JP2016019953A - サイクロン式集塵装置 - Google Patents

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【課題】圧力損失を増大することなく、従来に比して格別に集塵効率と分級性能を向上させたサイクロン式集塵装置を提供する。【解決手段】サイクロン塔の円錐台部と集塵部との接続部である集塵口に、集塵口外壁との間に環状の隙間を形成するように配された整流部材を備え、整流部材は集塵部に設けられた支持部材により支持されており、出口管の開口部は入口管の下端よりも下方に位置し、出口管の開口部と入口管の下端との間の高さ方向の距離L1と出口管の内径d1が、L1/d1=0〜1.0を満たし、集塵口の開口径d2と整流部材の最大外径d3とが、0≦|d2−d3|≦20mmを満たし、整流部材の高さhと前記d3とが、1.19<2h/d3<1.74を満たし、集塵口周壁と整流部材との最短距離L2が、0<L2<35mmを満たすサイクロン式集塵装置とする。【選択図】図2

Description

本発明は、粉体の回収及び分級を行うサイクロン式集塵装置に関するものであり、詳しくは、圧力損失を増大させることなく従来に比して格別に集塵効率及び分級性能を向上させたサイクロン式集塵装置に関するものである。
従来、工場や発電所等から排出される灰や塵埃などの粉体を回収するために吸引車が使用されている。この吸引車は、吸引した粉体を内部に収容する回収タンクと、該回収タンク内に粉体を導入するための吸引力を発生させる吸引装置とを車両上に搭載しており、回収タンクと吸引装置との間にはサイクロン式集塵装置を備えている。このサイクロン式集塵装置により、回収タンクで回収されなかった微細な粉体を捕捉回収している。
従来のサイクロン式集塵装置の構造を図9に示す。このようなサイクロン式集塵装置(100a)は、円筒部(11a)とこの円筒部(11a)の下方に連続し且つ最下端に向かって径が漸減する円錐台部(12a)からなるサイクロン塔(1a)と、サイクロン塔(1a)の下部に連通配設される集塵部(2a)とを備えており、サイクロン塔(1a)には、サイクロン塔(1a)の内周壁に沿って粉体を含む気流を導入する入口管(3a)と、粉体が除去された気流を上方に排出する出口管(4a)とが連通配設されてなる。出口管(4a)は下端が開口され、出口管(4a)のもう一方側には、粉体を含む気流をサイクロン塔(1a)内に導入させるとともにサイクロン塔(1a)内部に負圧を作用させるブロワ(図示せず)が接続されている。
入口管(3a)からサイクロン塔(1a)の内周壁に沿って導入された気流は、サイクロン塔(1a)内部で旋回流を形成する。これにより、気流に含まれる粉体粒子は周方向外側へ遠心分離されるとともに重力によって落下し、集塵部(2a)で回収される。一方、粉体粒子が除去された気流は、ブロワによって旋回流の中心部に作用する上方向の吸引力により、出口管(4a)から排出される。
このようなサイクロン式集塵装置は粉体の分級装置としても使用される。粒径が大きな粗粉は、遠心力の作用をより大きく受けるため集塵部(2a)で回収され、一方、粒径が小さな微粉は、出口管(4a)からの吸引力の作用をより大きく受けて出口管(4a)から回収される。従って、これにより粗粉と微粉の分級が行われる。
上述した従来のサイクロン式集塵装置では、集塵効率及び分級性能の点で問題を有していた。具体的には、上述した従来のサイクロン式集塵装置では、一定粒径以下の粉体粒子を含む気流は、集塵部(2a)内に流れ込むと反転上昇するため、集塵部(2a)内に回収した粉体粒子を巻き上げてしまい、既に回収した粉体がサイクロン塔(1a)内に逆流して出口管(4a)から排出されてしまう。ゆえに、サイクロンの集塵効率及び分級性能を低下させるという問題があった。
また、サイクロンの集塵効率及び分級性能を向上させるために圧力損失が増大するような方法は、サイクロンへ気流を流入させるポンプやブロワの搬送性能の低下や動力増大につながるため、好ましくない。
