JP2004255244A - 電気集じん装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省電力で高い集じん性能を得ることのできる電気集じん装置を提供すること。
【解決手段】帯電部１の放電電極２に電源６から負の直流高電圧を印加すると、平行対向する接地電極５との間に負極性のコロナ放電を生じる。コロナ放電の起点となる突起３および４の突起長が異なることから、コロナ放電領域は階層状となる。隣接する長さの長い突起３から発生した２つの放電領域７同士の境界付近において、長さの短い突起４から放電領域８が発生しており、空気流方向に関して、電流密度の小さい部分が少なくなっている。このようにコロナ放電領域を階層状とすることによって、全体的にコロナ放電領域を効率良く発生することができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路トンネル、道路沿道、道路交差点、または工業および産業用の電気集じん装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車トンネル内や道路交差点などの空気は、自動車から排出される有害ガス、煤煙および自動車の走行に伴って生じるタイヤや道路アスファルト磨耗粉塵などの浮遊粒子を含んでいる。そこで、この浮遊粒子を含んだ空気を清浄化するために電気集じん装置が実用化され、高速道路トンネルおよび換気所などで稼動している。
【０００３】
例えば、従来の電気集じん装置は、導入された空気中の浮遊粒子を荷電させる帯電部と当該帯電部を通過した空気中の荷電された浮遊粒子を捕集する集じん部とを具えており、帯電部は、放電線と接地電極から構成され、放電線に負の直流高電圧を印加すると平行対向する接地電極との間に負極性のコロナ放電を生じる。集じん部は高圧電極と接地電極から構成され、高圧電極に負の直流高電圧を印加すると、平行対向する接地電極との間に直流平等電界を生じる。煤塵などの浮遊粒子を含んだ空気がファンによって電気集じん装置内に導かれると、空気中の浮遊粒子は帯電部のコロナ放電領域を通過することによって負極性に荷電され、集じん部の直流平等電界によってクーロン力が働き、接地電極上に捕集される。
【０００４】
また、従来、板状の放電電極と接地電極とを平行配置し、放電電極の空気流の上流側端に一定のピッチでトゲ状突起を形成し、さらに下流側端に上流側のピッチとは異なった一定のピッチでトゲ状突起を形成することによって、帯電部におけるコロナ放電を均一に発生させて集じん効率を向上させた電気集じん装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、放電電極の空気流の上流側端および下流側端に同一ピッチのトゲ状突起を形成した電気集じん装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１９２０１４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−２８８９７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトゲ状突起を設けた電気集じん装置においては、トゲ状突起の先端から隣接する接地電極に向かって一様にコロナ放電領域が広がっているだけである。すなわち、隣接する突起間においては、放電電流は互いに反発するので電流密度が減少し、極めて密度の低い領域が発生している。このため、集じん効率はかならずしも高くはなかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、従来よりもさらに省電力で且つ高い集じん性能を得ることのできる電気集じん装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、導入された空気中の浮遊粒子を荷電させる帯電部と当該帯電部を通過した空気中の荷電された浮遊粒子を捕集する集じん部とを具え、前記帯電部は、放電電極板と接地電極板とを平行配置し、前記放電電極板の空気流の上流側端に突起長の異なる突起を交互に複数形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、前記放電電極板は、更に、空気流の下流側端に突起長の異なる突起を交互に複数形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記突起長の異なる突起同士は、互いに突起角が異なることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記集じん部に矩形波交流高電圧を印加することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、放電電極板の同一辺に、突起長の異なる突起を交互に複数形成することによって、平行対向する接地電極との間に生じるコロナ放電領域を階層状に発生させ、これによって、突起長の大きい突起間におけるコロナ放電の電流密度が減少している領域に突起長の小さい突起からのコロナ放電領域を充当させることができ、全体的な集じん効率を向上させることができる。
【００１４】
ここで、前記突起長の異なる突起は、異なる突起角とすることもでき、さらに放電電極の上流側および下流側の両方に複数形成することもでき、さらにまた、集じん部に矩形波交流高電圧を印加することもでき、これらによって、一層集じん効率が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１に本発明の実施の形態にかかる電気集じん装置を示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図を示す。
【００１７】
本装置は、帯電部１と、集じん部１１とを具えている。帯電部１は、板状の放電電極２と接地電極５とを具え、両電極２，５は互いに平行対向しており、両電極２，５間には、直流高圧電源６からの（プラス接地の）直流高電圧が印加されている。
