JP5623554B2 - フィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガスから粒子物質を取り除くファブリック式フィルタ装置に関する。より詳細には、本発明によるファブリック式フィルタ装置は、ファブリック式フィルタと、フィルタプレナリースペースと、出口ダクトと、流れ制御装置とを包含し、ガスが前記ファブリック式フィルタから続いて前記フィルタプレナリースペース及び前記出口ダクトを通して流れることができ、前記流れ制御装置が前記出口ダクトを通して流れるガスの量を制御する。

ファブリック式フィルタ装置の一般的な例が、米国特許第４３３６０３５号明細書に開示されている。このようなファブリック式フィルタ装置は、典型的に、複数のフィルタバッグを包含し、これらのフィルタバッグはガス流れから粒子物質を分離する。このようなファブリック式フィルタ装置の典型的な適用は、石炭燃焼プロセスからの煙道ガスを清浄にすることである。

ある場合において、ファブリック式フィルタ装置の少なくとも一部分を通して流れるガスを実質的に停止することが望まれる。このような場合のひとつは、例えば、保守点検作業員がファブリック式フィルタ装置のひとつのフィルタモジュールの内部に入ることができるようにすると共に、同じファブリック式フィルタ装置の他の平行なフィルタモジュールにおいては濾過を連続せしめるような場合である。

ファブリック式フィルタ装置の少なくとも一部分を通してのガス流れの終了は、流れ制御装置によって行うことができる。この流れ制御装置、例えばフラップ式ダンパは２つの位置間を枢動できるヒンジ式ドアのように工夫されている。前記２つの位置に関し、１つの位置はヒンジ式ドアが出口ダクトへのフィルタモジュールの開口を覆うことができない位置、すなわち開き位置であり、またもう１つの位置はヒンジ式ドアが出口ダクトへのフィルタモジュールの開口を覆うことができる位置、すなわち、閉じ位置である。

このようなフィルタモジュールに関連するひとつの問題は、ヒンジ式ドアを作動させることが困難であることである。特に、これは、フィルタモジュールの開口が大きく、これにより大きなヒンジ式ドアがフィルタモジュールの開口を覆うのに必要とされる場合である。このような場合においては、ヒンジ式ドアを一方の位置から他方の位置へ動かすのにかなりの力が必要とされる。

本発明の目的は、したがって、フィルタ装置を通過するガス流れを一層容易に制御することができるファブリック式フィルタ装置を提供することにある。

この目的は、ガス流れから粒子物質を取り除くファブリック式フィルタ装置であって、ファブリック式フィルタを備えている、少なくともひとつのフィルタモジュールと、フィルタプレナリースペースと、出口ダクトと、流れ制御装置とを包含し、これらのすべてが流体接続されて、ガス流れを前記ファブリック式フィルタから続いて前記フィルタプレナリースペース及び前記出口ダクトを通して流すことができるようにしたファブリック式フィルタ装置により達成される。前記流れ制御装置は、前記フィルタプレナリースペースと前記出口ダクトとの間に設置される。前記流れ制御装置は、前記出口ダクト内へ流れて通過できるようにしたガスの量を制御するために用いられる。本発明によれば、前記流れ制御装置はギロチン型ダンパである。

本発明によるギロチン型ダンパは、先行技術のヒンジ式ドアと比較して効率が一層に良い。これは、特に、制御しようとする開口が比較的大きい場合に確かである。適当に比較的大きなヒンジ式ドアは、相当に重く、動かすのにとても扱いにくい。また、これは、圧力差がフィルタ装置内に存在し、動かすのに打ち勝たなければならないドアの重量のみならず、圧力差の結果として力がドアに加わるような場合に確かである。このような先行技術のヒンジ式ドアと比較して、本発明によるギロチン型ダンパは、たとえ寸法が比較的大きくても、ダンパを滑動することによりとても容易に動かすことができる。更に、ダンパの滑動を行うために必要とされる力の量はフィルタ装置内の圧力差、例えばダンパでの圧力降下とは全く無関係である。

