JP4900989B2

JP4900989B2 - 逆洗可能な気体集塵装置

Info

Publication number: JP4900989B2
Application number: JP2000104365A
Authority: JP
Inventors: 泰彦八雲井; 安昭高橋; 信一滝沢
Original assignee: Fuji Filter Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Filter Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2020-04-06
Also published as: JP2001286714A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆洗可能な気体集塵装置に関する。さらに詳しくは、各種気体に含まれている微小な塵芥の集塵（濾過）を目的として使用され、かつ、濾材に表面付着、堆積した捕集ダストを逆洗によって除去することができる気体集塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セメント産業、製鉄業、食品工業、電力産業などの各種業種の工場から排出される排気ガスは、そのまま大気中に放散されると大気汚染の原因となるので、この排気ガスに混在した微小な塵芥を除去する目的で種々の気体集塵装置を用いた各種排気ガスの集塵が行われている。また、化学工場で使用する各種気体、化学反応によって得られる気体状の生成物に含まれる微粒子を除去する目的で、上記気体集塵装置が使用される場合もある。集塵の際に用いられる気体集塵装置としては、重力沈降室、サイクロン、電気集塵装置、慣性集塵装置、フィルター装置などを挙げることができ、これらは、除塵したい気体の種類、用途、この気体に含まれる微小な塵芥の種類、量、粒径などに応じて単独でまたは複数個連結されて用いられる。
【０００３】
上記フィルター装置は、ケーシング（外殻）の中に筒状または袋状の濾材が内蔵された気体集塵装置であり、このケーシングの内部は、通常、複数個の貫通孔が穿設された隔壁板によって集塵室と清浄室とに区画される。濾材が筒状構造とされている場合には、この筒状の濾材の開口端が隔壁板の貫通孔に接続用の金属部材を介して接合されており、通常、この筒状の濾材の開口端と反対側は、封止栓によって封止した構造とされている。高温で腐食性の気体の集塵装置の場合には、筒状の濾材は、耐熱性や耐食性を有する各種金属繊維製の織布、不織布から形成したものや、金属粉末を焼結したものが使用されている。
【０００４】
上記フィルター装置によって各種気体を通し、これに含まれる微小な塵芥を集塵するには、集塵室に除塵したい気体を流入させ、この気体を筒状の濾材の表面から内側へと通過させて集塵し、この集塵後の清浄気体を筒状の濾材の開口端を通過させて清浄室側に流出させ、その後清浄室からこの清浄気体を流出させるが、このフィルター装置は、連続的または間歇的に長期間使用されるに従い、筒状の濾材表面に捕集ダストが付着して堆積し、集塵能力が徐々に低下する。このため、定期的に、筒状の濾材にパルスジェットエアーなどの圧縮空気を小刻みに吹きつけたり、濾過方向と逆向きに空気を流して筒状の濾材に付着した捕集ダストを剥離、落下させる方法（以下、「逆洗」ということがある）が行われている。
【０００５】
しかし、上記逆洗においては、圧縮空気や逆流空気による応力が、筒状の濾材と接続用の金属部材との接合部に集中し易く、場合によっては、この接合部に上記応力が繰り返し作用することにより、接合部で折損や亀裂が生じるという欠点があった。このような欠点を排除するため、接続用の金属部材と筒状の濾材との間に可撓性金属管状部材を介在接合させた管状濾過エレメントが提案されている（実開平５−１８６１０号公報参照）が、この可撓性金属管状部材を介在接合する方法は、構造が複雑となるので製作に手間がかかり、かつ、コスト高となるという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記した状況に鑑み、従来のフィルター装置にみられるように、濾材表面に付着、堆積した捕集ダストを逆洗によって除去する際に、濾材と金属部材との接合部に作用する応力により、この接合部に折損や亀裂が生じるという欠点を解決し、かつ、製作も容易な気体集塵装置を提供すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至ったものである。本発明の目的は次の通りである。
