(57)【要約】【課題】  ろ布３の外周面に付着した付着物を払い落とす際の消費電力を抑えることができ、付着物の払い落とし時における排ガスの増加分を抑えて下流側設備の小型化およびランニングコストの軽減を図ることができるとともに、従来十分な付着物の払い落としが困難であったろ布３の下側部分の付着物の払い落としをも確実かつ良好に行うことが可能なろ過式集塵装置を提供する。【解決手段】  パルス信号発生部１３からのパルス信号の供給を受けて衝撃波を発生させる複数個のプローブ１２と、このプローブの外周に配される外側筒１１と、外側筒１１およびプローブ１２をろ布３の軸方向に向けて昇降させる昇降装置１５と、プローブにパルス信号を供給するパルス信号発生部１３からなる払い落とし機構１０をバグフィルター装置（ろ過式集塵装置）１に設ける。【選択図】  図１
2005288278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスを集塵するための筒状のろ過部材を有するとともに、このろ過部材の外周面に付着した付着物を払い落とすための払い落とし機構を有してなるろ過式集塵装置において、
前記払い落とし機構は、電力供給を受けたときに衝撃波を発生させる衝撃波発生用電極と、この衝撃波発生用電極を前記ろ過部材の軸方向に往復動させる駆動手段を備えることを特徴とするろ過式集塵装置。
【請求項２】
前記衝撃波発生用電極は筒状部材によって覆われるとともに、前記衝撃波発生用電極と筒状部材との間には、衝撃波発生用電極を冷却するための冷却流体が供給される請求項１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、排ガス中に含有されるダスト等を集塵するためのろ過式集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物焼却設備においては、廃棄物の焼却等に伴って発生する排ガスを集塵するためにろ過式集塵装置が使用されているが、その中でも、実績のあるバグフィルター装置が特に多用されている。
【０００３】
図４に示されるように、従来のバグフィルター装置１００は、その下部一側部に設けられる排ガス導入口１０１ａから内部に供給された排ガスの集塵を、バグフィルター装置１００内に上下方向に向けて配される複数個の筒状のろ布１０２によって行った後、集塵後の排ガスを上部他側部に設けられる排ガス排出口１０１ｂを通して下流側に排出するように構成されている。また、前記各ろ布１０２は、例えば、布、ガラス繊維等の通気性を有する部材によって、上端部が開口され下端部が閉鎖された細長の筒状に形成されており、上端部が支持されてバグフィルター装置１００内で吊り下げられている。ここで、前記バグフィルター装置１００には空気圧縮機１０３が付設されており、バグフィルター装置１００の天板１００ａには、前記各ろ布１０２の直上位置に、前記空気圧縮機１０３から分岐ダクト１０４を通って供給される圧縮空気を前記各ろ布１０２に向けて噴出するための複数の噴出口１０５が設けられている。
【０００４】
このように構成されるバグフィルター装置１００によれば、上流側の焼却炉にて発生し、薬剤・反応助剤等の吹き込み処理、減温処理等が施された排ガスは、前記導入口１０１ａからバグフィルター装置１００内に導入され、前記各ろ布１０２によって集塵されて清浄化され、ガス排出口１０１ｂから下流側に向けて排出される。
【０００５】
ところで、前記バグフィルター装置１００においては、排ガスの集塵に伴って、排ガス中のダスト、薬剤・反応助剤等が各ろ布１０２の外周面に付着してろ布１０２に目詰まりが生じ、排ガスの流動が阻害されるという問題点がある。そこで、前記空気圧縮機１０３からの圧縮空気を、前記噴出口１０５からバグフィルター装置１００内の各ろ布１０２の内周面に向けて噴出し、それによって、ろ布１０２の外周面に付着した付着物（ダスト等）を、ろ布１０２の内部（クリーン側）から払い落とす作業が定期的に行われる。
【０００６】
