JPS58166946A - パルス荷電型電気集塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気集塵装置に関するものである。

従来、電気集塵装置における集塵室の構造は負の直流高
電圧が印加される針金状又はとげ付棒状の放電極と、こ
れに対置される円筒状又は板状の集塵極とから構成され
るのが一般であった。この様な装置において、各対向電
極間に直流高電圧を印加すると、当該電界に負コロナ電
流が流れるが、このとき印加電圧の値は集じん空間の電
界強度を規定し、負イオン衝突によるダスト粒子の最大
電荷量をきめる。また、その際電流は負イオンの衝突に
よる荷電スピードを決定する。

他方、電気集塵においては、捕集すべきダストの電気抵
抗が高い場合は逆コロナ現象が発生し、集塵極の方から
逆極性の正イオンが供給されて集じんに必要なダスト粒
子の負電荷を下げ、更に火花電圧を低下して印加可能な
電圧の値をも下げるので電界強度も自ら下がることとな
り２両方の効果で集塵性能が下がるという問題がある。

これに対して、放電極と集塵極の間にパルス高電圧を印
加する。いわゆる「パルス荷電方式」が提案されている
。すなわち、放電極と集塵極の間にコロナ開始電圧より
稍々低い直流高電圧を前者を負極性として印加して集塵
用直流電界を形成しておき、この直流高電圧に重ねて時
間巾の短いパルス高電圧を両電極間に放電極を負極性と
して印加すると、パルス電圧印加時にのみ放電極から負
パルスコロナ放電が発生し、負イオン電流が集塵極へと
流れる。それ故パルス電圧の波高値、パルス巾９周波数
を変化することにより負イオン電流の平均値を自由に、
かつスムースに低減できて。

主電界強度を減することな、く逆コロナ現象の発生を防
止できる。この様に従来型の放電極と集塵極より成る電
極系にパルス荷電を適用する方式を［二電極型パルス荷
電方式］と稍するが、この方式では、■ガス条件やダス
トの性質の変動に対応してコロナ開始電圧が低下すると
必然的に直流電圧の値、ひいては直流主電界値を下げざ
るを得なくなること、■また直流主電圧に重ねて印加す
べきパル７電圧の値を可成り高くする必要のあること、
■パルス印加時に放電極と集塵極間の静電容量にだくわ
えられる静電ヱネルギーを急峻なパルス電圧波形成形の
ため減衰抵抗を介して消費する時は著るしい電力の損失
を生じ、またインダクタンスとサイリスタ及び整流器を
組合せＬ−０振動を利用して電源に上記静電ヱネルギー
を回収する時は電源のコストが著るしく高くなること等
々の大きな欠点があった。この中、欠点■、■は、放電
極の近傍に非コロナ電極より成る第３電極を設け、これ
と集塵極の間に前者を負極とする直流高電圧を印加して
両電極間にコロナ開始電圧の変化に関係なく一定の充分
な値の直流主電界を形成しておき、かつ互に近接せる該
第３電極と放電極間に比較的低いパルス高電圧を後者を
負極性として印加、充分に活溌な負パルスコロナ放電を
発生せしめる。いわゆる「三電極型パルス荷電方式」に
より解決することが可能となったが、７Ｔ一方欠点■は
未解決のままに残されて来た。

また一方、欠点■は二電極型パルス荷電方式におし・て
放電極を長い伝送線路となし、その上パルス高電圧とし
てパルス巾数μｓ以下、パルスの立上り時間ｌｏ。

ｎｓ程度の急峻パルス高電圧を用いることにより解決さ
れた。この場合、パルス電圧は進行波として伝送線路と
しての放電極上を伝播の上その上に均一に負コロナ放電
を発生、放電極の他端で反射され多重反射をくり返す中
にその電圧波のヱネルギーをすべてコロナ放電として有
効に消費するので電力損失が少ない。しかし、この方式
では上記欠点■、■は未解決のままであり、その上更に
ある程度の距離、コロナ放電極上を電圧波が伝播すると
そのヱネルギーを失って、そこから先方では負コロナ放
電が消失してしまうという重大欠点もさけることが出来
なかった。

斜上の諸困難を解決すべく９本発明者は別発明「パルス
荷電型電気集塵装置」（特願昭５６−１４９０９７号）
において、放電極を少なくとも２本以上の相近接して互
に平行に、かつ相隣る相互、に絶縁の上記設せる電極要
素の対をもって構成、該電極要素の一つと集塵極間に直
流電圧を印加して主電界を形成しておき、該電極要素対
の中の少なくとも一つの対をコロナ放電を行うコロナ放
電極の対となし、′両電極要素の間にパルス巾ｌｎｓ〜
１ｍｓのパルス高電圧を印加して、パルスコロナ放電を
発生せしめ、これにより生じたプラズマより単極性イオ
ンを主電界中に放出してダスト粒子に射突せしめること
により、主電界と完全に独立してパルス電圧の波高値９
周波数、パルス巾の制御により負イオン電流の値を自由
にフントロールすることを可能とし。

有効に逆コロナを防止する方法を提案した。この方法は
一種の「改良型三電極型パルス荷電方式」とも云うべき
もので、上記■、■の欠点が解決できるのみでなく、パ
ルス高電圧としてパルス巾１ｎｓ〜１０００ｎｓの極短
パルス高電圧を用いる場合、特にこれに加えてコロナ放
電極対の有効長を長大ならしめて長い伝送線路を形成す
ることによりパルス高電圧を進行波としてこの上に伝播
せしめ、負コロナ放電を発生せしめる場合には上記■の
欠点も解決できるという著るしい長所を具備したもので
あった。

