JP5898566B2 - 湿式電気集塵機の電極カバー装置 - Google Patents

Description

本発明は、湿式電気集塵機の電極カバー装置に関し、特に、電極のカバー構造部の隙間を無くし、水の回り込みによる異常放電を防止できるようにした湿式電気集塵機の電極カバー装置に関するものである。

湿式電気集塵機は、排ガス中の汚染粒子（ダストミスト）を除去するために使用される。この湿式電気集塵機は、排ガス中の汚染粒子を帯電させる放電部と、放電部で帯電された汚染粒子を除去するための集塵電極とを備え、前記汚染粒子を集塵電極近傍に散布した水に捕捉させるものである。

図５は、湿式電気集塵機の従来例を示す。図５中、１は円筒形のケーシングであって、ケーシング１の側壁内面には、集塵電極３０が配設されている。

ケーシング１の中心線Ｃ部分には、放電部たる放電電極４が設けられ、放電電極４の上部は、ステンレス製の電極固定具 （以下「電極固定具」という。）５により吊持されている。電極固定具５は、合成樹脂（ポリプロピレン等）製の電極カバー５６及び絶縁ガラス板（絶縁部材）２１を貫通し、電極固定具５の上部外周の所定領域には、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、以下「ＰＴＦＥ」という。）製のスリーブ７が装着されている。

次に、電極カバー５６の構造について説明する。電極カバー５６は、排気室１０を有し、円形の下底部３１と短筒状の上蓋部１３を備えている。

ケーシング１の側壁上部には水導入口１４が設けられている。この水導入口１４から集塵電極３０の表面近傍に水（スクラバ水）Ｗを霧状又はカーテン状に散布できるようになっている。

下底部３１の上側には上蓋部１３が連設され、該上蓋部１３と下底部３１とにより排気室１０が形成されている。該排気室１０とケーシング１内のガス処理室１６とは、下底部３１に開穿した連通口１７を介して連絡されている。

また、上蓋部１３の側面には排気口１８が形成されている。従って、ケーシング１内のガス処理室１６で浄化された排ガスＧは、連通口１７を経由して排気室１０に導入された後、排気口１８から配管（図示せず）を経て大気へ放出されるようになっている。

さらに、下底部３１下面における電極固定具５と対応する箇所には、円形の絶縁ガラス板２１が固設されている。

図６に示すように、絶縁ガラス板２１の下面側にはガラスシリンダー２４が固設され、ガラスシリンダー２４の内側にはＰＴＦＥ製のディスク２５が固着されている。該ディスク２５は、絶縁ガラス板２１に形成された電極固定具貫通用の孔部２６の下側に配設されている。又、前記電極固定具５に装着したスリーブ７の下端側は、プレート部２７により形成され、プレート部２７に下面は絶縁ガラス板２１に面接触している。

上記構造において、ケーシング１内のガス処理室１６を上昇する排ガスＧ中の汚染粒子は、放電電極４からのコロナ放電により荷電され、集塵電極３０側に移動する。移動した汚染粒子は、水導入口１４から散布された霧状又はカーテン状の水Ｗに接触して捕捉される。

これにより、排ガスＧ中の汚染粒子が除去される。処理された排ガスＧは、ガス処理
室１６から連通口１７を経過して排気室１０に導入され、この後、排気口１８から配管を介して大気中に放出される（例えば、特許文献１参照）。

実用新案登録第３００１８２２号 特許第３６１７３０５号

上記従来例では、放電電極からの異常放電の発生を防止するための手段として、放電電極の上方構造部周囲に一定距離おいて絶縁部材（絶縁ガラス板）を設置することが一般的である。しかし、絶縁部材と電極カバーの構造部との間には僅かな隙間があるため、該隙間から水がケーシング内に侵入する。

特に、電極固定具と絶縁ガラス板との間の隙間からガラスシリンダー内に水が浸入し、この水を介して異常放電、即ち、放電電極にショートやスパークを発生させ、放電電極の機能劣化や周辺部品（絶縁部材やシール部材等）の破損を誘発させると云う問題があった。

また、ケーシング内に流入した水の一部は、ガラスシリンダーの外周面に沿って下降し、放電電極側に水滴となって落下する。そして、この水は放電電極近傍に回り込んで、異常放電を誘発させると云う問題もあった。

