WO2001064349A1

WO2001064349A1 - Appareil depoussiereur et appareil de climatisation

Info

Publication number: WO2001064349A1
Application number: PCT/JP2001/001402
Authority: WO
Inventors: Ryou Katou; Yoshikazu Tashiro
Original assignee: Matsushita Seiko Co., Ltd.
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2001-09-07
Also published as: JP5089000B2; CN1364100A; US20030005824A1; CN1232355C; WO2001064349A9; EP1175943A1; EP1175943A4; JP2012154621A; TW553773B; US6635106B2; JP5369210B2

Description

明細書

集塵装置および空調装置技術分野

本発明は、空調及び産業分野で大気塵、室内の粉塵、ほこりなどを集塵し、また、電気集塵であるにも関わらず、コロナ放電を利用せずに、また、粉塵を帯電させる際にオゾンの発生がほとんどない荷電部を設けた集塵装置及びこのような集塵装置を備えた空調装置に関するものである。背景技術 '

従来、この種の集塵装置としては、例えば、特開平 6 - 3 1 2 0 0号公報に記載されたものが知られている。以下、その集塵装置について図 8を参照しながら説明する。図 8に示すように、荷電部 1 0 1は線状電極 1 0 2とアース電極板 A 1 0 3とからなり、荷電部 1 0 1の通風方向下流側に電圧印加電極板 1 0 5とァ一ス電極板 B 1 0 6とからなる集塵部 1 0 4を設けている。通常、荷電部 1 0 1においては線状電極 1 0 2とアース電極板 A 1 0 3の間に 5〜1 5 k V、また、集塵部 1 0 4の電圧印加電極板 1 0 5とアース電極板 B 1 0 6の間に 2〜 6 k Vの電位差を持つように高圧安定化電源 1 0 7によって線状電極 1 0 2及び電圧印加電極板 1 0 5にそれぞれ電圧が印加されている。

上記構成において、荷電部 1 0 1では線状電極 1 0 2に高い電圧がかかっており、線状電極 1 0 2近傍に非常に強い電界が作られている。そのため、空気中の電荷をもつ物質が空気分子と衝突を起こし、空気分子から電子が分離したり、分離した電子が他の空気分子に付着したりして空気イオンとなる。これを空気のィオン化と呼ぶことにする。そして、アース電極の間にある絶縁体である空気が絶縁破壊を起こし、一定の大きな放電電流を伴いながら空気のイオン化が起こる放電現象をコロナ放電というが、コロナ放電によって作られた空気ィォンが集塵装置に供給された空気に含まれる粉塵に付着して粉塵を帯電させる。帯電した粉塵は送風の流れに沿って集塵部 1 0 4に導入され、電圧印加電極板 1 0 5とアース電極板 B 1 0 6との電界の力を受けて両電極板のどちらかに付着して取り除かれ、

1

羞替え用紙（規則 26) 清浄な空気が集塵部 1 0 4後方から吹出される。また、上記従来例では、放電電極として、線状のものを示したが、他に不平等電界を形成するような形状、例えば、針状の電極を用いても同様で、針状電極の先端とアース電極板 A 1 0 3の間で一定電流が流れた状態でコロナ放電が生じ、同様の機構で粉塵が帯電、除去される。

また、集塵部 1 0 4をフィル夕 1 0 8に置き換えたタイプの集塵装置が従来から知られている。以下、その集塵装置について図 9を参照しながら説明する。図 9に示すように、通風方向から順に、線状電極 1 0 2とアース電極板 A 1 0 3とからなる荷電部 1 0 1とフィル夕 1 0 8が設けられている。フィル夕 1 0 8の下流側には導電性の格子板 1 0 9が設置されており、アースに接続されている。通常、荷電部 1 0 1においては線状電極 1 0 2とアース電極板 A 1 0 3の間に 5〜 1 5 k Vの電位差を持つように高圧安定化電源 1 0 7によって線状電極 1 0 2に電圧が印加されている。

上記構成において、荷電部 1 0 1では前述したように線状電極 1 0 2に電圧を印加することにより、線状電極 1 0 2近傍でコロナ放電を起こして粉塵を帯電すると同時に、線状電極 1 0 2と格子板 1 0 9の間に電界が発生し、その電界によつてフィルタ 1 0 8の濾材は分極される。そして、フィルタの中に導入された帯電粉塵は、濾材内部の分極電場に沿って濾材繊維表面へ向かう力を受ける。その結果、濾材に捕集されやすくなり、フィルタの集塵性能は高められる。このような従来の集塵装置では、粉塵を帯電させる荷電部の放電電流が大きいという課題があり、放電電流が増えると消費電力及び人体に有害なオゾンの発生量が大きくなることから、放電電流をほとんど流さないで粉塵を帯電させることが要求されている。

また、従来の電気集塵装置用の荷電部では、オゾン発生量を抑えるために放電電極にプラスの極性の電圧を印加するため、粉塵を帯電すると同時に、人の気分をリラックスさせるなどというよい効果をもっといわれるマイナスイオンを放出することができないという課題があり、放電電流をほとんど流さないで粉塵を帯電させると同時に、マイナスイオンを放出できることが要求されている。また、従来の荷電部は放電電極としてタングステン製の線状電極を用い、これに対向させてアース電極板を設けるといった構成が一般的であるが、線状電極近傍で空気をイオン化すると同時に、電荷の授受が線状電極表面のあらゆる部分で起こるために無駄な放電電流が流れてしまい、また、線状電極の表面は滑らかであるために電界を今まで以上に強くしにくいなどの理由によって効率よく空気をイオン化できないという課題がある。また、この放電電極には高電圧が印加されており、放電電極の近傍では非常に強い電界が形成されているため、電子、ィォン、帯電粉塵などの荷電粒子が放電電極に衝突して損耗しやすいという課題もあり、無駄な放電電流をなくして効率よく空気をイオン化すると同時に、放電電極への荷電粒子の衝突を減らすことが要求されている。

また、従来の荷電部は具体的に線状電極 0 . l m当たり 1 0〜2 0 ^ A、そして、送風風量 l m³ m i n当たりで、 1 0 0〜 2 0 0 A程度の放電電流を流して集塵効率が 8 0 %以上になるような設計となっている。また、針状の電極を用いた場合でも、送風風量 l

i n当たりで、 1 0 0〜2 0 0 A程度の放電電流が流れており、やはりコロナ放電をさせて、粉塵を帯電させている。この程度の放電電流を流すと消費電力も大きく、オゾンも 2 0 p p bから多い場合には 1 0 0 p p b程度発生するため人体にとってよくないレベルとなり、また、臭いの閾値以上となるためオゾン臭が不快であるという課題があり、従来と同等の集塵性能を確保しながら放電電流を大幅に小さくすることが要求されている。そして、前記集塵装置を備えた空調装置においては、風量が大きく、装置内部の通過風速も大きいため、集塵機能を付加させる手段として、コロナ放電を用いて帯電させた粉塵を圧力損失の少ない集塵部で集塵する電気集塵ュニットを用いることによって、圧力損失を低くしたまま高い集塵性能を持たせることが可能である。しかし、コロナ放電を用いた電気集塵ユニットを使用すると放電電流が大きいため消費電力も高くなり、また、オゾン発生量も大きくなつて人体にとって悪影響を及ぼすとともにオゾン臭が不快であるという課題があり、電気集塵による集塵機能を付加させた空調装置においても放電電流を低減することが要求されている。

また、前記集塵部をフィル夕に置き換えたタイプの集塵装置の荷電部でも、前記と同じ課題を有しており、濾材を分極させると同時に、放電電流を大幅に小さくしながら粉塵を帯電させることが要求されている。

