JPH10113576A

JPH10113576A - 電気集塵装置および焼却炉

Info

Publication number: JPH10113576A
Application number: JP28619296A
Authority: JP
Inventors: Makoto Matsubara; 誠松原
Original assignee: GALAXY KK
Current assignee: GALAXY KK
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2016-10-07
Also published as: JP2887163B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安全に排気ガスの測定を可能にする。【解決手段】排気管４が鋼板製の管１４の内面を耐火物
１５で覆って成る。排気管４は側壁に貫通孔１６を有す
る。絶縁性の支持管５が貫通孔１６を気密的に塞いで排
気管４内に挿入される。支持管５は排気管４の軸心と一
致させ真下に吹出口を有する。放電極６が吹出口を通っ
て支持管５により排気管４の中心に吊り下げられる。送
風装置８が支持管５を通して吹出口から排気管４内に送
風する。直流高圧電源７が支持管５を通して放電極６に
電気的に接続され、放電極６と管１４との間に直流高電
圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製管の内面を
耐火物で覆って成る排気管と、排気管の内部で支持され
た放電極とを有する電気集塵装置および焼却炉に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気集塵装置としては、例えば、
登録実用新案公報第３０２１５７２号に示すものがあ
る。すなわち、金属製管の内面を耐火物で覆って成る排
気管の出口に金属製の桁材を渡し、桁材から放電極を排
気管のほぼ中心線上で排気管と電気的に絶縁されるよう
排気管の中に吊り下げ、桁材を介して放電極と金属製管
との間に直流高電圧を印加して、排気管を通る排気ガス
から高温状態で集塵するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、電気集塵装置
では、作動状況を管理するため、集塵後の排気ガスの成
分や、排気ガスに含まれる煤塵の量、排気ガスの流速等
を測定する必要がある。従来の電気集塵装置では、放電
極が排気管の出口上方に渡した桁材から排気管の中心軸
に沿って下方に吊り下げられているため、測定孔で排気
ガスの測定を行う場合、特別に安全対策を施した器具以
外では、放電極に接近しすぎると感電する危険があり、
排気管の出口から安全な離れた位置で排気ガスの測定を
行うと排気ガスが拡散し、正確な測定が困難になるとい
う問題点があった。

【０００４】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、安全に排気ガスの測定が可能な電気集塵
装置および焼却炉を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の本発明に係る電気集塵装置は、金属製管
の内面を耐火物で覆って成り、側壁に貫通孔を有する排
気管と；管状の絶縁体から成り、前記貫通孔を気密的に
塞いで通り、前記排気管内に挿入され、排気管の中央部
で排気管の出口と反対側に吹出口を有する支持管と；前
記支持管により前記吹出口を通って前記排気管と電気的
に絶縁された状態で支持され、排気管とほぼ同軸に配置
された放電極と；前記排気管の外側に設けられ、前記支
持管を通して前記吹出口から前記排気管内に送風するた
めの送風装置と；前記排気管の外側に設けられ、前記支
持管を通して前記放電極に電気的に接続され、前記放電
極と前記金属製管との間に直流高電圧を印加するための
高圧電源とを、有することを特徴とする。

【０００６】排気管を構成する金属製管は、鋼から成る
ことが好ましい。金属製管の内面を覆う耐火物は、常温
では絶縁体であってもよい。排気管の内面は、常時、金
属のような完全な導電性を有しなくてもよい。高温時に
のみ捕集した煤塵の電荷を中和できるのに必要な導電性
があれば十分であるからである。金属製管の内面を覆う
耐火物は、特に、キャスタブル耐火物（SiO₂とAl₂O₃を
主成分とする耐火コンクリート）等から成ることが好ま
しい。放電極には、放射状に多数の放電針を設けること
が好ましい。放電針を設けることにより、排気管と放電
極との間の放電ギャップが長くてもコロナ放電を起こし
やすくすることができる。放電極に放電針を設ける場
合、放電針の数や取付形状は種々選択することができ
る。貫通孔は、１つであっても、複数であってもよい
が、排気管内で対向する２箇所に形成されることが好ま
しい。吹出口の縁は、絶縁体、特に、耐熱セラミックで
覆うことが好ましい。送風装置による送風は、常温の外
気の送風で十分であるが、強制的に冷却した空気を送風
してもよい。送風装置は、１個であっても複数であって
もよい。

