JP3581518B2 - Equipment for manufacturing ceramic filter elements - Google Patents

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JP3581518B2 JP07544797A JP7544797A JP3581518B2 JP 3581518 B2 JP3581518 B2 JP 3581518B2 JP 07544797 A JP07544797 A JP 07544797A JP 7544797 A JP7544797 A JP 7544797A JP 3581518 B2 JP3581518 B2 JP 3581518B2
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
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    • B01D39/2093—Ceramic foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0471—Surface coating material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加圧流動床ボイラ、石炭ガス化等から発生する含塵ガスの集塵装置に適用されるセラミックフィルタエレメントの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のセラミックフィルタエレメントを用いた集塵装置の内部断面図である。図７は従来のセラミックフィルタエレメントの斜視図で、エレメントを構成する素材料であるセラミック粒子の配置を示しており、図８はそのＹ−Ｙ断面図である。
【０００３】
図６において、０１は集塵装置本体で、その内部に管板０２ａ，０２ｂを上下に設け、この管板２ａ，２ｂにセラミックフィルタエレメント３を複数本取付ける。加圧流動床ボイラ等で排気される含塵ガスＡは集塵装置入口０３より流入し、セラミックフィルタエレメント０３の周囲からエレメント内に入り、清浄ガスＢとなって管０４より流出する。この時塵はセラミックフィルタエレメント３に捕集される。
【０００４】
セラミックフィルタエレメント３に捕集された塵は逆洗管０５より流入する逆洗ガスＣによりセラミックフィルタエレメント３より離脱し、下部出口管０６より濃縮塵Ｄとして排出される。この逆洗ガスＣはセラミックフィルタエレメント３の捕集量に応じて間欠的に投入される。
【０００５】
セラミックフィルタエレメント３は図７に示すように通常セラミック粒子から構成される円筒チューブである。このセラミック粒子は捕集する粒子の大きさによって粒子径が決定される。加圧流動床ボイラ等、石炭燃焼時に発生する含塵ガスの塵粒子は石炭の種類、燃焼方法にもよって異なるが、０．１〜１００μ程度と非常に小さい。従って、これらの微粒子を捕集するためには、セラミックフィルタエレメント粒子は、１〜１０μ程度の微粒子を使用する必要がある。
【０００６】
セラミックフィルタエレメント３は必要な強度が要求されるが、これらの微粒子で全体を構成させると、フィルタの通気抵抗が大きくなる。このために、セラミックフィルタエレメント３は通気抵抗が小さい粗粒子（骨格層）と塵微粒子を捕集する微粒子（捕集層）から構成される。このセラミックフィルタエレメント３の製造方法として、従来は骨格層を母体とし、捕集層は薄膜シートにして貼付ける方法や、スラリーにして塗り付ける方法が使用されている。この捕集層は通常１層であるが、微粒層に対しては２層程度が好ましい。
【０００７】
従来のセラミックフィルタエレメントの構成粒子の配置を図８に示すが、骨格層ａに第１捕集層ｂと第２捕集層ｃから構成される。加圧流動床ボイラ等の石炭燃焼ガスの塵捕集では使用するセラミック粒子径として概略骨格層ａが１００〜３００μ、第１捕集層ｂが１０〜３０μ、第２捕集層ｃが１〜２μ程度が好ましいが、従来の製造方法では、この捕集層は薄膜シート法、スラリー法が採用されており、いずれも５０〜１００μ程度である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来のセラミックフィルタエレメントの製造方法では骨格層への捕集層の装着工程が薄膜シート法による貼付やスラリー法による塗り付け、等を適用するために複雑で、エレメントの製造コストも割高となっていた。
【０００９】
又、骨格層へ捕集塵を形成する製造過程において、捕集層の厚さや、粒子間隙率を一定に保つことが困難であり、捕集層の通気抵抗が不均一となっていた。
【００１０】
更に、従来の薄膜シートの貼付や、スラリー塗り付け、等で捕集層を形成する方法では厚さに制限があり（５０〜１００μ）、通気抵抗を小さくできなかった。
【００１１】
そこで、本発明では、セラミックフィルタの骨格層に捕集層を付着させる場合に、捕集層の粒子の供給量を制御できて均一の厚さで付着できるセラミックフィルタエレメントの製造装置を提供することを第１の課題としている。更に、この製造装置において、捕集層の付着時の圧力を一様にしてより一層均一な粒子の付着を可能とするセラミックフィルタエレメントの製造装置を提供することを第２の課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の第１，第２の課題を解決するために次の（１），（２）の手段を提供する。
