KR20120123152A - 입자상 물질 제거용 필터의 세정방법 및 세정장치 - Google Patents

입자상 물질 제거용 필터의 세정방법 및 세정장치 Download PDF

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Abstract

입자상 물질 제거용 필터의 세정장치(100)는, 내연 기관(1)의 배기통로(2) 내에 설치되는 한편 배기가스에 포함된 입자상 물질(19)을 포획하는 필터(3)와, 상기 배기가스의 흐름 방향(F1)에 대한 역방향(F2)으로부터 상기 필터(3)에 고압공기 및 고압증기를 분사할 수 있는 분사장치(4), 상기 분사장치(4)에 상기 고압공기를 공급할 수 있는 고압공기 공급장치(5) 및, 상기 분사장치(4)에 상기 고압증기를 공급할 수 있는 고압증기 공급장치(6)를 갖추고 있다.

Description

입자상 물질 제거용 필터의 세정방법 및 세정장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING A FILTER FOR REMOVING PARTICULATE MATTER}
내연 기관 또는 연소 기기의 배기통로 내에 설치되는 한편 배기가스에 포함된 입자상 물질(particulate matter, 粒子狀物質)을 포획하는 필터를 세정하는 세정방법 및 세정장치에 관한 것이다.
내연 기관이나 연소 기기로부터의 배기가스에는 흑연 등의 입자상 물질이 포함되어 있다. 내연 기관은, 예를 들어 디젤 기관, 가스 기관, 가솔린 기관 및 가스 터빈 등이다. 연소 기기는, 예를 들어 보일러이다. 종래, 입자상 물질을 배기가스로부터 제거하기 위해, 내연 기관 또는 연소 기기의 배기통로 내에 입자상 물질을 물리적으로 포획하기 위한 필터가 배치된다.
포획된 입자상 물질을 필터로부터 제거하는 기술로서, 다음의 기술 (A), (B) 및 (C)가 실용화되어 있다. 기술 (A)는, 필터에 포획된 입자상 물질을 전기 히터 또는 버너 등에 의해 소각함으로써 필터로부터 미세 먼지를 제거한다. 기술 (B)는, 산화작용이 있는 촉매 성분을 미립자 필터에 담지(擔持)시킴으로써, 또는 필터의 상류에 산화 촉매를 설치함으로써, 필터로부터 입자상 물질을 연속적으로 제거한다. 기술 (C)는, 배기가스의 흐름 방향에 대하여 역방향으로 고압공기를 필터에 분사함으로써, 포획된 입자상 물질을 필터로부터 털어서 떨어뜨린다.
기술 (A)는 필터의 온도를 입자상 물질이 연소하는 온도로 상승시키는데 큰 에너지를 필요로 하고 있어, 운용 비용이 크게 든다. 기술 (B)는 자동차용 기관에서 주로 채용되고 있다. 그러나, 발전용 기관 및 선박용 기관에서는 연료 중에 포함되는 유황분이 많기 때문에, 산화 촉매 재생 방식은 발전용 기관이나 선박용 기관에 적용할 수 없다.
한편, 기술 (C)에서는 다음과 같은 문제가 있다. 배기가스 중의 입자상 물질에는 연료나 윤활유에 기인하는 가용유기 성분이 포함되어 있다. 배기가스 온도가 높은 경우, 적어도 일부의 가용유기 성분은 휘발한다. 휘발에 의해 가스 상태로 된 가용유기 성분은 필터를 통과한다. 이 때문에, 많은 가용유기 성분이 필터에 잔류하는 것은 방지된다. 한편, 기관 시동 시나 난기(暖機, 예열) 운전 시 등의 배기가스 온도가 낮은 경우, 가용유기 성분이 휘발하지 않기 때문에, 고점성 성분으로 된다. 고점성 성분으로 된 가용유기 성분은 흑연이나 회분(灰分)과 더불어 필터 내에 잔류한다. 입자상 물질에 고점성 성분이 잔류하고 있는 경우, 고압공기의 역방향 분사에 의해 입자상 물질을 필터로부터 털어서 떨어뜨리는 것은 곤란하다. 그 결과, 필터 차압이 상승한 상태로 되어 이 입자상 물질 제거 장치의 운전이 곤란하게 되어 버린다.
