CN114173931A - 集尘装置 - Google Patents

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Abstract

集尘装置包括：供处理对象气体从上游侧流向下游侧的气体管；设置于气体管且对处理对象气体所包含的对象粒子进行捕集的多个捕集部；以及与多个捕集部连接的连接电极。多个捕集部分别具有：处理对象气体经过内部空间的筒状的外侧电极；以及在内部空间中与外侧电极同轴地配置的内侧电极，多个捕集部在气体管的截面内并列地配置，连接电极与多个捕集部的各个内侧电极连接，并且配置于比多个捕集部更靠下游侧的位置。

Description

集尘装置
技术领域
本发明涉及一种集尘装置。
背景技术
以前，提出了利用同轴圆筒型的电极结构产生电晕放电，使处理对象气体中的粒子状物质带电来进行集尘的集尘装置(例如，参照专利文献1、2)。另外，还提出了具有将设置有多个刺电极的平行平板配置成多层的电极结构的集尘装置。(例如，参照专利文献3)。
专利文献1：日本专利特开2012-170869号公报
专利文献2：日本专利特开2011-245429号公报
专利文献3：日本专利特开2009-166006号公报
发明所要解决的技术问题
在集尘装置中，期望在减轻处理对象气体经过集尘装置内时的压力损失的同时，稳定地产生电晕放电。
一般公开
为了解决上述技术问题，在本发明的第一方式中，提供了一种集尘装置。集尘装置包括气体管、多个捕集部和连接电极。在气体管中，处理对象气体从上游侧流向下游侧。多个捕集部设置于气体管。多个捕集部对处理对象气体所包含的对象粒子进行捕集。连接电极与多个捕集部连接。多个捕集部分别具有筒状的外侧电极。处理对象气体经过筒状的外侧电极的内部空间。多个捕集部分别具有内侧电极。内侧电极在内部空间中与外侧电极同轴地配置。多个捕集部在气体管的截面内并列地配置。连接电极与多个捕集部的各个内侧电极连接。连接电极配置于比多个捕集部更靠下游侧的位置。
连接电极具有格子部。格子部的电极设置成格子状。格子部与各个内侧电极连接。
连接电极中的设置成格子状的电极的直径大于内侧电极的直径。
集尘装置还包括密闭部。密闭部在多个捕集部中对捕集部之间的空间进行密闭。
密闭部设置于多个捕集部的上游侧的端部。
连接电极与气体管的壁的距离大于外侧电极的内径。
至少一个外侧电极的轴向上的长度与其他的外侧电极不同。
多个外侧电极中的配置于气体管的截面中的最靠中央的位置处的外侧电极比其他的外侧电极长。
各个外侧电极的上游侧的端部的位置相同。
在气体管的壁上设置有供连接电极穿过的贯通孔。集尘装置还包括收容部。收容部配置于气体管的外部。收容部对穿过贯通孔的连接电极的端部进行收容。收容部对连接电极的端部进行支承。贯通孔位于比多个捕集部更靠下游侧的位置。
集尘装置还包括气压维持部。气压维持部将收容部内的气压维持得比气体管内的气压高。
贯通孔的半径大于外侧电极的内径。
集尘装置包括第一捕集部组和第二捕集部组。第一捕集部组包括多个捕集部。多个捕集部设置于气体管。多个捕集部在气体管的截面内并列地配置。第二捕集部组设置于气体管中的比第一捕集部组更靠上游侧的位置。第二捕集部组包括多个捕集部。多个捕集部在气体管的截面内并列地配置。集尘装置包括第一连接电极。第一连接电极配置于比第一捕集部组更靠下游侧的位置。第一连接电极与上述第一捕集部组中的各个内侧电极连接。
集尘装置包括第二连接电极。第二连接电极配置在第二捕集部组与第一捕集部组之间。第二连接电极与第二捕集部组中的各个内侧电极连接。
另外，上述发明内容并未列举本发明所需要的全部特征。另外，上述特征组的子组合也能成为发明。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的集尘装置1的结构例的立体剖视图。
图2是表示集尘装置1的YZ截面的一例的图。
图3是表示捕集部110的结构例的图。
图4是表示图3所示的捕集部110的XY截面的一例的图。
图5是表示沿图1的a-a’线的集尘装置1的XY截面的一例的图。
图6是表示沿图1的b-b’线的集尘装置1的XY截面的一例的图。
图7是表示集尘装置1的另一例的XY截面的图。
图8是表示集尘装置1的另一例的XY截面的图。
图9是表示集尘装置1的另一例的YZ剖视图。
图10是表示集尘装置2的一例的YZ剖视图。
图11是表示集尘装置2的另一例的YZ剖视图。
图12是表示集尘装置1的另一例的YZ剖视图。
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但是以下的实施方式并不旨在对权利要求书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非全部都是发明的解决手段所必需的。
图1是表示本发明的一个实施方式的集尘装置1的结构例的立体剖视图。集尘装置1是电集尘机。集尘装置1使处理对象气体所包含的粒子状物质(PM)和黑碳(BC)等粒子带电并进行捕集。处理对象气体例如是从船舶等发动机排出的废气，但是不限定于此。
集尘装置1也可以与通过向处理对象气体喷雾液体来去除灰尘等粒子的净气装置组合使用。作为一例，在由集尘装置1去除处理对象气体的粒子之后，在净气装置中进一步去除处理对象气体的粒子。或者，也可以在净气装置中去除处理对象气体的粒子之后，通过集尘装置1进一步去除处理对象气体的粒子。
