JP7524554B2

JP7524554B2 - Discharge device and electrostatic precipitator

Info

Publication number: JP7524554B2
Application number: JP2020034087A
Authority: JP
Inventors: 陽平中村; 健太郎永吉
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2024-07-30
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: JP2021133353A

Description

本発明は、放電装置および電気集塵装置に関する。 The present invention relates to a discharge device and an electrostatic precipitator.

従来、電気集塵装置の一例として、放電電極と、この放電電極と対で配置される対向電極とを有する放電装置を備えており、かかる放電装置における対向電極の表面を絶縁体で被覆したものが知られている（たとえば、特許文献１を参照）。 A conventional example of an electric dust collector is one that includes a discharge device having a discharge electrode and a counter electrode that is arranged in a pair with the discharge electrode, and the surface of the counter electrode in the discharge device is covered with an insulator (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第２００１／０６４３４９号International Publication No. 2001/064349

他方、絶縁体で被覆した対向電極を用いた場合、放電電極に印加する電圧を所定の電圧以上にすると、対向電極側からパルス性の放電が断続的に生じることが分かった。しかしながら、絶縁体で被覆された対向電極側からパルス性の放電が発生する現象を、放電装置やこれを用いた電気集塵装置に利用するためには、対向電極側から発生するパルス性の放電の発生頻度を高める必要がある。 On the other hand, it has been found that when a counter electrode covered with an insulator is used, if the voltage applied to the discharge electrode is equal to or higher than a certain voltage, a pulsed discharge occurs intermittently from the counter electrode side. However, in order to utilize the phenomenon of a pulsed discharge occurring from the counter electrode side covered with an insulator in a discharge device or an electric dust collector using the same, it is necessary to increase the frequency of the pulsed discharge occurring from the counter electrode side.

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、絶縁体で被覆された対向電極側から断続的に発生するパルス性の放電の発生頻度を高めることのできる放電装置および電気集塵装置を提供することを目的とする。 The disclosed technology has been developed in consideration of the above, and aims to provide a discharge device and an electric dust collector that can increase the frequency of pulsed discharges that occur intermittently from the opposing electrode side that is covered with an insulator.

本願の開示する放電装置の一態様は、放電電極と、当該放電電極に対向して配置される対向電極とを備える。前記対向電極は、導電部と、当該導電部の表面を被覆する絶縁部とを有し、前記絶縁部は、細孔と、前記導電部に対向する対向面と、空気中に露出する外表面と、を有する。前記細孔は、前記絶縁部の前記対向面と前記外表面との間を連通する連通孔を含む。 One aspect of the discharge device disclosed in the present application includes a discharge electrode and a counter electrode disposed opposite the discharge electrode. The counter electrode has a conductive portion and an insulating portion covering a surface of the conductive portion, and the insulating portion has pores , an opposing surface facing the conductive portion, and an outer surface exposed to air . The pores include communication holes that communicate between the opposing surface and the outer surface of the insulating portion.

本願の開示する放電装置および電気集塵装置の一態様によれば、絶縁体で被覆された対向電極側からの放電の発生頻度を高めることができる。 According to one aspect of the discharge device and electrostatic precipitator disclosed in this application, it is possible to increase the frequency of discharge from the opposing electrode side covered with an insulator.

図１は、実施形態に係る放電装置、および同放電装置を備える電気集塵装置が設けられた空気清浄機の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a discharge device according to an embodiment, and an air purifier provided with an electric dust collector including the discharge device. 図２は、同上の電気集塵装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the above electric dust collector. 図３は、実施形態に係る放電装置の放電電極および対向電極を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a discharge electrode and a counter electrode of the discharge device according to the embodiment. 図４Ａは、実施形態に係る対向電極の絶縁部の第１変形例を示す模式図である。FIG. 4A is a schematic diagram showing a first modified example of an insulating portion of a counter electrode according to an embodiment. 図４Ｂは、実施形態に係る対向電極の絶縁部の第２変形例を示す模式図である。FIG. 4B is a schematic diagram showing a second modified example of the insulating portion of the counter electrode according to the embodiment. 図４Ｃは、実施形態に係る対向電極の絶縁部の第３変形例を示す模式図である。FIG. 4C is a schematic diagram showing a third modified example of the insulating portion of the counter electrode according to the embodiment. 図５は、実施形態に係る対向電極の絶縁部の第４変形例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a fourth modified example of the insulating portion of the counter electrode according to the embodiment. 図６Ａは、同上の放電装置において、絶縁部をセラミックとした場合における放電電流の波形を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing a waveform of a discharge current when the insulating portion is made of ceramic in the above discharge device. 図６Ｂは、同上の放電装置において、絶縁部を、塩化ビニルテープとした場合における放電電流の波形を示す図である。FIG. 6B is a diagram showing a waveform of a discharge current when the insulating portion is made of polyvinyl chloride tape in the above discharge device. 図７は、同上の放電装置における対向電極の絶縁破壊により印加電圧とは逆極性のパルス電流が発生する過程を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a process in which a pulse current having a polarity opposite to that of an applied voltage is generated by dielectric breakdown of the counter electrode in the discharge device. 図８は、同上の電気集塵装置が備える制御部を主とするブロック図である。FIG. 8 is a block diagram mainly showing a control unit provided in the above electric dust collector. 図９Ａは、同上の放電装置における対向電極板を模式的に示す斜視図である。FIG. 9A is a perspective view showing a schematic diagram of a counter electrode plate in the discharge device. 図９Ｂは、同上の対向電極板を模式的に示す正面図である。FIG. 9B is a front view showing a schematic view of the counter electrode plate. 図９Ｃは、同上の対向電極板における電極部分の説明図である。FIG. 9C is an explanatory diagram of an electrode portion of the counter electrode plate of the above. 図１０Ａは、同上の放電装置における放電電極板を模式的に示す斜視図である。FIG. 10A is a perspective view showing a typical discharge electrode plate in the discharge device. 図１０Ｂは、同上の放電電極板を模式的に示す正面図である。FIG. 10B is a front view showing the discharge electrode plate of the above. 図１１は、同上の放電装置における電極部を模式的に示す正面図である。FIG. 11 is a front view showing a schematic diagram of an electrode portion in the discharge device. 図１２は、同上の電極部の要部拡大図である。FIG. 12 is an enlarged view of a main part of the electrode portion of the above. 図１３は、他の実施形態に係る放電装置の対向電極を模式的に示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view that illustrates a schematic view of a counter electrode of a discharge device according to another embodiment. 図１４は、他の実施形態に係る放電装置の対向電極を模式的に示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a schematic view of a counter electrode of a discharge device according to another embodiment. 図１５は、他の実施形態に係る放電装置の対向電極を模式的に示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a schematic view of a counter electrode of a discharge device according to another embodiment.

以下に、本願の開示する放電装置および電気集塵装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によって、本願の開示する放電装置および電気集塵装置が限定されるものではない。また、以下の説明による構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。なお、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付して説明する。また、以下の実施形態では、開示の技術にかかる放電装置を、空気清浄機が備える電気集塵装置に適用した場合を示した。しかし、これに限られず、開示の技術にかかる放電装置は、例えば、荷電によりイオンを発生させることのできる各種装置にも適用することができる。 The following describes in detail the embodiments of the discharge device and the electrostatic precipitator disclosed in the present application with reference to the drawings. Note that the following embodiments do not limit the discharge device and the electrostatic precipitator disclosed in the present application. The components described below include those that are easily replaceable by a person skilled in the art, or those that are substantially the same, that is, those within the scope of equivalents. Note that the same elements are denoted with the same reference numerals throughout the description of the embodiments. In the following embodiments, the discharge device according to the disclosed technology is applied to an electrostatic precipitator provided in an air purifier. However, the present invention is not limited to this, and the discharge device according to the disclosed technology can be applied to various devices that can generate ions by charging, for example.

図１は、実施形態に係る放電装置および同放電装置を備える電気集塵装置が設けられた空気清浄機の概略構成図である。図１に示すように、空気清浄機１は、空気を清浄化するための装置類を収納する筐体１０を備えている。筐体１０は、合成樹脂材で略直方体状に形成されており、室内の空気を吸引する吸込口１１と、清浄化された空気を室内に吹き出す吹出口１２とが形成される。 Figure 1 is a schematic diagram of an air purifier provided with a discharge device according to an embodiment and an electric dust collector equipped with the discharge device. As shown in Figure 1, the air purifier 1 has a housing 10 that houses devices for purifying air. The housing 10 is made of synthetic resin and has a roughly rectangular parallelepiped shape, and is provided with an intake port 11 for drawing in indoor air and an outlet port 12 for blowing purified air into the room.

また、かかる筐体１０内には、吸引された空気から大きな塵埃を除去するプレフィルタ１４と、プレフィルタ１４を通過した空気中の塵埃を静電気力によって集塵する複数の電気集塵装置２と、電気集塵装置２を通過した空気を脱臭処理する脱臭フィルタ５とが設けられる。 Also provided within the housing 10 are a pre-filter 14 that removes large dust particles from the sucked air, a number of electrostatic precipitators 2 that use electrostatic force to collect dust particles in the air that has passed through the pre-filter 14, and a deodorizing filter 5 that deodorizes the air that has passed through the electrostatic precipitators 2.

