(57)【要約】【課題】湿式電気集塵装置に用いられる鉛被覆放電線において、経年使用等によるその放電線の伸びの発生を効果的に抑制することができる放電線を提供する。【解決手段】本発明に係る鉛被覆放電線は、湿式電気集塵装置の放電極２４を構成する、鉛が被覆されてなる鉛被覆放電線１２であって、ステンレスにより構成される芯線３０に鉛３１が被覆されており、そのステンレス芯線３０の直径が１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴としている。また、鉛被覆放電線１２において、長手方向に直交する断面が星形形状であることが好ましい。【選択図】図３
2019147134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式電気集塵装置の放電極を構成する、鉛が被覆されてなる鉛被覆放電線であって、
ステンレスにより構成される芯線に前記鉛が被覆されており、
前記芯線の直径が１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲である
鉛被覆放電線。
【請求項２】
長手方向に直交する断面が星形形状である
請求項１に記載の鉛被覆放電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛が被覆されてなる放電線に関するものであり、より詳しくは、例えば湿式電気集塵装置の放電極を構成する鉛被覆放電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
湿式電気集塵装置は、例えば、鉱工業における硫酸ミスト処理やアルミニウム精錬排ガス処理、廃棄物焼却プロセス等において発生する廃ガスから、有害なダストやミストを捕集する目的で使用されている（例えば、特許文献１〜３等）。
【０００３】
湿式電気集塵装置は、円筒状や角筒状等の筒型からなる滑らかな表面を有する集塵極と、その集塵極内に設けられた線状の放電線を含む放電極とにより構成されている。
【０００４】
湿式電気集塵機の放電極を構成する放電線としては、一般的に、銅からなる芯線で構成され、後述するようにその銅芯線の周りに鉛が被覆されたものが用いられている。ところが、従来の放電線では、使用開始後数年経過すると、放電線の自励振動等により数ｃｍ程度（例えば５ｃｍ程度）の伸びが生じ、そしてその放電線の緊張がとけることによって撓みが生じることがある。放電線が伸び、さらに撓みが生じると、集塵極（集塵極室）を構成する集塵極板にその放電線が接近するようになり、これによりスパークや断線、あるいは集塵極破損が発生して、電気集塵装置の集塵性能を低下させる原因となる。
【０００５】
これまで、放電線が伸びてしまったときの対策としては、伸びた分の放電線を切断して再溶接するか、新しい放電線に交換するという方法以外に無く、多額のメンテナンスコストを要していた。
【０００６】
特に近年では、腐食成分を含有するダストやミスト等を集塵対象とした場合でも腐食の発生を防いで集塵性能を維持する観点から、銅芯線の周りに耐食性に優れた鉛の被覆を施してなる鉛被覆放電線が多用されている。そのような鉛被覆放電線において伸びが生じた場合には、鉛加工が可能な特殊な専門技術を有する作業員によって再溶接を施す必要があり、高価なメンテナンスコストが発生するだけでなく、多くの時間と労力が必要となる。また、鉛被覆放電線の場合、その鉛の被覆が容易に割れやすいため、メンテナンスに際しては、銅芯線が露出することを防ぎながら作業することが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１９６１５９号公報
【特許文献２】特開２００２−１１９８８９号公報
【特許文献３】特公平６−９１９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、湿式電気集塵装置に用いられる鉛被覆放電線において、経年使用等によるその放電線の伸びの発生を効果的に抑制することができる放電線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】
【０００９】
本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、鉛被覆放電線において、その芯線を、特定の直径のステンレスで構成することで、伸びの発生を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
（１）本発明の第１の発明は、湿式電気集塵装置の放電極を構成する、鉛が被覆されてなる鉛被覆放電線であって、ステンレスにより構成される芯線に前記鉛が被覆されており、前記芯線の直径が１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲である、鉛被覆放電線である。
【００１１】
