JPH0221954A - サイクロン分離器 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体の旋回流を利用して該流体内の密度の異
なる物質を分離するサイクロン分離器に関する。とくに
本発明は、気体から液体または微細な固形物を分離する
装置に適用して効果があるが、そのような用途に限定さ
れるものではなく、他の分離器としても有用である。

〔従来技術〕

円筒形容器内に流体を接線方向に導入して旋回流を形成
し、旋回により生じる遠心力で該流体内の密度の異なる
物質を分離するようにした遠心分離器あるいはサイクロ
ン分離器は周知である。また、空調装置に使用するウォ
ーターセパレータとして、空気流の方向を急激に変える
ことにより、空気と該空気に含まれる水または微細な固
形物を分離する装置が知られている。

これら公知の分離器においては、高い分離性能を達成す
るために種々の工夫あるいは複雑な構造が必要である。

たとえば、米国特許第３．８４３．１２６号に開示され
た分離器においては、はぼ同軸に内筒および外筒が配置
され、水分を含む空気は内筒の下端から上向きの旋回流
として導入される。水分濃度の高い空気は遠心作用によ
り内筒の壁面よりに集中し、内筒の中心部は低圧状態と
なる。内筒には半径方向に延びるように通気管が設けら
れており、該通気管の半径方向内端は内筒の中心部近傍
に開口し、外端は内筒と外筒との間の環状の空間に開口
する。内筒の中心部に生じる低圧のサクンヨン効果によ
り、上記環状空間から内筒内部に至り、さらに内筒の上
端を廻って環状空間に至る循環流が発生する。内筒壁面
に沿って旋回しながら上昇する水分含有量の多い空気は
、この循環流に乗って内筒と外筒との間の環状空間に達
し、ここで空気に含まれる水分は分離されて環状空間の
底に滴下する。

この米国特許に開示された装置は、単純なサイクロン分
離器に比較すると高い分離効率を得られるもの２考えら
れるが、構造が複雑になる。すなわち、内筒と外筒とを
設け、内筒に通気管を配置することが必要になる。また
、この通気管は内筒内に半径方向に突出するので、空気
流に対する抵抗となり、高い圧力損失を生じる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、従来のサイクロン分離器における上述の問題
、すなわち単純な構造では十分な分離効果が達成できず
、分離効果を高めるためには複雑な構造にせざるを得な
い、という問題を解決するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、上記問題点を解決するために、円筒
形容器内での流体の旋回作用により該流体内の密度の異
なる物質を分離するサイクロン分離器において、一端が
円筒形容器の外周部に開口し、他端が前記容器のほぼ円
筒中心軸上またはその近傍に開口する流体通路を少なく
とも１箇所設け、前記流体通路の前記一端が前記容器に
開口する部分に前記密度の異なる物質を捕捉する手段を
設ける。

流体通路の前記他端は、前記容器の出口側端部若しくは
、容器の入口側端部いずれに配置してもよい。入口側端
部に配置する場合には、流体通路の前記他端は、容器内
に軸方向に突出するように形成することが好ましい。捕
捉手段は容器の周方向に形成された環状溝により構成す
ればよく、溝の容器側開口部に沿ってフレード部材を配
置することが好ましい。

〔作　用〕

サイクロン分離器においては、円筒形容器の中心軸部に
、低圧が発生する。この低圧によるサクション作用で、
流体通路には前記一端から前記他端に向かう流体の流れ
が生じる。容器の壁面に沿う流れは分離すべき物質を多
量に含むが、この流れは流体通路に吸引され、流体に含
まれる密度の異なる物質は捕捉装置により捕捉され、流
体から分離される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

先ず、第１図ないし第３図を参照すると、図には空調装
置のための水分分離器が示されており、図示された本発
明によるサイクロン分離器は、円筒形の容器１を有し、
この円筒形容器１の軸方向−端部に、該容器に対して接
線方向に向けて入口２が、他端部に容器の接線方向に向
けて出口３がそれぞれ形成されている。第２図に矢印で
示すように、水分を含有する空気が入口２から容器１内
に接線方向に導入され、第１図に矢印で示すように旋回
流となって出口３の方へ流れ、第３図に矢印で示すよう
に出口３から外部に流出する。

容器１は、容器の入口側半分を構成する容器半体１ａと
出口側半分を構成する容器半体１ｂとにより構成される
。第４図は容器半体１ａ、■ｂの接続構造を示すもので
、第１図における外部の断面図である。容器半体１ａは
接続側の端部に半径方向外向きのフランジ４を有する。