しかし乍ら、上述の如く電極要素対を構成する二つの電
極要素の双方ともコロナ放電を行うコロナ放電極として
、その間にパルス電圧を印加する時は正・負両コロナ放
電極からそれぞれ正ストリーマ−コロナ、負ストリーマ
−コロナが発生し、この中、負イオンの供給には負スト
リーマ−コロナのみで充分であり、正ストリーマ−コロ
ナは不必要なばかりでなく多量のヱネルギ−を消費する
ので、パルス電圧がコロナ放電極対を進行波として伝播
中に急速に電圧が下がって比較的短かい伝播距離ののち
、コロナ放電を発生する能力を失うことが明らかとなっ
た。また、該コロナ放電極対は大型の実用集塵装置内で
は１０’ｍにも及ぶ長大なものとなり、その機械振動を
さけることが難しくこれによる火花の発生が大きな問題
となることが判明した。

本発明の目的は、斜上の現在までに提案された各種のパ
ルス荷電方式における難点のすべてを解決し、常に充分
に高い主電界値を維持しつつ著るしく低いパルス電力損
失をもって、コロナ放電極の長い有効長にわたって活溌
な負コロナ放電を発生せしめ、充分な負イオンを集塵空
間に供給することの出来る。安価かつ実用的な新規のパ
ルス荷電型電気集塵装置を提供せんとするものである。

しかして本発明においては、上記の目的を本発明者の上
記別発明「パルス荷電型電気集塵装置」（特願昭５６−
１４９０９７号）を、電極要素対を構成する電極要素の
中、一方をコロナ放電を発生するコロナ放電極、他方を
曲率半径が大きくコロナ放電を発生しない非フロス高電
圧とすることにより改良せる「新規の三電極型パルス荷
電方式」によって達成する。

すなわち２本発明による所の新規のパルス荷電型電気集
塵装置は、放電極を相近接して互に平行に、かつ相互に
絶縁の上記設せる一方が１本以上のコロナ放電極、他方
が１本以上の非コロナ電極よりなる電極要素対をもって
構成し、そのいづれか一方の電極要素と集塵極間に直流
高電圧を印加して、その間の集塵空間に極短パルス高電
圧を印加して、このパルス高電圧を該コロナ放電極と非
コロナ電極の対をもって形成される伝送線路上を進行波
として伝播せしめ、該コロナ放電極の全長にわたって均
一、かつ強力なコロナ放電を発生せしめることを特徴と
する。この場合、該直流高電圧は集塵極を正、放電極（
コロナ放電極ないし非コロナ電極のいづれか）を負とす
る如き極性で印加し、また該極短パルス高電圧はコロナ
放電極を負、非コロナ電極を正とする如き極性で印加す
ると、ヱネルギー消この特徴によって本発明は、すでに
提案された凡ゆるパルス荷電方式が達成できなかった次
の様な著るしい作用効果を有する。すなわち、■コロナ
放電極と非コロナ放電極が比較的近接しているため、そ
の間に印加すべき極短パルス電圧の波高値は、放電極と
集塵極の二電極のみより形成される二電極型パルス荷電
方式で進行波を形成するために印加すべき極短パルス電
圧の波高値よりも可成り低くてすみ、低いパルス電圧に
よって充分活溌な負コロナ放電をコロナ放電極の全長に
わたって生ずる。■コロナ放電極と非コロナ放電極間の
距離が比較的小さいので、その間の静電容量を二電極型
パルス荷電方式における放電極と集塵極間の静電容量よ
りも可成り大きく出来る。そのだめ低いパルス電圧にも
拘らず、１個の進行波電圧の有するヱネルギーは逆に大
きく出来て、活溌な負コロナ放電を生ずる伝送線路の有
効長を著るしく長く出来る。■コロナ放電極又は非コロ
ナ放電極の一方と集塵極間には充分に高い直流電圧が印
加でき、二電極型パルス荷電方式の場合の欠点であるガ
ス状態やダスト特性の変化に伴うコロナ開始電圧の変動
による主電界強度の低下という問題が克服される。■電
極要素対はコロナ放電極と非コロナ電極のみより成り、
その間に極短パルス高電圧をコロナ放電極を負とする極
性で印加する時は、ヱネルギー消費の少ない負のストリ
ーマ−コロナのみが発生し、ヱネルギー消費の著るしい
正ストリーマーフロナ放電の発生がないので、進行波電
圧の伝播途次におけるコロナ放電発生に伴う電圧低下が
著るしく低く、したがって上記別発明「改良型三電極型
パルス荷電方式」の場合に比べて伝送線路有効長を著る
しく長く出来る。■従来、公知の長パルス高電圧を用い
る三電極型パルス荷電方式に比べ９本発明で極短パルス
高電圧の使用による進行波電圧の利用によって、パルス
荷電時に電極間静電容量にだくわえられるヱネルギーの
回収が不要となり、電源が著るしく安価となり、その電
力消費も極めて少なくてすむ。

すなわち８本発明による所の新規のパルス荷電型電気集
塵装置は、従来公知の如何なるパルス荷電方式とも質的
に格段の差異を有する作用効果を有し、これによりはじ
めて経済的なパルス荷電方式の実用化が可能となったの
である。

以下に実施例と図面によって９本発明の特徴と実施様態
を更に詳細に説明する。

第１図は本発明の電気集塵装置の集塵室の縦断面図、第
２図はその水平断面図を示す図で、ｌは本体ケーシング
、２はガス入口、３はガス出口、４はダストホッパー、
５はダスト出口、６は接地された集塵極群。

