JPH0221300B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、サイクロン分離器に関し、特にた
とえば、粉粒体等の固体を捕集したり、或いはこ
れら粉粒体等を粗粉と細粉とに、又は重比重のも
のと軽比重のものとに分級する作業工程に有用な
サイクロン分離器に関する。

従来技術 従来から、この種のサイクロン分離器として、
たとえば、第５図に示すような標準型のものが知
られている。このようなサイクロン分離器Ｃは、
気体や液体等の流体中に含まれる粉粒体等の固体
を流体の旋回による遠心力で分離・捕集したり、
粒径や比重の差で分級したり、さらに、その間に
固体−流体間の熱交換を行つたりするものであつ
て、用途に応じて単独装置として、或いは複合装
置として用いられ、たとえば、セメント又はアル
ミナ原料、石灰石粉等の原料粉末の予熱装置等に
利用されている。

この種の従来の標準型サイクロン分離器Ｃの概
要としては、第５図に示すように、円筒部１の下
部側に、下方に向かつて順次断面積を縮小する逆
円錐体状部２が一体的に形成されており、下端部
には固形物の取出口（第１粉粒体取出口）３が配
設されている。円筒部１の頂部には天井板４が取
り付けられており、その中央には排出ダクト（第
１排出ダクト）５が接続されている。なお、該ダ
クト５の下端部は、通常、円筒部１の内側に突出
するように設けられる。また、円筒部１の上部側
にはその円周方向あるいは接線方向に、入口ダク
ト６が接続され、この入口ダクト６からは捕集又
は分級されるべき粉粒体等が流体と共に導入され
る。

したがつて、このように構成されるサイクロン
分離器Ｃでは、粉粒体と流体とからなる混相流
は、排出ダクト５と円筒部１との間で旋回し、こ
の旋回流８は順次降下して逆円錐体状部２の下部
付近で反転する。反転した旋回流は中心流９を形
成して上昇し、排出ダクト５を通して取り出され
る。

この場合、粉粒体等は、旋回流８による遠心力
によつて分離又は分級され、円筒部１及び逆円錐
体状部２の内壁に沿つて旋回流下し、取出口３か
ら排出される。

上記の様に、従来の標準型サイクロン分離器Ｃ
は、流入口（入口ダクト６）が１ケ所に対し分離
した粉粒体等の取出し口も１ケ所という構成のも
のが一般に使用されている。

従来技術の問題点 したがつて、このような従来のサイクロン分離
器では、構造上、１つの分離室と１つの捕集物取
出口のみから構成されており、粒径差や比重差に
より２種以上の粉粒体群に分離して捕集又は分級
操作を行うことができないものとなつている。し
かも、粉粒体等の捕集又は分級度合いを調節する
ために流体力学的な機構が備えられておらず、捕
集又は分級処理がほぼ一定の比率で行われるか、
或いは調節可能であつても、その操作範囲が比較
的狭いという問題があつた。

発明の目的 それゆえに、この発明の主たる目的は、粉粒体
等を粒径差や比重差にもとづき２種以上の粉粒体
群に分離して捕集又は分級を行い、且つ各粉粒体
群への捕集又は分級処理を広い範囲で調節して行
うことのできるサイクロン分離器を提供すること
である。

発明の構成 上記目的を達成するために、この発明が採用す
る主たる手段は、頂部が天井板で覆われた円筒部
の下方に逆円錐体状部を一体的に接合し、この円
筒部に対して接線方向又は円周方向に入口ダクト
を接続すると共に、前記天井板のほぼ中央部に第
１排出ダクトを接続する一方、前記逆円錐体状部
の下部に第１粉粒体取出口を開口させたサイクロ
ン分離器において、前記円筒部、又は前記逆円錐
体状部、又はこれらの円筒部と前記逆円錐体状部
とにかけて少なくとも１つの開口部が設けられ、
この開口部に適宜連結ダクトを介して、上部を天
井板で覆つた円筒体又は逆円錐体又はこれらの組
合せからなるポケツト部が接続され、前記ポケツ
ト部に第２排出ダクトを接続すると共に、このポ
ケツト部の下部に第２粉粒体取出口が開口されて
なる点である。

