JP2005313066A - ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コロナ放電の原理を用いて、ガス中の浮遊微粒子を凝集肥大化又は集塵できて、しかも、車両搭載可能な排気ガス浄化装置としても使用できるような、高性能、低圧力損失でコンパクト化可能なガス処理装置を提供する。
【解決手段】 コロナ電極１０と該コロナ電極１０に対向する集塵電極２０を有し、前記コロナ電極１０と前記集塵電極２０との間に高電圧を印加して、前記コロナ電極１０と前記集塵電極２０との間を通過するガスＧ中にコロナ放電を形成し、ガスＧ中の成分の凝集又は集塵を行うガス処理装置１において、前記集塵電極２０の前記コロナ電極１０に対向する対向面２０ｆ近傍においてガスＧの乱流を促進する乱流促進手段２３を該対向面２０ｆ又は該対向面２０ｆ近傍に設けて構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、工場ガス、発電所ガス、自動車ガス等の排ガスや、各種製造工場や医療現場等のガスを、コロナ放電を利用して浄化するガス処理装置に関する。

工場ガス，発電所ガス、自動車ガス等の排ガス処理装置として、又、各種製造工場や医療現場等のガス処理装置として、静電凝縮装置や静電集塵装置等が使用されている。これらのガス処理装置では、コロナ電極と集塵電極の間に高電圧を印加してガス中にコロナ放電を発生させ、このコロナ放電によりガス中の粒子状物質（ＰＭ）等の浮遊微粒子を帯電し、この帯電した粒子を静電気力で集塵電極に引き寄せて凝集肥大化させたり、捕捉したりしている。

この放電を利用した静電凝縮装置では、ガス処理システムの一構成要素として凝集肥大化のみを行い、下流側に配置した後段フィルタで集塵を行うように構成される。この場合には、目の粗いフィルタでは濾過仕切れないような微細粒子も、この静電凝縮装置における静電作用による凝集肥大化によって、後段フィルタにおける濾過が容易となる。つまり、静電集塵により、集塵電極の表面で捕捉された粒子間に結合が生じて、微粒子が凝集肥大化するが、この肥大化した捕捉粒子はガス流の影響により、剥離して再飛散を起こす。この再飛散粒子は、ガス処理装置内で帯電、捕捉、剥離を繰り返しながら、その粒径を徐々に大きくしていくが、最終的には再飛散によりガス処理装置から排出される。この場合、排出される粒子の粒径が大きくなっているため、下流側では目の粗いフィルタでもこれらの粒子を容易に捕捉することが可能になる。つまり、静電凝集装置として機能する。

また、この放電を利用した静電集塵装置では、粒子を凝集肥大化すると共に集塵も行う。この静電集塵装置では、処理対象のガスを筒状体に通し、この筒状体で形成された集塵電極又は筒状体とは別に設けた集塵電極の略中央にコロナ電極を配置して、コロナ電極と集塵電極との間に高電圧を印加することによって、ガス中にコロナ放電を発生させ、ガス中の浮遊微粒子を帯電させる。この帯電した粒子を、コロナ電極と集塵電極との間に形成された電界によって静電気力で集塵電極表面に移動させて、この集塵電極表面に捕捉する。この捕捉された粒子は、電気集塵装置等と同様に振るい落とし等により集塵電極から離脱させて集められて除去されたり、集塵電極に隣接するヒータ等の加熱により燃焼除去されたりする。これによりガス中から浮遊微粒子を除去する。

このようなガス処理装置の一つの例としては、工場排煙中の白煙及び霧状の微量汚染物質の除去を目的として、金属円管中に張った金属細線で形成される高圧放電線（コロナ電極）に高電圧を印加し、工場排煙等の浮遊微粒子を円筒電極に静電吸着して除去する円筒形電気集塵装置がある（例えば，特許文献１参照。）。

しかしながら、工場ガス、自動車排ガス等における静電集塵では、帯電粒子の駆動速度は、高々数ｃｍ／ｓのオーダーであり、また、コロナ電極と集塵電極との距離が通常は数ｃｍ以上に設定されるため、十分な凝集作用や集塵作用を得るためには、１ｓ以上の滞留時間つまり処理時間が必要となり、このガス処理装置をコンパクト化することが難しいという問題がある。

本発明者らは、このコロナ放電に対向する面である集塵電極の対向面における凝集作用や集塵作用の増大に、乱流促進が効果を奏するという知見を得て、実験を繰り返し、本発明を行った。つまり、この集塵電極における対向面又はこの対向面の近傍で乱流を促進すると、主流方向に垂直な流路断面内の方向の粒子移動が促進され、集塵電極への粒子到達速度が短縮され、流路内での粒子同士の衝突確率が向上し、凝集及び集塵に要する時間が短くなるという効果が分かった。また、一方で、ガス温度が高く集塵電極温度が低い場合には、集塵電極近傍のガスの冷却がこの乱流促進により伝熱作用が増大するため促進され、ガス中の液化し易い成分が凝結して粒子に対する液架橋作用が生じる。そのため、凝集、集塵、捕捉効果が一層増加するという効果も分かった。

なお、本発明は、集塵電極の表面近傍においてガスの乱流促進を図るものであるが、一見構成が似ているものとして、表面が凸部形状に形成された第１電極を放電電極として、集塵電極としての円筒状の第２電極の中央部分に設けた排気ガス浄化装置や、逆に、集塵電極としての第１電極を、放電電極として内壁にスパイラル溝が形成された円筒の中央部分に設けた排気ガス浄化装置等がある（例えば、特許文献２及び特許文献３を参照。）。

また、断面が円環状（リング状）の通風パイプの内側の内周面を集塵電極とし、外周面を荷電電極（放電電極）とし、荷電電極に頂部が尖状となった凸部が形成された空気清浄機が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。

しかしながら、これらの排気ガス浄化装置や空気清浄機では、凸部形状やスパイラル溝や針電極列等は、放電の安定化、均一化、低電圧化を目的とした電界集中点を形成するためのものであり、乱流促進を目的とする構造ではないため、いずれも放電電極に設けられており、集塵電極側には設けられていない。そのため、粒子が凝集肥大化及び集塵される集塵電極側で乱流促進をすることができず、この乱流促進による凝集肥大化、集塵、捕捉作用等を向上させる効果を発揮することができない。

その他に、ＮＯｘ等の分解を目的とし、放電管内面にリング状障壁等の環状流れ制御部材を設けて、外部電極内の排気の流れを内部電極側に偏在あるいは案内することにより、内部電極近傍のプラズマ強度が強い部分を通過する排気ガスの量を増加させて排ガス全体としての排気浄化効率を向上しているプラズマ式排気浄化装置も提案されている（例えば、特許文献５参照。）。

