JP5553896B2 - 静電フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の静電フィルタ（Elektrofilter）、すなわち少なくともほぼ円形の横断面の区分を備えたハウジングが設けられており、該区分が、粒子を含んだガス流を前記横断面に対して直角な長手方向に導通させるために働き、ハウジング内に多数の集塵プレートが配置されており、該集塵プレートが、互いに平行に向けられて、長手方向に延びる複数の通路を形成しており、該集塵プレートが、脱塵の目的のために少なくとも１つの槌打ちロッドによって打撃可能である形式の静電フィルタに関する。

欧州特許出願公開第０２５２３７１号明細書には、静電気式の集塵器の形の静電フィルタが記載されている。この静電気式の集塵器では、粒子もしくはダストを含んだガス流が、平行な集塵プレートの間で、ほぼ円筒状のハウジング区分に案内される。平行に位置調整された集塵プレートの間には、長手方向に延びる複数の通路が設けられており、これらの通路内には、フレームに張設された放電極（Spruehelektrode）が配置されている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９２２２２４号明細書には、ガスから、ガスに含まれている浮遊粒子を除去して浄化するためのロール型静電フィルタが記載されている。この場合、ハウジング内には、集塵用の帯状電極と放電用の帯状電極とが、それぞれフレームを巡るように巻き付けられたアルキメデスの螺線の形に配置されている。各電極のフレームは互いに対して１８０゜回転させられている。両電極は１つの共通の巻付け中心点を有している。
フランス国特許出願公開第２３６３３７３号明細書には、ガスを浄化するための静電フィルタとして構成された、水平方向に配置されたフィルタ設備が記載されている。浄化したいガスは、この静電フィルタを介して容器を通って案内される。この容器内には、間隔を置いて複数の電極が配置されている。電極システムは上側のフレームと下側のフレームとから成っており、両フレームは植込みボルトによって互いに結合されている。隣接し合った電極の間に一定の間隔を得るために、電極の端部はコーム（櫛歯）内に案内されている。脱塵のためには、電極が適当な振動装置によって運動させられ、この場合、電極の表面からダストが剥離する。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９４９７２２号明細書には、横断面が円形のハウジングを備えた高温・高圧用の静電フィルタに用いられる放電極フィールドが記載されている。ハウジングは水平線に対して５０〜７０゜の角度を成して上昇するように起立されている。このハウジング内には、鉛直方向に配置されかつほぼ全ガス流横断面にわたって延びるプレート状の複数の集塵電極の少なくとも１つのフィールドが設けられている。

本発明の課題は、簡単な製造可能性を有すると同時に高い運転安全性および効率を有するような静電フィルタを提供することである。

この課題は、本発明によれば、冒頭で述べた形式の静電フィルタにおいて、請求項１の特徴部に記載の特徴、すなわち前記集塵プレートのうちの少なくとも幾つかの集塵プレートが、それぞれ懸吊式に支承された上側の部分プレートと、立置き式に支承された下側の部分プレートとから成るプレート対として形成されていることにより解決される。集塵プレートを、懸吊式に支承された上側の部分プレートと、立置き式に支承された下側の部分プレートとに分割することにより、プレートのフレキシブルな支承および脱塵の改善された手段が得られる。

このような構成には、要求や、詳述される実施態様に応じて、種々の利点が伴う。第１に、たとえば公知先行技術の場合に、固くねじ締結されたプレートにおいて槌打ちにより生じるようなプレート支承部の変位もしくは振れが回避される。さらに、熱膨張により生じるような、固くねじ締結されたプレートもしくは一貫したプレートの機械的な歪みの問題も回避される。このことは、改善された寿命をもたらすと同時に、たとえば電圧を通す電極に対する間隔を、一層一定にする。

さらに、本発明は、槌打ちの手段を、たとえば固くねじ締結されたプレートの場合よりも単純に形成することを可能にする。特に、プレートフィールドの一方の端面に複数のハンマを備えた１つの槌打軸を設けるだけで十分となり得る。

