JP2002192014A - 電気集じん装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集じん性能を向上させた上で、消費電力、コ
ストを低減すること。 【解決手段】 略板状の集じん電極２０１と略板状の放
電極２０２とが交互に平行配設されてなり、含ばい塵空
気Ａのばい塵を帯電させる電離部２０４とばい塵を捕集
する電界部２０５とが一体構造とされており、含ばい塵
空気Ａが流入する側における放電極２０２の一辺２０２
ａの辺には、トゲピッチＰをおいて複数のトゲ２０２ｂ
が形成されており、流出側の複数のトゲ状突起２０２ｄ
の曲率半径が、他方の複数のトゲ状突起２０２ｂの曲率
半径よりも大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばディーゼル
スートを含むばい塵を除去する道路トンネル用の電気集
じん装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ガスまたは空気中に浮遊する
微細な固体または液体の煤じん等の粒子状物質を静電気
力を利用して除去する電気集じん装置は、各種産業排気
ガスの浄化から家庭の室内浄化まで幅広く使用され、効
果を上げている。

【０００３】比較的低濃度、例えば数ｍｇ／ｍ³ 以下の
濃度の粒子状物質を処理する電気集じん装置は、上流側
に設けられ、粒子状のばい塵への主として荷電のみを実
施する電離部と、その下流側に設けられ、ばい塵の捕集
のみを実施する電界部とに分割された構成となってお
り、主として室内や道路トンネル内等の空気浄化に使用
されている。

【０００４】ここで、上述した従来の電気集じん装置に
ついて、図９および図１０を参照しつつ説明する。図９
は、従来の電気集じん装置４０の設置環境を説明する図
である。図９において、道路用トンネル１０内では、車
両３０が走行するため、排気ガス中のばい塵が多く存在
する。以下では、道路用トンネル１０内の空気を含ばい
塵空気Ａと称する。

【０００５】バイパストンネル２０は、道路用トンネル
１０に併設されており、含ばい塵空気Ａをバイパスさせ
るための風路７０としての役目を担っている。このバイ
パストンネル２０において、含ばい塵空気Ａの流入側に
は、電気集じん装置４０が設置されている。この電気集
じん装置４０は、静電気を利用して、含ばい塵空気Ａか
らばい塵粒子を捕集する装置である。

【０００６】電気集じん装置４０の下流側には、補機室
５０および電気室６０が設けられている。送風機８０
は、バイパストンネル２０において含ばい塵空気Ａを流
入側から流出側へ流すためのものである。

【０００７】図１０は、電気集じん装置４０の主要部で
ある集じんユニット４０ａを示す斜視図である。この集
じんユニット４０ａは、上流側に設けられた電離部４４
と、下流側に設けられた電界部４８とから構成されてい
る。電離部４４は、平行をなす複数の電離部側電極４１
と、線状のタングステンからなる複数の電離部側放電極
４２と、電離部側放電極４２に高電圧を印加する高圧電
源４３とから構成されている。電離部４４は、電離部側
電極４１と電離部側放電極４２との間で生じるコロナ放
電により、含ばい塵空気Ａに含まれるばい塵粒子をマイ
ナスに帯電させるためのものである。

【０００８】一方、電界部４８においては、電界部側集
じん電極４５と電界部側放電極４６とが所定間隔をおい
て交互に平行配設されている。複数の電界部側集じん電
極４５は、接地されている。複数の電界部側放電極４６
には、高圧電源４７により高電圧が印加されている。電
界部４８は、電離部４４によりマイナスに帯電されたば
い塵粒子を電界部側集じん電極４５で捕集するためのも
のである。

【０００９】つぎに、上述した電気集じん装置４０（集
じんユニット４０ａ）の動作原理について、図１１を参
照しつつ説明する。この図において、図１０の各部に対
応する部分には同一の符号を付ける。電離部側放電極４
２に高電圧が印加されると、電離部側放電極４２と電離
部側電極４１との間でコロナ放電が生じ、周囲にイオン
Ｉが発生する。ここで、含ばい塵空気Ａが電離部４４に
供給されると、含ばい塵空気Ａに含まれるばい塵粒子Ｒ
とイオンＩとが結合し、ばい塵粒子Ｒがマイナスに帯電
する。

