JP5530043B1 - バッグフィルター付きサイクロン - Google Patents

Abstract

【課題】 サイクロンでは、遠心分離により分離できない細かな粉粒物質は除去することができない。しかし、このサイクロンを利用し、細かな粉粒物質も分離することを可能とする。
【解決手段】 円筒部と円錐部とからなり、遠心力を利用して粉粒物質が混入した流体中から粉粒物質を分離するサイクロンにおいて、そのサイクロン内部にバッグフィルターを設置し，細かい粉粒物質も除去することを可能としたバッグフィルター付きサイクロン。
【選択図】図１０

Description

本発明は、サイクロン内にバッグフィルターを設置したバッグフィルター付きサイクロンに関する。

環境設備等の製作会社を運営している本願発明者は、工場内での研磨作業により生ずる空気中に浮遊する粉粒物質を除去するため、循環型エアーフィルター等を使用してきた。しかし、効率よく空気中の細かな粉粒物質を除去する適当な設備はなく、細かな粉粒物質まで除去しようとすれば設備が大型化するという難点があった。

本願発明者は、空気中の粉粒物質を除去する方法の一つとしてサイクロンがあることは知っていた。図１に示すように、サイクロン２は、通常、円筒部２３と円錐部２４から構成されている。粉粒物質２５、２６の混入した液体または気体をサイクロン２の流入口２１から円筒部２３の円周方向に流速により渦を描く様に流し込む。この際、粉粒物質２５は、遠心分離され、壁面に衝突しその後重力により落下し、円錐部２４の底に集積される。しかし、遠心分離では除去できない細かな粉粒物質２６は、そのまま液体または気体に残留し、サイクロン２の円筒部２３の中心から上方向に流れ、排出口２２から排出されることになる。

液体又は気体中の粉粒物質を除去するサイクロンに関する先行技術は多く見受けられる。空気の給・排管において、外気より取入れた空気中に含まれる粉塵等を手軽に分離しながら排出・除去できる空気清浄装置として、円筒状二重管構造の強制型空気換気システムの給気管内にて外気にサイクロン流を発生させて、空気中の粉塵等を遠心分離で分離しながら、外管と内管とを連通するベンチュリー機構部を介して、分離された粉塵等を室内空気と共に外気に排出・除去する空気清浄装置(特許文献１)、大容量の空気中の粉塵を効率良くかつ経済的に除去でき、湿式集塵装置としても乾式集塵装置としても使用することが可能なサイクロン型の集塵装置において、外筒は直円筒形で円錐部を有さず、内筒の上端が排気口となり、容器の外筒の上端又は天板の外周側に給気口が設けられ、粉塵を含んだ空気は、この給気口から容器内に接線方向に流入し、外筒の下端又は底板の外周端には、容器内で分離された粉塵の排出口が設けられたサイクロン型の集塵装置(特許文献２) 、微粉塵は遠心力による影響を受け難く、排気口から微粉塵をそのまま排出する場合がある。この微粉塵を水滴と完全に混合せしめ、集塵効率の高いサイクロン集塵機とするため、集塵筒内に吸引した粉塵を旋回流にのせて分離除去するサイクロン集塵機において、含塵空気に予め水分を付与し塵埃を加湿した後、サイクロン集塵機に供給し、搬送空気と分離することを特徴とするサイクロン集塵方法及びサイクロン集塵装置(特許文献３)、微粉塵をも除去できる集塵効果の高いサイクロン集塵機として、サイクロン集塵機の集塵筒内上部にノズルを設け、そこから水を霧状に噴射し、その噴霧水滴を含塵空気と混合させて旋回流にのせ微粉塵をも捕集し、更に、残余の含塵水滴及び浮遊粉塵は排気筒に設けたステンレス製たわしでなるフィルターにより除去することを特徴とするサイクロン集塵機(特許文献４)他がある。

