(57)【要約】【課題】バグフィルタ７に含塵ガスを通過させるための吸気に用いるサクションファン９の駆動制御方法において、その動力の無駄を低減するとともにバグフィルタ７の濾布の寿命を伸ばすことができるサクションファン９の駆動制御方法を提供することである。【解決手段】粉粒体を含む含塵ガスから粉粒体を除去して清浄ガスとするバグフィルタ７に含塵ガスを通すための吸引を行うサクションファン９の駆動制御方法において、含塵ガスをバグフィルタ７に通すために必要最低限の風量を常に生じさせるように駆動することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を含む含塵ガスから粉粒体を除去して清浄ガスとするバグフィルタに前記含塵ガスを通すための吸引を行うサクションファンにおいて前記含塵ガスを前記バグフィルタに通すために必要最低限の風量を常に生じさせるように駆動されることを特徴とするサクションファン。
【請求項２】
前記バグフィルタを通過したガスの風量を求め、該求めた風量が、前記含塵ガスを前記バグフィルタに通すために必要最低限の風量となるよう、回転数が制御されることを特徴とする請求項１に記載のサクションファン。
【請求項３】
粉粒体を含む含塵ガスから粉粒体を除去して清浄ガスとするバグフィルタに前記含塵ガスを通すための吸引を行うサクションファンの駆動制御方法において、
前記含塵ガスを前記バグフィルタに通すために必要最低限の風量を常に生じさせるように前記サクションファンを駆動することを特徴とするサクションファンの駆動制御方法。
【請求項４】
前記バグフィルタを通過したガスの風量を求め、該求めた風量が、前記含塵ガスを前記バグフィルタに通すために必要最低限の風量となるよう、前記サクションファンの回転数を制御することを特徴とする請求項３に記載のサクションファンの駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サクションファンおよびその駆動制御方法に関し、詳しくは、ガス（気体）中から粉塵等を除去するバグフィルタにガスを通過させるための吸気に用いるサクションファンおよびその駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、集塵に用いるバグフィルタに含塵ガス（含塵気体）を通過させるための吸気に用いる遠心式のサクションファンが知られている。このような構成による集塵の場合、含塵ガスの粉塵濃度が高いものであるとバグフィルタがすぐに目詰まりしてしまい、長期間の使用に耐えられないものとなってしまうため、比較的粉塵濃度が低い含塵ガスの集塵に対して用いるのが望ましい。
【０００３】
ところで、粉粒体を搬送する際の技術として、粉粒体を搬送用のガス（気体）に乗せて搬送する技術が従来から知られている。
【０００４】
このような粉粒体を乗せた粉粒体搬送ガスは、一般に粉塵濃度が高い場合が多く、その粉塵濃度が高いままで上述のバグフィルタおよびサクションファンを用いた集塵を行うのは望ましくない。そこで、貯蔵ビンやサイクロンなどの前段分離設備によって大方の粉塵を除去した後に上述のバグフィルタおよびサクションファンを用いた集塵が行われ、その後に排気される。
【０００５】
また、粉粒体バルクに混在するダストをガスを介して吸引する場合には、そのガスの粉塵濃度は元々低いので、上述のような前段分離設備なしで集塵を行うことができる。
【０００６】
なお、非特許文献１のｐ．３２９の図４．５．１４には、流入された含塵ガスを濾布に通過させることによって集塵し、清浄ガスを排出することができるバグフィルタが記載されている。
【０００７】
ところで、このようなバグフィルタでは、長期間使用を続けることで濾布に目詰まりが生じ、効率の悪いものとなってしまう。このため、従来から、定期的または所定のタイミングでフィルタの交換を行う必要があった。
【０００８】
フィルタ交換の頻度を少なくするための技術としては従来から逆洗用のパルスエアが知られている。このパルスエアは、サクションファンによる吸引とは逆向きの瞬間的な気流を濾布に吹きつけることによって、目詰まりとして濾布に付着している粉塵を払い落とすものである。
【０００９】
