JP2018008227A - Cyclone separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サイクロン分離装置に関するものである。 The present invention relates to a cyclone separator.
従来、気体と固体の混合物から固体を分離するサイクロン分離装置が知られている。特許文献１に開示されたサイクロン分離装置では、軸方向が水平となるように旋回室（サイクロン室）が形成される。また、このサイクロン分離装置では、旋回室の一端に環状の吸気口が形成され、旋回室の他端の中心部に排気口が形成される。このサイクロン分離装置は、吸気口を通って旋回室へ流入した室外空気を旋回させることによって室外空気中の塵埃を分離し、塵埃が分離された室外空気を排気口から流出させる。また、遠心分離された塵埃は、旋回室に設けられた排出口から排出され、塵埃収容室に回収される。 Conventionally, a cyclone separation apparatus that separates a solid from a mixture of gas and solid is known. In the cyclone separation device disclosed in Patent Document 1, a swirl chamber (cyclone chamber) is formed so that the axial direction is horizontal. Further, in this cyclone separation device, an annular intake port is formed at one end of the swirl chamber, and an exhaust port is formed at the center of the other end of the swirl chamber. This cyclone separator separates the dust in the outdoor air by swirling the outdoor air that has flowed into the swirl chamber through the intake port, and causes the outdoor air from which the dust has been separated to flow out from the exhaust port. The centrifugally separated dust is discharged from a discharge port provided in the swirl chamber and collected in the dust storage chamber.
しかしながら、サイクロン分離装置では、塵埃収容室にも気流が流れ込むことがあり、その気流の状態によっては、塵埃収容室内の塵埃が排出口に逆戻りする現象（再飛散と呼ぶ）が起こる可能性がある。すなわち、サイクロン分離装置では、集塵効率改善の余地がある。 However, in the cyclone separator, an airflow may also flow into the dust chamber, and depending on the state of the airflow, there is a possibility that a phenomenon in which the dust in the dust chamber returns to the discharge port (referred to as re-scattering) may occur. . That is, the cyclone separator has room for improving the dust collection efficiency.
本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、サイクロン分離装置において、集塵効率の向上を図ることを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and aims to improve dust collection efficiency in a cyclone separator.
前記の課題を解決するため、第１の態様は、
気体と固体との混合物である被処理流体を旋回軸（Z）の回りに旋回させ、該旋回の遠心力によって該気体と該固体とを分離し、分離した気体を流体導出口（22）から導出するとともに、分離した固体を固体導出口（23）から導出する本体部（20）と、
前記固体導出口（23）から導出された前記固体を収容する収容箱（55）と、
を備え、
前記本体部（20）と収容箱（55）との間には、前記収容箱（55）内の空気を旋回流に戻す空気流路（60）が形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the first aspect is
A fluid to be treated, which is a mixture of gas and solid, is swung around a swivel axis (Z), the gas and the solid are separated by the centrifugal force of the swirl, and the separated gas is discharged from the fluid outlet (22). A main body (20) for deriving and separating the separated solid from the solid outlet (23);
A storage box (55) for storing the solid derived from the solid outlet (23);
With
An air flow path (60) for returning the air in the storage box (55) to a swirl flow is formed between the main body (20) and the storage box (55).
この構成では、収容箱（55）に入った空気を本体部（20）内に帰還させることができる。その結果、この態様では、旋回流の回転力を増すことが可能になる。 In this configuration, the air that has entered the storage box (55) can be returned to the main body (20). As a result, in this aspect, the rotational force of the swirling flow can be increased.
また、空気流路（60）を設けたことで、収容箱（55）内に不要な気流が生じないようにできる。その結果、この態様では、塵埃の再飛散防止も可能になる。 Moreover, by providing the air flow path (60), it is possible to prevent unnecessary airflow from being generated in the storage box (55). As a result, in this aspect, it is possible to prevent dust from re-scattering.
また、第２の態様は、第１の態様において、
前記空気流路（60）は、前記固体の周回方向における下流側を向いて、本体部（20）内側の端部が開口していることを特徴とする。
The second aspect is the first aspect,
The air flow path (60) faces the downstream side in the circulation direction of the solid, and an end portion inside the main body (20) is opened.
この構成では、空気流路（60）から本体部（20）に入る気流が本体部（20）内の旋回流に合流する際に、効果的に、旋回流の回転力を増すことが可能になる。 In this configuration, when the airflow entering the main body (20) from the air flow path (60) merges with the swirl flow in the main body (20), the rotational force of the swirl flow can be effectively increased. Become.
また、第３の態様は、第１又は第２の態様において、
前記空気流路（60）は、前記旋回軸（Z）方向において、前記固体導出口（23）よりも上流側となる位置に、本体部（20）内側の端部が開口していることを特徴とする。
Further, the third aspect is the first or second aspect,
The air flow path (60) has an opening on the inner side of the main body (20) at a position upstream of the solid outlet (23) in the direction of the pivot axis (Z). Features.
この構成では、例えば、空気流路（60）を通過する空気に、収容箱（55）内の塵埃が混入していたとしても、その塵埃は再度、旋回流の遠心力によって空気と分離され、固体導出口（23）へと導かれることになる。 In this configuration, for example, even if dust in the storage box (55) is mixed in the air passing through the air flow path (60), the dust is again separated from the air by the centrifugal force of the swirling flow, It will be led to the solid outlet (23).
前記の各態様によれば、サイクロン分離装置において、集塵効率の向上を図ることが可能になる。 According to each aspect described above, it is possible to improve the dust collection efficiency in the cyclone separator.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
《発明の実施形態１》
図１は、実施形態１の給気フード（10）を備えた換気システム（110）の概略構成図である。本実施形態の給気フード（10）は、サイクロン分離装置を構成しており、室内空間の換気を行う換気システム（110）に設けられている。以下では、先ず、本実施形態の給気フード（10）を備えた換気システム（110）の概要を説明し、次に、本実施形態の給気フード（10）の詳細を説明する。
Embodiment 1 of the Invention
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a ventilation system (110) including an air supply hood (10) according to the first embodiment. The air supply hood (10) of the present embodiment constitutes a cyclone separator and is provided in a ventilation system (110) that ventilates an indoor space. Below, the outline | summary of the ventilation system (110) provided with the air supply hood (10) of this embodiment is demonstrated first, and the detail of the air supply hood (10) of this embodiment is demonstrated next.
