(57)【要約】  互いに対向する単位電極２，３のうちの少なくとも一方の単位電極２が、セラミック誘電体４と、この互いに対向する単位電極２，３が向い合う側のセラミック誘電体４の表面の少なくとも一部を覆うように配設された表面導電体５と、セラミック誘電体４の内部にされるとともに、表面導電体５とは電気的に独立した内部導電層６と、を有し、一方の単位電極２の表面導電体５と他方の単位電極３との間に電圧を印加することによって、単位電極２，３相互間に電界１０及び無声放電を生じさせ、かつ、セラミック誘電体４を介して電圧を印加することによって、一方の単位電極２の表面に沿面放電１１を生じさせることが可能な集塵電極１である。
2007077897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する二つ以上の単位電極を備えた集塵電極であって、
互いに対向する前記単位電極のうちの少なくとも一方の単位電極が、セラミックから構成されたセラミック誘電体と、前記一方の単位電極及び対向する他方の単位電極が向い合う側の前記セラミック誘電体の表面の少なくとも一部を覆うように配設された表面導電体と、前記セラミック誘電体の内部に配設されるとともに、前記表面導電体とは電気的に独立した内部導電層と、を有し、
前記一方の単位電極の前記表面導電体と、前記表面導電体が配設された側において対向する前記他方の単位電極との間に電圧を印加することによって、互いに対向する前記単位電極相互間に電界及び無声放電を生じさせ、かつ、前記一方の単位電極の前記表面導電体と前記内部導電層との間に前記セラミック誘電体を介して電圧を印加することによって、前記一方の単位電極の表面に沿面放電を生じさせることが可能な集塵電極。
【請求項２】
前記表面導電体を有する前記単位電極において、その前記表面導電体の形状が格子状である請求項１に記載の集塵電極。
【請求項３】
前記表面導電体を有する前記単位電極において、その前記表面導電体の形状が格子状である場合に、前記格子を構成する幅の少なくとも一部が０．１〜２ｍｍであり、かつ前記単位電極の表面における単位面積当たりの前記表面導電体の面積の割合が５０〜９０％である請求項２に記載の集塵電極。
【請求項４】
前記表面導電体を有する前記一方の単位電極が、前記表面導電体を覆うように配設された金属膜から構成された被服膜をさらに有する請求項１〜３のいずれかに記載の集塵電極。
【請求項５】
前記セラミック誘電体が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、ムライト、スピネル、コージェライト、マグネシウム−カルシウム−チタン系酸化物、バリウム−チタン−亜鉛系酸化物、及びバリウム−チタン系酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含む請求項１〜４のいずれかに記載の集塵電極。
【請求項６】
前記表面導電体が、タングステン、モリブデン、マンガン、クロム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、鉄、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む請求項１〜５のいずれかに記載の集塵電極。
【請求項７】
前記内部導電層が、タングステン、モリブデン、マンガン、クロム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、鉄、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む請求項１〜６のいずれかに記載の集塵電極。
【請求項８】
前記被服膜が、ニッケル、コバルト、クロム、鉄、銀、パラジウム、白金、及び金からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む請求項４〜７のいずれかに記載の集塵電極。
【請求項９】
前記一方の単位電極と対向する前記他方の単位電極が、セラミックから構成されたセラミック誘電体と、前記一方の単位電極及び前記他方の単位電極が向い合う側の前記セラミック誘電体の表面の少なくとも一部を覆うように配設された表面導電体と、前記セラミック誘電体の内部に配設されるとともに、前記表面導電体とは電気的に独立した内部導電層と、を有し、