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、長手方向に直交する断面が星形形状である、鉛被覆放電線である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、経年使用等による伸びの発生を効果的に抑制することができる鉛被覆放電線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】湿式電気集塵装置の本体における筺体内部の概略構成を示す斜視図である。
【図２】放電極の構成の一例を示す模式図である。
【図３】鉛被覆放電線の構成の一例を示す断面図である。
【図４】鉛被覆放電線の形状の具体例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
【００１５】
≪１．湿式電気集塵装置の構成≫
先ず、鉛被覆放電線の構成についての詳細な説明に先立ち、その鉛被覆放電線が適用される湿式電気集塵装置の構成について説明する。
【００１６】
上述したように、湿式電気集塵装置は、鉱工業における硫酸ミスト処理やアルミニウム精錬排ガス処理、廃棄物焼却プロセス等において発生する廃ガスから、その廃ガス中に含まれる有害なダストやミストを捕集する目的で使用される。このような湿式電気集塵装置は、一般的には、円筒状や角筒状等の筒型からなる滑らかな表面を有する集塵極と、その集塵極内に設けられた線状の放電線を含む放電極とにより構成されている。
【００１７】
湿式電気集塵装置においては、有害なダストやミストを捕集するにあたって、放電極側と、接地した集塵極側との間に高電圧が印加され、これにより、放電極側と集塵極側との間に強力な電流電界が形成される。そして、電圧の上昇に伴って放電極側からコロナ放電が発生すると、放電極と集塵極との間の集塵空間が負イオンと電子とによって満たされるようになる。このような集塵空間に廃ガスが導入されると、廃ガス中のダストやミストは負に帯電し、静電凝集作用を伴いながらクーロン力により集塵極に向って移動して集塵極に付着する。付着したダストやミストは、集塵極で負の電荷を失って、集塵極に供給される洗浄水や自重によって集塵極から剥離して落下し、湿式電気集塵装置の外部へと排出される。湿式電気集塵装置では、このようにして、種々の固体や液体の微粒子等の微細なものまで高い集塵効率でもって捕集することが可能になる。
【００１８】
具体的に、図１は、湿式電気集塵装置の本体における筺体内部の概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、湿式電気集塵装置の筺体内部には、集塵極２０が設けられている。また、筐体内部には、上部グリッド２１と、下部グリッド２２と、電極ロッド２３と、放電極２４と、上向きスプレーノズル２５と、洗浄用配管２６とが設けられている。
【００１９】
上部グリッド２１と、集塵極２０と、下部グリッド２２とは、上方からその順番で相互に所定距離だけ離間して、水平方向に相互に略平行となるように配設されている。
【００２０】
（１）集塵極の構成
集塵極２０は、角筒を単位（以下、このような単位を「室」という）として、複数の「室」を繰り返し連続して配置することによって構成される。具体的には、例えば、縦方向にＮ個の単位を繰り返し連続して配置させ、横方向にＭ個の単位を繰り返し連続して配置させることによって、集塵極２０が構成される。なお、略水平方向のうち、一方向を「縦方向」といい、縦方向に直角な方向を「横方向」という。また、「Ｎ」と「Ｍ」とは、独立した任意の整数値である。
【００２１】
また、集塵極２０における室（集塵極室）は、例えば３５ｃｍ〜５０ｃｍ程度の長さの辺からなる角筒である。また、集塵極２０は、導電性のＦＲＰ等の材質の板（集塵極板）により構成されている。
【００２２】
（２）放電極の構成
放電極２４は、上部グリッド２１から吊り下げられ、集塵極２０の所定の集塵極室、すなわち、集塵極板により囲まれた空間の中央内部を略垂直方向に貫通するように配設される。具体的に、図２は、放電極２４の構成の一例を示す模式図である。図２に示すように、放電極２４は、上部に位置するリング１１と、放電線１２と、下部に位置するウエイト１３とにより構成されており、集塵極板２０ａより囲まれた空間の中央内部を貫通する。
【００２３】
なお、放電極２４には電極ロッド２３が配設されている。図１に示すように、電極ロッド２３は、集塵極２０の所定の集塵極室の中央内部を略垂直方向に貫通するように配設され、上端部が上部グリッド２１に固定され、下端部が下部グリッド２２に固定される。
【００２４】
［リング］
リング１１は、放電極２４の上部に位置する構成部材であり、上部グリッド２１の吊下げ部２１ａに当該リング１１の貫通孔１１ａが通される。これにより、放電極２４が、上部グリッド２１に引っ掛かるようにして固定され、上部グリッド２１から略垂直方向に吊下げられるようになる。
【００２５】
［放電線］
