(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ容器（１０）の内部に上下に複数の段をなして配設されていて、互いに横間隔をおいて配列された複数個の支持集合管（７）に接続された、片側が閉じられ、かつ未処理ガスを外側から内側へ導入してガスを浄化する複数個のセラミックス製のフィルタキャンドル（６）を用いた含塵ガス、とりわけ含塵熱ガスの浄化のための装置において、それぞれの段において、前記支持集合管（７）と該支持集合管にそれぞれ接続された前記フィルタキャンドルとでそれぞれ一つのフィルタモジュ−ル（３、４、５）を構成し、該フィルタモジュールが扇形に複数個に分割されて、未処理ガスに関して互いに分離された複数個のフィルタセグメント（１８）を形成していること、各フィルタセグメント（１８）の複数個の支持集合管（７）がそれらと同一の平面内にある一つの清浄ガス集合導管（８）とそれぞれ連結されて連通していること、各清浄ガス集合導管（８）の中に清浄ガス側からガスの流れ方向に逆行して清掃用衝撃ガスを吹き込むための清掃ランス（１９）がそれぞれ突出していること、及び、それぞれの段のフィルタモジュール（３、４、５）の中心部に前記支持集合管（７）及びフィルタキャンドル（６）が存在しない空間（２４）が形成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
フィルタ容器（１０）の内部に上下に複数の段をなして配設されていて、互いに横間隔をおいて配列された複数個の支持集合管（７）に接続された、片側が閉じられ、かつ未処理ガスを外側から内側へ導入してガスを浄化する複数個のセラミックス製のフィルタキャンドル（６）を用いた含塵ガス、とりわけ含塵熱ガスの浄化のための装置において、それぞれの段において、前記支持集合管（７）と該支持集合管にそれぞれ接続された前記フィルタキャンドルとでそれぞれ一つのフィルタモジュ−ル（３、４、５）を構成し、該フィルタモジュールが扇形に複数個に分割されて、未処理ガスに関して互いに分離された複数個のフィルタセグメント（１８）を形成していること、各フィルタセグメント（１８）の複数個の集合管（７）がそれらと同一の平面内にある一つの清浄ガス集合導管（８）とそれぞれ連結されて連通していること、各清浄ガス集合導管（８）の中に清浄ガス側からガスの流れ方向に逆行して清掃用衝撃ガスを吹き込むための清掃ランス（１９）がそれぞれ突出していること、及び、それぞれの段のフィルタモジュール（３、４、５）の中心部に前記支持集合管（７）及びフィルタキャンドル（６）が存在しない空間（２４）が形成されていること及び、各フィルタセグメント（１８）の前記複数の支持集合管（７）が各フィルタモジュール（３、４、５）の中心点を通る中心線の両側に該中心線に対して対称に配列されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
清浄ガス集合管（８）がフィルタセグメント（１８）の中心線に沿って配設され、支持集合管（７）が該中心線の両側において清浄ガス集合管（８）に接続されて連通していることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
清浄ガス集合管（８）の流れ断面が流れ方向に増加することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
清浄ガス集合管（８）がフィルタ容器（１０）の壁部を貫いて外へ通じていることを特徴とする請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
清浄ガス集合管（８）が円環状に形成され、フィルタセグメント（１８）の支持集合管（７）を外側から取り囲んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項７】
清浄ガス集合管（８）がフィルタ容器（１０）の壁部を貫いて外へ通じる同心配列の清浄ガス管（９）を具備することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
１つのフィルタモジュール（３、４、５）清浄ガス集合管（８）または清浄ガス出口管（９）の、フィルタ容器（１０）の壁部を貫いて外へ突出する端部が、フィルタモジュール（３、４、５）の平面でフィルタ容器（１０）の外側に取り付けた清浄ガス環状管（１１）に接続し、清浄ガス環状管（１１）が共通の清浄ガス導管（１２）と連結されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
