JP7476547B2

JP7476547B2 - 電気集塵機

Info

Publication number: JP7476547B2
Application number: JP2020015462A
Authority: JP
Inventors: 啓輔山城
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2024-05-01
Anticipated expiration: 2040-01-31
Also published as: JP2021122755A

Description

本発明は、電気集塵機に関する。

従来、筒状電極と放電電極との間の電圧によってコロナ放電を発生させることにより、ガス中の粒子状物質を除去する電気集塵装置が知られている（例えば、特許文献１）。複数の突起を端面に設けた電極板を用いてコロナ放電を発生させ、気体中の粒子状物質を帯電させて集塵する装置が知られている（例えば、特許文献２）。円筒状アース電極の内部に突起状電極を設けて集塵する装置が知られている（例えば、特許文献３）。
特許文献１特開２０１１－２４５４２９号公報
特許文献２実開平５－７０６５４号公報
特許文献３実開平５－６０５３９号公報

粒子を帯電させるためのコロナ放電を発生させるための放電電極を支持する支持柱と、対向電極との間でスパーク放電が発生してしまう場合がある。スパーク放電が間欠的に繰り返されると、放電電極においてコロナ放電を安定して発生させることができなくなる。電気集塵機においては、コロナ放電を安定して発生させることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、２つの第１電極、支持柱、および第２電極を備える電気集塵機を提供する。第１電極は、それぞれ第１電位が印加されてよい。支持柱は、２つの第１電極を接続してよい。支持柱には、第１電位が印加されてよい。第２電極は、２つの第１電極の間に配置されてよい。第２電極には、支持柱が通過する貫通開口が設けられてよい。第２電極には、第１電位とは異なる第２電位が印加されてよい。貫通開口の縁部と支持柱との間の空間において、電界利用率が０．５５より小さくてよい。

第２電位は第１電位よりも低い電位であってよい。

貫通開口の縁部は、支持柱に向かって突出する突起を有してよい。

第２電極は、縁部よりも外側に配置される外側部を有してよい。外側部は、支持柱が貫通開口を通過する通過方向における厚みが、縁部よりも大きくてよい。

第２電位は第１電位よりも高い電位であってよい。

支持柱の外径Ｒａと、貫通開口の内径Ｒｂとの比Ｒａ／Ｒｂが、１／ｅより小さくてよい（ただしｅは、自然対数の底である）。比Ｒａ／Ｒｂが、１／２ｅより小さくてよい。

外径Ｒａが、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であってよい。内径Ｒｂが、１０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下であってよい。

２つの第１電極の間に、２つの第２電極が配置されてよい。少なくとも１つの第２電極には、貫通開口よりも外側に、貫通開口よりも開口面積の小さい複数の捕集開口が設けられてよい。

電気集塵機は、処理対象ガスが通過する第１処理部と、第１処理部を通過した処理対象ガスが供給される第２処理部とを備えてよい。第１処理部および第２処理部は、それぞれが２つの第１電極と、支持柱と、第２電極とを有してよい。第１処理部における電界利用率は、第２処理部における電界利用率よりも小さくてよい。

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。

本発明の一つの実施形態に係る電気集塵機１００の構成例を示す図である。第２電極の一例を示す平面図である。第２電極の他例を示す平面図である。図２のａ－ａ断面に沿った断面図である。電界利用率とスパーク電圧との関係の一例を示す図である。第２電極の他例を示す平面図である。図６のｂ－ｂ断面に沿った断面図である。他の例における第２電極と支持柱を示す平面図である。図８のｃ－ｃ断面に沿った断面図である。第１処理部および第２処理部を備える電気集塵機の一例を示す図である。第１処理部における突起と第２処理部における突起の違いの一例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許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。

