極接地部材１８に接触させることで導通している。また、荷電電極支持部材１５を用いて、荷電電極１２を挟み込んで支える構成とした。
【００４４】
図７に示すように、荷電電極１２に電圧を印加する電圧供給部材１４と、荷電電極１２との接点は、洗浄手段５の下端よりも高い位置に配置した。荷電電極１２の表面を絶縁化あるいは半導電化し、電圧供給部材１４および荷電電極１２と電圧供給部材１４の接点に水がかからない構造とすることにより、荷電電極１２と集塵電極１３との間に水が溜まってもスパークを防止することができる。
【００４５】
図８に示すように、洗浄手段５は水を溜める貯留部１６と、集塵電極１３上に水を流すスリット１７を備えるとともに、集塵電極１３を挟み込んで支持するための集塵電極支持部材１９を備えている。スリット１７は、集塵電極１３の表面に水を流し、水膜を形成させるために必要な空隙が設けられる幅、例えば１．５ｍｍとした。集塵電極支持部材１９は、スリット１７に設けられた複数の突起部からなり、突起部の高さは０．５ｍｍとした。本実施の形態では、集塵電極１３を固定できるように、突起部の数を３つとした。
【００４６】
集塵部４の組立に際しては、初めに荷電電極１２を電圧供給部材１４および荷電電極支持部材１５を用いて固定し、次に集塵部４と洗浄手段５とを固定した上で、洗浄手段５に備えたスリット１７に設けた集塵電極支持部材１９に集塵電極１３を挟み込んで固定し、最後に集塵電極接地部材１８を組み込んで固定することにより、組立がスムーズに行えるため好ましい。
【００４７】
図９に示すように、スリット１７の下端には、集塵電極１３の奥行き方向（ガスの流れと平行方向）に沿って、上方から下方に向かって拡がる傾斜２０を設けている。
【００４８】
洗浄手段５に備えた貯留部１６に水が供給されると、重力によりスリット１７を通じて集塵電極１３の表面に水が流れ落ち、集塵電極１３の表面に水膜が形成される。
【００４９】
実施の形態１の電気集塵デバイスの作用を説明する。
【００５０】
帯電部３に備えた放電電極６には−１０ｋＶの直流高電圧を印加し、接地電極７および枠体９はアースに接続する。これにより、放電電極６と接地電極７との間に電位差が発生するため、放電電極６の先端に電界が集中し、高電圧が印加された放電電極６先端付近の空気が絶縁破壊を起こし、コロナ放電が生じる。集塵部４に備えた荷電電極１２には−８ｋＶの直流高電圧を印加し、集塵電極１３はアースに接続する。これにより、荷電電極１２と集塵電極１３との間に電界が発生する。
【００５１】
送風手段（図示せず）が駆動し、被処理ガスが電気集塵デバイス１に流入すると、帯電部３を通過する際に被処理ガスに含まれる塵埃が帯電される。続いて帯電された塵埃を含む被処理ガスは集塵部４に流入する。集塵部４を通過する際に、電界によるクーロン力が働き、帯電した塵埃が集塵電極１３上に捕集される。
【００５２】
水供給手段（図示せず）により洗浄手段５に水が供給されると、洗浄手段５に備えた貯留部１６に水が溜まり、重力によりスリット１７を通じて集塵電極１３の表面に水が流れ落ち、集塵電極１３の表面に水膜が形成される。このとき、集塵電極１３上に捕集された塵埃は洗い流され、水とともに排出される。
【００５３】
実施の形態１の電気集塵デバイスの効果を説明する。
【００５４】
上記構成とすることにより、集塵電極１３の表面に水膜が形成されて集塵電極１３に堆積した塵埃が除去され、電極表面を清浄な状態に保つことができ、高い集塵効率を維持することが可能となる。また流入する被処理ガスは洗浄手段５を通過しない構成となっているため、洗浄手段５の配置による圧力損失がほとんどなく、電極表面に水膜を形成させることができる。
【００５５】
また洗浄手段５に集塵電極１３を支持する集塵電極支持部材１９を備えて一体化したことにより、別部材を設けることなく集塵電極１３を支持することができ、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスを提供することができる。
【００５６】
また本実施の形態では、集塵電極支持部材１９は、洗浄手段５に備えたスリット１７に設けた突起部とした。スリット１７に突起部を設けることにより、スリット１７の一部分にのみ、スリット１７よりも幅の狭い空間が形成される。この空間の幅を、集塵電極１３の厚みとほぼ同等とすることにより、集塵電極１３を突起部に挟んで支持することができる。
【００５７】
また本実施の形態では、洗浄手段５に備えたスリット１７の下端に、集塵電極１３の奥行き方向に沿って、上方から下方に向かって拡がる傾斜２０を設けた。これにより、スリット１７から集塵電極１３上に水が流れる際に、傾斜２０に沿って水を流すことが可能となり、水膜を形成させる範囲を拡げることができる。
【００５８】
また本実施の形態では、集塵電極１３の表面に親水性塗料を塗装することにより、電極表面に親水性を付与した。洗浄手段５を用いて集塵電極１３を洗浄する際に、集塵電極１３の表面に親水性を付与することにより、電極表面に均一な水膜が形成される。これにより、電極上に捕集された塵埃が洗い流されやすくなって電極を清浄な状態に保つことができ、高い集塵効率を維持することが可能となる。
