專利名稱：靜電除塵器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用于發(fā)電廠、水電廠、水泥廠、工業(yè)廢料焚化爐、公路或隧道中的靜電除塵器，以回收漂浮的顆?；蚍派湫詨m埃，或者凈化室內(nèi)空氣。
靜電除塵所基于的原理是用高電壓把灰塵帶入機(jī)器的發(fā)射端。就靜電除塵器而言，發(fā)射極(負(fù)極)用于建立一個(gè)非均勻電場，而用于收集灰塵的灰塵收集電極彼此隔開并相互對置。在發(fā)射極和灰塵收集電極之間加上一個(gè)高電壓，在兩個(gè)電極之間的空氣中形成靜電。正電和負(fù)電發(fā)射兩者都可以用，然而正電發(fā)射產(chǎn)生少量臭氧。
如在

圖14所示的現(xiàn)有技術(shù)靜電除塵器100中，多個(gè)板型金屬灰塵收集電板200的表面彼此平行地按一定間隔設(shè)置著。多根導(dǎo)線400插在灰塵收集電極200之間，每根導(dǎo)線都懸掛著多個(gè)發(fā)射極300。要處理的空氣和灰塵收集電極200的表面平行地導(dǎo)入電極之間。發(fā)射極300不僅可以用導(dǎo)線400支撐，也可以用棒或管來支撐。
相對于灰塵收集電極200；把一個(gè)高的負(fù)電壓加到發(fā)射極300上以便在空氣中形成電暈放電，這樣在灰塵收集電極和發(fā)射極之間就形成了充電區(qū)。讓要處理的空氣通過充電區(qū)，使空氣中漂浮的灰塵顆粒m充上負(fù)電。這些充電的灰塵顆粒m被相對灰塵顆粒m來說帶有正電位的灰塵收集電極200所收集。此外，靜電除塵器100可以裝備有風(fēng)機(jī)以送進(jìn)要處理的空氣。
如圖15所示，這種構(gòu)造的設(shè)備中，灰塵收集電極200是等間隔a設(shè)置的，發(fā)射極300是等間隔b設(shè)置在灰塵收集電極200之間。當(dāng)發(fā)射極300加上高的負(fù)電壓時(shí)，在各電極之間的空氣中，從發(fā)射極300的導(dǎo)線端靠電暈放電產(chǎn)生了非均勻電場。其結(jié)果，被電離的灰塵顆粒m被灰塵收集電極200中直接與發(fā)射極300的端部相對的那部分收集的較好，這是因?yàn)樵诎l(fā)射極300的端部和灰塵收集電極200之間存在有大的電位差。
在現(xiàn)有技術(shù)的另一實(shí)施例中，如圖16所示，靜電除塵器110包括有灰塵收集電極510，它的表面上有多個(gè)孔510a?；覊m收集電極510與空氣的流動方向垂直。該靜電除塵器還包括有多個(gè)由矩形金屬板組成的發(fā)射極，在其邊緣上呈鋸齒形610a。發(fā)射極610設(shè)置的使其表面和空氣的流動方向平行。
然而，如圖15所示，被灰塵收集電極200收集的灰塵顆粒m在空氣流動的方向上稍微移動。此外，在一層灰塵顆粒m覆蓋住灰塵收集電極200的收集表面之后，所收集的灰塵顆粒的這層的表面變得光滑而且被灰塵收集電極所收集的灰塵顆粒容易從電場的收集電極作用中逃脫。此外，灰塵顆粒一旦從接近發(fā)射極端部的電場較強(qiáng)的區(qū)域中離開，向下游電場較弱的區(qū)域漂浮，靜電除塵器未能提供高的清潔度。
此外，被收集的灰塵顆粒可能被部分電離，成為反向電離的顆粒，用m-表示。這些反向電離的顆粒m-可能被不均勻電場中的發(fā)射極300收集到。在如圖15所示的發(fā)射極300的表成和灰塵收集電極200相對的情況下，所產(chǎn)生的非均勻電場可能致使很多反向電離顆粒m-被發(fā)射極300收集到(如圖15中的下部所示)。結(jié)果是發(fā)生了粘附現(xiàn)象，在那里灰塵顆粒被電離線(或者發(fā)射極)收集。這個(gè)粘附現(xiàn)象產(chǎn)生了使發(fā)射電流變?nèi)醯膯栴}。在圖16所示的設(shè)備中，恰恰相反，申請了一個(gè)用于振動灰塵收集電板510的裝置(如日本專利申請公開NO31399/1991所描述的)以便防止粘附現(xiàn)象。當(dāng)這個(gè)振動器作用時(shí)，一部分收集的灰塵顆粒m在空氣中漂浮，這是所不希望的。
