JPH0230301B2 - - Google Patents

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JPH0230301B2
JPH0230301B2 JP57191739A JP19173982A JPH0230301B2 JP H0230301 B2 JPH0230301 B2 JP H0230301B2 JP 57191739 A JP57191739 A JP 57191739A JP 19173982 A JP19173982 A JP 19173982A JP H0230301 B2 JPH0230301 B2 JP H0230301B2
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JP
Japan
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vortex
vortices
separation
separating
mass
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JP57191739A
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Japanese (ja)
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JPS5884066A (en
Inventor
Rainenen Setsuhoo
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NOBAA KII
Original Assignee
NOBAA KII
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Publication date
Application filed by NOBAA KII filed Critical NOBAA KII
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Publication of JPH0230301B2 publication Critical patent/JPH0230301B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C1/00Apparatus in which the main direction of flow follows a flat spiral ; so-called flat cyclones or vortex chambers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C7/00Apparatus not provided for in group B04C1/00, B04C3/00, or B04C5/00; Multiple arrangements not provided for in one of the groups B04C1/00, B04C3/00, or B04C5/00; Combinations of apparatus covered by two or more of the groups B04C1/00, B04C3/00, or B04C5/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/081Shapes or dimensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/24Multiple arrangement thereof
    • B04C5/28Multiple arrangement thereof for parallel flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07BSEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B7/00Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
    • B07B7/08Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
    • B07B7/086Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by the winding course of the gas stream

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Cyclones (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばサイクロンのような装置にお
いて、粉粒体等を、自由渦流とともに作用する遠
心力によつて、より大きい質量の粒子が回転によ
り分離用の渦の外方部へ集まり、より小さい質量
の粒子が分離用の渦の回転中心の近傍に集まるよ
うにして、異なつた粒子質量を有する成分に分離
するための粉粒体等の質量別分離方法および渦流
分離装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses a device such as a cyclone to rotate powder particles, etc., by centrifugal force acting together with a free vortex flow, so that particles with a larger mass are rotated out of the vortex for separation. A method for separating powder and granular materials by mass, and vortex separation, for separating particles into components having different particle masses by gathering particles with smaller masses in the vicinity of the center of rotation of a separating vortex. It is related to the device.

以下、“粉粒体等”とは粉砕された繊維の流動
している固体物質、流動している液体、液体のし
ずく、気体,ならびにそれらの混合物等を意味す
る。同じく、“粒子”とは、固体粒子、液体のし
ずく,液体分子,気体分子あるいは気体原子等を
意味する。“分離室”とは、種々の渦流室ならび
に送り管および流動室を意味し、その内部では、
遠心力による分離が行われる。
Hereinafter, "powder, etc." means a flowing solid substance such as pulverized fibers, a flowing liquid, liquid droplets, gas, and mixtures thereof. Similarly, the term "particle" refers to solid particles, liquid droplets, liquid molecules, gas molecules, gas atoms, and the like. “Separation chamber” means the various vortex chambers as well as feed pipes and flow chambers, inside which:
Separation is performed by centrifugal force.

従来、例えば、渦流を閉じ込める円筒あるいは
円錐形の表面を有するサイクロンのように各種の
渦流分離器が知られている。通常、渦流すなわち
旋回室は滑らかな表面を有しており、そして、上
記渦流室等の壁は、渦流の流れ方向に連続的に続
いている。このような独立して操作される渦流分
離装置を互いに平行に位置させることにより、例
えばマルチサイクロンの組立が可能となつてい
た。このような例は、米国特許第3747306号明細
書に開示されている。加えて、いくつかの特許公
報において、2つの渦が互いに接して所定寸法の
粒子が一方の渦から他方の渦へ到る接線方向の流
路を形成した渦流分離器が開示されている。ま
た、分離される粉粒体等が2つの渦の間において
接線方向に供給される渦流システムが公知であ
る。この例は、米国特許第4148699号明細書に開
示されている。
Various types of eddy current separators are known in the art, such as cyclones having cylindrical or conical surfaces that confine eddy currents. Typically, the vortex or swirl chamber has a smooth surface and the walls of the vortex chamber are continuous in the flow direction of the vortex. By positioning such independently operated vortex separators parallel to each other, it has been possible, for example, to construct a multi-cyclone. Such an example is disclosed in US Pat. No. 3,747,306. In addition, several patent publications disclose eddy current separators in which two vortices touch each other to form a tangential flow path for particles of a predetermined size from one vortex to the other. Also known are vortex systems in which the powder or granules to be separated are fed tangentially between two vortices. An example of this is disclosed in US Pat. No. 4,148,699.

