JP3046805B2 - 電気集塵装置 - Google Patents
電気集塵装置Info
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Description
状物質を、電気的作用によって集塵する電気集塵装置に
関する。
成される流路に塵埃などの微粒子状物質を含むガスを流
し、このガスの流路に、ガスの流れ方向上流側から順に
帯電部及び集塵部が設けられている。帯電部には、放電
線と比較して強度を高くするために、ガスの流れの方向
に延びる板状の放電電極及び対向電極が設けられ、放電
電極及び対向電極間には、直流電源によって、直流電圧
が印加されている。放電電極は、ガスの流れの方向に垂
直な方向に並んで、鋸刃状の複数の突起が形成されてお
り、各突起は、ガスの流れの方向上流側に向かって突出
している。帯電部では、放電電極の突起の先端部から対
向電極に向けてコロナ放電が発生され、各電極間を通過
する前記ガス中の微粒子状物質が、帯電される。集塵部
には、第1電極と第2電極とが設けられ、第1及び第2
電極間には、直流電源によって直流電圧が印加されてい
る。この集塵部では、第1電極と第2電極との間に電界
が形成され、帯電部で帯電された微粒子状物質は、前記
電界から力を受けて、第1又は第2電極に集められる。
このような電気集塵装置は、たとえば特開平10−28
897号及び特開平3−232554号公報に示されて
いる。
される各突起を、ガスの流れの方向に対して傾斜して、
すなわち放電電極の厚み方向両側に、交互に傾斜して形
成する技術が知られている。
塵装置では、対向電極が放電電極よりも高電位となるよ
うに電圧を与えたときの方が、放電電極が対向電極より
も高電位となるように電圧を与えたときに比べて、同一
の電圧に対す放電電流が大きくなることが知られてお
り、上述の各技術の電気集塵装置では、これにならっ
て、対向電極が放電電極よりも高電位となるように電圧
が与えられている。
率を向上するためには、高い放電電流を得ることが必要
であり、この高い放電電流を得ることができる電気集塵
装置が望まれている。
ることができる電気集塵装置を提供することである。
粒子状物質を含むガスが流れる流路に設けられ、ガスの
流れ方向に交差する方向に沿って延びる基部の前記ガス
の流れ方向の端部からガスの流れ方向に沿って先細状に
突出する複数の突起が形成される放電電極と、前記ガス
の流路に、放電電極からガスの流れ方向に垂直な方向に
両側に間隔をあけて配置される対向電極と、放電電極の
各突起と対向電極との間でコロナ放電を発生し、かつ放
電電極が対向電極よりも高い電位となるように電圧を与
えるコロナ放電用電源とを含み、前記各突起は、放電電
極の両側の対向電極のいずれか一方に近づくように突出
する突起を有し、前記放電電極は、放電電極と対向電極
との間の電位差が同一の電位差で比較して、対向電極を
放電電極よりも高い電位とする場合に比べて放電電極を
対向電極よりも高い電位とする場合に、対向電極との間
で大きな放電電流を得られることを特徴とする電気集塵
装置である。
電電極及び対向電極が設けられ、これら各電極間には、
コロナ放電用電源によってコロナ放電を発生する電圧が
与えられる。これによってガスが各電極間を通過するこ
とによって、ガス中の微粒子が帯電され、この帯電され
た微粒子は、静電気力によって集塵される。このように
微粒子を帯電させるために対向電極との間でコロナ放電
を発生する放電電極は、基部から先細状突出する複数の
突起が形成され、各突起は対向電極に近づくように突出
している。また放電電極は、突起を有する放電電極が用
いられ、放電電極が対向電極よりも高電位となるように
電圧を与える場合が、対向電極が放電電極よりも高電位
となるように電圧を与える場合に対して、同一の電位差
で比較して、対向電極との間で大きな放電電流を得るこ
とができる。したがって電気集塵装置の運転効率を向上
することができる。
ガスが流れる流路に設けられ、ガスの流れ方向に交差す
る方向に沿って延びる基部の前記ガスの流れ方向の端部
からガスの流れ方向に沿って先細状に突出する複数の突
起が形成される放電電極と、前記ガスの流路に、放電電
極からガスの流れ方向に垂直な方向に間隔をあけて配置
される対向電極と、放電電極の各突起と対向電極との間
でコロナ放電を発生し、かつ放電電極が対向電極よりも
高い電位となるように電圧を与えるコロナ放電用電源と
を含み、前記各突起の先端と対向電極との前記基部を含
む仮想平面に垂直な方向の間隔は、5mm以上30mm
以下にし、コロナ放電用電源は、放電電極と対向電極と
の間の電位差が5kV以上25kV以下になるように電
圧を与えることを特徴とする電気集塵装置である。
電電極及び対向電極が設けられ、これら各電極間には、
コロナ放電用電源によってコロナ放電を発生する電圧が
与えられる。これによってガスが各電極間を通過するこ
とによって、ガス中の微粒子が帯電され、この帯電され
た微粒子は、静電気力によって集塵される。このように
微粒子を帯電させるために対向電極との間でコロナ放電
を発生する放電電極は、基部から先細状突出する複数の
突起が形成されている。またコロナ放電用電源は、放電
電極が対向電極よりも高電位となるように電圧を与え
る。突起を有する放電電極を用い、かつ放電電極が対向
電極よりも高電位となるように電圧を与えることによっ
て、対向電極が放電電極よりも高電位となるように電圧
を与える場合と比較して、同一の電圧に対して大きな放
電電流を得ることができる。従って電気集塵装置の運転
効率を向上することができる。前記各突起の先端と対向
電極との間隔は、5mm以上30mm以下にし、放電電
極と対向電極との間の電位差は、5kV以上25kV以
下である。前記各突起の先端と対向電極との間隔が5m
m未満のときには、ガスの流路における電極の密度が高
くなり、ガスの流れに対する抵抗が大きくなってしま
い、間隔が30mmを超えると、コロナ放電が発生しに
くくなり、運転効率が低下してしまう。従って各突起の
先端と対向電極との間隔を前記範囲にすることによっ
て、ガスの流れに対する抵抗を小さくし、かつコロナ放
電を発生し易くして運転効率を高くすることができる。
各突起の先端と対向電極との間隔が前述のようにする場
合において、放電電極と対向電極との電位差が5kV未
満のときには、対向電極が放電電極よりも高電位となる
ときの放電電流よりも、放電電極が対向電極よりも高電
位となるときの放電電流が大きく下回ってしまい、電位
差が25kVを超えると、火花放電が発生し易くなって
しまう。従って各突起の先端と対向電極との間隔が前記
範囲にある場合に、放電電極と対向電極との電位差を前
記範囲にすることによって、選択された放電電圧に対し
て高い放電電流を得ることができ、かつ火花放電の発生
を防ぐことができる。
電極と対向電極との間の電位差が10kV以上20kV
以下になるように電圧を与えることを特徴とする。
間の電位差は、10kV以上20kV以下である。この
ように電位差の範囲をさらに限定することによって、対
向電極が放電電極よりも高電位となるときの放電電流よ
りも、放電電極が対向電極よりも高電位となるときの放
電電流が下回りにくくすることができ、火花放電を発生
を確実に防ぐことができる。
電極との前記基部を含む仮想平面に垂直な方向の間隔
は、20mmにし、コロナ放電用電源は、放電電極と対
向電極との間の電位差が14kV以上20kV以下にな
るように電圧を与えることを特徴とする。
電極との間隔は、20mmにし、放電電極と対向電極と
の間の電位差が14kV以上20kV以下である。各突
起の先端と対向電極との間隔が前述のようにする場合に
おいて、放電電極と対向電極との電位差が14kV未満
のときには、対向電極が放電電極よりも高電位となると
きの放電電流よりも、放電電極が対向電極よりも高電位
となるときの放電電流が下回ってしまう場合があり、電
位差が20kVを超えると、火花放電が発生してしまう
場合がある。これに対して各突起の先端と対向電極との
間隔を前記値にすれば、放電電極と対向電極との電位差
