JP2010131515A - Electrostatic precipitator - Google Patents

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Atsushi Kataya
篤史 片谷
Hiroshi Hachiman
大志 八幡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic precipitator which minimizes amounts of NOx and ozone generated for solving such a problem in conventional electrostatic precipitators removing SPM (suspended particle matters) in the atmospheric air on the road that harmful gas components, NOx and ozone, are generated and increased by corona discharge, a basic principle of electrostatic precipitation. <P>SOLUTION: The electrostatic precipitator 1 is of a parallel-plain-plate structure in which a metal-made discharge plate 2 having plural splinter electrodes and an active-carbon-fiber-made earth electrode plate 3 molded into a flat plate shape are alternately arranged, impresses DC or AC high voltage, and by promoted discharge from the active-carbon-fiber, ozone and NOx generated by the corona discharge are promptly adsorbed by the active carbon fiber, thus minimizing the amount of NOx and generated ozone. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車道路沿道の排ガス中の浮遊粒子状物質(SPM)を除去する電気集塵システムに関する。   The present invention relates to an electric dust collection system for removing suspended particulate matter (SPM) in exhaust gas along a motorway.

この十数年の間、環境意識の高揚から、大都市部の混雑する自動車道路沿道における大気中のSPM(Suspended particle matter、浮遊粒子状物質)や窒素酸化物のNOx(Nitrogen oxides)、NO2(Nitrogen dioxide)、NO(Nitrogen mono−oxide)を除去する研究が各所でなされている(非特許文献1〜6)。その背景には、交通が混雑する沿道近隣の居住地域で、環境基準(SPMの日平均値が0.1mg/m3以下、NO2 の日平均値が0.04〜0.06ppmのゾーン以下)が達成されないケースがあり、その報告(非特許文献4、6、7) がなされている。沿道大気におけるNOx中のNO2の割合(ppm比)は、一般的に2割〜5割程度で、残りがNOだと言われており、独立行政法人 環境再生保全機構の報告書中の現地実測結果(非特許文献8)にも、このことが示されている。 Over the past decade, environmental awareness has increased, suspended particulate matter (SPM) and nitrogen oxides (NOx) of nitrogen oxides, and NO 2 along the congested motorway roads in large cities. (Nitrogen dioxide) and NO (Nitrogen mono-oxide) have been studied in various places (Non-Patent Documents 1 to 6). In the background, in the residential area near the road where traffic is congested, the environmental standard (the daily average value of SPM is 0.1 mg / m 3 or less, the daily average value of NO 2 is 0.04 to 0.06 ppm or less) ) May not be achieved, and its reports (Non-Patent Documents 4, 6, and 7) Has been made. The proportion of NO 2 in NOx in the roadside atmosphere (ppm ratio) is generally about 20% to 50%, and the rest is said to be NO. This is also shown in the actual measurement result (Non-Patent Document 8).

電気集塵装置を用いて、沿道大気中のSPMを除去できることが、環境再生保全機構による報告書(非特許文献9)により示されている。   A report (Non-patent Document 9) by the Environmental Regeneration and Maintenance Organization shows that SPM in the roadside atmosphere can be removed using an electric dust collector.

ここで、見逃せないのは,電気集塵装置で用いられる,コロナ放電により,NOxが生成されるという点である。幾つかの研究(非特許文献10、11)が発表されており,次の点が報告されている。   Here, what should not be overlooked is that NOx is generated by corona discharge used in the electrostatic precipitator. Several studies (Non-Patent Documents 10 and 11) have been published, and the following points have been reported.

・正荷電の方が、負荷電よりもNOx生成量が多い
・直流コロナで生成したNOxの大部分はNO2である
また、電気集塵装置のコロナ放電によりオゾン(O3)が生成され(非特許文献12、13)、これが沿道大気中のNOと反応し、NOよりも毒性が強いNO2を生成することが報告 (非特許文献9、14)されている。
・ Positive charge produces more NOx than negative charge ・ NOx produced by DC corona is mostly NO 2 Also, ozone (O 3 ) is produced by corona discharge of electrostatic precipitator ( Non-Patent Documents 12 and 13), which react with NO in the roadside atmosphere to generate NO 2 that is more toxic than NO (Non-Patent Documents 9 and 14).

また,沿道大気中のNOxを、活性炭繊維ACF(Activated Carbon Fiber)のスリットに通風して、除去する研究が報告(非特許文献15)されている。   In addition, a study has been reported in which NOx in the roadside atmosphere is removed by ventilation through a slit of activated carbon fiber ACF (Activated Carbon Fiber) (Non-patent Document 15).