粗粉と微粉を効率良く分離することで集塵効率及び分級性能を向上させること等を目的として、特許文献1−5には、集塵口近傍に整流部材を設けたサイクロン式集塵装置が開示されている。しかしながら、特許文献1−5記載のサイクロン式集塵装置においても、集塵効率及び分級性能が十分とはいえず、さらなる集塵効率及び分級性能の向上が望まれている。
本発明者は、鋭意研究の結果、集塵口の開口径と整流部材の最大外径との差、整流部材の高さと整流部材の最大外径との比、及び集塵口周壁と整流部材との最短距離を特定の範囲とし、且つ、出口管の下端(開口部)と入口管の下端との高さ方向の距離と、出口管の内径との比を特定の範囲とすることにより、圧力損失を増大させることなく集塵効率及び分級性能を向上できることを見出し、本発明に至った。
特開平6−238197号公報 特許第2742669号公報 特許第3969771号公報 特許第3960407号公報 特許第4383615号公報
本発明は、上述したような問題点を解決すべくなされたものであって、圧力損失を増大することなく、従来に比して格別に集塵効率と分級性能を向上させたサイクロン式集塵装置を提供するものである。
請求項1に係る発明は、円筒部と該円筒部の下方に連続し且つ最下端に向かって径が漸減する円錐台部とからなるサイクロン塔と、粉体を含む気流を前記サイクロン塔に導入するための入口管と、前記サイクロン塔の前記円錐台部の下部に連通配設され一定粒径以上の粉体を回収する集塵部と、一定粒径以上の粉体が除去された気流を排出するための出口管と、粉体を含む気流を前記入口管から前記サイクロン塔内に導入するため且つ前記出口管から一定粒径以上の粉体が除去された気流を排出するための気流吸引手段とを備え、前記入口管は前記サイクロン塔の前記円筒部に連通し且つ該円筒部の内周壁に対して接線方向に延びるように設けられ、前記出口管は前記サイクロン塔の前記円筒部内に垂下し且つ下端に開口部を有するサイクロン式集塵装置であって、該サイクロン式集塵装置は、前記サイクロン塔の前記円錐台部と前記集塵部との接続部である集塵口に、集塵口周壁との間に隙間を形成するように配された整流部材を備え、該整流部材は前記集塵部に設けられた支持部材により支持されており、前記出口管の前記開口部は前記入口管の下端よりも下方に位置し、前記出口管の前記開口部と前記入口管の前記下端との間の高さ方向の距離Lと前記出口管の内径dが、L/d=0〜1.0を満たし、前記集塵口の開口径dと前記整流部材の最大外径dとが、0≦|d−d|≦20mmを満たし、前記整流部材の高さhと前記dとが、1.19<2h/d<1.74を満たし、前記集塵口周壁と前記整流部材との最短距離Lが、0<L<35mmを満たすことを特徴とするサイクロン式集塵装置に関する。
請求項2に係る発明は、前記出口管の前記開口部と前記入口管の前記下端との間の高さ方向の距離Lと前記出口管の内径dが、L/d=0〜0.5を満たすことを特徴とする請求項1記載のサイクロン式集塵装置に関する。
請求項3に係る発明は、前記集塵口周壁と前記整流部材との最短距離Lが、0<L<25mmを満たすことを特徴とする請求項1又は2記載のサイクロン式集塵装置に関する。
請求項4に係る発明は、前記整流部材は、前記支持部材により上下位置を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載のサイクロン式集塵装置に関する。
請求項5に係る発明は、前記出口管は、前記円筒部内に固定部材により差し込み垂下され、出口管下端の上下位置を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載のサイクロン式集塵装置に関する。
請求項6に係る発明は、前記整流部材は円錐形状であり、先鋭頂部が前記サイクロン塔の前記円錐台部に向かって臨むように配されていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載のサイクロン式集塵装置に関する。
請求項7に係る発明は、前記整流部材は多角錐形状であり、先鋭頂部が前記サイクロン塔の前記円錐台部に向かって臨むように配されていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載のサイクロン式集塵装置に関する。
