JP5909629B2 - Electric dust collector - Google Patents
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Description
本発明は、塵・埃、油や水のミストなど空気中に浮遊する粒子状物質を捕集するのに使用される電気集塵装置に関するものである。 The present invention relates to an electrostatic precipitator used to collect particulate matter floating in the air, such as dust / dust, oil or water mist.
従来、この種の電気集塵装置は、以下のようなものが知られており、図4を参照しながら説明する(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, this type of electrostatic precipitator is known as follows, and will be described with reference to FIG. 4 (see, for example, Patent Document 1).
図4に示すように空気の流れと平行して面状の接地極板101を備え、それと平行して支持体102と複数の針状電極103からなる放電電極104を備え、直流高圧電源から直流高電圧を放電電極104に供給することにより、接地極板101と放電電極104間でコロナ放電を発生させ、空気中の浮遊粒子状物質を帯電・捕集している。
As shown in FIG. 4, a planar ground electrode plate 101 is provided in parallel with the air flow, and a
接地極板101の材質は鋼・ステンレス・アルミ等の金属を用いる。また針状電極103の材質は鋼・ステンレスを用いるのが通常であるが、腐食性や耐食性を考慮し、チタン・イリジウム・白金・ロジウム・タングステン等の金属やこれらの合金を用いる場合もある。 The ground electrode plate 101 is made of metal such as steel, stainless steel, or aluminum. In general, the needle-shaped electrode 103 is made of steel or stainless steel. However, in consideration of corrosion and corrosion resistance, metals such as titanium, iridium, platinum, rhodium, and tungsten, and alloys thereof may be used.
この時、接地極板101にある針状電極103と放電電極104との電極間距離は30mm、針状電極103への印加電圧は18kVとなっている。
At this time, the distance between the needle electrode 103 and the
このような従来の電気集塵装置は、接地極板と放電電極の電極間距離を狭くしすぎると、火花放電が頻発し電気集塵装置本来の集じん性能を得られなくなるという課題がある。そこで、電極間距離を広くすれば(あるいは放電極への印加電圧を低くすれば)その課題は解決できるが、集塵性能を確保するために装置を大型化する必要があった。 Such a conventional electrostatic precipitator has a problem that if the distance between the ground electrode plate and the discharge electrode is too narrow, spark discharge occurs frequently and the original dust collecting performance of the electrostatic precipitator cannot be obtained. Therefore, if the distance between the electrodes is increased (or the voltage applied to the discharge electrode is reduced), the problem can be solved, but the apparatus has to be enlarged in order to ensure the dust collection performance.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、火花放電が発生せず小型で集塵性能を得られる電気集塵装置を提供することを目的としている。 The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an electric dust collector that does not generate a spark discharge and that can obtain a dust collection performance in a small size.
そして、この目的を達成するために、本発明は、高圧電源により高電圧が印加された放電極と、その放電極と対向して一定の距離を置いて配置される接地電極が交互に複数配置され、接地電極は絶縁性基材の表面に106Ω/□〜1010Ω/□の表面抵抗率となるように抵抗体を設けており、その抵抗体の一部と接触した導電性部材は電気的にアースに接続され、放電極と前記接地電極との間でコロナ放電が発生し、それに伴って流れる電流を監視する電流監視手段を備えた電気集塵装置であって、電流監視手段で検知した電流値によって、高電圧の印加を制御することを特徴としたものであり、これにより初期の目的を達成するものである。
In order to achieve this object, the present invention provides a discharge electrode to which a high voltage is applied by a high-voltage power supply, and a plurality of ground electrodes alternately arranged at a certain distance facing the discharge electrode. The ground electrode is provided with a resistor on the surface of the insulating base so that the surface resistivity is 10 6 Ω / □ to 10 10 Ω / □, and the conductive member is in contact with a part of the resistor. Is an electrostatic precipitator equipped with a current monitoring means that is electrically connected to the ground, and generates a corona discharge between the discharge electrode and the ground electrode, and monitors the current flowing therewith. The application of a high voltage is controlled according to the current value detected in
