JP6967756B2 - 濾過式集塵装置のフィルタ取付構造 - Google Patents
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Description
一般に濾過式集塵装置は、装置の下方から排ガスを流入し、該装置内に装着されたフィルタで粉塵を捕集し、濾過された排ガスを装置の上方から排出する構造となっている。
従来より、フィルタとしては、バグフィルタと呼ばれる粉塵の捕集用の濾布が用いられているが、近年、高温の排ガスにも対応しうるセラミック製のフィルタが用いられている。
図10は、前記セラミックフィルタを用いた濾過式集塵装置30の一例を示す横断面図である。該濾過式集塵装置30では、一端部が閉鎖された長尺の円筒形状の本体部(51)と他端の開口端部(52)にフランジ(57)を有するセラミックフィルタ(50)が用いられている(図11参照)。
図10に示す濾過式集塵装置30は、そのハウジング31の内部がセルプレート(仕切壁)32によって下方の集塵室33と上方の排気室34に区分され、該セルプレート32に一群のフィルタ35が取り付けられている。そして、下方の集塵室33には、粉塵を含む排ガスを取り込む取入口37が、上方の排気室34 には、フィルタ35により濾過された浄化ガスを集塵装置30外に排出する排出口38が設けられている。
粉塵を含む排ガスは、送気装置または吸気装置(いずれも図示せず)によって取入口37から集塵室33内へ導入され、前記セラミックフィルタ35の外壁面から内壁面に向けて通過する間に粉塵が濾過され、濾過後の清浄ガスは、排気室34に設けた排出口38 から装置外へ取り出される。
なお、ハウジング31の排気室34には、前記各フィルタ35が捕集した微細な粉塵を集塵室33に吹き落とし、フィルタ35の機能を安定に保持するための脱塵用のジェット気流を噴出するエアー配管36が設けられている。
図11は、このような排ガス浄化に用いられる従来のフィルタ及び該フィルタのセルプレートへの取付構造を示す横断面図である。
図11に示されたセラミックフィルタ50は、同図に示されているように、一端側に開口部52を有し他端側53が閉鎖された円筒形状からなり、前記円筒形状の外周面54と内周面55との間に金属材料からなる補強部材56が内装されている。また、開口部52から放射状に広がるようにフランジ部57が形成されている。
このように構成されたセラミックフィルタ50は、開口部52に形成されたフランジ部57を押さえ板58と受け板59とをボルト60で締め付けて固定されている(特許文献1)。
また、上記の他に、次のようなフィルタ取付構造がある。
図12に示すように、一端側が閉鎖され他端側に開口部を有する円筒形状なすセラミック材料を焼結して形成されたセラミックフィルタ61の内部に、開口部63aにフランジ63bを有する円筒形状の口金63と、該口金63の内壁に等間隔で垂設された複数の軸鋼線64と、該複数の軸鋼線64に内接・固着された複数のリング状鋼線65とからなるリテーナ62を装着し、セラミックフィルタ61、リテーナ62及びパッキン66をセルプレート67と押さえ板68で挟み込んで固定する取付構造があり、同時に締め付け具合から決まるパッキン66のつぶし寸法と、セラミックフィルタ61のフランジ部61dの厚み及びリテーナの62のフランジ63bの厚みとの合計高さを限定してパッキン66の効果を損なわないようにするカラー69を設け、ボルト70とナット71で締め付けて固定している。
また、該セラミックフィルタ50は、開口部52から放射状に広がるようにフランジ部57が形成されており、該フランジ部57を押さえ板58と受け板59とをボルト60で締め付けて固定されており、セラミックフィルタと一体化された補強部材56では、地震等による振動によってセラミックフィルタ50の横揺れによるたわみが補強部材56に伝わり、該補強部材56が撓んで同調する。このようにセラミックフィルタ50の揺れが補強部材56のフランジを内蔵したセラミックフィルタ50のフランジ部57に伝わるが、補強部材56のフランジも、揺れるセラミックフィルタ50のフランジ部57の動きに同調してしまい、揺れるセラミックフィルタ50のモーメントが起因し、補強部材56のフランジによって、セラミックフィルタ50のフランジ部57に力が掛かってしまい、脆いセラミックから成る該フランジ部57付近に亀裂や破損が生じ、セラミックフィルタ50が破損しやすい。
