JPH0929028A - キンチャク型濾過布を用いた集塵器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乾式固体物質が含まれた合成流体中にある固
体物質を分離させる技術的手段を基礎科学に基づいて提
供し、濾過布の寿命を延長させるとともに、圧力損失に
よる送風ファンの駆動源であるモータの焼損を予め防止
すること。 【解決手段】 本発明のキンチャク型濾過布を用いた集
塵器は、合成流体に含まれた天然及び化学的生成粒子状
の固体物質を沈降させる沈降場の上部に吸入口を設け、
合成流体を下部へ移動させつつ粉塵を集塵する濾過集塵
領域と、前記濾過集塵領域内にジグザグ状に位置するよ
うに設けられ、固体微細物質を濾過する六面体のキンチ
ャク型濾過布と、前記キンチャク型濾過布によって浄化
された清浄空気を集塵器の外部へ排出する排出口を下部
に位置させた清浄空気吐出領域とから構成された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各産業分野で微細粉
塵（Dust）が飛び散ったり拡散したりしないようにする
役割に一番主要な要素である濾過布をキンチャク型（Pu
rse Type）とする集塵器に係り、より具体的には、微細
粉塵の回収時にヒューム（fume）や、ミスト（mist）等
の化学的な煤、スマット（smut）のような煤、石炭煙等
を集塵するときの濾過布の垂直方向の長さに拘らず、前
記濾過布によって濾過されて吐き出される清浄空気の吐
出速度が常時一定となるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に天然繊維、化学繊維或いは金属
繊維で製作されて集塵器に装着される濾過布の種類には
バック型（Bag Filter Type）、封筒型（Envelope Filt
er Type）があり、前記濾過布の配列方式は平面配列方
法や垂直面配列方法や断続（Intermittence）配列方法
等が知られている。

【０００３】前記した全ての方法は濾過集塵領域におけ
る均圧保持、及び清浄空気吐出領域における濾過速度の
平均保持に困難しており、性能上に不利である。これに
対する詳細な説明は後述する。

【０００４】従来の集塵器における合成流体（気体＋固
体）は濾過布の下部から流入させて上部面へ移動させな
がら粉塵を除去し、濾過された清浄空気を上側を介して
集塵器の外部へ吐き出すようになっており、その結果、
回収又は集塵された粉塵と化学固体の微細な粉塵物質が
上向流れと下向流れとの強烈な交差を起こす。

【０００５】つまり、従来の集塵器は図１に示すよう
に、円柱或いは四角柱形状からなるハウジング１の上側
に、濾過集塵領域２と清浄空気吐出領域３に分けるため
の濾過布装着板４を固定し、前記濾過布装着板にはフー
ド（hood）５と連結されたホッパ入口６へ流入する合成
流体を粉塵と清浄空気に分離するバック形状の濾過布７
を垂直方向に長く垂れるように多数個設置し、ハウジン
グの下部には分離された粉塵を収去するための回転弁
（Rotary Valve）（図示せず）を回転可能に設ける。

【０００６】従って、送風ファン（図示せず）の回転に
伴ってハウジング１の内部圧力が低下すると、吸引力が
発生するので粉塵発生源から合成流体がフード５を通過
してハウジング１の下部へ流入する。このように、粉塵
が含まれた合成流体がホッパ入口６を介してハウジング
１の内部に流入すると、合成流体内の粉塵が濾過集塵領
域２でバック形状の濾過布７によって濾過されるので、
濾過布装着板４の上部の清浄空気吐出領域３へは清浄空
気のみが排出される。

【０００７】前記の動作が繰り返し行われて濾過布７に
粉塵がたくさん付着すると、ハウジング内で過多圧力損
失が発生して集塵効率が低下する。これを防止するた
め、周期的に濾過布７を脱塵する脱塵装置（図示せず）
を濾過布装着板４の上側に設置して高圧（約４〜７ｋｇ
／ｃｍ²)の空気を周期的（３〜６分間隔で）に濾過布７
の内部へ供給する。

