(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状もしくは多角筒状の胴部を有しその壁面に貫通孔が穿設された外筒と、この外筒の内側に設けられその壁面にガス通路が穿設された円筒状もしくは多角筒状の内筒とを有するケーシングと、
前記外筒の貫通孔に挿通され、一端部が前記外筒の壁面に外部から押し付ける付勢力により固定されてその開口が閉止されるとともに、他端部が前記内筒の壁面に固定されてその開口が内筒の内部空間に開放される筒状のセラミックフィルターと、
前記外筒と内筒との間の内部空間に排ガスを導入するガス導入口と、
前記内筒の内部空間から除塵後の清浄ガスを導出するガス導出口とを備え、
前記セラミックフィルターが、前記内筒の周りに放射状にかつ多段に配されていることを特徴とするガスフィルター装置。
【請求項２】
四角筒状の胴部を有しその壁面に貫通孔が穿設された外筒と、この外筒の相対向する２面に略平行に配される２枚の平板により形成されその壁面にガス通路が穿設された内筒とを有するケーシングと、
前記外筒の貫通孔に挿通され、一端部が前記外筒の壁面に固定されてその開口が閉止されるとともに、他端部が前記内筒の壁面に外部から押し付ける付勢力により固定されてその開口が内筒の内部空間に開放される筒状のセラミックフィルターと、
前記外筒と内筒との間の内部空間に排ガスを導入するガス導入口と、
前記内筒の内部空間から除塵後の清浄ガスを導出するガス導出口とを備え、
前記セラミックフィルターが、前記内筒の壁面に直交するように並列状にかつ多段に配されていることを特徴とするガスフィルター装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物焼却炉、焼却灰の溶融炉等にて発生するダストを含む高温の排ガスを処理するガスフィルター装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃棄物焼却炉や焼却灰溶融炉などから発生するダストを含む排ガスを集塵する際には、主として電気集塵器もしくはバグフィルターが用いられてきた。しかし、近年になって、電気集塵器ではダイオキシンが再合成されるなどの問題点が指摘され、バグフィルターが多用されるようになってきている。ところが、このバグフィルターを用いる場合、耐熱性に限界があることから、排ガスをバグフィルターに導入する前にその温度を１５０℃〜２００℃程度に減温することが必要になる。
【０００３】
ところで、最近、高温ガスに対しても適用可能なフィルターとして、耐熱性を有する多孔質のセラミックフィルターが開発され、実用に供されている。このセラミックフィルターは、固体で１０〜２０μｍの貫通孔を持ち、この中に排ガスを通過させることによってその排ガス中のダストを除去するもので、その形状としては棒状、平板状など任意のものを製造することが可能である。
【０００４】
図５に、セラミックフィルターを用いた典型的な集塵器の概略構造（従来のバグフィルタと同構造）が示されている。図示のように、この集塵器５０においては、棒状もしくは板状に形成されたセラミックフィルター５１がケーシング５２の上部に設けられた隔壁５３に垂直に懸架され、ケーシング５２の下部にガス入口５４が、ケーシング５２の上部にガス出口５５がそれぞれ配されている。また、セラミックフィルター５１の外表面や細孔内に付着したダストを払い落とすためにパルス管５６が設けられている。ここで、セラミックフィルター５１の長さは、取り扱いやメンテナンスに比較的容易な１〜２ｍ程度とされている。
【０００５】
このように構成されているので、ガス入口５４よりケーシング５２内に導入された排ガスはセラミックフィルター５１の細孔内を通過することによりダストを除去されてケーシング５２の頂部に達し、清浄ガスとしてガス出口５５から排出される。なお、排ガスがセラミックフィルター５１を通過する際、このセラミックフィルター５１の外表面や細孔内にダストが付着して目詰まりを起こすので、ダスト払い落とし用のパルス管５６によって定期的に空気のパルスを与えながらセラミックフィルター５１の細孔内を逆流させてダストをケーシング５２の底部に落下させる。このケーシング５２の底部に蓄積したダストはその底部に配されるコンベア５７により排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示される構造の集塵器５０においては、セラミックフィルターが１〜２ｍ程度の長さであることから、このセラミックフィルター１個当たりの排ガス通過量が少なく、集塵効率を上げるためにはそのセラミックフィルターの数量を増やすことが必要になる。一方、集塵器の設計上や設置面積上から集塵器１基の大きさ、言い換えればその排ガス処理容量には限界があり、大容量の排ガス処理を行う場合には集塵器の台数を増やすことが必要になる。すなわち、複数基の集塵器を並列設置するとともに、設置面積の都合上、縦方向に積み重ねるように設置する必要がある。また、このような集塵器の複数設置に伴ない、ダスト搬出装置も複数基必要になる。
