JPH08117639A

JPH08117639A - 電気集塵装置

Info

Publication number: JPH08117639A
Application number: JP27836194A
Authority: JP
Inventors: Norio Maki; 教雄真木; Takeshi Nakao; 勇志中尾; Takeshi Murayama; 剛村山; Shinichiro Katsumura; 眞一郎勝村; Masaji Ataka; 正路安宅
Original assignee: Midori Anzen Co Ltd
Current assignee: Midori Anzen Co Ltd
Priority date: 1994-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 1996-05-14
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP3512251B2

Abstract

(57)【要約】【目的】集塵部における絶縁不良、スパーク、着火を
防止する。【構成】高圧電極板３３は半絶縁性樹脂材から成形
し、その捕集部２６ａにスぺーサ部３３ｂを一体的に設
ける。パイプ状カバー３４は電極板３３と同等の材料か
ら成形する。給電用シャフト３５を挿通したパイプ状カ
バー３４にシールボス３６を嵌合する。シャフト３５に
給電する高圧供給碍子２８を隔壁４０により含塵ガスの
流通部から隔離する。給電用シャフト３５をパイプ状カ
バー３４と電極板３３により覆っているため、電極板３
３の電荷の移動が半絶縁性樹脂材の抵抗により制限さ
れ、スパークが発生が抑制され電流の増加もないので、
高圧電源部から供給する電力は粉塵に着火することのな
い電力に制限することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コロナ放電を利用して
含塵ガス中の粉塵に電荷を与え、この荷電された粉塵を
電気力によって捕集する電気集塵装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気集塵装置は含塵ガス
中の粉塵を除去するために、工場等において環境改善機
器として広く使用されており、含塵ガス中の粉塵に電荷
を与える荷電部と、この荷電された粉塵つまり荷電粉塵
をクーロン力による電気力によって捕集する集塵部と、
これらの荷電部と集塵部に高電圧を供給する高圧電源部
とから構成されている。

【０００３】荷電部にはコロナ放電用のイオン化線及び
接地電極が設けられ、集塵部には荷電粉塵捕集用の高圧
電極板及び接地電極板が設けられている。集塵部の高圧
電極板及び接地電極板としては、アルミニウム材から成
る平行平板型が広く用いられ、高圧電源部は高電圧を出
力するように制御されている。

【０００４】荷電部や集塵部に流入する含塵ガスには、
通常の粉塵に加えて水分や導電性粉塵が含まれている場
合がある。また、溶接環境における含塵ガスには、ワー
クから飛散したスラッグ、金属粒等のスパッタ、或いは
ワークから蒸発した切削油、防錆油、洗浄油等の可燃性
物質が混入されている場合が多い。水分や導電性粉塵は
スパークの要因になり、可燃性物質は着火の要因になる
ため、集塵部では静電容量を低く抑えてスパークや着火
を防止する必要がある。このため、集塵部では高圧電極
板や接地電極板を分割したり、高圧電極板に電気抵抗を
介在したりしている。

【０００５】例えば、図１２の概略構成図に示すよう
に、高圧電極板１と接地電極板２は２枚ずつに分割され
て、スパークによる電圧の低下がスパーク発生部の電極
間だけに抑制されている。また、高圧電極板１は高電気
抵抗３を介して高圧電源部４に接続され、スパークによ
る電流が制限され、高圧電極板１への印加電圧の低下が
防止している。そして、高圧電源部４は図１３に示すよ
うに、例えば６．５ＫＶの供給電圧と３００μＡ以内の
供給電流の負荷特性を有するものが使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来例では、集塵部において次のような問題点がある。

【０００７】(a) 電界強度及び集塵効率の点から供給電
圧を下げることができないため、スパークの発生を抑制
することができない。

【０００８】(b) 電圧及び電流を図１３に示す着火領域
Ｒ内で使用することがあるため、可燃性物質が電極板に
付着すると、粉塵に着火し発煙することがある。特に、
含塵ガスに可燃性物資が混入している場合には、スパー
クやスパッタにより、堆積した粉塵に着火し易く、この
場合には集塵装置を停止して対処しなければならない。

