JP2012192361A - Electrostatic dust catcher - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an electrostatic precipitator configured to remove particulate matter from particulate matter-containing gas such as exhaust gas of an internal combustion engine that contains particulate matter (PM).
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除去する粒子状物質除去装置の開発が望まれている。
このような粒子状物質除去装置として、排気ダクト中に、フィルタを設置する方法があるが、フィルタは目詰まりし易く、圧力損失が大きいなどの課題がある。これに対して電気集塵機は、目詰まりせず、圧力損失が小さいため、内燃機関の排気ダクトに取り付けるには有効である。しかしながら、ディーゼルエンジン等の内燃機関の始動時や負荷変動時に排出される高ダスト濃度の排ガスを電気集塵機で処理することは困難である。
Exhaust gas discharged from an internal combustion engine contains NOx, SOx, and harmful substances such as particulate matter containing carbon as a main component. It is known that various human health hazards occur when a human inhales particulate matter into the body by breathing, and development of a particulate matter removing device that efficiently removes particulate matter is desired.
As such a particulate matter removing device, there is a method of installing a filter in an exhaust duct. However, there is a problem that the filter is easily clogged and a pressure loss is large. On the other hand, the electrostatic precipitator is not clogged and has a small pressure loss. However, it is difficult to process the exhaust gas having a high dust concentration discharged at the start of an internal combustion engine such as a diesel engine or when the load fluctuates with an electric dust collector.
このため、従来、電気集塵方式の粒子状物質除去装置としては、例えばケーシング内の電気集塵部上流側に、ガス入口からの含塵ガスの流れに対して略直角な衝突板とこの衝突板の状態から下流側に向け略水平に延びる整流板とからなる逆Ｌ字状断面のルーバを、上段ルーバに対して下段ルーバが順次下流側に後退し、且つ上段ルーバの衝突板が下段ルーバの衝突板の上流側で重複するよう適宜な相互間隔を隔てて多段に配置し、ガス入口から導入された含塵ガス中のダストの一部を各ルーバの衝突板に衝突させて払い落とし、その直後に含塵ガスを各整流板相互の間を通過させて整流するようにした電気集塵機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 For this reason, conventionally, as an electrostatic dust collection type particulate matter removing device, for example, the collision plate and the collision plate which are substantially perpendicular to the flow of the dust-containing gas from the gas inlet are disposed upstream of the electrostatic dust collection portion in the casing. A louver having an inverted L-shaped cross section consisting of a rectifying plate extending substantially horizontally from the state of the plate toward the downstream side, the lower louver sequentially retracts downstream with respect to the upper louver, and the collision plate of the upper louver is the lower louver Are arranged in multiple stages at appropriate intervals so as to overlap on the upstream side of the collision plate, and a part of the dust in the dust-containing gas introduced from the gas inlet is made to collide with the collision plate of each louver and is removed. Immediately after that, an electrostatic precipitator has been proposed in which dust-containing gas is rectified by passing between rectifying plates (see, for example, Patent Document 1).
また、排気流れに関して異なる位置に上流側ディーゼル粒子状物質除去フィルタ（以下、ＤＰＦと称す）と、下流側ＤＰＦとを配置し、上流側ＤＰＦ及び下流側ＤＰＦ間に帯電装置を接続し、この帯電装置を、粒子状物質を帯電させる帯電用電極と帯電用電極の排気下流側に設けられ、接地された補集部とで構成し、補集部で上流側ＤＰＦから帯電装置に送られた粒子状物質の少なくとも一部を、静電的に大きな塊状に集結させた状態で補集可能と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）。 In addition, an upstream diesel particulate matter removal filter (hereinafter referred to as DPF) and a downstream DPF are arranged at different positions with respect to the exhaust flow, and a charging device is connected between the upstream DPF and the downstream DPF. The apparatus is composed of a charging electrode for charging the particulate matter and an exhausting downstream side of the charging electrode, and a grounded collecting unit, and particles sent from the upstream DPF to the charging unit at the collecting unit There has also been proposed an exhaust emission control device that can collect at least a part of a particulate material in a state where the particles are electrostatically concentrated into a large lump (see, for example, Patent Document 2).
