JP6274357B2 - Electric dust collector and exhaust gas purification system - Google Patents
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Description
本発明は、電気集塵機および排ガス浄化システムに関する。 The present invention relates to an electric dust collector and an exhaust gas purification system.
電気集塵機は、各種プラント内およびトンネル内等の様々な領域において排ガス中の微粒子を捕集するために用いられてきた。従来、平板状の放電電極と平板状の対向電極とを対向させた電気集塵機において、放電電極は、ノコギリ刃のように端部にトゲ形状の突出部分を有していた(例えば、特許文献1参照)。放電電極は、トゲ形状の突出部分と対向電極との間でコロナ放電を発生させ、コロナ放電によって微粒子を帯電させる。集塵用電極は、帯電した微粒子をクーロン力により捕集していた(例えば、特許文献1参照)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特許第2971461号明細書Electric dust collectors have been used to collect fine particles in exhaust gas in various areas such as various plants and tunnels. Conventionally, in an electrostatic precipitator in which a flat discharge electrode and a flat counter electrode are opposed to each other, the discharge electrode has a thorn-shaped protruding portion at the end like a saw blade (for example, Patent Document 1). reference). The discharge electrode generates a corona discharge between the thorn-shaped protruding portion and the counter electrode, and charges the fine particles by the corona discharge. The dust collecting electrode collects charged fine particles by Coulomb force (see, for example, Patent Document 1).
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent Document 1] Japanese Patent No. 2971461
コロナ放電は、放電電極のトゲ形状の突出部分と対向電極との間に発生する。それゆえ、電気集塵機を長期間にわたって運転すると、トゲ形状の突出部分に対応する対向電極の特定のスポットにおいて対向電極の浸食が進む場合がある。 Corona discharge is generated between the barbed protrusion of the discharge electrode and the counter electrode. Therefore, when the electrostatic precipitator is operated for a long period of time, erosion of the counter electrode may proceed at a specific spot of the counter electrode corresponding to the thorn-shaped protruding portion.
(発明の一般的開示)電気集塵機は、第1の電極板と第2の電極板とを備えてよい。第2の電極板は、第1の電極板に対向して設けられてよい。第2の電極板の端部は、第1の電極板の端部よりも内側に位置してよい。第2の電極板は、端部が突出部分を有さなくてよい。 (General Disclosure of the Invention) An electrostatic precipitator may comprise a first electrode plate and a second electrode plate. The second electrode plate may be provided to face the first electrode plate. The end portion of the second electrode plate may be located inside the end portion of the first electrode plate. The end of the second electrode plate may not have a protruding portion.
第2の電極板は、平坦な平板の形状であってよい。第2の電極板は、全ての領域において、第1の電極板と第2の電極板とのギャップの半分以上の曲率半径を有してよい。 The second electrode plate may have a flat plate shape. The second electrode plate may have a radius of curvature equal to or greater than half of the gap between the first electrode plate and the second electrode plate in all regions.
第2の電極板は、直線部と、曲率半径を有する角部とを含む平坦な平板の形状であってよい。 The second electrode plate may have a flat plate shape including a straight portion and a corner portion having a radius of curvature.
第2の電極板は、円板形状であってよい。 The second electrode plate may have a disk shape.
第2の電極板は1以上の貫通開口部を有してよい。 The second electrode plate may have one or more through openings.
1以上の貫通開口部は複数の独立した貫通開口部を含んでよい。 The one or more through openings may include a plurality of independent through openings.
1以上の貫通開口部は、中央開口部と、周辺開口部とを有してよい。中央開口部は、最も大きくてよい。周辺開口部は、中央開口部よりも開口面積が小さくてよい。周辺開口部は、中央開口部の周囲に配置されてよい。 The one or more through openings may have a central opening and a peripheral opening. The central opening may be the largest. The peripheral opening may have a smaller opening area than the central opening. The peripheral opening may be arranged around the central opening.
第2の電極板は、1以上の貫通開口部を有してよい。1以上の貫通開口部のうち少なくとも一つは、第1の電極板に向かって突出している縁部を有してよい。 The second electrode plate may have one or more through openings. At least one of the one or more through openings may have an edge protruding toward the first electrode plate.
第1の電極板に向かって突出している縁部を有する貫通開口部を複数有してよい。縁部が突出する長さは、電気集塵機に導入されるガスの上流側と下流側とで異なってよい。 You may have two or more through-openings which have the edge part which protrudes toward the 1st electrode plate. The length that the edge protrudes may be different between the upstream side and the downstream side of the gas introduced into the electrostatic precipitator.
縁部が突出する長さは、上流側の方が下流側よりも長くてよい。 The length from which the edge protrudes may be longer on the upstream side than on the downstream side.
第1の電極板と第2の電極板とを有する第1ユニットが複数個積層されてよい。 A plurality of first units each having a first electrode plate and a second electrode plate may be stacked.
複数個積層された第1ユニットの積層方向の端部における第1の電極板と第2の電極板とのギャップ長は、複数個積層された第1ユニットの積層方向の中心部における第1の電極板と第2の電極板とのギャップ長よりも大きくてよい。 The gap length between the first electrode plate and the second electrode plate at the end in the stacking direction of the plurality of first units stacked is the first length at the center of the stack in the stacking direction of the first units. The gap length between the electrode plate and the second electrode plate may be larger.
電気集塵機は、第2ユニットをさらに備えてよい。第2ユニットは、第3の電極板と、第4の電極板とを有してよい。第4の電極板は、第3の電極板に対向して設けられてよい。第4の電極板の端部は、第3の電極板の端部よりも内側に位置してよい。第4の電極板は、端部が突出部分を有してよい。複数個積層された第1ユニットの積層方向の少なくとも両端部には第2ユニットが設けられてよい。 The electric dust collector may further include a second unit. The second unit may include a third electrode plate and a fourth electrode plate. The fourth electrode plate may be provided to face the third electrode plate. The end portion of the fourth electrode plate may be located inside the end portion of the third electrode plate. The end of the fourth electrode plate may have a protruding portion. A second unit may be provided at least at both ends in the stacking direction of the plurality of stacked first units.
