JP6439187B1 - フィルタ装置及びガス分析システム - Google Patents

Abstract

【課題】低コストでフィルタの目詰まりを防止する。
【解決手段】煤塵含有ガスが導入されるガス導入口３と、ガス導入口３から導入された煤塵含有ガスＥＧをそのまま排出するガス排出口４と、フィルタ５と、煤塵含有ガスＥＧをフィルタ５の一部を介して排出する第一排出口６と、煤塵含有ガスＥＧをフィルタ５の一部とは異なるフィルタ５の他部を介して排出する第二排出口７と、を備えたフィルタ部２と、第一排出口６を開閉する第一弁９と、第二排出口７を開閉する第二弁１０と、第一弁６及び第二弁７を開閉制御する制御装置１２と、を有し、制御装置１２は、第一弁９を開弁し且つ第二弁１０を閉弁し、フィルタ５の目詰まりが進行した場合、または所定時間が経過した場合に、第一弁９を閉弁し且つ第二弁１０を開弁するフィルタ装置１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルタ装置及びガス分析システムに関する。

焼却炉等で発生する排ガスは有害成分（ダイオキシン、水銀等）を含有しているため、排ガスをダクトから直接的にサンプリングして、有害物質の含有量を連続的に分析し、分析結果に応じて炉内燃焼等を制御する技術が知られている。

特許文献１には、排ガス中の水銀濃度をできるだけ上流で分析し、濃度が所定値より大きい場合に活性炭を噴霧する等して濃度低減を図り、水銀濃度が高いままで排ガスを排出しないための技術が開示されている。
この技術においては、焼却炉の排ガスは煤塵が多く含まれるため、煤塵フィルタで煤塵を除去する前処理を行っている。そして、煤塵でフィルタが目詰まりした場合には、逆洗を行って目詰まりを解消させている。

また、特許文献２には、排ガス中の有害物質の濃度を測定装置で計測する技術であるが、有害成分があることや煤塵が多いことに鑑み、サンプリングした排ガスを炉内へ排出するとともに、フィルタ内蔵の集塵管路を並列に２系統設置し、逆洗も行う技術が開示されている。

特開２０１７−２０５７６１号公報 特開２００３−１２１３１９号公報

ところで、上記２つの技術では、長時間の分析を行うには、フィルタの目詰まりを解消するための逆洗装置が必要であり、イニシャルコストやメンテナンスコストが大きくなるという課題がある。

この発明は、低コストでフィルタの目詰まりを防止することができるフィルタ装置及びガス分析システムを提供することを目的とする。

本発明の第一の態様によれば、フィルタ装置は、煤塵含有ガスが導入されるガス導入口と、前記ガス導入口から導入された前記煤塵含有ガスをそのまま排出するガス排出口と、フィルタと、前記煤塵含有ガスを前記フィルタの一部を介して排出する第一排出口と、前記煤塵含有ガスを前記フィルタの一部とは異なる前記フィルタの他部を介して排出する第二排出口と、を備えたフィルタ部と、前記第一排出口を開閉する第一弁と、前記第二排出口を開閉する第二弁と、前記第一弁及び前記第二弁を開閉制御する制御装置と、前記ガス導入口から導入される前記煤塵含有ガスのガス流を乱流に変化させる乱流発生部と、を有し、前記制御装置は、前記第一弁を開弁し且つ前記第二弁を閉弁し、前記フィルタの前記一部の目詰まりが進行した場合、または所定時間が経過した場合に、前記第一弁を閉弁し且つ前記第二弁を開弁して前記乱流により前記一部のセルフクリーニングをし、前記セルフクリーニングの後、再び前記第一弁を開弁することを特徴とする。

このような構成によれば、第一弁を開弁することでフィルタの一部の目詰まりが進行した場合に、第一弁を閉弁するので、当該フィルタの一部を通過する煤塵含有ガスの流れが止まり、当該フィルタの一部へのそれ以上の煤塵の堆積や当該フィルタの一部の表層への煤塵の入り込みを止めることができる。すなわち、フィルタの目詰まりの進行を止めることができる。さらに、上記フィルタの一部とは異なるフィルタの他部を用いたフィルタリングを継続しながら、ガス導入口からガス排出口に向かう煤塵含有ガスの流れによって、当該フィルタの一部に堆積した煤塵を除去することができる。すなわち、フィルタのセルフクリーニングが可能となる。
これにより、逆洗装置などの装置を付加することなく、低コストでフィルタの目詰まりを防止することができる。

上記フィルタ装置において、前記フィルタは、筒状をなし、前記ガス導入口は、前記フィルタの内周側に前記煤塵含有ガスを導入するように配置され、前記乱流発生部は、前記ガス流を螺旋状に変化させる渦流発生機構、又は前記ガス流を前記螺旋状以外の乱流に変化させるオリフィスを有してよい。

