計測自動制御学会産業論文集
Vol.5, No.6, 35/42 (2006)

光ファイバセンサによるバグフィルタの寿命予知†島川 聡*，日向 滋*，鮑 力民*，
渡辺 義見**，木嶋 敬昌***，清水 秀彦****Evaluation of Life time of Bag-filter by Optical Fiber Sensor*

Satoshi SHIMAKAWA*, Shigeru HINATA*, Limin BAO ,*********Yoshimi WATANABE , Takamasa KISHIMA and Hidehiko SHIMIZUAn Experimental study to evaluate the life time of bag-filter by means of an optical fiber sensor isperformed. The measurement is based on the principle of detecting the start of the optical attenuation
due to the wear of optical fiber. The life time of optical fiber, the time it takes to wear the protective
polyimide film of optical fiber by collision of particulate injected from the nozzle is measured. It isfound that the rate of the amount of wear for fibrous plastic material is constant in any thickness of afiber at a given conveying velocity. Both life times of optical fiber and bag-filter are obtained under thevarious conveying velocities of impinging particles. It is shown that the life time of bag-filter can bepredicted by the experimental formula involving the measured value of the life time of optical fiber.
Key Words: bag-filter, optical fiber, wear, dust collector, incinerator

1.

フィルタ摩耗量測定方法 6)など幾つかの報告はなされている．

緒言

しかしながら，バグフィルタの摩耗は実際の機内構造に基づ

近年ゴミ焼却施設などの排ガス問題を抱える多くの施設で

く偏流，ダストの性状，ガスの性質や温度など多くの要因には，粉塵を含む有害ガス，ダイオキシンおよび重金属などを依存しておりその運転条件，履歴が明確に判らない限りフィ高効率で除去できる優れた方法としてバグフィルタが広く用ルタ摩耗量，すなわち，バグフィルタ寿命予知は困難である．

いられている．Fig.1 にパルスジェット式バグフィルタ集塵機

そこで本研究ではバグフィルタ安全性能向上の一つの試みの概略図を示す．パルスジェット式バグフィルタは機械振動として，機内のバグフィルタと同じ環境下にさらされるよう式や逆洗式のものと比べ濾過速度が大きく，連続運転が可能一緒に取付けた光ファイバセンサの摩耗寿命を知って，バグであるといった利点があり，ゴミ焼却施設，石炭ボイラ排ガフィルタの寿命を予知する計測法を提案する．

ス処理など多方面から需要がある．ところが，この集塵機に使用されるフィルタには粉塵による摩耗のため寿命があり，Clean gas

交換時期を誤ると大気中に汚染物質を排出してしまうというInject tube

重大な事故が発生する．このような事故を防ぐことは社会的要請である．しかし，現状では破損を未然に予知できないだ
けでなく，経験的な周期でフィルタ交換をしていることもあ
Pulse jet air

りコスト面でも不経済である．これまでにバグフィルタについてはバグフィルタ集塵機内の流れ 1)，摩耗のメカニズム 2), 3)，

Bag-filter

バグフィルタダスト払落し機構 4), 5)，強磁性体を用いたバグ† 第 48 回自動制御連合講演会で一部発表 (2005・11)*信州大学繊維学部**名古屋工業大学機械工学科***日本スピンドル製造(株)****東京特殊電線(株)*Faculty of Textile Science & Technology, Shinshu University.
**Department of Mechanical Engineering, Nagoya Institute of Technology.
***NIHON SPINDLE MFG. CO., LTD.
****TOTOKU Electric CO., LTD.
( Received May 22, 2006 )Exhaust gas
Dust

Rotary valve

Fig. 1 Dust collector of bag filter

35計測自動制御学会産業論文集
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単繊維摩耗実験装置を使って光ファイバの摩耗による光のノズル出口から光ファイバまでの距離を 20mm，衝突角θ

