特許 5768423 電気集塵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5768423

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】電気集塵装置

(51)【国際特許分類】

   B03C 3/80 20060101AFI20150806BHJP

   B03C 3/40 20060101ALI20150806BHJP

   B03C 3/49 20060101ALI20150806BHJP

   B03C 3/78 20060101ALI20150806BHJP

   B03C 3/82 20060101ALI20150806BHJP

   B03C 3/41 20060101ALI20150806BHJP

【ＦＩ】

   B03C3/80

   B03C3/40 A

   B03C3/49

   B03C3/78

   B03C3/82

   B03C3/41 B

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-59290(P2011-59290)

(22)【出願日】2011年3月17日

(65)【公開番号】特開2012-192362(P2012-192362A)

(43)【公開日】2012年10月11日

【審査請求日】2014年2月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(72)【発明者】

【氏名】吉田 将隆

(72)【発明者】

【氏名】三塚 康史

(72)【発明者】

【氏名】乾 貴誌

(72)【発明者】

【氏名】川上 一美

【審査官】 関口 勇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０７６４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭０５−００２６５９（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０３Ｃ ３／８０

Ｂ０３Ｃ ３／４０

Ｂ０３Ｃ ３／４１

Ｂ０３Ｃ ３／４９

Ｂ０３Ｃ ３／７８

Ｂ０３Ｃ ３／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延長する放電電極と、
該放電電極を半径方向に所定距離を保って覆い所要数の貫通孔を有する筒状電極と、
前記筒状電極の外側を半径方向に所定距離を保って覆うケーシング電極と、
前記放電電極と前記筒状電極及び前記ケーシング電極との間に高電圧を印加して、前記筒状電極内を通流する粒子状物質含有ガスの粒子状物質を帯電させて前記筒状電極の前記貫通孔を通過させて当該筒状電極の外周面及び前記ケーシング電極の内周面に補集させる高電圧源と、
前記筒状電極の外周面及び前記ケーシング電極の内周面間の前記粒子状物質を補集する補集領域に配置された前記粒子状物質を回収する回収機構とを備え、
前記回収機構は、前記筒状電極及びケーシング電極の軸方向の一端側に配置し、補集した前記粒子状物質を吹き飛ばす流体噴射ノズルと、前記筒状電極及びケーシング電極の軸方向の他端側に配置した前記粒子状物質を含む流体を吸引する流体吸引部とを備えている
ことを特徴とする電気集塵装置。

【請求項2】

筒状筐体内を仕切板で仕切って形成した軸方向に延長する複数の電極収納部を備え、
前記各電極収納部は、
軸方向に延長する放電電極と、
該放電電極を半径方向に所定距離を保って覆い所要数の貫通孔を有する筒状電極と、
前記筒状電極の外側を半径方向に所定距離を保って覆うケーシング電極と、
前記放電電極と前記筒状電極及び前記ケーシング電極との間に高電圧を印加して、前記筒状電極内を通流する粒子状物質含有ガスの粒子状物質を帯電させて前記筒状電極の前記貫通孔を通過させて当該筒状電極の外周面及び前記ケーシング電極の内周面に補集させる高電圧源と、
前記筒状電極の外周面及び前記ケーシング電極の内周面間の前記粒子状物質を補集する補集領域に配置された前記粒子状物質を回収する回収機構とを備え、
前記回収機構は、前記筒状電極及びケーシング電極の軸方向の一端側に配置し、補集した前記粒子状物質を吹き飛ばす流体噴射ノズルと、前記筒状電極及びケーシング電極の軸方向の他端側に配置した前記粒子状物質を含む流体を吸引する流体吸引部とを備えている
ことを特徴とする電気集塵装置。

【請求項3】

前記流体噴射ノズルは、気体を噴射するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気集塵装置。

【請求項4】

前記流体噴射ノズルは、液体を噴射するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気集塵装置。

【請求項5】

前記液体は水、海水及び洗浄液の何れかであることを特徴とする請求項４に記載の電気集塵装置。

【請求項6】

前記筒状電極は、前記貫通孔の開口比が前記流体噴射ノズルの流体が当該筒状電極内部に流入することを阻止する値に設定されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電気集塵装置。

