JPH0247940B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排気ガス等の高温気流中に含まれる
各種微細粒子を分離除去する方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、排気ガス中に含まれる灰、煤等の微細粒
子を分離除去するため、電気集塵機あるいはその
他の種々の方法が開発され、実施されているが、
簡単な手段によつて効果的に微細粒子を除去でき
るようにした方法は未だ提案されていない。

また、高温気流中の微細粒子は、一般にその粒
径が非常に小さくて、電場の影響を受けにくく、
特に排気ガス中に多いカーボン微粒子は電場の影
響を受けにくいため、電場を利用しても実際上簡
単に捕捉することは困難である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、帯電液体微粒子による吸着効
果を利用して、高温気流中の微細粒子の捕捉を行
い、それによつて高濃度、高温下の微細粒子の連
続捕集を簡単な手段により実現可能にすることに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の方法は、微
細粒子を含む高温気流中に下流側に向けた中空針
電極を配設し、この中空針電極内を通じて上記高
温気流による加熱で粘性が低下した水等の液体を
高温気流中に添加し、この針電極とそれに対向す
る筒状電極との間に高電圧を印加することによ
り、上記液体を微粒化して、その液体の微粒子に
より上記高温気流中の微細粒子を捕捉させ、その
微細粒子を捕捉した液体の微粒子を付着材中に導
くことにより、その付着材中に微細粒子を捕集す
ることを特徴とするものである。

以下に図面を参照して本発明についてさらに詳
細に説明する。

本発明によつて微細粒子が除去される高温気流
は、エンジンその他の燃焼装置から排出される
200〜300℃程度の排気ガス等を主体とし、それら
のガスは高温気流として第１図に示す導気管１を
通して微細粒子分離装置２に導入される。

上記導気管１は、その内部にステンレススチー
ル等からなる中空針電極３を挿入すると共に、そ
の先端に複合円錐面を有する筒状電極４を設けた
もので、これらの中空針電極３及び筒状電極４
は、それらの間に電界を形成するための電源５に
おける負極及び正極に接続し、また中空針電極３
内の流路６には外部から水等の液体を供給できる
ように構成される。この液体の供給は、電極間の
電気的導通を防止するため、その噴射を間欠的に
行うのが望ましい。

従つて、導気管１を通して微細粒子を含む高温
ガスを導入し、且つ中空針電極３を通じて水等の
液体を供給すると、その中空針電極３内の液体が
高温気流中において加熱作用を受けているため、
気流中に吐出されるときの粘性が低下し、しかも
上記液体が中空針電極３と筒状電極４の間に形成
される電界内に噴出されるため、静電作用によつ
ても表面張力が低下し、その結果、気流自体の作
用による微粒化ばかりでなく、液体が筒状電極４
の円錐面７に衝突して熱分裂を起すことによつて
も微粒化が促進され、さらに気流温度や上記円錐
面７の温度等によつても微粒化が助成され、荷電
蒸気状の微粒子になる。

なお、上記筒状電極４の形状は、図示した形状
に限るものではなく、他の条件との関連で適宜形
状を採用することができる。

このようにして微粒化された液体の微粒子は、
高温気流中に含まれる灰や煤等の微細粒子とバ
ン・デル・ワールス力または電気付着力で結合
し、それによつて高温気流中の微細粒子が液体の
微粒子に捕捉される。

上記高温気流中の微細粒子は、一般にその粒径
が非常に小さくて、電場の影響を受けにくく、特
に排気ガス中に多いカーボンは電場の影響を受け
にくいため、そのままでは捕捉が困難であるが、
上述のようにして微粒化した液体の微粒子は、高
温気流中の微細粒子に比べて粒径が大きく、それ
によつて微細粒子を捕捉させた場合には、それら
を気流中から容易に分離除去することが可能にな
る。

