(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に噴射口を有する先細状の導電性のノズル内に針電極を設置し、針電極からノズル先端部へ向かって放電させてイオンを生成しながら、外部からノズル内にエアー等の気体を供給してイオンと共に噴射口から噴射する送風型除電電極構造において、前記ノズル先端部を、アースされる導電性のノズルホルダの凹部に嵌合させてノズルをノズルホルダに保持し、前記噴射口の外側に、それよりも小さくノズルホルダ外への放電を制限する放電制限用オリフィスを設けたことを特徴とする送風型除電電極構造。
【請求項２】
放電制限用オリフィスを形成した導電性の放電制限板を、ノズル先端とノズルホルダの凹部との間に介在させて、この放電制限板をノズルホルダを介してアースし、また、ノズルホルダに、放電制限用オリフィスを通じてノズルの噴射口と連通する噴出口を形成したことを特徴とする請求項１に記載の送風型除電電極構造。
【請求項３】
放電制限用オリフィスをノズルホルダ自体に設けたことを特徴とする請求項１に記載の送風型除電電極構造。
【請求項４】
放電制限用オリフィスが、ノズルの噴射口よりも小さい複数の小孔であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の送風型除電電極構造。
【請求項５】
放電制限用オリフィスが、ノズルの噴射口よりも幅が小さいスリットであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の送風型除電電極構造。
【請求項６】
ノズルの内面に帯電防止材がコーテイングされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の送風型除電電極構造。
【請求項７】
針電極を保持した電極ホルダに、ノズルが針電極を覆うように接続され、この電極ホルダには、外部からの気体をノズル内に送入する気体通路が形成され、ノズルをノズルホルダに取り付けることによって、電極ホルダもノズルホルダに保持されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の送風型除電電極構造。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の送風型除電電極構造の複数が、リング状のフランジベースに放射状に組み込まれ、そのフランジベースの内方へ向かって同時にイオンを噴入できるようになっていることを特徴とする送風型除電電極装置。
【請求項９】
各送風型除電電極構造のノズルホルダがリング状のフランジベースの外面に固定され、該フランジベースを通じてアースされるようになっていることを特徴とする請求項８に記載の送風型除電電極装置。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の送風型除電電極構造の複数が、それらに共通の棒状のノズルホルダに、ノズルを所定を間隔をおいて保持して配設されていることを特徴とする送風型除電電極装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体等の流動物を圧縮空気でパイプ輸送する管路や、流動物を流入する容器の流入口などに設置し、イオンを送風して流動物を除電する送風型除電電極構造、及びその複数を組み込んだ送風型除電電極装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体等の流動物を圧縮空気でパイプ輸送する際に発生する静電気を除電するため、配管接続するフランジに複数の針電極を放射状に埋設し、これら針電極から放電させて、それぞれの放電により生じたイオンを、フランジ内面に設けられた孔からイオン風として送入することは、例えば特許文献１（特公昭４６−３４８６８号公報）に開示されているように、古くから行われている。
【０００３】
このような用途のノズル型除電装置として、特許文献２（特開２００４−０５５３１７号公報）には、防爆仕様とするため、先端に噴射口を有する先細状のノズル内に針電極を設置し、針電極からアース側のノズル先端部へ向かって放電させてイオンを生成しながら、外部からノズル内にエアーを供給してイオンと共に噴射口から噴射するものが記載されている。
