JPH0631201A - 電気集塵装置及び集塵極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】集塵性能を向上させることができるとともに、
集塵極を確実に再生可能とする。 【構成】集塵極９を通電発熱が可能な三次元網目状構造
のポーラスＳｉＣから構成した。そして、プレフィルタ
３にて補集されなかった粒子をイオナイザ５の正コロナ
放電により正にイオン化してから、負の電圧が印加され
た集塵極９のポーラスＳｉＣにて補集するようにした。
また、その集塵極９を装置外に取出して加熱して、集塵
極９に補集され堆積した粒子を焼却するようにした。こ
の構成により、空気流ＰとポーラスＳｉＣとの接触が複
雑となり、集塵性能を向上させることができるととも
に、集塵極９を確実に再生することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排ガス中に含まれる粒子
やオイルミスト等を補集したり、空気中の塵埃や煙等を
除去するための電気集塵装置に係り、詳しくは、その集
塵極に集塵性能が良く、通電発熱が可能な多孔質炭化珪
素焼結体を使用した電気集塵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電気集塵装置としては、排ガス
中の粒子、空気中の塵埃等をコロナ放電を発生させてイ
オン化するための放電電極を備えた荷電部と、荷電部に
よりイオン化された粒子等を補集するための集塵極とを
備えており、その荷電部や集塵極の構造、空気清浄用や
工業用等の用途、ガスや粒子等の性状に応じて種々の装
置が提案されている。

【０００３】特に、空気清浄用においては、荷電部の放
電電極と集塵極とを数ミリから数十ミリの間隔になるよ
うに互いに平行に配設して、集塵空間における集塵極へ
の補集率を高めたものがある。ところが、このような構
造の電気集塵装置においては、集塵極上に堆積した粒子
により逆電離現象が発生したり、補集粒子の再飛散現象
等が発生したりして集塵性能が低下するという問題点が
ある。

【０００４】また、種々の電気集塵装置においては、あ
らゆる種類の固体、液体の微粒子（ダスト、ミスト、ヒ
ューム等）を高集塵率にて補集することは可能である
が、いずれにしても５μｍ以下のサブミクロン粒子に対
しては集塵性能が低下するという問題点がある。このた
め、集塵性能を向上させるために、静電充填層集塵装置
や静電ろ過集塵装置等が提案されている。

【０００５】前記静電充填層集塵装置は集塵極として絶
縁粒子が充填された充填層を設け、この充填層に電界を
形成して粒子（ダスト等）を絶縁粒子に付着補集させる
ようにしている。また、前記静電ろ過集塵装置は集塵極
として誘電体からなる繊維層の両面に金網を設けたもの
から構成し、その両金網間に高電圧を印加して粒子を繊
維層に吸引させるようにした静電繊維層集塵装置があ
る。さらに、集塵極を集塵板と導電性繊維からなるバグ
フィルタとから構成し、そのバグフィルタ及び集塵板に
て粒子を補集するようにした静電バグフィルタ等があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の静電
充填層集塵装置においては、充填層の電界により有効的
に粒子を絶縁粒子に付着補集させてサブミクロン粒子の
集塵性能を向上させることはできても、粒子が付着した
絶縁粒子の再生は困難であるという問題点があった。

【０００７】すなわち、絶縁粒子は連続的に取出されて
スクリーンにてダストが除去されてから、再び、循環さ
せるようにしているため、その循環を繰返すうちに、完
全に除去されなかったダストが絶縁粒子に付着堆積して
しまい再生が困難となるばかりか、その堆積ダストによ
り安定した集塵を継続することができないという問題点
がある。

【０００８】また、後者の静電ろ過集塵装置のうち静電
繊維層集塵装置においては、繊維層の近傍に形成される
強力な電界により粒子を繊維上に吸引させてサブミクロ
ン粒子の集塵性能を向上させることはできても、その繊
維層の再生は困難であるという問題点があった。

【０００９】すなわち、繊維上に吸引された粒子は繊維
層内にまで入り込んでしまうため、その粒子を除去する
のは困難であり、新たな導電性繊維と交換する必要があ
った。