７はその中間に設けられた放電極で、少なくとも２本以
上相対向して互に平行に、かつ相隣る相互に絶縁の上記
設された電極要素対より成る。但し、各電極要素対を構
成する２つの電極要素の中、一つはコロナ放電極、いま
一つはコロナ放電を発生しない非コロナ電極とする。こ
の非コロナ電極は長い円筒、角筒等、長形筒体やアング
ル、チャンネル、■型ビーム、ないし平板等の剛性を有
する長形金属構造体をもって構成の上、必要に応じて複
数個の支持腕を相対するコロナ放電極に向けて突出し、
絶縁物を介してこれを支持固定し、その振動を防止する
。該コロナ放電極又は非コロナ電極の中、いづれか一方
は必要に応じその上下においてパイプ、角筒、アングル
、チャンネル、円柱９等の金属構造体をもって形成せる
放電極張架用フレームに固定支持する。該コロナ放電極
は断面が円形、方形又は星形等の線状ないしら線状電極
、短冊状ないしストリップ状電極、とげ付棒状電極、そ
の他適当な任意の形状及び材料のものをもって構成する
ことが出来る。

前述の如く本発明は、その著るしい作用効果として負コ
ロナ放電に伴うヱネルギーの消費が少なく、負ストリー
マ−コロナを発生しうる有効長が著るしく長く出来る。

したがって本発明の電極要素対を複数個配設の上、相隣
る電極要素対に属するコロナ放電極と非フロナ電極の両
方又は少なくとも一方を次々と直列に接続して長大な伝
送線路となし、その有効長の限度一杯まで電圧波を伝播
せしめて活溌な負コロナ放電を発生せしめることが出来
る。

第１図及び第２図の実施例では、放電極７は６と平行な
面上に鉛直に配列した円筒状非コロナ電極８，９゜８９
９′とそれぞれの左右両側にこれと平行、かつ等間隔に
、かつこれと同一面上に配列された断面が方形状（Ｄス
ｆンＬｙス線１０．１＋、　１２．　Ｊ３及ヒ１Ｏ１１
１’；　１２；　＋３’　Ｊ：り成り、　１０−８．１
１−８．１２−９．１３−９及び１０’−８’、　１１
　’　−８’。

１２’−９、１３’−９の対がそれぞれ、コロナ放電極
１個と非コロナ電極１個より成る電極要素対をなしてい
る。そして本実施例では、コロナ放電極１０．１１．１
２．１３及びｌＯ′、１１；１２−１３′はそれぞれそ
の下端ないし上端において接続導体１４．１５．１６及
び９図には示されていない１４′。

１５′、１６’によって直列に接続されている。１７は
非コロナ電極８．９．８’、　９’　よりそれぞれの左
右のコロナ放電極１０．１＋、　１２．１３及び１０’
；　１１’、　１２’、　＋３’に向けて約１〜２ｍの
上下間隔で水平に突出せる複数個の支持腕で、絶縁物１
８を介して各コロナ放電極を固定支持し、その振動を防
止している。非コロナ電極８．９．８’、　９’は。

その上下端において金属パイプより成る長方形の放電極
張架用フレーム１９．１９’に固定され、　１９．１９
’はそれぞれ水平支持腕２０．２１．２０’、　２１’
を介してブッシングｎ、２３に支持懸架された支柱２４
．２５．２Ａ’、　２５’に支持されている。２６．２
７．２８はそれぞれ水平碍管で、水平導線１４．１６及
び１０．１０’にパルス電圧を導くフィーダー導線２’
ｌ、　２９’をそれぞれ８．９．１９．１９’に対して
絶縁する。非コロナ電極８．９．８’、　９’は１９．
　ｔｃ＋；　２４．２４’及び導線間、抵抗３１．チョ
ークコイル諺を介して負の直流高圧電源３３に接続され
、接地された集塵極６に対して負の高電圧する高圧パル
ス電源で、その正の出力端子は導線３５を介して導線蜀
に、また負の出力端子は導線３６．ブッシング３７を貫
通せる共通フィーダー導体間を介して各フィーダー導体
２９．２９’に接続される。３９は漏洩用高抵抗である
。これによって集塵極６に対して負の直流高電位Ｖｄｃ
にある非コロナ電極８．９．８’、　９’に対して更に
負のパルス高電圧がコロナ放電極１０．１１．１２．１
３及び１０；　１１’、　１２ｚ１３’に印加される。

このパルス電圧Ｖｐは進行波として二基列の直列電極要
素対（ｒｏ−ｓ）→（＋４−８）１（＋１−８）→（ｔ
ｓ　−１９）→（１２−９）→（１６−９）→（＋３−
ＣＩ）及び（ｌｏ’−ｓ’　）→（１４’−Ｈ’）　＋
　（Ｉ＋’　８’）−伽（１５’−１９’　）　−（１
２’−９’　）　）（＋６’−９’）→（＋３’−９’
）よりなる並列伝送線路を進行し。

強力な負のストリーマ−コロナを直列コロナ放電極群１
０−１１−１２−１３及び１０’−１１’　１２’−１
３’の全長にわたって一様に発生し、極めて均一に負イ
オンを発生する。

この負イオンは直流高電圧Ｖｄｃによる直流主電界によ
り集塵空間４０．４０’を横切って集塵極６に向って走
行し、その過程において人口２より進入せるガス中に浮
遊せるダスト粒子に射突、これを強力に負に荷電する。

