CN113164973A - 电气集尘装置 - Google Patents

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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

本发明所提供的电气集尘装置包括：集尘部，该集尘部对带电粒子进行收集；以及微波产生部，该微波产生部产生导入集尘部的微波，利用微波来使集尘部所收集的带电粒子燃烧。

Description

电气集尘装置
技术领域
本发明涉及电气集尘装置。
背景技术
以往，已知有对来自柴油发动机等的废气进行处理的电气集尘装置(例如，参照专利文献1、2、3、4及5)。
专利文献1：日本专利特开2013-188708号公报
专利文献2：日本专利特开2012-170869号公报
专利文献3：日本专利特开2011-245429号公报
专利文献4：日本专利特开2011-252387号公报
专利文献5：日本专利特开2016-53341号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在电气集尘装置中，优选使能量高效化。另外，正在研究将DPF(DieselParticular Filter：柴油微粒过滤器)用于船舶，但DPF的船舶用途尚未被实用化。另外，DPF较大且较重，因此，不适于船舶用途。发明内容
为了解决上述问题，在本发明的第一方式中，提供一种电气集尘装置。电气集尘装置包括：集尘部，该集尘部对带电粒子进行收集；以及微波产生部，该微波产生部产生导入集尘部的微波，利用微波来使集尘部所收集的带电粒子燃烧。
微波产生部也可以具有频率控制部，该频率控制部变更微波的频率，从而使不同位置的带电粒子燃烧。
微波产生部也可以具有偏振控制部，该偏振控制部对微波的偏振方向进行控制。
集尘部也可以具有第1电极和第2电极。集尘部也可以利用由第1电极与第2电极之间的电位差所产生的电场，来收集带电粒子。在集尘部中，由第1电极与第2电极之间的电位差所产生的电场的位置也可以与由微波所施加的电场的位置不同。
微波产生部也可以断续地产生微波。微波产生部也可以以预定的时间间隔产生微波。
微波产生部也可以使收集至集尘部的带电粒子燃烧分解的状态下所产生的微波的能量比收集至集尘部的带电粒子不燃烧的状态下所产生的微波的能量要小。微波产生部也可以使产生微波的时间间隔或微波的照射时间可变更。微波产生部也可以使收集至集尘部的带电粒子持续燃烧的状态下所产生的微波的脉冲宽度比收集至集尘部的带电粒子不持续燃烧的状态下所产生的微波的脉冲宽度要小。
微波产生部也可以使微波的输出可变更。微波产生部也可以使收集至集尘部的带电粒子燃烧分解的状态下所产生的微波的脉冲振幅比收集至集尘部的带电粒子不燃烧分解的状态下所产生的微波的脉冲振幅要小。
微波产生部也可以基于收集至集尘部的带电粒子的收集状态，来产生微波。
电气集尘装置也可以还包括经过时间测量部，该经过时间测量部对从微波停止产生起的经过时间进行测量。微波产生部也可以基于经过时间测量部所测得的经过时间，来产生微波。
电气集尘装置也可以还包括粒子量测量部，该粒子量测量部对收集至集尘部的所述带电粒子的量进行测量。微波产生部也可以基于粒子量测量部所测得的带电粒子的量，来产生微波。电气集尘装置也可以包括多个粒子量测量部。
所述带电粒子可以通过使气体源所排出的废气中所包含的粒子带电而生成。集尘部也可以对带电粒子进行收集。微波产生部也可以基于气体源的燃料的种类，来产生微波。微波产生部也可以基于气体源的燃料的种类，来对产生微波的时间间隔、以及微波的频率和偏振方向中的至少一个进行控制。
集尘部也可以具有温度传感器，该温度传感器对集尘部的温度进行检测。微波产生部也可以基于温度传感器所检测出的温度，来产生微波。
集尘部也可以具有分别配置于不同位置的多个温度传感器。微波产生部也可以基于多个温度传感器所检测出的温度，来产生微波。
电气集尘装置也可以还包括浓度测量部，该浓度测量部对集尘部中的二氧化碳、氧及一氧化碳中的至少一个的浓度进行测量。微波产生部也可以基于浓度测量部所测得的浓度，来产生微波。电气集尘装置也可以包括多个浓度测量部。
集尘部也可以还具有催化剂，该催化剂促进带电粒子因微波而引起的燃烧。催化剂也可以设于集尘部的一部分。
催化剂也可以涂布于集尘部的内壁。
集尘部也可以还具有集烟部，该集烟部对带电粒子因微波而引起的燃烧所产生的烟进行收集。集烟部也可以沿微波的行进方向呈周期性地进行配置。配置集烟部的周期也可以等于微波的周期。
另外，上述发明的概要并不是对本发明的所有必要特征进行列举。此外，这些特征群的子组合也可以构成发明。
附图说明
图1是表示组装有本发明的一个实施方式所涉及的电气集尘装置20的废气处理系统10的一个示例的图。
图2是表示本发明一个实施方式所涉及的电气集尘装置20的结构的框图。
图3是表示集尘部22的一个示例的概念图。
图4是表示微波的照射模式的一个示例的图。
图5是表示微波的照射模式的另一个示例的图。
图6是表示图3的位置P1～位置P5处的吸收功率的图。
图7是表示使微波断续照射及连续照射的情况下带电粒子28的燃烧率的注入能量依赖性的图。
图8是表示伴随带电粒子28因微波燃烧分解而产生的氧(O2)、二氧化碳(CO2)及一氧化碳(CO)的浓度的时间依赖性的图。
图9是微波的照射模式的另一个示例。
图10是微波的照射模式的另一个示例。
图11是表示本发明一个实施方式所涉及的电气集尘装置20的一个示例的图。
图12是表示分隔壁32(第2电极)的构成的一个示例的图。
图13是表示图12中的X轴方向的位置X1处的YZ截面的一个示例的图。
图14是表示图12中的X轴方向的位置X2处的YZ截面的一个示例的图。
图15是表示本发明一个实施方式所涉及的电气集尘装置20的另一个示例的图。