【００１４】
（１）微小セラミック粒子の供給経路と搬送空気の供給経路とを連結したインジェクタを含み同微小セラミック粒子と搬送空気とを混合する手段と、前記搬送空気流量を計測する手段と、前記混合手段と中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部とを接続する搬送管と、同中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部とその外側との差圧を計測する手段とからなるセラミックフィルタエレメントの製造装置。
【００１５】
（２）上記（１）において、前記中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部内に一定間隔を維持して長手方向に移動可能に配置され、同中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部内を区画する一対の仕切板を有することを特徴とするセラミックフィルタエレメントの製造装置。
【００１７】
本発明の（１）は、従来の薄膜シートの貼付、スラリーの塗り付け、等の手法に代わり、骨格層に気流搬送により微小セラミック粒子を供給して捕集層を形成するセラミックフィルタエレメントの製造装置であり、セラミック粒子はインジェクタを含む微小セラミック粒子の供給経路と搬送空気の供給経路とを連結したインジェクタを含み同微小セラミック粒子と搬送空気とを混合する手段と、混合手段により搬送空気と均一に混合され、又、粒子と混合する空気量も計測手段により適量に供給することができ、粒子を混合した気流は搬送管によりセラミックフィルタの骨格層表面へ確実に供給される。又、セラミックフィルタエレメントの内外差圧を計測する手段により差圧が計測され、その圧力差により通気抵抗が計測され、この通気抵抗に見合った粒子の付着量を制御し、適正な捕集層厚さを形成することができる。
【００１８】
本発明の（２）は、前記中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部内に一定間隔を維持して長手方向に移動可能に配置され、同中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部内を区分する一対の仕切板を有しているので、仕切板で区分されたセラミックフィルタエレメント内の空間部とその外部との差圧は一様となり、中空部で骨格層に付着する粒子層の厚さが均一となる。更に、例えばこの仕切板を所定の間隔に保ったまま上から下へ移動させて作動するようにすれば、長尺なセラミックフィルタエレメントにも適用することができる。又、この仕切板で区分された内部に、回転ブラシ等を設けるようにすれば、気流搬送による粒子の付着に加えて、ブラシにより機械的に粒子を均一に付着するようにすることもできるので粒子付着の均一性が一層向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実施の第１形態に係るセラミックフィルタエレメントの製造装置の構成図である。図において、セラミックフィルタエレメント３の下部には栓４が設けられ、上部には蓋５が設けられている。蓋５には捕集層用粒子を気流と共に搬送し、噴出するノズル管１０の一端及びセラミックフィルタエレメント３の内外圧の差圧を計測し、通気抵抗を計るため差圧計１１が貫通して設けられている。
【００２０】
上記のノズル管１０の他端側にはセラミックフィルタエレメント３内に通気するためのブロワ６、搬送空気流量を計測する手段としての流量調節弁７及び流量計８、インジェクタ９が連結されている。
【００２１】
一方セラミックフィルタエレメント捕集層の構成素材であるセラミック粒子貯蔵用ホッパ１２の下部にモータ１３で駆動されるフィーダ１４が設けられており、フィーダ１４の出口は搬送管１５を介してインジェクタ９に連結されている。これら９，１２，１３，１４で気流と粒子を混合する手段を構成している。
【００２２】
上記の構成の実施の第１形態のセラミックフィルタ製造装置において、ブロワ６により駆動されるインジェクタ９で、フィーダ１４から定量供給されるセラミックフィルタエレメント３捕集層の微粒子を吸引し、混合、加圧する。この混合、加圧された微粒子はノズル管１０よりセラミックフィルタエレメント３内にガスと共に噴出する。セラミックフィルタエレメント３の下部は栓４で、上部は蓋５でそれぞれ密閉されているので、噴出したガスはセラミックフィルタエレメント３から図中ｄで示すように外部（大気）に流出するが、エレメント内の静圧と外部（大気圧）が一定であるため、ガス漏れはセラミックフィルタエレメント３内では均一となる。
【００２３】
エレメント内に流入した微粒子はセラミックフィルタエレメント３の内面に付着するが、この場合、前述のようにセラミックフィルタエレメント３内の内部と外部の差圧が一定であるため、微粒子はエレメント内壁に均一に付着する。
【００２４】
上記の製造装置においては、又、流量調節弁７と流量計８を用いてブロワ６からのガス流を一定とし、インジェクタ９を駆動する風量を常に一定にしており、セラミックフィルタエレメント３の通気抵抗の増加量（変化率）を任意に制御でき、そのために均一な微粒子の付着がなされる。
