CN105142794A - 旋风分离器装置 - Google Patents

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CN105142794A CN201480023440.7A CN201480023440A CN105142794A CN 105142794 A CN105142794 A CN 105142794A CN 201480023440 A CN201480023440 A CN 201480023440A CN 105142794 A CN105142794 A CN 105142794A
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Abstract

本发明提供一种能够提高亚微米级大小的微粉的分离收集效率的旋风分离器装置。一种旋风分离器装置，其从旋转气流分离并收集混合在气流中的粉体，其特征在于，该旋风分离器装置设有：气流导入段(12)，其具有用于自切线方向导入粉体混合气流的气流导入部(14)，并且该气流导入段(12)朝下方去逐渐扩径；以及锥形段(13)，其呈倒圆锥状，与该气流导入段(12)的下端连接并朝下方去逐渐缩径。

Description

旋风分离器装置
技术领域
本发明涉及一种能够以较高的收集率收集气流中的微粉的旋风分离器装置。
背景技术
以往，作为用于对气流中的粉体进行分级的装置而使用的旋风分离器装置20已知有如图9所示那样的具有圆筒状的上部构造(旋风分离器机身21)和倒圆锥状的下部构造(锥形段22)的切线入口式旋风分离器装置。
在该旋风分离器装置中，混有粉体的气流从气流导入部23沿旋风分离器机身21的切线方向以形成旋涡的方式被导入。而且，混在气流中的粉体在离心力的作用下从气流中分离而与旋风分离器机身21的内壁面碰撞，速度降低。
之后，与旋风分离器机身21的内壁面碰撞而减速了的粉体在重力的作用下沿着与旋风分离器机身21的下端连接的倒圆锥状的锥形段22的内壁面落下，并下落到锥形段22的下方部的粉体收集部24而被收集起来。
另一方面，气流从旋风分离器机身21的中心的气流排出部25向外部排出。
关于这样的旋风分离器装置的改进技术，例如在专利文献1(日本特公平7－22722号公报)中记载了将旋风分离器的主体形成为球形状的球形旋风分离器。另外，在专利文献2(日本特许2609537号公报)中记载了通过使液体沿着球形内表面呈旋涡状地旋转通过而使固体颗粒从悬浊液·分散液中分离出来的固液分离方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平7-22722号公报
专利文献2：日本特许2609537号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，如图9所示这样的以往的切线入口式旋风分离器装置20使旋风分离器机身21的气流导入部23附近的气流的角速度变快而利用离心力分离混在气流中的粉体，并且使粉体与旋风分离器机身21的内壁面碰撞而降低速度，并利用下部的倒圆锥状的锥形段22进行收集，该收集的粉体的粒径主要是1μm以上，为了收集这样的亚微米级大小的微粉，另设袋式除尘器这样的过滤器进行收集。
另外，所述专利文献1、专利文献2所记载的旋风分离器技术通过使旋风分离器机身球形化而使装置自身紧凑，但由于粉体的收集位置靠近气流的排出位置，分离收集到的粉体与气流在粉体收集位置容易混在一起，在提高亚微米级大小的微粉的分离收集效率方面存在极限。
本发明鉴于所述以往的问题，其目的在于提供一种不使用袋式除尘器等就能够提高亚微米级大小的微粉的收集效率的旋风分离器装置。
用于解决问题的方案