图16是表示图12中的X轴方向的位置X2处的YZ截面的另一个示例的图。
图17是表示图12中的X轴方向的位置X2处的YZ截面的另一个示例的图。
图18是表示图12中的X轴方向的位置X1处的YZ截面的另一个示例的图。
图19是表示图11及图12的集尘部22中穿过外壁39、开口48、空间41、开口38、第1电极30及分隔壁32(第2电极)的XY截面的图。
具体实施方式
下面，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但以下的实施方式并非对权利要求所涉及的发明进行限定。另外，实施方式中说明的特征的组合并不全是解决本发明的技术问题的技术手段所必需的。
图1是表示组装有本发明的一个实施方式所涉及的电气集尘装置20的废气处理系统10的一个示例的图。废气处理系统10例如对船舶等的发动机60所排出的废气进行处理。
废气处理系统10具有电气集尘装置(ESP：Electrostatic Precipitator)20、废气预热器(Economizer)50、发动机60、洗涤器70、废水处理装置80以及传感器90。电气集尘装置20包括微波产生部40。
发动机60排出由燃料燃烧所产生的废气。该废气中包含氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)以及粒子状物质(PM：Particle Matter)等物质。粒子状物质(PM)也被称为黑炭，由化石燃料的不完全燃烧所产生。粒子状物质(PM)是以碳为主要成分的微粒子。
将发动机60所排出的废气提供给电气集尘装置20。电气集尘装置20去除该废气中所包含的粒子状物质(PM)。
废气预热器50对去除了粒子状物质(PM)的废气的热量进行热交换，产生温水和蒸气。该温水和该蒸气也可以分别用于在船内所使用的温水和制热。将通过废气预热器50的废气提供给洗涤器70。
泵75例如吸取海水并提供给洗涤器70。洗涤器70将由泵75所提供的海水作为吸收液，将废气中的硫氧化物等收集至该吸收液的液滴中来进行分离。将分离并去除了硫氧化物等后的废气提供给传感器90。
传感器90对废气的规定特定进行测定。该特性例如是废气中所包含的硫氧化物等的浓度。废气处理系统10也可以基于传感器90的测定结果，来对洗涤器70中的海水的喷雾量等进行控制。
将洗涤器70的吸收液提供给废水处理装置80。废水处理装置80在去除了吸收液中所包含的硫氧化物等之后，将该吸收液向废气处理系统10的外部(例如海洋)排出。
图2是表示本发明一个实施方式所涉及的电气集尘装置20的结构的框图。电气集尘装置20包括集尘部22、带电部24和微波产生部40。将从发动机60排出的废气提供给带电部24。该废气中包含粒子状物质(PM)。带电部24例如通过负电晕放电来产生负离子，使粒子状物质(PM)带电而产生带电粒子。将该带电粒子送至集尘部22。
集尘部22对带电粒子进行收集。集尘部22例如在废气通过的路径上配置施加了接地电位等的构件，从而利用库伦力来收集带电粒子。
微波产生部40产生导入至集尘部22的微波。所谓微波，是指具有300MHz至300GHz左右的频率的电磁波。
本示例的电气集尘装置20利用微波产生部40所产生的微波来使收集至集尘部22的带电粒子燃烧。一般，利用以下式子来表示利用微波对被加热物进行加热的加热率Q。
Q＝(1/2)σ|E|2+(1/2)ωε”|E|2+(1/2)ωμ”|B|2
作为第1项的(1/2)σ∣E∣2表示电场的焦耳加热所产生的加热率。这里，σ是包含于被加热物的微粒子的导电率。另外，E是微波所产生的电场。向被加热物施加电场会在被加热物中引起电荷移动。该电荷移动即电流会引起焦耳损耗。第1项表示该焦耳损耗所产生的发热。
作为第2项的(1/2)ωε”∣E∣2表示电场的介电加热所产生的加热率。这里，ω是微波的角频率，ε”是被加热物的介电常数的虚数部。若向被加热物施加电场，则相对于电场的变化，被加热物所包含的电偶极子会延时追踪。该电偶极子的延时追踪会导致损耗。第2项表示该损耗所产生的发热。
作为第3项的(1/2)ωμ”∣B∣2表示涡电流的焦耳加热所产生的加热率。这里，μ”是被加热物的磁导率的虚数部。若向被加热物施加磁场，则会沿妨碍磁场变化的方向产生涡电流。该涡电流会导致焦耳损耗。第3项表示该焦耳损耗所产生的发热。
本示例的电气集尘装置20利用微波产生部40所产生的微波来使收集至集尘部22的带电粒子燃烧。为了向集尘部22照射微波，只要在电气集尘装置20的内部配置微波照射用的天线即可。因此，本示例的电气集尘装置20与捶打、空气清洗、水清洗等方法相比，能以简单的结构并以节省空间的方式去除粒子状物质(PM)。
图3是表示集尘部22的一个示例的概念图。本示例的集尘部22具有导波管形状。在本示例中，将微波的行进方向设为X轴，将微波的振幅方向设为Y轴。另外，将与X轴和Y轴均垂直的方向设为Z轴。
将微波产生部40所产生的微波从集尘部22的X轴方向上的一端导入。集尘部22的内壁由对微波进行反射的材料形成。另外，在X轴方向上，集尘部22的另一端设有反射微波的反射板26。从集尘部的一端导入的微波沿+X轴方向行进，被反射板26所反射而沿－X轴方向行进。在集尘部22中，沿+X轴方向行进的微波与沿－X轴方向行进的微波互相干涉。其结果是，在集尘部22中，形成行波或驻波。
在图3中，分别用虚线部和单点划线部来表示微波的电场分量和磁场分量。微波的电场分量与磁场分量的相位相差180度。
在X轴方向上，将配置反射板26的位置设为位置P0。在X轴方向上，将表示驻波的电场分量最大且磁场分量最小的位置设为位置P1和位置P5。在X轴方向上，位置P5比位置P1要远离位置P0。在X轴方向上，将表示驻波的电场分量最小且表示磁场分量最大的位置设为位置P3。在X轴方向上，将位置P1与位置P3的中央、以及位置P3与位置P5的中央分别设为位置P2和位置P4。