另一方面，由于灰塵收集電極200和流動方向平行，發(fā)射極300可以多段設(shè)置以便使得被上游段收集不到而離開的灰塵可以移動下游段。遺憾的是下游段的收集率低。這是因?yàn)榇蟮幕覊m顆粒具有高的充電能力并可能立刻被上游段收集到，反之，小灰塵顆粒具有的充電能力低，在上游側(cè)或下游側(cè)被收集的少。如果不同種的電極之間的間隔朝下游側(cè)逐漸變窄，電場相應(yīng)增強(qiáng)以使在下游側(cè)收集到小灰塵顆粒?？墒怯捎谠谙掠蝹?cè)間隔是不變的，效率不可能高。因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)不可能使間隔變窄，深度大時(shí)其效率低。如圖16所示的發(fā)射極610在流動方向上其裝置是一段結(jié)構(gòu)的，這些裝置構(gòu)成多段以增高效率。多段結(jié)構(gòu)使靜電除塵器的深度加大，這就產(chǎn)生了設(shè)備所需空間加大的問題。此外，當(dāng)板形電極垂直延伸時(shí)，必須防止相反的電極在垂直于電極表面的方向凸出。相反，如果凹出去，收集灰塵的效率變壞。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一個(gè)靜電除塵器，使其裝配容易，而且改善空氣凈化效率。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，所提供的靜電除塵器包括多排平行設(shè)置的灰塵收集電極。每排(下文稱為“灰塵收集電極組”)由多個(gè)矩形灰塵收集電極組成，其表面垂直延伸并彼此相對灰塵收集電極組包括第一間隔調(diào)節(jié)裝置用于把矩形灰塵收集電極按預(yù)定的彼此間的間隔固定在每一組上。這些灰塵收集電極組按預(yù)定的彼此間的間隔順序安裝在靜電除塵器中，以使灰塵收集電極的表面平行于氣體通過靜電除塵器的流動方向。該靜電除塵器還包括有多排發(fā)射極。每排(下文稱為“發(fā)射電極組”)包括多個(gè)矩形的發(fā)射極，其邊緣呈鋸齒形。這些發(fā)射極相互并列，以使它們的表面垂直延伸并彼此相對。發(fā)射極組包括第二間隔調(diào)節(jié)裝置以把矩形發(fā)射極按預(yù)定的彼此間的間隔固定在每組上。這些發(fā)射極組以預(yù)定的彼此間的間隔順序安裝并使得發(fā)射極的表面平行于氣體通過靜電除塵器的流動方向。發(fā)射極組按預(yù)定的間隔插在相鄰的一對灰塵收集電極組之間。
此外，在上述的結(jié)構(gòu)中，由第一和第二間隔調(diào)節(jié)裝置所固定的灰塵收集電極之間的預(yù)定間隔和發(fā)射極之間的預(yù)定間隔從靜電除塵器的上游側(cè)到下游側(cè)逐漸變窄?；覊m收集電極組和發(fā)射極組之間的預(yù)定間隔從靜電除塵器的上游側(cè)到下游側(cè)也逐漸變窄。
在根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)中，灰塵收集電極組和發(fā)射極組沿著氣體流動方向依次交替排列。開始使用墊圈(或間隔調(diào)節(jié)裝置)裝配灰塵收集電極組和發(fā)射極組，然后把灰塵收集電極組和發(fā)射電極組裝在外殼上就能完成這種排列。外殼可以備有多個(gè)與空氣通路垂直的并列安裝托架(或間隔調(diào)節(jié)裝置)用于分別安裝多個(gè)灰塵收集電極和多個(gè)發(fā)射極。在多段結(jié)構(gòu)中用較簡單的方式也能安裝。
因此，在這種情況下，等電位的電極由預(yù)定間隔調(diào)節(jié)裝置連接在一起，電極之間的間隔在裝配時(shí)不需要考慮。此外，等電位的電極被設(shè)置在凸出的方向上，因此不存在由撓曲現(xiàn)象產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)問題。
