JPH10337431A - 粒子状濾過材層を有するバグフィルタおよびその運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理ガスに含まれる塵埃の集塵にあたり、処
理ガスの温度や濃度、火の粉の有無、固有抵抗値の大き
さなどの、処理ガスの性状には何等制約されることのな
い集塵装置を提供する。 【解決手段】 バグフィルタ２において、処理ガスを外
側円筒部から粒子状濾過材を通し、内側円筒部に向かっ
て通流することで、該処理ガスに含まれる塵埃を粒子状
濾過材の表面に付着させ、取り除き、前記処理ガスと逆
方向に洗浄用圧縮空気を噴射し、粒子状濾過材に付着し
た塵埃を取り除く。バグフィルタ２から塵埃を取り除い
た後に、スクリュウコンベア１０ａを駆動し、ロータリ
バルブ１１を動作させることにより排出口から集められ
た塵埃を排出する。さらに、外側円筒部と内側円筒部の
間にスペーサーを備え、濾過層の厚さを一様とし、ある
いはガイド板を備え、円筒部の軸方向に対し処理ガスの
流れの方向を３０〜６０゜の角度とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バグフィルタと集
塵装置とその運転方法に関し、特に清掃、再生の容易な
粒子状濾過材層を有するバグフィルタと集塵装置とその
運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種産業設備などで塵埃を含んで排出さ
れる処理ガスに対して、塵埃を取り除く集塵設備として
は、サイクロン、バグフィルタ、電気集塵装置等があ
る。それぞれの方法により固有の特徴があり、集塵可能
な塵埃の粒径範囲、集塵効果、処理ガスの温度条件、塵
埃の物性や濃度などが制約される。

【０００３】バグフィルタに使用される濾過材は通常可
燃材料であるため、高温用の濾過材を使用しても、処理
ガスの温度条件は２４０℃程度が上限である。例えばガ
ラス繊維の不燃材で作られた濾過材においても、ガラス
繊維に使われているバインダの耐熱条件に制約されるた
め、高温の処理ガスや、特に火の粉が混入する処理ガス
には採用されない。

【０００４】従って、近年、高温用バグフィルタの関心
が高まり、日本を含む世界各国で開発が進められてい
る。濾過材として、試験管形状のキャンドル型セラミッ
クフィルタが使われている。

【０００５】図５は、試験管形状のキャンドル型セラミ
ックフィルタにより構成する高温用バグフィルタの一例
を示した断面図である。

【０００６】キャンドル型セラミックフィルタ１９は、
シール板６に固定されたフィルタハウジング２０に、気
密性を持たせるシール材料としてガスケット２１ａ、２
１ｂを挟み、固定リング２２で固定される。このとき、
キャンドル型セラミックフィルタ１９上部の開口部に、
圧縮した清浄空気による逆洗浄効果を高めるためのベン
チュリノズル３を同時に設ける。

【０００７】しかし、キャンドル型セラミックフィルタ
１９は、１０００℃前後の高温度域で歪みが生じたり、
または変形する。また、圧縮した清浄空気による逆洗浄
の際の温度変化により、クラックが入り破損しやすい。
さらに、固定する際に、金属性の固定部品との接合部分
で、温度条件を考慮したシール対策が難しい。すなわ
ち、固定部品との材質の違いにより、熱膨張の違いが発
生し、接合部分に強い力が働き、キャンドル型セラミッ
クフィルタ１９が破損したり、あるいは固定がルーズに
なってリークが生じたりすることがある。この接合部分
の気密性が喪失すると、集塵効果は大幅に低下する。

