JPH03296452A - フィルター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コロナ放電を利用した空気清浄器に関し、更
に詳細には多孔性セラミックスの孔内部にクーロン力を
導き、空中の塵埃を極めて効率良く捕集てきるフィルタ
ー装置に間する。

（従来の技術） 今日、コンピューター作動室や、ＩＣの製造工場等では
、僅かの塵埃が存在しても作動障害や不純物混入の原因
となるもので、室内の空気浄化への要求は、数ミクロン
単位を争う極度に厳しいものとなっている。

これに対し、従来コロナ放電によるイオン化作用を利用
し、入り口部で放電を浴びせて塵埃を帯電させ、その帯
電塵埃を逆極性に印加した吸塵フィルターの表面にクー
ロン引力で捕集させるものが、高い捕集能力と、圧損失
の少ないものとして知られている。

ところが、この集塵器にあっても、未だ集塵能力が充分
てなく且つ装置が大型である等の難点を有し、これをを
改良せんとして、セラミックの誘電作用を利用して、発
泡状のセラミックスからなる球状又は板状の充填層を用
いた技術（特開平１−２４９４５１）　、及び多孔性セ
ラミックスの炉筒を形成し、炉筒を帯電させる技術（特
開平！−１７６４６３）等が提案されている。

（発明の解決しようとする課題〉 しかし、この誘電体を利用したものについては、粒子及
び泡孔に電界の疎密が現われるので、多種類の塵埃を捕
集するのに適しても、一定の微粒子を正確に捕集しよう
とするのには不適当であり、又、セラミックスの炉筒を
形成したものは、クーロン引力が表面にしか作用せず効
率的ではないという難点を有している。

又、その纏孔内に侵入して捕集された塵埃は、その捕集
後の除去の際に細孔が逆に邪魔してしまい、ハンマーリ
ング等を行なっても簡単には除去てきないという矛盾を
含んでいる。

本発明は、上記実情に鑑み、等しくセラミックスを利用
するが、導電性を付与したセラミックスによってフィル
ター全体で効率良く塵埃を捕集し、且つ、その捕集後の
塵埃を極めて簡単に除去できる装置を開発したものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明フィルター装置は、入口部にコロナ放電用の電極
を配し空気中に浮遊した塵埃を帯電させた吸塵フィルタ
ーにおいて、塵埃微粒子を捕促し得る細孔を有し、且つ
、細孔内部にクーロン力を導く導電性を付与したセラミ
ックスの吸塵フィルターをコロナ電極と逆極性に印加し
たことを特徴として構成される。この吸塵フィルターは
、セラミックスの孔径を互いに異にした複数層に並設し
、各フィルターに互いに逆極性の電圧を印加させ、又、
フィルターに、付着した塵埃を焼却し得る電力を印加す
る発熱回路を連結さるのが望ましい。

更に、フィルターに、塵の付着による抵抗値の変化を告
知する検出回路を接続させるのが良い。

（作用） 本発明フィルター装置は、人口部にコロナ放電により空
気中に浮遊した塵埃を帯電させた後、導電性を有し孔内
に電界を惹起させるセラミックの吸塵フィルターによっ
て、内部にまでクーロン力が導かれ、その吸引力により
塵埃を吸着するから、フィルター全体が最も効率良く吸
塵作用を発揮するように働く。又、孔径を異にするフィ
ルターを複数層並設すれば、種類の異なる塵埃を確実に
捕集することができる。又、フィルターに付着した塵埃
は、発熱回路によりフィルター自身の発熱で焼却でき、
更に、検出回路により塵のけ看による抵抗値の変化で交
換時期を自動的に知ることができる。

（実施例） ２が、ｉ′＊浄器のケーシングｌの人口部に設けるコロ
ナ放電用の電極で、空気の流路に沿って正極２ａを複数
本並設してその終端を接地し、一方、これと対向させて
逆極に印加する負極２ｂを該正極２ａの中間に配設し、
両電極間には数にボルトの直流電圧を印加してコロナ放
電を惹起させる。

