JPS6028545B2 - 気体中の微粒子の分離方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は気体の集塵に関するものであり、特に気体中に
浮遊する固体微粒子を静電気の作用によって分離する方
法およびこの方法を実施するための静電気集塵器に係る
ものである。

静電気集塵方法は、帯電した微粒子をこの微粒子とは反
対の電位を呈する電極が譲引することに基づいている。

そして静電気集塵装置は、塵を含んだガス流体を集塵室
へ通過させる手段と、前記塵を帯電させる手段と、この
塵を誘引するための電極からなっている。在来の技術に
従えば、浄化すべきガス流の中でコロナ放電を発生させ
て、このガスに含まれる燈を帯電させる。

この目的で先の尖った電導体あるいは針金で形成された
第１電極と、例えば平板あるいは円筒形状の如く比較的
平坦な表面の第２電極の間に上記ガスを通過させつつ、
両電極に数１０キロボルト程度の電位差を印加する。す
ると第１電極付近には強力な電界が形成され、活性区域
と呼ばれる小さな区域では所謂電子なだれが起こり多量
のイオンと電子が発生される。ところが移動度の高い電
子は、前記第１電極が第２電極に対して正電位か負電位
かによって前記活性区域に正イオンあるいは負イオンを
集めながらこの活性区域を速やかに離れる傾向がある。
このイオンの集中が空間電荷を形成するのである。空間
電荷区域を通過する塵は拡散あるいはボンバードメント
（電子衝撃）によって空間電荷が正電位ならば正、負電
位ならば負の電位で帯電する。そして塵の各粒子の最終
的な電荷は粒子の大きさ、前記区域中での滞留時間、考
慮されるべき空間の容積当りのイオン化された粒子の生
成量と粒子の電荷とに測定される空間電荷の値によって
左右される訳である。塵を含んだガスが例えば穀物のサ
イロ内部の空気中に含まれるグルテン微粒子の如く可燃
性で爆発する危険がある場合、コロナ放電を発生させる
ことは御法度であり、小さな火花が予期せぬ損害をもた
らす原因ともなり兼ねない。

更にコロナ放電の効率はこれを通過するガスの温度が上
ればそれにつれて低くなる。これはガス流体の分子の熱
運動によるもので、若しこれらの分子の１個が負イオン
と衝突した場合、このイオンの電子を遊離させて放電の
電子電流を増加させるが、結果的に空間電荷を発生させ
る効率を低下させ且つ放電を不安定なものとしてしまう
。このため石炭を燃焼させる流動炉あるいは低熱利用の
再生炉の如き炉から排出される可燃性ガスの集塵にはコ
ロナ放電を用いることは実際に不可能である。

しかして現在まで上記のような炉をピストン機関やガス
ターピンに直接組合せて、しかも効率のよい集塵を行う
ことは困難であるとされてきた。同様にコロナ放電を用
いない静電気集塵技術も公知であるが、除去すべき塵あ
るいは粒子を含んだ細かい小滴を伴うものであった。例
えば圧縮空気を用いて液体を噴霧器で霧状にして、浄化
すべきガス流に対向して吹きかける方法が用いられてき
た。

この噴霧器のノズルは装置全体に対して高電位に印加さ
れるため、ノズルを通過する水の微粒子は帯電して塵の
粒子に付着し、装着全体にアース接続された金属部分に
塵を誘導してガスを浄化する。そして残った塵の粒子は
更に帯電した水の微粒子に導かれ、適宜に電位を与えら
れた電極の箇所で析出される。上述したタイプで別の公
知な技術は、高電圧を印加された環状電極の正面に配置
され且つアース接続されたノズルから水の微粒子を噴射
して、この微粒子を予め定められた電位に帯電させるも
のである。

気体中の除去されるべき塵は上言己の噴射を受けて帯電
し、水の微粒子と共に霧状となって沈殿する。さてこれ
らの公知技術はどちらも浄化すべきガスを水で洗浄する
訳であり、ガスや空気を乾燥処理しないため装置にスラ
ッジが形成される嫌いがある。

また水の微粒子が除去すべき塵の粒子と結合する前に気
化されてしまうような温度の気体では優れた集塵効果は
望めない。しかるに本発明は気体中に浮遊する固体微粒
子あるいは塵を静電気によって効率よく集塵する方法に
関するものであり、爆発の危険性がある気体や高温の気
体の集塵に際して問題となる前述した不都合を解消する
ものである。

本発明に従った微粒子の分離方法は、浄化すべき気体を
通過させる集塵器の一室でコロナ放電を発生させ、前記
一室で発生したイオンを集塵器内部に放射される氷の微
細結晶によって捕獲し、前記微粒子は集塵器内部で前記
氷の微細結晶の蒸発によって捕獲されたイオンを遊離し
空間電荷を発生させることを特徴としている。

