(57)【要約】【課題】イオン風における集塵効果を低減する作用を抑制し、集塵効率を高めることのできる電気集塵装置を提供する。【解決手段】電気集塵装置１は、複数の開口が形成され、ガス流れＧ方向に沿って設けられた集塵極４と、集塵極４に対して並列に配置された放電極５とを備え、放電極５は、対面する集塵極４のうちの一方のみの集塵極４に向かって突出するコロナ放電用のコロナ放電部８をガス流れ方向に複数連続して有する。複数の集塵極４と複数の放電極５とがガス流れＧ方向に対して直交する方向に交互に並べられている。ガス流れＧ方向の上流領域Ｓ１及び下流領域Ｓ２のそれぞれでは、コロナ放電部８の全てが、同じ方向に向かって突出している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口が形成され、ガス流れ方向に沿って設けられた集塵極と、
前記集塵極に対して並列に配置された放電極と、
を備え、
前記放電極は、対面する前記集塵極のうちの一方のみの該集塵極に向かって突出するコロナ放電用のコロナ放電部を前記ガス流れ方向に複数連続して有する電気集塵装置。
【請求項２】
複数の前記集塵極と複数の前記放電極とが前記ガス流れ方向に対して直交する方向に交互に並べられ、
前記ガス流れ方向の所定領域では、各前記放電極の前記コロナ放電部の全てが、同じ一方向に向かって突出する請求項１に記載の電気集塵装置。
【請求項３】
前記所定領域の下流の下流領域では、各前記放電極の前記コロナ放電部の全てが、前記一方向とは反対の他方向に向かって突出する請求項２に記載の電気集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気集塵装置として、ガス流れに沿って平行に配列された平板状の集塵極と、その中央に配列された鋭利な形状を有する放電極とを備えたものが知られている。
【０００３】
電気集塵装置では、集塵極と放電極との間に直流高電圧を印加し、放電極に安定したコロナ放電を行うことで、ガス流れ中のダストを帯電させる。帯電したダストは放電極と集塵極との間の電界下でダストに作用するクーロン力の働きにより集塵極に捕集されると、従来の集じん理論では説明されている。
【０００４】
ところで、特許文献１，２の電気集塵装置は、ダストを通過させるための複数の貫通孔を備え、内部にダストを捕集するための閉空間を有した集塵極を備えている。特許文献１，２では、該貫通孔を介して閉空間にダストを閉じ込めることで捕集ダストが再飛散しにくくさせている。
【０００５】
特許文献３の電気集塵装置は、６５％から８５％の開口率を有するアース電極と、ガスを捕集する集塵フィルタ層と、を含む集塵極を備えている。このような集塵極を備えることにより、特許文献３では、ガス流れと直交する断面内においてイオン風を発生させ、放電極と集塵極との間を循環するらせん状のガス流れを生成させ、ダストを効率よく捕集するようにしている。特許文献３では、イオン風を積極的に利用するが、本ケースはダストを、主として集じんフィルタ層に捕集させることを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５７６１４６１号公報
【特許文献２】特許第５７０５４６１号公報
【特許文献３】特許第４８２３６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電気集塵装置における集塵効率ηは、よく知られた下記のドイチェの数式（式（１））により算出することができる。ｗは、集塵性指数（粒子状物質の移動速度）、ｆは、単位ガス量当たりの集塵面積である。
η＝１−exp（−ｗ×ｆ）・・・（１）
【０００８】
上記式（１）において、ダスト（粒子状物質）の移動速度ｗは、クーロン力による力と、気体の粘性抵抗の関係で決まるとされている。ドイチェの数式（上記式（１））では、ダストが放電極から電界中を移動するとされおり、イオン風は性能への影響においては直接考慮されていない。しかしながら、その性能設計の前提であるダスト濃度は、常に放電極と集塵極との間の集じん空間内では一様であるという前提条件があり、イオン風はガスの乱れを生じさせて、ダスト濃度を一様とさせる要因の一つとして考えられている。
【０００９】
