CN112512695A - 电集尘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电集尘装置，其能抑制离子风的降低集尘效果的作用，提高集尘效率。电集尘装置(1)具备：集尘极(4)，形成有多个开口，沿着气体流G方向设置；以及放电极(5)，与集尘极(4)并排地配置，放电极(5)在气体流方向连续具有多个朝向面对的集尘极(4)中的仅一方的集尘极(4)突出的电晕放电用的电晕放电部(8)。多个集尘极(4)和多个放电极(5)在与气体流G方向正交的方向交替地排列。在气体流G方向的上游区域(S1)和下游区域(S2)的每一个中，电晕放电部(8)全部朝向相同方向突出。

Description

电集尘装置
技术领域
本发明涉及一种电集尘装置。
背景技术
作为以往的电集尘装置，已知有具备沿着气体流平行地排列的平板状的集尘极和在该集尘极的中央排列的具有锐利的形状的放电极的电集尘装置。
在电集尘装置中，在集尘极与放电极之间施加直流高电压，在放电极进行稳定的电晕放电，由此使气体流中的灰尘带电。带电后的灰尘在放电极与集尘极之间的电场下通过作用于灰尘的库仑力的作用被捕集到集尘极，在以往的集尘理论中对此进行了说明。
再者，专利文献1、2的电集尘装置具备集尘极，该集尘极具备用于使灰尘通过的多个贯通孔，在内部具有用于捕集灰尘的封闭空间。在专利文献1、2中，经由该贯通孔将灰尘封入封闭空间，由此使捕集灰尘不易再飞散。
专利文献3的电集尘装置具备集尘极，该集尘极包括具有65％到85％的开口率的接地电极和对气体进行捕集的集尘过滤层。通过具备这样的集尘极，在专利文献3中，在与气体流正交的截面内产生离子风，生成在放电极与集尘极之间循环的螺旋状的气体流，高效地捕集灰尘。在专利文献3中，积极地利用离子风，但本实例的目的在于主要将灰尘捕集至集尘过滤层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5761461号公报
专利文献2：日本专利第5705461号公报
专利文献3：日本专利第4823691号公报
发明内容
发明要解决的问题
电集尘装置的集尘效率η可以通过公知的下述的多依奇(Deutsch)公式(式(1))来计算出。W为集尘性指数(粒子状物质的移动速度)，f为每单位气体量的集尘面积。
η＝1-exp(-w×f)···(1)
在上述式(1)中，灰尘(粒子状物质)的移动速度w被设为由库仑力所产生的力和气体的粘性阻力的关系决定。在多依奇公式(上述式(1))中，被设为灰尘从放电极在电场中移动，离子风在对性能的影响方面未被直接考虑。然而，作为其性能设计的前提的灰尘浓度具有始终在放电极与集尘极之间的集尘空间内均匀这样的前提条件，离子风被认为是产生气体的紊乱而使灰尘浓度均匀的主要原因之一。
在电极间施加了负电压时，在放电极通过电晕放电产生负离子，其结果是产生离子风，在正电压的情况下，通过正离子产生离子风。以下，将产业用的电集尘装置作为基础进行考虑，对施加负电压的实例进行记载，但即使是正电压也是同样的。
在放电极产生的离子风朝向集尘极以横穿气体流的方式流动。到达集尘极的离子风在集尘极反转而改变流动方向。由此，在电极间产生螺旋状的紊流。
紊流中的从放电极朝向集尘极的流动具有将灰尘运送至集尘极附近的作用。被运送至集尘极附近的灰尘最终通过库仑力而被捕集。
然而，在集尘极反转后的离子风使灰尘向远离作为收集体的集尘极的方向移动，因此也具有阻碍集尘这样的作用。
在专利文献3中，记载有也考虑了离子风的效果的电集尘装置。然而，在该实例中，是将离子风送入位于具有开口部的集尘极的背后的过滤层的构造，其目的在于在不受主气体的影响的部位进行集尘，构造也复杂，并且在干式中难以进行附着灰尘的剥离回收。
本发明是鉴于这样的事实而完成的，着眼于在以往的电集尘装置中未被考虑的离子风，目的在于提供一种电集尘装置，其能抑制降低集尘效果的离子风的背离作用，提高集尘效率。
技术方案
