(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側の内筒と外側の外筒とから構成されており、
前記内筒は、
通気性を有する支持パイプと、
前記支持パイプの外周に設けられたグラスウール保温筒と、
前記支持パイプおよび前記グラスウール保温筒の一端に設けられ、フランジを有する押え部材と、を備え、
前記外筒は、
円筒状のリテーナと、
前記リテーナの外周を覆う袋状のフェルト濾布と、を備え、
前記フェルト濾布の開口縁は、前記リテーナの開口部から内部に折り込まれており、
前記押さえ部材のフランジが前記リテーナの内部に折り込まれた前記フェルト濾布に接しており、
前記グラスウール保温筒は、排気ガスの導入側に設けられ、該排気ガス中の粗粒子および微粒子を濾過捕集し、
前記フェルト濾布は、排気ガスの排出側に設けられ、該排気ガス中の超微粒子を濾過捕集する
ことを特徴とするフィルタ。
【請求項２】
前記押さえ部材のフランジの下方位置における前記リテーナに差し込まれた落下止めピンを備える
ことを特徴とする請求項１記載のフィルタ。
【請求項３】
前記フェルト濾布の通気度が1〜4cm3/cm2/secである
ことを特徴とする請求項１または２記載のフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタに関する。さらに詳しくは、排気ガス中の超微粒子、特に粒径がサブミクロンオーダーのミストやヒュームを除去するフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガス中に三酸化硫黄、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、過塩素酸などのミストが含まれていると、大気中で白煙または紫煙となり、視認できる状態でしばらく滞留する場合がある。このようなミストは微細であるため回収しにくいという性質を有する。
【０００３】
この白煙を処理するフィルタとして、非特許文献１に記載の白煙処理フィルタが知られている。
図６に示すように、この従来の白煙処理フィルタ101は、半径方向に沿って複数の層を有する円筒形のフィルタであって、内側から、リテーナ111、ＰＰクロス112、３層のグラスフィルタ113、114、115、およびＰＰクロス116の層を備えている。ここで、リテーナ111はポリ塩化ビニルまたはステンレス製の円筒形のもので、内周面から外周面に抜ける孔が多数形成されたものである。このリテーナ111によって白煙処理フィルタ101の形状が保たれるようになっている。また、ＰＰクロス112、116はポリプロピレン製の帯状の生地であり、グラスフィルタ113、114、115は、ガラス繊維で形成されたフィルタである。白煙処理フィルタ101は、リテーナ111の外周面にＰＰクロス112が巻き付けられ、その外側に３層のグラスフィルタ113、114、115が巻かれ、それらグラスフィルタ113、114、115を圧縮するようにＰＰクロス116が巻き付けられて形成されている。
この従来の白煙処理フィルタ101のリテーナ111の内側に、前記ミストを含有した排気ガスが導入されると、排気ガスに含まれているミストとダストがグラスフィルタ113、114、115で濾過捕集され、ミストが集合されてグラスフィルタ113、114、115の内部を流下し、差圧によってＰＰクロス116の外側に排出される。そして、白煙処理フィルタ101を通過した排気ガスは無色となって大気中に排出される。すなわち、白煙処理フィルタ101によって、白煙を除去することができるとされている。
【０００４】
しかるに、上記の白煙処理フィルタ101を、連続的に運転され排気ガス量が多い工場などに使用すると、排気ガス中のダストの濃度が薄い場合であってもしだいに目詰まりし、圧力損失が増大するため、頻繁に白煙処理フィルタ101を交換する必要があるという問題がある。
また、排気ガス中のミストの濃度が濃い場合には、グラスフィルタ113、114、115の内部で液層が形成されやすく、急激に圧力損失が増大するため、排気ガスの処理を継続できなくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】白煙処理装置／ガス洗浄装置、サンテクノ株式会社、2011年5月18日検索、<URL: http://www.suntechno-inc.co.jp/device.html>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、排気ガス中の超微粒子を除去でき、かつ、目詰まりを緩和できるフィルタ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】