【０００８】さらに、熱応力や熱歪みを考慮すると、あ
まり大きなキャンドル型セラミックフィルタ１９の製造
は困難であり、現在製造されているキャンドル型セラミ
ックフィルタ１９は、大きなものでも直径が５０ｍｍか
ら１００ｍｍ、長さが５００ｍｍから１０００ｍｍ程度
である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、処理ガスに
含まれる塵埃の集塵にあたり、処理ガスの温度や濃度、
火の粉の有無、固有抵抗値の大きさなどの、処理ガスの
性状には何等制約されることのない集塵装置の提供を課
題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】同心円状に配置された通
気性材質の外側円筒部および内側円筒部と、該両円筒部
共通の底部とからなる籠型容器と、該籠型容器の２つの
円筒部の間に配設した濾過層とを有するバグフィルタに
おいて、該濾過層は粒子状濾過材を充填した層からな
り、内側円筒部の底部と反対側に開口部が設けられる。

【００１１】また、前記籠型容器の内側円筒部および外
側円筒部が、網形状や、金属発泡体とする。さらに、前
記籠型容器の底部に、前記粒子状濾過材を排出する開閉
機構と、前記籠型容器の上部の２つの円筒部の間に、前
記粒子状濾過材を装填する開閉機構とを設ける。

【００１２】前記粒子状濾過材の粒径は、０．１〜１０
ｍｍであり、バグフィルタの層の通気方向の厚さは１０
〜１０００ｍｍである。

【００１３】また、前記籠型容器の２つの円筒部の間に
配置され、外側円筒部の内側と内側円筒部の外側とに接
し、内側円筒部と外側円筒部との間隔を一様にするスペ
ーサを設けるとよい。

【００１４】また、前記籠型容器の２つの円筒部の間に
配置され、円筒部の軸方向に対し、処理ガスの流れの方
向を３０〜６０゜の角度に規制するガイド板を設けても
よい。

【００１５】上記のバグフィルタを用い、処理ガスを外
側円筒部から前記粒子状濾過材を通し、内側円筒部に向
かって通流し、内側円筒部の開口部から排出すること
で、該処理ガスに含まれる塵埃を粒子状濾過材の表面に
付着させ、その後、前記処理ガスと逆方向に清浄空気を
噴射し、粒子状濾過材に付着した塵埃を取り除く。

【００１６】また、１つ以上の穴の開いたシール区画板
と、該シール区画板の片面に接し、処理ガスを導入する
吸気口を有する集塵室と、前記シール区画板の他面に接
し、処理ガスを排出する排気口を有する清浄空気集合室
とを有し、上記のバグフィルタを前記開口部が前記清浄
空気集合室に位置するように、前記シール区板板の穴に
はめ込んで取り付ける。前記シール板の厚さが、前記粒
子状濾過材の層の通気方向の厚さ以上であるとよい。

【００１７】前記バグフィルタの円筒部軸上に位置し、
該バグフィルタの開口部にノズル口を向けたノズルと、
該ノズルに圧縮した清浄空気を送るポンプと、前記集塵
室の吸気口の吸気圧力を検出する吸気圧力センサと、前
記清浄空気集合室の排気圧力を検出する排気圧力センサ
と、該吸気圧力と該排気圧力を演算処理する制御装置
と、一定時間毎に時刻信号を発するタイマー回路とを設
けた集塵装置を用い、前記バグフィルタの外側円筒部か
ら粒子状濾過材を通し、内側円筒部に向けて処理ガスを
通流し、処理ガスに含まれる塵埃を前記粒子状濾過材の
表面に付着させ、取り除き、前記吸気圧力と前記排気圧
力との差が増大したことを検出し、または前記時刻信号
により、前記処理ガスと逆方向に清浄空気を噴射し、粒
子状濾過材に付着した塵埃を取り除く。

【００１８】また、前記ポンプの吸入側または吐出側に
配置し、清浄空気を加熱する加熱器と、前記集塵室内で
バグフィルタから取り除いた塵埃が落下する位置に配置
したスクリュウコンベアと、該スクリュウコンベアを駆
動するスクリュウコンベアモータと、スクリュウコンベ
アの送出方向に配設したロータリバルブと、該ロータリ
バルブに連通した排出口とを設けた集塵装置を用い、取
り除いた塵埃を前記スクリュウコンベアで前記排出口か
ら排出する。