しかしながら、このような構成は、プラズマによってガスの化学反応を高める場合には効果を奏すると思われるが、集塵電極となる管内面に粒子を捕捉する等の集塵を目的とする場合には、却って、ガスと管内面との接触効率が悪くなるので、集塵性能の改善は期待できないという問題がある。

また、この構成で、排気の流れを内部電極側に案内するためには、リング状障壁の高さを管内径の数十％程度まで高くする必要があると思われ、このような障壁構造を接地電位となる金属で形成すると、電極間の火花電圧はリング内径で支配されるため、印加可能な電圧はリング状障壁のない場合に比べて著しく低下する。この印加電圧の低下のために、管内面の電界強度が著しく弱くなり、接地電極内面への集塵作用は著しく低下することとなる。

また、このリング状障壁を絶縁物で形成しても管内面が接地電位にある金属で形成されている場合には、絶縁物の沿面を経由する絶縁破壊現象のため、リング状障壁のない場合に比べて同様に印加可能な電圧が低下する。そのため、管内面の電界強度は著しく弱くなり、集塵作用は弱まる。また、管内面からリング状障壁を絶縁コート又は絶縁体で形成しようとすると、非常に高価となり、また、絶縁耐久性の点からも問題がある。一方、集塵を目的とするガス処理装置の場合には、印加できる電圧をあまり低下させること無しに、ガスと集塵電極の表面との接触効率を高め構造が必要とされる。
実用新案登録第３０１９５２６号公報 特開平３−１７３３１１号公報 特開平５−１２５９２８号公報 特開平１１−３４２３５０号公報 特開２００２−３０９２１号公報

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、コロナ放電の原理を用いて、ガス中の浮遊微粒子を凝集肥大化又は集塵できて、しかも、車両搭載可能な排気ガス浄化装置としても使用できるような、高性能、低圧力損失でコンパクト化可能なガス処理装置を提供することにある。

以上のような目的を達成するためのガス処理装置は、コロナ電極と該コロナ電極に対向する集塵電極を有し、前記コロナ電極と前記集塵電極との間に高電圧を印加して、前記コロナ電極と前記集塵電極との間を通過するガス中にコロナ放電を形成し、ガス中の成分の凝集又は集塵を行うガス処理装置において、前記集塵電極の前記コロナ電極に対向する対向面近傍においてガスの乱流を促進する乱流促進手段を該対向面又は該対向面近傍に設けて構成する。

この乱流促進手段としては、対向面に連続又は不連続の凸部を形成した凹凸構造、打ち抜きスクリーン等を表面に配置した構造、細い糸状体を植立配置したブラシ構造、コイル状の線状体を表面に配設した構造等を使用することができる。

この乱流促進手段により、集塵電極とコロナ電極との間、特に、コロナ電極に対向する面である集塵電極の対向面近傍のガスの乱流化が促進され、流路断面の方向のガスの流れが発生し、見かけ上、コロナ放電で帯電した粒子の駆動速度が速くなる。そのため、ガスの処理時間が短くても、例えば、十分な凝集作用及び集塵作用を発揮することができ、静電凝縮性能や集塵性能が著しく向上する。従って、静電凝縮や静電集塵を行う、高性能、低圧力損失、かつ、コンパクトなガス処理装置を提供できるようになる。

つまり、コロナ放電は局所的な非破壊放電であるが、乱流促進によって、ガスの主流方向と垂直な流路断面内の方向における攪拌作用が大きくなるので、流路空間全体にわたる粒子の帯電に要する平均時間が短くなる。また、乱流促進による流路断面内の方向における攪拌作用によって、帯電粒子が集塵電極におけるコロナ電極に対向する面である集塵電極の対向面に短時間で接触（接近）するようになる。従って、静電作用による粒子の駆動速度が小さくても、短時間でこの対向面に静電作用で捕捉されるようになる。

また、このコロナ電極に対向する面である集塵電極の対向面又は対向面近傍に、乱流促進体を設けると、この対向面における粘性抵抗の影響がより中央部まで及ぶようになり、対向面近傍のガスの主流方向の流速が低下する。このため、この対向面近傍では静電気力による帯電粒子の移動速度とガス流速の比を高くとれ、静電気力による帯電粒子の捕捉作用が促進される。

上記のガス処理装置において、前記集塵電極を前記コロナ電極を囲む非通気性の筒状体で形成し、該筒状体の内部にガスを通過させるように構成する。あるいは、前記集塵電極を前記コロナ電極に対向する面状体で形成すると共に、該面状体を前記コロナ電極と共に非通気性の筒状体で囲んで、該筒状体の内部にガスを通過させるように構成する。これらの構成により、ガスをコロナ電極と集塵電極の間に流通させることができる。

なお、対向面の乱流促進体によって乱流が促進される反面、粘性による摩擦抵抗が増加し、筒状体で形成されるガス通路の圧力損失が増加するが、通常の用途ではこのガス通路の摩擦損失は微小であるため、ガス処理装置全体に対する影響度は低い。一方、筒状体へのガス導入部及び筒状体からのガス排出部における流速変化に伴う圧力損失の方が摩擦損失に比べて十分に大きいため、この乱流促進体の配設によってガス処理装置の圧力損失が著しく増大して過大になる恐れは殆ど無い。

そして、上記のガス処理装置において、前記乱流促進手段を凹凸構造で構成し、前記集塵電極の代表長さをＤ、前記集塵電極の対向面の表面の最大表面粗さをεとした時の前記凹凸構造の相対粗さε／Ｄを０．０１以上０．１以下として形成する。つまり、この相対粗さは乱流促進の効果の面から０．０１以上が好ましく、放電の空間的均一性と安定性の実用的な面から０．１以下が好ましい。

この凹凸構造としては、集塵電極と一体化した構造で、集塵電極自体の表面に溝切りをしてもよいし、集塵電極とは別体構造で、丸棒や角棒を集塵電極の表面に配設したり、エキスパンダメタル、パンチングメタル等の打ち抜きスクリーン等の凹凸構造を、集塵電極の表面に接着、当接、浮かし等で配置したり、凹凸構造を有する板で面状体を形成したりすること等によって構成でき、その他、様々な形態で構成することが可能である。

