JPH0243913A

JPH0243913A - フィルター

Info

Publication number: JPH0243913A
Application number: JP63192843A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Iwata; 岩田　和美; Keizo Shimada; 島田　恵造
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1988-08-03
Publication date: 1990-02-14

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］本発明は固体粒子を含むガスまたは液体の濾過用のフィ
ルターに関するものである。更に詳細には、固体粒子を
含むガスまたは液体を高温で濾過処理したり、捕捉され
た可燃性粒子を燃焼処理するのに好適なフィルターに関
するものである。

［従来の技術］固体粒子を含むガスまたは液体の被濾過流体から粒子を
除去するためには、２戸材の持つ細孔が分離すべき粒子
よりも小さいか、または粒子が細孔の上に架橋して孔の
大きさをせばめることか必要でおる。このような濾過処
理におけるン戸材を総称してフィルターと呼ぶ。フィル
ターによる濾過操作は、固体粒子を含むガスまたは液体
から粒子を分離するのに最も簡便で一般によく用いられ
る方法である。

この方法において、濾過処理を常温より高い一定の温度
で行う場合、特に被濾過流体が高温でかつ濾過処理も高
温で実施する必要のある場合、フィルター基体を収納し
た容器ごと高温にするために外部から加熱し、温度制御
をしなければならない。

それは、例えば固体粒子が有用な場合であって、濾過過
程で温度の変化があると、濾過固体粒子がフィルターに
固着したり、固形物同士が架橋して融着するために、固
体粒子の収量が少く、フィルターの使用可能な時間が短
いことや、時にはフィルターの再生が困難になるという
マイナス面があるためである。そして、濾過処理温度が
５００℃以上の高温では、濾過処理温度の変化が、しば
しば目的とする固体粒子の性状や物性を損ねてしまう。

そのため高温での濾過処理温度のコントロールは極めて
重要である。

また、固体粒子が不用な場合の濾過では、フィルターが
再生使用可能なことは実用上大切でおる。

再生法として固体が可燃物の場合、使用したフィルター
を燃焼炉で焼却処理したり、燃料を添加して燃やす等の
方法がとられている。高温濾過では上記の如くフィルタ
ーに固体が固着し再生が困難な場合が多く、この時はフ
ィル゛ターは使い捨てにけざるを得ない。

［発明が解決しようとする課題］濾過処理温度を至温より高い温度、待に５００℃以上の
一定温度に制御することは可成り大がかりな付帯設備を
特徴とする特に濾過された固体粒子が不要な場合は除去
コストが高くつき、不経済である。

また、フィルターの焼却再生処理においても、フィルタ
ー基体に堆積した相当量の可燃性固体が次々と自燃する
ために再生処理時のフィルター自身の温度が１５００℃
にも達し、フィルター基体の溝成材料が損傷するという
問題が必る。

本発明は、かかる高温にあける高温濾過に適し、また、
フィルターの燃焼処理による再生で損傷プることのない
新規なフィルターを提供しようとするものでおる。

［課題を解決するための手段１上記課題は、本発明に係る導電性を有する多孔′Ｘｑヒ
ラミックからなるフィルター基体を備え、該フィルター
基体には被濾過流体の方向に連通した空隙を有し、かつ
該フィルター基体の両端部に電極を配して上記フィルタ
ー基体に通電することにより発熱せしめるようになした
ことを特徴とするフィルターによって達成される。

以下、図面を参照しつつ本発明を説明する。第１図およ
び第２図は、それぞれ本発明のフィルターの一例を示す
正面図および断面図である。第１図において、１は多孔
質円筒状のフィルター基体であり、該多孔質円筒状フィ
ルター基体は、耐熱性を有する導電性のセラミックで構
成されている。

かかるセラミックの材料は、炭化珪素、珪化モリブデン
、ランタンクロメート、炭化チタン、ジルコニアおよび
酸化１ヘリウムからなる群から選ばれた少なくとも一種
が好ましいが、他の導電性のセラミックを含んでもよい
。導電性セラミックとしては、珪素と炭素との結合（−
Ｓｉ−Ｃ−）を主成分とする炭化珪素（シリコンカーバ
イト）が、電気的特性および耐熱性の双方に優れている
ため、特に好ましい。

