JPH0160301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電気集塵装置に関するものである。

従来電気集塵装置における集塵室の構造は負の
直流高電圧が印加される針金状又はとげ付棒状の
放電極と、これに対置される筒状又は板状の集塵
極とから構成されるのが一般的であつた。この様
な装置において、各対向電極間に高電圧を印加す
ると当該電界にコロナ電流が流れるがこのとき印
加電圧の値は集じん室間の電界強度を規定し、イ
オン衝突によるダスト粒子の最大電荷量を決め
る。またその際電流はイオンの衝突による荷電ス
ピードを決定する。

他方電気集塵においては、捕集すべきダストの
電気抵抗が高い場合は、逆コロナ現象が発生し、
集塵率が低下するため、これを防止する様コロナ
電流を小さな値に下げねばならないが、この場合
必然的に電圧を下げねばならないので電界強度自
体も下がることとなり、両方の効果で集塵性能が
下るという問題がある。

本発明者は、別発明「電気集じん装置」（特願
昭54−171880号）において放電極を二重らせん状
のコイルスプリングを用いた電極をもつて構成
し、該放電極と集塵極間に直流電圧を印加して主
電界を形成しておき、該二重らせん電極間に1ns
〜10ｍｓのパルス巾のパルス電圧を印加してプラ
ズマを発生させることにより負イオン電流を供
給、主電界を完全に独立してパルス電圧の波高
値、周波数、パルス巾の制御により負イオン電流
の値を自由にコントロールすることを可能ならし
め叙上の問題をおこすことなく逆コロナを防止す
る方法を提案した。しかし乍ら、この二重らせん
状コイルスプリング電極は、(1)それ自体が高価で
ある、(2)プラズマが二重らせんの外側と内側の二
表面に生じ、内側のプラズマはパルスエネルギー
を浪費するのみでイオンの供給には関与せず、電
力損失が大きい。(3)コイルスプリングの素線の長
さはコイルスプリングの実長の数倍に達し、コロ
ナ放電を発生しつつ進行波として伝播するパルス
高電圧の減衰、それによるコロナ発生範囲の限界
のため、イオン発生する有効長が大きくとれない
等といつた種々の欠陥を有することが明らかとな
つた。

本発明の目的はこの様な問題点を解決し、より
簡単かつ安価な電極構造で、電力損失を低減しつ
つ長い有効長にわたつて活発なイオン供給能力を
発揮するパルス荷電型の電気集塵装置を提供せん
とするものである。以下実施例と図面により、そ
の実施態様を説明する。

第１図は本発明の電気集塵装置の集塵室の水平
断面を示す図で、１は本体ケーシング、２はガス
入口、３はガス出口、４は接地された集塵極、５
はその中間に該集塵極から絶縁の上張架された放
電極で、一般に少くとも２本以上相近接して互に
平行に、かつ相隣る相互に絶縁の上配設された電
極要素の対から成る。但しこの電極要素対の中少
くとも一対はコロナ放電極とする。本例では放電
極５は３本の断面が方形のステンレス線６，７，
８から成り、６，７，８は等距離に４に平行な面
上に鉛直に配列され、中間放電極７の左右に互に
導線９で接続された両側放電極６，８がある。そ
して中間放電極７は導線１０により碍管１１、チ
ヨークコイル１２を介して負の直流高電源１３に
接続され、集塵極４に対して負のコロナ開始直前
の電圧Vdcが印加さされている。１４はパルス巾
が10ns〜１ｍｓ程度、特に10ns〜1000nsの著るし
く短かい負の高電圧パルスv_pを発生する高圧パル
ス電源で、その出力端子の一方は導線１５、結合
コンデンサー１６を介して該チヨークコイル１２
の負荷側１７に接続され、他の出力端子は導線１
８により結合コンデンサー１９、碍管２０を介し
て該両側放電極６，８に接続される。これにより
集塵極４に対して負の直流高電位Vdcにある中間
電極７に対して負のパルス高電圧が両側放電極
６，８に印加され、６，８から強力な負パルスコ
ロナ放電が主として集塵極４の方向に、また部分
的に中間電極７の方向に発生し、極く短時間強力
な負イオンを放出する。

