(57)【要約】      （修正有）【課題】振動に対する耐久性を向上させ、長期間使用しても脱落の危険性がなく、長寿命で信頼性の高いキャンドル型セラミックフィルターを提供する。【解決手段】有底円筒状のフィルター本体１０とフランジ部１１とからなるキャンドル型のセラミックフィルターであって、フランジ部１１の幅ｄがフィルター本体１０の肉厚Ｄに対し１.６〜５.０倍の範囲となっている。上記フランジ部１１の高強度化に加え、フランジ部のフィルター本体１０の開口した一端からフィルターの長さ方向に３００ｍｍまでの根元部分の肉厚を、フィルター本体１０の肉厚Ｄに対し１.１〜３倍の範囲となるように内周側に厚くするか若しくは外周側に厚くすることが更に好ましい。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口し他端が封止された有底円筒状のフィルター本体と、該フィルター本体の開口した一端部に外周側に突出して一体的に形成されたフランジ部とからなるキャンドル型のセラミックフィルターであって、フィルターの長さ方向におけるフランジ部の幅ｄがフィルター本体の肉厚に対し１.６〜５.０倍の範囲となっていることを特徴とするキャンドル型セラミックフィルター。
【請求項２】
前記フィルター本体の開口した一端からフィルターの長さ方向に３００ｍｍまでの根元部分の肉厚が、フィルター本体の肉厚に対し１.１〜３倍の範囲で内周側に厚くなっていることを特徴とする、請求項１に記載のキャンドル型セラミックフィルター。
【請求項３】
前記フィルター本体の開口した一端からフィルターの長さ方向に３００ｍｍまでの根元部分の肉厚が、フィルター本体の肉厚に対し１.１〜３倍の範囲で外周側に厚くなっていることを特徴とする、請求項１に記載のキャンドル型セラミックフィルター。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ろ過集塵装置に用いるキャンドル型のセラミックフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
キャンドル型のセラミックフィルターは、一端が開口し他端が封止された有底円筒状のセラミックフィルターであって、ごみ焼却炉や工業用炉などからの排ガスから煤塵を除去する高温用のろ過集塵装置に用いられることが多い。例えば、キャンドル型セラミックフィルターを備えたろ過集塵装置では、キャンドル型セラミックフィルターの外周面にて煤塵を捕集し、捕集された煤塵をパルスエアーで払い落とす方法により除去するようになっている。
【０００３】
ろ過集塵装置に用いるキャンドル型セラミックフィルターは、例えば特許文献１に記載されているように、開口した一端外周に設けたフランジ部を固定してフィルター全体を保持した状態で集塵機に吊り下げて設置される。そのため、集塵操業中の振動やパルスエアーで煤塵を払い落す度に発生する振動によって、フィルターのフランジ部に曲げ応力が繰り返し掛かる。その結果、フランジ部に疲労が蓄積され、最終的にはフランジ部に発生した亀裂がフィルターの根元部やその近傍に進展し、集塵機からフィルターが脱落してしまうという問題があった。
【０００４】
図１に示すように、現在使用されている一般的なキャンドル型セラミックフィルター１は、フィルター本体１０とフランジ部１１とからなり、フィルター全長Ｌが１０００ｍｍから３０００ｍｍ、フィルター外径Ｒ１が９０ｍｍから１５０ｍｍまで多様である。一般的な寸法としては、フィルター全長Ｌが２０００ｍｍ又は３０００ｍｍ、フィルター外径Ｒ１が１５０ｍｍ、フィルター内径Ｒ２が１１０ｍｍ、フィルター本体の肉厚Ｄが２０ｍｍである。また、フランジ部１１の一般的な寸法は、図２に示すように、フランジ部１１の幅ｄが３０ｍｍ、外径ｒ１が１９５ｍｍ、内径ｒ２はフィルター内径Ｒ２と同じ１１０ｍｍである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２４７３４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、従来のキャンドル型セラミックフィルターは、集塵操業中の振動やパルスエアーで煤塵を払い落す度に発生する振動によってフランジ部に曲げ応力が繰り返し掛かる結果、フランジ部やその近傍に発生した亀裂が進展して、集塵機からフィルターが脱落しやすいという欠点があった。特にフィルター全長３０００ｍｍのタイプは、２０００ｍｍのタイプに比べて長尺で重量も重いため、振動や揺れによってフランジ部に掛かる負荷が大きく、脱落の危険性が高かった。
