JP2012192410A - 碍子汚染防止装置及び電気集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で簡素な構造で、碍子に対するダスト類の付着を抑制する。
【解決手段】本発明は、互いに対向する荷電側取付板部１７と接地側取付板部１６とからなる高電圧電極を絶縁状態で支持する碍子１８と、碍子１８の荷電側周囲と接地側周囲とを独立して取り巻くように配置された内外２層状の一対の導電性保護筒体２１，５２と、を備え、該一対の導電性保護筒体２１，５２の対向側先端部のうち、少なくとも碍子１８の荷電側周囲を取り巻く一方の導電性保護筒体５２の対向側先端部は鋸波形状に形成され、導電性保護筒体２１，５２の対向側先端部を所定の絶縁間隔以上離間した状態で互いに内外２層状にラップすると共に、高電圧電極への電圧印加によって気流中に含まれるダスト類を一対の導電性保護筒体２１，２２に付着させる電界を生成することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、高電圧が印加された集塵エレメントを用いて気流中に存在する微粉塵やミスト等（以下、「ダスト類」と称する。）を捕集（除去）する回転式電気集塵機等に搭載され、高電圧電極を保持するための碍子等の絶縁手段に対するダスト類の付着防止機能を備えた碍子汚染防止装置に関するものである。

従来から、電気集塵機等の高電圧電極を支える碍子にダスト類を含んだ気流が流れ込むと、そのダスト類は、碍子表面に付着する結果、絶縁性が低下して沿面放電や高圧電流を短絡させたりするといった不具合が発生することが知られている。

そこで、このような碍子に対するダスト類の付着を防止するため、ダスト類を含んだ気流が高電圧電極を支える碍子に至る前に、高電圧極板と席板との狭い間隔に生成された電界により席板側（アース極）にダスト類を捕集（除去）して碍子の汚染を防止したり、粉塵が直接碍子に付着するのを防止する保護傘体を設け、この保護傘体と集塵室との間に生成される電界によって碍子へのダスト類の付着を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３６３４１７８号公報

ところが、気流に含まれる通常濃度のダスト類を捕集する場合には上述した防止対策を講じることによって碍子の汚れ発生は抑制することができるものの、比較的高濃度のダスト類を捕集する電気集塵機の場合や、例えば、稼働中に集塵部に捕集されたダスト類を捕集（除去）する機能を備えた電気集塵機等のように、長時間稼働が多い用途に使用する比較的集塵捕集負荷の高い電気集塵機の場合においては、時間の経過と共に微量なダスト類が碍子周辺に蓄積してしまうために、碍子の表面にダスト類の付着を抑制することが困難で、碍子の汚れを確実に防止することはできなかった。

尚、このように碍子の表面にダスト類が付着してしまうと、碍子の絶縁性低下に伴う沿面放電の発生や高圧電流を短絡させるといった不具合が発生し、結果的に電気集塵機の稼働停止に陥ってしまうという不具合が発生してしまう。

さらに、電気集塵機が稼働停止になってしまうと、その復旧のために、集塵機本体から高電圧電極を取り出し、碍子に付着したダスト類を除去しなければならず、メンテナンスに手間と時間を要してしまう。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、安価で簡素な構造でありながら、高濃度のダスト類を捕集した場合や、ダスト類を長期間捕集した場合においても、碍子に対するダスト類の付着を抑制することができる碍子汚染防止装置を提供することを目的とする。

本発明の碍子汚染防止装置は、互いに対向する荷電側取付板部と接地側取付板部とからなる高電圧電極を絶縁状態で支持する碍子と、該碍子の荷電側周囲と接地側周囲とを独立して取り巻くように配置された内外２層状の一対の導電性保護筒体と、を備えた碍子汚染防止装置において、前記一対の導電性保護筒体の対向側先端部のうち、少なくとも前記碍子の荷電側周囲を取り巻く一方の導電性保護筒体の対向側先端部は鋸波形状に形成され、前記導電性保護筒体の対向側先端部を所定の絶縁間隔以上離間した状態で互いに内外２層状にラップすると共に、前記高電圧電極への電圧印加によって気流中に含まれるダスト類を前記一対の導電性保護筒体に付着させる電界を生成することを特徴とする。

