JP2536134B2 - 静電式空気清浄装置 - Google Patents

静電式空気清浄装置

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JP2536134B2 JP1045890A JP4589089A JP2536134B2 JP 2536134 B2 JP2536134 B2 JP 2536134B2 JP 1045890 A JP1045890 A JP 1045890A JP 4589089 A JP4589089 A JP 4589089A JP 2536134 B2 JP2536134 B2 JP 2536134B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、塵をイオン化して集塵する静電式空気清浄
装置に関する。
[従来の技術] イオン化電極(陰極)と集塵電極と直流電源とから成
る静電式空気清浄装置は公知である。この種の空気清浄
装置では、イオン化電極と集塵電極との間に高電圧を印
加して放電を生じさせ、塵を負に帯電させる。帯電した
塵(イオン化塵)は集塵電極の前面に配置された集塵紙
に吸着される。
[発明が解決しようとする課題] ところで、従来の静電式空気清浄装置の直流電源は定
電圧回路に構成されている。従って、イオン化電極の汚
れや、湿度の変化に伴って、イオン化電極と集塵電極と
の間の放電抵抗(負荷抵抗)が変化すると、放電電流が
大幅に変化する。例えば、イオン化電極の汚れや湿度の
低下で放電抵抗が増大すると、放電電流が減少し、集塵
能力が低下する。他方、集塵量が多くなって電極間距離
が見かけ上短くなった時又は湿度が増加した場合には、
放電抵抗が減少して放電電流が増大し、オゾンの異常発
生、イオン風が強くなりすぎることによる集塵力の低
下、騒音の増大、電源の発熱等の問題が生じる。
そこで、本発明の目的は、長時間にわたって安定的な
集塵が可能な静電式空気清浄装置を提供することにあ
る。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するための本発明は、イオン化電極
と、集塵電極と、前記イオン化電極と前記集塵電極との
間に直流電圧を印加するための直流電源回路とを備えた
静電式空気清浄装置において、前記直流電源回路が、前
記イオン化電極と前記集塵電極との間の放電電流及び電
圧を制御するための制御素子と、前記イオン化電極と前
記集塵電極との間の放電電流又はこれに対応する電流を
検出する電流検出回路と、前記イオン化電極と前記集塵
電極との間の直流電圧又はこれに対応する電圧を検出す
るための電圧検出手段と、前記電流検出回路と前記制御
素子とに接続されており且つ前記イオン化電極と前記集
塵電極との間の抵抗値がこの空気清浄装置を初めて使用
する際の初期値(Rs)よりも低い値の時及び高い値の時
に前記電流検出回路で検出される電流値を一定値とする
ように前記制御素子を制御する定電流制御回路と、前記
電圧検出手段と前記制御素子とに接続されており且つ前
記イオン化電極と前記集塵電極との間に供給する出力電
圧が許容出力電圧値よりも増大した時に前記定電流制御
回路による制御に代って前記出力電圧を定電圧とするよ
うに前記制御素子を制御する電圧制御回路とを備えてい
ることを特徴とする静電式空気清浄装置に係わるもので
ある。
[発明の作用及び効果] 本発明においては、イオン化電極と集塵電極との間の
抵抗値が初期値Rsよりも低い値の時及び高い値の時に定
電流制御が行なわれ、出力電圧が許容出力電圧値よりも
増大した時に定電圧制御が行われる。従って、イオン化
電極と集塵電極との間に抵抗増加によって出力電圧が許
容出力電圧値よりも増大するまでは、定電流制御によっ
て集塵性能の変動、オゾンの異常発生、必要以上の強さ
のイオン風の発生を防ぐことができる。また、出力電圧
が許容出力電圧値よりも増大した時には、出力電圧が定
電圧制御されるので、集塵作用を維持しつつ過電圧状態
の発生を防ぐことができる。
[実施例] 次に、第1図〜第5図を参照して本発明の実施例に係
わる静電式空気清浄装置を説明する。
イオン化電極1と集塵電極2との間に電圧を印加する
ための電源回路は、第1図に示すようにリンギング・チ
ョーク・コンバータから成り、交流電源端子3に接続さ
れた整流回路4と、この整流回路4の一対の出力ライン
5、6間に接続されたトランス7の1次巻線8と制御素
子としてのスイッチングトランジスタ(以下主トランジ
スタと言う)9と電流検出抵抗10の直列回路を有する。
トランス7の2次巻線11には一対の多倍圧整流回路12を
介してイオン化電極1及び集塵電極2が接続されてい
る。多倍圧整流回路12は、コンデンサC1〜C9とダイオー
ドD1〜D8と抵抗R1〜R4とを含み、一方の出力ライン13に
+7kVを送出し、他方の出力ライン14に−7kVを送出す
る。
トランス7の3次巻線15は主トランジスタ9を正帰還
駆動するために、一方の端子が抵抗16とコンデンサ17と