作 用 たとえば、粉粒体を含む気体がサイクロン分離
器を構成する円筒部に導入されると、この円筒部
内に形成される旋回気流により粉粒体を遠心力を
受け、粉粒体の一部はこの円筒部内壁面を旋回降
下し、ポケツト部を接続した少なくとも１つの開
口部に到達してこのポケツト部内に放出される。

このとき、このポケツト部に放出される粉粒体
は、旋回に伴う遠心力により側壁方向に付勢され
た比較的質量の大きい粗粉である。

しかも、たとえば、ポケツト部の第２排出ダク
トが、第１排出ダクトと連通されると、上記円筒
部内を旋回する気流の一部は、円筒部→連結ダク
ト→ポケツト部→第２排出ダクト→第１排出ダク
トを通過する。そして、ポケツト部へ旋回気流の
一部が流入することにより、粉粒体は単に遠心力
によるだけでなく、ポケツト部へ流入する気流に
よつてもポケツト部へ導入されるため、ポケツト
部へ分離される粉粒体の量を大幅に増加させるこ
とができる。

上記のようにしてポケツト部内に流入した粉粒
体の粉粒群は、このポケツト部内におけるサイク
ロン作用で旋回降下し、下部の第２粉粒体取出口
から取り出される。

他方、質量の小さい細粉はポケツト部に入らず
にサイクロン分離器に残り、当外分離器で分離さ
れ、細粉群として第１粉粒体取出口から取り出さ
れる。

発明の効果 この発明によれば、粉粒体等を粒径差や比重差
にもとづき２種以上の粉粒体群に分離して捕集又
は分級を行い、且つ各粉粒体群への捕集又は分級
処理を広い範囲で調節して行うことができる。

実施例 次に、第１図〜第４図を参照して、本発明を具
体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供
する。

なお、以下の実施例は本発明の一具体例にすぎ
ず、本発明の技術的範囲がこれにより限定される
ものではない。

ここに第１図はこの発明の一実施例にかかるサ
イクロン分離器の平面図、第２図は同側面図、第
３図はこの発明の他の実施例にかかるサイクロン
分離器の円筒部とポケツト部との連結構造を示す
横断面図、第４図は第３図に示す連結構造の変形
例を示す横断面図である。

なお、第５図に示した従来のサイクロン分離器
と共通する要素には同一の符号を使用して説明す
る。

第１図及び第２図において、サイクロン分離器
C′は、第５図のサイクロン分離器Ｃを基本構造と
して採用したサイクロン分離器本体１０（以下本
体という）を具備し、その円筒部１の側壁には開
口部１ａが形成されている。この開口部１ａに
は、連結ダクト２３を介して、上部が円筒状で下
部が逆円錐体状となつているポケツト部２４が取
り付けられている。

この場合、ポケツト部２４の上部には、第２排
出ダクト３０が接続されており、この第２排出ダ
クト３０は本体１０の第１排出ダクト５に連通さ
れている。又、上記ポケツト部２４の下部には、
このポケツト部２４により捕集された粉粒体を排
出する第２粉粒体取出口２６が設けられている。
尚、上記第２排出ダクト３０には、風量調節手段
としてのダンパ３１が設けられている。

そして、上記連結ダクト２３は、ポケツト部２
４にサイクロン機能を持たせるべく、このポケツ
ト部２４に対してその接続方向又は円周方向に接
続されている。

従つて、以上のような構成を採るサイクロン分
離器C′では、粉粒体を随伴した気流は、入口ダク
ト６を通り本体１０内へ導入される。本体１０の
円筒部１では、粉粒体を随伴した気流は、円筒部
１内を旋回し、旋回に伴う遠心力により粉粒体は
円筒部１の内壁の方向に付勢され、そのうち特に
質量の大きい粗粒は本体１０でのサイクロン作用
により円筒部１に設けられた開口部１ａからポケ
ツト部２４に放出される。そして、ポケツト部２
４へ放出された質量の大きな粗粉群は、重力によ
り落下して下部の第２粉粒体取出口２６に集めら
れた後、仕切弁２８を備えたシユート２７を介し
て排出される。

