JP2002239418A

JP2002239418A - サイクロン

Info

Publication number: JP2002239418A
Application number: JP2001040623A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Yamazaki; 信彦山▲崎▼
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2002-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】全高が高くなることなく、圧力損失を増加さ
せないで集塵効率を向上できるサイクロンを提供する。【解決手段】粉体を含むガスが導入される円筒部１
と、その円筒部１の下端に一体に接続され、分離された
粉体を捕集排出するコーン部２とを有するサイクロンに
おいて、上記円筒部１下端に接続するコーン部２の上端
を、上記円筒部１の直径よりも拡径して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、含塵ガスから遠心
力により粉体を捕集するサイクロンに係り、特にセメン
ト工業にてサスペンションプレヒータに用いられるサイ
クロンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、セメント工業等において、セメ
ント原料を仮焼するためのサスペンションプレヒータに
は、多段に積み上げられたサイクロンが使用されてい
る。

【０００３】サイクロンは、高温ガスにセメント原料が
混合したガス（以下、「含塵ガス」と称する。）が導入
される上側の円筒部と、含塵ガスからセメント原料を捕
集し排出する下側の円錐（コーン）部とが一体に形成さ
れたサイクロン本体から主に構成されており、円筒部の
直径と円錐部の直径は同じ大きさで一体に形成されてい
る。

【０００４】円筒部の上側開口部は蓋で閉塞されてお
り、その蓋の中央に含塵ガスの出口が形成されていると
共に、円筒部の上側部には含塵ガスの入口が形成されて
いる。また、円錐部の頂部には捕集したセメント原料の
排出口（シュート）が形成されている。

【０００５】そして、円筒部の外周の接線方向からサイ
クロン本体に含塵ガスを導入させ、含塵ガスが壁面に案
内されて旋回することによりセメント原料の粒子に発生
する遠心力を利用して、固気分離している。

【０００６】ところで、セメント原料の粒子はこの遠心
力によりサイクロン本体の壁面に押し付けられながら円
筒部の壁面を伝って下方へ落ちて円錐部へ導入され、他
方、気流は円筒部及び円錐部を旋回すると共に出口へと
導かれるが、この時、小径粒子は、この気流に巻き上げ
られ、気流と共に外部へ導出されてしまい、サイクロン
の集塵効率を低下させている。

【０００７】この小径粒子の巻き上げを減少させるに
は、円筒の高さ（円筒部の下端からガス入口の下端まで
の高さ）を高くすることが考えられるが、この高さを高
くするほど集塵効率が高くなる。

【０００８】このため、従来は、サスペンションプレヒ
ータに設けられる各段のサイクロンごとに集塵効率と圧
力損失を考慮して円筒の高さが決められている。

【０００９】また、サイクロンの構造の面からも、圧力
損失を増加させないで集塵効率を向上させるために、様
々な技術が開発されている。

【００１０】その一例として、図４に円錐部に拡大コー
ン部を設けたサイクロンを示す。

【００１１】図４に示すように、このサイクロンは、サ
イクロン本体４０の円錐部４２の排出口４１ｓに拡大コ
ーン部５０が設けられており、この拡大コーン部５０内
で含塵ガスの流速を落して粉体の巻き上げを防止し、集
塵効率の低下を防止している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示したサイクロンは、円錐部４２の排出口４１ｓから拡
大コーン部５０内に導入した粉体の巻き上げを防止する
ため、拡大コーン部５０を深さ方向に設ける必要があ
り、さらに円筒の高さを高く形成するか又は円錐部４２
の円錐面の傾斜角度を大きくして、円錐部４２での粉体
の巻き上げを防止しなければならず、全高が高くなる。
すると、必然的にサスペンションプレヒータの全体高さ
が高くなり、建設費、投資額の増加を招く。また、既存
のプレヒータの性能向上の為の改造も困難となる。

