JP5304096B2 - 荷電装置及び空気処理装置 - Google Patents
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Description
本発明の前提技術に係る荷電装置について説明する。図1は、この荷電装置(1)の概略構成図である。図1に示すように、この荷電装置(1)は、被処理空気中の浮遊粒子を帯電させる荷電部(20)を備えている。この荷電装置(1)は、被処理空気が流れるダクト(またはケーシング)(2)の中に上記荷電部(20)を配置することにより構成されている。この荷電部(20)は、衝突荷電方式の第1荷電部(20a)と、拡散荷電方式の第2荷電部(20b)とを備え、第1荷電部(20a)と第2荷電部(20b)は別々に設けられている。
この前提技術では、被処理空気中の浮遊粒子を荷電させる荷電装置(1)において、第1放電電極(21)から飛び出したイオンが電気力線に沿って第1対向電極(22)に到達する衝突荷電方式の第1荷電部(20a)と、第2放電電極(23)から飛び出したイオンが電気力線に沿わずに流れて空気中に放出される拡散荷電方式の第2荷電部(20b)とを組み合わせることにより、荷電部(20)を構成している。
このように、本前提技術では荷電部(20)に衝突荷電方式の第1荷電部(20a)と拡散荷電方式の第2荷電部(20b)とを併用したことによって、空気中の浮遊粒子をサブミクロンオーダーの比較的小さなものからミクロンオーダーの比較的大きなものまで帯電させることが可能となる。したがって、帯電させることができる浮遊粒子の粒径に偏りがなくなり、装置の荷電性能が向上する。
本発明の実施形態1について説明する。
この実施形態では、上流側放電部(25a)から上流側対向電極(26a)に向かっては、イオンはほぼ電気力線に沿って移動し、上流側対向電極(26a)に衝突する。このことにより、上流側ではイオン密度の高い衝突荷電方式の放電が行われる。一方、下流側放電部(25b)から下流側対向電極(26b)に向かっては、電気力線の湾曲が大きいことに加えて上流側から下流側への空気の流れも作用して、イオンの殆どは下流側対向電極(26b)に到達せずに空気中に放出される。このことにより、下流側ではイオンが空気中に放出される拡散荷電方式の放電が行われる。
この実施形態1においても、荷電部(20)に衝突荷電方式と拡散荷電方式とを併用しており、衝突荷電方式によってミクロンオーダーの浮遊粒子が帯電しやすく、拡散荷電方式によってサブミクロンオーダーの浮遊粒子が帯電しやすいため、空気中の浮遊粒子をサブミクロンオーダーの小さなものからミクロンオーダーの大きなものまで帯電させることが可能となる。したがって、装置の荷電性能が向上する。
(参考例1)
実施形態1の参考例1は、図6に示すように、放電電極(25)に、第1荷電部(20a)を構成する上流側放電部(第1放電部(25a))(25a)と、第2荷電部(20b)を構成する下流側放電部(第2放電部(25b))(25b)とが帯状の基板部(25c)に形成された鋸歯状電極(一体型の放電電極(25))を用いた構成において、第1荷電部(20a)の対向電極(26a)と第2荷電部(20b)の対向電極(26b)も一体型にした例である。具体的には、この対向電極(26)は、鋸歯状の放電電極(25)を挟んで上下に1本ずつ配置された合計2本の棒状(または柱状)電極(26)により構成されている。この対向電極(26)は、上流側放電部(25a)の先端ないしほぼ先端を通る仮想鉛直面上に放電電極(25)と平行に配置されている。この構成において、上記対向電極(26)は、第2放電部(25b)(25b)よりも第1放電部(25a)に近い位置に配置されている。具体的には、図3の例において上流側放電電極(26a)のみを設けた構成と同等である。
ここで、上記放電電極(25)を流れる電流をI1とし、対向電極(26)を流れる電流をI2とすると、両電極には、衝突荷電電流(I2)と、拡散荷電電流(I1−I2)の両方が流れるように構成されている。そして、電流全体に対する拡散荷電電流の割合が5%以上であって60%以下になるように定められている。