この場合特に10ns〜1000ns程度の極短パルス高
電圧を印加すると、このパルス電圧v_pは進行波と
して６，８と７の間を進行しつつ強力なストリー
マーコロナを電極の全長にわたつて一様に発生
し、極めて一様な負イオン電流の供給を行う。こ
の負イオンは直流高電圧Vdcによる電界により集
塵空間を横切つて集塵極４に向つて走行し、その
過程において入口２より進入せるガス中に浮遊せ
るダスト粒子に射突、これを強度に負に荷電す
る。この負荷電をおびたダスト粒子は直流界電の
作用で集塵極４の上に除去されて堆積し、４を槌
打することにより下方のホツパーに落下捕集され
る。また清浄化されたガスは出口３よりスタツク
へと排出される。この場合、Vdcの値はコロナ開
始電圧よりも低いので、負イオン電流はパルス高
電圧v_p印加時にのみ流れ、その値はパルス高電圧
の波高値v_p周波数f_pパルス巾τ_p等を変化すること
によつて自由に変化でき、主電界強度を減ずるこ
となく、かつ電流分布の均一性を失うことなく極
めてスムースに逆コロナ解消値まで下げることが
可能となる。またこの場合両側放電極６，８より
発生る負パルスコロナ放電による生成負イオン
は、二重らせん電極を用いた場合と異り、悉く集
塵極に向うので、有効に利用され、パルスの電力
効果が大巾に向上すると共に、放電極５は直伸し
ているのでパルス高電圧はその全長にわたりわず
かな減衰で伝播して強力なコロナを発生する事が
可能となる。

放電極５を構成する一方の電極例えば本図の両
側電極６，８を他方の電極例えば中間電極７に対
して絶縁するためには、従来公知の適当な絶縁物
を使用することができ、この場合、第２図に示す
如く両側放電極群６，８を一つの絶縁された放電
極支持フレーム２１に上下で水平腕２２，２３に
支持固定し、中間放電極８は該支持フレーム２１
の上下水平腕を設けた穴２４，２５，２４′，２
５′を貫通してその上下に碍子２６，２７，２
６′，２７′で該支持フレームに支持固定せる水平
腕２８，２９に固定張架する構造としてもよい。
また碍子を使用する代りに本発明者が別発明「短
パルス電圧印加電極装置」（特願昭55−124401号）
において提案した如くコイルス状ないしコイルス
プリング状のインダクタンス要素を用いて、いわ
ゆる「インダクタンス絶縁」を施すことも出来
る。これはパルス巾の極度に小さいパルス高電圧
は両側放電極６，８と中間放電極７の間を進行波
として伝播し、その含む高周波成分の故に該イン
ダクタンス要素で有効に反射され、実質的に電流
を阻止され該インダクタンス要素が絶縁物と同様
に働くからである。

第３図は第２図において碍子２６，２７，２
６′，２７′の代りに該インダクタンス要素をかね
た金属製コイルスプリング３０，３０′で水平腕
２８，２９の２２，２３に対する支持固定を行わ
しめた例の主要部を示す。

第４図は中間電極７の支持に支持用上下水平腕
２８，２９を用いず、フレーム２１の上下水平腕
２２，２３の穴２４，２５，２４′，２５の周囲
上下に突出固定せしめた該インダクタンス要素を
かねた金属製コイルスプリング３１を用い、座金
３２、ネヂ３３を介して該コイルスプリング３１
の中心軸に沿つて上下に伸延せしめた中間電極７
を支持固定せる例の主要部を示すものである。

第５図は中間電極７の方をフレーム２１の水平
腕２２，２３にネヂ３４で固定支持し、かつ該中
間放電極７の上下近傍３５，３５′においてこれ
に上下端を折り曲げて鎔接固定し、かつ該中間放
電極７をその中心軸とする如くその周囲に巻成伸
延せる該インダクタンス要素をかねた金属製コイ
ルスプリング３６，３６′の内方他端３７，３８
において該両側放電極６，８を固定支持せる例の
主要部を示すものである。

第２図より第５図の実施例においてパルス高電
圧は導線１０，１８を介して中間放電極７と両側
放電極６，８の間に後者を負極性とする如く印加
され、負の直流電圧は中間放電極７に対して導線
１０を介して中間放電極に印加されるのである。