【０００７】
このような問題点に対処するために、セラミックフィルター１個の長さを例えば３〜５ｍ程度に長くして、集塵器１基当たりの排ガス処理容量を増加させることも考えられるが、このようにした場合にはセラミックフィルターの取り扱いやメンテナンスが難しくなってしまう。すなわち、フィルタを上端で固定しているため、ガス流れや払い落し時の振動に伴うフィルタ同士の接当、フィルタの損傷、集塵器のオーバーホールやセラミックフィルターの取り換えの際に、セラミックフィルターの固定部がケーシングの内部にある上に、セラミックフィルターを垂直に上方へそのセラミックフィルターの長さ分だけ持ち上げねばならず、またそれに必要な作業空間を装置上部に確保しなければならない等の問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、大容量の排ガス処理を可能にしつつ、取り扱いが容易で、しかも設置面積を最小限に抑えることのできるガスフィルター装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、第１発明によるガスフィルター装置は、
円筒状もしくは多角筒状の胴部を有しその壁面に貫通孔が穿設された外筒と、この外筒の内側に設けられその壁面にガス通路が穿設された円筒状もしくは多角筒状の内筒とを有するケーシングと、
前記外筒の貫通孔に挿通され、一端部が前記外筒の壁面に外部から押し付ける付勢力により固定されてその開口が閉止されるとともに、他端部が前記内筒の壁面に固定されてその開口が内筒の内部空間に開放される筒状のセラミックフィルターと、
前記外筒と内筒との間の内部空間に排ガスを導入するガス導入口と、
前記内筒の内部空間から除塵後の清浄ガスを導出するガス導出口とを備え、
前記セラミックフィルターが、前記内筒の周りに放射状にかつ多段に配されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この第１発明において、ダストを含む汚い排ガスはガス導入口から外筒と内筒との間の内部空間に導入され、この内部空間に配される筒状のセラミックフィルターの細孔を通過することにより濾過されて清浄なガスとなってそのセラミックフィルターの開口から内筒の内部空間に至り、ガス導出口から外部へ排出される。なお、このセラミックフィルターの外表面および細孔内に蓄積されたダストは必要に応じて逆洗される。本発明によれば、セラミックフィルターの両端が外筒の壁面および内筒の壁面にそれぞれ固定されており、しかも一端部が外筒の壁面に外部から押し付ける付勢力により固定されているので、振動によって隣接するセラミックフィルター同士が接当したりすることがなく、破損・損傷の心配がない。また、このセラミックフィルターの外筒側の先端を外側に露出させることができるので、このセラミックフィルターの取り換えを容易に行うことができ、メンテナンスが容易である。さらに、セラミックフィルターが内筒の周りに放射状に配設されているので、外筒側の固定部のスペースが大きくとれて固定が容易であり、また多段に配されているので、各セラミックフィルターの長さを短くしても装置全体としての排ガス処理容量を大幅に増やすことができて装置の設置面積を少なくすることができる。また、排ガスの外部配管やダスト搬出ラインが複雑になることがない。
【００１１】
次に、第２発明によるガスフィルター装置は、
四角筒状の胴部を有しその壁面に貫通孔が穿設された外筒と、この外筒の相対向する２面に略平行に配される２枚の平板により形成されその壁面にガス通路が穿設された内筒とを有するケーシングと、
前記外筒の貫通孔に挿通され、一端部が前記外筒の壁面に固定されてその開口が閉止されるとともに、他端部が前記内筒の壁面に外部から押し付ける付勢力により固定されてその開口が内筒の内部空間に開放される筒状のセラミックフィルターと、
前記外筒と内筒との間の内部空間に排ガスを導入するガス導入口と、
前記内筒の内部空間から除塵後の清浄ガスを導出するガス導出口とを備え、
