特開 2023-183877 電気集塵装置

(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】P2023183877

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】電気集塵装置

(51)【国際特許分類】

   B03C 3/41 20060101AFI20231221BHJP

   B03C 3/40 20060101ALI20231221BHJP

   B03C 3/47 20060101ALI20231221BHJP

   B03C 3/51 20060101ALI20231221BHJP

   F01N 3/02 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

B03C3/41 B

B03C3/40 A

B03C3/41 J

B03C3/47

B03C3/51

F01N3/02 201

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097667

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】広瀬 禎弥

(72)【発明者】

【氏名】早瀬 悠二

(72)【発明者】

【氏名】高野 哲美

【テーマコード（参考）】

3G190

4D054

【Ｆターム（参考）】

3G190AA12

3G190BA21

3G190BA41

3G190CA21

4D054AA03

4D054BA02

4D054BB03

4D054BB15

4D054BC03

4D054BC08

4D054BC18

4D054BC31

4D054BC40

(57)【要約】

【課題】高い集塵効率を有する電気集塵装置を提供すること。
【解決手段】排ガス中の粒子状物質を捕集する電気集塵装置であって、前記排ガスが流入する入口と、前記排ガスが流出する出口とを有する筒型の筐体と、前記筐体内に設けられた、前記粒子状物質を帯電する帯電部と、前記帯電部の前記出口側に連接し、帯電した前記粒子状物質を集塵する集塵部と、を備え、前記帯電部は、前記筐体の軸に沿って延伸する筒型の第１接地電極と、前記第１接地電極の筒内において前記第１接地電極と同軸上に設けられた高電圧棘電極とを有し、前記高電圧棘電極は、前記筐体の軸に沿って延伸する支持部と、前記筐体の軸に沿って互いに離隔して前記支持部に固定された複数の平板部と、前記複数の平板部それぞれの外周部から突出して設けられた複数の突起とを含み、隣接する前記平板部に設けられた前記複数の突起は、前記筐体の軸方向から見たとき、互いに重ならない。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディーゼルエンジンの燃焼による排ガス中の粒子状物質を捕集する電気集塵装置であって、
前記排ガスが流入する入口と、前記排ガスが流出する出口とを有する筒型の筐体と、
前記筐体内に設けられた、前記粒子状物質を帯電する帯電部と、
前記帯電部の前記出口側に連接し、帯電した前記粒子状物質を集塵する集塵部と、
を備え、
前記帯電部は、前記筐体の軸に沿って延伸する筒型の第１接地電極と、前記第１接地電極の筒内において前記第１接地電極と同軸上に設けられた高電圧棘電極とを有し、
前記高電圧棘電極は、前記筐体の軸に沿って延伸する支持部と、前記筐体の軸に沿って互いに離隔して前記支持部に固定された複数の平板部と、前記複数の平板部それぞれの外周部から突出して設けられた複数の突起とを含み、
隣接する前記平板部に設けられた前記複数の突起は、前記筐体の軸方向から見たとき、互いに重ならない電気集塵装置。

【請求項2】

前記複数の突起は、前記平板部の周方向に等間隔に設けられ、
一の前記平板部に設けられた前記突起は、前記筐体の軸方向から見たとき、前記一の平板部に隣接する他の前記平板部に設けられた隣接する前記突起の中間部に配置されている請求項１に記載の電気集塵装置。

【請求項3】

前記突起の先端と前記第１接地電極との距離は、３０ｍｍ～１００ｍｍである請求項２に記載の電気集塵装置。

【請求項4】

前記筐体は、水平方向に配置され、
鉛直方向において、前記集塵部に対向して設けられ、前記集塵部から離脱した前記粒子状物質を収容する回収部を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の電気集塵装置。

【請求項5】

前記集塵部は、鉛直方向に立てた状態で配置された複数の高電圧平板電極と、前記高電圧平板電極と離隔して配置された複数の第２接地電極とを有し、
前記複数の高電圧平板電極及び前記複数の第２接地電極は、前記排ガスの流通方向と直交する方向に並列に配置され、
前記第２接地電極は、鉛直方向に開放され捕集空間を構成する箱形状を有し、前記高電圧平板電極と対向する２つの面に複数の捕集開口が設けられ、前記捕集空間に配置された、前記２つの面に平行な第１集塵板及び前記２つの面に垂直な第２集塵板を含む請求項４に記載の電気集塵装置。

【請求項6】

前記捕集空間と前記回収部の内部とを連通する回収口と、
前記第２接地電極と前記高電圧平板電極の間の空間と、前記回収部との間に設けられた仕切板とを備える請求項５に記載の電気集塵装置。

