WO2016199652A1 - ディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の放電電極 - Google Patents
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Definitions
- the diesel engine exhaust gas treatment apparatus in which the tubular collection part is a multistage system is a small-diameter collection fixed to the collection pipe 91-1 as the first-stage small-diameter tubular collection module on the most upstream side.
- a small-diameter collecting portion 91-1A in which the radial first-stage discharge electrode 91-1A-2 held inside the tube 91-1A-1 is fixed to the common main electrode 91-2a, and the second-stage As a medium diameter tubular collection module, the radial second stage discharge electrode 91-1B-2 held inside the medium diameter collection pipe 91-1B-1 is fixed to the common main electrode 91-2a and built in.
- the inside of the large-diameter collecting tube 91-1C-1 common with the collecting tube 91-1 as the medium-diameter collecting portion 91-1B and the third-stage largest diameter tubular collecting module on the most downstream side The radial third-stage discharge electrode 91-1C-2 held in the inner side is fixed to the common main electrode 91-2a. Is obtained by a large ⁇ collection part 91-1C was.
- the discharge electrode 91-2 includes a substrate portion 91-2f in which, for example, a saw-tooth shaped discharge plate portion (mountain portion) 91-2e extends in the axial direction of the main electrode 91-2a.
- a saw blade-like discharge electrode plate 91-2d provided integrally with the main electrode 91-2a through the substrate is projected from the main electrode 91-2a through the substrate portion 91-2f. Has been.
- the discharge electrode 91-2 in the above-described conventional diesel engine exhaust gas purification apparatus (multistage type) that electrically processes PM in the exhaust gas using corona discharge or the like has the following problems. . That is, for example, in the case of the discharge electrode 91-2 shown in FIGS. 11A, 11B, and 12, the sawtooth-shaped discharge plate portion (mountain portion) 91-2e extends in the axial direction of the main electrode 91-2a. Since the saw-tooth discharge electrode plate 91-2d provided integrally with the main electrode 91-2a through 2f projects from the main electrode 91-2a through the substrate portion 91-2f.
- the present invention has been made in order to overcome the above-described problems of the prior art, and in particular, the tubular collection portion in which the tubular collection portion made of the discharge electrode and the dust collection electrode is made short in the axial direction and has a different diameter.
- the electric field and coulomb force in the PM collection space is enhanced to improve the PM collection rate, and the tubular collection Even if the outer diameter of the collection tube of the part increases, the arrangement of the electrode needles with respect to the main electrode can be set appropriately with a predetermined density, and the rigidity of the electrode needles can be maintained to reduce the weight and maintain the shape.
- the present invention intends to provide a discharge electrode that is also effective against high temperatures.
- the discharge electrode of the diesel engine exhaust gas treatment electrostatic precipitator according to the present invention includes a discharge electrode for charging particulate matter contained in the exhaust gas of a diesel engine using heavy oil, and a collector for collecting the charged particulate matter.
- An electric dust collecting means composed of an electrode, and the discharge electrode and the dust collecting electrode having a single diameter and a main collecting tube having a predetermined length and having a short diameter in the axial direction and a diameter.
- Discharge electrodes of a diesel engine exhaust gas treatment device in which different tubular collection modules are arranged in a plurality of stages, wherein the discharge electrodes of at least one tubular collection module of the tubular collection modules arranged in the plurality of stages are arranged on the outer periphery of the main electrode
- the discharge electrode of another diesel engine exhaust gas treatment electrostatic precipitator includes a discharge electrode for charging a particulate material contained in exhaust gas of a diesel engine using heavy oil, and the charged particulate material.
- a tubular collecting part having a predetermined length constituting a dust collecting electrode to be collected is provided, and the discharge electrode is disposed in the tubular collecting part in a tube axis direction and the main electrode.
- An electrostatic dust collecting means composed of radially projecting electrodes, and the discharge electrode and the dust collecting electrode having a single diameter and a predetermined length of a main collecting tube having a short length in the axial direction.
- Discharge electrode of a diesel engine exhaust gas treatment device in which tubular collecting modules having different sizes and diameters are arranged in three stages, a small-diameter collecting part, an intermediate-diameter collecting part, and a large-diameter collecting part from the upstream side of the tubular collecting part A tubular collection module arranged in the three stages.
- a discharge electrode of an electric dust collector for exhaust gas treatment of a diesel engine is a tubular collection module in which a tubular collection portion comprising a discharge electrode and a collection electrode is made short in the axial direction and has a different diameter.
- a short discharge electrode needle or low-height sawtooth discharge electrode plate is attached to the support cylinder, and the length of the discharge electrode needle or sawtooth discharge electrode plate is optimized, that is, the conventional long length By shortening the length, the electric field between the tip of the electrode needle or electrode plate and the collection wall increases, the amount of corona electrons emitted from the tip of the discharge electrode increases, the dead spot decreases, and the Coulomb force increases.
- the arrangement of the electrode needles and electrode plates with respect to the main electrode can be appropriately set at a predetermined density, and the attachment of the electrode needles and electrode plates to the main electrodes is facilitated.
- the discharge electrode support cylinder does not have a through-hole, the gas flow that flows outside and inside the cylinder is blocked. It contributes to the improvement.
- FIG. 1 is a schematic longitudinal end view showing a basic structure of a discharge electrode of an electric dust collector for exhaust gas treatment of a diesel engine according to the present invention. It is a schematic longitudinal side view of the discharge electrode shown in FIG. It is a figure which shows an example of the discharge electrode plate of the discharge electrode shown in FIG. 1, (a) is a front view of a cone edge ring type discharge electrode plate, (b) is a longitudinal side view on the (a) easy line. It is a figure which shows the other example of the cone edge ring type discharge electrode plate shown in FIG. 3, (a) is a front view, (b) is a vertical side view on (a) Rollo line. It is a figure which shows the modification of the cone edge ring-type discharge electrode plate shown in FIG.
- FIG. 1 is a schematic vertical end view of a main part showing a first embodiment (multistage dust collecting wall structure) of a discharge electrode of an electric dust collector for treating exhaust gas from a diesel engine according to the present invention. It is a principal part general
- the discharge electrode 1 of the tubular collection module of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 has a main electrode (electrode bar) 2 and the main electrode 2 with a desired interval in the circumferential direction and tube axis direction on the outer periphery.
- the discharge electrode support cylinder 3 has short discharge electrode needles 6 arranged radially, and the discharge electrode support cylinder 3 is configured to be concentrically attached to the main electrode 2 via a plurality of stays 5. .
- the size (diameter) of the discharge electrode support tube 3 the length of the discharge electrode needle 6 or the tip of the discharge electrode needle 6 is selected according to the diameter of the main electrode (electrode bar) 2 or the inner diameter of the collection tube 7.
- the means for attaching the discharge electrode support tube 3 to the main electrode 2 is not limited to a method of attaching the discharge electrode support tube 3 directly to the main electrode 2 via a plurality of stays 5 provided radially, for example, a support ring fitted to the main electrode 2. (Drawing is omitted) and a mounting method using a stay 5 may be adopted, and the stay 5 may be a plate-like or rod-like one. When a plate-like stay is used, the main electrode 2 is used. Attach to the outer peripheral surface of the main electrode 2 in the tube axis direction, and when using a rod-shaped one, attach it at a desired interval in the circumferential direction of the main electrode 2 and the tube axis direction.
- a plate-like member having an apex angle of about 20 degrees and a substantially isosceles triangle shape can be used, for example.
- the length (discharge length from the outer peripheral surface of the discharge electrode support tube 3) H of the discharge electrode needle 6 is 10 to 30 mm. The reason is that if it is less than 10 mm, the peak electric field for corona discharge at the tip of the discharge electrode needle 6 is weak and the Coulomb force cannot be increased and it is difficult to increase the adhesion to the collecting wall surface.
- the short discharge electrode needles 6 project radially from the outer periphery of the discharge electrode support tube 3 at a desired tip interval S in the axial direction of the main electrode 2 and at a desired interval L in the circumferential direction. Further, the axial distance S between the tips of the adjacent discharge electrode needles 6 is not particularly limited, but is usually preferably 10 to 50 mm. The reason for this is that if it is less than 10 mm, the electric field is low and the Coulomb force cannot be increased and it is difficult to increase the adhesion to the collecting wall.