【００１９】前記処理ガスが、１〜１００ｃｍ／ｓｅｃ
の流速で、バグフィルタの外側円筒部から吸入される集
塵装置に適用する。

【００２０】バグフィルタは、必ずしも上記のように円
筒形状である必要はなく、２つの表面の間に、粒子状濾
過材層を有するバグフィルタにおいて、第１の表面から
第２の表面に処理ガスを通流することにより、該処理ガ
スに含まれる塵埃を取り除き、第２の表面から第１の表
面に清浄空気を噴射することにより、付着した塵埃を粒
子状濾過材から取り除く。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の集塵装置の一例
を示す断面図である。

【００２２】図１において、集塵室７と清浄空気集合室
８を区画するシール区画板６にバグフィルタ２を配置
し、該バグフィルタ２の濾過層を介して、集塵室７と清
浄空気集合室８を連通させる。塵埃を含む処理ガスは、
集塵室７から清浄空気集合室８に抜ける際に、バグフィ
ルタ２の濾過層で分離捕捉される。

【００２３】逆洗用ブローヘッダ４を通じ、逆洗用ブロ
ーノズル５から間欠的に噴射されるパルスエアにより、
塵埃はバグフィルタ２の濾過層から剥離されて重力で落
下し、ホッパ９に回収される。ホッパ９内の塵埃は、ス
クリュウコンベアモータ１０ｂが駆動するスクリュウコ
ンベア１０ａで集合して、ロータリバルブ１１で集塵装
置外に排出される。

【００２４】図２、３は、バグフィルタの一例を各々示
す断面図である。

【００２５】粒子状濾過材１５は通気性のある籠型容器
に納められて濾過層を形成する。例えば通気性のある内
外筒１２ｂ、１２ａの間に粒子状濾過材１５を充填す
る。

【００２６】粒子状物質の濾過材を収納する円筒形状の
籠型容器の内外筒部は、金属製の網形状で、集塵装置本
体への取付が金属と金属の締結になるため、従来のセラ
ミックフィルタの取り付けにおける気密性の問題は発生
しない。また、多数の穴を有する金属発泡体を材料に用
いても、同様の効果を得る。

【００２７】粒子状濾過材１５は籠型容器の上部開放口
から充填される。籠型容器の下部には通気性のない盲プ
レート１３がヒンジ（図示せず）で開閉自在に固着され
ており、充填された粒子状濾過材１５は盲プレート１３
を取り外して抜き出すことができる構造になっている。

【００２８】バグフィルタの取付部には、集塵室の処理
ガスが清浄空気集合室にショートパス（短絡）しないよ
うに、濾過層の層厚と同程度以上の長さで、積層バグフ
ィルタの上部を清浄空気集合室に突出させる。

【００２９】さらに、円筒状濾過層の上端部（締結部）
で処理ガスのリークが生じないように、処理ガスが通過
する最上部から、さらに濾過層の厚さ以上の高さまで粒
子状濾過材を充填し、集塵に必要な層厚を得る。

【００３０】さらに、外筒１２ａの全周に、リング状の
短絡防止板１６を設けて、処理ガスの短絡を防止する。
短絡防止板１６はシール板６に接して、集塵室側に設け
ることも可能である。

【００３１】バグフィルタの内筒１２ｂ上方には、圧縮
した清浄空気による逆洗浄の効果を高めるために、ベン
チュリノズル３が設けられる。

【００３２】また、粒子状濾過材１５を充填する内外筒
１２ｂ、１２ａの間隔である濾過層の層厚が均一になる
ように、例えばスペーサ１４を設ける。図２には、この
スペーサ１４を等間隔に維持するための例えば支持ロッ
ドは省略してある。

【００３３】粒子状濾過材１５には、セラミック、金
属、樹脂等のビーズや珪石、砂等の天然粒子のいずれも
使用可能であり、処理ガスの温度や、腐食性の有無等の
性状によって選定され、材質は特に限定されない。

