静電気学会誌，37, 1（2013）14-21
静電気学会誌

J. Inst. Electrostat. Jpn.

論 論

文文

双極コロナ放電を用いた電気集塵装置における粉塵の堆積状態
片 谷 篤 史*,1，村 田

光*，細 野洋*，水 野彰**（2012 年 9 月 13 日受付；2012 年 12 月 7 日受理）

State of collected-particles in an ESP using bipolar corona discharge
Atsushi KATATANI*,1, Hikaru MURATA*, Hiroshi HOSONO* and Akira MIZUNO**(Received September 13, 2012; Accepted December 7, 2012)

The discharge spikes in the ionizer of the ESP (electrostatic precipitator) with bipolar corona-discharge are arranged
not only in the energized-plates but also in the grounded-plates. The discharge from the spikes in the grounded-plates
generates ions of opposite polarity to those from the energized-plates. A two-stage ESP with bipolar-corona discharge
is composed of the ionizer and a collector to which DC high voltage is applied. In the previous test, this bipolar
collection method, using positive and negative discharges simultaneously, has been proved to collect particles
satisfactory. In this report, the vestiges formed by the collected-particles on the collector-plates have been discussed
being in comparison with the case of an ESP with conventional mono-polar corona discharge.
1.

に衝突し，気体の電離を促進するという γ 作用が存在する可

はじめに2 段式電気集塵装置は帯電部と集塵部から構成され，直流能性が示唆されているが，詳細は不明である．

高電圧がそれぞれに印加される．9 m/s 程度の比較的高風速でまた研究 5)では，双極放電と単極放電の集塵効率が比較さ

集塵可能なことから，ディーゼル粉塵濃度が高い道路トンネ

れ，ある条件下で，双極放電の方が単極放電よりも集塵効率1)が高くなることが報告されている．

ルの排気浄化用に広く用いられている ．著者らは，この電気集塵装置(ESP)の集塵性能を向上させるために，前段の帯電

しかしながら，これら一連の研究は，ディーゼル粉塵より部において，
正コロナ放電と負コロナ放電を同時に発生させ，も低濃度の大気塵を含有する空気に対して行われたもので，粉塵を正と負の双極に帯電し，後段の集塵部で捕集するとい集塵部の荷電極板にも粉塵が捕集されることが確認困難であう双極コロナ放電の 2 段式 ESP を研究してきた

2-5)．図 1 にり，未確認であった．よって今回，次の点を明らかにすることを目的とした．

その原理を示す．帯電部中の二重丸� 部分は，コロナ放電が発生する電極のトゲ状の突起先端を表している．帯電部を通典型的なトンネル空気濃度である 0.5 mg/m3 程度のディー

過した粉塵が，双極に帯電され，集塵部の接地極板だけでな

ゼル粉塵空気の通風下で，双極放電 ESP と単極放電 ESP を並く，
荷電極板にも粉塵が捕集されるイメージが示されている．

列運転し，各集塵部の接地極板と荷電極板上の粉塵堆積状態

これら研究

2-5)

を観測し，比較検討すること．

では，双極放電において，風上の突起電極から正コロナを発生させ，風下の突起から負コロナを発生させる場合の方が，風上で負コロナ，風下で正コロナを発生させる場合よりも集塵効率が高くなることが報告されている．その理由として，風上で発生した正イオンが風下の負の放電極
キーワード：電気集塵，双極コロナ，直流コロナ，突起* パナソニックエコシステムズ株式会社（486-8522 愛知県
春日井市鷹来町字下仲田 4017 番）
Panasonic Ecology Systems Co., Ltd
4017, Takaki-cho Kasugai-city, Aichi-pref., 486-8522, Japan** 国立大学法人 豊橋技術科学大学（441-8580 愛知県豊橋市天伯町雲雀ヶ丘 1-1）
Toyohashi University of Technology, 1-1, Hibarigaoka,
Tenpaku-ku, Toyohashi-city, Aich-pref., 441-8580, Japan1
katatani.atsushi@jp.panasonic.com- 1 -

図１ 双極コロナ放電を用いた ESP の原理
Fig. 1 Principle of ESP with bipolar corona discharge.

双極コロナ放電を用いた電気集塵装置における粉塵の堆積状態（片谷篤史ら）
双極コロナ放電を用いた電気集塵装置における粉塵の堆積状態（片谷篤史ら）
2.

実験手順

図 2 は帯電部の極板を示す．(a)は放電用の突起付極板であり，双極放電の場合は，
荷電極板及び接地極板として用いる．
また，単極放電の場合は，荷電極板として使用する．(b)は突起が無い極板で，単極放電における接地極板として使用する．
図 3 は帯電部の構造を示す．(a)は双極放電の場合であり，(b)は単極放電の場合である．(a)の双極放電の場合，荷電極板の突起先端は風上を向き，荷電極板には正の直流高電圧が印加される．また，接地極板の突起先端は風下を向き，接地極板は接地される．両極板は，突起部分と隣接する極板の平面部が重なるように交互に平行に配置されている．隣接する極板間隔（ギャップ）は 15 mm であり，突起先端が，隣接する
極板端部から 60 mm 凹むように配置した．(b)の単極放電の場(a) 双極放電と単極放電に用いる突起付き極板(b) 単極放電のみに用いる接地極板(a) Spike-plate forbipolar and mono-polar use.
図 2 帯電部の極板
Fig. 2 Ionizer plates.

(b) Grounded-plate formono-polar use only.

合は，突起先端が風上を向く荷電極板と突起が無い接地極板の間に，正の直流高電圧が印加される．
その他の配置条件は，双極放電の帯電部と同じである．
図 4 は集塵部の構造図である．突起が無い荷電極板と接地極板が交互に平行に，ギャップ間隔 10 mm で配置されている．
帯電部が双極放電の場合でも，単極放電の場合でも，この集塵部を用いた．
（同一の集塵部を用いた．
）
図5は実験の系統図であり，
表1は実験装置の仕様である．
①ディーゼルエンジンで発生した粉塵を，⑨ファンにより通風し，③④⑤⑥⑦のダクト系で構成される双極放電 ESP と，⑩⑪⑫⑬⑭のダクト系で構成される単極放電 ESP の 2 系統に導き，同一のガス濃度条件で並列運転できる装置である．
（②(a) 双極放電型(b) 単極放電型(a)Bipolar discharge type. (b)Mono-polar discharge type.
図 3 帯電部の 2 ケース
Fig. 3 Two cases of ionizers.

