JP6168979B2 - Filter charging device and filter charging method - Google Patents
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Description
この発明は、空気調和機に用いられるエレクトレットフィルタにおいて、一定期間の塵埃捕集後に洗浄により再利用される際に、使用や洗浄により劣化したエレクトレット特性を再生し、塵埃の捕集率を回復するためのフィルタ帯電処理装置およびフィルタ帯電処理方法に関する。 In the electret filter used in the air conditioner, when the dust is reused by washing after dust collection for a certain period, the electret characteristics deteriorated by use and washing are regenerated and the dust collecting rate is recovered. The present invention relates to a filter charging processing apparatus and a filter charging processing method.
空調用の中性能フィルタとして、不織布製のエレクトレットフィルタが用いられている。不織布エレクトレットフィルタは、不織布繊維内部および表面に配向され、固定化された電気分極を有し、空力的な捕集機構に加え、静電気力の効果により、低い圧力損失にもかかわらず、優れた塵埃の捕集率を実現する。 A non-woven electret filter is used as a medium performance filter for air conditioning. Non-woven electret filters have an electric polarization oriented and fixed inside and on the non-woven fibers, and in addition to aerodynamic collection mechanism, due to the effect of electrostatic force, excellent dust despite low pressure loss Realize the collection rate.
不織布エレクトレットフィルタは、製造時に、シート状の不織布濾材を、大気中におけるコロナ放電下に置いて帯電させる等して、濾材中に電気分極を保持させている。また、一般的に、エレクトレットフィルタは、薄く細い繊維の帯電濾材を、厚く構造支持力のある骨材に対して、接着や熱溶解、機械的摩擦力等で貼り合せて使用されるので、表裏が存在し、裏面の骨材は、一般に表面抵抗率が相対的に低いために帯電電荷の保持ができず、帯電させることが困難である。 In the non-woven electret filter, the sheet-like non-woven filter medium is charged under a corona discharge in the atmosphere at the time of manufacture to keep the electric polarization in the filter medium. In general, electret filters are used by attaching a thin and thin fiber electrified filter medium to a thick aggregate with structural support by bonding, heat melting, mechanical frictional force, etc. The aggregate on the back surface generally has a relatively low surface resistivity, so that it cannot hold a charged charge and is difficult to charge.
また、貼り合せ後さらに、所定のダクト開口に挿入する際の圧力損失低減を目的として、濾材表面積の増大させるために、帯電させたシート状濾材をプリーツ状に折りたたんで立体的な形状に加工されることが多い。このとき、立体的な形状を保持するために、接着剤(ホットメルト)による接着等による固定化手段がとられることが一般的である。 In addition, the sheet-shaped filter medium that has been charged is folded into a pleat shape and processed into a three-dimensional shape in order to increase the surface area of the filter medium for the purpose of reducing pressure loss when inserted into a predetermined duct opening after bonding. Often. At this time, in order to maintain a three-dimensional shape, fixing means such as adhesion by an adhesive (hot melt) is generally taken.
ところで、非帯電の不織布フィルタは、水洗浄等により使用時に付着した塵埃を除去することで、塵埃捕集率が回復し再生使用が可能となるが、エレクトレットフィルタの場合、洗浄の際に洗浄水や洗浄剤に含まれる界面活性剤等の影響により、電気分極が喪失されてしまうので、捕集率の低下が生じる。そこで、初期の捕集率を回復するためには、フィルタ濾材の再帯電の必要がある。 By the way, an uncharged non-woven filter removes dust adhering during use by washing with water, etc., so that the dust collection rate is recovered and can be reused. However, in the case of an electret filter, Since the electric polarization is lost due to the influence of the surfactant or the like contained in the cleaning agent, the collection rate is lowered. Therefore, in order to recover the initial collection rate, it is necessary to recharge the filter medium.
従来の再帯電技術として、コロナ放電電極に、洗浄したエレクトレット材を密着させて、平面状にした状態で電界内に導入する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional recharging technique, a method has been proposed in which a washed electret material is brought into close contact with a corona discharge electrode and introduced into an electric field in a flat state (see, for example, Patent Document 1).
また、別の従来の再帯電技術として、立体形状フィルタを真空中でプラズマ照射し、再帯電させる方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 As another conventional recharging technique, there has been proposed a method in which a three-dimensional filter is irradiated with plasma in a vacuum to be recharged (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
プリーツ状に折りたたんだ立体形状のフィルタを、特許文献1または特許文献2の帯電方法で帯電しようとする場合、放電から帯電のための荷電粒子が注入されると、フィルタの帯電粒子を注入する面側に、先に荷電粒子が留まって逆電界を形成し、後から注入される荷電粒子は、立体形状の内部への侵入を妨げられ、プリーツ形状の谷の部分への帯電が困難である。そのため、フィルタ全体の帯電は均一性を大きく失い、初期製造時と同様な再帯電状態が再現されず、所望の捕集性能が得られないことになる。
However, the prior art has the following problems.