【０００４】
しかし、この従来例では、放電は、針電極の尖端から主にノズル先端の噴射口の口縁に向かって生じ、その放電が噴射口を越えて起こり、充分な防爆を行えない等の問題がある。
【０００５】
また、ノズルの噴射口は一つで、この一つの噴射口を、必要な送風量を確保できる充分な大きさにしなければならないため、この噴射口からエアーを噴射していても、除電対象である粉体等の流動物やそのなかの夾雑物が噴射口からノズル内に入り込む問題がある。
【０００６】
さらに、放電による電撃で針電極が破損した場合、その破片がエアーと共に噴射口から外部へ排出され、粉体等の流動物中に混入してしまう問題もある。
【特許文献１】特公昭４６−３４８６８号公報
【特許文献２】特開２００４−０５５３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、このような問題点を解消すること、すなわち、針電極からの放電がノズルの噴射口を越えて外部に波及しないようにして防爆効果を高めること、粉体等の流動物や夾雑物が噴射口からノズル内に入り込むのを機械的に防止できるようにすること、さらに、針電極がたとえ破損しても、その破片が排出されて粉体等の流動物中に混入するのを防止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を達成するため、本発明は、先端に噴射口を有する先細状の導電性のノズル内に針電極を設置し、針電極からノズル先端部へ向かって放電させてイオンを生成しながら、外部からノズル内にエアー等の気体を供給してイオンと共に噴射口から噴射する送風型除電電極構造において、ノズル先端部を、アースされる導電性のノズルホルダの凹部に嵌合させてノズルをノズルホルダに保持し、ノズルの噴射口の外側に、それよりも小さくノズルホルダ外への放電を制限する放電制限用オリフィスを設けたことを特徴とする。
【０００９】
その好ましい形態は次のとおりである。
＜請求項２に係る発明＞
放電制限用オリフィスを形成した導電性の放電制限板を、ノズル先端とノズルホルダの凹部との間に介在させて、この放電制限板をノズルホルダを介してアースし、また、ノズルホルダに、放電制限用オリフィスを通じてノズルの噴射口と連通する噴出口を形成する。
【００１０】
＜請求項３に係る発明＞
放電制限用オリフィスをノズルホルダ自体に設ける。
＜請求項４に係る発明＞
放電制限用オリフィスを、ノズルの噴射口よりも小さい複数の小孔とする。
＜請求項５に係る発明＞
放電制限用オリフィスを、ノズルの噴射口よりも幅が小さいスリットとする。
【００１１】
＜請求項６に係る発明＞
ノズルの内面に帯電防止材がコーテイングされている。
＜請求項７に係る発明＞
針電極を保持した電極ホルダに、ノズルが針電極を覆うように接続され、この電極ホルダには、外部からの気体をノズル内に送入する気体通路が形成され、ノズルをノズルホルダに取り付けることによって、電極ホルダもノズルホルダに保持されている。
【００１２】
＜請求項８に係る発明＞
請求項８に係る発明は送風型除電電極装置であって、上記のような送風型除電電極構造の複数が、リング状のフランジベースに放射状に組み込まれ、そのフランジベースの内方へ向かって同時にイオンを噴入できるようになっている。
＜請求項９に係る発明＞
請求項９に係る発明の送風型除電電極装置では、各送風型除電電極構造のノズルホルダがリング状のフランジベースの外面に固定され、該フランジベースを通じてアースされるようになっている。
【００１３】
＜請求項１０に係る発明＞
請求項１０に係る発明は送風型除電電極装置であって、上記のような送風型除電電極構造の複数が、それらに共通の棒状のノズルホルダに、ノズルを所定を間隔をおいて保持して配設されている