なお、この凹凸構造としては、凸部と凹部が規則正しく並んだ構造のみならず、不規則な形状の凸部や凹部が不規則に並んだ構造であってもよい。つまり、凸部や凹部や配列や配列密度等は規則的であっても、不規則的であってもよい。そして、凸部の形状も、様々であってよい。例えば、尖形状、三角錐、四角錐、円錐、立方体、長方体、角錐台、円錐台、半球体、球体等様々な形状を取ることができる。

また、この凹凸構造の相対粗さε／Ｄに関しては、伝熱や管摩擦等で使用されているものと同じであり、集塵電極でコロナ電極を囲んで形成した場合の代表長さＤは、集塵電極で囲われた流路断面積をＳ，濡れ縁長さをＰとすると、Ｄ＝４Ｓ／Ｐであり、円管の場合には、Ｄは円管の直径に相当する。また、集塵電極を平行平板の面状体で形成した場合には、コロナ電極と平板との距離をｂとして、Ｄ＝２ｂとなる。

なお、筒状体内で乱流が発達するためには、助走区間が必要であり，その距離は本発明の乱流促進体を用いる場合、筒状体断面の代表長さＤの２倍程度である。従って、筒状体の長さは筒状体の断面の代表長さＤの３倍以上とするが適当であり、実用上はＤの５〜２０倍とするのが好ましい。

また、上記のガス処理装置において、前記凹凸構造を、凸部の上流面を下流側に傾斜させて形成すると、凸部の後流側で渦ができ、凸部の後流側にガス流れのよどみが発生するようになり、凸部の上流面を上流側に傾斜させて形成した場合に比べて、筒状体内側表面における粒子状物質の捕捉効果がより高まることを実験で確認したので、凸部の上流面を下流側に傾斜させた形状とすることが好ましい。

そして、上記のガス処理装置において、前記乱流促進手段のガス接触部分を金属材料等の導電材料で形成すると、この部分がコロナ電極の対向電極となる。なお、この凹凸構造を導電材料で別体に形成し、これを導電材料や非導電材料で形成した筒状体に組み合わせて形成してもよい。なお、乱流促進手段を導電材料で形成して非導電材料で形成した筒状体に組み合わせる場合には、乱流促進手段自体が集塵電極となり、その外側に非通気性の筒状体が配置された構成となる。

また、前記乱流促進手段のガス接触部分を、セラミック等の絶縁材料で形成すると、集塵電極の表面が絶縁材料で覆われることになるので、帯電した粒子状物質が電荷を失い難くなる。そのため、コロナ電極に対向する面である集塵電極の対向面における帯電粒子の再飛散を抑制でき、捕捉力を高めることができる。従って、集塵機能を重視する場合に好ましい構造となる。

更に、上記のガス処理装置において、前記乱流促進手段又は前記集塵電極の少なくも一方のガス接触部分に、触媒を設けて構成すると、乱流効果でガスとコロナ電極に対向する面である集塵電極の対向面との接触効率が高まっているため、触媒反応も促進されるので、ガス中の浄化対象成分の酸化反応や還元反応を促進できる。この触媒としては、白金をはじめとする貴金属触媒やその他の触媒を用いることができる。また、捕捉した帯電粒子が凹凸構造に堆積し、凹凸構造を埋没させる場合も生じるが、この場合においても触媒によって帯電粒子を分解除去できる。そして、これらの触媒作用による酸化反応、還元反応や粒子の分解除去に際しては、ガスの熱や反応補助剤の添加等、一般に用いられるものを適用できる。つまり、乱流促進体と触媒を組み合わせることにより、乱流促進によって、表面反応である触媒反応をより効果的に実施することができるようになる。

そして、上記の排気ガス処理装置において、前記筒状体を自然空冷又は強制冷却するように構成すると、ガス中の成分の一部、例えば、水分や未燃燃料分等を凝結させて、この液化により、粒子の液架橋が生じるので、凝集肥大化や集塵の効果が向上する。

この自然空冷とは、筒状体を保温することなく外気に曝して置いたり、対流伝熱や熱放射を妨げるものを筒状体の外部近傍に配置しないという消極的な冷却のことであり、強制冷却とは、冷却ファンやフィンや冷媒による冷却等の何らかの積極的な冷却手段を用いて強制冷却により筒状体を冷却することである。

つまり、気相における粒子の凝集過程では、粒子表面に付着もしくは結合する形で存在する液状成分が粒子間の接触部に保持される、いわゆる液架橋が重要な役割を果たす。一方、乱流促進によってガスと集塵電極の間の熱伝達特性は向上するので、集塵電極を冷却することによって、ガスの冷却、特に、コロナ電極に対向する面である集塵電極の対向面近傍のガスの冷却が促進される。

そして、ガスが冷却されると、ガス中に含まれる水分等が液化し粒子間の液架橋として作用するようになるので、粒子の凝集や捕捉特性がより向上する。特に、ガスが燃焼ガスの場合には水分が含まれることが多くガス冷却による液架橋効果が大きい。また、ガス中に含まれている未燃燃料分や炭化水素類等も冷却によって部分的に液化し、液架橋作用をもたらすことも実験的に確認している。

そして、上記のガス処理装置において、前記筒状体の内部に導入されるガスに対して、ガス中の成分を凝集又は肥大化する添加剤を供給する添加剤供給手段を備えて構成すると、より凝集性能や集塵性能が向上する。この添加剤としては、水や炭化水素類、燃料等液化しやすい成分を使用でき、添加位置は、筒状体の上流側の位置でもよく、筒状体の内部の位置であってもよい。

更に、上記のガス処理装置において、前記コロナ電極と、該コロナ電極を囲む非通気性の筒状体で形成した前記集塵電極とからなるガス処理ユニットを複数個備えて構成する。

また、上記のガス処理装置を前記コロナ電極と、該コロナ電極に対向する面状体で形成した前記集塵電極との組み合わせとからなるガス処理ユニットを複数個、一つの筒状体に備えて構成する。あるいは、前記コロナ電極と、前記コロナ電極に対向する面状体で形成した前記集塵電極と、前記コロナ電極と前記集塵電極を囲む前記筒状体の組み合わせとからなるガス処理ユニットを複数個備えて構成する。これらの構成により、流量の多いガスの対処できるようになる。

以上に説明したように、本発明のガス処理装置によれば、コロナ電極に対向する面である、非放電極側の集塵電極の対向面又は対向面の近傍に、対向面近傍においてガスの乱流を促進する乱流促進手段を設けて構成したので、この乱流促進手段により、流路、特に、対向面近傍のガスの乱流化を促進して、流路断面方向の攪拌作用を大きくすることができる。