【０００８】このように周期的な脱塵装置の動作によっ
て濾過布７にくっ付いていた粉塵を脱塵することによ
り、脱塵された粉塵が下向矢印８のようにハウジング１
の下部に自由落下するとき、送風ファンの引き続き回転
によって、自由落下する粉塵の一部が、上向矢印９方向
に引き入れられる合成流体と交差して分裂を起こすの
で、濾過布から脱塵して自由落下した微細粉塵が再飛散
する。

【０００９】従って、濾過布７から脱塵された粉塵がハ
ウジング１の下部に収去されず上向進入して、濾過布７
に再びくっ付いて濾過布の濾過機能を低下させるので、
ハウジング内部の粉塵濃度が増加する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】これにより、集塵器内
部の圧力損失が促進されて濾過布７の寿命を低下させる
とともに、送風ファンに過負荷がかかるので送風ファン
の駆動源であるモータの焼損を招くことになった。

【００１１】本発明は従来のかかる問題点を解決するた
めのものであって、その目的は乾式固体物質が含まれた
合成流体中にある固体物質を分離させる技術的手段を基
礎科学にもとづいて提供し、濾過布の寿命を延長させる
とともに、圧力損失による送風ファンの駆動源であるモ
ータの焼損を予め防止することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の形態によれば、合成流体に含まれた天然及
び化学的生成粒子状の固体物質を沈降させる沈降場の上
部に吸入口を設け、合成流体を下部へ移動させつつ粉塵
を集塵する濾過集塵領域と、前記濾過集塵領域内にジグ
ザグ状に位置するように設けられ、固体微細物質を濾過
する六面体のキンチャク型濾過布と、前記キンチャク型
濾過布によって浄化された清浄空気を集塵器の外部へ排
出する排出口を下部に位置させた清浄空気吐出領域とか
ら構成されたキンチャク型濾過布を用いた集塵器が提供
される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図４乃
至図１６を参照してさらに詳しく説明する。

【００１４】本発明は粉塵が含まれた合成流体をハウジ
ングの上部を介して濾過集塵領域内へ吸入して粉塵のよ
うな微細固体物質を除去した後、清浄空気がハウジング
の下部へ排出されるように構成する。

【００１５】本発明の主要構成部品となる図７のキンチ
ャク型濾過布１１の内部に前記キンチャク型濾過布の垂
直方向に沿って積層式に装着される金属部品である保持
器（retainer）１２を図１２及び図１３のようにし、積
層式構成と機能を意図通りに設計した。つまり、濾過面
積を大きくするために、断続配列形態から連続配列形態
に転換することにより濾過面積が増加すると、濾過され
た清い空気（清浄空気）の吐出面積も単位個体別に自動
的に増加するように設計した。

【００１６】本発明の集塵器に適用されるキンチャク型
濾過布１１を図８〜図１１のように力学的境界と領域に
区分して濾過部分に負荷圧力損失と濾過布の長さに関係
なく、重力による沈降力と慣性力で沈降槽の機能を完璧
に行うために合成流体の逆流が無いようにし、清浄空気
の吐出空気量を最適となるように設計して流体抵抗を大
幅緩和した。

【００１７】前記キンチャク型濾過布１１の装着は、図
１２に示すように、保持器１２を濾過布１１の上段面１
１ａから下段面１１ｂまで少なくとも一段から必要に応
じて多段に積層して、所望する１個のユニット（unit）
規格を定めることができるようにした。

【００１８】前記濾過布１１は集塵器１３の機械的作動
に応じて、耐久性や性能面に変形、変態による悪影響が
与えられないようにするため、図１２及び図１３に示す
ように、濾過布１１の内部に保持器１２を多数個積層し
た後、濾過布の開口部分に設けられた円い部分１１ｃに
押さえ金１３を当ててボルト１４とナット１５を締結す
る。

【００１９】図１４〜図１６に示すように、本発明のキ
ンチャク型濾過布１１は上段から下段までの距離をＦ
（ｘ）として、清浄空気吐出速度（Ｖｐａ）中間進入速
度（Ｖｍｉ）、濾過進入速度（ＦｅＶ）、濾過速度（Ｆ
ｖ）がそれぞれ等分布するように一つの構成体にする。