本发明的旋风分离器装置从旋转气流分离并收集混合在气流中的粉体，其特征在于，该旋风分离器装置设有：气流导入段，其具有用于自切线方向导入粉体混合气流的气流导入部，并且该气流导入段朝下方去逐渐扩径；以及锥形段，其呈倒圆锥状，与该气流导入段的下端连接并朝下方去逐渐缩径。
上述“气流导入段”只要具有朝下方去逐渐扩径的内部构造，就不特别地限定其具体结构，例如，能够采用具有半球状的内部构造的结构、具有圆锥状的内部构造的结构等。
此时，作为具有半球状的内部构造的结构的形态，能够采用气流导入段的内壁面整体具有球面形状的结构、气流导入段的内壁面的上部具有除球面之外(例如平面等)的形状的结构等。
发明的效果
本发明的旋风分离器装置从旋转气流分离并收集混合在气流中的粉体，其中，该旋风分离器装置设有：气流导入段，其具有用于自切线方向导入粉体混合气流的气流导入部，并且该气流导入段朝下方去逐渐扩径；以及锥形段，其呈倒圆锥状，与该半球状的气流导入段的下端连接并朝下方去逐渐缩径，因此能够进行混合在气流中的亚微米级大小的微粉的分离收集，并且能够大幅度提高粉体收集效率。
即，在以往的切线入口式旋风分离器装置中，从气流导入段的切线方向以形成旋涡的方式导入混有粉体的气流，使混在气流中的粉体在离心力的作用下从气流分离，与气流导入段的内壁面相碰撞而降低速度，通过使粉体在重力的作用下下落到气流导入段的下方(粉体收集部)而进行收集，但在本发明的旋风分离器装置中，对于利用气流导入段的气流导入部自气流导入段的切线方向导入的、混合有粉体的气流来说，由于气流导入段成为朝下方去逐渐扩径这样的内部构造，因此一方面气流中的粉体在离心力的作用下被分离，另一方面气流被导入到气流导入段内之后，气流的涡流的角速度立刻急速降低。
因此，从气流中分离出来的粉体易于在气流导入段内落下，在之后的倒圆锥状的锥形段中角速度被提高，并与锥形状的内壁面碰撞，从而收集效率提高。
如此，与以往方式相比，通过增大在旋风分离器装置内的气流的角速度的差值，从而能够提高亚微米级大小的微粉的收集效率。
在上述结构中，若气流导入段的高度Ha与倒圆锥状的锥形段的高度Hb被设定在气流导入段的高度Ha<倒圆锥状的锥形段的高度Hb的范围内，则能够使在锥形段处呈涡状下降的气流的速度不会过度地增大，由此能够使亚微米级大小的微粉乘着气流运送到粉体收集段(收集箱)。另外，在锥形段的上升气流的速度也不会过度地变大，因此能够使亚微米级大小的微粉难以向上升起。而且，即使在锥形段中上升的气流中残留有亚微米级大小的微粉，也能够利用在其周围呈涡状下降的气流，将亚微米级大小的微粉向下方推回而运送到粉体收集段。
附图说明
图1是本发明的第1实施例的旋风分离器装置的主视图。
图2是上述第1实施例的旋风分离器装置的俯视图。
图3是表示上述第1实施例的旋风分离器装置的变形例的主视图。
图4是表示利用以往的切线入口式旋风分离器装置收集到的粉体的粒度分布的图表。
图5是表示利用上述第1实施例的旋风分离器装置收集到的粉体的粒度分布的图表。
图6是本发明的第2实施例的旋风分离器装置的主视剖视图。
图7是上述第2实施例的旋风分离器装置的俯视图。
图8是表示在上述第2实施例的旋风分离器装置中包含粉体的气流在装置内流动的情形的、与图6相同的图。
图9是表示以往的切线入口式旋风分离器装置的构造的概略说明图。
具体实施方式
本实施方式的旋风分离器装置将混合在气流中的粉体从旋转气流分离并收集该粉体，其中，该旋风分离器装置设有如下构件：半球状的气流导入段，其具有用于自切线方向导入粉体混合气流的气流导入部，并且该半球状的气流导入段朝下方去逐渐扩径；以及锥形段，其呈倒圆锥状，与该半球状的气流导入段的下端连接并朝下方去逐渐缩径。
