JPH10506845A - スプレー電極つきサイクロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ガス流からの粒子の分離、とくに内燃機関の排ガスからのすすの分離のためのサイクロンに関する。本発明によれば、浄化ガス出口９と電気的に絶縁されたスプレー電極10がサイクロンに設けられており、浄化ガス出口９はサイクロンのケーシング２に電気的に接続されている。スプレー電極10を支持している絶縁体11が、浄化ガス出口９から離間されてケーシング２の内部に固着されることも提案されている。また、本発明は内部に貫入しているパイプを有するサイクロンに関し、戻りと軸方向のフローサイクロンに対して有利に適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 スプレー電極つきサイクロン 本発明は、気体流から微小粒子を継続して分離するためのサイクロン（cyclon e）に関し、とくに、内燃機関の排気ガスからすすを分離するための、請求の範 囲第1項および第2項にその特徴を記載した部品を含むサイクロンに関する。サイ クロンは、サイクロン内部に形成される回転流におけるフロー効果によって集塵 区域で粒子を濃縮する従来型の装置である。サイクロンは、吸気口が貫入してい る入口区域と、入口区域の下流側に配置されたガス流路内の分離区域と、分離区 域の下流側に配置された粒子流路内の集塵区域とを有するケーシングと、および ケーシング内部に繋がる浄化ガス排気口とを含んでいる。 入口区域は、サイクロン内部の吸気口に直近する区域である。分離対象である 粒子を含む汚染ガスの流れは、サイクロンの入口区域において、とくに分離区域 において回転する流れに変換され、その回転流内部で粒子が遠心力によってサイ クロンの壁に入射される。粒子はこの場所で速度を落とし、集塵区域へと定着す る、または境界層フローによって集塵区域から放出される。浄化された気体は、 浄化ガス排気口からサイクロンの外に出る。サイクロンのケーシング内部は、必 ずしも入口区域、分離区域および集塵区域として明確に隔離されているわけでは なく、互いに継続的に組み合っている場合が多い。浄化ガス排気口は、ケーシン グ内部の内壁における、浄 化されたガスがケーシング内部から出ていく断面領域を取り囲む区域を指してい る。ボルテックスファインダを設置していないサイクロンでは、浄化されたガス が通って出るケーシング内の孔の端が浄化ガス排気口である。ボルテックスファ インダのあるサイクロンでは、ケーシング内部に配置されたボルテックスファイ ンダの端が浄化ガス排気口である。 サイクロンには、製造費用が安い、頑丈である、適正に設計されていれば確実 に作動するといった理由から、実際上の技術的優位点がある。そのうえ、高温で の使用が可能である。しかしながら、単一のサイクロンは一般に、特定の分離限 界以下の粒子サイズに対する分離能力が不充分である。粒子の限界サイズは、サ イクロンの規模により1μm〜10μmである。分離限界がほぼ1μmのサイクロンを 高性能サイクロンと称する。大きいサイズの粒子は、回転流によって生じる遠心 力でサイクロンの内壁に分離することができるが、超微粒子は遠心力では充分に 分離することができない。 多くのアプリケーションで、分離対象である粒子の大部分がまさにこの微小粒 子サイズの範疇に属している。たとえば、ディーゼル機関の排気ガスの場合、粒 子塊の約80％がサイズ1μm未満のすす粒子である。平均粒子サイズは約0.1μmで あり、こうした粒子サイズに対応するにはサイクロンにさらなる段階を講じる必 要がある。 粒子の分離を促進するための方策としては、従来、電気力が追加使用されてい る。一般にこのアイデアは、サイクロンと上流側の電気的アグロメレータとを結 合したものとして発現されている。上流側のアグロメレータは アグロメレータ内部に集塊を形成して分離対象である粒子を調整し、その平均サ イズを下流側のサイクロンによる分離効率が高まるような範疇にまで拡大する。 集塊の形成には、電気力を使用する。電気集塵器とも称されるこのアグロメレー タは実質上、高圧電源に接続される電極を内部に配置したフロースルーパイプで 構成される。粒子は、電界の影響によって従来の方法で塊となり、大きな粒子サ イズとなった集塊が下流側サイクロンによって分離可能となる。 アグロメレータと下流側サイクロンを有するこの2段階行程を使用するために は、粒子の主要サイズが微小であることと、粒子に集塊となる傾向がある、すな わち導電性であることが要件である。粒子が不導電性であればアグロメレータ内 部に固形物層が形成され、ガス流による放出は不可能である。この場合はむしろ 、機械的手段によって固形物を除去する必要がある。 アグロメレータ（agglomerator）と下流側サイクロンによるこの種の結合は、 ドイツ特許出願公開第37 32 552号公報によって技術上公知である。この文書は 、分離対象粒子を有する排気ガス流、とくにすす粒子を有するディーゼル内燃機 関の排気ガスを、まず電子フィルタと称するアグロメレータへと供給する方法に ついて記述している。粒子はアグロメレータ内部で凝固または集塊し、より大き な集塊となる。アグロメレータを出る粒子集塊を含むガスは、特別にコンパクト な環状形に設計した下流側サイクロンに供給される。 ドイツ特許第32 38 793号公報もやはり、この種のアグロメレータと下流側サ イクロンの組合せに関するもの である。ここでは上流側のアグロメレータの特殊機能、つまり従来型のスプレー ワイヤを使用して接地チャンバ方向に移動する経路に沿って集積し粒子を荷電す るイオンを生成する代わりに、イオン化フィールドの力を下回る電界力を使用し て集塊を形成するという機能について記述している。 ドイツ特許第35 00 373号公報は、内燃機関の排気ガスから粒子、とくにすす 粒子を除去するための装置について記述している。この装置は、スプレー要素を 有するスプレー電極と下流側の遠心分離機とによって構成される電子式粒子分離 装置を保有している。この装置の特徴は、遠心分離機が互いに同軸である複数の サイクロンによって電子式粒子分離装置に隣接して形成され、同分離装置の出口 側に環状形に配置されていることにある。 アグロメレータと下流側サイクロンの結合による従来型の接続でもやはり、と くに微小粒子に対する分離能力が不充分である。また構造上の容量が比較的大き いため、ガス流の圧力損失が大きい。さらに、製造に際してはかなりの構築上の 努力を必要とする。 サイクロンの分離能力を改善するため、サイクロン内部での電気力の追加も提 案されている。 