(57)【要約】【課題】フィルタの軸方向のテンションの影響による収縮箇所の偏りが生じることなく、最適な形状の収縮状態を、安定して素速く発生させることによって、フィルタの濾過面に付着したダストを確実に払い落とすことができる集塵機を提供することを目的とする。【解決手段】ダストを含む気体を濾過する筒状のフィルタＦに、フィルタＦの径方向の形状を保持するリング部材Ｒを取り付け、フィルタＦの内側から外側に向けてダストを含む気体を通過させて濾過を行うとともに、フィルタＦの外側から内側に向けて気体を通過させて逆洗を行うようにした集塵機１において、無負荷時におけるフィルタＦのリング部材Ｒを取り付けていない部分の径が、リング部材Ｒを取り付けた部分の径より小径になるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダストを含む気体を濾過する筒状のフィルタに、フィルタの径方向の形状を保持するリング部材を取り付け、フィルタの内側から外側に向けてダストを含む気体を通過させて濾過を行うとともに、フィルタの外側から内側に向けて気体を通過させて逆洗を行うようにした集塵機において、無負荷時におけるフィルタのリング部材を取り付けていない部分の径が、リング部材を取り付けた部分の径より小径になるようにしたことを特徴とする集塵機。
【請求項２】
フィルタを構成する生地に伸縮性を有する生地を用いるとともに、フィルタを無負荷時のフィルタの径がリング部材の径より小径に形成したことを特徴とする請求項１記載の集塵機。
【請求項３】
フィルタのリング部材を取り付けていない部分に、無負荷時にリング部材の径より小径の径方向に伸縮可能な環状の伸縮部材を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵機に関するものであって、特に、筒状のフィルタを用い、フィルタの内側から外側に向けてダストを含む気体を通過させて濾過を行う内面濾過方式の集塵機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼却炉や電気炉等から排出される排ガス（本明細書において、「ダストを含む気体」という。）中に含まれるダストを捕集するために、フィルタを用いた集塵機が広く採用されている。
この集塵機においては、フィルタの濾過面にダストが付着することとなるが、ダストが多量に付着し、通気抵抗（圧損）が上昇して吸引装置の能力以上に通気抵抗が上昇した場合、吸引能力が低下し、ダストの捕集効率が低下する。
【０００３】
このため、内面濾過式の集塵機の場合には、通気抵抗（圧損）が所定値以上に上昇したとき、又は使用期間が一定時間経過した後に定期的に、吸引装置の吸引を停止し、逆気流を発生させて（以下、「逆洗」という。）、フィルタの濾過面に付着したダストを払い落とすようにしている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００４】
ところで、図７〜図８に示すように、内面濾過方式の集塵機では、濾過運転時には、フィルタＦの径方向の形状を保持するリング部材Ｒの外径よりも膨張した状態のフィルタＦの濾過面（内表面）にダストがダストケーキ層Ｃとして付着する（図８（ａ）参照）。
そして、切り換えダンパの切り換えによって、吸引装置の吸引を停止し、逆洗気体供給装置から逆洗用の気体を浄化空気室５に供給することにより、浄化空気室５は負圧から陽圧に変化するが、濾過運転と逆洗運転との切り換えの際に、浄化空気室５は一瞬無負荷状態となり、フィルタＦの外径がリング部材Ｒの外径と略同径まで収縮し、ダストケーキ層Ｃに亀裂が生じる（図８（ｂ）参照）。
さらに、逆洗用の気体が浄化空気室５に供給され、フィルタＦの外側から内側に向けて気体が通過する。これによって、フィルタＦに、内側に縮んだ収縮状態を発生させ、亀裂の入ったダストケーキ層Ｃは圧縮される（図８（ｃ）参照）。
そして、濾過運転を再開することによって、気体の流れがフィルタＦの内側から外側に向いたときに、ダストケーキ層ＣはフィルタＦが膨張する前の収縮した状態のフィルタＦの位置に取り残され剥離して崩落する（図８（ｄ）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５７−１１９７２２号公報