本発明によれば、高圧電源により高電圧が印加された放電極と、その放電極と対向して一定の距離を置いて配置される接地電極が交互に複数配置され、接地電極は絶縁性基材の表面に106Ω/□〜1010Ω/□の表面抵抗率となるように抵抗体を設けており、その抵抗体の一部と接触した導電性部材は電気的にアースに接続され、放電極と前記接地電極との間でコロナ放電が発生し、それに伴って流れる電流を監視する電流監視手段を備えた電気集塵装置であって、電流監視手段で検知した電流値によって、高電圧の印加を制御するようにしたことで、接地電極の抵抗体に放電極を近接させても抵抗体のもつ抵抗によって火花放電は発生しない。また、接地極板の抵抗体と放電極とを近接させることが出来るので、小型化を図ることが出来、しかも高い集塵性能を確保することが出来る。 According to the present invention, a plurality of discharge electrodes to which a high voltage is applied by a high-voltage power supply and a plurality of ground electrodes that are arranged at a fixed distance so as to face the discharge electrodes are alternately arranged. A resistor is provided on the surface of the material so as to have a surface resistivity of 10 6 Ω / □ to 10 10 Ω / □, and the conductive member in contact with a part of the resistor is electrically connected to ground. An electrostatic precipitator equipped with a current monitoring means for monitoring a current flowing along with a corona discharge generated between the discharge electrode and the ground electrode, and a high current value detected by the current monitoring means. By controlling the application of voltage, even if the discharge electrode is brought close to the resistor of the ground electrode, no spark discharge occurs due to the resistance of the resistor. Further, since the resistor of the ground electrode plate and the discharge electrode can be brought close to each other, the size can be reduced, and high dust collection performance can be ensured.
さらに、万が一接地極板の抵抗体と放電極との距離が接触に近いほど近接したり、もしくは接触したりした場合に、電流が増加したことを電流監視手段で検知し、高電圧の印加を制御することで、抵抗体に流れる電流を抑制し、抵抗体でのジュール熱による発熱を防止することが出来るので、より安全な電気集塵装置を提供することが出来る。 Furthermore, in the unlikely event that the distance between the resistor of the grounding electrode plate and the discharge electrode is closer or closer, the current monitoring means detects that the current has increased, and the application of a high voltage is detected. By controlling, the current flowing through the resistor can be suppressed and heat generation due to Joule heat in the resistor can be prevented, so that a safer electric dust collector can be provided.
本発明の請求項1記載の電気集塵装置は、高圧電源により高電圧が印加された放電極と、その放電極と対向して一定の距離を置いて配置される接地電極が交互に複数配置され、前記接地電極は絶縁性基材の表面に106Ω/□〜1010Ω/□の表面抵抗率となるように抵抗体を設けており、前記抵抗体の一部と接触した導電性部材は電気的にアースに接続され、前記放電極と前記接地電極との間でコロナ放電が発生する電気集塵装置であって、前記抵抗体は二酸化ケイ素および酸化アルミニウムを含むバインダ内に四酸化三鉄が分散したものであり、コロナ放電に伴って流れる電流を監視する電流監視手段を備え、前記電流監視手段で検知した電流値の変化量によって、高電圧の印加を制御するようにしたものである。これにより、放電極と接地電極の抵抗体が一定の距離を置いて配置された状態では、コロナ放電が発生し、浮遊粒子状物質を帯電・捕集することが出来るとともに、接地電極の抵抗体と放電極が接触するほど近接しても、火花放電が発生しないため、放電極と接地電極の抵抗体との距離を短くとる、あるいは放電極への印加電圧を高くしても、火花放電が発生せず、集塵性能を高めることが出来る。
In the electrostatic precipitator according to
また、高電圧の印加を、単位時間当たりの電流値の変化量により制御するようにしてもよい。これにより、電流が緩やかに変化した場合と、急激に変化した場合との区別が出来るようになり、電流値の変化する速さに応じて高電圧の印加を制御することが出来る。 Further, the application of a high voltage may be controlled by the amount of change in current value per unit time. As a result, it is possible to distinguish between a case where the current changes gently and a case where the current changes suddenly, and it is possible to control the application of a high voltage according to the speed at which the current value changes.