When charging a three-dimensional filter folded in a pleat shape by the charging method of
特許文献1では、立体形状のフィルタについては意図されていないが、もし、特許文献1の方法を立体形状のフィルタに用いようとすると、使用・洗浄済みエレクトレットフィルタを再生する際に、あらかじめフィルタをシート状に展開してからコロナ放電を行い、帯電がフィルタ面全体に及ぶようにすることになる。
In
しかしながら、フィルタの立体的なプリーツ形状を保持するための接着部の破壊やダクトへの取り付けのためのフィルタ枠の破壊・除去を行うことになり、再帯電時にほぼ製造時と同様の接着工程や分解・組立工程を繰り返すことになるので、立体形状のエレクトレットフィルタを再利用するコストメリットがほとんど失われるという問題がある。 However, the adhesive part for maintaining the three-dimensional pleat shape of the filter is destroyed and the filter frame for attachment to the duct is destroyed / removed. Since the disassembly / assembly process is repeated, there is a problem that the cost merit of reusing the three-dimensional electret filter is almost lost.
特許文献2の方法を用いる場合、真空を必要とすることから、再帯電処理の前後に、真空引き工程および大気開放工程が必要となり、大量のフィルタ処理に適用した場合、連続的処理のスループットが大幅に制限される。また、一度に大量のフィルタをバッチ処理で再帯電させるには、大容量の真空室と複数のプラズマ電極を必要とし、導入コストおよび運転コストの双方が、ともに極めて大きい装置が必要になるという問題もある。
When using the method of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができるフィルタ帯電処理装置およびフィルタ帯電処理方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When charging a filter, charged particles can reach the deep part of a three-dimensional filter to uniformly charge the entire filter. An object of the present invention is to obtain a filter charging device and a filter charging method.
この発明に係るフィルタ帯電処理装置は、穴開き電極と板状のドリフト電極とからなり、ドリフト電極に電圧を印加することで、穴開き電極とドリフト電極との間にドリフト電界を形成する一対の電極と、ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させるものである。 The filter electrification processing apparatus according to the present invention includes a pair of perforated electrodes and a plate-like drift electrode, and forms a drift electric field between the perforated electrode and the drift electrode by applying a voltage to the drift electrode . An electrode and a charged fine particle generation unit that generates and supplies charged fine particles having a smaller specific charge than electrons and ions to the drift electric field. The filter is charged by irradiating the drifted charged fine particles.
また、この発明に係るフィルタ帯電処理方法は、穴開き電極と板状のドリフト電極とからなり、ドリフト電極に電圧を印加することで、穴開き電極とドリフト電極との間にドリフト電界を形成する電界形成ステップと、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成する生成ステップと、ドリフト電界に、帯電微粒子を供給する供給ステップと、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させる帯電ステップと、を有するものである。 The filter charging method according to the present invention includes a holed electrode and a plate-like drift electrode, and forms a drift electric field between the holed electrode and the drift electrode by applying a voltage to the drift electrode. An electric field forming step, a generation step for generating charged fine particles having a specific charge smaller than that of electrons and ions, a supply step for supplying charged fine particles to a drift electric field, and a filter to be processed installed between the electrodes, A charging step of charging the filter by irradiating the charged fine particles drifted by the drift electric field.
この発明に係るフィルタ帯電処理装置およびフィルタ帯電処理方法によれば、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成し、この帯電微粒子をドリフト電界でドリフトさせ、電極間に設置された処理対象のフィルタを帯電させる。
そのため、フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができる。
According to the filter charging apparatus and the filter charging method according to the present invention, charged fine particles having a specific charge smaller than that of electrons and ions are generated, and the charged fine particles are drifted by a drift electric field. Charge the filter.
Therefore, when charging the filter, the charged particles can reach the deep part of the three-dimensional filter, and the entire filter can be uniformly charged.
以下、この発明に係るフィルタ帯電処理装置およびフィルタ帯電処理方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a filter charging device and a filter charging method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be described with the same reference numerals. .
