JP2024082485A - 電気集塵装置用電極部材、電気集塵装置の集塵極及び電気集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易にゆがみを少なくすることができ、集塵極と放電極の絶縁距離を確実に確保することが可能な電気集塵装置用電極部材、電気集塵装置の集塵極及び電気集塵装置を提供する。【解決手段】本開示に係る電気集塵装置用電極部材１０は、ガス流れ方向に沿って配置される集塵極と、ガス流れ方向に沿って配置され、集塵極に対向して配置される放電極と、を有する電気集塵装置の集塵極に用いられる電気集塵装置用電極部材１０であって、中空の柱状であり、長手方向に沿って２本以上配置されるパイプ材６と、長手方向に沿って隣り合うパイプ材６同士を連結する連結部７とを備え、連結部７は、一方向がパイプ材６の長手方向に沿って配置され、一端が一方のパイプ材６の端部とボルト接合され、他端が他方のパイプ材６の端部とボルト接合される取付部１１を有する。【選択図】図５

Description

本開示は、電気集塵装置用電極部材、電気集塵装置の集塵極及び電気集塵装置に関するものである。

従来の電気集塵装置として、ガス流れに沿って平行に配列された平板状の集塵極と、その中央に配列されたコロナ放電部を有する放電極とを備えたものが知られている。放電極のコロナ放電部の形状には、突起形状を持たせて電界の集中を生じさせることでコロナ放電を確保する方式と、放電極本体を一様な電界集中を生じさせる構造、例えば角線や細いピアノ線などがある。以降では、突起状のコロナ放電部を有した構造を前提とする。この構造は、電極が汚れても安定したコロナ放電を確保するため一般産業用の電気集塵装置で主に用いられる。なお、本開示は、角線や細いピアノ線などの一様な電界集中を生じさせる構造を有する放電極本体にも適用できる。

電気集塵装置では、集塵極と放電極との間に直流高電圧を印加し、放電極のコロナ放電部で安定したコロナ放電を行うことで、ガス流れ中のダストを帯電させる。帯電したダストは放電極と集塵極との間の電界下でダストに作用するクーロン力の働きにより集塵極に捕集されると、従来の集じん理論では説明されている。

電極間に負の電圧を印加した際に、放電極でコロナ放電によりマイナスイオンが発生し、その結果、イオン風が生じる。正の電圧の場合にはプラスのイオンにより生じる。以下、本明細書では、産業用の電気集塵装置をベースに考えるため、負の電圧を印加するケースについて記載するが、正であっても同様である。

ガス流れに沿って電極群が配置されている電気集塵装置では、放電極で生じたイオン風は、集塵極に向けて、ガス流れを横切るよう流れる。集塵極に達したイオン風は、集塵極で反転して流れ方向を変える。これにより、電極間にらせん状の乱流が生じる。乱流のうち、放電極から集塵極へと向かう流れは、ダストを集塵極近傍まで運ぶ作用がある。集塵極近傍まで運ばれたダストは、最終的にはクーロン力により捕集される。しかしながら、集塵極で反転したイオン風は、収集体である集塵極から離れる方向へとダストを移動させるため、集塵を阻害するような作用もある。

そのため、集塵極に開口部を設け、イオン風の反転を防ぐ手段が有効である。例えば、下記の特許文献１では、集塵極は、円形の横断面を有する中空の柱状とされた円形パイプとされており、このパイプ状の電極（以下「パイプ電極」という。）がガス流れ方向に所定の間隔をあけて配列されている。これにより、イオン風を利用してダストを集塵極近傍に近づけつつ、かつ、放電部から集塵極へ向けて流れるイオン風の一部が集塵極の裏側へ抜けることを許容する。その結果、イオン風が集塵極で反転されて離れる流れを抑制できる。

特開２０２０－２８８７６号公報

火力発電設備等に設置される比較的大型の電極集塵装置に、上述したパイプ電極からなる集塵極を設置しようとすると、各パイプ電極の長さが１２ｍ以上となり、かつ、多数のパイプ電極が必要になる。

パイプ電極に用いられるパイプの径は、例えば、３０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であるが、市販品として１２ｍ以上の長さのパイプが製造販売されていない。そのため、１２ｍ以上の１本のパイプ電極を用意するためには、コストを掛けて特注品としてパイプを製造するか、市販品の短いパイプを長さ方向に複数本接続する必要がある。

短いパイプを接続する方法として溶接接合があるが、集塵時におけるクリーニングのためにパイプ電極を槌打することから、槌打による応力によって溶接箇所から割れ等が生じないように品質の高い溶接が要求される。そのため、溶接作業者の技量管理や溶接箇所を検査する完了検査が必要になり、製作コストが増大する。