このような構成によれば、ガス流を螺旋状の乱流に変化させるか、又は、螺旋状以外の乱流に変化させることによって、フィルタに堆積した煤塵やフィルタの表層に入りこんだ煤塵にガス流が効果的に当たり、フィルタに堆積等した煤塵を吹き飛ばすことができる。すなわち、フィルタのセルフクリーニングをより効果的に行うことができる。

上記フィルタ装置において、前記フィルタ部は、筒状のパンチングメタルと、前記パンチングメタルの一方の端部に設けられた第一フランジと、を有する内筒と、前記内筒本体の外周側に配置された筒状の外筒本体と、前記外筒本体の一方の端部に設けられて前記第一フランジと接続される第二フランジと、前記外筒本体の他方の端部に設けられて前記ガス排出口をなす第三フランジと、を有する外筒と、前記パンチングメタルの外周面と前記外筒の内周面との間を気密に仕切って第一室及び第二室を形成する仕切部と、第一配管本体と、前記第一配管本体の他方の端部に設けられて前記第一フランジと接続される第四フランジと、を有する第一配管と、第二配管本体と、前記第二配管本体の一方の端部に設けられて前記第三フランジと接続される第五フランジと、を有する第二配管と、を有し、前記フィルタは、前記パンチングメタルの内周に沿って配置された筒状の濾布であり、前記第一排出口は、前記外筒の前記第一室に対応する位置に配置され、前記第二排出口は、前記外筒の前記第二室に対応する位置に配置され、前記第一フランジと前記第二フランジは、Ｏリングまたはガスケットを介して接続され、前記第一フランジと前記第四フランジは、Ｏリングまたはガスケットを介し且つ前記濾布を挟み込んで接続され、前記第三フランジと前記第五フランジは、Ｏリングまたはガスケットを介し且つ前記濾布を挟み込んで接続されてよい。

このような構成によれば、フィルタ部の組み立て、及びメンテナンスが容易となる。すなわち、内筒は、一方の端部にのみフランジを備え、他方にはフランジを備えていないので、パンチングメタルの外周面に仕切部を取り付けた状態でパンチングメタルを外筒に挿入し、第一室及び第二室を有するフィルタ部を容易に組み立てることができる。
また、フランジ間に挟み込むことによって、濾布を固定することができる。

上記フィルタ装置において、前記外筒を振動させるバイブレータと、前記ガス導入口、前記ガス排出口、前記第一排出口、及び前記第二排出口に配置されたフレキシブル管と、をさらに有し、前記制御装置は、フィルタの目詰まりが進行した場合、または所定時間が経過した場合に、前記バイブレータを駆動してよい。この構成により、フィルタ装置に接続された他の配管や機器へのバイブレータの振動の伝達を回避または低減しつつ、フィルタ装置のフィルタを振動させてフィルタに堆積した煤塵等を振り落すことができるので、フィルタのセルフクリーニングをさらに効果的に行うことができる。

本発明の第二の態様によれば、ガス分析システムは、上記いずれかのフィルタ装置と、前記煤塵含有ガスが流れるダクトと、前記ダクトに配置された取込口と、前記取込口と前記ガス導入口との間に配置され、前記取込口から前記ガス導入口へ前記煤塵含有ガスを送り込む昇圧ブロアと、前記第一弁及び前記第二弁の下流側に接続されたガス分析計と、前記ガス排出口から排出された前記煤塵含有ガスを前記ダクトへ返送する返送ラインと、を有することを特徴とする。
このようなガス分析システムによれば、フィルタをセルフクリーニングできるフィルタ装置を使用するため、ガス分析システムを停止してフィルタ清掃を行う必要がない。従って、所望のタイミングでガス分析できるのみならず、連続的にガス分析を行うことができる。

本発明によれば、フィルタリングしているフィルタの一部に煤塵が堆積等して目詰まりが進行した場合に、当該一部のフィルタリングを止めて当該一部と異なる他部からフィルタリングを開始し、当該一部へのそれ以上の煤塵の堆積等を止めるとともに、ガス導入口からガス排出口に向かう煤塵含有ガスの流れによって当該一部に堆積した煤塵等を除去することができる。すなわち、フィルタリングを継続的に行いながら、フィルタのセルフクリーニングが可能となる。
これにより、逆洗装置などの装置を付加することなく、低コストでフィルタの目詰まりを防止し、継続して連続的にフィルタリングを行うことができる。

本発明の実施形態のガス分析システムの概略図である。 本発明の実施形態のフィルタ装置の断面図である。 本発明の実施形態の乱流発生部の斜視図である。 本発明の実施形態のフィルタ装置の組み立て方法を説明する図であって、内筒の外周面に仕切部を巻き付ける様子を示す図である。 本発明の実施形態のフィルタ装置の組み立て方法を説明する図であって、フィルタが挿入された内筒を外筒の内周側に挿入する様子を示す図である。 本発明の実施形態のガス分析システムの制御方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態の第一の変形例の乱流発生部の斜視図である。 本発明の実施形態の第二の変形例の乱流発生部の斜視図である。