集尘装置1包括：气体管100，在上述气体管100中，处理对象气体从上游侧流向下游侧；多个捕集部110，上述多个捕集部110捕集对象粒子；以及连接电极120，上述连接电极120与多个捕集部110连接。在本例中，处理对象气体沿规定的方向(图1中的Z轴方向)流动。
气体管100包括上游侧凸缘部101和下游侧凸缘部102，以便能够安装于处理对象气体的配管路径的中途。在本例中，气体管100在上游侧凸缘部101与下游侧凸缘部102之间包括主体部103。
多个捕集部110对处理对象气体所包含的对象粒子进行捕集。所配置的多个捕集部110的数量不限定于图1的情况。多个捕集部110分别包括内侧电极10和外侧电极20。外侧电极20是处理对象气体经过内部空间的筒状的金属电极。内侧电极10是在内部空间中与外侧电极20同轴地配置的金属电极。多个捕集部110在气体管100的截面内并列地配置。通过这样的结构，能够在降低处理对象气体经过集尘装置1时的压力损失的同时确保处理气体量。另外，通过多个捕集部110在气体管100的截面内并列地配置来构成直列式的集尘装置。所谓直列式是指在气体管100内配置捕集部110的结构。
捕集部110与设置有刺的平行板电极不同，在同轴圆筒形状中维持确保电极间距离(间隙长度)。由于内侧电极10和外侧电极20构成为同轴圆筒形状，因此，能够通过车床加工来制造内侧电极10和外侧电极20。因此，容易确保尺寸精度，能够高精度地确保圆周方向所需的电极间距离。
在本例中，具有同轴圆筒电极结构的多个捕集部110被并列化。通过使多个捕集部110并列化，能够实现能充分地处理来自实际的船舶等的发动机的废气的捕集能力。
连接电极120由金属等导电性材料形成。连接电极120与多个捕集部110的各个内侧电极10连接。通过一个连接电极120，能够集中地支承多个高压电极即内侧电极10。连接电极120与各个内侧电极10的连接包括焊接、螺合、由接头等连接构件实现的连接以及一体地铸造的情况。
在本例中，连接电极120包括形成为沿XY平面的格子状的部分。连接电极120配置于比多个捕集部110更靠处理对象气体的流动的下游侧的位置。
在气体管100的壁上设置有供连接电极120的端部穿过的至少两个贯通孔104a、104b。贯通孔104a和贯通孔104b设置于气体管100中的彼此相对的侧壁。贯通孔104a、104b配置于比多个捕集部110更靠下游侧的位置。
集尘装置1包括至少两个收容部130a、130b。收容部130a、130b配置于气体管100的外部。收容部130a对穿过贯通孔104a的连接电极120的一端部进行收容，并且对连接电极120的一端部进行支承。同样地，收容部130b对穿过贯通孔104b的连接电极120的另一端部进行收容，并且对连接电极120的另一端部进行支承。
具体地，收容部130a包括支承部132a和收容室133a。支承部132a对连接电极120的端部进行支承。支承部132a在一例中是绝缘体。收容室133a收容支承部132a。收容室133a将支承部132a与外部空间分隔。支承部132a固定于气体管100的侧面或收容室133a的内侧面。收容部130b包括支承部132b和收容室133b。收容部130b以与收容部130a相同的方式构成。因此，省略重复的说明。
通过多个捕集部110对处理对象气体所包含的粒子状物质(PM)和黑碳(BC)等粒子进行捕集。因此，与位于比多个捕集部110更靠上游侧的位置的处理对象气体相比，位于比多个捕集部110更靠下游侧的位置的处理对象气体的粒子状物质(PM)、黑碳(BC)等粒子较少。连接电极120配置于比多个捕集部110更靠处理对象气体的流动的下游侧的位置。根据这样的构成，能够减轻连接电极120受到污损。在导电性的PM附着于连接电极120时，连接电极120实质上会变粗，无法确保作为电晕放电特征的不等性而有可能会频繁地产生火花放电。另外，即使是导电性低的PM，在PM附着或堆积于连接电极120时，由于PM是电介质，因此，堆积的PM会极化并引起被称为反向放电的放电，从而可能频繁地产生火花。根据本例，通过减轻连接电极120被PM污损，从而能够避免火花放电并稳定地产生电晕放电。
另外，通过将贯通孔104a、104b配置于比多个捕集部110更靠下游侧的位置，能够减轻收容部130a、130b内受到污损。由此，能够尽可能地防止支承部132a、132b受到污损而有损支承部132a、132b的绝缘性。因此，能够防止支承部132a、132b中的火花放电。
集尘装置1还包括在多个捕集部110中对相邻的捕集部间的空间进行密闭的密闭部140。密闭部140防止处理对象气体经过相邻的捕集部间的间隙而向下游侧流出。
若将配置于主体部103内的一个捕集部110中的外侧电极20的内部空间的截面积设为S，将在气体管100的横截面内并列地配置的多个捕集部110的个数设为n，则n个内部空间的截面积S的合计(S×n)为分别连接到上游侧凸缘部101和下游侧凸缘部102的各配管的内部空间的截面积Sg以上。若将主体部103的内部空间的截面积设为Sa，将XY面中的密闭部140所密闭的面积设为Sr，则Sa－Sr为Sg以上。在这种情况下，主体部103的截面积Sa大于分别连接到上游侧凸缘部101和下游侧凸缘部102的各配管的截面积Sg。由此，能够减轻处理对象气体经过捕集部110内时的压力损失。各截面积S、Sg、Sa是垂直于长边方向(处理对象气体的流动方向)剖切后的面中的各部分的截面积。