放電線１２は、集塵極２０の所定の集塵極室の中央内部を略垂直方向に貫通するように配設され、コロナ放電を発生させる。具体的に、この放電線１２は、線状の通電線１２ａと、この通電線１２ａの一端から他端に亘って一対ずつ設けられた複数の刺線対１２ｂとにより構成される。なお、以下では、線状の通電線１２ａのことを主として「放電線（鉛被覆）１２」という。
【００２６】
ここで、詳しくは後述するが、本実施の形態に係る放電線１２においては、その通電線１２ａの芯線がステンレスからなり、その芯線に鉛の被覆が施されてなる鉛被覆通電線（鉛被覆放電線）であることを特徴としている。
【００２７】
［ウエイト］
ウエイト１３は、放電極２４の下部に接続された構成部材である。また、ウエイト１３は、下部グリッド２２の上方に位置している。ウエイト１３は、上部グリッドから略垂直方向に吊下げられた鉛被覆放電線１２に、弛まないだけの張力を持たすようにしている。
【００２８】
なお、通常状態において、鉛被覆放電線１２に張力を持たせるように接続されたウエイト１３は、下部グリッド２２に接触しておらず、所定の間隙を持って離れた状態となる。
【００２９】
（３）集塵極における集塵メカニズム
上述したような構成を有する湿式電気集塵装置の集塵極２０の所定の集塵極室においては、電極ロッド２３に負極の直流高電圧が直接印加され、一方で、放電極２４には、その負極の直流高電圧が上部グリッド２１を介して印加される。これにより、放電極２４側と集塵極２０側との間に強力な電流電界が形成され、電圧の上昇に伴って放電極２４側から、すなわち放電極２４を構成する鉛被覆放電線１２からコロナ放電が発生し、その放電極２４と集塵極２０との間の集塵空間が負イオンと電子とによって満たされる。
【００３０】
そして、このようにして生成した集塵空間に、ダストやミストを含む廃ガスが導入されると、そのダストやミストが負に帯電して、静電凝集作用を伴いながらクーロン力により集塵極２０に向って移動し、付着する。
【００３１】
なお、図１の筐体内部の構成図に示した、上向きスプレーノズル２５は、集塵極２０の各集塵極室の四隅の上方に配設されており、洗浄用配管２６に流通している洗浄水を、略垂直上向きの方向に微細の霧として噴出させる。これにより、集塵極２０に付着したミストやダスト等の微粒子を洗浄除去する。
【００３２】
≪２．鉛被覆放電線について≫
＜２−１．鉛被覆放電線の構成＞
図３は、鉛被覆放電線１２の構成を示す断面図（長手方向に直交する断面図）である。なお、図３では、鉛被覆放電線１２の断面形状が星形形状であるものを一例として示す。本実施の形態に係る放電線１２は、芯線３０がステンレスにより構成され、その芯線３０の周囲に鉛３１が被覆されてなる鉛被覆放電線である。なお、この鉛被覆放電線１２は、図２に示すように、線状部分が通電線１２ａであり、その通電線１２ａの一端から他端に亘って一対ずつ複数の刺線対１２ｂが設けられて構成されている。
【００３３】
鉛被覆放電線１２においては、芯線３０がステンレスにより構成されていることを特徴とし、そして、そのステンレス芯線３０の直径が１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であり、好ましくは１．２ｍｍ〜１．６ｍｍである。ステンレス芯線３０の直径が１．０ｍｍ未満であると、経年使用による伸びを抑制することができない。一方で、ステンレス芯線３０の直径が２．０ｍｍを超えると、鉛被覆放電線１２の製造において芯線３０の材料となるステンレスの取り扱いが困難となり、またそのステンレスに対して鉛を有効に被覆することができない可能性がある。
【００３４】
このように、特定の直径のステンレスを芯線３０とし、その芯線３０に対して鉛が被覆されてなる鉛被覆放電線１２では、優れた耐食性を示すとともに、経年使用等によって伸びの発生を効果的に抑制することができる。これにより、伸びによって放電線が撓んでしまうといった不具合を防止することができ、スパークや断線等の防ぐことができる。
【００３５】
芯線３０を構成するステンレスとしては、特に限定されるものではなく、マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系等のステンレスを使用することができる。例えば、ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４０９、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等が挙げられる。
【００３６】
鉛被覆放電線１２においては、芯線３０の周囲の略全面（全周囲）には鉛３１が被覆されている。上述のように湿式電気集塵装置では、例えば硫酸ミスト処理等において発生した廃ガス中に含まれる腐食成分を捕集する目的で使用されるため、放電線には優れた耐食性を有することが求められるが、この点、耐食性に優れた特性を有する鉛３１を芯線３０に被覆してなる放電線では、耐酸部品として長期に亘り安定的に使用することができる。
