JPS63126569A - 電気集塵装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、極板の縦方向両端部を夫々山形に折曲げて形
成した単位集塵極板を数枚配列して成る集塵極を規則正
しく並設し、その間に針付放電極を配置し、集塵効率を
向上せしめるとともに製作費を低減せしめた電気集塵装
置に関するものである。

（従来の技術） 従来の電気集塵装置（以下ＥＰと称す）としては主とし
て平板より成る集塵極間に放電線より成る放電極を配置
したものが使用されている。かかるＥＰでは放電極は、
放電線を上部枠組より吊下げて下部の振れ止め枠内の重
錘により吊下げであるのが一般的である。放電線の形状
断面としては円形、角形、星形等種々の考案がなされて
いる。

放電線の特性は細い程或いは角が尖鋭である程よ（、コ
ロナ放電が良く行われ、また太くなる程放電電流は減少
し、コロナ電圧は上昇する。

又放電線の断面を小さくすると腐蝕、スパーク等により
断線し易くなり、また重錘も軽くしなければならない。

放電線の放電現象はトリチェルパルスを含み、常に上下
に移動する輝点で行われている。従って放電線は振動を
起し易く、一度振動が起るとラッピング衝撃と相加され
て火花閃絡を起す場合が多い。火花閃絡中は集塵作用は
零である。火花閃絡が度々起ると放電線は損耗して断線
し、これにより異極間のショートを起す場合には装置を
休止する必要があり、一方火花閃絡が起らぬように電圧
を下げて運転すると集塵率が低下する。

又集塵極には平板式、パイプ式（ロッドカーテン）、波
型機等種々開発されており、平板式はその湾曲防止、位
置設定のため種々のスチフナー、リブ等で補強が必要で
あり、重量が重くなり高価になる。また波型板その他も
同様にして製作費が高騰するという問題点がある。

又放電極は重力を利用して垂直に吊下げているので連室
の歪、基礎の沈下等により下部に変化が生じると垂直度
が失われて下部に８狂が生じ火花閃絡を起し易いので、
その都度点検して補修修正が必要であるという問題点が
ある。

これらの問題点を解決するものとして本出願人は先に実
公昭６０−３１７９０号公報に開示されたように集塵極
板の形状を特定し、対向する集塵極間に針付放電極を用
いたＢＰを提案した。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらかかるＥＰではある程度の集塵効率の向上
は達成されたが、２種類の放電極を用い、集塵極は形状
が複雑で加工に手間がかかるので、集塵率の向上ととも
に装置を更にコンパクトにし、価格を低減することが望
まれた。

（問題点を解決するための手段） かかる現況下で本発明者は、放電極および集塵極の構造
につき更に検討を加え、ＥＰの集塵極板についてはガス
量の大小を通じて平板式が一番安価に供給されるという
ことに鑑み、平板式ＥＰとして （イ）如何にすれば装置全体として小型化し得るかとい
うこと、 （ＩＩ＋）集塵極間隔ピッチを拡げることにより、放電
極、集塵極両極の部品を減することにより安価にできな
いかということ、 （ハ）電気装置の価格は電圧により決定される故に使用
電圧の最高値を低く電気集塵装置自体の必要電圧を下げ
ることにより碍子類を小型化し標準化して安価にできな
いかということ、（＝）装置内のガス流速の平均化を計
り全ガスの装置内全領域に亘り滞留時間の均等化を計る
こと、 （ネ）部品を統制して部品の種類を減少させること、（
へ）装置内ダストの低抵抗による再飛散現象或いは高抵
抗による逆電離現象を如何にして防止或いは軽減し得る
かということ について種々研究を行った結果、本発明を達成するに至
った。

本発明の電気集塵装置は、極板の縦方向両端部を夫々山
形に折曲げて成る単位集塵極板を交互に反転させ端部の
山形部の開口を相互に対向させて数枚配列して成る集塵
極を、規則的に並設し、集塵極の対向する単位集塵極板
の平坦部間の中央に針付放電極を配置したことを特徴と
するものである。

以下本発明を図面につき説明する。

第１図に本発明の一例の電気集塵装置の集塵部の一部分
を水平断面図で示す。単位集塵極板ｌは、乾式電気集塵
装置の場合は、通常１．０〜３．２＋＋＋＋＋、好まし
くは１．２〜２．３ｍｎ＋の鋼板或いは耐蝕鋼板、湿式
電気集塵装置の場合は２〜５ｍｍの不銹鋼板、ＦＲＰま
たはＰｖＣ板を用い、第３図に示すように極板の両端部
を、通常プレス作業４回の折曲げで山形に形成し、平坦
部ｌ−１、第１折曲げ部１−２、第２折曲げ部１−３よ
り成る単位集塵極板１として形成する。この際折曲げ角
度θ１は４５″′、θ２は９０″とするのが好ましい。