また、放電極と集塵極の絶縁距離が短い場合、火花放電が発生しやすくなり、電気集塵装置において電圧低下が生じ、その結果、捕集効率が低下する。そのため、放電極と集塵極の絶縁距離が所定以上に確保されるように、パイプ電極の直線度の管理が重要である。しかし、溶接接合によると熱ひずみが生じるため、全体として屈曲した形状となり、溶接箇所の近傍で絶縁距離が短くなるおそれがある。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡易にゆがみを少なくすることができ、集塵極と放電極の絶縁距離を確実に確保することが可能な電気集塵装置用電極部材、電気集塵装置の集塵極及び電気集塵装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の電気集塵装置用電極部材、電気集塵装置の集塵極及び電気集塵装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本開示に係る電気集塵装置用電極部材は、ガス流れ方向に沿って配置される集塵極と、前記ガス流れ方向に沿って配置され、前記集塵極に対向して配置される放電極と、を有する電気集塵装置の前記集塵極に用いられる電気集塵装置用電極部材であって、中空の柱状であり、長手方向に沿って２本以上配置されるパイプ材と、長手方向に沿って隣り合う前記パイプ材同士を連結する連結部とを備え、前記連結部は、一方向が前記パイプ材の長手方向に沿って配置され、一端が一方の前記パイプ材の端部とボルト接合され、他端が他方の前記パイプ材の端部とボルト接合される取付部を有する。

本開示に係る電気集塵装置の集塵極は、上述した複数の電気集塵装置用電極部材を有し、前記電極部材がガス流れ方向に沿って所定の間隔をあけて配置された電気集塵装置の集塵極であって、前記パイプ材は、ガス流れ方向に沿って複数配置され、前記取付部は、複数の前記パイプ材に対応して、ガス流れ方向に沿って配置され、前記連結部は、ガス流れ方向に沿って配置された前記取付部を介して複数の前記パイプ材を連結する第１支持部を更に備える。

本開示に係る電気集塵装置は、上述した電気集塵装置の集塵極と、前記集塵極側に突出した複数の放電部を有し、前記ガス流れ方向に沿って配置された放電極とを備える。

本開示によれば、簡易にゆがみを少なくすることができ、集塵極と放電極の絶縁距離を確実に確保することが可能である。

本開示の一実施形態に係る電気集塵装置を示す斜視図である。 図１の電気集塵装置を上方から見た平面図である。 図１の電気集塵装置をガス流れ方向から見た正面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極を示す横断面図であり、図５のＡ－Ａ線で切断した図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極を示す側面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極を示す正面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の連結部を示す斜視図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第１変形例を示す横断面図であり、図９のＢ－Ｂ線で切断した図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第１変形例を示す側面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第１変形例を示す正面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第２変形例を示す横断面図であり、図１２のＣ－Ｃ線で切断した図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第２変形例を示す側面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第２変形例を示す正面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第３変形例を示す横断面図であり、図１５のＤ－Ｄ線で切断した図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第３変形例を示す側面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第３変形例を示す正面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第４変形例を示す横断面図であり、図１８のＥ－Ｅ線で切断した図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第４変形例を示す側面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第４変形例を示す正面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第４変形例の連結部を示す斜視図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第５変形例を示す横断面図であり、図２２のＦ－Ｆ線で切断した図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第５変形例を示す側面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極の第５変形例を示す正面図である。 本開示の一実施形態に係る電気集塵装置の集塵極を示す模式図である。 計測された加速度と槌打位置からの総距離との関係を示すグラフである。 電極の種類ごとの変位を示すグラフである。 電極の種類ごとの応力を示すグラフである。 分割型電極の位置ごとの応力を示すグラフである。

以下に、本開示に係る電気集塵装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
電気集塵装置１は、例えば石炭等を燃料とする火力発電プラントに用いられ、ボイラから導かれた燃焼排ガス中のダスト（粒子状物質）を回収する。

電気集塵装置１は、例えば金属製等の導電性とされた集塵極４を備えている。集塵極４は、複数の電極部材１０を有し、それぞれの電極部材１０は、ガス流れＧ方向に沿って配置される。すなわち、集塵極４は、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数の電極部材１０によって構成される。ガス流れＧ方向で隣り合う電極部材１０は互いに離間しており、電極部材１０間には、開口が形成される。

電極部材１０は、円形の横断面を有する中空の柱状とされた円形パイプとされており、長手方向であるｚ方向に直交するｘ方向（ガス流れＧ方向）に所定の間隔をあけて配列されている。ｘ方向に配列された集塵極４の電極部材１０の列は、ｚ方向及びｘ方向に直交するｙ方向に所定間隔をあけて平行に複数列設けられている。集塵極４の各列の間に、ｘ－ｚ面内に放電極５が配置されている。図１では、放電極５の取付枠５ｃの位置が示されている。放電極５は、図１から分かるように、ガス流れＧ方向に直交するｙ方向に並ぶ集塵極４の電極部材１０間の中央位置ＣＬから一方の集塵極４側（図１ではｙ方向の右側）にオフセットされている。

