特許 7163139 電気集塵機

(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】

(24)【登録日】2022-10-21

(45)【発行日】2022-10-31

(54)【発明の名称】電気集塵機

(51)【国際特許分類】

   B03C 3/70 20060101AFI20221024BHJP

   B03C 3/49 20060101ALI20221024BHJP

   F16J 15/10 20060101ALI20221024BHJP

【ＦＩ】

B03C3/70 Z

B03C3/49

F16J15/10 C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018205304

(22)【出願日】2018-10-31

(65)【公開番号】P2020069436

(43)【公開日】2020-05-07

【審査請求日】2021-04-27

(73)【特許権者】

【識別番号】596032177

【氏名又は名称】住友金属鉱山エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】阿部 丈晴

(72)【発明者】

【氏名】山内 邦高

(72)【発明者】

【氏名】平原 良一

【審査官】小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６１－０１９４５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０４－２４４２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２７０５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭４７－０４６５３２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】西独国特許出願公開第０２５５６５４６（ＤＥ，Ａ）

【文献】西独国特許第０１０２０００５（ＤＥ，Ｂ）

【文献】西独国特許出願公開第００３６３５６３（ＤＥ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／００７４１５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００４７８４７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０３Ｃ ３／００－３／８８

Ｆ１６Ｊ １５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

集塵極が内包されている集塵極室と、
前記集塵極室の上方に、離間して配置されているか、或いは、両室間の気流を遮断可能な構造を介して隣接配置されている碍子室と、
前記碍子室に固設されていて、その下端部側の一部が前記碍子室の外部に露出している略円塔状の貫通碍子と、
一方の端部は前記貫通碍子を貫通する態様で該貫通碍子によって支持されていて、他方の端部は前記集塵極室内に挿入されている円柱状の吊りロッドと、
を備えてなる電気集塵機であって、
第１のリング状弾性シール部材と、第２のリング状弾性シール部材とを備え、
前記第１のリング状弾性シール部材は、前記吊りロッドの外径と略同径の内径を有する環状体形状のＯリングであって、前記貫通碍子の上面部を構成する上面プレートの中央に開口を有する吊りロッド挿入用貫通孔の内周面内に形成されているシール部材収納溝部の内部に嵌め込まれた状態で前記吊りロッドに巻装されていて、前記貫通碍子に形成されている吊りロッド挿入用貫通孔の孔内の前記シール部材収納溝部の内部の面と前記吊りロッドの外周面との間において、前記吊りロッドの軸方向を長軸として楕円形に圧縮変形された状態で設置されていて、
前記第２のリング状弾性シール部材は、前記吊りロッド挿入用貫通孔の孔外において前記吊りロッドに巻装されていて、前記吊りロッド挿入用貫通孔の開口部の内周部分と該内周部分に対向する前記吊りロッドの外周部分との間の隙間に圧接された状態で設置されている、電気集塵機。

【請求項2】

前記貫通碍子は、前記碍子室の外部に露出している下端部側の一部が前記集塵極室内に挿入されている、
請求項１に記載の電気集塵機。

【請求項3】

前記シール部材収納溝部の上部側は、ボルトによって前記上面プレートに固定されている抑え板により封止されている、
請求項１又は２に記載の電気集塵機。

【請求項4】

前記第１のリング状弾性シール部材を形成する弾性材料がフッ素ゴムである、請求項１から３のいずれかに記載の電気集塵機。

【請求項5】

前記第２のリング状弾性シール部材が、金属性の環状部材からなる座金部と、前記座金部よりも厚みの大きい環状弾性部材からなる密封用リップ部と、からなるシールワッシャーである、請求項１から４のいずれかに記載の電気集塵機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気集塵機に関する。詳しくは、集塵極室と碍子室間のガスシール性能を向上させた電気集塵機に関する。

【背景技術】

【0002】

電気集塵機において、高電圧を印加する放電極を支持する碍子は、集塵極室とは、排ガスの通過を防ぐために設けられたガスシール構造（両室間の気密性を維持する構造）によって隔てられた碍子室内に置かれ、電気集塵機内部での被処理排ガスとの接触を避けている（特許文献１参照）。

【0003】

しかしながら、集塵極室から上昇して碍子室に入り込む排ガスを完全に遮断することは尚難しく、又、僅かな排ガスの流入であっても、それが一定期間継続されると碍子へのダストの付着に起因する絶縁不良が発生し、安定した荷電ができなくなる場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９―１６０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、集塵極室と碍子室間のガスシール性能を向上させた電気集塵機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】