【００５９】
また本実施の形態では、荷電電極１２の表面の一部を、絶縁物であるＰＥＴフィルムで被覆した。集塵部４の荷電電極１２と集塵電極１３が向かい合っている部分において、荷電電極１２と集塵電極１３の両方に導電物が露出している場合、電極間に電圧を印加しながら集塵電極１３の表面に水膜を形成しようとすると、電極間隔を狭くしたり、洗浄手段５から電極表面に供給された水が跳ねたりした場合に、水により一時的に電極間隔が狭くなり、スパークが発生する可能性がある。荷電電極１２の表面の一部を絶縁物で被覆することにより、電極間に電流が流れるのを防ぎ、スパークの発生を防止することができる。
【００６０】
また本実施の形態では、荷電電極１２に電圧を印加する電圧供給部材１４と、荷電電極１２との接点を、洗浄手段５に備えたスリット１７の下端よりも高い位置に配置した。荷電電極１２に確実に電圧を印加するためには、電圧供給部材１４と荷電電極１２との接点は導電物同士が接触していることが望ましいが、接点に洗浄手段５から供給された水がかかってしまうと、スパークが発生したり、水を伝って電圧供給部材１４と集塵電極１３とが電気的につながって短絡したりする可能性がある。電圧供給部材１４と荷電電極１２との接点を、洗浄手段５に備えたスリット１７の下端よりも高い位置に配置することにより、洗浄手段５から供給される水が接点に触れるのを防ぎ、スパークの発生や短絡を防止することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では放電電極６が高電圧、枠体９がアースとなっているが、逆にしても同様の効果が得られる。
【００６２】
なお、本実施の形態では荷電電極１２に印加する電圧を−８ｋＶ、集塵電極１３に印加する電圧を０ｋＶ（すなわちアース）、荷電電極１２と集塵電極１３との間隔を６ｍｍとしたが、これに限定されるものではなく、所望の集塵性能を達成できる値であればよい。
【００６３】
なお、本実施の形態では荷電電極１２に高電圧を、集塵電極１３に０ｋＶ（すなわちアース）を印加するための構造として、電圧供給部材１４および集塵電極接地部材１８を用い、荷電電極１２を支えるための構造として荷電電極支持部材１５を用いたが、これに限定されるものではなく、要件を満たす構造であればどのような構造でも構わない。
【００６４】
なお、本実施の形態では荷電電極１２を、アルミ板をフィルムでラミネートした電極板としたが、これに限定されるものではなく、本実施の形態と同等の効果が得られる構成の電極板であればよい。例えば表面抵抗率を１０の７〜１２乗Ω／□オーダーとなるよう半導電化したセラミックスや樹脂等を用いて電極板を作製することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では集塵電極１３を、表面に親水性塗料を塗装したアルミ製の電極板としたが、これに限定されるものではなく、親水性と導電性を兼ね備える電極板であればよい。例えばステンレス等の金属板の表面に親水性を付与した電極板や、導電性を有する樹脂板の表面に親水性を付与した電極板などを用いることができる。
【００６６】
なお本実施の形態では、スリット１７の幅を１．５ｍｍとしたが、これに限定されるものではなく、集塵電極１３の表面に水膜を形成させることができるように水を流せる構成であればよい。
【００６７】
なお本実施の形態では、集塵電極支持部材１９を３つの突起部により構成したが、これに限定されるものではなく、集塵電極１３を固定でき、かつ洗浄手段５と一体化した構成であればよい。例えば、集塵電極支持部材１９を板バネ形状としてもよい。
【００６８】
なお本実施の形態では、洗浄に使用する液体は水としたが、集塵電極１３に堆積した塵埃の除去能力を高めるために、洗剤を混入するなどした洗浄液を使用してもよい。
【００６９】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について図面を参照しながら説明する。実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
図１０は本発明の実施の形態２の外気処理装置の構成図である。
【００７１】
実施の形態２の外気処理装置の構成を説明する。
【００７２】
図１０に示すように、外気処理装置２１は外気を吸込む吸込口２３と室内へ処理した外気を吹出す吹出口２４を有する本体ケース２２と、この本体ケース２２内の前記吸込口２３と前記吹出口２４を結ぶ風路２５に設けた集塵手段２６および送風手段２７を備えている。集塵手段２６として、本発明の実施の形態１の電気集塵デバイス１を搭載している。
【００７３】
また本体ケース２２内には水タンク２８を備え、水タンク２８と集塵手段２６内に備えた洗浄手段５とを、ポンプ２９により接続している。集塵手段２６と水タンク２８との間には、塵埃除去フィルタ３０を備えている。塵埃除去フィルタ３０は、ステンレスのメッシュからなる。
【００７４】
