JPH08155336A - 空気清浄機 - Google Patents

空気清浄機

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Publication number
JPH08155336A
JPH08155336A JP32133094A JP32133094A JPH08155336A JP H08155336 A JPH08155336 A JP H08155336A JP 32133094 A JP32133094 A JP 32133094A JP 32133094 A JP32133094 A JP 32133094A JP H08155336 A JPH08155336 A JP H08155336A
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JP
Japan
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electrode
potential side
side electrode
voltage
ionizer
Prior art date
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Pending
Application number
JP32133094A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Komagata
幸博 駒形
Shinichi Hara
慎一 原
Shinji Okuhara
伸二 奥原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フロート電極を省略して装置構成の小型化が
可能な空気清浄機を提供する。 【構成】 高電圧印加手段9は放電電極2及びツェナー
ダイオード8を介して放電電極2及び対向電極3間に高
電圧を印加する。アイオナイザ4には、高電圧印加手段
9の印加電圧及びツェナーダイオード8により生成され
る一定電圧の差に相当する電圧が印加されてコロナ放電
が発生し、このコロナ放電により塵埃が正または負のい
ずれかの電荷に帯電される。コレクタ7の高電位側電極
5と低電位側電極6との間にはツェナーダイオード8に
より生成される一定電圧が印加され、コレクタ7ではア
イオナイザ4において帯電された塵埃が吸着捕集され
る。このように構成したので、フロート電極を設けるこ
となく空気清浄作用が可能となり、その結果空気清浄機
の小型化を図ることができ、またコレクタに安定に電圧
を印加することができるので安定した動作を行わせるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空気清浄機に係り、特
に自動車、船舶、航空機、一般建物の室内、工場内等の
空気中に浮遊するダスト(塵埃)を効率的に除去するた
めの空気清浄機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、アイオナイザ(Ionizer )を
設けて、集塵効率を向上させた空気清浄機がよく知られ
ている。
【0003】図9に示すように、アイオナイザを用いた
空気清浄機50は、空気流路上流側から下流側にむかっ
て、放電電極51及び対向電極52を有し、コロナ放電
を行うことにより塵埃を正側あるいは負側に帯電させる
アイオナイザ53、アイオナイザ53の放電電極51か
らイオン電流が流れることによりバイアス電圧が印加さ
れるフロート電極54、フロート電極54に接続された
高電位側電極55及びアイオナイザ53による帯電とは
異なる電荷により帯電された低電位側電極56を有する
コレクタ57が順番で配置され、放電電極51及び対向
電極52には高電圧を印加する高圧電源58が接続され
ている。
【0004】次に動作を説明する。
【0005】空気清浄機50内にダストを含む空気が導
入されると、高圧電源58により放電電極51−対向電
極52間に高電圧が印加されるとアイオナイザ53は、
コロナ放電を行うことにより塵埃を正側あるいは負側に
帯電させる。
【0006】これと並行して、フロート電極54には、
アイオナイザ53の放電電極51からイオン電流が流れ
ることによりバイアス電圧が印加されコレクタ57の高
電位側電極55はアイオナイザ53により帯電された塵
埃の電荷と同一の電荷に帯電される。また、コレクタ5