１．逆洗の際に応力が作用しても濾材と金属部材との接合部に折損や亀裂が生じ難い、逆洗可能な気体集塵装置を提供すること。
２．製作が容易な、逆洗可能な気体集塵装置を提供すること。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、ケーシングの内部が隔壁板で仕切られ、この隔壁板に少なくとも１個の貫通孔が穿設され、筒状の濾材の開口端部が、上記貫通孔に金属部材を介在させて接合されてなる逆洗可能な気体集塵装置において、上記筒状の濾材は、金属繊維製不織布および／または金網から構成され、かつ、長さ方向に直角に切断した際の断面形状が、真円形、だ円形、多角形またはコルゲート（波型）状の構造とされてなり、この筒状の濾材の一端には金属製の環状部材が、他端には金属製の封止部材が設けられ、上記金属製の環状部材および金属製の封止部材と上記筒状の濾材の内側または外側に、緩衝材として各々に接合された金属製の薄膜を介在させたことを特徴とする、逆洗可能な気体集塵装置を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る逆洗可能な気体集塵装置は、装置のケーシング（外殻）の内部に、隔壁板および筒状の濾材が内蔵されてなる。このケーシングの形状・大きさは、気体集塵装置の使用目的、集塵のために通過させる気体の種類、量、設置される場所などに応じて適宜決めることができ、例えば、その形状を円筒形状、直方体形状などとすることができる。
【０００９】
上記ケーシングの内部は隔壁板で仕切られ、除塵したい気体を流入させる集塵室と、集塵後の清浄気体を流出させる清浄室とに区画される。縦型の気体集塵装置には隔壁板を水平にして取り付けることができ、この場合には、隔壁板の上側に位置する空間を清浄室、下側に位置する空間を集塵室とする。また、横型の気体集塵装置には隔壁板を垂直にして取り付けることができ、この場合には、隔壁板によって区画された二室のうち一方を清浄室、他方を集塵室とする。
【００１０】
上記隔壁板には少なくとも１個の貫通孔が穿設され、この貫通孔には、後記する筒状の濾材の開口端部が接合される。集塵室に流入した除塵したい気体は、筒状の濾材を通過して濾材内側に流れて集塵され、この集塵後の清浄気体が清浄室に送られる際に上記貫通孔を通過する。この隔壁板の厚さや材料は、接合される筒状の濾材の本数、集塵および逆洗の際に作用する応力などを勘案して適宜決めることができる。なお、清浄室と集塵室の体積比も、気体集塵装置に付与する性能や除塵したい気体の種類に応じて、適宜決めることができる。
【００１１】
なお、気体集塵装置の清浄室には、筒状の濾材を逆洗するための逆洗機構を設けておくものとする。この逆洗機構としては、この種気体集塵装置に従来から知られている機構が制限無しに採用できる。その機構の例としては、高圧空気供給用のマニホールドのノズルから、筒状の濾材の開口端部に向けて、瞬間的に高圧空気をパルス状に噴射して逆洗する機構（実開昭６１−１７８９１６号公報参照）や、隔壁板に垂直な軸を中心に回転可能にされた外部エアー導入ダクトと、この下端に連設された末広がりのエアー吹出しノズルとから構成された回転移動型の逆洗機構（特公平６−１６８０８号公報参照）などを挙げることができる。
【００１２】
上記隔壁板の各貫通孔には、前記したとおり筒状の濾材が接合される。接合される筒状の濾材の数や、この筒状の濾材の径、長さなどは、気体集塵装置の使用目的、付与する性能、ケーシングの大きさ、除塵したい気体の種類などに応じて適宜決めることができる。筒状の濾材が円筒形状である場合は、例えば直径は３０mm〜１０００mmの範囲で、長さは５０００mm以内で、本数は５〜５００本の範囲で各々選ぶことができる。
【００１３】