イオン風は、電極間に負の電圧を印加した際に、放電極でコロナ放電によりマイナスイオンが発生し、その結果、生じるものであり、正の電圧の場合にはプラスのイオンにより生じる。以下、産業用の電気集塵装置をベースに考えるため、負の電圧を印加するケースについて記載するが、正であっても同様である。
【００１０】
放電極で生じたイオン風は、集塵極に向けて、ガス流れを横切るよう流れる。集塵極に達したイオン風は、集塵極で反転して流れ方向を変える。これにより、電極間にらせん状の乱流が生じる。
【００１１】
乱流のうち、放電極から集塵極へと向かう流れは、ダストを集塵極近傍まで運ぶ作用がある。集塵極近傍まで運ばれたダストは、最終的にはクーロン力により捕集される。
【００１２】
しかしながら、集塵極で反転したイオン風は、収集体である集塵極から離れる方向へとダストを移動させるため、集塵を阻害するような作用もある。
【００１３】
特許文献３には、イオン風の効果も考慮した電気集塵装置が記載されている。しかしながら、このケースでは、開口部を有する集塵極の背後にあるフィルタ層にイオン風を送り込む構造であり、主ガスの影響を受けない箇所での集じんをすることを目的としていて、構造も複雑であること、及び、乾式では付着ダストの剥離回収が困難であった。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、従来の電気集塵装置では考慮されていなかったイオン風に着目し、集塵効果を低減するイオン風の離反作用を抑制し、集塵効率を高めることのできる電気集塵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明にかかる電気集塵装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の一態様にかかる電気集塵装置は、駆動部によって回転駆動され複数の開口が形成され、ガス流れ方向に沿って設けられた集塵極と、前記集塵極に対して並列に配置された放電極と、を備え、前記放電極は、対面する前記集塵極のうちの一方のみの該集塵極に向かって突出するコロナ放電用のコロナ放電部を前記ガス流れ方向に複数連続して有する。
【００１６】
集塵極に複数の開口を設けることで、放電極から集塵極へ向けて流れるイオン風の一部が集塵極の裏側へ抜けることを許容する。これにより、イオン風が集塵極で反転されて離反する流れを抑制できる。
放電極は、対面する集塵極のうちの一方のみの集塵極に向かって突出するコロナ放電用のコロナ放電部をガス流れ方向に複数連続して有している。これにより、ガス流れ方向に連続する複数のコロナ放電部から一方のみに向かってイオン風を流すことができるので、ガス流れ方向に隣り合うコロナ放電部からのイオン風の干渉を可及的に減少させて集塵効率を高めることができる。
集塵極としては、複数の剛性を有する部材を所定間隔でガスの流通方向に並べた離散形集塵極が挙げられる。剛性を有する部材としては、例えばパイプ形状の部材が挙げられる。また、他の形式の集塵極としては、例えば、複数の貫通孔を有する一枚の板状体をガスの流通方向に沿って設けた平板集塵極が挙げられる。平板集塵極としては、例えばパンチングメタルが用いられる。
【００１７】
さらに、本発明の一態様にかかる電気集塵装置では、複数の前記集塵極と複数の前記放電極とが前記ガス流れ方向に対して直交する方向に交互に並べられ、前記ガス流れ方向の所定領域では、各前記放電極の前記コロナ放電部の全てが、同じ一方向に向かって突出する。
【００１８】
複数の集塵極と複数の放電極とがガス流れ方向に対して直交する方向に交互に並べられている場合に、ガス流れ方向の所定領域では、全てのコロナ放電部が同じ方向に向かって突出する。これにより、所定領域の全体で、イオン風が複数の集塵極を跨いで一様な方向に向かうことになり、イオン風の干渉が抑制され、集塵効率を高めることができる。
【００１９】
さらに、本発明の一態様にかかる電気集塵装置は、前記所定領域の下流の下流領域では、各前記放電極の前記コロナ放電部の全てが、前記一方向とは反対の他方向に向かって突出する。
【００２０】