上記の各発明は、遠心分離によっても除去できない細かな粉粒物質を除去するための工夫がなされている。しかし、本願発明者は、サイクロンを利用して、構造が簡単で細かな粉粒物質まで除去できるような装置がないかと考えていたが、上記各発明は、細かな粉粒物質を除去することは可能であるが、構造が複雑で生産コストも高価になると思われた。

サイクロンとバッグフィルターを使用して細かな粉粒物質を除去する先行技術も見受けられる。微粉末状の、とくに粒径１〜１００μｍ程度の石灰石を仮焼して、高活性の微粉末状生石灰を得るため、粒径１００〜１５００μｍのものを高温のガスで流動させておき、その流動層中に微粉石灰石を供給し、仮焼されて生成した微粉生石灰は、ガスにより運び去られ、サイクロンとバッグフィルターで回収する微粉石灰石の仮焼方法および装置 (特許文献５) 、スラッジ、固形屑等の異物が混入している汚水、廃油等の液体からスラッジ、固形物を分離するため、サイクロンの下部排出管にスラッジタンクを設け、該スラッジタンクの下部に設けたスラッジ排出自動弁により間欠的にサイクロンドレン処理バックフィルターに供給し、バックフィルターにてスラッジを液と分離した後、該サイクロンドレン処理バックフィルターを間欠的、かつ容易に引出し変換可能としたことを特徴とするスラッジの分離装置(特許文献６)等がある。

なお、バッグフィルターとは、集塵機に取付ける袋状のフィルターのことであり、また、このフィルターを用いた方式の集塵機自体を指す場合もあるが、本願では集塵機自体ではなく、袋状のフィルターをいうものとする。形状は、丸型、筒型、四角形、封筒型や、粉粒物質の通過粒度の異なるバッグの多層構造型でろ過精度を高めたタイプなどがあり、素材は、布、ナイロン、ポリエチレン、マイクロファイバなどである。インターネット上でも多くの種類が掲載され販売されている。またバックフィルターとしている文献もあるが、本願では、バッグフィルターに統一する。インターネット上にて見受けられたバッグフィルターの例を図２に示す。

前記の各先行技術文献では、バッグフィルターは、細かな粉粒物質を除去するため、サイクロンとバッグフィルターを連結して使用するものであり、バッグフィルターをサイクロンの内部に直接設置して細かな粉粒物質まで除去する先行技術文献は見あたらなかった。ただ、サイクロン内にて細かな粉粒物質まで除去するため、サイクロンの内筒の下部の開口と外筒の下側の取出口の間に仕切材を設け、その仕切材の周縁と外筒の内周面の間に、気流に乗ってサイクロン内部に運び込まれる固体が落下するに必要なスペースを設け、サイクロンの下側の取出口と内筒の間のスペースにおいて自然発生的に生じる空気の対流を、内筒の開口の下側で遮断して取出口と仕切材の間で循環する循環対流とし、サイクロンの流出口から粉粒体が排出されることを防ぐサイクロン(特許文献７)が見受けられた。

そこで、本願発明者は、粉粒物質除去装置自体を小型化するため、サイクロンの内部に直接バッグフィルターを設置して、サイクロンの中で粉粒物質だけでなく遠心分離では除去することができない細かな粉粒物質も除去することができるバッグフィルター付きサイクロンを考えるに至った。

特許公開２０１２−２１７５９号公報 特許公開２０１１−１３６２８５号公報 特許公開平９−１２２４３１号公報 実用新案公開平６−４８８１７号公報 特許公開平７−８９７４９号公報 特許公開２００８−１１４１３２号公報 特許公開２００２−１９２０１８号公報

本願の解決しようとする課題は、遠心分離では除去することができない細かな粉粒物質も除去するため、サイクロン内部にバッグフィルターを設置することを特徴とするバッグフィルター付きサイクロンである。

すなわち、第１発明は、円筒部と円錐部とからなり、遠心力を利用して粉粒物質が混入した気体中から粉粒物質を分離するサイクロンにおいて、そのサイクロン内部にバッグフィルターを設置し、細かい粉粒物質も除去することを目的とするバッグフィルター付きサイクロンである。

