JP6640262B2 - セラミックフィルタ集塵装置 - Google Patents

Description

本発明は、高温の排ガスの集塵に用いるセラミックフィルタを備えた集塵装置に関するものである。

現代社会では、快適な大気環境の増進を目指すべく下水汚泥焼却設備等から排出される排ガス中に含まれる、ばいじん、窒素酸化物、重金属等の微細物質の排除に関する研究・開発が種々なされている。

このような微細物質の排除方式の一つに隔壁型式集塵装置を用いる方式がある。中でもセラミックス製のフィルタを備えたセラミックフィルタ集塵装置は、耐熱性に優れるため、上記焼却設備に設置される。

このセラミックフィルタ集塵装置に備わるセラミックフィルタは、通常、同集塵装置の缶体に備わるフィルタ支持部材にボルトナットで固定されている。ところが、ボルトナットは高温に曝されると熱膨張するので、ボルトナットの締め付けが弱まってしまう。締め付けが弱まると、セラミックフィルタは缶体に安定的に確実に固定できなくなり揺動を来す。このセラミックフィルタの揺動は、フィルタと固定部材間の密着性を阻害し、フィルタの通過経路以外に排ガス通路が形成されてしまうため、同集塵装置の集塵機能を悪化させる原因となる。

そこで特許文献１では別の固定手段を提案している。具体的には、セラミックフィルタに形成されたフランジ部の上面を、凹型固定部材の凹部の底面で押圧することで、セラミックフィルタを缶体の支持部材に固定する、というものである。

特開２０１４−３３９９４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の発明には、セラミックフィルタの劣化及び破損を生じやすいという問題点がある。

セラミックフィルタは所定の肉厚を有する筒状構造をしており、同セラミックフィルタの筒部の上端部にドーナツ状のフランジ部が外方に延出して形成されている。ここで、フランジ部において肉厚を有する筒部の上端部を内周部という。また、フランジ部の内周部から外方に延在する部分を延在部という。

セラミックフィルタが同缶体の支持部材に吊り下げられた状態で、フランジ部は凹型固定部材により固定される。フランジ部上面の全面は凹型固定部材の凹部の底面で押圧されており、フランジ部の内周部は凹型固定部材による下向きの荷重により、曲げモーメントを受ける。

凹型固定部材を一旦設置すると、通常の運用では頻繁に取り外すことはないので、フランジ部の内周部は下向きに曲げモーメントを受け続ける。一方、フランジ部の延在部は同延在部の下方をシール部材、例えばパッキン等による反力を受けるので、曲げモーメントを受けない。これにより、フランジの付根部にせん断応力が働き続け、セラミックフィルタが短期的に劣化し、破損することとなる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、セラミックフィルタの劣化及び破損を防止し、長期的使用に優れる集塵装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は次のとおりである。
＜請求項１に記載の発明＞
集塵装置において、
円筒状の筒部と、前記筒部上端の外周側面から半径方向外方に包囲して延在する延在部とで形成されたセラミックフィルタと、
前記セラミックフィルタを挿通する挿通孔を有し、当該挿通孔に前記筒部が挿通された当該セラミックフィルタの前記延在部を支持する支持部材と、
上下に貫通する第１空洞部を有し、前記延在部に載置される第１固定部材とを備え、
前記第１固定部材には上下に貫通する第２空洞部を有する押板が載置されており、
前記押板に設けられた逆洗浄用の通気管が前記第２空洞部及び第１空洞部を貫通して延在し、
前記通気管は、上端部が前記第２空洞部に位置し、下端部が前記筒部に位置し、中間部の径が上端部の径より小径であるものであり、
前記第１空洞部は前記筒部の上部に位置し、前記第１固定部材は前記延在部を押圧し前記筒部上端に接しない、
ことを特徴とする集塵装置。

上記集塵装置は支持部材に挿通されたセラミックフィルタとその上に載置された第１固定部材を備える。第１固定部材は延在部にのみ接し、筒部の上端部（上面）に接しない。そして、第１固定部材は延在部を押圧している。そのため、セラミックフィルタの筒部の上端部には下向きの曲げモーメントが働かず、セラミックフィルタの延在部の付根部にはせん断力が掛からない。したがって、同付根部の劣化や破損を防止する、との効果を有する。

＜請求項２に記載の発明＞
前記第１固定部材における前記空洞部の径は、当該空洞部の下面よりも上面の方が小径である、
ことを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。

第１固定部材における空洞部の径は、当該空洞部の下面よりも上面の方が小径となっている。この形態とすると、第１固定部材の当該空洞部は、この空洞部の上面が下面より窄まった形状となり、円柱形とはならない。そのため、仮に当該空洞部を円柱形としたときの第１固定部材の体積よりも、この形態とした方が第１固定部材の体積をやや大きくすることができ、第１固定部材は比較的重くなる。第１固定部材による荷重が比較的大きくなるので、第１固定部材はセラミックフィルタをより押圧し、確実に支持部材に固定できる、との効果を有する。

