トップ :: B 処理操作 運輸 :: B03 液体による,または,風力テ−ブルまたはジグによる固体物質の分離;固体物質または流体から固体物質の磁気または静電気による分離,高圧電界による分離

【発明の名称】 電気集塵装置
【発明者】 【氏名】安本 浩二

【氏名】瑞慶覧 章朝

【氏名】河野 良宏

【要約】 【課題】電気集塵装置から排出される処理された空気の流される下流の施設の壁面等への排出空気に含まれる飛散粒子の付着を抑制することのできる小形で集塵効率の低下のない電気集塵装置を提供する。

【構成】コロナ放電により供給される空気をイオン化して空気中の浮遊粒子を帯電させる帯電部と、この帯電部で帯電された空気中の浮遊粒子を高電界を形成する電極に吸着して捕集する集塵部とを備えた二段構成の電気集塵装置において、前記帯電部に、正極性放電を行う正極放電部と負極性放電を行う負極放電部とを互いに区画して設け、この帯電部の正極性放電部および負極性放電部で正極性および負極性に帯電された空気を互いに交じり合わないようにして前記集塵部へ送り、この集塵部の後段で交じり合わせることにより両極性の帯電粒子の電荷を互いに結合させて中和する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コロナ放電により供給される空気をイオン化して空気中の浮遊粒子を帯電させる帯電部と、この帯電部で帯電された空気中の浮遊粒子を高電界を形成する電極に吸着して捕集する集塵部とを備えた二段構成の電気集塵装置において、前記帯電部に、正極性放電を行う正極放電部と負極性放電を行う負極放電部とを互いに分離して設け、この帯電部の正極性放電部および負極性放電部で正極性および負極性に帯電された空気を互いに交じり合わないようにして前記集塵部へ送り、この集塵部の後段で交じり合わせることを特徴とする電気集塵装置。
【請求項2】
請求項1に記載の電気集塵装置において、前記帯電部の正極放電部と集塵部の間の連通路と、前記帯電部の負極放電部と集塵部の間の連通路とを仕切る仕切り板を設け、両極放電部で帯電された空気が交じり合わないようにしたことを特徴とする電気集塵装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載の電気集塵装置において、前記帯電部の正極放電部と負極放電部の間を閉鎖する遮蔽体を設けたことを特徴とする電気集塵装置。
【請求項4】
請求項1ないし3の何れか1項に記載の電気集塵装置において、前記放電部における正極放電部と負極性放電部との境界部分に大きさの異なる放電電極を隣接して設けることを特徴とする電気集塵装置。
【請求項5】
請求項1ないし4の何れか1項に記載の電気集塵装置において、前記集塵部に、矩形波状または台形波状の波形を有する交流の高電圧を加えることを特徴とする電気集塵装置。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、屋内、トンネルなどにおける微細な粉塵や各種の浮遊粒子などで汚染された空気からこれらの汚染物質を除去して空気またはガスを浄化するための電気集塵装置に関する。
【背景技術】
【0002】
たとえば、自動車道のトンネル内の空気は、通行車両から排出される排気ガス中に含まれる煤煙や、車両の走行に伴って発生するタイヤや路面のアスファルト舗装材の磨耗粉塵などの微細な浮遊粒子によって汚染されている。このような汚染空気中の浮遊粒子などの汚染物質を除去するために帯電部と集塵部とを備えた二段構成の電気集塵装置が用いられる。
【0003】
一般的な二段構成の電気集塵装置は、図4に示すように構成されている。
【0004】
電気集塵装置10は、帯電部20と集塵部30とを備える。帯電部20は、平行に置かれた放電電極21と平板電極22とに直流の高電圧を印加してコロナ放電を発生させて、電極間に流される空気をイオン化し、これに含まれる浮遊粒子を単極性に帯電させる。集塵部30は、平行に置かれた集塵電極31と接地電極32間に直流の高電圧を加えて静電界を形成し、集塵電極31が帯電部20で帯電された浮遊粒子をクーロン力により吸引して捕集する。これにより、帯電部20の上流の集塵装置10の入口11から送風機等により浮遊粒子を含有した汚染空気を供給すると、集塵部30の下流の集塵装置10の出口12から浮遊粒子の除かれた清浄空気を取り出すことができる。
