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技術 鉛被覆放電線

出願人 住友金属鉱山エンジニアリング株式会社オーケーレックス株式会社
発明者 小笠原正裕安部雅美井田昭義阿部重之
出願日 2018年2月28日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-034896
公開日 2019年9月5日 (8ヶ月経過) 公開番号 2019-147134
状態 未査定
技術分野 静電分離
主要キーワード 星形形状 集塵対象 有刺鉄線 通電線 洗浄用配管 電極ロッド 集塵空間 ステンレス材料
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この項目の情報は公開日時点(2019年9月5日)のものです。
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図面 (5)

課題

湿式電気集塵装置に用いられる鉛被覆放電線において、経年使用等によるその放電線の伸びの発生を効果的に抑制することができる放電線を提供する。

解決手段

本発明に係る鉛被覆放電線は、湿式電気集塵装置の放電極24を構成する、鉛が被覆されてなる鉛被覆放電線12であって、ステンレスにより構成される芯線30に鉛31が被覆されており、そのステンレス芯線30の直径が1.0mm〜2.0mmの範囲であることを特徴としている。また、鉛被覆放電線12において、長手方向に直交する断面が星形形状であることが好ましい。

概要

背景

湿式電気集塵装置は、例えば、鉱工業における硫酸ミスト処理やアルミニウム精錬排ガス処理廃棄焼却プロセス等において発生する廃ガスから、有害なダストミスト捕集する目的で使用されている(例えば、特許文献1〜3等)。

湿式電気集塵装置は、円筒状や角筒状等の筒型からなる滑らかな表面を有する集塵極と、その集塵極内に設けられた線状の放電線を含む放電極とにより構成されている。

湿式電気集塵機の放電極を構成する放電線としては、一般的に、銅からなる芯線で構成され、後述するようにその銅芯線の周りに鉛が被覆されたものが用いられている。ところが、従来の放電線では、使用開始後数年経過すると、放電線の自励振動等により数cm程度(例えば5cm程度)の伸びが生じ、そしてその放電線の緊張がとけることによって撓みが生じることがある。放電線が伸び、さらに撓みが生じると、集塵極(集塵極室)を構成する集塵極板にその放電線が接近するようになり、これによりスパーク断線、あるいは集塵極破損が発生して、電気集塵装置集塵性能を低下させる原因となる。

これまで、放電線が伸びてしまったときの対策としては、伸びた分の放電線を切断して再溶接するか、新しい放電線に交換するという方法以外に無く、多額のメンテナンスコストを要していた。

特に近年では、腐食成分を含有するダストやミスト等を集塵対象とした場合でも腐食の発生を防いで集塵性能を維持する観点から、銅芯線の周りに耐食性に優れた鉛の被覆を施してなる鉛被覆放電線が多用されている。そのような鉛被覆放電線において伸びが生じた場合には、鉛加工が可能な特殊な専門技術を有する作業員によって再溶接を施す必要があり、高価なメンテナンスコストが発生するだけでなく、多くの時間と労力が必要となる。また、鉛被覆放電線の場合、その鉛の被覆が容易に割れやすいため、メンテナンスに際しては、銅芯線が露出することを防ぎながら作業することが必要となる。

概要

湿式電気集塵装置に用いられる鉛被覆放電線において、経年使用等によるその放電線の伸びの発生を効果的に抑制することができる放電線を提供する。本発明に係る鉛被覆放電線は、湿式電気集塵装置の放電極24を構成する、鉛が被覆されてなる鉛被覆放電線12であって、ステンレスにより構成される芯線30に鉛31が被覆されており、そのステンレス芯線30の直径が1.0mm〜2.0mmの範囲であることを特徴としている。また、鉛被覆放電線12において、長手方向に直交する断面が星形形状であることが好ましい。

目的

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、湿式電気集塵装置に用いられる鉛被覆放電線において、経年使用等によるその放電線の伸びの発生を効果的に抑制することができる放電線を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

湿式電気集塵装置放電極を構成する、鉛が被覆されてなる鉛被覆放電線であって、ステンレスにより構成される芯線に前記鉛が被覆されており、前記芯線の直径が1.0mm〜2.0mmの範囲である鉛被覆放電線。

