JP3020872U - Electrostatic air purifier - Google Patents
Electrostatic air purifierInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高圧電源なしにエレクトレット・フィルターの
経時的劣化を防ぐ静電式空気清浄装置を提供する。
【解決手段】無帯電濾材シート１で覆った対向電極３か
ら空隙10をおいて放電電極５を設けてその空隙10を空気
流路とする。浮遊微粒子９が含まれる空気を空気流路に
通し、放電電極５に例えば負電圧を加えコロナ放電を発
生させ、空気流路に陰イオン７を発生させる。発生した
陰イオン７を対向電極３に吸引してイオンシャワーを形
成し、浮遊微粒子９をイオンシャワーによって荷電す
る。荷電した浮遊微粒子９の一部を対向電極３へ吸引し
つつ無帯電濾材シート１で捕集する。一対の格子網状電
極12、12'で挟持した永久帯電エレクトレット繊維製エ
レクトレット・フィルター11を空気流路の下流側に設
け、空気流路の下流側の格子網状電極12'を接地し、残
余の荷電浮遊微粒子を捕集する。
[PROBLEMS] To provide an electrostatic air purifying device which prevents deterioration of an electret filter over time without a high-voltage power supply. SOLUTION: A discharge electrode 5 is provided from a counter electrode 3 covered with an uncharged filter medium sheet 1 with a space 10 therebetween, and the space 10 serves as an air flow path. Air containing suspended fine particles 9 is passed through an air flow path, a negative voltage is applied to the discharge electrode 5 to generate corona discharge, and anions 7 are generated in the air flow path. The generated negative ions 7 are attracted to the counter electrode 3 to form an ion shower, and the floating fine particles 9 are charged by the ion shower. Part of the charged suspended fine particles 9 is sucked to the counter electrode 3 and collected by the uncharged filter medium sheet 1. A permanent charging electret fiber electret filter 11 sandwiched between a pair of grid reticulated electrodes 12 and 12 'is provided on the downstream side of the air flow path, and the grid reticulated electrode 12' on the downstream side of the air flow path is grounded, and the remaining charge. Collect airborne particles.
Description
【０００１】[0001]
本考案は静電式空気清浄装置に関し、とくに空気中の浮遊微粒子に電子を与え て荷電微粒子とした後これを捕集する静電式空気清浄装置に関する。 The present invention relates to an electrostatic air purifying device, and more particularly to an electrostatic air purifying device that collects the charged fine particles by giving electrons to suspended fine particles in the air.
【０００２】[0002]
高清浄度のクリーンルームを必要とする半導体産業からレーザ・光学機器・精 密機械・電子機器・電子計測器・宇宙工学・新素材産業等に至る広範囲の各種産 業に於て、清浄度の差はあっても清浄な環境がＩＣＲ（Industrial Clean Room ）として求められている。また、製薬・医工学・病院・食品工業・醸造・バイオ テクノロジー等の分野でもＢＣＲ（Biological Clean Room）として、対象とな る作業に応じた清浄度のクリーンルームが求められている。清浄度の基準として は、JIS B 9920がクラス１（粒径0.1μm以上の粒子が空気中に101個/m3）からク ラス８（108個/m3）までを定めている。これらの求めに対し、簡便にしかも経済 的にそれぞれの使用目的に即したクリーンルームを各種フィルターによって提供 する技術が開発されている。クリーンルームにおける従来の空気流方式には、垂 直整流形、水平整流形、乱流形、ベクター気流形、ライン気流形などがあるが、 いずれもHEPA（High Efficiency Particulate Air）フィルター又はULPA（Ultra Low Penetration Air）フィルターを使用している。Differences in cleanliness in a wide range of industries from the semiconductor industry that requires a clean room with high cleanliness to lasers, optical equipment, precision machinery, electronic equipment, electronic measuring instruments, space engineering, new material industries, etc. A clean environment is required as an ICR (Industrial Clean Room). In addition, in the fields of pharmaceuticals, medical engineering, hospitals, food industry, brewing, biotechnology, etc., a clean room with cleanliness according to the target work is required as a BCR (Biological Clean Room). As the standard of cleanliness, JIS B 9920 defines Class 1 (10 1 particles / m 3 in the air having a particle size of 0.1 μm or more) to Class 8 (10 8 particles / m 3 ). In response to these demands, technologies have been developed to provide a clean room simply and economically according to each purpose of use by using various filters. Conventional air flow methods in clean rooms include vertical rectification type, horizontal rectification type, turbulent flow type, vector air flow type, line air flow type, etc., but all of them are HEPA (High Efficiency Particulate Air) filters or ULPA (Ultra Low Penetration Air) filter is used.