【0006】

本発明者らは、集塵極室と碍子室を結んで設置されている吊りロッドを支持する貫通碍子、それ自体の気密性の確保が不十分であることが、排ガス流入の原因となる場合があることに気付き、それまで看過されていた碍子自体の気密性能を十分に高い水準にまで向上させることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。具体的には、本発明は以下のものを提供する。

【0007】

（１） 集塵極が内包されている集塵極室と、前記集塵極室の上方に、離間して配置されているか、或いは、両室間の気流を遮断可能な構造を介して隣接配置されている碍子室と、前記碍子室に固設されていて、その下端部側の一部が前記碍子室の外部に露出している略円塔状の貫通碍子と、一方の端部は前記貫通碍子を貫通する態様で該貫通碍子によって支持されていて、他方の端部は前記集塵極室内に挿入されている円柱状の吊りロッドと、を備えてなる電気集塵機であって、第１のリング状弾性シール部材と、第２のリング状弾性シール部材とを備え、前記第１のリング状弾性シール部材は、前記吊りロッドに巻装されていて、前記貫通碍子に形成されている吊りロッド挿入用貫通孔の孔内の内周面と前記吊りロッドの外周面との間に圧縮変形された状態で設置されていて、前記第２のリング状弾性シール部材は、前記吊りロッド挿入用貫通孔の孔外において前記吊りロッドに巻装されていて、前記吊りロッド挿入用貫通孔の開口部の内周部分と該内周部分に対向する前記吊りロッドの外周部分との間の隙間に圧接されている状態で設置されている、電気集塵機。

【0008】

（１）の電気集塵機は、碍子室への排ガスの流入経路となることが想定される円柱状の吊りロッド周囲の隙間空間内の複数箇所において、それぞれ異なる態様で、弾性シール部材が設置されている。これにより、集塵極室と碍子室間のガスシール性能を極めて高い水準にまで向上させることができる。又、弾性シール部材の上記配置態様により、各弾性シール部材の破損や劣化の時期が重なるリスクも低減させることができる。更に、弾性シール部材は、吊りロッドに巻き付けて設置する簡単な設置構造であるため、交換作業も容易であるため保守性にも優れる。以上により、（１）の電気集塵機によれば、集塵極室から上昇して碍子室に入り込む排ガスを、高い精度で、且つ、長期に亘って安定的に遮断することができる。

【0009】

（２） 前記第１のリング状弾性シール部材が、Ｏリングである、（１）に記載の電気集塵機。

【0010】

（２）の電気集塵機においては、第１のリング状弾性シール部材として、汎用的なシール材でもある「Ｏリング」を用いることとした。これにより、（１）に記載の電気集塵機におけるガスシール性能を極めて高い精度にまで向上させることができる。又、これを適切な期間毎に交換することにより、このように高度なガスシール性能を長期に亘って安定的に維持することもできる。

【0011】

（３） 前記第１のリング状弾性シール部材を形成する弾性材料がフッ素ゴムである、（１）又は（２）に記載の電気集塵機。

【0012】

（３）の電気集塵機においては、第１のリング状弾性シール部材を形成する弾性材料を、合成ゴムの中でも特断に優れた耐熱性、耐油性を有し、水素等を含有する各種の可燃性ガスに対しても十分な耐性を有するフッ素ゴムに特定した。これにより、（１）又は（２）の電気集塵機の奏しうる上記各効果を、様々な高温のガス、油性ダストを含む排ガス、及び、可燃性のガスを処理対象とする、より広範な分野の工業設備に適用した場合においても安定的に享受することができる。

【0013】

（４） 前記第２のリング状弾性シール部材が、金属性の環状部材からなる座金部と、前記座金部よりも厚みの大きい環状弾性部材からなる密封用リップ部と、からなるシールワッシャーである、（１）から（３）のいずれかに記載の電気集塵機。

【0014】

（４）の電気集塵機においては、第２のリング状弾性シール部材として、金属性の環状基材と環状弾性部材とからなる「シールワッシャー」を用いることとした。これにより、（１）から（３）のいずれかに記載の電気集塵機におけるガスシール性能を極めて高い精度にまで向上させることができる。又、これを適切な期間毎に交換することにより、このように高度なガスシール性能を長期に亘って安定的に維持することもできる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、集塵極室と碍子室間のガスシール性能を向上させた電気集塵機を提供することができる。又、このガスシール性能を長期に亘って安定的に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の電気集塵機の概略構成を示す断面図である。