這樣排列的灰塵收集電極組和發(fā)射極組其平板端部分彼此相對，以致使每個(gè)發(fā)射極組朝著上游和下游側(cè)的兩個(gè)相鄰的灰塵收集電極組發(fā)射電子。由于這種電子發(fā)射的結(jié)果，在空氣中的灰塵顆粒趨向于被位于每個(gè)發(fā)射極組上游一側(cè)的灰塵收集電極組的電極的下游側(cè)吸引的較多，而不是被位于發(fā)射極組下游一側(cè)的灰塵收集電極組吸引的較多。即使用發(fā)射極組面對下游灰塵收集電極組的電極的上游邊，它們收集的灰塵也較少，這是由于它們受到已被上游灰塵收集電極組凈化的空氣流動的影響。此外，靠振動灰塵收集電極組很容易使已收集的灰塵脫落。附帶說一下，灰塵收集電極組安裝在發(fā)射極組的下游是為了加強(qiáng)外殼。
用第一和第二間隔調(diào)節(jié)裝置使各個(gè)灰塵了收集電極與灰塵收集電極組和發(fā)射極組的發(fā)射電極之間的間隔能夠從靜電除塵器的上游側(cè)到下游側(cè)逐漸變窄以增強(qiáng)下游側(cè)的電場強(qiáng)度和電流密度，從而增強(qiáng)了多段灰塵收集作用的性能。此外，灰塵收集電極組和發(fā)射極組之間的間隔也能夠從氣體通路的上游側(cè)到下游側(cè)逐漸變窄以改善多段灰塵收集作用的性能。
從上述結(jié)構(gòu)中可看出，安裝在下游側(cè)的灰塵收集電極組和發(fā)射極組中同種和不同種類的電極之間的間隔能夠逐漸變窄以增加作用在下游側(cè)的灰塵上的電場強(qiáng)度和電流密度。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的靜電除塵器的部分透視圖。
圖2是表示圖1所示靜電除塵器的透視圖。
圖3是表示圖1所示靜電除塵器的灰塵收集電極和發(fā)射極的排列的頂視圖。
圖4是描述圖1所示靜電除塵器的灰塵收集電極和發(fā)射極作用的頂視圖。
圖5是描述電極之間的間隔變化的一個(gè)實(shí)施例的頂視圖。
圖6是描述各電極之間的間隔在氣體流動方向上變化的一個(gè)實(shí)施例的頂視圖。
圖7是表示本發(fā)明另一實(shí)施例的灰塵收集部件的正視圖。
圖8是表示本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)射部件的正視圖。
圖9是表示圖7中的灰塵收集部件與圖8中的發(fā)射部件組合的靜電除塵器的剖面圖。
圖10是表示用于安裝圖7所示灰塵收集電極的結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖11是表示用于支撐圖7中所示的灰塵收集電極中心部分的梳型導(dǎo)架局部的透視圖。
圖12是表示圖7中的灰塵收集電極和梳型導(dǎo)架排列的頂視圖。
圖13是表示用于支撐圖8所示發(fā)射極中心部分的導(dǎo)棒局部的透視圖。
圖14是表示現(xiàn)有技術(shù)中靜電除塵器局部透視圖。
圖15是表示圖14中電極排列的頂視圖。
圖16是表示現(xiàn)有技術(shù)中另一種靜電除塵器的電極排列的透視圖。
結(jié)合一系列實(shí)施例并參照附圖敘述本發(fā)明。如圖1所示，多個(gè)矩形平板狀的灰塵收集電極2在墊圈7(7a，7b和7c)之間(或間隔調(diào)節(jié)裝置)連結(jié)在一起以組成一排灰塵收集電極8(下文稱為“灰塵收集電極組8”)。多個(gè)兩側(cè)有鋸齒部分6a的發(fā)射極6在墊圈(或間隔調(diào)節(jié)裝置)9(9a和9b)之間連在一起以組成一排發(fā)射極10(下文稱為“發(fā)射極組10”)。該灰塵收集電極2和發(fā)射極6用導(dǎo)電金屬(如扁鋼)制造。選擇灰塵收集電極組8與發(fā)射極組10之間的間隔和墊圈7和9的尺寸以增強(qiáng)靜電除塵器凈化空氣的能力。
如圖2所示，在靜電除塵器1中，多個(gè)部件11由殼體12支承，其中發(fā)射極組10排列并固定在相鄰的一對灰塵收集電極組8之間。如圖1所示，灰塵收集電極組8和發(fā)射極組10靠從墊圈7和9端伸出的螺栓13固定在部件11上。處于高負(fù)電壓的負(fù)電極與發(fā)射極組10連接，而正電極與灰塵收集電極組8連接?？快o電除塵器處理的空氣用風(fēng)機(jī)吹并從電極之間通過。