この負電荷を帯びたダスト粒子は上記直流主電界の作用
で集塵極６に向って駆動され、その上に堆積し。

槌打ハンマー４１により台座４２を介して６を槌打する
ことにより下方のホンパー４に落下捕集され、ダスト出
口５より外部に排出される。清浄化されたガスは出口３
よりスタックへと排出される。４３は絶縁支持された槌
打ハンマーで２台座伺及び支持腕加を介して放電極張架
用フレーム１９．１９’を槌打し、コロナ放電極群１０
゜１１、１２．１３及び１０′、１１’、　１２；　１
３’上に堆積するダストを剥離してこれを常に清浄に保
ち、コロナ放電が弱まるのを防ぐ。

この場合、各コロナ放電極１０．１１．１２．１．３．
１０’、　＋１；１２’、　１３’は直流的には漏洩抵
抗９を介して、非コロナ電極８．９．８’、　９’と等
電位にあるので、　ＶｄｃＯ値を各コロナ放電極のコロ
ナ開始電圧よりも低い値に設定することにより、各コロ
ナ放電極は直流コロナ放電を生ずることがなく、負イオ
ン電流はパルス高電圧Ｖｐ印加時にのみ流れ、その電流
値はパルス高電圧の波高値Ｖｐ２周波数ｆｐ＋パルス巾
τｐ等を変化することにより自由に変化でき、主電界強
度を減することなく、かつ電流分布の均一性を失うこと
なく、極めてスムースに逆コロナ現象解消値まで低下す
ることが可能となる。

また、第１図及び第２図の実施例では、該コロナ放電極
は多数点においてこれと対向する非コロナ電極に支持腕
と絶縁物を介して支持されているので９機械振動による
火花障害の発生は皆無となる。

コロナ放電極を、これと対向する非コロナ電極により絶
縁支持するための絶縁支持腕としては、従来公知の適当
な絶縁物を使用することが出来る。たとえば。

第３図に縦断面図、第４図に水平断面図を示す如く。

碍管４５の内部を放電極４６を貫通せしめ、その外側中
央部のくぼみ部４７を両側から挾む如く把持せる半円状
わん曲把持部絽を左右両端に有する２枚の同形長形金属
板４９．５０を重ねて多数点５１において点溶接の上、
その中央部にいま一つの半円状わん曲部５２．５３を設
けて。

円筒状非コロナ電極５４を両側から挾んで点溶接５５に
よりこれに固定する。この場合、碍管４５は高純度アル
ミナ磁器を使用するのが熱的・機械的な耐性が高く好適
である。％は、くぼみ部４７の外側表面に形成せる導電
被膜で、４７の上下のわん曲部の電界を緩和する。第５
図はコロナ放電極を、これと対向する非コロナ電極によ
り絶縁支持するいま一つの方法を示す。５７は円柱状の
高純度アルミナ磁器でその一端に大関を有し、これに放
電極４６が貫通の上支持される。５７の他端にはその軸
に沿って伸長する金属支持棒５９が埋入固定されており
、５９の他端にはネジ山６０が切られていて２円筒状非
コロナ電極図にあけられた穴６１を貫通の上、ナツト６
２．６３によりこれに固定される。

第６図は水平碍管２６，２７．２８及びその支持する水
平導体１４．１６．２９．２９’の部分の一つの構成例
を示す縦断面図、オフ図はその水平断面Ｘ−Ｘより矢印
方向を見た図、第８図はその鉛直断面Ｙ−Ｙより矢印方
向を見た図である。６４は高純度アルミナ磁器より成る
水平碍管で！その中心軸に浴って穴６５を有し、これに
該水平導体６６が貫通し９本図ではその両端６７におい
てコロナ放電極４６を溶接固定している。６４の外側中
央部には４５と同じく把持用くぼみ鎚があって、その周
囲を全長にわたって金属円筒カラー６９がとりまいて把
持し、更にその外側中央部にこれと嵌合する固定用金属
円筒７０があり、これが円筒状非コロナ電極５４の開裂
ロア１を貫通の上９点溶接７２により、これに固定され
る。７３はくぼみ簡の外側面に形成せる導電被膜で簡の
両端のわん曲部７４．７５の電界を緩和して、その部分
での電界集中による絶縁破壊を防ぐ。

第９図は放電極７のいま一つの構成例を示すもので、第
１図および第２図の線状コロナ放電極１１と１２　、１
１’と１２’の中間にい１一つの円筒状非コロナ電極７
６がちって２円筒状非コロナ電極８，９およびｓ　／、
　９Ｌに対しロナ放電極ｌＯと１１及び１２と１３は、
オ勢図に示す構造の絶縁支持腕７７群によってそれぞれ
非コロナ電極８，９に固定されている。また、　１０．
１１．１２．１３は水平導線１４、１５．１６によって
直列に接続され、フィーダー導線四を介して極短パルス
高電圧電源Ｍに接続され、これによって１０．１１．１
２．１３と円筒状非コロナ電極８，７６．９との間に極
短パルス高電圧が印加される。したがって本実施例にあ
っては１０−８．１１−８．１１−７６、１．２−７６
、１２−９゜】３−９　がそれぞれ線状コロナ放電極１
個と非コロナ電極１個より成る電極要素対をなしている
。２６．２７．２８゜７８は水平碍管である。極短パル
ス高電圧は直列電極要素対（１０−８）−４（ｎ−ｓ　
）および（１１−７６１→（（１２−７６）および（１
２−９））−（＋３−９）より成る伝送線路上を進行波
として伝播し、直列コロナ放電極１０−１１−１２−１
３の全長にわた−って一様に強力な負のストリーマ−コ
ロナを発生、極めて均一な負イオン電流の供給を行う。

