JPH0645016B2

JPH0645016B2 - 空気浄化装置

Info

Publication number: JPH0645016B2
Application number: JP6757986A
Authority: JP
Inventors: 昇漆崎; 秀修青木
Original assignee: Shinryo Corp
Current assignee: Shinryo Corp
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPS62225259A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は空気浄化装置に係り、さらに詳しく述べると機
械的駆動部分のない空気浄化装置に関する。

従来技術とその問題点放電によりイオン風が発生することは、電気集塵の分野
において周知の事実である。この現象を利用して送風機
などの機械的駆動部分を持たない電子式空気浄化装置が
知られている。例えば特公昭５４−２３１４７号公報に
おいてはイオン化線、対向電極および集塵電極を所定の
位置に設けた空気浄化装置が開示されている。イオン化
線と集塵電極との間に高電圧を印加してコロナ放電を生
じさせると、多量のイオンが発生しこのイオンの移動に
より空気が流動化する。また、放電時に空気中の微粒子
は荷電され、この荷電微粒子は集塵電極と対向電極との
間に形成される電界によりクーロン力が与えられ、この
力により荷電微粒子は集塵電極へと捕集されるものであ
る。この種タイプの装置は、機械的駆動部分がないため
騒音・振動の発生がないこと、たばこの煙などの0.３ミ
クロン以上の微粒子でも９９％程度の高い集塵効率を有
すること、装置がコンパクトであることおよびエアーフ
イルターのようなフイルターの交換を必要としないため
保守管理が容易であうこと等の多くの特徴を有するた
め、オフイス、レストランあるいは家庭などにおける空
気浄化の用途に供されている。

近年、この種タイプの装置の特徴に着目し、手術室等の
バイオクリーンルーム、あるいはＬＳＩ製造空間への適
用が検討されている。現在この種の用途においてはＨＥ
ＰＡフイルターが用いられており、このフイルターによ
り0.３ミクロン以上の微粒子を９9.９７％以上除去して
いる。また最近ではさらに高清浄度の空気も必要とされ
つつあり、この場合には集塵効率を９9.９９％以上とし
なければならない。

ところで、電子式空気浄化装置の集塵性能は微粒子の荷
電量と荷電した微粒子に作用する静電気力により依存す
る。よつて、理論的にはこの荷電量あるいは静電気力を
増大させることにより集塵効率の向上を図ることができ
る。微粒子はイオン化線と集塵電極との間に形成される
コロナ放電により荷電されるのであるから、放電電流を
増大させ、すなわちイオン化線と集塵電極との間の電位
差を高めることにより微粒子の荷電量は増大する。しか
しながら、これとともにイオン風の風速も増して気流の
流れ方向に粒子に作用する力が高まり集塵効率を抑制す
る方向に働く。

また、粒子への静電気力を増大させるには、集塵電極と
対向電極との間の電位差を高め、あるいはこれら電極間
の間隙を狭めることにより電位勾配を大きくすればよ
い。しかしながら、前者においては運転費の増大につな
がることおよび両電極間での放電を避ける点から自ずと
限界がある。また、後者においては気流の流動抵抗の増
大につながるためこの間隙を極端に狭くすることはでき
ない。

発明の要点本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであつ
て集塵効率の高い空気浄化装置を提供することを目的と
する。

本発明は、所定の間隔をおいて並設された集塵電極；隣
接する集塵電極の間に平行に位置する対向電極；およ
び、これら電極の上流側に位置するイオン化線；とから
構成されており、前記イオン化線と前記集塵電極との間
に生じる放電により空気を流動させるとともに、前記集
塵電極と前記対向電極との間に形成される電界により空
気中の粒子を集塵電極へ引き寄せて除塵する空気浄化装
置において、前記集塵電極には気流の流れ方向と直角方
向に少なくとも１つのスリツトが形成されていることを
特徴とする空気浄化装置である。

発明の好ましい態様以下、添付図面を用いて本発明を説明する。

第１図は、本発明に係る装置の一実施例を示す構成図で
ある。集塵電極１（詳細は後記する）はその上流端が同
一線上にあつてかつ互いに平行になるように設けられて
いる。隣接する集塵電極のほぼ中央部においてこれら隣
接集塵電極の上流端を結ぶ線上に上流端が位置する対向
電極２が設けられている。対向電極２の幅は集塵電極１
の幅よりも広い。このため対向電極２の下流端は集塵電
極の下流端よりもより下流側に位置する。本明細書にお
いて用語「上流」あるいは「下流」とは、本発明装置の
実施により得られる気流に基づく。