本発明によるファブリック式フィルタ装置は、更に、カラーを包含することができる。このカラーは、カラー本体と、特定の円周の開口広幅端と、好適にはこの開口広幅端の円周よりも小さい、特定の円周の開口細幅端とを包含する。このカラーは、出口ダクトをフィルタモジュールのフィルタプレナリースペースに流体接続するために用いることができる。このような場合において、前記開口広幅端は、前記フィルタプレナリースペースに流体接続するように前記フィルタモジュール内に取り付けられ又は位置させられる。前記開口細幅端は、前記出口ダクトに流体接続するように前記出口ダクト内に取り付けられ又は位置させられる。前記カラーは、前記フィルタプレナリースペースと前記出口ダクトとの間のガス流れを改善するために有益である。ガス流れは、ガスが前記出口ダクト内へ流れる前に前記カラーの前記開口広幅端の大きな円周が前記フィルタプレナリースペースの大きな区域から前記カラー本体を通して前記カラーの前記開口細幅端における小さな区域へのガスの流れを促進することから、改善される。前記流れ制御装置を前記カラーの前記開口細幅端のところに設置することにより、小さいギロチン型ダンパを、ガス流れを制御するために用いることができる。したがって、前記カラー本体は前記開口広幅端と前記開口細幅端との間をなめらかな曲面のように、又は漏斗状のように、又はなめらかな曲面と漏斗状との間で変形される形状のように、長手方向に延びることができる。

代替的な実施形態において、前記開口広幅端、前記開口細幅端及び前記カラー本体は、それぞれ、前記開口広幅端、前記開口細幅端及び前記開口広幅端と前記開口細幅端との間の中間部での前記カラー本体の長手方向軸線に対して垂直である長方形断面、正方形断面又は同種の幾何学的形状断面を有することができる。したがって、前記ギロチン型ダンパは前記開口細幅端でのガス流れを制御するのに適合する任意の幾何学的形状を有する。代替的な実施形態において、前記ギロチン型ダンパは、前記開口広幅端でのガス流れを制御するのに適合する幾何学的形状を有し、前記開口広幅端に設置されて、前記開口広幅端を通してのガス流れを制御する。代替的な実施形態において、前記開口広幅端、前記開口細幅端及び前記カラー本体は、それぞれ、同一の幾何学的形状の断面、異なる幾何学的形状の断面又はその組み合わせの断面を有する。

本発明によるギロチン型ダンパは、開き位置又は閉じ位置に位置するように制御可能とすることができる。更に、本発明によるダンパは、前記開き位置と前記閉じ位置との間の少なくともひとつの中間位置に位置するように制御可能とすることができる。ダンパのこのような位置決めは、ガス流れを遮断するためのみならず、２つの平行なフィルタモジュール間のガス流れをバランスするためにガス流れを増大又は減少せしめるために用いることができる。

本発明は、更に、ガスから粒子物質を取り除くファブリック式フィルタ装置であって、ファブリック式フィルタと、このファブリック式フィルタからのガスを受け入れるフィルタプレナリースペースと、このフィルタプレナリースペースに流体接続されている出口ダクトと、前記フィルタプレナリースペースから開口を通して前記出口ダクト内へ通過するガスの量を制御する流れ制御装置とを包含しているファブリック式フィルタ装置を制御する方法を提供する。本発明による方法は、平板を包含するギロチン型ダンパの形の前記流れ制御装置を用意し、前記平板を動かして前記開口に出し入れすることにより前記フィルタプレナリースペースから前記出口ダクト内へ通過するガスの量を制御する。

先行技術によるファブリック式フィルタ装置の出口部分を示す図である。 図１の出口部分と対応する、本発明によるファブリック式フィルタ装置の出口部分を示す図である。 ギロチン型ダンパが閉じ位置である状態を示す図である。 ギロチン型ダンパが開き位置である状態を示す図である。 第１のダクト開口カラー設計を示す図である。 第２のダクト開口カラー設計を示す図である。 互いに並んで配置されている、ダクトへの２つの開口の正面図である。

図１は、先行技術による出口を包含するフィルタモジュールの一部分を示す。フィルタモジュールは、一般に当分野の当業者によく知られており、したがって本明細書では詳細には説明しない。

