JPS6028547B2 - パルス荷電型電気集塵装置 - Google Patents

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。

従釆、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、そ
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
極が流れるが、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
電荷量をさめる。また、その際電流は負イオンの衝突に
よる電荷スピードを決定する。他方、電気集塵において
は、補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、集塵極の方から逆樋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、両方の効果で集鰻性
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「パルス電荷方式」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
手合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
時間中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、パルス中、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、主電界強度を減ずること
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電荷を適用す
る方式を「二電極型パルス電荷方式」と秤するや、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ス電圧の値を可成
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たくわえられる静電エネルギーを
急辿袋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、またィンダクタ
ンスとサィリスタ及び整流器を組合せＬ−Ｃ振動を利用
して電源に上記静電エ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電極と放電極に比較
的低いパルス高電圧を後者を負極性としてて印加、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
「三更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、一方欠点■は未解決のままに残されて来た
。また一方、欠点■はミ電極型パルス荷電方式において
放電極を長い伝送線路となし、その上パルス高電圧とし
てパルス中数仏ｓ以下、パルスの立上り時間１０皿ｓ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
、放電極の池端で反射され多重反射をくり返す中にその
電圧波のエ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エ
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げることが出来なかっ
た。叙上の諸困難を解決すべく、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配設せる電極
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中１旧〜ｌ
ｍｓ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、周
波数、パルス中の制御により負イオン電流の値を自由に
コ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中ｌｎｓ〜１００仇
ｓ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箸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
構成する一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ーコロ
ナ、負ストリーマーコロナが発生し、この中、負イオン
の供給には負ストリーマーコロナのみで充分であり、正
ストリーマーコロナは不必要なばかりでなく多量のエネ
ルギーを消費するので、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
し、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１
０のにも及ぶ長大なものとなり、その機械振動をさげる
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、叙上の現在までに提
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馨るしく
低いパルス電力損失をもつ、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聯合することの出来る、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」（特豚昭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コロナ電極
となし、かつその間に印加するパルス高電圧をそのパル
ス立上り時間がほぼぽ２０肌ｓ以内かつパルス中がほぼ
ｌｎｓ〜２００皿ｓ以内の極短パル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Ｊによ
って達成する。すなわち、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配設せる一方が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
要素対をもつて構成し、そのいず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、その間の袋塵空間に
直流主電界を形成したおき、該コロナ放電極と非コロナ
電極の間にパルス立上り時間がほぼ・・・２０仇ｓ以内
かつパルス中ほぼｌｎｓ〜２００仇ｓの範囲内の周期的
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ずれか）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、
エネルギー消費の少ない負のストリーマーコ。ナのみが
発生し、これを利用できるので特に好適である。またパ
ルス立上り時間が短いほどコロナ放電が活発かつ均一に
発生し２０仇ｓ以下特に１００低以下の時好結果を得る
。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に負コロナ放電をコ
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
静電容量を二電極極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。そのため
低いパルス電圧にも拘らざ、１個の進行波電圧の有する
エネルギーは逆に大きく出釆て、活溌な負コロナ放電を
生ずる伝送線路の有効長を箸るしく長く出来る。■コロ
ナ放電極又は非コロナ放電極の一方と電極極間には充分
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、エネルギー消費
の少ない負のストリーマーコロナのみが発生し、エネル
ギー消費の馨るしい正ストリーマーコロナ放電の発生が
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箸るしく低く、したがって上記別発
明「改良型三電極型パルス荷電方式Ｊ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、
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たくわえ
られるエネルギーの回収が不要となり、電源が箸るしく
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、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、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と示す図で、１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配設された電
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。この非コロナ放電は長い円筒、角
筒等、最形筒体やアングル、チャンネル、１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、いず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、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釆る。前述の如く本発
明は、その箸るしい作用効果として負コロナ放電に伴う
エネルギーの消費が少なく、負ストリーマーコロナを発
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秦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コロナ電極の両
方又は少なくとも一方を次々と直列に接続して最大な伝
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、
８′，９′とそれぞれの左右両側にそれと平行、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
のステンレス線１０，１１，１２，１３及び１０′，１
１′，１２′，１３′より成り、１０一８，１１−８、
１２一９，１３一９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１０，１１，１２，
１３及び１０′，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、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。