【請求項7】

前記仕切板は、複数の補助開口を有する請求項６に記載の電気集塵装置。

【請求項8】

１つの前記第１接地電極及び１つの前記高電圧棘電極は、１つの帯電ユニットを構成し、前記筐体の軸に対して直列又は並列に複数配置されている請求項１から３のいずれか一項に記載の電気集塵装置。

【請求項9】

１つの前記高電圧平板電極及び前記１つの高電圧平板電極と対向する前記第２接地電極の部分は、１つの集塵ユニットを構成し、前記筐体の軸に対して直列又は並列に複数配置されている請求項５に記載の電気集塵装置。

【請求項10】

ディーゼルエンジンの燃焼による排ガス中の粒子状物質を捕集する電気集塵装置であって、
前記排ガスが流入する入口と、前記排ガスが流出する出口とを有し、水平方向に配置された筒型の筐体と、
前記筐体内に設けられた、前記粒子状物質を帯電する帯電部と、
前記帯電部の前記出口側に連接し、帯電した前記粒子状物質を集塵する集塵部と、
鉛直方向において、前記集塵部に対向して設けられ、前記集塵部から離脱した前記粒子状物質を収容する回収部と、を備える電気集塵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気集塵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、接地電極と高電圧電極との間の電圧によってコロナ放電を発生させ、気体中の粒子状物質を帯電させて集塵する電気集塵装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、重油を使用するディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる粒状物質に帯電させる主電極と放電電極、及び、帯電された粒状物質を捕集する集塵電極とからなる管状捕集部を有するディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置が開示されている。放電電極は、主電極の外周に取着された円筒状の放電電極支持筒の外周に短尺の放電電極針あるいは低高さ鋸刃状放電電極板を放射状に配置して構成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－９５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載のディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置では、帯電部と集塵部が一体となった構成であるため、帯電された粒子状物質は、排ガスの流れで移動し、実際に捕集されるのは排ガスの流通方向の下流側に集中する可能性が高い。そのため、排ガスの流通方向の上流側の部分は、粒子状物質の捕集機能を果たさず集塵効率が低下するという問題がある。また、特許文献１に記載のディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置では、電気集塵装置の捕集管に付着した粒子状物質が再飛散する可能性があり、これによっても粒子状物質の集塵効率が低下する。

【0006】

上記の点に鑑みて、本発明の一態様は、高い集塵効率を有する電気集塵装置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】

【0007】

本発明の一態様は、ディーゼルエンジンの燃焼による排ガス中の粒子状物質を捕集する電気集塵装置であって、前記排ガスが流入する入口と、前記排ガスが流出する出口とを有する筒型の筐体と、前記筐体内に設けられた、前記粒子状物質を帯電する帯電部と、前記帯電部の前記出口側に連接し、帯電した前記粒子状物質を集塵する集塵部と、を備え、前記帯電部は、前記筐体の軸に沿って延伸する筒型の第１接地電極と、前記第１接地電極の筒内において前記第１接地電極と同軸上に設けられた高電圧棘電極とを有し、前記高電圧棘電極は、前記筐体の軸に沿って延伸する支持部と、前記筐体の軸に沿って互いに離隔して前記支持部に固定された複数の平板部と、前記複数の平板部それぞれの外周部から突出して設けられた複数の突起とを含み、隣接する前記平板部に設けられた前記複数の突起は、前記筐体の軸方向から見たとき、互いに重ならない。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、高い集塵効率を有する電気集塵装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態による電気集塵装置の斜視図である。

【図2】図１のＸ－Ｙ断面図である。

【図3】帯電部の斜視図である。

【図4】高電圧棘電極の側面図である。

【図5】１つの帯電ユニットの正面図である。

【図6】集塵部の斜視図である。

【図7】図１のＸ－Ｙ断面における第２接地電極及び高電圧平板電極の拡大図である。

【図8】集塵部の正面図である。

【図9】電気集塵装置の内部構造を示す斜視図である。

【図10】図１のＹ－Ｚ断面における集塵部及び回収部を示す斜視図である。

【図11】図１のＸ－Ｙ断面における集塵部を示す図である。

【図12】天板の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する場合がある。

【0011】

図１は、一実施形態による電気集塵装置１の斜視図であり、図２は、図１のＸ－Ｙ断面図である。本発明の一実施形態による電気集塵装置１は、ディーゼルエンジンの燃焼による排ガス（排気ガス）中の粒子状物質を捕集する。排ガスは、例えば、船舶等の移動体に搭載されるエンジンから排出される排ガスである。移動体は、船舶に限定されず、車両等でもよい。粒子状物質は、例えば、ブラックカーボン等を含む。