以下、本発明の実施形態のフィルタ装置、及びフィルタ装置を備えるガス分析システムについて図面を参照して詳細に説明する。
ガス分析システムは、例えば、焼却炉などの設備で発生する排ガス（煤塵含有ガス）に含まれる有害成分（ダイオキシン、水銀など）の含有量を、ガス分析計を用いて分析するシステムである。排ガスは、排ガスが流れるダクトから直接サンプリングされる。ガス分析システムは、ガス分析計に導入される排ガスに含まれる煤塵を除去するフィルタ装置を備えている。

図１に示すように、本実施形態のガス分析システム５０は、排ガスＥＧが流れるダクト５１に配置された取込口５２と、取込口５２から取り込まれた排ガスＥＧから煤塵を除去するフィルタ装置１と、フィルタ装置１にて煤塵が取り除かれた排ガスＥＧを分析するガス分析計５３と、を備えている。
排ガスＥＧは、取込口５２を介してフィルタ装置１に導入される。フィルタ装置１に導入された排ガスＥＧの一部は、ガス分析計５３によって分析され、それ以外の排ガスＥＧは、ダクト５１に戻される。

ガス分析システム５０は、焼却炉から排出される排ガスＥＧに含まれる塩化水素や硫黄酸化物などの有害物質を除去する排ガス処理装置に設けられている。具体的には、排ガス温度を低下させる減温塔と、煤塵を集塵するバグフィルタなどの集塵装置との間のダクト５１に設けられている。ガス分析システム５０をこの位置に設けることによって、排ガスＥＧを冷却する装置を別途設けることなくガスの分析が可能となる。ガス分析システム５０は上記位置に限らず、様々な箇所に取り付けることができる。

本実施形態のガス分析システム５０は、２系統のフィルタ装置１Ａ、１Ｂを有しているが、フィルタ装置１は１系統でもよいし、３系統以上でもよい。２系統以上のフィルタ装置１を設けることによって、システムの連続運転性とメンテナンス性を向上させることができる。

取込口５２とフィルタ装置１とは、取込ライン５４を介して接続されている。取込ライン５４には、電磁弁５５と昇圧ブロア５６が設けられている。電磁弁５５を開弁することによって、排ガスＥＧを取込ライン５４に取り込むことができる。取り込まれた排ガスＥＧは昇圧ブロア５６によって昇圧されて、フィルタ装置１に送り込まれる。

取込口５２は、ダクト５１内で、排ガスＥＧの下流側を向いて開口している。取込ライン５４は、昇圧ブロア５６の下流側で２系統に分岐している。取込ライン５４は、一方のフィルタ装置１Ａと接続される第一取込ライン５４ａと、他方のフィルタ装置１Ｂと接続される第二取込ライン５４ｂとに分岐している。

第一取込ライン５４ａには、第一取込弁４５ａが設けられている。第二取込ライン５４ｂには、第二取込弁４５ｂが設けられている。第一取込弁４５ａと第二取込弁４５ｂを操作することで、排ガスＥＧが導入されるフィルタ装置１を選択することができる。
フィルタ装置１の下流側とダクト５１とは、返送ライン５７によって接続されている。返送ライン５７の下流側の端部の返送口５９は、排ガスＥＧが流れ込まないよう、排ガスＥＧの下流側を向いて開口している。

フィルタ装置１は、排ガスＥＧを導入するガス導入口３と、ガス導入口３から導入された排ガスＥＧをそのまま排出するガス排出口４と、煤塵を濾過するフィルタ５と、排ガスＥＧをフィルタ５を介して排出する排出口（第一排出口６、第二排出口７、及び第三排出口８）と、を有するフィルタ部２を有している。

フィルタ装置１は、第一排出口６を開閉する第一弁９と、第二排出口７を開閉する第二弁１０と、第三排出口８を開閉する第三弁１１と、制御装置１２と、第一弁９、第二弁１０、及び第三弁１１の下流側とガス分析計５３とを接続する分析ライン１３と、を有している。分析ライン１３は、各々の弁に設けられており、下流側で１つにまとめられている。

分析ライン１３には、フィルタ装置１を流れる排ガスＥＧを吸引する機能を有するポンプ１４が設けられている。ポンプ１４は、後述のガス分析計５３に内蔵されてもよい。ガス分析計５３を経た排ガスＥＧは、第二返送ライン５８を介してダクト５１に返送される。第二返送ライン５８の下流側の端部の返送口は、排ガスＥＧの下流側を向いて開口している。

フィルタ装置１は、取込ライン５４を流れる排ガスＥＧの圧力と、分析ライン１３を流れる排ガスＥＧの圧力との差圧を計測する差圧計１５を有している。差圧計１５と制御装置１２とは、電気的に接続されている。即ち、差圧計１５で計測された差圧は、制御装置１２に入力される。
制御装置１２と、第一弁９、第二弁１０及び第三弁１１とは、電気的に接続されている。また、制御装置１２は、電磁弁５５、昇圧ブロア５６、第一取込弁４５ａ、第二取込弁４５ｂ、ポンプ１４、及びガス分析計５３と電気的に接続されている。制御装置１２は、第一弁９、第二弁１０、第三弁１１、電磁弁５５、昇圧ブロア５６、第一取込弁４５ａ、第二取込弁４５ｂ、ポンプ１４、及びガス分析計５３を適宜制御して、排ガスＥＧの分析を実施する。

