JP2000254551A - 浮遊粉塵制御のための多重遠心分離器 - Google Patents
浮遊粉塵制御のための多重遠心分離器Info
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- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
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Abstract
能であり、しかも前記処理装置の負荷を低減することが
可能な遠心分離器を提供する。 【解決手段】上部が上面板2で閉鎖されて上段一側に流
入口1が連通され、下部に下部収斂管4が形成された外
通体3、上面板2の内低面に固定されて上部に上部収斂
管6が形成され、外通体3に対し第1空間部5を介在す
る第1内通体7、そして第1内通体7の下部に空間部を
介在して挿入され、下部収斂管4に固定されて流出口1
0をなす流出管9とからなる。流入口1の直径は第1空
間部5の直径より大きく、第1空間部5の直径は流出管
9の直径より大きく構成されている。
Description
制御するための二重遠心分離器、三重遠心分離器を含む
多重遠心分離器に関するものである。
染物質のうちの一つであり、自然的または人為的に発生
する。自然的に発生する粒子は大体2.5μm以上の粒
子であり、風によって生成された土壌埃や海塩粒子など
の機械的粉砕過程を通じて主に生成される。これに反
し、人為的に発生する浮遊粉塵は2.5μm以下の粒子
であり、化学的燃焼、自動車排ガス、および化学物質製
造過程で多量発生する。粒子状物質の生成は、ガス状物
質によって生成されることもあり、ガス状物質は凝縮と
凝集過程を経て分子の大きさから微細粒子の大きさまで
増加するようになる。このような現象は単純に粒子の大
きさの増加のみならず、有害な亜硫酸ガスおよび揮発性
有機化合物(VOC)などを含むようになってしまい、
人体にはより致命的なものになる。汚染源から排出され
る粒子の大きさは極めて多様であり、人体の有害度は粒
子の大きさの分布と、いかなる化学物質と結合している
かによって大きく違ってくる。
してインパクター(impactor)、遠心分離器(cyclon
e)、洗浄スクラバー(wet scrubber)、濾過(filtrat
ion)、電気集塵機(electrostatic precipitator)が
多く使用され、粒子を測定する方法としてはインパクタ
ー(impactor)、遠心分離器(cyclone)、分散バッテ
リー(diffusion battery)、動力学的粒子測定器(aer
odynamic particle sizer)、電気的移動度粒子測定器
(differential mobility particle sizer)の原理を用
いた方法が多く使用されている。
方法として言及されたもののうち、遠心分離器は、粉塵
を含むガスを旋回運動させて粒子に遠心力を付与し、そ
の遠心力によって粒子を分離捕集する装置である。特
に、この装置は設計および製作方法が簡単で使用しやす
いため、粒子の測定および制御の分野で多く用いられて
いる。遠心分離器は排ガスに含まれている有害な粒子を
制御するので、広範に使用されており、電気集塵機や濾
過集塵機の前処理装置で使用するか、あるいは単独で使
用する。
達成すべく、本発明は、二重遠心分離器および三重遠心
分離器を含む多重遠心分離器であり、1次遠心力によっ
て通過した粒子を含む空気を同一空間内で再度遠心力を
発生するように設計し、さらに粒子が遠心力によって分
離されるようにする。本発明は、狭い敷地内でより高い
制御効率を示すことができるので、経済的効果のみなら
ず、電気集塵機や濾過集塵機で前処理装置の低効率によ
って発生する過負荷を解消することができ、微細な粒子
を分離することができて産業保健および粉塵工学分野で
広く用いることができるものである。
構成について、二重遠心分離器と三重遠心分離器を例示
して添付の図面に基づき詳細に説明する。
す縦断面図であり、上部が上面板2で閉鎖されて上段一
側に流入口1が連通され、下部に下部収斂管4が形成さ
れた外通体3、上面板2の内低面に固定されて上部に上
部収斂管6が形成され、外通体3に対し第1空間部5を
介在する第1内通体7、そして第1内通体7の下部に空
間部を介在して挿入され、下部収斂管4に固定されて流
出口10をなす流出管9とからなる。流入口1の直径は
第1空間部5の直径より大きく、第1空間部5の直径は
流出管9の直径より大きく構成されている。
空気は、上部収斂管6の回りを割合余裕をもって回転下
降して第1空間部5を経て第1内通体7の外周に沿って
さらに勢い強く回転下降し、再度流出管9の外周に沿っ
て回転上昇して第2空間部8で渦流を起こし、流出管9
の内部に沿って流出口10に流出される。このような構
成は空気中に含有された浮遊粉塵が重量差によって1次
的に外通体3の内面に衝突して落下し、2次的に第1内
通体7の内面に衝突して落下するようになる作用を有す
るのに特徴がある。
縦断面図であり、遠心分離器上段側に流入口1が連通さ
れ、下部に下部収斂管4が形成された外通体3、上面板
2の内底面に固定されて上部に上部収斂管6が形成さ
れ、外通体3と第1空間部5を介在して第1内通体7、
そして下部収斂管4に固定されて第1内通体7の内部に
存在する第2内通体12、そして第2内通体12の内部
に挿入され上面板2に連通されて流出口10をなす流出
管9からなる構成である。流入口1の直径は第1空間部
5の直径より大きく、第1空間部5の直径は第2空間部
11の直径より大きく、第2空間部11の直径は第3空