牙１０図はいま一つの放電極７の構成例を示す図である
。本例にあっては、線状コロナ放電極１０．　ＩＩ、　
１２と円筒状非コロナ電極８，７６．９がそれぞれ電極
要素対（ｌｏ−ｓ　）、　（１１−７６）、　（ｉ２−
ｃ＋　）を形成、これらが直列に接続されて伝送線路を
形成している。その他の番号の要素の名稍と機能は牙９
図の同一番号のそれと同一であり、説明は自明であるの
で省略する。

オニ１図はいま一つの放電極の構成例を示す図で。

第９図の実施例における円筒状非コロナ電極８，７６の
代りに上下に長形の板状電極７９．８０を用いたもので
ある。７９′、７９“及び８０’、　８０″は７９　、
−８００両縁に溶接された円筒状導体で、７９．８０に
剛性を与えると同時に内縁部から正コロナ放電が生ずる
のを防止する。８１　、８２．８３、８４　、８５．８
６はそれぞれ鉛直碍管で、導線９．コロナ放電極ｌＯ，
１１，１２をフレーム１９で絶縁固定の上、その上下に
伸延せしめる。その他の番号の名稍及び機能は第９図の
同一番号の要素の名栴１機罷と異なる所がないので説明
を省略する。本放電極の大きな特徴は、逆コロナないし
再飛散によって発生した正電荷を有するダスト粒子を直
流主電圧の負極性にある板状非コロナ電極７９．８０上
に有効に捕集しうろことで、このために著るしく電気抵
抗の高いダストの捕集に特に適している。

オ１２図はいま一つの放電極構成例を示す図で、それぞ
れ１個の円筒状非コロナ電極８，９とその周囲をらせん
状に囲繞伸延せる各１個のらせん状線状コロナδフ′ 放電極８７．＃をもって本発明の電極要素対２個を形成
資りｌ 極８，９に絶縁支持され、かつ下端において水平導線Ｉ
４により相互に直列接続されている。８，９は上下に１
’１ おいてフレーム−に支持固定されている。いま常時にお
いては８７．−は８，９と等電位にあり、後者の／−１
１？’ ルド作用で８７．ａが集じん極に向って直流コロナ放電
を発生することはない。しかしフィーダー導線加を介し
て、これと１９の間に前者を負とする極短パルス高電圧
を印加すると、この電圧波は進行波と［、て８７ｊ−、
を」−から下に、そして−トを下から上に伝播しつつ強
力な負コロナ放電を集塵極６に向って行ない、一様に負
イオンを供給する。この放電極の特徴は、コロナ放電極
７１ ８７、勢として強力なフィルスプリングを伸長使用する
ことにより、その強力な収縮作用を利用して絶縁支持３
７′ 体７７の助けをかりなくても、８７．盤と８，９０間の
間隔を安定に一定値に保ちうろことにある。

第１２図は第１３図の放電極の変形で、らせん伏線れぞ
れ上下端において羽、８９及び（社）、９１に絶縁支持
さ非コロナ電極８，９とがそれぞれ電極要素対を形成し
＋１７’　ｌ？” 伝播し、その間に８７．　ｓ７ｊ、ｓｓ、　ｔ’上に強
力な負コロナ放電を発生せしめる。その他の構造及び動
作は牙１２図の例と同一で説明を省略する。

第１４図はいま一つの放電極７の構成例で、コロナ放電
極の代りに非コロナ放電極を直列接続することにより長
大伝送線路を構成せるものである。放電極支持用フレー
ム１９に線状コロナ放電極１０，１１．１２がその上下
で固定張架され、更に振動防止のためその中間位置にお
いてフレーム１９に両端を固定せる水平支持ビーム９５
により固定支持されてフレーム１９と同電位となってお
り、これと集塵極との間に前者を負とする直流高電圧が
印加されて、その間に直流主電界を形成している。％、
９７，９８．９９はそれぞれコロナ放電極１０，１１．
１２の左右にこれと平行、かつ等間隔に配設された円筒
状非コロナ電極で、それぞれ鉛直碍管１００　、１０１
　、１０２　、１０３、１０４．１０５　、１０６　、
１０７　、１０へ１０９　、１１０　、１１１　　によ
ってフレーム１９及び水平支持ビーム９５に絶縁支持固
定され、かつ水平導線Ｈ２、１１３、１１４により直列
に接続されている。したが・て、１イ♂ト・・す電極と
１個の・・す放電極より電極要素対（９６＝ｔｏ）、　
（９７−１０）、　（９７−１１）、　（９８−１１）
、　（９８−１２）、　（９９−１２）が形成され、　
　（９６−１０）−１＋（９７−ＩＱ）と（９７−１１
）　ｌ　−＋（（９８−１１）と（９８−１２））・（
９９−１２）なる伝送線路が形成されている。そこでい
ま、フィーダー導線四とフレーム１９０間に前者を正極
性とする極短パルス高電圧を印加すると、その電圧波は
上記伝送線路に沿って進行波として伝播し、その間にコ
ロナ放電極１０．１０と１１．１１と１２．１２からそ
れぞれ非コロナ電極％。

９７．９８．９９に向って、この順序で強力な負コロナ
放電を発生し、これにより生じた負イオンは上記直流主
電界の作用でその全量が集塵極６へと駆動される。本例
の放電極構成は、既設のコロナ放電極に図示の如く。