さらに、断熱冷却方式の水冷装置を内部に備えた電気集塵機を脱硫装置の前段に配設し、ＳＯ3をミスト化することにより除去し、電気集塵機の外筒に断熱冷却用水のｐＨを制御する制御装置を配設し、アンモニアを吸収可能とした燃焼排ガス処理装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。 Furthermore, an electrostatic precipitator equipped with an adiabatic cooling type water cooling device is disposed in the front stage of the desulfurization device, SO 3 is removed by misting, and the pH of the adiabatic cooling water is controlled in the outer cylinder of the electrostatic precipitator. There has also been proposed a flue gas treatment apparatus provided with a control device and capable of absorbing ammonia (see, for example, Patent Document 3).
さらにまた、舶用ディーゼルエンジンの排気煙道に沿って放電電極と集電電極からなる電気集塵手段と、排ガス中の固体粒子を補集するフィルタ手段とを配置し、電気集塵手段の全多段には海水噴霧手段を設け、排ガス温度を検出して電気集塵手段の入口における排ガス温度が酸露点温度となるように海水噴霧手段による噴霧量を制御して温度調整する温度制御手段を設けた舶用排ガス処理装置も提案されている（例えば、特許文献４参照）。 Furthermore, along the exhaust flue of the marine diesel engine, an electric dust collecting means composed of a discharge electrode and a collecting electrode and a filter means for collecting solid particles in the exhaust gas are arranged, and all the stages of the electric dust collecting means are arranged. Provided with seawater spraying means, temperature control means for detecting the exhaust gas temperature and controlling the spray amount by the seawater spraying means to adjust the temperature so that the exhaust gas temperature at the inlet of the electrostatic dust collecting means becomes the acid dew point temperature. Marine exhaust gas treatment apparatuses have also been proposed (see, for example, Patent Document 4).
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、電気集塵部の上流側で、高濃度の含塵ガスを衝突板に当てて、濃度を低減させるようにしているが、含塵ガスの粒子径が大きい場合に効果があるが、ディーゼルエンジン始動時や負荷変動時に一時的に生じる高濃度の排ガスを効率よく処理することはできないという未解決の課題がある。
また、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、帯電装置の上流側にディーゼル粒子状物質除去フィルタを配置しているので、このフィルタが目詰まりし易いとともに、圧力損失が大きくなるという未解決の課題がある。
However, in the conventional example described in Patent Document 1, a high concentration of dust-containing gas is applied to the collision plate on the upstream side of the electrostatic precipitator to reduce the concentration. Although effective when the gas particle size is large, there is an unsolved problem that high-concentration exhaust gas temporarily generated at the time of starting a diesel engine or changing a load cannot be treated efficiently.
Further, in the conventional example described in
さらに、上記特許文献３及び４に記載の従来例にあっては、電気集塵部の上流側で水冷装置によって排ガスを酸露点温度に冷却してＳＯ3をミスト化して除去するようにしているが、粒子状物質については効果はなく、排ガス濃度の一時的な変化による粒子状物質の濃度が高まる場合には対処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濃度が一時的に高まる場合でも電気集塵機で粒子状物質の補集を確実に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。
Further, in the conventional examples described in
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-mentioned conventional example, and even when the concentration of the particulate matter-containing gas is temporarily increased, the particulate matter is reliably collected by the electric dust collector. An object of the present invention is to provide an electrostatic precipitator that can be used.
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、内部に粒子状物質含有ガスを通流させた状態でコロナ放電を発生させることにより、前記粒子状物質含有ガス中の粒子状物質を帯電させて補集する電気集塵機を備えた電気集電装置である。そして、前記電気集塵機の上流側に前記粒子状物質含有ガスを一時的に蓄積可能なバッファ機構を配設したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, an electrostatic precipitator according to an embodiment of the present invention generates a corona discharge in a state in which a particulate matter-containing gas is caused to flow therein, thereby the particulate matter-containing gas. It is an electric current collector provided with an electrostatic precipitator that charges and collects particulate matter inside. A buffer mechanism capable of temporarily storing the particulate matter-containing gas is disposed upstream of the electrostatic precipitator.