7の低電位側電極56は、アイオナイザ53による帯電
とは異なる電荷に帯電される。
【0007】これらにより、コレクタ57は、クーロン
引力により導入された空気内の塵埃を、吸着、捕集して
清浄空気として送出する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにアイオ
ナイザ53を用いた空気清浄機においては、アイオナイ
ザ53、フロート電極54及びコレクタ57はそれぞれ
別体として構成されている。
【0009】また、フロート電極54は、金網やパンチ
ングメタル等で構成されており、強度及び製造上の問題
からゆがみが発生したりすることがあった。
【0010】これらによりアイオナイザ53とフロート
電極54との間の距離が一定になりにくく、コレクタ5
7に供給される高電圧が一定とならなかったり、異常放
電を防止するための手段を設ける必要があった。
【0011】さらに部品点数が増大し、それらを空気流
路に沿って配置する必要があるため、空気の流れ方向の
寸法が大きくなるとともに、コストも増大するという問
題点があった。
【0012】またさらにフロート電極54とコレクタ5
7の低電位側電極56との距離t’は異常放電等を起こ
さないように所定の距離以上離して設定する必要があ
り、小型化の妨げとなっていた。
【0013】そこで本発明の目的は、フロート電極を省
略することができ、装置構成の小型化を図ることができ
る空気清浄機を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、放電電極及び対向電極を
有してコロナ放電により塵埃を正または負のいずれかの
電荷により帯電させるアイオナイザと、前記アイオナイ
ザの下流側に設けられ、高電位側電極およびこの高電位
側電極に対抗して配置された低電位側電極を有し、前記
高電位側電極と前記対向電極とは電気的に接続されてお
り、前記アイオナイザにより帯電された塵埃を吸着し捕
集するコレクタと、一端が前記対向電極および前記高電
位側電極に接続され、かつ、他端が接地された一又は複
数のツェナーダイオードと、高電圧側端子が前記放電電
極に接続され、かつ、低電圧側端子が接地された高電圧
印加手段と、を備えて構成される 請求項2に記載の発
明は、放電電極及び対向電極を有してコロナ放電により
塵埃を正または負のいずれかの電荷により帯電させるア
イオナイザと、前記対向の下流側に設けられ、高電位側
電極およびこの高電位側電極に対抗して配置された低電
位側電極を有し、前記アイオナイザにより帯電された塵
埃を吸着し捕集するコレクタと、一端が前記対向電極に
接続され、他端が接地された一又は複数のツェナーダイ
オードと、高電圧側端子が前記放電電極に接続され、低
電圧側端子が接地された高電圧印加手段と、を備え、前
記コレクタの高電位側電極を前記対向電極に距離tで接
近して配置するよう構成される。
【0015】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、アイオナイザーの対向電極に対して、
コレクタの低電位側電極を高電位側電極よりも遠ざけて
配置するよう構成される。
【0016】
【作用】請求項1記載の発明によれば、高電圧印加手段
は、放電電極及びツェナーダイオードを介して放電電極
及び対向電極間に高電圧を印加する。アイオナイザに
は、高電圧印加手段の印加電圧及びツェナーダイオード
により生成される一定電圧の差に相当する電圧が印加さ
れてコロナ放電が発生し、このコロナ放電により塵埃が
正または負のいずれかの電荷に帯電される。コレクタの
高電位側電極と低電位側電極との間にはツェナーダイオ
ードにより生成される一定電圧が印加され、コレクタで
はアイオナイザにおいて帯電された塵埃が吸着捕集され
る。
【0017】このように構成したので、フロート電極を
設けることなく空気清浄作用が可能となり、その結果空
気清浄機の小型化を図ることができ、またコレクタに安
定に電圧を印加することができるので安定した動作を行
わせることができる。
【0018】請求項2記載の発明によれば、高電圧印加
手段は、放電電極及びツェナーダイオードを介してアイ
オナイザの放電電極と対向電極間に高電圧を印加する。
アイオナイザには高電圧印加手段の印加電圧及びツェナ
ーダイオードにより生成される一定電圧の差に相当する
電圧が印加され、コロナ放電が発生し、このコロナ放電