また,沿道大気中のSPMを除去する電気集塵装置と、NOxを除去する活性炭繊維ACFのスリットを組合せ、風の流れに対して並列に配置し、SPM除去とNOx除去の同時達成を狙った浄化システムに関する研究が報告(非特許文献8)されている。
西松建設技報2003年6月号 フジタ技術研究報告2003年11月号 ハザマ研究年報2002年12月号 川崎市公害研究所年報2001年12月 大気環境学会年会講演要旨集1999年 日本エネルギー学会誌1998年1月号 大気環境学会誌2007年4月号 環境再生保全機構:環境改善に関する調査研究ダイジェスト集2008年6月号 環境再生保全機構:平成17年度環境改善に関する調査研究成果集2006年12月 Atmospheric Environment1996年 Journal of Imaging Science1988年5月号 静電気学会誌2006年3月号 電気学会プラズマ研究会資料2006年 6th Conference of the French Electrostatics Society2008年 環境再生保全機構:平成16年度環境改善に関する調査研究成果集2005年12月
In addition, an electrostatic precipitator that removes SPM in the roadside atmosphere and a slit of activated carbon fiber ACF that removes NOx are combined and arranged in parallel to the wind flow, aiming to achieve SPM removal and NOx removal simultaneously. Studies on purification systems have been reported (Non-patent Document 8).
Nishimatsu Construction Technical Report June 2003 issue Fujita Technology Research Report November 2003 Annual Report of Hazama Research December 2002 Kawasaki City Institute for Pollution Research Annual Report December 2001 Abstracts of Annual Meeting of Japan Society for Atmospheric Environment 1999 Journal of the Japan Institute of Energy January 1998 Journal of the Japan Society for Atmospheric Environment April 2007 issue Environmental Restoration and Conservation Organization: Survey and Research Digest Collection for Environmental Improvement, June 2008 Issue Environmental Restoration and Conservation Organization: FY2005 Survey and Research Results Collection on Environmental Improvement December 2006 Atmospheric Environment 1996 Journal of Imaging Science May 1988 Issue Journal of the electrostatic society march 2006 IEEJ Plasma Research Material 2006 6th Conference of the French Electrostatics Society 2008 Environmental Restoration and Conservation Organization: FY 2004 Survey and Research Results on Environmental Improvement December 2005

図9に、典型的な一段式の電気集塵装置101の構成を示す。トゲ電極を有する金属製の放電板102と金属製の接地極板103とが、等間隔を保ちながら交互に配置され、平行平板構造を形成している。高電圧発生装置104により、各々の放電板102に、交流または直流の高電圧が印加されている。各々の接地極板103は接地されている。このような構成の電気集塵装置101においては、放電板102に印加された高電圧により、強電界の場となるトゲ電極はコロナ放電し、トゲ電極と隣接する接地極板との間にコロナ放電空間が形成される。このとき接地極板103の表面は滑らかな金属表面であり、強電界の場となりうるトゲのような突起物は存在しないので、接地極板103から放電板に向けて発生する逆極性のコロナ放電は発生しない。電気集塵装置101に通風された空気中の粉塵は、コロナ放電により荷電され、クーロン力により接地極板103の表面上に捕集される。このように電気集塵装置のコロナ放電は、粉塵を捕集するものであるが、その一方で、電気集塵の基本原理であるコロナ放電により、有害なガス成分であるNOxおよびオゾンを生成増加させてしまうという課題があった。   FIG. 9 shows a configuration of a typical one-stage electrostatic precipitator 101. The metal discharge plate 102 having the thorn electrode and the metal ground electrode plate 103 are alternately arranged while maintaining an equal interval to form a parallel plate structure. The high voltage generator 104 applies an AC or DC high voltage to each discharge plate 102. Each ground electrode plate 103 is grounded. In the electrostatic precipitator 101 having such a configuration, the high voltage applied to the discharge plate 102 causes corona discharge of the thorn electrode that becomes a strong electric field, and the corona between the thorn electrode and the adjacent ground electrode plate. A discharge space is formed. At this time, since the surface of the ground electrode plate 103 is a smooth metal surface and there is no protrusion such as a thorn that can be a field of a strong electric field, a corona discharge of reverse polarity generated from the ground electrode plate 103 toward the discharge plate. Does not occur. The dust in the air ventilated by the electric dust collector 101 is charged by corona discharge and collected on the surface of the ground electrode plate 103 by Coulomb force. In this way, the corona discharge of the electrostatic precipitator collects dust, but on the other hand, the corona discharge, which is the basic principle of electrostatic precipitator, generates more NOx and ozone that are harmful gas components. There was a problem of letting it go.

ここに、沿道大気中のSPMを除去する電気集塵装置には、NOxおよびオゾンの生成量を最小限に抑制できることが求められるに至った。   Here, the electric dust collector that removes the SPM in the roadside atmosphere has been required to be able to suppress the generation amount of NOx and ozone to the minimum.

上記課題を解決するために、本発明の電気集塵装置は、複数のトゲ電極を有する金属製の放電板と、平板状に成型した活性炭繊維の接地極板とを交互に配置した平行平板構造で、直流または交流の高電圧を印加するものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the electrostatic precipitator of the present invention has a parallel plate structure in which metal discharge plates having a plurality of thorn electrodes and ground electrode plates of activated carbon fibers formed into a flat plate shape are alternately arranged. Then, a high voltage of direct current or alternating current is applied.

この構成によって、NOx、オゾンの生成量を低減するものである。   With this configuration, the generation amount of NOx and ozone is reduced.

NOxおよびオゾンの生成量を最小限に抑制できる電気集塵装置を実現することができる。   An electrostatic precipitator that can suppress the generation amount of NOx and ozone to the minimum can be realized.

