JP2000015137A

JP2000015137A - 電気集塵器用電極ユニット

Info

Publication number: JP2000015137A
Application number: JP10188355A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Tajiri; 栄一田尻; Nobumasa Watanabe; 信正渡辺; Yukihiro Ishikuri; 幸博石栗
Original assignee: Watanabe Seisakusho KK; Waki Seisakusho KK
Current assignee: Watanabe Seisakusho KK; Waki Seisakusho KK
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2000-01-18
Anticipated expiration: 2018-07-03
Also published as: JP4015757B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電極体を平板状のユニットとして構成し、これ
らを適宜個数重ね合わせることで排気ガス処理能力を自
在に調整できる電極ユニットを構成する。【解決手段】対向する導電体１ａ、１ｂと、この導電
体間に所定の間隔で複数の導電性ネジ棒１ｃを配置、固
定してなる梯子状電極１と、同梯子状電極１に対して所
定の間隔を以て配置した板状絶縁部材４、４と、該絶縁
部材４、４の表面に配置した平板電極５とを備え、前記
梯子状電極１と前記平板電極５を交流電源に接続し、前
記両電極間で発生したコロナ放電雰囲気中を処理ガスが
通過できるようにしたことを特徴とする電気集塵器用電
極ユニット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン、焼却炉
等の排気ガス処理、あるいは、気体中に浮遊している粉
塵を集塵するための電気集塵器用の電極ユニットに関す
るものであり、特に、電極体を平板状のユニットとして
構成し、これらを適宜個数重ね合わせることで排気ガス
処理能力を自在に調整できる電極ユニットに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】焼却炉等に発生するダイオキシン、ある
いＰＣＢ等の有害物質による環境汚染が大きな社会問題
となってきており、こうした有害物質の無害化技術の開
発が急務となっている。現在、有害物質の除去の方法と
しては、ａ．オゾン、ｂ．紫外線、ｃ．電子線、ｄ．プ
ラズマ等による分解除去が有効であるとされているが、
これらの発生方法を考えた時に、量の多少を無視すれば
上記ａ〜ｄのいずれもがコロナ放電に伴って発生するこ
とが知られている。したがって、排気ガス処理にとって
最適なコロナ放電状態を作りだすことができれば、有害
物質の分解を効率的に進めることが可能となる。

【０００３】現在までにコロナ放電状態をつくり出す電
極ユニットとして、たとえば、特開昭６３−１８３２１
１号、特開平２−１７３３１１号等に開示されたもの等
が知られている。上記公報に記載された排気ガス処理装
置の電極ユニットは、円筒状に形成されたセラミックス
や有機ガラスからなる材料で形成した絶縁層と、この絶
縁層の中央に支持具によって支持されるネジ棒からなる
第１電極と、さらに絶縁層の外側に被覆したアルミ箔等
からなる第２電極等から構成されており、両電極間に高
圧電圧を印加することで円筒状絶縁層の中心部にコロナ
放電状態を生成し、この放電雰囲気中に排気ガスを流す
ことによってガス中の有害物質を分解集塵するものであ
る。この電極ユニットは、種々の実験の結果、現在では
直径数十ミリの円筒状絶縁層の中心に直径３〜６ｍｍの
ネジ棒を配置し、その円筒状絶縁層の周囲外側に被覆し
た薄膜電極との間に交流電圧を印加し放電させたもの
（即ち電極間の距離が十数ｍｍ程度のもの）が、最も効
率的な放電状態を生み出すことができるものとされてい
る。

【０００４】ところで、上記のような円筒状の電極ユニ
ットを使用して焼却炉等のような多量の排気ガスを処理
しようとすると、排気ガスの流量にあわせて少なくても
数百本〜数千本の円筒状ユニットを束ね、さらに円筒状
の一端から全ての円筒内に略均等に排気ガスを導入する
必要があり、上記構成からなる電極ユニットでは実際の
施設へ採用することは極めて困難となる。また、上記電
極ユニットでは円筒の中心部にネジ棒を支持する支持部
材が必要となり、支持部材が排気ガスのスムーズな流れ
を阻害し、排気ガス処理効率が悪くなるという問題もあ
る。さらに、最適な電極間距離とするために、円筒状絶
縁層の中心部にネジ棒を精度良く配置する必要があり、
製造コストの面で問題がある。