上記筒状の濾材を長さ方向に直角に切断した際の断面形状は、真円形状、だ円形状、多角形状などとすることができ、中でもこれら形状の濾材部分をコルゲート状（ひだ状）にすると、濾材の表面積が大きくなるので好ましい。この筒状の濾材は、金属繊維製不織布および／または金網によって構成する。金属繊維製不織布は、金属繊維を積層して焼結して調製したものであり、除塵したい気体に混在する微小な塵芥を付着させて（すなわち集塵して）清浄気体とするという機能を果たす。金網は、主としてこの金属繊維製不織布の保形支持材や表面保護材としての機能を果たすとともに、上記金属繊維製不織布と同様に集塵機能をも果たす。
【００１４】
金網のみから筒状の濾材を構成する場合は、目の大きさの異なる平面状の金網を複数枚重ね合わせ、要すれば焼結して一体化させた後、巻回して筒状に形成する。金属繊維製不織布のみから筒状の濾材を構成する場合は、この不織布を構成する金属繊維の直径を大きくして適度な剛性をもたせ、除塵したい気体が通過する際や逆洗の際の外力に耐えられるようにするのが好ましい。また、筒状の濾材を金網と金属繊維製不織布とから構成する場合は、平面状の金属繊維製不織布を平面状の金網で挟み、要すれば焼結してこれらを一体化させた後、巻回して筒状に形成することができる。
【００１５】
上記金属繊維製不織布を構成する金属繊維の直径は０．５μｍ〜１００μｍの範囲とし、この金属繊維製不織布の厚さは０．０５mm〜１０mm程度とすることができる。また、上記金網を構成する金属線の直径は０．０５mm〜２．０mm程度とすることができる。この金属繊維製不織布および金網を調製する金属は、鉄、鋳鉄、軟鋼、ステンレス鋼、ニッケル合金、銅合金、チタン合金、アルミニウム合金など、除塵したい気体の種類に応じて適宜決めるのが好ましい。例えば、除塵したい気体が腐食性を有する場合には、耐食性に優れたステンレス鋼が好適であり、除塵したい気体が高温である場合には、耐熱性に優れたニッケル合金が好適である。
【００１６】
上記筒状の濾材の一端には金属製の環状部材を、他端には金属製の封止部材を、各々金属箔を介在させて接合する。これら環状部材および封止部材の材料は、前記した金属繊維製不織布や金網と同種のものとすることができる。これら環状部材および封止部材を筒状の濾材の端部に接合する際には、溶接、ろう付け、接着剤による接着などの方法によることができる。
【００１７】
上記環状部材は、筒状の濾材の一端の開口端部を補強するという機能を果たす。この環状部材を長さ方向に直角に切断した際の断面形状は、前記した筒状の濾材の断面形状（コルゲート（波型）状のものを含む）とほぼ同一とする。環状部材と筒状の濾材とを接合する際には、環状部材を筒状の濾材の外側に被せてもよく、筒状の濾材を環状部材の外側に被せてもよい。この環状部材の長さは、筒状の濾材の長さや径の大きさなどにもよるが、長すぎると筒状の濾材の集塵面積を減少させ、短すぎると筒状の濾材と接合し難くなるので、適宜の範囲で選ぶものとする。上記封止部材は、筒状の濾材の他端を封止するものであり、筒状の濾材の形状を維持する機能を果たす。この封止部材を長さ方向に直角に切断した際の断面形状は、前記した筒状の濾材の断面形状とほぼ同一とする。
【００１８】
上記環状部材および封止部材と筒状の濾材との間に介在させる金属製の薄膜は、上記環状部材と筒状の濾材との接合部、および、上記封止部材と筒状の濾材との接合部に逆洗する際の応力が作用した際に、これら各接合部に折損や亀裂を生じ難くする緩衝材としての機能を果たす。この金属製の薄膜としては、前記した金属繊維製不織布や金網のほか、これら金属繊維製不織布や金網と同種の金属で調製した金属箔を挙げることができる。
【００１９】
上記金属製の薄膜の厚さは、５０〜２００μｍの範囲で選ぶことができる。この金属製の薄膜の幅は、環状部材（封止部材）と筒状の濾材との接合代の幅とほぼ同一の幅ないしこの接合代の幅よりも若干広い幅とする。この金属製の薄膜を筒状の濾材の両端部に接合する際には、焼結、抵抗溶接、接着剤による接着などの方法によることができる。なお、この金属製の薄膜を平面状の濾材の両端部に接合した後、この濾材を筒状に形成することもできる。
【００２０】