たとえば、ドイツ特許出願公開第37 23 153号公報は、電気集塵器においてス プレー電極により荷電され同電気集塵器を出るすす粒子を、サイクロン内部の実 質上半径方向のフィールドラインを有する電界にさらすことを提案している。こ の場合、サイクロンファンネルは、不導電性物質によって生成し、その内部およ び外部を凝固または分離用電極として巡回する金属層で構成しなければ ならない。電界の適用は、粒子の集塊または分離を促進し、基本的な遠心力によ る分離に加えて電界の支援によりサイクロン内部の粒子を分離しようとするもの である。 本文書に記述された装置は、とくにサイクロンの外部に帯電層が配置されてい る場合など、総合的な防護措置を施して安全な操作性を保証する必要がある。こ うした装置はまた、異なる素材で構成されることから製造が難しい。さらに、互 いに異なる素材同士の結合であるという点から、電極層の安定性の場合と同様に 、温度面での安定性に問題がある。決定的な点は、やはり上流側のアグロメレー タが必要であることから組立がコンパクトでないことである。 他の公報は、サイクロン内部の電極を平たい形状にして使用し、さらにそれを 内側に突出させるという提案を行っている。 この種の装置は、軸流サイクロンに関する米国特許第4,010,011号明細書にお いて提案されている。軸流サイクロンでは、ガスの吸気口と排気口が対峙して配 置されており、逆流が防止されている。同公報が示す装置では、案内羽根の働き で軸方向の吸気口により回転流が生成される。スプレー電極は、回転流を生成す る吸気口とボルテックスファインダを繋ぐワイヤである。サイクロンは、内燃機 関の吸気を浄化するために供給されている。すなわち、サイクロンは基本的に鉱 塵を分離する働きをする。鉱塵はその電気的性質により、沈降用電極上に除去が 困難な結合層を形成しやすい。除去を促進するため、前記特許は沈降電極を誘電 材料による絶縁層で被覆すること を提案している。吸気口とボルテックスファインダは共に、不導電性材料によっ て生成しスプレー電極の電気的絶縁性を保証しなければならない。したがって、 この装置は構築が困難である。 サイクロン内部に配置したスプレー電極が発する電気力を使用して行なう濃縮 補助については、リターンフローサイクロンに関連してピー ディーツ(P．Diet z)の理論的研究「パウダーテクノロジー」31（1982年）221において考察されて いる。従来型のリターンフローサイクロンは、サイクロンファンネルと、カバー を通り内端に浄化ガスの排気口を形成しているボルテックスファインダとによっ て構成されている。同刊行物は、サイクロンへと導入する前に外部のスプレー装 置によって粒子を荷電する必要があるとしている。したがって、上流側にイオン 化段階が必要となり、構造が2段階式になっている。記述されたこのサイクロン はさらに、サイクロン内部のスプレー電極をボルテックスファインダ上に配置す ることから構築が困難である。このため、ボルテックスファインダの高電圧絶縁 またはアタッチメントが必要となる。 内部にスプレー電極を有するこのタイプのサイクロンに関する実験的調査につ いては、複数の刊行物において発表されている。 「フライベルガー フォルシュングスヘフテ アー 220(Freiberger Forschun gshefte A 220)(1962年)175，189」におけるペー ペトロール（P．Petroll）ら の刊行物は、絶縁材料で生成され上にスプレーバスケットを配置したボルテック スファインダで構成される電子サイクロンについて記述している。ボルテックス ファイ ンダを絶縁体として構築することは技術的に困難であり、同文献はスプレー電極 によって分離能力が僅かに向上したとしても、技術的な困難さを正当化するほど のものではないと想定している。 「ルフト−ウント カルテ−テヒニーク(Luft-und Kalte-technik)(1981年)10 7」におけるベー レーベル ダ上にスプレー電極を配置した電子サイクロン分離装置を示している。この刊行 物は、スプレー電極の内部構成要素が分離能力の低下に繋がること、したがって 電子サイクロン分離装置は不利な解決法であると述べている。 その他、ヨット ペトロール（J．Petroll）らによる刊行物「ルフト−ウント カルテ−テヒニーク(Luft-und Kalte-technik)(1987年)198」でもやはり、コ ロナ放電は分離作用を向上させないこと、および電極はサイクロン内部の流れに 悪影響を及ぼす、という専門家的意見を呈示している。 要するに先行技術は、サイクロンにおける、とくに逆流サイクロンにおけるス プレー電極の組込みは、ボルテックスファインダを絶縁する上で技術上困難な絶 縁体を必要とし、一般にサイクロン内部の流れの作用に悪影響が及ぶとしている 。スプレー電極によって浄化ガス排気口区域に形成される荷電領域もやはり、不 利益なものと考えられている。こうした理由から、ケーシング内に突き出したス プレー電極を有するサイクロンは、今までのところ実際的なアプリケーションと は見なされていない。 こうした先行技術に基づいて、本発明の基本的な目的は、ケーシング内部に突 き出した高電圧印加の可能なス プレー電極を有し、ガス流から微小粒子を分離する、とくに内燃機関の排気ガス からすすを分離するための上述の類のサイクロンを、技術上の困難さおよび経費 を拡大することなくそれがより高い分離能力を有し、かつ構造がコンパクトとな るような方法でさらに改善することにある。この目的は、請求の範囲第1項およ び第2項が記載する特徴によって達成可能である。本発明の優位点を示す実施例 については、独立クレームに記述している。 最初の主要な態様においては、本発明による解決法は、上記タイプのサイクロ ンに基づいて、スプレー電極が浄化ガス排気口から電気的に絶縁され、浄化ガス 排気口が導電的な方法によってケーシングに接続されている、という事実によっ て成り立っている。こうしたサイクロン構成には、浄化ガス排気口を電気的に絶 縁するための技術的に困難な処置はもはや不要であるという利点がある。スプレ ー電極は絶縁体によってケーシングから電気絶縁するが、浄化ガス排気口は絶縁 しない。浄化ガス排気口またはボルテックスファインダは、金属、とくに他のケ ーシング部分と同じ金属による生成が可能であり、またサイクロン上への形成に 際しては溶接等の簡単な生成技術を使用することができる。 その他の優位点は、スプレー電極を浄化ガス排気口またはボルテックスファイ ンダと離して配置できることにある。したがって、最初の独立クレームとは別に 、または同クレームとの組合せによってとくに優位に実現可能な本発明の他の主 要な態様では、スプレー電極を支えている絶縁体をケーシング内部の浄化ガス排 気口から離れた場所に、つまり浄化ガス排気口と直に機械的接触をす ることなく取りつけることを提案している。