次に、フィルタ装置１の詳細構造について説明する。
図２に示すように、フィルタ装置１は、取込ライン５４に接続された第一配管１７と、第一配管１７の下流側に接続されたフィルタ部２と、フィルタ部２の下流側に接続された第二配管２０と、を有している。
第一配管１７は、取込ライン５４の下流側に接続されている配管である。第一配管１７は、管状の第一配管本体１８と、第一配管本体１８の端部に設けられて径方向外側に突出する第一配管フランジ１９（第四フランジ）と、を有している。

第一配管１７と取込ライン５４とは、フレキシブル管２３を介して接続されている。フレキシブル管２３は、可撓性を有する継手であって、例えば、フッ素樹脂によって形成されている。フレキシブル管２３を形成する材料としては、フッ素樹脂に限ることはなく、メタルホース、ゴムなどで耐圧性、耐熱性かつ柔軟性を有する材料の採用も可能である。

第一配管１７には、乱流発生部２５が設けられている。乱流発生部２５は、取込ライン５４を介して流入する排ガスＥＧのガス流を乱流に変化させる部位である。取込ライン５４を介して流入する排ガスＥＧは、層流に近い状態であるが、乱流発生部２５を通過することによって乱流に変化する。

本実施形態の乱流発生部２５は、第一配管１７に配置されたオリフィスである。図３に示すように、乱流発生部２５は、主面が第一配管１７の延在方向と直交する板状部材である本体部２６と、本体部２６の中心に形成された孔部２７と、を有している。孔部２７は、円形であり、本体部２６の中心に形成されている。孔部２７の形状、位置、及び数はこれに限ることはなく、例えば、矩形状の孔を複数形成してもよい。

また、乱流発生部２５は、フィルタ部２の上流側に設けられていれば、第一配管１７に設ける必要はなく、第一配管１７から独立して設けてもよい。

第二配管２０は、返送ライン５７の上流側に接続されている配管である。第二配管２０は、第二配管本体２１と、第二配管本体２１の端部に設けられて径方向外側に突出する第二配管フランジ２２（第五フランジ）と、を有している。第二配管本体２１は、フレキシブル管２３と同様に、可撓性を有する材料によって形成されている。

フィルタ部２は、円筒形状の内筒２８と、内筒２８の内周側に配置された円筒状のフィルタ５と、内筒２８の外周側に配置された外筒３１と、フィルタ部２を複数の室に仕切る仕切部３５と、を有している。内筒２８と外筒３１とは、同軸状に配置されている。

内筒２８は、筒状のパンチングメタル筒２９と、パンチングメタル筒２９の一方の端部に設けられた内筒フランジ３０（第一フランジ）と、を有している。パンチングメタル筒２９は、複数の貫通孔４３が規則的に形成されているパンチングメタルによって形成されている。パンチングメタル筒２９の他方の端部には、フランジは設けられていない。

フィルタ５は、筒状をなしている濾過部材である。フィルタ５は、例えば、濾布によって形成することができる。濾布は、例えば、ガラス繊維や、ＰＴＦＥなどの樹脂によって形成された繊維を織り込んだ織布や、不織布によって形成されている。
フィルタ５は、内筒２８よりも十分長くなるように形成されている。フィルタ５の両端部は、端部に向かうにしたがって広がる形状をなしている。

仕切部３５は、内筒２８と外筒３１との間の円筒形状の空間をフィルタ５の延在方向で仕切る部材である。仕切部３５は、内筒２８の外周面２８ａと外筒３１の内周面３１ａとに気密に接触するように形成された環状の部材である。仕切部３５は、例えば、ＰＴＦＥによって形成することができる。
本実施形態のフィルタ部２は、２つの仕切部３５を有しており、これにより、空間は、第一室３６と、第二室３７と、第三室３８とに仕切られる。

外筒３１は、筒状の外筒本体３２と、外筒本体３２の一方の端部に設けられた上流側外筒フランジ３３（第二フランジ）と、外筒本体３２の他方の端部に設けられた下流側外筒フランジ３４（第三フランジ）と、を有している。

外筒本体３２の第一室３６に対応する箇所には、第一排出口６が設けられている。第一排出口６は、第一分析ライン１３ａを介してガス分析計５３と接続されている。第一分析ライン１３ａと第一排出口６との間には、フレキシブル管４０が介在している。第一弁９は、第一分析ライン１３ａ上に設けられている。
外筒本体３２の第二室３７に対応する箇所には、第二排出口７が設けられている。第二排出口７は、第二分析ライン１３ｂを介してガス分析計５３と接続されている。第二分析ライン１３ｂと第二排出口７との間には、フレキシブル管４０が介在している。第二弁１０は、第二分析ライン１３ｂ上に設けられている。
外筒本体３２の第三室３８に対応する箇所には、第三排出口８が設けられている。第三排出口８は、第三分析ライン１３ｃを介してガス分析計５３と接続されている。第三分析ライン１３ｃと第三排出口８との間には、フレキシブル管４０が介在している。第三弁１１は、第三分析ライン１３ｃ上に設けられている。