請求項１に記載の構成によれば、高電圧電極への電圧が直接印加されることにより、一対の導電性保護筒体の互いにラップしている対向側先端部間に均等な電界を生成することができるばかりでなく、この電界によって碍子の方に引き寄せられる帯電された一部のダスト類を導電性保護筒体の表面に付着させることができ、碍子へのダスト類の付着を抑制し得て、碍子を常に良好な絶縁状態に保つことができる。また、碍子の周囲を一対の導電性保護筒体で取り巻くことにより、碍子の表面を周辺の気流から遮ることが可能となり、気流に含まれているダスト類が直接碍子に触れることを抑制することができる。また、一対の導電性保護筒体の対向側先端部において、少なくとも碍子の荷電側周囲を取り巻く一方の導電性保護筒体の対向側先端部が鋸波形状であることにより、複数の尖った端部を形成し得て、その端部に電界を集中させることによって、電界効果をより向上することができ、碍子へのダスト類の付着防止効果を向上することができる。

請求項２に記載の碍子汚染防止装置は、前記碍子の荷電側周囲を取り巻く一方の導電性保護筒体は、前記碍子の接地側周囲を取り巻く他方の導電性保護筒体よりも内側に配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の構成によれば、碍子の荷電側周囲を取り巻く一方の導電性保護筒体を他方の導電性保護筒体よりも内側に配置することにより、気流に含まれるダストのうち割合の多い帯電電位ダストを捕集する他方の導電性保護筒体の面積を、電位を失ったダストを捕集する一方の導電性保護筒体の面積よりも広く確保することができる。

また、本発明は、請求項１又は請求項２に記載の碍子汚染防止装置を備えている電気集塵装置とすることができ、互いに交互に配置された複数の回転電極板と固定電極板とを備えている電気集塵装置とすることもできる。

本発明の碍子汚染防止装置は、安価で簡素な構造でありながら、高濃度のダスト類を捕集した場合や、ダスト類を長期間捕集した場合においても、碍子に対するダスト類の付着を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る碍子汚染防止装置を搭載した電気集塵装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る碍子汚染防止装置を搭載した電気集塵装置における高電圧電極ユニットの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る碍子汚染防止装置における要部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る碍子汚染防止装置の好適な例を示す要部の断面図である。

次に、本発明の一実施形態に係る碍子汚染防止装置について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施形態は本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限りこれらの態様に限定されるものではない。

以下、本発明に係る碍子汚染防止装置に係る一実施の形態を図面と共に説明する。

（電気集塵装置の全体構成）
先ず、図１及び図２に基づいて、本発明に係る碍子汚染防止装置を搭載した電気集塵装置の構成を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る碍子汚染防止装置を搭載した電気集塵装置の斜視図、図２は本発明の一実施形態に係る碍子汚染防止装置を搭載した電気集塵装置における高電圧電極ユニットの斜視図である。

図１において、本発明に係る電気集塵装置１は、互いに離間状態で対向配置された一対の外枠２，２の上縁に天板３，３が設けられ、その外枠２，２の間に、図２に示すように、高電圧電極ユニット４が配置されている。

（外枠２の内側構成）
高電圧電極ユニット４は、その略中央に貫装された水平回転軸５に、図示を略すモータ等の駆動源からの回転駆動力が伝達される。

水平回転軸５には、複数枚の回転電極板６，６…が夫々間隔をあけて水平回転軸５と一体に固定されており、モータ等の駆動源からの回転駆動力によって各回転電極板６，６…が回転する。また、水平回転軸５の正面側（図示左側）の外枠２から突出した部分には刷子７が接触していて、この刷子７を介して各回転電極板６，６…がアース接続されている。

回転電極板６，６…は、図２においては、正面側の１枚を便宜上二点鎖線で示しているが、全部で９枚が並設されている。また、各回転電極板６，６…の間には、外枠２，２の四隅に形成された逃げ孔２ａで支持されたシャフト状の導電スペーサ８，８…を介して複数の固定電極板９，９…が配置されている。さらに、各回転電極板６，６…の各間隔内には環状帯体１０がそれぞれ介在（図２では１箇所のみ図示）されている。