集塵極４は接地されている。放電極５は、図示しない負の極性を有する電源に接続されている。なお、放電極５に接続する電源は正の極性を有していてもよい。なお、集塵極４は、金属製に限定されず、例えばＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、ＣＦＲＴＰ（炭素繊維強化熱可塑性プラスチック）などの導電性の材料で構成されてもよい。

図２に示すように、放電極５は、取付枠５ｃに固定された本体部５ｂと、本体部５ｂから突出するトゲ状とされた複数の突起部（コロナ放電部）５ａとを備えている。突起部５ａは、一方の集塵極４側のみに先端を向けて突出するように設けられている。突起部５ａは、ガス流れＧ方向であるｘ方向において、集塵極４の間に位置するように配置されている。突起部５ａにおいてコロナ放電が発生し、突起部５ａの先端から対向する集塵極４側に向けてイオン風が発生する。

図２に示されているように、放電極５の本体部５ｂの中心Ｃ１は、集塵極４間の中央位置ＣＬからオフセットされている。具体的には、放電極５の本体部５ｂの中心Ｃ１は、突起部５ａが対向する集塵極４（以下、この集塵極４を「放電側集塵極４ａ」という。）から遠ざかる方向に、かつ、突起部５ａの反対側の集塵極４（以下、この集塵極４を「反対側集塵極４ｂ」という。）に近づくように中央位置ＣＬから位置がずらされている。したがって、本体部５ｂの中心Ｃ１と放電側集塵極４ａの中心Ｃ２を通る配列位置との間のｙ方向に見た距離Ｄ１は、本体部５ｂの中心Ｃ１と反対側集塵極４ｂの中心Ｃ３を通る配列位置との間のｙ方向に見た距離Ｄ２よりも大きい（Ｄ１＞Ｄ２）。なお、放電極５と集塵極４とがｙ方向に交互に配置されているので、１つの集塵極４のうち、突起部５ａ側が放電側集塵極４ａとなり、突起部５ａの反対側が反対側集塵極４ｂとなる。

距離Ｄ１は、放電極５の本体部５ｂの中心Ｃ１と放電側集塵極４ａの中心Ｃ２を通る配列位置との間の距離である。すなわち、Ｄ１は、放電側集塵極４ａの配列方向に対して垂直方向（ｙ方向）において放電極５の本体部５ｂの中心Ｃ１と放電側集塵極４ａの配列位置（中心軸線）との間の距離である。

距離Ｄ２は、放電極５の本体部５ｂの中心Ｃ１と反対側集塵極４ｂの中心Ｃ３を通る配列位置との間の距離である。すなわち、Ｄ２は、反対側集塵極４ｂの配列方向に対して垂直方向（ｙ方向）において放電極５の本体部５ｂの中心Ｃ１と反対側集塵極４ｂの配列位置（中心軸線）との間の距離である。

上記のように、突起部５ａを一方向に向け、かつｘ方向において集塵極４の間に配置することで、突起部５ａから放電側集塵極４ａに向かうイオン風がほぼ同じ方向を向かい、イオン風の干渉を避けることができるようになっている。

図３には、図１をガス流れＧ方向から見た正面図が示されている。同図に示されているように、突起部５ａは、高さ方向において、所定間隔を空けて設けられている。

本実施形態において、放電極５のオフセット位置、すなわち、放電極５の本体部５ｂの中心が中央位置ＣＬからｙ方向にずれる位置は、距離Ｄ１及び距離Ｄ２の比が、１．１ ≦ Ｄ１／Ｄ２ ≦ ２．０の範囲に設定されることが望ましい。Ｄ１／Ｄ２の下限は、１．２とされると更によい。

なお、本開示に係る集塵極及び放電極の配置は、上述した例に限定されず、例えば、放電極は、ガス流れＧ方向に直交する方向に並ぶ集塵極間の中央位置に配置されてもよい。また、放電極の突起部の突出方向も、上述した例に限定されず、突起部は、放電極の両側に位置する集塵極のそれぞれに向けて両方に突出されてもよい。さらに、ガス流れＧ方向に沿って突起部が１個ずつ又は複数個ずつを１単位として、突起部の突出方向が変更されてもよい。

また、図２では突起部５ａの突出方向がガス流れＧ方向に直交する方向（ｙ方向）に隣り合う列同士で同じ方向を向いているが、本開示はこの例に限定されない。すなわち、突起部は、隣り合う列で互いに反対方向を向いていてもよい。また、放電極をオフセットする場合は、オフセット位置（放電極の本体部の中心が中央位置ＣＬからｙ方向にずれる位置）が突起部の突出方向に応じて列ごとに変わってもよい。なお、突起部の突出方向が隣り合う列で互いに反対方向を向いている場合においても、放電極をオフセットしないで中央位置に配置する構成を取り得る。

電極部材１０は、図４から図７に示すように、パイプ材６と、連結部７を備える。電極部材１０は、連結部７を介して複数のパイプ材６が長手方向に沿って連結される。電極部材１０の全長は、例えば１２ｍ以上である。