【0012】

図１及び図２に示すように、電気集塵装置１は、排ガスＧが流入する入口２１と排ガスＧが流出する出口２２とを有する筒型の筐体２を備える。電気集塵装置１は、図２に示すように、筐体２内に設けられた、粒子状物質を帯電する帯電部１１と、この帯電部１１の出口２２側に連接し、帯電した粒子状物質を集塵する集塵部１２とを備える。即ち、電気集塵装置１は、粒子状物質を帯電する機能と、帯電した粒子状物質を集塵する機能とが分離されている。

【0013】

粒子状物質を帯電する機能と、帯電した粒子状物質を集塵する機能が一体となった電気集塵装置では、帯電された粒子状物質は、排ガスの流通方向に移動するため、実際に捕集されるのは、排ガスの流通方向の下流側に集中する可能性が高い。そのため、排ガスの流通方向の上流側の部分は、粒子状物質の捕集機能を果たさず、且つ、放電電極は、捕集電極の長さに合わせる必要性から、排ガスの流通方向の下流側まで不要に長くなってしまう可能性がある。特に、船舶のディーゼルエンジンの排ガスの流れは、相対的に速いため、捕集電極及び放電電極の長さ（大きさ）が不要に大きくなってしまう可能性がある。よって、電気集塵装置のサイズが大型化する可能性がある。

【0014】

これに対して、本実施形態の電気集塵装置１では、粒子状物質を帯電する機能と、帯電した粒子状物質を集塵する機能とを、排ガスの流通方向において分離し、それぞれのサイズをその機能に合わせて最適化することができる。そのため、電気集塵装置１の小型化を図ることができる。特に、船舶のように、電気集塵装置の配置スペースに余裕が無いような場合に好適である。

【0015】

筐体２の形状は、筒型であればよく、円筒、又は、断面形状が三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形の角筒であってよく、これらを組合せた形状であってもよい。本実施形態では、入口２１及び出口２２における筐体２の断面形状は、円形であり、帯電部１１及び集塵部１２における筐体２の断面形状は、四角形である。

【0016】

図３は、帯電部１１の斜視図であり、図４は、高電圧棘電極３１の側面図であり、図５は、１つの帯電ユニットＵ１の正面図である。帯電部１１は、図３に示すように、筐体２の軸に沿って延伸する筒型の第１接地電極６１と、第１接地電極６１の管内において第１接地電極６１と同軸上に設けられた高電圧棘電極３１とを有する。即ち、高電圧棘電極３１は、第１接地電極６１と対向して設けられている。第１接地電極６１及び高電圧棘電極３１は、例えば、ステンレス、タングステン、チタン、炭素素材等の導電性の材料を適宜用いて構成されてよい。

【0017】

１つの第１接地電極６１及び１つの高電圧棘電極３１は、１つの帯電ユニットＵ１を構成していてよい。そして、帯電ユニットＵ１が、筐体２の軸に対して直列又は並列に複数配置されていてよい。本実施形態では、９つの帯電ユニットＵ１が、筐体２の軸に対して並列に配置されている。具体的には、帯電ユニットＵ１は、Ｙ軸方向に３列、且つＺ軸方向に３列となるよう配置されることにより、９つの帯電ユニットＵ１が、筐体２の軸に対して並列に配置されている。

【0018】

複数の帯電ユニットＵ１を、筐体２の軸に対して直列又は並列に配置することにより、排ガスの処理容量の増加に応じて、帯電部１１を容易に拡張し、電気集塵装置１の集塵効率を向上させることができる。

【0019】

第１接地電極６１の形状は、円筒、又は、断面形状が三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形の角筒であってよい。この中でも、第１接地電極６１の断面形状は、四角形の角筒であることが好ましい。第１接地電極６１の断面形状が、四角形の角筒であることにより、筐体２の軸に対して帯電ユニットＵ１を並列に配置する場合、帯電性能に寄与しない無駄なスペースを低減し、小型化を図りつつ、帯電部１１を拡張することができる。

【0020】

高電圧棘電極３１は、図３から図５に示すように、筐体２の軸に沿って延伸する支持部３１１と、筐体２の軸に沿って互いに離隔して支持部３１１に固定された複数の平板部３１２と、複数の平板部３１２それぞれの外周部から突出して設けられた複数の突起３１３とを含む。この構成により、支持部３１１の軸を中心に３６０°に亘って、イオン流に排ガス中の粒子状物質をムラなく当て、粒子状物質を帯電させることができるため、帯電効率を高めることができ、結果として、電気集塵装置１の集塵効率を高めることができる。