【特許文献２】特開２００８−１２６１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、濾過運転によって膨張したフィルタが、フィルタの濾過面に付着したダストを払い落とす逆洗運転によって、膨張した状態から収縮した状態となるが、この収縮状態を発生させる要因としては、フィルタの軸方向のテンション、フィルタを構成する生地の柔軟性、フィルタの外側から内側に向けて流れる気流の状態（内向きに作用する力）等を挙げることができ、付着したダストケーキ層を圧縮させる最適な形状となることが求められる。
【０００７】
ところで、フィルタの収縮状態を発生させる各要因が、最適な状態を保てない場合には、最適な形状の収縮状態が発生しないためにダストの払い落とし性能が低下するという問題が発生する。
例えば、フィルタの軸方向のテンションが大きい場合には、収縮が全体的に小さくなり、ダストケーキ層Ｃの圧縮が不十分となり（図９（ａ）参照）、気流が逆転してもダストケーキ層Ｃが剥離しにくくなる。
また、フィルタの軸方向のテンションは、経年変化によるフィルタの延びによって小さくなる傾向があり、フィルタの軸方向のテンションが小さい場合には、収縮箇所が一部分に偏り、他の部分が収縮しない状態（図９（ｂ）参照）となりやすくなる。
そして、収縮しない箇所ではダストケーキ層Ｃの圧縮が行われず、気流が逆転してもフィルタＦの濾過面からダストケーキ層Ｃが剥離しないという問題が発生する。
さらに、フィルタが収縮状態となるとき、最初はゆっくりと内側に向けて収縮を始め、後半に急速に収縮状態を形成する傾向にある。
このため、ダストケーキ層Ｃに、衝撃力が付加されるのは収縮状態の発生後半のみとなり、衝撃力によるダストケーキ層Ｃの払い落とし効果が期待できないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記従来の集塵機の有する問題点に鑑み、フィルタの軸方向のテンションの影響による収縮箇所の偏りが生じることなく、最適な形状の収縮状態を、安定して素速く発生させることによって、フィルタの濾過面に付着したダストを確実に払い落とすことができる集塵機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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の集塵機は、ダストを含む気体を濾過する筒状のフィルタに、フィルタの径方向の形状を保持するリング部材を取り付け、フィルタの内側から外側に向けてダストを含む気体を通過させて濾過を行うとともに、フィルタの外側から内側に向けて気体を通過させて逆洗を行うようにした集塵機において、無負荷時におけるフィルタのリング部材を取り付けていない部分の径が、リング部材を取り付けた部分の径より小径になるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
この場合において、フィルタを構成する生地に伸縮性を有する生地を用いるとともに、フィルタを無負荷時のフィルタの径がリング部材の径より小径に形成することができる。
【００１１】
また、これらの場合において、フィルタのリング部材を取り付けていない部分に、無負荷時にリング部材の径より小径の径方向に伸縮可能な環状の伸縮部材を配設することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の集塵機によれば、無負荷時におけるフィルタのリング部材を取り付けていない部分の径が、リング部材を取り付けた部分の径より小径になるようにすることにより、フィルタの無負荷時の形状を、最適な形状の収縮状態として、逆洗状態のフィルタの径をさらに小径の収縮状態とすることができ、フィルタの軸方向のテンションの影響による収縮箇所の偏りが生じることのない最適な形状の収縮状態を、安定して素速く発生させることができる。
これによって、最適な形状の収縮状態の発生不良による払い落とし効率の低下を防止することができる。
【００１３】
また、フィルタを構成する生地に伸縮性を有する生地を用いることにより、濾過状態から無負荷状態（平衡状態）、逆洗状態へとフィルタが収縮する際に、伸縮性を有する生地により、フィルタの軸方向のテンションの影響による収縮箇所の偏りが生じることなく、素速く最適な形状の収縮状態を形成することができるとともに、フィルタ自体が収縮力を備えていることから、確実な収縮作用が得られ、濾過面に付着したダストケーキ層に衝撃力を与えることができ、剥離効率を向上させることができる。