【０００７】請求項１の本発明に係る電気集塵装置で
は、排気管を通して燃焼後の排気ガスを処理する。排気
管は、排気ガスの高温に晒されるが、内面が耐火物で覆
われるため、高温による劣化を防止することができる。
放電極と金属製管との間には、高圧電源により直流高電
圧を印加する。極性は、一般の工業用電気集塵装置と同
様、排気管をプラス極、放電極をマイナス極とする。

【０００８】排気管の内面は耐火材であり、常温では絶
縁性を有してほとんど電気を通さない。しかしながら、
４００℃以上の高温になると、電気絶縁性が失われて電
気を通すようになる。排気管は、燃焼による排気ガスを
通過させる場合、内面が４００℃以上、通常、８００℃
前後の高温になるため、排気管が集塵極となる。そして
熱電子も多量に存在し、放電極と排気管との間に活発な
コロナ放電が起こる。コロナ放電により、排気管を通る
排気ガス中の煤塵がマイナスに帯電し、排気管の内面に
付着凝集する。こうして、排気ガスは、煤塵を除去され
て排気管の出口から排出される。なお、貫通孔は支持管
により塞がれており、貫通孔から排気管の外へ排気ガス
が漏れ出ることはない。

【０００９】集塵処理の際には、送風装置を作動させ、
支持管を通して吹出口から排気管内に送風する。支持管
は絶縁体から成る。送風装置は、送風により吹出口付近
に煤塵を付着しにくくする。これにより、放電極と排気
管との間のコロナ放電や火花放電を防止することができ
る。

【００１０】放電極が排気管の貫通孔を通る支持管によ
り支持されて測定孔が放電極から離れている場合には、
排気ガスの測定を安全に行うことができる。

【００１１】請求項２の本発明に係る電気集塵装置は、
請求項１の電気集塵装置において、円錐形電極を有し、
この円錐形電極は、円錐側面形状のメッシュから成り、
前記排気管と電気的に絶縁され、頂点から前記放電極を
伸ばして頂点が放電極に電気的に接続して固定され、前
記排気管の内部で排気管の出口方向にかけて広がるよう
排気管とほぼ同軸に配置されていることを、特徴とす
る。メッシュの円錐側面の面積は、流路の圧損上昇の防
止のため大きくとることが好ましい。

【００１２】請求項２の本発明に係る電気集塵装置で
は、円錐形電極が設けられ、排気管の出口方向にかけて
排気管内面と円錐形電極との距離が徐々に小さくなり、
その間の電界が徐々に強められている。円錐形電極は、
メッシュから成り、負に帯電した煤塵が中を通過するの
を防ぐ。このため、放電極により負に帯電した煤塵は、
円錐形電極の外側側面に沿って排気管内面の方向へ誘導
され、確実にその内面に付着凝集する。排気管内部の電
界が弱い場合には、放電極だけでは排気管の中心部を流
れる煤塵は排気管まで駆動されないおそれがあるが、円
錐形電極を設けることにより集塵率を高めて、排気ガス
の煤塵を除去することができる。

【００１３】請求項３の本発明に係る焼却炉は、請求項
１または２の電気集塵装置を有し、前記排気管の長さ方
向に沿った直下に燃焼室を有することを特徴とする。

【００１４】請求項３の本発明に係る焼却炉では、燃焼
室の燃焼により生じた排気ガスが前述の電気集塵装置に
より処理され、煤塵を除去されて排気管の出口から排出
される。排気管の内面に付着凝集した煤塵は、自重等に
より自然に排気管の内面から剥離し、真下の炉床に落下
する。剥離した煤塵は、炉床の灰とともに処理すること
ができるので、煤塵を受ける設備を省略することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の第１形態および第２形態について説明する。図１〜図
３は、本発明の実施の第１形態を示している。図１に示
すように、焼却炉１は、燃焼室２と電気集塵装置３とを
有している。電気集塵装置３は、排気管４と支持管５と
放電極６と直流高圧電源７と送風装置８とを有してい
る。排気管４は立設しており、燃焼室２は排気管４の長
さ方向に沿った直下に設けられている。燃焼室２には、
側壁に廃棄物の投入口１０および空気取入口１１が設け
られ、炉床には灰の取出口１２が設けられている。ま
た、燃焼室２には、助燃バーナ１３が設けられる。

