JP2016221429A - 集塵装置及びガスの処理方法 - Google Patents

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静雄 徳浦
吉田 隆
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吉田  隆
和彦 堀田
Kazuhiko Hotta
和彦 堀田
英嗣 百合園
Hidetsugu Yurizono
英嗣 百合園
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Abstract

【課題】高い集塵効率を有する集塵装置を提供する。【解決手段】集塵装置1は、装置本体10と、導入管30とを備える。装置本体10は、処理室12と、導入口11aと、排出口11bと、フィルター13とを備える、導入口11aには、ガスが導入される。排出口11bから被処理ガスが排出される。フィルター13は、処理室12内に配されている。フィルター13は、導入口11aと排出口11bとを隔離している。導入管30は、導入口11aに取り付けられている。導入管30は、外側管31と、内側管32とを有する。外側管31は、導入口11aに接続されている。内側管32は、外側管31の内側に配されている。内側管32は、少なくとも装置本体10側の部分において外側管31とは離間して設けられている。内側管32が処理室12の内部にまで至っている。【選択図】図2

Description

本発明は、集塵装置及びそれを用いたガスの処理方法に関する。
近年、排気ガスによる環境負荷を低減するために、排気ガスに対する規制が厳しくなってきている。これに伴い、排気ガスの処理装置が種々提案されている。例えば、ドライエッチングを行った際に排出される排気ガスのように、粉体を含む排気ガスの処理に際しては、排気ガスの処理装置の前段に集塵装置を設けることがある。例えば特許文献1には、集塵装置の一例が記載されている。
特許文献1に記載の集塵装置では、ガスの導入管が内側管と外側管とを有する二重構造となっている。内側管の先端は、外側管の先端と面一である。特許文献1には、ガスの導入管を二重構造とすることによって、排気ガスの導入部における固形物の析出を抑制できるため、導入管の閉塞を抑制できる旨が記載されている。導入管の閉塞を抑制できれば、導入管に析出した固形物の除去のために集塵装置を停止させなければならない頻度が低くなるため、集塵効率が向上する。
特開2010−162438号公報
集塵装置の導入管における固形物の析出をより効果的に抑制し、集塵装置の集塵効率をさらに向上したいという要望がある。
本発明の主な目的は、高い集塵効率を有する集塵装置を提供することにある。
本発明に係る集塵装置は、装置本体と、導入管とを備える。装置本体は、処理室と、導入口と、排出口と、フィルターとを備える、導入口は、処理室に開口している。導入口には、ガスが導入される。排出口は、処理室に開口している。排出口から被処理ガスが排出される。フィルターは、処理室内に配されている。フィルターは、導入口と排出口とを隔離している。導入管は、導入口に取り付けられている。導入管は、外側管と、内側管とを有する。外側管は、導入口に接続されている。内側管は、外側管の内側に配されている。内側管は、少なくとも装置本体側の部分において外側管とは離間して設けられている。内側管が処理室の内部にまで至っている。
本発明に係るガスの処理方法では、本発明に係る集塵装置を用いる。
本発明によれば、高い集塵効率を有する集塵装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る集塵装置の模式的断面図である。 図1のII部分を拡大した模式的断面図である。 参考例に係る集塵装置の一部分の模式的断面図である。 変形例に係る集塵装置の一部分の模式的断面図である。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
図1は、本実施形態に係る集塵装置の模式的断面図である。図2は、図1のII部分を拡大した模式的断面図である。
図1に示す集塵装置1は、ガスに含まれる粉体を集塵し、固形物の濃度が低減されたガスを供給する装置である。例えば、集塵装置1には、固形物を含まない高温のガスであって、集塵装置1内において冷却された際に固形物が析出するガスが供給されてもよい。また、集塵装置1には、固形物を含むガスが供給されてもよい。
集塵装置1は、装置本体10を有する。装置本体10は、筐体11を有する。筐体11には、処理室12が設けられている。筐体11には、処理室12に開口している導入口11aが設けられている。具体的には、導入口11aは、処理室12の天壁部11cに設けられている。導入口11aには、導入管30が取り付けられている。導入管30は、処理室12の上方から処理室12に向かって下側に延びている。
筐体11には、処理室12に開口している排出口11bが設けられている。この排出口11bも、処理室12の天壁部11cに設けられている。排出口11bには、排出管40が接続されている。排出管40は、処理室12から上方に向かって延びている。
処理室12内には、フィルター(バグフィルター)13が設けられている。このフィルター13により導入口11aと排出口11bとが隔離されている。
集塵装置1には、例えば粉体などの固形分を含むガス、又は固形分を含まない高温のガスであって、集塵装置1内において冷却されて固形分が発生するガスが導入管30を経由して導入口11aから処理室12に供給される。処理室12に供給されたガスに含まれる固形物は、フィルター13により濾取される。それにより固形分濃度が低減されたガスが生成する。その固形分濃度が低減されたガスが、排出口11b及び排出管40を経由して集塵装置1から排出される。
次に、主として図2を参照しながら導入管30の構成について詳細に説明する。
図2に示すように、導入管30は、二重管構造を有している。具体的には、導入管30は、外側管31と、内側管32とを有している。外側管31は、導入口11aに接続されている。外側管31の下側先端は、筐体11の天壁部11cの内面と実質的に面一である。従って、外側管31は、処理室12には至っていない。
本実施形態では、外側管31は、長さ方向において内径及び外径が実質的に変化しない直管により構成されている。