氷の微細結晶はコロナ放電中で湿った空気が超音速膨張
することで得られる氷の微細結晶であり、この結晶は集
塵器内部で浄化すべき気体と接触して蒸発してこの区域
に空間電荷を形成する。しかして集塵器の第１の媒体で
電荷を発生させ、浄化すべき気体が通過する第２の媒体
に電荷を移動させてここに空間電荷を形成する。

第１の媒体と第２の媒体は電気的観点から独立しており
、第１の媒体で発せられた火花は第２の媒体には伝播し
ない。更にイオンを発生する第１の媒体の固有特性が、
静電気によって分離すべき微粒子に帯電させるべくこれ
らのイオンを利用する箇所である第２の媒体の特性の影
響を受けない。浄化すべき気体の流路に於ける空間電荷
の値はコロナ放電を発生させる値よりも小さく維持され
る故、気体が爆発性のものの場合に放電あるいは火花の
危険性が除かれる。そしてこのように弱い空間電荷値で
あっても静電気集塵を行うためには微粒子の塵を帯電さ
せるに充分なものであることカ洋Ｕ明している。また本
発明の別の特徴に従えば、第１の室に於いて負のコ。

ナ放電を用いることである。これによって浄化すべき液
体の流れに負イオンを安定して移動させ且つ優れたエネ
ルギー効率も得られるのである。高熱のガスを浄化する
場合の本発明に従った方法は、優れた効率の空間電荷を
得るため充分低い温度の一室でコロナ放電を発生させ、
この一室よりイオンを浄化すべき高熱ガス中に移動させ
る。

そして好ましくは正のコロナ放電によって発生した正イ
オンを放射する。しかして熱運動によって励起されたガ
スの分子と負イオンが衝突することによって惹起される
電子の存在を阻止することができる。同様に浄化すべき
高熱ガス中で電子が電離してしまう確率を制限するべく
、前記空間電荷を調節することも可能である。

この調節は第１の室でコロナ放電が行われる中心電極の
電位を制御してなされ、微粒子によって第２の室に運搬
される電流を変化させる。また本発明は浮遊する微粒子
を含む気体の流れを通過させる室と、前記微粒子を帯電
させるためのコロナ放電によるイオン発生器と、前記気
体の流路で帯電した微粒子を静電気集塵する手段とから
なるもので、前記イオン発生器は集塵器の一室を限定す
る手段を有し且つオリフィスによってこの一室と通じて
おり、更にこの一室にて前記オリフィスに向かうガス流
中でコロナ放電を発生させる手段と、前記オリフィスよ
り集塵器へ放射される前にイオンを捕獲するに適した氷
の微細結晶を前記コロナ放電の区域で形成する手段から
なることを特徴とする静電気集塵器にも関するものであ
る。

以下、本発明の詳細を実施例が示される図面に沿って説
明する。

この装置は平行な２枚の垂直板１１および１２と、底板
１３と、上板１５（第１図には図示せず）によって画成
される平行六面体の集塵器１０である（第１図参照）。

集塵器１０は浄化すべき空気を吸込むための入口１４と
、この空気に含まれる固体微粒子の塵を除去した後に送
出するための出口１６を有している。入口１４は荷電区
域１７に通じており、浄化すべき空気はこの区域を経て
前記２枚の垂直板１１，１２と平行で且つ交互に正電荷
と負電荷を帯びた複数の帯電板２０である静電気集塵区
域１９に至る。荷電区域１７には垂直列２３，２４に沿
って配置された複数のインゼクタ２１があり、各々が垂
直板１１および１２を貫通している。これらィンゼクタ
の先端には噴射ノズル２５（第２Ａ図、第２Ｂ図参照）
が関孔し、本体２６は垂直板１１，１２に接合し、且つ
後端２８は湿った圧縮空気を供給する共通な導管２９と
高電圧を供給するケーブル４２に接続される（第２Ａ図
参照）。第２Ａ図に於いてィンゼク夕２１は各垂直列２
３，２４１こ５個づつ垂直板１１および１２に装着され
、ノズル２５は対向列のものと向い合って配置される。