本発明の第1の実施の形態による電気集塵装置は、複数のトゲ電極を有する金属製の放電板と、平板状に成型した活性炭繊維の接地極板とを交互に配置した平行平板構造で、直流または交流の高電圧を放電板に印加するものである。よって、放電板と接地極板の間には強電界空間を形成することができる。即ち、金属製の放電板は強電界中にあるので、放電板のトゲ電極(即ち突起物)からコロナ放電を発生させることができる。また一方、接地極板を形成する活性炭繊維の繊維質も強電界中の突起物となるので、この活性炭繊維からは放電板とは逆極性のコロナ放電を発生させることができる。ここで、前者のコロナ放電は、後者のコロナ放電よりも放電電流が大きいので、前者を主コロナ放電、後者を副コロナ放電と呼ぶことにする。同一の電気集塵装置において、放電板と接地極板のそれぞれから、極性の相反するコロナ放電(正コロナ放電と負コロナ放電)を、ひとつの高圧電源を用いることにより同時に発生させることができる。電気集塵装置のSPMの除去率を向上させるためには、主コロナ放電による放電電流を大きくしたほうが、粉塵への荷電能力が増すので良いといえるが、放電電流値を大きくすると、トゲ電極からオゾンとNOxが発生することは、背景技術に述べた通りである。ところが、活性炭繊維からの副コロナ放電に着目すると、オゾンとNOxの生成が抑制されることが実験により明らかになった。   The electrostatic precipitator according to the first embodiment of the present invention has a parallel plate structure in which a metal discharge plate having a plurality of thorn electrodes and a ground electrode plate of activated carbon fiber formed into a flat plate shape are alternately arranged. A DC or AC high voltage is applied to the discharge plate. Therefore, a strong electric field space can be formed between the discharge plate and the ground electrode plate. That is, since the metal discharge plate is in a strong electric field, corona discharge can be generated from the barb electrodes (that is, protrusions) of the discharge plate. On the other hand, since the fiber of the activated carbon fiber forming the ground electrode plate is also a protrusion in a strong electric field, corona discharge having a polarity opposite to that of the discharge plate can be generated from the activated carbon fiber. Here, since the former corona discharge has a larger discharge current than the latter corona discharge, the former will be referred to as main corona discharge and the latter as sub-corona discharge. In the same electrostatic precipitator, corona discharges having opposite polarities (positive corona discharge and negative corona discharge) can be simultaneously generated from each of the discharge plate and the ground electrode plate by using one high-voltage power supply. In order to improve the SPM removal rate of the electrostatic precipitator, it can be said that it is better to increase the discharge current due to the main corona discharge because the charging ability to the dust is increased. Ozone and NOx are generated as described in the background art. However, paying attention to the secondary corona discharge from the activated carbon fiber, it has been clarified through experiments that the generation of ozone and NOx is suppressed.

表1は、ある電気集塵機に高電圧を印加し、主コロナ放電のみを発生させた場合と、主コロナ放電と副コロナ放電を同時に発生させた場合とで、NOx増加量とオゾン発生量と集塵効率がどのように推移するかを実験した結果である。   Table 1 shows the amount of NOx increase, the amount of ozone generated and the amount of collection when a high voltage is applied to a certain electrostatic precipitator and only main corona discharge is generated and when main corona discharge and sub-corona discharge are generated simultaneously. It is the result of experimenting how dust efficiency changes.

Figure 2010131515
Figure 2010131515

即ち、活性炭繊維からの放電(この場合、副コロナ放電)では、生成したオゾンとNOxが活性炭繊維に直ちに吸着されるので、副コロナ放電では、オゾンとNOxの生成を抑制することができる。主コロナ放電と副コロナ放電を同時に発生する電気集塵装置においては、主コロナ放電により、SPM除去率の目標値達成を行い、副コロナ放電により、オゾンとNOxの生成の抑制を行うことができる。   That is, in the discharge from the activated carbon fiber (in this case, the secondary corona discharge), the generated ozone and NOx are immediately adsorbed by the activated carbon fiber, so that the generation of ozone and NOx can be suppressed in the secondary corona discharge. In the electrostatic precipitator that generates the main corona discharge and the sub corona discharge at the same time, the target value of the SPM removal rate can be achieved by the main corona discharge, and the generation of ozone and NOx can be suppressed by the sub corona discharge. .

本発明の第2の実施の形態による電気集塵装置は、金属平板の両面に活性炭繊維を貼り付けて接地極板を構成するものである。強度ある金属の平板を母材として、その表面に活性炭繊維を貼り付けるので、通風による接地極板の振動を抑制することができる。即ち、接地極板に捕集した粉塵の再飛散を抑制することができる。また、機械的振動を抑制することは、電界強度の変動(振動)を抑制することになるので、火花放電(スパーク)を抑制することができ、集塵効率を安定化させることができる。   The electrostatic precipitator according to the second embodiment of the present invention constitutes a grounding electrode plate by attaching activated carbon fibers to both surfaces of a metal flat plate. Since activated carbon fiber is attached to the surface of a strong metal flat plate as a base material, vibration of the ground electrode plate due to ventilation can be suppressed. That is, re-scattering of dust collected on the ground electrode plate can be suppressed. Moreover, since suppressing mechanical vibration suppresses fluctuation (vibration) of the electric field strength, spark discharge (spark) can be suppressed and dust collection efficiency can be stabilized.

