JP2002239420A - 二重サイクロン - Google Patents

二重サイクロン

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JP2002239420A
JP2002239420A JP2001035616A JP2001035616A JP2002239420A JP 2002239420 A JP2002239420 A JP 2002239420A JP 2001035616 A JP2001035616 A JP 2001035616A JP 2001035616 A JP2001035616 A JP 2001035616A JP 2002239420 A JP2002239420 A JP 2002239420A
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cylinder
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powder
double
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Osamu Sato
佐藤  修
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 架構サイズのコンパクト化及び軽量化を図
り、サスペンションプレヒータの省スペース化と低コス
ト化が図れる二重サイクロンを提供する。 【解決手段】 粉体を含んだガスが導入される外筒11
0と粉体が分離されたガスを排出する内筒120とから
なるサイクロンが上下多段に配置され、下段のサイクロ
ンの内筒と上段のサイクロンの外筒とを接続すると共
に、上段のサイクロンの外筒で捕集された粉体を、粉体
を含んだガスと共に下段のサイクロンの外筒に導入する
ようにした二重サイクロンにおいて、上段のサイクロン
120を下段のサイクロン110に収容すると共に、下
段のサイクロン110の内筒と上段のサイクロン120
の外筒とを兼用させ、その内外兼用筒120の上側部
に、下段のサイクロン120の外筒に導入したガスを上
段のサイクロン120に流す導入口121iを形成す
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、粉体工業分野で一
般的に使用されているサイクロンに係り、特にセメント
原料を加熱するためのサスペンションプレヒータとして
用いられる二重サイクロンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、セメント工業などの粉体工業分
野では、集塵器としてサイクロンが用いられている。
【0003】セメント工業における予熱装置(サスペン
ションプレヒータ)でサイクロンは、セメント原料とロ
ータリーキルン排ガスとの熱交換機として使用され、目
標とする熱交換性能に依って設置段数が決められ、多段
に積み重ねて使用されている。
【0004】図7に従来のサイクロンの概略図を示す。
【0005】図7に示すように、従来のサイクロン1
0,20,40,50は、セメント原料と燃焼ガスとの
混合ガスが旋回される上側の有底円筒部と、混合ガスか
ら捕集されたセメント原料を取り出すための集塵口を頂
部に有する下側の円錐部とからなるサイクロン本体(外
筒)と、有底円筒部の外周の接線方向から混合ガスを導
入するための導入管部と、有底円筒部の底板を貫通して
サイクロン本体に一部挿入され混合ガスを排気させる出
口管部(内筒)と、集塵口に接続され捕集されたセメン
ト原料を排出させる排出管部とを有している。
【0006】セメント製造装置は、通常、サイクロン1
0,20,40,50が四段に積み重ねて設置されてお
り、各段のサイクロン10,20,40,50はそれぞ
れ支持架構Sにより支持されている。
【0007】この支持架構Sには、サイクロン10,2
0,40,50の円錐部を着座させるためのスリ鉢状の
支持孔が形成されており、さらに、支持孔に着座された
円錐部がリング状の固定部材により取り囲まれて支持架
構Sに支持されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
