JP2017100097A - ガスフィルターエレメント - Google Patents
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Abstract
【解決課題】ガス中の不純物微粒子と不純物ガスの両方の除去が可能なガスフィルターエレメントを提供すること。【解決手段】外側から内側に向かって被処理ガスが通気される円筒状フィルター部と、該円筒状フィルター部の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状フィルター部の一端と接着されることにより、該円筒状フィルター部の一端側を封止する第一エンドプレートと、該円筒状フィルター部の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状フィルター部の他端と接着されることにより、該円筒状フィルター部の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有し、該円筒状フィルター部は、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填層との積層体からなること、を特徴とするガスフィルターエレメント。【選択図】図１
Description
本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化していない天然ガス、都市ガス、下水汚泥や生ゴミ等の廃棄物の発酵分解により生成するバイオガス、石炭から合成されるガス等のガスのパイプラインに付設されるガスフィルターや、ガスのパイプラインンに付設されるガバナ内に取り付けられるガスフィルターエレメントに関する。
天然ガスの採掘場で採掘された天然ガスは、液化されることなく、直接パイプラインで運ばれるものがある。そして、この液化されていない天然ガス中には、水銀蒸気が多く含まれていることがある。
また、都市ガスの製造工場では、ＬＮＧタンカーやＬＮＧローリーで運ばれてきたＬＮＧは、気化された後、付臭や熱量調整等が施されて、都市ガスが製造される。製造された都市ガスは、パイプラインを通して、直接、あるいは、一旦ガスホルダーに貯蔵した後、ユーザーへと輸送される。
これらの輸送される液化していない天然ガスや都市ガスには、もともとのガス中や原料ＬＮＧに混入していた不純物微粒子、都市ガス製造装置、ガスホルダー、パイプライン等から発生する不純物微粒子が、混入しているため、パイプラインにガスフィルターを設置して、ガス中の不純物微粒子が除去される。このパイプラインに設置されるガスフィルターには、不純物微粒子の除去を行う部材として、ガスフィルターエレメントが用いられる。
また、都市ガスの製造工場で製造された都市ガスは、１．０ＭＰａ以上の高圧であるため、ガスホルダーに貯蔵する前や、ユーザーに供給する前に、ガバナ（整圧器）で都市ガスの圧力を下げてから、ガスホルダー又はユーザーに輸送される。そして、このガバナには、都市ガス中の不純物微粒子の除去を行うために、ガスフィルターエレメントが設置されている。
ところが、従来のガスフィルター又はガスフィルターエレメントでは、ガス中の微粒子を除去することはできるものの、ガス中の不純物ガス、例えば、硫化水素等の硫黄化合物、水銀、ハロゲン化合物、窒素化合物等を除去することはできない。特に、液化していない天然ガス中には、有害な水銀蒸気が含まれていることが多いので、液化していない天然ガス中の水銀を除去することは、重要である。
また、例えば、バイオガス等についても、ガスの製造場所から使用場所までの間で、ガス中の不純物微粒子の除去に加え、不純物ガス、例えば、硫化水素、メルカプタン等の硫黄化合物、ハロゲン化合物、窒素化合物等を除去する必要がある。
従って、本発明の目的は、ガス中の不純物微粒子と不純物ガスの両方の除去が可能なガスフィルターエレメントを提供することにある。
上記従来技術における課題は、以下に示す本発明により解決される。
すなわち、本発明（１）は、外側から内側に向かって被処理ガスが通気される円筒状フィルター部と、該円筒状フィルター部の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状フィルター部の一端と接着されることにより、該円筒状フィルター部の一端側を封止する第一エンドプレートと、該円筒状フィルター部の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状フィルター部の他端と接着されることにより、該円筒状フィルター部の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有し、
該円筒状フィルター部は、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填層との積層体からなること、
を特徴とするガスフィルターエレメントを提供するものである。
すなわち、本発明（１）は、外側から内側に向かって被処理ガスが通気される円筒状フィルター部と、該円筒状フィルター部の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状フィルター部の一端と接着されることにより、該円筒状フィルター部の一端側を封止する第一エンドプレートと、該円筒状フィルター部の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状フィルター部の他端と接着されることにより、該円筒状フィルター部の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有し、
該円筒状フィルター部は、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填層との積層体からなること、
を特徴とするガスフィルターエレメントを提供するものである。
また、本発明（２）は、外側から内側に向かって被処理ガスが通気される円筒状フィルター部を有し、
