JP4635180B2 - 粉体捕集用サイクロン装置 - Google Patents

Description

本件発明は、粉体捕集用サイクロン装置に関し、さらに詳細には高い捕集率で粉体を捕集することができる粉体捕集用サイクロン装置に関する。

従来から、気流を用いて粉体を捕集する装置として集塵機等の粉体捕集装置があり、当該装置には一般にバグフィルター又はサイクロンが備えられている。

ところで、直接粉体を捕集する際、バグフィルターを用いた装置に比べてサイクロンを用いた装置（以下「サイクロン装置」という。）は、バグフィルターから発生する繊維等の混入のおそれがなく、かつ、バグフィルターがないため当然のごとくフィルターの目詰まりが発生し得ないので、メインテナンスが容易で長時間運転が可能である等の利点を持つ。よって、サイクロン装置は粉体捕集装置あるいは集塵機として多くの分野で重要視され使用されてきた。

さて、ここで、いわゆる接線入口方式の従来のサイクロン装置１の一例を図８及び図９を参照して説明する。

まず、従来のサイクロン装置１の構成を説明する（非特許文献１参照）。

図８は、サイクロン装置１の主要部の断面図を概略的に示し、図９は、当該サイクロン装置１の頂面図を概略的に示している。

図８に示されているように、サイクロン装置１は、サイクロン本体６と、フィード用導管５と、排気用導管７と、捕集用キャニスター１０と、を主に有する。

さらに図８を参照して詳細に説明すると、サイクロン本体１は、円筒部２と、円筒部２下端に一体的に気密結合された断面台形状の円錐部（空洞円錐部）３と、円筒部２の頂部を気密的に覆い、かつ、中央に孔部を持つ円板状の天板４とから形成されている。（本件出願において、「気密」とは、外部から気体が入らないように、かつ、内部から気体が漏れないように密封されている状態をいうものとする。以下同様。）。

図８及び図９から分かるように、フィード用導管５は、円筒部２上部内面（内壁）の接線方向に沿って前記円筒部２の壁部に気密結合されている。

さらに、同図から分かるように、サイクロン装置１は、その下部において、サイクロン本体１より粉体を捕集する前記円錐部３の下端に設けられた捕集用開口部９を持つと共に、その上部において、排気用導管７と気密接続されている。

さらにまた、サイクロン本体６内部に発生する一次渦巻状回転流１１及び一次渦巻状回転流１１が反転してできる二次渦巻状回転流１２を発生させる排気用ブロワー（不図示）と、前記捕集用開口部９と気密接続され装着・脱着可能な、粉体を最終的に一時格納する捕集用キャニスター１０と、を備えている。粉体の捕集中は、捕集用開口部９と捕集用キャニスター１０とは、例えば互いにシリコンゴム製のＯリングによって気密接合され、かつ、止め具１３により両者間の境目から気体が漏れないように気密性が保つように両者が締着されている。粉体回収時には捕集用キャニスター１０の開口部に備えられたバルブ（不図示）を閉じ開口部を密閉し、捕集用キャニスター１０をサイクロン本体から脱着させ、バルブを開くことで粉体を所望の場所及び時間に取り出すことができるようにされている。

次に、従来のサイクロン装置１の動作を図８及び図９を参照して説明する。まず、ブロワー（不図示）の吸引力により及び必要に応じてフィード用導管５にリングノズル（不図示）からの圧縮空気を加えて、サイクロン本体６の内部に前述した一次渦巻状回転流１１と二次渦巻状回転流１２を発生させる（図８参照）。

この状態で、粉体（例えば金属微粉）をフィード用導管５からサイクロン本体６へと導入する。この際、図８及び図９から分かるように、直線状のフィード用導管５が円筒部２上部外周面の接線方向沿うように前記円筒部２壁部に気密結合されている。その結果、粉体が前記円筒部の内面に沿って導入され、粉体が一次渦巻状回転流１１に吸い込まれる。粉体に遠心力と重力がかかる。そして、サイクロン本体１の円筒部２の内壁面に沿って螺旋状に徐々に下方へ向かって粉体が移動する。すなわち、順々に粉体は螺旋状に円筒部２内壁部から空洞円錐部３内壁部へと移動し、最終的に、粉体は捕集用キャニスター１０へ落下し捕集される。

