JP7515902B2

JP7515902B2 - フィルタ逆洗用バルブ

Info

Publication number: JP7515902B2
Application number: JP2022088081A
Authority: JP
Inventors: 竹志荒井
Original assignee: 株式会社ワイ・エム・エス
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2024-07-16
Anticipated expiration: 2042-05-30
Also published as: JP2023175569A

Description

本発明は、集塵機等が備える各種フィルタの逆洗時に好適なフィルタ逆洗用バルブに関する。

従来から、集塵機や粉体搬送装置、乾燥機等が備えるベントフィルタ等の各種フィルタの逆洗機構に関する技術、及び逆洗機構を備えた集塵機が多数開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。特許文献１に開示された集塵機は、遠心力を利用してダストを除去するサイクロン集じん装置の内筒に、多孔質からなる除じん層を有し通過するガス中のダストをその表面に付着させて除じんし、付着したダストを定期的に高圧の逆風圧をかけて離脱捕集するように構成したフィルタ集じん装置を一体に組み込んでなることを特徴とする。

この特許文献１に開示された集塵機によると、一体構造のため容器外筒、捕集灰ホッパが共通となりコンパクト化がはかれ、従って設置スペースの縮小化がはかれ、また、集じん灰のための灰処理設備を一系統とすることができ、その制御運転が簡素化される、と記載されている。

また、特許文献２には、サイクロン本体の内部を、複数の筒状フィルタを取り付けた仕切り部材によって上部空間と下部空間に仕切り、下部空間と連通するように吸気口を設け、上部空間と連通するように共通の排気口を設けると共に、サイクロン本体の下端に集塵物回収ボックスを取り付け、サイクロン本体の排気口に排気用ブロワを接続したサイクロン式集塵機において、前記仕切り部材に設けた複数の開口の周囲にそれぞれストップ弁用の弁座部を固定し、各筒状フィルタは各弁座部から下向きに垂設されており、前記各筒状フィルタの上端部を開閉自在でそれぞれ逆洗用ノズルを備えた逆洗用のストップ弁と、該ストップ弁を上下動させて開閉する圧空シリンダからなるストップ弁駆動機構と、各ストップ弁の逆洗用ノズルに接続した圧空ホース、及び各圧空ホースへの逆洗用圧空の供給・遮断をそれぞれ制御する逆洗用電磁弁を具備し、前記ストップ弁は下面にシールを具備し前記弁座部に対して密封可能な構造をなし、ストップ弁で筒状フィルタの上端部を閉塞した状態で圧空を供給することにより各筒状フィルタに独立に逆洗操作可能としたことを特徴とするサイクロン式集塵機が開示されている。

この特許文献２に開示されたサイクロン式集塵機によると、サイクロン本体内にフィルタ逆洗機構を組み込み一体化し、また集塵配管などを集約したことにより、部品点数の低減による構造の簡素化と全体のコンパクト化を実現でき、それらによって新規グローブボックスへは無論のこと、既設のグローブボックスにも取り付けることが可能となり、ダストの捕集・回収効率は十分高くでき、内部に組み込んでいるフィルタの逆洗効率も高く、そのためフィルタ等の使用寿命を長くできる、と記載されている。

特開平０８－２０６５４３号公報特許第３１０８６３９号公報

逆洗機構を備えた集塵機等は上述のとおり種々開示されている。特許文献１に開示された集塵機に係る濾筒（フィルタ）も、集塵機内に配設された逆洗ノズルから噴射される高圧ガス（逆洗エア）によって、ある程度の逆洗効果は得られるものと思料する。

しかし、逆洗ノズルの噴出口が濾筒の上方に配設されており、濾筒の上方には除塵された排ガスの流路が開放された状態となっている。通常の逆洗機構では、集塵しながら定期的に逆洗エアを噴出するため、特許文献１に開示された集塵機の構成によると、集塵方向の排ガスの流れと高圧ガスがぶつかって逆洗効果が低下することとなる。また、濾筒の目詰まりがひどくなると、高圧ガスを噴射しても濾筒に付着した粉塵が除去できず、粉塵が除去できなければ高圧ガスが逆流してしまい、逆洗効果を得ることができなくなる。

その点、特許文献２に開示されたサイクロン式集塵機によると、筒状フィルタの逆洗時にはストップ弁で筒状フィルタの上端部を閉塞した状態で圧空（逆洗エア）を供給しているため、高い逆洗効果が得られるものと思料する。

