JP2010149043A - Cyclonic separating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮ガスからその中に含まれる物質や微生物を分離するのに適したサイクロン式分離装置に関するものである。 The present invention relates to a cyclonic separation device suitable for separating substances and microorganisms contained therein from compressed gas.
例えば、塗装ガンに供給する空気の場合には水分を予め分離除去しておく必要があるが、そのような場合従来は水分をフィルターに捕捉させたり、エアドライヤーで蒸発させたりすることで分離除去していた。
而して、フィルターを用いた場合には目詰まりを起こすので頻繁に交換しなければならず手間が掛かる。エアドライヤーを用いた場合には費用が負担になる。
For example, in the case of air supplied to a paint gun, it is necessary to separate and remove moisture in advance. In such a case, conventionally, moisture is trapped by a filter or evaporated with an air dryer. Was.
Thus, when a filter is used, the filter is clogged and must be replaced frequently, which is troublesome. If an air dryer is used, the cost will be borne.
ところで、サイクロンを利用した遠心分離の原理は昔から知られており、特許文献1に記載のように、その原理を利用した分離装置は従来から開発されている。
しかしながら、従来の分離装置はいずれも分離除去すべき物質等に掛かる遠心力が不十分であり、塗装ガンに供給する空気のように高い精度で分離除去効果を要求されるものには適用できなかった。
By the way, the principle of centrifugal separation using a cyclone has been known for a long time, and as described in Patent Document 1, a separation device using the principle has been developed.
However, none of the conventional separation devices can be applied to a device that requires a separation and removal effect with high accuracy, such as air supplied to a coating gun, because the centrifugal force applied to the substance to be separated and removed is insufficient. It was.
本発明は、上記した課題を解決するために、サイクロンを利用した遠心分離の原理を利用し、構造を工夫することで、従来品より分離除去すべき物質等に作用する遠心力を著しく高めることができた分離装置の提供を目的とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses the principle of centrifugal separation using a cyclone and devise the structure to significantly increase the centrifugal force acting on the substance to be separated and removed from the conventional product. An object of the present invention is to provide a separation apparatus capable of achieving this.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項1の発明は、圧縮ガスからその中に含まれる物質や微生物を分離するサイクロン式分離装置であって、サイクロン筒と、前記サイクロン筒内に同軸状に入り込んだ排出筒と、前記サイクロン筒と前記排出筒との間の断面環状空間を上下で仕切るように配設され、前記サイクロン筒内に上方から流入した圧縮ガスに旋回力を与えて下方に送り出す螺旋状プレートと、前記螺旋状プレート上に設けられた圧力室とを備えたことを特徴とするサイクロン式分離装置である。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention of claim 1 is a cyclonic separation device for separating substances and microorganisms contained therein from compressed gas, comprising a cyclone cylinder, A discharge cylinder that is coaxially inserted into the cyclone cylinder, and a sectional annular space between the cyclone cylinder and the discharge cylinder are vertically partitioned, and swirls into the compressed gas that has flowed into the cyclone cylinder from above. A cyclonic separation device comprising a spiral plate that applies force and feeds downward, and a pressure chamber provided on the spiral plate.
請求項2の発明は、請求項1に記載したサイクロン式分離装置において、排出筒の側壁下部には連通穴が形成され、サイクロン筒の下部には中心が開口した螺旋状プレートが配設されて上下で仕切られており、前記排出筒の下端開口は前記螺旋状プレートにより閉塞されていることを特徴とするサイクロン式分離装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the cyclonic separator according to the first aspect, a communication hole is formed in the lower portion of the side wall of the discharge tube, and a spiral plate having an open center is disposed in the lower portion of the cyclone tube. The cyclone separator is characterized in that it is partitioned at the top and bottom, and the lower end opening of the discharge cylinder is closed by the spiral plate.
請求項3の発明は、請求項1または2に記載したサイクロン式分離装置において、サイクロン筒の上端は蓋部で閉塞されており、前記蓋部は下方に向かって凹状に開口した蓋本体と、前記蓋本体の側壁に対向して形成された一対の開口と、前記蓋本体の凹部に形成され一端が前記開口の一方と連通し他端が排出筒の上端開口と連通した排出経路とを有し、前記開口の一方が排出口、他方が流入口になっていることを特徴とするサイクロン式分離装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the cyclonic separator according to the first or second aspect, the upper end of the cyclone cylinder is closed with a lid portion, and the lid portion opens in a concave shape downward, A pair of openings formed opposite to the side wall of the lid body, and a discharge path formed in a recess of the lid body, with one end communicating with one of the openings and the other end communicating with the upper end opening of the discharge cylinder. The cyclone separator is characterized in that one of the openings is a discharge port and the other is an inflow port.
