JPS62140616A

JPS62140616A - 段階式プレナム・システム

Info

Publication number: JPS62140616A
Application number: JP61153939A
Authority: JP
Inventors: ロバート　ダブリュー　ティソン
Original assignee: Environmental Elements Corp
Current assignee: Environmental Elements Corp
Priority date: 1985-12-11
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1987-06-24
Also published as: ATE75968T1; DE3685308D1; EP0225423A3; EP0225423B1; EP0225423A2; CA1277255C; IN162928B; US4609009A; MX163752B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野本発明は濾過システムに関する。

特に本発明は微粒子を含んだガスを捕集室内の複数の濾
過袋に等しく通すことができる段階式プレナム・システ
ムに関する。さらに本発明は、微粒子を含んだガスを、
実質的に等しい流量および圧力低下状態で複数の濾過袋
システムに分配することのできる段階式プレナム・シス
テムに関する。

さらには、本発明は入口導管を設け、該入口導管がこれ
と連通している複数の出口Ｗ管を有する段階式プレナム
・システムに関する。

さらには、出口導管は、互いに長手方向に変位し段階式
の流域を構成するように配列され、この流域で入口ガス
の一部分が段階方式で入口導管から出口導管へ向けられ
る。さらには、本発明は入口導管と連通している複数の
出口導管を設け、出口導管が出口導管の入口部分と出口
部分に、出口導管を通るガス流の均一な分配とパターン
化を行う多数の羽根部材を有している、段階式プレナム
システムに関する。

先行技術ガス流から微粒子成分を濾過するため面濾過袋を用いる
濾過システムがこの分野で知られている。

さらに捕集室内の濾過袋を通る流体の流量および圧力低
下を等しくしようとするシステムが開発されてきた。し
かしながら、今までのシステムはあまり効果的ではなく
、直列に連結した濾過袋は異なる圧力低下と異なる流量
を生じさせる。その結果、他の濾過袋よりも多くの流量
を通す濾過袋ができ、全体システムでみるとそのような
濾過袋は他の濾過袋よりも寿命が短くなる。このことは
、他の濾過袋がまだ使用可能であるのにいくつかの濾過
袋を不定期にかつ不本意に取り換えなければならないと
いう事態を招く。

かくして、運転システムの停止によって有害な影響が生
じ、濾過袋の不定期な取り換えによって労働コストの増
大を招く。流量の均等化は、濾過袋形式の濾過システム
の運転の主要なコストを占める。

流量を均等化しようとする今までの試みは、一般にはテ
ーバ状の入口ダストシステムを利用しようという方向に
向けられていた。しかしながら、テーバ状の設計システ
ムにおいてはテーバ状のプレナムから個々のモデュール
へ流れを変えようとした場合流れパターンは不十分であ
ることがわかった。そのような流れパターンは、濾過シ
ステムのホッパ一部に入るとき渦をひきおこし、機械的
な圧力損失を増大させ、濾過袋の底部で布の腐食の可能
性を生じさせる。

近い先行技術としては、米国特許１８１６０６４号、２
３７０４４４号、２４３９８５０号、２９０４１３０号
、２７１７（１５４号、３５４３９３１号、２７６８７
４４号、２２（１５）３３９号、２８６６５１８号、２
９９５２０７号、２８６７２９０号、２６９６８９５号
、２４３３７７４号がある。

米国特許１８１６０６４号は、濾過システムに関するも
のであり、幾分段階状の形体の濾過要素の長さを与えて
いる。きれいにすべき空気は管状の濾過要素の下端部で
放出され、その濾過要素はハウジングの内部に階段関係
に取り付けられているようにみえるが、本発明の概念で
得られるような階段型の入口及び出口ダクトシステムを
有していない。

米国特許第２４．３９８５０号はカーボン・ブラック工
場で使用されるシステムに関する。それは主ダクトを具
備し、該ダクトは、夫々の分離装置への入口のため、幾
分階段状に主ダクトに連結されたダクトで分離される懸
濁源から延びている。

