JPWO2018139083A1 - 集塵装置およびその粉塵払落方法 - Google Patents

Abstract

筒状のフィルタの圧力損失を増加させることなく、筒状のフィルタの全長にわたって粉塵を均一に払落すことができるパルスジェット式粉塵払落機構を備えた集塵装置、およびそのような集塵装置における粉塵払落方法を提供することを目的とする。本発明の集塵装置は、筒状フィルタ１０に付着した粉塵を除去するパルスジェット式粉塵払落機構を備えている集塵装置１００であって、パルスジェット式粉塵払落機構が、筒状フィルタの一端側開口から筒状フィルタの内部に向けてパルスジェットを吐出する第１の吐出ノズル２４を有している第１の吐出部と、筒状フィルタの他端側からパルスジェットを筒状フィルタの一端側開口に向けて吐出する第２のノズル３２を有している第２の吐出部と、を備え、第２の吐出ノズルが、筒状フィルタの一端側から他端側に延びる管路の先端側に設けられている。

Description

本発明は、集塵装置およびその粉塵払落方法に関し、詳細には、筒状フィルタに付着した粉塵を除去するパルスジェット式粉塵払落機構を備えている集塵装置と、このような集塵装置におけるフィルタからの粉塵払落方法に関する。

粉塵を含む含塵気体からフィルタによって粉塵を除去する集塵装置において、フィルタに付着した粉塵を払落すために、吐出部から圧縮空気をパルス状に噴出するパルスジェット式粉塵払落機構を備えている集塵装置が知られている。

例えば、筒状のフィルタの内部に円錐台形状のテーパ管を設ける、あるいはフィルタの下端部に凹形状の底板を設けることによって、フィルタの内圧を増大させ、フィルタの全長にわたり内圧の均等化を図るようにした粉塵払落機構を備えている集塵装置が知られている(例えば、特許文献１参照)。

特開２０１１−２４５４３９号公報

しかし、上述したような粉塵払落機構では、筒状のフィルタの全長にわって粉塵を均一に払落す効果が未だ不十分であった。さらに、筒状のフィルタ内部に空気の流れを阻害するような部材が設置されるため、フィルタの圧力損失が大きくなるという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、筒状のフィルタの圧力損失を増加させることなく、筒状のフィルタの全長にわたって粉塵を均一に払落すことができるパルスジェット式粉塵払落機構を備えた集塵装置、およびそのような集塵装置における粉塵払落方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、
筒状フィルタに付着した粉塵を除去するパルスジェット式粉塵払落機構を備えている集塵装置であって、前記パルスジェット式粉塵払落機構が、
前記筒状フィルタの一端側開口から前記筒状フィルタの内部に向けてパルスジェットを吐出する第１の吐出ノズルを有している第１の吐出部と、
前記筒状フィルタの他端側からパルスジェットを前記筒状フィルタの一端側開口に向けて吐出する第２のノズルを有している第２の吐出部と、を備え、該第２の吐出ノズルが、前記筒状フィルタの一端側から他端側に延びる管路の先端側に設けられている、
ことを特徴とする集塵装置が提供される。

このような構成によれば、筒状フィルタの内部空間のフィルタの圧力損失を増大させるような部材が配置されず、さらに、筒状フィルタの両端側から筒状フィルタの内部空間に向けて対向したパルスジェットが吐出されるので、筒状フィルタの圧力損失を増加させることなく、筒状のフィルタの全長にわたって粉塵を均一に払落すことができる。

また、既存の集塵装置に大幅な変更を加えることなく、粉塵払落用のパルスジェットの吐出ノズルをフィルタの対向位置に配置することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記管路が、先端部に設けられた反転経路を有し、前記第２の吐出ノズルが前記反転経路の先端に設けられている。

このような構成によれば、簡単な構成で、粉塵払落用のパルスジェットの吐出ノズルをフィルタの対向位置に配置することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記反転経路が略Ｕ字形状を有している。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記管路が、清浄空気が導入される空間である前記筒状フィルタの内部空間に配置されている。

