JP4103263B2

JP4103263B2 - 電気集塵エレメント

Info

Publication number: JP4103263B2
Application number: JP24124999A
Authority: JP
Inventors: 完治茂木
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: JP2001062339A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
この出願の発明は、空気清浄器等において使用される電気集塵エレメントの構造に関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
先ず図１０および図１１は、第１の従来例に係る電気集塵エレメント１０の構造を示す分解斜視図である。図１０および図１１中、符号１１は例えばアルミ等の金属薄板からなり、相互に所定の間隔を保って上下方向に配設された第１の複数の電極板１１，１１・・・、また１２，１２・・・はこれら第１の複数の電極板１１，１１・・・の間に位置して相互に所定の間隔を保って配設された同じくアルミ等の金属薄板からなる第２の複数の電極板であり、それらの内の何れか一方側、例えば第１の複数の電極板１１，１１・・・に対して第１の通電軸１５，１５を介して正の高電圧を印加する一方、他方第２の複数の電極板１２，１２・・・を第２の通電軸１６，１６を介して接地することによって、例えば図８に示すような陽極板（＋）と集塵極板（−）が交互に所定の間隔を保って積層された集塵エレメント部が形成されている。なお、上記第１，第２の複数の電極板１１，１１・・・、１２，１２・・・の各々は、それぞれ第１，第２の通電軸１５，１５、１６，１６の所定の位置に設けられた係合位置決め手段としてのスペーサ部材１５ａ，１５ａ、１６ａ，１６ａによって位置決め固定されているとともに、それぞれの遊嵌穴１１ａ，１１ａ、１２ａ，１２ａの部分では第１，第２の通電軸１５，１５、１６，１６と接触することなく、フリーな状態で挿通され、かつ各々の緊密穴１１ｂ，１１ｂ、１２ｂ，１２ｂ部分で電気的な接続が図られている。
【０００４】
そして、このように交互に所定の間隔を保って積層して形成された上記第１，第２の複数の電極板１１，１１・・・、１２，１２・・・の前側には必要に応じてイオン化極板（−）１３，１３・・・が上下方向に所定の間隔を保って並設され、さらに、それらの間にはイオン化線（＋）１４，１４・・・が配設され、該イオン化極板（−）１３，１３・・・とイオン化線（＋）１４，１４・・・の間で予じめコロナ放電を生ぜしめて流される空気中の塵埃粒子を帯電させた後に、上記陽極板（＋）と集塵極板（−）の間に同塵埃を含む空気を供給する。
【０００５】
このような構成によれば、上述のように、上記第１の複数の電極板１１，１１・・・に第１の通電軸１５，１５を介して正の高電圧が印加される一方、第２の複数の電極板１２，１２・・・が第２の通電軸１６，１６を介して接地されると、上記図８に詳細に示すように、これら第１，第２の複数の電極板１１，１１・・・、１２，１２・・・の間を塵埃等の予じめ帯電されている微細な粒子が通過する際に、静電気力の作用により当該集塵極板（−）である第２の複数の電極板１２，１２・・・に有効に吸着捕集されて、効果的な集塵が行われる。
【０００６】
ところで、該第１の従来例の電気集塵エレメントは、上記のように、陽極板（＋）となる第１の複数の電極板１１，１１・・・及び集塵極板（−）となる第２の複数の電極板１２，１２・・・が、それぞれ同電位の電極板が並列となるように接続されて高電圧を加えられるように構成されていることから、それら各電極板１１，１１・・・、１２，１２・・・間には、空気を誘電体とするコンデンサの場合と同様に電荷量Ｑ＝Ｃ・Ｖ（Ｃは容量、Ｖは電位）で定まる電荷が蓄えられることになる。そのため、この状態で、何れかの一対の電極板間に大きめのゴミ等が入ると、そのゴミの部分で絶縁破壊が生じ、その電極板間に蓄えられていた電荷が放電すると共に、他の電極板間に蓄えられていた電荷も、上記絶縁破壊が起きた部分を通じて放電し、この放電のために大きな音が発生する。