サイクロンとは、前述の図１に示すように、液体または気体をサイクロン２の流入口から円筒部２３の円周方向に流速により渦を描く様に流し込み、このとき粉粒物質２５は、遠心分離され、壁面に衝突した後重力により落下し、円錐部２４の底に集積し粉粒物質２５が除去される機構である。しかし、遠心分離により除去できない細かな粉粒物質２６は、液体または気体にそのまま混入された状態でサイクロン２から排出口２２を通し排出される。そこで、本願では、遠心分離により除去できない細かな粉粒物質(以下、細かな粉粒物質と略す場合がある。)については、サイクロンの内部に設置したバッグフィルターにより除去するものである。なお、粉粒物質の混じった液体または気体としているが、本願では粉粒物質が混じった気体である空気を主な洗浄の対象とする。

バッグフィルターとは、前述のように袋状のフィルターであり、ネット上でも市販され、容易に入手可能である。インターネット上にて検索されたバッグフィルターの例を図２に、バッグフィルターの各部の名称を図３に示す。サイクロン内に設置するバッグフィルターは、１つだけではなく複数とすることもできる。サイクロン内では、粉粒物質の混入した空気をサイクロンの流入口から円筒部の円周方向に流速により渦を描く様に流し込み、粉粒物質は、遠心分離され、壁面に衝突落下し、円錐部の底に集積される。しかし、遠心分離では除去できない細かな粉粒物質は、そのまま空気に残留し、サイクロンの円筒部の中心から上方向に流れ、排出口から排出される。一般的には、バッグフィルターの開口部をサイクロンの上方に向けて設置し、細かな粉粒物質はバッグフィルターの底面や側面の外面に堆積することになる。しかし、粉粒物質の材質、大きさより、開口部を下方に向けて設置する場合もある。この場合には、細かな粉粒物質はバッグフィルターの内面に留まることとなる。バッグフィルターの内面とは袋状になっているバッグフィルターの側面、底面の内側の面をいい、外面とは反対に外側の面をいう。このように、バッグフィルターをサイクロンの外部で連結することなく、サイクロンの内部に設置することにより、遠心分離により除去できない細かな粉粒物質もサイクロン内で分離することができ、粉粒物質除去装置全体を小型化することが可能となる。

続いて、第２発明は、サイクロンの内部に開口部を上にしてバッグフィルターを複数設置した第１発明のバッグフィルター付きサイクロンである。

バッグフィルターは、一般的には筒状であり、円周の側面と上面、底面からなり、上面、底面のいずれかが開口されている。ここでは、開口されている面を上面とする。「開口部を上にして」とは、この開口部をサイクロンの排出口の方向、すなわち空気の流れの上方向に向けて設置するものである。バッグフィルターを複数設置するのは、細かい粉粒物質の分離効率を上げるためである。開口部を上にしてバッグフィルターを設置した場合には、細かな粉粒物質を含む空気は、バッグフィルターの側面と側面からバッグフィルター内に流入し、細かな粉粒物質はバッグフィルターの外面に堆積することになる。さらに、筒型のバッグフィルターの径が異なる複数のバッグフィルターを１つのサイクロンに設置することもできる。

続いて、第３発明は、サイクロンの内部に開口部を下にしてバッグフィルターを複数設置した第１発明のバッグフィルター付きサイクロンである。

「開口部を下にして」とは、サイクロンの排出口とは反対の円錐部にバッグフィルターの開口部を向けてバッグフィルターを設置するものである。粉粒物質の種類や粒度によっては、バッグフィルターの開口部を下にして設置した方が細かな粉粒物質を除去しやすい場合があるためである。開口部を下にして設置した場合には、バッグフィルターの側面、底面の抵抗により、細かな粉粒物質を含んだ空気流の大部分は開口部からバッグフィルターの内部に流入し、細かな粉粒物質はバッグフィルターの内面に堆積することになる。複数のバッグフィルターを設置するのは、第２発明と同様に細かい粉粒物質の分離効率を上げるためであり、さらに、径の異なるバッグフィルターを１つのサイクロンに設置することは、第２発明と同様である。

