JP2000237518A - ガスフィルター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な構造材料で構成することができ、同時
に清浄ガスの熱回収を行うことができるガスフィルター
装置を提供する。 【解決手段】 円筒状の胴部を有する外筒２の内側に円
筒状の内筒３を設け、外筒２の壁面と内筒３の壁面とに
筒状のセラミックフィルター１０を放射状にかつ多段に
配置・固定し、前記内筒３の内壁に沿ってボイラ水管２
２を配置する。排ガスは、ガス導入口７から外筒２と内
筒３との間の内部空間に導入され、セラミックフィルタ
ー１０の内部を通って清浄ガスとなって内筒３の内部空
間に導入され、ボイラ水管２２内を流れる冷却用水によ
り冷却されてガス導出口９から排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物焼却炉、焼
却灰の溶融炉等にて発生するダストを含む高温の排ガス
を処理するガスフィルター装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃棄物焼却炉や焼却灰溶融炉など
から発生するダストを含む排ガスを集塵する際には、主
として電気集塵器もしくはバグフィルターが用いられて
きた。しかし、近年になって電気集塵器ではダイオキシ
ンが再合成されるなどの問題点が指摘され、バグフィル
ターが多用されるようになってきている。ところが、こ
のバグフィルターを用いる場合、耐熱性に限界があるこ
とから、排ガスをバグフィルターに導入する前にその温
度を１５０℃〜２００℃程度に減温することが必要にな
る。

【０００３】ところで、近年、高温ガスに対しても適用
可能なフィルターとして、耐熱性を有する多孔質のセラ
ミックフィルターが開発され、実用に供されている。こ
のセラミックフィルターは、固体で１０〜２０μｍの貫
通孔を持ち、この中に排ガスを通過させることによって
その排ガス中のダストを除去するもので、その形状とし
ては棒状、平板状など任意のものを製造することが可能
である。

【０００４】図５に、セラミックフィルターを用いた典
型的な集塵器の概略構造（従来のバグフィルタと同構
造）が示されている。図示のように、この集塵器５０に
おいては、棒状もしくは板状に形成されたセラミックフ
ィルター５１がケーシング５２の上部に設けられた隔壁
５３に垂直に懸架され、ケーシング５２の下部にガス入
口５４が、ケーシング５２の上部にガス出口５５がそれ
ぞれ配されている。また、セラミックフィルター５１の
外表面や細孔内に付着したダストを払い落とすためにパ
ルス管５６が設けられている。ここで、セラミックフィ
ルター５１の長さは、取り扱いやメンテナンスに比較的
容易な１〜２ｍ程度とされている。

【０００５】このように構成される集塵器５０におい
て、排ガスはガス入口５４よりケーシング５２内に導入
され、セラミックフィルター５１の細孔内を通過するこ
とによりダストが除去されてケーシング５２の頂部に達
し、清浄ガスとしてガス出口５５から排出される。な
お、排ガスがセラミックフィルター５１を通過する際
に、このセラミックフィルター５１の外表面や細孔内に
ダストが付着して目詰まりを起こすので、ダスト払い落
とし用のパルス管５６によって定期的に空気のパルスを
与えながらセラミックフィルター５１の細孔内を逆流さ
せてダストをケーシング５２の底部に落下させる。この
ケーシング５２の底部に蓄積したダストはその底部に配
されるコンベア５７により排出される。

【０００６】しかしながら、図５に示される構造の集塵
器５０においては、セラミックフィルターが１〜２ｍ程
度の長さであることから、このセラミックフィルター１
個当たりの排ガス通過量が少なく、集塵効率を上げるた
めにはこのセラミックフィルターの数量を増やすことが
必要になる。一方、集塵器の設計上や設置面積上から集
塵器１基の大きさ、言い換えればその排ガス処理容量に
は限界があり、大容量の排ガス処理を行う場合には集塵
器の台数を増やすことが必要になる。すなわち、複数基
の集塵基を並列設置するとともに、設置面積の都合上、
縦方向に積み重ねるように設置する必要がある。また、
このような集塵器の複数設置に伴ない、ダスト搬出装置
も複数基必要になる。

