(57)【要約】【課題】簡素且つコンパクトな構成で、ダストの捕集効率に優れた集塵装置を提供する。【解決手段】集塵装置１は、筒体２と、入側ダクト３と、出側ダクト４と、ホッパ５と、を備える。筒体２は鉛直方向に延びる。入側ダクト３は水平方向に延びて筒体２の下端部に接続される。出側ダクト４は筒体２の上部に接続される。ホッパ５は筒体２の下端に設けられる。筒体２の下端部には、入側ダクト３の延びる方向の延長線上に張出し部６が設けられる。筒体２の内部空間が張出し部６の内部に広がる。【選択図】図３
2020011209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に延びる筒体と、
水平方向に延びて前記筒体の下端部に接続される入側ダクトと、
前記筒体の上部に接続される出側ダクトと、
前記筒体の下端に設けられたホッパと、を備え、
前記筒体の下端部には、前記入側ダクトの延びる方向の延長線上に張出し部が設けられ、前記筒体の内部空間が前記張出し部の内部に広がる、集塵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の集塵装置であって、
前記張出し部の張出し量が１．０ｍ以上５．０ｍ以下である、集塵装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の集塵装置であって、
前記張出し部の形状が、円筒状、角筒状又はドーム状である、集塵装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の集塵装置であって、
焼結機につながる第１ダクトに前記入側ダクトが接続され、電気集塵機に前記出側ダクトが接続され、前記電気集塵機につながる第２ダクトに排風機が設けられる、集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵装置に関し、特に重力及び慣性を利用した集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所の各種の設備（例：焼結機、コークス炉）では、煤塵や粉塵等のダスト（粒子）を多量に含む排ガスが生じる。環境保全の観点より、排ガスからダストを捕集して取り除くことが必要である。そのために集塵装置が不可欠である。例えば焼結機から煙突までの排ガス経路には、主たる集塵装置として、電気集塵機（ＥＰ：Electrostatic Precipitator、以下「ＥＰ」ともいう）が設置される。さらにＥＰの前段に、ＥＰの捕集能力を補うための集塵装置（以下、「プレダスタ」ともいう。）が設置される。プレダスタは、重力及び慣性を利用した集塵装置（以下「重力・慣性式集塵装置」又は単に「集塵装置」ともいう。）である。
【０００３】
プレダスタによるダストの捕集が十分でない場合、ＥＰへの負荷が増加し、ＥＰによるダストの捕集が不十分となる。この場合、煙突から排出される排ガスにおいて、ダスト濃度が高くなるおそれがある。特に近年、製鉄設備の稼働率が高まり、排ガス量が増加している。そのため、プレダスタによるダストの捕集効率を向上することが求められる。
【０００４】
例えば特開昭５３−１４６３６９号公報（特許文献１）はコークス炉用のプレダスタを開示する。このプレダスタは、吸引ダクトと、密閉型の粉塵捕集容器と、排出ダクトと、を備える。吸引ダクトは水平方向に延びて、粉塵捕集容器に接続される。排出ダクトは吸引ダクトから分岐する。その分岐点は粉塵捕集容器への入口の直前である。排出ダクトの下流には、ＥＰなどの処理装置、及び排風機が設けられる。
【０００５】
排風機の作動により、重いダストを含む排ガスが吸引ダクト内に導入される。その排ガスは粉塵捕集容器に導入される。粉塵捕集容器の内部では、排ガス中の重いダストが慣性及び重力によって落下し、排ガスからダストが除去される。ダストが除去された排ガスは、粉塵捕集容器内で反転して粉塵捕集容器の入口から吸引ダクトに戻り、排出ダクトに導入される。排出ダクトに導入された排ガスは、処理装置に導かれる。