【請求項7】

前記筒状電極は、前記回収機構の流体噴射ノズル及び前記流体吸引部の少なくとも一方に対向する位置に前記貫通孔を形成しない貫通孔非形成領域が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の電気集塵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を含有する例えば内燃機関の排気ガス等の粒子状物含有ガス中から粒子状物質を除去するようにした電気集塵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関から排出される排気ガスには、ＮＯｘ、ＳＯｘの他、炭素を主成分とする粒子状物質などの有害物質が含まれている。人間が呼吸により粒子状物質を体内に吸い込むと様々な健康被害が発生することが知られており、粒子状物質を効率良く補集する電気集塵装置の開発が望まれている。
このような電気集塵装置では、補集した粒子状物質をそのまま放置すると補集効率が低下することから、補集した粒子状物質を洗い流す洗浄処理を行う必要がある。このような洗浄機能を有する電気集塵機として、例えば電気集塵機の機内におけるトンネル内の浮遊微粒子多くを含む空気を通過させる通路に形成した集塵部に下流側から対向して補集ダスト払い落とし用のエアブロー式ダスト洗浄機構を装備した電気集塵装置の補集ダスト洗浄方式が提案されている(例えば、特許文献１参照)。

【0003】

また、燃焼機関の排気管に連なり、通過する排気ガスに含まれるすすを電気的に吸着するすす吸着装置と、すす吸着装置に吸着したすすを洗浄除去してその吸着力を回復させる再生装置と、燃焼機関の排気管に連なりすすを核とする排気ガスの凝縮液化によってすすや有害排気ガスを除去する核凝縮装置とから構成した排気浄化装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0004】

さらに、煤塵を含んだ空気を通過させる複数の集塵通路のそれぞれに放電極及び集塵極を配置して煤塵にコロナ放電を利用して電荷を与え、この煤塵にクーロン力を作用させて集塵極に補集するようにし、１つの集塵通路の入口ダンパ及び出口ダンパを閉じた状態で、水スプレーノズルによる洗浄と加熱空気による乾燥とを行うようにした電気集塵装置も提案されている（例えば、特許文献３〜５参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６０−２８８３８号公報

【特許文献2】特開２０００−６４８１８号公報

【特許文献3】特開平１０−２４４１８３号公報

【特許文献4】特開平６−５５１００号公報

【特許文献5】特開平３−２６３５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１〜５に記載の従来例にあっては、ダスト等を含む空気を通過させる空気流路に電気集塵部を配置し、この電気集塵部で補集したダスト等を同様に空気流路に配置した洗浄機構で洗浄するようにしており、電気集塵部を洗浄機構で洗浄する場合には、空気流路を流れる空気を止め、且つ電気集塵部の電圧印加を停止してから洗浄を行うようにしており、洗浄中はダスト等を補集することはできないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、粒子状物質含有ガスの通過を停止させることなく、補集した粒子状物質の回収を行うことができる電気集塵装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の一の形態に係る電気集塵装置は、軸方向に延長する放電電極と、該放電電極を半径方向に所定距離を保って覆い所要数の貫通孔を有する筒状電極と、前記筒状電極の外側を半径方向に所定距離を保って覆うケーシング電極と、前記放電電極と前記筒状電極及び前記ケーシング電極との間に高電圧を印加して、前記筒状電極内を通流する粒子状物質含有ガスの粒子状物質を帯電させて前記筒状電極の前記貫通孔を通過させて当該筒状電極の外周面及び前記ケーシング電極の内周面に補集させる高電圧源と、前記筒状電極の外周面及び前記ケーシング電極の内周面間の前記粒子状物質を補集する補集領域に配置された前記粒子状物質を回収する回収機構とを備え、前記回収機構は、前記筒状電極及びケーシング電極の軸方向の一端側に配置し、補集した前記粒子状物質を吹き飛ばす流体噴射ノズルと、前記筒状電極及びケーシング電極の軸方向の他端側に配置した前記粒子状物質を含む流体を吸引する流体吸引部とを備えていることを特徴としている。

