JPS5851949Y2 - 入口案内羽根付きサイクロン分離器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はサイクロン分離器に関し、特に優れた分離効率
を維持しつつ液体の圧損を低減し得る様にしたサイクロ
ン分離器に関するものである。

サイクロン分離器の利用例としては、流体中に含まれる
固形異物を気流と共に旋回させながら遠心力によって分
離・捕集したり、或は固形異物を流体中に混入させてお
き、該固形異物をその質量に応じて分級したり、固体−
気体の接触及び分離をしながら両者間で熱交換を行なっ
たりするもので、用途に応じ単独装置として或は複合装
置として、たとえば以下に示す様な用途に利用されてい
る。

（１）粉粒体空気力輸送設備における端末分離器。

（２）石炭等の気流乾燥設備における端末分離器。

（３）各種鉱石や原料等の閉回路粉砕設備におけるサイ
クロンセパレータ。

（４）セメント原料粉末、水酸化アルミニウム粉末或は
粒状石灰石等の焼成設備における予熱用熱交換装置。

ところで、この種のサイクロン分離器の圧損低減及び分
離効率向上については種々研究されているが、これらの
目標性能は互いに相反する関係にあり、圧損の少ないも
のは分離効率が低く、また分離効率の高いものは圧損が
大きい、という一般的傾向がみられる。

この中にあって入口ダクト部に案内羽根を設け、且つ案
内羽根の上端を入口ダクトの天井面より低い位置にくる
様にしたサイクロン分離器では圧損の低減と補選効率の
向上とを同時に達成できることを知り、別途実願昭５５
−８２１８４にて出願している。

しかし平面的に見て、入口ダクトがサイクロン直筒部よ
り相対的に外方に位置する場合、或はサイクロン入口ダ
クトの中心側々壁が、サイクロンの入口部においてサイ
クロンの外方へ向いている場合には、従来の入口案内羽
根の形状や構造では圧損低減が少ないばかりでなく逆に
増加する場合もあった。

本考案者等は前述の様な状況のもとで、前記２つの目標
性能を一段と高めるべく、特に入口案内羽根の形状を主
体にして種々検討を進めてきた。

その結果、入口案内羽根の形状を適正に設定すれば、上
記の目的が兄事に遠戚されることを知り、本考案の完成
をみた。

即ち本考案に係る入口案内羽根付サイクロン分離器の構
成とは、頂部を天井板で覆った外筒の下部側に逆円錐体
状部を一体的に連結し、外筒の上部及び天井板に入口ダ
クト及び排出ダクトを夫々接続すると共に、逆円錐体状
部の下部に粉粒体取出口を開口させたサイクロン分離器
において、当該サイクロン分離器の平面視における入口
ダクトのサイクロン中心側々壁の延長方向へ、サイクロ
ン内部に突出する案内羽根を設けると共に、該案内羽根
の上端が入口ダクト天井面より低い位置にくる様に設置
し、且つサイクロン外周壁と案内羽根の間に形成される
導入部の流路幅が、サイクロン入口部におけるダクト幅
とほぼ同−若しくは広くなる様に、上記案内羽根をサイ
クロン中心方向へ退避させてなるところに要旨が存在す
る。

まず公知のサイクロン分離器について解説する。

第１図及び第２図は入口案内羽根が設けられていない標
準タイプのサイクロン分離器１を例示する一部破断平面
図及び縦断面図であり、外筒２の下部側には下方に向っ
て順次断面積を縮少した逆円錐体部３を一体的に形成し
下端部に固形異物の取出口８を設ける。

外筒２の頂部には天井４を形成してその中央部に気体排
出ダクト５を接続すると共に、該ダクト５は外筒２の内
側に突出させる。

また外筒２の上部側には接線方向に入口ダクト６が接続
され、該ダクト６からは分離又は分級されるべき粉粒体
が気体と共に導入される。

そしてこれらの混和流は、排出ダクト５と外筒２の間で
旋回し、旋回流Ａ１は順次降下して逆円錐体部３の下部
付近で反転し中心流Ａ３を形成して上昇し、排出ダクト
５を通じて取り出される。