伝送量の減衰特性を種々の流動条件下で調べ，ついでバグフを 90°に設定し，摩耗実験を行なった．あらかじめノズルかィルタ試料片の基布繊維が摩耗により露出するまでの時間にら 20mm の位置で噴流の速度分布を調べ，光ファイバ繊維径ついても同じ流動条件にて調べる．これらの検討から光ファ内では一様な速度で衝突していることを確認した．代表速度

イバが摩耗により破損するまでの寿命時間とバグフィルタがとしてはこの噴流中央部での空気速度 (粒子噴出速度) Vm/s

摩耗により破損に至るまでの寿命時間の関係を明らかにし，を使用することとした．V は厳密には粒子衝突速度とは異な本計測法がバグフィルタ寿命予知に有用であることを示す．

るが，十分粒子が小さい場合には一致する．受光した光の伝送量は ADVANTEST 製 Q8230 光パワーメータを介してサンプリング周期 1s でパーソナルコンピュータに取込まれる．

2. 実験装置および実験方法
Fig.2 に単繊維摩耗実験装置の概略図を示す．寿命予知セン
サ材として候補にあげられている光ファイバを支持板に張力

3.

実験結果および考察を付加しない状態で設置した．支持板は 30×100ｍｍの鉄板3.1で作られており，噴流が繊維に衝突後板で直角半径方向に曲有力なセンサ材として考えられている光ファイバはコア径げられる場合と，支持板にφ16 の孔をあけ，そのまま衝突後50μm，クラッド径 125μm の材質が石英ガラスで，その外通過できる場合の二種類で行なった．

側にポリイミドを平均被覆厚さ 12.5μm で被覆したものであ

単繊維光ファイバ

投 光 側 に Photom 製 MODEL370H LED 安 定 光 源 ( 波る．この被覆材のポリイミドはセンサとしてフィルタに装着長:650nm)，受光側に ADVANTEST 製 Q82311 光パワーセン

した場合を想定しても耐熱性の面で優れており，バグフィルサを装着した．ゴミ焼却炉において発生するダストの粒子径タのフィルタ繊維素材としても多用されている．このほかには 1μm～120μm であることを考慮して，粒径 1μm～106μ市販の光ファイバとしてアクリル樹脂製光ファイバがある．

m の昭和電工製，粒度 F220 ホワイトモランダム(白色アルミバグフィルタのフェルト繊維素が主に樹脂素材であることをナ)を使用した．マイクロフィーダから一定供給量で粒子をコ考えてコア径 486μm，クラッド径 500μm，コア材としてポンプレッサより送られた空気流に入れ混相流とし，ノズル内リメチルメタクリレート樹脂，クラッド材としてフッ素樹脂

径 5.35mm のエアガンより噴出した．の光ファイバを被覆材の摩耗機構考察のために採用した．
3.2

①③④⑤⑥

A②光ファイバ寿命時間(1) ポリイミド被覆した石英ガラス光ファイバ寿命時間
ポリイミド被覆した石英ガラス光ファイバの摩耗がどのよ
うな摩耗機構によって進行し，その結果寿命に至るかを，単20mm

繊維摩耗実験装置を使用して調査した．

⑧⑪⑩⑨Fig.3 に光ファイバが摩耗するにつれて変化する光の伝送⑫量と摩耗時間の関係，およびそのときの光ファイバの断面写真を示す．写真で薄い白色円環部分がポリイミド被覆部であ⑦る．粒子噴出速度 V は 21.6m/s，平均粒子供給量は 2.02g/min①LED source②Air gun④Micro feeder⑤Pressure regulater ⑥Surge tank