更に、前記集塵部をフィル夕に置き換えたタイプの集塵装置においては、粉塵がフィルタを通過する速度、即ち、フィルタ面の風速が大きいほど、帯電粉塵が濾材内部の分極電場に沿って濾材繊維表面へ向かう力の及ぼす集塵効果を失うため、フィルタ面の風速が大きいとフィルタの集塵性能が上がらないと同時に、フィルタの圧力損失が大きくなるという課題がある。また、フィル夕の面に合わせて格子板が接触していないと濾材を効率よく一様に分極させることができないといった課題もあり、フィルタ面の通過風速を下げると同時に、フィルタを効率よく一様に分極させることが要求されている。

また、前記フィルタのプリーツ形状の山の数が多くなると、導電性の格子板の加工が難しくなつて材料費も高くなるという課題があり、格子板がなくてもフィルタの下流側にアース面を形成できることが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、放電電流をほとんど流さないで粉塵を帯電させて従来レベルの集塵能力を確保すると同時に、気分をリラックスさせるなどの効果を持つマイナスイオンを放出することができ、更により効率よく空気をイオン化することができ、コ口ナ放電の発生による線状電極の劣化に起因する切れや、針状電極の先端部の磨耗など電極の損耗を防ぎ、高めた集塵性能を劣化させずに保つことができ、更に、集塵部をフィルタにした場合においては、消費電力を大幅に低減しつつ高い集塵性能を維持することができる集塵装置、及びそのような特徴の集塵機能を有した空調装置を提供することを目的としている。発明の開示

本発明の集塵装置は、上記目標を達成するため、請求の範囲第 1項に記載した通り、コロナ放電をさせずにイオンを放出するイオン放出手段とその下流側に設置された集塵部で構成される。

そして、本発明によれば、放電電流をほとんど流さないで粉塵を帯電させることができる集塵装置が得られる。また、請求の範囲第 2項記載の集塵装置は、請求の範囲第 1項記載の集塵装置において、イオン放出手段がマイナスイオンを放出することを特徴とする。そして、本発明によれば、放電電流をほとんど流さないで粉塵を帯電させると同時に、気分をリラックスさせるなどの効果を持つマイナスイオンを放出することができる集塵装置が得られる。

また、請求の範囲第 3項記載の集塵装置は、請求の範囲第 1項記載の集塵装置において、イオン放出手段の放電電極を 1もしくは複数個の線状電極とし、線状電極の両側にアース電極を設け、線状電極に高電圧を印加した時の放電電流が線状電極 0 . l m当たり 1 以下となるようにアースに接続された電極を絶縁体または半導体で被覆したことを特徴とする。

そして、本発明によれば、コロナ放電を抑制し、放電電流を必要以上に流さないことで効率よく空気をイオン化すると同時に、放電電極への荷電粒子の衝突を減らすことができる集塵装置が得られる。

また、請求の範囲第 4項記載の集塵装置は、請求の範囲第 3項記載の集塵装置において、イオン放出手段がマイナスイオンを放出することを特徴とする。そして、本発明によれば、放電電流をほとんど流さないで粉塵を帯電させると同時に、気分をリラックスさせるなどの効果を持つマイナスイオンを放出することができる集塵装置が得られる。

また、請求の範囲第 5項記載の集塵装置は、請求の範囲第 1項記載の集塵装置において、イオン放出手段の放電電極を 1もしくは複数個の先端が鋭利な針状電極としたことを特徴とする。

そして、本発明によれば、放電電極を針状にすることによって強電界部分を電極 1個当たり 1箇所に集めて電荷の授受が可能な電極部分を限定することによつて、コロナ放電を抑制して無駄な放電電流をなくし、また、先端の鋭利部分に非常に強い電界を形成させることによって、更に、効率よく空気をイオン化すると同時に、放電電極への荷電粒子の衝突を減らすことができる集塵装置が得られる。また、請求の範囲第 6項記載の集塵装置は、請求の範囲第 5項記載の集塵装置において、イオン放出手段がマイナスイオンを放出することを特徴とする。そして、本発明によれば、放電電流をほとんど流さないで粉塵を帯電させると同時に、気分をリラックスさせるなどの効果を持つマイナスイオンを放出することができる集塵装置が得られる。

また、請求の範囲第 7項記載の集塵装置は、請求の範囲第 5項記載の集塵装置において、針状電極の先端部分周囲にコロナ放電を生じさせないよう絶縁体または半導体を設けたことを特徴とする。

そして、本発明によれば、コロナ放電を抑制し、無駄な放電電流を更になくして効率よく空気をイオン化すると同時に、放電電極への荷電粒子の衝突を減らすことができる集塵装置が得られる。

また、請求の範囲第 8項記載の集塵装置は、請求の範囲第 5項記載の集塵装置において、針状電極 1個当たりの放電電流が 1 A以下であることを特徵とする。そして、本発明によれば、コロナ放電をさせず、放電電流をイオン放出のために必要な値以上流さないことで効率よくイオンのみを放出すると同時に、放電電極への荷電粒子の衝突を減らすことができる集塵装置が得られる。

また、請求の範囲第 9項記載の集塵装置は、請求の範囲第 5項記載の集塵装置において、針状電極が、通風面に対して 4 O mm四方の面積当たり 1個以下で配置されたことを特徴とする。

そして、本発明によれば、従来と同等の集塵性能を確保しながら放電電流を小さくすることができる集塵装置が得られる。

また、請求の範囲第 1 0に記載の集塵装置は、請求の範囲第 5項に記載の集塵装置において、針状電極の下流側にアースに接続された導電性の格子板を設置し、針状電極と格子板との間に集塵部を構成する濾材からなるフィル夕を設けたことを特徴とする。

そして、本発明によれば、針状電極と格子板の間で形成される電界中に絶縁性及び分極性を持つフィルタを置くことにより、フィルタの濾材を分極させると同時に、放電電流を大幅に小さくしながら粉塵を帯電させることが可能な集塵装置が得られる。

また、請求の範囲第 1 1項に記載した集塵装置は、請求の範囲第 1 0項に記載の集塵装置において、フィルタと導電性の格子板とをプリーツ状に形成し、互いに重ね合わせるようにして配置したことを特徴とする。そして、本発明によれば、フィル夕をプリーツ形状にすることによりフィル夕面の風速を下げると同時に、格子板をフィルタの面に合わせてプリーツ形状に加ェし、フィル夕の面に合わせて格子板を重ね合わせることによってフィル夕の濾材を効率よく一様に分極させることができる集塵装置が得られる。

また、請求の範囲第 1 2項に記載の集塵装置は、請求の範囲第 5項に記載の集塵装置において、針状電極の下流側に濾材からなるフィル夕を設け、フィル夕の下流側の面に導電性塗料を塗布して導電層を形成し、導電層をアースに接続したことを特徴とする。

そして、本発明によれば、格子板がなくてもフィル夕の下流側にアース面を形成できる集塵装置が得られる。

また、靖求の範囲第 1 3項に記載の集塵装置は、請求の範囲第 1 2項に記載の集塵装置において、フィルタをプリーツ状に形成したことを特徴とする。

そして、本発明によれば、フィルタをプリーツ形状にすることによりフィルタ面において風速を下げ、フィルタの濾材を効率よく一様に分極させることができる集塵装置が得られる。

また、請求の範囲第 1 4項に記載の空調装置は、請求の範囲第 1乃至 1 3項のいずれかに記載の集塵装置を備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、消費電力とオゾン発生量を低減して高い集塵性能を付加した空調装置が得られる。

また、請求の範囲第 1 5項記載の空調装置は、請求の範囲第 5乃至 1 3項のいずれかに記載の集塵装置を備え、その針状電極をグリルに直接設けて粉塵を帯電させ、内部に設けられた集塵部で粉塵を捕集する集塵機能を有した空調装置としたことを特徴とする。