【００１０】さらに、静電ろ過集塵装置のうち静電バグ
フィルタにおいては、集塵極とバグフィルタにより粒子
が除去されることにより、サブミクロン粒子の集塵性能
を向上させることができるという効果がある。また、集
塵板に堆積した粒子を剥離させるときにつち打ちを行う
が、このつち打ちに伴う補集ダストの再飛散をバグフィ
ルタにより防止することはできる。しかし、前記繊維層
と同様にバグフィルタの再生は困難であるという問題点
があった。

【００１１】すなわち、バグフィルタも繊維状からなる
ため、繊維層内にまで入り込んだ粒子を除去するのは困
難であり、新たな導電性繊維と交換する必要があった。
本発明の目的は、集塵性能を向上させることができると
ともに、集塵極を確実に再生することができる電気集塵
装置及びその集塵極を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するために請求項１の発明では、電気集塵装置の荷電
部の下流側に配設される集塵極であって、通電発熱が可
能な多孔質炭化珪素焼結体で構成されたことを要旨とす
る。

【００１３】この多孔質炭化珪素焼結体（以下、単にＳ
ｉＣという）は多孔質であるため排ガス等の流体が通過
するときに、ＳｉＣとの接触が複雑でかつ、接触面積が
大きくなっている。従って、荷電部のコロナ放電により
イオン化された粒子は、多孔質炭化珪素焼結体内にて電
極に衝突して、クーロン力により電気的に効率良く補集
される。

【００１４】また、ＳｉＣは通電発熱が可能であるとと
もに、焼結体であるため耐熱性を有する。従って、Ｓｉ
Ｃは電圧が印加されることにより高温度に発熱され、そ
のＳｉＣに補集された粒子が焼却されて再生される。

【００１５】また、請求項２の発明では、高電圧を印加
してコロナ放電を発生させる荷電部と、同荷電部のコロ
ナ放電によりイオン化された粒子が電気的に補集される
集塵極とを備えた電気集塵装置において、前記集塵極は
通電発熱が可能な多孔質炭化珪素焼結体から構成され、
かつ前記集塵極は装置本体に対して着脱可能に配置され
ていることを要旨とする。

【００１６】この電気集塵装置においては、補集された
粒子を焼却して集塵極を再生する場合、その集塵極は装
置本体より取出されてから電気炉等により加熱される。
すると、集塵極は高温度に発熱され、集塵極内の粒子が
焼却されて、再生される。その後、集塵極は再び元の位
置に装着される。

【００１７】さらに、請求項３の発明では、高電圧を印
加してコロナ放電を発生させる荷電部と、同荷電部のコ
ロナ放電によりイオン化された粒子が電気的に補集され
る集塵極とを備えた電気集塵装置において、前記集塵極
は通電発熱が可能な多孔質炭化珪素焼結体から構成さ
れ、かつ前記集塵極には通電用電極が配設されているこ
とを要旨とする。

【００１８】この電気集塵装置においては、補集された
粒子を焼却して集塵極を再生する場合、その集塵極に配
設された通電用電極に電圧が印加されると、集塵極は高
温度に発熱され、装置本体より取出すことなく粒子が焼
却されて、再生される。

【００１９】

【実施例】

〔第一実施例〕以下、本発明を空気清浄機に具体化した
第一実施例を図１及び、図２に従って説明する。

【００２０】図１、図２に示すように、空気清浄機Ｄは
金属角パイプ製の装置本体としてのケーシング１を備え
ており、その内周面にはセラミックファイバからなる断
熱材２が配設されている。また、ケーシング１内の最上
流側（以下、図１の手前側及び図２の左側を上流側と
し、その反対側を下流側とする。）には空気中の大きな
粒子の捕捉用として使用されるプレフィルタ３が配設さ
れている。

【００２１】このプレフィルタ３は後記する集塵極９と
同じ三次元網目状構造でブロック形状に形成されたポー
ラスＳｉＣよりなり、その目の粗さが８メッシュ（気孔
径：２〜３ｍｍφ）となっている。