本発明のサイクロン式分離装置によれば、従来品より分離除去すべき物質等に掛かる遠心力を著しく高めることができる。従って、塗装ガンに供給する空気のように高い精度で分離除去効果を要求されるものにも利用することができる。 According to the cyclonic separation device of the present invention, the centrifugal force applied to the substance and the like to be separated and removed from the conventional product can be remarkably increased. Therefore, it can also be used for those that require a separation and removal effect with high accuracy, such as air supplied to a coating gun.
本発明の第1の実施の形態に係るサイクロン式分離装置1を、図1から図4にしたがって説明する。この分離装置1は、塗装ガンの空気供給経路に配設することが想定されている。
符号3はサイクロン筒を示し、このサイクロン筒3は断面が円形で同径になっている。サイクロン筒3は上下で開口しており、それぞれの開口側の内壁面には雌ネジが形成されている。
A cyclonic separator 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The separation device 1 is assumed to be disposed in the air supply path of the coating gun.
符号5は蓋部を示し、この蓋部5の蓋本体7は円形の天井部と側壁とからなり、下方に向かって凹状に開口している。蓋本体7の天井部には、上面から上方に向かって断面が半円弧状に膨出した円弧状膨出部9が直径方向に沿って延在している。また、蓋本体7の側壁の内方側下端からは下方に向かって短く環状突起11が延びており、この環状突起11の外周面には雄ネジが形成されている。蓋本体7の円弧状膨出部9側の両側壁にはそれぞれ円形の開口13、15が対向した状態で形成されており、上記開口13、15を介して蓋本体7内の空間が外方に向けて開放されている。各開口13、15を画定する口縁には雌ネジが形成されている。開口13が圧縮空気の流入口、開口15が圧縮空気の排出口となっており、以下、流入口13、排出口15と記載する。
分離装置1は圧縮空気の供給経路(図示省略)の途中に介装されており、流入口13、排出口15は圧縮空気の供給経路の上流側、下流側の端部にそれぞれ螺合されて接続される。
The separation device 1 is interposed in the middle of a compressed air supply path (not shown), and the
符号17は下方に向かって断面が半円弧状に凹んだ円弧状受け部を示し、この円弧状受け部17は蓋本体7の天井部の下面側に設けられている。円弧状受け部17は排出口15から内方に延びている。円弧状受け部17は円弧状膨出部9と上下対向しており、その間に断面が円形の水平に延びた空間を形成している。
符号19は断面が円形の接続管部を示す。この接続管部19は円弧状膨出部9の下面の中心部分から下方に短く延びている。接続管部19は、上記の水平に延びた空間に対向する側は開口されて連通している。
上記の水平空間とこれに連続した接続管部19内の鉛直空間とで排出経路21が構成されており、この排出経路21の一端は排出口15と連通し、接続管部19の下端である他端は開口している。下端側の内壁面には雌ネジが形成されている。
蓋本体7の環状突起11の外周面がサイクロン筒3の内壁面に螺合して一体に組み立てられている。
A
The outer peripheral surface of the
符号23は上部螺旋状プレート(ヘリカルプレートとも言う)を示し、この上部螺旋状プレート23の中心部分には貫通穴25が形成され、外周部分には螺旋状の溝27が形成されている。
上部螺旋状プレート23は蓋部5の蓋本体7内に収納されている。上部螺旋状プレート23の上面が蓋部5の接続管部19の下面に当接し、接着剤などの適宜な固定手段を介して固定されている。なお、貫通穴25の穴径は接続管部19の管径と略同じに設定されている。
The upper
上部螺旋状プレート23の固定により、蓋本体7の下側開口が外周部分を除いて閉塞され、上部螺旋状プレート23の螺旋状溝27と蓋本体7の内壁面との間に螺旋状の吹き出し経路29が形成される。圧縮ガスがこの吹き出し経路29に上方から入り込むと、旋回力が与えられて下方に吹き出すことになる。
また、蓋本体7内の流入口13と上部螺旋状プレート23との間の空間は、圧力室31を構成しており、流入してきた圧縮空気がそこで一時的に満たされてさらに圧縮される。上記圧力室31を構成する空間は、上部螺旋状プレート23の直上では円環状になっている。
By fixing the upper
The space between the
符号33は断面が円形の排出筒を示し、この排出筒33は上端、下端とも開口している。排出筒33は上段が小径で形成され、中段が下方に向かってテーパー状に広がっており、下段が大径に形成されている。上段の上端側外周面には雄ネジが形成されている。
排出筒33は上部螺旋状プレート23の貫通穴25に下側から挿通され、さらに蓋本体7の接続管部19の内周面に螺合して一体になっている。
サイクロン筒3の内壁面と排出筒33の外壁面との間の環状空間がサイクロン室35を構成している。