ところが、このパルスエアを実施したとしてもすべての目詰まりを解消することは不可能であり、寿命を延ばすことにはなるが、結局は所定のタイミングでフィルタ交換を行う必要が生じる。フィルタ交換を行う所定タイミングの一例としては、非特許文献１のｐ．３２９の図４．５．１４にも示されるように、粉塵を留めるための濾布の前段（含塵ガスの気圧）と後段（清浄ガスの気圧）との気圧差を差圧計（「マノメータ」とも言う）によって計測し、これが所定圧力差値よりも大きくなった場合にフィルタ交換を行うことが考えられる。現状では、圧損が上がって十分な吸引ができなくなったら（粉吹きなどの支障が発生したら、あるいはその兆候があったら）フィルタの交換を行うというものであった。
【００１０】
また、このようにバグフィルタを継続的に使用し、徐々に目詰まりが増えて圧力損失が大きくなると遠心式のサクションファンの特性上、吸引風量が少なくなってくる。
【００１１】
吸引風量が少なくなってしまうと、十分な排気処理ができなくなってしまい、設備から粉塵が吹き出しやすくなるとともに、たとえば前段のガスによる粉粒体搬送に支障をきたし、搬送能力の減少を招いてしまうことになる。
【００１２】
このため、バグフィルタを継続的に使用する場合には、大きなトラブルが発生する前にフィルタ交換を行う必要があった。
【００１３】
【非特許文献１】
粉体工学会編、「粉体工学便覧」、第２版、日刊工業新聞社、１９９８年３月３０日、ｐ．３２７−３２９
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようにフィルタ交換をした後には、目詰まりが解消され、フィルタによる圧力損失が小さいので、遠心式のサクションファンの特性上、フィルタ交換の前よりも多くのガスを吸引し、サクションファンの消費電力も多くなってしまう。
【００１４】
また、遠心式のサクションファンの特性上、サクションファンの吸引風量が必要以上に多ければ、その分無駄な電力を消費することになってしまうという問題があった。
【００１５】
さらに、サクションファンを必要以上の動力で駆動するということは、必要以上の力で含塵ガスをバグフィルタの濾布に通過させようとすることであり、これによって濾布の目詰まりの進行を早めてしまうという問題もあった。
【００１６】
さらに、目詰まりの解消のため、上述のパルスエアを頻繁に実施すると、バグフィルタの濾布に多くのダメージを与えてしまい、濾布の寿命に悪影響を与えてしまうという問題もあった。
【００１７】
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、バグフィルタに含塵ガスを通過させるための吸気に用いるサクションファンおよびその駆動制御方法において、その動力の無駄を低減するとともにバグフィルタの濾布の寿命を伸ばすことができるサクションファンおよびその駆動制御方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、粉粒体を含む含塵ガスから粉粒体を除去して清浄ガスとするバグフィルタに前記含塵ガスを通すための吸引を行うサクションファンにおいて、前記含塵ガスを前記バグフィルタに通すために必要最低限の風量を常に生じさせるように駆動されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は請求項１に記載の発明において、前記バグフィルタを通過したガスの風量を求め、該求めた風量が、前記含塵ガスを前記バグフィルタに通すために必要最低限の風量となるよう、回転数が制御されることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、粉粒体を含む含塵ガスから粉粒体を除去して清浄ガスとするバグフィルタに前記含塵ガスを通すための吸引を行うサクションファンの駆動制御方法において、前記含塵ガスを前記バグフィルタに通すために必要最低限の風量を常に生じさせるように前記サクションファンを駆動することを特徴とする。
【００２１】
また本発明は請求項３に記載の発明において、前記バグフィルタを通過したガスの風量を求め、該求めた風量が、前記含塵ガスを前記バグフィルタに通すために必要最低限の風量となるよう、前記サクションファンの回転数を制御することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明によるサクションファンおよびその周辺機器の一実施の形態を示す概略構成図である。
【００２４】
本実施の形態では、粉粒体製造工場の貯蔵タンクに粉粒体を搬送する際に発生する、貯蔵タンクの排気口からの含塵ガス（含塵気体）をバグフィルタに通すための遠心式のサクションファンに本発明を適用した場合の例について説明する。
