JP2014014795A - セラミックフィルタ及びセラミックフィルタ集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャニング時にテーパ形状のセラミックフィルタエレメントに割れが発生することを抑制すること。
【解決手段】このセラミックフィルタ１６では、フランジ部１６５の溶接位置付近から一方の端部１６４ａまでの長さ方向位置に対応するケース１６４の内周面では、緩衝材の厚さが他の位置における緩衝材の厚さと比較して薄くなっている。このため、フランジ部１６５の溶接位置付近から一方の端部１６４ａまでの長さ方向位置においては、緩衝材の厚さが薄くなっていない場合と比較して、挿入に伴いケース１６４の内周面からセラミックフィルタエレメント１６８が受ける反力が小さくなる。これにより、挿入時にテーパ形状のセラミックフィルタエレメント１６８に割れが発生することを抑制できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、セラミックフィルタ及びセラミックフィルタ集塵装置に関する。

従来より、セラミックフィルタの排ガス導入口に排ガスを導入すると共に、排ガス導入口と排ガス排出口とを区画する隔壁を透過させて排ガス排出口側に排ガスを流出させることにより、排ガス中のダストを隔壁で捕集して清浄なガスとして外部に排出するセラミックフィルタ集塵装置が知られている（特許文献１参照）。このような集塵装置では、セラミックフィルタは、フランジ付きの円筒形状のケースに円筒形状のセラミックフィルタエレメントを挿入（キャニング）することによって構成され、フランジ部分を集塵装置の取付部に固定することによって集塵装置に固定されている。

特開平７−３２３２０７号公報

一般に、円筒形状のセラミックフィルタエレメントは押出成形によって製造されるために、製造過程において、一方の端部の直径が他方の端部の直径より長くなったり、一方の端部から他方の端部に向かって曲がりが発生したりすることがある。従って、セラミックフィルタエレメントを円筒形状に成形するためには、押出成形後にセラミックフィルタエレメントの形状を人手で整える必要がある。このため、一般に、円筒形状のセラミックフィルタエレメントの製造コストは、一方の端部から他方の端部に向かって直径が変化するテーパ形状のセラミックフィルタエレメントの製造コストより高くなっている。

本発明の発明者らは、セラミックフィルタ集塵装置の製造コストを削減するために、テーパ形状のセラミックフィルタエレメントを利用してセラミックフィルタを安価に製造することを考えた。しかしながら、本発明の発明者らの検討によれば、テーパ形状のセラミックフィルタエレメントを利用した場合、セラミックフィルタエレメントの寸法が規格寸法の範囲内にあってもキャニング時にセラミックフィルタエレメントに割れが発生することがあった。以上のことから、キャニング時にテーパ形状のセラミックフィルタエレメントに割れが発生することを抑制可能な技術の提供が望まれていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、キャニング時にテーパ形状のセラミックフィルタエレメントに割れが発生することを抑制可能なセラミックフィルタ及びセラミックフィルタ集塵装置を提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るセラミックフィルタは、円筒形状のケースと、前記ケースの外周面に溶接されたフランジ部と、前記ケースの内周面に圧入された緩衝材と、前記ケースの一方の端部から該ケース内に挿入された一方の端部の直径が他方の端部の直径と異なるテーパ形状のセラミックフィルタエレメントと、を備え、少なくとも前記フランジ部の溶接位置に対応する前記ケースの長さ方向位置における前記緩衝材の厚さが他の長さ方向位置における緩衝材の厚さより薄いことを特徴とする。

本発明に係るセラミックフィルタは、上記発明において、前記セラミックフィルタエレメントが挿入される側の前記ケースの端部から前記フランジ部の溶接位置に対応する前記ケースの長さ方向位置までの前記緩衝材の厚さが他の長さ方向位置における緩衝材の厚さより薄いことを特徴とする。

本発明に係るセラミックフィルタ集塵装置は、本発明に係るセラミックフィルタを備えることを特徴とする。

本発明に係るセラミックフィルタ及びセラミックフィルタ集塵装置によれば、キャニング時にテーパ形状のセラミックフィルタエレメントに割れが発生することを抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態であるセラミックフィルタ集塵装置の構成を示す断面図である。 図２は、図１に示すセラミックフィルタ集塵装置の排ガス処理時及び逆洗処理時の動作を説明するための模式図である。 図３は、図１に示すセラミックフィルタの構成を示す模式図である。