この構成によると、例えば内燃機関の始動時や負荷変動時に一時的に粒子状物質含有ガスの濃度が高くなる場合に、電気集塵機の上流側に配設したバッファ機構で、一時的に蓄積して粒子状物質含有ガスの濃度を希釈して電気集塵機に供給することができ、電気集塵機を一定運転したまま粒子状物質を確実に補集することができる。
また、本発明の他の形態に係る電気集塵装置は、前記バッファ機構は、前記粒子状物質含有ガスの流入管の容積に対して大きな容積のバッファタンクで構成され、一時的に高濃度となる前記粒子状物質含有ガスを蓄積して希釈することを特徴としている。
According to this configuration, for example, when the concentration of the particulate matter-containing gas temporarily increases at the start of the internal combustion engine or when the load fluctuates, the buffer mechanism disposed on the upstream side of the electrostatic precipitator temporarily accumulates. The concentration of the particulate matter-containing gas can be diluted and supplied to the electrostatic precipitator, and the particulate matter can be reliably collected while the electrostatic precipitator is in constant operation.
Further, in the electrostatic precipitator according to another aspect of the present invention, the buffer mechanism is configured by a buffer tank having a large volume with respect to the volume of the inflow pipe of the particulate matter-containing gas, and temporarily has a high concentration. The particulate matter-containing gas is accumulated and diluted.
この構成によると、バッファ機構がバッファタンクで構成され、このバッファタンクの容積が粒子状物質含有ガスの流入管の容積に対して大きな容積に設定されているので、このバッファタンクで粒子状物質含有ガスの濃度を確実に希釈することができる。
また、本発明の他の形態に係る電気集塵装置は、前記バッファタンクは、前記流入管に連通された筒部周壁に多数の開口が形成されたガス拡散管が内部に突出形成されていることを特徴としている。
According to this configuration, the buffer mechanism is configured by a buffer tank, and the volume of the buffer tank is set to be larger than the volume of the inflow pipe of the particulate matter-containing gas. The gas concentration can be surely diluted.
Further, in the electrostatic precipitator according to another aspect of the present invention, the buffer tank has a gas diffusion tube in which a large number of openings are formed in a cylindrical peripheral wall communicating with the inflow tube. It is characterized by that.
この構成によると、流入管からバッファタンクに導入される粒子状物質含有ガスをガス拡散管でバッファタンク内に拡散するので、バッファタンク内の粒子状物質含有ガスの濃度分布を均一化することができる。
また、本発明の他の形態に係る電気集塵装置は、前記バッファ機構は、前記粒子状物質含有ガスに液体を噴霧し、且つ流入ガス容積に対して大きな容積を有するスクラバ装置で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、スクラバ装置をバッファ機構として採用するので、粒子状物質含有ガスに噴霧する液体によってガス温度を低下させ粒子状物質含有ガスの体積を収縮させることができ、電気集塵機での粒子状物質の補集効率をより向上させることができる。
According to this configuration, the particulate matter-containing gas introduced from the inflow pipe into the buffer tank is diffused into the buffer tank by the gas diffusion pipe, so that the concentration distribution of the particulate matter-containing gas in the buffer tank can be made uniform. it can.
Moreover, the electrostatic precipitator according to another aspect of the present invention is configured such that the buffer mechanism is a scrubber device that sprays liquid onto the particulate matter-containing gas and has a volume larger than the inflowing gas volume. It is characterized by being.
According to this configuration, since the scrubber device is adopted as a buffer mechanism, the gas temperature can be reduced by the liquid sprayed onto the particulate matter-containing gas, and the volume of the particulate matter-containing gas can be contracted. The collection efficiency of substances can be further improved.