該円筒状フィルター部は、円筒状プリーツろ材ユニットと、該円筒状プリーツろ材ユニットの内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填ユニットと、からなり、
該円筒状プリーツろ材ユニットは、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状プリーツろ材層の一端と接着されることにより、該円筒状プリーツろ材層の一端側を封止する第一エンドプレートと、該円筒状プリーツろ材層の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状プリーツろ材層の他端と接着されることにより、該円筒状プリーツろ材層の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有し、
該円筒状活性炭充填ユニットは、内部に活性炭が充填される活性炭充填容器と、該活性炭充填容器の内部に充填されている活性炭と、を有すること、
を特徴とするガスフィルターエレメントを提供するものである。
該円筒状フィルター部は、円筒状プリーツろ材ユニットと、該円筒状プリーツろ材ユニットの内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填ユニットと、からなり、
該円筒状プリーツろ材ユニットは、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状プリーツろ材層の一端と接着されることにより、該円筒状プリーツろ材層の一端側を封止する第一エンドプレートと、該円筒状プリーツろ材層の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状プリーツろ材層の他端と接着されることにより、該円筒状プリーツろ材層の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有し、
該円筒状活性炭充填ユニットは、内部に活性炭が充填される活性炭充填容器と、該活性炭充填容器の内部に充填されている活性炭と、を有すること、
を特徴とするガスフィルターエレメントを提供するものである。
本発明によれば、ガス中の不純物微粒子と不純物ガスの両方の除去が可能なガスフィルターエレメントを提供することができる。
本発明の第一の形態のガスフィルターエレメントについて、図１〜図７を参照して説明する。図１は、ガスフィルター構造体の模式的な端面図である。図２は、図１に示すガスフィルター構造体を上から見た図である。図３は、図１に示すガスフィルター構造体に設置されている本発明のガスフィルターエレメントの形態例の模式図であり、図３（Ａ）は斜視図であり、図３（Ｂ）は端面図である。図４は、図３中のガスフィルターエレメントの円筒状フィルター部を示す図であり、図４（Ａ）は斜視図であり、図４（Ｂ）は上から見た図である。図５は、図４中のＡ部分の拡大図である。図６は、図３中のガスフィルターエレメントの第一エンドプレートを示す図であり、図６（Ａ）は斜視図であり、図６（Ｂ）は端面図である。図７は、円筒状フィルター部を被処理ガスが通過する様子を示す図である。
図１及び図２に示すように、ガスフィルター構造体１は、筐体部円筒部９と、筐体部上部蓋部７と、筐体部下部蓋部８とで、筐体を構成しており、筐体部上部蓋部７及び筐体部下部蓋部８は、筐体部円筒部９の両端に形成されているフランジ部１４で、固定ボルト１３を用いて取り付けられている。そして、筐体内には、ガスフィルターエレメント１０が設置されている。ガスフィルターエレメント１０の上側には、円形且つ平板状の上部封止板２が付設され、下側には、環状且つ平板状の下部封止板３が付設されている。上部封止板２及び下部封止板３が付設されたガスフィルターエレメント１０は、支持部３により、ガスフィルター構造体１内に固定されている。ガスフィルター構造体１の側面には、筐体内の空間１１に繋がり、被処理ガス２０を供給するための被処理ガス供給管６が付設されている。ガスフィルター構造体１の下側には、筐体部下側蓋部８及び下部封止板５に形成されている挿通口を通って、ガスフィルターエレメント１０の内側に繋がり、処理ガス２１を排出するための処理ガス排出管４が付設されている。なお、ガスフィルターエレメント１０と上部封止板２及び下部封止板５との間、下部封止板５の挿通口及び筐体部下側蓋部８の挿通口の内側と処理ガス排出管４の外側との間、筐体部上部蓋部７及び筐体部下部蓋部８とフランジ部１４との間は、密閉されている。図２では、ガスフィルターエレメント１０及び処理ガス排出管４の輪郭を点線で示した。
そして、被処理ガス供給管２０から、被処理ガス２０が、ガスフィルター構造体１の筐体内に供給され、筐体内に供給された被処理ガス２０は、ガスフィルターエレメント１０の円筒の側面部分の外側から、円筒状フィルター部を通過して、内側へ抜けて、処理ガス２１となる。処理ガス２１は、ガスフィルターエレメント１０の内側から、処理ガス排出管４を通って、ガスフィルター構造体１の外へと排出される。
図３に示すように、ガスフィルター構造体１内に設置されているフィルターエレメント１０は、円筒状フィルター部１５と、第一エンドプレート１６と、第二エンドプレート１８と、を有する。
円筒状フィルター部１５は、図４及び図５に示すように、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材２４１が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層２４と、円筒状活性炭充填層２３との積層体２２からなる。円筒状フィルター部１５では、積層体２２が円筒状になっており、その外側に円筒状プリーツろ材層２４が配置され、内側に円筒状活性炭充填層２３が配置されている。円筒状活性炭充填層２３は、円筒状に加工されている外側金属メッシュ２３１ａと、その内側に円筒状に加工されている内側金属メッシュ２３１ｂとを、間隔を開けて配設し、その間に粒状の活性炭２３２を充填することにより形成されている。