スプレー電極を搭載した絶縁体を浄 化ガス排気口またはボルテックスファインダではなくケーシング内の他の場所に 取りつければ、驚くべき、また有利な特性を有する従来的でない原理の配置およ び形状が助長される。 好適な実施例では、浄化ガス排気口をボルテックスファインダ上でケーシング 内部に突き出して形成している。ここでもやはり、スプレー電極をボルテックス ファインダから効果的に電気絶縁し、またボルテックスファインダを導電的な方 法でケーシングに接続することができる。この場合は、スプレー電極を支持する 絶縁体をケーシング内部にボルテックスファインダから離して取りつけても効果 的である。 本発明は、サイクロンの乱回転流においては結合の弱い集塊に部分的破壊が生 じるという認識に基づいている。結果的に生じる微小物質は、サイクロン内部で はある程度しか分離できない。粒子の分離を補助する目的で電界力を使用するこ とは、こうしたブレークアップ効果の回避、または再度集塊を生じさせることに よるブレークアップ効果の補正、少なくともその減少に繋がる。本発明の枠組み 内においては、サイクロン内部におけるスプレー電極の配置が集塊形成または集 塊の再形成に有効に作用するため、改善された方法で電気力を直接使用して粒子 の分離を補助すれば上流側にアグロメレータを設置する必要がなく、したがって 超小型の設計を達成可能であることが発見されている。本発明のサイクロンを使 用すれば、その物理的性質により関連状況下では集塊しにくいような粒子であっ ても分離できることが明らかとなっ ている。 スプレー電極は、それがフローフィールドに及ぼす悪影響および回転流の妨害 が少なく、また電界による補強が充分に可能であってサイクロンの全体的な分離 能力が向上するような方法で配置および構成できることがわかっている。現在ま でのところ、回転流の自由な形成を妨げる可能性のある要素は可能な限りサイク ロン内部に追加配置しないように試行されてきた。したがって、ケーシング内部 に突き出したスプレー電極が分離能力を減退ではなく増大させるという点は驚く べきことである。 現在までに実行された実験的研究では、本発明において発見されているとおり 、電子サイクロンをサイクロンの古典的な適用分野、すなわち比較的粗い粒子の 分離に使用することは合理的でないという理由により、スプレー電極のサイクロ ン内部への配置に関してはあまり肯定的でない評価を下している。この場合は、 スプレー電極がフローフィールドに与える悪影響によって電気力の肯定的効果が 補強されないことから、これは真実である。しかしながら、本発明の枠組みにお いては、スプレー電極を有するサイクロンを微塵、すなわち1〜5μmより小さい 粒子の分離に有効に使用できることが発見されている。この粒子サイズの領域に おいては電気力による分離の方が優勢であり、フローフィールドに対する不利益 は重要ではない。これに対して従来型のサイクロンでは、高い分離能力を要求す る場合であればフロー案内に対する不利益は容認できない。 当業者は電界力を使用して電子サイクロンにより1ミクロンに満たない粒子を 分離する分野に対して懐疑的で あるが、その理由の1つは、この粒子サイズの領域では荷電は比較的低い拡散荷 電メカニズムによって発生するという文献が示す意見にある。高い分離能力を達 成するためには、このメカニズムの場合、あまりあり得ないようなサイクロン内 部における長い滞留時間が必要である。高い電流密度を以てすれば、すなわち複 数のチップを有するスプレー電極を使用すれば一定の限定時間内に荷電速度を上 昇させることができるが、粒子の材質によっては析出電極上の蒸着に関連して問 題が発生する。本発明の枠内においては、粒子およびダストが充分な導電性を有 することは決定的要件でないことが発見されている。とくにディーゼルすす（di esel soot）はこの重要な基準を満たしており、高い分離性能の達成にとっては 望ましい超高電流密度を以てしても析出上の問題はあまり発生しないことが解っ ている。 また、本発明の枠内においては、サブミクロンの（sub-micron）粒子の荷電が 従来型のモデルから予想されるよりも早く発生することも発見されている。この ため、サイクロン内部での滞留時間が短くても、粒子、とくにすす粒子の荷電お よび分離が同じく可能である。 本発明のサイクロンは、入口区域と浄化ガス排気口とを入口側、すなわち吸気 口区域に配置したリターンフローサイクロンとして構成することができる。投入 されるガスの流れは、回転流を生成した後は入口区域へと再び方向づけする必要 があるため、リターンフローサイクロンが流れの逆転を実行する。従来型の高性 能サイクロンはこの方式で製造されており、通常、浄化ガス排気口はサイクロン のカバーを通過するボルテックスファインダ 上に形成されている。 本発明のサイクロンの他の優位的な実施例は、アキシャルフロー（軸流）サイ クロンである。ここでは、入口区域と浄化ガス排気口をケーシング内の両端部領 域に互いに軸向きに対峙して配置している。アキシャルフローサイクロンには流 れの逆転は存在しない。従来型のアキシャルフローサイクロンは、大部分がリタ ーンフローサイクロンよりも平坦な分離曲線を示す。つまり一般に、同等の粒子 サイズに関して分離能力が低い。これはおそらく、粒子の分離にとっての原則で ある回転流がこの種のサイクロンでは有効に生成されないという事実によるもの である。したがって、従来技術においてはカバー側にボルテックスファインダを 装備したリターンフローサイクロンとしての高性能構造が好適であった。本発明 の枠組みにおいては、本発明に一致する構成であれば、精密なアキシャルフロー サイクロンが微粒子の分離に適合していることを発見している。アキシャルフロ ーサイクロンには、圧力の損失が少ないという優位点がある。 ケーシング内の浄化ガス排気口とは軸に対して反対方向である区域にスプレー 電極を支持する絶縁体が1つでも設備されていれば、リターンフローサイクロン およびアキシャルフローサイクロン双方に、浄化ガス排気口からスプレー電極を 電気的に分離し、また浄化ガス排気口をケーシングに接続する、または浄化ガス 排気口から離して絶縁体を取りつける本発明に一致する対策を有効に講じること ができる。リターンフローサイクロンまたはアキシャルフローサイクロンがボル テックスファインダを含んでいる場合は、スプレー電極とボルテックスファ インダをケーシングの軸に関して対峙する両端部からケーシング内部へ有効に突 き出すことができる。この場合は、浄化ガス排気口またはボルテックスファイン ダをスプレー電極と隔離して配置することができる。これは流れについていえば 技術的に優位であり、製造も容易である。この種のサイクロンは、従来型のサイ クロンよりも分離性能が向上している。 