JPH0533631A - Air cleaning device by electrostatic field - Google Patents

Air cleaning device by electrostatic field

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JPH0533631A
JPH0533631A JP18489391A JP18489391A JPH0533631A JP H0533631 A JPH0533631 A JP H0533631A JP 18489391 A JP18489391 A JP 18489391A JP 18489391 A JP18489391 A JP 18489391A JP H0533631 A JPH0533631 A JP H0533631A
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JP
Japan
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electrode
electrostatic
exhaust gas
cylindrical electrode
flow
Prior art date
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Pending
Application number
JP18489391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Okajima
篤 岡島
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0533631A publication Critical patent/JPH0533631A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a device for cleaning air by means of an electrostatic field, with an electrostatic condenser that is made so as to secure the insulability of an electrode part in particular. CONSTITUTION:Exhaust gas out of a diesel engine 12 is led into an electrostatic condenser 15 constituting an exhaust emission control device 11 via an inlet pipe 16, exhausted out of an outlet pipe 18, and it is made so as to form a swirl flow of exhaust gas around a discharge electrode 153 being set in the axial part, in a cylindrical electrode 151 of the condenser 15. Each of insulating supporters 19, 20 is installed at both ends of the cylindrical electrode 151. These insulating supporters 19, 20 are provided with insulators 192, 202 supporting an electrode rod 152 which supports each of outer pipes 191, 201 and the discharge electrode 153. In addition, each of inlet pipes 193, 203 being fed with clean air is installed in these outer pipes 191, 201 along each tangent of these pipes 191, 201, through which such a possibility that a swirl flow in reverse to an exhaust gas swirl flow is produced in these outer pipes 191, 201 and thereby the exhaust gas swirl flow might lead to the insulators 192, 202 is prevented from occurring.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えばディーゼルエ
ンジンより排出されるパーティキュレートを分離し、浄
化された排出ガスが導出されるようにする静電場による
空気浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air purifying device using an electrostatic field for separating particulate matter discharged from a diesel engine so that purified exhaust gas is discharged.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばディーゼルエンジンからの排出ガ
スを浄化する装置として、不平等電界によって排気ガス
中に含まれる粒子(パーティキュレート)を荷電し、こ
の粒子を凝集するようにした装置が考えられている。
2. Description of the Related Art For example, as a device for purifying exhaust gas from a diesel engine, a device has been considered in which particles (particulates) contained in exhaust gas are charged by an unequal electric field and the particles are aggregated. There is.

【0003】この様な装置においては、粒子を荷電する
ために高電圧を印加した電極が設定されているもので、
この電極部の絶縁性が確実に確保されるようにすること
が重要である。しかし、この電極部の特に絶縁性を持っ
て保持する部分に、空気中の粒子等が付着すると、その
絶縁性を保持することが困難となる。
In such a device, an electrode to which a high voltage is applied to charge particles is set.
It is important to ensure the insulating property of the electrode portion. However, if particles in the air or the like adhere to the portion of the electrode portion that holds the insulating property, it becomes difficult to maintain the insulating property.

【0004】この様な電極部の絶縁性を確保する手段と
しては、例えば電極を保持する絶縁部を加熱することに
よって付着粒子を焼成する方法、また高圧絶縁体表面で
火花放電を生じさせ、付着粒子を焼成する方法等が知ら
れている。しかし、この様な方法ではさらに大きな電力
の加熱用電源が新たに必要となる。また、火花放電を使
用するものでは、その放電中に電圧が低下するようにな
り、コロナ放電による粒子に対する荷電が充分に行われ
ない。したがって、空気浄化効果が低下することがあ
る。
As means for ensuring the insulating property of such an electrode part, for example, a method of firing the adhered particles by heating the insulating part holding the electrode, or causing spark discharge on the surface of the high-voltage insulator to adhere A method of firing particles is known. However, such a method requires a new heating power source of even higher power. Further, in the case of using the spark discharge, the voltage is lowered during the discharge, and the particles are not sufficiently charged by the corona discharge. Therefore, the air purification effect may decrease.

【0005】この様な点を考慮して、例えば特公昭62
−49451号公報に示されるように、絶縁体に沿って
形成される電極の軸方向に対応してエアーカーテンを形
成することが考えられている。しかし、電極の周囲に旋
回流によって排気ガスが流れている状態で、エアカーテ
ンの内部にも空気の流れに乱れが生ずるようになり、電
極を保持する絶縁体部に粒子が付着し、絶縁性に問題が
生ずることがある。
In consideration of these points, for example, Japanese Patent Publication No. 62-62
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 49451/1992, it is considered to form an air curtain corresponding to the axial direction of the electrodes formed along the insulator. However, when the exhaust gas is flowing around the electrode due to the swirling flow, turbulence in the air flow also occurs inside the air curtain, particles adhere to the insulator part that holds the electrode, and May cause problems.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、電極が中心軸部に設定され
る凝縮装置部に、排気ガスが旋回流によって流れるよう
になっても、特に電極を保持する絶縁保持体部に排気ガ
ス中の粒子等が付着されることがなく、絶縁性が確実に
確保されるようにした静電場による空気浄化装置を提供
しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and even if exhaust gas is caused to flow by a swirling flow in a condenser device portion in which an electrode is set in a central shaft portion. In particular, it is an object of the present invention to provide an air purification device by an electrostatic field in which particles and the like in exhaust gas are not attached to an insulating holder portion that holds an electrode, and the insulating property is reliably ensured. ..