【0021】

また、図５に示すように、隣接する平板部３１２に設けられた複数の突起３１３（複数の突起３１３ａと複数の突起３１３ｂ）は、筐体２の軸方向（筐体２の軸に沿う方向、又はＸ軸方向）から見たとき、互いに重ならない。換言すると、隣接する平板部３１２に設けられた複数の突起３１３（複数の突起３１３ａと複数の突起３１３ｂ）は、筐体２の軸方向から見たとき、千鳥状に配置されている。

【0022】

帯電部１１に排ガスＧを流通させると、時間経過と共に、突起３１３の先端に導電性の粒子状物質が付着し堆積する場合がある。突起３１３の先端に粒子状物質が堆積すると、高電圧棘電極３１は高電界が維持できず、放電電流が小さくなる。これに対し、本実施形態の高電圧棘電極３１は、複数の突起３１３が、筐体２の軸方向から見たとき、互いに重ならないように配置されていることにより、突起３１３の先端付近の排ガスＧの流れが乱流および渦流となり、突起３１３の先端付近に大きな圧力が加わることで、突起３１３の先端に付着した粒子状物質が取り除かれるため、排ガス中の粒子状物質が突起３１３の先端に付着することを抑制する。よって、帯電効率を高めることができ、結果として、電気集塵装置１の集塵効率を高めることができる。

【0023】

複数の突起３１３は、平板部３１２の周方向において等間隔に設けられていることが好ましい。さらに、一の平板部３１２に設けられた突起３１３ａは、筐体２の軸方向から見たとき、一の平板部３１２に隣接する他の平板部３１２に設けられた、隣接する突起３１３ｂ、３１３ｂの中間部に配置されていることが好ましい。この構成により、全ての突起３１３の先端付近において、排ガスＧの流れが乱流および渦流となり、突起３１３の先端付近に大きな圧力が加わることで、突起３１３の先端に付着した粒子状物質が取り除かれるため、排ガス中の粒子状物質が突起３１３の先端に付着することをより抑制する。よって、帯電効率をより高めることができ、結果として、電気集塵装置１の集塵効率をより高めることができる。

【0024】

突起３１３の先端と第１接地電極６１との距離は、３０ｍｍ～１００ｍｍであることが好ましい。突起３１３の先端と第１接地電極６１との距離とは、それぞれの突起３１３の先端と第１接地電極６１との最短距離を意味する。突起３１３の先端と第１接地電極６１との距離が、３０ｍｍ以上であることにより、装置の大型化に伴う寸法精度の低下の影響を受けにくく、また、エンジン等の振動により突起３１３の先端と第１接地電極６１とが接触若しくは緩衝することを抑制することができる。突起３１３の先端と第１接地電極６１との距離が、１００ｍｍ以下であることにより、必要な高電圧直流電流を適切な大きさとすることができ、不要に高電界や高い放電電流を得るため高電圧電源を設けたり、高い絶縁性を得るための絶縁部を設けることを抑制することができる。よって、電気集塵装置１を小型化すると共に製造コストを低減することができる。

【0025】

帯電部１１は、図２に示すように、複数の高電圧棘電極３１を支持する高電圧支持電極３３を有する。高電圧支持電極３３は、金属等の導電性材料で構成され、複数の高電圧棘電極３１同士を電気的に接続する。図示しない高電圧電源が高電圧導入部１９に接続され、高電圧導入部１９から高電圧支持電極３３に高電圧が印加され、高電圧支持電極３３を介して、複数の高電圧棘電極３１に高電圧が印加されてよい。高電圧棘電極３１と第１接地電極６１との間には、例えば－９ｋＶの直流高電圧を供給し、高電圧棘電極３１で負のコロナ放電を行わせて、排ガスＧ中に含まれる粒子状物質を帯電させる。

【0026】

図６は、集塵部１２の斜視図であり、図７は、図１のＸ－Ｙ断面における第２接地電極６２及び高電圧平板電極３２の拡大図であり、図８は、集塵部１２の正面図である。筐体２は、水平方向に配置される場合、集塵部１２は、図６に示すように、鉛直方向（Ｚ軸方向）に立てた状態で配置された複数の高電圧平板電極３２と、高電圧平板電極３２と離隔して配置された複数の第２接地電極６２とを有する。複数の高電圧平板電極３２及び複数の第２接地電極６２は、排ガスＧの流通方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に並列に配置されている。なお、排ガスＧの流通方向は、筐体２の軸方向に相当する。高電圧平板電極３２及び第２接地電極６２は、例えば、ステンレス、タングステン、チタン、炭素素材等の導電性の材料を適宜用いて構成されてよい。

