JP2012130858A - サイクロン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一端の内径が他端の内径よりも小さく錐形を成す外筒11と、一端が気体を吐き出す吐出口14を構成し、他端が気体を吸い込む吸込口19を構成している内筒12と、一端が気体と粉粒体の流入する流入口13を構成し、他端が気体と粉粒体の吹き出る吹出口28を構成している吹込管32によってサイクロンを構成する。外筒の尖端部分に内筒を取り付ける。外筒の尖端部分の周側面に吹込管を取り付ける。尖端部分に向き合う外筒の他端を底板27で密封する。外筒の周側面と底板27の交わる部分に、吹込管の吹出口から外筒の内部に吹き出される粉粒体23が通過するスペース10と、その通過した粉粒体を取り出す取出口20を設ける。外筒の軸芯の方向は水平でも垂直でもよい。
【選択図】図1
Description
しかし、外筒11の取出口20から内筒12の吸込口19までの距離を長くすると、サイクロンが非常に嵩の高いものとなり、サイクロンが屋内に設置し難くなる。
吹込管32の取付位置は、その吹出口28が外筒11の内周面15に添っていれば、外筒11と内筒12の軸芯O−O’の上下左右何れでもよい。
その過程において、粉粒体23の吹き出される箇所は、外筒11の尖端部分であり、外筒が底板27に向かって広がっており、その内周面15の曲率半径は底板27に近づくにつれて大きくなり、粉粒体23が内周面15から受ける摩擦抵抗は次第に弱まり、粉粒体が内筒12から離れる方向に向かい、内筒12の吹込口19に吸い込まれ難くなる。
このため、粉粒体23は、瞬時に底板27に当って外周方向に広がって取出口20に達し、上昇気流が取出口付近(20)で発生し難い。
従って、混合物の中の粉粒体23から気体が分離される内筒12の吹込口19から粉粒体の蓄積されるスペース10や取出口20までの距離は短くして済み、配管設備の高さ分を加えてもサイクロン全体の高さを低く抑えることが出来、粉粒体と気体との分離効率が高まる。
(1) 在来のサイクロンでは、吹込管32と内筒12は、外筒11の内径の大きい部分に取り付けられ、粉粒体23と気体とは、その外筒11の内径の大きい部分において分離されているが、本発明に係るサイクロンでは、それとは逆に、吹込管32と内筒12は、外筒11の内径の小さい尖端部分に取り付けられ、粉粒体23と気体とは、その外筒11の内径の小さい尖端部分において分離される構造になっている。
(2) 在来のサイクロンでは、下向きに設定されて逆円錐形を成す外筒11の尖端部分の内周面に沿って渦流を成して粉粒体23が落下し回収され、取出口20に向けて外筒11の内径が漸次狭まる関係からして、その間の移動過程で外筒11の内周面と粉粒体23の間の摩擦が漸次強まり、粉粒体23の取出口20への移動速度が遅くなる構成になっているが、本発明に係るサイクロンでは、外筒11の尖端部分から内径が大きく広い部分へと粉粒体23が放出されて落下し回収され、その間の移動過程で外筒11の内周面と粉粒体23の間の摩擦は少なく、粉粒体23の取出口20への移動速度が速くなる構成になっている。
外筒11と内筒12の軸芯O−O’を垂直方向に向ける場合、図4に示すように、吹込管32は水平方向に向けて配置する。
図4に示すように、外筒11と内筒12の軸芯O−O’を垂直方向に向ける場合でも、支持フレームや台車の高さを加えたサイクロン全体の高さ寸法は、図2が示すように軸芯O−O’を水平方向に向ける場合(図1)と同程度の2000mm前後に設定すれば済む。