第一エンドプレート１６は、図６に示すように、環状且つ平板状の形状である。第一エンドプレート１６の内側端の円筒状フィルター部側には、環状リブ１７が形成されており、また、第一エンドプレート１６の外側端の円筒状フィルター部側には、環状リブ３７が形成されている。そして、第一エンドプレート１６は、円筒状フィルター部１５の一端と接着されることにより、図７に示すように、円筒状フィルター部１５の外側から入ってきた被処理ガス２０が、円筒状フィルター部１５の一端側から、円筒状フィルター部１５の内側へと漏れないように、円筒状フィルター部１５の一端側を封止するための部材である。円筒状フィルター１５の一端側に、円筒状フィルター部１５の一端を封止する第一エンドプレート１６が接着されて設けられていることにより、図７に示すように、円筒状フィルター１５の外側の被処理ガス２０が、円筒状フィルター１５を通過して、円筒状フィルター１５の内側へと抜ける。
また、第二エンドプレート１８についても、第一エンドプレート１６と同様であり、第一エンドプレート１７は、環状且つ平板状の形状であり、第二エンドプレート１８の内側端の円筒状フィルター部側には、環状リブ１９が形成されており、また、第二エンドプレート１８の外側端の円筒状フィルター部側には、環状リブ３９が形成されている。そして、第一エンドプレート１８は、円筒状フィルター１５の他端と接着されることにより、円筒状フィルター部１５の外側から入ってきた被処理ガス２０が、円筒状フィルター部１５の他端側から、円筒状フィルター部１５の内側へと漏れないように、円筒状フィルター部１５の他端側を封止するための部材である。円筒状フィルター１５の他端側に、円筒状フィルター部１５の他端を封止する第二エンドプレート１８が接着されて設けられていることにより、円筒状フィルター１５の外側の被処理ガス２０が、円筒状フィルター１５を通過して、円筒状フィルター１５の内側へと抜ける。
なお、本発明において、円筒状フィルター部の一端及び他端とは、円筒が延びる方向のそれぞれの端を指す。
また、第一エンドプレート１６の内側端に形成されている環状リブ１７、外側に形成されている環状リブ３７、第二エンドプレート１８の内側端に形成されている環状リブ１９、及び外側に形成されている環状リブ３９は、円筒状フィルター部の端部をエンドプレートに接着させるときに、エンドプレートと環状リブで囲まれた部分に接着剤を保持させておくことができ、接着を容易にする役割を果たす。
また、円筒状フィルター部１５の両端が、第一エンドプレート１６及び第二エンドプレート１８に接着されていることで、ガスフィルターエレメント１０の外側から内側にガスを通過させているときに、円筒状フィルター部１５の円周方向に、円筒状フィルター部１５が回転移動することが防がれる。
本発明の第一の形態のガスフィルターエレメントは、外側から内側に向かって被処理ガスが通気される円筒状フィルター部と、該円筒状フィルター部の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状フィルター部の一端と接着されることにより、該円筒状フィルター部の一端側を封止する第一エンドプレートと、該円筒状フィルター部の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状フィルター部の他端と接着されることにより、該円筒状フィルター部の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有し、
該円筒状フィルター部は、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填層との積層体からなること、
を特徴とするガスフィルターエレメントである。
該円筒状フィルター部は、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填層との積層体からなること、
を特徴とするガスフィルターエレメントである。
本発明のフィルターエレメントは、円筒状フィルター部と、第一エンドプレートと、第二エンドプレートと、を有する。
円筒状フィルター部は、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、円筒状の活性炭充填層と、の積層体からなる。シート状の除塵用ろ材としては、ガス中に混入している微粒子を除去できるものであれば、特に制限されず、材質の観点からは、例えば、ガラス繊維の不織布、天然繊維、フッ素樹脂などの合成樹脂繊維等の有機繊維の不織布、フッ素樹脂メンブレンと天然繊維、フッ素樹脂などの合成繊維等の有機繊維の不織布をラミネートしたもの、金属繊維からなる金属メッシュが挙げられ、また、除塵性能の観点からは、例えば、中性能フィルターろ材や、ＨＥＰＡフィルターろ材が挙げられる。なお、中性能フィルターろ材とは、ＪＩＳ Ｂ ９９０８に準拠した色法試験において、６５〜９５％の捕集率を有するろ材を指す。また、ＨＥＰＡフィルターろ材とは、ＪＩＳ Ｚ ８１２２に準拠した試験において、「定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の粒子捕集率をもち、かつ初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能を持つエアフィルタ」と規定されている。シート状の除塵用ろ材を形成する無機繊維又は有機繊維の太さ、繊維間に形成される隙間の大きさ、シート状の除塵用ろ材の厚さは、ろ過精度、フィルターの機械強度等に応じて、適宜選択されるが、通常、無機繊維、有機繊維及び金属繊維の太さは、０．１〜１００μｍであり、シート状の除塵用ろ材の厚さは、０．１〜２．０ｍｍ、好ましくは０．６〜０．８ｍｍである。また、活性炭充填層に充填されている活性炭としては、粒状の活性炭、繊維状の活性炭が挙げられ、ＳＯｘ、ＮＯｘ、硫化水素等の酸性ガス除去用、アンモニア、トリメチルアミン等の塩基性ガス除去用、水銀蒸気除去用、メルカプタン、硫化水素等の硫黄化合物ガス除去用等の活性炭が挙げられ、被処理ガスの種類や用途に応じて、不純物ガスと速やかに反応して安定な化合物を作る無機塩が担持された活性炭、更に、その反応を促進するための薬品が担持された活性炭等が、適宜選択される。活性炭の平均粒径、平均繊維径、平均繊維長、比表面積、平均細孔径は、活性炭に吸着させる不純物ガス成分の濃度又は流速と、活性炭の吸着速度又は吸着量等に応じて、適宜選択されるが、通常、粒状の活性炭の平均粒径は、０．５〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜２．５ｍｍであり、比表面積は、８００〜１２００ｍ２／ｇ、好ましくは１０００〜１１００ｍ２／ｇである。また、繊維状の活性炭の太さは、０．１〜１００μｍ、好ましくは１０〜２０μｍである。