非コロナ電極を配設することによって本発明を実施しう
ろことにその大きな利点がある。

第１．５図は第１４図の放電極の変形であって、非コロ
ナ電極９６．９７．９８　、９９をその専用支持フレー
ム１１５に固定せる支持用碍子１１６　、１１７　、１
１８　、１１９　、１２０　、１２１　。

１２２．１２３及びそれぞれの支持碍子の端部よリコロ
ナ放電極ｔｏ、　１１．１２．１３の配設面に向って水
平に突出せる支持腕１２４．１２５　、１２６　、１２
７　、１２８　、１２９　、１３０　、１３１によって
上下端において絶縁支持されている。また％、９７，９
８．９９はそれぞれその下端及び上端において水平導線
１１２　、１１３　、１１４により直列に接続されてい
る。但い％、　９７．９８．９９はその中央部にそれぞ
れわん曲部１３２゜１３３　、１３４　、１３５を有し
て、水平支持ビーム９５との間に必要な絶縁離隔距離を
保っている。同様に１１２　、１１３　。

１１．１もその中央部にそれぞれわん曲部１３６　、１
３７　、１３８を有し、コロナ放電極１０，１１．１２
との間に必要な絶縁離隔距離を保っている。その他の機
能と動作は、第１・１図の例と異なる所がないのでその
説明を省略する。本例の放電極構成も、既設のコロナ放
電極に非コロナ電極を配設することによって本発明を実
施することを可能ならしめるもので、％に大型電気集塵
装置への適用に適した構造である。

本発明の実施に当って問題となるいくつかの点と。

その解決方法について記すと次の通りである。

（１）コロナ放電極と非コロナ電極の対の直列接続で形
成される長い伝送線路はその終端を開放しておくことが
、進行波電圧がここで同極性に反射され、そのヱネルギ
ーが失なわれないのでもっとも望ましく、このとき終端
附近においては進行波と反射波が同極性に重なる結果、
一般に電圧波の波高値が上昇する。また伝送線路の入力
端においては、電圧波波高値はもっとも高い、しかし乍
ら進行硬波電圧はその伝播途次にコロナ放電で連続的に
ヱネルギーを放出する結果、その電圧波形が変歪し、か
つその波高値は次オに低下する。したがって一般に、長
い伝送線路の両端では負コロナ放電が極めて活溌である
が、その中間部分では電圧波の波高値が下がって負コロ
ナ放電の活動が低下し場合によっては停止することがあ
る。これを防止するためには、一般に伝送線路のサージ
インピーダンスを入力端から軒端に向って逐次に不連続
的に、乃至連続的に高くしてゆくとよい。これによって
伝送線路の途中から不連続的に乃至連続的に進行電圧波
の部分的反射が発生し、進行に伴うコロナ放電によって
進行波のヱネルギーが連続的に失なわれるにも拘らず、
その電圧波高値を線路全体にほぼ一定に維持することが
でき、伝送線路の全長にわたって均一な負コロナ放電を
発生せしめることができる様になるのである。この場合
、サージインピーダンスを入力端から終端へと増加する
にはコロナ放電極ないし非コロナ電極の少なくとも一方
のインダクタンスを増加することにより、伝送線路の単
位長当りの平均線路インダクタンスを入力端から終端に
向って増加してゆく方法か、あるいはコロナ放電極と非
コロナ電極間の静電容量を減少して伝送線路の単位長当
りの平均線間静電容量を入力端から終端へと減少して行
く方法を用いることができる。ただし、後者の方法の実
現のためコロナ放電極と非コロナ放電極の間隔を入力端
から終端に向って大きくしてゆく時は。

たとえ電圧波の波高値が一定に維持できてもコロナ放電
極の非コロナ電極に向う電極表面の電界強度が上昇せず
、必ずしもコロナ放電の活動を均一化する意味で常に良
好な効果を得られるとは限らない。もっともこのとき、
コロナ放電極の集塵極に向う電極表面部分の電界強度は
上昇するので、その結果、電極設計が適当であれば有効
な結果を得ることもある。コロナ放電極と非コロナ電極
間の間隔を一定に保ったまま上記オーの方法で伝送線路
のサージインピーダンスを上昇するには、伝送線路の途
中においてコロナ放電極または非コロナ電極に、これを
とりまく如くにフェライト・コア、アモルファス磁性帯
等の低損失の高周波用磁性コアを設けること、コロナ放
電極または非コロナ放電極に直列に巻数の少ない空心コ
イル又はフェライト・コア入りコイル等のインダクタン
ス要素を挿入する等の端から終端へと減する等の方法が
ある。但し、磁性コアやインダクタンス要素を線路に等
間隔に挿入する時は、各挿入点に挿入するこれらのコア
ないしインダクタンス要素の個数又は寸法・インダクタ
ンス値を入力端から終端に向って逐次増加して行く必要
があり、また同一寸法・インダクタンス値のコアないし
インダクタンス要素を挿入する時には、その挿入点同志
の間隔を入力端から終端に向って逐次に短かくして行く
必要４角 がちり、これによ−て伝送線路の単位長当り詠纒路イン
ダクタンス値が上記方向に増して行く様にする必要があ
る。

第１６図はオ９図の円筒状非コロナ電極８．９に対向す
る線状コロナ放電極１０．１１．．１２．１３に、その
各支持体７７の部位において環状フェライト・コア１３
９を貫通せしめ、これら各位置において部分的反射を生
ぜしめた例である。

