JPH0929038A - 除塵装置 - Google Patents

除塵装置

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JPH0929038A
JPH0929038A JP7183984A JP18398495A JPH0929038A JP H0929038 A JPH0929038 A JP H0929038A JP 7183984 A JP7183984 A JP 7183984A JP 18398495 A JP18398495 A JP 18398495A JP H0929038 A JPH0929038 A JP H0929038A
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JP
Japan
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chamber
damper
dust
filter
exhaust gas
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Withdrawn
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JP7183984A
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English (en)
Inventor
Mikio Tateiwa
幹雄 立岩
Yukihiro Arai
幸広 荒井
Takashi Kakinuma
隆 柿沼
Tadatoshi Ishigaki
忠利 石垣
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生時にダンパを閉じたときに、ダンパを介
してリークして再生室に入るガス量を一定にして、再生
室が過熱することを防ぐ。 【解決手段】 ケーシング1の各室3a〜3e内にはヒ
ータ及びフィルタが備えられると共に、各室3a〜3e
には、フレキシブル継手12a〜12e,13a〜13
eを介してガスダクト6a〜6e,9a〜9eが接続さ
れている。そしてガスダクト6a〜6e,9a〜9e内
にダンパ8a〜8e,11a〜11eを備えている。煤
塵捕集をする室につながるダンパは開き、加熱・再生を
する室のダンパを閉じる。このときケーシング1の熱変
形はフレキシブル継手で吸収されるため、ガスダクト内
で閉じたダンパによるガスリーク量は、前記熱変形の影
響を受けることなく、一定である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルタ再生のた
めダンパを閉じたときに、ダンパからリークするリーク
ガス量を一定にするように工夫した除塵装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ボイラ装置やごみ焼却炉などから出され
る排ガス中には煤塵が含まれている。そこで大気汚染を
防止するため、上記ボイラ装置等には煤塵を除去(捕
集)する除塵装置が設けられている。
【0003】ボイラ装置などに利用される従来の除塵装
置としては、次のようなものが知られている。 (1)遠心力集塵器 この遠心力集塵器では、遠心力を利用して排ガスに大き
な加速度(旋回速度)を与え、煤塵をガスから分離する
ものであり、実用的なものとしてはサイクロン式集塵器
が知られている。なお、サイクロン式集塵器で代表され
る遠心力集塵器では、遠心力を利用して除塵するため、
ガス中に含まれる煤塵等の粒子径がある程度以上大きく
なければ、煤塵を捕集することができない。
【0004】(2)濾過式集塵器 濾過式集塵器は、テフロン繊維やガラス繊維を使った濾
布で排ガスを濾過して煤塵を捕集するものであり、バグ
フィルタとして知られている。この濾過式集塵器では、
集塵室が複数に分かれており、集塵されたダストの払い
落としは、各室ごとに順次行なわれる。払い落し方法と
しては、機械振動式,逆圧払い落し式,パルスジェット
式などがある。なおバグフィルタでは、バグを通過する
ガス流速を非常に遅くする必要があり、またきわめて多
くのバグを必要とする。