本発明によれば、粒子状物質含有ガスをバッファ機構に供給してから電気集塵機に供給するので、例えば内燃機関の始動時や負荷変動時に一時的に粒子状物質含有ガスの濃度が高まる場合に、バッファ機構で一時的に蓄積して濃度を希釈してから電気集塵機に供給するので、電気集塵機で高濃度の粒子状物質含有ガスに対する特別な制御を行うことなく、粒子状物質を効率よく補集することができる。
このとき、バッファ機構としてスクラバ装置を適用する場合には、粒子状物質含有ガスの希釈効果に加えて、粒子状物質含有ガスに液体を噴霧して冷却することにより、粒子状物質含有ガスの体積を収縮させて電気集塵機の粒子状物質補集効率を向上させることができる。
According to the present invention, the particulate matter-containing gas is supplied to the electric dust collector after being supplied to the buffer mechanism. For example, when the concentration of the particulate matter-containing gas temporarily increases when the internal combustion engine starts or when the load fluctuates. Since the buffer mechanism temporarily accumulates and dilutes the concentration before supplying it to the electrostatic precipitator, the electric precipitator efficiently compensates the particulate matter without performing any special control for the high concentration particulate matter-containing gas. Can be collected.
At this time, in the case of applying the scrubber device as a buffer mechanism, in addition to the effect of diluting the particulate matter-containing gas, the liquid is sprayed on the particulate matter-containing gas and cooled to thereby reduce the volume of the particulate matter-containing gas. The particulate matter collection efficiency of the electrostatic precipitator can be improved by contracting.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes, for example, particulate matter (PM: Particulate Matter) having a particle size of 100 μm or less, mainly containing carbon contained in the exhaust gas of an internal combustion engine, particularly a diesel engine, in particular, a suspended particle shape having a particle size of 10 μm or less It is an electrostatic precipitator capable of collecting a substance (SPM: Suspended Particulate Matter).
この電気集塵装置１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ディーゼルエンジン２の上方に配置されたバッファ機構としてのバッファタンク３と、このバッファタンク３の上方に配置されてバッファタンク３から流出する粒子状物質含有ガスが供給される電気集塵機４とで構成されている。
バッファタンク３は、図２に示すように、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流入管５を介して流入され、流入する粒子状物質含有ガスを希釈するために、流入管５の容積に対して十分に大きい容積に選定されている。
The electrostatic precipitator 1 includes a
As shown in FIG. 2, the
そして、バッファタンク３の流入管５の接続部には、流入管３に連通し、且つ筒部周壁に多数の開口６を有する有底の拡散管７がバッファタンク３の内部に突出形成されている。この拡散管７によって、流入管３から流入される粒子状物質含有ガスをバッファタンク３内に拡散して流入させ、バッファタンク３内の粒子状物質含有ガスの濃度分布を均一化する。この拡散管７の開口の形状としては図２に示すような円周方向に延長する長円形や円形その他の任意の形状を適用することができる。
The connecting portion of the
ここで、バッファタンク３内の容積をＶB、バッファタンク３内の粒子状物質含有ガスの初期濃度をＣBとし、ディーゼルエンジン２の始動時や負荷変動時の粒子状物質含有ガスの容積をＶG、ディーゼルエンジン２の始動時や負荷変動時の粒子状物質含有ガスの濃度をＣGとし、バッファタンク３から排出される粒子状物質含有ガスの容積をＶE、バッファタンク３から排出される粒子状物質含有ガスの濃度ＣEとすると、このバッファタンク３から排出される粒子状物質含有ガスの濃度ＣEは下記（１）式で表すことができる。
ＣE＝（ＶB・ＣB＋ＶG・ＣG）／（ＶB＋ＶG） …………（１）
Here, the volume of V B in the
C E = (V B · C B + V G · C G ) / (V B + V G ) (1)
このとき、バッファタンク３内の容積をＶB＝２ｍ3とし、バッファタンク３内の粒子状物質含有ガスの初期濃度をＣB＝５０ｍｇ／ｍ3としたときに、ディーゼルエンジン２の始動時や負荷変動時に排出される粒子状物質含有ガスの容積ＶG＝０．２ｍ3、濃度ＣG＝２００ｍｇ／ｍ3とすると、バッファタンク３から排出される粒子状物質含有ガスの濃度ＣEは、
ＣE＝（２×５０＋０．２×２００）／（２＋０．２）＝６３．６ｍｇ／ｍ3
となる。このため、電気集塵機４の上流側（前段）にバッファタンク３を設置することにより、ディーゼルエンジン２の始動時や負荷変動時に排出される粒子状物質含有ガスの濃度ＣG＝２００ｍｇ／ｍ3がバッファタンク３から排出される際には、６３．６ｍｇ／ｍ3となり、濃度が約１／３に希釈される。
At this time, when the volume in the
C E = (2 × 50 + 0.2 × 200) / (2 + 0.2) = 63.6 mg / m 3
It becomes. For this reason, by installing the
この希釈された粒子状物質含有ガスが電気集塵機４に供給される。