外筒11と内筒12の軸芯O−O’を水平方向に向けたサイクロンの外筒11の蓋板46の外径(C)、外筒11の底板27の外径(D)、内筒12の吸込口19から底板27までの距離(E)、吹込口19と取出口20との距離(F)、内筒12の吸込口19の突出長さ(G)、外筒11の蓋板46から底板27までの距離(H)、蓋板46から円筒形縁取りまでの距離(J)、外筒11の取出口付近の周面を縁取る円筒の幅(K)、外筒周面の軸芯O−O’に対する傾斜角度等の寸法や形状は、サイクロンの用途に応じて設定される。例えば、外筒11の蓋板46から突き出た内筒12の吸込口19の突出長さ(G)は120〜400mm前後に設定することが出来る。内筒12の吸込口19から底板27までの距離(E)は250〜1200mm前後に設定することが出来る。吹込口19と取出口20との距離(F)は180〜800mm前後に設定することが出来る。外筒11の蓋板46から底板27までの距離は概して400mm前後にし、外筒11の取出口付近(20)の周面は幅(K)150〜700mm前後の円筒で縁取ることが出来る。外筒11の蓋板46の外径(C)は150〜300mm前後にし、外筒11の底板27の外径(D)は250〜900mm前後に設定することが出来る。蓋板46から円筒形の縁取りまでの距離(J)は250〜1200mm前後に設定することが出来る。蓋板46から円筒形の縁取りまでの外筒11の周面は、軸芯O−O’に対して約15〜35度傾斜した円錐形斜面にすることが出来る。
そして、取出口20から内筒12の吹込口19に向けて上昇気流を発生することはあり得ない。従って、仮に、何らかの理由によって取出口20に上昇気流が発生したとしても、その上昇気流が取出口20から吹込口19に向かうことはあり得ず、その上昇気流に乗って粉粒体23が内筒12に入り込むこともない。
図1と図2に示すサイクロンの吹込管32は、外筒11と内筒12の軸芯O−O’に交叉する水平方向に向けられ、その交叉する内筒12の上側に配置されている。
サイクロン全体の高さが2000mm以下になるように、外筒11の蓋板46から底板27までの距離(H)は1000mm以下に、概して400mm前後にする。
外筒11の蓋板46の外径(C)は300mm前後であり、外筒11の底板27の外径(D)は500mm前後になっている。蓋板46から底板27までの外筒11の周面は、軸芯O−O’に対して約22度傾斜した斜面になっている。取出口20は外筒11の周側面と底板27の交わる部分に設けられており、取出口20と吹込口19の間は、底板27の半径分(D/2)以上位置ズレしている。従って、外筒11と内筒12の軸芯O−O’が垂直方向に向けられており、取出口20に蓄積した粉粒体23が取出口付近で発生する上昇気流に乗って上昇することがあっても、内筒12の吹込口19が取出口20の真上に位置しないので、その上昇気流に乗って上昇する粉粒体23が吹込口19に入り込むことはない。
又、外筒11は、必ずしも円錐形、即ち三角形断面形状にする必要はなく、図1〜図4に示すように、台形状断面形状にすることも出来る。即ち、本発明において、外筒11の『尖端部分』とは、その『尖端部分』に向き合う底板27に比して面積(寸法)が小となる部分を意味し、鋭利な『尖端形断面形状』を意味しない。従って、外筒11の『尖端部分』は、図1〜図4に示すように底板27に比して小さい蓋板46で形成されていてもよい。
11:外筒
12:内筒
13:流入口
14:吐出口
15:外筒の内周面
16:内筒の外周面
17:スペース
18:内筒の内部空間
19:内筒の吸込口
20:取出口
21:仕切材
22:仕切材の周縁
23:粉粒体(固体)
24:スペース
25:スクリュー
26:回転軸
27:底板
28:吹出口
29:気流
30:気流
31:スペース
32:吹込管
38:扉
46:蓋板
その過程において、気流30が外筒の外部へと流出する流路を形成している内筒の吸込口19が下向きになっており、その吸込口19が外筒の内部のスペース17へと気流30が流入する流入口13よりも低い位置にあり、外筒の内部の外筒の内周面と内筒の外周面の間が広いスペース17になっているので、比重の重い粉粒体23が比重の軽い気流30と共に上昇して吸込口19から内筒12の中に入り込むことはない。