＜請求項３に記載の発明＞
前記第１固定部材に凹状段部が形成され、前記凹状段部と前記筒部上端とが離間して対向する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の集塵装置。

空洞部の下部に逃げ部が形成され、逃げ部は筒部の上に位置する。そのため、第１固定部材と筒部の間に逃げ部による空間が存在し、第１固定部材と筒部は離間した状態となる。そして、第１固定部材は少なくとも筒部の上端部には載置されず、延在部に載置され、セラミックフィルタを押圧する、との効果を有する。

＜請求項４に記載の発明＞
前記第１固定部材は、前記延在部を包囲する包囲部を有し、
前記第１固定部材と前記延在部が嵌合する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の集塵装置。

第１固定部材と延在部が嵌合するので、セラミックフィルタは揺動せずにより確実かつ安定的に固定される、との効果を有する。

＜請求項５に記載の発明＞
前記延在部と前記支持部材との間にシール部材が配される、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の集塵装置。

シール部材が延在部と支持部材との間に配されるので、延在部と支持部材との間の隙間は確実に密閉され、筒部以外からの排ガスの流通を防止できる。

＜請求項６に記載の発明＞
前記第１固定部材には、上下に貫通する空洞部を有する第２固定部材が載置されている、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の集塵装置。

第１固定部材と押板の間に第２固定部材が備わるので、セラミックフィルタは第２固定部材の荷重をさらに受け押圧され、より揺動せずに固定された状態を維持する、との効果を有する。

＜請求項７に記載の発明＞
前記第１固定部材には、上下に貫通する空洞部を有する第２固定部材が載置され、
前記第１固定部材及び前記第２固定部材は、載置面がそれぞれ四角形である板であり、
前記第１固定部材における前記四角形の四隅の頂点部のうち、少なくとも２つの頂点部が上下に切り落とされて、第１固定部材における切り落とし部が形成され、
前記第２固定部材における前記四角形の四隅の頂点部のうち、少なくとも２つの頂点部が上下に切り落とされて、第２固定部材における切り落とし部が形成され、
前記第１固定部材における切り落とし部の上には前記第２固定部材における切り落とし部が位置し、
前記第１固定部材における切り落とし部と、前記第２固定部材における切り落とし部には留め具が上下方向に配置され、
前記第２固定部材には上下に貫通する空洞部を有する押板が載置されており、
前記シール部材の肉厚は３０％〜８０％に収縮した状態で、
前記押板は、前記留め具によって前記第２固定部材を押圧しつつ、前記支持部材に固定されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の集塵装置。

切り落とし部に留め具が配置され、シール部材が収縮した状態で、押板が留め具により第２固定部材を押圧しつつ、支持部材に固定されている。そのため、セラミックフィルタは支持部材に確実に固定される。また、セラミックフィルタと支持部材は確実に密閉される、との効果を有する。

本発明の集塵装置は、セラミックフィルタの劣化及び破損を抑制し、セラミックフィルタが安定的に固定された状態で長期に亘り使用することができる。

本発明に係る集塵装置の要部拡大断面図である。 （ａ）本発明に係る固定部材による押圧の説明図である。（ｂ）従来技術の固定部材による押圧の説明図である。 本発明に係る集塵装置の概要図である。 （ａ）本発明に係る固定部材１の底面図である。（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明に係る押板の底面図である。 本発明に係る固定部材の別の実施形態の説明図である。 （ａ）本発明に係るセラミックフィルタの平面図である。（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明に係る押板の配置の平面図である。

（集塵装置２０）
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の一実施形態を示したものにすぎない。図３に示す本実施形態の集塵装置２０は、主に缶体１４、供給部１５、排出部１６、支持部材４、セラミックフィルタ３０で構成される。缶体１４は集塵装置２０の形状を形成するものであり、上下に延在する筒状である。また、同缶体１４の上端及び下端は閉塞されている。缶体１４の下部は、下端に向かうほど窄まった形状とし、例えばホッパ部を設けてもよい。

缶体１４の側壁の下部には、排ガスを集塵装置２０の外系から内部へ流入させる供給部１５が備わる。また、缶体１４の側壁の上部には、排ガスを缶体１４の内部から外系へ流出させる排出部１６が備わる。

（支持部材４）
缶体１４内には、缶体１４内の空間を上の室と下の室に仕切るための仕切り板（以下、「支持部材４」という。）が設けられている。支持部材４は面状であり、供給部１５と排出部１６との間に備えられており、例えば、缶体１４の上下方向の中央部の位置に水平に配される。支持部材の端縁は缶体１４に固定されている。支持部材４により缶体１４内の空間が上下２室（支持部材４の、下に位置する供給室５０及び上に位置する排出室４０）に仕切られているので、下記に詳述するセラミックフィルタ３０を通過せずに排ガスが同２室間を流通することはない。また、支持部材４には、複数のセラミックフィルタ３０を挿通して吊り下げるための挿通孔１９が複数設けられている。