【０００５】また、上記構造の電極ユニットを利用して
大量の排気ガスを少ない数の電極ユニットで処理しよう
としてユニット毎の円筒状絶縁層の直径を大きすること
も考えられるが、この場合もユニット毎に電極間の距離
を十数ｍｍ程度に維持する必要があり、円筒状絶縁層の
直径をいくら大きしたとしても中心部に配置する電極の
直径もそれに対応して太くしなければならず、結局、円
筒内に形成されるガス通過面積を大きくすることは実際
上で困難となる。したがって、この場合でも大量の排気
ガスを処理するには電極ユニットの使用本数を必然的に
多くせざるを得ない。

【０００６】このようなことから本発明者らは、焼却炉
等のような多量の排気ガスに対しても十分に対応でき、
さらに処理する排気ガスの量に応じて、組み合わせを自
由に変更できる電極ユニットについて開発を進めた結
果、取扱が容易であり且つ安価に製造することができる
新規な電極ユニットの開発に成功した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、所定の長
さ、直径を有する対向する導電体間に、前記対向する導
電体に対して所定の間隔で複数の導電性棒状体を配置、
固定してなる梯子状電極と、同梯子状電極を挟むように
両面に配置した板状絶縁部材と、該絶縁部材の表面に配
置した平板電極とを備え、前記両電極間に高圧交番電圧
を印加して両電極間にコロナ放電をさせ、同コロナ放電
雰囲気中に処理ガスを通過させ、集塵を行うようにした
ことを特徴とする電気集塵器用電極ユニットであり、こ
のユニットによって上記従来の電極が有する問題点を解
決する。本発明は梯子状電極および平板電極を利用して
電極ユニットを平板状あるいは箱型に構成することで、
平板状ユニットを多数積み重ねるだけで大量の排気ガス
処理用電極を容易に構成することができる。また電極ユ
ニットが平板状あるいは箱型であるため、従来の円筒状
の電極ユニットを束ねた場合に生じる無駄なスペースを
排除でき、少ないユニット数で同等のガス処理が可能で
ある。電極ユニット内に配置する梯子状電極をステンレ
ス製のネジ棒で構成可能としたため製造コストの大幅な
低減を図ることができる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明が採用した技術解
決手段は、対向する導電体と、この導電体間に所定の間
隔で複数の導電性棒状体を配置、固定してなる梯子状電
極と、同梯子状電極に対して所定の間隔を以て配置した
板状絶縁部材と、該絶縁部材の外側表面に配置した平板
電極とを備え、前記梯子状電極と前記平板電極とを交流
電源に接続し、前記両電極間で発生したコロナ放電雰囲
気中を処理ガスが通過できるようにしたことを特徴とす
る電気集塵器用電極ユニットであり、複数の所定の間隔
を以て形成される電極支持溝を有する電極支持部材と、
対向する導電体と、この導電体間に所定の間隔で複数の
導電性棒状体を配置、固定してなる梯子状電極と、板状
絶縁部材によって挟持された平板電極と、前記電極支持
部材の両端部に配置固定する端部絶縁材を備え、前記電
極支持部材を対向させて配置し、前記電極支持部材の両
端部に端部絶縁材を設け、互いに対向する電極支持溝内
に交互に梯子状電極および平板電極を挿入支持し、前記
梯子状電極と平板電極とを交流電源に接続したことを特
徴とする電気集塵器用電極ユニットである。

【０００９】

【実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の第１実施
形態を説明する。図１は本発明に係る集塵器用電極ユニ
ットの概略斜視図、図２は同電極ユニットの平面図、立
面図、側面図、図３は支持部材と梯子状電極との配置関
係図、図４は本電極ユニットの放電状態を説明する図で
ある。

【００１０】第１実施形態の集塵器用電極ユニットは最
小単位としての電極ユニットであり、図１、図２におい
て１は同一規格のネジ棒によって構成された梯子状電極
であり、この梯子状電極１は対向する導電体を構成する
ネジ棒１ａ、１ｂ（以下縦ネジ棒という）と、この縦ネ
ジ棒１ａ、１ｂに対して略直角に配置、固定した導電性
棒状体からなるネジ棒（以下横ネジ棒という）１ｃ・・
を備えている。縦ネジ棒１ａ、１ｂと横ネジ棒１ｃ・・
は溶接により接続固定され、縦ネジ棒の一方１ｂは交流
電源２に接続できるよう図１、図２に示すように他方よ
りも長く形成されている。

