JPS6271557A - Apparatus and method for removing contaminant from gas - Google Patents
Apparatus and method for removing contaminant from gasInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、イオン化装置に係り、特に、ラジアル方向及
び周辺方向に均一な強力な静電界であって、これにガス
を通流させてガスをイオン化しそしてガスに随伴した粒
子を荷電するための静電界を発生することのできる電極
構造体に係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ionization device, and in particular, a strong electrostatic field uniform in the radial and peripheral directions, through which gas is passed to ionize the gas, and to entrain the gas. The present invention relates to an electrode structure capable of generating an electrostatic field for charging particles.
多数の産業プロセスは、準ミクロン程度の微粒子の様な
相当量の大気汚染物を排出する。この種の微粒子は制御
するのが最も困難である。より大きな微粒子は制御の下
におかれ易いので、微粒子の放出が大気汚染の主な原因
となっている。Many industrial processes emit significant amounts of air pollutants such as submicron particles. This type of particulate is the most difficult to control. Since larger particles are easier to control, particulate emissions are a major source of air pollution.
現在、汚染されたガス中の準ミクロン程度の大きさの微
粒子を処理する問題には3つの基本的な解決策がある。Currently, there are three basic solutions to the problem of dealing with submicron-sized particles in contaminated gases.
第1の解決策は一般的な静電集塵器システムである。微
粒子の制御に静電集塵器を適用することは本来的に多数
の難点がある。The first solution is a common electrostatic precipitator system. There are a number of inherent difficulties in applying electrostatic precipitators to control particulates.
第2の基本的な型式の浄化システムは湿式スクラッピン
グという解決策である。微粒子の制御に適用されるこの
湿式スクラッピング解決策は一般に高エネルギベンチュ
リ式のものである。水滴で準ミクロン微粒子を捕獲する
ために多量の水を注入し且つ高い相対的速度を用いねば
ならない。これらの条件は共にシステムの圧力低下を増
加し、運転コストがこの圧力低下に直接的に関係する。The second basic type of purification system is the wet scraping solution. This wet scraping solution applied to particulate control is generally of the high energy venturi type. Large amounts of water must be injected and high relative velocities must be used to capture submicron particles in the water droplets. Both of these conditions increase the pressure drop in the system, and operating costs are directly related to this pressure drop.
第3の基本的な型式は一般的にドライフィルタシステム
と称するものである。然し乍らこの型式の装置に伴う問
題はフィルタエレメントの温度制限と、温度を減少する
ための高いコストに関連した問題と、“粘着性のある”
はこりの様な成る種の微粒子を処理する困難さとである
。The third basic type is commonly referred to as a dry filter system. However, problems with this type of device include problems related to the temperature limitations of the filter element and the high cost of reducing the temperature, as well as problems associated with "sticky"
The problem is the difficulty of dealing with particulate matter such as lumps.
1次収集システムの上流で汚染物を静電的に予め荷電す
る事に依り上記種々の技術の効率を改善するための努力
がなされた。これら努力は、主として、準ミクロン程度
の大きさの微粒子に影響を及ぼし且つ充分に荷電すると
ころの連続的な充分に強力に静電界を生じさせる効果的
な機構がないために一般的に不成功であった。Efforts have been made to improve the efficiency of the various techniques described above by electrostatically precharging the contaminants upstream of the primary collection system. These efforts have generally been unsuccessful, primarily due to the lack of effective mechanisms to generate continuous and sufficiently strong electrostatic fields that affect and sufficiently charge submicron-sized particles. Met.
微粒子を荷電したりガスをイオン化したりするためのイ
オン化装置は、これまで、ワイヤー円筒式、ワイヤープ
レート式又は針尖端式のものであり、そしてその電界強
度が電極間領域で約10KV/ craに限定されてい
た。この結果、か\るイオン化装置の有用性並びに有効
性が制限されてきた。Ionization devices for charging particles or ionizing gas have so far been wire cylinder type, wire plate type, or needle tip type, and the electric field strength is about 10 KV/cra in the area between the electrodes. It was limited. As a result, the usefulness and effectiveness of such ionization devices has been limited.
そこで本発明の目的は、大気汚染を伴なうことなくガス
を大気中に放出できる様に汚染されたガスから準ミクロ
ン程度の大きさの汚染物とこれより大きな微粒子とを効
果的に除去する方法及び装置を提供することである。Therefore, the purpose of the present invention is to effectively remove contaminants in the sub-micron size and larger fine particles from contaminated gas so that the gas can be released into the atmosphere without causing air pollution. An object of the present invention is to provide a method and apparatus.
本発明の別の目的は初めから他と競合し得る販売価格の
装置で上記汚染物の除去を達成することである。Another object of the present invention is to accomplish the removal of the above contaminants in an apparatus with a competitive selling price from the outset.
本発明の更に別の目的は設備コストの低い装置で上記汚
染物の除去を達成することである。Yet another object of the present invention is to accomplish the removal of the above contaminants in an apparatus with low equipment cost.
本発明のなお別の目的は、電力消費並びに保守の両方の
観点から運転コストを実質的に減少し然して準ミクロン
程度の汚染物の所望の除去を達成する方法及び装置を提
供することである。Yet another object of the present invention is to provide a method and apparatus that substantially reduces operating costs, both in terms of power consumption and maintenance, while achieving the desired removal of submicron contaminants.
本発明のこれらの目的及び他の目的は、管状の外部電極
に同心的に位置された1つ或いはそれ以上の平らな放電
電極であって、互いに又は他のココナ発生構造体から所
定距離だけ離間された様な平らな放電電極を備えた強力
なイオン化装置によ・って構成される。上記放電電極と
外部電極との間の電極ギャップ内にコロナ電流発生静電
界を作用させるため上記放電電極と外部電極との間に高
電圧が接続される。この静電界は、ラジアル方向及び周
辺方向に均一であってその平均強度を非常に高くするこ
とができる様に上記放電電極からラジアル方向及び周辺
方向に広がっている。本イオン化装置は各電極ギャップ
の上記静電界を通して上記外部電極内を軸方向に流れる
ガスに随伴した粒状物体を荷電し乃至はガスをイオン化
する様に用いられる。本発明の強力なイオン化装置及び
従来型のワイヤープレート及びワイヤー円筒式イオン化
装置のこの静電界の平均強度は上記静電界を通流するガ
スの速度が高められるにつれて増加できる。These and other objects of the invention include one or more planar discharge electrodes located concentrically on a tubular outer electrode and spaced a predetermined distance from each other or from other cocona generating structures. It consists of a powerful ionization device with a flat discharge electrode similar to the one shown above. A high voltage is connected between the discharge electrode and the outer electrode to effect a corona current generating electrostatic field in the electrode gap between the discharge electrode and the outer electrode. This electrostatic field is uniform in the radial and peripheral directions and spreads out from the discharge electrode in the radial and peripheral directions so that its average strength can be very high. The ionization device is used to charge particulate matter or ionize the gas that accompanies the gas flowing in the axial direction within the external electrode through the electrostatic field of each electrode gap. The average strength of this electrostatic field in the strong ionizer of the present invention and conventional wire plate and wire cylinder ionizers can be increased as the velocity of the gas flowing through the field is increased.
さて第1図を参照すれば、汚染物を含んだガスは、送風
機1aに依り入口ダクト1を通してガス汚染物荷電ベン
チュリ区分2の入口に向けられる。Referring now to FIG. 1, contaminant-laden gas is directed through inlet duct 1 to the inlet of gas contaminant charged venturi section 2 by blower 1a.
ガス及び汚染物は、ベンチュリののど部に於いて最大と
なるところの高速度に加速される。然し乍ら本発明の原
理はベンチュリが使用されない定速ガス流にも適用でき
る。ベンチュリののど部に於いては高圧直流電源3に依
り強力なコロナ放電が維持される。該放電りはベンチュ
リののど部の中央に置かれた高圧を与えられた平らな放
電電極即ちディスク4からベンチュリの外壁5へとラジ
アル方向に伝搬する。このコロナ放電はガス流の方向に
於いては非常に薄く (外部電極5の直径1つ分より小
さい)、従って汚染物微粒子がこの静電界に滞在してい
る時間は短い。然し乍ら、多数の特定の理由で高レベル
の静電荷が微粒子に与えられる。Gases and contaminants are accelerated to high velocities reaching a maximum at the throat of the venturi. However, the principles of the present invention are also applicable to constant velocity gas flows where a venturi is not used. A strong corona discharge is maintained at the throat of the venturi by the high voltage DC power supply 3. The discharge propagates radially from a highly pressurized flat discharge electrode or disk 4 placed in the center of the throat of the venturi to the outer wall 5 of the venturi. This corona discharge is very thin in the direction of the gas flow (less than one diameter of the outer electrode 5), so that the contaminant particles remain in this electrostatic field for a short time. However, high levels of electrostatic charge are imparted to microparticles for a number of specific reasons.
従来の慣例により、ここで用いる“電界”という語は非
コロナ電界を指すものであり、一方“静電界”という語
はコロナ電界を指すものとする。By conventional convention, the term "electric field" as used herein refers to non-corona electric fields, while the term "electrostatic field" refers to corona electric fields.
円形ディスク状の放電電極が示されそしてこれにつ゛い
て詳細に述べるが、外部電極の形状がこの放電電極の形
状にはソ°一致する限りは、トロイダル又は長円形又は
正方形の様な多角形成いは他の形状を用いてもよい。同
様に、電極4の外縁は第2図に示した様に滑らかに曲っ
ている必要はない。Although a circular disc-shaped discharge electrode is shown and described in detail, toroidal or polygonal shapes such as oval or square may be used as long as the shape of the outer electrode corresponds to the shape of the discharge electrode. may use other shapes. Similarly, the outer edge of electrode 4 need not be smoothly curved as shown in FIG.
使用できる他の設計には、例えば、鈍角の縁、鋭角の縁
、又は複数個の接近離間された突出体を持った縁等が含
まれる。鋸歯状の縁を持った電極を使用する事もできる
。ここで用いられた放電電極即ち内部電極という語には
か\る形状が全部含まれるものとする。Other designs that may be used include, for example, an obtuse edge, a sharp edge, or an edge with a plurality of closely spaced protrusions. Electrodes with serrated edges can also be used. The term discharge electrode or internal electrode used herein includes all such shapes.
ベンチュリのど部壁(外部電極)5内に同中心的に放電
電極4を中心定めする事に依り最適な性能が得られるが
、中心を離れて位置設定した状態でも装置が効果的に働
くという事が当業者にとって理解されるであろう。Optimum performance is obtained by centering the discharge electrode 4 concentrically within the venturi throat wall (external electrode) 5, but the device will work effectively even when positioned off-center. will be understood by those skilled in the art.
外部電極5は入口円錐部とベンチュリのど部との間の遷
移を形成する半径R0を有している(外部電極のこの半
径は外部電極を通る軸方向断面に於いて示されている)
。然し乍らこの外部電極はベンチュリの形態である必要
がない。というのは、まっすぐな側壁を持った円筒構造
や方形構造の様な他の構造を用いてもよいからである。The outer electrode 5 has a radius R0 forming the transition between the inlet cone and the venturi throat (this radius of the outer electrode is shown in an axial section through the outer electrode).
. However, this external electrode need not be in the form of a venturi. This is because other structures such as cylindrical structures with straight side walls or rectangular structures may be used.
ベンチュリはベンチュリのど部に於いて流れを加速する
事により、ガス流に与えられたエネルギを回復させ、そ
して後述する様に外部電極5の壁に沿って流れる浄化流
′体の薄膜が分裂されない様に放電電極4を通るガスに
円滑な流れを与える。外部電極の構造は相当に変えるこ
とができるが、内部電極の縁半径rに対して50:1以
上の比率を持った半径R0のベンチュリで最良の結果が
得られる。The venturi recovers the energy imparted to the gas stream by accelerating the flow at the throat of the venturi, and prevents the thin film of purifying fluid flowing along the wall of the external electrode 5 from being disrupted, as will be described later. This gives a smooth flow to the gas passing through the discharge electrode 4. The structure of the outer electrode can vary considerably, but best results are obtained with a venturi with radius R0 having a ratio of 50:1 or greater to the edge radius r of the inner electrode.
ベンチュリののど部内での放電電極4の軸方向位置は成
る範囲内で変えることができる。この電極位置を上流に
移すと、ギヤツブR9が増加して電界強度が減少しそし
てより高い電圧を必要とし然も汚染されたガス流の速度
が減少する。速度の減少は、以下で説明する範囲内でイ
オン化効率を促進したり減じたりする。The axial position of the discharge electrode 4 within the throat of the venturi can vary within limits. Moving this electrode position upstream increases the gear R9, reduces the field strength and requires a higher voltage while reducing the velocity of the contaminated gas flow. Decreasing the velocity may enhance or reduce ionization efficiency within the ranges described below.