本発明による静電フィルタの有利な主要使用領域は、転炉ガスの除塵である。転炉の不連続的な運転形式に基づき、ガス浄化設備は、ダストを含んだ可燃性の転炉ガスと、軽度にしかダストを含有していない周辺空気とによって交互に貫流される。転炉の吹込み段階の間、発生した可燃性の転炉ガスはダスト分離の後にガス容器内に捕集される。静電フィルタの下流側に据え付けられた切換ステーションにより、不燃性の排空気を、煙道を介して環境へ変向させることが可能になる。吹込み休止中に転炉ガスと、酸素含有の排空気とが混合し合うと、爆発性のガス混合物が発生する恐れがある。このような爆発性のガス混合物は静電フィルタ内で着火して、爆発を招く恐れがある。このような爆発は、静電フィルタの分離能力を損なうダスト衝撃を招く恐れがある。さらに、ダスト衝撃は転炉の運転を妨げる。なぜならば、ダスト衝撃は吹込みプロセスの中断を招く恐れがあるからである。したがって、本発明による静電フィルタは、その特徴の総和によってこのような使用領域のために特に適しており、このことは、円形のハウジング形状が特に好都合な通流を可能にすると同時に、静電フィルタ全体の良好な機械的強度を可能にするのでなおさらである。

本発明の特に有利な実施態様では、１つのプレートペアの各部分プレートが、それ自体フレキシブルに、特に揺動可能に配置されている。これにより、部分プレートに対する特に有効な槌打ちを実現することができる。この場合、特に部分プレートのそれぞれ自由な端範囲、つまり懸吊された部分プレートの下端部および立置きされた部分プレートの上端部における打撃が行われる。

できるだけ全ての集塵プレートを有利に構成しかつ単純な構造によって打撃できるようにするために、本発明の有利な構成では、各上側の部分プレートと各下側の部分プレートとの間の境界が、ハウジングの高さのほぼ１／２の高さに延びている。一般に有利には、これにより横方向で見て縁側のプレート、つまり円形のハウジング横断面に基づき最も短いプレートである縁側のプレートも、捕捉される。

別の有利な実施態様では、上側の部分プレートと下側の部分プレートとから成る前記多数の集塵プレートが、全体的に１つのプレート壁を形成しており、該プレート壁が、片側でのみ駆動される槌打ちロッドによって打撃されるようになっている。これにより、たとえば公知先行技術に基づき、分割されていない固くねじ締結された集塵プレートを十分に有効に槌打ちするために知られているような両側の打撃のための手間のかかるメカニズムを不要にすることができる。

一般に有利には、上側の部分プレートと下側の部分プレートとから成る前記集塵プレートが、１つの槌打ちロッドによって案内されているので、この槌打ちロッドは打撃を生ぜしめると同時に、少なくとも部分的にプレートの運転確実な位置調整もしくは保持をも生ぜしめる。

一般に有利には、ハウジング内に複数の補強リングが長手方向で相前後して配置されており、２つの補強リングの間に前記集塵プレートの１つのフィールド（集塵プレート域）が配置されている。このようなフィールドは、たとえば互いに平行な多数のプレート壁から成っていてよく、これらのプレート壁はそれぞれハウジングの高さ方向と長手方向とに対して平行に向けられていて、それぞれ長手方向で相前後して配置された多数の集塵プレートもしくは部分プレート対から成っている。このような補強リングにより、ハウジングは従来よりも著しく耐圧的でかつ静的に安定的に形成され得る。この場合、集塵プレートおよび／または電極フレームのための支持エレメントはこれらの補強リングに収容されていてよい。

さらに別の有利な改良形では、前記補強リングのうちの少なくとも１つの補強リングが、回転非対称的に形成されている。このことは特に、補強リングがその全周にわたって互いに著しく異なる横断面形状の少なくとも２つの、有効な長さの区分を有していることを意味している。

特に有利には、この場合、前記補強リングの下側の区分に、立置き式に支承された下側の部分プレートを収容するための支持フレームが収容されている。

さらに、前記補強リングの下側の区分が、上側の区分に比べて弱められた横断面プロファイルを有していると有利である。これにより、たとえばハウジングの自由な通過横断面を著しく減少させることなしに、立置き式に支承された部分プレートのための支持フレームを補強リングの下側の区分に支承するために十分なスペースを提供することができる。

さらに別の有利な実施態様では、前記補強リングが抗張材を有しており、該抗張材が、有利な変化形では水平方向の直径の範囲に配置されている。前記抗張材が、軽量構造を得るために格子フレームとして形成されていると特に有利である。前記抗張材は一般に有利には通行可能な歩行路として形成されていてよいので、抗張材により集塵プレートに保守目的で容易に接近することが可能となる。