【００３４】また、粒子状物質で形成される濾過層は、
円筒状や平板状のいずれでもよく、形状は特に限定され
ない。

【００３５】濾過特性を左右する濾過層の厚さは、粒子
状濾過材の粒度によって決まる。円筒状濾過層の場合、
濾過層の厚さがあまり厚くなると、濾過層の外径が大き
くなり、濾過層を流れる処理ガスの速度が、外よりと内
よりとで大きく異なる。

【００３６】本発明の集塵装置は、粒子状物質で均一な
濾過層を形成し、この濾過層に塵埃を含む処理ガスを通
過させて、該濾過層で塵埃を分離捕捉する。塵埃が除去
され、清浄な処理ガスは、そのまま大気に放出される
か、廃熱を回収したり有害ガス等を処理した後に、大気
に放出される。

【００３７】濾過層の処理ガスの流れの下流側、即ち塵
埃が分離捕捉されるのと反対の側から、圧縮した清浄空
気を噴射することにより逆洗浄を行うことで、濾過層で
分離捕捉された塵埃は剥離され、濾過層の集塵機能を回
復する。逆洗浄は、濾過層上下流での圧力損失を検出し
て行うか、予め設定した時間間隔で行われる。前記清浄
空気は、パルス気流にすると効果的である。

【００３８】逆洗浄で剥離された塵埃は重力で落下し、
濾過層の下方に設けられたホッパに回収され、必要に応
じてスクリュウコンベア等で集合して、ロータリバルブ
等を介して集塵装置外に排出される。

【００３９】図３は、通気性のある籠型容器で形成され
る濾過層に、傾きをもったガイド板１７を設けて、濾過
層を流れる処理ガスの角度を規制することにより、濾過
層の厚さを実質的に大きくする実施例を示す。

【００４０】ガイド板１７を濾過層内に設けることによ
り、濾過層の外筒部から侵入する処理ガスは、濾過層内
でガイド板１７に規制されて進行することにより、濾過
層の厚さは籠型容器の内外筒１２ｂ、１２ａで形成され
る層厚の１．１５倍（籠型容器の軸とガイド板のなす角
度が３０度のとき）から、１．５倍（該角度が４８度の
とき）、２倍（該角度が６０度のとき）と大きくでき
る。３０゜より小さな角度では、上記の効果は小さく、
６０゜より大きな角度にすると、濾過層の上下端に生じ
るデッドスペースが無視できなくなる。

【００４１】表３のように流速の大小で集塵効率が異な
ることから、流速の差が大きいと全体としての集塵効率
は下がる。このことから、スペーサ１４を内蔵したバグ
フィルタにおける処理ガスの通流距離と同じ通流距離
で、ガイド板１７を内蔵した、すなわち内側円筒部の径
が同じで外側円筒部の径が小さなバグフィルタでは、外
周寄りの処理ガスの流速と、中心寄りの処理ガスの流速
との差が小さく、粒子状濾過材の能力を有効に使用して
いることになる。

【００４２】図４は、図３のバグフィルタに対応する一
部破断斜視図である。

【００４３】濾過層内の流路を規制するガイド板１７
は、固定ロッド１８とスペーサリング２４とによって積
層され、各ガイド板１７の間隔はスペーサリング２４に
より維持される。このガイド板１７は、濾過層の厚さを
均一に維持するためのスペーサを兼ねる。

【００４４】粒子状濾過材に、不燃性や、耐熱性が十分
に高い材質を選定することにより、塵埃を含む処理ガス
の温度や、火の粉の有無等の制約を全く受けない。ま
た、通気性を有し、粒子状濾過材を充填する籠型容器
が、例えば温度等により変形しても、初期の濾過層の層
厚が維持されていれば集塵性能に何等影響を及ぼさな
い。

【００４５】仮に、濾過層が閉塞状態になった場合、籠
型容器から粒子状濾過材を抜き取り、洗浄または交換し
て再充填を行うことにより、濾過性能を容易に回復する
ことが可能である。籠型容器の上部に装填可能な機構
（図示せず）と、籠型容器の底部に排出可能な機構（図
示せず）とを設けることで、バグフィルタを集塵装置に
取り付けた状態でも、粒子状濾過材の交換を容易に行う
ことができる。

