(57)【要約】本発明のハニカムフィルタ１は、多孔質構造を有する隔壁２によってハニカム形状に仕切られた、流体の流路となる複数のセル３を備え、所定のセル３の一方のセル開口部と、残余のセル３の他方のセル開口部に交互に形成された目封じ部１０により、隔壁２が濾過層として機能する、セラミックスからなる筒状のハニカムフィルタ１であり、その一方の筒端面４から他方の筒端面５までの長さが５００〜１０００ｍｍ、筒端面の最大外寸が２００〜３５０ｍｍ、及び濾過層の濾過面積が４ｍ２以上であることを特徴とし、排ガスの処理能力が大きく、主として集塵装置用のフィルタとして好適な特性を有するものである。
2003099416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質構造を有する隔壁によってハニカム形状に仕切られた、流体の流路となる複数のセルを備え、所定の前記セルの一方のセル開口部と、残余の前記セルの他方のセル開口部に交互に形成された目封じ部により、前記隔壁が濾過層として機能する、セラミックスからなる筒状のハニカムフィルタであって、
その一方の筒端面から他方の筒端面までの長さが５００〜１０００ｍｍ、前記筒端面の最大外寸が２００〜３５０ｍｍ、及び前記濾過層の濾過面積が４ｍ２以上であることを特徴とするハニカムフィルタ。
【請求項２】
前記セラミックスが、コーディエライトである請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項３】
前記隔壁の少なくとも一方の表面上に、一又は二層以上のフィルタ層を備える請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項４】
セラミックス原料を含む原料混合物からなる成形用坏土を、重力方向に押し出して、隔壁によって仕切られた流体の流路となる複数のセルを備えたハニカム形状の成形体を形成するとともに、押出し方向に配置した網目状の底部を備えた受缶内に収納し、
前記成形体を前記受缶内に収納した状態で、複数の前記セルに通風することにより前記成形体を乾燥して乾燥体を得、
前記乾燥体の所定の前記セルの一方のセル開口部と、残余の前記セルの他方のセル開口部に目封じ材を圧入した後、焼成することにより、前記隔壁が濾過層として機能するハニカムフィルタを得ることを特徴とするハニカムフィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカムフィルタの外周面と、金属からなる筒状の外枠体の内周面との間に緩衝材を備え、前記緩衝材が圧縮された状態で、前記外枠体の内部に前記ハニカムフィルタが保持されてなるとともに、
前記外枠体の、少なくとも一方の筒端縁又はその近傍に、前記外枠体の中心軸方向に延伸又は屈曲する、前記ハニカムフィルタの脱落防止部を備え、かつ、前記脱落防止部と、前記ハニカムフィルタの少なくとも一方の前記筒端面の外縁部との間に、前記緩衝材又は前記緩衝材とは別体の外縁部緩衝材を備えることを特徴とするフィルタ保持体。
【請求項６】
前記外枠体の、少なくとも一方の筒端縁又はその近傍の外周面上にフランジを備える請求項５に記載のフィルタ保持体。
【請求項７】
前記外枠体の厚さが、１ｍｍ以下である請求項５又は６に記載のフィルタ保持体。
【請求項８】
前記外枠体及び前記ハニカムフィルタの形状が、円筒状である請求項５〜７のいずれか一項に記載のフィルタ保持体。
【請求項９】
集塵装置に配置されるハニカムフィルタのガス流路の下流側に設置され、前記下流側から前記ハニカムフィルタに圧縮空気を導入することにより、前記ハニカムフィルタに捕捉された捕捉物を除去する逆洗装置であって、
前記圧縮空気の流路となる円筒状の本流路管と、一方の端部が前記本流路管の側面部に連結するとともに、前記ハニカムフィルタとの接続手段を有する、一以上の筒状の支流路管と、前記本流路管に圧縮空気を導入するように配設された圧縮空気導入手段とを備えてなることを特徴とする逆洗装置。
【請求項１０】
ガス流路と、前記ガス流路に、前記ハニカムフィルタの一方の前記筒端面より被処理排ガスが流入し、他方の前記筒端面より処理済ガスが排出するように設置された請求項５〜８のいずれか一項に記載のフィルタ保持体と、前記フィルタ保持体に保持された前記ハニカムフィルタの、他方の前記筒端面に接続され、前記ハニカムフィルタの逆洗を行う請求項９に記載の逆洗装置とを備えることを特徴とする集塵装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ハニカムフィルタとその製造方法、このハニカムフィルタを用いたフィルタ保持体、逆洗装置、及びこれらを用いた集塵装置に関し、更に詳しくは、特に処理容量の大きい集塵装置用のフィルタとして好適な特性を有する大型のハニカムフィルタとその製造方法、フィルタ保持体、逆洗装置、及びこれらを組み合わせた、処理能力の高い集塵装置に関する。
