JP3597405B2 - 空気清浄装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は空気清浄装置に係り、さらに詳しくは、非集塵電極への給電および支持構造に特徴を有する空気清浄装置およびその支持構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、家屋内や車両内の空気を常に清浄化された状態に維持したいという要望に対処した空気清浄装置が広く使用されている。この空気清浄器は産業用の大型装置から家庭用の小型の装置まで種々のタイプがあり、空気清浄装置単独で用いられたり、エアコンの内部に装着されたりしている。
【0003】
このような空気清浄装置では、気流中の微粒子に対してコロナ放電等により電荷を与え、この荷電粒子が電界中を通過する間に静電力により荷電粒子を捕集して除去するものであり、いわゆる静電集塵装置と言えるものである。
【0004】
このような静電集塵装置では、微粒子に電荷を与える荷電部と、この荷電部により荷電された微粒子を捕集する集塵部を有している。この集塵部を構成している荷電部の対向電極、集塵電極、非集塵電極には、アルミニウムやステンレス等の金属板が用いられるのが一般的である。
【0005】
しかし、このような金属板を用いた場合にあっては、ほこり等の微粒子により金属板である各電極との間にスパークが生じてパチパチと言う不快音を発すると共に故障の原因となるという問題がある。また、製作の面においても、金属板と絶縁部を交互に積層する必要があるので、製作工数がかかるという問題がある。
【0006】
このため、特開平6−296898号公報において、非集塵電極を半絶縁性樹脂により所定間隔を有するラダー構造に一体的に形成すると共に、この非集塵電極をフレームへ固定する位置と同一位置を給電位置とすることが提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図16に示されているように、前述のような非集塵電極201をフレーム203に固定する際に、アース電位であるフレーム203が直接非集塵電極201に接触すると、図17に示されているような等価回路と同じ状態となる。すなわち、非集塵電極201において電圧降下が発生し、集塵効率が低下するという問題がある。このような状態となる実用的な要因としては、
(1) フレームの体積抵抗値が低い場合
(2) フレームが吸湿して体積抵抗値が低下した場合
(3) 汚れの付着によりアースと短絡する場合
が考えられる。従って、上記のような要因をクリアできれば非集塵電極201がフレーム203に接触していても集塵効率を維持することが可能である。
【0008】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、不快音であるパチパチ音を防止すると共に非集塵電極の電圧降下を防止して高い集塵効率を保持することのできる給電・支持構造を有する空気清浄装置およびその支持構造を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1による発明の空気清浄装置は、荷電部放電電極により空気中の微粒子に電荷を与え、非集塵電極および集塵電極により発生せられた電界を通過させることにより電気的吸引力で前記微粒子を捕集する空気清浄装置であって、前記非集塵電極を半絶縁性樹脂による一体成形で一対の連結部材間に一定の間隔で多数枚の電極板を設けて構成し、この各電極板に給電する給電部材を前記連結部材のうちの一方に設け、この連結部材を、給電部材を介してあるいは直接に前記非集塵電極よりも体積抵抗値が大きな材質からなるロアーフレームに支持すること、を特徴とするものである。
【0010】
従って、半絶縁性樹脂により一対の連結部材とこの連結部材間に一定の間隔で設けられている複数の電極板を一体的に成形して非集塵電極を作製し、この電極板に給電する給電部材を前記連結部材のうちの一方に設け、この連結部材を、給電部材を介してあるいは直接に前記非集塵電極よりも体積抵抗値が大きな材質からなるロアーフレームに固定されるが、電極板の他方の側においては連結部材が直接ロアーフレームに支持される。
【0011】
請求項2による発明の空気清浄装置は、請求項1記載の空気清浄装置において、前記連結部材が前記ロアーフレームに支持される支持点の周囲を、前記微粒子を含んだ空気が支持点の周囲に流動しないように覆うこと、を特徴とするものである。
【0012】
従って、少なくとも直接ロアーフレームに支持される支持点では微粒子を含んだ空気が支持点の周囲に流動しないように覆われているので、汚れが付着しないような構造となっている。
【0013】
請求項3による発明の空気清浄装置は、請求項1または2記載の空気清浄装置 において、前記連結部材のうち少なくとも前記給電部材を介して前記ロアーフレームに支持される連結部材の断面がハット形状であり、前記給電部材が前記連結部材に三面で接触する断面U字状部材であること、を特徴とするものである。
【0014】
従って、給電部材を介してロアーフレームに支持される連結部材については断面形状がハット形状であり、断面U字状の給電部材を取り付けて、三面接触で給電を行なう。
【0015】
請求項4による発明の空気清浄装置は、請求項1、2または3記載の空気清浄 装置において、前記非集塵電極のロアーフレームに対するX軸方向位置決めが、Y軸方向の一方の側においては前記給電部材を介して行なわれ、他方の側においては前記ロアーフレームに設けられている位置決めリブを介して行われること、を特徴とするものである。