前記問題を解決するために、前記電極の上部に傾斜板を設けたものが知られている（特許文献２参照）。これによれば、前記電極の上方から水を取り入れるタイプのものでは、傾斜板により当該電極近傍への水の回り込みを防止する効果が期待しうる。しかし、前記電極の側方から水を取り入れるタイプのものは、側方又は下方から水が該電極近傍に回り込むため適用し難い。特に、前記側方から取り込んだ水がガラスシリンダーの外周面に付着し、該外周面を落下して水滴となり、この水滴を介して異常放電を発生させることとなる。

又、前記傾斜板設置方式は、該電極の数が増加すると、傾斜板の数もそれに応じて増加する。このため、前記電極を含む電極カバー装置全体の形状・構造が複雑となるとともに、該装置の製作費も高騰する。

そこで、傾斜板を設けることなく、簡単な構造で前記電極への水の回り込みによる異常放電を防止できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、放電電極と集塵電極を内包するケーシングの上部に被着された電極カバー装置であって、該電極カバー装置の下面側に、電極固定具が貫通する孔部を有する絶縁部材が固着され、前記絶縁部材の下面に合成樹脂製のディスクシリンダーを固設し、該ディスクシリンダーは、前記電極固定具が密嵌して貫通する内筒と該内筒の外面に一体に形成された上面部を有する外筒とから成り、前記内筒の上部は前記絶縁部材の前記孔部に密嵌して装着されて、前記絶縁部材と前記電極固定具の間に隙間が生じないように構成したことを特徴とする湿式電気集塵機の電極カバー装置を提供する。

従来構造では、放電電極の電極固定具と絶縁部材の孔部との間の隙間を水が通過して、ガラスシリンダー内に侵入する欠点があったが、本発明によれば、電極固定具が密嵌貫通する内筒の上部は、絶縁部材の孔部に密嵌して装着されている。依って、水がケーシング側へ下降する隙間が無くなり、特に、放電電極の上方に位置するディスクシリンダー内へ水が侵入する虞がなくなる。

請求項２記載の発明は、上記ディスクシリンダーの外周面には適宜数のフィンが設けられていることを特徴とする請求項１記載の湿式電気集塵機の電極カバー装置を提供する。

この構成によれば、ディスクシリンダーの外周面にフィンを設けたことにより、水がディスクシリンダー外周面に付着し落下した場合でも、下記の理由により、異常放電の発生のリスクを低減する。

即ち、ディスクシリンダー外周面に付着した水は、フィンから水滴となって不連続に落下するが、水がディスクシリンダー外周面に沿って移動する距離が長くなることと、フィンの突出長さの分だけ放電電極に対して離反した地点を落下し、空間放電距離が長くなることから、異常放電の発生リスクが効果的に低減する。

請求項３記載の発明は、上記ディスクシリンダーの外径は、該ディスクシリンダー外周面から落下する水を介して異常放電を発生させないように、所定値以上の大きさに設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の湿式電気集塵機の電極カバー装置を提供する。

この構成によれば、ディスクシリンダーの外径を所定値以上に設定することで、ディスクシリンダー外周面から落下する水滴は、放電電極から所定距離だけ離反した側方地点を下降することとなる。そのため、水滴を介する異常放電発生のリスクが低減する。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の湿式電気集塵機の電極カバー装置を備えたことを特徴とする湿式電気集塵機を提供する。

請求項１記載の発明は、簡単な構造でありながら、内外同芯円筒２重構造型のディスクシリンダーにより、水がケーシング側へ下降する隙間を無くしたことによって、放電電極近傍に水が回り込むことを防止することができる。

殊に、ディスクシリンダー内へ水が侵入する虞がなくなるので、侵入水に起因する異常放電を効果的に抑制でき、以って、異常放電による電極や周辺部品の機能劣化若しくは破損を防止して、該部品の寿命を長くすることができる。

また、本発明は、絶縁部材の下面側にディスクシリンダーを固設する構造であるので、上記電極の上方又は側方から水を取り込む方式のいずれの場合でも、或いは、放電電極の数が単数若しくは複数のいずれの場合でも容易に実用化して、優れた異常放電防止効果を得ることができる。

また、本発明は、放電電極の数が増加しても、ディスクシリンダーの数を増加させる必要がないので、傾斜板設置型の従来例に比し、形状を複雑化させることがなく、構造がシンプルであり、安価に製作できるメリットを有する。

