(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダストを含む気体が流れ、底部が平面であるダクトと、
前記ダクトの底部に、前記ダクトの上面視において前記気体が流れる方向と交差する方向に設置され、前記ダクトに堆積した前記ダストを前記ダクトの外へ搬送するコンベアと
を備えることを特徴とするダスト回収設備。
【請求項２】
前記コンベアに接続されたダストシュートに前記ダクト内部の圧力を遮断するダスト排出装置が備えられることを特徴とする請求項１に記載のダスト回収設備。
【請求項３】
前記ダストシュートの下端に接続され、前記ダストシュートから落下した前記ダストを圧縮気体により気送する気送装置を備えることを特徴とする請求項２に記載のダスト回収設備。
【請求項４】
前記気送装置の吸入部が、前記ダクトが接続された集塵機の排出口と接続されることを特徴とする請求項３に記載のダスト回収設備。
【請求項５】
前記気送装置の吐出部に接続され、気送された前記ダストを前記圧縮気体から分離する固気分離装置を備えることを特徴とする請求項３または４に記載のダスト回収設備。
【請求項６】
前記固気分離装置と前記ダクトとが、前記ダストが分離された前記圧縮気体を前記ダクトに戻す配管により接続されることを特徴とする請求項５に記載のダスト回収設備。
【請求項７】
前記コンベアがスクリューコンベアであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のダスト回収設備。
【請求項８】
前記ダクトに堆積する前記ダストが焼結鉱を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のダスト回収設備。
【請求項９】
底部が平面であるダクトに堆積したダストを回収する方法であって、
前記ダクトの底部に、前記ダクトの上面視において前記ダクト内を気体が流れる方向と交差する方向に設置したコンベアにより、前記コンベアの搬送先に接続されたダストシュートに前記ダストを排出する工程と、
前記ダストシュートにおいて前記ダクト内部の圧力を遮断し、排出された前記ダストを落下させる工程と、
前記ダストシュートに接続された気送配管に落下した前記ダストを、圧縮気体により気送する工程と、
気送された前記ダストを圧縮気体から回収する工程と
を有することを特徴とするダスト回収方法。
【請求項１０】
前記圧縮気体として、前記ダクトが接続された集塵機で清浄された清浄気体の一部を用いることを特徴とする請求項９に記載のダスト回収方法。
【請求項１１】
前記ダストが分離された前記圧縮気体を、前記ダクトに戻すことを特徴とする請求項９又は１０に記載のダスト回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダクト内部に堆積したダストの回収設備及び回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場などで排出された粉塵や有害物質を含む気体は、環境汚染を防止するために集塵機や触媒装置などの処理装置で処理された後に、大気に開放されることが義務付けられている。ダクトは、これらの排出された気体を外部と隔離して流すための流路として広く使用されている。例えば鉄鋼業においては、焼結鉱製造工程で鉄鉱石などの原料を焼結し製鉄原料を製造する焼結機、焼結鉱冷却機などにおいて、ダストとして焼結鉱を有する集塵ガスが排出されるため、公害を防止するために集塵ガスを処理する集塵機を設置することが義務付けられている。そして、この集塵機へ集塵ガスを流すために集塵ダクトが使用されている。
【０００３】
ダクトでは、ダストの重量や慣性などにより内部にダストの堆積が生じる。このダストの堆積は、流路の有効面積を減少させ、さらに累積的なダストの堆積を生じさせるため、ダクトにおけるダストの堆積を解決することが従来からの大きな課題である。そのため、ダクトを流れる気体の流速を速くしてダストの堆積を防止することが行われている。これにより、ダクトは、ダクト内の通過流速が１０〜２０ｍ／秒程度となるように処理すべき風量から有効面積が計算され、設計されている。しかし、設備の配置から、通常ダクトを直線的に配置することは困難であり、上下左右だけでなく、１８０度反対方向にダクトを曲げることさえ必要な場合がある。このような曲げが生じている箇所においてはダストが堆積し、特に曲げが大きいほどダストが堆積し易くなる。ダクトの形状を工夫することで、このような箇所へダストが堆積することの防止が図られているが、実際はダクトにダストが堆積しないようにすることは、不可能である。
【０００４】
そのため、従来は小型重機やダスト搬出機械をダクト内で運転し、作業員がダクト内に入るなどして、ダストを集積、排出及び回収していた。しかし、小型重機やダスト搬出機械による回収では、ダクトにこれらの搬入出及び走行装置が必要となる場合があるため、設備が大きくなり、設備費も高くなる。作業員による回収では、作業員が劣悪な環境で作業をしなければならない。また、これらの方法では、回収作業にかかる費用が高く、さらに回収作業中はダクトの使用を停止する必要があるため設備の作業効率が悪化するという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するために、ダクトでのダストの堆積を防止する発明がなされている。特許文献１では、ほぼ水平な集煙ダクトを軸芯回りに回転させることで、ダクト底面に堆積したダストを排ガスの流速が速いダクト上部に持ち上げ、この排ガスでダストを押すことによりダストの堆積を防止する発明が開示されている。