기술 (C)에서의 문제를 해결하는 기술, 즉 필터에 잔류하는 고점성 성분을 제거하기 위한 기술로서, 특허문헌 1∼3에 제시되는 기술이 있다.
특허문헌 1의 기술은, 먼저 가열된 고온 공기(가열 재생 가스)에 의해 필터로부터 그을음에 포함된 오일 미스트(oil mist, 고점성 성분)를 휘발시킨다. 이 기술은, 다음에는 필터에 압축 공기(압축 가스)를 배기가스의 흐름에 대해 역방향으로부터 분사(역세(逆洗, 역세정))함으로써 고점성 성분의 휘발에 의해 박리되기 쉽게 된 그을음을 필터로부터 털어서 떨어뜨린다.
특허문헌 2의 기술은, 고압수(고압 유체)를 필터에 분사함으로써 필터를 세정한다.
특허문헌 3의 기술은, 80도보다 높은 온도이면서 0.5∼2.0MPa의 물 또는 수증기를 필터에 분사함으로써 필터를 세정하는 방법이다. 수증기는, 필터로의 도달 시에 액상 상태를 이루도록 내뿜어진다. 이 때문에, 특허문헌 3도, 실질적으로는 특허문헌 2와 마찬가지로, 물에 의해 필터를 세정한다.
특허문헌 1 : 일본 특허 제3653055호 공보 특허문헌 2 : 일본 특개 2001-50028호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허 제3941550호 공보
필터로부터 입자상 물질을 제거하기 위해, 특허문헌 1의 기술은 고온 공기와 압축 공기를 이용하고 있고, 특허문헌 2, 3의 기술은 물 또는 온수(溫水, 따뜻한 물)를 이용하고 있다.
필터로부터 오일 미스트(oil mist)를 휘발시키기 위해서는, 필터 표면의 부착물을 가열하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 특허문헌 1의 기술은 압축 공기를 분사하기 전에, 필터로부터 오일 미스트를 휘발시키기 위해, 먼저 공기를 가열한다. 이 때문에, 특허문헌 1의 기술은 많은 에너지를 필요로 하고 있다.
필터로부터 입자상 물질을 제거하기 위해, 특허문헌 1에서는 압축 공기가 이용되고 있으며, 특허문헌 2, 3에서는 물 또는 온수가 이용되고 있다. 그러나, 물, 온수 또는 압축 공기에 의한 세정력은 수증기에 의한 세정력보다 약하다. 물, 온수 또는 압축 공기에서는, 필터의 세정력이 불충분한 경우가 있다.
또, 필터의 세정에 물이 사용된 경우, 필터에 수분이 잔류한다. 이 수분에 배기가스가 가해지면, 그을음이 고착하거나 유황분(硫黃分)이 황산으로 변화할 가능성이 있다.
즉, 고온 공기 및 압축 공기에 의한 세정 또는 고압수에 의한 세정에서는, 입자상 물질을 필터로부터 효과적으로 제거할 수 없는 경우가 있다. 그래서, 본 발명은 입자상 물질을 필터로부터 효과적으로 제거할 수 있는 세정방법 및 세정장치를 제공한다.
본 발명은, 내연 기관 또는 연소 기기의 배기통로 내에 설치되는 한편 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포획하는 필터에, 상기 배기가스의 흐름 방향에 대한 역방향으로부터 고압공기 및 고압증기를 분사하는 입자상 물질 제거용 필터의 세정방법으로서, 상기 필터에 상기 고압증기를 분사한 후에, 상기 필터에 상기 고압공기를 분사하는 입자상 물질 제거용 필터의 세정방법을 제공한다.