続いて、第４発明は、サイクロンの内部に設置する複数のバッグフィルターについて、サイクロンの中心部に近くなるに従い、バッグフィルターの長さを長くした第２発明又は第３発明のいずれかのバッグフィルター付きサイクロンである。

前述のように、粉粒物質の混入した気体はサイクロンの流入口から円筒部の円周方向に流速により渦を描くように流入し、粉粒物質は遠心分離され、遠心分離では除去できない細かな粉粒物質は、そのまま空気に残留し、サイクロンの円筒部の中心から上方向に流れ、排出口から排出されてしまう。サイクロン内部では中心部に行くほど細かな粉粒物質が含まれた空気の上方向の流れが強くなる。そこで、サイクロン内部に設置する複数のバッグフィルターについて、サイクロンの中心部に長いバッグフィルターを設置し、サイクロンの中心部から離れるに従い、比較的短いバッグフィルターを設置し、細かな粉粒物質を効率的に除去しようとするものである。なお、サイクロンの中心部とは、サイクロンは円筒部と円錐部からできているが、円筒部、円錐部の軸線の部分をいう。

続いて、第５発明は、サイクロンの内部に設置する、複数のバッグフィルターについて、通過する粒子サイズを変化させたバッグフィルターを用いる第２発明から第４発明のいずれかのバッグフィルター付きサイクロンである。

バッグフィルターは、空気流等のように流量が多い、ろ過に適しているが、粉粒物質によっては、その粒径分布が広いものもある。そこで、１つのサイクロン内部に設置する複数のバッグフィルターについて、その通過する粒子サイズを変化させたものを設置し、粒径分布が広い細細かな粉粒物質の除去効率を上げるものである。通過する粒子サイズについては、ろ過精度があり、表示ろ過精度以上の大きさの粒子を６０〜９８％程度捕捉する性能を現し、例えば、ろ過精度１０μｍのように表現する。これは、公称ろ過精度といわれる。また、決められた大きさの粒子を確実に捕捉出来る孔径を現す絶対ろ過精度もある。

続いて、第６発明は、バッグフィルターの上方部又は上方部と側面部に、排出口に連結する排出用ダクトを取付けた第１発明から第５発明のいずれかのバッグフィルター付きサイクロンである。

前述のように、細かな粉粒物質を含んだ空気は、サイクロンの円筒部の中心から上方向に流れ、排出口から排出される。排出用ダクトを取り付けるのは、この上向き方向の空気の流れを方向付けし排出口に円滑に流れるようにするためである。バッグフィルターの上方部又は上方部と側面部に、排出口に連結する排出用ダクトを取付ける。バッグフィルターの上方部とは、バッグフィルターの上方部全体をいい、複数のバッグフィルターの場合には、複数のバッグフィルター全体の上方部をいい、バッグフィルターの側面部とは、複数のバッグフィルターの場合には、複数のバッグフィルター集合体全体の側面部をいう。側面部については、バッグフィルターの全体の長さまでも排出用ダクトが覆う必要はなく、バッグフィルターの長さの一部を覆うことでもよい。

続いて、第７発明は、バッグフィルターを設置するバッグフィルター設置板にバッグフィルター振動用バイブレータを取付けた第１発明から第６発明のいずれかのバッグフィルター付きサイクロンである。

バッグフィルターは、その表面に細かな粉粒物質が堆積していくが、その堆積層自体も、ろ過材として機能し、粉粒物質粒子が補足され更に堆積していく。その表面の堆積量が多くなり厚みが増すと、空気の通りが悪くなりろ過が困難となる。そのため、捕捉して堆積した粉粒物質を時々払い落とすことが必要である。そこでサイクロン内にバッグフィルターを設置するバッグフィルター設置板にバッグフィルター振動用バイブレータを設け、定期的にバッグフィルター振動用バイブレータを起動させ、バッグフィルターに堆積した粉粒物質を払い落とすようにするものである。