参考例2は、図17に示すように、2本の棒状の対向電極(26)を互いに平行になるように上下に1本ずつ配置するとともに、その間に放電電極(25)(鋸歯状電極)を配置した例で、帯状の基板部(25c)の両縁部に形成した各突起(25a,25b)の先端が対向電極(26)を指向する構成にしている。この例では、上側に位置する突起(25a)からなる放電部と対向電極(26)との間に、この放電部と対向電極(26)だけで、衝突荷電方式の第1荷電部(20a)と拡散荷電方式の第2荷電部(20b)が構成されている。また、下側に位置する突起(25b)からなる放電部と対向電極(26)との間にも、この放電部と対向電極(26)だけで、衝突荷電方式の第1荷電部(20a)と拡散荷電方式の第2荷電部(20b)が構成されている。このように放電部に対して1つの対向電極(26)だけで第1荷電部(20a)と第2荷電部(20b)を構成するために、この実施形態では、対向電極(26)に対して放電電極(25)と反対側に空間(S1)を設ける構成を採用している。
参考例3は、図18に示すように、2本の棒状の対向電極(26)を互いに平行になるように上下に1本ずつ配置するとともに、その間に放電電極(25)(鋸歯状電極)を配置した例で、鋸歯状の放電電極(25)を、2本の対向電極(26)を通る仮想平面に対して直交するように配置している。この例では、左右の放電部(25a,25b)とその上側に位置する対向電極(26)との間に、この放電部(25a,25b)と対向電極(26)だけで、衝突荷電方式の第1荷電部(20a)と拡散荷電方式の第2荷電部(20b)が構成されている。また、左右の放電部(25a,25b)とその下側に位置する対向電極(26)との間にも、この放電部(25a,25b)と対向電極(26)だけで、衝突荷電方式の第1荷電部(20a)と拡散荷電方式の第2荷電部(20b)が構成されている。このように放電部(25a,25b)に対して1つの対向電極(26)だけで第1荷電部(20a)と第2荷電部(20b)を構成するために、この実施形態では、対向電極(26)の外周全体に空間(S2)を設ける構成を採用している。
参考例4は、放電電極(25)の構成を図6の例とは異なるようにした例である。
本発明の実施形態2について説明する。
この実施形態に係る空気浄化装置(10)を起動すると、プロペラファン(16)が回転して、被処理空気である室内空気が空気吸込口(12a)からケーシング(11)内に吸い込まれる。荷電部(20)では放電電極(25)と対向電極(26)の間に電位差が与えられていて、放電電極(25)からイオンが飛び出している。放電電極(25)の上流側放電部(25a)から飛び出したイオンは殆どが上流側対向電極(26a)に到達するが、下流側放電部(25b)から飛び出したイオンは殆どが下流側対向電極(26b)に到達せずに空気中に拡散する。
つまり、この空気浄化装置(10)では、被処理空気中の塵埃を帯電させる荷電工程と、帯電した塵埃を電気的に捕集する電気集塵工程とを行う空気処理方法において、荷電工程として、衝突荷電方式の第1荷電工程と、拡散荷電方式の第2荷電工程とが行われる。
この実施形態2においても、衝突荷電方式と拡散荷電方式の両方の荷電方式を採用したことにより、空気中の塵埃をサブミクロンオーダーのものからミクロンオーダーのものまで帯電させて除去できる。したがって、除去できる塵埃の粒径が偏ってしまうのを防止できる。
本発明の実施形態3について説明する。
この実施形態に係る空気浄化装置(10)を起動すると、シロッコファン(17)が回転を開始し、被処理空気である室内空気が空気吸込口(12a)からケーシング(11)内に吸い込まれる。荷電部(20)では放電電極(25)と対向電極(26)の間に電位差が与えられていて、放電電極(25)からイオンが飛び出している。放電電極(25)の上流側放電部(25a)から飛び出したイオンは殆どが上流側対向電極(26a)に到達するが、下流側放電部から飛び出したイオンは殆どが下流側対向電極(26b)に到達せずに空気中に拡散する。その際、空気通路(13)が屈曲しているため拡散効果が高くなる。
この実施形態3においても、衝突荷電方式と拡散荷電方式の両方の荷電方式を採用したことにより、空気中の塵埃をサブミクロンオーダーの小さなものからミクロンオーダーの大きなものまで帯電させて除去できる。したがって、除去できる塵埃の粒径が偏ってしまうのを防止できる。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
1mm≦φ≦3mm
15mm≦D≦35mm
−7kV≦V≦−10kV
10μm≦t≦100μm
A=8mm
B=5mm