−換気システム−
図１に示すように、換気システム（110）は、住宅等の建物（100）に設置されて室内空間の換気を行うものである。この換気システム（110）は、本実施形態の給気フード（10）と、換気装置（120）と、換気装置（120）に接続されたダクト（111〜114）とを備えている。
−Ventilation system−
As shown in FIG. 1, the ventilation system (110) is installed in a building (100) such as a house to ventilate an indoor space. The ventilation system (110) includes an air supply hood (10) of the present embodiment, a ventilation device (120), and ducts (111 to 114) connected to the ventilation device (120).
本実施形態の給気フード（10）は、建物（100）の天井裏に取り付けられている。この給気フード（10）は、換気装置（120）へ供給される室外空気（OA）を被処理流体とし、室外空気（OA）から埃や虫などの比較的大きな塵埃（固体）を分離する。 The air supply hood (10) of this embodiment is attached to the ceiling of the building (100). This air supply hood (10) uses outdoor air (OA) supplied to the ventilator (120) as a fluid to be treated, and separates relatively large dust (solid) such as dust and insects from the outdoor air (OA). .
換気装置（120）は、ケーシング（121）と、全熱交換器（124）と、給気ファン（125）と、排気ファン（126）と、フィルタ（127）とを備えている。ケーシング（121）の内部には、給気通路（122）と排気通路（123）とが形成されている。全熱交換器（124）は、給気通路（122）を流れる室外空気（OA）と、排気通路（123）を流れる室内空気（RA）との間で、熱と水分を交換させる。給気通路（122）では、全熱交換器（124）の下流側に給気ファン（125）が配置され、全熱交換器（124）の上流側にフィルタ（127）が配置される。排気通路（123）では、全熱交換器（124）の下流側に排気ファン（126）が配置される。 The ventilation device (120) includes a casing (121), a total heat exchanger (124), an air supply fan (125), an exhaust fan (126), and a filter (127). An air supply passage (122) and an exhaust passage (123) are formed in the casing (121). The total heat exchanger (124) exchanges heat and moisture between outdoor air (OA) flowing through the air supply passage (122) and indoor air (RA) flowing through the exhaust passage (123). In the air supply passage (122), the air supply fan (125) is disposed on the downstream side of the total heat exchanger (124), and the filter (127) is disposed on the upstream side of the total heat exchanger (124). In the exhaust passage (123), an exhaust fan (126) is disposed downstream of the total heat exchanger (124).
換気装置（120）のケーシング（121）には、ダクト（111〜114）が接続されている。外気吸込ダクト（111）は、一端が給気フード（10）に接続され、他端が給気通路（122）の始端に接続されている。給気ダクト（112）は、一端が給気通路（122）の終端に接続され、他端が室内空間に開口している。内気吸込ダクト（113）は、一端が室内空間に開口し、他端が排気通路（123）の始端に接続されている。排気ダクト（114）は、一端が排気通路（123）の終端に接続され、他端が室外空間に開口している。 Ducts (111 to 114) are connected to the casing (121) of the ventilation device (120). One end of the outside air suction duct (111) is connected to the air supply hood (10), and the other end is connected to the start end of the air supply passage (122). The air supply duct (112) has one end connected to the terminal end of the air supply passage (122) and the other end opened to the indoor space. One end of the inside air suction duct (113) opens into the indoor space, and the other end is connected to the start end of the exhaust passage (123). The exhaust duct (114) has one end connected to the end of the exhaust passage (123) and the other end opened to the outdoor space.
−給気フードの構成−
図２に示すように、サイクロン分離装置を構成する給気フード（10）は、本体部（20）と、収容箱（55）とを備えている。また、本体部（20）は、本体円筒部（30）と、ガイド部材（40）と、ダクト接続部（45）と、中央部材（50）とを備えている。
-Composition of air supply hood-
As shown in FIG. 2, the air supply hood (10) constituting the cyclone separating device includes a main body (20) and a storage box (55). The main body (20) includes a main body cylindrical portion (30), a guide member (40), a duct connection portion (45), and a central member (50).
図３及び図４に示すように、本体円筒部（30）は、比較的大径の円筒状に形成されている。本体円筒部（30）は、一端（図４における左端）が開口し、他端（図４における右端）が端板部（32）で一部閉塞されている。本体円筒部（30）の内部空間は、被処理流体である室外空気（OA）が旋回しながら流れる旋回室（33）となっている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the main body cylindrical portion (30) is formed in a relatively large-diameter cylindrical shape. One end (the left end in FIG. 4) of the main body cylindrical portion (30) is open, and the other end (the right end in FIG. 4) is partially closed by the end plate portion (32). The internal space of the main body cylindrical portion (30) is a swirl chamber (33) through which the outdoor air (OA) that is the fluid to be treated flows while swirling.
ガイド部材（40）は、一つの中央円板（42）と、多数の案内羽根（41）とを備えている。中央円板（42）は、直径が本体円筒部（30）の内径よりも小さい円板状の部材である。案内羽根（41）は、中央円板（42）の周囲に放射状に配置されている。図５に示すように、各案内羽根（41）は、旋回室（33）において室外空気（OA）が横向きの旋回軸（Z）の回りに旋回するように傾斜している。より具体的には、ガイド部材（40）からダクト接続部（45）の方向に向って室外空気（OA）の旋回流を見た場合に、旋回室（33）において室外空気（OA）が時計回りに旋回するように、案内羽根（41）の傾斜方向を定めてある。 The guide member (40) includes one central disk (42) and a number of guide vanes (41). The central disc (42) is a disc-shaped member having a diameter smaller than the inner diameter of the main body cylindrical portion (30). The guide vanes (41) are arranged radially around the central disk (42). As shown in FIG. 5, each guide vane (41) is inclined so that outdoor air (OA) swirls around a lateral swirl axis (Z) in the swirl chamber (33). More specifically, when the swirling flow of the outdoor air (OA) is observed from the guide member (40) toward the duct connecting portion (45), the outdoor air (OA) is watched in the swirl chamber (33). The direction of inclination of the guide vane (41) is determined so as to turn around.