その間において、外筒の下端部分は、スクリュー25の下端部分に付着して残存する粉粒体の堆積物に塞がれているので、取出口20からサイクロン内部へ外気が入り込まず、サイクロンの稼働中に粉粒体を連続的に取り出すことが出来る。
その原因を究明するに、確かに外筒内部で気流30から分離された粉粒体23は、外筒11の下側へと落下して堆積するが、その堆積した一部の粉粒体23がサイクロン内の中心部のスペース31で発生する上昇気流と共にスクリューの回転軸26に沿って上昇し、その上昇した一部の粉粒体は自重によって再び落下するものの、その上昇した残りの一部の粉粒体は内筒12へと入り込む気流30に巻き込まれるように上昇し続け、その上昇気流30と共に内筒12へと吸込口19から入り込んで送り出されることにもなる。
しかし、外筒11の取出口20から内筒12の吸込口19までの距離を長くすると、サイクロンが非常に嵩の高いものとなり、サイクロンが屋内に設置し難くなる。
吹込管32の取付位置は、その吹出口28が外筒11の軸芯O−O’に対して傾斜した尖端部分の内周面15に添っていれば、外筒11と内筒12の軸芯O−O’の上下左右何れでもよい。
その過程において、粉粒体23の吹き出される箇所は、内周面15が傾斜した外筒11の尖端部分であり、外筒が底板27に向かって広がっており、その傾斜した内周面15の曲率半径は底板27に近づくにつれて大きくなり、粉粒体23が傾斜した内周面15から受ける摩擦抵抗は次第に弱まり、粉粒体が内筒12から離れる方向に向かい、内筒12の吹込口19に吸い込まれ難くなる。
このため、粉粒体23は、瞬時に底板27に当って外周方向に広がって取出口20に達し、上昇気流が取出口付近(20)で発生し難い。
従って、混合物の中の粉粒体23から気体が分離される内筒12の吹込口19から粉粒体の蓄積されるスペース10や取出口20までの距離は短くして済み、配管設備の高さ分を加えてもサイクロン全体の高さを低く抑えることが出来、粉粒体と気体との分離効率が高まる。
(1) 在来のサイクロンでは、吹込管32と内筒12は、外筒11の内径の大きい部分に取り付けられ、粉粒体23と気体とは、その外筒11の内径の大きい部分において分離されているが、本発明に係るサイクロンでは、それとは逆に、吹込管32と内筒12は、外筒11の内径の小さい尖端部分に取り付けられ、粉粒体23と気体とは、その外筒11の内径の小さい尖端部分において分離される構造になっている。
(2) 在来のサイクロンでは、下向きに設定されて逆円錐形を成す外筒11の尖端部分の内周面に沿って渦流を成して粉粒体23が落下して回収され、取出口20に向けて外筒11の内径が漸次狭まる関係からして、その間の移動過程で外筒11の内周面と粉粒体23の間の摩擦が漸次強まり、粉粒体23の取出口20への移動速度が遅くなる構成になっているが、本発明に係るサイクロンでは、外筒11の尖端部分から軸芯O−O’に対して内周面15が傾斜して内径が大きく広い部分へと粉粒体23が放出されて落下し回収され、その間の移動過程で外筒11の内周面と粉粒体23の間の摩擦は少なく、粉粒体23の取出口20への移動速度が速くなる構成になっている。
その混合物の中の気体は、吹込管32の吹出口28から外筒11の内部へと吹き出され、外筒11の尖端部分の内周面15に当って撥ね返され、吸込口19から内筒12に吸い込まれ、内筒12の吐出口14から外筒11の外部へと吐き出される。
混合物の中の粉粒体23は、吹込管32の吹出口28から外筒11の内部へと吹き出され、外筒11の尖端部分の軸芯O−O’に対して傾斜した内周面15に当って滑りつつ内径の大きい底板側(27)へと移動して遠心力が作用し、その粉粒体23に作用する遠心力によって気体から分離される。
その運び込まれる混合物の中の気体は、吹込管32の吹出口28から外筒11の内部に吹き出され、外筒11の軸芯O−O’に対して傾斜した尖端部分の内周面15に添って流れるものの、質量のない気体には慣性力が作用しないので、気圧の低い内筒12の吸込口19の付近を流れるときは、その気圧の低い吸込口19から内筒12に吸い込まれ、内筒12の吐出口14から外筒11の外部へと吐き出される。