図１は、本発明の一つの実施形態に係る電気集塵機１００の構成例を示す図である。電気集塵機１００は、処理対象ガスに含まれる粒子状物質（PM）やブラックカーボン（BC）等の粒子を帯電させて捕集する。処理対象ガスは、例えば船舶等のエンジンから排出される排ガスであるが、これに限定されない。電気集塵機１００は、処理対象ガスに液体を噴霧することで塵等の粒子を除去するスクラバ装置と組み合わせて用いられてもよい。一例として、電気集塵機１００により処理対象ガスの粒子を除去した後に、スクラバ装置において処理対象ガスの粒子を更に除去してよい。または、スクラバ装置において処理対象ガスの粒子を除去した後に、電気集塵機１００により処理対象ガスの粒子を更に除去してもよい。

電気集塵機１００は、一例において、複数の第１電極１０－１、１０－２、および１０－３と、複数の第２電極２０－１、２０－２、２０－３、および２０－４とを備える。第１電極１０－１、１０－２、および１０－３には、それぞれ第１電位が印加される。第２電極２０－１、２０－２、２０－３、および２０－４には、それぞれ第１電位とは異なる第２電位が印加される。第１電極１０－１、１０－２、および１０－３は、第１電極１０と総称される場合がある。第２電極２０－１、２０－２、２０－３、および２０－４は、第２電極２０と総称される場合がある。第１電極１０および第２電極２０はそれぞれ板状の金属電極であってよい。第１電極１０および第２電極２０の数は、図１に示される場合に限定されない。第１電極１０は、少なくとも２つであってよい。第２電極１０は、少なくとも１つであってよい。

第１電極１０は、処理対象ガスに含まれる塵等の粒子を帯電させるためのコロナ放電を発生させる放電電極である。粒子は、一例において、排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）である。第１電極１０は帯電用電極とも呼ばれる。第２電極２０は、対向電極または負電極と称される場合がある。

本例では、第２電極２０に印加される第２電位は、第１電極１０に印加される第１電位より低い電位である。第１電位が正電位であり、かつ、第２電位が負電位であってよい。この場合、正電位と、負電位の絶対値は同じでもよいし、異なっていてもよい。但し、この場合に限られず、第１電位が正電位であり、第２電位が第１より絶対値の小さい正電位であってもよい。第１電位が負電位であり、第２電位が第１よりも絶対値の大きい負電位であってもよい。

電気集塵機１００は、支持柱３０を有する。支持柱３０は、金属等の導電性材料で構成される。支持柱３０は、複数の第１電極１０－１、１０－２、および１０－３を接続する。支持柱３０は、少なくとも２つの第１電極１０を接続してよい。支持柱３０は、第１電極１０－１、１０－２、および１０－３に電気的に接続される。支持柱３０に第１電位が印加される。支持柱３０を介して各第１電極１０－１、１０－２、および１０－３に第１電位が印加されてよい。支持柱３０の両端は、電気集塵機１００のハウジング３２等に固定部３４によって固定されてよい。固定部３４は、例えば、貫通プッシングである。

第１電極１０－１、１０－２、および１０－３は、支持柱３０の長手方向において予め定められた距離だけ離間されて固定される。本明細書では、支持柱３０の長手方向をＺ軸方向として、Ｚ軸と垂直な２つの直交軸をＸ軸およびＹ軸とする。

第１電極１０－１、１０－２、および１０－３は、ＸＹ平面に沿って拡がる平板形状をしていてよい。第１電極１０－１、１０－２、および１０－３のそれぞれは、外周部に沿って複数の突起１２を有してよい。突起１２は、支持柱３０の同心円よりも外側に突出する部分である。同心円は、第１電極１０のエッジのうち、支持柱３０から最も近い点を通る同心円である。あるいは、突起１２は、第１電極１０のエッジのうち、支持柱３０から最も近い点を通る正多角形よりも外側に突出する部分であってもよい。但し、第１電極１０は、突起１２が設けられていなくてもよい。

少なくとも１つの第２電極２０が、２つの第１電極１０－１および１０－２の間に配置される。本例では、２つの第２電極２０－１および２０－２が、Ｚ軸方向において、２つの第１電極１０－１および１０－２の間に配置される。各第２電極２０は、ＸＹ平面の沿って拡がる平板形状をしていてよい。各第２電極２０には、貫通開口４０が設けられる。貫通開口４０を支持柱３０が通過する。