実施の形態２の基本的な作用、効果は実施の形態１と同様である。
【００７５】
送風手段２７が駆動し、外気が吸込口２３から外気処理装置２１に流入すると、風路２５内に備えた集塵手段２６において、外気に含まれる塵埃が捕集される。塵埃が除去されて清浄となった外気は、吹出口２４を通じて室内に供給される。
【００７６】
集塵手段２６に捕集された塵埃を洗浄する際には、ポンプ２９が駆動し、水タンク２８に溜まった水が集塵手段２６に供給され、集塵手段に堆積した塵埃が洗い流される。塵埃を含んだ水は重力で下方へ流れ、塵埃除去フィルタ３０を通過する際に水から塵埃が取り除かれ、きれいになった水が水タンク２８へと戻り、再度ポンプ２９を通じて循環する。
【００７７】
上記構成により、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持できる外気処理装置２１を提供することができる。
【００７８】
また、水循環式としたことにより、洗浄時に使用する水を循環させて再利用することができ、使用水量が小さく運転コストの低い外気処理装置２１を提供することができる。
【００７９】
また、塵埃除去フィルタを備えたことにより、汚れた水から塵埃を除去することができ、水をきれいにして排水、または循環再利用することが可能となる。
【００８０】
なお本実施の形態では、水タンク２８を備え、水タンク２８と集塵手段２６内に備えた洗浄手段５とをポンプ２９により接続し、水を循環させることができる構成としたが、これに限定されるものではなく、集塵手段２６に水を供給できる構成であればよい。例えば、水を豊富に使用できる環境であれば、集塵手段２６に水道直結で水を供給し、集塵手段２６から排出される水を水タンク２８に溜めることなく排水する構成としてもよい。
【００８１】
なお本実施の形態では、集塵手段２６と水タンク２８との間に、塵埃除去フィルタ３０を備えたが、これに限定されるものではなく、集塵手段２６を流れた後の水に含まれる塵埃を除去できるように、水を循環させる経路のいずれかに配置すればよい。また塵埃除去フィルタ３０はステンレスのメッシュとしたが、これに限定されるものではなく、水に含まれる塵埃を除去できるフィルタであればよい。
【００８２】
なお本実施の形態では、ポンプ２９を本体ケース２２の外部に配置したが、これに限定されるものではなく、水を循環させることができる構成であればよい。例えば、水中ポンプを水タンク２８内に備えることで水を循環させてもよい。
【００８３】
また、水タンク２８に抗菌処理を施してもよい。水タンク２８に長期間水を溜めておくと、集塵手段２６に捕集されて洗い流された塵埃に細菌等が含まれていた場合、水タンク２８の中でそれらの菌が繁殖して不衛生な状態になる恐れがある。水タンク２８に抗菌処理を施すことによって、菌等の繁殖を防止し、不衛生な状態になることを防ぐことができる。抗菌処理としては、銀‐ゼオライトや銀‐リン酸ジルコニウムなどの無機系抗菌剤や、カチオン界面活性剤などの有機系抗菌剤を水タンク２８の表面に塗布する、クロムメッキやニッケルメッキなどの抗菌メッキを施す、などの手法を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明にかかる電気集塵デバイス、およびそれを用いた外気処理装置により、圧力損失が低い構造で電極表面に確実に水膜を形成させ、電極表面を清浄な状態に保つことで高い集塵効率を維持するとともに、部品点数を少なくして組み立ての手間を軽減した電気集塵デバイスの提供、および高い集塵効率を維持できる外気処理装置の提供が可能となるので、空気清浄機や住宅向け換気送風機器等として有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 電気集塵デバイス
２ 風路
３ 帯電部
４ 集塵部
５ 洗浄手段
６ 放電電極
７ 接地電極
８ 放電電極支持部材
９ 枠体
１０ 碍子
１１ 導電性部材
１２ 荷電電極
１３ 集塵電極
１４ 電圧供給部材
１５ 荷電電極支持部材
１６ 貯留部
１７ スリット
１８ 集塵電極接地部材
１９ 集塵電極支持部材
２０ 傾斜
２１ 外気処理装置
２２ 本体ケース
２３ 吸込口
２４ 吹出口
２５ 風路
２６ 集塵手段
２７ 送風手段
２８ 水タンク
２９ ポンプ
３０ 塵埃除去フィルタ
１０１ 電気集塵デバイス
１０２ ケーシング
１０３ 風路
１０４ 送風手段
１０５ 帯電部
１０６ 集塵部
１０７ 噴霧部
１０８ 案内板
１０９ 流通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理ガスが流れる風路内に、
前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部と、
荷電電極と集塵電極とを交互に積層し、前期帯電部で帯電された塵埃を前記集塵電極上に捕集する集塵部と、
前記集塵電極上に捕集された塵埃を洗浄するための洗浄手段とを備えた電気集塵デバイスにおいて、
前記洗浄手段は、