そのため、流路空間全体においてガス中の成分の帯電に要する時間の短縮化、帯電粒子の集塵電極における対向面への接触の容易化、ガスの対向面近傍における主流方向流速の低速化に伴う滞留時間の増加を図ることができ、静電力による帯電粒子の捕捉を一層促進することができる。

従って、帯電粒子に対する静電凝縮性能や集塵性能を著しく向上することができ、静電凝縮や静電集塵を行うガス処理装置を、高性能化、低圧力損失化、及び、コンパクト化できる。

以下、本発明に係る実施の形態のガス処理装置について、図面を参照しながら説明する。図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施の形態のガス処理装置１は、コロナ放電を発生させるための高電圧を印加するコロナ電極１０と、このコロナ電極１０を囲み、集塵電極となる筒状体２０を有して構成される。

このコロナ電極１０は、電界集中係数の高い電極であればよく、細線電極、角状電極、突起構造付き電極等の線状（ワイヤ状）や棒状等の電極で形成され、筒状体２０は導電性の材料で、コロナ電極１０の周囲を囲むと共に、上流側にガス入口部２１を、下流側にガス出口部２２が設けられる。

このコロナ電極１０と筒状体２０は互いに碍子３０等により電気的に絶縁状態にして構成され、コロナ電極１０は高圧電源４０に接続される。この高圧電源４０で発生する高電圧は、一般的には、負極性の直流電圧を用いるのが好ましいが、直流、交流、パルス状のいずれであってもよく、また、極性も、負極性でも正極性でもあってもよい。

また、筒状体２０は、放電電極では無く集塵電極として構成され、図１では、電気的に接地され、接地電位に保たれるが、必要に応じて、別電位に保持されてもよい。このコロナ電極１０と筒状体２０に印加される電圧は、このコロナ電極１０と筒状体２０の間を通過するガスＧ中にコロナ放電を発生できる電圧であればよい。この筒状体２０の断面形状としては特に限定されないが、コロナ放電の安定性等を考えると円形が好ましいが、正方形等でもよく、特に、コロナ電極１０を複数設ける場合には、楕円形、三角形、長方形、その他の多角であってもよい。このこの筒状体２０の断面形状の例を図２に示す。

そして、筒状体２０の内部にガスＧを通過させると共に、コロナ電極１０と筒状体２０との間に高電圧を印加して、筒状体２０の内部にコロナ放電を形成し、その内部を通過するガスＧ中の粒子状物質（ＰＭ）等の成分を帯電させ、この帯電粒子を凝集したり、集塵したりする。

この凝集肥大化及び集塵について説明すると、高電圧の印加により、コロナ電極１０の近傍に不平等電界が形成され、コロナ電極１０を中心として、局所的にガスＧが非破壊放電すなわちコロナ放電空間が形成される。このコロナ放電によって、ガスＧ中には高速電子と高速電子が衝突して電離された正イオンや電子付着による負イオンが多数形成される。このコロナ放電空間にＰＭが含まれたガスＧを流通させると、電子・正イオン・負イオンとＰＭ（粒子状物資）等の粒子（ガス中の成分）が衝突することによって，粒子は殆ど瞬間的に荷電され、帯電した粒子はクーロン力によって集塵電極２０に捕集される。このコロナ放電を利用して電気集塵作用でＰＭを捕集する場合は、通常の物理的なフィルタで機械的にトラップする場合に比べ、より繊細なＰＭの粒子を選択的に捕集することができ、かなり長時間連続運転しても目詰まりの恐れがない。

そして、本発明においては、この筒状体２０のコロナ電極１０に対向する対向面（内側表面）２０ｆ又は対向面２０ｆの近傍に、乱流促進手段２３が設けられる。この乱流促進手段２３は対向面２０ｆを加工して設けてもよく、筒状体２０とは別体の構造物を対向面２０ｆに当接又は浮かせて配置してもよい。

この乱流促進手段２３は凹凸構造（突起構造）２３で構成でき、この凹凸構造２３は、伝熱特性を向上するための突起構造を参考にすることができる。この凹凸構造の具体例を、図９〜図１７に示す。

図９は、単数又は複数の線状体（丸棒や角棒）２３を筒状体２０にスパイラル状にして挿入し、筒状体２０の内側表面２０ｆに巻き付けたものであり、図１０は、筒状体２０の内側表面２０ｆに溝きりにより台形形状の凸部２３を形成したものである。また、図１１と図１２は格子溝や螺旋溝等の規則正しい凹凸を設けて、内面溝付き管構造とするものであり、図１１は格子パターンを、図１２は螺旋状パターンを示す。また、図１３に示すように、リング状の凸部２３を筒状体２０の内側表面２０ｆに間隔をおいて形成したものである。また、図１４と図１５は、三次元構造を持つフィンで構成する凹凸構造２３を示す。また、図示しないが、筒状体２０の内面２０ｆをブラスト処理して乱雑な凹凸を形成したものでもよい。これらの凹凸は対向面２０ｆに一様に形成されていてもよく、分散配置されていてもよい。この図１３の場合には代表突起高さｈの２０倍程度の間隔Ｌをおいて配置していても効果がある。

この凹凸構造２３を持つ筒状体２０の製造方法に関しては、筒状体２０の内側表面２０ｆを溝きり加工等で直接加工したり、シート状の板材の表面を加工して凹凸を設けてから筒状体２０に整形したりして製作できる。また、筒状体２０を加工するだけでなく、加工により凹凸を設けた板材や、既に凹凸を有して形成されている板材を、筒状体２０に挿入可能に整形して筒状体２０に挿入してもよい。既に凹凸を有して市販されているような面状体を筒状体２０を挿入してもよい。

この既に凹凸を有して形成されている板材としては、金網やパンチングメタル、エキスパンダメタル等のシート状突起物が有用であり、スリットグリル、ダイヤスクリーン、ディンプルスクリーン（孔無し）、ディンプルスクリーン（孔有り）、スリット出窓スクリーン、ブリッジ出窓スクリーン、三角出窓スクリーン、半円出窓スクリーン等々の打ち抜きスクリーンを使用できる。

そして、図１６及び図１７に示すような、圧延処理をしていないエキスパンダメタル２３の場合には、目の向きがあり、いずれの目の向きにガスを流しても乱流促進による効果があって、凝集作用、集塵作用の向上が認められるが、その方向に関しては、流体の淀みが突起の後側に形成される、短目方向のＡ方向にガスが流れるように筒状体２０に挿入した場合の方が、他の方向Ｂ，Ｃにガスが流れるように挿入した場合よりも、凝集作用、集塵作用が両方とも向上した。Ａ、Ｂ、Ｃとも筒状体内の電界分布にほとんど差異はない（特にＡとＢはまったく同じ）が、その効果に明瞭な差異があり、筒状体内面の凹凸構造の流体的作用が凝集作用・集塵作用に大きな影響を与えることは明らかである。