ガイド部材（40）は、中央円板（42）の中心軸が旋回室（33）の中心軸と実質的に一致する姿勢で、本体円筒部（30）の一端（図４における左端）に取り付けられている。本体部（20）では、本体円筒部（30）の周壁部（31）の一端（図４における左端）と中央円板（42）の間に形成された円環状の開口が、旋回室（33）へ室外空気（OA）を導入するための導入口（21）となっている。また、本体部（20）では、導入口（21）に案内羽根（41）が配置されている。 The guide member (40) is attached to one end (the left end in FIG. 4) of the main body cylindrical portion (30) so that the central axis of the central disk (42) substantially coincides with the central axis of the swirl chamber (33). It has been. In the main body portion (20), an annular opening formed between one end (the left end in FIG. 4) of the peripheral wall portion (31) of the main body cylindrical portion (30) and the central disc (42) is formed in the swirl chamber (33). ) Is an inlet (21) for introducing outdoor air (OA) to In the main body (20), the guide vane (41) is disposed in the introduction port (21).
ダクト接続部（45）は、両端が開口した円筒状（あるいは、円管状）の部材である。ダクト接続部（45）は、その一端部（図４における左端部）が本体円筒部（30）の端板部（32）を貫通して旋回室（33）に開口している。旋回室（33）に開口するダクト接続部（45）の一端は、旋回室（33）から室外空気（OA）を導出するための流体導出口（22）を構成している。ダクト接続部（45）の一端面は、本体円筒部（30）の端板部（32）の内側面と面一になっている。また、ダクト接続部（45）の中心軸は、旋回室（33）の中心軸と実質的に一致している。ダクト接続部（45）の他端部（図４における右端部）には、外気吸込ダクト（111）が接続される。 The duct connecting portion (45) is a cylindrical (or circular) member having both ends opened. One end (the left end in FIG. 4) of the duct connection part (45) passes through the end plate part (32) of the main body cylindrical part (30) and opens into the swirl chamber (33). One end of the duct connection part (45) opened to the swirl chamber (33) constitutes a fluid outlet (22) for deriving outdoor air (OA) from the swirl chamber (33). One end surface of the duct connecting portion (45) is flush with the inner surface of the end plate portion (32) of the main body cylindrical portion (30). Further, the central axis of the duct connecting portion (45) substantially coincides with the central axis of the swirl chamber (33). The outside air suction duct (111) is connected to the other end portion (the right end portion in FIG. 4) of the duct connection portion (45).
中央部材（50）は、一端（図４における左端）が開口して他端（図４における右端）が閉塞された円筒状の部材である。中央部材（50）の外径は、ガイド部材（40）の中央円板（42）の外径と実質的に一致している。中央部材（50）の長さは、本体円筒部（30）の長さの概ね半分程度である。中央部材（50）は、中央円板（42）の内側面（旋回室（33）側の面）から突出するように配置され、旋回室（33）の中心軸（36）に沿って延びている。中央部材（50）の中心軸は、旋回室（33）の中心軸（36）と実質的に一致している。 The central member (50) is a cylindrical member having one end (left end in FIG. 4) opened and the other end (right end in FIG. 4) closed. The outer diameter of the central member (50) substantially matches the outer diameter of the central disk (42) of the guide member (40). The length of the central member (50) is approximately half of the length of the main body cylindrical portion (30). The central member (50) is disposed so as to protrude from the inner side surface (the surface on the swirl chamber (33) side) of the central disk (42), and extends along the central axis (36) of the swirl chamber (33). Yes. The central axis of the central member (50) substantially coincides with the central axis (36) of the swirl chamber (33).
上述したように、中央部材（50）の中心軸と、ダクト接続部（45）の中心軸とは、旋回室（33）の中心軸（36）と実質的に一致している。従って、ダクト接続部（45）の一端によって構成された流体導出口（22）は、中央部材（50）の突端面（図４における右端面）と向かい合っている。 As described above, the central axis of the central member (50) and the central axis of the duct connecting portion (45) substantially coincide with the central axis (36) of the swirl chamber (33). Therefore, the fluid outlet port (22) formed by one end of the duct connecting portion (45) faces the protruding end surface (the right end surface in FIG. 4) of the central member (50).
図４に示すように、旋回室（33）は、一端（図４における左端）寄りの領域の中央部が中央部材（50）に占められている。つまり、旋回室（33）の一端寄りの領域は、旋回室（33）の中心軸（36）を含む領域が、旋回室（33）の一端から他端へ向かって延びる中央部材（50）によって占められている。このため、旋回室（33）は、一端寄りの領域が中央部材（50）の周囲を囲む環状空間（34）となり、中央部材（50）の突端（51）よりも旋回室（33）の他端（図４における右端）寄りの領域（即ち、中央部材（50）の突端（51）から本体円筒部（30）の端板部（32）までの領域）が円状空間（35）となる。 As shown in FIG. 4, in the swirl chamber (33), the central part of the region near one end (left end in FIG. 4) is occupied by the central member (50). That is, the region near the one end of the swirl chamber (33) is the region including the central axis (36) of the swirl chamber (33) by the central member (50) extending from one end to the other end of the swirl chamber (33). Occupied. For this reason, the swirl chamber (33) has an annular space (34) in which the region near one end surrounds the periphery of the central member (50), and the swirl chamber (33) other than the protruding end (51) of the central member (50). A region near the end (the right end in FIG. 4) (that is, a region from the protruding end (51) of the central member (50) to the end plate portion (32) of the main body cylindrical portion (30)) is a circular space (35). .