如圖3所示，灰塵收集電極組8和發(fā)射極組10中的各個(gè)灰塵收集電極2和發(fā)射極6的尺寸和排列選擇得使發(fā)射極6的寬度S大約是灰塵收集電極2寬度的2倍?；覊m收集電極2和發(fā)射極6之間的間距C大約是灰塵收集電極2的寬度的2倍。灰塵收集電極2之間的間距a小于灰塵收集電極的寬度t。各發(fā)射極6之間的間距b大于灰塵收集電極2之間的間距。根據(jù)發(fā)明者以往的經(jīng)驗(yàn)，灰塵收集電極2的寬度常常在10到100毫米之間，厚度在0.5到50毫米之間。發(fā)射極6的厚度常大約在0.3到2毫米之間。附帶說一下，由于發(fā)射極6做得較薄，增強(qiáng)了發(fā)射電子的能力。
如圖4所示，當(dāng)高電壓加到位于一對灰塵收集電極組8之間的發(fā)射極組10上時(shí)，在發(fā)射極組和灰塵收集電極組之間流過發(fā)射電流并形成了一個(gè)立體的、復(fù)雜的、非均勻電場。因?yàn)榘l(fā)射極組10中的發(fā)射極6具有等電位的相鄰表面，因此沒有形成電場，急劇減少灰塵收集電極組8收集通向充電粒子m-帶電灰塵粒子m被吸收并沉積在和發(fā)射極組10的電極6的上游邊相對的灰塵收集電極組8的電極2的下游邊上。在灰塵收集電極上形成一層灰塵顆粒m之后，灰塵顆粒層的表面變得光滑而且被灰塵收集電極所收集的灰塵顆粒容易脫離電場的收集作用。然而，靠發(fā)射電場的作用，灰塵顆粒m克服了氣流被吸引到灰塵收集電極組8的電極2的下游邊。當(dāng)灰塵顆粒m聚集并沉積到吸引力不能維持住它們的一點(diǎn)時(shí)，這些灰塵顆粒就脫落。這樣，凈化了空氣。
此外，由于灰塵收集電極2具有垂直的表面，也由于電場是不均勻的，已被收集的灰塵顆粒m落下而沒有移動到相鄰的灰塵收集電極2上。由于發(fā)射極組10上有少許逆向充電粒子m-的沉積，這們對發(fā)射的阻力低，使發(fā)射極能夠維持高的發(fā)射電流，這樣就延長了設(shè)備的壽命。
現(xiàn)在參照圖5敘述靜電除塵器1中灰塵收集電極組8和發(fā)射組10之間的關(guān)系。用于連接灰塵收集電極2的墊圈7(如圖1所示)沿空氣流動越往下游做的越短(如圖5所示，a>a1)。用于連接發(fā)射極6的墊圈9(如圖1所示)沿空氣流動越往下游做的越短(如圖5所示，b>b1)。簡單地說，對于裝在下游的電極，電極之間的間隔能夠變窄以提高電流密度。其結(jié)果，即使是電量小的灰塵顆粒也能被收集到。
另一方面，如圖6所示，不同種電極組的電極之間的間距越往下游能夠逐步變窄(圖6中C>C1)。其結(jié)果，下游的電場強(qiáng)度能增加以收集到小尺寸的灰塵顆粒m。此外，下游排列的電極能夠使得同種和不同種電極之間的間距變窄以致加到灰塵顆粒上的電場強(qiáng)度、電流密度在靜電除塵器的下游部分能夠增加，這樣，改善了空氣凈化性能。
圖7表示出灰塵收集部件14，其中垂直細(xì)長的灰塵收集電極2直接連接到外殼12上。在外殼12的上架12a和下架12b上并列有多個(gè)裝配托架15(或稱間隔調(diào)節(jié)裝置)。該裝配托架15有預(yù)定的間隔并裝備有螺栓16(參看圖10)。用于把多個(gè)灰塵收集電極2固定到外殼12上以構(gòu)成灰塵收集電極組8。此外，如圖10所示，裝在下架12b上的裝配托架15開有長孔17用來調(diào)節(jié)灰塵收集電極2的張力。
此外，對于灰塵收集電極2的中部，有附加的梳型導(dǎo)架18，如圖11和12所示，該梳型托架裝備有多個(gè)并列插到各灰塵收集電極2之間的齒18a。其結(jié)果，該灰塵收集電極2能防止撓曲以致靠振動梳型導(dǎo)架18就能使收集到的灰塵落下。
圖8表示出一個(gè)發(fā)射板部件19，其中垂直細(xì)長的發(fā)射電極6直接接到的懸掛在外殼12上的架20上。該架20有多個(gè)裝備有多個(gè)并列安裝托架15(或間隔調(diào)節(jié)裝置)的上架20a和下架20b。用螺栓16把多個(gè)發(fā)射極6連接到多個(gè)裝配托架15上(如圖10所示)。沿著鋸齒部分6a裝有導(dǎo)棒21的穩(wěn)定發(fā)射極6的中部，如圖13所示。