【００２２】また、プレフィルタ３の全側面はＳｉＣに
よりシールされている。そして、例えば、空気流Ｐがプ
レフィルタ３を通過すると、その空気流Ｐ中の粒子うち
比較的粒径が大である粒子がポーラスＳｉＣの骨格に衝
突して補集される。

【００２３】また、プレフィルタ３は図示しない電源よ
り交流電圧が印加されると発熱し、補集された粒子が焼
却されるようになっている。前記プレフィルタ３よりも
下流側には荷電部としてのイオナイザ５が配設されてい
る。このイオナイザ５は放電電極（以下、放電極とい
う。）６と、放電極６に対向する対向電極８とから構成
されている。

【００２４】前記対向電極８はアルミブロックからな
り、放電極６に対応する位置には複数の通気孔８ａが貫
設されている。放電極６は高圧補助電極７を備えてお
り、この高圧補助電極７はステンレス製で四角枠形状に
形成され、その枠内には同じステンレス棒７ａが格子状
になるように取着されている。また、各ステンレス棒７
ａの交差位置には上流側に向かってステンレス製の放電
極６が突出されている。

【００２５】この放電極６はその先端が尖っており、電
圧印加時に電界の集中が大きくなるようになっている。
そして、前記対向電極８は通気孔８ａの内周面と放電極
６が一定間隔離間するようにして組付られ、高圧補助電
極７に当接されるようになっている。

【００２６】また、前記放電極６には図示しない電源よ
りプラス電圧が印加され、対向電極８にはマイナス電圧
が印加されるようになっており、ある臨界電圧を越える
と放電極６に正コロナ放電が発生して、粒子が正にイオ
ン化されるようになっている。

【００２７】前記イオナイザ５よりも下流側には集塵極
９が配設されている。この集塵極９は前記プレフィルタ
３と同様にポーラスＳｉＣがブロック形状（１５ｃｍ×
１５ｃｍ×１５ｃｍ）に形成されている。また、集塵極
９のポーラスＳｉＣは、その目の粗さが１２メッシュ
（気孔径：１．３ｍｍφ）となっている。

【００２８】なお、このポーラスＳｉＣの目の粗さは５
〜１４メッシュ（気孔径：３．９〜１．１ｍｍφ）が望
ましい。前記目の粗さが５メッシュ未満であると、例え
ば、空気流Ｐ中の粒子がポーラスＳｉＣの骨格に衝突す
る機会が減少し、集塵性能が低下する虞がある。また、
目の粗さが１４メッシュを越えると、空気流Ｐが集塵極
９を通過する際の抵抗が増加することによって、圧力損
失が増大してしまう。

【００２９】また、ポーラスＳｉＣの主な特性として、
かさ比重：０．４〜０．５ｇ／ｃｃ、気孔率：８４〜８
８％、耐熱温度：１５００℃となっている。さらに、ポ
ーラスＳｉＣは不純物（Ｂ・Ｐ・Ｂｉ・Ｓｂ等）がドー
ピングされており、通電発熱できる程度の低い抵抗値
（比抵抗：１．５Ω・ｃｍ（２５℃））を有している。
また、集塵極９の全側面はＳｉＣによりシールされてい
る。なお、このポーラスＳｉＣは例えば、東海カーボン
（株）社製がある。

【００３０】さらに、集塵極９には図示しない電源によ
りマイナス電圧が印加されるようになっており、前記イ
オナイザ５により正にイオン化された粒子が、強力なク
ーロン力の作用により集塵極９内にて付着補集されるよ
うになっている。

【００３１】また、集塵極９の一側面には把手１０が設
けられ、前記ケーシング１の前記把手１０に対応する側
面には扉１１（図１において二点鎖線にて図示）が開閉
可能に設けられている。さらに、ケーシング１の内側面
には集塵極９の上下面をガイドする絶縁材からなる一対
のガイド板１２が取着されている。

