JP2009076416A - 放電電極部の電極およびその電極を使用した放電電極部ならびにその放電電極部を使用した装置 - Google Patents

Abstract

【目的】コロナ放電により気流中のダスト又はミスト等の粒子を帯電させて捕集することができる電気集塵装置内に配置する放電電極部に使用する安価な放電電極を提供する。
【構成】空気中に浮遊している塵芥をコロナ放電によって帯電させる放電電極部と、前記帯電した塵芥を吸着除去する集塵電極部とから成る電気集塵装置おいて、放電電極部用の放電電極をステンレスまたは鉄からなる板材で構成し、さらに前記電極のほぼ細長い形状からなる部材の長辺両側を鋸刃状に形成して構成した。この構成により電極を安価に且つ容易に製造することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、気体中で放電現象を発生させることができる放電電極部の電極およびその電極を使用した放電電極部ならびにその放電電極部を使用した装置に関するものであり、特にコロナ放電により気流中のダスト又はミスト等の粒子を帯電させて捕集することができる電気集塵装置、オゾン発生装置、空気清浄器などに好適な放電電極部の電極およびその電極を使用した放電電極部に関するものである。

従来より、気体中に浮遊する塵芥等を除去する装置として２段式の電気集塵装置が良く知られている。この電気集塵装置の一例を図８を参照して説明すると、この装置は、図に示すように空気中に浮遊している塵芥をコロナ放電によって帯電させるイオン化電極部（以下放電電極部という）２０と、帯電した塵芥を吸着除去する集塵電極部２１と、前記各電極部に気体を供給する気体供給装置２２と、前記各電極部２０、２１を収納するケース２３および図示せぬ電源装置とより構成されている。この電気集塵装置では汚染空気中に存在する塵芥を放電電極部２０で帯電した後、後段の集塵電極部２１で吸着できるため、微小な塵芥等も効率良く集塵でき、広く実用化されている。

しかしながら、上記電気集塵装置に配置する放電電極部に使用されている従来型の電極について検討してみると、電極の形状が複雑であり製造コストの低減が難しい等の問題点があった。
例えば、特許文献１には、外径φ０．５〜０．８ｍｍの銀製又は銀合金製パイプの中に、ステンレス材やタングステン材を用いて直径０．４〜０．７ｍｍの芯材６Ｈを挿入することによって構成した放電用針電極を上下に細長い支持板に上下に間隔をあけた状態で並べて取付け、放電用針電極をカシメによって固定した電極が開示されている。そしてこの電極を接地極板とある程度の距離を保つようにしてスプリングに吊下げることによって電極集塵装置が構成されている。前記装置では、前記スプリングを通して電極に印加すると、接地極板との間でコロナ放電が発生する仕組みとなっている（特許文献１）。

特開２００６−１６７６４１号公報

しかしながら、上記電極は以下のような問題点がある。
上記放電電極部の電極は、銀製又は銀合金製パイプの中に、ステンレス材やタングステン材を用いて芯材を挿入した針電極を構成し、さらにこの針電極を支持部材にカシメによって固定する構成となっているため、電極構造が複雑となり、製造コストの低減が難しい。
支持部材に針電極を固定するための孔の加工が面倒である。
針電極を支持部材にカシメる際の工程が複雑になり、製造に手間がかかる。
このため、本発明者らは放電電極部の電極について形状構造等について鋭意研究した結果、電極を鋸刃状に構成することにより上記従来の電極の問題点を解消できることを確認した。本発明は前記知見に基づいてなされたものであり、電極の構造を簡略化出来る電極を提供することを目的とする。