また、セラミックスからなる絶縁性基材の表面に設ける抵抗体は、少なくとも四酸化三鉄を含む構成にしてもよい。これにより、表面抵抗率を106〜1010Ω/□とすることができ、放電極と抵抗体との間でコロナ放電を発生させられるとともに、放電極と抵抗体との距離を近づけても、火花放電が発生することがなく、可燃性物質の捕集の場合であっても安全に捕集することが出来る。 Further, the resistor provided on the surface of the insulating base made of ceramics may include at least triiron tetroxide. As a result, the surface resistivity can be 10 6 to 10 10 Ω / □, corona discharge can be generated between the discharge electrode and the resistor, and the distance between the discharge electrode and the resistor can be reduced. Spark discharge does not occur, and it can be safely collected even in the case of collecting a combustible substance.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
本実施の形態は、図1に示すように、帯電部1と集塵部2から構成される電気集塵装置3と、それらに高電圧を印加するための高圧電源4と、電流監視手段である電流計5と、電流計の値を読み込み、高圧電源4を制御するための制御部6と、制御部6から外部へ知らせることの出来る報知手段であるランプ7から構成される。
(Embodiment)
As shown in FIG. 1, the present embodiment includes an
帯電部1は、図2に示すように、金属製の支持部材8に針9を複数固定した放電極10と、それを支持する金属製の放電極固定部材11と、金属製のフレーム12と放電極固定部材11を電気的に絶縁させながら固定するためのセラミックスや樹脂製の碍子13と、フレーム12に接続された接地電極14とから構成される。
As shown in FIG. 2, the
本実施の形態では、放電極10と接地電極14との間隔は20mm、高圧電源4より放電極10へ印加する電圧は直流−7〜−11kVである。接地電極14は導電性部材15を介してフレーム12と接続しており、フレーム12がアースに接続されている。放電極10へ高電圧を印加すると、放電極10の針9先端に電界が集中し、針9先端近傍の空気が絶縁破壊を起こし、コロナ放電が発生する。これにより、処理空気に含まれる粒子状物質を帯電させることができる。なお、印加電圧の極性は正負どちらでもよい。
In the present embodiment, the interval between the
集塵部2は図示していないが、高電圧が印加される荷電極板とアースに接続される接地極板が、距離をおいて(本実施の形態では6mm)交互に複数配置された構成である。本実施の形態では、荷電極板への印加電圧は、帯電部1の放電極10へ印加する電圧と同様としているが、それぞれ異なる電圧としてもよい。
Although not shown in the drawings, the
帯電部1で帯電された粒子状物質が集塵部2へ飛来し、荷電極板と接地極板の間の電界によって、帯電粒子にはクーロン力が働き、捕集される。
The particulate matter charged by the
ここで、帯電部1の接地電極14について詳しく説明する。接地電極14は図3に示すように、セラミックスよりなる絶縁性基材16の表面に、表面抵抗率が106〜1010Ω/□の範囲、より好ましくは107〜109Ω/□となるように抵抗体17を設けている。この抵抗体17は、少なくとも二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとを含むバインダに、四酸化三鉄を混合したスラリーを塗布・焼成してなる抵抗体17を設けた構成である。
Here, the
二酸化ケイ素および酸化アルミニウムを含むバインダ内に四酸化三鉄が適度に分散することにより、抵抗体17の表面抵抗率を106〜1010Ω/□の範囲とすることができる。この表面抵抗率を得るために、抵抗体17はバインダに対して四酸化三鉄が40〜60wt%の割合で混合させることが好ましい。
By appropriately dispersing triiron tetroxide in the binder containing silicon dioxide and aluminum oxide, the surface resistivity of the
