JP4368529B2 - 清浄化装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濾過作業中、清浄化される流体が通過するフィルタ部材のフィルム面を加圧清浄化流体によって清浄化するための装置に関する。
【０００２】
【関連技術】
このような装置は、例えば工業設備において用いられるダスト・フィルタを清浄化するために必要とされる。工業用に用いられるダスト・フィルタは、多くの場合、中空シリンダ形状を有している。この中空シリンダにおいては、該フィルタ部材の一端に、ダストが除去された煙道ガスのような、清浄化された流体のための出口孔が設けられている。一方、該フィルタ部材のシリンダ・マントル面は、フィルタ膜又はフィルタ・フリースのようなフィルタ物質によって形成されている。該フィルタ部材のこのマントル面は、濾過作業中、煙道ガスのような清浄化される流体が流れるフィルタ面を形成する。この濾過作業においては、該煙道ガス中に含有されているダスト粒子は、所望の清浄化効果を達成するための該フィルタ物質によって保持される。ちなみに、清浄化される流体は、該フィルタ部材の外面に衝突し、ついで該フィルタ部材によって形成された中空空間又は該フィルタ部材の軸方向の一端部に設けられた出口孔を介して案内される。
【０００３】
上記した濾過作業中に、濾過ダスト・ケーキがフィルタ部材の外側又はフィルタ面の外側に形成される。このダスト・ケーキは、作業時間の増加につれて、清浄化される流体が流れるためのフィルタ部材の流れ抵抗を増大させる。この流れ抵抗の増大は、該フィルタ部材を通過する際の流体の流動の圧力損失を惹起し、この圧力損失は、順番に、清浄化した流体の排出を弱め又は高価でかつ高エネルギーの付加的な吸引装置によってのみ回復するものである。
【０００４】
したがって、このようなトラブルのない作業を行うためには、一般的に、該フィルタ部材のフィルタ面は、定期的に清浄化する必要がある。
【０００５】
この目的のため、従来では、フィルタ部材又はフィルタ面の外側に形成された濾過ダスト・ケーキをこの方法で取り除くのに、加圧清浄化流体、例えば圧縮空気など、が出口孔を介してフィルタ部材内部に流入せしめられる。しかしながら、この方法を用いて清浄化されたフィルタ部材では、少しの間操業しただけで、既に清浄化された流体の流れに対する大きな圧力低下を再び生じさせることがわかった。この問題を解決するものとして、清浄化流体として用いられる圧縮空気を、個々の圧縮空気パルスの状態で、フィルタ部材の内部に流入せしめることが既に提案されている。さらに、フィルタ部材内部にノズルにより該清浄化流体を導き入れることが提案されている。この場合、清浄化流体として作用する圧縮空気に加えて、周囲空気もフィルタ部材の内部に流入させ、該フィルタ部材に導入された空気の体積を増加させるため、ノズルのノズル開口部がフィルタ部材の出口孔よりも径が小さくなっている。
【０００６】
上述した方法により、清浄化流体の清浄化作用の改良を図ることはできるが、個々の圧縮空気パルスの状態で及び／又は好適な導入ノズルで、フィルタ部材の内部に清浄化流体を導入することは、フィルタ部材の最初の作業開始後の中断のない使用寿命と比較して、少しの間作業しただけで、既に清浄化された流体の流れに対する大きな圧力低下が再び生じることがわかった。
【０００７】
従来技術におけるこれらの問題に鑑み、本発明の目的は、清浄化されたフィルタ部材の中断のない作業を出来るだけ長い時間とすることができるようにした上述した種類の装置を提供することにある。
【０００８】
本発明によれば、この目的は、清浄化される全フィルタ面の領域において清浄化流体の実質的に均一な圧力分布が促進されるようにした上記清浄化装置の更なる発展によって解決される。
【０００９】