【００１０】そして、マイナスに帯電したばい塵粒子Ｒ
は、電界部４８において、電界部側集じん電極４５に引
き寄せられ、電界部側集じん電極４５の表面に付着す
る。従って、電界部４８の下流側からは、ばい塵粒子Ｒ
が除去された清浄な空気が流出される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気集じん装置
４０においては、構造上、電離部側放電極４２の断線が
多く、頻繁に交換作業が発生し、メンテナンスコストが
高くつくという問題があった。さらに、従来の電気集じ
ん装置４０においては、線状のタングステンからなる電
離部側放電極４２を用いているためコロナ放電が不均一
に発生し易いため、経時性能低下が大きいという問題が
あった。特に、含ばい塵空気Ａの風速が速くなる程、か
かる問題が顕著になる。

【００１２】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
集じん性能を向上させた上で、消費電力、コストを低減
することができる電気集じん装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１にかかる発明は、略板状の第１の電極と略
板状の第２の電極とが交互に平行配設されてなり、含ば
い塵空気のばい塵を帯電させる電離部と、前記電離部の
下流側に配設されており、複数の電極が平行配置されて
なり前記ばい塵を捕集する電界部とを備え、前記含ばい
塵空気が流入する側における前記第２の電極の両辺に
は、所定ピッチをおいて複数のトゲ状突起がそれぞれ形
成されており、前記第２の電極の流出側の前記複数のト
ゲ状突起の曲率半径が、他方の複数のトゲ状突起の曲率
半径よりも大きいことを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、第２の電極の辺に複数
のトゲ状突起を形成するようにしたので、従来のタング
ステンの場合に比して、均一なコロナ放電が発生するた
め、集じん性能を向上させることができるとともに、コ
スト、消費電力を低減させることができる。

【００１５】また、この発明によれば、含ばい塵空気が
通過する上流側と下流側の双方でコロナ放電が生じるた
め、ばい塵を十分に帯電させることができ、集じん性能
を向上させることができる。

【００１６】さらに、この発明によれば、第２の電極の
流出側の前記複数のトゲ状突起の曲率半径を、他方の複
数のトゲ状突起の曲率半径よりも大きくしたので、消費
電力を低減させることができる。

【００１７】また、請求項２にかかる発明は、請求項１
に記載の電気集じん装置において、前記電離部は、複数
段設けられていることを特徴とする。

【００１８】この発明によれば、複数段の電離部を設け
るようにしたので、含ばい塵空気が通過する上流側から
下流側において複数箇所でコロナ放電が生じるため、ば
い塵を十二分に帯電させることができ、さらに集じん性
能を向上させることができる。

【００１９】また、請求項３にかかる発明は、請求項１
または２に記載の電気集じん装置において、前記電界部
に代えて、静電フィルタが設けられていることを特徴と
する。

【００２０】この発明によれば、一般にフィルタ目が粗
い静電フィルタを設けたので、一般のフィルタに比べ
て、目詰まりを防止することができ、圧力損失を低減さ
せることができる。

【００２１】また、請求項４にかかる発明は、請求項１
〜３のいずれか一つに記載の電気集じん装置において、
前記第２の電極の一辺における複数のトゲ状突起と、前
記第２の電極の他辺における複数のトゲ状突起との相対
位置が交互であることを特徴とする。

【００２２】この発明によれば、第２の電極の一辺にお
ける複数のトゲ状突起と、第２の電極の他辺における複
数のトゲ状突起との相対位置を交互としたので、さらに
効率良くばい塵を十分に帯電させることができ、集じん
性能を向上させることができる。

【００２３】また、請求項５にかかる発明は、請求項１
〜４のいずれか一つに記載の電気集じん装置において、
前記トゲ状突起の曲率半径は、０．１ｍｍ〜２ｍｍの範
囲内であることを特徴とする。