サイクロン10,20,40,50は、積み重ねられる
段数が増えると、その分サイクロン10,20,40,
50を支持する支持架構Sが必要となり、支持架構Sの
サイズ、重量共に大きくなってしまうという問題があっ
た。
【0009】さらに、十分な高さを確保できない場所に
サスペンションプレヒータを設置する場合、積み重ねら
れるサイクロンの段数が制限されてしまうという問題が
あった。
【0010】そこで、本発明の目的は、架構サイズのコ
ンパクト化及び軽量化を図り、サスペンションプレヒー
タの省スペース化と低コスト化が図れる二重サイクロン
を提供することにある。
【0011】
【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、粉体を含んだガスが導入される外
筒と粉体が分離されたガスを排出する内筒とからなるサ
イクロンが上下多段に配置され、下段のサイクロンの内
筒と上段のサイクロンの外筒とを接続すると共に、上段
のサイクロンの外筒で捕集された粉体を、粉体を含んだ
ガスと共に下段のサイクロンの外筒に導入するようにし
た二重サイクロンにおいて、上段のサイクロンを下段の
サイクロンに収容すると共に、下段のサイクロンの内筒
と上段のサイクロンの外筒とを兼用させ、その内外兼用
筒の上側部に、下段のサイクロンの外筒に導入したガス
を上段のサイクロンに流す導入口を形成したものであ
る。
【0012】請求項2の発明は、上記下段のサイクロン
の外筒は、粉体を含んだガスが導入される外側旋回筒部
と、この外側旋回筒部の下部に設けられ、分離された粉
体を捕集排出する外側円錐部と、上記外側旋回筒部上に
一体に設けられかつその旋回筒部より縮径されたガス分
離筒部とを有し、上記内外兼用筒は、上記ガス分離筒部
と略同じ高さに形成されたガス導入筒部と、このガス導
入筒部の下部に設けられ、上記外側旋回筒部と略同じ高
さに形成された内側旋回筒部と、この内側旋回筒部の下
部に設けられ、分離された粉体を捕集排出する内側円錐
部と、一端がこの内側円錐部と接続されると共に他端部
が外筒を挿通して、外筒にガスを導入させる通路と接続
された排出管部とを有するものである。
【0013】請求項3の発明は、上記内外兼用筒の両側
部に上記導入口が形成されているものである。
【0014】請求項4の発明は、上記ガス分離筒部は、
上記ガス導入筒部の導入口に内外兼用筒の接線方向から
ガスを導入させるための渦巻状のガイドが設けられてい
るものである。
【0015】請求項5の発明は、上記下段のサイクロン
の外筒のガス分離筒部に、セメント原料投入手段が接続
されているものである。
【0016】上記構成によれば、外筒に導入された含塵
ガスは、内筒の外側を旋回して粉体が捕集された後、内
筒に導入される。内筒に導入された含塵ガスは、旋回し
て粉体が捕集された後、外部に排気される。このよう
に、上段のサイクロンを下段のサイクロンに収容させた
ことにより、高さがおよそ1段分の高さとなる。
【0017】また、本発明は、内筒と外筒とがサイクロ
ン内で接続されているので、これらを接続する部分から
の熱放散が少ない。
【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6に本発明にかかる二重サイクロンが設
けられたサスペンションプレヒータの概略図を示す。
【0020】図6に示すように、このサスペンションプ
レヒータは、目標とする熱交換性能に応じて、例えば下
段、中段、上段の三段に積み重ねられたサイクロン4
0,50,100と仮焼炉80とから主に構成されてい
る。
【0021】これら三段のサイクロン40,50,10
0は、それぞれ、セメント原料と燃焼ガスとが混合した
混合ガスの導入口及び排気口、混合ガスから捕集された
セメント原料を下部から取り出すための集塵口が形成さ
れた外筒と、排気口に設けられた内筒とからなり、各サ
イクロン40,50,100に導入された混合ガスが、
下段のサイクロン50から上段のサイクロン100へと
流れるように、下段のサイクロンの内筒と上段のサイク
ロンの外筒とが接続されていると共に、下流に設けられ
た上段のサイクロン100の内筒には誘引ファン60が
接続されている。
【0022】そして、下段のサイクロン50は、捕集し
たセメント原料をロータリーキルン70の入口チャンバ