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るフィルタ帯電処理装置50の構成を示す断面図である。図1において、フィルタ帯電処理装置50が帯電処理を行う処理対象は、フィルタ1である。フィルタ1は、水洗浄等により一旦塵埃捕集率が低下しても、帯電処理を行うことにより塵埃捕集率を回復させることができる。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a
フィルタ1は、図2の斜視図および側面図に示されるように、帯電不織布から形成されたフィルタ濾材20と、その周囲に設けられた金属、木材、樹脂、紙製等のフィルタ枠18とから構成されている。フィルタ濾材20は、帯電不織布をプリーツ形状に折った立体フィルタで、プリーツ形状の谷部21を有し、上面が帯電濾材として用いられる。
As shown in the perspective view and the side view of FIG. 2, the
また、フィルタ枠18は、フィルタ濾材20の形状の保持および装着性の向上を目的としてフィルタ1に設けられているもので、フィルタ濾材20の周囲を固定し、フィルタ濾材20のプリーツ形状を保つためのものである。
Further, the
図1に示されるように、フィルタ帯電処理装置50は、装置内の上部に設けられた静電噴霧電極4と、装置内の下部に設けられたドリフト電極2とを備えている。静電噴霧電極4は、複数の針ノズル電極4aと、平板に複数の穴が開けられた穴開き電極4bとが、1対1に対応し、対向して配置されるように設けられている。
As shown in FIG. 1, the filter
ドリフト電極2は、穴開き電極4bの下部に設けられ、穴開き電極4bとドリフト電極2との間には、ドリフト空間13が形成される。ここで、ドリフト電極2は、絶縁碍子9により、装置筐体10から電気的に絶縁されている。
The
また、ドリフト電極2は、第1電源11に接続され、針ノズル電極4aは、第2電源12に接続されている。また、穴開き電極4bおよび装置筐体10は、接地と導通されている。さらに、針ノズル電極4aには、コロイダルシリカを含む水溶液7(例えば濃度20%、平均一次粒子径5nm程度)が保持された容器から、チューブによりポンプ8を介して水溶液7が供給される。
The
また、フィルタ1は、絶縁物で形成された枠状のフィルタ支持材5の上に保持され、ドリフト空間13内に静置される。なお、フィルタ1のドリフト空間13での位置は、フィルタ支持材5の高さを調整することにより、ドリフト空間13内において、中央やや上方に設置される。
The
次に、図1を参照しながら、フィルタ帯電処理装置50の動作について説明する。まず、ドリフト電極2に対して、(ドリフト空間13の高さ−フィルタ1の高さ)×(空気の絶縁破壊電圧:2.8kV/mm)を超えない電圧値を有する正電圧のドリフト電圧を、第1電源11から印加する。ここで、例えば、ドリフト空間13の高さが85mm、フィルタ1の高さが45mmである場合には、ドリフト電圧は、40kVとなる。
Next, the operation of the
上式で算出される電圧値は、フィルタ1またはフィルタ1に付随するフィルタ枠18が存在する場合においても、ドリフト空間13内で、気中放電を生じさせないために設定される値であり、実際のドリフト電圧値は、上記算出値の80%以下とすることが放電防止のためには望ましい。また、上記のドリフト電圧の印加により、ドリフト電極2と穴開き電極4bとの間に設置されるフィルタ1は、高電界(ドリフト電界)中に置かれる。
The voltage value calculated by the above equation is a value that is set so as not to cause an air discharge in the
続いて、第2電源12から、針ノズル電極4aへ負極性の電圧を印加する。例えば、針ノズル電極4aの先端と穴開き電極4bの穴の中心点との間隙を8mmとした場合に、負極性の電圧として、−6kV程度が印加される。
Subsequently, a negative voltage is applied from the
このとき、ポンプ8から針ノズル電極4aに、コロイダルシリカを含む水溶液7を供給すると、針ノズル電極4aの先端で液滴が負極性に帯電し、液滴同士の電気的な反発により、直径およそ20nm程度のミストとして雰囲気中に分散され、比電荷3.3×103C/kg程度の、電子やイオンの比電荷(電子:1.7×1011C/kg、イオン(水素イオン):9.65×107C/kg)よりも低比電荷な帯電微粒子6が生成される。生成された帯電微粒子6は、穴開き電極4bを通過して、ドリフト空間13内に供給される。
At this time, when the
以上の動作により、静電噴霧電極4から生成された負極性の帯電微粒子6が、ドリフト空間13の高電界中を移動することにより、負極性の帯電微粒子6が電界に加速されてフィルタ1に照射される。この状態にて数十秒〜十数分間処理を継続させると、フィルタ1の谷部21を含む全体が帯電され、塵埃捕集率が回復する。
By the above operation, the negative charged
次に、図3、4を参照しながら、この実施の形態1に係るフィルタ帯電処理装置50において、静電噴霧電極4で静電噴霧により発生させた帯電微粒子6の役割を詳しく説明する。図3は、この実施の形態1と比較するための図で、高電界下に置かれたフィルタ1に対し、ドリフト空間13に電子・イオン32を供給し、フィルタ1に照射した場合の模式図である。図3は、再帯電の途上の状態を示しており、すでに一定量の負極性の電子やイオンにより、フィルタ1のプリーツ形状の山部が帯電されている。
Next, the role of the charged