上記したように、フィルタ部２と、フィルタ部２に接続される配管との間には、フレキシブル管が介在している。具体的には、フィルタ部２と取込ライン５４との間には、フレキシブル管２３が設けられ、フィルタ部２と返送ライン５７との間には、フレキシブル管として機能する第二配管２０が設けられ、フィルタ部２と分析ライン１３との間には、フレキシブル管４０が設けられている。

外筒３１には、外筒３１を振動させるバイブレータ４４が取り付けられている。バイブレータ４４は、例えば、モータと、モータのシャフトに取り付けられた錘とからなる装置を採用することができる。バイブレータ４４は制御装置１２と電気的に接続され、制御装置１２により駆動される。バイブレータ４４は、外筒本体３２の外周面に取り付けられている。バイブレータ４４が駆動することによって、外筒３１を介してフィルタ５を振動させることができる。

ここで、フィルタ装置１の組み立て方法について説明する。
（１）まず、図４に示すように、内筒２８の外周面に仕切部３５を巻き付ける。仕切部３５は、内筒２８の長さ方向で、第一室３６と第二室３７と第三室３８とが略同じ大きさとなるような位置に配置する。
（２）次いで、図５に示すように、筒状のフィルタ５を内筒フランジ３０側から内筒２８の内側に挿入する。次いで、フィルタ５の両端部を全周にわたって内筒２８の径方向外側に広げる。

（３）次いで、図５に示すように、内筒２８の外周面にＯリング４６（又はガスケット）などのシール装置を挿入した後、内筒２８を外筒３１の径方向内側に挿入する。次いで、フィルタ５の端部を、外筒３１の外側に引き出す。
（４）次いで、図２に示すように、フィルタ部２の内筒フランジ３０及び上流側外筒フランジ３３と、第一配管１７の第一配管フランジ１９とをボルト及びナットなどの締結部材４７で締結する。この際、内筒フランジ３０と第一配管フランジ１９との間にＯリング４６（又はガスケット）などのシール装置を配置する。また、内筒フランジ３０と第一配管フランジ１９とは、内筒フランジ３０と第一配管フランジ１９との間にフィルタ５を挟み込んで接続される。
（５）次いで、図２に示すように、フィルタ部２の下流側外筒フランジ３４と、第二配管２０の第二配管フランジ２２とをボルト及びナットなどの締結部材４７で締結する。この際、下流側外筒フランジ３４と第二配管フランジ２２との間にＯリング４６（又はガスケット）などのシール装置を配置する。また、下流側外筒フランジ３４と第二配管フランジ２２とは、下流側外筒フランジ３４と第二配管フランジ２２との間に、フィルタ５を挟み込んで接続される。

以上の組み立て方法を実施し、さらに外筒３１にバイブレータ４４を取り付けることによって、図２に示すようなフィルタ装置１が完成する。

制御装置１２は、まず、第一弁９、第二弁１０、及び第三弁１１のうち一つの弁、例えば、第一弁９のみを開弁する制御を行う。即ち、複数の弁のうち、一つの弁のみを開弁する制御を行う。
次に、制御装置１２は、差圧計１５によって計測された差圧が所定値以上であった場合に、すでに開弁していた弁と異なる弁、例えば、第二弁１０のみを開弁する制御を行う。即ち、差圧が所定値以上であった場合に、その時点で開弁している弁とは異なる弁のみを開弁する制御を行う。換言すれば、差圧が所定値以上となり、フィルタ５の目詰まりが進行しているとみなされる場合に、開弁する弁を変更する制御を行う。

本実施形態のフィルタ装置１のように、第一弁９、第二弁１０、及び第三弁１１の三つの弁を有する構成では、第一弁９が開弁している状態で、差圧が所定値以上になった場合、例えば、第二弁１０のみを開弁し、第一弁９を閉弁するように変更する。また、第二弁１０が開弁している状態で、差圧が所定値以上になった場合、これまでに開弁した第一部及び第二弁以外の第三弁１１のみを開弁し、第二弁１０を閉弁するように変更する。さらに、第三弁１１が開弁している状態で、差圧が所定値以上になった場合、第一弁から第三弁の全ての弁が一度は開弁したので、再び開弁手順を第一弁９から繰り返す。すなわち、第一弁９のみを開弁し、第三弁１１を閉弁するように変更する。このように、現時点で開弁している弁に対応する部屋のフィルタにおける差圧が所定値以上になった場合、当該弁を閉じ、別の弁を開弁して別の部屋のフィルタを用いてフィルタリングを継続する。本実施形態では、開弁する弁は、第一弁、第二弁、第三弁の順で、順次変更される。しかしながら、開弁の順番はこれに限定されることなく、第一弁、第三弁、第二弁の順で開弁されるなど、適宜設計可能である。
ここで、弁の切り替えのタイミングは厳密なものではなく、例えば、全ての弁が閉弁するタイミングがあってよい。
なお、ここでは、弁フィルタ装置１は、第一弁９、第二弁１０、及び第三弁１１の三つの弁を備えているが、弁の数は、三つに限らず、二つ、または四つ以上であってもよい。その場合も、上記と同様に動作し、現時点で開弁している弁に対応する部屋のフィルタにおける差圧が所定値以上になった場合、当該弁を閉じ、別の弁を開弁して別の部屋のフィルタを用いてフィルタリングを継続する。