２つの第２電極２０－１および２０－２は、側面部２２によって連結されて捕集室２４を構成してよい。捕集室２４は箱形状をしてよい。すなわち、負電極である第２電極２０は、捕集室を兼ねてよい。本例では、複数の捕集室２４－１および２４－２が設けられている。具体的には、３つの第１電極１０－１、１０－２、および１０－３のうち隣り合う第１電極１０－１と第１電極１０－２の間において、２つの第２電極２０－１および２０－２が設けられて捕集室２４－１を構成する。隣り合う第１電極１０－２と第１電極１０－３の間において、２つの第２電極２０－３および２０－４が設けられて捕集室２４－２を構成する。２つの第２電極２０－１および２０－２の少なくとも１つの第２電極２０には、貫通開口４０よりも外側に、貫通開口４０よりも開口面積の小さい複数の捕集開口２６が設けられている。捕集開口２６は、第１電極１０と第２電極２０との間の空間と、捕集室２４内の捕集空間とを接続する。本例では、捕集開口２６は、円形の縁部を有する。但し、この場合に限られない。２つの第２電極２０－３および２０－４は、２つの第２電極２０－１および２０－２と同様であってよい。

電気集塵機１００は第１電極１０と第２電極２０との間でコロナ放電を発生させる。処理対象ガスの流れに沿って通過する粒子状物質が、第１電極１０と第２電極２０との間でのコロナ放電に起因して帯電する。帯電された粒子状物質は、電界から受けるクーロン力による作用と、コロナ放電によって発生するイオン風による作用とによって第１電極１０から第２電極２０内に向かう方向に移動する。帯電された粒子状物質は、捕集開口２６を通過して捕集室２４内の捕集空間に捕集される。

本例の電気集塵機１００においては、第２電極２０の貫通開口４０の縁部には、縁部構造が設けられる。縁部構造は、例えば、突起である。縁部構造は、貫通開口４０の縁部と支持柱３０との間の空間において、電界利用率ηを０．５５より小さくする。電界利用率ηは、平均電界Ｅ_ａｖｇ／最大電界Ｅ_ｍａｘである。突起等の存在により最大電界Ｅ_ｍａｘが大きくなると電界利用率ηが小さくなる。電界利用率ηについては、後述する。

図２は、第２電極２０の一例を示す平面図である。貫通開口４０の縁部４６は、支持柱３０に向かって突出する突起４２を有する。突起４２は、上面視において、支持柱３０の同心円４１よりも内側に突出する部分であってよい。同心円４１は、貫通開口４０のエッジのうち、支持柱３０から最も遠い点を通る同心円である。上面視とは、Ｚ軸正方向から見ることを意味する。また、突起４２は、支持柱３０と中心を共通する正多角形よりも内側に突出する部分であると定義されてもよい。正多角形は、貫通開口４０のエッジに対応する正多角形である。

図３は、第２電極の他例を示す平面図である。図３において、支持柱３０の同心円４１よりも内側に突出する部分４４が存在する。しかし、支持柱３０と中心を共通する正多角形（図３では正方形）よりも内側に突出する部分がないので、上述の定義によって、図３に示される第２電極は、突起がない形状であると判断されてもよい。

突起４２は、図２に示されるように上面視において、三角形状の外形であってもよく四角形状、円形状、または円弧形状の外形であってもよい。突起４２の先端は、尖っていてもよく、丸められていてもよい。

図４は、図２のａ－ａ断面に沿った断面図である。支持柱３０の外周面と、貫通開口４０の縁部４６との間の空間における電界の平均値を平均電界Ｅ_ａｖｇとし、当該空間における電界の最大値を最大電界Ｅ_ｍａｘとすると、電界利用率ηは、平均電界Ｅ_ａｖｇ／最大電界Ｅ_ｍａｘで定義される。同心円４１の部分よりも内側に突出している突起４２の近傍には、電界集中領域４５が生じる。この結果、平均電界Ｅ_ａｖｇに対する最大電界Ｅ_ｍａｘの比率が大きくなるので、電界利用率ηが小さくなる。