③Hopper⑦Retainer⑩Optical power meter⑧Optical fiber⑪Computer⑨Optical sensor⑫Compressor

optical power meter

Anozzleθ

φ5 .3Life time of optical fiber

5Life time of optical fiber

20mm⑦⑧LED source

Fig. 2 Experimental apparatus

Fig. 3

Relationship between transmitted opticalpower and wearing times

36計測自動制御学会産業論文集
Vol.5, No.6, 35/42 (2006)の場合である．ポリイミド被覆の摩耗に要する時間は約

粒子噴出速度が遅くなると被覆材が摩耗されにくくなり，光3000s とその後の石英ガラスファイバの摩耗に要する時間ファイバ寿命時間は急激に長くなる．

800s に比べて被覆厚さ 12.5μｍと薄いにも拘らず長いことがFig.6 にポリイミド被覆厚さ 12.5μm の光ファイバについわかる．これはポリイミドが耐摩耗性材料であるためと考えて，異なる粒子噴出速度で摩耗実験したときの粒子噴出速度ている．また，ポリイミドと石英ガラスの主要摩耗機構が異と光ファイバ寿命時間の関係を示す．粒子噴出速度 V がなり，摩耗量が変わることも原因である．石英ガラスファイ

40.6m/s の場合で，光ファイバ寿命時間 Tf の計測における不バの摩耗の断面形状は後に示す樹脂ファイバのそれと比べて確かさについて調べた 7)．その結果，粒子衝突流の淀み点近くが脆性き裂により削られ平坦になっT f = 380 s ± 30 sている．ポリイミド被覆が摩耗により削り取られるまでは光(1)の伝送量に変化は見られないが，摩耗が進行し傷がクラッドとなった．ここで，380 s は平均値で，記号±に続く数は拡張表面に達すると急速にその伝送量は減少していき，やがて石不確かさ U の数値であり，U は平均値の標準不確かさ u(xi)=15

英ガラスコア部が破損して光の伝送量はなくなるという変化

s とν=9 の自由度に対する t 分布に基づく包含係数 k=2.26

特性を示す．ここで，光伝送量が急激に減少し始めるまでのから決定されたもので 95％の信頼の水準をもつと推定され時間を光ファイバ寿命時間 Tf とする．光ファイバ寿命時間はる区間を定める．この不確かさの主たる原因は被覆材の偏芯被覆材が摩耗により破損するまでの時間であり，被覆材の厚による厚さに偏りがあるためである．厚さは直接寿命時間にさを変化させることでその時間を制御できると考えられる．

関わるので実際のセンサとして使用するに当たっては製造方(2) 被覆厚さの異なる単繊維光ファイバ摩耗実験法に工夫が必要である．最小二乗回帰分析により求めた実験

Fig.4 にポリイミドの被覆厚さが異なる光ファイバを摩耗

式を示すとTransmitted optical power [nW ]したときの摩耗時間と光の伝送量の関係を示す．被覆厚さが6μm，9μm，12.5μm の光ファイバを使用した．粒子噴出速度 V は 21.6m/s，平均粒子供給量は 2.07g/min の場合である．
被覆が厚くなるほど光ファイバから光が漏れ出すまでの時間，すなわち，光ファイバ寿命時間が延びていることがわかる．被覆厚さを変化させることで光ファイバ寿命時間の制御が可能となる．光ファイバ寿命時間を制御しバグフィルタの破損時期と一致させることで，光の減衰量からバグフィルタ交換時期を検知できる．
(3) 異なる粒子噴出速度での単繊維光ファイバ摩耗実験
Fig.5 にポリイミド被覆の光ファイバを異なる粒子噴出速

90V (m/s)

8070

a30.460b23.750c

18.140d14.830abc

03000

6000

Fig. 5

Wearing times [s]Relationship between transmitted optical

20100度で摩耗実験したときの，摩耗時間と光の伝送量の関係を示す．光ファイバはポリイミド被覆厚さ 12.5μm のものを使用

d9000

12000 15000 18000

power and wearing times for the various

14.8m/s の場合である．平均粒子供給量は 2.02g/min である．

conveying velocities of impinging particles
105

Thickness (μm)

80
60

A

6B

9C

12.5

40
AB

C

2000Fig. 4

2000

4000
6000
Wearing times [s]Approximate line

[s]

100

Life time of optical fiber

Transmitted optical power[nW]

