(57)【要約】【課題】圧力気体供給弁として使用するダイヤフラムバルブの開動作を高速にするとともに、圧力気体の消費量を低減することができる集塵機を提供すること。【解決手段】含塵空気を濾過するフィルタ７と、圧力気体供給源Ｓに接続したヘッダタンク６に配設した圧力気体供給弁１と、圧力気体供給弁１に接続され前記フィルタ７の開口部に対向する位置にノズル穴９を設けたインジェクターチューブ８とを備え、ノズル穴９から噴出される圧力気体によってフィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすようにした集塵機Ｓにおいて、ヘッダタンク６の内部を区画して、区画した各々が圧力気体供給弁１を開放することによってフィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすために必要な圧力気体量を蓄えることができる容積を有する複数のタンク室６ａ１、６ａ２、６ａ３に区画し、各タンク室６ａ１、６ａ２、６ａ３と圧力気体供給源Ｓとを開閉弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を介して接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
含塵空気を濾過するフィルタと、圧力気体供給源に接続したヘッダタンクに配設した圧力気体供給弁と、該圧力気体供給弁に接続され前記フィルタの開口部に対向する位置にノズル穴を設けたインジェクターチューブとを備え、前記ノズル穴から噴出される圧力気体によってフィルタの外表面に付着したダストを払い落とすようにした集塵機において、ヘッダタンクの内部を区画して、区画した各々が圧力気体供給弁を開放することによってフィルタの外表面に付着したダストを払い落とすために必要な圧力気体量を蓄えることができる容積を有する複数のタンク室を形成し、各タンク室と圧力気体供給源とを開閉弁を介して接続したことを特徴とする集塵機。
【請求項２】
前記タンク室に複数の圧力気体供給弁を配設し、該複数の圧力気体供給弁のうちの１個ないし複数個ずつを順次開放する制御機構を備えるとともに、タンク室に同時に開放される圧力気体供給弁に対応する圧力気体量を蓄えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の集塵機。
【請求項３】
含塵空気を濾過するフィルタの外表面に付着したダストを、圧力気体供給源に接続したヘッダタンクに配設した圧力気体供給弁を開閉することによって、圧力気体供給弁に接続されたインジェクターチューブの前記フィルタの開口部に対向する位置に設けたノズル穴から噴出される圧力気体で払い落とすようにした集塵機の運転方法において、ヘッダタンクの内部を区画して、区画した各々が圧力気体供給弁を開放することによってフィルタの外表面に付着したダストを払い落とすために必要な圧力気体量を蓄えることができる容積を有する複数のタンク室を形成し、各タンク室に圧力気体供給源から供給される圧力気体を貯留した後、圧力気体供給源とタンク室とを遮断し、圧力気体供給弁を開放することによってタンク室内の圧力気体をインジェクターチューブに設けたノズル穴から噴出させるようにしたことを特徴とする集塵機の運転方法。
【請求項４】
前記タンク室に同時に開放される圧力気体供給弁に対応する圧力気体量を蓄えるようにするとともに、タンク室に配設した複数の圧力気体供給弁のうちの１個ないし複数個ずつを制御機構により順次開放するようにしたことを特徴とする請求項３記載の集塵機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵機及びその運転方法に関し、特に、フィルタの外表面に付着したダストを払い落とすために設けられる圧力気体供給弁の開動作を高速にするとともに、圧力気体の消費量を低減することができる集塵機及びその運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、焼却炉や電気炉等から排出する排ガス中に含まれるダストを捕集するために、フィルタを内部に配設した集塵機が広く採用されている。
この集塵機は、フィルタの外表面にダストが多量に付着し、通気抵抗（圧損）が所定値以上に上昇したとき、又は一定時間経過後に、ダストを払い落とすべく条件を選定してフィルタ内に圧力気体を噴出し、フィルタの外表面に付着したダストを払い落とすようにしている。
【０００３】
より具体的には、図５〜図６に示すように、フィルタの外表面に付着したダストを払い落とすようにする集塵機Ｃ’は、筐体２の内部を区画壁３により上下に区画し、下部を含塵空気導入室４、上部を浄化空気室５とし、含塵空気導入室４を塵埃発生源（図示省略）に接続し、浄化空気室５を吸引装置Ｆに接続するようになされている（例えば、特許文献１参照）。