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係る静電場に
よる空気浄化装置にあっては、中心軸部に放電電極の設
定された円筒電極を備えた静電凝縮装置において、前記
放電電極内に前記放電電極の周囲に旋回流が発生される
ように浄化すべき空気を導入すると共に、前記円筒電極
の端部に同軸的に円筒状の絶縁保持体を連通して設け、
この絶縁保持体部で前記放電電極を支持する電極ロッド
を保持させる。そして、この絶縁保持体内には、この円
筒電極内の旋回流と反対の旋回流が前記円筒電極の方向
に向けて層流状に発生されるように、清浄空気を導入さ
せるようにする。
In an air purifying apparatus using an electrostatic field according to the present invention, in an electrostatic condensing device having a cylindrical electrode having a discharge electrode set on a central shaft portion, the electrostatic electrode is provided in the discharge electrode. While introducing air to be purified so that a swirling flow is generated around the discharge electrode, a cylindrical insulating holder is provided coaxially in communication with the end of the cylindrical electrode,
An electrode rod that supports the discharge electrode is held by the insulating holder portion. Then, clean air is introduced into the insulating holder so that a swirl flow opposite to the swirl flow in the cylindrical electrode is generated in a laminar flow direction toward the cylindrical electrode.

【0008】[0008]

【作用】この様に構成された空気浄化装置においては、
静電凝集装置を構成する円筒電極内に、放電電極を中心
にして例えば排気ガスによる旋回流が発生され、円筒電
極と同軸の絶縁保持体内にも清浄空気による旋回流が発
生され、この旋回流は円筒電極内の旋回流とは反対の向
きに設定されている。したがって、円筒電極内に発生し
た旋回流が緩和されて、この旋回流が縁保持体内に侵入
することが確実に阻止されるようになって、例えば排気
ガス中の粒子が絶縁保持体内の特に電極保持部に付着す
ることが確実に防止され、絶縁性が確保されて信頼性が
向上されるようになる。
In the air purifying device thus constructed,
A swirl flow due to, for example, the exhaust gas is generated around the discharge electrode in the cylindrical electrode that constitutes the electrostatic coagulator, and a swirl flow due to clean air is also generated in the insulating holder coaxial with the cylindrical electrode. Is set in the direction opposite to the swirling flow in the cylindrical electrode. Therefore, the swirling flow generated in the cylindrical electrode is alleviated, and this swirling flow is surely prevented from entering the edge holder, and for example, particles in the exhaust gas are generated in the insulating holder, especially in the electrode. Adhesion to the holding portion is reliably prevented, insulation is ensured, and reliability is improved.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図1は自動車用の排気浄化装置11の例を示す
もので、ディーゼルエンジン12の排気ガスに含まれる微
粒子(一般にパーティキュレートと呼ばれ、カーボン、
未燃燃料、オイル等の高分子炭化水素を主成分とする微
粒子)を、静電気力を利用して排気ガス中から分離する
装置を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an exhaust emission control device 11 for an automobile, in which fine particles contained in the exhaust gas of a diesel engine 12 (generally called particulates, carbon,
It shows a device for separating unburned fuel, fine particles mainly composed of polymer hydrocarbons such as oil) from the exhaust gas by utilizing electrostatic force.

【0010】この排気浄化装置11は、ディーゼルエンジ
ン12の排気ガスが供給されるマフラー13の後方に設置さ
れるもので、このマフラー13からの出力排気ガスは、流
入管14を介して浄化装置11を構成する静電凝集装置15の
入口管16に供給される。
The exhaust purification device 11 is installed behind a muffler 13 to which the exhaust gas of the diesel engine 12 is supplied. The output exhaust gas from the muffler 13 is purified by the purification device 11 via an inflow pipe 14. Is supplied to the inlet pipe 16 of the electrostatic aggregating device 15 constituting the.

【0011】静電凝集装置15は、導電体によって円筒状
に構成された円筒電極151 を備え、この円筒電極151 の
中心軸部分には、電極ロッド152 で支持して複数の針電
極を外周に向けて突設して構成した放電電極153 が設定
される。そして、この放電電極153 と凝集装置15の円筒
電極151 との間に、高電圧発生装置17から高電圧が印加
設定されるようにする。
The electrostatic aggregating device 15 is provided with a cylindrical electrode 151 formed in a cylindrical shape by a conductor, and a central axis portion of the cylindrical electrode 151 is supported by an electrode rod 152 and has a plurality of needle electrodes on the outer circumference. The discharge electrode 153 is set so as to project toward it. Then, a high voltage is applied and set from the high voltage generator 17 between the discharge electrode 153 and the cylindrical electrode 151 of the aggregating device 15.

