JP2006510485A - 気体流から火花および同様のものを取り除く装置 - Google Patents

Abstract

気体流から火花または他の熱い粒子を取り除くために、気体流の入口(１２)と出口（１４）とを有するハウジング（１０）と、火花または他の粒子を取り除く手段とを備える。セラミックか鉱物の充填材料が入口（隔壁２０）に面する入口領域と出口（隔壁２２）に面する出口領域の間でハウジングの内部に設けられる。充填材料は全体の気体流がその内部を強制的に通過するようにハウジング内に配置される。充填材料を通過する気体流の流路は、充填材料の種類および粒度に依存して決定され、気体流が出口領域を出るときには火花が実質的にゼロになる。

Description

本発明は、気体流から火花または他の熱い粒子を取り除くための装置に関する。本装置は、気体が流れる出口と入口を有するハウジングと、火花または他の粒子を取り除くための手段を備えている。

火花を除去するための各種の装置が知られており、各種の空気浄化設備に接続して使用されることにより、例えば金属の研磨加工または溶接中に発生する高熱の粒子である、例えば火花の含有量またはエネルギーを減少させるかまたは消滅させている。

研磨または溶接の間において、このようにして汚染された空気は、産業応用分野で使用されており、適切なフィルタを取り付けた浄化設備に通常は送られている。一般に、これらのフィルタには、天然繊維またはプラスチックが使用され、濾材の適所をプラスチック部材で保持した構成を備えるフィルタエレメント、フィルタバッグ、フィルタ袋、フィルタカートリッジなどが含まれる。空気浄化フィルタに設けられた予備フィルタまたは予備スクリーンと呼ばれる装置を、最初の段階で使用する目的は、高温粒子によって濾材が燃されて穴が開くことを防ぐことである。

今までは、じゃま板またはサイクロン装置がこのような防火目的に使用されており、気体流はこれらの装置を通過するように使用されていた。これらの装置によれば、多少は初期の目的を達成できたが、多くの場合において必ずしも安全とは言えず、かつ費用を要していた。

したがって、本発明の目的は、エネルギー除去を行う点、特に火花を消す点において従来技術の装置に比べて、より良好な結果を得ることのできる種類の装置を提案することである。

気体流から火花か他の熱い粒子を取り除く装置に基づくと、火花または他の粒子が取り除かれるべき気体流の入口および出口を有するハウジングにおいて、上記の技術的な課題は、ハウジングの中において入口に面する入口地域と出口に面する出口領域の大量のセラミックまたは鉱物の充填材料を備え、これらの充填材料は気体流が強制的に材料の所定量中を通過するようにハウジング内に設けられ、充填材料のタイプと粒子サイズによって気体流から火花を実質的にゼロする経路が続いて設けられる。

このようにして、上記の課題は解決される。

上記の問題は、穴が穿設された２つの隔壁の間に上記の充填材料を収納することで解決され、請求項２に記載の構成によれば２つの隔壁の間に形成された空間部に対してアクセスでき内部を空にできるようにするために少なくとも１つの閉じた開口を備えることを特徴としている。

長期の使用後に、充填材料を取り替えることができるようにハウジングには開口部が設けられ、この開口部を介して充填または空にすることができ、必要であるならば隔壁の間に形成された上記の空間部を周りの環境と連通させても良い。

浄化目的としてハウジングの内部に圧縮空気を導入する少なくとも１つまたは２つの入口を、ハウジングに設けることで実使用上は便利な構成になるが、これに加えて１つ以上望ましくは複数の水の注入口を設けることでハウジングの温度を低下させるか、または極端な場合には炎または火花を消すために、水または他の冷媒を注ぐことができる。上記の入口は、ハウジングの内部への流れ方向に対する上流側または隔壁の間の空間部の下流側に開口して設けられる。

充填材料として使用される材料は、微孔性（マイクロポーラス）の表面を有し、特に表面積を大きくした粘土から作ると良い。この材料の１つの利点は、それが非常に吸湿性である点が挙げられる。この吸湿性により、気流のエネルギーを下げるかまたは炎を消すためにノズルを通して水が注入されるときに、下流側のメインフィルタユニットの濾材が湿ってしまうことが防止できる。