【００１４】
また、フィルタのリング部材を取り付けていない部分に、無負荷時にリング部材の径より小径の径方向に伸縮可能な環状の伸縮部材を配設することにより、逆洗状態において、フィルタの軸方向のテンションの影響による収縮箇所の偏りが生じることなく、フィルタを素速く最適な形状の収縮状態に移行することができるとともに、例えば、伸縮部材の原型の形状（膨張前の形状）を最適な形状の収縮状態とすることによって、フィルタ自体に最適な形状の収縮状態を発生させる機能が付加される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の集塵機の濾過運転時の状態を示す一部断面の正面図である。
【図２】同集塵機の第１実施例に使用するフィルタを示し、（ａ）は無負荷時の状態を、（ｂ）は濾過運転時の状態を、（ｃ）は逆洗運転時の状態である。
【図３】同集塵機のダストケーキ層の払い落としのメカニズムを示すフィルタの断面説明図で、（ａ）は濾過運転時の状態を、（ｂ）は無負荷時の状態を、（ｃ）は逆洗運転時の状態を、（ｄ）は逆洗運転後の濾過運転開始時の状態を、（ｅ）は濾過運転から逆洗運転に切り換えた状態を示す。
【図４】同集塵機に使用するフィルタの一部切り欠きの断面平面図を示し、（ａ１）は伸縮性を有する生地を単体で使用したときの無負荷状態を、（ａ２）は同濾過運転時を、（ｂ１）は伸縮性を有する生地で製作した基布にフェルトをニードルパンチによって植え込んだときの無負荷状態を、（ｂ２）は同濾過運転時を、（ｃ１）は外側を伸縮性を有する生地で製作した伸縮製フィルタとし、内側を織布製のフィルタとしたときの無負荷状態を、（ｃ２）は同濾過運転時を示す。
【図５】同集塵機の第２実施例に使用するフィルタに伸縮部材を配設した例を示し、（ａ１）は逆洗運転荷時のフィルタの一部切り欠きの断面平面図を、（ａ２）は同正面図を、（ｂ１）は濾過運転時のフィルタの一部切り欠きの断面平面図を、（ｂ２）は同正面図である。
【図６】同集塵機の第２実施例に使用するフィルタに伸縮部材を配設した別の例を示し、（ａ１）は逆洗運転荷時のフィルタの一部切り欠きの断面平面図を、（ａ２）は同正面図を、（ｂ１）は濾過運転時のフィルタの一部切り欠きの断面平面図を、（ｂ２）は同正面図である。
【図７】従来の集塵機に使用するフィルタを示し、（ａ）は無負荷時のフィルタの一部切り欠きの正面図を、（ｂ）は濾過運転時のフィルタの一部切り欠きの平面図を、（ｃ）は逆洗運転時のフィルタの一部切り欠きの平面図である。
【図８】同集塵機のダストケーキ層の払い落としのメカニズムを示すフィルタの断面説明図で、（ａ）は濾過運転時の状態を、（ｂ）は無負荷時の状態を、（ｃ）は逆洗運転時の状態を、（ｄ）は逆洗運転後の濾過運転開始時の状態を示す。
【図９】同集塵機におけるダストケーキ層の剥離不良の説明図で、（ａ）はフィルタの軸方向のテンションが大きい場合、（ｂ）は同テンションが小さい場合を示すフィルタの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の集塵機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１〜図４に、本発明の集塵機の第１実施例を示す。
この集塵機１は、筐体２の内部を区画壁３により上下に区画し、該区画した筐体２の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は塵埃発生源（図示省略）と導入口４ａを介して接続し、浄化空気室５は切り換えダンパＤを介して吸引装置６及び逆洗用気体供給装置７に接続し、区画壁３に形成したフィルタ取付穴に浄化空気室５に配置し径方向の形状を保持するリング部材Ｒを取り付けた筒状のフィルタＦを取り付ける。
そして、濾過運転は、フィルタＦの内側から外側に向けてダストを含む気体を通過させて濾過を行うとともに、逆洗運転は、フィルタＦの外側から内側に向けて気体を通過させて逆洗を行うようにしている。
このとき、切り換えダンパＤを配設することなく、吸引装置６を逆回転させることによって、気体の流れ方向を反対にして、逆洗用の気体を浄化空気室５に供給することもできる。
また、フィルタＦは、フィルタＦの閉塞端から延設したチェーン等の索条体を浄化空気室５の上部にある梁８に所定の張力をもって取り付けることによって、軸方向にテンションが付与される。