上記従来の渦流分離装置の欠点は、遠心力が粉
粒体等の渦を閉じ込め面の外側に向つて押すとい
うことである。したがつて、摩擦によつて渦の動
きが減速されるであろうし、壁の近傍において乱
流が生じるであろう。摩擦および発生した乱流
は、かなりのエネルギー損失をもたらす。回転速
度の減少により、遠心力、したがつて分離能力は
弱まるであろう。さらに、乱流は既に分離された
いくらかのものを再び混合するであろう。従来の
マルチサイクロンは、多くの場所を要し、その構
造は大きな質量を有している。摩擦により生ずる
損失により、渦流分離装置が例えば気体混合物か
ら各気体への分離に要する高速渦流を有効に得る
のは難しい。摩擦は速度上昇とともに急激に増大
する。摩擦による制動効果のために、粉粒体等は
回転を持続することができず、したがつて非常に
長く分離作用を続けないと効果がない。
A drawback of the conventional vortex separator described above is that the centrifugal force pushes the vortex of the powder or the like towards the outside of the confinement surface. Therefore, friction will slow down the movement of the vortex and turbulence will occur in the vicinity of the wall. Friction and the generated turbulence result in significant energy losses. By decreasing the rotational speed, the centrifugal force and therefore the separation capacity will weaken. Additionally, turbulence will remix some of what has already been separated. Traditional multi-cyclones take up a lot of space and their construction has a large mass. Due to losses caused by friction, it is difficult for vortex separators to effectively obtain the high velocity vortices required to separate gases from, for example, a gas mixture. Friction increases rapidly with increasing speed. Due to the braking effect caused by friction, the powder or granules cannot sustain rotation, and therefore the separating action must be continued for a very long time to be effective.

本発明の目的は、斯る欠点を軽減することにあ
り、2あるいはそれ以上の平行な分離用の渦を対
となるように、そして横方向に互いに接触するよ
うに生じさせ、その結果、分離用の渦が互いに反
対方向に回転しながら0〜90゜の角度で衝突する
本発明に係る方法により上記目的を達成すること
ができる。
The object of the present invention is to alleviate this drawback by generating two or more parallel separating vortices in pairs and laterally in contact with each other, so that the separation The above object can be achieved by the method according to the invention, in which the vortices collide with each other at an angle of 0 to 90° while rotating in opposite directions.

本発明の中心課題は、分離用の渦と、この渦を
閉じ込めている周囲の表面との接触を減じ、斯る
接触の欠点を取除くことにある。このため、渦を
閉じ込めている周囲の表面の一部または全体が取
り除かれている。渦を内方へ押しやるという表面
が有する支持機能は、2つの隣接する渦を回転さ
せながら互いに衝突し、これにより渦が互いに内
方へ押しやることにより補われる。小さい角度で
互いに衝突する渦は、乱流を引き起さず、それら
の間の摩擦は、回転速度が等しい場合は、実質的
にゼロとなる。
The central objective of the invention is to reduce the contact between the separating vortex and the surrounding surface enclosing this vortex and to eliminate the disadvantages of such contact. To this end, some or all of the surrounding surfaces that confine the vortex have been removed. The supporting function of the surface in pushing the vortices inward is compensated by causing two adjacent vortices to rotate and collide with each other, thereby pushing the vortices inwardly toward each other. Vortices that collide with each other at small angles do not cause turbulence, and the friction between them is essentially zero if their rotational speeds are equal.

