(57)【要約】【課題】  設置面積が小さくかつ排ガス処理能力の高い集塵機を安価に提供する。【解決手段】  本発明に係る集塵機は、内部を多層に区分した塔状の骨組み体１の内部に円筒篭状のフィルター装置２１を設け、さらにその内部にロータリーエアーノズル３１を設けたものからなる。フィルター装置２１の周囲及び上方は囲い板７で外部と遮断してある。フィルター装置２１の下方に位置するサイクロン１３で１次処理された被処理排ガスがノズル装置の周囲に送り込まれ、フィルター装置のフィルター部材を透過して上方から排気ダクトを経て排出可能となっている。エアーノズル３１は通気孔を有する回転軸によってノズルをフィルター装置の内周面に沿って、ノズル駆動手段４１によって回動しながら、周期的にフィルター部材の表面に付着した塵埃を除去可能としてある。ノズル装置２１の周囲の塵埃は落下してホッパー１５に回収される。【選択図】      図１
2007181803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の内部面積を有し、複数階に内部空間を設けてなる塔状の骨組み体と、
上記骨組み体の２階部分から最上階部分の下部に渡る範囲に立設してあり、円筒状のフィルターフレームの外周部にフィルター部材を巻き付けてなるフィルター装置と、
上記フィルター装置の周囲及び当該周囲の上方を覆うことにより上記フィルター装置の周囲の気密を保持可能に上記骨組み体に固着してある囲い板と、
上記フィルター装置の内部に設けてあり、噴射エアーにより上記フィルター部材の表面に付着した塵埃を除去可能に設けてあるロータリーエアーノズルと、
上記ロータリーエアーノズルを回転可能に設けてあるノズル駆動手段と、
上記骨組み体の１階部分に外部から被処理排ガスを受け取り、かつ上記フィルター装置の周囲に第１次処理済み排ガスを供給可能に設けてあるサイクロンと、
上記フィルター装置の周囲からの落下物又は上記フィルター部材の表面から除去されて落下した塵埃を回収するホッパーと
を備えていることを特徴とする集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばごみ焼却炉の排煙や木工所などにおける排煙ガス中に含まれる塵埃等を処理する集塵機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、ごみ焼却炉等の排煙は、被焼却ごみの性質に対応して多種多様なダストや有害物質を排出することから大きな公害問題の原因となることがある。これに対しては焼却炉の改善及び排煙処理装置及び処理方法の発達が望まれている。このような社会の要求に対しては種々の提案がなされているが、最近の主なものとしては以下のような特許文献を挙げることができる。
【０００３】
特許文献１には、焼却炉とサイクロンとの間の排ガス通路に、排ガス中の有害物質を吸着及び特定の化学物質と反応させて無害化する本体部を設け、これを通過する排ガスを、水付着セラミック粒状体を用いて除去するようにするロータリーキルン路を具備させたものが掲載されている。また特許文献２には、約８００℃以上の高温を保持する外気遮断型の１次燃焼室と、この１次燃焼室からの排ガスが通過する２次燃焼室と、ここから出たガスを処理するサイクロン集塵機と、この集塵機からのガスを２００℃前後に急冷するガス冷却塔と、この冷却塔からのガスに含まれるダイオキシンを吸着するための活性炭等を含むダイオキシン除去装置を備えた排ガス処理装置が掲載されている。
【０００４】
特許文献３及び４には、焼却炉から出る排ガスを捕集性能が異なる２種類の集塵機を用いて２段階で集塵処理し、捕集したダストをそれぞれで処理するようにした廃棄物焼却排ガスとダストの処理方法が掲載されている。さらに特許文献５には、ガス化焼却炉からガス化溶融炉に接続された熱分解ガスラインにサイクロンを介在させ、サイクロンから排ガスラインに接続されて捕集された炭素質残滓を排ガス中に投入し、有害物質を吸着させる炭素供給ラインを設け、このラインの下流側排ガスラインに吸着後の炭素質を捕集する第２バグフィルターを設けることにより、活性炭と同じ性質を有する炭素質残滓を有効利用可能とする排ガス処理装置が掲載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２０００−２９１９４２号公報