图2是示意性地示出集尘装置1的YZ截面的一例的图。图2表示穿过图1中的支承部132a、132b的YZ截面，为了便于说明，多个捕集部110的数量与图1所示的结构相比示出得较少。
多个捕集部110-1、110-2、110-3和110-4(统称为捕集部110)通过焊接等固定于共用的板状的密闭部140。密闭部140的边缘部通过焊接等固定于构成烟道的气体管100的内壁。即，多个捕集部110通过共用的密闭部140固定在气体管100内。密闭部140设置于多个捕集部110的上游侧的端部。由此，能够防止处理对象气体进入到多个捕集部110之间的空间。但是，不限于这种情况，密闭部140也可以设置于多个捕集部110的下游侧端部，还可以分别设置于多个捕集部110的上游侧和下游侧的各端部。
本例的集尘装置1包括气压维持部150。气压维持部150将收容部130a中的收容室133a内的气压维持得比气体管100内的气压高。气压维持部150可以在收容部130a内部导入氮等惰性气体，也可以导入空气。由此，能够抑制处理对象气体穿过贯通孔104a流入到收容室133a的内部。同样地，气压维持部150将收容部130b中的收容室133b内的气压维持得比气体管100内的气压高。由此，能够抑制处理对象气体穿过贯通孔104b流入到收容室133b的内部。根据气压维持部150，能够抑制处理对象气体中的粒子附着于作为绝缘体等的支承部132a、132b等，并且防止在绝缘体等中产生不期望的放电。
在集尘装置1中设置有对连接电极120施加电压的电压施加部152。由电压施加部152施加的电压经过连接电极120施加到各捕集部110中的内侧电极10。另外，连接电极120将内侧电极10机械地固定。在本例中，内侧电极10沿一个方向(本例中为铅垂方向)延伸。内侧电极10的一端(上端)固定于连接电极120中的电极设置成格子状的格子部。换言之，本例的各内侧电极10和连接电极120构成内侧电极10的一端为固定端、另一端为自由端的悬臂梁。通过采用悬臂梁的构造，容易确保与应用了集尘装置1的发动机的特性、运行负载状况对应的集尘性能。
连接电极120中的设置成格子状的电极的直径W2大于内侧电极10的直径W1。由此，防止连接电极120歪斜或挠曲。在本例中，在连接电极120的截面形状不是圆形的情况下，电极的直径W2是Z轴方向的厚度。通过使本例的连接电极120的厚度变厚，防止连接电极120歪斜或挠曲。由此，即使在连接电极120悬挂多个内侧电极10的情况下，悬挂内侧电极10的角度也不会变化，因此，能够将内侧电极10和外侧电极20平行地保持。在本例中，由于能够将内侧电极10与外侧电极20之间的间隙保持为预定的距离，因此，能够稳定地产生电晕放电。
贯通孔104a、104b的半径R1大于圆筒状的外侧电极20的内径Rb。由此，能够防止设置有贯通孔104a、104b的气体管100与连接电极120之间的放电。
除了内侧电极10和外侧电极20以外，各捕集部110还具有捕集用电极30。接着，对捕集部110进行说明。
图3是表示捕集部110的结构例的图。在图3中，外侧电极20是在预定的方向(图3中的Z轴方向)上具有长边的棒形状，在棒形状的内部设置有内部空间40。本例的外侧电极20呈圆筒状。
内部空间40在外侧电极20的Z轴方向的两端处与外部空间相连。在Z轴方向的端部处，处理对象气体被导入到内部空间40。在本说明书中，外侧电极20的长边方向是Z轴方向，与Z轴垂直的两个正交轴是X轴和Y轴。本例的外侧电极20以板状的金属电极将内部空间40的周围包围。
处理对象气体经过内部空间40。在本例中，处理对象气体沿Z轴方向经过内部空间40。捕集部110对经过的处理对象气体所包含的粒子进行捕集。
内侧电极10是在内部空间40中与外侧电极20同轴地配置的金属电极。即，内侧电极10在与Z轴方向垂直的XY面中配置于内部空间40的中心。内部空间40的中心是指XY面中的内部空间40的几何重心。在XY面中的内部空间40为圆形形状的情况下，内部空间40的中心为该圆的中心。内侧电极10呈平行于Z轴方向的直线形状。优选的是，内侧电极10的XY面的形状为圆。内侧电极10可以在内部具有空洞，也可以不具有空洞。内侧电极10和外侧电极20的XY面上的距离在Z轴方向整体的范围内是均匀的。
对外侧电极20施加基准电位。基准电位例如是接地电位。对内侧电极10施加比外侧电极20的电位高的规定的高电位。通过对各电极施加规定的电位，在内侧电极10与外侧电极20之间的内部空间40中会产生电晕放电。由此，能够使经过内部空间40的处理对象气体所包含的粒子带电。
各捕集部110利用库仑力等将带电后的粒子捕集到预定的区域。本例的捕集部110在外侧电极20的外侧区域中捕集带电后的粒子。本例的捕集部110还包括捕集用电极30。捕集用电极30是以包围外侧电极20的方式配置的、在Z轴方向上具有长边的筒状的金属电极。在Z轴方向上，捕集用电极30和外侧电极20具有相同的长度。对捕集用电极30施加比内侧电极10低的电位。对捕集用电极30施加与外侧电极20相同的电位。例如，将捕集用电极30和外侧电极20一起接地。在这种情况下，捕集用电极30和外侧电极20构成接地电极。
在捕集用电极30与外侧电极20之间设置有捕集空间50。另外，在外侧电极20的板状的金属电极设置有多个外侧电极贯通孔22。外侧电极贯通孔22将内部空间40和捕集空间50连接。
