JP2003019410A - フィルタ - Google Patents

フィルタ

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JP2003019410A
JP2003019410A JP2001208754A JP2001208754A JP2003019410A JP 2003019410 A JP2003019410 A JP 2003019410A JP 2001208754 A JP2001208754 A JP 2001208754A JP 2001208754 A JP2001208754 A JP 2001208754A JP 2003019410 A JP2003019410 A JP 2003019410A
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JP
Japan
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filter
fluid
pressure loss
discharge port
silicon carbide
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JP2001208754A
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English (en)
Inventor
Kazuhisa Matsumoto
和久 松本
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルターのほぼ全表面から均一な流速で流体
を流入させ、フィルターの圧力損失を大幅に低減させ
る。 【解決手段】一端に通過流体の排出口5を有するフィル
タである。該フィルタ1を、排出口5側の流体通過抵抗
が他端側の流体通過抵抗に対して大となるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガス中の灰塵や
液体中の固体成分を分離、除去するために用いるフィル
タに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガス中の灰塵の除去や液体中の固
体成分を分離、除去するフィルタは、対象とされる流体
の性状によって種々の材質や形状が選定され、かつ、分
離、除去すべき灰塵や固体成分の大きさによってフィル
タの気孔径を選定することが行われている。
【0003】このようなフィルタを用いた分離装置(除
塵装置)では、流体の圧力損失に起因するいろいろな問
題が生じている。この圧力損失は、筒状フィルタやハニ
カムフィルタにおいて、特に、大きな問題になってい
る。
【0004】この圧力損失の要因としては、例えば、
(1)流体がフィルタを通過する時の母材通過抵抗、
(2)流体がフィルタ内を流れる時の管内圧力抵抗、
(3)フィルタに付着した粉塵に起因する粉塵層による
圧力損失などを挙げることができるが、一般に、筒状フ
ィルタの場合は、管径に対してフィルタ長が極めて長い
ために、第2項の「管内圧力抵抗」による影響が非常に
大きい。
【0005】排出口近傍のフィルター表面から管内へ流
入した流体の管内圧力抵抗は、他端側から流入した流体
の管内圧力抵抗よりも小さいので、流体は排出口近傍か
ら多く流入する。すなわち、流体はフィルター全表面か
ら均一な速度で管内へは流入しないので、局所的な流入
速度が速くなり、その結果、全表面から均一に流入する
場合に比較して、粉塵層による圧力損失が高い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
フィルタを用いた除塵装置では、圧力損失が大きくなる
と、誘引排風機のコスト、ランニングコストが上がり、
系外からの外気の吸入量増加などの問題が生ずるので、
圧力損失を小さくするために、フィルタの濾過面積を大
きくする必要に迫られる。
【0007】このために、必然的に除塵装置が大型化す
る。すると、除塵装置の設置面積が大きくなり、建設費
が高くなる。また、動力費などのランニングコストが嵩
むなどの問題が派生する。
【0008】この発明は、係る問題を解消するためにな
されたものであり、フィルターの全表面から均一な流速
で流体を流入させることにより、フィルターの圧力損失