【００２５】
粉粒体としては、小麦粉、米粉、とうもろこし粉、きな粉などの穀物由来のものでもよいし、砂糖、塩、その他、様々なものが適用される。
【００２６】
図１において、１〜６は配管であり、粉粒体を含んだ含塵ガスがこの配管１〜６のそれぞれの内部にて搬送される。７はバグフィルタであり、配管６内を通過してきた含塵ガスは、バグフィルタ７内の濾布を通過することによって粉粒体が取り除かれ清浄ガス（清浄気体）とされて配管８へと進む。配管８にはサクションファン９が接続され、このサクションファン９は配管８側からガス（気体）を吸引する。
【００２７】
配管１、３、５は、それぞれ貯蔵タンクの排気口に接続される。それぞれが別の貯蔵タンクに接続されるものでもよいし、同じ貯蔵タンクに接続されるものでもよい。貯蔵タンクに粉粒体が搬送されると、含塵ガスが貯蔵タンクから配管１、３、５に対して吐出される。この貯蔵タンクから吐出される勢い（風速）だけでは弱く、含塵ガスに含まれる粉粒体が配管１〜６内を通過しきれずに、その配管内に残積して配管を詰まらせてしまうおそれがある。そこで、サクションファン９によって吸引し、粉粒体をバグフィルタ７にまで搬送するために十分な風速を確保する必要がある。
【００２８】
配管１は配管２に接続され、配管２と配管３とが合わさって配管４に接続される。また、配管４と配管５とが合わさって配管６に接続される。
【００２９】
また、図１において、１０は風速センサあるいは圧力計であり、配管８を通過するガスの風速あるいは静圧を測定する。風速センサ１０としてはたとえばピトー管などを用いることができる。ピトー管による風速測定の原理については一般によく知られているのでここでは説明を省略する。
【００３０】
図２は、図１に示したバグフィルタ７の内部構成の一例を示す概略構成図である。
【００３１】
図２に示すように、バグフィルタ７には、配管６が接続された吸引口と配管８が接続された排出口との間に濾布７１が設けられ、吸引口側下部にはホッパ部７２が設けられている。
【００３２】
配管６からバグフィルタ７に流入した含塵ガスは濾布７１を介して配管８へと流れていくが、この際に含塵ガス内の粉粒体は、濾布７１の外層部において留まり、ホッパ部７２に粉粒体７３として蓄積される。取出口７４には、たとえばロータリーバルブが設けられており、ホッパ部７２に蓄積された粉粒体を取り出すことができるようになっている。
【００３３】
濾布７１を介することで、含塵ガスに含まれる粉粒体は取り除かれ、配管８からは清浄ガスが排出される。
【００３４】
図３は、図１に示した構成におけるサクションファン９の制御に関わる構成を示すブロック図である。
【００３５】
図３に示すように、風速センサ１０による測定結果は、たとえばＣＰＵとソフトウェアプログラムや各種パラメータ等を記憶したメモリとを有する制御手段１５に入力され、制御手段１５ではその入力された風速値に基づいて駆動手段１６を制御し、これによって駆動手段１６がサクションファン９を駆動する。駆動手段１６としては、たとえばサクションファン９のファンを回転させるモータが用いられる。
【００３６】
次に、本実施の形態の動作について説明する。
【００３７】
まず、本実施の形態による制御の考え方について説明する。
【００３８】
図４は、濾布７１の状態が同じであるときの、サクションファン９のファンの回転数ごとの、風速計１０で測定される風速に基づく風量と、サクションファン９のファンを駆動する軸動力との関係をグラフにして示す図であり、横軸が風量であり、縦軸が軸動力である。
【００３９】
図４を参照してわかるように、風速計１０で測定される風速に基づく風量と、サクションファン９のファンを駆動する軸動力との間には、サクションファン９のファンの回転数ごとに異なる相関がある。
【００４０】
また、図５は、濾布７１の状態が同じであるときの、サクションファン９のファンの回転数ごとの、風速計１０で測定される風速に基づく風量と、濾布７１による圧損である静圧との関係をグラフにして示す図であり、横軸が風量であり、縦軸が静圧である。
【００４１】
図５を参照してわかるように、風速計１０で測定される風速に基づく風量と、濾布７１による圧損である静圧との間には、サクションファン９のファンの回転数ごとに異なる相関がある。
【００４２】