また、前記他のフィルタ取付構造では、地震発生時などには、セラミックフィルタ61の横揺れによる撓みがリテーナ62に伝わり、リテーナ62が同調して撓むと、セラミックフィルタ61の揺れが該セラミックフィルタ61のフランジ61dに伝わり、リテーナ62の口金63のフランジ63bは押さえ板68で上から押さえつけられているだけなので、リテーナ62の口金63のフランジ63bも、揺れるセラミックフィルタ61のフランジ61dの動きに同調してしまい、セラミックフィルタ61全体とリテーナ62全体とが同調し、横揺れ時の水平振幅が大きくなり、前記のリテーナ62の上記のような固定方
法とその強度とではセラミックフィルタ61の横揺れを十分に抑制できなかった。
また、リテーナ62のフランジの強度も十分でなく、またリテーナの口金高さもセラミックフィルタ61のフランジ61dの補強材としては短すぎ、セラミックフィルタ61のフランジ61dのネック部が、セラミックフィルタ61の水平揺れモーメントによって折損する場合があった。
さらに、セラミックフィルタ61、リテーナ62及びパッキン66を押え板68だけで固定しているので、パッキン66の柔らかい部分でセラミックフィルタ61とリテーナ62のフランジが揺らいでしまい、セラミックフィルタ61の水平揺れを防ぐことが難しい。
〔1〕濾過式集塵装置へのセラミックフィルタの取付構造において、
前記濾過式集塵装置内のセルプレート(6)に穿設された取付孔(6a)に挿通される、一端部が閉鎖され他端部に開口部(1b)を有しかつ同他端部にフランジ(1c)を有する円筒形状のセラミックフィルタ(1)と、
前記セラミックフィルタ(1)の開口部(1b)から挿入された開口部(16c)にフランジ(16b)を設けた口金(16a)を有し、前記口金(16a)の縦方向の長さが前記セルプレート(6)の所定の位置に取付けられたセラミックフィルタ(1)に装着したとき、セルプレート(6)の下面の位置より下に位置するような長さに形成されているリテーナ(16)と、
前記リテーナ(16)をセルプレート(6)に固定する取付具(11、12)と、
で構成されてなることを特徴とする濾過式集塵装置のフィルタ取付構造。
がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図1は第1実施例に係る濾過式集塵装置のフィルタの支持構造を示す横断面図、図2はセラミックフィルタとリテーナの構造を示す斜視図である。
図1及び図2に示すようにセラミックフィルタ1は長尺の有底円筒形状をなした本体部1aの一端部は閉鎖され他端部に開口部1bを有し、該開口部1bにフランジ1cが形成されている。
本実施の形態においては、セラミックフィルタ1は長さ3m、外径150mm、内径110mmで構成されている。
リテーナ2は、開口部2cにフランジ2b(以下、リテーナフランジという。)を有する円筒形状の口金2aを有している。本実施例においてリテーナ2は、該口金2aの内壁に円筒形状の断面円周方向に沿って配置された複数の軸鋼線4、該複数の軸鋼線4に内接・固着された前記口金2aの円筒形状の断面円周方向に沿って形成された複数のリング状鋼線5とから形成されたものを採用しているが、上記構成に限定されるものでなく、パンチングメタルなどで形成されるものなど、適宜選択し採用することができる。
なお、リテーナ2は前記セラミックフィルタ1内に挿入して該セラミックフィルタ1の強度を補強するものでその外径、長さは、セラミックフィルタ1に対応した寸法で構成されている。
6は濾過式集塵装置のハウジング内を下方の集塵室と上方の排気室に区分するセルプレートであり、前記セラミックフィルタ1はこのセルプレート6に穿設された取付孔6aに挿通して取り付けられる。
