JPS6350044B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的に過装置に関するものであ
り、特に燃焼又は他のそのような過程によつて発
生する煙道ガスのような搬送流体から微粒子物質
を過するのに特に適した多数の別々な、垂直方
向に段をなした過組立体を有する特別に設計さ
れた装置に関する。

燃焼や他のそのような過程によつて発生する煙
道ガスから微粒子物質を分離する或る方法では、
支持板またはしばしば呼ばれるような管板によつ
て互いに平行に支持された多数のフイルター管か
らなる多孔性過エレメントを利用する。煙道ガ
スは一般的には大変熱く、例えば150度ほどであ
り、また代表的には大気圧の状態である。これら
の条件の下では、フイルター管は代表的にはポリ
エステルやアクリル又はガラスで作られる。加圧
流動床燃焼（PFBC）のため、生じたガスは大気
圧の５乃至15倍のガス圧で900度ほどであり、こ
の場合フイルター管は多孔質セラミツクや剛性多
孔質の焼結ステンレス鋼でつくられる。種々のフ
イルター管によつて捕獲されるべき微粒子は0.2
ミクロン乃至20ミクロンと大きさが様々であり、
全体でガスの重量の10ピーピーテイー（ppt）又
はそれ以上の重さがある。過エレメントに付着
するちりが2.3ミリ増えると、圧力低下が確実に
起こり、そこでフイルター管を揺すり、ガスの流
れを逆流させ、或はフイルター管に高圧ガスパル
スを加えることによつてエレメントを清掃しなけ
ればならない。信頼できるEPA性能基準を満た
し、かつ過方法を使つて組合せ式熱サイクル装
置に入るガスをきれいにする時前記装置内のガス
タービン羽根を腐蝕や付着から防ぐのに必要とさ
れるような少なくとも99％の全集塵効率を達成す
ることが望ましい。

前に述べた型式からなる多数の小さな個々のフ
イルター管を備えた工業用過組立体の設計にお
いて一般的に困難なことはそのようなエレメント
を適切かつ都合良く単一の容器内に組み立てるこ
とである。このような容器は数百本の管を収容す
る必要があり、それで微粒子含有流体（ガスでも
液体でもよい）は個々のフイルター管のまわりに
良く分配されるような方法で容器に入らなければ
ならない。さらに各フイルター管を前に述べた方
法のうちの任意の１つで或は他の適当な方法で清
掃しなければならず、またこれらの管から除かれ
た微粒子物質は集められて最後には、容器から取
り除かれなければならない。過された流体は次
に都合の良い位置で容器から導びかれなければな
らない。これら全ての条件が過装置全体の設計
および構造に機械的、熱的、空気力学的拘束を課
している。

これまでフイルター管を利用した代表的な装置
はフイルター管を垂直方向に垂下する方法で支持
するための単一の板すなわち管板を収容した主容
器を備えていた。この特定の型式の装置には幾つ
かの欠点がある。第１に、装置の過面積を増大
させうる唯一の方法としてより多くのフイルター
管を支持するためにその装置の管板の直径を拡張
する。これはすぐに実際の機械的限度につなが
る。管板は実質的にその円周縁でのみ支持されて
いるに過ぎないので重量が増すとその中心でたわ
む傾向があり、或いはたわみを防ぐために十分厚
くしなければならず結局経済的に値がかさむ。最
新の合金製管板でも高温状態ではこの問題を克服
できない。同様に中央支持体を設けることによつ
てこの問題を解決することも比較的高温になる膨
脹・収縮差と関連する問題のために実際的ではな
い。たとえこの問題が解決され、前述のように行
なうのが経済的にも正当であると仮定しても、多
数のフイルター管に適合するように管板の大きさ
を増すことと関連して他の欠点がある。例えば、
管板は大きさが増すにつれ、装置全体は形状がず
んぐりして来て結局海上輸送や鉄道輸送、或いは
路上輸送に不適となる。同様に管板は大きさが増
すと、収納容器自体は管板を収容しかつ内圧に耐
えるために単に直径ばかりでなく厚さも増さなけ
ればならない。明らかに十分大きな容器を設ける
ことは大変高価であり、これもまた経済的に値が
かさむ。