排ガス浄化システムは、スクラバと、上記に記載の電気集塵機とを備えてよい。スクラバは排ガスを浄化してよい。電気集塵機は、スクラバよりも上流に設けられてよい。 The exhaust gas purification system may include a scrubber and the electric dust collector described above. The scrubber may purify the exhaust gas. The electric dust collector may be provided upstream of the scrubber.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
本明細書では、X軸、Y軸およびZ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する。直交座標軸は、構成要素の相対位置を特定するに過ぎず、特定の方向を限定するものではない。例えば、Z軸は地面に対する高さ方向を限定して示すものではない。なお、+Z軸方向と−Z軸方向とは互いに逆向きの方向である。正負を記載せず、Z軸方向と記載した場合、+Z軸および−Z軸に平行な方向を意味する。また、本明細書において、「直線」は、無限大の曲率半径を有するものとする。 In this specification, technical matters will be described using orthogonal coordinate axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis. The Cartesian coordinate axis only specifies the relative position of the component, and does not limit a specific direction. For example, the Z axis does not limit the height direction with respect to the ground. Note that the + Z-axis direction and the −Z-axis direction are directions opposite to each other. When the Z axis direction is described without describing positive and negative, it means a direction parallel to the + Z axis and the −Z axis. In the present specification, the “straight line” has an infinite curvature radius.
図1は、第1実施形態の電気集塵機200の構成を示す斜視図である。電気集塵機200は、排ガス中の微粒子を捕集する。微粒子は、煤および粉塵等である。電気集塵機200は、対向電極10‐1および放電電極100を有する。第1の電極板としての対向電極10‐1は、GND電位の電極板であり、GND電極とも呼ばれる。第2の電極板としての放電電極100は、高電位の電極板である。放電電極100は、対向電極10‐1に対向して設けられている。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an
本例の電気集塵機200は、対向電極10‐1および放電電極100に加えて、対向電極10‐2を有する。対向電極10‐1および対向電極10‐2が放電電極100を挟むように配置される。これにより、一つの放電電極100の両面の端部102においてコロナ放電2を生じさせることができる。ただし、本例と異なり、対向電極10‐1および放電電極100のみで電気集塵機200を構成してもよい。
The
放電電極100から対向電極10‐1までのZ方向のギャップ長と、放電電極100から対向電極10‐2までのZ方向のギャップ長とが等しくなるように、対向電極10‐1、放電電極100、および対向電極10‐2がZ方向に積層されてよい。対向電極10‐1、対向電極10‐2および放電電極100は、XY平面に平行に配置されてよい。
The counter electrode 10-1 and the
対向電極10‐1および対向電極10‐2(以下、対向電極10と称する場合がある)と放電電極100とは、平坦な平板の形状を有する。対向電極10および放電電極100の厚みは、1mm以上2mm以下であってよい。対向電極10および放電電極100の板面積は、0.3m2以上3m2以下であってよい。例えば、対向電極10および放電電極100は、1m×1m程度の平板である。ただし、放電電極100の面積は、対向電極10の面積より小さい。対向電極10および放電電極100の材料は、JIS規格におけるSUS304等のステンレス鋼材であってよい。The counter electrode 10-1 and the counter electrode 10-2 (hereinafter may be referred to as the counter electrode 10) and the
本例の対向電極10は、矩形をしている。本例の対向電極10は、端部12を有する。端部12は、矩形の4つの辺14を含む。ここで、「端部」とは、XY平面と平行な方向における端部を意味する。ただし、本例と異なり、対向電極10は多角形、円形、および楕円形等の任意の形状を有してよい。本例の放電電極100は、矩形で近似できる形状を有する。放電電極100は、端部102を有する。放電電極100の端部102は、対向電極10の端部12よりも内側に位置する。図1に示されるように、放電電極100の端部102が、トゲ形状等の突出部分を含まない。
The
本例の放電電極100には、直流電源20によって負の高電圧が印加される。対向電極10は、接地される。これにより、放電電極100と対向電極10との間には、高電界領域が形成される。
A negative high voltage is applied to the
本例と異なり、放電電極100にトゲ形状等の突出部分がある場合には、コロナ放電2の発生位置が突出部分の直下または直上の位置に固定されやすい。電気集塵機200を長期間にわたって運転すると、放電電極100の突出部分の直下または直上の位置において対向電極10に局所的にダスト等の微粒子が堆積しやすい。微粒子の堆積は、放電電極100と対向電極10との間のギャップ長を短くする。この結果、ギャップ長が短くなった部分では、他の部分よりも高電界となり、スパーク(火花放電)への移行に必要な電界を超えやすくなる。スパークが発生すると、対向電極10が浸食されやすくなる場合がある。
Unlike this example, when the
また、帯電した微粒子が、異なる電位を持つ対向電極10に引き付けられて堆積する際に、逆放電(バックディスチャージ)が生じる。コロナ放電2の発生位置が固定されて、帯電した微粒子が一定の位置に局所的に堆積すると、一定の位置で逆放電が発生する。逆放電が定常的に一定の位置で発生すると、対向電極10が部分的に損傷をうける場合がある。このような状態を抑制するためには、定期的に放電電極100および対向電極10を洗浄して微粒子を除去する必要があり、メンテナンスの負担が増大する。
Further, when the charged fine particles are attracted and deposited on the
一方、本例によれば、放電電極100の突出部分がないので、コロナ放電2の発生位置が特定のスポットに固定されない。したがって、放電電極100の端部102の辺に対応する線状のエリア全体にわたってコロナ放電2を生じさせることができる。コロナ放電2がスポット状に形成された場合であっても、コロナ放電2のスポットが一か所に固定されず、線上のエリアで移動できる。よって、対向電極10の浸食が局所的に進むことを防ぐことができる。また、電気集塵機200を長期間にわたって運転しても、放電電極100と対向電極10とにおいて、局所的にダスト等の微粒子が堆積することを抑制することができる。この結果、微粒子の堆積に起因して放電電極100と対向電極10との間のギャップ長が変化することを防止できるので、スパークの発生を抑制できる。また、局所的に微粒子が堆積されなくなるので、逆放電の影響も軽減できる。