【0008】

この構成によると、筒状電極の内部に粒子状物質含有ガスを通過させ、この粒子状物質含有ガスに含まれる粒子状物質を筒状電極及びケーシング電極間の補集領域に補集し、この補集領域に補集した粒子状物質を回収する回収機構を設けたので、回収機構を粒子状物質含有ガスの通路となる筒状電極の内側とは異なる領域に配置することができ、粒子状物質含有ガスを流した状態で粒子状物質の回収を行うことができる。
また、流体噴射ノズルを補集領域の一端側に配置し、他端側に流体吸引部を設けたので、流体噴射ノズルから噴射した流体によって筒状電極及びケーシング電極で補集した粒子状物質を他端側へ吹き飛ばし、この吹き飛ばされた粒子状物質を流体吸引装置で吸引することにより、補集した粒子状物質を効果的に回収することができる。

【0009】

また、本発明の一の形態に係る電気集塵装置は、筒状筐体内を仕切板で仕切って形成した軸方向に延長する複数の電極収納部を備え、前記各電極収納部は、軸方向に延長する放電電極と、該放電電極を半径方向に所定距離を保って覆い所要数の貫通孔を有する筒状電極と、前記筒状電極の外側を半径方向に所定距離を保って覆うケーシング電極と、前記放電電極と前記筒状電極及び前記ケーシング電極との間に高電圧を印加して、前記筒状電極内を通流する粒子状物質含有ガスの粒子状物質を帯電させて前記筒状電極の前記貫通孔を通過させて当該筒状電極の外周面及び前記ケーシング電極の内周面に補集させる高電圧源と、前記筒状電極の外周面及び前記ケーシング電極の内周面間の前記粒子状物質を補集する補集領域に配置された前記粒子状物質を回収する回収機構とを備え、前記回収機構は、前記筒状電極及びケーシング電極の軸方向の一端側に配置し、補集した前記粒子状物質を吹き飛ばす流体噴射ノズルと、前記筒状電極及びケーシング電極の軸方向の他端側に配置した前記粒子状物質を含む流体を吸引する流体吸引部とを備えていることを特徴としている。

【0010】

この構成によると、筒状筐体内に仕切板で仕切って軸方向に延長する複数の電極収納部を備え、各電極収納部に、放電電極と、筒状電極と、筒状筐体及び仕切板で構成されるケーシング電極とを設けるようにしたので、各電極収納部が個別の電気集塵部となり、各電気集塵部の補集部に粒子状物質を回収する回収機構を設けることができ、電気集塵部単位で粒子状物質の回収を個別に行うことができ、回収用の使用流体量を制限して、コンプレッサや吸引ポンプの低容量化、配管の小径化、装置の小形化及びコストダウン化が可能となる。
また、流体噴射ノズルを補集領域の一端側に配置し、他端側に流体吸引部を設けたので、流体噴射ノズルから噴射した流体によって筒状電極及びケーシング電極で補集した粒子状物質を他端側へ吹き飛ばし、この吹き飛ばされた粒子状物質を流体吸引装置で吸引することにより、補集した粒子状物質を効果的に回収することができる。

【0012】

また、本発明の他の形態に係る電気集塵装置は、前記流体噴射ノズルは、気体を噴射するように構成されていることを特徴としている。
この構成によると、流体噴射ノズルから気体を噴射するので、補集領域が乾燥状態のまま粒子状物質の回収を行うことができる。

【0013】

また、本発明の他の形態に係る電気集塵装置は、前記流体噴射ノズルは、液体を噴射するように構成されていることを特徴としている。
この構成によると、流体噴射ノズルから液体を噴射するので、こびりついた粒子状物質でも確実に剥離して回収することができる。この場合には、流体噴射ノズルを上方側に設置することにより、重力を使用して噴射液体の流速を上げることができる。

【0014】

また、本発明の他の形態に係る電気集塵装置は、前記液体は水、海水及び洗浄液の何れかであることを特徴としている。
この構成によれば、液体として、陸上であれば、水を使用し、船舶等であれば海水を使用し、粒子状物質の汚れが酷い場合には、洗浄液を使用して粒子状物質の回収を行う。

【0015】

また、本発明の他の形態に係る電気集塵装置は、前記筒状電極は、前記貫通孔の開口比が前記流体噴射ノズルの流体が当該筒状電極内部に流入することを阻止する値に設定されていることを特徴としている。
この構成によれば、筒状電極の貫通孔の開口比が流体噴射ノズルから噴射した流体が筒状電極の内部に流入することを阻止する値に設定されているので、筒状電極の内部へ流体が流入して一度補集した粒子状物質を引き剥がして再飛散させてしまうことを防止し、粒子状物質の回収を確実に行うことができる。