管路を、粉塵が存在する筒状フィルタの外側に配置する構成では、この部分で管路内に粉塵が侵入し、管路の先端からフィルタ内に粉塵が噴射されてしまうおそれがある。したがって、管路を筒状フィルタの外側に配置する構成では、管路の気密性を確保することが必要となり、装置の製造コストが上昇してしまう。しかしながら、上記のような構成によれば、管路は、清浄空気が導入される空間である筒状フィルタの内部空間に配置されることになるので、管路自体に高い気密性が必要とされず、装置の製造コスト等が抑えられる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記管路が、前記筒状フィルタの外部に配置され、
前記反転経路が、前記筒状フィルタの他端側でフィルタを貫通して筒状フィルタの内部空間に延びている。

このような構成によれば、筒状フィルタの内部に空気の流れを阻害する部材がないため、フィルタの内部空間で、空気の流れが円滑になる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第２の吐出ノズルが、先細り形状を有している。

このような構成によれば、先細り形状の吐出ノズルにより、吐出するパルスジェットの圧力および速度が高くなる。この結果、より高い速度のパルスジェットが、より遠くまで到達し、さらに、より高い速度のパルスジェットが周囲の空気をより多く取込むことにより、粉塵払落し効果が向上する。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第２の吐出ノズルが、拡開形状を有している。

このような構成によれば、ノズルの拡開形状によって、吐出するパルスジェットが拡がり、フィルタ内部のより広い範囲で粉塵払落効果を得ることができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記反転経路は先端側が複数の部分に枝分かれし、該部分のそれぞれに第２の吐出ノズルが設けられている。

このような構成によれば、特に、筒状フィルタの内部断面積が広いとき、複数箇所からのパルスジェットの吐出により、フィルタ内部のより広い範囲で粉塵払落効果を得ることができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第２の吐出部が、前記筒状フィルタと一体的に構成され前記集塵装置から一体的に着脱可能に構成されている。

このような構成によれば、フィルタの脱着時に付加的な作業が発生せず、従来通り、容易にフィルタの脱着を行うことができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記集塵装置が、粉塵室と清浄空気室を区切るセルプレートと、該セルプレートに前記筒状フィルタを取付けるためのフィルタ枠とを備え、
前記フィルタ枠は、前記筒状フィルタの一端側に形成された孔部と相補的な突起を有し、
前記筒状フィルタは、前記孔部に前記突起を嵌合させることにより、前記集塵装置に着脱自在に取付けられる。

このような構成によれば、パルスジェットの吐出位置とフィルタのセンター位置の位置合わせを確実且つ容易に行い、パルスジェットによる効果的な粉塵払落し効果を得ることができる。

上記いずれかの集塵装置における粉塵払落方法であって、
前記第１の吐出部および第２の吐出口からパルスジェットを吐出させ前記筒状フィルタから粉塵を払落す払落しステップであって、前記第１の吐出部からのパルスジェットの吐出と、前記第２の吐出部からのパルスジェットの吐出とが、時間差を有して開始される払落しステップを備えている、
ことを特徴とする粉塵払落方法が提供される。

このような構成によれば、２つのパルスジェットが衝突することによって生じる圧力上昇部位を変化させることができるので、フィルタの特定部位の粉塵を確実に払い落すことができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記時間差が変更されながら実行される。

このような構成によれば、圧力上昇部位をフィルタ内で順次移動させ、フィルタ全体の粉塵を効果的に払落すことができる。

本発明によれば、筒状のフィルタの圧力損失を増加させることなく、筒状のフィルタの全長にわたって粉塵を均一に払落すことができるパルスジェット式粉塵払落機構を備えた集塵装置、およびそのような集塵装置における粉塵払落方法が提供される。

本発明の好ましい実施形態のパルスジェット式粉塵払落機構を備えた集塵装置の構成を示す概略的な断面図である。 図１の集塵装置のフィルタ枠の平面図 図２のIII-III線に沿った断面図である。 図１の集塵装置のフィルタ上部皿の平面図である。 図１の集塵装置のフィルタ近傍の構成示す模式的な縦断面図である。 粉塵払落機構の変形例を示す模式的な図面である。 粉塵払落機構の変形例を示す模式的な図面である。 粉塵払落機構の変形例を示す模式的な図面である。 図８の変形例の平面面である。 粉塵払落機構の変形例を示す模式的な図面である。 粉塵払落機構の変形例を示す模式的な図面である。

