WO2019111469A1 - 集塵装置および集塵装置におけるフィルタの破損検出方法 - Google Patents

集塵装置および集塵装置におけるフィルタの破損検出方法 Download PDF

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filter
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鈴木　崇
功 齋藤
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新東工業株式会社
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    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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    • Y02A50/2351—Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Definitions

  • the present invention relates to a dust collector and a method for detecting damage to a filter in the dust collector.
  • a dust collector has conventionally been used, for example, in factories for the purpose of collecting dust from air containing dust discharged by production activities and the like.
  • various forms are used as a dust collector, such as one that separates dust from air by gravity, and one that separates dust by applying centrifugal force, among them, air containing dust is used as a filter. Those which are passed through to filter and separate dust are particularly widely used.
  • the dust In a dust collection apparatus that separates dust with a filter, if an abnormality occurs in the filter, the dust can not be separated normally. In particular, in the case where the filter is broken, the dust-containing air may flow out to the place where the clean air from which the dust has been separated should be discharged, thereby polluting the air. Therefore, it is desirable to quickly detect when the filter is broken.
  • Patent Document 1 proposes a method of detecting a fire generated in a dust collection device by a dust detection sensor. By using the dust detection sensor, a fire can be detected more quickly than a temperature sensor or smoke sensor conventionally used for fire detection.
  • Patent Document 1 International Publication No. 2013/065407
  • the dust collection device may be equipped with a pulse jet type dust removal mechanism that periodically removes dust accumulated on the surface of the filter by instantaneously blowing compressed air into the inside of the filter by pulse jets. .
  • a pulse jet type dust removal mechanism that periodically removes dust accumulated on the surface of the filter by instantaneously blowing compressed air into the inside of the filter by pulse jets.
  • dust accumulated on the surface of the filter is temporarily wiped off by the dust removing mechanism, so a slight amount of dust may come out of the filter from the part where the dust was wiped off. Therefore, when it is attempted to detect a fire, that is, damage to the filter according to the method described in Patent Document 1, a fire or a damage to the filter occurs in the dust collection device provided with such a pulse jet type dust removal mechanism. Even though there is no dust, the dust detection sensor detects dust. For this reason, there is a possibility of false detection of fire, that is, damage of the filter.
  • the present invention provides a dust collecting apparatus provided with a pulse jet type dust removal mechanism and a filter damage detecting method in the dust collecting apparatus, which can detect a filter damage quickly while suppressing a malfunction. With the goal.
  • the present invention includes a dust-containing air chamber into which dust-containing air sucked by a blower is introduced, a filter for passing dust-containing air and separating dust from the dust-containing air, and the dust-containing air chamber by the filter. And a clean air chamber into which clean air filtered by the filter is introduced, and a pulse jet type dust removal mechanism for removing dust adhering to the filter at predetermined time intervals.
  • a dust device which is disposed on the clean air chamber side and transmits a dust detection signal when dust is detected, and when the dust detection signal is received at a timing different from the predetermined time interval And a determination processing unit that determines that a breakage of the filter has been detected.
  • a dust-containing air chamber into which dust-containing air sucked by a blower is introduced, a filter for passing the dust-containing air and separating dust from the dust-containing air, and the dust-containing air by the filter
  • a clean air chamber separated from an air chamber and into which clean air filtered by the filter is introduced, and a pulse jet type dust removal mechanism for removing dust attached to the filter at predetermined time intervals.
  • a filter breakage detection method for a dust collection device which determines that a filter breakage has been detected when a signal is received at a timing different from the predetermined time interval.
  • the dust detection sensor detects dust
  • the dust detection signal is transmitted, and when the dust detection signal is received at a timing different from the predetermined time interval, the filter is broken. Is determined to be detected. For this reason, when the pulse jet type dust removal mechanism removes dust deposited on the filter at predetermined time intervals, dust deposited on the surface of the filter is temporarily removed and the dust is removed from the removed portion. Even if a trace amount of dust passes through the filter and the dust detection sensor detects dust and transmits a dust detection signal, the dust detection signal is received at a predetermined time interval, so it is not determined that the filter is detected as damaged. .
  • the dust detection sensor detects the dust and transmits the dust detection signal. Since this dust detection signal is received at a different timing independent of the predetermined time interval, it is determined that a filter breakage has been detected. Therefore, even when the dust collecting apparatus includes the pulse jet type dust removal mechanism, damage to the filter can be detected quickly while suppressing a malfunction.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the structure of the dust collector in embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the input-output of the determination process part used for the dust collector of FIG. It is a figure which shows an example of the input-output of the determination process part used for the dust collector of FIG. It is a flowchart explaining the damage detection method of the filter in the said embodiment.
  • the dust collection apparatus includes a dust-containing air chamber into which dust-containing air sucked by a blower is introduced, a filter that passes dust-containing air and separates dust from dust-containing air, and dust-containing air by the filter Dust collection provided with a clean air chamber separated from the chamber and into which clean air filtered by a filter is introduced, and a pulse jet type dust removal mechanism for removing dust adhering to the filter at predetermined time intervals
  • the apparatus is a dust detection sensor disposed on the clean air chamber side and transmitting a dust detection signal when dust is detected, and the filter being damaged when the dust detection signal is received at a timing different from a predetermined time interval. And a determination processing unit that determines that the unit has been detected.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a dust collection apparatus in the embodiment.
  • the dust collection device 1 includes a housing 10, a cell plate 11, a filter 15, a blower 23, and a pulse jet dust removal mechanism 25.
  • the internal space of the housing 10 is divided by the cell plate 11 into two spaces 12 and 21.
  • the peripheral edge of the cell plate 11 is airtightly connected to the inner wall surface of the housing 10.
  • the lower space 12 of the cell plate 11 accommodates the filter 15 and is in communication with the external space by an intake port 16 and an intake duct 18 attached to the intake port 16.