【特許文献２】特開平１１−３０９３３９号公報
【特許文献３】特開２００２−１１９８２０号公報
【特許文献４】特開２００２−１１９９４５号公報
【特許文献５】特開平１１−１８２８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記各特許文献に掲載された発明は、いずれもその目的達成のための手段を備えたものであり、それぞれの作用効果を奏するものと推量される。しかしながら、これらの発明に係る装置は、いずれも構成が複雑かつ設置面積も大きなものとなっていることから、設置費用が高価となる上に運転コストも高くなることは否めない。また、設置面積が大きいことから設置場所の選定にも困難を来すことが予想される。本発明は、構成が簡単かつ設置面積が小さくて済む集塵機を安価に提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る集塵機は以下の手段を採用し、以下の作用をするようにしてあるところに特徴がある。請求項１に記載した発明の集塵機は、大きく分けて以下の７つの要素を備えたものにより構成してある。
【０００８】
本発明の構成要素の第１は、所定の内部面積を有し、複数階に内部空間を設けてなる塔状の骨組み体である。その２は、上記の骨組み体の２階部分から最上階部分の下部に渡る範囲に垂設してあり、円筒状のフィルターフレームの外周部にフィルター部材を巻き付けてなるフィルター装置である。その３は、上記したフィルター装置の周囲、及びこれらの周囲の上方を覆うことにより上記したフィルター装置の周囲の気密を保持可能に、上記の骨組み体に固着してある囲い板である。その４は、上記したフィルター装置の内部に設けてあり、噴射エアーによりフィルター部材の表面に付着した塵埃を除去可能に設けてあるロータリーエアーノズル（以下「エアーノズル」と略称する）である。その５は、上記のエアーノズルをフィルター装置の内部で回転可能に設けてあるノズル駆動手段である。その６は、骨組み体の１階部分に、外部から被処理排ガスを受け取りかつ上記のフィルター装置の周囲に第１次処理済み排ガスをフィルター装置の周囲に供給可能に設けてあるサイクロンである。その７は、フィルター装置の周囲からの落下物又はフィルター部材の表面から除去されて落下した塵埃を回収するホッパーである。
【０００９】
上記の構成において、内部空間は、フィルター装置のメンテナンスを行うための作業可能なスペースであることを意味するとともに、中央部にフィルター装置が存在している階については、被処理排ガスの通路兼塵埃の浮遊スペース、及び塵埃の落下通路でもある。囲い板とは、周囲や上方から排ガスが漏れないようにして、被処理排ガスがフィルター装置の周囲からこれを透過して清浄化された排ガスを大気中に排出可能にするために、上記の骨組み体の周囲や天井部に固着させた遮蔽用板を指している。サイクロンは通常の集塵機に採用されているもので、本発明においては、排ガスの第１次処理を行うものとして公知技術を採用してある。また、ホッパーは集塵機の運転中及び運転を停止した時に落下する塵埃を受け止めて回収するもので、上記の内部空間の全平面をカバー可能に設けたものを指している。
【００１０】