存在于内部空间40中的带电粒子通过库仑力和由电晕放电产生的离子风，沿从内侧电极10朝向外侧电极20的方向移动。带电粒子经过外侧电极贯通孔22并被捕集到捕集空间50。另外，捕集空间50的配置不限定于本例。捕集空间50也可以配置于比外侧电极20更靠下游的位置。即，也可以在比外侧电极20更靠下游的位置处捕集经过内部空间40后的处理对象气体所包含的带电粒子。
根据本例的捕集部110，在电极上不设置多个突起，并且将圆柱状的内侧电极10和圆筒状的外侧电极20同轴地配置。因此，能够抑制电场集中于特定的部位，并且能够抑制火花放电。另外，在捕集部110中，处理对象气体有时是高温的。作为一例，船舶用的捕集部110有时能导入最高400℃的处理对象气体。这样，即使在温度变化变大的情况下，通过使捕集部110具有圆筒同轴状的结构，也能够抑制内侧电极10和外侧电极20的距离变得不均匀。因此，能够抑制火花放电。
图4是表示捕集部110的XY截面的一例的图。在图4中，对内侧电极10、外侧电极20和捕集用电极30标注斜线的阴影。在其他图中，有时省略针对上述电极的阴影。
内侧电极10配置于内部空间40的XY面上的中心12。即，在XY面中，内部空间40的中心12与内侧电极10重叠。优选的是，在XY面中，内侧电极10的中心与内部空间40的中心12一致。
如图4所示，内侧电极10的外径为Ra。内侧电极10的外径是XY面上的内侧电极10的半径。即，内侧电极10的外径是内侧电极10的中心与内侧电极10的外周端14的距离。本例的内侧电极10的外周端14是沿着内侧电极10的外周的圆。
如图4所示，外侧电极20的内径为Rb。外侧电极20的内径是XY面上的外侧电极20的内壁24的半径。即，外侧电极20的内径是中心12与外侧电极20的内壁24的距离。本例的外侧电极20具有与内部空间40接触的内壁24和与捕集空间50接触的外壁26。另外，从内壁24到外壁26，外侧电极20的外侧电极贯通孔22贯穿外侧电极20。
内侧电极10的外径Ra和外侧电极20的内径Rb的比Ra/Rb小于1/e。其中，e是自然对数的底，e＝2.71828。由此，能够在内部空间40中稳定地形成电晕放电。
在同轴地配置的筒状电极中，已知当上述的比Ra/Rb等于1/e时，绝缘效率最好(例如参照以下文献。《高电压工学》，朝仓书店，河野照哉著，pp.28～29)。例如，在同轴电缆等中，优选地提高内侧配线和外侧屏蔽件的绝缘性，因此，优选地设计成比Ra/Rb等于1/e。
在比Ra/Rb等于1/e的情况下，从内侧电极10到外侧电极20为止的电场强度分布容易变得均匀。这样的状态被称为准等式系统。在准等式系统中，尽管难以发生绝缘破坏，但是在绝缘破坏的情况下，会立即发生火花放电而无法产生电晕放电。
若将比Ra/Rb设为小于1/e，则电场集中在内侧电极10的附近，从内侧电极10到外侧电极20为止的电场强度分布变得不均匀。这样的状态被称为不等式系统。在不等式系统中，由于电场集中在内侧电极10附近，因此，容易产生电晕放电。
在本例的捕集部110中，在XY面中，容易在内侧电极10的周围360度的内部空间40整体中均匀地产生电晕放电。另外，在Z轴方向上，也容易在内部空间40整体中均匀地产生电晕放电。因此，能够有效地使经过内部空间40的处理对象气体所包含的粒子带电。与此相对，在平板电极上设置突起并电晕放电的方式中，电场强度根据距突起的距离而变化。因此，有时难以使经过两个突起之间的中央等那样的、远离突起的区域的粒子带电。
比Ra/Rb越小于1/e，越能够稳定地产生电晕放电。比Ra/Rb可以小于1/(2e)。比Ra/Rb也可以小于1/(5e)，还可以小于1/(10e)。
作为一例，内侧电极10的外径Ra为1mm以上、10mm以下。内侧电极10的外径Ra也可以为5mm以下。外侧电极20的内径Rb为10mm以上、100mm以下。外侧电极20的内径Rb最好为50mm以上。
另外，内侧电极10的外周端14和外侧电极20的内壁24的距离d最好为40mm以下。距离d相当于内径Rb和外径Ra的差Rb－Ra。若距离d变得过大，则外侧电极20附近的电场变弱，从而难以使经过外侧电极20附近的粒子带电。通过将距离d设为40mm以下，能够在内部空间40整体中确保足够的电场强度。因此，容易使经过内部空间40的所有粒子带电。
本例的捕集部110除了图3中说明的结构以外，还包括使带电粒子燃烧的燃烧部60。燃烧部60例如是加热器。燃烧部60设置于捕集用电极30的内壁面。捕集用电极30的内壁面是指捕集用电极30的壁面中的与外侧电极20相对的壁面。在另一例中，燃烧部60具有在捕集空间50中产生微波的电极。燃烧部60对微波的波长进行控制，以使捕集空间50中的微波为驻波。通过产生微波的驻波，能量集中于驻波的波峰的部分，并且容易使粒子燃烧。通过使带电粒子燃烧，能够抑制带电粒子充满捕集空间50。
图5是示意性地示出沿着图1的a-a’线的集尘装置1的XY截面的一例的图。本例的连接电极120包括多个延伸部121a、121b和格子部122。延伸部121a是从格子部122的一边朝向贯通孔104a延伸的电极。同样地，延伸部121b是从格子部122的与该一边相对的其他边朝向贯通孔104a延伸的电极。延伸部121a、121b设置于夹着格子部122相对的位置。