を前記範囲にすることによって、選択された放電電圧に
対して確実に高い放電電流を得ることができ、かつ火花
放電の発生を確実に防ぐことができる。
電極との前記基部を含む仮想平面に垂直な方向の間隔
は、9mm以上15mm以下にし、コロナ放電用電源
は、放電電極と対向電極との間の電位差が8kV以上2
0kV以下になるように電圧を与えることを特徴とす
る。
電極との間隔は、9mm以上15mm以下にし、放電電
極と対向電極との間の電位差が8kV以上20kV以下
である。各突起の先端と対向電極との間隔を前述のよう
にする場合において、放電電極と対向電極との電位差が
8kV未満のときには、対向電極が放電電極よりも高電
位となるときの放電電流よりも、放電電極が対向電極よ
りも高電位となるときの放電電流が下回ってしまう場合
があり、電位差が20kVを超えると、火花放電が発生
してしまう場合がある。これに対して各突起の先端と対
向電極との間隔を前記値にし、放電電極と対向電極との
電位差を前記範囲にすることによって、選択された放電
電圧に対して確実に高い放電電流を得ることができ、か
つ火花放電の発生を確実に防ぐことができる。
含む仮想平面に投影された形状が略三角形であり、この
三角形は基部から突出する2つの辺の長さが相互に異な
ることを特徴とする。
平面に投影された形状が略三角形であり、この三角形は
基部から突出する2つの辺の長さが相互に異なる。つま
り各突起は、基部から基部の端部に対して斜め方向に突
出している。これによって各突起は、従来技術のような
二等辺三角形の突起と比較して、基部からの突出高さを
大きく、又は基部に連なる辺の長さを短くすることな
く、かつ先端を鋭く、すなわち先端の角度を小さくする
ことができる。従って先端を鋭くして放電効率を向上
し、微粒子の帯電率を向上して集塵効率を向上すること
ができるし、各突起の機械的強度の低下及び先端部の溶
解及び酸化劣化を防止することができる。このように従
来技術では相反して生じた課題を同時に解決することが
できる。
て形成されてもよく、また先端に向かうにつれて、前記
仮想平面から遠ざかるように形成されてもよい。
面に投影された形状は、ほぼ直角三角形であり、基部に
連なる辺は斜辺以外の辺であることを特徴とする。
面に投影された形状は、ほぼ直角三角形であり、基部に
連なる辺は斜辺以外の辺であるので、鋭角三角形の場合
と比べて各突起の先端の角度を小さくすることができ、
かつ基部から突出する辺に対応する突起の面は、基部か
ら離反する方向に臨んで、又は基部から離反する方向に
平行であり、各突起を容易に形成することができる。
面に投影された形状は、ほぼ鈍角三角形であり、基部に
連なる辺は鈍角の対辺以外の辺であることを特徴とす
る。
面に投影された形状は、ほぼ鈍角三角形であり、基部に
連なる辺は鈍角の対片以外の辺であるので、鋭角三角形
及び直角三角形の場合と比べて各突起の先端の角度を小
さくすることができる。
集塵装置用放電電極1の一部を拡大して示す平面図であ
る。集塵装置用放電電極(以下、単に「放電電極」とい
う場合がある)1は、基部2の一端部から先細状に突出
する複数の突起3が形成され、各突起3は基部2を含む
図1の紙面に平行な仮想平面に投影された形状が仮想線
で示すように略三角形である。この三角形4は基部2か
ら突出する2つの辺5,6の長さが相互に異なる。さら
に具体的に述べると、各突起3の前記仮想平面に投影さ
れた形状は、ほぼ鈍角三角形であり、基部2に連なる辺
7は角度θ1を成す鈍角の対辺5以外の辺7である。
装置10を簡略化して示す断面図である。図1には、図
2のセクションIを上側から見て示している。電気集塵
装置10は、空気などのガス中に含まれる集塵すべき微
細な固体及び液体の微粒子状物質、たとえば塵埃、カー
ボン粒子及び水滴などを捕集し、ガスを浄化するための
装置であり、トンネル内の空気の浄化、一般家屋の室内
空気の浄化、及び各種産業排気ガスの浄化などに用いら
れる。電気集塵装置10は、帯電部12及び集塵部13
を有するいわゆる2段式の電気集塵装置であり、ハウジ
ング15と、放電電極1と、対向電極17と、第1集塵
部電極18と、第2集塵部電極19と、コロナ放電用電
源20と、電界形成用電源21とを含む。
が形成され、他端部に流出開口28が形成され、各開口
27,28を連通するほぼ水平な流路29が形成され
る。集塵すべき微粒子状物質を含むガスは、たとえば送
風機などによって実現される図示しないガス供給手段に
よって供給され、矢符B1で示すように、流入開口27
からハウジング15内に流入し、ハウジング15内の流
路29を矢符Bで示すように、流入開口27から流出開
口28に向かって流過し、矢符B2で示すように、流出
開口28からハウジング15外へ流出される。電気集塵
装置10は、このハウジング15によって形成されるガ
スの流路29に沿って、ガスの流れ方向B上流側から順
に、帯電部12及び集塵部13が設けられている。
流れる流路29に、複数、本実施の形態では3つ設けら
れ、ガスの流れ方向(以下、単に「流れ方向」という場
合がある)Bに垂直な方向、本実施の形態では図2の上
下方向となる鉛直方向に間隔をあけて配置されている。
各放電電極1は、前述のように基部2及び突起3を有し
ている。基部2は、流れ方向Bに沿う平板状であって、
基部を含む前記仮想平面22が鉛直方向に垂直となるよ
うに水平に、相互に平行に設けられ、流れ方向Bに交差
する方向、本実施の形態では、図2の紙面に垂直な流れ
方向Bに垂直に延びている。各突起3は、基部2の流れ
方向B上流側及び下流側のそれぞれの端部となる幅方向
の両端部から突出して形成されている。このような各放
電電極1は、たとえばステンレス鋼から成る。
が流れる流路29に、複数、本実施の形態では4つ設け
られ、放電電極1から流れ方向Bに垂直な鉛直方向に間
隔をあけて相互に平行に配置されている。詳しく述べる
と、各対向電極17は、各放電電極よりも大きな平板状
であり、流れ方向Bに沿って水平に各放電電極1と平行
に配置されており、各放電電極1が各対向電極17の間
にそれぞれ1つずつ位置するように、配置されている。
このとき各放電電極1の基部2を含む仮想平面22、す
なわち基部2の厚み方向の中心位置を含む仮想平面と、
放電電極1の厚み方向両側に隣接する各対向電極17を
含む仮想平面23、すなわち各対向電極17の厚み方向
の中心位置を含む仮想平面との距離D1が全て等しくな
るように配置されている。各対向電極17は、たとえば
ステンレス鋼から成る。
塵部13における流路29に、複数、本実施の形態では
5つ設けられ、流れ方向Bに垂直な鉛直方向に間隔をあ
けて水平に配置されている。各第1集塵部電極18は、
平板状であり、流れ方向Bに沿って水平に、相互に平行
に配置されている。第2集塵部電極19は、平板状であ
り、集塵部13における流路29に、複数、本実施の形
態では4つ設けられ、流れ方向Bに垂直な鉛直方向に間
隔をあけて配置されている。各第1集塵部電極18は、
平板状であり、流れ方向Bに沿って水平に、相互に平行
に配置されている。詳しく述べると、各第2集塵部電極
19は、各第1集塵部電極18とほぼ同一の大きさを有
し、流れ方向Bに沿って水平に各第1集塵部電極19と
平行に配置されており、各放電電極1が各対向電極17
間にそれぞれ1つずつ位置するように、配置されてい
る。このとき各第1集塵部電極18を含む仮想平面2
4、すなわち第1集塵部電極18の厚み方向の中心位置
を含む仮想平面と、第1集塵部電極18の厚み方向両側
に隣接する各第2集塵部電極19を含む仮想平面25、
すなわち各第2集塵部電極19の厚み方向の中心位置を
含む仮想平面との距離D2が全て等しくなるように配置
されている。これら各第1及び第2集塵部電極18,1
9は、たとえばステンレス鋼から成る。
各突起3と、対向電極17との間で、コロナ放電を発生
する為の電圧を与える電源であり、直流電源が用いられ
る。各放電電極1は、コロナ放電用電源20によって、
接地電位よりも高い電位が与えられ、対向電極17は、