フランジ４の根元部は円錐状斜面部４ａとなっている。

容器半体１ｂは接続側の端部に半径方向外向きのフラン
ジ５を有し、このフランジ５の半径方向外端には大径の
筒状部６が形成されている。

フランジ４．５は互いに向き合わされ、間にスペーサ７
が配置される。筒状部６の端部には接続フランジ６ａが
形成され、この接続フランジ６ａと容器半体１ａのフラ
ンジ４との間に渡して接続リンク９が配置される。スペ
ーサ７は、第５図ないし第７図に示すように、断面り字
状のリング部材であり、周方向に間隔をもった位置にス
ペーサブロック７ａが形成されている。第４図に示すよ
うに、容器半体１ａ、１ｂのフランジ４．５はスペーサ
７のスペーサブロック７ａを挟んで配置され、リング９
とともにボルト１０により結合される。リング９の外周
縁はボルト１１により接続フランジ６ａに結合される。

このようにして、容器半体１ｂのフランジ５およびその
端部の筒状部６とリング９との間に水分捕捉のための環
状溝８が形成される。

本実施例においては、スペーサ７の内周部にブレード部
材７ｂが形成され、このフレード部材７ｂが容器半体１
ａの内周面と同一面に位置するように配置される。そし
て、このスベー勺７の内周部のプレート部材７ｂの端縁
は容器半体１ａの斜面部４ａとの間に間隙１２を持つよ
うに配置される。間隙１２は、スペーサ７のブロック７
ａの間に形成される通路７Ｃを通って溝８に連通ずる。

第６図および第７図に想像線で示すように、スペーサ７
のブレード７ｂの先端を鉤状に折り返して樋１３を形成
してもよい。本実施例においては、溝８およびブレード
部材７ｂが水を捕捉する捕捉手段を構成する。空気通路
を構成するパイプ部材１４は、一端１５が溝８に開口す
るように容器半体１ｂのフランジ５に接続され、他端１
６が出口３側端部の中央で容器１内に開口するように容
器半体１ｂに接続されている。本実施例では、容器１は
第１図に示すように横向きに配置して使用され、環状溝
８の最下部に開口するように、ドレンポート１７が形成
されている。なお本実施例では空気通路を構成するパイ
プ部材１４は１ケ所であるが、ドレンポート１７の近傍
をさけ複数設けることも可能である。

この実施例のサイクロン分離器の作動においては、前述
のように入口２から水分含有空気が容器１内に接線方向
に導入される。この空気は容器１内で旋回流を形成し、
水分含有率の高い空気が容器１の内壁面に沿って集中す
る。容器１の断面の中心すなわち円筒の軸に沿った部分
は低圧状態となり、容器の内壁面に沿った部分が相対的
に高圧になる。その結果、通路を構成するパイプ１４内
には端部１５から端部１６に向かう循環流が発生する。

容器１の内壁面に沿う水分含有率の高い空気の流れは溝
８に吸引され、プレート７ｂを有するスペーサ７および
溝８において水分が空気から分離される。分離された水
分は、ブレード７ｂに沿って周方向に流れ、ドレンポー
ト１７から排出される。この実施例では、容器１の内部
に突出する部材が全くなく、圧力損失の少ない状態で水
分の分離が可能になる。そして、容器１の中心部に発生
する低圧を利用して循環流をつくり、この循環流により
水分含有率の高い周辺部の空気を水分捕捉手段に吸引す
るようにしたので、確実な水分の分離が可能になる。そ
して、構造は、容器の周辺に水分捕捉のための溝８を形
成し、この溝８をパイプ１４により容器１の断面中心部
に接続する、という簡単なものであるから、製造が容易
でかつ安価である。

第８図は、本発明の他の実施例を示すもので、本例にお
いては、容器半体１ａ、１ｂのフランジ４．５の間には
ブロック状のスペーサ２０が周方向に間隔をもって配置
される。溝８は間隙１２を介して容器１の内部に連通し
、この間隙１２に沿ってリング状のブレード２１が配置
される。ブレード２１は斜めに容器１の内部に突出する
ように形成される。本実施例では、溝８およびブレード
２１が分離された水分を捕捉する捕捉手段を形成する。