【００１１】横ネジ棒１ｃ・・にはネジ山毎に発生する
コロナが平板電極５（後述する）にまで安定して伸びる
ように図４に示すように平板電極５に対向する部位に扇
型１０、長方形型１１等の溝が形成されている。この溝
は各横ネジ棒１ｃ・・毎に同じ形状のものとするのが望
ましいが、横ネジ棒毎に変えることも可能であり、また
溝に代えて横ネジ棒の平板電極に対向する部位を面取り
して角部を形成してもよいことは当然である。前記梯子
状電極１には、本例では直径５〜６ミリの市販のステン
レス製のネジ棒を使用しており、縦ネジ棒１ａ、１ｂの
間隔（図中Ｌ）は４００ミリ以上、また横ネジ棒１ｃ・
・同志のピッチＰは放電状態を見ながら適当な間隔（例
えば４０ミリ〜１００ミリ程度の間隔の中から適当な間
隔）としてある。なお、上記例では縦ネジ棒、横ネジ棒
とも同一規格のネジ棒を使用し、コストの低減を図って
いるが、縦ネジ棒は後述するように放電には寄与しない
ため、所定の電流を流すことができる単なる丸棒あるい
は電線等を使用することも可能である。また、縦ネジ
棒、横ネジ棒の代わりに導電性のある棒体（断面丸、三
角、四角等の棒状体）を使用して、梯子状電極を形成し
ても平板電極との間にコロナ放電を発生させることが可
能である。

【００１２】前記梯子状電極１の両面には、梯子状電極
１を挟むように数ミリの板厚からなる板状絶縁部材４、
４が支持部材３を介して対向して配置固定される。前記
支持部材３は、図３に示すような電極支持溝３ａを備
え、この電極支持溝３ａ内に梯子状電極１を構成する縦
ネジ棒１ａ、１ｂが収納固定されている。前記支持部材
３は絶縁性材料からなる角材によって形成されており、
支持部材３の厚さ（即ち板状絶縁部材４、４同志の間
隔）は、ネジ棒電極と平板電極５との間の距離が最適な
距離となる厚さとして設定されるが、これまでの実験結
果からこの厚さは電極間の間隔が１０〜２０ミリ程度と
することが望ましいことが判明している。なお、電極支
持溝３ａを利用して梯子状電極を支持する構成としたた
め、この電極支持溝３ａによって梯子状電極と平板電極
（後述する）との距離の管理が極めて容易になるととも
に電極ユニットの組立も容易となる。一方、板状絶縁部
材４、４は図１、図２に示すように支持部材３を挟む形
で支持部材３に適宜手段によって固定されており、板状
絶縁部材４、４の外側表面には、横ネジ棒１ｃ・・が配
置される範囲に対応して平板電極５が取りつけられてい
る。また、平板電極５の外側には平板電極を被覆するよ
うに絶縁部材６（図３参照）が配置され安全性が確保さ
れている。前記絶縁部材４、６および支持部材３は本実
施形態ではガラス材（板ガラス）を使用しているが、絶
縁性を有するセラミックス等の材料を使用することも可
能である。また、前記平板電極５はたとえばアルミ材な
どからなる薄膜、薄板等で構成するが、平板電極５を電
極ユニットの外周よりも外に延長した場合、この延長部
分が電極ユニット内の熱の放散効果を果たすラジエータ
としての機能を果たすことも可能である。

【００１３】上記構成からなる電極ユニットでは、梯子
状電極１の片側縦ネジ棒１ｂと平板電極５との間に交流
電源を印加すると、横ネジ棒１ｃ・・の各ネジ山と溝と
によって形成される角１０ａ、１１ａ、１２ａ（図４参
照）毎に平板電極５、５との間で放電がはじまり、板状
絶縁部材４、４同士の間で各横ネジ棒毎に全長に渡って
安定したコロナ放電状態が得られる。特に梯子状電極に
ネジ棒を使用した場合、鋭利な形状をしたネジ山毎にコ
ロナ放電が発生するため安定した放電状態を得ることが
できる。そして、処理すべき排気ガスを図１に示すよう
に板状絶縁部材４、４同士の間の放電雰囲気中に、例え
ばＡ方向からＢ方向に向けて流すと、この排気ガスはコ
ロナ放電中を通過することになり、この結果、有害物質
がコロナ放電中で公知の理論により分解、吸着等により
除去される。なおコロナ放電は、各横ネジ棒１ｃ・・毎
に平板電極５との間で発生するため、排気ガスは横ネジ
棒の数に対応して発生したコロナ放電雰囲気中を通過し
ながらユニット内を通過することになる。また、上記電
極ユニットでは平板電極を梯子状電極の両面に配置した
が、片側のみでも良いことは当然である。

【００１４】次に上記電極ユニットの使用例を図５を参
照して説明すると、図５は上記最小単位の電極ユニット
を２０個組み合わせた例である。この例では送風機など
によってＡ方向から流された排気ガスは各ユニット内の
コロナ放電雰囲気中を通過して処理され清浄ガスとなっ
てユニットからＢ方向に排出される。