背景技術
従来、集塵装置に用いられるフィルタは、紙、繊維、又は高分子樹脂等を使用してなるバグフィルタが主流であったが、近年、公害防止等の環境対策、高温ガスからの製品回収、及びクリーンな高温エネルギー回収等の観点から、従来のバグフィルタが使用可能となる温度域（低温域）だけでなく、バグフィルタが使用不可能となる２５０℃以上の温度域（高温域）における集塵作業が必要とされる市場が拡大しつつある。
このような状況下、セラミックスは耐熱性及び耐食性に優れているとともに、従来の低温域は勿論のこと、高温、腐食性ガス等に暴露される雰囲気下においても用いられるフィルタ材料として好ましい特性を有しており、各種のセラミックスフィルタとして利用されている。このようなセラミックスフィルタを用いた集塵において、ガス中のダストは、上流側から入り、ガスが多孔質の隔壁を通って下流側の穴より抜けていく際に、濾過面の表面上に捕捉される。
現在、セラミックスフィルタの形状としては、管状、又は一方が閉じた有底管状であるキャンドルタイプと呼ばれる形状のもの等を挙げることができるが、中でも、ハニカム構造を有するフィルタ（ハニカムフィルタ）は、単位体積当りの濾過面積が広く集塵効率に優れているために、化学、電力、鉄鋼、産業廃棄物処理の分野等、多岐に渡る分野において採用される集塵装置用のフィルタとして好適な特性を有するものである。
なお、図４に示すように、ハニカムフィルタ１は、多数のセル３のセル開口部の上流側Ｂと下流側Ｃとを一マスごと交互に封じた構造を有し、上流側Ｂから入ったガスは、多孔質の隔壁２を通って下流側Ｃの穴より抜けていくが、その際に、ガス中のダストは隔壁２の表面上に捕捉される。
集塵装置の処理能力をより高めるためには、フィルタの濾過面積を広くする必要がある。このために、従来、複数のハニカムフィルタを、これらのセルが平行となるように組み合わせたフィルタブロックを作製し、これをフィルタとして装置に組み込むことにより、フィルタの濾過面積を広くするといった対策がなされることが一般的である（例えば、特許第１９３３４２５号明細書参照）。
しかしながら、複数のハニカムフィルタを組み合わせてフィルタブロックを作製するには、複数の工程及び多大な労力が必要とされるといった問題がある。このため、複数のハニカムフィルタを組み合わせる必要のない、より濾過面積の広い大型のフィルタハニカムを製造し、これをフィルタとして装置に組み込むことを、前述の問題を解消するための対策として挙げることができる。
しかし、より大型のハニカムフィルタを製造しようとすると、乾燥・焼成前の成形体が自重により変形し易いといった問題があり、セルのつぶれや変形、又はハニカムフィルタ全体の変形等の不具合を生ずることなく、ハニカムフィルタを製造することは極めて困難であった。従って、ハニカムフィルタどうしを組み合わせてフィルタブロックを作製することなく、所望とする、十分に広い濾過面積を有するフィルタを提供することは極めて困難であり、従来どおり、労力を費やしてフィルタブロックを作製せざるを得ないのが現状であった。
なお、ハニカムフィルタやフィルタブロックを集塵装置等に組み込むに際しては、組み込み作業の都合上、及び未処理ガスと処理済ガスとの混合防止等の観点から、ハニカムフィルタ等を金属製の外枠体の内部に保持してフィルタ保持体とし、これを組み込むことが一般的である。しかし、ハニカムフィルタやフィルタブロックが大型化するに従い、これらを保持するための外枠体も大型になり、その重量が増加する。このため、外枠体への保持の信頼性、取扱いの容易性等に問題を生ずる場合も想定される。
通常、集塵装置等に組み込まれるフィルタには、排ガスの流路方向とは逆方向の圧縮空気を導入し、フィルタに捕捉された捕捉物（ダスト等）を定期的に除去する、いわゆる逆洗を行う。図１０は、従来の逆洗装置をフィルタブロックに取り付けた状態を模式的に示す斜視図である。ここでも、フィルタブロック７等のフィルタが大型化するに従い、逆洗装置４０も大型化してその重量が増加し、集塵装置に組み込むことが困難となる。また、逆洗装置４０における、フィルタブロック７に圧縮空気を導入するための空間が増大してしまうために圧力上昇が遅く、効果的な逆洗を行い難いといった問題があった。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大型で、濾過面積が極めて広いハニカムフィルタ、前記ハニカムフィルタを、セルやその全体に変形やつぶれ等の不具合を生ずることなく製造する方法、外枠体への保持の信頼性及び取扱い容易性に優れたフィルタ保持体、軽量であるとともに逆洗効率に優れた逆洗装置、及び処理能力が高く、信頼性に優れた集塵装置を提供することにある。
発明の開示