- the tip of the electrode needle 6 is easy to contact and interfere with the collection wall surface (inner wall surface) of the collection tube 7, and on the other hand, if it exceeds 70 mm, the discharge interval is wide, so a high electric field is maintained and a large Coulomb force is obtained. This is because a high voltage / high output power source is required and high voltage is required, so that high insulation is required for each part, which makes the apparatus expensive and requires a lot of man-hours for maintenance and management.
- the distance W is determined appropriately according to the scale of the diesel engine exhaust gas treatment device, the arrangement position of the tubular collection module, the size (diameter) of the collection tube 7 constituting the dust collection electrode, and the like.
- the length H of the discharge electrode needle 6 is set in consideration of the relationship with the collection wall surface electric field of the collection tube 7.
- the discharge electrode in the present invention instead of the discharge electrode needle 6 shown in FIGS. 1 and 2, for example, the cone edge ring type discharge electrodes 16, 26, and 36 shown in FIGS.
- a cylindrical edge ring type discharge electrode plate 46 shown in FIG. 6 can be used.
- the cone edge ring-shaped discharge electrode 16 shown in FIG. 3 is a ring having a cone-shaped ring-shaped edge portion 16-1 on the outer periphery
- the cone-edge ring-shaped discharge electrode 26 shown in FIG. 4 is a cone-shaped ring-shaped edge.
- the peripheral wall portion of the portion 26-1 includes a ring having a leak hole 26-2 for reducing exhaust gas flow resistance at the edge portion, and the phase of the circumferential position of the leak hole 26-2 is varied.
- the cone edge ring-shaped discharge electrode 36 shown in FIG. 5 is a ring having a leak hole 36-2 larger than the leak hole 26-2 on the peripheral wall portion of the cone-shaped ring edge portion 36-1,
- the cone edge ring type discharge electrode 16 and the cone edge ring type discharge electrode 26 are combined.
- These cone edge ring type discharge electrodes 16, 26, and 36 are fitted and fixed to the discharge electrode support tube 3 with a desired number of gaps as required, so that the outer periphery of the discharge electrode support tube 3 is fixed.
- cone-shaped ring-shaped edge portions 16-1, 26-1, and 36-1 can be projected radially.
- the lengths of the cone edge portions 16-1, 26-1, 36-1 of the discharge electrode support tube 3 are the discharge lengths shown in FIGS.
- the length H of the electrode needle 6 and the distance between the edge portions 16-1, 26-1, and 36-1 of the adjacent cone edge ring discharge electrodes 16, 26, and 36 are the distance S between the tips of the discharge electrode needle 6, respectively. Correspondingly the same length.
- the cylindrical edge ring type discharge electrode 46 shown in FIG. 6 has a cylindrical end ring part 46-2 in the circumferential direction by bending the end part of the cylindrical part preferably at an acute angle at one end of the cylindrical part 46-1.
- the peripheral edge of the ring-shaped edge portion 46-3 is formed from a thin plate or tube material having a thickness of about 0.5 mm.
- the edge part 46-2 is fitted to the outer periphery of the discharge electrode support cylinder 3 by externally fixing the cylinder part 46-1 to the discharge electrode support cylinder 3 so as to contact each other. Are projected radially.
- the shape is maintained without significant thermal deformation, and the ring-shaped edge is continuous in the circumferential direction, so it is difficult to generate a dead point with a weak electric field, and it is possible to increase the discharge current effectively. Field strength increases, the particles are collected to give a Coulomb force is reliably charged. Further, the distance W between the tip of the short discharge electrode needle 6 or the cone edge ring type discharge electrodes 16, 26, 36 and the cylindrical edge ring type discharge electrode 46 and the inner wall of the collecting tube 7 is set to a desired appropriate dimension. Therefore, the high rigidity of the discharge electrode needle or the discharge electrode plate is maintained and the weight can be reduced.
- the direction interval L can be appropriately set at a predetermined density to prevent the generation of a dead point with a weak electric field, and the short discharge electrode needle 6 and the cone edge ring discharge electrodes 16, 26, 36 with respect to the main electrode 2 or a cylindrical shape. The attachment of the edge ring discharge electrode 46 is also facilitated.
- the diesel engine exhaust gas treatment electric dust collector shown as the first embodiment (multistage dust collecting wall structure) in FIG. 7 includes a tubular collecting module disposed in the main collecting tube 51 on the upstream side of the tubular collecting portion.
- a diesel engine exhaust gas treatment apparatus that is a three-stage system having a smaller-diameter collecting part 51-1, an intermediate-diameter collecting part 51-2, and a large-diameter collecting part 51-3, the small-diameter collecting part 51-1 is excluded.
- Discharge electrodes 51-2A-1 which are composed of a short discharge electrode needle or a low-height sawtooth discharge electrode plate similar to the above, on the diameter collection part 51-2 and the large diameter collection part 51-3, 51-3A-1 is arranged.
- the discharge electrode 51-3A-1 disposed in the large-diameter collecting tube portion 51-3A common to the main collecting tube 51 of the large-diameter collecting portion 51-3 is the medium-diameter collecting portion 51-2.
- the discharge electrode support cylinder 51-2A-1d of the discharge electrode 51-2A-1 disposed in the outer periphery of the main electrode (electrode bar) 52 the outer periphery of the main electrode (electrode bar) 52 is radially spaced with a desired interval in the circumferential direction and the tube axis direction.
- the distance W from the tip of the discharge electrode needle 51-3A-1c to the collection wall surface (inner wall surface) of the large diameter collection tube portion 51-3A common to the main collection tube 51 is 30 to 70 mm as described above. is there.
- An electric dust collector for diesel engine exhaust gas treatment shown as a second embodiment (multi-stage dust collecting wall structure) in FIG. 8 includes a tubular collection module disposed in the main collection pipe 61 on the upstream side of the tubular collection section.
- the small-diameter collecting unit 61-1, Discharge electrodes 61-1A-1, 61 composed of a short discharge electrode needle or a low-height sawtooth discharge electrode plate similar to those described above on the collection part 61-2 and the large diameter collection part 61-3.
- -2A-1 and 61-3A-1 are arranged.
- the discharge electrode support cylinder 61-1A-1d has a conical lid 61- for preventing the exhaust gas from flowing into the discharge electrode support cylinder at the upstream opening end.
- 1A-1d ′ is formed to close the end portion, and is attached concentrically to the main electrode 62 via a plurality of stays 61-1A-1e.
- the distance W from the tip of the discharge electrode needle 61-2A-1c to the collecting wall surface (inner wall surface) of the small diameter collecting tube 61-1A is 30 to 70 mm.
- the reason why the closed portion is configured by the conical lid portion is to make the flow of the exhaust gas in the collection pipe 61 smooth without resistance.
- the discharge electrode 61-2A-1 disposed in the medium diameter collection tube 61-2A of the medium diameter collection portion 61-2 is disposed on the outer periphery of the main electrode (electrode bar) 62 in the circumferential direction and the tube axis direction.
- a frustoconical portion 61-2A-1d ' which is concentrically attached to the main electrode 62 via a plurality of stays 61-2A-1e.
- the discharge electrode 61-3A-1 disposed in the large-diameter collecting tube portion 61-3A of the large-diameter collecting portion 61-3 is the discharge electrode 61 disposed in the medium-diameter collecting portion 61-2. Similar to the discharge electrode support cylinder 61-2A-1d of -2A-1, short discharge electrode needles radially arranged on the outer periphery of the main electrode (electrode bar) 62 at a desired interval in the circumferential direction and the tube axis direction A discharge electrode support cylinder 61-3A-1d having 61-3A-1c. The discharge electrode support cylinder 61-3A-1d is also a discharge electrode support cylinder 61-2A-1d of the medium diameter collecting portion 61-2. In the same manner as above, the upstream end portion has a truncated conical portion 61-3A-1d 'and is configured to be concentrically attached to the main electrode 62 via a plurality of stays 61-3A-1e. .
- 61-4 is a main electrode support
- 61-5 is a low concentration exhaust gas outlet pipe
- 61-6 is a high concentration exhaust gas outlet.
- An electric dust collector for diesel engine exhaust gas treatment shown as a third embodiment (multi-stage dust collecting wall structure) in FIG. 9 is a small-diameter trap of the diesel engine exhaust gas treatment electrostatic dust collector of the second embodiment shown in FIG.