接地されている。これによって放電電極1及び対向電極
17間には、放電電極1が対向電極17よりも高電位と
なるように、電圧が与えられ、放電電極1の各突起3と
対向電極との間でコロナ放電が発生される。
部電極18,19間で電界を形成する為の電圧を与える
電源であり、直流電源が用いられる。各第1集塵部電極
18は、電界形成用電源21によって、接地電位よりも
低い電位が与えられ、第2集塵部電極19は、接地され
ている。これによって第1及び第2電極18,19間に
は、第2集塵部電極19から第1集塵部電極18に向か
うにつれて高電位となる直流電界が形成される。
た断面図であり、図4は図1の左斜め上側から見た斜視
図であり、図5は図1の左斜め下側から見た斜視図であ
る。図1及び図2を併せて参照して、各放電電極1の各
突起3は、基部2の延びる方向(図1の上下方向)に等
間隔に並んで形成され、基部2から先端31に向かうに
つれて、基部2を含む前記仮想平面22から遠ざかるよ
うに形成される。詳しく述べると、各突起3は、基部2
に屈曲して連なり、前記仮想平面22に対して基部の延
びる方向に平行な軸線まわりに角度θ2、たとえば10
度以上45度以下の範囲で傾斜する仮想平面32,33
に沿って突出するように形成される。さらに具体的に
は、各突起3は、仮想平面22に対してθ2が約30度
程度傾斜した仮想平面32,33に沿って、相互に隣接
する各突起3が、仮想平面22に関して相互に逆側に向
かうように、形成される。このような各突起3は、平板
状の板材を切りだした後に、各突起3を曲げ加工するこ
とによって、形成することができる。
33に投影した形状がほぼ鈍角三角形であり、仮想平面
32,33のいずれかにほぼ沿った厚み方向両側の側面
35,36と、前記鈍角三角形の角度θ1を成す鈍角の
対辺5である最長辺に沿った第1端面37と、鈍角の頂
点を一方の端点に持つ第2端面38とを有している。第
2端面38は、各突起3が並ぶ基部2が延びる方向に垂
直方向(図1の左右方向)に対して、角度θ3を成し、
第1端面37は、第2端面38に対して、前記基部2が
延びる方向に垂直方向からさらに傾斜する方向に、角度
θ4を成している。
ために、各度θ1が大きく成りすぎないように、たとえ
ば90度を超え、かつ120度以下の範囲である。すな
わち角度θ3が0度を超え、かつ30度以下の範囲であ
る。本実施の形態では、角度θ3を10度にし、すなわ
ち角度θ1が100度である。また各突起3の先端部4
0の角度である角度θ4は、先端部40を鋭くするため
に、たとえば25度以上45度以下の範囲である。本実
施の形態では、40度である。
第2端面38とは、各突起3の先端31から基部2に向
かう方向、すなわち図1において右方向に凸となる曲
面、たとえば円弧状面を成す第3端面42によって連な
っている。これによって前述のように各突起3を曲げ加
工するときに、応力が集中することを防ぐことができ、
損傷することも防ぐことができる。また各突起3の基部
2に連なる基端部の幅、すなわち各突起3が並ぶ方向の
寸法を大きくし、かつ先端部40を鋭くすることができ
る。
面32,33に垂直な厚みが、先端31に向かうにつれ
て僅かに減少する形状、又は厚みが変化しない形状、す
なわち第1及び第2端面37,38が矩形状又はほぼ矩
形状を成すように形成されている。本実施の形態では僅
かに減少する形状、すなわち第1及び第2端面37,3
8がほぼ矩形状を成すように形成されている。これによ
って各突起3の先端31を鋭くし、かつ針のように細く
成りすぎることを防ぐことができる。このような各突起
3は、仮想平面22に投影したときの三角形が、基部2
の延びる方向に平行移動したように、整列して並んでい
る。
0.30mm以上0.64mm以下に、本実施の形態で
は、0.64mmである。仮想平面22の両側にそれぞ
れ突出する各突起3の存在する占有幅(あさり幅とい
う)W2は、0.46mm以上2mm以下とし、すなわ
ち各突起3は、先端31が基部2から前記仮想平面に垂
直な方向に突出する突出幅W1が0.08mm以上0.
75mm以下である。本実施の形態では、占有幅W2は
1.5mmにし、すなわち突出幅W1が0.43mmで
ある。各突起3の先端31における幅W4は、前述のよ
うに基部の厚みより僅かに小さい値をとる。
びる方向に垂直な方向の幅が1.0mm以上60mm以
下とし、各突起3は、前記基部2からの前記仮想平面2
2に沿った突出高さHが0.5mm以上2mm以下と
し、すなわち放電電極1の流れ方向Bの幅L2は、5m
m以上65mm以下である。本実施形態では、基部2の
幅L1が10mmにし、各突起3の突出高さHは、2.
0mmにし、すなわち放電電極1の幅L2は、14mm
である。
インチあたり4個以上18個以下、すなわちピッチが4
〜18個/インチで形成される。本形態では、1インチ
あたり10個形成されている。また各突起2の先端31
と対向電極17との前記仮想平面22に垂直な方向の間
隔D3は、5mm以上30mm以下である。本実施の形
態では、20mmである。
うに設定される。 基部2の厚みW3 :0.64mm 基部2の幅L1 :10mm 各突起3の占有幅(あさり幅)W2 :1.5mm 各突起3の突出幅W1 :0.43mm 各突起3の突出高さH :2mm 各突起3のピッチ :10個/インチ 放電電極1の幅L2 :14mm 先端31と対向電極17との間隔D3:20mm
極1及び対向電極17間に与えられる電圧は、たとえば
5kV以上25kV以下である。この電圧は好ましくは
10kV以上20kV以下である。特に前記間隔D3が
20mmである本実施の形態では、14kV以上20k
V以下である。また電界形成用電源21によって、第1
及び第2集塵部電極18,19に与えられる電圧は、た
とえば5.5kVである。
10の一部を示す側面図である。このような電気集塵装
置10は、ガスが流れる流路29に、放電電極1及び対
向電極17が設けられ、これら各電極1,17間には、
コロナ放電用電源20によって電圧が与えられる。この
ような電圧が与えられて、各電極間に形成される電界に
おいて、各突起3の先端部に電気力線が集中され、仮想
線で示すような放電領域S1において、各突起3の先端
部3と対向電極17との間で、コロナ放電を発生する。
すなわち各突起3は、放電電極1の厚み方向両側に隣接
する各対向電極17のいずれか一方に近づくように突出
しており、近接する側の対向電極17との間で放電す
る。これによってガスが帯電部12を通過するとき、各
電極間1,17間を通過することによって、ガス中の微
粒子が帯電される。しかも各突起3が基部2の幅方向両
側に設けられるので、流れ方向Bに2箇所放電領域S1
を形成することができ、微粒子状物質を確実に帯電させ
ることができる。
子を含むガスが集塵部13を通過するとき、静電気力す
なわちクーロン力によって、帯電された微粒子が第1及
び第2集塵部電極18,19に吸引されて集塵される。
特に第1及び第2集塵部電極18,19間には電圧が与
えられており、帯電された微粒子は、第1及び第2集塵
部電極18,19間を通過するときに、形成される電界
によって大きなクーロン力を受け、これによって帯電さ
れた微粒子は、第1及び第2集塵部電極18,19によ
って、確実に集塵される。
2及び各突起3を有するいわば鋸刃状の電極を用いるこ
とによって、放電電極として放電線を用いる場合と比較
して、放電電極1の耐久性を向上することができると共
に、放電効率も向上することができる。詳しく述べる
と、電気集塵装置10は、放電電極1と対向電極17と
の間の電圧が、各電極1,17間に発生する放電がコロ
ナ放電から火花放電に移行する直前の高い電圧であると
きに、高い性能を発揮することが知られているので、こ
のような高い電圧で運転されるが、ガスの湿度、微粒子
の密度及び放電電極1の汚損などによって、火花放電に
移行してしまう場合がある。
電によってコロナ放電よりも大量発生する熱による電極
の溶解及び酸化劣化する。放電電極としてたとえばφ
0.26mm又はφ0.5mmの放電線を用いた場合に