前記集塵電極の上方側に配置されており、水を溜める貯留部と、前記集塵電極上に水を流すスリットを備えるとともに、前記集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えたことを特徴とする電気集塵デバイス。
【請求項２】
集塵電極支持部材は、洗浄手段に備えたスリットに設けた突起部により構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵デバイス。
【請求項３】
洗浄手段に備えたスリットの下端に、集塵電極の奥行き方向に沿って、上方から下方に向かって拡がる傾斜を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気集塵デバイス。
【請求項４】
集塵電極の表面に親水性を付与したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電気集塵デバイス。
【請求項５】
荷電電極の表面の一部を、絶縁物で被覆したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電気集塵デバイス。
【請求項６】
荷電電極に電圧を印加する電圧供給部材と、荷電電極との接点を、洗浄手段に備えたスリットの下端よりも高い位置に配置したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電気集塵デバイス。
【請求項７】
外気を吸込む吸込口と室内へ処理した外気を吹出す吹出口を有する本体ケースと、
この本体ケース内の前記吸込口と前記吹出口を結ぶ風路に設けた集塵手段および送風手段を備え、前記集塵手段として請求項１から６のいずれかに記載の電気集塵デバイスを備えたことを特徴とする外気処理装置。
【請求項８】
本体ケース内に水タンクを設け、前記水タンクと洗浄手段とをポンプにより接続し、水循環式としたことを特徴とする請求項７に記載の外気処理装置。
【請求項９】
集塵手段と水タンクとの間に、塵埃除去フィルタを備えたことを特徴とする請求項７または８に記載の外気処理装置。
【請求項１】
被処理ガスが流れる風路内に、
前記被処理ガス中の塵埃を帯電させる帯電部と、
荷電電極と集塵電極とを交互に積層し、前期帯電部で帯電された塵埃を前記集塵電極上に捕集する集塵部と、
前記集塵電極上に捕集された塵埃を洗浄するための洗浄手段とを備えた電気集塵デバイスにおいて、
前記洗浄手段は、
前記集塵電極の上方側に配置されており、水を溜める貯留部と、前記集塵電極上に水を流すスリットを備えるとともに、前記集塵電極を支持する集塵電極支持部材を備えたことを特徴とする電気集塵デバイス。
【請求項２】
集塵電極支持部材は、洗浄手段に備えたスリットに設けた突起部により構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵デバイス。
【請求項３】
洗浄手段に備えたスリットの下端に、集塵電極の奥行き方向に沿って、上方から下方に向かって拡がる傾斜を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気集塵デバイス。
【請求項４】
集塵電極の表面に親水性を付与したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電気集塵デバイス。
【請求項５】
荷電電極の表面の一部を、絶縁物で被覆したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電気集塵デバイス。
【請求項６】
荷電電極に電圧を印加する電圧供給部材と、荷電電極との接点を、洗浄手段に備えたスリットの下端よりも高い位置に配置したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電気集塵デバイス。
【請求項７】
外気を吸込む吸込口と室内へ処理した外気を吹出す吹出口を有する本体ケースと、
この本体ケース内の前記吸込口と前記吹出口を結ぶ風路に設けた集塵手段および送風手段を備え、前記集塵手段として請求項１から６のいずれかに記載の電気集塵デバイスを備えたことを特徴とする外気処理装置。
【請求項８】
本体ケース内に水タンクを設け、前記水タンクと洗浄手段とをポンプにより接続し、水循環式としたことを特徴とする請求項７に記載の外気処理装置。
【請求項９】
集塵手段と水タンクとの間に、塵埃除去フィルタを備えたことを特徴とする請求項７または８に記載の外気処理装置。
【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２０１２−２０５９７４（Ｐ２０１２−２０５９７４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１６３４（Ｐ２０１１−７１６３４）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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