しかし、特許文献２に開示されたサイクロン式集塵機では、ストップ弁が逆洗用ノズルに配設されており、この逆洗用ノズルに圧空ホースが接続されている。つまり、ストップ弁によって筒状フィルタの上端部を開閉する際には、圧空ホースが接続された逆洗用ノズルごと上下動させる必要があり、装置構成が複雑になると共にコンパクト化が困難である。また、逆洗機構を備えた既存の集塵機に適用しようとすると、大幅な改修作業が必要となる。

一般的に逆洗エアには大流量かつ高圧（標準で０．５ＭＰａ程度）のものが使用されるので、逆洗ノズルは大口径となり、高圧にも耐え得る構造を備える必要がある。従って、大口径で高圧に耐え得る構造の逆洗ノズルを移動させるためには、装置構成も大掛かりなものとなり、既存装置への適用は困難である。

そこで本願発明者は、上記の問題点に鑑み、逆洗効果の大幅な向上が図られるとともに、構造をより単純且つコンパクトに構成することによって、既存の集塵機等に係る逆洗ノズルとの交換設置、或いは既存の逆洗ノズルを流用可能なフィルタ逆洗用バルブを提供するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に至ったのである。

即ち、本発明は、集塵機等が備える各種フィルタの逆洗時に好適なフィルタ逆洗用バルブであって、シリンダ本体と、前記シリンダ本体に挿通され、前記シリンダ本体内を二分する円盤状突起部を外周面に備える中空ロッドと、前記シリンダ本体の下端開口側に接続され、前記中空ロッドの挿通孔を備えるシリンダキャップと、前記シリンダキャップに配設され、中央部に前記中空ロッドが挿通されるシール部材と、前記シリンダ本体を前記中空ロッドの軸方向に上下動させるシリンダ本体駆動手段と、前記中空ロッド内を介して前記フィルタに逆洗エアを噴出する逆洗エア供給手段と、を含んで構成され、前記シリンダ本体駆動手段によって前記シリンダ本体を下降させ、前記フィルタの上端開口部を閉塞するように前記シール部材を密着させ、前記フィルタの上端開口部を閉塞した状態で、前記中空ロッドを介して前記逆洗エア供給手段から前記フィルタに逆洗エアを噴出することを特徴とする。

本発明のフィルタ逆洗用バルブによると、構造自体は非常に単純でコンパクトでありながら、集塵機等が備える各種フィルタの上端開口部を閉塞した状態で逆洗エアを噴射することができ、逆洗効果の大幅な向上が図られる。

特に、本発明のフィルタ逆洗用バルブに係る中空ロッドを逆洗エアの噴射ノズルとして代用することができるため、従来の集塵機等に係る逆洗エアの噴射ノズルを本発明のフィルタ逆洗用バルブに交換する、或いは既存の逆洗ノズルを流用することによって、容易に逆洗効果の大幅な向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るフィルタ逆洗用バルブを備えた集塵機の一例を示す全体構造図である。本発明の一実施形態に係るフィルタ逆洗用バルブの片側断面図である。図２に示したフィルタ逆洗用バルブの分解構成図である。図２に示したフィルタ逆洗用バルブに係るシリンダ本体の昇降移動を示す説明図であって、（ａ）は上昇した状態、（ｂ）は下降した状態を示す。図２に示したフィルタ逆洗用バルブによるフィルタの逆洗方法を示す説明図である。

以下、本発明のフィルタ逆洗用バルブの一実施形態について、図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の一実施形態に係るフィルタ逆洗用バルブ１０を備えた集塵機１を示す全体構造図である。本実施形態に係る集塵機１は、吸込口２を備えるフィルタ室３と、フィルタ室３内に配設された筒状のフィルタＦ１，Ｆ２と、フィルタ室３と隔壁４で隔てられたクリーン室５内に配設された本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０と、粉塵を含む粉塵エアを吸込口２から吸い込み、フィルタＦ１，Ｆ２によって清浄化された空気を送り出すブロア６と、ブロア６を駆動するモータ７と、ブロア６によって送り出された清浄化された空気を集塵機１外へ排気する排気口８と、を含んで主に構成されている。