そして、区画壁３には、多数の有底筒状のフィルタ７を垂下して取り付け、各フィルタ７の上方には、圧力気体供給源Ｓと配管Ｓａを介して接続されるヘッダタンク６と、圧力気体供給弁として使用するダイヤフラムバルブ１０を介して接続されるインジェクターチューブ８を配備し、このインジェクターチューブ８にノズル穴９をフィルタ７の開口部に対向する位置に形成するようにしている。
【０００４】
インジェクターチューブ８は、図７〜図８に示すように、その基端側をダイヤフラムバルブ１０の弁座２２として圧力気体供給源Ｓと接続されるヘッダタンク６の筐体内６ｃに配設するようにしている。
【０００５】
ヘッダタンク６の筐体には、弁座２２に対向して開口部Ｍを形成し、開口部Ｍを閉鎖するように筐体の外表面に取り付けたダイヤフラム１３に、弁体２４を弁座２２に対向する開口部Ｍ内の位置に取り付け、ダイヤフラムバルブ１０を開動作する場合は、排気弁１８を開くことによって排気ポート１７を開放し、弁室１６ａの圧力（ダイヤフラム１３にかかる背圧）を抜くことにより、ダイヤフラム１３を引き上げるようにする。
また、ダイヤフラムバルブ１０を閉動作する場合は、排気弁１８を閉じることによって排気ポート１７を閉鎖するとともに、ダイヤフラム１３に形成したブリードホールＢを介して筐体内６ｃの圧力気体を弁室１６ａに導入することにより、弁室１６ａを筐体内６ｃと等圧にし、ばね１４の付勢力でダイヤフラム１３を押し下げるようにしている。
【０００６】
これにより、常時は、筐体２の浄化空気室５の下流側に接続した吸引装置Ｆの吸引力によりダスト発生源からのダストを含んだ空気は含塵空気導入室４に導かれ、ダストがフィルタ７で濾過され、浄化後の空気が浄化空気室５を介して排出される。
そして、フィルタ７の通気抵抗（圧損）が所定値に到達したとき、又は使用時間が一定時間経過した後に定期的に、排気弁１８を開放することによって、排気ポート１７を介して、蓋部材１６によって形成する弁室１６ａの圧力を抜く（ダイヤフラム１３にかかる背圧を抜く）ことにより、ダイヤフラムバルブ１０を短時間に開動作させ、ヘッダタンク６内の圧力気体を瞬時にインジェクターチューブ８に流出させ、インジェクターチューブ８に配設したノズル穴９から洗浄空気をフィルタ７内に噴出させ、フィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすようにしている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７５６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ダイヤフラムにブリードホールＢを設けることは、ダイヤフラムバルブ１０の閉動作が速くなる反面、筐体内６ｃの圧力気体がブリードホールを介して弁室１６ａに入りやすくなるため、排気弁１８を開いた際の筐体内６ｃと弁室１６ａとの圧力差が維持されにくくなる分、ダイヤフラムバルブ１０の開動作の速度が低下することとなる。
ダイヤフラムバルブ１０の開動作を速くするためには、ブリードホールＢをなくすか、ブリードホールＢの孔径をできるだけ小さくする方がよいが、この場合、ダイヤフラムバルブ１０の閉動作のときに、排気弁１８を閉じても、ダイヤフラム１３にかかる背圧（弁室１６ａの圧力）が上昇しない（上昇しにくい）ため、筐体内６ｃと弁室１６ａの圧力が均衡して弁体２４が閉じるまでに時間を要し、この間、圧力気体供給源Ｓと接続されるヘッダタンク６から吐出される圧力気体が無駄に使われることになる。
また、圧力気体供給源Ｓの空気が消費されてしまい、次のダストの払い落としの動作を継続して行うことができなくなるおそれもある。
このため、このようなダイヤフラムバルブ１０を用いた集塵機Ｃ’では、ダストの払い落とし効果が低下するという問題があった。
【０００９】
そこで、従来のダイヤフラムバルブ１０では、ブリードホールＢの孔径をできるだけ小さくし、開動作を速くするとともに、筐体内６ｃと弁室１６ａとの圧力が早く均衡するような最適なブリードホールＢの孔数や孔寸法を実験等を行うことによって導出し、設定するようにしている。
しかしながら、開動作を速くすることと閉動作を速くすることとはトレードオフの関係となるため、最適なブリードホールＢの孔数や孔寸法を設定することが困難で、開動作と閉動作の一方が犠牲になるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の集塵機及びその運転方法が有する問題点に鑑み、圧力気体供給弁として使用するダイヤフラムバルブの開動作を高速にするとともに、圧力気体の消費量を低減することができる集塵機及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の集塵機は、含塵空気を濾過するフィルタと、圧力気体供給源に接続したヘッダタンクに配設した圧力気体供給弁と、該圧力気体供給弁に接続され前記フィルタの開口部に対向する位置にノズル穴を設けたインジェクターチューブとを備え、前記ノズル穴から噴出される圧力気体によってフィルタの外表面に付着したダストを払い落とすようにした集塵機において、ヘッダタンクの内部を区画して、区画した各々が圧力気体供給弁を開放することによってフィルタの外表面に付着したダストを払い落とすために必要な圧力気体量を蓄えることができる容積を有する複数のタンク室を形成し、各タンク室と圧力気体供給源とを開閉弁を介して接続したことを特徴とする。