は粉塵の分岐ノズルを収納した接続ダクトであり，⑧も接続ダクトである．
）
図 3(a)に示される双極放電の帯電部は，帯電部ダクト④に収納され，図 3(b)に示される単極放電の帯電部は，帯電部ダ
クト⑪に収納されている．④双極放電の帯電部と⑪単極放電の帯電部の消費電力が同一の 5.1 W になるように，両帯電部の印加電圧と放電電流を設定した．④双極放電の場合では，
dc +9.8 kV で 525 μA，⑪単極放電の場合は，dc +12.1 kV で 425
μA である．

図 4 集塵部の構造
Fig. 4 Structure of collector.

図 4 に示される集塵部は，図 5 における集塵部ダクト⑥および⑬に収納されている．両集塵部の印加電圧は dc +8.0 kV
である．
両 ESP 内部の通風速度は 9 m/s であり，両 ESP に流入する
粉塵濃度は 0.5 mg/m3 である．16 h 連続で両 ESP を並列運転した．
このように，帯電部以外の両 ESP の仕様・条件は同一であり，違うのは帯電部の放電形態のみである．
双極放電 ESP と単極放電 ESP の各集塵部の電極上（接地極
板と荷電極板上）における，粉塵の付着状態を，光学式顕微

図 5 実験装置の系統図
Fig. 5 Schematic diagram of test equipment.

鏡で観察した．

- 2 -15

静電気学会誌 第第37巻
1 号（2013）
静電気学会誌巻第第号()
静電気学会誌 第 巻
第 号 (
)

16

表 1 実験装置の仕様
表 1 実験装置の仕様

Table 1 Specifications of test equipment.
Table 1 Specifications of test equipment.

Items
Items
Diesel engine #1
Diesel engine #1
Connection
Connection
duct #2
duct #2
Connection duct
Connection duct(#3,5,7,10,12,14)(#3,5,7,10,12,14)
Bipolarionizer
Bipolarionizerduct #4
duct #4
Collector duct
Collector duct
#6, #13#6, #13
Mono-polar
Mono-polar
ionizer duct #11
ionizer duct #11
Connection
Connection
duct #8
duct #8
Fan #9
Fan #9High
voltageHigh
voltagepower supply
power supply
#15
#15
High
voltageHigh
voltagepower supply
power supply#16, #17#16, #17
Microscope
Microscope(Optical)(Optical)Meters forMeters forparticleparticle
concentration
concentration

Details
Details
ISUZU 4BD1-1, 1200 rpm, fuel: diesel oil
ISUZU 4BD1-1, 1200 rpm, fuel: diesel oil
Total length; 4 m (approx.)
Total length; 4 m (approx.)
Accessory; pipe with exhaust-distribution-nozzles
Accessory; pipe with exhaust-distribution-nozzles
W 121, H 140, L 150 mm (Inside)
W 121, H 140, L 150 mm (Inside)
Material; ABS resin
Material; ABS resin
Duct ; W 121, H 120, L 300 mm (Inside)
Duct ; W 121, H 120, L 300 mm (Inside)
Material; ABS resin
Material; ABS resin
Duct ; W 121, H 120, L 400 mm (Inside)
Duct ; W 121, H 120, L 400 mm (Inside)
Material; ABS resin
Material; ABS resin
Duct ; W 121, H 120, L 300 mm (Inside)
Duct ; W 121, H 120, L 300 mm (Inside)
Material; ABS resin
Material; ABS resin
Total length; 4 m (approx.)
Total length; 4 m (approx.)
Taper shape
Taper shape
Axial flow fan with inverter-control
Axial flow fan with inverter-control
Type-SWEP (Origin Electric)
Type-SWEP (Origin Electric)
Max. output ; DC +11 kV , 500 mA
Max. output ; DC +11 kV , 500 mA
Ripple; from -3 to +3 %Ripple; from -3 to +3 %Tunnel-ESP power supply (Origin Electric)
Tunnel-ESP power supply (Origin Electric)
Max. output ; DC +13 kV , 150 mA andMax. output ; DC +13 kV , 150 mA andMax. output ; DC +9 kV , 20 mA
Max. output ; DC +9 kV , 20 mA
Ripple; 5 % or less
Ripple; 5 % or less
Digital microscope VHX-100F (KEYENCE)
Digital microscope VHX-100F (KEYENCE)
Lens; VH-Z25 (25-175 times)
Lens; VH-Z25 (25-175 times)
Model 2000 (Dylec, gravimetric with 10 μm cutter)
Model 2000 (Dylec, gravimetric with 10 μm cutter)for interval measurement.
for interval measurement.
AP632T (SHIBATA, light scattering)
AP632T (SHIBATA, light scattering)for continuous measurement.
for continuous measurement.

3. 結果と考察
3. 結果と考察
3.1
集塵部の極板の観測
3.1
集塵部の極板の観測
16 h 連続運転後の，集塵部の各極板について，光学式顕微
16 h 連続運転後の，集塵部の各極板について，光学式顕微鏡（50 倍）で観測した．まず観測結果のまとめ方について，
鏡（50 倍）で観測した．まず観測結果のまとめ方について，
図 6 を例に挙げ説明する．
図 6 を例に挙げ説明する．
図 6(a)は双極 ESP の集塵部の接地極板の風下端部から 70
図 6(a)は双極 ESP の集塵部の接地極板の風下端部から 70mm 風上寄りの中心軸上における顕微鏡写真である．黒色のmm 風上寄りの中心軸上における顕微鏡写真である．黒色の粉塵の塊の部分と，それらの間に色が薄く微細粉塵粒子が付粉塵の塊の部分と，それらの間に色が薄く微細粉塵粒子が付着した部分が見られる．この写真を二値画像化ソフト(Photo
着した部分が見られる．この写真を二値画像化ソフト(Photo
Filter) を用い，白黒二値画像に変換したものが図 6(b)である．
Filter) を用い，白黒二値画像に変換したものが図 6(b)である．

256 階調中の 110 階調を閾値とした．
この処理を行うことで，256 階調中の 110 階調を閾値とした．
この処理を行うことで，粉塵が多量に付着している黒色部と，そうではない白色部と粉塵が多量に付着している黒色部と，そうではない白色部とを見分けやすくすることができる．さらに，この白黒二値画を見分けやすくすることができる．さらに，この白黒二値画像において，粉塵付着部分に対応する黒色部分の面積の全面像において，粉塵付着部分に対応する黒色部分の面積の全面積に対する比率を黒色部比率(Black-area-ratio)とし，これを二積に対する比率を黒色部比率(Black-area-ratio)とし，これを二値画像解析ソフト(Pixel Counter)により算出した．その結果の値画像解析ソフト(Pixel Counter)により算出した．その結果の数値が，図 6(b)の表題に示される黒色部比率 28.7 %である．
数値が，図 6(b)の表題に示される黒色部比率 28.7 %である．

(a)顕微鏡写真(a)顕微鏡写真(a)Microscope photo.
(a)Microscope photo.

(b) 二値化画像 (28.7%)(b) 二値化画像 (28.7%)(b)Binalized-image (28.7%).
(b)Binalized-image (28.7%).