した．粒子噴出速度 V は 30.4m/s，23.7m/s，18.1m/s および

8000

Relationship between transmitted optical

7Tf = 6.70×10 Vr = -0.993

10437

11.9
14.8
16.8

21.6
3

23.71027.1
30.3
40.6

102102030 40 50
100
Conveying velocities [m/s]Relationship between the life time of opticalfiber and conveying velocities

values of coating thickness of the optical fiber

V (m/s)18.1

Fig. 6

power and wearing times for the various-3.26

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T f = 6.70 × 10 7 V −3.26

集がはじまる．これらの捕集機構については多くの研究があ(2)り，高橋によって詳しく纏められている 11), 12), 13)．となる．近似の良さを示す尺度の相関係数ｒは-0.993 である．

捕集機構と違って不織布のダストによる摩耗に関する研究

実験式に対する測定値 Tf の残差の相対標準偏差は 15.4％となは少なくまだ不明な点が多い 14)．バグフィルタ摩耗の機構にった．

は大きく分かれて二つ考えられている．一つは，払い落とし被覆材の摩耗量を寿命時間で除した単位時間当たりの摩耗作業時に発生するバグフィルタとそれを支持している籠状の量は粒子噴出速度の 3.26 乗に比例する．粉体がプラスチック金属フレーム（リテイナ）との接触摩耗である．これについ材料に衝突するときの摩耗量は，粒子衝突速度の 2～4.2 乗にては従来の繊維および繊維構造物摩耗の研究があり，摩耗試比例するという報告があり 8), 9)，本実験の水平円柱状のポリ験機による評価もなされている 15)．もう一つは粒子がバグフイミド被覆材の場合もそのべき数範囲に入る結果である．

ィルタ繊維素に慣性衝突することで生じる切削あるいは脆性

3.3

バグフィルタの粒子捕集と摩耗機構について破壊によるエロージョン摩耗である．このうちの後者のエロ(1) バグフィルタ濾布ージョン摩耗がバグフィルタ摩耗では主体的であるという実

濾過集塵装置は濾材に含塵ガスを通すことでダストを分機での測定報告がある 2)．

離捕集する装置である．濾過材として要求される特性として本研究で着目しているバグフィルタ摩耗はエロージョン摩は，濾過効率に優れていること，耐熱性，耐薬品性，払い落耗の場合である．粒子がバグフィルタ表面に貼り付けられたとし性に優れていること，機械的強度が挙げられる 10)．機械

光ファイバ素線およびバグフィルタ繊維素に慣性衝突して同的強度の中には引張り強度，破裂強度，耐摩耗性，耐折れ性時に摩耗損傷していくことを考えている．

がある．濾布には織布と不織布があり，本研究で扱うのは廃(3) アクリル樹脂製光ファイバによる摩耗観察実験

棄物焼却施設で広く使用されている不織濾布である．本摩耗

模式図に示すように，表面の付着粒子層によるダストのふ試験では，濾布に泉(株)製テファイヤを使用した．Table 1 にるい効果捕集が行なわれている場合，目詰まりを起こし気流濾布の特性値を示す．PTFE（テフロン）繊維 75%，ガラス繊が後方に抜けにくい状態で，表層に露出している繊維素にダ

維 25%を混合した短い繊維を PTFE 繊維の基布上に植えつけストが慣性衝突している部分と，目詰まりが無く気流が繊維て製造したフェルトである．Fig.7 にフィルタ表面写真を示

素の周りを通過し，ダストは繊維素に衝突している部分とがす．捕集効率向上のため表面に繊維素の毛羽立ちが見られる．

考えられる．そこで繊維の後方に気流が通過できる場合と，そうでない場合を模擬し，単繊維の後方に支持板がない場合と，ある場合での単繊維摩耗実験を行なった．

Table 1 Properties of bag filter

Weight (g/m2 )Thickness (mm)Fiber dia. (μm)