（セラミックフィルタ３０）
本実施形態のセラミックフィルタ３０は、多孔質のセラミックスで形成されるフィルタである。セラミックフィルタ３０は焼却設備で発生するばいじん、窒素酸化物、重金属等の高温の排ガスに含まれる微細物質を捕集する。また、セラミックフィルタ３０は耐熱性に優れる。

図１、図７に示すようにセラミックフィルタ３０は、筒部１３、フランジ部５１で構成される。この筒部１３は上下方向に延在する円筒状であり、肉厚を有する。筒部１３の肉厚は１０ｍｍ〜２５ｍｍ、より好ましくは１５ｍｍ〜２０ｍｍにするとよい。１０ｍｍより薄いと除塵性が悪化し、２５ｍｍより厚いと排ガスの圧力損失が過大となり単位時間当たりの排ガスの処理量が大幅に低下する。筒部１３の下端側は閉塞している。また、筒部１３の上端部から上下方向に直交する面の外方（図７（ａ）に示すセラミックフィルタ３０の平面視の半径の外方向）に上端部を包囲して延在するフランジ延在部２が形成されている。ここで、フランジ部５１において筒部１３の上端部をフランジ内周部１８という。また、フランジ内周部１８（請求項における「筒部の上端部」）から外方に延出する部分をフランジ延在部２（請求項における「延在部」）という。なお、フランジ部５１の外縁の形状は、図示例では円形としているが、円形に関わらず四角形等の多角形でも勿論よく、フランジ内周部１８（請求項における「筒部の上端部」）を外方に包囲して延在していればよい。

セラミックフィルタ３０は挿通孔１９に挿通され、フランジ延在部２の下面が挿通孔１９の周縁部の上面に支持される。つまり、セラミックフィルタ３０は支持部材４に吊り下げられた状態となる。

（シール部材３）
フランジ延在部２を挿通孔１９の周縁部に支持させる際、フランジ延在部２と挿通孔１９の周縁部との間にシール部材３を介在させるとよい。なぜならば、フランジ延在部２を挿通孔１９の周縁部に支持させても、フランジ延在部２と挿通孔１９の周縁部との間に空隙が僅かに生じる可能性があるからである。排ガスは本来セラミックフィルタ３０を通過しなければならないところ、空隙があると、同空隙を通過してしまい、確実な除塵の妨げになる。

そこで、シール部材３を介在させ、フランジ延在部２と挿通孔１９の周縁部との間で空隙が生じた場合に完全に密閉するようにする。このようにすることで、２室（供給室５０及び排出室４０）間の排ガスの流通は筒部１３のみで行われることになる。

シール部材３は輪状であり、挿入孔１９の周縁部に沿って配される。シール部材３にガスケット、パッキン、Ｏリング等を用いることができる。また、シール部材３には耐熱性、耐摩耗性、収縮性に富む部材を好適に用いることができる。

（固定部材１の第１実施形態）
セラミックフィルタ３０のフランジ部５１の上部には固定部材１が載置される。固定部材１（請求項における「第１固定部材」。以下同じ）を載置する理由は、次のとおりである。缶体１４内では集塵装置２０の稼働時に、排ガスは所定のガス圧で供給部１５から流入し、供給室５０、セラミックフィルタ３０、排出室４０を順次経て、排出部１６へと導かれる。ここで、稼働を継続することで排ガスに含まれる微細物質がセラミックフィルタ３０の多孔質部に捕集され、セラミックフィルタ３０は徐々に閉塞する。この閉塞が進行すると供給室５０内のガス圧が高まり、セラミックフィルタ３０の揺動を引き起こす原因となり得る。この閉塞を解消するためには圧縮空気によるセラミックフィルタ３０の逆洗浄を行うことが効果的である。この逆洗浄時の空気圧は通常稼働時のガス圧よりも高圧で行うため、セラミックフィルタ３０の揺動を引き起こす原因となり得る。そこで、これらセラミックフィルタ３０の揺動を防止するため、固定部材１をフランジ部５１に載置してセラミックフィルタ３０を押圧し固定する。

固定部材１は、所定の肉厚を有する部材であり、円形状、多角形状等の形状とすることができる。本実施形態では、四角形状の平板としている。なお、固定部材１の面方向の幅Ｙ２はセラミックフィルタ３０のフランジ部５１の外径以上の長さである。固定部材１は空洞部１ｓが形成された中央部とその中央部の周辺の外縁部２２で形成されている。そして、セラミックフィルタ３０で除塵された排ガスが排出室４０に導かれるための通気管１０が、空洞部１ｓに配置されている。