【００１２】
この場合において、前記タンク室に複数の圧力気体供給弁を配設し、該複数の圧力気体供給弁のうちの１個ないし複数個ずつを順次開放する制御機構を備えるとともに、タンク室に同時に開放される圧力気体供給弁に対応する圧力気体量を蓄えるようにすることができる。
【００１３】
また、本発明の集塵機を使用して行う本発明の集塵機の運転方法は、含塵空気を濾過するフィルタの外表面に付着したダストを、圧力気体供給源に接続したヘッダタンクに配設した圧力気体供給弁を開閉することによって、圧力気体供給弁に接続されたインジェクターチューブの前記フィルタの開口部に対向する位置に設けたノズル穴から噴出される圧力気体で払い落とすようにした集塵機の運転方法において、ヘッダタンクの内部を区画して、区画した各々が圧力気体供給弁を開放することによってフィルタの外表面に付着したダストを払い落とすために必要な圧力気体量を蓄えることができる容積を有する複数のタンク室を形成し、各タンク室に圧力気体供給源から供給される圧力気体を貯留した後、圧力気体供給源とタンク室とを遮断し、圧力気体供給弁を開放することによってタンク室内の圧力気体をインジェクターチューブに設けたノズル穴から噴出させるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
この場合において、前記タンク室に同時に開放される圧力気体供給弁に対応する圧力気体量を蓄えるようにするとともに、タンク室に配設した複数の圧力気体供給弁のうちの１個ないし複数個ずつを制御機構により順次開放するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の集塵機及びその運転方法によれば、ヘッダタンクの内部を区画して、区画した各々が圧力気体供給弁を開放することによってフィルタの外表面に付着したダストを払い落とすために必要な圧力気体量を蓄えることができる容積を有する複数のタンク室を形成し、各タンク室に圧力気体供給源から供給される圧力気体を貯留した後、圧力気体供給源とタンク室とを遮断し、圧力気体供給弁を開放することによってタンク室内の圧力気体をインジェクターチューブに設けたノズル穴から噴出させるようにすることにより、圧力気体供給弁として開動作を速くするブリードホールを形成していないダイヤフラムバルブや孔径の小さいブリードホールを形成したダイヤフラムバルブを使用した場合でも、圧力気体はヘッダタンクの内部を区画して形成したタンク室内に貯留された容積分しかないため、圧力気体を噴出した後は、タンク室内の圧力は集塵機の筐体内の圧力と同一になるまで低下し、ダイヤフラムにかかる背圧が上昇しなくても、タンク室内の圧力と弁室の圧力とが均衡し、ばねの付勢力だけで弁体が閉じる。また、仮に、閉動作が多少遅くなっても圧力気体を無駄に消費することがなく、圧力気体供給源の消費エネルギを低減した省エネ運転をすることができる集塵機及びその運転方法を提供することができる。
【００１６】
また、タンク室に、複数の圧力気体供給弁を配設し、該複数の圧力気体供給弁のうちの１個ないし複数個ずつを順次開放する制御機構を備えるとともに、タンク室に同時に開放される圧力気体供給弁に対応する圧力気体量を蓄えるようにすることにより、１つの圧力気体供給弁毎にタンク室を形成して、１つのタンク室毎にダストを払い落とすために必要な圧力気体量を蓄えることができる容積にする場合と比べて、ヘッダタンクの区画数を少なくしてヘッダタンクの構造を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の集塵機及びその運転方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１〜図３に、本発明の集塵機及びその運転方法の一実施例を示す。
この集塵機Ｃは、含塵空気を濾過するフィルタ７と、圧力気体供給源Ｓに接続したヘッダタンク６に配設した圧力気体供給弁１と、圧力気体供給弁１に接続されフィルタ７の開口部に対向する位置にノズル穴９を設けたインジェクターチューブ８とを備え、ノズル穴９から噴出される圧力気体によってフィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすように構成し、ヘッダタンク６の内部を区画して、区画した各々が圧力気体供給弁１を開放することによってフィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすために必要な圧力気体量を蓄えることができる容積を有するタンク室６ａ１、６ａ２、６ａ３を形成し、各タンク室６ａ１、６ａ２、６ａ３と圧力気体供給源Ｓとを開閉弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を介して接続するようにしている。