説明された好ましい形態に対する上記変形は全て性能を
成る程度低下させるが、本発明の多数の作用乃至は効果
は最高の運転条件を得る必要がなく、より経済的な構造
技術が、許容できる程度にイオン化効率を低下した1つ
或いはそれ以上の変形の利用を示唆するであろう。Although all of the above variations to the described preferred form reduce performance to some extent, many of the effects of the present invention do not require optimal operating conditions and more economical construction techniques may be acceptable. This may suggest the use of one or more variations with reduced ionization efficiency.
従って本発明は、汚染物浄化装置の効率を実質的に増加
するため、スクラバ又は集塵器の如き汚染物浄化装置の
上流で使用するイオン化装置に関して説明する。然し乍
らイオン化装置はその他の、中途をも有している。例え
ばイオン化装置は発電即ちE G D (electr
o −gas−dynan+ic generatio
n)のための粒子の荷電或いは又ガス相反応のための流
れのイオン化、例えば臭気を除去するためにオゾンを発
生するが如き酸化反応のための酸素原子の発生又は2酸
化イオウから3酸化イオウへの反応、のみに使用しても
よい。これらの応用例に於いては、汚染されたガス流と
同様に、ガス流がここに説明した速度でイオン化装置を
通して導かれるが、電界を通るガスの通過を特定のラジ
アル方向位置に限定することが望ましい。然し乍ら微粒
子の付着が生じない場合には外部電極の表面の清浄化は
不要である。Accordingly, the present invention is described with respect to an ionization device for use upstream of a contaminant purification device, such as a scrubber or precipitator, to substantially increase the efficiency of the contaminant purification device. However, the ionization device also has other intermediate features. For example, an ionization device is used to generate electricity, that is, E GD (electr
o-gas-dynan+ic generation
charging of particles for n) or ionization of streams for gas phase reactions, for example the generation of oxygen atoms for oxidation reactions such as the generation of ozone to remove odors or the production of sulfur dioxide to sulfur trioxide; It may be used only in response to In these applications, a gas stream, as well as a contaminated gas stream, is directed through the ionizer at the velocities described herein, but the passage of the gas through the electric field is limited to specific radial locations. is desirable. However, if there is no adhesion of fine particles, there is no need to clean the surface of the external electrode.
電極4と外部ベンチュリのど部壁5との間に維持される
静電界E。は2つの要素、即ち第7図のグラフに示され
ている様に電界E、と空間電荷作用とで構成される。電
界は印加される電圧と電極の形状とに関連される。電極
間領域に於けるイオン、電子及び荷電微粒子から成る空
間電荷作用はコロナ放電が開始された後に生じる。第7
図に示される様に、空間電荷作用は外部ヘンチュリのど
部壁に接近した領域の電界を増大しそして電極4に接近
した強力電界を抑制する傾向がある。この作用は電界を
ラジアル方向に均一化せしめてコロナ放電を安定化させ
そして電極間領域R3全体を高い静電界で橋絡させるこ
とができる。これは電極に依るスパークブレークダウン
を生じることなく達成され、上記領域に於ける速度を高
く且つ外部電極5上の表面を清潔に維持する。Electrostatic field E maintained between the electrode 4 and the outer venturi throat wall 5. is composed of two elements: the electric field E and the space charge effect, as shown in the graph of FIG. The electric field is related to the applied voltage and the shape of the electrode. A space charge effect consisting of ions, electrons and charged particles in the interelectrode region occurs after the corona discharge is initiated. 7th
As shown, the space charge effect tends to increase the electric field in the region close to the outer henchuri throat wall and suppress the strong electric field close to the electrode 4. This effect makes the electric field uniform in the radial direction, stabilizes the corona discharge, and bridges the entire interelectrode region R3 with a high electrostatic field. This is achieved without electrode spark breakdown, keeping the velocity high in the area and the surface on the external electrode 5 clean.
本発明の静電界の独特さを最も良く理解するため、2つ
の型式の公知電極形態によって発生された静電界に対し
て説明する。ワイヤー円筒電極形態に於いては、ワイヤ
が円筒の軸に沿って延びる。To best understand the uniqueness of the electrostatic field of the present invention, a description will be given to electrostatic fields generated by two types of known electrode configurations. In the wire cylindrical electrode configuration, the wire extends along the axis of the cylinder.
円筒とワイヤとの間の電界は全(ラジアル方向であり、
(円筒の両端の縁作用を無視すれば)円筒の軸に沿って
延びる成分はない。ワイヤと円筒との間に電圧が初めに
与えられた時には空間電荷が存在しない。ワイヤと円筒
との間の各点に於ける電界の強度はワイヤからの距離に
反比例し、従って、電界強度は、ワイヤから円筒に向っ
てラジアル方向外側へ連続的に減少する。ワイヤと円筒
との間の電圧がコロナ開始電圧まで増加した時は、(電
界が最大である)ワイヤ付近の空気中の電子が円筒に向
って加速され(ワイヤが負電圧であると仮定する)、ガ
ス分子に衝突して更に電子を出させる。今やガス分子は
電子を失なうから正のイオンとなり、これらはワイヤの
負電位によってワイヤ付近に蓄積する。“電子なだれプ
ロセス”として一般的に知られている現象により空間電
荷が確立され続ける。この電子なだれプロセスに於いて
は、静電界によりラジアル方向外側に加速された高エネ
ルギ電子が更に別の分子に当たる。電子の非常に高いエ
ネルギはこれら電子を分子の核から分離せしめ、更に別
の自由電子e−と更に別の正のイオンとを発生せしめる
。電界が最大であるのはワイヤ付近の領域であるからワ
イヤ付近に於いてのみ電子なだれプロセスが生じるとい
う事が強調さるべきである。電子が円筒に向ってラジア
ル方向に移動する時は、分子に当たる事によって生じる
減速が電界により生じる加速を越える。というのは、ワ
イヤから離れるにつれて電界強度が減少するからである
。電界かは”;’ 30 K V / cm及びそれ以
上である点に於いては、自由電子が電子なだれプロセス
によって更に電子を解放させるのではなくて負電気のガ
ス分子に付着して負のイオンを形成し、例えば電極間の
気体が空気である場合には0□から0□−となる。空気
のほとんどの負電気成分は酸素だけである。従って空気
に対しては負イオンが02−イオンだけである。然し乍
ら、他の負電気ガスに対しては別の負イオンが形成され
る。他の一般的に形成される負電気堆積ガスにはSO□
や水蒸気やCO2が含まれる。02−イオンは正電位の
円筒に向って加速され、その途中で電極間領域に於いて
負イオンの空間電荷を形成する。The electric field between the cylinder and the wire is total (radial),
There is no component extending along the axis of the cylinder (ignoring the edge effects at the ends of the cylinder). There is no space charge when a voltage is initially applied between the wire and the cylinder. The electric field strength at each point between the wire and the cylinder is inversely proportional to the distance from the wire, so the electric field strength decreases continuously radially outward from the wire to the cylinder. When the voltage between the wire and the cylinder increases to the corona starting voltage, electrons in the air near the wire (where the electric field is maximum) are accelerated toward the cylinder (assuming the wire is at negative voltage). , collides with gas molecules and releases more electrons. The gas molecules now lose electrons and become positive ions, which accumulate near the wire due to the wire's negative potential. A space charge continues to be established by a phenomenon commonly known as the "electron avalanche process." In this electron avalanche process, high-energy electrons accelerated radially outward by an electrostatic field strike further molecules. The very high energy of the electrons causes them to separate from the nucleus of the molecule, generating yet another free electron e- and yet another positive ion. It should be emphasized that the avalanche process occurs only in the vicinity of the wire, since it is in the region near the wire that the electric field is maximum. When electrons move radially toward the cylinder, the deceleration caused by hitting molecules exceeds the acceleration caused by the electric field. This is because the electric field strength decreases as you move away from the wire. At electric fields of 30 KV/cm and above, free electrons attach to negatively charged gas molecules and form negative ions, rather than releasing more electrons through an avalanche process. For example, if the gas between the electrodes is air, it will be from 0□ to 0□-.Most of the negative electric components in air are only oxygen.Therefore, for air, negative ions are 02- ions. However, other negative ions are formed for other negative gases.Other commonly formed negative gases include SO□
It includes water vapor and CO2. 02- ions are accelerated toward the cylinder at a positive potential, and along the way they form a negative ion space charge in the interelectrode region.
概して云えば、電界が30 K V / cmより大き
いワイヤ付近の領域に於いては、この電界により加速さ
れた電子が充分の運動エネルギを有しており、分子に当
たると電子なだれプロセスによって自由電子と正イオン
とが形成される。ワイヤから離れると、小エネルギの電
子が酸素分子に付着して0□−イオンを形成する。負電
位のワイヤ付近には正のイオンが蓄積しそして正の空間
電荷と円筒との間には02−イオンが蓄積するので、ワ
イヤ付近の静電界の強さが減少され然して円筒に向う静
電界の強さが増加される様に電界が変更される。ワイヤ
付近の減少された静電界は電子なだれプロセスにより発
生される自由電子及び正イオンの量を減らし、そして円
筒付近の増加された静電界は、円筒に向うO2−イオン
の移動性を高める。その結果、安定化即ち負のフィード
バック作用が生じ、これは空間電荷密度を時間と共に比
較的一定に保持する。たとえ0□−イオンが円筒付近の
電界強度を高めるとしても、この増加は電界強度が円筒
に向って連続的に減少するのを防ぐには充分なものでな
い。Generally speaking, in the region near the wire where the electric field is greater than 30 KV/cm, the electrons accelerated by this electric field have enough kinetic energy that when they hit a molecule, they become free electrons by an avalanche process. Positive ions are formed. Upon separation from the wire, the low-energy electrons attach to oxygen molecules to form 0□-ions. Since positive ions accumulate near the wire at negative potential and 02- ions accumulate between the positive space charge and the cylinder, the strength of the electrostatic field near the wire is reduced and the electrostatic field towards the cylinder is reduced. The electric field is changed such that the strength of is increased. The reduced electrostatic field near the wire reduces the amount of free electrons and positive ions generated by the avalanche process, and the increased electrostatic field near the cylinder increases the mobility of O2- ions towards the cylinder. The result is a stabilizing or negative feedback effect, which keeps the space charge density relatively constant over time. Even if the 0□-ions increase the field strength near the cylinder, this increase is not sufficient to prevent the field strength from continuously decreasing towards the cylinder.
ワイヤー円筒電極形態によって発生された静電界は比較
的効率的でない。というのは、所与の平均電界強度を保
つために比較的大きな面積の円筒壁が大きな電極間電流
を生じるからである。The electrostatic field generated by the wire cylindrical electrode configuration is relatively inefficient. This is because the relatively large area of the cylindrical wall creates a large interelectrode current to maintain a given average electric field strength.
ここで検討すべき第2の従来型の電界は、1対の平行プ
レート間に平行に位置されたワイヤ間に電位が与えられ
るワイヤープレートの電界である。The second conventional electric field to be considered here is a wire plate electric field in which a potential is applied between wires positioned parallel to each other between a pair of parallel plates.
この型式の電極形態では、ワイヤに垂直で且つプレート
に平行な線に沿ってガス流が電界に通される。ワイヤー
プレート電極形態により発生された静電界はワイヤー円
筒電極形態と同様に空間電荷を発生する。然し乍ら、プ
レート付近の静電界がワイヤの真向いでより強いので、
他の負電気ガスからの02−即ち負イオンより形成され
る空間電荷がこの領域により集中される。これは負イオ
ンの集中性が円筒の周辺に均一に分布されたワイヤー円
筒電極の負イオン分布と著しく異なる。ワイヤープレー
トの静電界の空間電荷増巾はワイヤに対向したところで
最も強く、ワイヤとプレートとの間の静電界強度はプレ
ートに向って大きく増加される。プレートに於けるこの
大きな静電界と大きな局所電流蓄積は平均電界強度が比
較的低い値に保たれない限りスパークを生じる。従って
、ワイヤープレート電極形態では、比較的大きな平均静
電界を得ることができない。ワイヤープレート電極形態
では、ワイヤー円筒形態と同様に、(ワイヤ両端のエツ
ジ作用を無視すれば)静電界がワイヤの軸に沿って変化
しない。換言すれば、静電界の成分はカルテシアン座標
系の2つの方向にしか延びずそして非均−な静電界を生
じさせ・る。In this type of electrode configuration, a gas flow is passed through an electric field along a line perpendicular to the wire and parallel to the plate. The electrostatic field generated by the wire plate electrode configuration generates a space charge similar to the wire cylindrical electrode configuration. However, since the electrostatic field near the plate is stronger directly across the wire,
Space charges formed by 02- or negative ions from other negative gases are more concentrated in this region. This is significantly different from the negative ion distribution of a wire cylindrical electrode in which the concentration of negative ions is uniformly distributed around the cylinder. The space charge amplification of the electrostatic field of the wire plate is strongest opposite the wire, and the electrostatic field strength between the wire and the plate is greatly increased toward the plate. This large electrostatic field and large local current build-up in the plates will result in sparking unless the average field strength is kept at a relatively low value. Therefore, a relatively large average electrostatic field cannot be obtained with the wire plate electrode configuration. In the wire plate electrode configuration, similar to the wire cylinder configuration, the electrostatic field does not vary along the axis of the wire (ignoring edge effects at the ends of the wire). In other words, the components of the electrostatic field extend in only two directions of the Cartesian coordinate system and give rise to a non-uniform electrostatic field.