かかるフィルター基体１は、空隙率（多孔質部における
空隙の体積／多孔質郡全体の体積）が、５％以上、好ま
しくは１０〜５０％の範囲内にあり、かつ該空隙の１０
％以上が被濾過流体の流通方向に連通しているのが好ま
しい。多孔質部分の構造は、その製造法と深く関係する
が、例えば、発泡体状の多孔質構造や焼結体状の多孔質
構造等が好適な構造である。

フィルター基体の多孔質部の孔の大きさは、除去目的の
固体粒子の大きざによって、０．０５〜１００μｍの範
囲の適当な大きさであればよいが、好ましくは、除去目
的の固体粒子径の最小サイズより僅かに小さい孔径であ
る。多孔質部の孔の大きさの分布は、多孔質部の全部に
わたって均一な大きさでもよいが、好ましくは被濾過流
体の入口側表面の孔径を小さくし、多孔質部の厚さ方向
に沿った流体の出口側表面に近づくにしたがって孔径を
大きくした分布がよい。

フィルター基体の形状は、濾過過程あるいは再生過程で
充分な強度と破損しにくい構造であれば如何なる形状で
あってもよい。例えば、平板状。

中空円筒状、中空の多角形柱状、モノリス状、リーフ状
またはハニカム状のフィルター形状をとることができる
。

フィルター基体の構造は、多孔質セラミックの均一材料
であってよく、また強度補強の他の材料と組み合わせた
構造体であってもよい。ざらにフィルター基体の内部に
補強用の耐熱性繊維を含んだものでもよい。

該フィルター基体に用いられる材料の体積固有抵抗は、
使用温度範囲において１０−４〜１０３Ω・ｃｍが好ま
しい。またセラミックの種類によっては抵抗の温度係数
が負の材料もあるので、５００〜１２００℃の高温での
体積固有抵抗は上記範囲の材料が好ましい。多孔構造体
としての体積固有抵抗値は、１０−３〜１０４　Ω・ｃ
ｍが好ましい。

かかる導電性を有する多孔質セラミックからなるフィル
ター基体１は、例えば本発明者らが提案した米国特許第
４．７４３．４１１号に記載のポリカルボシラスチレン
共重合体を前駆体とし、これに高温で分解する空孔形成
剤を添加して所定の形状、例えば中空円筒状に成型し、
必要により空気中で加熱不融化処理したのち、窒素２ア
ルゴン等の不活性雰囲気中で焼成する方法によって工業
的に有利に製造することができる。このセラミック多孔
体の製造に際し、前駆体ポリマーに−Ｔ１−、ＺｒＱ等
を添加して導電性をコントロールしてもよい。

また、炭化珪素、炭化チタン、カーボン等の微粉末、結
合剤および発泡剤の適当な比率の混合物を混練してスポ
ンジ状の発泡体に形成し、硬化後所望の形状に成型し、
高温で再結晶化と同時に焼結させることもできる。製造
上、特に注意を要する点は、不純物による多孔体の導電
性の制御で、不純物の種類１ｍのコントロール、再結晶
の発達状態あるいは組成の均−化状態等の管理が重要で
ある。

フィルター基体１には電極４が設けられ、電源５と接続
することによりフィルター基体１に電流を流すようにし
ている。電極４はフィルター基体１の電気抵抗より小さ
い材料を用いて、端子における発熱ロスを少くするのが
望ましい。電極材料としては銀必るいは銅又はこれらを
主成分とした合金等が用いられる。電極４の配置は、フ
ィルター基体１が導電性多孔質セラミックの場合、特に
重要で、フィルター基体１の形状によって種々工夫する
必要がおる。第１図に例示したように、電極４をフィル
ター基体１の両端部の全周に設けて、フィルター基体１
仝体に均一に電流が流れるようにするのが好ましい。ま
た、多孔体の製造上、孔のサイズや空隙率に分布か生ず
ることが避は難いため、電極が一対では温度分布が生じ
てしまう場合がある。これを避け、できるだけ均一な発
熱状態を得るため、数対に分割した電極を設ける方法も
有利に用いることができる。