外側管31の内側には、内側管32が配されている。本実施形態では、内側管32は、外側管31と別体に設けられている。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、外側管と内側管とが一体に設けられていてもよい。すなわち、導入管は、一体構造の二重管であってもよいし、複数の管が組み合わされた構造の二重管であってもよい。
本実施形態では、内側管32は、長さ方向において内径及び外径が実質的に変化しない直管により構成されている。
内側管32は、少なくとも装置本体10側の部分において外側管31とは隔離して設けられている。換言すれば、導入管30の少なくとも装置本体10側の部分においては、内側管32と外側管31とが接触しておらず、内側管32と外側管31との間にギャップが設けられている。
本実施形態では、導入管30の先端部を除く実質的に全体において内側管32と外側管31とが接触しておらず、内側管32と外側管31との間にギャップが設けられている。
内側管32は、外側管31とは異なり、処理室12の内部にまで至っている。内側管32の先端部32aは、天壁部11cよりも下方に位置しており、処理室12に至っている。
ところで、固形物を含むガスや、冷却されることにより固形物を発生させるガスが集塵装置に導入される場合、固形物により導入管が閉塞してしまうおそれがある。導入管が閉塞すると、集塵装置を一旦停止させ、導入管を閉塞させている固形物を除去するメンテナンス作業が必要となる。従って、集塵装置の稼働率が低下し、その結果、集塵効率も低下する。
例えば、導入管を二重管構造とすることにより、ガスが通過する内側管と外側管との間に、熱伝導率の低い気体層を設けることができる。このため、内側管内の温度が低下することを抑制することができる。このため、冷却されることにより固形物を発生させるガスが集塵装置に導入された場合であっても、内側管内に固形物が堆積し、内側管が閉塞することを抑制することができる。
内側管は、処理室よりも細いため、固形物により閉塞しやすい。この観点からは、内側管を極力短くすることが好ましいものと考えられる。従って、図3に示すように、内側管132の処理室112側の先端部を、処理室112内にまで延設せず、天壁部111cの内面と面一とすることが好ましいと考えられる。
しかしながら、本発明者らが鋭意研究した結果、内側管の処理室側の先端部を処理室の天壁部の内面と面一とした場合には、内側管に固形物が堆積することによる内側管の閉塞を十分に抑制できないことが見出された。その理由としては、以下の理由が考えられる。すなわち、内側管は、処理室よりも細い。このため、整流に近い状態で内側管内を流動してきたガスは、処理室に至った瞬間に拡散し、乱流が発生する。これにより、固形物を含むガスが内側管132と外側管131との間に流入し、そのギャップ133に堆積していく。ギャップ133が、気体よりも熱伝導率の高い固形物で埋まると、外側管131、ギャップ133に埋まった固形物及び内側管132を経由して内側管132内の熱が放熱しやすくなる。その結果、内側管132内の温度が低下する。従って、内側管132内において固形物が析出しやすくなり、内側管132が固形物により閉塞しやすくなる。
一方、集塵装置1では、図2に示すように、内側管32の先端部32aは、天壁部11cよりも下方に位置しており、処理室12に至っている。このため、乱流は、内側管32と外側管31との間のギャップ33よりも下方の部分において発生する。すなわち、乱流が生じる部分とギャップ33との間の距離が長い。よって、ガスの乱流が発生した場合であっても、固形分がギャップ33に流入しにくい。従って、ギャップ33が固形分により埋まりにくい。その結果、熱伝導率の低いギャップ33が長期間にわたって維持され、内側管32内における固形物の体積も長期間にわたって抑制される。従って、集塵装置1では、導入管30のメンテナンス作業を行う頻度が少なく、集塵装置1の稼働率及び集塵効率を向上することができる。
ギャップ33に固形分が流入することを抑制する観点からは、内側管32の処理室12内に位置する部分の長さL1が1cm以上であることが好ましく、5cm以上であることがより好ましい。但し、内側管32の処理室12内に位置する部分の長さL1が長すぎると、冷却効果が低い場合がある。従って、長さL1は、30cm以下であることが好ましい。
また、ギャップ33に固形分が流入することを抑制する観点からは、内側管32の処理室12内に位置する部分の長さ(L1)は、内側管32の内径(R1)の0.1倍以上であることが好ましく、0.3倍以上であることがより好ましい。但し、上述の通り、長さL1が長すぎると、冷却効果が低い場合がある。従って、長さL1は、内径R1の1倍以下であることが好ましく、0.8倍以下であることがより好ましい。
また、内側管32と外側管31との間のギャップ33の距離をL2としたときにL2/L1が0.1以上であることが好ましく、0.2以上であることがより好ましい。但し、L2/L1が大きすぎると、配管が大きくなりすぎる場合がある。従って、L2/L1は、1以下であることが好ましく、0.8以下であることがより好ましい。
なお、詳細には、距離L2は、ギャップ33のうち、導入管30の装置本体10に対して接続された部分の距離をいう。
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第1の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
(変形例)
図4は、変形例に係る集塵装置1aの一部分の模式的断面図である。
上記実施形態では、内側管32と外側管31との両方が直管により構成されている例について説明した。但し、本発明は、これに限定されない。例えば、図4に示すように、外側管31が処理室12側に向かって拡径している部分を有していてもよい。この場合、外側管31と内側管32との間のギャップ33を大きくすることができる。よって、ギャップ33が固形物により埋まることをより効果的に抑制することができる。
1,1a 集塵装置
10 装置本体
11 筐体
11a 導入口
11b 排出口
11c 天壁部
12 処理室
13 フィルター
30 導入管
31 外側管
32 内側管
32a 先端部
33 ギャップ
40 排出管

