JPH02184360A - ガス流から固体粒子を分離するための装置及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス流から固体粒子を分離するための装置及
びシステムに関するものである。

さらに詳しくは、遠心分離器と粒体層フィルタとから成
ると共にこれらは共通な円筒状のハウジング中に構造的
に一体のユニットとして重なり合って配置され、前記遠
心分離器は下方に配置されると共に、ガス吸込部がその
接線方向に設けられかつ高さ■］であるハウジングの一
部と、このハウジングの一部の下方に連結されかつ排出
［」か設けられた集塵ビンと、その−Ｊ１壁を貫通しか
つその中央に配置されたガス排出管とを夫々具備し、前
記粒体層フィルタにおいて七から下へガス流か通過する
と共に、この粒体層フィルタは前記ガス排出管の周囲に
設けられた格子の十に配置された環状の粒体充填部と、
前記格子と前記−」１壁との間のハウジングの一部に設
けられたガス吐出部と、蓋とを夫々具備する装置及びこ
れらの装置の？！！＆を用いて構成されたシステムに関
するものである。

〔従来の技術〕

上述のような装置においては、フィルタ層中に沈積した
固体粒子（以Ｆ、ダストと称する）を定量的に除去しな
りればならない。このダスト除去は、一般に装置か通常
のガス流から遮Ｉ折されている間に、洗浄ガス流を用い
た逆流洗浄により行われる。

このような洗浄段階の期間及び頻度はその都度の要求に
よるが、一定の時間間隔に設定してもよいし、あるいは
洗浄段階に入るための所定の計測値を設けておいてもよ
い。原料ガスか量、温度、タスＩ・含有量について目立
った変動を伴わない場合には、単純なタイマーを用いる
ことができる。しかしこれらの変動が大きい条件下では
、別の制御を考慮する必要がある。この場合、浄化され
たガス中のダスト含有量について着目できるが適当では
ない。なぜなら、そのダスト含有量の測定は比較的コス
トがかかり、その測定のための閉制御系は余りも緩慢に
動作するからである。したがって、通常、夫々のフィル
タ層における圧ノｊ低下を測定するか、この圧力低下は
ダスト負荷と共に連続的に増大し、所定の値を越えたと
き単純かつ直接に洗浄段階に自動的に入るようにするた
めの制御信号を発生できる。

しかし、フィルタ層はしばしば不均一に分布するダクト
負荷を有するから、遠心分離器が前置されだね体層フィ
ルタにおいて上述のような方法ては満足ずへき結果を得
られないことか判明した。

換言すると、フィルタ層の一部か通常以下にしか用いら
れず、他の部分は次の洗浄段階までの間にタスＩ・によ
り過負荷となる。このために測定誤差か生しだけ、ある
いはもしタストにより過負イ：：ｊとなった部分を均一
なタスＩ−負荷か可能な程度までその都度逆流洗浄シス
テムによって完全に洗浄する場合、洗浄時間をかなり長
くしなけれはならない。洗浄時間か長くなると運転時間
と洗浄時間との比率か悪化し、通常のよう乙こ複数の装
置ユニットを用いる方式においてはタスト分離装置の運
転台数かそれに応じて減る。その結果、所定の使用目的
のためより多くの装置ユニノＩ〜を初めから設置しなけ
れはならなくなる。

フィルタ層における不均一な通気状態は、測定精度Ｇこ
対してだけてなく、運転二１スト（多くの洗浄用エアか
必要）及び設備コスｌ−（装置ユニソＩ・数の増大）に
対しても悪影響を与える。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、冒頭に述へた装置においてフィルタ層
のｊｍ気状態をより均一にすることによって、前記装置
を用いて経済的に脱ダストを実施できるようにすること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために本発明では、前記ガス吸込部
はその断面が長方形でありかつその長方形断面の高さは
前記高さＩ］の６０〜８０％、その幅は前記高さ■］の
２０〜３０％であると共に、前記ガス排出管はこのガス
排出管の軸に平行に延びたガス進路ガイド手段を具備し
ている。

フィルタ層におりる不均一なダスト負荷の原因は、ガス
流がしばしばフィルタ層の通気面の全体にわたって不均
一に分布すること、及びガス流がダスト濃度の低い部分
と高い部分とを含んでいることにあることが広範囲の研
究により明らかになった。どちらの現象も次のことに基
づいている。

すなわち、可能な限り均一な流れの関係においてのみ最
適に作動する粒体層フィルタに遠心分離器が前置された
場合、良好な分離効率のため逆にかなり異なった流れの
関係か必要であることである。