電気集塵装置２は、それぞれ荷電部３と集塵部４とを備える。荷電部３は、通過する空気中に含まれる塵埃などの微粒子を帯電させる。集塵部４は、荷電部３で帯電された微粒子を静電気力により捕集する。本実施形態では、荷電部３が放電装置として機能する。なお、本実施形態においては、３つの電気集塵装置２が筐体１０内に配置されているが、配置される数は何ら限定されない。 Each of the electrostatic precipitators 2 includes a charging section 3 and a dust collecting section 4. The charging section 3 charges fine particles such as dust contained in the air passing through. The dust collecting section 4 collects the fine particles charged by the charging section 3 using electrostatic force. In this embodiment, the charging section 3 functions as a discharge device. Note that in this embodiment, three electrostatic precipitators 2 are arranged inside the housing 10, but the number arranged is not limited in any way.

プレフィルタ１４は、例えば糸状のＰＥＴ材を編みこんだ網目構造を有し、図示しない樹脂枠で保持される。プレフィルタ１４は、筐体１０の内部に吸い込まれた空気に含まれている比較的大きな塵埃を捕集する。脱臭フィルタ５は、プレフィルタ１４および電気集塵装置２で塵埃が除かれた空気から、触媒フィルタによって、例えばアンモニアやメチルメルカプタン等の臭気成分やホルムアルデヒド等の有害成分を取り除く脱臭処理を行う。 The prefilter 14 has a mesh structure, for example, made of woven PET threads, and is held in a resin frame (not shown). The prefilter 14 collects relatively large dust particles contained in the air drawn into the housing 10. The deodorizing filter 5 performs a deodorizing process using a catalytic filter to remove odorous components such as ammonia and methyl mercaptan, and harmful components such as formaldehyde, from the air from which dust has been removed by the prefilter 14 and the electrostatic dust collector 2.

また、筐体１０内には、脱臭フィルタ５の下流側に配置されるファン６と、ファン６を回転させるファンモータ６１と、空気清浄機１を制御する制御基板７とが設けられる。 Also provided within the housing 10 are a fan 6 arranged downstream of the deodorizing filter 5, a fan motor 61 that rotates the fan 6, and a control board 7 that controls the air purifier 1.

さらに、筐体１０内には、吸込口１１から吸引された空気の塵埃濃度を検出する埃センサ１３と、運転開始操作、運転停止操作などを行う操作表示基板１５とが設けられる。 Furthermore, the housing 10 is provided with a dust sensor 13 that detects the dust concentration in the air sucked in from the suction port 11, and an operation display board 15 that is used to start and stop the operation.

また、筐体１０には、各電気集塵装置２の各集塵部４に電力を供給する単一の集塵部用の定電圧高圧電源部（以下「集塵部用高圧電源４０」とする）が配置される。他方、荷電部３に電力を供給する荷電部用の定電流高圧電源部（以下「荷電部用高圧電源３０」とする）は、３つの荷電部３にそれぞれ配置される。 In addition, the housing 10 is provided with a single constant voltage high voltage power supply unit for the dust collection unit (hereinafter referred to as the "high voltage power supply 40 for the dust collection unit") that supplies power to each dust collection unit 4 of each electrostatic precipitator 2. On the other hand, a constant current high voltage power supply unit for the charging unit (hereinafter referred to as the "high voltage power supply 30 for the charging unit") that supplies power to the charging unit 3 is provided for each of the three charging units 3.

かかる構成により、空気清浄機１は、ファンモータ６１により駆動されるファン６の回転により、矢印ｆで示すように、吸込口１１から室内空気を吸引し、プレフィルタ１４、電気集塵装置２、脱臭フィルタ５を通過させながら空気を清浄し、清浄された空気を吹出口１２より室内に吹き出す。 With this configuration, the air purifier 1 draws in indoor air from the intake port 11 as shown by the arrow f by rotating the fan 6 driven by the fan motor 61, purifies the air as it passes through the prefilter 14, the electrostatic precipitator 2, and the deodorizing filter 5, and then blows the purified air out into the room from the exhaust port 12.

なお、空気清浄機１の風量設定は、操作表示基板１５の操作に基づいて手動で風量を切換えることができるが、たとえば、埃センサ１３の検出信号に基づいて、適切な風量に自動で切換わる自動風量モード設定を設けることもできる。 The air volume setting of the air purifier 1 can be changed manually based on the operation of the operation display board 15, but it is also possible to provide an automatic air volume mode setting that automatically switches to an appropriate air volume based on the detection signal of the dust sensor 13, for example.

ここで、実施形態に係る放電装置を備える電気集塵装置２について、図２を参照しながら説明する。図２は、同電気集塵装置の構成図である。 Here, an electric dust collector 2 equipped with a discharge device according to an embodiment will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a configuration diagram of the electric dust collector.

図２に示すように、電気集塵装置２は、荷電部３と集塵部４とを備える。荷電部３は、荷電部放電電極（以下「放電電極３１０」とする）および荷電部対向電極（以下「対向電極３２０」とする）を備えており、かかる荷電部３が放電装置として機能する。 As shown in FIG. 2, the electrostatic precipitator 2 includes a charging section 3 and a dust collecting section 4. The charging section 3 includes a charging section discharge electrode (hereinafter referred to as "discharging electrode 310") and a charging section counter electrode (hereinafter referred to as "counter electrode 320"), and the charging section 3 functions as a discharge device.

放電電極３１０と対向電極３２０とは、互いに異なる極性を有しており、共に板状に形成され、所定の間隔をあけて交互に配置されて電極部３００を構成する（図１１参照）。 The discharge electrode 310 and the counter electrode 320 have mutually different polarities, are both formed in a plate shape, and are arranged alternately at a predetermined interval to form the electrode section 300 (see Figure 11).

集塵部４は、平板電極を多数枚平行に配列し、隣り合う電極間に高電圧が印加されるよう電気的に接続した構造であり、本実施形態においては、放電電極３１０と同極性のものを集塵部高圧電極（以下「高圧電極４１０」とする）、対向電極３２０と同極性のものを集塵部捕集電極（以下「捕集電極４２０」とする）と呼ぶ。 The dust collection section 4 has a structure in which a large number of flat plate electrodes are arranged in parallel and electrically connected so that a high voltage is applied between adjacent electrodes. In this embodiment, the electrode with the same polarity as the discharge electrode 310 is called the dust collection section high-voltage electrode (hereinafter referred to as the "high-voltage electrode 410"), and the electrode with the same polarity as the counter electrode 320 is called the dust collection section collection electrode (hereinafter referred to as the "collection electrode 420").

荷電部３の放電電極３１０と対向電極３２０との間には、荷電部用高圧電源３０によって直流の高電圧が印加される。荷電部用高圧電源３０は、電源５０から電力が供給され、制御基板７に搭載された制御部７０の荷電部用電圧印加部７２０（図８参照）により荷電部スイッチ３０１，３０２，３０３を介して駆動、制御される。 A high DC voltage is applied between the discharge electrode 310 and the counter electrode 320 of the charging unit 3 by the charging unit high voltage power supply 30. The charging unit high voltage power supply 30 is supplied with power from the power supply 50, and is driven and controlled via the charging unit switches 301, 302, and 303 by the charging unit voltage application unit 720 (see FIG. 8) of the control unit 70 mounted on the control board 7.

集塵部４の捕集電極４２０と高圧電極４１０との間には、集塵部用高圧電源４０により直流の高電圧が印加される。集塵部用高圧電源４０は、電源５０から電力が供給され、制御基板７に搭載された制御部７０の集塵部用電圧印加部７３０（図８参照）により集塵部スイッチ４０１を介して駆動、制御される。 A high DC voltage is applied between the collection electrode 420 and the high voltage electrode 410 of the dust collection unit 4 by the dust collection unit high voltage power supply 40. The dust collection unit high voltage power supply 40 is supplied with power from the power supply 50, and is driven and controlled via the dust collection unit switch 401 by the dust collection unit voltage application unit 730 (see FIG. 8) of the control unit 70 mounted on the control board 7.

荷電部用高圧電源３０は、電気集塵装置２が内蔵する荷電部３の個数と同数（ここでは３個）が設けられており、各電気集塵装置２の荷電部３と１対１に対応して接続される。集塵部用高圧電源４０は、電気集塵装置２が内蔵する集塵部４の個数にかかわらず１つであり、すべての集塵部４が並列に接続される。 The high-voltage power supplies 30 for the charging section are provided in the same number as the number of charging sections 3 built into the electrostatic precipitator 2 (three in this example), and are connected in a one-to-one correspondence to the charging sections 3 of each electrostatic precipitator 2. There is only one high-voltage power supply 40 for the dust collection section, regardless of the number of dust collection sections 4 built into the electrostatic precipitator 2, and all of the dust collection sections 4 are connected in parallel.