一般に、粒子物質は複数のファブリックバッグ又はホースを包含することができるファブリック式フィルタ３ａの手段によりガス流れ１から取り除かれる。典型的な適用において、フィルタモジュール３は化石燃料燃焼ボイラの燃焼室を出る煙道ガス流れから粒子物質を取り除くために用いることができる。ガスは、フィルタモジュール３のファブリック式フィルタ３ａを出ると、ファブリック式フィルタ３ａの上部のフィルタプレナリースペース５を通過する。フィルタプレナリースペース５は、複数のファブリックバッグ又はホースに対して共通である。フィルタプレナリースペース５内のガスは、それから、フィルタモジュール３の開口６を通して出口ダクト７へ流れる。この出口ダクト７は、ファブリック式フィルタ３ａ及びフィルタプレナリースペース５に関して横に位置することができる。複数の開口６を、フィルタモジュール３に設けることができる。フィルタモジュール３は、各開口６のためのドア９の形の流れ制御装置を包含する。ドア９は、枢軸１１に枢動可能に取り付けられている。これにより、ドア９は開き位置（図示されている位置）と閉じ位置（点線で示されている位置）との間を動くことができ、開き位置では、ガスが出口ダクト７へ入るのを許され、これに対して、閉じ位置では、ドア９が開口６を密封する。開口６を密封することにより、フィルタプレナリースペース５から出口ダクト７へのガス流れ１が実質的に停止される。ドア９は、フィルタモジュール３のダクト壁１５の外側のアクチュエータ１３の手段により駆動され、これにより、ドア９を閉じ位置に位置させて開口６を密封する。開口６を密封することは、例えば、メンテナンス作業を行うために保守点検作業員がフィルタプレナリースペース５に安全に入ることをできるようにする。

ファブリック式フィルタ３ａの区域が比較的小さく、したがって開口６が比較的小さい限りは、図１の構成は効率の良いガス流れ調整の解決を提供する。しかしながら、より大きなファブリック式フィルタ３ａの区域が考えられたときには、ガス流れはより多くなり、開口６／出口ダクト７の寸法もまた大きくしなければならない。開口６の寸法を大きくすることは、それから、かなりの面積のより大きなドア９の使用を必要とさせ、このような大きなドアは駆動せしめるのに大きな力を必要とする。これは、ドア９及びこれらのドアと関連するアクチュエータ１３がファブリック式フィルタ装置を大型にして高価にすることを意味する。

図２は、本発明による出口を包含するフィルタモジュールの一部分を示す。このフィルタモジュール３は、出口ダクト７の中に設置されているギロチン型ダンパ１７の形の流れ制御装置を包含する。一般に、ギロチン型ダンパ１７は平板１９を包含し、この平板１９は、アクチュエータ１３の手段により、出口ダクト７への開口６の中へ又は外へ滑動自在であり、その結果、平板１９は、開き位置、すなわち、開口６の外の位置であって、平板１９がガス流れ１に影響を及ぼさない位置と、閉じ位置、すなわち、開口６の中の位置であって、平板１９が開口６を密封し、ガス流れ１を止める位置との間を動くことができる。ギロチン型ダンパ１７は、図３及び図４を参照して一層詳細に後述される。

また、ガス流れを調整するために閉じ位置と開き位置との間の複数の中間平板位置を使用することもできる。平板１９を複数の中間位置に位置させることは、例えば、２つ又はそれ以上の平行なフィルタのガス流れをバランスするために望まれる。したがって、アクチュエータ１３は開き位置及び閉じ位置を包含し、かつこれらの開き位置と閉じ位置との間の複数の中間位置を包含する多数の位置におけるいずれかの所望する位置に平板１９を位置させるために有用である。

カラー２１を設けることができる。このカラー２１は、カラー本体２１ａと、特定の円周の広幅端２３と、この広幅端２３の円周よりも小さい、特定の円周の細幅端２５とを有する。カラー２１は、出口ダクト７をフィルタプレナリースペース５に流体接続するために用いることができる。カラー２１の広幅端２３はフィルタプレナリースペース５内に位置していると共に、細幅端２５は出口ダクト７内に位置している。カラー２１は、ガス流れ１の流れ状態を改善するために用いられ、その結果、小さい円周の細幅端２５をガス流れ１の圧力損失及び速度に依存して用いることができる。小さな円周の細幅端２５を備えることにより、また、小さい寸法の平板１９が必要とされる。カラー２１は、図５及び図６を参照して一層詳細に後述される。

ギロチン型ダンパ１７は、壁１５の外面１５ａに設けられているアクチュエータ１３の手段により制御される。壁１５は、外面１５ａと内面１５ｂとを包含する。内面１５ｂは、フィルタプレナリースペース５の一部分と出口ダクト７とを画定する。リンク２７が、アクチュエータ１３を平板１９に接続するために壁１５を移動可能に貫通している。