特許文献２では、粉粒体のダストが堆積するダクトの下部屈曲部の底面の孔から圧縮空気を噴出させ、ダストを吹き上げることでダストの堆積を防止する発明が開示されている。特許文献３では、ダクト内に設置されたダンパが閉鎖されている際に、このダンパの支軸に設けられるノズルからそのダンパの直上流に圧縮空気を噴射してダンパに堆積したダストを吹き飛ばすことで、ダストの堆積を防止する発明が開示されている。特許文献４には、他の設備系統（ディスペンサ）の圧力排ガスを集塵ダクト内に導き、噴出させることでダクト内に堆積したダストを吹き飛ばし、ダストの堆積を防止する発明が開示されている。特許文献５には、集塵機の集塵室へ排ガスを流入させる分岐ダクトがダンパにより閉鎖されている際に、集塵機でダストを除去した清浄ガスの一部を閉鎖されたダンパに噴出させることで堆積したダストを吹き飛ばし、ダストの堆積を防止する発明が開示されている。特許文献６には、触媒反応充填器に排ガスの上昇流部と下降流部を有する脱硝装置において、排ガス流量が少ない場合には、下降流部のみを排ガスが通過するように排ガスバイパスラインを設けることで、上昇流部の触媒へのダスト蓄積を防止する発明が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１９４０６９号公報
【特許文献２】特開平１１−３２２０７４号公報
【特許文献３】特開２００１−１６５４２４号公報
【特許文献４】特開２０００−１９９００８号公報
【特許文献５】特開平２００１−１６２１２３号公報
【特許文献６】特開平７−１１２１２０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、特許文献１に記載の発明では、ダクトを回転させるターニング装置を適用するためには円形ダクトが妥当であると考えられる。そのため、ダクト有効面積を大きくするためなどにより、ダクトの形状を角型にしなければならないときは、この発明を使用できないという問題があった。また、ターニング装置の設置場所が必要なため、狭い場所での使用が困難であるという問題があった。さらに、回転ダクトと非回転部の接続部はシールで気密されるが、回転を許しながらシールする必要があるため、このシール性能を維持するには保守費及び保守作業の負担が大きいという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の発明では、ダクトの大きさに合わせ適切な量の圧縮空気を供給することが必要であり、大きなダクトでは大量の圧縮空気を供給するため運転費が大きくなるという問題があった。また、ダストの堆積量が場所によって異なると、圧縮空気が堆積量の少ない場所から噴出するため、噴出が不均等となり、噴出しない場所にはダストが堆積するという問題があった。さらに、圧縮空気の供給により、処理する含塵ガスが増えるという問題があった。特に、鉄鋼業における焼結系統のダストは、重量が鉄粉を多く含むことで重く、また石灰などの成分を含むときには多少の湿度で固化するため、圧縮空気を噴出する孔が閉塞しやすい。そのため、多くの圧縮空気を必要とすることで運転費が大きくなり、さらには圧縮空気ではダストの堆積を防止することができない場合もあるという問題があった。
【０００８】
特許文献３に記載の発明は、特許文献２に記載の発明と同様に圧縮空気を用いてダンパに堆積したダストを吹き飛ばすため、圧縮空気の供給により処理する含塵ガスが増え、特に鉄鋼業における焼結系統のダストでは、運転費が大きくなり、圧縮空気ではダストの堆積を防止することができない場合もあるという問題があった。
【０００９】
特許文献４に記載の発明は、特許文献２及び３に記載の発明と同様に圧縮空気を用いて堆積したダストを吹き飛ばすが、圧縮空気として他の設備系統の圧力排ガスを使用するため、運転費は特許文献２及び３に記載の発明に比べて低減されている。しかし、大きなダクトでは、他の設備系統から大量の圧縮空気を供給する必要があるという問題があった。また、圧縮空気の供給により処理する含塵ガスが増えるという問題があった。特に鉄鋼業における焼結系統のダストでは、上述のとおり多くの空気が必要であることで他の設備系統からそのような空気が供給される必要があり、さらには圧縮空気ではダストの堆積を防止することができない場合もあるという問題があった。
【００１０】
特許文献５に記載の発明では、堆積ダストを吹き飛ばすためには、供給する清浄ガスの供給量が供給されるダクトの大きさに対して十分であることが必要である。供給されるダクトが特許文献５に記載の発明のように分岐ダクトのような面積の小さいダクトであれば問題ないが、メインダクトのような大きなダクトに適用すると、供給する清浄ガスに風量の不足が生じ、堆積ダストを吹き飛ばすことができないという問題があった。また、清浄ガスの供給により、処理する排ガスが増えるという問題があった。特に鉄鋼業における焼結系統のダストでは、上述のとおり大量の圧縮気体が必要であるため、清浄ガスの風量が不足するとともに、圧縮空気ではダストの堆積を防止することができない場合もあるという問題があった。
【００１１】