請求項２記載の発明は、ディスクシリンダーの外周面に付着した水は、フィンを伝わって不連続の水滴となって落下するが、その際、空間放電距離が延長するので、請求項１記載の発明の効果に加えて、異常放電の発生リスクを効果的に低減させることができる。従って、電極の側方から水を取り入れるタイプのものにおいても、水を介する電極のショートやスパークを一層確実に防止することができる。

請求項３記載の発明は、ディスクシリンダーの外径を所定値以上に設定することにより、異常放電の発生リスクを低減できるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、ディスクシリンダーの構造がシンプルでありながら、電極のショートやスパークの発生を一層確実に防止することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の湿式電気集塵機の電極カバー装置を備えたことを特徴とする湿式電気集塵機を提供することが出来る。

本発明の一実施例に係る湿式電気集塵機の全体の内部構造を示す説明図。 本発明の一実施例に係る湿式電気集塵機の断面構造を示す説明図。 図２のＡ部分の具体例を示す詳細図。 図２のＡ部分の他の具体例（フィン付ディスクシリンダー）を示す詳細図。 従来例に係る湿式電気集塵機の断面構造を示す説明図。 図５のＡ部分の具体例を示す詳細図。

本発明は、簡単な構造でありながら、電極への水の回り込みによる異常放電を防止するという目的を達成するために、放電電極と集塵電極を内包するケーシングの上部に被着された電極カバー装置であって、該電極カバー装置の下面側に、電極固定具が貫通する孔部を有する絶縁部材が固着され、前記絶縁部材の下面に合成樹脂製のディスクシリンダーを固設し、該ディスクシリンダーは、前記電極固定具が密嵌して貫通する内筒と該内筒の外面に一体に形成された上面部を有する外筒とから成り、前記内筒の上部は前記絶縁部材の前記孔部に密嵌して装着されて、前記絶縁部材と電極固定具の間に隙間が生じないように構成したことを特徴とする。

本発明は、従来例に係るガラスシリンダー、ＰＴＦＥ製ディスク及びＰＴＦＥ製スリーブを１個のＰＴＦＥ製ディスクシリンダーに一体成型したことにより、ディスクシリンダー内へ水が侵入する隙間を無くし、以って、水を介する異常放電の発生を防止することができる。

本発明は従来構造と異なり、水が浸入する前記隙間を無くしたことにより、作業者による電極カバー部のシール塗布品質のバラツキを無くし、ディスクシリンダーは消耗品として定期交換することができる。

更に、ＰＴＦＥ製ディスクシリンダーの外周面にＰＴＦＥ製フィンを一体に突設して空間放電距離を長くすることによって、ディスクシリンダーの外周面に付着した水が放電電極側に落下しても、水による異常放電の発生リスクが効果的に低減する。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図１乃至図４に従って説明する。本実施の形態は、半導体製造工程などで排出されるガス中の汚染粒子を処理水で捕集する除害装置に適用したものである。

例えば、半導体製造工程のＣＶＤ装置では、Ｓｉ膜を生成するための真空チャンバ内でＳｉＨ_４等のプロセスガスを使用し、ＣｌＦ_３等のクリーニングガスも使用する。これらのガスは真空チャンバに接続された真空ポンプによって外部に排気されるため、真空ポンプの排気側には除害装置が接続される。

上流側に燃焼装置を備えた除害装置では、上記ガスは真空ポンプによって外部に排気されるため、真空ポンプの排気側には、上記ガスを燃焼装置の燃焼炉で燃焼分解している。

そして、燃焼分解によって生じた排ガスＧは、図１に例示すように、トランスファーチューブ４４を通じて、図２に示すように、集塵電極３０と放電電極４が内部に配設された湿式電気集塵機のケーシング１内のガス処理室（図２の符号１６参照）に導入される。

ガス処理室１６では、図２に例示する水導入口１４から水Ｗを集塵電極３０の表面近辺に散布し、散布された水Ｗで排ガスＧ中の汚染粒子を捕集するようにしている。ガス処理室１６において、汚染粒子を捕集した水Ｗは、ガス処理室１６の底部からドレインタンク４３に流入する。尚、図１中、５４は水循環ポンプである。