【０００３】[0003]
最近は技術の高度化に伴い空気の清浄度に対する要求も厳しくなっている。例 えば最近の４MBit以上のダイナミックRAM等の半導体チップや液晶の製造工程に おいては、１m3の室内空気中に粒径0.1μmの浮遊微粒子が数個存在しても問題と なる。このように特別に高い清浄度を、従来は超高性能のHEPAフィルター又はUL PAフィルターを用いて空気中の超微粒子を捕集することによって達成している。 しかし、これらのフィルターを用いた空気清浄設備には、コスト高、フィルター 自体からの発塵、フィルターにあるピンホールの問題、フィルターの超微粒子に 対する捕集率の向上等の課題がある。Recently, the demand for air cleanliness has become strict with the advancement of technology. For example, in the process of manufacturing a semiconductor chip such as a dynamic RAM of 4 MBit or more and a liquid crystal recently, even if there are several suspended particles having a particle size of 0.1 μm in 1 m 3 of room air, it becomes a problem. In this way, a particularly high cleanliness has been achieved by collecting ultrafine particles in the air using an ultra-high performance HEPA filter or UL PA filter. However, air purification equipment using these filters has problems such as high cost, dust generation from the filter itself, problems of pinholes in the filter, and improvement of the collection rate of ultrafine particles in the filter.
【０００４】 フィルターにおける浮遊微粒子の除去には、慣性、さえぎり（Interception） 、拡散、重力、静電気力の諸機構が働くと考えられるが、このうち静電気力によ り超微粒子の捕集率を改善する方法が提案されている。すなわち浮遊微粒子に一 極性の電荷を与えて荷電するイオナイザー部と、この荷電微粒子を永久帯電エレ クトレット繊維製エレクトレット・フィルターで捕集するコレクター部を設け、 荷電微粒子とエレクトレット・フィルターとの間の静電気力により微粒子捕集率 を改善するものである。しかしこの従来方法は、荷電粒子がエレクトロレット・ フィルターに付着するとその静電的吸引力が低下し、粒子捕集能力が経時的に劣 化する問題点がある。従来方法ではこの劣化を防ぐため、イオナイザー部の高圧 電源の他に、コレクター部にも高圧電源を設けてエレクトレット・フィルターの 捕集能力を維持する等の対策を必要とした。It is considered that various mechanisms such as inertia, interception (interception), diffusion, gravity, and electrostatic force act to remove airborne particles in a filter. Among them, electrostatic force improves the collection rate of ultrafine particles. The method of doing is proposed. In other words, the ionizer part that gives a monopolar electric charge to the suspended particles and charges it, and the collector part that collects the charged particles by the electret filter made of permanently charged electret fiber are provided, and the static electricity between the charged particles and the electret filter is provided. The force improves the particulate collection rate. However, this conventional method has a problem that when electrostatically charged particles adhere to the electrolet filter, the electrostatic attraction of the particles is reduced, and the particle collecting capability deteriorates over time. In the conventional method, in order to prevent this deterioration, it was necessary to install a high-voltage power supply in the collector as well as a high-voltage power supply in the ionizer to maintain the collection performance of the electret filter.
【０００５】 そこで本考案の目的は、コレクター部の高圧電源なしにエレクトレット・フィ ルターの経時的劣化を防ぐ静電式空気清浄装置の提供にある。Therefore, an object of the present invention is to provide an electrostatic air purifying device which prevents deterioration of an electret filter over time without a high-voltage power supply in a collector section.
【０００６】[0006]
図１を参照するに本考案の静電式空気清浄装置は、無帯電濾材シート１で覆っ た対向電極３から空隙10を隔てて設けた放電電極５、空隙10を通る空気流路、そ の空気流路の空隙10より下流側に設けた格子網状電極12、及び格子網状電極12に 支持されて前記空気流路と交差する永久帯電エレクトレット繊維製エレクトレッ ト・フィルター11を有する。放電電極５ヘ例えば負の放電電圧を、例えば電源８ から保護用抵抗8aを介して印加し、空隙10に陰イオン７の流れを発生させて空隙 10中の浮遊微粒子９（図４）をその陰イオン７の流れにより負に荷電し、荷電さ れた浮遊微粒子９の一部を対向電極３へ静電的に吸引しつつ無帯電濾材シート１ で捕集し、未捕集の浮遊微粒子９をエレクトレット・フィルター11で静電的に捕 集する。ただし、電源８及び保護用抵抗8aは本考案の必須要件ではない。なお上 記放電電圧は負電圧に限定されず、正電圧によって放電させ、陰イオン７の流れ の替りに陽イオンの流れを発生させ、空隙10中の浮遊微粒子９をその陽イオンの 流れにより正に荷電することも可能である。前記微粒子９は、図４の無帯電浮遊 微粒子9a、9a'、正帯電浮遊微粒子9b、9b'、及び負帯電浮遊微粒子9cを総括的に 示す。 Referring to FIG. 1, the electrostatic air cleaning apparatus of the present invention comprises a discharge electrode 5 provided with a gap 10 separated from a counter electrode 3 covered with an uncharged filter medium sheet 1, an air flow path passing through the gap 10, and It has a grid reticulated electrode 12 provided on the downstream side of the air gap 10 and an electret filter 11 made of permanently charged electret fibers which is supported by the grid reticulated electrode 12 and intersects the air flow path. A negative discharge voltage, for example, is applied to the discharge electrode 5 from, for example, a power source 8 via a protective resistor 8a to generate a flow of anions 7 in the void 10 to remove the suspended fine particles 9 (FIG. 4) in the void 10. The floating particles 9 that are negatively charged by the flow of the negative ions 7 and are charged by the uncharged filter medium sheet 1 while electrostatically attracting a part of the charged floating particles 9 to the counter electrode 3 are collected. Are electrostatically collected by the electret filter 11. However, the power source 8 and the protective resistor 8a are not essential requirements of the present invention. The discharge voltage is not limited to a negative voltage, and a positive voltage is used to generate a positive ion flow instead of the negative ion flow, and the suspended fine particles 9 in the voids 10 are positively moved by the positive ion flow. It is also possible to charge it to. The fine particles 9 collectively refer to the uncharged floating fine particles 9a and 9a ', the positively charged floating fine particles 9b and 9b', and the negatively charged floating fine particles 9c shown in FIG.