【0005】(3)電気集塵器 電気集塵器では、放電極周辺のコロナ放電を利用してガ
ス中の煤塵粒子に電荷を与え、この帯電粒子にクーロン
力を作用させて集塵極に煤塵を吸引捕集する。なお、電
気集塵器では、煤塵等の粒子径がある程度以上大きくな
ければ、煤塵を捕集することができず、また大きな電力
を消費する。
【0006】ところで離島などでは、ディーゼル発電設
備により発電している。このディーゼル発電設備では、
ディーゼル機関により発電機を回転させている。上記デ
ィーゼル機関から出る排ガス中にも当然に煤塵が含まれ
ているが、現状ではほとんどの場合ディーゼル発電設備
には除塵装置を備えていない。その理由は次のとおりで
ある。
【0007】ディーゼル機関から出る排ガス中に含まれ
る煤塵の粒子径は極めて小さい(図8参照)のに対し、
遠心力集塵器や濾過式集塵器や電気集塵器は約1[μ
m]以上の粒子径の煤塵でないと捕集ができず、これら
従来の集塵器を備えても除塵効率がきわめて悪い。
【0008】また除塵効率が悪くても少しでも煤塵排出
量を減らそうとして、仮に上記従来の集塵器を備えたと
しても、排ガスに大きな流通(通過)抵抗が加わり圧力
損失が大きくなってディーゼル機関の効率が低下したり
(特にバグフィルタを用いた場合)、発電電力を除塵の
ために多く消費したり(特に電気集塵器の場合)すると
いうデメリットがある。
【0009】そこで本願発明者等は、粒子径の小さい煤
塵も捕集でき、しかも、圧力損失や消費電力の少ない除
塵装置を開発し特許出願した(特願平2−1473号:
これを以下「先願」と呼ぶ)。
【0010】ここで先願の除塵装置の概要を、図9を参
照して説明する。同図に示すようにケーシング01内は
仕切板02により仕切られて5つの流路03が形成され
ている。各流路03にはそれぞれ、入口側(入口ガスダ
クト04側)から出口側(出口ガスダクト05側)に向
い、ダンパ06,ヒータ07及びフィルタ08が順に備
えられている。前記ダンパ06は図示しないモータによ
り回転して、流路03を開閉する。前記ヒータ07は電
流が流れて発熱してフィルタ08を再生する。つまりフ
ィルタ08を加熱して、フィルタ08に捕集された煤塵
(燃料未然分(スス)や潤滑油が飛散して生じたオイル
ミスト等)を燃焼させる。また前記フィルタ08はセラ
ミック多孔体で形成されている。
【0011】排ガスは入口ガスダクト04からケーシン
グ01内に送られる。排ガス中の煤塵を捕集するには、
ヒータ07に電流を流すことなくダンパ06を開状態に
する。こうすると、排ガスはフィルタ08を通過し、フ
ィルタ08に煤塵が捕集される。フィルタ08を通過し
た排ガスは出口ガスダクト05を介して煙突に送られ
る。
【0012】フィルタ08の再生は、各流路03ごとに
順に位相をずらして周期的に行う。この再生手法を、図
10を参照して説明する。なお各流路03を区別するた
め、ここでは流路に符号03−1,03−2,03−
3,03−4,03−5を付して説明する。
【0013】図10に示すように期間T1 では、流路0
3−1で再生をし、流路03−2,03−3,03−
4,03−5により煤塵の捕集をする。即ち、流路03
−1では、ダンパ06を閉じヒータ07に電流を流して
フィルタ08を加熱してフィルタの再生をし、他の流路
03−2,03−3,03−4,03−5では、ダンパ
06を開けヒータ07に電流を流すことなくフィルタ0
8により煤塵の捕集をする。期間T2 では流路03−2
で再生をし、他の流路で煤塵捕集をし、期間T3 では流
路03−3で再生をし他の流路で煤塵捕集をし、以降同
様に、1つの流路で再生をしつつ他の流路で捕集をす
る。
【0014】なおダンパ06を閉じたときにもわずかな
隙間が残っており、排ガスがこの隙間を介してダンパ0
6よりも下流側(ヒータ07やフィルタ08を備えた部
分)にリークしている。つまりダンパ06を全開とした
ときの開度を100[%]とすると、ダンパ06を全閉
としたときには開度で示すと数[%](例えば2%)く
らいの隙間があり、排ガスがリークしている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】ところで再生をしてい
る流路03はヒータ07により加熱しているため、再生
をしている流路03の温度は、再生をしていない他の流