【００１５】つづいて、本発明に係わる第２実施形態を
説明する。前述の第１実施形態は、一つの梯子状電極と
これに対応した２枚の平板電極とによって一つの最小単
位としての電極ユニットを構成しているが、第２実施例
は複数の梯子状電極とこれに対応した複数の平板電極か
らなるもの組み合わせて大型の一つの箱型をした電極ユ
ニットを構成した点に特徴があり、これによって１ユニ
ットによる処理能力を大きくするとともに、ユニットの
組み立て性を良くしている。図６は第２実施形態に係わ
る電極ユニット全体の斜視図と、そのユニットを構成す
る梯子状電極、平板状電極の斜視図であり、図７は同電
極ユニットの平面図である。

【００１６】この電極ユニット２０は、板状の２枚の電
極支持部材２３、端部絶縁材２４を備えており、対向し
た電極支持部材２３、２３および端部絶縁材２４とによ
って囲まれた箱型空間内に、複数の梯子状電極２１と平
板電極２５を支持できるようになっている。電極支持部
材２３は、ガラスやセラミックス等の絶縁材で構成さ
れ、図７に示すように、梯子状電極と平板電極を支持す
る複数の電極支持溝２２を備えている。前記電極支持溝
２２は梯子状電極２１と平板電極２５との間の距離が最
適な距離となるように溝ピッチが形成されており、この
電極支持溝２２によって梯子状電極２１と平板電極２５
との距離の管理が極めて容易となり、さらに電極ユニッ
トの組立も容易となる。

【００１７】梯子状電極２１は縦ネジ棒２１ａ、２１ｂ
と横ネジ棒２１ｃとを溶接して図６に示す如く梯子状に
形成されており、一方の縦ネジ棒２１ａは交流電源２に
接続できるよう他方よりも長く形成されている。また平
板電極２５は、平板電極２５を２枚の板状絶縁部材（板
ガラスやセラミックス等）２６、２６で挟持した合わせ
ガラス状に構成されており、平板電極２５には交流電源
２に接続するためのリード線２７が取りつけられてい
る。前記電極支持部材２３を対向して配置し、対向する
２枚の電極支持部材の電極支持溝２２内に図７に示すよ
うに交互に梯子状電極２１と平板状電極２５を挿入固定
し、さらに、電極支持部材２３の両端部に端部絶縁材２
４を固定することで箱型をした電極ユニットが構成され
ている。そして、梯子状電極の長端部及び平板電極のリ
ード線は導電体２８ａ、２８ｂに接続され（図６参
照）、各導電体間に交流電源が接続される。

【００１８】こうして構成した電極ユニットでは、電極
ユニット内のコロナ放電雰囲気中に図６に示す矢印方向
に排気ガスを流すことにより排ガス処理が行われ、清浄
ガスとなって電極ユニットからＢ方向に排出される。上
記第２実施形態の電極ユニットは複数の梯子状電極と平
板電極を組み合わせたものを箱型のユニットとして構成
したため、第１実施形態のように最小単位のユニットを
複数組み付ける必要がなくなり、電極ユニットの取扱が
容易となる。また、予め箱状に組み立てておいた電極支
持部材２３の対向する電極支持溝２２内に、梯子状電極
２１および平板状電極２５を後から挿入するだけで簡単
に電極ユニットを構成することができる。さらに梯子状
電極および平板状電極を導電体２８ａ、２８ｂを介して
交流電源に接続可能としたため、配線のとりまわしを極
めて簡素化することができる。

【００１９】なお、梯子状電極の構成素材は必ずしもネ
ジ棒に限定することはなく、平板電極との間に放電現象
は発生するものであれば、種々のものを使用することが
でき、またその形状も図８（イ）に示すように折り曲げ
加工したものを使用することもできる（なお、本明細書
中では梯子電極は図８（イ）に示す形状を含む広い意味
で定義されている）。図８（イ）に示す形状の梯子状電
極を使用した場合には、前述の支持部材の代わりに図８
（ロ）に示すような平板電極との間隔を一定に保持する
支持部材としてのスペーサを使用することもでき、こう
することで電極支持部材に形成する電極支持溝が不要と
なり溝加工を省略することも可能である。さらに、平板
電極の素材もシート材、板材など、またその大きさも自
由に変更できることは当然である。また、第１実施形態
の支持部材３、板状絶縁部材４、あるいは、第２実施形
態の電極支持部材２３、端部絶縁材２４を一体のガラス
成形品として構成することも可能であり、こうすること
により支持部材、絶縁部材の接続部の接着不良等が原因
の絶縁不良等の事態を回避することができる。さらに、
上記形態の放電電極ユニットは、排気ガス処理等に利用
できるだけでなく、オゾン発生器の放電電極にも適用で
きることは当然である。本発明はその精神又は主要な特
徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することが
でき、また、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に
過ぎず、限定的に解釈してはならない。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に述べた如く本発明は、電極ユ
ニットを平板状に形成したため、電極ユニットを適宜枚
数組み合わせることで処理ガス量に応じた電気集塵器用
の電極を容易に構成することができる。また電極ユニッ
トが平板状であるため、従来の円筒状の電極ユニットを
束ねた場合に生じる無駄なスペースを排除でき、少ない
ユニット数で同等のガス処理が可能である。電源と接続
された梯子状電極および平板電極が支持部材内に収納さ
れ、外部に露出しない構成となっているため、極めて安
全性が高い、等々の優れた作用効果を奏することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る集塵器用電極体の概略斜視図であ
る。