貫通開口４０の縁部４６に突起４２がない場合には、支持柱３０から第２電極２０の貫通開口４０の縁部４６まで、電界強度分布が均一になりやすくなる。このような状態を、準平等系と称する。準平等系においては、絶縁破壊は発生しにくくなるが、絶縁破壊した場合にはスパーク放電が直ちに発生し、コロナ放電を発生させることができない。

貫通開口４０の縁部４６に突起４２がある場合には、支持柱３０から第２電極２０の貫通開口４０の縁部４６までの電界強度分布が不均一になる。このような状態を、不平等系と称する。不平等系においては、電界集中領域４５が生じるので、コロナ放電を安定的に発生させて、スパーク電圧を抑制することができる。本例において、貫通開口４０の縁部４６と支持柱３０との間の空間において、電界利用率ηが０．５５より小さい。

図５は、電界利用率とスパーク電圧との関係の一例を示す図である。電界利用率が０．５５以下の領域においては、絶対圧力０．１ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下の条件において、スパーク電圧が高くなり、スパーク放電に移行することを遅らせることができる。特に、負極性電圧印加の場合のスパーク電圧は、正極性電圧印加の場合のスパーク電圧より高くすることができるので、スパーク放電に移行することを効果的に低減することができる。絶対圧力が０．１ＭＰａ（大気圧）であっても、電界利用率ηが０．５５より小さい条件において、負極性電圧印加の場合のスパーク電圧は、正極性電圧印加の場合のスパーク電圧より高くできる。

負極性電圧印加の場合に、なぜコロナ安定作用によってスパーク電圧が向上するかについては、コロナ放電の電子なだれによって生成された正イオンが負電極に向かって引き寄せられ，負電極周辺に正イオンの層を形成することに起因すると考えらえる。このイオンの層によって空間電荷が形成されることにより、第２電極２０と支持柱３０との間を橋絡する放電であるスパークに必要な電圧が上昇することとなり、スパークしにくくなる。その結果、コロナ放電が安定に形成できる電圧領域を増やすことができる。

したがって、第２電極２０に印加される第２電位が、支持柱３０に印加される第１電位より低い場合に、負極に対応する第２電極２０の貫通開口４０の縁部４６の近傍に電界集中領域４５を設ける。これにより、コロナ放電安作用によって、スパーク電圧を高くして、第２電極２０と支持柱３０との間でスパーク放電に移行しにくくすることができる。本例では、貫通開口４０の縁部４６と支持柱３０の表面との間でコロナ放電を安定的に発生させて、スパーク放電を抑制できる。

また、電気集塵機１００においては、処理対象ガスが高温の場合がある。一例として、船舶用の電気集塵機１００には、最大で４００℃の処理対象ガスが導入される場合がある。このような温度条件下においては、集塵に必要となる定常的なコロナ放電を安定的に発生することが難しい。このような温度条件下では、不安定で間欠的なスパーク放電が発生してしまう。特に、第１電極１０と接続されている支持柱３０と、第２電極２０との間でスパーク放電が発生する場合には、第１電極１０と第２電極２０との間のコロナ放電の発生に影響を与えてしまい、電気集塵機１００による粒子状物質の帯電が不十分となる。

スパーク放電は、印加電圧の上昇にともなって発生するので完全な回避は困難である。しかし、本例の電気集塵機１００によれば、スパーク放電の前段階において発生するコロナ放電を支持柱３０と第２電極２０との間で安定に生じさせることで、コロナ放電を支持柱３０と第２電極２０との間でのスパーク放電が生じにくいように構成することができる。