ナ放電極１０，１１，１２，１３及び１０′，１１′，
１２′，１３′に向けて約１〜２肌の上下間隔で水平に
突出せる複数個の支持腕で、絶縁物１８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
ロナ放電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′を介してプッシング２２，
２３に支持懸架された支柱２４，２５，２４′，２５′
に支持されている。２６，２７，２８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２９，２９′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１９，１９′，２４
，２４′及び導線３０、抵抗３１、チョークコイル３２
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Ｖｄｃが印加されその間の
集塵空間に直流主電界を形成している。３４はパルス立
上り時間がほぼ２００ｎｓ以内かつパルス中がほぼｌｎ
ｓ〜２００仇ｓ程度の範囲内の著るしく短かし、負の周
期的高電圧パルスＶｐを発生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３川こ、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３８を介して各フイーダー導体２９，２
９′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
ある非コロナ放電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１０，１１，１２，１３及
び１０′，１１′，１２′，１３′に印加される。この
パルス電圧Ｖｐは進行波として二系列の直列電極要素対
（１０一８）→（１４一８）→（１１−８）→（１５−
１９）→（１２−９）→（１６−９）→（１３−９）及
び（１０′−８′）→（１４′−８′）→（１１′−８
′）→（１５′−１９′）→（１２′−９′）→（１６
′−９′）→（１３′−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ーコロナを直列コロナ放
電極群１０一１１−１２一１３及び１０′−１１′−１
２′−１３′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Ｖ
ｄｃ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、その過程において入口
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ッパー４に落下
補集され、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、台座４４及び支持腕
２０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′，１３′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１０，１１，１２，１３，１
０′，１１′，１２′，１３′は直流的には漏洩抵抗３
９を介して、非コロナ電極８，９，８′，９′と等電位
にあるので、Ｖｄｃの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Ｖｐ、周波数ｆｐ、パルス中７ｐ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
ずることなく、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、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を両側から挟む如く把持せ
る半円状わん曲把持部４８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を両側から挟
んで点鉛倭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。５６は、くぼみ部４７の外側
表面に形成せる導電被覆で、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穴５８を有し、こ
れに放電極４６が貫通の上支持される。

５７の池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、円筒状非コロナ電極５４にあげられた穴６
１を貫通の上、ナット６２，６３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、第７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、その中心軸に沿って穴６５を有し、これに
該水平導体６６が貫通し、本図ではその両端６７におい
てコロナ放電極４６を蕗接固定している。

６４の外側中央部には４５と同じく把持用くぼみ６８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鉄合
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の関製口７１を貫通の上、点鋒鞍７２により、
これに固定される。

７３はくぼみ６８の外側面に形成せる導電被覆で６８の
両端のわん曲部７４，７５の電界を緩和して、その部分
での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３図の線状コロナ放電極１１と１２，１１
′と１２′の中間にいま一つの円筒状非コロナ電極７６
があって、円筒状非コロナ電極８，９および８′，９′
に対し平行、かつ等間隔に配設され、その上下において
放電極張架用フレーム１９，１９′に固定されている。
そして線状コロナ放電極１０と１１及び１２と１３は、
第５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、１０，１
１，１２，１３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２９を介して極短パルス
高電圧電源３４に接続され、これによって１０，１１，
１２，１３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１０−８，１１−８，１１一７６，１２一７６
，１２−９，１３−９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流電極要素対（１０−８）→｛（
１１一８）および（１１−７６）｝→｛（１２−７６）
および（１２一９）｝→（１３−９）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
−１２−１３の全長にわたって一様に強力な負のストリ
ーマーコロナを発生、極めて均一な負イオン電流の供給
を行う。第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１０，１１，１２と
円筒状非コロナ電極８，７６，９がそれぞれ電極要素対
（１０一８），（１１−７６），（１２一９）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穫と機能は第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。第１
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７９，８０の両緑
に溶接された円筒状導体で、７９，８０に剛性を与える
と同時に両綾部から正コロナ放電が生ずるのを防止する
。