上記解決は、次のような認識に基くものである。前記フィルタ部材に前記清浄化流体を導入するために適したノズルの使用及び個々の圧力パルスの形状の清浄化流体の導入は、出口孔と反対の方向を向いているフィルタ部材の軸方向端部領域における清浄化流体の動的な圧力を生ずる結果となる。この動的圧力はフィルタ部材底部領域におけるフィルタ面の清浄化作用には好都合であるが、出口孔の領域においてはフィルタ面の不完全な清浄という結果となる。したがって、既知の清浄化装置を用いると、フィルタ面のフィルタ部材底部に直接隣接する領域においてのみ満足のいく清浄化作業が行われる。この領域は清浄化される流体に対して最低の流れ抵抗を与えるので、清浄化されたフィルタ部材の新しい作業開始後、流体の流れはこの領域に集中する。このことは、流れ抵抗を増大するフィルタ・ケーキの形成を促進し、その結果、フィルタ部材の新しい清浄化作業を必要とする汚れの程度に非常に早く到達してしまう。
【００１０】
既知の清浄化装置の本発明による更なる発展によって、清浄化される全フィルタ表面の領域において清浄化流体の均一な圧力分布が達成される。このことにより、全フィルタ面の均一な清浄化が行われることとなる。その結果、順番に、濾過作業中の流体の流れの個々のフィルタ面部分への集中が排除される。したがって、本発明による清浄化装置の使用は、個々のフィルタ面部分へのフィルタ・ケーキの迅速な堆積、かつまた濾過作業中における一定の流体の流れに対するフィルタ部材の流れ抵抗の過度に早い増大を効果的に防ぐことができ、そしてフィルタ部材の使用寿命を増やすことが可能となる。
【００１１】
清浄化流体の均一な圧力分布は、例えば、圧力管から流出する清浄化流体に対する流れ案内面を備えた分布装置を用いることによって達成される。ちなみに、一方では、この流れ案内面の使用によって、所定の圧力分布を達成する清浄化流体の層流の生成を可能とする。しかしながら、フィルタ部材の内部に流入する清浄化流体の乱流が流れ案内面によって生成される場合、特に有利である。何故ならばそのような流れ案内面は特にシンプルであるが非常に効果的なデザインに具体化されうるからである。この目的のために、該分布装置は、濾過作業中、清浄化される流体を排出する作用を行うフィルタ部材の開口部に挿入可能な分布部材を好適に有している。そのような分布部材は、清浄化作業のためにフィルタ部材に挿入可能であり、かつ実際の濾過作業を行うためフィルタ部材から再び除去可能である。さらに、濾過作業中、フィルタ部材中に、例えばフィルタ部材に強固に結合される部材の形状で留まる分布部材の使用もまた考慮される。例えば、分布部材はフィルタ部材の軸方向一端部に設けられた開口部から、好ましくはシリンダ・マントル形状のシリンダ・マントル面によって少なくとも実質的に範囲を設定されるフィルタ部材の内部に延出することができる。この配置によって、特に濾過作業中、分布部材がフィルタ部材中に留まる場合には、特に面積を節約した完全な構成が可能となる。
【００１２】
清浄化流体の所望の均一圧力分布を行い、かつ、フィルタ部材の開口部を介して導入される清浄化流体の乱流が実現可能となる。同時に、前記分布部材がシリンダ・マントル形状又は円錐台形状であり、かつ実質的にシリンダ・マントル形状のフィルタ面に共軸的に延出する流れ案内面を有するという特にシンプルな態様において濾過作業中の最小流れ抵抗を確保する。この目的のために、分布部材は全体としてシリンダ・マントル又は円錐台マントル形状であるのが好ましい。このようにすれば、清浄化作業中において清浄化流体の所望の均一な圧力分布が確保され、また同時に、分布部材が前記開口部から前記フィルタ部材の軸方向長さの２０〜７０％、好ましくは２０〜５０％にわたって延出し、かつ該開口部と反対方向の端部の分布部材の直径がフィルタ部材の内径のほぼ４０〜９５％に相当する場合に、濾過作業中における流れ抵抗の特に最小の増加を確保することができる。フィルタ部材の開口部に面する端部において、該分布部材は該フィルタ部材又は前記開口部の内径又は開口部に相当する直径を有しており、又はわずかに小さい直径を有することもできる。清浄化流体の導入にノズルを用いる場合には、前記分布部材が、ノズルの直径に相当するか又はノズルの直径よりもわずかに大きい直径を有するフィルタ部材の開口部に面する端部における直径を有する場合には特に好都合であることが見出された。
【００１３】