【0016】

また、本発明の他の形態に係る電気集塵装置は、前記筒状電極が、前記回収機構の流体噴射ノズル及び前記流体吸引部の少なくとも一方に対向する位置に前記貫通孔を形成しない貫通孔非形成領域が形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、筒状電極が回収機構を構成する流体噴射ノズル及び流体吸引部の少なくとも一方に対向する位置に貫通孔を形成しない貫通孔非形成領域が形成されているので、流体噴出ノズルから噴射される流体が筒状電極内に入ることを確実に防止することができ、筒状電極の内部へ流体が流入して一度補集した粒子状物質を引き剥がして再飛散させてしまうことを防止し、粒子状物質の回収を確実に行うことができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、粒子状物質含有ガスを筒状電極の内側に通流して放電電極によって粒子状物質に帯電させ、帯電した粒子状物質をクーロン力によって貫通孔を通って筒状電極の外側に移動させ、この筒状電極及びケーシング電極間の補集領域で付着補集する。この付着補集した粒子状物質を回収機構で例えば流体を利用して払拭することにより、粒子状物質含有ガスの通路とは分離された補集領域で粒子状物質の回収を行うことができ、粒子状物質含有ガスを通流した状態で粒子状物質の回収を行うことができる。

【0018】

また、本発明によれば、筒状筐体内に仕切板で仕切って軸方向に延長する複数の電極収納部を備え、各電極収納部に、放電電極と、筒状電極と、筒状筐体及び仕切板で構成されるケーシング電極とを設けるようにしたので、各電極収納部が個別の電気集塵部となり、各電気集塵部の補集部に粒子状物質を回収する回収機構を設けることができ、電気集塵部単位で粒子状物質の回収を個別に行うことができ、回収用の使用流体量を制限して、コンプレッサや吸引ポンプの低容量化、配管の小径化、装置の小形化及びコストダウン化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係る電気集塵装置の第１の実施形態を示す全体構成図である。

【図2】図１の電気集塵装置の外筒を一部除去して示す外観斜視図である。

【図3】電気集塵装置の要部を示す斜視図である。

【図4】電気集塵装置の内筒電極及び放電電極を拡大して示す斜視図である。

【図5】開口比と抵抗係数との関係を示す特性線図である。

【図6】本発明の第２の実施形態を示す電気集塵機の外筒を一部除去して示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態を示す全体構成図である。
図中、１は例えば内燃機関特にディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる炭素を主成分とする粒子径が１００μｍ以下の粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）、特に粒子径が１０μｍ以下の浮遊粒子状物質（ＳＰＭ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を補集可能な電気集塵装置である。
この電気集塵装置１には、ディーゼルエンジン２から排出される粒子状物質含有ガスが供給される。

【0021】

電気集塵装置１は、図２及び図３に示すように、ディーゼルエンジン２から供給される粒子状物質含有ガスを導入する裁頭角錐筒状のガス案内部１５と、このガス案内部１５の下流側に形成された粒子状物質含有ガスを旋回流として送り出す旋回流形成部１６と、この旋回流形成部１６の下流側に配置された例えば断面が１２面体の放電電極１７を支持する電極支持部１８と、この電極支持部１８の下流側に配置された電気集塵部１９と、最下流に配置された放電電極支持部２０とを備えている。

【0022】

電気集塵部１９は、放電電極１７を半径方向に所定距離を保って覆う例えばステンレス製で円筒状の筒状電極２１と、この筒状電極２１を囲んで支持する筒状筐体を構成する角筒状のケーシング電極２２とで構成されている。
ここで、放電電極１８は、図４に示すように、外周面に円周方向に９０°間隔で４つの針状電極１７ａを形成した電極群が３組軸方向に所定間隔を保ち各電極群で円周方向に３０°ずれた関係で多数形成されている。

【0023】

また、筒状電極２１の円筒面には、放電電極１７の針状電極部１７ａと対向する位置に、粒子状物質の粒子径より十分に大きい幅（例えば数ｍｍ程度）を有し、円周方向に延長する長円形の貫通孔２１ａが多数形成されている。この貫通孔２１ａの形状は、長円形とする場合に限らず、円形としてパンチングパイプを適用するようにしてもよい。