フィルタ容器（１０）の壁部を貫いて外へ突出する清浄ガス集合導管（８）または、清浄ガス出口管（９）の端部にそれぞれ清掃ランス（１９）の１つが差し向けられていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
各フィルタセグメント（１８）が支持構造体によりフィルタ容器（１０）の壁部に個別に支持されており、該支持構造体上に受台（２２）が配設され、その上にフィルタセグメント（１８）が温度上昇時に容器中心側に摺動し得るように摺座し、各清浄ガス集合導管（８）が当該のフィルタセグメント（１８）の固定点としてフィルタ容器（１０）の中に保持されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
支持構造体が管部材（２１）からなることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
支持構造体が冷却されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１３】
フィルタ容器（１０）、清浄ガス環状管（１１）及び清浄ガス導管（１２）が内側に耐火ライニングを具備することを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は片側が閉じられているセラミックス製のフィルタキャンドルを用いた、請求項１の上位概念に基づく含塵ガスとりわけ含塵熱ガスの浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の集合管の上に起立し又は複数の集合管から吊り下げられたセラミックス製のフィルタキャンドルを有する熱ガスフィルタは欧州特許第４３３６３７号明細書により知られている。これらの集合管はフィルタ容器の内部に互いに平行にかつ横間隔をおいて、上下に複数の段に配設され、清浄ガス集合室に接続されている。清浄ガス集合室はフィルタ容器の中に形成され、出口管が接続されている。フィルタキャンドルは時間間隔をおいて衝撃ガスで清掃される。その際、フィルタキャンドルから剥離された塵埃は、下段のフィルタキャンドルへ行く途中の未処理ガスと混合され、このフィルタキャンドルに再び集積される。塵埃のこの再集積とそのため必要な同じ塵埃の２回又は３回の清掃が衝撃ガスの消費を増加する。衝撃ガスはきれいであり、事情によっては特別に処理され、いずれにしても高い圧力にしなければならない。
【０００３】
欧州特許第１２９０５３号明細書により知られている熱ガスフィルタでは、フィルタキャンドルは互いに上下に配設された複数個の穴あき板に吊り下げられ、穴あき板にそれぞれ清浄ガスの排出のための円錐形フードが接続されている。フィルタキャンドルから剥離された塵埃はその下にあるフードの斜面に沿ってすべるようになっている。ところが、剥離された塵埃は、このような構成にも拘らず、例えば、穴あき板の下で乱流により未処理ガスによって運ばれ、下段のフィルタキャンドルに再び集積して了う可能性がある。
【０００４】
欧州特許第１２９０５３号明細書により公知の熱ガスフィルタにおけるすべての穴あき板は、フィルタ容器に支えられた清浄ガス排出用の中心案内管に連結されている。該案内管には任意に高い荷重をかけることはできないから、フィルタ容器に格納される穴あき板とフィルタキャンドルの数は限られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、フィルタキャンドルをグループ毎に清掃することができ、清掃のための衝撃ガスの消費を引き下げることができるようにした上記種類の装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記種類の装置において、この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴項に記載の構成によって解決されたのである。本発明の好ましい実施態様については請求項２〜１３を参照されたい。
【０００７】
【発明の効果】