これに対し、円筒部１での旋回中にポケツト部
２４に入らず本体１０内を旋回しつつ降下する質
量の小さな細粉群は、本体１０の逆円錐体状部２
に至り、ここで気流の旋回半径が小さくなること
により遠心力が強化されて逆円錐体状部２の下部
に集められ、第１粉粒体取出口３から仕切弁２９
を備えたシュート１５を介して排出される。

すなわち、ポケツト部２４には、入口ダクト６
から本体１０に導入された粉粒体のうち、本体１
０でのサイクロン機能により粒子径の比較的大き
い粗粉が捕捉されやすく、又本体１０の逆円錐体
状部２では粒子径の比較的小さい細粉が捕捉され
るので、ポケツト部を付属したサイクロン分離器
を捕集器として使用したり、或いは分級器として
使用することもできる。

一方、本体１０の底部で粉粒体を分離した気流
は小径の旋回流となつて本体１０の中心部を上昇
し、第１排出ダクト５を経て排出される。

この際、ポケツト部２４と第１排出ダクト５と
は、第２排出ダクト３０を介して連通されてお
り、本体１０→連結ダクト２３→ポケツト部２４
→第２排出ダクト３０→第１排出ダクト５を短絡
して流れる気流が生じるので、ポケツト部２４へ
放出される粗粉群の量を大幅に増加させることが
できる。そして、逆円錐体状部２での細粉群の分
離と合わせて、サイクロン分離器C′全体としての
捕集性能を改善することができる。

この場合、特に、連結ダクト２３がポケツト部
２４の側壁外周に対して略接線方向又は円周方向
に接続される場合には、ポケツト部２４はサイク
ロン状に構成されるので、第２排出ダクト３０を
通る短絡気流に伴われ、ポケツト部２４へ一端放
出された粉粒体の内、第２排出ダクト３０側へ漏
出する粉粒体の量が最少に抑えられるという利点
がある。

また、ポケツト部２４への粉粒体の分離は本体
１０内に存在する気体の旋回流を利用して行うも
のであるから、サイクロン分離器C′における圧損
は増加しないばかりか、ポケツト部２４を経由す
る気流の流量に応じて、サイクロン分離器C′の圧
損は低減され得る。この場合、ダンパ３１により
ポケツト部２４を経由する気流の流量は適当に制
御され、これに応じてポケツト部２４へ放出され
る粗粉群のりう的比率を調節することができる。

次いで、ポケツト部２４は、上記の実施例に示
した取付け位置の他、本体１０の側壁部であれ
ば、種々必要に応じて、本体１０の円周方向及び
上下方向の任意の位置に設けることができる。

たとえば、十分な長さの円筒部によりサイクロ
ン分離器の本体が構成される場合、入口ダクトよ
り下方の円筒部に開口部が設けられ、この開口部
に連結ダクトを介してポケツト部が接続される
と、粉粒体が旋回流により円筒部の側壁に十分付
勢された後ポケツト部へ押しやられるので、ポケ
ツト部では相当な量の粉粒体の捕集が可能とな
る。

又、ポケツト部は本体の逆円錐体状部に設けら
れても良く、或いは本体の円筒部から逆円錐体状
部に亘つてポケツト部が設けられても良い。

上述のように、ポケツト部２４（第１図）に対
して連結ダクト２３を接線方向又は円周方向に接
続し、且つ第２排出ダクト３０をポケツト部２４
の天井板のほぼ中央部から内側に突入させて構成
する場合には、ポケツト部２４のサイクロン機能
を強化させることができる。しかし、ポケツト部
２４に対する連結ダクト２３の接続方法はこれら
の構成に限定されず、例えば第３図或いは第４図
に示すような連結構造を採ることによつて、連結
ダクト２３をポケツト部２４に対してその半径方
向に接続することも可能である。

