JP6846596B2

JP6846596B2 - 電気集塵装置

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Publication number: JP6846596B2
Application number: JP2017064394A
Authority: JP
Inventors: 悠気飯塚
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: WO2018179988A1; KR102399657B1; JP2018167137A; KR20190126298A

Description

本発明は、空気中の浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）を捕集する電気集塵装置に関するものである。

従来、この種の電気集塵装置は、帯電部の放電極板に直流高電圧を印加し、コロナを発生させ、帯電部を通過する粉塵を帯電させる。この帯電した粉塵を、直流高電圧を印加する荷電極板と、接地する接地極板とを有する集塵部の強電界により、静電気力で接地極板表面に捕集する技術が広く一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その電気集塵原理について図７、図８を参照しながら説明する。

図７に示すように、電気集塵装置は帯電部２０４と集塵部２０８により構成される。帯電部２０４と集塵部２０８にはそれぞれ高電圧が高圧電源２０３、２０７から供給される。帯電部は放電極板２０２に高電圧が印加され接地極板２０１との空間にコロナ放電（図示せず）が発生する。このコロナにより発生したイオンが、空間中の粉塵に電荷を与え、粉塵は帯電される。帯電した粉塵は風下の集塵部２０８で荷電極板２０６と接地極板２０５との間で形成される高電界により、静電気力で接地極板２０５の表面に捕集している。このような電気集塵装置帯電部の放電極板２０２には、複数のトゲ状突起２０２ｂが形成されており、前記トゲ状突起２０２ｂによって電界を強くすることで効率よくコロナ放電を発生させ、集塵性能を向上させている。

特開２００２−１９２０１４号公報

このような従来の電気集塵装置は、長期間使用すると放電極板のトゲ状突起のトゲ先端が徐々に減肉し、丸くなっていくことがわかっている（図８参照）。トゲ先端が丸くなると、放電により生じる電界が弱くなり、集塵性能が低下するという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、放電極板のトゲ先端が減肉し、丸くなっても集塵性能が低下しない電気集塵装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明に係る電気集塵装置は、複数の接地極板と複数の放電極板を交互に平行に配置した帯電部を有し、前記放電極板は、風上側または／および風下側の端部にコロナ放電用のトゲ状突起を有し、前記トゲ状突起において、突出した部分に開口部を有することを特徴としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、前記放電極板は、風上側または／および風下側の端部にコロナ放電用のトゲ状突起を有し、前記トゲ状突起において、突出した部分に開口部を有するという構成により、前記トゲ状突起が減肉し、丸くなると、トゲ状突起の外周と開口部がつながって新たなトゲ先端が生成され、集塵性能の低下を抑制するという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の電気集塵装置の構成を示す説明図本発明の実施の形態１の帯電部の構成を示す拡大図本発明の実施の形態１の放電極板の動作を示す拡大図本発明の実施の形態２の放電極板の動作を示す拡大図本発明の実施の形態３の放電極板の動作を示す拡大図本発明の実施の形態４の放電極板の動作を示す拡大図従来の電気集塵装置の構成を示す説明図従来の放電極板の動作を示す拡大図

本発明に係る電気集塵装置は、複数の接地極板と複数の放電極板を交互に平行に配置した帯電部を有し、前記放電極板は、風上側または／および風下側の端部にコロナ放電用のトゲ状突起を有し、前記トゲ状突起において、突出した部分に開口部を有するものであり、前記トゲ状突起の先端が減肉し、丸くなると、トゲ状突起の外周と開口部がつながって新たなトゲ先端が生成され、集塵性能の低下を抑制するという効果を得ることができる。

また、前記開口部は、円形としてもよい。あるいは、前記開口部は、前記トゲ状突起の先端側を円弧状としてもよい。これにより、トゲ状突起の先端が丸くなり、トゲ状突起の外周と開口部とがつながったとき、生成される新たなトゲ先端が鋭利な形状となり、集塵性能の低下を抑制するという効果を得ることができる。

また、前記開口部は、１つの前記トゲ状突起あたり２ヶ所設け、１つの前記トゲ状突起において、トゲ先端と２つの前記開口部との最小距離が等しいという構成にしても良い。これにより、トゲ状突起の先端が丸くなり、トゲ状突起の外周と開口部とがつながったとき、生成される新たなトゲ先端が３箇所になるので、集塵性能の低下を抑制するという効果を得ることができる。