８１，８２，８３，８４，８５，８６はそれぞれ鉛直碍
管で、導線２９、コロナ放電極１０，１１，１２をフレ
ーム１９で絶縁固定の上、その上下に伸延せしめる。

その他の番号の名簿及び機能は第９図の同一番号の要素
の名溌、機能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上に有効に橘集し
うろことで、このために箸るしく電気抵抗の高いダスト
の瓶集に特に適している。第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園縞伸延せる各１個のら
せん状線状コロナ放電極８７，８７′をもって本発明の
電極要素対２個を形成する。

そして８７と８７′はそれぞれ上下において水平なアル
ミナ碍子棒８８，８９，９０，９１により円筒状非コロ
ナ電極８，９に絶縁支持され、かつ下端において水平導
線１４により相互に直列接続されている。８，９は上下
においてフレーム１９に支持固定されている。

いま常時においては８７，８７′は８，９と等電位にあ
り、後者のシールド作用で８７，８７′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２９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
波として８７上を上から下に、そして８７′上を下から
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８７，８７′として強力なコイルスプ
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体７７の助けをかりなくても、８７
，８７′と８，９の間の間隔を安定に一定値に保ちうろ
ことにある。第１３図は第１２図の放電極の変形で、ら
せん状線状コロナ放電極８７，８７′の代りにそれぞれ
２重らせん状線状コロナ放電極８７，８７″及び８７′
，８７′′′が用いられ、それぞれ上下機において８８
，８９及び９０，９１に絶縁支持されて非コロナ円筒状
電極８，９を囲綾し、８７，８７″及び８７′，８７′
′′は下端において接続導線９２，９４によって接続さ
れ、また８７″と８７′はその上端において接続導線９
３によって接続されている。

したがって本例の放電極にあっては、２個のコロナ放電
極８７，８７″及び８７′，８７′′′と１個の非コロ
ナ電極８，９とそれぞれ電極要素対を形成している。そ
して、らせん状線状コロナ放電極群８７，８７″，８７
′，８７′′′は直列に接続され、直列電極対（８７一
８）→（８７″−８）→（８７′−９）→（８７…一９
）が伝送線路を形成している。したがってこの伝送線路
に沿ってパルス電圧波が伝播し、その間に８７，８７″
，８７′，８７川上に強力な負コロナ電極を発生せしめ
る。その他の構造及び働作は第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１０，１
１，１２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、そ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。９６，９７，９８，９０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
，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１１１に
よつてフレーム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１１２，１１３，１１４により
直列に接続されている。

したがって、１個の非コロナ電極と１個のコロナ放電極
より電極要素対（９６−１０），（９７−１１），（９
８−１１），（９８−１１），（９８一１２），（９９
一１２）が形成され、（９６−１０）→｛（９７一１０
）と（９７−１１）｝→｛（９８一１１）と（９８一１
２）｝→（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２９とフレーム１９の間
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９６，９７，９８，９
９に向って、この順序で強力な倉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
の全量が集鰹極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
な利点があらる。第１５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をこの専
用支持フレーム１ １５に固定せる支持用碍子１ １６
，１１７，１１８，１１９，１２０，１２１，１２２，
１２３及びそれぞれの支持碍子の端部よりコロナ放電極
１０，１１，１２，１３の酌設面に向って水平に突出せ
る支持腕１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１
２９，１３０，１３１によって上下端において絶縁支持
されている。

