JP2021137762A

JP2021137762A - 集塵装置

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Publication number: JP2021137762A
Application number: JP2020039476A
Authority: JP
Inventors: 佳門文野; Kamon Fumino; 浩司三坂; Koji Mitsusaka
Original assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2040-03-09
Also published as: JP7454963B2

Abstract

【課題】例えば地震が発生した場合に揺れ等でセラミックフィルタが損傷するのを、簡単な構成で防止することができる集塵装置を提供すること。【解決手段】集塵装置１は、含塵空気が通過する第１室２１と、含塵空気から塵が除去されて、浄化された浄化空気が通過する第２室２２とに区画された筐体と、第１室２１と第２室２２との間に配置され、含塵空気から塵を除去するセラミックフィルタ３１と、筐体に対して、セラミックフィルタ３１を揺動可能に支持するフローティング支持部６とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、集塵装置に関する。

ごみ焼却炉や下水汚泥の焼却炉等から排出される排ガスには、灰分、金属、未燃の炭素や有機物などの微細な粉塵が含まれるため、排出する際には除去処理が必要となる。この微細な粉塵を除去処理する装置の一つとして、濾過式集塵装置がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の濾過式集塵装置は、排ガスに含まれる塵埃を捕集して、排ガスから粉塵を除去するセラミックフィルタと、セラミックフィルタ内に挿入され、セラミックフィルタを補強するリテーナとを備える。このリテーナにより、セラミックフィルタに対する耐震性が確保されている。

特開２０１８−５１５４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の濾過式集塵装置では、例えばセラミックフィルタの大きさによって、セラミックフィルタ内に挿入されるリテーナの大きさも変更しなければならず、装置設計が煩雑となってしまう。

本発明の目的は、例えば地震が発生した場合に揺れ等でセラミックフィルタが損傷するのを、簡単な構成で防止することができる集塵装置を提供することにある。

本発明の集塵装置の一つの態様は、含塵空気が通過する第１室と、前記含塵空気から前記塵が除去されて、浄化された浄化空気が通過する第２室とに区画された筐体と、
前記第１室と前記第２室との間に配置され、前記含塵空気から前記塵を除去するセラミックフィルタと、
前記筐体に対して、前記セラミックフィルタを揺動可能に支持するフローティング支持部とを備えることを特徴とする。

例えば地震が発生した場合、筐体も揺れる。そして、筐体の揺れに伴う振動がセラミックフィルタに伝達されそうになる。また、セラミックフィルタは、その構成上、脆弱であり、振動の程度によっては、例えば割れ（亀裂）等の損傷が生じるおそれがある。
しかしながら、本発明によれば、セラミックフィルタは、フローティング支持部を介して揺動可能に支持されていることにより、筐体からの振動の伝達が防止される。これにより、例えば地震が発生した場合に揺れ等でセラミックフィルタが損傷するのを防止することができる。

また、フローティング支持部は、損傷防止対象であるセラミックフィルタに対して、集中して、すなわち、優先的かつ重点的に、振動伝達を防止することができる。これにより、セラミックフィルタの大きさ、すなわち、全長や外径の大小に関わらず、簡単な構成で、セラミックフィルタへの振動伝達を防止することができる。

本発明の集塵装置の第１実施形態を示す垂直断面側面図である。図１中の二点鎖線で囲まれた領域Ａの拡大詳細図である。図２中のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の集塵装置の第２実施形態を示す垂直断面側面図である。本発明の集塵装置の第３実施形態を示す垂直断面側面図である。本発明の集塵装置の第４実施形態を示す垂直断面側面図である。

以下、本発明の集塵装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１〜図３を参照して、本発明の集塵装置の第１実施形態について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定する。一例として、Ｘ軸とＹ軸を含むＸＹ平面が水平となっており、Ｚ軸が鉛直となっている。また、図１および図２中（図４〜図６についても同様）の上側を「上（または上方）」、下側を「下（または下方）」と言うことがある。