在集尘部22的底面27上，配置有带电粒子28。在本示例中，带电粒子28分别配置于位置P1～位置P5。
图4是表示微波的照射模式的一个示例的图。图4是微波的断续照射模式的一个示例。在本示例中，所谓断续照射，是指规定功率的微波连续照射规定时间(图4中的T1的期间)后停止照射规定时间(图4中的T2的期间)的情况重复地进行。T1与T2可以不同，也可以相等。T1可以比T2要小，也可以比T2要大。T2也可以为T1的1.0倍以上5.0倍以下。
图5是表示微波的照射模式的另一个示例的图。图5是微波的连续照射模式的一个示例。在本示例中，所谓连续照射，是指在规定期间连续照射规定功率的微波而不停止的情况。
图6是表示图3的位置P1～位置P5处的吸收功率的图。如图6所示，与表示微波的磁场分量为最大值的位置P3相比，在表示电场分量为最大值的位置P1和位置P5处，吸收功率示出较大的值。这示出了以下情况：在表示微波的电场分量为最大值的位置P1和位置P5处，有较多的带电粒子28燃烧。因此，将带电粒子28配置于表示微波的电场分量为最大值的位置，从而能高效地使带电粒子28燃烧。
图7是表示使微波断续照射及连续照射的情况下带电粒子28的燃烧率的注入能量依赖性的图。如图7所示，在连续照射微波的情况下，随着注入能量的增加，带电粒子28的燃烧率增加至注入能量E1。然而，在超过注入能量E1后，带电粒子28的燃烧率几乎不会随着注入能量的增加而增加。与之相对，在断续照射微波的情况下，带电粒子28的燃烧率随着注入能量的增加而增加。即，与连续向带电粒子28照射微波的情况相比，在断续照射微波的情况下能削减燃烧分解带电粒子28所需要的损耗能量。
图8是表示伴随带电粒子28因微波燃烧分解而产生的氧(O2)、二氧化碳(CO2)及一氧化碳(CO)的浓度的时间依赖性的图。在本示例中，在时间零点打开微波，维持该微波开的状态至t3。在时间t3关闭微波，维持该微波关的状态至t4。
从时间零点到时间t1，一氧化碳(CO)浓度急剧上升，并且氧(O2)浓度开始下降，二氧化碳(CO2)浓度开始增加。这示出了以下情况：带电粒子28与氧(O2)发生化合从而带电粒子28开始燃烧分解，开始产生一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。另外，示出了以下情况：带电粒子28发生不完全燃烧，一氧化碳(CO)产生得比二氧化碳(CO2)要多。
经过时间t2后，一氧化碳(CO)浓度显示减少的趋势，并且氧(O2)浓度和二氧化碳(CO2)浓度以大致固定的值开始变化。这示出了以下情况：带电粒子28的燃烧分解以规定的稳定状态进行。
经过时间t3后，一氧化碳(CO)浓度和二氧化碳(CO2)浓度开始减少，并且氧(O2)浓度开始增加。一氧化碳(CO)浓度如图8中以单点划线的箭头所示那样，即使过了时间t3也缓慢地减小。这示出了以下情况：即使在微波关闭后，带电粒子28的燃烧分解也会持续。即，带电粒子28连锁性地燃烧。如上所述可知，即使不再继续连续地向带电粒子28照射微波，也能燃烧分解带电粒子28。
从时间t3到时间t4，一氧化碳(CO)浓度和二氧化碳(CO2)浓度基本变为零，并且氧(O2)浓度恢复至时间零点的浓度。这示出了以下情况：带电粒子28的燃烧分解已结束。
在时间t4，若再次打开微波，则带电粒子28的不完全燃烧再次重复进行。这相当于图7中的断续照射的情况。如上所述，在带电粒子28的燃烧分解处于规定的稳定状态(图8中的时间t2至时间t3)后，关闭微波使带电粒子28继续燃烧分解，在燃烧分解结束的时刻(图8中的时间t4)再次打开微波，从而能降低能量损耗量地将带电粒子28燃烧分解。
另外，也可以在关闭微波后，在一氧化碳(CO)浓度和二氧化碳(CO2)浓度为零之前打开微波。即，也可以在带电粒子28结束燃烧分解之前(图8中的时间t3与时间t4之间)打开微波。若在带电粒子28结束燃烧分解之后打开微波，则带电粒子28的燃烧效率有可能会下降。在带电粒子28的燃烧分解持续的状态下打开微波，从而能减少能量损耗量，使带电粒子28持续燃烧。
微波产生部40也可以基于一氧化碳(CO)浓度和二氧化碳(CO2)浓度中的至少一方来对微波的打开和关闭进行控制。例如微波产生部40也可以在关闭微波之后，在一氧化碳(CO)浓度低于大于零的规定阈值的情况下打开微波。
另外，微波产生部40也可以使带电粒子28燃烧分解继续进行的状态下所产生的微波的能量比带电粒子28不燃烧的状态下所产生的微波的能量要小。带电粒子28的燃烧状态也可以基于一氧化碳(CO)浓度和二氧化碳(CO2)浓度的至少一方来进行判定。
图9是表示微波的照射模式的另一个示例的图。微波产生部40也可以使微波的输出可变更。即，在微波的能量减少的情况下，如本示例所示，微波产生部40将带电粒子28未持续燃烧的状态下所产生的微波的脉冲振幅设为Pw1，将带电粒子28持续燃烧的状态下所产生的微波的脉冲振幅设为比Pw1要小的Pw2。由此，能进一步减少能量损耗量。
图10是表示微波的照射模式的另一个示例的图。微波产生部40也可以使产生微波的时间间隔或微波的照射时间可变更。即，在微波的能量减小的情况下，如本示例所示，微波产生部40也可以将带电粒子28未持续燃烧的状态下所产生的微波的脉冲宽度设为T1，将带电粒子28持续燃烧的状态下所产生的微波的脉冲宽度设为比T1要小的T1'。由此，能进一步削减能量损耗量。另外，微波产生部40可以减小微波的脉冲振幅和脉冲宽度中的一方，也可以减小双方。
图11是表示本发明一个实施方式所涉及的电气集尘装置20的一个示例的图。电气集尘装置20包括集尘部22。本示例的集尘部22的形状为圆筒形，但也可以为箱形等其他形状。
