(57)【要約】【課題】ろ過部材の内部に噴出させる加圧流体によるパルスジェット効果を最大限に活用でき、使用流体の増加を伴わせることなく付着粉塵の払い落としを効果を高める機能を備えたろ過式集塵装置を提供する。【解決手段】被処理ガスから粉塵を分離する一端が閉鎖された筒型のろ過部材の外側に堆積した前記粉塵を払い落とすパルスジェット用ノズルが備えられたろ過式集塵装置において、前記ろ過部材の開口側が本体に支持される箇所の処理済みガス出口側に空間室１７が設けられ、その空間室１７内にガス排出室５と連通する連通口１８から前記パルスジェット用ノズルが挿入され、このパルスジェット用ノズルに付設されたテーパーリング４１がパルスジェット噴射時の反動で後退すると、前記連通口１８に形成された勾配付の内周面４２にテーパーリング４１が当接して連通口１８を閉じて、パルスジェット効果を高めるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理ガスから粉塵を分離する一端が閉鎖された筒型のろ過部材の外側に堆積した前記粉塵を、パルスジェット用ノズルを用いて払い落とすようにされたろ過式集塵装置において、
前記ろ過部材の開口側が本体に支持される箇所の処理済みガス出口側に空間室が設けられ、その空間室内にガス排出室と連通する連通口から前記パルスジェット用ノズルが挿入され、このパルスジェット用ノズルに付設された凸型シール部がパルスジェット噴射時の反動で後退すると、前記連通口に設けられた凹型シール部に前記凸型シール部が当接して連通口を閉じるように構成されていることを特徴とするろ過式集塵装置。
【請求項２】
前記パルスジェット用ノズルには、直進性機能を備えたラバルノズルが用いられる請求項１に記載のろ過式集塵装置。
【請求項３】
前記空間室は独立して形成され、前記連通口とパルスジェット用ノズルを備える圧力流体供給管とは、前記ろ過部材の軸心とほぼ同軸心で配されている構成である請求項１又は２に記載のろ過式集塵装置。
【請求項４】
前記パルスジェット用ノズルを備える圧力流体供給管は、集塵装置の本体ケーシング外側に設けられた挿入支持ガイドに支持され、その圧力流体供給管の外部に付設される止め金具と本体ケーシング外側とをバネ体で繋いで払い落とし操作時以外はノズルを前進移動させるシール部開放復帰手段が形成されている構成である請求項３に記載のろ過式集塵装置。
【請求項５】
前記パルスジェット用ノズルに付設された凸型シール部と前記連通口に設けられた凹型シール部との周面は、テーパ面にされ、両者の周面がすり合わせ面で形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のろ過式集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ布やセラミックフィルターなどのろ過部材により、排ガス中の粉塵をろ過して集塵するろ過式集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ダストを含んだ排ガス（被処理ガス）を除塵して清浄なガスとして排出する工程では、ろ過式の集塵装置が用いられている。この集塵装置は、低温の被処理ガスを取扱う場合、主にバグフィルターが採用されており、高温の燃焼排ガスを取扱う、例えば廃棄物焼却設備等で発生する排ガスの集塵装置としてはセラミックフィルターを用いる装置が採用されている。
【０００３】
前記バグフィルターは、ろ布で袋状に形成した複数のろ過部材をケーシング内に配設し、このろ過部材の外部から内部に被処理ガスを通過させてろ過するようにされている。被処理ガス中に含まれるダストは、ろ過部材によって捕集され、そのろ過部材（ろ布）の外面に付着堆積する。したがって、堆積したダストは定期的に払い落としている。このようなダスト払い落としを行う装置（ダスト払い落とし装置）を備えるバグフィルターについては特許文献1によって知られている。また、前記セラミックフィルターを用いる集塵装置は、一端部を閉鎖された多孔質のセラミックで円筒状に形成されたろ過部材（セラミックフィルター）がケーシング内を区分して形成されたガス導入室４に複数配列して架設され、このセラミックフィルターの外部から内部に被処理ガスを通過させて清浄化されたガスを前記セラミックフィルターの開口部が通じる別区画のガス排出室に送り出すようにされている。そして、前記バグフィルターと同様にセラミックフィルターの外面に付着するダストは、ダスト払い落とし手段によって除去するようにされている。このような集塵装置については、例えば特許文献２あるいは特許文献３によって知られている。
【０００４】