図１に示す集塵装置１は、例えば、産業廃棄物や家庭ゴミ等を処理する処理施設の他、製鉄、製鋼施設等の産業施設に設置され、焼却炉や破砕設備等（以下「焼却炉」を代表とする）から排出される含塵空気ＡＲ１を浄化するのに用いられる。この集塵装置１は、装置本体である筐体２と、含塵空気ＡＲ１に含まれる塵（埃も含む）等の異物ＥＭを捕捉する複数のセラミックフィルタ３１と、処理用空気（空気）ＡＲ３を噴出する噴出部４と、浄化空気ＡＲ２を吸引する吸引部５と、各セラミックフィルタ３１を支持するフローティング支持部６と、セラミックフィルタ３１同士を連結する連結部７とを備えている。以下、各部の構成について説明する。

筐体２は、本実施形態では円錐台形状をなし、その中心軸Ｏ２がＺ軸方向（鉛直方向）に沿った姿勢で支持されている。この筐体２は、内部が隔壁部２３によって上下に２つの空間に区画されている。下側の空間は、含塵空気ＡＲ１が通過する第１室２１である。上側の空間は、含塵空気ＡＲ１から塵等の異物ＥＭが除去されて、浄化された浄化空気ＡＲ２が通過する第２室２２である。なお、筐体２の形状は、円錐台形状に限定されず、例えば、四角錐台形状であってもよい。

また、隔壁部２３は、筐体２の内部を上下に２つの空間に区画することの他に、各セラミックフィルタ３１をフローティング支持部６ごと一括して支持する支持板としても機能する。隔壁部２３には、各セラミックフィルタ３１が挿通する貫通孔２３１が形成されている。これにより、各セラミックフィルタ３１は、懸垂状態となり、上側で片持ち支持される。また、各セラミックフィルタ３１が懸垂状態となることにより、例えば、各セラミックフィルタ３１の全長をできる限り延ばして、異物ＥＭを捕捉する面積を十分に確保することができる。

また、筐体２の側壁部２７には、筐体２の第１室２１に含塵空気ＡＲ１が導入される導入管２８と、筐体２の第２室２２から浄化空気ＡＲ２が排出される排出管５２とが接続されている。
導入管２８は、第１室２１に連通している。また、導入管２８は、筐体２と反対側で、焼却炉に接続されている。これにより、焼却炉で生じた含塵空気ＡＲ１を、導入管２８を介して、筐体２の第１室２１内に導入することができる。

排出管５２は、吸引部５の一部を構成し、第２室２２に連通している。吸引部５は、排出管５２に対し筐体２と反対側で、排出管５２に接続されたポンプ（図示せず）を有する。このポンプが作動することにより、第２室２２内の浄化空気ＡＲ２を、排出管５２を介して、迅速に排出することできる。
筐体２の底部２４は、テーパ状をなす。これにより、異物ＥＭが、後述するように落下してきた際、その異物ＥＭを底部２４の中央部に集中して集めることができる。

底部２４の中央部には、異物ＥＭを排出する排出管２５が接続されている。底部２４の中央部に集められた異物ＥＭは、排出管２５を介して、外部に迅速に排出される。これにより、筐体２に異物ＥＭが残留するのを防止することができる。
また、排出管２５には、ロータリーバルブ２６が設置されている。ロータリーバルブ２６が作動することにより、異物ＥＭが排出管２５を介して強制的に排出され、よって、排出管２５の排出時間を短縮することができる。

各セラミックフィルタ３１は、第１室２１と第２室２２との間に配置されたろ過材である。各セラミックフィルタ３１は、セラミックで構成されている。各セラミックフィルタ３１は、Ｚ軸方向に沿った円筒状または角筒状に形成されている。また、各セラミックフィルタ３１の上端部は開口し、下端部は閉塞している。そして、含塵空気ＡＲ１がセラミックフィルタ３１を外側から内側に向かって通過することにより、図１に示すように、含塵空気ＡＲ１に含まれる異物ＥＭがセラミックフィルタ３１に捕捉される。これにより、含塵空気ＡＲ１から異物ＥＭを除去することができ、よって、浄化空気ＡＲ２が生成される。このような動作を「集塵動作」と言う。