【００３２】そして、集塵極９は扉１１を開放させて把
手１０を介して引出されることにより、装置外に取出さ
れるようになっている。前記集塵極９よりも下流側に
は、イオナイザ５のコロナ放電により発生したオゾンの
分解と脱臭用の触媒１３が配設されている。

【００３３】また、前記触媒１３よりも下流側には、粒
子が除去された空気流Ｐを磁化させるためのスリット状
の磁気板１４が配設されている。次に、このように構成
された空気清浄機Ｄの作用を説明する。

【００３４】なお、空気清浄機Ｄの図示しない電源によ
りイオナイザ５及び集塵極９に電圧が印加されているも
のとする。煙やオイルミスト等を含む空気流Ｐが図示し
ないファンの作用によりプレフィルタ３に供給される
と、そのプレフィルタ３にて比較的粒径が大であるオイ
ルミスト粒子がポーラスＳｉＣの骨格に衝突して補集さ
れる。

【００３５】続いて、プレフィルタ３にて補集されなか
った粒子は、イオナイザ５の放電極６にて発生した正コ
ロナ放電により、正にイオン化され、対向電極８の通気
孔８ａを通過して集塵極９に供給される。

【００３６】そして、集塵極９においては、負の電圧が
印加されているため、正にイオン化された煙やオイルミ
スト粒子が強力なクーロン力の作用により集塵極９内に
て付着補集される。このとき、ポーラスＳｉＣの構造に
より煙やオイルミスト粒子のうちその骨格に衝突したり
するものもあり、より効率良く粒子が補集される。

【００３７】次に、集塵極９にて煙やオイルミスト粒子
が補集された空気流Ｐは、イオナイザ５にて発生したオ
ゾン等が触媒１３にて分解された後、磁気板１４にて磁
化されて清浄エアとして排出される。

【００３８】次に、補集されて堆積した粒子を焼却して
集塵極９を再生する場合、扉１０を開放した後、把手１
０を持って集塵極９を引出してから、その集塵極９を装
置外の図示しない電気炉内にて加熱する。すると、ポー
ラスＳｉＣが発熱され、堆積粒子が焼却されて集塵極９
が再生される。

【００３９】その後、集塵極９を両ガイド板１２に沿っ
て装置内に挿入し、扉１０を閉鎖することにより集塵極
９のセッティングが完了する。なお、プレフィルタ３に
おいても前記と同様に装置外において、電気炉等により
加熱され、堆積粒子が焼却されて再生される。

【００４０】このように第一実施例においては、集塵極
９を三次元網目状構造のポーラスＳｉＣとしたことによ
り、そのポーラスＳｉＣ内を空気流Ｐが通過するときに
その骨格と複雑に接触して、空気流Ｐを攪拌する攪拌効
果がある。また、その攪拌効果により攪拌される空気流
Ｐ中に含まれる粒子は慣性力を有するため、攪拌により
空気流Ｐの方向が変わるときに、始めの方向を維持しよ
うとしてポーラスＳｉＣの骨格に衝突して補集される慣
性徐塵効果がある。さらには、そのポーラスＳｉＣの骨
格に衝突した粒子が分離して補集される衝突分離効果が
ある。従って、これらの効果により集塵性能を向上させ
ることができる。

【００４１】また、集塵極９を装置外に取出し、電気炉
内にて加熱して、その集塵極９に補集され堆積した粒子
を焼却するようにしたことにより、集塵極９を確実に再
生することができる。

【００４２】さらに、集塵極９を装置本体に対して着脱
可能に装着したことにより、粒子を補集した集塵極９
と、未使用の集塵極９とを交互に交換して空気流Ｐを処
理するようにすれば、装置を効率良く連続運転させるこ
とができる。

【００４３】〔第二実施例〕次に、第二実施例について
説明する。なお、前記実施例と同一の構成については同
一符号を付し、その説明を省略する。

【００４４】図３に示すように、第二実施例の集塵極９
のポーラスＳｉＣの相対向する側面には一対の金属板
（片側のみ図示）からなる電極１５が溶着されている。
なお、この電極１５は図示しない電源に接続されてお
り、その電極１５を介して集塵極９に直流電圧が印加さ
れるようになっている。従って、扉１０、ガイド板１２
は設けられていない。