  • the space 21 on the upper side of the cell plate 11 accommodates the pulse jet type dust removal mechanism 25 and the blower 23 and communicates with the external space by the exhaust port 26 and the exhaust duct 28 attached to the exhaust port 26 .
  • the filter 15 is a cylindrical filter whose main body is a cylindrical body 15a made of a flammable material such as paper or cloth, and the opening whose upper end 15b is formed in the cell plate 11 It is arranged to hang down in the space 12 under the cell plate 11 by being connected in an airtight state to 11 o.
  • the lower end 15c of the filter 15 is closed by a member made of the same material as the cylindrical body 15a.
  • the lower space 12 of the cell plate 11 and the upper space 21 of the cell plate 11 are airtightly isolated by the separating means constituted by the filter 15 and the cell plate 11.
  • the outer peripheral surface of the tubular filter 15 faces the space 12 on the lower side of the cell plate 11, and the space on the inner peripheral surface is in communication with the space 21 on the upper side of the cell plate 11.
  • the blower 23 includes an impeller blade 23a and a motor 23b.
  • dust-containing air which is dust-containing open air
  • the filter 15 passes from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side, and the dust is separated by the filter 15 and filtered.
  • the filtered clean air passes from the internal space of the filter 15 into the blower 23, passes through the exhaust port 26 and the exhaust duct 28, and is exhausted out of the dust collecting apparatus 1.
  • the space 12 below the cell plate 11 becomes a dust-containing air chamber 12 into which dust-containing air is introduced, and the clean air filtered by the filter 15 is introduced into the space 21 above the cell plate 11. And the clean air chamber 21.
  • the pulse jet type dust removal mechanism 25 removes the dust mainly attached to the outer peripheral surface of the filter 15 by blowing the compressed air into the inside of the filter 15 instantaneously.
  • the pulse jet type dust removal mechanism 25 is parallel to the opening at the top of the filter through an air tank supplied with compressed air, an electromagnetic valve having an air valve connected to the air tank that can be opened and closed by an electrical signal, and an electromagnetic valve from the air tank. And a discharge nozzle extending toward the filter from the manifold (both not shown).
  • the pulse jet dust removal mechanism 25 operates at predetermined time intervals to periodically remove dust adhering to the filter 15.
  • the dust collecting apparatus 1 includes a dust detection sensor 31 disposed on the side of the clean air chamber 21 downstream of the filter 15, more specifically, in the exhaust duct 28 or at the outlet of the blower 23.
  • the dust detection sensor 31 detects dust contained in dust-containing air that has flowed into the clean air chamber 21.
  • the dust detection sensor 31 detects dust of the burnt filter 15 or the dust captured by the filter 15 that has flowed into the clean air chamber 21 side.
  • the dust detection sensor 31 is, for example, a sensor of a friction charge method, a light scattering method, a light transmission method, or the like. When the dust detection sensor 31 detects dust, the dust detection sensor 31 transmits a dust detection signal to the determination processing unit 33 described below.
  • the dust collection device 1 includes a determination processing unit 33.
  • the determination processing unit 33 determines that the filter 15 is broken.
  • the determination processing unit 33 includes an arithmetic circuit, a memory circuit, an input circuit, and an output circuit, and is connected to a controller 35 described later.
  • the pulse jet type dust removal mechanism 25 removes the dust adhering to the filter 15, a trace amount of dust escapes from the portion of the filter 15 from which the dust has been removed and is detected by the dust detection sensor 31, and the dust detection signal is May be sent. In such a case, since the filter 15 is not actually damaged, if the filter 15 is broken with the transmission of the dust detection signal from the dust detection sensor 31, a malfunction may occur.
  • the determination processing unit 33 determines damage to the filter 15 while suppressing such a malfunction.
  • the pulse jet type dust removal mechanism 25 removes dust adhering to the filter 15 at predetermined time intervals. Assuming that a small amount of dust passes through the filter 15 in the operation of each pulse jet type dust removal mechanism 25, the time required for the dust detection sensor 31 to detect dust from the operation of the pulse jet type dust removal mechanism 25 is It is considered to be substantially constant. For this reason, in a situation where the filter 15 is not broken, the dust detection sensor 31 detects dust by detecting dust with a predetermined time interval serving as an operation cycle of the pulse jet type dust removal mechanism 25 as a cycle as well. Send a signal. That is, when the determination processing unit 33 receives the dust detection signal transmitted by the dust detection sensor 31 at a timing different from the predetermined time interval, the determination processing unit 33 determines that the breakage of the filter 15 is detected, thereby suppressing a malfunction. Do.
  • the determination processing unit 33 determines that breakage of the filter 15 has been detected when the dust detection signal is continuously output over a predetermined determination time or more.
  • a predetermined determination time There is an upper limit to the time during which the dust detection sensor 31 detects dust in response to one operation of the pulse jet type dust removal mechanism 25, and the dust detection signal continuously exceeds this upper limit, that is, the predetermined determination time. If it is output, it is judged that the signal is different from the timing corresponding to one operation of the pulse jet type dust removal mechanism 25, that is, the timing is different from the predetermined time interval, and the filter 15 is broken. Is determined to be detected. More specifically, when the dust detection signal transmitted from the dust detection sensor 31 is received by the input circuit of the determination processing unit 33, the arithmetic circuit counts continuous dust detection signal input time.
  • the determination processing unit 33 determines that the filter 15 is broken, and controls the breakage of the filter 15 through the output circuit.
  • the predetermined determination time needs to be set longer than the time when a trace amount of dust generated by the operation of the pulse jet type dust removal mechanism 25 responds to the dust detection sensor 31. Since this time is experimentally found to be less than one second, it is preferable to set the determination time to about 2 to 4 seconds. If the predetermined judgment time is long, the judgment of the damage of the filter 15 due to, for example, a fire may be delayed, and if it is short, it may not be distinguishable from the normal operation of the pulse jet dust removal mechanism 25.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of input and output of the determination processing unit 33 used in the dust collection device 1 based on the above case.