【0005】
このような、2段式の電気集塵装置は、ナノメータクラスの超微細な粒子に対しても集塵効率が高く、また大流量の空気の処理にも適しているので、自動車道トンネルの空気を清浄にするための電気集塵装置として使用される。
【0006】
しかし、このような電気集塵装置の設置された施設においては、電気集塵装置10の集塵部30で集塵されずに排出された帯電粒子と集塵部30から中和されずに排出されるイオン化した空気によって空間電界が形成され、電気集塵装置の下流の施設の壁面などの固体表面に付着して施設を汚損する問題がある。
【0007】
このような問題を解決するために、図5に示すように、電気集塵装置10の出口にイオン化された排出空気の電荷と逆極性のイオンを発生するイオン発生装置40を設けたり(特許文献1参照)、図6に示すように、帯電部20に、コロナ放電の極性が互いに異なる放電電極21pと21nを交互に複数並べて設け、浮遊粒子に正、負両極性の電荷を帯電させ、集塵部30の出口において、ここから排出される両極性のイオン化空気おおよび帯電粒子を相互に結合させて中和したり(特許文献2参照)することにより、電気集塵装置の排出空気の電荷を中和して除電することが行われている。
【0008】
図5の電荷中和手段を備えた第1の従来装置においては、帯電部20の放電電極21と平板電極22間の負極性コロナ放電により負極性イオンが発生され、空気中の浮遊粒子を負極性に帯電させる。負極性帯電粒子と負極性イオン(空気)は、集塵部30の直流高電圧電源33から高電圧の加えられた集塵電極41と接地電極42によって形成された高電界によりほとんど除電されるが、一部が集塵部30の下流に排出される。電荷中和部としてのイオン発生装置40では、放電電極41を直流高電圧電源43の正極に、平板電極42を負極に接続して、帯電部20と逆極性の正極性コロナ放電により正極性イオンを発生させる。集塵部30から排出された負極性帯電粒子と負極性イオンは、イオン発生装置40で発生される正極性イオンと結合して中和され、除電される。このため、集塵装置10の下流に流れる粒子は中和されほとんど除電されているので、処理空気によって形成される空間電界が弱くなるため、施設の壁面への付着が抑制されるようになる。
【0009】
図6に示す、電荷中和手段を備えた第2の従来装置においては、帯電部20が、接地された平板電極22と、直流高電圧電源の負極23nに接続され負極性のコロナ放電を行う負極放電電極21nと、直流高電圧電源の正極23pに接続され正極性のコロナ放電を行う正極放電電極21pとを交互に平行に並べて構成されている。このため、この帯電部20ではそれぞれの電極間で正極性イオンと負極性イオンが発生され、ここを通過する過程で空気中の浮遊粒子が正極性および負極性に帯電される。両極性に帯電された浮遊粒子は、ほとんどが集塵部30で捕捉されるが、集塵部30で捕捉されなかった帯電粒子およびイオン化空気は集塵部30の出口で正極性帯電粒子および正極性イオンと負極性帯電粒子および負極性イオンとが混在し、両者が結合することによって中和されて除電されるようになる。このため、電気集塵装置の下流のへ流れる浮遊粒子はほとんど電荷を失っているので施設の壁面などへの付着が抑制され、これによる壁面汚損が防止される。
【特許文献1】特開2001−170516号公報
【特許文献2】特開平8−89842号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、前記第1の従来装置の場合は、中和手段として集塵装置の出口にイオン発生装置を新たに設けるため、装置が大形になる問題がある。
【0011】
また、第2の従来装置においては、帯電部10を構成する1つの空間内に、正極性の放電電極と負極性の放電電極が交互に複数並置されることにより、正および負の両極性に帯電された粒子が混在するようになるので、帯電粒子が帯電部から集塵部へ流れる間に極性の異なる帯電粒子同士が結合して中和され、電荷を失う粒子が発生するため、集塵部における集塵効率が低下する問題がある。