【００１３】そこで、本発明の目的は、全高が高くなる
ことなく、圧力損失を増加させないで集塵効率を向上で
きるサイクロンを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、粉体を含むガスが導入される円筒
部と、その円筒部の下端に一体に接続され、分離された
粉体を捕集排出するコーン部とを有するサイクロンにお
いて、上記円筒部下端に接続するコーン部の上端を、上
記円筒部の直径よりも拡径して形成したものである。

【００１５】請求項２の発明は、上記拡径したコーン部
の上端の直径が上記円筒部の直径の１．１倍から１．３
倍の大きさで形成されているものである。

【００１６】請求項３の発明は、上記拡径したコーン部
の上端には、上記円筒部の下端と連結するリング部材を
有するものである。

【００１７】上記構成によれば、サイクロン本体に導入
されたガスは、壁面に案内されて円筒部内で旋回しなが
ら下方のコーン部に流れていくと共に、粉体は遠心力に
より壁面に押し付けられながら円筒部の壁面を伝って下
方へ落ちていく。そして、コーン部の上端付近では、円
筒部よりもコーン部の直径が大きいため、流速が下が
り、ガス内の粉体は自重により下方に落下する。さら
に、円筒部とコーン部とを連結するリング部材により、
巻き上がった粉体が下方に戻されて落下し捕集される。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１９】図３に本発明にかかるサイクロンを設けた
サスペンションプレヒータの概略図を示す。

【００２０】図３に示すように、サスペンションプレヒ
ータは、セメント原料の水分量等に応じて、例えば最下
段、中下段、中上段、最上段の四段にサイクロン１０
０，２００，３００，４００が積み重ねられて配置され
ており、本発明にかかるサイクロンは中間段に配置され
たサイクロン２００，３００や最下段サイクロン４００
に用いられる。

【００２１】図１に本発明にかかるサイクロンの断面図
を示す。

【００２２】図１に示すように、本発明にかかるサイク
ロンは、含塵ガスを導入して旋回させる直径Ｄ₁ の円筒
状の円筒部１と、この円筒部１の下端に接続され含塵ガ
スから分離された粉体を捕集排出すると共に円筒部１下
端に接続する上端の直径Ｄ₂が、円筒部１よりも拡径し
て形成された円錐状の円錐（コーン）部２とが一体に形
成された逆キノコ状のサイクロン本体１０から主に構成
されている。

【００２３】円筒部１は、含塵ガスを旋回させる上部の
旋回ゾーン４と、この旋回ゾーン４の下部に形成され含
塵ガスから粉体を分離させる分離ゾーン５とを有し、分
離ゾーン５は集塵効率を考慮して決められた高さｈで形
成されている。

【００２４】また、円筒部１は、上側の開口部が円形状
の上板１ｕで閉塞されており、この上板１ｕの中央に
は、含塵ガスの出口１ｏが形成されている。そして、そ
の出口１ｏに、内部の混合ガスを上段のサイクロンに送
出するための出口管２０が一部挿入されて設けられてい
る。この出口管２０の挿入長さは、圧力損失と集塵効率
を考慮して決定、形成されている。

【００２５】さらに、円筒部１の上側部には、含塵ガス
の入口１ｉが形成されており、この入口１ｉの口径が旋
回ゾーン４の高さとなる。そして、その入口１ｉには、
円筒部１の外周の接線方向から含塵ガスを導入するため
の導入管３０が設けられている。

【００２６】円錐部２は、含塵ガスから捕集された粉体
を排出するための排出口（シュート）２ｓを頂部に有す
る漏斗状の拡径コーンで形成されている。

【００２７】この拡径コーンは、円筒部１の下端と接続
される上端の直径Ｄ₂ が円筒部１の直径Ｄ₁ の１．１倍
から１．３倍の大きさで形成されていると共に、円錐面
の傾斜角度αが６５度、高さが排出口２ｓの直径に応じ
て決定された高さで形成されている。