【０００７】 好ましくは、エレクトレット・フィルター11を永久帯電エレクトレット繊維製 の不織布とし、永久帯電エレクトレット繊維を一対の格子網状電極12、12'で挟 持し、格子網状電極対12、12'のうち空気流路の下流側の格子網状電極12'を接地 する。更に好ましくは、無帯電濾材シート１及び空気流路の下流側の格子網状電 極12'を接地する。接地する場合のエレクトレット・フィルター11の位置は、図 １の無帯電濾材シート１の隣接位置に限定されるものではなく、空隙10の下流に 連通する空気流路内であれば足りる。無帯電濾材シート１は例えばＨＥＰＡ濾材 シートとすることができる。放電電極５は、１本以上の針状電極、１枚以上の板 状電極、又は炭素繊維紐の炭素繊維の毛羽を用いることができる。Preferably, the electret filter 11 is a non-woven fabric made of permanently charged electret fibers, and the permanently charged electret fibers are sandwiched by a pair of grid reticulated electrodes 12, 12 ′, and the air of the grid reticulated electrode pairs 12, 12 ′ is used. The grid mesh electrode 12 'on the downstream side of the flow path is grounded. More preferably, the uncharged filter medium sheet 1 and the grid mesh electrode 12 'on the downstream side of the air flow path are grounded. The position of the electret filter 11 in the case of grounding is not limited to the position adjacent to the uncharged filter medium sheet 1 of FIG. 1, but may be any position in the air flow path communicating with the downstream of the void 10. The uncharged filter medium sheet 1 can be, for example, a HEPA filter medium sheet. As the discharge electrode 5, one or more needle electrodes, one or more plate electrodes, or carbon fiber fluff of a carbon fiber string can be used.
【０００８】[0008]
図１及び永久帯電エレクトレット繊維13の捕集作用を示す図４を参照して、本 考案の静電式空気清浄装置の動作を説明する。空気中の粗塵と呼ばれる大きな浮 遊粒子をプレフィルター及び中間フィルター（図示せず）によって除去し、除去 後の空気を図１の対向電極３と放電電極５との間の空隙10へ送入する。図１の針 状の放電電極５には負のコロナ電圧の印加によりコロナ放電が発生し、放電電極 ５の周辺に多数生じた陰イオン７が陽極性の対向電極３に吸引されて空隙10に陰 イオンシャワーを形成する。 The operation of the electrostatic air cleaning device of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 4 showing the collecting action of the permanently charged electret fibers 13. Large floating particles called coarse dust in the air are removed by a pre-filter and an intermediate filter (not shown), and the removed air is sent to the space 10 between the counter electrode 3 and the discharge electrode 5 in FIG. To do. A negative corona voltage is applied to the needle-shaped discharge electrode 5 in FIG. 1 to generate a corona discharge, and a large number of anions 7 generated around the discharge electrode 5 are attracted to the positive counter electrode 3 to form a gap 10. Form an anion shower.
【０００９】 図１における空隙10に浮遊する無帯電粒子9aの大部分は、陰イオンシャワー内 にあって移動する陰イオン７から電子を与えられて負に帯電された浮遊微粒子と なり、その一部は正電位にある対向電極３の方向にクーロン力で吸引され、対向 電極３の表面の無帯電濾材シート１に一部捕集される。図１の空隙10に浮遊する 正帯電微粒子9bの大部分も、陰イオンシャワー中の陰イオン７から電子を与えら れ一旦中和された後さらに負に帯電された浮遊微粒子となり、無帯電粒子9aの場 合と同様にクーロン力で吸引され無帯電濾材シート１に一部捕集される。即ち、 空隙10に浮遊する負帯電浮遊微粒子9cだけでなく、放電電極５のコロナ放電によ り電子を供給される無帯電浮遊微粒子9a及び正帯電浮遊微粒子9bもまた負に帯電 して対向電極３に一部吸引され、その表面に到達する直前に無帯電濾材シート１ に捕集されるので、粒子捕集率が向上する。殆どの負帯電浮遊微粒子は、空気流 と共に移動して下流のエレクトレット・フィルター11で捕集される。Most of the uncharged particles 9a floating in the void 10 in FIG. 1 become negatively charged floating particles given electrons from the moving negative ions 7 in the negative ion shower. The part is attracted by the Coulomb force in the direction of the counter electrode 3 at a positive potential, and is partially collected by the uncharged filter medium sheet 1 on the surface of the counter electrode 3. Most of the positively charged fine particles 9b floating in the voids 10 in FIG. 1 are also neutralized by being supplied with electrons from the anions 7 in the anion shower, and then become negatively charged floating fine particles. As in the case of 9a, it is sucked by the Coulomb force and partly collected on the uncharged filter medium sheet 1. That is, not only the negatively charged floating fine particles 9c floating in the voids 10 but also the uncharged floating fine particles 9a and the positively charged floating fine particles 9b to which electrons are supplied by the corona discharge of the discharge electrode 5 are negatively charged and are also charged to the counter electrode. 3 is partially sucked and is collected by the uncharged filter medium sheet 1 immediately before reaching the surface thereof, so that the particle collection rate is improved. Most of the negatively charged airborne particles move with the air flow and are collected by the electret filter 11 downstream.
