JPH01242161A - サイクロン - Google Patents

サイクロン

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JPH01242161A
JPH01242161A JP63070858A JP7085888A JPH01242161A JP H01242161 A JPH01242161 A JP H01242161A JP 63070858 A JP63070858 A JP 63070858A JP 7085888 A JP7085888 A JP 7085888A JP H01242161 A JPH01242161 A JP H01242161A
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chamber
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wall
chamfered
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    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/2016—Arrangements of preheating devices for the charge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス流中に浮遊している微粉状の物質を処理
する集塵サイクロンに関する。一般に、かようなサイク
ロンは、この数十年来、セメント等の原料を焼成してタ
リンカにするロータリキルンおよび／又は燻焼器の前に
設置される予熱装置と一体に組付けられて使用されてい
る。がようなサイクロンは、予熱する目的で、加熱空気
又はガス中の浮遊物から原料を沈澱させるための最適な
容器として働いている。この形式のサスペンションプリ
ヒータは、単段形又は例えば４段又は５段といった多く
のサイクロン段を備えた多段形として用いることができ
、英国特許第１４３４０９１号および第１４５３２１５
号明細書にも開示されている。予熱器用の集塵サイクロ
ンとして従来−般に好ましいものと考えられているサイ
クロンは、垂直軸線と接戦方向の加熱空気入口とを備え
た逆流形のサイクロンであり、この種のサイクロンは例
えば、特開昭５５−８４１６２号公報（第１図〜第４図
）および「セメントデータブック」（”　Ｃｅｍｅｎｔ
　Ｄａｔａ　Ｂｏｏｋ”、第２版、第４９４頁〜４９６
頁、１９７７年、マクドナルドアンドエバンス社刊）に
開示されている。
プリヒータキルンシステムにおいては、該システムを通
るガスの圧力降下と、該システムの最も経済的な運転方
法との間には緊密な関係がある。
サスペンションプリヒータを用いてキルンの寸法を小型
化することおよび静止形の予爛焼器を用いることによっ
て圧力降下量が大きくなＩＱ（圧力降下のほとんどはプ
リヒータ内で生じる）、現在ではかようなシステムにお
いて７００〜１，０００　ｍｍＷＧ（２８〜４０インチ
ＷＧ）の圧力降下が生じることは許容できるものと考え
られている。キルンの排気ガスの対応する比エネルギは
１０〜Ｉ　５ＫＷｈ／ｍｔ（０〜１４ＫＷｈ／ｓｔ）に
達するため、圧力降下量の小さなプリヒータを用いるこ
とによってこのエネルギ消費を低減することが望まれて
いる。
しかしながら、従来公知のサイクロン構造では、サイク
ロン内でのガス流の滞留時間を長くするために、ガスの
中央出口バイブにサイクロン内への突出延長部が設けら
れているにもかかわらず、サスペンション（ガス流）の
入口から直接サイクロンに供給されてガスの中央出口バ
イブへと流れるサスペンションの比較的大量の部分がド
ローバツクすなわち引戻されてしまうという問題があっ
た。
このため、サスペンションの引戻される部分がサイクロ
ン内に留まっている滞留時間が非常に短くなってしまう
ことに加え、中央出口バイブの突出部が急速に摩耗され
てしまい、プリヒータ内での圧力降下量を小さくしよう
とする努力が妨げられる。
しかしながら、このサスペンションの引戻しくドローバ
ツク）の問題は、公知の形式のサイクロンよりも高い分
離効率をもつ集塵サイクロンを特にプリヒータの下段に
使用する場合に生じるものである。また、中央のガス出
