JPH0647052B2 - 脱塵フィルター装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高温ガス用セラミックフィルターのような脱塵
フィルターを缶体に取り付けた脱塵フィルター装置に関
するものである。

（従来の技術） ガス中の固形物の除去方法としては、スクラバー等を使
用する湿式処理法や、電気集塵機、バグフィルタ等を使
用する乾式処理法が従来から知られているが、近年では
排水処理や顕熱回収の観点から乾式処理法への移行が進
んでいる。特に高温ガス用集塵の場合においては電気集
塵機では捕集効率や耐熱性が十分でなく、バグフィルタ
ではせいぜい250℃程度の耐熱性しかないために、SiC等
からなるセラミック質のフィルターエレメントを用いた
脱塵フィルター装置が普及しつつある。

このようなセラミック質のフィルターエレメントは缶体
の内部に固定されて脱塵フィルター装置を構成している
が、使用温度が高温となるためにフィルターエレメント
と金属製の缶体との間で熱膨張差が数十mmにも達する。
このため従来はセラミック質のフィルターエレメントの
端部と缶体側の取付板との間に薄肉金属製のベローを取
付け、ベローの伸縮を利用してこの熱膨張差を吸収する
とともに、ガスリークを防止する構造の脱塵フィルター
装置が用いられてきた。

しかしこのような構造の脱塵フィルター装置はベローに
薄肉の金属を用いているために高温酸化やダストによる
腐食に弱く長期信頼性に欠け、特に腐食性ガスに対して
は使用できないうえ、使用可能な温度も800℃以下であ
り、溶接部の信頼性も乏しい等の問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記したような従来の問題点を解決して、缶体
とフィルターエレメントとの間に不可避的に生ずる大き
い熱膨張差を支障なく吸収することができ、かつダスト
シール性、耐熱性、耐食性等に優れたフィルターエレメ
ントの取付け構造を備えた脱塵フィルター装置を提供す
るために完成されたものである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題は、フィルターエレメントの上端に円筒部を
有する接続部材を取付け、この接続部材を缶体側の孔壁
に貫通させるとともに、接続部材と孔壁との間に弾性を
有する無機質ファイバーを層状に圧縮状態で充填し、か
つこの無機質ファイバーの上部及び下部に非弾性の耐熱
性の無機質材料からなる円筒状部材を取り付けたことを
特徴とする脱塵フィルター装置によって解決することが
できる。

以下に本発明を図示の実施例によって更に詳細に説明す
る。

（実施例） 第１図において、(1)は集塵機本体を構成する缶体、(2)
は缶体(1)の内部に設けられた上部隔壁、(3)はサポート
板であり、これらの上部隔壁(2)とサポート板(3)との間
にセラミック質のフィルターエレメント(4)が取付けら
れている。また(5)は缶体(1)の側壁に形成された含塵ガ
ス入口、(6)は缶体(1)の上端部に形成された清浄ガス出
口、(7)は逆洗ガス入口である。

第２図に示されるように、フィルターエレメント(4)の
上端にはフランジ状の金具(8)が接合されており、更に
この金具(8)の上方に円筒部(9)を有する接続部材(10)が
取付けられている。この接続部材(10)の円筒部(9)は缶
体(1)の上部隔壁(2)に形成された円形の透孔(11)の内部
に挿入されている。また透孔(11)の周囲には孔壁(12)が
設けられており、この孔壁(12)の内周面と接続部材(10)
の円筒部(9)との間の円筒状の空間内に弾性を有する無
機質ファイバー(13)が層状に圧縮状態で充填されてい
る。

実施例では無機質ファイバー(13)として繊維径が2.8
μ、繊維真比重が2.6のアルミナシリカ系のセラミック
ファイバーを嵩密度が128kg/m²となるように成形した層
形状体とし、これを嵩密度が320〜640kg/m²となるまで
圧縮したものが用いられている。

この無機質ファイバー(13)の上下には非弾性の無機質材
料からなる円筒状部材(14)、(15)が取付けられている。
この円筒状部材(14)、(15)は無機質ファイバー(13)の層
形状体を圧縮状態を維持する役割を持つとともに、円筒
部(9)が左右に振れることのないように案内する役割を
持つものである。このような構造とすることにより、フ
ィルターエレメント(4)の接続部材(10)は孔壁(12)の内
周面から約50〜150kgの摺動荷重を受けた状態でダスト
シール性を保持され、1000℃までの高温に対してダスト
シール性を損なうことなくフィルターエレメント(4)が
熱膨張差により伸縮することを許容する。