7は濾過式集塵装置の集塵室から排気室へ粉塵を含む排ガスが流れ込むのを防止する弾性材からなる開口部を有する切れ目のないリング状のパッキン、8は上部押さえ板、9は両端部が開口された長尺の円筒形状をなした本体部9aの一端部に開口部9bを有し、該開口部9bにフランジ9cが形成されている円筒形状の補強具である。
該補強具9は、ステンレス鋼(Steel Use Stainless)等の強度を有する鋼管からなる。
該補強具9は短過ぎると耐震性能は得られない。また、長ければ長いほど耐震性能は上がるが、長すぎると濾過機能が下がり、逆洗性能に悪影響を与えることから濾過機能を考慮した長さとすることが好ましい。
本実施の形態においては、補強具9は長さ500mm、また強度を考慮し厚みを2.3mmで形成しているがこれらに限定されるものではなく、補強具を長くした場合は、パイプに孔を開けたり、パンチングプレートを筒状にしたもので用いることで逆洗性能への悪影響を防止することが考えられる。
10はカラーである。該カラー10はセラミックフィルタ1をセルプレート6と押さえ板8とで挟み込みボルト11とナット12からなる固定具で締め付けてセルプレート6に支持固定する際に、セルプレート6上に設けられたパッキン7のつぶし寸法とフィルタ1のフランジ1cの厚みの合計高さで構成されている。
本発明に係る濾過式集塵装置のフィルタ支持構造は、上記のように構成された濾過式集塵装置のセルプレート6上面に設置されたセラミックフィルタ1、パッキン7、カラー10とをセルプレート6と押さえ板8とで挟み、ボルト11とナット12からなる固定具で固定するとともに、前記セラミックフィルタ1の内部に装着されたリテーナ2を前記押さえ板8と補強具9とで挟みボルト13からなる取付具で固定し、濾過式集塵装置のセルプレート6に取付られている。
続いて上述したセラミックフィルタ1を濾過式集塵装置のセルプレート6に取付支持する方法の一例について説明する。
a.濾過式集塵装置のハウジング内に設けられたセルプレート6の所定の位置に設けられ
たセラミックフィルタ取付孔6aとパッキン7の開口部を合わせ、パッキン7をセルプレート6に上面に設置する。
b.セルプレート6のフィルタ取付孔6aとパッキン7の開口部からセラミックフィルタ1を挿入し(落とし込み)パッキン7を介してセルプレート6の上面に設置する。
c.続いて、セルプレート6の上面にカラー10を固定し、押さえ板8を、該押さえ板8に孔設した取付孔を介してセルプレート6に設けられたボルト11に嵌合させセラミックフィルタ1の上面に設置し、固定具(ボルト11とナット12)によりセルプレート6に固定する。
d.続いて、リテーナ2を押さえ板8に孔設したリテーナ取付孔8aから、リテーナフランジ2bが押さえ板8の上面により停止されるまでセラミックフィルタ1の内部に挿入する。
e.最後に、補強具9をリテーナフランジ2bにより停止されるまでリテーナ2の内部に挿入し、押さえ板8と補強具9とでリテーナを挟み込み取付具13を締め付けセラミックフィルタ1をセルプレート6に取付固定する。
図3は第2の実施例に係る濾過式集塵装置のフィルタの支持構造の全体構成を示す模式図である。
同図に示すように円筒形状の補強具14は開口部14aにフランジ14bを有し、該フランジ14bの外径は、押さえ板8の幅と略同一で形成している。
(取付方法)
続いて上述したセラミックフィルタ1を濾過式集塵装置のセルプレート6に取付支持する方法の一例について説明する。
a.濾過式集塵装置のハウジング内に設けられたセルプレート6の所定の位置に設けられたセラミックフィルタ取付孔6aとパッキン7の開口部を合わせ、パッキン7をセルプレート6に上面に設置する。
b.セルプレート6のフィルタ取付孔6aとパッキン7の開口部からセラミックフィルタ1を挿入し(落とし込み)パッキン7を介してセルプレート6の上面に設置する。
c.続いて、セルプレート6の上面にカラー10を固定し、押さえ板8を、該押さえ板8に孔設した取付孔を介してセルプレート6に設けられたボルト11に嵌合させセラミックフィルタ1の上面に設置する。