  • the pulse jet type dust removal mechanism 25 removes dust adhering to the filter 15 at predetermined time intervals, dust accumulated on the surface of the filter 15 is temporarily removed and dust is removed from the removed part Since a small amount of dust passes through the filter 15, the dust detection sensor 31 reacts, and the reception signal of the dust detection sensor 31 in the determination processing unit 33, that is, the input signal is turned on. Since the pulse jet type dust removal mechanism 25 operates at a predetermined time interval (time PT), the input signal of the determination processing unit 33 is turned on at a predetermined time interval (time PT).
  • the judgment processing unit 33 Since the ON time is normally shorter than the predetermined judgment time (time DT), the judgment processing unit 33 detects the breakage of the filter 15 by receiving the dust detection signal at the timing at the predetermined time interval PT. It determines with not having carried out, and is outputting the output signal to the controller 35 in the state of OFF. However, if the ON time is longer than the predetermined determination time (time DT), the determination processing unit 33 receives the dust detection signal at the timing when it deviates from the predetermined time interval PT, and the filter 15 is turned on. It is determined that the breakage of the filter 15 has been detected, the output signal to the controller 35 is turned ON, and the breakage of the filter 15 is notified.
  • the determination processing unit 33 determines that the breakage of the filter 15 is detected.
  • the dust detection sensor 31 obtains dust from the operation of the pulse jet dust removal mechanism 25. It can be considered that the time required for detection is substantially constant. For this reason, in a situation where the filter 15 is not broken, the dust detection sensor 31 detects dust by detecting dust with a predetermined time interval serving as an operation cycle of the pulse jet type dust removal mechanism 25 as a cycle as well. Send a signal.
  • the determination processing unit 33 has a timing corresponding to one operation of the pulse jet type dust removal mechanism 25. Is determined to be a signal different in timing, that is, different from the predetermined time interval, and it is determined that the filter 15 is broken. More specifically, when the dust detection signal from the dust detection sensor 31 is received by the input circuit, the determination processing unit 33 stores the detection time in the storage circuit. At this time, the arithmetic circuit calculates an interval between the previous detection time stored in another place of the memory circuit and the current detection time, and compares it with a predetermined time interval stored in another place of the memory circuit. If the time interval is less than the predetermined time interval, the determination processing unit 33 determines that the filter 15 is broken, and controls the breakage of the filter 15 through the output circuit.
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of input and output of the determination processing unit 33 used in the dust collection device 1 based on the above case.
  • the pulse jet type dust removal mechanism 25 operates at a predetermined time interval (time PT)
  • the input signal of the determination processing unit 33 is turned on at a predetermined time interval (time PT).
  • the determination processing unit 33 It is determined that breakage of the filter 15 has been detected by receiving the dust detection signal at different timings out of the time interval PT, and the output signal to the controller 35 is turned on to notify that the filter 15 is broken.
  • the controller 35 When the controller 35 receives the notification on the breakage of the filter 15 from the judgment processing unit 33, the controller 35 controls the display means 36 such as a display connected thereto and the alarm means 38 such as a buzzer or a bell to prevent the filter 15 from being damaged. Control of display and alarm notification etc.
  • the damage detection method of the filter 15 includes: a dust-containing air chamber into which dust-containing air sucked by the blower is introduced; a filter through which the dust-containing air is passed to separate dust from the dust-containing air; Dust collection provided with a clean air chamber separated from the chamber and into which clean air filtered by a filter is introduced, and a pulse jet type dust removal mechanism for removing dust adhering to the filter at predetermined time intervals
  • a method for detecting breakage of a filter for an apparatus wherein a dust detection sensor disposed on the clean air chamber side transmits a dust detection signal when dust is detected, and the dust detection signal is output for a predetermined time. When received at a timing different from the interval, it is determined that the filter has been detected as broken.
  • the dust detection sensor 31 disposed in the exhaust duct 28 or at the outlet of the blower 23 detects these dust and soot and transmits a dust detection signal, and the processing unit 33 determines the dust detection signal from the dust detection sensor 31. It receives (step S1).
  • the determination processing unit 33 determines whether or not the dust detection signal is continuously output over a predetermined determination time or more (step S2). If it is determined that the signal is continuously output over a predetermined determination time or more, the process proceeds to step S4 described later (Yes in step S2). If it is determined that the signal is not continuously output over the predetermined determination time or more, the process proceeds to step S3 described below (No in step S2).
  • step S2 determines that the dust detection signal is not continuously output for a predetermined determination time or more. If it is determined in step S2 that the dust detection signal is not continuously output for a predetermined determination time or more, the determination processing unit 33 determines that the dust detection signal reception interval is greater than the predetermined time interval. It is determined whether or not it is short (step S3). If it is determined that the reception interval is shorter than the predetermined time interval, the process proceeds to step S4 described below (Yes in step S3). If it is determined that the reception interval is not shorter than the predetermined time interval, the process returns to step S1 and waits for transmission of the next dust detection signal by the dust detection sensor 31 (No in step S3).
  • step S2 When it is determined in step S2 that the dust detection signal is continuously output over a predetermined determination time or more, and in step S3, the dust detection signal reception interval is shorter than the predetermined time interval. If it is determined that the filter is determined to be, the determination processing unit 33 determines that the filter is broken (step S4).
  • the determination processing unit 33 sends a signal to the controller 35, and the controller 35 causes the display unit 36 such as a connected display to indicate the occurrence of a fire, and issues an alarm by the alarm unit 38 such as a buzzer or a bell. Take control.