円筒状フィルター部は、円筒状プリーツろ材層と円筒状活性炭充填層との積層体である。積層体は、外側に円筒状プリーツろ材層が配置され且つ内側に円筒状活性炭充填層が配置されているか、あるいは、外側に円筒状活性炭充填層が配置され且つ内側に円筒状プリーツろ材層が配置されている。図４に示す形態例の円筒状フィルター部１５では、外側に円筒状プリーツろ材層２４が配置され且つ内側に円筒状活性炭充填層２３が配置されている。また、図８に示す形態例の円筒状フィルター部１５では、外側に円筒状活性炭充填層２３が配置され且つ内側に円筒状プリーツろ材層２４が配置されている。円筒状フィルター部が、シート状の除塵用ろ材からなる円筒状プリーツろ材層と、活性炭充填層とで、形成されていることにより、ガス中の不純物微粒子に加え、ＳＯｘ、ＮＯｘ、硫化水素等の酸性ガス、アンモニア、トリメチルアミン等の塩基性ガス、水銀蒸気、メルカプタン、硫化水素等の硫黄化合物ガス等の不純物ガスを除去することができる。また、活性炭の交換が容易となり、シート状の除塵用ろ材の洗浄が容易となる。また、異なる性質を有する複数の吸着対象を吸着除去する場合に、吸着対象毎に適した活性炭を、複数混合して使用することができ、あるいは、吸着対象毎に適した活性炭を、各吸着対象の含有比率に応じた混合比で混合して使用することができるので、異なる性質を有する複数の吸着対象の除去性能が高くなる。
プリーツのピッチ間隔（図４中、符号３０で示す長さ）は、ろ過面積、活性炭吸着量等に応じて、適宜選択されるが、通常、５〜２０ｍｍ、好ましくは１０〜１５ｍｍである。また、円筒状フィルター部のプリーツの厚み（図４中、符号３１で示す長さ）は、ろ過面積、活性炭吸着量等に応じて、適宜選択されるが、通常、１０ｍｍ以上、好ましくは４０〜１００ｍｍである。
円筒状活性炭充填層を形成させる方法としては、特に制限されず、例えば、円筒状に加工されている外側金属メッシュと、その内側に円筒状に加工されている内側金属メッシュとを、間隔を開けて配設し、その間に活性炭を充填することにより形成する方法、無機繊維又は有機繊維の織布又は不織布、有機繊維からなる網、金属メッシュ等からなり、横長の矩形状の袋体内に、活性炭を充填し、活性炭が充填された袋体を円筒状にすることにより形成する方法が挙げられる。
円筒状フィルター部を形成するシート状の除塵用ろ材には、図９（Ａ）に示す形態例のように、シート状の除塵用ろ材の両面に、金網、樹脂網等の補強材が付設されていてもよい。また、円筒状フィルター部を形成するシート状の除塵用ろ材には、図９（Ｂ）に示す形態例のように、内側の面に、金網、樹脂網等の補強材が付設されていてもよい。シート状の除塵ろ材側の内側面に又は両面に付設される補強材は、ガスフィルターエレメントの設置の際に、円筒状フィルター部にかかる上下方向（円筒状フィルター部の中心線が伸びる方向、以下同じ。）からの荷重に対して補強材となる。シート状の除塵ろ材側の内側面に又は両面に付設される補強材は、シート状の除塵用ろ材を強度的に補強し且つガスの透過を妨げないものであればよい。図９（Ａ）に示す形態例では、シート状の除塵用ろ材２４の両面に補強用の金網２６、２６が付設されている。また、図９（Ｂ）に示す形態例では、シート状の除塵用ろ材２４の両面に補強用の金網２６が付設されている。なお、図９は、シート状の除塵用ろ材の形態例の一部を拡大した模式的な端面図である。
第一エンドプレートは、環状且つ平板状の形状である。また、第二エンドプレートは、環状且つ平板状の形状である。第一エンドプレート及び第二エンドプレートは、第一エンドプレートが円筒状フィルター部の一端と接着され、且つ、第二エンドプレートが円筒状フィルター部の他端と接着されることにより、円筒状フィルター部の外側から入ってきた被処理ガスが、円筒状フィルター部の両端側から、円筒状フィルター部の内側へと漏れないように、円筒状フィルター部の両端側を封止するための部材である。円筒状フィルター部の両端側に、円筒状フィルター部の両端を封止する第一エンドプレート及び第二エンドプレートが接着されて設けられていることにより、円筒状フィルター部の外側の被処理ガスが、円筒状フィルター部を通過して、円筒状フィルター部の内側へと抜けるようになる。なお、本発明において、円筒状フィルター部の一端及び他端とは、円筒が延びる方向の一端及び他端を指す。円筒状フィルター部と第一エンドプレート及び第二エンドプレートとの接着方法は、材質や使用条件に合わせて適宜選択されるが、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の接着剤を用いる方法、融着、溶接、かしめ等により接着する方法が挙げられる。
第一エンドプレート及び第二エンドプレートの材質としては、メッキ鋼板、ステンレス、アルミニウム等の金属、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂等の合成樹脂が挙げられる。第一エンドプレート及び第二エンドプレートの材質は、使用する環境、温度、耐薬品性等に応じて、適宜選択される。
また、円筒状フィルター部の両端が、第一エンドプレート及び第二エンドプレートと接着されていることで、ガスフィルターエレメントの外側から内側に向けてガスを通過させているときに、円筒状フィルター部の円周方向に、円筒状フィルター部が回転移動することが防がれる。