【００２８】そして、円筒部１と円錐部２は、幅が（Ｄ
₂ −Ｄ₁ ）／２のリング部材３により、端部同士が水平
方向に連結されている。

【００２９】次に、作用を図２を用いて説明する。

【００３０】図中、実線の矢印は含塵ガスｇの流れを示
し、破線の矢印は粉体ｄの流れを示している。

【００３１】図２に示すように、導入管３０より円筒部
１の入口１ｉを通ってサイクロン本体１０に導入された
含塵ガスｇは、壁面に案内されて円筒部１で旋回しなが
ら下方の円錐部２に流れていくと共に、粉体ｄは遠心力
により壁面に押し付けられながら円筒部１の壁面を伝っ
て下方へ落ちていく。そして、円筒部１と円錐部２との
間の部分では、円筒部１よりも円錐部２の直径が大きい
ため、流速が下がり、含塵ガス内の粉体ｄは自重により
下方に落下する。さらに、円筒部１と円錐部２とを連結
するリング部材３により、巻き上がった粉体ｄが下方に
戻されて落下し、排出口２ｓより排出される。また、粉
体ｄが捕集された含塵ガスは出口１ｏを通って出口管２
０より送出される。

【００３２】以上説明したように、本発明は、小径粒子
の巻き上げが発生しやすい部分（円錐部２の上部）の気
流の流速が下がる構造で形成されているため、粉体ｄが
落下しやすくなり、一旦分離された気流中の粉体ｄが再
びガスと共にサイクロンの出口１ｏから出にくくなる。
これにより、円筒（分離ゾーン５）の高さｈを低く形成
でき、同一圧損で集塵効率を１％以上向上できる。

【００３３】また、本発明は、サイクロン本体１０の全
高を従来と同等に形成しても集塵効率を向上できるの
で、現在使用されているサスペンションプレヒータにそ
のまま適用できる。

【００３４】尚、本実施の形態では中間段のサイクロン
に適用する場合について述べたが、いずれの段のサイク
ロンにも本発明を適用可能である。

【００３５】また、本実施の形態では、円錐部２の円錐
面の傾斜角度を６５度として形成したが、所望の集塵効
率に応じて適宜変更しても良い。

【００３６】また、本実施の形態では、円錐部２の直径
Ｄ₂ を円筒部１の直径Ｄ₁ の１．１倍から１．３倍とし
たが、１．１倍未満であると集塵効率の向上が小さく、
また１．３倍を越えると圧力損失が大きくなることを考
慮して適宜変更しても良く、この範囲に限定されないこ
とは言うまでも無い。

【００３７】また、本発明はサスペンションプレヒータ
に用いられるサイクロンだけでなく、様々な用途のサイ
クロンに適用できる。

【００３８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、同一圧損
で集塵効率を向上できる。

【００３９】また、本発明によれば、サイクロンの全高
が高くならずに集塵効率を向上できるので、比較的高さ
を確保できない場所にでもサスペンションプレヒータを
設置できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すサイクロンの断面
図である。

【図２】図１のサイクロンで集塵される粉体と含塵ガス
の流れを示す説明図である。

【図３】図１のサイクロンを設けたサスペンションプレ
ヒータの概略図である。

【図４】従来のサイクロンの断面図である。

【符号の説明】

１円筒部２円錐（コーン）部３リング部材Ｄ₁ 円筒部の直径Ｄ₂ 円錐部の直径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体を含むガスが導入される円筒部と、
その円筒部の下端に一体に接続され、分離された粉体を
捕集排出するコーン部とを有するサイクロンにおいて、
上記円筒部下端に接続するコーン部の上端を、上記円筒
部の直径よりも拡径して形成したことを特徴とするサイ
クロン。
【請求項２】上記拡径したコーン部の上端の直径が上
記円筒部の直径の１．１倍から１．３倍の大きさで形成
されている請求項１記載のサイクロン。
【請求項３】上記拡径したコーン部の上端には、上記
円筒部の下端と連結するリング部材を有する請求項１又
は２記載のサイクロン。