ここで、図３を参照して、実施形態における放電装置を構成する荷電部３の構成について説明する。図３は、実施形態に係る放電装置（荷電部３）の放電電極３１０および対向電極３２０を示す模式図である。なお、図３において、放電電極３１０は、先端を鋭利な形状としているが、たとえばニードル状でもワイヤ状であっても構わない。 Now, referring to Figure 3, the configuration of the charging unit 3 constituting the discharge device in the embodiment will be described. Figure 3 is a schematic diagram showing the discharge electrode 310 and the counter electrode 320 of the discharge device (charging unit 3) in the embodiment. Note that in Figure 3, the discharge electrode 310 has a sharp tip, but it may be, for example, needle-shaped or wire-shaped.

対向電極３２０は、図示するように、平板状に形成されており、導電部３２１と絶縁部３２２とを有する。絶縁部３２２は、導電部３２１に対向する対向面３２２ａと、空気中に露出する外表面３２２ｂとを有する。 As shown in the figure, the counter electrode 320 is formed in a flat plate shape and has a conductive portion 321 and an insulating portion 322. The insulating portion 322 has a counter surface 322a that faces the conductive portion 321 and an outer surface 322b that is exposed to the air.

導電部３２１は、たとえばＳＵＳ３０４などのステンレスにより形成される。絶縁部３２２は、たとえば、アルミナを原料とするセラミックにより形成される。かかる絶縁部３２２により導電部３２１の表面が被覆された対向電極３２０は、放電電極３１０との間での放電電流を抑制することができる。また、放電電流を抑制することにより、オゾンの発生も抑制することが可能である。また、無機物を焼結させたセラミックを用いることにより、放電に伴う絶縁部３２２の劣化を抑制することができる。 The conductive portion 321 is formed of stainless steel such as SUS304. The insulating portion 322 is formed of ceramics made of alumina, for example. The counter electrode 320, whose surface of the conductive portion 321 is covered with the insulating portion 322, can suppress the discharge current between the counter electrode 320 and the discharge electrode 310. In addition, by suppressing the discharge current, it is possible to suppress the generation of ozone. In addition, by using ceramics made by sintering inorganic materials, it is possible to suppress the deterioration of the insulating portion 322 due to discharge.

本実施形態における絶縁部３２２は、多孔質セラミックにより形成されており、図示するように、内部には複数の細孔３３０が形成されている。 In this embodiment, the insulating portion 322 is made of porous ceramic and has multiple pores 330 formed therein, as shown in the figure.

細孔３３０は、絶縁部３２２の中に封じ込められていてもよいが、図４Ａ～図４Ｃに示す連通孔３３１～３３３のように、絶縁部３２２の対向面３２２ａと外表面３２２ｂとの間を連通する（換言すれば、絶縁部３２２の厚み方向に貫通する）形状であってもよい。 The pores 330 may be enclosed within the insulating portion 322, or may be shaped to communicate between the opposing surface 322a and the outer surface 322b of the insulating portion 322 (in other words, to penetrate the insulating portion 322 in the thickness direction), like the communication holes 331 to 333 shown in Figures 4A to 4C.

図４Ａに示す第１変形例に係る絶縁部３２２の複数の連通孔３３１は、図３に示した複数の細孔３３０が繋がり、結果的に絶縁部３２２の厚み方向に貫通している。 The multiple communication holes 331 of the insulating part 322 of the first modified example shown in FIG. 4A are connected to the multiple pores 330 shown in FIG. 3, and as a result, penetrate the insulating part 322 in the thickness direction.

図４Ｂに示す第２変形例に係る絶縁部３２２の複数の連通孔３３２は、絶縁部３２２の内部で三次元的なクランク状に屈曲しているとともに、絶縁部３２２の厚み方向に貫通している。なお、第１変形例に係る連通孔３３１も結果的には三次元的に屈曲していることになるが、このように三次元的に屈曲した連通孔３３１，３３２の形状については、何ら限定されることはない。 The multiple communication holes 332 of the insulating part 322 according to the second modified example shown in FIG. 4B are bent in a three-dimensional crank shape inside the insulating part 322 and penetrate the insulating part 322 in the thickness direction. Note that the communication hole 331 according to the first modified example is also ultimately bent three-dimensionally, but the shape of the communication holes 331, 332 bent three-dimensionally in this way is not limited in any way.

図４Ｃに示す第３変形例に係る絶縁部３２２の複数の連通孔３３３は、絶縁部３２２の厚み方向に直線的に貫通している。 The multiple communication holes 333 of the insulating part 322 according to the third modified example shown in FIG. 4C penetrate linearly in the thickness direction of the insulating part 322.

ところで、図４Ａに示した複数の連続気孔を備える多孔質セラミックは、例えばセラミックの原料に発泡剤を添加して焼結することで形成できる。なお、連続気孔とは、複数の隣り合う気孔（細孔３３０）同士が直接繋がって連通した構造のことである。一方、図４Ｂおよび図４Ｃに示した連通孔３３２，３３３を始めとする三次元的に屈曲した連通孔を有するセラミックは、周知のセラミック用３Ｄプリンタなどで形成することができる。 The porous ceramic with multiple continuous pores shown in Figure 4A can be formed, for example, by adding a foaming agent to the ceramic raw material and sintering it. Note that continuous pores are a structure in which multiple adjacent pores (pores 330) are directly connected to each other. On the other hand, ceramic with three-dimensionally curved communication holes, such as the communication holes 332 and 333 shown in Figures 4B and 4C, can be formed using a well-known ceramic 3D printer.

かかる荷電部３の構成を利用し、細孔３３０を有するセラミックからなる絶縁部３２２で導電部３２１を被覆した対向電極３２０を用いて、放電電極３１０への印加電圧を高めていく放電実験を行った。実験では、絶縁部３２２として、厚みが１．０ｍｍ、気孔（細孔３３０）の直径が約０．０５～０．２ｍｍ、気孔率が約６０％の多孔質セラミックを使用した。 Utilizing this configuration of the charging unit 3, a discharge experiment was conducted in which the voltage applied to the discharge electrode 310 was increased using an opposing electrode 320 in which a conductive part 321 was covered with an insulating part 322 made of ceramic having pores 330. In the experiment, a porous ceramic with a thickness of 1.0 mm, pores (pores 330) with a diameter of approximately 0.05 to 0.2 mm, and a porosity of approximately 60% was used as the insulating part 322.

また、比較実験として、絶縁部３２２の厚み方向に貫通する細孔３３０の存在しない絶縁部３２２で導電部３２１を被覆した対向電極３２０を用いて、放電電極３１０への印加電圧を高めていった。 In addition, as a comparative experiment, the voltage applied to the discharge electrode 310 was increased using a counter electrode 320 in which the conductive portion 321 was covered with an insulating portion 322 that did not have pores 330 penetrating through the insulating portion 322 in the thickness direction.

その結果、絶縁部３２２がその厚み方向に貫通する細孔３３０を有する場合でも、絶縁部３２２がその厚み方向に貫通する細孔３３０を有しない場合でも、絶縁部３２２の対向面３２２ａ側から外表面３２２ｂ側へと貫通するパルス状の放電が発生する現象が確認された。なお、このときのパルス性の放電における電荷の極性は、放電電極３１０への印加電圧とは逆極性である。そして、放電の発生頻度は、印加電圧を高めるほど高くなるが、高くし過ぎると、火花放電のような異常放電に遷移してしまうおそれがあることも分かった。 As a result, it was confirmed that a pulsed discharge occurs that penetrates from the opposing surface 322a of the insulating part 322 to the outer surface 322b, whether the insulating part 322 has pores 330 penetrating in its thickness direction or not. The polarity of the charge in this pulsed discharge is opposite to the polarity of the voltage applied to the discharge electrode 310. The frequency of discharge increases as the applied voltage is increased, but it was also found that if the voltage is increased too much, there is a risk of the discharge transitioning to an abnormal discharge such as a spark discharge.

かかる現象の中で、絶縁部３２２が細孔３３０を有する場合であれば、限られた一定範囲の印加電圧においては、絶縁された対向電極３２０からの断続的な放電の発生頻度が、相対的に高まる現象が確認された。 Among these phenomena, it was confirmed that when the insulating portion 322 has pores 330, the frequency of intermittent discharges from the insulated opposing electrode 320 increases relatively in a limited range of applied voltage.