【００１８】
そして、この集塵機１は、無負荷時におけるフィルタＦのリング部材Ｒを取り付けていない部分の径が、リング部材Ｒを取り付けた部分の径より小径になるようにしている。
リング部材Ｒは、フィルタＦの軸方向に間隔をあけて複数取り付けるようにすることが好ましい。
【００１９】
無負荷時におけるフィルタＦのリング部材Ｒを取り付けていない部分の径が、リング部材Ｒを取り付けた部分の径より小径となるようにする方法は、特に限定されるものではないが、本実施例においては、フィルタＦを構成する生地に伸縮性（ストレッチ機能）を有する生地を用いるとともに、フィルタＦを無負荷時のフィルタＦの径がリング部材Ｒの径より小径に形成とするようにしている。
フィルタＦを構成する生地に伸縮性を有する生地を用いることによって、フィルタＦのリング部材Ｒを取り付ける部分の生地が伸びた状態となり、無負荷時におけるフィルタＦは、図２（ａ）に示すように、フィルタＦの径がリング部材Ｒの径より小径の状態となる。
【００２０】
ここで、従来、汎用されている織布からなるフィルタに使用される生地の５０Ｎの荷重時における伸び率は、横方向で２〜３％、縦方向で０．５〜１％であるのに対して、本実施例の集塵機１に使用されるフィルタＦの５０Ｎの荷重時における伸び率は、２０〜４０％（好ましくは３０％）の生地を用いるようにし、これにより、無負荷時のフィルタＦの径がリング部材Ｒの径より小径であっても、濾過運転時には従来品のフィルタと同等の径まで膨張し、ダストケーキ層Ｃを形成することができる。
そして、本発明者の実験によると、無負荷時におけるフィルタＦのリング部材Ｒを取り付けていない部分の径が１５０ｍｍの場合、濾過運転時の最大負荷がかかったときに１９０ｍｍまで膨張し、伸び率は２９％となった。
【００２１】
また、フィルタＦは、図４（ａ１）、（ａ２）に示すように、伸縮性を有する生地２０を単体で使うほか、図４（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、基布２１を伸縮性を有する生地で製作し、フェルト２２等をニードルパンチによって植え込んだものを用いたり、図４（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、外側（濾過面の裏面側）を伸縮性を有する生地からなる伸縮フィルタ２３とし、内側（濾過面側）を従来と同様の織布製のフィルタ２４として、両者を貼り合わせて用いたりすることもできる。
【００２２】
この集塵機１は、常時（濾過運転時）は、筐体２の浄化空気室５の濾過された気体の流れ方向の下流側に切り換えダンパＤを介して接続した吸引装置６の吸引力によりダスト発生源からのダストを含む気体（排ガス）が、導入口４ａを介して含塵空気導入室４に導かれ、フィルタＦの内側から外側に向けてダストを含む気体が通過することによって、ダストがフィルタＦで濾過されて、浄化後の気体が浄化空気室５を介して排出され、フィルタＦの濾過面（内表面）にダストがダストケーキ層Ｃとして付着する（図３（ａ）参照）。
【００２３】
そして、フィルタＦの濾過面に付着したダストケーキ層が蓄積し、通気抵抗（圧損）が所定の値以上になったとき又は一定時間経過後に、切り換えダンパＤを切り換え、逆洗気体供給装置７から逆洗用の気体を浄化空気室５に供給を開始する。
【００２４】
吸引装置６による吸引を停止し、逆洗気体供給装置７から逆洗用の気体を浄化空気室５に供給することにより、浄化空気室５は負圧から陽圧に変化するが、濾過運転と逆洗運転との切り換えの際に、浄化空気室５は一瞬無負荷状態となる。
浄化空気室５が無負荷状態のとき、フィルタＦを構成する生地に伸縮性を有する生地を用いて、無負荷時におけるフィルタＦのリング部材Ｒを取り付けていない部分の径がリング部材Ｒの径より小径となるようにしているから、膨張した状態のフィルタＦは、素速くリング部材Ｒの径より小径となり、フィルタの軸方向のテンションの影響による収縮箇所の偏りが生じることなく、瞬時に最適な形状の収縮状態を発生させることができる。
この素速い収縮状態の発生は、付着したダストケーキ層に衝撃力を与え、これによって、無負荷時（無風の平衡状態）であっても、フィルタＦの濾過面に付着したダストケーキ層Ｃは、圧縮され亀裂が入り、一部においては剥離して崩落する（図３（ｂ）参照）。
【００２５】
