JPH06262018A - ガス状の媒体から異物質を分離する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス状の媒体からエヤロゾル、ガス、蒸気の
ごとき異物質を分離するのに適した装置であって、簡単
な構成で使用することができるとともに、重量が軽くか
つ占有スペ−スが少なくてすむ装置を提供することであ
る。 【構成】 ガス状の媒体からエヤロゾル等の異物質を分
離するために使用される装置は、１つまたは複数のフィ
ルタ−要素（８）を備えており、該フィルタ−要素
（８）は、分離壁（２）により原料ガス・チャンバ−
（３）とクリ−ン・ガス・チャンバ−（４）に分割され
たハウジング（１）内に配置されている。各フィルタ−
要素（８）は、互いに間隔をあけて配置された２つの穴
あき壁（９、１０）を備えており、該穴あき壁（９、１
０）は、正面の側が閉止されていて、炭素粒が充填され
ている環状のフィルタ−床（１１）を限定している。フ
ィルタ−要素（８）は、回転可能に軸支されていて、原
料ガス・チャンバ−（３）とクリ−ン・ガス・チャンバ
−（４）との間に配置された分離室（２）に封止された
状態で貫設されている出口継手（１５）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念に
基づいてガス状の媒体からエヤロゾル、ガス、蒸気のご
とき異物質を分離する装置ならびに異物質を分離すると
共に、フィルタ−層をクリ−ニングする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】２つの穴あき壁の間に限定された定置の
フィルタ−床に砂または炭素の粒状体を充填させたフィ
ルタ−要素を備えたばら材用のフィルタ−はＤＥ−ＯＳ
３０１２９１１号に開示されている。フィルタ−要素は
フィルタ−・ハウジング内に固定状態で取り付けられて
いる。フィルタ−をクリ−ニングするに際しては、フィ
ルタ−要素の内部スペ−スに突設されたノズル・チュ−
ブを通って間欠的に圧縮空気がフィルタ−床に吹き付け
られる。ノズル・チュ−ブは回転可能に支持されている
かまたは垂直方向に移動可能である。この公知のばら材
用のフィルタ−はダストを含んだ原料ガスからダストを
分離するために設けられていて、エヤロゾルを分離する
のに好適している。このフィルタ−の場合、吸着性を有
する流体を取り込む可能性があるので、ガスや蒸気を分
離することは不可能である。特に、異物質が粘着したり
硬化する傾向がある場合、圧縮空気を吹きつけてフィル
タ−床に吸着された異物質をクリ−ニングしようとして
も非常に効率は低い。

【０００３】珪砂の粒状体を使用してガスの流れからエ
ヤロゾルを分離することがＤＥ−ＯＳ２７１４９７２号
に開示されている。粒状体の層は穴あき壁を備えた多角
形の容器内に収容されていて、この容器は上下に互いに
あい重なってフィルタ−・ハウジング内に配置されてい
る。クリ−ニングにさいしては、クリ−ニングすべきガ
スの流動方向と反対の向きにホット・エヤまたは蒸気が
粒状体の層に吹き付けられる。ホット・エヤまたは蒸気
を使用してフィルタ−層を再生することはエネルギ−・
コストの面では非常に高価につく。蒸気を使用して再生
を行う場合、異物質が吸着されているので、取り除くこ
とができる異物質の量はごくわずかである。粒状体の層
を交換する必要があるので、運転コストと保守のために
必要とする費用が増大する。分離装置の構成に費用がか
かる反面、運転上の異常や運転停止が頻繁に発生する。

【０００４】ダストを含んだ原料ガスをクリ−ニングす
るために使用されるフィルタ−がＤＥ−ＯＳ２４３３９
４３号に記載されている。このフィルタ−は、原料ガス
から分離されたダストが堆積するフィルタ−材料が張設
されている回転可能なフィルタ−・ドラムから構成され
ている。クリ−ニングされたガスは、フィルタ−・ドラ
ムの中空のシャフトを通って排出される。フィルタ−・
ドラムを回転させながら流体をフィルタ−・ドラムの内
側にスプレイし、フィルタ−・ケ−キをほぐすことによ
りフィルタ−をクリ−ニングするよう構成されている。
しかし、深い位置に吸着された堆積層の場合、フィルタ
−材料を張設することにより効果的な吸着作用を得るこ
とは不可能である。中空シャフトの直径は小さいので、
クリ−ン・ガスが流出する中空シャフト内の速度が増大
し、このため高い流動損失と圧力損失が生じる。この欠
点を解消するために流動速度を低く設定した場合、フィ
ルタ−の構造が非常に大きなものになる。

