JP5850662B2 - サイクロン分離装置 - Google Patents
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Description
V=Q/A=Q/πR2
そして、粉体流入筒が設けられた部位付近の遅い(即ち比較的高圧の)旋回気流は、前記流出口付近の速い(即ち比較的低圧の)旋回気流に吸引され、前記流出口付近に向かって軸方向に速やかに流れる。遅い旋回気流が軸方向に速やかに流れるということは、前記円錐状筒体内で何度も旋回しないうちに前記流出口付近に至るということである。即ち、このようなサイクロン分離装置は、前記円錐状筒体における旋回気流の旋回回数が少ないという問題があった。このため、浮遊物に十分に遠心力が働かず、浮遊物が残った状態の流体がサイクロンを通過してしまう虞があった。前記円錐状筒体の一端と他端の半径の差を小さくすることも考えられるが、このようにした場合、旋回気流の流速が上昇しないため、浮遊物に働く遠心力が大きくならないので、浮遊物の旋回気流からの分離効率を高めることができないという問題もあった。
Ac=Q/(Vc 0 +DΔVc)
(但し、Qは気流の流量、Vc 0 は前記遠心力増幅領域における旋回気流の初速、Dは前記中心軸線に沿った一端からの距離)
の式に基づいて、始端から終端に向かって減少させたものである。
Q=AaVa
即ち、流量Qが一定であるので、気流の流速Vaは、気流の流通面積Aaが小さくなる前記遠心分離領域31の下部において増加する。従って、気流の流速Vaは、前記サイクロン筒2の内面と前記スカート部30の外面との距離が最小となる位置において最速となり、この位置において、塵埃に働く遠心力が最大となる。
Q=AcVc=πRc2Vc
そして、前記遠心力増幅領域35の上端からの軸線X方向距離がDとなる位置における気流の流量Qと流速Vcとの関係は、以下の式で表される。
Q=πRc2(Vc0+DΔVc)
従って、前記遠心力増幅領域35の上端からの距離がDとなる位置における断面積Acは、以下の式で表される。
Ac=πRc2=Q/(Vc0+DΔVc)
また、前記遠心力増幅領域35の上端からの距離がDとなる位置における半径Rcは、以下の式で表される。
Rc=(Q/π(Vc0+DΔVc))1/2
そして、前述した通り、前記遠心力増幅領域35において、気流の流速Vcが一次関数的に増加するようにすると、即ち、軸線X方向に単位距離移動する毎の流速Vcの増加量ΔVcを一定とすると、前記遠心力増幅領域35の内壁は、二次関数的なカーブを描く。即ち、前記遠心力増幅領域35の内壁半径Rcの変化率は、上端付近で急激に減少するが、その後は穏やかに減少してゆき、下端付近では僅かに減少するだけである。
Ac=Q/(Vc 0 +DΔVc)
(但し、Qは気流の流量、Vc 0 は前記遠心力増幅領域35における旋回気流の初速、Dは前記中心軸線Xに沿った一端からの距離)
の式に基づいて、始端から終端に向かって減少させたことで、前記加速領域34の終端における旋回気流の流速Vb及び前記遠心力増幅領域35の始端における旋回気流の初速Vc0を速くして、前記遠心力増幅領域35における旋回気流の流速Vcを速くすることができるので、旋回気流中の塵埃に働く遠心力を大きくして分離効率を向上させることができるばかりでなく、前記遠心力増幅領域35の全域で旋回気流の流速Vcを急激に上昇させず、高速の旋回気流を前記遠心力増幅領域35に比較的長時間留め、旋回気流の旋回回数を多くすることができるので、浮遊物に遠心力を十分に働かせて遠心分離効率を向上させることができるものである。
9 排気筒
33 第二サイクロン筒
34 加速領域
35 遠心力増幅領域
X 中心軸線
Ac 遠心力増幅領域35における第二サイクロン筒33の流通面積
D 遠心力増幅領域35の始端からの距離
Q 気流の流量
Rc 遠心力増幅領域35における第二サイクロン筒33の半径
Vc 遠心力増幅領域35における旋回気流の流速
Vc 0 遠心力増幅領域35における旋回気流の初速
ΔVc 遠心力増幅領域における中心軸線Xに沿った単位距離毎の旋回気流の速度差
Claims (2)
- 中空で且つ略錐状のサイクロン筒を有し、このサイクロン筒の内壁に沿って旋回気流を発生させることで、遠心力によって旋回気流中の浮遊物を分離するサイクロン分離装置において、
前記サイクロン筒が、その中心軸線方向に、上流側の加速領域と二次関数的なカーブを描く下流側の遠心力増幅領域とを配列して構成され、
前記加速領域にて、前記中心軸線方向の始端から終端に向かって旋回気流の速度が加速度的に上昇するように、流通面積を始端から終端に向かって減少させると共に、
前記遠心力増幅領域にて、前記中心軸線方向の始端から終端に向かって単位距離移動する毎の気流の速度差ΔVcを一定とし、この遠心力増幅領域の軸直断面積Acを、
Ac=Q/(Vc 0 +DΔVc)
(但し、Qは気流の流量、Vc 0 は前記遠心力増幅領域における旋回気流の初速、Dは前記中心軸線に沿った一端からの距離)
の式に基づいて、始端から終端に向かって減少させたことを特徴とするサイクロン分離装置。 - 前記加速領域の中央部に排気筒を設けると共に、前記加速領域の終端における前記サイクロン筒の半径の減少率よりも、前記遠心力増幅領域の始端における前記サイクロン筒の半径の減少率を大きくしたことを特徴とする請求項1記載のサイクロン分離装置。
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