一個(gè)發(fā)射部件19如圖9所示插到一對灰塵收集部件14中間，構(gòu)成靜電除塵器1的最小單元。這樣構(gòu)成的靜電除塵器1的尺寸能很大(例如，高度達(dá)10米左右)，因?yàn)闆]有來自電極的撓曲所產(chǎn)生的危險(xiǎn)，甚至把灰塵收集電極2和發(fā)射極6做得數(shù)米長時(shí)也是如此。附帶說一下，裝配作業(yè)比最先提到的實(shí)施例容易并且不需要任何墊圈。
此外，灰塵收集和發(fā)射部件中的上架12a或20a可以裝備有鉤子替代裝配托架15。鉤子懸掛灰塵收集電極2和發(fā)射極6的上部以拉緊電極2和6，而電極2和6的下部調(diào)準(zhǔn)并固定。
根據(jù)這樣敘述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，灰塵收集電極組和發(fā)射極組，組成灰塵收集和發(fā)射極部件能容易地安裝到殼體上。其結(jié)果，能夠把殼體制做的較小且結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，或者也可把殼體做得較大，靠把灰塵收集電極或發(fā)射極直接裝在殼體上，安裝工序簡單。此外，灰塵顆粒被強(qiáng)烈吸引到與發(fā)射極組上游相對的灰塵收集電極組中電極的下游端。甚至有大量的灰塵顆粒沉積以致使顆粒容易從灰塵收集電極脫離并向下游漂浮時(shí)，這些顆粒將被吸引拉回上游。其結(jié)果，沉積的灰塵顆粒由重力作用向下落下時(shí)不會受到灰塵收集電極或發(fā)射極的阻礙，這就改善了空氣凈化性能。
靠提供的第一和第二間隔調(diào)節(jié)裝置，即電極之間的墊圈，灰塵收集電極組和發(fā)射極組中電極之間的間隔能較容易地變窄。此外，灰塵收集電極和發(fā)射極組之間的間隔也能變窄。這樣，通過充分利用多級結(jié)構(gòu)提供一種具有優(yōu)良性能的靜電除塵器是可能的。
權(quán)利要求
1.一種靜電除塵器，包括多排平行設(shè)置的灰塵收集電極，每排包括多個(gè)相互并列的矩形灰塵收集電極以使它們的表面垂直設(shè)置并彼此相對；第一間隔調(diào)節(jié)裝置，用于把所述的矩形灰塵收集電極彼此按預(yù)定間隔固定在每排內(nèi)，所說各排灰塵收集電極彼此按預(yù)定間隔依次安裝使所述的灰塵收集電極的表面平行于氣體的流動方向；多排發(fā)射極，每排包括多個(gè)矩形發(fā)射極，每個(gè)發(fā)射極的兩個(gè)邊緣有鋸齒形部分，所述的發(fā)射極彼此并排使其表面垂直設(shè)置并彼此相對；第二間隔調(diào)節(jié)裝置，用于把所述的矩形發(fā)射極彼此按預(yù)定間隔固定在每排內(nèi)；所述的各排發(fā)射極彼此按預(yù)定間隔依次安裝使所述的發(fā)射極的表面平于氣體流動方向，每排發(fā)射極按預(yù)定間隔插在相鄰的兩排灰塵收集電極組之間。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電除塵器，其中所述的灰塵收集電極或者所述的發(fā)射極之間的預(yù)定間隔靠所述的第一或第二間隔調(diào)節(jié)裝置從氣體流動方向的上游逐漸變窄。
3.如權(quán)利要求1所述的靜電除塵器，其中所述的各排灰塵收集電極和各排發(fā)射極之間的預(yù)定間隔從氣體流動方向的上游逐漸變窄。
全文摘要
一種靜電除塵器，包含多排平行設(shè)置的灰塵收集電極，每排包括多個(gè)彼此并列的矩形灰塵收集電極。各排灰塵收集電極依次排列使灰塵收集電極的表面平行于所要處理的氣體的流動方向。靜電除塵器還包括多排發(fā)射極，每排包括多個(gè)在其兩邊緣有鋸點(diǎn)部分的矩形發(fā)射極。這些發(fā)射極是并列的，類似于灰塵收集電極，各排發(fā)射極的排列也類似于各排灰塵收集電極。每排發(fā)射極插在相鄰兩排灰塵收集電極之間。
文檔編號B01D35/06GK1113169SQ9510290
公開日1995年12月13日 申請日期1995年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月31日
發(fā)明者原惠一 申請人:原惠一, 日本過濾株式會社