請求項2

長手方向に直交する断面が星形形状である請求項1に記載の鉛被覆放電線。

技術分野

0001

本発明は、鉛が被覆されてなる放電線に関するものであり、より詳しくは、例えば湿式電気集塵装置放電極を構成する鉛被覆放電線に関する。

背景技術

0002

湿式電気集塵装置は、例えば、鉱工業における硫酸ミスト処理やアルミニウム精錬排ガス処理廃棄焼却プロセス等において発生する廃ガスから、有害なダストミスト捕集する目的で使用されている(例えば、特許文献1〜3等)。

0003

湿式電気集塵装置は、円筒状や角筒状等の筒型からなる滑らかな表面を有する集塵極と、その集塵極内に設けられた線状の放電線を含む放電極とにより構成されている。

0004

湿式電気集塵機の放電極を構成する放電線としては、一般的に、銅からなる芯線で構成され、後述するようにその銅芯線の周りに鉛が被覆されたものが用いられている。ところが、従来の放電線では、使用開始後数年経過すると、放電線の自励振動等により数cm程度(例えば5cm程度)の伸びが生じ、そしてその放電線の緊張がとけることによって撓みが生じることがある。放電線が伸び、さらに撓みが生じると、集塵極(集塵極室)を構成する集塵極板にその放電線が接近するようになり、これによりスパーク断線、あるいは集塵極破損が発生して、電気集塵装置集塵性能を低下させる原因となる。

0005

これまで、放電線が伸びてしまったときの対策としては、伸びた分の放電線を切断して再溶接するか、新しい放電線に交換するという方法以外に無く、多額のメンテナンスコストを要していた。

0006

特に近年では、腐食成分を含有するダストやミスト等を集塵対象とした場合でも腐食の発生を防いで集塵性能を維持する観点から、銅芯線の周りに耐食性に優れた鉛の被覆を施してなる鉛被覆放電線が多用されている。そのような鉛被覆放電線において伸びが生じた場合には、鉛加工が可能な特殊な専門技術を有する作業員によって再溶接を施す必要があり、高価なメンテナンスコストが発生するだけでなく、多くの時間と労力が必要となる。また、鉛被覆放電線の場合、その鉛の被覆が容易に割れやすいため、メンテナンスに際しては、銅芯線が露出することを防ぎながら作業することが必要となる。

先行技術

0007

特開2007−196159号公報
特開2002−119889号公報
特公平6−91965号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、湿式電気集塵装置に用いられる鉛被覆放電線において、経年使用等によるその放電線の伸びの発生を効果的に抑制することができる放電線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

0009

本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、鉛被覆放電線において、その芯線を、特定の直径のステンレスで構成することで、伸びの発生を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。

0010

(1)本発明の第1の発明は、湿式電気集塵装置の放電極を構成する、鉛が被覆されてなる鉛被覆放電線であって、ステンレスにより構成される芯線に前記鉛が被覆されており、前記芯線の直径が1.0mm〜2.0mmの範囲である、鉛被覆放電線である。

0011

(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、長手方向に直交する断面が星形形状である、鉛被覆放電線である。

発明の効果

0012

本発明によれば、経年使用等による伸びの発生を効果的に抑制することができる鉛被覆放電線を提供することができる。

図面の簡単な説明

0013

湿式電気集塵装置の本体における筺体内部の概略構成を示す斜視図である。
放電極の構成の一例を示す模式図である。
鉛被覆放電線の構成の一例を示す断面図である。
鉛被覆放電線の形状の具体例を示す模式図である。

実施例

0014

以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。

0015

≪1.湿式電気集塵装置の構成≫
先ず、鉛被覆放電線の構成についての詳細な説明に先立ち、その鉛被覆放電線が適用される湿式電気集塵装置の構成について説明する。

0016

上述したように、湿式電気集塵装置は、鉱工業における硫酸ミスト処理やアルミニウム精錬排ガス処理、廃棄物焼却プロセス等において発生する廃ガスから、その廃ガス中に含まれる有害なダストやミストを捕集する目的で使用される。このような湿式電気集塵装置は、一般的には、円筒状や角筒状等の筒型からなる滑らかな表面を有する集塵極と、その集塵極内に設けられた線状の放電線を含む放電極とにより構成されている。