バイブレータとは、振動する機械や機材のことをいう。モーターの軸に重心を偏らせた重りを取り付け、回転させることで振動を生む方式が一般的であるが、圧縮空気でピストンを上下運動させることで、振動を発生する方式もある。携帯電話で振動で着信を伝える、生コンクリートを打設する際に振動を与えて充填を促す、ホッパーの目詰まり防止など、様々な用途で使用される。バイブレータの方式は問わず、バッグフィルターを振動させ、バッグフィルターの表面に堆積した細かな粉粒物質を払い落とすことができればよい。

続いて、第８発明は、円筒部又は円筒部と円錐部の内部壁面に細かな粉粒物質付着用ポールを複数取付けた第１発明から第７発明のいずれかのバッグフィルター付きサイクロンである。

扇風機の羽等の先端に埃が付着していることがよく見受けられる。これは、空気との接触による静電気の発生のためであると考えられる。サイクロン内では、空気が旋回している。そこで、粉粒物質付着用ポールをサイクロンの円筒部又は円筒部と円錐部の内部壁面に複数取付け、この先端部に細かな粉粒物質を付着させて、空気に含まれる細かな粉粒物質の除去の一助とするためである。

続いて、第９発明は、バッグフィルター付きサイクロン全体を振動させることができる全体振動用バイブレータを取付けた第１発明から第８発明のいずれかのバッグフィルター付きサイクロンである。

サイクロン内部では、バッグフィルターだけでなく、円筒部の内壁面や円錐部の内壁面あるいは粉粒物質集積用ポールには多くの粉粒物質が堆積される。これらの堆積された粉粒物質は定期的に払い落とす必要がある。そこで、バッグフィルター用バイブレータだけではなく、バッグフィルター付きサイクロン全体を振動させることができる全体振動用バイブレータを取付け、これらの粉粒物質を払い落とし円錐部の底に集積するものである。バイブレータは前述の説明と同じである。

続いて、第１０発明は、第７発明のバッグフィルター振動用バイブレータ及び第９発明の全体振動用バイブレータのいずれも、又はいずれかが定期的に起動する第７発明又は第９発明のいずれかのバッグフィルター付きサイクロンである。

第７発明のバッグフィルター振動用バイブレータ及び第９発明の全体振動用バイブレータはいずれも定期的に起動し堆積した粉粒物質を払い落とすことが必要である。例えば、バッグフィルター振動用バイブレータを起動し、バッグフィルターに堆積した細かな粉粒物質をサイクロン内に払い落とした後、全体振動用バイブレータを起動し、サイクロン内のすべての粉粒物質をサイクロンの円錐部の底部に集積して処分することになる。

第１発明では、サイクロン内にバッグフィルターを設置し遠心分離では除去できない細かな粉粒物質も除去できるようになるだけでなく、バッグフィルターをサイクロン内に設置することにより、粉粒物質を除去する装置全体を小型化することが可能である。

第２発明から第５発明では、バッグフィルターを複数設置し、更には開口部の方向、バッグフィルターの長さ、ろ過精度を変化させることにより、細かな粉粒物質を効率よく除去することが可能となり、サイクロンの排出口から出る空気はより洗浄される。

第６発明では、上方向への空気流が強くなりバッグフィルターにより細かな粉粒物質がより除去しやすくなる。第７発明では、バッグフィルター振動用バイブレータを取付けることにより、バッグフィルターに堆積した細かな粉粒物質を払い落とすことができ、バッグフィルターのろ過機能が維持できる。第８発明では、サイクロン内の周辺部に浮遊して細かな粉粒物質が粉粒物質付着用ポールに付着され、細かな粉粒物質を除去する機能を果たす。第９発明では、サイクロン内のバッグフィルターだけでなく円筒部、円錐部、粉粒物質付着ポール等に堆積した粉粒物質を払い落とすことができる。第１０発明では、バッグフィルターやサイクロン内に堆積した粉粒物質を払い落としサイクロン内の粉粒物質の堆積を防ぐとともに、サイクロン内で粉粒物質を払い落とすため、サイクロンの外部に粉粒物質が飛散する恐れがなくなり、周辺の環境等を粉粒物質による汚染から防ぐことができる。