- a discharge electrode 71-4A comprising a short discharge electrode needle or a low height saw-tooth discharge electrode plate on both the inner and outer surfaces between the small-diameter collection tube 71-1A and the main collection tube 71.
- the diesel engine exhaust gas treatment electrostatic precipitator has the same configuration as that of the second embodiment except that the discharge electrode support cylinder 71-4A-1d having -1 is provided.
- the tubular collection module disposed in the main collection pipe 71 is arranged with a small diameter collection section 71-1, an intermediate diameter collection section 71-2, a large diameter collection section from the upstream side of the tubular collection section.
- the small diameter collection section 71-1, the medium diameter collection section 71-2, and the large diameter collection section 71-3 have the same short length as described above.
- Discharge electrodes 71-1A-1, 71-2A-1, 71-3A-1 composed of a discharge electrode needle or a low height saw-tooth discharge electrode plate are arranged.
- the discharge electrode 71-1A-1 disposed in the small-diameter collecting tube 71-1A of the small-diameter collecting portion 71-1 is a main electrode (electrode bar) as in the case of the discharge electrode having the same configuration as described above.
- the discharge electrode support cylinder 71-1A-1d includes a conical lid 71- for preventing inflow of exhaust gas into the discharge electrode support cylinder at the upstream opening end.
- the apparatus further includes a discharge electrode 71-4A- consisting of a short discharge electrode needle or a low height saw blade discharge electrode plate on both the inner and outer surfaces between the small diameter collection tube 71-1A and the main collection tube 71. 1 is attached concentrically to the main electrode 72 via a stay 71-4A-1e.
- the discharge electrode support cylinder 71-4A-1d is provided between the small-diameter collecting tube 71-1A and the main collecting tube 71 because the small-diameter collecting is performed in the exhaust gas flow outside the small-diameter collecting tube 71-1A.
- Portion 71-1 and medium-diameter collection portion 71-2 and / or large-diameter collection portion 71-3 at least twice in total (between the small-diameter collection tube 71-1A and the discharge electrode support tube 71-4A-1d). This is because the exhaust gas passing through the medium-diameter collecting pipe 71-2A is repeatedly charged and collected three times to further promote the agglomeration, concentration and separation of PM.
- the discharge electrode 71-2A-1 disposed in the medium diameter collecting tube 71-2A of the medium diameter collecting portion 71-2 is disposed on the outer periphery of the main electrode (electrode bar) 72 in the circumferential direction and the tube axis direction.
- the electrode support tube 71-2A-1d has a frustoconical portion 71-2A-1d 'at the upstream end, and is mounted concentrically with the main electrode 72 via a plurality of stays 71-2A-1e. Configured.
- the discharge electrode 71-3A-1 disposed in the large-diameter collecting tube portion 71-3A of the large-diameter collecting portion 71-3 is the discharge electrode 71 disposed in the medium-diameter collecting portion 71-2.
- the length H radially arranged on the outer circumference of the main electrode (electrode bar) 72 at a desired interval in the circumferential direction and the tube axis direction is 10
- a discharge electrode support tube 71-3A-1d having a radius R of 400 mm and having a short discharge electrode needle 71-3A-1c of ⁇ 30 mm, and this discharge electrode support tube 71-3A-1d is also the medium diameter collecting portion
- the upstream end portion has a truncated conical portion 71-3A-1d ′, and the main electrode via a plurality of stays 71-3A-1e. It is configured to be attached concentrically with the electrode 72.
- 71-4 is a main electrode support
- 71-5 is a low concentration exhaust gas outlet pipe
- 71-6 is a high concentration exhaust gas outlet.
- the discharge electrode of the above-described multi-stage diesel engine exhaust gas treatment electrostatic precipitator in which the tubular collection modules having different sizes and different diameters in the tube axis direction are arranged in a plurality of stages, that is, the outer periphery of the main electrode