他方粉粒体は、旋回流Ａ２による遠心力によって分離又
は分級され、外筒２及び逆円錐体部３の内壁に沿って取
出口８から取出される。

ところでこの種のサイクロンでは気流の圧損が相当大き
く、吸引又は送風能力のかなり大きい誘引・送風機が使
用する必要があり、省エネルギーの観点から圧損を極力
少なくすることが望まれる。

この様に圧損が大きい理由は次の様に考えることができ
る。

即ち第１図及び第２図に矢印で示した如くサイクロン内
でひとまわりしてきた流体が、入口部から入ってくる新
たな流体に対して斜め方向から吹きつける様に当る結果
、入口ダクト６からの流体がサイクロン周壁側に押し流
される様な所謂縮流現象が生じる。

この様な流線が生じると、周壁面では入ロダク１へ６部
分よりも流速が増大し、これに伴って周壁面との摩擦に
よる圧損が増大する。

この圧損を低減させることに、入ロダク１へのサイクロ
ン中心側々壁のほぼ延長線上に、サイクロン内部へ突出
した入口案内羽根を設けたサイクロンが提案されている
。

第３図は入口案内羽根付サイクロンを示す一部破断見取
図、第４図は第３図の横断面相当図であるが、これらの
図において入口ダクト６から流入し、サイクロンを１ま
わりしてきた流体Ａ１は、入口案内羽根９に当り、新た
に流入してくる流体とほぼ平行な方向に規制されて流れ
る。

その結果前記縮流現象が回避され、流速の増加を抑えて
圧損を小さくすることができる。

しかし、第５図及び第６図（横断面図）に示す様にサイ
クロン入口ダクトの中心側々壁６ａのほは゛延長線上に
設けた入口案内羽根９の先端９ａを、入口ダクト中心線
と直交するサイクロン中心線Ｙを越えてサイクロン内部
に突出させる場合、或いは第７図に示す様に側壁６ａが
サイクロン入口部においてサイクロンの外方へ向いてい
る場合には、該案内羽根の先端９ａにおけるサイクロン
内壁面との流路幅がサイクロン人口部におけるダクト幅
Ｂより狭くなるため、案内羽根先端部における流速が増
加して、圧損低減が少ないばかりでなく、逆に増加する
場合もある。

本考案者等は、前述の様な状況のもとで、入口案内羽根
の形状の圧損及び分離効率との関係を種々検討した。

その結果第８図及び第１０図（横断面図）に示す如く、
入口ダクトのサイクロン中心側々壁６ａのほぼ延長線上
に案内羽根９を取付けると共に、案内羽根９とサイクロ
ン内周壁との間に形成される導入部の流路幅が、サイク
ロン入口部におけるダクト幅とほは゛同−若しくは広く
なる様に該案内羽根をサイクロン中心方向に退避して形
威し、且つ第１２図（第１０図におけるＸ［Ｉ−ＸＩＩ
線切断矢視方向断面図）に示す如く案内羽根９の上端と
入口ダクト６の天井面との間に間隙Ｓを設ける様に取付
設定すれば、圧損と分離効率を同時に改善し得ることが
確認された。

即ち第１０図及び第１２図においてサイクロン直径：
３００ ｍｍ 、直筒部高さ： ２４０ ｍｍ、入口ダ
クト高さ： １５０ ｍｍで、且つ入口ダクトのサイク
ロン中心側々壁６ａが直筒部２に接するサイクロン分離
器を用い、巾２５ｍｍ、高さ２００ ｍｍの案内羽根を
入口ダクトのサイクロン中心側々壁６ａの延長線上より
直線的に３５°折り曲げてサイクロン中心側に退避させ
、且つ案内羽根の上端を入ロダク１〜の天井面より３５
ｍｍ低い位置にくる様に設置したサイクロン分離器（実
施例）、同様に案内羽根を退避させて設置するが、上端
に隙間を設けずに案内羽根を付けた上記サイクロン分離
器（参考例■）、逆に隙間は設けるが入口ダクトの中心
側側壁６ａのほぼ延長線上に、即ちサイクロン中心側に
退避させない案内羽根を付けた上記サイクロン分離器（
参考例■）、隙間も設けず又退避もしない従来の案内羽
根を付けた上記サイクロン分離器（従来例■）、及び入
口案内羽根の無い通常の上記サイクロン分離器（従来例
■）を夫々製作し、圧損及び分離効率にどの様な相違を
もたらすかを調査した。