これらバグフィルターあるいはセラミックフィルターを用いた集塵装置におけるろ過部材の外面に付着したダストの払い落とし手段としては、ろ過部材の内部にノズルから圧縮空気によるパルスジェットを噴射してダストを払い落とすようにされている。この場合、パルスジェットの効果を増やすためにベンチュリ管が用いられている（特許文献１および特許文献２参照）。また、ダストの払い落とし操作時に使用される圧縮空気がろ過部材の内部空間から清浄化されたガスの排出室側に流れ出すのを防止するのに、このダストの払い落とし操作時、ろ過部材の開口側を蓋体で閉じるようにする構成が特許文献３によって知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３３７２３号公報
【特許文献２】特開２００６−１１０４２８号公報
【特許文献３】特開２００５−３２９２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記先行技術においては、例えば特許文献１による方式では、ろ過部材内に対する圧縮空気配管に設けられたノズルから噴射されるエアジェットの吹き込みによるパルスジェット効果を増やすためにベンチュリ管が取付けられているが、本質的にエアの吹き込み側が開放状態であるとパルスジェットの圧力がその開放側に逃げることになるので、噴射された圧縮空気の一部しかダスト払い落としに作用しない。また、特許文献２による装置ではパルスジェットの効果を高めるために、ラバルノズル部を備える直進性の大きいノズルを採用しているが、ろ過部材の出口側が開放されているので、前記特許文献１の場合と同様に、噴射されるパルスジェット効果の一部しか発揮できないという問題点がある。当然、ダストの払い落とし効果を高めるのに、高圧で多量の流体（圧縮空気）が必要になり、設備費や運転コストが嵩むという問題点がある。
【０００７】
また、特許文献３による方式の場合は、前述の欠点を解消することができるが、ダスト払い落としの操作時にろ過部材の開口部を閉じるために駆動手段やシール部を設けるなど複雑な構造が必要になる。このような駆動手段の追加は動力の増加、シール部でのリークの懸念が発生するなどの問題点がある。
【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、ろ過部材の内部に噴出させる加圧流体によるパルスジェット効果を最大限に活用できて、使用流体の増加を伴わせることなく付着粉塵の払い落としを効果的に行える機能を備えたろ過式集塵装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明によるろ過式集塵装置は、
被処理ガスから粉塵を分離する一端が閉鎖された筒型のろ過部材の外側に堆積した前記粉塵を、パルスジェット用ノズルを用いて払い落とすようにされたろ過式集塵装置において、
前記ろ過部材の開口側が本体に支持される箇所の処理済みガス出口側に空間室が設けられ、その空間室内にガス排出室と連通する連通口から前記パルスジェット用ノズルが挿入され、このパルスジェット用ノズルに付設された凸型シール部がパルスジェット噴射時の反動で後退すると、前記連通口に設けられた凹型シール部に前記凸型シール部が当接して連通口を閉じるように構成されていることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１０】
前記発明において、前記パルスジェット用ノズルには、直進性機能を備えたラバルノズルが用いられる構成であるのがよい（第２発明）。
【００１１】
前記発明において、前記空間室は独立して形成され、前記連通口とパルスジェット用ノズルを備える圧力流体供給管とは前記ろ過部材の軸心とほぼ同軸心で配されている構成であるのが好ましい（第３発明）。
【００１２】
前記パルスジェット用ノズルを備える圧力流体供給管は、集塵装置の本体ケーシング外側に設けられた挿入支持ガイドに支持され、その圧力流体供給管の外部に付設される止め金具と本体ケーシング外側とをバネ体で繋いで払い落とし操作時以外はノズルを前進移動させるシール部開放復帰手段が形成されているのがよい（第４発明）。なお、このシール部開放復帰手段によってノズルが最前進すると前記止め金具が前記挿入支持ガイド端に当接して位置規制されるとともに、その挿入支持ガイド端を閉じて排ガスの外部へのリークを阻止するようにされ、併せて本体ケーシング外側と前記止め金具との間で挿入支持ガイドの周りに可撓性の筒状部材と取付けてシール機能を高めるようにしておくのが好ましい。
【００１３】