- the discharge electrode composed of a low-height sawtooth discharge electrode plate is the size of the electric dust collector for exhaust gas treatment of the diesel engine, the size of the main collection tube (tube diameter, etc.), and the cross-sectional shape of the main electrode It goes without saying that the cross-sectional shape and size of the discharge electrode support cylinder, discharge electrode needle or low height saw-blade discharge electrode plate are selected according to the diameter and the diameter.
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Abstract
ディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の管状捕集部の捕集管の外径が大径化しても、主電極に対する電極針の配置を所定の密度で適切に設定できるとともに、電極針の軽量化と形状維持もはかられ、高温対策にも有効な放電電極の提供。 重油を使用するディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる粒状物質に帯電させる主電極と放電電極、及び、帯電された粒状物質を捕集する集塵電極とからなる管状捕集部を有し、該管状捕集部に軸方向に短寸で径の異なる管状捕集モジュールを複数段に配置したディーゼルエンジン排ガス処理装置の放電電極を、主電極の外周に取着された円筒状の放電電極支持筒の外周に短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板を放射状に配置して構成することを特徴とする。
Description
本発明は、船舶用、発電用、一般産業用エンジン等のディーゼルエンジンにおけるコロナ放電を利用した排気ガスの電気式処理技術に係り、特に重油より低質の燃料を使用する高い温度の排気ガスを排出するディーゼルエンジンの排ガス処理用電気集塵装置の放電電極に関するものである。
各種船舶や発電機並びに大型建機、さらには各種自動車等の動力源としてディーゼルエンジンが広範囲に採用されているが、このディーゼルエンジンから排出される排気ガスに含まれるPM(粒状物質)は、周知の通り大気汚染をきたすのみならず、人体に極めて有害な物質であるため、その排気ガスの浄化は極めて重要である。このため、ディーゼルエンジンの燃焼方式の改善や各種排気ガスフィルタの採用、コロナ放電を利用して電気的に処理する方法等、既に数多くの提案がなされ、その一部は実用に供されている。
その中で、コロナ放電を利用して電気的に処理する技術としては、例えば特許文献1に記載された装置が提案されている。
特許文献1に記載されている、重油以下の低質燃料を使用するディーゼルエンジン排ガス処理装置は、図10にその構成例を示すように、放電電極及び集塵電極よりなる管状捕集部91に、軸方向に短寸で径の異なる管状捕集モジュールを複数組み合わせて構成した多段方式を例示したもので、具体的には、管状捕集モジュールを管状捕集部の上流部側より小径捕集部91-1A、中径捕集部91-1B、大径捕集部91-1Cの3段式となしたものである。
即ち、この管状捕集部が多段方式となしたディーゼルエンジン排ガス処理装置は、最上流側の第1段目の小径の管状捕集モジュールとして、捕集管91-1に固定された小径捕集管91-1A-1の内部に保持した放射状の第1段放電電極91-1A-2を共通の主電極91-2aに固定して内蔵した小径捕集部91-1Aと、第2段目の中径の管状捕集モジュールとして、中径捕集管91-1B-1の内部に保持した放射状の第2段放電電極91-1B-2を共通の主電極91-2aに固定して内蔵した中径捕集部91-1Bと、最下流側の第3段目の最大径の管状捕集モジュールとして、捕集管91-1と共通の大径捕集管91-1C-1の内部に保持した放射状の第3段放電電極91-1C-2を共通の主電極91-2aに固定して内蔵した大径捕集部91-1Cとしたものである。この3段式の管状捕集モジュールを有するディーゼルエンジン排ガス処理装置における小径捕集部91-1A、中径捕集部91-1B、大径捕集部91-1Cの各放電電極91-1A-2、91-1B-2、91-1C-2は、図11A、図11B、図12に拡大して示すように、集塵電極を構成する捕集管91-1の軸心付近をほぼ全長にわたって延びる主電極(電極棒)91-2aと、該主電極91-2aの長手方向に所望の間隔S´で配設された放射状に突出する電極針91-2bの群とによって構成されている。この放電電極91-2は、具体的には図12に示すように、例えば鋸刃状の放電板部(山部)91-2eが主電極91-2aの軸方向に延びる基板部91-2fを介して主電極91-2aと一体に設けられた鋸刃状放電電極板91-2dを、前記基板部91-2fを介して主電極91-2aに突設して構成されたものが採用されている。このように構成された放電電極91-2は、捕集管91-1の排ガス導入口91-1a側に設けたシールエアー導入管部91-1cと、低濃度排ガス導出管92の入口部位に設けたシールエアー導入管部91-1cに垂設した支持体93を介して主電極91-2aの両端部が支持されている。
特許文献1に記載されている、重油以下の低質燃料を使用するディーゼルエンジン排ガス処理装置は、図10にその構成例を示すように、放電電極及び集塵電極よりなる管状捕集部91に、軸方向に短寸で径の異なる管状捕集モジュールを複数組み合わせて構成した多段方式を例示したもので、具体的には、管状捕集モジュールを管状捕集部の上流部側より小径捕集部91-1A、中径捕集部91-1B、大径捕集部91-1Cの3段式となしたものである。
即ち、この管状捕集部が多段方式となしたディーゼルエンジン排ガス処理装置は、最上流側の第1段目の小径の管状捕集モジュールとして、捕集管91-1に固定された小径捕集管91-1A-1の内部に保持した放射状の第1段放電電極91-1A-2を共通の主電極91-2aに固定して内蔵した小径捕集部91-1Aと、第2段目の中径の管状捕集モジュールとして、中径捕集管91-1B-1の内部に保持した放射状の第2段放電電極91-1B-2を共通の主電極91-2aに固定して内蔵した中径捕集部91-1Bと、最下流側の第3段目の最大径の管状捕集モジュールとして、捕集管91-1と共通の大径捕集管91-1C-1の内部に保持した放射状の第3段放電電極91-1C-2を共通の主電極91-2aに固定して内蔵した大径捕集部91-1Cとしたものである。この3段式の管状捕集モジュールを有するディーゼルエンジン排ガス処理装置における小径捕集部91-1A、中径捕集部91-1B、大径捕集部91-1Cの各放電電極91-1A-2、91-1B-2、91-1C-2は、図11A、図11B、図12に拡大して示すように、集塵電極を構成する捕集管91-1の軸心付近をほぼ全長にわたって延びる主電極(電極棒)91-2aと、該主電極91-2aの長手方向に所望の間隔S´で配設された放射状に突出する電極針91-2bの群とによって構成されている。この放電電極91-2は、具体的には図12に示すように、例えば鋸刃状の放電板部(山部)91-2eが主電極91-2aの軸方向に延びる基板部91-2fを介して主電極91-2aと一体に設けられた鋸刃状放電電極板91-2dを、前記基板部91-2fを介して主電極91-2aに突設して構成されたものが採用されている。このように構成された放電電極91-2は、捕集管91-1の排ガス導入口91-1a側に設けたシールエアー導入管部91-1cと、低濃度排ガス導出管92の入口部位に設けたシールエアー導入管部91-1cに垂設した支持体93を介して主電極91-2aの両端部が支持されている。
なお、前記管状捕集部91の下流側と上流側間に設けられたサイクロン方式の分別捕集手段94は、サイクロン捕集部94-1と、サイクロン捕集部94-1からの還流配管94-2とで構成されている。このサイクロン捕集部94-1は、管状捕集部91の捕集管91-1の下流側の内周面付近に設けた高濃度排ガス導出部91-1bに設けた高濃度排ガス配管95に還流配管94-2を介して接続された接線式サイクロン94-3で構成され、さらに接線式サイクロン94-3と排ガス導入管91-1aとの間に、接線式サイクロン94-3通過後の浄化ガスを排ガス導入管91-1a内を流れる排ガスに合流させるための還流配管94-2を配設している。96はブロアー、97は流量制御ダンパーである。
しかしながら、コロナ放電等を利用して電気的に排気ガス中のPMを処理する上記した従来のディーゼルエンジン排ガス浄化装置(多段式)における前記放電電極91-2には、以下に記載する課題がある。
即ち、例えば図11A、図11B、図12に示す放電電極91-2の場合、鋸刃状の放電板部(山部)91-2eが主電極91-2aの軸方向に延びる基板部91-2fを介して主電極91-2aと一体に設けられた鋸刃状放電電極板91-2dを、前記基板部91-2fを介して主電極91-2aに突設して構成されているため、管状捕集部91の捕集管91-1の外径が大きくなると、電極針91-2b(鋸刃状放電電極板91-2d)の先端と捕集壁面91-1kの間隔W´を所望の寸法に保つために、対応する電極針91-2bの径方向長さH´が長くなって剛性が低下し剛性を確保すると重量的にも重いものとなるのみならず、通常、電極針は厚さ0.5mm程度の極薄板で製作されるため大型化するとその形状維持も困難となり、特に高温にさらされると熱変形を起こす等の問題が生ずる。又、この集塵部において電界の弱いデッドスポットを無くして所定の放電電流密度を維持するためには電極針91-2b先端の周方向間隔L´を所望寸法にほぼ一定に保つ必要があり、その結果管状捕集部91の捕集管91-1の外径が大きくなると、電極針91-2bの個数(枚数)を増やさざるを得ない。しかし、必要な電極針91-2bの個数(枚数)が多くなると、電極針1個(1枚)当たりの主電極91-2aへの取付け面積が必然的に小さくなり、主電極91-2aへの強度を確保しての取付けが困難となってしまう。
さらに、前記した従来の長尺(長針)の電極針91-2b(鋸刃状放電電極板91-2d)の場合、電極針先端部分の電界は強いが捕集壁表面における電界が弱くPM捕集空間(電極針先端と捕集壁間の空間)全体の電界が弱いことからデッドスポットもでき易く、PMに作用するクーロン力が弱く、捕集率を向上できないのみならず、捕集壁から剥離したPMの捕集壁面でのジャンピング現象(PMが堆積・剥離を繰返す現象)が発現しにくいという欠点がある。