所定領域の下流の下流領域では、全てのコロナ放電部が所定領域のコロナ放電部とは反対の他方向に向かって突出する。これにより、所定領域で一方向に偏ったイオン風を、下流領域で他方向に向きを変えることによって更に集塵効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電気集塵装置によれば、イオン風が集塵極から離反するのを抑制し、集塵効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気集塵装置を示した横断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視を示した部分拡大図である。
【図３】コロナ放電部の配置の変形例を示した横断面図である。
【図４】コロナ放電部の配置の他の変形例を示した横断面図である。
【図５】集塵極のパイプ部材の横断面の外形状の変形例を示した横断面図である。
【図６】チャンネル部材を用いた電気集塵装置を示した横断面図である。
【図７】平板形の集塵極を用いた電気集塵装置を示した横断面図である。
【図８】メッシュベルトを示した部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る電気集塵装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１には、本実施形態に係る電気集塵装置の横断面図が示されている。図１において、ガス流れＧは、水平流であり、紙面左側から右側に向けて流れる。
【００２５】
電気集塵装置１は、ケーシング２内に、ガス流れＧに沿って配列された複数の集塵極４と、集塵極４に対して並列に配置された複数の放電極５と、電源（不図示）と、を備えている。
ケーシング２は、ガス入口部２ａと本体部２ｂとガス出口部２ｃとを備えている。ガス入口部２ａから流入したガスは、本体部２ｂへと導かれて集塵された後に、ガス出口部２ｃから外部へと排出される。
【００２６】
ケーシング２の本体部２ｂに設けられた集塵極４と放電極５とは、ガス流れＧに直交する方向に交互に並べられている。なお、図１に示した電気集塵装置１は概略的に示したものであり、放電極５および集塵極４のサイズおよび設置数は、図示の例に限定されない。
【００２７】
集塵極４と放電極５とは、互いに離隔され、電気的に絶縁されている。放電極５はケーシング２とも絶縁されている。集塵極４は接地され、放電極５には電源が接続されている（図示せず）。放電極５は、隣り合う集塵極４の中間位置にある。
【００２８】
集塵極４は、複数のパイプ部材４ａが所定間隔を有してガス流れＧの流通方向に並べられた離散式集塵極とされている。各パイプ部材４ａは、剛性を有する金属性とされている。各パイプ部材４ａは、軸線がガス流れＧに対して直交するように上下方向（紙面垂直方向）に向けて配置されている。ガス流れＧ方向に並んだ各パイプ部材４ａ同士を共通の枠体を用いてそれぞれを固定することで、各集塵極４が独立した構成となっている。
【００２９】
放電極５は、集塵極４に挟まれるよう配置されている。放電極５は、それぞれ取付基材７と、複数のコロナ放電部８とを有している。取付基材７は、導電性を有する材質からなる棒状または板状の部材である。取付基材７は、対面する集塵極４に対して略平行に配置されている。
【００３０】
コロナ放電部８は、放電極５に電圧が印加されることによって、コロナ放電を発生させるものである。コロナ放電部８は、対面する集塵極４に向かって突出するように取付基材７に固定された突起とされ、先端が先細のトゲ状となっている。コロナ放電部８は、図２に示すように、ガス流れＧに直交する方向すなわち高さ方向に複数配置されている。各コロナ放電部８は、ガス流れＧ方向において、隣り合うパイプ部材４ａの中央に位置するように配置されている。ただし、コロナ放電部８のガス流れＧ方向における位置は限定されるものではない。
【００３１】
図１に示すように、ケーシング２内は、ガス流れＧ方向に上流領域Ｓ１と下流領域Ｓ２とが分けられて形成されている。すなわち、上流領域Ｓ１と下流領域Ｓ２との間には、集塵極４及び放電極５が設けられていない領域が形成されている。