【００１６】排気管４は、円筒状の鋼板製の管１４の内
面をキャスタブル耐火物１５でライニングして成る。キ
ャスタブル耐火物１５の脱落を防ぐため以外に、高温
時、耐火材の表面に捕集された電荷を鋼板製外皮に確実
に逃す目的で、管の内面には耐熱金属製アンカーを多数
植え付ける。排気管４の内径の一例を挙げれば、約２ｍ
である。排気管４は、側壁４ａの排気管４内で対向する
２箇所に貫通孔１６を有する。

【００１７】排気管４は、貫通孔１６より上方に絞４ｂ
を有して内径が狭まっており、絞４ｂより上部４ｃで排
気ガスの流速を増加させ測定しやすくなっている。排気
管４の上部４ｃには、側壁４ａに測定孔１８が設けられ
ている。測定孔１８には、開閉蓋１９が設けられてい
る。排気管４の絞４ｂの内面には、排気管４を塞ぐよう
金属製のメッシュ２０が取り付けられ、絞４ｂより上部
４ｃと下部４ｄとは区切られている。メッシュ２０は、
側壁４ａのキャスタブル耐火物１５を貫通して鋼板製の
管１４に電気的に接続され、測定孔１８における測定時
に放電極６からの感電を確実に防止する。排気管４は、
上端に排気ガスの出口４ｅを有している。

【００１８】図２および図３に示すように、支持管５
は、セラミック製の外管５ａの内部に断熱性シリコン繊
維５ｂを詰め、中心線上にセラミック製の内管５ｃを配
置して構成されている。支持管５は、絶縁性を有してい
る。支持管５は、２つの貫通孔１６を気密的に塞いで通
り、排気管４内に挿入されて排気管４を横断している。
支持管５は、測定孔１８から測定を行うとき火花放電を
起こさないよう、測定孔１８から十分な距離だけ離れて
いる。支持管５は、中央部に内管５ｃに連通する吹出口
５ｄを有している。吹出口５ｄは、支持管５の側面から
突出している。支持管５は、吹出口５ｄが排気管４の中
央部で排気管４の出口４ｅと反対側を向くよう配置され
る。

【００１９】吹出口５ｄは、外側が耐熱セラミック２１
で管状に覆われている。図２に示すように、耐熱セラミ
ック２１は、電界の集中を防止し、コロナ放電や火花放
電を防止するため断面形状がロゴウスキー電極と類似し
て、下端が丸みを帯びている。

【００２０】放電極６は、管状の電極であって、吹出口
５ｄを通って支持管５に固定されている。放電極６は、
支持管５から吊り下げられ、排気管４の内部のほぼ中心
線上で排気管４に沿って伸びている。放電極６は、排気
管４から離れて、排気管４と電気的に絶縁された状態で
支持されている。放電極６は、吹出口５ｄの内面から離
れてその中心線上に配置される。放電極６は、放射状に
多数の放電針２２を有している。放電極上部６ａはセラ
ミック製であり、図２に示すように、中心に耐熱金属製
配線２３を通すため中空になっている。放電極下部６ｂ
は耐熱金属製であり、上部６ａと下部６ｂは差し込ま
れ、ボルト６ｃにて締結されている。そして、上部６ａ
を通り、高電圧リード線２３はボルト６ｃに接続されて
いる。

【００２１】直流高圧電源７は、排気管４の外側に設け
られている。図１〜図３に示すように、直流高圧電源７
のマイナス側配線２３は、支持管５の外管５ａおよび内
管５ｃに排気管４の外側であけた孔を通って内管５ｃの
内部を通り、放電極６に電気的に接続されている。直流
高圧電源７は、マイナス極が配線２３を介して放電極６
に接続され、プラス極が接地されている。排気管４の鋼
板製の管１４は、接地されている。直流高圧電源７は、
スイッチをオンにすることにより、放電極６と管１４と
の間に直流高電圧を印加することができる。

【００２２】送風装置８は、排気管４の外側で、絶縁体
から成る基台２４により支持されている。送風装置８
は、絶縁性を有する合成ゴムまたはポリエチレン製の送
風チューブ２５を有し、電動でブロアを回転させて常温
の外気を送風チューブ２５から送風することができる。
送風チューブ２５は、コネクタ２６を介して支持管５の
端部に接続されている。送風装置８は送風チューブ２５
から内管５ｃ内に送風し、内管５ｃを通った送風は吹出
口５ｄを抜けて排気管４内に出て、出口４ｅから排出さ
れる。