由此，利用以往的切线入口式旋风分离器装置所收集的粉体的极限粒径为1μm以上，而在本发明的旋风分离器装置中还能够进行亚微米级大小的微粉的收集。
本实施方式的旋风分离器装置的上部构造的气流导入段是将混合了粉体的气流从气流导入部导入而使该气流沿着其内壁面在切线方向上旋转的部位，且该气流导入段与锥形段的上端连接，且呈半球状突出，呈现将碗倒扣这样的构造。
此外，气流导入段只要成为朝下方去逐渐扩径状态的内部构造即可，除半球状的构造之外，也可以是圆锥状(具有直线状的倾斜度)的构造(参照图3)。
通过如此将气流导入段设为朝下方去逐渐扩径的状态(朝下方扩展)，能够暂时使被猛烈地导入的气流的角速度降低，即使是粒径为1μm以下的微粉，也能够进行分离收集(参照后述的图4、图5)。
本实施方式的旋风分离器装置的下部构造的锥形段是与气流导入段的下端连接且成为倒圆锥状(朝下方逐渐缩径)的形状的部位，该锥形段对混合在旋转气流中的粉体进行离心分离，并且使该粉体与倒圆锥状的内壁面碰撞而落下，从而从气流中分离收集亚微米级大小的微粉。
另外，在本实施方式的旋风分离器装置中，能够将气流导入段的高度Ha与锥形段的高度Hb设定在Ha<Hb的范围内。
由此，能够更高效地分离收集包含在气流中的亚微米级大小的微粉或者微米级的粉体。
此处，当气流导入段的高度Ha≥锥形段的高度Hb时，锥形段的用于使沿着气流导入段的内壁面呈切线状被导入的、包含粉体的气流成为具有充分的角速度的旋转状态的空间相对变小，因此出现分离效率极度降低的倾向。
另外，更优选的是，气流导入段的高度与锥形段的高度的比例(Ha/Hb)设定在1/10～1/5的范围内。当高度的比例(Ha/Hb)比1/10小时，锥形段变长，因此包含粉体的气流无法到达粉体收集段，分离效率降低。
相反，当比例(Ha/Hb)大于1/5时，气流导入部靠近收集粉体的收集位置，因此导致气流速度过快而卷起粉体收集段、收集箱中的粉体，出现分离效率降低的倾向。
此外，在实施方式中，将气流导入段与锥形段相互连接的部分的内径设为200mm～250mm，将气流导入段的高度Ha设为70mm～100mm，将锥形段的高度Hb设为200mm～1000mm的范围，并且设为气流导入段的高度Ha<锥形段的高度Hb。
实施例
<第1实施例>
以下，参照附图说明本发明的第1实施例的旋风分离器装置。
如图1和图2所示，本实施例的旋风分离器装置10包括上部构造的气流导入段12和下部构造的锥形段13。
气流导入段12呈朝下方去逐渐扩径的半球状的内部构造，包含粉体的气流从设于气流导入段12的一端的气流导入部14沿气流导入段12的切线方向被导入，从而沿着气流导入段12的内壁面生成旋转气流。
下部构造的锥形段13与该半球状的气流导入段12的下端连接并呈朝下方去逐渐缩径的倾斜状的倒圆锥状的内部构造，使在上部构造的气流导入段12内被减速了的气流的角速度增大。
另外，在气流导入段12的中心位置以在上下方向上贯通该气流导入段12的方式设有气流排出部15，该气流排出部15使结束了粉体的分离的气流向外部排出。
此外，在下部构造的锥形段13的下端设有用于收集分离出来的粉体的粉体收集段16。
在本实施例中，将半球状的气流导入段12与锥形段13的连接部的内径设为215mm，将气流导入段12的高度Ha设为85mm，将锥形段13的高度Hb设为515mm。即，将气流导入段12与锥形段13的高度的比例(Ha/Hb)设定为1/6，预定的倾斜度形成于锥形段13。此外，将粉体收集段16的口径设为约50mm。
从气流导入部14导入到气流导入段12内的包含粉体的气流沿着气流导入段12的内壁面形成旋转气流，在此期间，离心力作用于气流中的粉体，粉体与气流导入段12的内壁面碰撞并被从气流中分离出来。