今説明した型式の装置のフイルター管の長さを
長くすることによつてその装置の過能力を高め
ることが可能なこともあるが、もちろんこれも本
質的に制約がある。

さらに幾分魅力的な或る最新のセラミツク製フ
イルター管が入手可能となつたが約1.5メートル
以上にすることはできない。かくして前に説明し
た型式の装置の過能力を増すためにこれら特定
のフイルター管を利用すれば管板の直径を大きく
することが必要となりそれ故今説明した問題が起
こつてくることになる。

前述の事柄を考慮すると、本発明の１つの目的
は前述の方法で機能することができ、しかも今説
明した、装置に関連する問題のない微粒子過装
置を提供することである。

本発明の別の目的は簡単かつ経済的でしかも信
頼できる方法によつて先行技術の問題点を克服す
ることにある。

後でわかるように、本明細書で開示する特定の
装置は比較的熱く、さらに加圧環境において燃焼
や他のそのような過程によつて発生する煙道ガス
から所定の最小の大きさの微粒子物質を過する
のに特に適している。この装置は、内部区画室を
構成し、かつ入口を有する主収納容器を利用し、
微粒子含有煙道ガス（或いは過される他のかか
る搬送流体）は区画室に入るために前記入口を通
過することができる。同様に容器は別個の出口を
備え、一旦過された搬送流体は区画室を出るた
めに前記出口を通過することができる。複数の
過組立体は容器区画室内に配置され、しかも同様
に容器区画室内に配置された単一の支持管によつ
て互いに間隔を隔ててしかも収納容器自体とも隔
たつて支持される。好ましくは、垂直方向に延び
ているこの管は過組立体を支持するための底装
置として役立ち、それと同時に過した流体を容
器の出口から容器の外へ導くための排出管として
役立たせるためにこれらの組立体および容器の出
口とも協働している。

本発明の好ましい態様では、今述べた排出管は
収納容器内に垂直方向に支持され、また種々の
過組立体は段の形体となるように前記管の長さ方
向に沿つて互いに垂直方向に間隔を隔てて位置決
めされる。この様にして各過組立体はそれ自体
の比較的小さな管板を持ち、単に排出管の長さを
長くしてまたこの管に支持されている過組立体
の数を増やすことによつて装置全体の過能力を
高めることができる。これによつて収納容器の高
さは高くなるが、容器の壁の厚さを増す必要はな
い、というのは内圧によるフープ応力は一定であ
るからである。同様に容器全体は装置の過能力
を高める時でも水平方向に大きくする必要がない
ので、海上輸送や鉄道輸送、或いは路上輸送に適
するように設計してもよい。さらに、過能力は
水平方向ではなく垂直方向の拡大によつて高める
ことができるので、前に説明した比較的短いが最
新のセラミツク製フイルター管も能力を損なうこ
となく利用できる。

ここに開示した装置を図面を参照して以下によ
り詳細に説明する。

種々の図を通して同じ構成要素を同じ参照番号
で示した図面を参照すると、燃焼又は他のそのよ
うな過程によつて発生した煙道ガスから所定の最
小の大きさの微粒子物質を過するための装置が
図示され、参照番号１０で示されている。この装
置は内部区画室１４を構成する主収納容器１２
と、区画室１４内に位置決めされた３つの過組
立体１６_a，１６_b，１６_cと、過組立体１６を
段にすなわち垂直方向に互いに間隔を隔てた関係
に支持するための単一の管１８とからなる。以下
でより詳細にわかるように、管１８は底、すなわ
ち実質的に過組立体を支持するための唯一の装
置として役立ち、同時に過された煙道ガスの排
出管として役立つ。

第１図に示すように、容器１２は２０で示す適
当な支持装置によつて垂直方向に延びた状態で支
持され、また容器は入口２２を備え、一般的に２
４で示す微粒子含有煙道ガスは区画室１４に入る
ためにこの入口２２を通過する。流入ガスが過
エレメント表面に直接当るのを防ぐためにそらせ
板２５が図示の様に入口を横切つて設けられるの
がよい。容器は別個の出口２６を備え、一旦過
組立体１６によつてガスから（所定の最小の大き
さの）微粒子物質が取り除かれると、一般的に２
８で示すガスは区画室を出るために前記出口２６
を通過する。入口２２は容器１２の上端部に隣接
して容器の一部を形成している垂直方向の側壁３
０に示され、出口２６は容器のまさに上端、つま
り事実上ドーム３２の頂部に示されており、前記
ドームは図示していないが適当な密封装置による
密封方法で側壁３０の上端に取りはずし可能に取
付けられている。容器の底端としても役立つダス
トホツパ２８の底端を形成している一番下の出口
３６を除けば、入口２２は区画室への唯一の開口
部であり、出口２６は区画室からの唯一の開口部
である。図示していないが、出口３６には密封方
法で出口を開閉するための装置が設けられる。