は、放電線が破断してしまう場合がある。さらに放電電
極は、コロナ放電を発生することによって、この放電に
起因する振動が発生してしまう。このような振動は、放
電効率を低下させてしまうので、振動を抑制するため
に、放電電極に張力を与えることが考えられるが、大き
な張力を与えると、放電線の場合には破断してしまうお
それがあり、張力を抑えると振動が充分に抑制されず、
放電効率が低下してしまう。これに対して本発明のよう
な鋸刃状の放電電極1を用いることによって、放電電極
1に大きな張力を与えることができ、振動を抑制して放
電効率を向上することができる。
を示すグラフである。横軸は電源電圧、すなわち電極間
電圧を示し、縦軸は放電電流を示す。第1線45は放電
電極1の電極間電圧に対する放電電流の関係を示し、第
2線46は上述の電気集塵装置10において放電電極1
に代えて放電線を用いたときの電極間電圧に対する放電
電流の関係を示す。電源電圧が0kVから約5kVまで
の範囲ならびに約13kVから約15kVまでの範囲で
は、放電電極1及び放電線の放電効率に、大きな差は生
じないが、約5kVから約13kVまでの範囲では、放
電電極1の放電効率が放電線の放電効率を大きく上回っ
ている。すなわち放電電極1を用いたときの放電電流
が、放電線を用いたときの放電電流に対して大きな比を
有している。このように各突起3を有する放電電極1
は、放電線に比べて放電効率が高い優れた放電特性を有
する。
22に投影された形状が略三角形であり、この三角形は
基部2から突出する2つの辺5,6の長さが相互に異な
る。つまり各突起3は、基部2から基部2の端部に対し
て斜め方向に突出している。これによって各突起3は、
従来技術のような二等辺三角形の突起と比較して、基部
2からの突出高さHを大きく、又は基部2に連なる辺7
に沿った長さを短くすることなく、かつ先端31を鋭
く、すなわち先端31の角度θ4を小さくすることがで
きる。従って先端31を鋭くし、電気力線を集中させて
放電効率が向上し、微粒子の帯電率も向上して集塵効率
が向上することができるし、各突起3の機械的強度の低
下及び先端部40の溶解及び酸化劣化を防止することが
できる。
仮想平面22に投影された形状は、ほぼ鈍角三角形であ
り、基部2に連なる辺7は鈍角の対片5以外の辺である
ので、鋭角三角形及び直角三角形の場合と比べて各突起
3の先端31の角度を小さくすることができる。
に向かうにつれて、前記仮想平面22から遠ざかるよう
に形成されるので、各突起3の先端31が対向電極17
に近づくように突出しており、各突起3の先端31に電
気力線を集中させ易くなり、各突起3と対向電極17と
の間でコロナ放電を発生させ易くなり、放電効率が向上
される。
には、電気力線の集中による放電効率が向上される効果
が小さく、突出幅W1が0.75mmを超えると、ガス
の流れに対して抵抗が大きくなる。これに対して突出幅
W1を0.08mm以上0.75mm以下にすることに
よって、放電効率が高く向上することができると共に、
ガスの流れに対する抵抗が大きくなることを防ぎ、装置
全体の運転効率が向上することができる。さらに突出高
さHが0.5mm未満のときには、先端部40の電気力
線の集中の度合いが小さく、放電効率が小さくなり集塵
効率が低くなり、突出高さHが2mmを超えると、機械
的強度が低くなり、かつ先端部の溶解及び酸化劣化が生
じ易くなってしまう。これに対して突出高さHを0.5
mm以上2mm以下にすることによって、放電効率が高
く向上することができると共に、各突起3の機械的強度
を高くし、かつ先端部40の溶解及び酸化劣化の発生を
防ぐことができる。
た平板状であり、幅L1が1mm以上60mm以下であ
る。幅L1が1mm未満のときには、放電電極1の強度
が低くなり、60mmを超えると、ガスの流れ方向に関
する寸法を大きくなってしまう。従って基部2を平板状
とし、幅L1を前記範囲にすることによって、ガスの流
れに対する抵抗を小さくし、かつ高い機械的強度を得る
ことができる。また基部2の幅方向両側に突起3を形成
する場合でも、幅方向両側に形成される突起3に集中す
る電気力線同士の影響を少なくすることができ、高い放
電効率を得ることができる。さらに基部2は、厚みW2
が0.30mm以上0.64mm以下である。幅W2が
0.30mm未満のときには、放電電極1の強度が低く
なり、0.64mmを超えると、ガスの流れに対する抵
抗が大きくなってしまう。従って基部2を平板状とし、
幅W2を前記範囲にすることによって、ガスの流れに対
する抵抗を小さくし、かつ高い強度を得ることができる
と共に、装置が大形化してしまうことを防ぐことができ
る。このように高い機械的強度を得ることによって、前
述のように放電電極1に大きな張力を与えることが可能
となり、振動を抑制して安定した放電を発生させ、放電
効率を向上することができる。
上18個以下形成される。1インチあたりの突起3の数
が6個未満であると、各突起3間の間隔が大きく成りす
ぎて、帯電されずに放電電極1と対向電極17との間だ
を通過してしまう微粒子状物質が存在してしまい、1イ
ンチあたりの突起3の数が18個を超えると、各突起3
の先端部40にそれぞれ集中した電気力線同士が互いに
干渉し、放電効率が低下してしまう。従って1インチあ
たりの突起3の数を前記範囲にすることによって、ガス
中の微粒子状物質を確実に帯電させることができ、かつ
各突起3の先端部40にそれぞれ集中した電気力線同士
が互いに干渉することを防止し、放電効率を高くするこ
とができる。さらに本発明は各突起3の先端31と対向
電極17との間隔D3は、5mm以上30mm以下であ
る。間隔D3が5mm未満のときには、ガスの流路29
における電極の密度が高くなり、ガスの流れに対する抵
抗が大きくなってしまい、間隔D3が30mmを超える
と、コロナ放電が発生しにくくなり、集塵効率が低下し
てしまう。従って間隔D3を前記範囲にすることによっ
て、ガスの流れに対する抵抗を小さくし、かつコロナ放
電を発生し易くして集塵効率を高くすることができる。
3が20mmであるとき、基部2の厚みW3を0.64
mmとし、基部2の幅L1を10mmとし、各突起3の
占有幅(あさり幅)W2を1.5mmとし、各突起3の
突出幅W1を0.43mmとし、各突起3の突出高さH
を2mmとし、各突起3のピッチを10個/インチと
し、放電電極1の幅L2を14mmとすることによっ
て、上述の各効果を達成し、さらに高い放電効率を達成
することができる。
高電位とする場合(以下、「プラス放電」という場合が
ある)と、対向電極17を放電電極1よりも高電位とす
る場合(以下、「マイナス放電という場合がある)とに
おける放電効率を示すグラフである。横軸は電源電圧、
すなわち電極間電圧を示し、縦軸は放電電流を示す。第
1線51は放電電極1を用いた場合のプラス放電におけ
る電極間電圧に対する放電電流の関係を示し、第2線5
2は放電電極1を用いた場合のマイナス放電における電
極間電圧に対する放電電流の関係を示す。第3線53は
前述の電気集塵装置10において、放電電極1に代えて
φ0.25mmの放電線を用いた場合のプラス放電にお
ける電極間電圧に対する放電電流の関係を示し、第4線
54は前述の電気集塵装置10において、放電電極1に
代えてφ0.25mmの放電線を用いた場合のマイナス
放電における電極間電圧に対する放電電流の関係を示
す。第5線55は前述の電気集塵装置10において、放
電電極1に代えてφ0.5mmの放電線を用いた場合の
プラス放電における電極間電圧に対する放電電流の関係
を示し、第6線56は前述の電気集塵装置10におい
て、放電電極1に代えてφ0.5mmの放電線を用いた
場合のマイナス放電における電極間電圧に対する放電電
流の関係を示す。
線55及び第6線56によって示されるように、放電線
を用いた場合には、電極間電圧が10kV以上20kV
以下の範囲において、マイナス放電がプラス放電に比べ
て放電効率が優れていること、すなわち同一の電極間電
圧に対して放電電流が高くなることが示される。このこ
とは従来技術の項でも述べたように周知である。これに