本示例的集尘部22具有：提供废气的开口42；流通废气的气体通路44；以及排出废气的开口46。带电粒子28也可以通过使气体源所排出的废气中所包含的粒子带电而生成。该气体源例如是发动机60(参照图1)。在本示例中，带电部24使该气体源所排出的废气中所包含的粒子带电，以生成带电粒子28。本示例的集尘部22对该带电粒子28进行收集。提供给开口42的废气包含因带电部24而带电的带电粒子28。气体通路44具有将气体流通的空间包围在内的分隔壁32。分隔壁32也可以为筒形。带电粒子28在气体通路44中被从废气中去除。将去除了带电粒子28的废气从开口46排出。
集尘部22具有收集带电粒子28的带电粒子收集部36。本示例的带电粒子收集部36在YZ面内具有分隔壁32、空间41及外壁39。空间41配置于分隔壁32的外侧。外壁39在YZ面内配置于空间41的外侧。外壁39也可以为筒形。另外，分隔壁32上设有用于使带电粒子28通过的开口(后述)。分隔壁32和外壁39也可以由金属材料形成。
外壁39上施加有能对带电粒子28进行电吸引的电位。施加于外壁39的电位也可以是接地电位。通过气体通路44的废气中所包含的带电粒子28通过分隔壁32的开口(后述)，附着于带电粒子收集部36的外壁39等。将微波导入空间41，从而能使附着于外壁39等的带电粒子28燃烧。
本示例的外壁39具有用于导入由微波产生部40所产生的微波的开口48。外壁39也可以具有多个开口48。在本示例中，将集尘部22中的废气的行进方向设为X轴。将与X轴垂直的面上的两个正交轴设为Y轴和Z轴。也可以沿X轴方向配置有多个开口48。另外，也可以沿外壁39的YZ面上的外周配置有多个开口48。在图11的示例中，两个开口48在Y轴方向上夹着气体通路44进行配置。
集尘部22在带电粒子收集部36的X轴方向上的两端具有用于使微波反射的反射部34。X轴方向上的一端和另一端上所设的反射部34也可以在YZ面内包围空间41进行设置。从开口48导入的微波在带电粒子收集部36中进行传输并为反射部34所反射，在带电粒子收集部36中形成行波或驻波。
集尘部22具有第1电极30和第2电极。第1电极30也可以沿集尘部22的中心轴进行配置。第1电极30可以是沿X轴较长的棒形。第1电极30也可以沿X轴方向连续地从开口42设置到开口46。第2电极也可以在YZ面内配置于第1电极30的周围。在本示例中，分隔壁32具有作为第2电极的功能。分隔壁32也可以是收纳第1电极30的筒形。第1电极30也可以在YZ面上配置于分隔壁32所包围的区域的中心。在YZ面内，气体通路44也可以被第1电极30和分隔壁32所夹着。
在本示例中，设有六个开口48。在本示例中，在外壁39的YZ截面上的径向的一侧及另一侧沿X轴分别排列有三个开口48。也可以将微波产生部40所产生的微波导入六个开口48。开口48也可以贯穿外壁39进行设置。
微波产生部40也可以具有控制微波的频率的频率控制部52、以及控制微波的偏振方向的偏振控制部54中的至少一方。本示例的微波产生部40具有频率控制部52和偏振控制部54两者。关于频率控制部52和偏振控制部54将在后文中进行描述。
图12是表示分隔壁32的结构的一个示例的图。在图12中，用阴影来示出了分隔壁32。另外，在图12中，用虚线来示出了外壁39。另外，在图12中，省略了第1电极30、带电部24及微波产生部40。
分隔壁32具有供带电粒子28通过的开口38。也可以设有多个开口38。开口38也可以在X轴方向和YZ面内呈周期性地进行设置。
在X轴方向上，开口38的位置与开口48的位置也可以不同。即，在从+Y轴方向向－Y轴方向对集尘部22进行观察的情况下，开口48可以与分隔壁32重合，开口48可以不与开口38重合。在从+Y轴方向向－Y轴方向对集尘部22进行观察的情况下，开口48的一部分也可以与开口38的一部分重合。
图13是表示图12中的X轴方向的位置X1处的YZ截面的一个示例的图。该截面是穿过开口48、第1电极30、气体通路44、分隔壁32、开口38、空间41及外壁39的YZ面。该截面是从+X轴方向向－X轴方向对图12所示的集尘部22进行观察的情况下的截面。
该截面的中心位置上设有第1电极30。在第1电极30的周围设有气体通路44。气体通路44被分隔壁32所包围。在分隔壁32上设有开口38。在分隔壁32的外侧设有空间41。空间41被外壁39所包围。在外壁39上设有用于导入微波的开口48。在图13的截面上，在分隔壁32上设有四个开口38，在外壁39上设有两个开口48。
第1电极30也可以相对于接地电位设定为直流的规定高电位。所谓规定的高电位例如是10kV。分隔壁32(第2电极)也可以接地。在第1电极30与分隔壁32之间施加有直流的规定高电压(例如10kV)。
若第1电极30与分隔壁32(第2电极)之间施加有直流的规定高电压，则第1电极30放电。若第1电极30放电，则流过第1电极30与分隔壁32之间的气体中所包含的粒子带电。带电粒子被分隔壁32所吸引，移动至空间41内。
由第1电极30与分隔壁32(第2电极)之间的电位差所产生的电场的位置可以与由从开口48导入的微波所施加的电场的位置不同。即，施加用于收集带电粒子28的电场的区域可以与施加用于使所收集的带电粒子28燃烧的微波的电场的区域不同。在本示例中，利用第1电极30和分隔壁32(第2电极)，在图13的半径方向上从中心到分隔壁32的位置施加用于收集带电粒子28的电场。与之相对，在图13的半径方向上，在分隔壁32与外壁39之间施加用于使带电粒子28燃烧的微波的电场。微波沿X轴方向和YZ面内的圆周方向在空间41中传输。
图14是表示图12中的X轴方向的位置X2处的YZ截面的一个示例的图。该截面是穿过第1电极30、气体通路44、分隔壁32、开口38、空间41及外壁39的YZ面。该截面是从+X轴方向向－X轴方向对图12所示的集尘部22进行观察的情况下的截面。
在图14的截面上，在分隔壁32上设有四个开口38。两个开口38设于Y轴方向上相对的位置。另两个开口38设于Z轴方向上相对的位置。
吸引至分隔壁32的带电粒子28通过开口38而到达空间41。带电粒子28在空间41内被收集于分隔壁32的内壁、以及外壁39的内壁。利用从开口48导入的微波对收集于空间41的带电粒子28进行燃烧分解。