に供給できるように、集塵口と入口チャンバとが接続さ
れており、さらに、下段のサイクロン50の導入口は、
ロータリーキルン70からの燃焼ガスが導入される仮焼
炉80の排気口と接続されている。
【0023】また、中段のサイクロン40は、捕集した
セメント原料が仮焼炉80内に供給されるように、集塵
口が仮焼炉80の原料投入口と接続されている。
【0024】また、上段のサイクロン100、すなわち
本発明にかかる二重サイクロン100は、捕集したセメ
ント原料が中段のサイクロン40に供給されるように、
集塵口が中段のサイクロン40の導入口と接続されてい
る。さらに、この二重サイクロン100には、サスペン
ションプレヒータにセメント原料を投入するための原料
投入管部90が接続されている。
【0025】この二重サイクロンについて図1から図3
を用いて詳述する。
【0026】図1に二重サイクロンの斜視図を示す。
【0027】図1に示すように、二重サイクロンは、外
径が異なる2つのサイクロン110,120が外側と内
側に設けられて主に構成されている。
【0028】外側に設けられた外部サイクロン(外筒)
110は、後述する内部サイクロン120の外周を取り
囲むように、上部に排気口111oを有する上側の円筒
部(旋回筒部)114、内部に導入された混合ガスから
捕集されたセメント原料を取り出すための集塵口111
cを頂部に有する下側の円錐部115、及び円筒部11
4上に一体に設けられかつその円筒部114より縮径さ
れたガス分離筒部122からなる外部サイクロン本体1
11と、円筒部114に外周の接線方向から混合ガスを
導入させる導入管部112と、集塵口111cに接続さ
れ外部サイクロン本体111で捕集されたセメント原料
を排出する排出管部113とを備えている。
【0029】内側に設けられた内部サイクロン(内外兼
用筒)120は、この内部サイクロン120の外周の接
線方向から混合ガスを導入させる導入口121iが形成
されていると共にガス分離筒部122と略同じ高さに形
成されたガス導入筒部125、このガス導入筒部125
の下部に設けられ、外部サイクロン110の円筒部11
4と略同じ高さに形成された円筒部(旋回筒部)12
6、及びこの円筒部126の下部に設けられ、分離され
たセメント原料を捕集排出する円錐部127からなる内
部サイクロン本体121から主に構成されている。
【0030】内部サイクロン本体121の円錐部127
の頂部には、集塵口121cが形成されており、この集
塵口121cには、外部サイクロン本体111を挿通
し、内部サイクロン本体121で捕集されたセメント原
料を排出する排出管部123が設けられている。そし
て、この排出管部123の他端部は、外部サイクロン1
10の導入管112と接続されている。
【0031】さらに、内部サイクロン本体121のガス
導入筒部には、排気口121oが形成されており、この
排気口121oには、セメント原料が分離されたガスを
排気する出口管部(内筒)124が設けられている。そ
して、この出口管部124の他端部は、上述した誘引フ
ァンと接続されている。
【0032】図3に示すように、内部サイクロン120
の導入口121iは、内部サイクロン本体121の左右
両側部に形成されており、内部サイクロン本体121の
外周の接線方向から混合ガスを導入できるように渦巻状
のガイド122gが形成されている。
【0033】そして、図2に示すように、この二重サイ
クロンには、それらの導入口121iに臨んで、それぞ
れ原料投入管部90が設けられている。
【0034】また、この二重サイクロンは、鋼材で形成
されており、図示されていないが、内部サイクロン12
0の耐熱性を向上させるために、内部サイクロン本体1
21の外周面はライニング(耐火材)で覆われている。
【0035】また、二重サイクロンは、円錐部が支持架
構Sに形成されたスリ鉢状の支持孔に着座されていると
共に、導入管部も支持架構Sに形成された挿通孔を挿通
され、これら円錐部及び導入管部がリング状の固定部材
により取り囲まれて支持架構Sに支持されている。
【0036】次に、作用を説明する。
【0037】図1に示したように、原料投入管部より二
重サイクロン内に投入されたセメント原料は、外部サイ
クロン110内で、ロータリーキルンからの燃焼ガスと