また、前記開口部は、三角形状とし、前記開口部の一辺は、風向きに直交するとともにトゲ先端側に位置したという構成にしても良い。これにより、これにより、トゲ状突起の先端が丸くなり、トゲ状突起の外周と開口部とがつながったとき、生成される新たなトゲ先端部分は、新たな三角形状となり、集塵性能の低下を抑制するという効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
最初に、図１および図２を用いて本実施の形態に係る電気集塵装置１の構成と動作について説明する。なお、図１は、本発明の実施の形態１の電気集塵装置１の構成を示す説明図であり、図２は、本発明の実施の形態１の帯電部２の構成を示す拡大図である。

電気集塵装置１は、風向き９の流路上流側の帯電部２と、流路下流側の集塵部３から構成される。帯電部２は、放電極板４と帯電部接地極板５を交互に間隔をあけて平行に並設している構造となっている。集塵部３は、荷電極板６と集塵部接地極板７を交互に間隔をあけて平行に並設した構成となっている。放電極板４には、風向き９の上流端辺と下流端辺に複数のトゲ状突起８が形成されている。トゲ状突起８は１つ以上の開口１０を有している。開口１０は、図３に示すように、トゲ先端側を円弧状とした長孔形状である。開口１０は、風向き９に平行でトゲ先端を通る直線に対し、線対称となるように配置する。また、開口１０は、トゲ状突起８として突出した部分に開口部分を配置する。開口１０とトゲ先端との距離は短いほうが、後述する新たなトゲ先端を生成するまでの期間が短くなるが、放電極板４を成形する際の設計条件で決められることになる。

なお、本実施の形態では、帯電部２とは別に集塵部３を設けた２段式の電気集塵装置の場合で説明するが、帯電部２と集塵部３を共通化した１段式電気集塵装置であってもよい。また、トゲ状突起８は、放電極板４の上流端辺、下流端辺のどちらか一方に設ける構成としても良い。

ここで、電気集塵装置１の動作について説明する。トンネル内の排気ガスは換気ファン（図示せず）により、電気集塵装置１に導かれる。電気集塵装置１では、帯電部２では放電極板４に高電圧を印加することにより、放電極板４と帯電部接地極板５との空間にコロナ放電（図示せず）が発生する。このコロナにより発生したイオンが、空間中の粉塵に電荷を与え、粉塵は帯電される。帯電した粉塵は、集塵部３において、高電圧が印加される荷電極板６と接地した集塵部接地極板７との空間で形成される高電界により、静電気力で集塵部接地極板７の表面に捕集される。放電極板４には、複数のトゲ状突起８が形成されており、トゲ状突起８によって電界を強くすることで効率よくコロナ放電を発生させ、集塵性能を向上させている。

続いて、図３を用いて、本実施の形態における電気集塵装置１の特徴部分について説明する。なお、図３は、本発明の実施の形態１の放電極板４を示す拡大図である。

電気集塵装置１では、放電極板４に高電圧を印加して積極的にコロナ放電を発生させるという性質上、金属の腐食の原因である電池作用を放電極板４に自ら発生させている。また、捕集した浮遊粒子状物質を洗浄する必要があるため、電気集塵装置１は周期的に水洗浄を行っている。すなわち、放電による放出されるイオンの衝撃や、金属の酸化により、放電極板４は腐食（磨耗）が発生しやすくなっていると考えられる。特に電界を集中させているトゲ状突起８は、さらに腐食が発生しやすいと考えられ、長期間使用することでトゲ状突起８のトゲ先端が徐々に減肉し、丸くなっていく。トゲ先端が丸くなると、電界が弱くなり、集塵性能が低下し始める。トゲ状突起８が開口１０まで丸くなり、トゲ状突起８の外周と開口１０とがつながると、第１トゲ状突起８ａと第２トゲ状突起８ｂが新たに生成される。すなわち、第１トゲ状突起８ａと第２トゲ状突起８ｂが新たに生成されることにより帯電部２の電界が強くなる。すなわち、放電極板４と帯電部接地極板５との空間にコロナ放電が発生しやすくなり、空間中の粉塵は帯電されやすくなる。これにより、電気集塵装置１の集塵性能は回復し、トゲ状突起８が丸くなっても集塵性能の低下を抑制することができる。