パイプ材６は、中空の柱状であり、それぞれの電極部材１０において、長手方向に沿って２本以上配置される。長手方向に沿って配置されたパイプ材６は、連結部７を介して互いに連結される。また、電極部材１０がガス流れＧ方向に沿って複数配置されることから、パイプ材６もガス流れＧ方向に沿って複数配置される。

パイプ材６の直径は、例えば３０ｍｍ以上８０ｍｍ以下である。パイプ材６の長さは、例えば、全長１２ｍの電極部材１０を２本のパイプ材６で構成する場合、それぞれ約６ｍである。なお、電極部材１０やパイプ材６の長さや、パイプ材６の組合わせは、上述した例に限定されない。

連結部７は、例えば、取付部１１と、第１支持部１２と、第２支持部１３（図７参照）などを有する。連結部７によって、長手方向に沿って配置された隣り合うパイプ材６同士が連結される。

取付部１１は、例えば一方向に長い板状部材であり、図４から図７に示す例の場合、取付部１１の長さ方向は、電極部材１０のパイプ材６の長手方向に対して平行である。すなわち、取付部１１の長さ方向がパイプ材６の長手方向に沿って配置される。取付部１１の一端は、一方（例えば上方）のパイプ材６の端部とボルト接合され、取付部１１の他端は、他方（例えば下方）のパイプ材６の端部とボルト接合される。これにより、取付部１１によって、長手方向に沿って配置された隣り合うパイプ材６同士が連結される。

取付部１１は、中空のパイプ材６の内部に配置され、ボルト接合によるボルトは、パイプ材６と取付部１１に設けられた貫通孔に設置される。ボルトとナットが締結されることによってパイプ材６と取付部１１が一体化される。ボルト接合は、例えば高力ボルトを用いた摩擦接合であり、所定のトルクでボルト及びナット、座金を締め付けることによって、要求される軸力で被締結材を押し付け、部材間に摩擦力を生じさせる。高力ボルトは、高力六角ボルト（ハイテンションボルト）でもよいし、トルシア形高力ボルトでもよい。

パイプ材６と連結部７が連結されている状態で、取付部１１は、曲げに強く、連結部７がない同一長さのパイプ材６と同等又はそれ以上の剛性を発揮させる部材である。これにより、電極部材１０は、パイプ材６と連結部７が連結されている状態で、取付部１１によって、連結部７がない同一長さのパイプ材６と同等又はそれ以上の剛性を発揮する。

パイプ材６は、例えば、パイプ材６の長手方向の中間部分の断面形状が円形であるとき、端部の断面形状が長円形状を有する。すなわち、パイプ材６の端部の断面形状が第１の方向に比べて第２の方向の長さが短い。第２の方向は、第１の方向に直交する方向である。これにより、板状の取付部１１の板面がパイプ材６の内部の平面部分に密着して配置される。

板状の取付部１１の厚さは、例えば、４．５ｍｍ以上、望ましくは、９ｍｍ以上である。長円形状に変形されたパイプ材６の端部において、短手方向の長さが１０ｍｍの場合、パイプ材６の内部に配置される取付部１１の板厚は、例えば９ｍｍである。

取付部１１は、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数のパイプ材６に対応して、ガス流れＧ方向に沿って複数配置される。

第１支持部１２は、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数の取付部１１と接続されることによって、取付部１１を介して複数のパイプ材６を連結する。第１支持部１２は、例えば板状部材であり、板面が電気集塵装置１の水平方向に対して平行になるように設置される。第１支持部１２には、取付部１１が挿通可能な貫通孔１２Ａ（図７参照）が形成されている。板状の第１支持部１２の厚さは、例えば、４．５ｍｍ以上、望ましくは、９ｍｍ以上である。第１支持部１２は、板状部材に限られず、例えば軽量型鋼（アングル鋼、チャンネル鋼など）でもよい。

第１支持部１２の貫通孔１２Ａには取付部１１が挿入される。取付部１１は、図７に示すように、第１支持部１２と溶接によって連結される。溶接箇所は、例えば、板状の取付部１１の板面と第１支持部１２の貫通孔１２Ａの縁部が接する部分である。なお、強度の観点では取付部１１と第１支持部１２との溶接接合は不要であるため、取付け工事をしにくい等の問題がない場合は溶接接合を省略してもよい。すなわち、第１支持部１２は強度部材ではなく、位置決め部材としての機能を果たせればよい。

第１支持部１２が設置されることによって、複数の取付部１１が一体化されて、かつ、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数の電極部材１０が連結部７の位置でガス流れＧ方向に対して直交する方向に位置決めされることから、ガス流れＧ方向に対する平行度において、電極部材１０の据付精度が向上する。また、ガス流れＧ方向の電極部材１０同士の間隔の据付精度が向上する。