【0012】
この発明は、前記にかんがみ、電気集塵装置を備えた施設において、電気集塵装置の下流の壁面などの電気集塵装置から排出される粒子等による汚損を防止するために、小形に構成できて、集塵効率の低下のない電気集塵装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
このような課題を解決するため、この発明の請求項1の発明は、コロナ放電により供給される空気をイオン化して空気中の浮遊粒子を帯電させる帯電部と、この帯電部で帯電された空気中の浮遊粒子を高電界を形成する電極に吸着して捕集する集塵部とを備えた二段構成の電気集塵装置において、前記帯電部に、正極性放電を行う正極放電部と負極性放電を行う負極放電部とを互いに分離して設け、この帯電部の正極性放電部および負極性放電部で正極性および負極性に帯電された空気を互いに交じり合わないようにして前記集塵部へ送り、この集塵部の後段で交じり合わせることを特徴とする。
【0014】
請求項2の発明は、請求項1に記載の電気集塵装置において、前記帯電部の正極放電部と集塵部の間の連通路と、前記帯電部の負極放電部と集塵部の間の連通路とを仕切る仕切り板を設け、両極放電部で帯電された空気が交じり合わないようにしたことを特徴とする。
【0015】
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の電気集塵装置において前記帯電部の正極放電部と負極放電部の間を閉鎖する遮蔽体を設けたことを特徴とする。
【0016】
請求項4の発明は、請求項1ないし3の何れか1項に記載の電気集塵装置において、前記放電部における正極放電部と負極性放電部との境界部分に大きさの異なる放電電極を隣接して設けることを特徴とする。
【0017】
請求項5の発明は、請求項1ないし4の何れか1項に記載の電気集塵装置において、前記集塵部に、矩形波状または台形波状の波形を有する交流の高電圧を加えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
この発明は、帯電部と集塵部を備えた二段構成の電気集塵装置において、帯電部に正極性イオンを発生する正極性放電部と負極性イオンを発生する負極性放電部を互いに分離して設け、この帯電部で正極性および負極性に帯電された浮遊粒子およびイオン化空気を互いに交じり合わないようにして下流の集塵部へ送り込んで集塵し、この集塵部の出口においてここから排出される正極性および負極性のイオン化空気および帯電粒子を混合して両極性のイオン化空気および帯電粒子の電荷を互いに結合して中和するようにしているので、集塵効率を低下させることなく中和処理ができる。このため、この発明によれば、集塵装置の下流の施設の壁面等への粒子の付着を抑制することができるとともに、新たに中和手段としてのイオン発生装置を設ける必要がないので装置を小形にすることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。
【実施例1】
【0020】
図1は、この発明の第1の実施例の構成図である。この図において、10は、帯電部20と集塵部30とを備えた二段構成の電気集塵装置である。
【0021】
帯電部20は、絶縁遮蔽板5と仕切り板6とによって2分割されている。帯電部20の分割された一方の内室には、直流高電圧電源23の正極に接続された平板電極22nと負極に接続された放電電極21nとを交互に所定間隔おいて複数枚並置して、両電極間に負極性のコロナ放電が発生するように構成した負極放電部20nが設けられる。
【0022】
もう一方の内室には、直流高電圧電源23の負極に接続された平板電極22pと正極に接続された放電電極21pとを交互に所定間隔おいて複数平行に配置して、両電極間で正極性のコロナ放電が発生するように構成した正極放電部20pが設けられる。
【0023】