  • the dust collection device 1 of the present embodiment includes a dust-containing air chamber 12 into which dust-containing air sucked by the blower 23 is introduced, a filter 15 for passing dust-containing air and separating dust from dust-containing air, and a filter A clean air chamber 21 is separated from the dust-containing air chamber 12 by a filter 15 and into which a clean air filtered by a filter 15 is introduced, and a pulse jet type dusting device for removing dust adhering to the filter 15 at predetermined time intervals PT.
  • the dust collection device 1 includes a drop mechanism 25.
  • the dust collection sensor 1 is disposed on the clean air chamber 21 side and transmits a dust detection signal when dust is detected, and the dust detection signal is output for a predetermined time.
  • a determination processing unit 33 that determines that the filter 15 is damaged when it is received at a timing different from the interval.
  • the dust detection sensor 31 detects dust
  • the dust detection signal is transmitted, and the dust detection signal is received by the determination processing unit 33 at a timing different from the predetermined time interval.
  • the pulse jet type dust removal mechanism 25 removes the dust adhering to the filter 15 at predetermined time intervals, the dust deposited on the surface of the filter 15 is temporarily removed and the dust is removed.
  • the determination processing unit 33 determines that the breakage of the filter 15 is detected. In addition, when the dust detection signal is continuously output over a predetermined judgment time DT or more, the judgment processing unit 33 judges that the breakage of the filter 15 is detected. According to the above configuration, even when the dust collection device 1 includes the pulse jet type dust removal mechanism 25, breakage of the filter 15 can be detected quickly while suppressing malfunction.
  • the damage to the filter 15 is detected by the determination processing unit 33, and it is prepared for the case where a fire is caused, and the operation of the dust collection device 1 is stopped to collect the N 2 gas or the CO 2 gas It is preferable to be inserted in 1 to prevent spread of fire.
  • the damage detection method of the filter in the dust collection apparatus and dust collection apparatus of this invention is not limited to the above-mentioned embodiment demonstrated with reference to drawings, In the technical range, the other various modifications Is considered.

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Abstract

ブロア２３によって吸引された含塵空気が導入される含塵空気室１２と、前記含塵空気を通過させて前記含塵空気から粉塵を分離するフィルタ１５と、当該フィルタ１５によって前記含塵空気室１２から隔離され、前記フィルタ１５により濾過された清浄空気が導入される清浄空気室２１と、所定の時間間隔ごとに前記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２５と、を備えている集塵装置１であって、前記清浄空気室２１側に配置され、粉塵を検出すると粉塵検出信号を送信する粉塵検出センサ３１と、前記粉塵検出信号を、前記所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、前記フィルタ１５の破損を検出したと判定する判定処理部３３とを備えている、フィルタの破損、誤動作を抑制しつつ、迅速に検知できる集塵装置および当該集塵装置におけるフィルタの破損検出方法を提供する。