【０００７】このような問題点に対処するために、セラ
ミックフィルター１個の長さを例えば３〜５ｍ程度に長
くして、集塵器１基当たりの排ガス処理容量を増加させ
ることも考えられるが、このようにした場合にはセラミ
ックフィルターの取り扱いやメンテナンスが難しくなっ
てしまう。すなわち、フィルタを上端で固定しているた
め、ガス流れや払い落し時の振動に伴うフィルタ同士の
接当、フィルタの損傷、集塵器のオーバーホールやセラ
ミックフィルターの取り換えの際に、セラミックフィル
ターの固定部がケーシングの内部にある上に、セラミッ
クフィルターを垂直に上方へそのセラミックフィルター
の長さ分だけ持ち上げねばならず、またそれに必要な作
業空間を装置上部に確保しなければならない等の問題点
がある。

【０００８】前述の問題点を解消するために、本出願人
は特願平１０−３３０５６８号において、円筒状の胴部
を有する外筒の内側に円筒状の内筒を設け、外筒の壁面
と内筒の壁面とに筒状のセラミックフィルターを放射状
にかつ多段に配置・固定し、排ガスを外筒と内筒との間
の内部空間に導入し、セラミックフィルターの内部を通
して内筒の内部空間から排出させるガスフィルター装置
を提案している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この既
提案のガスフィルター装置においては、前記外筒と内筒
との間の内部空間に導入される排ガスが高温であるとと
もに、セラミックフィルターを経て内筒の内部空間を通
る清浄ガスも高温であるため、前記内筒を耐熱性の高い
材質で構成する必要があり、コスト高になるという問題
点がある。

【００１０】また、前記内筒の内部空間を通過する清浄
ガスは高温のまま回収されるため、前記ガスフィルター
装置の下流側に熱回収設備を設ける必要があり、それに
必要な空間を確保しなければならない問題点が生じると
ともに、これによってもやはりコスト高になるという問
題点がある。

【００１１】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、安価な構造材料で構成することが
でき、同時に清浄ガスの熱回収を行うことができるガス
フィルター装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述さ
れた目的を達成するために、第１発明によるガスフィル
ター装置は、円筒状もしくは多角形状の胴部を有する外
筒とその外筒の内側に設けられる円筒状もしくは多角形
状の内筒とを有するケーシングと、一端部が前記外筒の
壁面に固定されてその開口が閉止されるとともに、他端
部が前記内筒の壁面に固定されてその開口が内筒の内部
空間に開放される筒状のセラミックフィルターと、前記
外筒と内筒との間の内部空間に排ガスを導入するガス導
入口と、前記内筒の内部空間から除塵後の清浄ガスを導
出するガス導出口とを備え、前記内筒の内壁に沿って内
部に冷却用水が流通する１つもしくは複数のボイラ水管
が配されていることを特徴とするものである。

【００１３】第１発明においては、ダストを含む排ガス
がガス導入口から外筒と内筒に囲まれた内部空間に導入
され、この内部空間に配される筒状のセラミックフィル
ターの細孔を通ってそのセラミックフィルターの内部を
通過し、ダストが濾過されて清浄ガスとなってそのセラ
ミックフィルターの開口から内筒内に導入される。この
内筒内に導入される清浄ガスは、内筒の内壁に沿って設
けられるボイラ水管内を流れる冷却用水により、熱が回
収されて低温となってガス導出口から外部に排出され
る。なお、このセラミックフィルターの外表面および細
孔内に蓄積されたダストは必要に応じて逆洗される。

【００１４】第１発明によれば、内筒の内壁に沿って配
されるボイラ水管内の冷却用水が清浄ガスの熱を回収す
るとともに、内筒自体の熱をも回収するため、内筒に高
耐熱材料を使用する必要がなく、安価な構造材料で内筒
を形成することができる。したがって、コストを低下さ
せることができるという効果を奏する。また、簡易な構
成で内筒内の清浄ガスを低温状態でガス導出口から排出
することができるため、前記ガス導出口の下流側に従来
必要とされていた熱回収設備を設置する必要がなく、ス
ペース的な制約を排除でき装置全体を小型化することが
できるという効果を奏する。さらに、これに伴ってコス
トの低減を図ることができる。

【００１５】次に、第２発明によるガスフィルター装置
は、四角筒状の胴部を有する外筒とその外筒の相対向す
る２面に略平行に配される２枚の平板により形成される
内筒とを有するケーシングと、一端部が前記外筒の壁面
に固定されてその開口が閉止されるとともに、他端部が
前記内筒の壁面に固定されてその開口が内筒の内部空間
に開放される筒状のセラミックフィルターと、前記外筒
と内筒との間の内部空間に排ガスを導入するガス導入口
と、前記内筒の内部空間から除塵後の清浄ガスを導出す
るガス導出口とを備え、前記内筒の内壁に沿って内部に
冷却用水が流通する１つもしくは複数のボイラ水管が配
されていることを特徴とするものである。