請求項8に係る発明は、前記支持部材は、前記整流部材を貫通し、前記出口管の内部にまで延びていることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載のサイクロン式集塵装置に関する。
請求項9に係る発明は、請求項1乃至8いずれかに記載のサイクロン集塵装置を備える吸引装置に関する。
請求項10に係る発明は、前記吸引装置が吸引車である請求項9記載の吸引装置に関する。
請求項1に係る発明によれば、前記サイクロン塔の前記円錐台部と前記集塵部との接続部である集塵口に、集塵口周壁との間に隙間を形成するように配された整流部材を備え、該整流部材は前記集塵部に設けられた支持部材により支持されており、前記出口管の前記開口部は前記入口管の下端よりも下方に位置し、前記出口管の前記開口部と前記入口管の前記下端との間の高さ方向の距離Lと前記出口管の内径dが、L/d=0〜1.0を満たし、前記集塵口の開口径dと前記整流部材の最大外径dとが、0≦|d−d|≦20mmを満たし、前記整流部材の高さhと前記dとが、1.19<2h/d<1.74を満たし、前記集塵口周壁と前記整流部材との最短距離Lが、0<L<35mmを満たすことにより、圧力損失を増大することなく、従来に比して格別に集塵効率と分級性能を向上させたサイクロン式集塵装置とすることができる。
請求項2に係る発明によれば、L/d=0〜0.5を満たすことにより、さらに集塵効率と分級性能を向上することができる。
請求項3に係る発明によれば、集塵口周壁と整流部材との最短距離Lが0<L<25mmを満たすことにより、さらに集塵効率と分級性能を向上することができる。
請求項4に係る発明によれば、整流部材が支持部材により上下位置を調整可能に構成されていることにより、分級する粉体粒子の粒子径を調整することが可能となる。
請求項5に係る発明によれば、出口管が円筒部内に固定部材により差し込み垂下され、出口管下端の上下位置を調整可能に構成されていることにより、出口管下端を集塵効率及び分級性能が優れた最適位置に調整することが可能となる。
請求項6及び7に係る発明によれば、整流部材を円錐形状または多角錐形状とすることにより、さらに集塵効率と分級性能を向上することができる。
請求項8に係る発明によれば、支持部材が整流部材を貫通し出口管の内部にまで延びていることにより、整流部材をより強固に支持することができるとともに、整流部材の上下位置の調整が容易となる。
請求項9に係る発明によれば、圧力損失を増大することなく、従来に比して格別に集塵効率と分級性能を向上させたサイクロン式集塵装置を備えた吸引装置とすることができるので、性能に優れた吸引装置とすることができる。
請求項10に係る発明によれば、サイクロン式集塵装置の後段に設置させるフィルターへの負荷を低減することができ、フィルターの清掃時間の低減及び清掃時間の低減による吸引作業時間の延長、さらにはフィルターの交換回数の低減を達成できる。
本発明に係るサイクロン式集塵装置を備えた吸引車の概略図である。 本発明に係るサイクロン式集塵装置の概略構成を示す縦断面図及び平面図である。 整流部材が多角錐状であるサイクロン式集塵装置の概略構成を示す縦断面図及び整流部材の部分拡大斜視図である。 本発明に係るサイクロン式集塵装置における、整流部材の上下位置の調整機構の概略構成を示す正面図である。 本発明に係るサイクロン式集塵装置における、出口管の上下位置の調整機構の概略構成を示す正面図である。 本発明に係るサイクロン式集塵装置の、支持部材が出口管の内部まで延びる態様の概略構成を示す縦断面図である。 実施例で用いたサイクロン式集塵装置の寸法を示す図である。 実施例及び比較例のサイクロン式集塵装置の分級性能結果を示すグラフである。 従来のサイクロン式集塵装置の概略構成を示す縦断面図及び平面図である。
以下、本発明に係るサイクロン式集塵装置について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係るサイクロン式集塵装置を備えた吸引車の概略図である。