本発明の電極形態に於いては、円筒状の外部電極5内に
同心的に位置された平らな放電電極4が、カルテシアン
座標系の3次元に沿って延びる成分を持った静電界を発
生する。この静電界のX及びY成分(乃至は円筒座標系
のR成分)は円筒の軸に沿って見た時はワイヤー円筒の
電界と実質的に同一である。従って、外部電極5を横切
る平面内の電極間ギャップに於ける負イオンの集中性は
放電電極4の周辺に関して均一であり、静電界の均一な
空間電界増巾を生じる。然し乍ら、放電電極4と外部電
界5との間の電界は、外部電極5の軸方向平面に於いて
見た時は、ワイヤープレート電極形態の電界と実質的に
同一である。外部電極5の軸を通る平面内での負イオン
の集中性は放電電極4の平面に於ける方がそこから軸方
向に離間された点に於けるよりも大きい。In the electrode configuration of the present invention, a flat discharge electrode 4 located concentrically within a cylindrical external electrode 5 generates an electrostatic field with a component extending along three dimensions of the Cartesian coordinate system. do. The X and Y components (or R components in a cylindrical coordinate system) of this electrostatic field are substantially the same as the wire cylinder electric field when viewed along the axis of the cylinder. Therefore, the concentration of negative ions in the interelectrode gap in the plane that crosses the external electrode 5 is uniform with respect to the periphery of the discharge electrode 4, resulting in a uniform spatial field amplification of the electrostatic field. However, the electric field between the discharge electrode 4 and the external electric field 5, when viewed in the axial plane of the external electrode 5, is substantially the same as the electric field of a wire plate electrode configuration. The concentration of negative ions in the plane passing through the axis of the external electrode 5 is greater in the plane of the discharge electrode 4 than at points axially spaced therefrom.
放電電極4の軸からの距離の関数としての電界の強度は
、第7図に実線で示された様に、電極4から外部電極5
に向って減少し続ける。第7図の破線により示された様
に空間電荷増巾を含む静電界は外部電極5から放電電極
4に向う実質的な距離に亘って実質的に一定であり、従
って第1図にDで示された様にガス流に垂直な方向に外
側に発散する一般的にくさび形の体積内では静電界が実
質的に均一である。従ってこの電界はその軸方向寸法に
はy等しいラジアル方向寸法を外部電極5に有している
。放電電極4に対して横の平面に於いて生じる均一な空
間電荷分布は外部電極5に接近するにつれて電界が減少
し続けるワイヤー円筒型静電界の成る特性を有している
。放電電極4の軸方向平面に於いて生じる非均−なイオ
ン集中性は電界の強度が外部電極5に向、って増加する
ワイヤープレート型静電界の成る特性を有している。The electric field strength as a function of the distance from the axis of the discharge electrode 4 varies from the electrode 4 to the outer electrode 5, as shown by the solid line in FIG.
continues to decrease towards. As shown by the dashed line in FIG. 7, the electrostatic field including the space charge amplification is substantially constant over a substantial distance from the external electrode 5 towards the discharge electrode 4, and is therefore substantially constant at D in FIG. As shown, the electrostatic field is substantially uniform within the generally wedge-shaped volume which diverges outwardly in a direction perpendicular to the gas flow. This electric field therefore has a radial dimension at the external electrode 5 equal to y to its axial dimension. The uniform space charge distribution occurring in the plane transverse to the discharge electrode 4 has the characteristics of a wire cylindrical electrostatic field in which the electric field continues to decrease as it approaches the external electrode 5. The non-uniform ion concentration occurring in the axial plane of the discharge electrode 4 has the characteristics of a wire plate type electrostatic field in which the field strength increases towards the outer electrode 5.
本発明の静電界は、1つの平面に於いてはワイヤー円筒
静電界をそしてそれに直交する平面に於いてはワイヤー
プレート静電界を模擬する事によりワイヤー円筒の連続
的に減少する静電界をワイヤープレートの連続的に増加
する静電界と結合し、ガス流に垂直な方向に外側へ発散
する一般的にくさび状の容積内で外部電極5から放電電
極4に向かう実質的距離に亘ってラジアル方向に実質的
に均一である強度を持った静電界を発生する。従っ゛て
電極4と5との間の電界は電極4と5との間の間隔に等
しいラジアル方向寸法を有しており、これは外部電極5
に隣接した軸方向電界にほり等しく、即ち電極4.5を
通る平面に垂直な方向の外部電極5に隣接した電界の寸
法にほゞ等しい。静電界の均一性は、ワイヤープレート
系のプレートの様に電界が極端に強くなる点(これはス
パークを生じることなく印加できる電界の平均強度を制
限する)がないので、スパークを生じることなく強力な
平均電界を許容する。又、この静電界形状はスパークを
生じさせる傾向も少ない。というのは、この静電界形状
は所与の電界強度に於いては外部電極の単位面積当たり
に与える電流がワイヤープレート形態よりも更に小さい
からである。この電極構造のラジアル方向の対称性は一
定半径の周辺路に沿っても一定である様な電界を生じさ
せる。The electrostatic field of the present invention transforms the continuously decreasing electrostatic field of the wire cylinder into a wire plate by simulating the wire cylinder electrostatic field in one plane and the wire plate electrostatic field in a plane orthogonal thereto. radially over a substantial distance from the outer electrode 5 towards the discharge electrode 4 in a generally wedge-shaped volume which emanates outwardly in a direction perpendicular to the gas flow. Generates an electrostatic field with a substantially uniform strength. The electric field between electrodes 4 and 5 therefore has a radial dimension equal to the spacing between electrodes 4 and 5, which
, ie approximately equal to the dimension of the electric field adjacent to the external electrode 5 in a direction perpendicular to the plane passing through the electrode 4.5. The uniformity of the electrostatic field means that there is no point where the electric field becomes extremely strong (which limits the average strength of the electric field that can be applied without causing a spark) like in wire plate systems, so it can be strong without creating a spark. average electric field. This electrostatic field shape is also less prone to sparking. This is because this electrostatic field configuration provides an even smaller current per unit area of the external electrode than the wire plate configuration at a given field strength. The radial symmetry of this electrode structure produces an electric field that is constant along a circumferential path of constant radius.
ワイヤープレート及びワイヤー円筒電極構造体は、細長
い系であって比較的大きな面積と接する様な静電界を発
生し、従って比較的大きな電流を生じさせる。これに対
して本発明の電極形態は、電極間にスパークを生じさせ
ることなく最小の電流(従って電力)を用いて強力な静
電界が保たれる様に比較的小さな面積に電流を発生させ
る。The wire plate and wire cylindrical electrode structure is an elongated system that generates an electrostatic field that contacts a relatively large area, and thus generates a relatively large current. In contrast, the electrode configuration of the present invention generates current over a relatively small area such that a strong electrostatic field is maintained using minimal current (and therefore power) without creating sparks between the electrodes.
外部電極表面の清浄化は、スパークブレークダウンを最
小にする様に該表面を比較的清潔に維持するためにのみ
必要とされる。電界強度が最大である必要がなく、より
低い電圧を印加できる場合、またはイオン化が清浄なガ
ス流に於いて生ずる場合、又は電極表面に重大な堆積が
生じない様に他の状態に於いては、清浄化乃至はフラッ
シュは当然不要である。間欠的な清浄化を用いてもよい
。Cleaning of the outer electrode surface is required only to keep the surface relatively clean to minimize spark breakdown. If the electric field strength does not have to be at its maximum and lower voltages can be applied, or if ionization occurs in a clean gas stream, or in other situations such that no significant deposits occur on the electrode surface, Of course, cleaning or flushing is not necessary. Intermittent cleaning may also be used.
内部電極は該重態の表面に強力な電界が接近しているた
めにコロナ放電に依って多量の電流(イオン)を与える
。該電極は又、ベンチュリのど部壁5への全ての経路に
集中した電界領域を与える。The internal electrode provides a large amount of current (ions) due to corona discharge due to the close proximity of the strong electric field to the surface of the critical state. The electrode also provides a concentrated electric field area all the way to the venturi throat wall 5.
この集中した残留電界は空間電荷をのど部壁への移動中
この経路に向けそして電界を適正に増巾する責任を果た
す。内部電極の滑らかに屈曲した一般的にラジアル方向
の円筒は空間電荷を周辺方向にのど部に拡張させ、外部
電極の単位面積当たりの電流蓄積を減少させて潜在的な
スパークブレークダウンを減少させる。This concentrated residual electric field is responsible for directing the space charge on this path during its migration to the throat wall and for properly amplifying the electric field. The smoothly curved, generally radial cylinder of the inner electrode extends the space charge peripherally into the throat, reducing current accumulation per unit area of the outer electrode and reducing potential spark breakdown.
静電界がガス流の方向に比較的薄いので、この静電界を
通るガス流の高い速度が内部電極の平面から軸方向にイ
オンの集中性を拡散する傾向がある。これは空間電荷領
域をガス流の方向に拡げて空間電荷領域と外部電極5と
の間の静電界を減少する事によって安定性を更に追加す
る。この“速度増大”作用は15m/5(50フイート
/S)以上のガス速度に於いて最大にされる。更に、こ
の様な高い速度の乱流はスパークブレークダウンを生じ
させる機構を機械的に破壊する事によっても安定性を与
える。Since the electrostatic field is relatively thin in the direction of the gas flow, the high velocity of the gas flow through the electrostatic field tends to diffuse the concentration of ions axially from the plane of the inner electrode. This adds further stability by extending the space charge region in the direction of gas flow and reducing the electrostatic field between the space charge region and the external electrode 5. This "velocity-enhancing" effect is maximized at gas velocities of 50 ft/s and above. Additionally, such high velocity turbulence also provides stability by mechanically disrupting the mechanisms that cause spark breakdown.
コロナ従って電荷ユニットの性能を汚染及び低下から保
持するため、高電圧電極4はコロナ放電に加えて他のり
一ケージ路からも隔離される。第2図に最も良く示され
ている様に、プローブ10は外部電極5の適当な位置に
電極4を支持しそしてその内部及びその表面の両方に於
いて電気的リーケージに対する高い抵抗を与える。図示
されてはいないが所望ならばプローブは軸方向又は横方
向に移動することができる。上流のダクト1に於いてプ
ローブの支持構造体12と電極との間に抵抗値が与えら
れる。表面の抵抗値は、電極4のすぐ上流のプローブの
周辺の連続的なスロット(0,75mm (0,030
インチ))である、清浄な空気の1つ或いはそれ以上の
抽気体14を設ける事に依って改善される。外部供給源
15に依って与えられる清浄空気がプローブ本体を通じ
て供給されそして高速度でこれらのスロットを通過する
。In order to preserve the corona and therefore the performance of the charge unit from contamination and degradation, the high voltage electrode 4 is isolated from the corona discharge as well as from other cage paths. As best shown in FIG. 2, probe 10 supports electrode 4 in position on external electrode 5 and provides high resistance to electrical leakage both within it and on its surface. Although not shown, the probe can be moved axially or laterally if desired. A resistance value is provided between the support structure 12 of the probe and the electrode in the upstream duct 1. The surface resistance is determined by a continuous slot around the probe just upstream of electrode 4 (0,75 mm (0,030
This improvement is achieved by providing one or more bleed gases 14 of clean air, such as 1.5 inch). Clean air provided by an external source 15 is supplied through the probe body and passes through these slots at high velocity.
この作用は、表面リーケージが電極4を接地へと短絡す
る様に橋絡するところの確実な高抵抗値路を維持する。This action maintains a reliable high resistance path through which surface leakage bridges the electrode 4 to short it to ground.
プローブ本体は、該プローブをダクト1に固定するとこ
ろの絶縁ハブ18に依って支持された高圧ケーブル16
を含んでいる。プローブ本体の上流端は密閉されたシュ
ラウド20及び中空の波形カバー22に含まれている。The probe body has a high voltage cable 16 supported by an insulated hub 18 which fixes the probe to the duct 1.
Contains. The upstream end of the probe body is contained within a sealed shroud 20 and a hollow corrugated cover 22.
穴23は各々が対応スロット24(第3図)を持ってい
る複数個の離間されたリング26に軸方向に空気を通過
させることができる。このリングの間隔が、上記した様
に空気を抽気する一連の連続スロット14を形成してい
る。The holes 23 allow air to pass axially through a plurality of spaced apart rings 26, each having a corresponding slot 24 (FIG. 3). The spacing between the rings defines a series of continuous slots 14 that bleed air as described above.
