JPH09173897A - 粒子捕集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低電圧における使用下における、微粒子の捕集
効率の向上をはかる。 【解決手段】一端にファン２が設置された配管１には、
着脱可能なフィルタカセット３が介挿されている。フィ
ルタカセット３内には、気流に対して直角になるよう
に、帯電用極細金属線フィルタ４とプラスチックメッシ
ュ５と捕集用極細金属線フィルタ６とが複数枚設置され
ている。帯電用フィルタ４と捕集用フィルタ６とが交互
に配置され、１２Ｖ程度の直流電圧を発生する直流電源
７の正極と負極に電気的にそれぞれ接続されている。プ
ラスチックメッシュ５は、帯電用フィルタ４と捕集用フ
ィルタ６との間に設置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中の塵などの
微粒子を集める粒子捕集装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、塵を捕集する装置として、図７に
示すようなコロナ放電を用いて空気中の塵を捕集するも
のがあった。この装置は、ファンなどによっておこされ
た気流の上流側に、高圧電源８に接続された負極棒９と
正放電極１０とを配置したコロナ放電部と、下流側に直
流電源１１に接続された正電極１２と集塵極板１３とを
複数枚平行に配置した粒子捕集部とからなっている。

【０００３】この粒子捕集装置は、負極棒９と正放電極
１０に数ｋＶの電圧を印加して、コロナ放電をおこして
塵を帯電させて、集塵極板１３で塵を集めるものであ
る。また、放電を利用しない例として、「特開平６−１
４２５４９号公報」に示されているような、上流側に粒
子帯電用メッシュ部材、下流側に吸着用メッシュ部材を
配置し、これらに１２から１２５０Ｖの直流電圧を印加
し、粒子帯電用メッシュ部材で微粒子を帯電させ、吸着
用メッシュ部材にて帯電した微粒子をクーロン力によっ
て捕集するものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、コロナ放電を
利用した従来の捕集装置では、微粒子に直接放電を行う
ため、火災の発生の恐れや微粒子の焦げた臭いや放電に
よるバチバチといった放電音が発生するという問題があ
った。また、放電作用によりオゾンが発生し、オゾン臭
がするという問題があった。また、コロナ放電を起こす
には数ｋＶの高電圧が必要とするので装置が大型化する
といった問題があった。

【０００５】しかしまた、上記「特開平６−１４２５４
９号公報」の構成において低電圧で使用した場合には、
帯電されない微粒子が多数存在するために、捕集効率が
悪いという問題があった。本発明の目的は、放電を伴う
ことなく、低電圧で粒子を捕集することができ、かつ効
率の向上をはかり得る粒子捕集装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の粒子捕集装置
は、微粒子を含む空気流中に極細金属線よりなるメッシ
ュフィルタを複数枚設置し、前記メッシュフィルタに直
流低電圧を交互に正極、負極となるように印加すると共
に、前記メッシュフィルタ間にプラスチックメッシュを
設置する。

【０００７】本発明の粒子捕集装置においては、気流中
の微粒子が、上流部に設置された電圧の印加されたメッ
シュフィルタによって帯電させられ、下流部の上流部と
異符号の電圧を印加されたメッシュフィルタにクーロン
力によって捕集される。そして、上流部の金属メッシュ
で帯電されなかった微粒子は、外部電界によって分極さ
れたプラスチックとの間に働く誘電分極力によって捕集
される。また、メッシュフィルタ、プラスチックメッシ
ュに衝突した微粒子は吸着力により捕集されるが、プラ
スチックは吸着力が大きいので微粒子を捕集し易い。

