JPH08252483A - 導電性塵埃の電気集塵方法および電気集塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性塵埃の電気集塵においてジャンピング
現象を防止し、集塵効率を向上させる。 【構成】 直流高電圧が印加される放電極２と、アース
され、表面が絶縁性被覆材５により被覆された主集塵極
４の一端または両端の近い位置に、アースされた導電性
表面を保有する第２集極塵６を離設することにより、主
集塵極４に衝突堆積する帯電塵埃の負極性イオンの電荷
を、第２集塵極６へ沿面放電させ、主集塵極表面４のア
ース電位を実質的に維持するとともに、主集塵極４に衝
突した塵埃の正極性への帯電を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気中の塵埃の電気集塵
に関するものであり、特に電気抵抗値の低い、導電性塵
埃の電気集塵に関するものでる。

【０００２】

【従来技術と問題点】空気中に浮遊する微細な塵埃を捕
集する方法として、電気集塵が国内外で広く、また古く
より行われている。

【０００３】電気集塵の原理は、広い面積をもち、通常
はアースされた集塵極にたいして、先端が鋭角を形成す
る放電極に、直流高電圧、通常は負極性直流高電圧を印
加し、一方集塵極を静電誘導によって正極性に帯電さ
せ、両極間にコロナ放電を発生させ、その中を塵埃を通
過させるものである。其の際塵埃は高電圧により誘電分
極し、両電極間に、生成される負極性イオンおよび自由
電子（以下単にイオンと称する）を吸着し負極性に帯電
し、クーロン力により強く放電極に反発し、両電極間を
集塵極に向かって飛行し、衝突付着し、集塵されるもの
である。それゆえ空気の流れまたは塵埃の進行方向にた
いし、直角方向に放電極と集塵極を配置すれば、生成さ
れたイオンが確実に塵埃と衝突し、従って均一に帯電す
る。

【０００４】ところで集塵極に衝突した塵埃は、吸着し
たイオンの電荷を放出し、クーロン力を失うが、塵埃自
身が電気絶縁性を持っていればファンデアワールス力に
よる比較的弱い力で集塵極と付着し堆積する。また堆積
した塵埃は電気絶縁性を保有していても、適度の導電性
を持っていれば、集塵極表面の極性、すなわち正極性を
維持するので、負極性に帯電した新しい塵埃が集塵極に
衝突し、放電し、付着できる。それゆえ集塵作業の進行
により、堆積した塵埃は厚みに比例して電気抵抗値を次
第に増大させるが、槌打ちにより塵埃を適宜の時間間隔
で剥離すれば、その導電性を回復し、集塵作業を安定し
て継続できることになる。すなわち適度の電気抵抗値
（通常概ね１０^４〜１０^１１Ω−ｃｍ）のとき高い電気
集塵効率が得られる。また塵埃相互も上記の適度な電気
抵抗値を保有すれば、ファンデアワールス力で付着し、
その粒径を増大させる、それゆえ集塵操作が進行する
と、堆積した塵埃粒子の大きさは、衝突前の塵埃の大き
さに比し、数１０倍〜数千倍の大きさに成長することに
なる。それゆえ集塵極を塵埃濃度に応じ適宜の頻度で槌
打ちを行えば、堆積し成長した塵埃は集塵極から剥離さ
れ、風速に打ち勝って重力により落下するので、サブミ
クロンの粒子も、集塵装置の下部に配設されるホッパー
に回収することが可能となる。

【０００５】しかし塵埃の電気抵抗が過度に小さい導電
体などの場合は、帯電した塵埃が集塵極に衝突すると、
塵埃に付着したイオンの電荷を放出するのみならず、塵
埃自身が静電誘導されているため、塵埃自身を構成する
自由電子を放出する。それゆえ塵埃は集塵極と等しい極
性、すなわち正極性に帯電する。そのためクーロン力に
より、集塵極に強く反発し、集塵極から離れ、放電極方
向に進む。放電極に近ずくとコロナ放電により生成した
イオンと衝突し、或いは負極性に帯電した塵埃と衝突合
体して負極性に再帯電し、再び集塵極に向かい、このジ
グザグ運動を繰り返す。そのため空間電気抵抗値が低下
し電流量が著しく増大するにもかかわらず、塵埃はジグ
ザグ運動しながら、集塵装置出口へ逃散するため、低い
集塵効率しか得られなかった。この現象はジャンピング
現象と一般に称されていて、上述のごとく、電気抵抗値
の過度に低い塵埃を電気集塵したときに発生した。この
ような塵埃については集塵極表面に水を流せば衝突した
塵埃を確実に捕集できるが、集塵後の水の処理が困難で
あり、また装置費用や維持費用が高いため乾式電気集塵
装置が望まれている。また集塵極表面の絶縁性を高めれ
ば効果的であることが知られているが、適宜な絶縁性を
確保することが困難であり、一方集塵極表面を絶縁被覆
すると、放電電流量が減少し、集塵効率を著しく低下さ
せるため導電性塵埃に、乾式電気集塵を適用することが
できなかった。