【００１０】 図１の対向電極３、放電電極５、高電圧の電源８、無帯電濾材シート１、及び エレクトロレット・フィルター11は、等価的に図２に示すオートバイアス２段式 電気集塵装置として考えることができる。即ち、無帯電濾材シート１は接地され た集塵電極であり、エレクトロレット・フィルター11の永久帯電部分は大地に対 してある電圧をもった高圧電極とする。更にエレクトロレット・フィルター11は 接地されているので、エレクトロレット・フィルター11の同一極性の永久帯電部 分は同一電位にあり、いわば図２に点線で示すイオン捕集電極を形成すると考え られる。図２の黒矢印の塵埃含有ガス中の微粒子は、空隙10及びエレクトロレッ ト・フィルター11を通過する間に荷電され且つ無帯電濾材シート１及びエレクト ロレット・フィルター11に収集され、同図に白矢印で示すような清浄化ガスとな る。The counter electrode 3, the discharge electrode 5, the high-voltage power source 8, the non-charged filter medium sheet 1, and the electrolet filter 11 in FIG. 1 are equivalent to the auto-bias two-stage type electrostatic precipitator shown in FIG. Can be thought of as That is, the uncharged filter medium sheet 1 is a grounded dust collecting electrode, and the permanently charged portion of the electrolet filter 11 is a high voltage electrode having a voltage with respect to the ground. Further, since the electrolet filter 11 is grounded, it is considered that the permanent charged parts of the same polarity of the electrolet filter 11 are at the same potential, so to speak, to form the ion collecting electrode shown by the dotted line in FIG. The fine particles in the dust-containing gas indicated by the black arrow in FIG. 2 are charged while passing through the void 10 and the electroless filter 11, and are collected by the uncharged filter medium sheet 1 and the electret filter 11, and are shown in white in FIG. It becomes the cleaning gas as shown by the arrow.
【００１１】 図１及び図２の等価回路を示す図３を参照するに、放電電極５と対向電極３と はイオナイザー部の静電容量Ｃiを形成し、このＣiが電源８から充電される。静 電容量Ｃiの電荷は、無帯電濾材シート１に収集される荷電粒子によるコンダク タンスＲiを通る電流Ｉiと残存荷電粒子によるコンダクタンスを通る電流Ｉbと によって放電される。電流Ｉbの一部分は、エレクトロレット・フィルター11の 接地部分と永久帯電部分との間の静電容量Ｃcを充電し、電流Ｉbの残余部分は主 としてエレクトロレット・フィルター11に収集される荷電粒子によるコンダクタ ンスＲcを通る電流Ｉcとなる。よって、エレクトロレット・フィルター11の静電 容量Ｃcを充電する電流ｉは下記(1)式で与えられる。また、静電容量Ｃcの電圧 Ｖcは下記(2)式により定まる。Referring to FIG. 3 showing the equivalent circuit of FIGS. 1 and 2, the discharge electrode 5 and the counter electrode 3 form a capacitance C i of the ionizer portion, and this C i is charged from the power source 8. It The charge of the electrostatic capacitance C i is discharged by the current I i passing through the conductance R i due to the charged particles and the current I b passing through the conductance due to the remaining charged particles, which are collected in the uncharged filter medium sheet 1. A portion of the current I b charges the capacitance C c between the grounded and permanently charged portion of the electrolet filter 11 and the rest of the current I b is mainly collected in the electrolet filter 11. a current I c through the conductance R c by the charged particles. Therefore, the current i for charging the electrostatic capacitance C c of the electrolet filter 11 is given by the following equation (1). Further, voltage V c of the electrostatic capacitance C c is determined by the following equation (2).