すなわち、図４を参照してわかるように、濾布７１の状態が同じであるとき、一定の風量を確保しようとするとき、サクションファン９のファンの回転数が小さいほど、サクションファン９のファンを駆動する軸動力を小さくすることができる。これは、ファンの回転数が小さいほど消費電力を少なくすることができることを意味している。
【００４３】
図５からは、さらに、静圧が小さければ（濾布７１が交換直後で新しい状態などであれば）、所定の風量を確保するための、サクションファン９のファンの回転数が小さくて済むということもわかる。
【００４４】
そこで、本実施の形態では、配管内を通過する風量を、配管１〜６を通過する含塵ガス内の粉粒体をバグフィルタ７にまで搬送するために必要な最低風量としながら、最も小さい回転数でサクションファン９のファンを回転させるよう制御を行う。また、本実施の形態では風速計１０による測定結果を制御手段１５に入力し、制御手段１５では入力された風速に基づいてサクションファン９の駆動を制御する。
【００４５】
本実施の形態において具体的には、風速計１０による測定結果すなわち配管８における風速を制御手段１５に入力し、制御手段１５では、入力された風速とメモリに予め記憶した配管８の管径とに基づいて配管８における風量を求め、この風量が常に、予め定めた、配管１〜６を通過する含塵ガス内の粉粒体をバグフィルタ７にまで搬送するために必要な最低風量（たとえば３０ｍ３／ｍｉｎ）となるように、サクションファン９のファンの回転数を制御する。
【００４６】
また、この回転数制御は、風速計１０による測定結果が所定値になるようにフィードバック制御するものであってもよいし、たとえば風速計１０による測定結果とサクションファン９のファンの回転数との制御のための関係を予め求めてテーブルとしてメモリに記憶しておき、このテーブルに基づいて制御を行うものであってもよい。
【００４７】
図６は、図１に示した実施の形態の効果について説明する図である。
【００４８】
なお、ここではサクションファン９のファンの回転数の最小値が１７５０ｒｐｍであり、サクションファン９のファンの回転数の最大値が２６００ｒｐｍである場合について説明している。
【００４９】
図６において、横軸はバグフィルタ７の濾布７１の交換からの経過期間であり、縦軸はサクションファンの軸動力である。この図６は、従来のもののグラフと本発明によるもののグラフとを示し、その差分であるハッチングして示した部分が本発明による消費電力の低減効果分を示すものである。
【００５０】
なお、図１においては、濾布７１の寿命が従来は３ヶ月であり、本発明によればこれが６ヶ月に伸びるように示しているが、これは一例であり、濾布７１の寿命は様々な環境によって変化するものであることは言うまでもない。なお、本発明によれば、常に必要最低限の風量を生じることができるようにサクションファンを駆動すると、目詰まり払い落とし用のパルスエアの頻度が少なくて済むので、バグフィルタの濾布に与えるダメージは従来よりも少なくて済み、従来よりも濾布の寿命を延ばすことができることは明らかである。
【００５１】
従来のサクションファンにおいては、たとえばファンの回転数を２６００ｒｐｍ一定で駆動するようにしており、ここでは、この回転数で濾布７１の交換直後では配管８において４５ｍ３／ｍｉｎ（静圧１５４ｍｍＡｑ）の風量を得ることができるものとする。すると、このときの軸動力は、図４を参照してわかるように、１．９６ｋＷとなる。また、経時（図６では３ヶ月）により濾布７１の目詰まりが進行し（静圧１６７ｍｍＡｑ）、配管１〜６を通過する含塵ガス内の粉粒体をバグフィルタ７にまで搬送するために必要な最低風量（ここでは配管８において３０ｍ３／ｍｉｎ）を得ることができなくなってきた場合には速やかに濾布７１を交換する必要がある。従来は、この濾布７１の交換直前では、配管８における風量が３０ｍ３／ｍｉｎでサクションファンのファンの回転数が２６００ｒｐｍ（静圧１６７ｍｍＡｑ）であることから、図４を参照してわかるように、このときの軸動力は１．６７ｋＷとなる。図６にはこの変移のグラフを従来として示している。
【００５２】