また、各セラミックフィルタ３１の上端部には、外径が拡径したフランジ部３１１が形成されている。また、以下では、セラミックフィルタ３１のフランジ部３１１よりの下側の部分を「胴部３１２」と言う。
各セラミックフィルタ３１の大きさ（全長および外径）は、本実施形態では互い同じであるが、これに限定されず、互いに異なっていてもよい。また、セラミックフィルタ３１の全長は、例えば、１ｍ以上５ｍ以下とすることができる。セラミックフィルタ３１の外径は、例えば、１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下とすることができる。

なお、セラミックフィルタ３１の配置数は、図１に示す構成では３つであるが、これに限定されず、例えば、１つ、２つまたは４つ以上であってもよい。また、セラミックフィルタ３１の配置数が複数の場合、これらのセラミックフィルタ３１は、水平方向に沿って離間して、すなわち、間隔を置いて配置される。

図１に示すように、各セラミックフィルタ３１は、異物ＥＭを捕捉した際、当該異物ＥＭがそのまま付着する場合がある。この場合、異物ＥＭの付着の程度によっては、セラミックフィルタ３１に目詰まりが生じるおそれがある。そこで、噴出部４により、セラミックフィルタ３１の目詰まりを解消することができる。このような動作を「払落し動作」と言う。噴出部４は、処理用空気ＡＲ３を筐体２内に導入する導入管４２を有する。
導入管４２は、筐体２の第２室２２内に挿入されている。導入管４２は、筐体２と反対側で、コンプレッサ（図示せず）と接続されている。これにより、処理用空気ＡＲ３は、圧縮空気として、導入管４２を通過することができる。

導入管４２は、各セラミックフィルタ３１に臨むノズル４２１を有する。各ノズル４２１は、導入管４２を通過してきた処理用空気ＡＲ３を、当該ノズル４２１に対向するセラミックフィルタ３１の内側に向けて噴出することができる。これにより、セラミックフィルタ３１に付着した異物ＥＭを、セラミックフィルタ３１の外側に吹き飛ばして離脱させることができ、よって、セラミックフィルタ３１の目詰まりを解消することができる。
なお、セラミックフィルタ３１から離脱した異物ＥＭは、筐体２の第１室２１内を落下していき、筐体２の底部２４に到達する。その後、異物ＥＭは、底部２４の中央部に集められて、排出管２５から排出される。

このように、集塵装置１では、セラミックフィルタ３１に異物ＥＭが付着して、セラミックフィルタ３１に目詰まりが生じた際、セラミックフィルタ３１に対して、第２室２２側から第１室２１側に向かう処理用空気ＡＲ３を噴出することができる。これにより、払落し動作が行われて、セラミックフィルタ３１の目詰まりを解消することができ、よって、集塵動作を安定して継続することができる。

前述したように、集塵装置１は、フローティング支持部６を備えている。図２に示すように、フローティング支持部６は、筐体２の隔壁部２３に対して、セラミックフィルタ３１を１つずつ揺動可能に支持する部分である。フローティング支持部６は、リング状部６１と、リング状部６１を隔壁部２３（支持板）に対して固定する固定部６２とを有する。

図３に示すように、リング状部６１は、Ｚ軸方向から見たとき、セラミックフィルタ３１の胴部３１２を囲むリング状をなす。また、リング状部６１には、セラミックフィルタ３１のフランジ部３１１が上側から係合する。これにより、セラミックフィルタ３１の脱落が防止される。なお、リング状部６１は、胴部３１２を囲む機能があればよい。このため、リング形状（円形状）に限らず、多角形状や半円形状であってもよい。但し、リング形状の方が振動が各セラミックフィルタに伝達される場合であっても、荷重の伝達を均等化することができる。
リング状部６１は、第１部分６１１と、第２部分６１２とを有する。第１部分６１１は、セラミックフィルタ３１の胴部３１２の外周面３１３と、隔壁部２３の貫通孔２３１の内周面２３２との間に位置する。第２部分６１２は、第１部分６１１と一体的に形成され、隔壁部２３の上面２３３に位置する。