本発明のさらに別の利点および特徴は、以下に説明する実施形態ならびに請求項２以下に記載されている。

以下に、本発明の有利な実施形態を図面につき詳しく説明する。

本発明による静電フィルタの複数の集塵プレートの１フィールドを示す斜視図である。 静電フィルタの４つの補強リングを示す斜視図である。

本発明による静電フィルタもしくは電気集塵装置は、円筒状の区分にほぼ一定でかつほぼ円形の横断面を有するハウジング（図示しない）を有している。この場合、静電フィルタの長手方向Ｌは円筒体軸線の方向に延びており、この方向に向かって、粒子またはダストを含んだガスによる静電フィルタの通流も行われる。

円筒状のハウジング区分には、長手方向Ｌにおいて互いに間隔を置いて配置された４つの補強リング１が設けられている。これらの補強リング１は第１にハウジングを支持し、第２に集塵プレート３のフィールド（集塵プレート域）２を保持するために働く。

このようなフィールド２の一つが図１に図示されている。フィールド２は、それぞれ長手方向Ｌおよび高さ方向Ｈに延びる互いに平行な複数のプレート壁４を有している。これらのプレート壁４はそれぞれ長手方向Ｌで相前後して配置された複数の集塵プレート３から成っている。プレート壁４の間には、ガス導通のための通路が延びており、これらの通路（図示しない）には電極フレームが配置されている。

集塵プレート３はそれぞれ１つの上側の部分プレート３ａと下側の部分プレート３ｂとを有している。上側の部分プレート３ａは各プレート壁４の上側の支持条片５にそれぞれ懸吊式に支承されている。これらの支持条片５は端面側でフィールド２を少しだけ越えて突出していて、支持リングもしくは補強リング１の上側の区分１ａに設けられた対応する収容部６内に支承されている。

下側の部分プレート３ｂは下側の支持フレーム７内に収容されているか、もしくは立置き式に支承されている。下側の支持フレーム７は端面側の湾曲させられたアーチ部分７ａと、これらのアーチ部分７ａの間に長手方向Ｌに沿って延びるリブ部材７ｂとを有しており、これらのリブ部材７ｂに下側の部分プレート３ｂが収容されている。

上側の部分プレート３ａおよび下側の部分プレート３ｂは全体的に見れば、真ん中で分割された集塵プレート３であると理解することができる。この場合、両部分プレートはそれぞれ揺動式にかつフレキシブルに支承されている。分割平面は、集塵プレート３もしくは静電フィルタの高さのほぼ１／２の高さに延びている。構造に基因して、幅方向Ｂで見て縁側に位置する部分プレート３ａ，３ｂもしくは集塵プレート３は、幅方向Ｂで見て中央部に配置された、静電フィルタの最大自由内側高さにわたって延びる部分プレート３ａ，３ｂもしくは集塵プレート３よりも短く形成されている。

真ん中の分割平面の範囲では、複数の槌打ちロッド８から成る装置が設けられている。これらの槌打ちロッド８はフィールド１つ当たり唯一つの単独の打撃機構（図示しない）によって長手方向Ｌで打撃される。１つのフィールド２の槌打ちロッド８は横方向ロッド９によって互いに結合されている。それぞれ個々の部分プレート３ａ，３ｂはそれぞれ１つの槌打ちロッド８の２つの打撃ブロック８ａの間に位置しているので、可動に支承された部分プレート３ａ，３ｂは第１の打撃ブロックによる打撃後に一方の方向に変位し、次いで第２の打撃ブロックに衝突する。これにより、集塵プレートからの捕集されたダストの有効な叩き落としが得られる。それと同時に、槌打ちロッド８は可動に支承された部分プレート３ａ，３ｂのためのガイドを成している。

槌打ちロッドの取付けは要求に応じて、
ａ）懸吊式に支承された２つの部分プレート（図示しない）の下端部に設けられた各１つのピンにより行われるか、または
ｂ）各端面（図示しない）における支持構造体を備えた各１つの揺動ジョイント（Pendelgelenk）により行われる。

両懸吊形式は、方形の構造の静電フィルタから類似した形で知られているが、ただしこの場合には、集塵プレートの分割は行われておらず、専ら懸吊式にのみ支承された一貫して延びるプレートの下端部が打撃される。

下側の支持フレーム７のアーチ部分７ａは補強リング１の下側の区分１ｂに収容されている。このためには、下側の区分１ｂが、上側の区分１ａに対して弱められた横断面プロファイル（横断面輪郭）を有している。具体的な事例では、上側の区分１ａが方形の横断面を有しており、下側の区分１ｂはＴ字形の横断面を有している。