もし２つの分離器を構造的に可能な限り狭く配置しなげ
ればならない場合、遠心分離器において生じる外乱及び
粒体層フィルタにおけるガス流の異なった分布は極めて
強力に粒体層フィルタに作用する。なぜなら、それらの
分離器間には自動的にガス流を均一化するには十分でな
い（短ずきる）ガス流路が存在するからである。

本発明によれば、前記ガス排出管に設ジノられごのガス
（）１出管の軸に平行に延びたガス進路カイト手段によ
り上述の均一化が達成される。しかし、さらに前記ガス
吸込部の形状により分離効率の著しい改善が可能となる
。なぜなら、入ってくるガス流は従来のより正方形に近
い断面の場合に較べてはるかにダストの遠心分離に適す
るようになるからである。その結果、ガス流が粒体層フ
ィルタに入る前に著しく高い割合でダストが分離される
。

また、このように遠心分離器に入るガス流は、望ましく
ない渦や乱流をより少なく含むから、より効率的に再び
均一化できることが分かった。

本発明の２つの特徴により、流れ方向の横方向における
速度とダスト負荷とに関する著しい差を遠心分離器に対
して示すガス流が、粒体層フィルタにおける次のダスト
分離のため効果的に正されかつ均一化され得る。その結
果、既述した従来の欠点を実質的に取り除くことが可能
となり、装置全体の運転についてのコスｌが達成できる
。

また、前記ハウジングの一部の内径りはこのハウジング
の一部の前記高さＨと実質的に等しいことが好ましい。

前記ガス排出管の直径ｄは前記内径りの４４〜４８％で
あることが好ましい。

前記ガス進路ガイド手段が十字形に配置された２つのウ
ェブから成ると共にそれらの高さが前記内径りの１０〜
２０％であり、さらにこれらのウェブは、ごのウェブの
下端が前記ガス排出管のガス人口の面から前記内径りの
５〜１５％だけ−Ｆ方にずれるように配置されているの
が好ましい。

前記ガス排出管の前記粒体充填部の領域において前記内
径りの２０〜２６％に相当する長さにわたって前記内径
りの３５〜４０％に相当する直径ｄ１にまで収縮されて
おり、さらに、前記ガスＩノＩ出管８ばその上端で前記
内径りの４０〜４６％に相当する直径ｄ２を有し、さら
にまた直径ｄから直径ｄ１へのそして直径ｄ、から直径
ｄ２への夫々の変化は円１ｌｆｔ状であることが好まし
い。

また、固体粒子を分離するためのシステムとして、複数
の上述の装置がガス供給のための共通のダクト、ガス排
出のための共通のダクト及び洗浄ガスを供給するための
共通のダクトに夫々連結されて構造的に一体のユニソＩ
・に構成されてよい。

そして、このようなシステムにおいて、前記ガス排出ダ
クト及び前記洗浄ガス供給ダクト内に、閉鎖状態及び洗
浄のための逆流状態を夫々選択するために上述の装置の
各々が遮断装置を具備することが好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第５図を参照しながら
説明する。

第１図にその垂直断面を示す実施例の装置において、遠
心分離器】と粒体層フィルタ２とが共通の円筒状のハウ
ジング３中に構造的に一体のユニットとして重なり合っ
て配置されている。遠心分離器１に属するハウジングの
一部３ａは高さＨて、その接線方向にガス吸込部４を有
する。排出口６を有する集塵ビン５がハウジングの一部
３ａのＦ方に取り付けられている。中央部に設けられた
ガス排出管８ば、遠心分離器１の一１―壁７、格子９、
さらに粒体層フィルタ２の粒体充填部１０を貫通してい
る。粒体層フィルタ２に属するハウジングの一部３ｂは
、上方が蓋１２で閉じられ、格子９の下方にガス吐出部
１１を有する。このガス吐出部１１には洗浄エアの供給
ダクト１４の端が接続されている。この洗浄エアの供給
ダクト１４の作用は後述する第３図により詳細に説明す
る。本発明においては、ガス吸込部４は長方形の断面を
有し、この長方形はハウジングの一部分３ａの高さ〕　
１ Ｈの６０〜８０％の高さと、同じくその２０〜３０％の
幅を有する。さらにガス排出管８内には、この管軸に平
行に延びたガス進路ガイド手段１３が設けられている。