この配置は、本発明の枠組みにおいて、とくに軸方向フローのサイクロンの場 合に格別に優位であることが証明されている。これは、リターンフロー高性能サ イクロンのみを使用して最適な分離性能を達成してきた先行技術の観点からする と、全く驚くべきことである。この好適な実施例が脅威的に優位である理由は、 滞留時間が長いために低フロー速度における分離が電気力に支配されることにあ る。これに対してフロー速度が大きい場合は、遠心力の作用が分離工程を支配す る。したがって一般に、サイクロン内部のフロー速度が小さいほど、分離性能は 高くなる。フロー速度が上がるとサイクロン内部の分離が促進されることから、 これは先行技術にはない特徴である。 したがって、フロー速度と粒子サイズによって力が相関的に変化する電気力お よび遠心力を同期的に作用させれば、本発明によるサイクロンの操作性能が安定 し、粒子サイズの分布やフロー速度の変動による影響が低減される。スプレー電 極および高電圧の最適の操作性能、すなわちその設計、選択および寸法づけ並び にサイクロンの寸法を最適化するための最適化および調整関連措置は、平均的な 当業者であれば一般的な計算法または実験調査 の使用により各ケース毎の要件にしたがって調整することができる。 ケーシング内部へ突出するスプレー電極の経路が長いほど、分離性能がより向 上することは概して真実である。また、現在まで信じられていた構成上のガイド ラインの観点からすると、サイクロンの内部をできる限り構成要素なしの状態に しておく、という本発明によるサイクロンの特徴もやはり脅威的且つ非定型的で ある。 分離区域および／または集塵区域は、アキシャルフローサイクロンが一般にそ うであるように有効な円柱形にすることができる。ただし、従来型の高性能サイ クロンのサイクロンファンネルのような中空の円錐台形状構造の方が好適である 。 スプレー電極の効果的配置の第1実施例は、スプレー電極の少なくとも1部分を 入口区域内に配置している。この方法は、粒子がサイクロン内部に入った時点で 既にスプレー電極の電界による影響下にあることを保証するものである。これに より、集塊の形成を効果的に、また即座に開始することができる。 第2の効果的な実施例は、分離区域内にスプレー電極の少なくとも1部分を配置 することを呈示している。これによってスプレー電極を分離区域全体、またはそ の一部分に沿って伸長させることができる。分離区域における支配的な著しく強 力で乱れたフロー状態は集塊を減退させる大きな原因となることから、本発明は 現時点で、これを本発明の効果的な実施例として理解している。この区域におけ るスプレー電極の配置は、微粒子が浄化ガス排気口の断面から抜け出る前に再度 、最も効果的に集 塊するように考慮したものである。 第3の効果的な実施例は、集塵区域内にスプレー電極の少なくとも1部分を配置 することを呈示するものである。とくに効果的な実施例はさらに、スプレー電極 を入口区域および分離区域に配置することを呈示している。この場合は、スプレ ー電極の回りをガス流がとくに集塊の形成を補助するような方法で取り巻く。 ある好適な特徴は、スプレー電極をケーシング内に軸方向に配置することを提 案している。軸方向構成は、とくに配置の軸対称性によって、フローフィールド に及ぶ可能性のあるマイナス効果を最小にする。 スプレー電極の設計は、たとえばアグロメレータの技術において実行されてい るような、どんな従来方法によっても実行可能である。スプレー電極は、そのス プレー要素に特徴がある。スプレー要素は、表面部分の曲率半径がかなり小さい 電極の一部である。従来的な装置は、スプレーワイヤ、またはより大きな作用領 域を必要とする場合はスプレーバスケットまたはスプレーチップ分布で構成され る。複数のスプレーチップを使用すれば、高電荷のイオン濃度を達成できる。ス プレーチップはそれぞれ、ケーシング壁とほぼ等距離に隔絶して均等なフラッシ ュオーバー電圧を実行するように効果的に配置する。スプレーチップはスプレー ディスクの周辺当たりに配置する場合が多いが、これは本発明の枠内において好 適である。 ある効果的な改良では、複数のスプレー電極を準備している。複数のスプレー 電極は、同一形状にも異なった形状にもすることができ、また異なる高電圧によ って有 効に印加が可能である。この場合は、サイクロン内部のフロー状態を変更するよ うに局部を適合化したスプレー電極を使用することにより、分離作用をさらに最 適化することができる。 先行技術と比較した場合の本発明によるサイクロンの優位点は、分離能力が向 上していること、およびとくに上流側にアグロメレータを連結しない創意的アプ リケーションに関してはサイズが縮小し、圧力損失が低減することにある。加え て、少ない努力でサイクロンの製造および安全操作が可能である。本発明では、 サイクロンの適用範囲が優に0.1μm未満の粒子まで、および集塊不能、またはほ とんど集塊しない粒子にまで拡大している。 本発明によるサイクロンは、一般にガス流に含まれる最も微小な液体および／ または固体粒子の分離に適合している。上流側の凝縮段階と組み合わせれば、凝 縮性ガス状物質の分離も可能である。固体粒子の分離は、たとえば、発電所、船 舶、機関車および自動車における定置および非定置ディーゼル機関の排気ガスを 浄化するためのディーゼルすす分離、または燃焼行程からのより清浄な不活性ガ スの生成に使用可能である。本発明に一致するサイクロンの支援による固体粒子 の分離はまた、すす生産における製品リサイクルのためのすす分離に関連して、 または小型ボイラー設備におけるすす噴射、肥料産業における塩の分離、および 溶解または鋳造工程における昇華物の分離等において使用可能である。流体粒子 の分離は、たとえばシュレッダーから、またはパーティクルボードの生成におけ るいわゆる「ブルーヘーズ（bluee haze）」の分離、および塗装や被覆装置にお ける排ガ スの清浄化に適している。上流側の圧縮段階との連携によって分離が可能なガス 状物質には、たとえば液体塗料、染色剤およびインクの生産に使用する溶剤、ま たは燻製場の排気から出る芳香性物体の形態をとるもの等がある。液体粒子と固 体粒子の同時分離も可能である。例としては、アスファルト工場およびルーフィ ング原紙生産における粉塵と瀝青物質の分離、またはアルミニウム産業の小型陽 極炉に続く排ガスの浄化等がある。 その他の優位な特徴および顕著な特性は、以下の本発明の実施例に関するより 詳細な説明において呈示した図面を通じて認識することができる。 図1は、先行技術によるサイクロンの動作原理を表す略図である。 図2は、先行技術によるサイクロンの断面を示している。 図3は、上流側アグロメレータを有する先行技術によるサイクロンの略図であ る。 