このため本発明が採用した課題を解決するための手段は、
放電電極部に使用する放電電極であって、前記放電電極はステンレスまたは鉄からなる板材で略細長形状の部材として成形され、さらに前記細長形状の部材の長辺両側に鋸刃状の突起を形成してなることを特徴とする放電電極部の電極である。
また、前記鋸刃状の突起は、台形または三角形または複数の頂点を有する形状をしていることを特徴とする放電電極部の電極である。
また、前記鋸刃状の突起は、隣同士の刃が互い違いになる方向に傾いて形成されていることを特徴とする放電電極部の電極である。
また、前記電極を複数枚、互いの鋸刃状突起部が重ならないように重ね合わせて構成したことを特徴とする放電電極部の電極である。
また、前記記載の電極にチタンコーティングを施したことを特徴とする放電電極部の電極である。
また、放電電極と接地電極とを交互に配置して構成された放電電極部において、前記放電電極に前記記載の電極を使用したことを特徴とする放電電極部である。
また、前記記載の放電電極部において、前記放電電極部の接地電極を集塵用の電極とすることを特徴とする放電電極部である。
また、空気中に浮遊している塵芥をコロナ放電によって帯電させる放電電極部と、前記帯電した塵芥を吸着除去する集塵電極体とから成る電気集塵装置において、前記放電電極部に記載の放電電極部を使用していることを特徴とする電気集塵装置。
また、放電現象を利用して気体をイオン化することによりオゾンを発生させるオゾン発生装置において、同装置内に使用する放電電極部に前記放電電極部を使用したことを特徴とするオゾン発生装置である。
また、空気清浄器内に使用する放電電極部に放電電極部を使用したことを特徴とする空気清浄器である。

本発明によれば、放電電極部の電極を、ステンレスまたは鉄材からなる板によってほぼ細長形状に成形された細長い部材の両側に鋸刃状の突起を有する形状とすることにより、従来のものに比較して電極の製造を容易にすることができる。
電極製造コストを大幅に低減することができる。
電極の表面にチタンコーティングをすることでオゾンの発生を抑制することができる。 前記電極を使用した放電電極部を安価に製造することができる。
また本放電電極部を使用することにより、放電電極部を使用した各種機種の製造コストも低減できる。
本発明に係る放電電極部の電極は発電所等で使用されている大型の電気集塵装置にも適用でき、装置コストの大幅低減を図ることができる。
等の特有の優れた作用効果を達成することができる。

本発明は、最適な実施形態として、空気中に浮遊している塵芥をコロナ放電によって帯電させる放電電極部と、前記帯電した塵芥を吸着除去する集塵電極部とから成る電気集塵装置おいて、放電電極部の放電電極をステンレスまたは鉄からなる板材で構成し、さらに前記電極の略、細長い短冊状（略細長形状）の長辺両側に鋸刃状の凹凸を成形して構成したものである。そしてこの構成により放電電極を安価に且つ容易に製造することができる。なお鋸刃状とは、ノコギリ刃のような形状をしたものであり、たとえば台形状をしたもの、三角形をしたもの、複数の頂点を有する形状をしたもの、隣あう刃同士が互い違いの方向に所定角傾斜して形成されているものなど各種形状が含まれるものであり、これらの形状については各種形状の鋸刃を形成し放電実験の結果を参考にして最適な放電状態を得ることができる形状全てを含むものとする。

以下に、本発明に係る放電電極部の電極の実施形態を図面と共に説明する。ここで説明する例は２段式電気集塵装置の放電電極部であり、オゾン発生器、空気清浄器など本発明と同様に放電電極部を採用するものについても本発明を適用できるが、それらについての説明は省略する。
図１は２段式電気集塵装置の放電電極部の斜視図、図２は同放電電極部の席板の斜視図、図３（イ）は放電電極部の放電電極の斜視図、（ロ）は同接地電極の斜視図、（ハ）は放電電極と接地電極の拡大断面図、同（ニ）はプレス成形により製造した放電電極拡大図、図４（イ）は放電電極を複数枚重ね合わせた状態の側面図、同（ロ）は鋸刃が台形をしたもの、同（ハ）は鋸刃が双子山形状をしたもの、同（ニ）は隣同士の刃が互い違いになる方向に傾いて形成されている状態の鋸刃断面図、（ホ）は板の両側を反対方向に折り曲げその折り曲げ部に鋸刃を形成したもの、図５は２段式電気集塵装置の集塵電極部の斜視図、図６は同集塵電極部の席板の斜視図、図７（イ）、（ロ）は同放電電極部の放電電極および接地電極の斜視図である。