对于旋转气流来说，由于气流导入段12成为朝下方去逐渐扩径的内部构造，因此在气流导入段12内能够使气流的角速度降低。
因此，在气流导入段12内被从气流中分离出来的粉体容易在角速度降低了的气流中落下，沿着与气流导入段12的下端连接的倒圆锥状的锥形段13的倾斜内壁面下降，并被收集于粉体收集段16。
另一方面，分离了粉体的气流在锥形段13的下部涡流直径变小，并且在锥形段13的中央部成为上升气流，并从设于气流导入段12的上方中心部的气流排出部15向外部排出。
在以下示出为了验证本实施例的旋风分离器装置的粉体收集效果而进行的与以往装置之间的比较试验的结果。图4和图5是表示在该比较试验中收集到的粉体的粒度分布的图表。
试验条件
(a)天气：阴
(b)气温：14℃
(c)湿度：56.0％
(d)试验原料：碳
(e)试验机：旋风磨150BMS型
(f)粉碎机马达转速：15,000rpm
(g)粉体收集用鼓风机频率：50Hz
(h)导入机螺杆频率：50Hz
(i)原料投放量：500g
试验结果
(イ)收集率的比较
装置A(以往类型的旋风分离器装置)：收集率81.3％
装置B(本实施例的旋风分离器装置)：收集率94.0％
在将碳投放量设为500g的相同条件下，通过改变旋风分离器装置上部构造的旋风分离器机身(本实施例的气流导入段)的形状和直径、长度来测量收集率的变化。
可知，图1所示的本实施例的旋风分离器装置的收集率比以往类型的旋风分离器装置的收集率高1.16倍。
(ロ)粒度分布的比较
图4和图5是表示利用以往类型的旋风分离器装置和本实施例的旋风分离器装置分别收集到的微粉的粒度分布的图表。在相同条件下，测量粒度分布的变化。
本实施例的旋风分离器装置收集到了以往类型的旋风分离器装置无法收集的、粒径小于1.060μm且粒径为0.630μm以上的粉体。
因而，可知，作为利用本实施例的旋风分离器装置所收集到的粉体的粒径的峰值的平均粒径(D50)比作为利用以往类型的旋风分离器装置所收集到的粉体的粒径的峰值的平均粒径小1.66μm。
另外，明确得知，对于利用本实施例的旋风分离器装置所收集到的粉体的粒径来说，累积值10％(D10)也比以往类型的旋风分离器装置的累积值10％(D10)小0.85μm，累积值90％(D90)也比以往类型的旋风分离器装置的累积值90％(D90)小6.3μm。
如以上说明那样，本实施例的旋风分离器装置10不使用袋式除尘器等就能够提高亚微米级大小的微粉的分离收集效率。
可以推断像这样分离收集效率变好是基于以下的理由。
即，由于气流导入段12具有朝下方去逐渐扩径的内部构造，因此沿气流导入段12的切线方向进入的气流在半球中旋转的期间，角速度降低。而且，由于下部构造的锥形段13是朝下方去逐渐缩径的构造，因此旋转直径变小而角速度上升。
如此，通过使角速度之差变大，亚微米级大小的微粉易于在离心作用下从气流分离并易于被收集起来。
另外，在旋风分离器装置10中，不会出现由于袋式除尘器所引起的污染，也不发生在袋式除尘器中产生的堵塞，维护容易且能够进行长时间的连续运转。
而且，在于圆筒状的上部形成涡流而使粉体进行离心分离的以往类型的旋风分离器装置中，由于压力损失较大，因此需要风量较大的鼓风机等。
但是，本实施例的旋风分离器装置10与圆筒状的旋风分离器装置相比能够实现紧凑化，而且压力损失较小，能够利用风量较小的鼓风机等驱动装置，节能性能优越。
本实施例的旋风分离器装置10构成为其气流导入段12具有在上部具有平面部的半球状的内部构造，但作为其变形例，如图3所示，也能够构成为其气流导入段12具有在上部具有平面部的圆锥状的内部构造。
<第2实施例>
接下来，对本发明的第2实施例进行说明。
图6是表示本实施例的旋风分离器装置110的主视剖视图，图7是其俯视图。