そして、本実施形態に係る集塵機１が備える本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０は、図１～図３に示すように、シリンダ本体１１と、シリンダ本体１１に挿通され、シリンダ本体１１内を二分する円盤状突起部１２を外周面に備える中空ロッド１３と、シリンダ本体１１の下端開口１１ａ側に接続され、中空ロッド１３の挿通孔１４ａを備えるシリンダキャップ１４と、シリンダキャップ１４に外嵌され、中央部に中空ロッド１３が挿通されるシール部材１５と、シリンダ本体１１を中空ロッド１３の軸方向に上下動させるシリンダ本体駆動手段２０と、中空ロッド１３内を介してフィルタＦ１，Ｆ２に逆洗エアを噴出する逆洗エア供給手段３０と、を含んで構成されている。なお、図２は、本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０に係るシリンダ本体１１が上昇した状態を示す。

本実施形態に係るシリンダ本体１１は、その一端側に下側フランジ１６を備え、この下側フランジ１６に中空ロッド１３が挿通される下端開口１１ａを備える。下側フランジ１６には、後述するシリンダ本体駆動手段２０に係る下降時エア供給管２３（図１及び図４を参照。）の接続口１６ａを備える。また、シリンダ本体１１の他端側には上側フランジ１７を備え、この上側フランジ１７に中空ロッド１３が挿通される上端開口１１ｂを備える。上側フランジ１７には、後述するシリンダ本体駆動手段２０に係る上昇時エア供給管２４（図１及び図４を参照。）の接続口１７ａを備える。なお、上側フランジ１７に係る上端開口１１ｂ内には、後述する中空ロッド１３に係るロッド本体１３ａが摺接するロッドパッキン１７ｂが配設されている。

本実施形態に係る中空ロッド１３は、ロッド本体１３ａの一端に、後述する逆洗エア供給手段３０（図１を参照。）から供給される逆洗エアが噴出される噴出口１３ｂを備え、ロッド本体１３ａの他端には、逆洗エア供給手段３０に係る切替弁３２（図１及び図５を参照。）との接続口１３ｃを備える。そして、中空ロッド１３に係るロッド本体１３ａの外周面には、この中空ロッド１３をシリンダ本体１１に挿通した際にシリンダ本体１１内を二分する円盤状突起部１２を備える。中空ロッド１３に係るロッド本体１３ａの外周面に円盤状突起部１２を備えることによって、中空ロッド１３をシリンダ本体１１に挿通した際、シリンダ本体１１における下側フランジ１６側に下降室１１ｃ、上側フランジ１７側に上昇室１１ｄが形成されることとなる。

なお、本実施形態に係る円盤状突起部１２は、中空ロッド１３に係るロッド本体１３ａの外周面に周設された４つのツバ状凸部１２ａと、ツバ状凸部１２ａ，１２ａ間に形成される凹溝１２ｂとで形成され、この凹溝１２ｂにシリンダパッキン１２ｃ及びシリンダガイドパッキン１２ｄが配設されることによって構成されているが、円盤状突起部１２は当該構成に限定されず、シリンダ本体１１内を二分してシリンダ本体１１内に下降室１１ｃ及び上昇室１１ｄを形成することができる構成であれば、具体的な形状等は特に限定されない。

また、本実施形態に係るシリンダ本体１１と、中空ロッド１３との関係において、シリンダ本体１１に係る下側フランジ１６が備える下端開口１１ａは、中空ロッド１３に係る円盤状突起部１２が挿通可能な径を有し、シリンダ本体１１に係る上側フランジ１７が備える上端開口１１ｂは、中空ロッド１３に係るロッド本体１３ａが挿通可能であって、円盤状突起部１２が挿通不可な径を有する。

本実施形態に係るシリンダキャップ１４は、シリンダ本体１１の下側フランジ１６側にパッキン１９を介して接合されるが、より具体的には、シリンダ本体１１にボルト１８によって螺着される。シリンダキャップ１４は、中空ロッド１３に係るロッド本体１３ａの挿通孔１４ａを備え、この挿通孔１４ａ内には、ロッド本体１３ａが摺接するロッドパッキン１４ｂが配設されている。

本実施形態に係るシール部材１５は、シリンダ本体１１に係る下側フランジ１６側に配設されたシリンダキャップ１４に外嵌されるドーナツ状の部材である。シール部材１５の中央部には中空ロッド１３が挿通されており、シール部材１５に係る外周壁はシール材１５ａで形成され、シール部材１５の下端開口縁がシール部１５ｂとなる。なお、シール材１５ａの素材としては、例えばシリコンゴム等の弾性部材や、ステンレス、アルミニウム等の金属部材等が挙げられ、本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０の使用環境等に応じて適宜選択される。