【００２４】この発明によれば、トゲ状突起の曲率半径
を適値である０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内としたので、
消費電力をさらに低減させた状態で、集じんの効率を向
上させることができる。

【００２５】また、請求項６にかかる発明は、請求項１
〜５のいずれか一つに記載の電気集じん装置において、
前記所定ピッチと、前記第１の電極と前記第２の電極と
の間の電極間隔との比は、１〜３．５の範囲内であるこ
とを特徴とする。

【００２６】この発明によれば、所定ピッチと、第１の
電極と前記第２の電極との間の電極間隔との比を、適値
である１〜３．５の範囲内としたので、集じんの効率を
向上させることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明にか
かる電気集じん装置の実施の形態１〜４について詳細に
説明する。

【００２８】（実施の形態１）図１は、本発明にかかる
実施の形態１の構成を示す斜視図である。この図に示し
た電気集じん装置の主要部である集じんユニット２００
ａは、別体構造とされた電離部２０４と電界部２０８と
から構成されている。電離部２０４においては、電離部
側電極２０１と電離部側放電極２０２とが電極間隔Ｄを
おいて交互に平行配設されている。電離部側電極２０１
は、板状の電極であり、接地されている。

【００２９】電離部側放電極２０２は、板状の電極であ
り、高圧電源２０３により高電圧が印加されている。電
離部側放電極２０２において、上流側の一辺２０２ａに
は、トゲピッチＰの間隔をおいて複数のトゲ２０２ｂが
突出形成されている。また、下流側の他辺２０２ｃに
も、トゲピッチＰの間隔をおいて複数のトゲ２０２ｄが
突出形成されている。トゲ２０２ｂと電離部側電極２０
１との間、およびトゲ２０２ｄと電離部側電極２０１と
の間では、コロナ放電がそれぞれ生じる。

【００３０】このように、電離部側放電極２０２の両辺
には、それぞれ複数のトゲが突出形成されている。これ
は、上流側のトゲ２０２ｂで発生するコロナ放電でばい
塵粒子の帯電が不十分な場合に、下流側のトゲ２０２ｄ
で発生するコロナ放電でばい塵粒子を十分に帯電させる
ためである。

【００３１】電界部２０８においては、電界部側集じん
電極２０５と電界部側放電極２０６とが電極間隔Ｄをお
いて交互に平行配設されている。電界部側集じん電極２
０５は、板状の電極であり、接地されている。これらの
電界部側集じん電極２０５には、マイナスに帯電したば
い塵粒子が付着する。電界部側放電極２０６は、板状の
電極であり、高圧電源２０７により高電圧が印加されて
いる。

【００３２】上記構成において、電離部側放電極２０２
に高電圧が印加されると、図２に示したように、トゲ２
０２ｂと電離部側電極２０１との間、およびトゲ２０２
ｄと電離部側電極２０１との間では、コロナ放電がそれ
ぞれ生じ、周囲にイオンＩが発生する。

【００３３】ここで、含ばい塵空気Ａが電離部２０４に
供給されると、含ばい塵空気Ａに含まれるばい塵粒子Ｒ
とイオンＩとが結合し、ばい塵粒子Ｒがマイナスに帯電
する。電離部２０４においては、上流側と下流側の都合
２つの場所でコロナ放電が生じるため、電離部２０４を
通過するばい塵粒子Ｒを十分に帯電させることができ
る。

【００３４】そして、マイナスに帯電したばい塵粒子Ｒ
は、電界部２０８において、電界部側集じん電極２０５
に引き寄せられ、電界部側集じん電極２０５の表面に付
着する。従って、電界部２０８の下流側からは、ばい塵
粒子Ｒが除去された清浄な空気が流出される。