在图14中，也与图13相同，由第1电极30与分隔壁32(第2电极)之间的电位差所产生的电场的位置可以与由从开口48导入的微波所施加的电场的位置不同。在图14中，微波也沿X轴方向和YZ面内的圆周方向在空间41中传输。
微波产生部40优选为断续地产生微波。即，微波产生部40优选为以预定的时间间隔产生微波。如图7的说明中所描述的那样，与连续向带电粒子28照射微波的情况相比，断续向带电粒子28照射微波的情况下能更高效地使带电粒子28燃烧。
在空间41中传输的微波在表示该微波的电场分量为最大值的位置上能使带电粒子28最高效地燃烧(参照图6)。带电粒子28在空间41中在X轴方向和YZ面内容易被均匀地收集于分隔壁32的内壁和外壁39的内壁。表示微波的电场分量为最大值的X轴方向的位置能通过变更该微波的频率而变更。由于本示例的微波产生部40具有频率控制部52，因此，通过变更在空间41中传输的微波的频率，能使X轴方向上的不同位置处的带电粒子28燃烧。因此，本示例的电气集尘装置20无论空间41中收集的带电粒子28位于X轴方向上的哪个收集位置，都能使其燃烧分解。
另外，本示例的微波产生部40具有偏振控制部54。金属表面上的微波的反射和透射取决于微波的偏振方向。因此，利用偏振控制部54来对在带电粒子收集部36中进行传输的微波的偏振方向进行控制，降低开口48和开口38中的微波的透射率，从而即使空间41中存在开口48和开口38，也能将该微波转换为行波或驻波。
在空间41中，表示微波的电场分量为最大值的周向(YZ面内)的位置能通过变更该微波的偏振方向而变更。由于本示例的微波产生部40具有偏振控制部54，因此，通过变更在空间41中传输的微波的偏振方向，能使YZ面内的不同位置处的带电粒子28燃烧。因此，本示例的电气集尘装置20无论收集在YZ面内的位置如何，都能使收集于空间41的带电粒子28燃烧分解。
图15是表示本发明一个实施方式所涉及的电气集尘装置20的另一个示例的图。在本示例的电气集尘装置20中，集尘部22具有温度传感器21。温度传感器21也可以对带电粒子收集部36的温度进行测定。集尘部22也可以具有分别配置于不同位置的多个温度传感器21。在本示例中，集尘部22具有两个温度传感器21。温度传感器21-1在X轴方向上配置于开口46侧。温度传感器21-2在X轴方向上配置于开口42侧。温度传感器21与测量部61相连接。
本示例的温度传感器21是热电偶。温度传感器21具有触点25和一对金属线23。各个金属线23将触点25与测量部61相连接。测量部61也可以是电压计。此外，温度传感器21也可以是PN二极管、热敏电阻等。触点25也可以配置于带电粒子收集部36。在本示例中，在从X轴方向对集尘部22进行观察的情况下，温度传感器21-1的触点25和温度传感器21-2的触点25配置于在Y轴方向上相对的位置。
在空间41中，若微波的照射导致带电粒子28燃烧分解，则带电粒子收集部36的温度上升，若燃烧分解结束，则带电粒子收集部36的温度下降。本示例的电气集尘装置20的带电粒子收集部36具有温度传感器21，因此，能对伴随带电粒子28的燃烧分解的温度变化进行测量。
微波产生部40也可以基于温度传感器21所检测出的温度，来产生微波。在温度传感器21所检测出的温度随时间经过而下降并在规定的低温区域温度固定的情况下，微波产生部40也可以开始产生微波。另外，在温度传感器21所检测出的温度随时间经过而上升并在规定的高温区域温度固定的情况下，微波产生部40也可以停止产生微波。
另外，在本示例中，在集尘部22中在不同位置上分别设有两个温度传感器21，因此，电气集尘装置20能对集尘部22中的两处的温度进行测定。因此，与集尘部22具有一个温度传感器21的情况相比，更容易实现与带电粒子28的位置相对应的微波的产生和停止。
微波产生部40也可以基于收集至集尘部22的带电粒子28的收集状态，来产生微波。本示例的电气集尘装置20还包括经过时间测量部62。经过时间测量部62对从停止产生微波起所经过的经过时间进行测量。带电粒子28的收集状态例如能根据该经过时间来进行判断。因此，微波产生部40也可以基于该经过时间来产生微波。
从停止产生微波起所经过的经过时间例如也可以是从图8中的时间t3起所经过的经过时间。微波产生部40例如在经过了图8中从时间t3到时间t4为止的时间的情况下，也可以开始产生微波。
图16是表示图12中的X轴方向的位置X2处的YZ截面的另一个示例的图。本示例的电气集尘装置20还包括粒子量测量部64。本示例的粒子量测量部64具有恒流源33。粒子量测量部64基于分隔壁(第2电极)32与外壁39之间的电阻值(在图16中以电阻31来表示)，来对带电粒子28的量进行测量。恒流源33向电阻31提供恒定电流。电阻31的电阻值随着附着于分隔壁32和外壁39的带电粒子28的量而变动。
微波产生部40也可以基于收集至集尘部22的带电粒子28的收集状态，来产生微波。在本示例中，所谓带电粒子28的收集状态，是指由粒子量测量部64所测得的、带电粒子28的量。若带电粒子收集部36中收集了包含带电粒子28的烟，则电阻31所示的电阻值下降。因此，能对所收集的带电粒子28的量进行测定。
在电阻31所示的电阻值随着时间经过而下降并固定为规定的电阻值的情况下，微波产生部40也可以开始产生微波。另外，在电阻31所示的电阻值随着时间经过而上升并固定为规定的电阻值的情况下，微波产生部40也可以停止产生微波。
电气集尘装置20也可以包括多个粒子量测量部64。电气集尘装置20也可以在图16的YZ截面上具有多个粒子量测量部64，也可以在X轴方向上的不同位置上分别具有粒子量测量部64。在电气集尘装置20具有多个粒子量测量部64的情况下，与具有一个粒子量测量部64的情况相比，更容易实现与带电粒子28的位置相对应的微波的产生和停止。