このように、温度変化が大きくなった場合でも、本例のように、貫通開口４０の縁部４６と支持柱３０との間の空間において、電界利用率を０．５５より小さくすることによって、貫通開口４０の縁部４６と支持柱３０の表面との間でコロナ放電を安定的に発生させて、スパーク放電を抑制できる。

貫通開口４０の縁部と支持柱３０との間の空間において、電界利用率が０．５５より小さくするためには、負極に対応する第２電極２０の貫通開口４０の縁部４６に突起４２を設けることが有効であるが、これに限定されない。

図６は、第２電極の他例を示す平面図である。図７は、図６のｂ－ｂ断面に沿った断面図である。第２電極２０は、貫通開口４０の縁部５２と、縁部５２よりも外側に配置される外側部５４を有する。本例では、同心円５３より内側には、縁部５２が設けられる。同心円５３より外側には外側部５４が設けられる。一例において、外側部５４と縁部５２とが溶接等により接合されて第２電極２０が構成されてもよい。たとえば、リング形状の外側部５４の内周面に、リング形状の縁部５２を嵌め込んで溶接されてよい。

図７に示されるとおり、支持柱３０が貫通開口４０を通過する通過方向であるＺ方向において、外側部５４の厚みＴ１は、縁部５２の厚みＴ２よりも大きい。縁部５２は、第２電極２０において、支持柱３０に最も近い部分５１を含む。外側は、支持柱３０から離れる側を意味する。縁部５２の厚みＴ２は、５００μｍ以下であってよい。外側部５４の厚みＴ１は、縁部５２の厚みＴ２の２倍以上であってよい。外側部５４の厚みＴ１は、１ｍｍ以上であってよい。縁部５２の径方向での長さは５ｍｍ以上であってよい。

本例において、同心円５３よりも内側の縁部５２の厚みＴ２が厚みＴ１より小さいため、縁部５２の近傍には、電界集中領域５５が生じる。この結果、平均電界Ｅ_ａｖｇに対する最大電界Ｅ_ｍａｘの比率が大きくなるので、電界利用率ηが小さくなる。本例においても、貫通開口４０の縁部５２と支持柱３０との間の空間において、電界利用率ηを０．５５より小さくすることができる。これにより、縁部５２と支持柱３０との間でコロナ放電を安定に生じさせ、縁部５２と支持柱３０との間でのスパーク放電を抑制できる。

なお、図６および図７において示した第２電極２０における縁部５２においても、図２および図４に示したような突起４２を設けることができる。これにより、電界利用率ηをより小さくすることができる。縁部５２と支持柱３０との間でコロナ放電を安定に点灯させ、スパーク放電を抑制できる。

図１から図７においては、第２電極２０に印加される第２電位が、第１電極１０および支持柱３０に印加される第１電位より低い場合が示された。しかし、本発明はこの場合に限定されない。

図８は、他の例における第２電極２０と支持柱を示す平面図である。図９は、図８のｃ－ｃ断面に沿った断面図である。図８および図９に示される例では、第２電極２０に印加される第２電位は、第１電極１０に印加される第１電位より高い電位である。第１電位が負電位であり、かつ、第２電位が正電位であってよい。この場合、負電位の絶対値と、正電位の絶対値は同じでもよいし、異なっていてもよい。但し、この場合に限られず、第１電位が正電位であり、第２電位が第１より絶対値の大きい正電位であってもよい。第１電位が負電位であり、第２電位が第１よりも絶対値の小さい負電位であってもよい。

図８に示すように、支持柱３０が貫通開口４０の中心と重なっている。支持柱３０の中心と支持柱３０の中心が一致していることが好ましい。図８に示すように、支持柱３０の外径をＲａとする。支持柱３０の外径とは、ＸＹ面における支持柱３０の半径である。つまり、支持柱３０の外径とは、支持柱３０の中心と、支持柱３０の外周端との距離である。本例の支持柱３０の外周端は、支持柱３０の外周に沿った円である。