【００２５】
又、この通気抵抗はセラミックフィルタエレメント３の上部蓋５に取付けられた差圧計１１により差圧が計測され、適正な通気抵抗となるように風量を調節し、微粒子付加を均一にすることが容易となる。即ち、セラミックフィルタエレメント３の初期の通気抵抗と、微粒子を付加したことによる通気抵抗の増加量を予め計測しておき、この通気抵抗の計測値を参照し、その時の通気抵抗の値から微粒子付加量を知ることができる。以上説明のように、本実施の第１形態の製造装置により捕集層用セラミック粒子径の小さい適正な微粒子の付加ができる。
【００２６】
図２は上記に説明の製造装置により製造したセラミックフィルタエレメントの断面図であり、骨格層ａと捕集層ｂの配置を示している。図において捕集層ｂは骨格層ａに最も効果的に付着した状態を示し、捕集層ｂは骨格層ａの第１層の互いに隣接する粒子ａ１ とａ２ の間隙に付着しており、捕集層ｂの厚さは第１層目の骨格粒子の径とほぼ同程度となっており、幾何学的に最小値となっている。
【００２７】
図３は図２のＹ部の拡大図で、同じくセラミックフィルタエレメントの断面図であり、捕集層を１段から２段に付着した場合を示している。図において、捕集層ｂには、更に微粒子で構成される捕集層ｃを付加し、捕集層が２段となっている。２段目の捕集層ｃは互いに隣接する第１段目の捕集層ｂ１ とｂ２ の間隙に入り、第２段目捕集層の厚さは第１段目の捕集層ｂの粒子径とほぼ同程度となっており、幾何学的に最小の厚さとなっている。
【００２８】
このように本実施の第１形態の製造装置により製造したセラミックフィルタエレメント３は捕集層の厚さを従来のものよりも小さくすることができ、骨格層に均一に付着することができる。フィルタの効果としては粒子径が小さい程大きいもので、有効なセラミックフィルタエレメントが製造できる。
【００２９】
図４はセラミックフィルタエレメントの通気抵抗を示す図で、横軸にセラミックフィルタエレメントの層の厚さを、縦軸は通気抵抗ΔＰを示す。直線Ａは骨格層ａの層の厚さＬと通気抵抗ΔＰの関係を、直線Ｂは、同じく骨格層ａに捕集層ｂを付加したときの層の厚さと通気抵抗の関係で、通気抵抗の増加を示している。
【００３０】
図４において、従来の骨格層と捕集層の厚さがＬａ＋ｂ で、その時の通気抵抗がΔＰａ＋ｂ である。同様に本発明の実施の形態の製造装置で製造したものの厚さがＬ’ａ＋ｂ であり、その時の通気抵抗はΔＰ’ａ＋ｂ となる。
【００３１】
セラミックフィルタエレメント３の通気抵抗ΔＰａ は、粒子径ｄ，粒子間隙率ε、層の厚さＬ，通気流速Ｕ，通気ガスの粘性μによって決まり、次の（１）式で表される。
【００３２】
【数１】

Figure 0003581518
【００３３】
上記の（１）式から流速Ｕ，通気ガス粘度μ，間隙率εが一定であれば、通気抵抗は次の（２）式で示される。
【００３４】
【数２】
Figure 0003581518
【００３５】
上記（２）式によれば、通気抵抗ΔＰａ は粒子層の厚さＬに比例し、粒子径ｄの２乗に反比例する。従って、この（２）式より、捕集層は骨格層より粒子径が小さいので通気抵抗の増加率が大きい。図４に示すように本発明の実施の形態の製造装置により製造したセラミックフィルタエレメントの通気抵抗ΔＰ’ａ＋ｂ は、捕集層が小さいため、従来のものの通気抵抗ΔＰａ＋ｂ より小さい値となる。
【００３６】
図５は本発明の実施の第２形態に係るセラミックフィルタエレメントの製造装置の構成図である。図において、セラミックフィルタエレメント３の内部には２枚の板１６Ａ，１６Ｂを仕切板として設けて骨格層の１部を区分し、各板１６Ａ，１６Ｂの周囲部にはスポンジ等のガスシール材１７Ａ，１７Ｂを取付け、セラミックフィルタエレメント３内面と接触させる。
【００３７】
上部の板１６Ａにはモータ１８に連結したフレキシブルシャフト１９が取付けられており、このシャフト１９は板１６Ａ，１６Ｂの中間に設けられた回転ブラシ２０の回転軸に自在継手２２を介して連結されており、更に自在継手２１を介して下部の板１６Ｂにも接続されている。このブラシ２０の先端はセラミックフィルタエレメント３の内面と接触するように配置されている。
【００３８】
上部の板１７Ａには差圧計１１、ノズル等１０が挿入され、ノズル管１０は図１の実施の第１形態と同様にセラミックフィルタエレメント３の捕集層構成素材粒子と空気を混合して搬送するブロワ６、流量調節弁７、流量計８、インジェクタ９からなる気流搬送装置に連続されている。
【００３９】
セラミックフィルタエレメント３捕集層用粒子の貯蔵用ホッパ１２の下部にはモータ１３で駆動されるフィーダ１４が設けられており、フィーダ１４の出口は搬送管１５に接続され、搬送管１５はインジェクタ９に連結されている。このインジェクタ９の入口はブロワ６、流量調節弁７、流量計８に連結されており、インジェクタ９の出口はノズル管１０の他端に接続されている。
【００４０】
上記構成の実施の第２形態の製造装置においては、第１形態と同様に、気流搬送により捕集層用粒子をセラミックフィルタエレメント３に付着させ、同フィルタエレメント３内部と外部との圧力差を差圧計１１で計測し、その圧力差により通気抵抗を計測し、その通気抵抗から粒子付着量を制御し、適正な捕集層の厚さを形成するものである。その付着状態は実施の第１形態と同じく、図２，図３に示す如く、均一で粒径の小さい捕集層を形成することができる。