图17是表示图12中的X轴方向上的位置X2处的YZ截面的另一个示例的图。本示例的电气集尘装置20还包括浓度测量部66。浓度测量部66也可以对二氧化碳(CO2)、氧(O2)和一氧化碳(CO)中的至少一个的浓度进行测量。本示例的浓度测量部66具有二氧化碳(CO2)气体传感器35和对二氧化碳(CO2)气体的浓度进行测量的测量部37。二氧化碳(CO2)气体传感器35也可以设于带电粒子收集部36。
二氧化碳(CO2)气体传感器35例如是电极上具有与二氧化碳(CO2)气体进行反应的物质的固体电解质型二氧化碳(CO2)气体传感器。测量部37例如是电压计。在这种情况下，二氧化碳(CO2)气体传感器35的电阻值会随着与二氧化碳(CO2)气体的反应而发生变化，因此，电流流向二氧化碳(CO2)气体传感器35，利用测量部37(电压计)对二氧化碳(CO2)气体传感器35两端的电位差进行测定，从而能对二氧化碳(CO2)气体的浓度进行测定。
微波产生部40也可以基于浓度测量部66所测得的二氧化碳(CO2)的浓度，来产生微波。若微波的照射导致带电粒子28燃烧分解，则会产生二氧化碳(CO2)气体。如图8所示，二氧化碳(CO2)气体的浓度会随着带电粒子28的燃烧分解而缓缓减小(图8的时间t3～t4)。因此，在二氧化碳(CO2)浓度随着时间经过减小而无法检测出的情况下，微波产生部40也可以开始产生微波。另外，在二氧化碳(CO2)浓度随着时间经过而增加并固定为规定的浓度的情况下，微波产生部40也可以停止产生微波。
电气集尘装置20也可以包括多个浓度测量部66。电气集尘装置20也可以在图16的YZ截面上具有多个浓度测量部66，也可以在X轴方向上的不同位置处分别具有浓度测量部66。在电气集尘装置20具有多个浓度测量部66的情况下，与具有一个浓度测量部66的情况相比，更容易实现与带电粒子28的位置相对应的微波的产生和停止。
微波产生部40也可以基于产生带电粒子28的燃料的种类来产生微波。该燃料是指提供给图1的发动机60的燃料。发动机60的废气根据提供给发动机60的燃料的种类而变化。因此，收集于集尘部22的带电粒子28的组分和量会根据该燃料的种类而变化。因此，根据该燃料的种类来对产生微波的时间间隔、以及微波的频率和偏振方向中的至少一个进行控制，从而能高效地使带电粒子28燃烧分解。
图18是表示图12中的X轴方向的位置X1处的YZ截面的另一个示例的图。本示例的集尘部22还具有催化剂72。催化剂72促进带电粒子28因微波而发生的燃烧。催化剂72例如是氧化铅(ZnO)、氧化钴(CoO)、四氧化三钴(CO3O4)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、锆钛酸铅(PZT)等。
催化剂72也可以涂布于集尘部22的内壁73。在本示例中，催化剂72涂布于YZ截面上的分隔壁32(第2电极)的外侧(空间41侧)的壁面、以及外壁39的内侧(空间41侧)的壁面。
催化剂72也可以设于集尘部22的一部分。催化剂72也可以涂布于分隔壁32(第2电极)的一部分。在带电粒子收集部36中，若催化剂72涂布于分隔壁32的整个面，则促进带电粒子28燃烧的效果较高，但成本也随着催化剂72的使用量增加而提高。另外，若催化剂72涂布于分隔壁32的整个面，则与涂布于一部分的情况相比，催化剂72的维护较花费精力。因此，优选为将催化剂72涂布于带电粒子收集部36中的分隔壁32的一部分。也可以将催化剂72涂布于分隔壁32中带电粒子28难以燃烧分解的位置。
催化剂72也可以涂布于图18的YZ截面上分隔壁32(第2电极)的一部分。另外，催化剂72也可以涂布于分隔壁32(第2电极)的X轴方向上的一部分。
图19是表示图11及图12的集尘部22中穿过外壁39、开口48、空间41、开口38、第1电极30及分隔壁32(第2电极)的XY截面的图。图19是从+Z轴方向向－Z轴方向对穿过开口42和开口46的Y轴方向的直径的XY截面进行观察的剖视图。在图19中，示意性地示出了在空间41中传输的微波。
集尘部22也可以具有集烟部74，该集烟部74对带电粒子28因微波而引起的燃烧所产生的烟进行收集。集烟部74对在发动机60(参照图1)中由燃料的不完全燃烧所产生的烟进行收集。该烟包含带电粒子28。例如，集烟部74设于分隔壁32(第2电极)和外壁39中的至少一方的表面，是向空间41的内部突出的突起。集烟部74也可以由与分隔壁32(第2电极)和外壁39相同的材料所形成。集烟部74在YZ面上也可以沿分隔壁32(第2电极)的表面设为环状。
集烟部74也可以沿微波的行进方向(在本示例中为X轴方向)呈周期性地进行配置。配置集烟部74的周期也可以等于微波的驻波的周期。在本示例中，集烟部74也可以分别在分隔壁32(第2电极)和外壁39上与微波的周期相等地进行配置。将配置集烟部74的周期设得与微波的周期相等，从而能将烟收集于表示微波的电场分量为最大值的位置。因此，能高效地使带电粒子28燃烧。此外，集烟部74也可以在YZ面内在分隔壁32(第2电极)的整个内壁(面向空间41的内壁)上设成环绕状。
以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限于上述实施方式所记载的范围。能够在上述实施方式的基础上进行各种变更或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由权利要求范围的记载可以明确，施加了这种变更或改进的方式也包含在本发明的技术范围内。
请注意，对于权利要求书、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序、以及方法中的动作、工序、步骤以及阶段等各处理的执行顺序，只要没有特别明示“之前”、“先前”等，并且未在后续的处理中使用之前处理的输出，则能以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书、以及附图中的动作流程，为便于说明而使用“首先”、“接下来”等进行了说明，但并不意味着必须以该顺序来实施。