본 발명은, 내연 기관 또는 연소 기기의 배기통로 내에 설치되는 한편 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포획하는 필터와, 상기 배기가스의 흐름 방향에 대한 역방향으로부터 상기 필터에 고압공기 및 고압증기를 분사할 수 있는 분사장치, 상기 분사장치에 상기 고압공기를 공급할 수 있는 고압공기 공급장치 및, 상기 분사장치에 상기 고압증기를 공급할 수 있는 고압증기 공급장치를 구비하고 있는 입자상 물질 제거용 필터의 세정장치를 제공한다.
본 발명에 따른 입자상 물질 제거용 필터의 세정장치는, 바람직하게는 구성 (a) 및 (b)를 채용할 수 있다.
구성 (a)에 있어서, 상기 세정장치는 상기 분사장치에 상기 고압공기 및 상기 고압증기 중의 한쪽을 택일적으로 공급하기 위한 절환 장치와, 상기 분사장치에 상기 고압증기를 공급한 후에 상기 분사장치에 상기 고압공기를 공급하도록 상기 절환 장치를 제어하는 컨트롤러를 더 갖추고 있다.
구성 (b)에 있어서, 상기 고압증기 공급장치가 상기 배기가스를 열원으로 하여 상기 고압증기를 발생시키는 증기 발생기이다.
기상 상태의 수증기는, 액상 상태의 물이나 상기 수증기와 같은 온도의 고온 공기보다 열용량의 점에서 커서, 큰 에너지를 보유하고 있다. 이 때문에, 기상 상태의 수증기는 필터로부터 고점성 성분을 제거하기 쉽고, 필터 내의 미세 구멍에 들어간 흑연과 회분 등의 제거에 효과적이다. 이 때문에, 본 발명에 따른 세정방법은, 입자상 물질을 필터로부터 효과적으로 제거할 수 있다. 고압증기의 분사에 의해 필터에 소량의 수분이 잔류하지만, 본 발명에 따른 세정방법은 고압공기의 분사에 의해 필터에 수분이 잔류하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 세정장치는, 필터에 고압증기를 분사함으로써 필터로부터 입자상 물질을 제거한 후에, 필터에 고압공기를 분사함으로써 필터로부터 수분을 제거할 수 있다. 기상 상태의 수증기는, 액상 상태의 물이나 기상 상태의 공기보다 열용량의 점에서 크다. 이 때문에, 기상 상태의 수증기는 필터로부터 고점성 성분을 제거하기 쉽고, 필터 내의 미세 구멍에 들어간 흑연과 회분 등의 제거에 효과적이다. 즉, 본 발명에 따른 세정장치는, 입자상 물질을 필터로부터 효과적으로 제거할 수 있다. 고압증기의 분사에 의해 필터에 소량의 수분이 잔류하지만, 본 발명에 따른 세정장치는 고압공기의 분사에 의해 필터에 수분이 잔류하는 것을 방지할 수 있다.
구성 (a)에 있어서, 본 발명에 따른 세정장치는 자동적으로 필터에 고압증기를 분사한 후에, 필터에 고압공기를 분사할 수 있다. 이 때문에, 필터의 세정 작업이 쉽다.
구성 (b)에 있어서, 본 발명에 따른 세정장치는 배기가스를 열원으로서 이용하기 때문에, 고압증기를 발생시키기 위해 특별한 열원을 필요로 하지 않는다. 이 때문에, 본 발명에 따른 세정장치는 경제적으로 유리하다.
도 1은 입자상 물질 제거용 필터의 세정장치의 구성을 나타내는 도면이다 (제1 실시형태).
도 2는 허니콤(honeycomb) 필터의 구조를 나타내는 측단면도이다.
도 3은 고압공기만에 의한 세정 후 및 고압증기에 의한 세정 후에서의 필터 차압의 잔류율을 나타내는 도면이다.
도 4는 입자상 물질 제거용 필터의 세정장치의 구성을 나타내는 도면이다 (제2 실시형태).
도 5는 입자상 물질 제거용 필터의 세정장치의 구성을 나타내는 도면이다 (제3 실시형태).