図１において放電電極部１は、両側に配置される席板２、２と、これらの席板２、２を結合するフレーム３を有しておりこれらにより放電電極部１は立方体形状をした構造として構成される。前記立方体からなる放電電極部１の内部には図１に示すように放電電極４と接地電極５とが一組となった電極ユニットが交互に配置されている。なお電極ユニット同士を並べて配置する場合、放電電極同士が隣合わせと成らないように配置する。前記放電電極４は図示せぬ電源に接続される給電部材６に保持され、また前記接地電極５は接地部材（フレーム）３に適宜手段により保持されている。さらに図１に示すように給電部材６とフレーム３との間には両者を絶縁する絶縁部材（碍子）７が配置されている。なお、本例では碍子７は放電電極部の上側に２個配置してあるが、後述する集塵電極部のように両側席板の外側に配置することもでき、碍子の数も適宜選択することができる。

フレーム３に結合される席板２は図２に示すように金属平板を折り曲げて形成されており、その中央部には大きな開口部２ａが形成されている。そして開口部２ａの外側には放電電極部を持ちやすくするための図１に示すように把手８が適宜取り付けられる。この把手８を持つことで放電電極部１を容易に持ち運ぶことができる。

前記放電電極部１内に収納する放電電極４は、ステンレス、鉄等の板材料を使用し、図３（イ）に示すように短冊状の細長い形状の長辺両側に鋸刃状の凹凸４ａが形成されている。なお、細長い形状であれば、長方形に限定することなく、多少両辺が曲線状となっていても構わない。この放電電極４はその上下端が図示せぬ電源に接続される給電部材６に保持されるが、放電電極の上下端の少なくとも一方にスプリングを配置し、このスプリングを介して給電部材６に支持させることもできる。放電電極４をこのような形状とすることで（ハ）に示すように鋸刃状の鋭利な左右突起先端（放電ポイントあるいは頂点）ａ、ｂから（ハ）に示すように接地電極５、５に向けて容易にコロナ放電が発生する。なお、この鋸刃状をした電極はレーザ等により板材から鋸刃状に切り出すことで（ハ）に示すように電極の両側に鋭利な突起（放電ポイントまたは頂点）ａ、ｂを形成することができ、一つの刃で二つの放電ポイントａ、ｂを形成することができる。なお、プレス成形により鋸刃状を形成することも可能であるが、この場合、図３（ニ）に示すように例えばＰ方向からの力で鋸刃部をプレス加工すると突起の一方側の点ｃがプレス加工時の押圧力によってダレる現象が発生し、放電ポイントが一つ（図中ｄ）しか形成されないことになり、このため、鋸刃状の成形はプレスよりもレーザカット等、放電点が鋭利に形成できる加工法によることが好ましい。

なお、この様な鋸刃状の電極を複数枚重ねあわせ、図４（イ）に示すように各鋸刃の突起を少しづつずらして配置することで、放電ポイントの数を増大させ、多量のコロナ放電を発生させることができる。また、鋸刃はノコギリ刃のような形状をしたものであり、たとえば（ロ）に示す台形状をしたもの、（ハ）に示す双子山のように複数の頂点を有する形状をしたもの、（ニ）に示すように隣あう刃同士が互い違いの方向に所定角傾斜して形成されているもの、板の両側を反対方向に折り曲げその折り曲げ部に鋸刃を形成したもの、また図示せぬが板の両側を同方向に折り曲げその折り曲げ部に鋸刃を形成したもの等、これらの形状については各種形状の鋸刃を形成し放電実験の結果を参考にして最適な放電状態を得ることができる。
また、放電電極には表面にチタンコーティングを施すことで、コロナ放電時にオゾンの発生を確実に抑制することができる。これと同時に放電電極の磨耗を極力防止することができる。