【００４１】
上記の実施の第２形態の製造装置は、モータ８で駆動される回転ブラシ２０を設けたために、実施の第１形態の効果に加えて、次のような効果を有する。
【００４２】
ガス圧が一様であるので実施の第１形態と同様に均一な粒子の付着ができると共に、更にブラシ２０には機械的粒子付着の均一性を増加させることができる。
【００４３】
上部の板１６Ａと下部の板１６Ｂの間隔を一定とし、更にこれら板１６Ａ，１６Ｂを一定間隔のまま上下に移動することにより、比較的小規模な装置により長尺のセラミックフィルタエレメントの製造に適用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の（１）は、微小セラミック粒子の供給経路と搬送空気の供給経路とを連結したインジェクタを含み同微小セラミック粒子と搬送空気とを混合する手段と、前記搬送空気流量を計測する手段と、前記混合手段と中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部とを接続する搬送管と、同中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部とその外側との差圧を計測する手段とからなるセラミックフィルタエレメントの製造装置であり、この製造装置により、セラミック粒子はインジェクタを含む混合手段により定量搬送気流に混合され、気流の量は空気量計測手段により適量に調整されるので、前記インジェクタによる混合効果と相俟ってセラミック粒子は気流搬送管により適切な量が供給される。更に、差圧計によりセラミックフィルタエレメントの中空部とその外側との圧力差を計測されるので、均一で最小の厚さにセラミック粒子を前記中空部で骨格層の表面に付着させることができ、通気抵抗も従来より小さくすることができる。
【００４６】
本発明の（２）は、上記（１）において、中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部内に一定間隔を維持して長手方向に移動可能に配置され、同中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部内を区画する一対の仕切板を有することを特徴としているので、仕切板により区分されたセラミックフィルタエレメントの中空部内とその外部との差圧は一様となり、気流搬送により前記中空部で骨格層に均一なセラミック粒子の付着が可能となり、上記（１）の効果が一層確実となる。又、この仕切板を中空筒体の長手方向で移動して同仕切板による区分を順次上下へ移動可能としているので、比較的小規模な装置により長尺物のセラミックフィルタエレメントの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係るセラミックフィルタエレメントの製造装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の第１形態及び第２形態に係る製造装置により製造したセラミックフィルタエレメントの１部の断面図である。
【図３】図２のＸ部拡大断面図で、捕集層が２段のものを示す。
【図４】セラミックフィルタエレメントの粒子層厚さと通気抵抗の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の第２形態に係るセラミックフィルタエレメントの製造装置の構成図である。
【図６】従来のセラミックフィルタエレメントを用いた集塵装置の内部断面図である。
【図７】従来のセラミックフィルタエレメントの斜視図である。
【図８】図７のＹ−Ｙ断面図である。
【符号の説明】
３ セラミックフィルタエレメント
４ 栓
５ 蓋
６ ブロワ
７ 流量調節弁
８ 流量計
９ インジェクタ
１０ ノズル管
１１ 差圧計
１２ セラミック粒子貯蔵用ホッパ
１３，１８ モータ
１４ フィーダ
１５ 搬送管
１６Ａ，１６Ｂ 板
１７Ａ，１７Ｂ ガスシール材
１９ フレキシブルシャフト
２０ 回転ブラシ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a ceramic filter element applied to a dust collector for dust-containing gas generated from a pressurized fluidized-bed boiler, coal gasification, or the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is an internal sectional view of a dust collector using a conventional ceramic filter element. FIG. 7 is a perspective view of a conventional ceramic filter element, showing an arrangement of ceramic particles as a raw material constituting the element, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line YY.