【００１２】[0012]
【数１】 [Equation 1]
【００１３】 図３のイオナイザー部の静電容量Ｃiの電圧をＶiとすると、電源８の回路を適 当に設計することによりこの電圧Ｖiをほぼ一定に保つことが可能である。電流 Ｉbは主としてエレクトロレット・フィルター11により収集される荷電粒子によ るイオン電流と考えられ、その値はＶiとＶcとの関係で定まる。いま、ある平衡 時の電流ＩbをＩbsとすれば、図３からこの平衡電流Ｉbsが流れている時、Ｖc＝ αＶiなる比例定数αを定めることができる。この平衡時電流Ｉbsと比例定数α とを用いることにより、イオン電流Ｉbの変化に応じたエレクトロレット・フィ ルター11の静電容量Ｃcの電圧Ｖcを下記(3)〜(5)式のように取扱うことができる 。要するに、本考案によればエレクトロレット・フィルター11の静電容量Ｃcの 電圧Ｖcを、イオン電流Ｉbの変化に応じ一定の平衡値付近に維持することが可能 であり、しかもそのために格別の電源を必要としない。Assuming that the voltage of the electrostatic capacitance C i of the ionizer portion of FIG. 3 is V i , it is possible to keep this voltage V i substantially constant by properly designing the circuit of the power supply 8. Current I b is considered to primarily ionic current that by the charged particles are collected by electroporation Let filter 11, the value is determined in relation to the V i and V c. Now, assuming that the current I b at a certain equilibrium is I bs , the proportional constant α such that V c = αV i can be determined from FIG. 3 when the equilibrium current I bs flows. By using the equilibrium current I bs and the proportionality constant α, the voltage V c of the electrostatic capacitance C c of the electrolet filter 11 according to the change of the ion current I b can be calculated by the following (3) to (5). It can be treated like a formula. In short, according to the present invention, the voltage V c of the electrostatic capacitance C c of the electrolet filter 11 can be maintained near a constant equilibrium value according to the change of the ion current I b , and for that reason, Does not need power.
【００１４】[0014]
【数２】 Ｖc＜αＶi ： Ｉb＞Ｉc ………………………………(3) Ｖc＝αＶi ： Ｉb＞Ｉc ………………………………(4) Ｖc＞αＶi ： Ｉb＜Ｉc ………………………………(5)## EQU2 ## V c <αV i : I b > I c ……………………………… (3) V c = αV i : I b > I c ………………………… ……… (4) V c ＞ αV i ： I b <I c ……………………………… (5)
【００１５】 図示例のエレクトレット・フィルター11は、例えばポリプロピレンやポリエス テル等の高分子誘導体からなるエレクトレット材料を繊維状とし且つ残留静電分 極を生じさせて永久帯電エレクトレット繊維13とし、さらに例えば不織布とした ものである。不織布とした永久帯電エレクトレット繊維13を一対の格子網状電極 12、12'で挟持し、そのうち空気流路の下流側の格子網状電極12'を接地する。The electret filter 11 of the illustrated example is made into a fibrous electret material made of a polymer derivative such as polypropylene or polyester and produces a residual electrostatic polarization to form a permanently charged electret fiber 13, and further, for example, a non-woven fabric. It is what A permanent-charge electret fiber 13 made of a non-woven fabric is sandwiched between a pair of grid mesh electrodes 12, 12 ', and the grid mesh electrode 12' on the downstream side of the air flow path is grounded.
【００１６】 図４は永久帯電エレクトレット繊維13の浮遊微粒子捕集機構を示す。帯電して いるエレクトレット繊維13により負帯電浮遊微粒子9cと負の帯電になった無帯電 浮遊微粒子9a及び正帯電浮遊微粒子9bは、クーロン力により図４に示す様に捕集 される。但し、エレクトレット・フィルター11の場合には、負に帯電してない正 帯電浮遊微粒子9b'が存在すれば静電気力により捕集される。そのほかエレクト レット繊維13のもつ誘起力により、無帯電浮遊微粒子9a'が存在すれば捕集され る。さらに、エレクトレット・フィルター11にはHEPA（ULPA）フィルターと同様 に微粒子の拡散及びさえぎり等による捕集がある。従って、殆どの負帯電・正帯 電・無帯電の浮遊微粒子はエレクトレット・フィルター11によって捕集される（ 金岡、江見ほか、エレクトレットフィルタにおける最大粒子透過率 第２回 エア ロゾル科学 技術研究討論会 1984 (P78)； 江見、金岡ほか、エアフィルタの 高性能化 第３回、エアロゾル科学 技術研究討論会 1985 (P226)； 小畑、田 村ほか、帯電超極細繊維から成る準超高性能フィルタ 第５回、空気清浄とコン タミネーションコントロールに関する技術研究大会 1986 (P229)）。FIG. 4 shows a mechanism for collecting suspended particles of the permanently charged electret fiber 13. The negatively charged suspended fine particles 9c, the negatively charged unsuspended suspended fine particles 9a, and the positively charged suspended fine particles 9b are collected by the Coulomb force as shown in FIG. However, in the case of the electret filter 11, if there are positively charged suspended fine particles 9b ′ that are not negatively charged, they are collected by electrostatic force. In addition, due to the inductive force of the electret fiber 13, the non-charged floating fine particles 9a ′ are collected if they exist. Further, the electret filter 11 has the same collection as the HEPA (ULPA) filter due to the diffusion and interruption of fine particles. Therefore, most negatively charged / positively charged / uncharged suspended particles are collected by the electret filter 11 (Kanaoka, Emi et al., Maximum particle transmittance in electret filter, 2nd Annual Meeting of Aerosol Science and Technology Research Meeting 1984). (P78); Emi, Kanaoka et al., Performance improvement of air filter 3rd, Aerosol science technology research forum 1985 (P226); Obata, Tamura et al., Quasi-ultra-high performance filter composed of charged ultrafine fibers 5th , Research Conference on Air Purification and Contamination Control 1986 (P229)).