すなわち、放電電極３１０に所定範囲の印加電圧で直流電圧を印加した場合、絶縁部３２２を厚み方向に貫通する細孔３３０を有する絶縁部３２２で被覆された対向電極３２０からは、絶縁部３２２を厚み方向に貫通する細孔３３０が存在しない絶縁部３２２で被覆された場合よりも、パルス性の断続的な放電電流が高い頻度で発生する。なお、ここで所定範囲の印加電圧とは、放電電極３１０近傍でコロナ放電が生じ始めるときの所定の印加電圧と、火花放電が生じ始めるまでの印加電圧との間の限られた範囲である。 That is, when a DC voltage is applied to the discharge electrode 310 within a predetermined range of applied voltage, a pulsating intermittent discharge current is generated more frequently from the counter electrode 320 covered with the insulating part 322 having the pores 330 penetrating the insulating part 322 in the thickness direction than when the counter electrode 320 is covered with the insulating part 322 without the pores 330 penetrating the insulating part 322 in the thickness direction. Note that the predetermined range of applied voltage here refers to a limited range between the predetermined applied voltage when corona discharge begins to occur near the discharge electrode 310 and the applied voltage until spark discharge begins to occur.

また、かかる放電電流の発生によって、対向電極３２０付近からイオンが発生する現象も確認された。しかも、対向電極３２０付近から発生するイオンの量は、コロナ放電が生じているときに放電電極３１０付近から発生するイオンの量よりも多いことが分かった。 It was also confirmed that the generation of this discharge current caused ions to be generated near the counter electrode 320. Moreover, it was found that the amount of ions generated near the counter electrode 320 was greater than the amount of ions generated near the discharge electrode 310 when a corona discharge was occurring.

ところで、絶縁部３２２の材料としては、必ずしもセラミックである必要はない。たとえば、第１の変形例に係る絶縁部３２２の代わりに、図５に示すように、第４の変形例に係る塩化ビニルテープで形成した絶縁部３２４を用いても、やはり、限られた範囲の印加電圧を放電電極３１０に印加した場合、絶縁部３２４で被覆された対向電極３２０からパルス性の放電電流が断続的に発生することが分かった。 However, the material of the insulating portion 322 does not necessarily have to be ceramic. For example, even if the insulating portion 324 formed from polyvinyl chloride tape according to the fourth modified example is used instead of the insulating portion 322 according to the first modified example, as shown in FIG. 5, it was found that when a limited range of applied voltage is applied to the discharge electrode 310, a pulsating discharge current is intermittently generated from the opposing electrode 320 covered with the insulating portion 324.

すなわち、図５に示すように、塩化ビニルテープで導電部３２１を被覆して絶縁部３２４を形成した場合、絶縁部３２４の片面には、接着剤が塗布された接着面３２５が設けられる。そして、接着面３２５を介して絶縁部３２４は導電部３２１に対して接着される。このとき、接着面３２５を介して絶縁部３２４同士が一部重なり合うことで、絶縁部３２４同士の間には、空気層が形成されることが分かっている。かかる空気層が、セラミックの場合に例示した細孔３３０に相当すると考えられる。 That is, as shown in FIG. 5, when the conductive portion 321 is covered with polyvinyl chloride tape to form the insulating portion 324, one side of the insulating portion 324 is provided with an adhesive surface 325 to which an adhesive is applied. The insulating portion 324 is then adhered to the conductive portion 321 via the adhesive surface 325. At this time, it is known that an air layer is formed between the insulating portions 324 as a result of the insulating portions 324 partially overlapping each other via the adhesive surface 325. This air layer is thought to correspond to the pores 330 exemplified in the case of ceramics.

このように、安価に入手可能な塩化ビニルテープを用いて形成した絶縁部３２４であっても、限られた一定範囲の印加電圧において、対向電極３２０からパルス性の放電電流が断続的に発生する現象が生じることが分かった。このことから、絶縁部３２２としては、細孔３３０に相当する気泡を内包した樹脂もしくはゴムであっても構わない。すなわち、接着剤が塗布された接着面３２５を用いて塩化ビニルテープを導電部３２１に接合して形成した、気泡を内包する絶縁部３２４は、細孔３３０を備える樹脂もしくはゴムの一例となる。 As described above, it was found that even when the insulating portion 324 is formed using inexpensive polyvinyl chloride tape, a phenomenon occurs in which a pulsating discharge current is intermittently generated from the counter electrode 320 when the applied voltage is within a limited range. For this reason, the insulating portion 322 may be a resin or rubber containing air bubbles equivalent to the pores 330. In other words, the insulating portion 324 containing air bubbles, which is formed by joining the polyvinyl chloride tape to the conductive portion 321 using the adhesive surface 325 coated with adhesive, is an example of a resin or rubber having pores 330.

図６Ａは、放電装置を構成する荷電部３において、絶縁部３２２を多孔質セラミックで形成した場合における放電電流の波形を示す図であり、図６Ｂは、絶縁部３２４を、接着剤が塗布された接着面３２５を有する塩化ビニルテープを導電部３２１に接合して形成した場合における放電電流の波形を示す図である。なお、図６Ａの例では、印加電圧を６．０ｋＶとした。また、図６Ｂの例では、印加電圧を６．９ｋＶとした。 Figure 6A shows the waveform of the discharge current when the insulating section 322 in the charging section 3 constituting the discharge device is made of porous ceramic, and Figure 6B shows the waveform of the discharge current when the insulating section 324 is formed by joining a polyvinyl chloride tape having an adhesive surface 325 coated with adhesive to the conductive section 321. In the example of Figure 6A, the applied voltage is 6.0 kV. In the example of Figure 6B, the applied voltage is 6.9 kV.

図示するように、いずれの場合においても、放電電流の値が小さい多数の連続的なパルスに混ざって、放電電流の値が大きい断続的なパルスが現れていることが分かる。放電電流の値が小さな連続的なパルスは、放電電極３１０付近から発生している、放電電極３１０への印加電圧と同極性（実施形態では正極性）の電荷による放電を示し、いわゆるバーストパルスコロナ放電によるものである。一方、放電電流の値が大きなパルスは、対向電極３２０付近から発生している、放電電極３１０への印加電圧とは逆の極性（実施形態では負極性）の電荷による放電を示す。図６Ａの例では、印加電圧が６．０ｋＶのとき、大きなパルスのピーク電流値平均が１．０ｍＡであって、大きなパルスのパルス頻度は１０６ｐｕｌｓｅ／ｓであった。また、図６Ｂの例では、印加電圧が６．９ｋＶのとき、ピーク電流値平均が１．５ｍＡであって、パルス頻度は９．８ｐｕｌｓｅ／ｓであった。すなわち、単位時間Ｔにおける対向電極３２０付近からの断続的なパルス性の放電電流の発生回数は、図６Ａに示した絶縁部３２２にセラミックを用いた場合が、図６Ｂに示した絶縁部３２２に塩化ビニルテープを用いた場合よりも格段に多い。よって、絶縁部３２２の素材として、断続的なパルス性の放電の発生頻度を高めるのに、多孔質セラミックは塩化ビニルテープよりも適している。また、絶縁部３２２をセラミックとした場合は、絶縁部３２４を塩化ビニルテープとした場合よりも印加電圧も小さくなっている。 As shown in the figure, in both cases, intermittent pulses with large discharge current values appear among many continuous pulses with small discharge current values. The continuous pulses with small discharge current values indicate discharge due to charges of the same polarity (positive polarity in the embodiment) as the applied voltage to the discharge electrode 310, which occurs near the discharge electrode 310, and are due to so-called burst pulse corona discharge. On the other hand, pulses with large discharge current values indicate discharge due to charges of the opposite polarity (negative polarity in the embodiment) to the applied voltage to the discharge electrode 310, which occurs near the counter electrode 320. In the example of FIG. 6A, when the applied voltage was 6.0 kV, the average peak current value of the large pulse was 1.0 mA, and the pulse frequency of the large pulse was 106 pulses/s. In the example of FIG. 6B, when the applied voltage was 6.9 kV, the average peak current value was 1.5 mA, and the pulse frequency was 9.8 pulses/s. That is, the number of times that intermittent pulsating discharge current occurs from near the counter electrode 320 per unit time T is much greater when ceramic is used for the insulating part 322 shown in FIG. 6A than when vinyl chloride tape is used for the insulating part 322 shown in FIG. 6B. Therefore, as a material for the insulating part 322, porous ceramic is more suitable than vinyl chloride tape for increasing the frequency of occurrence of intermittent pulsating discharge. In addition, when the insulating part 322 is made of ceramic, the applied voltage is smaller than when the insulating part 324 is made of vinyl chloride tape.

これらの実験結果から、対向電極３２０の導電部３２１を絶縁部３２２で被覆して、限られた範囲の直流の印加電圧を放電電極３１０に印加した場合、対向電極３２０付近から放電電極３１０に印加した印加電圧とは逆の極性の電荷によるパルス性の放電電流が断続的に発生することが分かった。しかも、絶縁部３２２が細孔３３０を有する場合、とりわけ絶縁部３２２がその厚み方向に貫通する連通孔（３３１、３３２、３３３）を備える場合には、放電電流の発生頻度が高くなり、また放電電流を安定的に発生させることができることが分かった。 From these experimental results, it was found that when the conductive portion 321 of the counter electrode 320 is covered with the insulating portion 322 and a limited range of direct current voltage is applied to the discharge electrode 310, a pulsating discharge current is intermittently generated due to charges of the opposite polarity to the voltage applied to the discharge electrode 310 from near the counter electrode 320. Moreover, it was found that when the insulating portion 322 has pores 330, and particularly when the insulating portion 322 has communicating holes (331, 332, 333) that penetrate through its thickness, the discharge current is generated more frequently and can be generated stably.