为了解决上述问题，本发明的电集尘装置采用以下方案。
即，本发明的一个方案的电集尘装置具备：集尘极，形成有多个开口，沿着气体流方向设置；以及放电极，与所述集尘极并排地配置，所述放电极在所述气体流方向连续具有多个朝向面对的所述集尘极中的仅一方的该集尘极突出的电晕放电用的电晕放电部。
通过在集尘极设置多个开口，允许从放电极朝向集尘极流动的离子风的一部分向集尘极的背侧穿过。由此，能抑制离子风在集尘极被反转而背离的流动。
放电极在气体流方向连续具有多个朝向面对的集尘极中的仅一方的集尘极突出的电晕放电用的电晕放电部。由此，能使离子风从在气体流方向连续的多个电晕放电部仅朝向一方流动，因此，能尽可能地减少来自在气体流方向相邻的电晕放电部的离子风的干扰而提高集尘效率。
作为集尘极，可列举出将多个具有刚性的构件以规定间隔在气体的流通方向排列而成的离散型集尘极。作为具有刚性的构件，例如可列举出管形状的构件。此外，作为其他形式的集尘极，例如，可列举出将具有多个贯通孔的一张板状体沿着气体的流通方向设置而成的平板集尘极。作为平板集尘极，例如可使用冲孔金属。
而且，在本发明的一个方案的电集尘装置中，多个所述集尘极和多个所述放电极在与所述气体流方向正交的方向交替地排列，在所述气体流方向的规定区域中，各所述放电极的所述电晕放电部全部朝向相同的一个方向突出。
在多个集尘极和多个放电极在与气体流方向正交的方向交替地排列的情况下，在气体流方向的规定区域中，全部的电晕放电部朝向相同方向突出。由此，在规定区域的整体中，离子风跨越多个集尘极朝向一样的方向，离子风的干扰被抑制，能提高集尘效率。
而且，在本发明的一个方案的电集尘装置中，在所述规定区域的下游的下游区域中，各所述放电极的所述电晕放电部全部朝向与所述一个方向相反的另一个方向突出。
在规定区域的下游的下游区域中，全部的电晕放电部朝向与规定区域的电晕放电部相反的另一个方向突出。由此，使在规定区域中偏向一个方向的离子风在下游区域中向另一个方向改变朝向，由此能进一步提高集尘效率。
发明效果
根据本发明的电集尘装置，能抑制离子风从集尘极背离，提高集尘效率。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的电集尘装置的横截面图。
图2是表示图1的A-A向视的局部放大图。
图3是表示电晕放电部的配置的变形例的横截面图。
图4是表示电晕放电部的配置的另一变形例的横截面图。
图5是表示集尘极的管构件的横截面的外形的变形例的横截面图。
图6是表示使用了槽(channel)构件的电集尘装置的横截面图。
图7是表示使用了平板形的集尘极的电集尘装置的横截面图。
图8是表示网带的局部放大图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的电集尘装置的一个实施方式进行说明。
在图1中示出本实施方式的电集尘装置的横截面图。在图1中，气体流G为水平流，从纸面左侧朝向右侧流动。
电集尘装置1在壳体2内具备：多个集尘极4，沿着气体流G排列；多个放电极5，与集尘极4并排地配置；以及电源(未图示)。
壳体2具备气体入口部2a、主体部2b以及气体出口部2c。从气体入口部2a流入的气体被向主体部2b引导并被集尘后，被从出口部2c向外部排出。
设于壳体2的主体部2b的集尘极4和放电极5在与气体流G正交的方向交替地排列。需要说明的是，图1所示的电集尘装置1是概略地示出的，放电极5和集尘极4的尺寸和设置数不限定于图示的例子。
集尘极4与放电极5相互隔离并被电绝缘。放电极5与壳体2也被绝缘。集尘极4被接地，在放电极5连接有电源(未图示)。放电极5位于相邻的集尘极4的中间位置。
集尘极4被设为多个管构件4a以规定间隔在气体流G的流通方向排列而成的离散式集尘极。各管构件4a被设为具有刚性的金属性。各管构件4a以轴线与气体流G正交的方式朝向上下方向(垂直纸面的方向)配置。通过使用共同的框体将在气体流G方向排列的各管构件4a彼此分别固定，各集尘极4成为独立的构成。