吸引車(9)は、吸引した粉体(P)を内部に収容する回収タンク(91)と、回収タンク(91)内に粉体(P)を導入するための吸引力を発生させる気流吸引手段(8)とを車両上に搭載しており、回収タンク(91)と気流吸引手段(8)との間に本発明に係るサイクロン式集塵装置(100)とフィルター(92)を備えている。回収タンク(91)で回収されなかった微細な粉体をサイクロン式集塵装置(100)により捕捉回収し、さらにサイクロン式集塵装置(100)で回収されなかったさらに微細な粉体をフィルター(92)にて捕集する。尚、本明細書において、気流吸引手段(8)はサイクロン式集塵装置(100)に含まれる。
図2は、本発明に係るサイクロン式集塵装置の概略構成を示す縦断面図及び平面図である。
本発明に係るサイクロン式集塵装置(100)は、円筒部(11)と円筒部(11)の下方に連続し且つ最下端に向かって径が漸減する円錐台部(12)とからなるサイクロン塔(1)と、粉体を含む気流をサイクロン塔(1)に導入するための入口管(3)と、サイクロン塔(1)の円錐台部(12)の下部に連通配設され一定粒径以上の粉体を回収する集塵部(2)と、一定粒径以上の粉体が除去された気流を排出するための出口管(4)と、粉体を含む気流を入口管(3)からサイクロン塔(1)内に導入するため且つ出口管(4)から一定粒径以上の粉体が除去された気流を排出するための気流吸引手段(8)(図1参照)と、を備えている。気流吸引手段(8)は、例えばブロワである。
入口管(3)は回収タンク(91)側に接続されており、一方、出口管(4)はフィルター(92)及びブロワ(8)側に接続されている。
入口管(3)は、サイクロン塔(1)の円筒部(11)に連通し且つ円筒部(11)の内周壁に対して接線方向に延びるように設けられている。これにより、粉体を含む気流は、ブロワ(8)によりサイクロン塔(1)内に送り込まれると、円筒部(11)及び円錐台部(12)の内周壁に沿って旋回流を形成する。大きな径を有する粗粉は、周方向外側へ遠心分離されるとともに重力によって下方に落下し、集塵部(2)内に回収される。
出口管(4)は、サイクロン塔(1)の円筒部(11)内に垂下し且つ下端に開口部(41)を有している。ブロワ(8)により、旋回流の中心部には上方への吸引力が発生しており、粗粉が分離されて微粉のみを含む気流を出口管(4)から排出する。
サイクロン塔(1)の円錐台部(12)と集塵部(2)との接続部である集塵口(5)には、集塵口(5)の周壁(51)との間に隙間を形成するように配された整流部材(6)が設けられており、整流部材(6)は集塵部(2)に設けられた支持部材(7)により支持されている。
整流部材(6)は、図2に示す如く、円錐形状であり、先鋭頂部がサイクロン塔(1)の円錐台部(12)に向かって臨むように配されていることが好ましい。しかし、整流部材(6)の形状は円錐形状に限定されず、図3に示す如く多角錐形状であってもよい。
本発明において、集塵口(5)の開口径dと整流部材(6)の最大外径dとが0<|d−d|<20mmを満たし、整流部材(6)の高さhと前記dとが1.19<2h/d<1.74を満たし、集塵口(5)の周壁(51)と整流部材(6)との最短距離Lが0<L<35mm、好ましくは0<L<25mmを満たしている。整流部材(6)が図2に示す如く円錐形状である場合、整流部材(6)の最大外径dは底面の直径であり、整流部材(6)が図3に示す如く多角錐形状である場合、最大外径dは多角形底面の外接円の直径とされる。
本発明において、出口管(4)の開口部(41)は、入口管(3)の下端(31)よりも下方に位置しており、出口管(4)の開口部(41)と入口管(3)の下端(31)との間の高さ方向の距離Lと、出口管(4)の内径dが、L/d=0〜1.0、好ましくは0〜0.5を満たしている。
整流部材(6)を設け、Lを0.5〜30mm、好ましくは0.5〜20mmとし、且つ、0≦|d−d|≦20mm、1.19<2h/d<1.74、0<L<35mm、好ましくは0<L<25mmとすることにより、圧力損失を増大させることなく従来に比して格別に集塵効率及び分級性能を向上させることができる。