【００２３】次に、作用について説明する。焼却炉１で
廃棄物の焼却処理を行う場合、投入口１０から廃棄物を
燃焼室２内に投入する。燃焼室２の燃焼により生じた排
気ガスは、高温のため、電気集塵装置３の排気管４を通
って出口４ｅへと上昇し、排気管４内は高温の排気ガス
で満たされる。排気管４は、排気ガスおよび燃焼の輻射
熱により高温に晒されるが内面がキャスタブル耐火物で
覆われるため、高温による劣化を防止することができ
る。

【００２４】高圧電源７により、放電極６と鋼板製の管
１４との間に、排気管４をプラス極、放電極６をマイナ
ス極とする１００ｋＶ〜２００ｋＶの直流高電圧を印加
する。排気管４の内面は、７００℃〜９００℃の高温に
なる。このため、排気管４が集塵極となり、放電極６と
排気管４との間にコロナ放電が起こる。コロナ放電によ
り、排気管４を通る排気ガス中の煤塵がマイナスに帯電
し、排気管４の内面に付着する。こうして排気ガスは、
煤塵を除去されて排気管４の出口４ｅから排出される。
なお、貫通孔１６は支持管５により塞がれており、貫通
孔１６から排気管４の外へ排気ガスが漏れ出ることはな
い。

【００２５】排気管４の内面に付着した煤塵は、高温に
晒されているため付着力が弱く、ある程度堆積すると自
重で自然に排気管４の内面から剥離し、真下の炉床１２
に落下する。剥離落下した煤塵は炉床１２の灰とともに
処理することができるので、電気集塵装置３では煤塵を
受ける設備が省略され、簡単な構成となっている。

【００２６】集塵後に排出される排気ガスの成分や、排
気ガスに含まれる煤塵の量、排気ガスの流速等を測定す
る場合、測定孔１８の開閉蓋１９を開け、測定器具を排
気管４内に挿入して測定を行う。放電極６は排気管４の
貫通孔１６を通る支持管５により支持されているため、
測定孔１８付近は放電極６から離れており、排気ガスの
測定を安全に行うことができる。

【００２７】焼却、集塵処理の際には、送風装置８を作
動させ、支持管５の内管５ｃを通して吹出口５ｄから排
気管４内に送風する。内管５ｃは絶縁体から成るが、内
管５ｃに煤塵が付着すると、煤塵を介して放電極６と内
管５ｃとの間で火花放電を起こす。送風装置８は、送風
により吹出口５ｄ付近に煤塵を付着しにくくする。これ
により、放電極６と吹出口５ｄとの間の火花放電を防止
することができる。また、吹出口５ｄを通った送風は、
排気管４の出口４ｅから排出される。

【００２８】次に、本発明の実施の第２形態について説
明する。図４は、本発明の実施の第２形態を示してい
る。図４に示すように、電気集塵装置３０は、排気管３
１と支持管３２と放電極３３と円錐形電極３４と直流高
圧電源３５と送風装置３６とを有している。排気管３
１、支持管３２、放電極３３、直流高圧電源３５および
送風装置３６は、実施の第１形態の排気管４、支持管
５、放電極６、直流高圧電源７および送風装置８と同様
の構成を有し、重複した説明を省略する。

【００２９】円錐形電極３４は、円錐側面形状の耐熱金
属製メッシュから成る。円錐形電極３４のメッシュの大
きさは、負に帯電した煤塵が中を通過するのを防ぐよう
選択する。円錐形電極３４は頂点３４ａが放電極３３の
中間部に固定され、放電極３３は頂点３４ａから突出し
て下側に伸びている。円錐形電極３４は、頂点３４ａで
放電極３３に電気的に接続される。円錐形電極３４は、
排気管３１の内部で出口３１ａの方向にかけて広がるよ
う排気管３１とほぼ同軸に配置される。円錐形電極３４
は、排気管３１の内面から離れており、排気管３１と電
気的に絶縁されている。直流高圧電源３５のマイナス側
配線３７は支持管３２を通って放電極３３に電気的に接
続され、プラス側は排気管３１に電気的に接続されてい
る。電気集塵装置３０は、実施の第１形態に示す焼却炉
１でその電気集塵装置３に代えて用いられる。