電極4も又該電極の下流に空気を流させるスロット24
を有している。これらのリング及び電極ディスクは、先
端部30に取り付けられたボルト28に依ってケーブル
16に固定される。上記先端部と放電電極4の下流面か
らの清浄空気とは、荷電された汚染物がディスクの下流
で停滞するのを阻止し且つ荷電された微粒子が電極4の
表面に付着するのを阻止する。The electrode 4 also has a slot 24 that allows air to flow downstream of the electrode.
have. These rings and electrode disks are secured to the cable 16 by bolts 28 attached to the tip 30. The clean air from the tip and the downstream surface of the discharge electrode 4 prevents charged contaminants from stagnating downstream of the disk and prevents charged particles from adhering to the surface of the electrode 4. .
放電電極と外部電極5との間で電界を軸方向に広がらせ
ることができる様にするためには、放電電極4を、コロ
ナ電流発生静電界を発生する他の構造体から少なくとも
電極ギャップの1.25倍だけ分離する事が重要である
。第1図乃至11図に示された実施例に於いては、これ
は1つの放電電極を外部電極5内に接着する事によって
達成され゛る。然し乍ら第12図乃至14図に示された
実施例に於いては、以下に述べる様に多数の放電電極が
用いられ、従ってこの軸方向間隔の条件は第1図乃至1
1図の実施例よりもより厳密になる。In order to be able to spread the electric field axially between the discharge electrode and the outer electrode 5, the discharge electrode 4 must be separated by at least one electrode gap from the other structure generating the corona current generating electrostatic field. It is important to separate by a factor of .25. In the embodiment shown in FIGS. 1-11, this is achieved by gluing one discharge electrode into the outer electrode 5. In the embodiment shown in FIGS. However, in the embodiment shown in FIGS. 12-14, a large number of discharge electrodes are used, as described below, and therefore the axial spacing conditions are similar to those shown in FIGS.
This is more precise than the embodiment of FIG.
外部電極5は、汚染物が堆積するので、コロナギャップ
R1の数倍の短い距離は滑らかで且つ適当に清潔に保持
される。これは汚染物を堆積するが如き、外部電極表面
からのコロナの妨害を排除する様にする。この清浄化は
多数の方法で達成することができ、1つの技術が第1図
及び2図に示されている。水或いはこれに類似した流体
が外部ポンプ32に依りベンチュリ壁5の収斂円錐区分
の表面の滑らかな層に注入される。外部電極5がベンチ
ュリである場合ベンチュリの収斂角φは乱流の影響を最
小にするため約12.5°に保持される。運転中ベンチ
ュリは、下方に向けられ、そして水の薄膜は、移動ガス
との摩擦及び重力の両方に依りのど部に接近するにつれ
て加速される。水の注入点は電極4より上流に電極ギャ
ップR3の長さの約1.5倍を視(牌とするか、又は放
電電極4が外部電極と交差するところから軸方向上流に
電極ギヤツブR1の長きのほぼ1.12倍のところであ
る。ベンチュリの下流の発散円錐の広がりは、流れの分
離に依る影響を最小、にするため3.5’未満である。The outer electrode 5 is kept smooth and reasonably clean over a short distance, several times the corona gap R1, as contaminants may accumulate thereon. This helps eliminate corona interference from the external electrode surface, such as depositing contaminants. This cleaning can be accomplished in a number of ways, one technique being shown in FIGS. 1 and 2. Water or a similar fluid is injected by an external pump 32 into the smooth layer on the surface of the converging conical section of the venturi wall 5. If the external electrode 5 is a venturi, the convergence angle φ of the venturi is kept at approximately 12.5° to minimize the effects of turbulence. During operation, the venturi is directed downward and the thin film of water is accelerated as it approaches the throat by both friction with the moving gas and gravity. The water injection point is located upstream of the electrode 4 at a distance approximately 1.5 times the length of the electrode gap R3. The divergence cone width downstream of the venturi is less than 3.5' to minimize effects due to flow separation.
これらの角度間に遷移部を形成するベンチュリ壁の曲率
半径R0は約5cm(約2インチ)以上でなければなら
ない。水の注入は収斂円錐の周辺の表面41に依って形
成された細い(0,25乃至0.625龍(0,010
乃至0.025インチ)連続スロット40を含むせき構
成体に依って達成され、ベンチュリの側壁に対するノズ
ルの方向βは約12.5°である。ベンチュリ壁に対す
る水の作用は、約22.5m/S(約75フイート/S
)まではガス流の速度に対してコロナの性能を低下する
ことなく、滑かで清浄な表面を維持することである。水
の消費はベンチュリの大きさと共に変化し、12.5
am乃至125cm(5インチ乃至50インチ)のベン
チュリ直径に対しては0.2乃至2gpm / 100
0acfmの範囲である。The radius of curvature R0 of the venturi wall forming the transition between these angles must be greater than or equal to about 2 inches. The water injection is carried out through a thin (0,25 to 0,625 dragon) formed by the peripheral surface 41 of the convergent cone.
(0.025 to 0.025 inches) is accomplished by a weir arrangement that includes a continuous slot 40, and the orientation β of the nozzle relative to the sidewall of the venturi is approximately 12.5°. The action of water on the Venturi wall is approximately 75 feet/s (22.5 m/s).
) to maintain a smooth and clean surface without reducing the performance of the corona with respect to the velocity of the gas flow. Water consumption varies with venturi size and is 12.5
0.2 to 2 gpm/100 for venturi diameters of am to 125 cm (5 inches to 50 inches)
The range is 0acfm.
冷却水から隔離された内側を向いたバンド即ち偏向器4
2を設けることに依り水は外部電極に沿って上流に移動
するのが阻止される。ポンプ32からの水は、圧力の下
で、接線方向に筐体に指向されそして静電界を通過する
時の水の渦巻状の進行を最小にするため軸方向にスロッ
ト40を通して筐体を出る。Inwardly facing band or deflector 4 isolated from the cooling water
2 prevents water from moving upstream along the outer electrode. Water from pump 32 is directed tangentially into the housing under pressure and exits the housing through slot 40 axially to minimize swirling of the water as it passes through the electrostatic field.
本発明の安定した強力な静電界は、放電電極4が他のコ
ロナ電流発生静電界から少なくとも電極ギャップの1.
25倍だけ分離されそして放電電極の形状乃至は周辺が
外部電極5の形状に一致する限りは広範な種々様々な電
極構成でもって発生できる。この電極構成の変形には例
えば正方形又は六角形の外部電極5に於いては各々正方
形又は六角形の放電電極4が含まれ、そして鈍角、鋭角
、鋸歯形又はさかとげ形の縁を持った放電電極4が含ま
れる。然し乍ら、現在の実験データに基いた最高の状態
のためには、放電電極4の半径rに対する電極ギャップ
R3の比が約100:1である様に設計された縁半径r
を放電電極4が持つ事が好ましい。The stable and strong electrostatic field of the present invention ensures that the discharge electrode 4 is at least 1.0 mm away from other corona current-generating electrostatic fields by an electrode gap of at least 1.
A wide variety of electrode configurations can be generated as long as the separation is 25 times and the shape or periphery of the discharge electrodes matches the shape of the external electrodes 5. Variations of this electrode configuration include, for example, square or hexagonal discharge electrodes 4 in square or hexagonal outer electrodes 5, respectively, and discharge electrodes with obtuse, acute, serrated or spiky edges. An electrode 4 is included. However, for the best condition based on current experimental data, the edge radius r is designed such that the ratio of the electrode gap R3 to the radius r of the discharge electrode 4 is approximately 100:1.
It is preferable that the discharge electrode 4 has the following.
この比が50:1未満にセントされた場合には、低い印
加電圧に於いてスパーキングが生じ、低い作動電流及び
電界となる。この比が400 : 1を越えると、ギャ
ップに於ける電界の寄与が減少され、高い電界を維持す
るためには作動電流が大きくなる。外部電極5がベンチ
ュリの形態である場合は半径Ro(軸方向断面に於ける
ベンチュリのとい部の半径)は放電電極の半径rとの比
が50:1以上にセットしなければならない。これらの
半径が小さいと低い印加電圧でスパーキングを誘起する
様になる。プローブ10の直径、従って放電電極ディス
ク4の全直径はプローブが外部電極5の断・面積の約1
0%を占有する様にセットされねばならない。この実用
的な最小値は5%であり、そして実用的な最大値は40
%である。プローブが外部電極5の小さな割合を占める
事は放電電極の表面電力密度の増加を生じさせる。より
重要なことは、この値が小さいとユニットの一定流れ容
量に対する電極ギャップをも増加し、依って必要な電源
電圧を著しく増加する。40%より大きな値は外部電極
5の大きさ及びプローブのコストを増加し、そしてプロ
ーブを隔離する抽気の要件、従って運転コストを増加す
る。If this ratio is less than 50:1, sparking will occur at low applied voltages, resulting in low actuation currents and electric fields. When this ratio exceeds 400:1, the contribution of the electric field in the gap is reduced and the actuation current is increased to maintain a high electric field. When the external electrode 5 is in the form of a venturi, the ratio of the radius Ro (the radius of the venturi's rim in the axial cross section) to the radius r of the discharge electrode must be set to 50:1 or more. If these radii are small, sparking will be induced with a low applied voltage. The diameter of the probe 10, and therefore the total diameter of the discharge electrode disk 4, is such that the probe is approximately 1 of the cross-sectional area of the external electrode 5.
Must be set to occupy 0%. The practical minimum value for this is 5%, and the practical maximum value is 40
%. The fact that the probe occupies a small proportion of the external electrode 5 causes an increase in the surface power density of the discharge electrode. More importantly, a small value also increases the electrode gap for a constant flow capacity of the unit, thus significantly increasing the required supply voltage. Values greater than 40% increase the size of the external electrode 5 and the cost of the probe, and increase the requirement for bleed air to isolate the probe and thus the operating costs.
概して云えば、縁半径rに対する電極ギャップR3の比
は50:l乃至400:1でなければならず、そして好
ましくは約ioo:tであり、占有面積(放電電極4に
より占有される外部電極の割合)は5%乃至40%でな
ければならずそして・好ましくは約10%であり、放電
電極4は外部電極5の形状に対応する形状を有していな
ければならず、そして放電電極4はコロナ電流発生静電
界を発生する全ての構造体から少なくとも電極ギャップ
の1.25倍だけ離間されねばならない。これらの電極
形状では、必要とする代表的な高電圧は、標準的な大気
条件(水銀76cm(29,92インチ)の圧力及び2
0℃(70’ F)の温度)並びに速度零に於いて電極
ギャップR3間に約18乃至20KV/cmの平均電界
を維持できる様なものである。ガス速度が約i5m/5
(50フイート/S)以上の状態では、電界はスパーキ
ングを生じることなく約26乃至28KV/cI!に増
加することができる。Generally speaking, the ratio of the electrode gap R3 to the edge radius r should be between 50:l and 400:1, and is preferably about ioo:t, with the occupied area (of the outer electrode occupied by the discharge electrode 4) percentage) should be between 5% and 40% and preferably about 10%, the discharge electrode 4 should have a shape corresponding to the shape of the external electrode 5, and the discharge electrode 4 should have a shape corresponding to the shape of the external electrode 5; Corona current generation must be spaced from all structures that generate electrostatic fields by at least 1.25 times the electrode gap. For these electrode geometries, the typical high voltage required is under standard atmospheric conditions (76 cm (29,92 inches) of mercury pressure and 2
It is such that an average electric field of about 18 to 20 KV/cm can be maintained across the electrode gap R3 at a temperature of 70'F (0°C) and zero velocity. Gas velocity is approximately i5m/5
(50 ft/s) and above, the electric field is approximately 26-28 KV/cI without sparking! can be increased to
荷電ユニットの強力なコロナ領域番ご於いて多数の重要
な作用が生じる。浮遊状態の汚染物はイオン密度の高い
領域R3に於けるイオンの衝突と強力な印加電界とに依
って荷電される。コロナに於ける微粒子の滞在時間が短
いために、ここでは拡散荷電機構が微粒子に対してわず
かに寄与するだけであるという事が推測される。微粒子
が荷電されてコロナの強力静電界に於いて移動する様に
なる時にはラジアル方向外方に微粒子がわずかに変位す
る。この変位量は微粒子の大きさともに変化し、従って
幾分かの混合、衝突並びに凝集が生じ得る。これは熱的
撹乱及び乱流の存在を考慮した場合のわずかな作用とし
て明らかである。然し乍ら、液体エーロゾルの場合は、
強力な印加静電界(IOKV/cm以上)、高温度並び
に乱流混合の作用が著しい凝集を生じさせ、そしてこの
作用はコロナの下流で証明されている。これは微粒子が
凝集してより大きく増大しより容易に収集される大きさ
になるので微細なエーロゾルを収集する場合の顕著な利
点である。A number of important effects occur in the strong corona region of the charging unit. The floating contaminants are charged by ion collisions in the region R3 of high ion density and by the strong applied electric field. Due to the short residence time of the particles in the corona, it is assumed that the diffusion charging mechanism makes only a small contribution to the particles here. When the particles become charged and begin to move in the strong electrostatic field of the corona, they are slightly displaced radially outward. The amount of displacement varies with particle size, so some mixing, collision, and agglomeration may occur. This is evident as a small effect when considering the presence of thermal disturbances and turbulence. However, in the case of liquid aerosol,
The effects of strong applied electrostatic fields (greater than IOKV/cm), high temperatures as well as turbulent mixing produce significant agglomeration, and this effect is evidenced downstream of the corona. This is a significant advantage when collecting fine aerosols as the particles will aggregate to a larger and larger size that is more easily collected.