【０００７】
そのため、該第１の従来例の場合には、スパーク抑制のための特別な回路構成やそのための制御要素が設けられる。
【０００８】
そこで、このような絶縁破壊が起きるのを防止するために、例えば第２の従来例として図１２および図１３に示すように、何れか一方側の電極板を絶縁樹脂膜で被覆することにより、耐電圧を上げるようにした電気集塵エレメント３０も存在する。
【０００９】
すなわち、該電気集塵エレメント３０は、例えば図１３に示すように、先ず陽極板（＋）となる第１の複数の電極板３１，３１・・・を絶縁性の第１の樹脂薄板３１ａと、該第１の樹脂薄板３１ａ上に導電性塗料を塗布して形成された導電部３１ｂと、上記第１の樹脂薄板３１ａ上に上記導電部３１ｂを介して接合された上記同様の絶縁性の第２の樹脂薄板３１ｃとから形成し、その一端側では第２の樹脂薄板３１ｃの一端を切欠いて上記導電部３１ｂを露出させるとともに該露出部分に正の高電圧を印加するための導電性通電棒３５を挿通させるための挿通穴４６を形成し、該通電棒挿通穴４６に対して接触圧を維持するための所定の長さの鼓形のコイルスプリング４７を介して通電棒３５を挿通する。また、同第１の複数の電極板３１，３１・・・の左右方向中央部には、上部側が小径で下部側が大径の段部構造の支軸挿通穴４５が設けられる。
【００１０】
他方、集塵極板（−）となる第２の複数の電極板３２，３２・・・は、ステンレス等の金属薄板よりなり、上記第１の複数の電極板３１，３１・・・と反対側の一端には接地するための導電性通電軸体３４が、また左右方向中央部には上記第１の複数の電極板３１，３１・・・の支軸挿通穴４５に嵌合する上部が小径で下部が大径の支軸体３３が、さらに上下両面側には第１，第２の複数の電極板３１，３１・・・、３２，３２・・・相互の間に所定の間隔を保持するための鶴首状の絶縁材よりなるスペーサ部材３６，３６・・・が２列状態で長手方向に並設されている。
【００１１】
そして、これら第１，第２の複数の電極板３１，３１・・・、３２，３２・・・の各々が上記通電棒３５、通電軸体３４、支軸体３３、スペーサ部材３６，３６・・・を介して図１２に示されるように交互に所定の間隔を保って１枚毎に積層され、該積層体が側枠４１Ｌ，４１Ｒと上枠４２および下枠４３間に固定される。
【００１２】
このような構成によれば、少なくとも前述のような絶縁破壊は生じにくくなり、有効な耐電圧を確保することができる。
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、以上のような従来の電気集塵エレメントは、その何れにあっても個々独立した多数の電極板単体を所定の間隔を保って１枚毎に正確に位置決めしながら積層しなければならず、そのために多数のスペーサ手段を必要とする。しかもそれらの各々に正負個別の通電軸を介して電気的な接続状態を確保するとともに連結用の支軸体で連結することが必要となり、構造が複雑で多数の構成部品を必要とする。また複雑な組付け作業が要請されるために、装置コストが高く、故障も生じやすい等の問題がある。
【００１４】
また、上記構造の場合、電極板に径の大きな通電軸挿通用の遊嵌穴を形成するので、集塵作用のない空気流のバイパス領域が生じやすく、性能上の問題もある。
【００１５】
この出願の発明は、このような課題を解決するためになされたもので、通電軸等の軸体部分と電極板部分とを一体成形することによって、独立した構成部品の数を少なくするとともに組付けを容易にして、装置コストを低減した電気集塵エレメントを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この出願の発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００１７】
