JPH0533110B2 - - 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、より詳し
くは、流体中に混在する固体粒子の分離効率を向
上させるようにしたサイクロン分離器に関する。

（従来の技術） サイクロン分離器は、一般に、気体もしくは液
体からなる流体と、これに含まれる固体粒子との
混相流を旋回させ、これにより生じる遠心力によ
つて固体粒子を流体から分離、捕集したり、ある
いは固体粒子を流体中に混入して、この固体粒子
をその質量や大きさに応じて分級するために利用
されている。

気体と固体粒子とによる混相流から固体粒子を
分離、捕集する公知のサイクロン分離器につき、
第４図から第７図を参照して説明する。

第４図から第６図において、１はサイクロン分
離器で、このサイクロン分離器１は次のように構
成されている。即ち、２は軸心が縦向きの円筒体
で、この円筒体２の上端は天井板３で閉じてあ
る。また、上記円筒体２の下端から下方に延びる
逆円錐筒体４が設けられる。更に、上記円筒体２
にはこの円筒体２の接線方向または円周方向に入
口管５を接続してある。

上記天井板３には円筒体２とほぼ平行な軸心を
有し、かつ、この円筒体２のほぼ軸心上に位置す
る排気管６が貫設される。一方、上記逆円錐筒体
４の下端に開口する固体粒子Ｇの排出口７が設け
られる。

そして、上記入口管５を通して気体たる空気Ａ
と固体粒子Ｇとによる混相流Ｆが流入すると、こ
の混相流Ｆは、まず、円筒体２と排気管６の間で
旋回し、この旋回流は順次降下して逆円錐筒体４
側に移行する。そして、上記混相流Ｆのうちの空
気Ａは逆円錐筒体４内で上方に反転して上記旋回
流の中央部を通り排気管６から排出される。一
方、上記旋回流により旋回する固体粒子Ｇは遠心
力を受け、逆円錐筒体４の内周面に沿つて旋回し
ながら降下し、この逆円錐筒体４下端の排出口７
から流出する。そして、これによつて、混相流Ｆ
から固体粒子Ｇが分離される。

また、上記構成において、従来より、サイクロ
ン分離器１の内部における混相流Ｆの流れには、
上記で示した混相流Ｆの流れの他にいわゆる２次
的流れのあることが知られている。これを第７図
により説明すると、上記したように混相流Ｆが入
口管５を通つて円筒体２に流入し、これが円筒体
２と排気管６との間で旋回するとき、天井板３の
下面付近を流れる旋回流の一部が、上記円筒体２
と排気管６との間で十分に旋回する前に、上記排
気管６の下端からこの排気管６内に向つて短絡的
に流出することがある（以下、これを２次的流れ
F′という。）。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記２次的流れF′は入口管５から排
気管６に向つて短絡する流れであるため、固体粒
子Ｇに十分の遠心力を与えることがないばかり
か、この２次的流れF′自体が固体粒子Ｇを随伴し
たままで排気管６を通り流出するため、サイクロ
ン分離器１の分離効率を低下させる原因となつて
いる。より具体的には、このような２次的流れ
F′の流量は入口管５から流入する流体の10〜20％
に達するため、分離効率に与える影響は少なくな
い。

（発明の目的） この発明は、上記のような事情に注目してなさ
れたもので、２次的流れの生じることを抑制し
て、サイクロン分離器の分離効率を向上させるこ
とを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するためのこの発明の特徴とす
るところは、円筒体内への排気管の突出端外周
に、入口管から流入して円筒体と排気管との間で
旋回する流体を掬い上げる方向に案内する案内部
材を設けた点にある。

（実施例） 以下、この発明の実施例を第１図から第３図に
より説明する。なお、サイクロン分離器１の基本
構成は前記従来例と同様であるため、共通の構成
については図面に符号を付しその説明は省略す
る。

第１図と第２図は第１実施例を示している。図
において、円筒体２内への排気管６の突出端外周
に案内部材たる複数の案内羽根１０が周方向等間
隔に突設されている。これら各案内羽根１０は入
口管５から流入して円筒体２と排気管６との間で
旋回（図面では平面視で時計方向）する流体を掬
い上げる方向に案内する形状をなしている。即
ち、各案内羽根１０は流体の旋回方向の前上方に
向つて延びる螺旋曲面状とされており、この案内
羽根１０は流体を旋回方向の前上方に向つて案内
する。なお、この案内羽根１０は平板状であつて
もよい。

また、上記案内羽根１０は排気管６の全周にわ
たり設けられている。従つて、入口管５を通つて
混相流Ｆが円筒体２に流入し、これが円筒体２と
排気管６の間で旋回するときには、この混相流Ｆ
の一部に前記２次的流れF′が生じようとすること
があるが、この２次的流れF′における流体は、上
記排気管６の下端に達するときに、上記案内羽根
１０により一旦掬い上げられる。

よつて、上記案内羽根１０により、２次的流れ
F′が生じることが抑制される。そして、この掬い
上げられた混相流F″は円筒体２と排気管６の間
で旋回を与えられ、この中に含まれる固体粒子Ｇ
に十分の遠心力を与えることとなる。