【０００７】
本考案は、このような従来の事情に鑑み、ろ過集塵装置での集塵操業中の振動やパルスエアーで煤塵を払い落す度に発生する振動に対する耐久性を向上させることにより、使用中に亀裂の進展による脱落の危険性がなく、長寿命で信頼性の高いキャンドル型セラミックフィルター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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本考案が提供するキャンドル型セラミックフィルターは、一端が開口し他端が封止された有底円筒状のフィルター本体と、該フィルター本体の開口した一端部に外周側に突出して一体的に形成されたフランジ部とからなるキャンドル型のセラミックフィルターであって、フィルターの長さ方向におけるフランジ部の幅がフィルター本体の肉厚に対し１.６〜５.０倍の範囲となっている。
【０００９】
上記本考案によるキャンドル型セラミックフィルターにおいては、フィルターの長さ方向におけるフランジ部の幅がフィルター本体の肉厚に対し１.６〜５.０倍の範囲であると共に、フィルター本体の開口した一端からフィルターの長さ方向に３００ｍｍまでの根元部分の肉厚が、フィルター本体の肉厚に対し１.１〜３倍の範囲で内周側に厚くなるか若しくは外周側に厚くなっていることが好ましい。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によれば、フィルター全体を保持した状態で集塵機に吊り下げるフランジ部の高強度化を図ることができるため、使用中にフランジ部やその近傍に亀裂が発生することを防ぎ、長期間使用しても脱落の危険性のないキャンドル型セラミックフィルターを提供することができる。従って、本考案によるキャンドル型セラミックフィルターは、集塵効率を上げるため更に長尺化され、フィルター径も大きくなる近年の傾向に対しても、長寿命で信頼性の高いキャンドル型セラミックフィルターとして極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】キャンドル型セラミックフィルターを示す概略の側面図である。
【図２】キャンドル型セラミックフィルターにおける従来一般的なフランジ部を備えたフィルター根元部を示す概略の断面図である。
【図３】本考案によるキャンドル型セラミックフィルターの一具体例におけるフランジ部を備えたフィルター根元部を示す概略の断面図である。
【図４】本考案によるキャンドル型セラミックフィルターの別の具体例におけるフランジ部を備えたフィルター根元部を示す概略の断面図である。
【図５】本考案によるキャンドル型セラミックフィルターの更に別の具体例におけるフランジ部を備えたフィルター根元部を示す概略の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
本考案のキャンドル型セラミックフィルターは、図１に示す一般的なキャンドル型セラミックフィルターと同様に、一端が開口し他端が封止された有底円筒状のフィルター本体１０と、該フィルター本体１０の開口した一端部に外周側に突出して一体的に形成されたフランジ部１１とで構成されている。本考案は、このキャンドル型セラミックフィルター１において、フィルターの長さ方向におけるフランジ部１１の幅ｄを従来よりも長く（厚く）することによって、曲げ応力に対するフランジ部の破断面積を大きくして高強度化を達成し、振動に対するフィルターの耐久性を向上させたものである。
【００１３】
具体的には、図３に示すように、フィルターの長さ方向におけるフランジ部１１の幅ｄを、フィルター本体１０の肉厚Ｄに対して１.６〜５.０倍の範囲とする。フィルターの長さ方向におけるフランジ部１１の幅ｄがフィルター本体１０の肉厚Ｄに対し１.６倍未満では、十分な高強度化を達成できず、長期間使用すると亀裂が進展してフィルターが脱落する危険がある。逆に５.０倍を超えても、更なるフランジ部１１の高強度化は期待できないうえ、フランジ部１１の幅が長くなり過ぎるため集塵機にフィルターを吊り下げて設置することが難しくなる。