（１）請求項１の発明
この発明の電気集塵エレメントは、所定の間隔を保って並設される第１の複数の電極板２１，２１・・・と、該第１の複数の電極板２１，２１・・・相互の間にそれぞれ所定の空間を介して配設される第２の複数の電極板２２，２２・・・と、該第１，第２の複数の電極板２１，２１・・・、２２，２２・・・に正又は負の高電圧を印加することにより集塵機能を付与する第１，第２の通電軸とを備える電気集塵エレメントにおいて、上記第１，第２の各複数の電極板２１，２１・・・、２２，２２・・・の所定の位置にスペーサおよび連結部材並びに通電軸としての機能を果たす嵌合筒２３，２３・・・と該嵌合筒２３，２３・・・が遊嵌される遊嵌穴２４，２４・・・とを、それらの位置が相互に逆の関係となるように設けて、それらを上下または左右方向に交互に同軸状態で配置嵌合して行くことにより、相互の間に必要な空気流通スペースを確保しながら集塵の可能な電極構造を構成している。
【００１８】
したがって、該構成では、第１，第２の複数の電極板２１，２１・・・、２２，２２・・・それぞれが、それらの各々に対応する正又は負の通電軸形成手段としての嵌合筒２３，２３・・・を有してユニット化されることになり、それら嵌合筒２３，２３・・・を有する第１，第２の複数の電極板２１，２１・・・、２２，２２・・・各々を主体として構成された各ユニットを組合わせるだけで、最終的な電気集塵エレメントを容易に構築することができるようになる。
【００１９】
つまり、該構成の場合、１つの嵌合筒２３，２３・・・そのものが、嵌合用の凹部の役割と凸部の役割との２つの役割を果たす。
【００２０】
しかも、上下または左右方向に交互に設けられる各嵌合筒２３，２３・・・は、相互に同軸方向に嵌合され、連続一体化されて通電軸を兼ねた支持軸構造を形成する。
【発明の効果】
【００２１】
以上の結果、この出願の発明の電気集塵エレメントによると、簡単かつ低コストな構造で、性能および安全上、より信頼性の高い電気集塵器を提供することができる。
【発明の実施の形態】
【００２２】
（参考例）
先ず図１〜図６は、本願発明の参考例に係る電気集塵エレメントの構成を示している。
【００２３】
図１は、同電気集塵エレメント１の全体構造を示すものである。該電気集塵エレメント１は、例えば図２および図３に示すような左右両端側に配置される側枠ユニット２Ｌ，２Ｒと、該側枠ユニット２Ｌ，２Ｒの間に位置して配置される複数の内枠ユニット３，３・・・と、これら側枠ユニット２Ｌ，２Ｒおよび内枠ユニット３，３・・・を図１のように相互に組合せて左右方向に並設した状態において上下両方向から連結一体化する上枠４および下枠５とから構成されている。
【００２４】
上記左右一対の側枠ユニット２Ｌ，２Ｒは、それぞれ前後方向に所定の幅を有して上下方向に延びる通電軸を兼ねた側枠２ａ，２ａと該側枠２ａ，２ａの対向面側に上下方向に所定の間隔を保って多数枚並設された電極板２ｂ，２ｂ・・・、２ｂ，２ｂ・・・とを合成樹脂を基材として一体に成形して構成されている。また、上記内枠ユニット３，３・・・は、同じく前後方向に所定の幅を有して上下方向に延びる通電軸を兼ねた内枠３ａ，３ａ・・・と、該内枠３ａ，３ａ・・・の左右両側面から水平方向に延び、上下方向に所定の間隔をおいて多数枚並設された電極板３ｂ，３ｂ・・・とを合成樹脂を基材として一体に成形して構成されている。
【００２５】
そして、それら各電極板２ｂ，２ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・の各々が、相互の上下方向空間内に所定の間隔を保って左右方向に嵌め合わされて図１のように一体的に組立てられた状態では、上記電極板２ｂ，２ｂ・・・、２ｂ，２ｂ・・・と３ｂ，３ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・が相互に所定面積対向し合う関係で配設されるようになっている。