【０００８】また、メッシュフィルタを極細金属線とし
たことにより、圧力損失の上昇を抑制することができ
る。またメッシュフィルタの表面積が増大し、粒子が接
触する確率が上昇するので、粒子が捕集され易くなる。
また、太い金属線に比べ、均一な電界を形成するので、
プラスチックメッシュの分極が均一になる。また、メッ
シュフィルタ間のプラスチックメッシュによって、メッ
シュフィルタの接触、捕集した微粒子のブリッヂによる
ショートを防ぐ。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態に係わ
る粒子捕集装置の構成を示す模式図である。１は絶縁体
からなる配管で、送風用ファン２によって作られる気流
によって、配管１内を微粒子ｄを含んだ空気が流れる。
配管１には、着脱可能なフィルタカセット３が介挿され
ている。フィルタカセット３内には、気流に対して直角
になるように、帯電用極細金属線フィルタ４とプラスチ
ックメッシュ５と捕集用極細金属線フィルタ６とが複数
枚設置されている。帯電用フィルタ４と捕集用フィルタ
６とが交互に配置され、１２Ｖ程度の直流電圧を発生す
る直流電源７の正極と負極に電気的にそれぞれ接続され
ている。プラスチックメッシュ５は、帯電用フィルタ４
と捕集用フィルタ６との間に設置されている。

【００１０】帯電用フィルタ４及び捕集用フィルタ６
は、線径０．０１〜０．１ｍｍの極細金属線を５０〜２
００メッシュに編んだものを使用している。またプラス
チックメッシュ５はナイロンもしくはポリエチレンなど
の極細繊維を数十メッシュの網に編んだものを使用して
いる。

【００１１】本実施形態の粒子捕集装置は、捕集用フィ
ルタ６とプラスチックメッシュ５とによって微粒子ｄが
捕集される。まず捕集用フィルタの捕集について説明す
る。送風用ファン２が回転すると、塵などの微粒子ｄを
含んだ空気が配管１を流れる。すると微粒子ｄは直流電
源の正極に接続する帯電用フィルタ４を通過する際に、
正の電荷に帯電させられる。そして、正の電荷に帯電し
た微粒子が直流電源の負極と接続する捕集用フィルタ６
部分を通過する際に、微粒子はクーロン力により捕集用
フィルタ６に捕集される。また、捕集されなかった微粒
子ｄは次の捕集用フィルタ６で捕集される。

【００１２】次に、プラスチックメッシュ５の捕集につ
いて説明する。プラスチックメッシュ５では、帯電用フ
ィルタ４で帯電されない無帯電微粒子の捕集を可能にす
る。図２は本発明の粒子捕集装置のプラスチックメッシ
ュの効果を説明する図で、図２の（ａ）は本装置の一部
を側部から見た図で、図２の（ｂ）は微粒子ｄとプラス
チックメッシュ５を上部から見たものである。プラスチ
ックメッシュ５は、電圧の印加された帯電用フィルタ４
と捕集用フィルタ６によって形成される電界によって分
極させられる。すると無帯電微粒子ｄと分極したプラス
チックメッシュ５との間に誘電分極力が働き、微粒子ｄ
はプラスチックメッシュ５に捕集される。

【００１３】また、微粒子ｄは金属フィルタ４，６ある
いはプラスチックメッシュ５に衝突した場合、吸着力に
よりそれらに付着し捕集される。上記の粒子捕集システ
ムを使用した実験結果について説明する。本実施形態に
よる装置の捕集率ηは、フィルタカセット３前後の微粒
子ｄの数をパーティクルカウンタにより測定し、 η＝（フィルタ後の粒子数）／（フィルタ前の粒子数）
×１００［％］ とした。

【００１４】次に、本実施形態の粒子捕集装置の捕集率
と圧力損失を示す。ここでは、帯電用フィルタ１枚と捕
集用フィルタ１枚とを１組とする。図３は、フィルタの
枚数による捕集率を測定した結果である。金属線フィル
タ４，６は線径０．０５ｍｍのステンレスを１５０メッ
シュに編まれたものを使用し、プラスチックメッシュ５
はナイロンもしくはポリエチレンを１０メッシュに編ま
れたものの２種類を使用した。図３において、Ａはプラ
スチックメッシュ５を挿入しないもので、Ｂはポリエチ
レン、Ｃはナイロンからなるプラスチックメッシュ５を
用いた場合である。なお、以下の図面においても同符号
を使用する。