対して、第1線51及び第2線52に示されるように、
先細状に突出する各突起3を有する放電電極1を用いた
場合には、電極間電圧が14kV以上20kV以下の範
囲では、プラス放電がマイナス放電に比べて放電効率が
優れている。図8には図解を容易にするために図示され
てはいないが、突起3を有する放電電極1を用いた場合
に、電極間電圧が19kVを超え25kV以下のときに
も、放電電流は、プラス放電の場合がマイナス放電の場
合よりも高い値をとることが確認されている。また電極
間電圧が13kVから14kVまでの範囲において、プ
ラス放電とマイナス放電とで放電効率が逆転するが、電
源電圧が10kV以上13kV以下の範囲においてもプ
ラス放電における放電効率がマイナス放電における放電
効率を大きく下回ることがなく、図示されてはいない
が、電極間電圧が5kV以上10kV未満のときにも、
同様の放電特性を示すことが確認されている。
細状に突出する複数の突起3が形成されるいわば鋸刃状
の電極を用い、放電電極1が対向電極17よりも高電位
となるように電圧を与えるプラス放電とすることによっ
て、対向電極が放電電極よりも高電位となるように電圧
を与えるマイナス放電の場合と比較して、優れた放電効
率を得ることができる。すなわち同一の電圧に対してほ
ぼ同一又は大きな放電電流を得ることができる。従って
微粒子状物質を帯電させ易く、電気集塵装置10の集塵
効率及び運転効率を向上することができる。
隔D3が、5mm以上30mm以下にし、放電電極1と
対向電極17との間の電位差が、5kV以上25kV以
下であるときに、このようなプラス放電がマイナス放電
よりも優れた放電効率を示すことが、確認されている。
間隔D3が前述の範囲である場合において、放電電極1
と対向電極17との電位差が8kV未満のときには、マ
イナス放電のときの放電電流よりも、プラス放電のとき
の放電電流が大きく下回ってしまい、電位差が25kV
を超えると、火花放電が発生し易くなってしまう。従っ
て各突起3の先端31と対向電極17との間隔D3が前
記範囲にある場合に、放電電極1と対向電極17との電
位差を前記範囲にすることによって、プラス放電がマイ
ナス放電よりも優れた放電効率を示し、設定された放電
電圧に対して高い放電電流を得ることができ、かつ放電
電極1の劣化の原因となる火花放電の発生を防ぐことが
できる。
合に、放電電極1と対向電極17との間の電位差は、1
0kV以上20kV以下であることが好ましい。電極間
電圧がこのような範囲にあるときには、プラス放電のと
きの放電電流よりも、マイナス放電のときの放電電流が
下回りにくく、火花放電の発生を確実に防止される。特
に間隔D3が20mmである場合には、放電電極1と対
向電極17との間の電位差は14kV以上20kV以下
であることが好ましい。放電電極1と対向電極17との
電位差が14kV未満のときには、プラス放電のときの
放電電流よりも、マイナス放電のときの放電電流が下回
ってしまう場合があり、電位差が20kVを超えると、
火花放電が発生してしまう場合がある。これに対して間
隔D3が20mmであるとき、放電電極1と対向電極1
7との電位差が前記範囲であることによって、図8に示
すグラフから明かなように、プラス放電がマイナス放電
に比べて確実に高い放電電流を得ることができ、かつ火
花放電の発生を確実に防ぐことができる。
向上することによって、従来では、ガスを2〜3m/s
の流速で処理していたのに対し、ガスを9〜11m/s
程度の高い流速で流して処理することが可能になり、迅
速な処理を可能にすることができる。
1Aの一部を示す断面図であり、図10は放電電極1A
を用いた電気集塵装置10Aの一部を示す側面図であ
る。図9は図3に対応する図であり、図10は図6に対
応する図である。本実施の形態は、図1〜図8を参照し
て説明した実施の形態と類似の構成を有しており、対応
する部分には、同一の参照符号を付し、相違する構成に
ついてだけ説明する。放電電極1の各突起3は、仮想平
面22の両側に、交互に突出したが、放電電極1Aの各
突起3は、仮想平面22に沿って突出する突起と、仮想
平面33に沿って仮想平面22の一方側に突出する突起
と、仮想平面32に沿って仮想平面22の他方側に突出
する突起とが、基部2の延びる方向の一方(図10の右
方)に向かって、この順に繰返し並んで形成される。
すような放電領域S1において、各突起3の先端部40
と対向電極17との間で、コロナ放電を発生する。すな
わち仮想平面22に沿って突出する各突起3は、先端3
1が放電電極1の厚み方向両側に隣接する各対向電極1
7からぞれぞれ等距離にあるので、両側の対向電極17
との間で放電する。また放電電極1の厚み方向両側に隣
接する各対向電極17のいずれか一方に近づくように突
出する各突起3は、近接する側の対向電極17との間で
放電する。本実施の形態では、突出幅W1及び占有幅W
2は、仮想平面22から遠ざかるように形成される突起
3について規定するものとする。このような放電電極1
Aも、上述の実施の形態の放電電極1と同様の効果を達
成することができる。
極1Bの一部を示す断面図であり、図12は放電電極1
Bを用いた電気集塵装置10Bの一部を示す側面図であ
る。図11は図3に対応する図であり、図12は図6に
対応する図である。本実施の形態は、図1〜図8を参照
して説明した実施の形態と類似の構成を有しており、対
応する部分には、同一の参照符号を付し、相違する構成
についてだけ説明する。放電電極1Aの各突起3は、仮
想平面22に沿って突出する突起と、仮想平面33に沿
って仮想平面22の一方側に突出する突起と、仮想平面
32に沿って仮想平面22の他方側に突出する突起と、
仮想平面22に対して、基部の延びる方向と平行な軸線
まわりに角度θ2Bの角度を成して傾斜する仮想平面6
0,61に沿って仮想平面22の両側にそれぞれ突出す
る突起とを有する。各突起3は、基部2の延びる方向の
一方(図12の右方)仮想平面22、仮想平面60、仮
想平面32、仮想平面60、仮想平面22、仮想平面6
1、仮想平面33及び仮想平面61の順に、繰り返して
それぞれ突出する。角度θ2Bは、たとえば角度θ2の
2分の1である。
すような放電領域S1において、各突起3の先端部40
と対向電極17との間で、コロナ放電を発生する。すな
わち仮想平面22に沿って突出する各突起3は、先端3
1が放電電極1の厚み方向両側に隣接する各対向電極1
7からぞれぞれ等距離にあるので、両側の対向電極17
との間で放電する。また放電電極1の厚み方向両側に隣
接する各対向電極17のいずれか一方に近づくように突
出する各突起3は、近接する側の対向電極17との間で
放電する。本実施の形態では、突出幅W1及び占有幅W
2は、仮想平面22から最も遠ざかるように形成される
突起3について規定するものとする。このような放電電
極1Bも、上述の実施の形態の放電電極1と同様の効果
を達成することができる。
電極1Cを用いた電気集塵装置の一部を示す側面図であ
り、図6に対応する図である。本実施の形態は、図1〜
図8を参照して説明した実施の形態と類似の構成を有し
ており、対応する部分には、同一の参照符号を付し、相
違する構成についてだけ説明する。放電電極1は、各仮
想平面32,33に沿って、先端31に向かうにつれて
仮想平面22から遠ざかるように形成され、放電電極1
Cの各突起3は、全て仮想平面22に沿って突出する。
このような放電電極1Cでは、仮想線で示すような放電
領域S1において、各突起3の先端部40と対向電極1
7との間で、コロナ放電を発生する。すなわち各突起3
は、先端31が放電電極1の厚み方向両側に隣接する各
対向電極17からぞれぞれ等距離にあるので、両側の対
向電極17との間で放電する。
端31に向かうにつれて、仮想平面22から遠ざかるよ
うに突出することによる効果を除き、上述の実施の形態
の放電電極1と同様の効果を達成することができる。
放電効率を示すグラフである。横軸は電源電圧、すなわ
ち電極間電圧を示し、縦軸は放電電流を示す。第1線6