【００１９】
タンク室６ａ１、６ａ２、６ａ３は、圧力気体供給弁１を開放することによって、インジェクターチューブ８に設けたノズル穴９から噴出する圧力気体により、フィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすために必要な圧力気体量を蓄えることができる容積となるように区画壁６ｂによってヘッダタンク６の内部を区画して形成するもので、本実施例においては、３つに区画して３室を形成した例で説明するが、区画数はこれに限定されず、例えば、ヘッダタンク６全体の容積が大きい場合には、それ以上の数に区画することもでき、さらに、１つの圧力気体供給弁毎にタンク室を形成することもできる。
【００２０】
フィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすために必要な圧力気体量は、フィルタ７の口径、長さ及び１つのインジェクターチューブ８が担当するフィルタ７の本数によって決定され、実機による実績値や実証試験機によるテストデータによって算出されるもので、本件発明者の実験によるテストデータによれば、例えば、１つのインジェクターチューブ８の直下に、口径１３０ｍｍ、長さ１０ｍのフィルタ７が１６本配設される場合には、必要な圧力気体量は、常圧時（１０１３ｈＰａ）に約４５０〜４９０リットルとなる。
そして、この圧力気体は、０．２ＭＰａで貯留されるため、必要となるタンク室の容積は、約２４０〜２５０リットルとなる。
【００２１】
圧力気体供給弁１は、タンク室６ａ１、６ａ２、６ａ３とインジェクターチューブ８との遮断と連通とを行うことができる機構であれば、特に限定されるものではないが、本実施例においては、従来例と同様にダイヤフラムバルブを使用するようにしている。
本実施例で使用するダイヤフラムバルブは、ダイヤフラムにブリードホールを形成しないことによって（又は小さいブリードホールを形成することによって）、開動作が高速となるように構成されている。
【００２２】
また、１つのタンク室６ａ１、６ａ２、６ａ３に、配設する圧力気体供給弁１の数は、特に限定されず、１つのタンク室に１つの圧力気体供給弁１を配設するようにするほか、１つのタンク室に、複数の圧力気体供給弁１を配設することによって、１つのタンク室を複数の圧力気体供給弁１で共有することができる。
ここで、１つのタンク室に、複数の圧力気体供給弁１を配設する場合は、複数の圧力気体供給弁を順次開放するための弁制御部を制御機構（図示省略）に備えるようにする。
なお、既設のヘッダタンク６を、区画壁６ｂによって区画して利用する場合は、区画壁６ｂを設ける位置は、各タンク室が必要とする容積によって必然的に決まることになる。
【００２３】
次に、この集塵機の運転方法を、図３に示すフロー図に従って説明する。
まず、圧力気体供給源Ｓからの配管Ｓａと各タンク室６ａ１、６ａ２、６ａ３とを接続する開閉弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を開放して、各タンク室６ａ１、６ａ２、６ａ３に、フィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすために必要な所定量の圧力気体を各タンク室６ａ１、６ａ２、６ａ３に貯留し、その後、開閉弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を閉鎖する。
【００２４】
次に、フィルタ７の外表面にダストが付着し、通気抵抗（圧損）が所定値に到達したとき、又は使用時間が一定時間経過したとき、フィルタ７の外表面付着したダストの払い落としを開始する。
払い落としの順番は、予め制御機構（図示省略）に設定されており、本実施例のように、ヘッダタンク６を３室に区画している場合、例えば、最初にタンク室６ａ１の圧力気体供給弁１ａを開放し、圧力気体供給弁１ａに連なるインジェクターチューブ８に形成したノズル穴９から圧力気体をフィルタ７に噴出する。
この際、タンク室６ａ１の圧力気体供給弁１ａを開放することによって、タンク室６ａ１内の圧力気体がすべて噴出されることとなるため、ダイヤフラムにブリードホールが形成されていないダイヤフラムバルブであっても、タンク室６ａ１内の圧力気体がすべて噴出されることによってタンク室６ａ１内と弁室との圧力が均衡し、ばねの付勢力でダイヤフラムが押し下げられ、圧力気体供給弁１ａが閉鎖する。