また、このようなバグフィルター装置１００の他にも、多孔質性で両端部が開口する筒状の複数個のセラミックフィルターを用いることにより、排ガスの高温域での集塵が可能にされたガスフィルター装置も知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。こうしたガスフィルター装置においても、集塵によってセラミックフィルターの外周面に付着物が付着・蓄積するため、セラミックフィルターの一端部開口からセラミックフィルター内に圧縮空気を噴出してその付着物を内側から払い落とすようにされている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５３１２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２３７５１８号公報
【特許文献３】特開２００１−１７９０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記バグフィルター装置１００内に配されるろ布１０２は、排ガスの処理量にもよるが、一般には、数ｍに渡る非常に長いものであることから、ろ布１０２の下部域に付着した付着物を除去するには、大量の圧縮空気をろ布１０２内に噴出させる必要がある。ところが、このように大量の圧縮空気を噴出させると、バグフィルター装置１００から排出される排ガスの空気量が増加し、誘引通風機等の下流側設備の大型化に繋がるという問題点がある。また、大量の圧縮空気を確保する必要から、大動力の空気圧縮機１０３が必要になり、ランニングコストの増加が避けられないという問題点がある。さらに、このようにして大量の圧縮空気を噴出させても、ろ布１０２の下側部分に付着している付着物を確実に払い落とすのが難しいという問題点もある。また、扱う排ガスの温度が比較的高い場合には、温度の低い圧縮空気の噴出によって、排ガスの熱欠損が生じ排ガスの熱量が低下するという問題点もある。
【０００９】
一方、前記高温域で用いられるガスフィルター装置についても、付着物払い落とし用の圧縮空気によって、排ガスの空気量が増加するため、前記バグフィルター装置１００と同様に、下流側の設備の大型化を招くことには変わりがない。さらに、こうしたガスフィルター装置には、高温の排ガスが導入されるため、圧縮空気の供給によって排ガスの熱量が大幅に低下するという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、下流側の設備の大型化を防止し、ランニングコストを軽減することができるとともに、付着物の払い落としを良好に行うことができ、しかも付着物を払い落とす際の熱損失を抑えることができる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】
【００１１】
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、
排ガスを集塵するための筒状のろ過部材を有するとともに、このろ過部材の外周面に付着した付着物を払い落とすための払い落とし機構を有してなるろ過式集塵装置において、
前記払い落とし機構は、電力供給を受けたときに衝撃波を発生させる衝撃波発生用電極と、この衝撃波発生用電極を前記ろ過部材の軸方向に往復動させる駆動手段を備えることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１２】
本発明において、前記衝撃波発生用電極は筒状部材によって覆われるとともに、前記衝撃波発生用電極と筒状部材との間には、衝撃波発生用電極を冷却するための冷却流体が供給されるのが好ましい（第２発明）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ろ過部材の付着物（ダスト等）の払い落とし作業が圧縮空気ではなく衝撃波により行われることから、下流側に排出される排ガスの増加を抑えることができるので、誘引通風機等の下流側の設備の大型化を防止することができる。また、圧縮空気の大量噴出により付着物の払い落としを行っていた従来のものに比べ、付着物の払い落としに要する消費電力を削減できるという効果がある。さらに、付着物の払い落とし時に圧縮空気の吹き込みがないため、排ガスの熱欠損が生じることがない。加えて、本発明によれば、衝撃波発生用電極が駆動手段によってろ過部材の軸方向に向けて往復動されるので、ろ過部材が長いものであっても、前記衝撃波発生用電極を所要位置まで移動させることによって、ろ過部材の全領域に渡り、付着物の払い落としをムラなく確実に行うことができる。