On the other hand, according to this example, since there is no projecting portion of the
図2は、第1実施形態の電気集塵機200の構成を示す断面図である。コロナ放電2により、排ガス中の微粒子は、放電電極100と対向電極10との間において、負に帯電する。負に帯電した微粒子はクーロン力により対向電極10に捕集される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the
図3は、図2におけるA‐A'断面を上面視した図を示す。放電電極100は、端部102として直線部104と角部106とを含む。「放電電極100の端部102が突出部分を有さない場合」には、放電電極100の端部102が四角形、五角形および六角形等の多角形で近似できる場合が含まれる。放電電極100の端部102は、多角形の辺に対応する直線部104と、頂点の部分を曲線で平滑化した角部106とを連結した形状であってよい。角部106は、対向電極10と放電電極100との間のギャップ長dの半分以上の曲率半径を有する。本例の放電電極100は、全ての領域において、ギャップ長dの半分以上の曲率半径を有する。
FIG. 3 is a top view of the AA ′ cross section in FIG. The
放電電極100の全ての角部106が、円弧状のロゴスキー電極形状に近似した形状であってよい。これにより、角部106における電界集中を緩和させることができる。ロゴスキー電極とは、角部106と直線部104とにおいてほぼ同じ電界の大きさである準平等電界が形成される電極である。本例の放電電極100によれば、平行平板電極の端部効果(エッジ効果)を緩和して準平等電界を形成でき、放電電極100の角部106の一か所においてコロナ放電2が集中することを防ぐことができる。
All the
図4は、第2実施形態の放電電極100の形状を示す図である。図3と同様に、図2におけるA‐A'断面を上面視した図を示す。第2実施形態の電気集塵機200は、第1実施形態における電気集塵機200に比べて、放電電極100の形状以外は同様である。したがって、他の構成について繰り返しの説明を省略するとともに、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。本例の放電電極100は矩形である。角部106にはR面取りが施されていない。したがって、放電電極100の製造工程を簡略化できる。
FIG. 4 is a diagram showing the shape of the
本例においても、放電電極100の端部102が突出部分を有さない。本例において、放電電極100の端部102が、全ての領域においてギャップ長dの半分以上の曲率半径を有する必要は必ずしもない。本例の放電電極100によっても、放電電極100がトゲ形状等の突出部分を有する場合に比べて、コロナ放電2の発生位置が固定されてしまう現象を軽減することができる。なお、本例と異なり、放電電極100の形状は、R面取りされていない五角形および六角形等の凸多角形であってもよい。
Also in this example, the
図5は、第3実施形態の放電電極100の形状を示す図である。図3と同様に、図2におけるA‐A'断面を上面視した図を示す。第3実施形態の電気集塵機200は、第1および第2実施形態における電気集塵機200に比べて、放電電極100の形状以外は同様である。したがって、他の構成について繰り返しの説明を省略するとともに、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the shape of the
本例の放電電極100は、円板形状である。すなわち、放電電極100の端部102が、円形である。「放電電極100の端部102が突出部分を有さない場合」には、放電電極100の端部102が、円形および楕円形等の閉曲線で形成される場合が含まれる。本例において、放電電極100の半径が、対向電極10と放電電極100との間のZ方向のギャップ長dに比べて大きい。したがって、放電電極100は、全ての領域において、ギャップ長dの半分以上の曲率半径を有する。
The
本例によれば、放電電極100の端部102は、同一の曲率半径の曲線で形成される。したがって、生じる電界は、端部102における位置によらず、実質的に同じである。したがって、角部106の影響を受けずに、放電電極100の端部102の全体にわたって均等にコロナ放電2を生じさせることができる。コロナ放電2がスポット状に形成された場合であっても、コロナ放電2のスポットが一か所に固定されずに、円形状の端部102に沿ってランダムに移動することができる。したがって、スパークの発生を抑制でき、放電電極100の浸食を遅らせることができる。
According to this example, the
図6は、第4実施形態の放電電極100の形状を示す図である。図3と同様に、図2におけるA‐A'断面を上面視した図を示す。第4実施形態の電気集塵機200は、第1実施形態における電気集塵機200に比べて、放電電極100が貫通開口部110を有することを除いて同様である。したがって、他の構成について繰り返しの説明を省略するとともに、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。
FIG. 6 is a diagram showing the shape of the
貫通開口部110の縁部112は、頂点部分にR面取りが施された多角形の形状を有してよい。縁部112は、矩形状の4辺に対応する直線状縁部114と、頂点の部分を曲線で平滑化した角縁部116とを含む。角縁部116は、対向電極10と放電電極100との間のギャップ長dの半分以上の曲率半径を有する。したがって、本例の放電電極100は、端部102のみならず、貫通開口部110の縁部112を含む中央領域までも包含する全ての領域において、ギャップ長dの半分以上の曲率半径を有する。
The
本例において、放電電極100と対向電極10との間に高電界領域が形成されると、放電電極100の端部102のみならず、貫通開口部110の縁部112においてもコロナ放電2を発生させることができる。したがって、貫通開口部110を有する放電電極100を用いることによって、貫通開口部110を有さない放電電極100を用いる場合と比較して、コロナ放電2の発生する箇所を増やすことができる。それゆえ、本例では、第1〜第3実施形態と比較して、電気集塵機200の面積当たりの集塵量(集塵効率)を向上させることができる。
In this example, when a high electric field region is formed between the
図6では、放電電極100の端部102と貫通開口部110の縁部112とが、共に頂点部分にR面取りが施された多角形の形状を有する場合が示された。しかし、本例の放電電極100は、この場合に限られず、放電電極100の端部102の形状とは異なる形状の貫通開口部110を有していてもよい。
FIG. 6 shows a case where both the
図7は、第5実施形態の放電電極100の形状を示す図である。図3と同様に、図2におけるA‐A'断面を上面視した図を示す。第5実施形態の電気集塵機200は、第3実施形態における電気集塵機200に比べて、放電電極100が貫通開口部110を有することを除いて同様である。したがって、他の構成について繰り返しの説明を省略するとともに、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。
FIG. 7 is a diagram showing the shape of the