(제1 실시형태)
도 1은 제1 실시형태의 입자상 물질 제거용 필터의 세정장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 있어서는, 내연 기관(1), 내연 기관(1)의 배기통로(2) 및 세정장치(100)가 도시되어 있다. 내연 기관(1)으로부터 배출되는 배기가스는 배기통로(2)를 통과하여 대기 중으로 방출된다. 도 1에 있어서, 배기가스의 흐름 방향(F1)은 오른쪽 방향이다.
세정장치(100)는 필터(3), 분사장치(4), 고압공기 공급장치(5), 고압증기 공급장치(6), 공기 개폐 밸브(7), 증기 개폐 밸브(8), 컨트롤러(9), 상류 가스 압력 센서(11) 및 하류 가스 압력 센서(12)를 갖추고 있다.
필터(3)는 배기통로(2) 내에 설치되어 있으며, 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포획한다.
도 2는 허니콤 필터(3)의 구조를 나타내는 측단면도이다. 필터(3)는 격벽(3a)에 의해 구획된 다수의 셀을 가진 허니콤 구조를 가지고 있다. 각 셀은 예를 들어 사각기둥이다. 필터(3)가 배기통로(2) 내에 배치되어 있을 때, 각 셀의 축방향은 배기가스의 흐름 방향(F1)에 대하여 평행이며, 격벽(3a)의 표면도 흐름 방향(F1)에 대하여 평행이다. 각 셀은 교대로 한쪽 끝을 칸막이 벽(3b)에 의해 봉하고 있다. 격벽(3a)은 여과막이고, 가스는 격벽(3a)을 통과할 수 있다. 또, 여과막에는 미세한 구멍이 형성되어 있고, 격벽(3a)을 통과하는 배기가스 중의 입자상 물질이 격벽(3a)에 포획된다. 이 때문에, 필터(3)를 통과하는 배기가스는 반드시 어느 하나의 격벽(3a)을 통과하며, 배기가스 중의 입자상 물질이 여과된다. 필터(3)의 재질은, 코디어라이트(cordierite, 근청석), 탄화 규소, 또는 질화 규소 등의 세라믹제가 바람직하다.
도 1에 있어서, 분사장치(4)는 흐름 방향(F1)의 필터(3)의 하류 측에 배치되어 있다. 분사장치(4)는 흐름 방향(F1)에 대한 역방향(F2)으로부터 필터(3)에 고압공기 및 고압증기를 분사할 수 있다.
도 1에 있어서, 고압공기 공급장치(5)는 분사장치(4)에 고압공기를 공급할 수 있다. 고압증기 공급장치(6)은 분사장치(4)에 고압증기를 공급할 수 있다.
도 1에 있어서, 공기 개폐 밸브(7)는 고압공기 공급장치(5)로부터 분사장치(4)로 고압공기를 공급하는 공급경로 상에 배치되어 있다. 증기 개폐 밸브(8)는 고압증기 공급장치(6)로부터 분사장치(4)로 고압증기를 공급하는 공급경로 상에 배치되어 있다. 공기 개폐 밸브(7) 및 증기 개폐 밸브(8)는 모두 전자 개폐 밸브이다. 또, 공기 개폐 밸브(7) 및 증기 개폐 밸브(8)는 분사장치(4)로 고압공기 및 고압증기 중의 한쪽을 택일적으로 공급하기 위한 절환 장치를 구성하고 있다.
도 1에 있어서, 상류 가스 압력 센서(11) 및 하류 가스 압력 센서(12)는 필터(3)의 차압을 검출하는 차압 센서를 구성하고 있다. 상류 가스 압력 센서(11)는 흐름 방향(F1)의 필터(3)의 상류 측에 배치되어 있다. 하류 가스 압력 센서(12)는 흐름 방향(F1)의 필터(3)의 하류 측에 배치되어 있다. 필터(3)의 차압은 상류 가스 압력 센서(11)에 의해 검출되는 상류 측의 가스 압력과, 하류 가스 압력 센서(12)에 의해 검출되는 하류 측의 가스 압력의 차(差)이다. 상류 가스 압력 센서(11) 및 하류 가스 압력 센서(12)는 모두 자신들이 배치되어 있는 장소에서의 가스 압력을 검출할 수 있다. 이 때문에, 상류 가스 압력 센서(11) 및 하류 가스 압력 센서(12)에 의해 검출된 상류 측과 하류 측의 가스 압력에 기초하여, 필터(3)의 차압이 검출된다.
