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

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。