【０００６】本発明は従来の問題点に鑑みて、電気抵抗
値の低い導電性塵埃を含む空気に適用しても、ジャンピ
ング現象が発生しない、乾式電気集塵方法と電気集塵装
置を提供するものである。

【０００７】

【問題を解決する手段】問題解決のために、本発明が提
供する手段は、鉛直方向に配設した放電極に直流高電圧
を印加し、広い面積を保有し、アースされた主集塵極を
前記放電極に対峙して鉛直方向に配設し、該主集塵極の
表面に堆積した塵埃を、間欠的な槌打ち、または連続的
な振動により剥離して行う電気集塵において、前記主集
塵極の表面を絶縁性被膜で被覆し、該主集塵極の一端ま
たは両端の近い位置に、表面が導電性の第２集塵極を鉛
直方向に離設し、アースして電気集塵を行うことを特徴
とするものであり、第２集塵極が細い線または管で形成
されていることを特徴として含むものである。

【０００８】

【作用】上記の手段によれば、主集塵極が絶縁性被膜で
被覆され、導電性の第２集塵極が主集塵極端部の近い位
置に離設されているので、放電極により負極性に帯電
し、主集塵極に衝突した塵埃は、吸着したイオンのもつ
電荷を、沿面放電により、第２集塵極に放出する。その
際塵埃は主集塵極と絶縁されているので、塵埃自身を構
成する自由電子を放出せず、従って正極性に帯電しな
い。それゆえ塵埃は主集塵極にファンデアワールス力で
付着し、堆積成長する。すなわちジャンピング現象が発
生しない。それゆえ堆積した塵埃は主集塵極の槌打ちま
たは連続的振動により、容易に剥離落下し、ホッパーに
回収される。また第２集塵極に衝突した塵埃は、正極性
に帯電し、ジャンプして放電極に向かうが、放電極から
のコロナ放電により負極性に再帯電し、やがて主集塵極
に衝突し回収される。また第２集塵極を細い線や管で形
成すれば、第２集塵極に衝突する塵埃の量が、主集塵極
に衝突する量に比して少ないのではり早く回収される。
従ってより高い容積効率が得られる。

【０００９】以下に本発明の作用につき実施例に基ずき
さらに詳細に説明する。すなわち図１は本発明における
放電極、主集塵極および第２集塵極の配設例を示す水平
断面図である。

【００１０】

【実施例】図１において２は放電極であり、４は主集塵
極であり、５は主集塵極の絶縁被覆であり、６は第２集
塵極であり、１０は集塵装置である。また２０は直流高
電圧電源であり、２２は空気の流れ方向を示す。

【００１１】放電極２はステンレス線またはピアノ線な
どの細い線で形成され、鉛直方向に配設されている。放
電極２の数は処理する空気量によって決定される。放電
極２には直流電源２０により通常は負極性直流高電圧が
印加される。放電極２に印加する電圧は特別に高くする
必要がなく、コロナ放電が形成され、スパークが確実に
発生しない程度の電界強度に設定すればよい。

【００１２】主集塵極４は鋼板で形成され、アースさ
れ、面面は絶縁性材５で被覆される。主集塵４と放電極
２は、処理する空気の量に応じた適宜の距離、通常は１
５〜５０ｃｍの距離で空気流れ方向２０を挟んで直角に
対峙し配設される。主集塵極４表面の絶縁性被覆５の材
料としては、高分子樹脂の他、無機ガラス系材料が用い
得る。また主集塵極４の形状は図１に示す例の他、平板
や、長方形断面や、円形断面が用い得る。いずれの場合
も放電極２に比して広い面積とするのが、不平等電界を
形成し、コロナ放電が形成しやすいので好ましい。また
主集塵極４は図示しない常用の槌打ち装置により、定期
的に衝撃が与えられ、主集塵極４の表面に堆積した塵埃
が集塵装置１０の下部に配設される図示しないホッパー
に回収される。また槌打ちの代わりに連続的高速振動ま
たは連続的微小衝撃を与えることが可能であり、この場
合塵埃を連続的に回収できるので安定した集塵作業が継
続できる。