【００１６】第２発明においては、第１発明と同様に、
ダストを含む排ガスがガス導入口から外筒と内筒に囲ま
れた内部空間に導入され、この内部空間に配される筒状
のセラミックフィルターの細孔を通ってそのセラミック
フィルターの内部を通過し、ダストが濾過されて清浄ガ
スとなってそのセラミックフィルターの開口から内筒内
に導入される。この内筒内に導入される清浄ガスは、内
筒の内壁に沿って設けられるボイラ水管内を流れる冷却
用水により、熱が回収されて低温となってガス導出口か
ら外部に排出される。こうして、第１発明と同様の効果
を得ることができる。

【００１７】前記各発明において、前記ボイラ水管は、
内筒に形成されるガス通路の開口間に少なくとも一部が
埋め込まれるように配置されているのが好ましい。こう
することにより、より確実に清浄ガスの温度を低下させ
ることができるとともに、内筒の熱回収を行うことがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明によるガスフィルタ
ー装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ
説明する。

【００１９】図１に、本発明の一実施例に係るガスフィ
ルター装置の水平断面図（ａ）および外形（左半部）並
びに垂直断面図（右半部）（ｂ）が示され、図２に図１
（ａ）の部分拡大図（ａ）および図１（ｂ）の部分拡大
図（Ｐ部拡大図）（ｂ）が示されている。

【００２０】本実施例のガスフィルター装置１は、円筒
状の胴部を有する外筒２とその外筒２の内側に同心円状
に設けられる円筒状の内筒３とを有するケーシング４を
備えている。このケーシング４には、外筒２と内筒３と
に囲まれた内部空間を画成するために、上部に蓋体５
が、下部に断面逆三角形状の環状ホッパ６がそれぞれ設
けられ、前記蓋体５の一部に排ガスを導入するガス導入
口７が穿設されている。同様に、内筒３の内部空間を画
成するために、下部に蓋体８が設けられるとともに、上
部に清浄ガスを導出するガス導出口９が設けられてい
る。なお、図には明示されていないが、環状ホッパ６の
下部にはダスト搬出用のコンベア（例えばスクリューコ
ンベア）が配されている。

【００２１】前記外筒２と内筒３との間には複数個の円
筒状（もしくは角筒状）のセラミックフィルター１０が
配されている。これらセラミックフィルター１０は、内
筒３の中心軸を中心として水平方向に放射状に、かつ上
下方向に多段に配されている。本実施例の場合、一段に
１８個ずつのセラミックフィルター１０が上下方向に２
５段配され、合計４５０個のセラミックフィルター１０
が収納されていることになる。

【００２２】図２に示されているように、前記セラミッ
クフィルター１０は、一端部（外側端部）が栓体１１に
よってその開口を閉止されて他端部（内側端部）のみが
開口するようにされている。このセラミックフィルター
１０の固定部位には、外筒２の壁面に貫通孔１２が穿設
されるとともに、内筒３の壁面に、セラミックフィルタ
ー１０の内径と略同径のガス通路１３が穿設され、この
ガス通路１３の外側端部がやや大径とされてその大径部
にセラミックフィルター１０の他端部が嵌合固定される
ように構成されている。

【００２３】前記外筒２の外側面には前記貫通孔１２を
取り囲む位置に４本のスタッドボルト１４が立設され、
これらスタッドボルト１４の先端部に板状体１５がナッ
ト１６にて固定されている。また、この板状体１５の内
面と前記栓体１１の先端部との間には第１の圧縮コイル
バネ１７が張架され、この第１の圧縮コイルバネ１７に
よって栓体１１を介してセラミックフィルター１０を内
筒３の外壁面に向けて押し付ける付勢力が付与される。
なお、セラミックフィルター１０と貫通孔１２との間に
形成される空隙部をシールするために、この空隙部には
外側からシール材１８が詰め込まれ、このシール材１８
が第２の圧縮コイルバネ１９の付勢力によって、セラミ
ックフィルター１０の外周面に嵌め込まれた環状体２０
を介して押圧されるようになっている。