を大幅に低減することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、次のように構成されている。
【0010】(1) 一端に通過流体の排出口を有する
フィルタであって、該フィルタを、排出口側の流体通過
抵抗が他端側の流体通過抵抗に対して大となるように構
成することを特徴とするフィルタである。
【0011】(2) フィルタの内径を、排出口側が他
端側より小となるように構成することを特徴とする
(1)記載のフィルタである。
【0012】(3) フィルタの気孔径を、排出口側が
他端側より小となるように構成することを特徴とする
(1)記載のフィルタ。
【0013】(4) フィルタの肉厚を、排出口側が他
端側より大となるように構成することを特徴とする
(1)記載のフィルタ。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。 (イ)第1の実施形態 図1において、1aは、筒形のバグフィルタであり、該
バグフィルタ1aは、ポリエステルなどの合成繊維で構
成された不織布によって形成されている。バグフィルタ
1aは、フランジ部2aと、中空の裁頭円錐形の筒部3
aと、底部4aとから構成され、筒部3aの上端部に流
体排出口5aを有している。上記のように、筒部3a
は、裁頭円錐形になっているから、底部(上流側)4a
から流体排出口(下流側)5aに近づくにしたがって内
径が次第に小さくなっている。
【0015】図2に示すように、バグフィルタ1aを除
塵機6の缶体7内に設置すると、缶体6の前室8に流入
した排ガスは、矢印で示すように、バグフィルタ1aの
筒部3a及び底部4aを通過してバグフィルタ1aの中
に流入する。流入ガスは、バグフィルタ1aの中を上方
に向かって流れ、流体排出口5aから缶体7の後室9を
経て系外に誘引、排出される。そして、排ガス中に含ま
れている灰塵は、バグフィルタ1aの筒部3a及び底部
4aを通過する際に捕集される。
【0016】ところで、このバグフィルタ1aは、上記
のように、筒部3aが裁頭円錐形に形成され、バグフィ
ルタ1aの中の流体通過抵抗は、流体排出口5a側(下
流側)が底部5a(上流側)より大になっているから、
バグフィルタ1aの中を通過する排ガスの通過抵抗は、
ほぼ均一となり、全表面からほぼ均一に流体が流入し、
バグフィルター1aの圧力損失が小さくなる。
【0017】(ロ)第2の実施形態 図3において、1bは、繊維強化セラミック製の円筒形
のフィルタであり、該フィルタ1bは、フランジ部2b
と、円筒形の筒部3bと、底部4bとから構成され、筒
部3bの上端部に流体排出口5bを有している。このフ
ィルタ1bは、底部(上流側)4bから流体排出口(下
流側)5bに近づくにしたがって気孔10の径が次第に
小さくなっている。また、このフィルタ1bは、フィル
タを構成しているセラミック繊維の表面に、気相蒸着法
(CVD法)による炭化珪素コーテング層(図示せず)
を有している。気孔10の径は、コーテング層を調整す
る方法、濾過層を構成する繊維の太さ及び長さを調整す
る方法などにより制御できる。
【0018】更に、詳しく説明すると、フィルタ1b
は、長さ数ミリメートルの炭化珪素繊維をアセトンとフ
ェノール樹脂の混合液中に分散させ、これを型に流し込
んでオートクレーブ処理により硬化させ、その後、不活
性ガス雰囲気中にて摂氏数百度で加熱して樹脂を炭化さ
せ、得られた炭化珪素繊維成形体(中間体)の流体排出
口5bから原料ガスを流して、繊維表面にCVD法によ
り炭化珪素コーテング層を形成したものである。
【0019】この例の場合は、上記の如く、フィルタ1
bの底部(上流側)4bから流体排出口(下流側)5b
に近づくにしたがってコーティング層が厚くなってお
り、したがって、気孔10の径が次第に小さくなってい
るから、第1の実施形態のフィルタと同様に、フィルタ
1bの中を通過する排ガスの通過抵抗がほぼ均一とな
り、全表面からほぼ均一に流体が流入し、フィルター1
bの圧力損失が小さくなる。
【0020】(ハ)第3の実施形態 図4において、1cは、繊維強化セラミック製の円筒形
のフィルタであり、該フィルタ1cは、フランジ部2c
と、円筒形の筒部3cと、底部4cとから構成され、筒
部3cの上端部に流体排出口5cを有している。この円
筒形のフィルタ1cは、底部(上流側)4cから流体排
出口(下流側)5cに近づくにしたがってフィルタ1c
の肉厚が次第に厚くなっている。また、このフィルタ1