ここで、フィルタ1のプリーツ形状の谷部21には帯電が施されていないが、さらに帯電を行うと、負極性の電子やイオン(荷電粒子42a)は、既にフィルタ1上に帯電された負極性の電子やイオン(荷電粒子42)が形成する電界41の影響により、フィルタ1から離れる方向のクーロン力44を受けてフィルタ1から遠ざかる軌道45aを取ることになる。ゆえに、プリーツ形状の谷部21が帯電されず、捕集率の回復が妨げられる。
Here, the
一方、この実施の形態1の場合を示す図4では、電子の比電荷に対して50万分の1以下程度の低比電荷な帯電微粒子33をドリフト空間13に供給することで、フィルタ1の山部が負極性に帯電された状態であっても、電子やイオンと比較して、帯電微粒子6が受けるクーロン力44に対する慣性力の影響が著しく増大されるので、帯電微粒子6は、プリーツ形状の山部でクーロン力44によって反発されずに、フィルタ1に近づく軌道45bを取り、フィルタ1のプリーツ形状の谷部21まで到達して、フィルタ1に付着する。
On the other hand, in FIG. 4 showing the case of the first embodiment, by supplying charged
これにより、フィルタ1に付着した帯電微粒子6は、水分の蒸発とともに、水溶液7中に含まれるコロイダルシリカが凝集され、2次粒子径15nm程度で帯電を維持したままフィルタ1に付着される。ゆえに、プリーツ形状の谷部21も帯電されることになり、捕集率の回復が進む。
As a result, the charged
続いて、この発明の実施の形態1に係るフィルタ帯電処理装置50を用いて再帯電処理を実行した結果を図5に示す。ここでは、プリーツ形状に折られたフィルタ1(山高45mm)を洗浄し、帯電が喪失された後のエレクトレットフィルタに対して、5分間再帯電処理を行い、プリーツの表面電位の分布を評価した。
Next, FIG. 5 shows the result of executing the recharging process using the
図5において、プリーツ形状の山部の帯電については、電子やイオンの照射による帯電に劣るものの、電子やイオンの照射で帯電ができなかったプリーツ形状の谷部21についても、新品を上回る帯電が可能なことが確認された。
In FIG. 5, the charging of the pleat-shaped peak portion is inferior to the charging due to the irradiation of electrons and ions, but the charging of the pleated-shaped
また、新品のフィルタの捕集率を、1m/secの風速条件において、0.3〜0.5μm径の大気粉塵の濾過割合で評価すると、およそ捕集性能は50%であったが、洗浄後のフィルタでは10%まで低下した。 In addition, when the collection rate of a new filter was evaluated with a filtration rate of air dust having a diameter of 0.3 to 0.5 μm under a wind speed of 1 m / sec, the collection performance was approximately 50%. The latter filter decreased to 10%.
ここで、電子やイオンの照射のみで再帯電させたものは、20%程度までしか回復しなかったが、この実施の形態1のフィルタ帯電処理装置50を用いて、低比電荷な帯電微粒子6により再帯電処理を実行したフィルタ1は、新品と同等の50%まで回復した。
Here, what was recharged only by electron or ion irradiation recovered only to about 20%, but using the
このように、電子やイオンよりも低比電荷な帯電微粒子6を発生させ、高電界によりフィルタ1に照射することで、プリーツ形状のフィルタ1に対して、プリーツ形状の谷部21を含めた全体を帯電させることができ、洗浄での帯電の喪失により著しく低下した捕集率を新品同等まで回復させることができる。
In this way, by generating the charged
以上のように、実施の形態1によれば、フィルタ帯電処理装置は、電極間に電圧を印加することで、電極間にドリフト電界を形成する一対の電極と、ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させる。
そのため、フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができる。
As described above, according to the first embodiment, the filter electrification processing apparatus applies a voltage between electrodes to form a pair of electrodes that form a drift electric field between the electrodes and the drift electric field from electrons and ions. A charged fine particle generation unit that generates and supplies charged fine particles having a small specific charge, and irradiates the charged fine particles drifted by a drift electric field toward a filter to be processed installed between the electrodes, Charge the filter.
