特開 2015-136683 電気集塵装置及び集塵方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-136683(P2015-136683A)

(43)【公開日】2015年7月30日

(54)【発明の名称】電気集塵装置及び集塵方法

(51)【国際特許分類】

   B03C 3/41 20060101AFI20150703BHJP

   B03C 3/02 20060101ALI20150703BHJP

   B03C 3/40 20060101ALI20150703BHJP

   B03C 3/47 20060101ALI20150703BHJP

【ＦＩ】

   B03C3/41 F

   B03C3/02 Z

   B03C3/40 A

   B03C3/41 C

   B03C3/47

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-11363(P2014-11363)

(22)【出願日】2014年1月24日

(71)【出願人】

【識別番号】309036221

【氏名又は名称】三菱重工メカトロシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(72)【発明者】

【氏名】上田 泰稔

(72)【発明者】

【氏名】杉▲崎▼ 寿典

(72)【発明者】

【氏名】三宅 一明

(72)【発明者】

【氏名】松浦 賢次

【テーマコード（参考）】

4D054

【Ｆターム（参考）】

4D054AA07

4D054BA02

4D054BB06

4D054BC03

4D054BC19

(57)【要約】

【課題】オゾン発生量を低減させるとともに高い集塵性能を維持することが可能である電気集塵装置及び当該電気集塵装置を用いた集塵方法を提供する。
【解決手段】第１の放電電極１２が複数の第１の放電部１４を有する帯電部１０と、帯電部１０のガスの下流側に設置され、第２のアース電極２１と第２の放電電極２２とを備える集塵部２０と、電圧発生部３０とを有する電気集塵装置において、第２のアース電極２１のガスの下流側に位置する端部に捕集板４０が設置される。電圧発生部３０が第１の放電電極１２に正極性の電圧を印加してダストを帯電させ、電圧発生部３０が第２の放電電極２２に正極性の電圧を印加して、第２のアース電極２１及び捕集板４０に帯電したダストを捕集させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＮＯを含むガス中のダストを集塵する電気集塵装置であって、
第１のアース電極と第１の放電電極とが互いに略平行に交互に配置される帯電部と、
前記帯電部の前記ガスの下流側に設置され、第２のアース電極と第２の放電電極とが互いに略平行に交互に配置される集塵部と、
前記帯電部及び前記集塵部に接続される電圧発生部とを備え、
前記第１の放電電極が、前記ガスの下流側及び上流側の端部から前記ガスの流通方向に略平行な方向に突出する複数の第１の放電部を有し、
前記第２のアース電極及び前記第２の放電電極が略平板形状を有し、
前記第２のアース電極が、前記ガスの下流側に位置する端部に、前記ガスの流れを阻害するととともに前記ガス中の前記ダストを捕集する捕集板を有し、
前記電圧発生部が、前記第１の放電電極に正の電圧を印加して前記第１の放電部と前記第１のアース電極との間でコロナ放電を発生させ、前記第２の放電電極に正の電圧を印加して、前記第２のアース電極及び前記捕集板と前記第２の放電電極との間に前記第２のアース電極に向かう電界を発生させる電気集塵装置。

【請求項2】

前記第２の放電電極が、前記ガスの下流側に位置する端部に、前記ガスの流通方向に略平行な方向に突出する複数の第２の放電部を有する請求項１に記載の電気集塵装置。

【請求項3】

前記捕集板の前記ガスが衝突する側の面に多孔部材が設置されている請求項１または請求項２に記載の電気集塵装置。

【請求項4】

前記ガスの流通方向と、前記捕集板の延在方向とが、略直交する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電気集塵装置。

【請求項5】

前記ガスの流通方向と、前記捕集板の延在方向とが、鋭角をなす請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電気集塵装置。

【請求項6】

前記ガスの流通方向と、前記捕集板の延在方向とが、鈍角をなす請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電気集塵装置。

【請求項7】

前記第２のアース電極から前記第２の放電電極に向かう方向での前記捕集板の先端と前記アース電極との距離は、前記第２のアース電極と前記第２の放電電極との距離の１／４以上１／２以下である請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の電気集塵装置。