放电极5被配置为夹在集尘极4之间。放电极5分别具有装配基材7和多个电晕放电部8。装配基材7是由具有导电性的材质构成的棒状或板状的构件。装配基材7与面对的集尘极4大致平行地配置。
电晕放电部8是通过对放电极5施加电压而发生电晕放电的。电晕放电部8被设为以朝向面对的集尘极4突出的方式固定于装配基材7的突起，顶端成为尖细的刺状。如图2所示，电晕放电部8在与气体流G正交的方向即高度方向配置有多个。各电晕放电部8被配置为在气体流G方向上位于相邻的管构件4a的中央。不过，电晕放电部8在气体流G方向上的位置并不限定。
如图1所示，壳体2内在气体流G方向分开形成有上游区域S1和下游区域S2。即，在上游区域S1与下游区域S2之间形成有未设有集尘极4和放电极5的区域。
对于上游区域S1的集尘极4和放电极5以及下游区域S2的集尘极4和放电极5而言，对应的集尘极4和放电极5彼此在气体流G方向上被配置于相同直线上。需要说明的是，本发明并不限定于这样各集尘极4和各放电极5被配置于相同直线上，也可以是下游区域S2的集尘极4和放电极5相对于上游区域S1的集尘极4和放电极5在与气体流G方向正交的方向错开地配置。
上游区域S1的电晕放电部8全部朝向相同方向即纸面中上方向被装配。另一方面，下游区域S2的电晕放电部8全部朝向与上游区域S1相反的方向即纸面中下方向被装配。
在上游区域S1的电晕放电部8所朝向的方向的上游侧角部，遮蔽板3a被固定于壳体2。此外，在下游区域S2的电晕放电部8所朝向的方向的上游侧角部，遮蔽板3b被固定于壳体2。
遮蔽板3a、3b阻挡气体流入壳体2与邻接于壳体2的集尘极4之间，以向其他集尘极4与放电极5之间流动的方式引导。
遮断板3a、3b的作用终究只是辅助的作用，其装配方法、尺寸不特别限定。此外，也可以省略遮蔽板3a、3b。
虽然未图示，但在电集尘装置1设有用于剥离附着于集尘极4的粒子状物质的锤打装置。锤打装置具有锤子，利用锤子对集尘极4进行锤打，由此通过振动将附着于表面的粒子状物质剥离去除。
从集尘极4去除粒子状物质的方法不限定于使用了锤打装置的锤打。例如，也可以通过对被捕集于集尘极4的粒子状物质吹送气体的方法、或者使用声波喇叭(sonic horn)照射声波的方法将粒子状物质从集尘极4去除。此外，也可以通过在湿式的电集尘装置中进行的利用清洗液实现的清洗从集尘极4去除粒子状物质。
接着，对本实施方式的电集尘装置1的动作进行说明。
在电集尘装置1中，对放电极5施加电压，由此在电晕放电部8的顶端发生电晕放电。气体流中所包含的粒子状物质通过电晕放电而带电。在以往的电集尘装置的捕集原理中，带电后的粒子状物质通过库仑力被吸引至集尘极4，被捕集到集尘极4上，但实际上离子风的影响较大地发挥作用。
若发生电晕放电，则在电晕放电部8附近产生负离子，该负离子因电场而朝向集尘极4移动，产生离子风。朝向集尘极4流动的离子风以使气体流中所包含的粒子状物质移动至集尘极4的附近的方式发挥作用。由此，将粒径小、不易带电的粒子状物质运送至库仑力所作用的区域内，因此捕集效率提高。
包含粒子状物质且朝向集尘极4流动的离子风的一部分穿过集尘极4的管构件4a之间。
在上游区域S1中，电晕放电部8全部朝向一个方向(图1中上方向)。因此，离子风朝向一个方向，气体流在整个上游区域S1中如箭头所示那样在图1中朝向斜上方。
相对于此，在下游区域S2中，电晕放电部8全部朝向相反方向(图1中下方向)。因此，离子风朝向相反方向，气体流在整个下游区域S2中如箭头所示那样在图1中朝向斜下方。
根据本实施方式，起到以下的作用效果。
通过在集尘极4的管构件4a之间设置多个开口，允许从放电极5朝向集尘极4流动的离子风的一部分向集尘极4的背侧穿过。由此，能抑制离子风在集尘极4被反转而背离的流动。
放电极5在气体流G方向连续具有多个朝向面对的集尘极4中的仅一方的集尘极4突出的电晕放电部8。由此，能使离子风从在气体流G方向连续的多个电晕放电部8仅朝向一方流动，因此，能尽可能地减少来自在气体流方向相邻的电晕放电部8的离子风的干扰而提高集尘效率。