Therefore, when charging the filter, the charged particles can reach the deep part of the three-dimensional filter, and the entire filter can be uniformly charged.
また、帯電微粒子の比電荷を、10−3C/kg〜107C/kgの範囲内とするとともに、帯電微粒子生成部は、針ノズル電極と穴開き電極とで構成された静電噴霧電極を有し、液滴の静電噴霧によって帯電微粒子を生成する。
そのため、プリーツ形状のフィルタの帯電において、電子やイオンでの到達が難しいプリーツ形状の谷部に、慣性の影響により帯電微粒子を到達させ、谷部を含むフィルタ全体を帯電させることができる。
The specific charge of the charged fine particles is within the range of 10 −3 C / kg to 10 7 C / kg, and the charged fine particle generation unit is an electrostatic spray electrode composed of a needle nozzle electrode and a perforated electrode The charged fine particles are generated by electrostatic spraying of droplets.
Therefore, in charging the pleated filter, the charged fine particles can reach the pleated valley that is difficult to reach by electrons or ions due to inertia, and the entire filter including the valley can be charged.
なお、上記実施の形態1では、比電荷3.3×103C/kgの帯電微粒子6を用いてフィルタ1に照射する例を示したが、帯電微粒子6の比電荷は、好ましくは10−3C/kg〜107C/kgの範囲で用いるのがよい。これは、比電荷が大きすぎると、電子やイオンと同様に、プリーツ形状の山部の帯電での反発により、帯電微粒子6がプリーツ形状の谷部21まで到達できなくなり、比電荷が小さすぎると、フィルタ1の帯電の効果が低下するためである。
In the first embodiment, the example in which the
また、上記実施の形態1では、噴霧するコロイダルシリカを含む水溶液7の条件として、濃度20%、平均一次粒子径5nm程度である例を示したが、好ましくは、一次粒子径が1nm〜500μmの範囲で用いるのがよい。これは、粒子径が小さすぎると、電子やイオンと同様に、プリーツ形状の山部の帯電での反発により、帯電微粒子6がプリーツ形状の谷部21まで到達できなくなり、粒子径が大きすぎると、フィルタ1の帯電への効果が低下するためである。
Moreover, in the said
また、上記実施の形態1では、噴霧する水溶液7として、コロイダルシリカを含む水溶液7を用いたが、これに限定されず、例えば、水やエタノールを用いてもよい。これにより、フィルタ1に異物を付着させることなく、帯電させることができる。ただし、上述したように、電子やイオンよりも低比電荷な液滴が噴霧されればよく、液種は特に限定されない。
Moreover, in the said
実施の形態2.
図6は、この発明の実施の形態2に係るフィルタ帯電処理装置50Aの構成を示す断面図である。この発明の実施の形態2では、発泡金属電極4cを用いて静電噴霧を行う点が、上記実施の形態1と異なる。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a filter electrification processing device 50A according to
図6に示されるように、フィルタ帯電処理装置50Aは、装置内の下部に設けられた静電噴霧電極4と、装置内の上部に設けられたドリフト電極2とを備えている。静電噴霧電極4は、発泡金属電極4cと穴開き電極4bとからなり、発泡金属電極4cは、多数の細孔を有する発泡性の金属で構成され、その一部に突な形状を有している。
As shown in FIG. 6, the filter
また、穴開き電極4bの穴と、発泡金属電極4cの突部との位置関係は、1対1に対応し、対向して配置されるように設けられている。ここで、発泡金属電極4cの下部には、絶縁容器14が配置され、絶縁容器14内には、コロイダルシリカを含む水溶液7(例えば濃度20%、平均一次粒子径5nm程度)が保持され、発泡金属電極4cの一部が水溶液7に浸漬されている。
Further, the positional relationship between the hole of the
ドリフト電極2は、穴開き電極4bの上部に設けられ、穴開き電極4bとドリフト電極2との間には、ドリフト空間13が形成される。ここで、ドリフト電極2は、絶縁碍子9により、装置筐体10から吊り下げられた構成となっており、装置筐体10から電気的に絶縁されている。
The
また、ドリフト電極2は、第1電源11に接続され、発泡金属電極4cは、第2電源12に接続されている。また、穴開き電極4bおよび装置筐体10は、接地と導通されている。また、フィルタ1は、絶縁物で形成された枠状のフィルタ支持材5の上に保持され、ドリフト空間13内に静置される。なお、実施の形態1と同様の構成については、説明を省略した。