【請求項8】

ＮＯを含むガス中のダストを集塵する電気集塵装置であって、
第１のアース電極と第１の放電電極とが互いに略平行に交互に配置される帯電部と、
前記帯電部の前記ガスの下流側に設置され、第２のアース電極と第２の放電電極とが互いに略平行に交互に配置される集塵部と、
前記帯電部及び前記集塵部に接続される電圧発生部とを備え、
前記第１の放電電極が、前記ガスの流通方向の両端部に、前記ガスの流通方向に略平行に突出する複数の第１の放電部を有し、
前記電圧発生部が、前記第１の放電電極に正の電圧を印加して前記第１の放電部と前記第１のアース電極との間で正極性のコロナ放電を発生させ、前記第２の放電電極に負の電圧を印加して、前記第２のアース電極と前記第２の放電電極との間に前記第２の放電電極に向かう電界を発生させる電気集塵装置。

【請求項9】

車両が走行するトンネル内に設置される請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の電気集塵装置。

【請求項10】

請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の電気集塵装置を用いて、前記ＮＯを含む前記ガス中のダストを集塵する集塵方法であって、
前記電圧発生部が前記第１の放電電極に正の電圧を印加して、前記第１の放電電極と前記第１のアース電極との間で正極性のコロナ放電を発生させて、前記帯電部内で前記ダストを正に帯電させ、
前記電圧発生部が前記第２の放電電極に正の電圧を印加して、前記第２の放電電極と前記第２のアース電極との間に前記第２のアース電極に向かう電界を発生させて、前記第２のアース電極が正に帯電した前記ダストを捕集し、
前記捕集板が、前記ガス中に残留する前記ダスト及び前記第２のアース電極から離脱して前記ガス中に飛散した前記ダストを捕集する集塵方法。

【請求項11】

請求項８に記載の電気集塵装置を用いて、前記ＮＯを含む前記ガス中のダストを集塵する方法であって、
前記電圧発生部が前記第１の放電電極に正の電圧を印加して、前記第１の放電電極と前記第１のアース電極との間で正極性のコロナ放電を発生させて、前記帯電部内で前記ダストを正に帯電させ、
前記電圧発生部が前記第２の放電電極に負の電圧を印加して、前記第２の放電電極と前記第２のアース電極との間に前記第２の放電電極に向かう電界を発生させて、前記第２の放電電極が正に帯電した前記ダストを捕集する集塵方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電気集塵装置に関し、特に車両が走行するトンネル内に設置される電気集塵装置及びそれを用いた集塵方法に関する。

【背景技術】

【0002】

山間部を貫通する長大トンネルや交通量の多いトンネルにおいては、トンネル内の視界確保及び環境改善を目的として、トンネル内に空気浄化システムが設置される。図９はトンネル用空気浄化システムの一例である。空気浄化システム３００は、車両３１１が走行する主トンネル３１０から分岐するバイパストンネル３２０や換気所内に設置される。バイパストンネル３２０や換気所には更に、空気浄化システム３００の後流側に、風路３４０及び送風機３６０が設置され、風路３４０外に補機室３３０及び電気室３５０が設置されている。

【0003】

図１０は空気浄化システムの一例である。車両から排出される排ガスにはダスト（浮遊粒子状物質、図１０で「ＳＰＭ」と表す）の他ＮＯ_２、ＮＯといった窒素酸化物が含まれている。バイパストンネル３２０に導かれた空気は、ダスト及び窒素酸化物を伴って空気浄化システム３００に流入する。空気浄化システム３００は、ＮＯ_２及びＳＰＭを除去するために、ガス入口側から順に、電気集塵装置３０１及び脱硝装置３０２を備える。

【0004】

特許文献１は、電気集塵装置３０１の一例を開示する。特許文献１の電気集塵装置は、帯電部と集塵部とを備えている。帯電部及び集塵部は、放電電極と集塵電極とが交互に平行配設された電極を備える。特許文献１の電気集塵装置は、帯電部において、負極性のコロナ放電を発生させてダストを負極性に帯電させ、後段の集塵部で放電電極方向に向かう電界を発生させ、クーロン力により集塵電極に引き寄せて集塵電極がダストを捕集する。この工程により、排ガス中からダストが除去される。

【0005】

ダストが捕集された後のガスは、後段の脱硝装置３０２に搬送される。脱硝装置３０２は内部に吸収剤３０３を備える。ガス中の窒素酸化物は、脱硝装置３０２内を通過する際に吸収剤３０３がガス中のＮＯ_２を吸収することにより、ガス中から除去される。脱硝装置３０２は、例えばハニカム状活性炭担体上に反応促進剤が担持されたものである。