具体的に、抵抗体17は以下のように形成される。まず、少なくとも二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとを含むバインダに、四酸化三鉄を加えて粉砕、混合してスラリーを作製する。バインダと四酸化三鉄の重量比は、バインダに対して四酸化三鉄が40〜60wt%となっている。次に、作製したスラリーを、絶縁性基材16の表面にスプレーにより塗布する。その後、絶縁性基材16を1100〜1200℃で焼成し、バインダ成分を溶融させて抵抗体17を形成する。これにより、絶縁性基材16の表面に抵抗体17が強固に結合した接地電極14となる。
Specifically, the
絶縁性基材16は、その表面に上述した抵抗体17を形成するために、高温に耐える必要があり、本実施の形態ではセラミックス、例えば食器などで使用されている陶磁器を使用している。抵抗体17も焼成により形成されたセラミックスであるため、接地電極14全体がセラミックスからなる電極となり、コロナ放電に伴って発生する電流やオゾン等に対する耐久性が高く、品質が劣化しにくい。
The insulating
抵抗体17の表面抵抗率を106〜1010Ω/□としているのは、コロナ放電を発生させると同時に、火花放電が発生しないようにするためである。106Ω/□より低い表面抵抗率では、放電極10と接地電極14との間隔を狭くしたり、または放電極10への印加電圧を高めた場合に火花放電が発生する。また、1010Ω/□より高い表面抵抗率では、火花放電は発生しないが、コロナ放電も発生しなくなるため、処理空気中の粒子状物質を帯電させることが出来ず、電気集塵装置3としての捕集性能が低下してしまう。
The reason why the surface resistivity of the
抵抗体17に含有している四酸化三鉄は、温度上昇に伴って体積抵抗率が小さくなるという特性を有している。そのため、放電極10が接地電極14に接触するなどして大きな電流が流れた場合、ジュール熱による発熱により、接地電極14の表面抵抗率が小さくなり、さらに電流が大きくなるというように、時間の経過と共に電流が増加するという特徴を有している。なお、温度上昇と共に抵抗率が低下する物質として、Ti2O3、Ti4O7などでもよい。
The ferric tetroxide contained in the
これに関して実験した結果を以下に示す。 The results of experiments related to this are shown below.
接地電極は、絶縁性基材として食器などに使用される陶器を使用し、その表面には四酸化三鉄を45wt%含有させたバインダを焼結させて1.3×108Ω/□の抵抗体を得た。 As the ground electrode, a ceramic used for tableware or the like as an insulating base material is used, and a binder containing 45 wt% of triiron tetroxide is sintered on its surface to be 1.3 × 10 8 Ω / □. A resistor was obtained.
この接地電極の片端に導電性接着剤を用いたアルミテープを貼り付け、それをアースと接続した。アルミテープとアルミテープから10mmの位置までを絶縁性フィルムで被覆した。そして、アルミテープから10mm離れた位置に針状の放電極の先端を接触させ、−8kVの高電圧を印加させた。
An aluminum tape using a conductive adhesive was affixed to one end of the ground electrode and connected to the ground. The aluminum tape and the aluminum tape up to a position of 10 mm were covered with an insulating film. Then, the tip of the acicular discharge electrode was brought into contact with a
その結果を表1に示す。印加直後は0.3mAだが、時間の経過と共に電流が上昇しているのが分かる。5秒後には2mAを超え、この時の放電極接触付近の表面温度は250℃を超えた。すなわち温度上昇とともに、抵抗率が低下していることが言える。 The results are shown in Table 1. Although it is 0.3 mA immediately after application, it can be seen that the current increases with time. After 5 seconds, it exceeded 2 mA, and the surface temperature near the discharge electrode contact at this time exceeded 250 ° C. That is, it can be said that the resistivity decreases with increasing temperature.