The
次に、図6を参照しながら、フィルタ帯電処理装置50Aの動作について説明する。まず、ドリフト電極2に対して、上述した実施の形態1と同様に、正電圧のドリフト電圧を、第1電源11から印加する。また、上記のドリフト電圧の印加により、ドリフト電極2と穴開き電極4bとの間に設置されるフィルタ1は、高電界中に置かれる。
Next, the operation of the filter charging device 50A will be described with reference to FIG. First, a positive drift voltage is applied from the
続いて、第2電源12から、発泡金属電極4cへ負極性の電圧を印加する。例えば、発泡金属電極4cの先端と穴開き電極4bの穴の中心点との間隙を8mmとした場合に、負極性の電圧として、−6kV程度が印加される。ここで、発泡金属電極4cは、絶縁容器14内で水溶液7に浸漬されており、細孔による吸い上げ効果により、発泡金属電極4cは、水溶液7を常に一定量含んでいる。
Subsequently, a negative voltage is applied from the
このとき、発泡金属電極4cの突部の先端では、コロイダルシリカを含む水溶液7の液滴が負極性に帯電し、液滴同士の電気的な反発により、直径および20nm程度のミストとして雰囲気中に分散され、電子やイオンの比電荷よりも低比電荷な帯電微粒子6が生成される。生成された帯電微粒子6は、穴開き電極4bを通過して、ドリフト空間13内に供給される。
At this time, the droplet of the
以上の動作により、静電噴霧電極4から生成された負極性の帯電微粒子6が、ドリフト空間13の高電界中を移動することにより、負極性の帯電微粒子6が電界に加速されてフィルタ1に照射される。この状態にて数十秒〜十数分間処理を継続させると、フィルタ1の谷部21を含む全体が帯電され、塵埃捕集率が回復する。
By the above operation, the negative charged
このように、一部に突形状を有する発泡金属電極4cを用いることにより、ポンプ等の供給設備を用いることなく、安定した水分供給を行うことができ、静電噴霧を安定して行うことができる。
Thus, by using the
以上のように、実施の形態2によれば、フィルタ帯電処理装置は、電極間に電圧を印加することで、電極間にドリフト電界を形成する一対の電極と、ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させる。
そのため、上記実施の形態1と同様に、フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができる。
As described above, according to the second embodiment, the filter electrification apparatus applies a voltage between the electrodes to form a pair of electrodes that form a drift electric field between the electrodes and the drift electric field from electrons and ions. A charged fine particle generation unit that generates and supplies charged fine particles having a small specific charge, and irradiates the charged fine particles drifted by a drift electric field toward a filter to be processed installed between the electrodes, Charge the filter.
Therefore, as in the first embodiment, when the filter is charged, charged particles can reach the deep part of the three-dimensional filter, and the entire filter can be uniformly charged.
また、電微粒子生成部は、発泡金属電極と穴開き電極とで構成された静電噴霧電極を有し、液滴の静電噴霧によって記帯電微粒子を生成する。
そのため、一定かつ均一に静電噴霧電極に溶液が供給することができ、安定して帯電微粒子を発生させることができる。
The electro fine particle generation unit has an electrostatic spray electrode composed of a foam metal electrode and a perforated electrode, and generates charged fine particles by electrostatic spraying of droplets.
Therefore, the solution can be supplied to the electrostatic spray electrode uniformly and uniformly, and charged fine particles can be generated stably.
実施の形態3.
