JP2014151315A - 分子篩を可能にした球形サイクロンによる微粒子分離方法とその装置。 - Google Patents

Abstract

【目的】 従来のサイクロンでは小型化の限界が判明したことで、微細粉粒子の回収に寄与する分子篩を可能にした球形サイクロンによる微粒子分離方法とその装置。
【構成】 球形サイクロンの排出筒の口径を大きく変えたことで、排風の速度が緩慢になり、微細粉末の巻き上がりが押えられ静かに堆積する現象が確認された。堆積する微細粒子を集積する集積部を別に連鎖して設けたところ、微細粉末の巻上げは更に低くなり、排風筒の口径が大きくなる毎に大気圧のバランスから大気のみ排出し、微細粒子の回収が容易になったことを特徴とする、分子篩を可能にした球形サイクロンによる微細粒子分離方法とその装置。
【選択図】図２

Description

本発明は塵芥又は微細粉粒体の分離において、従来技術ではフィルター捕集又はサイクロン分離が特許分類においても常識となっていたが、テーブルテスト用等の小型の微粉砕機においては、所謂従来からある上部円筒下部円錐型のサイクロンでは物理的に小型ををすると決め事が大きく円筒に対して排出孔の割合が決められていて、小さくすればする程細くなり、排出孔の設計が困難で製作することが出来なかった。本発明の球形サイクロンは球の容積と共に形状が比較的に大きい為導入管に対して、分離効率を上げる為、排出管を大きくしても問題なく設計することが出来る。分子篩を可能にした球形サイクロンによる微粒子分離方法とその装置。

従来の上部円筒下部円錐形のサイクロンでは、導入管の口径も排出管の口径も上部円筒の口径から比例算出して口径の太さが決められていた。従って上部円筒の大きさが細くなると共に排出管も比例して細くなり、テスト用の微粉砕機の小容量排出の固気分離に対応出来るサイクロンは排出口が極端に細くなり排出気体を維持すると、排出管内の圧力が上昇し、微粉砕粒子が分離できず気体と共に噴出し、微粉砕粒子の回収が出来なかったので新たな微粉砕粒子回収装置の出現が待たれていた。

日本 ２４２０８６５ １６１８３８７ １９９９７４１ 米国 ４９０８０４９ ４８６５７４９ ４９０８０４ 英国 ０３０７８２１Ｂ１ ＧＢ２２０５９３５Ａ ＥＰＯ０３０７８２１ ヨーロピアン パテント 仏国 ０３０７８２１Ｂ１ ＦＲ８８０５０４２ ＥＰＯ０３０７８２１ 独国 Ｐ３８７６９１０．７−０８ ５７７１６４ ＥＰＯ０３０７８２１ 豪国 ６０６２０７ ６０８７２１ ６０６６２０７ 墨国 １７２００６ １６５１０９ １７２００６ 加国 １３３２０４８ １３３４５４２ １３３２０４８ 伯国 Ｐ１８８０１７７８ ｐ１８８０１７７８．８

抗酸化物や動植物の乾燥も含めて、熱を持たない微粉砕加工機の出現がナノの世界を大きく拡げて来たが、その回収となると粒子が細かい分だけ難しくなり、従来のフィルターでは数秒で目詰まりし、交換頻度を幾ら上げても追いつかなく成り、比重差によるサイクロンの回収が重要視され脚光を浴びることになったが、ナノを越える微細粉末は気体と比重差が無くなり旋回分離の限界では叶わなくなり、排出空気の速度を緩慢にすると共に大気圧の僅かな差も応用しないと分離効率を上げることは出来ないことが判った。

課題を解決する為の手段

上記の問題を解決する為になされた本発明の分子篩の可能性を持った球形サイクロンによる微粒子分離方法は回収出来るものから回収して更に空気中に混合されている微細粒子は僅かな大気圧を利用する為、排出管の口径を拡大し気体の流速を遅くし、更に大気圧による僅かな差を利用して分離効率を高めることを特徴とするものである。

発明の効果

以上の記述によって明らかなように球形の直径の約１／６を導出管及び導入管共に同一口径と定め風速は約２５米／秒に設定してきたが、本微細粒子回収方法では導入管と導出管の口径を任意の大きさに変更し、特に導出時は巻き上げを防ぐため、静かにゆっくりと微細粉粒子を自然落下させ、微細粉粒子の回収と共に気体との分離を一層改善する目的で、分子篩を可能にした球形サイクロンによる微細粉粒子回収方法と装置提供する。

第１図は球形サイクロンの排出管を拡大変更した指示図である。 第２図は球形サイクロン下部に微細粒子捲上防止用集積部を設けた固気分離排出管を拡大変更した指示図である。 第３図は図２の平面図である。