【0006】

ここで、車両から環境に排出されるガス中に含まれる窒素酸化物のうち、ＮＯ_２に対して規制が設定されている。このため、トンネルに設置される脱硝装置３０２には、ＮＯ_２を吸収する反応促進剤（例えばＫＯＨ）が担持された吸収剤が用いられる。吸収剤において、以下の反応式によりＮＯ_２がガス中から除去される。
２ＮＯ_２＋２ＫＯＨ→ＫＮＯ_２＋ＫＮＯ_３＋Ｈ_２Ｏ …（１）
一方、ＮＯは吸収剤３０３を通過して空気浄化システム３００から排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４９６４５１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１の電気集塵装置では負極性のコロナ放電によりオゾンが発生する。このオゾンにより排ガス中のＮＯがＮＯ_２に酸化される。負極性のコロナ放電はオゾン発生量が多くなるため、電気集塵装置を通過する間にＮＯ_２濃度が増大する。後段にＮＯ_２の吸収剤を備える脱硝装置が設置される場合は、吸収剤の処理負荷が増大し、吸収剤の寿命が低下することが問題となっていた。

【0009】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、オゾン発生量を低減させるとともに高い集塵性能を維持することが可能である電気集塵装置、及び、当該電気集塵装置を用いた集塵方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の態様は、ＮＯを含むガス中のダストを集塵する電気集塵装置であって、第１のアース電極と第１の放電電極とが互いに略平行に交互に配置される帯電部と、前記帯電部の前記ガスの下流側に設置され、第２のアース電極と第２の放電電極とが互いに略平行に交互に配置される集塵部と、前記帯電部及び前記集塵部に接続される電圧発生部とを備え、前記第１の放電電極が、前記ガスの下流側及び上流側の端部から前記ガスの流通方向に略平行な方向に突出する複数の第１の放電部を有し、前記第２のアース電極及び前記第２の放電電極が略平板形状を有し、前記第２のアース電極が、前記ガスの下流側に位置する端部に、前記ガスの流れを阻害するととともに前記ガス中の前記ダストを捕集する捕集板を有し、前記電圧発生部が、前記第１の放電電極に正の電圧を印加して前記第１の放電部と前記第１のアース電極との間でコロナ放電を発生させ、前記第２の放電電極に正の電圧を印加して、前記第２のアース電極及び前記捕集板と前記第２の放電電極との間に前記第２のアース電極に向かう電界を発生させる。

【0011】

本発明の第２の態様は、第１の態様に係る電気集塵装置を用いて、前記ＮＯを含む前記ガス中のダストを集塵する集塵方法であって、前記電圧発生部が前記第１の放電電極に正の電圧を印加して、前記第１の放電電極と前記第１のアース電極との間で正極性のコロナ放電を発生させて、前記帯電部内で前記ダストを正に帯電させ、前記電圧発生部が前記第２の放電電極に正の電圧を印加して、前記第２の放電電極と前記第２のアース電極との間に前記第２のアース電極に向かう電界を発生させて、前記第２のアース電極が正に帯電した前記ダストを捕集し、前記捕集板が、前記ガス中に残留する前記ダスト及び前記第２のアース電極から離脱して前記ガス中に飛散した前記ダストを捕集する。

【0012】

電気集塵装置での処理対象のガス中にＮＯが含まれる場合、コロナ放電で発生したオゾンによりＮＯが酸化されてＮＯ_２が生成する。ＮＯ_２に環境基準が設けられるとともに上述のように車両から排出されるＮＯ_２に対して規制が設けられているため、トンネルにもNO2除去用の脱硝装置が設置されるケースがある。ＮＯ_２の増大は脱硝装置の負荷を増大させ吸収剤の寿命を短くする。
一般的に、同一の消費電力条件では正極性のコロナ放電は負極性のコロナ放電に比べてオゾンの発生量が少ないという特徴がある。そこで本発明では正のコロナ放電でダストを帯電させることにより、ＮＯ_２濃度の増加を抑制している。本発明の電気集塵装置の後段にＮＯ_２を除去する脱硝装置を設ける場合、脱硝装置でのＮＯ_２処理量が低減されるので、吸収剤の寿命低下を抑制することができる。

【0013】

一方、同一の消費電力で比較した場合、正極性荷電を用いた電気集塵装置は、負極性荷電を用いる場合よりも集塵性能に劣る。また、電極に捕集されたダストが再飛散することにより、電気集塵装置の集塵性能の低下が起こる。そこで、本発明では、集塵部のアース電極に捕集板を設置してアース電極近傍を漂う再飛散粒子を捕集することで、正極性荷電でも負極性荷電と同等の集塵性能を確保することが可能となる。