【0027】

第２接地電極６２は、例えば、図６及び図７に示すように、鉛直方向に開放され捕集空間６２０を構成する箱形状を有し、高電圧平板電極３２と対向する２つの面の少なくとも一方の面に複数の捕集開口６２１が設けられている。具体的には、第２接地電極６２は、高電圧平板電極３２と対向する２つの平板部６２ａと、２つの平板部６２ａ同士を接続する両端部の曲面部６２ｂとを含む。これにより、２つの平板部６２ａ、及びその両端部の曲面部６２ｂに包囲された捕集空間６２０が構成される。２つの平板部６２ａ及び曲面部６２ｂは、第２接地電極６２の本体部６２４を構成する。そして、高電圧平板電極３２と対向する２つの平板部６２ａの少なくとも一方に、複数の捕集開口６２１が設けられている。例えば、２つの平板部６２ａの少なくとも一方がパンチングメタルで構成されていてよい。

【0028】

捕集開口６２１は、平板部６２ａを貫通して、平板部６２ａに設けられる。具体的には、捕集開口６２１は、平板部６２ａの面積に対して、非常に小さい面積を有し、複数設けられる。捕集開口６２１は、高電圧平板電極３２と第２接地電極６２との間の空間と、第２接地電極６２の捕集空間６２０とを接続する。排ガスＧ中の帯電された粒子状物質は、クーロン力により吸引され、捕集開口６２１から第２接地電極６２の捕集空間６２０内に入り捕集される。即ち、第２接地電極６２は、粒子状物質を捕集する捕集箱として機能する。この構成によれば、捕集箱内は排ガスＧの速い流れの影響を受けにくく、電界もゼロであるため、捕集空間６２０内に捕集された粒子状物質が、風や電界による剥離力を受けず再飛散することを抑制することができる。よって、電気集塵装置１の集塵効率を高めることができる。

【0029】

第２接地電極６２は、高電圧平板電極３２と対向する２つの面（平板部６２ａ、６２ａ）に複数の捕集開口６２１が設けられ、捕集空間６２０に配置された、２つの面に平行な第１集塵板６２２及び２つの面に垂直な第２集塵板６２３を含むことが好ましい。第１集塵板６２２は、捕集空間６２０を、一方の面（平板部６２ａ）側の空間と他方の面（平板部６２ａ）側の空間とに仕切るように構成される。これにより、双方の面（平板部６２ａ、６２ａ）の捕集開口６２１から捕集空間６２０に流入する粒子状物質を第１集塵板６２２の両面に付着させることができる。なお、第１集塵板６２２の周辺では、ガス流は低速で整流になるため、第１集塵板６２２表面の流速はゼロになり、排ガスＧの流れによって粒子状物質が再飛散することはない。また、捕集開口６２１から捕集空間６２０内に流入した粒子状物質は、排ガスＧの主流に比して流速が相対的に低いものの、排ガスＧの流通方向に流れるため、排ガスＧの流通方向と直交して設けられた第２集塵板６２３にも粒子状物質を付着させることができる。よって、第２接地電極６２は、第１集塵板６２２及び第２集塵板６２３を含むことにより、粒子状物質の再飛散をより抑制することができ、電気集塵装置１の集塵効率をより高めることができる。

【0030】

特に、船舶のエンジンから排出される排ガスは、流速が相対的に大きいため、例えば、平板状の第２接地電極の場合、再飛散の可能性が相対的に高くなる。これに対して、第２接地電極６２は、第１集塵板６２２及び第２集塵板６２３を含むことにより、船舶のエンジンからの排ガスのように流速が相対的に高い場合であっても、捕集した粒子状物質の再飛散を抑制することができる。また、第２集塵板６２３は、第２接地電極６２の平板部６２ａの歪みを抑制し第２接地電極６２を補強する役割も担う。第２集塵板６２３は、第２接地電極６２の２つ面に平行な方向に等間隔に設けられていてよい。第２集塵板６２３の数は、特に限定されないが、例えば、３つであってよい。

【0031】

第２接地電極６２は、高電圧平板電極３２と対向する２つの面うち一方の面に複数の捕集開口６２１が設けられ、捕集空間６２０に配置された、２つの面に垂直な第２集塵板６２３を含んでいてもよい。この構成においても、捕集開口６２１から捕集空間６２０内に流入した粒子状物質は、第２集塵板６２３に付着させることができる。よって、粒子状物質の再飛散をより抑制することができ、電気集塵装置１の集塵効率をより高めることができる。