次に、ガス分析システム５０の制御方法について説明する。なお、ガス分析システム５０では、２つのフィルタ装置１Ａ、１Ｂのうち、一方のフィルタ装置１Ａを使用し、定期的に使用するフィルタ装置１を変更したり、メンテナンス時に異なるフィルタ装置１を使用したりする。

図６に示すように、ガス分析システム５０の制御方法は、電磁弁５５を開弁するとともに、昇圧ブロア５６を始動する排ガス導入工程Ｓ１と、３つの弁のうち一の弁のみを開弁し、他の２つの弁は閉弁する第一開弁工程Ｓ２と、差圧計１５によって計測された差圧が所定値以上か否かを判定する差圧判定工程Ｓ３と、一の弁と異なる弁のうち１つの弁のみを開弁し、他の２つの弁は閉弁する弁変更工程（第二開弁工程）Ｓ４と、差圧計１５によって計測された差圧が所定値以上か否かを判定する差圧判定工程Ｓ５と、３つの弁のうち第一及び第二開弁工程で開弁していない１つの弁を開弁し、他の２つの弁は閉弁する弁変更工程（第三開弁工程）Ｓ６と、差圧計１５によって計測された差圧が所定値以上か否かを判定する差圧判定工程Ｓ７を有している。

以下にフィルタ装置１としてフィルタ装置１Ａを使用した各工程について説明する。説明は省略するがフィルタ装置１Ｂを使用した場合も同様である。
排ガス導入工程Ｓ１では、制御装置１２は、電磁弁５５及び第一取込弁４５ａを開弁するとともに、昇圧ブロア５６を始動する。これにより、取込口５２及び取込ライン５４と取込ライン５４ａを介して排ガスＥＧがフィルタ装置１に導入される。
第一開弁工程Ｓ２では、制御装置１２は、第一弁９、第二弁１０、及び第三弁１１のうち、例えば、第一弁９のみを開弁し、第二弁１０と第三弁１１は閉弁する。取込ライン５４では昇圧ブロア５６で排ガスＥＧがフィルタ装置１に昇圧されて送り込まれるとともに、分析ライン１３では排ガスＥＧがポンプ１４により吸引されているので、排ガスＥＧは、第一室３６に流入し、その際、第一室３６に対応するフィルタ５の一部によって煤塵が除去される。煤塵が除去された排ガスＥＧはガス分析計５３に導入される。ガス分析計５３は、導入された排ガスＥＧの有害成分の含有量を分析する。

差圧判定工程Ｓ３では、制御装置１２は、差圧計１５によって計測された取込ライン５４を流れる排ガスＥＧの圧力と、分析ライン１３を流れる排ガスＥＧの圧力との差圧が所定値以上か否かを判定する。差圧が所定値より小さい場合（Ｎｏ）、開弁する弁を変更することなく、分析を続行する。
差圧が所定値以上である場合（Ｙｅｓ）、即ち、フィルタ５の目詰まりが進行している場合、弁変更工程（第二開弁工程）Ｓ４に進んで、第一弁９とは異なる弁、例えば第二弁１０のみを開弁し、第一弁９を閉弁する。先述の第一弁９の開弁の場合と同様、昇圧ブロア５６とポンプ１４により、排ガスＥＧは、第二室３７に流入し、その際、第二室３７に対応するフィルタ５の一部によって煤塵が除去される。
差圧判定工程Ｓ５では、差圧判定工程Ｓ３と同様、差圧が所定値より小さい場合（Ｎｏ）、制御装置１２は、開弁する弁を変更することなく、分析を続行する。差圧が所定値以上である場合（Ｙｅｓ）、弁変更工程（第三開弁工程）Ｓ６に進んで、第一弁９と第二弁１０とは異なる弁、すなわち第三弁１１のみを開弁し、第二弁１０を閉弁する。先述の第一弁９の開弁の場合と同様、昇圧ブロア５６とポンプ１４により、排ガスＥＧは、第三室３８に流入し、その際、第三室３８に対応するフィルタ５の一部によって煤塵が除去される。
差圧判定工程Ｓ７では、差圧判定工程Ｓ３、Ｓ５と同様、差圧が所定値より小さい場合（Ｎｏ）、制御装置１２は、開弁する弁を変更することなく、分析を続行する。差圧が所定値以上である場合（Ｙｅｓ）、第一開弁工程Ｓ２に進む。