【００３５】なお、実施の形態１においては、一辺２０
２ａにおけるトゲ２０２ｂと、他辺２０２ｃにおけるト
ゲ２０２ｄとの相対的な位置が交互になるようにしても
よい。この場合には、さらに集じん性能が向上する。さ
らに、実施の形態１においては、トゲ２０２ｄの先端曲
率半径を、トゲ２０２ｂの先端曲率半径よりも大きくな
るようにしてもよい。この場合には、後述する図４から
明らかなように、消費電力（放電電流）がさらに低減す
る。

【００３６】ここで、集じんの効率を高め、放電電流を
低減させるための図１に示したトゲ２０２ｂ、２０２ｄ
の先端曲率の適値、（電極間隔Ｄ／トゲピッチＰ）の適
値について、図４〜図６を参照しつつ説明する。図４
は、実施の形態１におけるトゲ先端曲率半径−放電電流
特性を示す特性図である。図５は、実施の形態１におけ
るトゲ先端曲率半径−効率特性を示す特性図である。こ
れらの図からわかるように、トゲ先端曲率が０．１ｍｍ
〜２ｍｍの範囲では、放電電流および効率の双方が所望
の適値を採っている。

【００３７】図６は、実施の形態１におけるＤ／Ｐ−効
率特性を示す特性図である。この図からわかるように、
（電極間隔Ｄ／トゲピッチＰ）が１〜３．５の範囲であ
るとき高い集じんの効率を得ることが可能である。

【００３８】以上説明したように、実施の形態１によれ
ば、電離部側放電極２０２の両辺（一辺２０２ａ、他辺
２０２ｃ）に複数のトゲ状突起（トゲ２０２ｂ、トゲ２
０２ｄ）を形成するようにしたので、含ばい塵空気Ａが
通過する上流側と下流側の双方でコロナ放電が生じるた
め、ばい塵を十分に帯電させることができ、集じん性能
を向上させることができる。

【００３９】また、実施の形態１にかかる発明によれ
ば、従来のタングステンの場合に比して、均一なコロナ
放電が発生するため、集じん性能を向上させることがで
きるとともに、コスト、消費電力を低減させることがで
きる。

【００４０】また、実施の形態１によれば、トゲ２０２
ｄの先端曲率半径を、トゲ２０２ｂの先端曲率半径より
も大きくしたので、消費電力を低減させることができ
る。

【００４１】（実施の形態２）さて、実施の形態１で
は、１つの電離部２０４（図１参照）を設けた例につい
て説明したが、ばい塵粒子への帯電を確実に行う目的
で、電界部２０８にもトゲを形成したり、複数段の電離
部を設けるようにしてもよい。以下では、この場合を実
施の形態２として説明する。

【００４２】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本発明にかか
る実施の形態２の構成を示す図である。これらの図にお
いて、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け
る。図３（ａ）に示した電気集じん装置の集じんユニッ
トにおいては、電界部２１０の電界部側放電極の一辺に
は、所定ピッチをおいて複数のトゲ２１０ａが形成され
ている。

【００４３】また、図３（ｂ）に示した集じんユニット
においては、電界部２１１の上流側に、２段構成の構成
の電離部２０４₁ および２０４₂ が設けられている。こ
れらの電離部２０４₁ および２０４₂ は、電離部２０４
（図１参照）と同一構成とされている。

【００４４】また、図３（ｃ）に示した集じんユニット
においては、電界部２１２の上流側に、図３（ｂ）に示
した集じんユニットと同様にして、２段構成の構成の電
離部２０４₁ および２０４₂ が設けられている。但し、
図３（ｃ）においては、電界部２１２の電界部側放電極
の一辺には、所定ピッチをおいて複数のトゲ２１２ａが
形成されている。

【００４５】また、図３（ｄ）に示した集じんユニット
においては、電界部２１３の上流側に、３段構成の構成
の電離部２０４₁ 〜２０４₃ が設けられている。これら
の電離部２０４₁ 〜２０４₃ は、電離部２０４（図１参
照）と同一構成とされている。