そして、本発明によれば、グリルと針状電極を一体型にし、集塵部を針状電極から分離させて空調装置内に組み込んだ空調装置が得られる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施例である線状電極を用いた集塵装置の構成図図 2は、本発明の一実施例である針状電極を用いた集塵装置の構成図図 3は、本発明の一実施例である針状電極とアース接続された格子板との間にフィルタを備えた集塵装置の構成図

図 4は、本発明の一実施例である針状電極とアース接続されたプリーツ状に形成された格子板とフィルタとを備えた集塵装置の構成図

図 5は、本発明の一実施例である針状電極と裏面に導電塗料を塗布したフィル夕とで構成された集塵装置の構成図

図 6は、本発明の一実施例である針状電極を用いた集塵装置を備えた空調装置の説明図

図 7は、本発明の一実施例である針状電極とグリルとを一体化し、空調装置内部に集塵部を設けた空調装置の説明図

図 8は、従来の集塵装置の構成図

図 9は、従来の集塵装置の構成図発明を実施するための最良の形態

本発明の集塵装置は、コロナ放電をさせずにイオンを放出するイオン放出手段とその下流側に設置された集塵部で構成されることを特徴としたものである。周囲にアース電極を設け、針や棘、線などの形状の放電電極にある一定以上の電圧を印加すると、放電電極付近に大きな電界が形成されるようになり、空気分子中の電子が分離したり、また、分離した電子が別の空気分子に結合するなどして空気分子がイオン化し空気イオンとなる。そして、発生した空気イオンが電界の力によって拡散し、粉塵に付着して粉塵を帯電する。

今までの常識では、集塵部の上流側で粉塵などを帯電させる手段として、コロナ放電を用いることが有効な手段とされてきた。コロナ放電をさせるためには、線状電極や針状電極に対向するアース電極を設け、この間に高電圧を印加する。そうすると、ある電圧までは、電流はほとんど流れない。この時は、空気イオンもほとんど発生しない。しかし、コロナ放電が発生する電圧まで上げるど、放電電極の回りが強電界となって気体（空気）が局部的な絶縁破壊を起こしてイオン化すると同時に、放電によって電流値が急激に上昇する。これがコロナ放電である。この放電電流が大きレ ^というのが特徴であるコロナ放電の領域を利用することで、空気をイオン化して粉塵を帯電させることができるが、放電電流に比例してオゾンが発生することからコロナ放電では多量のオゾン発生を伴う。ちなみに、極性については、マイナス極性のコロナ放電のほうがオゾン発生量は多くなる（プラス極性のコロナ放電の約 3〜6倍)。また、放電電流が大きいと消費電力も増大する。そこで、本発明者らは、放電電流を抑制しながら空気イオンの生成を行うことにより、オゾン発生と消費電力を抑えつつ粉塵の帯電性能を保つ手段を見出した。アース電極を絶縁性物質や半導電性物質で被覆したり、放電電極とアース電極の距離をおき、空気による絶縁を大きくしてコロナ放電を起こさずにイオンのみを放出させる（絶縁破壊を起こさずに空気をイオン化する）こと（これをィオン化放電と定義する）により，空気イオンの付着による粉塵の帯電性能を持ちながら、放電電流をほとんど流さない状態にして消費電力及びオゾンの発生を極力低減することができるという作用を有する。

このコロナ放電が発生していない状態とは、具体的な目安として 1つの針状電極当たり、放電電流が 1 A以下（一般的な計器で測定できるレベル)、線状電極であれば、 0 . l m当たり 1 A以下の値である。また、この状態をつくるためには、空気絶縁及び十分な距離がとれない場合は、絶縁もしくは半導体材料でァ —スにあたる部分を被覆する必要がある。空気絶縁の場合の絶縁距離としては、線状の場合は、線径、表面の平滑度、針状の場合は、尖がりの程度によってー概にいえないが、少なくとも 1 O mm/ k V以上、好ましくは、 2 0 mmZ k V以上の絶縁距離を設けることが必要である。絶縁もしくは半導電性材料としては、絶縁距離によって違うが、放電電流が 1 i A以下になる絶縁抵抗となるものを用いればよい。

また、イオン放出手段がマイナスイオンを放出することを特徴としたものであり、放電電極にマイナス電圧を印加して空気をイオン化し、プラスイオンは電極にひきつけて付着させ気体分子に戻し、マイナスイオンは反発させて周囲に拡散させる。そして、アース電極を絶縁性物質や半導電性物質で被覆したり、放電電極とアース電極の距離を大きく取るなどして大きな放電電流を伴うコロナ放電を起こさずに空気をイオン化し、放電電極にマイナス電圧を印加することによってマイナスイオンのみを存在させることにより、空気イオンの付着による粉塵の帯電性能を持ちながら、放電電流を低下させて消費電力及びオゾンの発生を低減すると同時に、人体によい影響を与えるといわれているマイナスイオンを放出することができるという作用を有する。

また、イオン放出手段の放電電極を 1もしくは複数個の線状電極とし、線状電極の両側にアース電極を設け、線状電極に高電圧を印加した時の放電電流が線状電極 0 . l m当たり 1 ^ A以下となるようにアース電極を絶縁体または半導体で被覆したことを特徴としたものである。コロナ放電では前述した通り、空気を局部的に絶縁破壊させてイオン化すると同時に、局部的ではあるが空気が絶縁破壊を起こすために放電電流が急激に上昇する。放電電流は放電電極及び対向のァース電極表面で起こる電荷の授受の量を表すものであり、特徴として消費電力及びオゾン発生量と密接な比例関係にある。そこで、アース電極を絶縁体もしくは半導体で被覆することで電極表面の電荷の授受を制限することによってコロナ放電を抑制し、放電電流を必要以上に流さないことで効率よく空気をイオン化することができる。そして、線状電極 0 . l m当たり 1 A以下の放電電流で、粉塵を帯電させるのに十分な量の空気イオンを得ることができる。以上のような理由から、放電電流を従来から大幅に低くすることができるため、消費電力及びオゾン発生量を極力低減することができる。また、線状電極は複数個の場合通常は通風断面に対して平行に配置するため、通風断面に対して均一にイオンは放出され、イオン放出部を通過する粉塵を均一に帯電させることができる。また、絶縁体もしくは半導体で被覆しているためにコロナ放電にはほとんどならず（電圧を上げていくとコロナ放電ではなく、この場合絶縁破壊を起こし火花放電へ移行する）、従って、電圧にあまり影響されずにイオンを放出することができる。そして、放電電流が非常に低く、放電電極表面への電子、イオン、帯電粉塵などの荷電粒子の衝突が少ないため、損耗による切れを抑制して放電電極を長持ちさせることができるなどといった作用を有する。

また、イオン放出手段の放電電極を先端が鋭利な針状電極としたことを特徴としたものである。放電電極を針状にすることによって強電界部分を電極 1個当たり 1箇所に集めて電荷の授受が可能な電極部分を限定することによって、コロナ放電を抑制して無駄な放電電流をなくすことができるため、放電電流と密接な比例関係にある消費電力及びオゾン発生量を大幅に低減することができる。また、先端の鋭利部分に非常に強い電界を形成させることによって、更に、効率よく空気をイオン化できるため、放出した大量のイオンによって粉塵をより帯電させやすくすることができる。また、全体の線径が小さい必要がある線状電極と異なり先端が鋭利であればよいので損傷による切れといった問題がなく、かつ、放電電流が非常に低く、放電電極表面への電子、イオン、帯電粉塵などの荷電粒子の衝突が少ないため、先端の鋭利部分の磨耗を抑制して放電電極を長持ちさせることができるといった作用を有する。