本発明の装置を使用した試験によれば、５〜１５ｍｍの粒子サイズを有する材料で良い結果を得ることが確認された。気体流れ方向に沿う充填材料の厚みは、気体と材料との接触の持続時間がおよそ０．１〜２秒間となると良いことが判明した。これまで行った経験上からは、このような試験で決定された厚みによれば、装置の入口と出口の間の圧力の低下が大きくならないで技術的な課題を解決するためには十分であることが判明した。

本発明における表面積を大きくした粘土が使用されると、消費後の空気または排ガスを乾燥させることができるので、例えば様々な装置の始動段階で装置を使用できる。

本発明の２つの実施形態を、添付の各図面を参照して以下に詳細に述べる。

図１から図４に図示される本発明の第１の実施形態によれば、入口１２と出口１４を有する実質的に筒状のハウジング１０を備えている。これらの入口と出口にはフランジ１６、１８が夫々設けられており、汚染された気体である通常は火花を含む汚染された空気がメインフィルタユニット（不図示）に流入するパイプライン（不図示）に対してハウジング１０を取り付けるためにフランジ１６、１８を用いるように構成されている。このハウジングは入口１２に隣接して拡大された領域を形成しており、これに連続する筒状の部分を気体の流れ方向に延設しており、出口１４に接続されるように再び先細りになる前に、円錐形状の部分を形成している。

このハウジングの内部には筒状の内部において、気体の流れ方向に対して およそ９０度の角度で配列される穴が穿設された金属板である隔壁２０、２２がハウジングに固定されている。これらの２枚の隔壁２０、２２はハウジング１０の中の円筒状の孔部分として図示されている。気体流れの向きに沿って測定される空間部の長さは、特定の使用目的如何により以下に述べるように変更されるであろう。

また、このハウジング１０は、カバー２８、３０により閉塞される開口端を対向配置した接続片２４、２６も備えている。隔壁２０、２２によって規定されるハウジング１０の空間部は、上記の接続片の一方を介して充填されるセラミックか鉱物の大量の充填材料で満たされる。他方の接続片の目的は、必要に応じてハウジング１０の空間部を空にすることである。

このハウジング１０の入口１２に隣接して、ハウジングには装置の洗浄目的のための圧縮空気をハウジング１０の内部に吹き付けるための１つ以上の圧縮空気入口３２が取り付けられており、装置の点検作業を容易にしている。

出口１４に面するハウジングの端部には、ハウジング内に冷媒、特に水を注入するための注入ノズルが取り付けられている。ハウジング内に水を注ぐことで気体流の温度を下げることができいかなる予期されない炎も消すことができる。

図１〜図４に図示される装置によれば、特に既存の排気空気または排ガス導管に対して垂直または横向き姿勢のいかなる方向でも設置することができる。すなわち、排ガス導管の中で水平か垂直方向に直列に接続するためには、１つ以上のハウジング１０が接続されることになる。

充填材料として使用される材料は、多孔性の粒状体物質である。本発明において、特に好適な充填材料は、表面積を大きくした粘土であり、これは非常に耐熱性を有し、熱処理された微孔性物質である。また、ある場合には砂利を使用することも可能である。両方のタイプの充填材料であるセラミックと鉱物材料は、望ましくは微孔性の粒状にすると良く、これにより、入口１２を通って流れる気体流は、約０．１〜２秒の間の所定時間をかけて金属プレートの間の領域の中の充填材料中を往復することとなり、この時間の間で気体流のエネルギーが減少され全ての火花も消されることとなる。

別の実施可能な実施形態は、図５〜図８に図示されているので、簡単に述べる。

本発明の変形例である上記の予備フィルタは、メインフィルタユニットにフランジ部分で直接的に取り付ける形状を備えている。

この第２の実施形態における予備フィルタによれば、フィルタはメインフィルタユニットへの接続部分となる図示の後方壁４０を備える。空間部Ａ（図７に示す）には、上記の後方壁４０から離れて、これとは平行にされた多少小さい寸法を有する前方壁４２が形成されている。傾斜側壁４４、４６、４８、５０はハウジング１０’を形成するように前方壁と後方壁の間を接続するように設けられている。