第２支持部１３は、図７に示すように、ガス流れＧ方向に対して直交する方向に沿って間隔をあけて配置された隣り合う第１支持部１２同士を連結する。第２支持部１３は、例えば、棒状部材や板状部材、軽量型鋼（アングル鋼、チャンネル鋼など）である。第１支持部１２と第２支持部１３は、例えば、ボルト接合によって連結される。なお、第１支持部１２と第２支持部１３を連結するためのボルト接合は、通常のボルト、ナット及び座金を用いることができる。また、図７では第１支持部１２の片側端部のみに第２支持部１３が連結されている図となっているが、第１支持部１２のもう一方の片側端部にも別の第２支持部１３が連結されていてもよい。

第２支持部１３が設置されることによって、複数の第１支持部１２同士の間隔が一定となるように位置決めされることから、ガス流れＧ方向に対して直交する方向において、複数の集塵極４同士の間隔の据付精度が向上する。

電気集塵装置１では、集塵極４や放電極５に付着したダストを払い落とすため、槌打装置によって、集塵極４や放電極５を槌打する。槌打装置による槌打は、間欠的に行われる。

槌打によるダストの払い落としについて、パイプ材６同士が連結部７によって連結された上述した集塵極４の電極部材１０（分割型電極）と、１本のパイプ材で構成される電極部材（一体型電極）との比較を行った。また、分割型電極の方は、連結部７に第１支持部１２も設置する条件とした。

槌打によってパイプ材に生じる加速度は、ダストの払い落としに影響することから、槌打によってパイプ材に生じる加速度に関して比較を行った。図２５に、集塵極４の電極部材１０での各計測位置における加速度の測定結果を示す。各計測位置は、槌打装置２０による槌打位置からの総距離（＝集塵極４の水平方向の距離Ｈ＋高さ方向の距離Ｌ）で表した。図２４は、集塵極４を示す模式図であり、槌打装置２０による槌打位置から計測位置（星印で例示した。）までの総距離の例を示している。その結果、槌打方向の加速度、及び、集塵極４の面外方向の加速度ともに、複数のパイプ材６が連結部７によって連結された電極部材１０（分割型電極）と、１本のパイプ材で構成される電極部材（一体型電極）とを比較して、大きな差がなかった。したがって、分割型電極においても一体型電極と同様にダストを払い落とすための必要加速度が確保されることが確認された。

また、槌打によって集塵極４の槌打位置付近において、槌打によって生じる変位に関して比較を行った。図２６に示すように、槌打時の変位は、電極部材１０（分割型電極）と、１本のパイプ材で構成される電極部材（一体型電極）とを比較して、分割型電極では、一体型電極よりも変位が小さくなることが確認された。

さらに、槌打によって、電極部材１０のパイプ材６、連結部７の取付部１１及び第１支持部１２において生じる応力を確認し、強度が確保されているかどうかを確かめた。一つ目として、電極部材１０（分割型電極）と、１本のパイプ材で構成される電極部材（一体型電極）に対して、槌打時の応力を試験確認した。その結果、図２７に示すように、分割型電極のパイプ材６本体に生じる応力と、一体型電極のパイプ材本体に生じる応力は、ほぼ同等となった。この試験では、電極部材１０の長さを８ｍとした。応力の測定位置は、いずれもパイプ材の下端から２ｍの位置である。

また、二つ目として、電極部材１０（分割型電極）と、１本のパイプ材で構成される電極部材（一体型電極）に対して、槌打時の応力を解析で確認した。その結果、図２８に示すように、分割型電極の複数の電極部材１０において、連結部７の取付部１１及び第１支持部１２に生じる応力は、いずれにおいても疲労強度を大きく下回ることが確認された。この解析では、電極部材１０の長さを１５．７ｍとした。

以上より、パイプ材６同士が連結部７によって連結された電極部材１０においても、槌打時において、１本のパイプ材で構成される電極部材と同様の加速度が生じることが分かり、ダストの払い落とし性能に影響がないことが確認された。また、槌打時において、パイプ材６同士が連結部７によって連結された電極部材１０は、槌打時に変位が大きくならないこと、また、応力が抑えられていることが確認された。したがって、本実施形態に係る電極部材１０は、１本のパイプ材で構成される電極部材と同様に、集塵極４の電極部材として適用可能である。

上述した実施形態では、集塵極４において電極部材１０の連結部７が、取付部１１と、第１支持部１２と、第２支持部１３を有する場合について説明したが、本開示はこの例に限定されない。以下、集塵極４の変形例について説明する。

＜第１変形例＞
図８から図１０に示すように、連結部７は、第１支持部１２と第２支持部１３が設けられなくてもよい。この場合、連結部７は、取付部１１のみを有する。取付部１１によって、長手方向に沿って配置された隣り合うパイプ材６同士が連結される。他方、ガス流れＧ方向に配置された複数の電極部材１０と、ガス流れＧ方向に対して直交する方向に配置された複数の電極部材１０は、互いに連結されていない状態となる。