また、針状電極の先端部分の周囲に絶縁体もしくは半導体を設けたことを特徴としたものであり、その際、アース電極を絶縁体や半導体で被覆したり、放電電極とアース電極の距離を大きく取るなどして放電電流がほとんど流れない状態にしているため、消費電力及びオゾンの発生をほとんどなしにすることができる。かつ、放電電流がほとんどなく、放電電極表面への電子、イオン、帯電粉塵などの荷電粒子の衝突が少ないため、先端の鋭利部分の磨耗を抑制して放電電極を長持ちさせることができるといった作用を有する。

また、針状電極 1個当たりの放電電流を 1 以下にしたことを特徴としたものであり、具体的には、アース電極を絶縁性物質や半導電性物質で被覆したり、針状電極とアース電極の距離を大きく取るなどしてコロナ放電を起こさずに空気をイオン化することにより、空気イオンを従来と同様 1 0万個 Z c c以上発生させることを可能とし、従来レベルの集塵性能を持ちつつ、放電電極に印加する電圧を 2倍にしても、放電電流を抑えているため消費電力は従来のものよりも 5 0 分の 1以下となり、また、オゾン発生量は 1 p p b以下になって実際に臭いすらしなくなるという作用を有する。

また、針状電極が通風面に対して 4 O mm四方の面積当たり 1個以下で配置されることを特徴としたものである。従来は通風面に対して少なくとも 2 O mm四方当たり 1本以上の本数で配置されており、針状電極の本数で比較すると従来の 4分の 1以下となっている。 1 mZ sの風速を集塵装置内に流して用いるとすると、 l m³Zm i n当たり 1 0本以下ということになる。この時、 1本当たりの放電電流は大きくても 1 5 A以下にして消費電力及びオゾン発生量を抑制する必要がある。このようにして針状電極の全体的な数を減らして最適化する。そうすることで放電電流を低下させながら空気をイオン化して空気イオンを従来と同様 1 0万個 Z c c以上発生させ、従来以下の消費電力及びオゾン発生量で、従来と同等の集塵性能を持たせることができるという作用を有する。

また、針状電極の下流側にアース電極に接続された導電性の格子板を設置し、針状電極と格子板との間に集塵部を構成する濾材からなるフィルタを設けたことを特徴としたものである。針状電極と格子板の間は十分な絶縁距離が確保されており、また、針状電極と格子板の間に絶縁性をもつフィル夕が設置されているため、針状電極と格子板の間を流れる放電電流は従来と比較して非常に小さい。従つて、消費電力及び人体によくない影響をおよぼすオゾンの発生量を大幅に低減することができる。そして、放電電流が非常に小さいことから推測されるように針状電極近傍でコロナ放電はほとんど起こっていないが、高電圧が印加されている針状電極近傍ではイオン化放電によって空気のイオン化が起こるために空気ィオンが放出され、その空気イオンを粉塵に付着させることによって粉塵を帯電させることができる。また、分極性を持つフィル夕は針状電極とアースの格子板との間に設置されているため、針状電極と格子板との間の電界によって濾材が濾材繊維単位で分極される。この分極作用は、針状電極と格子板との間の電界が存在する、即ち、針状電極に高電圧が印加されている限り続くため、濾材を常に分極状態にすることができる。そして、濾材を通過する帯電粉塵はクーロンの作用により、濾材内部の分極電場に沿って濾材繊維表面へ移動する力を受けるために濾材に付着しやすくなり、また、粉塵も濾材の分極電場によって分極作用を受けて分極するため、帯電していない粉塵でさえも、帯電粉塵ほどではないにしても濾材の分極電場に沿って濾材繊維表面へ移動する作用を受けるために濾材に付着しやすくなることから、フィルタ単体のみの場合よりも高い集塵性能を発揮することができる。集塵性能を高くするには濾材をより強く分極すればよいので放電電極の印加電圧を高くすればよいが、そうすると、従来の荷電部では放電電流も今まで以上に大きくなつてしまうので、印加電圧を高くするにも限度があった。しかし、本発明の集塵装置はもともと放電電流が非常に小さく、また、電圧を高くしても放電電流が流れにくい構造であるため、放電電極の印加電圧を高く設定することが容易である。以上のように、放電電流を大幅に小さくし、更に、フィル夕内部を常に分極した状態にすることができるため、消費電力及びオゾン発生量を大幅に低減しながら高い集塵性能を維持することができるという作用を有する。また、フィル夕と導電性の格子板とをプリーツ状に形成し、互いに重ね合わせるように配置したことを特徴としたものである。フィルタをプリ一ッ形状にしてフィル夕面積を増やすことにより、フィルタの単位表面積当たりの通風量を減らせるため、フィルタ面の風速を小さくすることができる。従って、粉塵が濾材を通過する速度を小さくすることができる。粉塵が濾材内部の分極電場に沿って濾材繊維表面へ移動する速度は粉塵がフィルタを通過する速度に基本的には影響されないため、フィルタ面の風速が小さいほど、粉塵が濾材繊維表面へ付着するための時間は長くなつて濾材に付着しやすくなるので集塵性能が高くなる。また、フィル夕面の通過風速が小さいほどフィルタの圧力損失が小さくなるため、フィルタ面の風速が小さいほど通風にかかるエネルギーが小さくなり、空気がフィルタを通過する時の風切り音やファンの駆動音といった騒音も減らすことができる。また、アース接続された導電性の格子板がフィルタの面に合わせたプリーツ形状であり、濾材とほぼ一様に接触した構造となっているので、濾材全面を一様に分極させることができ、その結果、集塵性能を高めることができる。また、濾材に分極作用を与えて、帯電粉塵やイオンなどによる濾材内の余分な電荷を外に逃すことによって集塵性能の劣化を防ぐことができるが、格子板と濾材の面が接触した構造にすることにより、余分な電荷を格子板に伝えさせて逃がしやすくしているため、高い集塵性能を維持することができる。以上のようにフィルタ面の通

- I^I ,Ι - Ϊ ^ ,Μ ^a~ a

よって、アース接続された導電性の格子板がなくてもフィルタの下流側にアース面を形成することができるため、製造を簡略化して加工コスト及び材料コストを低減することができるという作用を有する。

また、上記集塵装置を備えることを特徴とした空調装置であり、空調機能と同時に、低圧力損失で集塵機能を付加させたものである。そして、従来よりも消費電力とオゾン発生量を抑えることにより、低ランニングコス卜でオゾンによる人体への悪影響及び不快感を低減しながら高い集塵機能を付加させることができるという作用を有する。

また、上記集塵装置における針状電極をグリルに直接設けて粉塵を帯電させ、内部に設けられた集塵部で粉塵を捕集する集塵機能を有することを特徴とした空調装置であり、具体的には針状電極をグリルの内側に設けて、針状電極を直接人の手に触れないようにしながら針状電極が通風空気に接触するようにした構造である。そして、グリルと針状電極を一体型とすることにより本体の厚みを小さくし、また、集塵部を分離させることにより、集塵部のみを洗浄及び交換することを可能にしてメンテナンス性を向上させた空調装置が得られる。実施例

(実施例及び従来例における集塵装置の集塵試験例 1 )

集塵試験 1においては、以下に説明するように、イオン放出手段である実施例の集塵装置と、従来の集塵装置と用いて、放電電流、イオン濃度、集塵効率、ォゾン濃度の比較を行った。