【0012】ここで、排気ガスの供給される入口管16
は、図2で示すように円筒電極151 の一方の端部分に、
円筒電極151 の接線に平行な軸線を有するように開口さ
れるものであり、またこの円筒電極151 の他端部には同
じく上記接線に平行な軸線を有する出口管18が開口形成
されている。したがって、入口管16から排気ガスが導入
され、出口管18からこの排気ガスが排出されるようにす
ると、円筒電極151 内部で、放電電極153 の外周を取り
巻くようにした旋回流が発生されるようになっている。
Here, the inlet pipe 16 to which the exhaust gas is supplied
Is at one end of the cylindrical electrode 151 as shown in FIG.
The cylindrical electrode 151 is opened so as to have an axis parallel to the tangent line, and the other end of the cylindrical electrode 151 is also formed with an outlet pipe 18 having an axis parallel to the tangent line. Therefore, when the exhaust gas is introduced from the inlet pipe 16 and the exhaust gas is discharged from the outlet pipe 18, a swirling flow that surrounds the outer circumference of the discharge electrode 153 is generated inside the cylindrical electrode 151. It has become.

【0013】円筒電極151 の両端部それぞれには、絶縁
保持体19および20が一体的に設けられている。これらの
絶縁保持体19および20は、それぞれ円筒電極151 と同軸
にした円筒状の外管191 および201 を備え、これらの外
管191 、201 は円筒電極151と連通して構成される。そ
して、これらの外管191 および201 のそれぞれ端部は、
絶縁体192 および202 によってそれぞれ閉じられ、この
絶縁体192 および202によって、放電電極153 を支持す
る電極ロッド152 の端部が固定保持され、放電電極153
が円筒電極151 に対して絶縁して支持されるようにして
いる。
Insulation holders 19 and 20 are integrally provided at both ends of the cylindrical electrode 151. These insulation holders 19 and 20 respectively include cylindrical outer tubes 191 and 201 coaxial with the cylindrical electrode 151, and these outer tubes 191 and 201 are configured to communicate with the cylindrical electrode 151. And the ends of each of these outer tubes 191 and 201 are
The ends of the electrode rod 152 supporting the discharge electrode 153 are fixed and held by the insulators 192 and 202, respectively, which are closed by the insulators 192 and 202.
Are insulated from and supported by the cylindrical electrode 151.

【0014】そして、絶縁保持体19および20のそれぞれ
外管191 および201 には、エアポンプ21に連通された清
浄空気の導入管193 および203 が開口され、これらの導
入管193 および203 からそれぞれ導入された清浄空気に
よって、外管191 および201内に層流状の旋回流が形成
されるようにする。この場合、この清浄空気による旋回
流の方向は、円筒電極151 内に形成される排気ガスによ
る旋回流の方向とは逆の方向に設定されるようにしてい
る。
The outer pipes 191 and 201 of the insulation holders 19 and 20, respectively, are provided with clean air introducing pipes 193 and 203 communicating with the air pump 21, and are introduced from these introducing pipes 193 and 203, respectively. The clean air creates a laminar swirl flow in the outer tubes 191 and 201. In this case, the direction of the swirling flow of the clean air is set to be opposite to the direction of the swirling flow of the exhaust gas formed in the cylindrical electrode 151.

【0015】静電凝集装置15の出口管18から取り出され
た排気ガスは、サイクロン22に導かれ、排気ガス中の微
粒子を分離した排気ガスは排気管24から外部に放出され
る。ここで、サイクロン22は微粒子と排気ガスとを遠心
力によって分離するもので、分離された微粒子はストッ
カ23に溜められるようになる。
The exhaust gas taken out from the outlet pipe 18 of the electrostatic agglomerator 15 is guided to the cyclone 22, and the exhaust gas from which the fine particles in the exhaust gas have been separated is discharged from the exhaust pipe 24 to the outside. Here, the cyclone 22 separates fine particles and exhaust gas by centrifugal force, and the separated fine particles are accumulated in the stocker 23.

【0016】ここで、絶縁保持体19および20を構成する
外管191 および201 にそれぞれ導入管193 および203 に
よって導入される清浄空気の量は、次のような条件が満
足されるようにする。
Here, the amounts of clean air introduced by the introduction pipes 193 and 203 into the outer pipes 191 and 201 constituting the insulation holders 19 and 20 are such that the following conditions are satisfied.

【0017】a)絶縁保持体19、20を構成する円筒状の
外管191 、201 のそれぞれ凝集装置15方向に向けた軸方
向の流れが層流とされるようにすること。 b)円筒電極151 内の排気ガスの旋回回転速度による循
環流が起きない条件とされるように、清浄空気の回転速
度を抑える。
A) The axial flows of the cylindrical outer tubes 191 and 201 constituting the insulating holders 19 and 20 toward the aggregating device 15 are made laminar. b) The rotation speed of the clean air is suppressed so that the circulating flow due to the swirling rotation speed of the exhaust gas in the cylindrical electrode 151 is not generated.

【0018】このa)で示した条件に対しては、外管19
1 、201 を円筒管とみなして、その軸方向に流れる空気
の流速をV、その空気密度をρ、空気の粘度をμ、円筒
管の内径をdとしたとき、次式で示されるレイノルズ数
が Re =(ρdV)/μ<2100 とされるようにする。
For the conditions shown in a), the outer tube 19
Representing 1 and 201 as a cylindrical tube, the flow velocity of the air flowing in the axial direction is V, the air density is ρ, the viscosity of the air is μ, and the inner diameter of the cylindrical tube is d. Be Re = (ρdV) / μ <2100.