そして、絶縁部３２２としては、たとえば、空隙が存在する細孔３３０を有する構成が望ましい。そして、絶縁部３２２を形成する材料としては、多孔質セラミックを好適に用いることができるが、気泡を内包した樹脂もしくはゴムであってもよい。 The insulating section 322 is preferably configured to have pores 330 in which voids exist. The material for forming the insulating section 322 is preferably porous ceramic, but may also be resin or rubber containing air bubbles.

ここで、対向電極３２０からパルス性の断続的な放電電流が発生するメカニズムについて説明する。図７は、荷電部３における対向電極３２０の絶縁破壊により、印加電圧とは逆極性の電荷によるパルス電流が発生する過程を示す説明図である。 Here, we will explain the mechanism by which a pulsed intermittent discharge current is generated from the opposing electrode 320. Figure 7 is an explanatory diagram showing the process by which a pulsed current is generated by a charge of the opposite polarity to the applied voltage due to dielectric breakdown of the opposing electrode 320 in the charging section 3.

図７（ａ）に示すように、たとえば放電電極３１０に、所定の大きさの正の直流電圧を印加すると、コロナ放電により、放電電極３１０付近からプラスイオン（正極性のイオン）が発生し、対向電極３２０側へ引き寄せられる。すると、図７（ｂ）に示すように、対向電極３２０の絶縁部３２２の表面（図４Ａ～４Ｃにおける外表面３２２ｂ）にプラスイオンが蓄積されていく。このとき、対向電極３２０の導電部３２１における絶縁部３２２近傍には電子が偏在することになり、絶縁部３２２の表面と導電部３２１における絶縁部３２２近傍との間に電位差（電圧）が生じる。 As shown in FIG. 7(a), for example, when a positive DC voltage of a predetermined magnitude is applied to the discharge electrode 310, positive ions (ions of positive polarity) are generated near the discharge electrode 310 by corona discharge and are attracted to the counter electrode 320. Then, as shown in FIG. 7(b), positive ions are accumulated on the surface of the insulating portion 322 of the counter electrode 320 (outer surface 322b in FIGS. 4A to 4C). At this time, electrons are unevenly distributed near the insulating portion 322 of the conductive portion 321 of the counter electrode 320, and a potential difference (voltage) is generated between the surface of the insulating portion 322 and the vicinity of the insulating portion 322 of the conductive portion 321.

電荷が蓄積すると、電位差が大きくなり、一定の電位差に達すると絶縁破壊が生じ、図７（ｃ）に示すように、対向電極３２０の導電部３２１の内部から電子が高速で飛び出す現象が生じる。このとき、絶縁部３２２に細孔３３０が存在する場合、たとえば、細孔３３０として、図４Ａに示すような連通孔３３１が存在する場合、連通孔３３１内の空気と連通孔３３１に面する絶縁部３２２との界面を通って、絶縁部３２２の対向面３２２ａから外表面３２２ｂへと貫通する放電を生じる。すなわち、絶縁部３２２の外表面３２２ｂへの電荷の蓄積により対向電極３２０からパルス性の放電電流が断続的に発生する現象が生じる。この場合の放電の状態は、電荷が溜まる絶縁部３２２および連通孔３３１により形成される電気的抵抗が適切な場合に断続的なパルス性の放電になると考えられる。 When the electric charge accumulates, the potential difference increases, and when it reaches a certain potential difference, insulation breakdown occurs, and as shown in FIG. 7(c), a phenomenon occurs in which electrons fly out at high speed from inside the conductive part 321 of the counter electrode 320. At this time, if the insulating part 322 has a pore 330, for example, if the pore 330 has a through hole 331 as shown in FIG. 4A, a discharge occurs that penetrates from the opposing surface 322a of the insulating part 322 to the outer surface 322b through the interface between the air in the through hole 331 and the insulating part 322 facing the through hole 331. That is, a phenomenon occurs in which a pulsating discharge current is intermittently generated from the counter electrode 320 due to the accumulation of electric charge on the outer surface 322b of the insulating part 322. In this case, the state of discharge is considered to be an intermittent pulsating discharge when the electrical resistance formed by the insulating part 322 where the electric charge accumulates and the through hole 331 is appropriate.

絶縁破壊によって対向電極３２０付近から高速で飛び出した電子は、大きなエネルギをもっているため、空気中に多く存在する窒素分子（Ｎ₂）に次々と衝突していく。そして、各窒素分子（Ｎ₂）への衝突時に、高速の電子が窒素分子（Ｎ₂）から電子を弾き飛ばす。電子を失った窒素分子（Ｎ₂）は正イオン（Ｎ₂ ⁺）となって対向電極３２０の方に引き付けられる。なお、正イオン（Ｎ₂ ⁺）は不安定であるため、近くの水分子から電子を奪い、安定した窒素分子（Ｎ₂）に戻る。 The electrons that fly out at high speed from near the counter electrode 320 due to the dielectric breakdown have a large amount of energy, so they collide one after another with nitrogen molecules ( _N2 ) that are abundant in the air. Then, when colliding with each nitrogen molecule ( _N2 ), the high-speed electrons knock the electrons off the nitrogen molecule ( _N2 ). The nitrogen molecules ( _N2 ) that have lost electrons become positive ions ( _N2 ⁺ ) and are attracted to the counter electrode 320. Note that the positive ions ( _N2 ⁺ ) are unstable, so they steal electrons from nearby water molecules and return to stable nitrogen molecules ( _N2 ).

一方、窒素分子（Ｎ₂）から弾き飛ばされた電子は、図７（ｄ）に示すように、近くの酸素分子（Ｏ₂）と結びつく。電子と結びついて生じたマイナスイオン（Ｏ₂ ^-）は、電界に沿って放電電極３１０に引き付けられる。かかるマイナスイオンが、塵埃などの微粒子を負の極性に帯電させることになる。 Meanwhile, the electrons ejected from the nitrogen molecules ( _N2 ) combine with nearby oxygen molecules ( _O2 ) as shown in Fig. 7(d). Negative ions ( _O2- ⁾ generated by combining with the electrons are attracted to the discharge electrode 310 along the electric field. These negative ions negatively charge fine particles such as dust.

このように、放電電極３１０に、第１の極性（たとえば「正」）の印加電圧を印加して、放電電極３１０近傍でコロナ放電を生じさせると、放電電極３１０付近から第１の極性のイオンが発生するとともに、対向電極３２０の絶縁部３２２での絶縁破壊を生じることによって、対向電極３２０から大きな放電電流を伴うパルス性の放電が断続的に発生する。これにより、対向電極３２０側では第２の極性（たとえば「負」）のイオンが大量に発生することになる。 In this way, when a voltage of a first polarity (e.g., "positive") is applied to the discharge electrode 310 to generate a corona discharge near the discharge electrode 310, ions of the first polarity are generated near the discharge electrode 310, and dielectric breakdown occurs in the insulating portion 322 of the counter electrode 320, causing intermittent pulsed discharges accompanied by a large discharge current from the counter electrode 320. This results in a large amount of ions of a second polarity (e.g., "negative") being generated on the counter electrode 320 side.

上述した実験などから考察されるに、荷電部３の対向電極３２０付近から発生させたイオンを用いることによって、従来の装置に比べて塵埃への荷電量や荷電効率（放電装置が消費する電力に対する得られた荷電量）を向上させることができる電気集塵装置２の提供が可能となる。しかも、オゾンの発生も抑制することが期待できる。 Considering the above-mentioned experiments, it is possible to provide an electrostatic precipitator 2 that can improve the amount of charge applied to dust and the charging efficiency (amount of charge obtained relative to the power consumed by the discharge device) compared to conventional devices by using ions generated near the opposing electrode 320 of the charging section 3. Moreover, it is expected that the generation of ozone will also be suppressed.

ここで、本実施形態に係る電気集塵装置２において、荷電部３における対向電極３２０からパルス性の放電を断続的に引き起こさせるように印加電圧を制御可能な制御部７０について、図８を参照しながら簡単に説明する。図８は、電気集塵装置２が備える制御部７０を主とするブロック図である。制御部７０は、たとえばＣＰＵやメモリなどのマイクロコンピュータにより構成されており、図示するように、記憶部７１０と、荷電部用電圧印加部７２０と、集塵部用電圧印加部７３０とを有する。そして、記憶部７１０から所定のプログラムを読み出して処理することで、荷電部用電圧印加部７２０および集塵部用電圧印加部７３０としての機能を果たす。 Here, the control unit 70 capable of controlling the applied voltage so as to cause intermittent pulsed discharge from the counter electrode 320 in the charging unit 3 in the electric dust collector 2 according to this embodiment will be briefly described with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a block diagram mainly showing the control unit 70 provided in the electric dust collector 2. The control unit 70 is configured with a microcomputer such as a CPU or memory, and as shown in the figure, has a storage unit 710, a voltage application unit for the charging unit 720, and a voltage application unit for the dust collection unit 730. Then, by reading and processing a predetermined program from the storage unit 710, the control unit 70 functions as the voltage application unit for the charging unit 720 and the voltage application unit for the dust collection unit 730.