【００１７】 本考案者の実験的解析によれば、従来の無帯電浮遊粒子と無帯電フィルター（ HEPA及びULPA等）との組合せに比し、本考案の無帯電濾材シートとエレクトレッ ト・フィルターとの２段式荷電粒子収集は約2000倍の捕集効率を期待することが できる。しかも圧力損失を1/5ないし1/10に低減することができる。なお、正電 荷をもった浮遊微粒子は自然界に存在するが、陰イオンシャワーを含む本考案の 場合には陰イオンとの接触により負電荷を帯びるようになる。According to the experimental analysis by the present inventor, compared with the conventional combination of the uncharged suspended particles and the uncharged filter (HEPA, ULPA, etc.), the uncharged filter medium sheet and the electret filter of the present invention are compared. The two-stage charged particle collection can be expected to have a collection efficiency of about 2000 times. Moreover, the pressure loss can be reduced to 1/5 to 1/10. Although floating particles having a positive charge exist in nature, in the case of the present invention including an anion shower, they become negatively charged by contact with anions.
【００１８】 こうして、本考案の目的である「コレクター部の高圧電源なしにエレクトレッ ト・フィルターの経時的劣化を防ぐ静電式空気清浄装置の提供」が達成される。In this way, the object of the present invention is to “provide an electrostatic air purifying device that prevents deterioration of the electret filter over time without a high-voltage power source in the collector section”.
【００１９】[0019]
図５は、本考案による静電式空気清浄装置の捕集効率測定装置の一例を示す。 セバシン酸ジオクチル（DOS）発生器20により生成したDOS液体粒子を、静電式エ アロゾル分級器21で分級した後、切替器22を介して本考案による帯電装置23へ供 給した。帯電装置23は、針状放電電極５から板状の対向電極３に向かう陰イオン シャワーを形成する機能を有する。この帯電装置23からのDOS液体粒子を切替器2 5を介して送出し、清浄空気CAと混合して試験エアロゾルとし、これをフィルタ ー試験装置26に加えた。 FIG. 5 shows an example of a collection efficiency measuring device of an electrostatic air purifying device according to the present invention. The DOS liquid particles generated by the dioctyl sebacate (DOS) generator 20 were classified by the electrostatic aerosol classifier 21, and then supplied to the charging device 23 according to the present invention through the switching device 22. The charging device 23 has a function of forming an anion shower from the acicular discharge electrode 5 toward the plate-shaped counter electrode 3. The DOS liquid particles from the charging device 23 were sent out through the switch 25, mixed with the clean air CA to form a test aerosol, which was added to the filter test device 26.
【００２０】 フィルター試験装置26は、前記試験エアロゾルを圧力調整器27による調整下に おいて実験用フィルター28に通し、そのフィルター通過前後における試験エアロ ゾル中の微粒子の数を凝縮粒子カウンタ29によって計数し、実験用フィルター28 の透過率ｐを測定する。ポンプ30は、実験用フィルター28を介して試験エアロゾ ルを吸い出すためのものである。実験用フィルター28及び試験エアロゾルの組合 せとして、(１)本考案におけるエレクトレット・フィルター11と陰イオンシャワ ー通過後のDOS液体粒子エアロゾルとの組合せ、並びに(２)無荷電のHEPAフィル ターと無荷電のDOS液体粒子エアロゾルとの組合せを用いた。無荷電のDOS液体粒 子エアロゾルは、切替器22・25を切替えて分級後のDOS液体粒子を無帯電装置24 に通して作った。The filter test device 26 passes the test aerosol through the experimental filter 28 under the control of the pressure regulator 27, and counts the number of fine particles in the test aerosol before and after passing through the filter by the condensed particle counter 29. Then, the transmittance p of the experimental filter 28 is measured. The pump 30 is for pumping the test aerosol through the experimental filter 28. As a combination of the experimental filter 28 and the test aerosol, (1) the combination of the electret filter 11 of the present invention and the DOS liquid particle aerosol after passing through the anion shower, and (2) the uncharged HEPA filter and the A combination with charged DOS liquid particle aerosol was used. The uncharged DOS liquid particle aerosol was made by switching the switching devices 22 and 25 and passing the classified DOS liquid particles through the uncharged device 24.