ここで、空洞部１ｓとは、固定部材１を上下に貫通して形成された空間をいう。具体的には、空洞部１ｓは、固定部材１の中央を略円柱状や略円錐台状等に切り抜いて形成された固定部材１における空間をいう。
図示しないが固定部材１の中央を上下に略円柱状に切り抜いた場合、空洞部１ｓの径は当該空洞部の下面から上面にかけて一定となる。また、略円錐台状等に切り抜いた場合、空洞部１ｓの径は当該空洞部の下面から上面にかけて徐々に窄まるものとなる。さらに、空洞部１ｓの径は、当該空洞部の下面よりも上面の方が小径であるものとしてもよい。この形態とすると、第１固定部材の当該空洞部は、この空洞部の上面が下面より窄まった形状となり、円柱形とはならない。そのため、仮に当該空洞部を円柱形としたときの第１固定部材の体積よりも、この形態とした方が第１固定部材の体積をやや大きくすることができ、第１固定部材は比較的重くなる。第１固定部材による荷重が比較的大きくなるので、第１固定部材はセラミックフィルタをより押圧し、確実に支持部材に固定できる。なお、空洞部１ｓには通気管１０を配置するので、空洞部１ｓの径は、通気管１０を通すことができる大きさとする。

また、別の例として、図４に示すように固定部材１の空洞部１ｓの下部に逃げ部３４を設けた形態を示すことができる。固定部材１の空洞部１ｓは固定部材１の下面２１から上面２３方向に凸型に座繰り加工して凸型の突出部を貫通させて形成された、外縁部２２の内側に段部３１を有する形態である。段部３１が形成された固定部材１をフランジ部５１に載置させると、フランジ内周部１８の上方に段部３１が対向して位置する。段部３１を有するため、フランジ内周部１８と段部３１との間に空間ができる。このフランジ内周部１８と段部３１の間の空間（隙間）を逃げ部３４という。逃げ部３４の径は少なくとも筒部の外径Ｘ１以上とするとよい。この形態とすると、固定部材１は筒部１３の上端部１８の上面から離間した状態でフランジ延在部２に載置されることになる。

このように、空洞部１ｓの上面の径Ｙ３を下面の径Ｙ１（逃げ部３４を有する場合は逃げ部３４の径。以下同じ。）よりも小径とした形態とすると、空洞部１ｓを略円柱状とした形態よりも固定部材１は比較的重くなり、より下向きに押圧するものとなる。

空洞部１ｓの下面の径Ｙ１は、セラミックフィルタ３０の筒部１３の外径Ｘ１以上とし、かつ、フランジ部５１の外径より小径とする。また、より好ましくは、空洞部１ｓの下面の径（逃げ部３４を有する場合は逃げ部３４の径）Ｙ１はセラミックフィルタ３０の筒部１３の外径Ｘ１と同等とし、かつ、固定部材１の長さＹ２はフランジ部５１の外径以上とするとよい。このようにすると、フランジ延在部２全面において固定部材１の外縁部２２が接し、固定部材１を支えることになる。フランジ延在部２が固定部材１から受ける単位面積当たりの荷重（Ｎ／ｍ²）は最小となり、セラミックフィルタ３０は力の偏りなく安定的に固定されるからである。

このように固定部材１の下面２１はフランジ部５１に対向するように載置される。固定部材１の外縁部２２はフランジ部５１のうち少なくともフランジ内周部１８の上方になく、フランジ延在部２の上方に位置することになる（図１参照）。

（耐劣化性、耐破損性）
従来の固定部材１Ａは、図２（ｂ）に示すように円柱形状の空洞部１ｓＡを形成した態様をしている。そして、固定部材１Ａの下面の空洞部１ｓＡの径は筒部１３Ａの内径Ｘ２Ａよりも小径である。固定部材１Ａをフランジ部に載置すると、フランジ部は全面に亘り固定部材１Ａの荷重を受ける。このとき、フランジ内周部１８Ａにおいても固定部材１Ａによる下向きの荷重を受け、曲げモーメントが生じる。一旦フランジ部に固定部材１Ａが載置されると、集塵装置２０Ａの通常の運用では頻繁に固定部材１Ａを取り外すことはないので、フランジ内周部１８Ａは固定部材１Ａの荷重により下向きに曲げモーメントを受け続ける。セラミックフィルタ３０Ａは、強度を有するが脆い性質があるため、この曲げモーメントを受け続けると、フランジ部の付根部３２Ａはせん断応力を受け、劣化し破損することとなる。

一方、本実施形態における固定部材１では、同固定部材１の外縁部２２はフランジ延在部２に載置され、フランジ内周部１８には接していない。よって、固定部材１の荷重はフランジ延在部２で受ける状態となる。フランジ延在部２の下部には支持部材１（シール部材３が介在する場合は、シール部材３）が存在するので、固定部材１の荷重及び押板２９による押圧に対して、支持部材１（又はシール部材３）による応力が働く。また、本実施形態の固定部材１では、外縁部２２がフランジ内周部１８に接していないので、従来の固定部材１の形態で記述した曲げモーメントは、本実施形態では働かない。したがって、集塵装置２０の通常の稼働を継続しても、フランジ部５１の付根部３２にせん断力が働かないので、セラミックフィルタ３０の劣化や破損を長期に亘り防止できる。