【０００６】
特許文献１には、上述した重力・慣性式集塵装置（プレダスタ）により、簡単な構成で、設備費も安く、より効率の良い集塵を行える、と記載されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された重力・慣性式集塵装置では、水平方向に延びる吸引ダクトの先端に大きな粉塵捕集容器が設置される。そのため、集塵装置の大型化は否めない。特に、ダクトが密集した製鉄設備では、集塵装置を大型化するためのスペースの余裕は少ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５３−１４６３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の１つの目的は、簡素且つコンパクトな構成で、ダストの捕集効率に優れた集塵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態による集塵装置は、鉛直方向に延びる筒体と、水平方向に延びて筒体の下端部に接続される入側ダクトと、筒体の上部に接続される出側ダクトと、筒体の下端に設けられたホッパと、を備える。筒体の下端部には、入側ダクトの延びる方向の延長線上に張出し部が設けられ、筒体の内部空間が張出し部の内部に広がる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態による集塵装置によれば、筒体内での排ガスの流れが張出し部の内部でよどむ。そのため、排ガス中に含まれる重いダストは、張出し部内で落下してホッパに堆積する。したがって、重いダストを効率良く捕集することができる。また、本発明の実施形態による集塵装置では、筒体が鉛直方向に延びており、その筒体の下端部に単に張出し部が設けられる。したがって、集塵装置の構成は簡素且つコンパクトである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施形態の集塵装置が設置される焼結機の排ガス経路を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示すプレダスタに導入される排ガス中のダストの粒度分布の一例を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す本実施形態のプレダスタの一例を示す断面図である。
【図４】図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】図５は、比較例のプレダスタを示す断面図である。
【図６】図６は、図３に示す本実施形態のプレダスタの他の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。
【図８】図８は、図３に示す本実施形態のプレダスタのさらに他の一例を示す断面図である。
【図９】図９は、図８の線ＩＸ−ＩＸにおける断面図である。
【図１０】図１０は、調査１の結果を示す図である。
【図１１】図１１は、調査２の結果を示す図である。
【図１２】図１２は、調査３の結果を示す図である。
【図１３】図１３は、検討１の結果を示す図である。
【図１４】図１４は、検討２の結果を示す図である。
【図１５】図１５は、張出し量と捕集効率の微分値との関係の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、排ガスの流速と張出し量の最適値の点との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態による集塵装置は、筒体と、入側ダクトと、出側ダクトと、ホッパと、を備える。筒体は鉛直方向に延びる。入側ダクトは水平方向に延びて筒体の下端部に接続される。出側ダクトは筒体の上部に接続される。ホッパは筒体の下端に設けられる。筒体の下端部には、入側ダクトの延びる方向の延長線上に張出し部が設けられる。筒体の内部空間が張出し部の内部に広がる。
【００１４】