【図2】図１の電気集塵機の集塵極室の内部の概略構成を示す斜視図である。

【図3】図１の電気集塵機における集塵極室と碍子室間のガスシール構造の説明に供する部分拡大断面図である。

【図4】図３のガスシール構造を構成する本発明にかかる貫通碍子の斜視図である。

【図5】図３のガスシール構造の更なる詳細の説明に供する部分拡大断面図である。

【図6】図５においてａで示す部分の部分拡大断面図である。

【図7】本発明にかかるガスシール構造を構成する第１のリング状弾性シール部材の平面図及び断面図である。

【図8】本発明にかかるガスシール構造を構成する第２のリング状弾性シール部材の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜電気集塵機の基本構造＞
図１は、本発明の電気集塵機の概略構成を示す断面図である。又、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、電気集塵機１０を相互に略直角の別々の方向からみた場合における断面図である。これらの図に示す通り、電気集塵機１０は、上部ケーシング１１１、側部ケーシングとしても機能する集塵極３２、下部ケーシング１１２、及び、架構１１４により、その外部構造の主たる部分が構成されている。

【0018】

又、上部ケーシング１１１、集塵極３２、及び下部ケーシング１１２が、上方からこの順で組合されることにより電気集塵機１０の筺体が構成されている。この筐体を、本明細書においては、「集塵極室（集塵極室２００）」と称する。尚、電気集塵機１０において、この集塵極室２００は、その上方に配置される碍子室１００とは、離間して配置されているか、或いは、両室間の気流を遮断可能な構造を介して隣接配置されている。又、集塵極室２００は、架構１１４により、地上からも所定距離だけ上方に離間して固定されている。このような集塵極室２００の材質としては、導電性のＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ステンレス、又は、炭素鋼等を用いることができる。

【0019】

図２は、集塵極室２００の内部の概略構成を示す斜視図である。この図に示すように、集塵極室２００の内部は、上部グリッド３１、集塵極３２、下部グリッド３３、吊りロッド２、放電線３４、ウェイト３５、上向きスプレーノズル３６、及び、洗浄用配管３７、下向きスプレーノズル３８が設けられている。上部グリッド３１、集塵極３２、及び、下部グリッド３３は、上方から、この順で相互に所定距離だけ離間して、水平方向に相互に略平行となるように配設されている。

【0020】

吊りロッド２は、図３にも示す通り、円塔状の貫通碍子１の中心軸に沿って、これを貫通する態様で当該貫通碍子１によって支持されている。そして、吊りロッド２には、電源装置（図示せず）から供給される負極の直流高電圧（荷電電圧）が直接印加される。一方、放電線３４には、当該負極の直流高電圧が、上部グリッド３１を介して印加される。本実施形態においては、吊りロッド２は、上部グリッド３１に接合されて、これを吊り下げるロッドとして配置されているが、集塵極室２００内を貫通して電極ロッドとしての機能も果たしつつ、下部グリッド３３に接合されて、更にこれを吊り下げる構造であってもよい。

【0021】

上記基本構造からなる電気集塵機１０において、略円筒状の貫通碍子１は、碍子室１００の内部に固設されていて、尚且つ、その下端部側の一部が碍子室１００の外部（下部）に露出している。よって、従来のように貫通碍子及びこの貫通碍子を貫通している吊りロッドを含む構造部分の気密性が不十分であると、基本的に中空構造である貫通碍子の内部空間が、集塵極室２００から碍子室１００へのガス流路となる怖れがある。これに対して、本発明の電気集塵機１０においては、本発明特有の構成からなる「ガスシール構造」を貫通碍子１に設置することにより、上記のガス流路を、高い精度で、且つ、長期に亘って安定的に遮断するものである。以下、この「ガスシール構造」の詳細について説明する。

【0022】

＜電気集塵機のガスシール構造＞
電気集塵機１０のガスシール構造は、図５及び図６に示す通り、第１のリング状弾性シール部材１３及び第２のリング状弾性シール部材１６により、貫通碍子１の円塔状の本体１１の上面部側の中央部近傍に形成されている。そして、このガスシール構造は、形状と機能が異なる２種のリング状弾性部材が、それぞれ吊りロッド２の異なる垂直位置に巻装されて構成されている。そして、これらの各リング状弾性部材が、それぞれ異なる態様で、吊りロッド挿入用貫通孔１２１の内部及びその開口部近傍部分においてそれぞれの部分でガス流路となりうる隙間を埋めるように構成されている。そして、以下に詳細を説明するこのガスシール構造は、保守性にも優れる簡易な構造でありながら、上述のガスの流れを、高水準の気密性で、尚且つ、長期に亘って高い安定性の下で遮断することができる。

