JP3661364B2 - 電気集じん機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車専用道路のトンネル空気の浄化，換気設備に適用するトンネル用電気集じん機を実施対象とする電気集じん機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今では、自動車専用道路のトンネル内空気の浄化手段として、一般に電気集じん機が使用されている。この電気集じん機の設備はトンネルの本坑（自動車道路）からバイパスする側坑のトンネル内に設置し、本坑から取り込んだ自動車排気ガスの煤煙などを含む汚染空気を電気集じん機に導いて浄化した後、再び本坑に放流する、あるは換気塔を通じてトンネル外に放流するようにしている。
【０００３】
この場合に、トンネルの規模，自動車の交通量などを勘案して電気集じん機設備の処理風量を決めるわけであるが、一般には集じん機メーカーが１基当たりの処理風量などを規定して電気集じん機の仕様を標準化し、トンネルでのトータル的な処理風量に合わせて必要な台数の電気集じん機を現地に据付けて対応させるようにしている。
【０００４】
図３，図４はかかるトンネル用電気集じん機の構成配置を示す図である。図３において、１はトンネルの換気用ずい道、２はずい道１の内部に据付けけたトンネル用電気集じん機本体であり、集じん機本体２は 各台ごとに箱型の筐体フレーム３の内部に帯電部ユニット４，集じん部ユニット５を前後に並べて組み込み、さらにその入口，出口にエアダンパ３ａ，集じん部ユニットの洗浄装置（空気ブロー洗浄，あるいは水洗浄）３ｂなどを付設した構成になる。なお、６は帯電部ユニット４，集じん部ユニット５に電圧を印加する直流高圧電源である。
【０００５】
また、図４で示すように電気集じん機は、ずい道１の内部にベース，支持架台を組んだ上で、ここに複数台の集じん機本体２を上下段に積み上げて据付け、その側方の残余スペースに補機（図示せず）などを配置するようにしている。
次に、従来における電気集じん機の帯電部ユニット４，および集じん部ユニット５の構成を図５に示す。すなわち、帯電部ユニット４は放電線（０．２２〜０．２６mmφのステンレスワイヤ）４ａと平板の接地極板４ｂとを２０mm程度の間隔を隔てて交互に多数配列してなり、集じん部ユニット５は厚さ０．５mm程度の鋼板（ステンレス鋼）で作られた多数枚の平板状な高圧極板５ａと接地極板（集じん極板）５ｂとを間隔５〜６mm程度の間隔を隔てて交互に平行配列した構成になる。
【０００６】
そして、前段の帯電部ユニット４には放電線４ａにＤＣ１１ｋＶの電圧を印加し、ここで放電線４ａの周囲に発生するコロナ放電で被処理空気中に浮遊する煤じん粒子を荷電する。一方、後段の集じん部ユニット５では高圧極板５ａにＤＣ５．５ｋＶの電圧を印加して接地極板５ｂとの間に電界を形成し、帯電ユニット４を通過する過程で荷電した煤じん粒子をクーロン力により接地極板５ｂの極板上に引き寄せて集じんする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気集じん機を設置するトンネル内の据付け現場はスペースも狭く、かつクレーン設備などを備えてなく、多くの場合に集じん機の据付け作業はリフタと人手作業に頼っているのが現状である。このために、据付け施工でのハンドリングを楽に行うためにも、集じん機本体をできる限り軽量化することが重要な課題となっている。かかる点、前記した従来製品のトンネル用電気集じん機では、一例として処理風量３０ｍ³ ／ｓ（風速７ｍ／ｓ）の電気集じん機は本体の総重量は約５ｔであり、筐体フレームと帯電，集じんユニットの重量配分は概略４：６である。
【０００８】
したがって、所定の処理風量（３０ｍ³ ／ｓ），集じん効率（８０％以上）を確保しつつ、帯電，集じんユニットが軽量化できれば、ユニット荷重を支える筐体フレームも軽量となり、電気集じん機本体の総重量が軽量となって現地への搬入，据付け施工の面で有利となる。
なお、軽量化策として、帯電部，集じん部ユニットを構成している電極板に肉厚の薄い鋼板を採用して重量の軽量化を図ることが考えられるが、現在より薄い鋼板を使用すると剛性が不足して極板間に所定の間隔を保持することが極めて困難となって集じん機能が不安定となる。
【０００９】
また、前記の重量軽量化の問題とは別に、従来の電気集じん機では、帯電部ユニットの放電極に極細ワイヤを採用していることからワイヤの断線事故が発生し易く（電気集じん機の故障の約９０％は放電ワイヤの断線による）、しかも帯電部でワイヤの断線事故が発生すると、ワイヤ，およびその取付金具が後段の集じん部ユニットに当たり、これによって集じん部の極板が破損するといった二次的な事故に進展するおそれがある。
【００１０】
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、所定の処理風量と高い集じん効率を確保しつつ、総重量の軽量化，および信頼性の向上が図れるよう改良した電気集じん機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明によれば、帯電部ユニットと集じん部ユニットを前後段に組合せた電気集じん機において、集じん部ユニットを構成する高圧極板，接地極板に対し、その被処理空気流入側の前半面域にパンチング穴を分散開口するものとし、具体的には極板の剛性を確保する面からパンチング穴の開口面積を極板の前半面域の１／２以下とする。
【００１２】
また、帯電部ユニットについては、高い集じん効率を維持するために、帯電部ユニットの放電極，接地極を平行極板で構成する。
