JPS632643B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は気体流に同伴された粒状物質を過す
るため細長い袋状の筒状フイルターを利用する様
式の過装置に関する。この様式の過装置は一
般にフイルター収容器または「袋収容器」内に取
り付けられた多数の筒状フイルター袋を包含し、
そして各フイルター袋はこれを開いた中空の筒状
に保つようにその中に位置する支え枠または
“篭”を持つている。粒状体を含有する気体はフ
イルター収容器内に導かれ、気体を通過し得るフ
イルター袋を通つて流れ、一方粒状物質は過さ
れてフイルター袋の外表面上に保たれる。捕えら
れた粒状物質をフイルター袋から除去してフイル
ター袋を浄化するため、浄化空気の逆流が筒状フ
イルター袋の出口端内に周期的に導入される。 この様式の過装置についての問題の一つはフ
イルター袋から粒状物質を除去するのに浄化操作
が非常に有効ではないことである。フイルター袋
がある期間使用されると、袋は粒状物質で次第に
詰つて来る。このことは過装置を通る圧力低下
を不快にも増大し、その効率を著しく低下する。
ある種の過用途においては、粒状物質からフイ
ルター袋を有効に浄化し得ないことは極めて著し
いのでフイルター袋をしばしば取り換える必要が
ある。 また、フイルター袋の中に捕えられた粒状物質
とそれによる空気流の防害のため、過装置は、
フイルター袋が粒状物質で次第に詰つて来ても該
装置が使用できる状態に存続するためには、比較
的多数のフイルター袋を備え過面積に対し比較
的低率の空気流が流れるよう設計されなければな
らない。 フイルター袋の中に粒状物質が存在することは
袋の摩耗を惹き起こし使用寿命を短かくする。普
通、フイルター袋は約二年までの使用寿命を持つ
ている。しかし苛酷な用途においては、例えば粒
状物質が高度の摩耗性のものである場合、フイル
ター袋は約数週間ですり切れるとがある。普通の
過装置が数百のフイルター袋を含有しかつ一個
の袋が50から100ドルの費用がかかることを考え
ると、フイルター袋を絶えず交換する費用は過
装置の操業費を極めて高いものにする。しかも、
多くの用途においては過装置の使用は、排出気
体中の粒状物質の量を制限するために政府の空気
品質規準に合致するよう要求されている。 本発明以前には、フイルター袋の過度の摩耗と
袋様式の過装置におけるフイルター袋の効果的
でない浄化の問題に対する満足な解決はなかつ
た。例えば米国特許第3053030号および同第
3874857号に開示されたように、フイルター袋の
浄化を改良するため種々の試みがなされたが、今
までの試みは現存する問題を適切に解決しなかつ
た。 本発明によれば、浄化空気の周期的逆流がフイ
ルターの出口端内に導入されるときフイルター袋
全体にわたつて空気を拡散し分散するための手段
をフイルター袋の内部に設備することによつてフ
イルター袋の浄化が著しく高められることが発見
された。 更に詳しく述べると、本発明によれば、筒状の
支え篭の内部に長さ方向にのびる中空の拡散筒が
設けられ、その一端はフイルター袋の出口端に通
じている。拡散筒は、浄化空気の周期的逆流がフ
イルター袋の出口端に導入されるときフイルター
袋全体にわたつて空気を拡散・分布するために設
置された複数の孔をその中に持つている。浄化空
気のより均一な分布はフイルター袋の浄化をより
一層有効にし、更にフイルター袋の過度のたわみ
をも減少し、その摩耗を減少する。本発明の中空
拡散筒はそれによつて過装置の効率を著しく増
大し、フイルター袋の寿命を著しく増大する。 本発明の中空の孔あき拡散筒は普通の過操作
中、空気の流れに対し妨害を示すから、拡散筒は
フイルターを横切る圧力低下を望ましくなく増大
することにより過操作を妨げるのではなかろう
かと普通考えられるかも知れない。しかし、本発
明によれば、拡散筒がフイルター袋の内部に存在
することによる圧力低下の増大または空気流に対
する妨害はそれによつて達成される高い浄化効率
によつて十分補なわれて余りあることが確定され
た。新しいフイルター袋が取り付けられたとき圧
力低下は始めは幾分増大するが、一旦袋が使用さ
れ始めると、拡散筒の存在による袋の高い浄化作
用は、本発明の中空拡散筒が用いられていない同