該コロナ放電は不平等電界が生して放電されるもので、
その放電の電圧を、塵埃の種類、量等に合わせて帯電の
条件に適合させる。

３が、微粒子を捕促し得る細孔を有し、且つ、細孔内部
にクーロン力を導く導電性を付与したセラミックスの吸
塵フィルターである。

該導電性を付与したセラミックスの成分は、例えは、炭
化ケイ素（ＳｉＣ）を主成分とし、これにホウ化アルミ
ニウム（Ａ　Ｉ　Ｂ２　）及び焼結助剤の炭化ホウ素（
Ｂ４　Ｃ）を微量加えて構成される。

主成分ＳｉＣにＡｌＢ２を配合すると、４価のＳｌ及び
Ｃに対し、価電子不足の３価のＡ１が絹み合わされて正
孔を生し、該正孔の移動により導電性を発揮し、その混
合割合により電気伝導度を制御できる。ＡＩは酸素と結
びつき易く本来不安定な元素であるが、この不安定さが
逆に活性を生み、導電性を幅広く制御できる。又、Ａｌ
Ｂ２は、比較的高融点の化合物であるから、１９００℃
を越えるＳｉＣの焼結温度で加熱しても飛散することが
なく、所定量を正確に混入させることができ、電気伝導
度の制御に好適である。

次いて、吸塵フィルター３の孔は、塵埃微粒子を捕促し
得る細孔を有し、内部まで連通状のものとし、望ましく
は、孔径の異なったもの３ａ、３ｂ・・・を複数層並設
させる。即ち、当該フィルター３は、前記電極の負極２
ｂと導電性を付与したセラミックスとの間で電界を形成
し、クーロン力がフィルターの表面だけでなく内部にま
で導かれるよう連通状の細孔を可及的に多孔質に形成し
、且つ、塵埃微粒子が大小異なるものが混在する場合を
想定し、各種類の塵埃に対応できるよう孔径を違えたフ
ィルターを複数層３＆、３ｂ・・・に並設する。例えば
、第１層目のフィルター３ａを５０〜３００μ程度の細
孔どし、第２層目フィルター３ｂを１〜５０μ程度の細
孔とし、大径から順次小径へと孔径を変化させて行く。

当該セラミックスの端部には、放電電極２ｂと反対極の
負極に電源回路５を接続し、そのクーロン力によって、
塵埃がフィルター３側へ吸引されるように接続する。例
えば、後層の２層目のフィルター３ｂには、正極を印加
して、前層のＩＮ目と互いに逆極性として１層目と２層
目との閑に前と同様クーロン力が働くよう電源回路６を
接続し、一部を接地電極とする。そして、この電極閑に
は塵埃微粒子を吸着するに適した電力を印加させるが、
これは後述の発熱回路の電力と比へると比較的低電力で
済む。

又、導電性を付与したフィルター３ａ、３ｂとの間には
、望ましくは多孔質セラミックスで形成した非導電性フ
ィルター４ａ、４ｂを挟んて塵埃を捕集できるようにし
、上記導電性セラミックス間の空間を有効的に利用する
のが望ましい。

そして、該導電性を付与したセラミックスの吸塵フィル
ターには、第２図に示す如く、上下端部に電極を接続し
、ここに高電力を印加てきる電源を並列に接続した発熱
回路７を形成する。つまり、前述の導電性を付与したセ
ラミックスの特性を利用して、ここに高電圧、高電流を
印加させ、ジュール熱の発生による発熱作用を惹起させ
、内部に詰まった塵埃を、その発熱温度で焼却できるよ
うにする。

又、第３図に示す如く、吸塵フィルター３に塵埃が付着
して内部抵抗が変化した場合、その値が一定以上になっ
たとき告知させるよう、吸塵フィルターに電流計を直列
に配設した検出回路８を警報器等と接続させるのが望ま
しい。

次に、本実施例の作用を説明すると、塵埃を含んだ空気
が装置内に導入されると、放電電極２ａ。

２ｂ閏の放電によってイオン雰囲気が形成され、塵埃が
帯電状態となり、これが逆極性に印加した吸塵フィルタ
ー３側に吸引される。このとき、フィルター３の内部は
、前記導電性を付与したセラミックスが可及的に連通状
の多孔質に形成されているので、放電電極との間にてき
るクーロン力がフィルター３の表面だけでなく細孔内部
にまで導かれ、塵埃微粒子が孔内部にまで侵入し、フィ
ルターの吸着能が大幅に向上する。