一方第２Ｂ図に示されるインゼクタ２１は各垂直列２３
′，２４′に４個づつ対向列のものとずらして配置され
ている。各ィンゼクタ２１は円筒管３０からなっており
通路３２を画成している（第３図参照）。／ズルスロー
ト３５を形成するノズルチップ３４は前記円筒管３０の
先端に取付けられ、噴射ノズル２５となる口金３６が更
に装着される。円筒管３０の後部２８には後端が封止さ
れ且つ側面に関孔３９を呈して前記圧縮空気の導管２９
に接続される中空管３８が競合される。この中空管３８
の後壁４０は給電ケーブル４２が絶縁部材４１を介して
貫通し、座金４４で前記円筒管３０１こ固定されたニー
ドル４５に至る。この座金４４は絶縁材料でなっており
、例えば３本の放射状の足を呈する星形のものである。
また前記ニードル４５は金属製であり、円筒管３０の軸
と一致して配置され且つその先端はノズルチップ３４の
ノズルスロート３５に隣接する。このノズルチップ３４
は電導材料で作成され、ケーブル４９によって電源４８
とケーブル５１によってアースされ、前記ニードル４５
の対向電極となる。即ち、ニードル４５はケーブル４２
によって前記電源４８の反対の極に接続される訳である
。しかしてこの装置が運転し始めて電圧が一定の値に達
すると、ニードル４５とノズルチップ３４の間にコロナ
放電が発生し、且つノズルスロート３５には湿った空気
が通過する。

若しニードル４５の電極が負極であれば正イオンを収集
し、電子は拡散しながらニードルより遠ざかる。放電が
行われているガス流体中では電子は急速に電気陰性のガ
ス分子と結合し、負のイオンをこれらの電子よりも移動
しにくくするため空間電荷が発生する。負の空間電荷を
発生させる電気エネルギー効率は、放電が行われる箇所
のガスが負のイオン形成を容易ならしめるので一層改善
されることが判明している。負のイオンが移動し‘こく
いことで、ニードル４５の周囲に安定した空間電荷が得
られるが、これは乾燥した空気でも同様なものである。
弱電気陰性のガスの場合、負イオンの形で結合しない電
子がガス越し‘こイオン化されたフィラメントを形成し
てニードルをショートさせ、装魔を損傷することがある
不安定現象に注意しなければならない。若しニードル４
５の電極が正極であれば電子は急速にこのニードルに集
まり、密度の高いプラズマを発生させるに充分な量のイ
オンを放置してイオン化されたチャンネルを形成する。

このチャンネルはニードルの電極よりノズルチップの対
向電極方向に電子なだれである活性区域を押しやりなが
ら進む。そしてこのイオン化されたチャンネルが対向電
極に到達すると、これら２個の電極間にショートが発生
する訳である。電極間に印加される電位差を限定するこ
とによって前記活性区域の前進を制限し、放電が危険な
ショートを引起すことないこ維持され、活性区域を正の
イオンで形成される空間電荷で包囲することが可能とな
る。円筒管３川こ流入した空気は通常の温度並びに気圧
条件下に於いて、例えば５０％の湿度を有する平均的な
ものである。即ち、この装置が浄化する空気は湿度１０
％以上のものが最適であり、これ以下の場合には超音速
膨脹を得るのに必要な圧力でこの空気を圧縮した後、上
記円筒管３０に流入する前に給緑装置によって湿度を加
える。ノズルチップ３４のノズルスロート３５を通過し
た湿度の高い空気は急に膨脹して直径数百ミクロン程度
の氷の微粒子を形成し、ニードル４５とノズルチップ３
４間の電位差によって発生するコ。ナ放電で惹起された
イオンを捕える。しかして電荷を帯びた前記微粒子は噴
射ノズル２５より噴射され集塵器１０の荷電区域１７に
至る。そしてこれらの微粒子は金属製の板１１，１２，
１３，１５によって収集されるまで特有の空間電荷作用
によって前記区域１７に拡散する。前述した如く発生さ
せた空間電荷の値はコ。

ナ放電のパラメータ、特に電極間の電位差、空気の速度
並びに圧力、圧縮空気の膨脹を引起こすノズルチップの
蓬等を変えることによって制御することができる。この
空間電荷の値はィンゼクタ２１の内部で発生するコロナ
放電の値に比べると小さなものであるが、ガス流に運搬
される塵が後に静電気集塵区域１９で除去されるべくこ
の塵に前記荷電区域１７で帯電させるために充分な電離
密度を有している。荷電区域１・７で帯電した微粒子に
よって蓮股される電流はィンゼクタ２１から噴射される
電流に対して比較的弱いものである。即ち、この電流の
大部分はイオン電流の形で前記金属製の板１１，１２，
１３，１５に吸収され、ノズルチップ３４と並列にアー
スされているため在来のコロナ放電型集塵器に於ける補
助電極に類似した役目を果す。塵を含んだガス流体は集
塵器１０の入口１４より矢印５２の方向に流入し、荷電
区域１７を通過する際に塵の微粒子は拡散して空間電荷
によって帯電し、次に静電気集塵区域１９の帯電板２川
こ付着した後、浄化された空気は矢印５３の方向に送り
出される訳である。