上記筒状の濾材を隔壁板の貫通孔に接合する際に介在させる金属部材は、筒状の濾材を隔壁板の貫通孔に接合させる機能を果たせばいかなる構造でもよく、例えば、金属部材の一端を雄ネジ型にして隔壁板の貫通孔に刻設された雌ネジと螺合可能な構造とし、他端を筒状の濾材と接合可能な構造とすることができる。この金属部材の材料は、上記した金属繊維製不織布、金網、封止部材、環状部材と同種のものとすることができる。
【００２１】
上記筒状の濾材の外側表面は、金属製または合成樹脂製の保護材で被覆することができる。また、筒状の濾材の形状を維持する目的で、パンチングチューブをこの筒状の濾材の内部に挿入することができる。この際、パンチングチューブの外壁面を筒状の濾材の内壁面に密着させてもよく、このパンチングチューブの径を筒状の濾材の径よりも小さくし、パンチングチューブの両端部に環状部材および封止部材を接合してＩ字状を呈する骨格を構成し、パンチングチューブの外壁面と筒状の濾材の内壁面との間に空間を設けてもよい。
【００２２】
本発明に係る逆洗可能な気体集塵装置を用いて各種気体を集塵するには、除塵したい気体を集塵室へと流入させ、筒状の濾材表面から濾材内側へとこの除塵したい気体を通過させて集塵し、集塵後の清浄気体を筒状の濾材の開口端部を通過させて清浄室へと流出させ、この清浄室内の清浄気体を外部へ排出させる。また、本発明に係る逆洗可能な気体集塵装置に内蔵された筒状の濾材を逆洗するには、前記した逆洗機構を設けておき、高圧空気や外部エアーなどの逆洗流体を筒状の濾材の開口端部に向けて噴射し、この逆洗流体を筒状の濾材内側から濾材表面へと噴出させて、筒状の濾材表面に付着・堆積した捕集ダストを剥離・落下させる。落下した捕集ダストはケーシングの下部にたまるので、定期的に外部に排出させる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を図面および試験例に基づいて詳細に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明に係る逆洗可能な気体集塵装置に内蔵される筒状の濾材の一例の一部切り欠き側面図であり、図２は、図１の筒状の濾材の一部を分解した状態の斜視図である。
【００２５】
図１に示した筒状の濾材１０は、逆洗可能な気体集塵装置に内蔵されるものである。この筒状の濾材１０の一端には封止部材２０が、他端には環状部材３０が接合されている。この環状部材３０が接合された筒状の濾材１０の開口端部側には、接続用の金属部材４０が装備されており、この金属部材４０には雄ネジが形成されている。また、この筒状の濾材１０の内壁には、保形用のパンチングチューブ５０が挿入されている。
【００２６】
図２は、図１に示した筒状の濾材１０の開口端部の一部を分解した状態の一例を示しており、環状部材３０と筒状の濾材１０との間には金属箔６０が介在されている。この金属箔６０は環状部材３０の外側に被せられ、その金属箔６０の外側には筒状の濾材１０の開口端部が被せられて接合されることとなる。筒状の濾材１０に封止部材２０を取り付ける際にも、この構造と同様に金属箔６０を介在させる。なお、図２に示した例では、環状部材３０の外側に金属箔６０を、この金属箔６０の外側に筒状の濾材１０を各々被せて接合したものであるが、この順番とは逆に、すなわち、筒状の濾材１０の外側に金属箔６０を、この金属箔６０の外側に環状部材３０を各々被せて接合することもできる。
【００２７】
なお、図１および図２には、断面が円形状の筒状の濾材を例示したが、筒状の濾材の断面がコルゲート（波型）状の場合にも同様に接合することができる。この場合は、金属箔６０を、筒状の濾材のコルゲート（波型）の外周に沿わせて接合し、かつ、封止部材２０および環状部材３０の形状を、この筒状の濾材の断面のコルゲート（波型）形状にあわせて調製すればよい。
【００２８】
［試験例］
［筒状の濾材の調製］
まず、直径４μｍおよび１２μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）繊維から、長さ３９０mmで幅３５０mmで厚さ約０．３mmの不織布を二枚調製した。次いで、一方の不織布に、長さ３００mmで幅３０mmで厚さ約１００μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）箔をこの不織布の片面の長さ方向両端部に沿わせて焼結によって接合し、このステンレス鋼箔を接合した面を外側にして、この不織布から長さ３９０mmで外径９０mmのコルゲート状の筒体を形成した。次いで、この筒体の一端にステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の環状部材を、他端にステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の封止部材を、各々ステンレス鋼箔の外側に被せてＴＩＧ溶接により接合して、試験例１で用いる筒状の濾材Ａを調製した。