が0.5mm未満或いは30mmを超えると、集塵効率及び分級性能が減少するため好ましくない。一方、|d−d|が20mmを超える場合、2h/dが1.19以下あるいは1.74以上である場合、Lが35mm以上である場合もまた、集塵効率及び分級性能が減少するため好ましくない。
整流部材(6)は、支持部材(7)により上下位置を調整可能に構成することができる。図4は、本発明に係るサイクロン式集塵装置における、整流部材の上下位置の調整機構の概略構成を示す正面図である。
図4に示す如く、支持部材(7)は集塵部(2)の底面に固定されており、雄ねじが形成されたロッドからなる雄ねじ部材(71)と、整流部材(6)の底面に固定されて下方に延びる円筒部(72)からなる。円筒部(72)の内壁には雌ねじ部が形成されている。円筒部(72)は雄ねじ部材(71)に螺合しており、円筒部(72)は下方からロックナット(73)により締結固定されている。
支持部材(7)が上記構成を有することにより、円筒部(72)を回転させることで、整流部材(6)の上下位置(高さ)を調整することができる。これにより、集塵口(5)の周壁(51)と整流部材(6)との間の隙間の距離を調整することができ、結果、分級する粉体粒子の粒子径を調整することが可能となり、分級性能を向上させることができる。
図5は、本発明に係るサイクロン式集塵装置における、出口管の上下位置の調整機構の概略構成を示す正面図である。出口管(4)は、サイクロン塔(1)の円筒部(11)内に固定部材(41)により差し込み垂下され、出口管(4)下端の上下位置を調整可能に構成されていることが好ましい。円筒部(11)上部には出口管(4)の外径に相当する穴が設けられており、出口管(4)はその穴に差し込み垂下されている。出口管(4)の固定方法は限定されるものではなく、例えば、図示の如く、出口管(4)の側面外側にL字状の固定部材(41)を複数配し、ボルト(42)で固定部材(41)を介して出口管(4)に設けられた雌ねじ部を締め付けることにより出口管(4)を固定することができる。出口管(4)に雌ねじ部を縦方向に複数設けておくことで、出口管(4)の上下位置を調整することが可能となる。
図6は、本発明に係るサイクロン式集塵装置の、支持部材が出口管の内部まで延びる態様の概略構成を示す縦断面図である。
図示の如く、支持部材(7)は、整流部材(6)を貫通し、出口管(4)の内部にまで延びていてもよい。これにより、整流部材(6)をより強固に支持することができるとともに、整流部材(6)の上下位置の調整が容易となる。
本発明に係るサイクロン式集塵装置は、上記構成を有することにより、圧力損失を増大させることなく従来に比して格別に集塵効率及び分級性能を向上させることができる。
これにより、サイクロン式集塵装置の後段に設置させるフィルター(92)への負荷を低減することができ、フィルター(92)の清掃時間の低減及び清掃時間の低減による吸引作業時間の延長、さらにはフィルター(92)の交換回数の低減を達成できる。
本発明に係るサイクロン式集塵装置は、上記したように、吸引車に搭載することができるが、これに限定されず、種々の吸引装置に用いることができる。
以下、本発明の実施例を示すことにより、本発明の効果をより明確なものとする。しかし、本発明に係るサイクロン式集塵装置は以下の実施例に限定されるものではない。
図7に示すサイクロン式集塵装置を用い、下記表1に示す如く、パラメータ(整流部材の有無、距離L、距離L等)を設定し、集塵効率及び分級性能の比較試験を行った。試験粉体は表2に記載のものを使用した。
結果を下記表2に示す。
表2に示す如く、実施例1−6は、整流部材を設けていない比較例1,2と比べて集塵効率が向上した。さらに、整流部材を有しているもののL/dが0〜1.0の範囲外又はLが35mmを超える比較例3−5と比べても、実施例1−6は集塵効率が優れていた。
さらに、圧力損失については、実施例1−6は比較例1−5と比べて同等であった。
図8は、実施例及び比較例のサイクロン式集塵装置の分級性能結果を示すグラフである。
