(57)【要約】 【課題】胴部に多数の貫通孔を有する筒状の芯部材１と、芯部材に環装され平板状の濾布をプリーツ状に折り畳むとともにそのプリーツが長手方向へ延びる筒状を成すプリーツ型濾過体２とを備えた集塵機用プリーツ型フィルタにおいて、芯部材の上端開口部から下方へ向けて噴射された圧縮エアによる衝撃力が、支持部材において弱められる集塵機用プリーツ型フィルタを提供する。【解決手段】芯部材１の下端に、これの内側に向かって突出する円錐体５または半球体６を上面に有しかつ芯部材１の下端開口部を閉鎖するとともにプリーツ型濾過体２を支持する支持部材３を固着したことを特徴とする。【選択図】     図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部に多数の貫通孔を有する筒状の芯部材と、この芯部材に環装され平板状の濾布をプリーツ状に折り畳むとともにそのプリーツが長手方向へ延びる筒状を成すプリーツ型濾過体とを備えた集塵機用プリーツ型フィルタであって、
前記芯部材の下端に、これの内側に向かって突出する円錐体または半球体を上面に有しかつ芯部材の下端開口部を閉鎖するとともに前記プリーツ型濾過体を支持する支持部材を固着したことを特徴とする集塵機用プリーツ型フィルタ。
【請求項２】
前記支持部材における円錐体または半球体は、これの高さＨｉと下部の直径Ｄｉとの比（Ｈｉ／Ｄｉ）が０．５〜５．０であることを特徴とする請求項１に記載の集塵機用プリーツ型フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵機用プリーツ型フィルタに係り、より詳しくは、胴部に多数の貫通孔を有する筒状の芯部材と、この芯部材に環装され平板状の濾布をプリーツ状に折り畳むとともにそのプリーツが長手方向へ延びる筒状を成すプリーツ型濾過体とを備えた集塵機用プリーツ型フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集塵機のフィルタは一般に有底円筒状を成しており、そのため、通気抵抗を低く保ちつつ濾過面積を広くしょうとすると、フィルタは長尺かつ大径なものとなり、それに伴い、多数のフィルタを収納する集塵機のキャビネットは大型のものになり、その結果、集塵機の設置には大きいスペースが必要になるなどの問題があった。     
【０００３】
そのため、近年、通気抵抗を低く抑えつつ濾過面積をできるだけ広くすべく、図３に示すように、胴部に多数の貫通孔を有する筒状の芯部材３１と、この芯部材３１に環装され平板状の濾布をプリーツ状に折り畳むとともにそのプリーツが長手方向へ延びる筒状を成すプリーツ型濾過体３２と、芯部材３１の下端にこれと同心して固着された円形板状の支持部材３３と、芯部材３１の上端にこれと同心して固着されたドーナツ板状の押さえ部材３４と、で構成された集塵機用プリーツ型フィルタ３５が開発されている。
そして、近年、これを一歩進めて、特開平８−３０９１３７号公報で開示されるような集塵機用プリーツ型フィルタも提案されている。
【特許文献１】特開平８−３０９１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このように構成された従来の集塵機用プリーツ型フィルタ３５では、プリーツ型濾過体３２の外面に付着したダストを払い落とすために、押さえ部材３４の開口部から下方へ向けて圧力４〜５ｋｇｆ／ｃｍ２の圧縮エアを噴射すると、この圧縮エアが支持部材３３に対して衝撃力として作用する上に、支持部材３３が芯部材３１に接着剤によって固着されていることもあって、支持部材３３が芯部材３１から早期に剥離するなどの問題が生じている。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、押さえ部材の開口部から下方へ向けて噴射された圧縮エアによる衝撃力が、支持部材において弱められる集塵機用プリーツ型フィルタを提供することにある。   