本実施形態の集塵装置は、重力及び慣性を利用した重力・慣性式集塵装置である。この集塵装置では、排ガスは、入側ダクト、筒体及び出側ダクトをその順に流れる。具体的には、排ガスは、入側ダクトから筒体の下端部に導入される。筒体に導入された排ガスは、筒体内を上昇し、筒体の上部から出側ダクトに排出される。
【００１５】
その際、筒体内での排ガスの流れは、張出し部の内部でよどむ。張出し部は、入側ダクトの延びる方向の延長線上に設けられている。そのため、排ガス中に含まれる重いダスト（粒径の大きいダスト）は、慣性によって入側ダクトから張出し部に向けて直進する。そして、そのダストは張出し部に進入し、そのダストの運動量は張出し部内で低下する。運動量の低下したダストは、重力によって落下してホッパに堆積する。ホッパに堆積したダストは、開閉式の底が開かれることによって排出される。
【００１６】
このように本実施形態の集塵装置によれば、重いダストを効率良く捕集することができる。
【００１７】
また、本実施形態の集塵装置では、筒体が鉛直方向に延びており、その筒体の下端部に単に張出し部が設けられる。そのため、集塵装置の構成は簡素且つコンパクトである。
【００１８】
なお、排ガス中に含まれる軽いダスト（粒径の小さいダスト）は、出側ダクトに導かれる。軽いダストには重力及び慣性が有効に作用しないからである。この場合、排ガス経路における重力・慣性式集塵装置の後段にＥＰなどの高度な集塵装置を設けることにより、そのような軽いダストを有効に捕集できる。
【００１９】
ここで、筒体の形状は特に限定されない。１つの例では、筒体は、長方形の断面を有する角筒状である。筒体における長方形断面の長辺を含む側面に、入側ダクトは接続される。入側ダクト及び出側ダクトの断面形状も特に限定されない。１つの例では、入側ダクトの断面は円形である。つまり、入側ダクトは円筒状である。
【００２０】
典型的な例では、本実施形態の集塵装置は焼結機用のプレダスタとして用いられる。例えば、焼結機につながる第１ダクトに入側ダクトが接続される。電気集塵機（ＥＰ）に出側ダクトが接続される。電気集塵機につながる第２ダクトに排風機が設けられる。
【００２１】
この場合、排風機の作動により吸引力が発生する。これにより、焼結機で生じた排ガスは、第１ダクト及び入側ダクトを通じて筒体（プレダスタ）に導入され、上述のとおり重いダストが取り除かれる。そして、その排ガスは出側ダクトを通じてＥＰに導入される。その排ガスは、ＥＰによって軽いダストが取り除かれ、その後に第２ダクトを経て煙突から排出される。その際、プレダスタによって重いダストを効率良く捕集できるため、ＥＰへの負荷が軽減される。その結果、ＥＰによって軽いダストを有効に捕集できる。したがって、煙突から排出される排ガスにおいて、ダスト濃度を低減できる。
【００２２】
本実施形態の集塵装置は、焼結機用のプレダスタとしてのみならず、コークス炉用のプレダスタとして用いてもよい。また、本実施形態の集塵装置は、プレダスタとしての集塵装置に限定されず、主たる集塵装置として用いてもよい。
【００２３】
本実施形態の集塵装置において、張出し部の張出し量が１．０ｍ以上５．０ｍ以下である、ことが好ましい。ここで、張出し量とは、入側ダクトの延びる方向において、筒体の側面から張り出した張出し部の最大突出長さを意味する。
【００２４】
張出し量が１．０ｍ以上であれば、張出し部の内部で排ガス流れのよどみが有効に生じる。そのため、より効果的にダストの捕集を行える。したがって、張出し量の下限は１．０ｍであることが好ましい。張出し量のより好ましい下限は２．０ｍであり、さらに好ましくは３．０ｍである。一方、張出し量が５．０ｍを超えても、ダストの捕集効率はほとんど変わらない。また、張出し量が大き過ぎれば、集塵装置が大きくなる。したがって、張出し量の上限は５．０ｍであることが好ましい。張出し量のより好ましい上限は４．０ｍである。
【００２５】