フィルタ装置を互いに独立のフィルタモジュールに区分し、各フィルタモジュールをガス側の面が互いに分離された複数個のフィルタセグメントに分割することによって、上下に段階状に配設されたフィルタキャンドルが同時に清掃されることがないように、清掃の順序を定めることが可能になる。支持集合管を清浄ガス集合導管に関して対称に配列することによって、衝撃的に逆流する清掃ガス流が両側へ変向されるから費用のかかる変向装置を使用しないで済ませることができる。
【０００８】
上から来る同心の未処理ガス流とフィルタモジュールのそれぞれの高さで直ちに排出される清浄ガスとによって、未処理ガス流の対称な流れ条件が生じる。その結果すべてのフィルタキャンドルへの塵埃の進入が均等化され、それと共に清掃に必要な衝撃ガスが節約される。
【０００９】
請求項１０によりフィルタ装置を互いに独立のフィルタモジュールに分割し、各フィルタモジュールを複数個のフィルタセグメントに分割することによって、各フィルタセグメントをフィルタ容器の壁部に個別に支えることが可能になる。こうしてフィルタ装置には重量の理由から、上下に配設された複数のフィルタモジュールが装備される。例えば、６個以上のフィルタモジュールを上下に配設することが可能であるから、同等の濾過面を格納する場合、フィルタ容器が細身に作られる。支持集合管及びフィルタキャンドルの中心部に空いている空間は、フィルタセグメントの熱膨張の吸収のために利用される。更にこの自由空間を組立穴として使用することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の幾つかの実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳しく説明する。
【００１１】
好ましくは円筒形の、場合によっては高圧に対して設計され、蓋２７で閉じたフィルタ容器１０は、蓋２７の中心部に配設された浄化すべき未処理ガスのための入り口接続管１を有する。フィルタ容器１０の下部は、分離された塵埃の排出のための出口接続管１７を具備するホッパ１６として形成されている。入口接続管１の下に、斜め下に向いた偏向面を具備する分配装置２がある。この分配装置２は入口接続管１を通って中央を流れる未処理ガスの流れを斜め下及び横へ、かつ中から外へフィルタキャンドル６へと導く。
【００１２】
フィルタキャンドル６は片側が開放したセラミックス製の中空体（管状のセラミックフィルタ）であって、その開放端は直線状の支持集合管７の上に起立する。各支持集合管７は互いに間隔をおいて平行に配列されており、それぞれの清浄ガス集合導管８に接続されている。清浄ガス集合導管８は支持集合管７と同じ平面にある。また、フィルタキャンドル６に開放端を取り囲む段部を設けて、この段部で支持集合管７に吊り下げることもできる。
【００１３】
清浄ガス集合導管８はそれら集合導管に所属する支持集合管７及びそれら集合管に接続されたフィルタキャンドル６と共に１つのフィルタモジュールを構成する。フィルタ容器１０の中に複数個のこのようなフィルタモジュールが上下に多段状に配設されている。図１には、３個のこのようなフィルタモジュール、即ち上部フィルタモジュール３、中央フィルタモジュール４及び下部フィルタモジュール５が示されており、それぞれ全体としてのフィルタの１つの段をなす。
【００１４】
各フィルタモジュール３、４、５は複数個の扇形のフィルタセグメント１８に分割されている。該フィルタセグメント１８はガス側の面が互いに分離されている。各フィルタモジュール３、４、５の中央に、支持集合管７によって空けられ、中央開口部２４をなす空間が残っている。それぞれ同じ大きさの６個以下又はそれ以上のフィルタセグメント１８を設けることができる。図２によればフィルタモジュール５は３個のフィルタセグメント１８に分割されている。
【００１５】
各フィルタセグメント１８の支持集合管７は他のフィルタセグメントの支持集合管が連結されている清浄ガス集合導管８とは別個の清浄ガス集合導管８に連結されている。各支持集合管７はフィルタセグメント１８の中心点を通る中線に対して対称に配列されている。図２及び６によれば清浄ガス集合導管８は支持集合管７を外側から取り囲み、円環形に形成されている。なお、支持集合管７はＶ形に又は対称軸と平行に配列することもできる。円環形の清浄ガス集合導管８は対称軸に配設された同心配列の清浄ガス出口管９と連結される。この清浄ガス出口管９はフィルタ容器１０の壁部を貫いて外へ通じている。
【００１６】