高度に荷電するコロナ区域を通るガスの速度はシステム
の荷電効率に影吉する。約15m/5(50フイート/
S)より速い場合には、電界の空間電荷領域がガスに依
って軸方向に広げられる様になってスパークブレークダ
ウンの可能性を減少し、即ちコロナの相当程度の安定性
が達せられる。然し乍ら、速度が増加した状態では、安
定性が増加したこの利点は、静電界に於ける汚染物の滞
在時間が短くなり、従って微粒子の電荷が減少され、且
つ水に依る清浄化が用いられる場合には外部電極壁土の
水薄膜の崩壊が増加される様になるという欠点に依って
相殺され始める。約37.5m/S(約125フイート
/S)まではコロナの安定性に利益があるが、荷電効率
が減少される。The velocity of the gas through the highly charged corona region affects the charging efficiency of the system. Approximately 15m/5 (50 feet/
S) At higher speeds, the space charge region of the electric field becomes axially expanded by the gas, reducing the possibility of spark breakdown, ie a considerable degree of stability of the corona is achieved. However, under conditions of increased velocity, this advantage of increased stability reduces the residence time of contaminants in the electrostatic field, thus reducing the charge on the particulates, and when water-based cleaning is used. This begins to be offset by the disadvantage that the breakdown of the water film of the external electrode wall soil increases. Up to about 125 feet/s (37.5 m/s) there is a benefit to corona stability, but charging efficiency is reduced.
試験された1つのシステムについては、微粒子の最大電
荷が30m/5(100フイート/S)に於いて生じる
と思われる。然しなから、成る相当な程度まではガス速
度が、浄化さるべき産業ガスの効率的な運転に必要とさ
れる容量、電極電圧要件、及びベンチュリ壁の清浄化能
力との間で按配せねばならない。For one system tested, maximum particle charge appears to occur at 30 m/5 (100 ft/s). However, to a significant extent the gas velocity must be balanced between the capacity, electrode voltage requirements, and cleaning capacity of the venturi walls required for efficient operation of the industrial gas to be purified. .
ベンチュリ壁の清浄化の第2の方法が第6図に示されて
いる。この実施例に於いては、水の薄膜ではなくて空気
の薄膜を外部電極5の下流の壁に作るため孔あけされた
乃至は多孔性の抽気区分70が放電電極4に隣接して外
部電極5に設けられている。電極ギャップR1の長さの
数倍の距離だけこの抽気区分70より下流に外部電極5
の壁面には電気抵抗率の高い物質が被覆されており、該
区域に付着する微粒子に電気的な隔離を与える。A second method of cleaning the venturi wall is shown in FIG. In this embodiment, a perforated or porous bleed section 70 is provided adjacent to the discharge electrode 4 to create a thin film of air, rather than a thin film of water, on the wall downstream of the outer electrode 5. 5. There is an external electrode 5 downstream of this bleed section 70 by a distance several times the length of the electrode gap R1.
The walls of the chamber are coated with a material of high electrical resistivity to provide electrical isolation to particles adhering to the area.
更に別の方法は付着の厚みを許容レベルに制限するため
にガス流の浸食を用いることである。Yet another method is to use gas flow erosion to limit the thickness of the deposit to an acceptable level.
なお別の方法は汚染物が堆積する前に間欠的又は連続的
に汚染物を除去するため壁を揺動するか又は衝撃を与え
ることである。Yet another method is to shake or shock the walls intermittently or continuously to remove contaminants before they accumulate.
静電界を通過し、た浮遊した微粒子汚染物は同様の極性
に高度に荷電されそしてコロナめ下流で外部ベンチュリ
壁5へと移動される。該壁への付着が生じるのはわずか
であり、該付着は初めの軌道に於いて壁付近で移動して
いた微粒子のみを表わしている。この領域に印加される
電界は主として空間電荷を要素とするものであり、従っ
てそれらの移動速度は流れの速度に比べて低いので、大
部分の微粒子が相当の距離に亘って流れに保持される。Passing through the electrostatic field, suspended particulate contaminants become highly charged to a similar polarity and are transferred to the outer venturi wall 5 downstream of the corona. Only a small amount of adhesion to the wall occurs, and the adhesion represents only the particulates that were moving near the wall in their initial trajectory. The electric field applied in this region is primarily composed of space charges, and their velocity is therefore low compared to the velocity of the flow, so that most particles are retained in the flow for considerable distances. .
これらの高度に荷電された浮遊した微粒子を収集するに
は少なくとも2つの形式を利用できる。At least two formats are available for collecting these highly charged suspended particles.
荷電された微粒子を収集する1つの技術は従来型の静電
集塵器である。他の技術は以下で説明する湿式スクラバ
50である。外部電極5のガス汚染物荷電区分はベンチ
ュリスクラバ50ののど部52に直接的に取り付けられ
る。一般的に、外部電極の設計速度はスクラバベンチュ
リの所望速度と一致され、荷電区分の発散円錐角を約O
@にセットする様にしている。荷電された微粒子を随伴
したガスは、該微粒子が衝突に依って水滴に収集され且
つか\る微粒子遮断が静電力に依って増大される様にし
てスクラバのベンチュリを貫通される。水は連続スロッ
ト54を通すが如き従来的な方法でベンチュリスクラバ
に入れられそしてガス流に依って霧化される。水滴は、
霧化プロセスが残留電界領域で達せられるので誘起に依
っ°ζ微粒子に対して逆極性で荷電される。好ましくは
、抵いベンチュリ速度(約22.5m/5(75フイー
ト/S)未満)で、注入点は早期のスパークブレークダ
ウンを防ぐために放電電極4より少くともギャップR1
の2倍程下流でなければならない。One technique for collecting charged particulates is a conventional electrostatic precipitator. Another technique is a wet scrubber 50, described below. The gas contaminant charged section of the external electrode 5 is attached directly to the throat 52 of the Venturi scrubber 50. Generally, the design speed of the outer electrode is matched to the desired speed of the scrubber venturi, reducing the divergence cone angle of the charged section to approximately O
I am trying to set it to @. Gas entrained with charged particulates is passed through the scrubber venturi such that the particulates are collected into water droplets by collision and particulate interception is increased by electrostatic forces. Water is introduced into the Venturi scrubber in a conventional manner, such as through continuous slots 54, and is atomized by the gas flow. The water droplets are
Since the atomization process is achieved in the residual electric field region, the particles are charged with opposite polarity due to induction. Preferably, at low venturi velocities (less than about 75 ft/s), the injection point is at least a gap R1 below the discharge electrode 4 to prevent premature spark breakdown.
It should be about twice downstream.
高いベンチュリ速度に於いては、イオンがコロナの下流
にドリフトしそしてこれは荷電された微粒子と同じ極性
に水滴を不所望に荷電する事に依って誘起プロセスを不
当なものにする傾向があるので、相当に分離した距離を
必要とする。電極4と注入点との間の分離距離が増加さ
れたとしても、拡張ボルト28に依り、誘起荷電電界が
軸方向に増加される。これは父上記ボルトから発せられ
る円筒状の電界を与え、該電界は電極4の下流で外壁5
に向ってイオンを駆動する。At high Venturi velocities, ions drift downstream of the corona and this tends to invalidate the induction process by undesirably charging the droplet to the same polarity as the charged particulate. , requiring a considerable separation distance. Due to the expansion bolt 28, the induced charging field is increased in the axial direction even though the separation distance between the electrode 4 and the injection point is increased. This gives a cylindrical electric field emanating from the bolt above, downstream of the electrode 4 and on the outer wall 5.
drive ions toward
従来型のベンチュリスクラバの収集効率は水滴への微粒
子の慣性衝突に基いている。この衝突は低速度で注入さ
れた水滴と汚染されたガス流との高い相対速度に依って
達成される。準ミクロン程度の大きさの微粒子は、衝突
するのではなしに水滴のまわりを抜けて行く流れに随伴
することに依って衝突を免れてしまう。(1例が第1A
図に略図的に示されている。)これは空気力学的なドラ
グ・対・慣性の比率が高いためである。縁の衝突及び遮
断エネルギの場合には微粒子の反発及びはね返りも重要
な要因となる。衝突エネルギの低い微粒子は表面張力作
用のために水滴に貫通できない。The collection efficiency of conventional venturi scrubbers is based on the inertial impingement of particulates onto water droplets. This collision is achieved by the high relative velocity of the water droplets injected at low velocity and the contaminated gas stream. Fine particles of sub-micron size do not collide with each other, but instead escape collisions by following the flow that passes around the water droplets. (One case is 1A
It is shown schematically in the figure. ) This is due to the high aerodynamic drag-to-inertia ratio. In the case of edge impact and cutoff energies, particulate repulsion and rebound are also important factors. Fine particles with low collision energy cannot penetrate water droplets due to surface tension effects.
本発明に於いては、高い(IQKV/cm胞和荷電)静
電荷を含んでいて水滴に電荷を誘起する様な微粒子は、
第1B図に略図的に示された様に、衝突軌道を生じるに
充分な吸収力を荷電微粒子と水滴との間に有している。In the present invention, fine particles that contain a high (IQKV/cm total charge) electrostatic charge and induce an electric charge on water droplets are
As shown schematically in Figure 1B, there is sufficient absorption between the charged particles and the water droplet to create a collision trajectory.
この作用は収集効率に於いて基本的なスクラバ効率に勝
る実質的な改善を生じる。改良された衝突作用は微粒子
と水滴との間の相対的速度及び微粒子の大きさと共に変
わる。This action results in a substantial improvement in collection efficiency over basic scrubber efficiency. The improved collision effect varies with the relative velocity between the particulate and water droplet and the size of the particulate.
微粒子の大きさに対する感光性はわずかであり、0、1
ミクロン乃至10ミクロンの大きさの微粒子について考
慮すると結果的な変動が十又は−20%のみである。静
電力が作用する時間が長い程より効果的であるので、荷
電された微粒子と水滴との間の相対的速度が低いことは
相当に改善された結果を生じる。然し乍らこの速度が低
いことは又、スクラバ流体の霧化効率を低下し且つ装置
の太きさをより大きなものにするので、最適な速度範囲
が明らかとなる。The photosensitivity to the particle size is slight, 0,1
Considering particulates in the micron to 10 micron size, the resulting variation is only 10 or -20%. The lower relative velocity between the charged particulate and the water droplet produces considerably improved results, since the longer the electrostatic force acts, the more effective it is. However, this lower speed also reduces the atomization efficiency of the scrubber fluid and makes the device larger, so the optimum speed range becomes apparent.
相対的速度が約15m/S (50フイート/S)未満
では、ベンチュリスクラバの霧化が急速に低下し、従っ
て効率を保持するためには液体の要件が実質的に増加さ
れる。相対的速度が60m/5(200フイート/S)
以上では、水滴の加速損失に依るシステム間の圧力降下
が過剰となる。従って、ベンチュリスクラバ収集器に対
するガス汚染物荷電ユニットの収集効率の最適な改善は
、のど部に於いて約37.5乃至45m/5(125乃
至150フイート/S)のベンチュリスクラバ設計で達
せられる。At relative speeds below about 15 m/s (50 ft/s), the atomization of the Venturi scrubber decreases rapidly and therefore the liquid requirements are substantially increased to maintain efficiency. Relative speed is 60m/5 (200ft/S)
Above this, the pressure drop across the system due to acceleration losses of water droplets becomes excessive. Therefore, the optimum improvement in collection efficiency of the gas contaminant charging unit relative to the Venturi scrubber collector is achieved with a Venturi scrubber design of approximately 125 to 150 ft/S at the throat.
本発明の成る試験された実施例は、ギャップ半径R3が
3.75印(1,5インチ)であり、放電電極の縁半径
rが0.39i++++ (1/64インチ)であり、
周辺半径R1が21.9m膳(0,875インチ)であ
り、外部電極の半径R2が5.94cm(2−3/8イ
ンチ)であり、収斂円錐角φが12.5゜でありそして
外部電極(軸方向断面)の半径R0が7.5 cm乃至
10cI11(3乃至4インチ)であった。The tested embodiment of the invention has a gap radius R3 of 3.75 marks (1.5 inches) and a discharge electrode edge radius r of 0.39i++++ (1/64 inch);
The peripheral radius R1 is 21.9 m (0,875 inches), the radius R2 of the outer electrode is 5.94 cm (2-3/8 inches), the conical cone angle φ is 12.5°, and the outer electrode radius R2 is 5.94 cm (2-3/8 inches). The radius R0 of the electrode (axial cross section) was 7.5 cm to 10 cI11 (3 to 4 inches).