도 1에 있어서, 컨트롤러(9)는 절환 장치로서의 공기 개폐 밸브(7) 및 증기 개폐 밸브(8)의 개폐를 제어한다. 컨트롤러(9)는 공기 개폐 밸브(7) 및 증기 개폐 밸브(8) 중의 한쪽이 택일적으로 개방되도록, 공기 개폐 밸브(7) 및 증기 개폐 밸브(8)를 제어한다. 컨트롤러(10)는 차압 센서에 의해 얻어진 필터(3)의 차압의 정보에 기초하여, 절환 장치를 제어한다.
도 1에 있어서, 배기통로(2)는 흐름 방향(F1)에서의 필터(3)의 상류 측에, 더스트 박스(21)를 가지고 있다. 더스트 박스(21)는 분사장치(4)의 작동에 의해 필터(3)로부터 제거된 입자상 물질(19)을 수납한다.
도 1을 참조하여, 세정장치(100)의 작동을 설명한다. 필터(3)의 차압이 소정의 임계값을 초과한 경우, 컨트롤러(9)는 세정장치(100)의 세정 처리의 개시를 결정한다. 세정 처리의 개시가 결정되면, 컨트롤러(9)는 예를 들어 배기통로(2)로의 배기가스의 배출이 정지하고 있을 때 세정 처리를 실행한다. 세정 처리의 개시 전에 있어서, 공기 개폐 밸브(7) 및 증기 개폐 밸브(8)의 쌍방은 닫혀 있다. 이 때문에, 분사장치(4)는 작동하고 있지 않다.
세정 처리는 필터(3)에 고압증기를 분사하는 증기 분사 공정과, 필터(3)에 고압공기를 분사하는 공기 분사 공정을 갖추고 있다. 세정 처리에 있어서, 증기 분사 공정 후에, 공기 분사 공정이 실행된다.
증기 분사 공정에 있어서, 컨트롤러(9)는 증기 개폐 밸브(8)만을 개방한다. 증기 개폐 밸브(8)가 개방되면, 분사장치(4)로부터 필터(3)로 향하여, 배기가스의 흐름 방향(F1)에 대한 역방향(F2)으로 고압증기가 분사된다. 분사장치(4)로부터 분사되는 수증기가 필터(3)의 전체 표면(미세 구멍이 형성되어 있는 모든 표면)에 도달한 상태에서 기상 상태를 유지하도록, 고압증기의 압력, 고압증기의 온도 및 분사장치(4)로부터 필터(3)까지의 거리가 설정되어 있다. 이 때문에, 필터(3)의 전체 표면에는 기상 상태의 수증기가 내뿜어진다. 수증기에 의한 세정력은 고온 공기에 의한 세정력보다 강하다. 이 때문에, 역방향(F2)으로의 고압증기의 분사는 역방향(F2)으로의 고압공기의 분사보다 효율적으로, 고점성 성분을 포함하는 그을음 등의 입자상 물질(19)을 필터(3)로부터 제거할 수 있다. 증기 분사 공정이 종료되면, 컨트롤러(9)는 증기 개폐 밸브(8)를 폐쇄한다.
필터(3)로부터 제거된 입자상 물질(19)은, 필터(3)의 상류 측에 배치되어 있는 더스트 박스(21) 내에 수납된다.