上記実施例においては各々の放電極５は中間放
電極７とその両側に絶縁配設せる両側放電極６，
８の３本の角線により構成したが、左右２本の放
電極、あるいは３本以上任意の個数の相隣る相互
の絶縁の上等距離かつ平行に配設せる一対の放電
極群をもつて構成しうることは云うまでもない。
またその各電極の構造は丸線、角線の他任意の適
当な角部をもつ断面形状の線状電極であつてよ
く、更には短冊状、突起付棒状、有刺線状等の形
状にものが使用できることも云うまでもない。ま
た放電極の相隣する電極要素間に別個の直流バイ
アス電圧を印加して、コロナ放電極の直流高電圧
による直流コロナ放電の発生を防ぎ、パルス高電
圧の印加時にのみ確実にコロナ放電を発生せしめ
る様にすることもできる。

この発明に係るパルス荷電型電気集塵装置は、
以上にように構成したので、従来例に比べ簡単、
かつ、安価な電気構造で電力損失を低減しつつ長
い有効長にわたつて活発なイオン供給能力を発揮
することが出来る。

更に述べると、放電極の各電極要素が互いに平
行な直線状の電極なので、プラズマは、該電極の
外側にのみ発生する。

従つて、従来例の二重らせん電極のように、内
側のプラズマが発生しないためパルスエネルギー
を浪費することが無いので、電力損失が防止でき
る。

また、各電極要素の形状及び大きさがほぼ等し
いので、これらの電極間に生ずるプラズマは、一
方の電極がより小さい場合に比べ、広範囲に発生
するので荷電効率が向上する。

さらに、各電極要素と集塵極との間には、各電
極要素の形状及び大きさが異なる場合に比べ、よ
り均一な駆動電界が形成されるので、集塵効率を
向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構造を示す一実施例の水
平断面図、第２図、第３図、第４図、第５図はそ
れぞれ本発明に用いる放電極構造の実施例を示す
図である。図において、 １……電気集塵装置本体ケーシング、２……ガ
ス入口、３……ガス出口、４……集塵極、５……
放電極、６，８……両側放電極、７……中間放電
極、９，１０，１５，１８……導線、１１，２０
……碍管、１３……直流高圧電線、１４……高圧
パルス電源、１６，１９……結合コンデンサ、２
１……放電極支持フレーム、２２，２３，２８，
２９……水平支持腕、２４，２４′，２５，２
５′……穴、２６，２６′，２７，２７′……碍子、
３０，３０′、３１，３６……金属製コイルスプ
リング、３２……座金、３３，３４……ネジ、１
２……チヨークコイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス入口、本体ケーシング、ガス出口、本体
   ケーシング内に等間隔に平行に配設された接地の
   集塵極、該集塵極の中間にこれより絶縁の上張架
   された放電極、該放電極と該集塵極との間に直流
   高電圧を印加するための直流高圧電源を備えた電
   気集塵装置において、該放電極を少なくとも２本
   以上の相近接して互いに平行に、かつ、相隣る相
   互に絶縁の上配設せる電極要素の対をもつて構成
   し、前記各電極要素を直線状に、かつ、断面形状
   及び大きさをほぼ等しく形成し、その中の少なく
   とも一つの対をコロナ放電を行うコロナ放電極と
   し、両電極要素対の間にパルス巾1ns〜１ｍｓの
   パルス高電圧を印加してコロナ放電を発生せし
   め、これにより生じた単極性イオンを入口から導
   入のガス中に浮遊せるダスト粒子に射突せしめ、
   クーロン力によりこれを集塵極上に除去し、清浄
   ガスをガス出口よりスタツクへと排出することを
   特徴とするパルス荷電型電気集塵装置。 ２ 放電極を１本の線状中間電極要素とその両側
   にこれに平行、かつ、集塵極に平行に絶縁配設せ
   る２本の線状両側コロナ放電極をもつて構成する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパ
   ルス荷電型電気集塵装置。 ３ 放電極を１本の角形断面の線状中間コロナ放
   電極と、その両側に配設せる２本の線状の角形断
   面両側コロナ放電極をもつて構成することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のパルス荷電型
   電気集塵装置。 ４ 放電極を構成す一対の電極要素間の絶縁をイ
   ンダクタンス要素をもつて行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜３項のいずれか記載のパル
   ス荷電型電気集塵装置。 ５ インダクタンス要素として、金属製コイルス
   プリングを使用することを特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載のパルス荷電型電気集塵装置。 ６ 放電極を構成する一対の電極要素間に直流バ
   イアス電圧を供給するための直流バイアス電源を
   具備せることを特徴とする特許請求の範囲第１〜
   ３項のいずれか記載のパルス荷電型電気集塵装
   置。