（固定部材１の別の実施形態）
固定部材１の別形態として図６に例示する。固定部材１は、セラミックフィルタ３０のフランジ部５１の側面部４２を包囲する包囲部４１を形成している。包囲部４１は、固定部材１をフランジ部５１よりも外方に延出し（この延出した部分を延出部Ｌとする。）、同延出部Ｌから下方に突出した形態である。特にこの包囲部４１の下端縁は支持部材４の僅かに上方の位置まで突出したものとするとよい。このような形態にすると、フランジ部５１の側面部４２の全部または一部は同包囲部４１に包囲される。すなわち、フランジ部５１と固定部材１は嵌合するので、セラミックフィルタ３０は外力に対して揺動せずにより確実かつ安定的に固定された状態を維持できる。

上述した固定部材１の全ての実施形態において、固定部材１の平面視四隅の頂点部のうち少なくとも２箇所は、銀杏面状（丸内面状）に切り落され、切り落とし部３５が形成されている。切り落とし部３５は、四隅の頂点部のうちどの２箇所に形成してもよく、また、どの３箇所又は４箇所に形成してもよい。

（固定部材２５）
固定部材１の上部には固定部材２５（請求項における「第２固定部材」。以下同じ）を載置させることができる。固定部材２５は、所定の肉厚を有する部材であり、円形状、多角形状等の形状とすることができる。本実施形態では、四角形状の平板としている。固定部材２５の面方向の大きさ（平面視縦横の長さ）は、固定部材１の面方向の大きさ（平面視縦横の長さ）と同等とするとよい。固定部材２５は空洞部２５ｓが形成された中央部とその中央部の周辺の外縁部で形成されている。ここで、空洞部２５ｓとは、固定部材２５を上下に貫通して形成された空間をいう。具体的には、空洞部２５ｓは、固定部材２５の中央を略円柱状や略円錐台状等に切りぬいて形成された固定部材２５における空間をいう。そして、セラミックフィルタ３０で除塵された排ガスが排出室４０に導かれるための通気管１０が、空洞部２５ｓに配置されている。なお、固定部材１の重量と固定部材２５の重量を同程度となるように、固定部材２５の肉厚と空洞部２５ｓの大きさを調節してもよい。製造作業性の向上を図るためである。

また、固定部材２５の平面視四隅の頂点部のうち少なくとも２箇所は、銀杏面状（丸内面状）に切り落され、切り落とし部３５’が形成されている。切り落とし部３５’は、四隅の頂点部のうちどの２箇所に形成してよく、また、どの３箇所又は４箇所に形成してもよい。

なお、固定部材１の切り落とし部３５には、以下に記述する留め具２７が上下方向に配されている。この態様にすることで固定部材１が水平方向に移動しようとする外力が、固定部材１に加わったとしても、切り落とし部３５が留め具２７に接触し、固定部材１の移動は留め具２７により遮られる。固定部材１は移動せずに固定された状態を維持し続ける

固定部材２５を固定部材１に載置する場合、固定部材１における切り落とし部３５の上に固定部材２５における切り落とし部３５’が位置するようにする。

また、固定部材２５は、固定部材１の第１実施形態と同形態としてもよい。この形態とすると、固定部材１と固定部材２５を区別せずに加工でき経済的である。そして、作業者が固定部材１及び固定部材２５をフランジ部５１の上方に載置する際にも、固定部材１と固定部材２５の載置の順序に配慮する必要もなく作業性が向上する。
さらに、固定部材１及び固定部材２５の別の実施形態として、固定部材１と固定部材２５を合体させ、一つの固定部材とすることもできる。また、２以上の固定部材を用いることもできる。

（押板２９）
固定部材１（固定部材１の上部に固定部材２５を載置させる場合は固定部材２５）の上部には押板２９が載置される。押板２９は所定の肉厚を有するものであればよく、円形や、多角形等の形状とすることができる。本実施形態では、四角形の平板であり、図５に例示することができる。押板２９の面方向の大きさ（平面視縦横の長さ）は、固定部材１の面方向の大きさ（平面視縦横の長さ）と同等とするとよい。押板２９は空洞部２９ｓが形成された中央部とその中央部の周辺の外縁部で形成されている。そして、セラミックフィルタ３０で除塵された排ガスが排出室４０に導かれるための通気管１０が、空洞部２９ｓに配置されている。ここで、空洞部２９ｓとは、押板２９を上下に貫通して形成された空間をいう。具体的には、空洞部２９ｓは、押板２９の中央を略円柱状や略円錐台状等に切りぬいて形成された押板２９における空間をいう。また、押板２９の平面視四隅の頂点部には留め具２７で固定するための貫通孔が形成されている。通気管１０の上端縁は、押板２９の上面であって空洞部２９ｓの周縁部に固定される。

