JP3779344B2 - 多孔スクリーンから成る集塵部材 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は粉塵或いはガス流中のカーボン等の除去に利用可能な集塵部材に係り、特に微細な油粒子(油ミスト)や油蒸気を含むガス流からこれら油ミストおよび油蒸気を除去するのに効果的な集塵部材に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばホテルや飲食店の厨房においては調理過程で油が微細粒子(ミスト)状或いは蒸気となって大量に発生する。このような油ミスト或いは油蒸気を含有する気体(以下「油含有気体」と称する)をそのまま外部に排出することは大気汚染の一因となり、また排気ダクト内に付着した油が発火して火災を生じる危険性もある。このため油含有気体は外部に排出される前に含有する油分を除去する必要があり、油分除去用に各種の装置が提案されかつ現に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この種の従来型油除去装置のうち、例えば油蒸気を除去するものとしては活性炭等の吸着材が充填されたフィルタを用いたものが提供されている。この装置は比較的高い油蒸気除去効率を有するものの、油ミストの除去率はかなり低いため油ミストが共存する気体には不向きである。また除去した油を保持する傾向が高く、このため時間の経過とともに目詰まりを生じて圧力損失が大幅に増大し、かつ保持する油分による発火の危険性もまた大きくなるという問題がある。
【0004】
一方油ミストの除去は主として慣性衝突法が採用されている。この方法は特に油粒子が大きい場合には効果的であるが、粒子が微細な場合には捕集効率が低下する問題がある。慣性衝突を効果的に行う手段として油含有気体の通過方向に対して一定の角度(例えば30〜60度)の傾斜角をもった開口が多数形成された網目スクリーンが配置され、かつこの網目スクリーンの開口相互が90度ずつ面方向に向けて角度変位するよう複数の網目スクリーンが配置された構成が提案されている(特願昭58−27672号)。
【0005】
上記提案の構成によれば、開口相互が90度ずつ変位するため、各スクリーンの開口を通過する油含有気体は旋回流を形成し、慣性衝突方式による効果的な塵埃或いは油分の捕集が期待される。しかしながらこのような捕集効果を発揮するためには前記網目スクリーンを10枚程度、場合によっては20枚程度積層配置する必要があり、これら各網目スクリーンに付着した油分の洗浄除去もまた困難になる。
【0006】
さらにフィルタ方式の集塵では、流体の通過速度を高めても余り集塵効率は向上しないのに対し、慣性衝突方式による集塵では、低速域ではフィルタ方式に比較して効率が劣るものの、通過する流体の速度の増加に対応して集塵効率が大幅に向上する。このため流体の通過速度を高く設定すれば前記フィルタ方式に比較してより高い効率の集塵が可能となることが知られている。即ち、慣性衝突方式による集塵装置では集塵効率を高率にするためには通過流体速度を高めて運転する必要があるが、前述の如く多数の網目スクリーンを設置する構成では流体の圧力損失は多大なものとなる。このため高い流体通過速度を保持するために送風機の容量を大きくする等、従来装置に比較して装置のランニングコストがかなり上昇してうまうこになる。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の問題点に鑑み構成されたものであって、油含有気体等、除去対象物を含有した流体の流れ方向に対して所定の角度の傾斜角を持った開口が多数形成されたスクリーン(以下「多孔スクリーン」と称する)が、複数枚配置され、かつ隣接する各多孔スクリーンはそれぞれ表裏が対向位置するよう180度反転させて、即ち相互に裏返しとなるように配置された構成の集塵部材において、多孔スクリーンの開口を各々区画する開口壁面には流体流れ方向に沿って1以上の溝を形成して除去対象物の捕集効率を高め、かつ油分等の捕集物を樋を用いて効率的に排除するよう構成している。
【0008】
【作用】