混合されて混合ガスとなり、内部サイクロン120の外
側を旋回し、遠心力により、混合ガスからセメント原料
が分離されて落下する。捕集されたセメント原料は排出
口111cから排出管部113を通って中段のサイクロ
ンの導入口に投入されると共に、それ以外の混合ガス
は、排気口111oよりガス分離管部122を通って内
部サイクロン120の導入口121iより導入される。
【0038】そして、内部サイクロン120内に導入さ
れた混合ガスは、同様に、内部で旋回し、遠心力によ
り、混合ガスからセメント原料が分離されて落下する。
捕集されたセメント原料は排出口121cから排出管部
123を通って外部サイクロン110の導入管部112
に戻されると共に、それ以外の混合ガスは、排気口12
1oから出口管部124を通して排気され、誘引ファン
にて排気される。
【0039】そして、図6に示したように、中段のサイ
クロン40の導入口に供給されたセメント原料は、混合
ガスと混合されて熱交換され、導入口より中段のサイク
ロン40内に導入される。そして、中段のサイクロン4
0内で旋回されて、大部分のセメント原料が捕集され
る。そして、このセメント原料は、集塵口を通って仮焼
炉80の投入口に供給される。
【0040】また、仮焼炉80にて仮焼されたセメント
原料を含有する混合ガスは、下段のサイクロン50の導
入口から導入され、下段のサイクロン50内で旋回され
て、大部分のセメント原料が捕集される。このセメント
原料は、集塵口を通ってロータリーキルン70の入口チ
ャンバに供給され、セメント原料が分離された混合ガス
は排気口を通って下流の中段のサイクロン40に排気さ
れる。
【0041】以上説明したように、本発明は、外部サイ
クロン110と内部サイクロン120の2つのサイクロ
ンをガス分離管部122で接続することにより、外部サ
イクロン110内に内部サイクロン120を収容できる
ので、2段のサイクロンの高さがおよそ1段分の高さと
なる。
【0042】また、本発明は、下流段のサイクロンを上
流段サイクロン内部に納める事により下流段サイクロン
の熱放散を防止することが出来る。また内部サイクロン
120の導入口121iと外部サイクロン110の排気
口111oとがサイクロン内で接続されているので、こ
れらを接続するガス分離管部122からの熱放散も少な
くなる。これにより、燃料消費量を低減できる。
【0043】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。
【0044】図4に他の実施の形態の二重サイクロンの
縦断面図を示す。
【0045】図4に示すように、この二重サイクロン
は、基本的な構成は図1から図3に示したサイクロンと
同じであり、内部サイクロン130が二重槽で形成され
ているものである。
【0046】この二重サイクロンの内部サイクロン13
0は、内槽131と外槽132とを有し、これらの槽間
に臨んで上部にセメント原料の投入管部133が接続さ
れていると共に、下部に排出口134が形成されてい
る。
【0047】この排出口134は、その排出口134か
ら排出されたセメント原料が内部サイクロン130内か
ら排出されるセメント原料と合流するように排出管部と
接続されている。
【0048】このように構成することにより、セメント
原料を内槽131と外槽132との間に通すことで、セ
メント原料と内部サイクロン130とが熱交換され、セ
メント原料の予熱と内部サイクロン130の放熱とを効
率良く行うことができる。
【0049】また、図5に本発明の他の実施の形態の二
重サイクロンの縦断面図を示す。
【0050】図5に示すように、この二重サイクロン
は、基本的な構成は図1から図3に示したサイクロンと
同じであり、内部サイクロン140をより上部に移動さ
せることにより、放熱ゾーン150が形成されているも
のである。
【0051】このサイクロンの放熱ゾーン150は、外
部サイクロン110から内部サイクロン本体141の上
部を露出させて設けることにより形成されている。
【0052】このように構成することにより、より強度
の必要なサイクロン天井部の補強を容易に出来る。
【0053】尚、本実施の形態では、サイクロン本体1
11,121の材質が鋼材であり、耐熱性を向上させる
ために、内部サイクロン120の外周面に耐火材を形成