Foundation cloth

650
1.4
7.9

fiber

gas

dustgasFig. 8 Schematic diagram of a cross section of bag filter
Fig. 7

Photograph of bag filter
ポリイミド被覆材の摩耗形状は被覆厚さが薄く観察するこ(2) バグフィルタ繊維素による粒子の捕集と摩耗機構とが難しいので，ポリイミドではないが同じ樹脂製でコア部

Fig.8 に不織布バグフィルタの断面模式図を示す．不織布フまで作られている 3.1 で述べた太いアクリル樹脂製光ファイバを単繊維摩耗量の観察のために使った．

ィルタではまず慣性，拡散，さえぎりなどにより捕集される．
つぎに濾布上にダストが堆積してくると濾布内部に粒子が侵アクリル樹脂製光ファイバ繊維に粒子が衝突することで繊入していき，そこでふるい効果により捕集される．濾布に捕維が削り取られ摩耗していく過程の断面形状について光学顕集されたダストは堆積して，バグフィルタの圧力損失が増加

微鏡を使って調べた．粒子噴出速度 V は 40.6m/s，平均粒子する．このため，堆積したダストを適当な間隔で払い落とし供給量は 1.70 g/min である．
Fig.9 に単繊維の後方に気流が通過できない場合と，自由にする．払い落とし後，一次付着層が残された状態から再び捕38

計測自動制御学会産業論文集
Vol.5, No.6, 35/42 (2006)

通過できる場合について，繊維の最大摩耗箇所の断面写真を

Fig.10 に摩耗時間 t と繊維断面積 S の変化を示す．両者と示す．それぞれ摩耗時間は 1200s，2400s，3600s および 4800s

も断面積の減少量に違いは見られず，繊維の後ろを気流が通である．写真左側より水平に粒子が繊維に衝突している．粒過できない場合とそうでない場合では摩耗量の差はなく直線子の流れ方向と，繊維表面の接線とのなす角をθとおくとθ的に減少することがわかった．実験式は＝90°の淀み点のところ，すなわち，繊維断面写真では山型

S = −3.65 × 10 −5 t + 0.194の頂点部であり，この部分が衝突面の中でもっとも削れにくく，繊維を残していることがわかる．どちらの場合において(3)となり，相関係数 r は-0.997 となった．

も同様の結果であった．

耐摩耗性である薄いポリイミド被覆材の場合についても同じ樹脂製であるので，摩耗量が摩耗時間に比例する関係は同傾向を示す．
バグフィルタの繊維素の径は平均 7.9μm と細い．小さな
粒子径のダストが繊維素に衝突する場合は上述のエロージョ

250μm

ン摩耗機構によるとみてよい．しかし，繊維素より数倍も大250μm

きいダストの衝突では，繊維素を支えている張力の影響が考えられる．また，払い落とし行程後の堆積したダスト層表面からの繊維素の露出度，繊維素の軸方向も考慮する必要がある．

Cross sectional area [mm 2 ]

0.25
250μm

250μm

Attaching the retainer without a hole

250μm

Retainer with a hole

0.15

Approximate line-5
S = -3.65×10 t + 0.194
r = -0.997

0.10.0500250μm

Retainer without a hole

0.21000

2000

3000

4000

5000

6000

Wearing times [s]Fig. 10 Relationship between cross sectional area
and wearing times in the case of plastic fiber
3.4

バグフィルタ摩耗実験と摩耗寿命予知(1) バグフィルタ摩耗実験
250μm

流動条件はすべて単繊維摩耗の場合と同じで，摩耗実験機

250μmにバグフィルタ片を設置し摩耗実験を行なった．Fig.11 に摩耗実験後のバグフィルタ写真を示す．摩耗時間は 3600ｓ，4800ｓ，5400ｓおよび 10800ｓの場合で，粒子噴出速度 V はAttaching the retainer with a hole