上記の構成において、ごみ焼却炉等から排出された排ガスが、冷却塔により８００℃以上の温度から２００℃以下に急速に冷却されたものがサイクロンに供給される。サイクロンでは、約９５％の塵埃が除去され、低ダスト化した排ガスは骨組み体の２階から順に上昇してフィルター装置の周囲の内部空間に充満する。内部空間のフィルター装置周囲に充満した排ガスは、フィルター装置のフィルター部材を透過して内部に入り、さらにフィルター装置に設けてある天井板部の開口を経て集塵機外に排出される。一方、排ガスがフィルターを透過する際に透過出来ずにそこに付着した塵埃は、回動しているエアーノズルからの噴射エアーによって吹き飛ばされて内部空間内に押し戻される。エアーノズルのノズル圧は排ガスの圧力よりも高圧に設定してあるので、フィルターに付着した塵埃を容易に除去可能である。また、ノズルがフィルターの内周面に沿って常に移動する構成となっているため、排ガスのフィルター透過を妨げることはない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、集塵機を多重塔状の構成にし、かつ排ガス等の移動経路を単純化してあるため、構成が簡単かつ設置面積の小さいものとすることが出来る。また、構成が簡単であるが故に安価に製造可能であり、設置面積が小さいが故に設置場所の制約が少なくなることから厳しい条件下においても設置が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に発明の最良の形態としてダイオキシンを完全に生じないようにしたごみ焼却炉の排煙を処理するための集塵機を取り上げて説明する。この集塵機の被処理排ガスは、ごみ焼却炉の燃焼室内で８００℃以上の温度で２秒以上保持することによりダイオキシンを分解し、さらにこの集塵機に排ガスを導入する前処理として、冷却塔（図示略）により２００℃以下の温度まで急冷することによりダイオキシンの再発生を防止したものを対象としている。したがってこの集塵機に導入される被処理排ガスは、２００℃以下の温度になっているとともにダイオキシンを含まないものとなっている。
【００１３】
この集塵機は、図１〜３に示すように、鉄骨の組み立てにより平面形状が略正方形の塔状に形成してなる骨組み体１の内側に、後述のフィルター装置２１やエアーノズル３１を装着したものからなる。骨組み体１は、各鋼パイプを用いて４隅の柱部材１ａ，１ａ及び上下の梁部材１ｂ，１ｂを、図示していないボルトとナットとによって組み立ててある。骨組み体１の内部空間５は、鉄骨を組合せてなる格子床３，…によってあたかも５階建ての建物のように区分してある。以下、骨組み体１の内部空間５については、格子床３によって区画された空間を、建物と同様に１階〜５階（５ａ〜５ｅ）と呼ぶこととする。上記のフィルター装置２１やエアーノズル３１は、内部空間５の２〜４階（５ｂ〜５ｄ）の範囲にわたってそれらの設置されていることになる。
【００１４】
２階以上の骨組み体１の周囲及び天井部には、柱部材１ａの内側に、及び天井部の梁部材１ｂの下側に貼り付けてなる鋼板製の囲い板７によって内外を遮断してある。また、５階の格子床３の上には囲い板３ａが張り付けてあり、４階５ｅと５階５ｆの内部空間同士はフィルター装置２１の部分を除いて気密を保持してある（図２，図３参照）骨組み体１の一側部（図１，２右側）には、足場９及び梯子１１が設けてある。各階の足場９が対向する囲い板の範囲には、出入り口用扉（図示略）を設けて組立やメンテナンスの際に出入り可能としてある。また、内部空間５の２階〜４階にはフィルター装置２１を取り囲むように、手摺り１２，…が設けてある。
【００１５】
骨組み体１の１階５ａには、排煙の第１次処理装置として公知のサイクロン１３及び被処理排ガスを処理した結果生じるダストを収容するための公知のホッパー１５が、いずれも２階の格子床３に吊り下げるように設置してある。サイクロン１３は、導入された被処理排ガスに含まれる塵埃のうち約９５％を分離し、残りの微粒子塵埃を含む排煙を、２階以上の内部空間に送り出し可能としてある。サイクロン１３は、排ガスの導入ダクト１３ａ、バタフライ弁１３ｂ及び電気バイブレーター１３ｃを備えている。ホッパー１５にはバタフライ弁１５ｂ及び電気バイブレーター１５ｃを備えている。サイクロン１３の排煙導入ダクト１３ａは、上述の通り冷却塔（図示略）に接続してあり、更に遡ればこの冷却塔はダイオキシン除去処理可能なごみ焼却炉（図示略）に接続してある。