ダスト排出口６は、車輪状の弁に構成してもよい。集塵
ビン５の下部にある円錐形の蓋１５は、ガス系におりる
圧力変動の際にダス１〜が上昇して排出されるのを防く
ためのものである。

第１図と第２図（第１図のＡ−Ａ方向の横断面図）とか
ら明らかなように、本発明におけるガス吸込部４は、そ
の幅に対して相対的に大きい高さを有する。そのために
、ガス流がハウジングの一部３ａの高さ全体に極めてよ
く一様にゆきわだけ、それに伴って、非常に効果的に集
塵ができる。ダスト分離のさらに著しい改良が、ガス排
出管８内に断面か十字形のガス進路ガイド手段１３を設
りるごとにより達−１−られる。ごの手段１３により、
上向きのガス流中に生じる渦（接線方向からのガス流入
に基つく）はほとんど完全に防止でき、したがってはと
んと−様なガス流か粒体層フィルタ２の環状の粒体充填
部１０にもたらされる。

ガス進路ガイド手段１３を、第２図に示すように、例え
ばガス排出管８内に十字形に配置された二枚のウェブ１
３ａ、１３ｂにより構成することができる。

ガス流を一層均一化するには、粒体充填部１０の領域で
ガス排出管８に絞り部１６を設ける（第１図参照）。こ
れによりガス流は加速され、さらに均一化される。

環状の粒体充填部１０は、遠心分離器１により規定され
る直径の枠体に収容された場合、用途によっては小さず
ぎることがある。そのような場合には、第３図に示す他
の実施例のように二つの粒体充填部１０．１０ａを上下
に配置する。ガス排出管８ａへと全ガス流の一部（好ま
しくは約半分）が導びかれ、さらに蓋１２ａを有する」
二側のノ＼ウジングの一部３Ｃへ導かれ、最終的に格子
９ａと粒体充填部１０ａとを通り抜ける。このガス流は
ガス吐出部１１ａを通って浄化ガスの排出ダクト１７へ
導かれる。ガス流の残りの部分は、Ｍ１２を有Ａるハウ
ジングの一部３ｂから格子９と粒体充填部１０とを通っ
て流れ、ガス吐出部１］を経て浄化ガスの排出ダクト１
７に達する。

ｌした、第３図にＩｔ−粒体充填部ｌ０１１０．〕の逆
流洗浄のための遮断手段が示されている。ずなわら、ダ
ンパ２１．２１ｇ３が備えられ、−・定時間のタス（・
分離後あるいは一定の圧力低下時に逆流洗浄か必要にな
った場合、排出（吐出）ガス流路はタンパ２１．２＋２
に３上って遮Ｈｌ′ｉさ才ｊ７る。ダンパ２１．２１ａ
による排出ガス流路閉鎖後、アクチ８ａを通、って洗浄
ガス（エア）か各粒体層フィルタへ流入することかでき
る。そして、ごの洗浄ガスは格−ｒ９．９ａ及び粒体充
填部１０、］、　Ｏａを、通常のガス流とは逆方向に流
れ、その際にフィルタ層中の粒体材料か濾過作用に適す
るように掬体される。なお、第３図におりる符号３ａ、
７及び８は第１１２１と対応する同しものである。

第４１図は第；３し１に示す装置の平面図である。

また、第５図に示す別の実施例のシステムにおいて、複
数の遠心分離器１ａ〜１ｆが同数のガス吸込部４ａ〜４
ｆを介して原料ガスの配送のための共通のダクト２２に
連結され　互いに向い合って夫々配置されている。この
システムの場合、各々か前記遠心分離器１とこの上に直
接に配置された前記粒体層フィルタ２とをｆｊｉｉｉえ
た本発明による装置であることか肝要である。このよう
な複数配置には２つの理由かある。すなわち、■つば、
効率化のために遠心分離器か大きなガス流量を受は入れ
られるように、この遠心分離器を任意な大きい直径にし
ないでもすむことである。もう１°つは、ガス流路の遮
断を必要とする１つの粒体層フィルタの洗浄あるいは逆
流洗浄の際、ガス流速が余り大きくならないように、上
述の複数配置によりガス流路のための残りの断面積が十
分に確保てきることである。

さらにごのようなシステムを実施するための注意として
、ガスを浄化するために一括して必要とされる流路の断
面積を１つまたは複数の装置により増やし、他方で洗浄
または逆流洗浄のプログラムを、この（これらの）装置
により追加された流路の断面積だけが遮断されるように
設定することである。その結果、逆流洗浄段階か必要と
なったときてもこれとは無関係に必要な流路の断面積が
１００％仔効に利用−（きる。