図８に示すように、貫通開口４０の内径をＲｂとする。貫通開口４０の内径をＲｂとは、ＸＹ面における貫通開口４０の縁部５６の半径である。つまり、貫通開口４０の内径Ｒｂとは、貫通開口４０の中心と、貫通開口４０の縁部５６との距離である。

支持柱３０の外径Ｒａと、貫通開口４０の内径Ｒｂとの比Ｒａ／Ｒｂは、１／ｅより小さい。ただしｅは、自然対数の底であり、ｅ＝２．７１８２８である。これにより、支持柱３０と貫通開口４０の縁部５６との間の空間においてコロナ放電を安定して形成できる。

同軸に配置された筒状導体においては、上述した比Ｒａ／Ｒｂが１／ｅと等しいときが、最も絶縁効率がよいことが知られている（例えば下記文献参照。「高電圧工学」、朝倉書店、河野照哉著、ｐｐ．２８－２９）。例えば、同軸ケーブル等においては、内側配線と外側シールドとの絶縁性が高いことが好ましいので、比Ｒａ／Ｒｂが１／ｅと等しくなるように設計することが好ましい。

比Ｒａ／Ｒｂが、１／ｅと等しい場合、支持柱３０から第２電極２０の貫通開口４０の縁部５６まで、電界強度分布が均一になりやすくなる。すなわち、電界強度分布が、準平等系の状態となる。準平等系においては、絶縁破壊は発生しにくくなるが、絶縁破壊した場合にはスパーク放電が直ちに発生し、コロナ放電を発生させることができない。

比Ｒａ／Ｒｂを、１／ｅより小さくすると、支持柱３０の近傍に電界が集中し、支持柱３０から貫通開口４０の縁部５６までの電界強度分布が不均一になる。電界強度分布が、不平等系の状態となる。不平等系においては、支持柱３０の近傍に電界が集中する電界集中領域５８が生じるので、コロナ放電を発生させやすくなる。

本例の電気集塵機１００においては、図９に示されるように、支持柱３０の周囲３６０度の空間全体にコロナ放電を均一に発生させることが容易になる。また、Ｚ軸方向においても、支持柱３０全体に均一にコロナ放電を発生させることが容易になる。このため、縁部５６と支持柱３０との間でコロナ放電を安定に生じさせ、縁部５６と支持柱３０との間でのスパーク放電を抑制できる。特に、第２電極２０に印加される第２電位が、支持柱３０に印加される第１電位より高い場合に、負極に対応する支持柱３０の近傍に電界集中領域５８を設けることによって、スパーク電圧を高くして、スパーク放電に移行しにくくすることができる。

比Ｒａ／Ｒｂが、１／ｅより小さいほど、コロナ放電を安定して発生させることができる。比Ｒａ／Ｒｂは、１／（２ｅ）より小さくてよい。比Ｒａ／Ｒｂは、１／（５ｅ）より小さくてよく、１／（１０ｅ）より小さくてもよい。

一例として、支持柱３０の外径Ｒａは、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。支持柱３０の外径Ｒａは、５ｍｍ以下であってもよい。貫通開口４０の内径Ｒｂは、１０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下である。貫通開口４０の内径Ｒｂは、５０ｍｍ以上であってよい。

図１０は、第１処理部および第２処理部を備える電気集塵機の一例を示す図である。電気集塵機２００は、第１処理部１１０および第２処理部１２０を備える。第１処理部１１０は、第２処理部１２０よりも処理対象ガスの流れの上流に置かれる。

処理対象ガスは、第１処理部１１０を通過する。第１処理部１１０を通過した処理対象ガスが第２処理部１２０に供給される。第１処理部１１０は、図１から図９において説明したいずれかの電気集塵機１００である。第２処理部１２０も、図１から図９において説明したいずれかの電気集塵機１００である。したがって、第１処理部１１０および第２処理部１２０は、それぞれが複数の第１電極１０－１、１０－２、および１０－３と、支持柱３０と、複数の第２電極２０－１、２０－２、２０－３、および２０－４とを有してよい。但し、第１電極１０および第２電極２０の数は、この場合に限定されない。第１処理部１１０および第２処理部１２０は、それぞれが少なくとも２つの第１電極１０を有し、少なくとも１つの第２電極１０を有する。