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題を解消するために本発明における集塵機用プリーツ型フィルタは、胴部に多数の貫通孔を有する筒状の芯部材と、この芯部材に環装され平板状の濾布をプリーツ状に折り畳むとともにそのプリーツが長手方向へ延びる筒状を成すプリーツ型濾過体とを備えた集塵機用プリーツ型フィルタであって、前記芯部材の下端に、これの内側に向かって突出する円錐体または半球体を上面に有しかつ芯部材の下端開口部を閉鎖するとともに前記プリーツ型濾過体を支持する支持部材を固着したことを特徴とする。
【０００７】
このように構成されたものは、芯部材の上端開口部から下方へ向けて噴射された圧縮エアが支持部材の円錐体または半球体に衝突すると、円錐体または半球体に衝突した圧縮エアによる衝撃力が、円錐体または半球体により、円錐体または半球体の各表面に平行する分力と、各表面に対して垂直の分力とに分解され、さらに、この各表面に対して垂直の分力は、支持部材が芯部材から剥離する観点から見たとき、芯部材の指向方向に分解され、この結果、芯部材の上端開口部から下方へ向けて噴射された圧縮エアによる衝撃力は、大幅に弱められて、支持部材の芯部材からの剥離方向へ作用することとなる。
【０００８】
なお、支持部材における円錐体または半球体は、これの高さＨｉと下部の直径Ｄｉとの比（Ｈｉ／Ｄｉ）が０．５〜５．０であることが望ましく、比（Ｈｉ／Ｄｉ）が０．５未満では、円錐体または半球体の角度が小さいため、圧縮空気による衝撃力を十分に弱めることができず、支持部材が芯部材から剥離してしまう。一方、比（Ｈｉ／Ｄｉ）が５．０を超えると、円錐体または半球体の角度の増加が小さく、圧縮空気による衝撃力を分散する効果があまり得られない。
【発明の効果】
【０００９】
上記の説明から明らかなように本発明は、胴部に多数の貫通孔を有する筒状の芯部材と、この芯部材に環装され平板状の濾布をプリーツ状に折り畳むとともにそのプリーツが長手方向へ延びる筒状を成すプリーツ型濾過体とを備えた集塵機用プリーツ型フィルタであって、前記芯部材の下端に、これの内側に向かって突出する円錐体または半球体を上面に有しかつ芯部材の下端開口部を閉鎖するとともに前記プリーツ型濾過体を支持する支持部材を固着したから、芯部材の上端開口部から下方へ向けて噴射された圧縮エアによる衝撃力が、円錐体または半球体により、円錐体または半球体の各表面に平行する分力と、各表面に対して垂直の分力とに分解され、さらに各表面に対して垂直の分力は、芯部材の指向方向に分解されるため、芯部材の上端開口部から下方へ向けて噴射された圧縮エアによる衝撃力を、大幅に弱めことができるなどの優れた実用的効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を適用した集塵機用プリーツ型フィルタの最良の形態について、図１〜図5に基づき詳細に説明する。図１に示すように、本集塵機用プリーツ型フィルタは、胴部に多数の貫通孔を有する筒状の芯部材１と、この芯部材１に環装され平板状の濾布をプリーツ状に折り畳むとともにそのプリーツが長手方向である上下方向へ延びる筒状を成すプリーツ型濾過体２と、前記芯部材１の下端にこれと同心して固着された円形板状の支持部材３と、前記芯部材１の上端にこれと同心して固着されたドーナツ板状の押さえ部材４と、で構成してある。そして、前記支持部材３の上面には、図１に示すように、前記芯部材１の内側に向かって突出する円錐体５が、または図２に示すように、前記芯部材１の内側に向かって突出する半球体６が設けてある。また、前記円錐体５および前記半球体６の高さＨｉと下部の直径Ｄｉとの比（Ｈｉ／Ｄｉ）が約２．５になっている。
【００１１】
このように構成したものは、押さえ部材４の開口部（芯部材１の上端開口部）から下方へ向けて噴射された圧縮エアが支持部材３の円錐体５または半球体６に衝突すると、円錐体５または半球体６に衝突した圧縮エアによる衝撃力が、円錐体５または半球体６により、円錐体５または半球体６の各表面に平行する分力と、各表面に対して垂直の分力とに分解され、この各表面に対して垂直の分力は、支持部材３が芯部材１から剥離する観点から見たとき、芯部材１の指向方向にさらに分解され、この結果、押さえ部材４の開口部から下方へ向けて噴射された圧縮エアによる衝撃力は、大幅に弱められて、支持部材３の芯部材１からの剥離方向へ作用することとなる。