第一エンドプレート及び第二エンドプレートには、内側端且つ円筒状フィルター部側に、環状リブが形成されていてもよい。第一エンドプレート及び第二エンドプレートの内側端に形成される環状リブは、ガスフィルターエレメントに外側から内側に向けてガスを通過させているときに、円筒状フィルター部の両端の内側が当接することにより、ガスの圧力で、円筒状フィルター部が内側に向けて縮むように変形するのを防ぐ役割を果たす。なお、本発明において、内側端且つ円筒状フィルター部側の環状リブの付設は任意であり、円筒状フィルター部の端部と第一エンドプレート及び第二エンドプレートとが、ガスフィルターエレメントに外側から内側に向けてガスを通過させているときに、ガスの圧力で、円筒状フィルター部が内側に向けて縮むような変形をしない程度の接着力で、接着されていれば、内側端且つ円筒状フィルター部側の環状リブを付設する必要はない。
第一エンドプレート及び第二エンドプレートには、外側端且つ円筒状フィルター部側に、環状リブが形成されていてもよい。第一エンドプレート及び第二エンドプレートの外側端に形成される環状リブは、ガスフィルターエレメントに対して逆圧がかかったとき（内側から外側に向けて圧力がかかったとき）に、円筒状フィルター部の両端の外側が当接することにより、逆圧の圧力で、円筒状フィルター部が外側に向けて広がるように変形するのを防ぐ役割を果たす。なお、本発明において、外側端且つ円筒状フィルター部側の環状リブの付設は任意であり、円筒状フィルター部の端部と第一エンドプレート及び第二エンドプレートとが、ガスフィルターエレメントに逆圧がかかったときに、ガスの圧力で、円筒状フィルター部が外側に向けて縮むような変形をしない程度の接着力で、接着されていれば、外側端且つ円筒状フィルター部側の環状リブを付設する必要はない。
第一エンドプレート及び第二エンドプレートには、円筒状フィルター部側の内側端と外側端の両方に、環状リブが形成されていてもよい。第一エンドプレート及び第二エンドプレートの内側端と外側端の両方に環状リブを形成させることにより、円筒状フィルター部の端部をエンドプレートに接着させるときに、エンドプレートと環状リブで囲まれた部分に接着剤を保持させておくことができるので、接着が容易になる。なお、本発明において、円筒状フィルター部側の内側端と外側端の両方への環状リブの付設は任意である。
また、本発明の第一の形態のガスフィルターエレメントには、円筒状フィルター部の内側に、多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材が設けられていてもよい。図１０中、多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材２７は、円筒状の形状しており、その壁面にガス透過用の孔であるガス透過孔２８を多数有する。そして、図１１中、ガスフィルターエレメント１０ａでは、円筒状フィルター部１５の内側に、図１０に示す円筒状の補強部材２７が設けられている。円筒状の補強部材２７の両端は、第一エンドプレート１６の環状リブ１７及び第二エンドプレート１８の環状リブ１９との間が密封されるように、環状リブ１７及び環状リブ１９に接着している。円筒状の補強部材２７の壁面には、多数のガス透過孔２８が形成されているので、円筒状フィルター部１５を通過してきたガスが、ガス透過孔２８を通って、ガスフィルターエレメント１０ａの内側に抜けることができる。多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材は、ガスフィルターエレメントが設置される際に、円筒状フィルター部にかかる上下方向の荷重に対して、補強材として役割を果たす。多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材の材質としては、メッキ鋼板、ステンレス、アルミニウム等の金属、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂等の合成樹脂が挙げられる。また、第一エンドプレート及び第二エンドプレートが金属製であり且つ多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材が金属製である場合は、第一エンドプレート及び第二エンドプレートと円筒状の補強部材とは、溶接により密閉されることが好ましい。また、第一エンドプレート及び第二エンドプレートが合成樹脂製であり且つ多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材が合成樹脂製である場合は、第一エンドプレート及び第二エンドプレートと円筒状の補強部材とは、接着剤又は融着により密閉されることが好ましい。なお、図１０は、多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材の形態例を示す模式的な斜視図である。図１１は、図９中の円筒状の補強部材が設けられているガスフィルターエレメントの形態例を示す模式的な端面図である。なお、本発明のガスフィルターエレメントに、円筒状フィルター部の内側に、多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材が設けられていていない場合、本発明のガスフィルターエレメントが設置されるガスフィルター構造体に、多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材と同様の機能を果たす部材が設置されることもある。
本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントは、外側から内側に向かって被処理ガスが通気される円筒状フィルター部を有し、
該円筒状フィルター部は、円筒状プリーツろ材ユニットと、該円筒状プリーツろ材ユニットの内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填ユニットと、からなり、
該円筒状プリーツろ材ユニットは、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状プリーツろ材層の一端と接着されることにより、該円筒状プリーツろ材層の一端側を封止する第一エンドプレートと、該円筒状プリーツろ材層の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状プリーツろ材層の他端と接着されることにより、該円筒状プリーツろ材層の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有し、