一方、より微小な粉体粒や粉塵や不要なゴミ等は、二次渦巻状回転流１２と共に上方に螺旋状に舞い上がり、天板４の中心に気密的に挿入されている排気用導管７を介しブロワーの排気力によりサイクロン本体６から排出され、ブロワーの吸い込み口の前に備えられたフィルター（不図示）により捕らえられる。なお理想的には排気用導管７からは清浄気体のみが排気されるものとされている。

さて、前記のようなサイクロン装置１が粉体捕集用サイクロンとして一般的に使われてきたが、昨今、特に電子材料業界で、金属粉体の微粒化、すなわち、サブミクロンオーダー若しくはミクロンオーダーに微粒化された金属粉の効率的な回収の要請がより強くなってきた。

しかるに、従来のサイクロン装置１によれば、より微粒化された粉体の完全な捕集が出来にくいため、当該要請に対応できないという問題が顕在化してきた。特に高価な金属粉、例えば導電性ペーストや導電性インクに使用される微粉化された銀粉や銅粉はなるべく捕集率を高めることがコスト的に重要である。

前記問題に対してマルチサイクロン等の技術により対応し実用化もされてきたが、マルチサイクロンを備えた装置は構造が複雑でイニシャルコストがかかる上、メインテナンスも容易でないため万全の解決策とは言えなかった。そこで、これらの問題を解決すべく以下の２件の従来技術がさらに提示された。

特許文献１には、サイクロンに導入されるべき気流の導入角度を数枚のベーンにより可変できるようにすることで、気流に含まれる粉体の粒子の粒径に合わせて捕集時の分級特性を最適化する技術が開示されている（以下「従来方法１」とする。）。

さらに、特許文献２には、同様に気流の導入角を最適化することでサイクロン内の気体の圧損を最小限にし、もって家庭用掃除機に適用した場合の吸い込み仕事率を最大限にする技術が開示されている（以下「従来方法２」とする。）。

しかし、従来方法１は、数１０μｍ位の比較的粗粒の粉体の分級への適用を想定したものであるため、懸案のサブミクロンオーダーからミクロンオーダーの微粒子粉体への捕集への適用には適さない。

さらに、従来方法２もまた、サブミクロンオーダー又はミクロンオーダーの微粒子粉体の捕集率の改善に関しては言及しておらず、同様にサブミクロンオーダー又はミクロンオーダーの微粒子粉体への捕集への適用には適さない。

化学大事典（化学大事典編集委員会編、共立出版株式会社発行） 特開２００３−２０００８２号公報 特開２０００−２１０５９５号公報

以上の問題点を鑑みて、本件発明は、サブミクロンオーダー又はミクロンオーダーサイズの粉体微粒子からなる粉体の捕集率を改善することを目的とする。

本件発明者等は、鋭意研究を行った結果、従来のサイクロン装置１のフィード用導管５のサイクロン本体６に対する傾斜角（後述のαで表される角度）を適度に調整すれば粉体捕集率が向上すること、及び、従来のサイクロン装置１において天板４の下面およびその周辺に未捕集の粉体が残留する傾向があり、当該粉体を除去しつつサイクロン機能を動作させれば相乗的に粉体捕集率が向上することを知見し、本件発明に係る以下のサイクロン装置を案出した。

本件発明は、「粉体捕集用サイクロン装置であって、円筒部と、この円筒部下端に一体結合された円錐部と、円筒部の上縁部を気密的に覆い中央部に孔部を持つ天板と、当該円錐部の下端に捕集用開口部とを有するサイクロン本体と、直線状の導管からなり、サイクロン本体を天板側から見た場合に、導管がサイクロン本体の円筒部外周面の接線に沿って延出し、且つ、当該導管がサイクロン本体の円筒部外周面に気密結合されることにより、当該円筒部の内壁面に沿って粉体を導入するためのフィード用導管と、当該サイクロン本体の鉛直中心軸に沿って当該円筒部の天板孔部に挿入された排気用導管と、当該排気用導管に接続され、サイクロン本体の内部に第１の渦巻状気流を発生させると共に、第１の渦巻状気流の渦巻の回転方向が反転することにより第１の渦巻状気流の内側に発生する第２の渦巻状気流を発生かつ排出させる排気用ブロワーと、当該円筒部の天板下面に沿って気密結合された追加気流導管と、当該追加気流導管と気密接続され、当該追加気流導管から当該サイクロン内部へ圧力気体を導入するコンプレッサーとを具備し、当該追加気流導管と、フィード用導管の円筒部の接続部とが、当該サイクロン本体の円筒部の中心軸に対して点対称となる位置に配置され、当該フィード用導管は、水平面に対して上方向に１０°〜２０°の傾斜角を持ち、当該追加気流導管は、当該円筒部内壁面かつ当該円筒部の天板に接し、かつ、当該円筒部内壁面の接線方向に当該コンプレッサーからの圧力空気が導入されることを特徴とする粉体捕集用サイクロン装置。」を提供する。