【００１５】図３によると、プラスチックメッシュ５を
金属メッシュ４，６間に入れると、入れない場合比べて
捕集率が向上することがわかる。特に金属メッシュが１
組の場合では、プラスチックメッシュを入れると捕集率
は２倍以上向上している。このことは、金属フィルタ
４，６の組数が１組の場合は帯電用フィルタ４は１枚し
かないので帯電されない微粒子ｄが増加しているが、プ
ラスチックメッシュ５を設置したことにより、帯電して
いない粒子ｄがプラスチックメッシュ５によって捕集さ
れていることを顕著に示している。

【００１６】図４は上記の実験時の圧力損失を示したも
のである。圧力損失は金属線フィルタ４，６の組数にほ
ぼ比例し、プラスチックメッシュ５を設置した場合増加
するが、いずれの値も実際の使用上問題のない程度であ
る。

【００１７】図５はφ０．０５ｍｍの金属線を１００、
１５０、２００メッシュで成形した金属線フィルタ４，
６を２組設置した場合の粒子捕集装置の捕集率を示す。
図中の符号は図３のものと同じであり、その説明を省略
する。図５に示すように、フィルタ４，６のメッシュが
細かくなるほど捕集率は向上するが、図６に示したよう
に、圧力損失も同時に増加する傾向にある。しかし、実
際の使用上問題の無い程度である。

【００１８】本装置を長時間使用すると、フィルタ４，
６及びプラスチックメッシュ５に捕集した微粒子によっ
て目詰まりして捕集率が悪化するが、実験に使用したフ
ィルタカセット３を洗剤を含む水で洗浄し、乾燥後再び
実験に使用しても顕著な性能の低下はみられず、繰り返
し使用可能であった。

【００１９】

【発明の効果】本発明の粒子捕集装置は、低い電圧の印
加された極細金属線からなるメッシュフィルタ間にプラ
スチックメッシュを配置することによって、放電を伴わ
ず、帯電されていない粒子をプラスチックメッシュによ
って捕集することができるので捕集効率の向上をはかり
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる粒子捕集装置の構
成を示す模式図。

【図２】本発明の粒子捕集装置のプラスチックメッシュ
の効果を説明する図。

【図３】フィルタの枚数を変えたときの捕集率のグラフ
を示す図。

【図４】フィルタの枚数を変えたときの圧力損失のグラ
フを示す図。

【図５】メッシュ数の異なるフィルタを使用したときの
捕集率のグラフを示す図。

【図６】メッシュ数の異なるフィルタを使用したときの
圧力損失のグラフを示す図。

【図７】従来の電気集塵装置の構成を示す模式図。

【符号の説明】

１ 配管 ２ 送風用ファン ３ フィルタカセット ４ 帯電用極細金属線フィルタ（メッシュフィルタ） ５ プラスチックメッシュ ６ 捕集用極細金属線フィルタ（メッシュフィルタ） ７ 直流電源 ８ 高圧電源 ９ 負極棒 １０ 正放電極 １１ 直流電源 １２ 正極板 １３ 集塵極板 ｄ 塵

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気中に浮遊する微粒子を捕集して除去す
   る粒子捕集装置において、微粒子を含む空気流中に極細
   金属線よりなるメッシュフィルタを複数枚設置し、前記
   メッシュフィルタに直流低電圧を交互に正極、負極とな
   るように印加すると共に、前記メッシュフィルタ間にプ
   ラスチックメッシュを設置することを特徴とする粒子捕
   集装置。
2. 【請求項２】前記メッシュフィルタの極細金属線の線径
   が０．０１〜０．１ｍｍ、メッシュ数が５０〜２００で
   あることを特徴とする請求項１に記載の粒子捕集装置。