5は放電電極1の電極間電圧に対する放電電流の関係を
示し、第2線66は放電電極1Cの電極間電圧に対する
放電電流の関係を示す。電源電圧が0kVから約16k
Vまでの範囲では、放電電極1及び放電電極1Cの放電
効率に、大きな差は生じないが、約16kVから約19
kVまでの範囲では、放電電極1の放電効率が放電電極
1Cの放電効率を大きく上回っている。すなわち各突起
3を先端31に向かうにつれて仮想平面22から遠ざか
るように形成することによって、隣接する各突起3の先
端部40に集中する電気力線が互いに影響しなくなり、
各突起3を仮想平面22に沿って形成する場合と比較し
て、放電効率が向上される。しかも放電電極1Cでは、
電極間電圧が20kVのときには、火花放電が発生し、
好適なコロナ放電が発生しないが、各突起3を先端31
に向かうにつれて仮想平面22から遠ざかるように形成
することによって、電極間電圧が20kVであっても火
花放電に移行することなく、好適なコロナ放電が発生す
る。これによって放電電極1は、放電電極1Cに比べ
て、電極間電圧を高くして用いることができ、電気集塵
装置10の運転効率が向上することができる。
電極1Dを備える電気集塵装置10Dの一部を示す側面
図であり、図2の帯電部12の一部に対応する。本実施
の形態は、図1〜図8を参照して説明した実施の形態と
類似の構成を有しており、対応する部分には、同一の参
照符号を付し、相違する構成についてだけ説明する。
起3が形成され、放電電極1Dの各突起3は、基部2の
流れ方向上流側の端部にだけ形成されている。このよう
に各突起3が基部2の一端部だけに形成される場合であ
っても、各突起3の形状を上述のような三角形状にする
ことによる効果、及びプラス放電による効果を達成する
ことができる。
のように設定される。 基部2の厚みW3 :0.64mm 基部2の幅L1 :11.5mm 各突起3の占有幅(あさり幅)W2 :1.24mm 各突起3の突出幅W1 :0.3mm 各突起3の突出高さH :1.5mm 各突起3のピッチ :10個/インチ 放電電極1の幅L2 :13mm 先端31と対向電極17との間隔D3:15mm
Dを用いた場合のプラス放電とマイナス放電とにおける
放電効率を示すグラフである。横軸は電源電圧、すなわ
ち電極間電圧を示し、縦軸は放電電流を示す。第1線7
0は、プラス放電における電極間電圧に対する放電電流
の関係を示し、第2線71はマイナス放電における電極
間電圧に対する放電電流の関係を示す。第1線70及び
第2線71に示されるように、各寸法が前述のようにす
るとき、電極間電圧が11kV以上12kV以下の範囲
では、プラス放電がマイナス放電に比べて放電効率が優
れている。図16には図解を容易にするために図示され
てはいないが、前述のような寸法にし、間隔D3が15
mmである場合に、電極間電圧が12kVを超え25k
V以下のときにも、放電電流は、プラス放電の場合がマ
イナス放電の場合よりも高い値をとることが確認されて
いる。また電極間電圧が10kVから11kVまでの範
囲において、プラス放電とマイナス放電とで放電効率が
逆転するが、電源電圧が9kV以上10kV以下の範囲
においてもプラス放電における放電効率がマイナス放電
における放電効率を大きく下回ることがなく、図示され
てはいないが、電極間電圧が8kV以上9kV未満のと
きにも、同様の放電特性を示すことが確認されている。
このように間隔D3が9mm以上15mm以下のとき、
電源電圧を8kV以上20kV以下にすることが好まし
く、特に間隔D3が15mmであるとき、電源電圧は1
1kV以上20kV以下が好ましい。
ラス放電とマイナス放電とにおける集塵効率を示すグラ
フである。横軸は電源電圧、すなわち電極間電圧を示
し、縦軸は集塵効率、すなわち電気集塵装置10Dの流
入開口27及び流出開口28付近に、それぞれ光センサ
を用いてガス中の微粒子量を測定する手段を設け、入側
の微粒子量と出側の微粒子量とから求めた集塵率であ
る。第1線73は、プラス放電における電極間電圧に対
する集塵効率の関係を示し、第2線74はマイナス放電
における電極間電圧に対する集塵効率の関係を示す。第
1線73及び第2線74に示されるように、放電電極1
Dの各寸法が前述のようにするとき、電極間電圧が11
kV以上12kV以下の範囲では、集塵効率は、放電効
率に対応して、プラス放電がマイナス放電に比べて優れ
ている。図17には図解を容易にするために図示されて
はいないが、前述のような寸法にし、間隔D3が15m
mである場合に、電極間電圧が12kVを超え25kV
以下のときにも、集塵効率はプラス放電の場合がマイナ
ス放電の場合よりも高い値をとることが確認されてい
る。また電極間電圧が10kVから11kVまでの範囲
において、プラス放電とマイナス放電とで集塵効率が逆
転するが、プラス放電における集塵効率がマイナス放電
における集塵効率を大きく下回ることがなく、図示され
てはいないが、電極間電圧が8kV以上10kV未満の
ときにも、同様の集塵効率特性を示すことが確認されて
いる。
想平面22に沿って突出する各突起3が基部2の流れ方
向B上流側の端部にだけ形成される放電電極1F(理解
を容易にするために符号1Fを付す)においても、集塵
効率に差が生じることが確認されている。具体的に述べ
ると、集塵部電圧、すなわち第1及び第2集塵部電極1
8,19間に5.5kVの電圧が与えた場合において、
帯電部電圧、すなわち放電電極1D,1F及び対向電極
17間の電圧が11、12、13kVのときの集塵効率
を比較すると、各突起3を仮想平面22から傾斜させた
放電電極1Dを用いたときに、放電電極1Fを用いたと
きよりも優れた集塵効率を示すことがわかる。このよう
な結果から明かなように、放電効率が優れた放電電極が
優れた集塵効率を示すことがわかる。なお放電電極1F
もまた、本発明の放電電極であることは言うまでもな
い。
の例に限られたことではなく、図示していないが、各突
起3が基部2の流れ方向B両端部に形成される場合にお
いても同様の傾向を示す。
両端部に形成されてもよく、また基部2の流れ方向B上
流側又は下流側の一端部にだけ形成されてもよい。これ
らのいずれの場合にも、上述のようなプラス放電による
効果が達成されると共に、各突起3を仮想平面22から
傾斜させて形成した場合の効果も同様に達成することが
できる。
の差異を示すグラフである。横軸は電源電圧、すなわち
電極間電圧を示し、縦軸は放電電流を示す。図18に
は、第1線81に、一対の対向電極17間に、図15に
示すような放電電極1Dを1つ設けた場合の電極間電圧
に対する放電電流の関係を示し、第2線82に、一対の
対向電極間に、基部2の流れ方向B上流側端部に図9に
示す放電電極1Aと同様の並びを有する各突起3が形成
される放電電極1E(構成は図示せず)を1つ設けた場
合の電極間電圧に対する放電電流の関係を示す。また第
3線83に、一対の対向電極17間に、放電電極1Dを
流れ方向Bに間隔をあけて2つ設けた場合の電極間電圧
に対する放電電流の関係を示し、第4線84に、一対の
対向電極間に、放電電極1Eを流れ方向Bに間隔をあけ
て2つ設けた場合の電極間電圧に対する放電電流を示
す。
様に第3線83と第4線84とを比較して理解されるよ
うに、あまり大きな差異はないものの、放電電極1Dを
用いた場合の方が放電電極1Eを用いた場合よりも放電
効率が優れている。さらに放電電極1Eでは、電極間電
圧が17kVにおいて火花放電に移行したのに対し、放
電電極1Dでは、電極間電圧が17kVであっても火花
放電に移行することなく、安定したコロナ放電を発生す
る。このような点においても各突起3は、厚み方向両側
に交互に突出させることが好ましいことがわかる。また
図11に示すような各突起3の並びと比較しても、放電
電極1又は放電電極1Dのような各突起3の並びが優れ
た放電効率を示すことが確認されている。次に好ましい
各突起3の並びは、放電電極1Aまはた放電電極1Eに
示す並びであり、次に放電電極1Bに示すような並びで
あることが確認されている。このような各突起3の並び