また９６，９７，９８，９９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。但し、９６，９７，９８，９９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
系議難隅距離を保っている。同様に１１２，１１３，１
１４もその中央部にそれぞれわん曲部１３６，１３７，
１３８を有し、コロナ放電極１０，１１，１２との間に
必要な総泰議難隔距離を保っている。その他の機能と働
作は、第１４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、特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流接続で
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、そのエネル
ギーが矢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、しかし乍ら進行波電圧はその伝播途次にコロ
ナ放電で連続的にエ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第に低下する。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終端に
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
コロナ電極によって進行波のエ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
一な負コロナ電極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ィ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放電極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極強度が上昇
せず、必ずしもコロナ電極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つたまま上記第一の方法で伝送
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方法があり、また上記第二の
方法によるものとしてはコロナ放電極または非コロナ放
電極の相互対向面積を入力端から終端へと滅する等の方
法がある。但し、磁性コアやィ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
コアないしィンダクタンス要素の個数又は寸法・ィンダ
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・ィンダクタンス値のコアな
いしィ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〈して
行く必要があり、これによって伝送線路の単位長当りの
平均線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図は第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１３９を貫通せしめ、これら各位暦において
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
に平行に対向する最形短冊状コロナ放電極１４０をもっ
て構成し、かつ短冊の中を伝送線路の入力端から終端へ
と連続的に抜くすることにより、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１
４０の両側縁１４２，１４１は集塵極６の方向に向って
おり、ここから員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中を場所１４３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はそれぞれ一定中
のものを用いるが、その中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「短パルス電圧印放電極
装置」（特豚昭５５−１２４４０１号）で提案せる如く
、碍子又は梶管の代りに適当な値のィンダクタンス値を
有するコイルスプリング等の金属製ィンダクタンス要素
を用いて支持絶縁する、いわゆる「インダクタンス絶縁
」を利用することによって解決することができる。すな
わち、該極短パルス電圧の進行波は急峻な立ち上り部分
に豊富な高周波成分を有するので、比較的巻数の少し、
、安価で丈夫なィンダクタンス要素によりそのエネルギ
ーの大部分が有効に反射され、碍子を用いなくても有効
に絶縁することが可能となるのである。この場合の絶縁
効果はパルス立上り時間が短いほど良く、特に１０ｍｓ
以内の時に良好である。更にこの場合、インダクタンス
絶縁に用いるィ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ィンダクタンス要素
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、直流主電圧を大中に大きくして主電界を増加
し、集鰹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へのため機械的設計が難く
なることがある。

この問題は、本発明者が別発明「パルス荷電型２段式電
気集塵装置」（持豚昭４８−０９１１８８号）にて提案
せる如く、非コ。

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
梢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、直流負コロナ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、前者を負極性とする如く印加するのである
。なお、本発明において使用する極短パルス電圧のパル
ス立上り時間はほぼ２０仇艦以内またパルス中はほぼｌ
ｎｓ〜２００皿ｓの間の適当な値を用いるが、その値は
印加パルス高電圧が放電極上で進行波としての挙動を呈
するとともに良好なィンダクタンス絶縁（この方法で絶
縁するとき）を生ずる範囲に選ぶ。

電圧波は伝送線路上をｌｎｓの間に約０．２の進行する
から、電圧波の全波長はパルス中が７ｎｓのとき１ニ０
．２丁ｍとなる。そして放電極に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Ｌの大きさが
、Ｌ＞○‐３３ ……… ‘１） であれば、ほ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、すくＩＱＬ ……… （２） を大略の目安としてパルス中を選定するとよい。

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
。したがって、場合によっては↑の上限値は２００肌ｓ
よりも大きくとることも出来る。実際経験によればパル
ス立上り時間が１０瓜ｓ以内、パルス中が５０仇ｓ以内
にする時もっとも良好な結果が得られる。