かかる単位集塵極板１を第１図に示すように交互に反転
させ隣接する極Ｆｉ１．１の端部の山形部の開口を相互
に対向させてポケット部２が形成されるように数枚配列
して上下枠に固定し、集塵部を形成する。この集塵極を
必要な数量だけ正確な間隔（即ち対向する単位集塵極板
の平坦部間の間隔以下ピッチと称する）Ｐで規則正しく
並設し、集塵室を形成する。上記ピッチＰは３００ｍｍ
以上が好ましく用いられる。

次に、上記集塵室には対向する単位集塵極板１の平坦部
１−１．１−１の間の中央に、Ｐ−３００〜４５０寵の
場合は平坦部に対し斜方向に放電棒３に取付けた交叉す
る針４を有する交叉針付放電極を吊下げて配置し集塵部
を構成する。かかる交叉針付放電穫の一例を第２図ａ、
ｂに示す、上記放電棒３は通常直径１７〜３４ｍｍの鋼
製丸棒を用い、放電針４は直径２〜５ｍｍの鋼線とする
。尚湿式ＥＰの場合は特に耐蝕性を考慮した材料を用い
ることは勿論である。上記放電極は放電棒３に先端の尖
った放電針４を溶接などの方法により植付けることによ
りつくられる。この方法としては第２図８．ｂに示すよ
うに放電棒３に針を形成する細い丸線の両端を尖鋭にと
がらせて、放電棒３に設けた穴に通して溶接する方法に
よるのが、最も簡単で安価に放電極を作製することがで
きるので好ましい。第２図ａに示す放電針４の取付角度
θ３は単位集塵極板の平坦部に対して４５″とするのが
好ましい。

次にＰ−４５０鶴以上、好ましくは４５０〜１０００ｍ
ｍの広間隔ピッチの場合は、平坦部に対し直角方向のみ
針を備えた針付放を掻を配置し集塵部を構成する。

第６図は広間隔ピッチのＥＰの集塵部を示し、交叉針付
放電極の針を破線で示す。第６図において破線で示す針
先端と集塵極平坦面１−１との間隙β、と放電棒３の表
面と平坦面との距離１７の差（ｊ！７−ｊｌｂ）がピッ
チの増大とともにｌ、に対する比率が小さくなり、従っ
てコロナ電圧とスパーク電圧の差が小さくなる。よって
針先端が平坦面に直角に向ければ針先端と平坦面１−１
との間隔はｉｓは小となりコロナ電圧が低下し、スパー
ク電圧は変わらない。　また広間隔ピッチにおいては、
針先端よりの電気力線が広がり集塵極面に到達した際の
幅が広くなると共に荷電電圧が高いことによってもまた
その幅が広くなるので針を交叉させることなく平坦面に
直角方向に１列設ければ十分な放電電流を流すことがで
きる。

尚第３図に示す単位集塵極板１の平坦部１−１の長さは
、Ｐ＝３００〜４５０鶴の場合は１１・４００〜５５０
　ｕ、Ｉｌｚ・５００〜８００鶴とするのが好ましい。

またＰ＝４５０〜１０００１１の場合は１．・４８０〜
６６０　＊＊＊、ｔｉ　、＝　６３０〜８５０　ｍとす
るのが好ましい、そして放電極の針の長さは、平坦面に
交叉する針および直角方向の針のいずれの場合も１３．
１００〜２００　ｍｍ、針の間隔ｊ２４は　１００〜３
００　ｍの範囲で適宜選定すればよい。

本発明のＥＰにおいて隣接する単位集塵板同志の間には
ポケット２を設けであるが、 （ａ）流入するガス中のダストの内にカーボンブラック
、その他の低抵抗ダスト（１×１０４Ωｃｔａ以下）が
混在している場合、放電針先端のコロナにより負電荷が
与えられて集塵極板面まで移動してきたダストは集塵極
である正極面で負電荷を失い、正電荷を帯びて放電極で
ある負極へ向って走行するが又負イオンに遭遇して正電
荷を中和して集塵極と放電極の間を往復している。その
間に第４図に示すように次第にガス流に乗ってボケ・ノ
ドの内に入る。ポケット内に入るとダストは、第５図に
示すように、電気力線の影響を受けず電荷を失ってポケ
ット内に堆積し、ハンマリング衝撃によりホッパー内へ
落下する。

（ｂ）又流入するガス中のダストの内に高抵抗ダストが
混在する場合には、高抵抗ダストは放電針によって負電
荷を得て移動し、集塵極板面に到達しても高抵抗のため
に負電荷を中和することができず、集塵極面（正電荷面
）に停止するが、／’ｔンマー衝撃により剥離してその
まま近くに浮遊する。