本例では、貫通開口部110の縁部112は、円形をしている。本例と異なり、貫通開口部110の縁部112は、楕円形状またはその他の形状をしてよい。本例において、貫通開口部110を有する放電電極100を用いることによって、貫通開口部110を有さない放電電極100を用いる場合と比較して、コロナ放電2の発生する箇所を増やすことができる。
In this example, the
図8は、第6実施形態の放電電極100の形状を示す図である。図3と同様に、図2におけるA‐A'断面を上面視した図を示す。第6実施形態の電気集塵機200は、第5実施形態における電気集塵機200に比べて、放電電極100の形状および貫通開口部110の形状が異なることを除いて同様である。したがって、他の構成について繰り返しの説明を省略するとともに、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。
FIG. 8 is a view showing the shape of the
本例の放電電極100は、同心状に配置された複数の円環部を有する。具体的には、放電電極100は、第1円環部101と、第1円環部101の内側に配置された第2円環部103とを有する。第1円環部101と第2円環部103の間には、円環状の開口部である第1開口部111が設けられている。第2円環部103の内側には、円形状の開口部である第2開口部113が設けられている。換言すれば、本例の放電電極100は、複数の独立した貫通開口部110として、第1開口部111と第2開口部113とを有する。
The
本例の第1円環部101の端部102は、第1円環部101の外周に対応しており、放電電極100の端部102をなす。第1円環部101の外周は、ギャップ長dの半分以上の半径を有する。第1開口部111の縁部である第1縁部115は、第1円環部101の内周と、第2円環部103の外周とに対応する。第1円環部101の内周と、第2円環部103の外周とは、ギャップ長dの半分以上の半径を有する。第2開口部113の縁部である第2縁部117は、第2円環部103の内周に対応する。第2円環部103の内周も、ギャップ長dの半分以上の半径を有する。したがって、本例の放電電極100も、端部102のみならず、中心領域までも包含する全ての領域において、ギャップ長dの半分以上の曲率半径を有する。
The
本例の放電電極100では、複数の独立した貫通開口部110を含む。これにより、貫通開口部110が一つの場合に比較して、コロナ放電2の発生する箇所を増やすことができる。
The
図9は、第7実施形態の放電電極100の形状を示す図である。図3と同様に、図2におけるA‐A'断面を上面視した図を示す。第7実施形態の電気集塵機200は、第4実施形態における電気集塵機200に比べて、放電電極100の形状と、貫通開口部110の形状および数とが異なることを除いて同様である。したがって、他の構成について繰り返しの説明を省略するとともに、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。
FIG. 9 is a diagram showing the shape of the
本例の放電電極100は、複数の独立した貫通開口部110を有する。貫通開口部110は、中央開口部140と複数の周辺開口部146とを有してよい。本例では、1つの中央開口部140と、4つの周辺開口部146とを有する。中央開口部140は、複数の貫通開口部110中で開口面積が最も大きい。各周辺開口部146は、中央開口部140よりも開口面積が小さい。各周辺開口部146は、中央開口部140の周囲に配置される。
The
本例では、中央開口部140の縁部である中央縁部122は、円形状を有する。周辺開口部146の縁部である周辺縁部123は、頂点部分が平滑化された多角形の形状を有する。しかし、中央縁部122および周辺縁部123の形状は、この場合に限られない。放電電極100は、端部102のみならず、中央縁部122と周辺縁部123とを包含する全ての領域において、ギャップ長dの半分以上の曲率半径を有する。
In this example, the
一般に、放電電極100の端部102において電界が集中し、放電電極100の内側の中央部では、電界が集中しにくい。したがって、放電電極100の内側の中央部では、高電界でない領域が広くなる。しかし、本例の放電電極100によれば、放電電極100の内側にある中央開口部140を周辺開口部146より大きくする。これにより、中央開口部140の縁部である中央縁部122において電界強度が高まって、放電電極100の中央部においてもコロナ放電2を発生させることができる。
In general, the electric field concentrates at the
図10は、第8実施形態の放電電極100の形状を示す図である。図3と同様に、図2におけるA‐A'断面を上面視した図を示す。第8実施形態の電気集塵機200は、第4実施形態における電気集塵機200に比べて、貫通開口部110の形状および数と、貫通開口部110の縁部112の突出とを除いて同様である。したがって、他の構成について繰り返しの説明を省略するとともに、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。
FIG. 10 is a diagram showing the shape of the
本例の放電電極100は、X‐Y平面上に2行2列に配列された計4個の貫通開口部110を有する。しかし、貫通開口部110の数はこの場合に限られず、本例と異なっていてもよい。本例の放電電極100は、放電電極100の端部102のみならず、貫通開口部110の縁部112を包含する全ての領域において、ギャップ長dの半分以上の曲率半径を有する。
The
図11は、第8実施形態の放電電極100の側面方向からみた断面図である。具体的には、図11は、図10におけるB‐B'断面を示す断面図である。本例の放電電極100では、貫通開口部110は、対向電極10に向かって突出する縁部112を有する。縁部112の突出する長さはqである。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the
本例では、複数の貫通開口部110の縁部112が突出する。しかし、本例と異なり、複数の貫通開口部110のうち少なくとも一つが、対向電極10に向かって突出している縁部112を有してもよい。また、貫通開口部110を一つ有しており、その一つの貫通開口部110が対向電極10に向かって突出している縁部112を有していてもよい。放電電極100は、貫通開口部110の縁部112が突出するようにプレス加工等の機械加工によって形成されてよい。本例の放電電極100によれば、縁部112が突出していない場合に比べてコロナ放電2を発生させやすくすることができる。
In this example, the
図12は、第9実施形態の放電電極100の形状を示す図である。図3と同様に、図2におけるA‐A'断面を上面視した図を示す。第9実施形態の電気集塵機200は、第8実施形態における電気集塵機200に比べて、貫通開口部110の縁部112の突出する長さがX方向の位置によって異なること、および貫通開口部110の縁部112が頂点部にR面取りが施されていないことを除いて同様である。但し、貫通開口部110の縁部112が頂点部にR面取りを施してもよい。したがって、他の構成について繰り返しの説明を省略するとともに、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。本例の放電電極100は、X‐Y平面上に3行3列に配列された計9個の貫通開口部110を有する。しかし、貫通開口部110の数はこの場合に限られず、本例と異なっていてもよい。
FIG. 12 is a view showing the shape of the