30.4m/s 平均粒子供給量は 2.02g/min である．

Fig. 9 Photographs of cross section of optical plastic fiber

バグフィルタの摩耗量の定量的な評価方法に関する報告 6)

at various wearing times

はあるが，本研究に適用できる良い方法はない．そこで，こ山型の形状となるのは軟らかい繊維であるので，硬い摩耗

こでは噴流による最大摩耗深さに着目した．ボアスコープに子の粒子が繊維表面を滑るように削り取っていくエロージョ

よる目視観察によって基布の色（白色）とフェルト繊維素（黒ン摩耗の特徴である．流れの方向と繊維の摩耗面のなす角を茶色）の色の違いを利用した判定方法である．ここで，バグαとおくと，どの摩耗断面でも約α＝40°であった．これよ

フィルタの寿命時間 Tb をフィルタ内部の基布がわずかでもり断面形状については気流の通過条件による大きな差異は見露出するまでの時間とする．すなわち，フェルトが粉体によられなかった．これは繊維断面の前半部に当たる噴流が強くってクレータ状に削り取られ，破損がフィルタ厚さの約 1/2摩耗に寄与していて，後半部での流れは摩耗に強い影響を与に達するまでの時間である．フィルタ表面にある繊維の毛羽えないことを示している．

立ちが次第に消滅していき，摩耗時間が 3600ｓ，4800ｓでは39

計測自動制御学会産業論文集
Vol.5, No.6, 35/42 (2006)

両者とも細かい毛羽立ちはもはや確認できなかった．摩耗時

T b = 4 . 07 × 10 8 V − 3 .29

間が 5400s のとき基布の露出を確認した．この条件下でのバ(4)グフィルタ寿命時間は 5400s であると判断した．摩耗時間がとなる．近似の良さを示す尺度の相関係数ｒは-0.993 である．

10800ｓでは基布は完全に露出しており基布繊維も摩耗によ

実験式に対する測定値 Tb の残差の相対標準偏差は 10.3％とる破損が見られた．

なった．
バグフィルタの寿命時間 Tb とポリイミド被覆の光ファイ
バ寿命時間 Tf との間にはTb = 6.07 V −0.03 T f(5)なる関係式が得られた．
すなわち，粒子噴出速度 30.3m/s の場合，バグフィルタの方が 5.48 倍長い寿命時間となっている．
バグフィルタの基布が見えるまでのフェルト厚さは計測の結果，500μm である．また，このバグフィルタの空隙率，繊維素径がそれぞれ 0.80，7.9μm，粒子噴出速度が 30.3m/sであるとして，簡単な計算から約 32.1 本のフェルトの繊維素が厚み方向に並んでいることになる．一方，光ファイバ被覆材が厚さ 12.5μm まで摩耗するときに対応する摩耗面積 A0は幾何学的に求めて 1.4×10-3 mm2-3である．したがって，面2積 5.48×1.4×10 mm の被覆材が摩耗する時間はバグフィル
タの摩耗の寿命時間となる．この値をフェルトの繊維素径断面積 49×10-6 mm2 で割った値 157 は繊維素が常に衝突摩耗しFig. 11 Surfaces of bag filter at several wearing timesているとしたときの繊維素の摩耗本数である．ところが，実際は空隙率を考慮した露出確率で繊維素に衝突摩耗しているので，31.4 本になる．これは厚み方向に並んでいる繊維素数5Life times of opticalfiber and bag- filter [s]10に近い値である．このことはフェルト繊維集合体の摩耗機構

Optical fiber
Bag-filter
410は比較的大きい径の光ファイバ繊維の被覆に対する摩耗機構と違っていないことを示している．しかし，この計算ではAApproxim
pproximate
ate lineline
8-3.294.07×1010 VfTbb = 4.07
r = -0.993-0.9921）繊維素は全部削られる前に破断すること
2）繊維素の衝突角度は実際には 90°ではないこと
3）バグフィルタの正確な空隙率は不明であること

310などを考慮していない．バグフィルタの摩耗についてはさらに詳細な検討が必要である．
(2) バグフィルタ摩耗寿命予知

2101030 40 50
20Conveying velocities [m/s]