【0014】

第１の態様において、前記第２の放電電極が、前記ガスの下流側に位置する端部に、前記ガスの流通方向に略平行な方向に突出する複数の第２の放電部を有することが好ましい。

【0015】

集塵部の放電電極に設けられた放電部からコロナ放電を発生させることにより、アース電極及び捕集板に向かうダストの移動を促進させることができる。この結果、再飛散ダストを含む浮遊ダストをよりアース極近傍に保持することが可能になり、アース電極及び捕集板でのダストの捕集効率を更に向上させることができる。

【0016】

第１の態様において、前記捕集板の前記ガスが衝突する側の面に多孔部材が設置されていることが好ましい。こうすることにより衝突したダストの保持力が増大するため、集塵性能を向上させることが可能となる。

【0017】

第１の態様において、前記ガスの流通方向と、前記捕集板の延在方向とが、略直交していることが好ましい。または、前記ガスの流通方向と、前記捕集板の延在方向とが、鋭角をなしていても良い。または、前記ガスの流通方向と、前記捕集板の延在方向とが、鈍角をなしていても良い。
この場合、前記第２のアース電極から前記第２の放電電極に向かう方向での前記捕集板の先端と前記アース電極との距離は、前記第２のアース電極と前記第２の放電電極との距離の１／４以上１／２以下であることが好ましい。

【0018】

このような形状の捕集板を設けることにより、集塵部から排出されるガスの流れを阻害することなく、捕集板でダストを捕集することができるため、集塵部内のガス通過領域の全面にフィルタを設置した場合のような大幅な圧損上昇を伴うことなく集塵効率を向上させることが可能となる。

【0019】

本発明の第３の態様は、ＮＯを含むガス中のダストを集塵する電気集塵装置であって、第１のアース電極と第１の放電電極とが互いに略平行に交互に配置される帯電部と、前記帯電部の前記ガスの下流側に設置され、第２のアース電極と第２の放電電極とが互いに略平行に交互に配置される集塵部と、前記帯電部及び前記集塵部に接続される電圧発生部とを備え、前記第１の放電電極が、前記ガスの流通方向の両端部に、前記ガスの流通方向に略平行に突出する複数の第１の放電部を有し、前記電圧発生部が、前記第１の放電電極に正の電圧を印加して前記第１の放電部と前記第１のアース電極との間で正極性のコロナ放電を発生させ、前記第２の放電電極に負の電圧を印加して、前記第２のアース電極と前記第２の放電電極との間に前記第２の放電電極に向かう電界を発生させる。

【0020】

本発明の第４の態様は、本発明の第３の態様に係る電気集塵装置を用いて、前記ＮＯを含む前記ガス中のダストを集塵する方法であって、前記電圧発生部が前記第１の放電電極に正の電圧を印加して、前記第１の放電電極と前記第１のアース電極との間で正極性のコロナ放電を発生させて、前記帯電部内で前記ダストを正に帯電させ、前記電圧発生部が前記第２の放電電極に負の電圧を印加して、前記第２の放電電極と前記第２のアース電極との間に前記第２の放電電極に向かう電界を発生させて、前記第２の放電電極が正に帯電した前記ダストを捕集する。

【0021】

第３の態様及び第４の態様においても、帯電部で正極性のコロナ放電を発生させて、ＮＯ_２濃度上昇を抑制している。
集塵部の放電電極は略平板形状であるため、集塵部内でコロナ放電が発生しない。集塵部内でのオゾンの生成は行われないため、本態様では放電電極に火花電圧の高い負極性の電圧を印加する。こうすることにより電界強度を上げることができ、集塵部の放電電極に正極性の高電圧を印加するよりも高い集塵効率を確保することが可能となる。