一方、その混合物の中の粉粒体23は、吹込管32の吹出口28から外筒11の内部に吹き出され、外筒11の軸芯O−O’に対して傾斜した尖端部分の内周面15に当って滑りつつ内径の大きい底板側(27)へと移動する過程において、一定の質量のある粉粒体23には遠心力が作用して気体から分離され、内筒12よりも低い位置にある外筒11の周側面と底板27の交わる部分へと移動して堆積し、取出口20の扉が開かれて取り出される。
外筒11と内筒12の軸芯O−O’を垂直方向に向ける場合、図4に示すように、吹込管32は水平方向に向けて配置する。
図4に示すように、外筒11と内筒12の軸芯O−O’を垂直方向に向ける場合でも、支持フレームや台車の高さを加えたサイクロン全体の高さ寸法は、図2が示すように軸芯O−O’を水平方向に向ける場合(図1)と同程度の2000mm前後に設定すれば済む。
外筒11と内筒12の軸芯O−O’を水平方向に向けたサイクロンの外筒11の蓋板46の外径(C)、外筒11の底板27の外径(D)、内筒12の吸込口19から底板27までの距離(E)、吹込口19と取出口20との距離(F)、内筒12の吸込口19の突出長さ(G)、外筒11の蓋板46から底板27までの距離(H)、蓋板46から円筒形縁取りまでの距離(J)、外筒11の取出口付近の周面を縁取る円筒の幅(K)、外筒周面の軸芯O−O’に対する傾斜角度等の寸法や形状は、サイクロンの用途に応じて設定される。
例えば、外筒11の蓋板46から突き出た内筒12の吸込口19の突出長さ(G)は120〜400mm前後に設定することが出来る。
内筒12の吸込口19から底板27までの距離(E)は250〜1200mm前後に設定することが出来る。
吹込口19と取出口20との距離(F)は180〜800mm前後に設定することが出来る。
外筒11の蓋板46から底板27までの距離は概して400mm前後にし、外筒11の取出口付近(20)の周面は幅(K)150〜700mm前後の円筒で縁取ることが出来る。
外筒11の蓋板46の外径(C)は150〜300mm前後にし、外筒11の底板27の外径(D)は250〜900mm前後に設定することが出来る。
蓋板46から円筒形の縁取りまでの距離(J)は250〜1200mm前後に設定することが出来る。
蓋板46から円筒形の縁取りまでの外筒11の周面は、軸芯O−O’に対して約15〜35度傾斜した円錐形斜面にすることが出来る。
そして、取出口20から内筒12の吹込口19に向けて上昇気流を発生することはあり得ない。
従って、仮に、何らかの理由によって取出口20に上昇気流が発生したとしても、その上昇気流が取出口20から吹込口19に向かうことはあり得ず、その上昇気流に乗って粉粒体23が内筒12に入り込むこともない。
図1と図2に示すサイクロンの吹込管32は、外筒11と内筒12の軸芯O−O’に交叉する水平方向に向けられ、その交叉する内筒12の上側に配置されている。
サイクロン全体の高さが2000mm以下になるように、外筒11の蓋板46から底板27までの距離(H)は1000mm以下に、概して400mm前後にする。
外筒11の蓋板46の外径(C)は300mm前後であり、外筒11の底板27の外径(D)は500mm前後になっている。
蓋板46から底板27までの外筒11の周面は、軸芯O−O’に対して約22度傾斜した斜面になっている。
取出口20は外筒11の周側面と底板27の交わる部分に設けられており、取出口20と吹込口19の間は、底板27の半径分(D/2)以上位置ズレしている。従って、外筒11と内筒12の軸芯O−O’が垂直方向に向けられており、取出口20に蓄積した粉粒体23が取出口付近で発生する上昇気流に乗って上昇することがあっても、内筒12の吹込口19が取出口20の真上に位置しないので、その上昇気流に乗って上昇する粉粒体23が内筒12の吹込口19に入り込むことはない。
しかし、外筒11と内筒12の軸芯O−O’は、必ずしも直線にする必要はなく、外筒11は、尖端が偏った錐形を成すものであってもよい。