集塵部30は、交互に所定間隔おいて並置された複数の集塵電極31と接地電極32の設けられた電極室が絶縁遮蔽板7により2分されている。集塵電極31と接地電極32には交流電源33から交流の高電圧が印加される。帯電部20の仕切り板6は、集塵部30の遮蔽板7の位置まで延びている。なお、前記の遮蔽板5および7と仕切り板6とは、共通の絶縁板により一体に構成することもできる。また、遮蔽板5および7と仕切り板6とを別体と場合には、仕切り板は6は導電体とすることもできる。
【0024】
このように構成された電気集塵装置においては、帯電部20の上流から矢印で示すように送風された処理すべき空気は、帯電部20の正極放電部20pと負極放電部20nへ分かれて流れる。正極放電部20pへ送られた空気は、正極性放電によって正極性にイオン化されることにより、この空気中の浮遊粒子が正極性に帯電される。また、負極放電部20nへ送られた空気に含まれる浮遊粒子は、同様にして負極性に帯電される。
【0025】
このように、正極放電部20pおよび負極放電部20nでそれぞれの極性に帯電され浮遊粒子は、放電部20p、20nから集塵部30への連通路が仕切り板6によって仕切られているため互いに交じり合うことなく、それぞれ集塵部30の2つの区分された集塵電極室30pおよび30nに送られる。集塵部30においては、交流の高電界により帯電粒子を捕集するので、集塵電極31に集められた数珠状に連なった粒子が帯電極性を変えることにより集塵電極上で球状に凝集して剥離されにくくなるため、集塵量が増大しても再飛散することが抑制され、集塵された粒子の再飛散がほとんどなくなる。そして、集塵部30の集塵室30pで電荷の除去されなかった一部の正極性のイオン(空気)および帯電粒子と、集塵室30nで電荷の除去されなかった負極性のイオン(空気)および帯電粒子とはそれぞれ集塵室30p、30nから排出されて、共通の通風路30cおよびこれに続く図示しない送風路を流れる過程で互いに交じり合うことができるので、ここで、極性の異なるイオンおよび帯電粒子の電荷が結合し、中和し、除電されるため、処理された空気および未集塵の浮遊粒子が無電荷となる。この結果、電気集塵装置の下流に設けられた施設へは、帯電された粒子、イオンおよび再飛散粒子の排出が抑制されることにより、壁面等の固体物への粒子の付着が抑制され壁面等の汚損が防止される。
【0026】
なお、それぞれの電極の枚数等を適宜に選定するなどして、帯電部20の正極および負極の放電部20pおよび20nで発生されるイオン量がほぼ等しくなるようしておくと、集塵装置から排出される空気の中和が適正に行われるようになり、壁面等の汚損防止効果がより高くなる。
【実施例2】
【0027】
図2は、図1に示す実施例1を変形した構成図である。この実施例においては、図1の遮蔽板5および7が削除されている。仕切り板6は、図2に示すように帯電部20の平板電極22pと集塵部30の接地電極32の間に、平板電極22pと接地電極32とに一体となるように構成されている。この仕切り板6は、図1のように帯電部20、集塵部30の電極から分離して設けてもよい。また、仕切り板6は、絶縁物、導電体の何れで構成してもよい。
【実施例3】
【0028】
図3は、この発明の第3の実施例の構成図である。この実施例においては、帯電部20に設けられた2組の正極放電部20pと負極放電20nの境界部分に長さの異なる2つの放電電極を22aと22bを所定間隔離して隣接して配置することにより、実施例1における絶縁遮蔽板5と7を省略している。
【0029】
電極21aは、正極放電部20pにおける放電電極と、負極放電部20nの平板電極とを兼用するものであり、直流高電圧電源23の正極に接続され、電極22bは、負極放電部20nの放電電極となるように直流高電圧電源23の負極に接続される。
【0030】
その他の構成は、実施例1の装置と同じであるので、同一構成要素に同一の符号を付して示しその詳細な説明を省略する。
【0031】
電極21aはその先端の尖頭部分と隣接する電極22pの平板部分との間で正極性のコロナ放電を行う。そして電極21bは、先端の尖った部分と隣接する電極22pと21aの平板部分との間で負極性のコロナ放電を行う。
【0032】