上述した導気管１の先端に接続した捕集管８
は、上記導気管１の先端の筒状電極４内を通して
流出する高温気流中から、微細粒子を捕捉した液
体の微粒子を分離除去するためのもので、その中
心に排気管９を設けて、導気管１からの高温気流
を排出可能にすると共に、その内周に環状電極１
０を設け、それを接地または適宜電圧を印加する
ことにより、その環状電極１０が形成する電気力
線に従つて上記微粒子が分流されるように構成さ
れる。

また、上記排気管９の周囲には、例えばメタル
ウール等からなる付着材１２を収容するための収
容室１１を形成している。その収容室１１は、上
流側を上記環状電極１０の内周に開口させ、下流
側を、排気管９に設けた複数の孔１３によつてそ
の排気管９に開口させたものである。

導気管１の先端の筒状電極４内を通してこのよ
うな捕集管８に流出する高温気流は、微粒子が周
囲の環状電極１０側に分散し、その微粒子が除去
された中心側においては気流の流速が大きく、そ
れが排気管９を通して外部に排出される。一方、
周囲の環状電極１０側に分散した微粒子を含む気
流は、その微粒子と共に収容室１１内の付着材１
２中に流入し、この付着材１２に微粒子を捕捉さ
れて孔１３から排気管９内に流出するが、上述し
たように排気管９内の流速が大きいため、それに
伴つて生じる吸引作用よつて、上流流出が促進さ
れる。

このようにして、微細粒子を捕捉した液体の微
粒子が付着材１２中に捕集されるが、気流の温度
が高いため、液体は逐次蒸発し、その結果、付着
材１２中には乾燥した微細粒子が蓄積されること
になる。また、上記水等の液体の添加により高温
流体の温度が低下するため、電場におけるアーク
放電が抑制されると共に、NOxの抑制にも有効
である。

〔実施例〕

次に、第２図ないし第４図を参照して本発明者
による実験の結果について説明する。

一般に、電気風は電界の強さに応じて発生し、
従つて本発明を実施する装置においても、強い電
気風が得られる電極形状を用いるのが有効であ
る。第２図は、電極構造が電気風に与える影響を
調べた結果を示すもので、筒状電極としては第１
図に示す形状のものを使用し、それによつて比較
的強い電気風を得ることが確かめられをた。

第３図は、同図中に示す形状の筒状電極を用
い、その内径φと電気風の集束圧力との関係を示
すものである。上記筒状電極は、その内径を大き
くするほど電気風を強くすることができるが、内
径をどの程度に設定するかは、他の各種条件、例
えば必要な液体蒸気の発生量等に応じて選定され
るべきである。

また、第４図は同図中に示す電極間距離ｄを変
えた場合の電流電圧特性を示すものである。この
電極間距離ｄは、気流の誘電率等に応じて調整す
るべきである。

なお、これらの実験に用いた中空針電極は、そ
の内径を0.3mmφとし、高温気流を発生するエン
ジンの回転に同期した１回の水の噴射時間を
4msec、噴射圧力を１Kg／cm²とした。

〔発明の効果〕

上述した本発明の方法によれば、帯電液体微粒
子による吸着効果を利用して、高温気流中の微細
粒子の捕捉を行うため、その微細粒子の捕捉を極
めて容易に行うことができ、また水等の液体を用
いながらも、微細粒子を乾燥した状態で収集でき
るため、その取扱いに特別の配慮を必要とするこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の断面図、第２
図ないし第４図は本発明に関連する実験の結果を
示す線図である。 ３……中空針電極、４……筒状電極、１２……
付着材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 微細粒子を含む高温気流中に下流側に向けた
   中空針電極を配設し、この中空針電極内を通じて
   上記高温気流による加熱で粘性が低下した水等の
   液体を高温気流中に添加し、この針電極とそれに
   対向する筒状電極との間に高電圧を印加すること
   により、上記液体を微粒化して、その液体の微粒
   子により上記高温気流中の微細粒子を捕捉させ、
   その微細粒子を捕捉した液体の微粒子を付着材中
   に導くことにより、その付着材中に微細粒子を捕
   捉することを特徴とする高温気流中における微細
   粒子の分離方法。