前記一方の単位電極の前記表面導電体と、前記他方の単位電極の前記表面導電体との間に電圧を印加することによって、互いに対向する前記単位電極相互間に電界及び無声放電を生じさせ、かつ、前記他方の単位電極の前記表面導電体と前記内部導電層との間に前記他方の単位電極の前記セラミック誘電体を介して電圧を印加することによって、前記他方の単位電極の表面に沿面放電を生じさせることが可能な請求項１〜８のいずれかに記載の集塵電極。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の集塵電極と、微粉塵を含むガスの流路（ガス流路）を内部に有するケース体とを備え、前記ガスが前記ケース体の前記ガス流路に導入されたときに、前記集塵電極を構成する互いに対向する前記単位電極相互間に発生した電界によって前記ガスに含まれる前記微粉塵が静電集塵し、静電集塵した前記微粉塵が沿面放電によって反応することが可能な集塵機。
【請求項１１】
前記集塵電極に電圧を印加するための一つ以上のパルス電源をさらに備えた請求項１０に記載の集塵機。
【請求項１２】
前記パルス電源が、その内部に少なくとも一つのＳＩサイリスタを有する請求項１１に記載の集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵電極及び集塵機に関する。さらに詳しくは、互いに対向する単位電極相互間に電界及び無声放電を生じさせるとともに、少なくとも一方の単位電極の表面に沿面放電を生じさせることが可能な集塵電極、及びこの集塵電極を用いた集塵機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来焼却炉等から排出される排気ガスに含まれるダスト等の微粉塵除去にはフィルター又は電気集塵機が用いられてきた。フィルターを用いる場合はフィルターが目詰まりを起こすため定期的に逆洗を行う必要があり、連続処理を行うには装置が大きくなるという欠点があった。電気集塵機を用いる場合、電気抵抗の低い微粉塵を捕集しようとすると再飛散現象が起きてしまい、集塵効率が上がらないという欠点があった。これらの欠点を補うため、静電集塵と無声放電を組み合わせた集塵機が考えられている。【０００３】
静電集塵と無声放電とを組み合わせた集塵機に用いられる集塵電極（放電電極ともいうことがある）としては、二枚の両端を固定された単位電極と、この単位電極相互間に配設された誘電体とを備えたものを挙げることができる。このように構成された集塵電極は、単位電極相互間に高電圧の交流、あるいは周期パルス電圧をかけることにより、単位電極相互間に無声放電が発生し、これによりできる放電場では活性種、ラジカル、イオンが生成され、気体の反応、分解を促進することができる。また、この際、単位電極相互間には電界が生じるため、二枚の単位電極相互間に微粉塵を通過させると、どちらか一方の単位電極上に微粉塵が引き付けられる。このように、上記した集塵電極は、集塵電極を構成する単位電極上に微粉塵を引き付け、さらに集塵電極相互間の無声放電により微粉塵を直接分解処理することができるため、微粉塵の再飛散の発生を回避することができる。【０００４】
また、各種の焼却炉等から排出されるガスを、上述したような放電場内を通過させることによって、ダスト等の微粉塵だけでなくそのガスに含まれる有害成分、例えば、強い毒性のあるポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）やポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）といったダイオキシン等を処理する副次的な効果も期待でき、そのような放電電極を備えた静電集塵機が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。【０００５】
このような放電電極としては、例えば、図７に示すような、セラミック等から構成された誘電体３２と、その誘電体３２の内部に配設された導電層３４と、誘電体３２の表面に配設された電気配線３３とを備えた放電電極３１を挙げることができる。【０００６】
図７に示す放電電極３１は、導電層３４と電気配線３３との間に電圧を印加することによって、誘電体３２の表面近傍に放電を生じさせることができる。誘電体３２の表面近傍に生じさせる放電形態は沿面放電と呼ばれており、この沿面放電内に微粉塵を通過させることにより、微粉塵を分解処理することができる。
【非特許文献１】堤井  信力、小野  茂，「プラズマ気相反応工学」，内田老鶴圃，２００４年４月２８日，ｐ．１０７
【発明の開示】
【０００７】
静電集塵と無声放電とを組み合わせた集塵機に用いられる従来の集塵電極は、上述したように単位電極間に電界及び無声放電が生じるため、ダスト等の微粉塵の静電集塵は可能であるが、主に空間にエネルギーが投入され単位電極表面に集塵した微粉塵を十分処理できない問題がある。また、図７に示すような放電電極３１においては、二以上の放電電極３１を対向配置した場合、その相互間のギャップに、微粉塵を静電集塵することができるほどの大きな電界がかからないため、静電集塵がほとんど行われないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、互いに対向する単位電極相互間に電界及び無声放電を生じさせるとともに、少なくとも一方の単位電極の表面に沿面放電を生じさせ微粉塵の処理を行うと共に、ギャップ間にも放電を起こしガス分解を効率よく行うことが可能なガス分解能力を持つ集塵電極、及びその集塵電極を用いた集塵機を提供する。