但し流体としては、市販のセメンｌ−粉末を混入した乾
燥空気を使用した（セメント供給量：１５ｋｇ／分、サ
イクロン入口部の流速：１８ｍ／秒）。

その結果は第１表に示す通りである。

第１表からも明らかな様に、案内羽根無しのサイクロン
（従来例■）では、分離効率は相当高いが、圧損は大き
い。

また上端に隙間を設けず且つ退避しない従来の入口案内
羽根付サイクロン（従来例■）は、圧損が増加し分離効
率も若干低下する。

次に、上端に隙間を設けるが退避させない案内羽根を付
けたサイクロン（参考例■）では高い分離効率を維持で
きるが圧損も高い。

一方、上端に隙間を設けず単に退避させた案内別離を付
けたサイクロン（参考例■）では、圧損は大巾に低減す
るが、分離効率もかなり低下する。

これらに対し、上部に隙間を設け、且つ退避させた本考
案の案内羽根付サイクロン（実施例）は、分離効率を高
く維持しながら、圧損を著るしく低減できることが確認
された。

本考案のサイクロン分離器は、サイクロン入口ダクトの
サイクロン中心側々壁のほぼ延長線上においてサイクロ
ン内部に突出した人口案内羽根の先端における流路幅が
、サイクロン入口部におけるダクト幅とほぼ同−若しく
は広くなる様に、上記案内羽根をサイクロン中心方向へ
退避させ、且つ案内羽根の上端を入口ダクトの天井面よ
り低い位置にくる様に設置したところに最大の特徴があ
り、かかる特徴を逸脱しない限り以下に示す様な種々の
変更・改善が可能であり、それらはすべて本考案の範囲
に含まれる。

（１）入口案内羽根９の先端９ａを、入口ダクトの中心
線に垂直なサイクロン中心線Ｙを越えて突出させ、サイ
クロン中心線Ｙの手前において入口ダクトの外壁６ｂと
平行とし、サイクロン中心線Ｙを越えた先端部のみをサ
イクロン中心側に湾曲させる（第９図参照）。

（２）入口案内羽根９全体を人口ダクト外壁と同心にな
る様、サイクロン中心側に湾曲させる（第１１図参照）
。

（３）入口案羽根９をサイクロン中心側に退避させて取
付けるに当って、入口案内羽根９の下端９ｂを人口ダク
トの底面６Ｃより下方に延長する（第１２図参照）。

これにより圧損を更に少なくするとともに、分離効率も
向上させることができる。

本考案は概略以上の様に構成されており、圧損低減によ
る省エネルギー化を増進しつつ粉粒体の分離効率を効果
的に高め得たもので、先に述べた様に粉粒体の分離捕集
９分級或は熱交換装置としての利用価値は頗る大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はサイクロン分離器の一部破断平面図、第２図は
第１図のＩＩ −ＩＩ線切断矢視方向断面図、第３図は
第１図に対応する一部破断平面図、第４図は第２図に対
応する断面図、第５〜７図は従来例の案内羽根を使用し
た場合の気流状況説明図、第８〜１１図は本考案の実施
例、第１２図は第１０図における■−■線切断矢視方向
断面図である。 １・・・・・・サイクロン分離器、２・・・・・・直筒
部、６・・・・・・人口ダクト、９・・・・・・入口案
内羽根。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 頂部を天井板で覆った外筒の下部側に逆円錐体状部を一
   体的に連結し、外筒の上部及び天井板に入口ダクト及び
   排出ダクトを夫々接続すると共に、逆円錐体状部の下部
   に粉粒体取出口を開口させたサイクロン分離器において
   、当該サイクロン分離器の平面視における人口ダクトの
   サイクロン中心側々壁の延長方向へ、サイクロン内部に
   突出する案内羽根を設けると共に、該案内羽根の上端が
   入口ダクト天井面より低い位置にくる様に設置し、且つ
   サイクロン外周壁と案内羽根の間に形成される導入部の
   流路幅が、サイクロン入口部におけるダクト幅とほぼ同
   −若しくは広くなる様に、上記案内羽根をサイクロン中
   心方向へ退避させてなることを特徴とする入口案内羽根
   付きサイクロン分離器。