様な配置に比較して圧力低下の著しい減少を実際
に惹き起こすことが試験の結果判明した。この高
い浄化効率は容積測定によるフイルター通過流速
を、ある与えられた圧力低下においてほぼ２〜３
倍増大させることが観察された。このことは、条
件の特定の組み合わせに対して要求されるフイル
ター袋の数が著しく減少され得ることを意味す
る。フイルター袋が普通の使用の過程において詰
つて来るときに起こる効率の減少や圧力低下の増
大を考慮に入れるかまたは補なうためにフイルタ
ー袋収容器を過剰に設けることはもはや必要では
ない。このようにして、本発明は過装置の全体
として初期費用を極めて著しく節約させ、そして
低い維持費と操業費に付随的利益をもたらす。 本発明の更に別の特徴と利点はフイルター袋の
使用寿命が著しく増大することである。摩耗によ
つてフイルター袋をしばしば取り換えねばならぬ
ことは、前に述べたように、著しい停止時間と非
常に著しい操業費用を必要とする結果をもたら
す。本発明の中空拡散筒の設置により達成される
高い浄化効率は、さもなくばフイルター袋の孔の
中に残留してフイルター袋を形成する織物の摩耗
を起したであろう粒子を除去する結果を生ずる。
更に、フイルター袋の内部に中空の拡散筒が存在
することは、フイルター袋の出口端から出る過
された空気の高速度の流れからフイルター袋の内
表面を分離または隔離するに役立つものであり、
それはさもなくばフイルター袋の表面に沿つて流
れこの部分に更に摩耗を生ずるであろうものであ
る。また、フイルター袋の全体にわたつて空気の
浄化脈動を拡散・分布することにより、拡散筒
は、集中された突風または空気の脈動による過度
のたわみをフイルター袋が受けないように防御
し、またそれによつてフイルター袋の寿命を増大
するのに役立つ。 本発明のいくつかの特徴と利点を述べたがその
他は付図と関連して記載される記述が進行するに
従つて明らかになるであろう。 該付図において第１図は複数の袋様式の筒形フ
イルターを用いる型式の過装置の横断図であ
る。 第２図は袋様式のフイルター組立て品の種々な
構成要素の側面図であり、フイルター袋、その支
え篭、および本発明の中空の拡散筒を示す。 第３図は部分的に組み立てられた過機組み立
て品の種々な構成分子を示す一部破壊された透視
図である。 第４図は組み立てられた構成分子の部分的に切
断された側面図である。 第５図は第４図の線５―５にほぼ沿つて取られ
た断面図である。 さて図面を更に詳しく参照すると、第１図は細
長い袋状の筒形フイルターを用いる様式の在来の
過装置を示している。この過装置は一般に
「袋収容器」と呼ばれるフイルター収容器１０を
包含している。これは水平の壁１１によつて下部
過室１２と上部過空気高圧室１３に分割され
ている。参照記号１４で示されている多数の細長
い中空の筒状フイルター袋が一般に垂直に配置さ
れて過室１２の中に取り付けられており、その
上端は水平の分割壁１１によつて支えられてい
る。それぞれのフイルター袋１４の上端は壁１１
の中に設けられた孔を通つて過空気高圧室１３
に通じている。 一つの導入管１５が粒状物を含んだ気体を過
室１２に導入する。そこでガスはそれぞれのフイ
ルター袋１４のまわりを通り、それから気体を透
過し得るフイルター袋を通つて流れる。一方、粒
状物質は過されフイルター袋の外表面に保たれ
る。フイルター袋１４の中空の内部を通つた後、
過された気体はそれぞれのフイルター袋の出口
端から上方へ通過し、過空気室１３の中へはい
る。そこから、過された気体は排出管１６へ導
かれる。 粒状物質がフイルター袋１４の外表面に蓄積す
るに従い、フイルター袋を浄化し、蓄積された粒
状物質をそこから取り去ることが必要となる。こ
れはフイルター袋を通つて反対方向に空気の浄化
流を周期的に導入することによつて成し遂げられ
る。図に示された過装置においては、圧縮空気
源１７からの浄化空気は、圧縮空気配管１９の中
に設けられた弁１８を瞬間的に開くことによつ
て、過空気高圧室１３に導入される。同時に、
弁２１は実線で示された位置から破線で示された
位置へ、例えば空気によるかまたは水圧によるピ
ストンのような適当な作動装置２２によつて、排
出管１６へ導く過空気の出口を詰ぐように、動
かされる。その結果圧縮空気はそれぞれのフイル