図 6 光学式顕微鏡による極板観察の方法
図 6 光学式顕微鏡による極板観察の方法
Fig. 6 Method of observing electrode-plates by opticalFig. 6 Method of observing electrode-plates by optical
microscope.
microscope.
図 7 から図 10 は，16 h 運転後の，双極 ESP と単極 ESP 両
図 7 から図 10 は，16 h 運転後の，双極 ESP と単極 ESP 両
集塵部各極板の観測結果である．双極 ESP の集塵部の接地極
集塵部各極板の観測結果である．双極 ESP の集塵部の接地極板の観測結果を図 7 に，荷電極板の観測結果を図 8 に示す．
板の観測結果を図 7 に，荷電極板の観測結果を図 8 に示す．
また，単極 ESP の集塵部の接地極板の観測結果を図 9 に，荷また，単極 ESP の集塵部の接地極板の観測結果を図 9 に，荷電極板の観測結果を図 10 に示す．
図 7 から図 10 の上半分に，電極板の観測結果を図 10 に示す．
図 7 から図 10 の上半分に，極板全体とその各部寸法が示してある．通風方向は左から右極板全体とその各部寸法が示してある．通風方向は左から右である．また，各図の極板において，水平中心軸上の 5 点にである．また，各図の極板において，水平中心軸上の 5 点について，50 mm 間隔で顕微鏡観測を行い，各点の顕微鏡写真
ついて，50 mm 間隔で顕微鏡観測を行い，各点の顕微鏡写真
を白黒の二値画像に変換した．これらを各図の下半分に示しを白黒の二値画像に変換した．これらを各図の下半分に示した．各二値画像の下部に示される%値は，その画像の黒色部
た．各二値画像の下部に示される%値は，その画像の黒色部比率である．また各図中 5 点を平均した黒色部比率を，各図比率である．また各図中 5 点を平均した黒色部比率を，各図の表題中に括弧書きで示した．
の表題中に括弧書きで示した．
図 7「双極 ESP 集塵部の接地極板の観察」を見ると，極板
図 7「双極 ESP 集塵部の接地極板の観察」を見ると，極板の左端部から 50 mm 程度までのエリアは，隣接する荷電極板の左端部から 50 mm 程度までのエリアは，隣接する荷電極板の左端部に接近する不平等電界エリアなので，粉塵付着の濃の左端部に接近する不平等電界エリアなので，粉塵付着の濃淡が顕著に現れている．しかしそこから風下のエリアについ淡が顕著に現れている．しかしそこから風下のエリアについては，風下にゆくに従って，概ね粉塵の付着が少なくなってては，風下にゆくに従って，概ね粉塵の付着が少なくなって
いる．
各画像の
（各点の）
黒色部比率は，
風上側から順に 45.0%,
いる．
各画像の
（各点の）
黒色部比率は，
風上側から順に 45.0%,
40.9%, 37.5%, 32.8%, 28.7%となっており、風下にゆくにつれ
40.9%, 37.5%, 32.8%, 28.7%となっており、風下にゆくにつれて，極板に付着する粉塵が減っていることが，数値上からもて，極板に付着する粉塵が減っていることが，数値上からも分かる．また全点の平均の黒色部比率は 37.0%である．これ分かる．また全点の平均の黒色部比率は 37.0%である．これを図 9「単極 ESP 集塵部の接地極板の観察」と見比べると，を図 9「単極 ESP 集塵部の接地極板の観察」と見比べると，その黒色部比率は順に 49.2%, 38.5%, 33.0%, 27.4%, 29.9%，平その黒色部比率は順に 49.2%, 38.5%, 33.0%, 27.4%, 29.9%，平均の黒色部比率は 35.6%であり，両者は概ね同様と言える．
均の黒色部比率は 35.6%であり，両者は概ね同様と言える．
正放電の単極 ESP 帯電部で帯電された粉塵粒子が，その集塵
正放電の単極 ESP 帯電部で帯電された粉塵粒子が，その集塵部の接地極板に捕集された状態と，双極 ESP の集塵部の接地部の接地極板に捕集された状態と，双極 ESP の集塵部の接地
極板の状態が同様であるということから，双極 ESP の集塵部
極板の状態が同様であるということから，双極 ESP の集塵部

- 3 - 3 -

双極コロナ放電を用いた電気集塵装置における粉塵の堆積状態（片谷篤史ら）
双極コロナ放電を用いた電気集塵装置における粉塵の堆積状態（片谷篤史ら）

17の接地極板に捕集される粉塵粒子は，双極 ESP 帯電部の風上なり，単極 ESP 集塵部の荷電極板の方が粉塵粒子の付着が少の正放電により帯電されたものが主であると考えられる．

ない．これは従来の集塵理論通りである．単極 ESP の荷電極

図 8「双極 ESP 集塵部の荷電極板の観察」を見ると，極板

板には，僅かではあるが粉塵が付着しており，その原因は，の右端部から 40 mm 程度までのエリアは，隣接する接地極板

接地極板に堆積した粉塵が再飛散したときに逆極性を帯びての右端部に接近する不平等電界エリアなので，粉塵付着の濃付着したことによるものと考えられる．一方，双極 ESP 集塵

淡にむらがある．しかしそこから風上のエリアについては，部の荷電極板への粒子付着が多いのは，双極 ESP 帯電部の風概ね均等に粉塵が付着している．極板上 5 点の二値化画像か下の負放電により帯電された粒子によるものと考えられる．

ら求めた黒色部比率は，風上側から順に 35.5%, 30.3%, 33.7%,以上により，双極放電 ESP の接地極板の黒色部比率（平均）27.9%, 29.3%となっており、それらの平均値は 31.3%である．

は 37.0%，一方，荷電極板の黒色部比率（平均）は 31.3%で黒色部比率の最大値と最小値の差は 7.6 であり，接地極板のあり，両極板にはほぼ同程度，粉塵が付着していることが判

16.3 に比べて小さく，荷電極板上各点の黒色部比率間のバラ明した．尚，光学式顕微鏡では，特に 1 μm クラス以下の細ツキは小さいと言える．これを図 10「単極 ESP 集塵部の荷電

かい粒子の観測が困難なので，今回の報告においては，この極板の観察」と見比べると，その黒色部比率は順に 18.2%,

ような微細粒子の捕集にまで言及しない．

13.7%, 9.4%, 6.7%, 3.6%，平均 10.3%であり，両者は大きく異図 7 双極 ESP 集塵部の接地極板の観察（黒色部比率の平均値；37.0%）
Fig. 7 Observation for grounded-plate of collector inbipolar ESP. (Average of black area ratio; 37.0%)