図7は、この発明の実施の形態3に係るフィルタ帯電処理装置50Bの構成を示す断面図である。この発明の実施の形態3では、微粒子発生器15を用いて液状または粉体状の微粒子を発生させ、微粒子を放電で帯電させて荷電させ、帯電微粒子6を発生させる点が上記実施の形態1、2と異なる。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a
図7に示されるように、フィルタ帯電処理装置50Bは、装置内の上部に設けられた微粒子発生器15と、微粒子発生器15の下部に設けられた放電電極47とを備えている。放電電極47は、放電高圧電極47aと、放電接地電極47bとで構成されている。ここで、放電電極47は、コロナ放電を行うために、放電高圧電極47aにワイヤを採用し、このワイヤは、放電電源16と接続されている。
As shown in FIG. 7, the filter
また、放電接地電極47bは、板状の電極であり、接地と導通されている。なお、放電高圧電極47aと放電接地電極47bとは、互い違いに並列的に交互に並べて配置され、全体として、放電部分がフィルタ1上面よりも大きい面積を覆うように配置される。
The
また、放電電極47の下部には、金属のグリッド電極48が設けられている。さらに、グリッド電極48の下部には、ドリフト電極2が設けられ、グリッド電極48とドリフト電極2との間には、ドリフト空間13が形成される。なお、実施の形態1と同様の構成については、説明を省略した。
A
次に、図7を参照しながら、フィルタ帯電処理装置50Bの動作について説明する。まず、ドリフト電極2に対して、上述した実施の形態1と同様に、正電圧のドリフト電圧を、第1電源11から印加する。また、上記のドリフト電圧の印加により、ドリフト電極2とグリッド電極48との間に設置されるフィルタ1は、高電界中に置かれる。
Next, the operation of the
続いて、放電電源16から、放電高圧電極47aに7kV程度の高電圧を印加することで、コロナ放電が形成される。ここで、微粒子発生器15から、コロイダルシリカ粉末等の粉体状の微粒子を発生させ、放電電極47へ向けて供給する。
Subsequently, by applying a high voltage of about 7 kV from the
このとき、微粒子発生器15からの微粒子が放電部を通過する際、電荷を帯びることで、粉体状の帯電微粒子6が生成される。生成された粉体状の帯電微粒子6は、グリッド電極48を通過した後、ドリフト空間13内に供給される。
At this time, when the fine particles from the
以上の動作により、微粒子発生器15で発生させた粉体状の微粒子を放電で帯電させて帯電微粒子6を生成し、この帯電微粒子6をドリフト空間13に供給する。このように、負極性の帯電微粒子6がドリフト空間13の高電界中を移動することにより、負極性の帯電微粒子6が電界に加速されてフィルタ1に照射される。この状態にて数十秒〜十数分間処理を継続させると、フィルタ1の谷部21を含む全体が帯電され、塵埃捕集率が回復する。
By the above operation, the powdery fine particles generated by the
またこのとき、放電高圧電極47aでのコロナ放電によって発生した電子やイオンもドリフト空間13に供給され、フィルタ1に照射されるので、図5に示されるように、帯電微粒子6のみでの帯電処理と比較して、フィルタ1の山部は、より高く帯電している。
At this time, electrons and ions generated by corona discharge at the discharge high-
このように、電子やイオンの照射による帯電と帯電微粒子6による帯電とを組み合わせて同時に行うことができ、帯電微粒子6のみで帯電処理を行った場合と比べて、より高い帯電効果を得ることができる。
In this way, charging by electron or ion irradiation and charging by the charged
また、微粒子の発生と微粒子の帯電とを分けることで、液滴の微粒子による帯電に限定されず、静電噴霧で帯電させることが難しい微粒子、例えば粉体の微粒子であっても、比較的簡素な構成で、効率的に帯電させて帯電微粒子6としてフィルタ1に照射することができる。
In addition, by separating the generation of fine particles from the charging of the fine particles, it is not limited to charging with fine particles of droplets, and even fine particles that are difficult to be charged by electrostatic spraying, such as fine particles of powder, are relatively simple. With such a configuration, the
以上のように、実施の形態3によれば、フィルタ帯電処理装置は、電極間に電圧を印加することで、電極間にドリフト電界を形成する一対の電極と、ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、フィルタを帯電させる。
そのため、上記実施の形態1と同様に、フィルタを帯電する際に、立体形状のフィルタの深部まで荷電粒子を到達させ、フィルタ全体を均一に帯電させることができる。
As described above, according to the third embodiment, the filter electrification apparatus applies a voltage between the electrodes to form a pair of electrodes that form a drift electric field between the electrodes and the drift electric field from electrons and ions. A charged fine particle generation unit that generates and supplies charged fine particles having a small specific charge, and irradiates the charged fine particles drifted by a drift electric field toward a filter to be processed installed between the electrodes, Charge the filter.
Therefore, as in the first embodiment, when the filter is charged, charged particles can reach the deep part of the three-dimensional filter, and the entire filter can be uniformly charged.
また、帯電微粒子生成部は、微粒子発生器と放電電極とを備え、微粒子発生器によって発生させた微粒子を、放電電極での放電により帯電させることで、帯電微粒子を生成する。
そのため、電子やイオンによる帯電と、帯電微粒子による帯電とを組み合わせて同時に行うことができ、帯電微粒子のみで帯電処理を行った場合と比べて、より高い帯電効果を得ることができる。
The charged particle generation unit includes a particle generator and a discharge electrode, and generates charged particles by charging the particles generated by the particle generator by discharging at the discharge electrode.
Therefore, charging with electrons and ions and charging with charged fine particles can be performed simultaneously, and a higher charging effect can be obtained as compared with the case where the charging process is performed with only charged fine particles.