即ち、本発明によれば、多孔質構造を有する隔壁によってハニカム形状に仕切られた、流体の流路となる複数のセルを備え、所定の前記セルの一方のセル開口部と、残余の前記セルの他方のセル開口部に交互に形成された目封じ部により、前記隔壁が濾過層として機能する、セラミックスからなる筒状のハニカムフィルタであって、その一方の筒端面から他方の筒端面までの長さが５００〜１０００ｍｍ、前記筒端面の最大外寸が２００〜３５０ｍｍ、及び前記濾過層の濾過面積が４ｍ２以上であることを特徴とするハニカムフィルタが提供される。
本発明においては、セラミックスが、コーディエライトであることが好ましく、隔壁の少なくとも一方の表面上に、一又は二層以上のフィルタ層を備えることが好ましい。
また、本発明によれば、セラミックス原料を含む原料混合物からなる成形用坏土を、重力方向に押し出して、隔壁によって仕切られた流体の流路となる複数のセルを備えたハニカム形状の成形体を形成するとともに、押出し方向に配置した網目状の底部を備えた受缶内に収納し、前記成形体を前記受缶内に収納した状態で、複数の前記セルに通風することにより前記成形体を乾燥して乾燥体を得、前記乾燥体の所定の前記セルの一方のセル開口部と、残余の前記セルの他方のセル開口部に目封じ材を圧入した後、焼成することにより、前記隔壁が濾過層として機能するハニカムフィルタを得ることを特徴とするハニカムフィルタの製造方法が提供される。
また、本発明によれば、いずれかの前記ハニカムフィルタの外周面と、金属からなる筒状の外枠体の内周面との間に緩衝材を備え、前記緩衝材が圧縮された状態で、前記外枠体の内部に前記ハニカムフィルタが保持されてなるとともに、前記外枠体の、少なくとも一方の筒端縁又はその近傍に、前記外枠体の中心軸方向に延伸又は屈曲する、前記ハニカムフィルタの脱落防止部を備え、かつ、前記脱落防止部と、前記ハニカムフィルタの少なくとも一方の前記筒端面の外縁部との間に、前記緩衝材又は前記緩衝材とは別体の外縁部緩衝材を備えることを特徴とするフィルタ保持体が提供される。
本発明においては、外枠体の、少なくとも一方の筒端縁又はその近傍の外周面上にフランジを備えることが好ましく、外枠体の厚さが１ｍｍ以下であることが好ましく、外枠体及びハニカムフィルタの形状が円筒状であることが好ましい。
また、本発明によれば、集塵装置に配置されるハニカムフィルタのガス流路の下流側に設置され、前記下流側から前記ハニカムフィルタに圧縮空気を導入することにより、前記ハニカムフィルタに捕捉された捕捉物を除去する逆洗装置であって、前記圧縮空気の流路となる円筒状の本流路管と、一方の端部が前記本流路管の側面部に連結するとともに、前記ハニカムフィルタとの接続手段を有する、一以上の筒状の支流路管と、前記本流路管に圧縮空気を導入するように配設された圧縮空気導入手段とを備えてなることを特徴とする逆洗装置が提供される。
更に、本発明によれば、ガス流路と、前記ガス流路に、前記ハニカムフィルタの一方の前記筒端面より被処理排ガスが流入し、他方の前記筒端面より処理済ガスが排出するように設置されたいずれかの前記フィルタ保持体と、前記フィルタ保持体に保持された前記ハニカムフィルタの、他方の前記筒端面に接続され、前記ハニカムフィルタの逆洗を行う前記逆洗装置とを備えることを特徴とする集塵装置が提供される。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜、設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
本発明は、多孔質構造を有する隔壁によってハニカム形状に仕切られた、流体の流路となる複数のセルを備え、所定のセルの一方のセル開口部と、残余のセルの他方のセル開口部に交互に形成された目封じ部により、隔壁が濾過層として機能する、セラミックスからなる筒状のハニカムフィルタであり、その一方の筒端面から他方の筒端面までの長さが５００〜１０００ｍｍ、筒端面の最大外寸が２００〜３５０ｍｍ、及び濾過層の濾過面積が４ｍ２以上であることを特徴とするものである。以下、その詳細について説明する。
図１は、本発明のハニカムフィルタの一実施形態を示す模式図である。本実施の形態であるハニカムフィルタ１は、流体の流路となる複数のセル３を備えており、これらのセル３は、隔壁２によってハニカム形状に仕切られることにより構成されている。また、隔壁２は、その一方の表面から他方の表面に連通する、濾過能を有する微細な孔（連通孔）を多数備えた多孔質構造を有している。
所定のセルの一方のセル開口部には、目封じ部１０が形成されている。また、前述の所定のセル以外の、残余のセルの他方のセル開口部にも同様に、目封じ部１０が形成されている。このような状態で目封じ部１０が形成されることにより、一方の筒端面４から進入した排ガスは多孔質の隔壁２を濾過層とし、排ガス中のダストは隔壁２の表面上に捕捉される。ダストが除去されたクリーンなガスは、他方の筒端面５から排出される。