如这些图所示，本实施例的旋风分离器装置110包括：气流导入段112，其呈半球状且朝下方去逐渐扩径；锥形段113，其呈倒圆锥状且与该气流导入段的下端连接，并朝下方去逐渐缩径；以及粉体收集段116，其与该锥形段113的下端部连接。
在本实施例中，在气流导入段112也设有：气流导入部114，其用于将包含粉体的气流向装置内导入；以及气流排出部115，其用于将结束了粉体的分离的气流向外部排出。这些构件的具体结构将在后面叙述。
气流导入段112包括：球面部112A，其内壁面的整个区域沿着球面形成为半球状；筒状开口部112B，其在该球面部112A的上端位置(在俯视下为球面部112A的中心位置)处朝上开口；以及外周凸缘部112C，其在球面部112A的下端位置(在俯视下为外周缘的位置)处沿水平延伸。
通过如此地在球面部112A的上端位置形成有筒状开口部112B，气流导入段112的高度(准确地说是球面部112A的内壁面的高度)Ha成为比气流导入段112的下端位置的内径D1的一半稍小的值。
锥形段113包括：主体部113A，其呈筒状且形成为倒圆锥状；上端凸缘部113B，其在该主体部113A的上端沿水平延伸；以及下端凸缘部113C，其在该主体部113A的下端沿水平延伸。
锥形段的高度Hb设定为气流导入段的高度Ha的2倍以上的值(即Ha/Hb≤1/2)(更优选的是Ha/Hb≤1/3)。具体地说，设定为Ha/Hb＝1/6程度的值。
该锥形段113的上端位置的内径设定为与气流导入段112的球面部112A的下端位置的内径D1相同的值。另外，相对于该锥形段113的上端位置的内径D1，该锥形段113的下端位置的内径D2设定为D2＝1/6×D1～1/4×D1程度的值。
该锥形段113固定于气流导入段112，但该固定是在通过环状固定件120的装卸而能够分离的形态下进行的。
如图7所示，该环状固定件120构成为一对对开环120A、120B能够以销120C为中心相对转动。而且，该环状固定件120构成为，在使气流导入段112的外周凸缘部112C与锥形段113的上端凸缘部113B上下重合的状态下，从其外周侧将一对对开环120A、120B外套于该气流导入段112的外周凸缘部112C和该锥形段113的上端凸缘部113B并扣紧扣件120D，从而进行其安装。
粉体收集段116构成为圆筒状的密闭容器，在其上表面中心位置形成有圆形的开口部116a。该开口部116a的内径设定为与锥形段113的下端位置的内径D2相同的值。
该粉体收集段116的内径D3设定为比气流导入段112的球面部112A的下端位置的内径D1大的值。具体地说，设定为D3/D1＝1.2～2程度的范围内的值。
该粉体收集段116在其开口部116a的外周缘部固定于锥形段113的下端凸缘部113C。该固定利用例如焊接、螺栓固定等进行。
接下来，对气流导入部114和气流排出部115的结构进行说明。
气流导入部114形成为圆筒状，在俯视下在从气流导入段112的中心位置偏离的位置处沿切线方向水平地延伸。而且，该气流导入部114在其一端部处固定于气流导入段112的球面部112A。该固定利用例如焊接、螺栓固定等进行。
在气流导入段112的球面部112A形成有与气流导入部114相连通的开口部112Aa。
另一方面，气流排出部115形成为圆筒状，在气流导入段112的中心位置沿上下方向贯通气流导入段112。此时，该气流排出部115在嵌入到气流导入段112的筒状开口部112B的状态下，在其上端部处固定于筒状开口部112B。该固定利用例如焊接、螺栓固定等进行。
在本实施例的旋风分离器装置110中，气流导入部114形成于沿着气流排出部115的外周面将粉体混合气流向气流导入段116导入的位置。