図３は、平板１９が閉じ位置であるギロチン型ダンパ１７を示す。ギロチン型ダンパ１７は、断面で示されている。ギロチン型ダンパ１７は、支持フレーム２０により支持されている平板１９を有する。支持フレーム２０は、カラー本体２１ａ内に固定して取り付けられている。平板１９は、支持フレーム２０の２つの支持体２０ａ間のカラー２１内に位置するために、カラー本体２１ａの一部分を移動可能に２分する。図３に示されている閉じ位置において、２つの支持体２０ａはフィルタプレナリースペース５内の過圧力により生じて平板１９に加わる力を支持するのに適当である。フィルタプレナリースペース５内のこの過圧力にもかかわらず、アクチュエータ１３は比較的小さな力でもって平板１９の所望した部分をカラー本体２１ａの２分した部分及び支持フレーム２０から開き位置に滑動せしめるのに適当である。平板１９が開き位置であると（図４）、ガス流れ１はカラー２１を通過する。上述したように、平板１９は、カラー２１を通過するガス流れ１を可変的に制御するために、完全に開いた位置及び密封して閉じた位置を包含しかつこれらの２つの位置間の複数の中間位置を包含する多数の位置のいずれかの位置に移動自在に位置させることができる。平板１９は、その意図した使用のために適当な材料、例えば、限定されるものではないが、鋼により作ることができる。

図５は、カラー２１の一実施形態を断面にして示す。この実施形態において、カラー本体２１ａは広幅端２３と細幅端２５との間になめらかな曲面４４を形成する。このような形状は、ガス流れ１が出口ダクト７内へなにも妨げられずに流入できるようにする。カラー本体２１ａの湾曲又は幾何学的形状の変形は考えることができるものであり、例えば、特定の半径又は指数関数にほぼ似ている半径、正方形、長方形又は同種の形状とすることができる。好適な実施形態は、ガス流れ１をなめらかにし、出口ダクト７内の細幅端２５での圧力損失を減少せしめる。カラーの他の実施形態が、図６に断面にして示されている。カラーのこの実施形態は、ガス流れ１をなめらかにして、細幅端２５での圧力損失を少なくともある程度まで減少せしめるために、多少漏斗状のカラー４５とされている。

図７は、２つのカラー２１の広幅端２３の正面図を示す。これらのカラー２１は、４つの側部分４７，４４，５１，５３を有する正方形又は長方形のカラー本体２１ａを包含する。このような形状は、四角形の細幅端２５を提供し、この部分にはギロチン型ダンパ１７を詳細に上述したように容易に取り付けることができる。

要約すると、本発明は例えば燃焼処理ガスのようなガスから粒子物質を取り除くために用いることができるファブリック式フィルタ装置に関する。このファブリック式フィルタ装置は、１つ又はそれ以上のフィルタモジュール内のファブリック式フィルタを包含する。ガスは、これらのファブリック式フィルタからフィルタプレナリースペースを通って出口ダクト内へ流れる。流れ制御装置が、フィルタプレナリースペースから出口ダクト内へ通過するガスの量を制御する。この流れ制御装置は、ギロチン型ダンパから成る。このギロチン型ダンパは、ガス流れの信頼できてかつ効率の良い制御を提供する。フィルタプレナリースペースを出口ダクトに接続するカラーは、出口ダクト内へのガス流れを改善する。

本発明の範囲は、上述した実施形態により限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によってのみ限定されるものである。例えば、上述した装置及び方法が燃焼プロセスに関連して説明されているけれども、上述したファブリック式フィルタ装置は更に他の同種のプロセスにも用いることができるものである。

Claims (7)