本実施形態に係るシリンダ本体駆動手段２０は、中空ロッド１３が挿通されたシリンダ本体１１を、中空ロッド１３の軸方向に上下動させるための駆動手段であって、図１に示すように、エアコンプレッサー４０から圧縮空気が供給される供給管２１と、供給管２１に配設される切替弁２２，２２と、切替弁２２から本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０に係るシリンダ本体１１が備える接続口１６ａに接続される下降時エア供給管２３と、切替弁２２からシリンダ本体１１が備える接続口１７ａに接続される上昇時エア供給管２４と、を含んで構成されている。エアコンプレッサー４０から供給管２１を介して供給される圧縮空気は、切替弁２２によって下降時エア供給管２３または上昇時エア供給管２４に供給される。

ここで、本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０に係るシリンダ本体１１の駆動方法（昇降移動方法）について詳述する。まず、図４（ａ）に示すように、シリンダ本体１１が上側に位置している状態を通常時とする。シリンダ本体駆動手段２０に係る切替弁２２によってエアコンプレッサー４０からの圧縮空気を、下降時エア供給管２３を介して接続口１６ａからシリンダ本体１１内の下降室１１ｃに供給すると、下降室１１ｃ内の体積が増える。このとき、中空ロッド１３は移動しないため、図４（ｂ）に示すように、下降室１１ｃ内の体積の増加に伴ってシリンダ本体１１が下降することとなる。

一方、図４（ｂ）の状態から、シリンダ本体駆動手段２０に係る切替弁２２によってエアコンプレッサー４０からの圧縮空気を、上昇時エア供給管２４を介して接続口１７ａからシリンダ本体１１内の上昇室１１ｄに供給すると、上昇室１１ｄ内の体積が増える。このときも中空ロッド１３は移動しないため、図４（ａ）に示すように、上昇室１１ｄ内の体積の増加に伴ってシリンダ本体１１が上昇することとなる。

本実施形態に係る逆洗エア供給手段３０は、中空ロッド１３に逆洗エアを供給するためのものであって、図１に示すように、エアコンプレッサー４０から圧縮空気が供給管２１を介して供給される逆洗エアタンク３１と、逆洗エアタンク３１に配設される切替弁３２，３２と、を含んで構成される。切替弁３２，３２には、それぞれ本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０，１０に係る中空ロッド１３が備える接続口１３ｃが接続される。通常時、切替弁３２は閉状態となっており、逆洗時に切替弁３２を開状態とすることによって、逆洗エアタンク３１から逆洗エアが供給され、中空ロッド１３内を介して噴出口１３ｂから逆洗エアが噴出される。

以上の構成を含んで成る本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０によって、集塵機１に係るフィルタＦ１，Ｆ２（まとめて「フィルタＦ」という。）の逆洗方法を説明する。図５は、図１に示した集塵機１における主要部を図示した説明図である。まず、図５（ａ）に示すように、集塵時は、フィルタ逆洗用バルブ１０に係るシリンダ本体１１を上昇させた状態で、集塵機１に係るブロア６を駆動すると、吸込口２からフィルタ室３内に粉塵Ｄを含む粉塵エアを吸い込み、フィルタＦを通過する際に粉塵Ｄが捕集される。フィルタＦを通過して清浄化された空気は、フィルタＦの上端開口部４１に配設された天板４２と、フィルタ逆洗用バルブ１０に係るシール部材１５との間からクリーン室５内に流入し、最終的に排気口８から集塵機１の外部へ排気される。なお、図５（ａ）の状態が、図１におけるフィルタＦ１側と同じ状態である。

図５（ｂ）に示すように、捕集された粉塵ＤによってフィルタＦが目詰まりしてくると集塵効率が著しく低下するため、フィルタＦの逆洗を行う。フィルタＦの逆洗時には、まず、シリンダ本体駆動手段２０に係る切替弁２２によってエアコンプレッサー４０からの圧縮空気を、下降時エア供給管２３を介して接続口１６ａからシリンダ本体１１内の下降室１１ｃに供給する。下降室１１ｃに供給された圧縮空気によって下降室１１ｃ内の体積が増加すると、それに伴ってシリンダ本体１１が下降し、シリンダ本体１１の下方に配設されたシール部材１５が備えるシール部１５ｂが天板４２に密着することとなる。