即，该气流导入部114以其内周面的假想延长面与气流排出部115的外周面点接触这样的位置关系进行配置，或者以近似于上述位置关系的位置关系进行配置。气流导入部114以这样的位置关系进行配置，从而气流导入段112的开口部112Aa位于该球面部112A的上端部。
该气流导入部114的内径D4设定为气流导入段的下端位置的内径D1的1/5以下的值。具体地说，设定为D4/D1＝1/7～1/5程度的范围内的值(例如D4/D1＝1/6程度的值)。
气流排出部115的下端位置设定于比气流导入段112的下端位置靠下方侧且比锥形段113的上下方向中心位置靠上方侧的位置。即，相对于锥形段的高度Hb，从该气流排出部115的下端位置到气流导入段112的下端位置为止的高度Hc设定为Hc<1/2×Hb(更优选的是Hc<1/4×Hb)的值(例如Hc＝1/7×Hb程度的值)。
另外，相对于气流导入部114的内径D4，该气流排出部115的内径D5设定为D5≧D4。具体地说，设定为D5/D4＝1～1.5程度的范围内的值。
图8是表示在本实施例的旋风分离器装置110中粉体混合气流(即包含粉体的气流)在装置内流动的情形的、与图6相同的图。
在该图中，用粗线表示的带箭头的曲线A表示粉体混合气流的典型的流动状态。另外，沿着该曲线A呈串联状配置的多个箭头B表示粉体混合气流的流速，并表示为箭头越长，流速越大。
如该图所示，在本实施例中也是，从气流导入部114沿切线方向导入到气流导入段112的粉体混合气流成为沿着该球面部112A的内壁面旋转的气流。
此时，球面部112A的内壁面的整个区域沿着球面形成为半球状，且从形成于其上端部的开口部112Aa导入粉体混合气流，因此该粉体混合气流沿着球面部112A的内壁面流畅地旋转并且使其方向较大程度地朝下变化。而且，在球面部112A的内部，该粉体混合气流的旋转半径急剧增大，因此该粉体混合气流的流速急剧减小，在到达了球面部112A的下端位置的时刻成为相当缓慢的流动，在该状态下该粉体混合气流向锥形段113转移。因此，包含在气流中的粉体即使是亚微米级大小的微粉，也能容易地从气流中进行分离，沿着锥形段113的主体部113A的内壁面落下。
刚刚转移到了锥形段113的内部的气流成为相当缓慢地朝下旋转的涡状的流动，但该锥形段113的主体部113A形成为倒圆锥状，因此该气流随着在该主体部113A的内部下降而旋转半径逐渐减小，伴随与此流速逐渐增大。因此，该涡状的气流在到达了主体部113的下端位置的时刻成为一定程度上较快的流动。
而且，该涡状的气流同沿着主体部113A的内壁面落下的粉体一起，在保持一定程度上较快的流动的状态下流入至粉体收集段116。此时，由于该粉体收集段116的内径比其开口部116a的内径大很多，因此涡状的气流在通过了开口部116a之后其流速立刻急剧减小。因此，包含在流入到粉体收集段116的气流的亚微米级大小的微粉分离而易于留在粉体收集段116的内部。
另一方面，流入到粉体收集段116并将亚微米级大小的微粉分离出来的气流经由其开口部116a向锥形段113返回。此时，由于从锥形段113向粉体收集段116流入的涡状的气流通过该开口部116a的外周缘附近的环状区域，因此向锥形段113返回的朝上的气流通过开口部116a的中心区域。
而且，该返回到锥形段113的朝上的气流在沿着该主体部113A的内壁面朝下流动的涡状的气流的中心上升，并经由气流排出部115向装置的外部排出。
接下来对本实施例的作用效果进行说明。
本实施例的旋风分离器装置110构成为，其气流导入段112的球面部112A的内壁面的整个区域沿着球面形成为半球状，粉体混合气流从该球面部112A的开口部112Aa沿着气流排出部115的外周面被导入，因此将由于与气流排出部115碰撞而导致粉体混合气流的朝向改变的情况防患于未然，在此基础上，能够在球面部112A的最内周侧且最上方侧的位置处进行粉体混合气流的导入。