このようなリング状部６１は、弾性を有する弾性体６３で構成される。これにより、セラミックフィルタ３１は、筐体２の隔壁部２３に対して揺動可能に支持されたフローティング状態となる。なお、弾性体６３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴムのような各種ゴム材料や、スチレン系、ポリウレタン系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。

固定部６２は、Ｚ軸方向から見たとき、セラミックフィルタ３１のフランジ部３１１を囲むリング状をなす。また、固定部６２は、筐体２の隔壁部２３との間で、リング状部６１を挟持する。これにより、リング状部６１を隔壁部２３に対して固定することができる。

例えば地震が発生した場合、筐体２も揺れる。そして、筐体２の揺れに伴う振動が各セラミックフィルタ３１に伝達されそうになる。しかしながら、各セラミックフィルタ３１は、前述したフローティング状態となっていることにより、筐体２からの振動の伝達が防止される。
各セラミックフィルタ３１は、その構成上、脆弱であり、振動の程度によっては、例えば割れ（亀裂）等の損傷が生じるおそれがある。

集塵装置１では、前記のように筐体２から各セラミックフィルタ３１への振動伝達が防止される。これにより、例えば地震が発生した場合に揺れ等でセラミックフィルタ３１が損傷するのを防止することができる。また、セラミックフィルタ３１を囲むリング状部６１を用いることにより、セラミックフィルタ３１の大きさ、すなわち、全長や外径の大小に関わらず、簡単な構成で、セラミックフィルタ３１への振動伝達を安定して防止することができる。
以上のように、集塵装置１は、フローティング支持部６によって、制振対象であるセラミックフィルタ３１を集中して、すなわち、優先的かつ重点的に制振する装置となっている。

また、リング状部６１（弾性体６３）は、セラミックフィルタ３１の胴部３１２を、その外側から締め付けているとともに、固定部６２によって下方に向かって、すなわち、隔壁部２３に向かって圧縮されている。そして、リング状部６１の締め付け力をＦ１とし、固定部６２の圧縮力をＦ２としたとき、締め付け力Ｆ１＞圧縮力Ｆ２となる関係を満足するのが好ましい。これにより、フローティング状態を過不足なく維持することができる。

また、リング状部６１の第１部分６１１は、セラミックフィルタ３１の胴部３１２の外周面３１３と、隔壁部２３の貫通孔２３１の内周面２３２との間で、圧縮された状態となっている。これにより、セラミックフィルタ３１と隔壁部２３との間の気密性が維持される。このように、リング状部６１は、シール材としても機能する。これにより、第１室２１内の含塵空気ＡＲ１が、セラミックフィルタ３１と隔壁部２３との間を通過して、第２室２２に侵入するのを防止することができる。

図１に示すように、隣り合うセラミックフィルタ３１同士の間の下方側には、セラミックフィルタ３１同士を連結する連結部７が設けられている。連結部７は、硬質のバー（棒状体）７１と、バー７１の一端部と一方のセラミックフィルタ３１とを回動可能に連結する回動連結部７２と、バー７１の他端部と他方のセラミックフィルタ３１とを回動可能に連結する回動連結部７３とを有する。

前述したように、セラミックフィルタ３１同士は、水平方向に沿って離間して配置される。連結部７は、セラミックフィルタ３１同士の離間距離を維持することができる。これにより、各セラミックフィルタ３１が揺動しても、セラミックフィルタ３１同士が互いに衝突するのが防止される。これにより、各セラミックフィルタ３１が衝突で損傷するのを防止することができる。