本発明の第3の実施の形態による電気集塵装置は、金属平板の両面の一部分に活性炭繊維を貼り付けて接地極板を構成するものである。活性炭繊維を貼り付けた部分からは副コロナ放電が発生し、貼り付けずに金属表面が剥き出しになった部分からは副コロナ放電が発生しない。従って、活性炭繊維を貼り付ける面積を加減することで、副コロナ放電の放電電流値を調節することができるので、集塵効率を調節することができる。   The electrostatic precipitator according to the third embodiment of the present invention constitutes a ground electrode plate by attaching activated carbon fibers to a part of both surfaces of a metal flat plate. Sub-corona discharge is generated from the portion where the activated carbon fiber is pasted, and no sub-corona discharge is generated from the portion where the metal surface is exposed without being pasted. Therefore, the discharge current value of the sub-corona discharge can be adjusted by adjusting the area where the activated carbon fiber is pasted, so that the dust collection efficiency can be adjusted.

本発明の第4の実施の形態による電気集塵装置は、接地極板の金属母材に活性炭繊維が貼られている部分と、貼られていない部分から構成され、活性炭繊維が貼られていない金属露出部に複数のトゲ突起を配置した接地極板の構成とするものである。トゲ突起を設ける面積を加減することで、副コロナ放電の放電電流値を調節することができる。従って、集塵効率を調節することができる。   The electrostatic precipitator according to the fourth embodiment of the present invention is composed of a portion where the activated carbon fiber is pasted on the metal base material of the ground electrode plate and a portion where the activated carbon fiber is not pasted, and the activated carbon fiber is not pasted. The ground electrode plate has a plurality of thorn protrusions arranged on the exposed metal portion. The discharge current value of the secondary corona discharge can be adjusted by adjusting the area where the protrusions are provided. Therefore, the dust collection efficiency can be adjusted.

本発明の第5の実施の形態による電気集塵装置は、活性炭繊維の両面を金属製金網で挟み込み接地極板を構成するものである。強度ある金網により活性炭繊維を挟み込むので、通風による接地極板の振動を抑制することができ、集塵効率を安定化させることができる。また、金網の線材自体が突起物になるので、接地極板からの副コロナ放電は、活性炭繊維のみならず金網からも発生させることができる。即ち、副コロナ放電の放電電流を増大させることができ、集塵効率の向上を図ることができる。   The electrostatic precipitator according to the fifth embodiment of the present invention constitutes a grounding electrode plate by sandwiching both surfaces of activated carbon fibers with a metal wire mesh. Since the activated carbon fibers are sandwiched by a strong wire mesh, vibration of the ground electrode plate due to ventilation can be suppressed, and dust collection efficiency can be stabilized. Further, since the wire rod of the wire mesh itself becomes a protrusion, the sub-corona discharge from the ground electrode plate can be generated not only from the activated carbon fiber but also from the wire mesh. That is, the discharge current of the secondary corona discharge can be increased, and the dust collection efficiency can be improved.

本発明の第6の実施の形態による電気集塵装置は、金属製金網の一部を切り欠いた接地極板の構成とするものである。金網を切り欠いた部分の放電電流密度[mA/mm2]と、切り欠かない部分の放電電流密度[mA/mm2]とには差異があるので、切り欠く面積を加減することで、副コロナ放電の放電電流値を調節することができる。従って、集塵効率を調節することができる。 The electrostatic precipitator according to the sixth embodiment of the present invention has a configuration of a ground electrode plate in which a part of a metal wire mesh is cut out. A discharge current density of missing parts off the wire mesh [mA / mm 2], since the discharge current density of the portion not cut [mA / mm 2] is a difference, by adjusting the area of cutting out, sub The discharge current value of corona discharge can be adjusted. Therefore, the dust collection efficiency can be adjusted.

本発明の第7の実施の形態による電気集塵装置は、活性炭繊維が貼り付けられた接地極板と、面の一部に活性炭繊維が貼り付けられた放電板とで構成されるものである。放電板面の一部に活性炭繊維を貼り付けるので、主コロナ放電の放電電流値を調節することができる。従って、集塵効率を調節することができる。   The electrostatic precipitator according to the seventh embodiment of the present invention includes a grounding electrode plate on which activated carbon fibers are attached and a discharge plate on which activated carbon fibers are attached to a part of the surface. . Since the activated carbon fiber is attached to a part of the discharge plate surface, the discharge current value of the main corona discharge can be adjusted. Therefore, the dust collection efficiency can be adjusted.

本発明の第8の実施の形態による電気集塵装置は、金属製放電板の両面の全面に活性炭繊維を貼り付けた放電板の構成としたものである。活性炭繊維の繊維質が突起物となって、主コロナ放電の大部分と、副コロナ放電が生じるので、オゾンとNOxの生成量を効率的に抑制することができる。   The electrostatic precipitator according to the eighth embodiment of the present invention has a structure of a discharge plate in which activated carbon fibers are bonded to the entire surface of both surfaces of a metal discharge plate. Since the fiber of the activated carbon fiber becomes a protrusion and most of the main corona discharge and sub-corona discharge occur, it is possible to efficiently suppress the generation amounts of ozone and NOx.