【０００７】
第１発明のフィルタは、内側の内筒と外側の外筒とから構成されており、前記内筒は、通気性を有する支持パイプと、前記支持パイプの外周に設けられたグラスウール保温筒と、前記支持パイプおよび前記グラスウール保温筒の一端に設けられ、フランジを有する押え部材と、を備え、前記外筒は、円筒状のリテーナと、前記リテーナの外周を覆う袋状のフェルト濾布と、を備え、前記フェルト濾布の開口縁は、前記リテーナの開口部から内部に折り込まれており、前記押さえ部材のフランジが前記リテーナの内部に折り込まれた前記フェルト濾布に接しており、前記グラスウール保温筒は、排気ガスの導入側に設けられ、該排気ガス中の粗粒子および微粒子を濾過捕集し、前記フェルト濾布は、排気ガスの排出側に設けられ、該排気ガス中の超微粒子を濾過捕集することを特徴とする。
第２発明のフィルタは、第１発明において、前記押さえ部材のフランジの下方位置における前記リテーナに差し込まれた落下止めピンを備えることを特徴とする。
第３発明のフィルタは、第１または第２発明において、前記フェルト濾布の通気度が1〜4cm3/cm2/secであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、以下の効果を奏する。
ａ）リテーナの開口部から内筒を挿入するだけで、押さえ部材のフランジがリテーナの内部に折り込まれたフェルト濾布に接するようになるので、製造が容易である。
ｂ）支持パイプ、グラスウール保温筒、リテーナ、フェルト濾布といった汎用品から構成されているので、製造が容易であり、製造コストが安価となる。
ｃ）グラスウール保温筒で排気ガス中の粗粒子（粒径が概ね100μm以上）および微粒子（粒径が概ね1〜100μm）を濾過捕集するので、フェルト濾布に粒径の大きい粗粒子や微粒子が通されず、粗粒子や微粒子によるフェルト濾布の目詰まりを緩和できる。
第２発明によれば、リテーナに落下止めピンを差し込むだけで、押さえ部材をリテーナに固定できるので、製造が容易である。
第３発明によれば、フェルト濾布の通気度が1〜4cm3/cm2/secであれば、超微粒子を濾過捕集することができ、かつ、圧力損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るフィルタの正面視断面図である。
【図２】同フィルタの正面視部分拡大断面図である。
【図３】試験機の説明図である。
【図４】フェルト濾布の通気度と圧力損失および白煙状況との関係を示したグラフである。
【図５】内筒の有無と圧力損失との関係を示したグラフである。
【図６】従来のフィルタ正面視部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るフィルタ１は、円筒形のフィルタであって、大きく分けて内側の内筒１０と外側の外筒２０とから構成されている。
内筒１０は支持パイプ１１、グラスウール保温筒１２および押え部材１３、１４から構成されている。ここで、支持パイプ１１は、ポリエチレン製のパイプであって、内周面から外周面に抜ける多数の開孔が形成され通気性が付与されたものである。支持パイプ１１としては、例えば暗渠パイプを用いることができる。グラスウール保温筒１２は、グラスウールで筒状に形成されたものであって、その厚みは40mm程度であり、密度は45〜90kg/m3である。グラスウール保温筒１２は肉厚であり空隙容量が大きいという利点を有する。
また、外筒２０はリテーナ２１およびフェルト濾布２２から構成されている。ここで、リテーナ２１は、ポリ塩化ビニルまたはステンレス製のパイプであって、一端が閉じられており、内周面から外周面に抜ける多数の開孔が形成されたものである。フェルト濾布２２は、ポリプロピレン製のフェルト濾布であって、リテーナ２１を覆う細長い袋状となっている。
グラスウール保温筒１２は、水分を吸収すると形が崩れる性質を有するが、支持パイプ１１とリテーナ２１とで挟むことにより、その形状を保つことができるようになっている。