固定電極板９，９…は、４本の導電スペーサ８，８…で一定の間隔をもって並設されており、本実施の形態においては、８枚の固定電極板９，９…が水平回転軸５に沿って並設されている。また、各固定電極板９，９…には、図示を略す電圧供給手段よりプラスの高電圧が印加される。さらに、各固定電極板９，９…には針状の荷電用電極１１が溶接やカシメ等によって複数取り付けられている。また、固定電極板９，９…の上縁は、荷電用電極１１の先端部分が突出して効率良く放電を行うことができるように開放している。

環状帯体１０は、各固定電極板９，９…の中心付近から直下に延びる切り欠き空間部９ａに位置した状態で、各固定電極板９，９…と同じ数の８本が配置されている。また、環状帯体１０の幅は、各回転電極板６，６…の隣接間隔に略等しく、その環状帯体１０の幅の略半分の距離だけ隔てた位置（中間位置）に各固定電極板９，９…が位置している。さらに、各環状帯体１０は、水平回転軸５に設けられた駆動プーリ１２と、電気集塵装置１の下側に水平回転軸５と平行に配置されたベルト軸１３に設けられた従動プーリ１４との間に適度な緊張状態で回動移動可能に架設されている。また、環状帯体１０には、その幅中央部分に丸孔１０ａが長手方向に一定間隔で設けられている。この丸孔１０ａには、駆動プーリ１２に形成された半円球状の突起（図示省略）がスプロケット状に嵌合され、このスプロケット構造により各環状帯体１０に伝達駆動力が作用する。さらに、環状帯体１０の下方で従動プーリ１４の直近くには、先端が剣状にとがった搬送塵埃除去用スキージ１５が全ての環状帯体１０の表面に接触（若しくは近接）して配置されている。

（外枠２の外側構成）
外枠２，２を含めて電気集塵装置１はアース接続されている。また、外枠２，２の外壁面には水平回転軸５を挟む上下に接地側取付板部１６，１６が固定されている。さらに、外枠２，２から外側に突出する導電スペーサ８，８…の先端には、荷電側取付板部１７，１７が支持されている。

接地側取付板部１６，１６と荷電側取付板部１７，１７とは、水平回転軸５を中心として上下対象関係となるように配置されており、外枠２，２の外壁面から水平方向に立ち上がるフランジ状の対向面部１６ａ，１６ａ及び対向面部１７ａ，１７ａをそれぞれ備えている。

各対向面部１６ａと対向面部１７ａとは、荷電側電極と接地側電極とからなる高電圧電極を構成している。また、各対向面部１６ａと対向面部１７ａとの間（４箇所）には、その高電圧電極を絶縁状態で支持するために、図３に示すように、円柱状の電気的絶縁性を有する碍子１８（一つのみ図示）がネジ１９，２０を介して固定されている。

各碍子１８の周囲には、ダスト類の付着を防止する一対の導電性保護筒体２１，２２からなる碍子汚染防止装置２３，２３…が取り付けられている。

導電性保護筒体２１，２２は、導電製の筒型であり、その対向側先端部が所定の絶縁間隔以上離間した状態で互いに内外でラップされている。

尚、本実施の形態においては、刷子７を除いて、上述した接地側取付板部１６，１６、荷電側取付板部１７，１７、碍子１８（，１８…）、碍子汚染防止装置２３，２３…は、背面側の外枠２にも同様に配置されている。

（実施例）
次に、電気集塵装置１における含塵空気（気流）の流れを説明する。
含塵空気は、図１，図２の矢印Ａに示すように、電気集塵装置１の上方から下方に向けてブロアー（図示を略す）の吸引作用により流入してくる。

この際、含塵空気中のダスト類は、電気集塵装置１において、特に先端部からは高電圧のコロナ放電によりプラス側に帯電させると、回転している回転電極板６，６…はアース接続されているため、プラスに荷電されたダスト類が回転電極板６，６…に捕集されることになる。

尚、通常であれば、含塵空気は矢印Ａのように上方から下方へと外枠２，２の内側だけを流通し、外枠２，２の外側への含塵空気の流出は、外枠２，２の周囲を隙間無く塞いでおけば流出することはない。

