JP2015131265A - 粉塵セパレータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る粉塵セパレータ15は、本体ケース21内上部に設けられ、含塵排ガスまたは含塵空気が接線方向から流入される固定サイクロン19と、この固定サイクロン19の下方に設けられた回転サイクロン20と、この回転サイクロン20を回転軸廻りに回転駆動させる駆動モータ22とを有し、前記回転サイクロン20はスリーブ状円筒部43と切頭円錐状の逆円錐部44とを一体に備え、前記逆円錐部44の下方に前記含塵排ガスまたは含塵空気からサイクロンの原理を用いた遠心力作用で分離除去された微細粒子を回収する粉塵回収室を設けたことを特徴とするものである。
【選択図】 図2
Description
図2および図3は、本発明に係る粉塵セパレータ15の第1の実施形態を示すものである。この粉塵セパレータ15は含塵排ガスから煤塵等の浮遊微粒子(微細粒子)を分離除去して回収するセパレータ集塵機である。この粉塵セパレータ15は、有蓋固定ドラム状で下端が開口した固定サイクロン19と回転ドラム状の回転サイクロン20とを上下に組み合せて構成される。粉塵セパレータ15は、主要の外観仕様の幅・奥行き・高さが一例として700mm×700mm×2500mmの寸法に構成され、筒状ケーシング構造あるいはフレーム枠構造に組み立てられた本体ケース21を有する。本体ケース21は上部に固定サイクロン19を有し、この固定サイクロン19の下部に回転サイクロン20が回転自在に設けられる。固定サイクロン19は例えば外径460mmφ、高さ300mm程度に鋼板の製缶加工で有蓋ドラム状に形成される。
固定サイクロン19に流入した含塵排ガスの旋回流は、図4に示すように、固定サイクロン19内での遠心力Fに対して、外筒36の静止(固定)内周壁41から抗力Rが生じており、上部集塵域38内に遠心力Fと抗力Rの相反する力によって静止内周壁近傍で境界面Sが形成される。この境界面Sの存在により、含塵排ガスに含まれる微細粒子(例えば8μm以下の粒子)は、境界面Sで跳ね返されてしまい、含塵排ガスの旋回流は回転サイクロン20の下部集塵域45に導かれる。粉塵セパレータが一例として固定サイクロンのみで構成される場合、この粉塵セパレータは図5に示す捕集効率曲線Aで表わされる。例えば8μmの微細粒子の捕集率は、50%程度となる。上部集塵域38内に形成される境界面Sは、含塵排ガスによる旋回流の大きさに応じて必ずしも一定でなく、排ガス量に応じて半径方向に変化する。
第1の実施形態においては、粉塵セパレータ15が固定サイクロン19の下方に回転サイクロン20を備え、回転サイクロン20に案内された含塵排ガスが回転集塵域45内を旋回流となって螺旋状下向きに旋回する一方、回転サイクロン20の内周壁47の回転周速度が、含塵排ガスの旋回流速度(内周壁47に接する含塵排ガスの旋回流速度)と等しくなり、相対回転速度(回転速度差)がゼロとなるように駆動モータ22により調節設定される。したがって、回転集塵域45内を旋回する含塵排ガス中の微細粒子は、遠心力作用を受けつつ螺旋状下向きの旋回流により下向きの作用力を受けて排ガス中から効果的にセパレータされる。セパレータされた微細粒子は回転サイクロン20の内周壁47に沿って下降して落下し、排ガスから分離除去された粉塵回収室25内に効率よく回収される。その際、含塵排ガスは回転サイクロン20の回転集塵域45内を螺旋状の旋回流となって複数回、遠心力と下向きの作用力を受けながら微細粒子の分離除去作用が続けられるので、微細粒子を効率よく分離除去される。微細粒子は粒子径の大小に関わらず、例えば8μm以下の微小粒径の微細粒子でも従来の粉塵セパレータより、より効率よく分離除去して回収できる。
第1の実施形態では、粉塵セパレータ15が、廃棄物処理プラント10に1台備えられた例を示したが、粉塵セパレータ15から流出する流出ダクト50の排ガス中に残存粉塵が所定量以上含まれている場合には、粉塵セパレータを複数段(例えば2段以上)接続した多段の粉塵セパレータ構成のサイクロン集塵機としてもよい。
本発明の第2の実施形態を添付図面を参照して説明する。
第2の実施形態に示す粉塵セパレータ15Aにおいても、第1の実施形態に示された粉塵セパレータ15と同様に、回転サイクロン20Aは駆動モータ22により回転シャフト24およびクロスサポート33,34により安定的に回転駆動される。回転サイクロン20Aの内周壁47の回転速度Vが下部集塵域45内を流動する含塵排ガスの旋回流速度v(回転内周壁47に接する含塵排ガスの旋回流速度)と等しく相対周速度差がゼロになるように調節設定される。このため、含塵排ガス中の微細粒子Pは、図6に示すものと同様、旋回流に伴う遠心力と螺旋状下向流に伴う下向きの作用力が作用して、回転サイクロン20Aの内周壁47側に押し付けられる。