【０００９】(c) 水分、導電性粉塵、可燃性粉塵が絶縁
部に付着した場合には、絶縁不良が発生して集塵効率が
低下する。

【００１０】(d) 高圧電極板１及び接地電極２を分割し
たり、高電気抵抗３を設ける必要があるため、スペース
や部品点数が増大して、装置が大型化しコスト高にな
る。

【００１１】本発明の目的は、上述した問題点を解消
し、含塵ガスの中に水分、導電性粉塵及び可燃性物質が
含有され場合でも、スパーク、絶縁不良及び着火を防止
して集塵効率を良好に保持する電気集塵装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１発明に係る電気集塵装置は、含塵ガス中の粉塵に
電荷を与える荷電部と、該荷電部の下流に高圧電極板・
接地電極板を所定の間隔で交互に並設し前記荷電された
粉塵を電気力により捕集する集塵部とを有する電気集塵
装置において、前記高圧電極板は半絶縁性樹脂材から成
形し、前記高圧電極板に供給する高圧電源部の電力は前
記電極板に付着した前記粉塵が着火することのない大き
さに制限したことを特徴とする。

【００１３】また、第２発明に係る電気集塵装置は、含
塵ガス中の粉塵に電荷を与える荷電部と、該荷電部の下
流に設置し前記荷電された粉塵を電気力により捕集する
集塵部とを有する電気集塵装置において、前記含塵ガス
中に含有される固形物を除去するための衝突板を、前記
荷電部の上流側に設置したことを特徴とする。

【００１４】

【作用】上述の構成を有する第１発明の電気集塵装置で
は、集塵部の高圧電極板を半絶縁性樹脂材から成形した
ため、半絶縁性樹脂材の抵抗が高圧電極板の電荷の移動
を制限し、スパークの発生を防止するので、高圧電源部
は過大な電力を供給する必要がなく、捕集した粉塵が着
火することのない程度の電力を供給する高圧電源部を使
用できる。

【００１５】また、第２発明の電気集塵装置では、衝突
板を荷電部、集塵部の上流に設置したので、固形物が荷
電部、集塵部に流入することがなくなり、固形物が燃焼
物である場合でも、集塵部に堆積している可燃性粉塵に
着火することはない。

【００１６】

【実施例】本発明を図１〜図１１に図示の実施例に基づ
いて詳細に説明する。図１は本実施例の斜視図であり、
主チャンバ１１は荷電部、集塵部等を収容するものであ
り、この主チャンバ１１の後部には荷電部、集塵部等を
制御するための制御部１２が連結され、主チャンバ１１
の前部には衝突板を収容するための前チャンバ１３が連
結されている。

【００１７】主チャンバ１１では、図２に示すようにチ
ャンバ本体２１の前チャンバ１３側は、含塵ガスが方向
Ａから流入する流入口２１ａとされ、一側面は取付口２
１ｂとされ、上面には清浄ガスが方向Ｂに流出する流出
口２１ｃが設けられている。このようなチャンバ本体２
１内には、取付口２１ｂを介して流入口２１ａ側から順
にフィルタ２２、荷電ユニット２３、２個の集塵ユニッ
ト２４、フィルタ２５、そして図示しない吸引ファンが
設置されている。ここで、荷電ユニット２３はイオン化
線及び接地電極を有して流入した含塵ガスの粉塵を荷電
するものであり、集塵ユニット２４は後述する高圧電極
板及び接地電極板を有し、荷電された粉塵をクーロン力
による電気力によって捕集するものである。

【００１８】取付口２１ｂにはドア２６が開閉自在に取
り付けられ、ドア２６の内側には荷電ユニット２３に高
圧電源部から高電圧を供給するための高圧供給碍子２７
と、集塵ユニット２４に高電圧を供給するための高圧供
給碍子２８とが設けられている。また、流出口２１ｃに
はフィルタ２９が設けられている。そして、制御部１２
は起動や停止を制御し、高圧電源部を制御し、更には異
常状態を検出かつ判断して制御信号を出力するものとさ
れている。

【００１９】集塵ユニット２４では、図３の部分拡大斜
視図、図４の部分拡大断面図に示すように、フレーム３
１の上部にガイド溝３１ａが設けられており、内部には
平板状の多数の接地電極板３２及び高圧電極板３３が交
互に入り込んで対向するように所定の間隔で並設されて
いる。接地電極板３２は高導電性を有する鉄、アルミニ
ウム、ステンレス鋼等の金属材料から成形され、例えば
荷電ユニット２３において含塵ガスに正の電荷が与えら
れる場合には、高圧電源部の負極側に接地されている。