【００１６】
内部空間の２〜４階５ｂ，５ｃ，５ｄの中央部には、既述のフィルター装置２１が立設してある。図４、図５に示すように、フィルター装置２１は、円筒篭状に形成したフレーム２３の周囲全面にフィルター部材２５を巻き付けたものからなる。フレーム２３の胴体部２４は、図５、図６に示すように、円弧状に形成してなる等辺山形鋼（ステンレス鋼）を連結して円形にしたものを所定の間隔で配置した横筋２４ａと、これらの横筋に沿って平鋼（ステンレス鋼）からなる縦筋２４ｂを所定の間隔に、かつ長辺が放射状になるように配置して横筋２４ａに溶着したものからなる。図４に示すように、フレーム２３の胴体部２４は、上下方向に３分割してあり、各端部から３分の１の位置には、エアーノズル３１の回転軸３３（図７参照）を支持するための回転軸支持部材２３ａ，…が設けてある。回転軸支持部材２３ａの構成例としては、上記の横筋から中心部に向かう複数のアームの先端部が回転軸３３の周囲を取り囲むように配設したものがある（図５参照）。各回転軸支持部材２３ａは横筋２４ａに着脱可能としてあり、後述のエアーノズル３１をフレーム２１内に設置してから固定するようになっている。
【００１７】
胴体部２４の下端部には底板部２３ｂ、上端部には天井板部２３ｃが設けてある。天井板部２３ｃは胴体部２４の上端部を５階５ｅの格子床３に被支持可能にするために、胴体部から張り出した正方形のフランジ状に形成してある。フランジ状になっている部分は一部上記の床板３ａと重なってフィルター装置２１を支持している。胴体部２４の上端部と天井板部２３ｃの下面とは溶接により結合してある。天井板部２３ｃの中心部を所定間隔で挟む位置には、フィルター装置２１の内部と後述の排気ダクト５９とを連通させる開口２３ｅ，２３ｅが設けてある（図２参照）。胴体部２４の下端部は２階５ｂの格子床３の上に溶着してある。
【００１８】
フィルター装置２１に用いるフィルター部材２５は、ステンレス繊維又はフッ素樹脂繊維などを採用してあり、所定厚さの生地をフレーム２３の外周部に巻き付け、端部同士を縫い合わせて胴体部２４の周囲を全面にわたって覆うことにより塵埃の透過を阻止可能としてある。フィルター部材２５のフレーム２３への取り付けは、胴体部２４に安定的に支持可能とするとともに、噴射エアーが吹き付けられたときの変形を防止するために、金網等を用いて保持可能としてある。具体的には、図６に示すように、胴体部２４の周囲に、内側金網２７を巻き付けてある。また、フィルター部材２５の外周面にも外側金網２８を巻き付けてある。
【００１９】
エアーノズル３１は、図７（ａ）に示すように、垂直に設けてある回転軸３３と、この回転軸から直角に伸びるように設けてある分岐管３５，…と、これらの分岐管の各先端部に回転軸と並行に設けてあるノズル３７，…とからなる。分岐管３５は所定間隔毎に同図（ｂ）に示すように、反対向きに対にしたもの３本を１組としてある。ノズル３７は分岐管の各組み毎にそれらの先端部に接続してある。図８は、回転軸３３、分岐管３５，…及びノズル３７を拡大して示したものである。ノズル３７の先端面には、ノズル孔（図示略）が噴射エアーをフィルター部材の内周面に対して、縦方向に切れ目のない状態で吹き付け可能に配設してある。これらのノズル３７により回転軸３３が回転しながら噴射エアーを外向きに噴射すると、噴射エアーの移動軌跡が上下方向に隙間のない状態で、フィルター部材２５（図４、図５参照）の内周面に沿って移動可能となり、これにより移動軌跡の位置毎に、周期的にフィルター部材の表面に付着した塵埃を、全面に渡り吹き飛ばして除去可能となる。
【００２０】
図８に示すように、回転軸３３は、長手方向に通気孔を有する中空管を管継ぎ手３３ａ，…を用いて適切な長さに調節してある。図６参照に戻って、回転軸３３の上端部には、ソケットキャップ３８が被せてあり、回転軸３３とこのソケットキャップとの間は、メカニカルシール（図示略）を介在させることによりエアー漏れを防止可能としてある。ソケットキャップ３８のソケットには、コンプレッサーのホース（図示略）が接続してある。