本体円筒部（30）の周壁部（31）には、旋回室（33）から塵埃を導出するための固体導出口（23）が形成されている。具体的には、図４に示すように、固体導出口（23）は、本体円筒部（30）の周壁部（31）のうち、旋回室（33）の後段である円状空間（35）に面する部分に形成され、周壁部（31）を貫通している。この固体導出口（23）は、本体円筒部（30）の端板部（32）に隣接している。また、図６に、給気フード（10）の固体導出口（23）付近の断面図を示す。この図６は、図４におけるVI−VI断面に相当する。図６に示すように、固体導出口（23）は、周壁部（31）のうち給気フード（10）の正面から見て右下の領域に位置している。 A solid outlet (23) for extracting dust from the swirl chamber (33) is formed in the peripheral wall portion (31) of the main body cylindrical portion (30). Specifically, as shown in FIG. 4, the solid outlet (23) is a circular space (35) that is a rear stage of the swirl chamber (33) in the peripheral wall portion (31) of the main body cylindrical portion (30). It is formed in the part facing the surface and penetrates the peripheral wall part (31). The solid outlet (23) is adjacent to the end plate portion (32) of the main body cylindrical portion (30). FIG. 6 shows a cross-sectional view of the vicinity of the solid outlet (23) of the air supply hood (10). 6 corresponds to the VI-VI cross section in FIG. As shown in FIG. 6, the solid outlet (23) is located in the lower right region of the peripheral wall (31) when viewed from the front of the air supply hood (10).
この本体円筒部（30）の下部には、該本体円筒部（30）を覆うように、箱状の部材である収容箱（55）が配置されている（図３参照）。より詳しくは、収容箱（55）は、図４に示すように、本体円筒部（30）の端板部（32）寄りに配置され、固体導出口（23）を覆っている。収容箱（55）と本体円筒部（30）に囲まれた空間は、塵埃収容室（56）となる。 A storage box (55), which is a box-like member, is disposed under the main body cylindrical portion (30) so as to cover the main body cylindrical portion (30) (see FIG. 3). More specifically, as shown in FIG. 4, the storage box (55) is disposed closer to the end plate portion (32) of the main body cylindrical portion (30) and covers the solid outlet (23). A space surrounded by the storage box (55) and the main body cylindrical portion (30) is a dust storage chamber (56).
本実施形態の収容箱（55）には、塵埃収容室（56）に溜まった塵埃を排出するために、掃除機用の接続口（57）が設けられている。図７及び図８は、掃除機の接続口（57）を示す。この例では、図８に示すように、掃除機のホースを接続口（57）に接続すると、稼働蓋(57a)の上端がホース先端に押され、それによって稼働蓋（57a）が回転軸（57c）を中心に回転して開状態になる。なお、接続口（57）には、掃除機による吸引の際の空気漏れ防止のために、掃除機のホースを突き当てるフランジ(57b)を設けてある。この接続口（57）を設けたことにより、捕集された塵埃を収容箱（55）から容易に排出させることができる。 The storage box (55) of the present embodiment is provided with a connection port (57) for a vacuum cleaner in order to discharge the dust accumulated in the dust storage chamber (56). 7 and 8 show the connection port (57) of the vacuum cleaner. In this example, as shown in FIG. 8, when the hose of the vacuum cleaner is connected to the connection port (57), the upper end of the operating lid (57a) is pushed against the tip of the hose, thereby causing the operating lid (57a) to rotate on the rotating shaft ( Rotate around 57c) to open. The connection port (57) is provided with a flange (57b) for abutting the hose of the cleaner to prevent air leakage during suction by the cleaner. By providing this connection port (57), the collected dust can be easily discharged from the storage box (55).
そして、本実施形態では、本体部（20）と収容箱（55）との間には、収容箱（55）内の空気を旋回流に戻す空気流路（60）が形成されている。 And in this embodiment, the air flow path (60) which returns the air in a storage box (55) to a swirl flow is formed between the main-body part (20) and the storage box (55).
−空気流路の構成−
図９は、給気フード（10）における、本体円筒部（30）と収容箱（55）との接続部付近の断面図である。図９は、図４のIX-IX断面に相当する。図９に示すように、空気流路（60）は、塵埃収容室（56）と、本体円筒部（30）内の環状空間（34）とを結ぶ流路である。具体的には、空気流路（60）は、周壁部（31）を貫通し、旋回軸（Z）方向が長手となる長穴（貫通孔）である（図４参照）。
-Air channel configuration-
FIG. 9 is a cross-sectional view of the air supply hood (10) in the vicinity of the connection portion between the main body cylindrical portion (30) and the storage box (55). FIG. 9 corresponds to the IX-IX cross section of FIG. As shown in FIG. 9, the air flow path (60) is a flow path that connects the dust chamber (56) and the annular space (34) in the main body cylindrical portion (30). Specifically, the air channel (60) is a long hole (through hole) that passes through the peripheral wall portion (31) and has a longitudinal direction in the turning axis (Z) (see FIG. 4).
この例では、空気流路（60）における、本体部（20）内側の開口（61）は、塵埃（固体）の周回方向（図９参照）における下流側を向いている。より具体的には、塵埃収容室（56）側から空気流路（60）に入った空気が、開口（61）から出る際に、環状空間（34）内の塵埃の周回軌道に合流するように開口（61）の向きが定められている。 In this example, the opening (61) inside the main body (20) in the air flow path (60) faces the downstream side in the circulation direction of dust (solid) (see FIG. 9). More specifically, when the air that has entered the air flow path (60) from the dust chamber (56) side exits from the opening (61), it joins the circular orbit of dust in the annular space (34). The direction of the opening (61) is determined.
また、空気流路（60）の開口（61）は、旋回軸（Z）方向においては、固体導出口（23）よりも上流側となる位置に形成されている。具体的には、図４に示すように、周壁部（31）であって、固体導出口（23）よりも案内羽根（41）寄りの位置に開口（61）が形成されている。同様に、空気流路（60）における塵埃収容室（56）側の開口（62）も、旋回軸（Z）方向においては、固体導出口（23）よりも上流側、すなわち、固体導出口（23）よりも案内羽根（41）寄りとなる位置に形成されている。 In addition, the opening (61) of the air flow path (60) is formed at a position upstream of the solid outlet (23) in the swivel axis (Z) direction. Specifically, as shown in FIG. 4, an opening (61) is formed in the peripheral wall portion (31) at a position closer to the guide vane (41) than the solid outlet (23). Similarly, the opening (62) on the dust containing chamber (56) side in the air flow path (60) is also upstream of the solid outlet (23) in the swivel axis (Z) direction, that is, the solid outlet ( It is formed at a position closer to the guide vane (41) than 23).