すなわち、発明者等が電気集じん機の運転実績から得た知見によれば、集じん部ユニットの集じん極板に凝集，堆積したダストは被処理空気の流入側に近い前半面域よりも流出側の後半面域に多く分布していることが確認されている。これは、ダストの再飛散現象，および流入側通路における空気流の乱れなどに起因するものと推定される。
【００１３】
そこで、前記した集じん部ユニットにおける極板上に集じんされたダストの分布に着目し、特に集じんされたダストの堆積量が少ない被処理空気流入側に近い面域にパンチング穴を開口することにより、従来と同等な集じん効率を確保しつつ、極板の重量軽量化が図れるようになる。この場合に、パンチング穴の開口率を面積比で極板の前半面域の１／２以下に設定することで、実用上で必要な極板の剛性を確保することができる。
【００１４】
また、帯電部ユニットについて、集じん部ユニットの前段に並ぶ帯電部ユニットの放電極，接地極を平行極板で構成（なお、放電極板にはコロナ放電を形成するように、極板の板面，側縁部などに分散して針電極を形成する刺部を適宜形成しておくのがよい）することにより、この帯電部ユニットの平行極板が被処理空気流に対する整流板として有効に機能し、集じん部ユニットに流入する空気流を層流に近い状態に保って高い集じん効率が得られるようになるとともに、さらに、放電極を平板とすることで、従来機のように放電線のワイヤ断線による事故発生のおそれがなく、それだけ信頼性が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１，図２に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図５に対応する同一部材には同じ符号が付してある。
すなわち、図示実施例においては、集じん部ユニット５を構成する高圧極板５ａ，および接地極板５ｂに対して、その被処理空気流入側の前半面域にパンチング穴５ｃを分散開口するものとし、具体的には極板５ａ，５ｂの長手方向の全長寸法をＬとして、パンチング穴５ｃが開口する面域の長さｌを全長Ｌの１／２以下とし、かつパンチング穴５ｃの開口率を面積比で極板の前半面域の１／２以下とする。これにより、集じん部ユニット５の重量を従来品と較べて約１５％軽量化できる。なお、パンチング穴５ｃの形状は丸穴でも角穴でもよいが、加工性，極板の剛性確保の面から、図示例のように丸穴として極板の板面に千鳥状に配列して開口するのがよい。
【００１６】
また、集じん部ユニット５の前段に組合せた帯電部ユニット４については、その放電極を接地極板４ｂと平行して交互に配列（極板間の間隔は２０mm程度）した平板状の放電極板（放電極板にはコロナ放電を生成し易くするために、板面に適宜な刺状突起を設ける，あるいは極板の側縁を鋸刃状に形成するとよい）４ｃで構成し、接地極板４ｂとの間に加する電圧を被処理空気の性状（煤じん濃度，湿度など）に合わせてＤＣ１０〜２０ｋＶの範囲で適正な値に調整するようにしている。
【００１７】
かかる構成により、帯電部ユニット４の平行極板４ｂ，４ｃが被処理空気流に対する整流板として機能し、後段の集じん部ユニット５に流入する空気流を層流に近い状態に保って高い集じん効率が得られるようになる。さらに、放電極を平板とすることで、従来構成のワイヤ放電線のように断線するおそれがなく、それだけ信頼性が向上する。
【００１８】
なお、発明者等が試作した前記構成の集じん機で実機テストを行った結果によれば、従来の製品と同じ外形サイズで、その総重量は在来製品と較べて約１５％軽量化でき、かつ被処理空気の風速を約１０ｍ／ｓに高めて場合でも８０％以上の集じん効率が得られることが確認できた。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の構成によれば、所要の処理風量，高い集じん効率を確保しつつ、在来製品と較べて総重量の軽量化が図れ、これによりトンネル用電気集じん機として現地に据付ける際の施工，ハンドリング作業を楽に行うことができる。
【００２０】
また、帯電部ユニットの放電極，接地極を平行極板で構成したことにより、従来構成のワイヤ放電線のように断線するおそれがなく、それだけ信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例による電気集じん機の帯電部，集じん部ユニットの構成図
【図２】図１における集じん部ユニットの極板の斜視図
【図３】この発明の実施対象であるトンネル用電気集じん機の略示構成図
【図４】トンネルの換気ずい道内に据え付けた電気集じん機の配置図
【図５】従来における電気集じん機の帯電部，集じん部ユニットの構成図
【符号の説明】
１ トンネルずい道
２ 電気集じん機本体
４ 帯電部ユニット
４ｂ 接地極板
４ｃ 放電極板
５ 集じん部ユニット
５ａ 高圧極板
５ｂ 接地極板
５ｃ パンチング穴
６ 直流高圧電源

Claims (3)

1. 帯電部ユニットと集じん部ユニットを前後段に組合せた電気集じん機において、集じん部ユニットを構成する高圧極板，接地極板に対し、その被処理空気流入側の前半面域にパンチング穴を分散開口したことを特徴とする電気集じん機。
2. 帯電部ユニットと集じん部ユニットを前後段に組合せた電気集じん機において、集じん部ユニットの高圧極板，接地極板に対してその被処理空気流入側の前半面域にパンチング穴を分散開口するとともに、帯電部ユニットの放電極，接地極を平行極板で構成したことを特徴とする電気集じん機。
3. 請求項１または２に記載の電気集じん機において、パンチング穴の開口面積を極板の前半面域の１／２以下に設定したことを特徴とする電気集じん機。

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