この実施例はスクラバベンチュリのガス流が約36m/
5(120フイート/S)で750cfmの容量を有し
ていた。この設計の代表的な公知のスクラバのみの収集
効率は0.5ミクロンの微粒子寸法に於いて約81%で
ある。本発明のガス汚染物荷電ユニットが作動された時
には収集効率が0.5ミクロン寸法に於いて約95%ま
で増加される。この状態に於いてシステムは約7.5g
pm/1000acfmの水、150ワツト/ 100
0acfmの荷電ユニット電力を消費しそして水系統の
圧力低下はfoam(4インチ)である。In this example, the gas flow of the scrubber venturi is approximately 36 m/
5 (120 ft/s) and had a capacity of 750 cfm. The collection efficiency of a typical known scrubber alone of this design is approximately 81% at 0.5 micron particle size. When the gas contaminant charging unit of the present invention is activated, collection efficiency is increased to about 95% at 0.5 micron dimensions. In this state, the system weighs approximately 7.5g.
Water at pm/1000acfm, 150 watts/100
The charging unit consumes 0acfm power and the water system pressure drop is foam (4 inches).
試験された第2の実施例は、ギャップ半径R3が5.3
8cm (2,15インチ)であり、放電電極の縁半径
rが0.39mm (1/64インチ)であり、周辺半
径R1が21.9鶴(0,875インチ)であり、外部
電極の半径R2が7.58cm (3,03インチ)で
あり、収斂円錐角が、15″でありそしてベンチュリ半
径R0が5.0cm(2インチ)であった。この実施例
はスクラバベンチュリのガス流が約45m/S (15
0フイート/S)で1. OOOacfmの容量を有し
ていた。この設計の代表的な公知のスクラバのみの収集
効率は1.25ミクロンの微粒子寸法に於いて約94.
6%である。本発明の気体汚染物荷電ユニットが作動化
された時には収集効率が1.25ミクロン寸法に於いて
約97.5%まで増加される。この状態に於いてシステ
ムは約6gpm / l OOOacfmの水と150
ワツト/1000acfmの荷電ユニット電力とを消費
しそして水圧低下は15cm(6インチ)である。The second example tested had a gap radius R3 of 5.3
8 cm (2,15 inch), the edge radius r of the discharge electrode is 0.39 mm (1/64 inch), the peripheral radius R1 is 21.9 mm (0,875 inch), and the radius of the outer electrode is R2 was 7.58 cm (3.03 inches), the cone angle of convergence was 15", and the venturi radius R0 was 5.0 cm (2 inches). This example shows that the scrubber venturi gas flow was approximately 45m/S (15
0 feet/s) at 1. It had a capacity of OOOacfm. A typical known scrubber-only collection efficiency of this design is about 94.5 microns at a particle size of 1.25 microns.
It is 6%. When the gaseous contaminant charging unit of the present invention is activated, collection efficiency is increased to approximately 97.5% at 1.25 micron dimensions. In this condition the system has approximately 6 gpm/l OOOacfm of water and 150
watts/1000acfm of charging unit power and the water pressure drop is 15 cm (6 inches).
代表的な公知のコロナイオン化装置は一般的に作動電界
強度が3乃至6 K V / cIllに限定されてい
る。最適な電極構成と該電極を通過する最適な流体速度
を用いた本発明のイオン化装置では、スパークブレーク
ダウンを生じることなく I 5KV/crnまでの作
動電界強度が得られる。Typical known corona ionization devices are generally limited to operating field strengths of 3 to 6 KV/cIll. Using an optimal electrode configuration and optimal fluid velocity through the electrodes, the ionization device of the present invention provides operating field strengths of up to I 5 KV/crn without spark breakdown.
本発明の成る付随的な効果は電圧ブレークダウンの減少
に助成する様に空間電荷を軸方向に拡散するところの速
度作用のみを従来型の集塵構成に好都合に用いて、作動
電界強度を相当に増加できるという発見に基いている。An additional advantage of the present invention is that it advantageously utilizes only the velocity effect of axially dispersing space charge over conventional dust collection configurations to aid in reducing voltage breakdown, significantly reducing the operating field strength. It is based on the discovery that it is possible to increase
例えば第8図及び9図は、長方形ダクト82のベンチュ
リのど部81間に横方向に設置された単1のワイヤ電極
80を用いた公知のイオン化装置を示している。絶縁体
83は既知の仕方でワイヤをダクトから隔離している。For example, FIGS. 8 and 9 illustrate a known ionization device using a single wire electrode 80 placed laterally between a venturi throat 81 of a rectangular duct 82. Insulator 83 isolates the wire from the duct in a known manner.
ワイヤは好ましい実施例と同様に電源3に接続されてい
る。The wires are connected to the power source 3 as in the preferred embodiment.
通常は、単lワイヤープレートのイオン化装置は電極間
の平均静電界が、スパークブレークダウンを生じる前の
約10KV/amを越えない様に低い印加電圧で運転さ
れねばならない。速度は約3m/5(10フイート/S
)に低く保持される。Typically, single wire plate ionizers must be operated at low applied voltages such that the average electrostatic field between the electrodes does not exceed about 10 KV/am before spark breakdown occurs. The speed is approximately 3m/5 (10 feet/s)
) is kept low.
この運転の代表例は、家庭用の静電式空気清浄器である
。本発明の高い速度約15m/5(50フイート/S)
を用いると、該速度が過剰な空間電荷を最も強力な静電
界より下流に押し流すので、スパークブレークダウンを
生じることなく約10K V / crsの平均電界強
度を得ることができる。A typical example of this operation is a household electrostatic air purifier. The high speed of the present invention is about 15 m/5 (50 feet/s)
With , an average field strength of about 10 K V/crs can be obtained without spark breakdown, as the velocity sweeps excess space charge downstream of the strongest electrostatic field.
この同じ機構に依り、ダクトに沿って軸方向に離間され
た横方向ワイヤを有する多重横方向ワイヤ式集塵器も、
流体速度が高くても低電圧に制限される。というのは、
1つのワイヤ領域からのイオンの変移が次の下流の静電
界領域に曝されるからである。This same mechanism also allows multiple transverse wire precipitators to have transverse wires spaced axially along the duct.
Limited to low voltages even at high fluid velocities. I mean,
This is because ion displacement from one wire region is exposed to the next downstream electrostatic field region.
軸方向に離間された多数の横方向ワイヤは、各各の次の
上流ワイヤからのイオンを下流ワイヤのイオン化静電界
に入れる前に外部電極(ダクト)に移動させる事ができ
る様に充分な距離軸方向に離間されているならば、もち
ろん使用することができる。A large number of axially spaced lateral wires are arranged a sufficient distance to allow ions from each next upstream wire to travel to the outer electrode (duct) before entering the ionizing electrostatic field of the downstream wire. Of course, they can be used if they are axially spaced apart.
第11図はラジアル形態の電極端80aと直線形態の中
央電極80bとを有する別の実施例を示している。ダク
ト82は長方形であるが電極と一致する様に屈曲できる
のが好ましい。空気ボート24は第3図乃至5図に示さ
れる様に設けられている。縁半径rについてはもちろん
第1O′A図乃至100図の形を全て使用できる。この
電極形状は第8図及び9図のワイヤープレート電極とほ
とんど同様に働くが、ラジアル形の電極の幾つかの利点
を得ることもできる。FIG. 11 shows another embodiment having a radial electrode end 80a and a linear center electrode 80b. Preferably, the duct 82 is rectangular but can be bent to match the electrodes. Air boat 24 is provided as shown in FIGS. 3-5. As for the edge radius r, all the shapes shown in FIGS. 1O'A to 100 can of course be used. This electrode shape works much like the wire plate electrode of FIGS. 8 and 9, but also provides some of the advantages of a radial shaped electrode.
第12図に示された集塵器の別の実施例は多数の並列な
集塵ユニット110を用いている。微粒子を随伴したガ
スは環状の入ロダク)114を経て入口マニホルド11
2に入る。このマニホルド112には水116が部分的
に充填されており、そしてこのマニホルド112を通過
するガスがバッフル118.120をめぐって水116
を通って流れねばならない様に複数個の平らな離間され
タハンフル118.120が位置されている。入口ダク
ト114に入るガスを冷却して、凝縮による微粒子形成
を促進するために水116が備えられている。パイプ1
26を通して水の入口124と連通している複数個のス
プレーノズル122を備えた予備的な急冷スプレーによ
って付加的な冷却が与えられる。冷却水は中程度の圧力
でポンプ(図示せず)によって循環される。Another embodiment of the dust collector shown in FIG. 12 uses multiple dust collection units 110 in parallel. The gas accompanied by fine particles passes through an annular inlet rod 114 to the inlet manifold 11.
Enter 2. The manifold 112 is partially filled with water 116, and the gas passing through the manifold 112 wraps around baffles 118, 120 and fills the water 116.
A plurality of flat, spaced apart walls 118, 120 are positioned such that the flow must flow through them. Water 116 is provided to cool the gas entering the inlet duct 114 to promote particulate formation by condensation. pipe 1
Additional cooling is provided by a preliminary quench spray with a plurality of spray nozzles 122 communicating with water inlet 124 through 26. Cooling water is circulated by a pump (not shown) at moderate pressure.
微粒子を随伴したガスが充分に冷却されそして飽和され
た後、これらのガスは集塵ユニット110の下のマニホ
ルド112の部分へ案内される。第13図に最も良く示
されている様に、傾斜した収集面128が集塵ユニッl
−110の下に置かれており、そして同心的な円筒シー
ルド132を持った環状の穴130が各集塵ユニット1
10の下に位置されて、シールド132が管状の外部電
極134の下端へと延びる様にされる。各集塵ユニット
110は細長い支持電極138の下端に装着された平ら
な放電電極136を包囲する円筒状の外部電極134を
備えている。以下で詳細に説明する様に、穴130を通
過するガス中の微粒子は放電電極136と外部電極13
4との間に延びた比較的薄いラジアル方向及び周辺方向
に均一な静電界内で荷電される。ここで用いる“静電界
”という語はコロナ放電を生じる電界を指しそして“電
界”という語はコロナを発生しない電界を指すものとす
る。After the gases entrained with particulates have been sufficiently cooled and saturated, these gases are guided to the part of the manifold 112 below the dust collection unit 110. As best shown in FIG.
- 110 and has an annular hole 130 with a concentric cylindrical shield 132 in each dust collection unit 1.
10 such that the shield 132 extends to the lower end of the tubular outer electrode 134. Each dust collection unit 110 includes a cylindrical outer electrode 134 surrounding a flat discharge electrode 136 attached to the lower end of an elongated support electrode 138. As will be explained in detail below, fine particles in the gas passing through the hole 130 are transferred to the discharge electrode 136 and the outer electrode 13.
4 in a relatively thin radially and circumferentially uniform electrostatic field extending between them. As used herein, the term "electrostatic field" refers to an electric field that produces a corona discharge, and the term "electric field" refers to an electric field that does not produce a corona.
“比較的薄い”°という語は軸方向寸法よりも実質的に
大きなラジアル方向寸法を持った電界を指すものとする
。荷電された微粒子は支持電極138と外部電極134
との間に延びる比較的強度の小さい電界によって外部電
極134に向って加速される。外部電極134の内壁に
付着した微粒子は外部電極134の内壁を覆う水の薄膜
によって収集されそして下方へと流されて収集面128
に蓄積される。シルード132は液体が外部電極134
の端から収集面128に落ちる時にこの液体薄膜が上方
のガス流に随伴されるのを防ぐ。外部電極134の内壁
を覆う液体薄膜からの液体が再び随伴されると、外部電
極134内のガス速度が3m/5(10フイー)/S)
を越えた時に静電界を不安定にせしめ勝ちである。The term "relatively thin" shall refer to an electric field having a radial dimension that is substantially greater than its axial dimension. The charged particles are connected to the supporting electrode 138 and the external electrode 134.
is accelerated toward the external electrode 134 by a relatively low-strength electric field extending between the two. Particles adhering to the inner wall of the outer electrode 134 are collected by a thin film of water covering the inner wall of the outer electrode 134 and swept downward to the collection surface 128.
is accumulated in The liquid in the shield 132 is connected to the external electrode 134.
This liquid film is prevented from being entrained in the upper gas flow as it falls from the edge of the gas onto the collection surface 128. When the liquid from the thin liquid film covering the inner wall of the outer electrode 134 is re-entrained, the gas velocity within the outer electrode 134 is 3 m/5 (10 feet)/S).
This is a win because it destabilizes the electrostatic field when it exceeds .
外部室!1134の上端は排気充満部140へと突出し
、そこで円筒状のせき142によって包囲されている。External room! The upper end of 1134 projects into the exhaust fill 140 where it is surrounded by a cylindrical weir 142.