しかしながら、固定電極板９，９…を外枠２，２に取り付けるための導電スペーサ８，８…は、絶縁空間を隔てて逃げ孔２ａを貫通していることから、外枠２の内外を完全に遮蔽させることはできない。

特に、高濃度のダストを捕集したり、長期間稼働の場合には、この逃げ孔２ａから含塵空気が外枠２の外側へと流出し、含塵空気に含まれているダスト類が、碍子１８の周りに浮遊することとなる。

そこで、碍子１８の周りに浮遊しているダスト類は、碍子１８を覆っている導電性保護筒体２１，２２間に発生する電界によって引き寄せられ、導電性保護筒体２１，２２の表面に捕集（除去）されるため、碍子１８へのダスト類の付着を抑制し得て、碍子１８を常に良好な絶縁状態に保つことができる。

具体的には、絶縁体である碍子１８は、荷電側取付板部１７と接地側取付板部１６との間に挟まれた状態でこれらに接しており、ネジ１９，２０を介して各取付板部１６，１７に固定されている。

導電性保護筒体２１，２２は、円筒型を呈しており、厚みは１ｍｍ以下、材質はステンレス製などの導電体であり、碍子１８の周囲を同心円状に覆っている。尚、導電性保護筒体２１，２２の断面形状は、多角形や楕円形状でも良く、その選択は任意である。

この際、各導電性保護筒体２１，２２のうち、荷電側導電性保護筒体２２は荷電側取付板部１７に接して取り付けられ、接地側導電性保護筒体２１は接地側取付板部１６に接して取り付けられている。

尚、各導電性保護筒体２１，２２の取付板部１６．１７への取り付け（固定）方法に関しては、ネジ止め・かしめ・溶接等の公知の手段を用いて固定することができる。

また、荷電側導電性保護筒体２２の直径は、碍子１８直径よりも所定の大きさ以上としており、少なくとも、碍子１８の表面に発生する沿面放電の影響を受けない直径（内径）に設定される。

これに対し、荷電側導電性保護筒体２２よりも外側に位置する接地側導電性保護筒体２１の直径は、荷電側導電性保護筒体２２の直径と所定の絶縁間隔Ｘ以上離間するように設定されている。

尚、この所定の絶縁間隔Ｘ以上とは、例えば、高電圧電極に１万Ｖの電圧印加を行うのであれば、絶縁間隔Ｘは１０ｍｍ以上必要とするが、その絶縁間隔Ｘは、印加する電圧によって異なる。また、本実施の形態において、接地側導電性保護筒体２１と荷電側導電性保護筒体２２との対向側先端部におけるラップ代Ｙにおいては、電圧供給手段（図示省略）により、空間内に均等な電界が生成されている。この際、ラップ代Ｙが広いほど、ダスト類を捕集（除去）する性能は向上するので、できる限り多くとった方が良いが、荷電側導電性保護筒体２２の先端と接地側取付板部１６との距離Ｙ１と、接地側導電性保護筒体２１の先端と荷電側取付板部１７との距離Ｙ２とは、絶縁距離以上とする必要がある。

従って、逃げ孔２ａから枠体２の外部へと流出して碍子１８の周辺に浮遊したダスト類は、電気集塵装置１によって帯電されたプラス電位を有するダスト類（図３の黒丸参照）と、電気集塵装置１に一旦捕集されたものの、電位を失ってしまうことで再飛散した電位を失ったダスト類（図３の白丸参照）と、が混在している。

そして、これらの属性のダスト類のうち、プラス電位に帯電されたダスト類（図３の黒丸参照）は、導電性保護筒体２１，２２間の覆っている箇所に発生した均等な電界に引き寄せられて、接地側導電性保護筒体２１のラップしている表面に捕集（除去）することができる。

これに対して、電位を失ったダスト類（図３の白丸参照）は、均等な電界に引き寄せられて荷電側導電性保護筒体２２の表面で捕集（除去）する。即ち、主としてラップしている荷電側導電性保護筒体２２の表面に多く付着する。