[0003]
In FIG. 6, reference numeral 01 denotes a dust collector main body, in which tube sheets 02a and 02b are provided vertically, and a plurality of ceramic filter elements 3 are attached to the tube sheets 2a and 2b. The dust-containing gas A exhausted from the pressurized fluidized-bed boiler or the like flows through the dust collector inlet 03, enters the element from around the ceramic filter element 03, becomes the clean gas B, and flows out of the pipe 04. At this time, dust is collected by the ceramic filter element 3.
[0004]
Dust trapped in the ceramic filter element 3 by backwash gas C flowing from the backwash pipe 0 5 detached from the ceramic filter elements 3, and is discharged as a concentrated dust D from the lower outlet pipe 06. The backwash gas C is intermittently supplied according to the amount of the collected ceramic filter element 3.
[0005]
The ceramic filter element 3 is a cylindrical tube usually made of ceramic particles as shown in FIG. The particle size of the ceramic particles is determined by the size of the particles to be collected. The dust particles of the dust-containing gas generated during coal combustion, such as a pressurized fluidized-bed boiler, vary depending on the type of coal and the combustion method, but are as small as about 0.1 to 100 μm. Therefore, in order to collect these fine particles, it is necessary to use fine particles of about 1 to 10 μm as the ceramic filter element particles.
[0006]
The ceramic filter element 3 is required to have a required strength. However, when the whole is composed of these fine particles, the airflow resistance of the filter increases. For this purpose, the ceramic filter element 3 is composed of coarse particles (skeletal layer) having small airflow resistance and fine particles (collecting layer) for collecting dust fine particles. Conventionally, as a method for manufacturing the ceramic filter element 3, a method in which a skeleton layer is used as a base and a trapping layer is formed as a thin film sheet, or a method in which slurry is applied as a slurry is used. This trapping layer is usually one layer, but preferably about two layers for a fine particle layer.
[0007]
FIG. 8 shows the arrangement of the constituent particles of a conventional ceramic filter element, which is composed of a skeleton layer a and a first trapping layer b and a second trapping layer c. In dust collection of coal combustion gas such as a pressurized fluidized-bed boiler, as a ceramic particle diameter to be used, roughly the skeleton layer a is 100 to 300 μm, the first collection layer b is 10 to 30 μm, and the second collection layer c is 1 to 30 μm. Although it is preferably about 2 μm, in the conventional manufacturing method, the trapping layer employs a thin film sheet method and a slurry method, and both are about 50 to 100 μm.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional method for manufacturing a ceramic filter element, the process of attaching the trapping layer to the skeleton layer is complicated because the application by the thin film sheet method or the slurry method is applied, and the element manufacturing cost is relatively high. Had become.
[0009]
Further, in the manufacturing process of forming trapped dust on the skeleton layer, it was difficult to keep the thickness of the trapping layer and the particle porosity constant, and the ventilation resistance of the trapping layer was not uniform.
[0010]
Furthermore, in the conventional method of forming a trapping layer by attaching a thin film sheet or applying a slurry, the thickness is limited (50 to 100 μm), and the flow resistance cannot be reduced.
[0011]
Therefore, in the present invention, when depositing a trapping layer to the skeletal layer of Se la Mick filter, provides an apparatus for manufacturing ceramic filter elements which can be deposited in and can control the supply amount of the uniform thickness of the particle collection layer This is the first problem. Further, in the manufacturing apparatus, that of providing an apparatus for manufacturing a ceramic filter element in the uniform pressure during deposition of the trapping layer to allow more adherence of uniform particles have a second problem.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides the following means (1) and (2 ) in order to solve the above first and second problems.
[0014]
( 1 ) means for mixing the fine ceramic particles and the carrier air including an injector connecting the supply path of the fine ceramic particles and the supply path of the carrier air, means for measuring the carrier air flow rate, and the mixing means An apparatus for manufacturing a ceramic filter element, comprising: a transfer pipe connecting a hollow portion of a hollow cylindrical ceramic filter element ; and means for measuring a pressure difference between the hollow portion of the hollow cylindrical ceramic filter element and the outside thereof .
[0015]
(2) In the above (1), the inner hollow portion of the ceramic filter element of the hollow cylinder to maintain a constant distance is movably arranged in the longitudinal direction, defining a hollow portion of the ceramic filter elements of the same hollow barrel An apparatus for manufacturing a ceramic filter element, comprising: a pair of partition plates.
[0017]
The present invention provides ( 1 ) a method of manufacturing a ceramic filter element in which fine ceramic particles are supplied to a skeletal layer by air flow to form a trapping layer, instead of a conventional method of attaching a thin film sheet or applying a slurry. An apparatus, wherein the ceramic particles include an injector connecting a supply path of micro ceramic particles including an injector and a supply path of carrier air, a means for mixing the micro ceramic particles with the carrier air, and a mixing means for uniformly mixing the carrier air with the carrier air. The amount of air mixed with the particles and the amount of air mixed with the particles can also be appropriately supplied by the measuring means, and the air flow mixed with the particles can be reliably supplied to the surface of the skeleton layer of the ceramic filter by the transfer pipe. Further, the differential pressure is measured by means for measuring the pressure difference between the inside and outside of the ceramic filter element, the airflow resistance is measured by the pressure difference, and the amount of adhered particles corresponding to the airflow resistance is controlled, and the appropriate trapping layer thickness is measured. Can be formed.