【００１４】
また、第２発明の構成を採用することによって、衝撃波発生用電極を筒状部材により外部から保護することができる。加えて、衝撃波発生用電極と筒状部材との間に冷却流体を供給しているので、衝撃波発生用電極の熱による損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１には、本発明の一実施形態に係るバグフィルター装置の概略構成図が示されており、図２には、払い落とし機構の構成図が、図３にはプローブおよび外側筒の概略図がそれぞれ示されている。
【００１７】
本実施形態に係るバグフィルター装置（ろ過式集塵装置）１においては、図１に示されるように、下部一側部に上流側の焼却炉にて発生する排ガスを内部に導入するための導入口２ａが設けられ、上部他側部に集塵処理後の排ガスを下流側に排出するための排出口２ｂが設けられており、そのバグフィルター装置１の内部には、排ガスの集塵を行うための複数個のろ布（ろ過部材）３が上下方向に向けて配されている。これらろ布３は、布、ガラス繊維等の通気性を有する部材によって上端部が開口され下端部が閉鎖された細長の円筒状に形成されており、バグフィルター装置１内の支持部材４によって上端部が支持されて、そのバグフィルター装置１内で吊り下げられている。こうして、前記各ろ布３と支持部材４とによってバグフィルター装置１の内部空間が、ろ布３の外側の空間（ダスト側）とろ布３の内側の空間（クリーン側）とに区画される。
【００１８】
前記バグフィルター装置１には、排ガスの集塵に伴い前記各ろ布３の外周面に付着する付着物（ダスト、薬剤、反応助剤等）をクリーン側から払い落とすための払い落とし機構１０が付設されている。この払い落とし機構１０は、バグフィルター装置１の上方から内部に突入されるとともに、前記ろ布３の軸方向に向けて配される円筒状の複数個の外側筒（筒状部材）１１と、この外側筒１１内に支持される細長の衝撃波発生用電極（プローブ）１２と、前記各外側筒１１内のプローブ１２に高電圧のパルス信号（電力）を供給し、そのプローブ１２の先端から付着物払い落とし用の衝撃波を発生させるパルス信号発生部１３とを備えて構成されている。
【００１９】
ここで、前記パルス信号発生部１３は、交流電源２１、スイッチ２２、変圧器２３、整流器２４、抵抗２５およびコンデンサ２６等からなる回路を備えるものであって、変圧器２３、抵抗２５、コンデンサ２６の特性に応じた高電圧のパルス信号を前記プローブ１２に出力するようになっている（図２参照。）。
【００２０】
前記バグフィルター装置１の天板１ａの前記各ろ布３の直上位置には、前記外側筒１１をろ布３の軸方向に向けて昇降させるための昇降装置（駆動手段）１５が設けられており、前記各外側筒１１およびその内部のプローブ１２を、ろ布３の軸方向に向けて昇降させるようにされている。なお、本実施形態においては、外側筒１１およびプローブ１２は、ろ布３の付着物の払い落としを行わないときには、ろ布３の直上位置で待機し（図１参照。）、ろ布３の外周面の付着物を払い落とすときにはその待機位置からろ布３に向けて下降するようにされている。
【００２１】
一方、前記外側筒１１内のプローブ１２は、図３に示されるように、前記外側筒１１と同心に、かつその外側筒１１の内周面との間に所要間隔を隔てて配されており、それら外側筒１１とプローブ１２との間には、プローブ１２を冷却するための冷却空気（冷却流体；図３中、矢印Ａ参照。）が供給されるようになっている。なお、こうして供給される冷却空気は、従来のものにおいて、付着物の払い落としを行うときに消費される圧縮空気に比べ極めて少量である。
【００２２】
前記プローブ１２は、その中心軸部において、プローブ１２の軸方向に向けて配される内部導体（導線）３１と、この内部導体３１の外周に所要間隔を隔てて配される筒状の外部導体３２と、内部導体３１と外部導体３２との間で、かつプローブ１２の先端部を除いた部分に介在される絶縁体３３から構成されている。また、それら内部導体３１および外部導体３２は、前記パルス信号発生部１３に接続されており、そのパルス信号発生部１３からのパルス信号の供給を受けるようになっている。このように構成されるプローブ１２によれば、パルス信号発生部１３からパルス信号が供給されると、絶縁体３３が介在されない内部導体３１の先端部３１'と、外部導体３２の先端部３２'との間に放電が生じ、この放電によって衝撃波が発生する。