口バイブの突出部の寿命は、該突出部を耐熱鋼で作った
場合であってもきわめて短いものであるから、突出部を
備えていないサイクロンを使用することが望まれている
。
従って本発明の目的は、プリヒータ内の加熱ガス流中に
浮遊している微粉状の原料を処理するのに使用でき、か
つ、高い分離効率を有していると共に中央パイプに突出
部を設ける必要のない集塵サイクロンを提供することに
ある。本発明のこの目的は、ガス流中に浮遊する微粉状
物質を分離するサイクロンであって、垂直軸線を備えた
円筒状のチャンバと、該チャンバの底部において下向き
にテーパしている沈澱物質の出口と、前記チャンバの頂
部に設けられたガスの中央出口と、ガス流をチャンバの
側壁の上方部分に導入する接線方向に配置された入口ダ
クトを有するサイクロンにおいて、前記チャンバにはガ
ス流の入口が開口しており、該入口は、チャンバの軸線
に最も近い上方部分が面取りされた壁で形成されており
、この面取りされた壁はガス流の方向においてチャンバ
の下方にかつ半径方向外方に傾斜していることを特徴と
するサイクロンにより達成される。
このように構成することによって、入口ダクトを通って
サイクロン内に流入するサスペンションの流れは、この
流れをチャンバの内面（通常円筒状をなしている管状の
チャンバ璧の内面）に向って半径方向外方にかつチャン
バ内で下向きに押しやる偏向作用を受ける。このため、
サイクロン内での長い滞留時間が得られ、高度に物質を
分離することができる。
入口ダクトがチャンバに開口している箇所において、入
口ダクトの底部を、チャンバの半径方向に向って下向き
に傾斜させておくのが望ましい。
このように構成することによって、好ましからざる大き
な水平の棚（この棚上に集塵された物質が堆積してしま
うことになる）がサイクロン内に形成されることを避け
ることができる。
面取りされた壁は、該壁の直ぐ上流側の入口ダクトの断
面積の２０％以内を遮閉することができる。障害物の形
状は、チャンバに向って入口ダクトに沿って見た場合、
入口の断面形状が広く用いられている長方形のスロープ
であるならば三角形状にすることができ、あるいは、入
口が丸い形式のものであるならば円形のセグメントにす
ることもできる。面取りされた壁のガス流の方向の長さ
は、該面取りされた壁の下流側縁部の長さの２倍以内に
するのが望ましい。
障害物によって入口ダクトの断面積の２０％以上を遮閉
すると、本発明のサイクロン構造により得られる好まし
い効果を発揮し得なくなるほどの圧力降下をサイクロン
内に発生させることになってしまう。
本発明のサイクロンをパイロットプラントで試験したと
ころ、公知のサイクロンに比べ、円筒状のチャンバの直
径を２５％だけ小さくしたにもかかわらず、分離効率を
９２％に維持しつつ、圧力降下を２０〜２５％だけ低減
することができた。
以下、本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
第１ａ図および第１ｂ図に示す逆流形サイクロンは、垂
直軸線を備えた円筒状のチャンバ１と、コーン形の底部
２と、サイクロン内に沈澱した物質の出口３と、チャン
バｌ内に突出している突出部を備えていてサイクロンの
排気ガス出口とじて機能する中央パイプ４と、処理され
た原料が浮遊している加熱空気又はガスの長方形の入口
５とから構成されており、該入口５は加熱空気ダクト６
の下流側端部を形成している。ダクト６からこのサイク
ロンに供給された浮遊物質は、その大部分が接線方向に
導入されることはなく、入口５から直接的に中央パイプ
４に導かれる。このとき浮遊物質は、サイクロン容器内
で多くの滞留時間を費すことなくしてサイクロン容器か
ら出て行くが、加熱空気やガスの流れから分離して沈澱
することなく、依然としてこれらの空気やガス内に浮遊
している状態にある。この好ましからざる状態は、中央
パイプ４が何らかの理由によってサイクロン内に突出し
ていない場合に更に著しくなる。
この公知のサイクロンと同様に、第２ａ図および第２ｂ
図に示すサイクロンも、垂直軸線を備えた円筒状のチャ
ンバｌと、物質の出口３を備えたコーン形の底部２と、
ガス排気ダクトとして機能する中央パイプ４　（該中央
パイプ４はチャンバ１内への突出部を備えていない）と
、加熱空気ダクト６の端部を形成しているサスペンショ