前記発明において、前記パルスジェット用ノズルに付設された凸型シール部と前記連通口に設けられた凹型シール部との周面は、テーパ面にされ、両者の周面がすり合わせ面で形成されているのがよい（第５発明）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、ろ過部材の開口側に処理済みガス出口側にガス排出室と区画された空間室を設けて、この空間室内部にパルスジェット用ノズルを前記ろ過部材の開口に向けて挿入され、圧力流体をノズルに供給してろ過部材の内部にパルスジェット噴射させると、その反動と内部圧力の上昇でノズルを後退させて圧力流体供給管に付設の凸型シール部と凹型シール部とが接して連通口を閉鎖して、ろ過部材の内部に噴射されるパルスジェットを有効に作用させ、外側に堆積するダストの払い落としを有効に行うことができる。
【００１５】
本発明によれば、ろ過部材の内側への噴射流体が逆流して漏出するのをなくすことができるので、噴射する圧力流体のパルスジェット効果を向上させ、ろ過部材を通過する流体の割合が従来のものに比べて増加するので、同じパルス条件でもダストの払い落とし効果が促進可能になる。これによって、供給する圧力流体の圧力、パルス頻度を減らすことができ、省エネルギー化を図ることができるという効果を奏する。
【００１６】
また、第２発明の構成を採用することで、比較的低い圧力の流体を使用してろ過部材の寸法が長くともパルスジェットを有効に機能させることができる。また、第３発明および第４発明の構成を採用することで、ろ過部材の開口側の空間部を確実に閉鎖でき、別途動力を使用することなく圧力流体噴射の反動と背圧の高まりを活用して、ダスト払い落とし操作時にろ過部材内部へのパルスジェット噴射を有効にする。そして、パルスジェットの噴射が終了すればシール部開放復帰手段が自動的に機能して空間室とガス排出室との連通口が開かれて定常運転が可能になる。したがって、別途復帰操作を必要としないという利点がある。また、第５発明の構成を採用すれば、シール部での密接効果が高められ、供給する圧縮流体の漏出を防止して排出ガスが過剰になるのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明によるろ過式集塵装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１には本発明に係るろ過式集塵装置の一実施形態を模式的に表わす断面図が示されている。図２には要部を模式的に表わす断面図が、図３にはパルスジェット用のノズルの断面図（ａ）と（ａ）図のＡ−Ａ視断面図が、図４には払い落とし手段の作動時の態様を表わす図が、それぞれ示されている。
【００１９】
この実施形態のろ過式集塵装置１においては、図１に示されるように、四角筒形状に形成されるケーシング２の内部空間が、隔壁３によって被処理ガスを導入するガス導入室４と、集塵後の清浄化されたガスを系外に排出するためのガス排出室５とに区画されている。また、前記ケーシング２の天板６には、ガス導入室４の上方位置にダストを含む被処理ガスをガス導入室４内に導入するガス導入口７が設けられている。前記ガス排出室５側の外壁５ａ下部にはガス排出室５内の清浄化されたガス（清浄ガス）を系外に排出するためのガス排出口８が設けられている。なお、前記ガス導入室４の下部には払い落とされたダストなどを系外に排出するためのダスト排出口９が設けてある。
【００２０】
前記ガス導入室４内には、このガス導入室４内に導入された高温の被処理ガスを集塵するためのセラミックフィルター１０（本発明のろ過部材に対応）が、前記隔壁３とガス導入室４側の外壁４ａとの間に横架するように複数配列されている。この各セラミックフィルター１０は、耐熱性を有する多孔質のセラミックにより、一端部が開口されて他端部が閉鎖された円筒状に形成されており、ガス導入室４内において水平方向に並列して所要の間隔で複数配設され、かつ上下方向に多段に配されている。
【００２１】
前記セラミックフィルター１０は、前記隔壁３に穿設された開口３ａを通じてガス排出室５側からガス導入室４内に挿入され、他端部をガス導入室４側の外壁４ａ内側に設けられた支持部２５にて支持される。このセラミックフィルター１０の開口１１側には取付フランジ１２が設けてあり、この取付フランジ１２を隔壁３のガス排出室５側に設けたフィルター取付部１５にて固定保持されている。
【００２２】
前記ガス排出室５には、前述のセラミックフィルター１０の開口部１１側が取り付けられるフィルター取付部１５とともに、そのフィルター取付部１５に隣接して適宜容積を有する空間室１７が設けられている。この空間室１７には、前記セラミックフィルター１０の開口部１１と連通する通口１６とガス排出室５と連通する連通口１８とが同軸線上に相対して設けられ、前記連通口１８を通じてダスト払い落とし手段２０のパルスジェット用ノズル３０を先端に備えた圧力流体供給管２１がガス排出室５側から空間室１７内に挿入されるようになっている。
【００２３】