図１は、サイクロンの概略図である。 図２は、インターネットで検索したバッグフィルターの図例である。 図３は、バッグフィルターの各部の名称を示す図である。 図４は、１つのバッグフィルターがサイクロン内部に設置されている概略図である。 図５は、同じ高さの複数のバッグフィルターをサイクロン内に設置した概略図である。 図６は、同じ高さの複数のバッグフィルターをサイクロン内に設置したバッグフィルターの配置図である。 図７は、高さの異なる複数のバッグフィルターをサイクロン内に設置した概略図である。 図８は、高さの異なる複数のバッグフィルターをサイクロン内に設置したバッグフィルターの配置図である。 図９は、排出用ダクト内に同じ高さの複数のバッグフィルターを設置した概略図である。 図１０は、制御回路を含むバッグフィルター付きサイクロンの全体概略図である。

以下に本発明を実施するための代表例を挙げる。

図４は、１つのバッグフィルターがサイクロン２内部に設置されているバッグフィルター付きサイクロン１の概略図である。サイクロン２内にバッグフィルター３は、開口部３１を上方向にして設置されている。バッグフィルター３は、その開口部３１がサイクロン２の排出口２２の周囲に止めリング３６により固定され、バッグフィルター３の底部は、図３(Ｂ)に示す把持部３５がバッグフィルター取付板４の筒状のバッグフィルター取付孔４１の周囲に止めリング３６により固定されている。粉粒物質の混入した空気は、図１のようにサイクロン２の流入口２１から円筒部２３の円周方向に流速により渦を描くように流入し、粉粒物質２５は遠心分離され、遠心分離では除去できない細かな粉粒物質２６は、そのまま空気に残留し、サイクロンの円筒部の中心から上方向に流れ、排出口から排出されてしまう。サイクロン内部ではその中心部に遠心分離では除去できない細かな粉粒物質２６が含まれた空気の上方向の流れが強くなる。そこで、サイクロン２内部の空気の上方向の流れに向けてバッグフィルター３を設置することにより、細かな粉粒物質２６も除去することができ、サイクロン２の排出口２２からでる空気は浄化されたものとなる。

図４のようにバッグフィルター３の開口部３１が上方向に設置されている場合には、バッグフィルター３のろ過抵抗により、細かな粉粒物質を含む空気は、バッグフィルターの底面３４だけでなく外面３２からもバッグフィルター内に流れ、細かな粉粒物質２６はバッグフィルター３の外面に留まることになる。

図５は、同じ高さの複数のバッグフィルターをサイクロン内に設置した概略図である。サイクロン２内に２枚のバッグフィルター取付板４が平行に付けられ、その間にバッグフィルター３が固定される。２枚のバッグフィルター取付板がある場合には、上方のバッグフィルター取付板４と下方のバッグフィルター取付板のように表現する。バッグフィルター３の固定方法は、バッグフィルター３の開口部３１を筒状のバッグフィルター取付孔４１の外周に密着させ、バッグフィルターの止めリング３６により固定し、底部は図３(Ｂ)に示すバッグフィルター底面の把持部３５を、もう一方のバッグフィルター取付板４の筒状のバッグフィルター取付孔４１の外周に密着させ、バッグフィルターの止めリング３６により固定する。ただし、サイクロン２内へのバッグフィルター３の固定方法はこれに限るものではなく任意である。

下方のバッグフィルター取付板４には、 バッグフィルター振動用バイブレータ４２が付けられ、バッグフィルター３に堆積した粉粒物質を払い落とすようにしている。また、複数のバッグフィルター３の上方に排出用ダクト２８が取付けられている。上方向への空気の流れを強くするためである。