cは、フィルタを構成しているセラミック繊維の表面
に、気相蒸着法(CVD法)による炭化珪素コーテング
層(図示せず)を有している。
【0021】更に、詳しく説明すると、フィルタ1c
は、長さ数ミリメートルの炭化珪素繊維をアセトンとフ
ェノール樹脂の混合液中に分散させ、これを型に流し込
んでオートクレーブ処理により硬化させ、その後、不活
性ガス雰囲気中にて摂氏数百度で加熱して樹脂を炭化さ
せ、得られた炭化珪素繊維成形体(中間体)の繊維表面
にCVD法により炭化珪素コーテング層を形成したもの
である。
【0022】この例の場合は、上記の如く、フィルタ1
cの底部(上流側)4cから流体排出口(下流側)5c
に近づくにしたがって肉厚が次第に厚くなっているか
ら、第1の実施形態のフィルタと同様に、フィルタ1c
の中を通過する排ガスの通過抵抗がほぼ均一となり、全
表面からほぼ均一に流体が流入し、フィルター1cの圧
力損失が小さくなる。
【0023】(ニ)第4の実施形態 図5において、1dは、コージェライトなどの焼結セラ
ミック製の円筒形のフィルタであり、該フィルタ1d
は、フランジ部2dと、円筒形の筒部3dと、底部4d
とから構成され、筒部3dの上端部に流体排出口5dを
有している。このフィルタ1dは、底部(上流側)4d
から流体排出口(下流側)5dに近づくにしたがってフ
ィルタ1dの気孔10の径が段階的に小さくなってい
る。
【0024】即ち、第1ゾーン(最下段ゾーン)11の
気孔径は32μm、第2ゾーン12の気孔径は27μ
m、第3ゾーン13の気孔径は22μm、第4ゾーン1
4の気孔径は17μm、第5ゾーン(最上段ゾーン)1
5の気孔径は11μmになっている。この気孔径は、焼
結材の粒径を調整することにより制御することができ
る。
【0025】この例の場合は、上記の如く、フィルタ1
dの底部(上流側)4dから流体排出口(下流側)5d
に近づくにしたがってフィルタ1dの気孔10の径が段
階的に小さくなっているから、第1の実施形態のフィル
タと同様に、フィルタ1dの中を通過する排ガスの通過
抵抗がほぼ均一となり、全表面からほぼ均一に流体が流
入し、フィルター1dの圧力損失が小さくなる。次に、
本発明を実施例によって更に詳しく説明する。
【0026】
【実施例】(実施例1) (1)筒状バグフィルタ (a)材 質:ポリエステル (b)形 態:不織布 (c)形 状:筒 状 (d)排ガス:石炭焚きボイラ排ガス (e)除塵温度:75℃ (f)排ガス流量:50,000Nm3 /hr (g)通過速度:1m/min (h)寸法(内径):上流端=120mm、下流端=1
80mm(線形に変化) (i)初期圧損:85mmH2 O (j)1年間使用後の逆洗後圧損:130mmH2
(最大圧損:200mmH2 Oで逆洗) (k)誘引ファン年間動力費11%削減(対比較例1)
【0027】(比較例1)比較のため、筒形バグフィル
タの寸法を内径150mm、長さ3000mmとしたと
ころ、次のようになった。 (i′)初期圧損:110mmH2 O (j′)1年間使用後の逆洗後圧損:170mmH2
(最大圧損:240mmH2 Oで逆洗)
【0028】(実施例2) (1)筒状セラミックフィルタ (a)材 質:繊維強化セラミックス 繊維:炭化珪素繊維(ニカロン) 母材:気相蒸着法で炭化珪素を蒸着 (b)構 成:長さ2mmの炭化珪素繊維をアセトンと
フェノール樹脂の混合液(アセトン:フェノール樹脂=
2:1(重量比))中に分散させ、これを型に流し込ん
でオートクレーブ処理により硬化させ、その後、不活性
ガス雰囲気中にて900℃で加熱して樹脂を炭化させ、
得られた炭化珪素繊維成形体(中間体)の繊維表面にC
VD法により炭化珪素コーテング層を形成 (c)形 状:筒 状 (d)排ガス:ストーカー型一般ごみ焼却炉の排ガス (e)除塵温度:600℃ (f)排ガス流量:100,000Nm3 /hr (g)通過速度:3m/min (h)穴の大きさ:先端:37μm、出口:23μm
(長さ方向3点で略線形に変化) (i)初期圧損:420mmH2 O (j)1年間使用後の逆洗後圧損:580mmH2
(最大圧損:780mmH2 Oで逆洗) (k)誘引ファン年間動力費15%削減(対比較例2)
【0029】(比較例2)比較のため、全長にわたって
平均気孔径を37μmとしたところ、次のようになっ
た。 (i′)初期圧損:540mmH2 O (j′)1年間使用後の逆洗後圧損:700mmH2
(最大圧損:900mmH2 Oで逆洗)