【図２】同電極の平面図、立面図、側面図である。

【図３】支持部材と梯子状電極との配置関係図である。

【図４】本電極の放電状態を説明する図である。

【図５】本電極に使用状態を説明する図である。

【図６】第２実施形態に係わる電極ユニット全体の斜視
図と、そのユニットを構成する梯子状電極、平板状電極
の斜視図である。

【図７】同電極ユニットの平面図である。

【図８】（イ）は梯子状電極の変形例を示す図であり、
（ロ）は折り曲げ形成した梯子状電極とスペーサとの関
係を示す平面図および側面図である。

【符号の説明】

１梯子状電極１ａ、１ｂ対向する導電体（縦ネジ棒）１ｃ横ネジ棒２交流電源３支持部材４、６絶縁部材５平板電極１０、１１、１２溝２１梯子状電極２２電極支持溝２３電極支持部材２４端部絶縁材２５平板電極２６板状絶縁部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺信正群馬県新田郡新田町大字上田中1259番地の８株式会社渡辺製作所内 (72)発明者石栗幸博群馬県新田郡新田町大字上田中1259番地の８株式会社渡辺製作所内Ｆターム(参考） 3G090 AA02 BA04 4D054 AA01 AA02 BA01 BB01 BB02 BB27 BC02 BC03 BC24 BC38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する導電体１ａ、１ｂと、この導電体
間に所定の間隔で複数の導電性棒状体１ｃを配置、固定
してなる梯子状電極１と、同梯子状電極１に対して所定の間隔を以て配置した板状
絶縁部材４、４と、該絶縁部材４、４の外側表面に配置した平板電極５とを
備え、前記梯子状電極１と前記平板電極５とを交流電源に接続
し、前記両電極間で発生したコロナ放電雰囲気中を処理
ガスが通過できるようにしたことを特徴とする電気集塵
器用電極ユニット。
【請求項２】前記平板電極１の外側にさらに絶縁部材６
を配置してなることを特徴とする請求項１に記載の電気
集塵器用電極ユニット。
【請求項３】複数の所定の間隔を以て形成される電極支
持溝２２を有する電極支持部材２３と、対向する導電体２１ａ、２１ｂと、この導電体間に所定
の間隔で複数の導電性棒状体２１ｃを配置、固定してな
る梯子状電極２１と、板状絶縁部材２６によって挟持された平板電極２５と、前記電極支持部材２３の両端部に配置固定する端部絶縁
材２４を備え、前記電極支持部材２３を対向させて配置し、前記電極支
持部材２３の両端部に端部絶縁材２４を設け、互いに対
向する電極支持溝２２内に交互に梯子状電極２１および
平板電極２５を挿入支持し、前記梯子状電極２１と平板
電極２５とを交流電源に接続したことを特徴とする電気
集塵器用電極ユニット。
【請求項４】前記対向する導電体１ａ、１ｂと、前記複
数の導電性棒状体１ｃとは、同径のステンレスネジ棒か
ら成ることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の電
気集塵器用電極ユニット。
【請求項５】前記複数の導電性棒状体１ｃには、平板電
極と対応する位置に所定形状の溝１０、１１、１２が形
成されてなることを特徴とする請求項１〜請求項４のい
ずれか１項に記載の電気集塵器用電極ユニット。
【請求項６】前記板状絶縁部材４、４の間にはそれらを
所定距離保って配置するための一対の支持部材３が配置
され、この支持部材に形成した電極支持溝内に前記梯子
状電極を構成する対向する導電体１ａ、１ｂを収納配置
してなることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵器
用電極ユニット。
【請求項７】前記梯子状電極は、棒体を折り曲げ加工し
て形成し、この梯子状電極に平板電極との間隔保持材と
してのスペーサを設けてなることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載の電気集塵器用電極ユニット。