【0016】
従って、非集塵電極のロアーフレームに対するX軸方向位置決めは、Y軸方向の一方の側においては給電部材の所定位置に非集塵電極を取り付けると共に、この給電部材をロアーフレームの所定位置に位置決めすることにより行なわれるが、他方の側では給電部材が設けられていないので、ロアーフレームに設けられている位置決めリブによりX軸方向位置決めが行われる。
【0017】
請求項5による発明の空気清浄装置は、請求項1または2記載の空気清浄装置における前記非集塵電極のロアーフレームに対するY軸、Z軸方向位置決めが、ロアーフレームに一体的に設けられている係止爪部により行なわれること、を特徴とするものである。
【0018】
従って、非集塵電極は、ロアーフレームに一体的に設けられている係止爪部により、Y軸方向およびZ軸方向の所定位置に位置決めされる。
【0019】
請求項6による発明の空気清浄装置は、請求項1または2記載の空気清浄装置 において、前記集塵電極のロアーフレームに対するX軸、Y軸、Z軸方向位置決めが、ロアーフレームに一体的に設けられている係止爪部により行なわれること、を特徴とするものである。
【0020】
従って、集塵電極のロアーフレームに対するX軸、Y軸、Z軸方向位置決めは、ロアーフレームに一体的に設けられている係止爪部により行なわれる。
【0021】
請求項7による発明の空気清浄装置は、請求項1〜6記載の空気清浄装置にお いて、前記非集塵電極の隣り合う電極板の間の中央位置に前記集塵電極の接地側電極板を位置させるべく、前記非集塵電極および集塵電極が各々別個にロアーフレームに対してX軸方向に位置決めされていること、を特徴とするものである。
【0022】
従って、集塵電極の接地側電極板が、非集塵電極の電極板の間の中央位置に位置するように非集塵電極および集塵電極のX軸方向位置決めが行なわれる。
【0023】
請求項8による発明の空気清浄装置は、請求項5記載の空気清浄装置において、前記非集塵電極の脱落を防止すべくロアーフレームに設けられている係止爪の外側位置に対応するアッパーフレーム内側に、前記係止爪押さえ用のリブが設けられていること、を特徴とするものである。
【0024】
従って、非集塵電極をロアーフレームに固定している係止爪が外側に開くのをアッパーフレームの内側に設けられているリブが防止して、非集塵電極が脱落するのを防止する。
【0025】
請求項9による発明の空気清浄装置は、請求項1または2記載の空気清浄装置において、前記給電部材が、一方の連結部材の全長にわたって設けられていること、を特徴とするものである。
【0026】
従って、非集塵電極の電極板は、一方の側に設けられている給電部材からのみ電荷を供給される。
【0027】
請求項10による発明の空気清浄装置の支持構造は、荷電部放電電極により空気中の微粒子に電荷を与え、非集塵電極および集塵電極により発生せられた電界を通過させることにより電気的吸引力で前記微粒子を捕集する空気清浄装置であって、前記非集塵電極を半絶縁性樹脂による一体成形で一対の連結部材間に一定の間隔で多数枚の電極板を設けて構成し、この電極板に給電する給電部材を前記連結部材のうちの一方に設け、この連結部材を、給電部材を介してあるいは直接に前記非集塵電極よりも体積抵抗値が大きな材質からなるロアーフレームに支持し、前記連結部材が前記ロアーフレームに支持される支持点の周囲を、前記微粒子を含んだ空気が支持点の周囲に流動しないように覆い、前記非集塵電極および集塵電極が各々別個にロアーフレームに対してX軸方向に位置決めされることを特徴とするものである。
【0028】
従って、半絶縁性樹脂により一対の連結部材とこの連結部材間に一定の間隔で設けられている複数の電極板を一体的に成形して非集塵電極を作製し、給電部材が設けられている側においては電極板の一方の連結部材に設けられている給電部材を介して前記非集塵電極よりも体積抵抗値が大きな材質からなるロアーフレームに固定されるが、電極板の他方の側においては連結部材が直接ロアーフレームに支持される。しかも、少なくとも直接ロアーフレームに支持される支持点では微粒子を含んだ空気が支持点の周囲に流動しないように覆われているので、汚れが付着しないような構造となっている。また、集塵電極の接地側電極板が、非集塵電極の電極板の間の中央位置に位置するように非集塵電極および集塵電極のX軸方向位置決めが行なわれる。
【0029】
請求項11による発明の空気清浄装置の支持構造は、請求項10による空気清浄装置の支持構造において、前記給電部材が、一方の連結部材の全長にわたって設けられていることを特徴とするものである。
【0030】
従って、非集塵電極の電極板は、一方の側に設けられている給電部材からのみ電荷を供給される。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0032】
図1(A)、(B)には、この発明に係る空気清浄装置1が示されている。この空気清浄装置1は、単独で用いられたり、あるいはエアコンの内部等に装着されて空気を清浄するものである。
【0033】
この空気清浄装置1は、例えばケースに取り付けたりあるいはエアコン等に取付けるためのメインフレーム3を有している。このメインフレーム3では、例えば図1(A)中左端部をケース等にはめ込むと共に、右端部に設けられているブラケット5、7をボルト止めするようになっている。