【0030】(実施例3) (1)筒状セラミックフィルタ (a)材 質:繊維強化セラミックス 繊維:炭化珪素繊維(ニカロン) 母材:気相蒸着法で炭化珪素を蒸着 (b)構 成:長さ2mmの炭化珪素繊維をアセトンと
フェノール樹脂の混合液(アセトン:フェノール樹脂=
2:1(重量比))中に分散させ、これを型に流し込ん
でオートクレーブ処理により硬化させ、その後、不活性
ガス雰囲気中にて900℃で加熱して樹脂を炭化させ、
得られた炭化珪素繊維成形体(中間体)の繊維表面にC
VD法により炭化珪素コーテング層を形成 (c)形 状:筒 状(内径:先端70mm、出口30
mm:長さ3000mm) (d)排ガス:ストーカー型一般ごみ焼却炉の排ガス (e)除塵温度:600℃ (f)排ガス流量:100,000Nm3 /hr (g)通過速度:3m/min (h)穴の大きさ:平均気孔径37μm (i)初期圧損:420mmH2 O (j)1年間使用後の逆洗後圧損:580mmH2
(最大圧損:780mmH2 Oで逆洗) (k)通過面積8%削減(対比較例2)
【0031】 (実施例4) (1)焼結セラミックフィルタ (a)材 質:コージェライト (b)嵩比重:1.5 (c)気孔率:38% (d)気孔径:第1ゾーン(長さ200mm):32μm 第2ゾーン(長さ200mm):27μm 第3ゾーン(長さ200mm):22μm 第4ゾーン(長さ200mm):17μm 第5ゾーン(長さ200mm):11μm (e)形 状:筒 状 (f)ガス温度:25℃(大気中) (g)濾過速度:3m/min (h)寸 法:外径60mm、内径40mm、長さ1000mm (i)フィルタ差圧:140mmAq
【0032】(比較例4)比較のため、全長に渡って気
孔径を22μmにしたところ、フィルタ差圧が200m
mAqとなった。
【0033】
【発明の効果】上記のように、この発明は、一端に通過
流体の排出口を有するフィルタであって、該フィルタ
を、排出口側の流体通過抵抗が他端側の流体通過抵抗に
対して大となるようにしたので、フィルタの圧力損失を
小さくすることができる。
【0034】従って、流体の通過速度が大きくでき、同
一圧力損失で設計する場合には、集塵機を小型化でき
る。また、低圧力損失で設計する場合には、誘引ファン
の動力費の削減、ランニングコストの低減を計ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフィルタの第1実施形態を示す断
面図である。
【図2】図1のフィルタの使用説明図である。
【図3】本発明に係るフィルタの第2実施形態を示す断
面図である。
【図4】本発明に係るフィルタの第3実施形態を示す断
面図である。
【図5】本発明に係るフィルタの第4実施形態を示す断
面図である。
【符号の説明】
1 フィルタ 5 排出口

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端に通過流体の排出口を有するフィル
    タであって、該フィルタを、排出口側の流体通過抵抗が
    他端側の流体通過抵抗に対して大となるように構成する
    ことを特徴とするフィルタ。
  2. 【請求項2】 フィルタの内径を、排出口側が他端側よ
    り小となるように構成することを特徴とする請求項1記
    載のフィルタ。
  3. 【請求項3】 フィルタの気孔径を、排出口側が他端側
    より小となるように構成することを特徴とする請求項1
    記載のフィルタ。
  4. 【請求項4】 フィルタの肉厚を、排出口側が他端側よ
    り大となるように構成することを特徴とする請求項1記
    載のフィルタ。
JP2001208754A 2001-07-10 2001-07-10 フィルタ Abandoned JP2003019410A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011038410A (ja) * 2009-08-06 2011-02-24 Dowa Holdings Co Ltd ディーゼルエンジン用ウォールフローハニカム型パティキュレートフィルター
JP2014213238A (ja) * 2013-04-23 2014-11-17 大日本印刷株式会社 フィルタ装置、フィルタ材およびフィルタ材用シート

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