JP2767072B2

JP2767072B2 - 排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JP2767072B2
Application number: JP2147864A
Authority: JP
Inventors: 幸夫池田; 功新橋
Original assignee: NAIRUSU BUHIN KK
Current assignee: NAIRUSU BUHIN KK
Priority date: 1990-06-06
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JPH0440249A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、交通渋滞路、有料道路における料金所、
トンネル内、工場などで発生する排気ガスを払子コロナ
放電によって清浄化する排気ガス浄化装置に関し、特に
払子コロナ放電を長期間安定維持して発生することがで
きる払子コロナ発生部を有した排気ガス浄化装置に関す
る。

［従来の技術］従来、この種の技術としては特開昭57−20510号公報
に開示されたものがあった。当該従来の技術によれば、
波型に成形した円筒型集塵筒と、該円筒型集塵筒の中空
部に張設された所望数の放電線とで構成され、該放電線
に高電圧を印加し、排気ガス中の例えばタール粒子や黒
鉛等の微粒子を除塵するようにしていた。すなわち、円
筒型集塵筒と放電線との間に生じた強い静電場の作用に
よって排気ガス中に浮遊する微粒子を集塵筒内壁に吸引
付着し、除塵するようにしたものであった。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、前記した従来の技術によれば、集塵筒と放電
線との間に火花放電が生じたとき放電線が断線する危険
が有った。

また、排気ガス中のNO_XやCO_X等の有害ガスを除却する
には浄化能力が弱く不充分なものであった。

この様な有害ガスを活性化し除却する有力な放電発生
形態として、近時コロナ放電によるものが考えられた
が、一般的なコロナ放電現象では、所期の値を確保でき
なかった。

その為、当該コロナ放電によって有害ガスを除却する
技術を実用化すべく特異なコロナ、すなわち、払子コロ
ナを発生する必要があり、払子コロナの増発を確保する
必要があった。

更に、前記払子コロナを長時間安定して発生するに
は、例えば、炭化粒子等の付着による前記払子コロナの
発生に与える影響を排除する必要があった。

［問題点を解決するための手段］この発明は前述の問題点に鑑み、創作されたものであ
り、表面に凸部を有する導電体からなる第１の電極、該
第１の電極に対向し配設する導電体からなる第２の電
極、第２の電極の少なくとも前記第１の電極側の面に被
着する絶縁部、及び前記第１の電極及び第２の電極に接
続する交流高圧電源からなる払子コロナ発生部と、該払子コロナ発生部の第１の電極側の面に洗浄液を注
入する注入手段と、前記払子コロナ発生部に外気を吸入する吸入手段と、を有した排気ガス浄化装置を提供する。

また、その実施態様として、前記注入手段が、筒状の
形状から成るとともに前記洗浄液を流通する少なくとも
一つのスリットを備え、かつ、前記払子コロナ発生部の
上端に装着したものである排気ガス浄化装置を提供す
る。

この発明は、上記構成手段によって払子コロナを安定
維持して発生するとともに、該払子コロナによって排気
ガスを長期に亘って清浄化することを目的としたもので
ある。

［作用］上述の構成からなるこの発明に係る排気ガス浄化装置
は次のように作用する。

先ず、払子コロナ発生部に於いて、第１の電極及び第
２の電極間に高電圧を印加すると第２の電極の内面部に
被着する絶縁部と第１の電極との間に払子コロナが発生
する。

この状態は、第５図ないし第７図に示され、以下にこ
れを説明する。

第５図は、交流高圧電源４によって第１の電極１には
プラス電圧が、第２の電極２にはマイナス電圧がそれぞ
れ印加された状態を示す。

第５図中にEOで示す矢印は、第１の電極１及び第２の
電極２間に印加される高電圧によって発生する電界の方
向を示し、ESで示す矢印は洗浄液５によって覆われた絶
縁部３の表面に蓄積された電荷によって生じる逆電界の
方向を示し、Ｐは絶縁部３の表面に蓄積されたプラス電
荷を示し、C1は正極性コロナを示し、ここでは特に正極
性コロナが最も生長した払子コロナを示す。