【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。 第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用水平導体及びその絶縁用碍管
の縦断面図、第７図はその水平断面×−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。第９図、第１０図、第１１図、第１２図
、第１３図、第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、また第１７図、第１８図、第１
９図はそれぞれコロナ放電極の中の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
名簿を示すと次の通りである。 １・・・・・・電気集塵装置本体ケーシング、２……ガ
ス入口、３……ガス出口、４……ダストホツパー、５・
…・・ダスト出口、６・・・・・・集塵極、７・・・・
・・放電極、８，９，５４，７６，９６，９７，９８，
９９…・・・円筒状非コロナ電極、７９，８０・・・・
・・板状非コロナ電極、１０，１０′，１１，１１′，
１２，１２′，１３，１３′，４６…・・・線状コロナ
放電極、８７，８７′，８７″，８７″・・・・・・ら
せん状線状コロナ放電極、１４０，１４４，１４５・・
・・・・短冊状コロナ放電極、１９，１９′，１１５・
・・・・・放電極支持用フレーム、１８，７７．．・．
．・コロナ放電極絶縁支持体、１４，１５，１６，６６
，９２，９３，４４，１１２，１１３，１１４・・・…
接続導線、２２，２３，２６，２７，２８，３７，６４
，７８，８１，８２，８３，８４，８５，８６．１００
，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，
１０７，１０８，１０９，１１０，１１１，１１６・・
・・・・碍管、８８，８９，９０，９１…・・・絶縁棒
、１１７，１１８，１１９，１２０，１２１，１２２，
１２３・…・・碍子、３３・…・・直流電圧電源、３４
・・・・・・極短パルス高電圧電源。 オー図 オ２図 矛４図 オ３図 〆５図 才７図 オ８図 オヲ図 矛ら函 外′０ 図 オー′図 オー２図 牙′３図 オ‘４図 オー５図 オ ーら 酸 オーｖ図 才‘８図 オー午図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス入口、本体ケーシング、ガス出口、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ための直流
   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、かつ相互に絶縁せるコロナ放電極
   を非コロナ放電極より成る電極要素対の複数対をもって
   構成し、相隣る電極要素対のコロナ放電極又は切コロナ
   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、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、これと集塵極の間の集塵空間に直流主電界を形成し
   、該電極要素対のコロナ放電極と非コロナ電極との間に
   パルス立上り時間がほぼ２００ｎｓ以内かつパルス巾が
   ほぼ１ｎｓ〜２０００ｎｓの範囲内の周期的極短パルス
   高電圧を印加するための高圧パルス電源を接続すること
   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、短極パルス高電圧をコロナ放電極が負、非
   コロナ放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、特許請求の範囲第１項に記載のパルス荷電
   型電気集塵装置。 ３ 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
   、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のパルス荷電
   型電気集塵装置。 ４ 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、特許請求の範
   囲第１項より第３項までの何れかに記範のパルス荷電型
   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ための直
   流バイアス電源を挿入することを特徴とする所の、特許
   請求の範囲第１項より第４項までの何れかに記載のパル
   ス荷電型電気集塵装置。 ６ コロナ放電極及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、特許請求の範囲第１項より第
   ５項までの何れか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放電極の相互の絶縁、
   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、特許請求の範
   囲第１項より第５項までの何れかに記載のパルス荷電型
   電気集塵装置。８ 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
   を特徴とする所の特許請求の範囲第１項から第７項まで
   の何れかに記載のパルス荷電型電気集塵装置。 ９ 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、特許請求の範囲第８項に記載のパルス荷電型電気
   集塵装置。 １０ 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間静電容量を線路入力端から終端
   に向つて減少せしめることにより行うことを特徴とする
   所の、特許請求の範囲第８項に記載のパルス荷電型電気
   集塵装置。 １１ 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
   請求の範囲第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
   の範囲第９項に記載のパルス荷電型電気集塵装置。１３
   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
   求の範囲第７項又は第１２項に記載のパルス荷電型電気
   集塵装置。 １４ 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、特許請求の範囲第１０項に記
   載のパルス荷電型電気集塵装置。