特許文献６に記載の発明は、脱硝装置のダクトであり、集塵ダクトに応用するには集塵ダクトを複数のダクトに分岐し、集塵ガスの流量に応じて使用するダクトの本数を変えて集塵ガスの流速を調整し、ダストの堆積を防止することが考えられる。しかし、分岐ダクトやそれに付随したダンパ、制御装置などを設置する必要があるため、設備の建設費が高くなるという問題がある。また、１本の集塵ダクトを複数の分岐ダクトとすることで、より大きな設置場所が必要になるという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は上記問題を解決するため、ダクトの形状や設置場所の広さを問わず使用でき、処理する気体を増やさずに、重量があり固化しやすいダストでも確実にダストの堆積を防止することができるとともに、保守が容易で、建設費、運転費が安価なダスト回収設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、圧縮空気やダクトを回転させることでダストをダクト内部に吹き飛ばすことより、ダストをダクトの外部へ排出することがダストの堆積を防止するためには確実かつ効率的であり、特にダストが有価物であるときには、ダストの再利用が容易であるとの着想を得て、本発明を完成するに至った。
【００１４】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１５】
請求項１に記載の発明は、ダストを含む気体が流れ、底部が平面であるダクト（３）と、ダクトの底部に、該ダクトの上面視において気体が流れる方向と交差する方向に設置され、ダクトに堆積したダストをダクトの外へ搬送するコンベア（５）とを備えることを特徴とするダスト回収設備（１）を提供することにより前記課題を解決する。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のダスト回収装置（１）において、コンベア（５）に接続されたダストシュート（６）にダクト（３）内部の圧力を遮断するダスト排出装置（７）が備えられることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のダスト回収設備（１）において、ダストシュート（６）の下端に接続され、ダストシュートから落下したダストを圧縮気体により気送する気送装置（８）を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のダスト回収設備（１）において、気送装置（８）の吸入部が、ダクト（３）が接続された集塵機（１９）の排出口と接続されることを特徴とする。
【００１９】
ここで、気送装置の吸入部と集塵機の排出口との接続には、その間に集塵機用の送風機や、排気筒などの装置を介して接続されることも含まれる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載のダスト回収設備（１）において、気送装置（８）の吐出部に接続され、気送されたダストを圧縮気体から分離する固気分離装置（９）を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のダスト回収設備（１）において、固気分離装置（９）とダクト（３）とが、ダストが分離された圧縮気体をダクトに戻す配管（１０）により接続されることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のダスト回収設備（１）において、コンベア（５）がスクリューコンベアであることを特徴とする。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のダスト回収設備（１）において、ダクト（３）に堆積するダストが焼結鉱を含むことを特徴とする。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、底部が平面であるダクト（３）に堆積したダストを回収する方法であって、ダクトの底部に、該ダクトの上面視において該ダクト内を気体が流れる方向と交差する方向に設置したコンベア（５）により、コンベアの搬送先に接続されたダストシュート（６）にダストを排出する工程と、ダストシュートにおいてダクト内部の圧力を遮断し、排出されたダストを落下させる工程と、ダストシュートに接続された気送配管（１３）に落下したダストを、圧縮気体により気送する工程と、気送されたダストを圧縮気体から回収する工程とを有することを特徴とするダスト回収方法を提供することにより前記課題を解決する。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のダスト回収方法において、圧縮気体として、ダクト（３）が接続された集塵機（１９）で清浄された清浄気体の一部を用いることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載のダスト回収方法において、ダストが分離された圧縮気体を、ダクト（３）に戻すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、ダクトの底部にダストを搬送するコンベアを設置することにより、連続的かつ確実にコンベアに堆積したダストを排出することができる。また、コンベアでダストを外部に排出するため、圧縮空気を使用する場合のように処理装置で処理する気体の量を増加させないだけでなく、処理するダストの量を少なくすることができるとともに、吹き飛ばしたダストが再びダクトの他の場所に堆積することを防止することができる。また、コンベアはダクトの底部に開口部を設けることで容易に設置が可能であるため、先にダクトを設置し、実際に使用してダストの堆積部位を確認した後に、コンベアを設置することが可能である。