上記本件発明では、前記円筒部頂部の外周面の接線方向に沿って平行に前記円周部の壁部に気密状に設定され、粉体が前記円筒部の内壁面に沿って吸い込まれるように設定されたフィード用導管が水平に対して適度な傾斜角を上向きに持つように設定した。

この結果、上記本件発明によれば、天板と、粉体を含む第１の渦巻状気流との摩擦を回避し、併せて、傾斜角をフィード用導管（後述の参照番号３０Ａ、３０Ｂで表される部材）に付与することでサイクロン本来の遠心力と重力を巧みに利用し、粉体捕集力を劣化させることなく、粉体捕集率の高い粉体捕集用サイクロン装置を提供することができる。

本件発明によれば、捕集されない可能性の高い天板下面およびその周辺あたりに残留しうる粉体がコンプレッサーからの圧力空気により除去され、当該粉体が第１の渦巻状気流の渦巻に合流することにより、さらにより粉体捕集率の高い粉体捕集用サイクロン装置を提供することができる。言い換えれば、コンプレッサーからの圧力空気をブロワーが起こす渦巻気流に対し、補完的かつ効果的に使用したことにより、粉体捕集率の高い粉体捕集用サイクロン装置を提供することができることとなった。

ここで、上記フィード用導管の上向き傾斜角は１０°〜２０°が好適である。当該傾斜角が１０°より小さいと、天板と一次回転流との摩擦の発生により気流速度が低下し易く、また、当該傾斜角が２０°より大きいと、粉体を含むガスのサイクロン本体内壁の接線方向の気流速度が低下するため、粉体の分離が良好に行われず粉体捕集率が低下する。

なお、後述する実施例においては、装置の使用、粉体種、運転条件等を特定したサイクロン装置１００を用いた場合、傾斜角１０°〜２０°で良好なデータが得られたものである。上記装置の仕様、粉体種、運転条件によって最適な傾斜角が変動するものであるが、その影響を十分考慮しても、傾斜角は１０°〜２０°が好適となるのである。なお、より好適な範囲としては１０°〜１５°である。

本件発明は、「サブミクロンオーダー若しくはミクロンオーダーの金属微粉の捕集に使用されることを特徴とする粉体捕集用サイクロン装置」を提供する。

本件発明によれば、昨今の電子材料業界での要請の高いサブミクロンオーダー若しくはミクロンオーダーの銀粉等の金属微粉が、効果的に捕集でき、ひいては材料を無駄なく回収できる。言うなれば、本件発明に係るサイクロン装置はサブミクロンオーダー若しくはミクロンオーダーの金属微粉用として好適なサイクロン装置である。

本件発明によれば、サブミクロンオーダー若しくはミクロンオーダーサイズの所望の微粒子の粉体捕集率を改善することができる。

以下、本件発明の最良の形態に関して好適実施例と共に以下説明する。なお、下記の装置の部材及びその寸法並びに装置の各部材の配置方法や部材間の比率等は以下に限定されるものではなく、本件発明の技術的思想の範囲内で当業者により随時変更が可能であることはいうまでもない。

まず、本件発明に係る粉体捕集用サイクロン装置１００の全体の概略について図１を参照して詳述する。

粉体捕集用サイクロン装置１００は、粉体を上方から導入するための開口を持つフィード部３５をその端部に持つフィード用導管３０と、このフィード用導管３０に気密接続された円筒部１５および円錐部２０から構成されるサイクロン本体１０１と、このサイクロン本体１０１の円錐部２０の下端に気密接続された粉体を捕集するための捕集用キャニスター４０と、サイクロン本体１０１の天板２５の中心部を貫通するように開けられた孔部に気密かつ鉛直に挿入された排気用導管５０と、この排気用導管５０に気密接続されたフィルター部６０と、このフィルター部６０に気密的に接続された導管６３と、この導管６３に接続されたブロワー６５と、サイクロン本体１０１に気密接続された追加気流導管４５と、この追加気流導管４５に接続された圧力エアー（圧縮空気）をサイクロン本体１０１内に送り込むコンプレッサー５５を有している。