まず、図 8に示した従来の集塵装置に基づいて実験装置を作成した。図 8を用いて装置の説明を行うと、開口寸法 2 6 4 mm x 1 2 2 mmのダクトの途中に、厚さ 0 . 5 mm、長さ 5 0 mm、幅 2 5 6 mmの 3枚のステンレス鋼板をポリプロピレン製スぺ一サ一 1 1 1を間に挟んで 3 mm間隔で 3 1枚重ね、ステンレス鋼板に + 2 k Vの電圧を 1枚おきに印加して電圧印加電極板 1 0 5とした。それぞれの電圧印加電極板 1 0 5を挟むようにして設けられたステンレス鋼板をァースに接続してアース電極板 B 1 0 6とした集塵部 1 0 4を作成した。そして、集塵部 1 0 4の 4 0 0 mm上流側に表 1に示した条件の荷電部を設置し、高圧安定化電源 107を用いて線状電極 102に表 1に示すような、直流の電圧を印加した。尚、測定した放電電流は、 lm³Zm i n当たりの放電電流に換算した。また、図には示していないが、ダクト最後方に送風機を設けてダクト内送風風量 1 m³Zm i nの条件で通風し、集塵効率；？（％)、イオン発生量（個 Zc c)、発生オゾン濃度（ppb) を測定した。この時のダクト風速は約 0. 5m/sである。集塵効率はリオン社製パ一ティクルカウンター KC一 01 Cを用い、荷電部 101の直前と集塵部 104の直後の粉塵濃度を測定して求めた。粉塵濃度は係数法で測定し、 0. 167リツトルの空気をサンプリングして、その中に含まれる粒径 0. 3 m以上の粉塵の全個数を測定して求めた。荷電部 101直前の粉塵濃度を C f、集塵部 104直後の粉塵濃度を Cbとすると、集塵効率 77は次式で求めることができる。

7? = (1 -Cb/C f ) X 100 {%) 空気イオン濃度は、荷電部後方 200mmの位置からダクト内空気をサンプリングし、電気移動度が 0. 4 cm²ZV' s e c以上の小イオンの個数濃度を計測する神戸電波社製イオンテスター KST— 900を用いて測定した。単位は個/ c cである。

発生オゾン濃度は集塵部 104直前からダクト内空気をサンプリングし、荏原実業社製オゾンモニタ一 EG 2001 Fを用いて測定を行った。単位は p p bであり、 10億分の 1の質量濃度を示す。

それぞれの荷電部の構成について図 1、 2、 8を用いて説明する。

比較例である No. 1の荷電部 101は、従来例の図 8と同じ構成であり、線径 0. 15mm、長さ 220 mmのタングステン製の線を用いた線状電極 102 を、通風方向に対して垂直方向に 20 mmの間隔で 6本、即ち、 6段設置して +

5. 7 kVの電圧を印加し、その間に通風方向から見て奥行き長さ 16 mm、巾;

220mmの鋼製アース電極板 A 103を等間隔に計 7枚設置したものである。この荷電部 101は、従来よく使われている形状の荷電部であり、アース電極板 A 103を空気のみを絶縁材として線状電極 102の上下近くに設けているため、両電極間でコロナ放電が起こり、線状電極 1 0 2近傍で空気が容易にイオン化するようになっている。そのため、集塵効率 9 5 %と高い集塵性能を実現している。しかし、空気のイオン化とともに大きな放電電流を伴ぅコロナ放電が起こりやすくなつているため、放電電流が 1 4 0 Aと大きいことから消費電力が大きくなることと、放電電流が大きいためオゾンが 2 4 p p bと比較的多量に発生することと、線状電極 1 0 2の電圧極性がプラスであるため、線状電極 1 0 2がマイナスイオンを吸収してしまいほとんど放出しないことが欠点である。

比較例である N o . 2の荷電部 1 0 1は、従来例の図 8と同じ構成で、線状電極 1 0 2の極性をマイナスにしたものであり、放電電流の大きさが N o . 1と同じ 1 4 0 Aになるように電圧を印加したものである。 N o . 1と同様に空気のみを挟んでアース電極板 A 1 0 3を設けているためにコロナ放電が起こって容易に空気がイオン化するため、集塵効率 9 5 %と高い集塵効率を実現している。また、線状電極 1 0 2の極性がマイナスであるため、線状電極 1 0 2からマイナスイオンが反発されて吸収されないことにより、マイナスイオンを多量に放出することができる。しかし、コロナ放電により放電電流が 1 4 0 Aと大きいため放電による消費電力が大きくなることと、放電電流が大きく線状電極 1 0 2の極性がマイナスであることから、オゾン発生量がプラス放電よりも更に大きい 1 0 3 p p bになるという結果となり、オゾンが大量に発生するという欠点が明らかになった。

比較例である N o . 3の荷電部 1 0 1は、従来例の図 8とほぼ同じ構成であるが、アース電極板 A 1 0 3を取り除いて線状電極 1 0 2に一 1 0 k Vを印加したものである。また、図には示していないが、荷電部 1 0 1の上流側 8 0 mmの位置に 5 mm径の穴が無数に開いた鋼製パンチングメタルを格子板として設置しァ —スに接続した。放電電流はほとんど流れずオゾンもほとんど発生していない力集塵効率が 4 0 %と実用レベル以下の性能しかもたない。イオン発生量が低いことから、空気をイオン化する効果が小さいためであると推測される。

実施例である N o . 4の荷電部 1 0 1の構成を図 1に示す。イオン発生する手段としては、 N o . 1の荷電部のアース電極板 A 1 0 3表面を絶縁被覆層 1として塩化ビニールテープで被覆し、それに挾まれるようにして設置されたタンダステン製の線状電極 102で構成されている。この構成で線状電極 102に +5.

7 kVの電圧を印加したところ集塵効率は 80%となり、 No. 1及び No. 2 の荷電部に比べて低いものの十分実用的なレベルの値である。理由としてプラスの空気イオン発生量が 25万個/ c cと多く、空気のイオン化が十分起こっていることが考えられる。また、線状電極 102とアース電極板 A 103の間には電場が存在しているが、アース電極板 A 103の表面が絶縁されているためにコロナ放電による大きな放電電流が抑制されている。そのため、 No. 1の荷電部と同じ印加電圧にも関わらず放電電流が 4 / Aと、 No. 1及び No. 2の荷電部の 14 O Aに比べて非常に小さくなつている。即ち、電圧が同じため電流の減少分だけ消費電力が小さくなつている。同時に、放電電流が小さいためオゾンもほとんど発生しなかった。即ち、コロナ放電を起こさずにイオンのみを発生しているということができる。

このように、放電電流を低下させることで消費電力及び有害なオゾンの発生量を低減して人体によりやさしい集塵装置にすることができる。

実施例である No. 5の荷電部 101は、 No. 4とほぼ同じ構成であるが、図 1に示す線状電極 102の電圧極性をマイナスにしたものである。集塵効率は

88%と十分実用的な集塵性能を示した。同時に、線状電極 102の電圧極性がマイナスであるためマイナスイオンが 16万個 Zc cと大量に放出された。そして、放電電流は 12 Aと小さいことから消費電力は小さくなり、発生オゾン濃度も 7 p p bと非常に低いものとなった。

このように、放電電流を低下させることで消費電力及び有害なオゾンの発生量を低減すると同時に、マイナスイオンを発生することにより人体によい影響をもたらす集塵装置にすることができることがわかった。