による放電効率の差異は、隣接する各突起3に集中する
電気力線の相互の影響の差異によるものであり、厚み方
向両側に交互に突出させることによって、最も前記影響
を少なくすることができるからである。なお放電電極1
Eもまた、本発明の放電電極であることは言うまでもな
い。
電極1Gを備える電気集塵装置10Gの一部を示す側面
図であり、図2の帯電部12の一部に対応する。本実施
の形態は、図1〜図8を参照して説明した実施の形態と
類似の構成を有しており、対応する部分には、同一の参
照符号を付し、相違する構成についてだけ説明する。放
電電極1は、基部2の幅方向両側に各突起3が形成さ
れ、各突起3が仮想平面22の両側に交互に突出して形
成され、放電電極1Gの各突起3は、基部2の流れ方向
B上流側の端部の各突起3と、流れ方向B下流側の端部
の各突起3とは、先端31に向かうにつれて仮想平面2
2から遠ざかる方向が相互に逆である。具体的に述べる
と、基部2の流れ方向B上流側の端部に形成される各突
起3は、図19の下方側となる仮想平面22に対して一
方に傾斜して形成され、基部2の流れ方向B下流側の端
部に形成される各突起3は、図19の上方側となる仮想
平面22に対して他方に傾斜して形成される。
のように設定される。 基部2の厚みW3 :0.64mm 基部2の幅L1 :11.5mm 各突起3の占有幅(あさり幅)W2 :0.94mm 各突起3の突出幅W1 :0.3mm 各突起3の突出高さH :1.5mm 各突起3のピッチ :10個/インチ 放電電極1の幅L2 :13mm 先端31と対向電極17との間隔D3:15mm
側にだけ傾斜して突出するように形成される場合であっ
ても、各突起3の形状を上述のような三角形状にするこ
とによる効果、及びプラス放電による効果を達成するこ
とができる。またこのように基部2の流れ方向上B流側
端部の各突起3と、基部2の流れ方向B下流側の各突起
3とを、相互に異なる方向に突出させて形成することに
よって、基部2の流れ方向B上流側の各突起3に集中す
る電気力線と、基部2の流れ方向B下流側の各突起3に
集中する電気力線との相互の影響を少なくし、上流側の
各突起3と対向電極17との間の放電と、下流側の各突
起3と対向電極17との間の放電とが相互に干渉し合う
ことが防がれ、放電効率が向上されると共に、これによ
って放電電極1Gの幅も小さくすることも可能である。
の電気集塵装置110を簡略化して示す断面図である。
本実施の形態は、図1〜図8を参照して説明した実施の
形態と類似の構成を有しており、対応する部分には、同
一の参照符号を付し、相違する構成についてだけ説明す
る。電気集塵装置10は、帯電部12及び集塵部13を
有する二段式の電気集塵装置であり、電気集塵装置11
0は、集塵部13だけを有する一段式の電気集塵装置で
ある。ハウジング15内の流路29には、流れ方向Bに
沿って、放電電極1及び対向電極16が設けられてい
る。対向電極16は、平板状であり、流れ方向Bに垂直
な方向に等間隔に間隔をあけて、相互に平行に配置され
ている。本実施の形態では、対向電極16は、5つ設け
られている。各対向電極16間には、放電電極1がそれ
ぞれ3つずつ配置され、計12設けられている。各放電
電極1は、図1〜図8に示す形態の放電電極と同様の構
成を有し、隣接する対向電極17間の中心を含む平面に
沿ってそれぞれ配置され、流れ方向Bに間隔をあけて配
置されている。流れ方向Bに隣接する各放電電極1間の
間隔L10は、たとえば20mmである。
定される。 基部2の厚みW3 :0.64mm 基部2の幅L1 :10mm 各突起3の占有幅(あさり幅)W2 :1.24mm 各突起3の突出幅W1 :0.3mm 各突起3の突出高さH :1.5mm 各突起3のピッチ :10個/インチ 放電電極1の幅L2 :13mm 先端31と対向電極17との間隔D3:15mm
電源及び電界形成用電源である電源20によって、各電
極1,17間に電圧が与えられると、各放電電極1の各
突起3と対向電極17との間だでコロナ放電が発生し、
これによって各電極1,17間を通過するガス中の微粒
子が帯電されると共に、各放電電極1の基部2と対向電
極17との間に直流電界が形成され、前記帯電された微
粒子が、放電電極1の基部2又は対向電極17に、クー
ロン力によって集塵される。
あっても、各突起3の形状を上述のような三角形状にす
ることによる効果、及びプラス放電による効果を達成す
ることができる。たとえば一段式電気集塵装置110の
放電電極1に代えて、前述の放電電極1Dなどを設ける
ようにしてもよく、このような一段式の電気集塵装置に
おいても、各突起3の仮想平面22からの傾斜のしかた
によって、集塵効率が異なる。
いて、放電電極1Dと放電電極1Fとにおいても、集塵
効率に差が生じることが確認されている。具体的に述べ
ると、集塵部電圧、すなわち放電電極1D,1F及び対
向電極17間の電圧が8.0、8.5、9.0kVのと
きの集塵効率を比較すると、各突起3を仮想平面22か
ら傾斜させた放電電極1Dを用いたときに、放電電極1
Fを用いたときよりも優れた集塵効率を示すことがわか
る。このような結果から明かなように、一段式電気集塵
装置において、放電効率が優れた放電電極が優れた集塵
効率を示すことがわかる。なお放電電極1Fも、本発明
の放電電極であることは言うまでもない。
ることはなく、構成を変更することができる。たとえ
ば、各放電電極の各突起3は、仮想平面22に投影した
形状がほぼ鈍角三角形であるものに代えて、ほぼ直角三
角形又はほぼ鋭角三角形となる形状であってもよい。特
に、仮想平面22に投影した形状が直角三角形である場
合には、鋭角三角形に比べて、基部から突出する辺に対
応する第1及び第2端面が、基部2から離反する方向に
臨んで、又は基部2の端部に垂直であり、各突起3を容
易に形成することができる。
更できることは言うまでもない。
放電電極及び対向電極が設けられ、これら各電極間に
は、コロナ放電用電源によってコロナ放電を発生する電
圧が与えられる。これによってガスが各電極間を通過す
ることによって、ガス中の微粒子が帯電され、この帯電
された微粒子は、静電気力によって集塵される。このよ
うに微粒子を帯電させるために対向電極との間でコロナ
放電を発生する放電電極は、基部から先細状突出する複
数の突起が形成され、各突起は対向電極に近づくように
突出している。また放電電極は、突起を有する放電電極
が用いられ、放電電極が対向電極よりも高電位となるよ
うに電圧を与える場合が、対向電極が放電電極よりも高
電位となるように電圧を与える場合に対して、同一の電
位差で比較して、対向電極との間で大きな放電電流を得
ることができる。したがって電気集塵装置の運転効率を
向上することができる。
に、放電電極及び対向電極が設けられ、これら各電極間
には、コロナ放電用電源によってコロナ放電を発生する
電圧が与えられる。これによってガスが各電極間を通過
することによって、ガス中の微粒子が帯電され、この帯
電された微粒子は、静電気力によって集塵される。この
ように微粒子を帯電させるために対向電極との間でコロ
ナ放電を発生する放電電極は、基部から先細状突出する
複数の突起が形成されている。またコロナ放電用電源
は、放電電極が対向電極よりも高電位となるように電圧
を与える。突起を有する放電電極を用い、かつ放電電極
が対向電極よりも高電位となるように電圧を与えること
によって、対向電極が放電電極よりも高電位となるよう
に電圧を与える場合と比較して、同一の電圧に対して大
きな放電電流を得ることができる。従って電気集塵装置
の運転効率が向上する。前記各突起の先端と対向電極と
の間隔は、5mm以上30mm以下にし、放電電極と対
向電極との間の電位差は、5kV以上25kV以下であ
る。前記各突起の先端と対向電極との間隔が5mm未満
のときには、ガスの流路における電極の密度が高くな
り、ガスの流れに対する抵抗が大きくなってしまい、間
隔が30mmを超えると、コロナ放電が発生しにくくな
り、運転効率が低下してしまう。従って各突起の先端と
対向電極との間隔を前記範囲にすることによって、ガス