水144の薄膜がせき142上に流れそして外部電極1
34の内壁を下方へ流れる様にポンプ(図示せず)によ
って管路143を経て水が連続的に供給される。せきの
水144の上に延びるカバープレート146は、せきの
上部の水を撹乱しない様に外部電極134から排気充満
部140へ気体を滑かに通流できる様にするため外部電
極134へと延びた円筒状フランジ147を有している
。A thin film of water 144 flows over the weir 142 and external electrode 1
Water is continuously supplied via conduit 143 by a pump (not shown) so that it flows down the inner wall of 34 . A cover plate 146 extending above the weir water 144 extends to the outer electrode 134 to allow gas to flow smoothly from the outer electrode 134 to the exhaust fill 140 without disturbing the water at the top of the weir. It has a cylindrical flange 147.
支持電極138の上端は高電圧筐体148へと延び、そ
こで絶縁体152及び貫通送りシュラウド154により
筐体148の床に支持された高電圧バスパー150に接
続される。このバスバー150は貫通送り絶縁体160
を経て高電圧筐体148に通っている高電圧導体156
(第12図)によって外部の高圧電源又は変成器−整
流器装置(図示せず)に接続ぎれる。電極134.13
6.138への手入れは筐体148の上面にある複数個
の環状の手入れ用カバー162によって与えられる。The upper end of support electrode 138 extends to high voltage housing 148 where it is connected by insulator 152 and feedthrough shroud 154 to high voltage buspar 150 supported on the floor of housing 148 . This bus bar 150 has a through feed insulator 160
A high voltage conductor 156 passes through to the high voltage enclosure 148.
(FIG. 12) connects to an external high voltage power supply or transformer-rectifier arrangement (not shown). Electrode 134.13
6.138 is provided by a plurality of annular servicing covers 162 on the top surface of the housing 148.
各々の放電電極136と外部電極134との間に延びる
静電界は第1図乃至11図の実施例に於いて発生された
静電界と実質的に同一である。従って、電極136.1
34がコロナ電流発生静電界を形成する仕方と静電界の
特性とについてはここでは繰返し説明しない。放電電流
136の大きい直径は外部電極134の内径の0.2乃
至0.5、そして好ましくは約0.35でなければなら
ない。The electrostatic field extending between each discharge electrode 136 and the outer electrode 134 is substantially the same as the electrostatic field generated in the embodiment of FIGS. 1-11. Therefore, electrode 136.1
34 forms a corona current generating electrostatic field and the characteristics of the electrostatic field will not be described repeatedly here. The large diameter of the discharge current 136 should be 0.2 to 0.5, and preferably about 0.35, of the inner diameter of the outer electrode 134.
支持電極138の直径は外部電極134の内径の0.1
5乃至0.25そして好ましくは約0.2であり、且つ
放電電極136の大きい直径の0.4乃至0.8そして
好ましくは0.5乃至0.6である。これ以上に大きな
直径の支持電極138は放電電極136と外部電極13
4との間の静電界の軸方向の広がりを著しく抑制し、そ
れによって静電界の安定性を減少することになる。これ
以上に小さな支持電極138は支持電極138と外部電
極134との間に過剰なコロナ及びスパークを生じる傾
向がある。The diameter of the support electrode 138 is 0.1 of the inner diameter of the outer electrode 134.
5 to 0.25 and preferably about 0.2 and 0.4 to 0.8 and preferably 0.5 to 0.6 of the large diameter of the discharge electrode 136. The support electrode 138 with a larger diameter is the discharge electrode 136 and the outer electrode 13.
4, which will significantly suppress the axial spread of the electrostatic field, thereby reducing the stability of the electrostatic field. Smaller support electrodes 138 tend to create excessive corona and sparks between support electrodes 138 and outer electrodes 134.
放電電極136を支持電極138に直接固定する事によ
り、集塵器の荷電段並びに集塵器の収集段の両方に対し
て、単l電極装着系が使用できる。By directly securing the discharge electrode 136 to the support electrode 138, a single electrode mounting system can be used for both the charging stage of the precipitator as well as the collection stage of the precipitator.
更に、放電電極136及び支持電極138の直径を互い
に且つ外部電極134に対して変える事により、たとえ
両電極136.138が共通の変成器−整流器装置によ
り付勢されようとも、放電電極136と外部電極134
との間並びに支持電極138と外部電極134との間に
延びる電界の強度を別々に選択する事ができる。従って
従来型の集塵器と比較して集塵器のコスト及び複雑さを
相当に減少できる。Furthermore, by varying the diameters of the discharge electrode 136 and support electrode 138 with respect to each other and with respect to the external electrode 134, the discharge electrode 136 and the external electrode 134
The strength of the electric field extending between the support electrode 138 and the outer electrode 134 can be selected separately. The cost and complexity of the precipitator can therefore be reduced considerably compared to conventional precipitators.
特に種々の寸法の微粒子が除去さるべきである場合に集
塵器の効率を増加するためには、第14図に示された様
な多電極段が用いられる。放電電極ギャップの1.25
倍以上互いに軸方向に離間した点に於いて複数個の放電
電極180,182.184が支持電極186に固定さ
れる。隣接放電電極から延びる電界が互いに干渉するの
を阻止し且つ支持電極186から延びる電界が荷電され
た微粒子を収集するに充分な長さを持つ様にするために
は、電極180.182.184間の間隔が放電電極ギ
ャップの2倍より大きいのが好ましい。To increase the efficiency of the precipitator, especially when particles of various sizes are to be removed, multiple electrode stages as shown in FIG. 14 are used. 1.25 of the discharge electrode gap
A plurality of discharge electrodes 180, 182, and 184 are fixed to the support electrode 186 at points spaced apart from each other in the axial direction. In order to prevent electric fields extending from adjacent discharge electrodes from interfering with each other and to ensure that the electric field extending from support electrode 186 has sufficient length to collect charged particulates, the distance between electrodes 180, 182, 184 is It is preferable that the distance is larger than twice the discharge electrode gap.
放電電極ギャップの1.25倍より小さな電極間間隔は
隣接電界間の干渉を生じさせ、これは電界の軸方向の広
がりを阻止し、コロナ放電の安定性を減少する。従って
ガスが外部電極134を通流する時はガスに随伴した微
粒子が、収集電界が各々後に続(複数個の荷電電界を受
ける。所望ならば、放電電極180.182.184の
直径は放電電極180.182.184と外部電極13
4との間に延びる電界の平均強度が各々の電極180.
182.184に対して別々である様に変えてもよい。An interelectrode spacing smaller than 1.25 times the discharge electrode gap causes interference between adjacent electric fields, which prevents the axial spread of the electric field and reduces the stability of the corona discharge. Therefore, when the gas flows through the outer electrode 134, the particles entrained in the gas are subjected to multiple charging fields, each followed by a collecting electric field.If desired, the diameter of the discharge electrodes 180, 182, 184 is 180.182.184 and external electrode 13
The average strength of the electric field extending between each electrode 180 .
182.184 may be changed separately.
大きな微粒子は一般に集塵し易く、従って強度の低い印
加電界で相当容易に除去される。従って収集さるべき微
粒子の寸法が変わる場合には、微粒子が外部電極134
を通して流れるにつれて次第に強力な電界を受ける様に
ガス流に沿って放電電極の直径を徐々に増加する事が望
ましい。従って最も大きな微粒子は小直径の放電電極1
80を丁度越えたところの外部電極134の内壁に収集
され、小さい微粒子は中間の直径の放電電極182を丁
度越えたところで収集され、そして最も小さい微粒子は
大直径の放電電極184を越えたところで収集される。Larger particulates generally tend to collect more easily and are therefore fairly easily removed with lower strength applied electric fields. Therefore, if the size of the particulates to be collected changes, the particulates may be
It is desirable to gradually increase the diameter of the discharge electrode along the gas flow so that it is subjected to increasingly stronger electric fields as it flows through the gas flow. Therefore, the largest particle is the discharge electrode 1 with a small diameter.
80, small particles are collected just beyond the medium diameter discharge electrode 182, and the smallest particles are collected just beyond the large diameter discharge electrode 184. be done.
荷電された大きな微粒子は局所化した電界変則部を生じ
、これはこの局所化した領域にスパークを生じさせる傾
向がある。これらの大きな微粒子を小直径放電電極18
2の付近で除去する事により、大直径放電電極184と
外部電極134との間の電界の強度が増加され、それに
より小さな微粒子をより大きな割合で除去し且つシステ
ムの全収集効率を増加することができる。Large, charged particles create localized electric field anomalies, which tend to create sparks in this localized area. These large particles are transferred to a small diameter discharge electrode 18.
By removing near 2, the strength of the electric field between the large diameter discharge electrode 184 and the outer electrode 134 is increased, thereby removing a greater proportion of small particulates and increasing the overall collection efficiency of the system. I can do it.
所望ならば、支持電極188のまわりにワイヤの様な導
体をらせん状に巻き付ける事によって支持電極138と
外部電極134との間に低電界のコロナ放電が作られて
もよい。この低電界コロナ放電は外部電極が間欠的に清
浄化される場合に特に有用である。というのは、微粒子
が何らかの適当な技術例えばた\く事によって除去され
るまでこのコロナ電流が微粒子を外部電極の内壁に保持
するからである。微粒子が例えば水の薄膜によって常時
除去される場合にはこの様にして微粒子を外部電極に保
持する必要はない。If desired, a low field corona discharge may be created between the support electrode 138 and the outer electrode 134 by spirally wrapping a conductor, such as a wire, around the support electrode 188. This low field corona discharge is particularly useful when the external electrode is cleaned intermittently. This is because the corona current retains the particles on the inner wall of the outer electrode until the particles are removed by some suitable technique, such as by force. If the particles are constantly removed, for example by a thin film of water, it is not necessary to hold the particles on the external electrode in this way.
第1図は本発明の原理を用いた装置の1実施例の長手方
向断面図、
第1A図及び18図は各々従来型の湿式スクラバと本発
明の原理によって高度に荷電されるシステムとに於ける
汚染微粒子の経路を示す略図、第2図は第1図に示した
装置の1部分の部分拡大断面図、
第3図は第2図の3−3線に沿った横方向断面図、
第4図は第2図の4−4線に沿った横方向断面図、
第5図は第2図の5−5線に沿った横方向断面図、
第6図は変更されたベンチュリ壁ののど部の直径方向部
分断面図、
第7図は本発明の電極間の静電界を示す図、第8図は本
発明の別の実施例を示す成る形式のイオン化装置の軸方
向断面図、
第9図は第8図の実施例の横方向断面図、第10A図乃
至10D図は種々のエツジの半径の形態を示す図、
第11図はイオン化装置の更に別の実施例を示す図、
第12図は管状の外部電極に包囲された複数個の軸方向
に離間された放電電極を用いた本発明の別の実施例を示
す図、
第13図は単1の集塵ユニットを示す断面図、そして
第14図は色々な横方向寸法の放電電極を用いた集塵ユ
ニットの別の実施例を示した断面図である。
■・・・・・・ダクト、 2・・・・・・ガス汚染物荷
電ベンチュリ区分、 3・・・・・・高電圧直流電源、
4・・・・・・電極ディスク(放電電極)、 5・・
・・・・ベンチュリの外壁(外部電極)、 lO・・
・・・・プローブ、 12・・・・・・支持構造体、
14・・・・・・抽気体、 16・・・・・・高圧ケ
ーブル、 20・・・・・・シュラウド、 24・・・
スロット、 26・・・・・・リング、 28・・
・・・・ボルト、40・・・・・・スロット、 41・
・・・・・表面、 42・・・・・・偏向器、 110
・・・・・・集塵ユニット、 112・・・入口マニホ
ルド、 114・・・・・・人口ダクト、116・・
・・・・水、 118.120・・・・・・バッフル、
122・・・・・・ノズル、 128・・・・・・傾
斜した収集面、130・・・・・・環状の穴、 13
2・・・・・・シールド、134・・・・・・外部電極
、 136・・・・・・放電電極、138・・・・・・
支持電極、 140・・・・・・排気充満部、142・
・・・・・せき、 148・・・・・・高電圧筐体、1
50・・・・・・高電圧バスバー、 180.182
.184・・・・・・放電電極、 186・・・・・・
支持電極。
FIG、 I
FIG、IA FIG、IBFTIG、
8
FIIG、 9
IQA
11OD FIG、llFIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of one embodiment of an apparatus employing the principles of the present invention; FIGS. 1A and 18 illustrate a conventional wet scrubber and a highly charged system according to the principles of the present invention, respectively; 2 is a partially enlarged sectional view of a portion of the apparatus shown in FIG. 1; FIG. 3 is a lateral sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2; Figure 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 in Figure 2, Figure 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in Figure 2, and Figure 6 is a cross-sectional view of the modified venturi wall. FIG. 7 is a diagram showing the electrostatic field between the electrodes of the present invention; FIG. 8 is an axial cross-sectional view of an ionization device of the type shown in another embodiment of the present invention; 10A to 10D are diagrams showing various edge radius configurations; FIG. 11 is a diagram showing yet another embodiment of the ionization device; Figure 13 shows another embodiment of the invention using a plurality of axially spaced discharge electrodes surrounded by a tubular external electrode; Figure 13 is a cross-sectional view of a single dust collection unit; FIG. 14 is a sectional view showing another embodiment of a dust collecting unit using discharge electrodes of various lateral dimensions. ■...Duct, 2...Gas contaminant charged venturi classification, 3...High voltage DC power supply,
4... Electrode disk (discharge electrode), 5...