【００２０】即ち、キンチャク型濾過布は粉塵沈降領域
１６、濾過集塵領域１７、清浄空気吐出領域１８、粉塵
排出領域１９を糾合する核心的要部となる。

【００２１】以下、バック（Bag）型、封筒（Envelop
e）型、袋（Purse）型のそれぞれの濾過布について説明
する。

【００２２】バック型は図３に示すように円筒形であ
り、濾過布装着板に固定すると濾過面は３面体（上面、
下面、外周面）になり、濾過面積を増加させるためには
直径（Ｄ）を一定とした場合、外周面を長さ方向に増加
させなければならない。

【００２３】封筒型は四角形で２面体である。そして、
濾過面積を増加させるためには、封筒の深さを深くして
両面の面積を増加させるか、或いは幅を変形して両面を
増加させるか、或いは深さと幅を同時に増加させて両面
の面積を増加させなければならないが、前記濾過布は大
型又は中型の集塵器には構造上多くの制限を受ける。

【００２４】本発明に適用されるキンチャク型の元型は
開口部分と底面部分の面積がほぼ同一である六面体から
なる。本発明の濾過布の６面体の２面（上面、下面）の
面積を一定とし、残りの４面と関わる１２個の辺のうち
４個の辺を変更して２面の濾過面を増加させるに従って
袋の開口部分の規格が正比例的に増加して、清浄空気の
吐出速度を最適の状態で保持できるようにすることで、
集塵器内の圧力損失を集塵機能に有利となるようにし
た。

【００２５】これは単純な原理のように見えるが、濾過
布の前後、上下、左右の６種類の速度調和によって最適
の濾過機能が発揮されることを後述する説明で分かるこ
とができる。

【００２６】本発明に適用されるキンチャク型濾過布１
１は多くの機能補助に寄与するものであって、公知の濾
過布より長所を著しくたくさんもっている。

【００２７】前記長所によれば、従来の濾過布は濾過能
力が設計当時に決定されるとともに非常に限定的である
が、本発明による濾過布は、簡単に製作できるのはもち
ろんのこと、濾過布の中心から前後、左右、上下の合成
流体の流れ状態に応じて最大の濾過能力を発揮すること
ができる。図４に示すように、粉塵発生源からフード５
を介してハウジング１の内部へ流入する流体の速度は、
合成流体（粉塵＋空気）がキンチャク型濾過布１１の設
けられたハウジング内へ進入する沈降場進入速度、ハウ
ジング内における粉塵沈降速度、キンチャク型濾過布１
１の設置領域に向かう合成流体が１次方向を切換して濾
過布へ進入する初期進入速度、一旦方向が切り換えられ
た初期進入速度で濾過領域へ入力される進入速度（Entr
y Velocity）、濾過領域で濾過するための位置へ進入す
る速度、即ち濾過進入速度（Entry Velocity of Filter
ing）、濾過布を通過する濾過速度（Filtering Velocit
y）、濾過された清浄空気の吐出速度（Vomitting Veloc
ity For Purity Air）に区分することができる。

【００２８】前記流体の流れによる速度をより簡単に示
すと、合成流体の沈降場進入速度−ハウジング内におけ
る粉塵沈降速度−濾過布の領域に方向切換した初期進入
速度−初期進入速度で濾過領域へ進入する速度−濾過進
入速度−濾過速度−清浄空気吐出速度に分けられる。

【００２９】このように７種類の速度形成で流体の流れ
に対する挙動的役割の対比を承知すると、その中で固体
物質（粉塵、ヒューム、ミスト、スマット等）の自然沈
降速度を最大に応用して濾過布に加わる負荷を減少させ
ることができる。

【００３０】ここで、物質の沈降速度は粉塵の粒子が１
００μ以下であればストークス（Stokes）の法則、１０
０μ〜１０００μであればアレン（Allen）法則、１０
００μ以上であればニュートン（Newton）法則に基づい
て、連続濾過式と純理濾過式を用いることにより、機械
的、物理的現象に基づいて定式化することができる。