この状態から、逆洗エア供給手段３０に係る切替弁３２を開状態とすることによって、図５（ｃ）に示すように、逆洗エアタンク３１から逆洗エアが供給され、中空ロッド１３内を介して噴出口１３ｂから逆洗エアがフィルタＦ内に噴出される。このとき、フィルタＦの上端開口部４１はシール部材１５によって閉塞されているため、ブロア６の駆動を止めなくても粉塵エアの吸い込みは遮断され、フィルタＦを通過して清浄化された空気がクリーン室５内に流入することもない。なお、この図５（ｃ）の状態が、図１におけるフィルタＦ２側と同じ状態である。

フィルタＦの逆洗が終わると、図５（ｄ）に示すように、逆洗エア供給手段３０に係る切替弁３２を閉状態としつつ、シリンダ本体駆動手段２０に係る切替弁２２によってエアコンプレッサー４０からの圧縮空気を、上昇時エア供給管２４を介して接続口１７ａからシリンダ本体１１内の上昇室１１ｄに供給する。上昇室１１ｄに供給された圧縮空気によって上昇室１１ｄ内の体積が増加すると、それに伴ってシリンダ本体１１が上昇する。すると、フィルタＦの上端開口部４１に配設された天板４２と、フィルタ逆洗用バルブ１０に係るシール部材１５との密着状態が解除され、フィルタＦの上端開口部４１とクリーン室５内が連通し、粉塵エアの浄化が再開されることとなる。

以上の構成を含んで成る本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０によると、構造自体は非常に単純でコンパクトでありながら、集塵機１が備えるフィルタＦの上端開口部４１を閉塞した状態で逆洗エアを噴射することができ、逆洗効果の大幅な向上が図られる。

特に、本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０に係る中空ロッド１３を逆洗エアの噴射ノズルとして代用することができるため、従来の集塵機等に係る逆洗エアの噴射ノズルを本実施形態のフィルタ逆洗用バルブ１０に交換する、或いは既存の逆洗ノズルを本実施形態に係る中空ロッド１３として流用することによって、容易に逆洗効果の大幅な向上を図ることができる。

以上、本発明のフィルタ逆洗用バルブの実施形態について詳述したが、本発明のフィルタ逆洗用バルブの技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。例えば、図１には、本発明の一実施形態に係る集塵機１において、フィルタＦ１側は集塵時の状態、フィルタＦ２側は逆洗時の状態を示しているが、これはそれぞれの作業状態をまとめて図示したものである。つまり、フィルタＦ１，Ｆ２の逆洗作業は、図示したように交互に行うことも可能であるが、同時に行うことも可能である。本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施できる。

１：集塵機
２：吸込口
３：フィルタ室
４：隔壁
５：クリーン室
６：ブロア
７：モータ
８：排気口
１０：フィルタ逆洗用バルブ
１１：シリンダ本体
１１ａ：下端開口
１１ｂ：上端開口
１１ｃ：下降室
１１ｄ：上昇室
１２：円盤状突起部
１３：中空ロッド
１３ａ：ロッド本体
１３ｂ：噴出口
１３ｃ，１６ａ，１７ａ：接続口
１４：シリンダキャップ
１５：シール部材
１５ａ：シール材
１５ｂ：シール部
１６：下側フランジ
１７：上側フランジ
１８：ボルト
１９：パッキン
２０：シリンダ本体駆動手段
２１：供給管
２２，３２：切替弁
２３：下降時エア供給管
２４：上昇時エア供給管
３０：逆洗エア供給手段
３１：逆洗エアタンク
４０：エアコンプレッサー
４１：上端開口部
４２：天板
Ｄ：粉塵
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２：フィルタ

Claims

フィルタの逆洗用バルブであって、
シリンダ本体と、
前記シリンダ本体に挿通され、前記シリンダ本体内を二分する円盤状突起部を外周面に備える中空ロッドと、
前記シリンダ本体の下端開口側に接続され、前記中空ロッドの挿通孔を備えるシリンダキャップと、
前記シリンダキャップに配設され、中央部に前記中空ロッドが挿通されるシール部材と、
前記シリンダ本体を前記中空ロッドの軸方向に上下動させるシリンダ本体駆動手段と、
前記中空ロッド内を介して前記フィルタに逆洗エアを噴出する逆洗エア供給手段と、
を含んで構成され、
前記シリンダ本体駆動手段によって前記シリンダ本体を下降させ、前記フィルタの上端開口部を閉塞するように前記シール部材を密着させ、
前記フィルタの上端開口部を閉塞した状態で、前記中空ロッドを介して前記逆洗エア供給手段から前記フィルタに逆洗エアを噴出することを特徴とするフィルタ逆洗用バルブ。