−給気フードの除塵作用−
換気装置（120）の給気ファン（125）が作動すると、室外空気（OA）が給気フード（10）を通って外気吸込ダクト（111）へ流入する。給気フード（10）では、被処理流体である室外空気（OA）から、埃や虫などの比較的大きな塵埃（固体）が分離される。その際、給気フード（10）では、気体と固体との混合物である被処理流体（室外空気（OA））を横向きの旋回軸（Z）の回りに旋回させて、遠心力によって該気体と該固体とを分離している。ここでは、給気フード（10）が室外空気（OA）から塵埃を分離する作用について、図５を参照しながら説明する。
-Dust removal action of air supply hood-
When the air supply fan (125) of the ventilator (120) is activated, outdoor air (OA) flows into the outdoor air intake duct (111) through the air supply hood (10). In the air supply hood (10), relatively large dust (solid) such as dust and insects is separated from outdoor air (OA) that is a fluid to be treated. At that time, in the air supply hood (10), the fluid to be treated (outdoor air (OA)), which is a mixture of gas and solid, is swung around the horizontal swivel axis (Z), and the gas is separated by centrifugal force. The solid is separated. Here, the effect | action which an air supply hood (10) isolate | separates dust from outdoor air (OA) is demonstrated, referring FIG.
給気フード（10）では、室外空気（OA）が導入口（21）を通って旋回室（33）へ流入する。ガイド部材（40）の案内羽根（41）は、導入口（21）を通過する室外空気（OA）の流れを、旋回室（33）の周方向へ案内する。このため、旋回室（33）へ流入した室外空気（OA）は、給気フード（10）の正面から見て時計方向へ旋回する。その旋回軸（Z）は、旋回室（33）の中心軸（36）と同一と見なしてよい。旋回する室外空気（OA）は、中央部材（50）の周囲を旋回しつつ、円状空間（35）に向って環状空間（34）内を進む。すなわち、旋回室（33）内には室外空気（OA）（被処理流体）の旋回流が形成される。室外空気（OA）が旋回室（33）を流れる過程では、室外空気（OA）に含まれる塵埃に遠心力が作用し、旋回室（33）の周壁面（即ち、本体円筒部（30）の内周面）付近に塵埃が集まってゆく。また、旋回室（33）の周壁面付近における塵埃の密度が高くなると、塵埃が凝集して比較的大きな塊を形成する。 In the air supply hood (10), outdoor air (OA) flows into the swirl chamber (33) through the inlet (21). The guide vanes (41) of the guide member (40) guide the flow of outdoor air (OA) passing through the introduction port (21) in the circumferential direction of the swirl chamber (33). For this reason, the outdoor air (OA) flowing into the swirl chamber (33) swirls clockwise as viewed from the front of the air supply hood (10). The swivel axis (Z) may be regarded as the same as the central axis (36) of the swirl chamber (33). The swirling outdoor air (OA) travels in the annular space (34) toward the circular space (35) while swirling around the central member (50). That is, a swirl flow of outdoor air (OA) (fluid to be treated) is formed in the swirl chamber (33). In the process in which the outdoor air (OA) flows through the swirl chamber (33), centrifugal force acts on the dust contained in the outdoor air (OA), and the peripheral wall surface of the swirl chamber (33) (that is, the main body cylindrical portion (30)). Dust collects near the inner surface. Further, when the density of dust near the peripheral wall surface of the swirl chamber (33) increases, the dust aggregates to form a relatively large lump.
室外空気（OA）が旋回室（33）から円状空間（35）へ流入した時点では、大半の塵埃が既に本体円筒部（30）の周壁部（31）付近（即ち、旋回室（33）の周壁面付近）に集まっている。このため、円柱空間の中心軸付近の領域に存在する室外空気（OA）は、塵埃を殆ど含まない状態となる。この塵埃を殆ど含まない室外空気（OA）は、流体導出口（22）へ流入し、流体導出口（22）へ流入した室外空気（OA）は、ダクト接続部（45）を通って外気吸込ダクト（111）へ流れてゆく。 When outdoor air (OA) flows into the circular space (35) from the swirl chamber (33), most of the dust has already been near the peripheral wall (31) of the main body cylindrical portion (30) (ie, the swirl chamber (33)). In the vicinity of the surrounding wall). For this reason, the outdoor air (OA) existing in the region near the central axis of the cylindrical space is in a state containing almost no dust. The outdoor air (OA) containing almost no dust flows into the fluid outlet (22), and the outdoor air (OA) that flows into the fluid outlet (22) is sucked into the outside through the duct connection (45). It flows to the duct (111).
一方、旋回室（33）の周壁面付近に集まった塵埃は、本体円筒部（30）の端板部（32）側へ移動してゆき、端板部（32）付近の軌道を周回する。周回している塵埃が固体導出口（23）に到達すると、塵埃は、固体導出口（23）を通って塵埃収容室（56）へ入る。塵埃収容室（56）には、室外空気（OA）から分離された塵埃が溜まってゆく。つまり、本実施形態では、気体と固体との混合物である被処理流体を横向きの旋回軸の回りに旋回させて、遠心力によって該気体と該固体とを分離しているのである。 On the other hand, the dust collected near the peripheral wall surface of the swirl chamber (33) moves to the end plate portion (32) side of the main body cylindrical portion (30) and goes around the track near the end plate portion (32). When the circulating dust reaches the solid outlet (23), the dust enters the dust storage chamber (56) through the solid outlet (23). Dust separated from outdoor air (OA) accumulates in the dust storage chamber (56). In other words, in the present embodiment, the fluid to be treated, which is a mixture of gas and solid, is swung around a horizontal swing axis, and the gas and the solid are separated by centrifugal force.