【００３１】以下、本発明のキンチャク型濾過布１１に
ついて図７（ａ）を参照して説明する。

【００３２】キンチャク型濾過布１１の６面体の上面１
１ａ、下面１１ｂは設計時に一度決定すると、垂直方向
の長さＦ（ｘ）を可変しても規格や面積が変わらない不
変面である。このように上面１１ａ、下面１１ｂを不変
面にすることにより、前記濾過布の組み立てに必要な付
属品を規格化することができる。尚、濾過布１１の垂直
方向の長さＦ（ｘ）を必要に応じて変更しても、一度決
定した濾過速度の状況では必要に応じて濾過面積を無限
大に適用することができる。

【００３３】その理由は垂直方向の長さＦ（ｘ）を増加
させることにより濾過布１１の両側面１１ｄの面積が広
くなっても、一定の濾過速度の下では濾過機能が終わっ
た後清浄空気の吐出速度が変わらないので、圧力損失の
増加を防止し得るためである。これに対する具体的な内
容は実施例で後述する。

【００３４】図７（ｂ）に示した濾過布引張り棒２０は
濾過布の垂直方向の長さＦ（ｘ）が１０〜２０ｍになっ
ても濾過布のぴんとした状態を保持するように濾過布の
上下部に設ける。

【００３５】図４に示すように、送風ファンの駆動に応
じて粉塵発生源から吸入される粉塵と空気が混合された
合成流体は、吸入管２１を経由して慣性及び重力によっ
てハウジング１の上部を介して沈降場２２の内部へ進入
する。前記沈降場２２に流入した合成流体は、進路に応
じて１０等分した位置、即ち図９のｑ₁、ｑ₂、ｑ₃、
ｑ₄、ｑ₅、ｑ₆、ｑ₇、ｑ₈、ｑ₉、ｑ_l0の各位置点で１０
％ずつ流量が減量しながら沈降場の下向に移動する。

【００３６】この際、合成流体の各位置点ごとに流量を
点検すると、１０％ずつ減少することを確認することが
でき、位置点ｑ₁〜ｑ₁₀区間は微分法則（Differential
law）によって合成流体が慣性を起こしていることが分
かる。即ち、前記合成流体は下降時に連続性、慣性を起
こすが、合成流体のうち空気と異なる比重の固体類は沈
降場２２の垂直方向に連続下降を促進するとともに、下
降時に重力によって下降速度が加速することを実験によ
って分かることができる（図８、図９参照）。

【００３７】上述した現象が起こる根本的な原因は、キ
ンチャク型濾過布１１を濾過布引張り棒２０と押さえ金
１３で係止して濾過布の両面がびんとなるように設け、
合成流体が濾過布の両面の問を通過するとき中問進入速
度Ｖｍｉが形成されるようにするとともに、清浄空気吐
出口２３を通過した空気が吐出管２４と吐出口２５を経
由して吐き出されるように、送風ファンの駆動によって
吸引力を発生させるためである。

【００３８】前記動作によって排出ホッパー２６に集塵
する粉塵は排出口２７を介して外部へ排出される。前記
した役割を果たす濾過布１１で清浄空気吐出面、即ち図
６でＦ（ｘ）を可変させると、（ａ₃）と（ａ₄）が変わ
るとともに（ａ₆）も同じ比率に変わるので、一定の濾
過速度下では清浄空気の吐出速度が可変されない。

【００３９】図８で気体（合成ガス）と固体（天然固体
及び化学固体）の挙動を実験で観察した結果、キンチャ
ク型濾過布１１を装着した集塵器を粉塵沈降領域１６、
濾過集塵領域１７、清浄空気吐出領域１８、粉塵排出領
域１９に分けることができた。

【００４０】前記粉塵沈降領域１６では吸入管２１を介
して沈降場２２の内部へ進入する合成流体が粉塵の粒子
径別自重と関係して沈降力を加勢し得るように構造的に
方向切換を行う。