d.続いて、リテーナ2を押さえ板8に孔設したリテーナ取付孔8aから、リテーナフランジ2bが押さえ板8の上面により停止されるまでセラミックフィルタ1の内部に挿入する。
e.最後に、補強具14をリテーナフランジ2bにより停止されるまでリテーナ2の内部に挿入し、押さえ板8と補強具14とでリテーナフランジ2bを挟み込み固定具(ボルト11とナット12)で締め付けセラミックフィルタ1をセルプレート6に取付固定する。
図4は第3の実施例に係る濾過式集塵装置のフィルタの支持構造の全体構成を示す模式図である。
同図に示すように円筒形状の補強具15は開口部15aにフランジ15bを有している。
(取付方法)
続いて上述したセラミックフィルタ1を濾過式集塵装置のセルプレート6に取付支持する方法の一例について説明する。
a.濾過式集塵装置のハウジング内に設けられたセルプレート6の所定の位置に設けられたセラミックフィルタ取付孔6aとパッキン7の開口部を合わせ、パッキン7をセルプレート6に上面に設置する。
b.セルプレート6のフィルタ取付孔6aとパッキン7の開口部からセラミックフィルタ
1を挿入し(落とし込み)パッキン7を介してセルプレート6の上面に設置する。
c.続いて、リテーナ2をセラミックフィルタ1の開口部1bからセラミックフィルタ1のフランジ1cにより停止されるまでセラミックフィルタ1の内部に挿入し装着する。
d.続いて、セルプレート6の上面にカラー10を固定し、補強具15をリテーナフランジ2bにより停止されるまでリテーナ2の内部に挿入し、セルプレート6と補強具15とでセラミックフィルタ1のフランジ1c及びリテーナフランジ2bを挟み込み固定具(ボルト11とナット12)で締め付けセラミックフィルタ1をセルプレート6に取付固定する。
図5は第4の実施例に係る濾過式集塵装置のフィルタの支持構造の全体構成を示す模式図である。
リテーナ16は、開口部16cにフランジ16b(以下、リテーナフランジという。)を有する円筒形状の口金16aを有している。
同図に示すようにリテーナ16に設けられた口金16aの縦方向の円筒部の長さは、該リテーナ16をセルプレート6の所定の位置に取付けられたセラミックフィルタ1に装着したとき、セルプレート6の下面の位置より下に位置するような長さに形成されている。
このように形成したリテーナ16の口金16aにより補強具の機能を持たせることで実施例1〜3における補強具を省略している。
(取付方法)
続いて上述したセラミックフィルタ1を濾過式集塵装置のセルプレート6に取付支持する方法の一例について説明する。
a.濾過式集塵装置のハウジング内に設けられたセルプレート6の所定の位置に設けられたセラミックフィルタ取付孔6aとパッキン7の開口部を合わせ、パッキン7をセルプレート6に上面に設置する。
b.セルプレート6のフィルタ取付孔6aとパッキン7の開口部からセラミックフィルタ1を挿入し(落とし込み)パッキン7を介してセルプレート6の上面に設置する。
c.続いて、セルプレート6の上面にカラー10を固定し、リテーナ16をセラミックフィルタ1の開口部1bからセラミックフィルタ1のフランジ1cにより停止されるまでセラミックフィルタ1の内部に挿入し、セルプレート6とリテーナフランジ16bとでセラミックフィルタ1を挟み込み固定具(ボルト11とナット12)で締め付けセラミックフィルタ1をセルプレート6に支持固定する。
掃引試験は 地震波形によらない強度の評価であり、フィルタの固有周期(共振点)近傍の振動周波数を一定加速度で連続して加えて行うものであり、実波試験は2011年東北地方太平洋沖地震(震度6強)の地震波形にて行った。
掃引試験は、前記振動試験装置にセラミックフィルタを取付、弱い振動から順次強い振動を加えセラミックフィルタへの影響(亀裂や破損等)を観察した。
具体的には、従来のフィルタ取付構造によって4回のテストのサンプル試験、
本発明のフィルタの取付構造により4回のテストのサンプル試験を行った。
同図において、縦軸はフィルタ支持構造に加える振動の加速度、横軸は振動を加えた経過時間を表している。