공기 분사 공정에 있어서, 컨트롤러(9)는 공기 개폐 밸브(7)만을 개방한다. 공기 개폐 밸브(7)가 개방되면, 분사장치(4)로부터 필터(3)로 향하여, 배기가스의 흐름 방향(F1)에 대한 역방향(F2)으로, 고압공기가 분사된다. 여기서, 증기 분사 공정의 실행에 의해, 필터(3) 내에 수분이 잔류한다. 공기 분사 공정에서의 역방향(F2)으로의 고압공기의 분사는, 필터(3)에 잔류하는 수분을 필터(3)로부터 제거할 수 있다. 공기 분사 공정이 종료되면, 컨트롤러(9)는 공기 개폐 밸브(7)를 폐쇄한다.
증기 분사 공정 및 공기 분사 공정의 종료에 의해, 세정 처리가 완료된다.
고압공기 및 고압증기의 압력은 모두 대기압보다 큰 압력으로서, 필터(3)의 전체 표면에 기상 상태의 공기 및 증기를 공급할 수 있는 압력이면 좋다. 압력이 0.4Mpa 이상이면, 고압증기에 의한 입자상 물질의 제거나 고압공기에 의한 필터(3)의 건조가 효과적이다. 압력이 0.8Mpa 정도(포화 증기 압력)일 때, 고압공기 및 고압증기의 제조에 범용성이 있어, 고압공기 및 고압증기의 취급이 용이하다.
도 3은 고압공기만에 의한 세정 후 및 고압증기에 의한 세정 후의 필터 차압의 잔류율을 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서, 세로축은 필터 차압의 잔류율을 나타내고 있고, 가로축은 필터(3)의 상태를 나타내고 있다. 필터(3)의 상태에는, 필터 차압 상승 시의 상태, 고압공기만에 의한 세정 후의 상태, 및 고압증기 및 고압공기에 의한 세정 후의 상태가 있다. 필터 차압 상승 시의 상태는 세정 전의 상태를 나타내고 있다. 필터 차압 상승 시의 상태가 차압 잔류율의 기준으로 설정되어 있고, 이 상태에서의 잔류율은 100%이다. 고압공기만에 의한 세정 후의 상태는 고압공기의 분사가 필터(3)의 수분을 건조시키기 위해서가 아니라 필터(3)로부터 입자상 물질을 제거하기 위해 실시되고 있다. 고압공기만에 의한 세정 후의 상태에 있어서는, 차압 잔류율은 40% 정도이다. 고압증기에 의한 세정 후의 상태에서는, 차압 잔류율은 20% 정도이다. 이 때문에, 도 3에 있어서 고압증기에 의한 세정이 효과적임이 분명하다.
제1 실시형태에서의 세정장치(100)는 상술한 구성에 의해, 다음과 같은 작용, 효과를 가지고 있다.
세정장치(100)는 필터(3), 분사장치(4), 고압공기 공급장치(5) 및 고압증기 공급장치(6)를 갖추고 있다. 이 때문에, 세정장치(100)는 필터(3)에 고압증기를 분사함으로써 필터(3)로부터 입자상 물질을 제거한 후에, 필터(3)에 고압공기를 분사함으로써 필터(3)로부터 수분을 제거할 수 있다. 기상 상태의 수증기는, 액상 상태의 물이나 기상 상태의 공기보다, 열용량의 점에서 크다. 이 때문에, 기상 상태의 수증기는 필터(3)의 고점성 성분을 제거하기 쉽고, 필터(3) 내의 미세 구멍에 들어간 흑연과 회분 등의 제거에 효과적이다 . 즉, 세정장치(100)는 입자상 물질을 필터(3)로부터 효과적으로 제거할 수 있다. 고압증기 분사에 의해 필터(3)에 소량의 수분이 잔류하지만, 세정장치(100)는 고압공기의 분사에 의해 필터(3)에 수분이 잔류하는 것을 방지할 수 있다.
세정장치(100)는 또한, 절환 장치(공기 개폐 밸브(7) 및 증기 개폐 밸브(8)) 및 컨트롤러(9)를 갖추고 있다. 이 때문에, 세정장치(100)는 자동적으로 필터(3)에 고압증기를 분사한 후에, 필터(3)에 고압공기를 분사할 수 있다. 이 때문에, 필터(3)의 세정 작업이 쉽다.