により塵埃が正または負のいずれかの電荷に帯電され
る。一方、アイオナイザに接近して配置されたコレクタ
の高電位側電極にはアイオナイザからのイオン電流によ
るバイアス電圧が生じ、コレクタの高電位側電極と低電
位側電極との間にこのバイアス電圧が印加され、アイオ
ナイザにより帯電された塵埃はコレクタで吸着捕集され
る。
【0019】このように、アイオナイザの放電電極と対
向電極間にツェナーダイオードを介して高電圧を印加す
るので印加電圧を任意に調整、設定が可能となり、か
つ、コレクタの高電位側電極を対向電極に距離tをおい
て近接配置することができる。その結果、空気清浄機の
小型化を図ることができ、さらにコレクタに安定に電圧
を印加することができる。
【0020】請求項3の発明によれば、アイオナイザー
に対し、コレクタの低電位側電極を高電位側電極よりも
遠ざけて配置したことにより、低電位側電極の異常放電
を防止することができ、安定した動作を行わせることが
できる。
【0021】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の好適な実施例
を説明する。第1実施例 図1に請求項1記載の発明に対応する第1実施例の空気
清浄機の主要部の概略断面図を示す。
【0022】空気清浄機100は、ダストを含む清浄対
象である空気を導入するための給気用ファン1と、高電
位側に接続された線状の放電電極2及び低電位側(接地
側)に接続されたプレート状の対向電極3を有し、両電
極2、3間でコロナ放電を行うことによりダストに正の
電荷を帯電させるアイオナイザ4と、高電位側電極5が
対向電極3に接続され、低電位側電極6が接地に接続さ
れたコレクタ7と、対向電極3と高電位側電極5の接続
線と接地との間に逆方向に接続されたツェナーダイオー
ド8(電圧2kV相当)と、コロナ放電を行わせるため
にツェナーダイオード8を介して放電電極2−対向電極
3間に高電圧(例えば、7kV)を印加する高圧電源9
と、アイオナイザ4の上流側に設けられ、予め大きなダ
ストを除去し、アイオナイザ4及びコレクタ7の寿命を
延ばすためのプレフィルタ10と、を備えて構成されて
いる。
【0023】コレクタ7の高電位側電極5は、図2
(a)の断面図に示すように、隣設された低電位側電極
6との距離を一定に保つスペーサとしての突起部5Aを
有するポリエチレン等の絶縁体膜5Bと、導電塗料ある
いは導電材料で形成された薄膜電極5Cを備えて形成さ
れている。
【0024】同様にコレクタ7の低電位側電極6は、図
2(b)の断面図に示すように、隣設された高電位側電
極5との距離を一定に保つスペーサとしての突起部6A
を有するポリエチレン等の絶縁体膜6Bと、導電塗料あ
るいは導電材料で形成された薄膜電極6Cを備えて形成
されている。
【0025】ここで、突起部5Aあるいは突起部6Aに
より保つべき高電位側電極5−低電位側電極6間の距離
について図3を参照して説明する。
【0026】図3は、集塵効率(縦軸)と、電極間印加
電圧(横軸)と、の関係を示したものである。
【0027】図3に示すように、ある電圧を高電位側電
極5−低電位側電極6間に印加し、電極間印加電圧が
0.5kV/mmのとき、集塵効率50[%]となり、
実用上使用可能範囲となる。
【0028】さらに、同一電圧で距離を近づけることに
より、電極間印加電圧が4kV/mmを超えると、異常
放電(アーク放電)が始まり、集塵効率は急激に低下す
る。
【0029】したがって、実使用可能範囲の上限は電極
間印加電圧が4kV/mm未満となり、実使用可能範囲
は、0.5kV/mm以上4kV/mm未満となるの
で、電極間印加電圧がこの範囲となるように、電極間距
離を設定する必要がある。
【0030】次に動作を説明する。
【0031】まず、給気用ファン1は、ダストを含む清
浄対象である空気を空気清浄機1内に導入し、プレフィ
ルタ10は導入された空気から大きなダストを除去す
る。これと並行して高電圧電源9は、ツェナーダイオー
ド8を介して放電電極2−対向電極3間に高電圧(例え
ば、7kV)を印加する。この結果、放電電極2−対向
電極3間には、高電圧電源9の電圧とツェナーダイオー
ドにより生成される定電圧との差電圧、より具体的に
は、上述の例の場合、5kV(=7−2kV)の電圧が
印加され、アイオナイザ4はコロナ放電を行い、アイオ
ナイザ4内を通過するダストを正の電荷により帯電させ
る。
【0032】この時、コレクタ7の高電位側電極5−低