【０００９】
本発明は、以下の集塵電極及び集塵機を提供するものである。
【００１０】
［１］  互いに対向する二つ以上の単位電極を備えた集塵電極であって、互いに対向する前記単位電極のうちの少なくとも一方の単位電極が、セラミックから構成されたセラミック誘電体と、前記一方の単位電極及び対向する他方の単位電極が向い合う側の前記セラミック誘電体の表面の少なくとも一部を覆うように配設された表面導電体と、前記セラミック誘電体の内部に配設されるとともに、前記表面導電体とは電気的に独立した内部導電層と、を有し、前記一方の単位電極の前記表面導電体と、前記表面導電体が配設された側において対向する前記他方の単位電極との間に電圧を印加することによって、互いに対向する前記単位電極相互間に電界及び無声放電を生じさせ、かつ、前記一方の単位電極の前記表面導電体と前記内部導電層との間に前記セラミック誘電体を介して電圧を印加することによって、前記一方の単位電極の表面に沿面放電を生じさせることが可能な集塵電極。
【００１１】
［２］  前記表面導電体を有する前記単位電極において、その前記表面導電体の形状が格子状である前記［１］に記載の集塵電極。
【００１２】
［３］  前記表面導電体を有する前記単位電極において、その前記表面導電体の形状が格子状である場合に、前記格子を構成する幅の少なくとも一部が０．１〜２ｍｍであり、かつ前記単位電極の表面における単位面積当たりの前記表面導電体の面積の割合が５０〜９０％である前記［２］に記載の集塵電極。
【００１３】
［４］  前記表面導電体を有する前記一方の単位電極が、前記表面導電体を覆うように配設された金属膜から構成された被服膜をさらに有する前記［１］〜［３］のいずれかに記載の集塵電極。
【００１４】
［５］  前記セラミック誘電体が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、ムライト、スピネル、コージェライト、マグネシウム−カルシウム−チタン系酸化物、バリウム−チタン−亜鉛系酸化物、及びバリウム−チタン系酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含む前記［１］〜［４］のいずれかに記載の集塵電極。
【００１５】
［６］  前記表面導電体が、タングステン、モリブデン、マンガン、クロム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、鉄、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む前記［１］〜［５］のいずれかに記載の集塵電極。
【００１６】
［７］  前記内部導電層が、タングステン、モリブデン、マンガン、クロム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、鉄、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む前記［１］〜［６］のいずれかに記載の集塵電極。
【００１７】
［８］  前記被服膜が、ニッケル、コバルト、クロム、鉄、銀、パラジウム、白金、及び金からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む前記［４］〜［７］のいずれかに記載の集塵電極。
【００１８】
［９］  前記一方の単位電極と対向する前記他方の単位電極が、セラミックから構成されたセラミック誘電体と、前記一方の単位電極及び前記他方の単位電極が向い合う側の前記セラミック誘電体の表面の少なくとも一部を覆うように配設された表面導電体と、前記セラミック誘電体の内部に配設されるとともに、前記表面導電体とは電気的に独立した内部導電層と、を有し、前記一方の単位電極の前記表面導電体と、前記他方の単位電極の前記表面導電体との間に電圧を印加することによって、互いに対向する前記単位電極相互間に電界及び無声放電を生じさせ、かつ、前記他方の単位電極の前記表面導電体と前記内部導電層との間に前記他方の単位電極の前記セラミック誘電体を介して電圧を印加することによって、前記他方の単位電極の表面に沿面放電を生じさせることが可能な前記［１］〜［８］のいずれかに記載の集塵電極。
【００１９】
［１０］  前記［１］〜［９］のいずれかに記載の集塵電極と、微粉塵を含むガスの流路（ガス流路）を内部に有するケース体とを備え、前記ガスが前記ケース体の前記ガス流路に導入されたときに、前記集塵電極を構成する互いに対向する前記単位電極相互間に発生した電界によって前記ガスに含まれる前記微粉塵が静電集塵し、静電集塵した前記微粉塵が沿面放電によって反応することが可能な集塵機。