そのため、既存のダクトにも大きな改修をせずに、いわゆる「後付け」で設置可能である。これにより、効果的な位置にコンベアを設置することで、高い効果を得ることができる。さらに、本発明では、ダクトは底部にコンベアが設置されれば良いため、広い設置場所、特殊な装置及び多くの装置を必要とせず、ダクト底部の開口部のシールも一般的なパッキン類で充分であるため、建設費、運転費、及び保守に掛かる負担を少なくすることができる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、ダスト排出装置によりダストに掛かるダクト内部の圧力が遮断される。ダストシュートにおいてダクト内部の圧力が遮断されないと、ダクト内部が負圧であれば排出すべきダストが吸引されて、正圧であればダストが噴出されることによりダストシュートから連続的にダストが気送配管に落下しないという事態が生じるが、請求項２に記載の発明により、このような事態を防止することができることができ、安定してダストを回収することが可能である。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、気送装置により圧縮気体でダストを搬送することで、コンベアなどでの輸送に比べ迅速であり、上下方向への輸送が容易であるとともに、ダストを飛散させずに輸送することができる。また、搬送装置も簡易的にすることが可能である。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、気送装置の吸入部が集塵機の排出口と接続されることで、集塵機で清浄された清浄気体が気送装置に供給されて気送用の圧縮気体となる。これにより、外部から気体が入らないため、系全体のガスバランスが崩れず、新設だけでなく既存のダクトに本発明の設備を設置した場合であっても、安定して設備を稼動させることができる。また、排出のために加圧される清浄気体を用いることで、気送装置での圧縮気体の加圧が低減されるため、運転費を削減することができる。
【００３１】
請求項５に記載の発明によれば、固気分離装置でダストを圧縮気体から分離することにより、周囲にダストを飛散させることなく、ダストを回収することが可能である。
【００３２】
請求項６に記載の発明によれば、固気分離装置とダクトとが配管により接続されることにより、固気分離装置でダストが分離された圧縮気体が大気でなくダクトに戻されるため、圧縮気体からのダストの分離が完全でなくても大気にダストを飛散させることを防止することができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明によれば、コンベアにスクリューコンベアを用いることで、スクリューコンベアの駆動装置にトルクの大きなモータなどを使用することにより、重量のあるダストや固化しやすいダストであっても確実にダクトから排出することができる。また、スクリューコンベアは構造上、特に粉塵の搬送に適しているため、ダストが粉塵であるときに効率的にダストを搬出することが可能である。
【００３４】
請求項８に記載の発明によれば、焼結鉱のダストは重量が大きく、また石灰などの成分を含むことで固化しやすいため、圧縮空気などで吹き飛ばすような従来のダスト回収設備では堆積を防止することが困難であったが、請求項１〜７に記載の発明にかかるダスト回収設備を用いることで、確実にダストを回収することができる。また、これにより従来では有価物であるにも関わらずダストとして処分されることがあった焼結鉱を容易に再利用することが可能である。
【００３５】
請求項９に記載の発明によれば、ダクトの底部に設置したコンベアでダストを排出することにより、連続的かつ確実にコンベアに堆積したダストを排出することができる。また、コンベアでダストを外部に排出するため、圧縮空気を使用する場合のように処理する気体の量を増加させないだけでなく、吹き飛ばしたダストが再びダクトの他の場所に堆積することを防止することができるとともに、集塵機などで処理するダストの量を少なくすることができる。一方、ダストシュートにおいてダクト内部の圧力が遮断されないと、ダクト内部が負圧のときは排出すべきダストが吸引され、正圧のときはダストが噴出することとなり、ダストシュートから連続してダストが気送配管に落下しないが、ダストシュートにおいてダクト内部の圧力を遮断して排出されたダストを落下させることで、このような事態を防止することができ、安定してダストを回収することが可能である。さらに、ダストシュートに接続された気送配管に落下したダストを、圧縮気体により気送することにより、コンベアなどでの輸送に比べ迅速に、ダストを飛散させずに輸送することができ、上下方向への輸送も容易である。またさらに、ダストを圧縮気体から回収することにより、周囲にダストを飛散させることなく、ダストを回収することが可能である。
【００３６】
請求項１０に記載の発明によれば、気送用の圧縮気体として集塵機で清浄された清浄気体の一部を用いることで、外部から気体を入れないため、系全体のガスバランスが崩れず、新設だけでなく既存のダクトに本発明の設備を設置した場合であっても、安定して設備を稼動させることができる。また、排出のために加圧された清浄気体を用いることで、気送装置での圧縮気体の加圧が低減されるため、設備の運転費を削減することができる。
【００３７】
請求項１１に記載の発明によれば、ダストが分離された気送用の圧縮気体をダクトに戻すことにより、圧縮気体からのダストの分離が完全でなくても大気にダストを飛散させることを防止することができる。
