JP6787738B2 - 濾過式集塵装置のフィルタ取付構造 - Google Patents
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Description
一般に濾過式集塵装置は、装置の下方から排ガスを流入し、該装置内に装着されたフィルタで粉塵を捕集し、濾過された排ガスを装置の上方から排出する構造となっている。
従来より、フィルタとしては、バグフィルタと呼ばれる粉塵の捕集用の濾布が用いられているが、近年、高温の排ガスにも対応しうるセラミック製のフィルタが用いられている。
図7は、前記セラミックフィルタを用いた濾過式集塵装置30の一例を示す横断面図である。該濾過式集塵装置30では、一端部が閉鎖された長尺の円筒形状の本体部(51)と他端の開口端部(52)にフランジ(57)を有するセラミックフィルタ(50)が用いられている(図8参照)。
図7に示す濾過式集塵装置30は、そのハウジング31の内部がセルプレート(仕切壁)32によって下方の集塵室33と上方の排気室34に区分され、該セルプレート32に一群のフィルタ35が取り付けられている。そして、下方の集塵室33には、粉塵を含む排ガスを取り込む取入口37が、上方の排気室34 には、フィルタ35により濾過された浄化ガスを集塵装置30外に排出する排出口38が設けられている。
粉塵を含む排ガスは、送気装置または吸気装置(いずれも図示せず)によって取入口37から集塵室33内へ導入され、前記セラミックフィルタ35の外壁面から内壁面に向けて通過する間に粉塵が濾過され、濾過後の清浄ガスは、排気室34に設けた排出口38 から装置外へ取り出される。
なお、ハウジング31の排気室34には、前記各フィルタ35が捕集した微細な粉塵を集塵室33に吹き落とし、フィルタ35の機能を安定に保持するための脱塵用のジェット気流を噴出するエアー配管36が設けられている。
図8は、このような排ガス浄化に用いられる従来のフィルタ及び該フィルタのセルプレートへの取付構造を示す横断面図である。
図8に示されたセラミックフィルタ50は、同図に示されているように、一端側に開口部52を有し他端側53が閉鎖された円筒形状からなり、前記円筒形状の外周面54と内周面55との間に金属材料からなる補強部材56が内装されている。また、開口部52から放射状に広がるようにフランジ部57が形成されている。
このように構成されたセラミックフィルタ50は、開口部52に形成されたフランジ部57を押さえ板58と受け板59とをボルト60で締め付けて固定されている(特許文献1)。
また、上記の他に、次のようなフィルタ取付構造がある。
図9に示すように、一端側が閉鎖され他端側に開口部を有する円筒形状なすセラミック材料を焼結して形成されたセラミックフィルタ61の内部に、開口部63aにフランジ63bを有する円筒形状の口金63と、該口金63の内壁に等間隔で垂設された複数の軸鋼線64と、該複数の軸鋼線64に内接・固着された複数のリング状鋼線65とからなるリテーナ62を装着し、セラミックフィルタ61、リテーナ62及びパッキン66をセルプレート67と押さえ板68で挟み込んで固定する取付構造があり、同時に締め付け具合から決まるパッキン66のつぶし寸法と、セラミックフィルタ61のフランジ部61dの厚み及びリテーナの62のフランジ63bの厚みとの合計高さを限定してパッキン66の効果を損なわないようにするカラー69を設け、ボルト70とナット71で締め付けて固定している。