前述のように、管１８は過組立体１６を支持
するための底装置としてかつ又過した煙道ガス
の排出管として役立つ。この目的のために、管は
出口２６から区画室１４内へ垂直方向に延び、管
の最下端はホツパ３８の手前で終つている。第２
図で最もよくわかるように、管は支持装置４２に
よつて吊り下げ方式でドーム３２にしつかりと支
持される。この支持装置は溶接または他の方法で
出口２６のすぐ下で管の周りに適当にしつかりと
連結されたフランジ４４と、フランジを直接ドー
ムにボルト締めするための装置４６とを含む。こ
の様にして、管は区画室１４内に過組立体１６
を支持することができる。他の適当な装置を管や
組立体１６を支持するために設けてもよい。

管が排出管として役立つようにするために、管
は３つの垂直方向に間隔を隔てた部分１８_a，１
８_b，１８_cを備え、各部分はその周囲に一連の開
口部５０を有する。好ましい実施態様では、これ
らの開口部は各部分に20パーセントの開口面積を
持つ。同時に管の最下端部は適当な手段で閉鎖さ
れる。この様に後でわかるように、組立体１６に
よつて過された煙道ガスは開口部５０を通つて
管内に入り、最後には管の上端部から容器１２の
外に出る。

過組立体１６を参照すると、先ず、過組立
体１６_cに特に注意を向ける。第１図に図示する
ように、この組立体は容易に取付けできる複数の
フイルター管５２を有し、前記フイルター管は図
示するように同じ長さのものでも或いは異なつた
長さのもの（組立体１８_a，１８_b参照）でもよ
い。これらのフイルター管は支持板（すなわち管
板）５４によつて水平方向に間隔を隔てて垂直方
向に垂下した状態で支持される。従つて支持板は
それ自体の貫通口５６とフイルター管の最上開口
端をこれら貫通口内に支持するための適当な装置
（図示せず）とを備える。同時に支持板は管１８
の最下端に水平方向に延びた状態で溶接され或い
は他の方法で適当にしつかりと取付けられ、それ
によつてこの管の底端を塞ぐための手段としても
役立つ。

フイルター管５２の底端は塞がつており、また
それらの上端は支持板５４との組み合せでフード
６０によつて構成された共通の室５８へ通じてい
る。特に過組立体１６_cの一部を形成している
フード６０は支持板５４にしつかりと連結されか
つ支持板によつて塞がれた底開口端を有する。同
時に、フードは支持板から管１８の有孔部分１８
_ｃの周りに上方に延び、そして前記有孔部分にし
つかりに連結させてもよいし或いは単に支持板に
当つてもよく、また支持板にしつかりと連結させ
てもよい。図示した態様および好ましい態様にお
いて、フード６０は外向かつ下方に傾斜した上面
６２を有し、この面に積つたちり、特にこの面の
すぐ上の過組立体１６_bからのちりを落すのに
一層役立つ。何故ならこの組立体１６_bおよび事
実上全ての組立体は後で説明するように所定の位
置で定期的に清掃されるからである。

過組立体１６_cについて説明したので、今度
は過組立体１６_a，１６_bに注意を向ける。組立
体１６_bは２つの例外を除いて過組立体１６_cと
同一である。第１に、組立体１６_bの一部を形成
するフイルター管５２はその下のフード６０に適
合するために長さが変化し、第２に、この組立体
の支持板は管１８を受け入れるための中央開口部
６３を備えている。他の点では、組立体１６_bは
管部分１８_bの下端部で管１８に溶接され或いは
他の方法でしつかりと連結され、また組立体全体
がそれ自体のフード６０を有する。過組立体１
６_aは過組立体１６_bと同一であり同じ支持板と
中央開口部および同一のフイルター管を有してい
る。しかし組立体１６_aはそれ自体のフード６０
を必要としない、というのはこの目的のためにド
ーム３２を利用できるからである。かくしてドー
ムとその下の支持板は一緒になつて管部分１８_a
を取り囲む室５８を構成する。ダストシールと伸
縮継手６５との組合せが組立体１６_aの一部を形
成する支持板の外周と容器１２の内面との間に設
けられ、それによつて支持板より上の室５８を密
封し、また支持板の水平方向の伸縮も考慮してい
る。