フィード用導管３０は、粉体が導入される部材である。一般にフィード用導管３０は床面に水平に延在しかつサイクロン本体１０１に対して垂直に接続されるが（図８参照）、本件発明のフィード用導管３０は後述するようにサイクロン本体１０１に対して垂直に接続されず、水平面に対して上向きの傾斜角（この傾斜角を本件出願ではαで表す。）を持つように設定されている。この傾斜角の設定はフィード用導管３０をサイクロン本体１０１に溶接等の手段で接続するときに定めればよく、フィード用導管３０をサイクロン本体１０１に対して装着・脱着可能とし、種々の傾斜角αを持つフィード用導管３０を交換可能とするようにしてもよい。さらにまた、フィード用導管３０は図１のようなフィード部３５を持たず、例えばジェットミル等の粉砕器と気密的に直接接続し連続ライン化を図るようにすることもできる。

以下の実施例、比較例および参考例を実施するのに用いられたサイクロン本体は、天板２５の直径が７２ｍｍ、円筒部の高さが比較例１及び比較例２は１５５ｍｍ、実施例１及び参考例１は１５８ｍｍ、及び実施例２及び参考例２は１７０ｍｍ、並びに、円錐部（正確には台形状円錐）の高さが２０７ｍｍ、捕集用開口部４３の直径が３７ｍｍに設定されているいわゆる小型サイクロンを用いた。またサイクロン本体１０１を構成する材料はＳＵＳ３０４を用いた。

なお、サイクロン本体１０１を構成する材料はサイクロンの内壁が削られないように、処理する粉体の粉体特性に応じて十分な硬度を有していることが望ましい。また、金属粉のサイクロン処理においては、金属粉と金属製のサイクロン本体１０１との摩擦により静電気が発生することに起因し、粉体がサイクロン本体に付着するのを防ぐため、サイクロン本体１０１をアース（接地）することが望ましい。

捕集用キャニスター４０は、サイクロン本体１０１の円錐部の下端部に止め具４３により気密接続されているが、止め具４３を外すことにより捕集用キャニスター４０をサイクロン本体１０１から脱離することができ、粉体を取り出すようにされている。

捕集された粉体は、捕集用キャニスター４０から排出するために、その底部等にバルブ弁と導管を設け、直接次の工程で使用される装置に接続させることも可能である。さらに、図１を参照して説明を続ける。

排気用導管５０の一方は、サイクロン本体１０１の天板２５の中心を貫くようにして鉛直下方にサイクロン本体１０１内に延在している。この際、フィード用導管３０のサイクロン本体１０１側の開口部の位置よりも排気用導管５０の先端が必ず下にあるように設定する必要がある。これは、導入された粉体がサイクロン内で渦巻状に流動する前に、排気用導管５０を介してブロワー６５に吸引されてしまい粉体がまったく捕集できなくなる事態を防止するためと、螺旋状の一次渦状気流の動きの中心部を画定するためである。

なお、排気用導管５０のもう一方は、フィルター部６０を介してブロワー６５へと気密接続されている。フィルター部６０は、サイクロン本体１０１からブロワー６５によって吸引された不要な粉塵等を除去する目的を有する。

追加気流導管４５（比較例１並びに参考例１及び参考例２では使用しないが比較例２並びに実施例１及び実施例２で使用する。図２〜図９参照。）は、一方はコンプレッサー５５と気密接続され、他方はサイクロン本体１０１と気密接続されている。

次に、本件発明のサイクロン装置１００の基本的な動作を以下説明する。まず、ブロワー６５によってサイクロン本体１０１内部の気体が吸引される。この吸引力によりサイクロン本体１０１内部に第１の渦巻状回転流がサイクロン本体１０１内面に沿って下方に向かって渦巻き状に発生し、その後第１の渦巻状回転流の回転方向が反転し、第２の渦巻状回転流が第１の渦巻状回転流に取り囲まれ、上方に向かって第１の渦巻状回転流とは反対の回転方向に渦巻状に発生する。ここでフィード用導管３０にリングノズル（不図示）を途中に介在させそこから粉体導入時に圧縮空気を加えるようにすることもできる。