【０００５】間欠的でない直流電圧、即ち、連続的な直
流電圧を印加することにより分離度を改善するよう構成
された粒状のフィルタ−材から構成されたフィルタ−床
を備えたダスト・セパレ−タ−がＥＰ−ＯＳ３５９７３
号に開示されている。このダスト・セパレ−タ−では、
内壁、外壁またはフィルタ−床を取り囲んでいる円筒状
のジャケットに沿ったいろいろな位置に電極が配置され
ている。このように連続的に直流電圧を印加するように
すれば、電圧閃路（高電圧のもとで発生するスパ−クの
走り）が生じないようにする配慮を講じなくともよい。
従って、比較的低い電圧を使用して適度な分離度を維持
しながらダスト・セパレ−タ−を運転することができ
る。この公知のダスト・セパレ−タ−のフィルタ−床の
厚さは比較的おおくて、２５から１００ｍｍまでに寸法
ぎめされている。吸着手段を付加的に設けることができ
ないので、このダスト・セバレ−タ−はガスや蒸気を分
離するために使用するには適していない。中央に配置さ
れた移送チュ−ブを通って供給されたフィルタ−材を交
換することによりフィルタ−床の再生が行われる。この
ように移送チュ−ブが配置されているので、ダスト・セ
パレ−タ−の製作に費用がかかり、運転中の故障や運転
停止が生じやすい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ガス
状の媒体からエヤロゾル、ガス、蒸気のごとき異物質を
分離するのに好適した装置であって、簡単な構成で使用
することができるとともに、重量が軽くかつ占有スペ−
スが少なくてすむ装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの、請求項１の特徴項の記載に基づいて構成された当
初に挙げた種類の装置が本発明に従って提供されたので
ある。本発明の有利な実施態様については請求項２より
９までを参照されたい。エヤロゾルを分離するととも
に、フィルタ−床をクリ−ニングする方法は、請求項１
０に記載されている通りである。

【０００８】

【作用】有害な物質を含んだ媒体がフィルタ−床を貫流
するとき、有害な物質は粒状体の表面に吸着される。フ
ィルタ−床のクリ−ニングはフィルタ−要素を回転する
ことにより行われる。フィルタ−要素の回転に伴って生
じる遠心力の作用により、吸着された有害な物質が放出
され、フィルタ−要素がモ−タ−で駆動されるにしたが
ってそのままの形で回収される。フィルタ−要素の分離
能力は、直流電圧を間欠的に印加することにより改善す
ることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図解した添付図面を
参照しながら本発明を詳細に説明する。ハウジング１
は、分離壁２により原料ガス・チャンバ−３とクリ−ン
・ガス・チャンバ−４に分離されている。原料ガス・チ
ャンバ−３は、エヤロゾル、ガスまたは蒸気のごとき異
物質を含んだガス状の媒体を供給するための流入継手５
を備えており、クリ−ン・ガス・チャンバ−４は異物質
が除去された媒体を排出するための排流継手６を備えて
いる。分離された異物質を排出する取出継手７が原料ガ
ス・チャンバ−３の底部に設けられている。

【００１０】１つまたは複数のフィルタ−要素８が原料
ガス・チャンバ−３内に配置されている。各フィルタ−
要素８は中空のシリンダ−から構成されていて、環状の
フィルタ−床１１を限定している２つの隔置された穴あ
き壁９と１０を備えている。フィルタ−要素８は、円形
の横断面の代わりに多角形の形状を呈した横断面を有す
るよう設計してもさしつかえない。穴あき壁９と１０に
より取り囲まれた環状のスペ−スの上下の面は閉止され
ている。環状スペ−スの下面は、フィルタ−要素８の下
部を閉止している底板１２の一部を形成している。穴あ
き壁９と１０の上部の領域はガスが自由に通過すること
ができないよう構成されていて、膨張スペ−ス１３を限
定している。