バグフィルタの最も重要な摩耗因子である運転速度情報，100

すなわち，粒子噴出速度について調べた結果，(5)式の関係式

Fig. 12 Comparison of life times of optical fiber andを得ることができた．これによりポリイミド被覆の光ファイ

bag filter for the various conveying velocities

バ寿命時間 Tf の計測と V の-0.03 乗の補正をすることによってバグフィルタの寿命時間を予知することが可能になった．

粒子噴出速度 V を変えて同様の摩耗実験を行なってバグフ

たとえば，粒子噴出速度 30.3m/s の場合，安全性を考慮し，ィルタ寿命時間を求めた．それぞれの粒子噴出速度に対してTb の 80%に達したときにフィルタ寿命を予知するセンサを考得られたバグフィルタ寿命時間を Fig.12 に示す．図には Fig.6

える．ポリイミド被覆材の摩耗量は寿命時間に比例するとしに示した光ファイバ寿命時間も加えてある．バグフィルタのて，センサの被覆材摩耗面積が(5.48×0.8)A0 となるような被寿命時間は粒子噴出速度の-3.29 乗に比例している．PTFE 繊

覆厚さを幾何学的に求めると 31.6μm となる．基本的には光維 75％，ガラスファイバ 25％からなっているバグフィルタ繊

ファイバの被覆材をバグフィルタの材質と同一にすることが維素材であるにも拘らず，このべき数はポリイミド被覆の光理想であるが，市販の光ファイバを使用するという制約条件ファイバ寿命時間の場合のべき数に近い値を示した．実験式がある現状では仕方がない．実際の集塵機内の環境を考慮す

を示すとると摩耗因子には，この他ダストの性状，温度などがあり Tb

40計測自動制御学会産業論文集
Vol.5, No.6, 35/42 (2006)と Tf の関係を順次調べる必要がある．

9)

また，このシステムの利点として，光ファイバの破損の位

10) 辻井澄生: バグフィルターの焼却炉排ガス処理への応用, 繊維置を知る技術を使うことにより，バグフィルタの局所的な破機械学会誌, 52-9, 381/386 (1999)

損位置を知ることも可能となることが挙げられる．
4.

北条, 津田: 高分子材料のエロージョン性, 潤滑, 30-4, 233/238(1985)

11) Hitoshi Emi, Kikuo Okuyama and Naoya Yoshioka: J.Chemical
Engineering of Japan, 6-4, 349/354 (1973)

結言12) 高橋幹二: 応用エアロゾル学, 200/204, 養賢堂 (1984)

光の減衰量からバグフィルタの寿命を予知する計測システ13) 日本粉体工業協会: バグフィルターハンドブック, 55/58, 産業

ムの開発を目的として実験を行なった．単繊維摩耗実験装置

技術センター (1977)

を使って光ファイバの摩耗による光の伝送量の減衰特性と寿命時間およびバグフィルタ試料片の基布繊維が摩耗により露

14) Yasuyuki Sato, Limin Bao and Kiyoshi Kenmochi: Proc.

出するまでの時間を種々の流動条件下で調べ，バグフィルタ

China-Japan Conf. on Mechatronics (Ueda), 55/56 (2005)
15) 川村, 池田: 布の摩耗に関する研究, 繊維機械学会論文集, 21-3,寿命予知センサとしての有用性を検討した結果，以下の結論8/15 (1968)を得た．
1.

光ファイバ被覆厚さを変化させることで光ファイバ寿命［著 者

時間を制御でき，バグフィルタ寿命予知センサとして有紹 介］用であることを確認した．
2.

島川

ポリイミド被覆材の摩耗による光ファイバ寿命時間は粒聡 （学生会員）
2005 年信州大学大学院工学系研究科機能機械学専
攻修了．現在同大学院総合工学系研究科システム開発工学専攻博士課程在学中．バグフィルタ集塵機のフィルタ摩耗に関する研究に従事．公害防止管理者
大気第一種，日本機械学会の会員．

子噴出速度の-3.26 乗に比例し，バグフィルタは-3.29 乗に比例することを明らかにした．
3.