Description

集塵装置および集塵装置におけるフィルタの破損検出方法
　本発明は、集塵装置および集塵装置におけるフィルタの破損検出方法に関するものである。
　従来より、例えば工場において、生産活動等により排出された、粉塵を含む空気から、粉塵を捕集することを目的として、集塵装置が使用されている。
　集塵装置としては、重力により空気から粉塵を分離するものや、遠心力を作用させて粉塵を分離するもの等、様々な形態が使用されているが、なかでも、粉塵を含む空気をフィルタに通過させて粉塵を濾過、分離するものが、特に広く使用されている。
　フィルタにより粉塵を分離する集塵装置においては、フィルタに異常が生じると、正常に粉塵を分離できなくなる。特に、フィルタが破損した場合においては、粉塵が分離された清浄な空気が本来排出されるべき場所に、粉塵を含んだ空気が流出し、これにより大気が汚染されることがある。したがって、フィルタが破損した際に、これを迅速に検出することが、望まれている。
　フィルタの破損は、例えば、火災により生じ得る。すなわち、特に乾燥した環境下で集塵が行われる乾式集塵装置では、火の粉等の高温物質を含んだダストが吸い込まれると、内部で火災が発生し、フィルタが破損する可能性がある。
　例えば、特許文献１には、粉塵検出センサにより集塵装置内で発生した火災を検知する方法が提案されている。粉塵検出センサを用いることで、従来から火災検知に用いられてきた温度センサや煙センサに比べ、素早く火災を検知することができる。
　　［特許文献１］国際公開第２０１３／０６５４０７号
　集塵装置は、パルスジェットによりフィルタの内部に圧縮エアを瞬時に吹き込むことにより、フィルタの表面に堆積した粉塵を定期的に払い落とす、パルスジェット式の粉塵払落機構を備えていることがある。このような集塵装置においては、フィルタの表面に堆積した粉塵が粉塵払落機構により一時的に払い落とされるため、粉塵が払い落とされた部分から微量の粉塵がフィルタを抜けることがある。
　したがって、このようなパルスジェット式の粉塵払落機構を備えた集塵装置に対し、特許文献１に記載された方法により火災すなわちフィルタの破損を検知しようとすると、火災やフィルタの破損が生じていないにもかかわらず粉塵検出センサが粉塵を検知する。このため、火災すなわちフィルタの破損を誤検出する可能性がある。
　本発明は、フィルタの破損を、誤動作を抑制しつつ、迅速に検知することができる、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集塵装置におけるフィルタの破損検出方法を提供することを目的とする。
　本発明は、ブロアによって吸引された含塵空気が導入される含塵空気室と、前記含塵空気を通過させて前記含塵空気から粉塵を分離するフィルタと、当該フィルタによって前記含塵空気室から隔離され、前記フィルタにより濾過された清浄空気が導入される清浄空気室と、所定の時間間隔ごとに前記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と、を備えている集塵装置であって、前記清浄空気室側に配置され、粉塵を検出すると粉塵検出信号を送信する粉塵検出センサと、前記粉塵検出信号を、前記所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、前記フィルタの破損を検出したと判定する判定処理部と、を備えている、集塵装置を提供する。
　また、本発明は、ブロアによって吸引された含塵空気が導入される含塵空気室と、前記含塵空気を通過させて前記含塵空気から粉塵を分離するフィルタと、当該フィルタによって前記含塵空気室から隔離され、前記フィルタにより濾過された清浄空気が導入される清浄空気室と、所定の時間間隔ごとに前記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と、を備えている集塵装置を対象とした、前記フィルタの破損検出方法であって、前記清浄空気室側に配置された粉塵検出センサが、粉塵を検出した際に、粉塵検出信号を送信し、当該粉塵検出信号を、前記所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、前記フィルタの破損を検出したと判定する、集塵装置におけるフィルタの破損検出方法を提供する。
　上記のような構成によれば、粉塵検出センサが、粉塵を検出した際に、粉塵検出信号を送信し、粉塵検出信号を、所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、フィルタの破損を検出したと判定する。
　このため、パルスジェット式粉塵払落機構が所定の時間間隔ごとにフィルタに付着した粉塵を除去するに際し、フィルタの表面に堆積した粉塵が一時的に払い落とされ、粉塵が払い落とされた部分から微量の粉塵がフィルタを抜けて、粉塵検出センサが粉塵を検出して粉塵検出信号を送信したとしても、粉塵検出信号は所定の時間間隔で受信されるため、フィルタの破損を検出したと判定されない。
　他方、実際にフィルタが破損した場合においては、粉塵が破損した部分からフィルタを抜けて、粉塵検出センサが粉塵を検出して粉塵検出信号を送信する。この粉塵検出信号は、所定の時間間隔とは無関係の、異なるタイミングで受信されるため、フィルタの破損を検出したと判定される。
　したがって、集塵装置がパルスジェット式粉塵払落機構を備えた場合においても、フィルタの破損を、誤動作を抑制しつつ、迅速に検知することができる。
　このような構成によれば、フィルタの破損を、誤動作を抑制しつつ、迅速に検知することができる、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集塵装置におけるフィルタの破損検出方法が提供される。
本発明の実施形態における集塵装置の構成を示す模式的な図面である。 図１の集塵装置に使用される判定処理部の入出力の一例を示す図である。 図１の集塵装置に使用される判定処理部の入出力の一例を示す図である。 上記実施形態におけるフィルタの破損検出方法を説明するフローチャートである。
　以下、図面に沿って、本発明の集塵装置について説明する。
　本実施形態における集塵装置は、ブロアによって吸引された含塵空気が導入される含塵空気室と、含塵空気を通過させて含塵空気から粉塵を分離するフィルタと、フィルタによって含塵空気室から隔離され、フィルタにより濾過された清浄空気が導入される清浄空気室と、所定の時間間隔ごとに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と、を備えている集塵装置であって、清浄空気室側に配置され、粉塵を検出すると粉塵検出信号を送信する粉塵検出センサと、粉塵検出信号を、所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、フィルタの破損を検出したと判定する判定処理部と、を備えている。