【0019】また、b)の条件に対しては、排気の回転
速度をVe 、清浄空気の速度をVpとしたときに、撹拌
レイノルズ数が Rev={(Ve −Vp )Pd}/πμ<100 とされるようにする。
With respect to the condition b), when the exhaust rotation speed is Ve and the clean air speed is Vp, the stirring Reynolds number is Rev = {(Ve-Vp) Pd} / πμ <100. To be taken.

【0020】例えば、内径Dが110mm、その長さLが
500mmのSUS管でなる円筒電極151 に、内径50mm
の出口管18を取り付けたとき、エンジン12の容量が34
31ccで3000rpm で回転され、室温25℃、排気温
度200℃の条件における排気ガス量は136146cc
/秒となる。
For example, a cylindrical electrode 151 made of a SUS tube having an inner diameter D of 110 mm and a length L of 500 mm has an inner diameter of 50 mm.
When the outlet pipe 18 of the
It is rotated at 3000 rpm at 31 cc and the exhaust gas amount is 136146 cc at room temperature of 25 ° C and exhaust temperature of 200 ° C.
/ Sec.

【0021】この場合、出口管18の断面積は19.5cm
2 であり、したがって円筒電極151内の排気ガス旋回速
度Ve は67.4m/秒となる。
In this case, the sectional area of the outlet pipe 18 is 19.5 cm.
2, therefore the exhaust gas swirl velocity Ve of the cylindrical electrode 151 becomes 67.4M / sec.

【0022】この様な円筒電極151 を有する静電凝集装
置15に、内径50mm、長さ100mmの絶縁保持体19の外
管191 が取り付けられたとすると、この外管191 内に与
える旋回速度Vr は、円筒電極151 内の旋回速度Ve を
強制渦とみなし、実験によって求めた影響係数Kを掛け
た次の式により求めることができる。 Vr /d=K・Ve /D=6.3m/秒 ここで、200℃の空気の密度ρおよび粘度μが、れぞ
それぞれ ρ=0.74×10-3(g/cc) μ=2.5×10-4 (poise) であるので、絶縁保持体19の外管191 内の旋回流の撹拌
レイノルズ係数Revは、“1969”となり、“Rev>
100”となって、循環流が生ずる。
If the outer tube 191 of the insulating holder 19 having an inner diameter of 50 mm and a length of 100 mm is attached to the electrostatic coagulation device 15 having such a cylindrical electrode 151, the swirling speed Vr given to the outer tube 191 is , The swirl velocity Ve in the cylindrical electrode 151 is regarded as a forced vortex, and can be obtained by the following equation multiplied by the influence coefficient K obtained by the experiment. Vr / d = K · Ve / D = 6.3 m / sec Here, the density ρ and viscosity μ of air at 200 ° C. are respectively ρ = 0.74 × 10 −3 (g / cc) μ = 2 Since it is 0.5 × 10 −4 (poise), the stirring Reynolds coefficient Rev of the swirling flow in the outer tube 191 of the insulating holder 19 is “1969”, and “Rev>
A circulation flow occurs at 100 ".

【0023】ここで循環流とは、図3で示すように旋回
流によって与えられた円筒電極151の隔壁154 から、絶
縁保持体19の外管191の絶縁体192 部に達し、外管191
の中心部から元の旋回位置に戻るようになる流れをい
う。
Here, the circulation flow means, as shown in FIG. 3, from the partition wall 154 of the cylindrical electrode 151 provided by the swirling flow to the insulator 192 portion of the outer tube 191 of the insulation holder 19 and the outer tube 191.
It means the flow that returns from the center to the original turning position.

【0024】この様な循環流を防止するため、絶縁保持
体19の外管191 に導入管193 を介して清浄空気を導入す
るもので、この空気導入の方向は、円筒電極151 内の排
気旋回流とは逆の方向に設定し、その流量は前記a)お
よびb)の条件を満すように設定する。
In order to prevent such a circulating flow, clean air is introduced into the outer tube 191 of the insulating holder 19 via the introduction tube 193. The direction of this air introduction is the exhaust gas swirling in the cylindrical electrode 151. The flow is set in the direction opposite to the flow, and the flow rate is set so as to satisfy the above conditions a) and b).

【0025】まずa)の条件を満たすために、清浄空気
の密度ρおよび粘度μが、それぞれ“ρ=1.3×10
-3(g/cc)”および“μ=1.7×10-4 (poise)”
であることから、“Re =ρdVp /μ<2100”と
なり、外管191 内の清浄空気の流速は“Vp <54.4
m/秒”となる。
First, in order to satisfy the condition of a), the density ρ and the viscosity μ of clean air are “ρ = 1.3 × 10”, respectively.
-3 (g / cc) "and" μ = 1.7 × 10 -4 (poise) "
Therefore, “Re = ρdVp / μ <2100”, and the flow rate of the clean air in the outer tube 191 is “Vp <54.4”.
m / sec ”.