典型的な例では、張出し部の形状が、円筒状、角筒状又はドーム状である。円筒状の張出し部の場合、円筒の中心軸が入側ダクトの中心軸とほぼ一致しており、円筒の一端が筒体の内部空間に開口し、その他端が閉塞されている。角筒状の張出し部の場合、角筒の中心軸が入側ダクトの中心軸とほぼ一致しており、角筒の一端が筒体の内部空間に開口し、その他端が閉塞されている。ドーム状の張出し部の場合、ドームの中心が入側ダクトの中心軸上にほぼ重なっている。これらの形状のうちで円筒状が好ましい。ダストの捕集効率が優れ、製作コストも低いからである。ただし、張出し部の形状は特に限定されない。上記の形状の他に、張出し部の形状はコーン状や角錐状であってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００２６】
以下に、図面を参照しながら、本実施形態の集塵装置の具体例を説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態の集塵装置が設置される焼結機の排ガス経路を示す模式図である。図１には焼結機１０から煙突１１までの排ガス経路が示される。本実施形態の集塵装置はプレダスタとして用いられる。以下の説明では、本実施形態の集塵装置をプレダスタ１と言う。
【００２８】
図１を参照し、焼結機１０には第１ダクト１４がつながる。第１ダクト１４はプレダスタ１の入側ダクト３に接続される。プレダスタ１の出側ダクト４はＥＰ（電気集塵機）１２に接続される。ＥＰ１２には第２ダクト１５がつながる。第２ダクト１５は煙突１１につながる。第２ダクト１５に排風機（ファン）１３が設けられる。
【００２９】
焼結機１０の稼働に伴って、排ガスが生じる。焼結機１０で生じた排ガスは、排風機１３の作動により、第１ダクト１４に導入される。その排ガスは、第１ダクト１４及び入側ダクト３を通じてプレダスタ１に導入される。その排ガスは、プレダスタ１によって重いダストが取り除かれる。その後、その排ガスは、出側ダクト４を通じてＥＰ１２に導入される。その排ガスは、ＥＰによって軽いダストが取り除かれる。その後、その排ガスは、第２ダクト１５を経て煙突１１から排出される。
【００３０】
図２は、図１に示すプレダスタ１に導入される排ガス中のダストの粒度分布の一例を示す図である。図２を参照し、プレダスタに導入される排ガスは、粒径がおよそ１μｍ〜７００μｍのダスト（焼結鉱のダスト）を含む。そのダストの大半は、粒径が数１０μｍ〜３００μｍ程度のダストである。ＥＰは、粒径が数１０μｍ以下のダスト（軽いダスト）の捕集を得意とする。したがって、ＥＰの前段のプレダスタによって、粒径が数１０μｍ以上のダスト（重いダスト）を効率良く捕集できれば、ＥＰへの負荷が軽減され、ＥＰによるダストの捕集を有効に行える。なお、焼結機で生じた排ガスには焼結鉱のダストが含まれる。そのダストは高密度（４６００ｋｇ／ｍ3）である。
【００３１】
図３は、図１に示す本実施形態のプレダスタ１の一例を示す断面図である。図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。図３及び図４を参照し、プレダスタ１は、筒体２と、入側ダクト３と、出側ダクト４と、ホッパ５と、を備える。
【００３２】
筒体２は鉛直方向に延びる。筒体２は、長方形の断面を有する角筒状である。入側ダクト３は水平方向に延びる。入側ダクト３の断面は円形である。筒体２における長方形断面の長辺を含む側面の下端部に、入側ダクト３は接続される。出側ダクト４は筒体２の上部に接続される。ホッパ５は筒体２の下端に設けられる。ホッパ５は開閉式の底を有する。
【００３３】
筒体２の下端部には、入側ダクト３の延びる方向の延長線上に張出し部６が設けられる。筒体２の内部空間が張出し部６の内部に広がる。具体的には、張出し部６の形状は円筒状である。張出し部６の円筒の中心軸が入側ダクト３の中心軸とほぼ一致している。そして、張出し部６の円筒の一端が筒体２の内部空間に開口し、その他端が閉塞されている。張出し部６の張出し量Ｌは１．０ｍ以上５．０ｍ以下である。
【００３４】
このようなプレダスタ１では、排ガスは、入側ダクト３、筒体２及び出側ダクト４をその順に流れる。図３には、排ガスの主たる流れが白抜き矢印で示される。排ガスは、入側ダクト３から筒体２に導入される。筒体２に導入された排ガスは、筒体２内を上昇し、筒体２から出側ダクト４に排出される。