【００１２】
なお、前記プリーツ型濾過体２は、材質がポリエステルスパンボンドである東レ株式会社製の東レアクスターを材料として製作したものである。そして、この東レアクスターは、目付が２６０±７（ｇ／ｍ２）、厚さが０．６１±０．０３（ｍｍ）、通気量（圧力１２．７ｍｍＡｑ）が１０．５±３（ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ）または１０．０±３（ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ）の物性を有している。  
【００１３】
ところで、前記プリーツ型濾過体２のプリーツを上下方向へ指向させて集塵機用プリーツ型フィルタを配設した際に、通気抵抗を小さく、かつ濾過面積を広くするプリーツ型濾過体２の平面上の設置面積は、下記の説明に基づき可及的に小さくすることができる。なお、前記濾過面積とは、集塵風量（ｍ３／ｍｉｎ）とプリーツ型濾過体２としてのろ布を通過する濾過速度（ｍ／ｍｉｎ）とから求められる必要な表面積（ｍ２）である。また、前記設置面積とは、このプリーツ型濾過体２を設置するための平面スペースである。
【００１４】
まず、フィルタの圧力損失の表現式は、濾過面に捕集された粉塵層が払落し操作によって一様に払い落とされるものとして、払落し操作後の残留粉塵を含んだろ布の圧力損失と、そこに捕集堆積する粉塵層の圧力損失の和として、以下の式（１）で表現される。
ΔＰ＝（ζｄ＋α×ｃ×ｕ×ｔ）×μ×ｕ  ・・・（１）
ここで、ζｄ：払落し操作で払い落とされない残留粉塵とろ材による抵抗係数としての、全濾過面で一定である汚れろ布抵抗（１／ｍ）
α：払落し操作の後、新たに捕集堆積した粉塵層による抵抗係数としての比抵抗（ｍ／ｋｇ）
ｃ：ろ布に捕集された粉塵量に基づく含塵濃度（ｇ／ｍ３）
ｕ：濾過速度（ｍ／ｍｉｎ）
ｔ：時間（ｍｉｎ）
μ：空気の粘度（Ｐａ・ｓ）
である。
【００１５】
なお、前記（α×ｃ×ｕ×ｔ）は、含塵濃度と時間とともに変動する値であるので、圧力損失を評価するにあたり、固定値である汚れろ布抵抗ζｄを用いることにする。
【００１６】
まず、図１に示されるように、前記プリーツ型濾過体２における２個の山部の間隔をＰ（ｍｍ）、山部の高さをＨ（ｍｍ）、２個の山部の間隔Ｐと山部の高さＨの比である目開き値をＰ／Ｈとして、このプリーツ型濾過体２について、目開き値（Ｐ／Ｈ）毎にその汚れろ布抵抗ζｄを測定する。具体的には、集塵機において、払落し周期内での濾過体圧力損失の時間変化が十分に定常化するまで運転を行い、このときの濾過体圧力損失の時間変化曲線を測定する。次に、この圧力損失の時間変化曲線に対して式（１）より算出した圧力変化をフィッティングさせ、ζｄを決定した。続いて、測定した結果に基づき、目開き値（Ｐ／Ｈ）と汚れろ布抵抗ζｄとの関係をプロットし、その後、これらの点を概略的に線（回帰曲線）で結んで図４に示すグラフを作成した。なお、図４において、実験の条件として○印および△印は実験データ、□印は従来機、および▲印は新型機である。
【００１７】
この図４のグラフからは、次のことが分かる。即ち、汚れろ布抵抗ζｄは、目開き値（Ｐ／Ｈ）を０．２付近まで大きくすると急激に減少するが、それ以上に大きくすると緩やかな減少となる。これは、目開き値（Ｐ／Ｈ）が０．２より小さい、即ち目開き値（Ｐ／Ｈ）が小さいほど、プリーツ型濾過体２における山の間に粉塵が詰まって、プリーツ型濾過体２が形成する実際の濾過面積よりも有効な濾過面積が狭くなると考えられる。また、目開き値（Ｐ／Ｈ）を大きくすると汚れろ布抵抗ζｄは小さくなるが、濾過面積も減ってしまうため、結果としてプリーツ型濾過体の設置面積を大きくする必要が生じる。このため、集塵機の設計には粉塵の払落し性能に加えてプリーツ型濾過体の設置面積を考慮に入れた最適な目開き値（Ｐ／Ｈ）を決定する必要がある。