その内にガス流に乗ってポケット内に滑入し、堆積し、
またハンマー衝撃によりホ・ツバ−内に落下する。

（ｃ）全ダストが高抵抗で５　Ｘ　１０”　０ｃｍ以上
になると逆電離して集塵率は半減するが、それでもでき
るだけ電圧を上げて電流を流していれば若干は集塵率が
向上する。

上述のように、ポケットはＥＰを稼動中低抵抗ダスト、
高抵抗ダスト、例えば重油燃焼または徽粉炭燃焼ボイラ
ーにおいてカーボン等が燃焼しきれず処理ガス中に浮遊
していると考えられ、かかる低抵抗ダスト、高抵抗ダス
トをポケット中に追い込んで捕集するためのものである
。このため単位集塵極板１の第１折曲げ部１−２を第２
折曲げ部１−３より長くするのが好ましく、Ｐ−３００
ｍｍの一例のＥＰでは第１折曲げ部１−２の長さを７０
．５ｎｖ。

第２折曲げ部の長さを４１’、５ｍｎ＋とするが、これ
のみに限定されないことは勿論のことである。

次に第５図は集塵室の放電針から集塵極面への電気力線
の分布状態を示す図で放電極針に対向する部分を太線で
示し、又、電気力線の走行状況を点線で示した想像図で
ある。第５図で８面体の２辺を取り去ったところがガス
通路となる。又平行平板型集塵極と単なる放電線より成
るＥＰと同じピッチを直径とする円筒形の中央に放電線
を配置した線流（垂直ガス流）ＥＰとの集塵率を求める
為のガスの滞留時間を求める式の補正値　ＭＰ＝３であ
る。このことは、平行平板型のＥＰの集塵率を得る為の
ガスの滞留時間は円筒式の直径が平板式のピッチに等し
い場合、平板式ＥＰは３倍の滞留時間が必要である事を
示す。

又、本発明の８面体型筒と見做せる集塵極では補正値は
２倍位であると考えられる。その内ガスの通路として、
２点鎖線で示した部分を除去すると補正値は１．５倍位
であると予想される。

又、ポケット部のダスト流入口で１−３の先端をＲ及び
Ｑ部の折曲、角部はエツジング効果により、その部分を
閉めし平坦部とした場合より集塵率は向上すると考えら
れる。よって本発明は、従来の平行平板型放電線のＥＰ
の補正値１／３を１７１゜５にしても充分であると考え
られる。このことのみにても平行平板で単なる放電線の
ＥＰの１７２の滞留時間で、同じ集塵率が得られる事を
示す。

（作用および効果） 従来は、同極間隔ピッチを狭めることにより電気集塵装
置全体を小型化し得ると考えられていたがこれは誤りで
ある。即ち電気集塵装置の集塵率（η）は、次のトイチ
ェ（Ｄｅｕ　ｔｓｃｈ）氏の式で表わされる。

但し　Ｑ＝ガス量（ｍ３／５ｅｃ） ω＝ダストの見掛の移動速度（ｍへｅｃ）Ａ＝集塵面積
（ｏ＋”） 上式においてＱは一定であるとしてωは印加される電圧
の関数で、電圧が高くなれば増加する。ηを大にする（
１に近づける）ためには、装置全体の空間が一定の場合
にはＡはピッチに逆比例するので、ピッチを大にすると
Ａは減少する。その代りにωを大にすればω×Ａは変ら
ない。或いはηを大にすることも可能である。但しこれ
はＥＰではスパーク電圧まで電圧を上げた場合である。

このように工業用ＢＰにおいてはピッチを狭めることに
よっては全体を小型化することはできない。

現在電気集塵装置は集塵極板間のピッチは一般には２５
０Ｉ程度が採用されているが、最近は広間隔ＥＰが漸次
採用されるようになってきた。広間隔ＥＰのピンチは４
００〜１０００１００Ｏで使用電圧は８０〜１２０ｋＶ
で余程の大ガス量でなければ電源装置が割高となり安価
に供給できない。又入口含塵量が多くなり　（１０ｇ／
Ｎｌｌ３以上）、空間電荷効果により放電電流が減少し
て場合によってはコロナ電流が殆んど流れなくなって効
率が低下する。この現象は本発明のＥＰにおいて交叉針
付放電極により極めて効果的に排除される。

本発明のＥＰは単位集塵極として両端に山形の折曲げ部
を存する平板式集塵極を用い、放電極として交叉針付放
電極を用いた既に述べたような構成としたことにより、
コロナ開始電圧（以下コロナ電圧と称する）は、著しく
低く、スパーク開始電圧（以下スパーク電圧と称する）
が極めて高い。