当該第５図で示す状態では、払子コロナC1が発生する
とともに絶縁部３の表面にプラス電荷Ｐが蓄積され、該
プラス電荷Ｐの量に応じて逆電界ESが大きくなり払子コ
ロナC1を抑制し、時間の経過とともに払子コロナC1は第
１の電極１の近辺にだけ生じるブラシコロナ若しくは膜
状コロナへと変化減衰してゆく。

この払子コロナC1の変化減衰現象は、結局プラス電荷
Ｐの蓄積量が多く成りすぎたために生じるわけであり、
この過剰なプラス電荷Ｐを少なくする手段を講じること
によって払子コロナC1は増加かつ生長する。

この発明に於いては、後術する第６図及び第７図で示
す段階を経て過剰なプラス電荷Ｐを中和し、減少するこ
とによって払子コロナC1の発生を確保している。

第６図は、交流高圧電源４の出力の極性が切換わる所
謂零点の状態を示す。当該第６図に示す状態では、コロ
ナの発生は一旦停止する。

第７図は、前記第５図に示す状態とは逆極性であり、
交流高圧電源４によって第１の電極１にはマイナス電圧
が、第２の電極２にはプラス電圧がそれぞれ印加された
状態を示す。

第７図中のｅは電子を示し、C2は負極性コロナを示
す。

当該第７図で示す状態では、第１の電極１から負極性
コロナC2及び電子ｅが生じ、電子ｅは絶縁部３の表面に
蓄積したプラス電荷Ｐと結合し中和する。

このことによって過剰なプラス電荷Ｐは減少され、再
び第５図で示す状態に進行したとき払子コロナC1は再び
発生する。

上述のごとく、払子コロナ発生部では第５図ないし第
７図に示す状態の繰返しによって払子コロナC1が継続的
に発生されるが、絶縁部３に炭化粒子等が付着し、絶縁
部３の表面に凹凸が生じると前記払子コロナC1が消失
し、火花放電へと移行する。しかしながら、この発明で
は、洗浄液５を注入手段によって前記払子コロナ発生部
６に注入しており、前記絶縁部３の表面の付着物は、洗
浄液５によって常に洗浄されている。その為、払子コロ
ナ発生部６では払子コロナC1が長期間安定して発生され
る。

そして、吸入手段により前記払子コロナ発生部６に排
気ガスを通気すると、排気ガス中のNO_X,SO_X,CO_X等の有
害ガスは払子コロナによって発生するO₃（オゾン）によ
り酸化されて安定したガスに変化し、あるいはイオン風
により払子コロナ発生部６に吸着されるなどして清浄化
される。

［実施例］第１図ないし第４図は、この発明の好適な実施例を示
した図面である。

当該実施例は、第３図に示すごとき有料道路における
料金所や、第４図に示すごときトンネル内や、交通渋滞
路や、工場などで発生する排気ガス中の有害ガスを浄化
すべく構成した実施例を説示する。

第１図は、この発明による排気ガス浄化装置Ａの全体
を示す垂直断面図である。

同図に於いて、６は交流高圧電源４の印加によって払
子コロナC1を発生する払子コロナ発生部であり、第１の
電極１、第２の電極２、絶縁部３、交流高圧電源４、及
び支持部７によって構成している。

詳述すると、前記第１の電極１は、例えばステンレス
棒をネジのごとく螺旋加工したものである。この螺旋加
工は、フライス盤等の切削加工機を用いて行なう方法
や、焼結等の型加工機を用いて行なう方法等を適宜選択
すればよい。そして、ネジ山のピッチを変えることによ
って第１の電極１の表面における断面形状が三角形状の
凸部や、断面形状が台形状の凸部を形成する。

次に、該第１の電極１は、絶縁材料でなる支持部７に
より、円筒状に形成した例えばセラミックス等の材料で
形成した絶縁部３の中央に支持する。そして、該絶縁部
３の外側には第２の電極２を被着形成する。