【００４６】以上説明したように、実施の形態２によれ
ば、電界部の電界部側放電極に複数のトゲを形成し、ま
た複数段の電離部を設けるようにしたので、含ばい塵空
気Ａが通過する上流側から下流側において複数箇所でコ
ロナ放電が生じるため、ばい塵を十二分に帯電させるこ
とができ、さらに集じん性能を向上させることができ
る。

【００４７】（実施の形態３）さて、実施の形態１また
は２では、図１または図３に示した複数の電極からなる
電界部２０８、２１０〜２１３を用いた例について説明
したが、電界部２０８、２１０〜２１３に代えて、静電
フィルタを有する電界部を用いてもよい。以下では、こ
の場合を実施の形態３として説明する。

【００４８】図７は、本発明にかかる実施の形態３の構
成を示す図である。この図において、図１の各部に対応
する部分には同一の符号を付ける。同図に示した集じん
ユニット３００においては、図１に示した電界部２０８
に代えて、電界部３０１が設けられている。この電界部
３０１は、静電フィルタ３０２と、高圧電源３０３とか
ら構成されている。

【００４９】静電フィルタ３０２は、高圧電源３０３に
より高電圧が印加され、電離部２０４で帯電したばい塵
粒子を静電気により付着させる機能を備えている。ま
た、静電フィルタ３０２は、一般のフィルタに比べて、
フィルタ目が粗く、圧力損失が低いという利点を備えて
いる。従って、実施の形態３によれば、一般のフィルタ
に比べて、フィルタ目詰まりを防止することができると
ともに、圧力損失の低減、集じん性能の向上を図ること
ができる。

【００５０】（実施の形態４）さて、実施の形態３で
は、１つの電離部２０４（図７参照）を設けた例につい
て説明したが、ばい塵粒子への帯電を確実に行う目的
で、複数段の電離部を設けるようにしてもよい。以下で
は、この場合を実施の形態４として説明する。

【００５１】図８は、本発明にかかる実施の形態４の構
成を示す図である。この図において、図７の各部に対応
する部分には同一の符号を付ける。この図に示した集じ
んユニット４００においては、電界部３０１の上流側
に、ｎ段構成の電離部２０４₁〜２０４_n が設けられて
いる。これらの電離部２０４₁ 〜２０４_n は、電離部２
０４（図７参照）と同一構成とされている。なお、実施
の形態４においては、電界部３０１に代えて、図１に示
した電界部２０８を設けてもよい。

【００５２】以上説明したように、実施の形態４によれ
ば、ｎ段の電離部２０４₁〜２０４_n を設けるようにした
ので、含ばい塵空気Ａが通過する上流側から下流側にお
いて複数箇所でコロナ放電が生じるため、ばい塵を十二
分に帯電させることができ、さらに集じん性能を向上さ
せることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１にかかる
発明によれば、第２の電極の辺に複数のトゲ状突起を形
成するようにしたので、従来のタングステンの場合に比
して、均一なコロナ放電が発生するため、集じん性能を
向上させることができるとともに、コスト、消費電力を
低減させることができるという効果を奏する。

【００５４】また、請求項１にかかる発明によれば、含
ばい塵空気が通過する上流側と下流側の双方でコロナ放
電が生じるため、ばい塵を十分に帯電させることがで
き、集じん性能を向上させることができるという効果を
奏する。

【００５５】さらに、請求項１にかかる発明によれば、
第２の電極の流出側の前記複数のトゲ状突起の曲率半径
を、他方の複数のトゲ状突起の曲率半径よりも大きくし
たので、消費電力を低減させることができるという効果
を奏する。

【００５６】また、請求項２にかかる発明によれば、複
数段の電離部を設けるようにしたので、含ばい塵空気が
通過する上流側から下流側において複数箇所でコロナ放
電が生じるため、ばい塵を十二分に帯電させることがで
き、さらに集じん性能を向上させることができるという
効果を奏する。

【００５７】また、請求項３にかかる発明によれば、複
数電極構成の電界部よりも、フィルタ目が粗い静電フィ
ルタを設けたので、一般のフィルタに比べて、目詰まり
を防止することができ、圧力損失を低減させることがで
きるという効果を奏する。