0017

湿式電気集塵装置においては、有害なダストやミストを捕集するにあたって、放電極側と、接地した集塵極側との間に高電圧印加され、これにより、放電極側と集塵極側との間に強力な電流電界が形成される。そして、電圧の上昇に伴って放電極側からコロナ放電が発生すると、放電極と集塵極との間の集塵空間負イオン電子とによって満たされるようになる。このような集塵空間に廃ガスが導入されると、廃ガス中のダストやミストは負に帯電し、静電凝集作用を伴いながらクーロン力により集塵極に向って移動して集塵極に付着する。付着したダストやミストは、集塵極で負の電荷を失って、集塵極に供給される洗浄水自重によって集塵極から剥離して落下し、湿式電気集塵装置の外部へと排出される。湿式電気集塵装置では、このようにして、種々の固体液体微粒子等の微細なものまで高い集塵効率でもって捕集することが可能になる。

0018

具体的に、図1は、湿式電気集塵装置の本体における筺体内部の概略構成を示す斜視図である。図1に示すように、湿式電気集塵装置の筺体内部には、集塵極20が設けられている。また、筐体内部には、上部グリッド21と、下部グリッド22と、電極ロッド23と、放電極24と、上向きスプレーノズル25と、洗浄用配管26とが設けられている。

0019

上部グリッド21と、集塵極20と、下部グリッド22とは、上方からその順番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

(1)集塵極の構成
集塵極20は、角筒を単位(以下、このような単位を「室」という)として、複数の「室」を繰り返し連続して配置することによって構成される。具体的には、例えば、縦方向にN個の単位を繰り返し連続して配置させ、横方向にM個の単位を繰り返し連続して配置させることによって、集塵極20が構成される。なお、略水平方向のうち、一方向を「縦方向」といい、縦方向に直角な方向を「横方向」という。また、「N」と「M」とは、独立した任意の整数値である。

0021

また、集塵極20における室(集塵極室)は、例えば35cm〜50cm程度の長さの辺からなる角筒である。また、集塵極20は、導電性FRP等の材質の板(集塵極板)により構成されている。

0022

(2)放電極の構成
放電極24は、上部グリッド21から吊り下げられ、集塵極20の所定の集塵極室、すなわち、集塵極板により囲まれた空間の中央内部を略垂直方向に貫通するように配設される。具体的に、図2は、放電極24の構成の一例を示す模式図である。図2に示すように、放電極24は、上部に位置するリング11と、放電線12と、下部に位置するウエイト13とにより構成されており、集塵極板20aより囲まれた空間の中央内部を貫通する。

0023

なお、放電極24には電極ロッド23が配設されている。図1に示すように、電極ロッド23は、集塵極20の所定の集塵極室の中央内部を略垂直方向に貫通するように配設され、上端部が上部グリッド21に固定され、下端部が下部グリッド22に固定される。

0024

[リング]
リング11は、放電極24の上部に位置する構成部材であり、上部グリッド21の吊下げ部21aに当該リング11の貫通孔11aが通される。これにより、放電極24が、上部グリッド21に引っ掛かるようにして固定され、上部グリッド21から略垂直方向に吊下げられるようになる。

0025

[放電線]
放電線12は、集塵極20の所定の集塵極室の中央内部を略垂直方向に貫通するように配設され、コロナ放電を発生させる。具体的に、この放電線12は、線状の通電線12aと、この通電線12aの一端から他端に亘って一対ずつ設けられた複数の刺線対12bとにより構成される。なお、以下では、線状の通電線12aのことを主として「放電線(鉛被覆)12」という。

0026

ここで、詳しくは後述するが、本実施の形態に係る放電線12においては、その通電線12aの芯線がステンレスからなり、その芯線に鉛の被覆が施されてなる鉛被覆通電線(鉛被覆放電線)であることを特徴としている。