【００４６】表１に、本実施例の処理ガスの仕様の一例
を示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】表２に、バグフィルタの仕様を示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】表３に集塵効率を示す。

【００５１】

【表３】

【００５２】

【発明の効果】本発明の集塵装置では、濾過層が粒子状
物質で形成されるために、従来のセラミックフィルタの
ように温度による熱応力を受けることがなく、破損する
心配は全くない。このため、例えば濾過層が円筒形状の
場合においても、大きさには何等制約を受けることはな
く、単にスペース効率（集塵装置の容積に対する濾過層
表面積の割合）により大きさを決定することができる。

【００５３】本発明のように、粒子状物質で濾過層を形
成した集塵装置は、電気集塵機での対応が困難な、高い
固有抵抗値の塵埃を含む処理ガスや、サイクロンでは捕
捉が困難な極微細な塵埃を含む処理ガスの集塵が可能で
あり、いままでの集塵装置の及ばなかった範囲の集塵に
利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の集塵装置の断面図である。

【図２】本発明のバグフィルタの一例を示す断面図であ
る。

【図３】本発明のバグフィルタの一例を示す断面図であ
る。

【図４】本発明のバグフィルタの一例を示す一部破断斜
視図である。

【図５】従来の高温用バグフィルタを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 集塵装置 ２ バグフィルタ ３ ベンチュリノズル ４ 逆洗用ブロー空気ヘッダ ５ 逆洗用ブロー空気ノズル ６ シール板 ７ 集塵室 ８ 清浄空気集合室 ９ ホッパ １０ａ スクリュウコンベア １０ｂ スクリュウコンベアモータ １１ ロータリバルブ １２ａ 籠型容器外筒 １２ｂ 籠型容器内筒 １３ 盲プレート １４ スペーサ １５ 粒子状濾過材 １６ 短絡防止板（リング） １７ ガイド板 １８ 支持ロッド １９ キャンドル型セラミックフィルタ ２０ フィルタハウジング ２１ａ、２１ｂ ガスケット ２２ 固定リング ２３ ストップリング ２４ スペーサリング