つまり、凹凸構造２３を、図１８に示すように、凸部２３の上流面が下流側に傾斜するように形成し、凸部２３の後流側で渦ができて、凸部２３の後流側にガス流れのよどみＹが発生するように構成とすると、図１９に示すような構成に比べて、筒状体２０の対向面２０ｆにおける粒子状物質（ＰＭ）等の帯電粒子の捕捉効果がより高まる。また、この凸部の後流側にガス流れのよどみＹが発生する構成としては、図２０に示すような構成もある。

そして、この凹凸構造２３の寸法に関しては、筒状体２０の断面の代表長さをＤ、筒状体２０の内側表面２０ｆの最大表面粗さをεとした時の相対粗さ（ε／Ｄ）を、好ましくは、０．０１以上、０．１以下とする。この相対粗さ（ε／Ｄ）を０．０１以上とするのは、好ましい乱流促進効果を得るためであり、０．１以下とするのは、放電の好ましい空間的均一性と安定性を得るためである。

この断面の代表長さＤと、筒状体２０の対向面２０ｆの凹凸構造の無次元代表寸法ともいうべき相対粗さ（ε／Ｄ）について説明すると、集塵電極を筒状体２０で形成した場合の代表長さＤは、伝熱工学等で使用されている長さと同じであり、筒状体２０で囲われた流路断面積をＳ，濡れ縁長さをＰとすると、Ｄ＝４Ｓ／Ｐであり、円管の場合には、Ｄは円管の直径に相当する。

そして、乱流の程度と管摩擦抵抗とは互いに関係が深いため、筒状体２０の管摩擦抵抗λと強い関係がある相対粗さ（ε／Ｄ）は乱流促進効果の良い指標となる。レイノルズ数Ｒと管壁の相対粗さ（ε／Ｄ）と管摩擦係数λの関係を示すムーディ線図からも分かるように、管の相対粗さが０．０１以上になると管摩擦係数λの増加率が急激に高くなることから、凹凸構造２３による乱流促進の効果が著しく大きくなることが分かる。

実際に実験的にも凹凸構造２３の相対粗さ（ε／Ｄ）が０．０１以上になると静電集塵作用が顕著に向上することが確認されている。そのため、筒状体２０の内部のガスの主流速又は平均流速をＵ，ガスの動粘性係数をνとした場合のレイノルズ数Ｒ（＝ＵＤ／ν）が、２，０００〜１００，０００の領域、即ち、遷移域から乱流域となる領域になるようにすることが好ましい。

この凹凸構造２３の相対粗さ（ε／Ｄ）と捕集効果との関係を見る本発明者らのの実験結果では、筒状体２０をＤ＝５９ｍｍの円管で形成した場合において、、発泡金属シート（ε＜０．５ｍｍ，ε／Ｄ＜０．００８）を挿入して凹凸構造２３Ａを形成した時と、金網（ε〜０．５ｍｍ，ε／Ｄ〜０．００８）を挿入して凹凸構造２３Ａを形成した時では、凹凸構造無し（ε＝０，ε／Ｄ＝０）の時合と同じ集塵性能を示した。一方、エキスパンダメタル１（ε〜２ｍｍ，ε／Ｄ〜０．０３）、エキスパンダメタル２（ε〜３ｍｍ，ε／Ｄ〜０．０３５）、丸棒スパイラル（ε〜２ｍｍ，ε／Ｄ〜０．０３）、角棒スパイラル（ε〜２ｍｍ，ε／Ｄ〜０．０３）を挿入して凹凸構造２３を形成した場合は凹凸構造無しの場合よりも優れた集塵性能を示した。

そして、筒状体２０の長さに関しては、筒状体２０内で乱流が発達するためには、助走区間が必要であり，その距離は筒状体断面の代表長さＤの２倍程度である。従って、筒状体２０の長さＬは、筒状体２０の断面の代表長さＤの２倍以上とするが適当であり、実用上は、Ｄの５〜２０倍とするのが好適である。これによって、装置１をコンパクト化できる。

より詳細には、層流にせよ、乱流にせよ、層流にしても管断面の速度分布がすぐに安定する訳ではなく、管入口からは直ぐに発達した層流や乱流にならず、管内（平行平板の場合は平行平板内）で流れが十分に発達するには助走区間Ｌａが必要である。この助走区間Ｌａは一般に、層流ではＬａ／Ｄが数１００で、乱流では５０〜１００である。つまり、助走区間Ｌａは直径Ｄの数十倍から数百倍になる。そのため、例えば、直径Ｄを５０ｍｍとすると助走区間Ｌａはメートル（ｍ）のオーダとなる。

この助走区間Ｌａでは速度境界層が十分に発達しきらないから、集塵電極２０近傍の流速は速く、この部位では静電気力による帯電粒子の移動速度とガス流速の比は小さく、捕捉作用面ではマイナス要因となる。また、集塵電極２０上に捕捉された帯電粒子がガス流によって再飛散し易くなる。特にカーボン系等の低抵抗粒子を扱う場合には再飛散がより一層起き易くなる。このため、全体の流速を落とすか、助走区間よりも管長さを十分に長くとる必要がある。よって装置が大型化するのである。

そのため、乱流促進手段２３を設けると、助走区間Ｌａが極めて短くなる。これは、管摩擦係数の増大から推定して、速度境界層の剥離が促進されるためと考えられる。実際に管内面に突起を付けた流れを検討した文献からみてもそのことが推測できる。つまり、乱流促進手段２３を設けることで、助走区間Ｌａが短くなり、Ｌａ／Ｄが２程度になる。

そして、乱流促進手段２３の材質に関しては、金属等の導電材料やセラミックス等の絶縁材料を用いる。但し、この乱流促進手段２３と筒状体２０の少なくともいずれか一方が、コロナ電極１０の対向電極となる必要があるので、図２１〜図２４に示すような構成が考えられる。

図２１では、筒状体２０と乱流促進手段２３とを共に導電材料で形成し、この筒状体２０と乱流促進手段２３の両方をコロナ電極１０の対向電極とする構成にしている。また、図２２では、筒状体２０を絶縁材料で形成し、乱流促進手段２３を導電材料で形成し、乱流促進手段２３をコロナ電極１０の対向電極とする構成にしている。なお、乱流促進手段２３に導電材料を使用する場合には、相対粗さ（ε／Ｄ）が大きくなると、コロナ電極１０との電極間距離が部分的に短くなり、印加電圧の上限が低下するので、注意が必要となる。