さらに、ブロワー６５の動作開始とほぼ同時にコンプレッサー５５を稼働させ、追加気流導管４５を介してオイルフリーの圧縮空気がサイクロン本体１０１の内周面の接線方向に向けて導入される。この圧縮空気により特にサイクロン本体１０１内部の天板２５付近にサイクロン本体１０１の内面に沿って回転流が発生し、この回転流は第１の渦巻と合流する。これにより天板２５下面付近の粉体の回収が良好になされる。ただし、同様に図２及び図３から分かるように後述する比較例1並びに参考例１及び参考例２では追加気流導管４５及びコンプレッサー５５は使用しない。

次に、フィード部３５からフィード用導管３０を通じて粉体が導入される。その結果、第１の渦巻状回転流と共に粉体がサイクロン本体１０１の内壁に沿って渦巻状かつ下方に向けて流動する。そして、所望の粉体特性を持つ粉体が捕集用キャニスター４０に捕集されていく。同時にサイクロン本体１０１の下端部から第１の渦巻状回転流の渦巻の中を第１の渦巻状回転と逆の回転で第２の渦巻状回転流が鉛直上方に向かって生じ、極めて軽い微粉や粉塵がこの第２の渦巻状回転流と共に舞い上がり排気用導管５０からブロワー６５の排気力により排出されていく。なお前記の極めて軽い微粉や粉塵はフィルター部６０により除去される。

比較例及び実施例： 次に、本件発明の、比較例１（追加気流導管４５を使用しない場合）について図２及び図６を参照して説明する。なお、ここでは後述する結果（図７参照）の説明の便宜のために比較例から先に説明するようにした。
＜比較例１＞

図２は、本件発明に係る比較例１を説明するための概念図である。以下、図２を参照して比較例１について説明する。

比較例１では、フィード用導管３０Ａが水平面（＝床面）と平行に設定されている。したがって、比較例１はα＝０°の場合である。また、投入粉体は銀粉であり、その粉体諸特性は、比表面積（Ｓ．Ｓ．Ａ．）＝２．８ｍ^２／ｇ、タップ充填密度（Ｔ．Ｄ．）＝３．３ｇ／ｍ^３、Ｄ_５０＝０．２９μｍ、Ｄ_ｍａｘ＝０．９７μｍである（なお、以下の実施例及び比較例においてこの銀粉を投入粉体とした。よって以下投入粉体の説明は省略する。）。

ここに、比表面積（Ｓ．Ｓ．Ａ．）は、いわゆるＢＥＴ１点法による粉体の１ｇ当たりの表面積をいう。

タップ充填密度（Ｔ．Ｄ．）は、所定容量内の中で数回タッピングさせた容器内（ここでは容量１５０ｍＬの円筒形状の容器を使用）の粉体の単位体積当たりの質量（密度）をいう。

Ｄ_５０及びＤ_ｍａｘは、それぞれレーザー回折散乱式粒度分布測定方法による、粉体の５０％の体積累積粒径及び最大の体積累積粒径をいう。

次に、比較例１におけるサイクロン装置１００の動作時の諸条件について述べる。以下の入口流量（Ｑ）は、排気用導管５０の任意の位置で公知のフローメータにより測定した。また、追加流量（ｑ）は追加気流導管４５の任意の位置で公知のフローメータにより測定した（以下同様。）。

フィード用導管３０Ａの入口流量（Ｑ）＝７５０Ｌ／ｍｉｎである。なお比較例１においては追加気流導管４５の導入流量（ｑ）は存在しない（ｑ＝０）。

前記条件の下、比較例１のＣ／（Ｃ＋Ｆｆ）は、９５．８％であった（ここで、Ｃは、捕集用キャニスター４０で回収された粉体相当分を、Ｆｆは、フィルター部６０によって除去された粉塵等相当分を表す。よって、Ｃ／（Ｃ＋Ｆｆ）×１００％の値が大きいほどサイクロン本体１０１内部に残存する粉体が少なく粉体捕集率に優れたサイクロン装置であるということができる）。