即ち、例えば図11A、図11B、図12に示す放電電極91-2の場合、鋸刃状の放電板部(山部)91-2eが主電極91-2aの軸方向に延びる基板部91-2fを介して主電極91-2aと一体に設けられた鋸刃状放電電極板91-2dを、前記基板部91-2fを介して主電極91-2aに突設して構成されているため、管状捕集部91の捕集管91-1の外径が大きくなると、電極針91-2b(鋸刃状放電電極板91-2d)の先端と捕集壁面91-1kの間隔W´を所望の寸法に保つために、対応する電極針91-2bの径方向長さH´が長くなって剛性が低下し剛性を確保すると重量的にも重いものとなるのみならず、通常、電極針は厚さ0.5mm程度の極薄板で製作されるため大型化するとその形状維持も困難となり、特に高温にさらされると熱変形を起こす等の問題が生ずる。又、この集塵部において電界の弱いデッドスポットを無くして所定の放電電流密度を維持するためには電極針91-2b先端の周方向間隔L´を所望寸法にほぼ一定に保つ必要があり、その結果管状捕集部91の捕集管91-1の外径が大きくなると、電極針91-2bの個数(枚数)を増やさざるを得ない。しかし、必要な電極針91-2bの個数(枚数)が多くなると、電極針1個(1枚)当たりの主電極91-2aへの取付け面積が必然的に小さくなり、主電極91-2aへの強度を確保しての取付けが困難となってしまう。
さらに、前記した従来の長尺(長針)の電極針91-2b(鋸刃状放電電極板91-2d)の場合、電極針先端部分の電界は強いが捕集壁表面における電界が弱くPM捕集空間(電極針先端と捕集壁間の空間)全体の電界が弱いことからデッドスポットもでき易く、PMに作用するクーロン力が弱く、捕集率を向上できないのみならず、捕集壁から剥離したPMの捕集壁面でのジャンピング現象(PMが堆積・剥離を繰返す現象)が発現しにくいという欠点がある。
本発明は、上記した従来技術の課題を克服するためになされたもので、特に放電電極及び集塵電極よりなる管状捕集部を軸方向に短寸とすると共に径を異ならせた管状捕集モジュールを軸方向に複数組合わせて構成した多段方式のディーゼルエンジン排ガス処理装置において、PM捕集空間の電界・クーロン力が高められてPM捕集率の向上がはかられ、又、管状捕集部の捕集管の外径が大きくなっても、主電極に対する電極針の配置を所定の密度で適切に設定できるとともに、電極針の剛性を維持し軽量化と形状維持もはかられ、さらに高温対策にも有効な放電電極を提供しようとするものである。
本発明に係るディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の放電電極は、重油を使用するディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる粒状物質に帯電させる放電電極、及び帯電された前記粒状物質を捕集する集塵電極を構成する所定長さの管状捕集部を有し、かつ前記放電電極は管状捕集部内に管軸方向に配設された主電極と該主電極に配設された放射状に突出する電極とによって構成された電気集塵手段を備え、前記放電電極及び集塵電極である単一径で所定長さの主捕集管よりなる管状捕集部に、軸方向に短寸で径の異なる管状捕集モジュールを複数段に配置したディーゼルエンジン排ガス処理装置の放電電極であって、前記複数段に配置した管状捕集モジュールの少なくとも一つの管状捕集モジュールの放電電極が主電極の外周にステーを介して取着された同主電極と同心円筒状の放電電極支持筒と、該放電電極支持筒の表面に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置された短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板とで構成され、かつ前記短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板の径方向長さが10~30mm、当該放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板の先端と捕集壁面との間隔が30~70mmとなし、前記管状捕集部の最上流の管状捕集モジュールの前記放電電極支持筒の上流側開口端部が閉塞されていることを特徴とするものである。
又、本発明に係る他のディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の放電電極は、重油を使用するディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる粒状物質に帯電させる放電電極、及び帯電された前記粒状物質を捕集する集塵電極を構成する所定長さの管状捕集部を有し、かつ前記放電電極は管状捕集部内に管軸方向に配設された主電極と該主電極に配設された放射状に突出する電極とによって構成された電気集塵手段を備え、前記放電電極及び集塵電極である単一径で所定長さの主捕集管よりなる管状捕集部に、軸方向に短寸で径の異なる管状捕集モジュールを当該管状捕集部の上流部側より小径捕集部、中径捕集部、大径捕集部と3段に配置したディーゼルエンジン排ガス処理装置の放電電極であって、前記3段に配置した管状捕集モジュールの少なくとも一つの管状捕集モジュールの放電電極が主電極の外周にステーを介して取着された同主電極と同心円筒状の放電電極支持筒と、該放電電極支持筒の表面に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置された短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板とで構成され、かつ前記短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板の径方向長さが10~30mm、当該放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板の先端と捕集壁面との間隔が30~70mmとなし、前記管状捕集部の最上流の管状捕集モジュールの前記放電電極支持筒の上流側開口端部が閉塞されていることを特徴とするものである。
上記本発明のディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置における前記複数段もしくは3段に配置する管状捕集モジュールの少なくとも一つの管状捕集モジュールは、放電電極と主捕集管よりなる集塵電極とで構成することを好ましい態様とするものである。
さらに、前記放電電極支持筒の外周に放射状に設ける短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板は、頂角が20度程度で形状が略二等辺三角形を呈する放電電極針あるいは鋸刃状の放電電極板、又はコーンエッジリング形放電電極板もしくは筒形エッジリングで構成されていることを好ましい態様とするものである。なお、隣接する放電電極針あるいは鋸刃状の放電電極板の先端の間隔としては、10~50mmが好ましい。
本発明に係るディーゼルエンジンの排ガス処理用電気集塵装置の放電電極は、放電電極及び集塵電極よりなる管状捕集部を軸方向に短寸とすると共に径を異ならせた管状捕集モジュールを軸方向に複数組合せて構成した多段型集塵壁構造を有する電気集塵装置の少なくとも一つの管状捕集モジュールの放電電極を、主電極の外周に装着した当該主電極と同心円筒状の放電電極支持筒に短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板を取着して構成すると共に、放電電極針あるいは鋸刃状放電電極板の長さを適正化、即ち、従来の長尺から短尺とすることにより、電極針あるいは電極板の先端と捕集壁間の電界が増大し放電電極先端より起こるコロナ電子の放出量が増加してデッドスポットも減少しクーロン力が強くなり捕集率が向上するのみならず、捕集壁から剥離したPMの捕集壁面でのジャンピング現象が起こり、PMの粗大化により分岐流路経由でサイクロン捕集が可能となる。
又、この短尺の放電電極針あるいは鋸刃状放電電極板の場合は、管状捕集部の捕集管が大径となってもその径に対応する適切な大きさの放電電極支持筒を用いることにより、放電電極針あるいは放電電極板の軸方向長さを大きくすることなく、放電電極針あるいは放電電極板の先端と捕集管内壁との間隔を所望の適正な寸法に設定することができ、電極針の剛性を維持し軽量化がはかられるのみならず、電極針あるいは電極板が高温にさらされても大きな熱変形を生じることがないため形状維持もはかられる。さらに、主電極に対する電極針や電極板の配置を所定の密度で適切に設定できるとともに主電極に対する電極針や電極板の取付けも容易となる。又、放電電極支持筒は貫通孔を有さなければ当該筒体の外側と内側を流れるガス流の往来を遮断するため、集塵に好ましくない渦流や乱流を防止する作用もあり捕集率の向上にも寄与する。
又、この短尺の放電電極針あるいは鋸刃状放電電極板の場合は、管状捕集部の捕集管が大径となってもその径に対応する適切な大きさの放電電極支持筒を用いることにより、放電電極針あるいは放電電極板の軸方向長さを大きくすることなく、放電電極針あるいは放電電極板の先端と捕集管内壁との間隔を所望の適正な寸法に設定することができ、電極針の剛性を維持し軽量化がはかられるのみならず、電極針あるいは電極板が高温にさらされても大きな熱変形を生じることがないため形状維持もはかられる。さらに、主電極に対する電極針や電極板の配置を所定の密度で適切に設定できるとともに主電極に対する電極針や電極板の取付けも容易となる。又、放電電極支持筒は貫通孔を有さなければ当該筒体の外側と内側を流れるガス流の往来を遮断するため、集塵に好ましくない渦流や乱流を防止する作用もあり捕集率の向上にも寄与する。