図13は、第9実施形態の放電電極100の側面方向からみた断面図である。具体的には、図13は、図12におけるC‐C'断面を示す断面図である。電気集塵機200に導入される排ガスは、X方向に流れる。本例の放電電極100は、対向電極10に向かって突出している縁部112を有する貫通開口部100を複数有する。本例の放電電極100では、貫通開口部110の縁部112の突出する長さが、排ガスの上流側と下流側とで異なる。これにより、排ガスの上流と下流とでコロナ放電2の発生しやすさを変更することができる。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the
本例では、X方向に沿って3列の貫通開口部110が配置される。貫通開口部110の縁部112が突出する長さは、上流においてq1であり、中流においてq2であり、下流においてq3である。図13に示されるように、q1が最も長く、q3が最も短く、q2は、q1とq3の間の長さである。すなわち、縁部112が突出する長さは、上流側の方が下流側よりも長くなっている。
In this example, three rows of through
縁部112が突出する長さを、下流側に比べて上流側において長くすることによって、下流側に比べて上流側においてコロナ放電2を発生しやすくできる。これにより、上流側の領域は、下流側の領域に比べて集塵しやすくなる。排ガスに含まれる微粒子の濃度は、上流側の領域が最も高く、下流側の領域に進むにしたがって低くなる。したがって、本例によれば、微粒子の濃度が下流側と比べて高い上流側において効率よく集塵することができる。
By making the length from which the
しかし、本例と異なり、貫通開口部110の縁部112の突出する長さについて、下流側の方を上流側よりも長くして、下流側の集塵性能を高めることもできる。これにより、上流側において微粒子が急速に堆積することを防止し、上流側と下流側とでの微粒子の堆積の偏りを軽減することができる。したがって、微粒子を除去するためのメンテナンス負担が増加を抑えることができる。
However, unlike the present example, the downstream side of the protruding length of the
図14は、第10実施形態の電気集塵機200の構成を示す斜視図である。本例の電気集塵機200は、対向電極10と放電電極100とを有する第1ユニット210が複数個積層された構成を有する。換言すれば、本例の電気集塵機200は、上下に冗長性を持っている。一つの対向電極10と一つの放電電極100とが一つの第1ユニット210を構成する。本例では、隣接する電極間のギャップ長は、すべて同じであってよい。
FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of the
本例では、対向電極10‐1と放電電極100‐1とが一つの第1ユニット210を構成する。同様に、対向電極10‐2と放電電極100‐2とが一つの第1ユニット210を構成する。対向電極10‐3と放電電極100‐3とが一つの第1ユニット210を構成する。本例では3つの第1ユニット210がZ方向に積層されている。ただし、第1ユニット210の積層数は、この場合に限定されず、積層数は4つ以上であってよい。
In this example, the counter electrode 10-1 and the discharge electrode 100-1 constitute one
本例では、放電電極100‐1、放電電極100‐2、および放電電極100‐3のうちで、積層方向の上端部に位置する放電電極100‐3に対して、単体の対向電極10‐4が対向して配置されている。単体の対向電極10‐4は省略してもよい。 In this example, of the discharge electrode 100-1, the discharge electrode 100-2, and the discharge electrode 100-3, the single counter electrode 10-4 with respect to the discharge electrode 100-3 positioned at the upper end in the stacking direction. Are arranged opposite to each other. The single counter electrode 10-4 may be omitted.
対向電極10‐1〜対向電極10‐4(以下、対向電極10と称する場合がある)は、上記の第1〜第9実施形態において説明した対向電極10であってよい。放電電極100‐1〜放電電極100‐3(以下、放電電極100と称する場合がある)は、上記の第1〜第9実施形態において説明した放電電極100であってよい。したがって、対向電極10および放電電極100の詳しい説明は省略する。
The counter electrode 10-1 to 10-4 (hereinafter may be referred to as the counter electrode 10) may be the
本例によれば、第1ユニット210が複数個積層されているので、一つのユニットの場合と比べて、集塵効率を向上させることができる。複数の第1ユニットが積層される場合においても、第1ユニット210を構成する各放電電極100は、トゲ形状等の突出部分を有さない。したがって、コロナ放電2の発生位置が固定されることを防止できる。
According to this example, since a plurality of the
図15は、第11実施形態の電気集塵機200の構成を示す斜視図である。本例の電気集塵機200は、第1ユニット210の積層方向の位置に応じて対向電極10と放電電極100との間のギャップ長が異なる点を除いて、本例の電気集塵機200の構成は、第10実施形態の電気集塵機200の構成と同様である。したがって、他の構成について繰り返しの説明を省略するとともに、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。
FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of the
本例では、第1ユニット210の積層方向は、Z方向である。放電電極100‐1〜放電電極100‐3のうちZ方向の上端部には、放電電極100‐3が位置する。放電電極100‐3は、対向電極10‐3と対をなしている。対向電極10‐3と放電電極100‐3とが第1ユニット210を構成する。本例では、対向電極10‐3と放電電極100‐3との間のギャップ長d2が、Z方向の上端部における対向電極10‐3と放電電極100‐3との間のギャップ長を意味する。
In this example, the stacking direction of the
一方、対向電極10‐2と放電電極100‐2との間のギャップ長d1が、Z方向の中心部における対向電極10‐3と放電電極100‐3との間のギャップ長を意味する。本例では、対向電極10‐3と放電電極100‐3との間のギャップ長d2が対向電極10‐2と放電電極100‐2との間のギャップ長d1より大きい。 On the other hand, the gap length d1 between the counter electrode 10-2 and the discharge electrode 100-2 means the gap length between the counter electrode 10-3 and the discharge electrode 100-3 at the center in the Z direction. In this example, the gap length d2 between the counter electrode 10-3 and the discharge electrode 100-3 is larger than the gap length d1 between the counter electrode 10-2 and the discharge electrode 100-2.