被覆厚さ 12.5μm のポリイミド被覆光ファイバの寿命時
間とバグフィルタの寿命時間には Tb = 6.07V -0.03 Tf の関係がある．

4.

樹脂単繊維摩耗実験において，後方に気流が通過できない場合と，そうでない場合では繊維の断面形状，摩耗量に違いは見られない．単位時間当たり摩耗量は一定であ日向滋（正会員）

る．

1967 年東北大学大学院工学研究科原子核工学専攻修士課程修了，同年山形大学工学部助手，信州大学繊維学部助手，講師，助教授を経て，現在，信州大学繊維学部教授．専門は熱流体工学，混相流，主に気液二相流の流動と伝熱に関する研究に従事．日本混相流学会，日本機械学会，日本伝熱学会などの会
員．
（工学博士）

終わりに本研究の一部は平成 16 年度科学研究費補助金，基盤研究(B) (2)，14350105 の援助によったことを記しここに感謝の意を表す．実験に対して多大な援助を頂いた勝浦聡，福森梓，細井祐助，張歓嘉，向井俊哉の諸君に深く感謝いたします．
〔参考文献〕
1)鮑

力民

山下, 池森: バグフィルタ内の流れとダスト分離の様相, 日本

1982 年中国天津紡織工学院卒業．1994 年信州大学大学院工学研究科博士課程修了．同年信州大学繊維学部助手．講師を経て，現在信州大学繊維学部助教授．繊維とその構造材料の衝撃特性，エロージョンの研究に従事．日本機械学会，繊維学会などの会員．
（工学博士）

機械学会論文集(B 編), 52-475, 1040/1049 (1986)2)辻井, 木嶋, 中沢, 鮑: 粉体工学会研究発表会講演論文集, 55/56(2003)

3)

島川, 日向, 姫野, 鮑, 渡辺, 市村: 日本混相流学会年会講演会
2004 講演論文集, 315/316 (2004)

4)

金岡, 古内, 村井: パルスジェット式バグフィルターのダスト払い落し機構, 粉体工学会誌, 31-6, 424/429 (1994)

5)渡辺

能祖茂幸: バグフィルタのトラブルとその防止対策, 粉体と工1985 年名古屋工業大学金属工学科卒業，90 年東京工業大学大学院総合理工学研究科材料科学専攻博士課程修了，同年鹿児島大学工学部助手，北海道大学工学部助手，信州大学繊維学部助教授を経て，現在，名古屋工業大学大学院工学研究科おもひ領域教授．
専門は材料組織学．材料工学の研究手法を応用し，繊維工学の研究にも従事．日本機械学会，日本金属学会などの会員．
（工学博士）

業, 29-1, 55/70 (1997)
6)

Yu Hirai, Yoshimi Watanabe and Shigeru Hinata: Trans. Mater. Res.
Soc. Jpn., 29-5, 2073 / 2076 (2004)

7)

飯塚幸三: 計測における不確かさの表現のガイド, 63/67, 財団
法人日本規格協会 (1996)

8)

義見

高橋健次: 粉流体の耐摩耗設計, 13/18, 粉体と工業社 (1987)41

計測自動制御学会産業論文集
Vol.5, No.6, 35/42 (2006)

木嶋敬昌
1998 年金沢大学大学院自然科学研究科地球環境科学専攻修了．博士（工）.同年同研究科助手を経て，2001 年日本スピンドル製造（株）入社．マイクロ波
飛灰無害化装置，高温集塵装置などの開発に従事．
主にプロセス設計を担当．

清水秀彦
1993 年東京理科大学理工学部工業化学科卒業，同年東京特殊電線（株）入社．光ファイバーおよび応用製品の開発，製造技術に従事．

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