以下、本発明の第１の実施形態の集塵装置を図面に沿って説明する。本実施態様の集塵装置は、筒状フィルタに付着した粉塵を除去するパルスジェット式粉塵払落機構を備えている集塵装置である。

図１は本実施形態のパルスジェット式粉塵払落機構を備えた集塵装置１００の構成を示す概略的な断面図である。
図１に示されているように、集塵装置１００は、筐体１を備えている。筐体１の内部空間は、仕切り板であるセルプレート２によって、粉塵が含まれた含塵空気が導入される粉塵室４と、粉塵が除去された清浄空気が導入される清浄空気室６とに区画されている。

仕切り板であるセルプレート２には、フィルタ枠８を介して複数本（本実施態様では３本）の有底円筒形の筒状フィルタ１０が取付けられている。本実施形態では、フィルタ１０はプリーツ形状を有し、ろ布の外面で粉塵をろ過し捕集する構造である。しかしながら、本発明は、この構造のフィルタに限定されるものではなく、他の構造、例えば円筒ろ布を用いたフィルタ等を用いても良い。

図２は、フィルタ枠８の平面図であり、図３は、図２のIII-III線に沿った断面図である。また、図４は、筒状フィルタ１０の平面図である。

図２に示すように、フィルタ枠８には、筒状フィルタ１０の外径に適合する寸法の円形開口８ａが形成されている。フィルタ枠８の開口８ａの外縁には、所定の角度(本実施態様では１２０度)間隔で、突起１６が形成されている。

筒状フィルタ１０は、図４に示されているように、一端側にフィルタ上部皿１２を備えている。フィルタ上部皿１２は、プラスチック、金属等で形成された環状の枠状部材であり、所定の角度間隔(本実施態様では１２０度間隔)で、フィルタ枠８の突起１６と相補的な固定用の孔部１４が設けられている。

本実施態様では、筒状フィルタ１０は、フィルタ上部皿１２がフィルタ枠８の開口と整列するように配置され、フィルタ上部皿１２の孔部１４にフィルタ枠８の開口８ａの外縁の突起１６を嵌合させることによって、フィルタ枠８に取付けられる。

本実施態様では、 筒状フィルタ１０は、筒状フィルタ１０が取付けられたフィルタ枠８をセルプレート２に設けられているフィルタ枠取付部材(図示せず)に嵌め込むことにより、フィルタ枠８を介してセルプレート２に取付けられることになる。
このような構成により、粉塵室４側の含塵空気が、フィルタ１０を介して、清浄空気室６に流入することになる。

本実施態様の集塵装置１００は、筒状フィルタ１０に付着した粉塵を除去するパルスジェット式粉塵払落機構を備えている。このパルスジェット式粉塵払落機構は、第１の吐出部１８と第２の吐出部２０とを備えている。

第１の吐出部１８は、筒状フィルタ１０の一端側開口から筒状フィルタの内部に向けてパルスジェットを吐出するように構成されている。詳細には、第１の吐出部１８は、セルプレート２の上方位置に配置され、セルプレート２と略平行に配置されたマニホールド２２と、このマニホールド２２に形成された複数の第１の吐出ノズル２４とを備えている。

第１の吐出ノズル２４は、筒状フィルタ１０の一端側（フィルタ上部皿側即ちフィルタ枠側）で、その吐出口が筒状フィルタ１０の中心軸線上で筒状フィルタ１０の内部に指向するように配置され、マニホールド２２を介して供給された圧縮空気を、筒状フィルタ１０の一端側の開口からパルスジェットとして筒状フィルタ１０の内部に向けて吐出するように構成されている。

マニホールド２２の基端部には、第１エアタンク２６と、エアバルブを有する第１の電磁弁２８が設けられている。第１の吐出部１８は、第１エアタンク２６と、第１の電磁弁２８によって、マニホールド２２を介して第１の吐出ノズル２４に圧縮空気を供給するように構成されている。