标号说明
10废气处理系统；20电气集尘装置；21温度传感器；22集尘部；24带电部；25触点；26反射板；27底面；28带电粒子；30第1电极；31电阻；32分隔壁；33恒流源；34反射部；35气体传感器；36带电粒子收集部；37测量部；38开口；39外壁；40微波产生部；41空间；42开口；44气体通路；46开口；48开口；50废气预热器；52频率控制部；54偏振控制部；60发动机；61测量部；62经过时间测量部；64粒子量测量部；66浓度测量部；70洗涤器；72催化剂；73内壁；74集烟部；75泵；80废水处理装置；90传感器。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种电气集尘装置，其特征在于，包括：
集尘部，该集尘部对带电粒子进行收集；以及
微波产生部，该微波产生部产生导入所述集尘部的微波，利用所述微波来使所述集尘部所收集的所述带电粒子燃烧。
2.如权利要求1所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部具有频率控制部，该频率控制部变更所述微波的频率，从而使不同位置处的所述带电粒子燃烧。
3.如权利要求1或2所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部具有偏振控制部，该偏振控制部对所述微波的偏振方向进行控制。
4.如权利要求1至3的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述集尘部具有第1电极和第2电极，
所述集尘部利用由所述第1电极与所述第2电极之间的电位差所产生的电场，来收集所述带电粒子，
在所述集尘部中，由所述第1电极与所述第2电极之间的电位差所产生的电场的位置与由所述微波所施加的电场的位置不同。
5.(修改后).如权利要求4所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述第2电极配置于所述第1电极的周围，
所述集尘部具有收集所述带电粒子的带电粒子收集部，
所述带电粒子收集部具有配置于所述第2电极的周围的外壁，
所述带电粒子利用由所述第1电极与所述第2电极之间的电位差所产生的电场，在所述带电粒子收集部中的所述第2电极与所述外壁之间的空间内移动，
所述微波的电场施加于所述空间。
6.(修改后).如权利要求1至5的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部断续地产生所述微波。
7.(修改后).如权利要求6所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部使产生所述微波的时间间隔或所述微波的照射时间可变更。
8.(修改后).如权利要求7所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部使所述带电粒子持续燃烧的状态下所产生的微波的脉冲宽度比所述带电粒子不持续燃烧的状态下所产生的微波的脉冲宽度要小。
9.(修改后).如权利要求6至8的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部使所述微波的输出可变更。
10.(修改后).如权利要求9所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部使所述带电粒子持续燃烧的状态下所产生的微波的振幅比所述带电粒子不持续燃烧的状态下所产生的微波的振幅要小。
11.(修改后).如权利要求6至10的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部基于收集至所述集尘部的所述带电粒子的收集状态，来产生所述微波。
12.(修改后).如权利要求11所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述电气集尘装置还包括经过时间测量部，该经过时间测量部对从所述微波停止产生起的经过时间进行测量，
所述微波产生部基于所述经过时间测量部所测得的经过时间，来产生所述微波。
13.(修改后).如权利要求11所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述电气集尘装置还包括粒子量测量部，该粒子量测量部对收集至所述集尘部的所述带电粒子的量进行测量，
所述微波产生部基于所述粒子量测量部所测得的所述带电粒子的量，来产生所述微波。
14.(修改后).如权利要求6至13的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述带电粒子通过使气体源所排出的废气中所包含的粒子带电而生成，
所述集尘部对所述带电粒子进行收集，
所述微波产生部基于所述气体源的燃料的种类，来产生所述微波。
15.(修改后).如权利要求6至14的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述集尘部具有温度传感器，该温度传感器对所述集尘部的温度进行检测，
所述微波产生部基于所述温度传感器所检测出的温度，来产生所述微波。
16.(修改后).如权利要求15所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述集尘部具有分别配置于不同位置的多个所述温度传感器，
所述微波产生部基于多个所述温度传感器所检测出的温度，来产生所述微波。