【００２１】
図１、図３に示すように、回転軸３３は、４階の格子床３上に固定されたスラスト軸受け３３ｂを介して吊り下げられた状態に取り付けられており、上下で格子床３に取り付けられたラジアル軸受け３３ｃで支持し、中間の２か所でフレーム２３と一体の回転軸支持アーム２３ａ（図４参照）に取り付けられたラジアル軸受け３３ｃ，３３ｃで支持することにより横振れを防止してある。
【００２２】
図１，図２に示すように、ノズル装置３１は、４階５ｅに設けてあるノズル駆動手段４１によって、ノズル３７をフィルター装置２１内で回動可能としてある。ノズル駆動手段４１は、格子床３上に敷設された床面３ａ上に固定してある取付け台４３に支持されたモータ４５と、回転軸３３に取り付けてあるスプロケット３３ｇとを繋ぐチェーン４７とを備えたものからなる。モータ４５は、複数段階の変速又は無段変速可能なものを採用し、フィルター部材２５の表面への塵埃の付着度に応じて回転軸３３の回転数を切り替え可能とすることが望ましい。因みにこの集塵機では通常の状態における回転軸３３の回転数は３０ｒｐｍとしてある。このモータ４５は、単位時間当たりの被処理排煙量が変化する場合には、これに応じてこの回転数を増減することにより処理量の変化に対応可能とするとよい。
【００２３】
５階５ｅの内部空間は、図１、図２に示すように、外気を取り入れる常温スペース５ｅ１と、フィルター装置２１からの排ガス通路５ｅ２とを分離してある。ノズル駆動手段４１に高温排ガスが直接触れると故障の原因となることからノズル駆動手段４１を排ガスから隔離するようにしたものである。フィルター装置２１の排ガス上昇用の開口２３ｅ，２３ｅは、回転軸３３の両側（図２上下）に位置しているが、床面３ａ上には、回転軸３３の上端部よりも天井が高い外気ダクト５７が設けてある。外気ダクト５７は、上記の排煙上昇用の開口２３ｅ，２３ｅを回避する位置に設けることにより上記のとおり、ノズル駆動手段４１を排ガスと遮断している。上記の２つの開口２３ｅ，２３ｅの周囲は煙突状に立ち上げて排気フード５９としてある。排気フード５９は、外気ダクト５７の上方で、水平かつ後方向きに方向転換して囲い板７に設けた排出孔７ｇから処理済み排ガスを内部空間外に排出可能としてある。
【００２４】
囲い板７の外側に位置するように突出した排気フード５９の先端には、吸引ファン（図示略）が設けてあり、このファンにはさらに煙突を連結可能としてある。また、骨組み体１の一側部（図面左側）には、外気取り入れ口７ｈが設けてあり、ファン５８により常温スペース５ｅ１に外気を強制的に供給可能としてある。こうして取り入れられた常温の外気は、ノズル駆動手段４１の温度上昇を防止して骨組み体１の他側部（図面右側）に設けてある排出口７ｆから排出可能としてある。
【００２５】
次にこの集塵機の作用について説明する。集塵機の運転開始により約２００℃に冷却された排ガスが導入ダクト１３ａを経てサイクロン１３に導入される。サイクロン１３において第１次処理として、排ガス中に含まれる塵埃の約９５％が除去され、微粒子の塵埃を含む排ガスがサイクロン上部の排出口から２階の床格子３を経て２〜４階（５ｂ〜５ｄ）の内部空間に至る。排ガスの圧力は大気圧よりも高温・高圧になっているので、上記の内部空間５から低圧のフィルター装置２１内へ移動するように作用する。すなわち２〜４階（５ｂ〜５ｄ）の範囲は周囲が囲い板７によって遮蔽されているので、これらの空間に存在する排ガスは、大気圧になっているフィルター装置２１内に移動するためにフィルター部材２７を透過する。この時、排ガス中に含まれている塵埃は、フィルター部材２７によって透過を阻まれてその表面に付着する。
【００２６】