【0034】
図2(A)、(B)を参照するに、前記メインフレーム3は矩形枠状を呈しており、中央に設けられている仕切り9により左右に同じ形状の空間11を有している。また、右側端部(図2(A)中右側端部)には電力供給装置13を有している。前記仕切り9には後述する集塵電極15に接する電極接点17を有している。また、図2(A)中右側端部には後述する非集塵電極21と接する集塵部接点23と、後述する荷電部放電電極25と接する荷電部接点27を有している。
【0035】
以後の実施の形態においては、電極接点17は、リード線19を介してアースに接続(接地)し、集塵部接点23と、荷電部接点27には、プラスの高電圧を電力供給装置13から供給する形態で説明しているが、これに限定されるものではなく、他の電気的接続をした静電集塵装置の形態にも本発明が適用できることは言うまでもない。
【0036】
上記構成により、電力供給装置13から荷電部接点27を介して電力を供給された荷電部放電電極25によるコロナ放電により空気中の微粒子をプラスに荷電し、集塵電極15と非集塵電極21の間に発生されている電界中に導かれた前記プラスに荷電された微粒子を、非集塵電極21より相対的にマイナス電位の集塵電極15により捕集するものである。
【0037】
図3を参照するに、前記メインフレーム3の上(図1(B)中左側)には、最も下側(図1(B)中最も右側)にロアーフレーム29が設けられており、このロアーフレーム29に下側から順に、一対の非集塵電極21、集塵電極15、ミドルフレーム31、荷電部放電電極25、およびアッパーフレーム33が設けられている。
【0038】
ロアーフレーム29では体積抵抗値が1013Ωcm以上望ましくは1015Ωcm程度の材質が用いられており、体積抵抗値、汎用性、熱可塑性、容易に射出成形できること、および低吸水性等を考慮して、例えばABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)、ACS樹脂(アクリロニトリル・塩素化ポリエチレン・スチレン共重合体)、PC樹脂(ポリカーボネート)、PMMA(アクリル樹脂)、PET樹脂(強化ポリエチレンテレタレート)、PS(ポリスチレン)等の材質が望ましい。このロアーフレーム29は矩形枠状を呈しており、中央に設けられて前記メインフレーム3の仕切り9に対応する中央部材35により左右に分割されている。
【0039】
従って、中央部材35の左右両側に設けられている空間37も前記メインフレーム3の空間11と対応するようになっており、前記左右の空間37の前後および左右には、各々後述する非集塵電極21を固定するための係止爪部39F、39Bおよび集塵電極15を固定するための係止爪部39L、39Rが一対づつ設けられている。
【0040】
また、ロアーフレーム29の中央部下側(図2(A)中下側)に取っ手41を有しており、メインフレーム3への取付けや取り外しを容易に行なうことができるようになっている。
【0041】
図4(A)(B)を参照して、非集塵電極21について説明する。この非集塵電極21は、左右方向へ延伸する連結部材43F、43Bを前後に有し、この前後の連結部材43F、43Bの間に一定の間隔を保持して設けられている多数の電極板21Pを有している。この非集塵電極21は、体積抵抗値が前述のロアーフレーム29の体積抵抗値よりも低い(例えば108 〜1013Ωcm)半絶縁性樹脂により一体成形により作製されている。このため、容易且つ高精度で電極板21Pの間隔を確保することができる。
【0042】
なお、前記連結部材43F、43Bは、図4(B)に示されているように上下両側につば45を突出させたハット形の断面形状を呈しており、所定の間隔で係止突起47が設けられているが、給電部材49が取り付けられていない連結部材の断面形状は、ハット形の断面形状を呈していなくてもよい。
【0043】
図5(A)〜(C)を併せて参照するに、左右の非集塵電極21の一方(ここでは後側(図4中右側))の連結部材43Bには断面U字状をした給電部材49が全長にわたって取り付けられており、左右の非集塵電極21が一体的に連結されている。この給電部材49は、メインフレーム3に設けられている集塵部接点23から給電されている。なお、図示はしないが左右の非集塵電極21に対して給電部材49を2分割し、一方の非集塵電極21においては後側の連結部材43Bに、他方の非集塵電極21においては前側の連結部材43Fに取り付けるようにすることも可能である。
【0044】
また、これも図示しないが、左右の非集塵電極21に対して双方の間に連結部材43が位置するように一対の連結部材を設け、左右の非集塵電極21間に挟み込まれるように給電部材49を取り付けるようにすることも可能である。
【0045】
図6(A)〜(D)を参照して、給電部材49の断面形状について説明する。
この給電部材49は連結部材43Bを介して非集塵電極21に均一な電位を与えるためのものであり、その形状として、図6(A)〜(D)に示されるようなものが考えられる。
【0046】
すなわち、図6(A)には一面接触の場合が示されており、給電部材51の断面形状は一枚の平板である。この場合、単なる平面形状であるため給電部材51が連結部材43Bから離れる方向(図6中左方向)へ撓み易く、撓むことにより非接触部分が生じて接触確率が低下するため均一な電位を与えることができなくなるという欠点がある。
【0047】