【００２６】
そして、上記構造の電気集塵エレメント１では、図１に示すように、例えば左側の側枠ユニット２Ｌの枠体２ａ側から右側方向に各枠体３ａ，３ａ，３ａ，３ａ，３ａ，２ａが並設されて、各々通電軸を形成し、これら各通電軸としての枠体２ａ，３ａ，３ａ，３ａ，３ａ，３ａ，２ａは、同左側から順次（−），（＋），（−），（＋），（−），（＋），（−）と極性が異なる状態となるように、（−）軸となる枠体を負電位に接地する一方、（＋）軸となる枠体に正の高電圧を印加することにより、各枠体間の空気流通空間部において各々上下に対向する電極２ｂ，３ｂ、３ｂ，３ｂ、３ｂ，３ｂ、３ｂ，３ｂ、３ｂ，３ｂ、２ｂ，３ｂを、それぞれ前述の第１の複数の電極板１１，１１・・・、３１，３１・・・に対応する（＋）側陽極板と同第２の複数の電極板１２，１２・・・、３２，３２・・・に対応する（−）側集塵極板に形成し、図１１の場合と同様に予じめイオン化極板とイオン化線を介して（＋）に帯電させた塵埃粒子を当該（−）側集塵極板に吸着させて捕集する。
【００２７】
ところで、上記各電極板２ｂ，２ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・がアルミ薄板等の金属板により形成されていると、発生する電荷の量が多く、大きなスパークが生じる問題がある。また、樹脂膜を形成した場合にも、ピンホールの発生や傷などにより信頼性に欠ける。
【００２８】
そこで、本例の構成では、その対策として、上記各電極板２ｂ，２ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・の各々を、例えばポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂材を基材として、アルミ等所定の導電性材料を混合し、１０⁵〜１０⁶Ωｃｍの範囲の体積抵抗率の半導体電極板に形成している。
【００２９】
このような体積抵抗率の高抵抗の電極板２ｂ，２ｂ・・・、３ｂ，３ｂ・・・によると、殆ど絶縁破壊が生じなくなり、発生する電荷量が適切な量に抑制され、電荷の移動が極く局所的なものに制約されるようになるので、従来のような大きなスパークは発生しなくなる。そのため、スパーク抑制のための特別な回路構成や制御要素を削減することができ、装置構成を簡略化できるとともに装置コストを下げることができる。
【００３０】
以上のような構成の電気集塵エレメントによると、それぞれ合成樹脂を基材として一体成形された左右一対の側枠ユニット２Ｌ，２Ｒと、各々同一構造の複数の内枠ユニット３，３・・・、それに上枠４、下枠５を相互に組合わせるだけの極めて簡単な構造で、従来のようなバイパス部のない高性能の電気集塵器を実現することができるようになる。したがって、組立ても容易で、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００３１】
ところで、上述のように内枠ユニット３，３・・・を左右方向に複数個組合せて電気集塵エレメントを構成する場合、その組合せ数は任意であり、例えば図５に示すように図１のものに比べて組合せる内枠ユニット３の数を減らせば左右方向の幅を小さく、コンパクトなものにすることができる。
【００３２】
また、その場合、さらに左右方向の幅を小さくしようと思えば、例えば図６に示すように、組合せ数をさらに減少させて、しかも枠体３ａ，３ａの長さを長くし、電極板３ｂ，３ｂ・・・の上下方向の並設枚数を多くすれば、全体としての集塵能力を低下させることなく左右方向の幅を縮小したコンパクト化も可能となる。
【００３３】
（実施の形態）
次に、図７〜図９は、本願発明の実施の形態に係る電気集塵エレメントの構成を示している。
【００３４】