上流領域Ｓ１の集塵極４及び放電極５と、下流領域Ｓ２の集塵極４及び放電極５は、対応する集塵極４及び放電極５同士がガス流れＧ方向において同じ直線上に配置されている。なお、本発明は、このように同じ直線上に各集塵極４及び各放電極５が配置されていることに限定されるものではなく、上流領域Ｓ１の集塵極４及び放電極５に対して、下流領域Ｓ２の集塵極４及び放電極５がガス流れＧ方向に直交する方向にずれて配置されていても良い。
【００３２】
上流領域Ｓ１のコロナ放電部８の全ては、同じ方向すなわち紙面において上方向に向けて取り付けられている。一方、下流領域Ｓ２のコロナ放電部８の全ては、上流領域Ｓ１とは反対の方向すなわち紙面においてした方向に向けて取り付けられている。
【００３３】
上流領域Ｓ１のコロナ放電部８が向けられた方向の上流側角部には、遮蔽板３ａがケーシング２に対して固定されている。また、下流領域Ｓ２のコロナ放電部８が向けられた方向の上流側角部には、遮蔽板３ｂがケーシング２に対して固定されている。
遮蔽板３ａ，３ｂは、ケーシング２と、ケーシング２に隣接した集塵極４との間にガスが流れ込むのを遮り、他の集塵極４と放電極５との間へと流れるよう導く。
なお、遮断板３ａ，３ｂの役割は、あくまでも補助的な役割であり、その取り付け方法やサイズについては特に限定されず、また、遮蔽板３ａ，３ｂを省略しても良い。
【００３４】
電気集塵装置１には、図示しないが、集塵極４に付着した粒子状物質を剥離するための槌打装置が設けられている。槌打装置はハンマを有しており、ハンマが集塵極４を槌打することで、表面に付着した粒子状物質を振動によって剥離除去する。
なお、粒子状物質の集塵極４からの除去方法は、槌打装置を用いた槌打に限定されない。例えば、集塵極４に捕集された粒子状物質に対しガスを吹き付ける方法、又は、ソニック・ホーンを用いて音波を照射する方法によって、粒子状物質を集塵極４から除去してもよい。また、湿式の電気集塵装置で行われている洗浄液による洗浄によって、集塵極４から粒子状物質を除去してもよい。
【００３５】
次に、本実施形態の電気集塵装置１の動作を説明する。
電気集塵装置１では、放電極５に電圧を印加することで、コロナ放電部８の先端でコロナ放電が発生する。ガス流に含まれる粒子状物質は、コロナ放電により帯電される。従来の電気集塵装置の捕集原理では、帯電された粒子状物質は、クーロン力により集塵極４に引き寄せられ、集塵極４上に捕集されるとされてきたが、実際にはイオン風の影響が大きく作用している。
【００３６】
コロナ放電が発生すると、コロナ放電部８近くでマイナスイオンが発生し、そのマイナスイオンが電界によって集塵極４に向けて移動し、イオン風が生じる。集塵極４に向かって流れるイオン風は、ガス流に含まれる粒子状物質を集塵極４の近傍まで移動させるよう作用する。これにより、粒子径が小さく帯電しにくい粒子状物質をクーロン力が作用する領域内まで運べるため、捕集効率が向上する。
【００３７】
粒子状物質を含んで集塵極４に向かって流れるイオン風の一部は、集塵極４のパイプ部材４ａの間を通り抜ける。
上流領域Ｓ１では、コロナ放電部８の全てが一方向（図１において上方向）に向けられているので、イオン風は一方向に向けられ、ガス流れは、上流領域Ｓ１全体で、矢印で示すように図１において斜め上方を向く。
これに対して、下流領域Ｓ２では、コロナ放電部８の全てが反対方向（図１において下方向）に向けられているので、イオン風は反対方向に向けられ、ガス流れは、下流領域Ｓ２全体で、矢印で示すように図１において斜め下方を向く。
【００３８】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
集塵極４のパイプ部材４ａの間に複数の開口を設けることで、放電極５から集塵極４へ向けて流れるイオン風の一部が集塵極４の裏側へ抜けることを許容する。これにより、イオン風が集塵極４で反転されて離反する流れを抑制できる。
放電極５は、対面する集塵極４のうちの一方のみの集塵極４に向かって突出するコロナ放電部８をガス流れＧ方向に複数連続して有することとした。これにより、ガス流れＧ方向に連続する複数のコロナ放電部８から一方のみに向かってイオン風を流すことができるので、ガス流れ方向に隣り合うコロナ放電部８からのイオン風の干渉を可及的に減少させて集塵効率を高めることができる。
【００３９】