【0023】

［第１のリング状弾性シール部材］
図５及び図６に示す通り、上記の２種のリング状弾性部材のうちの一つである第１のリング状弾性シール部材１３は、吊りロッド挿入用貫通孔１２１の孔内の内周面と吊りロッド２の外周面との間で、これらの両面から圧迫されながら挟持されていることにより、圧縮変形された状態で設置されている。これにより、第１のリング状弾性シール部材１３は、上記両面の間の隙間を塞いで、この部分におけるガスの流れを遮断する。

【0024】

第１のリング状弾性シール部材１３を構成する弾性シール部材として、各種の合成ゴム等の弾性材料からなる「Ｏリング」を好ましく用いることができる。「Ｏリング」とは、図７に示すように、弾性を有する材量からなり、断面が略円形の環状体形状の無端リングであるシーリング部材である。電気集塵機１０のガスシール構造を構成するための第１のリング状弾性シール部材として、吊りロッド２の外径と略同径の内径を有する「Ｏリング」を好ましく用いることができる。

【0025】

又、各種の「Ｏリング」の中でも、フッ素ゴムからなる「Ｏリング」を特に好ましく用いることができる。耐熱性や各種の可燃性ガスに対する耐性について優れるフッ素ゴムを第１のリング状弾性シール部材１３の材料として選択することにより、可燃性ガスを処理対象とする電気集塵機１０において、より長期に亘って安定的にガスシール性能を発現させることができる。

【0026】

「Ｏリング」に代表される第１のリング状弾性シール部材１３は、より詳しくは、図６に示すように、貫通碍子本体の上面部を構成する上面プレート１２の中央に開口を有し、その内部に貫通孔として形成されている吊りロッド挿入用貫通孔１２１の内周面内に形成されているシール部材収納溝部１３２の内部に嵌め込まれた状態で吊りロッド２に巻装されている。シール部材収納溝部１３２の上部側については、図６に示す通り、ボルト１５によって上面プレート１２に固定されている抑え板１４により封止されている構造とすることが好ましい。この場合、第１のリング状弾性シール部材１３の劣化が進んだ時に、抑え板１４を取りはずすことにより、容易にこれを交換する作業を行うことができる。

【0027】

又、シール部材収納溝部１３２の内部に嵌め込まれている第１のリング状弾性シール部材１３の上下のスペースには、シール部材収納溝部１３２の内部における第１のリング状弾性シール部材１３の安定性を高めるために、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の耐候性を有する樹脂からなるバックアップ材１３１が、シール部材収納溝部１３２の上記のスペースを充填する態様で埋め込まれていることが好ましい。

【0028】

そして、同じく図６に示す通り、第１のリング状弾性シール部材１３は、Ｏリングのように、その本来の断面形状が円形であるときに、吊りロッド２の軸方向を長軸として楕円形に変形した状態で、シール部材収納溝部１３２の内部に嵌め込まれていることが好ましい。この状態において、第１のリング状弾性シール部材１３は、その弾性応力により、接触面の全周に亘って、均等且つ十分な大きさの圧力で、吊りロッド挿入用貫通孔１２１の孔内の内周面と吊りロッド２の外周面に押しつけられる。よって、この状態において、第１のリング状弾性シール部材１３は、上記両面の間の気密性を高い精度で維持することができる。

【0029】

［第２のリング状弾性シール部材］
一方、図５に示す通り、上記の２種のリング状弾性部材のうちの他の一つである第２のリング状弾性シール部材１６は、吊りロッド挿入用貫通孔１２１の孔外において、吊りロッド挿入用貫通孔１２１の開口部の内周部分と、この部分に対向する吊りロッド２の外周部分との間の隙間に圧接されている状態で設置されている。これにより、第２のリング状弾性シール部材１６は、この両部分の間の隙間を密閉してガスの流れを遮断する。

【0030】

第２のリング状弾性シール部材１６としては、金属性の環状基材である座金部１６１と、座金部１６１の厚さ（Ｗ_１）よりも大きな厚さ（Ｗ_２）を有する環状の弾性部材からなる密封用リップ部１６２とが開口部を共有して一体化されている「シーリングワッシャー」を用いることが好ましい。「シーリングワッシャー」とは、図８に示すように、座金部１６１に対して、軸方向に圧迫されて弾性変形することにより密閉性の向上に寄与する密封用リップ部１６２が軸方向に突出して形成されていることを特徴とするシーリング部材である。電気集塵機１０のガスシール構造を構成するための第２のリング状弾性シール部材として、吊りロッド２の外径と略同径の内径を有する「シーリングワッシャー」を好ましく用いることができる。