路03の温度よりも高く、両者間には大きな温度差があ
る。このためケーシング1のうち再生している流路03
を囲う面は、他の流路03を囲う面に比べて大きく熱膨
張し、ケーシング1の寸法が部分的に歪んで変形してし
まう。しかもこのような熱膨張差に起因する寸法歪が生
じる部分は、再生する流路が移行していくのに応じて移
行していく。
【0016】このような熱膨張差による寸法歪がある
と、ダンパ06を閉じたときの開度が、設定開度(例え
ば2%)からずれてしまい、大きな開度となってしまう
ことがある。特に図9に示すように、ダンパ06がケー
シング01内に配置されていると、ダンパ06が熱影響
を受けやすく、ダンパ開度が所定開度からずれやすい。
【0017】ダンパ06を閉じたときの開度が設定開度
よりも大きくなると、再生をしている流路03にリーク
していく排ガス量が増え、再生をしている流路03の温
度が高くなりすぎてしまう。温度が異常に高くなるとケ
ーシング01や仕切板02が破損するおそれがある。ま
たこのような異常過熱状態になったときにはヒータ07
に流す電流値の調整をしなければならず、面倒な制御が
必要になる。
【0018】本発明は、上記従来技術に鑑み、再生時に
おけるダンパからのガスリーク量を一定にして、安全で
良好なフィルタ再生のできる除塵装置を提供することを
目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、入口側から出口側に向い排ガスを流通させ
る複数の室を有するケーシングと、各室に入口側にフレ
キシブル継手を介して接続された複数の入口ガスダクト
と、各入口ガスダクト内に備えられており開閉動作する
ことにより排ガスの流路を開閉する入側ダンパと、各室
の出口側にフレキシブル継手を介して接続された複数の
出口ガスダクトと、各出口ガスダクト内に備えられてお
り開閉動作することにより排ガスの流路を開閉する出側
ダンパと、各室にそれぞれ配置されており通電すること
により発熱するヒータと、各室において排ガスの流通方
向に沿い前記ヒータよりも下流位置にそれぞれ配置され
たセラミック多孔体でなるフィルタと、でなることを特
徴とする。
【0020】本発明では、フレキシブル継手を介してケ
ーシングに接続されているガスダクト内に、ダンパを備
えているため、ダンパはケーシングの熱膨張歪(熱変
形)による影響を受けず、ダンパのリーク量は一定とな
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を、図面に
基づき詳細に説明する。
【0022】図1は、本発明の実施例に得る除塵装置
を、一部破断して示す斜視図である。この除塵装置で
は、ケーシング1内に垂直方向に4枚の仕切板2を備
え、ケーシング1内に5つの室3a〜3eを形成してい
る。各室3a〜3eは垂直方向に延びておりその中には
それぞれヒータ4(詳細後述)及びフィルタ5(詳細後
述)を備えている。
【0023】各室3a〜3eの下部の前方側にはそれぞ
れ入口ガスダクト6a〜6eが連通しており、各入口ガ
スダクト6a〜6e内には、モータ7a〜7eの駆動に
より開閉する入側ダンパ8a〜8eが備えられている。
また各室3a〜3eの上部の後方側にはそれぞれ出口ガ
スダクト9a〜9eが連通しており、各出口ガスダクト
9a〜9e内には、モータ10a〜10eの駆動により
開閉する出側ダンパ11a〜11e(なお図では11b
〜11eは見えていない)が備えられている。そしてデ
ィーゼル機関などから出た排ガスは、入口ガスダクト6
a〜6eを介して各室3a〜3eに導びかれ、各室3a
〜3eを下方から上方に向い通過した後、出口ガスダク
ト9a〜9eを介して排出され、煙突に送られる。なお
ガスダクト6a〜6e,9a〜9eは、フレキシブル継
手を介してケーシング1に接続されているが、この部分
の詳細構造は後述する。
【0024】前記フィルタ5は、図2に示すように、2
枚のフィルタ部材5−1,5−2を合掌配置した構造、
即ち上辺が連結されると共に下辺に向うに従い両者間の
隙間が漸増するように開いた構造となっている。そして
各フィルタ部材5−1,5−2は、枠材5aにセラミッ
ク多孔体5bを組み込んだ構成となっている。このセラ