さらに本発明の他の目的は、粉粒体等をそれら
が衝突した時に、渦内で生じる径方向の振動運動
によつて分離することである。この径方向の振動
運動は、異なつた質量を有する粒子の分離に寄与
する。衝突点を双方より一定の距離に調整するこ
とにより、実質的に回転の半径方向に伝播し、そ
して選択的に粉粒体等の粒子の回転の半径方向に
互いに、より近づけ、あるいは遠ざけて分離する
規則的な波動を渦内に発生させることが可能とな
る。外周から内周に向かう径方向に向かう衝撃
は、遠心力と同様により大きな慣性を有する重い
粒子よりも軽い粒子に、より高速で回転中心に向
かわせることができる。
Still another object of the present invention is to separate particles and the like by the radial vibration movement generated within the vortex when they collide. This radial oscillatory movement contributes to the separation of particles with different masses. By adjusting the collision point to a certain distance from both sides, the particles propagate substantially in the radial direction of rotation, and particles such as powder and granules can be selectively moved closer or further away from each other in the radial direction of rotation and separated. This makes it possible to generate regular waves within the vortex. A radial impact from the outer circumference to the inner circumference, similar to centrifugal force, can force lighter particles toward the center of rotation at higher speeds than heavier particles, which have greater inertia.

以下の図面は、本発明の操作方法とともに本発
明の実施例のいくつかを示す。実際は、本発明に
対して多くの各種実施例が考えられる。本発明に
係る装置の形状、寸法は与えられた最終用途にし
たがつて決められる。実験による探究および理論
的研究は補助的に利用することができる。
The following drawings illustrate some of the embodiments of the invention, as well as the method of operation of the invention. In fact, many different embodiments of the invention are possible. The shape and dimensions of the device according to the invention are determined according to the intended end use. Experimental exploration and theoretical research can be used as a supplement.

次の用語は、図中に示されている構成要素に対
して使われている。
The following terminology is used for the components shown in the figures.

1:分離空間を外周に向かつて限定する表面 2:振動効果がない場合における分離用の渦の概
略的な進路 10:異なつた質量を有する粒子が互いに分離す
る分離空間、すなわち渦流室 12:粉粒体等が分離空間に入るための接線方向
の入口パイプ 13:分離後の小さい質量を有する粒子のための
軸方向の出口パイプ 39:各種の渦を互いに分離するための流れ分離
器 40:分離用の渦が互いに衝突する衝突エリア 47:上記渦流室のふた 48:軸方向の供給パイプ 49:分離用の渦の回転中心 60:より小さい方の流れ分配器 490:遠心分離機の回転中心 第1図は、本発明に係る渦流室システムを示
し、当該システムにおいては、各渦流室は等寸正
方形からなる網目に沿つて相並んで位置してい
る。渦流室すなわち分離空間10は横方向に互い
に接触し、その結果、中央部の渦流室の壁面の約
半分は取除かれている。取除かれた壁面の部分に
て、種々の渦流室の渦が互いに衝突している衝突
エリア40が形成されている。図示する場合で
は、渦の数は4×4であるが、渦流システムは横
方向に互いに対となるように接触している任意数
の渦2を含むことができる。第1図の例では、渦
の間に4つの分岐した形状の断面を有し、寸法が
可変である流れ分配器39が残つている。また、
流れ分配器39の形状も可変である。例えば、波
形形状は振動を強める。
1: Surface that limits the separation space towards the outer periphery 2: Schematic course of the separation vortex in the absence of vibration effects 10: Separation space where particles with different masses separate from each other, i.e. the vortex chamber 12: Powder Tangential inlet pipe 13 for particles etc. to enter the separation space: Axial outlet pipe 39 for particles with a small mass after separation: Flow separator 40 for separating the various vortices from each other: Separation Collision area 47 where the vortices collide with each other: Lid of the vortex chamber 48: Axial feed pipe 49: Center of rotation of the separating vortex 60: Smaller flow distributor 490: Center of rotation of the centrifuge. FIG. 1 shows a swirl chamber system according to the invention, in which the swirl chambers are located next to each other along a mesh of equal-sized squares. The swirl chambers or separation spaces 10 laterally touch each other, so that approximately half of the walls of the central swirl chamber are removed. In the part of the wall that has been removed, a collision area 40 is formed in which the vortices of the various vortex chambers collide with each other. In the case shown, the number of vortices is 4×4, but the vortex system can include any number of vortices 2 laterally in pairwise contact with each other. In the example of FIG. 1, between the vortices there remains a flow distributor 39 with a four-branched cross-section and variable dimensions. Also,
The shape of flow distributor 39 is also variable. For example, corrugated shapes intensify vibrations.