【００４１】前記粉塵沈降領域１６で合成流体が濾過集
塵領域１７に進入するために、垂直方向の下行過程で、
図８に示すように、右側濾過集塵領域１７へ９０°方向
切換（１次方向切換）して濾過進入速度Ｆｅｖを保持
し、濾過進入通路２８を通過しながら濾過速度が２次変
換される。この際、粉塵は発生する慣性力と力を合せる
ので、下向沈降効果が増大する。その結果、合成流体の
１次方向切換時、慣性力、自然重力、及び沈降力によっ
て入力粉塵の３０〜４０％が粉塵沈降領域１６から真っ
直ぐ粉塵排出領域１９へ落下する。

【００４２】図１０および図１１に示すように、中間進
入速度（Ｖｍｉ：Entry Velocity of the middle）から
濾過進入速度（Ｆｅｖ：Entry Velocity of Filterin
g）に切り換えられる中間領域２９では、合成流体は濾
過速度（Filtering Velocity）に変わってから、清浄空
気吐出領域（Ｖｐａ：Vomitting Velocity for PurityA
ir）１８を経由して排出される。

【００４３】以下、本発明に適用されるキンチャク型濾
過布１１の垂直方向の長さＦ（ｘ）を可変させても沈降
場の内部で圧力損失が発生しない現象を、従来のバック
型濾過布と比較して実施例によって具体的に説明する。

【００４４】比較例 バック型濾過布７の直径を０．１１ｍ、垂直方向の長さ
を５ｍ、濾過速度を１．２ｍ／ｓｅｃとして、清浄空気
の吐出速度を算出した。

【００４５】清浄空気の吐出口面積は０．１１²×０．
７８５＝０．００９４９８５ｍ²であり、濾過布の濾過
面積は０．１１×３．１４×５＝１．７２７ｍ²である
ので、処理空気量は１．７２７×１．２＝２．０７２４
ｍ²／ｍｉｎとなる。従って、清浄空気吐出速度は２．
０７２４／０．００９４９８５／６０≠３．６３６ｍ／
ｓｅｃとなる。

【００４６】上述した状態で濾過布の長さを７ｍさらに
長くして清浄空気の吐出速度を算出してみた。この場
合、清浄空気の吐出口面積は０．１１²×０．７８５＝
０．００９４９８５であり、濾過布の濾過面積は０．１
１×３．１４×１２＝４．１４４８ｍ²であるので、処
理空気量は４．１４４８×１．２＝４．９７３７６ｍ²
／ｍｉｎとなる。従って、清浄空気吐出速度は４．９７
３７６／０．００９４９８５／６０≠８．７２７３ｍ／
ｓｅｃとなる。

【００４７】即ち、濾過布の垂直方向の長さを５ｍから
１２ｍにする場合、清浄空気の吐出速度が３．６３６ｍ
／ｓｅｃから８．７２７３ｍ／ｓｅｃに速くなり、これ
により沈降場内で圧力損失が発生することが分かる。

【００４８】実施例 キンチャク型濾過布の規格を横１．８ｍ、縦（垂直方向
の長さＦ（ｘ））５ｍ、濾過速度１．２ｍ／ｓｅｃとし
て、清浄空気の吐出速度を算出した。

【００４９】吸入流体の濾過面積は１．８ｍ（横）×５
ｍ（縦）×２（濾過面）＝１８ｍ²となるので、清浄空
気量は１８（濾過面積）×１．２（濾過速度）＝２１．
６ｍ³／ｍｉｎとなる。そして、吐出口の面積は０．０
７８ｍ（吐出口の横）×５ｍ（垂直方向の長さ）＝０．
３９ｍ²となるので、清浄空気の吐出速度は２１．６／
０．３９／６０≠０．９２３ｍ／ｓｅｃとなる。