第１７図は本発明の放電極７の電極要素対を円筒状非コ
ロナ電極８と、これに平行に対向する長形短冊状コロナ
放電極１４０をもって構成し、かつ短冊の巾を伝送線路
の入力端から終端へと連続的に挾くすることにより、そ
のサージインピーダンスを増大せしめたものである。但
し、コロナ放電極１４０の両側縁１４２　、１４１は集
塵極６の方向に向っており、ここから負コロナ放電を発
生する。

第１８図は、第１７図の例で短冊状コロナ放電極の巾を
場所＋４３において不連続的に狭くすることにより、伝
送線路のサージインピーダンスを上昇せしめたもの、第
１９図は各個の短冊状コロナ放電極１４４　、１４５は
それぞれ回定巾のものを用いるが、その巾を伝送線路の
終端方向に少しづつ狭くして行くことによりサージイン
ピーダンスを上昇せしめたものを示す。

本発明実施上の第２の問題は、伝送線路を構成するコロ
ナ放電極群と非コロナ電極群を相互に絶縁支持したり、
またその一方をフレームから絶縁支持するための碍子又
は碍管のコストと耐久性である。この問題は、本発明者
が別発明「短パルス電圧印加電極装置」（特願昭５５−
１２４４０１号）で提案せる如く、碍子又は碍管の代り
に適当な値のインダクタンス値を有するコイルスプリン
グ等の金属軸インダクタンス要素を用いて支持絶縁する
。いわゆる「インダクタンス絶縁」を豊富な高周波成分
を有するので、比較的巻数の少い。

安価で丈夫なインダクタンス要素によりそのヱネルギ合
、インダクタンス絶縁に用いるインダクタンス要素の端
の一部を、上記の線路サージインピーダンス増加用のイ
ンダクタンス要素として兼用することも可能となる。

本発明実施上の第３の問題は、直流主電圧を大巾に大き
くして主電界を増加し、集塵性能の格段の向上を計るに
際して、コロナ放電極と非コロナ電極との間隔を小さく
しないと直流主電圧のみでコロナ放電極表面の電界が過
大となって、直流コロナ放電が発生することでこのため
機械的設計が難くなることがある。

この問題は１本発明者が別発明「パルス荷電型２段式電
気集塵装置」（特願昭４８−０９１１８８号）にて提案
せる如く、非コロナ電極とコロナ放電極との間に、後者
を正極性とする如く直流バイアス電圧源を挿入して、集
塵極に対するコロナ放電極の直流電位を非コロナ電極の
直流負電位よりも稍々低目の直流負電位として、コロナ
放電極への主電界集中を緩和し、直流負コロ　　４すの
発生を防止することにより解決することが出来る。この
場合、極短パルス電圧は上記直流バイアス電圧に重ねて
コロナ放電極と非コロナ電極の間に、前者をはほぼｌｎ
ｓ〜２０００ｎ５の間の適尚な値を用いるが、その間に
約０．２１１〕進行するから、電圧波の全波長はパルス
巾がτｎｓのとき１２０２１ｍとなる。そして放電極６
・こおけるコロナ放電極と非コロナ電極の対より成る伝
送線路の全長りの大きさが。

Ｌ≧０．３３１！（１＞ であれば、はぼパルス電圧は進行波としての挙動を示す
ことが実験上確められている。したがって。

τ≦ｆ５Ｌ　　　　　　　　（２） を大略の目安としてパルス巾を選定するとよい。もっと
も進行波は実際には伝送線路上を多重反射するので、実
際にはＬの有効長を更に大きくとることが出来る