最初の多孔スクリーンに流入した流体は、各開口の傾斜角に対応した角度で例えば下降流となり、かつ表裏が逆に配置された次の多孔スクリーンにおいては前記下降流が反転して開口の傾斜角に沿った上昇流となる。このように各多孔スクリーンを通過する度に流体は下降・上昇を繰り返し、含有する捕集対象物、例えば油ミストの殆どが慣性衝突により捕集され、かつ油蒸気もこの過程で凝集して捕集される。捕集された捕集対象物は樋を介して集塵部材外に効率的に排除される。
【0009】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面を参考に具体的に説明する。
【0010】
図1は本発明に使用される多孔スクリーンの一例を示す図であり、図2はこの多孔スクリーンを用いた集塵部材の構成例を示す。
【0011】
先ず図1を用いて多孔スクリーンの構成を説明する。矢印1は多孔スクリーン全体を示し、この多孔スクリーン1は例えばSUS304系のステンレス、アルミニウムまたはニッケル等の金属材料により形成されている。但し金属材料で形成されることは多孔スクリーン形成の必須の要件ではなく、これら金属材料以外に、例えばプラスッチクス或いはセラミックス等により形成することも可能であるが、以下金属材料により形成される場合を例に説明する。
【0012】
2は開口であり、多孔スクリーン1はこの開口2が多数連設されることにより形成される。例えばその形成方法としては金属板に多数の切り口(スリット)を予め形成し、かつこの金属板を所定の方向に引っ張ることにより切り口部分を開いて開口とする構成、即ちエキスパンドメタルと称される形成方法等が用いられる。各開口2は油含有気体Gの流れ方向に対して所定の角度αを以て斜めに開口している。この角度αは油含有気体Gが開口内に流入する際に含有する油分を慣性により分離し、かつその流れが乱流とならずほぼ層流を維持する程度の角度が効果的である。この様な点から発明者らが試験をした結果、前記角度αは25度乃至70度の間が適当であるとの結論に達した。
【0013】
図2は図1に示される多孔スクリーン1を3枚用いた集塵部材の構成例を示す。1aは図1に示す多孔スクリーン1を図1の配置状態と同じ状態、即ち各開口2が角度αを以て斜め上に開口している状態で配置されたものを、また1bはこの多孔スクリーンを180度反転させて、即ち裏返して配置されたものを示す。従って多孔スクリーン1bの開口2は角度αを以て下向きとなるので、多孔スクリーン1bの開口において、油含有気体Gに対する開口角度は以後−αで示す事とする。1cはこの多孔スクリーン1bを更に180度反転させて、つまり前記第1の多孔スクリーン1aの位置に戻す位置で配置されている。従って開口角度は多孔スクリーン1aと同様のαとなる。また多孔スクリーン1aの開口2は2a、同1bの開口2は2b、同1cの開口2は2cとして以下説明する。なお図示の構成では多孔スクリーン1は3枚配置されているが、4枚以上配置することももとより可能であるが、捕集効率と圧力損失とを比較考量すれば図示の3枚構成から多くても5枚構成程度とするのが好ましい。
【0014】
図3は図2に示す多孔スクリーン3枚の構成から成る集塵部材の全体を示し、各多孔スクリーン1a〜1cは枠体3により一体的な集塵部材4として構成され、この集塵部材が油含有気体流路(図示せず)に着脱可能に配置されることにより油分の捕集を行う。またこの集塵部材は使い捨てとすることももとよりより可能であるが、定期的に交換し、取り外された集塵部材を回収して洗浄工程に回し再生して再利用する方が環境衛生上或いは経済的にも望ましい。
【0015】
次に上記構成の作動状態を主として図2を用いて説明する。油含有気体Gは集塵部材4の下流側に配置された誘引型の送風機(IDF/図示せず)により吸引され第1の多孔スクリーン1aに向かう。この場合、第1の多孔スクリーン1aに於けるの油含有気体Gの流入速度は0.5〜2.0m/sec程度となるよう前記IDFが運転される。第1の多孔スクリーン1aに至った油含有気体Gは各開口2aが所定の角度αを以て斜めに開口しているため、開口壁面に衝突し含有する油ミストを開口壁面に付着させながら下降流G1を形成する。なお含有する油蒸気もこの衝突により一部凝結し前記ミストと共に付着し、付着した油は自重により多孔スクリーンに沿って流下し、図示しない油溜に捕集される。