The
An annular space between the inner wall surface of the
符号37はドレンバルブを示し、このドレンバルブ37の上面外周側には下方に凹んだ環状溝39が形成され、そこに複数のドレン穴41が形成されている。また、ドレンバルブ37の上面の中心部分には連通穴43が形成されている。
ドレンバルブ37の側面上部には雄ネジが形成されており、この側面がサイクロン筒3の内壁面に螺合されて一体になっている。連通穴43は排出筒33と同軸状に位置する。
A male screw is formed on the upper part of the side surface of the
次に、分離作用について、図4にしたがって説明する。
流入口13から流入してきた圧縮空気は、矢印に示すように、上部圧力室31内でさらに圧縮された後に、吹き出し経路29を通過して十分に旋回力が与えられた上で、サイクロン室35内に吹出される。
そして、圧縮空気はサイクロン室35内で内壁に沿って高速旋回しながら下降していく。その際、水分には遠心力が掛かるので、内壁に衝突し水滴となって分離される。このようにして水分が分離除去された圧縮空気は、ドレンバルブ37の上面に衝突すると、旋回を終え、排出筒33の下端開口から流入し管内を上昇した後、排出経路21を通過して排出口15から装置外に排出される。
Next, the separating action will be described with reference to FIG.
The compressed air that has flowed in from the
The compressed air descends in the
一方、水滴は、周りの水滴と一緒になって次第に大きくなりながら、自重により内壁に沿って螺旋状に下降していく。
そして、ドレンバルブ37上に落下し、そのドレン穴41からドレンバルブ37の中に落ちていく。
On the other hand, the water drops gradually increase along with the surrounding water drops, and descend in a spiral shape along the inner wall due to their own weight.
Then, it falls onto the
この分離装置1によれば、旋回流中の水分など等に作用する遠心力を、通常の重力場における自重に対して、300〜2,000倍に高めることができ、構造や製造が簡単な割には十分な遠心分離効果を得られる。 According to the separation device 1, the centrifugal force acting on the moisture and the like in the swirling flow can be increased by 300 to 2,000 times the own weight in a normal gravitational field, and the structure and manufacture are simple. However, a sufficient centrifugal effect can be obtained.
第2の実施の形態に係るサイクロン式遠心分離装置51について、図5から図6にしたがって説明する。
第1の実施の形態に係る分離装置1と共通する部分については同じ符号を付すことで説明を省略し、異なる部分についてのみ以下で説明する。
この分離装置51では、さらに、下部螺旋状プレート53が配設されている。この下部螺旋状プレート53は上部螺旋状プレート23と殆ど同じ構造をしているが、上面側には環状溝55が形成されている。
また、排出筒33の側面下部には複数の連通穴57が形成されている。
A
The parts common to the separation apparatus 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted, and only different parts are described below.
In the
In addition, a plurality of communication holes 57 are formed in the lower part of the side surface of the
下部螺旋状プレート53はサイクロン筒3の下部に内嵌されて固定されている。また、排出筒33の下端が下部螺旋状プレート53の環状溝55に上側から差し込まれており、排出筒33の下端開口は下部螺旋状プレート53によって閉塞されている。
また、サイクロン室35は、下部螺旋状プレート53の固定により、その外周部分を除いて上下で閉塞され、下部螺旋状プレート53の螺旋状溝27と蓋本体7の内壁面との間に螺旋状の水分誘導経路59が形成される。
The
The
次に、分離作用について説明する。
流入口13から流入してきた圧縮空気は、第1の実施の形態に係る分離装置1と同様に、旋回流としてサイクロン室35内に吹出され、水分を遠心分離しながら下降していく。このようにして水分が分離除去された圧縮空気は、下部螺旋状プレート53の上面に到達すると、サイクロン筒3の内壁面にあった水滴を水分誘導経路59内に押し入れると共に、自らは下部螺旋状プレート53上を中心に向かって移動した後、排出筒33の連通穴57から外周部分に流入し管内を上昇した後、排出経路21を通過して排出口15から装置外に排出される。
Next, the separation action will be described.