しかしながら、流れパターンを等しくする本発明の概念
に示すように、入口ダクトと出口ダクトとの間に段階式
パターンを提供しない。

発明の概要本発明は、長手方向に変位した複数の出口導管を通る流
体の流量を実質的に等しくする段階式プレナム・システ
ムを提供する。

段階式プレナム・システムは、入口導管を有し、この入
口導管は長手方向に延び、そして第一流域を構成する実
質的に一定の流れ入口断面積を有する。さらには、入口
導管と連通している第−出口導管及び入口導管と連通し
ている少くとも第二出口導管が設けである。

第二出口導管は第一出口導管から長手方向に変位し、第
一出口導管と第二出口専管との間に第二流域を構成する
。

第二流域は長手方向に実質的に一定の流れ断面積を有す
るが、その断面積は入口流れ断面積よりも小さい。

実施例今、第１図から第３図を参照すると、繊物濾過工業にお
いて特に使用され、大量のガスを捕集し、それを複数の
モデュールや区画室に分配する捕集室を有する段階式プ
レナム・システム１０が示されている。

捕集室には、一般には、微粒子を含んだガスを通す複数
の布袋がある。

一般的には、多数の濾過袋はフライアッシュ、石炭、特
有の環境下において生ずる微粒汚染物のような微粒子は
もとより、ガス流から濾過される他の粒子をも収集する
のよ用いられる。このようなガスを通過させる複数の濾
過袋がある場合、その濾過袋は一般には連続方向に並ん
でおり、大きな問題の１つとして各濾過袋に等しい圧力
下でしかも等しい流量でガスを分配することである。

既存の織物濾過システムでは、一般的にモデュール又は
区画室間のガスの分配は高い圧力損失を伴うためにうま
くいっていない。前述のように、微粒子を含んだガスを
種々の区画室および濾過袋に分配する現在の方法は、テ
ーバ状の入口ダクトおよび出口ダクトの使用によってい
る。あいにく、これらの型式は固有の流れおよび圧力低
下の問題を有し、ガスを分配する際に個々の区画室又は
モデュールでの機械的及び織物による損失によって生ず
る背圧にたよっている。かくして、段階式プレナム・シ
ステム１０が捕集室システムでの布濾過袋間の圧力低下
やそこを通過する流れの特性を克服し、ガスの流速を均
一化するために開発された。

明らかなように、多数の濾過袋が直列にあるいは並列に
つながれ、袋を通過する流量に相違がある場合システム
の中の成る袋は微粒子を捕集するのに異なった寿命を有
し、また種々の濾過袋を他の濾過袋が使用可能状態にあ
る間異なるときに取り換えなければならないために運転
コストが増大する問題がある。

段階式プレナム・システム１０は、複数の長手方向に変
位した出口導管１２．１４．１６．１８．２０を通る流
体又は気体の流量を実質的に等しくする。例示で示すよ
うに、段階式プレナム・システム１０は、５個の出口導
管を有しているが、本発明の範囲内では少くとも第一出
口導管１２と第二出口導管１４があれば、出口導管がも
っと多くてももっと少なくても利用可能である。

以下、第一と第二の出口導管１２．１４について詳しく
述べるが、第一と第二の出口導管１２．１４と関連した
同じ関係と要素が、特定の段階式プレナム・システム１
０における残りの出口導管にも適用できることがわかる
。

段階式プレナム・システム１０は、第１図および第２図
に示したように長手方向２２に延びる入口導管２４を有
する。ここでは、入口導管２４は段階式プレナム・シス
テム１０の全延長長さとして構成されており、出口導管
１２．１４．１６．１８．２０の各々と流体連通してい
る。入口導管２４は、最初のガスの方向２６に流れる微
粒子を含んだガスを受は入れ、第２図に示した第二流域
３０を構成する実質的に一定の入口断面の流れ領域を作
る。