したが、さらに内面にも耐火材を形成しても良い。すな
わち、耐火材の形成は、サイクロン本体111,121
の材質や使用する環境に応じて適宜形成すれば良い。
【0054】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、2台のサ
イクロンを設置した時の高さが従来のおよそ半分となる
ので、支持架構のサイズを小さくでき、軽量化が図れる
と共に低コスト化できる。
【0055】また、内部サイクロンの導入口と外部サイ
クロンの排気口とがサイクロン内で接続されているの
で、これらを接続するためのダクトやシュートなどの接
続部材の数を減少でき、低コスト化及び軽量化が図れ
る。
【0056】また、本発明は、内部サイクロンの外側が
高温の含塵ガスに取り囲まれるので、表面からの熱放散
を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す二重サイクロンの
斜視図である。
【図2】図1の二重サイクロンの断面図である。
【図3】図2の二重サイクロンのA−A線矢示断面図で
ある。
【図4】本発明の他の実施の形態を示す二重サイクロン
の断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態を示す二重サイクロン
の断面図である。
【図6】本発明にかかる二重サイクロンを備えたサスペ
ンションプレヒータの概略図である。
【図7】従来のサスペンションプレヒータの概略図であ
る。
【符号の説明】
110 外部サイクロン(外筒) 111 外部サイクロン本体 112 導入管部 120 内部サイクロン(内外兼用筒) 121 内部サイクロン本体 121i 導入口 122 ガス分離管部 123 排出管部 124 出口管部(内筒)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉体を含んだガスが導入される外筒と粉
    体が分離されたガスを排出する内筒とからなるサイクロ
    ンが上下多段に配置され、下段のサイクロンの内筒と上
    段のサイクロンの外筒とを接続すると共に、上段のサイ
    クロンの外筒で捕集された粉体を、粉体を含んだガスと
    共に下段のサイクロンの外筒に導入するようにした二重
    サイクロンにおいて、上段のサイクロンを下段のサイク
    ロンに収容すると共に、下段のサイクロンの内筒と上段
    のサイクロンの外筒とを兼用させ、その内外兼用筒の上
    側部に、下段のサイクロンの外筒に導入したガスを上段
    のサイクロンに流す導入口を形成したことを特徴とする
    二重サイクロン。
  2. 【請求項2】 上記下段のサイクロンの外筒は、粉体を
    含んだガスが導入される外側旋回筒部と、この外側旋回
    筒部の下部に設けられ、分離された粉体を捕集排出する
    外側円錐部と、上記外側旋回筒部上に一体に設けられか
    つその旋回筒部より縮径されたガス分離筒部とを有し、
    上記内外兼用筒は、上記ガス分離筒部と略同じ高さに形
    成されたガス導入筒部と、このガス導入筒部の下部に設
    けられ、上記外側旋回筒部と略同じ高さに形成された内
    側旋回筒部と、この内側旋回筒部の下部に設けられ、分
    離された粉体を捕集排出する内側円錐部と、一端がこの
    内側円錐部と接続されると共に他端部が外筒を挿通し
    て、外筒にガスを導入させる通路と接続された排出管部
    とを有する請求項1記載の二重サイクロン。
  3. 【請求項3】 上記内外兼用筒の両側部に上記導入口が
    形成されている請求項1又は2記載の二重サイクロン。
  4. 【請求項4】 上記ガス分離筒部は、上記ガス導入筒部
    の導入口に内外兼用筒の接線方向からガスを導入させる
    ための渦巻状のガイドが設けられている請求項1から3
    のいずれかに記載の二重サイクロン。
  5. 【請求項5】 上記下段のサイクロンの外筒のガス分離
    筒部に、セメント原料投入手段が接続されている請求項
    1から4のいずれかに記載の二重サイクロン。
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