JPS6219262A - 高温気流中における微細粒子の分離方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、排気ガス等の高温気流中に含まれる各種微細
粒子を分離除去する方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、排気ガス中に含まれる灰、煤等の微細粒子を分離
除去するため、電気集塵機あるいはその他の種々の方法
が開発され、実施されているが、簡単な手段によって効
果的に微細粒子を除去できるようにした方法は未だ提案
されていない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、帯電液体微粒子による吸着効果を利用
して、高温気流中の微細粒子の＃Ｉ捉を行い、それによ
って高濃度、高温下の微細粒子の連続捕集を簡単な手段
により実現可能にすることにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の方法は、微細粒子を
含む高温気流中に中空針電極内を通じて水等の液体を添
加し、この針電極とそれに対向する筒状電極との間に高
電圧を印加することにより、上記液体を微粒化して、そ
の液体の微粒子により上記高温気流中の微細粒子を捕捉
させ、その微細粒子を捕捉した液体の微粒子を付着材中
に導くことにより、その付着材中に微細粒子を捕集する
ことを特徴とするものである。

以下に図面を参照して本発明についてさらに詳細に説明
する。

本発明によって微細粒子が除去される高温気流は、エン
ジンその他の燃焼装置から排出される２００〜３００℃
程度の排気ガス等を主体とし、それらのガスは高温気流
として第１図に示す導気管ｌを通して微細粒子分離装置
２に導入される。

上記導気管ｌは、その内部にステンレススチール等から
なる中空針電極３を挿入すると共に、その先端に複合円
錐面を有する筒状電極４を設けたもので、これらの中空
針電極３及び筒状電極４は、それらの間に電界を形成す
るための電源５における負極及び正極に接続し、また中
空針電極３内の流路６には外部から水等の液体を供給で
きるように構成される。この液体の供給は、電極間の電
気的導通を防止するため、その噴射を間欠的に行うのが
望ましい。

従って、導気管１を通して微細粒子を含む高温ガスを導
入し、且つ中空針電極３を通じて水等の液体を供給する
と、その中空針電極３内の液体が高温気流中において加
熱作用を受けているため、気流中に吐出されるときの粘
性が低下し、しかも上記液体が中空針電極３と筒状電極
４の間に形成される電界内に噴出されるため、静電作用
によっても表面張力が低下し、その結果２気流自体の作
用による微粒化ばかりでなく、液体が筒状電極４の円錐
面７に衝突して熱分裂を起すことによっても微粒化が促
進され、さらに気流温度や上記円錐面７の温度等によっ
ても微粒化が助成され、荷電蒸気状の微粒子になる。

なお、上記筒状電極４の形状は、図示した形状に限るも
のではなく、他の条件との関連で適宜形状を採用するこ
とができる。

このようにして微粒化された液体の微粒子は。

高温気流中に含まれる灰や煤等の微細粒子とパン・デル
・ワールス力または電気付着力で結合し、それによって
高温気流中の微細粒子が液体の微粒子に捕捉される。

上記高温気流中の微細粒子は、一般にその粒径が非常に
小さくて、？！！場の形容を受けに＜＜、特に排気ガス
中に多いカーボンは電場の影響を受けにくいため、その
ままでは捕捉が困難であるが、上述のようにして微粒化
した液体の微粒子は、高温気流中の微細粒子に比べて粒
径が大きく、それによって微細粒子を捕捉させた場合に
は、それらを気流中から容易に分離除去することが可能
になる。

上述した導気管ｌの先端に接続した捕集管８は、上記導
気管１の先端の筒状電極４内を通して流出する高温気流
中から、微細粒子を捕捉しだ液体の微粒子を分離除去す
るためのもので、その中心に排気管９を設けて、導気管
ｌからの高温気流を排出可能にすると共に、その内周に
環状電極ｌＯを設け、それを接地または適宜電圧を印加
することにより、その環状電極１０が形成する電気力線
に従って上記微粒子が分流されるように構成される。

また、上記排気管９の周囲には、例えばメタルウール等
からなる付着材１２を収容するための収容室１１を形成
している。この収容室１１は、上流側を上記環状電極１
０の内周に開口させ、下流側を、排気管９に設けた複数
の孔１３によってその排気管９に開口させたものである
。