間部13の直径より大きく構成されている。
空気は第1内通体7内部まで上記の二重遠心分離器のよ
うな作用によって流入され、第1内通体7内部の空気
は、再度第2内通体12と流出管9の間の第2空間部1
1を経て浮遊粉塵を分離し、分離された空気は流出管9
および流出口10を通じて遠心分離器外部に流出され
る。
して遠心分離器の内通体内部に再度多数の内通体を設置
し、設置された多数の内通体内部に流出管および流出口
を備える多重遠心分離器を設計製作することにより、高
性能の集塵効率を得ることができる。
内通体の内部にさらに1以上の内通体を設け、それぞれ
この新たに設けられた内通体に流出管および流出口を設
けるようにしてもよい。より一層の集塵効果が得られ
る。
遠心分離器のうち、二重遠心分離器の性能を評価した実
験結果を示している。図3aおよび図3bで示したよう
に、本発明により製作された二重遠心分離器の導入部を
有する実験装置を用いてその効率を諸元が同一な遠心分
離器と比較実験を行った。
てその効率が増加するため、流速の増加によってその効
率を比較した。勿論、流速を継続して増加させても粒子
の分離効率は限界があり、これによって遠心分離器内に
圧力損失が増加するので、これに対する考慮をしなけれ
ばならない。図3aは20リットル/分で粒子の分離効
率を示している。粒子の大きさが3μmの場合、本発明
はその分離効率が74%である反面、既存の遠心分離器
は41%の効率を示した。さらに粒子の大きさが4.5
μmの場合には、本発明では、100%の効率を示した
が、既存の遠心分離器は77%の効率を示した。図3b
は40リットル/分で粒子の分離効率を示している。前
述のように遠心分離器による粒子の分離は流速に比例す
るため、流速が増加するほど粒子の分離効率は増加する
ようになる。粒子の大きさが1.2μmの場合、本発明
では、分離効率が37%である反面、既存の遠心分離器
は5.4%の効率を示した。さらに粒子の大きさが2.
2μmの場合には、本発明では、93.3%の効率を示
す反面、既存の遠心分離器は64%の効率を示した。こ
のような実験結果に基づいて、本発明に係る多重遠心分
離器は、既存の遠心分離器に比べ、粒子分離効率が優れ
ているため、制御用として広く活用することができる。
離器(double cyclone)および三重遠心分離器(triple
cyclone)を含む多重遠心分離器(multi cyclone)に
おいて、1次遠心力によって通過した粒子を含む空気を
同一空間内で再度遠心力を発生するように設計し、空気
中の粒子を遠心力によって分離されるようにした。本発
明の多重遠心分離器を用いることにより、既存の方法で
発生される粒子の低い分離効率を大きく改善することが
でき、粒子が2回あるいは3回の遠心力を受けるため、
粒子の分離限界を高めることができる。本発明の多重遠
心分離器のうち、二重遠心分離器と同一諸元を持つ既存
の遠心分離器との比較実験を行ったところ、既存の方法
に比べて粒子の分離限界および分離効率が大きく増加
し、既存の方法によって分離されない粒子を制御分離す
ることができることが判明している。本発明は、産業目
的として用いるときには、狭い敷地内でより高い制御効
率を示すことができるので、小型化され、経済的効果の
みならず、前処理装置の低効率によって発生する電気集
塵機や濾過集塵機の過負荷(over-loading)を解消する
ことができて大気汚染制御分野でも大きく寄与すること
ができる。
である。
遠心分離器の縦断面図であり、図2bは本発明による第
2の実施の形態の三重遠心分離器の縦断面図である。
示すものであり、−●−は従来の遠心分離器使用時、−
□−は本発明の二重遠心分離器を使用した場合の粒子の
分離効率を示す図表であり、図3bは40リットル/分
で粒子の分離効率を示すものであって、−●−は従来の
遠心分離器使用時、−□−は本発明の二重遠心分離器を
使用した場合の粒子の分離効率を示す図表である。
Claims (5)
- 【請求項1】上部が上面板で閉鎖されて上段側に流入口
が連通され下部に下部収斂管が形成された外通体と、上
面板の内底面に固定されて上部に上部収斂管が形成され
て前記外通体に対して第1空間部を介在して形成された
第1内通体と、前記第1内通体の下部に第2空間部を介
在して挿入され下部収斂管に固定されて流出口をなす流
出管と、からなることを特徴とする浮遊粉塵制御のため
の多重遠心分離器。 - 【請求項2】流入口と第1空間部と流出管とは直径が相
対的に減少するように構成されていることを特徴とする
請求項1記載の浮遊粉塵制御のための多重遠心分離器。 - 【請求項3】上段側に流入口が連通され、下部に下部収
斂管が形成された外通体と、上面板の内底面に固定され
て上部に上部収斂管が形成された外通体と、前記外通体
に対し第1空間部を介在して設けられた第1内通体と、
前記下部収斂管に固定されて前記第1内通体の内部に存
在する第2内通体と、前記第2内通体の内部に挿入され
て上面板を貫通する流出口をなす流出管と、からなるこ
とを特徴とする浮遊粉塵制御のための多重遠心分離器。 - 【請求項4】流入口と、第1空間部と第2空間部と第3
空間部とはそれぞれの直径が相対的に減少するように構
成されていることを特徴とする請求項3に記載の浮遊粉
塵制御のための多重遠心分離器。 - 【請求項5】前記遠心分離器の内通体内部にさらに多数
の内通体を設置し、それぞれ設置された多数の内通体内
部に流出管および流出口を備えることを特徴とする請求
項1〜4のいずれかに記載の多重遠心分離器。
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