【００２１】 風速0.3m/secにおいて前記透過率ｐとDOS液体粒子の粒径ｄとの関係を実測し 考察した。結果を図６に示す。図中白丸は前記(２)の無荷電の組合せの場合、黒 四角は前記(１)の荷電の組合せの場合を示す。負荷電の浮遊微粒子とエレクトレ ット・フィルター11の場合には、クーロン力が有効に働くものと解される。本考 案で用いる荷電微粒子とエレクトレット・フィルター11とによる場合には、無荷 電浮遊微粒子とHEPAフィルターとによる場合に比し約2000倍の捕集効率の得られ ることが確認された。この捕集効率の向上は、対向電極を覆うHEPAフィルターに よる捕集を含まない値である。The relationship between the transmittance p and the particle diameter d of DOS liquid particles was measured and considered at a wind speed of 0.3 m / sec. Results are shown in FIG. In the figure, white circles indicate the case of the non-charged combination of the above (2), and black squares indicate the case of the non-charged combination of the above (1). It can be understood that the Coulomb force works effectively in the case of negatively charged suspended particles and the electret filter 11. It was confirmed that the collection efficiency of the charged particles used in this proposal and the electret filter 11 is about 2000 times higher than that of the uncharged suspended particles and the HEPA filter. This improvement in collection efficiency is a value that does not include collection by the HEPA filter that covers the counter electrode.
【００２２】[0022]
以上説明した如く、本考案による静電式空気清浄装置は、陰イオンシャワーに よる浮遊粒子の荷電、対向電極を覆う無帯電濾材シート、及び陰イオンシャワー より下流のエレクトレット・フィルターを用いるので、次の効果を奏する。 As described above, the electrostatic air purifier according to the present invention uses the electrification of suspended particles by the anion shower, the uncharged filter medium sheet covering the counter electrode, and the electret filter downstream of the anion shower. Produce the effect of.
【００２３】 (イ)無帯電濾材シートとエレクトレット・フィルターとによる２段式荷電粒子収 集を用いるので、従来のHEPAフィルターに比し約2000倍以上の捕集効率を挙げ、 高清浄度の空気を簡便にしかも経済的に供給することができる。 (ロ)荷電粒子捕集用の電源を設けることなくエレクトロレット・フィルターの荷 電粒子収集能力を維持することができる。 (ハ)エレクトロレット・フィルターの荷電粒子収集能力維持のために電源を設け る必要がないので経済的であり、しかも短絡電流による火災の虞が全くなく安全 である。 (ニ)陰イオンを発生するので、自律神経調整作用、細胞の活性化、血液の浄化等 を伴い、作業員の健康に関する環境を改善する。（高分子学会編、地人書館、静 電気ハンドブック 4.10.3 項 イオンの衛生学的応用 (P508)） (ホ)構造が簡単であり、小型のパッケージ形空気調和機に組込むことが可能であ りクリーンルームの清浄度と空気調和とを同時に制御することができる。 (ヘ)陰イオンのみでなく、交流グリッド方式、定常直流方式、パルス直流方式等 を用いて陽イオンをも発生させ、浮遊微粒子を正・負の極性に選択的に荷電しこ れをエレクトレット・フィルターの特性に合わせて使用する方式も可能である。 (ト)陰イオンでなく陽イオンを発生させても浮遊微粒子の捕集には同様に有効で ある。（図示実施例とは正・負の極性を逆にする。）(A) Since a two-stage type charged particle collection using an uncharged filter medium sheet and an electret filter is used, the collection efficiency is about 2000 times or more compared with the conventional HEPA filter, and the air with high cleanliness is obtained. Can be supplied easily and economically. (B) The charged particle collecting ability of the electrolet filter can be maintained without providing a power source for collecting charged particles. (C) It is economical because there is no need to provide a power source to maintain the ability of the electrolet filter to collect charged particles, and it is safe with no risk of fire due to short-circuit current. (D) Since anions are generated, the environment related to the health of workers is improved with autonomic nerve regulation, cell activation, blood purification, etc. (The Society of Polymer Science, edited by Jishin Shokan, Static Electricity Handbook, Section 4.10.3, Hygienic Applications of Ions (P508)) (e) Simple structure and can be incorporated in a small package air conditioner. The cleanliness of the clean room and the air conditioning can be controlled at the same time. (F) Not only negative ions but also positive ions using AC grid method, steady DC method, pulsed DC method, etc. to selectively charge suspended particles to positive and negative polarities. It is also possible to use a method according to the characteristics of the filter. (G) Even if cations are generated instead of anions, they are similarly effective in collecting suspended particles. (The positive and negative polarities are reversed from those in the illustrated embodiment.)
【図１】は、本考案の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention.
【図２】は、本考案と等価的なオートバイアス２段式電
気集塵装置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of an auto bias two-stage type electrostatic precipitator equivalent to the present invention.
【図３】は、本考案の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the present invention.
【図４】は、エレクトレット繊維による浮遊微粒子捕集
の図式的説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory view of collection of suspended fine particles by electret fibers.
【図５】は、捕集効率試験装置のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a collection efficiency test device.
【図６】は、捕集効率試験の結果の一例を示すグラフで
ある。FIG. 6 is a graph showing an example of the result of the collection efficiency test.