【0022】

第１の態様及び第３の態様の電気集塵装置は、車両が走行するトンネル内に設置されることが好ましい。

【0023】

車両から排出される排ガス中のＮＯ_２濃度に規制が設けられているため、トンネル内に設置される電気集塵装置の後段にはＮＯ_２を除去する脱硝装置が設置される場合がある。本発明の電気集塵装置は、ダストの帯電に伴うＮＯ_２濃度の上昇を抑制することができる。従って、本発明の電気集塵装置を用いれば、後段の脱硝装置でのＮＯ_２処理量を低減し、吸収剤の寿命低下を抑制するという効果を奏することができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、帯電部において正極性のコロナ放電でダストを帯電させることにより、オゾンの発生が抑制されるので、排ガス中のＮＯ_２濃度増大を抑制することができる。この結果、後段の脱硝装置での処理負荷を低減させることができる。
ダストを正に帯電させた場合は、負に帯電させる場合よりも捕集性能が低下するが、本発明では捕集板が捕集性能をアシストするので、高い集塵効率を維持できる。
あるいは、集塵部において帯電部とは逆に放電電極に火花電圧が高い負の高電圧を印加することにより、正の高電圧を印加するよりも高い電界を与えることが可能になるので、捕集性能を高めることができる。この結果、高い集塵効率を維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】第１実施形態に係る電気集塵装置の集塵ユニットの概略斜視図である。

【図2】第１実施形態に係る電気集塵装置の集塵ユニットの概略平面図である。

【図3】第１実施形態に係る電気集塵装置の集塵ユニットの別の例を説明する概略平面図である。

【図4】第２実施形態に係る電気集塵装置の集塵ユニットの概略斜視図である。

【図5】第２実施形態に係る電気集塵装置の集塵ユニットの概略平面図である。

【図6】ダストの極性による捕集性能の違いを説明するグラフである。

【図7】捕集板の有無による捕集性能の違いを説明するグラフである。

【図8】第３実施形態に係る電気集塵装置の集塵ユニットの概略斜視図である。

【図9】トンネル用空気浄化システムの一例である。

【図10】空気浄化システムの一例である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る電気集塵装置を、図面を参照して説明する。本実施形態の電気集塵装置は、図１０に例示される空気浄化システムに適用される。
図１は電気集塵装置に収容される集塵ユニットの概略斜視図である。図２は、図１の集塵ユニットを上側から見た平面図である。図１では、ガスは集塵ユニット１に対して略水平方向に流通する。集塵ユニット１は、帯電部１０と、帯電部１０のガス下流側に位置する集塵部２０と、電圧発生部３０とを有する。

【0027】

帯電部１０は、複数のアース電極（第１のアース電極）１１と放電電極（第１の放電電極）１２とを備える。アース電極１１及び放電電極１２は略平板形状を有し、所定間隔を開けて互いに略平行になるように交互に配列されている。

【0028】

放電電極１２には、ガスの下流側及び上流側の端部１３ａ，１３ｂに複数の放電部（第１の放電部）１４が設けられている。放電部１４は、放電電極１２からガス流通方向と略平行な方向にそれぞれ突出する突起である。図１及び図２では、放電部１４はトゲ状の突起である。ただし、放電部１４の形状はこれに限定されない。

【0029】

集塵部２０は、複数のアース電極（第２のアース電極）２１と放電電極（第２の放電電極）２２とを備える。アース電極２１及び放電電極２２は互いに略平行になるように、所定の間隔を開けて交互に配列されている。アース電極２１及び放電電極２２は略平板形状を有し、放電電極２２はアース電極２１よりも小さい。本実施形態において、放電電極２２には放電部は設けられていない。

【0030】

アース電極２１には、ガスの下流側に位置する端部に捕集板４０が取り付けられている。捕集板４０は、鋼などの金属製の板である。図１及び図２の捕集板４０は、横断面が長方形となっている。すなわち、捕集板４０は、アース電極２１からガス流通方向に略直交する方向に向かって延在する。

【0031】

図３は、本実施形態の捕集板の別の形状例を説明する概略図であり、図１の集塵ユニットを上側から見た平面図である。図３（ａ）に示される捕集板４１は、アース電極２１からガス流通方向と鋭角を成す方向に向かって延在する。図３（ｂ）に示される捕集板４２は、アース電極２１からガス流通方向と鈍角を成す方向に向かって延在する。

【0032】

捕集板４０〜４２のガス流入側の表面に多孔部材が設置されていても良い。例えば、スポンジやフィルタが設置される。

【0033】

図２、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す形状の捕集板４０〜４２を設置すると、捕集板４０〜４２のガス流入側の表面にガスが衝突し、アース電極２１端部でガスの流れが阻害される。アース電極２１から放電電極２２に向かう方向での捕集板４０〜４２の先端とアース電極２１との距離ｔは、アース電極２１と放電電極２２との距離をＤとすると、Ｄ／４以上Ｄ／２以下であることが好ましい。Ｄ／４未満であると捕集板４０〜４２に衝突するガス量が少ないので、所望の捕集効率を得ることができない。一方、Ｄ／２より大きくなると、集塵部２０からの排出口におけるガス流通面積が小さくなるので、圧力損失が増加するとともに、通過流速が速くなる事で捕集されていたダストが飛散し、集塵効率が低下する。