この実施の形態の電気集塵エレメント２０の構成では、上述の場合と同様の所定の間隔を保って並設される第１の複数の電極板２１，２１・・・と、該第１の複数の電極板２１，２１・・・相互の間にそれぞれ所定の空間を介して配設される第２の複数の電極板２２，２２・・・と、該第１，第２の複数の電極板２１，２１・・・、２２，２２・・・に正又は負の高電圧を印加することにより集塵機能を付与する第１，第２の通電軸とを備える電気集塵エレメントを形成するに際し、例えば図１１のような（＋）側の陽極板となる第１の電極板２１，２１・・・と同（−）側の集塵極板となる第２の電極板２２，２２・・・とを、それらの例えば左右両端部２１ａ，２１ｂ、２２ａ，２２ｂに並べて設けられたスペーサおよび連結部材並びに通電軸としての機能を果たす嵌合筒２３，２３と該嵌合筒２３，２３が遊嵌される遊嵌穴２４，２４との左右位置を図７および図８のように相互に逆の関係となるように設定し、それらを図９のように上下方向に交互に配置嵌合して行くことにより、相互の間に必要な空気流通スペースを確保しながら集塵の可能な電極構造を実現したことを特徴とするものである。
【００３５】
このような構成によれば、両端側の嵌合筒２３，２３と遊嵌穴２４，２４の左右の位置関係が異なる（逆になる）第１，第２の２種類の電極板２１，２２を製作するだけの極めて簡単な構成で、容易に電気集塵エレメント２０を組立てることができ、大きく製品コストを削減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の参考例に係る電気集塵エレメントの全体構造を示す正面図である。
【図２】同電気集塵エレメントの左側の側枠ユニットの構造を示す斜視図である。
【図３】同電気集塵エレメントの内枠ユニットの構造を示す斜視図である。
【図４】同電気集塵エレメントの右側の側枠ユニットの構造を示す斜視図である。
【図５】同参考例における内枠ユニットの数を減らして左右方向の幅を小さくした電気集塵エレメントの構成を示す斜視図である。
【図６】同参考例において、さらに内枠ユニットの組合せ数を減少させて、しかも枠体の長さを長くし、電極板の上下方向の並設枚数を多くした電気集塵エレメントの構成を示す斜視図である。
【図７】本願発明の実施の形態に係る電気集塵エレメントの電極板部分の構成を示す平面および正面対応図である。
【図８】同電気集塵エレメントの電極板部の分解斜視図である。
【図９】同電気集塵エレメントの断面図である。
【図１０】第１の従来例に係る電気集塵エレメントの構造を示す分解斜視図である。
【図１１】同電気集塵エレメントの集塵原理を示す説明図である。
【図１２】第２の従来例に係る電気集塵エレメントの構成を示す正面図である。
【図１３】同電気集塵エレメントの要部の分解斜視図である。
【符号の説明】
１は電気集塵エレメント、２Ｌは左側の側枠ユニット、２Ｒは右側の側枠ユニット、２ａは側枠ユニット２Ｌ，２Ｒの枠体、２ｂは側枠ユニット２Ｌ，２Ｒの電極板、３は内枠ユニット、３ａは内枠ユニット３の枠体、３ｂは内枠ユニット３の電極板、４は上枠、５は下枠、２１は第１の電極板、２２は第２の電極板、２３は嵌合筒、２４は遊嵌穴である。

Claims

所定の間隔を保って並設される第１の複数の電極板（２１），（２１）・・・と、該第１の複数の電極板（２１），（２１）・・・相互の間にそれぞれ所定の空間を介して配設される第２の複数の電極板（２２），（２２）・・・と、該第１，第２の複数の電極板（２１），（２１）・・・、（２２），（２２）・・・に正又は負の高電圧を印加することにより集塵機能を付与する第１，第２の通電軸とを備える電気集塵エレメントにおいて、上記第１，第２の各複数の電極板（２１），（２１）・・・、（２２），（２２）・・・の所定の位置にスペーサおよび連結部材並びに通電軸としての機能を果たす嵌合筒（２３），（２３）・・・と該嵌合筒（２３），（２３）・・・が遊嵌される遊嵌穴（２４），（２４）・・・とを、それらの位置が相互に逆の関係となるように設けて、それらを上下または左右方向に交互に同軸状態で配置嵌合して行くことにより、相互の間に必要な空気流通スペースを確保しながら集塵の可能な電極構造を構成したことを特徴とする電気集塵エレメント。