JP2014168772A - サイクロン分離機 - Google Patents

Abstract

【課題】サイクロン分離機の下部の内壁に継続的に気体を噴き付けることにより粘性不純物の粘着を防止する際、粘性不純物が再度舞い上がるという問題を解決する気体中の粘性不純物を分離するためのサイクロン分離機を提供する。
【解決手段】本発明は、上部円筒と、上から下に向けて細くなる下部切頭円錐筒とを備えるサイクロン分離機を開示し、上部円筒の下端の径は、下部切頭円錐筒の上端の径より小さく、上部円筒の下端は、複数の噴付孔４から構成された噴付孔群が複数形成されたリング形状蓋板３を介して下部切頭円錐筒の上端に連結され、各噴付孔群の噴付孔は、形成された孔の大きさ順に配列されている。本発明によれば、サイクロン分離機の内壁に不純物が蓄積するという問題を改善することができるとともに、気体の噴き付けによってサイクロン分離機の分離効率への悪影響を低減させ、サイクロン分離機の作動効率を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、サイクロン分離機に係り、燃焼気体除塵分野に適用するサイクロン分離機に関する。

サイクロン分離機は、密度の異なる物質が高速で旋回することによって生じる遠心力で分層される原理を利用して、混合した物質を分離するものである。一般的な構造を有するサイクロン分離機は、円柱筒と、この円柱筒に連結し、上から下に向けて細くなる切頭円錐筒と、を備え、円柱筒の中央に排気口が設けられ、円柱筒の筒壁には水平方向の給気口が設けられている。不純物を効率的に分離するサイクロン分離機の別の構造としては、下方に向けて太くなった切頭円錐筒を上述の円柱筒に代えて設置したもので、気体に混入した種々の固体粒子または液滴を、より効果的に分離することができる。しかし、一般的な構造を有するサイクロン分離機は、粘性不純物を含有する気体を分離する際に、問題を生じやすい。これらの問題は、主に粘性不純物が、サイクロン分離機の内壁および通気路の出入り口に蓄積する、という問題である。長時間に亘り粘性不純物が粘着することによって、サイクロン分離機の分離効率に悪影響を与える。さらには、粘着した粘性不純物が通気路を塞ぎ、設備の正常稼働を妨げるため頻繁に手入れをする必要がある。これによって、設備の稼働時間が減少し、多くの人手を必要とすると共に稼働コストも増大する。サイクロン分離機において、粘性不純物を含有する気体を分離する時に粘性不純物が内壁に粘着してしまうという問題を解決するために、サイクロン分離機の内壁に空気の噴き付けが行われる。しかし、現在採用されている空気の噴付方式、または空気の噴付構造は、圧縮空気の噴き付けによって、サイクロン分離機内で旋回する気体に対して強い干渉を生じさせ、分離効率に悪影響を与え、噴き付けられた不純物が再度舞い上がるという問題を引き起こしやすく、舞い上がった不純物が、再び分離した後の気体に混入することになる。したがって、このような問題を、早急に解決することが望まれている。

上記の従来技術における不備に対して、本発明の目的は、気体中の粘性不純物を分離するためのサイクロン分離機を提供し、サイクロン分離機の下部の内壁に継続的に気体を噴き付けることにより粘性不純物の粘着を防止する際、粘性不純物が再度舞い上がるという問題を解決することにある。

本発明の技術案は、下記である。上部円筒と、上から下に向けて細く（径が小さく）なる下部切頭円錐筒とを備えるサイクロン分離機であって、前記上部円筒の下端の径は、前記下部切頭円錐筒の上端の径より小さく、前記上部円筒の下端は、複数の噴付孔から構成された噴付孔群が複数形成されたリング形状蓋板を介して前記下部切頭円錐筒の上端に連結され、各前記噴付孔群の前記噴付孔は、形成された孔の大きさ順に配列されていることを特徴とする。

前記リング形状蓋板には、噴付孔閉じリングが可動的に連結されており、前記噴付孔閉じリングには、大きさが同一である複数の貫通孔が設けられていることが好ましい。

前記上部円筒の形状は、上から下に向けて太く（径が大きく）なる切頭円錐筒であることが好ましい。

前記上部円筒の中心軸と前記下部切頭円錐筒の中心軸とは、同一の直線上に位置しており、前記上部円筒には、垂直の気体誘導管と該気体誘導管に対して水平方向の給気口とが設けられており、前記気体誘導管の上端は、前記上部円筒の上端よりも高く位置し、前記気体誘導管の下端は、上部円筒の下端より低く位置することが好ましい。