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図はその水
平断面図である。牙３図はコロナ放電極絶縁支持体の一
構成例の縦断面図、第４図はその水平断面図である。第
５図はいま一つのコロナ放電極絶縁支持体の構成例の縦
断面図、第６図はコロナ放電極下端の支持１１ 用水乎導体及びその絶縁用碍管の縦断面図、牙７図はそ
の水平断面Ｘ−Ｘより矢印方向に見た図、第８図はその
鉛直断面Ｙ−Ｙより矢印方向に見た図である。オ９図、
第１０図、第１１図、牙１２図、第１３図、Ａ・１４図
および第１５図は本発明の放電極のそれぞれ異なった構
成例を示す。第１６図はフェライト・コアの挿入により
、またオ１７図、第１８図、オ１９図はそれぞれコロナ
放電極の中台低減により伝送線路のサージインピーダン
スを増大して進行波電圧の波高値低下を防止する方法を
示す。 いま図における主な要素の名稍を示すと次の通り、であ
る。 ｌ・・・・・・・・・・・・・・電気集塵装置本体ケー
シング２・・・・・・・・・・・・ガス入口 ３・・・・・・・・・・・・・ガス出口４・・・・・・
・・・・・・・・・ダストホッパー５・・・・・・・・
・・・・ダスト出口６・・・・・・・・・・集塵極 ７・・・・・・・・・・・・・・放電極８　、９．５４
．７６、９６．９７．９８．９９・・曲円筒状非コロナ
電極１４０　、１４４　、１４５・・・・・・・・短冊
状コロナ放電極１９、１９；　ｕｓ・・・・・・・・・
放電極支持用フレーム１８、７７　　・・・・・・・・
・・・・・・コロナ放電極絶縁支持体２２、２３．２６
．２７．２８．３７．６４．７８．８＋、　８２．８３
．８４．８５．８６．　１００　。 １０１　、１０２　、１０３　、１０４　、１０５　、
１０６　、１０７　、１０８　、１０９　、　Ｉ　１０
　。 Ｉｌｌ　、　＋１６・・・・・・・・・・・・・・碍管
８８、８９．９０．９１　・・・・・・・・・　絶縁棒
１１７　、１１８　、１１９　、１２０　、１２１　、
１２２　、１２３・・・・曲碍子お・・・・・・・・・
・・・・直流高圧電源讃・・・・・・・・・・・・極矧
パルス高電圧電源以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）ガス入口９本体ケーシング、ガス出口２本体ケーシ
   ング内に等間隔に平行に配設された接地の集塵極、該集
   塵極の中間にこれより絶縁の上張架された放電極。 該放電極と該集塵極の間に直流高電圧を印加するだめの
   直流高圧電源を備えた電気集塵装置において、該放電極
   を相近接して互に平行に、かつ相互に絶縁の上記設せる
   それぞれが、少くとも１本以上のコロナ放電極と非コロ
   ナ放電極より成る電極要素対の少くとも１対をもって構
   成し、該電極要素対のいづれか一方の電極要素を該直流
   高圧電源の高圧端子に接続して、これと印加し、このパ
   ルス高電圧を該コロナ放電極と非コロナ電極の対をもっ
   て構成される伝送線路上を進行波電圧として伝播せしめ
   、該コロナ放電極の全長にわたって均一かつ強力な単極
   性コロナ放電を発生せしめ、これにより生じた単極性イ
   オンを入口から導入のガス中に浮遊せるダスト粒子に射
   突せしめ、これを該直流主電界によるクーロン力の作用
   で集塵極上に除去し、清浄ガスを出口よりスタックへと
   排出することを特徴とする所のパルス荷電型電気集塵装
   置。 ２）直流高電圧を集塵極が正、放電極が負の極性となる
   様に印加し、極短パルス高電圧をコロナ放電極が負。 非コロナ電極が正の極性となる様に印加することを特徴
   とする所の、特許請求範囲第１項に記載のパルス荷電型
   電気集塵装置。 ３）放電極を構成する電極要素対を複数対設け、相隣る
   電極要素対のコロナ放電極又は非コロナ電極の、少なく
   とも一方を次々と直列に接続することにより長い伝送線
   路を形成せしめることを特徴とする所の、特許請求範囲
   第１項および第２項に記載のパルス荷電型電気集塵装置
   。 ４）コロナ放電極を絶縁支持体により非コロナ電極に支
   持固定して、その振動を防止することを特徴とする所の
   、特許請求範囲第１項より第３項までに記載のパルス荷
   電型電気集塵装置。 ５）放電極を構成する電極要素対を放電極支持用フレー
   ムに張架固定することを特徴とする所の、＠許請求範囲
   第１項より第４項までに記載のパルス荷電型電気集塵装
   置。 ６）放電極を構成する電極要素対のコロナ放電極と非コ
   ロナ放電極の間に直流バイアス電圧を印加するだめの直
   流バイアス電源を挿入することを特徴とする所の。 特許請求範囲第１項より第５項までに記載のパルス荷電
   型電気集塵装置。 ７）コロナ放電極および非コロナ電極の相互の絶縁、絶
   縁支持およびこれらの支持構造物に対する絶縁ないし絶
   縁支持のための絶縁物として高純度アルミナ磁器を使用
   することを特徴とする所の、特許請求範囲第１項より第
   ６項までに記載のパルス荷電型電気集塵装置。 ８）コロナ放電極および非コロナ電極の相互の絶縁、絶
   縁支持、およびこれらの支持構造物に対する絶縁ないし
   絶縁支持にインダクタンス要素を用いてインダクタンス
   絶縁を利用することを特徴とする所の、特許請求範囲第
   １項より第６項までに記載のパルス荷電型電気集塵装置
   。 ９）コロナ放電極と非コロナ電極より成る極短パルス高
   電圧の伝送線路のサージインピーダンスを、その入力端
   から終端へと増加せしめることにより、進行波電圧のコ
   ロナ放電に伴う電圧低下を回復することを特徴とシス荷
   電型電気集塵装置。 ｌＯ）伝送線路のサージインピーダンスの増加を、その
   単位長当りの平均線路インダクタンスを線路入力端から
   終端に向って増加せしめることにより行うことを特徴と
   する所の、特許請求範囲第９項に記載のパルス荷電型電
   気集塵装置。 １１）伝送線路のサージインピーダンスの増加を、その
   単位長当りの平均線弁間静電容量を線路入力端から終端
   に向って減少せしめることにより行うことを特徴とする
   所の、特許請求範囲第９項に記載のパルス荷電型電気集
   塵装置。 １２）平均線路インダクタンスの増加をコロナ放電極、
   非コロナ電極の少なくとも一方を囲繞する如く、磁性コ
   アを配設することにより行うことを特徴とする所の。 特許請求範囲第１０項に記載のパルス荷電型電気集塵装
   置。 １３）平均線路インタリタ、ンスの増加をコロナ放電極
   、非コロナ電極の少なくとも一方にインダクタンス要素
   を挿入することにより行うことを特徴とする所の、特許
   請求範囲第１０項に記載のパルス荷電型電気集塵装置】
   ４）平均線路インダクタンスの増加のため挿入するイン
   ダクタンス要素として、インダクタンス絶縁用インダク
   タンス要素の一部を利用することを特徴とする所の、特
   許請求範囲牙８項、牙１３項に記載のパルス荷電型電気
   集塵装置。 １５）平均線間静電容量の減少をコロナ放電極、非コロ
   ナ電極の少なくとも一方の相互対向面積の減少により行
   うことを特徴とする所の、特許請求範囲第１１項に記載
   のパルス荷電型電気集塵装置。