そして、これらのガスＧに接触する部分にセラミックス等の絶縁物をコーティングすると、捕捉された帯電粒子の電荷を失い難くして再飛散による粒子の排出を抑制することができる。また、ガスＧによる筒状体２０と乱流促進手段２３の腐食防止効果も生じる。

図２３では、筒状体２０を導電材料で、乱流促進手段２３をセラミックス等の絶縁材料でそれぞれ形成し、筒状体２０をコロナ電極１０の対向電極とし、ガスＧに接する部分を絶縁物とすることにより、再飛散防止及びガスＧによる腐食の防止を図ることができる。

図２４では、筒状体２０をガス通路を形成する内周部２０ａとその外側を囲む外周部２０ｂとで構成すると共に、内周部２０ａと乱流促進手段２３を絶縁材料で形成し、外周部２０ｂを導電材料で形成し、外周部２０ｂをコロナ電極１０の対向電極とする。この構成によっても、再飛散防止及びガスＧによる腐食の防止を図ることができ、この場合は、特に、コロナ電極１０の対向電極となる外周部２０ｂはガスＧに全く接触しなくなるので、ガスＧによる腐食を完全に防止できる。

次に、触媒を設ける構成について説明する。この乱流促進手段２３又は筒状体２０少なくとも一方のガス接触部分に、触媒を設けて構成すると、乱流効果でガスＧと乱流促進手段２３や筒状体２０の対向面２０ｆとの接触効率が高まると共に、また、凹凸構造で乱流促進手段２３を形成した場合には、実質的な触媒表面積も大きくなるため、反応効率が向上するので、触媒反応も著しく促進することができる。また、触媒表面は放電場に曝されているため、放電によって生成されるラジカルとの相乗効果により、更に、反応効率が高くなる。

この触媒としては、白金等の貴金属類を担持させた酸化還元触媒や、ＮＯｘ吸蔵能力を有するＮＯｘ吸蔵還元型触媒等を使用することができ、これにより、乱流促進手段２３である凹凸構造に付着した粒子状物質の酸化燃焼処理を行ったり、ガスＧ中のＮＯｘ等の有害成分を酸化還元処理を行ったりすることが可能となる。

特に、捕捉した粒子状物質が凹凸構造に堆積し、凹凸構造を埋没させる場合もあるが、この場合においても触媒作用によって堆積した粒子状物質等を分解除去できる。そして、この触媒の酸化反応、還元反応や粒子状物質の燃焼除去に際しては、ガスの加熱や反応補助剤の添加等、一般の触媒反応の促進に用いられるものを適用でき、乱流促進によって、表面反応である触媒反応をより効果的に実施することができる。

次に、加熱手段を備えることについて説明する。乱流促進手段２３又は筒状体２０の少なくとも一方に、伝熱ヒータ（図示しない）等の加熱手段を組み込みことにより、乱流促進手段２３に付着した粒子状物質やガス状成分をその付着量が所定の量に達したり、所定の時間が経過したりした時に、加熱手段による加熱を行って触媒の活性化を図って燃焼処理することが可能となる。この伝熱ヒータの組み込み構造としては、絶縁被覆されたヒータ線を編み込んだり、二重絶縁式の電熱ヒータをスパイラル状に巻いて凹凸構造２３を形成すること等が考えられる。なお、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排ガス中のＰＭを捕集する場合には、集塵電極２０に捕捉されたＰＭは、コロナ放電場に曝されているために、１５０℃〜２００℃といった低温から燃焼を開始できるので、燃焼除去の際に高温燃焼による損傷を生ぜず、また、エンジンの排気ガス温度制御によって燃焼を開始させることができる。

次に、筒状体２０の冷却について説明する。気相における粒子の凝集過程においては、粒子間の液架橋が重要な役割を果たすので、この筒状体２０の外面側を自然空冷又は強制冷却するように構成する。

この自然空冷においては、筒状体２０の外面を保温したり、筒状体２０を更に、ガス処理装置１のケース等の別の筒体（図示しない）で密閉せずに、図２５に示すように、筒状体２０の外面を大気開放状態にしたり、前記の別の筒体を通気孔を設けたものにする等、外気との接触を容易にし、自然対流伝熱が行われ易くする。また、放熱による冷却効果を促進できるように、周囲の部材の温度を低くしたり、熱伝導による冷却効果を上げるために、熱伝導体と接触させたりする。更に、筒状体２０の外部への放熱を促進する冷却用のフィンを筒状体２０の外面に設けることもできる。この冷却用フィンとしては、例えば、熱交換器等で一般的に用いられている平滑環状フィン、スロットフィン、テントフィン、短冊フィン、ワイヤーループフィン等がある。

また、強制冷却においては、図２６に示すように、ファン２等により筒状体２０の外面に送風して対流伝熱による強制冷却をしたり、図２７に示すように、筒状体２０Ａを冷却水等の冷媒Ｗが通過する二重管構造とし、筒状体２０を冷媒Ｗで強制冷却するように構成する。また、自動車等の車両に搭載する場合には、走行時に風冷できるように構成してもよい。なお、これらの冷却手段に限られず、一般的な冷却手段を適用できる。

そして、この筒状体２０の外面側の冷却により、ガスＧ、特に、筒状体２０の内側表面２０ｆ近傍のガスＧが冷却されるので、このガスＧ中に含まれる水分等が凝結して液化し、粒子間の液架橋として機能し、粒子の凝集性能や捕捉性能が改善される。特に、処理対象のガスＧが燃焼ガスの場合には水分が含まれていることが多く、また、未燃燃料分や炭化水素類等も含まれているので、これらが冷却によって部分的に液化し、液架橋作用をもたらすので、この筒状体２０の外面側の冷却の効果が大きい。

ベンチテスト結果では、筒状体外面の強制風冷有りの場合には粒子状物質の除去率９２％に対して、筒状体外面の強制風冷無しの場合には粒子状物質の除去率８８％となっている。

次に第２の実施の形態のガス処理装置について説明する。

この図３に示す第２の実施の形態のガス処理装置１Ａは、ガス入口部２１に、筒状体２０の内部に導入されるガスＧに対して、ガスＧ中の成分を凝集又は肥大化する添加剤Ａを供給する添加剤供給手段５０を備えて構成される。この添加剤Ａとしては、水、炭化水素類、界面活性剤等や、内燃機関のガスの場合には燃料等を使用でき、添加剤供給手段５０の具体的な構成としては、添加剤Ａを添加剤用のタンク又は燃料タンクから供給を受けてガス入口部２１の内部に噴霧する噴射装置をガス入口部２１に設ける。この構成以外は、第１の実施の形態のガス処理装置１と同じ構成である。