ン入口５とを有している。図示のサスペンション入口５
は長方形方式のものであるが、台形のような形状に変形
されている。すなわち、入口５の、サイクロンの軸線に
最も近い上方部に三角形状の障害物７が設けである。こ
の障害物７は、第２ｂ図から明らかなように、円筒状の
側壁１２（第２ａ図）を面取りして延長したような形状
をなしており、入口開口の一部を構成する下流側縁部８
を備えている。この縁部８は、図示のように、水平に対
して約４５°の角度で傾斜している。
円筒状のサイクロンチャンバ１の内側に好ましくない棚
状の構造（第１ａ図参照）が形成されることを避けるた
めに、入口５の底部１０は、第２ａ図に示すように、チ
ャンバｌの半径方向内方に向って下向きに傾斜した内面
を形成している。この傾斜内面の傾斜角度は、図示のよ
うに約５０゜とするのが好ましい。
本発明のサイクロンの他の特徴は、サスペンション入口
５からの放出が行なわれる円筒状チャンバの上方部分１
２の直径に比べ、円筒状チャンバの主要部１の直径を小
さくできるために、容器全体の大きさをかなり小さくで
きることである。
障害物７は、加熱空気ダクト６の頂壁が障害物７の下流
側縁部すなわち自由縁部８に向って斜行するように、加
熱空気ダクト６の頂壁の面取り部９により形成されてい
る。この面取り部９の長さは、縁部８の長さの約２倍で
ある。
縁部８と共にこの面取り部９は、サイクロンに流入する
サスペンションの流れに対して、第２ｂ図に流れの一部
を点線１１で示すように、チャンバ１の壁の内面に対し
て流れを外方に旋回させかつサイクロンの中に向って下
向きに偏向させるように滑らかに作用する。これにより
、容器の全内部空間が有効に利用されると共にサイクロ
ン内でのサスペンションの滞留時間を増大できるため、
圧力損失を低減できかつサスペンションからの浮遊物質
の分離集塵効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第１ａ図は、従来の典型的な集塵サイクロンを示す側面
図である。 第ｔｂ図は、第１ａ図のサイクロンの平面図である。 第２ａ図は、本発明による集塵サイクロンの一例を示す
側面図である。 第２ｂ図は、第２ａ図のサイクロンの平面図である。 ■・・・チャンバ、３・・・物質の出口、４・・・中央
パイプ、５・・・サスペンション入口、７・・・障害物
、８・・・障害物の縁部、９・・・ダクトの頂壁の面取
り部。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ガス流中に浮遊する微粉状物質を分離するサイク
    ロンであって、垂直軸線を備えた円筒状のチャンバと、
    該チャンバの底部において下向きにテーパしている沈澱
    物質の出口と、前記チャンバの頂部に設けられたガスの
    中央出口と、ガス流をチャンバの側壁の上方部分に導入
    する接線方向に配置された入口ダクトとを有するサイク
    ロンにおいて、 前記チャンバにはガス流の入口が開口しており、該入口
    は、チャンバの軸線に最も近い上方部分が面取りされた
    壁で形成されており、この面取りされた壁はガス流の方
    向においてチャンバの下方にかつ半径方向外方に傾斜し
    ていることを特徴とするサイクロン。
  2. （２）前記入口ダクトが前記チャンバ内に開口しており
    、入口ダクトの底部がチャンバの半径方向内方に向って
    下向きに傾斜していることを特徴とする請求項（１）に
    記載のサイクロン。
  3. （３）前記面取りされた壁は、該壁の直ぐ上流側の入口
    ダクトの断面積の２０％以内を遮閉していることを特徴
    とする請求項（１）又は（２）に記載のサイクロン。
  4. （４）前記面取りされた壁のガス流方向の長さは、該面
    取りされた壁の下流側縁部の長さの２倍以内であること
    を特徴とする請求項（１）、（２）又は（３１に記載の
    サイクロン。
  5. （５）添付図面の第２ａ図および第２ｂ図に記載したも
    のと実質的に同じサイクロン。
  6. （６）上記請求項（１）〜（５）のいずれかのサイクロ
    ンを組込んだサスペンションプリヒータを備えているキ
    ルンプラント。
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