本例では、放電電極100‐1〜放電電極100‐3のうちZ方向の下端部には、放電電極100‐1が位置する。複数個積層された第1ユニット210の積層方向の下端部における対向電極10‐1と放電電極100‐1との間のギャップ長も、d2であってよい。したがって、本例では、Z方向の上端部および下端部におけるギャップ長d2が、Z方向の中心部におけるギャップ長d1に比べて大きくなっている。しかし、本例と異なり、Z方向の上端部または下端部のどちらか一方の端部において、ギャップ長を中心部に比べて大きくしてもよい。
In this example, the discharge electrode 100-1 is located at the lower end in the Z direction among the discharge electrodes 100-1 to 100-3. The gap length between the counter electrode 10-1 and the discharge electrode 100-1 at the lower end in the stacking direction of the plurality of
本例では、放電電極100と隣接する2つの対向電極10との間のそれぞれのギャップ長が等しい。具体的には、放電電極100‐1と対向電極10‐1との間のギャップ長は、放電電極100‐1と対向電極10‐2との間のギャップ長と等しく、d2である。放電電極100‐2と対向電極10‐2との間のギャップ長は、放電電極100‐2と対向電極10‐3との間のギャップ長と等しく、d1である。放電電極100‐3と対向電極10‐3との間のギャップ長は、放電電極100‐3と対向電極10‐4との間のギャップ長と等しく、d2である。
In this example, the respective gap lengths between the
しかし、本例と異なり、放電電極100と隣接する2つの対向電極10との間のそれぞれのギャップ長が互いに異なるようにしてもよい。具体的には、隣接する2つの対向電極10のうち、Z方向の端部に近い側の対向電極10と放電電極100との間のギャップ長を大きくしてもよい。
However, unlike this example, the gap lengths between the
Z方向において下端部に近い側のギャップ長を中心部におけるギャップ長より大きくする見地から、放電電極100‐1と対向電極10‐1との間のギャップ長を、放電電極100‐1と対向電極10‐2との間のギャップ長よりも大きくしてよい。Z方向において上端部に近い側のギャップ長を中心部におけるギャップ長より大きくする見地から、放電電極100‐3と対向電極10‐4との間のギャップ長を、放電電極100‐3と対向電極10‐3との間のギャップ長よりも大きくしてよい。 From the viewpoint of making the gap length near the lower end in the Z direction larger than the gap length in the central portion, the gap length between the discharge electrode 100-1 and the counter electrode 10-1 is set to the discharge electrode 100-1 and the counter electrode. It may be larger than the gap length between 10-2. From the viewpoint of making the gap length near the upper end in the Z direction larger than the gap length in the central portion, the gap length between the discharge electrode 100-3 and the counter electrode 10-4 is set to the discharge electrode 100-3 and the counter electrode. It may be larger than the gap length between 10-3.
本例では、第1ユニット210を3つ積層する場合を説明したが、本例と異なり、第1ユニット210を4つ以上に積層してもよい。この場合には、Z方向における中心部から上端部または下端部へ近づくにつれて漸次に対向電極10と放電電極100との間のギャップ長を長くしてもよい。
In this example, the case where three
第1ユニット210が複数個積層されて積層構造を構成する場合には、第1ユニット210の積層方向の端部では排ガスが流れにくい。しかし、本例の電気集塵機200では、第1ユニット210の積層方向の端部においてギャップ長を広げることにより集塵しやすくすることができる。
When a plurality of
図16は、第12実施形態の電気集塵機200の構成を示す斜視図である。本例の電気集塵機200は、Z方向の少なくとも両端部に、第2ユニット220が設けられている。この点を除いて、本例の電気集塵機200の構成は、第10実施形態の電気集塵機200の構成と同様である。したがって、他の構成について繰り返しの説明を省略するとともに、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。
FIG. 16 is a perspective view showing the configuration of the
本例では、Z方向の中心部には、第1ユニット210が複数個積層されている。本例では、第1ユニット210が2つ積層されている。しかし、本例と異なり、3つ以上の第1ユニット210が積層されてよい。第1ユニット210の構造は、第10実施形態の場合と同様である。一方、Z方向の少なくとも両端部には、第2ユニット220が設けられている。
In this example, a plurality of
Z方向の下端部において、第2ユニット220は、端部対向電極190‐1と、突出型放電電極180‐1とを有する。第3の電極板としての端部対向電極190‐1は、GND電位の電極板であり、GND電極とも呼ばれる。第4の電極板としての突出型放電電極180‐1は、高電位の電極板である。突出型放電電極180‐1は、端部対向電極190‐1に対向して設けられている。突出型放電電極180‐1と端部対向電極190‐1とは、XY平面に平行に配置されてよい。
At the lower end in the Z direction, the
突出型放電電極180‐1の端部182は、端部対向電極190‐1の端部192よりも内側に位置する。ここで、端部182は、XY平面と平行な方向における端部を意味する。本例の突出型放電電極180−1には、直流電源20によって負の高電圧が印加される。端部対向電極190‐1は、接地される。
The
図16に示されるように、突出型放電電極180‐1の端部182は、突出部分184を有する。突出部分184は、XY面に投影される形状が三角形状を有してよい。本例の突出部分184は、トゲ形状もしくはノコギリ刃形状をしている。突出部分184は、端部182に沿って複数設けられている。突出部分184は、1mm以上5mm程度の突出長さを有してよい。突出部分184は、1cmあたり3個以上5個以下が設けられるようにピッチが定められてよい。突出型放電電極180‐1の端部182において、全ての辺に沿って突出部分184を設けてもよく、特定の辺のみに沿って突出部分184を設けてもよい。
As shown in FIG. 16, the
Z方向の上端部において、第2ユニット220は、端部対向電極190‐2と、突出型放電電極180‐2とを有する。端部対向電極190‐2が第3の電極板であり、突出型放電電極180‐2が第4の電極板である。Z方向の上端部における第2ユニット220の構成および印加電圧は、下端部に配置される第2ユニット220と同様であってよい。
At the upper end in the Z direction, the
本例では、Z方向の両端部に、1つずつ第2ユニット220が設けられている。しかし、本例と異なり、Z方向の上端部および下端部にそれぞれ複数の第2ユニット220を設けてもよい。ただし、積層方向の中央部には、第1ユニット210を積層される。第2ユニット220の積層数は、第1ユニット210の積層数を超えないことが望ましい。
In this example, one
ユニットが複数積層されて積層構造を構成する場合には、ユニットの積層方法の端部では、排ガスが流れにくいため、微粒子等の堆積物の量も積層構造の中央部に比べて少ない。したがって、積層方法の端部においては、従来型のトゲ形状の突出部分184を有する突出型放電電極180を用いても、堆積物に起因するスパーク発生の可能性は積層構造の中央部に比べて低い。そこで、積層方向の少なくとも両端部では、従来型のトゲ形状の突出部分184を有する突出型放電電極180を用いつつ、積層方向の中央部では、トゲ形状の突出部分184がない第1ユニット210を積層してスパーク発生を積極的に低減させることができる。