すなわち、後記するようにイオン風はイオン化線３から
電極に向つて生じるので、前記気流はこのイオン風のう
ち電極に平行な流れを意味する。

対向電極２の上流延長線上にイオン化線３が設けられて
いる。イオン化線３、集塵電極１および対向電極２には
電源４から所定の電圧を印加している。イオン化線３と
集塵電極１との間で、放電（好ましくはコロナ放電）を
形成させる。この放電により発生した多数のイオンが集
塵電極１に移動するときに中性分子である酸素分子およ
び窒素分子に運動エネルギーを与えて気流が生じるので
ある。またこの放電により空気中の粒子は帯電し、この
荷電粒子は集塵電極１と対向電極２の間に形成される電
界によりクーロン力を得て、集塵電極に移動し除塵され
るのである。

イオン化線３よりもさらに上流側および対向電極２より
も下流側にはそれぞれ導電性スクリーン５が設けられて
いる。この導電性スクリーン５は例えばアルミニウム製
のハンカム状スクリーンであることができ、このスクリ
ーンにはイオン化線と同電位の電圧を印加して（図にお
いては接地）電極の短絡時の装置の安全性を確保するも
のである。このスクリーンの使用は本発明においては任
意である。

第１図に示す構成の他、特公昭５４−２３１４７号に示
すように集塵電極の上流端を結ぶ線よりも下流に対向電
極の上流端が位置すること並びに集塵電極よりも幅の狭
い対向電極を用いることもできる。

次に、本発明の特徴である集塵電極の構造について説明
する。

第２図は、本発明に用いる集塵電極の一例を示す平面図
である。集塵電極１の平面には気流の流れ方向と直角方
向に５本のスリツト２１が形成されている。このスリツ
トは集塵電極１の両面を貫通して空間を形成している。
スリツトの幅ｌ_１は適宜定めることができるが、集塵電
極１と対向電極２との間隙とほぼ等しいかあるいはそれ
より狭いことが好ましい。隣接する２つのスリツトの間
の電極部分で粒子が捕捉されるが、この部分のうち上流
側で多くの粒子が捕捉される傾向にある。この電極部分
の長さｌ_２は例えばｌ_１とほぼ同じ長さからその１０倍
程度の長さで適宜設定できる。スリツト２１の数は必要
とする浄化空気の水準に合わせて適宜の数を設けること
ができるが、例えば数本ないし数十本程度である。スリ
ツトの数が多いほど集塵効率は高まる。

第３図は本発明にて用いる集塵電極の別の態様を示して
いる。本図においては第２図と異なり集塵電極を集塵電
極片３１ａ〜に分割するとともに、これらの電極片を
平行に所定間隔をもつて配置してその上下端部を支持体
３２に固定する。これら電極片の上端は給電線３３と接
続されており、所定の電圧が印加される。この場合、各
電極片に異なる電圧を印加することもできる。例えば上
流側の電極片３１ａから下流側の電極片３１につれて
印加電圧値を漸次高めることもできる。このような構成
を採用すると、上流側では比較的低電圧で粗大粒子が除
塵され下流側では比較的高電圧により微粒子が除去さ
れ、単位消費電力当りの集塵効率が向上する。

集塵電極片３１ａ〜の縁端部を所定の曲率半径をもつ
弧状とすることもできる（図示せず）。これにより集塵
電極と対向電極との間に形成される不平等電界の領域が
拡がるイオン化線、集塵電極および対向電極の形状並びに材料
は特に限定されるものではなく既知のものを使用でき
る。印加電圧についても従来周知の条件を適用できる。
例えば集塵電極には５ないし１００KV、好ましくは１０
ないし２０KVの電圧を印加し、対向電極には３ないし５
０KV、好ましくは５ないし１０KVの電圧を印加する。対
向電極には集塵電極より低い電圧を印加し、好ましくは
集塵電極の約半分程度の電圧を印加する。

集塵電極と対向電極との間隔は通常は2.５ないし１００
mm、好ましくは５ないし２０mmである。イオン化線と対
向電極との間隔は通常は５ないし１００mm、好ましくは
１０ないし３０mmである。

第４図は第１図に示す装置の変形例であり、ここにおい
て集塵電極１と対向電極２との間に中間電極６を設けて
いる。中間電極６の上流端は隣接する電極の上流端と並
び、下流端は好ましくは隣接する電極の両下流端のほぼ
中間に位置する。この中間電極６には集塵電極１に印加
する電圧よりは低いが対向電極よりも高い電圧を印加す
る。好ましくは両電極への印加電圧のほぼ中間の電圧を
印加する。このような構成を採用すると、中間電極は集
塵極として作用し粒子の捕捉容量が増大するため運転時
間を延長できる。