本発明のハニカムフィルタは、図１及び図２に示すように、その一方の筒端面４から他方の筒端面５までの長さＸ（以下、「全長」と記す）が５００〜１０００ｍｍ、筒端面の最大外寸Ｙ（以下、単に「最大外寸」と記す）が２００〜３５０ｍｍφ、及び濾過層の濾過面積が４ｍ２以上である。従って、従来の一般的なセラミックスからなるハニカムフィルタ（全長：１５０〜５００ｍｍ、円柱状の場合の外径：１００〜２００ｍｍφ（又は、角柱状の場合の一辺：５０〜１５０ｍｍ）、濾過面積：０．５〜３．９ｍ２）に比して格段に大型であり、特に濾過面積に関しては、従来品の２〜５倍程度の広さとなっている。このため、ハニカムフィルタどうしを組み合わせてフィルタブロックを作製しなくとも十分に広い濾過面積を有するものであり、また、同等の濾過面積を有するフィルタブロックに比して軽量であることから、集塵装置の製造に際して労力の軽減とともに、メンテナンス性の向上をも図ることができる。なお、本発明にいう「濾過面積」とは、ハニカムフィルタを構成するセルの隔壁（濾過層）の総面積（ｍ２）をいう。
ここで、本発明にいう「筒端面の最大外寸」とは、筒端面の形状が円形の場合はその直径、楕円形の場合はその長径、四角形の場合は対角線の長さ、その他の形や不定形の場合は、最も離れた外縁部間の長さを意味する。また、本発明のハニカムフィルタにおける、濾過面積の上限値は特に限定されるものではないが、隔壁の厚さやセルピッチ等、実質的な製造可能性を考慮すれば、２０ｍ２以下であればよい。なお、本発明のハニカムフィルタの隔壁の厚さは０．２〜２ｍｍであり、セルピッチは２．５〜１０ｍｍであることが好ましい。
本発明においては、セラミックスが、コーディエライトであることが好ましい。コーディエライトは、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたセラミックス材料である。即ち、ハニカムフィルタを構成するセラミックス材料として好適な特性を有しているために、コーディエライトからなる本発明のハニカムフィルタは、これらの特性が生かされるとともに、所望の寸法・形状となるように容易に製造されるものである。
また、本発明においては、隔壁の少なくとも一方の表面上に、一又は二層以上のフィルタ層を備えることが好ましい。フィルタ層を備えることにより、排ガスに含まれるダストの捕捉効率を上げることができるとともに、圧力損失が低減されるといった効果を奏する。なお、フィルタ層は、これが形成される基材となるハニカムフィルタと同じ材質であることが、高温条件下においても熱膨張差が発生することがなく、例えば、この材質がコーディエライトであって、約９００℃の高温条件下においても、層間の熱膨張差に起因するフィルタ層の剥離や脱落等が発生することがないといった効果を奏する。
次に、本発明の別の側面について説明する。本発明の別の側面は、前述の大型のハニカムフィルタの製造方法であり、セラミックス原料を含む原料混合物からなる成形用坏土を、重力方向に押し出して、隔壁によって仕切られた流体の流路となる複数のセルを備えたハニカム形状の成形体を形成するとともに、押出し方向に配置した網目状の底部を備えた受缶内に収納し、この成形体を受缶内に収納した状態で、複数のセルに通風することにより成形体を乾燥して乾燥体を得、この乾燥体の所定のセルの一方のセル開口部と、残余のセルの他方のセル開口部に目封じ材を圧入した後、焼成することにより、隔壁が濾過層として機能するハニカムフィルタを得ることを特徴とするものである。以下、その詳細について説明する。
原材料として、例えば、焼成するとコーディエライトとなる原料混合物（コーディエライト化原料混合物）を用意し、これに、水、及び必要に応じて有機バインダー等の各種添加物を添加して、ニーダー等を用いて混合した後、土練機等を用いて土練することにより、成形用坏土を得る。この成形用坏土を用いて、押出し成形することにより、所定の寸法のハニカム構造に成形する。押出し成形に際しては、上方から投入した坏土を下方へと押し出すことができる縦押出機を使用する。即ち、重力方向（下方）に押し出すことにより、自重によるセル曲がり等の不具合を回避することができる。
更に、一般的な押出し成形法により所定のセルピッチを有するハニカム構造体を製造することができる。押し出されたハニカム成形体を、所定形状の受缶内に押し出す。この受缶は、押し出されるハニカム成形体の寸法に合わせたものであって、その底部は、通気性を有する網目状の板（網板）となっている。なお、受缶を構成する材質は、その後の乾燥時に熱変形等し難い材質であればよい。