Claims (7)

  1. 処理室と、前記処理室に開口しており、ガスが導入される導入口と、前記処理室に開口しており、被処理ガスが排出される排出口と、前記処理室内に配されており、前記導入口と前記排出口とを隔離するフィルターとを備える装置本体と、
    前記導入口に取り付けられた導入管と、
    を備え、
    前記導入管は、
    前記導入口に接続された外側管と、
    前記外側管の内側に配されており、少なくとも前記装置本体側の部分において前記外側管とは離間して設けられた内側管と、
    を有し、
    前記内側管が前記処理室の内部にまで至っている、集塵装置。
  2. 前記内側管の前記処理室内に位置する部分の長さ(L1)は、前記内側管の内径(R1)の0.1倍以上1.0倍以下である、請求項1に記載の集塵装置。
  3. 前記内側管の前記処理室内に位置する部分の長さをL1とし、前記内側管と前記外側管との間の隙間の距離をL2としたときに、L2/L1が0.1以上1.0以下である、請求項1又は2に記載の集塵装置。
  4. 前記導入管は、前記処理室の上方から前記処理室に向かって鉛直方向の下側に延びている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の集塵装置。
  5. 温度が低くなったときに固形分が発生するガスが導入される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の集塵装置。
  6. 固形分を含むガスが導入される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の集塵装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の集塵装置を用いたガスの処理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5465163A (en) * 1977-11-02 1979-05-25 Seitai Kagaku Kenkyusho Kk Super cooling type gas trapping apparatus
JP2010162438A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Ube Ind Ltd 固形物捕集装置および固形物捕集方法

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