ター袋１４の出口端の中へ反対方向に導入され
る。フイルター袋から取り除かれた粒状物質はフ
イルター収容器１０の下端に蓄積され、スクリユ
ー・コンベーヤ２３によつて除去される。 第１図に示された過装置に用いられるフイル
ター浄化方式は過空気高圧室と通じている全て
の筒状フイルター袋が圧縮空気の脈動によつて同
時に浄化される様式である。この様式の過装置
についてのもう一つの公知の浄化方式において
は、圧縮空気導管は、圧縮空気の脈動流をそれぞ
れのフイルター袋の中へ選択的に導入するよう
に、それぞれのフイルター袋の各々の出口端と通
じている。更に別の公知の浄化方式はフイルター
袋を浄化するために空気の脈動というよりはむし
ろの長い持続期間の空気の逆流を利用している。
記述が進むにつれて明らかになるように、本発明
は浄化方式のこれらすべての型式に応用すること
ができる。 第２図はフイルター組み立て品の種々な構成要
素を示している。図に示されているようにそれぞ
れの細長い筒状フイルター袋１４は気体を透過し
得る織物から作られ、靴下にやや似ており、一つ
の開いた端と一つの閉ざされた端を持つている。
このフイルター組み立て品は、通常“篭”と呼ば
れている細長い筒状の支え枠２６をも包含してい
る。支え枠即ち篭２６は容易に空気流を流通させ
る開放構造のものであり、普通は太い針金からで
きている。支え枠即ち篭２６はフイルター収容器
の壁１１に篭を固定するため、外に向つてのびる
縁またはフランジ２７をその上端に持つており、
篭２６の下端は端板２８によつて閉ざされてい
る。篭２６は、フイルター袋を開いた筒状に保つ
ように、かつ粒状物質含有気体がそれを通つて内
側へ通過するとき過操作中それがつぶされない
ように、筒状のフイルター袋の内側に位置せしめ
られるようになつている。 本発明によれば、在来のフイルター袋１４と支
え篭２６と組み合わされて、参照番号３０によつ
て示されている中空の拡散筒が設けられる。図に
示されているように、この拡散筒は中空の支え篭
２６の内部にたて方向に延びて受け入れられるよ
うになつている大きさのものである。拡散筒３０
は、筒状の支え篭２６の内部の適所に拡散筒を取
り付けるのを助けるため、外方に向いた縁即ちフ
ランジ３１をその上方に備えている。このフラン
ジ３１はフイルター袋と拡散筒との間の環状空間
をその上端で閉じる役目をもしている。また、取
り巻いている篭の内部に中心を合わせて拡散筒３
０を保つのを助けるために、その下端に環状のス
ペーサ３２または他の適当な手段を備えることが
好ましい。 また、拡散筒３０の横断面積を最大にするよう
に、しかも拡散筒を篭の中の適所へ滑り込ませる
ため拡散筒と篭２６との間に十分なすき間がある
ように、また拡散筒が、取り巻いている篭２６と
フイルター袋１４とに実質的に接触しないよう
に、拡散筒３０の直径はできるだけ大きい方がよ
い。普通は、拡散筒の外直径は取り巻いている篭
の内直径よりも約2.5〜５センチ（１〜２インチ）
小さい。 拡散筒３０は過系が受ける条件に耐えること
のできるものであれば如何なる適当な材料で形成
されてもよい。例えば、腐蝕性の高温排出気体に
曝される過系においてはステンレス鋼が好まし
い材料である。しかし他のより苛酷でない用途に
おいては他の材料でもよい。 図に示されているように、拡散筒は円形の横断
面のものである、それはこれまた円形の横断面を
有する取り巻いている支え篭の内部へ受け入れら
れるためである。しかし、拡散筒は、他の横断形
の篭の中にはまるために、例えば楕円形のような
異なつた横断形で構成されていてもよい。 拡散筒３０は、浄化空気の周期的逆流がフイル
ターの出口端内へおよび拡散筒内へ導入されると
き、空気をフイルター袋の全体にわたつて拡散・
分布するに役立つ開孔３３を持つている。図に示
された具体例においては、孔３３は拡散筒の縦お
よび周囲範囲のほとんど全体にわたつて配置され
ている。孔３３の大きさと間隔は、拡散筒が約35
％から約50％の空（から）面積を持つているよう
なものである。 在来のフイルター袋配置では浄化作用が有効で
ない根本的な理由の一つは、浄化空気の逆流の脈
動または突風がそれがフイルターの内部にはいつ
た場所の付近の部分、即ちフイルターの出口端の