図6(B)には二面接触の場合が示されており、給電部材53の断面はアングル形状である。この場合、前述の図6(A)の場合よりは変形しにくいものの、製品精度のばらつきにより給電部材53が連結部材43Bから離れる方向へずれることにより非接触部分が生じて接触確率が低下するため均一な電位を与えることができなくなるという欠点がある。
【0048】
図6(C)には二面接触の場合が示されており、給電部材55の断面は二枚の平板状であって連結部材43Bの上下面において接触する。この場合、給電部材55が連結部材43Bから離れる方向へ多少ずれても二面接触は保持されるものの、製品精度が悪く、組み付けにくいという欠点がある。
【0049】
図6(D)には三面接触の場合が示されており、給電部材49の断面はU字状である。この場合には、連結部材43Bの前面および上下面に接触しているため、給電部材49が連結部材43Bから離れる方向へずれても二面接触は保持され給電効率の低下は少ない。また、U字状であるため製品精度が良く、強度的に優れて組み付けも容易になる。このため、給電部材49の断面形状をU字状とすることにする。
【0050】
図7(A)、(B)には、以上説明したように、非集塵電極21の一方の連結部材43Bに給電部材49を設けて給電を行うようにした場合における電圧降下および汚れた場合の集塵効率の変化が示されている。図7(A)に示されているように、高湿度の環境に1時間放置された場合の電圧降下は、両側の連結部材43F、43Bに給電部材49を設けた場合とほとんど差がなく電圧降下は少ないといえる。また、図7(B)には、1回の負荷としてタバコ140本分の汚れを所定回数付着させたときの集塵効率と、付着した汚れを洗浄した後の集塵効率が示されている。この集塵効率の変化は、両側の連結部材43F、43Bに給電部材49を設けた場合とほとんど差がなく、平均の集塵効率(ここでは約87.7%)もほとんど差がなく十分な集塵効率を維持していることがわかる。
【0051】
なお、給電部材49をU字状とすることにより給電部材49と後述する集塵電極15が近づいてスパークするおそれがあるが、前述したように非集塵電極21の連結部材43Bをハット型にすることでスパークを防止している(図4(B) 参照)。すなわち、ハット型のつば45の部分がない場合には6.5KVでスパ ークしたものが、つば45を付けてハット型にすることによりスパーク電圧が7.7KVまで上昇する実験結果を得た。
【0052】
これにより、給電部材49と集塵電極15の間隔を広げることなくスパークを防止することができるので、不快なパチパチ音を防止すると共に、集塵電極15の集塵面積を広くとりながらも空気清浄装置1の全体サイズをコンパクト化することができる。なお、上記実施の形態においては、連結部材43Fに給電部材49を取り付けていないため、連結部材43Fの断面形状はハット形を呈していなくてもよい。
【0053】
再び図5(A)、(B)を参照するに、給電部材49は左右一対の非集塵電極21を連結するものであるため長手方向(図5(A)、(B)中左右方向)に対称となっている。図5(C)を併せて参照するに、左半分または右半分に各々左右の非集塵電極21の前記係止突起47を係止するための係止穴57がプレス抜きにより高精度で設けられている。これにより、非集塵電極21と給電部材49との位置関係は、容易に高精度で位置決めすることができる。
【0054】
図8には集塵電極15が示されている。この集塵電極15は、集塵部集塵電極59と荷電部対向電極61を樹脂により背中合わせで一体的に成形し、表面にめっき処理を施して導電体としている。この導電体の代わりに導電性樹脂(吸水性のある導電性樹脂を含む)や導体すなわち金属製の電極を用いても良い。これにより、集塵部集塵電極59の電極板59Pおよび荷電部対向電極61の電極板61Pの間隔を、容易且つ高精度で所定間隔に保持ことができる。
【0055】
また、左右両端部には、この集塵電極15をロアーフレーム29に固定するための爪嵌合部材63が設けられている。この集塵電極15は、メインフレーム3の電極接点17を介してアースされている。
【0056】
次に、前記非集塵電極21をロアーフレーム29に取り付ける構造について説明する。図9(A)に示されているように、給電部材49を介さずに支持される支持点において、ロアーフレーム29がアース電位となって集塵効率の低下を招く実用的要因としては、すでに前述したように、ロアーフレーム29の体積抵抗値が低かったり、吸水して体積抵抗値が下がる材質を使用している場合や、汚れの付着によりアースと短絡する等が考えられる。そこで、これらの要因を全てなくすようにすると、すでに図7において前述したように、非集塵電極21の電圧降下を回避することができ、集塵効率の低下を防止することが可能になる。このため、ロアーフレーム29は体積抵抗値が高い材質を使用すると共に、後述するように非集塵電極21とロアーフレーム29との接点においては、微粒子を含んだ空気の流れを遮る構造としている。
【0057】
なお、図9(B)に示されているように、前述した断面U字状の給電部材49を介して非集塵電極21をロアーフレーム29に装着している側においては、図9(B)の等価回路の状態となり、非集塵電極21は給電部材49により左右方向の全長にわたって均一に給電される。これにより、電圧降下がなく電気的吸引力で荷電粒子を十分に捕集できる電位差を非集塵電極21と集塵電極15の間に得ることができる。
【0058】