【００３８】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面に示す実施形態に基づき、本発明によるダスト回収設備の一例として、コンベアがスクリューコンベアであり、ダスト排出装置がアクチュエータを備えた２重弁である場合を説明する。また、気送装置が送風機、送風ダクト及び気送配管から構成される場合、並びに固気分離装置がサイクロン及びアクチュエータを備えた２重弁である場合を説明するが、以下に説明するものは本発明の実施形態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り以下の説明になんら限定されるものではない。
【００４０】
図１は、１つの実施形態にかかる本発明のダスト回収設備１を模式的に示した図である。ダスト回収設備１は、駆動装置４、スクリューコンベア５、ダストシュート６、ダスト排出装置７、気送装置８、固気分離装置９及び排気管１０を備えている。そして、ダスト排出装置７はアクチュエータ１１ａ、１１ｂ及びダスト排出弁１２ａ、１２ｂを、気送装置８は気送配管１３、気送用送風機１４及び送風ダクト１５を、固気分離装置９はサイクロン１６、アクチュエータ１７ａ、１７ｂ及びダスト排出弁１８ａ、１８ｂを有している。ダクト３の底部には、一端に駆動装置４を取り付けたスクリューコンベア５を設置する。このスクリューコンベア５の下部にはダストシュート６の上端を接続する。ダストシュート６の内部には、２基のダスト排出弁１２ａ、１２ｂを設置する。このダスト排出弁１２ａ、１２ｂには、それぞれにアクチュエータ１１ａ、１１ｂを取り付ける。ダストシュート６の下端を上方から気送配管１３に接続し、気送配管１３の流入部には気送用送風機１４の吐出口を取り付ける。一方、ダクト３が接続された集塵機１９の排出口を、集塵機用送風機２０及び排気筒２１を介して送風ダクト１５の流入部に接続し、送風ダクト１５の流出部を気送用送風機１４の吸入口に接続する。そして、気送配管１３の流出部を、固気分離装置９を構成するサイクロン１６に接続する。これにより、気送装置８は、ダストシュート６が接続されるとともに、吸入部が集塵機１９の排出口と接続され、吐出部が固気分離装置９に接続される。サイクロン１６の下部からは、２基のダスト排出弁１８ａ、１８ｂが設置された配管が、ダスト搬送機２２の上部へ伸びている。このダスト排出弁１８ａ、１８ｂには、それぞれアクチュエータ１７ａ、１７ｂが取り付けられている。また、サイクロン１６の上部から、排気管１０をダクト３へ接続する。
【００４１】
かかる構成によるダスト回収設備１の作動について、図２のフローチャートにより説明する。なお、図１において付した符号を適宜使用して説明する。最初に、集塵機１９が運転中であるかどうかが判断される（ステップＳ１）。これは、集塵機１９が運転されていないときはダクト３に気体が流れておらず、ダクト回収設備１を作動させる必要がないためである。ステップＳ１で肯定判断された場合（集塵機１９が運転中である場合）には、ダスト搬送機２２が運転中であるかどうかが判断される（ステップＳ２）。ダスト搬送機２２が運転中でないときは、回収したダストを搬送することができないためである。ステップＳ２で肯定判断された場合（ダスト搬送機２２が運転中である場合）には、ダクト３内部の圧力によるダストの噴出を防ぐためにダスト排出弁１２ａ、１２ｂが閉鎖中であるかどうかが判断される（ステップＳ３）。ステップＳ３で肯定判断された場合（ダスト排出弁１２ａ、１２ｂが閉鎖中である場合）には、気送用送風機１４が運転中であるかどうかが判断される（ステップＳ４）。ステップＳ４で肯定判断された場合（気送用送風機１４が運転中である場合）には、スクリューコンベア５が運転される（ステップＳ５）。これにより、ダクト３のスクリューコンベア５が設置された場所に堆積したダストは、ダクト３の外部のダストシュート６へ連続的かつ確実に排出される。また、ダストの排出に、従来のように圧縮空気を用いないため、集塵機１９で処理する気体の量が増加することを防止することができる。さらに、ダストをダクト３から排出することで、集塵機１９で処理するダストの量を少なくすることができ、圧縮空気で堆積ダストを吹き飛ばす場合に生じていた吹き飛ばしたダストが再びダクト３の他の場所に堆積するという事態も防止することができる。
【００４２】
スクリューコンベア５の運転により、ダスト排出弁１２ａ、１２ｂが作動する（ステップＳ６）。ダスト排出弁１２ａ、１２ｂの作動は、一方のダスト排出弁が閉であるときは、他方のダスト排出弁は開となる。この動作により、常にどちらか一方のダスト排出弁が閉となっているため、ダスト排出弁１２ａ、１２ｂよりダクト３内部の圧力が遮断される。具体的な作動としては、ダスト排出弁１２ａ、１２ｂは、最初は共に閉状態であり、ダスト排出弁１２ａの上方にはスクリューコンベア５でダクト３から排出されたダストが溜まっている。ここからダスト排出弁１２ａを開放すると、ダストは、閉状態であるダスト排出弁１２ｂの上方まで落下する。次に、ダスト排出弁１２ａを閉にし、その直後にダスト排出弁１２ｂを開にすることで、ダクト３内部の圧力が遮断され、ダストは気送配管１３に落下する。そして、ダスト排出弁１２ｂが閉となり、上述の作動が繰り返される。これにより、ダクト３内部の圧力の影響を受けずに、安定してダストを回収することが可能である。
【００４３】