電気集塵機４は、図３に示すように、方形筒状の導電性の外部ケース１１と、この外部ケース１１の軸方向端面に配設された端板１２ａ及び１２ｂとで筐体１３が形成されている。この筐体１３内に仕切板１４によって４分割された電極収納部１５ａ〜１５ｄが形成されている。
The diluted particulate matter-containing gas is supplied to the
As shown in FIG. 3, the
各電極収納部１５ａ〜１５ｄのそれぞれは、図４に示すように、バッファタンク３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１６と、このガス案内部１６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１７と、この旋回流形成部１７の下流側に配置された例えば断面が１２面体の放電電極１８を支持する電極支持部１９と、この電力支持部１９の下流側に配置された放電電極１８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２０と、この筒状電極２０を囲んで支持する仕切板１４及び外部ケース１１で構成されるケーシング電極２１と、最下流側に配置された放電電極支持部２３とを備えている。
As shown in FIG. 4, each of the
ここで、放電電極１８は、外周面に円周方向に９０°間隔で４つの針状電極１８ａ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。
また、筒状電極２０の外周面には、放電電極２０の針状電極部２０ａ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）を有する長円形の貫通孔２０ａが多数形成されている。この貫通孔２０ａ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。
Here, the
Further, an elliptical through hole having a width (for example, about several millimeters) sufficiently larger than the particle diameter of the particulate matter at a position facing the
そして、放電電極１８と筒状電極２０及びケーシング電極２１との間に放電電極１８を負極側とし、筒状電極２０及びケーシング電極２１を正極側とする１０3〜１０5ボルト程度の直流高電圧源を接続し、さらに正極側を接地する。これにより、放電電極１８と筒状電極２０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１８と筒状電極２０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２０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２０の貫通孔２０ａを通過して筒状電極２０及びケーシング電極２１間の半閉空間である補集空間に導かれる。
Then, a DC high voltage of about 10 3 to 10 5 volts between the
この補集空間２２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２０及びケーシング電極２１間の電位差による電気影像力を受けて、筒状電極２０の外周面及びケーシング電極２１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２０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２２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。
In this
この電気集塵機４によると、単に放電電極１８及び筒状電極２０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２０に形成した貫通孔２０ａ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２２を構成する筒状電極２０の外周面やケーシング電極２１の内周面で補集するので、両電極２０及び２１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２０ａ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２２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。
According to the
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、一旦バッファタンク３に供給される。このバッファタンク３では、上述したように、流入管５の容積に比較して十分に大きな容積とされているので、ディーゼルエンジン２の始動時も負荷変動時に高濃度ＣGの粒子状物質含有ガスが一次的に排出された場合でも、この高濃度の粒子状物質含有ガスがバッファタンク３で希釈され、しかも、拡散管７によってバッファタンク３内に均一な濃度で拡散されるので、このバッファタンク３から排出される粒子状物質含有ガス濃度ＣEが流入する粒子状物質含有ガスの１／３程度に希釈される。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
The particulate matter-containing gas exhausted from the
この希釈された粒子状物質含有ガスが電気集塵機４に供給され、各電極収納部１５ａ〜１５ｄのガス導入部１６から旋回流形成部１７で旋回気流として筒状電極２０内に流される。粒子状物質含有ガスは、筒状電極２０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２０の貫通孔２０ａを通じて筒状電極２０の外側の補集領域２２に移動し、筒状電極２０の外周面及びケーシング電極２１の内周面に付着補集される。
The diluted particulate matter-containing gas is supplied to the
このため、ディーゼルエンジン２の始動時や負荷変動時に高濃度の粒子状物質含有ガスが排出された場合でも、これをバッファタンク３で希釈してから電気集塵機４に供給するので、電気集塵機４に一定高電圧を与える通常駆動状態を維持しながら、粒子状物質を確実に補集することができる。この際に、バッファタンク３を設けるだけで別途フィルタを使用する必要がないので、圧力損失を生じことがなく、簡易な構成で粒子状物質を確実に補集することができる。
For this reason, even when a high concentration particulate matter-containing gas is discharged when the
次に、本発明の第２の実施形態を図５〜図７について説明する。
この第２の実施形態では、バッファ機構としてバッファタンクに代えてスクラバ装置を適用したものである。
すなわち、第２の実施形態によると、図５に示すように、前述した第１の実施形態におけるバッファタンク３を省略し、これに代えてスクラバ装置３１を適用している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, a scrubber device is applied as a buffer mechanism instead of a buffer tank.