この第２の実施の形態のガス処理装置１Ａの添加剤供給手段５０によれば、液架橋による粒子の肥大化、筒状体２０の内側表面２０ｆにおける捕捉性能の向上のために、液架橋を促進するための添加剤ＡをガスＧ中に噴霧することができる。なお、添加剤Ａの添加位置は、図３に示すガス入口部２１に限らず、筒状体２０の内部でも、また、ガス入口部２１より上流側であってもよい。また、内燃機関のガスを処理する場合には、内燃機関のシリンダ内噴射におけるポスト噴射等により未燃燃料をガス中に添加する構成としてもよい。

次に第３の実施の形態のガス処理装置について説明する。

この図４〜図７に示す第３の実施の形態のガス処理装置１Ｂは、集塵電極２０Ｂをコロナ電極１０に対向する面状体で形成すると共に、この面状体を前記コロナ電極１０と共に非通気性の筒状体６０で囲んで、この筒状体６０の内部にガスＧを通過させるように構成される。図４及び図５には、コロナ電極１０に対して１個の面状体又は一対の平行な面状体で集塵電極２０Ｂを形成した構成を示し、図６及び図７には、コロナ電極１０と平行な面状体の集塵電極２０Ｂを積層構造にして形成した構成を示す。

そして、本発明においては、この第３の実施の形態のガス処理装置１Ｂの集塵電極２０Ｂは、その対向面２０Ｂｆ又は対向面２０Ｂｆ近傍に、第１の実施の形態のガス処理装置１の集塵電極２０と同様な乱流促進手段２３が設けられる。この乱流促進手段２３の構造や配置等は、第１の実施の形態のガス処理装置１と同様に構成する。

但し、集塵電極２０Ｂを面状体で形成した場合の代表長さＤは、面状体でコロナ電極を囲んで形成した時は、この囲われた流路断面積をＳ’，囲われた長さを濡れ縁長さＰ’として、Ｄ＝４Ｓ’／Ｐ’となる。また、集塵電極２０Ｂを平行平板の面状体で形成した場合には、コロナ電極１０と平板２０Ｂとの距離をｂとして、Ｄ＝２ｂとなる。

また、この集塵電極２０Ｂは、電気的に接地され接地電位に保たれるか、必要に応じて所定の電位に保持されるが、必ずしも非通気性である必要はないので、図５（ｄ）や図７（ｄ）に示すように、凹凸構造を有する打ち抜きスクリーン等で形成してもよい。この場合には、集塵電極２０Ｂの表面が既に凹凸構造を有しているので、改めて表面加工する必要や凹凸部材の配設の必要が無くなる。

また、この構成における液架橋効果を得るためのガスの冷却に関しては、第３の実施の形態のガス処理装置１Ｂの筒状体６０を、第１の実施の形態のガス処理装置１の筒状体２０と同様に構成して対応することもでき、また、集塵電極２０Ｂを箱型や平板状熱交換器等で形成し、内部に冷媒を循環させる等の方法で、集塵電極２０Ｂを冷却するように構成して対応することもできる。

次に第４の実施の形態のガス処理装置について説明する。

この図８に示す第４の実施の形態のガス処理装置１Ｃは、第３の実施の形態のガス処理装置１Ｂのガス入口部２１に、筒状体２０の内部に導入されるガスＧに対して、ガスＧ中の成分を凝集又は肥大化する添加剤Ａを供給する添加剤供給手段５０を備えて構成したものである。この添加剤供給手段５０の構成は、第２の実施の形態のガス処理装置１Ａと同様であり、この構成以外は、第３の実施の形態のガス処理装置１Ｂと同じ構成である。

上記のガス処理装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃによれば、コロナ電極１０をコロナ電極１０に対向する、非放電極側の集塵電極２０の対向面２０ｆ又は対向面２０ｆの近傍に、ガスの乱流を促進する乱流促進手段２３を設けて構成したので、この乱流促進手段２３により、流路、特に、対向２０ｆ近傍のガスの乱流化を促進して、流路断面方向の攪拌作用を大きくすることができる。

そのため、流路空間全体においてガス中の成分の帯電に要する時間の短縮化、帯電粒子のコロナ電極に対向する面である集塵電極の対向面への接触の容易化、ガスの対向面近傍における主流方向流速の低速化を図ることができ、静電力による帯電粒子の捕捉を一層促進することができる。従って、帯電粒子に対する静電凝縮性能や集塵性能を著しく向上することができ、静電凝縮や静電集塵を行うガス処理装置を、高性能化、低圧力損失化、及び、コンパクト化できる。

そして、上記の構成のような本発明のガス処理装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、単独でも使用できるが、他の集塵装置やガス浄化装置等と組み合わせて使用することもできる。

例えば、上流側に粗大粒子を粗取りするフィルタやスクラバー等の集塵装置を配置し、これらの集塵装置では除去しにくいミクロンサイズからサブミクロンサイズ以下の微粒子のみを、本発明のガス処理装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃで除去するような構成とすることもできる。

また、本発明のガス処理装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの下流側にセラミックハニカムや金属ハニカムに貴金属類等からなる触媒を担持させた触媒コンバータを設けてガス中のガス成分の浄化を行うように構成してもよい。この構成とすると、ディーゼルエンジンのガスを処理する場合には、粒子状物質を本発明のガス処理装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃで効果的に除去できるので、下流側の触媒表面の汚染が抑制され、触媒の表面反応の効率を長期的に維持できるようになる。

また、本発明のガス処理装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、筒状体２０や集塵電極２０Ｂの対向面２０ｆに粒子状物質が堆積し、その乱流促進体２３の凹凸が埋没するようになると、乱流促進効果が低下し、凝集性能や集塵性能が低下する場合もある。この場合には、通常の静電集塵装置で採用されているように、筒状体２０，６０を垂直方向に配置し、振動又は衝撃により付着した粒子状物質を落下させて回収するという機械的な再生処理を行うように構成することも可能である。

また、捕集された粒子状物質は、電気ヒータ、石油バーナによるＰＭへの直接加熱や、燃料の後噴射等による排気ガスの昇温や、エンジンの性能チューニングや吸気絞り等による排気ガスの昇温で、運転時に定期的に燃焼及び除去することもできる。