【0024】

そして、図３に示すように、放電電極１７と筒状電極２１及びケーシング電極２２との間に放電電極１７を負極側とし、筒状電極２１及びケーシング電極２２を正極側とする１０³〜１０⁵ボルト程度の直流高電圧電源ＤＣを接続し、さらに正極側を接地する。この状態で、放電電極１７と筒状電極２１の間に粒子状物質含有ガスを旋回気流として供給すると、粒子状物質含有ガスに含まれる粒子状物質はコロナ放電を浴びて帯電する。そして、放電電極１７と筒状電極２１間の電界により粒子状物質にクーロン力が働き、粒子状物質が筒状電極２１へ向けて運動を始める。粒子状物質は質量を持つために、慣性力によってそのまま筒状電極２１の貫通孔２１ａを通過して筒状電極２１及びケーシング電極２２間の半閉空間である補集領域２３に導かれる。

【0025】

この補集領域２３では、流れ場は非常に緩やかなため、粒子状物質は流れ場の影響を受けにくく、粒子状物質は自分自身の電荷と筒状電極２１及びケーシング電極２２間の電位差による電気影像力を受けて、筒状電極２１の外周面及びケーシング電極２２の内周面に移動付着して補集される。なお、数値解析によれば、筒状電極２１内のガス流路における粒子状物質含有ガス主流の流速に比べ、補集空間２３の大部分で約１／２０〜１／１０程度、局所的に１／４程度の流速となることが確認されている。

【0026】

さらに、ケーシング電極２２の軸方向両端部が、図２に示すように、中心開口２４を有する端板２５ａ及び２５ｂによって閉塞され、これら端板２５ａ及び２５ｂの中心開口２４が筒状電極２１と連通されている。
筒状電極２１、ケーシング電極２２、端板２５ａ及び２５ｂで囲まれる半閉空間が粒子状物質の補集領域２３とされ、この補集領域２３内における端板２５ａ及び２５ｂに補集した粒子状物質を回収する回収機構２６が形成されている。

【0027】

この回収機構２６には、例えば下側の端板２５ａのケーシング電極２２に囲まれる４隅にそれぞれ４つの流体噴射ノズル２７が流体としての空気を上方に向けて筒状電極２１の外周面及びケーシング電極２２の内周面に沿わせて噴射するように配置されている。これら流体噴射ノズル２７は外部に配置されたコンプレッサ２８に接続されて、このコンプレッサ２８から圧縮空気が供給される。

【0028】

また、回収機構２６には、例えば上側の端部２５ｂのケーシング電極２２に囲まれる４隅にそれぞれ流体噴射ノズル２７と対向して４つの流体吸引部２９が配置されている。これら流体吸引部２９は、図１に示すように、外部に配置されたサイクロン３０を介して吸引ポンプ３１に接続されて、補集領域２３内で流体噴射ノズル２７から噴射された流体例えば空気によって吹き飛ばされた粒子状物質を吸引して外部に排気する。

【0029】

また、筒状電極２１の流体噴射ノズル２７に対向する円筒面は貫通孔２１ａが形成されていない貫通孔非形成領域２１ｂとされている。同様に、筒状電極２１の流体吸引部２９に対向する円筒面は貫通孔２１ａが形成されていない貫通孔非形成領域２１ｃとされている。
さらに、筒状電極２１の貫通孔２１ａの開口比βは、図５に示すように、レイノルズ数を例えばＲｅ＝１６としたときに、０．４〜０．５に設定することにより、抵抗係数Ｋが大きくなり、流体噴射ノズル２７から噴射されて筒状電極２１の外周面及びケーシング電極２２の内周面に補集された粒子状物質を吹き飛ばしながら上昇する空気流が貫通孔２１ａを通じて筒状電極２１の内周側に入ることを阻止することができる。

【0030】

この電気集塵装置１によると、単に放電電極１７及び筒状電極２１間のガス流路に粒子状物質含有ガスを通流させるだけで、抽気手段としての送風機等を設ける必要がない。また、粒子状物質含有ガスの流れを妨げるダンパ等を設ける必要もないので、粒子状物質含有ガスの圧力損失を少なくすることができる。さらに、筒状電極２１に形成した貫通孔２１ａの径を粒子状物質の粒子径にかかわらず大きな径に形成することができるので、この分の圧力損失も小さく抑制することができる。さらに、粒子状物質が補集空間２３を構成する筒状電極２１の外周面やケーシング電極２２の内周面で補集するので、両電極２１及び２２の表面積に応じた多量の粒子状物質の補集を許容することができるとともに、貫通孔２１ａは極めて目詰まりしにくく、目詰まりによる補集障害を生じることを確実に防止することができる。さらにまた、補集空間２３の流れ場が小さいために、一度補集した粒子状物質の再飛散が生じにくい。また、ダンパや送風機等の可動部が存在しないために、故障の可能性が極めて低い。