【0026】外管191 内の清浄空気の流量をQとし、導
入管193 の断面積をSとすると Q=SVp <63.9リットル/分 となる。よって、“Q=50リットル/分”の清浄空気
を流すことにした。
When the flow rate of the clean air in the outer pipe 191 is Q and the cross-sectional area of the introduction pipe 193 is S, Q = SVp <63.9 liter / min. Therefore, it was decided to flow "Q = 50 liters / minute" of clean air.

【0027】このときb)の条件を満すには、導入管19
1 から流れる空気の速度Vp を、次のような条件に基づ
いて決める。すなわち、 Rev={(Ve −Vp )ρd/μπ<100 より、“Vp >6.1m/秒” 清浄空気の導入管193 の内径をda とすると“(da 2
π/4)Vp =Q”であり、したがって“da <1.4
8mm”となる。したがって、内径1.26mmの導入管を
使用すればよい。尚、電極ロッド152 を保持する絶縁体
192 の位置は、導入管193 の位置から2cm以上離すこと
にした。
At this time, in order to satisfy the condition of b), the introduction pipe 19
The velocity Vp of the air flowing from 1 is determined based on the following conditions. That is, Rev = {(Ve-Vp) .rho.d / .mu..pi. <100, so that "Vp> 6.1 m / sec", where da is the inner diameter of the clean air introducing pipe 193, "(da 2
.pi. / 4) Vp = Q ", so that" da <1.4
8 mm ". Therefore, it suffices to use an introduction tube having an inner diameter of 1.26 mm. The insulator holding the electrode rod 152 is used.
The position of 192 was decided to be more than 2 cm away from the position of the introduction pipe 193.

【0028】この様に構成される排気浄化装置11の作用
について説明すると、ディーゼルエンジン12から排出さ
れた微粒子を含む排気ガスは、マフラー13および入口管
を通って静電凝集装置15の円筒電極151 内に導入され
る。この円筒電極151 内に導入された排気ガスは、円筒
電極151 内で旋回流とされる。この場合、旋回流の遠心
力によって、排気ガス中の微粒子が円筒電極151 の内周
面に接触し易くなる。
Explaining the operation of the exhaust gas purification device 11 thus configured, the exhaust gas containing fine particles discharged from the diesel engine 12 passes through the muffler 13 and the inlet pipe, and the cylindrical electrode 151 of the electrostatic coagulation device 15 is provided. Will be introduced in. The exhaust gas introduced into the cylindrical electrode 151 is swirled in the cylindrical electrode 151. In this case, the centrifugal force of the swirling flow facilitates the particles in the exhaust gas to come into contact with the inner peripheral surface of the cylindrical electrode 151.

【0029】この様な状態で放電電極153 に負の高電圧
が印加されると、円筒電極151 と放電電極153 との間に
静電場が形成され、放電電極153 から円筒電極151 の内
周面に向けてコロナ放電が生起する。
When a negative high voltage is applied to the discharge electrode 153 in such a state, an electrostatic field is formed between the cylindrical electrode 151 and the discharge electrode 153, and the discharge electrode 153 to the inner peripheral surface of the cylindrical electrode 151. A corona discharge is generated toward.

【0030】このコロナ放電によって、排気ガス中の微
粒子が負に帯電し、円筒電極151 の内周面に衝突蓄積さ
れるようになり、この内周面で粒子径が成長する、いわ
ゆる静電凝集が起こる。流入される排気ガス中の微粒子
の径は、凝集装置15内に流入する前は、約0.1〜7μ
mであるのに対して、静電凝集によって50〜100μ
mに成長する。
Due to this corona discharge, fine particles in the exhaust gas are negatively charged and collide and accumulate on the inner peripheral surface of the cylindrical electrode 151, and the particle diameter grows on this inner peripheral surface, so-called electrostatic aggregation. Happens. The diameter of fine particles in the inflowing exhaust gas is about 0.1 to 7 μ before flowing into the aggregating device 15.
m is 50 to 100 μ due to electrostatic aggregation
grows to m.

【0031】ここで、絶縁保持体19、20のそれぞれ絶縁
体192、202 は、電極ロッド152 を保持し、円筒電極151
との間を電気的に絶縁するものであるが、微粒子がこ
の絶縁体192 、202 に付着するとリークが生ずる可能性
がある。しかし、導入管193および203 から清浄空気を
導入し、円筒電極151 内の旋回流とは逆の旋回流を外管
191 および201 内に発生すると、排気流による循環流が
発生せず、且つ外管の軸線に沿った層流が発生する。
Here, the insulators 192 and 202 of the insulation holders 19 and 20, respectively, hold the electrode rod 152 and the cylindrical electrode 151.
The particles are electrically insulated from each other, but if particles adhere to the insulators 192 and 202, leakage may occur. However, by introducing clean air from the introduction pipes 193 and 203, a swirling flow opposite to the swirling flow in the cylindrical electrode 151 is generated in the outer pipe.
When it occurs in 191 and 201, the circulation flow due to the exhaust flow does not occur, and the laminar flow along the axis of the outer tube occurs.

【0032】すなわち、絶縁体192 および202 に排気ガ
ス中の微粒子が付着されないようなエアーカーテンが形
成されるようになり、電極ロッド152 と円筒電極151 と
の間の絶縁性が低下されることを確実に阻止している。
That is, an air curtain is formed on the insulators 192 and 202 so that fine particles in the exhaust gas are not adhered, and the insulation between the electrode rod 152 and the cylindrical electrode 151 is reduced. It is surely stopping.