本実施例に於いて、導管２９がィンゼクタ２１に６バー
ルの加圧機で１時間に２０あの流量を以つて湿った空気
を供給する場合（通常の気圧並びに温度条件下で測定し
たもの）、直径が２．３側のノズルチップ３４のノズル
スロート３５では約マッハ１．５の超音速膨脹が起こり
、ニードル４５には／ズルチツプ３４に対して１２キロ
ポルトの負電位が印加され、このニードルの先端には５
０マイクロアンペアの電流が発生される。

この集塵器１０１ま高さが約１００肌、幅が４０弧のも
のである。

荷電区域は２０弧であり、ィンゼクタはこの区域に対向
して配置され、そのノズル間の距離は３０肌である。向
い合った一対のィンゼクタは全体で１００マイクロアン
ペアの電流を通過させ、イオンの移動度を考慮に入れて
前記荷電区域１７に１力当たり１び３の正あるいは負の
イオン空間電荷を発生する。予めフィルター等で機械的
に浄化した空気は毎秒２ｍの速度で入口１４から流入す
るが、この空気は平均３ミクロンの直径を呈する塵の微
粒子を含んでいる。

そして各微粒子は０．１秒で荷電区域を通過して帯電す
る。しかして帯電した豊を含んだ気流は集塵区域１９に
流入する訳だが、この区域の規格は高さが１００仇、長
さ１００弧、帯電板相互の間隔は２．６０仇であり、こ
れらの板は交互に１０キロボルトの正電位と負電位に接
続される。帯電した塵の微粒子を運搬するガス流の速度
は上記区域で毎秒２．８のであり、塵の殆んど全てを析
出するために０．３９砂でこの区域を通過する。第４図
に示される実施例は第１図に示された実施例に於ける金
属製の板１１，１２，１３に相当する板１１１，１１２
，１１３によって画成される集塵器１１０であるが、こ
の実施例では入口１１４と出口１１６の間に第１のフィ
ルター層１１５が配置されている。

荷電区域１１７には矢張り垂直列１２３，１２４に沿っ
て配置された複数のィンゼクタ１２１があり、各々が垂
直板１１１および１１２を貫通している。これらのイン
ゼクタ１２１の構造は第１図乃至第３図に示されたもの
と同様であるが、前記荷電区域１１７に続いて第２のフ
ィルター層１１９が配置される。このフィルター層１１
９は前記垂直板１１１，１１２と直角に配置された金網
１２５，１２６によって形成され、前記荷電区域１１７
を通過したガス流に含まれる微粒子を静電気によって集
塵すべく高電圧直流の正極と負極に、あるいは交流電源
の２端子に各々が接続される。浄化すべき空気は矢印１
５２の方向より入口１１４に流入し、浄化された後に出
口１１６より矢印１５３の方向に放出される。

この実施例の集塵器は第１図に示された実施例に比して
容量が小型であるが、両方の実施例ともに在来の集塵器
よりも優れた集塵能力を有するものである。第５図およ
び第６図に示される集塵器は石炭あるいは廃物等を炉で
圧力をかけて燃焼させた場合の如く、例えば１２バール
の気圧と９００ｑｏの温度を呈する排気ガスを浄化する
ためのものである。

高温ガスを浄化するこの集塵器は円筒形状のフィルター
部材でなっており、ガスの循環はガスが入口から入って
出口に放出されるまでに温度が最小限下らないようにな
される。このガスは予め加熱した空気を送り込む流動層
炉より発生するものである。浄化すべきガスは管路２０
１よりタンク２０２に圧力をかけて流入されるが、この
タンク２０２の内部には断熱材２０３が施され、タンク
の全体的な形状はその上部と下部が半球のドーム２０５
および２０６であり中間部は円筒状である。

断熱材２０３と金属板２１１の間には一連の通気網２０
８が配置され新鮮な空気を循環させるために供される。
この通気網２０８によって画成された空間の内部にはタ
ンク２０２と中心軸を同軸配置された粒状層フィルター
２０７がある。このフィルター２０７は、外側の隔壁２
１２と内側の隔壁２１４の間に直径２脚の小さなアルミ
ナ粒子を充填した粒状層２１０からなっている。外側の
隔壁２１２はその上部に開孔を呈しており、タンク２０
２の上部ドーム２０５を貫通する導管２１６に接続され
前記粒状層２１０内部で細粒子２１８を矢印２２川こ従
って循環させる。そして下部には矢張り導管２２２が接
続され下部ドーム２０６を貫通し、前記細粒子２１８は
矢印２２４に従ってこの導管より排出される。隔壁２１
２と２１４の間に充填される細粒子は例えば毎時ｌｍ程
のゆっくりとした速度にて上部より下部に移行する。タ
ンク内部の通気網２０８に隣接する金属板２１１と隔壁
２１２によって画成される空間は環状リング２２５によ
って上下に２等分され、下部の空間２２７に高熱ガスの
入口２０１が閉口し上部空間２２８は浄化されたガスの
出口２３０‘こ閉口している。隔壁２１２と２１４は前
記下部の空間２２７では２３２の箇所で、また上部の空
間２２８では２３４の箇所が各々環状のふるいとなって
おり、入口２０１より流入する塵を含んだ高熱ガスは先
づ前記ふるい２３２を通過する際に粒状層２１川こよっ
て物理的に浄化され中央室２５０に入った後、上部のふ
るい２３４を通して更に浄化され出口２３０１こ排出さ
れる訳である。さて、上記第２のふるい２３４は静電気
集塵と伴うものである。