上述した分布部材の態様において、分布部材の寸法が、濾過作業中にフィルタ面を流れフィルタ部材の開口部に挿入された分布部材を介して排出される分布部材中の流体の流速の比は、分布部材を包囲するフィルタ表面の軸方向領域を流れる分布部材の外面の流体の流速に対して、０．４〜２．５の範囲であるようにフィルタ部材の寸法に合わされる場合、濾過作業中の特に最小の流れ抵抗が達成され、一方、同時に清浄化作業中には、清浄化流体の所望の均一な圧力分布を確保することができる。したがって、一方では分布部材とフィルタ部材の内部のフィルタ面との間に形成された環状間隙における高い動的圧力の生成は防止され、そして他方、分布部材自体における過剰な動的圧力の生成も防止される。
【００１４】
上述した分布部材に追加して、又は代替として本発明による分布装置は供給管を介して供給されるフィルタ面を清浄化する清浄化流体が排出され、又はフィルタ部材を清浄化するためフィルタ部材の内部に導入されるための複数個の排出開口部を有する加圧清浄化流体のための排出部材をまた具備することができる。本発明によるこの態様の装置は、清浄化流体のための数個の排出開口部の使用によって清浄化流体のための一個の大きな排出開口部だけの使用よりもより多くの効果的な洗浄パルスを一般的に提供するという認識に基づくものである。
【００１５】
特に最後に記述した態様に関して、前記清浄化装置が複数個のフィルタ部材が同時に清浄化される清浄化流体のための配管システムを有する場合、特に好都合であることを見出した。ちなみにフィルタ部材のフィルタ面を清浄化するための清浄化流体を排出するための、好ましくは少なくとも２つの排出部材が前記配管システムと相互的に関係づけられている。この配管システムにおいては、清浄化システムによって供給される清浄化流体が通過する排出部材が、最初にその下流に配設された排出部材よりも多くの排出開口部を有している場合に清浄化される全てのフィルタ部材に対する特に均一な清浄化効果が一つの清浄化工程によって達成される。この配置の利点は、該清浄化工程中にこの領域に配置された該フィルタ部材に対して、該配管システムの後端部に生じた強力な圧力によって助長された清浄化作用が、流れの方向に見た際に該配管システムの前端部の領域に、該清浄化工程中に、配置された該フィルタ部材のためのより多くの排出開口部を設けることにより、補正され得るという点にある。
【００１６】
フィルタ面を清浄化するための清浄化流体が個々の圧力パルスの状態、例えばガス圧力パルス、特には、圧縮空気など、で排出されるべき場合には、該配管システムが該圧力パルスを生み出すためのバルブの配置が一つしかなくこのバルブ配置の流出側に該個々の排出部材が配置されているときには特に都合がよいことがわかった。因みに、該フィルタ面又は清浄化されるフィルタの内部方向にノズルを介して該清浄化流体を排出することも特に考えられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に関して重要であるが本文中では詳しくは説明されていない全ての詳細について付けられている符号を示すため、本発明を添付図面中の符号と共に説明する。本発明の清浄化装置は、一つの図面中に概略的に図示されている。
【００１８】
該図面中に図示された清浄化装置は、清浄化流体のための排出孔を有する配管システム１０、例えば圧縮空気配管など、と；その全体が１００で示されたフィルタ部材の内部に排出せしめられ得る清浄化流体、例えば圧縮空気など、が通過するノズル２０、と；該フィルタ部材１００の濾過作業の間に、該清浄化流体の排出を行う該フィルタ部材の開口部１０２に挿入された分布部材３０、とから構成されている。
【００１９】
該添付図面に図示された該清浄化装置により清浄化される該フィルタ部材１００は、中空シリンダの形状を実質的に有しており、該フィルタ部材の一軸端部には出口孔１０２が配置されており、一方シリンダマントル面１０６はフィルタ材料１０４、例えばフィルタ膜やフィルタ・フリースにより形成されている。該出口孔の反対側の端部では、該フィルタ部材１００が底部１１０により閉塞される。