前記ダスト払い落とし手段２０は、ラバルノズル形状のパルスジェット用ノズル３０（以下、単に「ラバルノズル３０」という）を備えた圧力流体供給管２１と、パルスジェット噴出時の空間室シール機構４０およびシール部開放復帰手段４５とで構成されている。前記圧力流体供給管２１は、ケーシング２のガス排出室５側外壁５ａに設けられた挿入支持ガイド２３に管部を支持案内されて管挿入口５ｂから前記空間室１７の連通口１８を通じてセラミックフィルター１０の開口部１１に同軸心上でラバルノズル３０が対向するように挿入されている。なお、前記圧力流体供給管２１は、ケーシング２に沿ってガス排出室５の内部に配置されたパルスヘッダ管２２にそれぞれ接続されて圧力流体が供給されるようになっている。そして、各圧力流体供給管２１とパルスヘッダ管２２との接続部までの間には、軸方向での伸縮が可能な継ぎ手（図示省略）を配しておくのがよい。こうすることで、加圧流体の噴射時にラバルノズル３０装着の圧力流体供給管２１が移動可能とすることができる。
【００２４】
前記空間室シール機構４０は、前記圧力流体供給管２１の先端部もしくはラバルノズル３０の後部における外周に後方へ下がり勾配のテーパーリング４１（本発明の凸型シール部に相当）が固着されており、一方空間室１７に設けられた連通口１８の内周面４２が前記テーパーリング４１のテーパー面４１ａに対応する勾配面（本発明の凹型シール部に相当）に形成され、後述するラバルノズル３０によるパルスジェット噴出時の反動により後退したとき、前記連通口１８の内周面４２にテーパーリング４１のテーパー面４１ａが当接して空間室１７を閉鎖し、噴出流体のガス排出室５への流出を阻止する構成とされている。
【００２５】
また、前記シール部開放復帰手段４５は、前記圧力流体供給管２１に外部で軸線に直交して付設された円板状の止め金具４６と、この止め金具４６の内面側４６ａ（外壁に対向する側）と外壁５ａとを繋いで配される複数の引きバネ４７および前記挿入支持ガイド２３の周囲を取り囲んで外壁５ａと止め金具４６とに端部を取付けた可とう性の筒状カバー４８とで構成されている。そして、前記ガス排出室５側の外壁５ａに設けられた挿入支持ガイド２３は管部を適宜長さ寸法に設定され、前記引きバネ４７の作用力で止め金具４６とともに圧力流体供給管２１が引き戻されると、挿入支持ガイド２３の端面２３ａに前記止め金具４６が当接することにより空間室１７の連通口１８が開放されるようになっている。
【００２６】
前記ラバルノズル３０は、例えば図３に示されるように、圧力流体供給管２１の先端に螺合装着され、その装着部３１の前部に形成されるラッパ形状の吸い込み部分３２からスロート部分３３を経てディフューザ３４に通じる形状に所要の寸法割合で形成され、そのディフューザ３４の出口側に連接して空気吸引部３５が形成されている。この空気吸引部３５は、前記ディフューザ３４の先端口径よりも大きい口径にされ、その周面に等分して軸線に沿う長孔状の空気吸い込み孔３６が複数設けられている。
【００２７】
このように構成される本実施形態のろ過式集塵装置１は、ガス導入室４内に導入されたダストを含む被処理ガスが、ガス導入室４から各セラミックフィルター１０の内部空間に導入された際、集塵されて清浄ガス化される。こうして清浄ガス化された被処理ガスは、各セラミックフィルター１０の開口部１１を通り隣接する空間室１７を経て連通口１８からガス排出室５に導出され、その後ガス排出室５から系外に送り出される。
【００２８】
このようにして所定時間経過すると、セラミックフィルター１０の外周面にダストが付着・堆積して集塵効果が低下するので、ダスト払い落とし手段２０を作動させてダストの払い落とし作業が定期的に行われる。
【００２９】
そのダストの払い落とし作業を行うには、パルスヘッダ管２２付設の開閉弁２７を開操作してパルスヘッダ管２２を介して各圧力流体供給管２１付設のラバルノズル３０に圧力流体（加圧空気）を供給する。すると、加圧空気はラバルノズル３０のスロート部分３３を通過する際に音速まで加速され、ディフューザ３４から高速で噴出する気流によって、連接する空気吸引部３５において周囲に設けられる空気吸い込み孔３６から二次空気が誘引導入され、ノズル出口３７からセラミックフィルター１０の開口内部に噴射される。このノズル出口３７から噴出する加圧空気は、ラバルノズル形状により衝撃波を伴って超音速で噴射されると同時に、前記ノズル先端部の空気吸引部３５における二次空気誘引作用で噴出される加圧空気の周囲を誘引二次空気によって拡散が抑制され、直進性を維持して一挙にセラミックフィルター１０の内部奥まで高速で流入される。
【００３０】
このラバルノズル３０による加圧空気の噴射により、セラミックフィルター１０の内部への吹込み空気圧がによって急激に高まるので、進退自在な状態で空間室１７に突き出しているラバルノズル３０がその反動によって後退させられる。すると、ラバルノズル３０に付属するテーパーリング４１がともに押し戻されて連通口１８の内周面４２に押付けられ、両者のテーパー面が接触して空間室１７とガス排出室５とを繋いでいる連通口１８が閉鎖・シールされる。なお、前記テーパーリング４１と連通口１８の内周面４２とのテーパー面をすり合わせ加工しておけば、前記閉鎖時におけるシール効果を高めることができる。