次に、図10(A)〜(E)を参照するに、非集塵電極21を装着するロアーフレーム29の空間37の前後(図10(A)中上下)両側には、各々一対の係止爪部39F、39Bが設けられている。図11を併せて参照するに、この係止爪部39F、39Bには、空間37の内側へ突出した突出部65を有し、この突出部65の中央には左右のスリット67により前後方向へ多少揺動可能に設けられている係止爪69と、突出部65の内側に一対の支持台71を有している。
【0059】
前記突出部65は、給電部材49の側面を介してあるいは直接に非集塵電極21の連結部材43F、43Bの側面を押圧し、非集塵電極21が前後方向(Y軸方向)に移動するのを防止している。これにより、非集塵電極21はロアーフレーム29の空間37において、Y軸方向で所定の位置に位置決めされる。
【0060】
前記係止爪69は、給電部材49の上面を介してあるいは直接に連結部材43F、43Bの上面を押圧し、非集塵電極21がロアーフレーム29から外れるのを防止している。これにより、非集塵電極21はロアーフレーム29に確実に装着される。
【0061】
前記支持台71は、ロアーフレーム29の底面73から一段高くなっており、前記給電部材49を介してあるいは直接に非集塵電極21の連結部材43を支持する。従って、給電部材49および連結部材43F、43Bはロアーフレーム29から浮いた状態となっている。これにより、集塵部75を洗浄した際の水きりをよくすることができる。
【0062】
非集塵電極21の左右方向(X軸方向)の位置決めは、給電部材49を設けた後側(図10中上側)においては給電部材49により行なわれる。すなわち、非集塵電極21の係止突起47を給電部材49の係止穴57に挿入して非集塵電極21と給電部材49の位置決めを行ない、この給電部材49をロアーフレーム29に設けられている位置決め突起77(図10(A)参照)に当接させることにより非集塵電極21のX軸方向位置決めを行なう。
【0063】
一方、図12を参照するに、給電部材49を設けていない前側(図10(A)中下側)においては、ロアーフレーム29の係止爪部39F間の内側面に一対の位置決めリブ79が設けられている。この位置決めリブ79の間隔は、連結部材43Fの外面に設けられている一対の係止突起47(図4(A)参照)を内側に挟んで固定する間隔で設けられている。従って、両係止突起47を両位置決めリブ79の間に嵌め込むことによりX軸方向位置決めを行うことができる。
【0064】
あるいは、両位置決めリブ79が一対の係止突起47の内側に嵌まるような間隔で位置決めリブ79を設け、この両位置決めリブ79を両係止突起47の間に嵌め込むことによりX軸方向の位置決めを行うようにしても良い。
【0065】
図10(A)中左半分には以上のようにして非集塵電極21のみをロアーフレーム29に組み込んだ状態が示されている。また、図10(D)には係止爪部39Bにより給電部材49を介して、あるいは係止爪部39Fにより直接に非集塵電極21の連結部材43を支持する状態が示されている。
【0066】
このように係止爪部39F、39Bを構成するので、非集塵電極21は高精度で所定位置に支持されることになる。なお、前記ロアーフレーム29に設けられている係止爪69の外側位置に対応する前記アッパーフレーム33の内側位置には、この係止爪69を内側へ押さえるリブ81が設けられている(図15(A) 参照)。これにより係止爪69が広がって、係止している非集塵電極21から脱 落するのを防止している。
【0067】
次に、前記集塵電極15をロアーフレーム29に取り付ける構造について説明する。図3に示されているように、この集塵電極15は、集塵部集塵電極59の電極板59Pを非集塵電極21の電極板21P同士の間の中央に位置するように挿入して組み合わされて集塵部75を形成している。
【0068】
なお、集塵電極15はアース電位であるので、直接ロアーフレーム29に固定することができる。従って、集塵電極15のロアーフレーム29への取付部は以下のような構造とすることができる。
【0069】
図10(A)を参照するに、ロアーフレーム29の各空間37(図3参照)における左右両端面には前述したように係止爪部39L、39Rが設けられている。図13を併せて参照するに、この係止爪部39L、39Rでは、集塵電極15をX軸方向に位置決めするためのX突起83、Y軸方向に位置決めするための切欠き側面85、Z軸方向上向きに脱落するのを防止する係止爪87、下側から支持する切欠き上面89を有している。
【0070】
図8を併せて参照するに、集塵電極15の両端面に設けられている爪嵌合部材63は、前記係止爪87を上向きに貫通させる貫通穴91、前記切欠き側面85に当接してY軸方向の位置決めを行なうY面93、前記切欠き上面89に当接してZ軸方向の位置決めを行なう底面95、前記X突起83に当接してX軸方向の位置決めを行なうX面97を有している。
【0071】
また、図13に示されているように、前記切欠き上面89の中央部に上方へ突出する突起99が設けられており、この突起99は前記爪嵌合部材63の中央に設けられている貫通穴101(図8参照)に嵌合して、ロアーフレーム29全体がZ軸方向に反った場合に集塵電極15が脱落するのを防止するものである。
【0072】
図10(A)中右半分には以上のようにして非集塵電極21および集塵電極15をロアーフレーム29に組み込んだ状態が示されている。また、図10(C)にはアーススプリング103によりメインフレーム3に設けられている電極接点17に接続されてアース電位となっている状態を示している。