格子部122是电极设置成格子状的部分。在本例中，格子部122包括：构成格子部122的轮廓的框部123；在由框部123包围的区域中向一个方向延伸的多个第一延伸部124(124-1、124-2、124-3、124-4)；以及在由框部123包围的区域中向其他方向延伸的多个第二延伸部125。此外，格子部122具有在延伸部121a、121b之间直线状地延伸的直线部。但是，格子部122的图案只要是使格子部122与各捕集部110的内侧电极10连接而使格子部122能够对内侧电极10的位置进行固定的图案即可，不限定于图5的情况。
连接电极120中的设置成格子状的电极的直径W3大于内侧电极10的直径W1。另外，电极的直径W3是XY平面内的短边方向的电极宽度。如图2所示，电极的Z轴方向的电极的厚度W2也大于内侧电极10的直径W1。通过这样构成，能够防止连接电极120歪斜或挠曲。因此，通过连接电极120对各内侧电极10的位置和延伸的角度进行固定。由此，能够维持内侧电极10与外侧电极20之间的电极间距离，从而产生稳定的电晕放电。
连接电极120和气体管100的壁的距离Lc最好大于外侧电极20的内径(半径)Rb。另外，贯通孔104a、104b的半径R1大于外侧电极20的内径(半径)Rb。通过这样构成，能够防止气体管100与连接电极120之间的放电。
图6是示意性地示出沿着图1的b-b’线的集尘装置1的XY截面的一例的图。在图6中，对内侧电极10和密闭部140标注斜线的阴影。在其他图中，有时省略针对上述电极的阴影。
如图6所示，密闭部140呈平板形状。在密闭部140中与各捕集部110所安装的位置对应地设置有多个开口142。将开口142的端缘和外侧电极20焊接。由此，开口142和外侧电极20连通。捕集用电极30的端部被焊接于密闭部140的XY平面。由此，密闭部140对捕集用电极30的端部与外侧电极20的端部之间进行覆盖。因此，能够防止处理对象气体流入到捕集用电极30与外侧电极20之间的捕集空间50(图4)。
通过焊接等，能够将密闭部140的端缘与气体管100的内表面接合。因此，经由密闭部140，能够将捕集用电极30的位置和外侧电极20的位置牢固地固定。
图7是表示集尘装置1的另一例的XY截面的图。在本例中，各个捕集部110具有内侧电极10和外侧电极20，不具有捕集用电极30和燃烧部60。
图7所示的集尘装置1包括捕集用电极30，上述捕集用电极30以包围并列地配置的多个外侧电极20的方式配置。即，在一个捕集用电极30所包围的区域内配置有多个外侧电极20。捕集用电极30的外缘的形状和尺寸与气体管100的内侧面的形状和尺寸大致相同。捕集部110也可以包括燃烧部60，上述燃烧部60以包围并列地配置的多个外侧电极20的方式配置。燃烧部60是设置于捕集用电极30的内壁面的加热器。根据本例，能够使多个捕集部110的捕集用电极30和燃烧部60共用化。
如图7所示，连接电极120具有与图5所示的情况不同的格子图案。根据图7所示的结构，一个电极连接到一个内侧电极10，以便不妨碍处理对象气体的流动。但是，不限于这种情况，如图5所示，也可以采用多个电极连接到一个内侧电极10的格子图案。
在各个外侧电极20设置有图4等所示的外侧电极贯通孔22。各个外侧电极20被焊接于密闭部140。另外，各个外侧电极20也可以彼此焊接。在外侧电极20之间填充有填充材料，以避免外侧电极20彼此产生间隙。填充材料可以是金属等导电性材料，也可以是树脂等绝缘材料。
图8是表示集尘装置1的另一例的XY截面的图。在图5和图7所示的集尘装置1中，示出了在气体管100的侧壁上设置有两个贯通孔104a、104b的情况。在图8所示的示例中，在气体管100的侧壁上设置有四个贯通孔104a、104b、104c、104d。贯通孔104a和贯通孔104b设置于气体管100中的与第一方向(Y轴方向)相对的一对侧壁。贯通孔104c和贯通孔104d设置于气体管100中的与第二方向(X轴方向)相对的一对侧壁。
集尘装置1包括四个收容部130a、130b、130c、130d。收容部130a、130b、130c、130d配置于气体管100的外部。收容部130a和收容部130b在Y轴方向上相对。收容部130c和收容部130d在X轴方向上相对。各收容部130a、130b、130c、130d的结构与图5所示的各收容部130a、130b相同。
图8所示的连接电极120包括格子部122和从格子部122延伸的多个延伸部121a、121b、121c、121d。延伸部121a、121b分别沿Y轴方向延伸。延伸部121c、121d分别沿X轴方向延伸。收容部130c对穿过贯通孔104c的延伸部121c的端部进行收容并支承。同样地，收容部130d对穿过贯通孔104d的延伸部121d的端部进行收容并支承。根据本例，连接电极120在第一方向和与第一方向不同的第二方向上固定，因此，能够进一步减轻连接电极120的歪斜和挠曲。特别地，能够防止产生以Y轴为中心轴的连接电极120的扭转。
图9是示意性地示出集尘装置1的另一例的YZ剖视图。在本例中，多个外侧电极20中的至少一个外侧电极的轴向上的长度与其他的外侧电极不同。轴向可以是外侧电极20的长边方向，也可以是处理对象气体的流动方向。在本例中，轴向是Z轴方向。多个外侧电极20-1至20-5中的配置于气体管100的XY截面中的最靠中央的位置处的外侧电极20-3比其他的外侧电极长。