付近の部分に集中していたことである。浄化空気
の逆流の効果は空気出口から遠いフイルター末端
でほとんど消費されていた。それ故、フイルター
の出口端は浄化空気の逆流によつて作用されてい
たが、そして実際過度に浄化されたかも知れない
が、フイルターの遠い末端は実質的に浄化されな
いまま取り残されていた。その結果、フイルター
袋の全長は過のために有効に利用されていなか
つた。従つてフイルターの効率は減少していた。 本発明の中空の有孔拡散筒３０はフイルター袋
の全長にわたつて浄化空気の脈動または突風を拡
散・分布する作用を行ない、このようにしてフイ
ルター袋をずつと有効に効率よく浄化する。拡散
筒を設置したために粒状物質が30重量％も多くフ
イルター袋から除去されることを試験は示した。
また浄化作用が高められた結果、与えられた圧力
低下操作においてフイルターを通過し得る空気の
容量は約２〜３倍増大する。 在来の配置ではフイルターの出口端付近に浄化
空気の脈動が集中する結果、この部分のフイルタ
ー袋を過度に曲げていた。拡散筒を設置した結果
として浄化空気がより一層均一に分布するためフ
イルター袋のこのような過度の曲がりが避けら
れ、従つて袋の使用寿命が長くなる。 更にフイルター袋の摩耗のもう一つの原因は通
常の過時における過空気の流れがフイルター
袋の出口端（フランジ３１の方）に近くになるに
つれて高速になつていて、この高速空気流がフイ
ルター袋の内部表面に沿つて流れていたことによ
るのである。過時に空気がフイルターを外から
内に入る速度はフイルター袋の長さ方向全体にわ
たつて一定であり、かつゆるやかであるとして
も、このフイルター袋の出口端の開口面積はフイ
ルターの全有効面積よりも非常に小さなものであ
るので、フイルター袋の出口端を通る過空気の
流速はかなり高速になつている。つまり、フイル
ター袋の内部に入つた過空気はフイルター袋の
下方端から上方端に向けて加速せしめられている
のである。従つてフイルター袋の上方端（すなわ
ち出口端）に近い部分の内側面は高速の過空気
にさらされて摩耗するのである。なおこの過空
気はフイルターの過能力以下の微粒子を同伴し
ているので前記摩耗は顕著なのである。しかして
フイルター袋の内側にこのフイルター袋の内側面
より少し間隔を置いて本発明の拡散筒を設けるこ
とにより、フイルター袋の内側面をこの高速空気
流から分離せしめることが出来るのである。かく
してフイルター袋の寿命の延長に寄与しているの
である。フイルター袋とその内部に設けられた拡
散筒との間の空間における空気の流れの方向はフ
イルター面に対して実質的に垂直であり、拡散筒
の内部における空気の流れの方向が筒の長手方向
に沿つているのである。 第２図と第４図から、本発明の図示された具体
例において拡散筒３０は支え篭２６の全体の長さ
よりもいくらか短く、そして拡散筒３０の下端は
開いていることが明らかである。本発明の利益と
優越性を達成するためには、拡散筒３０を取り巻
き篭の全長まで長くする必要のないことが確認さ
れた。しかしそう望むならばそうしてもよい。拡
散筒３０は取り巻き篭２６の全長の少なくとも約
半分の長さを持つことが望ましく、篭の全長の約
２／３〜３／４であることが最も望ましい。しかし、こ れらの好ましい長さよりもかなり短かい長さでも
拡散筒を用いない先行技術の配置に従つて得られ
た結果と比較すれば非常に有利な結果を与えるこ
とが確認された。 本発明の拡散筒によつて得られる著しく高い浄
化効果を以下に記載する試験結果によつて説明す
る。 実施例 二つの区域を有し、かつ各区域は同様な構造の
12個の袋様式のフイルターを備えている実験室用
フイルター試験装置を用いて流れの比較試験を行
なつた。一つの区域（第１区域）のフイルターは
在来の構造であり、ただフイルター袋とそれらの
支え篭だけを含有していたが、第２の区域（第２
区域）のフイルターは本発明による孔あき拡散筒
を備えていた。試験は６，８および12〔立方呎／
分／平方呎（フイルター面積）〕の空気対布〔air
―to―cloth（Ａ／Ｃ）〕比率を与える種々な空気
の流速で、かつ６オンス／分の一定粉末供給量
（6A／Ｃの比率においては1.5グレーン／立方呎
の粉末量となる）で試験を行なつた。第表のデ
ータは、新しいフイルター袋を用いてＡ／Ｃ比率