放電電極部１に使用する接地電極５は図３（ロ）に示すように、ステンレス、鉄等の金属板材料を使用し、平板状に形成されており、接地電極５の上下端がネジ等によりフレームに保持される。接地電極の上下にはネジ取り付け孔５ａが形成されており、また、接地電極５にはその中央部に大きな重量軽減用の開口５ｂが形成されている。

つづいて前記集塵電極部１０の説明をする。図５において、集塵電極部１０は、両側に配置される席板１１と、これらの席板１１を結合するフレーム１２を有しておりこれらにより立方体形状をした集塵電極部１０を構成している。前記立方体１０の内部にはプラス電極１３とマイナス電極１４とが交互に配置されている。前記プラス電極１３はフレームと同方向に伸びる給電部材１５に保持されており、前記マイナス電極１３は接地部材（フレーム）１２に保持されており、図に示すように給電部材１５と席板１１との間には両者を絶縁する絶縁部材（碍子）１６が配置されている。給電部材には図示せぬ電源が接続される。なお、本例では碍子１６は図５に示すように集塵電極部１０の席板１１の外側に４個配置してあるが、放電電極部１と同様に席板と離れた電極部上側に碍子を配置することもでき、碍子の数も適宜選択することができる。給電部材には図示せぬ電源が接続されている。

集塵電極部１０のフレーム１２に結合される席板１１は図６に示すように金属平板を折り曲げて形成されており、前記碍子１６に対向する部分には碍子よりも大きな開口部１１ａが形成されている。そして席板１１の外側には集塵電極部１０を持ちやすくするための図５に示すように把手１７が取り付けられている。この把手１７を持つことで集塵電極部１０を容易に持ち運ぶことができる。

集塵電極部１０のプラス電極１３はステンレス、鉄等の金属板材料を使用しており、図７（イ）に示すように板材をプレス成形しており、プラス電極１３の中央部には軽減孔１３ａが適宜個数設けられている。
また、マイナス電極１４はステンレス、鉄等の金属板材を使用し、図７（ロ）に示すようにプレス成形により平板状に形成されており、マイナス電極の上下には、前記した給電部材１５を貫通させるための孔１４ａが形成されている。また、マイナス電極１４の中央部には適宜軽減孔を形成することができる。

上記のように構成された電気集塵装置は従来と同様に汚染空気中に存在する塵芥を放電電極部１で帯電した後、後段の集塵電極部１０で吸着できるため、微小な塵芥等も効率良く集塵でき、広く実用化されている。そして実施例では放電電極部内に収納する放電電極を、ステンレス、鉄等の板材料を使用し、細長い形状の長辺両側に鋸刃状の凹凸を形成して構成したため、製造コストを大幅に低減することができる。

以上、本実施例として電気集塵装置について説明したが、同様の放電電極部を使用するオゾン発生器、空気清浄器等、類似の機器の放電電極部に、上記放電電極部を使用することができる。
また、放電電極部の放電電極に形成する鋸刃状とは例えば図４に示した形状の他、尖った放電ポイント（頂点）が形成されている鋸刃であれば台形形状、直角形状などを含む種々の突起形状を含むことは当然である。また、電極は必ずしも長方形に限定することなく、多少長辺側が曲線となっていたり、全体として細長い三角形をしたものであっても構わない。さらに放電電極部の放電電極、接地電極、集塵電極部のプラス電極、マイナス電極には適宜必要に応じて軽減孔を形成することで、装置全体の軽量化を図ることができる。また、席板や電極に形成する開口部の形状は設計時に自由に決めることができる、また放電電極、接地電極、プラス電極、マイナス電極には強度を保つためのビード（凹凸）を形成することもできる。さらに電極をフレームに保持する方法、電極を給電部材に保持する方法も種々の方法を採用することができる。
また、上記放電電極部は、サイズを大きくするだけで例えば火力発電所等で使用されている大型の電気集塵装置にも使用することができる。この場合所定の大きさ（規格）の電極を作り、これらを接続することで大型電気集塵装置用の長さの長い放電電極を構成することができる。さらに、大型の電気集塵装置に使用している放電電極部の接地電極は集塵用の電極として使用することもでき、この場合には電気集塵装置は１段型電気集塵装置となる。
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る。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。