【００２０】
［１１］  前記集塵電極に電圧を印加するための一つ以上のパルス電源をさらに備えた前記［１０］に記載の集塵機。
【００２１】
［１２］  前記パルス電源が、その内部に少なくとも一つのＳＩサイリスタを有する前記［１１］に記載の集塵機。
【００２２】
本発明の集塵電極は、互いに対向する単位電極相互間に電界及び無声放電を生じさせるとともに、少なくとも一方の単位電極の表面に沿面放電を生じさせることができる。また、本発明の集塵機は、上述した集塵電極を備えていることから、焼却炉から排出されるガス等の微粉塵を含むガスを有効に反応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明（第一の発明）の集塵電極の一の実施の形態を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明（第一の発明）の集塵電極の他の実施の形態を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明（第一の発明）の集塵電極の一の実施の形態に用いられる一方の単位電極の表面導電体の一例を示す平面図である。
【図４】本発明（第一の発明）の集塵電極の一の実施の形態に用いられる一方の単位電極の表面導電体の他の例を示す平面図である。
【図５】本発明（第一の発明）の集塵電極の他の実施の形態を模式的に示す説明図である。
【図６（ａ）】本発明（第二の発明）の静電集塵機の一の実施の形態を、ガスの流れ方向に沿って、集塵電極の表面導電体の表面に垂直な平面で切断した断面図である。
【図６（ｂ）】図６（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図７】従来の集塵電極を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：集塵電極、２：単位電極（一方の単位電極）、３：単位電極（他方の単位電極）、４：セラミック誘電体、５：表面導電体、６：内部導電層、７：微粉塵、８：ガス、１０：電界、１１：沿面放電、１２：沿面放電、１４：セラミック誘電体（第二のセラミック誘電体）、１５：表面導電体（第二の表面導電体）、１６：内部導電層（第二の内部導電層）、１７：被服膜、１８：被服膜（第二の被服膜）、２１：静電集塵機、２２：ケース体、２３：ガスの流路（ガス流路）、３１：放電電極、３２：誘電体、３３：電気配線、３４：導電体。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明（第一及び第二の発明）の集塵電極及び集塵機の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。【００２６】
まず、本発明（第一の発明）の集塵電極の一の実施の形態について具体的に説明する。図１は、本発明（第一の発明）の集塵電極の一の実施の形態を模式的に示す説明図である。なお、図１は、集塵電極を、単位電極の表面に垂直な面で切断した断面図を示している。図１に示すように、本実施の形態の集塵電極は、互いに対向する二つ以上の単位電極を備えた集塵電極１であって、互いに対向する単位電極２，３のうちの少なくとも一方の単位電極２が、セラミックから構成されたセラミック誘電体４と、この一方の単位電極２及び対向する他方の単位電極３が向い合う側のセラミック誘電体４の表面の少なくとも一部を覆うように配設された表面導電体５と、セラミック誘電体４の内部に配設されるとともに、上記の表面導電体５とは電気的に独立した内部導電層６と、を有するものである。本実施の形態の集塵電極１は、一方の単位電極２の表面導電体５と、この表面導電体５が配設された側の他方の単位電極３との間に電圧を印加することによって、互いに対向する単位電極２，３相互間に電界１０及び無声放電を生じさせ、かつ、一方の単位電極２の表面導電体５と内部導電層６との間にセラミック誘電体４を介して電圧を印加することによって、一方の単位電極２の表面に沿面放電１１を生じさせることが可能である。【００２７】
本実施の形態の集塵電極１は、その単位電極２，３相互間にカーボン微粒子等の微粉塵７を含むガス８を通気して処理する静電集塵機等の集塵機に有効に用いることができる。例えば、本実施の形態の集塵電極１の単位電極２，３相互間に微粉塵７を含むガス８を通気した場合には、単位電極２，３相互間に電界１０及び無声放電が発生し、電荷を帯びた微粉塵７が静電気力によって単位電極２，３のいずれかの方向に引き寄せられて捕集される。そして、この捕集された微粉塵７は、一方の単位電極２の表面に生じた沿面放電１１によって反応して処理される。なお、沿面放電１１ほどではないが、単位電極２，３相互間に生じる無声放電によっても微粉塵７は反応して処理される。【００２８】