入口導管２４は、実質的に水平方向に向いた上壁部材３
２の他に、第一流域の下壁部材３４と第二流域の下壁部
材３６とを有する。更に、入口導管２４は、第１図に明
示するように、対向した側壁３８と４０を有する。第二
流域４２は、第２図で明瞭に示されており、第一出口導
管１２を通り越す長手方向２２のガスの通路に続き、そ
して第二出口導管１４へのガスの一部分の流入に先立つ
入口導管２４の容積によって構成される。

第一及び第二流域の下壁部材３４と３６は、第１図およ
び第２図に示すように垂直方向４４に互に変位し、更に
長手方向に変位して、しかも互いに階段状に位置決めさ
れている。第一及び第二流域３０．４２と同様に、第三
流域４６が第二出口導管１４と第三出口扉管１６との間
に延び、第四流域４８は出口導管１８と第五流域５０と
の間に延び、第五流域５０は出口導管１８と出口導管２
０との間の入口導管の容積を含んでいる。

第１図に示したように、入口導管の上壁部材３２は対向
した側壁４０．３８と組合さって、更に第一及び第二流
域の下壁部材３４．３６は下壁部材５２．５４．５６と
組合さって一般に矩形の断面積を構成し、段階式プレナ
ム・システム１０を通過するとき、この断面積に一般に
長手方向２２にガスが流れる。

第１図および第２図に示したように、第一出口導管１２
は入口導管２４と連通している。更に、第二出口導管１
４は、入口導管２４と連通し、第一及び第二出口導管１
２と１４は互いに長手方向に変位してそれらの間に第二
流域４２を構成する。

第二流域４２はまた、長手方向２２に関しては実質的に
一定の断面積を有し、前述のように段階状の関係により
、第二流域４２の断面積は入口部の断面積２８よりも明
らかに小さい。第一及び第二出口導管１２と１４は各々
入口流れ部分５８と５８′の他に出口流れ部分６０と６
０’を有する。

入口部分５８と５８′の各々は、入口導管２４と連通か
つ隣接している。

さらに、段階式プレナム・システム１０は、第一及び第
二出口導管１２と１４の各々の流れ断面積全体にわたっ
て流体の流量を等しくするための機構を包含する。

以下に述べられるように第一及び第二出口導管１２と１
４に対するものと同じ機構が、１６、工８．２０のよう
な本システム１０の残りの出口導管にも明白に適用され
る。

導管１２と１４に流入する流体の流量を等しくし、しか
もガス状の流体の渦の発生を最小にするとともに適切な
圧力低下をおこさせるための機構は、入口部分５８．５
８′で第一及び第二出口導管１２と１４の各々の対向し
た側壁３８と４０に取付けられた多数の入口羽根部材６
２を包含する。

入口羽根部材６２は、対向した側壁４０と３８に溶接や
ボルト締め等の方法によって、しっかりと固定されるの
が良いが、このことは本発明の概念には重要ではない。

入口羽根部材６２は、出口導管１２と１４の入口部分５
８と５８′に所定の方法で位置決めされ、入口導管２４
の内部で長手方向２２に向いているガス流を一般的に鉛
直方向４４において出口導管１２と１４の各々の延長長
さによって定められた方向に向は直す。各出口導管１２
と１４の多数の入口羽根部材６２は、各出口導管１２と
１４の入口部分５８と５８′で互いに長手方向と垂直方
向に変位している。

入口羽根部材６２は、全体的に逆り字形の外形であり、
水平方向に前脚部材６４を垂直方向に後脚部材６６を有
する。

水平方向の前脚部材６４と垂直方向の後脚部材６６を、
−個の構成物に形成し、さもなければ、互いに固定され
るかして、第２図にガスの流れ方向矢印６８で示すよう
に微粒子ガスの流れをそらすように、互に固定しても良
い。