また、該セラミックフィルタ50は、開口部52から放射状に広がるようにフランジ部57が形成されており、該フランジ部57を押さえ板58と受け板59とをボルト60で締め付けて固定されており、セラミックフィルタと一体化された補強部材56では、地震等による振動によってセラミックフィルタ50の横揺れによるたわみが補強部材56に伝わり、該補強部材56が撓んで同調する。このようにセラミックフィルタ50の揺れが補強部材56のフランジを内蔵したセラミックフィルタ50のフランジ部57に伝わるが、補強部材56のフランジも、揺れるセラミックフィルタ50のフランジ部57の動きに同調してしまい、揺れるセラミックフィルタ50のモーメントが起因し、補強部材56のフランジによって、セラミックフィルタ50のフランジ部57に力が掛かってしまい、脆いセラミックから成る該フランジ部57付近に亀裂や破損が生じ、セラミックフィルタ50が破損しやすい。
また、リテーナ62のフランジの強度も十分でなく、またリテーナの口金高さもセラミックフィルタ61のフランジ61dの補強材としては短すぎ、セラミックフィルタ61のフランジ61dのネック部が、セラミックフィルタ61の水平揺れモーメントによって折損する場合があった。
さらに、セラミックフィルタ61、リテーナ62及びパッキン66を押え板68だけで固定しているので、パッキン66の柔らかい部分でセラミックフィルタ61とリテーナ62のフランジが揺らいでしまい、セラミックフィルタ61の水平揺れを防ぐことが難しい。
濾過式集塵装置へのセラミックフィルタの取付構造において、
前記濾過式集塵装置内のセルプレートに穿設された取付孔に挿通される、一端部が閉鎖され他端部に開口部を有しかつ同他端部にフランジを有する長尺の円筒形状のセラミックフィルタと、
前記セラミックフィルタの開口部から挿入され、前記セラミックフィルタ開口部のフランジに当接する開口部に口金とフランジを有する長尺のリテーナと、
前記リテーナのフランジを上下から挟持する上部押さえ板と下部押さえ板と、
前記上部押さえ板と下部押さえ板とを前記濾過式集塵装置のセルプレートとに固定する固定具と
で構成されてなることを特徴とする濾過式集塵装置のフィルタ取付構造。
濾過式集塵装置内のセルプレートに穿設された取付孔に挿通される、一端部が閉鎖され他端部が開口されかつ同他端部にフランジを有する長尺の円筒形状のセラミックフィルタと、
前記セラミックフィルタの開口部から挿入され、前記セラミックフィルタ開口部のフランジに当接する開口部に口金とフランジを有する長尺のリテーナと、
前記リテーナのフランジを上下から挟持する上部押さえ板と下部押さえ板と、
前記上部押さえ板と下部押さえ板とを前記濾過式集塵装置のセルプレートとに固定する固定具とで構成されてなるので、
リテーナを構成する口金のフランジが上部押さえ板と下部押さえ板の2枚の押さえ板で挟持して、セラミックフィルタのフランジから離してセルプレートに支持固定する構造となっており、リテーナがセラミックフィルタの横揺れに対し、セルプレートからの支持力を強めてセラミックフィルタの内面から制振するため、リテーナのフランジの支持をセルプレートに移して撓み量を低減してセラミックフィルタの振れ幅を抑制することができ、リテーナの固定強度がフィルタフランジの強度に依存しないため、リテーナを強固に固定することができるので、地震等の横揺れに対するセラミックフィルタの水平方向への撓み量を減少させることができる。
図1は実施例に係る濾過式集塵装置のフィルタ取付構造を示す横断面図、図2はセラミックフィルタとリテーナの構造を示す斜視図である。
図1及び図2に示すようにセラミックフィルタ1は長尺の有底円筒形状をなした本体部1aの開口部1bにフランジ1cが形成されている。
本実施の形態においては、セラミックフィルタ1は長さおよそ3m、外径150mm、内径110mmに形成されている。
リテーナ2は、開口部2cにフランジ2b(以下、リテーナフランジという。)と円筒形状の口金2aを有している。本実施例においてリテーナ2は、該口金2aの内壁に等間隔で垂設された複数の軸鋼線4と、該複数の軸鋼線4に内接・固着された複数のリング状鋼線5とから形成されたものを採用しているが、上記構成に限定されるものではなく、パンチングメタルなどで形成されるものなど、適宜選択し採用することができる。