作用本発明の作用を従来装置と比較して述べる。第５図は従
来装置における粒子の捕捉作用を示す説明図である。第
６図は本発明の装置における粒子の捕捉作用を示す説明
図である。なお、これらの図において一点鎖線は等電界
線を示している。

第５図を参照すると、従来装置においては集塵電極１′
はスリツトがないためこの電極と対向電極２との間には
等間隔で等電界線が形成されている、すなわち平等電界
が形成されている。イオン化線３と集塵電極１′との間
でコロナ放電させることにより荷電した粒子Ｐ′は電界
に対し垂直方向に集塵電極１′へと電気力Ｆ′が作用す
る。

一方、第６図を参照すると、集塵電極１にはスリツトが
形成されている。等電界線はスリツト内へと折れ曲るた
めスリツト近傍では電界強度の勾配が極めて大きくなつ
ていると考えられる。荷電粒子Ｐがスリツト近傍を通過
する際、等電界線に対し垂直に集塵電極１−ｂへと電気
力Ｆが作用する。この力Ｆは電界勾配の大きさに比例す
るので、従来装置と比べてより大きな力Ｆが粒子Ｐに作
用して捕集効率が増大するものと考えられる。

発明の効果本発明によれば集塵効率を飛躍的に高めることができ、
特に0.３ミクロン以上の微粒子に対して捕捉性能が著し
く改良され、ＬＳＩ工場等にて必要とされるクラス１０
０程度の清浄空気を得ることが可能である。また従来よ
りも消費電力を２０％程度低下できる。

実施例および比較例幅が１２０mmの対向電極の両側に１０mmの間隔でこれと
平行に集塵電極（全体の幅は１００mm）を設置した。こ
の集塵電極は４分割されておりスリツトの幅５mmであ
る。また、集塵電極の上流端を対向電極の上流端と同一
線上に揃えた。イオン化線は対向電極の上流延長線上で
この上流端から２０mm離れた所に架設した。イオン化線
を接地し、集塵電極に９ないし１５KVの電圧を印加し、
また対向電極には５ないし８KVの電圧を印加した。

一方、比較例においては幅が１００mmのスリツトのない
集塵電極を用いたことを除き、上記実施例と同様に行つ
た。

実施例および比較例の結果を第７図に示す。被処理空気
の粒子数は３０万個／立方フイートであり、また粒子数
の計測は光散乱法によつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例を示す構成図である。第２図および第３図は本発明に用いる集塵電極の一例を
示す平面図である。第４図は第１図の変形例を示す電極配置図である。第５図および第６図は、それぞれ従来装置および本発明
の装置における粒子の捕捉作用を示す説明図である。第７図は実施例および比較例の結果を示す線図である。１…集塵電極、２…対向電極３…イオン化線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の間隔をおいて並設された集塵電極；
隣接する集塵電極の間に平行に位置する対向電極；およ
び、これら電極の上流側に位置するイオン化線；とから
構成されており、前記イオン化線と前記集塵電極との間
に生じる放電により空気を流動させるとともに、前記集
塵電極と前記対向電極との間に形成される電界により空
気中の粒子を集塵電極へ引き寄せて除塵する空気浄化装
置において、前記集塵電極には気流の流れ方向と直角方
向に少なくとも１つのスリツトが形成されていることを
特徴とする、空気浄化装置。
【請求項２】前記集塵電極を複数の集塵電極片に分割
し、これら集塵電極片を気流と平行にかつ同一平面状に
所定間隔をもつて配置して前記スリツトを形成する、特
許請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項３】前記スリツトの幅は前記集塵電極とそれに
隣接する対向電極との間隙に等しいかあるいはそれより
も短かい、特許請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項４】前記対向電極の上流端が隣接集塵電極の上
流端を結ぶ線上に位置し、前記対向電極の下流端が隣接
集塵電極の下流端よりも下流に位置する、特許請求の範
囲第１項記載の装置。
【請求項５】イオン化線と集塵電極との間でコロナ放電
を形成する、特許請求の範囲第４項記載の装置。
【請求項６】イオン化線を接地する、特許請求の範囲第
４項記載の装置。
【請求項７】対向電極の幅が集塵電極よりも３０％広
い、特許請求の範囲第４項記載の装置。
【請求項８】イオン化線よりも上流側におよび対向電極
よりも下流側に、それぞれ導電性スクリーンを設ける、
特許請求の範囲第４項記載の装置。