入口導管２４に入る微粒子を含んだガスは、３６（１０
ｆｔ、／分程度の高速範囲にある。入口羽根部材６２の
大きさや寸法は垂直方向の後脚部材６６と水平方向の前
脚部材６４の双方について以下の近似式で得られる範囲
が最適であることがわかっている。かくして、段階式プ
レナム・システムＩＯの好ましい実施例において、入口
羽根部材６２の各々の垂直方向の後脚部材６６は以下の
近似式による垂直寸法を有する。

ここでＨ：前記第一流域の下壁部材と前記第二流域の下
壁部材との間の高さの差（単位インチ）Ｎｖ：前記出口導管の１つの入口部分における前記入口
羽根部材の数（無次元）ａ：前記入口羽根部材の前記後脚部材の垂直長さく単位
インチ）同様に、入口羽根部材６２の水平方向に前脚部材６４は
、以下の近似式による好ましい長手方向の距離を有する
。

ｂ＝□　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（２）Ｎｖ＋１ここでｂ＝前記前脚部材の長手方向の長さく単位インチ
）Ｎｖ：前記出口導管の１つの入口部分における前記入口
羽根部材の数Ｗ：前記出口導管を通る流れに垂直な前記出口導管の断
面の延長長さく単位インチ）第１図に示すように、出口導管１２．１４．１６．１８
．２０は入口導管の流れ方向２２に関し平面外で入口導
管の流れの方向２２に関して異なった流れ方向に出口導
管１２．１４．１６．１８．２０から外へ出る流れ方向
６８を得るよう全体的に輪郭をつけられている。

さらには、外へ出る流れ方向６８は（１）出口導管１２
乃至２０における流れ方向及び（２）入口導管２４にお
ける流れ方向に対して実質的に垂直である。

かくして、第１図から第３図に示されている実施例では
、外へ出る流れ方向６８は最初のガス入口流れ方向を２
度９０°曲ることによって得られる。

さらには、出口導管１２から２０の各々は、出口部分６
０で外に出る方向６８に流れる流体の流量を等しくする
ための装置を具備する。入口部分５８．５８′について
前に説明したように出口導管１２．１４の出口部分にお
ける流量を等しくするための、機構は複数の出口羽根部
材７０を包含し、これらの出口羽根部材７０は出口導管
１２．１４のみならず残りの出口導管の各々の対向した
側壁に取付けられている。

成る場合には、出口導管１２〜２０を通る流れは、それ
ぞれの出口Ｗ管から外へ出るとき反対の進路に差し向け
られる。このような場合は、第３図に明示されているよ
うに仕切り部材７２があり、例えば１２や１４のような
出口導管から反対方向に流体の流れを向ける。仕切り部
材７２は、溶接等で下壁部材７４にしっかりと取り付け
られているが、その取り付は法は本発明の概念には特に
重要でない。さらに、仕切り部材７２は垂直方向に延び
て、第３図に示すように相対する出口部分６０と６１を
通って外へ流れ出る成る種の路を作る。

出口羽根部材７０は、仕切り部材７２の両側に設けられ
ている。出口羽根部材７０は、溶接、ボルト締め等で出
口導管１２〜２０の対向した側壁にしっかりと固定され
ており、各出口導管において微粒子を含んだガスの流れ
方向に対して実質的に垂直な方向に延びて、前述の所定
の方法で流体の流量を等しくする路をつけている。出口
羽根部材７０は一般にはＬ字型の外形であって、垂直方
向に向いた前脚部材と、水平方向に向いた後脚部材とを
有しており、その前脚部材と後脚部材は一体型の場合も
あり、或はボルト締めや溶接等で互いにしっかりと固定
される。出口羽根部材７０の垂直方向に向いた前脚部材
と水平方向に向いた後脚部材の大きさは第１弐と第２式
を用いて決められるが、これらの式は近似式である。