【0073】
このように係止爪部39L、39Rを構成するので、集塵電極15はロアーフレーム29の所定位置に確実に支持されることになる。
【0074】
図14を参照するに、非集塵電極21と集塵電極15との取り合いにおけるピッチのずれが集塵効率に及ぼす影響を示している。ここでは、非集塵電極21の電極板21Pと集塵部集塵電極59の電極板59Pとの間隔を1.8mmに設定した場合について示している。これより、ピッチずれが約0.4mmを超えると集塵効率が80%を下回ることがわかる。
【0075】
従って、集塵部集塵電極59の電極板59Pと非集塵電極21の電極板21Pの組立時におけるX軸方向のズレを約0.4mm以下にすることが望ましい。
【0076】
また、非集塵電極21と集塵電極15は異電位であり、一方を基準として他方を位置決めすることができないため、本発明では非集塵電極21と集塵電極15を各々別個にロアーフレーム29を基準にして位置決めを行っている。このことは、仲介する部品の数が少ない(0または1個)こととあいまって、X軸方向のズレを最小に抑えることを可能にしている。
【0077】
再び図3を参照するに、前述のようにしてロアーフレーム29に非集塵電極21および集塵電極15を取り付けた後、ミドルフレーム31を取り付け、さらに荷電部放電電極25を装着したアッパーフレーム33が取り付けられる。
【0078】
図15(A)を参照するに、ワイヤーガードであるアッパーフレーム33に沿って荷電部放電電極25が設けられており、荷電部対向電極61の電極板61Pの間に張設されている(図15(B)参照)。図15(B)を参照するに、非集塵電極21の連結部材43F、43Bおよび後側においては給電部材49も、ロアーフレーム29の底面部29Aと側面部29B、ミドルフレーム31の上面部31Aと側面部31B、さらに集塵電極15の荷電部対向電極61の前後端部の電極板61Eにより覆われており、微粒子を含んだ空気が流れ込まないような構造となっている。
【0079】
このため、ロアーフレーム29と非集塵電極21との接点となる連結部材43には汚れの付着が生じないので、汚れ部分を伝わってアースに短絡するのを防止することができ、集塵効率の低下を防止することができる。
【0080】
また、荷電部放電電極25の図15(A)中右端部は、図15(C)に示されているように、前記メインフレーム3に設けられている荷電部接点27に接触するスプリングフック105が設けられている。また、荷電部放電電極25の両端部にスプリング107により一定の張力が付勢されている。
【0081】
以上の結果から、給電部材49が設けられている電極板21Pの一方の連結部材43Bは給電部材49を介してロアーフレーム29に支持され、電極板21Pの他方の側は連結部材43Fが直接ロアーフレーム29に支持される。このため、部品の数が減少し、製作工数の減少およびコストダウンをはかることができる。このように、非集塵電極21の片側において給電するようにしても、ロアーフレーム29を体積抵抗値の大きな材質により作製したこと、ロアーフレーム29と非集塵電極21との接触点を汚れが付着しにくい構造としたこと等から、非集塵電極21の両側に給電部材49を設けて給電する場合と同様に電圧降下がなく、集塵効率を維持することができる。
【0082】
また、給電部材49の断面をU字状とすることにより給電部材49自身の剛性を増すと共に、非集塵電極21を取り付ける係止穴57をプレス抜きにより設けるため、給電部材49を設けた側においては給電部材49と非集塵電極21との位置関係を正確に設定することができる。また、給電部材49を設けない側においては、ロアーフレーム29に位置決めリブ79を設け、この位置決めリブ79により連結部材43の係止突起49を固定するので、非集塵電極21とロアーフレーム29との位置関係を正確に設定することができる。さらに、断面をU字状とすることにより非集塵電極21の連結部材43と三面で接触することとなるので、給電確率が向上し、集塵効率を改善することができる。
【0083】
また、給電部材49を取り付ける連結部材43の断面をハット形状とすることにより、高圧である給電部材49とアース電位である集塵電極15との間を電気的に遮断するので、間隔を広げることなく、スパークの発生を防止することができる。これにより、不快なパチパチ音の発生を防止すると共に空気清浄装置1のサイズをコンパクト化することができる。
【0084】
また、非集塵電極21および集塵電極15が共に樹脂により一体的に成形されているので電極板21P、59P、61Pの間隔や、ロアーフレーム29に対する取付位置等を正確に設けることができ、非集塵電極21の電極板21Pと集塵部集塵電極59の電極板59Pの間隔を一定に保持することができる。これにより、均一な電界を発生させて、集塵効率を向上させることができる。
【0085】
また、ロアーフレーム29に対する集塵部75の位置関係をロアーフレーム29を基準として設定するので、非集塵電極21と係止爪部39F、39Bとの取り合い、集塵電極15と係止爪部39L、39Rとの取り合い等の調整を容易に行なうことができる。
【0086】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の説明において前後、左右,上下等の方向性は説明のために定めたものであり、使用状態における方向性を示すものではない。どのような方向性で使用することも可能である。
【0087】