【００５８】また、請求項４にかかる発明によれば、第
２の電極の一辺における複数のトゲ状突起と、第２の電
極の他辺における複数のトゲ状突起との相対位置を交互
としたので、さらに効率良くばい塵を十分に帯電させる
ことができ、集じん性能を向上させることができるとい
う効果を奏する。

【００５９】また、請求項５にかかる発明によれば、ト
ゲ状突起の曲率半径を適値である０．１ｍｍ〜２ｍｍの
範囲内としたので、消費電力をさらに低減させた状態
で、集じんの効率を向上させることができるという効果
を奏する。

【００６０】また、請求項６にかかる発明によれば、所
定ピッチと、第１の電極と前記第２の電極との間の電極
間隔との比を、適値である１〜３．５の範囲内としたの
で、集じんの効率を向上させることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施の形態１の構成を示す斜視
図である。

【図２】同実施の形態１の動作原理を説明する図であ
る。

【図３】本発明にかかる実施の形態２の構成を示す概要
図である。

【図４】本発明にかかる実施の形態１におけるトゲ先端
曲率半径−放電電流特性を示す特性図である。

【図５】同実施の形態１におけるトゲ先端曲率半径−効
率特性を示す特性図である。

【図６】同実施の形態１におけるＤ／Ｐ−効率特性を示
す特性図である。

【図７】本発明にかかる実施の形態３の構成を示す図で
ある。

【図８】本発明にかかる実施の形態４の構成を示す図で
ある。

【図９】従来の電気集じん装置４０の設置環境を説明す
る図である。

【図１０】従来の電気集じん装置４０の主要部である集
じんユニット４０ａの構成を示す斜視図である。

【図１１】従来の電気集じん装置４０（集じんユニット
４０ａ）の動作原理を説明する図である。

【符号の説明】

２０１ 電離部側電極 ２０２ 電離部側放電極 ２０２ｂ トゲ ２０２ｄ トゲ ２０４ 電離部 ２０８ 電界部 ３０２ 静電フィルタ ２０４₁ 電離部 ２０４_n 電離部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０３Ｃ 3/40 Ｂ０３Ｃ 3/47 3/47 Ｅ２１Ｆ 1/00 Ｚ Ｅ２１Ｆ 1/00 Ｂ０３Ｃ 3/14 Ｃ (72)発明者 三宅 一明 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 4D054 AA07 BA02 BA06 BB06 BB12 BC03 BC16

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略板状の第１の電極と略板状の第２の電
   極とが交互に平行配設されてなり、含ばい塵空気のばい
   塵を帯電させる電離部と、 前記電離部の下流側に配設されており、複数の電極が平
   行配置されてなり前記ばい塵を捕集する電界部とを備
   え、 前記含ばい塵空気が流入する側における前記第２の電極
   の両辺には、所定ピッチをおいて複数のトゲ状突起がそ
   れぞれ形成されており、 前記第２の電極の流出側の前記複数のトゲ状突起の曲率
   半径が、他方の複数のトゲ状突起の曲率半径よりも大き
   いことを特徴とする電気集じん装置。
2. 【請求項２】 前記電離部は、複数段設けられているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電気集じん装置。
3. 【請求項３】 前記電界部に代えて、静電フィルタが設
   けられていることを特徴とする請求項１または２に記載
   の電気集じん装置。
4. 【請求項４】 前記第２の電極の一辺における複数のト
   ゲ状突起と、前記第２の電極の他辺における複数のトゲ
   状突起との相対位置が交互であることを特徴とする請求
   項１〜３のいずれか一つに記載の電気集じん装置。
5. 【請求項５】 前記トゲ状突起の曲率半径は、０．１ｍ
   ｍ〜２ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれか一つに記載の電気集じん装置。
6. 【請求項６】 前記所定ピッチと、前記第１の電極と前
   記第２の電極との間の電極間隔との比は、１〜３．５の
   範囲内であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   一つに記載の電気集じん装置。