該円筒状活性炭充填ユニットは、内部に活性炭が充填される活性炭充填容器と、該活性炭充填容器の内部に充填されている活性炭と、を有すること、
を特徴とするガスフィルターエレメントである。
該円筒状フィルター部は、円筒状プリーツろ材ユニットと、該円筒状プリーツろ材ユニットの内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填ユニットと、からなり、
該円筒状プリーツろ材ユニットは、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状プリーツろ材層の一端と接着されることにより、該円筒状プリーツろ材層の一端側を封止する第一エンドプレートと、該円筒状プリーツろ材層の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状プリーツろ材層の他端と接着されることにより、該円筒状プリーツろ材層の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有し、
該円筒状活性炭充填ユニットは、内部に活性炭が充填される活性炭充填容器と、該活性炭充填容器の内部に充填されている活性炭と、を有すること、
を特徴とするガスフィルターエレメントである。
本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントについて、図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントの形態例を組み立てる様子を示す模式的な斜視図である。ガスフィルターエレメント１０ｂは、円筒状プリーツろ材ユニット３４と、円筒状プリーツろ材ユニット３４の内側に嵌まり込むことにより、円筒状プリーツろ材ユニット３４の内側に配置される円筒状活性炭充填ユニット３３と、からなる。円筒状プリーツろ材ユニット３４は、プリーツ状に加工されたシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されているプリーツろ材層２４ｂと、プリーツろ材層２４ｂの両端に接着され、プリーツろ材層２４ｂの両端を封止する第一エンドプレート１６１及び第二エンドプレート１８１と、からなる。また、円筒状活性炭充填ユニット３３は、金属メッシュ製の円筒状の外壁及びその内側に配置される内壁と、それら外壁及び内壁の両端に取り外し可能に嵌められ、外壁及び内壁の両端を塞ぐ第三エンドプレート１６２及び第四エンドプレート１８２と、で構成される活性炭充填容器内と、活性炭充填容器内に充填されている粒状の活性炭と、からなる。円筒状活性炭充填ユニット３３では、金属メッシュ製の円筒状の外壁及び内壁と、その間に充填されている粒状の活性炭により、活性炭充填層２３ｂが形成されている。
このように、本発明の第二の形態のフィルターエレメントでは、円筒状フィルター部が、円筒状プリーツろ材ユニットと、円筒状プリーツろ材ユニットの内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填ユニットと、からなる。
円筒状プリーツろ材ユニットは、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、円筒状プリーツろ材部の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、円筒状プリーツろ材層の一端と接着されることにより、円筒状プリーツろ材層の一端側を封止する第一エンドプレートと、円筒状プリーツろ材部の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、円筒状プリーツろ材層の他端と接着されることにより、円筒状プリーツろ材部層の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有する。
本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントに係る円筒状プリーツろ材層、シート状の除塵用ろ材は、本発明の第一の形態のガスフィルターエレメントに係る円筒状プリーツろ材層、シート状の除塵用ろ材と同様である。また、本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントに係る第一エンドプレート及び第二エンドプレート層は、接着しているのが、円筒状フィルター部ではなく、円筒状プリーツろ材層であること以外は、本発明の第一の形態のガスフィルターエレメントに係る第一エンドプレート及び第二エンドプレート層と同様である。
円筒状活性炭充填ユニットは、内部に活性炭が充填される活性炭充填容器と、活性炭充填容器の内部に充填されている活性炭（例えば、粒状の活性炭や繊維状の活性炭）と、を有する。
活性炭充填容器は、活性炭を内部に充填することができ、上下は密閉することが可能であり、外側から内側へ被処理ガスが透過することができるものであれば、特に制限されない。例えば、円筒状の金属メッシュからなる外側壁と、その内側に配置される円筒状の金属メッシュからなる内側壁と、外側壁及び内側壁の上下方向の一端を塞ぐ第三エンドプレートと、他端を塞ぐ第四エンドプレートと、からなる。なお、第三エンドプレートと第四エンドプレートとは、取り外し可能に、外側壁及び内側壁に取り付けられていることが好ましい。なお、外側壁及び内側壁は、粒状の活性炭や繊維状の活性炭等の内部に充填されている活性炭が外にこぼれず且つガスを透過するものであれば、特に制限されない。
本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントに係る活性炭は、本発明の第一の形態のガスフィルターエレメントに係る活性炭と同様である。