【００２３】
本実施形態において、上流側の焼却炉より発生し、薬剤・反応助剤の吹き込み、減温処理等の所要の処理が施された排ガスは、前記導入口２ａを通ってバグフィルター装置１内に供給され、このバグフィルター装置１内に配される各ろ布３によって集塵された後、排出口２ｂを通って系外に排出される。この集塵処理に伴って前記ろ布３の外周面には、排ガス中に含有されるダストや、バグフィルター装置１の上流側で吹き込まれる薬剤・反応助剤等が付着するため、前記払い落とし機構１０を用いて（具体的には前記プローブ１２の先端から発生する衝撃波によって）、ろ布３の外周面の付着物（ダスト、薬剤、反応助剤等）を払い落とすようにされている。こうして、ろ布３の外周面から払い落とされた付着物はバグフィルター装置１の底部に設けられる搬送コンペア５によりダスト排出口２ｃから系外に排出される。
【００２４】
前記各ろ布３の外周面に付着した付着物（ダスト等）の払い落としを行うには、前記昇降装置１５を用いて、外側筒１１および内部のプローブ１２を、前述の待機位置（ろ布３の直上位置）から所要距離だけ下降させた後、前記プローブ１２に高電圧のパルス信号を供給して、そのプローブ１２の先端部から衝撃波を発生させる。そして、この衝撃波により前記ろ布３を振動させ、ろ布３の付着物を内側（クリーン側）から払い落とす。次いで、外側筒１１およびプローブ１２をろ布３の軸方向に所要距離下降させ、衝撃波を再び発生させる。以下、外側筒１１およびプローブ１２の下降と、衝撃波の発生とを、ろ布３の上端から下端までに至る全領域の付着物の払い落としが完了するまで繰り返し行う。ろ布３の全領域の付着物を十分に払い落としたときには、前記外側筒１１およびプローブ１２を待機位置にまで上昇させる。こうして、ろ布３の付着物の払い落とし作業の全工程が完了する。なお、付着物を払い落とす際には、プローブ１２の熱損傷を防止するために、冷却空気（図３中矢印Ａ参照。）がプローブ１２−外側筒１１間に供給される。この冷却空気は、プローブ１２−外側筒１１間を通り抜けてバグフィルター装置１内に排出され、ガス排出口２ｂを通って系外に排出される。
【００２５】
次に、本実施形態のバグフィルター装置１に付設された払い落とし機構１０の効果を確認するために、本実施形態のバグフィルター装置１と、従来のバグフィルター装置（図４参照；従来装置という。）１００とのそれぞれについて、付着物の払い落とし時におけるろ布３、１０２一本当たりの消費電力を求め比較した。ここで、バグフィルター装置１および従来装置１００としては、付着物を払い落とす機構（払い落とし機構１０；空気圧縮機１０３等）以外の構成が互いに同一のものを採用した。また、付着物の払い落としを行う前に１時間あたり１０００ｍ３の排ガスをバグフィルター装置１と従来装置１００の双方に供給しておき、その排ガスの集塵を行うこととした。加えて、前記パルス信号発生部１３のコンデンサ２６としては、電気容量４００μＦのものを採用した。
【００２６】
その結果、従来装置１００においては、ろ布１０２の付着物の払い落としを行うのに、空気圧が０．１〜０．５ＭＰａで、流量が概ね排ガスの５〜１０％の圧縮空気が必要であった。これは、ろ布１０２一本あたりの消費電力に換算すると、約１５ｋＷに相当する。一方、本実施形態のバグフィルター装置１では、ろ布３の付着物を１ｍ分払い落とすのに、衝撃波を２〜１０回程度発生させる必要があったが、その際に要した消費電力は、ろ布一本あたり１．０〜１．５ｋＷであった。
【００２７】
以上のように、本実施形態に係るバグフィルター装置１は、衝撃波によりろ布３の外周面に付着した付着物の払い落としを行うことで、明らかに付着物の払い落とし時における消費電力を抑えることができる。また、本実施形態においては、従来の圧縮空気の代わりにプローブ１２から発する衝撃波によりろ布３の付着物の払い落としが行われ、また、そのプローブ１２を冷却するための冷却空気にしても、従来の付着物払い落とし用の圧縮空気に比べ比較にならない程少量であることから、付着物を払い落とすときにバグフィルター装置１から排出される排ガス量の増加を防止することができ、誘引通風機等の下流側の設備の大型化を防止することができる。また、付着物を払い落とす際に圧縮空気が吹き込まれないので、排ガスの熱損失が生じることがない。