本発明の発明者らは、鋭意研究を重ねてきた結果、テーパ形状のセラミックフィルタエレメントを直径が短い方の端部からケースに挿入した場合、末端部である直径が長い方の端部付近で割れが発生することを知見した。また、本発明の発明者らは、割れの起点がフランジ部が溶接されているケースの長さ方向位置付近であることを確認した。以上のことから、本発明の発明者らは、テーパ形状のセラミックフィルタエレメントを挿入した場合、フランジ部が溶接されているケースの長さ方向位置付近において、セラミックフィルタエレメントがケース内周面から挿入に伴う反力を受け、割れが発生すると考えた。

以下、図面を参照して、上記の考えから想到された本発明の一実施形態であるセラミックフィルタ集塵装置について説明する。

〔セラミックフィルタ集塵装置の構成〕
図１は、本発明の一実施形態であるセラミックフィルタ集塵装置の構成を示す断面図である。図１に示すように、本発明の一実施形態であるセラミックフィルタ集塵装置１は、四角筒状の缶体１０を備えている。缶体１０の下端部には、下方に延びる角錐状のホッパ１１が固定され、ホッパ１１の下端部には、捕集されたダストＤを外部に排出する集塵ダスト排出装置１２が接続されている。

缶体１０の下方側部には、ダストＤを含む排ガス（以下、含塵排ガスと表記）を缶体１０内に導入する排ガス供給管１３が配設されている。缶体１０の上部には、配管１４ａ，１４ｂを介してダストＤが除去された排ガス（以下、除塵排ガスと表記）を外部に排出する排ガス排出管１５が配設されている。缶体１０内部の排ガス供給管１３と排ガス排出管１５との間の空間には、複数のセラミックフィルタ１６（１６ａ〜１６ｈ）が配設されている。複数のセラミックフィルタ１６ａ〜１６ｈは、排ガス導入口及び排ガス排出口をそれぞれ下方及び上方に向けて水平方向に沿って配列されている。

缶体１０の上方側部には、缶体１０内部の排ガス排出管１５と複数のセラミックフィルタ１６ａ〜１６ｈとの間の空間内において水平方向に延伸する逆洗配管１７，１８が配設されている。逆洗配管１７は、それぞれセラミックフィルタ１６ａ〜１６ｄの排ガス排出口に向けて高圧の空気を噴出する噴出口１７ａ〜１７ｄを備えている。逆洗配管１８は、それぞれセラミックフィルタ１６ｅ〜１６ｈの排ガス排出口に向けて高圧の空気を噴出する噴出口１８ａ〜１８ｄを備えている。逆洗配管１７の終端部と逆洗配管１８の終端部とは所定間隔を空けて離間している。

〔セラミックフィルタ集塵装置の動作〕
次に、図２を参照して、上記セラミックフィルタ集塵装置１の動作について説明する。図２（ａ）,（ｂ）はそれぞれ、セラミックフィルタ集塵装置１の排ガス処理時及び逆洗処理時の動作を説明するための模式図である。

図１に示すセラミックフィルタ集塵装置１では、排ガス供給管１３から缶体１０内部に含塵排ガスが供給されると、図２（ａ）に示すように、含塵排ガスは、セラミックフィルタ１６の排ガス導入口１６１内に導入される。排ガス導入口１６１内に導入された含塵排ガスは、排ガス導入口１６１と排ガス排出口１６２とを区画する隔壁１６３を透過して排ガス排出口１６２側に流出する。この際、含塵排ガス中のダストＤは隔壁１６３によって捕集される。これにより、配管１４ａ，１４ｂ及び排ガス排出管１５を介して清浄な除塵排ガスが外部に排出される。

図１に示すセラミックフィルタ集塵装置１では、セラミックフィルタ１６に対し逆洗処理を施す際には、逆洗配管１７，１８に高圧状態の空気を供給する。逆洗配管１７，１８に高圧状態の空気が供給されると、高圧状態の空気が噴出口１７ａ〜１７ｄ，１８ａ〜１８ｄを介して対応するセラミックフィルタ１６の排ガス排出口１６２に噴出される。排ガス排出口１６２に高圧状態の空気が噴出されると、図２（ｂ）に示すように、高圧状態の空気が、隔壁１６３を通過し、隔壁１６３に捕集されているダストＤを排ガス導入口１６１側に排出する。排ガス導入口１６１から排出されたダストＤは、ホッパ１１の下端部に落下し、ホッパ１１の下端部に接続されている集塵ダスト排出装置１２によって外部に排出される。