そして、給気フード（10）では、気体と固体とを分離する過程において、本体円筒部（30）から収容箱（55）に空気が流れ込むと塵埃収容室（56）内の圧力が上昇し、塵埃収容室（56）内の空気は空気流路（60）に流れ込むことになる。空気流路（60）に流れ込んだ空気は、環状空間（34）側の開口（61）から流出し、環状空間（34）における旋回流と合流する。 In the air supply hood (10), in the process of separating the gas and the solid, when air flows from the main body cylindrical portion (30) into the storage box (55), the pressure in the dust storage chamber (56) increases, The air in the dust chamber (56) flows into the air flow path (60). The air that has flowed into the air flow path (60) flows out of the opening (61) on the annular space (34) side and merges with the swirling flow in the annular space (34).
〈本実施形態における効果〉
前記の通り、給気フード（10）では、空気流路（60）を設けたことによって、収容箱（55）に入った空気を本体円筒部（30）内に帰還させることができ、それにより、収容箱（55）内に不要な気流が生じないようにできる。すなわち、塵埃収容室（56）内の塵埃が固体導出口（23）に逆戻りする再飛散が低減する。また、空気流路（60）に入った空気が、開口（61）から出る際に、環状空間（34）内の塵埃の周回軌道に合流するので、旋回流の回転力を増すことが可能になる。とりわけ、この例では、空気流路（60）の開口（61）は、塵埃（固体）の周回方向（図９参照）における下流側を向いているので、前記合流の際に、より効果的に、旋回流の回転力を増すことが可能になる。
<Effect in this embodiment>
As described above, in the air supply hood (10), by providing the air flow path (60), the air that has entered the storage box (55) can be returned to the main body cylindrical part (30), thereby It is possible to prevent unnecessary airflow from occurring in the storage box (55). That is, re-scattering of dust in the dust chamber (56) returning to the solid outlet (23) is reduced. In addition, when the air entering the air flow path (60) exits from the opening (61), it joins the circular orbit of the dust in the annular space (34), so the rotational force of the swirling flow can be increased. Become. In particular, in this example, the opening (61) of the air flow path (60) faces the downstream side in the circulation direction of dust (solid) (see FIG. 9). The rotational force of the swirling flow can be increased.
なお、空気流路（60）を通過する空気に、収容箱（55）内の塵埃が混入していたとしても、その塵埃は旋回流の遠心力によって空気と分離され、再度、固体導出口（23）へと導かれることになる。これは、空気流路（60）の開口（61）は、旋回軸（Z）方向においては、固体導出口（23）よりも上流側となる位置に形成されているからである。つまり、本実施形態では、空気流路（60）を通過する空気に、収容箱（55）内の塵埃が混入していたとしても問題にはならない。 In addition, even if the dust in the storage box (55) is mixed in the air passing through the air flow path (60), the dust is separated from the air by the centrifugal force of the swirling flow, and again, the solid outlet ( 23). This is because the opening (61) of the air flow path (60) is formed at a position upstream of the solid outlet (23) in the direction of the turning axis (Z). That is, in this embodiment, even if dust in the storage box (55) is mixed in the air passing through the air flow path (60), there is no problem.
以上の通り、本実施形態では、給気フード（10）（サイクロン分離装置）において、集塵効率を高めることが可能になる。 As described above, in the present embodiment, the dust collection efficiency can be increased in the air supply hood (10) (the cyclone separator).
《実施形態１の変形例》
図１０は、空気流路（60）の他の構成例を示す。この例では本体円筒部（30）の周壁部（31）の外面から収容箱（55）に向って突出する突部（70）を設け、その突部（70）に空気流路（60）を形成している。こうすることで、塵埃収容室（56）から旋回室（33）に向かう気流を確実に旋回流に沿わせることが可能になる。その結果、本実施形態では、集塵効率を効果的に改善することが可能になる。
<< Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 10 shows another configuration example of the air flow path (60). In this example, a protrusion (70) that protrudes from the outer surface of the peripheral wall portion (31) of the main body cylindrical portion (30) toward the storage box (55) is provided, and an air flow path (60) is provided in the protrusion (70). Forming. By doing so, it is possible to ensure that the airflow from the dust chamber (56) toward the swirl chamber (33) follows the swirl flow. As a result, in the present embodiment, the dust collection efficiency can be effectively improved.
《発明の実施形態２》
図１１は、本発明の実施形態２に係る給気フード（10）の斜視図である。図１１に示すように、本実施形態の給気フード（10）は、収容箱（55）の位置が実施形態１の例とは異なっている。また、図１２は、実施形態２に係る給気フード（10）の側面図である。そして、図１３及び図１４は、給気フード（10）の断面図である。図１３は、図１２におけるXIII−XIII断面に対応し、図１４は、図１２におけるXIV−XIV断面に対応する。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
FIG. 11 is a perspective view of an air supply hood (10) according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 11, the supply hood (10) of this embodiment differs from the example of Embodiment 1 in the position of the storage box (55). FIG. 12 is a side view of the air supply hood (10) according to the second embodiment. 13 and 14 are sectional views of the air supply hood (10). 13 corresponds to the XIII-XIII cross section in FIG. 12, and FIG. 14 corresponds to the XIV-XIV cross section in FIG.