図4は、内部にスプレー電極を配置した先行技術によるサイクロンの略図であ る。 図5は、内部にスプレー電極を有する本発明によるサイクロンの断面図である 。 図6は、複数のスプレーチップを有するスプレーディスクを示している。 図1は、先行技術による高出力リターンフローサイクロン1の動作様式を表す略 図である。ケーシング2は、吸気口3が貫入する入口区域4と、分離区域5と、サイ クロンファンネル27として指示され空洞の円錐台形状を有する集塵区域6とによ って構成される。粒子または集塊を 含んだ浄化対象ガス18は、吸気口3を接線方向へ通過し入口区域4およびケーシン グ7に入る。粒子は、螺旋を描いて分離区域5およびサイクロンファンネル27の中 に伸張していく。これによって発生する遠心力により、粒子はサイクロン1の外 縁上に投射され、集塵区域25内で凝縮されて排塵用開口部17を通して沈降するか 、または廃ガス流20によって洗い出される。サイクロン1を出る浄化されたガス1 9は、清浄ガス出口9の断面を通り、カバー28をケーシング7内部へと貫入する中 央ボルテックスファインダ8に入る。清浄ガス出口9は入口側に配置されているた め、そこから排気するためには、ケーシング7内のガス18の流路を逆転させなけ ればならない。 図2は、噴流を安定させるためのアペックスコーン16を含む先行技術による高 出力リターンフローサイクロン1の断面を示している。安定した噴出流動および 軸の通った回転流動を形成して高い分離程度を得るため、先行技術は、吸気口3 を通って入口区域4に入るガスの流れに作用し、回転流の形成を促進して結果的 に分離程度を向上させるような追加的な方策を提案している。この目的に向けて 、たとえばバッフルまたは螺旋状吸気口などの導入を提案している。先行技術で は、ケーシング内部7からできる限り流れを阻害する要素を排除している。 図3は、先行技術に合致する上流側アグロメレータ22を有するサイクロン1を示 した略図である。浄化対象であるガス18とそれに含まれる粒子はまず、スプレー 電極10を含む管状のアグロメレータ22に導入される。スプレー電極10は絶縁体11 を介してアグロメレータケーシング21に接続されており、また高電圧フィードス ルー23を介 して高圧電源（図示されていない）に接続可能である。スプレー電極10は軸方向 に電極フィンガー15を有し、電極フィンガーに沿ってスプレーディスク12が配置 されている。アグロメレータ22においてガス18に含まれて導入された粒子により 形成される集塊は、吸気口3からサイクロン1の中に入り、ここで前述の方法によ り分離される。この図は、先行技術の組合せアッセンブリが多大な空間を必要と することを明白に示している。また、この設計では圧力損失が比較的大きくなる こともわかる。 図4は、ケーシング内部7に伸張するスプレー電極10を含む先行技術による高出 力リターンフローサイクロン1を示した略図である。この構造は、図1および図3 が示すサイクロンの構造に対応したものである。これは、カバー28を通して設置 された中央のボルテックスファインダ8にいわゆるスプレーバスケットを据えつ けた点に特徴がある。このスプレー電極10には、ボルテックスファインダ10を介 して導入される高電圧を印加することができる。このためには、カバー28を、ア ースされたケーシング2からスプレー電極10およびボルテックスファインダ8を電 気的に絶縁するための絶縁体として形成する必要がある。さらに、ボルテックス ファインダ8の排気口側の端を下流側の接続装置から絶縁するための絶縁体（図 示されていない）を追加しなければならない。図4は、従来型の構造の複雑さを 明確に示している。また、スプレー電極10から発散し清浄ガス出口9を取り巻く 空間電荷領域もやはり不利益であると考えられる。 先行技術では、図4に関連してボルテックスファインダ8を金属ではなく絶縁材 料から生成する改良された実 施例を提案している。この装置では、非導電性のボルテックスファインダ8自体 がスプレー電極10を支持する絶縁体を構成しており、カバー28は金属で製造可能 である。但しこれには、ボルテックスファインダ8自体およびカバー28に貫入す るそのフィードが技術的に困難であり、またスプレーバスケットに電流を通すた めには高電圧のフィードスルーを追加しなければならないといった不利益がある 。 図5は、本発明のサイクロン1の断面図である。ケーシング2は、入口区域4に繋 がる吸気口3を有している。吸気口3は、軸方向の吸気口でも接線方向の吸気口ス ロットでも可能である。内側の流れを最適化するため、従来の方法によってバッ フルまたはそれに類似したフロー案内要素を設置することができる。螺旋状また は渦巻き型吸気口として示された吸気口3の好適な構成は、単純なスロット型の 吸気口に比較すると回転流のセンタリングを向上させる。浄化されるガス18の流 路に沿って中空の円筒形状である入口区域4に隣接するのが中空の円筒形状の分 離区域5であり、円筒形で中空の円錐台形状である集塵部分6がこれに続いている 。 ケーシング内部7に配置されたスプレー電極10は内部に伸張し、絶縁体11によ ってケーシング2から電気的に絶縁されている。スプレー電極10は、高電圧フィ ードスルー23を通して高圧電源（図示されていない）に接続することができる。 絶縁体11は、低速流領域を形成しているケーシング延長部24内に配置されている 。この方法では、沈積した粒子によって発生する汚染性および関連の漏れ電流が 中和される。コリメータ26は、同じく粒子か ら絶縁体11を保護する目的で追加的に設置されている。粒子を遠ざけるため吸気 によって絶縁体11を洗う方法も提供可能である。 スプレー電極10はケーシングの内部7に軸方向に配置され、軸方向に延びるロ ッド形状のフィンガー15を有している。フィンガー15は、複数のスプレーディス ク12を保持している。スプレーディスク12は電極フィンガー15上でそれぞれ平行 に分離して設置され、同フィンガーがこれを垂直に貫通している。軸対称かつ回 転対称的なこの構成は、回転流の形成阻害を可能な限り縮小する。スプレーディ スク12またはスプレー電極10の直径は、分離区域5の内径D1の40％〜60％である 方が有利である。図示した例では、内径D1は120mm、入口区域4、分離区域5およ び集塵区域6の合計長さD3は390mm、吸気口3は幅D4が25mm、高さD5が65mmである 。 スプレー電極10は、入口区域4とその隣の分離区域5の一部分に渡って配置され ている。こうした方法によって、集塊形成または破壊された集塊の再結集が効果 的に行われ、また高度な分離が達成される。流入するガス18が入口区域4の中の スプレー電極10を取り囲むように、ケーシング内部7を上方に伸長して上向きに 配置されたケーシング延長部24内に絶縁体11が設置されている。