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ノズル先端部を、ノズルホルダの凹部に嵌合させてノズルをノズルホルダに保持することにより、ノズルをノズルホルダを介してアースするとともに、ノズルの噴射口の外側に、それよりも小さくノズルホルダ外への放電を制限する放電制限用オリフィスを設けたので、放電がノズルの噴射口を越えて外部へ波及するのを防止でき、防爆効果を高めることができる。また、粉体等の流動物や夾雑物が噴射口からノズル内に入り込むのを、放電制限用オリフィスによって機械的に防止できる。また、針電極がたとえ破損しても、その破片が排出されて粉体等の流動物中に混入するのを防止できる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、放電制限用オリフィスを形成した導電性の放電制限板を、ノズル先端とノズルホルダの凹部との間に介在させて、この放電制限板をノズルホルダを介してアースすることで、上記のような効果を奏することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、放電制限用オリフィスをノズルホルダ自体に設けたので、放電制限板が不要な単純な構造で上記のような効果を奏することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、放電制限用オリフィスを、ノズルの噴射口よりも小さい複数の小孔としたので、複数の小孔で充分な風量を確保しながら、上記のような効果を奏することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、放電制限用オリフィスを、ノズルの噴射口よりも幅が小さいスリットとしたので、スリットで充分な風量を確保しながら、上記のような効果を奏することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明によれば、ノズルの内面に帯電防止材がコーテイングされているので、帯電した粉体がたとえノズル内に入り込んでも、ノズル内面に付着して滞ることはない。
【００２０】
請求項７に係る発明によれば、針電極を保持した電極ホルダに、気体通路を形成し、針電極を覆うノズルをノズルホルダに取り付けることによって、電極ホルダもノズルホルダに保持されるので、組み立てが容易である。
【００２１】
請求項８に係る発明によれば、上記のような送風型除電電極構造の複数を放射状に組み込んだリング状のフランジベースを、管路の途中や容器の流入口などに設置することにより、上述のような効果を発揮しながら、管路の途中や容器の流入口においてその全周にわたり均等に除電できる。
【００２２】
請求項９に係る発明によれば、各送風型除電電極構造のノズルホルダがリング状のフランジベースの外面に固定され、該フランジベースを通じてアースされるので、アース手段を別途設ける必要がない。
【００２３】
請求項１０に係る発明によれば、上記のような送風型除電電極構造の複数を所定の間隔で組み込んだ棒状の除電器に適用するのに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００２５】
図１に本発明による送風型除電電極構造Ａの断面図を示す。この図に示すように、肉厚円筒形の電極ホルダ１の先端部に、円錐台形の先細状としたノズル２がそれらの雌雄のネジを螺合させて接続され、これにより噴射側チャンバ３が形成されている。また、電極ホルダ１の後端部には、給気口４ａを有する給気用キャップ４がそれらの雌雄のネジを螺合させて接続され、これにより給気側チャンバ５が形成されている。給気側チャンバ５と噴射側チャンバ３とは、電極ホルダ１の胴部に設けられた連通孔１ａにより連通している。ノズル２は導電金属製であるが、電極ホルダ１及び給気用キャップ３は絶縁材製である。
【００２６】
基端部を座金６に固定した１本の針電極７が、この座金６を電極ホルダ１に嵌め込んで固定することにより、噴射側チャンバ３内において電極ホルダ１の先端中央に植設されており、ノズル２は針電極７を覆う口金を兼ねている。
【００２７】
針電極７の植設部分は、電極ホルダ１中に充填したシリコン等による樹脂モールド８に、針電極７に接続した抵抗９と共に埋設されている。針電極７は、この抵抗９を介して高圧ケーブル１０に接続され、高電圧をいわゆる抵抗結合により印加される。高圧ケーブル１０は電極ホルダ１の胴部の途中から引き出されている。
【００２８】
ノズル２の先端には直径１０ｍｍ程度の円形の噴射口１１が形成され、針電極７の尖端７ａは、この噴射口１１中に入り込まないでその中央の至近位置にとどまっている。
【００２９】