C=25mm
10°≦θ≦30°
で表される値に設定している。
L=300mmに設定している。
10 空気処理装置
20 荷電部
20a 第1荷電部
20b 第2荷電部
25 放電電極
25a 上流側放電部(第1放電部)
25b 下流側放電部(第2放電部)
26 対向電極
26a 対向電極
26b 対向電極
30 電気集塵部
S1 空間
Claims (14)
- 被処理空気中の浮遊粒子を帯電させる荷電部(20)を備えた荷電装置であって、
上記荷電部(20)は、衝突荷電方式の第1荷電部(20a)と、拡散荷電方式の第2荷電部(20b)とを備え、
上記第2荷電部(20b)に設けられる放電電極(25)が、帯状部材の少なくとも一方の縁部に所定間隔で略三角形の板状突起を有する板状電極により構成され、
被処理空気の流れ方向に対して上流側に上記第1荷電部(20a)が配置され、下流側に上記第2荷電部(20b)が配置され、
上記第1荷電部(20a)の放電電極(25a)と上記第2荷電部(20b)の放電電極(25b)が一体型放電電極(25)により構成され、
上記放電電極(25)に対して、気流上流側に上記第1荷電部(20a)の対向電極(26a)が配置され、気流下流側に上記第2荷電部(20b)の対向電極(26b)が配置され、
上記第1荷電部(20a)の対向電極(26a)と上記第2荷電部(20b)の対向電極(26b)が別体型対向電極(26)により構成されていることを特徴とする荷電装置。 - 請求項1において、
上記第2荷電部(20b)に設けられる放電電極(25)が鋸歯状電極により構成されていることを特徴とする荷電装置。 - 請求項1または2において、
上記第2荷電部(20b)に設けられる対向電極(26)が、上記放電電極(25)の放電方向から偏倚した位置に配置されていることを特徴とする荷電装置。 - 請求項1から3の何れか1つにおいて、
上記第2荷電部(20b)の対向電極(26)が、頂点角度が鈍角になった断面多角形の棒状電極により構成されていることを特徴とする荷電装置。 - 請求項1から3の何れか1つにおいて、
上記第2荷電部(20b)の対向電極(26)が、断面円形の棒状電極により構成されていることを特徴とする荷電装置。 - 請求項4または5において、
上記第2荷電部(20b)の対向電極(26)は、対角寸法または直径寸法が、放電電極(25)と対向電極(26)間の寸法の1/5以下でゼロ(mm)より大きいことを特徴とする荷電装置。 - 請求項4から6の何れか1つにおいて、
上記第2荷電部(20b)の対向電極(26)に対して放電電極(25)と反対側に空間(S1)が設けられていることを特徴とする荷電装置。 - 請求項4から6の何れか1つにおいて、
上記第2荷電部(20b)の対向電極(26)の外周全域に空間(S2)が設けられていることを特徴とする荷電装置。 - 請求項7または8において、
上記第2荷電部(20b)の対向電極(26)が被処理空気の流れる空気流路内に配置されていることを特徴とする荷電装置。 - 請求項1から9の何れか1つにおいて、
上記放電電極(25)を流れる電流をI1とし、対向電極(26)を流れる電流をI2とすると、
両電極(25,26)には、衝突荷電電流(I2)と、拡散荷電電流(I1−I2)の両方が流れるように構成されていることを特徴とする荷電装置。 - 請求項10において、
衝突荷電電流(I2)と拡散荷電電流(I1−I2)の合計電流に対する拡散荷電電流の割合が5%以上であって60%以下であることを特徴とすることを特徴とする荷電装置。 - 請求項11において、
衝突荷電電流(I2)と拡散荷電電流(I1−I2)の合計電流に対する拡散荷電電流の割合が10%以上であって30%以下であることを特徴とする荷電装置。 - 請求項12において、
衝突荷電電流(I2)と拡散荷電電流(I1−I2)の合計電流に対する拡散荷電電流の割合が15%以上であって30%以下であることを特徴とする荷電装置。 - 被処理空気中の塵埃を帯電させる荷電部(20)と、帯電した塵埃を捕集する電気集塵部(30)とを備えた空気処理装置であって、
上記荷電部(20)は、衝突荷電方式の第1荷電部(20a)と、拡散荷電方式の第2荷電部(20b)とを備える請求項1から13の何れか1つの荷電装置により構成されていることを特徴とする空気処理装置。
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