前記セラミックフィルターが、前記内筒の壁面に直交するように並列状にかつ多段に配されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この第２発明においては、第１発明と同様、ダストを含む汚い排ガスはガス導入口から外筒と内筒との間の内部空間に導入され、この内部空間に配される筒状のセラミックフィルターの細孔を通過することにより濾過されて清浄なガスとなってそのセラミックフィルターの開口から内筒の内部空間に至り、ガス導出口から外部へ排出される。本発明によれば、セラミックフィルターの両端が外筒の壁面および内筒の壁面にそれぞれ固定されており、しかも一端部が外筒の壁面に外部から押し付ける付勢力により固定されているので、振動によって隣接するセラミックフィルター同士が接当したりすることがなく、破損・損傷の心配がない。また、このセラミックフィルターの外筒側の先端を外側に露出させることができるので、このセラミックフィルターの取り換えを容易に行うことができ、メンテナンスが容易である。さらに、セラミックフィルターが多段に配されているので、各セラミックフィルターの長さを短くしても装置全体としての排ガス処理量を大幅に増やすことができて装置の設置面積を少なくすることができ、また排ガスの外部配管やダスト搬出ラインが複雑になることがない。本発明の場合、排ガス処理容量を増す際には、セラミックフィルターの段数を増して高さを増すようにしても良いし、あるいは列数を増すようにしても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるガスフィルター装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１に、本発明の一実施例に係るガスフィルター装置の水平断面図（ａ）および外形（左半部）並びに垂直断面図（右半部）（ｂ）が示され、図２に図１（ａ）の部分拡大図（ａ）および図１（ｂ）の部分拡大図（Ｐ部拡大図）（ｂ）が示されている。
【００１５】
本実施例のガスフィルター装置１は、円筒状の胴部を有する外筒２とその外筒２の内側に同心円状に設けられる円筒状の内筒３とを有するケーシング４を備えている。このケーシング４には、外筒２と内筒３とに囲まれた内部空間を画成するために、上部に蓋体５が、下部に断面逆三角形状の環状ホッパ６がそれぞれ設けられ、前記蓋体５の一部に排ガスを導入するガス導入口７が穿設されている。同様に、内筒３の内部空間を画成するために、下部に蓋体８が設けられるとともに、上部に清浄ガスを導出するガス導出口９が設けられている。なお、図には明示されていないが、環状ホッパ６の下部にはダスト搬出用のコンベア（例えばスクリューコンベア）が配されている。
【００１６】
前記外筒２と内筒３との間には複数個の円筒状（もしくは角筒状）のセラミックフィルター１０が配されている。これらセラミックフィルター１０は、内筒３の中心軸を中心として水平方向に放射状に、かつ上下方向に多段に配されている。本実施例の場合、一段に１８個ずつのセラミックフィルター１０が上下方向に２５段配され、合計４５０個のセラミックフィルター１０が収納されていることになる。
【００１７】
図２に示されているように、前記セラミックフィルター１０は、一端部（外側端部）が栓体１１によってその開口を閉止されて他端部（内側端部）のみが開口するようにされている。このセラミックフィルター１０の固定部位には、外筒２の壁面に貫通孔１２が穿設されるとともに、内筒３の壁面に、セラミックフィルター１０の内径と略同径のガス通路１３が穿設され、このガス通路１３の外側端部がやや大径とされてその大径部にセラミックフィルター１０の他端部が嵌合固定されるように構成されている。
【００１８】
前記外筒２の外側面には前記貫通孔１２を取り囲む位置に４本のスタッドボルト１４が立設され、これらスタッドボルト１４の先端部に板状体１５がナット１６にて固定されている。また、この板状体１５の内面と前記栓体１１の先端部との間には第１の圧縮コイルバネ１７が張架され、この第１の圧縮コイルバネ１７によって栓体１１を介してセラミックフィルター１０を内筒３の外壁面に向けて押し付ける付勢力が付与される。なお、セラミックフィルター１０と貫通孔１２との間に形成される空隙部をシールするために、この空隙部には外側からシール材１８が詰め込まれ、このシール材１８が第２の圧縮コイルバネ１９の付勢力によって、セラミックフィルター１０の外周面に嵌め込まれた環状体２０を介して押圧されるようになっている。
【００１９】
このような構成において、セラミックフィルター１０の組付けに際しては、このセラミックフィルター１０の一端部に栓体１１、板状体１５、圧縮コイルバネ１７，１９および環状体２０を組付けた状態で、このセラミックフィルター１０の他端部を外筒２の貫通孔１２に挿通し、所要部にシール材１８を詰め込んでそのセラミックフィルター１０の他端部を内筒３のガス通路１３の大径部に押し付ける。この後、圧縮コイルバネ１７，１９を圧縮させて板状体１５をナット１６にてスタッドボルト１４に固定する。一方、セラミックフィルター１０を交換のために取り外す際には、ナット１６を緩めてそのセラミックフィルター１０を栓体１１、板状体１５、圧縮コイルバネ１７，１９および環状体２０とともに外方へ引き抜くことになる。
【００２０】
本実施例においてはまた、内筒３の内側空間に、各ガス通路１３に対向してパルス管２１が設けられ、これらパルス管２１から個々のセラミックフィルター１０に逆洗用の空気が供給されるようになっている。こうして、セラミックフィルター１０の外表面や細孔内に付着したダストは定期的に逆洗される。