次に、本実施形態のフィルタ装置１の作用について説明する。
第一弁９が開弁されることによって、排ガスＥＧが第一室３６に対応するフィルタ、すなわちフィルタ５の一部５ａを介して第一排出口６から排出されてガス分析計５３に送られる。また、第二弁１０が開弁されることによって、排ガスＥＧがフィルタ５の一部５ａとは異なる他部５ｂを介して第二排出口７から排出されてガス分析計５３に送られる。他部５ｂは、第二室３７に対応するフィルタであり、フィルタ５の一部である。さらに、第三弁１１が開弁されることによって、排ガスＥＧがフィルタ５の一部５ａ、他部５ｂとは異なる他部５ｃを介して第三排出口８から排出されてガス分析計５３に送られる。他部５ｃは、第三室３８に対応するフィルタであり、フィルタ５の一部である。即ち、開弁する弁を切り替えることによって、濾過に使用されるフィルタ５の部位が変更される。

制御装置１２によって、開弁される弁が切り替えられることによって、第一室３６、第二室３７、第三室３８のうちフィルタリングが行われている一つの部屋に対応するフィルタ（フィルタ５の一部であり、フィルタリングが行われている箇所）において、煤塵がフィルタ５の奥深くに入り込む前に、当該箇所でのフィルタリングを止め、別の部屋に対応するフィルタ（フィルタ５の一部）で、フィルタリングを行うことができる。上記一つの部屋に対応するフィルタ（フィルタ５の一部）は、分析ライン１３に接続される弁が切り替えられることでフィルタリングが止められ、ポンプ１４の吸引力が及ばない。このため、当該一部に堆積または目詰まりした煤塵は、ガス導入口３からガス排出口４に向かうガスＥＧの昇圧された流れによって、容易に吹き飛ばすことができる。すなわち、逆洗装置など特別な装置を要することなく、フィルタのセルフクリーニングが可能となる。

また、排ガスＥＧは、乱流発生部２５を通過することによって、乱流に変化する。乱流となった排ガスＥＧがフィルタ５の内面上を流れることによって、フィルタ５上に堆積した煤塵やフィルタ５の表層に入り込んだ煤塵を容易に吹き飛ばすことができる。
また、制御装置１２によってバイブレータ４４が駆動されて、外筒３１を介してフィルタ５が振動する。これにより、フィルタ５上に堆積した煤塵やフィルタ５の表層に入り込んだ煤塵を振るい落とすことができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、差圧計１５によって計測された差圧に基づいて弁の制御を行う構成としたが、これに限ることはない。例えば、所定時間が経過した場合に開弁する弁を変更してもよい。即ち、取込ライン５４を流れる排ガスＥＧの圧力と、分析ライン１３を流れる排ガスＥＧの圧力との間の差圧を参照することなく、順次開弁する弁を切り替える制御を行ってもよい。このような構成によれば、差圧計１５を設けることなく、フィルタ５のセルフクリーニングが可能となる。

また、上記実施形態では、仕切部３５によって３つの室（第一室３６、第二室３７、第三室３８）を形成する構成としたが、室の数はこれに限ることはなく、仕切部３５によって複数の室が形成されていればよい。その場合、各室に対応する排出口（第一排出口６、第二排出口７、第三排出口８、など）及び弁（第一弁９、第二弁１０、第三弁１１、など）が配置される。
なお、上記実施形態では、乱流発生部２５をオリフィスとしたが、これに限ることはない。例えば、図７に示す第一変形例のように乱流発生部２５を渦流発生機構として、ガス流を螺旋状に変化させてもよい。第一変形例の乱流発生部２５Ｂは、配管を閉塞するように形成された円柱部材４１と、円柱部材４１の外周面に形成された螺旋状の溝４２と、を有している。乱流発生部２５Ｂを通過したガス流は、螺旋状の溝４２と第一配管１７の内周面との間を通過することによって、渦流となる。

また、乱流発生部２５を、図８に示す第二変形例のような形態としてもよい。第二変形例の乱流発生部２５Ｃは、第一配管１７を閉塞するような円柱部材４１と、円柱部材４１の一面４１ａと他面４１ｂとの間を貫通する複数の貫通孔４３と、を有している。各々の貫通孔４３は、ガス流が渦流となるように、配管の軸線方向に対して傾斜するように形成されている。