実施例であ.る N o . 6の荷電部 101の構成を図 2に示す。放電電極として、本体部径 0. 7mm、長さ 30 mmの先端が鋭利に尖った針状電極 2をダクト吸込み口に 30mmの間隔で通風方向に対して垂直方向に 6本平行に併設し、それに— 10 kV印加したものである。その上流側 150mmの位置に 5 mm径の穴が無数に開いた鋼製パンチングメタルを格子板 109として設置しアースに接続した。集塵効率は 85%と十分実用的なレベルとなっている。 No. 3の荷電部と比較して集塵効率が高いことから、 0. 15 mm径の線よりも鋭利な針の方が空気をイオン化する性能に優れていることがわかる。また、放電電極の極性がマィナスであるためマイナスイオンが 27万個 Zc cと大量に放出された。放電電流は 0. 6 となり非常に小さいため消費電力は小さく、また、オゾンもほとんど発生しなかった。また、放電電極表面へ電子やイオンが多少なりとも衝突するため放電電極表面は多少の劣化を起こすことが考えられるが、線の場合は切れにつながり放電電極としての機能をなくしてしまうのに対し、針の場合は表面が多少劣化する可能性はあるが、放電電流がほとんどないため、磨耗は少なく、切断などによって放電電極自体の形、機能をなくすことはない。

実施例である No. 7の荷電部 101は、 No. 6とほぼ同じ構成で、格子板として鋼製パンチングメタルの代わりにメッシュ 20のステンレス製金網を針状電極の下流側 30mmの位置に設けてアースに接続し、針状電極に一 8 k Vの電圧を印加して放電電流を 22 A流したものである。針状電極は 6本であり、約 70mm四方相当の面積に一個の割合で設置されていることになる。 1個当たりの放電電流は 3. 7 Aである。空気の絶縁だけでこの放電電流に抑えるためには針状電極とアースの間隔が 30mm程度必要である。集塵効率は、比較例である No. 1とほぼ同等の 93%となり、オゾン発生量は No. 1の 24ppbを大きく下回る 5 ppbであった。そして、マイナスイオンも 20万個 Zc cと大量に放出されており、放電電流も 22 Aと小さいため消費電力も小さくできることがわかった。

実施例である No. 8の荷電部 101は、 No. 7と同じ構成で、アースであるメッシュ 20のステンレス製金網を針状電極の下流側 30mmの位置に設けて、印加電圧及び放電電流を— 10 k V、 40 Aに調節したものである。針状電極は 6本であり、約 70mm四方相当の面積に一個の割合で設置されていることになる。 1本当たりの放電電流は 6. 7 Aである。集塵効率は、比較例である N o. 1と同等以上の 97%となり、オゾン発生量は No. 1の 24ppbを大きく下回る 7 p p bであった。マイナスイオンも 27万個 Zc cと大量に放出されており、放電電流も 40 Aと小さいため消費電力も小さくできることがわかつた。以上のことを整理した内容を表 1にまとめた <

(表 1)

比較例である No. 1及び No. 2で示したように線状電極の場合、通常のコロナ放電をさせている時は、集塵効率も高いが、オゾン発生量も非常に高い。実施例である No. 4または No. 5で示したように、本発明である放電電流を 1 A以下でイオンのみを発生させている場合は、集塵性能を維持しながらオゾン発生を極力抑制できている。但し、比較例 3で示しているように、放電電流が 0 の時はイオン発生量もほとんどなく集塵性能も低い。集塵性能を維持するためには、放電電流は、線状電極 0. lm当たり 0. 1 A以上は必要である。そして、 No. 5ではマイナス極性の電圧を放電電極に印加しているためマイナスイオンも大量に放出されている。

また、実施例である No. 6が示すように、放電電極として針状の放電電極を用いると同時に、放電電流を 1 A以下にすることで、消費電力及び有害なォゾンの発生量を大きく低減し、イオンの発生手段からマイナスイオンを発生することができるため、人体によい影響をもたらすと同時に、放電電極の損耗劣化が少なく、長時間使用できる構成になり、メンテナンスコストを下げることができることがわかった。

また、集塵効率を少しでも落としたくないが、消費電力とオゾン発生量を低下させたいという使い方も、コロナ放電を起こさずイオンのみを放出する集塵装置では可能である。実施例である N o . 7または N o . 8が示すように、針状電極の数を通風面に対して 4 0 mm四方の面積当たり 1個以下とし、従来と比べて本数を減らして最適化することにより、オゾン発生量を従来の半分以下にすることができる。こうすることにより、従来と同じ高い集塵性能を達成しながら消費電力及び有害なオゾンの発生量を低減させることができる。また、同時に、マイナスの極性の電圧を印加することにより、人体によい影響をもたらすといわれているマイナスイオンを供給することができる。

なお、図 2では針状電極 2の上流側に格子板 1 0 9を設けた図が示されているが、 N o . 7のように針状電極 2の下流側に格子板 1 0 9を設けても同様の効果が得られる。

なお、本実施例では、線状電極 1 0 2にタングステン製のものを用いたが、代わりとして導電性を持つ他の材質のものを用いても同様の効果が得られる。なお、針状電極 2として先端が鋭利に尖った鋼製の針を用いたが、空気をィォン化できるならば、その代わりに導電性を持つ他の材質のものを用いてもその効果に差は生じない。

なお、本実施例では、アース接続された導電性の格子板 1 0 9として 2 0メッシュのステンレス製の金網を用いたが、通風可能であればどんなメッシュ粗さでも、もしくはどんな形状でもよく、例えば、導電性繊維を加工して作った導電性シートなどを用いても同様の効果が得られる。

なお、集塵部は、電圧印加電極板とアース電極板の間に電位差を与えて電界をつくり、その電界の力で主に帯電した粉塵を捕集する構成としたが、ガラス繊維などを濾材にして機械的に粉塵を捕集する濾過フィルタや、あらかじめ分極された誘電体を濾材にして内部に電界ができるように作られ、機械的もしくはその電界の力で粉塵を捕集する静電フィルタ、また、そういったフィルタを電極で挟んで電圧をかけ、常に方向のそろった電界の中に置くことにより一方向に統一された電界の力で粉塵を捕集するように工夫された電界フィルタなど他の種類の集塵部を用いた場合にも同様の効果を生じる。

(実施例及び従来例における集塵装置の集塵試験例 2 )

次に、集塵装置のイオン放出手段と集塵部に特徴を有する実施例の集塵装置と、従来の集塵装置と用いて、放電電流、集塵効率、圧力損失の比較を行った。図 9に従来の集塵装置を示す。この集塵装置に基づいて実験装置を作成した。図 9を用いて実験装置の説明を以下に行う。開口寸法 1 0 0 mm X 5 0 mmのダクトを作成し、通風方向の上流側から順番に荷電部 1 0 1、フィルタ 1 0 8、格子板 1 0 9を設けた。格子板 1 0 9は、フィルタ 1 0 8の直後に設けられており、接触した状態となっている。フィルタ 1 0 8を構成する濾材にはクラレ製の中性能タイプのものを用いた。これはフィルタ面の風速が l m/ sの時、濾材単体で集塵効率約 5 0 % (係数法、 0 . 3 m以上）の性能を持つもので、濾材の主成分はポリプロピレンである。このフィルタは、洗浄によって付着した粉塵を除去し、再使用できるようにあらかじめ界面活性剤を含有しており、水で洗浄しても型崩れしないように高い剛性となるよう設計されている。また、格子板 1 0 9には 2 0メッシュ、線径 0 . 5 mmのステンレス製の網を用いた。また、ダクトの通過風速は l mZ sとした。格子板 1 0 9及びアース電極板 A 1 0 3をアースに接続し、高圧安定化電源 1 0 7を用いて放電電極に直流電圧を印加し、その時の集塵効率）、放電電流（ A) 及び集塵装置全体の圧力損失（P a ) を測定した。その結果を表 2に示す。

(表 2)

なお、放電電流は lrr^Zmi nに換算し、実測値の 3. 33倍で示してある。集塵効率はリオン社製パ一ティクルカウンター KC—01 Cを用い、荷電部 10 1直前の粉塵濃度と格子板 109直後の粉塵濃度を測定して求めた。粉塵濃度は係数法で測定し、 0. 167リツトルの空気をサンプリングしてその中に含まれる粒径 0. 3 m以上の粉塵の全個数を測定して求めた。