【0031】

次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
ディーゼルエンジン２から排気される粒子状物質含有ガスは、電気集塵装置１に供給され、ガス導入部１５から旋回流形成部１６で旋回気流として電気集塵部１９の筒状電極２１内に流される。粒子状物質含有ガスは、筒状電極２１を通過する際に、前述したように、粒子状物質がコロナ放電によって帯電され、帯電された粒子状物質がクーロン力によって筒状電極２１の貫通孔２１ａを通じて筒状電極２１の外側の補集領域２３に移動し、筒状電極２１の外周面及びケーシング電極２２の内周面に付着補集される。
付着補集された粒子状物質が多くなると、回収機構２６を作動させて、筒状電極２１の外周面及びケーシング電極２２の内周面に付着補集された粒子状物質を外部に回収する。

【0032】

この場合の粒子状物質の回収は、筒状電極２１の内部に粒子状物質含有ガスを通流させて、粒子状物質をコロナ放電によって帯電させて、クーロン力により貫通孔２１ａを通じて補集領域２３に移動させる集塵状態を維持したまま４つの流体噴射ノズル２７から圧縮空気を所定流量で上方に噴射する。これら流体噴射ノズル２７から噴射された圧縮空気は、拡散されて筒状電極２１の外周面及びケーシング電極２２の内周面に沿って上昇し、これらに付着補集されている粒子状物質を上方に吹き飛ばす。一方、補集領域２３の上方では、４つの流体吸引部２９が吸引ポンプ３１で吸引されることによって空気を吸引しているので、噴射空気によって吹き飛ばされた粒子状物質が空気とともに上昇して流体吸引部２９を通って外部のサイクロン３０に排出される。このサイクロン３０では固気分離を行って粒子状物質を分離して下方に回収し、粒子状物質を分離された空気が吸引ポンプに吸引されて外部に排気される。

【0033】

この回収機構２６によって粒子状物質を回収する際に、流体噴射ノズル２７の近傍の筒状電極２１には貫通孔２１ａが形成されていない貫通孔非形成領域２１ｂが形成されており、流体噴射ノズル２７から噴射された空気が筒状電極２１内に流入することを確実に防止することができる。同様に、流体吸引部２９の近傍の筒状電極２１にも貫通孔非形成領域２１ｃが形成されているので、流体吸引部２９で吸引される粒子状物質を含む空気のみを吸引し、筒状電極２１の内部を通る粒子状物質が除去されたガスを吸引することを確実に防止することができる。

【0034】

さらに、筒状電極２１の貫通孔２１ａの開口比βが抵抗係数Ｋを大きくする値である０．４〜０．５に形成されているので、粒子状物質を含む空気が貫通孔２１ａを通じて筒状電極２１内に侵入することを確実に防止することができる。
そして、回収機構２６の流体噴射ノズル２７から流体を噴射しても筒状電極２１の外周面及びケーシング電極２２の内周面に付着補集された粒子状物質が残留する場合には、流体噴射ノズル２７から水、海水等の液体を噴射させ、これでも粒子状物質が残留する場合には、液体に洗浄剤を含有させて洗浄液として流体噴射ノズル２７から噴射させる。このように、流体噴射ノズル２７から水、海水、洗浄液等の液体を噴射させる場合には、流体噴射ノズル２７を上方の端板２５ｂに形成し、流体吸引部２９を下方の端板２５ａに形成することが好ましい。

【0035】

このように、上記第１の実施形態によると、筒状電極２１の内部を粒子状物質含有ガスが通流し、この筒状電極２１の外側に粒子状物質の補集領域２３を形成し、この補集領域２３に補集した粒子状物質を回収する回収機構２６を配置したので、筒状電極２１内の粒子状物質含有ガスの通流を停止させることなく、補集領域２３で補集した粒子状物質の回収を行うことができ、粒子状物質含有ガスからの粒子状物質の補集効率を向上させることができる。