さらに、逆洗気体供給装置７から逆洗用の気体を浄化空気室５に供給し、フィルタＦの外側から内側に向けて気体が通過することによって、フィルタＦの内側への収縮が進行し、無負荷時に発生する収縮状態よりも小径となる収縮状態を発生させ、ダストケーキ層Ｃの剥離崩落を促進することができる（図３（ｃ）参照）。
その後、濾過運転を再開することによって、気体の流れがフィルタＦの内側から外側に向いたときに、剥離したダストケーキ層ＣはフィルタＦが膨張する前の収縮した状態のフィルタＦの位置に取り残されフィルタ内部を下降し、含塵空気導入室４の下方に形成したホッパに捕集される（図３（ｄ）参照）。
このとき、必要に応じて、濾過運転から、短時間、逆洗運転に切り換えることによって、気流をフィルタＦの外側から内側（下降流）に向かうようにすることによって、剥離したダストケーキ層Ｃの下降を推進させることもできる（図３（ｅ）参照）。
ダストケーキ層Ｃの下降を推進するために濾過運転と逆洗運転との切り換えを複数回行うようにしても構わない。
【００２６】
また、このフィルタＦによる収縮状態の形状は、従来の星型とは異なり、フィルタの生地の収縮によって生じる円形に近い形状となるため、圧縮変化量が大きくなり剥離しやすい形状となる。
【実施例２】
【００２７】
図５〜図６に、本発明の集塵機の第２実施例を示す。
【００２８】
この集塵機に使用するフィルタＦは、フィルタＦのリング部材Ｒを取り付けていない部分に、無負荷時にリング部材Ｒの径より小径の径方向に伸縮可能な環状の伸縮部材１０を配設するようにしている。
【００２９】
伸縮部材１０の材質は、無負荷時にリング部材Ｒの径より小径の径方向に伸縮するもの（無負荷時に収縮した状態）であれば、特に限定されるものではなく、図５に示すように、天然ゴムや合成ゴムのような有機高分子を主成分とする弾性材料や、金属製の線材からなる伸縮バンドや発条体等の公知の伸縮材料を使用することができる。
【００３０】
そして、伸縮部材１０を、フィルタＦの濾過面の裏側（外表面側）のリング部材Ｒを取り付けていない部分、好ましくは、リング部材Ｒ間において軸方向に間隔をあけて複数取り付ける（図５〜図６では、リング部材Ｒの間に等間隔に３個配設した例を示す。）。
このとき、従来と同様の織布製のフィルタを用いる場合には、図５に示すように、フィルタＦと伸縮部材１０とを、円周上の複数箇所で接合して、フィルタＦが軸方向のテンションの影響を受けることなく、フィルタＦが最適な形状の収縮状態（図例では星型の形状）を形成できるようにする。
なお、フィルタＦに、上記第１実施例と同様に、伸縮性（ストレッチ機能）を有する生地を用いたフィルタを使用することもでき、このときは、フィルタＦと伸縮部材１０との接合部分において、収縮した状態の伸縮部材１０の形状に合わせて、フィルタＦを収縮させて取り付けることによって、フィルタＦに円形に近い最適な形状の収縮状態を形成することができる。
【００３１】
また、伸縮部材１０に、金属製の線材からなる伸縮バンドや発条体を用いる場合には、図６に示すように、伸縮部材１０をフィルタＦの最適な収縮状態の形状に形成（図例では星型の形状）することもできる。
この場合、伸縮部材１０を織布製のフィルタＦに編み込むこともでき、これによって、濾過運転と逆洗運転とを繰り返しても、伸縮部材１０がフィルタＦから離脱することを防止できる。
【００３２】
なお、本実施例のその他の構成、作用及び集塵機の運転方法は、上記実施例１と同様である。
【００３３】
以上、本発明の集塵機について、複数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】
【００３４】
本発明の集塵機は、最適な形状の収縮状態を、安定して素速く発生させることができるという特性を有していることから、内面濾過方式の集塵機の用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    集塵機
２    筐体
３    区画壁
４    含塵空気導入室
５    浄化空気室
６    吸引装置
７    逆洗気体供給装置
１０  伸縮部材
２０  生地
Ｃ    ダストケーキ層
Ｄ    切り換えダンパ
Ｆ    フィルタ
Ｒ    リング部材
【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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