本発明の第9の実施の形態による電気集塵装置は、活性炭繊維の両面を金属製金網で挟み込んだ接地極板と、活性炭繊維の両面を金属製金網で挟み込み、金網端部をトゲ電極とした放電板の構成とするものである。活性炭繊維と金網という加工の自由度が大きい素材を用いて、接地極板と放電板を製造することができるので、製造コストの低減化を図ることができる。   The electrostatic precipitator according to the ninth embodiment of the present invention includes a ground electrode plate in which both sides of the activated carbon fiber are sandwiched between metal wire meshes, both sides of the activated carbon fiber are sandwiched between metal wire meshes, and ends of the wire mesh are The discharge plate is configured as described above. Since the ground electrode plate and the discharge plate can be manufactured using a material having a high degree of processing freedom such as activated carbon fiber and wire mesh, the manufacturing cost can be reduced.

本発明の第10の実施の形態による電気集塵装置は、金属製放電板の両面の全面に活性炭繊維を貼り付けた放電板と、金属製の接地極板とを交互に配置した平行平板構造で、直流の高電圧を印加するものである。放電板に活性炭繊維を用いるので、主コロナ放電で発生するオゾンとNOxの生成量を効率的に抑制することができる。   The electrostatic precipitator according to the tenth embodiment of the present invention has a parallel plate structure in which a discharge plate in which activated carbon fibers are pasted on both surfaces of a metal discharge plate and metal grounding electrode plates are alternately arranged. Thus, a high DC voltage is applied. Since activated carbon fiber is used for the discharge plate, the amount of ozone and NOx generated by the main corona discharge can be efficiently suppressed.

本発明の第11の実施の形態による電気集塵装置は、活性炭繊維の両面を金属製金網で挟み込み金網端部をトゲ電極とした放電板と、金属製の接地極板とを交互に配置した平行平板構造で、直流の高電圧を印加するものである。放電板に活性炭繊維を用いるので、主コロナ放電で発生するオゾンとNOxの生成量を効率的に抑制することができる。   In the electric dust collector according to the eleventh embodiment of the present invention, the discharge plates having both ends of the activated carbon fiber sandwiched between metal wire meshes and the wire mesh end portions as thorn electrodes and metal ground electrode plates are alternately arranged. A parallel plate structure applies a high DC voltage. Since activated carbon fiber is used for the discharge plate, the amount of ozone and NOx generated by the main corona discharge can be efficiently suppressed.

本発明の第12の実施の形態による電気集塵装置は、活性炭繊維を用いた放電板と、複数のトゲを有する接地極板を用いるものである。放電板に活性炭繊維を用いるので、主コロナ放電で発生するオゾンとNOxの生成量を効率的に抑制することができる。また、接地極板からの副コロナ放電を発生させることができるので、放電電流値を大きくすることができる。即ち荷電能力を大きくすることができるので、集塵効率を向上させることができる。   The electrostatic precipitator according to the twelfth embodiment of the present invention uses a discharge plate using activated carbon fibers and a ground electrode plate having a plurality of thorns. Since activated carbon fiber is used for the discharge plate, the amount of ozone and NOx generated by the main corona discharge can be efficiently suppressed. Moreover, since the sub-corona discharge from the ground electrode plate can be generated, the discharge current value can be increased. That is, since the charging ability can be increased, dust collection efficiency can be improved.

本発明の第13の実施の形態による電気集塵装置は、複数のトゲ電極を有する金属製の放電板と、複数のトゲを有する接地極板とを交互に配置した平行平板構造で、直流の高電圧を印加するものである。放電板からの主コロナ放電と、接地極板からの副コロナ放電とを同時に発生させることができるので、放電電流値を大きくすることができる。即ち荷電能力を大きくすることができるので、集塵効率を向上させることができる。   The electrostatic precipitator according to the thirteenth embodiment of the present invention has a parallel plate structure in which a metal discharge plate having a plurality of thorn electrodes and a ground electrode plate having a plurality of thorn electrodes are alternately arranged, A high voltage is applied. Since the main corona discharge from the discharge plate and the sub-corona discharge from the ground electrode plate can be generated simultaneously, the discharge current value can be increased. That is, since the charging ability can be increased, dust collection efficiency can be improved.