That is, according to the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
このスクラバ装置３１は、図６及び図７に示すように、垂直方向に延長する円筒状のケーシング３２を有し、このケーシング３２内の中心部に液体を噴霧する液体噴霧機構３３が配置されている。この液体噴霧機構３３は、外部の液体供給源（図示せず）から供給される液体が液体導入管３４を通じてケーシング３２の中心部に導入され、この液体導入管３４に接続された液体導入管３４の内径より細い内径を有し、軸方向に上方に延長する垂直管３５に供給される。この垂直管３５には、軸方向に所定間隔を保ってノズル部３６が所定数例えば６段形成され、各ノズル部３６は円周方向に１８０°の間隔で垂直管３５に連通されて半径方向に延長する２本の分岐管３７と、各分岐管３７の先端に形成された時計方向端面から例えば９０°〜３０°の扇状に液体を噴霧する噴霧ノズル３８とを有する。そして、隣接するノズル部３６同士が分岐管３７を軸方向に９０°異ならせて配置されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
また、ケーシング３２には、下部側にディーゼルエンジン２から粒子状物質含有ガスが供給されるガス導入部３９がケーシング３２の接線方向に延長して形成され、粒子状物質含有ガスが旋回しながら上方に向かい、ノズル部３６の噴霧ノズル３８から噴霧される液体で冷却されてケーシング３２の上方に形成されたガス排出口４０から電気集塵機４に排出される。
Further, the
ここで、スクラバ装置３１は、前述した第１の実施形態におけるバッファタンク３と同様に粒子状物質含有ガスが流入されるガス導入部３９の容積に対して十分広い容積に設定されており、流入される粒子状物質含有ガスを希釈することができる。
また、液体導入管３４に導入する液体としては、ディーゼルエンジン２が舶用エンジンである場合には海水を使用し、陸上または陸上を走行する車両に設置される場合には水が使用される。なお、噴霧された液体は、ケーシング３２の下部に形成された排液管４１から排液される。
Here, the
Further, as the liquid introduced into the
このスクラバ装置３１では、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に対して液体を噴霧することにより、粒子状物質含有ガスに含まれるＳＯXを除去することができるとともに、容積が大きいことにより、ディーゼルエンジンの始動時や負荷変動時の高濃度の粒子状物質含有ガスを希釈することができ、さらにディーゼルエンジン２から供給される高温の粒子状物質含有ガスを噴霧液体によって冷却することにより、粒子状物質含有ガスの体積を収縮することが可能となり、粒子状物質含有ガスの流量を減少させて電気集塵機４に供給することができる。
In this
すなわち、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の温度をＴ1、流量をＱ1とし、スクラバ装置３１での冷却後の粒子状物質含有ガスの温度をＴ2、流量をＱ2としたとき、冷却後の流量Ｑ2は、
Ｑ2＝（Ｔ1／Ｔ2）Ｑ1 …………（２）
で表され、例えば、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の温度Ｔ1＝３００℃、流量Ｑ1＝５ｍ3／ｓとし、冷却後の温度Ｔ2を１００℃とすると、
Ｑ2＝｛（１００＋２７８）／（２００＋２７８）｝５＝３．３ｍ3／ｓ
となり、粒子状物質含有ガスの流量を６割程度に減少させることができる。
That is, the temperature of the particulate matter-containing gas discharged from the
Q 2 = (T 1 / T 2 ) Q 1 ............ (2)
For example, when the temperature T 1 of the particulate matter-containing gas discharged from the
Q 2 = {(100 + 278) / (200 + 278)} 5 = 3.3 m 3 / s
Thus, the flow rate of the particulate matter-containing gas can be reduced to about 60%.