の流れに対する抵抗を小さくし、かつコロナ放電を発生
し易くして運転効率を高くすることができる。各突起の
先端と対向電極との間隔が前述のようにする場合におい
て、放電電極と対向電極との電位差が8kV未満のとき
には、対向電極が放電電極よりも高電位となるときの放
電電流よりも、放電電極が対向電極よりも高電位となる
ときの放電電流が大きく下回ってしまい、電位差が25
kVを超えると、火花放電が発生し易くなってしまう。
従って各突起の先端と対向電極との間隔が前記範囲にあ
る場合に、放電電極と対向電極との電位差を前記範囲に
することによって、選択された放電電圧に対して高い放
電電流を得ることができ、かつ火花放電の発生を防ぐこ
とができる。
との間の電位差は、10kV以上20kV以下である。
このように電位差の範囲をさらに限定することによっ
て、対向電極が放電電極よりも高電位となるときの放電
電流よりも、放電電極が対向電極よりも高電位となると
きの放電電流が下回りにくくすることができ、火花放電
を発生を確実に防ぐことができる。
対向電極との間隔は、20mmにし、放電電極と対向電
極との間の電位差が14kV以上20kV以下である。
各突起の先端と対向電極との間隔が前述のようにする場
合において、放電電極と対向電極との電位差が14kV
未満のときには、対向電極が放電電極よりも高電位とな
るときの放電電流よりも、放電電極が対向電極よりも高
電位となるときの放電電流が下回ってしまう場合があ
り、電位差が20kVを超えると、火花放電が発生して
しまう場合がある。これに対して各突起の先端と対向電
極との間隔を前記値にし、放電電極と対向電極との電位
差を前記範囲にすることによって、選択された放電電圧
に対して確実に高い放電電流を得ることができ、かつ火
花放電の発生を確実に防ぐことができる。
対向電極との間隔は、9mm以上15mm以下にし、放
電電極と対向電極との間の電位差が11kV以上20k
V以下である。各突起の先端と対向電極との間隔を前述
のようにする場合において、放電電極と対向電極との電
位差が11kV未満のときには、対向電極が放電電極よ
りも高電位となるときの放電電流よりも、放電電極が対
向電極よりも高電位となるときの放電電流が下回ってし
まう場合があり、電位差が20kVを超えると、火花放
電が発生してしまう場合がある。これに対して各突起の
先端と対向電極との間隔を前記値にし、放電電極と対向
電極との電位差を前記範囲にすることによって、選択さ
れた放電電圧に対して確実に高い放電電流を得ることが
でき、かつ火花放電の発生を確実に防ぐことができる。
仮想平面に投影された形状が略三角形であり、この三角
形は基部から突出する2つの辺の長さが相互に異なる。
つまり各突起は、基部から基部の端部に対して斜め方向
に突出している。これによって各突起は、従来技術のよ
うな二等辺三角形の突起と比較して、基部からの突出高
さを高く、又は基部に連なる辺の長さを短くすることな
く、かつ先端を鋭く、すなわち先端の角度を小さくする
ことができる。従って先端を鋭くして放電効率が向上
し、微粒子の帯電率も向上して集塵効率が向上すること
ができるし、各突起の機械的強度の低下及び先端部の溶
解及び酸化劣化を防止することができる。このように従
来技術では相反して生じた課題を同時に解決することが
できる。
て形成されてもよく、また先端に向かうにつれて、前記
仮想平面から遠ざかるように形成されてもよい。
想平面に投影された形状は、ほぼ直角三角形であり、基
部に連なる辺は斜辺以外の辺であるので、鋭角三角形の
場合と比べて各突起の先端の角度を小さくすることがで
き、かつ基部から突出する辺に対応する突起の面は、基
部から離反する方向に臨んで、又は基部から離反する方
向に平行であり、各突起を容易に形成することができ
る。
想平面に投影された形状は、ほぼ鈍角三角形であり、基
部に連なる辺は鈍角の対片以外の辺であるので、鋭角三
角形及び直角三角形の場合と比べて各突起の先端の角度
を小さくすることができる。
す平面図である。
簡略化して示す断面図である。
である。
る。
である。
示すグラフである。
断面図である。
一部を示す側面図である。
Bを示す断面図である。
一部を示す側面図である。
Cを用いた電気集塵装置10Cの一部を示す側面図であ
る。
すグラフである。
Dを用いた電気集塵装置10Dの一部を示す側面図であ
る。
ナス放電の放電効率を示すグラフである。
ナス放電の集塵効率を示すグラフである。
示すグラフである。
Gを用いた電気集塵装置10Gの一部を示す側面図であ
る。
置110を簡略化して示す断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 集塵すべき微粒子状物質を含むガスが流
れる流路に設けられ、ガスの流れ方向に交差する方向に
沿って延びる基部の前記ガスの流れ方向の端部からガス
の流れ方向に沿って先細状に突出する複数の突起が形成
される放電電極と、 前記ガスの流路に、放電電極からガスの流れ方向に垂直
な方向に両側に間隔をあけて配置される対向電極と、 放電電極の各突起と対向電極との間でコロナ放電を発生
し、かつ放電電極が対向電極よりも高い電位となるよう
に電圧を与えるコロナ放電用電源とを含み、 前記各突起は、放電電極の両側の対向電極のいずれか一
方に近づくように突出する突起を有し、 前記放電電極は、放電電極と対向電極との間の電位差が
同一の電位差で比較して、対向電極を放電電極よりも高
い電位とする場合に比べて放電電極を対向電極よりも高
い電位とする場合に、対向電極との間で大きな放電電流
を得られることを特徴とする電気集塵装置。 - 【請求項2】 集塵すべき微粒子状物質を含むガスが流
れる流路に設けられ、ガスの流れ方向に交差する方向に
沿って延びる基部の前記ガスの流れ方向の端部からガス
の流れ方向に沿って先細状に突出する複数の突起が形成
される放電電極と、 前記ガスの流路に、放電電極からガスの流れ方向に垂直
な方向に間隔をあけて配置される対向電極と、 放電電極の各突起と対向電極との間でコロナ放電を発生
し、かつ放電電極が対向電極よりも高い電位となるよう
に電圧を与えるコロナ放電用電源とを含み、 前記各突起の先端と対向電極との前記基部を含む仮想平
面に垂直な方向の間隔は、5mm以上30mm以下に
し、 コロナ放電用電源は、放電電極と対向電極との間の電位
差が5kV以上25kV以下になるように電圧を与える
ことを特徴とする電気集塵装置。 - 【請求項3】 コロナ放電用電源は、放電電極と対向電
極との間の電位差が10kV以上20kV以下になるよ
うに電圧を与えることを特徴とする請求項1または2記
載の電気集塵装置。 - 【請求項4】 前記各突起の先端と対向電極との前記基
部を含む仮想平面に垂直な方向の間隔は、20mmに
し、 コロナ放電用電源は、放電電極と対向電極との間の電位
差が14kV以上20kV以下になるように電圧を与え
ることを特徴とする請求項1または2記載の電気集塵装
置。 - 【請求項5】 前記各突起の先端と対向電極との前記基
部を含む仮想平面に垂直な方向の間隔は9mm以上15
mm以下にし、 コロナ放電用電源は、放電電極と対向電極との間の電位
差が8kV以上20kV以下になるように電圧を与える
ことを特徴とする請求項1または2記載の電気集塵装
置。 - 【請求項6】 前記各突起は前記基部を含む仮想平面に
投影された形状が略三角形であり、この三角形は基部か
ら突出する2つの辺の長さが相互に異なることを特徴と
する請求項1〜5のいずれかに記載の電気集塵装置。 - 【請求項7】 前記各突起の前記仮想平面に投影された
形状は、ほぼ直角三角形であり、基部に連なる辺は斜辺
以外の辺であることを特徴とする請求項6記載の電気集
塵装置。 - 【請求項8】 前記各突起の前記仮想平面に投影された
形状は、ほぼ鈍角三角形であり、基部に連なる辺は鈍角
の対辺以外の辺であることを特徴とする請求項6記載の
電気集塵装置。
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