電位側電極6間には、ツェナーダイオード8により生成
された定電圧(上述の例の場合、2kV)が印加され
る。
【0033】この結果、コレクタ7は、アイオナイザ4
により正の電荷が帯電したダストをクーロン引力により
吸着し、捕集する。
【0034】以上の説明のように本第1実施例によれ
ば、アイオナイザ4の放電電極2と対向電極3間にツェ
ナーダイオード8を介して高電圧を印加するので、印加
電圧を任意に調整、設定が可能となり、従来のようなフ
ロート電極を省略することができ、その結果、空気清浄
機の小型化を図ることができ、さらにツェナーダイオー
ド8によりコレクタ7に安定に電圧を印加することがで
きる。
【0035】なお、図1において、ツェナーダイオード
8は1個しか図示していないが、同一の電圧を生成する
ように複数のツェナーダイオードを直列に接続するよう
に構成することも可能である。例えば、上述の2kVを
生成する場合に、400V生成可能なツェナーダイオー
ドを5個直列に接続すればよい。第2実施例 次に、図4に請求項2および3に対応する第2実施例の
空気清浄機の主要部の概略断面図を示す。
【0036】空気清浄機200は、ダストを含む清浄対
象である空気を導入するための給気用ファン21と、高
電位側に接続された線状の放電電極22及び低電位側
(接地側)に接続されたプレート状の対向電極23を有
し、両電極22、23間でコロナ放電を行うことにより
ダストに正の電荷を帯電させるアイオナイザ24と、接
続線25Fにより一端側が共通接続され、対向電極23
と距離tをおいて接近配置されたた高電位側電極25、
及び対向電極23と距離tより大きく、異常放電を起こ
さない距離ttを介して設けられた低電位側電極26が
接地に接続されたコレクタ27と、対向電極23と接地
間にに逆方向に接続されたツェナーダイオード28(電
圧3kV相当)と、コロナ放電を行わせるためにツェナ
ーダイオード28を介して放電電極22−対向電極23
間に高電圧(例えば、8kV)を印加する高圧電源29
と、アイオナイザ24の上流側に設けられ、予め大きな
ダストを除去し、アイオナイザ24及びコレクタ27の
寿命を延ばすためのプレフィルタ30と、を備えて構成
されている。
【0037】ここで、コレクタ27の高電位側電極25
及び低電位側電極26について図5を参照して説明す
る。
【0038】高電位側電極25は、図5(a)の上面図
に示すように、隣設された低電位側電極26との距離を
一定に保つスペーサとしての突起部25Aを有するポリ
エチレン等の絶縁体膜25Bと、絶縁体膜25Bの裏面
に導電塗料あるいは導電材料25C1 及び導電塗料ある
いは導電材料25C2 で形成された薄膜電極25Cと、
を備えて構成されている。なお、図5(a)では、絶縁
体膜25Bとして、透明材料を用いたものとして図示し
ており、図中の符号A、Bは、図4の符号A、Bと同一
方向を示している。参考のため、図5(b)に高電位側
電極25のC−C断面図を示す。
【0039】図6(a)に高電位側電極の他の構成例で
ある高電位側電極25’の上面図を示す。
【0040】高電位側電極25’は、隣設された低電位
側電極26との距離を一定に保つスペーサとしての突起
部25’Aを有するポリエチレン等の絶縁体膜25’B
と、絶縁体膜25’Bの裏面に導電塗料あるいは導電材
料25’C1 及び導電塗料あるいは導電材料25’C2
で形成された薄膜電極25’Cと、を備えて構成されて
いる。なお、図6(a)では、絶縁体膜25’Bとし
て、透明材料を用いたものとして図示しており、図中の
符号A、Bは、図4の符号A、Bと同一方向を示してい
る。参考のため、図6(b)に高電位側電極25’の
C’−C’断面図を示す。
【0041】図6(c)に高電位側電極の他の構成例で
ある高電位側電極25”の上面図を示す。
【0042】高電位側電極25”は、隣設された低電位
側電極6との距離を一定に保つスペーサとしての突起部
25”Aを有するポリエチレン等の絶縁体膜25”B
と、絶縁体膜25”Bの裏面に導電塗料25”C11、2
5”C12及び導電材料25”C2 で形成された薄膜電極
25”Cと、を備えて構成されている。なお、図6
(c)では、絶縁体膜25”Bとして、透明材料を用い
たものとして図示しており、図中の符号A、Bは、図4
の符号A、Bと同一方向を示している。参考のため、図
6(d)に高電位側電極25”のC”−C”断面図を示
す。