図 9 単極 ESP 集塵部の接地極板の観察（黒色部比率の平均値；35.6%）
Fig. 9 Observation for grounded-plate of collector inmono-polar ESP. (Average of black area ratio: 35.6%)

図 8 双極 ESP 集塵部の荷電極板の観察（黒色部比率の平均値；31.3%）
Fig. 8 Observation for energized-plate of collector inbipolar ESP. (Average of black area ratio; 31.3%)

図 10 単極 ESP 集塵部の荷電極板の観察（黒色部比率の平均値；10.3%）
Fig. 10 Observation for energized-plate of collector inmono-polar ESP. (Average of black area ratio: 10.3%)- 4 -静電気学会誌 第37巻 第 1 号（2013）
静電気学会誌 第 巻
第 号 (
)

18
3.2

双極コロナ放電の帯電部の観察

双極コロナ放電により，集塵部の接地極板だけでなく，荷電極板でも粉塵捕集が可能であることが判った．この原因を見極めるために，双極帯電部の接地極板および荷電極板について，粉塵の付着状況を観察する．
図 11 は 16 h 連続運転後の，双極帯電部の両極板の写真である．図 11 の(a)は帯電部の接地極板，(b)は荷電極板である．
(a)(b)写真のいずれでも，各極板における各部で，粉塵付着の様子が一様でないことが覗える．そこで各極板上に，複数の観察点を定め，拡大写真により，各部分についてより詳しく観察を行う．
図 12 は双極帯電部の接地極板に観察点 A，B，C および D

図 11 16 h 運転後の双極帯電部極板の付着粉塵の痕跡
Fig. 11 Vestiges of bipolar-ionizer-plates after 16 hoperation.

を定めたものである．参考のために隣接する荷電極板の突起が接地極板上に投影される位置を，白色の実線でマーキング
した．白色点線の楕円は，隣接する荷電極板の突起からの正放電によるイオン風が直接当たる位置である．また，図 13は双極帯電部の荷電極板に観察点 E，F，G および H を定めたものである．隣接する接地極板の突起が荷電極板上に投影される位置を，白色の実線でマーキングした．白色点線の楕
円は，隣接する接地極板の突起からの負放電によるイオン風が直接当たる位置である．X 軸の 20 mm 前後の部分に，破線で囲われた弓なり状の色濃い痕跡が覗えるが，これは，隣接する接地極板すなわち図 12 の極板における X 軸の 50 から 60
mm の位置に色濃く付着した粉塵（楕円部）が再飛散し，その粉塵粒子が，荷電極板上に付着した痕跡と思われる．
図 14 は，帯電部の接地極板上の観察点 A，B，C，D の拡大画像であり，各点の顕微鏡写真を二値画像化したものである．
（256 階調中の 60 階調を閾値とした．
）

図 12 双極帯電部の接地極板上の観察点位置
Fig. 12 Observation points on grounded-plate in bipolar
ionizer.

図 14 の B 点は，正放電のイオン風が接地極板に直接当たる部分である．正に帯電した粉塵粒子が，イオン風により，
この位置近傍に衝突付着し，他の画像と比べて色濃い痕跡になったものと思われる．
図 14 の A 点は，正放電のイオン風が B 点に当たり，極板面上に沿って風上方向に流れた様子を想像させる．A 点の画像に示されるように，風上側に向かって先細りながら，筋状の痕跡を残している．9 m/s の通風流（Primary wind）に対向する方向にイオン風（Secondary wind）が流れたので，このような痕跡になったものと思われる．
図 14 の C 点は，隣接する荷電極板の突起からの正放電により帯電した粉塵が，接地極板の C 点一帯の広い面に集塵された痕跡と考えられる．粉塵粒子は他の画像と比べて，比較的小さな塊となって付着している．
図 14 の D 点は，負放電が発生する接地極板の突起である．
この突起には，多くの粉塵が付着している．風上の放電空間

図 13 双極帯電部の荷電極板上の観察点位置
Fig. 13 Observation points on energized-plate in bipolar
ionizer.

で帯電した粉塵が，風下に位置する強電界の放電極突起に集中して堆積したものと推察する．この堆積した粉塵は，他の部分に付着した粉塵よりも，ぶ厚く，そして剥離し易かった．
- 5 -双極コロナ放電を用いた電気集塵装置における粉塵の堆積状態（片谷篤史ら）
双極コロナ放電を用いた電気集塵装置における粉塵の堆積状態（片谷篤史ら）

19

ものと思われる．
図 15 の G 点は，隣接する接地極板の突起からの負放電によるイオン風が荷電極板に直接当たる部分である．負に帯電した粉塵粒子が，イオン風により，この位置近傍に衝突付着
し，この痕跡を残したものと考えられる．
図 15 の H 点は，粉塵粒子が大きな塊となって付着した痕跡である．この痕跡の形状は，どちらかと言うと，密集して塊となった粉塵と，糸状に細長くなった粉塵が共存する形状のように見える．負放電によるイオン風が直接当たった G 点
よりも，
色濃く大きな痕跡となっている．
このように色濃く，大きな塊の痕跡になった理由は，接地極板の負放電突起 D 点(a) A 点（二値画像）(b) B 点（二値画像）に，多量の粉塵が堆積しており，これが再飛散し，その一部(a) “A” of binalized image. (b) “B” of binalized image.

が荷電極板のH点に代表される面に広く付着したからと考え(c) C 点（二値画像）

る．

(d) D 点（二値画像）

双極コロナ放電では，帯電部の接地極板風下側の突起に，(c) “C” of binalized image. (d) “D” of binalized image.
図 14 双極帯電部の接地極板の各観察点
Fig. 14 Observation of each point in grounded-plate ofbipolar ionizer.

粉塵が堆積し，そして再飛散することを繰り返し，これが集塵部の荷電極板上での粉塵捕集に影響したものと考えられる．

3.3「弓なり状」になった痕跡とそうならない痕跡

帯電部の内部における粉塵付着と再飛散について，より深い検討を試みる．
図 13（荷電極板）の X 軸における 20 mm 前後の部分の破線で囲われた「弓なり状」の色濃い痕跡について，隣接する接地極板の X 軸 50 から 60 mm の位置に付着した粉塵が再飛散し，その粉塵粒子が，後方に流されて，荷電極板上 X 軸 20mm 前後に付着したことに触れたが，図 16 を用いてこのことを考察する．
「弓なり状」になった理由は，通風流(Primary wind)は平均(a) E 点（写真画像）(b) F 点（二値画像）(a) “E” of photo image.

(b) “F” of binalized image.

(c) G 点（二値画像）(d) H 点（二値画像）

風速 9 m/s であるが，中央軸付近の風速が最大で，端部の風速が最小となるという風速分布が存在することによる．中央軸付近の風速は，約 11 m/s，端部の風速は，約 8 m/s である．
また，中央軸付近の黒色化の開始点と端部の黒色化の開始点(c) “G” of binalized image. (d) “H” of binalized image.
図 15 双極帯電部の荷電極板の各観察点
Fig. 15 Observation of each point in energized-plate ofbipolar ionizer.