次いで、前述の網板を介して、成形体の下方から上方へと１００〜１５０℃の熱風をセルに通風して乾燥体を得る。乾燥に要する時間は、成形体に含有する水分、成形体の寸法、熱風の温度等により左右されるが、１〜５時間程度である。得られた乾燥体について、図１及び図２に示すように、目封じ材を用いて、多数のセル３の一方のセル開口部を上流側と下流側とを一マスごとに交互に封じる。具体的には、目封じ材を圧入することにより目封じ部１０を形成する。このとき用いる目封じ材は、基材と同じ材質のセラミックスを主成分とするものが好ましく、これにより、高温条件下での使用に際し、材質間の熱膨張差に起因する目封じ部の剥離や脱落、又は隔壁にクラック等の不具合が発生し難くなるといった効果を奏する。
目封じ後の乾燥体を、１２００〜１５００℃、最高温度で１〜４時間保持（合計の焼成時間：約３日間）して焼成することにより、本発明のハニカムフィルタを得ることができる。なお、本発明のハニカムフィルタを製造するに際しては、押出し成形から乾燥に至るまで、成形体、乾燥体等の製品を受缶内に収納したまま各々の工程を実施する。これにより、自重によるセル曲がり等の不具合を回避することができる。
上述してきた方法により製造した本発明のハニカムフィルタの平均気孔径は１０〜５０μｍ、気孔率は４０〜６０％の範囲内である。また、濾過流速が１ｍ／ｍｉｎの場合における圧力損失は１５０〜７００Ｐａである。なお、本発明にいう「平均気孔径」とは、水銀圧入法にて測定した値をいい、「気孔率」とは、ＪＩＳ  Ｒ２２０５に準拠して測定した値をいう。
前述の操作手順により得られたハニカムフィルタの隔壁の表面上にフィルタ層を形成する場合には、図３に示す処理装置３０を用いればよい。この処理装置３０は、マグネットスターラー３１上にスラリータンク３２を備え、スラリータンク３２内のスラリーをエアＡの圧力によりハニカムフィルタ１に供給するものである。スラリータンク３２は、所定濃度のセラミックス粒子のスラリーを調製するためのもので、マグネットスターラー３１の攪拌作用により、均一濃度のスラリーが調製され、調製されたスラリーは、スラリー注入具３３に取付金具３４を介して接続されたハニカムフィルタ１の一端側に供給され、一方のセル開口部からその内部へ導入される。スラリーの供給量は、スラリータンク３２に設けた液面計３５により監視され、供給量が所定の値に達した時点でスラリーの供給は停止される。その後、ハニカムフィルタ１を反転させて、内部の濾過水を排出する。
導入されたスラリー中の水分は、各セルの隔壁（濾過層）を漸次透過して、外部へ流出し、この間にスラリー中の粒子が隔壁の一側面に漸次付着して、粒子からなる層を形成する。なお、スラリーの調製は、予め有機バインダーを添加し、ポリ容器内でホモミキサーにて攪拌・混合して行う。
このようにしてセラミックス粒子よりなる層を形成した後、これを乾燥し、１２００〜１５００℃にて、最高温度で１〜４時間保持（合計の焼成時間：約１日間）して焼成を行えば、フィルタ層を形成することができる。なお、二層目以降のフィルタ層の形成は、一層目のフィルタ層を焼成した後、上記と同様の方法にて行えばよい。
次に、本発明の更に別の側面について説明する。本発明の更に別の側面は、所定の外枠体の内部にハニカムフィルタが保持されてなるフィルタ保持体であり、これまで述べてきたいずれかのハニカムフィルタの外周面と、金属からなる筒状の外枠体の内周面との間に緩衝材を備え、この緩衝材が圧縮された状態で、外枠体の内部にハニカムフィルタが保持されてなるとともに、外枠体の、少なくとも一方の筒端縁又はその近傍に、外枠体の中心軸方向に延伸又は屈曲する、ハニカムフィルタの脱落防止部を備え、かつ、脱落防止部と、ハニカムフィルタの少なくとも一方の筒端面の外縁部との間に、前述の緩衝材又はそれとは別体の外縁部緩衝材を備えることを特徴とするものである。以下、その詳細について説明する。
図５（ａ）、図５（ｂ）は、本発明のフィルタ保持体の一実施形態を示す図面であり、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は正面から見た断面図である。本発明のフィルタ保持体１４は、金属製である筒状の外枠体１１の内部に、同じく筒状のハニカムフィルタ１が収納される構成であり、ハニカムフィルタ１の外周面と外枠体１１の内周面との間に、所定の緩衝材１３を備えている。この緩衝材１３は、適度な弾性を有するとともに、圧縮されることによりシール性を発揮する材質からなるものであることが好ましい。具体的には、シリカ、アルミナ等からなるセラミックスファイバーブランケット等を挙げることができる。