【００２４】前記セラミックフィルター１０の組付けに
際しては、このセラミックフィルター１０の一端部に栓
体１１、板状体１５、圧縮コイルバネ１７，１９および
環状体２０を組付けた状態で、このセラミックフィルタ
ー１０の他端部を外筒２の貫通孔１２に挿通し、所要部
にシール材１８を詰め込んでそのセラミックフィルター
１０の他端部を内筒３のガス通路１３の大径部に押し付
ける。この後、圧縮コイルバネ１７，１９を圧縮させて
板状体１５をナット１６にてスタッドボルト１４に固定
する。一方、セラミックフィルター１０を交換のために
取り外す際には、ナット１６を緩めてそのセラミックフ
ィルター１０を栓体１１、板状体１５、圧縮コイルバネ
１７，１９および環状体２０とともに外方へ引き抜くこ
とになる。

【００２５】本実施例においては、内筒３の内側空間
に、各ガス通路１３に対向してパルス管２１が設けら
れ、これらパルス管２１から個々のセラミックフィルタ
ー１０に逆洗用の空気が供給されるようになっている。
こうして、セラミックフィルター１０の外表面や細孔内
に付着したダストは定期的に逆洗される。また、前記内
筒３の内側空間に配置されるパルス配管２１，２１間、
言い換えればガス通路１３，１３間で、かつ内筒３の内
壁に一部を埋め込むように複数のボイラ水管２２が設け
られ、これらボイラ水管２２内を冷却用水が流されるよ
うになっている。

【００２６】このように構成されているガスフィルター
装置１においては、ガス導入口７からダストを含む排ガ
スが外筒２と内筒３とに囲まれた内部空間に導入される
と、この排ガスは各セラミックフィルター１０の細孔を
通ってそのセラミックフィルター１０の内部に入り、ダ
ストが濾過されて清浄ガスとなってそのセラミックフィ
ルター１０の開口端である内側端部からガス通路１３を
通過して内筒３の内部空間に導入される。この内筒３内
に導入される清浄ガスは高温であるが、ボイラ水管２２
内を流れる冷却用水がその熱を回収してその冷却用水が
温水又は蒸気となり、その清浄ガスの温度を低下させ
る。この清浄ガスは、内筒３内からガス導出口９を介し
て系外に排出される。

【００２７】また、前記排ガス中のダストは、セラミッ
クフィルター１０の外表面および細孔内に蓄積されてお
り、前記パルス管２１より定期的に送られる空気により
逆洗される。この逆洗により生じたダストは、外筒２と
内筒３との間に内部空間の下部に配されている環状ホッ
パ６に溜まり、ダスト搬出用のコンベアにて系外に排出
される。

【００２８】本実施例のガスフィルター装置１によれ
ば、内筒３の内壁に沿って配されるボイラ水管２２内の
冷却用水が内筒３自体の熱を回収するため、内筒３に高
耐熱材料を使用する必要がなく、安価な構造材料で内筒
３を形成することができる。したがって、コストを低下
させることができるという効果を奏する。

【００２９】また、本実施例によれば、ガスフィルター
装置１内にボイラ水管２２を設置するという簡易な構成
で前記内筒３内の清浄ガスを低温状態でガス導出口９か
ら系外に排出することができるため、前記ガス導出口９
の下流側に従来必要とされていた熱回収設備を設置する
必要がなくなり、スペース的な制約を排除でき装置全体
を小型化することができるという効果を奏する。また、
これに伴ってコストの低減を図ることができるという効
果を奏する。

【００３０】本実施例では、外筒２および内筒３を円筒
状に形成したものを説明したが、図３に示されるよう
に、これら外筒２’および内筒３’は四角筒に形成して
も良い。この場合、セラミックフィルター１０は外筒
２’および内筒３’の相対向する面に水平に並列に配さ
れるとともに、上下方向に多段に配されている。また、
前記セラミックフィルター１０，１０間で、前記内筒
３’の内壁に一部が埋め込まれるようにボイラ水管２２
が設けられている。これ以外の構成および作用等につい
ては前記実施例のものと基本的に異なるところがないの
で、その詳細な説明を省略することとする。なお、図３
に示される例では、外筒２’および内筒３’の断面形状
を正方形としたが、この断面形状は矩形であってもよ
い。また、これら外筒および内筒は四角筒に限ることは
なく、その他の多角筒であってもよい。