【００３５】
その際、図３中の点線矢印で示されるように、筒体２内での排ガスの流れは、張出し部６の内部でよどむ。そのため、図３中の実線矢印で示されるように、排ガス中に含まれる粒径の大きい重いダストは、慣性によって入側ダクト３から張出し部６に向けて直進する。そして、そのダストは張出し部６に進入し、そのダストの運動量は張出し部６内で低下する。運動量の低下したダストは、重力によって落下してホッパ５に堆積する。ホッパに堆積したダストは、開閉式の底が開かれることによって排出される。このように、プレダスタ１によって、粒径の大きい重いダストを効率良く捕集することができる。
【００３６】
排ガス中に含まれる粒径の小さい軽いダストは、排ガスの主たる流れに乗って出側ダクト４を通じてＥＰ１２（図１参照）に導かれる。その排ガスは、粒径の大きい重いダストが除去されている。そのため、ＥＰ１２への負荷が軽減される。したがって、粒径の小さい軽いダストはＥＰ１２によって有効に捕集される。その結果、煙突１１（図１参照）から排出される排ガスにおいて、ダスト濃度を抑えることが可能になる。
【００３７】
図５は、比較例のプレダスタ１０１を示す断面図である。図５に示す比較例のプレダスタ１０１の構成は、上記した図３に示す本実施形態のプレダスタ１の構成と概ね共通する。ただし、比較例のプレダスタ１０１は張出し部を備えない。つまり、鉛直方向に延びる筒体１０２は、長方形断面の単なる角筒状である。
【００３８】
図５に示すプレダスタ１０１の場合、筒体１０２内において、入側ダクト３の延びる方向の延長線上によどみは発生しない。そのため、図５中の実線矢印で示されるように、排ガス中に含まれる粒径の大きい重いダストの一部は、排ガスの主たる流れに乗って筒体１０２内を上昇する。粒径の大きい重いダストの運動量が有効に低下しないからである。そのため、粒径の大きい重いダストの一部のみ、重力によって落下してホッパ５に堆積する。したがって、比較例のプレダスタ１０１では、粒径の大きい重いダストを効率良く捕集することができない。
【００３９】
図６は、図３に示す本実施形態のプレダスタ１の他の一例を示す断面図である。図７は、図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。図６及び図７に示すプレダスタ１の構成は、上記した図３及び図４に示すプレダスタ１の構成と概ね共通する。両者の相違点は、張出し部６の形状である。
【００４０】
図６及び図７を参照し、本実施形態のプレダスタ１では、張出し部６の形状は四角形断面の角筒状である。張出し部６の角筒の中心軸が入側ダクト３の中心軸とほぼ一致している。そして、張出し部６の角筒の一端が筒体２の内部空間に開口し、その他端が閉塞されている。
【００４１】
このようなプレダスタ１の場合でも、筒体２内において、入側ダクト３の延びる方向の延長線上によどみが発生する。そのため、図３及び図４に示すプレダスタ１と同様の効果を奏する。
【００４２】
図８は、図３に示す本実施形態のプレダスタ１のさらに他の一例を示す断面図である。図９は、図８の線ＩＸ−ＩＸにおける断面図である。図８及び図９に示すプレダスタ１の構成は、上記した図３及び図４に示すプレダスタ１の構成と概ね共通する。両者の相違点は、張出し部６の形状である。
【００４３】
図８及び図９を参照し、本実施形態のプレダスタ１では、張出し部６の形状はドーム状である。ドームの中心が入側ダクト３の中心軸上にほぼ重なっている。
【００４４】
このようなプレダスタ１の場合でも、筒体２内において、入側ダクト３の延びる方向の延長線上によどみが発生する。そのため、図３及び図４に示すプレダスタ１と同様の効果を奏する。
【実施例】
【００４５】
本実施形態の重力・慣性式集塵装置（プレダスタ）による効果を確認するため、下記の調査を行った。
【００４６】
［調査１］