＜第２変形例＞
図１１から図１３に示すように、連結部７は、支持部材１４から構成されてもよい。支持部材１４は、断面が長方形状の板状部材であって、長手方向がガス流れＧ方向に対して平行に設けられる。支持部材１４の板面は、集塵極４のパイプ材６の長手方向に対して平行である。ガス流れＧ方向に沿って配置された１列の電極部材１０において、２枚の支持部材１４が電極部材１０を間に挟み込むように設置される。

支持部材１４は、取付部と第１支持部を兼ねる機能を果たす。すなわち、支持部材１４は、上端側が一方（例えば上方）のパイプ材６の端部とボルト接合され、下端側が他方（例えば下方）のパイプ材６の端部とボルト接合される。これにより、支持部材１４によって、長手方向に沿って配置された隣り合うパイプ材６同士が連結される。ボルトを締め付ける際にパイプ材６の端部が必要以上につぶれてしまわないように、パイプ材６の内側にスペーサが設置されてもよい。また、支持部材１４は、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数のパイプ材６を連結する。これにより、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数の電極部材１０が連結部７の位置でガス流れＧ方向に対して直交する方向に位置決めされることから、ガス流れＧ方向に対する平行度において、電極部材１０の据付精度が向上する。また、ガス流れＧ方向の電極部材１０同士の間隔の据付精度が向上する。

なお、本変形例では、連結部７は、支持部材１４が第１支持部の機能を果たす場合について説明したが、本開示はこの例に限定されない。すなわち、支持部材は、ガス流れＧ方向に対して長い板状部材ではなく、取付部の機能のみを果たすように、１本ずつの電極部材１０に対して２枚の支持部材が両側から挟み込まれるものでもよい。この場合、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数の電極部材１０は、互いに連結されていない状態となる。

＜第３変形例＞
図１１から図１３に示す例では、支持部材１４は、断面が長方形状である場合について説明したが、本開示はこの例に限定されない。例えば、図１４から図１６に示すように、支持部材１４は、高さ方向中央において、外側方向に突出した突起部１５が設けられてもよい。支持部材１４は、断面がＴ字形状を有する。支持部材１４は、例えば、Ｈ型鋼を長さ方向に沿って切断することで形成される。これにより、集塵極４の面外方向の変形に対する剛性を高めることができる。

＜第４変形例＞
上述した実施形態では、パイプ材６の端部の断面形状が例えば長円形状である場合について説明したが、本開示はこの例に限定されない。例えば、図１７から図２０に示すように、パイプ材６の段部の断面形状は、パイプ材６の中間部分と同様に、円形でもよい。この場合、取付部１６は、断面が円形であり、パイプ材６の内部に配置される。取付部１６の一端は、一方（例えば上方）のパイプ材６の端部とボルト接合され、取付部１６の他端は、他方（例えば下方）のパイプ材６の端部とボルト接合される。これにより、取付部１６によって、長手方向に沿って配置された隣り合うパイプ材６同士が連結される。

取付部１６は、中空のパイプ材６の内部に配置され、ボルト接合によるボルトは、パイプ材６と取付部１６に設けられた貫通孔に設置される。鞍型座金を介してボルトとナットが締結されることによってパイプ材６と取付部１６が一体化される。また、図１７から図２０に示す例では、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数の取付部１６と接続される第１支持部１７が設けられる。これにより、取付部１６を介して、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数のパイプ材６が連結される。

なお、本開示において第１支持部１７が設けられなくてもよく、この場合、ガス流れＧ方向に配置された複数の電極部材１０は、互いに連結されていない状態となる。

＜第５変形例＞
図２１から図２３に示すように、パイプ材６の端部の断面形状は、断面円形のパイプ材６が潰されて、ほぼ平板状に閉じた形状とされてもよい。この場合、連結部７は、支持部材１８から構成される。支持部材１８は、断面が例えば長方形状の板状部材であって、長手方向がガス流れＧ方向に対して平行に設けられる。支持部材１８の板面は、集塵極４のパイプ材６の長手方向に対して平行である。ガス流れＧ方向に沿って配置された１列の電極部材１０において、２枚の支持部材１８が電極部材１０を間に挟み込むように設置される。

支持部材１８は、取付部と第１支持部を兼ねる機能を果たす。すなわち、パイプ材６の端部は、ほぼ平板状であり、２枚の支持部材１８の間で、一方（例えば上方）のパイプ材６の端部と他方（例えば下方）のパイプ材６の端部が重ね合わされる。支持部材１８は、上端側と下端側の両方で、一方（例えば上方）のパイプ材６の端部と他方（例えば下方）のパイプ材６の端部が、ボルト接合される。これにより、支持部材１８によって、長手方向に沿って配置された隣り合うパイプ材６同士が連結される。また、支持部材１８は、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数のパイプ材６を連結する。これにより、ガス流れＧ方向に沿って配置された複数の電極部材１０が連結部７の位置でガス流れＧ方向に対して直交する方向に位置決めされることから、ガス流れＧ方向に対する平行度において、電極部材１０の据付精度が向上する。また、ガス流れＧ方向の電極部材１０同士の間隔の据付精度が向上する。