なお、グラスウール保温筒１２が特許請求の範囲に記載の第１フィルタに相当し、フェルト濾布２２が特許請求の範囲に記載の第２フィルタに相当する。
【００１１】
このフィルタ１は、以下の手順で製造される。
まず、内筒１０を形成する。
はじめに、支持パイプ１１の外周にグラスウール保温筒１２を取り付ける。
つぎに、グラスウール保温筒１２の上端に上押え部材１３を、下端に下押え部材１４を嵌め込む。上押え部材１３は支持パイプ１１の内部に挿入される中実軸部１３ａとグラスウール保温筒１２の上端を押えるフランジ１３ｂとからなる部材である。上押え部材１３は中実軸部１３ａが支持パイプ１１に嵌合されることにより固定され、フランジ１３ｂでグラスウール保温筒１２が支持パイプ１１の上端から抜け出ないように押えている。一方、下押え部材１４は支持パイプ１１の内部に挿入される中空軸部１４ａとグラスウール保温筒１２の下端を押えるフランジ１４ｂとからなる部材である。下押え部材１４は中空軸部１４ａが支持パイプ１１に嵌合されることにより固定され、フランジ１４ｂでグラスウール保温筒１２が支持パイプ１１の下端から抜け出ないように押えている。また、下押え部材１４のフランジ１４ｂの外周には環状のゴムパッキン３１が嵌められている。
【００１２】
つぎに、外筒２０を形成するため、袋状のフェルト濾布２２の中にリテーナ２１を挿入する。このとき、フェルト濾布２２の開口縁を、リテーナ２１の開口部から内部に折り込む。
【００１３】
つぎに、リテーナ２１の開口部から内筒１０を挿入する。ここで、図２に示すように、リテーナ２１は内筒１０よりも長く形成されているため、下押え部１４のフランジ１４ｂが、ゴムパッキン３１を介してリテーナ２１の内部に折り込まれたフェルト濾布２２に接するようになる。
最後に、フランジ１４ｂの下方位置におけるリテーナ２１に落下止めピン３２を差し込むことで下押え部１４をリテーナ２１に固定する。
【００１４】
上記のごとく、フィルタ１は、支持パイプ１１、グラスウール保温筒１２、リテーナ２１、フェルト濾布２２といった汎用品から構成されているので、製造が容易であり、製造コストが安価となる。
【００１５】
図１に示すように、処理前の排気ガスは、フィルタ１の下押え部材１４の貫通孔１４ｃから支持パイプ１１の内側に導入される。導入された排気ガスがグラスウール保温筒１２を通過すると、排気ガスに含まれている粗粒子および微粒子が濾過捕集される。そして、フェルト濾布２２を通過するときに、排気ガスに含まれている超微粒子が濾過捕集される。フェルト濾布２２を通過した排気ガスは無色となり大気中に排出される。このように、フィルタ１は排気ガス中の粗粒子および微粒子を濾過捕集する第１フィルタと、超微粒子を濾過捕集する第２フィルタの２段構成となっている。
ここで、押さえ部材１３、１４は、支持パイプ１１およびグラスウール保温筒１２の端部に密着しているため、導入された排気ガスがグラスウール保温筒１２を通過せずにフェルト濾布２２に流れることを防止する役割も担っている。
【００１６】
なお、本明細書において超微粒子とは粒径が概ね1μm未満の粒子をいい、微粒子とは粒径が概ね1μm以上100μm未満の粒子をいい、粗粒子とは粒径が概ね100μm以上の粒子をいう。
超微粒子は、例えば三酸化硫黄、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、オイルミスト等を含むミストやヒュームである。超微粒子が排気ガス中に含まれていると白煙となる。本実施形態に係るフィルタ１は、特にサブミクロンオーダー（0.01〜1.0μm）の超微粒子を除去するのに適するように、グラスウール保温筒１２およびフェルト濾布２２が選択されている。そのため、白煙を処理することができる。
粗粒子や微粒子は、例えば未撚炭素、ケイ素、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、硫黄等を含むダストやミストである。なお、排気ガスがグラスウール保温筒１２を通過する際に、一部のミストは互いに合体して液滴となるが、この液滴も微粒子あるいは粗粒子に含まれる。
【００１７】
上記のごとく、フィルタ１はグラスウール保温筒１２とフェルト濾布２２の２段構成となっているため、前段のグラスウール保温筒１２で粗粒子および微粒子を濾過捕集することにより、フェルト濾布２２に粒径の大きい粗粒子や微粒子が通されず、フェルト濾布２２の粗粒子や微粒子による目詰まりを緩和できる。また、グラスウール保温筒１２は、厚みが通常の布フィルタより肉厚であり空隙容量が大きいので、グラスウール保温筒１２が粗粒子や微粒子により目詰まりするまでの排気ガス処理量が多い。そのため、圧力損失を低減でき、排気ガス処理を長期間安定して行うことができる。