図６及び図７に示すプレダスタ１（張出し部６が角筒状）について、流体解析を実施した。解析には、ANSYS, Inc.社製の汎用熱流体解析ソフトウェア（ANSYS Fluent）を使用した。発明例として、張出し部６の張出し量Ｌが異なる５つのプレダスタ１の解析モデルを用意した。具体的には、発明例１の張出し量Ｌは１．０ｍであった。発明例２の張出し量Ｌは２．０ｍであった。発明例３の張出し量Ｌは３．０ｍであった。発明例４の張出し量Ｌは４．０ｍであった。発明例５の張出し量Ｌは５．０ｍであった。また、比較例として、図５に示すプレダスタ１０１（張出し部無し）の解析モデルを用意した。
【００４７】
解析で付与した主な条件は、以下のとおりとした。
・流体（密度等の物性）：焼結機で発生する排ガスの成分
・ダスト（粒子）の密度：４６００ｋｇ／ｍ3（焼結鉱のダスト）
・投入したダスト（粒子）の粒径：１μｍ、１０μｍ、１００μｍ及び１０００μｍ
・ダクト内の風量：１８０００Ｎｍ3／ｍｉｎ
【００４８】
下記の式（１）で表わされる捕集率によって、プレダスタの性能を評価した。
捕集率［％］＝（捕集された粒子の数）／（投入した粒子の総数）×１００  （１）
【００４９】
図１０は、調査１の結果を示す図である。図１０から以下のことが示される。比較例と比べ、発明例１〜５では、粒径の小さい粒子の捕集率が増加した。下記の表１に、発明例１〜５及び比較例のそれぞれにおける粒径１００μｍ以上の粒子の捕集率を示す。
【００５０】
【表１】
2020011209.tif 000003
【００５１】
表１から以下のことが示される。発明例１〜５のプレダスタによれば、粒径１００μｍ以上の粒子を有効に捕集できる。
【００５２】
［調査２］
上述した調査１と同様に、流体解析を実施した。発明例として、張出し部６の形状が異なる３つのプレダスタ１の解析モデルを用意した。具体的には、発明例１１の張出し部６は、図６及び図７に示すような角筒状であった。発明例１２の張出し部６は、図３及び図４に示すような円筒状であった。発明例１３の張出し部６は、図８に示すようなドーム状であった。発明例１１〜１３のいずれも、張出し量Ｌは２．０ｍであった。
【００５３】
図１１は、調査２の結果を示す図である。図１１から以下のことが示される。発明例１１〜１３の捕集率はほぼ同等であった。下記の表２に、発明例１１〜１３のそれぞれにおける粒径１００μｍ以上の粒子の捕集率を示す。
【００５４】
【表２】
2020011209.tif 000004
【００５５】
表２から以下のことが示される。発明例１１〜１３のうちの発明例１２（張出し部６が円筒状）のプレダスタによれば、粒径１００μｍ以上の粒子を最も有効に捕集できる。
【００５６】
［調査３］
実機試験により、一週間あたりのプレダスタによるダストの捕集量を調べた。発明例として、図３及び図４に示すような円筒状の張出し部６（張出し量Ｌは２．０ｍ）を有するプレダスタ１を用意した。比較例として、図５に示すような張出し部の無いプレダスタ１０１を用意した。
【００５７】
図１２は、調査３の結果を示す図である。図１２から以下のことが示される。発明例のプレダスタによる捕集量は、比較例のプレダスタによる捕集量の約１．８倍であった。つまり、発明例のプレダスタによって、ダストを効率良く捕集できた。
【００５８】
［張出し量の最適値の検討］
（１）検討１：入側ダクトの断面積の影響
図６及び図７に示すプレダスタ１（張出し部６が角筒状）について、上記と同様の流体解析を実施した。検討１の解析では、入側ダクト３の断面積及び張出し部６の張出し量Ｌが異なる多数の解析モデルを用いた。入側ダクト３の断面積は、１６ｍ2、２５ｍ2及び３６ｍ2の３種類とした。張出し量Ｌは、０ｍ（張出し部なし）、１．０ｍ、２．０ｍ、３．０ｍ、４．０ｍ及び５．０ｍの６種類とした。入側ダクト３内を流れる排ガスの流速は２０ｍ／ｓと一定にした。そして、解析モデルごとに粒子の捕集効率を求めた。各粒径（１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ及び１０００μｍ）の粒子の捕集率を求め、これらの捕集率の平均値を捕集効率とした。
