JPH0222018Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、集塵装置、濾過装置等に使用され、
含塵流体を濾過して除塵するセラミツクス製多孔
体チユーブに関する。

粉塵発生量の多い電気炉、転炉等では、排ガス
から粉塵を除去することが必要となる。このた
め、従来は、高温の排ガスをバグフイルターや電
気集塵機で集塵し得る温度すなわちバグフイルタ
ーでは250℃、電気集塵機では350℃程度まで冷却
して集塵するか、あるいはスクラバ等で水洗浄し
ていた。ところで、かかる排ガスから熱交換を行
ない、排ガスの有する熱を有効利用しようとする
とき、排ガスを熱交換器に通す前にあらかじめ除
塵することが必要である。したがつて、バグフイ
ルターや電気集塵機を用いた場合には、除塵した
段階で既に温度が低下しており、排ガスの有する
熱を有効に利用することができなかつた。

そこで、かかる高温の含塵ガスを冷却処理する
ことなくそのまま除塵できるようにするため、セ
ラミツクス製多孔体チユーブを用いた集塵機の採
用が試みられている。このような集塵機の１例を
第１図を参照して説明すると、ムライト、コージ
ライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素などの耐熱衝撃
性のよいセラミツクスの焼結体などからなるセラ
ミツクス製多孔体チユーブ１１が多数本平行に配
列され、それらの上下端部を管板１２に挿通支持
されている。セラミツクス製多孔体チユーブ１１
の管板１２への挿通部にはシール１３が介在して
気密性を保持されている。セラミツクス製多孔体
チユーブ１１および管板１２は本体１４内に収容
されており、本体１４の上部には含塵ガス入口１
４ａが形成され、本体１４の側壁には清浄ガス出
口１４ｂが形成され、本体１４の下部にはホツパ
ー１４ｃが形成されると共に粉塵１５を本体１４
の外に取出すダスト切出し弁１６が設けられてい
る。したがつて、含塵ガスは含塵ガス入口１４ａ
から流入し、セラミツクス製多孔体チユーブ１１
の内側を通つてセラミツクス製多孔体チユーブ１
１の壁部から外側に流出する。その過程でセラミ
ツクス製多孔体チユーブ１１により粉塵１５が除
去される。粉塵１５を除去された清浄ガスは清浄
ガス出口１４ｂより流出する。粉塵１５はセラミ
ツクス製多孔体チユーブ１１内を下方に落下し、
ホツパー１４ｃにて集塵され、ダスト切出し弁１
６によつて外部に取出される。第２図はかかる従
来のセラミツクス製多孔体チユーブ１１の１例を
示すもので、図中、Ａは含塵流体の流入方向、Ｂ
は濾過流体の流出方向、Ｃは除去された粉塵の落
下方向である。

しかしながら、上記従来の集塵装置において
は、セラミツクス製多孔体チユーブ１１として第
２図に示すような外周１１ａおよび内周１１ｂと
も平滑な通常の円筒管が用いられており、かつ厚
みｄが５〜15mmと比較的厚いため、体積当りの濾
過表面積が小さくなるという欠点があつた。例え
ば厚みが0.5〜３mmの織布、不織布からなるバグ
フイルターと比べると、体積当りの濾過表面積は
数分の一である。このため、セラミツクス製多孔
体チユーブ１１を用いた集塵装置において、含塵
ガスの流量に対して適正な濾過表面積を有するよ
うにするためには多数のセラミツクス製多孔体チ
ユーブ１１を設ける必要があり、装置が大型化せ
ざるを得なかつた。

したがつて、本考案の目的は、体積当りの濾過
表面積を増大させ、集塵装置等に用いた際、装置
の小型化、設置場所の縮小、コストダウンを図る
ことができるようにしたセラミツクス製多孔体チ
ユーブを提供することにある。

本考案によるセラミツクス製多孔体チユーブ
は、少なくとも内周にひだ状の凹凸が螺旋状に形
成されており、このひだ状の凹凸は、ひだの螺旋
方向に沿う線に対して垂直な面で切つた断面形状
がなめらかな凹凸をなし、曲線部における曲率半
径が１mm以上とされている。

したがつて、含塵流体をセラミツクス製チユー
ブの内部に流入させ内周より外周に向けて濾過す
る際に、内周における濾過表面積を増大して含塵
流体の処理能力を向上させることができる。これ
により、集塵装置等に用いた際、装置の小型化、
設置場所の縮小、コストダウンを図ることができ
る。また、含塵流体の流れ方向をひだ状の凹凸の
螺旋方向に沿うように旋回させることにより、含
塵流体の経路を長くとつて集塵能力を高めること
ができると共に、流体の圧損を比較的少なくし、
かつ、除去された粉塵を含塵流体の流れ方向に沿
つて移動させやすくすることができる。