なお、記憶部７１０は、各種プログラムの他、たとえば、各種の計測値、取得値、算出値、各種閾値などを記憶しており、これら各種の計測値、取得値、算出値は、計測タイミング、取得タイミング、算出タイミング毎に、時系列で記憶される。たとえば、対向電極３２０からのパルス性の放電電流の発生頻度が、望ましい値となるときの印加電圧の値（高い効率で塵埃を荷電できる印加電圧の値）として目標印加電圧値が記憶される。かかる目標印加電圧値は、コロナ放電が生じ始める印加電圧（たとえば４ｋＶ）と火花放電が生じ始める印加電圧（たとえば８ｋＶ）との間に予め設定される。 In addition to various programs, the memory unit 710 also stores various measurement values, acquisition values, calculation values, various threshold values, etc., and these various measurement values, acquisition values, and calculation values are stored in chronological order for each measurement timing, acquisition timing, and calculation timing. For example, a target applied voltage value is stored as the applied voltage value (the applied voltage value that can charge dust with high efficiency) when the frequency of occurrence of a pulsed discharge current from the opposing electrode 320 becomes a desired value. Such a target applied voltage value is set in advance between the applied voltage (e.g., 4 kV) at which corona discharge begins to occur and the applied voltage (e.g., 8 kV) at which spark discharge begins to occur.

荷電部用電圧印加部７２０は、通電を開始すると、放電電極３１０への直流印加電圧を徐々に上昇させていき、記憶部７１０に記憶された目標印加電圧値（たとえば６．０ｋＶ）の直流電圧を放電電極３１０に印加する。かかる通電制御により、放電電極３１０付近から第１の極性のイオンが発生する。そして、放電電極３１０への印加電圧が目標印加電圧値に達すると、第１の極性とは逆極性である第２の極性の電荷によるパルス性の放電が対向電極３２０から断続的に発生する。それに伴い、対向電極３２０付近からは第２の極性のイオンが発生する。なお、第１の極性は正であっても負であってもよい。第１の極性が正の場合、第２の極性は負となる。第１の極性が負の場合、第２の極性は正となる。 When the charging unit voltage application unit 720 starts energizing, it gradually increases the DC voltage applied to the discharge electrode 310 and applies a DC voltage of a target applied voltage value (for example, 6.0 kV) stored in the memory unit 710 to the discharge electrode 310. This control of energization causes ions of a first polarity to be generated near the discharge electrode 310. Then, when the voltage applied to the discharge electrode 310 reaches the target applied voltage value, a pulsed discharge caused by charges of a second polarity, which is the opposite polarity to the first polarity, is intermittently generated from the counter electrode 320. Accordingly, ions of the second polarity are generated near the counter electrode 320. The first polarity may be positive or negative. When the first polarity is positive, the second polarity is negative. When the first polarity is negative, the second polarity is positive.

こうして、対向電極３２０の絶縁部３２２に存在する細孔３３０を利用して、制御部７０は、絶縁部３２２に効果的に絶縁破壊を生じさせて、放電電極３１０に印加した印加電圧の極性とは逆極性の電荷による放電を対向電極３２０から断続的に発生させることができる。その結果、放電電極３１０に印加した印加電圧の極性とは逆の極性のイオンについても対向電極３２０の側から発生させ、かかるイオンにより、荷電部３を通過する塵埃の微粒子を帯電させることができる。 In this way, by utilizing the pores 330 present in the insulating portion 322 of the counter electrode 320, the control unit 70 can effectively cause dielectric breakdown in the insulating portion 322, and can cause intermittent discharge from the counter electrode 320 due to charges of a polarity opposite to the polarity of the voltage applied to the discharge electrode 310. As a result, ions of a polarity opposite to the polarity of the voltage applied to the discharge electrode 310 can also be generated from the counter electrode 320, and these ions can charge the fine dust particles passing through the charging unit 3.

ここで、図９Ａ～図１２を用いて、本実施形態に係る電気集塵装置２における荷電部３（放電装置）の具体的な構成について説明する。図９Ａは、荷電部３における対向電極板を模式的に示す斜視図、図９Ｂは、対向電極板を模式的に示す正面図である。また、図９Ｃは、対向電極板における電極部分の説明図である。また、図１０Ａは、荷電部３における放電電極板を模式的に示す斜視図、図１０Ｂは、放電電極板３１を模式的に示す正面図である。また、図１１は、荷電部３における電極部３００を模式的に示す正面図、図１２は、同電極部３００の要部拡大図である。 Now, the specific configuration of the charging section 3 (discharge device) in the electric dust collector 2 according to this embodiment will be described with reference to Figs. 9A to 12. Fig. 9A is a perspective view showing a typical counter electrode plate in the charging section 3, and Fig. 9B is a front view showing the typical counter electrode plate. Fig. 9C is an explanatory diagram of the electrode portion of the counter electrode plate. Fig. 10A is a perspective view showing a typical discharge electrode plate in the charging section 3, and Fig. 10B is a front view showing a typical discharge electrode plate 31. Fig. 11 is a front view showing a typical electrode section 300 in the charging section 3, and Fig. 12 is an enlarged view of a main portion of the electrode section 300.

図９Ａおよび図９Ｂに示すように、荷電部３の複数の対向電極３２０は、略矩形形状に形成された１枚の板状の対向電極板３２から、それぞれ切り起こし加工により形成されている。なお、対向電極板３２としては、たとえば、アルミニウムやステンレスなどから形成した金属板を用いることができる。また、ここでは、便宜状、１枚の対向電極板３２から４つの対向電極３２０を形成したものとしているが、対向電極３２０の枚数などは何ら限定されるものではない。 As shown in Figures 9A and 9B, the multiple counter electrodes 320 of the charging unit 3 are each formed by cutting and raising a single counter electrode plate 32 formed in a substantially rectangular shape. The counter electrode plate 32 may be a metal plate made of aluminum, stainless steel, or the like. For convenience, four counter electrodes 320 are formed from one counter electrode plate 32 here, but the number of counter electrodes 320 is not limited in any way.

このように、複数の対向電極３２０は、対向電極板３２から、それぞれ根元連結部分３２０１が残るように矩形帯状に切り起こされて導電部３２１が形成されている。したがって、対向電極板３２には、図９Ｂに示すように、切り起こされた薄板状の対向電極３２０と、対向電極板３２に残された対向電極３２０の切起こし跡となる開口部３２ａとが交互に形成される。 In this way, the multiple counter electrodes 320 are cut out of the counter electrode plate 32 into rectangular strips so that the base connecting portion 3201 remains, forming the conductive portion 321. Therefore, as shown in FIG. 9B, the cut thin plate-like counter electrodes 320 and the openings 32a that are the cut marks of the counter electrodes 320 left on the counter electrode plate 32 are alternately formed on the counter electrode plate 32.

そして、図９Ｃに示すように、対向電極板３２から切り起こされた導電部３２１に、別途形成した絶縁部３２２を被覆する。ここでは、絶縁部３２２を、多孔質セラミックを材料とするとともに、導電部３２１の厚みに対応する凹部を有する断面略コ字状に形成している。そして、かかる絶縁部３２２を、導電部３２１に嵌合し、重ね合わされた導電部３２１と絶縁部３２２の両端部を、絶縁性の合成ゴムにより形成したキャップ状のクリップ３２３により保持して対向電極３２０を形成している。なお、クリップ３２３について、本実施形態では合成ゴムを用いたが、絶縁機能を有し、対向電極３２０の導電部３２１と絶縁部３２２とを接合できる材料であれば特に限定されるものではない。 As shown in FIG. 9C, the conductive portion 321 cut out from the counter electrode plate 32 is covered with a separately formed insulating portion 322. Here, the insulating portion 322 is made of porous ceramic and is formed to have a cross section in a generally U-shape with a recess corresponding to the thickness of the conductive portion 321. The insulating portion 322 is then fitted to the conductive portion 321, and both ends of the overlapped conductive portion 321 and insulating portion 322 are held by a cap-shaped clip 323 made of insulating synthetic rubber to form the counter electrode 320. Note that, although synthetic rubber is used for the clip 323 in this embodiment, there is no particular limitation as long as it has an insulating function and can join the conductive portion 321 and insulating portion 322 of the counter electrode 320.