また、トゲ状突起８の数は２倍になるため、集塵性能の向上も期待できる。

なお、本実施の形態において、開口１０を長孔形状としたが、円形であっても良い。あるいは、楕円形状であっても良い。

（実施の形態２）
図４において、図１から図３と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図４は、本発明の実施の形態２の放電極板４を示す拡大図である。

図４に示すように、トゲ状突起８の開口１０を２つにしてもよい。これにより、トゲ状突起８が２つの開口１０まで丸くなり、トゲ状突起８の外周と２つの開口１０とがつながると、新たに第１トゲ状突起８ａと第２トゲ状突起８ｂと第３トゲ状突起８ｃが生成される。新たに生成された第１トゲ状突起８ａと第２トゲ状突起８ｂと第３トゲ状突起８ｃにより電界を強くすることができ、集塵性能の低下を抑制することができる。

また、トゲ状突起８の数は３倍になるため、さらなる集塵性能の向上も期待できる。

（実施の形態３）
図５において、図１から図３と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図５は、本発明の実施の形態３の放電極板４の動作を示す拡大図である。

図５に示すように、トゲ状突起８の開口１０の形状をトゲ先端側のみを円弧状としてもよい。これにより、トゲ状突起８が開口１０まで丸くなり、トゲ状突起８の外周と開口１０とがつながると、新たに第１トゲ状突起８ａと第２トゲ状突起８ｂが生成される。新たに生成された第１トゲ状突起８ａと第２トゲ状突起８ｂとにより電界を強くすることができ、集塵性能の低下を抑制することができる。

また、トゲ状突起８の数は２倍になるため、さらなる集塵性能の向上も期待できる。

（実施の形態４）
図６において、図１から図３と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図６は、本発明の実施の形態４の放電極板４の動作を示す拡大図である。

図６に示すように、トゲ状突起８の開口１０の形状を三角形状としてもよい。この三角形状の開口１０は、ひとつの辺を風向き９と直交するように配置し、この風向き９と直交する辺をトゲ先端側に配置したものである。これにより、トゲ状突起８が開口１０まで丸くなり、トゲ状突起８の外周と開口１０とがつながると、新たに第１トゲ状突起８ａと第２トゲ状突起８ｂが生成される。新たに生成された第１トゲ状突起８ａと第２トゲ状突起８ｂとにより電界を強くすることができ、集塵性能の低下を抑制することができる。

また、開口１０が三角形状のため、新たに生成された第１トゲ状突起８ａと第２トゲ状突起８ｂは、三角形状で、より鋭利なトゲになり易く、さらなる集塵性能の向上も期待できる。

本発明に係る電気集塵装置は、放電極板のトゲ状突起が減肉し、丸くなっても、放電極板に新たにトゲ状突起が生成され、集塵性能の低下を抑制できるので、放電極板の交換期間が長くなる等広い範囲で有用である。

１電気集塵装置
２帯電部
３集塵部
４放電極板
５帯電部接地極板
６荷電極板
７集塵部接地極板
８トゲ状突起
８ａ第１トゲ状突起
８ｂ第２トゲ状突起
８ｃ第３トゲ状突起
９風向き
１０開口

Claims

複数の接地極板と複数の放電極板を交互に平行に配置した帯電部を有する電気集塵装置において、
前記放電極板は、風上側または／および風下側の端部にコロナ放電用のトゲ状突起を有し、
前記トゲ状突起において、突出した部分に開口部を有することを特徴とする電気集塵装置。
前記開口部は、円形とした請求項１記載の電気集塵装置。
前記開口部は、前記トゲ状突起の先端側を円弧状とした請求項１記載の電気集塵装置。
前記開口部は、１つの前記トゲ状突起あたり２ヶ所設け、
１つの前記トゲ状突起において、トゲ先端と２つの前記開口部との最小距離が等しい請求項１または２記載の電気集塵装置。
前記開口部は、三角形状とし、
前記開口部の一辺は、風向きに直交するとともにトゲ先端側に位置した請求項１記載の電気集塵装置。