【００５０】上述した状態で濾過布の垂直方向の長さを
１５ｍに変更して清浄空気の吐出速度を算出して見た。

【００５１】吸入流体の濾過面積が１．８ｍ（横）×１
５ｍ（縦）×２（濾過面）＝５４ｍ²となるので、清浄
空気量は５４（濾過面積）×１．２（濾過速度）＝６
４．８ｍ³／ｍｉｎとなる。吐出口の面積は０．０７８
ｍ（吐出口の横）×１５ｍ（垂直方向の長さ）＝１．１
７ｍ²となるので、清浄空気の吐出速度は６４．８／
１．１７／６０≠０．９２３ｍ／ｓｅｃであって、清浄
空気の吐出速度は濾過布の垂直方向の長さＦ（ｘ）が５
ｍのときと同一であることが分かる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は沈降場の
上部を介して合成流体を吸入してハウジングの下部へ清
浄空気を排出しながら、合成流体に混入している粉塵を
回収するので、濾過布の脱塵時、濾過布にくっ付いてい
た粉塵が吸入される合成流体と衝突して再飛散すること
を防止するとともに、キンチャク型濾過布の垂直方向の
長さに構わず清浄空気の吐出速度を同一に保持すること
ができるので沈降場内の圧力損失を防止することができ
る。これにより、濾過布の寿命を延長させ、送風ファン
に過負荷が加わらないので送風ファンの駆動源であるモ
ータの焼損を予め防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のバック型濾過布が設けられた集塵器の概
略図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線上の断面図である。

【図３】１つのバック型濾過布を示す立体図である。

【図４】本発明のキンチャク型濾過布を用いた集塵器の
概略図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線上の断面図である。

【図６】１つのキンチャク型濾過布を示す立体図であ
る。

【図７】１つのキンチャク型濾過布が設けられた状態の
図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は斜視図である。

【図８】気体と固体の挙動を説明するための概略図であ
る。

【図９】合成流体の下降比を説明するための図である。

【図１０】合成流体の進入比を説明するための図であ
る。

【図１１】合成流体の領域ごとの速度及び平面上の位置
を説明するための平面図である。

【図１２】キンチャク型濾過布の設置状態を一部切欠し
て示す斜視図である。

【図１３】キンチャク型濾過布を設けた状態を吐出領域
から見た正面図である。

【図１４】キンチャク型濾過布を重ねて設けた状態の概
略図である。

【図１５】合成流体（粉塵＋空気）の進入分布を示す詳
細図である。

【図１６】平面上に分布される濾過進入速度の分布及び
清浄空気の吐出速度の位置を示す説明図である。

【符号の説明】

１１ キンチャク型濾過布 １１ｃ 開口部分 １２ 保持器 １３ 押さえ金 １７ 濾過集塵領域 １８ 清浄空気吐出領域 ２０ 濾過布引張り棒 ２２ 沈降場 ２５ 吐出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596020808 1257−９，Ｊｅｏｎｇｗａｎｇ−ｄｏｎ ｇ，Ｓｉｈｅｕｎｇ−ｓｉ，Ｋｙｕｎｇｋ ｉ−ｄｏ，Ｋｏｒｅａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成流体に含まれた天然及び化学的生成
   粒子状の固体微細物質を沈降させる沈降場（２２）の上
   部に進入口を設け、合成流体が第１次沈降領域を経由せ
   ずには進入できないようになっている濾過集塵領域（１
   ７）と、 前記濾過集塵領域内にジグザグ状に位置するように設
   け、合成流体が水平に通過されるようにし且つ固体微細
   物質を濾過する六面体のキンチャク型濾過布（１１）
   と、 前記キンチャク型濾過布によって浄化された清浄空気を
   集塵器の外部へ排出する吐出口（２５）を下部に位置さ
   せた清浄空気吐出領域（１８）とによって構成されたキ
   ンチャク型濾過布を用いた集塵器。
2. 【請求項２】 キンチャク型濾過布（１１）の間に保持
   器（１２）を積層して濾過布の開口部分（１１ｃ）に押
   さえ金（１３）を当てて締結部材を締結し、前記キンチ
   ャク型濾過布が保持器（１２）に支持されるようにする
   ことを特徴とする請求項１記載のキンチャク型濾過布を
   用いた集塵器。
3. 【請求項３】 キンチャク型濾過布（１１）の上下面に
   濾過布引張り棒（２０）を設けることを特徴とする請求
   項２記載のキンチャク型濾過布を用いた集塵器。