構造上の見地から装置１０全体を説明したの
で、今度はこの装置が機能して燃焼または他のこ
のような過程によつて発生した煙道ガスから所定
の最小の大きさの微粒子物質を過する方法に注
意を向ける。上述のように、微粒子含有ガスは入
口２２から容器に入る。同時にダストホツパは閉
位置に維持される。流入ガスの圧力はガスを区画
室１４から流出させるため種々のフイルター５２
を通過させる程高い。この点については、当然管
１８を介して間接的に容器と係合することを除い
て過組立体１６_b，１６_cの両方は収納容器とは
係合していないことに注意すべきである。管自体
が組立体を支持するための唯一の装置を備えてい
るのでこれは可能である。その結果、流入する煙
道ガスは３つの組立体１６全部を形成しているフ
イルター管へ妨害なく流れる。これらの管をとり
囲んでいる微粒子含有ガスは区画室１４とこれら
管の内部との間の差圧によつてフイルター管内に
吸い込まれ、フイルター管の内部は大概支持管１
８を通る周囲の圧力に維持される。微粒子含有ガ
スは多くのフイルター管を通過するので、ガスは
過され、しかる後種々のフード室５８を通過し
て開口部５０から管１８に入り、最後には容器１
２から外へ出る。

今まで説明した構成要素に加えて、過装置１
０全体にフイルター管５２を定期的に清掃するた
めの適当な装置を設けるのがよい。或るこのよう
な装置は空気ポンプ（図示せず）を利用し、この
ポンプは協働する逆噴出ノズル６８を持つ端部分
を有する全体的に６６で示した適当な導管に連結
される。これらの端部分は過組立体１６_bのフ
ード室５８内にほんの一部が示されているにすぎ
ない。そこからわかるように、３つの代表的なノ
ズルが３つのフイルター管５２の真上に位置決め
されている。実際には、各管が各フイルター管の
真上にノズルがあるように十分な導管と、必要な
数のノズルが設けられる。前記の事柄は３つの組
立体全部について当てはまる。空気ポンプはこれ
らのノズルから空気噴射を出してフイルター管に
裏側から通させ、これによつて積もつた微粒子物
質を吹き飛ばす程強い。過組立体１６_aからの
この微粒子物質の大部分は組立体１６_bの一部を
形成しているフードの上面６２に落ち、この組立
体１６_bからの微粒子物質の大部分は組立体１６_c
のフードに落ちる。結局これらフードのテーパー
形状のため或いは各々のフードが全体的に７０で
示す適当な振動装置を備えているため、この積つ
た微粒子物質は全てホツパ３８の底へちりの形で
落ちる。定期的な間隔で出口３６を開き、そして
積もつたちりをホツパから取り除く。

以上の説明から、装置１０全体の過能力は収
納容器１２と管１８とを垂直方向に延ばし、前記
管から過組立体を追加して吊るすだけで増大さ
せることができる。自明の理であるが、設けられ
た過組立体の数にかかわらず、容器自体の壁の
厚さはほぼ一定のままであり、容器の断面直径も
当然一定のままである。同時におそらく最上部の
過組立体を除いては、過組立体は容器と直接
接触していないので、流入ガスは全ての過組立
体の間を容易に循環することができる。明らか
に、たとえ最上部の過組立体１６_aでもそれ自
体のフードを設ければそれによつて収納容器と直
接接触しなくなる。しかし図に示すまさにこの最
上部の過組立体は管１８による以外は容器に構
造荷重をかけることはない。

最後に装置１０全体はあらゆる種類のガス、お
よび実際には一般的に流体から微粒子物質を過
するのに利用し得ることは明らかである。容易に
過できる特定の微粒子物質（固体または液滴の
形態のいずれであつてもよい）と、これら微粒子
の大きさは選択した特定のフイルター管によつて
決まる。