図６は、同じ高さの複数のバッグフィルターをサイクロン内に設置したバッグフィルターの配置図であり、(Ａ)は平面図、(Ｂ)は、(Ａ)のＸ−Ｘ´方向の切断した断面図である。バッグフィルター３は、サイクロン２の軸心から放射状に配置されている。図６では、バッグフィルター３は、上下のバッグフィルター取付板４に２５本設置されているがこれに限るものではなく、設置するバッグフィルターの数は任意である。また、バッグフィルター３の径や通過する粒子サイズを変化させることも任意である。

図７は、高さの異なる複数のバッグフィルタ３ーをサイクロン２内に設置した概略図である。サイクロン２内に、上下２枚のバッグフィルター取付板４が付けられ、上方のバッグフィルター取付板４は平板状であるが、下方のそれは階段状であり、中央に行くに従い低くなっている。中央には、長さが長いバッグフィルター３が設置され、中央から離れるに従い、短いバッグフィルターが設置されている。前述のように、サイクロン２中央部では上向きの空気の流れが強く、効率的に細かな粉粒物質を除去するため、中央部のバッグフィルター３を長くしている。バッグフィルター取付板４には、バッグフィルター振動用バイブレータ４２、サイクロン２の円錐部２４の底にはサイクロン全体振動用バイブレータ１１が付けられ、これらを起動することにより、バッグフィルター３に堆積した粉粒物質、バッグフィルターだけでなくサイクロン２内に堆積した粉粒物質を払い落とすようにしている。複数のバッグフィルター３集合体の上方には排出口用ダクト２８が付設されているが、前述と同様上方向への空気の流れを強くするためである。

図８は、高さの異なる複数のバッグフィルターをサイクロン内に設置したバッグフィルターの配置図である。(Ａ)は平面図、(Ｂ)は、(Ａ)のＸ−Ｘ´方向に切断した断面図である。バッグフィルター３は、サイクロン２の軸心から放射状に配置され、軸心に近いバッグフィルタ３ーほど長くなっている。図８では、バッグフィルター３は、２５本設置されているがこれに限るものではなく、設置するバッグフィルターの数は任意であり、バッグフィルター３の径や通過する粒子サイズを変化させることも任意である。

図９は、排出用ダクト内に同じ高さの複数のバッグフィルターを設置した概略図である。排出用ダクト２８は、同じ高さの複数のバッグフィルター３集合体の上部と側面部を覆い、排出口２２に連結されている。上方及び下方のバッグフィルター取付板４は、排出用ダクト２８に連結されている。粉粒物質の混入した空気流がサイクロン２の流入口２１から円筒部２３の円周方向に流速により渦を描く様に流し込まれ、排出口２２に連結された排出用ダクト２８の周囲を旋回する。この際、粉粒物質は、遠心分離され、円筒部２３や円錐部２４の内壁面に衝突し落下し、円錐部２４の底に集積される。しかし、遠心分離では除去できない細かな粉粒物質は、そのまま空気流２７に残りサイクロン２の円筒部２３の中心から上方向に流れようとする。その流れの方向にバッグフィルター３が設置されているため、空気流は、バッグフィルターの底面や側面を通しバッグフィルター内に流れる。このときに、細かな粉粒物質は、バッグフィルターによりろ過されて除去され、洗浄された空気が排出口２２から排出されることになる。

図１０は、制御回路を含むバッグフィルター付きサイクロンの全体概略図である。上方及び下方のバッグフィルター取付板４は、排出用ダクト２８に連結されている。サイクロン２内の円筒部２３、円錐部２４の内壁には、粉粒物質を付着するための粉粒物質付着用ポール５が付けられている。排出用ダクト２８は、異なる高さの複数のバッグフィルター３集合体の上部と側面部の一部を覆い、排出口２２に連結されている。側面部の一部を覆うとしたのは、長さが最も長いバッグフィルターの側面部まで覆わなくても、空気流を安定させることができるためである。しかし、排出用ダクト２８をバッグフィルター３の集合体をどの程度まで覆うのかは任意である。