図７に示すような従来の放電電極３１においては、沿面放電が発生する領域（以下、「沿面放電発生領域」ということがある）をガスが通過しなければ、このガスに含まれる微粉塵を処理することはできない。しかしながら、本実施の形態の集塵電極１においては、電界１０によって生じる静電気力により、ガス８に含まれる微粉塵７を沿面放電発生領域に引き寄せることができるため、沿面放電発生領域以外の領域をガス８の流路とすることが可能となり、静電集塵機等としての反応性を向上させることができるとともに、集塵電極１を集塵機、例えば、静電集塵機等に用いた場合の圧力損失を低減することができる。このため、本実施の形態の集塵電極１は、微粉塵７等の所定の成分を含むガス８が反応する反応器、例えば、燃焼炉等から排出されるガスを処理する静電集塵機として好適に用いることができる。【００２９】
図１に示すように、本実施の形態の集塵電極１においては、一方の単位電極２と対向する他方の単位電極３においても、セラミックから構成されたセラミック誘電体１４（以下、「第二のセラミック誘電体１４」ということがある）と、この一方の単位電極２及び他方の単位電極３が向い合う側の第二のセラミック誘電体１４の表面の一部を覆うように配設された表面導電体１５（以下、「第二の表面導電体１５」ということがある）と、第二のセラミック誘電体１４の内部にされるとともに、第二の表面導電体１５とは電気的に独立した内部導電層１６（以下、「第二の内部導電層１６」ということがある）と、を有したものであり、一方の単位電極２の表面導電体５と、他方の単位電極２の第二の表面導電体１５との間に電圧を印加することによって、互いに対向する単位電極２，３相互間に電界１０及び無声放電を生じさせ、かつ、他方の単位電極３の第二の表面導電体１５と第二の内部導電層１６との間に、他方の単位電極３の第二のセラミック誘電体１４を介して電圧を印加することによって、他方の単位電極３の表面に沿面放電１２を生じさせることが可能なものである。【００３０】
このように構成することによって、互いに対向する単位電極２，３の両方に沿面放電１１，１２が生じるため、正負どちらの電荷を帯びた微粉塵７でも、沿面放電１１，１２によって容易に処理することが可能となり、反応性をより向上させることができる。【００３１】
なお、本実施の形態の集塵電極１においては、一方の単位電極２が、セラミック誘電体４と表面導電体５と内部導電層６とを有したものであれば、他方の単位電極３の構成については、一方の単位電極２の表面導電体５との間に電界１０及び無声放電を生じさせることが可能なものであれば特に限定されることはなく、例えば、図２に示す集塵電極１のように、他方の単位電極３が、導電性物質から構成された従来公知の単位電極３であってもよい。【００３２】
ここで、図３及び図４は、本実施の形態の集塵電極に用いられる一方の単位電極の表面導電体を示す平面図である。図３及び図４に示すように、本実施の形態の集塵電極１（図１参照）においては、表面導電体５を有する単位電極２（図３及び図４においては、一方の単位電極２）の表面導電体５の形状が、三角形以上の多角形、円、楕円、又はこれらの組合わせによって構成された格子状であることが好ましい。このように表面導電体５の形状を格子状とすることにより、安定した沿面放電１１（図１参照）を効率的に発生させることができる。なお、図３においては複数の四角形によって構成された格子状、また、図４においては複数の円によって構成された格子状の表面導電体５を示しているが、格子状の形状はこの形状に限定されることはない。【００３３】
このように、単位電極２の表面導電体５の形状が格子状である場合には、この格子を形成する幅の少なくとも一部が０．１〜２ｍｍであり、かつ単位電極２の表面における単位面積当たりの表面導電体５の面積の割合が５０〜９０％であることが好ましい。このように構成することによって、図１に示すように、微粉塵７を捕集するための電界１０と、捕集した微粉塵７を反応するための沿面放電１１とのバランスが良好となり、低い消費電力で、効率よく微粉塵７を処理することができる。なお、本実施の形態においては、格子を構成する幅の最も狭くなる部分が、０．１〜２ｍｍであることがさらに好ましい。【００３４】
これまで、図３及び図４を参照しつつ一方の単位電極２の表面導電体５の形状について説明を行ってきたが、図１に示すように、他方の単位電極３が第二の表面導電体１５を有している場合には、この第二の表面導電体１５の形状についても、一方の単位電極２の表面導電体５と同様に格子状であることが好ましい。さらに、この第二の表面導電体１５の形状が格子状である場合には、この格子を形成する幅の少なくとも一部が０．１〜２ｍｍであり、かつ他方の単位電極３の表面における単位面積当たりの第二の表面導電体１５の面積の割合が５０〜９０％であることが好ましい。【００３５】