気送配管１３に落下したダストは、気送装置８の気送用送風機１４で加圧された圧縮気体により、気送配管１３を通って気送される（ステップＳ７）。これにより、ダストを飛散させずに迅速にダストを搬送することが可能であり、上下にも容易に搬送することができる。ここでは、圧縮気体として、集塵機１９でダクト３を流れる気体からダストが清浄された清浄気体が使用されている。清浄気体は集塵機１９から排出され、集塵機用送風機２０で加圧され、排気筒２１で大気に排出される。一方で、清浄気体の一部が、送風ダクト１５により気送装置へ供給され、気送用送風機１４でさらに加圧され、気送用の圧縮気体となっている。これにより、外部から気体が入らないため、系全体のガスバランスが崩れず、安定して設備を稼動させることができる。また、排出のために加圧されている清浄気体を用いることで、気送装置での圧縮気体の加圧が低減されるため、運転費を削減することができる。なお、ダクト３を流れる気体量に比べ、気送する圧縮気体の量が極めて少量で済む場合は、系全体のガスバランスを崩すおそれがないため、気送用送風機１４で清浄気体でなく大気を吸引することが可能である。
【００４４】
この圧縮気体により気送されたダストは、サイクロン１６に流入し（ステップＳ８）、圧縮気体とダストが分離される。ここで、圧縮気体から分離されたダストは、サイクロン１６から速度を持って下方に噴出する。そのため、ダストが飛散しないようにダスト排出弁１８ａ、１８ｂを用いて完全に固気分離を行い、ダストをダスト搬送機２２へ落下させる。これには、まずダストが噴出することを防止するため、ダスト排出弁１８ａ、１８ｂが閉鎖しているかどうかが判断される（ステップＳ９）。ステップＳ９で肯定判断された場合（ダスト排出弁１８ａ、１８ｂが閉鎖中である場合）には、ダスト排出弁１８ａ、１８ｂが作動し（ステップＳ１０）、圧縮気体からの圧力が遮断されてダストがダスト搬送機２２へ落下する。なお、ダスト排出弁１８ａ、１８ｂの作動は、上述したステップＳ６のダスト排出弁１２ａ、１２ｂの作動と同様である。これにより、周囲にダストを飛散させることなく、気送用の圧縮気体からダストを回収することが可能である。一方、ダストが分離された圧縮気体は排気管１０でダクト３へ戻されるため、圧縮気体からのダストの分離が完全でなくても大気にダストを飛散させることを防止することができる。
【００４５】
以上により、ダストは回収される（ステップＳ１１）。そして、回収したダスト量が計測され（ステップＳ１２）、ダスト量が処理能力などから定められる適正量以下であるかどうかが判断される（ステップＳ１３）。ステップＳ１３で否定判断された場合（ダスト量が適正量より多い場合）には、ダスト回収設備１は停止され（ステップＳ１４）、ダクト３からのダストの回収は終了する。
【００４６】
一方、ステップＳ１で否定判断された場合（集塵機１９が運転中でない場合）には、集塵機１９の運転が開始され（ステップＳ１５）、処理はステップＳ１に戻される。ステップＳ２で否定判断された場合（ダスト搬送機２２が運転中でない場合）には、ダスト搬送機２２の運転が開始され（ステップＳ１６）、ステップＳ２に戻される。ステップＳ３で否定判断された場合（ダスト排出弁１２ａ、１２ｂが閉鎖中でない場合）には、ダスト排出弁１２ａ、１２ｂが閉鎖され（ステップＳ１７）、処理はステップＳ３に戻される。ステップＳ４で否定判断された場合（気送用送風機１４が運転中でない場合）には、気送用送風機１４の運転が開始され（ステップＳ１８）、ステップＳ４に戻される。ステップＳ９で否定判断された場合（ダスト排出弁１８ａ、１８ｂが閉鎖中でない場合）には、ダスト排出弁１８ａ、１８ｂが閉鎖され（ステップＳ１９）、処理はステップＳ９に戻される。ステップＳ１３で肯定判断された場合（ダスト量が適正量以下である場合）には、ステップＳ１に戻されてダストの回収が継続される。以上の判断がなされることにより、ダスト回収装置１の適正な作動が確保されている。
【００４７】
なお、スクリューコンベア５は、ダクト３の底部に開口部を設けることで容易に設置が可能である。そのため、実際の使用によるダストの堆積場所を確認した後に効果的な位置にコンベアを設置することで、高い効果を得ることができる。また、既存のダクト３にも大きな改修をせずに、いわゆる「後付け」で設置可能である。さらに、本発明に係るダクト回収装置１では、広い設置場所、特殊な装置及び多くの装置を必要とせず、ダクト底部の開口部のシールも一般的なパッキン類で充分であるため、建設費、運転費及び保守に掛かる負担を少なくすることができる。
【実施例１】
【００４８】
以下の実施例において、さらに具体的に本発明を開示する。図３は、本発明のダスト回収設備１の実施例を模式的に示した図である。なお、図１と同じ構成を採るものについては、図１にて使用した符号を付し、その説明を省略する。実施例では、本発明に係るダスト回収設備１を、鉄鋼業における鉄鉱石の焼結工程における焼結機の集塵ダクト（以下単に「ダクト」という。）３に設置した。そのため、ダストは焼結鉱である。ダクト３は、紙面右下の流入側において水平に設置され、垂直に立ち上がった後、紙面左側の流出側へ直角に曲がって水平となっている。この形状により、ダクト３ではダストは重量及び慣性によりダクト３が垂直に立ち上がる箇所の下隅に堆積する。そのため、この場所に駆動装置４として２基のモータを取り付けた４軸のスクリューコンベア５を設置した。この場所のダクトの大きさは有効内幅５２００ｍｍであり、スクリューコンベア５をダクト３の幅方向（気体の流れと直交する方向）にダストを搬送するようにして設置した。さらに、スクリューコンベア５の下部とダストシュート６の上端との位置関係から、スクリューコンベア５で排出されたダストを斜め上方に搬送する必要があったため、これらを傾斜スクリューコンベア２３により接続した。