JPH0238263B2 - Denkishujinsochi - Google Patents

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
集塵板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てあるのが一般
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く、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エルパ
ルスを含み、常に上下に移動する輝点で行われて
いる。従つて放電線は振動を起し易く、一度振動
が起るとラツ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ヨ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（ロツドカーテ
ン）、波型板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。

又放電電極は重力を利用して垂直に吊下げてい
るので建家の歪、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芯狂が生じ火
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EP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
いうこと、 (ロ) 集塵極間隔ピツチを拡げることにより、放電
極、集塵極両極の部品を減ずることにより安価
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、 (ニ) 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、 (ホ) 部品を統制して部品の種類を減少させるこ
と、 (ヘ) 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つた結果、本発明を達成す
るに至つた。

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。単位集塵板１は、
乾式電気集塵装置の場合は、通常1.0〜3.2mm、好
ましくは1.2〜2.3mmの鋼板或いは耐蝕鋼板、湿式
電気集塵装置の場合は２〜５mmの不誘鋼板、
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１―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。

かかる単位集塵板１を第１図に示すように交互
に反転させ隣接する極板１，１の端部の山形部の
開口を相互に対向させてポケツト部２が形成され
るように数枚配列して上下枠に固定し、集塵極を
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
以下ピツチと称する）Ｐで規則正しく並設し、集
塵室を形成する。上記ピツチ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
〜450mm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
針付放電極の一例を第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
つた放電針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
ａ，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＝450mm以上、好ましくは450〜1000mmの
広間隔ピツチの場合は、平坦部に対し直角方向の
み針を備えた針付放電極を配置し集塵部を構成す
る。

第６図は広間隔ピツチのEPの集塵部を示し、
交叉針付放電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l₆と放電棒３の表面と平坦面との距離l₇の差
（l₇―l₆）がピツチの増大とともにl₇に対する比率
が小さくなり、従つてコロナ電圧とスパーク電圧
の差が小さくなる。よつて針先端が平坦部に直角
に向ければ針先端と平坦面１―１との間隔はl₅は
小となりコロナ電圧が低下し、スパーク電圧は変
わない。また広間隔ピツチにおいては、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つても
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＝300〜450mmの場合はl₁＝400〜550
mm、l₂＝500〜800mmとするのが好ましい。またＰ
＝450〜1000mmの場合はl₁＝480〜660mm、l₂＝630
〜850mm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l₃＝100〜200mm、針の間隔l₄
は100〜300mm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
の間にはポケツト２を設けてあるが、 (a) 流入するガス中のダストの内にカーボンブラ
ツク、その他の低抵抗ダスト（１×10⁴Ωcm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荷へ向つ
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つ
てポケツトの内に入る。ポケツト内に入るとダ
ストは、第５図に示すように、電気力線の影響
を受けず電荷を失つてポケツト内に堆積し、ハ
ンマリング衝撃によりホツパー内へ落下する。

(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
によつ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、集塵極板（正電荷面）に停止する
が、ハ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つてポケツト
内に滑入し、堆積し、またハンマー衝撃により
ホツパー内に落下する。

(c) 全ダストが高抵抗で５×10¹¹Ωcm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、ポケツトは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微
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ツト中に追
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＝300mm
の一例のEPでは第１折曲げ部１―２の長さを
70.5mm、第２折曲げ部の長さを41.5mm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板への
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
辺を取り去つ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
ピツチを直径とする円筒形の中央に放電線を配置
した縦流（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
式のピツチに等しい場合、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面体型筒と見傲せる集塵極では
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、ポケツ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。よつて本発明は、従
来の平行平板型放電線のEPの補正値1/3を1/1.5
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1/2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、同極間隔ピツ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、次のドイチユ（Deutsch）氏の式で表
わされる。

η＝１―exp〔−ωＡ／Ｑ〕 但しＱ＝ガス量（m³／sec） ω＝ダストの見掛の移動速度（ｍ／sec） Ａ＝集塵面積（m²） 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はピツチに逆比例す
るので、ピツチを大にすると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EPにおいてはピツチを狭める
ことによつ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ツチは一般
には250mm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つてきた。広間
隔EPのピツチは400〜1000mm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／Ｎm³以上）、空間電荷効果により
放電電流が減少して場合によつてはコロナ電流が
殆んど流れなくなつて効率が低下する。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
折曲げ部を有する平板式集塵極を用い、放電極と
して交叉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＝300mmの場合、実際のピツチは極板の歪、
芯狂を含めて約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9.9cmであるので、
29kVDC（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により規制され従つ
てスパーク電圧は66kV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＝
300mm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
マーが延びて小さいスパークを起すことはある
が、ストリーマー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ーがまた延びて橋絡を繰
り返すだけで極間電圧は保持されている故集塵効
果には影響ない。

また据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
により狭まつても火花閃絡は起き難い。このよう
にしてダストコーテイングが起つても安定運転を
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) 集塵極のピツチを広間隔ピツチとすることで
含塵量の多いガスでも処理が可能であり、 (ロ) 例えばＰ＝300mm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全体を約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
曲げてあるので、ガス流方向に対するガス抵抗
は単なるフイ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
付電極の水平断面図、第２図ｂ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図は集塵極のポケツ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……ポケツト部、３……放電棒、４……放電
針。

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
   針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
   450mm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。