在本例中，外侧电极20-3的长度L1比外侧电极20-2、20-4各自的长度L2长，外侧电极20-2、20-4各自的长度L2比外侧电极20-1、20-5各自的长度L3长。即，在本例中，配置于气体管100的XY截面中的最靠中央的位置处的外侧电极20-3的长度L1最长，越远离中央向外侧移动，外侧电极20的长度越短。
根据本例，处理对象气体在气体管100的中央处容易流动，因此，能够延长外侧电极20-3的长度L1，从而提高集尘力。但是，本例的集尘装置1不限于该情况，在气体管弯曲后的部位中，也可以延长气体管100的XY截面中的端部的外侧电极20-1或20-5。
在本例中，各个外侧电极20-1至20-5的上游侧的端部的位置相同。若处理对象气体所流入一侧存在凹凸，则有时流路会发生变化。因此，通过使处理对象气体所流入一侧的面一致，处理对象气体容易均匀地进入多个捕集部110。
图10是示意性地示出集尘装置2的一例的YZ剖视图。本例的集尘装置2包括第一单元4和第二单元5。第一单元4和第二单元5分别对应于图1至图9中说明的集尘装置1。
集尘装置2包括第一捕集部组112。第一捕集部组112具有多个捕集部110-1、110-2、110-3、110-4、110-5(统称为捕集部110)。多个捕集部110设置于气体管100内部。多个捕集部110在气体管100的XY截面内并列地配置。
集尘装置2包括第二捕集部组212。第二捕集部组212设置于气体管100中的比第一捕集部组112更靠上游侧的位置。第二捕集部组212具有多个捕集部210-1、210-2、210-3、210-4、210-5(统称为捕集部210)。多个捕集部210设置于气体管100内部。多个捕集部210在气体管100的XY截面内并列地配置。
集尘装置2包括第一连接电极120和第二连接电极220。第一连接电极120配置于比第一捕集部组112更靠下游侧的位置。第一连接电极120与第一捕集部组112中的各个内侧电极10连接。第二连接电极220配置在第二捕集部组212与第一捕集部组112之间。第二连接电极220与第二捕集部组212中的各个内侧电极10连接。
集尘装置2包括第一收容部130a、130b和第二收容部230a、230b。第二收容部230a对穿过贯通孔204a的连接电极220的一端部进行收容，并且对连接电极220的一端部进行支承。同样地，第二收容部230b对穿过贯通孔204b的连接电极220的另一端部进行收容，并且对连接电极220的另一端部进行支承。第一收容部130a、130b的结构与图2所示的结构相同。因此，省略重复的说明。
根据图10的结构，第一捕集部组112中的多个捕集部110与第二捕集部组212中的多个捕集部210分别分离。具体地，第一捕集部组112中的各个外侧电极20与第二捕集部组212中的各个外侧电极20分离。另外，第一捕集部组112中的各个捕集用电极30与第二捕集部组212中的各个捕集用电极30也分离。
若捕集部110的长边方向的长度变得过长，则难以维持内侧电极10与外侧电极20之间的电极间距离。关于这点，如本实施方式那样，通过将捕集部分割为捕集部110和捕集部210并配置成多级，能够缩短每一个内侧电极10的长度。另外，能够缩短每一个外侧电极20的长度和每一个捕集用电极30的长度。因此，能够在维持内侧电极10与外侧电极20之间的电极间距离而避免火花放电的同时，与实质上延长了捕集部的长边方向的长度的情况同样地提高捕集能力。
如上所述，第一捕集部组112中的各内侧电极10和第二捕集部组212中的各内侧电极10不机械地连接。但是，不限于该情况，也可以将第一捕集部组112中的各内侧电极10和第二捕集部组212中的各内侧电极10连接。这种情况下，也可以将第一捕集部组112中的各外侧电极20和第二捕集部组212中的各外侧电极20分离。即，将第一捕集部组112的捕集部110和第二捕集部组212中的捕集部210的内侧电极10和外侧电极20的至少一方分离。
图11是示意性地示出集尘装置2的另一例的YZ剖视图。在本例中，位于比第一连接电极120更靠上游侧的位置处的第二连接电极220中的格子(网格)的密度比第一连接电极120中的格子的密度疏。另外，位于比第一捕集部组112更靠上游侧的位置处的第二捕集部组212的外侧电极20的内径(半径)Rb大于第一捕集部组112的外侧电极20的内径(半径)Rb。通过上述特征，能够减轻容易附着粒子状物质(PM)、黑碳(BC)等粒子的上游侧的单元受到污染。
图12是示意性地示出集尘装置1的另一例的YZ剖视图。在本例中，多个捕集部110-1、110-2、110-3、110-4的各个内侧电极10-1、10-2、10-3、10-4的长边方向是与铅垂方向不同的方向。为了确保内侧电极10与外侧电极20之间的电极间距离(间隙)，期望内侧电极10和外侧电极20配置成沿铅垂方向延伸。通过将内侧电极10配置成沿铅垂方向延伸，能够防止由内侧电极10的自重引起的变形和由此引起的电极间距离的偏差。然而，本发明的集尘装置1不限于该情况。
在图12所示的示例中，Z轴方向是铅垂方向。在一例中，多个捕集部110的各个内侧电极10-1、10-2、10-3、10-4沿与铅垂方向正交的Y轴方向延伸。在本例中，气体管100沿Y轴方向延伸。因此，处理对象气体沿Y轴方向流动。