前記第２の電極２は、例えばセラミックス等の絶縁部
３の表面に金属ペーストを印刷し、焼成して形成したも
のである。あるいは、予め金属パイプで第２の電極２を
作成し、次にこの第２の電極の表面を有機ガラス等によ
って琺瑯加工を加えて絶縁部３に形成する。また、絶縁
パイプと金属パイプの単なる組合せであってもよい。

前記第１の電極１と第２の電極２は、それぞれ交流高
圧電源４に電気的結線している。該交流高圧電源４は、
所定の周波数で正負両極の高電圧を発生する回路であ
り、その波形は正弦波やパルス波等のいずれのものであ
ってもよい。

５は、洗浄液である。該洗浄液５は、前記払子コロナ
発生部６の例えば絶縁部３の付着物の洗浄に適したもの
であればよく、例えばエンジンオイル、軽油等を使用す
ることができる。

次に、８は注入手段である。該注入手段８は、前記第
１の電極１側の面に洗浄液５を注入するものであり、第
２図に示す形状を成している。すなわち、該注入手段８
は、第２図に示すごとく筒状をしており、上部に洗浄液
５を流通する複数のスリット8aを備えている。そして、
注入手段８の内側には上向きに開口する第１の擂鉢部8b
と、下向きに開口する第２の擂鉢部8cと、該第２の擂鉢
部8c及び上記第１の擂鉢部8b間を連絡する円筒部8dを有
する。また、注入手段８の外側には段部8eと、Ｏリング
8fを装着する溝部8gと、ネジ部8hを有する。

また、９は洗浄液５の受部であり、該受部９は洗浄液
５及び受部９の底の沈澱物5bを排出するためのキャップ
10を螺着している。

該受部９は、更に、ポンプ11に接続する循環パイプ12
を連結している。

該循環パイプ12は、ポンプ11を介して受部９と上部ダ
クト13を接続するパイプであり、前記受部９に連結した
側の先端部12aは、受部９の底部9aより高い位置に設定
しており、前記沈澱物5bの吸込みを排除している。

また、前記受部９は、排気ガス中に含まれた洗浄液５
等のミストを分離する衝突板9bを有する。

前記受部９は、排気ガスの通路である下部ダクト14に
接続している。

また、該下部ダクト14は、相対する位置に設けられた
上部ダクト13と共働して前記払子コロナ発生部６を挟持
している。

詳述すると、前記払子コロナ発生部６の下部は、シリ
コンゴム製のパッキング15aを介して下部ダクト14に圧
接し、同じく上部はパッキング15bを介して上部ダクト1
3に圧接している。尚、上部ダクト13は洗浄液５を溜め
るタンクとしての役割を兼ねている。

また、前記下部ダクト14と上部ダクト13の間には、複
数の払子コロナ発生部６を挿通するアースプレート16が
設けられている。

該アースプレート16は、各払子コロナ発生部６の第２
の電極２を交流高圧電源４の一端側とともに接地するた
めの部材であり、該アースプレート16はコンタクト部材
17を介して前記第２の電極２に電気的に接続している。
前記コンタクト部材17は、略Ｕ字状に成形した、例えば
ベリリウム・カッパー合金材等の金属材から成る部材で
あり、払子コロナ発生部６のメンテナンス時に於いて、
払子コロナ発生部６の取外し及び装着を容易にしてい
る。

18は、吸入手段である。該吸入手段18は、払子コロナ
発生部６に外気を吸入するものであり、下部ダクト14に
設置している。

この実施例に於いて、吸入手段18はファンによって構
成している。尚、吸入手段18は上部ダクト13の開口に配
置してもよい。

次に、前記した各構成から成る排気ガス浄化装置の作
動を第１図により説明する。

例えば、吸入手段18の作動によって矢印Ｂで示すごと
く上部ダクト13内に吸入した排気ガスは、矢印Ｃで示す
ごとく複数の払子コロナ発生部６内を通過する。このと
き、払子コロナ発生部６の内部は放電現象により払子コ
ロナC1が群列しており、前記排気ガスは全て前記払子コ
ロナC1の雰囲気中を通過することと成る。