【００１３】第２集塵極６はステンレス、アルミ、銅、
鋼などの導電性の細い線や管で形成される。第２集塵極
６には集塵能力が無いので、できるだけ、細かくするの
が効率低下が小さいので好ましい。また第２集塵極６の
配設位置は、主集塵極４の端部に近い位置が放電がスム
ーズに行われるので好ましい。ただし主集塵極４に堆積
した塵埃が、第２集塵極６表面と架橋して連続すると、
第２集塵極６表面の塵埃のみならず、主集塵極４表面に
堆積した塵埃が正極性に帯電しジャンプするので、少な
くも１ｃｍ離すのが好ましい。また主集塵極４と同時
に、槌打ちや連続振動を行えば、導電性塵埃による架橋
を防止できるので好ましい。

【００１４】また本発明においては、塵埃が、放電極２
や主集塵極４の下部に配設される図示しないホッパーに
回収されるが、ホッパー開孔部に付設される構造材が、
通常鋼板などの導電性でアースされているので、其の際
負極性に帯電した塵埃が、接触放電し、正極性に帯電
し、ジャンプし、放電極２に向かい効率を低下させるの
で、主集塵極４と同様にそれらの構造材の表面を絶縁被
覆するのが好ましい。

【００１５】本発明においては、放電極２に印加する電
圧は平坦な波形の直流高電圧を印加すればよいが、これ
に限定されるものではなく、各種のパルス波形の高電圧
も用い得る。しかしその場合も、印加する最高電圧によ
って形成する電界強度をスパークの発生しない程度の強
さとするのが有害物質を発生させないので好ましい。

【００１６】本発明は、導電性塵埃に用いて効果が得ら
れるものであり、この場合、第２集塵極６表面に塵埃が
付着せず、付着しても導電性を失わないので特別に塵埃
を除去する手段を具備しないが、これに限定するもので
はない。第２集塵極６に付着した塵埃を除去する手段を
具備すれば、導電性の強い塵埃のみならず電気抵抗値の
高い塵埃を、同時にまたは交互に集塵することが可能と
なるので好ましい。第２集塵極６に付着する塵埃を除去
する手段としては、従来より行われている槌打ちのほ
か、高速振動や、掻き取り機による掻き取りや、アース
電位をベース電圧とする放電極と同極性のパルス高電圧
を印加する方法が用い得る。この場合、ジャンピング現
象のみならず、逆電離現象が発生しないので高い集塵効
率が得られる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、主集塵極４が絶縁被覆
されているので、衝突した導電性塵埃自身を構成する自
由電子を放出しない。それゆえ主集塵極４に衝突した導
電性塵埃が正極性に帯電せず、ジャンピング現象が発生
しない。しかも第２集塵極６が主集塵極４の近い位置に
離設されているので、沿面放電により、主集塵極４表面
に堆積した塵埃のイオン電荷を放出する。それゆえ主集
塵極４表面のアース電位が維持される。それゆえ集塵効
率が大幅に向上する。また主集塵極４に比して第２集塵
極６が細い線または管で形成されているので、第２集塵
極６表面でのジャンピング塵埃量が少なく、高い容積効
率が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示す図

【符号の説明】

２、放電極 ４、主集塵極 ５、主集塵極表面の絶縁性被覆材 ６、第２集塵極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直方向に配設した放電極に直流高電圧
   を印加し、広い面積を保有し、アースされた主集塵極を
   前記放電極に対峙して鉛直方向に配設し、該主集塵極の
   表面に堆積した塵埃を、間欠的な槌打ち、または連続的
   な振動により剥離して行う電気集塵において、前記主集
   塵極の表面を絶縁性被膜で被覆し、該主集塵極の一端ま
   たは両端の近い位置に、表面が導電性の第２集塵極を、
   鉛直方向に離設し、アースして行うことを特徴とする導
   電性塵埃の電気集塵方法
2. 【請求項２】第２集塵極が細い線または管で形成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の導電性塵埃の電
   気集塵方法
3. 【請求項３】 鉛直方向に配設され、高電圧が印加され
   る放電極、アースされ、表面が絶縁性被膜で被覆され、
   広い面積を保有する主集塵極および前記主集塵極の一端
   または両端の近い位置に離設され、アースされ、表面が
   導電性の細い線または管で形成されている第２集塵極を
   具備する導電性塵埃の電気集塵装置