の距離の差異は，約 10 mm である．これは最大風速と最小風速の差 3 m/s によるものである. 荷電極板と接地極板のギャップが 15 mm であることを考慮することにより，算術計算に
より再飛散する粉塵の速度等の情報が得られる．極板と直交する方向の粒子の再飛散速度は約 4.5 m/s，接地極板上に付着

図 15 は，帯電部の荷電極板上の観察点 E，F，G，H の拡した粒子が再飛散して荷電極板に到達するのに要する時間
は約 1/300 s である

大画像である．尚，F，G，H は二値画像であるが，E については，
より理解し易くするため，二値化処理を行っていない．

一方，突起からの放電が直接当たる対向極板上のポイント

図 15 の E 点は，正放電が発生する荷電極板の突起である．

を図 12 および図 13 中に点線の楕円の「列」で示したが，ここの突起に，粉塵は殆ど付着していない．極板材質のステン

れら楕円の列は，弓なり状になっておらず，ほぼ縦一直線上

レスの地肌がよく覗える．

に並んでいる．これらは，通風速度分布の大小の差によって，

図 15 の F 点には，比較的小さな粉塵の塊が付着している．

「弓なり状」にはならなかった．この違いを考察する．

隣接する接地極板に付着した粉塵が再飛散し F 点に付着した

これら楕円列の付着粉塵の痕跡が弓なり状にならない理由- 6 -静電気学会誌 第 巻
第 号 (
)
20
静電気学会誌 第
第37巻第号
1 号（2013）
静電気学会誌巻第()
静電気学会誌))
静電気学会誌 第
第巻
巻 第
第号
号 ((
は，二つ考えられる．一つ目は，コロナ放電空間内のイオン
今回の実験で，正放電による痕跡の方が，負放電による痕跡は，二つ考えられる．一つ目は，コロナ放電空間内のイオン
今回の実験で，正放電による痕跡の方が，負放電による痕跡
風により，この放電空間中の粉塵粒子が移動しながら，帯電よりも色濃くなったことは，前記別途報告の内容と合致しなは，二つ考えられる．一つ目は，コロナ放電空間内のイオン
今回の実験で，正放電による痕跡の方が，負放電による痕跡は，二つ考えられる．一つ目は，コロナ放電空間内のイオン
今回の実験で，正放電による痕跡の方が，負放電による痕跡
風により，この放電空間中の粉塵粒子が移動しながら，帯電よりも色濃くなったことは，前記別途報告の内容と合致しなされて極板に楕円状に付着した可能性が挙げられる．二つ目
いように思われるので，この点を考察する．
風により，この放電空間中の粉塵粒子が移動しながら，帯電よりも色濃くなったことは，前記別途報告の内容と合致しな風により，この放電空間中の粉塵粒子が移動しながら，帯電よりも色濃くなったことは，前記別途報告の内容と合致しなされて極板に楕円状に付着した可能性が挙げられる．二つ目
いように思われるので，この点を考察する．
は，コロナ放電が当たる対向極板の表面近くを流れてきた粉図 17 に双極コロナ放電の帯電部内の粉塵粒子の様態のイされて極板に楕円状に付着した可能性が挙げられる．二つ目
いように思われるので，この点を考察する．
されて極板に楕円状に付着した可能性が挙げられる．二つ目
いように思われるので，この点を考察する．
は，コロナ放電が当たる対向極板の表面近くを流れてきた粉図 17 に双極コロナ放電の帯電部内の粉塵粒子の様態のイ塵粒子が，帯電されて付着した可能性が考えられる．いずれ
メージ図を示す．二重丸印は荷電極板と接地極板の突起先端
は，コロナ放電が当たる対向極板の表面近くを流れてきた粉図は，コロナ放電が当たる対向極板の表面近くを流れてきた粉図 17
17 に双極コロナ放電の帯電部内の粉塵粒子の様態のイに双極コロナ放電の帯電部内の粉塵粒子の様態のイ塵粒子が，帯電されて付着した可能性が考えられる．いずれ
メージ図を示す．二重丸印は荷電極板と接地極板の突起先端の理由によるものかを以下に考察する．
を示す．
塵粒子が，帯電されて付着した可能性が考えられる．いずれ
メージ図を示す．二重丸印は荷電極板と接地極板の突起先端
塵粒子が，帯電されて付着した可能性が考えられる．いずれ
メージ図を示す．二重丸印は荷電極板と接地極板の突起先端の理由によるものかを以下に考察する．
を示す．
文献 6)には，電界強度 3 kV/cm における粉塵粒子速度が粒
今，Primary wind とともに，粉塵粒子 1，2 及び 3 が帯電部の理由によるものかを以下に考察する．
を示す．
の理由によるものかを以下に考察する．
を示す．
6)
文献 6)6)には，電界強度 3 kV/cm における粉塵粒子速度が粒
今，Primary wind とともに，粉塵粒子 1，2 及び 3 が帯電部径ごとに示されており，粒径が大きいほど粒子速度が速いとの入口のL0 ポイントに到達している．この３つの粒子はや
文献
今，Primarywindには，電界強度 33 kV/cm
kV/cm における粉塵粒子速度が粒における粉塵粒子速度が粒
文献 には，電界強度
今，Primarywind とともに，粉塵粒子とともに，粉塵粒子 1，2
1，2 及び及び 33 が帯電部
が帯電部径ごとに示されており，粒径が大きいほど粒子速度が速いとの入口の L0 ポイントに到達している．この３つの粒子はやされている．これを本実験における電界強度に換算して理解がて正コロナ放電空間近傍のL1
ポイントに到達し，各粒子径ごとに示されており，粒径が大きいほど粒子速度が速いとの入口のL0
ポイントに到達している．この３つの粒子はや径ごとに示されており，粒径が大きいほど粒子速度が速いとの入口の L0 ポイントに到達している．この３つの粒子はやされている．これを本実験における電界強度に換算して理解がて正コロナ放電空間近傍の L1 ポイントに到達し，各粒子すると，粒径40 μm 程度の粉塵粒子の場合，数 m/s の速度でとも正に帯電する．この時，接地板に最も近い粒子
1 は，されている．これを本実験における電界強度に換算して理解がて正コロナ放電空間近傍のされている．これを本実験における電界強度に換算して理解がて正コロナ放電空間近傍の L1
L1 ポイントに到達し，各粒子ポイントに到達し，各粒子すると，粒径 40 μm 程度の粉塵粒子の場合，数 m/s の速度でとも正に帯電する．この時，接地板に最も近い粒子 1 は，極板間を移動することになる．これは，前述した弓なり状のSecondarywind 1 及びクーロン力により接地板側に押し寄せすると，粒径とも正に帯電する．この時，接地板に最も近い粒子
11 は，すると，粒径 4040 μmμm 程度の粉塵粒子の場合，数程度の粉塵粒子の場合，数 m/s
m/s の速度での速度でとも正に帯電する．この時，接地板に最も近い粒子
は，極板間を移動することになる．これは，前述した弓なり状の静電気学会誌 第 巻 Secondary
第 号 ( wind 1 及びクーロン力により接地板側に押し寄せ)痕跡部分の粒子速度約4.5 m/s と同程度なので，もし，一つ目られ，接地板上に捕集される．粒子
2 及び粒子 3 は風下に流極板間を移動することになる．これは，前述した弓なり状のSecondary
極板間を移動することになる．これは，前述した弓なり状のSecondary wind
wind 11 及びクーロン力により接地板側に押し寄せ及びクーロン力により接地板側に押し寄せ痕跡部分の粒子速度約 4.5 m/s と同程度なので，もし，一つ目られ，接地板上に捕集される．粒子 2 及び粒子 3 は風下に流の理由によるのであれば，楕円列の痕跡も弓なり状になるはされるが，L2
ポイントを通過するころには，クーロン力によ痕跡部分の粒子速度約4.5m/sと同程度なので，もし，一つ目られ，接地板上に捕集される．粒子
33 は風下に流は，二つ考えられる．一つ目は，コロナ放電空間内のイオン
今回の実験で，正放電による痕跡の方が，負放電による痕跡