なお、本発明は、自動車搭載の内燃機関の排ガスのみならず、各種産業用機械や定置式の内燃機関の排ガスや工場ガス，発電所ガス等のガス処理装置として、又、各種製造工場や医療現場等のガス処理装置として使用できる。

本発明に係る第１実施の形態のガス処理装置の構成を示す模式的な側断面図である。 本発明に係る第１実施の形態のガス処理装置の筒状体の断面形状の例を示す図で、（ａ）は円形の例を、（ｂ）は正方形の例を、（ｃ）は端部が円形の偏平体の例を、（ｄ）は長方形の例を示す。 本発明に係る第２実施の形態のガス処理装置の構成を示す模式的な側断面図である。 本発明に係る第３実施の形態のガス処理装置の構成を示す模式的な側断面図である。 本発明に係る第３実施の形態のガス処理装置の筒状体の断面形状の例を示す図で、（ａ）は円形の例を、（ｂ）は正方形の例を、（ｃ）は端部が円形の偏平体の例を、（ｄ）は長方形の例を示す。 本発明に係る第３実施の形態のガス処理装置の他の構成を示す模式的な側断面図である。 本発明に係る第３実施の形態のガス処理装置の他の構成の筒状体の断面形状の例を示す図で、（ａ）は集塵電極の間に単一のコロナ電極を有する例を、（ｂ）は集塵電極の間に複数のコロナ電極を有する例を示す。 本発明に係る第４実施の形態のガス処理装置の構成を示す模式的な側断面図である。 複数の丸棒を筒状体にスパイラル状にして挿入して形成した凹凸構造を示す模式的な部分側断面図である。 筒状体の内側表面に溝きりにより台形形状の凸部を形成した構造を示す模式的な部分斜視図である。 筒状体の内側表面に格子溝を設けて形成した凹凸構造を有する内面溝付き管構造を示す模式的な部分側断面図である。 筒状体の内側表面に螺旋状溝を設けて形成した凹凸構造を有する内面溝付き管構造を示す模式的な部分側断面図である。 リング状の凸部を筒状体の内側表面２に間隔をおいて形成した凹凸構造を有する内面溝付き管構造を示す模式的な部分斜視図である。 三次元構造を持つフィンで構成する凹凸構造を示す模式的な部分斜視図である。 三次元構造を持つフィンで構成する他の凹凸構造を示す模式的な部分斜視図である。 圧延処理をしていないエキスパンダメタルを示す部分平面図である。 図１６の部分拡大図で、目の向きとガスの流れ方向を示す部分拡大図である。 凸部の上流面が下流側に傾斜した構成を示す部分側断面図である。 凸部の上流面が上流側に傾斜した構成を示す部分側断面図である。 凸部の後流側にガス流れのよどみが発生する構成を示す部分斜視図である。 筒状体と乱流促進手段を共に導電材料で形成した構成を示す図である。 筒状体を絶縁材料で形成し、乱流促進手段を導電材料で形成した構成を示す図である。 筒状体を導電材料で形成し、乱流促進手段を絶縁材料で形成した構成を示す図である。 筒状体の内周部と乱流促進手段を共に絶縁材料で形成し、導電材料で形成した筒状体の外周部を設けた構成を示す図である。 筒状体の外面を大気開放状態にし、自然対流伝熱が行われ易くした構成を示す図である。 筒状体の外部への放熱を促進する冷却用のフィンを筒状体の外面に設けた構成を示す図である。 筒状体を二重管構造とし、冷媒で強制冷却するように形成した構成を示す図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ガス処理装置
１０ コロナ電極
２０ 筒状体
２０Ｂ 集塵電極
２０ｆ 対向面
２３ 乱流促進手段（凹凸構造）
４０ 高圧電源
５０ 添加剤供給手段
Ａ 添加剤
Ｇ ガス
Ｙ よどみ
ε／Ｄ 相対粗さ

Claims (13)

1. コロナ電極と該コロナ電極に対向する集塵電極を有し、前記コロナ電極と前記集塵電極との間に高電圧を印加して、前記コロナ電極と前記集塵電極との間を通過するガス中にコロナ放電を形成し、ガス中の成分の凝集又は集塵を行うガス処理装置において、
   前記集塵電極の前記コロナ電極に対向する対向面近傍においてガスの乱流を促進する乱流促進手段を該対向面又は該対向面近傍に設けたことを特徴とするガス処理装置。
2. 前記集塵電極を前記コロナ電極を囲む非通気性の筒状体で形成し、該筒状体の内部にガスを通過させることを特徴とする請求項１記載のガス処理装置。
3. 前記集塵電極を前記コロナ電極に対向する面状体で形成すると共に、該面状体を前記コロナ電極と共に非通気性の筒状体で囲んで、該筒状体の内部にガスを通過させることを特徴とする請求項１記載のガス処理装置。
4. 前記乱流促進手段を凹凸構造で構成し、前記集塵電極の代表長さをＤ、前記集塵電極の対向面の表面の最大表面粗さをεとした時の前記凹凸構造の相対粗さε／Ｄを０．０１以上０．１以下として形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス処理装置。
5. 前記凹凸構造を、凸部の上流面を下流側に傾斜させて形成したことを特徴とする請求項４項に記載のガス処理装置。
6. 前記乱流促進手段のガス接触部分を導電材料で形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス処理装置。
7. 前記乱流促進手段のガス接触部分を絶縁材料で形成することを特徴とする１〜５のいずれか１項に記載のガス処理装置。
8. 前記乱流促進手段又は前記集塵電極の少なくも一方のガス接触部分に、触媒を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項にガス処理装置。
9. 前記筒状体を自然空冷又は強制冷却することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のガス処理装置。
10. 前記筒状体の内部に導入されるガスに対して、ガス中の成分を凝集又は肥大化する添加剤を供給する添加剤供給手段を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のガス処理装置。
11. 前記コロナ電極と、該コロナ電極を囲む非通気性の筒状体で形成した前記集塵電極とからなるガス処理ユニットを複数個備えたことを特徴とする請求項２、４〜１０のいずれか１項に記載のガス処理装置。
12. 前記コロナ電極と、該コロナ電極に対向する面状体で形成した前記集塵電極との組み合わせとからなるガス処理ユニットを複数個、一つの筒状体内に備えたことを特徴とする請求項３〜１０のいずれか１項に記載のガス処理装置。
13. 前記コロナ電極と、前記コロナ電極に対向する面状体で形成した前記集塵電極と、前記コロナ電極と前記集塵電極を囲む前記筒状体の組み合わせとからなるガス処理ユニットを複数個備えたことを特徴とする請求項３〜１０のいずれか１項に記載のガス処理装置。

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