ダストシュート６には、ダスト排出装置７を設置した。ダストシュート６の下端を気送配管１３に接続し、気送配管１３の流入部を気送用送風機１４（図６参照）の吐出口に取り付けた。気送配管１３を上方に垂直に立ち上げて水平に曲げた後、流出部をサイクロン１６に接続した。サイクロン１６の下部には、２重のダスト排出弁１８ａ、１８ｂ（図１参照）を設置した配管の上端を接続し、下端をダスト搬送機２２の上方に配置した。そして、このダスト排出弁１８ａ、１８ｂには、それぞれアクチュエータ１７ａ、１７ｂ（図１参照）を取り付けた。ダスト搬送機２２は開放型のベルトコンベアであるため、回収したダストの飛散防止からコンベアの上方を覆うようにコンベアスカート２４を設置した。また、サイクロン１６の上部とダクト３とを、排気管１０により接続した。
【００４９】
かかる構成により、ダクト３の垂直に立ち上がる箇所の下隅に堆積したダストは、駆動装置４により駆動されたスクリューコンベア５によりダクト３の外部へ排出され、傾斜スクリューコンベア２３により斜め上方のダストシュート６に搬送された。ダストは、後述するとおりダストシュート６に備えられたダスト排出装置７によりダクト３内部の圧力が遮断され、気送配管１３へ落下した。そして、ダストは、気送用送風機１４で加圧した圧縮気体により気送され、サイクロン１６に流入された。サイクロン１６において、ダストは、圧縮気体と分離されて下部から排出され、後述のとおりアクチュエータ１７ａ、１７ｂにより作動する２重のダスト排出弁１８ａ、１８ｂにより完全に固気分離されて、ダスト搬送機２２により回収された。一方、サイクロン１６でダストと分離された圧縮気体は、排気管１０によりダクト３に戻された。
【００５０】
（スクリューコンベア）
図４は、実施例におけるスクリューコンベア５とその駆動装置４を示す図である。４軸のスクリューコンベア５ａ〜５ｄを平行に設置し、駆動装置４として２基のモータ４ａ、４ｂをスクリューコンベア５ａ〜５ｄの一端に備えた。そして、スクリューコンベア５ａ〜５ｄを、２軸ごとにベルト２５、２５を介して１基のモータと接続した。スクリューコンベア５ａ〜５ｄには、螺旋状に配置されたスクリューの直径が１４０ｍｍ、ピッチが１００ｍｍの物を使用した。モータ４ａ、４ｂは、容量０．１ｋｗ、回転数１５００ｒｐｍ、減速比１／１２４７の物を使用した。かかる構成により、モータ４ａ、４ｂの駆動により、スクリューコンベア５ａ〜５ｄは約１.２ｒｐｍで回転し、鉄鉱石のダストを搬送能力６０kg／ｈで排出した。これにより、焼結鉱のような重量があり固化しやすいダストでも、堆積ダストを排出できることが確認できた。特に１軸のスクリューコンベアでは、重量のあるダストが固化することでスクリューコンベアが停止し、ダストの排出できなくなるような場合であっても、４軸のスクリューコンベア５ａ〜５ｄとすることで、１軸あたりの負担が減少しダストの排出が可能となった。また、スクリューコンベア５ａ〜５ｄが広い範囲に設置されるため、広く堆積ダストを排出することが可能となった。なお、スクリューコンベアの軸数は特に限定されず、ダストの種類や設置が必要な底部面積などから選定することが可能である。
【００５１】
（ダスト排出装置）
図５は、実施例におけるダスト排出装置７を示す図である。ダスト排出装置７を、それぞれにアクチュエータ１１ａ〜１１ｃを取り付けたダスト排出弁１２ａ〜１２ｃにより構成した。ダスト排出弁１２ａ〜１２ｃを、ダクト３（図３参照）と気送配管１３を結合するダストシュート６内に設置した。これにより、ダスト排出弁１２ａと１２ｂの間に第１室を、ダスト排出弁１２ｂと１２ｃの間に第２室を形成した。ダスト排出弁１２ａ〜１２ｃ及びアクチュエータ１１ａ〜１１ｃの構造は特に限定されない。ダスト排出弁１２ａ〜１２ｃとしてはバタフライ弁などが使用可能であり、耐圧性能は、一般的な呼称のＪＩＳ５Ｋを用いれば十分である。また、耐熱性能は、８０℃程度の仕様のものを使用することが好ましい。アクチュエータ１１ａ〜１１ｃとしては油圧シリンダーや減速機付き電動モータなどが使用可能であり、全閉、全開の時間は、概ね５秒以内に完了する仕様のものを使用することが好ましい。かかる構成により、アクチュエータ１１ａ〜１１ｃは、制御信号を受けてダスト排出弁１２ａ〜１２ｃを作動させるようにした。制御信号は、制御系にタイマーなどを用いて、開閉時間を自由に設定できるようにした。ダスト排出弁１２ａ〜１２ｃの作動の一例及びダストの状況は、次のとおりである。
（１）  ダスト排出弁１２ａ  閉、ダスト排出弁１２ｂ  閉、ダスト排出弁１２ｃ  閉または開
この状態では、すべてのダスト排出弁１２ａ〜１２ｃを閉とすることで、ダクト３から気送配管１３への圧力遮断が行われた。ダスト回収装置１が作動していない時は、この状態となっている。これにより、スクリューコンベア５（図３参照）によりダストシュート６に排出されたダストは、ダスト排出弁１２ａの上部に堆積した。
（２）  ダスト排出弁１２ａ  開、ダスト排出弁１２ｂ  閉、ダスト排出弁１２ｃ  閉または開
（１）からダスト排出弁１２ａを開としたことで、ダストは第１室へ移動した。
（３）  ダスト排出弁１２ａ  閉、ダスト排出弁１２ｂ  開、ダスト排出弁１２ｃ  閉
（２）からダスト排出弁１２ａを閉とし、その直後にダスト排出弁１２ｂを開としたことで、ダストは第２室へ落下した。この時、ダスト排出弁１２ａが閉となったことで、ダクト３内部の圧力から第１室及び第２室が遮断された。