【００２１】
このように構成されているガスフィルター装置１においては、ガス導入口７からダストを含む汚い排ガスが導入されると、この排ガスは各セラミックフィルター１０の細孔を通ってそのセラミックフィルター１０の内部に入り、ダストを濾過されて清浄ガスとなってそのセラミックフィルター１０の開口端である内側端部からガス通路１３および内筒３の内部空間を通ってガス導出口９から系外に排出される。ダストはセラミックフィルター１０の外表面および細孔内に蓄積されるので、定期的にパルス管２１より空気を送って逆洗する。この逆洗により生じたダストは外筒２と内筒３との間の内部空間の下部に配されている環状ホッパ６に溜まり、ダスト搬出用のコンベアにて系外に排出される。
【００２２】
本実施例のガスフィルター装置１によれば、次のような長所がある。
（１）セラミックフィルター１０の両端が外筒２側の固定部と内筒３側の固定部とで支持されているので、装置の振動によって互いに隣接するセラミックフィルター１０同士が接触することがなく、破損や損傷の心配がない。
（２）セラミックフィルター１０の外筒２側の先端部が外部に露出しているので、取り外し易く、メンテナンスが容易である。
（３）セラミックフィルター１０が放射状に外側に広がっているので、外筒２側の固定部のスペースが大きく取れ、固定が容易である。
（４）セラミックフィルター１０は縦方向に段数を増やして配置することができるので、このセラミックフィルター１０の長さを例えば１〜２ｍ程度に短くして、ガスフィルター装置の設置面積を少なくして、ガスフィルター装置１基の排ガス処理容量を増やすことができる。また、メンテナンスのための上部空間も少なくて済む。
（５）セラミックフィルター１０の外筒２側の固定部が外筒２の外部にあるため、この固定部に耐熱材料を使用する必要がなく、ガスシールが容易である。
（６）排ガスの外部ダクト、ダスト搬出ラインが複雑にならない。
【００２３】
前記実施例では、外筒２および内筒３を円筒状に形成したものを説明したが、図３に示されるように、これら外筒２’および内筒３’は四角筒に形成しても良い。この場合、セラミックフィルター１０は外筒２’および内筒３’の相対向する面に水平に並列に配されるとともに、上下方向に多段に配されている。これ以外の構成および作用等については前記実施例のものと基本的に異なるところがないので、その詳細な説明を省略することとする。なお、図３に示される例では、外筒２’および内筒３’の断面形状を正方形にしたが、この断面形状は矩形であっても良い。また、これら外筒および内筒は四角筒に限ることはなく、その他の多角筒であっても良いのは勿論である。
【００２４】
図４には、本発明の更に他の実施例が示されている。この実施例においては、外筒２”が四角筒に形成され、内筒３”が、外筒２”の相対向する２面に貫通する形で２枚の平板にて形成されており、セラミックフィルター１０は外筒２”と内筒３”の相対向する面に水平にかつ多段に設置されている。これ以外の構成および作用等については前記各実施例のものと異なるところがない。なお、本実施例の場合、ガスフィルター装置の１基当たりの排ガス処理容量を増すためには、セラミックフィルター１０の段数を増して高さを増すようにしても良いし、あるいは列数を増すようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るガスフィルター装置を示す図であって、（ａ）は水平断面図、（ｂ）は外形並びに垂直断面図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）はそれぞれ、図１（ａ）（ｂ）の部分拡大図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施例に係るガスフィルター装置の水平断面図である。
【図４】図４は、本発明の更に他の実施例に係るガスフィルター装置の水平断面図である。
【図５】図５は、従来の集塵器を示す図である。
【符号の説明】
１      ガスフィルター装置
２，２’，２”  外筒
３，３’，３”  内筒
４      ケーシング
６      環状ホッパ
８      蓋体
７      ガス導入口
９      ガス導出口
１０    セラミックフィルター
１１    栓体
１２    貫通孔
１３    ガス通路
１４    スタッドボルト
１５    板状体
１６    ナット
１７    （第１の）圧縮コイルバネ
１８    シール材
１９    （第２の）圧縮コイルバネ
２０    環状体
２１    パルス管
【図１】
0003597713.tif 000002
【図２】
0003597713.tif 000003
【図３】
0003597713.tif 000004
【図４】
0003597713.tif 000005
【図５】
0003597713.tif 000006