【００２０】ここで、接地電極板３２の電気抵抗が高い
場合には、荷電された粉塵の電荷が接地電極板３２に蓄
積して接地電極板３２と高圧電極板３３の電界強度が低
下し、集塵効果が著しく低下することになる。このた
め、高導電性を有する導電塗料により接地電極板３２の
表面を被覆するか、又は高導電性を有する合成樹脂材に
より接地電極板３２を成形することにより、電界強度を
補強するようにしてもよい。

【００２１】一方、高圧電極板３３は半絶縁性樹脂材か
ら成り、荷電された粉塵を接地電極板３２とで捕集する
ための平板形状の捕集部３３ａと、高圧電極板３３同士
の間隔を所定に保持するために一体成形され両側に突出
したスぺーサ部３３ｂと、後述する給電用シャフトを挿
通するための挿通孔３３ｃとが設けられている。半絶縁
性樹脂材の抵抗は吸水率により変化するため、本実施例
では図５に示すような実験結果により得られた集塵効率
の特性を考慮して、吸水率が１％以下で体積抵抗率が例
えば１０¹⁰〜１０¹³Ω・ｃｍ程度のフェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂等が使用されている。

【００２２】なお半絶縁性樹脂材として、フェノール樹
脂にはスミライトＰＬ（ＪＩＳ−ＰＥＶ）、エポキシ樹
脂にはスミライトＥＬ（ＪＩＡ−ＧＥＭ、ＪＩＳ−ＧＥ
Ｆ）、そしてＡＢＳ樹脂にはマクスロイＪＳＲ−ＨＮ９
０１等を使用できる。また、給電用シャフト３５とパイ
プ状カバー３４を別部材として成形しているが、これら
をインサート成形により一体成形すれば、給電用シャフ
ト３５とパイプ状カバー３４の間に隙間が生ずることが
なくなり、電圧をより均一に供給できるようになる。

【００２３】このような高圧電極板３３の挿通孔３３ｃ
には、高圧電極板３３と同等の半絶縁性樹脂材から成る
パイプ状カバー３４が嵌着され、このパイプ状カバー３
４内に給電用シャフト３５を挿通することにより所定枚
数の高圧電極板３３が組み立てられている。この場合
に、高圧電極板３３の両側にはスぺーサ部３３ｂが設け
られているため、スぺーサ部３３ｂ同士を密着すること
により、給電用シャフト３５に裸部がなくなると共に、
高圧電極板３３は等間隔に配置されることになる。

【００２４】そして、最外側の高圧電極板３３の外側に
は、フランジ３６ａを有するシールボス３６がパイプ状
カバー３４に嵌着され、嵌合部はＯリング３７によりシ
ールされている。給電用シャフト３５の延長線上には、
給電用シャフト３５に高電圧を供給するための高圧供給
碍子２８がドア２６に固定されている。ドア２６はパッ
キン３９を介して給電用シャフト３５側の隔壁４０に当
接されている。

【００２５】また隔壁４０には、中心に段付孔４１ａ、
４１ｂを有すると共に外周に複数のひれ４１ｃを有する
碍子４１が取り付けられ、段付孔４１ａにはシールボス
３６が嵌合され、嵌合部は２個のＯリング４２、４３に
よりシールされている。給電用シャフト３５は碍子４１
に絶縁プレート４４を介して導電ねじ４５により固定さ
れ、導電ねじ４５及び高圧供給碍子２８の間は導電ばね
４６により電気的に接続されている。

【００２６】このように構成された集塵ユニット２４へ
の給電回路は、図６に示すように並設された各接地電極
板３２の間には、各高圧電極板３３が入り込み、これら
の接地電極板３２は接地され、高圧電極板３３は高圧電
源部４７に接続されている。ここで、高圧電源部４７は
高圧電極板３３が半絶縁性樹脂材から成形されていて、
スパークが殆ど生じないことから、例えば図７の電圧電
流特性図に示すような電力を供給するものとされてい
る。即ち、高圧電源部４７には電力が着火領域Ｓに入る
ことのない例えば電圧を６．５ＫＶ、電流を５０μＡと
する低電流高圧電源が用いられている。なお、着火領域
Ｒの境界線は発明者等による実験結果で得られたもので
あり、電圧と電流の積で表される曲線となっている。