ノズル２は、導電金属製のノズルホルダ１２の凹部１３に嵌合し、ネジ付き締め付けキャップ１４でノズル２の鍔部２ａを締め付けてノズルホルダ１２に保持されている。凹部１３には、ノズル２の円錐形外周面に合致する円錐形凹部１３ａと、これに続く単なる円形の小凹部１３ｂとがあり、この小凹部１３ｂの底面とノズル２の先端とで、円形の放電制限板１５を挟んで、この放電制限板１５を噴射口１１の外側に設置してある。従って、凹部１３は、ノズル２と共にこの放電制限板１５も保持していることになる。放電制限板１５は導電金属製で、これとノズル２の先端との間には、絶縁性シール材（Ｏリング）１６が介在されている。ノズル２の外周面と凹部１３の内周面との間にも、絶縁性シール材（Ｏリング）１７が介在されている。
【００３０】
放電制限板１５には、図３及び図４に示すように、放電制限用オリフィスとして、ノズル２の噴射口１１よりもはるかに小さい直径１ｍｍ未満の複数（図では９個）の小孔１５ａが、全体として噴射口１１の直径の領域内に納まるように設けられている。
【００３１】
ノズルホルダ１２は、図２の拡大断面図に示すように、その小凹部１３ｂの底部となる凸部１２ａを有し、この凸部１２ａに、ノズル２の噴射口１１とほぼ同じ又はそれより若干大きい噴出口１８が形成されている。
【００３２】
ノズルホルダ１２は、その凸部１２ａを円筒形の導電金属製フランジベース１９の孔１９ａに嵌合させて、このフランジベース１９の外周面に固着されている。ノズル２、ノズルホルダ１２及びフランジベース１９はいずれも導電金属製であるので、このフランジベース１９がアースされると、ノズルホルダ１２及びノズル２もアースされ、ノズル２は針電極７に対してアース側の電極となる。
【００３３】
上記のような除電電極構造Ａにおいて、針電極７に高電圧が印加されると、その尖端７ａから主に噴射口１１の口縁へ向かって放電し、その周辺でイオンが生成される。これと同時に、給気用キャップ４の給気口４ａから例えば圧縮空気が供給されると、その圧縮空気は連通孔１ａを通じて噴射側チャンバ３内に入るが、噴射口１１の外側至近位置に放電制限板１５があるため、イオンと空気とのイオン風は、放電制限板１５の複数の小孔１５ａにより絞られて分散するとともに整流され、最終的にノズルホルダ１２の噴射口１８から噴出される。噴射側チャンバ３内から噴射口１８までは圧縮空気によりエアーパージされる。
なお、圧縮空気に代えて圧縮した他の気体（窒素気体等）を給気してもよい。
【００３４】
針電極７の尖端７ａからの放電は主に噴射口１１の口縁へ向かうが、そこより外れて噴射口１１外へ漏れても、噴射口１１の外側至近位置にアースされた導電金属製の放電制限板１５が存在するため、これを越えた放電を制限される。また、たとえ針電極７が破損しても、放電制限板１５の小孔１５ａが噴射口１１よりはるかに小さいので、針電極７の破片がノズル２外へ排出されるのを、また、噴射口１１を通じて外部から塵埃等が噴射側チャンバ３内に入り込むのを、圧縮空気によるエアーパージ作用に加えて放電制限板１５でも機械的に防止できる。
【００３５】
なお、放電制限用オリフィスとして小孔１５ａを設けたが、これに代えて、図７に示すように幅１ｍｍ未満の１本のスリット１５ｂ、又は図８に示すように幅１ｍｍ未満の交叉する２本（３本以上でも可）のスリット１５ｂ・１５ｂを放電制限板１５に設けても、同等の効果がある。
【００３６】
また、このような小孔１５ａ又はスリット１５ｂによる放電制限用オリフィスをノズルホルダ１２自体に設けると、放電制限板１５を省略できる。
さらに、小孔１５ａ又はスリット１５ｂを設けた放電制限板１５に代えて金属メッシュを用い、その網目を放電制限用オリフィスとすることも可能である。
【００３７】
図５及び図６は、上記のような除電電極構造Ａの複数を放射状に組み込んだリング状除電器を示す。
この場合、アースされた円筒形のフランジベース１９の外周に所定の間隔（角度）をもって放射状に設け、これらを、フランジベース１９と両側の側板２０と外筒板２１とで囲繞された共通の給気室２２内に配置すれば、円筒形のフランジベース１９の内部中央へ向かって一斉にイオン風を送風し、その中を通過する粉体等の流動物を除電できる。
【００３８】