第９図および第１０図は本発明のさらに他の実施例を示
すもので、この実施例においては、容器１の周辺の溝を
容器内部に接続するためのパイプ１４は、容器１の入口
２の側の端部に接続されている。すなわち、容器１の入
口側端部には、容器１内に軸方向に突出する管部材２２
が設けられ、この管部材２２にパイプ１４の端部１６が
接続されている。管部材２２は容器１の軸方向に延びる
ので、容器１内の旋回空気流に対しては、抵抗とはなら
ない。したがって、本実施例においても、圧力損失の少
ない状態で水分の分離が可能になる。

なお、以上の説明は、主として空調装置に適用される、
空気流から水分を除去する場合についてのものであるが
、本発明は、このような用途に限らず、流体から密度の
ことなる物質を分離する用途に広く適用することができ
るものである。

〔効　果〕

以上述べたように、本発明においては、円筒形容器内で
の流体の旋回作用により該流体内の密度の異なる物質を
分離するサイクロン分離器において、一端が円筒形容器
の外周部に開口し、他端が前記容器のほぼ中心軸上また
はその近傍に開口する流体通路を設け、前記流体通路の
前記一端が前記容器に開口する部分に前記密度の異なる
物質を捕捉する手段を設けたので、容器の断面中心部に
発生する低圧を利用して前記通路を流れる循環流を形成
し、分離すべき物質の含有率の高い流体の流れをこの通
路に吸引して、高い効率で物質の分離を達成することが
できる。また、そのための構造は非常に簡単でかつ軽量
であり、廉価に製造が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すサイクロン分離器の
側面図、第２図は、入口側端面を示す端面図、第３図は
、出口側端面を示す端面図、第４図は第１図のＡ部の断
面図、第５図は、スペーサの一部を示す正面図、第６図
は、第５図のＶＩ−ＶＩ線断面図、第７図は、第５図の
■−■線断面図、第８図は、本発明の他の実施例を示す
第４図と同様な断面図、第９図は、本発明の他の実施例
を示す第１図と同様な断面図、第１０図は、第９図のＢ
部の拡大断面図である。 ■・・・・容器、　２・・・・入口、　　３・・・・出
口、７ｂ、２１・・・・ブレード、　　８・・・・溝、
１４・・・・パイプ、　　１５．１６・・・・端部。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒形の容器と、前記容器の一端部において該容
   器内にほぼ接線方向に開口する入口と、前記容器の他端
   部において該容器にほぼ接線方向に開口する出口とを有
   し、前記入口から前記容器内に流体をほぼ接線方向に導
   入して該流体に旋回を与え、流体の旋回作用により該流
   体内の密度の異なる物質を分離するサイクロン分離器に
   おいて、一端が前記容器の外周部に開口し、他端が前記
   容器のほぼ円筒中心軸上またはその近傍に開口する流体
   通路を少なくとも一箇所設け、前記流体通路の前記一端
   が前記容器に開口する部分に前記密度の異なる物質を捕
   捉する手段を設けたことを特徴とするサイクロン分離器
   。
2. （２）請求項１に記載したサイクロン分離器において、
   前記流体通路の前記他端は、前記容器の出口側端部に配
   置されたサイクロン分離器。
3. （３）請求項１に記載したサイクロン分離器において、
   前記流体通路の前記他端は、前記容器の入口側端部に配
   置されたサイクロン分離器。
4. （４）請求項３に記載したサイクロン分離器において、
   前記流体通路の前記他端は、前記容器内に軸方向に突出
   して配置されたサイクロン分離器。
5. （５）請求項１ないし４に記載したサイクロン分離器に
   おいて、前記捕捉手段は前記容器の周方向に形成された
   環状溝により構成されたサイクロン分離器。
6. （６）請求項５に記載したサイクロン分離器において、
   前記捕捉手段は、前記溝の容器側開口部に沿って該溝の
   内周面とほぼ同一面に配置されたブレード部材を含むサ
   イクロン分離器。
7. （７）請求項６に記載したサイクロン分離器において、
   前記ブレードの端部は鉤形に曲げられたサイクロン分離
   器。
8. （８）請求項５に記載したサイクロン分離器において、
   前記捕捉手段は、前記溝の容器側開口部に沿って該溝の
   内周面から斜め内方に突出するブレード部材を含むサイ
   クロン分離器。
9. （９）請求項１ないし８に記載したサイクロン分離器に
   おいて、前記流体通路は前記容器の外部に配置したパイ
   プ部材により構成されたサイクロン分離器。