ひだ状の凹凸は、ひだの螺旋方向に沿う線に対
して垂直な面で切つた断面形状がなめらかな凹凸
をなし、曲線部における曲率半径が１mm以上とさ
れているので、高温下における熱応力の集中を避
けて破損を防止できる。これは、材質がセラミツ
クスであることに起因する好ましい態様である。

また、ひだ状の凹凸は、山部と谷部との高さの
差がチユーブ最大半径の1/20〜1/2とされている
ことが好ましい。この差が1/20未満では表面積を
増大させる効果が少なく、1/2を超えると凹凸に
より流れに乱れが生じて圧損が増大してしまう。

さらに、本考案のセラミツクス製多孔体チユー
ブは、内周および外周の両面にひだ状の凹凸が螺
旋状に形成され、壁厚がほぼ均一とされていても
よい。この態様では壁厚による流体の圧損が各部
において一様となるため、特に粘性流体、例えば
スラジを含有する液体などの処理に適している。

本考案において、含塵流体は、粉塵を含有する
排ガスなどの気体であつてもよく、スラジなどを
含有する液体であつてもよい。

なお、本考案のセラミツクス製多孔体チユーブ
の製法について説明すると、一般に、セラミツク
ス製多孔体チユーブは、セラミツクス粉末に有機
バインダーを混合した原料を用いてチユーブ状に
成形し、これを焼成することによつて作られてい
る。したがつて、本考案のセラミツクス製多孔体
チユーブを作るためには、上記における生成形体
の状態または焼成後の状態で機械加工を行なつて
少なくとも内周にひだ状の凹凸を形成すればよ
い。あるいは、セラミツクス粉末に有機バインダ
ーを混合し、少なくとも内周にひだ状の凹凸を有
するチユーブ状に、直接プレスで成形することも
できる。この成形方法としては、例えばオスネジ
状の突起のある形状を有する芯金型を用いて芯金
型の周囲に原料粉末を充填してアイソスタチツク
プレス成形し、芯金型をねじりながら抜き取る方
法などが採用できる。この場合、アイソスタチツ
クプレス後に圧力を除くと、セラミツクス粉末の
成形体が弾性膨張し、芯型との間に小さいながら
も隙間が生じるので、芯型の抜き取りは容易に行
なえる。

以下、本考案の実施例を第３図ないし第８図を
を参照して説明する。

第３図および第４図には本考案によるセラミツ
クス製多孔体チユーブが適用される集塵装置の１
例が示されている。なお、図中、第１図と実質的
に同様な部分には同符号を付しその説明を省略す
ることにする。この集塵装置は第１図に示すもの
とほぼ同様な構造をなしているが、各セラミツク
ス製多孔体チユーブ２１は、長手方向２つに分割
され、その接合部分にも管板１２が設けられてい
る。そして、ホツパー１４ｃ内に下側に向けて開
口した吸引管２２が設けられており、この吸引管
２２は送風機２３の吸引口に接続され、送風機２
３の吐出口は循環管２４に接続され、循環管２４
は含塵流体入口１４ａに接続されている。したが
つて、セラミツクス製多孔体チユーブ２１の下端
からホツパー１４ｃ内に流入する流体は吸引管２
２から送風機２３および循環管２４を通つて含塵
流体入口１４ａに循環され、セラミツクス製多孔
体２１の下端部においても含塵流体は上下方向の
線速度を有するようになつている。そして、各セ
ラミツクス製多孔体チユーブ２１の流入口には、
第４図に示すように旋回羽根装置２５が取付けら
れている。（第３図ではこの旋回羽根装置２５の
図示を省略してある。）旋回羽根装置２５は羽根
２６と略円柱状の整流体２７とからなり、羽根２
６によつて含塵流体が図中矢印で示す如く旋回流
を起すようになつている。

第５図および第６図には本考案の１実施例が示
されている。このセラミツクス製多孔体チユーブ
２１は、その内面にひだ状の凹凸２８が螺旋状に
形成されている。ひだ状の凹凸２８は、ひだの螺
旋方向に沿う線に対して直交する断面形状がなめ
らかな凹凸をなし、曲線部における曲率半径が１
mm以上とされている。また、山部の高さＬ１と谷
部の高さＬ２との差は２mm〜50mmとされている。
そして、内周の表面積は、谷部に接する仮想円筒
の内周の表面積の1.3倍以上、好ましくは２倍以
上とされている。

このセラミツクス製多孔体チユーブ２１を第３
図および第４図に示す集塵装置に組込み、粉塵を
含有する例えば排ガス等の含塵流体を、旋回羽根
装置２５によつて旋回させながら、ひだ状の凹凸
２８に沿つて流入させ、内周から外周に濾過させ
ることにより粉塵を除去して清浄流体を得ること
ができる。その場合、ひだ状の凹凸２８によつて
濾過表面積が大きくなつているので、セラミツク
ス製多孔体チユーブ２１の体積当りの流体処理量
を大きくすることができる。そして、旋回する流
体の流れ方向は、ひだ状の凹凸２８の螺旋方向に
沿つているので、ひだ状の凹凸２８を設けたこと
による圧損の増加は比較的少ない。この場合、除
去された粉塵は、ひだ状の凹凸２８の螺旋方向に
沿つて流体の流れや重力により落下し、ホツパー
１４ｃに貯留された後、ダスト切出し弁１６から
外部に排出される。また、ひだ状の凹凸２８の螺
旋方向に沿う線に対して垂直な断面形状がなめら
かな凹凸をなし、曲線部における曲率半径が１mm
以上となるようにしたので、高温下においても応
力集中がおこらず、熱的応力による破損を防止で
きる。