【0032】

高電圧平板電極３２と第２接地電極６２との距離は、３０ｍｍ～１００ｍｍであることが好ましい。ここで言う距離とは、最短距離を意味する。また、第２接地電極６２が、箱形状を有する場合は、高電圧平板電極３２と第２接地電極６２との距離とは、高電圧平板電極３２と第２接地電極６２の平板部６２ａとの距離を意味する。高電圧平板電極３２と第２接地電極６２との距離が、３０ｍｍ以上であることにより、装置の大型化に伴う寸法精度の低下の影響を受けにくくすることができる。高電圧平板電極３２と第２接地電極６２との距離が、１００ｍｍ以下であることにより、不要に高電界を得るため高電圧電源を設けたり、高い絶縁性を得るための絶縁部を設けることを抑制することができる。よって、電気集塵装置１を小型化すると共に製造コストを低減することができる。同時に、上述のように、帯電部１１の突起３１３の先端と第１接地電極６１との距離も、３０ｍｍ～１００ｍｍとすることにより、帯電部１１と集塵部１２とで同様の電源及び絶縁部の構造を用いることができる、よって、電気集塵装置１をより小型化すると共に製造コストをより低減することができる。

【0033】

集塵部１２は、図８に示すように、１つの高電圧平板電極３２、及び１つの高電圧平板電極３２と対向する第２接地電極６２の部分は、１つの集塵ユニットＵ２を構成していてよい。１つの高電圧平板電極３２と対向する第２接地電極６２の部分とは、第２接地電極６２を、第１集塵板６２２を境に２分割した場合の半分を意味する。換言すると、１つの高電圧平板電極３２と対向する第２接地電極６２の部分は、平板部６２ａと、平板部６２ａの両端に連接された曲面部６２ｂとを含む。そして、集塵ユニットＵ２が、筐体２の軸に対して直列又は並列に複数配置されていてよい。本実施形態では、筐体２の軸に対して４つの集塵ユニットＵ２が並列に配置されている。

【0034】

複数の集塵ユニットＵ２を、筐体２の軸に対して直列又は並列に配置することにより、排ガスの処理容量の増加に応じて集塵部１２を容易に拡張し、電気集塵装置１の集塵効率を向上させることができる。

【0035】

本実施形態では、複数の帯電ユニットＵ１及び複数の集塵ユニットＵ２を筐体２の軸に対して並列に配置しているが、これに限らず、例えば、１つの帯電ユニットＵ１に対し複数の集塵ユニットＵ２を筐体２の軸に対して並列又は直列に配置してよく、１つの集塵ユニットＵ２に対し複数の帯電ユニットＵ１を筐体２の軸に対して並列又は直列に配置してもよい。

【0036】

集塵部１２は、図２に示すように、複数の高電圧平板電極３２を支持する高電圧支持電極３４を有する。高電圧支持電極３４は、金属等の導電性材料で構成され、複数の高電圧平板電極３２同士を電気的に接続する。図示しない高電圧電源が高電圧導入部１９に接続され、高電圧導入部１９から高電圧支持電極３４に高電圧が印加され、高電圧支持電極３４を介して、複数の高電圧平板電極３２に高電圧が印加されてよい。高電圧平板電極３２と第２接地電極６２との間には、例えば－７．５ｋＶの直流高電圧を印加する。

【0037】

次に、電気集塵装置１の集塵の動作について説明する。

【0038】

まず、図２に示すように、ディーゼルエンジンから排出される排ガスＧが帯電部１１に供給される。帯電部１１では、排ガスＧの流通方向（Ｘ軸方向）と平行に第１接地電極６１及び高電圧棘電極３１が配置されている。よって、隣接する第１接地電極６１間の高電圧棘電極３１が配置された空間を排ガスＧが流れる。

【0039】

そして、帯電部１１を流れる排ガスＧに含まれる粒子状物質は、コロナ放電によって発生した負イオン流により帯電されて集塵部１２に送られる。集塵部１２では、排ガスＧの流通方向と平行に第２接地電極６２及び高電圧平板電極３２が配置されている。よって、隣接する第２接地電極６２間の高電圧平板電極３２が配置された空間を排ガスＧが流れるため、流路抵抗を低減した状態で排ガスＧを流すことができる。