本発明の実施形態であるフィルタ保持体は、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、外枠体１１の、少なくとも一方の筒端縁又はその近傍に、外枠体１１の中心軸方向に延伸又は屈曲する、ハニカムフィルタ１の脱落防止部１８ａ，１８ｂを備えるとともに、脱落防止部１８ａ，１８ｂと、ハニカムフィルタ１の少なくとも一方の筒端面の外縁部２１との間に緩衝材１３を備えている。この緩衝材は図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、ハニカムフィルタ１の外周面と外枠体１１の内周面との間に配置される緩衝材１３と一体のものでもよく、この緩衝材１３とは別体の緩衝材（外縁部緩衝材）であってもよい。緩衝材１３とは別体の外縁部緩衝材を配置する場合には、これらを構成する材質として、各々の目的に合わせて最適なものを適宜選択すればよい。ハニカムフィルタ１及びこれを保持する外枠体１１が大型になると、特に高温条件下ではその保持力が弱まる場合が想定されるが、本実施形態では、ハニカムフィルタ１が大型であっても、容易に脱落することがないといった効果を奏する。また、脱落防止部１８ａ，１８ｂとハニカムフィルタ１の筒端面の外縁部２１が直接的に当接することなく、これらの間に緩衝材１３を備えているため、逆洗のための圧縮空気の導入により応力が加わった場合であっても、ハニカムフィルタ１の筒端面の外縁部２１に割れ、欠け等の不具合が生じ難いといった効果を奏する。
なお、脱落防止部１８ａ，１８ｂの形態としては、図６（ａ）に示すような、外枠体１１の筒端縁又はその近傍において、外枠体１１の中心軸方向に屈曲したものや、図６（ｂ）に示すような、外枠体１１の中心軸方向に延伸したもの等を挙げることができる。
本発明においては、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、外枠体１１の少なくとも一方の筒端縁又はその近傍の外周面上にフランジ１２を備えることが好ましく、このことにより、集塵装置等に確実且つ簡便に取り付けることができる。なお、フィルタ保持体を集塵装置等に確実に固定すべく、フランジ１２にはねじ孔１９等を設けてもよい。
外枠体１１を構成する金属としては、高温条件下での保持力確保、経済性等の観点から、ＳＵＳ４３０、ＳＳ４００等を挙げることができる。また、本発明においては、外枠体の厚さが１ｍｍ以下であることが好ましく、０．７ｍｍ以下であることが更に好ましい。これにより、作製されるフィルタ保持体が軽量化されるといった効果を奏する。外枠体の厚さが１ｍｍ超であると、形状加工が困難且つ重量が増加してしまい、集塵装置に組み込むに際しての取扱いが困難になるために好ましくない。なお、本発明においては、外枠体の厚さの下限値については特に限定されるものではないが、実質的な強度を確保する必要性を考慮すると、０．３ｍｍ以上であればよい。
本発明のフィルタ保持体を作製するに際しては、ハニカムフィルタ１の外周面に所定の緩衝材１３、又はこの緩衝材１３とは別体の外縁部緩衝材（図示せず）を仮固定し、一体型の外枠体１１の内部に圧入する方法（図７）、分割型の外枠体１１ａ，１１ｂを使用し、これらの間にハニカムフィルタ１と緩衝材１３、又は外縁部緩衝材（図示せず）とを配した後、外枠体１１ａ，１１ｂをプレスしつつこれらの当接箇所を溶接する方法（図８）等を挙げることができる。ここで、本発明においては、外枠体１１及びハニカムフィルタ１の形状が円筒状であることが好ましく、これにより、例えばこれらが角柱状である場合に比して、図７に示すように圧入により容易に作製され得るといった効果を奏する。即ち、図８に示すように、分割した外枠体によりハニカムフィルタ１と緩衝材１３挟み込んだ後、外枠体１１ａ，１１ｂの当接箇所を溶接する操作が不要となり、容易に製造され得る。なお、図７における外枠体１１のフランジ１２や、脱落防止部１８ｂは、圧入後に溶接してもよい。
次に、本発明の更に別の側面について説明する。本発明の更に別の側面は、集塵装置に配置されるハニカムフィルタのガス流路の下流側に設置され、下流側からハニカムフィルタに圧縮空気を導入することにより、ハニカムフィルタに捕捉された捕捉物を除去する逆洗装置であり、圧縮空気の流路となる円筒状の本流路管と、一方の端部が本流路管の側面部に連結するとともに、ハニカムフィルタとの接続手段を有する、一以上の筒状の支流路管と、本流路管に圧縮空気を導入するように配設された圧縮空気導入手段とを備えてなることを特徴とするものである。以下、その詳細について説明する。
図９（ａ）〜図９（ｃ）は、本発明の逆洗装置の一実施形態を示す図面であり、図９（ａ）は上面、図９（ｂ）は正面、図９（ｃ）は側面から見た断面図である。本発明の実施形態である逆洗装置４０は、圧縮空気が最初に導入される円筒状の本流路管４１、この側面部に連結する一以上の筒状の支流路管４２、及び本流路管４１に圧縮空気を導入するように配設された圧縮空気導入手段（圧縮空気導入管９と逆洗バルブ４３）を備えている。支流路管４２の、本流路管４１に連結する端部と対向する端部には所定の接続手段が設けられており、逆洗する対象物となるハニカムフィルタ１（フィルタ保持体２０）が接続され得るように構成されている。