【0034】

電圧発生部３０は、放電電極１２，２２に接続され、放電電極１２，２２に正極性の高電圧を印加する。アース電極１１，２１はそれぞれ接地されている。

【0035】

本実施形態の集塵ユニット１では、アース電極２１及び捕集板４０の上方に、アース電極２１及び捕集板４０を洗浄するための洗浄液（例えば水）を供給する洗浄部（図示せず）が設置されても良い。

【0036】

図１，２に示される集塵ユニット１を用いて、排ガスからダストを集塵する方法を以下で説明する。ここでは、電気集塵装置がトンネル内に設置され、車両から発生する排ガスを処理する場合を例に挙げて説明する。但し、本実施形態の電気集塵装置はトンネル内に設置される場合に限定されるものではなく、空気浄化設備（室内用空気清浄器など）にも適用可能である。

【0037】

車両から排出される排ガスには、ダスト及び窒素酸化物（ＮＯ、ＮＯ_２）が含まれる。ダスト及び窒素酸化物を含む排ガスが、帯電部１０側から集塵ユニット１に流入する。

【0038】

電圧発生部３０は、帯電部１０の放電電極１２に正極性の電圧を印加する。放電電極１２に電圧が印加されると、放電部１４とアース電極１１との間で正極性のコロナ放電が発生する。コロナ放電が発生している領域をダストが通過すると、ダストが正の電荷に帯電される。

【0039】

排ガスには酸素も含まれているため、排ガスがコロナ放電内を通過するとオゾンが発生する。排ガスに含まれるＮＯの一部は、発生したオゾンによりＮＯ_２に酸化される。すなわち、帯電部１０を通過すると、排ガス中のＮＯ_２濃度が増加することになる。

【0040】

ここで、放電部１４とアース電極１１との距離が一定である場合、一般的にオゾン発生量は正極性の放電の方が負極性の放電よりも少ない事が知られている。この事象は、それぞれの放電特性に依るものである。従って、正極性のコロナ放電ではＮＯ_２濃度増加が抑制される。

【0041】

電圧発生部３０は、集塵部２０の放電電極２２に正極性の電圧を印加する。これにより、集塵部２０内において、放電電極２２とアース電極２１及び捕集板４０との間でアース電極２１に向かう電界が発生する。本実施形態において、放電電極２２には放電部が形成されていない。このため、集塵部２０ではコロナ放電は発生しない。

【0042】

帯電部１０を通過した排ガスは、帯電したダスト及び窒素酸化物を伴って集塵部２０に流入する。排ガスが集塵部２０に流入すると、正極性に帯電したダストがアース電極２１に引きつけられ、アース電極２１に付着して捕集される。これにより、ダストがガスから除去される。

【0043】

一旦アース電極２１に捕集されたダストの一部は、ガス中に再飛散する。飛散したダストは凝集しており、電荷を帯びている。再飛散したダストは、放電電極２２とアース電極２１との間の電界により、再度アース電極２１に捕集される。一方、ガス最下流側のアース電極２１から飛散したダストは、捕集板４０のガスが衝突する表面に捕集される。また、アース電極２１に捕集されずに通過したダストも、捕集板４１で捕集される。上述のように捕集板の表面に多孔部材が設置されていると表面積が大きくなるために、捕集率が高くなる。

【0044】

集塵部２０ではコロナ放電が発生していないので、集塵部２０ではオゾンは発生しない。このため、集塵部２０を通過する間のＮＯ_２濃度の増加はほとんど起こらない。

【0045】

ダストが捕集された清浄ガス（窒素酸化物を含む）は、捕集板４０と放電電極２２との隙間を通過して、集塵ユニット１から排出され、次いで電気集塵装置から排出される。

【0046】

アース電極２１及び捕集板４０へのダスト付着量が増大すると、捕集効率が低下する。そこで、本実施形態の電気集塵装置では、アース電極２１及び捕集板４０に対して洗浄部から洗浄液を定期的に供給して、表面からダストを除去することが好ましい。

【0047】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る電気集塵装置を、図面を参照して説明する。本実施形態の電気集塵装置は、図１０に例示される空気浄化システムに適用される。
図４は第２実施形態に係る電気集塵装置に収容される集塵ユニットの概略斜視図である。図５は、図４の集塵ユニットを上側から見た平面図である。図４，５において、図１，２と同じ構成には同じ符号を付す。