第１処理部１１０における電界利用率ηは、第２処理部１２０における電界利用率ηよりも小さくてよい。電界利用率ηは、平均電界Ｅ_ａｖｇ／最大電界Ｅ_ｍａｘである。したがって、一例において、第１処理部１１０における第２電極２０の縁部の突起４２を第２処理部１２０における第２電極２０の縁部の突起４２よりも大きくしてよい。

図１１は、第１処理部１１０における突起４２ａと第２処理部１２０における突起４２ｂの違いの一例を示す図である。図１１に示されるように、第１処理部１１０における突起４２ａの突出長ｈ１は、第２処理部１２０における突起４２ｂの突出長ｈ２より大きい。突出長は、突起の同心円４１からの最大高さであってよい。なお、第１処理部１１０における突起４２ａの個数は、第２処理部１２０における突起４２ｂの個数より少なくしてもよい。

また、図６および図７に示したように、第１処理部１１０における縁部５２の厚みＴ２を第２処理部１２０における縁部５２の厚みＴ２より小さくしてもよい。また、第１処理部１１０における比Ｒａ／Ｒｂを第２処理部１２０における比Ｒａ／Ｒｂより小さくしてもよい。このような構成によっても、第１処理部１１０における電界利用率を第２処理部１２０における電界利用率よりも小さくすることができる。

上流の処理対象ガスのほうが下流の処理対象ガスよりも温度が高いので、電界利用率をさらに小さくすることによって、スパーク放電に移行することを効果的に遅らせることができる。

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、多様な変更また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。その様な変更また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、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
［項目１］
それぞれ第１電位が印加される２つの第１電極と、
前記２つの第１電極を接続し、前記第１電位が印加される支持柱と、
前記２つの第１電極の間に配置され、前記支持柱が通過する貫通開口が設けられ、前記第１電位とは異なる第２電位が印加される第２電極と、
を備え、
前記貫通開口の縁部と前記支持柱との間の空間において、電界利用率が０．５５より小さい電気集塵機。
［項目２］
前記第２電位は前記第１電位よりも低い電位である、項目１に記載の電気集塵機。
［項目３］
前記貫通開口の前記縁部は、前記支持柱に向かって突出する突起を有する、項目１または２に記載の電気集塵機。
［項目４］
前記第２電極は、前記縁部よりも外側に配置され、前記支持柱が前記貫通開口を通過する通過方向における厚みが、前記縁部よりも大きい外側部を有する、項目１から３のいずれか一項に記載の電気集塵機。
［項目５］
前記第２電位は前記第１電位よりも高い電位である、項目１に記載の電気集塵機。
［項目６］
前記支持柱の外径Ｒａと、前記貫通開口の内径Ｒｂとの比Ｒａ／Ｒｂが、１／ｅより小さい（ただしｅは、自然対数の底である）、項目５に記載の電気集塵機。
［項目７］
前記比Ｒａ／Ｒｂが、１／２ｅより小さい、項目６に記載の電気集塵機。
［項目８］
前記外径Ｒａが、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、
前記内径Ｒｂが、１０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下である、
項目６または７に記載の電気集塵機。
［項目９］
前記２つの第１電極の間に、２つの前記第２電極が配置されており、
少なくとも１つの前記第２電極には、前記貫通開口よりも外側に、前記貫通開口よりも開口面積の小さい複数の捕集開口が設けられている、
項目１から８のいずれか一項に記載の電気集塵機。
［項目１０］
処理対象ガスが通過する第１処理部と、
前記第１処理部を通過した前記処理対象ガスが供給される第２処理部と、
を備え、
前記第１処理部および前記第２処理部は、それぞれが前記２つの第１電極と、前記支持柱と、前記第２電極とを有し、
前記第１処理部における前記電界利用率は、前記第２処理部における前記電界利用率よりも小さい、
項目１から９のいずれか一項に記載の電気集塵機。