を介して主トランジスタ9のベースに接続され、他方の
端子が電流検出用抵抗10を介して主トランジスタ9のエ
ミッタに接続されている。起動抵抗18は電源ライン5と
主トランジスタ9のベースとの間に接続されている。
電流制御回路19は、主トランジスタ9のベースと3次
巻線15の下端との間に接続された制御トランジスタ20
と、このトランジスタ20のベースと電流検出抵抗10の上
端との間に接続された抵抗21とから成る。
電圧制御回路22は、電圧検出手段として機能する3次
巻線15にダイオード23を介して並列に接続されたコンデ
ンサ24と、このコンデンサの一端と主トランジスタ9の
ベースとの間に接続された定電圧ダイオード25と、コン
デンサ24に並列に接続された放電用抵抗26とから成る。
なお、この実施例の電流制御回路19は、主トランジス
タ9のエミッタ電流値(振幅値)が一定になるように主
トランジスタ9のベース電流を制御する定電流制御回路
であり、電圧制御回路22は、主トランジスタ9のオフ期
間に3次巻線15に得られる検出電圧が一定レベル以上に
なることを制限するための過電圧保護回路である。
イオン化電極1と集塵電極2とを含む集塵装置本体部
27は、第2図〜第4図に示すように構成されている。即
ち、コロナ放電が生じ易いように線状とされたイオン化
電極(陰極)1と、板状の集塵電極2は、それぞれ左右
対称に2個設けられている。イオン化電極1は一対の支
持部28、29の間に張り渡され、集塵電極2は絶縁物から
成る集塵紙収容体30の表面31上に貼り付けられている。
なお、収容体30の表面31は傾斜面になっている。
集塵紙収容体30はペーパータオルと呼ばれているもの
と実質的に同一の電気絶縁性を有する紙から成る帯状集
塵紙32のロール状部分32aを収容するための空間33を有
する。集塵紙32のロール状部分32aは巻枠32bに巻き回さ
れ、この巻枠32bには収容体30に植設されたピン34が挿
入されている。集塵紙32は収容体30に設けられた引き出
し部35から引き出され、集塵電極2が設けられた表面31
の一端側から他端側に延びるように配置され、端部がコ
字状ホルダ36で収容体30に固定されている。なお、集塵
紙32の長手方向に直行する方向に延びるミシン目(図示
せず)が一回の使用量に対応させて設けられている。
イオン化電極1には例えば−7kVが印加され、集塵電
極2には例えば+7kVが印加される。これにより、集塵
電極2からイオン化電極1に向かう電気力線が生じる。
また、イオン化電極1から集塵電極2に向ってイオン風
が生じる。イオン化電極1は線状であるので高電圧によ
って比較的容易に放電を開始し、放電によって生じたガ
スイオンや電子に塵が接すると、塵が負に帯電する。負
に帯電した塵(イオン化した塵)はイオン化電極1より
も電位の高い集塵電極2に向って移動する。集塵電極2
は集塵紙32で覆われているので、塵は集塵電極2に直接
に吸着されずに、集塵紙32に吸着される。
高湿度のため又は集塵量の増加による電極間距離の減
少のために、電極1、2間の抵抗が低くなると、負荷電
極が増大しようとする。即ち、第5図に示すように負荷
抵抗Rが初期値Rsからこれよりも低い値Raまで減少する
と、破線で示す特性線Bに沿って電流が増大しようとす
る。この電流の増加が電流検出抵抗10で検出され、この
両端の電圧(電流検出信号)が高くなると、制御トラン
ジスタ20のベース電流が増大し、制御トランジスタ20の
コレクタ・エミッタ間の抵抗値が減少し、3次巻線15か
ら主トランジスタ9のベースに供給されている電流の制
御トランジスタ20へのバイパス量が増大し、主トランジ
スタ9のコレクタ電流の最大振幅値が低下する。これに
より、電極1、2間の放電電流の増大が抑制され、第5
図の定電流特性線Aに従う制御が達成される。なお、電
極1、2間の抵抗が初期値Rsよりも高いRbになった時に
は上記のRaの時と逆の動作になる。
電極1、2間の抵抗が高くなるに従って、主トランジ
スタ9のオン幅が大きくなり、出力電圧値が高くなる。
しかし、許容出力電圧よりも増大しようとすれば、電圧
制御回路22が作動して定電流駆動から定電圧駆動に切り
換わる。即ち、このリンギング・チョーク・コンバータ
は、オン・オフ式に形成されているので、主トランジス
タ9のオフ期間に整流回路12のダイオードがオンにな
り、トランス7のエネルギの放出が行われる。この結
果、主トランジスタ9のオフ期間に3次巻線15に負荷電
圧(出力電圧)に対応した電圧がオン期間と逆向きの極
性で得られる。3次巻線15に得られた電圧はコンデンサ
24に充電される。主トランジスタ9のオン期間において
は、コンデンサ24に充電されている負荷電圧(検出電
圧)と3次巻線15の電圧との和と定電圧ダイオード25の
電圧とが比較され、和の電圧と定電圧ダイオードの電圧
との差に対応したバイパス電流が定電圧ダイオード25を
通って流れ、主トランジスタ9のベース電流が制御さ
れ、出力電圧の上昇が制限される。