一方、第２の吐出部２０は、筒状フィルタ１０の他端側からパルスジェットを筒状フィルタ１０の一端側開口に向けて吐出するように構成されている。詳細には、第２の吐出部２０は、筒状フィルタ１０の内部空間を一端側から他端側に延びる管路３０と管路３０の先端に設けられた第２の吐出ノズル３２とを備えている。管路３０は、先端側（他端側）に略Ｕ字状の反転経路３０ａを有し、反転経路３０ａの先端に第２の吐出ノズル３２が設けられている。

本実施態様では、図５に示されているように、反転経路３０ａは、曲線を描きながら即ち湾曲しながら反転する略Ｕ字状を有している。この先端側の略Ｕ字状の反転経路３０ａによって、管路３０は、略Ｊ字状の形状を有している。

管路３０は、筒状フィルタ１０の内周面に沿って（接して）延びるように配置され、第２の吐出ノズル３２は、先端の吐出口が、筒状フィルタ１０の中心（中心軸線線上）に位置し、筒状フィルタ１０の一端側開口に向けて開口するように構成されている。

したがって、本実施態様では、第１の吐出ノズル２４の吐出口と第２の吐出ノズル３２の吐出口とが、筒状フィルタ１０の中心軸線上で対向して配置されることになる。

管路３０の上端部は、エアバルブを有する第２の電磁弁３６が設けられているマニホールド３４に直接連結され、第２エアタンク３８に連通されている。

なお、管路３０の上端部が、マニホールド３４と直接連結されず、数ｍｍ程度離れた状態で配置された構成、または、何らかのジョイント部材を用いてマニホールド３４と連結された構成でもよい。

なお、この実施形態では、第２の吐出ノズル３２は、管路３０と一体的に形成されている。しかしながら、第２の吐出ノズル３２を、管路３０から着脱自在な別部材として形成してもよい。

上述したように、本実施態様では、第１の吐出ノズル２４の吐出口と第２の吐出ノズル３２の吐出口とが、筒状フィルタ１０の中心軸線上で対向して配置されているので、上方の第１の吐出ノズル２４からのパルスジェットと、下方の第２の吐出ノズル３２からのパルスジェットとを正面衝突させ、筒状フィルタ１０の内部空間の圧力を効率良く高めることができる。

本実施態様では、管路３０は、筒状フィルタ１０の内面に接した状態で、筒状フィルタ１０の内部空間に配置されている。具体的には、管路３０の上下端に突起を設け、筒状フィルタ１０側に、管路側の突起と相補的な、孔、又は凹部を設け、管路３０の突起をフィルタ側の孔等に嵌合することにより、管路３０が、筒状フィルタ１０連結されている。
しかしながら、管路３０を、他の固定部材を用いて筒状フィルタ１０の内周面に接して延びるように筒状フィルタ１０の内部空間に固定した構成でもよい。

このように、管路３０を、筒状フィルタ１０の内周面に接して延びる位置に位置決めすることにより、管路３０が、上方の第１の吐出ノズル２４からのパルスジェットと、下方の第２の吐出ノズル３２からのパルスジェットの障害となり難い。

なお、管路３０を筒状フィルタ１０と一体的に構成し、集塵装置から一体的に着脱可能とした構造としてもよい。このような構成によれば、筒状フィルタ１０の交換作業等に際し、従来から行なわれていた作業と同様の工程で、容易にフィルタ交換等のメンテナンス作業を行なうことができる。

このように構成された集塵装置では、従来と同様に粉塵室４に供給された含塵空気を、筒状フィルタ１０を介して清浄空気室６に吸引し、その際に筒状フィルタ１０により集塵を行うものである。
集塵運転を継続すると、筒状フィルタ１０の外表面（粉塵室側面）に次第に粉塵が付着し、筒状フィルタ１０前後の差圧が上昇する。この差圧が設定値以上になったとき、あるいは差圧に関係なく運転時間が所定時間を超えたときには、粉塵払落作業が行なわれる。