例えばＰ　＝３００ｎｖの場合、実際のピッチは極板の
歪、８狂を含めて約３ｍｍと考えると約２９７ｍｍであ
り、コロナ電圧は規制する間隙（針と集塵極板の平坦部
との間の距離）が約９．９ｃｏ＋であるので、２９ｋＶ
ＤＣ（以下ＤＣを略す）（ガス通煙時は空間電荷により
上昇するが比較のためガスは空気とする）又スパーク電
圧は放電棒の外面と集塵極板の平坦部との間の距離１３
．１５ｃｍにより規制され従ってスバ−り電圧は６６ｋ
Ｖである。コロナ電圧とスパーク電圧の差が大であるの
で安定して高能率で運転することができる。このように
本発明のＰ＝３００１１ＩｍのＥＰにおいてはコロナ電
圧は３０ｋＶ以下の比較的低い電圧で発生し、後は整流
器の制限電圧は６０ｋＶとすれば如何に電圧を上げても
スパークは起らない。

この場合のスパーク電圧は火花閃絡電圧を意味する。放
電極の針の先端は完全に負電荷により電離されている故
に高電圧を加えても火花放電を起すことはない。只針先
端よりストリーマ−が延びて小さいスパークを起すこと
はあるが、ストリーマ−の橋絡は数ミリセコンドで消滅
し又数秒後にストリーマ−がまた延びて橋絡を操り返す
だけで種間電圧は保持されている故集塵効果には影響な
い。

また部付工事の誤差或いは熱歪等による針先端と集塵極
板平坦面の間隙が例えばダストの堆積等により狭まって
も花火閃絡は起き難い、このようにしてダストコーティ
ングが起っても安定運転をすることができる。

本発明のＥＰにおいては、前記の如く単位集塵極として
両端に山形の折曲げ部を有する平板式集塵極を用い、放
電極として交叉針付放電極を用いたことにより、 （イ）集塵極のピッチを広間隔ピッチとすることで含塵
量の多いガスでも処理が可能であり、（Ｅｌ）例えばＰ
−３００＋＋ｍの本発明のＥＰは、単なる平板集塵極と
放電線を使用したＰ−２５０ｍｍの従来のＥＰと比較す
ると常用荷電圧は低くコロナ電流は若干多く流れ、同一
集塵率を得るためにＥＰ全全体約３０％小型化すること
ができ、更に量産化し得れば５０％以上安価に作製する
ことが可能であり、 （ハ）単位集塵極板の両端の山形折曲げ部は４５°折曲
げであるので、ガス流方向に対するガス抵抗は単なるフ
ィン或いはリブ付極板より小さく、渦流も生じないので
、圧力損失は突出寸法の割合には少く、 （ニ）単位集塵極および放電極の形状を特定化したとは
言え、実開昭５９−１６６８４９号のＥＰに比し、簡単
で安価に製作でき且つ集塵率が向上する等の効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の交叉針付放電極を備え電気集塵装置の
集塵部の水平断面図、 第２図ａは交叉針付放電極の水平断面図、第２図すは交
叉針付放電極の斜視図、 第３図は単位集塵極板の水平断面図、 第４図は集塵極のポケット内に低抵抗ダストおよび高抵
抗ダストが滑り込む状態を示す説明図、第５図は集塵極
室の放電針から集塵極面への電気力線の分布状態の説明
図、 第６図は本発明の集塵極面に直角方向の針付放電極を備
えた電気集塵装置の一つの集塵極室の水平断面図である
。 １・・・単位集塵極板　　　１−１・・・平坦部１−２
・・・第１折曲げ部　　１−３・・・第２折曲げ部２・
・・ポケット部　　　　３・・・放電棒４・・・放電針 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、極板の縦方向両端部を夫々山形に折曲げて成る単位
   集塵極板を、交互に反転させ端部の山形部の開口を相互
   に対向させて数枚配列して成る集塵極を、規則的に並設
   し、集塵極の対向する単位集塵極板の平坦部間の中央に
   、針付放電極を配置したことを特徴とする電気集塵装置
   。 ２、対向する単位集塵極板の平坦部間の間隔Ｐが３００
   〜４５０ｍｍで、針付放電極が上記平坦部に対して斜方
   向の針を備えた交叉針放電極である特許請求の範囲第１
   項記載の電気集塵装置。 ３、対向する単位集塵極板の平坦部間の間隔Ｐが４５０
   ｍｍ以上で、針付放電極が上記平坦部に対して直角方向
   の針を備えた針付放電極である特許請求の範囲第１項記
   載の電気集塵装置。