一方、本発明では、前述のとおり、常に、配管８における風量を、配管１〜６を通過する含塵ガス内の粉粒体をバグフィルタ７にまで搬送するために必要な最低風量（ここでは３０ｍ３／ｍｉｎ）とするよう、サクションファン９のファンの回転数を制御するので、濾布７１の交換直後では、風量３０ｍ３／ｍｉｎであればファンの回転数は１７５０ｒｐｍ（静圧７０ｍｍＡｑ）で済み、このときの軸動力は、図４を参照してわかるように、０．６０ｋＷとなる。その後、風量３０ｍ３／ｍｉｎを得るために回転数が２０００ｒｐｍ必要となったときには（静圧９６ｍｍＡｑ）、軸動力は、図４を参照してわかるように、０．８８ｋＷとなる。さらにその後、風量３０ｍ３／ｍｉｎを得るために回転数が２３００ｒｐｍ必要となったときには（静圧１３０ｍｍＡｑ）、軸動力は、図４を参照してわかるように、１．２６ｋＷとなる。さらにその後、風量３０ｍ３／ｍｉｎを得るために回転数が２６００ｒｐｍ必要となったときには（静圧１６７ｍｍＡｑ）、軸動力は、図４を参照してわかるように、１．６７ｋＷとなる。図６にはこの変移のグラフを本発明として示している。
【００５３】
図６に示すように、本発明によれば、ハッチングして示した部分が従来に比べて省電力となる。また、本発明によれば、常に必要最低限の風量を生じることができるようにサクションファンを駆動するので、バグフィルタの濾布に必要以上のダメージを与えずに済み、従来よりも濾布の寿命を延ばすことができるという効果もある。
【００５４】
なお、本発明は、図１に示した位置にサクションファンを設けた場合にのみ適用できるものではない。以下に、サクションファンを設ける位置の、図１とは別の例について図７を参照して説明する。
【００５５】
図７は、本発明によるサクションファンおよびその周辺機器の構成の、図１とは別の例を示す概略構成図である。
【００５６】
図１の例ではバグフィルタ７の後段に設けていたサクションファン９を、図７の例ではバグフィルタ７の前段に設けている。
【００５７】
以上説明した本発明は、図７に示した構成のサクションファン９にも適用することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バグフィルタに含塵ガスを通過させるための吸気に用いるサクションファンおよびその駆動制御方法において、その動力の無駄を低減するとともにバグフィルタの濾布の寿命を伸ばすことができるサクションファンおよびその駆動制御方法を提供することができる。
【００５９】
すなわち、本発明によれば、常に必要最低限の風量を生じることができるようにサクションファンを駆動するので、不必要な電力を消費せず、省電力効果を奏することができる。
【００６０】
また、本発明によれば、バグフィルタの濾布に必要以上のダメージを与えずに済むため、濾布に与えるダメージは従来よりも少なくて済み、従来よりも濾布の寿命を延ばすことができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるサクションファンおよびその周辺機器の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示したバグフィルタの内部構成の一例を示す概略構成図である。
【図３】図１に示した構成におけるサクションファンの制御に関わる構成を示すブロック図である。
【図４】濾布の状態が同じであるときの、サクションファンのファンの回転数ごとの、風速計で測定される風速に基づく風量と、サクションファンのファンを駆動する軸動力との関係をグラフにして示す図である。
【図５】濾布の状態が同じであるときの、サクションファンのファンの回転数ごとの、風速計で測定される風速に基づく風量と、濾布による圧損である静圧との関係をグラフにして示す図である。
【図６】図１に示した実施の形態の効果について説明する図である。
【図７】本発明によるサクションファンおよびその周辺機器の構成の、図１とは別の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１〜６、８  配管
７  バグフィルタ
７１  濾布
７２  ホッパ部
７３  粉粒体
７４  取出口
９  サクションファン
１０  風速計
１５  制御手段
１６  駆動手段
【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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【図６】
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【図７】
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