図1、図2に示す本発明の管状捕集モジュールの放電電極1は、主電極(電極棒)2と、該主電極2に、外周に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置した短尺の放電電極針6を有する放電電極支持筒3とからなり、前記放電電極支持筒3は複数のステー5を介して当該主電極2と同心に取着して構成されている。ここで、放電電極支持筒3の大きさ(直径)としては、主電極(電極棒)2の直径、あるいは捕集管7の内径に応じて放電電極針6の長さや放電電極針6の先端と捕集壁面までの距離Wを考慮して適当なサイズに設定することになる。なお、主電極2に対する放電電極支持筒3の取着手段としては、直接主電極2に放射状に設けた複数のステー5を介して取付ける方式に限らず、例えば主電極2に嵌合する支持リング(図面省略)とステー5を用いて取付ける方式を採用してもよく、又、ステー5としては板状のものあるいは棒状のものを用いることができ、板状のステーを用いる場合は主電極2の外周面に間隔を置いて管軸方向に取着し、棒状のものを用いる場合は主電極2の周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて取着する。
放電電極支持筒3の外周に放射状に突設する短尺の放電電極針6としては、例えば頂角が20度程度で、形状が略二等辺三角形を呈する板状部材を用いることができる。この放電電極針6の長さ(放電電極支持筒3の外周面からの突出長さ)Hは10~30mmとする。その理由は、10mm未満では放電電極針6先端のコロナ放電の為のピーク電界が弱くクーロン力が高められず捕集壁面への付着を増大させにくく、他方、30mmを超えると放電電極針6先端のピーク電界は高まるが平均電界が低下してクーロン力を高めて捕集壁面への付着を増大させにくくなるためである。
この短尺の放電電極針6は、主電極2の軸心方向に所望の先端間隔Sでかつ周方向に所望の間隔Lで放電電極支持筒3の外周に放射状に突設する。又、隣接する放電電極針6の先端の軸心方向間隔Sとしては、特に限定するものではないが通常10~50mmが好ましい。その理由としては、10mm未満では、電界が低くなりクーロン力が高められず捕集壁面への付着を増大させにくく、他方、50mmを超えると、電界の弱いデッドポイントが多くなり平均電界が低下してクーロン力を高めて捕集壁面への付着を増大させにくくなるためである。
又、放電電極針6の先端と捕集管7の捕集壁面(内壁面)までの距離Wは、30~70mmとする。その理由は、30mm未満では組付け時に放電電極針6の先端が捕集管7の捕集壁面(内壁面)との接触や干渉が危惧され、運転中は船体の揺れやエンジンの振動により放電電極針6の先端が捕集管7の捕集壁面(内壁面)との接触や干渉がし易く、他方、70mmを超えると放電間隔が広いために高い電界を維持して大きなクーロン力を得るには高電圧・高出力電源が必要となり且つ高電圧であるが故に各部に高い絶縁性が必要となって装置が高価となると共に維持・管理にも多大な工数が必要となるためである。
なお、上記放電電極支持筒3の半径R、放電電極針6の長さH、放電電極針6の周方向間隔L、放電電極針6の先端と捕集管7の捕集壁面(内壁面)までの距離Wは、ディーゼルエンジン排ガス処理装置の規模及び管状捕集モジュールの配置位置、集塵電極を構成する捕集管7の大きさ(直径)等に応じて適宜定めることとする。特に、放電電極針6の長さHは、捕集管7の捕集壁面電界との関係を考慮して設定する。
この短尺の放電電極針6は、主電極2の軸心方向に所望の先端間隔Sでかつ周方向に所望の間隔Lで放電電極支持筒3の外周に放射状に突設する。又、隣接する放電電極針6の先端の軸心方向間隔Sとしては、特に限定するものではないが通常10~50mmが好ましい。その理由としては、10mm未満では、電界が低くなりクーロン力が高められず捕集壁面への付着を増大させにくく、他方、50mmを超えると、電界の弱いデッドポイントが多くなり平均電界が低下してクーロン力を高めて捕集壁面への付着を増大させにくくなるためである。
又、放電電極針6の先端と捕集管7の捕集壁面(内壁面)までの距離Wは、30~70mmとする。その理由は、30mm未満では組付け時に放電電極針6の先端が捕集管7の捕集壁面(内壁面)との接触や干渉が危惧され、運転中は船体の揺れやエンジンの振動により放電電極針6の先端が捕集管7の捕集壁面(内壁面)との接触や干渉がし易く、他方、70mmを超えると放電間隔が広いために高い電界を維持して大きなクーロン力を得るには高電圧・高出力電源が必要となり且つ高電圧であるが故に各部に高い絶縁性が必要となって装置が高価となると共に維持・管理にも多大な工数が必要となるためである。
なお、上記放電電極支持筒3の半径R、放電電極針6の長さH、放電電極針6の周方向間隔L、放電電極針6の先端と捕集管7の捕集壁面(内壁面)までの距離Wは、ディーゼルエンジン排ガス処理装置の規模及び管状捕集モジュールの配置位置、集塵電極を構成する捕集管7の大きさ(直径)等に応じて適宜定めることとする。特に、放電電極針6の長さHは、捕集管7の捕集壁面電界との関係を考慮して設定する。
又、本発明における放電電極としては、前記図1、2に示す放電電極針6に替えて、例えば図3、図4、図5に示すコーンエッジリング形放電電極16、26、36や、図6に示す筒形エッジリング形放電電極板46を用いることができる。図3に示すコーンエッジリング形放電電極16は、外周にコーン状のリング状エッジ部16-1を有するリングからなり、図4に示すコーンエッジリング形放電電極26は、コーン状のリング状エッジ部26-1の周壁部に当該エッジ部の排気ガスの流過抵抗を小さくするためのリーク孔26-2を有するリングからなり、該リーク孔26-2の周方向位置の位相を異ならせて複数個組合せ、図5に示すコーンエッジリング形放電電極36は、コーン状のリング状エッジ部36-1の周壁部に前記リーク孔26-2より大きいリーク孔36-2を有するリングからなり、コーンエッジリング形放電電極16やコーンエッジリング形放電電極26と組合せる。そして、これらのコーンエッジリング形放電電極16、26、36をそれぞれ放電電極支持筒3に所望の間隔を隔てて所望数を必要に応じ組合せて外嵌固定することにより放電電極支持筒3の外周にコーン状のリング状エッジ部16-1、26-1、36-1を放射状に突設することができる。なお、このコーンエッジリング放電電極16、26、36の場合は、放電電極支持筒3のコーンエッジ部16-1、26-1、36-1の長さが前記図1、図2に示す放電電極針6の長さHと、隣接するコーンエッジリング放電電極16、26、36のエッジ部16-1、26-1、36-1の間隔が放電電極針6の先端の間隔Sとにそれぞれ相当し同じ長さとなる。
又、図6に示す筒形エッジリング形放電電極46は、筒体部46-1の一端に当該筒体端部を好ましくは鋭角に折曲げてコーン状のエッジリング部46-2を周方向に形成しその周縁をリング状エッジ部46-3としたもので、厚さ0.5mm程度の薄板若しくは管材から製作することができる。この筒形エッジリング形放電電極46の場合は、筒体部46-1を放電電極支持筒3に互いに当接するごとく外嵌固定することにより放電電極支持筒3の外周にエッジリング部46-2を放射状に突設する。この筒形エッジリング形放電電極46の場合は、エッジリング部46-2の長さが前記図1、図2に示す放電電極針6の長さHと、隣接する筒形エッジリング形放電電極46のエッジリング部46-2の間隔が放電電極針6の先端の間隔Sとにそれぞれ相当し同じ長さとなる。なお、ここでは、単体の筒形電極板を複数組合わせて形成した筒形エッジリング形放電電極を示したが、エッジリング部46-2を有する帯状板を放電電極支持筒3にスパイラル状に巻付けて形成した筒形エッジリング形放電電極(図面省略)としてもよい。
上記構成の本発明の放電電極の場合は、主電極2の外周に装着した当該主電極2と同心円筒状の放電電極支持筒3に短尺の放電電極針6、あるいはコーンエッジリング形放電電極16、26、36や筒形エッジリング放電電極46で構成されているため、管状捕集モジュールの捕集管7のサイズ(径)が大きくなってもそのサイズに対応する大きさの放電電極支持筒3を用いることにより、当該電極針や電極板の剛性が著しく高くなって振動等に対する耐変形強度が大きくなり耐久性が確保されるのみならず、電極針あるいは電極板が高温にさらされても大きな熱変形を生じることがなく形状維持もはかられ、リング状のエッジ部が周方向に連続しているので電界の弱いデッドポイントが発生し難く放電電流の大電流化が可能となって実効電界強度も大きくなり、粒子は確実に帯電されてクーロン力を得て捕集される。又、短尺の放電電極針6あるいはコーンエッジリング形放電電極16、26、36、筒形エッジリング形放電電極46の先端と捕集管7内壁との間隔Wを所望の適正な寸法に設定することができるので、放電電極針あるいは放電電極板の高い剛性が維持され且つ軽量化がはかられる。さらに、主電極2に対する電極針6やコーンエッジリング放電電極16、26、36、筒形エッジリング形放電電極46の配置、即ち短尺の放電電極針6、コーンエッジリング形放電電極16、26、36、あるいは筒形エッジリング形放電電極46の長さH、放電電極針6、コーンエッジリング放電電極16、26、36、あるいは筒形エッジリング放電電極46の先端の軸心方向間隔S及び周方向間隔Lを所定の密度で適切に設定できて電界の弱いデッドポイントの発生が防止できるとともに、主電極2に対する短尺の放電電極針6やコーンエッジリング放電電極16、26、36、あるいは筒形エッジリング放電電極46の取付けも容易となる。又、放電電極支持筒3は貫通孔を有さなければ当該筒体の外側と内側を流れるガス流の往来を遮断するため、集塵に好ましくない渦流や乱流を防止する作用もあり捕集率の向上にも寄与する。
次に、本発明の放電電極を多段方式の集塵壁を有するディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置に適用した放電電極を図7~図9に基づいて説明する。
図7に第1実施例(多段型集塵壁構造)として示すディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置は、主捕集管51内に配置する管状捕集モジュールを管状捕集部の上流部側より小径捕集部51-1、中径捕集部51-2、大径捕集部51-3の3段式となしたディーゼルエンジン排ガス処理装置において、小径捕集部51-1を除く中径捕集部51-2及び大径捕集部51-3に、前記と同様の短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板とで構成された放電電極51-2A-1、51-3A-1を配置して構成したものである。