ミック多孔体5bは、コージェライト(2MgO・Al
2 3 ・5SiO2 )とアルミナ(Al2 3 )の混合
物であり、1インチ当りに10〜15個の孔を有し、空
孔率が高い(空孔率は80〜90%)。またセラミック
多孔体5bの厚さ(排ガスが通過していく方向の長さ)
は40〜60[mm]としている。
【0025】室3a〜3e内を流通する排ガス(ディー
ゼル機関から出た排ガス)の流速は0.5〜2[m/
秒]と速いが、セラミック多孔体5bは三次元骨格構造
となってその空孔率が大きいので圧力損失は少ない。ま
たセラミック多孔体5bの孔の径は数[mm]と大きい
がセラミック多孔体5bの厚さが40〜60[mm]あ
り且つ連続する気孔による流通経路が複雑なので、ミク
ロンオーダの煤塵を捕集することができる。結局、一方
を良好にすると他方が悪化する関係にある圧力損失と捕
集効率とを勘案して、両特性が良好になるようにセラミ
ック多孔体5bの空孔率と厚さを決定した。なおここで
付言すると、バグフィルタでの排ガスの流速は、1〜2
[m/分]程度と、きわめて遅い。
【0026】また図3に示すように、フィルタ部材5−
1,5−2とでなす角度θを、10〜30°にした。こ
のようにすることにより、フィルタ5の総面積が、室の
横断面積に対して広くなり、圧力損失の軽減に寄与す
る。
【0027】更に図3に示すように、前記ヒータ4はフ
ィルタ5の下方位置で三角形配置されている。このヒー
タ4に電流を通すとヒータ4が加熱し、ヒータの輻射熱
がセラミック多孔体5bに当たると共に、加熱された空
気が立ち昇ってセラミック多孔体5bの内部にまで侵入
する。これによりセラミック多孔体5bが加熱し再生が
できる。なお再生動作をするタイミングについては後述
する。
【0028】なお図4に示すように、ヒータ4をフィル
タ5の下方位置で6本配列とするようにしてもよい。三
角配列(図3)や6本配列(図4)としたヒータ4に
は、三相交流電流を供給する。
【0029】ヒータ4の構成は、図5に示すようになっ
ている。即ち外筒4a内に発熱体4bを収納しており、
この発熱体4bは複数のディスク4cを貫通する状態で
支持されている。またディスク4cの相互間にはスペー
サ4dを備え、外筒4aの開口端(図では左端)は耐火
耐熱材4eによりシールされている。そしてリード線4
fを介して発熱体4bに給電をすることにより発熱体4
bが発熱する。このヒータ4は、その基端(図5では左
端)がケーシング1の前壁1aにボルト付され、その先
端(図5では右端)がケーシング1の後壁1bに係止さ
れる。
【0030】ここで図6を参照してガスダクト6a〜6
e,9a〜9eとケーシング1との接続状態を説明す
る。同図に示すように、入口ガスダクト6a〜6eは、
フレキシブル継手12a〜12eを介して、ケーシング
1のうち各室3a〜3eを囲って形成する部分にそれぞ
れ接続されている。同様に、出口ガスダクト9a〜9e
は、フレキシブル継手13a〜13eを介して、ケーシ
ング1のうち各室3a〜3eを囲って形成する部分にそ
れぞれ接続されている。したがってケーシング1が熱膨
張により変形してもこの変形歪はフレキシブル継手12
a〜12e,13a〜13eにより吸収され、ケーシン
グ1の熱変形歪がガスダクト6a〜6e,9a〜9eに
作用することはない。よって、ガスダクト6a〜6e,
9a〜9e内に備えたダンパ8a〜8e,11a〜11
eを閉じたときに生じる隙間の開度を、熱変形歪を受け
ることなく、常に一定(設置値:例えば開度2%)に保
持することができる。
【0031】したがって各室3a〜3eを順次再生する
とき(再生については後述)、閉じられたダンパ8a〜
8e,11a〜11eをリークしていくリークガス量は
設定値どおりとなり、再生している室が過熱することは
なくなる。この結果、ヒータ4に通電する電流値の制御
もわずかですみ、制御が簡単になる。
【0032】次に本実施例の除塵装置の運転方法につい
て、図7を参照して説明する。
【0033】図7において始動期間T1 (例えば30
分)、つまりディーゼル機関から出た排ガスが除塵装置
に流入されはじめた時点から一定時間では、ダンパ6a
〜6e,9a〜9eをすべて開状態とすると共に、各室
3a〜3eに備えたヒータ4すべてを非通電状態とす