内側の隔壁２１４とこのふるい２３４の境界には上部絶
縁リング２４０と下部絶縁リング２４２が介在し、また
外側の隔壁２１２にも同様に上部絶縁リング２４３と下
部絶縁リング２４４が介在され、絶縁された内側の隔壁
２１４のふるい区域は高圧直流の正電極３２川こ、また
外側の隔壁２１２のふるい区域は負電極３２１に各々接
続されて上記ふるい２３４の内部に合されるアルミナ粒
子を誘導帯電する。これらのふるい区域は高圧交流に接
続することも可能である。前記内側の隔壁２１４によっ
て画成される中央室２５川ま第１のふるい２３２を通過
した後もガスに残存する微粒子の塵に荷電する区域であ
り、そのため２個のイオンインゼクタ２５２および２５
４が上下に突出していてェーロゾルによってイオンを放
出する。インゼクタ２５２，２５４のノズルはタンク２
０２の中心軸と一致しており各々がこの中心軸に沿って
対向してイオンを放射する。しかして残存する微粒子は
この中心室２５０で帯電した後、前記第２のふるい２３
４で静電気集塵される訳である。更にこのふるい内部の
粒状層は矢印２２川こ従って序々に新しいものと入れ替
えられていくが、ふるい２３４の部分を通過した細粒子
２１８は物理的な浄化を行う前記第１のふるい２３２の
部分に至り再び使用されるものである。しかして静電気
集醸されて出口２３０から放出される浄化ガスは、アル
カリ化合物あるいはバナジウムを除去するべく化学的ろ
過の中間行程を経た後、ガスタービンあるいはピストン
機関に送り込まれる。

図示された実施例ではィンゼクタ２５２と２５４の間は
約１肌であり、中央室２５０の直径は０．４のである。
浄化すべきガスは１２バールの気圧、９００ｑｏの温度
のものである。インゼクタ２５２および２５４には湿っ
た圧縮空気が供給され、金属製のノズルチップはアース
され且つノズルスロートは直径１肌である。

第３図に示したニードル４５に相当するものが矢張り内
蔵されており２０乃至２５キロボルトの電源に接続され
る。各ィンゼクタによって放射される電流は、通常の気
圧並びに温度条件下で測定して２７バールの加圧機で１
時間に１５あの流量を以つて導管２９より供給する場合
、２５０マイクロアンペア程度である。若しメガワット
級の出力を有するガスタービソの如き装置にこの集塵器
を使用する場合、１あのガス中に１００夕の塵が含まれ
ていると仮定すると、サイクロンより第１のふるい２３
２を通過する際に約９３％が浄化され、残り７夕が第２
のふるい２３４で静電気集塵される。図示された実施例
の中心室２５０で発生される電界は１で当り１び４程度
のイオン密度で約５０雌ｖ／ｍであるが、これはふるい
２３４の内部で電荷を与えられた細粒子によって確実に
析出されるために平均３ミクロンの直径を有する微粒子
の塵に０．９砂で約３０ｍ電気素量を与えるのに充分な
空間電荷に相当する。

そしてこの条件で帯電した微粒子によって第２のふるい
２３４に運搬される電流は１２マイクロアンペアである
。この電流は前述したインゼクタにより放射される電流
の総量と比較して少ない理由は、大半の電流がアース接
続されている金属製の内側の隔壁２１４に吸収されてし
まうからである。既に述べたとおりィンゼクタ２５２お
よび２５４を介して前記中央室２５０を通過する微粒子
は正イオンであるが、この正イオンの移動に起因する空
間電荷の値は前記ィンゼクタ内部に発生するコロナ放電
中の空間電荷値に比べて非常に小さなものである。

また中央室２５０の内部で電界が局部的に上昇して好ま
しくない局所放電が発生することを防止するため、この
中央室２５０を画成する金属製の内側の隔壁２１４の表
面は研摩された光沢のあるものである。しかして電子な
だれを誘発する微小な突起が除かれた中央室内部では微
粒子の塵が一様に帯電し、第２のふるいによる静電気集
塵の効率が一層高められる。前述した実施例の如く、例
えば９００午○の高熱ガスを浄化する場合にはィンゼク
タ２５２および２５４の構造は第３図に示されるものと
は若干異つたものを用いることが得策である。