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同心円状に配置された通気性材質の外側
   円筒部および内側円筒部と、該両円筒部共通の底部とか
   らなる籠型容器と、該籠型容器の２つの円筒部の間に配
   設した濾過層とを有し、該濾過層が粒子状濾過材を充填
   した層からなり、内側円筒部の前記底部と反対側に開口
   部が設けられることを特徴とするバグフィルタ。
2. 【請求項２】 前記籠型容器の内側円筒部および外側円
   筒部が、網形状である請求項１に記載のバグフィルタ。
3. 【請求項３】 前記籠型容器が、金属発泡体である請求
   項１と２のいずれかに記載のバグフィルタ。
4. 【請求項４】 前記籠型容器の底部に、前記粒子状濾過
   材を排出する開閉機構を設けたことを特徴とする請求項
   １から３のいずれかに記載のバグフィルタ。
5. 【請求項５】 前記籠型容器の上部の２つの円筒部の間
   に、前記粒子状濾過材を装填する開閉機構を設けたこと
   を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のバグフ
   ィルタ。
6. 【請求項６】 前記粒子状濾過材の粒径が、０．１〜１
   ０ｍｍである請求項１から５のいずれかに記載のバグフ
   ィルタ。
7. 【請求項７】 前記粒子状濾過材の層の通気方向の厚さ
   が１０〜１０００ｍｍである請求項１から６のいずれか
   に記載のバグフィルタ。
8. 【請求項８】 前記籠型容器の２つの円筒部の間に配置
   され、外側円筒部の内側と内側円筒部の外側とに接し、
   内側円筒部と外側円筒部との間隔を一様にするスペーサ
   を有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに
   記載のバグフィルタ。
9. 【請求項９】 前記籠型容器の２つの円筒部の間に配置
   され、円筒部の軸方向に対し、処理ガスの流れの方向を
   ３０〜６０゜の角度に規制するガイド板を有することを
   特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のバグフィ
   ルタ。
10. 【請求項１０】 請求項１から９のいずれかに記載のバ
    グフィルタを用い、処理ガスを外側円筒部から前記粒子
    状濾過材を通し、内側円筒部に向かって通流し、内側円
    筒部の開口部から排出することで、該処理ガスに含まれ
    る塵埃を粒子状濾過材の表面に付着させ、その後、前記
    処理ガスと逆方向に清浄空気を噴射し、粒子状濾過材に
    付着した塵埃を取り除くことを特徴とするバグフィルタ
    の運転方法。
11. 【請求項１１】 １つ以上の穴の開いたシール区画板
    と、該シール区画板の片面に接し、処理ガスを導入する
    吸気口を有する集塵室と、前記シール区画板の他面に接
    し、処理ガスを排出する排気口を有する清浄空気集合室
    と、前記開口部が前記清浄空気集合室に位置するよう
    に、前記シール区画板の穴にはめ込んで取り付けられ
    た、請求項１から９のいずれかに記載のバグフィルタと
    を有する集塵装置。
12. 【請求項１２】 前記シール板の厚さが、前記粒子状濾
    過材の層の通気方向の厚さ以上であることを特徴とする
    請求項１１に記載の集塵装置。
13. 【請求項１３】 前記バグフィルタの円筒部軸上に位置
    し、該バグフィルタの開口部にノズル口を向けたノズル
    と、該ノズルに圧縮した清浄空気を送るポンプとをさら
    に有することを特徴とする請求項１１と１２のいずれか
    に記載の集塵装置。
14. 【請求項１４】 前記集塵室の吸気口の吸気圧力を検出
    する吸気圧力センサと、前記清浄空気集合室の排気圧力
    を検出する排気圧力センサと、該吸気圧力と該排気圧力
    を演算処理する制御装置とをさらに有することを特徴と
    する請求項１１から１３のいずれかに記載の集塵装置。
15. 【請求項１５】 一定時間毎に時刻信号を発するタイマ
    ー回路をさらに有することを特徴とする請求項１１から
    １４のいずれかに記載の集塵装置。
16. 【請求項１６】 前記ポンプの吸入側または吐出側に配
    置し、清浄空気を加熱する加熱器をさらに有することを
    特徴とする請求項１１から１５のいずれかに記載の集塵
    装置。
17. 【請求項１７】 前記集塵室内でバグフィルタから取り
    除いた塵埃が落下する位置に配置したスクリュウコンベ
    アと、該スクリュウコンベアを駆動するスクリュウコン
    ベアモータと、スクリュウコンベアの送出方向に配設し
    たロータリバルブと、該ロータリバルブに連通した排出
    口とをさらに有することを特徴とする請求項１１から１
    ６のいずれかに記載の集塵装置。
18. 【請求項１８】 請求項１１から１７のいずれかに記載
    の集塵装置を用い、前記バグフィルタの外側円筒部から
    粒子状濾過材を通し、内側円筒部に向けて処理ガスを通
    流し、処理ガスに含まれる塵埃を前記粒子状濾過材の表
    面に付着させ、取り除き、その後、前記処理ガスと逆方
    向に清浄空気を噴射し、粒子状濾過材に付着した塵埃を
    取り除くことを特徴とする集塵装置の運転方法。
19. 【請求項１９】 前記処理ガスが、１〜１００ｃｍ／ｓ
    ｅｃの流速で、バグフィルタの外側円筒部から吸入され
    ることを特徴とする請求項１８に記載の集塵装置の運転
    方法。
20. 【請求項２０】 ２つの表面の間に、粒子状濾過材層を
    有するバグフィルタにおいて、第１の表面から第２の表
    面に処理ガスを通流することにより、該処理ガスに含ま
    れる塵埃を取り除き、第２の表面から第１の表面に清浄
    空気を噴射することにより、付着した塵埃を粒子状濾過
    材から取り除くことを特徴とするバグフィルタ。