それぞれの荷電部の構成について図 3、 4、 9を用いて説明する。

比較例である No. 9は、従来例の図 9と同じ構成であり、線径 0. 15mm、長さ 10 Ommのタングステン製の線を用いた線状電極 102を 24 mmの間隔で、通風方向に対して垂直方向に 2本、即ち、 2段設置して 0〜5. 5 kVの電圧を印加し、その間に通風方向から見て奥行き長さ 15mm、幅 10 Ommの鋼製アース電極板 A 103を等間隔に 3枚設置したものである。なお、線状電極 1 02と格子板 109の距離は 25 mmである。この荷電部 101は、従来よく使われている形状の荷電部であり、アース電極板 A 103を空気のみを絶縁物として線状電極 102のまわりに設けているため、両電極間でコロナ放電が起こり、線状電極 102近傍で空気が容易にイオン化するようになっている。そのため、印加電圧 5. 5 kVで集塵効率 92%となり、 0 kVで 50%のフィルタの集塵性能は大幅に高まった。しかし、空気をイオン化するために、大きな放電電流を伴うコロナ放電を起こしているので lm³/m i n換算で 13 Aの放電電流が流れた。ちなみに、放電電極に 5. 0 kVを印加して lm³ m i n換算で 2 Aの放電電流を流した場合は 69%となり、微小な放電電流を流した場合の集塵性能は十分高まっているとはいえない。

実施例である No. 10の構成を図 3に示す。放電電極として、本体部径 0. 7 mm, 長さ 30mmの先端が鋭利に尖った針状電極 2がダクトの中央に 1本、通風方向に対して垂直に設けられており、その 30mm下流側にフィルタ 108、その直後に格子板 109が設けられている。針状電極 2と格子板 109は、空気だけでなくフィルタ 108で隔てられた構造となっている。格子板 109をァ一スに接続し、針状電極 102に 0〜一 6 kVの電圧を印加したところ、 — 6 kV 印加して集塵効率が 92 %となり、 0 k Vで 50 %だったフィル夕の集塵性能は大幅に高まった。その時の放電電流は lrr^Zm i n換算で 2. 3 ^ Aであり、比較例である No. 9が同じく 92%の集塵効率になった時の放電電流と比べて約 1 6となり、ほぼ微小であるということができる。また、針状電極 2に— 5 kV印加すると集塵効率が 86%と大きく向上し、その時の放電電流は lm³ m i n換算で 0.6 Aであった。使用している針状電極 2の本数は 1本であり、放電電極 1本当たり 1 A以下の放電電流で高い集塵効率を得ることができた。印加針状電極 2と格子板 109の絶縁距離が十分であることと、針状電極 2と格子板 109の間が絶縁性をもつフィル夕で隔てられたことによって過剰な放電電流を抑制し、コロナ放電を起こさないで針状電極からイオンを放出し、粉塵を帯電させることができた。それと針状電極と格子板の間の電界によってフィルタを分極させつづけたことによって、安定して高い集塵性能をフィルタに与えることができた。

実施例である No. 1 1の構成を図 4に示す。放電電極として針状電極 2が設けられており、その 30mm下流側に、通風方向の幅が 30mmになるようにして 6段折ることによって（即ち、山が 3つできるように）プリーツ形状に加工されたフィルタ 108、その直後にフィル夕と同じように 6段折ることによってプリーツ形状に加工された格子板 109がフィルタの面に接触するように設けられている。尚、本実施例である No. 11においては、格子板 109がフィル夕の面に接触するようにしているが、必ずしも接触している必要はなく、近接して配置されていればよい。こちらも比較例 No. 9と同様に針状電極 2と格子板 10 9は、空気だけでなくフィル夕 108で隔てられた構造となっている。格子板 1 09をアースに接続し、針状電極 102に 0^ 6 kVの電圧を印加したところ、 — 6 kV印加して集塵効率が 94%となり、 No. 9よりも更に高い集塵性能を得ることができた。その時の放電電流は 1. 7 Aであり、比較例である No. 9が 92 %の集塵効率となつた時の放電電流と比べて約 1 8となり、ほとんど微小であるということができる。また、針状電極 2に— 4 k V印加すると集塵効率は 91 %と大きく向上し、その時の放電電流は lm³/m i n換算で 0. 3 Aだった。使用している針状電極 2の本数は No. 10と同様 1本であり、放電電極 1本当たり 1 A以下の放電電流で高い集塵効率を得ることができた。このように微小な放電電流で安定して高い集塵性能が得られた理由は実施例である N o. 10と同様であるといえる。 No. 10より高い集塵性能となったのは、フィルタ及び格子板をプリーツ形状に加工することによってフィルタ面の通過風速を小さくしたためである。更に、圧力損失を比較すると、プリーツ加工していない比較例である No. 9が lmZsの風速で 580 P aであるのに対して、実施例である No. 1 1は 17 OPaとなり、 No. 9に対して 1ノ 3〜： L Z4に低下している。その分だけ通風エネルギーが低減していることになり、ファンの回転数を落として送風コスト及び騒音を下げることが可能である。また、洗浄可能な濾材を用いているため、粉塵が付着して汚れや目詰まりがフィルタに顕著に表れてきた場合は、洗浄して粉塵を洗い流した後、乾燥させることにより再び使用することが可能である。洗浄して何度も再生使用するならば、洗浄後に界面活性剤を含有する液体に含浸させてから乾燥すれば再び洗浄可能なフィルタにすることができる。

裏面に導電性塗料を塗布して導電層を形成させたフィルタと針状電極を備えた集塵装置の構成を、図 5を用いて説明する。

濾材を分極し、また、濾材に付着した余分な電荷を外に逃がすにはフィルタの下流側にアース接続された導電性の格子板が必要であるが、プリーツ形状に折り加工されたフィルタを使用する場合などは、その形状に合わせて格子板もプリ一ッ加工した方が集塵性能を高くすることができる。しかし、プリーツの段数が増えると格子板のプリーツ加工が難しくなり、更には、プリーツにする格子板の面積が増えることから加工コストゃ材料コストが多くかかることになる。フィル夕をプリーツ形状に加工しない場合にも、導電性の格子板なしにフィル夕の裏面にアース面を形成することができれば、その分製造も簡単になり材料コストも下げることができる。そこでフィルタ 1 0 8の片面にカーボンブラックなどの導電性を持つ物質を含む塗料を塗布し、乾燥させる。こうすることによって、フィルタ 1 0 8の片側表面に導電層 4を形成することができる。そして、通風方向から順に、針状電極 2、その下流側に導電層 4が形成された面を裏面にしてフィルタ 1 0 8を設置し、導電層 4の面をアースに接続する。こうすることによってプリ一ッ形状に加工した導電性の格子板を設けなくてもフィルタ 1 0 8の裏面にアース面を形成することができる。導電層 4を形成する手順としては、濾材をプリーツ形状に加工してフィルタ 1 0 8にした後に、フィルタ 1 0 8の片面に導電性塗料を塗布しても、プリーツ加工する前の濾材の平面に導電性塗料を塗布し乾燥させてあらかじめ導電層 4を濾材の片側表面に形成した後に、プリーツ加工してフィルタにしてもどちらでもよい。

そして、針状電極 2に高電圧を印加して針状電極 2とフィルタ 1 0 8の裏面との間に電界を生じさせ、その電界の作用によってフィルタ 1 0 8の濾材を分極させることができる。

なお、本実施例では、アース接続された導電性の格子板 1 0 9として 2 0メッシュのステンレス製の網を用いたが、通風可能であればどんなメッシュ粗さでも、もしくは、どんな形状でもよく、例えば、導電性繊維を加工して作った導電性シ —トなどを用いても同様の効果が得られる。