1. ガスから粒子物質を取り除くファブリック式フィルタ装置であって、ファブリック式フィルタ（３）と、このファブリック式フィルタ（３）からのガスを受け入れるフィルタプレナリースペース（５）と、このフィルタプレナリースペース（５）に流体接続されている出口ダクト（７）と、外面（１５ａ）と内面（１５ｂ）を有する壁（１５）であって、該内面（１５ｂ）がフィルタプレナリースペース（５）の一部分と出口ダクト（７）とを画定している、壁（１５）と、前記フィルタプレナリースペース（５）から前記出口ダクト（７）内へ通過するガスの量を制御する、ギロチン型ダンパ（１７）から成る流れ制御装置（１７）と、前記出口ダクト（７）を前記フィルタプレナリースペース（５）に流体接続するための、カラー本体（２１ａ）を有するカラー（２１）とを包含するファブリック式フィルタ装置において、
   前記壁（１５）の前記外面（１５ａ）に配置されていて、リンク（２７）を介して前記ギロチン型ダンパ（１７）を制御するように構成されたアクチュエータ（１３）を備えていて、前記ギロチン型ダンパ（１７）は、前記カラー（２１）の開口細幅端（２５）のところに設置されていて、前記カラー本体（２１ａ）内に固定して取り付けられた支持フレーム（２０）によって支持された平板（１９）を有しており、該平板（１９）は、前記支持フレーム（２０）の支持体間で前記カラー（２１）内に位置するために、前記カラー本体（２１ａ）の一部分を移動可能に２分するようになっており、
   前記リンク（２７）は、前記アクチュエータ（１３）を前記平板（１９）に接続するために前記壁（１５）を移動可能に貫通していることを特徴とするファブリック式フィルタ装置。
2. 請求項１記載のファブリック式フィルタ装置において、開口広幅端（２３）と前記開口細幅端（２５）とを有するカラー（２１）が前記出口ダクト（７）を前記フィルタプレナリースペース（５）に流体接続し、前記開口広幅端（２３）が前記フィルタプレナリースペース（５）内に位置していると共に、前記開口細幅端（２５）が前記出口ダクト（７）内に位置しているファブリック式フィルタ装置。
3. 請求項１記載のファブリック式フィルタ装置において、前記カラー（２１）の前記カラー本体（２１ａ）が前記出口ダクト（７）内へのガス流れ（１）のためのなめらかな曲面（４４）を形成しているファブリック式フィルタ装置。
4. 請求項１記載のファブリック式フィルタ装置において、前記カラー本体（２１ａ）が漏斗状であるファブリック式フィルタ装置。
5. 請求項１記載のファブリック式フィルタ装置において、前記カラー本体（２１ａ）が四角形であるファブリック式フィルタ装置。
6. 請求項１記載のファブリック式フィルタ装置において、前記平板（１９）が開き位置と閉じ位置との間を移動可能であり、前記平板（１９）が更に前記開き位置と前記閉じ位置との間の少なくともひとつの中間位置でも使用できるように制御可能であるファブリック式フィルタ装置。
7. ガスから粒子物質を取り除くファブリック式フィルタ装置を制御する方法であって、ファブリック式フィルタ装置は、ファブリック式フィルタ（３）と、このファブリック式フィルタ（３）からのガスを受け入れるフィルタプレナリースペース（５）と、このフィルタプレナリースペース（５）に流体接続されている出口ダクト（７）と、外面（１５ａ）と内面（１５ｂ）を有する壁（１５）であって、該内面（１５ｂ）がフィルタプレナリースペース（５）の一部分と出口ダクト（７）とを画定している、壁（１５）と、前記フィルタプレナリースペース（５）から開口（６）を通して前記出口ダクト（７）内へ通過するガスの量を制御する流れ制御装置（１７）と、前記出口ダクト（７）を前記フィルタプレナリースペース（５）に流体接続するための、カラー本体（２１ａ）を有するカラー（２１）と、前記壁（１５）の前記外面（１５ａ）に配置されたアクチュエータ（１３）とを包含するものにおいて、
   前記カラー（２１）の開口細幅端（２５）のところに設置されたギロチン型ダンパ（１７）の形の前記流れ制御装置を用意し、該ギロチン型ダンパ（１７）は、前記カラー本体（２１ａ）内に固定して取り付けられた支持フレーム（２０）によって支持された平板（１９）を有しており、該平板（１９）は、前記支持フレーム（２０）の支持体間で前記カラー（２１）内に位置するために、前記カラー本体（２１ａ）の一部分を移動可能に２分するようになっており、前記アクチュエータ（１３）を前記平板（１９）に接続するための前記壁（１５）を移動可能に貫通するリンク（２７）を介して、前記平板（１９）を動かして前記開口（６）に出し入れすることにより前記フィルタプレナリースペース（５）から前記出口ダクト（７）内へ通過するガスの量を制御するようにしたことを特徴とする方法。

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