発明を実施する為の形態

本発明の分子篩を可能にした球形サイクロンの塵芥及び粉砕物混合気体の固気分離に係る実施形態を図１〜３を参照して説明する。図１は本願発明を示す正面断面図であり、第２図は本願発明に改良を加えた断面図である。図３は本願発明を示す改良を加えた平面図である。

第１図及び第２図において球形サイクロンは、本体（１）とこの本体（１）内へ塵芥及び粉砕物混合気体中の、固体微粒子を分離した気体を排出する、排出管（３）を任意の口径に拡大する口径の変更が極めて大きな目的である。

この分離した固体微粒子を集める集積部とからなり、前記本体（１）の底部には集積部（４）に貫通している複数の開口部（５）と、必要に応じて本体（１）を頂部（ａ）と底部（ｂ）に二等分割可能とするフランジ（６）を有する接合部と、このフランジ（６）を相互に接合・保持する固持具（７）とを有し、又必要に応じて集積部（４）の下部には分離・堆積した固体微粒子を連続的に排出させる排出管（８）を有してもよい。

前記上下のフランジ（６）間には適当な弾性体ガスケットを挿入して気体の漏出による圧力損失を避け、更に、フランジ（６）を相互に接合・保持する固持具（７）は導入された塵芥や粉砕物混合気体が漏出することのないように、かつ分離した気体が上からスムーズに排出できるように堅持できるものであればどんなものでもよい。

前記本体は（１）は内面が球形を形成しておれば外形はどんな形状のものでもよく、又フランジ（６）導入菅（２）開口部（５）によって導入・通過する気体の層流が乱されず静かに微細粉体が堆積する過程を乱さないものでなければならない。又集積部（４）は分離された固体微粒子を再び気体中に分散浮上させることのないよう隔離・貯蔵でき、かつ気体の漏出による圧力損失をおこさないものであればどんな形状でもよく、底部に排出管（８）を設けてサイクロンの操作中又は操作後に分離した固体微粒子を連続又は断続的に排出できるようにしてもよい。

塵芥から発生する微細な固体粒子の捕捉や、化粧品や食料品に至るまで、粉砕中に熱の発生を極めて少なくした微粉砕機が完成し、ナノと云われる世界が現出したが、加工した微細粉末はフイルターで捕捉する為ヘッパフィルター等を使用しても詰まる時間が速く作業を停滞させていた。集塵の分野では上部円筒下部円錐の従来型のサイクロンでは設計過程で制約が多く小型にすればする程排出孔が細くなりやがて孔径が計算出来なくなる事態になり微細粉粒子の回収に困難を来たしていた。
球形サイクロンでは球の容積が大きく肥大化している為、基本的には球の直径の１／６が導入管と排出管の口径と定めていたが、例えば導入管で２５米／秒の風速を維持すると１／５の排出管では流速が約１／２に半減し静かな回収を行うことが出来ることが判り、ナノ技術向上により球形サイクロンの微細粉粒子回収が期待されている。

１．本体 １ａ 本体の頂部 １ｂ 本体の底部
２．導入管
３．排出管 ３ｃ 排出管の拡大図である。
４．集積部
５．開口部
６．フランジ
７．固持具
８．分離微粒子の排出管

Claims (4)

1. 第三図において示す受け器を有しない球形サイクロンにおいて排出管の管経を任意の太さに変更した場合は排風管径が増大した分、大気圧に押され排風速度が緩慢になり、微細粒子は捲き上げが抑制され排出しないことを特徴とする分子篩を可能にした、球形サイクロンによる微粒子分離方法とその装置。
2. 媒塵や粉砕した微細な固体粒子を有する気体を導入して、球形の内面に沿って渦巻き状に気体を回転通過させ、尚排出管経を任意の大きさに拡大し、排出流速の鈍化と拡大したことによって、大気圧の押圧力を向上させることによって、前記固体粒子は静かに回収され前記塵芥や粉砕機による微粒子を分離させることを特徴とする、分子篩を可能にした球形サイクロンによる微粒子分離方法とその装置。
3. 頂部を貫通して中心を通過する排出管を任意の口径に設定し、この排出管と直角で球面に接するように設けられた導入菅と、底部に設けた複数の開口部を介して連結された受け器とを有することを特徴とする、分子篩を可能に球形サイクロンによる微粒子分離方法とその装置。
4. 特許請求の範囲第２項に記載の装置において、サイクロン本体が、相互に接合に接合して一体化する突出したフランジ面を有する２個の球形のシェルでできていることを特徴とする、分子篩を可能にした球形サイクロンによる微粒子分離方法とその装置。

Images