実際に非常に温度の高いガスではこれに含まれる帯電し
た微粒子の融合あるいは昇華がィンゼクタのノズル付近
で急速に行われる。このため放出されたイオンはィンゼ
クタに逆戻りしてこれに捕獲されてしまい、浄化すべき
ガスに運搬される微粒子を帯電させるために不可欠な空
間電荷をそれだけ少なくしてしまう。かかる漏洩を防止
あるいは制限するために２通りの装置が考えられる。そ
の１つは浄化すべきガスが循環する金属製の隔壁に対し
てィンゼクタに正電位を印加し、ィンゼクタの金属片か
ら発生するイオンを放電作用によって拡散させるように
電界配電するものである。他の１つは上記の装置と組合
せて、あるいは独立して用いるものであるが、ィンゼク
タより放射された微粒子の電流を冷却することである。

この冷却は冷たい空気の風路を前記微粒子の流東の周囲
に向けることによって行われるが、これによって隔壁と
微粒子間の熱伝導は大幅に遅らされ、微粒子の昇華はィ
ンゼクタから充分に離れた箇所で行われるのでィンゼク
夕に捕獲されてしまうことが防止される訳である。第７
図に示されたィンゼクタ３１０１まチャンバ３１４を画
成するィンゼクタ管３１２からなっており、この管の中
を加圧下湿った空気が矢印３１６に沿って瓜ｙｅｒｅ（
河口）と称される内部輪郭である管３１２の先端３１８
の開□部に送られる。

前記ィンゼク夕管３１２の中心軸には電導体のニードル
３２０が配置され、その先端３２２はノズルスロート３
２４に隣接している。ニードル３２０とィンゼク夕管３
１２は各々高圧直流電源３２８に接続されるが、この管
３１２はアースに対して例えば２０キロボルト程の比較
的高圧な正電位に電源３３川こよって維持される。ィン
ゼクタ管３１２は金属管３３２の内部に同軸配置される
が、この金属管は関孔３３６に向って先端３３４が僅か
に内側に曲折され且つこの先端３３４はチャンバ３１４
内のガスの流出方向に関して前記ィンゼクタ管３１２の
先端３１８よりも下流に位置している。金属管３３２は
、例えば第７図に示された如き高熱ガスの静電気集塵器
３４２の金属製隔壁３４０‘こ形成された開孔に鉄合さ
れる。隔壁３４０は全体として接続されている。管３３
２は高電圧源３３１に管３１２の電位と同一か又は異な
るように電位的に接続されている。管３３２は絶縁部材
３３３によって隔壁３４０に鼓合されている。電気集塵
器３４２内において、管３３２の困りに非電導性の冷却
流体を流通させる蛇管３４４が巻装されている。蛇管３
４４に冷却流体を供給するパイプは正電位の高電圧源３
３１に対抗しうる絶縁性の物質で形成されている。また
ィンゼクタ管３１２と金属管３３２の間の環状通路から
矢印３４６に沿って集塵器３４２の内部に向けて通風さ
せるための手段も備えられる（図示せず）。

次に機能を説明すると、集塵器３４２の内部に放射され
る帯電した微粒子の流東３５０は金属管３３２の閥孔３
３６より放出される冷たい空気の流れによって取囲まれ
るため、微粒子の流東は再熱されることが遅れィンゼク
タ管３１２より充分に遠ざかるまで昇華が行われない。

更にこのィンゼクタ管は前記隔壁３４０‘こ対して高電
位に維持されているため、発散された微粒子のイオンを
ィンゼクタ管３１２より遠ざける傾向を呈する。金属管
３３２の開孔より放出された冷却空気あるいは冷却ガス
によって浄化すべきガスが冷却されても格別に不都合な
ことはない。何故ならば燃焼炉から放出されるガスの温
度は９００００をはるかに超えているため、ィンゼクタ
から放射されるガスが少々冷却されてもガスタービン等
に充分利用できるからである。そのためにはガスタービ
ン等の入口で所望のガス温度が得られるように、燃焼炉
から放出されるガスの量に従って冷却空気の温度や流量
を調節する手段も必要であろう。第７図に示された実施
例も前述した実施例とは異なっているが、更に第８図は
ィンゼクタ管３１２が桑塵器３４２の隔壁３４０１こ絶
縁部材４００を介して直接隊合される構造を示している
。