本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントでは、円筒状プリーツろ材ユニットの内側又は外側に、円筒状活性炭充填ユニットが嵌め込まれることにより、ガスフィルターエレメントが構成されている。そして、本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントは、円筒状プリーツろ材ユニットと円筒状活性炭充填ユニットの、分離可能な２つのユニットからなるので、円筒状プリーツろ材ユニットと円筒状活性炭充填ユニットとを取り外して、円筒状プリーツろ材ユニットのシート状の除塵ろ材を洗浄し、また、円筒状活性炭充填ユニット内の活性炭を交換するということを、容易に行える。
円筒状プリーツろ材層を形成するシート状の除塵用ろ材には、図９（Ａ）に示す形態例のように、シート状の除塵用ろ材の両面に、金網、樹脂網等の補強材が付設されていてもよい。また、円筒状フィルター部を形成するシート状の除塵用ろ材には、図９（Ｂ）に示す形態例のように、内側の面に、金網、樹脂網等の補強材が付設されていてもよい。シート状の除塵ろ材側の内側面に又は両面に付設される補強材は、ガスフィルターエレメントの設置の際に、円筒状フィルター部にかかる上下方向からの荷重に対して補強材となる。シート状の除塵ろ材側の内側面に又は両面に付設される補強材は、シート状の除塵用ろ材を強度的に補強し且つガスの透過を妨げないものであればよい。図９（Ａ）に示す形態例では、シート状の除塵用ろ材２４の両面に補強用の金網２６、２６が付設されている。また、図９（Ｂ）に示す形態例では、シート状の除塵用ろ材２４の両面に補強用の金網２６が付設されている。なお、図９は、シート状の除塵用ろ材の形態例の一部を拡大した模式的な端面図である。
本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントでは、ガスフィルター等の装置に設置されるときに、円筒状プリーツろ材ユニットの上下方向の一端と円筒状活性炭充填ユニットの上下方向の一端との隙間、及び円筒状プリーツろ材ユニットの上下方向の他端と円筒状活性炭充填ユニットの上下方向の他端との隙間から、被処理ガスが漏れないように、設置される前又は設置時に、ガスケット等を用いて、適宜封止される。
また、本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントには、円筒状フィルター部の内側に、多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材が設けられていてもよい。本発明の第二の形態のガスフィルターエレメントに係る多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材は、本発明の第一の形態のガスフィルターエレメントに係る多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材と同様である。
本発明のガスフィルターエレメントは、ガスフィルターや、ガバナー等の装置内のガスの流路に設置される。そして、本発明のガスフィルターエレメントは、ガスフィルターエレメントの外側から内側に向かって被処理ガスが通気されるように構成されるガスフィルターや装置に設置される。
また、図１に示す形態例は、ガスフィルターエレメントの内側の処理ガスを、ガスフィルターエレメントの内側の片側の端のみから排出する形態例であるが、本発明のガスフィルターエレメントでは、ガスフィルターエレメントの内側に通過してきた処理ガスを、ガスフィルターエレメントの内側の両端からガスフィルター構造体の筐体の外に排出することも、内側の片側の端のみからガスフィルター構造体の筐体の外に排出することもできる。ガスフィルターエレメントの内側の処理ガスが、ガスフィルターエレメントの内側の片側の端のみから排出される形態例の場合、ガスフィルターエレメントの内側の両端は、ガスフィルターエレメントの内側の処理ガスがガスフィルターエレメントの外側且つガスフィルター構造体の筐体内の空間に流れないようにするための封止部材により封止され、且つ、処理ガスの排出側の封止部材に、処理ガスの排気管の挿通口が形成される。また、ガスフィルターエレメントの内側の処理ガスが、ガスフィルターエレメントの内側の両端から排出される場合、ガスフィルターエレメントの内側の両端は、ガスフィルターエレメントの内側の処理ガスがガスフィルターのフィルターエレメントの外側且つガスフィルター構造体の筐体内の空間に流れないようにするための封止部材により封止され、且つ、両端の封止部材のいずれにも、処理ガスの排気管の挿通口が形成される。また、図１２に示す形態例のように、ガスフィルターエレメントの複数が、直列に連結されて用いられる場合、ガスフィルターエレメントの内側の連結側の端は、ガスフィルターエレメントの内側の処理ガスがガスフィルターのフィルターエレメントの外側且つガスフィルター構造体の筐体内の空間に流れないようにするための封止部材により封止され、且つ、連結側の封止部材には、ガスフィルターエレメントの内側同士を繋ぐ連結部材の挿通口が形成される。図１２に示す形態例では、ガスフィルターエレメント１０、１０の内側が、連結管２９で繋がれて、直列に、ガスフィルターエレメント１０、１０が連結されている。なお、図１２は、ガスフィルターエレメントが直列に連結されている形態例の模式的な端面図である。
本発明のガスフィルターエレメントが用いて処理される被処理ガスとしては、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化していない天然ガス、都市ガス、下水汚泥や生ゴミ等の廃棄物の発酵分解により生成するバイオガス、石炭から合成されるガス等のメタン、エタン等の低分子量の燃料ガスを多く含むガスが挙げられる。
本発明のガスフィルターエレメントは、圧力が１．０〜９．８ＭＰａの高圧の被処理ガス、圧力が０．３〜１．０ＭＰａの中圧の被処理ガスに、好適に用いられる。
１ ガスフィルター構造体
２ 上部封止板
３ 支持部
４ 処理ガス排出管
５ 下部封止板
６ 被処理ガス供給管
７ 筐体部上部蓋部
８ 筐体部下部蓋部
９ 筐体部円筒部
１０、１０ａ、１０ｂ ガスフィルターエレメント
１１ 筐体内の空間
１２ ガスフィルターエレメントの内側
１３ 固定ボルト
１４ フランジ部