【００２０】
通常の濾過作業中では、清浄化される流体は、フィルタ材料１０４を介して通過し、矢印Ａで該添付図面中に図示されたように、出口孔に差し込まれた該分布部材３０により該フィルタ部材１００から排出される。因みに、清浄化される該流体に混入されたダストは該フィルタ材料１０４の外表面１０６上に堆積する。
【００２１】
該フィルタ材料１０４の該外表面１０６によって形成されたフィルタ面を清浄化するために、配管システム１０により圧縮空気がノズル２０及び該分布部材３０を介して該フィルタ部材１００の内部へと導入される。これに関連して、該分布部材３０によって、導入された清浄化流体の乱流が該フィルタの内部に発生し、清浄化される全体のフィルタ面１０６の領域に清浄化流体の均一な圧力分布を結果として生み出す。この目的のために、該分布部材３０は、円錐台マントルの形状をしており、底部１１０に向かって該出口孔１０２から始まり、該フィルタ材料１０４の該シリンダ・マントル形状外表面１０６と同軸に延出している。該分布部材３０の軸長さｌは、これに関連して、該フィルタ部材１００の軸長さＬの約４０％に相当する。該分布部材３０の直径は、該出口孔１０２に面している該分布部材３０側では、該フィルタ部材１００の内径Ｄに相当する。該フィルタ部材１００の該底部１１０方向に、該分布部材３０は直径ｄまで先細りとなっている。これは該フィルタ部材１００の内径Ｄの約５６％である。
【００２２】
該清浄化流体の中断のない導入を確実に行うために、該出口孔に面する端部側の該分布部材３０には、滑らか且つ面取りされた端部が設けられている。一方、該底部１１０に面する端部側の該排出部材３０には、該フィルタ部材１００中にある該ノズル２０を通過して導入された該清浄化流体の所望の乱流を確実に行うために、滑らかな面取り端部が設けられている。該添付図面に示されるごとく、該フィルタ部材１００に差し込まれた該分布部材３０に関して、ノズル２０が便宜上用いられており、該フィルタ部材１００に面する端部側の該ノズル２０の直径は、該出口孔に面する側の端部の該分布部材３０の直径よりも小とされている。
【００２３】
該フィルタ部材１００の大きさに対する該分布部材３０の大きさの上述した配置において、該分布部材３０の外側境界面と該フィルタ部材１０４の内側境界面１０８の間に形成された環状間隙中の該フィルタ材料１０４を通過して流れる該流体の速度に対して、通常の濾過作業での該フィルタ材料１０４を通過して流れる該分布部材３０中にある該流体の速度の比率が、０．４〜２．５の範囲に確実にされ、これにより、濾過作業中に該分布部材３０が該フィルタ部材１００の内部に残ったままでも、該濾過作業中の該フィルタ部材の流れ抵抗が減少せしめられる。
【００２４】
本発明は、添付図面に示された実施の形態に限定されるものではない。また、清浄化される全フィルタ面の領域への該清浄化流体の均一な圧力分布を維持するために、該清浄化流体を排出するための複数の排出開口部を具備する排出部材を設ける構成とすることもできる。さらに、該円錐台マントルの形状をした分布部材の代わりに、シリンダ・マントル形状の分布部材を用いることもできる。さらにまた、該出口孔の内側リムの領域に固定された該分布部材の代わりに、該フィルタ部材１００の軸端を交差して係合する分布部材を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の清浄化装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１０：配管システム、２０：ノズル、３０：分布部材、１００：フィルタ部材、１０４：フィルタ材料、１０６：シリンダマントル面、１０８：内側境界面、１１０：底部、Ｄ：内径、Ｌ：軸方向長さ、ｄ：直径、ｌ：軸長さ。

Claims (12)

1. 濾過作業中、清浄化される流体が通過するフィルタ部材（１００）のフィルタ面（１０６）を加圧清浄化流体によって清浄化するための装置であって、
   フィルタ部材（１００）と、