因而，能够在球面部112A的内部使粉体混合气流的流速急剧地减小，由此即使包含在气流中的粉体是亚微米级大小的微粉，也能够容易地将其分离。
另外，在本实施例中，气流导入段112与锥形段113的高度之比Ha/Hb设定为Ha/Hb≤1/2，因此能够使在锥形段113呈涡状下降的气流的速度不会过度增大。因而，能够使亚微米级大小的微粉乘着气流运送到粉体收集段116。另外，锥形段113中的上升气流的速度也不会过度地变大，因此能够使亚微米级大小的微粉难以向上升起。而且，即使在锥形段113中上升的气流中残留有亚微米级大小的微粉，也能够利用在其周围呈涡状下降的气流，将亚微米级大小的微粉向下方推回而运送到粉体收集段116。
无论粉体的种类如何，都能够得到这样的效果，此时，设为Ha/Hb≤1/3更有效。此外，在粉体是碳的情况下，设为Ha/Hb＝1/10～1/5更加有效，在粉体是茶炭(日文：お茶の炭)的情况下，设为Ha/Hb＝1/3～1/5更加有效。
而且，在本实施例中，气流排出部115的下端位置设于比气流导入段112的下端位置靠下方侧并且比锥形段113的上下方向中心位置靠上方侧的位置，因此能够充分地将粉体的收集位置(即粉体收集段116的开口部116a的位置)与来自锥形段113的气流的排出位置分开。因而，分离收集到的粉体与气流在粉体的收集位置难以混在一起，由此能够进一步提高亚微米级大小的微粉的分离收集效率。此时，相对于锥形段的高度Hb，将从气流排出部115的下端位置到气流导入段112的下端位置为止的高度Hc设定为Hc<1/4×Hb，则更有效。
另外，在本实施例中，气流导入段112的下端位置的内径D1设定为气流导入部114的内径D4的5倍以上的值，因此能够充分提升气流导入段112中的粉体混合气流的角速度降低效果。
即，在图9所示的以往的旋风分离器装置20中，需要使向圆筒状的旋风分离器机身21流入的粉体混合气流的角速度变大而利用离心力分离气流中的粉体，因此无法使旋风分离器机身21的内径相对于气流导入部23的内径大很多。相对于此，在本实施例中，构成为使粉体混合气流沿着气流导入段112的球面部112A的内壁面流畅地旋转而使该粉体混合气流的方向较大程度地朝下变化，并且使其角速度急剧变小，从而对气流中的粉体进行分离，因此在一定程度上使气流导入段112的下端位置的内径D1变大反倒是有效的。
因此，如果像本实施例这样设为D1≥5×D4，而充分提升气流导入段112中的粉体混合气流的角速度降低效果，则能够提升分离来自气流中的粉体的功能。此时，即使是亚微米级大小的微粉，也能够提升分离功能。
而且，在本实施例中，形成为圆筒状的粉体收集段116的内径D3比气流导入段112与锥形段113相互连接的连接部的内径D1大，因此能够充分降低收集于粉体收集段116的粉体的搅拌速度，由此能够将收集于粉体收集段116的粉体被流入到粉体收集段116的气流卷起来的情况防范于未然。因而，即使是亚微米级大小的微粉，一旦被收集于粉体收集段116之后，也能够容易地让该微粉存留于粉体收集段116。
此外，在本实施例中，对粉体收集段116构成为圆筒状的密闭容器的情况进行了说明，但也能够构成为具有除此之外的形状。即使在这样的情况下，只要设为粉体收集段116的上端部的内径比气流导入段112与锥形段113相互连接的连接部的内径D1大的结构(例如，倒圆锥状的结构)，就也能够得到与本实施例同样的作用效果。
以上，关于本发明的旋风分离器装置的方式，说明了第1和第2实施例。
本发明的旋风分离器装置的结构构件、被导入的粉体混合气流的量等各设定值不限定于第1实施例和第2实施例中的设定值，在本发明的技术思想的范围内能够由本领域技术人员根据需要进行改变自不待言。