【００１４】
具体的な寸法について説明すると、フィルター全長Ｌが２０００ｍｍ又は３０００ｍｍ、フィルター外径Ｒ１が１５０ｍｍ、フィルター内径Ｒ２が１１０ｍｍ、フィルター本体の肉厚Ｄが２０ｍｍの一般的なキャンドル型セラミックフィルターの場合、従来のフランジ部１１の幅ｄが３０ｍｍであったのに対し、本考案のキャンドル型セラミックフィルターではフランジ部１１の幅ｄをフィルター本体１０の肉厚Ｄ（＝２０ｍｍ）の１.６〜５.０倍、即ち３２〜１００ｍｍの範囲とする。
【００１５】
更に、本考案によるキャンドル型セラミックフィルターの更に好ましい態様として、上記のごとくフランジ部の幅ｄをフィルター本体１０の肉厚Ｄに対し１.６〜５.０倍の範囲とすると共に、フィルター本体１０の開口した一端からフィルターの長さ方向に３００ｍｍまでの根元部分の肉厚を、フィルター本体１０の肉厚Ｄに対し１.１〜３倍の範囲となるように内周側に厚くするか若しくは外周側に厚くすることができる。このように、フランジ部の幅ｄをフィルターの長さ方向に長くすると共に、開口した一端からフィルターの長さ方向に３００ｍｍまでの根元部分の肉厚を厚くすることによって、曲げ応力に対する破断面積がより大きくなり、一層の高強度化と振動に対する耐久性の向上を達成することができる。
【００１６】
具体的には、上記好ましい態様の一つは、図４に示すように、フィルター本体１０の開口した一端からフィルターの長さ方向に３００ｍｍまでの根元部分の肉厚Ｄ１を、フィルター本体１０の肉厚Ｄに対し１.１〜３倍の範囲で内周側に厚くする。例えば、上記した一般的な寸法のキャンドル型セラミックフィルターの場合、フランジ部１１の幅ｄをフィルター本体１０の肉厚Ｄ（＝２０ｍｍ）の１.６〜５.０倍である３２〜１００ｍｍの範囲とすると同時に、上記根元部分の肉厚Ｄ１をフィルター本体１０の肉厚Ｄ（＝２０ｍｍ）の１.１〜３倍、即ち２２〜６０ｍｍの範囲となるように内周側に厚くする。
【００１７】
また、上記好ましい態様の他の一つは、図５に示すように、フィルター本体１０の開口した一端からフィルターの長さ方向に３００ｍｍまでの根元部分の肉厚Ｄ２を、フィルター本体１０の肉厚Ｄに対し１.１〜３倍の範囲で外周側に厚くする。例えば、上記した一般的な寸法のキャンドル型セラミックフィルターの場合、フランジ部１１の幅ｄをフィルター本体１０の肉厚Ｄ（＝２０ｍｍ）の１.６〜５.０倍である３２〜１００ｍｍの範囲とすると同時に、上記根元部分の肉厚Ｄ２をフィルター本体１０の肉厚Ｄ（＝２０ｍｍ）の１.１〜３倍、即ち２２〜６０ｍｍの範囲となるように外周側に厚くする。
【００１８】
本考案によるキャンドル型セラミックフィルターは、セラミックファイバーを有底円筒状に湿式成形し、乾燥・焼成することによって作製することができる。また、本考案によるキャンドル型セラミックフィルターの材質は、フィルターの最高使用温度である９００℃以上の高温に十分耐えることができるものであれば、従来から高温の排ガス処理用フィルターに適用されていたものでよく、例えば、アルミナ系、アルミナシリカ系、コージエライト系、ムライト系などであってよい。
【００１９】
次に、本考案によるキャンドル型セラミックフィルターの製造方法について、上記セラミックファイバーからなる有底筒状のフィルターの場合を例に具体的に説明する。まず、主成分となるセラミックファイバーをシリカゾルやアルミナゾルのような無機バインダーと共に水に分散してスラリーとし、高分子凝集剤を加えて凝集体を形成させた後、所定の有底円筒形状を有するメッシュ状の成形型を用いて吸引濾過する。このようにして成形型上にセラミックファイバーと無機バインダーの凝集体を堆積させた後、その堆積した有底円筒状の成形体を成形型から取り外し、乾燥するか若しくは乾燥した後更に１０００℃以上の温度で焼成することにより、本考案のキャンドル型セラミックフィルターが得られる。
【００２０】
尚、上記有底円筒状成形体の成形方法には、有底円筒形状の成形型の内側にスラリーを流し込み、型の内側に堆積させて成形するメス型成形と、有底円筒形状の成形型をスラリー中に浸漬し、型の外側に堆積させて成形するオス型成形とがある。好ましい態様の一つである図４に示す根元部分を内周側に厚くする場合の有底円筒状成形体の成形には基本的にメス型成形が利用され、好ましい態様の他の一つである図５に示す根元部分を外周側に厚くする場合の有底円筒状成形体の成形には基本的にオス型成形が利用される。