導気管１の先端の筒状電極４内を通してこのような捕集
管８に流出する高温気流は、微粒子が周囲の環状電極１
０側に分散し、その微粒子が除去された中心側において
は気流の流速が大きく、それが排気管９を通して外部に
排出される。一方、周囲の環状電極１０側に分散した微
粒子を含む気流は、その微粒子と共に収容室ｌｌ内の付
着材１２中に流入し、この付着材１２に微粒子を捕捉さ
れて孔１３から排気管８内に流出するが、上述したよう
に排％管９内の流速が大きいため、それに伴って生じる
吸引作用によって、上記流出が促進される。

このようにして、微細粒子を捕捉した液体の微粒子が付
着材１２中に捕集されるが、気流の温度が高いため、液
体は逐次蒸発し、その結果、付着材１２中には乾燥した
微細粒子が蓄積されることになる。また、上記水等の液
体の添加により高温流体の温度が低下するため、電場に
おけるアーク放電が抑制されると共に、　ＮＯＸの抑制
にも有効である。

［実施例］ 次に、第２図ないし第４図を参照して本発明者による実
験の結果について説明する。

一般に、電気風は電界の強さに応じて発生し。

従って本発明を実施する装置においても、強い電気風が
得られる電極形状を用いるのが有効である。第２図は、
電極構造が電気風に与える影響を調べた結果を示すもの
で、筒状電極としては第１図に示す形状のものを使用し
、それによって比較的強い電気風を得ることが確かめら
れをた。

第３図は、同図中に示す形状の筒状電極を用い、その内
径φと電気風の集束圧力との関係を示すものである。上
記筒状電極は、その内径を大きくするほど電気風を強く
することができるが、内径をどの程度に設定するかは、
他の各種条件１例えば必要な液体蒸気の発生量等に応じ
て選定されるべきである。

また、第４図は同図中に示す電極間圧ｆｉｄを変えた場
合の電流電圧特性を示すものである・この　　　（電極
間圧＃ｄは、気流の誘電率等に応じて調整するべきであ
る。

なお、これらの実験に用いた中空針電極は、その内径を
０．３　ｍｍφとし、高温気流を発生するエンジンの回
転に同期した１回の水の噴射時間を４ｍ５ｅｃ、噴射圧
力を１　ｋｇ／ｃｍ’とした。

［発明の効果コ 上述した本発明の方法によれば、帯電液体微粒子による
吸着効果を利用して、高温気流中の微細粒子の捕捉を行
うため、そのＷ＆細粒子の捕捉を極めて容易に行うこと
ができ、また水等の液体を用いながらも、微細粒子を乾
燥した状態で収集できるため、その取扱いに特別の配慮
を必要とすることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の断面図、第２図ないし
第４図は本発明に関連する実験の結果を示す線図である
。 ３・・・中空針電極　　４１１＠・筒状電極、１２φ・
・付着材。 図面の浄書（内容ｊこ弐更なし） 第　２　図 針電極によ６電気風（２５ｋＶ、３００ｇＡ）空気流（
１０１／ｌｌｌ１ｎ） 環状電極による電気風＋空気流 （電極外径３５φ、内径２５φ、　ｗａｘ　２３ｋＶ、
２００ＪＬＡ）筒状電極による電気風＋空気流 （を極外径３５φ、内径２５φ、　ｆｆ１ａｘ　２４ｋ
Ｖ、２００ｐＡ）圧力分布　１ｍｍ 第３図 測定化１ 生気流量１０１７ｆｎ ↓ 印加電圧 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 高温気流中における微細粒子の分離方法３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都千代田区霞が関１丁目３番１号（１１４
）名　称　工業技術院長　等　々　力　　達４、指定代
理人　〒３０５ 昭和６０年１０月２８日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、微細粒子を含む高温気流中に中空針電極内を通じて
   水等の液体を添加し、この針電極とそれに対向する筒状
   電極との間に高電圧を印加することにより、上記液体を
   微粒化して、その液体の微粒子により上記高温気流中の
   微細粒子を捕捉させ、その微細粒子を捕捉した液体の微
   粒子を付着材中に導くことにより、その付着材中に微細
   粒子を捕集することを特徴とする高温気流中における微
   細粒子の分離方法。