【0033】静電凝集装置15で粒子径が成長した微粒子
は、サイクロン22に流入して遠心力により分離され、こ
の分離された微粒子はストッカ23に送られると共に、微
粒子の分離された清浄化された排気ガスは、排気管24か
ら大気中に排出される。
The fine particles whose particle size has grown in the electrostatic agglomerator 15 flow into the cyclone 22 and are separated by the centrifugal force. The separated fine particles are sent to the stocker 23 and are separated and cleaned. The exhaust gas is discharged into the atmosphere through the exhaust pipe 24.

【0034】このように構成した装置について実験した
結果を示す。まず実験に際しては、図4で示すようにブ
ロワー31により排気流を5700リットル/分で送風
し、内径110mmで長さ500mmの静電凝集装置15に対
して、内径50mmの入口管16および出口管18で空気を流
入させ、排気した。また、内径が50mmで長さ90mmの
絶縁保持管19を設置すると共に、この保持管19の端部よ
り20mm離れた位置に導入管193 を設置した。この場
合、この導入管193 から導入された清浄空気による旋回
流が、静電凝集装置15部で発生する旋回流と同一の方向
とされるようにした場合と、異なる方向にされた場合を
選択的に設定させた。
The results of experiments conducted on the thus constructed apparatus will be shown. First, in the experiment, as shown in FIG. 4, an exhaust flow was blown by a blower 31 at 5700 liters / minute, and an electrostatic condensation device 15 having an inner diameter of 110 mm and a length of 500 mm was used, and an inlet pipe 16 and an outlet pipe having an inner diameter of 50 mm were used. Air was introduced at 18 and exhausted. An insulating holding tube 19 having an inner diameter of 50 mm and a length of 90 mm was installed, and an introducing tube 193 was installed at a position 20 mm away from the end of the holding tube 19. In this case, the swirling flow by the clean air introduced from the introducing pipe 193 is set to be in the same direction as the swirling flow generated in the electrostatic coagulation device 15 part, or is set in a different direction. I set it to the target.

【0035】そして、絶縁保持体19の内部にフラグ32を
設定し、その振れ具合を観察した結果を表1に示してい
る。ここで、導入管193 から導入される空気の速度は1
分当たりのリットル量で示し、テストAおよびテストB
共に静電凝集装置15に導入される排気量を5.7m3
分に設定した。また、ここで示された逆流率とは、導入
管193 から導入される空気の方向と逆にフラグが振れる
確率である。
Table 1 shows the result of observing the degree of deflection of the flag 32 set inside the insulating holder 19. Here, the velocity of the air introduced from the introduction pipe 193 is 1
Shown in liters per minute, test A and test B
The amount of exhaust gas introduced into the electrostatic coagulator 15 is 5.7 m 3 /
Set to minutes. Further, the backflow rate shown here is the probability that the flag swings in the direction opposite to the direction of the air introduced from the introduction pipe 193.

【0036】このフラグ32は、絶縁保持体19の端面部の
絶縁体部より30mm、60mm、および90mmの位置に、
軸中心より−30mm、0mm、30mmの位置に取り付け、
フラグ32の向きを約5分間観察した結果を示す。
The flag 32 is provided at positions 30 mm, 60 mm, and 90 mm from the insulator portion of the end surface portion of the insulation holder 19,
Attach at -30mm, 0mm, 30mm from the axis center,
The result of observing the direction of the flag 32 for about 5 minutes is shown.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】この様な実験の結果、静電凝集装置15内の
排気旋回流と逆の方向に清浄空気の旋回流を絶縁保持体
19内に発生させ、特に清浄空気流速が50リットル/分
の状態で、逆流率が“0”となったことを確認した。
As a result of such an experiment, the swirl flow of the clean air is insulated in the direction opposite to the exhaust swirl flow in the electrostatic coagulation device 15.
It was confirmed that the backflow rate became “0” especially in the state where the clean air flow rate was 50 liters / minute.

【0039】次に、実際にエンジンを用いて実験を行っ
た例を説明する。
Next, an example in which an experiment is actually performed using an engine will be described.

【0040】この実験においては、2200ccのディー
ゼルエンジンを用い、このエンジンを約900rpm で回
転させるもので、内径110mm、長さ500mmの静電凝
集装置に対して、内径50mmの入口管および出口管を介
して排気ガスを流入させ、また排出させるようにする。
In this experiment, a 2200 cc diesel engine was used, and this engine was rotated at about 900 rpm. An electrostatic coagulator having an inner diameter of 110 mm and a length of 500 mm was provided with an inlet pipe and an outlet pipe having an inner diameter of 50 mm. Exhaust gas is allowed to flow in and out through it.