次に、放電電極３１０について、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照しながら説明する。図示するように、荷電部３の複数の放電電極３１０は、略矩形形状に形成された１枚の板状の放電電極板３１から、複数の先鋭部３１１が形成された状態で、それぞれ切り起こし加工により形成されている。なお、放電電極板３１としては、たとえばタングステンやステンレスなどから形成した金属板を用いることができる。なお、ここでは、１枚の放電電極板３１から４つの放電電極３１０を形成したものとしているが、放電電極３１０の枚数は、対向電極３２０と対応した数であればよい。なお、放電電極３１０の形状は、前述したように、ニードル状でもワイヤ状であっても構わない。 Next, the discharge electrodes 310 will be described with reference to Figures 10A and 10B. As shown in the figures, the multiple discharge electrodes 310 of the charging unit 3 are each formed by cutting and raising a single plate-shaped discharge electrode plate 31 formed in a substantially rectangular shape, with multiple sharp points 311 formed. The discharge electrode plate 31 can be a metal plate made of, for example, tungsten or stainless steel. Here, four discharge electrodes 310 are formed from one discharge electrode plate 31, but the number of discharge electrodes 310 may be any number that corresponds to the number of opposing electrodes 320. As described above, the shape of the discharge electrodes 310 may be needle-shaped or wire-shaped.

このように、４枚の放電電極３１０は、放電電極板３１から、それぞれ両端連結部分を残し、複数の先鋭部３１１を有する帯状に切り起こされて形成される。したがって、放電電極板３１には、図１０Ｂに示すように、切り起こされた薄板状の放電電極３１０と、放電電極板３１に残された放電電極３１０の切起こし跡となる開口部３１ａとが交互に形成されている。 In this way, the four discharge electrodes 310 are formed by cutting and raising the discharge electrode plate 31 into a strip shape having multiple sharp points 311, leaving only the connecting portions at both ends. Therefore, as shown in FIG. 10B, the discharge electrode plate 31 is formed with alternating cut and raised thin plate-like discharge electrodes 310 and openings 31a that are the traces of the cut and raised discharge electrodes 310 left on the discharge electrode plate 31.

そして、図１１に示すように、対向電極３２０が形成された対向電極板３２と、放電電極３１０が形成された放電電極板３１とが重ね合わせられて電極部３００が構成される。このとき、放電電極３１０と対向電極３２０とは、たとえば３ｍｍ程度の所定の間隔をあけて対向するように配置される。 As shown in FIG. 11, the counter electrode plate 32 on which the counter electrode 320 is formed and the discharge electrode plate 31 on which the discharge electrode 310 is formed are overlapped to form the electrode section 300. At this time, the discharge electrode 310 and the counter electrode 320 are arranged to face each other with a predetermined gap of, for example, about 3 mm between them.

こうして、電気集塵装置２における荷電部３では、図１２に示すように、交互に配置された放電電極３１０と対向電極３２０との間を、電気集塵装置２の吸込口１１（図１参照）から吸引された室内空気が通過する（矢印ｆ）。その際に、荷電部３で発生するイオンによって空気中に含まれる塵埃などの微粒子が帯電され、荷電部３の下手側に配置された集塵部４により、帯電された微粒子が静電気力により捕集される。 In this way, in the charging section 3 of the electrostatic precipitator 2, as shown in FIG. 12, indoor air sucked in from the suction port 11 (see FIG. 1) of the electrostatic precipitator 2 passes between the alternatingly arranged discharge electrodes 310 and counter electrodes 320 (arrow f). At that time, fine particles such as dust contained in the air are charged by ions generated in the charging section 3, and the charged fine particles are collected by electrostatic force by the dust collection section 4 arranged downstream of the charging section 3.

（他の実施形態）
図１３、図１４および図１５は、他の実施形態に係る放電装置（荷電部３）の対向電極３２０を模式的に示す断面図である。 Other Embodiments
13, 14 and 15 are cross-sectional views that typically show a counter electrode 320 of a discharge device (charger 3) according to other embodiments.

図１３に示す対向電極３２０は、導電部３２１を絶縁部３２２で覆う構成は、上述してきた対向電極３２０と変わらないが、絶縁部３２２の構成が異なる。すなわち、図１３に示す絶縁部３２２は、絶縁材料で形成された外殻３３６の中に空気やその他の絶縁物３３７を封入した多数のマイクロカプセル３３５の集合が、シート状に形成されている。 The counter electrode 320 shown in FIG. 13 has the same configuration as the counter electrode 320 described above in that the conductive portion 321 is covered with the insulating portion 322, but the configuration of the insulating portion 322 is different. That is, the insulating portion 322 shown in FIG. 13 is formed in a sheet shape by a collection of many microcapsules 335 in which air or other insulators 337 are enclosed in an outer shell 336 made of an insulating material.

また、図１４に示す対向電極３２０は、導電部３２１を、金属製の棒状体３２１０により形成し、絶縁部３２２を、複数の細孔３３０を有する多孔質セラミックで形成した筒状体３２２０とし、この筒状体３２２０により棒状体３２１０を被覆した構成としている。この他の実施形態においては、多孔質セラミックで形成した筒状体３２２０の中空部３２２１に、金属製の棒状体３２１０を差し込んだ構成としている。 The counter electrode 320 shown in FIG. 14 has a conductive portion 321 formed of a metal rod-shaped body 3210, an insulating portion 322 formed of a tubular body 3220 made of porous ceramic having a plurality of pores 330, and a configuration in which the rod-shaped body 3210 is covered by the tubular body 3220. In another embodiment, the metal rod-shaped body 3210 is inserted into the hollow portion 3221 of the tubular body 3220 made of porous ceramic.

また、図１５に示す対向電極３２０は、導電部３２１を、これも金属製の棒状体３２１０により形成し、絶縁部３２２を、複数の編目３２３１を有するセラミック編組３２３０とし、このセラミック編組３２３０により棒状体３２１０を被覆した構成としている。本実施形態における絶縁部３２２は、セラミック編組３２３０の編目３２３１が、セラミックで形成した絶縁部３２２の細孔３３０と同様な機能を奏すると考えられる。したがって、編目３２３１によって絶縁部３２２に効果的に絶縁破壊を生じさせ、対向電極３２０から印加電圧とは逆極性のパルス電流を発生させることが可能となる。 The counter electrode 320 shown in FIG. 15 has a conductive portion 321 formed of a rod-shaped body 3210, also made of metal, and an insulating portion 322 formed of a ceramic braid 3230 having a plurality of stitches 3231, with the rod-shaped body 3210 covered with the ceramic braid 3230. In the insulating portion 322 in this embodiment, the stitches 3231 of the ceramic braid 3230 are considered to function similarly to the pores 330 of the insulating portion 322 formed of ceramic. Therefore, the stitches 3231 effectively cause dielectric breakdown in the insulating portion 322, making it possible to generate a pulse current of the opposite polarity to the applied voltage from the counter electrode 320.

なお、図１４および図１５で示した導電部３２１を構成する棒状体３２１０に代えてワイヤを用いることもできる。 In addition, a wire can be used instead of the rod-shaped body 3210 that constitutes the conductive portion 321 shown in Figures 14 and 15.

上述してきたように、実施形態に係る空気清浄機１は、電気集塵装置２が内蔵する荷電部３における対向電極３２０を、導電部３２１を絶縁部３２２で被覆した構成とした。その上で、絶縁部３２２を複数の細孔３３０を有する構成としたため、対向電極３２０の側から発生するパルス性の放電の発生頻度を著しく高めることができる。したがって、塵埃の捕集効率を高めることができるとともに、オゾンの発生の抑制も期待できる。 As described above, the air purifier 1 according to the embodiment has a configuration in which the counter electrode 320 in the charging unit 3 built into the electrostatic precipitator 2 has a conductive portion 321 covered with an insulating portion 322. Furthermore, since the insulating portion 322 has a plurality of pores 330, it is possible to significantly increase the frequency of pulsed discharges generated from the counter electrode 320 side. Therefore, it is possible to increase the dust collection efficiency and also to suppress the generation of ozone.

以上、本願の実施例を図面に基づいて説明したが、あくまでも例示であって、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施すことができる。 The above describes the embodiments of the present application based on the drawings, but they are merely examples and various modifications and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art.

上述してきた実施形態より、以下に示す放電装置、放電方法および電気集塵装置２が実現できる。なお、以下における放電装置は、電気集塵装置２における荷電部３に相当する。 The above-described embodiment allows the realization of the discharge device, discharge method, and electrostatic precipitator 2 shown below. Note that the discharge device in the following description corresponds to the charging unit 3 in the electrostatic precipitator 2.

（１）放電電極３１０と、この放電電極３１０に対向して配置される対向電極３２０と、を備え、対向電極３２０は、導電部３２１と、この導電部３２１の表面を被覆する絶縁部３２２とを有し、絶縁部３２２は、細孔３３０を有する放電装置（荷電部３）。 (1) A discharge device (charging section 3) comprising a discharge electrode 310 and an opposing electrode 320 arranged opposite the discharge electrode 310, the opposing electrode 320 having a conductive section 321 and an insulating section 322 covering the surface of the conductive section 321, the insulating section 322 having pores 330.

かかる構成により、対向電極３２０の側からの放電の発生頻度を高めることができる。 This configuration can increase the frequency of discharge from the opposing electrode 320 side.