フィルター基体１を構成する導電性セラミック多孔体の
厚さは、使用温度、被濾過流体の種類や使用条件等によ
って任意に設計し、選定し得るが、一般には１〜５０ｍ
ｍが適当である。フィルター基体１の使用温度が特に高
い場合の多孔体の厚さは、熱変動に耐えるために却って
小さいほうが好ましいが、機械的強度が弱くなるので、
耐熱性で強度の大ぎな支持体と組み合わせた構造とする
のが好ましい。

第２図は、フィルター基体１の内側に上述の支持体２を
設け、中心部に中空部３を有する、好適な配置例を示し
ている。また、被濾過流体の流す方向に対して、充分な
強度を与えるために、外側または両側に設けてもよいこ
とは言うまでもない。

この支持体２は例えば多孔質体で形成されるがその孔は
フィルター基体１の孔より大きなサイズで有り、かつ被
濾過流体の流動抵抗がフィルター基体１よりも小さい流
動抵抗値でなければならない。

更に支持体２は、基体１に電流を通じるために、電気絶
縁材料であるのが望ましい。このため材質として電気絶
縁性多孔質セラミックが特に適当である。

［作用］以上のごとき本発明のフィルターにおいては、固形粒子
を含む被濾過ガスまたは液体は、通常、けラミック多孔
層の外側から導入され、中空円筒部を通って円筒の中心
部に至り、固体粒子はセラミック多孔層で捕捉される。

かくして濾過に使用したフィルター基体には、その表面
近傍に固形粒子が堆積し、適当な堆積量の時に使用を止
め、固体粒子を取り除いて再使用する。堆積固体粒子の
除去方法において、固体粒子が可燃性の場合は、フィル
ター基体の電極に電源を接続してセラミック層に電流を
通じることにより、フィルター基体を固形物の燃焼温度
以上に発熱せしめ、また、同時に酸素を含むガスをフィ
ルターに供給することで、固形物を燃焼させて除去する
ことができる。

本発明のフィルターの別の使用態様として、被濾過流体
を高温で濾過する必要のある場合、フィルター基体に設
けた電極に電流を通じて、フィルターを所望の温度に保
った状態で濾過を実施し、固形物を除去することができ
る。

［発明の効果］以上のごとき本発明のフィルターは、濾過部を構成する
多孔質セラミック自体の通電発熱により濾過を所望の温
度に制御することができ、また、濾過された固形物の除
去において、通電発熱により固形物の自燃温度以上に加
熱し燃焼除去することができる。更に本発明のフィルタ
ーは、濾過された堆積固形物の量をコントロールすれば
、上記燃焼の温度がフィルターの耐熱温度以下に保つこ
とが可能で、従って、フィルター基体の損傷が少く、フ
ィルターの耐久性を著しく延長させることができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のフィルターの実施態様を示すもので、第
１図は正面図、第２図は断面図である。１−フィルター基体、２・・・支持体、３・・・中空部
。４・・・電イ※、５・・・電源。第１図第Ｚ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性を有する多孔質セラミックからなるフィル
ター基体を備え、該フィルター基体には被ろ過流体の方
向に連通した空隙を有し、かつ該フィルター基体の両端
部に電極を配して、上記フィルター基体に通電すること
により発熱せしめるようになしたことを特徴とするフィ
ルター。
（２）多孔質セラミックが、炭化珪素、珪化モリブデン
、ランタンクロメート、炭化チタン、ジルコニア及び酸
化トリウムからなる群から選ばれた少なくとも一種を主
成分とする導電性セラミックである請求項第（１）項記
載のフィルター。
（３）導電性セラミックが、珪素−炭素結合（−Ｓｉ−
Ｃ−）を主成分とする炭化珪素系セラミックである請求
項第（２）項記載のフィルター。
（４）フィルター基体が中空円筒形状である請求項第（
３）項記載のフィルター。
（５）導電性を有する多孔質セラミックからなる中空円
筒状のフィルター基体の少なくとも一層と、該層の外周
または／及び内周に該層より被濾過流体の流動抵抗が小
さいフィルター支持体の少なくとも一層とを積層した請
求項第（４）項記載のフィルター。
（６）フィルター基体の体積固有抵抗が温度５００乃至
１２００℃において１０＾−＾４乃至１０＾３Ω・ｃｍ
である請求項第（４）項または第（５）項記載のフィル
ター。