前記上部円筒の内壁と下部切頭円錐筒の内壁とに、耐磨耗羽板が設けられていることが好ましい。

本発明に係るサイクロン分離機は、粘性不純物が含まれた気体を水平方向の給気口から上部円筒に取り込み、上部円筒内において高速で旋回して不純物の分離を行なう。同時に、噴付孔から圧縮空気を噴き付ける。圧縮空気は、大きさが異なる噴付孔を経て噴出されるため、気圧及び流量がともに噴付孔の大きさに応じて変化する。このようにして、噴き付けられて下部切頭円錐筒に入った圧縮空気は、直接、下部切頭円錐筒の底部に向けて噴き付けられた方向から、その向きを変化させる。このような流れの方向を変化させた後の噴付圧縮空気によって生ずる、不純物を含有し旋回する気体への影響は、直接的に下部切頭円錐筒に向けて噴き付ける方式によって生ずる影響よりはるかに小さい。従って、サイクロン分離機下部の内壁に、継続的に気体を噴き付けることによる粘性不純物の再度の舞い上がりが低減され、サイクロン分離機の一定の作動効率が確保される。したがって、本発明が提供する技術案の利点は、下記である。サイクロン分離機の内壁に、不純物が蓄積するという問題を改善するとともに、圧縮空気の噴き付けによるサイクロン分離機の分離効率への悪影響を低減させ、サイクロン分離機の作動効率を向上させる。

本発明の実施形態に係るサイクロン分離機の構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るサイクロン分離機のリング形状蓋板の構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るサイクロン分離機の方形噴付孔を有するリング形状蓋板の模式図である。 本発明の実施形態に係るサイクロン分離機のリング形状蓋板と噴付孔閉じリングとを組合せた際の状況を示す模式図である。

以下、実施例を参照して本発明をさらに説明する。ただし、これらの説明は、本発明を限定するものではない。

図１に示すように、サイクロン分離機は、上部円筒１と、図中上から下に向けて細くなる下部切頭円錐筒２とを含む。上部円筒１は、その上部は封止されており、図中上から下に向けて太くなる切頭円錐筒の形状を有している。ただし、上部円筒が円柱筒の形状を有する場合にも、同じく本発明の効果を発揮することができる。下部切頭円錐筒２は、上下両端が開口しており、下端に集塵ホッパー１０が連結されている。上部円筒１には、不純物を分離した後の気体を排出するための、図中上下方向に延びた垂直の気体誘導管７が設けられている。気体誘導管７の上端は、上部円筒１の上端より高く位置し、気体誘導管７の下端は、上部円筒１の下端より低く位置する。上部円筒１には、さらに水平方向の給気口８が設けられている。粘性不純物を含んだ気体は、該給気口８から水平方向に上部円筒１に入り、気体誘導管７の周囲を旋回する。上部円筒１の下端の径は、下部切頭円錐筒２の上端の径より小さい。上部円筒１の下端は、溶接またはボルト連結によってリング形状蓋板３に固接されている。下部切頭円錐筒２の上端も、リング形状蓋板３に固接されている。

図２および図３に示すように、リング形状蓋板３には、複数の噴付孔４から構成された噴付孔群が複数形成されている。各噴付孔群を構成する噴付孔４は、形成された孔の大きさ順に配列されている。噴付孔４の形状は、図２に示す丸孔であってもよいし、図３に示す方形の孔であってもよい。各噴付孔群を構成する噴付孔４の数は、通常３個以上である。また、噴付孔群の数は、リング形状蓋板３の径、および噴付用の圧縮空気の具体的なパラメータによって定められる。本実施形態においてより一層、不純物を分離するために、上部円筒１と下部切頭円錐筒２とは、同軸に設置されている。すなわち、上部円筒１の中心軸と下部切頭円錐筒２の中心軸とは、同一の直線上に位置している。さらに、上部円筒１に設けられた気体誘導管７の中心軸も、同一直線上に位置している。また、粘性不純物を含んだ気体によるサイクロン分離機の内壁の腐食、及び磨耗を防止するために、上部円筒１の内壁及び下部切頭円錐筒２の内壁には、耐磨耗羽板９が設けられている。耐磨耗羽板９は、材質がＣ２０であり、内壁に貼り付けられ、末端がボルトで締め付けられ、サイクロン分離機の最高耐熱温度が６５０℃に達するようにする。