作为本发明的旋风分离器装置的用途，例如，也能够在吸尘器中与吸风机组合使用，或者在燃料电池车、燃料电池发电机中在安装于空气滤清器的吸引口的状态下使用。
产业上的可利用性
近年，为了提升粉体的附加价值，需求粒径为1μm以下的并且控制了粒径分布的微粉的倾向变得强烈，本发明的旋风分离器装置能够期待广泛地应用于以微粉为对象的分级和粉碎操作等处理粉体的工业过程中，产业上的可利用性极高。
附图标记说明
10：第1实施例的旋风分离器装置
12：气流导入段
13：锥形段
14：气流导入部
15：气流排出部
16：粉体收集段
20：以往类型的旋风分离器装置
21：旋风分离器机身
22：锥形段
23：气流导入部
24：粉体收集部
25：气流排出部
110：第2实施例的旋风分离器装置
112：气流导入段
112A：球面部
112Aa：开口部
112B：筒状开口部
112C：外周凸缘部
113：锥形段
113A：主体部
113B：上端凸缘部
113C：下端凸缘部
114：气流导入部
115：气流排出部
116：粉体收集段
116a：开口部
120：环状固定件
120A、120B：对开环
120C：销
120D：扣件
D1：气流导入段的下端位置的内径
D2：锥形段的下端位置的内径
D3：粉体收集段的内径
D4：气流导入部的内径
D5：气流排出部的内径
Ha：气流导入段的高度
Hb：锥形段的高度
Hc：从气流排出部的下端位置到气流导入段的下端位置为止的高度

Claims (8)

1.一种旋风分离器装置，其从旋转气流分离并收集混合在气流中的粉体，其特征在于，
该旋风分离器装置设有：
气流导入段，其具有用于自切线方向导入粉体混合气流的气流导入部，并且该气流导入段朝下方去逐渐扩径；以及
锥形段，其呈倒圆锥状，与该气流导入段的下端连接并朝下方去逐渐缩径。
2.根据权利要求1所述的旋风分离器装置，其特征在于，
所述气流导入段构成为具有半球状的内部构造。
3.根据权利要求1或2所述的旋风分离器装置，其特征在于，
该旋风分离器装置构成为，所述气流导入段的高度Ha与所述倒圆锥状的锥形段的高度Hb被设定在所述气流导入段的高度Ha<所述倒圆锥状的锥形段的高度Hb的范围内。
4.根据权利要求3所述的旋风分离器装置，其特征在于，
所述气流导入段的高度与所述锥形段的高度之比Ha/Hb设定为Ha/Hb≤1/2。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的旋风分离器装置，其特征在于，
在所述气流导入段的中心位置，以沿上下方向贯通所述气流导入段的方式设有用于将结束了粉体的分离的气流向外部排出的气流排出部，
所述气流排出部的下端位置设在比所述气流导入段的下端位置靠下方侧并且比所述锥形段的上下方向中心位置靠上方侧的位置。
6.根据权利要求5所述的旋风分离器装置，其特征在于，
所述气流导入部形成在将粉体混合气流沿着所述气流排出部的外周面向所述气流导入段导入的位置。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的旋风分离器装置，其特征在于，
所述气流导入段与所述锥形段相互连接的连接部的内径设定为所述气流导入部的内径的5倍以上的值。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的旋风分离器装置，其特征在于，
该旋风分离器装置设有粉体收集段，该粉体收集段具有与所述锥形段的下端连接的开口部，并用于收集从旋转气流分离出来的粉体，
所述粉体收集段的上端部的内径大于所述气流导入段与所述锥形段相互连接的连接部的内径。
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