図１に示すような本実施の形態の集塵電極１を構成するセラミック誘電体４については、誘電体として好適に用いることができるものであれば、その材料については特に制限はないが、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、ムライト、スピネル、コージェライト、マグネシウム−カルシウム−チタン系酸化物、バリウム−チタン−亜鉛系酸化物、及びバリウム−チタン系酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含むことが好ましい。このような化合物を含むことによって、焼成炉等から排出されるガスの温度変動が発生しても破壊しにくい耐熱衝撃性に優れたセラミック誘電体４を得ることができる。本実施の形態に用いられるセラミック誘電体４は、テープ状の未焼成セラミック成形体、例えば、セラミックグリーンシート等を用いて形成することができ、また、押出成形で得られたシートを用いても形成することができる。さらに、粉末乾式プレスで作製した平板を用いることも可能である。【００３６】
本実施の形態の集塵電極１を構成する表面導電体５については、一方の単位電極２の表面に沿面放電１１を生じさせるとともに、単位電極２，３相互間に電界１０及び無声放電を生じさせることができるものであれば特に制限はないが、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、クロム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、鉄、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含むことが好ましい。【００３７】
この表面導電体５を配設する方法については特に限定されることはないが、例えば、表面導電体５の好ましい材料として挙げた金属の粉末と、有機バインダーと、テルピネオール等の溶剤とを混合して調製した導体ペーストを、セラミック誘電体４となるセラミックグリーンシートに塗工して形成、配設することができる。具体的な塗工の方法としては、例えば、スクリーン印刷、カレンダーロール、スプレー、静電塗装、ディップ、ナイフコータ、インクジェット、化学蒸着、物理蒸着等を好適例として挙げることができる。このような方法によれば、所定の形状、好ましくは格子状に塗工して形成することが容易であるとともに、表面の平滑性に優れ、かつ厚さの薄い表面導電体５を形成することができる。【００３８】
本実施の形態の集塵電極１を構成する内部導電層６については、セラミック誘電体４を介して、一方の単位電極２の表面に沿面放電１１を良好に生じさせることができるものであれば特に制限はないが、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、クロム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、鉄、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含むことが好ましい。また、特に制限されることはないが、表面導電体５と同一の材料から構成されていることが好ましい。また、この内部導電層６は、表面導電体５と同様の方法でセラミックグリーンシートの表面に配設し、別のセラミックグリーンシートと積層して容易に形成することができる。【００３９】
内部導電層６は、セラミック誘電体４を介して表面導電体５との間に沿面放電１１を生じることができるように、表面導電体５とは電気的に独立（絶縁）した状態でセラミック誘電体４の内部に配設されている。なお、この内部導電層６は、セラミック誘電体４の少なくとも一方の端部において、外部との電気的な接続を確保していることが好ましく、例えば、セラミック誘電体４の端部の少なくとも一部において、内部導電層６をセラミック誘電体４の外部まで延接して配設したものとし、延接して配設した部分によって外部との通電を確保するものとしてもよい。【００４０】
なお、本実施の形態の集塵電極１においては、単位電極２，３の厚さや大きさ、対向する単位電極２，３相互間の間隔等については特に制限はないが、例えば、単位電極の大きさは一辺の長さが２０ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下、厚さは０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、単位電極相互間の距離（間隔）は０．５ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。また、表面導電体５、内部導電層６等のそれぞれの厚さ等についても特に制限はないが、例えば、表面導電体５及び内部導電層６の厚さは、それぞれ５〜２０μｍであることが好ましい。【００４１】