[0018]
A pair of the present invention (2) is to be movably disposed in the longitudinal direction while maintaining a predetermined distance in the hollow portion of the ceramic filter element of the hollow cylinder, which divides the inside hollow portion of the ceramic filter elements of the same hollow barrel Since the pressure difference between the space inside the ceramic filter element divided by the partition plate and the outside becomes uniform, the thickness of the particle layer attached to the skeleton layer in the hollow portion is uniform. It becomes. Further, for example, if the partition plate is moved from top to bottom while being kept at a predetermined interval to operate, it can be applied to a long ceramic filter element. In addition, if a rotary brush or the like is provided in the interior divided by the partition plate, in addition to the adhesion of the particles by the air current transport, the particles can be mechanically uniformly attached by the brush. The uniformity of particle adhesion is further improved.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for manufacturing a ceramic filter element according to a first embodiment of the present invention. In the figure, a plug 4 is provided at the lower part of the ceramic filter element 3, and a lid 5 is provided at the upper part. A differential pressure gauge 11 is provided through the lid 5 to convey the trapping layer particles together with the airflow, measure the pressure difference between the inside and outside pressures of one end of the nozzle tube 10 and the ceramic filter element 3 and measure the ventilation resistance. Have been.
[0020]
The other end of the nozzle tube 10 is connected to a blower 6 for ventilating the inside of the ceramic filter element 3, a flow control valve 7 as a means for measuring the flow rate of the conveying air, a flow meter 8, and an injector 9.
[0021]
On the other hand, a feeder 14 driven by a motor 13 is provided below a hopper 12 for storing ceramic particles, which is a constituent material of the ceramic filter element collecting layer, and an outlet of the feeder 14 is connected to the injector 9 via a transport pipe 15. Have been. These components 9, 12, 13, and 14 constitute a means for mixing the airflow and the particles.
[0022]
In the ceramic filter manufacturing apparatus according to the first embodiment having the above-described configuration, the injector 9 driven by the blower 6 sucks, mixes and pressurizes the fine particles of the ceramic filter element 3 collection layer supplied from the feeder 14 in a fixed amount. . The mixed and pressurized fine particles are ejected from the nozzle tube 10 into the ceramic filter element 3 together with the gas. Since the lower part of the ceramic filter element 3 is sealed with the stopper 4 and the upper part thereof is sealed with the lid 5, the jetted gas flows out of the ceramic filter element 3 to the outside (atmosphere) as shown by d in FIG. Since the static pressure and the outside (atmospheric pressure) are constant, gas leakage is uniform in the ceramic filter element 3.
[0023]
The fine particles flowing into the element adhere to the inner surface of the ceramic filter element 3. In this case, since the differential pressure between the inside and the outside of the ceramic filter element 3 is constant as described above, the fine particles uniformly spread on the inner wall of the element. Adhere to.
[0024]
In the above manufacturing apparatus, the gas flow from the blower 6 is kept constant by using the flow control valve 7 and the flow meter 8, and the air flow for driving the injector 9 is always kept constant. The amount of change (rate of change) can be arbitrarily controlled, so that uniform attachment of fine particles is achieved.
[0025]
The air flow resistance is measured by a differential pressure gauge 11 attached to the upper lid 5 of the ceramic filter element 3, and the air flow is adjusted so as to obtain an appropriate air flow resistance, thereby facilitating uniform addition of fine particles. It becomes. That is, the initial airflow resistance of the ceramic filter element 3 and the amount of increase in airflow resistance due to the addition of the fine particles are measured in advance, and the measured airflow resistance is referred to. You can know the quantity. As described above, the manufacturing apparatus according to the first embodiment can add appropriate fine particles having a small ceramic particle diameter for the trapping layer.
[0026]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the ceramic filter element manufactured by the manufacturing apparatus described above, and shows the arrangement of the skeleton layer a and the trapping layer b. Trapping layer b in the figure shows a state in which most effectively attached to the backbone layer a, trapping layer b is adhered to the gap between the particles a 1 and a 2 which are adjacent to each other in the first layer of the skeletons layer a The thickness of the trapping layer b is substantially the same as the diameter of the skeleton particles of the first layer, and has a geometrically minimum value.