また、排気ガスがグラスウール保温筒１２を通過する際に、一部のミストは互いに合体して液滴となり、グラスウール保温筒１２で捕集される。そのため、フェルト濾布２２を通過する超微粒子の濃度を減少させることができ、より圧力損失を低減できる。
【００１８】
（その他の実施形態）
フィルタ１は円筒形でなくてもよく、排気ガスの導入側に排気ガス中の粗粒子および微粒子を濾過捕集する第１フィルタが設置され、排気ガスの排出側に排気ガス中の超微粒子を濾過捕集する第２フィルタが設置される構成であれば特に限定されない。ただし、円筒形とすれば、製造が容易となるので好ましい。
【実施例】
【００１９】
つぎに、実施例により、その効果を説明する。
（試験機）
図３に示すように、試験機は上記フィルタ１と、そのフィルタ１を収容する容器２と、スクラバー３と、デミスター４とから構成されている。容器２はその内部が水平板２ａで上下に仕切られており、水平板２ａに形成された開口にフィルタ１が取り付けられている。また、スクラバー３の出側とデミスター４の入側とがパイプで接続されており、デミスター４の出側と容器２の下部とがパイプで接続されている。そのため、スクラバー３に導入された排気ガスは、スクラバー３およびデミスター４を通った後に、容器２の下部に導かれ、フィルタ１で処理されて容器２の上部に排出されるようになっている。なお、容器２の上部には煙突２ｂが形成されており、フィルタ１で処理された排気ガスはこの煙突２ｂから排出されるようになっている。また、容器２の上部と下部との間にはマノメータ５が介在されており、フィルタ１の圧力損失を測定できるようになっている。
【００２０】
（実施例１）
上記試験機において、通気度の異なるフェルト濾布を用いて形成したフィルタ１を多数用意し、それぞれに塩化アンモニウムを含有する排気ガスを導入した。この際の圧力損失を計測し、排出された排気ガスの白煙発生状況を目視確認した。
その結果、図４に示すグラフが得られた。なお、フェルト濾布の通気度はメーカーのカタログ値（JIS L1096に規定の方法により測定）を用いた。
【００２１】
図４に示すように、通気度が4cm3/cm2/sec以下のフェルト濾布を用いれば、フィルタ１から排出される排気ガスの白煙発生が少量となり、白煙を処理できることが分かった。換言すれば、白煙の原因が排気ガス中に含まれる超微粒子であることから、通気度が4cm3/cm2/sec以下のフェルト濾布は、粒径が概ね1μm未満の超微粒子を濾過捕集できることが分かった。
また、通気度が1cm3/cm2/sec以上のフェルト濾布を用いれば圧力損失が過大とならないことが分かった。そのため、通気度が1〜4cm3/cm2/secのフェルト濾布を用いることが好ましいことが分かった。
【００２２】
（実施例２）
上記試験機において、通気度の異なるフェルト濾布を用いて形成したフィルタ１を多数用意し、内筒１０を有する場合と、有しない場合とで、それぞれに塩化アンモニウムを含有する排気ガスを導入した。この際の圧力損失を計測した。
その結果、図５に示すグラフが得られた。なお、フェルト濾布の通気度はメーカーのカタログ値（JIS L1096に規定の方法により測定）を用いた。また、圧力損失はフィルタ１に導入される排気ガスのドレン負荷が一定となるように換算した。
【００２３】
図５に示すように、フェルト濾布の通気度が1〜4cm3/cm2/secの範囲において、内筒１０を有する場合の方が圧力損失を低減できることが分かった。これにより、グラスウール保温筒１２とフェルト濾布２２とで、フィルタを２段構成にすることにより、圧力損失を低減できることが分かった。
【符号の説明】
【００２４】
１    フィルタ
１０  内筒
１１  支持パイプ
１２  グラスウール保温筒
１３  上押え部材
１４  下押え部材
２０  外筒
２１  リテーナ
２２  フェルト濾布
【図１】
0005630394.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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