以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施例1)
図1は本実施例による電気集塵装置構成図である。一段式の電気集塵装置1には、トゲ電極を有する金属製の放電板2と平板状に成型した活性炭系素材の接地極板3とが、等間隔を保ちながら交互に配置され、平行平板構造を形成している。放電板2には、空気の通過方向の上流側に突き出したトゲが設けられている。この図では、放電板2が1枚と、接地極板3を2枚とを交互に並べた例を示しているが、この枚数に限ったものではなく、複数枚の放電板2と複数枚の接地極板3とを交互に平行に並べて電気集塵装置1を構成する。(以下の実施例でも同様である。)高電圧発生装置4により、放電板2に交流または直流の高電圧が印加されている。接地極板3は接地されている。このような構成の電気集塵装置1においては、放電板2に印加された高電圧により、強電界の場となるトゲ電極近傍ではコロナ放電が発生する。(主コロナ放電) 一方、接地極板3の表面は活性炭繊維なので滑らかでない。従って、トゲ電極とは逆極性のコロナ放電(副コロナ放電)が発生する。電気集塵装置1の真上からコロナ放電を見た場合の様相を、図2(主副コロナ放電様相図)に示す。図2では、トゲの先端から発する主コロナ放電を実線の矢印で示し、活性炭繊維から発する副コロナ放電を破線の矢印で示す。
Example 1
FIG. 1 is a configuration diagram of an electrostatic precipitator according to this embodiment. In the one-stage electrostatic precipitator 1, metal discharge plates 2 having thorn electrodes and ground plates 3 made of activated carbon material formed into a flat plate shape are alternately arranged while maintaining an equal interval. Forming a structure. The discharge plate 2 is provided with a thorn protruding toward the upstream side in the air passage direction. This figure shows an example in which one discharge plate 2 and two grounding electrode plates 3 are alternately arranged. However, the number is not limited to this number, and a plurality of discharge plates 2 and a plurality of discharge plates 2 are arranged. The grounding electrode plates 3 are alternately arranged in parallel to form the electrostatic precipitator 1. (The same applies to the following embodiments.) The high voltage generator 4 applies an AC or DC high voltage to the discharge plate 2. The ground electrode plate 3 is grounded. In the electrostatic precipitator 1 having such a configuration, corona discharge is generated in the vicinity of the thorn electrode that becomes a field of a strong electric field due to the high voltage applied to the discharge plate 2. (Main corona discharge) On the other hand, the surface of the ground electrode plate 3 is not smooth because it is activated carbon fiber. Accordingly, corona discharge (sub-corona discharge) having a polarity opposite to that of the thorn electrode is generated. FIG. 2 (main / sub-corona discharge phase diagram) shows a state when the corona discharge is viewed from directly above the electrostatic precipitator 1. In FIG. 2, the main corona discharge emitted from the tip of the thorn is indicated by a solid arrow, and the sub-corona discharge emitted from the activated carbon fiber is indicated by a broken arrow.

(実施例2)
図3は本実施例による電気集塵装置構成図である。金属板5の両面の全面に活性炭繊維6が貼り付けられて接地極板3を構成している。放電板2は、実施例1と同様、風上側にトゲを有したものである。このような構成によって、高電圧印加時の放電について、主コロナ放電(実線矢印)と副コロナ放電(破線矢印)の様相は図2の場合と変らない。
(Example 2)
FIG. 3 is a configuration diagram of an electric dust collector according to the present embodiment. Activated carbon fiber 6 is attached to the entire surface of both surfaces of metal plate 5 to constitute grounding electrode plate 3. The discharge plate 2 has thorns on the windward side as in the first embodiment. With such a configuration, the aspect of main corona discharge (solid arrow) and sub-corona discharge (broken arrow) is the same as in FIG.

(実施例3)
図4は本実施例による電気集塵装置構成図である。金属板5の両面の一部分に活性炭繊維6が貼り付けられて接地極板3を構成している。放電板2は、実施例1と同様、風上側にトゲを有したものである。このような構成によって、高電圧印加時の放電について、主コロナ放電の様相は図2の場合と変らないが、副コロナ放電(破線矢印)は、活性炭繊維6が貼り付けられた部分に限定されて発生している。
(Example 3)
FIG. 4 is a configuration diagram of an electrostatic precipitator according to this embodiment. Activated carbon fiber 6 is attached to a part of both surfaces of metal plate 5 to constitute ground electrode plate 3. The discharge plate 2 has thorns on the windward side as in the first embodiment. With such a configuration, the aspect of the main corona discharge is the same as that in FIG. 2 with respect to the discharge when a high voltage is applied, but the sub-corona discharge (broken arrow) is limited to the portion where the activated carbon fiber 6 is attached. Has occurred.

(実施例4)
図5は本実施例による電気集塵装置構成図である。図5(a)は、接地極板3を電気集塵装置の横方向から見た図であり、図5(b)は、電気集塵装置の極板部分の平面図である。放電板2は、実施例1と同様、風上側にトゲを有したものである。接地極板3は、金属板5の両面の一部分に活性炭繊維6が貼り付けられて構成されている。さらに、活性炭繊維が貼られていない金属剥き出しの部分にトゲ電極が打ち抜きで設けられている。(図5のA部分)このトゲは、空気の通過方向に対し、上流側に突き出した形状となっている。このような構成によって、高電圧印加時の放電について、主コロナ放電の様相は図2の場合と変らないが、副コロナ放電は、活性炭繊維6が貼り付けられた部分と、打ち抜きのトゲ電極が設けられたA部分とから発生している。
Example 4
FIG. 5 is a configuration diagram of an electrostatic precipitator according to the present embodiment. Fig.5 (a) is the figure which looked at the grounding electrode plate 3 from the horizontal direction of the electrostatic precipitator, and FIG.5 (b) is a top view of the electrode plate part of an electrostatic precipitator. The discharge plate 2 has thorns on the windward side as in the first embodiment. The ground electrode plate 3 is configured by attaching activated carbon fibers 6 to a part of both surfaces of a metal plate 5. Furthermore, a thorn electrode is punched and provided on a bare metal portion where the activated carbon fiber is not attached. (A portion in FIG. 5) This thorn has a shape protruding upstream with respect to the air passage direction. With such a configuration, the aspect of the main corona discharge is the same as in FIG. 2 for the discharge when a high voltage is applied, but the sub-corona discharge has a portion where the activated carbon fiber 6 is attached and a punched thorn electrode. It is generated from the portion A provided.