掃引試験は、一定加速度の正弦波にて周数を高い方から低へ対的変化させる試験である。掃引範囲 は6〜1Hz(フィルタ共振点2〜4Hz)、 掃引速度 は1オクターブ/分である。 共振点近傍において一定加速度にて連続加振することになるため、耐震性能の評価方法として、実際の地震波形による試験よりも 厳しい条件で行った。なお1オクターブ/分とは1分間で周波数が2倍になる速度である。
同図で明らかなように、従来のフィルタ取付構造においては、4回のサンプル試験において4本全て加速度80galを超えるとフィルタに破損が生じたが、本発明のフィルタ取付構造においては、4回のサンプル試験において4本全て加速度220gal未満ではフィルタに破損が生じ無かった。
この波形は2011年東北地方太平洋沖地震の宮城県大崎市古川三日町における震度6強〔計測震度6.2〕、最大水平加速度約460gal〔東西方向〕のものである。今回の実験ではこの波形の振動を、弱い加速度から順次高めながらセラミックフィルタへの影響を観察した。
実波試験では、従来のリテーナは耐震リテーナよりも耐震強度が小さいと予想され、従来のリテーナに東北地方太平洋沖地震のそのままの地震波形を与えると、波形に加速度が大きい部分があり、どの程度に耐震リテーナよりも小さい耐震強度(加速度)があるかがおさえられないため、地震波形を小さめに出力調整して試験を行った。
実波試験は、前記振動試験装置にセラミックフィルタを取付、上記波形の振動を、弱い加速度から順次高めながらセラミックフィルタへの影響(亀裂や破損等)を観察した。
具体的には、従来のフィルタ取付構造においては、9回のサンプル試験、本発明のフィルタの取付構造により9回のサンプル試験を行った。
同図で明らかなように、従来のフィルタ取付構造においては、9回のサンプル試験において3本が加速度160galを超えるとフィルタに破損が生じ、加速度が約290galを超えると他の全てのフィルタに破損が生じたが、本発明のフィルタ取付構造においては、9本全て加速度440galまでフィルタに破損が生じなかった。
また、従来のフィルタ取付構造においては、実波試験において、加速度が160galを超えると破損が生じ、290galを超えると全てのフィルタにファイルに破損が生じたが、本発明のフィルタ支持構造においては、加速度440galまでフィルタに破損が生じなかった。
また、リテーナを剛性のある長い口金で構成したので、上記と同様に良好な信頼性を有する濾過式集塵装置のフィルタ取付構造を提供することができる。
2 リテーナ
2a 口金
2b フランジ
4 軸鋼線
5 リング状鋼線
6 セルプレート
7 パッキン
8 押さえ板
9、14、15 補強具
10 カラー
11 ボルト
12 ナット
13 取付具
Claims (1)
- 濾過式集塵装置へのセラミックフィルタの取付構造において、
前記濾過式集塵装置内のセルプレート(6)に穿設された取付孔(6a)に挿通される、一端部が閉鎖され他端部に開口部(1b)を有しかつ同他端部にフランジ(1c)を有する円筒形状のセラミックフィルタ(1)と、
前記セラミックフィルタ(1)の開口部(1b)から挿入された開口部(16c)にフランジ(16b)を設けた口金(16a)を有し、前記口金(16a)の縦方向の長さが前記セルプレート(6)の所定の位置に取付けられたセラミックフィルタ(1)に装着したとき、セルプレート(6)の下面の位置より下に位置するような長さに形成されているリテーナ(16)と、
前記セラミックフィルタ開口部のフランジ(1c)をリング状パッキン(7)を介して前記セルプレート(6)とともに上下から挟持するリテーナフランジ(16b)と、
前記リテーナ(16)をセルプレート(6)に固定する、取付具(11、12)と、
前記セルプレート(6)とリテーナフランジ(16b)との間隔を前記セラミックフィルタ開口部のフランジ(1c)厚みと、前記リング状パッキン(7)のつぶし寸法との合計値に制限するカラー(10)と、で構成されてなることを特徴とする濾過式集塵装置のフィルタ取付構造。
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