本実施形態において、サイクロン分離機は、作動時に、空気吸引ファンによって、不純物を分離すべき気体を、垂直の上部円筒１に対して水平方向の給気口８から吸引する。サイクロン分離機に入った気体は、上部円筒１内で旋回する。遠心分離の原理によって、気体中の粘性不純物は、遠心力を受けて上部円筒１の内壁に集められながら徐々に降下し、引き続き下部切頭円錐筒２で旋回しながら気体から分離する。同時に、リング形状蓋板３の噴付孔４から、圧縮空気を噴き付ける。噴き付けた圧縮空気は、異なる大きさの噴付孔を通過することによって、流速や流れる方向等のパラメータがそれぞれ異なる。このようにして噴き付けられて下部切頭円錐筒２に入った圧縮空気は、下部切頭円錐筒の底部に直接的にまっすぐ向かうことなく、下部切頭円錐筒２の壁面に沿って旋回する。従って、下部切頭円錐筒２内の不純物の再度の舞い上がりを防止しでき、サイクロン分離機の作動効率を向上させることができる。

図４に示す本発明の他の実施形態において、本体構造は上記の実施形態と同一であり、作動態様も同一であるため、これらの事項については繰り返し説明しない。相違する事項としては、リング形状蓋板３に対して可動的に連結された噴付孔閉じリング５が設けられていることである。噴付孔閉じリング５には、大きさが同一である複数の貫通孔６が設けられている。噴付孔閉じリング５に形成された貫通孔６の数は、リング形状蓋板３に形成された噴付孔４の数と一致する。また、噴付孔閉じリング５に形成された貫通孔６の配置は、リング形状蓋板３に形成された噴付孔４の配置態様と同一である。噴付孔閉じリング５は、リング形状蓋板３に対して回転可能であり、これにより噴付孔４の大きさを調節する機能を有する。図４は、噴付孔４の一部が閉じた時の状況を示した図である。圧縮空気を噴き付ける際に、サイクロン分離機の作動状況に応じて、噴付孔４の開度の程度を調整することにより最適な分離効率を実現することができる。

Claims (5)

1. 上部円筒（１）と、上から下に向けて細くなる下部切頭円錐筒（２）とを備えるサイクロン分離機であって、前記上部円筒（１）の下端の径は、前記下部切頭円錐筒（２）の上端の径より小さく、前記上部円筒（１）の下端は、複数の噴付孔（４）から構成された噴付孔群が複数形成されたリング形状蓋板（３）を介して前記下部切頭円錐筒（２）の上端に連結され、各前記噴付孔群の前記噴付孔（４）は、形成された孔の大きさ順に配列されていることを特徴とするサイクロン分離機。
2. 請求項１記載のサイクロン分離機において、前記リング形状蓋板（３）には、噴付孔閉じリング（５）が可動的に連結されており、前記噴付孔閉じリング（５）には、大きさが同一である複数の貫通孔（６）が設けられていることを特徴とするサイクロン分離機。
3. 請求項１または２記載のサイクロン分離機において、前記上部円筒（１）の形状は、上から下に向けて太くなる切頭円錐筒であることを特徴とするサイクロン分離機。
4. 請求項３記載のサイクロン分離機において、前記上部円筒（１）の中心軸と前記下部切頭円錐筒（２）の中心軸とは、同一の直線上に位置しており、前記上部円筒（１）には、垂直の気体誘導管（７）と該気体誘導管（７）に対して水平方向の給気口（８）とが設けられており、前記気体誘導管（７）の上端は、前記上部円筒（１）の上端よりも高く位置し、前記気体誘導管（７）の下端は、上部円筒（１）の下端より低く位置することを特徴とするサイクロン分離機。
5. 請求項３記載のサイクロン分離機において、前記上部円筒（１）の内壁と下部切頭円錐筒（２）の内壁とに、耐磨耗羽板（９）が設けられていることを特徴とするサイクロン分離機。

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