(実施例5)
図6は本実施例による電気集塵装置構成図である。金属板5の両面に活性炭繊維6が貼り付けられて接地極板3を構成している。また、金属板5の両面の一部に活性炭繊維6が貼り付けられて放電板2を構成している。放電板2は、実施例1と同様、風上側にトゲを有したものである。このような構成によって、高電圧印加時の放電について、放電板2のトゲ先端部での主コロナ放電の様相は図2の場合と変らないが、放電板2に貼り付けられた活性炭繊維6からも主コロナ放電が発生している。
(Example 5)
FIG. 6 is a configuration diagram of an electrostatic precipitator according to the present embodiment. Activated carbon fibers 6 are attached to both surfaces of the metal plate 5 to constitute the ground electrode plate 3. Further, the activated carbon fiber 6 is attached to part of both surfaces of the metal plate 5 to constitute the discharge plate 2. The discharge plate 2 has thorns on the windward side as in the first embodiment. With such a configuration, the aspect of the main corona discharge at the tip of the thorn of the discharge plate 2 is not different from that in FIG. 2 with respect to the discharge when a high voltage is applied, but from the activated carbon fiber 6 attached to the discharge plate 2. The main corona discharge has also occurred.

(実施例6)
図7は本実施例による電気集塵装置構成図である。金属板5の両面全面に活性炭繊維6が貼り付けられて放電板2を構成している。また、金属板5のみで構成される接地極板6となっている。放電板2は、実施例1と同様、風上側にトゲを有したものである。このような構成によって、高電圧印加時の放電について、放電板2の主コロナ放電は、トゲ先端部および放電板2の全面から発生している。
(Example 6)
FIG. 7 is a configuration diagram of an electrostatic precipitator according to this embodiment. Activated carbon fiber 6 is attached to the entire surface of both surfaces of metal plate 5 to form discharge plate 2. Further, the ground electrode plate 6 is composed of only the metal plate 5. The discharge plate 2 has thorns on the windward side as in the first embodiment. With such a configuration, the main corona discharge of the discharge plate 2 is generated from the tip of the thorn and the entire surface of the discharge plate 2 with respect to the discharge when a high voltage is applied.

(実施例7)
図8は本実施例による電気集塵装置構成図である。図8(a)は、接地極板3を電気集塵装置の横方向から見た図であり、図8(b)は、電気集塵装置の極板部分の平面図である。放電板2は、実施例1と同様、風上側にトゲを有したものである。接地極板3は、金属板5のみで構成され、その平面部分(A部分)には、トゲ電極が打ち抜きで設けられている。このトゲは、空気の通過方向に対し、上流側に向けて突き出した形状となっている。このような構成によって、高電圧印加時の放電について、主コロナ放電の様相は図2の場合と変らないが、副コロナ放電は、打ち抜きのトゲ電極が設けられたA部分とから発生している。
(Example 7)
FIG. 8 is a configuration diagram of an electrostatic precipitator according to the present embodiment. FIG. 8A is a diagram of the grounding electrode plate 3 viewed from the lateral direction of the electrostatic precipitator, and FIG. 8B is a plan view of the electrode plate portion of the electrostatic precipitator. The discharge plate 2 has thorns on the windward side as in the first embodiment. The grounding electrode plate 3 is composed only of the metal plate 5, and a thorn electrode is punched and provided on the flat surface portion (A portion). This thorn has a shape protruding toward the upstream side in the air passage direction. With such a configuration, the aspect of the main corona discharge is the same as that in FIG. 2 with respect to the discharge when a high voltage is applied, but the sub-corona discharge is generated from the portion A provided with the punched barb electrode. .

本発明は、電気集塵装置により増加するNOxとオゾンについて、その増加量を効率的に抑制できる電気集塵装置であって、自動車道路沿道の排気ガスの浄化に適している。   The present invention is an electrostatic precipitator that can efficiently suppress the increase in NOx and ozone that are increased by the electrostatic precipitator, and is suitable for purification of exhaust gas along an automobile road.

本発明の第1の実施例の電気集塵装置構成図FIG. 1 is a configuration diagram of an electric dust collector according to a first embodiment of the present invention. 同第1の実施例の電気集塵装置による主副コロナ放電様相図Main / sub-corona discharge phase diagram by the electrostatic precipitator of the first embodiment 同第2の実施例の電気集塵装置による主副コロナ放電様相図Main / sub corona discharge phase diagram by electric dust collector of the second embodiment 同第3の実施例の電気集塵装置による主副コロナ放電様相図Main / sub corona discharge phase diagram by electric dust collector of the third embodiment 同第4の実施例の電気集塵装置構成図 (a)接地極板の図、(b)主副コロナ放電様相図Configuration diagram of electrostatic precipitator of the fourth embodiment (a) Diagram of ground electrode plate, (b) Phase diagram of main / sub corona discharge 同第5の実施例の電気集塵装置による主副コロナ放電様相図Main sub-corona discharge phase diagram by electric dust collector of the fifth embodiment 同第6の実施例の電気集塵装置による主副コロナ放電様相図Main / sub-corona discharge phase diagram by electric dust collector of the sixth embodiment 同第7の実施例の電気集塵装置構成図 (a)接地極板の図、(b)主副コロナ放電様相図Electric dust collector configuration diagram of the seventh embodiment (a) Ground electrode plate diagram, (b) Main / sub corona discharge phase diagram 従来の一段式電気集塵装置構成図Configuration of conventional single-stage electrostatic precipitator