【0040】

そして、第２接地電極６２及び高電圧平板電極３２間に供給される直流の高電圧によって、静電界が形成され、第２接地電極６２が、集塵部１２を流れる排ガスＧ中の帯電された粒子状物質をクーロン力により吸引して捕集する。

【0041】

電気集塵装置１は、図１及び２に示すように、筐体２の側面に筐体２の軸方向に間隔を空けて設けられ、気体を筐体２の内部に供給する複数のエアパージ部４と、複数のエアパージ部４のそれぞれに設けられ、高電圧支持電極３３、３４を支持する複数の碍子５とを備えていてよい。

【0042】

エアパージ部４は、筒型の形状を有し、筐体２内部と連通している。エアパージ部４は、筐体２とは別体であり、筐体２の側面に、例えばボルト及びナット等により締結して取り付けられている。即ち、エアパージ部４は、筐体２に対して着脱可能となっている。よって、碍子５が排ガスＧ中の粒子状物質によって汚損されることがあっても、エンジンを停止し電気集塵装置１を冷却した後、エアパージ部４を筐体２から取り外し、汚損された碍子５のみを新しい碍子５に交換することで、電気集塵装置１を容易に復旧させることができる。

【0043】

エアパージ部４の数は、高電圧支持電極３３、３４を支持する碍子５の数と同じである。エアパージ部４の数は、少なくとも４つ設けられていることが好ましい。エアパージ部４は、図２に示すように、筐体２の軸に対して対称に４対、即ち８つ設けられていてもよい。

【0044】

図９は、電気集塵装置１の内部構造を示す斜視図であり、図１０は、図１のＹ－Ｚ断面における集塵部及び回収部１５を示す斜視図であり、図１１は、図１のＸ－Ｙ断面における集塵部１２を示す図であり、図１２は、天板１８の平面図である。筐体２は、図９に示すように、水平方向に配置され、電気集塵装置１は、鉛直方向において、集塵部１２に対向して設けられ、集塵部１２から離脱した粒子状物質を収容する回収部１５を備えていてよい。この場合、帯電部１１及び集塵部１２の構成は、上述の本実施形態の構成を適用することができるが、上述の本実施形態の構成以外の構成であってもよい。

【0045】

集塵部１２において、例えば、第２接地電極６２の第１集塵板６２２、第２集塵板６２３、本体部６２４の壁面等に捕集され付着した粒子状物質は、時間経過と共に凝集し肥大する。肥大した粒子状物質は、エンジン等の脈動による振動や、粒子状物質自体の重量の影響を受けるようになり、集塵部１２の第２接地電極６２に対する付着力よりも剥離力が上回ると、第２接地電極６２から離脱し、図１０の矢印で示す流れに沿って、鉛直方向下方に設けられた回収部１５に自重で落下する。よって、集塵部１２内に粒子状物質が滞留し、再飛散することを抑制することができ、電気集塵装置１の集塵効率をさらに高めることができる。

【0046】

また、本実施形態の電気集塵装置１は、サイクロン装置等の回収装置や配管を別途設けることなく、集塵部１２で捕集した粒子状物質を回収することができるため、電気集塵装置１を小型化すると共に、電気集塵装置１の製造コストを低減することができる。

【0047】

電気集塵装置１は、回収部１５への粒子状物質の落下を促進するために、ハンマー等の槌打機構を有していてもよい。回収部１５は、鉛直方向において、集塵部１２に対向して、筐体２に着脱可能に取り付けられていてよい。この構成により、回収部１５を取り外して、回収部１５内に溜まった粒子状物質を処理することができる。

【0048】

電気集塵装置１は、図１１に示すように集塵部１２の捕集空間６２０と回収部１５の内部とを連通する回収口１６を有していてよい。この構成により、集塵部１２の捕集空間６２０において、例えば、第１集塵板６２２、第２集塵板６２３、本体部６２４の内周面等に捕集され付着した粒子状物質を、鉛直方向下方に設けられた回収部１５に導き、粒子状物質が集塵部１２内に滞留し、再飛散することを抑制することができる。よって、電気集塵装置１の集塵効率を高めることができる。回収口１６は、筐体２の周壁に設けられていてよい。また、図１０に示すように、第２接地電極６２の端部が、回収口１６に嵌合していてよい。別の実施形態では、第２接地電極６２の端部が、回収口１６の鉛直方向上方に位置していてもよい。

【0049】

回収部１５は、鉛直方向上方に開口１５１を有し、鉛直方向上端から外方に延びて設けられた鍔部１５２を有していてよい。この構成により、筐体２に回収部１５を取り付ける際、筐体２の鉛直方向下端から外方に延びて設けられた鍔部２３と、回収部１５の鍔部１５２を当接させることにより、気密を維持した状態で筐体２に回収部１５を取り付けることができる。