１ フィルタ装置
２ フィルタ部
３ ガス導入口
４ ガス排出口
５ フィルタ
６ 第一排出口
７ 第二排出口
８ 第三排出口
９ 第一弁
１０ 第二弁
１１ 第三弁
１２ 制御装置
１３ 分析ライン
１３ａ 第一分析ライン
１３ｂ 第二分析ライン
１３ｃ 第三分析ライン
１４ ポンプ
１５ 差圧計
１７ 第一配管
１８ 第一配管本体
１９ 第一配管フランジ（第四フランジ）
２０ 第二配管
２１ 第二配管本体
２２ 第二配管フランジ（第五フランジ）
２３ フレキシブル管
２５ 乱流発生部
２６ 本体部
２７ 孔部
２８ 内筒
２９ パンチングメタル筒
３０ 内筒フランジ（第一フランジ）
３１ 外筒
３２ 外筒本体
３３ 上流側外筒フランジ（第二フランジ）
３４ 下流側外筒フランジ（第三フランジ）
３５ 仕切部
３６ 第一室
３７ 第二室
３８ 第三室
４０ フレキシブル管
４１ 円柱部材
４２ 溝
４３ 貫通孔
４４ バイブレータ
４５ａ 第一取込弁
４５ｂ 第二取込弁
５０ ガス分析システム
５１ ダクト
５２ 取込口
５３ ガス分析計
５４ 取込ライン
５４ａ 第一取込ライン
５４ｂ 第二取込ライン
５５ 電磁弁
５６ 昇圧ブロア
５７ 返送ライン
５８ 第二返送ライン
ＥＧ 排ガス

Claims (5)

1. 煤塵含有ガスが導入されるガス導入口と、前記ガス導入口から導入された前記煤塵含有ガスをそのまま排出するガス排出口と、フィルタと、前記煤塵含有ガスを前記フィルタの一部を介して排出する第一排出口と、前記煤塵含有ガスを前記フィルタの一部とは異なる前記フィルタの他部を介して排出する第二排出口と、を備えたフィルタ部と、
   前記第一排出口を開閉する第一弁と、
   前記第二排出口を開閉する第二弁と、
   前記第一弁及び前記第二弁を開閉制御する制御装置と、
   前記ガス導入口から導入される前記煤塵含有ガスのガス流を乱流に変化させる乱流発生部と、
   を有し、
   前記制御装置は、前記第一弁を開弁し且つ前記第二弁を閉弁し、前記フィルタの前記一部の目詰まりが進行した場合、または所定時間が経過した場合に、前記第一弁を閉弁し且つ前記第二弁を開弁して前記乱流により前記一部のセルフクリーニングをし、前記セルフクリーニングの後、再び前記第一弁を開弁することを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記フィルタは、筒状をなし、
   前記ガス導入口は、前記フィルタの内周側に前記煤塵含有ガスを導入するように配置され、
   前記乱流発生部は、前記ガス流を螺旋状に変化させる渦流発生機構、又は前記ガス流を前記螺旋状以外の乱流に変化させるオリフィスを有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記フィルタ部は、
   筒状のパンチングメタルと、前記パンチングメタルの一方の端部に設けられた第一フランジと、を有する内筒と、
   前記内筒の外周側に配置された筒状の外筒本体と、前記外筒本体の一方の端部に設けられて前記第一フランジと接続される第二フランジと、前記外筒本体の他方の端部に設けられて前記ガス排出口をなす第三フランジと、を有する外筒と、
   前記パンチングメタルの外周面と前記外筒の内周面との間を気密に仕切って第一室及び第二室を形成する仕切部と、
   第一配管本体と、前記第一配管本体の他方の端部に設けられて前記第一フランジと接続される第四フランジと、を有する第一配管と、
   第二配管本体と、前記第二配管本体の一方の端部に設けられて前記第三フランジと接続される第五フランジと、を有する第二配管と、を有し、
   前記フィルタは、前記パンチングメタルの内周に沿って配置された筒状の濾布であり、
   前記第一排出口は、前記外筒の前記第一室に対応する位置に配置され、
   前記第二排出口は、前記外筒の前記第二室に対応する位置に配置され、
   前記第一フランジと前記第二フランジは、Ｏリングまたはガスケットを介して接続され、
   前記第一フランジと前記第四フランジは、Ｏリングまたはガスケットを介し且つ前記濾布を挟み込んで接続され、
   前記第三フランジと前記第五フランジは、Ｏリングまたはガスケットを介し且つ前記濾布を挟み込んで接続されることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ装置。
4. 前記外筒を振動させるバイブレータと、
   前記ガス導入口、前記ガス排出口、前記第一排出口、及び前記第二排出口に配置されたフレキシブル管と、をさらに有し、
   前記制御装置は、フィルタの目詰まりが進行した場合、または所定時間が経過した場合に、前記バイブレータを駆動することを特徴とする請求項３に記載のフィルタ装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のフィルタ装置と、
   前記煤塵含有ガスが流れるダクトと、
   前記ダクトに配置された取込口と、
   前記取込口と前記ガス導入口との間に配置され、前記取込口から前記ガス導入口へ前記煤塵含有ガスを送り込む昇圧ブロアと、
   前記第一弁及び前記第二弁の下流側に接続されたガス分析計と、
   前記ガス排出口から排出された前記煤塵含有ガスを前記ダクトへ返送する返送ラインと、を有することを特徴とするガス分析システム。

Images