【００１８】
そこで任意に基準として特定した目開き値（Ｐｓ／Ｈｓ）について、図１に示すように、集塵機用プリーツ型フィルタを上下方向へ指向させて配置したときの設置面積をＡｓ、プリーツ型ろ過体２の汚れろ布抵抗をζｄｓとし、一方、目開き値を（Ｐ／Ｈ）としたときのプリーツ型ろ過体２の必要設置面積をＡ、プリーツ型ろ過体1２の汚れろ布抵抗をζｄとする。
今、集塵機用プリーツ型フィルタの芯部材の直径Ｄならびにプリーツ型ろ過体の山部の高さＨは変えないものとし、このとき目開き値（Ｐ／Ｈ）が特定した目開き値（Ｐｓ／Ｈｓ）のｍ倍大きいとすると、目開き値（Ｐ／Ｈ）の集塵機用プリーツフィルタが、目開き値（Ｐｓ／Ｈｓ）のそれと同じろ過面積で集塵するには、設置面積Ａは設置面積Ａｓのｍ倍必要となる。
（Ｐ／Ｈ）＝ｍ（Ｐｓ／Ｈｓ）・・・（２）
しかしこのときの汚れろ布抵抗ζｄは、基準となる汚れろ布抵抗ζｄｓのｎ倍小さくなるので、ろ過面積をｎ倍小さくでき、最終的な必要設置面積Ａは、設置面積Ａｓのｍ×ｎ倍となる。
ζｄ＝ｎζｄｓ・・・（３）
Ａ／Ａｓ＝ｍ×ｎ・・・（４）
式（２）〜（４）より、下記の評価関数式（５）を得ることができる。
Ａ／Ａｓ＝（Ｐ／Ｈ×ζｄ）／（Ｐｓ／Ｈｓ×ζｄｓ）  ・・・（５）
【００１９】
ところで、仮に任意に特定した基準の目開き値（Ｐｓ／Ｈｓ）を０．３とし、さらに、図４のグラフから複数の目開き値（Ｐ／Ｈ）とこれに対応する汚れろ布抵抗の値を得て式（５）にそれぞれ代入し、複数のＡ／Ａｓを計算し、続いて、こうして得たこれらの計算値を目開き値（Ｐ／Ｈ）毎にプロットし、その後、これらの点を概略的に線（回帰曲線）で結んで図５に示すグラフを作成した。
【００２０】
この図５のグラフからは、目開き値（Ｐ／Ｈ）が０．２のときに式（５）のＡ／Ａｓの値が約０．９２となって、プリーツ型濾過体２の設置面積を最も小さくすることができる最適なポイントであることが分かる。
目開き値（Ｐ／Ｈ）を０．２よりも大きくすると、図４および図５に示すように、汚れろ布抵抗ζｄの値は小さくなるが、濾過面積が減って狭くなるとともにＡ／Ａｓが大きくなるため、プリーツ型濾過体２の設置面積をより大きくする必要がある。また、反対に目開き値（Ｐ／Ｈ）を０．２よりも小さくすると、図４に示すように、汚れろ布抵抗ζｄの値が大きくなるため、濾過面積を広くする必要がある。その結果、プリーツ型濾過体２の設置面積を大きくする必要がある。  
【００２１】
以上の考察および図５から、プリーツ型濾過体２は、２個の山部の間隔Ｐとこの山部の高さＨとの比である目開き値（Ｐ／Ｈ）が０．１〜０．３であることが望ましく、この目開き値（Ｐ／Ｈ）は０．２が最適である。
なお、これまでの説明は、任意に特定した基準の目開き値（Ｐｓ／Ｈｓ）を０．３に設定しているが、この目開き値を変更しても、この曲線はＹ軸方向へ平行移動するだけであることから、前記目開き値（Ｐ／Ｈ）として０．２が最適であることに変わりはない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用した集塵機用プリーツ型フィルタの一実施例を示す図面であって、ａは横断面図、ｂは縦断面図である。
【図２】本発明を適用した集塵機用プリーツ型フィルタの他の実施例を示す図面であって、ａは横断面図、ｂは縦断面図である。
【図３】従来の集塵機用プリーツ型フィルタを示す図面であって、ａは横断面図、ｂは縦断面図である。
【図４】プリーツ型濾過体の目開き値と濾布汚れ抵抗値の関係を示すグラフである。
【図５】プリーツ型濾過体の目開き値と設置面積の一辺の比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１  芯部材
２  プリーツ型濾過体
３  支持部材
５  円錐体
６  半球体  
【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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