図７及び８によれば清浄ガス集合導管８はフィルタセグメント１８の対称軸に沿って配列され、支持集合管７がその両端部において清浄ガス集合導管８に接続されている。この清浄ガス集合導管８はいずれもフィルタ容器１０の壁部を貫いて外に通じている。各清浄ガス集合導管８の流れ断面は、体積流量の増加に応じて清浄ガスの流れ方向に拡大されている。流れ断面の拡大は、清浄ガス集合導管８の幅及び／又は高さ方向に行うことができる。
【００１７】
外に通じている清浄ガス出口管９（図１、２、３、６）又は清浄ガス集合導管８（図７、８）は同じ平面でフィルタ容器１０の外に配管された清浄ガス環状管１１に接続される。清浄ガス環状管１１は共通の清浄ガス導管１２に接続されている。
【００１８】
フィルタ容器１０の壁部を貫いて外に突出する各清浄ガス出口管９又は各清浄ガス集合導管８の端部に清掃ランス１９が差し向けられている。フィルタキャンドル６の清掃のために、この清掃ランス１９によって衝撃ガスが吹き込まれる。清掃は各フィルタセグメント１８ごとに個別に行われる。
【００１９】
図５に示すように、フィルタ容器１０の壁部、蓋２７及びホッパ１６と清浄ガス環状管１１及び清浄ガス導管１２は内側に耐火ライニング２３を具備することができる。
【００２０】
フィルタモジュール３、４、５の各フィルタセグメント１８は単数個又は複数個の支持構造体によりフィルタ容器１０の壁部に個別に支持される。支持構造体は、図３のように単数個又は複数個の折り曲げた管部材２１からなる壁ブラケットとして形成される。特に熱ガス濾過器として使用する場合は、管部材２１に冷却媒体を貫流させるようにする。この場合、該支持構造体には貫流する冷却媒体のための二重外被を具備させるとよい。
【００２１】
支持構造体として使用される管部材２１の上に受台２２が配設されている。受台２２は２枚の横ウエブを担持する１枚の垂直ウエブからなっている。この受台２２のウエブの上に２つの隣接するフィルタセグメント１８の支持集合管７が摺座する。フィルタセグメント１８の固定点は、各清浄ガス出口管９または各清浄ガス集合導管８がフィルタ容器を貫く貫通部に配置されている。こうして個々のフィルタセグメント１８は温度上昇の時に受台２２の上で摺動しつつ容器中心側に膨張することができ、高い温度や高い差圧で問題を起こす特別の補償装置は不要である。従って、１０００℃以下の熱ガスでフィルタを使用する場合、温度上昇による材料膨張が個々のフィルタセグメント１８に影響するだけである。機械的に互いに分離されたフィルタセグメント１８をこのように配列すれば、支持構造体にはそれぞれ個々のフィルタセグメント１８の重量しか作用しない。そこで、フィルタ装置は、互いに上下に併設された多数のフィルタモジュールを装備することが可能となる。そして、大きな濾過面を格納しても、フィルタ容器１０を細身に作ることができる。上述の原理により構成された４個のフィルタモジュールを上下に併設したフィルタ装置を図１０に示してある。
【００２２】
図１０において、各フィルタモジュール４、５は鉄板からなる灰出し外被１５によって、その上に配設されたフィルタモジュール３、４から隔離されている。この灰出し外被１５は円筒部１３と円錐部１４とからなり、上下にある２つのフィルタモジュール３、４、５の間のフィルタ容器１０の内室を橋渡しする。図１及び２の実施形態では灰出し外被１５の円筒部１３が当該のフィルタモジュール３、４、５のフィルタキャンドル６を外側から取り囲み、少なくともフィルタキャンドル６の上縁まで達する。灰出し外被１５の下縁は清浄ガス集合導管８に密接して溶接されている。支持集合管７を図７及び８に示すように配列すれば、円筒部１３が外側の支持集合管７に接続される。円錐部１４は上へ細まり、その上にあるフィルタモジュール４、３の、支持集合管７によって空けられた開口部２４に移行する。円錐部１４は管部材２１からなる支持構造体に固定される。円筒部１３と円錐部１４との間の接合部２０は重ね合わせてあり、摺動継手として摺動するように構成されている。上部フィルタモジュール３を取り囲む灰出し外被１５には円錐部１４がない。その代わり円筒部１３の上縁が蓋２７又はフィルタ容器１０の壁部と連結されており、結合部に摺動継手を設けることができる。
【００２３】