本発明は、生産ライン等で排出される粉塵等を効率的に集塵できるため、各種工場内部等の大型、小型の集塵装置として利用できる。

本発明に係る２段式電気集塵装置の放電電極部の斜視図である。 同放電電極部の席板の斜視図である。 （イ）、（ロ）は同放電電極部の放電電極、同接地電極の斜視図、（ハ）は放電電極の拡大断面図、（ニ）はプレス成形により製造した放電電極の拡大図である。 （イ）は放電電極を複数枚重ね合わせた状態の側面図、同（ロ）は鋸刃が台形をしたもの、同（ハ）は鋸刃が双子山形状をしたもの、同（ニ）は隣同士の刃が互い違いになる方向に傾いて形成されている状態の鋸刃断面図、（ホ）は一枚の板の両側を反対方向に折り曲げ、その折り曲げ部に鋸刃を形成したものである。 ２段式電気集塵装置の集塵電極部の斜視図である。 同集塵電極部の席板の斜視図である。 （イ）、（ロ）は同放電電極部の放電電極および接地電極の斜視図である。 従来の２段式電気集塵装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 放電電極部
２ 席板
３ 接地部材（フレーム）
４ 放電電極
５ 接地電極
６ 給電部材
７ 絶縁部材（碍子）
８ 把手
１０ 集塵電極部
１１ 席板
１２ 接地部材（フレーム）
１３ プラス電極
１４ マイナス電極
１５ 給電部材
１６ 絶縁部材（碍子）
１７ 把手

Claims (10)

1. 放電電極部に使用する放電電極であって、
   前記放電電極はステンレスまたは鉄からなる板材で略細長形状の部材として成形され、さらに前記細長形状の部材の長辺両側に鋸刃状の突起を形成してなることを特徴とする放電電極部の電極。
2. 前記鋸刃状の突起は、台形または三角形または複数の頂点を有する形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の放電電極部の電極。
3. 前記鋸刃状の突起は、隣同士の刃が互い違いになる方向に傾いて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放電電極部の電極。
4. 請求項１〜３に記載の電極を複数枚、互いの鋸刃状突起部が重ならないように重ね合わせて構成したことを特徴とする放電電極部の電極。
5. 請求項１〜４に記載の電極にチタンコーティングを施したことを特徴とする記載の放電電極部の電極。
6. 放電電極と接地電極とを交互に配置して構成された放電電極部において、前記放電電極に請求項１〜５に記載の電極を使用したことを特徴とする放電電極部。
7. 請求項６に記載の放電電極部において、前記放電電極部の接地電極を集塵用の電極とすることを特徴とする放電電極部。
8. 空気中に浮遊している塵芥をコロナ放電によって帯電させる放電電極部と、前記帯電した塵芥を吸着除去する集塵電極体とから成る電気集塵装置において、前記放電電極部に請求項６に記載の放電電極部を使用していることを特徴とする電気集塵装置。
9. 放電現象を利用して気体をイオン化することによりオゾンを発生させるオゾン発生装置において、同装置内に使用する放電電極部に請求項６に記載の放電電極部を使用したことを特徴とするオゾン発生装置。
10. 空気清浄器内に使用する放電電極部に請求項６に記載の放電電極部を使用したことを特徴とする空気清浄器。

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