制御盤７は、吸気ファン６１、排気ファン６２、開閉ダンパー６３、バッグフィルター振動用バイブレータ４２及び全体振動用バイブレータ１１を制御するものである。例えば、吸気ファン６１、排気ファン６２の動きが終了した後、開閉ダンパー６３を閉じ、バッグフィルター振動用バイブレータ４２を起動させ所定時間経過後、バッグフィルター振動用バイブレータ４２を止めて、全体振動用バイブレータ１１を起動させ、バッグフィルター３やサイクロン２内の粉粒物質を円錐部２４の底に堆積させる。開閉ダンパーを閉じるのは、サイクロン２内の粉粒物質が外部に飛散することを避けるためである。一例を示したに過ぎず、どのように制御するかは、任意である。

サイクロンの内部にバッグフィルターを設置することにより、遠心分離では分離できない細かな粉粒物質も除去することが可能となり、更に粉粒物質の除去装置として小型化が可能となった。また、サイクロン内に堆積した粉粒物質は、バイブレータによりサイクロン内で集めることができ、周囲への粉粒物質の拡散を防ぐことができるようになった。構造は簡単であり、生産コストも安価でできることから需要が期待される。

１ バッグフィルター付きサイクロン １１（バッグフィルター付きサイクロン）全体振動用バイブレータ
２ サイクロン ２１流入口 ２２ 排出口 ２３ 円筒部 ２４ 円錐部
２５ 粉粒物質 ２６ (遠心分離では除去できない)細かな粉粒物質
２７ 空気流 ２８ 排出用ダクト
３ バッグフィルター ３１（バッグフィルターの）開口部
３２ （バッグフィルターの）側面 ３３ （バッグフィルターの）内面
３４ （バッグフィルターの）底面 ３５ バッグフィルター底面の）把持部
３６ （バッグフィルターの）止めリング
４ バッグフィルター取付板 ４１ バッグフィルター取付孔 ４２ バッグフィルター振動用バイブレータ
５ 粉粒物質付着用ポール
６ ダクト ６１ 吸気ファン ６２ 排気ファン ６３ 開閉ダンパー
７ 制御盤

Claims (9)

1. 円筒部と円錐部とからなり、遠心力を利用して粉粒物質が混入した気体中から粉粒物質を分離するサイクロンにおいて、そのサイクロン内部に複数のバッグフィルターを設置し、細かい粉粒物質も除去することを目的とするバッグフィルター付きサイクロンにおいて、サイクロン内に上下２枚のバッグフィルター取付板が付けられ、上方のバッグフィルター取付板は平板状であり、下方のバッグフィルター取付板は中央に行くに従い低くなる階段状であり、中央には長さが長いバッグフィルターが設置され、中央から離れるに従い、短いバッグフィルターが設置されているバッグフィルター付きサイクロン。
2. サイクロンの内部に開口部を上にしてバッグフィルターを複数設置した請求項１のバッグフィルター付きサイクロン。
3. サイクロンの内部に開口部を下にしてバッグフィルターを複数設置した請求項１のバッグフィルター付きサイクロン。
4. サイクロンの内部に設置する複数のバッグフィルターについて、通過する粒子サイズを変化させたバッグフィルターを用いる請求項１から請求項３のいずれかのバッグフィルター付きサイクロン。
5. バッグフィルターの上方部又は上方部と側面部に、排出口に連結する排出用ダクトを取付けた請求項１から請求項４のいずれかのバッグフィルター付きサイクロン。
6. バッグフィルターを設置するバッグフィルター設置板にバッグフィルター振動用バイブレータを取付けた請求項１から請求項５のいずれかのバッグフィルター付きサイクロン。
7. 円筒部又は円筒部と円錐部の内部壁面に細かな粉粒物質付着用ポールを複数取付けた請求項１から請求項６のいずれかのバッグフィルター付きサイクロン。
8. バッグフィルター付きサイクロン全体を振動させることができる全体振動用バイブレータを取付けた請求項１から請求項７のいずれかのバッグフィルター付きサイクロン。
9. 請求項６のバッグフィルター振動用バイブレータ及び請求項８の全体振動用バイブレータのいずれも、又はいずれかが定期的に起動する請求項６又は請求項８のいずれかのバッグフィルター付きサイクロン。