【００３１】図４には、本発明の更に他の実施例が示さ
れている。この実施例においては、外筒２”が四角筒に
形成され、内筒３”が外筒３”の相対向する２面に貫通
する形で２枚の平板にて形成されており、セラミックフ
ィルター１０は外筒２”と内筒３”の相対向する面に水
平にかつ多段に設置されている。また、前記セラミック
フィルター１０，１０間で、前記内筒３”の内壁に一部
が埋め込まれるようにボイラ水管２２が設けられてい
る。これ以外の構成および作用等については前記各実施
例のものと異なるところがない。なお、本実施例の場
合、ガスフィルター装置の１基当たりの排ガス処理量を
増すためには、セラミックフィルター１０の段数を増し
て高さを増すようにしても良いし、あるいは列数を増す
ようにしても良い。

【００３２】また、前記各実施例においては、ボイラ水
管２２が内筒３（３’，３”）の内壁に一部が埋め込ま
れるように設置されているが、これに限らず、内筒３
（３’，３”）の内壁に接するように配置されていても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係るガスフィルタ
ー装置を示す図であって、（ａ）は水平断面図、（ｂ）
は外形並びに垂直断面図である。

【図２】図２（ａ）（ｂ）はそれぞれ図１（ａ）（ｂ）
の部分拡大図である。

【図３】図３は、本発明の他の実施例に係るガスフィル
ター装置の水平断面図である。

【図４】図４は、本発明の更に他の実施例に係るガスフ
ィルター装置の水平断面図である。

【図５】図５は、従来の集塵器を示す図である。

【符号の説明】

１ ガスフィルター装置 ２，２’，２” 外筒 ３，３’，３” 内筒 ４ ケーシング ５ 蓋体 ６ 環状ホッパ ７ ガス導入口 ８ 蓋体 ９ ガス導出口 １０ セラミックフィルター １１ 栓体 １２ 貫通孔 １３ ガス通路 １４ スタッドボルト １５ 板状体 １６ ナット １７ （第１の）圧縮コイルバネ １８ シール材 １９ （第２の）圧縮コイルバネ ２０ 環状体 ２１ パルス管 ２２ ボイラ水管

フロントページの続き (72)発明者 鮫島 良二 兵庫県尼崎市金楽寺町２丁目２番33号 株 式会社タクマ内 (72)発明者 麻生 知宣 兵庫県尼崎市金楽寺町２丁目２番33号 株 式会社タクマ内 (72)発明者 鵜飼 英一 京都市伏見区竹田鳥羽殿町６番地 京セラ 株式会社内 (72)発明者 山口 新一 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社鹿児島国分工場内 Ｆターム(参考） 4D019 AA01 BA05 BB01 BC12 CA03 CB01 CB04 4D058 JA02 JB06 JB41 KA03 KB05 LA01 RA12 SA20 UA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状もしくは多角形状の胴部を有する
   外筒とその外筒の内側に設けられる円筒状もしくは多角
   形状の内筒とを有するケーシングと、一端部が前記外筒
   の壁面に固定されてその開口が閉止されるとともに、他
   端部が前記内筒の壁面に固定されてその開口が内筒の内
   部空間に開放される筒状のセラミックフィルターと、前
   記外筒と内筒との間の内部空間に排ガスを導入するガス
   導入口と、前記内筒の内部空間から除塵後の清浄ガスを
   導出するガス導出口とを備え、前記内筒の内壁に沿って
   内部に冷却用水が流通する１つもしくは複数のボイラ水
   管が配されていることを特徴とするガスフィルター装
   置。
2. 【請求項２】 四角筒状の胴部を有する外筒とその外筒
   の相対向する２面に略平行に配される２枚の平板により
   形成される内筒とを有するケーシングと、一端部が前記
   外筒の壁面に固定されてその開口が閉止されるととも
   に、他端部が前記内筒の壁面に固定されてその開口が内
   筒の内部空間に開放される筒状のセラミックフィルター
   と、前記外筒と内筒との間の内部空間に排ガスを導入す
   るガス導入口と、前記内筒の内部空間から除塵後の清浄
   ガスを導出するガス導出口とを備え、前記内筒の内壁に
   沿って内部に冷却用水が流通する１つもしくは複数のボ
   イラ水管が配されていることを特徴とするガスフィルタ
   ー装置。
3. 【請求項３】 前記ボイラ水管は、内筒に形成されるガ
   ス通路の開口間に少なくとも一部が埋め込まれるように
   配置されている請求項１または２に記載のガスフィルタ
   ー装置。