【0048】

第２実施形態における集塵ユニット１０１は、集塵部１２０の放電電極１２２が異なる以外は、第１実施形態と同じ構成である。なお、捕集板４０は図３（ａ）または図３（ｂ）に示す形状とすることも可能である。

【0049】

放電電極１２２には、ガスの下流側に位置する端部１２３に複数の放電部（第２の放電部）１２４が設けられている。放電部１２４は、放電電極１２２からガス流通方向と略平行な方向に突出する突起である。図４，５において放電部１２４はトゲ状の突起であるが、放電部１２４の形状はこれに限定されない。

【0050】

集塵ユニット１０１を用いて、排ガスからダストを集塵する方法を以下で説明する。電気集塵装置がトンネル内に設置され、車両から発生する排ガスを処理する場合を例に挙げて説明する。但し、本実施形態の電気集塵装置はトンネル内に設置される場合に限定されるものではなく、第１実施形態と同様に空気浄化設備（室内用空気清浄器など）にも適用可能である。

【0051】

第１実施形態で説明したように、帯電部１０において排ガスに含まれるダストが正極性に帯電する。また、排ガスがコロナ放電内を通過する際にオゾンが発生し、オゾンにより排ガス中のＮＯの一部がＮＯ_２に酸化される。

【0052】

電圧発生部３０は、集塵部１２０の放電電極１２２に正極性の電圧を印加する。これにより、集塵部１２０内において、放電電極１２２の板状部分とアース電極２１との間でアース電極２１に向かう電界が発生する。また、放電電極１２２の放電部１２４とガス下流側に位置するアース電極２１及び捕集板４０との間で正極性のコロナ放電が発生する。

【0053】

帯電部１０を通過した排ガスは、集塵部１２０に流入する。排ガスが集塵部１２０に流入すると、正極性に帯電したダストがアース電極２１に引きつけられ、アース電極２１に付着して捕集される。これにより、ダストがガスから除去される。

【0054】

第１実施形態と同様に、アース電極２１に捕集されたダストの一部がガス中に再飛散する。再飛散したダストは、アース電極２１及び捕集板４０に捕集されて除去される。本実施形態では、放電部１２４からのコロナ放電によってアース電極２１及び捕集板４０に向かうダストの移動が促進される。また、コロナ放電によりダストの帯電量を増加し、ガス最下流側におけるアース電極２１及び捕集板４０でのダストの捕集が促進される。

【0055】

図６は、帯電部で帯電させるダストの極性による捕集性能の違いを説明するグラフである。図６は、第２実施形態の構成の電気集塵装置を用いて取得した。図６において、横軸は消費電力比、縦軸はダスト捕集効率比である。
図７は、捕集板の有無による捕集性能の違いを説明するグラフである。図７は、第２実施形態と同じ構成の電気集塵装置を用いて取得した。図７において、横軸は消費電力比、縦軸はダスト捕集効率比である。

【0056】

図６から、同じ消費電力比である場合、帯電部でダストに正の電荷を与えた方がダスト捕集効率比が低下するので、アース電極での捕集効率が低下することが理解できる。また、負の電荷を与える場合と同程度の捕集効率を得るには、放電電極に与える電圧を高くし、集塵に必要な消費電力を投入する必要があることが理解できる。

【0057】

図７から、同じ消費電力比である場合は、捕集板を設置した方が捕集効率を向上させることができることが理解できる。また、同程度の捕集効率（ダスト捕集効率比）を得る場合には、捕集板を設けた方が消費電力が小さくなることが理解できる。

【0058】

ＮＯ_２濃度上昇を抑制するには帯電部の放電電極に正極性の電圧を印加することが効果的である。しかし図６に示すように、ダストを正極性に帯電させることによって捕集効率が犠牲となる。一方で、図７に示すように、捕集板が集塵部でのダストの捕集をアシストする効果を奏するので、高い集塵効率を維持することが可能となる。

【0059】

上述のように本実施形態では電気集塵装置通過後のＮＯ_２濃度増加が抑制されているので、清浄ガスをＮＯ_２除去用の脱硝装置に導くと、脱硝装置でのＮＯ_２処理量が低減されることになるので、吸収剤の寿命低下を抑制することが可能である。