第７図のものと同機にィンゼクタ管３１２はアースされ
た隔壁３４０‘こ対して高電位に維持される。然し乍ら
、微粒子の流東の周囲には冷却空気は流れない。第９図
には前記第８図に示したィンゼクタ管３１２の集塵器３
４２内部に突出した外周面に、冷却液が流通する蛇管４
０２を巻いたものが図示されている。

冷却液としては油の如く非電導性の液体が用いられる。
蛇管４０２への油の供給はィンゼクタ管３１２へ適用さ
れる高電圧を維持するのに十分な長さを有する絶縁性の
パイプによって行われる。また油の代りに公知の方法に
よって消イオン化された水を用いることもできる。また
蛇管４０２はィンゼクタ管３１２に印加される高圧に鑑
みて絶縁性材料にて作成される。

第１０図に示されるものではィンゼクタ管３１２が高電
圧源４０８に接続されている。このィンゼクタ管は金属
管３３２に取囲まれ、放射された微粒子の流東の周囲に
冷却空気を放出する。金属管３３２は絶縁部村４０６を
介して隔壁３４０‘こ隊合され、高圧直流電源４０８に
よって正電位を印加される。第１１図に示される実施例
では第７図に示された如きィンゼクタ４１２がペンド管
４１０の先端にあり、毎秒３肌の速度にて矢印４４１の
方向に流れるガスと同一方向に開孔している。