このように排ガス中の汚染粒子は、湿式電気集塵機によって除去される。この湿式電気集塵機は、排ガス中の汚染粒子を帯電させる単数又は複数の放電部（放電電極）と、該放電部で帯電された汚染粒子を電気的に吸引捕集するための集塵電極とを備える。

図２乃至図４は、本発明に係る湿式電気集塵機の具体的構成例を示す。尚、図５及び図６で示した従来例と同一の構成要素については、それと同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

本実施例は、放電電極４と集塵電極３０が内部に設けられたケーシング１の上部に被着された電極カバー６の下面側に絶縁ガラス板２１を設けるとともに、絶縁ガラス板２１の下面に、内外同芯円筒２重構造タイプのＰＴＦＥ製のディスクシリンダー３３を固設し、電極固定具５が密嵌貫通する内筒３４上部を絶縁ガラス板２１の孔部２６に密嵌装着して、絶縁ガラス板２１と電極固定具５との間の隙間を無くし、特にディスクシリンダー３３内に水が浸入しないように構成したことを要旨とする。

図３は、図２のＡ部を示す詳細図である。図３に示すように、絶縁ガラス板２１の下面には、撥水性の高いＰＴＦＥ製の上底筒状のディスクシリンダー３３が固設されている。このディスクシリンダー３３は、電極固定具５と絶縁ガラス板２１の間から水がケーシング１側に侵入しないようにするものである。

ディスクシリンダー３３は内外同芯円筒２重構造に形成され、ディスクシリンダー３３の内側中心部に上下端開口形状の内筒３４を有している。また、内筒３４の内側には電極固定具５が気密に嵌合して貫通しており、そのため、内筒３４と電極固定具の間からは、水が通過できないように構成されている。

内筒３４の上部は、ディスクシリンダー３３の上面から上方に突出し、この突出長さは絶縁ガラス板２１の厚さと同等に設定されている。また、内筒３４の突出部は、絶縁ガラス板２１に形成した孔部２６に気密に嵌合して装着されており、そのため、内筒３４と絶縁ガラス板２１の孔部２６との間からは、水が通過できないように構成されている。

さらに、内筒３４の外面中間部には外筒３５の上端部が一体化して連設され、外筒３５は上底形状に形成されている。この外筒３５と内筒３４は互いに同芯状に配置され、外筒３５の軸方向の長さは内筒３４のそれよりも長く、外筒３５の下端は内筒３４の下端よりも所定寸法だけ下方に位置している。

上記の構成において、電極固定具５が貫通する内筒３４及び絶縁ガラス板２１の孔部２６周辺は、これらの間において、水の浸入する隙間が生じないように構成されている。その結果、電極カバー６の底面プレート部１１と絶縁ガラス板２１の孔部２６付近まで水が浸入していても、この水がディスクシリンダー３３の内側に侵入することが阻止される。依って、放電電極４近辺に水が回り込む虞がないので、水を介する異常放電の発生を防止して、放電電極４におけるショートやスパークの発生を未然に抑制することができる。

本実施例においては、ディスクシリンダー３３の外筒３５の外径は、所定値以上の大きさに設定することができる。具体的には、外筒３５の外周面から落下する水が、放電電極４に対して異常放電しない遠い距離の側方地点を下降するように、所定値以上の大きさに設定することができる。

このように外筒３５の外径を寸法設定することにより、ケーシング１内に取り込まれた霧状又はカーテン状の水が外筒３５の外周面に付着して、放電電極４側に水滴となって落
下しても、空間放電距離が長くなるので、水滴を介する異常放電が抑制される。従って、簡単な構造でありながら、異常放電発生のリスクを未然に回避して、異常放電による部品（電極、シール部材、絶縁部材等を含む）の損傷、機能低下が防止される。

又、図４は図３とは別異の構成例を示す。図４に示すように、ＰＴＦＥ製のディスクシリンダー３３の外筒３５の外周面に、複数のＰＴＦＥ製のフィン（リブ）３６を一体に形成し、これらフィン３６が互いに上下に所定間隔を有するように設けることもできる。

この場合、外筒３５外周面からのフィン３６の突出長さは、該フィン３６の突出端から落下する水が、放電電極４に対して異常放電を生じない側方距離の地点を下降するように、所定値以上の大きさに設定することができる。