押板２９は、固定部材１（固定部材１の上方に固定部材２５を載置させる場合は固定部材２５）の上方に載置される。そして、押板２９は所定の高さで留め具２７により固定される。これにより、押板２９は、固定部材１（又は固定部材２５）を押圧することになる。

（通気管１０）
空洞部２９ｓの周縁部に固定された通気管１０は、空洞部１ｓ、空洞部２５ｓ、空洞部２９ｓに挿通され、上下方向に延在する管である。通気管１０の中間部の径は上端部又は下端部の径よりも小径である。つまり、通気管１０の中間部から上端部又は下端部に向かうにつれ、通気管１０の径は次第に広がる形態となっている。

通気管１０を設ける理由は、後述する逆洗浄をする際、噴射する圧縮空気の噴射圧を抑えることにある。通気管１０の中間部の径が絞られているので、通気管１０の中央部を通過した圧縮空気の噴射圧はより高まる。そうすると、比較的高い噴射圧でセラミックフィルタ３０の逆洗浄を効率よく行うことができる。

（留め具２７）
留め具２７は支持部材４と押板２９を固定する部材である。留め具２７に、ボルト２７ａ、ナット２７ｂ及びスペーサー２６を例示できる。ボルト２７ａは棒状の部材である。ナット２７ｂはドーナツ状の部材であり、ボルト２７ａに通して所定の位置で固定できる部材である。具体的には、ボルト２７ａはナット２７ｂを対として複数の部材をボルト２７ａに通してナット２７ｂで固定するものである。本実施形態では、支持部材４と押板２９をボルト２７ａに通し、ナット２７ｂで固定する。

（スペーサー２６）
ボルト２７ａにスペーサー２６を挿入してもよい。同スペーサー２６は筒状であり、ボルト２７ａを同スペーサー２６の筒内に挿入することができる。スペーサー２６をボルト２７ａに挿入する場合の固定の仕方は、次のとおりである。ボルト２７ａを支持部材４の下から上に向けて通し、スペーサー２６をボルト２７ａに挿入し、押板２９を下から上に向けて通す。この状態でナット２７ｂで固定する。このとき、スペーサー２６の下端は支持部材４に接しており、スペーサー２６の上端は押板２９の下面に接している。スペーサー２６の径は押板２９の貫通孔よりも大径であり、スペーサー２６が同貫通孔の中に挿入されることはない。

スペーサー２６は、押板２９をナット２７ｂで固定する際のナット２７ｂの高さ、すなわち押板２９の高さを決定するものである。ナット２７ｂがボルト２７に所望の位置までねじ込まれ、押板２９はスペーサー２６とナット２７ｂで挟まれた状態で固定される。仮に、ナット２７ｂのねじ込みの位置が所望の位置より上方であると、スペーサー２６上端とナット２７ｂ間の間隔が押板２９の厚さよりも大きいので、押板２９は同間隔内で上下に自由移動してしまう。この状態では固定部材１のセラミックフィルタ３０への押圧が弱いのでセラミックフィルタ３０の揺動を引き起こす。ひいては、支持部材４の挿入孔１９からの排ガスの流入を招いてしまう。また、仮に、ナット２７ｂのねじ込みの位置が所望の位置より下方であると、押板２９が過度に固定部材１及び固定部材２５を押圧することになる。フランジ延在部２は、固定部材１による荷重圧力５と支持部材４（シール部材３が介在する場合は、シール部材３）による応力６を過度に受け、フランジ部５１の劣化、破損を早めてしまう。

ナット２７ｂが所望の位置までねじ込まれた場合、シール部材３の肉厚は当初の肉厚の３０％〜８０％になるように圧縮される。より好ましくは４０％〜６０％になるように圧縮される。この範囲内であれば、フランジ延在部２は適度に押圧され、通常稼働時や逆洗浄時のガス圧に対してもセラミックフィルタ３０は揺動を起こさない。よって、挿通孔１９の密閉は保持される。

（配置）
以上のように、セラミックフィルタ３０は支持部材４に固定される。挿通孔１９は支持部材４に複数設けられている。各挿通孔１９には各々、セラミックフィルタ３０が挿通され、各々のセラミックフィルタ３０の上には、固定部材１、固定部材２５及び押板２９が載置される。そして、複数のセラミックフィルタ３０は支持部材４に吊り下げられた状態で配置される。例えば、配置例として図８の平面図に示す形態を提案することができる。なお、図８では説明の便宜上押板２９を４枚のみ図示したが、本実施形態では押板２９を４枚に限らず支持部材４一面に多数配置することが可能となっている。