The compressed air that has flowed in from the
一方、水分誘導経路59に押し入れられた水滴は、旋回しながらドレンバルブ37上に落下し、そのドレン穴41からドレンバルブ37の中に落ちていく。水滴は下方に向かう旋回力が与えられているので、逆流することはない。
従って、この分離装置51によれば、より高精度に水分を分離除去できる。
On the other hand, the water droplet pushed into the
Therefore, according to the
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail above. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the present invention can be changed even if there is a design change without departing from the gist of the present invention. included.
本発明の分離装置は、塗装ガン用の空気流から水分を除去する場合だけに限定されず、例えば、歯科治療に使う空気流から細菌を除去する場合など、種々の用途の分離装置として利用できる。 The separation device of the present invention is not limited to removing moisture from an air flow for a paint gun, and can be used as a separation device for various applications, for example, removing bacteria from an air flow used for dental treatment. .
1…サイクロン式分離装置(第1の実施の形態)
3…サイクロン筒 5…蓋部
7…蓋本体 9…円弧状膨出部
11…環状突起 13…流入口
15…排出口 17…円弧状受け部
19…接続管部 21…排出経路
23…上部螺旋状プレート 25…貫通穴
27…螺旋状溝 29…吹き出し経路
31…圧力室 33…排出筒
35…サイクロン室 37…ドレンバルブ
39…環状溝 41…ドレン穴
43…連通穴
51…サイクロン式遠心分離装置(第2の実施の形態)
53…下部螺旋状プレート 55…環状溝
57…連通穴 59…水分誘導経路
1 .. Cyclone separation device (first embodiment)
DESCRIPTION OF
53 ...
Claims (3)
サイクロン筒と、前記サイクロン筒内に同軸状に入り込んだ排出筒と、前記サイクロン筒と前記排出筒との間の断面環状空間を上下で仕切るように配設され、前記サイクロン筒内に上方から流入した圧縮ガスに旋回力を与えて下方に送り出す螺旋状プレートと、前記螺旋状プレート上に設けられた圧力室とを備えたことを特徴とするサイクロン式分離装置。 A cyclonic separation device for separating substances and microorganisms contained in compressed gas,
A cyclone cylinder, a discharge cylinder coaxially inserted into the cyclone cylinder, and an annular space between the cyclone cylinder and the discharge cylinder are vertically partitioned to flow into the cyclone cylinder from above. A cyclonic separation apparatus comprising: a spiral plate that applies a swirling force to the compressed gas and sends the compressed gas downward; and a pressure chamber provided on the spiral plate.
排出筒の側壁下部には連通穴が形成され、サイクロン筒の下部には中心が開口した螺旋状プレートが配設されて上下で仕切られており、前記排出筒の下端開口は前記螺旋状プレートにより閉塞されていることを特徴とするサイクロン式分離装置。 In the cyclonic separator according to claim 1,
A communication hole is formed in the lower portion of the side wall of the discharge cylinder, and a spiral plate having an opening at the center is disposed in the lower portion of the cyclone cylinder, and the lower end opening of the discharge cylinder is partitioned by the spiral plate. A cyclonic separator characterized by being closed.
サイクロン筒の上端は蓋部で閉塞されており、前記蓋部は下方に向かって凹状に開口した蓋本体と、前記蓋本体の側壁に対向して形成された一対の開口と、前記蓋本体の凹部に形成され一端が前記開口の一方と連通し他端が排出筒の上端開口と連通した排出経路とを有し、前記開口の一方が排出口、他方が流入口になっていることを特徴とするサイクロン式分離装置。 In the cyclonic separator according to claim 1 or 2,
The upper end of the cyclone cylinder is closed by a lid portion, and the lid portion opens downwardly in a concave shape, a pair of openings formed to face the side walls of the lid body, and the lid body It has a discharge path formed in a recess and having one end communicating with one of the openings and the other end communicating with an upper end opening of a discharge cylinder, wherein one of the openings is a discharge port and the other is an inflow port. Cyclone separation device.
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JP2008329794A JP2010149043A (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Cyclonic separating apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103240192A (en) * | 2013-04-23 | 2013-08-14 | 华东理工大学 | Combined structure type efficient hydrocyclone used for potassium fertilizer production |
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2008
- 2008-12-25 JP JP2008329794A patent/JP2010149043A/en active Pending
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CN103240192A (en) * | 2013-04-23 | 2013-08-14 | 华东理工大学 | Combined structure type efficient hydrocyclone used for potassium fertilizer production |
CN103240192B (en) * | 2013-04-23 | 2016-03-16 | 华东理工大学 | A kind of high-efficiency hydraulic swirler for combining structure in potash fertilizer production |
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