対向配置された側壁４４と４６には上記の接続片２４、２６と類似した各開口部が設けられており、これらの開口部はカバー２８’、３０’により閉じられるので、予備フィルタに充填材料を満たすかまたは開口部を介して取り除くために使用できる。

前方壁４２には入口開口部５２が設けられており、図示の実施形態では矩形であり、この入口開口部はフランジ５４で縁取りされており、内部に流れる気体流れをハウジング１０’の内部に導入できるようにしている。図では必要になるパイプラインは図示されていない。

ハウジング１０’の内部には、穴が穿設された２本の破線で図示された金属プレートの２つの隔壁２０’、２２’が設けられており、これらの有孔平板は、側壁４４、４６の間で前方壁４２と後方壁４０とを接続するようにしている結果、セラミックまたは鉱物材料のためのポケットが形成されることとなり、上下のカバー２８’、３０’を介してアクセスし易いポケットとなる。

図８では、実施形態の装置の背面の様子が図示されており、図示のように多くの穴を穿設した２つの金属プレート５６、５８が上記の後方壁部４０（図示のように）の上方または下方の端部の矩形の開口部を塞ぐようにして設けられており、気体が通過できるようにしてハウジング１０の内部でセラミックまたは鉱物材料を維持できるように構成されている。

ハウジング１０の内部では、開口部５２を通過する気体流は最初に後方壁部４０にぶつかり、ここで穴を穿設した金属プレートの隔壁２０’、２２’を通過する前に上向きまたは下向きに９０度の角度で偏向されることで、内蔵された粒状物で何回も偏向されて最終的にハウジング１０の金属プレート５６、５８から出て、メインフィルタユニット１５に運ばれる。

は、本発明による装置の側面図である。 は、図１に図示された装置を左側から見た正面図である。 は、図１の装置の縦断面である。 は、図１の装置の平面図である。 は、メインフィルタユニットに接続される形態を図示した本発明の別実施形態の図である。 は、図５の装置の平面図である。 は、図５の装置の側面図である。 は、装置の背面図である。

Claims (12)

1. 気体流から火花または他の熱い粒子を取り除くために、気体流の入口(１２)と出口（１４）とを有するハウジング（１０）と、火花または他の粒子を取り除く手段とを備える装置であって、
   セラミックか鉱物の充填材料が、前記入口（隔壁２０）に面する入口領域と前記出口（隔壁２２）に面する出口領域の間において前記ハウジングの内部に設けられ、前記充填材料は全体の気体流がその内部を強制的に通過するように前記ハウジング内に配置され、前記充填材料を通過する前記気体流の流路は前記充填材料の種類および粒度に依存して決定され、前記気体流が前記出口領域を出るときには火花が実質的にゼロになることを特徴とする装置。
2. 前記充填材料は穴が穿設され、離間されて配置される隔壁（２０、２２）の間で、前記ハウジングの内部に保持されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記隔壁（２０、２２）の間の空間部には、前記空間部を充填するかまたは空にするために内部へのアクセスが可能な少なくとも１つの開口部（開口部２４、２６）を備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記ハウジングは、充填用の１つの閉じられる開口部と、内部を空にするための１つの閉じられる開口部とを備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記ハウジングは、洗浄目的のための少なくとも１つの圧縮空気入口（３２）を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記ハウジングは、少なくとも１つの水の注入口を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記入口はハウジング（１０）の隔壁の間の空間部からの上流側または下流側において気体流の方向に指向して開口されていることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
8. 前記充填材料は、微孔性の表面を有することをことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記充填材料は、表面積を大きくしたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記充填材料は、砂利であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記充填材料は、およそ５〜１５ｍｍの粒子サイズであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記充填材料の前記気体流れの方向の厚みは、前記気体と前記充填材料の接触のための時間がおよそ０．１から２秒間の持続時間になるように設定されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。

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