【００３１】
こうして空間室１７がガス排出室５と遮断されると、ラバルノズル３０から噴出される加圧空気は、もはやガス排出室５内に流れ出すことがないので、衝撃波を伴う超音速で噴射される加圧空気がセラミックフィルター１０の内部でパルスジェット効果を十分に発揮できるので、セラミックフィルター１０の外周面に付着堆積したダストを迅速に払い落とすことができるのである。したがって、従来に比べて短時間の噴射によって付着ダストの払い落とし作業を行うことができ、加圧空気の消費量も少なくなり、また加圧力も高めることなく使用できるので、関連機器が大型化せず、運転コストも低減できるという効果が得られる。
【００３２】
ダストの払い落とし操作が終了して加圧空気の供給を停止すれば、前記シール部開放復帰手段４５の引きバネ４７の復元力が作用して、止め金具４６を介して加圧流体供給管２１とラバルノズル３０が後退位置から元の位置に前進復帰し、テーパーリング４１と連通口１８の内周面４２との接触が断たれ、連通口１８がガス排出室５に対して開放される。したがって、セラミックフィルター１０を通り清浄化された清浄ガスが空間室１７から連通口１８を経てガス排出室５に流れる流路が確保され、正常運転が続行できる。なお、ラバルノズル３０の位置復帰に際しては、引きバネ４７による復帰時、挿入支持ガイド２３の端面２３ａに止め金具４６の内側面４６ａが当接して移動距離が制限されるので、過剰に移動することはない。またガス排出室５内部とケーシング２外部とが連通する状態にある各挿入支持ガイド２３の隙間は、その挿入支持ガイド２３の周りを囲う筒状カバーによって遮断されているので、清浄ガスが直接外部に流出することはない。
【００３３】
このように、本実施形態の集塵装置１では、セラミックフィルター１０の外周面に付着堆積するダストの払い落とし操作をごく簡単な構成で、別途動力を使用することなく加圧流体によるパルスジェット効果を発揮できるので、コスト削減による合理化と省資源化を図ることができる。
【００３４】
以上の実施形態においては、ダスト払い落とし操作に使用する加圧流体として圧縮空気を用いているが、必要に応じて窒素を用いることもできる。また、前記空間室１７のガス排出室５への連通口１８における空間室シール機構４０のシール構造については、テーパー面同士の接触に限定されるものではなく、平面同士の接触、面に対する線接触構造などであってもよい。また、ろ過部材についてはセラミックフィルターを用いる構成で記載しているが、これに限定されるものではなく、他の材質のものであってもよい。バグフィルターに適用することも可能である。この場合はバッグの取付開口部に対応してシール機能を備えた空間室を配置し、この空間室に対してパルスジェット用のノズルと流体供給管を配するようにするのがよい。さらに、パルスジェット用ノズルとしては、ラバルノズルに限定されず、パルスジェット効果が得られる機能を具備したものであってもよく、ノズルが動く程度の反動があれば採用できる。また、パルスジェット用ノズルに連動するシール部開放復帰手段に用いるバネについては、押しバネを採用できる構造としてもよい。
【００３５】
上記説明においては、高温排ガスの集塵装置に係る実施形態について記載したが、本発明の趣旨に則すれば、これに限定されるものではなく、ガス化ガス処理設備や粉体集塵設備などに採用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るろ過式集塵装置の一実施形態を模式的に表わす断面図
【図２】要部を模式的に表わす断面図
【図３】パルスジェット用のノズルの断面図（ａ）と（ａ）図のＡ−Ａ視断面図
【図４】払い落とし操作の作動時の態様を表わす図
【符号の説明】
【００３７】
１    集塵装置
２    ケーシング
３    隔壁
４    ガス導入室
５    清浄化されたガス排出室
１０    セラミックフィルター
１５    セラミックフィルターのフランジ取付部
１７    空間室
１８    連通口
２０    ダスト払い落とし手段
２１    加圧流体供給管
２３    挿入支持ガイド
３０    ラバルノズル（パルスジェット用ノズル）
４０    空間室シール機構
４１    テーパーリング
４２    連通口の内周面
４５    シール部開放復帰手段
４６    止め金具
４７    引きバネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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