【００１１】底板１２とフィルタ−要素８の内側の穴あ
き壁９は内部スペ−ス１４を限定しており、該内部スペ
−ス１４の上端は出口継手１５に移行している。出口継
手１５は外向きに突設されたカラ−１６により環状スペ
−ス４内に吊り下げられている。環状の隙間をあけて出
口継手１５を取り囲んでいて、分離壁２と接続されてい
る弾性を有する薄板１７が分離壁２を限定しながら出口
継手１５の流出部に取り付けられている。薄板１７の円
形の横断面の内周は出口継手１５の外周より大きく寸法
ぎめされているとともに、カラ−１６の外周より小さく
寸法ぎめされている。クリ−ン・ガス・チャンバ−４と
原料ガス・チャンバ−３との間に圧力差が生じると、薄
板１７は下からカラ−１６に当接する。分離壁２の両側
で圧力が平衡すると、薄板１７は押し下げられ、薄板１
７と出口継手１５との間にギャップが生じる。別のやり
かたとして、上述の封止の代わりに、どの動作段階でも
出口継手１５に当接しているパッキングを使用するよう
にしてもよい。

【００１２】フィルタ−要素８は回転可能に軸支されて
いて、底板１２に固定された軸片１８を備えていること
が好ましい。軸片１８は、原料ガス・チャンバ−３の底
部に立設されているベヤリング１９により回転可能に軸
支されている。図３に示されている実施例では、軸片１
８は原料ガス・チャンバ−３の底部に貫設されていると
ともに、モ−タ−駆動装置２０と接続されている。フィ
ルタ−要素８は、好適には電動モ−タ−として構成され
ている駆動装置２０を介して回転可能に支持されてい
る。

【００１３】図１に示されている実施例では、内壁９、
外壁１０またはフィルタ−要素８の内側または外側の構
成部分に接線状に向きぎめされている流体の流動の作用
を受け、フィルタ−要素８が回転するよう構成されてい
る。この構成を実現するため、出口継手１５を貫設して
供給管路２１がフィルタ−要素８の内部スペ−ス１４に
差し込まれていることが必要である。内部スペ−ス１４
の高さにわたって分散して配置されていて、出口軸が内
壁９またはフィルタ−要素８の内側の構成部分に接線状
に向きぎめされている１つまたは複数の定置のノズル２
２またはスペ−ス内で移動可能なノズル２２が供給管路
２１に接続されている。供給管路２１はクリ−ン・ガス
・チャンバ−４を通って外に向かって延在し、バルブ２
３により遮断可能な供給管路２４と接続されている。ポ
ンプ２５をへて供給管路２４に流体が供給される。流体
はバルブ２３を通って任意の順序または組み合わせのも
とに配置されたフィルタ−要素８を貫流する。したがっ
て、ポンプ２５を駆動することにより供給された流体に
より複数のフィルタ−要素８を作動させることができ
る。

【００１４】上述の装置は、排気から霧状の冷却用潤滑
物質を分離するのに特に適している。この霧状の潤滑物
質は粘着する傾向がある。フィルタ−床１１は、堆積
物、好適には、炭素粒より成るユニット構造の定置の堆
積体から構成されている。炭素粒は平滑な閉止表面を備
えていて、吸着された異物質が強く固着することを阻止
している。さらに、炭素の種類を適切に選択することに
より、化学物質に対する抗力と耐熱性と有用性とを調節
することができる。炭素粒は、直径が２．４ｍｍで高さ
が３．５ｍｍの小さい円筒状に作られている。このよう
な炭素粒を使用する場合、穴あき壁９と１０間の間隔、
すなわち、フィルタ−床１１の厚さは２０ｍｍに寸法ぎ
めすることができる。したがって、良好な分離性能を有
するフィルタ−要素８を小さく構成することができる。

【００１５】エアロゾルのごとき異物質を含んだガス状
の媒体は、流入継手５を通って原料ガス・チャンバ−３
内に流入する。フィルタ−要素８が静置されている場
合、媒体はフィルタ−床１１を貫流し、このとき各炭素
粒の表面にエアロゾルが吸着される。エアロゾルが除去
された媒体は、フィルタ−要素８の内部スペ−ス１４か
ら出口継手１５を通ってクリ−ン・ガス・チャンバ−４
に流入し、該クリ−ン・ガス・チャンバ−４から出口継
手６を通って排出される。クリ−ン・ガス・チャンバ−
４内の圧力は原料ガス・チャンバ−３内の圧力より低い
ので、薄板１７はカラ−１６に密着し、封止を行う。霧
状の異物質のほかガスまたは蒸気を分離しなければなら
ないとき、流入した媒体に液体が噴霧される。この場
合、液体の噴霧作用により吸着されたガスまたは凝縮し
た蒸気が炭素粒の表面に吸着される。