この電流上昇は、正常時に流れる電気集塵装置全体としての電流(本実施の形態では0.2〜0.3mA)に対して大きいため、容易に検知することができる。本実施の形態では、制御部6が電流計5の値を常時監視し、設定値(例えば1mA)を超えると高圧電源4を停止し、放電極10への高電圧の印加が止まるように制御している。
This current increase is large with respect to the current (0.2 to 0.3 mA in the present embodiment) of the electrostatic precipitator that flows normally, and thus can be easily detected. In the present embodiment, the
これにより、万一放電極10と接地電極14とが短絡または近接し、電流が上昇し、接地電極14が発熱を続けようとしても、電流上昇による発熱を事前に防止することができる。このため、捕集対象物質が可燃性であっても、安全に捕集することが出来る。
As a result, even if the
さらに、設定値を超えて高圧電源4が停止する制御が働いた場合、報知手段であるランプ7が点灯または点滅し、電気集塵装置3の使用者に対して、その制御を行ったことを知らせることが出来る。これにより、早期に対応をとることが可能となる。
Further, when the control for stopping the high-
また、電流計5で常時電流を監視し、放電極10が接地電極14と近接あるいは接触した場合に、電流値が増加するが、単位時間当たりの電流値の変化量を決めておき、それを超えた場合、高圧電源4から放電極10への高電圧の印加を停止するようにしてもよい。
Also, the current is constantly monitored by the
電流値の変化量の設定値の例として、1秒で0.4mAの上昇速度以上となった場合に停止させるようにすることが出来る。これにより、接地電極14表面のジュール熱による発熱を事前に防止することが出来る。
As an example of the set value of the change amount of the current value, it can be stopped when the rising speed is 0.4 mA or more in 1 second. Thereby, the heat_generation | fever by the Joule heat of the
次に本実施の形態において、電気集塵装置3を小型にしながら、高い集塵性能を確保できる作用について説明する。
Next, in this Embodiment, the effect | action which can ensure high dust collection performance is demonstrated, making the
帯電部1では、放電極10と抵抗体17とでコロナ放電を発生させている。抵抗体17を上述した構成としたので、抵抗値が十分に高く、放電時に流れる電流が制限されるため、火花放電が起きるような大電流が流れない。したがって、火花放電の発生を防ぐことができる。
In the
放電極10を抵抗体17に接近させても火花放電は発生しないため、放電極10と抵抗体17との間隔を狭める(例えば従来の30mmを、15〜20mmとする)ことができる。この結果コロナ放電が強力になり、集塵性能を低下させることなく、電気集塵装置3の大きさを小さくすることができる。
Since the spark discharge does not occur even when the
なお、本実施の形態では高電圧の印加を停止したが、印加電圧を低下させてもよく、電圧の低下に伴い、電流も低下するので、発熱の上昇を抑制することができる。 In this embodiment, the application of the high voltage is stopped. However, the applied voltage may be decreased, and the current is also decreased as the voltage is decreased, so that an increase in heat generation can be suppressed.
本発明にかかる電気集塵装置は、放電電極と接地電極を近接させても、火花放電は発生しないため、小型で高い集塵性能を確保でき、さらに、接地電極での発熱を防止することが出来るため、特に空気中に可燃性物質が含まれている場合の空気清浄方式として有効であり、厨房用空気清浄装置等として有用である。 The electrostatic precipitator according to the present invention does not generate a spark discharge even when the discharge electrode and the ground electrode are brought close to each other, so that it is possible to ensure a small and high dust collection performance and to prevent heat generation at the ground electrode. Therefore, it is effective as an air cleaning method especially when a flammable substance is contained in the air, and is useful as an air cleaning device for a kitchen.
1 帯電部
2 集塵部
3 電気集塵装置
4 高圧電源
5 電流計
6 制御部
7 ランプ
8 支持部材
9 針
10 放電極
11 放電極固定部材
12 フレーム
13 碍子
14 接地電極
15 導電性部材
16 絶縁性基材
17 抵抗体
101 接地極板
102 支持体
103 針状電極
104 放電電極
DESCRIPTION OF
Claims (1)
A plurality of discharge electrodes to which a high voltage is applied by a high-voltage power supply and a plurality of ground electrodes arranged at a fixed distance so as to face the discharge electrodes are alternately arranged, and the ground electrodes are arranged on the surface of the insulating substrate. A resistor is provided so as to have a surface resistivity of 6 Ω / □ to 10 10 Ω / □, and the conductive member in contact with a part of the resistor is electrically connected to ground, An electrostatic precipitator in which corona discharge is generated between the ground electrode and the resistor , wherein the resistor is obtained by dispersing triiron tetroxide in a binder containing silicon dioxide and aluminum oxide. current comprising a monitoring means, said current by the change amount of the current value detected by the monitoring means, electrical precipitator that controls the application of high voltage to monitor the current flowing.
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