本変形例の場合においても、支持部材は、ガス流れＧ方向に対して長い板状部材ではなく、取付部の機能のみを果たすように、１本ずつの電極部材１０に対して２枚の支持部材が両側から挟み込まれるものでもよい。また、支持部材は、図１６に示した突起部１５を有する支持部材１４のように、断面がＴ字形状を有するものでもよい。

以上、本実施形態及び変形例によれば、複数のパイプ材を溶接によって長さ方向に沿って連結する場合と異なり、溶接接合による熱ひずみが生じないため、全体として屈曲した形状とならずに、簡易にゆがみを少なくすることができ、直線度を維持できる。その結果、ガス流れＧ方向の電極部材１０間の間隔をほぼ一定とすることができ、かつ、集塵極４と放電極５の絶縁距離を確実に確保できる。したがって、集塵極４と放電極５の絶縁距離が短いことによる、火花放電の発生や捕集効率の低下を抑制できる。また、溶接作業が不要となるため、溶接作業者の技量管理や溶接箇所を検査する完了検査が不要になり、製作コストの増大を回避できる。

さらに、ガス流れＧ方向に沿って配置された電極部材１０同士や、ガス流れＧ方向に対して直交する方向に配置された電極部材１０同士が連結されることによって、集塵極４全体の寸法精度を向上させることができ、火花放電の発生や捕集効率の低下を抑制できる。また、複数の電極部材１０同士が連結されるため、個々の電極部材１０が自由な場合と異なり、管群振動が低減したり、槌打時の変位量が低減されたりする。管群振動とは、ガス流れによってある電極部材１０が振動することによって、他の電極部材１０の振動が増幅される現象である。

またさらに、電気集塵装置１の据付現場でのパイプ材６の連結作業が可能であるため、パイプ材６は、輸送制限を超えない長さに抑えられる。そのため、輸送制限（例えば、長さ１２ｍ）を超える場合の特殊輸送が不要となる。また、１２ｍ以上の完成品を輸送する場合と異なり、変形防止のために要求される輸送用治具も不要若しくは物量の低減化が可能となる。

以上説明した各実施形態に記載の電気集塵装置用電極部材、電気集塵装置の集塵極及び電気集塵装置は例えば以下のように把握される。
本開示に係る電気集塵装置用電極部材（１０）は、ガス流れ（Ｇ）方向に沿って配置される集塵極（４）と、前記ガス流れ方向に沿って配置され、前記集塵極に対向して配置される放電極（５）と、を有する電気集塵装置（１）の前記集塵極に用いられる電気集塵装置用電極部材であって、中空の柱状であり、長手方向に沿って２本以上配置されるパイプ材（６）と、長手方向に沿って隣り合う前記パイプ材同士を連結する連結部（７）とを備え、前記連結部は、一方向が前記パイプ材の長手方向に沿って配置され、一端が一方の前記パイプ材の端部とボルト接合され、他端が他方の前記パイプ材の端部とボルト接合される取付部（１１，１６）を有する。

この構成によれば、電気集塵装置は、それぞれガス流れ方向に沿って互いに対向して配置される集塵極と放電極とを有し、電気集塵装置用電極部材は、電気集塵装置の集塵極に用いられる。電極部材は、パイプ材と連結部とを備え、中空の柱状であるパイプ材は、長手方向に沿って２本以上配置され、連結部は、長手方向に沿って隣り合うパイプ材同士を連結する。連結部は、一方向がパイプ材の長手方向に沿って配置される取付部を有し、取付部は、一端が一方のパイプ材の端部とボルト接合され、他端が他方のパイプ材の端部とボルト接合される。これにより、長手方向に沿って隣り合うパイプ材は、連結部の取付部を介して連結され、一体化される。

本開示に係る電気集塵装置用電極部材において、前記パイプ材と前記連結部が連結されている状態で、前記取付部は、前記連結部がない同一長さのパイプ材と同等又はそれ以上の剛性を発揮させる部材であることが望ましい。

この構成によれば、電極部材は、パイプ材と連結部が連結されている状態で、取付部によって、連結部がない同一長さのパイプ材と同等又はそれ以上の剛性を発揮する。

本開示に係る電気集塵装置用電極部材において、前前記パイプ材は、前記端部の断面形状が第１の方向に比べて前記第１の方向に直交する第２の方向の長さが短くてもよい。

この構成によれば、パイプ材の端部において、断面形状が第１の方向に比べて第１の方向に直交する第２の方向の長さが短く、例えば、中間部分が円形であるとき、端部が楕円形状又は長円形状を有する。