符号の説明Explanation of symbols

1 電気集塵装置
2 放電板
3 接地極板
4 高電圧発生装置
5 金属板
6 活性炭繊維
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric dust collector 2 Discharge plate 3 Grounding electrode plate 4 High voltage generator 5 Metal plate 6 Activated carbon fiber

Claims (13)

複数のトゲ電極を有する金属製の放電板と、平板状に成型した活性炭繊維の接地極板とを交互に配置した平行平板構造で、直流または交流の高電圧を印加することを特徴とする電気集塵装置。 A parallel plate structure in which a metal discharge plate having a plurality of thorn electrodes and a ground electrode plate made of activated carbon fibers formed into a flat plate shape are alternately arranged, and a DC or AC high voltage is applied. Dust collector. 金属平板の両面に活性炭繊維を貼り付けて接地極板の構成としたことを特徴とする請求項1に記載の電気集塵装置。 2. The electrostatic precipitator according to claim 1, wherein activated carbon fibers are attached to both surfaces of a metal flat plate to form a ground electrode plate. 金属平板の両面の一部分に活性炭繊維を貼り付けて接地極板の構成としたことを特徴とする請求項2に記載の電気集塵装置。 The electrostatic precipitator according to claim 2, wherein activated carbon fibers are attached to a part of both surfaces of a metal flat plate to form a ground electrode plate. 金属露出部に複数のトゲ突起を配置した接地極板の構成としたことを特徴とする請求項3に記載の電気集塵装置。 The electrostatic precipitator according to claim 3, wherein the ground electrode plate has a plurality of thorn protrusions disposed on the exposed metal portion. 活性炭繊維の両面を金属製金網で挟み込んだ接地極板の構成としたことを特徴とする請求項1に記載の電気集塵装置。 2. The electrostatic precipitator according to claim 1, wherein a ground electrode plate is formed by sandwiching both sides of the activated carbon fiber with a metal wire mesh. 金属製金網の一部を切り欠いた接地極板の構成としたことを特徴とする請求項4に記載の電気集塵装置。 5. The electrostatic precipitator according to claim 4, wherein a ground electrode plate is formed by cutting out a part of the metal wire mesh. 前記放電板は、一部に活性炭繊維を貼り付けたことを特徴とする請求項1〜6いずれかひとつに記載の電気集塵装置。 The electrostatic precipitator according to claim 1, wherein activated carbon fibers are attached to a part of the discharge plate. 前記放電板は、両面の全面に活性炭繊維を貼り付けたことを特徴とする請求項7に記載の電気集塵装置。 The electrostatic precipitator according to claim 7, wherein the discharge plate has activated carbon fibers attached to the entire surface of both sides. 前記放電板は、活性炭繊維の両面を金属製金網で挟み込み、金網端部をトゲ電極としたことを特徴とする請求項1〜6いずれかひとつに記載の電気集塵装置。 The electrostatic discharge device according to any one of claims 1 to 6, wherein the discharge plate includes both sides of the activated carbon fiber sandwiched between metal wire meshes and ends of the wire mesh are barbed electrodes. 金属製放電板の両面の全面に活性炭繊維を貼り付けた放電板と、金属製の接地極板とを交互に配置した平行平板構造で、直流の高電圧を印加することを特徴とする電気集塵装置。 A parallel plate structure in which a discharge plate with activated carbon fibers pasted on both sides of a metal discharge plate and metal grounding electrode plates are alternately arranged, and a high current of DC is applied. Dust equipment. 活性炭繊維の両面を金属製金網で挟み込み金網端部をトゲ電極とした放電板と、金属製の接地極板とを交互に配置した平行平板構造で、直流の高電圧を印加することを特徴とする電気集塵装置。 It is characterized by applying a high DC voltage with a parallel plate structure in which both sides of the activated carbon fiber are sandwiched by metal wire mesh and the discharge plate with the wire mesh end part as a thorn electrode and metal ground electrode plates are arranged alternately. Electric dust collector. 複数のトゲを有する接地極板を用いることを特徴とする請求項10または請求項11に示す電気集塵装置。 The electrostatic precipitator according to claim 10 or 11, wherein a ground electrode plate having a plurality of thorns is used. 複数のトゲ電極を有する金属製の放電板と、複数のトゲを有する接地極板とを交互に配置した平行平板構造で、直流の高電圧を印加することを特徴とする電気集塵装置。 An electrostatic precipitator that applies a high DC voltage with a parallel plate structure in which a metal discharge plate having a plurality of thorn electrodes and a ground electrode plate having a plurality of thorn electrodes are alternately arranged.
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