を６として各区域で処理された空気容量と各区域
で処理された空気流の関連百分率である。

【表】 これらのデータによると、新しい袋で最初開始
する在来のフイルター（第１区域）は空気流を
64.1％処理したが本発明の拡散筒を備えたフイル
ター（第２区域）は空気流をわずか35.9％処理し
たに過ぎなかつたことが示されている。これはフ
イルターの中に拡散筒があることによる空気流の
妨害に基づくものである。しかし８分の操作期間
が過ぎると、それぞれの区域で処理される空気流
は殆ど等しくなり、第１区域は空気流を51.5％処
理し第２区域は空気流を48.5％処理した。 次いでフイルターはフイルターを通る浄化空気
の逆流で浄化された。第表のデータは浄化後各
区域で処理された空気流を示す。

【表】 浄化したところ、第１区域のフイルターは空気
流をわずかに26.1％処理したに過ぎなかつたが第
２区域は空気流を73.9％処理した。このことは本
発明の拡散筒を備えたフイルターは第１区域の従
来のフイルターよりもずつと有効に浄化されたこ
とを示している。操作を８分続けた後でも、第２
区域のフイルターは第１区域のフイルターよりも
著しく清浄であり、第１区域の空気流の38％に比
較し空気流を62％処理した。 同様な結果はＡ／Ｃ比率が８および12である場
合にも観察された。 図面および明細書において本発明の好ましい具
体例が記載された。そして特殊な用語が用いられ
ているが、それらはただ一般的な記述的な意味で
用いられたに過ぎず、限定目的のために用いられ
たのではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は複数の袋様式の筒形フイルターを用い
る型式の過装置の横断図、第２図は袋様式のフ
イルター組立て品の種々な構成要素の側面図であ
り、フイルター袋、その支え篭、および本発明の
中空の拡散筒を示す。第３図は部分的に組み立て
られた過機組み立て品の種々な構成分子を示す
一部破壊された透視図、第４図は組み立てられた
構成分子の部分的に切断された側面図、第５図は
第４図の線５―５にほぼ沿つて取られた断面図で
ある。なお、図中同一符号は同一部材を示し、１
４はフイルター袋、２６は篭、３０は拡散筒（細
長い中空の器具）、３３は開孔を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 出口端として役立つ一つの開放端を有する筒
   状のフイルター袋と、このフイルター袋内に位置
   しフイルター袋を支える筒状の篭とを備え、粒状
   物質を含有する気体がフイルター袋の外側から内
   側へ通されて過された粒状物質をそのフイルタ
   ー袋の外側に保持するようにし、かつフイルター
   袋は浄化空気の逆流をこの袋に周期的に通すこと
   により浄化される型式のフイルター装置におい
   て、 長さ方向に沿つて開孔を有しかつ浄化空気の逆
   流を受け取るための開放端を有する細長い中空の
   器具を具備し、この中空の器具は前記の筒状の篭
   の内部にその長手方向にのばして配置しかつそれ
   にきわめて近接せしめ、しかも前記の細長い中空
   の器具の前記開放端を前記フイルター袋の前記出
   口端に隣接して位置せしめかつ前記フイルター袋
   の前記出口端が前記の細長い中空の器具に対して
   閉じられるようにし、しかして全ての浄化空気を
   細長い中空の器具の開放端を通つてフイルター袋
   に流入させ、また全ての過気体をフイルター袋
   内から細長い中空の器具を通つてかつその開放端
   から流出させることを特徴とするフイルター装
   置。 ２ 前記の細長い中空の器具は孔あき筒である特
   許請求の範囲第１項に記載されたフイルター装
   置。 ３ 前記の細長い中空の器具はこれを包囲してい
   る前記の筒状の篭の全長の少なくとも約半分の全
   長を有する特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載されたフイルター装置。 ４ 前記の細長い中空の器具は両端が開放されて
   いる特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか一つに記載されたフイルター装置。