本件発明の、比較例２並びに実施例１及び実施例２について図３〜図５を参照して説明する。
＜比較例２＞

図４は、本件発明に係る比較例２を説明するための概念図である。以下、図４を参照して比較例２について説明する。

比較例２は、フィード用導管３０Ａが水平面（＝床面）と平行に設定されており、かつ、追加気流導管４５が水平面（＝床面）と平行に設定されていることを特徴とする。すなわち、比較例２はα＝０°の場合である。

また、フィード用導管３０Ａと追加気流導管４５とは図３に示されるように天板の中心５０に対して点対称の関係にある。

次に、比較例２に係るサイクロン装置１００の動作時の諸条件について述べる。フィード用導管３０Ａの入口流量（Ｑ）＝７５０Ｌ／ｍｉｎであり、追加気流導管４５の導入流量（ｑ）＝２００Ｌ／ｍｉｎである。前記条件の下、比較例２において、Ｃ／（Ｃ＋Ｆｆ）は、９７．９％であった。

図５は、本件発明に係る実施例１を説明するための概念図である。以下、図５を参照して実施例１について説明する。

図５から分かるように、実施例１は、フィード用導管３０Ｂが水平面（＝床面）に対して上方傾斜角１０°に設定されており、かつ、追加気流導管４５が水平面（＝床面）に対して０°に設定されていることを特徴とする。したがって、実施例１においてはα＝１０°である。

次に、実施例１に係るサイクロン装置１００の動作時の諸条件について述べる。フィード用導管３０Ｂの入口流量（Ｑ）＝７５０Ｌ／ｍｉｎであり、追加気流導管４５の導入流量（ｑ）＝２００Ｌ／ｍｉｎである。前記条件の下、実施例３のＣ／（Ｃ＋Ｆｆ）は、９８．４％であった。

図５は、本件発明に係る実施例２を説明するための概念図でもある。以下、図５を参照して実施例２について説明する。実施例２は、図５から分かるように、フィード用導管３０Ｂが水平面（＝床面）と上方傾斜角２０°に設定されており、かつ、追加気流導管４５が水平面（＝床面）に対して０°に設定されていることを特徴とする。したがって、実施例２においてはα＝２０°である。

次に、実施例２におけるサイクロン装置１００の動作時の諸条件について述べる。フィード用導管３０Ｂの入口流量（Ｑ）＝７５０Ｌ／ｍｉｎであり、追加気流導管４５の導入流量（ｑ）＝２００Ｌ／ｍｉｎである。前記条件の下、実施例２のＣ／（Ｃ＋Ｆｆ）は、９８．１％であった。

参考例： 次に、参考例１及び参考例２（追加気流導管４５を使用しない場合）について図２及び図６を参照して説明する。
［参考例１］

図６は、本件発明に係る参考例１を説明するための概念図である。以下、図６を参照して参考例１について説明する。参考例１は、図６から分かるように、フィード用導管３０Ｂの上方傾斜角をα＝１０°に設定した場合の例である。参考例１におけるサイクロン装置１００の動作時の諸条件は比較例１におけるものと同様であるのでここでは省略する。前記条件の下、参考例１のＣ／（Ｃ＋Ｆｆ）は、９６．８％であった。
［参考例２］

参考例２を説明するための概念図は参考例１と同様の図６である。参考例２は、図６から分かるように、フィード用導管３０Ｂが上方傾斜角をα＝２０°に設定した場合の例である。参考例２におけるサイクロン装置１００の動作時の諸条件は比較例１又は参考例１におけるものと同様であるのでここでは省略する。前記条件の下、参考例２のＣ／（Ｃ＋Ｆｆ）は、９６．５％であった。

下記の表１に上述の諸結果をまとめた。この表１に基づき作成した図７のグラフに参照して以下総合評価を行う。

＜総合評価＞
比較例２、実施例１及び実施例２：
追加気流がある場合であって、傾斜角α＝１０°の場合に、粉体捕集率は最大値９８．４％に達した。

比較例１、参考例１及び参考例２：
追加気流がない場合であって、傾斜角α＝１０°の場合に、粉体捕集率は最大値９６．８％に達した。以上の結果から、参考例１（α＝１０°の場合）及び参考例２（α＝２０°の場合）は、比較例１（α＝０°）の場合に比べて粉体捕集率が優れていることが分かった。