１０・・第１電極、１２・・突起、２０・・第２電極、２２・・側面部、２４・・捕集室、２６・・捕集開口、３０・・支持柱、３２・・ハウジング、３４・・固定部、４０・・貫通開口、４１・・同心円、４２・・突起、４４・・部分、４５・・電界集中領域、４６・・縁部、５１・・部分、５２・・縁部、５３・・同心円、５４・・外側部、５５・・電界集中領域、５６・・縁部、５８・・電界集中領域、１００・・電気集塵機、１１０・・第１処理部、１２０・・第２処理部、２００・・電気集塵機

Claims

それぞれ第１電位が印加される２つの第１電極と、
前記２つの第１電極を接続し、前記第１電位が印加される支持柱と、
前記２つの第１電極の間に配置され、処理対象ガスに含まれる粒子状物質を捕集する捕集空間を有する捕集室と、
を備え、
前記捕集室は、前記２つの第１電極の間に配置され、前記支持柱が通過する貫通開口が設けられ、前記第１電位よりも低い第２電位が印加される第２電極を含み、
前記貫通開口の縁部と前記支持柱との間の空間において、電界利用率が０．５５より小さい
電気集塵機。
前記２つの第１電極の間に、２つの前記第２電極が配置されており、
前記捕集空間は、２つの前記第２電極に挟まれた空間である、
請求項１に記載の電気集塵機。
少なくとも１つの前記第２電極には、前記貫通開口よりも外側に捕集開口が設けられている、請求項２に記載の電気集塵機。
前記捕集開口の開口面積は、前記貫通開口の開口面積よりも小さい、請求項３に記載の電気集塵機。
それぞれ第１電位が印加される２つの第１電極と、
前記２つの第１電極を接続し、前記第１電位が印加される支持柱と、
前記２つの第１電極の間に配置され、前記支持柱が通過する貫通開口が設けられ、前記第１電位よりも低い第２電位が印加される第２電極と、
処理対象ガスが通過する第１処理部と、
前記第１処理部を通過した前記処理対象ガスが供給される第２処理部と、
を備え、
前記貫通開口の縁部と前記支持柱との間の空間において、電界利用率が０．５５より小さく、
前記第１処理部および前記第２処理部は、それぞれが前記２つの第１電極と、前記支持柱と、前記第２電極とを有し、
前記第１処理部における前記電界利用率は、前記第２処理部における前記電界利用率よりも小さい、
電気集塵機。
前記貫通開口の前記縁部は、前記支持柱に向かって突出する突起であって、上面視における幅が前記縁部から前記支持柱への方向にかけて小さくなる突起を有する
請求項１から５のいずれか一項に記載の電気集塵機。
それぞれ第１電位が印加される２つの第１電極と、
前記２つの第１電極を接続し、前記第１電位が印加される支持柱と、
前記２つの第１電極の間に配置され、前記支持柱が通過する貫通開口が設けられ、前記第１電位よりも低い第２電位が印加される第２電極と、
処理対象ガスが通過する第１処理部と、
前記第１処理部を通過した前記処理対象ガスが供給される第２処理部と、
を備え、
前記貫通開口の縁部と前記支持柱との間の空間において、電界利用率が０．５５より小さく、
前記貫通開口の前記縁部は、前記支持柱に向かって突出する突起であって、上面視における幅が前記縁部から前記支持柱への方向にかけて小さくなる突起を有し、
前記第１処理部および前記第２処理部は、それぞれが前記２つの第１電極と、前記支持柱と、前記第２電極とを有し、
前記第１処理部における前記突起の前記方向への突出長は、前記第２処理部における前記突起の前記方向への突出長よりも大きい、
電気集塵機。
前記第２電極は、前記縁部よりも外側に配置され、前記支持柱が前記貫通開口を通過する通過方向における厚みが、前記縁部よりも大きい外側部を有する
請求項１から７のいずれか一項に記載の電気集塵機。