（逆洗管３３）
押板２９の上方には図３に示すように逆洗管３３が支持部材４の延在面に沿うように配設されている。逆洗管３３は管状であり、逆洗管３３の根本部は缶体１４の排出室４０の側壁から外方に延出しており圧縮空気の供給手段（図示しない）に接続される。逆洗管３３の先端部は閉塞している。また、逆洗管３３は複数本あり、各々の逆洗管には下向きに噴射するノズル（図示しない）が多数備わる。各々のノズルは通気管１０の上方に位置する。圧縮空気の供給手段から圧縮空気が逆洗管３３に供給され、同ノズルにより圧縮空気が下方へ噴射されると、圧縮空気は通気管１０の上方から下方へ向かい流れ込む。

（運用）
集塵装置２０における排ガスの流れについて、図１及び図３を参照しつつ説明する。
排ガスは集塵装置２０の系外から供給部１５を通過して供給室５０に流入する。流入後、排ガスはセラミックフィルタ３０の筒部１３を形成するフィルタによって除塵されて、フィルタ内部９に導かれる。なお、挿通孔１９はセラミックフィルタ３０と支持部材４（シール部材３が介在する場合は、セラミックフィルタ３０と支持部材４とシール部材３）で密閉されているため、排ガスが除塵されずに挿通孔１９を通過することはない。

フィルタ内部９に導かれた排ガスは通気管１０を通過して排出室４０に導かれる。その後、排ガスは排出部１６から集塵装置２０の系外へ排出される。

一方、排ガスが供給室５０からセラミックフィルタ３０を通過してフィルタ内部９に導かれると同時に、排ガスに含まれる微細物質は、セラミックフィルタ３０の筒部１３に集塵される。また、比較的重量のある微細物質は、排ガスが供給部１５から供給室５０に流入すると、ホッパ部１７に自由落下する。

（逆洗浄）
通常、焼却設備は稼働させると長期に亘り運転を継続するため流動炉や集塵装置も連続運転させることになる。集塵装置２０は微細物質の粒子径の大小によらず非常に高い集塵率を有するため、連続運転させると微細物質がセラミックフィルタ３０に堆積していく。このため集塵装置２０に流入する排ガスの圧力損失は徐々に増大する。そうすると、排ガスの単位時間当たりの処理流量は低下し、稼働当初の処理能力が維持されない。そこで、セラミックフィルタ３０に堆積した微細物質を剥離して稼働当初の処理能力に回復させる方法が採られる。好ましい方法として、上記逆洗管３３による逆洗浄を採るとよい。

逆洗浄は以下のとおりに行う。まず、微細物質が堆積して圧力損失が増大したセラミックフィルタ３０に対して逆洗管３３のノズルから圧縮空気が噴射される。圧縮空気は通気部１０の上方からフィルタ内部９に流れ込み、フィルタ内部９からセラミックフィルタ３０を通過して供給室５０に導かれる。このセラミックフィルタ３０を通過する際、堆積した微細物質は剥離してホッパ部１７に落下する。微細物質が剥離することでセラミックフィルタ３０は当初の処理能力に回復する。

（メンテナンス）
集塵装置２０は長期に亘り運転を継続すると、経年劣化によりセラミックフィルタ３０に摩耗が生ずる。摩耗が進行すると当初の集塵能力が低下するので、セラミックフィルタ３０の交換をするとよい。本実施形態ではセラミックフィルタ３０を交換しやすいように排出室４０の天面の高さを十分に高いものとしている。セラミックフィルタ３０を交換する際には、まず、ナット２７ｂを外し、固定部材１、固定部材２５及び押板２９を取り除く。次に挿通孔１９に挿通されたセラミックフィルタ３０を上方へ持ち上げて、挿通孔１９から引き抜く。セラミックフィルタ３０を挿通孔１９から引き抜く作業においても、排出室４０の天面の高さが十分に高いのでフランジ部５１が同天面に接触することがない。よって、同作業を安全かつ効率よく行うことができる。

（焼却設備）
本発明の集塵装置２０が設置される下水汚泥焼却設備等は主に、汚泥濃縮器、汚泥脱水機、汚泥焼却炉により構成される。下水処理場から下水汚泥焼却設備に送泥された下水汚泥は、まず汚泥濃縮器により濃縮され、濃縮汚泥となる。その後、濃縮汚泥は汚泥脱水機により脱水され脱水汚泥となる。脱水汚泥は汚泥焼却炉で焼却され、排ガス及び焼却灰となる。

特に、汚泥焼却炉は流動炉、熱回収装置、集塵装置、煙突などで構成される。脱水汚泥は流動炉で燃焼され排ガスが生成する。排ガスは熱回収装置で熱交換され、集塵装置に流入する。同排ガスは集塵装置により微細物質が集塵される。ここで、微細物質には、例えば、ばいじん、重金属類、金属酸化物、二酸化ケイ素、リン酸化合物、窒素酸化物、硫黄酸化物が含まれる。そして、除塵された排ガスは煙突から系外へ放出される。なお、除塵された排ガスは依然として高熱であるので、過給機を設けて圧縮空気を生成させて、熱源を有効活用してもよい。