第３図は第２実施例を示している。前記第１実
施例では、案内羽根１０は排気管６の全周に設け
られており、これは分離効率の向上のためには好
ましいものである。しかし、円筒体２と排気管６
との間に形成される環状空間の横断面のうち、案
内羽根１０を設けた部分では旋回下降流の通路面
積が減少するため、サイクロン分離器１における
圧力損失が増加する。一方、前記２次的流れF′は
円筒体２への入口管５の接続部近傍において最つ
とも大量に発生し、また、この部分から流体の旋
回方向前方に進むに従い、量的に減少する。そこ
で、この実施例では、上記圧力損失の増加をでき
るだけ抑制すると共に、２次的流れF′の発生を効
果的に防止するために、上記円筒体２への入口管
５の接続部近傍位置を起点として流体の旋回方向
前方に向う排気管６の外周の一部にのみ上記案内
羽根１０を設けてある。

また、上記円筒体２の軸心Ｏ位置よりも円筒体
２への入口管５の接続部から離れる方向に排気管
６の軸心O′が位置している。即ち、円筒体２の
軸心Ｏと、排気管６の軸心O′とを一致させると、
円筒体２と排気管６との間に形成される環状空間
の横断面のうち上記のように案内羽根１０を設け
た部分が狭くなるが、この実施例では排気管６の
軸心O′を偏位させることによつて、上記横断面
の面積が周方向で均一化されている。このため、
サイクロン分離器１における圧力損失の増加が防
止されることとなる。

更に、上記構成では、案内羽根１０を設けてい
ない排気管６の一部を図中点線で示すように切欠
して、より一層の圧力損失低減を図つている。

なお、以上は図示の例によるが、サイクロン分
離器１の円筒体２は、直径の異なる２種の円筒体
を軸方向で接続することにより構成されるもので
あつてもよい。また、逆円錐筒体４は円錐角の異
なる２種の逆円錐筒体を軸方向で接続することに
より段状に構成されるものであつてもよい。更
に、サイクロン分離器１の圧力損失を低減させる
ために、入口案内羽根や出口整流翼など他の手段
を上記各実施例に適宜組み合せてもよい。

（発明の効果） この発明によれば、円筒体内への排気管の突出
端外周に、入口管から流入して円筒体と排気管と
の間で旋回する流体を掬い上げる方向に案内する
案内部材を設けたため、入口管を通つて流体が円
筒体に流入し、これが円筒体と排気管の間で旋回
するとき、この流体の一部に２次的流れが生じよ
うとすることがあるが、この２次的流れにおける
流体は、上記排気管の下端に達するときに、上記
案内羽根により一旦掬い上げられ、上記流体が排
気管の下端からこの排気管内に向つて短絡的に流
出しようとすることが抑制される。

即ち、上記２次的流れに含まれる固体粒子が上
記入口管側から短絡的に上記排気管を通つて排出
させられることが防止される。

そして、上記したように案内部材で掬い上げら
れた流体は、円筒体と排気管の間で旋回を与えら
れ、この中に含まれる固体粒子に十分の遠心力が
与えられることとなる。この結果、サイクロン分
離器の分離効率の向上が達成される。

また、上記構成において、円筒体への入口管の
接続部近傍位置を起点として流体の旋回方向前方
に向う排気管の外周の一部にのみ案内部材を設け
ると、第１に、円筒体と排気管との間に形成され
る環状空間の横断面の面積は、排気管の全周に案
内羽根を設けることに比較してその減少が抑制さ
れ、よつて、圧力損失の増加を抑制できる。ま
た、第２に、円筒体への入口管の接続部近傍にお
いて２次的流れが最つとも大量に発生しようとす
るが、これに対応する位置に設けた案内羽根によ
り、この２次的流れの発生が効果的に防止され
る。

更に、上記構成において、円筒体の軸心位置よ
りも円筒体への入口管の接続部から離れる方向に
排気管の軸心を偏位させると、特に円筒体への入
口管の接続部近傍に案内羽根を設けた場合には、
円筒体と排気管との間に形成される環状空間の横
断面の面積が周方向で均一化されるため、サイク
ロン分離器における圧力損失の増加が防止される
こととなる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はこの発明の第１実施例を示
し、第１図は一部切欠斜視図、第２図は平面断面
図、第３図は第２実施例を示し第２図に相当する
図、第４図から第７図は従来例を示し、第４図は
一部切欠斜視図、第５図は縦断面図、第６図は平
面断面図、第７図は作用を示す縦断面図である。 １……サイクロン分離器、２……円筒体、３…
…天井板、４……逆円錐筒体、５……入口管、６
……排気管、７……排出口、１０……案内羽根
（案内部材）、Ｆ……混相流、Ｇ……固体粒子、Ａ
……空気（気体）、Ｏ……円筒体の軸心、O′……
排気管の軸心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上端が天井板で閉じられた円筒体と、この円
   筒体の下端から下方に延びる逆円錐筒体と、上記
   円筒体にこの円筒体の接線方向または円周方向で
   接続される入口管と、上記円筒体にほぼ平行な軸
   心を有し天井板に貫設される排気管と、上記逆円
   錐筒体の下端に開口する固体粒子の排出口とを有
   したサイクロン分離器において、上記円筒体内へ
   の排気管の突出端外周に、入口管から流入して円
   筒体と排気管との間で旋回する流体を掬い上げる
   方向に案内する案内部材を設けたことを特徴とす
   るサイクロン分離器。 ２ 円筒体への入口管の接続部近傍位置を起点と
   して流体の旋回方向前方に向う排気管の外周の一
   部にのみ案内部材を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のサイクロン分離器。 ３ 円筒体の軸心位置よりも円筒体への入口管の
   接続部から離れる方向に排気管の軸心を偏位させ
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項もしく
   は第２項に記載のサイクロン分離器。