ところで、セラミツクス製多孔体チユーブ２１
の壁厚の最も厚いところＬ１と、壁厚の最も薄い
ところＬ２とによつて流体の圧損は異なつてく
る。しかし、含塵流体を濾過する過程で多量の粉
塵がセラミツクス製多孔体チユーブ２１の内周に
付着して圧損は増加し、この粉塵付着による流体
の圧損は、セラミツクス製多孔体チユーブ２１の
壁厚の差による圧損の違いに比べて通常極めて大
きいので、全体としての圧損は、セラミツクス製
多孔体チユーブ２１の各部においてそれほど大き
な違いが生じない。したがつて、含塵流体がガス
である場合には、セラミツクス製多孔体チユーブ
２１の部分的な壁厚の違いにより、集塵性能に悪
影響が生じることはほとんどないと考えられる。

第７図および第８図には、本考案の他の実施例
が示されている。この実施例では、チユーブ状の
セラミツクス製多孔体チユーブ２１の外周にもひ
だ状の凹凸２８が螺旋状に形成され、各部の壁厚
が全体としてほぼ均一とされている。このよう
に、壁厚を均一とすることにより、壁厚の違いに
よる流体の圧損の変化をなくすことができる。前
述したように、部分的な壁厚の違いによる圧損の
変化は粉塵を含有することによる圧損の変化に比
べて一般的には極めて小さいのであるが、粘性の
高い液体等を用いたときにはその変化がかなり大
きくなり、セラミツクス製多孔体チユーブ２１の
各部における流体通過量が均一とならず、流体処
理能力に悪影響を与えることもある。したがつ
て、そのような場合にこの実施例は有効である。

なお、前記の各実施例において、ひだ状の凹凸
２８の螺旋形状のピツチは、セラミツクス製多孔
体チユーブ２１の長手方向に沿つて同一である必
要はなく、上方から下方に従つてピツチが変化し
ていてもよい。

以上説明したように、本考案によれば、少なく
とも内周にひだ状の凹凸が螺旋状に形成されてい
るので、濾過表面積を増大して含塵流体の処理能
力を向上させ、集塵装置等に用いた際、装置の小
型化、設置場所の縮小、コストダウンを図ること
ができる。また、含塵流体の流れ方向をひだ状の
凹凸の螺旋方向に沿うように旋回させることによ
り、含塵流体の経路を長くとり集塵能力を高める
ことができると共に、流体の圧損を比較的少なく
し、かつ、除去された粉塵を含塵流体の流れ方向
に沿つて移動させやすくすることができる。ま
た、ひだ状の凹凸は、ひだの螺旋方向に沿う線に
対して垂直な面で切つた断面形状がなめらかな凹
凸をなし、曲線部における曲率半径が１mm以上と
されているので、高温下における熱応力の集中を
避けて破損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の集塵装置の一般的な構造を示す
断面図、第２図は従来のセラミツクス製多孔体チ
ユーブの１例を示す縦断面図、第３図は本考案に
よるセラミツクス製多孔体チユーブが適用される
集塵装置の１例を示す断面図、第４図は同集塵装
置の部分断面図、第５図は本考案によるセラミツ
クス製多孔体チユーブの１実施例を示す横断面
図、第６図は同実施例の部分切欠き斜視図、第７
図は本考案によるセラミツクス製多孔体チユーブ
の他の実施例を示す横断面図、第８図は同実施例
の部分切欠き斜視図である。 図中、２１はセラミツクス製多孔体チユーブ、
２８はひだ状の凹凸、Ｌ１は山部の高さ、Ｌ２は
谷部の高さである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 含塵流体を濾過して除塵するセラミツクス製
   多孔体チユーブにおいて、少なくとも内周にひ
   だ状の凹凸が螺旋状に形成されており、このひ
   だ状の凹凸は、ひだの螺旋方向に沿う線に対し
   て垂直な面で切つた断面形状がなめらかな凹凸
   をなし、曲線部における曲率半径が１mm以上と
   されていることを特徴とするセラミツクス製多
   孔体チユーブ。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記ひだ状の凹凸は、山部と谷部との高さの差が
   チユーブ最大半径の1/20〜1/2とされているセ
   ラミツクス製多孔体チユーブ。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   において、前記ひだ状の凹凸は内周および外周
   の両面に形成され、壁厚がほぼ均一とされてい
   るセラミツクス製多孔体チユーブ。