【００２７】図８は前チャンバ１３の分解斜視図であ
り、チャンバ本体５１の前面に含塵ガスを導入する筒状
ダクト５２が設けられ、チャンバ本体５１の内部には、
固形物や燃焼物である例えば溶接ヒューム中のスパッタ
が、主チャンバ１１に流入することを防止するための衝
突板５３が設けられている。この衝突板５３は把手５４
を有してフレーム５５に取り付けれ、チャンバ本体５１
内に挿脱自在とされている。また、チャンバ本体５１の
下部には、衝突板５３に衝突して落下したスパッタを鎮
火させるための水Ｗがパレット５６内に収容されてい
る。このパレット５６には把手５７、５８が取り付けら
れ、パレット５６もチャンバ本体５１内に挿脱自在とさ
れている。

【００２８】ここで、衝突板５３には含塵ガスの流軸に
設けられスパッタが衝突する衝突部５３ａと、この衝突
部５３ａの側縁から前方へ向けて突設され、スパッタが
飛散することを防止するための側板５３ｂ〜５３ｅとが
設けられている。これらの側板５３ｂ〜５３ｅは、図９
に示すように衝突部５３ａに対して開度Ｅを有して外方
へ拡開されており、衝突部５３ａはその中心がダクト５
２の後端部から距離Ｆだけ隔てられると共に、上部の側
板５３ｂ側が上流方向へ垂直方向に対して傾度Ｄだけ傾
けられている。

【００２９】このような衝突板５３の開度Ｅを１２０°
とし、傾度Ｄを３０°として、距離Ｆに対する圧力損失
を求めたところ、図１０に示すような特性を得ることが
できた。また、衝突板５３にスパッタを衝突させて距離
Ｆに対するスパッタの回収率を求めたところ、図１１に
示すような特性を得ることができた。これらの特性か
ら、開度Ｅは１０５〜１３５°、傾度Ｄは２５〜３５
°、距離Ｆは１７０〜２２０ｍｍ程度にすることが好ま
しい。

【００３０】本実施例は上述したように構成され、荷電
ユニット２３には高圧供給碍子２７を介して給電され、
集塵ユニット２４には高圧供給碍子２８を介して給電さ
れる。高圧供給碍子２８からは更に、導電ばね４６、導
電ねじ４５、給電用シャフト３５そしてパイプ状カバー
３４を介して高圧電極板３３に電圧が印加される。これ
により、荷電ユニット２３で図示しないイオン化線及び
接地電極間にコロナ放電が生起され、集塵ユニット２４
では高圧電極板３３及び接地電極板３２の間に電界が形
成される。

【００３１】この状態で、吸引ファンが作動して含塵ガ
スが前チャンバ１３のダクト５２からチャンバ本体５１
内に流入すると、含塵ガスが衝突板５３に衝突すると共
に、衝突板５３を迂回して主チャンバ２１に流入する。
このとき、含塵ガスが溶接ヒュームのようにスパッタを
含む場合には、スパッタが衝突板５３に衝突してパレッ
ト５６内の水Ｗの中に落下する。これにより、含塵ガス
の中からスパッタが除去されると共に、スパッタは水Ｗ
により鎮火される。

【００３２】一方、衝突板５３を迂回した含塵ガスは、
主チャンバ１１に流入して荷電ユニット２３においてコ
ロナ放電を受け、含塵ガスの中の粉塵に電荷が与えられ
る。この荷電された粉塵は続いて集塵ユニット２４の高
圧電極板３３と接地電極板３２の間に流入し、反対の極
性を有する接地電極板３２に捕集される。そして、粉塵
が除かれた清浄ガスは流出口２１ｃから流出する。