なお、リテーナ2は前記セラミックフィルタ1内に挿入して該セラミックフィルタ1の強度を補強するものでその外径、長さは、セラミックフィルタ1に対応した寸法で構成されている。
6は濾過式集塵装置のハウジング内を下方の集塵室と上方の排気室に区分するセルプレートであり、前記セラミックフィルタ1はこのセルプレート6に穿設された取付孔6aに挿通して取り付けられる。
7は濾過式集塵装置の集塵室から排気室へ粉塵を含む排ガスが流れ込むのを防止する弾性材からなる開口部を有する切れ目のないリング状のパッキン、8は上部押さえ板、9は下部押さえ板、10はカラーである。該カラー10は、セラミックフィルタ1をセルプレート6にボルト11とナット12で締め付けて支持固定する際に、前記セルプレート6と下部押さえ板9との間隔を、前記セルプレート6と下部押さえ板9との間に挟設されるセラミックフィルタ1のフランジ1cの厚みと、前記セラミックフィルタ1のフランジ部1cの下面と前記セルプレート6との間に配設されるパッキン7のつぶし寸法との合計値に制限して、前記パッキン7の機能を保持させるものである。
本実施例に係る濾過式集塵装置のフィルタ取付構造は、有底円筒形状の本体部1aに前記フランジ部1cが形成されてなるセラミック素材を焼結して形成されたセラミックフィルタ1の内部に、前記構造のリテーナ2を、そのフランジ2bを上部押え板8と下部押さえ板9とで挟み込んで固定するとともに、下部押さえ板9とセルプレート6間にカラー10を挟設して、固定具であるボルト11とナット12でセルプレート6に締着・固定してなるものである。
続いて上述したセラミックフィルタ1を濾過式集塵装置のセルプレート6に取付支持する方法の一例について説明する。
その手順は
a.濾過式集塵装置のハウジング内に設けられたセルプレート6の所定の位置に設けられたセラミックフィルタ取付孔6aとパッキン7の開口部を合わせ、パッキン7をセルプレート6に上面に設置する。
b.セルプレート6のフィルタ取付孔6aとパッキン7の開口部からセラミックフィルタ1を挿入し(落とし込み)セルプレート6の上面に設置する。
c.続いて、セルプレート6の上面にカラーを固定し、下部押さえ板9を、該押さえ板9に穿設された複数の取付孔に、セルプレート6の上面に立設されたボルト11を挿通させるようにして前記下部押さえ板9をセラミックフィルタ1の上面に設置する。
d.続いて、リテーナ2を下部押さえ板9に穿設された孔設したリテーナ取付孔から、リテーナフランジ2bが下部押さえ板9の上面により掛止されるまでセラミックフィルィルタ1内に挿入する。
e.最後に、上部押さえ板8を、上部押さえ板8に穿設された複数の取付孔に前記セルプレート6の上面に立設されたボルト11に挿通させるようにして取り付けて上部押さえ板8と下部押さえ板9とでリテーナフランジ2bを挟み込みボルト11にナット12を取り付けて締め付け、セラミックフィルタ1をセルプレート6に支持固定する。
掃引試験は 地震波形によらない強度の評価であり、フィルタの固有周期(共振点)近傍の振動周波数を一定加速度で連続して加えて行うものであり、実波試験は2011年東北地方太平洋沖地震(震度6強)の地震波形にて行った。
掃引試験は、前記振動試験装置にセラミックフィルタを取付け、弱い振動から順次強い振動を加えセラミックフィルタへの影響(亀裂や破損等)を観察した。
具体的には、従来のフィルタ取付構造によって4回のテストのサンプル試験、
本発明のフィルタの取付構造により6回のテストのサンプル試験を行った。
同図において、縦軸はフィルタ支持構造に加える振動の加速度、横軸は振動を加えた経過時間を表している。
今回の掃引試験は、セラミックフィルタ61及びセラミックフィルタ1の共振点が2〜4Hzであることから、一定加速度の正弦波振動を周波数の高い方から低い方へ6から1Hzの掃引範囲とし、 掃引速度を1オクターブ/分として行った。この掃引試験は共振点近傍の振動が定加速度にて連続加振することになるため、セラミックフィルタにとっては、実際の地震から受ける衝撃よりも厳しい衝撃を受ける過酷な試験となる。なお1オクターブ/分とは1分間で周波数が2倍になる速度である。