0027

[ウエイト]
ウエイト13は、放電極24の下部に接続された構成部材である。また、ウエイト13は、下部グリッド22の上方に位置している。ウエイト13は、上部グリッドから略垂直方向に吊下げられた鉛被覆放電線12に、弛まないだけの張力を持たすようにしている。

0028

なお、通常状態において、鉛被覆放電線12に張力を持たせるように接続されたウエイト13は、下部グリッド22に接触しておらず、所定の間隙を持って離れた状態となる。

0029

(3)集塵極における集塵メカニズム
上述したような構成を有する湿式電気集塵装置の集塵極20の所定の集塵極室においては、電極ロッド23に負極の直流高電圧が直接印加され、一方で、放電極24には、その負極の直流高電圧が上部グリッド21を介して印加される。これにより、放電極24側と集塵極20側との間に強力な電流電界が形成され、電圧の上昇に伴って放電極24側から、すなわち放電極24を構成する鉛被覆放電線12からコロナ放電が発生し、その放電極24と集塵極20との間の集塵空間が負イオンと電子とによって満たされる。

0030

そして、このようにして生成した集塵空間に、ダストやミストを含む廃ガスが導入されると、そのダストやミストが負に帯電して、静電凝集作用を伴いながらクーロン力により集塵極20に向って移動し、付着する。

0031

なお、図1の筐体内部の構成図に示した、上向きスプレーノズル25は、集塵極20の各集塵極室の四隅の上方に配設されており、洗浄用配管26に流通している洗浄水を、略垂直上向きの方向に微細の霧として噴出させる。これにより、集塵極20に付着したミストやダスト等の微粒子を洗浄除去する。

0032

≪2.鉛被覆放電線について≫
<2−1.鉛被覆放電線の構成>
図3は、鉛被覆放電線12の構成を示す断面図(長手方向に直交する断面図)である。なお、図3では、鉛被覆放電線12の断面形状が星形形状であるものを一例として示す。本実施の形態に係る放電線12は、芯線30がステンレスにより構成され、その芯線30の周囲に鉛31が被覆されてなる鉛被覆放電線である。なお、この鉛被覆放電線12は、図2に示すように、線状部分が通電線12aであり、その通電線12aの一端から他端に亘って一対ずつ複数の刺線対12bが設けられて構成されている。

0033

鉛被覆放電線12においては、芯線30がステンレスにより構成されていることを特徴とし、そして、そのステンレス芯線30の直径が1.0mm〜2.0mmの範囲であり、好ましくは1.2mm〜1.6mmである。ステンレス芯線30の直径が1.0mm未満であると、経年使用による伸びを抑制することができない。一方で、ステンレス芯線30の直径が2.0mmを超えると、鉛被覆放電線12の製造において芯線30の材料となるステンレスの取り扱いが困難となり、またそのステンレスに対して鉛を有効に被覆することができない可能性がある。

0034

このように、特定の直径のステンレスを芯線30とし、その芯線30に対して鉛が被覆されてなる鉛被覆放電線12では、優れた耐食性を示すとともに、経年使用等によって伸びの発生を効果的に抑制することができる。これにより、伸びによって放電線が撓んでしまうといった不具合を防止することができ、スパークや断線等の防ぐことができる。

0035

芯線30を構成するステンレスとしては、特に限定されるものではなく、マルテンサイト系フェライト系、オーステナイト系等のステンレスを使用することができる。例えば、SUS403、SUS410、SUS430、SUS405、SUS409、SUS303、SUS304、SUS316、SUS316L等が挙げられる。

0036

鉛被覆放電線12においては、芯線30の周囲の略全面(全周囲)には鉛31が被覆されている。上述のように湿式電気集塵装置では、例えば硫酸ミスト処理等において発生した廃ガス中に含まれる腐食成分を捕集する目的で使用されるため、放電線には優れた耐食性を有することが求められるが、この点、耐食性に優れた特性を有する鉛31を芯線30に被覆してなる放電線では、耐酸部品として長期に亘り安定的に使用することができる。

0037

ステンレス芯線30に対する鉛31の被覆は、例えば図3の断面図に示すように、断面形状が6つの頂点を有する星形となるような鉛被覆31が施される。また、このような断面形状が星形の鉛被覆放電線12では、6つの頂点のうちの隣接する頂点の間が凹状に湾曲していることが好ましい。