この摺動荷重は、無機質ファイバー(13)の圧縮状態によ
って大きく影響される。第３図は横軸に圧縮残存率（圧
縮後寸法／圧縮前寸法）を取り、縦軸に摺動荷重を取っ
て両者の関係を示したもので、圧縮の程度を強めると
（圧縮残存率が小さくなると）摺動荷重が急速に高まる
ことが分かる。また同一の圧縮残存率であっても、フレ
ッシュ状態によりもヒートサイクルをかけた後は摺動荷
重が増加することが分かる。これはヒートサイクルによ
って無機質ファイバー(13)が硬化するためである。

なお、第２図に(16)として示されるものは逆洗用のノズ
ルであり、フィルターエレメント(4)の上端からパルス
状に圧縮空気を噴出してフィルターエレメント(4)の外
側面に付着したダストを落下させるためのものである。

（作用） このように構成された本発明の脱塵フィルター装置は、
従来のものと同様に含塵ガス等の濾過に使用されもので
ある。しかし本発明においてはフィルターエレメント
(4)の上端の接続部材(10)の円筒部(9)と缶体側の孔壁(1
2)との間に弾性を有する無機質ファイバー(13)を層状に
圧縮状態で充填してあるので、高温使用時にフィルター
エレメント(4)の上端と金属製の缶体(1)との間に大きい
熱膨張差を生じても、接続部材(10)の円筒部(9)が無機
質ファイバー(13)によりダストシールされつつ孔壁(12)
に対して自由に移動することができる。このために上記
の熱膨張差は支障なく吸収されるとともに、ダストリー
クも確実に防止されることとなる。

また本発明においては、無機質ファイバー(13)の上部及
び下部に非弾性の無機質材料からなる円筒状部材(14)、
(15)を取り付けてあるので、フィルターエレメント(4)
の上端は缶体側の孔壁(12)に対して左右に振れることも
なく確実に支持され、かつ無機質ファイバーの過大なク
リープを防止できる。更にフィルターエレメント(4)に
曲げ応力が作用することも防止されることとなる。更に
この円筒状部材は金属の場合、高温下で接続部材(10)の
円筒部(9)と溶着する可能性が高く耐熱無機質材が良
い。

（発明の効果） 以上に説明した通り、本発明の脱塵フィルター装置はセ
ラミック質のフィルターエレメントと金属製の缶体との
間に不可避的に生ずる大きい熱膨張差を無機質ファイバ
ーによってダストリークのおそれなく確実に吸収すると
ともに、無機質ファイバーの上部及び下部に取り付けら
れた非弾性の無機質材料からなる円筒状部材によってフ
ィルターエレメントの上端を左右に振れることなく支持
することができる。また本発明においては従来のように
薄肉金属製のベローを使用しないので、腐食性のガス等
に対しても十分な耐食性を発揮することができ、信頼性
を著しく向上させることができる。このように本発明は
特に高温条件下での使用に適したものであり、従来の問
題点を一掃した脱塵フィルター装置として、産業の発展
に寄与するところは極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す一部切欠正面図、第２図
はその要部の拡大断面図、第３図は無機質ファイバーの
圧縮残存率と接続部材の摺動荷重との関係を示すグラフ
である。 (4)：フィルターエレメント、(9)：円筒部、(10)：接続
部材、(12)：缶体側の孔壁、(13)：無機質ファイバー、
(14)、(15)：円筒状部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉武 智郎 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の59 （新日本製鐵株式会社機械・プラント事 業部内) (72)発明者 中村 隆 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番１ 号 （新日本製鐵株式会社設備技術本部 内) (72)発明者 牧 睦夫 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の59 （新日本製鐵株式会社機械・プラント事 業部内) (72)発明者 吉田 昭彦 愛知県東海市東海町５番地の３ （新日本 製鐵株式会社名古屋製鐵所内) (56)参考文献 実開 平１−151821（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−16817（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィルターエレメント(4)の上端に円筒部
   (9)を有する接続部材(10)を取付け、この接続部材(10)
   を缶体側の孔壁(12)に貫通させるとともに、接続部材(1
   0)と孔壁(12)との間に弾性を有する無機質ファイバー(1
   3)を圧縮状態で充填し、かつこの無機質ファイバー(13)
   の上部及び下部に非弾性の無機質材料からなる円筒状部
   材(14)、(15)を取り付けたことを特徴とする脱塵フィル
   ター装置。