17.(修改后).如权利要求6至16的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述电气集尘装置还包括浓度测量部，该浓度测量部对所述集尘部中的二氧化碳、氧及一氧化碳中的至少一个的浓度进行测量，
所述微波产生部基于所述浓度测量部所测得的所述浓度，来产生所述微波。
18.(追加).如权利要求1至17的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述集尘部还具有催化剂，该催化剂促进所述带电粒子因所述微波而引起的燃烧。
19.(追加).如权利要求18所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述催化剂涂布于所述集尘部的内壁。
20.(追加).如权利要求1至19的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述集尘部还具有集烟部，该集烟部对所述带电粒子因所述微波而引起的燃烧所产生的烟进行收集，
所述集烟部沿所述微波的行进方向呈周期性地进行配置。

Claims (17)

1.一种电气集尘装置，其特征在于，包括：
集尘部，该集尘部对带电粒子进行收集；以及
微波产生部，该微波产生部产生导入所述集尘部的微波，利用所述微波来使所述集尘部所收集的所述带电粒子燃烧。
2.如权利要求1所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部具有频率控制部，该频率控制部变更所述微波的频率，从而使不同位置处的所述带电粒子燃烧。
3.如权利要求1或2所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部具有偏振控制部，该偏振控制部对所述微波的偏振方向进行控制。
4.如权利要求1至3的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述集尘部具有第1电极和第2电极，
所述集尘部利用由所述第1电极与所述第2电极之间的电位差所产生的电场，来收集所述带电粒子，
在所述集尘部中，由所述第1电极与所述第2电极之间的电位差所产生的电场的位置与由所述微波所施加的电场的位置不同。
5.如权利要求1至4的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部断续地产生所述微波。
6.如权利要求5所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部使产生所述微波的时间间隔或所述微波的照射时间可变更。
7.如权利要求5或6所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部使所述微波的输出可变更。
8.如权利要求5至7的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述微波产生部基于收集至所述集尘部的所述带电粒子的收集状态，来产生所述微波。
9.如权利要求8所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述电气集尘装置还包括经过时间测量部，该经过时间测量部对从所述微波停止产生起的经过时间进行测量，
所述微波产生部基于所述经过时间测量部所测得的经过时间，来产生所述微波。
10.如权利要求8所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述电气集尘装置还包括粒子量测量部，该粒子量测量部对收集至所述集尘部的所述带电粒子的量进行测量，
所述微波产生部基于所述粒子量测量部所测得的所述带电粒子的量，来产生所述微波。
11.如权利要求5至10的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述带电粒子通过使气体源所排出的废气中所包含的粒子带电而生成，
所述集尘部对所述带电粒子进行收集，
所述微波产生部基于所述气体源的燃料的种类，来产生所述微波。
12.如权利要求5所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述集尘部具有温度传感器，该温度传感器对所述集尘部的温度进行检测，
所述微波产生部基于所述温度传感器所检测出的温度，来产生所述微波。
13.如权利要求12所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述集尘部具有分别配置于不同位置的多个所述温度传感器，
所述微波产生部基于多个所述温度传感器所检测出的温度，来产生所述微波。
14.如权利要求5所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述电气集尘装置还包括浓度测量部，该浓度测量部对所述集尘部中的二氧化碳、氧及一氧化碳中的至少一个的浓度进行测量，
所述微波产生部基于所述浓度测量部所测得的所述浓度，来产生所述微波。
15.如权利要求1至14的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述集尘部还具有催化剂，该催化剂促进所述带电粒子因所述微波而引起的燃烧。
16.如权利要求15所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述催化剂涂布于所述集尘部的内壁。
17.如权利要求1至16的任一项所述的电气集尘装置，其特征在于，
所述集尘部还具有集烟部，该集烟部对所述带电粒子因所述微波而引起的燃烧所产生的烟进行收集，
所述集烟部沿所述微波的行进方向呈周期性地进行配置。
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