　図１は実施形態における集塵装置の構成を示す模式的な図面である。集塵装置１は、筐体１０、セルプレート１１、フィルタ１５、ブロア２３、及びパルスジェット式粉塵払落機構２５を備えている。筐体１０の内部空間は、セルプレート１１によって２つの空間１２、２１に分割されている。セルプレート１１の周縁は、筐体１０の内壁面と気密状態に接続されている。
　セルプレート１１の下側の空間１２は、フィルタ１５を収容するとともに、吸気口１６および吸気口１６に取付けられた吸気ダクト１８によって外部空間に連通している。　一方、セルプレート１１の上側の空間２１は、パルスジェット式粉塵払落機構２５およびブロア２３を収容するとともに、排気口２６および排気口２６に取付けられた排気ダクト２８によって外部空間に連通している。
　本実施形態においては、フィルタ１５は、例えば紙または布などの可燃性の材料により構成された筒状体１５ａを本体とする筒状フィルタであり、上端１５ｂが、セルプレート１１に形成された開口１１ｏに気密状態に接続されることによって、セルプレート１１の下側の空間１２内に垂下するように配置されている。フィルタ１５の下端１５ｃは、筒状体１５ａと同じ材料の部材により閉塞されている。セルプレート１１の下側の空間１２とセルプレート１１の上側の空間２１は、フィルタ１５とセルプレート１１で構成される隔離手段によって、気密的に隔離されている。筒状のフィルタ１５は、外周面がセルプレート１１の下側の空間１２に面し、内周面側の空間がセルプレート１１の上側の空間２１に連通している。
　ブロア２３は、インペラ翼２３ａとモータ２３ｂを備えている。ブロア２３内のインペラ翼２３ａがモータ２３ｂによって回転駆動されると、粉塵を含んだ外気である含塵空気が、吸気ダクト１８および吸気口１６を介してセルプレート１１の下側の空間１２に導入され、フィルタ１５を外周面側から内周面側に通過し、フィルタ１５によって粉塵が分離されて濾過される。濾過された清浄な空気は、フィルタ１５の内部空間からブロア２３内を抜け、排気口２６および排気ダクト２８を通って、集塵装置１の外に排出される。
　この結果、セルプレート１１の下側の空間１２が粉塵を含む含塵空気が導入される含塵空気室１２となり、セルプレート１１の上側の空間２１がフィルタ１５で濾過された清浄空気が導入される清浄空気室２１となる。
　パルスジェット式粉塵払落機構２５は、フィルタ１５の主に外周面に付着した粉塵をフィルタ１５の内部に圧縮エアを瞬時に吹き込むことで払い落とす。パルスジェット式粉塵払落機構２５は、圧縮エアが供給されたエアタンクと、電気信号により開閉可能なエアタンクに接続されたエアバルブを有する電磁弁と、エアタンクから電磁弁を通じフィルタの上部の開口部に平行に伸びるマニホールドと、マニホールドよりフィルタに向けて伸びる吐出ノズルを備えている（いずれも不図示）。
　パルスジェット式粉塵払落機構２５は、所定の時間間隔ごとに動作し、フィルタ１５に付着した粉塵を定期的に除去する。
　集塵装置１は、フィルタ１５よりも下流の清浄空気室２１側に、より詳細には排気ダクト２８内もしくはブロア２３の出口に配置された粉塵検出センサ３１を備えている。フィルタ１５が破損すると、含塵空気室１２内の含塵空気が清浄空気室２１に流入する。粉塵検出センサ３１は、この清浄空気室２１に流入した含塵空気に含まれる粉塵を検出する。また、粉塵検出センサ３１は、集塵装置１内で火災が発生した場合、清浄空気室２１側に流入した、焼損したフィルタ１５の煤、またはフィルタ１５が捕捉していた粉塵を検出する。粉塵検出センサ３１は、例えば、摩擦電荷方式、光散乱方式、光透過方式等の方式のセンサである。
　粉塵検出センサ３１は、粉塵を検出すると、次に説明する判定処理部３３へと粉塵検出信号を送信する。
　集塵装置１は、判定処理部３３を備えている。判定処理部３３は、フィルタ１５の破損を判定する。判定処理部３３は、演算回路、記憶回路、入力回路及び出力回路を備えており、後に説明する制御器３５に接続されている。
　パルスジェット式粉塵払落機構２５がフィルタ１５に付着した粉塵を除去すると、微量の粉塵が、フィルタ１５の粉塵が払い落とされた部分から抜け、粉塵検出センサ３１により検出されて、粉塵検出信号が送信される可能性がある。このような場合においては、実際にはフィルタ１５は破損していないため、粉塵検出センサ３１による粉塵検出信号の送信をもってフィルタ１５が破損したとすると、誤動作が生じ得る。
　判定処理部３３はこのような誤動作を抑制しつつ、フィルタ１５の破損を判定する。
　既に説明したように、パルスジェット式粉塵払落機構２５は、所定の時間間隔ごとに、フィルタ１５に付着した粉塵を除去する。この各々のパルスジェット式粉塵払落機構２５の動作において微量な粉塵がフィルタ１５を抜けたとすると、パルスジェット式粉塵払落機構２５の動作から粉塵検出センサ３１が粉塵を検出するまでに要する時間は略一定と考えられる。このため、フィルタ１５が破損していない状況においては、粉塵検出センサ３１は、パルスジェット式粉塵払落機構２５の動作周期となる所定の時間間隔を同様に周期として、粉塵を検出して粉塵検出信号を送信する。
　すなわち、判定処理部３３は、粉塵検出センサ３１が送信した粉塵検出信号を、所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、フィルタ１５の破損を検出したと判定することにより、誤動作を抑制する。
　まず、判定処理部３３は、粉塵検出信号が所定の判定時間以上の長さにわたって連続して出力されている場合に、フィルタ１５の破損を検出したと判定する。パルスジェット式粉塵払落機構２５の１回の動作に対応して粉塵検出センサ３１が粉塵を検出する時間には上限が有り、この上限すなわち所定の判定時間を超えて連続して粉塵検出信号が出力されている場合は、パルスジェット式粉塵払落機構２５の１回の動作に対応したタイミングとは異なる、すなわち所定の時間間隔とは異なるタイミングの信号であるものと判断し、フィルタ１５の破損を検出したと判定する。
　より詳細には、粉塵検出センサ３１から送信された粉塵検出信号を判定処理部３３の入力回路が受信すると、演算回路が粉塵検出信号の連続入力時間をカウントする。この時間が、記憶回路に保存された所定の判定時間以上である場合には、判定処理部３３はフィルタ１５が破損したと判断し、出力回路を通じてフィルタ１５の破損に対する制御を行う。この所定の判定時間は、パルスジェット式粉塵払落機構２５の動作により生じた微量な粉塵が粉塵検出センサ３１に反応する時間よりも長く設定する必要がある。この時間は実験的に１秒未満であることが分かっているため、判定時間は、２秒～４秒程度に設定することが好ましい。所定の判定時間は長くなると実際の例えば火災等によるフィルタ１５の破損の判断が遅くなり、短くなるとパルスジェット式粉塵払落機構２５の正常時の動作によるものとの区別がつかなくなる恐れがある。