【００３０】次に、作用について説明する。実施の第１
形態に示す電気集塵装置１の場合、排気管４の直径が太
いと、その内部の電界は強くできない。この場合、放電
極７だけでは排気管４の中心部を流れる煤塵は排気管３
１まで駆動されないおそれがある。電気集塵装置３０で
は、円錐形電極３４が設けられており、出口３１ａの方
向にかけて排気管３１内面と円錐形電極３４との距離が
徐々に小さくなっていくので、その間の電界が徐々に強
められている。円錐形電極３４は、メッシュから成り、
負に帯電した煤塵が中を通過するのを防ぐ。このため、
放電極３３により負に帯電した煤塵は、円錐形電極３４
の外側側面に沿って排気管３１の内面の方向へ誘導さ
れ、排気管３１により捕集されてその内面に付着凝集す
る。こうして、排気管３１の直径が太く、その内部の電
界が弱くても、集塵率を高めて、排気ガスの煤塵を除去
することができる。従って排気管３１の長さを短くする
ことができる。その他、電気集塵装置３０は、実施の第
１形態の電気集塵装置３と同様の作用を有し、重複した
説明を省略する。

【００３１】なお、前述の実施の形態において、電気集
塵装置が焼却炉に用いられる例を例示したが、電気集塵
装置は高温の排気ガスを処理する装置であれば、金属精
錬・溶鉱炉・金属加熱・熱処理炉・窯業炉・乾燥炉・溶
融炉・熱機関その他の排気ガスの処理に用いることがで
きる。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る電気集塵装置および焼却炉
によれば、放電極が排気管の貫通孔を通る支持材により
支持され、排気管の出口付近は放電極から離れているの
で、排気ガスの測定を安全に行うことができる。また、
支持管を通して排気管内に送風するための送風装置を有
するので、吹出口付近に煤塵を付着しにくくし、煤塵を
介して放電極と排気管との間に火花放電が起こるのを防
止することができる。

【００３３】特に、請求項２の本発明に係る電気集塵装
置によれば、排気管内に円錐形電極が設けられているの
で、円錐形電極の外側側面に沿って排気管の内面方向へ
煤塵を誘導し、排気管による集塵率を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態の焼却炉を示す概略断
面図である。

【図２】図１の支持管の吹出口付近を示す拡大断面図で
ある。

【図３】図２に示す支持管のＡ−Ａ線端面図である。

【図４】本発明の実施の第２形態の電気集塵装置を示す
概略断面図である。

【符号の説明】

１焼却炉２燃焼室３電気集塵装置４排気管４ｅ吹出口５支持管６放電極７直流高圧電源８送風装置１６貫通孔

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【手続補正書】

【提出日】平成８年１０月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の本発明に係る電気集塵装置は、金属製管
の内面を耐火物で覆って成り、貫通孔を有する排気管
と；管状の絶縁体から成り、前記貫通孔を気密的に塞い
で通り、前記排気管内に挿入され、排気管の中央部で排
気管の出口と反対側に吹出口を有する支持管と；前記支
持管により前記吹出口を通って前記排気管と電気的に絶
縁された状態で支持され、排気管とほぼ同軸に配置され
た放電極と；前記排気管の外側に設けられ、前記支持管
を通して前記吹出口から前記排気管内に送風するための
送風装置と；前記排気管の外側に設けられ、前記支持管
を通して前記放電極に電気的に接続され、前記放電極と
前記金属製管との間に直流高電圧を印加するための高圧
電源とを、有することを特徴とする。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製管の内面を耐火物で覆って成り、側
壁に貫通孔を有する排気管と、管状の絶縁体から成り、前記貫通孔を気密的に塞いで通
り、前記排気管内に挿入され、排気管の中央部で排気管
の出口と反対側に吹出口を有する支持管と、前記支持管により前記吹出口を通って前記排気管と電気
的に絶縁された状態で支持され、排気管とほぼ同軸に配
置された放電極と、前記排気管の外側に設けられ、前記支持管を通して前記
吹出口から前記排気管内に送風するための送風装置と、前記排気管の外側に設けられ、前記支持管を通して前記
放電極に電気的に接続され、前記放電極と前記金属製管
との間に直流高電圧を印加するための高圧電源とを、有することを特徴とする電気集塵装置。
【請求項２】円錐形電極を有し、この円錐形電極は、円
錐側面形状のメッシュから成り、前記排気管と電気的に
絶縁され、頂点から前記放電極を伸ばして頂点が放電極
に電気的に接続して固定され、前記排気管の内部で排気
管の出口方向にかけて広がるよう排気管とほぼ同軸に配
置されていることを、特徴とする請求項１記載の電気集
塵装置。
【請求項３】請求項１または２記載の電気集塵装置を有
し、前記排気管の長さ方向に沿った直下に燃焼室を有す
ることを特徴とする焼却炉。