他方で、運転開始とともにエアーノズル３１も運転を開始し、ノズル駆動手段４１により回転軸３３が回転し、これと一体になっているノズル３７が円筒状になっているフィルター部材２７の内周面に沿って回動する。ノズル３７にはコンプレッサーからの高圧エアーが供給されているので、フィルター部材２５の内周面に噴射エアーを吹き付け、フィルター部材２５の表面に付着している塵埃を吹き飛ばして除去する。ノズル３７は常にフィルター部材２５の内周面に沿って移動しているので、フィルター部材の表面のうち、ノズルによる噴射エアーが作用している部位以外の範囲では、排ガスの透過はスムーズに行われる。噴射エアーにより内部空間へ吹き飛ばされた塵埃は再びフィルター部材２５の表面に付着するが、次にノズル３７が回ってくると再び吹き飛ばされるため、内部空間内の塵埃の濃度が高くなり、これが飽和状態になると自然落下してホッパー１５に回収される。また、集塵機の運転を停止させると、内部空間内の塵埃は全て落下してホッパー１５内に自然落下する。回収ホッパー１５及びサイクロン１３内に貯まった塵埃は、バタフライ弁１３ｂ，１５ｂを開けることにより取り出し可能となっている。サイクロン１３及びホッパー１５内の塵埃は電気バイブレーター１３ｃ，１５ｃにより落下容易となっている。
【００２７】
以上の説明において、各構造体の材質については、設備の規模や排ガスの種類または製造コストに応じて構造用鋼材からステンレス材まで適宜選択して採用すればよい。同様に、フィルター部材の材質についてもステンレス繊維、フッ素樹脂繊維、セラミック体の他、木工所など被処理ガスが低温の場合には化学繊維その他の繊維製フィルターなどの採用が可能である。また、内部空間の階数も任意であり、フィルター装置の回転軸支持部材の設置個所等も任意である。
【００２８】
本発明は、ごみ焼却からの排ガスを処理するための集塵機として説明してあるが、これに限定する趣旨ではなく、溶鉱炉や電気炉等からの排ガス処理または、木工所の換気設備の最終処理装置としてなど多方面に渡る適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は集塵機に関するものであるが、環境保全上必須の設備であることから、産業上不可欠の装置である。本発明に係る集塵機の採用は産業の発展に多大な貢献をするものであり、産業上の利用可能性を十分に備えるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】正面に位置する囲い板を取り外した状態における要部の構成を示す正面図である。
【図２】天井板を取り外した状態における平面図である。
【図３】側面の囲い板を取り外した状態における要部の構成を示す側面図である。
【図４】フィルターフレームの正面図である。
【図５】フィルターフレームの平面図である。
【図６】フィルター装置の外周部の拡大断面図である。
【図７】エアーノズルを示したものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図８】ノズルの構成要素の一部を拡大して示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１        骨組み体
５        内部空間
７，３ａ  囲い板
１３      サイクロン
１５      ホッパー
２１      フィルター装置
２３      フィルターフレーム
２５      フィルター部材
３１      ロータリーエアーノズル
３３      回転軸
３５      分岐管
３７      ノズル
４１      ノズル駆動手段
【図１】
2007181803.tif 000003
【図２】
2007181803.tif 000004
【図３】
2007181803.tif 000005
【図４】
2007181803.tif 000006
【図５】
2007181803.tif 000007
【図６】
2007181803.tif 000008
【図７】
2007181803.tif 000009
【図８】
2007181803.tif 000010