(제2 실시형태)
도 4는 제2 실시형태에서의 입자상 물질 제거용 필터의 세정장치(200)의 구성을 나타내는 도면이다. 제2 실시형태는, 제1 실시형태에서의 고압증기 공급장치(6) 대신, 배기가스 보일러(16)를 갖추고 있다. 고압증기 공급장치(6) 및 배기가스 보일러(16)는 모두 고압증기를 공급할 수 있는 고압증기 공급장치이다. 제2 실시형태는 배기가스 보일러(16)의 구성을 제외하고 제1 실시형태와 동일한 구성을 갖추고 있다.
배기가스 보일러(증기 발생기, 16)는 배기통로(2) 상에 설치되어 있다. 배기가스 보일러(16)는 배기가스의 흐름 방향(F1)에 있어서, 필터(3)의 하류에 위치하고 있다. 배기가스 보일러(16)에는 물이 공급된다. 배기가스 보일러(16) 내로 공급되는 물과 배기통로(2)를 흐르는 배기가스 사이에서 열교환을 함으로써, 배기가스 보일러(16)는 물을 끓여 고압증기를 발생시킨다.
제2 실시형태에서의 세정장치(200)는 상술한 구성에 의해, 다음과 같은 효과를 가지고 있다.
세정장치(200)는 배기가스를 열원으로서 이용하기 때문에, 고압증기를 발생시키기 위해 특별한 열원을 필요로 하지 않는다. 이 때문에, 세정장치(200)는 경제적으로 유리하다.
(제3 실시형태)
도 5는 제3 실시형태의 입자상 물질 제거용 필터의 세정장치(300)의 구성을 나타내는 도면이다. 제3 실시형태는, 제1 실시형태의 배기통로(2) 대신, 배기통로(102)을 갖추고 있다. 배기통로(102)는 중간부에 3개의 분기경로(102a, 102b 및 102c)를 갖추고 있다. 3개의 분기경로(102a, 102b 및 102c)의 각각 중에는, 하나의 필터(3)가 배치되어 있다. 또, 각 필터(3)에 대응하도록 제3 실시형태는 3개의 분사장치(4)를 갖추고 있다. 도시하지 않았지만, 제3 실시형태는 고압증기 공급장치(5), 고압공기 공급장치(6) 및 절환 장치(증기 개폐 밸브(7) 및 공기 개폐 밸브(8))도 갖추고 있다. 당연하지만, 각 분사장치(4)에 고압공기 및 고압증기 중의 한쪽이 택일적으로 공급되도록, 고압증기 공급장치(5), 고압공기 공급장치(6) 및 절환 장치(증기 개폐 밸브(7) 및 공기 개폐 밸브(8))가 배치되어 있다.
세정장치(300)의 작동을 설명한다. 어느 하나의 필터(3)의 차압이 소정의 임계값을 초과한 경우, 컨트롤러(9)는 당해 필터(3)의 세정 처리를 개시한다. 배기통로(102)는 3개의 분기경로(102a, 102b 및 102c)를 갖기 때문에, 하나의 분기경로에서 세정 처리가 실행되어도, 배기가스의 배출이 저해(沮害)되지 않는다. 다만, 2개의 필터(3)에서 동시에 세정 처리가 실행되고 있는 경우는, 컨트롤러(9)는 현재 실행중인 세정 처리가 완료될 때까지 새로운 세정 처리의 개시를 대기시킨다.
배기가스 유량이 많은 경우, 제3 실시형태와 같이 복수의 필터(3)를 병렬로 배치하는 것이 바람직하다.
(변형예)
본 실시형태에서의 세정장치는 다음과 같은 변형 구성을 채용할 수 있다.
세정장치는 내연 기관의 배기통로뿐만 아니라 연소 기기의 배기통로에 적용할 수 있다. 내연 기관은, 예를 들어 디젤 기관, 가스 기관, 가솔린 기관 및 가스 터빈을 포함하고 있다. 연소 기기는, 예를 들어 보일러를 포함하고 있다.