支持リングもしくは補強リング１の上下の両区分１ａ，１ｂが互いに異なる横断面プロファイルを有していることに基づき、この補強リング１は回転非対称的に形成されている。下側の区分１ｂは補強リング１の全周の１／２よりも少しだけ小さな円周にわたってしか延びていない。さらに、上側の区分１ａからは、側方の垂直な支持部１ｃが接線方向に続けられており、これらの支持部１ｃによって電気集塵装置もしくは静電フィルタ全体の付加的な支持が行なわれ得る。

補強リング１の高さのほぼ１／２に相当する高さには、それぞれ１つの抗張材１０が設けられている。この抗張材１０は補強リング１の水平方向の直径に沿って延びている。抗張材１０は格子フレームとして加工成形されていて、歩行路として形成されており、この歩行路を介して静電フィルタは保守目的のために良好に通行可能となる。

もちろん、本発明により構成された集塵プレートの間には、公知の形式で構成された、電圧を導く（電気を通す）複数の電極フレームが設けられている（図示しない）。

フィールドの下方には、スクレーパもしくは掻取り装置（図示しない）が設けられている。掻取り装置はやはり公知の形式で構成されている（欧州特許出願公開第０２５２３７１号明細書のたとえば図２参照）。掻取り装置は支持フレーム７の下方で往復旋回することができる。念のため付言しておくと、本発明の構成により、より大きな面を掻取り装置によってカバーすることが可能となる。このことは改善されたダスト搬出を可能にし、これによりダスト衝撃の危険が減じられ、分離能力が全体的に改善される。

Claims (12)

1. ダストを含んだ可燃性の転炉ガスと、相対的に軽度のダストを含有する周辺空気とによって交互に貫流されるガス浄化設備における、転炉ガス除塵用の静電フィルタであって、少なくともほぼ円形の横断面の区分を備えたハウジングが設けられており、該区分が、粒子を含んだガス流を前記横断面に対して直角な長手方向（Ｌ）に導通させるために働き、ハウジング内に多数の集塵プレート（３）が配置されており、該集塵プレート（３）が、互いに平行に向けられて、長手方向（Ｌ）に延びる複数の通路を形成しており、該集塵プレート（３）が、脱塵の目的のために少なくとも１つの槌打ちロッド（８）によって打撃可能である形式の静電フィルタにおいて、前記集塵プレート（３）のうちの少なくとも幾つかの集塵プレート（３）が、それぞれ懸吊式に支承された上側の部分プレート（３ａ）と、立置き式に支承された下側の部分プレート（３ｂ）とから成るプレート対として形成されていることを特徴とする静電フィルタ。
2. １つのプレート対の各部分プレート（３ａ，３ｂ）が、それ自体フレキシブルに、揺動可能に配置されている、請求項１記載の静電フィルタ。
3. 各上側の部分プレート（３ａ）と各下側の部分プレート（３ｂ）との間の境界が、ハウジングの高さのほぼ１／２の高さに延びている、請求項１または２記載の静電フィルタ。
4. 上側の部分プレート（３ａ）と下側の部分プレート（３ｂ）とから成る前記集塵プレート（３）が、全体的に１つのプレート壁（４）を形成しており、該プレート壁（４）が、片側でのみ駆動される槌打ちロッド（８）によって打撃されるようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載の静電フィルタ。
5. 上側の部分プレート（３ａ）と下側の部分プレート（３ｂ）とから成る前記集塵プレート（３）が、１つの槌打ちロッド（８）によって案内されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の静電フィルタ。
6. ハウジング内に複数の補強リング（１）が長手方向で相前後して配置されており、２つの補強リング（１）の間に前記集塵プレートの１つのフィールド（２）が配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の静電フィルタ。
7. 前記補強リング（１）のうちの少なくとも１つの補強リング（１）が、回転非対称的に形成されている、請求項６記載の静電フィルタ。
8. 前記補強リング（１）の下側の区分に、立置き式に支承された下側の部分プレート（３ｂ）を収容するための支持フレーム（７）が収容されている、請求項６または７記載の静電フィルタ。
9. 前記補強リング（１）の下側の区分（１ｂ）が、上側の区分（１ａ）に比べて弱められた横断面プロファイルを有している、請求項６から８までのいずれか１項記載の静電フィルタ。
10. 前記補強リング（１）が抗張材（１０）を有しており、該抗張材（１０）が、水平方向の直径の範囲に配置されている、請求項６から９までのいずれか１項記載の静電フィルタ。
11. 前記抗張材（１０）が、格子フレームとして形成されている、請求項１０記載の静電フィルタ。
12. 前記抗張材（１０）が、通行可能な歩行路として形成されている、請求項１０または１１記載の静電フィルタ。

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