本実施形態では、固体導出口（23）は、ガイド部材（40）側から旋回軸（Z）に沿って該旋回室（33）を見ると、該旋回室（33）の右上の領域に位置している（図１３参照）。この「右上の領域」を詳しく説明するために、本実施形態では、図１３に示すように、２軸の直交座標系（Ｘ−Ｙ座標系と呼ぶ。）を定義する。このＸ−Ｙ座標系は、旋回軸（Z）上に原点を有し、２軸が該旋回軸（Z）に直交し且つ前記２軸の一方が水平である。ここでは、水平方向の軸がＸ軸であり、垂直方向の軸がＹ軸であるものとする。また、このＸ−Ｙ座標系は、被処理流体（室外空気（OA））の旋回が時計回りに見える側から見た場合（図１３がこれに相当する）に、該原点の右方向及び上方向を該直交座標系の正方向に定義する。また、Ｘ−Ｙ座標平面において、座標値が、Ｘ＞０、且つＹ＞０となる領域を「第１象限」とする。このＸ−Ｙ座標平面は、第１象限を起点にして反時計回りに、各座標軸を境界として、第２象限、第３象限、第４象限の順に区分される。 In the present embodiment, the solid outlet (23) is located in the upper right region of the swirl chamber (33) when viewed from the guide member (40) side along the swirl axis (Z). (See FIG. 13). In order to describe this “upper right region” in detail, in this embodiment, a two-axis orthogonal coordinate system (referred to as an XY coordinate system) is defined as shown in FIG. This XY coordinate system has an origin on a turning axis (Z), two axes are orthogonal to the turning axis (Z), and one of the two axes is horizontal. Here, it is assumed that the horizontal axis is the X axis and the vertical axis is the Y axis. In addition, this XY coordinate system shows the right direction and the upper side of the origin when the swirling of the fluid to be treated (outdoor air (OA)) is viewed from the side in which the fluid is viewed clockwise (FIG. 13 corresponds to this). The direction is defined as the positive direction of the orthogonal coordinate system. In the XY coordinate plane, an area where the coordinate value is X> 0 and Y> 0 is defined as “first quadrant”. The XY coordinate plane is divided in the order of the second quadrant, the third quadrant, and the fourth quadrant counterclockwise from the first quadrant, with each coordinate axis as a boundary.
前記のように定義したＸ−Ｙ座標系に固体導出口（23）を投影してみると、該固体導出口（23）は、直交座標系の第１象限のみに投影される（図１３参照）。すなわち、固体導出口（23）は、直交座標系の第１象限に形成されている。 When the solid outlet (23) is projected onto the XY coordinate system defined as described above, the solid outlet (23) is projected only in the first quadrant of the orthogonal coordinate system (see FIG. 13). ). That is, the solid outlet (23) is formed in the first quadrant of the orthogonal coordinate system.
そして、この例でも収容箱（55）は、箱状の部材であり、本体円筒部（30）の横側（図１３では右部）を覆うように配置されて固体導出口（23）を覆っている。収容箱（55）と本体円筒部（30）に囲まれた空間は、塵埃収容室（56）となっている。この塵埃収容室（56）は底部が平面（以下、底面（55a））となっており、塵埃収容室（56）の下端（ここでは底面（55a））は、固体導出口（23）の下端（23a）よりも下方に位置している（図１３参照）。 Also in this example, the storage box (55) is a box-like member, and is disposed so as to cover the lateral side of the main body cylindrical part (30) (the right part in FIG. 13) and covers the solid outlet (23). ing. A space surrounded by the storage box (55) and the main body cylindrical portion (30) is a dust storage chamber (56). The dust chamber (56) has a flat bottom (hereinafter referred to as the bottom surface (55a)), and the lower end (here, the bottom surface (55a)) of the dust chamber (56) is the lower end of the solid outlet (23). It is located below (23a) (see FIG. 13).
より詳しくは、この例では、収容箱（55）をＸ−Ｙ座標平面に投影してみると、該収容箱（55）は、第１象限及び第４象限の両方に跨がって投影され、塵埃収容室（56）の下端（底面（55a））は、前記直交座標系における水平方向の軸（Ｘ軸）よりも下方に位置することになる。なお、この例では、底面（55a）が塵埃収容室（56）の「下端」であるが、例えば塵埃収容室（56）の底部が曲面で形成される場合には、その曲面の最も低い部位が「下端」である。 More specifically, in this example, when the storage box (55) is projected onto the XY coordinate plane, the storage box (55) is projected across both the first quadrant and the fourth quadrant. The lower end (bottom surface (55a)) of the dust chamber (56) is positioned below the horizontal axis (X axis) in the orthogonal coordinate system. In this example, the bottom surface (55a) is the “lower end” of the dust storage chamber (56), but when the bottom of the dust storage chamber (56) is formed with a curved surface, for example, the lowest portion of the curved surface Is the “lower end”.
そして、本実施形態でも本体部（20）と収容箱（55）との間には、収容箱（55）内の空気を旋回流に戻す空気流路（60）が形成されている。 And also in this embodiment, the air flow path (60) which returns the air in a storage box (55) to a swirling flow is formed between the main-body part (20) and the storage box (55).
−空気流路の構成−
空気流路（60）は、図１４に示すように、塵埃収容室（56）と、本体円筒部（30）内の環状空間（34）とを結ぶ流路である。具体的には、空気流路（60）は、周壁部（31）を貫通し、旋回軸（Z）方向が長手となる長穴（貫通孔）である（図１２参照）。
-Air channel configuration-
As shown in FIG. 14, the air flow path (60) is a flow path that connects the dust chamber (56) and the annular space (34) in the main body cylindrical portion (30). Specifically, the air flow path (60) is a long hole (through hole) that penetrates the peripheral wall portion (31) and has the longitudinal direction of the turning axis (Z) (see FIG. 12).
この例では、本体部（20）内側の開口（61）は、塵埃（固体）の周回方向（図１４参照）における下流側を向いている。より具体的には、塵埃収容室（56）側から空気流路（60）に入った空気が、開口（61）から出る際に、環状空間（34）内の塵埃の周回軌道に合流するように開口（61）の向きが定められている。 In this example, the opening (61) inside the main body (20) faces the downstream side in the circulation direction of dust (solid) (see FIG. 14). More specifically, when the air that has entered the air flow path (60) from the dust chamber (56) side exits from the opening (61), it joins the circular orbit of dust in the annular space (34). The direction of the opening (61) is determined.