[0027]
FIG. 3 is an enlarged view of a portion Y in FIG. 2 and is a cross-sectional view of the ceramic filter element, showing a case where a trapping layer is attached in one or two stages. In the drawing, a trapping layer c composed of fine particles is further added to the trapping layer b, and the trapping layer has two stages. Trapping layer c of the second stage enters the first stage gap trapping layer b 1 and b 2 of the adjacent thickness of the second-stage trapping layer trapping layer of the first-stage b Is substantially the same as the particle diameter of the particles, and the thickness is geometrically the minimum.
[0028]
As described above, the thickness of the trapping layer of the ceramic filter element 3 manufactured by the manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention can be made smaller than that of the conventional one, and can be uniformly attached to the skeleton layer. The effect of the filter is larger as the particle diameter is smaller, and an effective ceramic filter element can be manufactured.
[0029]
FIG. 4 is a view showing the airflow resistance of the ceramic filter element. The horizontal axis represents the thickness of the ceramic filter element layer, and the vertical axis represents the airflow resistance ΔP. The straight line A represents the relationship between the thickness L of the skeleton layer a and the ventilation resistance ΔP, and the straight line B represents the relationship between the thickness of the layer when the trapping layer b is added to the skeleton layer a and the ventilation resistance. Shows an increase.
[0030]
In FIG. 4, the thickness of the conventional skeleton layer and the trapping layer is La + b , and the airflow resistance at that time is ΔP a + b . Similarly, the thickness of the device manufactured by the manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention is L' a + b , and the airflow resistance at that time is ΔP'a + b .
[0031]
Ventilation resistance [Delta] P a ceramic filter element 3, the particle diameter d, the particle porosity epsilon, thickness L, a ventilation flow rate U of the layer depends on the viscosity μ of the vent gas is expressed by the following equation (1).
[0032]
(Equation 1)
Figure 0003581518
[0033]
From the above equation (1), if the flow velocity U, the gas flow viscosity μ, and the porosity ε are constant, the gas flow resistance is expressed by the following equation (2).
[0034]
(Equation 2)
Figure 0003581518
[0035]
According to equation (2), the ventilation resistance [Delta] P a is proportional to the thickness L of the particle layer, is inversely proportional to the square of the particle diameter d. Therefore, according to the formula (2), the trapping layer has a smaller particle diameter than the skeleton layer, so that the rate of increase of the ventilation resistance is large. As shown in FIG. 4, the ventilation resistance ΔP ′ a + b of the ceramic filter element manufactured by the manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention has a smaller value than the conventional ventilation resistance ΔP a + b because the trapping layer is small.
[0036]
FIG. 5 is a configuration diagram of an apparatus for manufacturing a ceramic filter element according to the second embodiment of the present invention. In the figure, two plates 16A and 16B are provided as partition plates inside a ceramic filter element 3 to divide a part of the skeleton layer, and a gas sealing material 17A such as a sponge is provided around each of the plates 16A and 16B. , 17 </ b> B and are brought into contact with the inner surface of the ceramic filter element 3.
[0037]
A flexible shaft 19 connected to a motor 18 is attached to the upper plate 16A. The shaft 19 is connected to a rotating shaft of a rotating brush 20 provided between the plates 16A and 16B via a universal joint 22. It is also connected to the lower plate 16B via a universal joint 21. The tip of the brush 20 is arranged so as to contact the inner surface of the ceramic filter element 3.
[0038]
A differential pressure gauge 11, a nozzle 10 and the like 10 are inserted into the upper plate 17A, and the nozzle tube 10 mixes and transports the material particles constituting the trapping layer of the ceramic filter element 3 and air as in the first embodiment of FIG. , A flow control valve 7, a flow meter 8, and an injector 9.
[0039]
A feeder 14 driven by a motor 13 is provided below the hopper 12 for storing the particles for the trapping layer of the ceramic filter element 3. The outlet of the feeder 14 is connected to a transport pipe 15, and the transport pipe 15 is connected to the injector 9. It is connected to. The inlet of the injector 9 is connected to the blower 6, the flow control valve 7, and the flow meter 8, and the outlet of the injector 9 is connected to the other end of the nozzle tube 10.
[0040]
In the manufacturing apparatus according to the second embodiment having the above-described configuration, similarly to the first embodiment, the particles for the trapping layer are adhered to the ceramic filter element 3 by airflow conveyance, and the pressure difference between the inside and the outside of the filter element 3 is reduced. The pressure difference is measured by the differential pressure gauge 11, the gas flow resistance is measured based on the pressure difference, and the amount of adhered particles is controlled based on the gas flow resistance to form an appropriate thickness of the trapping layer. The adhesion state is the same as in the first embodiment, and as shown in FIGS. 2 and 3, a uniform collecting layer having a small particle size can be formed.