浄化ガス19のた めの浄化ガス排気口9を有するボルテックスファインダ8は、中空の円錐台形状で あるサイクロンファンネル27の小さい方の直径端から、サイクロン1の吸気口3と は軸方向で反対側の低端部においてケーシング内部7へと突出している。これは 電導性であり、ケーシング2とは導電式に接続されている。必要に応じて、たと えばボルテックスファインダ8に絶縁体を追加設置し、ボルテックスファインダ8 に面した方の端面でスプレー電極10を保持させることもできる。 アッセンブリ全体ではまた、高性能サイクロンでは一般的であるように、上側 からケーシング内部7に突出するボルテックスファインダ8を保有することもでき る。その場合は、スプレー電極10を支持する絶縁体11が、ケーシングのサイクロ ンファンネル側の端面に設置されることになる。但し、こうした構成では通常、 スプレー電極10を入口区域4まで突け出す作業がさらに困難となる。いずれの場 合も、やはりアペックスコーン16を、前者の場合はたとえばボルテックスファイ ンダ8の一部として、また後者の場合では絶縁体11の一部として構築することが できる。 分離された粒子は、サイクロンファンネル27の小さい方の直径側の端面に近接 して設置された排塵用開口部17により、ガス流18の部分的な体積流れを介して運 び出される。この開口部は、粒子を接線方向に吸引して排出するような形状とな っている。廃ガスの部分体積流量20は約1％〜5％である。 微粒子を含んだガス18は、吸気口3を通過して入口区域4に入るとサイクロン1 の長手軸を中心に回転し始める。吸気口を螺旋形状にすると、この動作がさらに 促進される。入口区域4では、ガスは高電圧が印加されるスプレー電極10の一部 の周囲を流れる。電界力の影響下では、粒子の集塊が形成される。いずれにして も、電界力は粒子の分離を支援する。回転流は、入口区域4に接する分離区域5の 中へと伸長する。集塊の体積増加によって、 より細かい粒子の場合よりも遠心力が増加するため、集塊は主として放射状に外 側へと方向づけされる。こうして、集塊は壁付近の下向きの境界層流を通してガ ス流から分離される。浄化されたガス19は、中央ボルテックスファインダ8の浄 化ガス排気口9の断面を通ってケーシング内部7を出る。分離された粒子または集 塊は、汚染ガス20として、部分体積流によって粉塵排気開口部17を通して洗浄さ れる。 強力で乱れた回転流はケーシング内部7の集塊を破壊する。スプレー電極10の ない従来型のサイクロンでは遠心力が減少するため、これはとくに微小粒子に対 する分離能力に悪影響を及ぼす。スプレー電極10をケーシング7内部、とくに入 口区域4および分離区域5に設置すれば、こうした欠点が補正され、電気力が有効 位置で作用可能となる。さらに、電気力は細片の再凝集を行うことによって集塊 サイズの減少を防ぐ。また、スプレー電極10とケーシング2の間には電界が形成 され、電荷粒子には遠心力の方向に作用し粒子分離を補助する外方向のクーロン 力がかかる。これによって、全体的な分離程度が向上し、適用範囲は非集塊性の 微粒子にまで拡大する。設計もまた、技術的に簡単である。 分離程度は、サイクロン1の形状寸法と流れ特性、および1つまたは複数の電極 10の形状、数、配置および個々の電圧を適正に設計することによって最適化が可 能である。サイクロンの設置または操作位置は、重力を無視できることから任意 である。 図5は、スプレーチップ13を有するスプレーディスク12の実施例を示している 。ディスクの直径は約66mm、厚 さは0.05mmである。その外周に配置されたスプレーチップ13は、外周14の方向に 沿って湾曲している。電極上の電圧は、10kV乃至20kVである。電荷キャリアは、 いわゆるコロナ限界電圧以上の電圧印加により、スプレーチップ13において可動 的となる。その結果、粒子が電荷され、集塊が形成される。

【手続補正書】 【提出日】１９９７年１１月１０日 【補正内容】 補正された請求の範囲 「１．気体流から微小粒子を、とくに内燃機関の排気ガスからすすを継続して分 離するためのサイクロンであって、 粒子集塵区域6において粒子を濃縮させる、サイクロン内部に形成される回転 流のフロー効果を使用し、吸気口3が貫入している入口区域4と、ガス流路におい て入口区域4の下流側に配置された分離区域5と、粒子流路において分離区域5の 下流側に配置された集塵区域6とを有するケーシング2と、ケーシング2 の内部7に 繋がる浄化ガス排気口9と、ケーシング2の内部7へ突出した高電圧を印加可能な スプレー電極10とからなり、 スプレー電極10が浄化ガス排気口9と電気的に絶縁され、浄化ガス排気口9がケ ーシング2と導電的な方法で接続され、 スプレー電極10を支持する絶縁体11がケーシング2の内部に浄化ガス排気口9と 隔絶して設置され、 5 μｍ未満の範囲の大きさ、とくに1μｍ未満の大きさの導電性を有する微小粒 子の分離に適し、 スプレー電極10の電界の影響下で粒子が集塊を形成し、弱い流れの領域が形成 されるケーシング延長部24にスプレー電極10を支持している絶縁体11が設けられ るようにスプレー電極10が構成されてなることを特徴とするサイクロン。 ２．前記スプレー電極10を支える絶縁体11が、濯ぎ用の導入空気で包囲される ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のサイクロン。 ３．前記スプレー電極10を支える絶縁体11を粒子から防護するためにコリメー タ26が設けられていることを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載のサ イクロン。 ４．前記スプレー電極10の少なくとも一部分が入口区域4内に配置されてなる ことを特徴とする請求の範囲第1項、第2項または第3項のいずれかに記載のサイ クロン。 ５．前記スプレー電極10の少なくとも一部分が分離区域5内に配置されてな ることを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項または第4項のいずれかに記 載のサイクロン。 ６．前記スプレー電極10が少なくとも1つのスプレーディスクを含むことを特 徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項または第5項のいずれかに記載 のサイクロン。 ７．前記スプレー電極10が複数のスプレーチップ13を含むことを特徴とする請 求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項または第6項のいずれかに記載のサ イクロン。 ８．