集塵紙32に対する塵の付着量が多くなった時には、ホ
ルダ31による集塵紙32の係止を解き、集塵紙32の新しい
部分をロール状部分32aを回転させながら引き出し、使
用済の部分を切り棄て、新しい部分を収容体30の表面31
上に覆せ、ホルダ36で係止する。
本実施例の静電式集塵装置は次の効果を有する。
(1) 集塵性能、オゾン発生量、イオン風の強さを一
定に制御することができる。
(2) 過大放電電流による発熱を防ぐことができる。
(3) 出力電圧が所定範囲よりも増大することを防ぐ
ことができる。
(4) 集塵紙の種類の変化によって電極1、2間の抵
抗値の変化が生じても、一定の放電電流を流すことがで
きるので、集塵紙の変化による集塵性能の変化が少な
い。
(5) 集塵紙32としてロール紙を使用するので、集塵
場所に対する配置を極めて容易に達成することができ
る。
(6) 使用される集塵紙32は収容体30に内蔵されてい
るので、別の場所で保管することが不要になり、紛失及
び損傷の恐れがなくなる。
(7) 集塵紙32は粘着剤で貼り付けられていないの
で、集塵紙32の使用済部分を切り棄てる時に剥離作業が
不要になる。従って、集塵紙32に吸着されている塵が飛
び散らない。
(8) 集塵紙32は一定の間隔でミシン目を有するの
で、使用済部分の切り棄てを容易に達成することができ
る。
[変形例] 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例え
ば次の変形が可能なものである。
(1) 主トランジスタ9をFETにすることができる。
(2) スイッチングレギュレータをオン・オフ式に形
成すること、電流制御回路19及び電圧制御回路22を別の
回路構成にすること、他励式のPWM式スイッチングレギ
ュレータに構成することが可能である。又、インバータ
と整流回路との組み合せで直流電源回路を構成してもよ
い。
(3) 第1図では電圧検出手段として3次巻線15を併
用しているが、トランス7の1次側又は2次側は負荷端
子に電圧検出抵抗を接続してもよい。
(4) 第7図に示すように収容体30を円筒型に形成
し、この囲りに集塵紙32を巻き回すようにしてもよい。
この場合には、イオン化電極1を多数の針状電極に形成
し、円筒型収納体30の囲りに配置する。なお、第7図に
おいて第2図と実質的に同一の部分には同一の符号が付
けられている。
(5) 集塵紙32を供給側の巻枠から巻取側の巻枠に巻
き取るように構成し、使用済部分を巻取側巻枠に移すよ
うにしてもよい。
(6) 実施例では集塵紙32に植物繊維から成る一般の
紙が使用されているが、この代りに合成繊維から成る
紙、又は塵を付着させることができる種々のシート状物
体を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係わる静電式集塵装置を示す
回路図、 第2図は静電式空気清浄装置を第3図のII−II線に対応
する部分で示す断面図、 第3図は第2図の空気清浄装置の正面図、 第4図は第2図の空気清浄装置の一部を示す断面図、 第5図は第1図の回路における負荷抵抗と放電電流との
関係を示す特性図、 第6図は変形式の静電式空気清浄装置を示す斜視図であ
る。 1……イオン化電極、2……集塵電極、7……トラン
ス、9……主トランジスタ、10……電流検出抵抗、12…
…多倍圧整流回路、15……3次巻線、19……電流制御回
路、22……電流制御回路。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イオン化電極と、集塵電極と、前記イオン
    化電極と前記集塵電極との間に直流電圧を印加するため
    の直流電源回路とを備えた静電式空気清浄装置におい
    て、前記直流電源回路が、 前記イオン化電極と前記集塵電極との間の放電電流及び
    電圧を制御するための制御素子と、 前記イオン化電極と前記集塵電極との間の放電電流又は
    これに対応する電流を検出する電流検出回路と、 前記イオン化電極と前記集塵電極との間の直流電圧又は
    これに対応する電圧を検出するための電圧検出手段と、 前記電流検出回路と前記制御素子とに接続されており且
    つ前記イオン化電極と前記集塵電極との間の抵抗値がこ
    の空気清浄装置を初めて使用する際の初期値(Rs)より
    も低い値の時及び高い値の時に前記電流検出回路で検出
    される電流値を一定値とするように前記制御素子を制御
    する定電流制御回路と、 前記電圧検出手段と前記制御素子とに接続されており且
    つ前記イオン化電極と前記集塵電極との間に供給する出
    力電圧が許容出力電圧値よりも増大した時に前記定電流
    制御回路による制御に代って前記出力電圧を定電圧とす
    るように前記制御素子を制御する電圧制御回路と を備えていることを特徴とする静電式空気清浄装置。
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