又、セラミックスのフィルター３の孔は径を揃えること
が可能なので、捕集される微粒子の大きさ、形状を均一
化することができ、フィルター３を孔径を違えて複数Ｊ
ｊｊ３ａ、３ｂ・・・に設けた場合、各層が夫々異なる
大きさ、形状の微粒子を確実に捕捉し、各種の塵埃が混
っている場合にも、洩らすことなく捕集てきる。

そして、このクーロン力にょる捕集は、細孔の内部に向
かって捕集力が働くから、孔の径は比較的大きくて良く
、孔径を細くした場合に生しる空気損失を最小限に留め
ることができ、大量の空気を効率良く浄化できる。

又、フィルタ−３奥部にまで塵埃を吸着すると、逆に再
生処理に当たって塵埃を落とすことが困難になるが、本
発明は、導電性セラミックスの特性を活用して高電力印
加による発熱作用を付加させたから、当該発熱回路に電
源を接続させて、フィルター３の奥部にまで発熱を惹起
し、内部の塵埃を焼却することができる。このとき、非
導電性フィルター４ａ、４ｂを挟んだ場合にも、上記焼
却熱に伴って該フィルターの塵埃が焼却される。この結
果、ハンマリングや、振るい振動等を要することなく、
再生処理を完了させることができ、従来のフィルターよ
り操作が頗る簡単となる。

さらに、導電性の吸塵フィルターに電流計を直列に配設
し警報器等と接続させたので、付着した塵埃の量が一定
以上になると、内部抵抗の変化で警報が鳴り、交換の要
を自動的に告知してくれる。

（発明の効果） 以上の構成に係わる本発明フィルター装置は、コンピュ
ーター室、ＩＣ生産工場及びオフィス等の塵埃を嫌う所
の空気清浄用やガスの吸着用として有効で、細孔の奥部
まで電界が形成され、確実且つ効率良く塵埃を捕集する
ことができるという優れた効果を発揮する。又、セラミ
ックスフィルターの孔は径を揃えることが可能なので、
捕集される微粒子の大きさ、形状を均一化することがて
き、微粒子を確実に捕捉することができる。更に、塵埃
が奥部まで吸引されても、発熱回路によって焼却するこ
とができ、処理を大変簡便にすることができる。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明装
置の回路図、第２図は発熱回路図、第３図は検出回路図
。 ｌ・・・ケース　　２ａ・・・正電極　　２ｂ・・・負
電極　　３・・・吸塵フィルター　　４ａ、４ｂ・・・
非導電性フィルター　　５，６・・・電源回路　　７・
・・発熱回路　　８・・・検出回路 負１≦Ｌ回 堡１ニと上ヨ スｌ−ｄＬ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）入口部にコロナ放電用の電極を配し空気中に浮遊し
   た塵埃を帯電させて吸塵するフィルター装置において、
   塵埃微粒子を捕捉し得る細孔を有し、且つ、細孔内部に
   クーロン力を導く導電性を付与したセラミックスの吸塵
   フィルターをコロナ電極と逆極性に印加したことを特徴
   とするフィルター装置。 ２）吸塵フィルターを、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主成分
   とし、これにホウ化アルミニウム（ＡｌＢ２）及び焼結
   助剤の炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を微量加えたセラミックス
   で構成した請求項第１項記載のフィルター装置。 ３）吸塵フィルターを、セラミックスの孔径を互いに異
   にした複数層に並設し、各フィルターに互いに逆極性の
   電圧を印加させた請求項第１項乃至第２項のうちいずれ
   か１項記載のフィルター装置。 ４）吸塵フィルターに、付着した塵埃を焼却し得る電力
   を印加する発熱回路を接続した請求項第１項乃至第３項
   のうちいずれか１項記載のフィルター装置。 ５）吸塵フィルターに、塵の付着による抵抗値の変化を
   告知する検出回路を接続させた請求項第１項乃至第４項
   のうちいずれか１項記載のフィルター装置。