采用多个集尘极4和多个放电极5在与气体流G方向正交的方向交替地排列的构成，在气体流G方向的上游区域S1和下游区域S2的每一个中，全部的电晕放电部8朝向相同方向突出。由此，在各区域S1、S2的整体中，离子风跨越多个集尘极4朝向一样的方向，离子风的干扰被抑制，能提高集尘效率。
在上游区域S1的下游的下游区域S2中，全部的电晕放电部8朝向与上游区域S1的电晕放电部8相反的方向突出。由此，使在上游区域S1中偏向一个方向的离子风在下游区域S2中向另一个方向改变朝向，由此能进一步提高集尘效率。
在图3中示出电晕放电部8的朝向的变形例。在图1所示的实施方式中，在上游区域S1和下游区域S2中改变了电晕放电部8的朝向，但本发明并不限定于此。例如，如图3所示，也可以在气体流G方向上的规定区间，仅朝向一个方向(图3中上方向)连续地(在图3中连续三个地)设置电晕放电部8，之后，向相反方向(图3中下方向)连续地设置电晕放电部8。作为这样的电晕放电部8的配置，也能抑制离子风由于相邻的电晕放电部8的影响而发生干扰，并且，能使离子风在多个集尘极4向与气体流G交叉的方向流动。因此，如图4所示的另一变形例那样，也可以将连续的两个电晕放电部8交替地朝向相反方向。
在图5中，集尘极4的管构件4a的横截面的外形并不限定于圆形。例如，如图5的(a)所示，也可以是制成在角部带有圆弧的大致正方形的管构件4b，如图5的(b)所示，也可以是制成在角部带有圆弧的长方形的管构件4c，如图5的(c)所示，也可以是制成大致コ字形的凹形的槽构件4d。即，在采用使用了多个棒状构件的离散型的集尘极4的情况下，管构件4a、4b、4c、槽构件4d具有被设为规定值以上的截面惯性矩以便能确保刚性的横截面即可。
在图6中示出配置有图5的(c)所示的凹形的槽构件4d的例子。如图6所示，电晕放电部8被配置为朝向槽构件4d的凸侧。通过这样配置，来自电晕放电部8的离子风容易向槽构件4d的背面侧穿过。各电晕放电部8被配置为在气体流G方向上位于相邻的槽构件4d的中央。不过，电晕放电部8在气体流G方向上的位置并不限定。
在图7中示出代替使用了多个棒状构件的离散型的集尘极4而由使用了冲孔金属等的平板4e构成集尘极4的情况。在平板4e均匀地形成有大致相同形状的贯通孔4e1。贯通孔4e1的形状可以是圆形，也可以是椭圆形、多边形。即使是这样的平板形的集尘极4，也能与上述的实施方式同样地使离子风向与气体流G方向正交的方向流动而通过集尘极4。
此外，如图8所示，作为集尘极4，也可以使用网带。网带是将金属细线编织成面状而成的，具有挠性。构成为将网带以环状(endless shape)卷绕于多个旋转构件(旋转驱动辊)，使网带在气体流路与该气体流路的外侧之间适当移动。附着于网带的灰尘在气体流路的外侧由刷子去除。
符号说明
1 电集尘装置
2 壳体
2a 气体入口部
2b 主体部
2c 气体出口部
3a、3b 遮蔽板
4 集尘极
4a、4b、4c 管构件
4d 槽构件
4e 平板
5 放电极
7 装配基材
8 电晕放电部
G 气体流
S1 上游区域(规定区域)
S2 下游区域

Claims (3)

1.一种电集尘装置，具备：
集尘极，形成有多个开口，沿着气体流方向设置；以及
放电极，与所述集尘极并排地配置，
所述放电极在所述气体流方向连续具有多个朝向面对的所述集尘极中的仅一方的该集尘极突出的电晕放电用的电晕放电部。
2.根据权利要求1所述的电集尘装置，其中，
多个所述集尘极和多个所述放电极在与所述气体流方向正交的方向交替地排列，
在所述气体流方向的规定区域中，各所述放电极的所述电晕放电部全部朝向相同的一个方向突出。
3.根据权利要求2所述的电集尘装置，其中，
在所述规定区域的下游的下游区域中，各所述放电极的所述电晕放电部全部朝向与所述一个方向相反的另一个方向突出。
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