なお、上記実施の形態3では、微粒子発生器15より発生させる粉体として、コロイダルシリカの粉体を用いる例を示したが、これに限定されず、例えばチタン酸バリウム等の強誘電体材料の粉体を用いてもよい。強誘電体材料の粉体では、粒子が高い帯電量をもって帯電するので、コロイダルシリカの粉体によりフィルタを帯電させた場合と比較して、より高い帯電が得られ、またより長期間帯電を維持することができる。
In the third embodiment, an example in which colloidal silica powder is used as the powder generated from the
また、上記実施の形態3において、微粒子発生器15は、例えば、粒子を単位時間に一定量放出し続けるふるいを備えた構成と、粒子を放電電極47へ輸送するためのファンを備えた構成とからなり、微粒子発生器15に任意の粉体を供給することで、実現することができる。
In the third embodiment, the
また、上記実施の形態3において、上記実施の形態1、2に示されるように、液滴の微粒子で帯電処理を行うこともできる。具体的には、例えば、微粒子発生器15を、ネブライザとファンとを備えた構成とし、水やエタノール、コロイダルシリカ水溶液を、ネブライザからミストとして液滴微粒子を発生させ、ファンからの送風により、液滴微粒子を放電電極47に輸送し帯電させることで、実現することができる。
In the third embodiment, as shown in the first and second embodiments, the charging process can be performed with fine particles of droplets. Specifically, for example, the
1 フィルタ、2 ドリフト電極、4 静電噴霧電極、4a 針ノズル電極、4b 穴開き電極、4c 発泡金属電極、5 フィルタ支持材、6 帯電微粒子、7 水溶液、8 ポンプ、9 絶縁碍子、10 装置筐体、11 第1電源、12 第2電源、13 ドリフト空間、14 絶縁容器、15 微粒子発生器、16 放電電源、18 フィルタ枠、20 フィルタ濾材、21 フィルタ形状の谷部、32 電子・イオン、33 帯電微粒子、41 電界、42 荷電粒子、42a 荷電粒子、44 クーロン力、45a、45b 軌道、47 放電電極、47a 放電高圧電極、47b 放電接地電極、48 グリッド電極、50、50A、50B フィルタ帯電処理装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ドリフト電界に、電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成して供給する帯電微粒子生成部と、を備え、
前記電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、前記ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、前記フィルタを帯電させる
フィルタ帯電処理装置。 A pair of electrodes that form a drift electric field between the perforated electrode and the drift electrode by applying a voltage to the drift electrode, comprising a perforated electrode and a plate-shaped drift electrode;
A charged fine particle generation unit that generates and supplies charged fine particles having a smaller specific charge than electrons and ions to the drift electric field, and
A filter charging apparatus that charges the filter by irradiating charged fine particles drifted by the drift electric field toward a processing target filter disposed between the electrodes.
請求項1に記載のフィルタ帯電処理装置。 The filter charge processing apparatus according to claim 1, wherein a specific charge of the charged fine particles is in a range of 10 −3 C / kg to 10 7 C / kg .
請求項1または請求項2に記載のフィルタ帯電処理装置。 The charged particle generation unit includes an electrostatic spray electrode configured by a needle nozzle electrode and a perforated electrode, and generates the charged particle by electrostatic spraying of a droplet. Filter electrification device.
請求項1または請求項2に記載のフィルタ帯電処理装置。 3. The charged fine particle generation unit includes an electrostatic spray electrode including a foam metal electrode and a perforated electrode, and generates the charged fine particle by electrostatic spraying of droplets. Filter electrification device.
請求項1または請求項2に記載のフィルタ帯電処理装置。 The charged particle generation unit includes a particle generator and a discharge electrode, and generates the charged particle by charging the particle generated by the particle generator by discharging at the discharge electrode. The filter electrification processing apparatus according to claim 2.
電子およびイオンよりも比電荷の小さい帯電微粒子を生成する生成ステップと、
前記ドリフト電界に、前記帯電微粒子を供給する供給ステップと、
前記電極間に設置された処理対象のフィルタに向けて、前記ドリフト電界でドリフトされた帯電微粒子を照射することにより、前記フィルタを帯電させる帯電ステップと、
を有するフィルタ帯電処理方法。 An electric field forming step comprising a holed electrode and a plate-like drift electrode, and forming a drift electric field between the holed electrode and the drift electrode by applying a voltage to the drift electrode;
A generation step for generating charged fine particles having a specific charge smaller than that of electrons and ions;
Supplying the charged fine particles to the drift electric field;
A charging step for charging the filter by irradiating the charged fine particles drifted by the drift electric field toward the processing target filter installed between the electrodes,
A method for charging a filter.
請求項6に記載のフィルタ帯電処理方法。 The filter charging method according to claim 6, wherein the charged fine particles are generated from a ferroelectric material.
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