第2の実施形態の粉塵セパレータ15Aにおいても、含塵排ガスは、回転サイクロン20A内の下部集塵域(回転集塵域)45内で遠心力と下向き作用力が働く螺旋状下向きの旋回流により、微細粒子Pが含塵排ガスから有効的にセパレートされる。セパレートされた微細粒子Pは回転サイクロン20Aの内周壁沿いに下降し、逆円錐部44から重力作用を受けて粉塵回収室25内にスムーズに落下し、回収される。
本発明の第3の実施形態を図10および図11を参照して説明する。
第3の実施形態の粉塵セパレータ15Bにおいても、第2の実施形態の粉塵セパレータ15Aと同様に、回転サイクロン20Aの回転速度をCPU23により調節制御し、回転サイクロン20Aのスリーブ状円筒部(胴部)43の内周壁47の回転速度Vが回転サイクロン20B内の回転集塵域45内を螺旋状下向きに流動する含塵排ガスの旋回流速度v(回転サイクロン20Aの内周壁47に接する含塵排ガスの旋回流速度)と等しく、相対速度差がゼロとなるように調節設定される。
第3の実施形態の粉塵セパレータ15Bにおいても、含塵排ガスは、回転サイクロン20B内の下部集塵域(回転集塵域)45内で遠心力と下向き作用力が働く螺旋状下向きの旋回流により、微細粒子Pが含塵排ガスから有効的にセパレートされる。セパレートされた微細粒子Pは回転サイクロン20Bの内周壁沿いに下降し、逆円錐部44から重力作用を受けて粉塵回収室25内にスムーズに落下し、回収される。
Claims (8)
- 本体ケース内上部に設けられ、含塵排ガスまたは含塵空気が接線方向から流入される固定サイクロンと、
この固定サイクロンの下方に設けられた回転サイクロンと、
この回転サイクロンを回転軸廻りに回転駆動させる駆動モータとを有し、
前記回転サイクロンはスリーブ状円筒部と切頭円錐状の逆円錐部とを一体に備え、
前記逆円錐部の下方に前記含塵排ガスまたは含塵空気からサイクロンの原理を用いた遠心力作用で分離除去された微細粒子を回収する粉塵回収室を設けたことを特徴とする粉塵セパレータ。 - 前記固定サイクロンに流入される含塵排ガスまたは含塵空気の流量を計測する流量計と、
この流量計で計測された前記含塵排ガスまたは含塵空気の流量から前記駆動モータの回転駆動量を算出するCPUとを備え、
前記CPUは、前記回転サイクロン内を螺旋状に旋回する前記含塵排ガスまたは含塵空気の旋回流の流速が前記回転サイクロンの円筒部の内周壁面速度と一致するように前記駆動モータを可変速可能に調節制御された請求項1に記載の粉塵セパレータ。 - 前記回転サイクロンは、その円筒部の軸方向長さかが前記円筒部の直径と等しいかあるいは前記円筒部の直径以上に構成され、
前記回転サイクロンの円筒部内で含塵排ガスまたは含塵空気の旋回流が複数回螺旋状下向きに旋回するように構成された請求項1または2に記載の粉塵セパレータ。 - 前記固定サイクロンは、前記含塵排ガスまたは含塵空気が流入する外筒と、前記回転サイクロン内で含塵排ガスまたは含塵空気から遠心力作用を受けて分離除去された排ガスの排出を案内する内筒とを有し、
前記内筒は、外筒内を下方に突出し、前記回転サイクロンの円筒部内の中央部付近で開口して終端された請求項1ないし3のいずれか1項に記載の粉塵セパレータ。 - 前記固定サイクロンの内筒は、流出ダクトを介して排気ファンの吸込口に接続され、
前記排気ファンの吸気負圧が固定サイクロンの内筒内に作用するように構成された請求項4に記載の粉塵セパレータ。 - 前記固定サイクロンの外筒は、前記回転サイクロンのスリーブ状円筒部にインロー部で微小周間隙を残して嵌め合された請求項1に記載の粉塵セパレータ。
- 固定サイクロンと回転サイクロンとから構成される請求項1ないし6のいずれか1項に記載の粉塵セパレータを複数台備え、これら複数台の粉塵セパレータは、前記固定サイクロンの流出ダクトが次段の固定サイクロンの流入ダクトに接続されて直列多段状に構成されたことを特徴とする粉塵セパレータ。
- 産業用ゴミ、家庭用ゴミの廃棄物を燃焼させる燃焼器と、
この燃焼器で燃焼された含塵排ガスを流入させ、含塵排ガスにサイクロンの原理を用いた遠心力作用により、微細粉塵を分離させる粉塵セパレータと、
前記粉塵セパレータで微細粒子が分離され、取り除かれた排ガスを吸引して大気中に放出する排気ファンとを有し、
前記粉塵セパレータは請求項1ないし7のいずれか1項に記載の粉塵セパレータが用いられたことを特徴とする廃棄物処理プラント。
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