   濾過作業中に清浄化される液体が流れる前記フィルタ部材（１００）の実質的にシリンダ・マントル形状のフィルタ面（１０６）と、
   圧力管（１０）から流出する清浄化流体のための流れ案内面を備えた分布装置（３０）と、
   を有し、
   前記分布装置によって清浄化される全フィルタ面（１０６）の領域において清浄化流体の実質的に均一な圧力分布が促進され、
   前記フィルタ面（１０６）に共軸的に延出する前記流れ案内面が、実質的に円錐台マントル形状であり、かつ前記フィルタ部材（１００）の軸方向一端部に設けられた開口部（１０２）から、前記フィルタ部材（１００）の軸方向長さ（Ｌ）の２０〜７０％にわたって延出するように配置されてなる装置。
2. 前記分布装置が、濾過作業中、清浄化された流体の出口を形成するフィルタ部材の開口部に挿入可能な分布部材（３０）を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記流れ案内面が、前記開口部（１０２）から、前記フィルタ部材（１００）の軸方向長さ（Ｌ）の２０〜５０％にわたって延出していることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 前記分布部材（３０）の直径（ｄ）が、前記開口部（１０２）と反対方向を向いている端部において、前記フィルタ部材（１００）の内径（Ｄ）の略４０〜９５％に相当することを特徴とする請求項２又は３記載の装置。
5. 前記分布部材（３０）の寸法が、該分布部材（３０）を包囲するフィルタ面（１０６）の軸方向領域を介して流れる該分布部材（３０）の外側の流体の流速に対して、濾過作業中に前記フィルタ面（１０６）を流れかつ前記フィルタ部材（１００）の開口部（１０２）に挿入された該分布部材（３０）を介して排出される該分布部材（３０）内部の流体の流速の比が、０．４〜２．５の範囲であるように該フィルタ部材（１００）の寸法に合わされることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載の装置。
6. 前記分布装置が、複数個の排出口を備えた加圧清浄化流体のための排出部材を有し、これらの排出口を介して供給管によって供給された清浄化流体が前記フィルタ面を清浄化するために排出されるようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の装置。
7. 前記排出部材が、前記清浄化流体を前記フィルタ部材の内部に排出するように作動しうることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 複数個のフィルタ部材が同時に清浄化されるようにした清浄化流体の配管システムを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の装置。
9. 前記配管システムが、１つのフィルタ面を清浄化するための清浄化流体をそれぞれ排出するための少なくとも２つの排出部材と相互関係を有し、該配管システムを介して清浄化流体が最初に供給される該排出部材がその下流側に配設された該排出部材よりも多くの排出孔を有することを特徴とする請求項７又は８記載の装置。
10. 前記フィルタ面を清浄化するための清浄化流体が、個々の圧力パルスの状態で排出されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の装置。
11. 前記配管システムが、前記パルスを発生するためのバルブ配置を有し、個々の排出部材が該バルブ配置の流出側に配設されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の装置。
12. 少なくとも一つのノズル（２０）が前記開口部（１０２）に設けられ、前記清浄化流体が前記ノズル（２０）を通過して導入されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の装置。

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