前記浄化ガス排気口9が、ケーシング2の内部7に突出するボルテックスフ ァインダ8上に形成されてなることを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項 、第4項、第5項、第6項または第7項のいずれかに記載のサイクロン。 ９．前記入口区域4と、入口側に配置した浄化ガス排気口9とを有するリターン フローサイクロンとして構成されてなることを特徴とする請求の範囲第1項、第2 項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項または第8項のいずれかに記載のサイク ロン。 10．前記入口区域4と、ケーシング2内の両端部領域に対峙して配置した浄化ガ ス排気口9とを有するアキシャルフローサイクロンとして構成することを特徴と する請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項また は第9項のいずれかに記載のサイクロン。 11．前記スプレー電極10を支持する少なくとも1つの絶縁体11がケーシング2の 浄化ガス排気口9とは軸方向の反対位置に設けられてなることを特徴とする請求 の範囲第9項または第10項に記載のサイクロン。 12．前記スプレー電極10とボルテックスファインダ8とがケーシングの軸方向 に対峙する両端部からケーシング内部7に突出されてなることを特徴とする請求 の範囲第8項または第11項に記載のサイクロン。 13．粒子集塵区域6において粒子を濃縮させることによって、サイクロン内部 に形成される回転流のフロー効果を介して、気体流から微小粒子を、とくに内燃 機関の排気ガスからすすを継続して分離するための方法であって、 当該サイクロンが吸気口3が貫入している入口区域4と、ガス流路において入 口区域4の下流側に配置された分離区域5と、粒子流路において分離区域5の下流 側に配置された集塵区域6とを有するケーシング2と、ケーシング2の内部7に繋が る浄化ガス排気口9と、ケーシング2の内部7へ突出した高電圧を印加可能なスプ レー電極10とからなり、 前記スプレー電極10が浄化ガス排気口9と電気的に絶縁され、浄化ガス排気口9 がケーシング2と導電的な方法で接続され、 前記スプレー電極10を支持する絶縁体11がケーシング2の内部に浄化ガス排気 口9と隔絶して設置され、 前記方法が、5μｍ未満の範囲の大きさ、とくに1μｍ未満の大きさの導電性を 有する微小粒子の分離に適し、スプレー電極10の電界の影響下で、集塊を形成し 、弱い流れの領域が形成されるケーシング延長部24にスプレー電極10を支持して いる絶縁体11が設けられるように、スプレー電極10が構成されてなることを特徴 とする方法。 14．請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項、 第9項、第10項、第11項または第12項のいずれかに記載のサイクロンが用いられ る請求の範囲第13項に記載の方法。 」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．気体流から微小粒子を、とくに内燃機関の排気ガスからすすを継続して分離 するためのサイクロンであって、 粒子集塵区域6において粒子を濃縮させる、サイクロン内部に形成される回転 流のフロー効果を使用し、吸気口3が貫入している入口区域4と、ガス流路におい て入口区域4の下流側に配置された分離区域5と、粒子流路において分離区域5の 下流側に配置された集塵区域6とを有するケーシング2と、ケーシング内部7に繋 がる浄化ガス排気口9と、ケーシング2の内部7へ突出した高電圧を印加可能なス プレー電極10とからなり、 スプレー電極10が浄化ガス排気口9と電気的に絶縁され、浄化ガス排気口9がケ ーシング2と導電的な方法で接続されていることを特徴とするサイクロン。 ２．粒子集塵区域6において粒子を濃縮させる、サイクロン内部に形成される回 転流のフロー効果を使用し、吸気口3が貫入している入口区域4と、ガス流路にお いて入口区域4の下流側に配置された分離区域5と、粒子流路において分離区域5 の下流側に配置された集塵区域6とを有するケーシング2と、ケーシング内部7に 繋がる浄化ガス排気口9と、ケーシング2の内部7へ突出した高電圧を印加可能な スプレー電極10とからなる、とくに請求の範囲第1項による気体流から微小粒子 を、とくに内燃機関の排気ガスからすすを継続して分離するためのサイクロンで あって、 スプレー電極10を支持する絶縁体11をケーシング2の 内部に浄化ガス排気口9と隔絶して設置することを特徴とするサイクロン。 ３．前記浄化ガス排気口9が、ケーシング2の内部7に突出するボルテックスファ インダ8上に形成されてなることを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記 載のサイクロン。 ４．前記入口区域4と、入口側に配置した浄化ガス排気口９とを有するリターン フローサイクロンとして構成されてなることを特徴とする請求の範囲第1項、第2 項または第3項のいずれかに記載のサイクロン。 ５．前記入口区域4と、ケーシング2内の両端部領域に対峙して配置した浄化ガス 排気口9とを有するアキシャルフローサイクロンとして構成することを特徴とす る請求の範囲第1項、第2項または第3項のいずれかに記載のサイクロン。 ６．前記スプレー電極10を支持する少なくとも1つの絶縁体11がケーシング2の浄 化ガス排気口9とは軸方向の反対位置に設けられてなることを特徴とする請求の 範囲第4項または第5項に記載のサイクロン。 ７．前記スプレー電極10とボルテックスファインダ8とがケーシングの軸方向に 対峙する両端部からケーシング内部7に突出されてなることを特徴とする請求の 範囲第3項または第6項に記載のサイクロン。 ８．前記分離区域5および／または集塵区域6が円筒形状であることを特徴とする 請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項または第7項のいずれか に記載のサイクロン。 ９．前記分離区域5および／または集塵区域6が円錐台形 状であることを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6 項、第7項または第8項のいずれかに記載のサイクロン。 10．前記スプレー電極10の少なくとも一部分が入口区域4内に配置されてなるこ とを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項 、第8項または第9項のいずれかに記載のサイクロン。 11．前記スプレー電極10の少なくとも一部分が分離区域5内に配置されてなるこ とを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項 、第8項、第9項または第10項のいずれかに記載のサイクロン。 