本開示に係る電気集塵装置の集塵極は、上述した複数の電気集塵装置用電極部材を有し、前記電極部材がガス流れ方向に沿って所定の間隔をあけて配置された電気集塵装置の集塵極であって、前記パイプ材は、ガス流れ方向に沿って複数配置され、前記取付部は、複数の前記パイプ材に対応して、ガス流れ方向に沿って配置され、前記連結部は、ガス流れ方向に沿って配置された前記取付部を介して複数の前記パイプ材を連結する第１支持部（１２）を更に備える。

この構成によれば、集塵極が複数の上述した電気集塵装置用電極部材を有し、電極部材がガス流れ方向に沿って所定の間隔をあけて配置されており、パイプ材は、ガス流れ方向に沿って複数配置される。取付部は、複数のパイプ材に対応して、ガス流れ方向に沿って配置され、連結部は、取付部に加えて、第１支持部を更に備える。第１支持部は、ガス流れ方向に沿って配置された取付部を介して複数のパイプ材を連結する。これにより、複数の取付部が一体化される。

本開示に係る電気集塵装置の集塵極において、前記パイプ材は、ガス流れ方向に対して直交する方向に沿って複数配置され、前記連結部は、ガス流れ方向に対して直交する方向に沿って間隔をあけて配置された前記第１支持部同士を連結する第２支持部（１３）を更に備えてもよい。

この構成によれば、パイプ材は、ガス流れ方向に対して直交する方向に沿って複数配置される。連結部は、取付部及び第１支持部に加えて、第２支持部を更に備える。第２支持部は、ガス流れ方向に対して直交する方向に沿って間隔をあけて配置された第１支持部同士を連結する。

本開示に係る電気集塵装置は、上述した電気集塵装置の集塵極と、前記集塵極側に突出した複数の放電部を有し、前記ガス流れ方向に沿って配置された放電極とを備える。

この構成によれば、電気集塵装置は、上述した集塵極と放電極とを有し、集塵極には、上述した電気集塵装置用電極部材が用いられており、長手方向に沿って隣り合うパイプ材が、連結部の取付部を介して連結され、一体化されている。

１ ：電気集塵装置
４ ：集塵極
４ａ ：放電側集塵極
４ｂ ：反対側集塵極
５ ：放電極
５ａ ：突起部
５ｂ ：本体部
５ｃ ：取付枠
６ ：パイプ材
７ ：連結部
１０ ：電極部材（電気集塵装置用電極部材）
１１ ：取付部
１２ ：第１支持部
１２Ａ：貫通孔
１３ ：第２支持部
１４ ：支持部材（取付部及び第１支持部）
１５ ：突起部
１６ ：取付部
１７ ：第１支持部
１８ ：支持部材（取付部及び第１支持部）
２０ ：槌打装置

Claims (6)

1. ガス流れ方向に沿って配置される集塵極と、前記ガス流れ方向に沿って配置され、前記集塵極に対向して配置される放電極と、を有する電気集塵装置の前記集塵極に用いられる電気集塵装置用電極部材であって、
   中空の柱状であり、長手方向に沿って２本以上配置されるパイプ材と、
   長手方向に沿って隣り合う前記パイプ材同士を連結する連結部と、
   を備え、
   前記連結部は、一方向が前記パイプ材の長手方向に沿って配置され、一端が一方の前記パイプ材の端部とボルト接合され、他端が他方の前記パイプ材の端部とボルト接合される取付部を有する電気集塵装置用電極部材。
2. 前記パイプ材と前記連結部が連結されている状態で、前記取付部は、前記連結部がない同一長さのパイプ材と同等又はそれ以上の剛性を発揮させる部材である請求項１に記載の電気集塵装置用電極部材。
3. 前記パイプ材は、前記端部の断面形状が第１の方向に比べて前記第１の方向に直交する第２の方向の長さが短い請求項１に記載の電気集塵装置用電極部材。
4. 請求項１に記載の複数の電気集塵装置用電極部材を有し、前記電極部材がガス流れ方向に沿って所定の間隔をあけて配置された電気集塵装置の集塵極であって、
   前記パイプ材は、ガス流れ方向に沿って複数配置され、
   前記取付部は、複数の前記パイプ材に対応して、ガス流れ方向に沿って配置され、
   前記連結部は、ガス流れ方向に沿って配置された前記取付部を介して複数の前記パイプ材を連結する第１支持部を更に備える電気集塵装置の集塵極。
5. 前記パイプ材は、ガス流れ方向に対して直交する方向に沿って複数配置され、
   前記連結部は、ガス流れ方向に対して直交する方向に沿って間隔をあけて配置された前記第１支持部同士を連結する第２支持部を更に備える請求項４に記載の電気集塵装置の集塵極。
6. 請求項４に記載の電気集塵装置の集塵極と、
   前記集塵極側に突出した複数の放電部を有し、前記ガス流れ方向に沿って配置された放電極と、
   を備える電気集塵装置。