【0060】

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る電気集塵装置を、図面を参照して説明する。本実施形態の電気集塵装置は、図１０に例示される空気浄化システムに適用される。
図８は、第３実施形態に係る電気集塵装置に収容される集塵ユニットの概略斜視図である。図８では、ガスは集塵ユニット２０１に対して略水平方向に流通する。集塵ユニット２０１は、帯電部２１０と、帯電部２１０のガス下流側に位置する集塵部２２０と、電圧発生部２３０とを有する。

【0061】

帯電部２１０は第１実施形態と同じ構成である。略平板状のアース電極２１１及び放電電極２１２が互いに略平行になるように、所定の間隔を開けて交互に配置されている。放電電極２１２は放電部２１４を有する。

【0062】

集塵部２２０は、複数のアース電極（第２のアース電極）２２１と放電電極（第２の放電電極）２２２とを備える。アース電極２２１及び放電電極２２２は互いに略平行になるように、所定の間隔を開けて交互に配列されている。アース電極２２１及び放電電極２２２は略平板形状を有し、放電電極２２２はアース電極２２１よりも小さい。集塵ユニット２０１では、アース電極２２１に捕集板は設置されていない。また、放電電極２２２に放電部が設けられていない。

【0063】

第３実施形態において、電圧発生部２３０は第１の電圧発生部２３０ａと第２の電圧発生部２３０ｂとで構成される。第１の電圧発生部２３０ａは、帯電部２１０の放電電極２１２に接続され、放電電極２１２に正極性の電圧を印加する。第２の電圧発生部２３０ｂは、集塵部２２０の放電電極２２２に接続され、放電電極２２２に負極性の電圧を印加する。アース電極２１１，２２１は接地されている。

【0064】

本実施形態の集塵ユニット２０１では、放電電極２２２の上方に、放電電極２２２を洗浄するための洗浄液（例えば水）を供給する洗浄部（図示せず）が設置されても良い。

【0065】

図８に示される集塵ユニット２０１を用いて、排ガスからダストを集塵する方法を以下で説明する。ここでは、電気集塵装置がトンネル内に設置され、車両から発生する排ガスを処理する場合を例に挙げて説明する。なお、本実施形態の電気集塵装置はトンネル内に設置される場合に限定されるものではなく、第１実施形態と同様に空気浄化設備にも適用可能である。

【0066】

第１の電圧発生部２３０ａは、放電電極２１２に正の電圧を印加する。これにより、放電電極２１２の放電部２１４とアース電極２１１との間で正極性のコロナ放電が発生する。第１実施形態と同様に、ガスが帯電部２１０を通過することにより、ダストが正に帯電されるとともに、排ガス中のＮＯの一部が酸化されてＮＯ_２となる。

【0067】

第２の電圧発生部２３０ｂは、集塵部２２０の放電電極２２２に負の電圧を印加する。これにより、集塵部２２０内において、放電電極２２２とアース電極２２１との間で放電電極２２２に向かう電界が発生する。本実施形態において、放電電極２２２には放電部が形成されていない。このため、集塵部２２０ではコロナ放電は発生しない。

【0068】

帯電部２１０を通過した排ガスは、帯電したダスト及び窒素酸化物を伴って集塵部２２０に流入する。集塵部２２０に排ガスが流入すると、正に帯電したダストが放電電極２２２に引きつけられ、放電電極２２２に付着して捕集される。これにより、ダストがガスから除去される。ダストが除去された後のガスは、窒素酸化物を含む清浄ガスとして集塵ユニット２０１から排出され、その後電気集塵装置から排出される。

【0069】

本実施形態では、帯電部２１０で正極性のコロナ放電を発生させて、ＮＯ_２濃度上昇を抑制している。
また、集塵部２２０の放電電極２２２は放電部を有さない平板状の電極であるため、アース電極２２１との間でのコロナ放電が発生しない。このため、集塵部２２０を通過する間にオゾンの生成は行われない。このため、放電電極２２２に火花電圧の高い負極性の電圧を印加することができる。このため、高い集塵効率を維持することが可能となる。

【符号の説明】

【0070】

１，１０１，２０１ 集塵ユニット
１０，２１０ 帯電部
１１，２１１ アース電極（第１のアース電極）
１２，２１２ 放電電極（第１の放電電極）
１４，２１４ 放電部（第１の放電部）
２０，１２０，２２０ 集塵部
２１，２２１ アース電極（第２のアース電極）
２２，１２２，２２２ 放電電極（第２の放電電極）
３０，２３０ 電圧発生部
４０，４１，４２ 捕集板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】