実施例1及び2は、比較例1、3及び4よりも粒径の小さな粉体粒子まで集塵部に回収できており、つまり分級性能に優れていることがわかる。
本発明は、吸引車などの吸引装置のブロワ保護のための集塵・分級装置として好適に利用されるものである。
1 サイクロン塔
11 円筒部
12 円錐台部
2 集塵部
3 入口管
4 出口管
41 固定部材
5 集塵口
51 周壁
6 整流部材
7 支持部材
8 気流吸引手段
100 サイクロン式集塵装置

Claims (10)

  1. 円筒部と該円筒部の下方に連続し且つ最下端に向かって径が漸減する円錐台部とからなるサイクロン塔と、粉体を含む気流を前記サイクロン塔に導入するための入口管と、前記サイクロン塔の前記円錐台部の下部に連通配設され一定粒径以上の粉体を回収する集塵部と、一定粒径以上の粉体が除去された気流を排出するための出口管と、粉体を含む気流を前記入口管から前記サイクロン塔内に導入するため且つ前記出口管から一定粒径以上の粉体が除去された気流を排出するための気流吸引手段とを備え、
    前記入口管は前記サイクロン塔の前記円筒部に連通し且つ該円筒部の内周壁に対して接線方向に延びるように設けられ、前記出口管は前記サイクロン塔の前記円筒部内に垂下し且つ下端に開口部を有するサイクロン式集塵装置であって、
    該サイクロン式集塵装置は、
    前記サイクロン塔の前記円錐台部と前記集塵部との接続部である集塵口に、集塵口周壁との間に隙間を形成するように配された整流部材を備え、該整流部材は前記集塵部に設けられた支持部材により支持されており、
    前記出口管の前記開口部は前記入口管の下端よりも下方に位置し、前記出口管の前記開口部と前記入口管の前記下端との間の高さ方向の距離Lと前記出口管の内径dが、L/d=0〜1.0を満たし、
    前記集塵口の開口径dと前記整流部材の最大外径dとが、0≦|d−d|≦20mmを満たし、
    前記整流部材の高さhと前記dとが、1.19<2h/d<1.74を満たし、
    前記集塵口周壁と前記整流部材との最短距離Lが、0<L<35mmを満たすことを特徴とするサイクロン式集塵装置。
  2. 前記出口管の前記開口部と前記入口管の前記下端との間の高さ方向の距離Lと前記出口管の内径dが、L/d=0〜0.5を満たすことを特徴とする請求項1記載のサイクロン式集塵装置。
  3. 前記集塵口周壁と前記整流部材との最短距離Lが、0<L<25mmを満たすことを特徴とする請求項1又は2記載のサイクロン式集塵装置。
  4. 前記整流部材は、前記支持部材により上下位置を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
  5. 前記出口管は、前記円筒部内に固定部材により差し込み垂下され、出口管下端の上下位置を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
  6. 前記整流部材は円錐形状であり、先鋭頂部が前記サイクロン塔の前記円錐台部に向かって臨むように配されていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
  7. 前記整流部材は多角錐形状であり、先鋭頂部が前記サイクロン塔の前記円錐台部に向かって臨むように配されていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
  8. 前記支持部材は、前記整流部材を貫通し、前記出口管の内部にまで延びていることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
  9. 請求項1乃至8いずれかに記載のサイクロン集塵装置を備える吸引装置。
  10. 前記吸引装置が吸引車である請求項9記載の吸引装置。
JP2014145378A 2014-07-15 2014-07-15 サイクロン式集塵装置 Active JP6124356B2 (ja)

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