【0016】
一方第1の多孔スクリーン1aを出た油含有気体Gは次に再度−αを以て開口する第2の多孔スクリーン1bの開口2bに流入し、前記下降流G1は一転して上昇流G2となる。この反転の際、前記第1の多孔スクリーン1bにおいて捕集されなかった油ミストの多くが慣性により振り分け除去される(図中の破線による矢印で示す)。更に上昇流G2に転じた油含有気体Gは前記第1の多孔スクリーン1aにおけると同様の慣性衝突方式により油ミストが除去されると共に油蒸気は開口壁面に凝集し除去される。
【0017】
第2の多孔スクリーン1bを出た上昇流G2は更に第3の多孔スクリーン1cにおいて再度下降流G3となり、前記第1の多孔スクリーン1aと同様の作用により残りの油分の殆どが除去される。このように上記構成においては、油含有気体Gは各多孔スクリーン1a〜1cが順次180度反転して配置されているため、上昇・下降を繰り返し、その間に衝突による油捕集、油蒸気の凝集及び流体反転時の慣性による油除去を繰り返す。この様に油含有気体Gは隣接する各多孔スクリーンの間で急激に流路を変更するため一つの多孔スクリーンに於ける油分の除去効率が高い。従って多孔スクリーンの配置枚数を例えば図示の如く3枚とし、従来の構成枚数に比較してその構成枚数が1/3〜1/10と大幅に少なくでき、しかも効率のよい油分の除去が可能となる。このため装置全体としての圧力損失を大幅に低減できる。
【0018】
図4は上記構成の多孔スクリーンの個々の開口部壁面の形状を示す。このような形状に構成することにより捕集した油分をより効率良く多孔スクリーンから除去することが可能となる。
【0019】
先ず(A)の構成では開口2を形成する壁面の一部(図示の構成では中央部)において壁面高さ方向、即ち油含有気体Gの流れ方向に沿って溝5が形成されている。この溝5の形成により開口2の壁面に衝突付着した油分は油含有気体Gの流れに助けられて溝5側に集まり、さらに当該油含有気体Gの流れ及び自然落下により順次多孔スクリーンの下部に流れ落ちる。
【0020】
同図(B)の構成はこの溝5が開口2の壁面に対して複数本形成された構成を示す。この構成では開口2の壁面に衝突付着した油分は各溝5に流入しかつこれらの溝5を伝って下降することになる。
【0021】
図5及び図6は第2の実施例を示す。図中符号6は多孔スクリーンにおいて捕集した油を流す樋であって、第1の多孔スクリーン1aおよび第2の多孔スクリーン1bの間、第2の多孔スクリーン1bおよび第3の多孔スクリーン1cの間に介在配置され、かつ場合によっては第3の多孔スクリーン1cの背後にも配置される。またこの樋6はこれら各多孔スクリーン1a、1bおよび1cの間に介在配置されるスペーサとしての役目も果たす。因に油分を効率よく捕集するためには各多孔スクリーンの間は1〜3mm程度の間隔を持たせる必要があるが、前記樋6はこの間隔を保持するスペーサとしての機能も果たすことができて好都合である。
【0022】
図6(A)及び(B)は集塵部材4における樋6の配置状態を示し、(A)は集塵部材4の一方の側縁に向かって斜めに下降するよう樋6が配置されている構成を、また(B)は集塵部材4の中央部から両側縁に向かって斜めに下降するよう樋6が配置された構成を示す。何れの構成も一方若しくは両方の側縁に向かって樋6が下降するよう構成されることにより捕集した油がこの樋6に沿って流れ下るよう構成されている。また樋6の下降部側端部には集塵部材4の側縁に沿って配置された油捕集道(ヘッダ)7が設けられ、かつこの捕集道7の下端には油溜8が設けられている。なおこの油捕集道7の下端を開放させ、図示しない油含有気体流路中に設けられた共通の油溜に捕集油が集まるよう構成することももとより可能である。
【0023】
以上の構成において、第1の多孔スクリーン1aの各開口2aの壁面に沿って流れ下った油分、及び下降気流G1から上昇気流G2に変わる際に分離された油分は第1の樋6に集まる。これら各樋6は図6の如く斜めに配置されているため樋6に沿って流れ下り、集塵部材から分離除去される。なお、上昇流G2から下降流G3に転じる第2の多孔スクリーン1bと第3の多孔スクリーン1cの間に配置された部分では主として第2の開口2bの壁面に沿って吹き上げられた油を捕集除去することになる。また第3の多孔スクリーン1cの背後に配置された樋6は更に下降流G3から分離された油分を除去する。