１…無帯電濾材シート ３…対向電極 ５…放電電極 ７…陰イオン ８…電源 ９…浮遊微粒子 10…空隙 11…エレクトレット・フィルター 12…格子網状電極 12'…下流側の格子網状電極 13…エレクトレット繊維 20…DOS微粒子発生器 21…エアロゾル分級器 22、25…切替器 23…帯電装置 24…無帯電装置 26…フィルター試験装置 27…圧力調整器 28…実験用フィルター 29…凝結粒子カウンター 30…ポンプ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Uncharged filter medium sheet 3 ... Counter electrode 5 ... Discharge electrode 7 ... Anion 8 ... Power source 9 ... Suspended particles 10 ... Void 11 ... Electret filter 12 ... Lattice reticulated electrode 12 '... Downstream lattice reticulated electrode 13 ... Electret Fiber 20 ... DOS particle generator 21 ... Aerosol classifier 22, 25 ... Switching device 23 ... Charging device 24 ... Non-charging device 26 ... Filter testing device 27 ... Pressure regulator 28 ... Experimental filter 29 ... Condensation particle counter 30 ... Pump .
Claims (7)
隙をおいて設けた放電電極、前記空隙を通る空気流路、
前記空気流路の前記空隙より下流側に設けた格子網状電
極、及び前記格子網状電極に支持されて前記空気流路と
交差する永久帯電エレクトレット繊維製エレクトレット
・フィルターを備え、前記放電電極への放電電圧印加時
に前記空隙にイオン流を発生させて前記空隙中の浮遊微
粒子を前記イオン流により荷電し、荷電された微粒子を
前記対向電極へ静電的に吸引しつつ前記無帯電濾材シー
トで一部捕集し、未捕集の浮遊微粒子を前記エレクトレ
ット・フィルターで静電的に捕集してなる静電式空気清
浄装置。1. A discharge electrode provided with a gap from a counter electrode covered with an uncharged filter medium sheet, an air flow path passing through the gap,
A grid reticulated electrode provided on the downstream side of the gap of the air flow path, and a permanent electrified electret fiber-made electret filter supported by the grid reticulated electrode and intersecting the air flow path, and discharge to the discharge electrode When a voltage is applied, an ion current is generated in the air gap to charge the suspended fine particles in the air gap by the ion current, and part of the uncharged filter medium sheet is electrostatically attracted to the counter electrode by the charged fine particles. An electrostatic air purifier that collects and collects uncollected suspended particulates electrostatically by the electret filter.
記エレクトレット・フィルターを永久帯電エレクトレッ
ト繊維製の不織布とし、前記永久帯電エレクトレット繊
維を一対の前記格子網状電極で挟持し、前記格子網状電
極対のうち前記空気流路の下流側の格子網状電極を接地
してなる静電式空気清浄装置。2. The air cleaning apparatus according to claim 1, wherein the electret filter is a non-woven fabric made of permanently charged electret fibers, and the permanently charged electret fibers are sandwiched by a pair of the lattice mesh electrodes, and the lattice mesh electrode pair is used. Of these, an electrostatic air purifying device in which a grid mesh electrode on the downstream side of the air flow path is grounded.
記無帯電濾材シート及び前記空気流路の下流側の格子網
状電極を接地してなる静電式空気清浄装置。3. The electrostatic air purifying apparatus according to claim 2, wherein the uncharged filter medium sheet and the grid mesh electrode on the downstream side of the air flow path are grounded.
おいて、前記無帯電濾材シートをＨＥＰＡ濾材シートと
してなる静電式空気清浄装置。4. An electrostatic air purifying apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the uncharged filter medium sheet is a HEPA filter medium sheet.
置において、前記放電電極を１本以上の針状電極として
なる静電式空気清浄装置。5. An electrostatic air cleaning apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the discharge electrode is one or more needle electrodes.
置において、前記放電電極を１枚以上の板状電極として
なる静電式空気清浄装置。6. The air cleaning apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the discharge electrode is one or more plate electrodes.
置において、前記放電電極を炭素繊維紐製としてなる静
電式空気清浄装置。7. The air cleaning apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the discharge electrode is made of carbon fiber cord.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1995007619U JP3020872U (en) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Electrostatic air purifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1995007619U JP3020872U (en) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Electrostatic air purifier |
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|---|---|
| JP3020872U true JP3020872U (en) | 1996-02-06 |
Family
ID=43156228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP1995007619U Expired - Lifetime JP3020872U (en) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Electrostatic air purifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3020872U (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200470938Y1 (en) | 2013-09-09 | 2014-01-27 | 이희철 | Sun cap for protecting face with anion wind generator |
| WO2020083255A1 (en) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 上海必修福企业管理有限公司 | Air dust removing system and method |
| CN113286659A (en) * | 2018-10-22 | 2021-08-20 | 上海必修福企业管理有限公司 | Air dust removal system and method |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP1995007619U patent/JP3020872U/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2020083257A1 (en) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 上海必修福企业管理有限公司 | Air dust removal system and method |
| WO2020083131A1 (en) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 上海必修福企业管理有限公司 | System and method for removing dust from engine intake air |
| CN113286659A (en) * | 2018-10-22 | 2021-08-20 | 上海必修福企业管理有限公司 | Air dust removal system and method |
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