過装置１０全体とその機能する方法について
説明したので今度は同様な収納容器８２と、同様
な排出管８４と、３つの同様な過組立体８６_a，
８６_b，８６_cとを有する同様の装置８０を示す第
３図に注意を向ける。装置８０と装置１０との主
な相違は、管８４がその上端から下方へ懸下され
るのではなく収納容器の底から垂直方向上方へ支
持されている点にある。その結果、容器８２はそ
の上端に入口８８を備えその底端に出口９０を備
える。変形例としてガス入口は先に装置１０で説
明したように、そらせ板と共に容器８２Ｂの側面
に沿う位置にあつても良い。同様に収納容器はホ
ツパ３８と同様なダストホツパを備えず、単にち
りを集めるために収納容器の底端部を利用するに
過ぎない。収納容器の底端部から下方へ延びてい
る１つ又はそれ以上の閉鎖可能なシユート９２は
このちりを取り除くために設けられる。

第３図で説明したように容器８２全体は容器１
２と同じ方法、すなわち適当な支持装置２０によ
つて支持される。２つの過組立体８６_b，８６_c
は前に説明した組立体１６_bと同一であつてもよ
く、或いは組立体８６_cに同じ長さのフイルター
管を設けてもよい。過組立体８６_aはその支持
板を利用して管８４の上端を塞ぐ範囲で組立体１
６_cと同一であつてもよい。しかしそのフード９
４は管８４を収容する必要がない点で他のどのフ
ードとも異なる。もちろん装置８０と装置１０と
の他の相違は管８４はその支持接合部では圧縮状
態に置かれ、これに対して管１８はその支持接合
部では引張り状態に置かれている点にある。他の
点では、種々の特徴や装置１０に関連した変形例
は装置８０に同様に応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による過装置の一つの態様を
示した立断面図である。第２図は第１図に示した
装置の外観の変形態様の詳細図である。第３図は
本発明による過装置の第２の態様の立断面図で
ある。 （部品の名称）、１０……装置（または過装
置）、１２……容器（または収納容器）、１４……
区画室（または内部区画室）、１６……過組立
体、１８……管、２２……入口、２４……微粒子
含有搬送流体（または煙道ガス）、２６……出口、
２８……過された搬送流体（またはガス）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼又は他のそのような過程によつて発生す
   る煙道ガスのような搬送流体から所定の最小の大
   きさの微粒子物質を過するのに特に適した装置
   において、 (a) 内部区画室を構成し、かつ微粒子含有搬送流
   体が前記区画室に入るために通過できる入口
   と、前記搬送流体が一旦過された後、前記区
   画室を出るために通過できる出口とを有する主
   容器と、 (b) 前記容器の区画室内に配置されかつ容器の入
   口から前記区画室に流入する微粒子含有流体か
   ら前記所定の最小の大きさの微粒子物質を過
   するように設計された複数の別々の過組立体
   と、 (c) 前記区画室内の前記過組立体を互いに間隔
   を隔ててしかも容器自体とも間隔を隔てて支持
   するための管とから成り、 前記管は実質的に前記容器区画室内に前記組立
   体を支持するための唯一の装置であり、かつ前記
   組立体によつて過された流体を前記出口から前
   記区画室の外へ導くための排出管として役立つよ
   うに前記組立体と容器の出口とに協働しており、 前記過組立体の各々は、開口部を有する管部
   分に隣接してその周囲に室を構成する装置と、前
   記室を構成する装置の一部をなし、かつ貫通口を
   有する支持板と、各々前記貫通口の各々と協働し
   て支持板の下側から垂直に垂下し、前記微粒子物
   質を過しながら、前記区画室内の微粒子含有流
   体を前記貫通口を経て前記室に流入させる複数の
   フイルター管とを含み、過された流体が前記排
   出管に入り、最終的には容器の外へ出ていくこと
   ができるようにしたことを特徴とする垂直方向段
   型微粒子過装置。 ２ 前記複数の過組立体が少なくとも２つの同
   様な組立体を含み、これら組立体のいずれもが前
   記管による以外は、直接にも間接にも前記主容器
   と係合しないことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 ３ 前記容器は上端と、向かい合つた底端と、こ
   れらの間に延びている円周の側部とを備え、前記
   管は前記容器の上端から下方へ延びていてかつそ
   の底端の手前で止まつていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 前記管は前記容器の底端から上方へ延びてい
   てかつその上端の手前で止まつていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の装置。