段階式プレナム・システム１０を用いることによって、
ガスの適切な流れパターンが得られる、このパターンで
は、入口導管２４の全幅及び全高さが利用されているの
がわかる。流れはダクト・システム中で等しく分配され
るので圧力損失は最小になる。圧力低下や圧力損失は一
般に、導管中の一部における速度が他の部分における速
度よりも大きい場合に生ずる。そのような場合には乱流
や渦が生ずる。

一度平均化した流れが、出口ダクト１２〜２０を通して
得られると、全体の階段状型式の全幅に亘って屈曲部分
（エルボ部分）へガス流が分配される。もし羽根部材６
２が設けられなかったならば、おそらくガス流は夫々の
領域４２．４Ｇ、４８．５０を通して非均等流れパター
ンになる。出口羽根部材７０は、出口導管１２〜２０の
各にの出口断面積全体に亘って連続した分配パターンを
与える。

下部の出口羽根部材７０がない場合は、流れは下壁７４
まで達し、乱流が生じ、その中で流れは各出口導管の内
部で最小抵抗の方向へ流れようとし、逆流しようとする
。

段階式プレナム・システム１０は入口プレナムと同様出
口プレナムとしても用いられることを理解すべきである
。システム１０が出口プレナムとして用いられる場合に
は、流れ方向は図に示した方向とは逆になることは当業
者にとって明白である。