【図面の簡単な説明】

置のＡ　−Ａ方向の横断面図、第３図は他の実施例を示
すもので２つの粒体層フィルタを上下に重ねて構成され
た装置の概略的な縦断面図、第４図は第３図に示す装置
の部分的な平面図、第５図は別の実施例を示すもので本
発明による装置の複数を具備するシステムの部分的な甲
面図である。 なお図面に用いた符号において、 １　　　・−−−−遠心分離器 ２　　　−　粒体層フィルタ ３−　　−−ハウジング 代 ハウジングの一部 ガス吸込部 集塵ビン 排出口 上壁 ガス排出管 格子 粒体充填部 ガス吐出部 蓋 ガス進路ガイド手段 理 人 土 屋 勝 ＼ゴ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガス流から固体粒子を分離するための装置であって
   、遠心分離器１と粒体層フィルタ２とから成ると共にこ
   れらは共通な円筒状のハウジング３中に構造的に一体の
   ユニットとして重なり合って配置され、 前記遠心分離器１は下方に配置されると共に、ガス吸込
   部４がその接線方向に設けられかつ高さＨであるハウジ
   ングの一部３ａと、このハウジングの一部３ａの下方に
   連結されかつ排出口６が設けられた集塵ビン５と、その
   上壁７を貫通しかつその中央に配置されたガス排出管８
   とを夫々具備し、 前記粒体層フィルタ２において上から下へガス流が通過
   すると共に、この粒体層フィルタ２は前記ガス排出管８
   の周囲に設けられた格子９の上に配置された環状の粒体
   充填部１０と、前記格子９と前記上壁７との間のハウジ
   ングの一部３ｂに設けられたガス吐出部１１と、蓋１２
   とを夫々具備する装置において、 前記ガス吸込部４はその断面が長方形でありかつその長
   方形断面の高さは前記高さＨの６０〜８０％、その幅は
   前記高さＨの２０〜３０％であると共に、 前記ガス排出管８はこのガス排出管８の軸に平行に延び
   たガス進路ガイド手段１３を具備することを特徴とする
   ガス流から固体粒子を分離するための装置。 ２、前記ハウジングの一部３ａの内径Ｄがこのハウジン
   グの一部３ａの前記高さＨと実質的に等しいことを特徴
   とする請求項１記載の装置。 ３、前記ガス排出管８の直径ｄが前記内径Ｄの４〜４８
   ％であることを特徴とする請求項１または２記載の装置
   。 ４、前記ガス進路ガイド手段１３が十字形に配置された
   ２つのウェブ１３ａ、１３ｂから成ると共にそれらの高
   さが前記内径Ｄの１０〜２０％であることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれか記載の装置。 ５、前記ガス排出管８内の前記ウェブ１３ａ、１３ｂは
   、このウェブの下端が前記ガス排出管８のガス入口の面
   から前記内径Ｄの５〜１５％だけ上方にずれるように配
   置されていることを特徴とする請求項４記載の装置。 ６、前記ガス排出管８の前記粒体充填部１０の領域にお
   いて前記内径Ｄの２０〜２６％に相当する長さにわたっ
   て前記内径Ｄの３５〜４０％に相当する直径ｄ＿１にま
   で収縮されていることを特徴とする請求項１〜５のいず
   れか記載の装置。 ７、前記ガス排出管８がその上端で前記内径Ｄの４０〜
   ４６％に相当する直径ｄ＿２を有することを特徴とする
   請求項６記載の装置。 ８、前記ガス排出管８において直径ｄから直径ｄ＿１へ
   のそして直径ｄ＿１から直径ｄ＿２への夫々の変化が円
   錐状であることを特徴とする請求項７記載の装置。 ９、請求項１〜８のいずれか記載の装置の複数がガス供
   給のための共通のダクト、ガス排出のための共通のダク
   ト及び洗浄ガスを供給するための共通のダクトに夫々連
   結されて構造的に一体のユニットに構成されていること
   を特徴とするガス流から固体粒子を分離するためのシス
   テム。 １０、前記ガス排出ダクト及び前記洗浄ガス供給ダクト
   内に、閉鎖状態及び洗浄のための逆流状態を夫々選択す
   るために請求項１〜８のいずれか記載の装置の各々が遮
   断装置を具備することを特徴とする請求項９記載のシス
   テム。