なお、図９（ａ）〜図９（ｃ）では、逆洗装置４０及びこれに接続するフィルタ保持体２０が、集塵装置８の内部に組み込まれた状態を示している。本流路管４１に連結する圧縮空気導入手段としては、圧縮空気導入管９と、これに圧縮空気を導入する逆洗バルブ４３との組み合わせ等を挙げることができる。この逆洗バルブ４３を経由して、集塵装置８の外部から本流路管４１に圧縮空気を導入するように圧縮空気導入手段を配設して構成すればよい。例えば、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、圧縮空気導入管９と逆洗バルブ４３の各々の中心軸が略同一となるように所定間隔を隔てた状態でそれぞれを配置し、集塵装置８の使用時には圧縮空気導入管９の端部と逆洗バルブ４３の端部との間から処理済ガスを系外へと排出するとともに、逆洗時には逆洗バルブ４３から圧縮空気導入管９の方向へと圧縮空気を導入可能なように構成すればよい。
本発明の実施形態である逆洗装置４０を構成する本流路管４１の形状は円筒状である。このため、図１０に示す従来の逆洗装置４０に比して、逆洗の対象物であるハニカムフィルタ１の上方空間が狭く、圧力上昇が速いためこの空間に導入される圧縮空気が最小限に抑制される。このため、ハニカムフィルタ１が大型であっても効率的に圧縮空気を導入することができ、ハニカムフィルタ１の逆洗を効果的に実施することができる。また、逆洗装置４０自体を構成する材料、例えばＳＳ４００等の金属の使用量も最小限であり、軽量化されている。従って、大型であっても集塵装置８等への組み込みが容易であるとともに、組み込みの信頼性も高いものである。
次に、本発明の更に別の側面について説明する。本発明の更に別の側面は、主としてダスト等を含む焼却炉排ガスから、このダスト等を除去するための集塵装置であり、ガス流路と、このガス流路に、ハニカムフィルタの一方の筒端面より被処理排ガスが流入し、他方の筒端面より処理済ガスが排出するように設置された、これまでに述べてきたいずれかのフィルタ保持体と、このフィルタ保持体に保持されたハニカムフィルタの、他方の筒端面に接続され、ハニカムフィルタの逆洗を行う、前述の逆洗装置とを備えることを特徴とするものである。以下、その詳細について説明する。
図１１は、本発明の集塵装置の一実施形態を模式的に示す図面である。本発明の実施形態である集塵装置８は、バーナー１５等の加熱・焼却手段を備えた焼却炉１６等の被処理排ガスの発生源から、煙突１７等の処理済ガスの放出手段に至るガス流路を備えており、このガス流路の途上に、ハニカムフィルタの一方の筒端面より被処理排ガスが流入し、他方の筒端面より処理済ガスが排出するようにフィルタ保持体１４が設置されている。
フィルタ保持体１４に保持されたハニカムフィルタの、処理済ガスが排出される筒端面には逆洗装置４０が接続され、ハニカムフィルタの逆洗を行うよう構成されている。なお、逆洗装置４０には、圧縮空気導入管９及び逆洗バルブを介して、集塵装置８の外部に接続するコンプレッサー（図示せず）等が接続され、圧縮空気を導入するように構成されている。また、集塵装置８の下部には、逆洗により除去された捕捉物（ダスト）を集積するためのダストボックス６を設置してもよい。
焼却炉において発生した、ダスト等の微粒子を含む排ガス（被処理排ガス）は、集塵装置８の所定の箇所からその内部へと進入する。進入した被処理排ガスは、フィルタ保持体１４の内部に保持されたハニカムフィルタの一方の筒端面より進入し、その濾過層にダスト等の微粒子が捕捉される。濾過層を通過したガス（処理済ガス）は、ハニカムフィルタの他方の筒端面より排出され、集塵装置８、及び煙突１７等の放出手段から、クリーンなガスとして大気中へと放出される。
これまで述べてきたように、フィルタ保持体１４には、高温条件下や逆洗応力が負荷された場合であっても、その内部にハニカムフィルタが確実に保持されるとともに、ハニカムフィルタの筒端面の外縁部に割れ、欠け等の不具合が生じ難いものである。また、逆洗装置４０は、集塵装置８に用いられるハニカムフィルタが大型であっても、効率的に圧縮空気を導入することができるために、効果的に逆洗することが可能であり、また、軽量化もなされているために集塵装置８への組み込みの信頼性が高い。
従って、本発明の集塵装置は、高い信頼性で大型のハニカムフィルタが組み込まれているため、排ガスの処理能力が極めて高いものである。また、ハニカムフィルタの効率的な逆洗が可能であるため、長期間の継続的な使用にも好適な特性を有するものである。
（実施例）
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
焼成するとコーディエライトとなる原料混合物（コーディエライト化原料混合物）を用意し、これに、水、及び所定の添加物を添加して、ニーダーを用いて混合した後、土練機を用いて土練することにより、成形用の坏土を得た。得られた坏土を、縦押出機を使用して所定の受缶内に円筒状のハニカム形状に押し出すことにより成形体を得た。