したがって、帯電部20は、放電電極21aで2分され、その下部に正極放電部20pが、そしてその上部に負極放電部20nが構成される。これらの放電部と集塵部30との間の連通路の部分に仕切り板6を設けて、集塵部30へ送る両極性の帯電された浮遊粒子を含む空気が互いに交じり合わないようにする。集塵部30では、仕切り板6を中間部の電極板の一つと端部を当接または近接して配設することにより、それぞれ正極性帯電粒子と負極性帯電粒子とを処理する室が区分される。
【0033】
このような実施例3の装置においても、矢印でしめすように電気集塵装置10へ送られた処理すべき空気は、帯電部20において、正極放電部20pおよび負極放電部20nで発生される正極性イオンおよび負極性イオンによりそれぞれに含まれる浮遊粒子が正極性および負極性に帯電される。
【0034】
正極性および負極性に帯電された空気および浮遊粒子は、その極性を保ったまま互いに交じり合うことなく集塵部30へ送られ、浮遊粒子が集塵部のそれぞれの集塵電極室30p、30nの集塵電極に捕集される。集塵されなかった浮遊粒子および除電されなかったイオン化空気は集塵電極室30p、30nから共通の通風路30cへ出て交じり合い、ここで極性の異なる電荷が互いに結合することにより、中和し除電される。このため、電気集塵装置の下流における施設の壁面等に浮遊粒子が付着することが抑制され、壁面の汚損が防止される。
【0035】
実施例1、2および3における集塵装置の集塵部30においては、ともに集塵電極31と接地電極32に矩形波状または、台形波状の1Hz以下の低周波の交流の高電圧が加えるようするのがよい。
【0036】
以上説明したようにこの発明によれば、電気集塵装置の1つの帯電部20における2つの区画された正極放電部と負極放電部において、コロナ放電によって発生されるイオンにより処理する空気に含まれる浮遊粒子を正極および負極に帯電させ、この正極および負極の帯電粒子を交じり合わないようにして集塵部30に送り、この集塵部30において交流電界により集塵電極に集塵するようにしているので、集塵部においては、集塵効率が低下することなく高効率で集塵される。そして集塵部30では交流電界で集塵が行われるので、集塵電極に集められた粒子は剥離されにくい球形状に凝集されることにより、捕集粒子の再飛散が抑制される。集塵部30で捕集することができなかった一部の負極性帯電粒子および負極性イオンと正極性帯電粒子および正極性イオンは、集塵電極室へ繋がる共通の通風路30cで交じり合い、相互に結合することにより中和され、除電される。したがって、電気集塵装置の下流の施設に流される処理された空気はほとんど電荷をもたないので、これらによって形成される空間電界が弱くなるため、施設の壁面や固形物体への粒子の付着が抑制され、壁面等の汚損が防止される。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】この発明の第1の実施例の電気集塵装置を示す構成図。
【図2】この発明の第2の実施例の電気集塵装置を示す構成図。
【図3】この発明の第3の実施例の電気集塵装置を示す構成図。
【図4】従来の電気集塵装置の基本的な構成を示す構成図。
【図5】中和手段を備えた第1の従来の電気集塵装置を示す構成図。
【図6】中和手段を備えた第2の従来の電気集塵装置を示す構成図。
【符号の説明】
【0038】
10 電気集塵装置
20 帯電部
20p 正極放電部
20n 負極放電部
30 集塵部
5、7 絶縁遮蔽板
6¥ 仕切り板
【出願人】 【識別番号】591083244
【氏名又は名称】富士電機システムズ株式会社
【出願日】 平成18年7月18日(2006.7.18)
【代理人】 【識別番号】100075166
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 巖

【識別番号】100085833
【弁理士】
【氏名又は名称】松崎 清


【公開番号】 特開2008−23412(P2008−23412A)
【公開日】 平成20年2月7日(2008.2.7)
【出願番号】 特願2006−195635(P2006−195635)