中径捕集部51-2の中径捕集管51-2A内に配置される放電電極51-2A-1は、主電極(電極棒)52の外周に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置した長さHが10~30mmの短尺の放電電極針51-2A-1cを有する半径Rが300mmの放電電極支持筒51-2A-1dとからなり、該放電電極支持筒51-2A-1dは複数のステー51-2A-1eを介して当該主電極52と同心に取着して構成されている。放電電極針51-2A-1cの先端と中径捕集管51-2Aの捕集壁面(内壁面)までの距離Wは、30~70mmである。
又、大径捕集部51-3の主捕集管51と共通の大径捕集管部51-3Aに配置される放電電極51-3A-1は、前記中径捕集部51-2に配置された放電電極51-2A-1の放電電極支持筒51-2A-1dと同様に、主電極(電極棒)52の外周に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置した長さHが10~30mmの短尺の放電電極針51-3A-1cを有する半径Rが400mmの放電電極支持筒51-3A-1dとからなり、この放電電極支持筒51-3A-1dも複数のステー51-3A-1eを介して当該主電極52と同心に取着して構成されている。放電電極針51-3A-1cの先端と主捕集管51と共通の大径捕集管部51-3Aの捕集壁面(内壁面)までの距離Wは、前記と同様に30~70mmである。
なお、小径捕集部51-1の小径捕集管51-1A内に配置される放電電極51-1A-1は、主電極(電極棒)52の外周に所望の間隔を隔てて放射状に配置した短尺の放電電極針51-1A-1cとから構成されている。
図中、51-4は主電極支持体、51-5は低濃度排ガス導出管、51-6は高濃度排ガス導出部である。
図8に第2実施例(多段型集塵壁構造)として示すディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置は、主捕集管61内に配置する管状捕集モジュールを管状捕集部の上流部側より小径捕集部61-1、中径捕集部61-2、大径捕集部61-3の3段式となしたディーゼルエンジン排ガス処理装置において、小径捕集部61-1、中径捕集部61-2及び大径捕集部61-3に、前記と同様の短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板とで構成された放電電極61-1A-1、61-2A-1、61-3A-1を配置して構成したものである。ここで、小径捕集部61-1の小径捕集管61-1A内に配置される放電電極61-1A-1は、前記と同様の構成を有する放電電極と同様、主電極(電極棒)62の外周に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置した長さHが10~30mmの短尺の放電電極針61-1A-1cを有する半径Rが200mmの放電電極支持筒61-1A-1dとからなり、かつ該放電電極支持筒61-1A-1dは上流側開口端部に、当該放電電極支持筒内への排ガスの流入を阻止するための円錐状蓋部61-1A-1d´を形成して当該端部を閉塞し、複数のステー61-1A-1eを介して当該主電極62と同心に取着して構成されている。放電電極針61-2A-1cの先端と小径捕集管61-1Aの捕集壁面(内壁面)までの距離Wは、30~70mmである。なお、前記閉塞部を円錐状蓋部で構成したのは、捕集管61内の排ガスの流れを抵抗なくスムーズにするためである。
又、中径捕集部61-2の中径捕集管61-2A内に配置される放電電極61-2A-1は、主電極(電極棒)62の外周に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置した短尺の放電電極針61-2A-1cを有する放電電極支持筒61-2A-1dとからなり、前記放電電極支持筒61-2A-1dは上流側端部に截頭円錐状部を61-2A-1d´を有し、複数のステー61-2A-1eを介して当該主電極62と同心に取着して構成されている。
さらに、大径捕集部61-3の大径捕集管部61-3A内に配置される放電電極61-3A-1は、前記中径捕集部61-2に配置された放電電極61-2A-1の放電電極支持筒61-2A-1dと同様に、主電極(電極棒)62の外周に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置した短尺の放電電極針61-3A-1cを有する放電電極支持筒61-3A-1dとからなり、この放電電極支持筒61-3A-1dも前記中径捕集部61-2の放電電極支持筒61-2A-1dと同様に上流側端部に截頭円錐状部を61-3A-1d´を有し、複数のステー61-3A-1eを介して当該主電極62と同心に取着して構成されている。
図中、61-4は主電極支持体、61-5は低濃度排ガス導出管、61-6は高濃度排ガス導出部である。
図9に第3実施例(多段型集塵壁構造)として示すディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置は、前記図8に示す第2実施例のディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の小径捕集部61-1に、さらに小径捕集管71-1Aと主捕集管71の間に、内外両面に短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板からなる放電電極71-4A-1を有する放電電極支持筒71-4A-1dを設けた以外は、前記第2実施例と同様の構成を有するディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置である。
即ち、この装置は、主捕集管71内に配置する管状捕集モジュールを管状捕集部の上流部側より小径捕集部71-1、中径捕集部71-2、大径捕集部71-3の3段式となしたディーゼルエンジン排ガス処理装置において、小径捕集部71-1、中径捕集部71-2及び大径捕集部71-3に、前記と同様の短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板とで構成された放電電極71-1A-1、71-2A-1、71-3A-1を配置して構成したものである。ここで、小径捕集部71-1の小径捕集管71-1A内に配置される放電電極71-1A-1は、前記と同様の構成を有する放電電極と同様、主電極(電極棒)72の外周に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置した長さHが10~30mmの短尺の放電電極針71-1A-1cを有する半径Rが200mmの放電電極支持筒71-1A-1dとからなり、かつ該放電電極支持筒71-1A-1dは上流側開口端部に、当該放電電極支持筒内への排ガスの流入を阻止するための円錐状蓋部71-1A-1d´を形成して当該端部を閉塞し、複数のステー71-1A-1eを介して当該主電極72と同心に取着して構成されている。放電電極針71-1A-1cの先端と小径捕集管71-1Aの捕集壁面(内壁面)までの距離Wは、30~70mmである。そして、本装置はさらに、小径捕集管71-1Aと主捕集管71の間に、内外両面に短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板からなる放電電極71-4A-1を有する放電電極支持筒71-4A-1dをステー71-4A-1eを介して当該主電極72と同心に取着している。なお、小径捕集管71-1Aと主捕集管71の間にこの放電電極支持筒71-4A-1dを設けるのは、小径捕集管71-1Aより外方の排ガス流に小径捕集部71-1と中径捕集部71-2及び又は大径捕集部71-3との少なくとも合計2回(小径捕集管71-1Aと放電電極支持筒71-4A-1dの間を通り且つ中径捕集管71-2A内を通る排気ガスは3回)の帯電・捕集を繰り返させてPMの塊状化・濃縮・分離をさらに促進するためである。
即ち、この装置は、主捕集管71内に配置する管状捕集モジュールを管状捕集部の上流部側より小径捕集部71-1、中径捕集部71-2、大径捕集部71-3の3段式となしたディーゼルエンジン排ガス処理装置において、小径捕集部71-1、中径捕集部71-2及び大径捕集部71-3に、前記と同様の短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板とで構成された放電電極71-1A-1、71-2A-1、71-3A-1を配置して構成したものである。ここで、小径捕集部71-1の小径捕集管71-1A内に配置される放電電極71-1A-1は、前記と同様の構成を有する放電電極と同様、主電極(電極棒)72の外周に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置した長さHが10~30mmの短尺の放電電極針71-1A-1cを有する半径Rが200mmの放電電極支持筒71-1A-1dとからなり、かつ該放電電極支持筒71-1A-1dは上流側開口端部に、当該放電電極支持筒内への排ガスの流入を阻止するための円錐状蓋部71-1A-1d´を形成して当該端部を閉塞し、複数のステー71-1A-1eを介して当該主電極72と同心に取着して構成されている。放電電極針71-1A-1cの先端と小径捕集管71-1Aの捕集壁面(内壁面)までの距離Wは、30~70mmである。そして、本装置はさらに、小径捕集管71-1Aと主捕集管71の間に、内外両面に短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板からなる放電電極71-4A-1を有する放電電極支持筒71-4A-1dをステー71-4A-1eを介して当該主電極72と同心に取着している。なお、小径捕集管71-1Aと主捕集管71の間にこの放電電極支持筒71-4A-1dを設けるのは、小径捕集管71-1Aより外方の排ガス流に小径捕集部71-1と中径捕集部71-2及び又は大径捕集部71-3との少なくとも合計2回(小径捕集管71-1Aと放電電極支持筒71-4A-1dの間を通り且つ中径捕集管71-2A内を通る排気ガスは3回)の帯電・捕集を繰り返させてPMの塊状化・濃縮・分離をさらに促進するためである。
又、中径捕集部71-2の中径捕集管71-2A内に配置される放電電極71-2A-1は、主電極(電極棒)72の外周に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置した長さHが10~30mmの短尺の放電電極針71-2A-1cを有する半径Rが300mmの放電電極支持筒71-2A-1dとからなり、前記放電電極支持筒71-2A-1dは上流側端部に截頭円錐状部を71-2A-1d´を有し、複数のステー71-2A-1eを介して当該主電極72と同心に取着して構成されている。