る。これにより各室3a〜3eのフィルタ5により煤塵
の捕集ができる。
【0034】排ガスの温度は、ディーゼル機関の運転状
況によっても異なるが、200〜500℃となってい
る。このため期間T1 において、各室3a〜3eのヒー
タ4は、高温の排ガスによって加熱され吸湿部も完全に
乾燥される。つまりヒータ4のうちスペーサ4dや耐火
耐熱材4e(図5参照)は吸湿しやすいが、期間T1
おいて排ガスにより完全に乾燥される。よって、その後
にヒータ4に通電をした場合に、高い絶縁耐力を保持で
きる。結局、始動期間T1 では、煤塵捕集と乾燥運転を
同時に行なう乾燥・捕集運転が行なわれる。
【0035】なお期間T1 より前の期間、即ち排ガスを
通していないときでも、ヒータ4に微弱電流を流して吸
湿を防止するようにしてもよい。
【0036】期間T2 (30分〜1時間)では、室3a
に備えたフィルタ5の再生をする。つまりダンパ8a,
11aを閉じて室3aのヒータ4に通電をして室3aの
フィルタ5を加熱し、これに付着した煤塵を燃焼させ
る。このときフィルタ5の上方に温度センサ(図示省
略)を備えておき、フィルタ5の上方(室3aの上方空
間)の温度が、設定温度(例えば600℃)を越えない
ように、理想的には500〜550℃の温度範囲に入る
ようにヒータ4に流す電流値をフィードバック制御して
いる。
【0037】なおモータ7a,10aを駆動してダンパ
8a,11aを全閉状態としても、わずかの隙間があ
る。つまり全開状態を開度100[%]としたとき、ダ
ンパ全閉状態としても開度で示すと数[%]だけ開いて
いる。よってダンパ8a,11aを全閉状態としていて
も、ダンパ8aの隙間を介して排ガス(200〜500
℃)が入口ガスダクト6aから室3a内にリークしてく
ると共に、ダンパ11aの隙間を介して室3a内の空気
が出口ガスダクト9aにリークしてくる。しかも、前述
したように、フレキシブル継手12a〜12e,13a
〜13eによりケーシング1の熱膨張歪を吸収している
ので、ダンパ8a,11aのリーク量は設定値となり、
室3aが過熱することなく、且つ、ヒータ通電流制御も
安定して実行できる。
【0038】また、期間T2 の全期間にわたって室3a
のヒータ4に通電をしていてもよいが、期間T2 のうち
一部の期間だけヒータ4に通電をするようにしてもよ
い。要は、フィルタ5に付着した煤塵が完全に燃焼する
時間だけヒータ4に通電をすればよい。
【0039】なおまた上記実施例では、各室ごとに入側
ダンパ及び出側ダンパを備えていたが、各室に対し入側
ダンパか出側ダンパの一方のみを備え、再生時に一方の
ダンパを閉じて加熱・再生するようにしてもよい。
【0040】期間T2 における煤塵の捕集は、室3b,
3c,3d,3eのフィルタ5により行なっている。こ
のとき室3b,3c,3d,3eのヒータ4は非通電状
態としている。結局期間T2 では、再生と捕集を行う再
生・捕集運転が行なわれる。
【0041】期間T3 (1〜3分)では、再生の完了し
た室3aのフィルタ5に残った少量の灰分(煤塵が燃焼
して残った成分)を吹き飛ばすため、スートブロー運転
をする。即ち、各室3a〜3eのヒータ4全てを非通電
状態にして、ダンパ8a,11aを開き、ダンパ8b,
8c,8d,8e,11b,11c,11d,11eを
閉じる。このようにすると室3aのみに排ガスが流通
し、室3a中の排ガスの流通速度が速くなり、室3aの
フィルタ5に付いていた灰分が吹き飛ばされる。このよ
うにすることをスートブロー運転という。このように灰
分を吹き飛ばすことにより、以降に行う煤塵の捕集を効
果的に行うことができる。この期間T3 における煤塵の
捕集は、室3aのフィルタ5により行なう。
【0042】期間T4 では、室3bのフィルタ5の再生
を行い、室3a,3c,3d,3eのフィルタ5により
煤塵の捕集をする。期間T5 では、室3bのフィルタ5
に残った灰分を吹き飛ばすスートブロー運転をし、室3
bのフィルタ5により煤塵の捕集をする。
【0043】以降、室を順次シフトしつつ再生→スート
ブローを周期的に行う。
【0044】なお図6に示す運転状態では、再生動作を
したら必ずその直後にスートブロー運転をしていたが、
再生動作を所定回数(この回数はオペレータにより任意
に設定する)行なった後にスートブロー運転をするよう