本例的集尘装置1包括第一连接电极120-1和第二连接电极120-2。第一连接电极120-1通过焊接等与多个捕集部110的各个内侧电极10-1、10-2、10-3、10-4的一端连接。第二连接电极120-2通过焊接等与各个内侧电极10-1、10-2、10-3、10-4的另一端连接。在本例中，构成内侧电极10-1的一端和另一端均为固定端的双支承梁。由此，能够防止内侧电极10由于铅垂方向的重力而挠曲，能够稳定地产生电晕放电。但是，不限于该情况，根据内侧电极10的刚性或长度，也可以省略第二连接电极120-2而采用悬臂梁结构。在这种情况下，第一连接电极120-1为与多个捕集部110的各个内侧电极10连接，并且配置于比多个捕集部110更靠下游侧的位置处的连接电极。
在本例中，第一连接电极120-1配置于比多个捕集部110-1、110-2、110-3、110-4(统称为捕集部110)更靠下游侧的位置。第二连接电极120-2配置于比多个捕集部110更靠上游侧的位置。集尘装置1包括至少四个收容部130-1、130-2、130-3、130-4。收容部130-1、130-2作为一对收容部发挥作用。收容部130-1对穿过贯通孔104-1的连接电极120-1的一端部进行收容，并且对连接电极120-1的一端部进行支承。同样地，收容部130-2对穿过贯通孔104-2的连接电极120-1的另一端部进行收容，并且对连接电极120-1的另一端部进行支承。贯通孔104-1和贯通孔104-2与上述的贯通孔104a、104b相同。另外，收容部130-1包括支承部132-1和收容室133-1，收容部130-2包括支承部132-2和收容室133-2。支承部132-1、132-2、收容室133-1、133-2的结构与图2所示的支承部132a、132b、收容室133a、133b的结构相同。
收容部130-3对穿过贯通孔104-3的连接电极120-2的一端部进行收容，并且对连接电极120-2的一端部进行支承。同样地，收容部130-4对穿过贯通孔104-4的连接电极120-2的另一端部进行收容，并且对连接电极120-2的另一端部进行支承。贯通孔104-3和贯通孔104-4与上述的贯通孔104a、104b相同。收容部130-3包括支承部132-3和收容室133-3，收容部130-4包括支承部132-4和收容室133-4。支承部132-3、132-4、收容室133-3、133-4的结构与图2所示的支承部132a、132b、收容室133a、133b的结构相同。
以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但是本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。对本领域技术人员显而易见的是，能够对上述实施方式进行各种变更或加入各种改进。加入了这样的变更或改进的方式也包含在本发明的技术范围内，这点能从权利要求书的记载中得到明确。
符号说明
1...集尘装置、2...集尘装置、4...第一单元、5...第二单元、10...内侧电极、12...中心、14...外周端、20...外侧电极、22...外侧电极贯通孔、24...内壁、26...外壁、30...捕集用电极、40...内部空间、50...捕集空间、60...燃烧部、100...气体管、101...上游侧凸缘部、102...下游侧凸缘部、103...主体部、104...贯通孔、110...捕集部、112...第一捕集部组、120...连接电极、121...延伸部、122...格子部、123...框部、124...第一延伸部、125...第二延伸部、130...收容部、132...支承部、133...收容室、140...密闭部、142...开口、150...气压维持部、152...电压施加部、204...贯通孔、210...捕集部、212...第二捕集部组、220...连接电极、230...收容部
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种集尘装置，包括：
气体管，在所述气体管中，处理对象气体从上游侧流向下游侧；
多个捕集部，所述多个捕集部设置于所述气体管，并且对所述处理对象气体所包含的对象粒子进行捕集；以及
连接电极，所述连接电极与所述多个捕集部连接，
所述多个捕集部分别具有：
筒状的外侧电极，所述处理对象气体经过所述外侧电极的内部空间；以及
内侧电极，所述内侧电极在所述内部空间中与外侧电极同轴地配置，
所述多个捕集部在所述气体管的截面内并列地配置，
所述连接电极与所述多个捕集部的各个所述内侧电极连接，并且配置于比所述多个捕集部更靠下游侧的位置。
2.如权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，
所述连接电极具有格子部，所述格子部的电极设置成格子状，
所述格子部与各个所述内侧电极连接。
3.如权利要求2所述的集尘装置，其特征在于，
所述连接电极中的设置成所述格子状的所述电极的直径大于所述内侧电极的直径。
4.如权利要求1至3中任一项所述的集尘装置，其特征在于，
还包括密闭部，所述密闭部在所述多个捕集部中对捕集部之间的空间进行密闭。
5.如权利要求4所述的集尘装置，其特征在于，
所述密闭部设置于所述多个捕集部的所述上游侧的端部。
6.如权利要求1至5中任一项所述的集尘装置，其特征在于，
所述连接电极与所述气体管的壁的距离大于所述外侧电极的内径。
7.如权利要求1至6中任一项所述的集尘装置，其特征在于，
至少一个所述外侧电极的轴向上的长度与其他的所述外侧电极不同。
8.如权利要求7所述的集尘装置，其特征在于，