【0050】

また、電気集塵装置１は、図１０及び図１１に示すように、第２接地電極６２と高電圧平板電極３２の間の空間と、回収部１５との間に設けられた仕切板１７を備えることが好ましい。この構成により、回収部１５に排ガスが流入し、回収した粒子状物質が再飛散することを抑制し、電気集塵装置１の集塵効率をより高めることができる。仕切板１７は、第２接地電極６２と高電圧平板電極３２の間の空間と、回収部１５との間の全てを埋めるように設けられていることが好ましい。本実施形態では、仕切板１７は、隣接する第２接地電極６２の間にそれぞれ設けられ、合計４個設けられている。なお、隣接する第２接地電極６２の間には、高電圧平板電極３２が配置されている。

【0051】

仕切板１７は、複数の補助開口１７１を有することが好ましい。これにより、集塵部１２の捕集空間６２０に入らずに、例えば、第２接地電極６２の外周面に付着し、凝集、肥大して、仕切板１７の上に落下した粒子状物質、又は第２接地電極６２の外周面に付着せずにそのまま仕切板１７の上に落下した粒子状物質は、補助開口１７１を通過して鉛直方向下方に設けられた回収部１５に自重で落下する。よって、集塵部１２内で粒子状物質が滞留し、再飛散することをより抑制することができ、電気集塵装置１の集塵効率をさらに高めることができる。仕切板１７は、例えば、パンチングメタルであってよい。

【0052】

仕切板１７は、集塵部１２、回収部１５、筐体２のいずれに設けられていてもよく、例えば、筐体２に設けられていてよい。具体的には、筐体２は、水平方向における集塵部１２の両端に、筐体２の奥行方向（Ｙ軸方向）に延びて設けられた１対の支持板２４と、１対の支持板２４の間に水平方向に延びて設けられた複数の仕切板１７とを有していてよい。換言すると、筐体２の周壁は、仕切板１７を含んでいてよい。

【0053】

電気集塵装置１は、図１０に示すように、仕切板１７と対向する位置に、第２接地電極６２と高電圧平板電極３２の間の空間の鉛直方向上方を塞ぐ天板１８を有していてもよい。この構成により、集塵部１２の捕集空間６２０に入らずに、第２接地電極６２と高電圧平板電極３２の間の空間に浮遊した粒子状物質が鉛直方向上方から集塵部１２外に流出することを防止することができる。なお、天板１８は、開口を有していない。

【0054】

天板１８は、第２接地電極６２と高電圧平板電極３２の間の空間の鉛直方向上方を全て塞ぐように設けられていることが好ましい。換言すると、天板１８は、仕切板１７と同じ形状を有し、同じ数設けられていることが好ましい。本実施形態では、天板１８は、隣接する第２接地電極６２の間にそれぞれ設けられ、合計４個設けられている。なお、隣接する第２接地電極６２の間には、高電圧平板電極３２が配置されている。

【0055】

複数の天板１８は、図１２に示すように、筐体２の奥行方向（Ｙ軸方向）に延びる１対の支持板２０の間に所定の間隔を空けて設けられて、一体となっていてよい。これにより、複数の天板１８を容易に組付けることができる。

【0056】

本実施形態の電気集塵装置１は、船舶用電気集塵装置を含む。また、電気集塵装置１は、船舶の他、鉄道車両等の大型の車両用、発電用、産業用等のディーゼルエンジンに適用することができる。

【0057】

以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0058】

１ 電気集塵装置
１１ 帯電部
１２ 集塵部
１５ 回収部
１５１ 開口
１５２ 鍔部
１６ 回収口
１７ 仕切板
１７１ 補助開口
１８ 天板
１９ 高電圧導入部
２０ 支持板
２ 筐体
２１ 入口
２２ 出口
２３ 鍔部
２４ 支持板
３１ 高電圧棘電極
３１１ 支持部
３１２ 平板部
３１３、３１３ａ、３１３ｂ 突起
３２ 高電圧平板電極
３３、３４ 高電圧支持電極
４ エアパージ部
５ 碍子
６１ 第１接地電極
６２ 第２接地電極
６２ａ 平板部
６２ｂ 曲面部
６２０ 捕集空間
６２１ 捕集開口
６２２ 第１集塵板
６２３ 第２集塵板
６２４ 本体部
Ｕ１ 帯電ユニット
Ｕ２ 集塵ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】