【0043】低電位側電極26は、図7(a)の上面図
に示すように、隣設された高電位側電極25(あるいは
高電位側電極25’、25”)との距離を一定に保つス
ペーサとしての突起部26Aを有するポリエチレン等の
絶縁体膜26Bと、絶縁体膜26Bの裏面に導電塗料あ
るいは導電材料で形成された薄膜電極26Cと、を備え
て構成されている。なお、図7(a)では、絶縁体膜2
6Bとして、透明材料を用いたものとして図示してお
り、図中の符号A、Bは、図4の符号A、Bと同一方向
を示している。参考のため、図7(b)に低電位側電極
26のE−E断面図を示す。
【0044】実際に高電位側電極25(あるいは高電位
側電極25’、25”)及び低電位側電極26を配置す
る場合には、図8に示すように、中心線D−D(図5
(a)、図6(a)、図6(c)及び図7(a)参照)
が同一面F内に配置されるととともに、交互に配置した
高電位側電極25と低電位側電極26がほぼ平行になる
ように配置する。この場合において、図中の符号A、B
は、図4の符号A、Bと同一方向を示している。
【0045】この結果、高電位側電極25と対向電極2
3との距離は距離tとして設定され、低電位側電極26
と対向電極23との距離は、距離tより大きく、異常放
電を起こさない距離ttに遠ざけて設定されることとな
る。こうすることで、高電位側電極25と低電位側電極
26間での異常放電を防止することができる。
【0046】次に動作を説明する。
【0047】まず、給気用ファン21は、ダストを含む
清浄対象である空気を空気清浄機200内に導入し、プ
レフィルタ30は導入された空気から大きなダストを除
去する。これと並行して高電圧電源29は、ツェナーダ
イオード28を介して放電電極22−対向電極23間に
高電圧(例えば、8kV)を印加する。この結果、放電
電極22−対向電極23間には、高電圧電源29の電圧
とツェナーダイオード28により生成される定電圧との
差電圧、より具体的には、上述の例の場合、5kV(=
8−3kV)の電圧が印加され、アイオナイザ24はコ
ロナ放電を行い、アイオナイザ24内を通過するダスト
を正の電荷により帯電させる。
【0048】この時、コレクタ27の高電位側電極25
−低電位側電極26間には、ツェナーダイオード28に
より生成された定電圧(上述の例の場合、3kV)及び
高電位側電極25(接続線25F)と対向電極23との
距離tとで決まる電圧が印加される。具体的には、2〜
2.5kVの一定電圧が印加されることとなる。
【0049】この結果、コレクタ27は、アイオナイザ
24により正の電荷が帯電したダストをクーロン引力に
より吸着し、捕集する。
【0050】以上の説明のように本第2実施例によれ
ば、ツェナーダイオード28及びフロート電極25Fと
対向電極23との距離tによりコレクタ27に印加する
電圧を安定に生成するように、アイオナイザ24と接続
線25F(ひいては高電位側電極25)とを、近接して
配置することができ、空気清浄機の小型化を図ることが
でき、ツェナーダイオード28を介してコレクタ27に
印加する電圧は安定化されるので、安定したダストの吸
着、捕集を行うことができる。
【0051】なお、図4ではツェナーダイオード28を
1個しか図示していないが、同一の電圧を生成するよう
に複数のツェナーダイオードを直列に接続するように構
成することも可能である。例えば、上述の3kVを生成
する場合に、500V生成可能なツェナーダイオードを
6個直列に接続すればよい。
【0052】以上の各実施例においては、給気用ファン
を空気流路の上流側に設けていたが、下流側に設けるよ
うに構成することも可能である。
【0053】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、コレクタ
の高電位側電極と低電位側電極との間にはツェナーダイ
オードにより生成される一定電圧が印加され、アイオナ
イザにより帯電された塵埃を吸着し、捕集するので、フ
ロート電極を設ける必要がなく空気清浄機の小型化を図
ることができるとともに、コレクタに安定に電圧を印加
することができ、安定した動作を行わせることができ
る。
【0054】請求項2記載の発明によれば、フロート電
極には、距離tに基づくアイオナイザからのイオン電流
により一定のバイアス電圧が生じ、コレクタの高電位側
電極と低電位側電極との間にはこのバイアス電圧印加さ
れ、アイオナイザにより帯電された塵埃を吸着し、捕集