ノズル２の内面、さらには、フランジベース１９の粉体に触れる部分全面に、粉体の付着を防止できる付着防止材をコーテイング（ライニング）すれば、粉体等の帯電による付着を防止できる。それには、ポリテトラフロオロエチレンやエポキシ樹脂等の付着防止用樹脂をコーティング（ライニング）したり、グラスライングを施す。ポリテトラフロオロエチレン（体積抵抗率１０１８Ωｍ以上）をライニングする場合のライニング厚さは０．５ｍｍ程度、グラスライング（体積抵抗率１０１３Ωｍ以上）の場合のライニング厚さは１．２ｍｍ程度とする。
【００３９】
放電制限板１５による効果を実証するため、次のような実験を行った。
図９はその模式図で、電極ホルダ１内に０．１ＭＰａの圧縮空気を供給しながら、針電極７にプラス７ｋＶの直流高電圧を印加し、放電制限板１５から５ｃｍ離して対向させた２００ｍｍ×２００ｍｍの金属平板を模擬帯電物体２３として、これを帯電させるマイナスの直流電圧を０〜−１０ｋＶまで可変したときに、これとアース間に流れる有効除電電流を測定した。
【００４０】
比較として、放電制限用オリフィスとして直径０．９ｍｍの小孔１５ａを図３に示すように９個設けた放電制限板１５を用いた場合（Ａ）と、放電制限用オリフィスとして幅０．９ｍｍ、長さ１０ｍｍの１本のスリット１５ｂを図８のように設けた放電制限板１５を用いた場合（Ｂ）と、放電制限板が無い場合（Ｃ）のそれぞれについて有効除電電流を測定した。
【００４１】
その結果を図１０にグラフにして示す。このグラフに示すように、９個の小孔１５ａを設けた放電制限板１５を用いた場合（Ａ）と、１本のスリット１５ｂを設けた放電制限板１５を用いた場合（Ｂ）のいずれの場合も、これらが無い場合に比較して、有効除電電流が１／２〜１／３程度小さくなることにより、外部への放電が放電制限板１５にて制限されたことが分かる。このように有効除電電流は小さくなるものの、２μＡ以上が得られているので、実際の除電性能には問題ないことが確認された。また、（Ａ）の場合と（Ｂ）の場合とでは除電性能にほとんど差がないことも確認された。
【００４２】
図１１は、上記のような除電電極構造Ａの複数を棒状の除電器に適用した応用例である。
この場合、絶縁材製電極ホルダ１を棒状として、これに除電電極構造Ａが所定の間隔をおいて一直線上に組み込まれるようにするとともに、各除電電極構造Ａのノズル２を共通の棒状ノズルホルダ１２に保持し、また、共通の電極ホルダ１に設けられた気体通路２４から、全除電電極構造Ａに一斉にエアー等の気体を供給できるようにするとともに、共通の電極ホルダ１に配線された高圧ケーブル２５を通じて一斉に高電圧を印加できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例である送風型除電電極構造の断面図である。
【図２】同上の一部拡大図である。
【図３】放電制限用オリフィスとして小孔を設けた放電制限板の平面図である。
【図４】その断面図である。
【図５】図１の送風型除電電極構造の複数を放射状に組み込んだリング状除電器の正面図である。
【図６】その一部を断面とした側面図である。
【図７】放電制限用オリフィスとして１本のスリットを設けた放電制限板の斜視図である。
【図８】放電制限用オリフィスとして２本の交叉するスリットを設けた放電制限板の斜視図である。
【図９】放電制限板よる効果を実証する実験例の模式図である。
【図１０】その結果を示すグラフである。
【図１１】棒状の除電器に適用した例の模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  電極ホルダ
１ａ  連通孔
２  ノズル
２ａ  鍔部
３  噴射側チャンバ
４  給気用キャップ
４ａ  給気口
５  給気側チャンバ
６  座金
７  針電極
７ａ  尖端
８  樹脂モールド
９  抵抗
１０  高圧ケーブル
１１  噴射口
１２  ノズルホルダ
１２ａ  凸部
１３  凹部
１３ａ  円錐形凹部
１３ｂ  小凹部
１４  ネジ付き締め付けキャップ１４
１５  放電制限板
１５ａ  小孔
１５ｂ  スリット
１６・１７  絶縁性シール材
１８  噴出口
１９  フランジベース
１９ａ  孔
２０  側板
２１  外筒板
２２  給気室
２３  模擬帯電物体
２４  気体通路
２５  高圧ケーブル
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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