さらに、大径捕集部71-3の大径捕集管部71-3A内に配置される放電電極71-3A-1は、前記中径捕集部71-2に配置された放電電極71-2A-1の放電電極支持筒71-2A-1dと同様に、主電極(電極棒)72の外周に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置した長さHが10~30mmの短尺の放電電極針71-3A-1cを有する半径Rが400mmの放電電極支持筒71-3A-1dとからなり、この放電電極支持筒71-3A-1dも前記中径捕集部71-2の放電電極支持筒71-2A-1dと同様に上流側端部に截頭円錐状部を71-3A-1d´を有し、複数のステー71-3A-1eを介して当該主電極72と同心に取着して構成されている。
図中、71-4は主電極支持体、71-5は低濃度排ガス導出管、71-6は高濃度排ガス導出部である。
なお、上記した本発明の、管軸方向に短寸で径の異なる管状捕集モジュールが複数段に配置された多段方式ディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の放電電極、即ち、主電極の外周にステーを介して取着された円筒状の放電電極支持筒と、該放電電極支持筒の表面に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置された短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板とで構成される放電電極は、当該ディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の規模、あるいは主捕集管の大きさ(管径等)、主電極の断面形状や直径等に応じて、その放電電極支持筒、放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板の断面形状や大きさ等を選択して製作することはいうまでもない。
1、51-1A-1、51-2A-1、51-3A-1、61-1A-1、61-2A-1、61-3A-1、71-1A-1、71-2A-1、71-3A-1、71-4A-1 放電電極
2、52、62、72 主電極(電極棒)
3、51-2A-1d、51-3A-1d、61-1A-1d、61-2A-1d、61-3A-1d、71-1A-1d、71-2A-1d、71-3A-1d、71-4A-1d 円筒状の放電電極支持筒
5、51-2A-1e、51-3A-1e、61-1A-1e、61-2A-1e、61-3A-1e、71-2A-1e、71-3A-1e、71-4A-1e ステー
6、51-1A-1c、51-2A-1c、51-3A-1c、61-1A-1c、61-2A-1c、61-3A-1c、71-1A-1c、71-2A-1c、71-3A-1c 放電電極針
7 捕集管
16 コーンエッジリング放電電極
16-1 リング状エッジ部
26 コーンエッジリング放電電極
26-1 リング状エッジ部
26-2 リーク孔
36 コーンエッジリング放電電極
36-1 リング状エッジ部
36-2 リーク孔
46 筒形エッジリング形放電電極
46-1 筒体部
46-2 エッジリング部
46-3 リング状エッジ部
51、61、71 主捕集管
51-1、61-1、71-1 小径捕集部
51-1A、61-1A、71-1A 小径捕集管
51-2、61-2、71-2 中径捕集部
51-2A、61-2A、71-2A 中径捕集管
51-3、61-3、71-3 大径捕集部
51-3A、61-3A、71-3A 大径捕集管部
51-4、61-4、71-4 主電極支持体
51-5、61-5、71-5 低濃度排ガス導出管
51-6、61-6、71-6 高濃度排ガス導出部
61-1A-1d´、71-1A-1d´ 円錐状蓋部
61-2A-1d´、61-3A-1d´、71-2A-1d´、71-3A-1d´ 截頭円錐状部
S 放電電極針先端の軸心方向間隔
L 放電電極針先端の周方向間隔
H 放電電極針の長さ
W 放電電極針先端と捕集壁面までの距離
R 放電電極支持筒の半径
2、52、62、72 主電極(電極棒)
3、51-2A-1d、51-3A-1d、61-1A-1d、61-2A-1d、61-3A-1d、71-1A-1d、71-2A-1d、71-3A-1d、71-4A-1d 円筒状の放電電極支持筒
5、51-2A-1e、51-3A-1e、61-1A-1e、61-2A-1e、61-3A-1e、71-2A-1e、71-3A-1e、71-4A-1e ステー
6、51-1A-1c、51-2A-1c、51-3A-1c、61-1A-1c、61-2A-1c、61-3A-1c、71-1A-1c、71-2A-1c、71-3A-1c 放電電極針
7 捕集管
16 コーンエッジリング放電電極
16-1 リング状エッジ部
26 コーンエッジリング放電電極
26-1 リング状エッジ部
26-2 リーク孔
36 コーンエッジリング放電電極
36-1 リング状エッジ部
36-2 リーク孔
46 筒形エッジリング形放電電極
46-1 筒体部
46-2 エッジリング部
46-3 リング状エッジ部
51、61、71 主捕集管
51-1、61-1、71-1 小径捕集部
51-1A、61-1A、71-1A 小径捕集管
51-2、61-2、71-2 中径捕集部
51-2A、61-2A、71-2A 中径捕集管
51-3、61-3、71-3 大径捕集部
51-3A、61-3A、71-3A 大径捕集管部
51-4、61-4、71-4 主電極支持体
51-5、61-5、71-5 低濃度排ガス導出管
51-6、61-6、71-6 高濃度排ガス導出部
61-1A-1d´、71-1A-1d´ 円錐状蓋部
61-2A-1d´、61-3A-1d´、71-2A-1d´、71-3A-1d´ 截頭円錐状部
S 放電電極針先端の軸心方向間隔
L 放電電極針先端の周方向間隔
H 放電電極針の長さ
W 放電電極針先端と捕集壁面までの距離
R 放電電極支持筒の半径
Claims (4)
- 重油を使用するディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる粒状物質に帯電させる放電電極、及び帯電された前記粒状物質を捕集する集塵電極を構成する所定長さの管状捕集部を有し、かつ前記放電電極は管状捕集部内に管軸方向に配設された主電極と該主電極に配設された放射状に突出する電極とによって構成された電気集塵手段を備え、前記放電電極及び集塵電極である単一径で所定長さの主捕集管よりなる管状捕集部に、軸方向に短寸で径の異なる管状捕集モジュールを複数段に配置したディーゼルエンジン排ガス処理装置の放電電極であって、前記複数段に配置した管状捕集モジュールの少なくとも一つの管状捕集モジュールの放電電極が主電極の外周にステーを介して取着された同主電極と同心円筒状の放電電極支持筒と、該放電電極支持筒の表面に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置された短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板とで構成され、かつ前記短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板の径方向長さが10~30mm、当該放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板の先端と捕集壁面との間隔が30~70mmとなし、前記管状捕集部の最上流の管状捕集モジュールの前記放電電極支持筒の上流側開口端部が閉塞されていることを特徴とするディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の放電電極。
- 重油を使用するディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる粒状物質に帯電させる放電電極、及び帯電された前記粒状物質を捕集する集塵電極を構成する所定長さの管状捕集部を有し、かつ前記放電電極は管状捕集部内に管軸方向に配設された主電極と該主電極に配設された放射状に突出する電極とによって構成された電気集塵手段を備え、前記放電電極及び集塵電極である単一径で所定長さの主捕集管よりなる管状捕集部に、軸方向に短寸で径の異なる管状捕集モジュールを当該管状捕集部の上流部側より小径捕集部、中径捕集部、大径捕集部と3段に配置したディーゼルエンジン排ガス処理装置の放電電極であって、前記3段に配置した管状捕集モジュールの放電電極が主電極の外周にステーを介して取着された同主電極と同心円筒状の放電電極支持筒と、該放電電極支持筒の表面に周方向及び管軸方向に所望の間隔を隔てて放射状に配置された短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板とで構成され、かつ前記短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板の径方向長さが10~30mm、当該放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板の先端と捕集壁面との間隔が30~70mmとなし、前記管状捕集部の最上流の管状捕集モジュールの前記放電電極支持筒の上流側開口端部が閉塞されていることを特徴とするディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の放電電極。
- 前記複数段もしくは3段に配置する管状捕集モジュールの少なくとも一つの管状捕集モジュールは、放電電極と主捕集管よりなる集塵電極とで構成することを特徴とする請求項1又は2に記載のディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の放電電極。
- 前記放電電極支持筒の外周に放射状に設ける短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板は、コーンエッジリングあるいは筒形エッジリングで構成されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の放電電極。
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