【００１８】
放電電極２の煤塵含有空気の流れの上流側端を構成する一辺には、突起長の異なる突起（長さの長い長突起３およびこれより長さの短い短突起４）が交互に複数形成されている。ここで、前記突起長の異なる突起は２種類とは限らない。また、異なる突起角（突起先端の角度）としても良く、さらに放電電極２の下流側端を構成する一辺に、長突起３および短い短突起４と同様の突起長の異なる突起を複数形成しても良い。ここで、下流側の突起長の異なる突起は上流側端と異なっても良い。
【００１９】
帯電部１の放電電極２に電源６から負の直流高電圧を印加すると、平行対向する接地電極５との間に負極性のコロナ放電を生じる。ここで、コロナ放電の起点となる突起３および４の突起長が異なることから、コロナ放電領域は階層状となる。すなわち、水平面内におけるコロナ放電領域は、コロナ放電の起点となる突起先端付近の電流密度が最も高く、図１に示すように、突起３および４の先端を通って接地電極５と直交する垂直面から前方（空気流の上流側）へ、且つ突起先端から接地電極方向へ放射状に広がる（図１では放電領域７および８で示す）。
【００２０】
また、垂直面内の放電領域を放電電極２の正面から見ると、図２に示すようになっている。すなわち、隣接する長さの長い突起３から発生した２つの放電領域７同士の境界付近において、長さの短い突起４から放電領域８が発生しており、空気流方向に関して、電流密度の小さい部分が少なくなっている。このようにコロナ放電領域を階層状とすることによって、全体的にコロナ放電領域を効率良く発生することができる。
【００２１】
集じん部１１は、高圧電極１２と接地電極１３とを具えており、これらは互いに平行対向している。集じん部１１の高圧電極１２に直流高圧電源１４から負の直流高電圧を印加すると、平行対向する接地電極１３との間に直流平等電界を生じる。ここで、直流高電圧電源１４の代りに交流高圧電源１５から矩形波交流高電圧を印加しても良い。
【００２２】
集じん部１１の高圧電極１２に矩形波交流高電圧を印加すると、平行対向する接地電極１３との間に交流平等電界を生じる。交流平等電界によって、捕集した粒子の再飛散現象を抑止し、集じん性能の向上を図ることができる。
【００２３】
煤塵などの浮遊粒子９，１０は、帯電部１の階層状となっているコロナ放電領域を通過することによって、効率的に負極性に荷電され、集じん部１１の直流平等電界または交流平等電界によって、クーロン力が働き、接地電極１３上に捕集される（捕集された粒子を１６で示す）。
【００２４】
＜実験結果＞
実験装置は、帯電部と集じん部から構成され、帯電部は、板状の接地電極と平行対向する板状の放電電極から構成されている（他の構成は図１の構成と同様）。
帯電部：
放電電極（サイズ）：８０ｍｍ×１５０ｍｍ
接地電極（サイズ）：１００ｍｍ×１５０ｍｍ
印加電圧：ＤＣ（−）５．０〜１２．０ｋＶ
集じん部：
高圧電極（サイズ）：１３０ｍｍ×１５０ｍｍ
接地電極（サイズ）：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ
【００２５】
ここで、実験に用いた放電電極の形状を図３に示す。
図３中、
突起Ａの突起角φ１：３０°
突起Ａの長さＬ１：１０ｍｍ
比較放電電極１における突起Ａの配列ピッチＰ１：１０ｍｍ
比較放電電極２における突起Ａの配列ピッチＰ２：２０ｍｍ
突起Ａより短い突起Ｂの突起角φ２：６０°
突起Ｂの長さＬ２：５ｍｍ
比較放電電極１：突起Ａを前辺にＮ個形成
比較放電電極２：突起Ａを前後両辺にそれぞれＮ／２個形成
本発明放電電極：突起Ａと突起Ｂを前辺に交互にそれぞれＮ／２個形成
このような構造の各放電電極を用いた集じん実験結果を図４に示す。横軸の帯電部放電電力比は、比較放電電極１を用いて集じん効率が９０％となる放電電力を１．０としたものである。
【００２６】
図４より、集じん効率９０％に必要な放電電力は比較放電電極１を１．０とすると、比較放電電極２の放電電力は約１．４、本発明放電電極の放電電力は約０．７となる。よって、突起長および突起角の異なる突起Ａ、突起Ｂを同一辺に形成した本発明放電電極が最も低い放電電力で高い集じん効率を得られることが明らかである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、省電力で高い集じん性能を得ることのできる電気集じん装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電気集じん装置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】放電電極の形状を示す図である。
【図４】実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１ 帯電部
２ 放電電極
３，４ 突起
５ 接地電極
６ 直流高圧電源
７，８ コロナ放電領域
９，１０ 粒子

Claims (4)

1. 導入された空気中の浮遊粒子を荷電させる帯電部と当該帯電部を通過した空気中の荷電された浮遊粒子を捕集する集じん部とを具え、前記帯電部は、放電電極板と接地電極板とを平行配置し、前記放電電極板の空気流の上流側端に突起長の異なる突起を交互に複数形成したことを特徴とする電気集じん装置。
2. 前記放電電極板は、更に、空気流の下流側端に突起長の異なる突起を交互に複数形成したことを特徴とする電気集じん装置。
3. 請求項１または２において、
   前記突起長の異なる突起同士は、互いに突起角が異なることを特徴とする電気集じん装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記集じん部に矩形波交流高電圧を印加することを特徴とする電気集じん装置。

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