また、前述の実施の形態においては、非集塵電極21の後側の連結部材43Bにのみ給電部材49を取り付けたが、前側の連結部材43Fにのみ給電部材49を取り付けるようにしても良い。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明による空気清浄装置では、半絶縁性樹脂により一対の連結部材とこの連結部材間に一定の間隔で設けられている複数の電極板を一体的に成形して非集塵電極を作製し、この電極板に給電する給電部材を前記連結部材のうちの一方に設け、この連結部材を、給電部材を介してあるいは直接に前記非集塵電極よりも体積抵抗値が大きな材質からなるロアーフレームに固定されるが、電極板の他方の側においては連結部材が直接ロアーフレームに支持される。このため、部品の数が減少し、製作工数の減少およびコストダウンをはかることができる。
【0089】
請求項2の発明による空気清浄装置では、少なくとも直接ロアーフレームに支持される支持点では微粒子を含んだ空気が支持点の周囲に流動しないように覆われているので汚れが付着しないような構造となっていること、および体積抵抗値が高いこととあいまって、非集塵電極がロアーフレームに直接支持されているにもかかわらず電圧降下がなく、集塵効率を維持することができる。
【0090】
請求項3の発明による空気清浄装置では、給電部材を介してロアーフレームに支持される連結部材については、断面形状がハット形状である連結部材に断面U字状の給電部材を取り付けて三面接触で給電を行なうので、給電効率が改善される。また、ハット形状の連結部材のつばの部分が給電部材と集塵電極との間を電気的に遮断するので、スパークの発生を防止して、不快なパチパチ音の発生を防止すると共に、非集塵電極における電圧降下を防止することができる。
【0091】
請求項4の発明による空気清浄装置では、非集塵電極のロアーフレームに対するX軸方向位置決めは、Y軸方向の一方の側においてはプレス抜きにより正確な寸法で製作されている給電部材の所定位置に非集塵電極を取り付けると共に、この給電部材をロアーフレームの所定位置に位置決めし、他方の側においてはロアーフレームに設けられている位置決めリブによりX軸方向位置決めが行われるので、非集塵電極のX軸方向位置はロアーフレームを基準として正確な位置に位置決めすることができる。
【0092】
請求項5の発明による空気清浄装置では、非集塵電極は、ロアーフレームに一体的に設けられている係止爪部によりY軸方向およびZ軸方向の所定位置に位置決めされるので、正確な位置に確実に固定することができる。
【0093】
請求項6の発明による空気清浄装置では、集塵電極のロアーフレームに対するX軸、Y軸、Z軸方向位置決めは、ロアーフレームに一体的に設けられている係止爪部により行なわれるので、正確な位置に固定することができる。
【0094】
請求項7の発明による空気清浄装置では、集塵電極の接地側電極板が、非集塵電極の電極板の間の中央位置に位置するように非集塵電極および集塵電極のX軸方向位置決めが行なわれるので、均一な電界を発生させることができ、集塵効率を向上させることができる。
【0095】
請求項8の発明による空気清浄装置では、非集塵電極をロアーフレームに固定している係止爪が外側に開くのをアッパーフレームの内側に設けられているリブが防止するので、非集塵電極が脱落するのを完全に防止することができる。
【0096】
請求項9の発明による空気清浄装置では、集塵効率を低下させることなく一方の側に設けられている給電部材からのみ非集塵電極の電極板に電荷を供給することができるので、部品点数を減少させて製作工数を減少させ、コストダウンを図ることができる。
【0097】
請求項10の発明による空気清浄装置の支持構造では、半絶縁性樹脂により一対の連結部材とこの連結部材間に一定の間隔で設けられている複数の電極板を一体的に成形して非集塵電極を作製し、給電部材が設けられている側においては、電極板の一方の連結部材に設けられている給電部材を介して前記非集塵電極よりも体積抵抗値が大きな材質からなるロアーフレームに固定されるが、電極板の他方の側においては連結部材が直接ロアーフレームに支持される。このため、部品の数が減少し、製作工数の減少およびコストダウンをはかることができる。しかも、少なくとも直接ロアーフレームに支持される支持点では微粒子を含んだ空気が支持点の周囲に流動しないように覆われているので汚れが付着しないような構造となっていること、および体積抵抗値が高いこととあいまって、非集塵電極がロアーフレームに直接支持されているにもかかわらず電圧降下がなく、集塵効率を維持することができる。また、集塵電極の接地側電極板が、非集塵電極の電極板の間の中央位置に位置するように非集塵電極および集塵電極のX軸方向位置決めが行なわれるので、均一な電界を発生させることができ、集塵効率を向上させることができる。
【0098】
請求項10の発明による空気清浄装置の支持構造では、集塵効率を低下させることなく一方の側に設けられている給電部材からのみ非集塵電極の電極板に電荷を供給することができるので、部品点数を減少させて製作工数を減少させ、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)は、この発明に係る空気清浄装置の全体を示す平面図および側面図である。
【図2】(A)、(B)は、メインフレームを示す平面図および側面図である。
【図3】メインフレームに組み付けられる各部品の分解・組み立て図である。