【００１６】フィルタ−要素８に高電圧を印加すること
により分離性能を改善することができる。直流電圧の形
で高電圧が印加されることが好ましい。高電圧の印加は
間欠的である。すなわち、高電圧の印加が短い時間間隔
をあけて中断される。このように直流電圧が間欠的に印
加されるごとに、そのおりおりに形成される電圧閃路が
遮断されるか、または、電圧閃路が形成される過程で、
連続的に直流電圧が印加される場合よりも高い電圧が印
加されることを防止することができる。印加される電圧
を高めるにしたがって分離度が増大するので、間欠的に
直流電圧を印加することにより、連続的に電圧が印加さ
れる場合よりも高い分離度を確保することができる。

【００１７】図４に示されているように、フィルタ−要
素８の内壁９に設けられた極と外壁１０に設けられた極
に間欠的に高電圧が印加され、電場作用が生じる。接続
個所で絶縁をほどこすことにより、両方の壁を相互に電
気的に絶縁させることができる。

【００１８】内壁９と外壁１０との間の間隔が大きい場
合、図５に示されているように、導電性のワイヤまたは
細い導電性のロッドのごときフィルタ−要素８の周囲に
分散して配置された導電体２７が一方の極として使用さ
れる。導電体２７の極はプラスとマイナスが交互に極ぎ
めされるようにしてもよく、これとは異なった別の順番
に従って極ぎめを行うようにしてもよい。

【００１９】ガス状の媒体から分離されるべき異物質が
高い導電性を有する場合、図６に示されているように、
十分な間隔をあけてフィルタ−要素８を取り囲んでいる
導電性を有する円筒状のジャケットまたは多角柱状のジ
ャケット２６が一方の極として使用される。このジャケ
ット２６は、ガス状の媒体の貫流を妨げることがないよ
うにするため、十分に大きい自由な貫流面積を備えてい
なければならない。この変更態様では、フィルタ−要素
８の内壁９かつ／または外壁１０が第２の極の働きをす
る。この変更態様は、導電性の高いエヤロゾルを分離す
るのに好適している。電極として機能するジャケット２
６とフィルタ−要素８との間に存在するガス状の媒体の
電気的な絶縁作用により、電圧閃路の発生を効果的に防
止することができる。図４と図５と図６に示されている
実施態様を適宜組み合わせて使用しても差し支えない。

【００２０】フィルタ−床１１をクリ−ニングするにさ
いしては、ガス状の媒体の供給と排流が終わった後、原
料ガス・チャンバ−３とクリ−ン・ガス・チャンバ−４
との間で圧力を平衡させる。これにより、カラ−１６か
ら薄板１７が持ち上げられるので、フィルタ−要素８は
自由な状態となる。パッキングが固定状態に取り付けら
れている実施態様の場合、ガス状の媒体の供給と排流を
中断する必要がある。しかるのち、フィルタ−要素８を
回転させ、この回転に伴って生じた遠心力の作用により
フィルタ−床１１から外部に吸着物が除去される。補足
的な流体をハウジング１に供給しないかぎり、クリ−ニ
ングに再除去された吸着物はそのままの形で落下し、な
んら処理を加えることなく再使用することができる。フ
ィルタ−要素が回転するに伴って、フィルタ−床１１の
粒状体の堆積物が膨張スペ−ス１３内に押し動かされ
る。粒状体の堆積物がフィルタ−要素８の回転に伴って
膨張する可能性があるので、フィルタ−層のクリ−ニン
グのさいフィルタ−層がゆるむ。これにより吸着された
異物質の取り出しが容易となる。また、フィルタ−層が
ゆるんだときに接着剤を使用したこすりつけやはぎ取り
を行うことにより、クリ−ニング作業の効果を積極的に
高めるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にしたがって構成された異物質
を分離する装置を長さ方向に切断した断面図である。

【図２】図１に示されている装置の平面図である。

【図３】フィルタ−要素の構成を詳細に図解した説明図
である。

【図４より図６まで】いろいろなやり方で電極を配置し
たフィルタ−要素を長さ方向に切断した断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 分離室 ３ 原料ガス・チャンバ− ４ クリ−ン・ガス・チャンバ− ５ 流入継手 ６ 排流継手 ７ 取出継手 ８ フィルタ−要素 ９、１０ 穴あき壁 １１ フィルタ−床 １２ 底板 １３ 膨張スペ−ス １４ 内部スペ−ス １５ 出口継手 １６ カラ− １７ 薄板 １８ 軸片 １９ ベヤリング ２０ モ−タ−駆動装置 ２１ 供給管路 ２２ ノズル ２３ バルブ ２４ 供給管路 ２５ ポンプ ２６ 環状のジャケット ２７ 導電体