【００４５】そして、補集されて堆積した粒子を焼却し
て集塵極９を再生する場合、前記第一実施例とは異な
り、装置内において、電極１５を介して電圧を印加する
と、ポーラスＳｉＣが発熱（この場合、４００〜５００
℃）されて、堆積粒子が焼却されて集塵極９が再生され
る。

【００４６】このように第二実施例においては、集塵性
能を向上させることができるとともに、装置内にて集塵
極９を発熱させるようにしたことにより、装置外に取出
す必要がなく、装置の非運転時において集塵極９を簡単
に再生することができる。

【００４７】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のよ
うにしてもよい。 （１）上記実施例では、ケーシング１内の最上流側にプ
レフィルタ３を配設したり、集塵極９よりも下流側に触
媒１３、磁気板１４を設けたが、集塵する流体の種類、
オゾンの発生量等に応じてプレフィルタ３をポーラスＳ
ｉＣとは異なる材質のものとしたり、又は、無くした
り、触媒１３、磁気板１４を無くしたりしてもよい。 （２）上記実施例では、空気清浄機Ｄとしてイオナイザ
５の放電極６にプラス電圧を印加し、対向電極８にマイ
ナス電圧を印加して、放電極６に正コロナ放電を発生さ
せ、粒子を正にイオン化するようにしたが、逆に、工業
用の電気集塵機として放電極６にマイナス電圧を印加
し、対向電極８にプラス電圧を印加して、放電極６に負
コロナ放電を発生させ、粒子を負にイオン化するように
してもよい。これに従い、集塵極９には正の電圧を印加
して負にイオン化された粒子を補集するようにすればよ
い。 （３）上記実施例では、プレフィルタ３には集塵極９の
ように負の電圧を印加することなく粒子を補集するよう
にしたが、プレフィルタ３に正の電圧を印加してイオナ
イザ５を介さずに一部負に荷電された粒子を補集するよ
うにしてもよい。 （４）上記実施例では、電極１５を金属板から構成した
が、代わりに、例えば、ポーラスＳｉＣよりも比抵抗が
小さいセラミックスを使用したりしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び請求
項２の発明によれば、集塵性能を向上させることができ
るとともに、集塵極を確実に再生することができるとい
う優れた効果を奏する。

【００４９】また、請求項３の発明によれば、集塵性能
を向上させることができるとともに、集塵極を容易に再
生することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例の構成を示す概略斜視図である。

【図２】同じく内部を示す一部断面図である。

【図３】第二実施例の構成を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１…ケーシング（装置本体）、５…イオナイザ（荷電
部）、６…放電極、８…対向電極、９…集塵極、１５…
電極、Ｄ…空気清浄機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気集塵装置の荷電部（５）の下流側に
   配設される集塵極（９）であって、通電発熱が可能な多
   孔質炭化珪素焼結体で構成されたことを特徴とする集塵
   極。
2. 【請求項２】 高電圧を印加してコロナ放電を発生させ
   る荷電部（５）と、同荷電部（５）のコロナ放電により
   イオン化された粒子が電気的に補集される集塵極（９）
   とを備えた電気集塵装置において、前記集塵極（９）は
   通電発熱が可能な多孔質炭化珪素焼結体から構成され、
   かつ前記集塵極（９）は装置本体（１）に対して着脱可
   能に配置されていることを特徴とする電気集塵装置。
3. 【請求項３】 高電圧を印加してコロナ放電を発生させ
   る荷電部（５）と、同荷電部（５）のコロナ放電により
   イオン化された粒子が電気的に補集される集塵極（９）
   とを備えた電気集塵装置において、前記集塵極（９）は
   通電発熱が可能な多孔質炭化珪素焼結体から構成され、
   かつ前記集塵極（９）には通電用電極（１５）が配設さ
   れていることを特徴とする電気集塵装置。