複数の集塵極４と複数の放電極５とがガス流れＧ方向に対して直交する方向に交互に並べられた構成とし、ガス流れＧ方向の上流領域Ｓ１及び下流領域Ｓ２のそれぞれでは、全てのコロナ放電部８が同じ方向に向かって突出するようにした。これにより、各領域Ｓ１，Ｓ２の全体で、イオン風が複数の集塵極４を跨いで一様な方向に向かうことになり、イオン風の干渉が抑制され、集塵効率を高めることができる。
【００４０】
上流領域Ｓ１の下流の下流領域Ｓ２では、全てのコロナ放電部８が上流領域Ｓ１のコロナ放電部８とは反対方向に向かって突出するようにした。これにより、上流領域Ｓ１で一方向に偏ったイオン風を、下流領域Ｓ２で他方向に向きを変えることによって更に集塵効率を高めることができる。
【００４１】
図３には、コロナ放電部８の向きの変形例が示されている。図１に示した実施形態では、上流領域Ｓ１と下流領域Ｓ２とでコロナ放電部８の向きを変えていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図３に示されているように、ガス流れＧ方向における所定区間にわたってコロナ放電部８を一方向（図３において上方向）のみに向けて連続して（図３では３つ連続して）設け、その後、コロナ放電部８を反対方向（図３において下方向）に連続して設けるようにしてもよい。このようなコロナ放電部８の配置としても、隣のコロナ放電部８の影響でイオン風が干渉することを抑えることができるとともに、複数の集塵極４にわたってガス流れＧに交差する方向にイオン風を流すことができる。したがって、図４に示した他の変形例のように、連続する２つのコロナ放電部８を交互に反対方向に向けても良い。
【００４２】
図５には、集塵極４のパイプ部材４ａの横断面の外形状は、円形状に限定されるものではない。例えば、図５（ａ）に示すように、角部にＲを付けた略正方形としたパイプ部材４ｂでも良く、図５（ｂ）に示すように、角部にＲを付けた長方形としたパイプ部材４ｃでも良く、図５（ｃ）に示すように、略コの字状の凹形状としたチャンネル部材４ｄでも良い。すなわち、複数の棒状部材を用いた離散形の集塵極４を採用する場合は、パイプ部材４ａ，４ｂ，４ｃやチャンネル部材４ｄは、剛性を確保できるように所定値以上の断面二次係数とされた横断面を有していれば良い。
【００４３】
図６には、図５（ｃ）に示した凹形状のチャンネル部材４ｄを配置した例が示されている。同図に示されているように、コロナ放電部８はチャンネル部材４ｄの凸側に向に向くように配置されている。このように配置することで、コロナ放電部８からのイオン風がチャンネル部材４ｄの背面側に抜けやすくなっている。各コロナ放電部８は、ガス流れＧ方向において、隣り合うチャンネル部材４ｄの中央に位置するように配置されている。ただし、コロナ放電部８のガス流れＧ方向における位置は限定されるものではない。
【００４４】
図７には、複数の棒状部材を用いた離散形の集塵極４に代えて、パンチングメタル等を用いた平板４ｅで集塵極４を構成した場合が示されている。平板４ｅには、一様に略同形状の貫通孔４ｅ１が形成されている。貫通孔４ｅ１の形状は、円形でも良く、長円や多角形であっても良い。このような平板形の集塵極４であっても、上述の実施形態と同様にイオン風をガス流れＧ方向に直交する方向に流して集塵極４を通過させることができる。
【００４５】
また、集塵極４として、図８に示すように、メッシュベルトを用いても良い。メッシュベルトは、金属細線を面状に編み込んだ可撓性を有するものである。メッシュベルトを無端状にして複数の回転部材（回転駆動ローラ）に巻回し、メッシュベルトをガス流路とその外側との間で適宜移動させるように構成する。メッシュベルトに付着したダストは、ガス流路の外側にてブラシによって除去される。
【符号の説明】
【００４６】
１  電気集塵装置
２  ケーシング
２ａ  ガス入口部
２ｂ  本体部
２ｃ  ガス出口部
３ａ，３ｂ  遮蔽板
４  集塵極
４ａ，４ｂ，４ｃ  パイプ部材
４ｄ  チャンネル部材
４ｅ  平板
５  放電極
７  取付基材
８  コロナ放電部
Ｇ  ガス流れ
Ｓ１  上流領域（所定領域）
Ｓ２  下流領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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