痕跡部分の粒子速度約 4.5 m/s と同程度なので，もし，一つ目られ，接地板上に捕集される．粒子 22 及び粒子
及び粒子
は風下に流
の理由によるのであれば，楕円列の痕跡も弓なり状になるはされるが，L2 ポイントを通過するころには，クーロン力によずである．しかしながら，そうならずに縦一直線の楕円列のり大分接地板側に移動している．粒子
2 及び粒子3 が負コロの理由によるのであれば，楕円列の痕跡も弓なり状になるはされるが，クーロン力によ風により，この放電空間中の粉塵粒子が移動しながら，帯電よりも色濃くなったことは，前記別途報告の内容と合致しなの理由によるのであれば，楕円列の痕跡も弓なり状になるはされるが，L2
L2 ポイントを通過するころには，ポイントを通過するころには，クーロン力によずである．しかしながら，そうならずに縦一直線の楕円列のり大分接地板側に移動している．粒子 2 及び粒子 3 が負コロ痕跡を残していることから，図
15 および図 16 の楕円の各痕
ナ放電の突起近傍のL3 ポイントまで流されると，帯電したずである．しかしながら，そうならずに縦一直線の楕円列のり大分接地板側に移動している．粒子22 及び粒子されて極板に楕円状に付着した可能性が挙げられる．二つ目
いように思われるので，この点を考察する．
ずである．しかしながら，そうならずに縦一直線の楕円列のり大分接地板側に移動している．粒子
及び粒子 33 が負コロ
が負コロ
痕跡を残していることから，図 15 および図 16 の楕円の各痕
ナ放電の突起近傍の L3 ポイントまで流されると，帯電した跡は，二つ目の原因によるものと考えられる．即ち，コロナ粒子の殆どが，接地極板側に集中し，「密」になる．負コロ
痕跡を残していることから，図
ナ放電の突起近傍のL3は，コロナ放電が当たる対向極板の表面近くを流れてきた粉図 17 に双極コロナ放電の帯電部内の粉塵粒子の様態のイ痕跡を残していることから，図 15
15 および図
および図 16
16 の楕円の各痕の楕円の各痕
ナ放電の突起近傍のL3 ポイントまで流されると，帯電した
ポイントまで流されると，帯電した跡は，二つ目の原因によるものと考えられる．即ち，コロナ粒子の殆どが，接地極板側に集中し，「密」になる．負コロ
放電が当たる対向極板の表面近くを流れてきた粉塵粒子が帯ナ放電による
Secondarywind2が到達する荷電極板上の到達跡は，二つ目の原因によるものと考えられる．即ち，コロナ粒子の殆どが，接地極板側に集中し，「密」になる．負コロ
塵粒子が，帯電されて付着した可能性が考えられる．いずれ
メージ図を示す．二重丸印は荷電極板と接地極板の突起先端跡は，二つ目の原因によるものと考えられる．即ち，コロナ粒子の殆どが，接地極板側に集中し，「密」になる．負コロ
放電が当たる対向極板の表面近くを流れてきた粉塵粒子が帯ナ放電による Secondary wind 2 が到達する荷電極板上の到達電され，イオン風にも影響されて直近の極板に付着した痕跡
点
L4 ポイント近傍の空間
SP122 が到達する荷電極板上の到達では，粒子が「疎」になる．
放電が当たる対向極板の表面近くを流れてきた粉塵粒子が帯ナ放電による
Secondaryの理由によるものかを以下に考察する．
を示す．
放電が当たる対向極板の表面近くを流れてきた粉塵粒子が帯ナ放電による
Secondary wind
windが到達する荷電極板上の到達電され，イオン風にも影響されて直近の極板に付着した痕跡
点 L4 ポイント近傍の空間 SP1 では，粒子が「疎」になる．
と思われる．
よって，荷電極板に捕集されるべき粒子濃度が低いので，負電され，イオン風にも影響されて直近の極板に付着した痕跡
点L4
SP1
文献 6)には，電界強度 3 kV/cm における粉塵粒子速度が粒wind とともに，粉塵粒子
1，2 及び 3 が帯電部電され，イオン風にも影響されて直近の極板に付着した痕跡
点今，Primary
L4 ポイント近傍の空間
ポイント近傍の空間
SP1 では，粒子が「疎」になる．
では，粒子が「疎」になる．
と思われる．
よって，荷電極板に捕集されるべき粒子濃度が低いので，負放電の楕円痕跡の色が薄くなったものと考える．
と思われる．
よって，荷電極板に捕集されるべき粒子濃度が低いので，負径ごとに示されており，粒径が大きいほど粒子速度が速いとの入口のL0 ポイントに到達している．この３つの粒子はやと思われる．
よって，荷電極板に捕集されるべき粒子濃度が低いので，負放電の楕円痕跡の色が薄くなったものと考える．
以上から，双極コロナ放電の帯電部においては，前段のコ放電の楕円痕跡の色が薄くなったものと考える．
されている．これを本実験における電界強度に換算して理解がて正コロナ放電空間近傍のL1 ポイントに到達し，各粒子放電の楕円痕跡の色が薄くなったものと考える．
以上から，双極コロナ放電の帯電部においては，前段のコロナ放電の影響により，前段の放電空間よりも風下側では，以上から，双極コロナ放電の帯電部においては，前段のコすると，粒径 40 μm 程度の粉塵粒子の場合，数 m/s の速度でとも正に帯電する．この時，接地板に最も近い粒子
1 は，以上から，双極コロナ放電の帯電部においては，前段のコロナ放電の影響により，前段の放電空間よりも風下側では，接地極板に近づくほど粉塵濃度が増し，接地極板に粉塵の一
ロナ放電の影響により，前段の放電空間よりも風下側では，極板間を移動することになる．これは，前述した弓なり状のSecondarywind 1 及びクーロン力により接地板側に押し寄せ
ロナ放電の影響により，前段の放電空間よりも風下側では，接地極板に近づくほど粉塵濃度が増し，接地極板に粉塵の一部が付着する．そして接地極板の各部の中でも，強電界でグ接地極板に近づくほど粉塵濃度が増し，接地極板に粉塵の一痕跡部分の粒子速度約 4.5 m/s と同程度なので，もし，一つ目られ，接地板上に捕集される．粒子
2 及び粒子 3 は風下に流接地極板に近づくほど粉塵濃度が増し，接地極板に粉塵の一部が付着する．そして接地極板の各部の中でも，強電界でグ
ラディエント力が強い後段の突起に粉塵が多く付着する．こ部が付着する．そして接地極板の各部の中でも，強電界でグの理由によるのであれば，楕円列の痕跡も弓なり状になるはされるが，L2 ポイントを通過するころには，クーロン力によ部が付着する．そして接地極板の各部の中でも，強電界でグ
ラディエント力が強い後段の突起に粉塵が多く付着する．この後段の突起への粉塵付着は，前段の放電が存在する限り継ラディエント力が強い後段の突起に粉塵が多く付着する．こずである．しかしながら，そうならずに縦一直線の楕円列のり大分接地板側に移動している．粒子
2 及び粒子 3 が負コロ
ラディエント力が強い後段の突起に粉塵が多く付着する．この後段の突起への粉塵付着は，前段の放電が存在する限り継続的に行われ，後段の突起に過剰に付着した粉塵は継続的にの後段の突起への粉塵付着は，前段の放電が存在する限り継痕跡を残していることから，図 15 および図 16 の楕円の各痕
ナ放電の突起近傍のL3 ポイントまで流されると，帯電したの後段の突起への粉塵付着は，前段の放電が存在する限り継続的に行われ，後段の突起に過剰に付着した粉塵は継続的に再飛散するものと考えられる．
続的に行われ，後段の突起に過剰に付着した粉塵は継続的に跡は，二つ目の原因によるものと考えられる．即ち，コロナ粒子の殆どが，接地極板側に集中し，「密」になる．負コロ
続的に行われ，後段の突起に過剰に付着した粉塵は継続的に再飛散するものと考えられる．
再飛散するものと考えられる．
放電が当たる対向極板の表面近くを流れてきた粉塵粒子が帯ナ放電による
Secondary wind 2 が到達する荷電極板上の到達再飛散するものと考えられる．
電され，イオン風にも影響されて直近の極板に付着した痕跡と思われる．