この粉塵払落作業では、所定時間、第１および第２の電磁弁２８、３６を開いて、筒状フィルタ１０の外部上方位置と、これに対向する筒状フィルタ１０の内部位置とに配置されたパルスジェット吐出部である第１および第２の吐出ノズル２４、３２から、圧縮空気をパルスジェットとして吐出する。

このように対向して吐出された圧縮空気は、筒状フィルタ１０の内部空間内で衝突し、筒状フィルタ１０の内圧を高め、筒状フィルタ１０の全長にわたり均一に粉塵を払い落すことができる。
本実施態様では、筒状フィルタ１０の内部空間に、空気の流れを阻害する部材が配置されてりないため、圧縮空気の圧力が、このような部材によって減少させられることがない。

第１および第２の電磁弁２８、３６の開放開始時間は同時であってもよいが、開始時間に時間差を有する、即ち第１の吐出ノズル２４からの圧縮空気の噴出開始時間と、第２の吐出ノズル３２からの圧縮空気の噴出開始時間をずらしても良い。

さらに、２つの吐出ノズルからの圧縮空気の噴出開始時間の時間差を変化させることにより、２つの吐出ノズルからの圧縮空気の衝突位置、即ち局所的な内圧上昇ポイントの位置を、筒状フィルタの長手方向において変化させることができる。

このため、フィルタの粉塵払落が必要な部位の近傍に内圧上昇ポイント位置するように、２つの吐出ノズルからの圧縮空気の噴出開始時間のずれを制御することにより、フィルタの粉塵付着状態に応じた、適切な粉塵払落を実行することができる。

また、２つの吐出ノズルからの圧縮空気の噴出開始時間の時間差を、パルスジェットの一又は複数ショット毎に、段階的に変化させる方法を採用すると、内圧上昇ポイントを連続的に移動させながら、筒状フィルタ１０の内面全体にわたり、均一に粉塵払落を行なうことが可能となる。

具体的には、筒状フィルタ１０として、長さ５４０ｍｍのカートリッジフィルタを使用し、上下パルスの開始時間のずれを、１５０ｍｓ、１００ｍｓ、５０ｍｓ、０ｍｓ（同時）、−５０ｍｓ、−１００ｍｓ、−１５０ｍｓの順で順次、変化させていくことにより、フィルタの内周面全体の粉塵を効果的に払い落すことができた。

以上に説明したように、上記実施形態によれば、筒状フィルタ１０の外部位置にある第１の吐出ノズル２４と、これに対向するフィルタの内部位置に配置した第２の吐出ノズル３２から吐出される圧縮空気のかたまりを筒状フィルタ１０の内部で衝突させ、筒状フィルタ１０の全長にわたり均一に粉塵を払い落すことができる。

本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

上記実施形態では、第２の吐出部２０の管路３０の反転経路３０ａは、曲線を描きながら即ち湾曲しながら略Ｕ字状をとっているが、反転経路は、先端に設けられた第２の吐出ノズル３２の吐出口が筒状フィルタ１０の一端側に向けて開口する構成であれば、どのような構成でもよい。

例えば、図６に示されているように、上方に向かって開口する「コ」字状に、経路４０から直線的に反転する形状の反転経路４０ａであってよい。このような反転経路４０ａの先端に、吐出口が筒状フィルタ１０の一端側に向けて開口するように第２の吐出ノズル４２が設けられる。

また、図７に示されているように、経路５０の先端で、左右２つの部分に枝分かれ（分岐）した逆Ｔ字状の形状の反転経路５０ａであってよい。このような反転経路５０ａの枝分かれ部分のそれぞれの先端に、吐出口が筒状フィルタ１０の一端側に向けて開口するように第２の吐出ノズル５２が設けられる。

また、上記実施形態では、管路３０は、筒状フィルタ１０の内部空間に配置されていたが、この配置に限定されるものではない。例えば、図８に示されているように、管路６０が筒状フィルタ１０の外部で筒状フィルタ１０の一端側から他端側に延びるように配置された構成でもよい。管路の反転経路６０ａは、筒状フィルタ１０の底壁を貫通して延び、その先端部が、筒状フィルタ１０の内部空間の中央に位置するように配置され、反転管路６０ａの先端に第２の吐出ノズル６２が設けられる。管路６０の上端は、図９に示されているように、筒状フィルタ１０の一端に配置されたフィルタ上部皿１２によって、支持される。