したがって、この第２の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、ディーゼルエンジン２の始動時や負荷変動時の高濃度の粒子状物質含有ガスをスクラバ装置３１のバッファ機能によって希釈して電気集塵機４に供給することができる。しかも、この場合、スクラバ装置３１で粒子状物質含有ガスに液体を噴霧することにより、粒子状物質含有ガスに含まれるＳＯXを除去することができるとともに、粒子状物質含有ガスを冷却してその体積を収縮させ、ガス流量を減少させて電気集塵機４に供給することができるので、この電気集塵機４でより確実に粒子状物質を補集することができる。
Therefore, according to the second embodiment, as in the first embodiment described above, the high concentration particulate matter-containing gas at the start of the
なお、上記第２の実施形態においては、スクラバ装置３１のケーシング３２が円筒状に形成されてい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、任意形状の筒状とすることができる。また、液体噴霧機構３３の構成も上記構成に限定されるものではなく、ノズル部３６を液圧を利用して円周方向に回転させるようにしてもよく、さらには、ケーシング３２の内周面側に液体噴霧機構を配置するようにしてもよい。
In addition, in the said 2nd Embodiment, although the case where the
また、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、電気集塵機４のケーシング電極２１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２０を、半閉空間の補集空間２２を形成して覆うことができればよく、円筒状、多角筒状等の任意の形状とすることができる。
Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the case where the particulate matter contained in the particulate matter containing gas discharged | emitted from the
Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the case where the
同様に、筒状電極２０についても円筒状に限定されるものではなく、放電電極１８の針状電極１８ａと対向する内周面と針状電極１８ａ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１８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。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、放電電極１８の針状電極１８ａ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２８ａの突出方向を同一方向とするようにしてもよい。
Similarly, the
In the first and second embodiments, the case where the needle-
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、電気集塵機４について、筒状電極２０及びケーシング電極２１間の半閉空間で粒子状物質を補集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、同一空間中に放電電極と集塵電極とを設け、放電電極により粒子状物質を帯電させて、集塵電極により除去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１７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１７による圧力損失を低減したい場合には、旋回流形成部１７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。
In the first and second embodiments, the case where the particulate matter is collected in the semi-closed space between the
In the first and second embodiments, the case where the particulate matter-containing gas is introduced as the swirl flow by the swirl
１…電気集塵装置、２…ディーゼルエンジン，３…バッファタンク、４…電気集塵機、５…流入管、６…貫通孔、７…拡散管、１１…外部ケース、１２ａ，１２ｂ…端板、１３…筐体、１４…仕切板、１５ａ〜１５ｄ…電極収納部、１６…ガス導入部、１７…旋回流形成部、１８…放電電極、１８ａ…針状電極、１９…電極支持部、２０…筒状電極、２０ａ…貫通孔、２１…ケーシング電極、２２…補集空間、２３…電極支持部、３１…スクラバ装置、３２…ケーシング、３３…液体噴霧機構、３９…ガス導入部、４０…ガス排出部、４１…排液管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric dust collector, 2 ... Diesel engine, 3 ... Buffer tank, 4 ... Electric dust collector, 5 ... Inflow pipe, 6 ... Through-hole, 7 ... Diffusion pipe, 11 ... External case, 12a, 12b ... End plate, 13 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Housing | casing 14 ... Partition plate, 15a-15d ... Electrode accommodating part, 16 ... Gas introduction part, 17 ... Swirling flow formation part, 18 ... Discharge electrode, 18a ... Needle electrode, 19 ... Electrode support part, 20 ...
Claims (4)
前記電気集塵機の上流側に前記粒子状物質含有ガスを一時的に蓄積可能なバッファ機構を配設したことを特徴とする電気集塵装置。 An electric current collector equipped with an electrostatic precipitator that charges and collects particulate matter in the particulate matter-containing gas by generating corona discharge with the particulate matter-containing gas flowing inside There,
An electrostatic precipitator, wherein a buffer mechanism capable of temporarily storing the particulate matter-containing gas is disposed upstream of the electrostatic precipitator.
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