なお、本実験で使用したフィルタの濾材はポリプロピレンが主成分であるが、分極性を持つならば他の材質でもよく、ポリエチレンやポリフッ化工チレン、または、ポリエステルやポリアミドなどといった分極性をもつ他の濾材でも同様の効果が得られる。

なお、対向するアース電極板を絶縁被覆層で被覆したり、もしくは、取り外すなどしてコロナ放電を抑制し、放電電流を低減した場合に限り、針状電極の代わりにタングステン線などを用いた線状電極を放電電極として用いても、針状電極を放電電極に用いた場合と同様の効果が得られる。

なお、本実施例では、導電性塗料の含有物質としてカーボンブラックを例としてあげているが、金属繊維など他の導電性フイラ一や、もしくは、導電性ポリマ一など、他の導電性物質を含有物質としてもその効果に差は生じない。

なお、本実施例では特に記述をしていないが、針状電極 2の印加電圧の極性をマイナスにすれば、人の気分をリラックスさせるなどというよい効果を持つといわれるマイナスイオンを同時に、放出することができることはいうまでもない。

(本発明の集塵装置を備えた空調装置の実施例）

図 6を用いて上記実施例の集塵装置を備えた空調装置（エアコン）の構成を説明する。空調装置本体内に風路の吸込み側から順に、吸込みグリル 5、大きい粉塵を除去する粗塵フィルタ 6、実施例 1に示した通りの針状電極 2及びアース接続された導電性の格子板 1 0 9と集塵部 1 0 4を備えた集塵装置 7、光触媒ュニット 8、熱交換機 9、ファン 1 0、及び吹出し口 1 1という構成となっている。上記構成において、室内で発生した粉塵やタバコ煙などは、吸込みグリル 5から' 吸込まれ、網状に成形された粗塵フィル夕 6で綿ほこりなどの大きな粉塵が捕集される。そして、集塵装置 7で主に粒径 0 . 1〜1 0 mの細かい粉塵が捕集される。集塵装置 7の上流側に設けられた針状電極 2から供給されるマイナスィォン（もしくは、プラスイオン）により粉塵が帯電され、その下流側に設けられた集塵部 1 0 4により粉塵が捕集される。この時、針状電極 2からのオゾン発生量はわずかである。そして、集塵装置 7で捕集できない分子成分である臭いは光触媒ユニット 8で除去される。脱臭機構は、従来は吸着剤として活性炭がつめこまれた脱臭フィルタが使用されており、活性炭は吸着容量が飽和すると脱臭性能がなくなるため、その度に交換して使われてきた。しかし、最近脱臭フィルタに代わるものとして光脱臭触媒が使用されてきており、この光脱臭触媒は臭い成分を触媒の働きで分解するために半永久的に使用することができる。この光触媒ュニット 8は日光により再生させることが可能なため、晴れた日に天日干しすることによって脱臭性能を復元させることができる。そして、このように清浄化された空気を熱交換機 9で熱交換することによって任意の温度に変化させ、清浄かつ任意の温度に設定された快適な空気が、ファン 1 0を通して吹出し口 1 1から供給される。このようにして空調のみではなく、消費電力及びオゾン発生量が小さいと同時に、リラックス効果など人体によい影響を与えるといわれるマイナスィォンをも供給するといつた人体によりやさしい空気清浄機能を、空調装置に付加することができる。

また、吸込みグリルと針状電極を一体化して針状電極一体型グリル 1 2とし、本体内部に集塵部 1 0 4を設けた空調装置の構成図を図 7に示す。集塵装置の荷電部である針状電極 2を吸込みグリル 1 2の内側に設置し、吸込みグリル 1 2内部に大きい粉塵を捕集する粗塵フィルタ 6を設けた以外は図 6と同様である。吸込みグリル 1 2と針状電極 2を一体化して針状電極一体型グリル 1 2とすることにより、本体の厚さ寸法を小さくすることができ、構造がコンパクトになる。また、集塵部 1 0 4を独自に取り出せる構造であるために洗浄や交換など集塵部 1 0 4のメンテナンスを格段に向上させることができる。

本実施例では、本発明の集塵装置をエアコンに組み込んだ例を示したが、ファンヒ一夕一、除湿器など、各種家電製品や産業機器に、集塵装置として組み込み可能である。発明の効果

以上の説明から明らかなように、本発明によれば集塵に使用するエネルギーを低減し、有害なオゾンの生成を低減して人体によりやさしい集塵装置を提供できる。

また、集塵に使用するエネルギーを低減し、有害なオゾンの生成を低減して人体によりやさしく、マイナスイオンを同時に、発生することにより人体によい影響をもたらすという効果のある集塵装置を提供できる。

また、更に、放電電極の損耗が少なく、付け替えなどのメンテナンスを減らすという効果のある集塵装置を提供できる。

また、更に、汚染環境を高いレベルで清浄化する集塵性能を長時間にわたって発揮するという効果のある集塵装置を提供できる。

また、本発明の集塵装置を備えることにより、人にとってより質の高い環境を実現させる空調装置を提供できる。

また、集塵機能を付加しても本体がコンパクトなままで、集塵部を独自に取り出せることで集塵部のメンテナンス性を向上させることを可能にした集塵機能付き空調装置を提供できる,

Claims

請求の範囲

1 . コロナ放電をさせずにイオンを放出するイオン放出手段とその下流側に設置された集塵部で構成される集塵装置。

2 . イオン放出手段がマイナスイオンを放出する請求の範囲第 1項記載の集塵

3 . イオン放出手段の放電電極を 1もしくは複数個の線状電極とし、線状電極の両側にアース電極を設け、線状電極に高電圧を印加した時の放電電流が線状電極 0 . l m当たり 1 A以下となるようにアースに接続された電極を絶縁体または半導体で被覆した請求の範囲第 1項記載の集塵装置。

4. 前記イオン放出手段がマイナスイオンを放出する請求の範囲第 3項記載の

5 . イオン放出手段の放電電極を 1もしくは複数個の先端が鋭利な針状電極とした請求の範囲第 1項記載の集塵装置。

6 . 前記イオン放出手段がマイナスイオンを放出する請求の範囲第 5項記載の

7 . 針状電極の先端部分周囲にコロナ放電を生じさせないよう絶縁体または半導体を設けた請求の範囲第 5項記載の集塵装置。

8 . 針状電極 1個当たりの放電電流が 1 A以下である請求の範囲第 5項記載

9 . 針状電極が、通風面に対して 4 0 mm四方の面積当たり 1個以下で配置された請求の範囲第 5項記載の集塵装置。

1 0 . 針状電極の下流側にアースに接続した導電性の格子板を設置し、針状電極と格子板との間に集塵部を構成する濾材からなるフィルタを設けた請求の範囲第 5項に記載の集塵装置。

1 1 . フィル夕と導電性の格子板とをプリーツ状に形成し、互いに重ね合わせるようにして配置した請求の範囲第 1 0項に記載の集塵装置。

1 2 . 針状電極の下流側に濾材からなるフィルタを設け、フィルタの下流側の面に導電性塗料を塗布して導電層を形成し、導電層をアースに接続した請求の範囲第 5項に記載の集塵装置。

1 3 . フィルタをプリーツ状に形成した請求の範囲第 1 2項に記載の集塵装置。

1 4 .請求の範囲第 1乃至 1 3項のいずれかに記載の集塵装置を備えた空調装置。

1 5 . 請求の範囲第 5乃至 1 3項のいずれかに記載の集塵装置を備え、その針状電極をグリルに直接設けて粉塵を帯電させ、内部に設けられた集塵部で粉塵を捕集する集塵機能を有した空調装置。