また、空気流路（60）の開口（61）は、旋回軸（Z）方向においては、固体導出口（23）よりも上流側となる位置に形成されている。より具体的には、図１２に示すように、空気流路（60）の開口（61）は、周壁部（31）であって、固体導出口（23）よりも案内羽根（41）寄りの位置に形成されている。同様に、空気流路（60）における塵埃収容室（56）側の開口（62）も、旋回軸（Z）方向においては、固体導出口（23）よりも上流側、すなわち、固体導出口（23）よりも案内羽根（41）寄りとなる位置に形成されている。 In addition, the opening (61) of the air flow path (60) is formed at a position upstream of the solid outlet (23) in the swivel axis (Z) direction. More specifically, as shown in FIG. 12, the opening (61) of the air flow path (60) is a peripheral wall portion (31), closer to the guide vane (41) than the solid outlet (23). Formed in position. Similarly, the opening (62) on the dust containing chamber (56) side in the air flow path (60) is also upstream of the solid outlet (23) in the swivel axis (Z) direction, that is, the solid outlet ( It is formed at a position closer to the guide vane (41) than 23).
−給気フードの除塵作用−
本実施形態の給気フード（10）でも、気体と固体とを分離する過程において、本体円筒部（30）から収容箱（55）に空気が流れ込むと塵埃収容室（56）内の圧力が上昇し、塵埃収容室（56）内の空気は空気流路（60）に流れ込むことになる。空気流路（60）に流れ込んだ空気は、環状空間（34）側の開口（61）から流出し、環状空間（34）における旋回流と合流する。
-Dust removal action of air supply hood-
Even in the air supply hood (10) of the present embodiment, when air flows from the main body cylindrical portion (30) into the storage box (55) in the process of separating the gas and the solid, the pressure in the dust storage chamber (56) increases. The air in the dust chamber (56) flows into the air flow path (60). The air that has flowed into the air flow path (60) flows out of the opening (61) on the annular space (34) side and merges with the swirling flow in the annular space (34).
つまり、本実施形態でも、空気流路（60）を設けたことによって、収容箱（55）に入った空気を本体円筒部（30）内に帰還させることができ、それにより、収容箱（55）内に不要な気流が生じないようにできる。すなわち、塵埃収容室（56）内の塵埃が固体導出口（23）に逆戻りする再飛散が低減する。また、空気流路（60）に入った空気が、開口（61）から出る際に環状空間（34）内の塵埃の周回軌道に合流するので、旋回流の回転力を増すことが可能になる。 That is, also in the present embodiment, by providing the air flow path (60), the air that has entered the storage box (55) can be returned to the main body cylindrical portion (30). ) Can prevent unnecessary airflow from occurring. That is, re-scattering of dust in the dust chamber (56) returning to the solid outlet (23) is reduced. In addition, since the air that has entered the air flow path (60) joins the circular orbit of the dust in the annular space (34) when leaving the opening (61), the rotational force of the swirling flow can be increased. .
したがって、本実施形態でも、給気フード（10）（すなわち、サイクロン分離装置）において、集塵効率を高めることが可能になる。 Therefore, also in the present embodiment, it is possible to increase the dust collection efficiency in the air supply hood (10) (that is, the cyclone separator).
《その他の実施形態》
なお、給気フード（10）には、複数個の空気流路（60）を設けてもよい。
<< Other Embodiments >>
The air supply hood (10) may be provided with a plurality of air flow paths (60).
また、空気流路（60）の位置や大きさも例示であり、前記実施形態の構成には限定されない。 Further, the position and size of the air flow path (60) are also examples, and are not limited to the configuration of the embodiment.
また、給気フード（10）は、旋回軸（Z）が横向きのものには限定されない。例えば、旋回軸（Z）が鉛直方向となる給気フード（10）にも、各実施形態で示した空気流路（60）を適用してもよい。 Further, the air supply hood (10) is not limited to the one having the turning axis (Z) facing sideways. For example, the air flow path (60) shown in each embodiment may be applied to the air supply hood (10) in which the turning axis (Z) is in the vertical direction.
本発明は、サイクロン分離装置として有用である。 The present invention is useful as a cyclone separator.
１０ 給気フード（サイクロン分離装置）
２０ 本体部
２２ 流体導出口
２３ 固体導出口
５５ 収容箱
６０ 空気流路
10 Air supply hood (Cyclone separator)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記固体導出口（23）から導出された前記固体を収容する収容箱（55）と、
を備え、
前記本体部（20）と収容箱（55）との間には、前記収容箱（55）内の空気を旋回流に戻す空気流路（60）が形成されていることを特徴とするサイクロン分離装置。 A fluid to be treated, which is a mixture of gas and solid, is swung around a swivel axis (Z), the gas and the solid are separated by the centrifugal force of the swirl, and the separated gas is discharged from the fluid outlet (22). A main body (20) for deriving and separating the separated solid from the solid outlet (23);
A storage box (55) for storing the solid derived from the solid outlet (23);
With
An air flow path (60) for returning the air in the storage box (55) to a swirl flow is formed between the main body (20) and the storage box (55). apparatus.
前記空気流路（60）は、前記固体の周回方向における下流側を向いて、本体部（20）内側の端部が開口していることを特徴とするサイクロン分離装置。 In claim 1,
The cyclone separator according to claim 1, wherein the air flow path (60) faces the downstream side in the circulation direction of the solid, and an end portion inside the main body (20) is opened.
前記空気流路（60）は、前記旋回軸（Z）方向において、前記固体導出口（23）よりも上流側となる位置に、本体部（20）内側の端部が開口していることを特徴とするサイクロン分離装置。 In claim 1 or claim 2,
The air flow path (60) has an opening on the inner side of the main body (20) at a position upstream of the solid outlet (23) in the direction of the pivot axis (Z). A cyclone separator that is characterized.
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP2018008227A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230013527A (en) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | 한국해양대학교 산학협력단 | Variable geometry hydrocyclone for contaminated water treatment with multiple inlets and vortex induction device |
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2016
- 2016-07-14 JP JP2016139226A patent/JP2018008227A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230013527A (en) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | 한국해양대학교 산학협력단 | Variable geometry hydrocyclone for contaminated water treatment with multiple inlets and vortex induction device |
| KR102508627B1 (en) | 2021-07-19 | 2023-03-09 | 한국해양대학교 산학협력단 | Variable geometry hydrocyclone for contaminated water treatment with multiple inlets and vortex induction device |
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