この再飛散した粉塵は帯電しており，もともと付着していた点
L4 ポイント近傍の空間 SP1 では，粒子が「疎」になる．
この再飛散した粉塵は帯電しており，もともと付着していた
この再飛散した粉塵は帯電しており，もともと付着していた
よって，荷電極板に捕集されるべき粒子濃度が低いので，負この再飛散した粉塵は帯電しており，もともと付着していた放電の楕円痕跡の色が薄くなったものと考える．
以上から，双極コロナ放電の帯電部においては，前段のコ

図 16 双極帯電部の荷電極板に於ける「弓なり状」の図 16 双極帯電部の荷電極板に於ける「弓なり状」の痕跡に関する詳細
図
図 16
16 双極帯電部の荷電極板に於ける「弓なり状」の双極帯電部の荷電極板に於ける「弓なり状」の痕跡に関する詳細
Fig.
16 Detail of “arch” area on energized plate of
痕跡に関する詳細
痕跡に関する詳細
Fig. 16ionizer.
Detail of “arch” area on energized plate ofbipolar
Fig.
Fig. 16
16 Detail
Detail ofof “arch”“arch” area
area onon energizedenergized plate
plate ofofbipolar ionizer.
bipolarbipolar ionizer.
ionizer.

ロナ放電の影響により，前段の放電空間よりも風下側では，接地極板に近づくほど粉塵濃度が増し，接地極板に粉塵の一部が付着する．そして接地極板の各部の中でも，強電界でグ
ラディエント力が強い後段の突起に粉塵が多く付着する．この後段の突起への粉塵付着は，前段の放電が存在する限り継図 17 双極コロナ放電帯電部における粉塵粒子の様態
続的に行われ，後段の突起に過剰に付着した粉塵は継続的に
図 1717 双極コロナ放電帯電部における粉塵粒子の様態
Fig.
Mode of particles in the bipolar-ionizer.
図
図 17
17 双極コロナ放電帯電部における粉塵粒子の様態
双極コロナ放電帯電部における粉塵粒子の様態
再飛散するものと考えられる．
Fig. 17 Mode of particles in the bipolar-ionizer.
Fig.
17
Mode
Fig. 17 Mode ofof particles
particles inin thethe bipolar-ionizer.
bipolar-ionizer.