【0036】

また、回収機構２６を筒状電極２１とケーシング電極２２との間の補集領域２３の軸方向の一端に流体噴射ノズル２７を配置し、他端に流体吸引部２９を配置した構成としたので、流体噴射ノズル２７から噴射した流体を補集領域２３に軸方向に通過させて、筒状電極２１の外周面及びケーシング電極２２の内周面に付着補集した粒子状物質を上方に吹き飛ばして流体流とともに流体吸引部２９で吸引して粒子状物質を外部に回収することができる。

【0037】

このとき、筒状電極２１の流体噴出ノズル２７及び流体吸引部２９の近傍に貫通孔非形成領域２１ｂ及び２１ｃが形成され、これらの領域では貫通孔２１ａが形成されていないので、流体噴射ノズル２７から噴射された流体が筒状電極２１内に流入することを確実に防止することができる。
さらに、筒状電極２１の貫通孔２１ａの開口比を抵抗係数が大きくなる値に選定することにより、流体噴射ノズル２７から噴射された流体が貫通孔２１ａを通過して筒状電極２１の内周側に侵入することを確実に防止することができ、筒状電極２１の内部へ流体が流入して一度補集した粒子状物質を引き剥がして再飛散させてしまうことを防止することができる。

【0038】

なお、回収機構２６で使用する流体としては、気体として空気を適用し、液体としてディーゼルエンジン２が車両用エンジンであるときには水を適用し、舶用エンジンであるときには海水を適用する。そして、液体を使用する場合には、粒子状物質の回収が不十分であるときには水又は海水に洗浄剤を添加した洗浄液を適用することが好ましい。

【0039】

次に、本発明の第２の実施形態を図６について説明する。
この第２の実施形態においては、軸方向に延長する複数の電極収納部を形成することにより、電気集塵部を複数形成して集塵能力を向上させるようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図６に示すように、前述した第１の実施形態における電気集塵装置１を例えば４本分を組み合わせた大きさに相当する大きさの導電性を有する角筒状の筐体４１を備えている。この筐体４１の内部を平面から見て十字形状の仕切板４２で仕切って軸方向に延長する４つの電極収納部４３ａ〜４３ｄを形成している。

【0040】

各電極収納部４３ａ〜４３ｄのそれぞれには、前述した第１の実施形態における図３に示すように、ガス導入部１５及び旋回流形成部１６によって粒子状物質含有ガスが旋回流として導入される電気集塵部１９が形成されている。
そして、筒状電極２１の外側の筐体４１の内面及び仕切板４２によって角筒状のケーシング電極４４が形成されている。また、筒状電極２１が軸方向の両端で、中央部に開口３４を有する端板４５ａ及び４５ｂによって保持され、これら端板４５ａ及び４５ｂで筒状電極２１及びケーシング電極４４間の補集領域４６の上下端部が閉塞されている。

【0041】

そして、各電極収納部４３ａ〜４３ｄの下側の端板４５ａの上面に前述した第１の実施形態と同様に４つの流体噴射ノズル４７が配置され、上側の端板４５ｂの下面から上面を貫通し、流体噴射ノズル４７と対向する流体吸引部４８が形成されている。各電極収納部４３ａ〜４３ｄの流体噴出ノズル４７の流体供給部は電極収納部４３ａ〜４３ｄ毎に互いに連結されて個別の電磁開閉弁４９を介して外部のコンプレッサ２８に接続され、流体吸引部３８も個別の電磁開閉弁５０を介し、サイクロン３０を介して吸引ポンプ３１に接続されている。
筒状電極２１の上下端部側には貫通孔非形成部２１ｂ及び２１ｃが形成されているとともに、貫通孔２１ａの開口比が抵抗係数Ｋを増加させる値に設定されて、流体噴射ノズル４７から噴射された流体が貫通孔２１ａを通じて筒状電極２１内に侵入することを防止している。

【0042】

この第２の実施形態でも、電極収納部４３ａ〜４３ｄの構成が、前述した第１の実施形態における電気集塵装置１の電気集塵部１９と同様の構成を有するので、各電極収納部４３ａ〜４３ｄで、個別に筒状電極２１内を通流する粒子状物質含有ガスに含まれる粒子状物質をコロナ放電によって帯電させ、帯電された粒子状物質をクーロン力によって筒状電極２１の貫通孔２１ａを通じて補集領域４６を形成する筒状電極２１の外周面及びケーシング電極４４の内周面に付着補集される。このとき、上述した第１の実施形態における電気集塵部１９が４個形成されているので、粒子状物質の補集能力を４倍とすることができる。