（４）  ダスト排出弁１２ａ  閉または開、ダスト排出弁１２ｂ  閉、ダスト排出弁１２ｃ  開
（３）からダスト排出弁１２ｂを閉とし、その直後にダスト排出弁１２ｃを開とした。この時、ダスト排出弁１２ｂを閉としたことでダクト３内部の圧力から第２室が遮断されたため、ダストは気送配管１３へ落下した。
この後、ダスト排出弁１２ａ〜１２ｃは、上述した（１）の作動に戻り、以降（１）〜（４）の作動が繰り返された。
なお、上記の「閉または開」は、開閉どちらであっても機能面での問題はないため、閉または開のどちらでも良い。実施例では気送配管１３からの気送のための圧縮気体の逆流を完全に防止するためにダスト排出弁１２ａ〜１２ｃを３箇所に設置したが、図２において説明したように機能から見ればダスト排出弁は２箇所に設置されていれば良い。
【００５２】
（気送装置）
図６は、実施例における気送装置８（図１参照）の気送用送風機１４を示す図である。気送用送風機１４には、電動モータ２６によりベルト２７を介して駆動される風量２４０ｍ３／ｈ、圧力２０ｋＰａのルーツブロワを使用した。気送用送風機１４の上部に吸入口２８を設け、紙面上方に吐出口２９を設けた。吸入口２８を、集塵機１９（図１参照）の排出口と、集塵機用送風機２０、排気筒２１及び送風ダクト１５（すべて図１参照）を介して接続した。吐出口２９を、気送配管１３（図３参照）の流入部と接続した。かかる構成により、吸入口２８から吸入された気体が、気送用送風機１４で圧力２０ｋＰａの圧縮気体となって吐出口２９から気送配管１３に吐出された。これにより、ダストシュート６（図３参照）から気送配管１３へ落下したダストは、固気分離装置９（図１参照）へ気送された。なお、実施例では、ダクト３を流れる集塵ガスが１００万ｍ３／ｈであり、気送に必要な圧縮気体量が２４０ｍ３／ｈであったため、集塵ガスに比べ気送する圧縮気体の量が極めて少量であり、系全体のガスバランスを崩すおそれがないため、気送用送風機１４は大気を吸引した。なお、ダクトを流れる気体量に比べ、気送する圧縮気体の量が少量でなく、気送用送風機１４が大気を吸引することで系全体のガスバランスを崩すおそれがあるときは、気送用送風機１４は集塵機１９（図１参照）で処理された清浄気体を吸入することが好ましい。これにより、外部から気体が入らないため、系全体のガスバランスが崩れず、安定して設備を稼動させることができる。また排出のために集塵機用送風機２０（図１参照）で加圧される清浄気体を用いることで、気送装置での圧縮気体の加圧が低減されるため、運転費を削減することができる。
【００５３】
（固気分離装置）
実施例では、固気分離装置９（図１参照）として、サイクロン１６（図３参照）及びそれぞれにアクチュエータ１７ａ、１７ｂを取り付けた２重のダスト排出弁１８ａ、１８ｂを使用した（図１参照）。サイクロン１６は、処理風量を２４０ｍ３／ｈとした。また、ダスト排出弁１８ａ、１８ｂは、構造的には上述したダスト排出弁１２ａ〜１２ｃ（図３参照）を２重弁としたものであるが、ダスト排出弁１８ａ、１８ｂのそれぞれ上方に、ダスト排出装置（図５参照）より大きなダストを蓄えるための室を有する構造とした。
【００５４】
また、排気管１０は、口径１２５ｍｍとし、サイクロン１６からダクト３（図３参照）へ接続した。
【００５５】
以上により実施された本発明のダスト回収設備１から必要電力を求め、年間稼動費を算出した。また、ダストを鉄鉱石、回収ダスト量を６０ｋｇ／ｈとする同様の条件により、従来のダスト回収方法の年間稼動費を求め、比較をした。従来のダスト回収方法としては、圧縮空気でダストを飛ばす方法、ダクトを回転させる方法、並びに重機で収集及び排出する方法を選定した。表１に本発明に係るダスト回収設備１と従来のダスト回収方法の年間稼動費を示す。なお、年間稼動費は、圧縮空気でダストを飛ばす方法の年間稼動費を１．００とし、他のダスト回収方式は、圧縮空気でダストを飛ばす方法を基準とした指数により表した。
【００５６】
【表１】
0004743005.tif 000002
表１のとおり、本発明に係るダスト回収設備１のダスト回収に掛かる年間稼動費は、従来のダスト回収方法で最も年間稼動費が安価な圧縮空気でダストを飛ばす方法の１／４程度となった。これより、運転費で大きな削減効果があることが確認できた。
【００５７】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うダスト回収設備及びダスト回収方法もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】ダスト回収設備の構成図である。
【図２】ダスト回収設備の作動を示すフローチャートである。
【図３】ダスト回収設備の実施例の構成図である。
【図４】実施例におけるスクリューコンベア及び駆動装置を示す図である。
【図５】実施例におけるダスト排出装置を示す図である。
【図６】実施例における気送用送風機を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ダスト回収装置
３  ダクト
５  スクリューコンベア
７  ダスト排出装置
８  気送装置
９  固気分離装置
【図１】
0004743005.tif 000003
【図２】
0004743005.tif 000004
【図３】
0004743005.tif 000005
【図４】
0004743005.tif 000006
【図５】
0004743005.tif 000007
【図６】
0004743005.tif 000008