3.4
正放電の濃い痕跡と負放電の淡い痕跡
3.4
正放電の濃い痕跡と負放電の淡い痕跡
ここで，正放電も負放電も同じ電位差 9.8 kV で発生してい3.4
3.4 正放電の濃い痕跡と負放電の淡い痕跡
正放電の濃い痕跡と負放電の淡い痕跡
ここで，正放電も負放電も同じ電位差 9.8 kV で発生しているが，B点の正放電による痕跡の方が，
ここで，
9.8
kV
ここで，正放電も負放電も同じ電位差
正放電も負放電も同じ電位差 G
9.8点の負放電による
kV で発生していで発生してい8)
この再飛散した粉塵は帯電しており，もともと付着していた．即ち，極板（接地極板）とは逆極性の極板側に付着する
るが， B 点の正放電による痕跡の方が，G 点の負放電による
7)
で痕跡よりも色濃いことに注目する．著者による別の研究
るが，
るが， B
B 点の正放電による痕跡の方が，点の正放電による痕跡の方が，GG 点の負放電による点の負放電による．即ち，極板（接地極板）とは逆極性の極板側に付着する 8)8)7)
帯電部または集塵部の荷電極板に付着する．また，後段の放極板（接地極板）とは逆極性の極板側に付着する痕跡よりも色濃いことに注目する．著者による別の研究 7)7)で．即ち，極板（接地極板）とは逆極性の極板側に付着する 8)．即ち，は，端部に突起を設けた荷電極板と突起のない接地極板を平痕跡よりも色濃いことに注目する．著者による別の研究で痕跡よりも色濃いことに注目する．著者による別の研究 で帯電部または集塵部の荷電極板に付着する．また，後段の放電突起と隣接する荷電極板上の突起投影位置近傍に，負コロ帯電部または集塵部の荷電極板に付着する．また，後段の放は，端部に突起を設けた荷電極板と突起のない接地極板を平帯電部または集塵部の荷電極板に付着する．また，後段の放行に配置し，ギャップ間隔
10 から 20 mm の範囲で直流高電は，端部に突起を設けた荷電極板と突起のない接地極板を平は，端部に突起を設けた荷電極板と突起のない接地極板を平電突起と隣接する荷電極板上の突起投影位置近傍に，負コロ
ナ放電のイオン風が当たった痕跡（G点）が存在することか
電突起と隣接する荷電極板上の突起投影位置近傍に，負コロ行に配置し，ギャップ間隔 10 から 20 mm の範囲で直流高電
電突起と隣接する荷電極板上の突起投影位置近傍に，負コロ圧を印加し，イオン風を発生させる内容が報告されている．
行に配置し，ギャップ間隔
10
から
20
mm
の範囲で直流高電行に配置し，ギャップ間隔 10 から 20 mm の範囲で直流高電
ナ放電のイオン風が当たった痕跡（G 点）が存在することから，後段の突起は，再飛散による荷電を助長するだけでなく，
ナ放電のイオン風が当たった痕跡（G
圧を印加し，イオン風を発生させる内容が報告されている．
ナ放電のイオン風が当たった痕跡（G 点）が存在することか点）が存在することか
この報告には，同電位差では，負放電の方が正放電よりも放圧を印加し，イオン風を発生させる内容が報告されている．
圧を印加し，イオン風を発生させる内容が報告されている．
ら，後段の突起は，再飛散による荷電を助長するだけでなく，
図 16 双極帯電部の荷電極板に於ける「弓なり状」の本来のコロナ放電による帯電の機能も有しているものと考えら，後段の突起は，再飛散による荷電を助長するだけでなく，この報告には，同電位差では，負放電の方が正放電よりも放ら，後段の突起は，再飛散による荷電を助長するだけでなく，電電流が大きく，
またイオン風速も速いことが示されている．
この報告には，同電位差では，負放電の方が正放電よりも放痕跡に関する詳細
この報告には，同電位差では，負放電の方が正放電よりも放本来のコロナ放電による帯電の機能も有しているものと考え
本来のコロナ放電による帯電の機能も有しているものと考え
電電流が大きく，
またイオン風速も速いことが示されている．
本来のコロナ放電による帯電の機能も有しているものと考えFig. 16 Detailまたイオン風速も速いことが示されている．
of “arch” area on energized plate of
電電流が大きく，
電電流が大きく，
またイオン風速も速いことが示されている．
- 7 bipolar ionizer.
- 7 -- 77 -3.4

正放電の濃い痕跡と負放電の淡い痕跡

ここで，正放電も負放電も同じ電位差 9.8 kV で発生しているが， B 点の正放電による痕跡の方が，G 点の負放電による

図 17 双極コロナ放電帯電部における粉塵粒子の様態
Fig. 17 Mode of particles in the bipolar-ionizer.

双極コロナ放電を用いた電気集塵装置における粉塵の堆積状態（片谷篤史ら）
双極コロナ放電を用いた電気集塵装置における粉塵の堆積状態（片谷篤史ら）
られる．

21

参考文献

また，以上図 17 の説明に関し，帯電部内の Primary wind1) 細野洋，片谷篤史：松下エコシステムズの空気浄化が，あたかも層流であるかのように考察を進めたが，実際は，装置．静電気学会誌，32，5(2008)203

レイノルズ数 9,000 という乱流性が強い気流である．しかし

2) A. Katatani and A. Mizuno: An ESP using

ながら，このような乱流性気流においても，帯電部内の粉塵

bipolar-discharge with DC high voltage for road tunnels,

粒子は，静電気力やグラディエント力により移動するので，XIIth International Conference on Electrostatic

極板間に粉塵の濃度分布が存在しているものと考えられる．

Precipitation at Nuernberg (ICESP XII), session 9(2011)

4.

3) 片谷篤史，水野彰：直流コロナの双極放電を用いた

結論

帯電部の風上側で正コロナ放電を発生させ，風下側で負コ

道路トンネル用電気集塵装置．第 35 回静電気学会

ロナ放電を発生させる双極コロナ放電の帯電部（ギャップ 15

全国大会講演論文集（東京理大）,12pB-6(2011)87mm，印加電圧+9.8 kV）を用い，これと集塵部（ギャップ 104) A. Katatani and A. Mizuno: An ESP using

mm，印加電圧+8.0 kV）で構成される双極 ESP と従来型の単bipolar-discharge with DC high voltage for road tunnels,

極 ESP を並列運転した．濃度 0.5 mg/m3 のディーゼル粉塵をInternational Journal of Plasma Environmental Science

含む空気を通風し，16 h 運転した後，粉塵が堆積した各極板& Technology, 5(2)(2011)146

面を光学式顕微鏡で観察した．その結果，以下のことが判明

5) 片谷篤史，水野彰：直流コロナの双極放電を用いた

した．

2 段式電気集塵装置．静電気学会誌，36，3(2012)138(1) 双極コロナ放電の帯電部を用いると，集塵部の接地極板

6) 増田閃一：電気集塵に関連した粉体の電気的性質(I)．

と荷電極板に，ほぼ等量の粉塵が捕集される．

粉体工学研究会誌，5，4(1968)1238(2) 双極コロナ放電の帯電部においては，風上側の放電突起

7) 片谷篤史，水野彰：平行平板によるイオン風の発生に粉塵は殆ど付着しないが，風下側の放電突起には，多量の粉塵が付着する．この風下側の突起において，粉塵技術．静電気学会誌，34，4(2010)187

は堆積と再飛散を繰り返す．

8) 瑞慶覧章朝，安本浩二：富士電機システムズのトン
ネル用電気集塵装置—再飛散防止とナノ粒子の集塵性能．静電気学会誌，32，5(2008)192

今後の課題

9) 福田節雄：電気収塵法と其応用．電気学会雑誌，

双極放電における電気的中和の実態および集塵部各極板のJanuary(1930)1

粉塵付着比率の違いについては，今後の研究で明らかにしてゆく所存である．
また，
風上と風下の放電極性の順序により，集塵効率に差異が生じる原因の究明についても，今後明らかにしてゆく．更に，大型化した実機大の双極 ESP を用い，ディーゼル粉塵に対する集塵効率特性を評価することも今後の課題である．

- 8 -