すべく、コレクタの高電位側電極を対向電極に距離tを
介して近接して配置しているので、空気清浄機の小型化
を図ることができるとともに、コレクタに安定に電圧を
印加することができ、安定した動作を行わせることがで
きる。
【0055】請求項3の発明によれば、コレクタの低電
位電極の位置を高電位電極よりもずらせて設けたので異
常放電に対しよりも安定した動作を行わせることが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の空気清浄機の概要構成断面図であ
る。
【図2】第1実施例の高電位側電極及び低電位側電極の
断面図である。
【図3】第1実施例の高電位側電極及び低電位側電極の
設置距離の説明図である。
【図4】第2実施例の空気清浄機の概要構成断面図であ
る。
【図5】第2実施例の高電位側電極の説明図である。
【図6】第2実施例の他の高電位側電極の説明図であ
る。
【図7】第2実施例の低電位側電極の説明図である。
【図8】第2実施例の高電位側電極及び低電位側電極の
設置状態の説明図である。
【図9】従来の空気清浄機の概要構成断面図である。
【符号の説明】
100、200 空気清浄機 1、21 給気用ファン 2、22 放電電極 3、23 対向電極 4、24 アイオナイザ 5、25 高電位側電極 5A、6A、25A、25’A、25”A、26A 突
起部 5B、6B、25B、25’B、25”B、26B 絶
縁体膜 5C、6C、25C、25’C、25”C、26C 薄
膜電極 6、26 低電位側電極 7、27 コレクタ 8、28 ツェナーダイオード 9、29 高圧電源 10、30 プレフィルタ 25C1 、25C2 、25’C1 、25’C2 、25”
C1 、25”C2 導電性塗料あるいは導電性材料 25F 接続線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電電極及び対向電極を有してコロナ放
    電により塵埃を正または負のいずれかの電荷により帯電
    させるアイオナイザと、 前記アイオナイザの下流側に設けられ、高電位側電極お
    よびこの高電位側電極に対抗して配置された低電位側電
    極を有し、前記高電位側電極と前記対向電極とは電気的
    に接続されており、前記アイオナイザにより帯電された
    塵埃を吸着し捕集するコレクタと、 一端が前記対向電極および前記高電位側電極に接続さ
    れ、かつ、他端が接地された一又は複数のツェナーダイ
    オードと、 高電圧側端子が前記放電電極に接続され、かつ、低電圧
    側端子が接地された高電圧印加手段と、 を備えたことを特徴とする空気清浄機。
  2. 【請求項2】 放電電極及び対向電極を有してコロナ放
    電により塵埃を正または負のいずれかの電荷により帯電
    させるアイオナイザと、 前記対向の下流側に設けられ、高電位側電極およびこの
    高電位側電極に対抗して配置された低電位側電極を有
    し、前記アイオナイザにより帯電された塵埃を吸着し捕
    集するコレクタと、 一端が前記対向電極に接続され、他端が接地された一又
    は複数のツェナーダイオードと、 高電圧側端子が前記放電電極に接続され、低電圧側端子
    が接地された高電圧印加手段と、を備え、 前記コレクタの高電位側電極を前記対向電極に距離tで
    近接配置したことを特徴とする空気清浄機。
  3. 【請求項3】 アイオナイザーの対向電極に対して、コ
    レクタの低電位側電極を高電位側電極よりも遠ざけて配
    置したことを特徴とする請求項2に記載の空気清浄機。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004000976A (ja) * 2000-02-25 2004-01-08 Matsushita Ecology Systems Co Ltd 集塵装置
CN109692759A (zh) * 2017-10-20 2019-04-30 山东雪圣环境工程有限公司 空气净化设备
DE102023206793A1 (de) * 2023-07-18 2025-01-23 Mahle International Gmbh Reinigungseinrichtung zur Reinigung von Luft

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