同図で明らかなように、従来のフィルタ取付構造においては、4回のサンプル試験において4本全て加速度80galを超えるとフィルタに破損が生じたが、本発明のフィルタ取付構造においては、6回のサンプル試験において6本全て加速度105gal未満ではフィルタに破損が生じなかった。
この波形は2011年東北地方太平洋沖地震の宮城県大崎市古川三日町における震度6強〔計測震度6.2〕、最大水平加速度約460gal〔東西方向〕のものである。
実波試験は、前記振動試験装置にセラミックフィルタを取付、上記波形の振動を、弱い加速度から順次高めながらセラミックフィルタへの影響(亀裂や破損等)を観察した。
実波試験では、従来のリテーナは耐震リテーナよりも耐震強度が小さいと予想され、従来のリテーナに東北地方太平洋沖地震のそのままの地震波形を与えると、波形に加速度が大きい部分があり、どの程度に耐震リテーナよりも小さい耐震強度(加速度)があるかがおさえられないため、地震波形を小さめに出力調整して試験を行った。
具体的には、従来のフィルタ取付構造によって9回のテストのサンプル試験、本発明のフィルタの取付構造により2回のテストのサンプル試験を行った。
同図で明らかなように、従来のセラミックフィルタ取付構造においては、加速度が160galを超えると、9回のサンプル試験において9本のセラミックフィルタ中3本に破損が生じ、加速度約180galを超えると他の2本が、そして加速度が約290galを超えると全てのセラミックフィルタに破損が生じたが、本発明のセラミックフィルタ取付構造においては、セラミックフィルタは加速度460galまで破損しなかった。
また、従来のセラミックフィルタ取付構造においては、実波試験において、加速度が160galを超えると破損が生じ、約290galを超えると全てのセラミックフィルタに破損が生じたが、本発明の濾過式集塵装置のフィルタ取付構造においては、加速度460galまでセラミックフィルタ1に破損は生じなかった。
1a セラミックフィルタの本体部
1b セラミックフィルタの開口部端
1c セラミックフィルタのフランジ部
2 リテーナ
2a 口金
2b リテーナのフランジ
2c リテーナの開口部
4 軸鋼線
5 リング状鋼線
6 セルプレート
7 パッキン
8 上部押さえ板
9 下部押さえ板
10 カラー
11 ナット
12 ボルト
Claims (1)
- 濾過式集塵装置へのセラミックフィルタの取付構造において、
前記濾過式集塵装置内のセルプレート(6)に穿設された取付孔(6a)に挿通される、
一端部が閉鎖され他端部に開口部(1b)を有しかつ同他端部にフランジ(1c)を有する円筒形状のセラミックフィルタ(1)と、
前記セラミックフィルタ(1)の開口部(1b)から挿入され、前記セラミックフィルタ開口部のフランジ(1c)に当接する開口部(2c)に口金(2a)とフランジ(2b)を有する長尺のリテーナ(2)と、
前記セラミックフィルタ開口部のフランジ(1c)をリング状パッキン(7)を介して前記セルプレート(6)とともに上下から挟持する下部押さえ板(9)と、
前記リテーナ(2)のフランジ(2b)を前記下部押さえ板(9)と共に上下から挟持する上部押さえ板(8)と、
前記上部押さえ板(8)と下部押さえ板(9)とを前記濾過式集塵装置のセルプレート(6)に締着固定する固定具(11、12)と、
前記セルプレート(6)と下部押さえ板(9)との間隔を前記セラミックフィルタ開口部のフランジ(1c)厚みと、前記リング状パッキン(7)のつぶし寸法との合計値に制限するカラー(10)と、
で構成されてなることを特徴とする濾過式集塵装置のフィルタ取付構造。
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