12．前記スプレー電極10の少なくとも一部分を集塵区域6内に配置されてなるこ とを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項 、第8項、第9項、第10項または第11項のいずれかに記載のサイクロン。 13．前記スプレー電極10を入口区域4内および分離区域5内に配置することを特徴 とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項、 第9項、第10項、第11項または第12項のいずれかに記載のサイクロン。 14．前記スプレー電極10がケーシング7内部へ軸方向に配置されてなることを特 徴とする、請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8 項、第9項、第10項、第11項、第12項または第13項のいずれかに記載のサイクロ ン。 15．前記スプレー電極10が少なくとも1つのスプレーデ ィスクを含むことを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項 、第6項、第7項、第8項、第9項、第10項、第11項、第12項、第13項または第14項 のいずれかに記載のサイクロン。 16．前記スプレー電極10が複数のスプレーチップ13を含むことを特徴とする請求 の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項、第9項、第1 0項、第11項、第12項、第13項、第14項または第15項のいずれかに記載のサイク ロン。 17．前記スプレーチップ13をスプレーディスク12の外周付近に配置することを特 徴とする請求の範囲15項または第16項に記載のサイクロン。 18．前記スプレーチップ13がスプレーディスク12の外周方向に湾曲していること を特徴とする請求の範囲第17項に記載のサイクロン。 19．前記スプレー電極10が、ケーシング7内部に軸方向に配置され、上に少なく とも1つのスプレーディスク12が配置されたロット形状の電極フィンガー15を含 み、該電極フィンガー15が少なくとも1つのスプレーディスク12に対して直角に 方向づけられてなることを特徴とする請求の範囲第14項または第15項に記載のサ イクロン。 20．前記スプレー電極10が電極フィンガー15上に平行に分離して配置された複数 のスプレーディスク12を含むことを特徴とする請求の範囲第19項に記載のサイク ロン。 21．前記吸気口3が軸方向の吸気口または接スロットまたは管状吸気口として構 成されることを特徴とする請 求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項、第9項、 第10項、第11項、第12項、第13項、第14項、第15項、第16項、第17項、第18項、 第19項または第20項のいずれかに記載のサイクロン。 22．前記吸気口3をヘリカルまたはスパイラル吸気口として構成されることを特 徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項 、第9項、第10項、第11項、第12項、第13項、第14項、第15項、第16項、第17項 、第18項、第19項、第20項または第21項のいずれかに記載のサイクロン。 23．前記ケーシング2内の内部7にアペックスコーン16を含むことを特徴とする請 求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項、第9項、 第10項、第11項、第12項、第13項、第14項、第15項、第16項、第17項、第18項、 第19項、第20項、第21項または第22項のいずれかに記載のサイクロン。 24．前記集塵区域6がガス流の部分的容積から分離された粒子を排出するための 除塵用開口部17を含むことを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項 、第5項、第6項、第7項、第8項、第9項、第10項、第11項、第12項、第13項、第1 4項、第15項、第16項、第17項、第18項、第19項、第20項、第21項、第22項また は第23項のいずれかに記載のサイクロン。 25．前記排塵用開口部17が粒子の接線吸引除去用に適合化することを特徴とする 請求の範囲第24項に記載のサイクロン。 26．前記複数のスプレー電極10が設けられてなることを特徴とする請求の範囲第 1項、第2項、第3項、第4項、 第5項、第6項、第7項、第8項、第9項、第10項、第11項、第12項、第13項、第14 項、第15項、第16項、第17項、第18項、第19項、第20項、第21項、第22項、第23 項、第24項または第25項のいずれかに記載のサイクロン。 27．前記スプレー電極10に異なる高電圧が印加可能であることを特徴とする請求 の範囲第26項に記載のサイクロン。 28．前記スプレー電極10を支える絶縁体11が、中に弱流域が形成されるケーシン グ拡張部24に配置されてなることを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項 、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項、第9項、第10項、第11項、第12項、第13 項、第14項、第15項、第16項、第17項、第18項、第19項、第20項、第21項、第22 項、第23項、第24項、第25項、第26項または第27項のいずれかに記載のサイクロ ン。 29．前記スプレー電極10を支える絶縁体11が、濯ぎ用の導入空気で包囲されるこ とを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項 、第8項、第9項、第10項、第11項、第12項、第13項、第14項、第15項、第16項、 第17項、第18項、第19項、第20項、第21項、第22項、第23項、第24項、第25項、 第26項、第27項または第28項のいずれかに記載のサイクロン。 30．前記スプレー電極10を支える絶縁体11を粒子から防護するためにコリメータ 26が設けられていることを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、 第5項、第6項、第7項、第8項、第9項、第10項、第11項、 第12項、第13項、第14項、第15項、第16項、第17項、第18項、第19項、第20項、 第21項、第22項、第23項、第24項、第25項、第26項、第27項、第28項または第29 項のいずれかに記載のサイクロン。