　図２は、上記の場合に基づいた、集塵装置１に使用される判定処理部３３の入出力の一例を示す図である。パルスジェット式粉塵払落機構２５が所定の時間間隔ごとにフィルタ１５に付着した粉塵を除去するに際し、フィルタ１５の表面に堆積した粉塵が一時的に払い落とされ、粉塵が払い落とされた部分から微量な粉塵がフィルタ１５を抜けるため、粉塵検出センサ３１が反応し、判定処理部３３における粉塵検出センサ３１の受信すなわち入力信号がＯＮとなる。パルスジェット式粉塵払落機構２５は所定の時間間隔（時間ＰＴ）にて動作するため、判定処理部３３の入力信号は所定の時間間隔（時間ＰＴ）にてＯＮとなる。通常は、ＯＮとなっている時間が、所定の判定時間（時間ＤＴ）より短いため、判定処理部３３は所定の時間間隔ＰＴにおけるタイミングで粉塵検出信号を受信したことによりフィルタ１５の破損を検出していないと判定し、制御器３５への出力信号をＯＦＦの状態のままで出力している。しかしながら、このＯＮとなっている時間が、所定の判定時間（時間ＤＴ）より長い場合には、判定処理部３３は所定の時間間隔ＰＴを外れたタイミングで粉塵検出信号を受信したことによりフィルタ１５の破損を検出したと判定し、制御器３５への出力信号をＯＮとして、フィルタ１５の破損を通知する。
　また、判定処理部３３は、粉塵検出信号の受信間隔が所定の時間間隔よりも短い場合に、フィルタ１５の破損を検出したと判定する。既に説明したように、パルスジェット式粉塵払落機構２５は所定の時間間隔ごとにフィルタ１５に付着した粉塵を除去するため、パルスジェット式粉塵払落機構２５の動作から粉塵検出センサ３１が粉塵を検出するまでに要する時間を略一定と考えられる。このため、フィルタ１５が破損していない状況においては、粉塵検出センサ３１は、パルスジェット式粉塵払落機構２５の動作周期となる所定の時間間隔を同様に周期として、粉塵を検出して粉塵検出信号を送信する。
　すなわち、判定処理部３３は、異なる、特に所定の時間間隔よりも短い時間間隔で、粉塵検出信号が出力された場合は、パルスジェット式粉塵払落機構２５の１回の動作に対応したタイミングとは異なる、すなわち所定の時間間隔とは異なるタイミングの信号であるものと判断し、フィルタ１５の破損を検出したと判定する。
　より詳細には、判定処理部３３は、粉塵検出センサ３１からの粉塵検出信号を入力回路にて受信すると、記憶回路にその検出時間を保存する。このとき、記憶回路の別の場所に保存された前回の検出時間と今回の検出時間との間隔を演算回路にて計算し、記憶回路の別の場所に保存された所定の時間間隔と比較して、所定の時間間隔未満であった場合には、判定処理部３３はフィルタ１５が破損したと判断し、出力回路を通じてフィルタ１５の破損に対する制御を行う。
　図３は、上記の場合に基づいた、集塵装置１に使用される判定処理部３３の入出力の別の一例を示す図である。図２と同じく、パルスジェット式粉塵払落機構２５は所定の時間間隔（時間ＰＴ）にて動作するため、判定処理部３３の入力信号は所定の時間間隔（時間ＰＴ）にてＯＮとなる。図３の場合においては、時間ＰＴの所定の時間間隔から外れた状態で、粉塵検出センサ３１より判定処理部３３への入力信号がＯＮで入力された場合には、判定処理部３３は所定の時間間隔ＰＴを外れた、異なるタイミングで粉塵検出信号を受信したことによりフィルタ１５の破損を検出したと判定し、制御器３５への出力信号をＯＮとして、フィルタ１５の破損を通知する。
　制御器３５は、判定処理部３３からフィルタ１５の破損に関する通知を受信すると、これに接続されたディスプレイ等の表示手段３６、ブザーやベル等の警報手段３８を制御して、フィルタ１５の破損の表示や、警報の発報等の制御を行う。
　次に、図１～図３、及び図４を用いて、上記の集塵装置１におけるフィルタ１５の破損検出方法を説明する。図４は、本実施形態におけるフィルタ１５の破損検出方法を説明するフローチャートである。
　本フィルタ１５の破損検出方法は、ブロアによって吸引された含塵空気が導入される含塵空気室と、含塵空気を通過させて含塵空気から粉塵を分離するフィルタと、フィルタによって含塵空気室から隔離され、フィルタにより濾過された清浄空気が導入される清浄空気室と、所定の時間間隔ごとに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と、を備えている集塵装置を対象とした、フィルタの破損検出方法であって、清浄空気室側に配置された粉塵検出センサが、粉塵を検出した際に、粉塵検出信号を送信し、粉塵検出信号を、所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、フィルタの破損を検出したと判定する。
　ここでは、集塵装置１の作動中に火災が発生し、これによりフィルタ１５が破損した場合を想定して説明する。
　火災発生の初期段階で、フィルタ１５、あるいはフィルタ１５の直ぐ上流および下流側が火炎により損傷する。その結果、集塵装置１の含塵空気室１２内のダスト、およびフィルタ１５が初期の燃焼物となる。さらに燃焼が進むと、フィルタ１５が焼損しフィルタ１５に穴が開く。この結果、粉塵が存在していない清浄空気室２１に、フィルタ１５に形成された穴から、フィルタ面に付着していた粉塵、焼損したフィルタ１５の煤等が流入する。排気ダクト２８内もしくはブロア２３の出口に配置された粉塵検出センサ３１が、これらの粉塵や煤を検出して粉塵検出信号を送信し、粉塵検出センサ３１からの粉塵検出信号を判定処理部３３が受信する（ステップＳ１）。
　判定処理部３３は、粉塵検出信号が所定の判定時間以上の長さにわたって連続して出力されているか否かを判断する（ステップＳ２）。所定の判定時間以上の長さにわたって連続して出力されていると判断された場合には、後に説明するステップＳ４へ遷移する（ステップＳ２のＹｅｓ）。所定の判定時間以上の長さにわたって連続して出力されていないと判断された場合には、次に説明するステップＳ３へ遷移する（ステップＳ２のＮｏ）。
　ステップＳ２において、粉塵検出信号が所定の判定時間以上の長さにわたって連続して出力されていないと判断された場合には、判定処理部３３は、粉塵検出信号の受信間隔が所定の時間間隔よりも短いか否かを判断する（ステップＳ３）。受信間隔が所定の時間間隔よりも短いと判断された場合には、次に説明するステップＳ４へ遷移する（ステップＳ３のＹｅｓ）。受信間隔が所定の時間間隔よりも短くないと判断された場合には、ステップＳ１へ戻り、粉塵検出センサ３１による次の粉塵検出信号の送信を待機する（ステップＳ３のＮｏ）。