[0041]
The manufacturing apparatus of the second embodiment has the following effects in addition to the effects of the first embodiment, because the rotary brush 20 driven by the motor 8 is provided.
[0042]
Since the gas pressure is uniform, uniform particles can be attached similarly to the first embodiment, and the uniformity of mechanical particles attached to the brush 20 can be increased.
[0043]
By making the distance between the upper plate 16A and the lower plate 16B constant and moving these plates 16A and 16B up and down while keeping the constant distance, it can be applied to the manufacture of a long ceramic filter element by a relatively small-scale device. can do.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided ( 1 ) means for mixing the fine ceramic particles and the carrier air, the injector including an injector connecting a supply path of the fine ceramic particles and a supply path of the carrier air, and a means for measuring the flow rate of the carrier air. , ceramic filter consisting of a carrier tube which connects the hollow portion of the ceramic filter element of the mixing unit and the hollow cylinder, a hollow portion of the ceramic filter elements of the same hollow cylinder and means for measuring the differential pressure between the outside an apparatus for producing the element, this manufacturing apparatus, ceramic particles are mixed in quantitative transport stream by mixing means comprising an injector, the amount of air flow is adjusted to an appropriate amount by the air quantity measuring means, the mixing effect of the injector In conjunction with this, the ceramic particles are supplied in an appropriate amount by the pneumatic conveying pipe. Further, since the pressure difference between the hollow portion of the ceramic filter element and the outside thereof is measured by the differential pressure gauge, the ceramic particles can be adhered to the surface of the skeleton layer in the hollow portion to have a uniform and minimum thickness. Resistance can also be made smaller than before.
[0046]
According to ( 2 ) of the present invention, in the above ( 1 ), the hollow cylindrical ceramic filter element is disposed so as to be movable in the longitudinal direction at a constant interval in the hollow portion of the hollow cylindrical ceramic filter element. because characterized by having a pair of partition plates for partitioning the inside part, the differential pressure in the hollow portion and its external ceramic filter elements are partitioned by the partition plate becomes uniform, the hollow portion Ri by the pneumatic conveying Thus, the ceramic particles can be uniformly attached to the skeleton layer, and the effect of the above ( 1 ) is further ensured. In addition, since the partition plate is moved in the longitudinal direction of the hollow cylindrical body so that the partition by the partition plate can be sequentially moved up and down, it is possible to manufacture a long ceramic filter element with a relatively small device. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for manufacturing a ceramic filter element according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a part of a ceramic filter element manufactured by a manufacturing apparatus according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part X in FIG. 2, showing a trapping layer having two stages.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the particle layer thickness of the ceramic filter element and the airflow resistance.
FIG. 5 is a configuration diagram of an apparatus for manufacturing a ceramic filter element according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an internal sectional view of a dust collector using a conventional ceramic filter element.
FIG. 7 is a perspective view of a conventional ceramic filter element.
FIG. 8 is a sectional view taken along line YY of FIG. 7;
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 3 Ceramic filter element 4 Plug 5 Lid 6 Blower 7 Flow control valve 8 Flow meter 9 Injector 10 Nozzle tube 11 Differential pressure gauge 12 Ceramic particle storage hopper 13, 18 Motor 14 Feeder 15 Transport tube 16A, 16B Plates 17A, 17B Gas seal material 19 Flexible shaft 20 Rotary brush

Claims (2)

微小セラミック粒子の供給経路と搬送空気の供給経路とを連結したインジェクタを含み同微小セラミック粒子と搬送空気とを混合する手段と、前記搬送空気流量を計測する手段と、前記混合手段と中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部とを接続する搬送管と、同中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部とその外側との差圧を計測する手段とからなるセラミックフィルタエレメントの製造装置。Means for mixing the fine ceramic particles and the carrier air , including an injector connecting the supply path of the fine ceramic particles and the supply path of the carrier air, means for measuring the carrier air flow rate, the mixing means and the hollow cylindrical body a transfer tube for connecting the hollow portion of the ceramic filter element, apparatus for manufacturing a ceramic filter element made of a hollow portion of the ceramic filter elements of the same hollow cylinder and means for measuring the differential pressure between the outside. 前記中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部内に一定間隔を維持して長手方向に移動可能に配置され、同中空筒体のセラミックフィルタエレメントの中空部内を区画する一対の仕切板を有する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エレメントの製造装置。 Movably disposed in the longitudinal direction while maintaining a predetermined distance in the hollow portion of the ceramic filter element of the hollow cylinder, in that it has a pair of partition plates for partitioning the inside hollow portion of the ceramic filter elements of the same hollow barrel The apparatus for manufacturing a ceramic filter element according to claim 1 , wherein:
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