この際、第３図に示す連結構造では、開口部１
ａ付近に、摺動可能の調整板２５が設けられてお
り、開口部１ａから連結ダクト２３を介してポケ
ツト部２４へ分離する粗粉群の量は、必要に応じ
て調整板２５の挿入長さの調節によつて最適に調
整され得る。また、上記のような粗粉群のポケツ
ト部２４への放出量の調節は、このような調整板
２５による他、第４図に示す如く、回転軸２５ａ
のまわりに回動可能の邪魔板２５ｂにより行うこ
とも可能である。

また、円筒部１又は逆円錐体状部２のどの高さ
位置にポケツト部２４を設けるかによつて分離す
る粗粉群の量及び粒度分布を調整することも可能
である。

以上の説明において、本発明は粉粒体等固体の
種類は勿論のこと、流体や気体の種類（液体、燃
焼ガス、空気等）については全く制限されず、ま
たサイクロン分離器の本体やポケツト部の構造、
配置等について自由に設計変更することも可能で
あり、たとえば１基のサイクロン分離器本体に対
して複数のポケツト部を配設したり、第１排出ダ
クトと第２排出ダクトからの流体を夫々別個に誘
引排出させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかるサイクロ
ン分離器の平面図、第２図は同側面図、第３図は
この発明の他の実施例にかかるサイクロン分離器
の円筒部とポケツト部との連結構造を示す横断面
図、第４図は第３図に示す連結構造の変形例を示
す横断面図、第５図はこの発明の背景となる従来
のサイクロン分離器の一部破断斜視図である。 （符号の説明）、Ｃ，C′……サイクロン分離器、
１……円筒部、１ａ……開口部、２……逆円錐体
状部、３……第１粉粒体取出口、４……天井板、
５……第１排出ダクト、６……入口ダクト、２３
……連結ダクト、２４……ポケツト部、２５，２
５_b……粉粒体量調節手段、２６……第２粉粒体
取出口、３０……第２排出ダクト、３１……風量
調節手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 頂部が天井板で覆われた円筒部の下方に逆円
   錐体状部を一体的に接合し、この円筒部に対して
   接線方向又は円周方向に入口ダクトを接続すると
   共に、前記天井板のほぼ中央部に第１排出ダクト
   を接続する一方、前記逆円錐体状部の下部に第１
   粉粒体取出口を開口させたサイクロン分離器にお
   いて、 前記円筒部、又は前記逆円錐体状部、又はこれ
   らの円筒部と逆円錐体状部とにかけて少なくとも
   １つの開口部が設けられ、この開口部に適宜連結
   ダクトを介して、上部を天井板で覆つた円筒体又
   は逆円錐体又はこれらの組合せからなるポケツト
   部が接続され、 前記ポケツト部に第２排出ダクトを接続すると
   共に、このポケツト部の下部に第２粉粒体取出口
   が開口されてなるサイクロン分離器。 ２ 前記第２排出ダクトが、前記第１排出ダクト
   に連通されてなる特許請求の範囲第１項に記載の
   サイクロン分離器。 ３ 前記連結ダクトが、前記ポケツト部に対して
   その接線方向又は円周方向に接続されると共に、
   前記第２排出ダクトが、前記ポケツト部の天井板
   のほぼ中央部に接続されてなる特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載のサイクロン分離器。 ４ 前記第２排出ダクトが、前記ポツト部の内側
   に突入されてなる特許請求の範囲第１項〜第３項
   のいずれかに記載のサイクロン分離器。 ５ 前記第２排出ダクトが、風量調節手段を具備
   したものである特許請求の範囲第１項〜第４項の
   いずれかに記載のサイクロン分離器。 ６ 前記連結ダクトが、前記ポケツト部に流入す
   る粉粒体量の調節手段を具備したものである特許
   請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載のサ
   イクロン分離器。