結果の対比： 追加気流がある場合の比較例２並びに実施例１及び実施例２の粉体捕集率が明らかに比較例１並びに参考例１及び参考例２の粉体捕集率よりも約２％弱勝っていることが分かる。

このようにサイクロン本体の大きさや形状に応じて粉体導入の傾斜角を適度に設定することによって、粉体捕集率を向上させることができることが分かった。

ただし、傾斜角を増加することによって、天板と一次回転流との摩擦の発生は回避できるが、傾斜角を増加しすぎるとサイクロン本体内壁の接線方向の気流速度が低下して、かえって粉体捕集率が低下するという傾向があることには特に留意すべきである。

なお、粉体種、装置の全体のスケール、諸流量等のパラメータの変動により、粉体捕集率について最大値をもたらすような角度は変わりうるものと考えられ、上記実施例及び比較例の場合、フィード用導管の傾斜角（α）０°〜傾斜角（α）２０°の間に粉体捕集率について最大値を持つような角度が１点必ず存在することが分かる。以上のことは、比較例２並びに実施例１及び実施例２の間にも同様の結果として表れている。

サブミクロンオーダー又はミクロンオーダーの所望の微粒子を歩留良く粉体捕集をすることができるため、例えば導電性ペースト等に使用される銀粉や銅粉の微粉回収に好適である。

本件発明に係るサイクロン装置を説明するための概略図である。 比較例１に係るサイクロン装置の一部立面図である。 比較例２並びに実施例１及び実施例２に係るサイクロン装置の一部頂面図である。 比較例２に係るサイクロン装置の一部立面図である。 実施例１及び実施例２に係るサイクロン装置の一部立面図である。 参考例１及び参考例２に係るサイクロン装置の一部立面図である。 表１に基づく傾斜角α°と銀粉回収率％との関係を表すグラフである。 従来のサイクロン装置の主要部の概略断面図である。 従来のサイクロン装置の主要部の概略頂面図である。

１５ 円筒部
２０ 円錐部
２５ 天板
３０ フィード用導管
３５ フィード部
４０ 捕集用キャニスター
５０ 排気用導管
５５ コンプレッサー
６０ フィルター部
６５ ブロワー
１００ サイクロン装置

Claims (2)

1. 粉体捕集用サイクロン装置であって、
   円筒部と、この円筒部下端に一体結合された円錐部と、円筒部の上縁部を気密的に覆い中央部に孔部を持つ天板と、当該円錐部の下端に捕集用開口部とを有するサイクロン本体と、
   直線状の導管からなり、サイクロン本体を天板側から見た場合に、導管がサイクロン本体の円筒部外周面の接線に沿って延出し、且つ、当該導管がサイクロン本体の円筒部外周面に気密結合されることにより、当該円筒部の内壁面に沿って粉体を導入するためのフィード用導管と、
   当該サイクロン本体の鉛直中心軸に沿って当該円筒部の天板孔部に挿入された排気用導管と、
   当該排気用導管に接続され、サイクロン本体の内部に第１の渦巻状気流を発生させると共に、第１の渦巻状気流の渦巻の回転方向が反転することにより第１の渦巻状気流の内側に発生する第２の渦巻状気流を発生かつ排出させる排気用ブロワーと、
   当該円筒部の天板下面に沿って気密結合された追加気流導管と、
   当該追加気流導管と気密接続され、当該追加気流導管から当該サイクロン内部へ圧力気体を導入するコンプレッサーとを具備し、
   当該追加気流導管と、フィード用導管の円筒部の接続部とが、当該サイクロン本体の円筒部の中心軸に対して点対称となる位置に配置され、
   当該フィード用導管は、水平面に対して上方向に１０°〜２０°の傾斜角を持ち、
   当該追加気流導管は、当該円筒部内壁面かつ当該円筒部の天板に接し、かつ、当該円筒部内壁面の接線方向に当該コンプレッサーからの圧力空気が導入されることを特徴とする粉体捕集用サイクロン装置。
2. サブミクロンオーダーからミクロンオーダーの金属微粉の捕集に使用されることを特徴とする請求項１に記載の粉体捕集用サイクロン装置。