【0043】

そして、各電極収納部４３ａ〜４３ｄで補集された粒子状物質を回収するには、電極収納部４３ａ〜４３ｄのうちの何れか１つの電極収納部例えば４３ａの電磁開閉弁４９及び５０を開状態に制御して、他の電磁開閉弁４９及び５０を閉状態に維持する。
これによって、電極収納部４３ａの流体噴射ノズル４７に圧縮流体を供給して補集領域４６内に上方に向けて流体を噴射するとともに、流体吸引部４８から流体を吸引することにより、筒状電極２１の外周面及びケーシング電極４４の内周面に補集されている粒子状物質を吹き飛ばして流体流とともに外部のサイクロン３０に排出して回収する。

【0044】

このように、各電極収納部４３ａ〜４３ｄで補集した粒子状物質の回収を個別に行うことにより、コンプレッサ等の流体供給源及び吸引ポンプ等の流体吸引源は第１の実施形態と同様に電極収納部４３ａ〜４３ｄの１個分で済むことになり、流体供給源、粒子状物質を回収するサイクロン３０及び吸引ポンプ３１の容量を減少させ、これら間を接続する配管を小径化でき、全体の装置構成を小形化することができるとともに、コストダウンが可能となる。

【0045】

上記第２の実施形態の場合には、電極収納部４３ａ〜４３ｄが４つであるので、このうちの１つの電極収納部を粒子状物質の回収のために粒子状物質含有ガスの通流を停止させたとしても、７５％の効率で運用することができる。この効率は、形成する電極収納部数が多くなれば大きくなり、例えば電極収納部数を１０とすると、そのうちの１つの電極収納部の粒子状物質含有ガスの通流を停止したとしても９０％の効率で運用することができる。

【0046】

なお、上記第１及び第２の実施形態においては、ディーゼルエンジン２から排出される粒子状物質含有ガスに含まれる粒子状物質を除去する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の内燃機関や産業機械等から排出される任意の粒子状物質含有ガスから粒子状物質を除去することができる。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、電気集塵部１９のケーシング電極２２が角筒状である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、筒状電極２１を、半閉空間の補集空間２３を形成して覆うことができればよく、円筒状、ハニカム形状、多角筒状等の任意の形状とすることができる。

【0047】

同様に、筒状電極２１についても円筒状に限定されるものではなく、放電電極１７の針状電極１７ａと対向する内周面と針状電極１７ａとの間の距離を等しくすれば任意の形状とすることができる。すなわち、上記のように断面１２面体の放電電極１７を使用する場合には１２角筒状に形成するようにしてもよく、針状電極の突出数に合わせた任意の形状とすることができる。

【0048】

また、上記第１及び第２の実施形態においては、放電電極１７の針状電極１７ａを軸方向でずらして突出させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、針状電極１７ａの突出方向を同一方向とするようにしてもよい。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、旋回流形成部１６により粒子状物質含有ガスが旋回流として導入される場合について説明したが、旋回流形成部１６による圧力損失を低減したい場合には、旋回流形成部１６を設けずに、粒子状物質含有ガスをそのまま通流させてもよい。

【符号の説明】

【0049】

１…電気集塵装置、２…ディーゼルエンジン，１５…ガス導入部、１６…旋回流形成部、１７…放電電極、１７ａ…針状電極、１８…放電電極支持部、１９…電気集塵部、２０…放電電極支持部、２１…筒状電極、２１ａ…貫通孔、２１ｂ，２１ｃ…貫通孔非形成領域、２２…ケーシング電極、２３…補集空間、ＤＣ…直流高圧電源、２５ａ，２５ｂ…端板、２６…回収機構、２７…流体噴射ノズル、２８…コンプレッサ、２９…流体吸引部、３０…サイクロン、３１…吸引ポンプ、４１…筐体、４２…仕切板、４３ａ〜４３ｄ…電極収納部、４５ａ，４５ｂ…端板、４６…補集領域、４７…流体噴射ノズル、４８…流体吸引部、４９，５０…電磁開閉弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】