（その他）
通常稼働時において集塵装置２０に流入する排ガスの温度は６００℃超となる。よって、本実施形態に示す主な部材である固定部材１、固定部材２５、押板２９、支持部材４、ボルト２７、逆洗管３３等は、耐熱素材で形成される。耐熱素材としては、耐熱ステンレス、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳＦ３１６、ＳＵＳ４３０、ＳＳ４００を例示できるがこれらに限るものではない。

上述のとおり本発明の集塵装置２０はフランジ内周部１８に荷重圧力１１が掛からないのでフランジ部５１の劣化や破損を防止できる。よって、同集塵装置２０を利用することで、長期に亘りメンテナンスフリーで高い密閉性を維持しつつ安定した運転を継続することができる。

以上、発明者によりなされた発明について一実施形態として説明した。しかしながら、本実施形態を示す記述や図面によって本発明は限定されるべきではない。当業者が本実施形態に基づいて行う他の実施例等は本発明に含まれるものである。

本発明は、隔離型式集塵装置に関するものである。

１ 固定部材
１ｓ 空洞部
２ フランジ延在部
３ シール部材
４ 支持部材
５ 荷重圧力
６ 応力
９ フィルタ内部
１０ 通気管
１１ 荷重圧力
１３ 筒部
１４ 缶体
１５ 供給部
１６ 排出部
１７ テーパ部
１８ フランジ内周部（筒部の上端部）
１９ 挿通孔
２０ 集塵装置
２１ 下面
２２ 外縁
２３ 上面
２５ 固定部材
２５ｓ 空洞部
２６ スペーサー
２７ 留め具
２７ａ ボルト
２７ｂ ナット
２９ 押板
２９ｓ 空洞部
３０ セラミックフィルタ
３１ 段部
３２ 付根部
３３ 逆洗管
３４ 逃げ部
３５ 切り落とし部
３５’ 切り落とし部
４０ 排出室
４１ 包囲部
４２ 側面部
５０ 供給室
５１ フランジ部

Claims (7)

1. 集塵装置において、
   円筒状の筒部と、前記筒部上端の外周側面から半径方向外方に包囲して延在する延在部とで形成されたセラミックフィルタと、
   前記セラミックフィルタを挿通する挿通孔を有し、当該挿通孔に前記筒部が挿通された当該セラミックフィルタの前記延在部を支持する支持部材と、
   上下に貫通する第１空洞部を有し、前記延在部に載置される第１固定部材とを備え、
   前記第１固定部材には上下に貫通する第２空洞部を有する押板が載置されており、
   前記押板に設けられた逆洗浄用の通気管が前記第２空洞部及び第１空洞部を貫通して延在し、
   前記通気管は、上端部が前記第２空洞部に位置し、下端部が前記筒部に位置し、中間部の径が上端部の径より小径であるものであり、
   前記第１空洞部は前記筒部の上部に位置し、前記第１固定部材は前記延在部を押圧し前記筒部上端に接しない、
   ことを特徴とする集塵装置。
2. 前記第１固定部材における前記空洞部の径は、当該空洞部の下面よりも上面の方が小径である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。
3. 前記第１固定部材に凹状段部が形成され、前記凹状段部と前記筒部上端とが離間して対向する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の集塵装置。
4. 前記第１固定部材は、前記延在部を包囲する包囲部を有し、
   前記第１固定部材と前記延在部が嵌合する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の集塵装置。
5. 前記延在部と前記支持部材との間にシール部材が配される、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の集塵装置。
6. 前記第１固定部材には、上下に貫通する空洞部を有する第２固定部材が載置されている、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の集塵装置。
7. 前記第１固定部材には、上下に貫通する空洞部を有する第２固定部材が載置され、
   前記第１固定部材及び前記第２固定部材は、載置面がそれぞれ四角形である板であり、
   前記第１固定部材における前記四角形の四隅の頂点部のうち、少なくとも２つの頂点部が上下に切り落とされて、第１固定部材における切り落とし部が形成され、
   前記第２固定部材における前記四角形の四隅の頂点部のうち、少なくとも２つの頂点部が上下に切り落とされて、第２固定部材における切り落とし部が形成され、
   前記第１固定部材における切り落とし部の上には前記第２固定部材における切り落とし部が位置し、
   前記第１固定部材における切り落とし部と、前記第２固定部材における切り落とし部には留め具が上下方向に配置され、
   前記第２固定部材には上下に貫通する空洞部を有する押板が載置されており、
   前記シール部材の肉厚は３０％〜８０％に収縮した状態で、
   前記押板は、前記留め具によって前記第２固定部材を押圧しつつ、前記支持部材に固定されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の集塵装置。

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