【００２８】
加えて、本実施形態においては、昇降装置１５によって外側筒１１および内部のプローブ１２をろ布３の軸方向に向けて昇降させるように構成されているため、外側筒１１およびプローブ１２を所要位置にまで下降させることによって、従来では困難であったろ布３の下側部分の付着物の払い落としを確実に行うことができる。
【００２９】
本実施形態においては、外側筒１１およびプローブ１２を昇降させる昇降装置１５については特に限定する必要がなく、例えば、ボールねじ機構や、ラック・アンド・ピニオン機構等種々の昇降装置を採用することができる。また、例えば、天板１ａのろ布３の直上位置に外側筒１１およびプローブ１２の入口を設け、外側筒１１およびプローブ１２をワイヤーロープで支持してその入口からバグフィルター装置１内に突入させ、施設内に設けられる天井クレーン等によって外側筒１１、プローブ１２を昇降させる等の手法を用いることも可能である。
【００３０】
また、本実施形態においては、衝撃波の発生と、外側筒１１およびプローブ１２の下降とを繰り返してろ布３の全領域の付着物の払い落としを行うようにされているが、最初の衝撃波の発生によって、ろ布３の全領域の付着物を十分に払い落とすことができる場合には、それ以降の外側筒１１・プローブ１２の下降および、そのプローブ１２からの衝撃波の発生が不要なのは言うまでもない。
【００３１】
また、本実施形態においては、外側筒１１内に衝撃波発生用のプローブ１２を配し、外側筒１１−プローブ１２間に冷却空気を流通させるようにしたが、バグフィルター装置１内の温度が、プローブ１２が損傷しない程度の低温（５０℃前後）に保たれるのであれば、外側筒１１を使用せず、プローブ１２のみをバグフィルター装置１内で昇降させるようにしても良い。
【００３２】
また、バグフィルター装置１だけでなく、筒状のセラミックフィルターにより高温排ガスの集塵を行うガスフィルター装置にも本実施形態の考え方を適用することができる。この場合には、内部導体３１として炭素棒を、外部導体３２として炭素繊維を、絶縁体としてアルミナ系セラミックをそれぞれ採用した耐熱性に優れるプローブ１２を使用する。そしてこのプローブ１２を外側筒１１内に配置してプローブ１２−外側筒１１間に冷却空気を供給するようにし、外側筒１１およびプローブ１２をセラミックフィルターの一端部から内部に挿入し、バグフィルター装置１のときと同様に、セラミックフィルターの軸方向への移動と衝撃波の発生とを繰り返してセラミックフィルターの付着物の払い落としを行う。ここで、ガスフィルター装置内に配されるセラミックフィルターとしては特に限定されることがなく、例えば、両端が開口されたセラミックフィルターを採用しても良いし、あるいは一端が開口され他端が閉鎖されたセラミックフィルターを採用することもできる。
【００３３】
本実施形態では、プローブ１２の外周空間に冷却空気を流通させるものについて説明したが、この冷却空気に代えて冷却窒素を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係るバグフィルター装置の構成図
【図２】本実施形態における払い落とし機構の構成図
【図３】プローブおよび外側筒の概略図
【図４】従来のバグフィルター装置の構成図
【符号の説明】
【００３５】
１                  バグフィルター装置
３                  ろ布
１０                  払い落とし機構
１１                  外側筒
１２                  プローブ
１３                  パルス信号発生部
３１                  内部導体
３２                  外部導体
３３                  絶縁体
【図１】
2005288278.tif 000003
【図２】
2005288278.tif 000004
【図３】
2005288278.tif 000005
【図４】
2005288278.tif 000006