세정장치는, 컨트롤러(9)에 의한 자동 제어 대신에, 수동 제어를 채용할 수 있다. 수동 제어가 채용되는 경우, 컨트롤러(9)는 세정장치의 구성 요소에 포함되지 않는다. 세정 처리에 있어서, 오퍼레이터는 수동으로 절환 장치를 구성하는 공기 개폐 밸브(7) 및 증기 개폐 밸브(8)를 개폐한다.
세정방법은, 최소 구성으로서, 증기 분사 공정과 증기 분사 공정 후에 실행되는 공기 분사 공정을 포함하고 있으면 좋다. 세정방법은 복수회의 증기 분사 공정과 복수회의 공기 분사 공정을 포함하고 있어도 좋다. 다만, 필터(3)에 수분이 잔류하지 않도록 최후의 공정은 반드시 공기 분사 공정이다.
세정방법은 상기 세정장치를 이용하는 경우에 한정되지 않는다. 오퍼레이터가, 내연 기관 등의 배기통로 내에 배치된 필터(3)를 취출하고, 취출된 필터(3)에 대해 증기를 분사하며, 그 후 상기 필터(3)에 공기를 분사해도 좋다. 이 경우, 분사장치(4), 고압증기 공급장치(5) 및 고압공기 공급장치(6)는 예를 들어 유지 보수 스테이션에 배치되어 있으며, 배기통로(2) 및 필터(3)와는 별도로 설치되어 있다.
필터(3)의 세정 처리의 실행은, 본 실시형태와 같이 필터 차압에 기초하여 결정할 뿐만 아니라, 내연 기관 또는 연소 장치의 운전 시간에 기초하여 결정해도 좋다. 예를 들어, 운전 시간이 소정 시간을 초과한 경우에, 오퍼레이터 또는 컨트롤러(9)가 필터(3)를 세정하는 것을 결정한다. 또, 필터(3)를 세정하는 시기는 배기가스의 배출이 정지하고 있을 때 뿐만 아니라, 배기가스가 배출되고 있을 때여도 좋다.
1 내연 기관
2 배기통로
3 필터
4 분사장치
5 고압공기 공급장치
6 고압증기 공급장치
7 공기 개폐 밸브(절환 장치의 일부)
8 증기 개폐 밸브(절환 장치의 일부)
9 컨트롤러
16 증기 발생기

Claims (4)

  1. 내연 기관 또는 연소 기기의 배기통로 내에 설치되는 한편 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포획하는 필터에, 상기 배기가스의 흐름 방향에 대한 역방향으로부터 고압공기 및 고압증기를 분사하는 입자상 물질 제거용 필터의 세정방법으로서,
    상기 필터에 상기 고압증기를 분사한 후, 상기 필터에 상기 고압공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 입자상 물질 제거용 필터의 세정방법.
  2. 내연 기관 또는 연소 기기의 배기통로 내에 설치되는 한편 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포획하는 필터와,
    상기 배기가스의 흐름 방향에 대한 역방향으로부터 상기 필터에 고압공기 및 고압증기를 분사할 수 있는 분사장치,
    상기 분사장치에 상기 고압공기를 공급할 수 있는 고압공기 공급장치 및,
    상기 분사장치에 상기 고압증기를 공급할 수 있는 고압증기 공급장치를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 입자상 물질 제거용 필터의 세정장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분사장치에 상기 고압공기 및 상기 고압증기 중의 한쪽을 택일적으로 공급하기 위한 절환 장치와,
    상기 분사장치에 상기 고압증기를 공급한 후에 상기 분사장치에 상기 고압공기를 공급하도록, 상기 절환 장치를 제어하는 컨트롤러를 더 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 입자상 물질 제거용 필터의 세정장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 고압증기 공급장치가 상기 배기가스를 열원으로 하여 상기 고압증기를 발생시키는 증기 발생기인 것을 특징으로 하는 입자상 물질 제거용 필터 세정장치.
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