次いで、縦置きのまま受缶の底部の網板を介して、成形体の下方から上方へと１３０℃の熱風を３時間通風して乾燥することにより乾燥体を得た。得られた乾燥体を、コーディエライト粉砕物を主成分とする目封じ材を用いて図１及び図２に示すように目封じ部１０を形成した後、縦置きのまま１３５０〜１４５０℃、２時間焼成することにより、焼成体を得た。
この焼成体の隔壁の表面上に、図３に示す処理装置３０を用いてセラミックス粒子からなる層を形成した後、縦置きのまま１３５０〜１４５０℃、１時間焼成することにより、円筒状のハニカムフィルタを得た。
（評価）
得られたハニカムフィルタの全長は７００ｍｍ、外径（最大外寸）は２５０ｍｍφ、濾過面積は８ｍ２、平均気孔径（水銀圧入法にて測定）は１５μｍ、気孔率（ＪＩＳ  Ｒ２２０５に準拠）は４０％、セルピッチは６ｍｍ、及び隔壁の厚さは１ｍｍであった。また、目視評価したところ、セルや、ハニカムフィルタの全体に、変形やつぶれ等の不具合の発生を確認することはできなかった。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明のハニカムフィルタは、その一方の開口端面から他方の開口端面までの長さ、開口端面の最大外寸、及び濾過面積が所定の数値範囲である、いわゆる大型のハニカムフィルタであるため、排ガスの処理能力が大きく、主として集塵装置用のフィルタとして好適な特性を有する。
また、本発明のハニカムフィルタの製造方法によれば、成形用坏土を、重力方向に押し出してハニカム形状の成形体を形成するとともに、所定の受缶内に収納し、この受缶内に収納した状態で乾燥、及び焼成するため、大型でありながらもセルやその全体に、変形やつぶれ等の不具合を生ずることなく、ハニカムフィルタを製造することができる。
更に、本発明のフィルタ保持体は、ハニカムフィルタと外枠体との間に緩衝材を備え、緩衝材が圧縮された状態で、外枠体の内部にハニカムフィルタが保持されてなるとともに、外枠体の所定の箇所に、緩衝材を介したハニカムフィルタの脱落防止部を備えるものであるため、外枠体への保持に信頼性を有し、取扱い容易性にも優れている。
一方、本発明の逆洗装置は、円筒状の本流路管と、この本流路管の側面部に連結するとともに、ハニカムフィルタとの接続手段を有する筒状の支流路管と、本流路管に連結する圧縮空気導入手段とを備えてなるものであるため、軽量であり、かつ、支流路管に接続されたハニカムフィルタの逆洗を効率的に実施することができる。
また、本発明の集塵装置によれば、ガス流路と、このガス流路に、所定状態で設置された所定のフィルタ保持体と、このフィルタ保持体に保持されたハニカムフィルタに接続され、このハニカムフィルタの逆洗を行う所定の逆洗装置とを備えるものであるため、処理能力が極めて高く、信頼性に優れた集塵装置であるとともに、ハニカムフィルタの効率的な逆洗が可能であるため、長期間の継続的な使用にも好適な特性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のハニカムフィルタの一実施形態を示す模式図である。
図２は、ハニカムフィルタの開口端面における目封じ状態を示す模式図である。
図３は、フィルタ層の形成方法の一例を示す模式図である。
図４は、ハニカムフィルタの一般的構成を示す斜視図である。
図５は、本発明のフィルタ保持体の一実施形態を示す図面であり、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は正面から見た断面図である。
図６（ａ）、図６（ｂ）は、本発明のフィルタ保持体の脱落防止部の一例を示す部分断面図である。
図７は、フィルタ保持体の作製方法の一例を模式的に示す図面である。
図８は、フィルタ保持体の作製方法の別の例を模式的に示す図面である。
図９は、本発明の逆洗装置の一実施形態を示す図面であり、図９（ａ）は上面、図９（ｂ）は正面、図９（ｃ）は側面から見た断面図である。
図１０は、従来の逆洗装置をフィルタブロックに取り付けた状態を模式的に示す斜視図である。
図１１は、本発明の集塵装置の一実施形態を模式的に示す図面である。
【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７】
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【図８】
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2003099416.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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