＜第２実施形態＞
以下、図４を参照して本発明の集塵装置の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、フローティング支持部が有するリング状部の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図４に示すように、本実施形態では、リング状部６１は、第３部分６１３を有する。第３部分６１３は、第１部分６１１と一体的に形成され、第２部分６１２と反対側、すなわち、隔壁部２３の下面２３４に位置する。また、リング状部６１は、第２部分６１２と第３部分６１３との間で隔壁部２３を挟持した状態となる。これにより、リング状部６１でのシール性が向上する。

＜第３実施形態＞
以下、図５を参照して本発明の集塵装置の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、フローティング支持部が有するリング状部の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図５に示すように、本実施形態では、リング状部６１は、軟質多孔体６４で構成される。軟質多孔体６４としては、特に限定されず、例えば、ゴムスポンジ等を用いることができる。リング状部６１を軟質多孔体６４で構成することは、例えば、弾性体６３に代えて、軟質多孔体６４を用いたい場合に有効な構成となる。

＜第４実施形態＞
以下、図６を参照して本発明の集塵装置の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、フローティング支持部が有するリング状部の構成が異なること以外は前記第２実施形態と同様である。

図６に示すように、本実施形態では、リング状部６１は、軟質中空体６５で構成される。軟質中空体６５の最外部６５１、すなわち、中空部６５２を画成する部分の構成材料としては、特に限定されず、例えば、前述した弾性体６３と同様の構成材料を用いることができる。また、中空部６５２は、例えば、空気等の気体で満たされている。リング状部６１を軟質中空体６５で構成することは、例えば、軟質多孔体６４に代えて、軟質中空体６５を用いたい場合に有効な構成となる。

以上、本発明の集塵装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、集塵装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明の集塵装置は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

１集塵装置
２筐体
２１第１室
２２第２室
２３隔壁部
２３１貫通孔
２３２内周面
２３３上面
２３４下面
２４底部
２５排出管
２６ロータリーバルブ
２７側壁部
２８導入管
３１セラミックフィルタ
３１１フランジ部
３１２胴部
３１３外周面
４噴出部
４２導入管
４２１ノズル
５吸引部
５２排出管
６フローティング支持部
６１リング状部
６１１第１部分
６１２第２部分
６１３第３部分
６２固定部
６３弾性体
６４軟質多孔体
６５軟質中空体
６５１最外部
６５２中空部
７連結部
７１バー（棒状体）
７２、７３回動連結部
ＡＲ１含塵空気
ＡＲ２浄化空気
ＡＲ３処理用空気（空気）
ＥＭ異物
Ｆ１締め付け力
Ｆ２圧縮力
Ｏ２中心軸

Claims

含塵空気が通過する第１室と、前記含塵空気から前記塵が除去されて、浄化された浄化空気が通過する第２室とに区画された筐体と、
前記第１室と前記第２室との間に配置され、前記含塵空気から前記塵を除去するセラミックフィルタと、
前記筐体に対して、前記セラミックフィルタを揺動可能に支持するフローティング支持部とを備えることを特徴とする集塵装置。
前記フローティング支持部は、鉛直方向から見たとき、前記セラミックフィルタを囲むリング状をなすリング状部を有する請求項１に記載の集塵装置。
前記リング状部は、弾性体で構成される請求項２に記載の集塵装置。
前記リング状部は、軟質多孔体で構成される請求項２に記載の集塵装置。
前記リング状部は、軟質中空体で構成される請求項２に記載の集塵装置。
前記筐体は、前記セラミックフィルタを前記フローティング支持部ごと支持する支持板を有し、
前記リング状部は、前記セラミックフィルタと前記支持板との間の気密性を維持するシール材としても機能する請求項２〜５のいずれか１項に記載の集塵装置。
前記フローティング支持部は、前記リング状部を前記支持板に対して固定する固定部を有する請求項２〜６のいずれか１項に記載の集塵装置。
前記セラミックフィルタは、隣り合うように複数配置されており、
隣り合う前記セラミックフィルタ同士の間には、前記セラミックフィルタ同士を連結し、該セラミックフィルタ同士の離間距離を維持する連結部が設けられる請求項１〜７のいずれか１項に記載の集塵装置。