【実施例】
【００２１】
［実施例１］
セラミックファイバーとしてアルミナシリカファイバーを無機バインダーのシリカゾルと共に水に分散してスラリーとし、これに高分子凝集剤を加えて凝集体を形成させた。このスラリーに有底円筒形状を有するメッシュ状の成形型を浸漬し、吸引濾過して型の外側にセラミックファイバーと無機バインダーの凝集体を堆積させた。その後、堆積した有底円筒状の成形体を成形型から取り外し、乾燥した後、１０００℃以上の温度で焼成することにより、図３に示す形状のキャンドル型セラミックフィルターを製造した。
【００２２】
その際、キャンドル型セラミックフィルターの寸法は、フィルター全長Ｌが２０００ｍｍ、フィルター外径Ｒ１が１５０ｍｍ、フィルター内径Ｒ２が１１０ｍｍ、フィルター本体の肉厚Ｄが２０ｍｍであって、フランジ部１１の幅ｄのみを３０〜４５ｍｍの範囲で変化させた。即ち、フランジ部１１の幅ｄを、試料１では従来と同じ３０ｍｍとし、試料２では３２ｍｍ（フィルター本体１０の肉厚Ｄの１.６倍）及び試料３では１００ｍｍ（フィルター本体１０の肉厚Ｄの２.２５倍）とした。
【００２３】
得られた各キャンドル型セラミックフィルターについて、フランジ部の強度を示す耐横荷重を測定したところ、従来例の試料１は約５ｋｇｆであるのに対し、本考案による試料２は５.５ｋｇｆで従来例の試料１の１.１倍、試料３は８.５ｋｇｆで従来例の試料１の１.７倍であった。このようにフランジ部１１の幅ｄを従来よりも長く（厚く）した本考案の各キャンドル型セラミックフィルターでは、従来よりも強度が高くなる結果が得られた。尚、耐横荷重の測定方法は、実際の使用状態と同じ方法でフランジ部を固定してフィルターを吊り下げ、吊り下げられたフィルターの下端から２００ｍｍの位置を横へ引っ張る方法により横荷重を掛け、フィルターが折れたときの荷重を測定した。
【００２４】
［実施例２］
上記実施例１と同じスラリーを用い、有底円筒形状の成形型の内側にスラリーを流し込むメス型成形により、型の内側に凝集体を堆積させた。その後、堆積した有底円筒状の成形体を成形型から取り外し、乾燥した後、１０００℃で焼成し、内周側を一部切削加工することにより、図４に示す形状のキャンドル型セラミックフィルターを製造した。
【００２５】
具体的には、キャンドル型セラミックフィルターの寸法は、フィルター全長Ｌが３０００ｍｍ、フィルター外径Ｒ１が１５０ｍｍ、フィルター内径Ｒ２が１１０ｍｍ、フィルター本体の肉厚Ｄが２０ｍｍであって、且つフランジ部１１の幅ｄを４５ｍｍとすると共に、開口した一端からフィルターの長さ方向に３００ｍｍまでの根元部分の肉厚Ｄ１を内周側に厚くして３０ｍｍとした。
【００２６】
得られたキャンドル型セラミックフィルターについて、上記実施例１と同様にフランジ部の強度を示す耐横荷重を測定したところ、約１２.１ｋｇｆであった。このようにフランジ部１１の幅ｄを従来よりも長く（厚く）し、且つ根元部分の肉厚を内周側に厚くした本考案の各キャンドル型セラミックフィルターは、従来例である上記実施例1における試料１の耐横荷重５ｋｇｆに対し約２.５倍の耐横荷重を有し、極めて高強度のキャンドル型セラミックフィルターであることが分かった。
【００２７】
尚、オス型成形を利用した以外は上記と同様にして、図５に示すようにフランジ部１１の幅ｄを長くし且つ根元部分の肉厚Ｄ２を外周側に厚くしたキャンドル型セラミックフィルターも製造したところ、その耐横荷重は１０.４ｋｇｆであり、従来例である上記実施例1における試料１の耐横荷重５ｋｇｆに対し約２.１倍の耐横荷重を有することが分かった。
【符号の説明】
【００２８】
１      キャンドル型セラミックフィルター
１０    フィルター本体
１１    フランジ部
Ｄ      フィルター肉厚
Ｌ      フィルター全長
ｄ      フランジ部の幅
【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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