〔セラミックフィルタの構成〕
次に、図３を参照して、図１に示すセラミックフィルタ１６の構成について説明する。図３（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図１に示すセラミックフィルタ１６の構成を示す平面図及び長さ方向の断面図である。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の一実施形態であるセラミックフィルタ１６は、円筒形状の鋼製のケース１６４を備えている。排ガス排出口側の端部であるケース１６４の一方の端部１６４ａ付近の外周面には、鋼製のフランジ部１６５が溶接接合されている。フランジ部１６５にはボルト穴１６５ａが形成されている。セラミックフィルタ１６は、ボルト穴１６５ａと集塵装置の取付部とにボルトを挿通することによって、ケース１６４の長さ方向を鉛直方向として集塵装置に固定される。

排ガス導入口側の端部であるケース１６４の他方の端部１６４ｂにはストッパー１６６が配設されている。ケース１６４の内周面には、２枚の緩衝材１６７ａ，１６７ｂが圧入されている。緩衝材１６７ａ，１６７ｂはイソウールとヤーンロープとによって構成されている。緩衝材１６７ａ，１６７ｂは、ケース１６４内にセラミックフィルタエレメント１６８を挿入した際にセラミックフィルタエレメント１６８がケース１６４の内周面に接触して破損することを抑制する緩衝材としての機能と断熱材としての機能とを有している。

フランジ部１６５の溶接位置付近から一方の端部１６４ａまでの長さ方向位置に対応するケース１６４の内周面には、外周側に位置する緩衝材１６７ａを取り除くことによって内周側に位置する緩衝材１６７ｂのみが圧入されている。換言すれば、フランジ部１６５の溶接位置付近から一方の端部１６４ａまでの長さ方向位置に対応するケース１６４の内周面では、緩衝材の厚さが他の位置における緩衝材の厚さと比較して薄くなっている。

このような構成を有するセラミックフィルタ１６にテーパ形状のセラミックフィルタエレメント１６８を挿入する際には、直径が長い側の端部１６８ａ及び直径が短い側の端部１６８ｂをそれぞれ排ガス排出口側及び排ガス導入口側として、端部１６８ｂがストッパー１６６に接触するまでセラミックフィルタエレメント１６８を排ガス排出口側からケース１６４内に挿入する。ここで、本発明の一実施形態であるセラミックフィルタ１６では、フランジ部１６５の溶接位置付近から一方の端部１６４ａまでの長さ方向位置に対応するケース１６４の内周面では、緩衝材の厚さが他の位置における緩衝材の厚さと比較して薄くなっている。このため、フランジ部１６５の溶接位置付近から一方の端部１６４ａまでの長さ方向位置においては、緩衝材の厚さが薄くなっていない場合と比較して、挿入に伴いケース１６４の内周面からセラミックフィルタエレメント１６８が受ける反力が小さくなる。これにより、挿入時にテーパ形状のセラミックフィルタエレメント１６８に割れが発生することを抑制できる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ セラミックフィルタ集塵装置
１０ 缶体
１１ ホッパ
１２ 集塵ダスト排出装置
１３ 排ガス供給管
１４ａ，１４ｂ 配管
１５ 排ガス排出管
１６（１６ａ〜１６ｈ） セラミックフィルタ
１７，１８ 逆洗配管
１７ａ〜１７ｄ，１８ａ〜１８ｄ 噴出口
１６１ 排ガス導入口
１６２ 排ガス排出口
１６３ 隔壁
１６４ ケース
１６５ フランジ部
１６５ａ ボルト穴
１６６ ストッパー
１６７ａ，１６７ｂ 緩衝材
１６８ セラミックフィルタエレメント
Ｄ ダスト

Claims (3)

1. 円筒形状のケースと、
   前記ケースの外周面に溶接されたフランジ部と、
   前記ケースの内周面に圧入された緩衝材と、
   前記ケースの一方の端部から該ケース内に挿入された一方の端部の直径が他方の端部の直径と異なるテーパ形状のセラミックフィルタエレメントと、
   を備え、
   少なくとも前記フランジ部の溶接位置に対応する前記ケースの長さ方向位置における前記緩衝材の厚さが他の長さ方向位置における緩衝材の厚さより薄いこと
   を特徴とするセラミックフィルタ。
2. 前記セラミックフィルタエレメントが挿入される側の前記ケースの端部から前記フランジ部の溶接位置に対応する前記ケースの長さ方向位置までの前記緩衝材の厚さが他の長さ方向位置における緩衝材の厚さより薄いことを特徴とする請求項１に記載のセラミックフィルタ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のセラミックフィルタを備えることを特徴とするセラミックフィルタ集塵装置。

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