【００３７】
ステンレス芯線３０に対する鉛３１の被覆は、例えば図３の断面図に示すように、断面形状が６つの頂点を有する星形となるような鉛被覆３１が施される。また、このような断面形状が星形の鉛被覆放電線１２では、６つの頂点のうちの隣接する頂点の間が凹状に湾曲していることが好ましい。
【００３８】
なお、鉛被覆放電線１２としては、断面形状が星形のものに限られず、例えば図４の斜視図に示すように、長手方向に直交する断面形状が、図４（ａ）に示すように丸形であったり、図４（ｂ）に示すように角形であったり、いかなる形状であってもよい。ただし、その中でも、図４（ｃ）（及び図３）に示すように、断面形状が星形のものであることが好ましい。
【００３９】
上述のように、鉛被覆放電線１２には、一端から他端に亘って一対ずつ設けられた複数の刺線対１２ｂを有している。刺線対１２ｂは、通電線１２ａの長手方向に沿って一対ずつ等間隔に設けられている。隣接する刺線対１２ｂ同士の間隔、すなわち２つの刺線対１２ｂの間の距離（ピッチ）は、電流密度に応じて適切な長さに設定される。
【００４０】
また、刺線対１２ｂは、両端が鋭利であってＬ形に屈曲した２本の刺線から構成される。刺線は、細ければ細いほどコロナ放電の発生が容易となるため、例えば直径３ｍｍ程度の太さとすることができる。また、刺線対１２ｂを構成する２本の刺線は、鉛被覆放電線１２を挟んで対向するように、その鉛被覆放電線１２の両側面にそれぞれ固着している。
【００４１】
鉛被覆放電線１２（通電線１２ａ）に対する刺線の固着方法としては、特に限定されないが、溶接によって取り付けることが好ましい。これにより、品質面でのばらつきの少ない丈夫な有刺鉄線状の鉛被覆放電線１２を簡易に量産することができる。なお、刺線の溶接に際しては、刺線の略中央部を曲げてＬ形にし、このＬ形の刺線の略中央部に形成されている屈曲部を通電線１２ａに溶接する。これにより、刺線が細い場合であっても、刺線の変形を抑止し、複数の刺線対１２ｂを均一な形状に揃えることができる。
【００４２】
＜２−２．鉛被覆放電線の製造方法＞
上述したように、本実施の形態に係る鉛被覆放電線１２は、ステンレスからなる芯線３０に鉛３１が被覆されており、ステンレス芯線３０の直径が１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴としている。このような鉛被覆放電線１２は、例えば以下のようにして製造することができる。
【００４３】
先ず、芯線の準備として、ねじれ等がつかないようにするために、線状の金属材料を巻き回すボビンに、直径が１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの線状のステンレス材料を巻き回して用意する。このとき使用するボビンとしては、従来芯線として使用されていた銅用のボビンよりも直径がおよそ２倍程度の太いものを使用することが好ましい。これにより、ステンレスのねじれ等を有効に防ぐことができる。
【００４４】
次に、設備の準備として、押出し機と巻取り機とを準備する。押出し機は、鉛被覆の作業等に際して、ボビンに巻き回されたステンレスを所定の作業台に押し出す。巻取り機は、ステンレスの一端を保持して、押し出されたステンレスが鉛被覆作業等の間にねじれないように張力を付与する。押出し機によるステンレスの押出しに際しては、可能な限り低速にて行うことが好ましく、これによりステンレスのねじれや破断を防ぐことができる。
【００４５】
鉛被覆に際しては、原材料を溶解し、ステンレス芯線３０の全周囲に鉛を被覆する。
【００４６】
次に、ステンレス芯線３０の周囲に鉛３１が被覆され、所定の長さ（長手方向の長さ）に調整された放電線（通電線１２ａ）に、一端から他端に亘って一対ずつ設けられた複数の刺線対１２ｂが溶接される。このようにして、ステンレス芯線３０に鉛３１が被覆されてなる鉛被覆放電線１２を製造することができる。
【００４７】
なお、鉛被覆放電線１２に対しては、集塵極２０の上部グリッドに吊り下げるためのリング１１が一端部に取り付けられ、さらに、他端部にはウエイト１３が取り付けられる。
【符号の説明】
【００４８】
１１    リング
１１ａ    貫通孔
１２    放電線（鉛被覆放電線）
１２ａ    通電線
１２ｂ    刺線対
１３    ウエイト
２０    集塵極
２０ａ    集塵極板
２１    上部グリッド
２１ａ    吊下げ部
２２    下部グリッド
２３    電極ロッド
２４    放電極
２５    スプレーノズル
２６    洗浄用配管
３０    芯線（ステンレス芯線）
３１    鉛（鉛被覆）
【図１】
2019147134.tif 000003
【図２】
2019147134.tif 000004
【図３】
2019147134.tif 000005
【図４】
2019147134.tif 000006