本発明は、特別の形態や実施例に関連して説明したが、
前述以外の種々の修正は本発明の精神や範囲を逸脱する
ものではない。

例えば、均等な要素を特に図示しかつ説明したものにと
って代って用けても良いし、ある特徴を他の特徴とは独
立して用いても良いし、あるいは添付の特許請求の範囲
に示された本発明の精神や範囲から逸脱しないで、要素
の位置を逆にしたり途中に入れたりする場合があげられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は段階式プレナム・システムの部分切り取り斜視
図であり、第２図は第１図の断面線２−２に沿う段階式
プレナム・システムの断面図であり、第３図は第２図の
断面線３−３に沿う段階式プレナム・システムの断面図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）長手方向に変位した複数の出口導管を通る流体の
流量を実質的に等しくする段階式プレナム・システムで
あって、（ａ）前記長手方向に延び、第一流域を構成する実質的
に一定の入口流れ断面積を有する入口導管と（ｂ）前記入口導管と連通している少なくとも第一出口
導管と（ｃ）前記入口導管と連通している少くとも第二出口導
管とを有し、前記第二出口導管は第一出口導管から長手
方向に変位し、第一出口導管と第二出口導管との間に第
二流域を構成し、前記第二流域は前記長手方向において
実質的に一定の流れ断面積を有し、しかもその断面積は
前記入口流れ断面積よりも小さいことを特徴とする段階
式プレナム・システム。
（２）前記入口導管は実質的に水平方向に向いた上壁部
材と第一流域の下壁部材と、第二流域の下壁部材とを包
含し、第一及び第二流域の下壁部材は前記上壁部材に関
して垂直方向に変位し、互に階段状の関係に位置決めさ
れている特許請求の範囲第（１）項記載の段階式プレナ
ム・システム。
（３）前記第一及び第二出口導管の各々は入口と出口流
れ部分を包含し、前記各入口部分は前記入口導管と連通
しておりかつこれに隣接している特許請求の範囲第（２
）項記載の段階式プレナム・システム。
（４）前記第一及び第二の出口導管の各々の流体流れ断
面積全体に亘って前記流体の流量を等しくするための装
置を包含する特許請求の範囲第（３）項記載の段階式プ
レナム・システム。
（５）流量を等しくするための前記装置は複数の入口羽
根部材を包含し、入口羽根部材は前記入口部分で前記第
一及び第二の出口導管の各々の対向した側壁に取り付け
られている特許請求の範囲第（４）項記載の段階式プレ
ナム・システム。
（６）前記入口羽根部材は前記対向した側壁にしっかり
と固定されている特許請求の範囲第（５）項記載の段階
式プレナム・システム。
（７）前記入口羽根部材は所定の方法で前記出口導管の
前記入口部分に位置決めされて前記入口導管における前
記長手方向の流れを前記各出口導管の延長長さによって
定められた方向に向きを変える特許請求の範囲第（５）
項記載の段階式プレナム・システム。
（８）前記入口羽根部材は前記各出口導管の前記入口部
分において長手方向と垂直方向に互に変位している特許
請求の範囲第（５）項記載の段階式プレナム・システム
。
（９）前記各入口羽根部材は水平方向に向いた前脚部材
および垂直方向に向いた後脚部材を有する逆Ｌ字形の外
形である特許請求の範囲第（８）項記載の段階式プレナ
ム・システム。
（１０）前記各入口羽根部材の前記垂直方向に向いた後
脚部材は近似式Ｈ／（Ｎｖ＋１）（１．１）≦ａ≦Ｈ／（Ｎｖ＋１）（
１．４）による垂直方向長さを有し、前記式中、Ｈは前記第一流域の下壁部材と前記第二流域の下壁部材
との間の高さの差をインチであらわしたものであり、Ｎｖは前記出口導管の入口部分における前記入口羽根部
材の数をあらわしたものであり、ａは前記入口羽根部材
の前記後脚部材の垂直方向長さをインチであらわしたも
のである特許請求の範囲第（９）項記載の段階式プレナ
ム・システム。
（１１）前記各入口羽根部材の前記水平方向に向いた前
脚部材は近似式ｂ＝Ｗ／（Ｎｖ＋１）による長手方向長さを有し、前記式中、ｂは前記前脚部材の長手方向長さをインチであらわした
ものであり、Ｎｖは前記出口導管の入口部分における前
記入口羽根部材の数をあらわしたものであり、Ｗは前記
出口導管を通る流れに垂直な前記出口導管の断面の延長
長さをインチであらわしたものである特許請求の範囲第
（１０）項記載の段階式プレナム・システム。
（１２）前記各出口導管は前記入口導管の流れに関して
平面外にある前記出口導管から流体が外へ流出し前記入
口導管の流れの方向と異なる流れの方向を与えるような
外形を有している特許請求の範囲第（４）項記載の段階
式プレナム。
（１３）前記出口部の流れ方向は（１）前記出口導管に
おける前記流れ方向および（２）前記入口導管における
前記流れ方向に対して実質的に垂直である特許請求の範
囲第（１２）項記載の段階式プレナム・システム。
（１４）前記各出口導管は出口導管の出口部分における
前記流体の流量を等しくするための装置を包含する特許
請求の範囲第（１２）項記載の段階式プレナム・システ
ム。
（１５）前記各出口導管の前記出口部分において前記流
量を等しくするための前記装置は複数の出口羽根部材を
包含し、出口羽根部材は前記各出口導管の対向した側壁
に取り付けられている特許請求の範囲第（１４）項記載
の段階式プレナム・システム。
（１６）前記出口導管のうち少なくとも１つは実質的に
平らな仕切り部材を包含し、前記出口導管から両方向に
流体を流出させる特許請求の範囲第（１５）項記載の段
階式プレナム・システム。
（１７）前記出口羽根部材は前記対向した側壁に固定し
て取り付けられている特許請求の範囲第（１５）項記載
の段階式プレナム・システム。
（１８）前記出口羽根部材は前記出口導管における前記
流れ方向に実質的に垂直な方向に延びている特許請求の
範囲第（１５）項記載の段階式プレナム・システム。
（１９）前記各出口羽根部材は垂直方向に向いた前脚部
材と実質的に水平方向に向いた後脚部材とを有するＬ字
形の外形を有している特許請求の範囲第（１５）項記載
の段階式プレナム・システム。
（２０）前記入口導管部の流れ断面積と前記第二流域の
流れ断面積は断面外形が実質的に矩形である特許請求の
範囲第（１）項記載の段階式プレナム・システム。