以上のことから、導電性保護筒体２１，２２の間に発生する均等な電界により、碍子１８の周辺に浮遊しているダスト類が引き寄せられ、導電性保護筒体２１，２２のラップしている表面に捕集（除去）することができるため、碍子１８表面にダスト類が付着することを防止し、碍子１８が汚染されることはない。

尚、導電性保護筒体２１，２２の表面で捕集（除去）したダスト類のうち、非常に細かな微粒子は、導電性保護筒体２１，２２表面に付着しており、また、比較的大きな粒子径のダスト類は、次第に下方に垂れ始め最終的には、接地側取り付板に堆積するが、極微量である為、１年に１回程度の簡単な清掃を行うだけで、メンテナンスに手間がかからない。

図４は、本発明の一実施形態に係る碍子汚染防止装置の好適な例を示す要部の断面図である。

この碍子汚染防止装置５３は、荷電側導電性保護筒体５２の対向側先端部を鋸歯状の凹凸形状としている。

これは、荷電側導電性保護筒体５２の対向側先端部が鋸歯形状によって、尖った端部を形成し、不平等電界を発生させ、その端部に電界を集中させることによって、電界効果をより一層高めてダスト類をより多く導電性保護筒体２１，５２に捕集（除去）させることができる。

尚、導電性保護筒体２１，５２の対向している対向側先端部の鋸歯状は、荷電側導電性保護筒体５２のみでも良いが、荷電側導電性保護筒体５２と接地側導電性保護筒体２１の両方に形成しても良い。

以上により、電気集塵機の電気集塵装置１の碍子汚染防止装置２３，５３について説明したが、電圧供給手段（図示省略）の碍子１８箇所に使用しても良く、また一般の電気集塵機の各部に使用しても良い。

このように、本発明の碍子汚染防止装置２３，５３によれば、安価で簡単な構造の碍子汚染防止装置を用いて、高濃度のダスト類を捕集する場合や、比較的長時間稼働が多く集塵捕集負荷の高い場合においても、碍子１８に到達する前に導電体の導電性保護筒体２１，２２間に生成した均等な電界によってダスト類を捕集することによって、碍子１８へのダスト類の付着を抑制することができ、絶縁性の低下や沿面放電、並びに、高圧電流の短絡といった不具合の発生を防止し、メンテナンスも大幅に軽減することができる。

また、碍子１８の周囲を導電性保護筒体２１，２２で覆うことにより、碍子１８の表面を周辺の気流から遮ることが可能となり、その気流に含まれているダスト類が直接碍子１８に触れることを抑制することができ、碍子１８へのダスト類の付着防止効果をより一層向上することができる。

よって、碍子１８の清掃等のメンテナンスも大幅に軽減し得て、しかも安定した稼働を確保することができる。

１…電気集塵装置
１６…接地側取付板部
１７…荷電側取付板部
１８…碍子
２１…接地側導電性保護筒体
５２…荷電側導電性保護筒体
５３…碍子汚染防止装置

Claims (4)

1. 互いに対向する荷電側取付板部と接地側取付板部とからなる高電圧電極を絶縁状態で支持する碍子と、該碍子の荷電側周囲と接地側周囲とを独立して取り巻くように配置された内外２層状の一対の導電性保護筒体と、を備えた碍子汚染防止装置において、
   前記一対の導電性保護筒体の対向側先端部のうち、少なくとも前記碍子の荷電側周囲を取り巻く一方の導電性保護筒体の対向側先端部は鋸波形状に形成され、前記導電性保護筒体の対向側先端部を所定の絶縁間隔以上離間した状態で互いに内外２層状にラップすると共に、前記高電圧電極への電圧印加によって気流中に含まれるダスト類を前記一対の導電性保護筒体に付着させる電界を生成することを特徴とする碍子汚染防止装置。
2. 前記碍子の荷電側周囲を取り巻く一方の導電性保護筒体は、前記碍子の接地側周囲を取り巻く他方の導電性保護筒体よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の碍子汚染防止装置。
3. 請求項１又は２に記載の碍子汚染防止装置を備えていることを特徴とする電気集塵装置。
4. 互いに交互に配置された複数の回転電極板と固定電極板とを備えていることを特徴とする請求項３に記載の電気集塵装置。

Images