【００２９】
次いで、ステンレス鋼箔を接合しない他方の不織布から、長さ３９０mmで外径９０mmのコルゲート状の筒体を形成し、この筒体の一端にステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の環状部材を、他端にステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の封止部材を、各々上記筒体の外側に被せてＴＩＧ溶接により接合して、試験例２で用いる筒状の濾材Ｂを調製した。
【００３０】
［筒状の濾材の評価］
逆洗機構を装備した直方体状の試験用ケーシング（幅７５cm×長さ１５０cm×高さ１６０cm）を用意し、このケーシングの底壁から１００cmの位置に、直径５０mmの貫通孔が穿設された隔壁板を底壁に平行に取り付け、上記２種類の筒状の濾材の開口端部を、雄ネジが形成された金属部材を介在させて上記隔壁板の貫通孔に接合し、これら２種類の筒状の濾材の開口端部に向けて、流速が３４０ｍ／ｓのパルスジェットエアーを０．２秒間噴出させた。この噴出を複数回繰り返して、上記２種類の筒状の濾材と環状部材との接合部における破損状況を観察した。この試験の結果、筒状の濾材Ａは約５０００回程度の噴出を繰り返しても破損が認められなかったのに対し、筒状の濾材Ｂは約１０００回程度の噴出で破損が認められた。上の試験例は、筒状の濾材と金属部材との間に金属製の薄膜を介在させることによって、逆洗による応力が作用しても上記接合部が破損し難くなることを示すものである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上詳細に説明したとおりであり、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
１．本発明に係る逆洗可能な気体集塵装置は、筒状の濾材と環状部材との間、および、筒状の濾材と封止部材との間に金属製の薄膜が介在されてなるので、逆洗の際の応力が作用した場合に、筒状の濾材と上記部材との各接合部に折損や亀裂が生じ難い。
２．本発明に係る逆洗可能な気体集塵装置は、従来の実開平５−１８６１０号公報で提案されているような可撓性金属管状部材を介在接合しないので、製作が極めて容易であり、かつ、コスト高となることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る逆洗可能なフィルター装置に内蔵される筒状の濾材の一例の一部切り欠き側面図である。
【図２】図１の筒状の濾材の一部を分解した状態の斜視図である。
【符号の説明】
１０：筒状の濾材
２０：封止部材
３０：環状部材
４０：接続用の金属部材
５０：パンチングチューブ
６０：金属箔

Claims

ケーシングの内部が隔壁板で仕切られ、この隔壁板に少なくとも１個の貫通孔が穿設され、筒状の濾材の開口端部が、上記貫通孔に金属部材を介在させて接合されてなる逆洗可能な気体集塵装置において、上記筒状の濾材は、金属繊維製不織布および／または金網から構成され、かつ、長さ方向に直角に切断した際の断面形状が、真円形、だ円形、多角形またはコルゲート（波型）状の構造とされてなり、この筒状の濾材の一端には金属製の環状部材が、他端には金属製の封止部材が設けられ、上記金属製の環状部材および金属製の封止部材と上記筒状の濾材の内側または外側に、緩衝材として各々に接合された金属製の薄膜を介在させたことを特徴とする、逆洗可能な気体集塵装置。
金属繊維製不織布が、焼結された金属繊維製不織布である、請求項１に記載の逆洗可能な気体集塵装置。
金属製の薄膜が、金属繊維製不織布、金網、金属箔のいずれかである、請求項１または請求項２に記載の逆洗可能な気体集塵装置。