（２）上記（１）において、放電電極３１０に印加する電圧を制御する荷電部用電圧印加部７２０を備え、荷電部用電圧印加部７２０は、放電電極３１０に直流電圧を印加することにより、対向電極３２０の絶縁部３２２が有する細孔３３０を介して放電を発生させる放電装置（荷電部３）。 (2) In the above (1), a discharge device (charging unit 3) is provided with a charging unit voltage application unit 720 that controls the voltage applied to the discharge electrode 310, and the charging unit voltage application unit 720 applies a DC voltage to the discharge electrode 310 to generate a discharge through the pores 330 in the insulating portion 322 of the opposing electrode 320.

かかる構成により、複雑な制御を行うことなく放電の発生頻度を確実に高めることができる。そのため、簡単な構成で塵埃等の微粒子への荷電量や荷電効率を高めることも可能となる。 This configuration reliably increases the frequency of discharges without complex control. This makes it possible to increase the amount of charge and charging efficiency of fine particles such as dust with a simple configuration.

（３）上記（２）において、放電は、断続的に発生するパルス性の放電である放電装置（荷電部３）。 (3) In the above (2), the discharge device (charging section 3) is a discharge device in which the discharge is a pulsed discharge that occurs intermittently.

かかる構成により、複雑な制御を行うことなく、断続的なパルス性の放電を発生させることができ、上記（２）の効果をより確実に奏することができる。 This configuration allows for the generation of intermittent pulsed discharges without complex control, and the effect of (2) above can be achieved more reliably.

（４）上記（２）または（３）において、放電は、荷電部用電圧印加部７２０により印加された電圧とは逆の極性の電荷による放電である放電装置（荷電部３）。 (4) In the above (2) or (3), a discharge device (charging unit 3) in which the discharge is caused by a charge of the opposite polarity to the voltage applied by the charging unit voltage application unit 720.

かかる構成により、上記（２）または（３）の効果に加え、荷電部３で発生するイオンの量を増加させることが可能となり、塵埃への荷電量や荷電効率（放電装置が消費する電力に対する得られた荷電量）を向上させることが期待できる。 In addition to the effects of (2) or (3) above, this configuration makes it possible to increase the amount of ions generated in the charging section 3, which is expected to improve the amount of charge applied to dust and the charging efficiency (the amount of charge obtained relative to the power consumed by the discharge device).

（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、絶縁部３２２は、導電部３２１に対向する対向面３２２ａと、空気中に露出する外表面３２２ｂとを備え、細孔３３０は、絶縁部３２２の対向面３２２ａと外表面３２２ｂとの間を連通する連通孔３３１，３３２，３３３を含む放電装置（荷電部３）。 (5) In any of the above (1) to (4), the insulating part 322 has an opposing surface 322a facing the conductive part 321 and an outer surface 322b exposed to the air, and the pores 330 include communication holes 331, 332, and 333 that connect the opposing surface 322a and the outer surface 322b of the insulating part 322 (charging part 3).

かかる構成により、細孔３３０を介して絶縁部３２２を貫通する放電が起きやすくなるため、上記（１）から（４）のいずれかの効果をより確実に高めることができる。 This configuration makes it easier for discharge to occur through the insulating part 322 via the pores 330, thereby more reliably enhancing any of the effects (1) to (4) above.

（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、絶縁部３２２は多孔質の絶縁材料により形成されている放電装置（荷電部３）。 (6) In any of (1) to (5) above, the insulating section 322 is a discharge device (charging section 3) formed from a porous insulating material.

かかる構成により、絶縁部３２２の素材として、たとえば細孔３３０を形成する加工が難しいセラミックを用いた場合でも、絶縁部３２２を貫通する細孔３３０を形成することができ、上記（１）から（５）のいずれかの効果を確実に奏することができる。 With this configuration, even if the insulating part 322 is made of ceramic, which is difficult to process to form the pores 330, it is possible to form the pores 330 penetrating the insulating part 322, and any one of the effects (1) to (5) above can be reliably achieved.

（７）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、絶縁部３２２は、細孔３３０に相当する気泡を内包した絶縁材料により形成されている放電装置（荷電部３）。 (7) In any of the above (1) to (5), the insulating section 322 is a discharge device (charging section 3) formed of an insulating material containing air bubbles corresponding to the pores 330.

かかる構成により、絶縁部３２２の素材として、たとえば樹脂もしくはゴムを用いた場合でも、細孔３３０を容易に形成することができ、上記（１）から（５）のいずれかの効果を、簡単かつ低コストで実現することができる。 With this configuration, even if the insulating portion 322 is made of a material such as resin or rubber, the pores 330 can be easily formed, and any of the above effects (1) to (5) can be achieved simply and at low cost.

（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、絶縁部３２２は、セラミックにより形成されている放電装置（荷電部３）。 (8) In any of the above (1) to (7), the insulating part 322 is a discharge device (charging part 3) made of ceramic.

かかる構成により、上記（１）から（７）のいずれかの効果に加え、絶縁部３２２として、たとえば塩化ビニルテープなどの他の絶縁材料を用いた場合よりも、印加電圧を小さくすることができる。また、放電に伴う絶縁部３２２の劣化を抑制することができる。 With this configuration, in addition to any of the effects (1) to (7) above, the applied voltage can be made smaller than when other insulating materials such as polyvinyl chloride tape are used for the insulating portion 322. In addition, deterioration of the insulating portion 322 due to discharge can be suppressed.

（９）上記（１）から（８）のいずれかに記載の放電装置を構成する荷電部３と、この荷電部３により帯電された微粒子を静電気力により捕集する集塵部４とを備える電気集塵装置２。 (9) An electric dust collector 2 including a charging section 3 constituting a discharge device described in any one of (1) to (8) above, and a dust collector 4 that collects fine particles charged by the charging section 3 using electrostatic force.

かかる構成により、上記（１）から（８）のいずれかの効果を奏する電気集塵装置２を提供することができる。 This configuration makes it possible to provide an electrostatic precipitator 2 that achieves any one of the effects (1) to (8) above.

上述の実施形態および図示の具体的名称、処理、制御、各種のデータなどについては、一例を示すに過ぎず、適宜変更される場合がある。たとえば、上述の実施形態では、対向電極３２０の絶縁部３２２の材料として、セラミックや塩化ビニル樹脂を用いた。しかし、絶縁部３２２の材料としては、細孔３３０が含まれ、かつ絶縁性が担保できるものであれば、特に限定されるものではない。 The above-mentioned embodiment and the specific names, processes, controls, various data, etc. shown in the figures are merely examples and may be changed as appropriate. For example, in the above-mentioned embodiment, ceramics and polyvinyl chloride resin are used as the material for the insulating portion 322 of the counter electrode 320. However, the material for the insulating portion 322 is not particularly limited as long as it contains the pores 330 and can ensure insulation.

また、上述の実施形態のより広範な態様は、上述のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Furthermore, the broader aspects of the above-described embodiments are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the general inventive concept or scope as defined by the appended claims and equivalents thereof.

２電気集塵装置
３荷電部
４集塵部
７０制御部
３１０放電電極
３２０対向電極
３２１導電部
３２２絶縁部（セラミック）
３２２ａ対向面
３２２ｂ外表面
３２４絶縁部（塩化ビニルテープ）
３３０細孔
３３１連通孔
３３２連通孔
３３３連通孔
７２０荷電部用電圧印加部
３２３０セラミック編組 2 Electric dust collector 3 Charging section 4 Dust collection section 70 Control section 310 Discharge electrode 320 Counter electrode 321 Conductive section 322 Insulating section (ceramic)
322a: opposing surface 322b: outer surface 324: insulating part (vinyl chloride tape)
330 Pore 331 Communication hole 332 Communication hole 333 Communication hole 720 Voltage application part for charging part 3230 Ceramic braid

Claims

a discharge electrode and a counter electrode disposed opposite the discharge electrode;
Equipped with
The counter electrode is
The conductive portion includes an insulating portion that covers a surface of the conductive portion,
the insulating portion has pores , a facing surface facing the conductive portion, and an outer surface exposed to air ;
The pores are
a discharge device including a communication hole that communicates between the opposing surface and the outer surface of the insulating portion .

A voltage application unit that controls a voltage applied to the discharge electrode,
The voltage application unit is
The discharge device according to claim 1 , wherein a DC voltage is applied to the discharge electrode to generate a discharge through the pores of the insulating portion of the counter electrode.

The discharge is
3. The discharge device according to claim 2, wherein the discharge occurs intermittently.

The discharge is
4. The discharge device according to claim 2, wherein the discharge is performed by using a charge having a polarity opposite to that of the voltage applied by the voltage application unit.

The insulating portion is
5. The discharge device according to claim 1, which is made of a porous insulating material.

The insulating portion is
The discharge device according to claim 1 , which is formed from an insulating material containing bubbles corresponding to the pores.

The discharge device according to claim 1 , wherein the insulating portion is made of ceramic.

8. An electric dust collector comprising: a charging section constituting the discharge device according to claim 1 ; and a dust collecting section that collects fine particles charged by the charging section by electrostatic force.