前記排気ガスには窒素化合物（NO_X）等の有害ガスが
含まれているが、これらの有害ガスは前記払子コロナ発
生部６内で発生するオゾンやイオン風等により排気ガス
から除去される。

そして、前記払子コロナ発生部６を通過した排気ガス
は清浄化され、矢印Ｄで示すごとく下部ダクト14に達
し、矢印Ｅ及び矢印Ｆで示すごとく受部９を介して外に
排出される。

一方、洗浄液５は上部ダクト13内に溜めてあり、注入
手段８のスリット8aを通って払子コロナ発生部６内に滴
下される。

払子コロナ発生部６内に滴下した洗浄液５は、払子コ
ロナC1が発生する両電極間に於いて、クーロン力を受
け、あるいはイオン風によって絶縁部３の表面に拡散及
び吸着される。

これにより、絶縁部３の表面は前記洗浄液５によって
常に洗浄され、平滑化されることと成る。そして、前記
払子コロナ発生部６から流出した洗浄液５は下部ダクト
14を介し受部９に達する。この時、洗浄液５の一部は排
気ガス中にミストとして含まれており、このミストは受
部９に設けられた衝突板9bに衝突し、失速されて受部９
内に回収される。これにより、洗浄液５を有効活用でき
る。そして、受部９に滞溜した洗浄液５はポンプ11によ
って上部ダクト13に汲み上げられ、再び払子コロナ発生
部６に注入される。

［発明の効果］この発明は、排気ガス浄化装置を構成する払子コロナ
発生部の第１の電極側の面に洗浄液を注入する注入手段
を有するとともに、払子コロナ発生部に外気を吸入する
吸入手段を有したことに特徴があり、その為、第１の電
極に面した絶縁物の表面の付着物による凹凸を前記洗浄
液によって洗浄することができ、その為、大規模な払子
コロナ放電を長期に亘って安定維持かつ確保して発生す
ることができ、交通渋滞路、有料道路に於ける料金所、
トンネル内、工場などで発生する排気ガス中の有害ガス
を確実に除去することができる。

また、上記注入手段が洗浄液を流通する少なくとも一
つのスリットを備えているので、払子コロナ発生部内に
少量かつ適量の洗浄液を注入することができるといった
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好適な実施例の垂直断面図、第２図
は第１図に示す注入手段の斜視図、第３図は第１図に示
すものを設置した料金所の斜視図、第４図は第１図に示
すものを設置したトンネル内の斜視図である。第５図ないし第７図は、この発明のコロナ発生状態を説
明するための模式図であり、第５図は正極性コロナ発生
状態を示した図、第６図は零点状態を示した図、第７図
は負極性コロナ発生状態をそれぞれ示した図である。１……第１の電極、２……第２の電極、３……絶縁部、
４……交流高圧電源、５……洗浄液、６……払子コロナ
発生部、７……支持部、８……注入手段、９……受部、
10……キャップ、11……ポンプ、12……循環パイプ、13
……上部ダクト、14……下部ダクト、16……アースプレ
ート、17……コンタクト部材、18……吸入手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 53/32 - 53/96 F01N 3/08 B03C 3/00 - 3/88

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に凸部を有する導電体からなる第１の
電極、該第１の電極に対向し配設する導電体からなる第
２の電極、該第２の電極の少なくとも前記第１の電極側
の面に被着する絶縁部、及び前記第１の電極及び第２の
電極に接続する交流高圧電源からなる払子コロナ発生部
と、該払子コロナ発生部の第１の電極側の面に洗浄液を注入
する注入手段と、前記払子コロナ発生部に外気を吸入する吸入手段と、を有したことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】前記注入手段が、筒状の形状から成るとと
もに前記洗浄液を流通する少なくとも一つのスリットを
備え、かつ、前記払子コロナ発生部の上端に装着したも
のであることを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化
装置。