【0031】

第２のリング状弾性シール部材１６は、より詳しくは、図５に示すように、貫通碍子本体の上面部を構成する一定の厚みを有する上面プレート１２の中央に開口を有し、上記の厚み方向に沿った貫通孔として形成されている吊りロッド挿入用貫通孔１２１の開口部の周辺を被覆して載置される状態となるように吊りロッド２に巻装されている。そして、第２のリング状弾性シール部材１６は、更に、座金１７Ａ、スプリング１８、座金１７Ｂ、及びナット１９からなる締め付け機構により、上面プレート１２に対して十分に強い圧力で押しつけられている。特に第２のリング状弾性シール部材１６が上記構造からなるシーリングワッシャーである場合には、上記の締め付けによって弾性変形した密封用リップ部１６２が、その弾性応力により、圧接されている部分の全体に対して、均等且つ十分な大きさの圧力で押しつけられる。よって、この状態において、第２のリング状弾性シール部材１６は、上記両部分の間の気密性を高い精度で維持することができる。

【0032】

尚、貫通碍子１は、図４に示す通り、円塔状の本体１１の下面側においても、吊りロッド２が挿入されている貫通孔の周縁におけるガスの流れを遮断するためのガスシール構造が形成されていることがより好ましい。この下面側のガスシール構造としては、例えば、当該周縁部分を被覆して、ドーナツ状の座金が、樹脂製のパッキンを介して、貫通碍子１の底面にボルト締め等の手段により固設されているガスシール構造を好ましい例として挙げることができる。

【0033】

そして、貫通碍子１は、図３に示すように本体１１の外縁から鍔状に外向きに突出するフランジ部１１３を、碍子室１００の底面における貫通碍子本体を貫通させる固定孔の周囲で固定することにより、フランジ部１１３よりも下端部側の本体１１の一部が前記集塵極室２００内に挿入される態様で、碍子室１００内に固設される。尚、この貫通碍子１の本体１１を挿入する孔の周囲にも、コーキング処理等のガスシーリング処理を行なうことが好ましい。

【0034】

［電気集塵機におけるガスシール構造の作用効果］
電気集塵機１０においては、以上説明した通り、２つのリング状弾性シール部材を備えてなる特有のガスシール構造を備えることにより、貫通碍子１とこれを貫通して設置されている吊りロッド２とが当接する部分における気密性が顕著に改善されている。これにより、従来の電気集塵機において看過されていた、碍子の内部空間を経由したガスの流れを、高度且つ安定した気密性により遮断することができる。

【0035】

又、このガスシール構造は、ガス流路となることが想定される複数の異なる箇所において、それぞれ異なる態様で弾性シール部材が設置されているので、各弾性シール部材の破損や劣化の時期が重なるリスクは極めて低く、各弾性シール部材の交換作業を適切な時期に計画的に行う等することにより、長期に亘って安全に電気集塵機を作動させることができる。

【0036】

そして、本発明は、集塵極を碍子で支持して垂下する構造を有する電気集塵機に広く適用可能なガスシール手段である。これらの電気集塵機において、碍子以外の部分に形成さされている従来の様々なガスシール手段と、本発明のガスシール手段と、を適宜必要に応じて組合せて実施することにより、従来のガスシール手段の欠点を補完して、これらの電気集塵機における碍子室１００への排ガスの流入を防ぐためのガスシール性能を、著しく向上させることもできる。

【符号の説明】

【0037】

１ 貫通碍子
１１ 本体（貫通碍子の本体）
１１１ 上部ケーシング
１１２ 下部ケーシング
１１３ フランジ部
１１４ 架構
１２ 上面プレート
１２１ 吊りロッド挿入用貫通孔
１３ 第１のリング状弾性シール部材
１３１ バックアップ材
１３２ シーリング材収納溝
１４ 抑え板
１５ ボルト
１６ 第２のリング状弾性シール部材
１６１ 座金部
１６２ 密封用リップ部
１７（１７Ａ、１７Ｂ） 座金
１８ スプリング
１９ ナット
２ 吊りロッド
３１ 上部グリッド
３２ 集塵極
３３ 下部グリッド
３４ 放電線
３５ ウェイト
３６ 上向きスプレーノズル
３７ 洗浄用配管
３８ 下向きスプレーノズル
１０ 電気集塵機
１００ 碍子室
２００ 集塵極室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】