【0041】そして、その第1の実験においては図5の
(A)で示すように、静電凝集装置15の端部に内径50
mm、長さ90mmの絶縁保持体19部を設け、この絶縁保持
体19部に清浄空気を導入しない構造とする。また第2の
実験においては、同図の(B)で示すように内径50m
m、長さ90mmの絶縁保持体19を静電凝集装置15の端部
に設け、この絶縁保持体19の端部から約20mm離れた位
置に内径1.26mmの導入管193 を設ける。そして、こ
の導入管193 から導入される清浄空気によって、静電凝
集装置15内に発生する排気旋回流と逆の旋回流を発生さ
せるもので、清浄空気を約50リットル/分で流した。
Then, in the first experiment, as shown in FIG.
The insulating holder 19 having a length of 90 mm and a length of 90 mm is provided, and the insulating holder 19 has a structure in which clean air is not introduced. In the second experiment, as shown in (B) of the figure, the inner diameter was 50 m.
An insulating holder 19 having a length of 90 mm and a length of 90 mm is provided at the end of the electrostatic agglomerator 15, and an introducing pipe 193 having an inner diameter of 1.26 mm is provided at a position about 20 mm away from the end of the insulating holder 19. Then, the clean air introduced from the introduction pipe 193 generates a swirl flow opposite to the exhaust swirl flow generated in the electrostatic coagulation device 15, and the clean air was flowed at about 50 liters / minute.

【0042】この様な第1および第2の実験を行なった
ところ、(A)図の第1の実験においては、約1時間後
に絶縁保持体19の端面の絶縁体192 に微粒子が付着し、
この微粒子によって外管191 と電極ロッド152 と間に電
流リークを起こすようになった。
When the first and second experiments as described above were carried out, in the first experiment shown in FIG. 7A, fine particles adhered to the insulator 192 on the end surface of the insulating holder 19 after about 1 hour,
Due to the fine particles, a current leak came to occur between the outer tube 191 and the electrode rod 152.

【0043】これに対して(B)図の第2の実験におい
ては、約6時間後においても絶縁保持体19の絶縁体192
部に微粒子の付着が認められず、電極ロッド152 との間
に電流リークを起こすような状態とはならない。
On the other hand, in the second experiment shown in FIG. 7B, the insulator 192 of the insulation holder 19 is retained even after about 6 hours.
No adhesion of fine particles is observed at the portion, and a current leakage with the electrode rod 152 does not occur.

【0044】これまでの実施例においては、静電凝集装
置15の放電電極153 部の絶縁性を確保させるようにして
いるが、電気集塵、排気ガス有害成分のプラズマ分解、
オソナイザー等の高電圧を用いる他の目的においても適
用可能である。
In the above-described embodiments, the insulating property of the discharge electrode 153 of the electrostatic agglomeration device 15 is ensured, but electrostatic dust collection, plasma decomposition of harmful components of exhaust gas,
It can also be applied to other purposes using high voltage such as an ozonizer.

【0045】これまでの実施例においては、絶縁保持体
19、20の外管191 、201 のそれぞれ接線に沿って導入管
193 、203 を設け、この導入管191 、201 から導入され
た清浄空気によって外管191 、201 内に旋回流を発生さ
せるようにした。
In the above embodiments, the insulating holder
Introducing pipe along the tangent of each of the outer pipes 191 and 201 of the 19 and 20
193 and 203 are provided so that swirl flow is generated in the outer tubes 191 and 201 by the clean air introduced from the introduction tubes 191 and 201.

【0046】しかし、図6で示すように絶縁保持体19の
端面に設定される絶縁体192 に、電極ロッド152 と平行
にして清浄空気の導入管195 を設定し、この導入管195
から電極ロッド152 に平行に清浄空気が吹き込まれるよ
うにしてもよい。ただし、この場合においては、外管19
1 の内部の吹き出し清浄空気が当たる位置に、空気流を
旋回させるガイド196 を設定する。
However, as shown in FIG. 6, a clean air introduction pipe 195 is set parallel to the electrode rod 152 on the insulator 192 set on the end face of the insulation holder 19 and this introduction pipe 195 is provided.
Alternatively, clean air may be blown into the electrode rod 152 in parallel. However, in this case, the outer tube 19
The guide 196 for swirling the air flow is set at a position where the blown clean air hits the inside of 1.

【0047】また、図7で示すように絶縁保持体19の中
心軸部分に清浄空気通路197 を設けるようにしてもよ
い。この場合は、この空気通路197 の外周に清浄空気を
吹き出す複数の中空針198 を、この空気通路197 の周面
の接線に沿って形成する。そして、これら中空針198か
ら噴出される空気流によって、外管191 内に旋回流が発
生されるように構成する。
Further, as shown in FIG. 7, a clean air passage 197 may be provided in the central axis portion of the insulating holder 19. In this case, a plurality of hollow needles 198 for blowing clean air are formed on the outer circumference of the air passage 197 along the tangent line of the peripheral surface of the air passage 197. Then, a swirling flow is generated in the outer tube 191 by the air flow ejected from the hollow needles 198.