【００３３】ここで、高圧電極板３３の捕集部３３ａ及
びスペーサ３３ｂは、半絶縁性樹脂材から成形され、パ
イプ状カバー３４も高圧電極板３３と同等の材料から成
形されているため、たとえ含塵ガスがオイルミスト、水
溶性オイルミスト、溶接ヒューム等を含有して水分や導
電性粉塵を含有していても、高圧電極板３３の電荷の移
動が半絶縁性樹脂材の電気抵抗により制限されるため、
高圧電極板３３と接地電極板３２の間にスパークが発生
し捕集された粉塵に着火することがなく、集塵効率を良
好に保持することができる。また、高圧電極板３３及び
接地電極板３２を分割したり、別体としての抵抗を設置
する必要も殆どないために、小型化が可能になる。

【００３４】更に、含塵ガスの流通部において、給電用
シャフト３５が半絶縁性樹脂材及び同等の材料からそれ
ぞれ成る高圧電極板３３及びパイプ状カバー３４により
覆われ、かつパイプ状カバー３４と碍子４１がＯリング
３７及びＯリング４２、４３によりシールされているた
め、水分や導電性粉塵による沿面リーク電流による大電
流が発生することがなく、スパークを経時的に安定して
予防することができ、集塵効率を良好に保持することが
できる。

【００３５】また、高圧供給碍子２８は隔壁４０により
含塵ガスの流通部から完全に隔離されているため、高圧
供給碍子２８に水分や導電性粉塵が付着することがな
く、高圧供給碍子２８に絶縁不良が発生することはな
い。

【００３６】更には、衝突板５３により固形物等が除去
されるため、これらが集塵ユニット２４に流入すること
が殆どない。

【００３７】また、パレット５６に水Ｗの高さを検出す
るための水位計を設ければ、水Ｗの量を常時確認するこ
とができると共に、水位計の出力を利用して水位の制
御、主チャンバ２１の制御を自動的に行うことができ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように第１発明に係る電気
集塵装置は、集塵部の高圧電極板を半絶縁性樹脂材によ
り成形し、半絶縁性樹脂材が電荷の移動を制限するた
め、電流の増加がなくなり、高圧電源部は粉塵に着火す
ることのない電力に制限することができて、粉塵の着火
を防止することができる。また、高圧電極板を半絶縁性
樹脂により成形したため、水分、導電性粉塵が流入して
もスパークの発生を防止することができ、集塵効率を高
く保持することができる。

【００３９】また、第２発明に係る電気集塵装置は、集
塵部の上流に衝突板を設置したので、固形物が集塵部に
流入することを防止することができ、固形物が燃焼物で
ある場合は集塵部における粉塵の着火を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の斜視図である。

【図２】主チャンバの斜視図である。

【図３】集塵ユニットの部分拡大斜視図である。

【図４】集塵ユニットの部分拡大断面図である。

【図５】半絶縁性樹脂材の特性のグラフ図である。

【図６】電極板の給電回路図である。

【図７】電圧電流特性のグラフ図である。

【図８】前チャンバの分解斜視図である。

【図９】断面図である。

【図１０】衝突板による圧力損失のグラフ図である。

【図１１】衝突板による回収率のグラフ図である。

【図１２】従来例の電極板の給電回路図である。

【図１３】従来例の電圧電流特性のグラフ図である。

【符号の説明】

１１主チャンバ１２制御部１３前チャンバ２３荷電ユニット２４集塵ユニット３２接地電極板３３高圧電極板４７高圧電源部５３衝突板５６パレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者勝村眞一郎東京都品川区東五反田４−４−６ (72)発明者安宅正路埼玉県草加市青柳８−37−10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含塵ガス中の粉塵に電荷を与える荷電部
と、該荷電部の下流に高圧電極板・接地電極板を所定の
間隔で交互に並設し前記荷電された粉塵を電気力により
捕集する集塵部とを有する電気集塵装置において、前記
高圧電極板は半絶縁性樹脂材から成形し、前記高圧電極
板に供給する高圧電源部の電力は前記電極板に付着した
前記粉塵が着火することのない大きさに制限したことを
特徴とする電気集塵装置。
【請求項２】含塵ガス中の粉塵に電荷を与える荷電部
と、該荷電部の下流に設置し前記荷電された粉塵を電気
力により捕集する集塵部とを有する電気集塵装置におい
て、前記含塵ガス中に含有される固形物を除去するため
の衝突板を、前記荷電部の上流側に設置したことを特徴
とする電気集塵装置。
【請求項３】前記衝突板は衝突した前記固形物が下方
に落下するように傾けて配置した請求項１に記載の電気
集塵装置。