又、外筒11は、必ずしも円錐形、即ち三角形断面形状にする必要はなく、図1〜図4に示すように、台形状断面形状にすることも出来る。
即ち、本発明において、外筒11の『尖端部分』とは、その『尖端部分』に向き合う底板27に比して面積(寸法)が小となる部分を意味し、鋭利な『尖端形断面形状』を意味しない。
従って、外筒11の『尖端部分』は、図1〜図4に示すように底板27に比して小さい蓋板46で形成されていてもよい。
11:外筒
12:内筒
13:流入口
14:吐出口
15:外筒の内周面
16:内筒の外周面
17:スペース
18:内筒の内部空間
19:内筒の吸込口
20:取出口
21:仕切材
22:仕切材の周縁
23:粉粒体(固体)
24:スペース
25:スクリュー
26:回転軸
27:底板
28:吹出口
29:気流
30:気流
31:スペース
32:吹込管
38:扉
46:蓋板
その運び込まれる混合物の中の気体は、吹込管32の吹出口28から外筒11の内部に吹き出され、外筒11の軸芯O−O’に対して傾斜した尖端部分の内周面15に添って流れるものの、質量のない気体には慣性力が作用しないので、気圧の低い内筒12の吸込口19の付近を流れるときは、その気圧の低い吸込口19から内筒12に吸い込まれ、内筒12の吐出口14から外筒11の外部へと吐き出される。
一方、その混合物の中の粉粒体23は、吹込管32の吹出口28から外筒11の内部に吹き出され、外筒11の軸芯O−O’に対して傾斜した尖端部分の内周面15に当って滑りつつ内径の大きい底板側(27)へと移動する過程において、一定の質量のある粉粒体23には遠心力が作用して気体から分離され、内筒12よりも低い位置にある外筒11の周側面と底板27の交わる部分へと移動して排出される。
Claims (4)
- (イ) 一端の内径が他端の内径よりも小さく錐形を成す外筒(11)と、一端が気体を吐き出す吐出口(14)を構成し、他端が気体を吸い込む吸込口(19)を構成している内筒(12)と、一端が気体の流入する流入口(13)を構成し、他端が気体の吹き出る吹出口(28)を構成している吹込管(32)とによって構成されており、
(ロ) 一端の内径が他端の内径よりも小さい外筒(11)の尖端部分に、吐出口(14)を外筒(11)の外側に突き出し、吸込口(19)を外筒(11)の内側に突き出して内筒(12)が取り付けられており、
(ハ) 一端の内径が他端の内径よりも小さい外筒(11)の尖端部分の周側面に、流入口(13)を外筒(11)の外側に突き出し、吹出口(28)を外筒(11)の尖端部分の内周面(15)に添って配置して、吹込管(32)が取り付けられており、
(ニ) 内径が小さい尖端部分に向き合う外筒(11)の他端が底板(27)によって密封されており、
(ホ) 外筒(11)の周側面と底板(27)の交わる部分に、吹込管(32)の吹出口(28)から外筒(11)の内部に吹き出される粉粒体(23)が通過するスペース(10)と、その通過した粉粒体(23)を取り出す取出口(20)が設けられているサイクロン。 - 外筒(11)と内筒(12)の軸芯(O−O’)が水平方向に向けられており、吹込管(32)が、外筒(11)と内筒 (12) の軸芯(O−O’)に交叉する水平方向に向けられ、その交叉する内筒(12)の上側に配置されている前掲請求項1に記載のサイクロン。
- 外筒(11)と内筒(12)の軸芯(O−O’)が垂直方向に向けられており、吹込管(32)が、外筒(11)と内筒(12)の軸芯(O−O’)に交叉する水平方向に向けられている前掲請求項1に記載のサイクロン。
- 内径が小さい尖端部分に向き合う外筒(11)の他端の底板(27)が、外筒(11)と内筒(12)の軸芯(O−O’)に対して傾斜した斜面を形成している前掲請求項1〜3の何れかに記載のサイクロン。
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