１５ 円筒状フィルター部
１６ 第一エンドプレート
１７、１９、３７、３９ 環状リブ
１８ 第二エンドプレート
２０ 被処理ガス
２１ 処理ガス
２２ 積層体
２３ 円筒状活性炭充填層
２４ 円筒状プリーツろ材層
２６ 補強用の金網
２７ 多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材
２８ ガス透過孔
２９ 連結部材
３０ プリーツのピッチ
３１ プリーツの厚み
３３ 円筒状活性炭充填ユニット
３４ 円筒状プリーツろ材ユニット
１６１ 第一エンドプレート
１６２ 第三エンドプレート
１８１ 第二エンドプレート
１８２ 第四エンドプレート
２３１ａ、２３１ｂ 円筒状の金属メッシュ
２３２ 粒状の活性炭
２４１ シート状の除塵用ろ材
２ 上部封止板
３ 支持部
４ 処理ガス排出管
５ 下部封止板
６ 被処理ガス供給管
７ 筐体部上部蓋部
８ 筐体部下部蓋部
９ 筐体部円筒部
１０、１０ａ、１０ｂ ガスフィルターエレメント
１１ 筐体内の空間
１２ ガスフィルターエレメントの内側
１３ 固定ボルト
１４ フランジ部
１５ 円筒状フィルター部
１６ 第一エンドプレート
１７、１９、３７、３９ 環状リブ
１８ 第二エンドプレート
２０ 被処理ガス
２１ 処理ガス
２２ 積層体
２３ 円筒状活性炭充填層
２４ 円筒状プリーツろ材層
２６ 補強用の金網
２７ 多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材
２８ ガス透過孔
２９ 連結部材
３０ プリーツのピッチ
３１ プリーツの厚み
３３ 円筒状活性炭充填ユニット
３４ 円筒状プリーツろ材ユニット
１６１ 第一エンドプレート
１６２ 第三エンドプレート
１８１ 第二エンドプレート
１８２ 第四エンドプレート
２３１ａ、２３１ｂ 円筒状の金属メッシュ
２３２ 粒状の活性炭
２４１ シート状の除塵用ろ材
Claims (9)
- 外側から内側に向かって被処理ガスが通気される円筒状フィルター部と、該円筒状フィルター部の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状フィルター部の一端と接着されることにより、該円筒状フィルター部の一端側を封止する第一エンドプレートと、該円筒状フィルター部の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状フィルター部の他端と接着されることにより、該円筒状フィルター部の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有し、
該円筒状フィルター部は、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填層との積層体からなること、
を特徴とするガスフィルターエレメント。 - 外側から内側に向かって被処理ガスが通気される円筒状フィルター部を有し、
該円筒状フィルター部は、円筒状プリーツろ材ユニットと、該円筒状プリーツろ材ユニットの内側又は外側に配置される円筒状活性炭充填ユニットと、からなり、
該円筒状プリーツろ材ユニットは、プリーツ状に加工されているシート状の除塵用ろ材が円筒状に成形されている円筒状プリーツろ材層と、該円筒状プリーツろ材層の一端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状プリーツろ材層の一端と接着されることにより、該円筒状プリーツろ材層の一端側を封止する第一エンドプレートと、該円筒状プリーツろ材層の他端側に設けられ、略環状且つ平板状の形状を有し、該円筒状プリーツろ材層の他端と接着されることにより、該円筒状プリーツろ材層の他端側を封止する第二エンドプレートと、を有し、
該円筒状活性炭充填ユニットは、内部に活性炭が充填される活性炭充填容器と、該活性炭充填容器の内部に充填されている活性炭と、を有すること、
を特徴とするガスフィルターエレメント。 - 前記シート状の除塵用ろ材が、フッ素樹脂メンブレンとポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリエステル又はフッ素樹脂の不織布をラミネートしたろ材であることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載のガスフィルターエレメント。
- 前記シート状の除塵用ろ材が、ガラス繊維の不織布であることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載のガスフィルターエレメント。
- 前記シート状の除塵用ろ材が、ＪＩＳ Ｂ ９９０８に準拠した色法試験において、６５〜９５％の捕集率を有する中性能フィルターろ材であることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載のガスフィルターエレメント。
- 前記シート状の除塵用ろ材が、ＪＩＳ Ｚ ８１２２に規定されるＨＥＰＡフィルターろ材であることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載のガスフィルターエレメント。
- 前記円筒状プリーツろ材層の前記シート状の除塵用ろ材の内側の面に、前記円筒状プリーツろ材層の補強用の金網が付設されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のガスフィルターエレメント。
- 前記円筒状プリーツろ材層の前記シート状の除塵用ろ材の両面に、前記円筒状プリーツろ材層の補強用の金網が付設されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のガスフィルターエレメント。
- 前記円筒状フィルター部の内側に、多数のガス透過孔を有する円筒状の補強部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載のガスフィルターエレメント。
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