When a plurality of units are stacked to form a stacked structure, exhaust gas hardly flows at the end of the unit stacking method, and therefore the amount of deposits such as fine particles is small compared to the central portion of the stacked structure. Therefore, at the end of the stacking method, even if the protruding discharge electrode 180 having the conventional thorn-shaped protruding
図17は、第13実施形態の電気集塵機200を示す図である。第13実施形態の電気集塵機200は、放電電極100に直流電源20によって正の高電圧が印加されることを除いて、第1〜第12実施形態の電気集塵機200と同様である。第1〜第12実施形態では、対向電極10(あるいは端部対向電極190)が接地され、放電電極100に負の高電圧が印加されていた。これに対し、本実施形態では、第1〜第12実施形態において、負の高電圧の代わりに正の高電圧を印加する。
FIG. 17 is a diagram illustrating an
放電電極100に直流電源20によって正の高電圧を印加する場合においても、放電電極100の端部102が突出部分を有さないので、コロナ放電の発生位置が突出部分の直下または直上に固定されてしまうことを防止することができる。これにより、対向電極が浸食されることを抑制することができる。
Even when a positive high voltage is applied to the
図18は、排ガス浄化システム400の概要を示す図である。排ガス浄化システム400は、車両のエンジン等から排出される排ガスに含まれる、硫黄成分等の有害物質を除去する。排ガス浄化システム400は、電気集塵機200、スクラバ300および汲み上げポンプ350を有する。電気集塵機200は、スクラバ300よりも上流に設けられる。スクラバ300には、電気集塵機200から排ガス導入管306を通って排ガスが導入される。電気集塵機200は、上記の第1〜第13実施形態の電気集塵機200が用いられる。
FIG. 18 is a diagram showing an outline of the exhaust
スクラバ300は、反応塔302、ノズル304および排ガス導入管306を有する。反応塔302は、高さ方向に延伸する内部空間を有する。本例において高さ方向とは、反応塔302において排ガスが導入される底部側308から、排ガスが排出される上部側310に延伸する方向を指す。
The
スクラバ300において、排ガス導入管306は反応塔302の底部側308近傍に位置する。排ガス導入管306から導入される排ガスが反応塔302の内側側面に沿って螺旋状に旋回するように、排ガス導入管306が設けられてよい。反応塔302の半径は0.3m以上10m以下であってよい。
In the
スクラバ300の内部には、洗浄水が流れる洗浄水管312が配置される。本例では、反応塔302の上部側310近傍に洗浄水管312が配置される。本例の洗浄水管312は、反応塔302の高さ方向に垂直な方向に洗浄水を搬送する。洗浄水管312には、汲み上げポンプ350から洗浄水が供給される。
A cleaning
洗浄水管312にはノズル304が設けられる。ノズル304は排ガスに対して上部側310から底部側308へ洗浄水314を噴射して排ガスを処理する。ノズル304から噴射された洗浄水314は、反応塔302内の内部を通過する排ガスと接触して、排ガスに含まれる硫黄成分等を吸収する。硫黄成分等を吸収した液体は、反応塔302の底部側308に溜り、排水として反応塔302の外部に排出される。
The cleaning
本例の排ガス浄化システム400によれば、電気集塵機200のみで除去しきれない有害物質を除去できる。排ガス浄化システム400には、第1〜第13実施形態の電気集塵機200が用いられるので、コロナ放電2の発生位置が固定されてしまうことに起因する対向電極10の浸食を抑制することができる。
また、上記の実施の形態は、帯電部と集塵部が分かれて構成された二段式電気集塵機にも適用される。According to the exhaust
The above embodiment is also applied to a two-stage electrostatic precipitator in which a charging unit and a dust collecting unit are configured separately.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
2・・コロナ放電、10・・対向電極、12・・端部、14・・辺、20・・直流電源、100・・放電電極、101・・第1円環部、102・・端部、103・・第2円環部、104・・直線部、106・・角部、110・・貫通開口部、111・・:第1開口部、112・・縁部、113・・第2開口部、114・・直線状縁部、115・・・第1縁部、116・・角縁部、117・・第2縁部、122・・中央縁部、123・・・周辺縁部、140・・中央開口部、146・・周辺開口部、180・・突出型放電電極、182・・端部、184・・突出部分、190・・端部対向電極、192・・端部、200・・電気集塵機、210・・第1ユニット、220・・第2ユニット、300・・スクラバ、302・・反応塔、304・・ノズル、306・・排ガス導入管、308・・底部側、310・・上部側、312・・洗浄水管、314・・洗浄水、350・・汲み上げポンプ、400・・排ガス浄化システム
2 .... corona discharge, 10 .... counter electrode, 12 ... end, 14 ... side, 20 ... DC power supply, 100 ... discharge electrode, 101 ... first annular part, 102 ... end, 103 ···· second annular portion, ······ straight portion ··························································: 114 ··· Straight edge, 115 ··· First edge, 116 ·· Square edge, 117 ··· Second edge, 122 · · Central edge, 123 · · · Peripheral edge, 140 · -Central opening, 146-Peripheral opening, 180-Projecting discharge electrode, 182-End, 184-Projecting part, 190-End counter electrode, 192-End, 200-
Claims (12)
前記第1の電極板に対向して設けられ、端部が前記第1の電極板の端部よりも内側に位置する第2の電極板と
を備え、
前記第2の電極板は、前記第1の電極板との間でコロナ放電を生じさせる電極板であって、直線部は無限大の曲率半径を有すると定義した場合に、前記第2の電極板の配置面に直交する方向から見たときの前記第2の電極板の端部の全領域において、前記端部は、前記第1の電極板とのギャップの半分以上の曲率半径を有する曲線状の複数の角部と前記複数の角部の間を連結する直線部のみによって構成されるか、または、前記第1の電極板とのギャップの半分以上の曲率半径を有する閉曲線で構成され、
前記第2の電極板は、1以上の貫通開口部を有し、前記第2の電極板の配置面に直交する方向から見たときの前記貫通開口部の縁部の全領域において、前記縁部は、前記第1の電極板とのギャップの半分以上の曲率半径を有する曲線状の複数の角部と前記複数の角部の間を連結する直線部のみによって構成されるか、または、前記第1の電極板とのギャップの半分以上の曲率半径を有する閉曲線で構成される
電気集塵機。 A first electrode plate;
A second electrode plate provided opposite to the first electrode plate, the end of which is located inside the end of the first electrode plate;