なお、図１に示すように、本実施の形態の集塵電極１の他方の単位電極３が、第二のセラミック誘電体１４と第二の表面導電体１５と第二の内部導電層１６とを有している場合には、この他方の単位電極３は、上述した一方の単位電極２と同様に構成されていることが好ましい。【００４２】
図１に示す集塵電極１においては、互いに対向する単位電極２，３として二つの単位電極２，３が示されているが、本実施の形態の集塵電極においては、二つ以上の単位電極が所定の間隔をあけて積層された状態で構成された集塵電極であってもよい。二つ以上の複数の単位電極がそれぞれ対向するように積層されている場合には、それぞれの互いに対向する単位電極のうちの少なくとも一方の単位電極が、セラミック誘電体と表面導電体と内部導電層とを有していればよい。【００４３】
また、図５に示すように、本実施の形態の集塵電極１においては、表面導電体５を有する単位電極２（図５においては、一方の単位電極２）が、表面導電体５を覆うように配設された金属膜から構成された被服膜１７をさらに有することが好ましい。このように構成することによって、ガス８が腐食性ガスを含む場合にであっても、表面導電体５とガス８とが直接接触することがなく、表面導電体５の劣化を有効に防止することができる。なお、他方の単位電極３が第二の表面導電体１５を有している場合には、他方の単位電極３も被服膜１８（第二の被服膜１８）をさらに有していることが好ましい。なお、図５において、図１に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。【００４４】
この被服膜１７の材料については特に制限はないが、被服膜１７が、ニッケル、コバルト、クロム、鉄、銀、パラジウム、白金、及び金からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含むことが好ましい。【００４５】
次に、本発明（第二の発明）の集塵機の一の実施の形態について具体的に説明する。図６（ａ）は、本発明の集塵機の一の実施の形態を、ガスの流れ方向に沿って、集塵電極の表面導電体の表面に垂直な平面で切断した断面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。【００４６】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、本実施の形態の集塵機２１は、図１に示したような第一の発明の集塵電極の一の実施の形態（集塵電極１）と、微粉塵を含むガスの流路２３（ガス流路）を内部に有するケース体２２とを備え、微粉塵を含むガスがケース体２２のガス流路２３に導入されたときに、集塵電極１を構成する互いに対向する単位電極２，３相互間に発生した電界１０によってガスに含まれる微粉塵が静電集塵し、静電集塵した微粉塵が沿面放電１１によって反応することが可能な集塵機２１である。【００４７】
本実施の形態の集塵機２１は、電界１０によって生じる静電気力により、ガスに含まれる微粉塵を、沿面放電が発生する領域（沿面放電発生領域）に引き寄せることができるため、沿面放電発生領域以外の領域を含めてガスを通過させることができる。このため本実施の形態の集塵機２１は、高い反応性を有するとともに、圧力損失を低減することができる。このため、本実施の形態の集塵機２１は、例えば、燃焼炉等から排出されるガスを処理する静電集塵機として好適に用いることができる。【００４８】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、本実施の形態の集塵機２１を構成するケース体２２の材料としては、特に制限はないが、例えば、優れた導電性を有するとともに、耐食性がありメンテナンスを行い易いことから、オーステナイト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス等であることが好ましい。【００４９】
また、図示は省略するが、本実施の形態の集塵機においては、集塵電極に電圧を印加するための電源をさらに備えていてもよい。この電源については、沿面放電を有効に生じさせることができる電流を供給することが可能なものであれば、従来公知の電源を好適に用いることができる。また、上述した電源としては、パルス電源であることが好ましく、この電源が、その内部に少なくとも一つのＳＩサイリスタを有することがさらに好ましい。このような電源を用いることによって、さらに効率よく沿面放電を生じさせることができる。【００５０】
また、本実施の形態の集塵機においては、上述したように電源を備えた構成とせずに、外部の電源から電流を供給することが可能なようにコンセント等の通電用部品を備えた構成としてもよい。【００５１】