【００５９】
図１３は、検討１の結果を示す図である。図１３から以下のことが示される。入側ダクトの断面積に関わらず、粒子の捕集効率が飽和状態に移るときの張出し量Ｌは２．０ｍであった。つまり、張出し部６の張出し量Ｌが２．０ｍ以上であれば、粒子の捕集効率が変わらなかった。このことから、張出し量Ｌの最適値Ｌａは２．０ｍであることがわかった。
【００６０】
（２）検討２：排ガスの流速の影響
図６及び図７に示すプレダスタ１（張出し部６が角筒状）について、上記と同様の流体解析を実施した。検討２の解析では、張出し部６の張出し量Ｌが異なる多数の解析モデルを用いた。張出し量Ｌは、０ｍ（張出し部なし）、１．０ｍ、２．０ｍ、３．０ｍ、４．０ｍ及び５．０ｍの６種類とした。入側ダクト３の断面積は２５ｍ2と一定にした。入側ダクト３内を流れる排ガスの流速は、１０ｍ／ｓ、１５ｍ／ｓ、２０ｍ／ｓ及び３０ｍ／ｓの４種類に変更した。そして、検討１と同様に解析モデルごとに粒子の捕集効率を求めた。
【００６１】
図１４は、検討２の結果を示す図である。図１４から以下のことが示される。排ガスの流速が速いほど、粒子の捕集効率が飽和状態に移るときの張出し量Ｌは大きかった。このことから、張出し量Ｌの最適値Ｌａは、排ガスの流速に応じて大きくなることがわかった。
【００６２】
ここで、図１４を参照して、張出し量Ｌの最適値Ｌａのライン（図１４中の太い一点鎖線参照）は、各流速において整数でない点を通る。そのため、図１４より張出し量Ｌの最適値Ｌａを適切に決定することは難しい。そこで、下記のとおりに張出し量Ｌの最適値Ｌａの点を定義し、その最適値Ｌａの点を排ガスの流速ごとに調べた。
【００６３】
図１４における排ガスの流速ごとに、張出し量Ｌ（ｘ）と捕集効率（ｙ）の関数を微分する。新たに張出し量Ｌ（ｘ）と捕集効率の微分値（ｙ’）との関係をグラフに描く。
【００６４】
図１５は、張出し量Ｌと捕集効率の微分値との関係の一例を示す図である。図１５には、排ガスの流速が２０ｍ／ｓであるときの状況が示される。図１５を参照して、捕集効率の微分値が０に近づいた点が飽和点であるため、この点を張出し量Ｌの最適値Ｌａの点とする。ただし、ここでいう飽和点は捕集効率の微分値（ｙ’）が０となった点ではなく、図１５に示すように直線減少部分の外挿線（図１５中の実線参照）とｙ’＝０との交点とする。
【００６５】
このように定義された張出し量Ｌの最適値Ｌａの点を排ガスの流速ごとに調べた。
【００６６】
図１６は、排ガスの流速ｖと張出し量Ｌの最適値Ｌａの点との関係を示す図である。図１６を参照して、排ガスの流速ｖ［ｍ／ｓ］と張出し量Ｌの最適値Ｌａ［ｍ］の点との関係は、下記の式（２）で表わされる。
Ｌａ＝−０．００４６×ｖ2＋０．３１３９×ｖ−１．９２７３  （２）
ただし、１０≦ｖ≦３０
【００６７】
上記式（２）により、排ガスの流速ｖに応じて張出し量Ｌの最適値Ｌａを算出できる。この最適値Ｌａより、張出し部６の張出し量Ｌを決定できる。実運用では、排ガスの流速ｖは変化する。そのため、想定される流速ｖの最大値に基づいて張出し量Ｌの最適値Ｌａを算出し、算出された最適値Ｌａより、張出し部６の張出し量Ｌを決定すればよい。
【００６８】
その他、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の集塵装置は、あらゆる重力・慣性式集塵装置として用いることができ、特に焼結機用のプレダスタとして有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１  プレダスタ（集塵装置）
２  筒体
３  入側ダクト
４  出側ダクト
５  ホッパ
６  張出し部
Ｌ  張出し量
１０  焼結機
１１  煙突
１２  ＥＰ（電気集塵機）
１３  排風機
１４  第１ダクト
１５  第２ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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