【0048】ここで、絶縁保持体19、20内に旋回流を発
生させるために流入される清浄空気の量は、エンジンで
発生される排気ガスの量に比例させるように制御し、清
浄空気量を節減させるようにしてもよい。したがって、
エンジンの回転を駆動源としたエアーポンプを用いるよ
うにしてもよいものであり、またエンジンの回転数を検
出して、この回転数に応じて清浄空気の量を可変制御す
るように構成してもよい。
Here, the amount of clean air that flows in to generate a swirling flow in the insulating holders 19 and 20 is controlled so as to be proportional to the amount of exhaust gas that is generated in the engine. May be reduced. Therefore,
It is also possible to use an air pump that uses the rotation of the engine as a drive source, and it is also configured to detect the number of revolutions of the engine and variably control the amount of clean air according to this number of revolutions. Good.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る静電場によ
る空気浄化装置によれば、静電凝集装置内に発生した旋
回流によって、各種微粒子を含むガスを処理した場合、
この静電凝集装置に放電電極部が微粒子によって絶縁状
態が破られることを確実に防止することができるもので
あり、高電圧が印加設定される電極部の絶縁性が確実に
確保されて、信頼性に富む例えばディーゼルエンジンの
排気ガス処理を行う空気清浄装置が構成されるようにな
る。
As described above, according to the air purifying apparatus by the electrostatic field according to the present invention, when the gas containing various fine particles is treated by the swirling flow generated in the electrostatic coagulating apparatus,
In this electrostatic coagulation device, it is possible to reliably prevent the discharge electrode section from breaking the insulation state by fine particles, and the insulation property of the electrode section to which a high voltage is applied and set is surely ensured, and the reliability is improved. For example, an air purifying device that has excellent properties and that treats exhaust gas of a diesel engine is configured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例に係る空気清浄装置を説明
する構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an air cleaning device according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例の絶縁保持体部を取り出して示すも
ので、(A)は断面図、(B)は側面図。
2A and 2B are views showing the insulation holder portion of the above embodiment taken out, where FIG. 2A is a sectional view and FIG. 2B is a side view.

【図3】絶縁保持体部の循環流を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a circulating flow of an insulating holder portion.

【図4】上記実施例の効果を実験する装置を示す図。FIG. 4 is a view showing an apparatus for testing the effect of the above-mentioned embodiment.

【図5】(A)および(B)は同じくこの発明の効果を
比較実験する装置の構成を示す図。
5 (A) and 5 (B) are views showing the configuration of an apparatus for comparative experiments of the effects of the present invention.

【図6】この発明の他の実施例を説明する構成図。FIG. 6 is a configuration diagram illustrating another embodiment of the present invention.

【図7】この発明のさらに他の実施例を説明する構成
図。
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…排気浄化装置、12…ディーゼルエンジン、15…静電
凝集装置、151 …円筒電極、152 …電極ロッド、153 …
放電電極、16…入口管、17…高電圧発生装置、18…出口
管、19、20…絶縁保持体、191 、201 …外管、192、202
…絶縁体、193 、203 …導入管、21…エアポンプ、24
…排気管。
11 ... Exhaust gas purification device, 12 ... Diesel engine, 15 ... Electrostatic coagulation device, 151 ... Cylindrical electrode, 152 ... Electrode rod, 153 ...
Discharge electrode, 16 ... Inlet tube, 17 ... High voltage generator, 18 ... Outlet tube, 19, 20 ... Insulation holder, 191, 201 ... Outer tube, 192, 202
… Insulators, 193, 203… Inlet pipes, 21… Air pumps, 24
…Exhaust pipe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 円筒電極およびこの円筒電極の中心軸部
に設定した放電電極を備え、この放電電極と前記円筒電
極との間に高電圧が印加設定されるようにした静電凝集
装置と、 この静電凝集装置の前記放電電極の周囲に、特定される
方向の旋回流が発生されるように前記円筒電極に開口接
続した、浄化すべき空気の入口管および出口管と、 前記静電凝集装置の円筒電極の端部にこの円筒電極と連
通した状態で形成され、その端面に前記放電電極を保持
する電極ロッドを支持する絶縁体が設定された円筒状の
絶縁保持体と、 この絶縁保持体の内部に開口連通させ、この絶縁保持体
の内部に前記静電凝集装置の円筒電極の方向に向けて前
記旋回流と反対の向きの旋回流を発生させる清浄空気を
導入する空気導入管とを具備し、 この空気導入管から導入される清浄空気の流量が、前記
絶縁保持体内部でその軸方向の流れが層流とされるよう
に設定したことを特徴とする静電場による空気浄化装
置。
Claim: What is claimed is: 1. A cylindrical electrode and a discharge electrode set on a central axis portion of the cylindrical electrode are provided, and a high voltage is set to be applied between the discharge electrode and the cylindrical electrode. Electrostatic flocculation device and inlet and outlet pipes of air to be purified open-connected to the cylindrical electrode so that a swirling flow in a specified direction is generated around the discharge electrode of the electrostatic flocculation device. And a cylindrical insulating holder formed at the end of the cylindrical electrode of the electrostatic aggregating device in a state of communicating with this cylindrical electrode, and having an insulator set on the end face thereof to support the electrode rod holding the discharge electrode. And a clean air which is opened and communicated with the inside of the insulation holder and generates a swirl flow in the direction opposite to the swirl flow in the direction of the cylindrical electrode of the electrostatic aggregating device. Equipped with an air introduction pipe for introducing Flow rate of clean air introduced from the air inlet tube, said insulating holder inside air purification device according to an electrostatic field flow in the axial direction is characterized by being configured to be a laminar flow.
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