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分離壁（３）により原料ガス・チャンバ
   −（２）とクリ−ン・ガス・チャンバ−（４）に分割さ
   れたハウジング（１）内に配置されていて、正面の側が
   閉止されている粒状物質が充填された環状のフィルタ−
   床（１１）を限定している互いに間隔をあけて配置され
   た２つの穴あき壁（９、１０）を備えている１つまたは
   複数のフィルタ−要素（８）より成るガス状の媒体から
   エヤロゾル、ガス、蒸気のごとき異物質を分離する装置
   であって、フィルタ−要素（８）の内部スペ−ス（１
   ４）がクリ−ン・ガス・チャンバ−（４）と連通するよ
   う構成された装置において、フィルタ−要素（８）が回
   転可能に軸支されているとともに、分離壁（２）により
   閉止された状態で原料ガス・チャンバ−（３）とクリ−
   ン・ガス・チャンバ−との間に貫設された出口継手（１
   ５）を備えていることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 封止手段が、半径方向に間隔をあけてフ
   ィルタ−要素（８）の出口継手（１５）を取り囲んでい
   るとともに、原料ガス・チャンバ−（３）とクリ−ン・
   ガス・チャンバ−（４）との間の差圧の作用をうけて出
   口継手（１５）のカラ−（１６）に当接するようにされ
   た弾性を有する薄板（１７）より成ることを特徴とする
   請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 フィルタ−要素（８）が、モ−タ−駆動
   装置（２０）を備えていることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の装置。
4. 【請求項４】 高さ方向に分散して配置された１つまた
   は複数のノズル（２２）を備えている流体の供給管路
   （２１）がフィルタ−要素（８）の内部スペ−ス（１
   ４）内に突設されていて、前記ノズル（２２）の出口軸
   がフィルタ−床（１１）に接線状に向きぎめされている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の装置。
5. 【請求項５】 バルブ（２３）が供給管路（２１）に配
   置されていることと、複数のフィルタ−要素（８）の供
   給管路（２１）が共通のポンプ（２５）に接続されてい
   ることを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】 穴あき壁（９、１０）の上部領域がガス
   を通過させないよう構成されていることと、フィルタ−
   要素（８）が静止している状態では、ガスを通過させな
   い領域がフィルタ−床（１１）の一部を占めているにす
   ぎないが、フィルタ−要素（８）が回転している状態で
   は、ガスを通過させない領域がフィルタ−床（１１）か
   ら完全に消滅することとを特徴とする請求項１より５ま
   でのうちのいずれか１項記載の装置。
7. 【請求項７】 間欠的に印加される高電圧の極がそれぞ
   れ、フィルタ−要素（８）の内壁（９）と外壁（１０）
   に設けられていることを特徴とする請求項１より６まで
   のうちのいずれか１項記載の装置。
8. 【請求項８】 同極に極ぎめされているかまたは任意の
   順序で交互に極ぎめされている導電体（２７）が内壁
   （９）と外壁（１０）の間に配置されていることと、内
   壁（９）かつ／または外壁（１０）が一方の極に接続さ
   れていることを特徴とする請求項１より６までのうちの
   いずれか１項記載の装置。
9. 【請求項９】 フィルタ−要素（８）が、導電材料から
   作られた環状のジャケット（２６）から間隔をあけかつ
   十分に大きい自由流動面積を確保した状態で取り囲まれ
   ていることと、間欠的に印加される高電圧の一方の極が
   前記ジャケット（２６）に設けられるか、または、電気
   的に絶縁された部分的な領域では複数の極が前記ジャケ
   ット（２６）に設けられることを特徴とする請求項１よ
   り６までのうちのいずれか１項記載の装置。
10. 【請求項１０】 請求項１より９までのうちの１つまた
    は複数の項に記載されている装置を使用してガス状の媒
    体からエヤロゾル、ガス、蒸気のごとき異物質を分離す
    るとともに、フィルタ−床をクリ−ニングする方法にお
    いて、フィルタ−要素が静止している状態では、ガス状
    の媒体がフィルタ−層を通って導かれることと、ガス状
    の媒体の供給と排流を切り替えた後、原料ガス・チャン
    バ−とクリ−ン・ガス・チャンバ−との間で圧力を平衡
    させ、フィルタ−要素を回転させることとを特徴とする
    方法。