集塵機を構成する集塵電極に供給する電流については、発生させる沿面放電と電界との強度によって適宜選択して決定することができる。例えば、集塵機を燃焼炉からの排出されるガス流路に設置する場合には、集塵電極に供給する電流が、電圧が１ｋＶ以上の直流電流、ピーク電圧が１ｋＶ以上かつ１秒当たりのパルス数が１００以上（１００Ｈｚ以上）であるパルス電流、ピーク電圧が１ｋＶ以上かつ周波数が１００以上（１００Ｈｚ以上）である交流電流、又はこれらのいずれか二つを重畳してなる電流であることが好ましい。このように構成することによって、効率よく沿面放電と電界とを発生させることができる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。【００５３】
（実施例）
互いに対向する単位電極が、セラミック誘電体と、セラミック誘電体の表面の少なくとも一部を覆うように配設された表面導電体と、セラミック誘電体の内部に配設された内部導電層とを有する集塵電極を備えた静電集塵機（集塵機）を製造し、この静電集塵機を用いて模擬煙道ガスを処理する実験を行った。【００５４】
この集塵電極を構成する単位電極は、外形寸法が３００ｍｍ×２００ｍｍで、その厚さが２ｍｍである。また、内部導電層は、その寸法が２９０ｍｍ×１９０ｍｍ、表面導電体はメッシュ状で、そのメッシュ線幅は０．５ｍｍ、メッシュ間隔は１ｍｍ、メッシュ印刷部寸法は２９０ｍｍ×１９０ｍｍである。【００５５】
集塵電極は、上記単位電極６０枚を３ｍｍ間隔で配置したものとした。模擬煙道ガスは、空気に所定量の微粉塵及びダイオキシンを模擬した物質を混ぜたものを使用し、温度２００℃、流量２０Ｎｍ3／ｍｉｎ、空気に対する微粉塵の量を１６μｇ／Ｌとした。またダイオキシン類の模擬ガスとして、ジベンゾフランを用いた。本実施例の静電集塵機への電力投入は内部にＳＩサイリスタを有するパルス電源を用い、周波数４ｋＨｚ、投入電力６ｋＷとした。【００５６】
上記の条件で本実施例の静電集塵機に模擬煙道ガスを流入させ、模擬煙道ガス中の微粉塵の除去を試みたところ、静電集塵機によって７５％の微粉塵が静電集塵されてすぐに浄化された。また、本実施例の静電集塵機から排出されたガスにおけるジベンゾフラン濃度から、ダイオキシンを模擬したジベンゾフランの９０％が分解されていた。【００５７】
（比較例）
互いに対向する単位電極が、セラミック誘電体と、内部導電層とを有する集塵電極を備えた静電集塵機を製造し、上述した実施例の静電集塵機と同様の方法にて模擬煙道ガスを処理する実験を行った。本比較例の静電集塵機は、単位電極の外形寸法が３００ｍｍ×２００ｍｍで、その厚さが２ｍｍ、内部導電層が寸法は２９０ｍｍ×１９０ｍｍであり、表面導電体を有していないこと以外は、上記した実施例の静電集塵機と同様の構成とした。【００５８】
上記条件で本比較例の静電集塵機に模擬煙道ガスを流入させ、模擬煙道ガス中の微粉塵の除去を試みたところ、静電集塵機によって６０％の微粉塵しか静電集塵して浄化することができなった。その後、集塵電極には微粉塵が徐々に堆積し、圧力損失の上昇が見られ、かつ最終的には機能停止に陥った。また、本比較例の静電集塵機から排出されたガスにおけるジベンゾフラン濃度から、ダイオキシンを模擬したジベンゾフランは８０％が除去されていたが、集塵電極に堆積した微粉塵中にジベンゾフランが吸着していたため、ジベンゾフランの分解効率は８０％以下であり、実施例の静電集塵機より分解率はより低いものであった。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の集塵電極は、互いに対向する単位電極相互間に電界及び無声放電を生じさせるとともに、少なくとも一方の単位電極の表面に沿面放電を生じさせることができることから、例えば、微粉塵等の所定の成分を含むガスを単位電極相互間に通過させた場合に、ガスに含まれる微粉塵等を、沿面放電が生じている単位電極の表面に引き寄せることができる。このため、微粉塵等の所定の成分を含むガスが反応する集塵機、例えば、燃焼炉等から排出されるガスを処理する静電集塵機として好適に用いることができる。また、本発明の集塵機は、上述した集塵電極を備えていることから、高い反応性を有するとともに、微粉塵の単位電極への堆積を抑制することができることから、その圧力損失を低減することができる。
【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（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７】
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【国際調査報告】
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