0038

なお、鉛被覆放電線12としては、断面形状が星形のものに限られず、例えば図4の斜視図に示すように、長手方向に直交する断面形状が、図4(a)に示すように丸形であったり、図4(b)に示すように角形であったり、いかなる形状であってもよい。ただし、その中でも、図4(c)(及び図3)に示すように、断面形状が星形のものであることが好ましい。

0039

上述のように、鉛被覆放電線12には、一端から他端に亘って一対ずつ設けられた複数の刺線対12bを有している。刺線対12bは、通電線12aの長手方向に沿って一対ずつ等間隔に設けられている。隣接する刺線対12b同士の間隔、すなわち2つの刺線対12bの間の距離(ピッチ)は、電流密度に応じて適切な長さに設定される。

0040

また、刺線対12bは、両端が鋭利であってL形屈曲した2本の刺線から構成される。刺線は、細ければ細いほどコロナ放電の発生が容易となるため、例えば直径3mm程度の太さとすることができる。また、刺線対12bを構成する2本の刺線は、鉛被覆放電線12を挟んで対向するように、その鉛被覆放電線12の両側面にそれぞれ固着している。

0041

鉛被覆放電線12(通電線12a)に対する刺線の固着方法としては、特に限定されないが、溶接によって取り付けることが好ましい。これにより、品質面でのばらつきの少ない夫な有刺鉄線状の鉛被覆放電線12を簡易に量産することができる。なお、刺線の溶接に際しては、刺線の略中央部を曲げてL形にし、このL形の刺線の略中央部に形成されている屈曲部を通電線12aに溶接する。これにより、刺線が細い場合であっても、刺線の変形を抑止し、複数の刺線対12bを均一な形状に揃えることができる。

0042

<2−2.鉛被覆放電線の製造方法>
上述したように、本実施の形態に係る鉛被覆放電線12は、ステンレスからなる芯線30に鉛31が被覆されており、ステンレス芯線30の直径が1.0mm〜2.0mmの範囲であることを特徴としている。このような鉛被覆放電線12は、例えば以下のようにして製造することができる。

0043

先ず、芯線の準備として、ねじれ等がつかないようにするために、線状の金属材料を巻き回すボビンに、直径が1.0mm〜2.0mmの線状のステンレス材料を巻き回して用意する。このとき使用するボビンとしては、従来芯線として使用されていた銅用のボビンよりも直径がおよそ2倍程度の太いものを使用することが好ましい。これにより、ステンレスのねじれ等を有効に防ぐことができる。

0044

次に、設備の準備として、押出し機巻取り機とを準備する。押出し機は、鉛被覆の作業等に際して、ボビンに巻き回されたステンレスを所定の作業台押し出す。巻取り機は、ステンレスの一端を保持して、押し出されたステンレスが鉛被覆作業等の間にねじれないように張力を付与する。押出し機によるステンレスの押出しに際しては、可能な限り低速にて行うことが好ましく、これによりステンレスのねじれや破断を防ぐことができる。

0045

鉛被覆に際しては、原材料を溶解し、ステンレス芯線30の全周囲に鉛を被覆する。

0046

次に、ステンレス芯線30の周囲に鉛31が被覆され、所定の長さ(長手方向の長さ)に調整された放電線(通電線12a)に、一端から他端に亘って一対ずつ設けられた複数の刺線対12bが溶接される。このようにして、ステンレス芯線30に鉛31が被覆されてなる鉛被覆放電線12を製造することができる。

0047

なお、鉛被覆放電線12に対しては、集塵極20の上部グリッドに吊り下げるためのリング11が一端部に取り付けられ、さらに、他端部にはウエイト13が取り付けられる。

0048

11リング
11a貫通孔
12放電線(鉛被覆放電線)
12a通電線
12b刺線対
13ウエイト
20集塵極
20a 集塵極板
21 上部グリッド
21a吊下げ部
22 下部グリッド
23電極ロッド
24放電極
25スプレーノズル
26洗浄用配管
30芯線(ステンレス芯線)
31 鉛(鉛被覆)

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