にしてもよい。
【0045】なお上述した実施例の除塵装置は、ディー
ゼル機関から出た排ガスのみならず、ボイラ装置やごみ
焼却炉などから出る排ガスの煤塵を捕集・除却するのに
も利用することができることは勿論である。
【0046】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、フレキシブル継手を介してガスダク
トをケーシングに接続し、ダンパをガスダクト内に備え
たため、ケーシングの熱変形がフレキシブル継手で吸収
されてガスダクトに作用することはない。よってダンパ
を閉じたときに再生室に流入するガスリーク量は、常に
設定値どおりとなり、再生室が過熱することはなく安全
性が高まる。
【0047】また再生室に流入するリークガス量が一定
であるため、再生室内の温度が急変することはなく、室
加熱のためヒータに流している電流値の制御は楽であり
(応答性が遅くてもよく)、安定した再生室温度とする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る除塵装置を一部破断して
示す斜視図。
【図2】フィルタを示す斜視図。
【図3】フィルタ及びヒータを示す正面図。
【図4】フィルタ及びヒータを示す正面図。
【図5】ヒータを示す断面図。
【図6】実施例に係る除塵装置を示す平面図。
【図7】実施例の運転方法を示すタイムシーケンス図。
【図8】ディーゼル排ガス中の煤塵径とその割合を示す
特性図。
【図9】従来の除塵装置を一部破断して示す斜視図。
【図10】従来の除塵装置の運転方法を示すタイムシー
ケンス図。
【符号の説明】
1 ケーシング 2 仕切板 3a〜3e 室 4 ヒータ 5 フィルタ 5−1,5−2 フィルタ部材 5a 枠材 5b セラミック多孔体 6a〜6e 入口ガスダクト 7a〜7e モータ 8a〜8e 入側ダンパ 9a〜9e 出口ガスダクト 10a〜10e モータ 11a〜11e 出側ダンパ 12a〜12e,13a〜13e フレキシブル継手
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石垣 忠利 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重工 業株式会社横浜製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入口側から出口側に向い排ガスを流通さ
    せる複数の室を有するケーシングと、 各室の入口側にフレキシブル継手を介して接続された複
    数の入口ガスダクトと、 各入口ガスダクト内に備えられており開閉動作すること
    により排ガスの流路を開閉する入側ダンパと、 各室の出口側にフレキシブル継手を介して接続された複
    数の出口ガスダクトと、 各出口ガスダクト内に備えられており開閉動作すること
    により排ガスの流路を開閉する出側ダンパと、 各室にそれぞれ配置されており通電することにより発熱
    するヒータと、 各室において排ガスの流通方向に沿い前記ヒータよりも
    下流位置にそれぞれ配置されたセラミック多孔体でなる
    フィルタと、 でなることを特徴とする除塵装置。
JP7183984A 1995-07-20 1995-07-20 除塵装置 Withdrawn JPH0929038A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7183984A JPH0929038A (ja) 1995-07-20 1995-07-20 除塵装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP7183984A JPH0929038A (ja) 1995-07-20 1995-07-20 除塵装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014190562A1 (zh) * 2013-05-31 2014-12-04 深圳市兴日生实业有限公司 液体过滤材料,液体过滤盒,以及液体过滤装置

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