　ステップＳ２において、粉塵検出信号が所定の判定時間以上の長さにわたって連続して出力されていると判断された場合、及び、ステップＳ３において、粉塵検出信号の受信間隔が所定の時間間隔よりも短いと判断された場合には、判定処理部３３は、フィルタが破損したと判定する（ステップＳ４）。
　判定処理部３３は、制御器３５へ信号を送り、制御器３５は、接続されたディスプレイ等の表示手段３６に火災発生を表示するとともに、ブザーやベル等の警報手段３８により警報を発するように制御を行う。
　次に、上記の集塵装置および集塵装置におけるフィルタの破損検出方法の効果について説明する。
　本実施形態の集塵装置１は、ブロア２３によって吸引された含塵空気が導入される含塵空気室１２と、含塵空気を通過させて含塵空気から粉塵を分離するフィルタ１５と、フィルタ１５によって含塵空気室１２から隔離され、フィルタ１５により濾過された清浄空気が導入される清浄空気室２１と、所定の時間間隔ＰＴごとにフィルタ１５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２５と、を備えている集塵装置１であって、清浄空気室２１側に配置され、粉塵を検出すると粉塵検出信号を送信する粉塵検出センサ３１と、粉塵検出信号を、所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、フィルタ１５の破損を検出したと判定する判定処理部３３と、を備えている。
　上記のような構成によれば、粉塵検出センサ３１が、粉塵を検出した際に、粉塵検出信号を送信し、粉塵検出信号を、判定処理部３３が所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、フィルタ１５の破損を検出したと判定する。
　このため、パルスジェット式粉塵払落機構２５が所定の時間間隔ごとにフィルタ１５に付着した粉塵を除去するに際し、フィルタ１５の表面に堆積した粉塵が一時的に払い落とされ、粉塵が払い落とされた部分から微量の粉塵がフィルタ１５を抜けて、粉塵検出センサ２５が粉塵を検出して粉塵検出信号を送信したとしても、粉塵検出信号は所定の時間間隔で受信されるため、フィルタ１５の破損を検出したと判定されない。
　他方、実際にフィルタ１５が破損した場合においては、粉塵が破損した部分からフィルタ１５を抜けて、粉塵検出センサ３１が粉塵を検出して粉塵検出信号を送信する。この粉塵検出信号は、所定の時間間隔とは無関係の、異なるタイミングで受信されるため、フィルタ１５の破損を検出したと判定される。
　したがって、集塵装置１がパルスジェット式粉塵払落機構２５を備えた場合においても、フィルタ１５の破損を、誤動作を抑制しつつ、迅速に検知することができる。
　また、判定処理部３３は、粉塵検出信号の受信間隔が所定の時間間隔ＰＴよりも短い場合に、フィルタ１５の破損を検出したと判定する。
　また、判定処理部３３は、粉塵検出信号が所定の判定時間ＤＴ以上の長さにわたって連続して出力されている場合に、フィルタ１５の破損を検出したと判定する。
　上記のような構成によれば、集塵装置１がパルスジェット式粉塵払落機構２５を備えた場合においても、フィルタ１５の破損を、誤動作を抑制しつつ、迅速に検知することができる。
　上記実施形態において、判定処理部３３によりフィルタ１５の破損が検出され、それが火災を原因とする場合に備え、集塵装置１の運転を停止し、Ｎ２ガスやＣＯ２ガスを集塵装置１内に投入し延焼を防止する構成が好ましい。
　なお、本発明の集塵装置および集塵装置におけるフィルタの破損検出方法は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。
　例えば、上記の実施形態においては、フィルタ１５の破損の原因として火災が想定されるように説明したが、それ以外の、例えば集塵装置１による鋭利な物質な吸込み、フィルタ１５の経年劣化等、他の原因によるフィルタ１５の破損にも適用可能であるのは言うまでもない。
　これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
１　　　　　集塵装置
１０　　　　筐体
１１　　　　セルプレート
１２　　　　含塵空気室
１５　　　　フィルタ
１６　　　　吸気口
１８　　　　吸気ダクト
２１　　　　清浄空気室
２３　　　　ブロア
２５　　　　パルスジェット式粉塵払落機構
２６　　　　排気口
２８　　　　排気ダクト
３１　　　　粉塵検出センサ
３３　　　　判定処理部
３５　　　　制御器
３６　　　　表示手段
３８　　　　警報手段
ＰＴ　　　　所定の時間間隔

Claims (4)

  1. 　ブロアによって吸引された含塵空気が導入される含塵空気室と、前記含塵空気を通過させて前記含塵空気から粉塵を分離するフィルタと、当該フィルタによって前記含塵空気室から隔離され、前記フィルタにより濾過された清浄空気が導入される清浄空気室と、所定の時間間隔ごとに前記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と、を備えている集塵装置であって、
    　前記清浄空気室側に配置され、粉塵を検出すると粉塵検出信号を送信する粉塵検出センサと、
    　前記粉塵検出信号を、前記所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、前記フィルタの破損を検出したと判定する判定処理部と、
    　を備えている、集塵装置。
  2. 　前記判定処理部は、前記粉塵検出信号の受信間隔が前記所定の時間間隔よりも短い場合に、前記フィルタの破損を検出したと判定する、請求項１に記載の集塵装置。
  3. 　前記判定処理部は、前記粉塵検出信号が所定の判定時間以上の長さにわたって連続して出力されている場合に、前記フィルタの破損を検出したと判定する、請求項１または２に記載の集塵装置。
  4. 　ブロアによって吸引された含塵空気が導入される含塵空気室と、前記含塵空気を通過させて前記含塵空気から粉塵を分離するフィルタと、当該フィルタによって前記含塵空気室から隔離され、前記フィルタにより濾過された清浄空気が導入される清浄空気室と、所定の時間間隔ごとに前記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と、を備えている集塵装置を対象とした、前記フィルタの破損検出方法であって、
    　前記清浄空気室側に配置された粉塵検出センサが、粉塵を検出した際に、粉塵検出信号を送信し、
    　当該粉塵検出信号を、前記所定の時間間隔とは異なるタイミングで受信したときに、前記フィルタの破損を検出したと判定する、集塵装置におけるフィルタの破損検出方法。
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