フィルタキャンドル６にたまる塵埃は、時間間隔をおいて清掃ランス１９が短時間吹き込む衝撃ガスによってキャンドルの表面から剥離される。剥離した塵埃は灰出し外被１５を通り過ぎ、灰出し外被１５とフィルタ容器１０の壁部の間のギャップとに沿って導かれ、ホッパ１６に到達する。その際剥離した塵埃は未処理ガスともはや接触しない。未処理ガスは灰出し外被１５の内側でそれぞれその下に配設されたフィルタモジュール４、５のフィルタキャンドル６に流入するからである。すでに剥離された塵埃と、フィルタキャンドル６へ行く途中の未処理ガスとが混合し、同じ塵埃が再びたまることはもはやあり得ない。フィルタキャンドル６の清掃のために必要な、この目的のために必要であり、事情によっては特別に処理され、いずれにしても高圧にしなければならない大量の衝撃ガスがこうして節約される。
【００２４】
フィルタ容器１０の壁部と灰出し外被１５の間に形成された灰出し用環状ギャップは小さく選定することができる。ブリッジの形成の危険が減少される。灰出し外被１５の両側に等しい圧力が働くので、灰出し外被１５は僅かな肉厚しかなくてよい。
【００２５】
上から来る同心の未処理ガス流とフィルタモジュール３、４、５のそれぞれの高さで直ちに排出される清浄ガスとにより、未処理ガス流の対称な流れ条件が生じる。その結果すべてのフィルタキャンドル６への塵埃の進入が均等化され、それと共に清掃に必要な衝撃ガスが一層節約される。
【００２６】
灰出し外被１５の変型を図９に示す。この場合は灰出し外被１５の円筒部１３が支持集合管７によって空けられた、開口部２４をなす空間に配設されている。円筒部１３はフィルタモジュール３、４、５のフィルタキャンドル６を内側から画定し、支持集合管７と連結されている。円筒部１３に接続する円錐部１４は上方へ拡がり、図９によればその上に配設されたフィルタモジュール４、５の円環形清浄ガス集合導管８と連結される。上部フィルタモジュール３の中央自由空間は板２６で閉鎖されている。各フィルタモジュール３、４、５のフィルタキャンドル６は外側を案内外被２５で取り囲まれる。灰出し外被１５の機能は前述の灰出し外被１５の機能と同様である。入口接続管１を通って進入する浄化すべき未処理ガスは上から垂直に上部フィルタモジュール３のフィルタキャンドル６に到達する。未処理ガスの別の一部は灰出し外被１５とフィルタ容器１０の壁部の間を下に向かい、その下に配設されたフィルタモジュール４、５に流入する。そこで未処理ガスは案内外被２５と灰出し外被１５の円筒部１３に案内されて、上から垂直に当該のフィルタモジュール４、５のフィルタキャンドル６に到達する。フィルタキャンドル６から清掃によって剥離された塵埃は、灰出し外被１５の内側に沿って、かつその下にあるフィルタモジュール４、５のフィルタキャンドル６を通り過ぎて、未処理ガスと再度接触することなく導かれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るガス浄化装置の一例の縦断面図である。
【図２】  図１のII−II断面図である。
【図３】  図１の細部Ｚを示す拡大面図である。
【図４】  図３のVI−VI断面図である。
【図５】  本発明に係るガス浄化装置の別の例の縦断面図である。
【図６】  図１のガス浄化装置の内部構造の一例を示す図１のII−II断面図である。
【図７】  図１のガス浄化装置の内部構造の別の例を示す図１のII−II断面図である。
【図８】  図１のガス浄化装置の内部構造の他の例を示す図１のII−II断面図である。
【図９】  本発明に係るガス浄化装置の他の例の縦断面図である。
【図１０】  本発明に係るガス浄化装置のさらに他の例の縦断面図である。
【符号の説明】
３    フィルタモジュール
４    フィルタモジュール
５    フィルタモジュール
６    フィルタモジュール
７    支持集合管
８    清浄ガス集合導管
９    清浄ガス出口管
１０  フィルタ容器
１１  清浄ガス環状管
１２  清浄ガス導管
１８  フィルタセグメント
１９  清掃ランス
２２  受台
【図１】
0003764914.tif 000002
【図２】
0003764914.tif 000003
【図３】
0003764914.tif 000004
【図４】
0003764914.tif 000005
【図５】
0003764914.tif 000006
【図６】
0003764914.tif 000007
【図７】
0003764914.tif 000008
【図８】
0003764914.tif 000009
【図９】
0003764914.tif 000010
【図１０】
0003764914.tif 000011