【図4】(A)、(B)は、非集塵電極を示す斜視図および連結部材と給電部材の取り合いを示す断面図である。
【図5】(A)〜(C)は、一部省略の給電部材の平面図および正面図と、給電部材と非集塵電極との取り合い関係を示す斜視図である。
【図6】給電部材の断面決定を示す説明図である。
【図7】(A)は非集塵電極における吸湿による電圧低下の状態を示すグラフであり、(B)は汚れによる集塵効率の低下および洗浄による集塵効率の回復の状態を示すグラフである。
【図8】集塵電極を示す斜視図である。
【図9】(A)、(B)は、ロアーフレームの係止爪と非集塵電極との関係を示す等価回路である。
【図10】(A)〜(E)は、ロアーフレームに非集塵電極を組み込んだ図および非集塵電極と集塵電極を組み込んだ図等である。
【図11】非集塵電極を固定するための係止爪部の拡大図である。
【図12】給電部材を取り付けない側におけるロアーフレームに対する非集塵電極の位置決めリブを示す斜視図である。
【図13】集塵電極を固定するための係止爪部の拡大図である。
【図14】非集塵電極の電極板と、集塵電極の接地側電極板とのピッチずれと集塵効率との関係を示すグラフおよび表である。
【図15】(A)〜(C)は、荷電部放電電極を装着したアッパーフレームを示す平面図および断面図等である。
【図16】ロアーフレームと非集塵電極が直接接する従来における問題点を示す断面図である。
【図17】図16の状態を示す等価回路である。
【符号の説明】
1 空気清浄装置
15 集塵電極
21 非集塵電極
21P、59P、61P 電極板
25 荷電部放電電極
29 ロアーフレーム
33 アッパーフレーム
39F、39B、39L、39R 係止爪部
43F、43B 連結部材
49 給電部材
59 集塵部接地電極(接地側電極)
69、87 係止爪
79 位置決めリブ
81 リブ(係止爪押さえ用のリブ)
Claims (11)
- 荷電部放電電極により空気中の微粒子に電荷を与え、非集塵電極および集塵電極により発生せられた電界を通過させることにより電気的吸引力で前記微粒子を捕集する空気清浄装置であって、前記非集塵電極を半絶縁性樹脂による一体成形で一対の連結部材間に一定の間隔で多数枚の電極板を設けて構成し、この電極板に給電する給電部材を前記連結部材のうちの一方に設け、この連結部材を、給電部材を介してあるいは直接に前記非集塵電極よりも体積抵抗値が大きな材質からなるロアーフレームに支持すること、を特徴とする空気清浄装置。
- 前記連結部材が前記ロアーフレームに支持される支持点の周囲を、前記微粒子を含んだ空気が支持点の周囲に流動しないように覆うこと、を特徴とする請求項1記載の空気清浄装置。
- 前記連結部材のうち少なくとも前記給電部材を介して前記ロアーフレームに支持される連結部材の断面がハット形状であり、前記給電部材が前記連結部材に三面で接触する断面U字状部材であること、を特徴とする請求項1または2記載の空気清浄装置。
- 前記非集塵電極のロアーフレームに対するX軸方向位置決めが、Y軸方向の一方の側においては前記給電部材を介して行なわれ、他方の側においては前記ロアーフレームに設けられている位置決めリブを介して行われること、を特徴とする請求項1、2または3記載の空気清浄装置。
- 前記非集塵電極のロアーフレームに対するY軸、Z軸方向位置決めが、ロアーフレームに一体的に設けられている係止爪部により行なわれること、を特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の空気清浄装置。
- 前記集塵電極のロアーフレームに対するX軸、Y軸、Z軸方向位置決めが、ロアーフレームに一体的に設けられている係止爪部により行なわれること、を特徴とする請求項1または2記載の空気清浄装置。
- 前記非集塵電極の隣り合う電極板の間の中央位置に前記集塵電極の接地側電極板を位置させるべく、前記非集塵電極および集塵電極が各々別個にロアーフレームに対してX軸方向に位置決めされていること、を特徴とする請求項1〜6のいずれか記載の空気清浄装置。
- 前記非集塵電極の脱落を防止すべくロアーフレームに設けられている係止爪の外側位置に対応するアッパーフレーム内側に、前記係止爪押さえ用のリブが設けられていること、を特徴とする請求項5記載の空気清浄装置。
- 前記給電部材が、一方の連結部材の全長にわたって設けられていること、を特徴とする請求項1または2記載の空気清浄装置。
- 荷電部放電電極により空気中の微粒子に電荷を与え、非集塵電極および集塵電極により発生せられた電界を通過させることにより電気的吸引力で前記微粒子を捕集する空気清浄装置であって、前記非集塵電極を半絶縁性樹脂による一体成形で一対の連結部材間に一定の間隔で多数枚の電極板を設けて構成し、この電極板に給電する給電部材を前記連結部材のうちの一方に設け、この連結部材を、給電部材を介してあるいは直接に前記非集塵電極よりも体積抵抗値が大きな材質からなるロアーフレームに支持し、前記連結部材が前記ロアーフレームに支持される支持点の周囲を、前記微粒子を含んだ空気が支持点の周囲に流動しないように覆い、前記非集塵電極および集塵電極が各々別個にロアーフレームに対してX軸方向に位置決めされることを特徴とする空気清浄装置の支持構造。
- 前記給電部材が、一方の連結部材の全長にわたって設けられていることを特徴とする請求項10記載の空気清浄装置の支持構造。
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