【0024】
以上本発明の構成を、処理対象の流体が油含有気体である場合を例に説明したが、本集塵部材はもとより油分を含有する油含有気体に対してのみ有効なものではなく、固体または液体の如何を問わず種々の塵埃を含む流体に対して幅広く有効であることは当業者において容易に推測できるものである。
【0025】
【発明の効果】
本発明においては、複数枚配置されかつ隣接する各多孔スクリーンがそれぞれ表裏が対向位置するよう180度反転位置し、各多孔スクリーンを通過する流体が各多孔スクリーンの通過時に上下に波うつように流動することにより慣性・衝突集塵方式により高効率で対象物を捕集し、捕集した油分等の捕集物を多孔スクリーンの開口壁面に形成した溝に集中させ、かつ集中した捕集物を樋によって装置外部に排出するよう構成してあるため、高効率で捕集した捕集物を効果的に装置外に排除でき、従って集塵装置を長期間にわたって高効率で運転することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に使用される多孔スクリーンの斜視部分図である。
【図2】 多孔スクリーンを複数枚配置した集塵部材の断面部分図であって、各多孔スクリーンは図1のA−A線による断面図に相当する。
【図3】 集塵部材の一部を省略した断面図である。
【図4】 本発明の実施例であって、図2のB−B線における開口壁面の断面形状の構成例を各々示し、(A)は溝が一つの構成を、(B)は複数の溝が形成された構成を各々示す。
【図5】 本発明の第2の実施例を示す集塵部材の断面部分図である。
【図6】 (A)及び(B)共に集塵部材における樋の配置状態を示す集塵部材の正面概略図である。
【符号の説明】
1 多孔スクリーン
1a 第1の多孔スクリーン
1b 第2の多孔スクリーン
1c 第3の多孔スクリーン
2 開口
2a 第1の多孔スクリーンの開口
2b 第2の多孔スクリーンの開口
2c 第3の多孔スクリーンの開口
3 枠体
4 (多孔スクリーンから成る)集塵部材
5 溝
6 樋
Claims (3)
- 多数の開口が形成された多孔スクリーンの複数枚を有する集塵用の部材であり、多孔スクリーンの各開口は流体の流れ方向に対して所定の角度で斜めに形成され、かつ隣接する各多孔スクリーンはその対向面が表裏を成すよう180度反転して配置されることにより、各多孔スクリーンを通過する流体は下降上昇を繰り返すよう構成した集塵部材において、多孔スクリーンの開口を各々区画する開口壁面に対し、流体流れ方向に沿って1以上の溝が形成されていることを特徴とする多孔スクリーンから成る集塵部材。
- 多数の開口が形成された多孔スクリーンの複数枚を有する集塵用の部材であり、多孔スクリーンの各開口は流体の流れ方向に対して所定の角度で斜めに形成され、かつ隣接する各多孔スクリーンはその対向面が表裏を成すよう180度反転して配置されることにより、各多孔スクリーンを通過する流体は下降上昇を繰り返すよう構成した集塵部材において、各多孔スクリーンの間には樋が設けられ、かつ当該樋は少なくともその一端が多孔スクリーンの側縁に向かって下降するよう配置されていることを特徴とする多孔スクリーンから成る集塵部材。
- 多数の開口が形成された多孔スクリーンの複数枚を有する集塵用の部材であり、多孔スクリーンの各開口は流体の流れ方向に対して所定の角度で斜めに形成され、かつ隣接する各多孔スクリーンはその対向面が表裏を成すよう180度反転して配置されることにより、各多孔スクリーンを通過する流体は下降上昇を繰り返すよう構成した集塵部材において、多孔スクリーンの開口を各々区画する開口壁面に対し、流体流れ方向に沿って1以上の溝が形成され、これら多孔スクリーンの間には樋が設けられ、かつ当該樋は少なくともその一端が多孔スクリーンの側縁に向かって下降するよう配置されていることを特徴とする多孔スクリーンから成る集塵部材。
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