このように、外筒３５の外周面にフィン３６を形成すると、水が外筒３５の外周面に付着しても、フィン３６の突出長さ分だけ、ディスクシリンダー３３の外周面に沿って水の移動する距離が長くなり、加えて、水がフィン３６の突出端から水滴となって不連続に落下した際に、フィンの突出長さの分だけ、放電電極４に対して遠くに離れた側方地点を水が下降する。その結果、水滴を介する異常放電の発生リスクが低減することとなる。

上記実施例では、放電電極４が１本の場合で説明したが、放電電極４が複数設置されていても良い。

叙上の如く本発明によると、電極固定具が密嵌貫通する内筒の上部は、絶縁部材の孔部に密嵌して装着したことにより、従来構造とは異なり、ディスクシリンダー内へ水を浸入させる隙間が無くなる。その結果、水を介する異常放電の発生を阻止できる。斯くして、異常放電による電極、絶縁部材やシール部材を含む周辺部品の破損、機能劣化を未然に防止して、該部品の寿命性が向上する。

また、絶縁部材の下面側にディスクシリンダーを固設するだけの簡単な構造でありながら、放電電極の数が単数若しくは複数のいずれの場合でも容易に適用でき、以って、異常放電防止効果を著大に発揮して、水による電極のショートやスパークを防止することができる。

さらに、放電電極の数が増加しても、１つの電極固定具を複数の放電電極に接続すればよいので、電極固定具が通過する絶縁部材下面に固着したディスクシリンダーは、その数を増加させる必要はない。依って、傾斜板設置型の従来例に比し、形状・構造を複雑化させることなく、安価に製作することができる。

ディスクシリンダーの外周面に複数のフィンを上下に隔てて設けたものでは、電極の上方若しくは側方から水を霧状又はカーテン状に取り入れる何れのタイプのものにも有効に適用できる。

例えば、ディスクシリンダー外周面に付着した水は、当該外周面に沿って放電電極側に不連続の水滴となって落下することとなるが、この場合、フィンの突出長さの分だけ、ディスクシリンダー外周面に沿って移動する距離が長くなること、並びに、フィンの突出長さの分だけ、放電電極に対して離反した地点にシフトして落下して、空間放電距離が長くなることにより、水滴を介する異常放電の発生リスクを一層効果的に低減させることができる。

また、ディスクシリンダーの外径を所定値以上に設定した場合は、ディスクシリンダー外周面から落下する水滴は、放電電極から所定寸法離反した遠方地点を下降する。そのため、ディスクシリンダーの構造をシンプルに維持しつつ、電極のショートやスパークの発生を効果的に防止できる。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明は、湿式電気集塵機の電極カバー装置以外のカバー構造にも応用することができる。

１ ケーシング
４ 放電電極
５ 電極固定具
６ 電極カバー
１０ 排気室
１３ 上蓋部
１４ 水導入口
１６ ガス処理室
１７ 連通口
１８ 排気口
２１ 絶縁ガラス板（絶縁部材）
２６ 孔部
２７ プレート部
３０ 集塵電極
３１ 下底部
３３ ディスクシリンダー
３４ 内筒
３５ 外筒
３６ フィン（リブ）
５６ 電極カバー
Ｗ 水
Ｇ 排ガス

Claims (4)

1. 放電電極と集塵電極を内包するケーシングの上部に被着された電極カバー装置であって、
   該電極カバー装置の下面側に、電極固定具が貫通する孔部を有する絶縁部材が固着され、
   前記絶縁部材の下面に合成樹脂製のディスクシリンダーを固設し、該ディスクシリンダーは、前記電極固定具が密嵌して貫通する内筒と該内筒の外面に一体に形成された上面部を有する外筒とから成り、
   前記内筒の上部は前記絶縁部材の孔部に密嵌して装着されて、前記絶縁部材と前記電極固定具の間に隙間が生じないように構成したことを特徴とする湿式電気集塵機の電極カバー装置。
2. 上記ディスクシリンダーの外周面には適宜数のフィンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の湿式電気集塵機の電極カバー装置。
3. 上記ディスクシリンダーの外径は、該ディスクシリンダー外周面から落下する水を介して異常放電を発生させないように、所定値以上の大きさに設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の湿式電気集塵機の電極カバー装置。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の湿式電気集塵機の電極カバー装置を備えたことを特徴とする湿式電気集塵機。

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