...Venturi outer wall (external electrode), lO...
...probe, 12...support structure,
14... Gas bleed, 16... High voltage cable, 20... Shroud, 24...
Slot, 26...Ring, 28...
...Bolt, 40...Slot, 41.
... surface, 42 ... deflector, 110
... Dust collection unit, 112 ... Inlet manifold, 114 ... Population duct, 116 ...
...Water, 118.120...Baffle,
122... Nozzle, 128... Inclined collection surface, 130... Annular hole, 13
2... Shield, 134... External electrode, 136... Discharge electrode, 138...
Support electrode, 140...Exhaust filling part, 142.
・・・・・・Cough, 148・・・High voltage housing, 1
50...High voltage bus bar, 180.182
.. 184...Discharge electrode, 186...
Support electrode. FIG, I FIG, IA FIG, IBFTIG,
8 FIIG, 9 IQA 11OD FIG, ll
Claims (10)
置において、 前記ガスを導く管状の外部電極と、 該外部電極内にそれとほゞ長手方向にて整列して配置さ
れた細長い導電性支持電極と、 前記外部電極の形状とほゞ対応する周辺放電縁部分を有
した少なくとも1つのほゞ平らな放電電極とを備えてお
り、該放電電極は、前記外部電極内に配置され、前記放
電電極の周辺放電縁部分と前記外部電極との間の空間が
電極ギャップを形成しており、前記放電電極は、これら
電極へ高い電圧を印加したときに発生される静電界が前
記放電電極と前記外部電極との間にほゞくさび状の形態
で軸方向に広がるように全てのコロナ電流放出構造体か
ら少なくとも前記電極ギャップの距離の1.25倍だけ
離されており、前記放電電極は、前記支持電極の上流端
部分にこれと電気的に接触して取り付けられており、前
記支持電極は、前記外部電極の内径の0.15倍と0.
25倍との間で且つ前記放電電極の直径の0.4倍と0
.8倍との間の直径を有していて、前記外部電極と前記
放電及び支持電極の間に所定の電位が印加されるとき、
前記放電電極と前記外部電極との間に半径方向及び軸方
向に広がり且つ半径方向及び周辺方向に均一なコロナ電
流発生静電界が発生され、且つ、前記支持電極と前記外
部電極との間に半径方向の非コロナ電流発生電界が発生
されるようになっており、前記非コロナ電流発生電界は
、前記コロナ電流発生電界を対称的且つ軸方向に圧縮せ
しめて電界強度を増大させており、 更に、前記外部電極と前記放電及び支持電極との間に高
い電圧を印加して前記電極ギャップに亘って延びる高い
強度の前記コロナ電流発生静電界を生じさせるための高
電圧印加手段と、前記電極ギャップを通して軸方向に流
れる状態で前記ガスを移動させるためのガス移動手段と
を備えることを特徴とする装置。(1) An apparatus for ionizing a gas and removing contaminants from the gas, comprising: a tubular external electrode for guiding the gas; and an elongated conductive support disposed within the external electrode in substantially longitudinal alignment therewith. and at least one generally planar discharge electrode having a peripheral discharge edge portion generally corresponding to the shape of the outer electrode, the discharge electrode being disposed within the outer electrode and having a peripheral discharge edge portion substantially corresponding to the shape of the outer electrode. The space between the peripheral discharge edge portion of the electrode and the external electrode forms an electrode gap, and the discharge electrode is such that an electrostatic field generated when a high voltage is applied to these electrodes connects the discharge electrode and the external electrode. said discharge electrode is spaced apart from all corona current emitting structures by at least 1.25 times the distance of said electrode gap so as to extend axially in a substantially wedge-like configuration between said discharge electrodes; The support electrode is attached to the upstream end portion of the support electrode in electrical contact therewith, and the support electrode has an inner diameter of 0.15 times and 0.1 times the inner diameter of the outer electrode.
and between 0.4 times and 0.25 times the diameter of the discharge electrode.
.. when a predetermined potential is applied between the external electrode and the discharge and support electrode;
A corona current generating electrostatic field is generated between the discharge electrode and the outer electrode that extends in the radial and axial directions and is uniform in the radial and circumferential directions; a directional non-corona current generating electric field is generated, the non-corona current generating electric field symmetrically and axially compressing the corona current generating electric field to increase the electric field strength; high voltage application means for applying a high voltage between the external electrode and the discharge and support electrode to create the corona current generating electrostatic field of high strength extending across the electrode gap; gas moving means for moving the gas in an axially flowing state.
5%乃至40%を占有する特許請求の範囲第(1)項記
載の装置。(2) The device according to claim 1, wherein the discharge electrode occupies 5% to 40% of the area across the external electrode.
静電界によって荷電された汚染物を収集するための手段
が配置されている特許請求の範囲第(1)項記載の装置
。(3) The apparatus according to claim 1, wherein means for collecting contaminants contained in the gas and charged by the electrostatic field are arranged downstream of the discharge electrode.
である特許請求の範囲第(3)項記載の装置。4. The apparatus of claim 3, wherein said flat discharge electrode is a substantially flat disk.
の空気が前記電極ギャップ内にある時に、前記電極ギャ
ップの1cm当り8乃至12KVの印加平均電界強度を
前記電極ギャップに発生するに十分な電圧を前記放電電
極と前記外部電極との間に加える特許請求の範囲第(1
)項記載の装置。(5) The high voltage applying means is capable of generating an applied average electric field strength of 8 to 12 KV per cm of the electrode gap in the electrode gap when air at a substantially standard temperature and pressure is present in the electrode gap. Claim 1: Applying a sufficient voltage between the discharge electrode and the external electrode
).
持電極に取り付けられ且つ前記外部電極内に同心的に配
置された複数のほゞ平らな放電電極を含んでおり、これ
ら放電電極は、互いに軸方向において前記電極ギャップ
の距離の少なくとも1.25倍の距離だけ離間されてい
て、前記外部電極を通るガスに含まれた汚染物が前記放
電電極と前記外部電極との間に発生される複数の半径方
向及び軸方向に広がり且つ半径方向及び周辺方向に均一
なコロナ発生静電界内にて繰り返し荷電されて、それか
ら、前記静電界の下流で前記支持電極と前記外部電極と
の間に発生される半径方向の非コロナ発生電界の影響に
よって前記外部電極の方へ移動して前記外部電極の内壁
に付着するようになっている特許請求の範囲第(1)項
記載の装置。(6) the at least one discharge electrode includes a plurality of generally planar discharge electrodes attached to the elongate support electrode and concentrically disposed within the outer electrode, the discharge electrodes being axially aligned with each other; a plurality of electrodes spaced apart in a direction by a distance at least 1.25 times the distance of the electrode gap so that contaminants contained in the gas passing through the outer electrode are generated between the discharge electrode and the outer electrode; repeatedly charged in a radially and axially extending and radially and circumferentially uniform corona-generating electrostatic field, and then generated between the support electrode and the outer electrode downstream of the electrostatic field. 2. The device of claim 1, wherein the device is adapted to move toward and adhere to the inner wall of the outer electrode under the influence of a radial non-corona generating electric field.
次増大していて、前記放電電極と前記外部電極との間に
強度の増大する印加平均静電界が維持され、前記ガスが
前記外部電極を通って移動していくときにこれら強度の
増大する印加平均静電界に出会うようになっている特許
請求の範囲第(6)項記載の装置。(7) the diameter of the discharge electrode is gradually increasing in the direction of gas flow, such that an applied average electrostatic field of increasing strength is maintained between the discharge electrode and the external electrode, and the gas is 7. A device according to claim 6, wherein the device encounters an applied average electrostatic field of increasing strength as it moves through the electrodes.
されており、前記放電電極は、前記支持電極とほゞ直交
する平面内において各々前記支持電極に同心的に配置さ
れている特許請求の範囲第(6)項記載の装置。(8) The supporting electrode is arranged concentrically within the external electrode, and the discharge electrodes are each arranged concentrically with the supporting electrode in a plane substantially perpendicular to the supporting electrode. The apparatus according to claim (6).
、 標準の大気状態にて8KV/cmと12KV/cmの間
の印加平均強度を有する複数の重なり合わない半径方向
及び軸方向に広がり且つ半径方向及び周辺方向にて均一
な静電界に順次前記粒子を含むガスを通して前記粒子を
荷電し、前記静電界の各々は、導電性の細長い支持電極
に同心的に取り付けられ前記ガスが通される管状の外部
電極内に同心的に配置されたディスク状の放電電極によ
って発生されているものであり、前記放電電極の周辺放
電縁部分と前記外部電極との間の距離が電極ギャップを
形成しており、前記放電電極は、前記支持電極にて互い
に軸方向において、前記放電電極ギャップの距離の少な
くとも1.25倍の距離だけ離間されており、前記放電
電極は、前記支持電極の上流端に取り付けられており、
前記支持電極は、前記外部電極の内径の0.15倍と0
.25倍との間で且つ前記放電電極の直径の0.4倍と
0.8倍との間の直径を有していて、前記外部電極と前
記放電及び支持電極の間に所定の電位が印加されるとき
、前記放電電極の各々と前記外部電極との間に半径方向
及び軸方向に広がり且つ半径方向及び周辺方向に均一な
コロナ電流発生静電界が発生され、且つ、前記支持電極
と前記外部電極との間に半径方向の非コロナ電流発生電
界が発生されるようになっており、 前記荷電された粒子を含むガスを前記静電界の下流で前
記細長い非コロナ電流発生電界に通して前記荷電された
粒子が前記外部電極の方へ偏向されて収集されるように
することを特徴とする方法。(9) A method for removing particles from a particle-containing gas comprising: a plurality of non-overlapping radially and axially extending particles having an applied average intensity between 8 KV/cm and 12 KV/cm under standard atmospheric conditions; The particles are charged by passing a gas containing the particles sequentially into an electrostatic field uniform in direction and circumference, each of the electrostatic fields being connected to a tube shaped like a tube concentrically attached to a conductive elongated support electrode and through which the gas is passed. The discharge is generated by a disk-shaped discharge electrode arranged concentrically within the external electrode of the discharge electrode, and the distance between the peripheral discharge edge of the discharge electrode and the external electrode forms an electrode gap. , the discharge electrodes are axially spaced apart from each other at the support electrode by a distance at least 1.25 times the distance of the discharge electrode gap, and the discharge electrode is attached to an upstream end of the support electrode. and
The support electrode has a diameter of 0.15 times the inner diameter of the outer electrode.
.. and has a diameter between 25 times and between 0.4 and 0.8 times the diameter of the discharge electrode, and a predetermined potential is applied between the external electrode and the discharge and support electrode. When a corona current-generating electrostatic field is generated between each of the discharge electrodes and the external electrode, extending in the radial and axial directions and uniform in the radial and circumferential directions, and a radial non-corona current generating electric field is generated between the electrodes, and the gas containing the charged particles is passed through the elongated non-corona current generating electric field downstream of the electrostatic field to remove the charged particles. A method characterized in that the particles are deflected towards the external electrode and collected.
を増大しており、より大きな粒子が上流の電界によって
除去され、より微細な粒子がより強度の強い下流の電界
によって除去されるようにして、前記下流電界の安定性
を増大して収集効率を増大させる特許請求の範囲第(9
)項記載の方法。(10) The electrostatic field gradually increases in strength in the direction of the gas flow, such that larger particles are removed by the upstream electric field and finer particles are removed by the stronger downstream electric field. claim 9, which increases the stability of the downstream electric field to increase collection efficiency.
) Method described in section.
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications Before (1)
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CH (1) | CH620057A5 (en) |
IT (1) | IT1115960B (en) |
SE (1) | SE7704297L (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019503840A (en) * | 2015-12-02 | 2019-02-14 | ランドバーグ・エルエルシー | System, apparatus, and method for improving turbine operation using electrostatic precipitator |
CN110038723A (en) * | 2019-04-28 | 2019-07-23 | 张建平 | A kind of interior whirlpool type electrostatic cyclone efficiency of dust collection method for improving |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014223917A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-05-25 | Sms Group Gmbh | Apparatus and method for purifying flue gas of a metallurgical plant |
-
1977
- 1977-04-14 SE SE7704297A patent/SE7704297L/en unknown
- 1977-04-20 AU AU24466/77A patent/AU506803B2/en not_active Expired
- 1977-04-26 CH CH514777A patent/CH620057A5/en not_active IP Right Cessation
- 1977-04-26 CA CA276,943A patent/CA1100888A/en not_active Expired
- 1977-04-29 IT IT49204/77A patent/IT1115960B/en active
- 1977-07-06 JP JP8088277A patent/JPS5341864A/en active Pending
-
1986
- 1986-09-03 JP JP61207654A patent/JPS6271557A/en active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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