また、上記実施形態では、第２の吐出ノズルの先端は、管路と同一径であるが、図１０、図１１の構成のように、経路７０、８０の反転経路の先端の第２の吐出ノズル７２、８２が、先細りあるいは拡開形状を有している構成でもよい。

実施形態では円筒状フィルタの上下にパルスジェット吐出部を設けたが、フィルタの形状は、円筒状に限定されるものではない。例えば、細長い矩形断面を有し下端が閉鎖された筒状のフィルタ（所謂平板状のフィルタ）でもよい。

１００：集塵装置
１：筐体
２：セルプレート
４：粉塵室
６：清浄空気室
８：フィルタ枠
１０：筒状フィルタ
１２：フィルタ上部皿
１４：孔部
１６：突起
１８：第１の吐出部
２０：第２の吐出部
２２：マニホールド
２４：第１の吐出ノズル
２６：第１エアタンク
２８：第１の電磁弁
３０：管路
３０ａ：反転経路
３２：第２の吐出ノズル
３４：マニホールド
３６：第１の電磁弁
３８：第２エアタンク

Claims (12)

1. 筒状フィルタに付着した粉塵を除去するパルスジェット式粉塵払落機構を備えている集塵装置であって、前記パルスジェット式粉塵払落機構が、
   前記筒状フィルタの一端側開口から前記筒状フィルタの内部に向けてパルスジェットを吐出する第１の吐出ノズルを有している第１の吐出部と、
   前記筒状フィルタの他端側からパルスジェットを前記筒状フィルタの一端側開口に向けて吐出する第２のノズルを有している第２の吐出部と、を備え、該第２の吐出ノズルが、前記筒状フィルタの一端側から他端側に延びる管路の先端側に設けられている、
   ことを特徴とする集塵装置。
2. 前記管路が、先端部に設けられた反転経路を有し、前記第２の吐出ノズルが前記反転経路の先端に設けられている、
   請求項１に記載の集塵装置。
3. 前記反転経路が略Ｕ字形状を有している、
   請求項２に記載の集塵装置。
4. 前記管路が、清浄空気が導入される空間である前記筒状フィルタの内部空間に配置されている、
   前記１ないし３のいずれか１項に記載の集塵装置。
5. 前記管路が、前記筒状フィルタの外部に配置され、
   前記反転経路が、前記筒状フィルタの他端側でフィルタを貫通して筒状フィルタの内部空間に延びている、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の集塵装置。
6. 前記第２の吐出ノズルが、先細り形状を有している、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の集塵装置。
7. 前記第２の吐出ノズルが、拡開形状を有している、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の集塵装置。
8. 前記反転経路は先端側が複数の部分に枝分かれし、該部分のそれぞれに第２の吐出ノズルが設けられている、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載の集塵装置。
9. 前記第２の吐出部が前記筒状フィルタと一体的に構成され、前記集塵装置から一体的に着脱可能に構成されている、
   請求項１ないし８のいずれか１項に記載の集塵装置。
10. 前記集塵装置が、粉塵室と清浄空気室を区切るセルプレートと、該セルプレートに前記筒状フィルタを取付けるためのフィルタ枠とを備え、
    前記フィルタ枠は、前記筒状フィルタの一端側に形成された孔部と相補的な突起を有し、
    前記筒状フィルタは、前記孔部に前記突起を嵌合させることにより、前記集塵装置に着脱自在に取付けられる、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載の集塵装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の集塵装置における粉塵払落方法であって、
    前記第１の吐出部および第２の吐出口からパルスジェットを吐出させ前記筒状フィルタから粉塵を払落す払落しステップであって、前記第１の吐出部からのパルスジェットの吐出と、前記第２の吐出部からのパルスジェットの吐出とが、時間差を有して開始される払落しステップを備えている、
    ことを特徴とする粉塵払落方法。
12. 前記時間差が変更されながら実行される、
    請求項１１に記載の粉塵払落方法。

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