The second electrode plate is an electrode plate that generates a corona discharge with the first electrode plate, and the second electrode is defined when the straight portion is defined to have an infinite radius of curvature. in the entire region of the end portion of the second electrode plate when viewed from a direction perpendicular to the arrangement surface of the plate, the ends will have a more than half the radius of curvature of the gap between the first electrode plate It is composed of only a plurality of curved corners and straight portions connecting the plurality of corners, or a closed curve having a radius of curvature more than half of the gap with the first electrode plate. ,
The second electrode plate has one or more through-openings, and the edge of the second electrode plate in the entire region of the edge of the through-opening when viewed from a direction orthogonal to the arrangement surface of the second electrode plate parts are either composed of only straight portion connecting between the first electrode plate and the curved plurality of corner portions and a plurality of corners with more than half of the radius of curvature of the gap, or the An electrostatic precipitator configured by a closed curve having a radius of curvature of more than half of the gap with the first electrode plate .
請求項1に記載の電気集塵機。 The electric dust collector according to claim 1, wherein the second electrode plate has a disk shape.
開口面積が最も大きい中央開口部と、
前記中央開口部よりも開口面積が小さく、前記中央開口部の周囲に配置された周辺開口部と
を有する
請求項4に記載の電気集塵機。 The one or more through openings are
A central opening with the largest opening area;
The electrostatic precipitator according to claim 4 , wherein the electrostatic precipitator has an opening area smaller than that of the central opening and a peripheral opening disposed around the central opening.
請求項1から5の何れか一項に記載の電気集塵機。 At least one of the one or more through-openings has an entire edge surrounding the through-opening facing the first electrode plate when viewed from a direction orthogonal to the arrangement surface of the second electrode plate. The electrostatic precipitator according to any one of claims 1 to 5 .
前記縁部全体が突出する長さは、前記電気集塵機に導入されるガスの上流側と下流側とで異なる、
請求項6に記載の電気集塵機。 The second electrode plate has a plurality of through-openings, and the plurality of through-openings surround an edge of the through-opening when viewed from a direction perpendicular to the arrangement surface of the second electrode plate. The entire part protrudes toward the first electrode plate,
The length from which the entire edge protrudes differs between the upstream side and the downstream side of the gas introduced into the electrostatic precipitator.
The electric dust collector according to claim 6 .
請求項9に記載の電気集塵機。 The gap length between the first electrode plate and the second electrode plate at the end in the stacking direction of the plurality of first units stacked is the center of the stacking direction of the first units stacked in plurality. The electric dust collector according to claim 9 , wherein the electric dust collector is larger than a gap length between the first electrode plate and the second electrode plate.
前記第3の電極板に対向して設けられ、端部が前記第3の電極板の端部よりも内側に位置し、端部が突出部分を有する第4の電極板と
を有する第2ユニットをさらに備え、
複数個積層された前記第1ユニットの積層方向の少なくとも両端部には前記第2ユニットが設けられている
請求項9に記載の電気集塵機。 A third electrode plate;
A second unit provided opposite to the third electrode plate and having a fourth electrode plate having an end portion located on an inner side of the end portion of the third electrode plate and an end portion having a protruding portion; Further comprising
The electrostatic precipitator according to claim 9 , wherein the second unit is provided at least at both ends in the stacking direction of the plurality of first units stacked.
前記スクラバよりも上流に設けられた、請求項1から11のいずれか一項に記載の電気集塵機と
を備える、排ガス浄化システム。 A scrubber that purifies the exhaust gas;
An exhaust gas purification system comprising: the electric dust collector according to any one of claims 1 to 11 , which is provided upstream of the scrubber.
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