多个所述外侧电极中的在所述气体管的截面中配置于最靠中央的位置处的所述外侧电极比其他的所述外侧电极长。
9.如权利要求7或8所述的集尘装置，其特征在于，
各个所述外侧电极的上游侧的端部的位置相同。
10.如权利要求1至9中任一项所述的集尘装置，其特征在于，
在所述气体管的壁上设置有供所述连接电极穿过的贯通孔，
还包括收容部，所述收容部配置于所述气体管的外部，对穿过所述贯通孔的所述连接电极的端部进行收容，并且对所述连接电极的端部进行支承，
所述贯通孔配置于比所述多个捕集部更靠下游侧的位置。
11.如权利要求10所述的集尘装置，其特征在于，
还包括气压维持部，所述气压维持部将所述收容部内的气压维持得比所述气体管内的气压高。
12.如权利要求10或11所述的集尘装置，其特征在于，
所述贯通孔的半径大于所述外侧电极的内径。
13.如权利要求1至12中任一项所述的集尘装置，其特征在于，包括：
第一捕集部组，所述第一捕集部组设置于所述气体管，并且具有在所述气体管的截面内并列地配置的多个所述捕集部；
第二捕集部组，所述第二捕集部组设置于所述气体管中的比所述第一捕集部组更靠上游侧的位置，并且具有在所述气体管的截面内并列地配置的多个所述捕集部；
第一连接电极，所述第一连接电极配置于比所述第一捕集部组更靠下游侧的位置，并且与所述第一捕集部组的各个所述内侧电极连接；以及
第二连接电极，所述第二连接电极配置在所述第二捕集部组与所述第一捕集部组之间，并且与所述第二捕集部组的各个所述内侧电极连接。
14.如权利要求1至13中任一项所述的集尘装置，其特征在于，
所述多个捕集部分别还具有筒状的捕集用电极，所述捕集用电极以包围各外侧电极的外部的方式配置。
15.如权利要求14所述的集尘装置，其特征在于，
所述集尘装置还包括密闭部，所述密闭部在所述多个捕集部中对捕集部之间的空间进行密闭，
多个外侧电极及多个捕集用电极固定于所述密闭部。
16.如权利要求1至13中任一项所述的集尘装置，其特征在于，
还包括捕集用电极，所述捕集用电极配置成将并列配置的多个外侧电极一起包围。

Claims (13)

1.一种集尘装置，包括：
气体管，在所述气体管中，处理对象气体从上游侧流向下游侧；
多个捕集部，所述多个捕集部设置于所述气体管，并且对所述处理对象气体所包含的对象粒子进行捕集；以及
连接电极，所述连接电极与所述多个捕集部连接，
所述多个捕集部分别具有：
筒状的外侧电极，所述处理对象气体经过所述外侧电极的内部空间；以及
内侧电极，所述内侧电极在所述内部空间中与外侧电极同轴地配置，
所述多个捕集部在所述气体管的截面内并列地配置，
所述连接电极与所述多个捕集部的各个所述内侧电极连接，并且配置于比所述多个捕集部更靠下游侧的位置。
2.如权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，
所述连接电极具有格子部，所述格子部的电极设置成格子状，
所述格子部与各个所述内侧电极连接。
3.如权利要求2所述的集尘装置，其特征在于，
所述连接电极中的设置成所述格子状的所述电极的直径大于所述内侧电极的直径。
4.如权利要求1至3中任一项所述的集尘装置，其特征在于，
还包括密闭部，所述密闭部在所述多个捕集部中对捕集部之间的空间进行密闭。
5.如权利要求4所述的集尘装置，其特征在于，
所述密闭部设置于所述多个捕集部的所述上游侧的端部。
6.如权利要求1至5中任一项所述的集尘装置，其特征在于，
所述连接电极与所述气体管的壁的距离大于所述外侧电极的内径。
7.如权利要求1至6中任一项所述的集尘装置，其特征在于，
至少一个所述外侧电极的轴向上的长度与其他的所述外侧电极不同。
8.如权利要求7所述的集尘装置，其特征在于，
多个所述外侧电极中的在所述气体管的截面中配置于最靠中央的位置处的所述外侧电极比其他的所述外侧电极长。
9.如权利要求7或8所述的集尘装置，其特征在于，
各个所述外侧电极的上游侧的端部的位置相同。
10.如权利要求1至9中任一项所述的集尘装置，其特征在于，
在所述气体管的壁上设置有供所述连接电极穿过的贯通孔，
还包括收容部，所述收容部配置于所述气体管的外部，对穿过所述贯通孔的所述连接电极的端部进行收容，并且对所述连接电极的端部进行支承，
所述贯通孔配置于比所述多个捕集部更靠下游侧的位置。
11.如权利要求10所述的集尘装置，其特征在于，
还包括气压维持部，所述气压维持部将所述收容部内的气压维持得比所述气体管内的气压高。
12.如权利要求10或11所述的集尘装置，其特征在于，
所述贯通孔的半径大于所述外侧电极的内径。
13.如权利要求1至12中任一项所述的集尘装置，其特征在于，包括：
第一捕集部组，所述第一捕集部组设置于所述气体管，并且具有在所述气体管的截面内并列地配置的多个所述捕集部；
第二捕集部组，所述第二捕集部组设置于所述气体管中的比所述第一捕集部组更靠上游侧的位置，并且具有在所述气体管的截面内并列地配置的多个所述捕集部；
第一连接电极，所述第一连接电极配置于比所述第一捕集部组更靠下游侧的位置，并且与所述第一捕集部组的各个所述内侧电极连接；以及
第二连接电极，所述第二连接电极配置在所述第二捕集部组与所述第一捕集部组之间，并且与所述第二捕集部组的各个所述内侧电极连接。
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