このとき、圧力気体供給弁１ａの閉鎖に時間がかかっても、開閉弁Ｖ１が閉鎖されておりタンク室６ａ１と圧力気体供給源Ｓとの接続を遮断されていることから、圧力気体を無駄に消費することはない。
【００２５】
そして、タンク室６ａ１の圧力気体供給弁１ａが閉鎖した後、タンク室６ａ１と圧力気体供給源Ｓとを接続する開閉弁Ｖ１を開放し、所定量の圧力気体をタンク室６ａ１に貯留する。
【００２６】
タンク室６ａ１に圧力気体を貯留後、タンク室６ａ２の圧力気体供給弁１ａを開放して、タンク室６ａ２の圧力気体供給弁１ａに連なるインジェクターチューブ８に形成したノズル穴９から圧力気体をフィルタ７に噴出し、その後、タンク室６ａ２に圧力気体を貯留する。
同様に、タンク室６ａ３の圧力気体供給弁１ａ、タンク室６ａ１の圧力気体供給弁１ｂ・・・タンク室６ａ３の圧力気体供給弁１ｈと順次開放し、すべてのフィルタ７の外表面に付着したダストの払い落としを完了する。
【００２７】
なお、上記実施例においては、１つのタンク室に複数配設した圧力気体供給弁１を１つずつ順次開放するようにしたが、同時に開放する圧力気体供給弁１の数は１つに限定されず、例えば、タンク室６ａ１に複数配設した圧力気体供給弁１ａ〜１ｈのうち、まず、圧力気体供給弁１ａ及び圧力気体供給弁１ｂの２つを同時に開放し、以下、圧力気体供給弁１ａ〜１ｈを２つずつ順次開放するようにしたり、それ以上の数の圧力気体供給弁を順次開放するようにすることもできる。
この場合、１つのタンク室の容量を、同時に開放される圧力気体供給弁に対応する、フィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすために必要な圧力気体量を蓄えることができる容積に設定する必要がある。
そして、この場合も、複数の圧力気体供給弁を順次開放するための弁制御部を制御機構（図示省略）に備えるようにする。
【００２８】
図４のグラフは、この実施例の集塵機の圧力気体供給弁１として使用するブリードホールを形成していないダイヤフラムバルブと従来のダイヤフラムバルブ１０の開弁時間とインジェクターチューブ８側の圧力の関係を示す。
図４のグラフＡ１に示すとおり、この実施例の集塵機Ｃの圧力気体供給弁１として使用するダイヤフラムバルブでは、排気弁を開放してからインジェクターチューブ８側の圧力が最大圧力Ｐになるまでの開弁時間Ｔ及び最大圧力Ｐは、図４のグラフＡ２に示す従来のダイヤフラムバルブ１０の排気弁を開放してからインジェクターチューブ８側の最大圧力Ｐ’になるまでの開弁時間Ｔ’及び最大圧力Ｐ’と比べて、実質的な開弁時間は約３／４となり、また、最大圧力は約３０％増大した。
【００２９】
以上、本発明の集塵機及びその運転方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の集塵機及びその運転方法は、圧力気体供給弁として使用するダイヤフラムバルブの開動作を高速にするとともに、圧力気体の消費量を低減することができるという特性を有していることから、ダイヤフラムバルブを圧力気体供給弁として使用する集塵機及びその運転方法の用途に好適に用いることができる。
また、適用対象も、新規の集塵機のほか、既設の集塵機に対しても、ヘッダタンクを区画し、各タンク室と圧力気体供給源とを開閉弁を介して接続することによって適用を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の集塵機の一実施例を示す一部断面の正面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】同集塵機の運転方法を説明するフロー図である。
【図４】集塵機の圧力気体供給弁としてダイヤフラムバルブを利用したときのダイヤフラムバルブと従来のダイヤフラムバルブの開閉速度を示すグラフである。
【図５】従来の集塵機の実施例を示す一部断面の正面図である。
【図６】図５のＹ−Ｙ断面図である。
【図７】従来の集塵機に使用するダイヤフラムバルブの閉弁状態を示す断面図である。
【図８】同ダイヤフラムバルブの開弁状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    圧力気体供給弁
２    筐体
３    区画壁
４    含塵空気導入室
５    浄化空気室
６    ヘッダタンク
６ａ１、６ａ２、６ａ３  タンク室
７    フィルタ
８    インジェクターチューブ
９    ノズル穴
Ｃ    集塵機
Ｓ    圧力気体供給源
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３  開閉弁
【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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