ペンド管４１０はィンゼクタ４１２に湿った空気を送り
、金属管３３２に冷却空気を送り、且つ前記の蛇管に冷
却液を送るためのものであり、隔壁４４０を貫通してい
る。前述したとおりインゼクタ４１２は、冷却空気が浄
化すべきガス流と同一方向に放出され且つ同一速度（本
実施例では毎秒３の）で放出されるように配向される。
金属管３３２の直径は約４伽であり、冷却空気の量は浄
化すべきガスの流量の約２％であり、またガスの温度は
９００℃を僅かに上回るものである。インゼクタの放射
区域はこのィンゼクタ４１２の先端より約１５弧の半径
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従った集塵器の実施例の局部断面斜視
図、第２Ａ図および第２Ｂ図はィンゼク夕の配置を第１
図に於ける面１−１より示す側面図、第３図はィンゼク
タの鞠方向断面図、第４図は高熱ガスの集塵器を示す局
部断面斜視図、第５図は高熱ガスの集塵器の他の実施例
を示す鞠方向断面図、第６図は第５図に於ける鎖線Ｗ−
のに従った横断面図、第７図はイオンィンゼクタの他の
実施例を示す概略断面図、第８図、第９図、第Ｉ０図は
第７図に示されるィンゼクタの３個の変形例を示す説明
図、第１１図はィンゼクタの配置の一例を示す断面図で
ある。 １０，１１０，３４２……集塵器、１１，１２，１１１
，１１２・・・・・・垂直板、１３・・・・・・底板、
１４，１１４，２０１……入口、１５……上板、１６，
１１６，２３０……出口、１７，１１７……荷電区域、
１９・・・・・・静電気集塵区域、２０・・・・・・帯
電板、２１，１２１，２５２，２５４，３１０，４１２
・・・・・・ィンゼクタ、３０・・・・・・円筒管、４
２，４９，５１……ケーブル、４５，３２０……ニード
ル、４８・・・・・・電源、１１９・・・・・・フィル
ター層、２０２・・…・タンク、２０３・・・・・・断
熱材、２０８…・・・通気網、２１０・・・・・・粒状
層、２１２，２１４・・・・・・隔壁、２１８・・・・
・・細粒子、２２５・・・・・・環状リング、２５０・
…・・中央室、２４３，２４４．・…・絶縁リング、３
３２・・・・・・金属管、４００・・・・・・絶縁部材
、４０２・・・…蛇管。 第１図 第２図 第３図 第４図 第７図 第８図 第１０図 第１１図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電気によつて気体中に浮遊する微粒子を集塵する
   べく該気体を集塵器に通過させる微粒子の分離方法に於
   いて、冷却を生じさせる空気の超音速膨張によつて空気
   中に存在する湿気を冷却させると同時に生成する氷の微
   細結晶によつてノズルスロートで生成したイオンを捕獲
   し、イオンを捕獲した氷の微細結晶を、浄化すべき気体
   と接触させて蒸発させ、前記気体中に浮遊する微粒子が
   氷の微細結晶から遊離したイオンによつて空間電荷を発
   生させその後静電気集塵されることを特徴とする気体中
   の微粒子の分離方法。 ２ 該湿つた空気の湿度は通常の湿度並びに圧力条件下
   で測定して１０％以上であることを特徴とする前記特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 該空間電荷を規定の値に維持するために該氷の微細
   結晶の集塵器内への流量を調節することを特徴とする前
   記特許請求の範囲第１項又は第２項のいずれかに記載の
   方法。 ４ 該気体は高熱ガスであり、該高熱ガスの流路に正電
   位の空間電荷を発生させるために正イオンを捕獲するこ
   とを特徴とする前記特許請求の範囲第１項乃至第３項に
   記載の方法。 ５ 該気体はグルテン粒子を含む空気であり、該空気の
   流路に負電位の空間電荷を発生させるために負イオンを
   捕獲することを特徴とする前記特許請求の範囲第１項乃
   至第３項に記載の方法。 ６ 該気体を通過させる室と、該微粒子を帯電させるた
   めのコロナ放電によるイオン発生器と、該気体の流路で
   帯電した微粒子を静電気集塵する手段とからなるものに
   於いて、該イオン発生器は該集塵器の一室を限定する手
   段を有し、且つオリフイスによつてこの一室と通じてお
   り、更にこの一室にて該オリフイスに向うガス流中でコ
   ロナ放電を発生する手段と、該オリフイスより該集塵器
   へ放射される前にイオンを捕獲するに適した氷の微細結
   晶を該コロナ放電の区域で湿つた空気の超音速膨張によ
   つて形成する手段からなることを特徴とする気体中に浮
   遊する微粒子の分離装置。 ７ 穀物のサイロ内部の空気中に含まれる可燃性の微粒
   子を除去するためのもので、該コロナ放電を発生する手
   段は対向電極との間にコロナ放電を発生するべくこの対
   向電極に対して負電位に維持される中心の電極からなる
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第６項に記載の装
   置。 ８ 高熱燃焼ガスに含まれる微粒子を除去するためのも
   ので、該コロナ放電を発生する手段は、該集塵器の一部
   に惹起される空間電荷が正電位となり且つ第２の電極と
   の間にコロナ放電を発生すべくこの第２電極に対して正
   電位に維持される中心の第１の電極からなることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第６項に記載の装置。 ９ 集塵器の該空間電荷区域に於ける内壁は研摩された
   光沢のあるものであることを特徴とする前記特許請求の
   範囲第８項に記載の装置。 １０ 氷の微細結晶を形成するための該手段は少なくと
   も該オリフイスの部分に位置するノズルと、該ノズルで
   超音速膨張を引き起こすため湿つた圧縮空気を該集塵器
   内部に送り込む手段からなり、更にコロナ放電を発生す
   る該手段はノズルスロートに達する尖つた電極でなり且
   つノズルを通過する空気中でコロナ放電を発生させるべ
   く該ノズルと該電極の間に直流高電圧を印加する手段と
   からなることを特徴とする前記特許請求の範囲第６項乃
   至第８項のいずれかに記載の装置。 １１ 該オリフイスがインゼクタ内部に形成され、集塵
   器内部に放射されたもので該インゼクタ付近のイオンの
   捕獲を制限するための手段を有してなることを特徴とす
   る前記特許請求の範囲第６項乃至第１０項のいずれかに
   記載の装置。 １２ イオンの捕獲を制限する該手段は、該インゼクタ
   付近に、放射されたイオンをインゼクタより遠ざける電
   界配電を形成するに適した手段からなることを特徴とす
   る前記特許請求の範囲第１１項に記載の装置。 １３ 該電界配電を形成する手段は該インゼクタと集塵
   器の隔壁の間に電位差を持たせるものであることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１２項に記載の装置。 １４ 更に該インゼクタに非電導性の冷却液を供給する
   ための高電圧に耐える手段を有することを特徴とする前
   記特許請求の範囲第１３項に記載の装置。 １５ 特に高熱ガスの集塵のためのものであり、イオン
   の捕獲を制限する該手段は集塵器内部で該インゼクタ付
   近に於ける該氷の微細結晶の蒸発を遅らせるに適した手
   段からなることを特徴とする前記特許請求の範囲第１１
   項乃至第１４項のいずれかに記載の装置。 １６ 該氷の微細結晶の蒸発を遅らせる手段は、集塵器
   内部に放射されたエーロゾル流束の周囲に冷却ガスを吹
   きかける手段からなることを特徴とする前記特許請求の
   範囲第１５項に記載の装置。 １７ 該冷却ガスを吹きかける手段は、該インゼクタの
   周囲に取付けた管でなり且つ集塵器の隔壁を貫通し、冷
   却ガスは該インゼクタと管の間に吹込まれることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１６項に記載の装置。 １８ 更に該管の冷却手段を有することを特徴とする前
   記特許請求の範囲第１７項に記載の装置。 １９ 該管は集塵器の該隔壁と絶縁され、且つ該管と隔
   壁の間に電位差を持たせる手段を有することを特徴とす
   る前記特許請求の範囲第１７項あるいは第１８項に記載
   の装置。