第2図は、径方向の衝撃を強めるために各渦2
を楕円形とした。本発明に係る渦流システムを示
す。この第2図の場合においては、上記楕円の長
軸は互いに直交している。選択的に、楕円の長軸
を平行にすることができる。本発明に係る渦流シ
ステムは、また、他のいくつかの形状、例えば丸
みをつけた三角形に似た形状、丸みをつけた正方
形に似た形状等の渦によつても形成される。
Figure 2 shows how each vortex 2 is used to strengthen the radial impact.
is oval. 1 shows a vortex system according to the invention; In the case of FIG. 2, the long axes of the ellipses are perpendicular to each other. Optionally, the long axes of the ellipse can be parallel. The vortex system according to the invention may also be formed by vortices of several other shapes, such as a shape resembling a rounded triangle, a shape resembling a rounded square, etc.

第3図に示す側面図では、1つのシステムに結
合された4×4のサイクロン、すなわち配列され
たサイクロンを有する本発明に係るサイクロンシ
ステムが描写されている。本図はサイクロンに対
するいかなる供給手段も示していない。粉粒体等
のサイクロン内への供給は、軸方向あるいは接線
方向に行うことができる。第3図に示された場合
では、分離された部分は軸方向に出て行くが、接
線方向の出口を配設することも可能である。
In the side view shown in FIG. 3, a cyclone system according to the invention is depicted having 4×4 cyclones, ie an array of cyclones, combined into one system. The figure does not show any supply means for the cyclone. The powder or granular material can be fed into the cyclone in the axial direction or in the tangential direction. In the case shown in FIG. 3, the separated parts exit axially, but it is also possible to provide a tangential exit.

第4図に示されるサイクロンシステムの断面図
は各渦流室10が等寸であるものを描写してい
る。これは、種々の渦において衝撃力が等しくな
る点から見ても好ましい。この場合、流れ分配器
39は円筒状の面をした4つの滑らかな部分から
なつている。
The cross-sectional view of the cyclone system shown in FIG. 4 depicts each swirl chamber 10 being of equal size. This is also preferable from the point of view that the impact forces are equal in the various vortices. In this case, the flow distributor 39 consists of four smooth sections with cylindrical surfaces.

第5図に示す断面は、サイクロンシステムに対
する接線方向の入口12を図示したもので、上記
入口12は各渦2の間に配されている。
The cross-section shown in FIG. 5 illustrates a tangential inlet 12 to the cyclone system, said inlet 12 being located between each vortex 2.

第6図は、上方より見た上記接線方向の入口1
2を示す。
Figure 6 shows the entrance 1 in the tangential direction seen from above.
2 is shown.

第7図は、上記渦の流れ方向に筋状の溝と、各
溝間に鋭いリブとを備えた流れ分配器39を示
す。斯る形状により、回転の種々の段階にて渦2
の軸方向断面の形状を修正することが可能とな
る。各渦2の衝突エリア40内で、上記渦の中間
面は平面で、すなわち渦2の軸方向断面は直線で
ある。粒子が第7図に示す渦分配器39に到達す
ると、上記粒子は部分的にまた軸方向に移動させ
られる。その結果、異なつた質量を有する粒子
は、より簡単に分離のために望ましい方向に、互
いに通過することが可能となる。また、流れ分配
器の横断面の形状は、例えば円形あるいは楕円形
とすることができる。
FIG. 7 shows a flow distributor 39 with grooves running in the flow direction of the vortices and sharp ribs between each groove. Such a shape allows the vortices 2 to form at various stages of rotation.
It becomes possible to modify the shape of the axial cross section. Within the impingement area 40 of each vortex 2, the intermediate plane of said vortex is a plane, ie the axial cross-section of the vortex 2 is a straight line. When the particles reach the vortex distributor 39 shown in FIG. 7, they are partially and axially displaced. As a result, particles with different masses can more easily pass through each other in the desired direction for separation. Furthermore, the cross-sectional shape of the flow distributor can be, for example, circular or oval.

第8,9図および第10図に示す流れ分配器3
9のタイプでは、軸を含む断面は波形である。波
形の峰の間に渦2が押しやられるくぼみがある。
渦2を軸方向および径方向に規則的な形状にすれ
ば、分離が促進される。
Flow distributor 3 shown in FIGS. 8, 9 and 10
In type 9, the cross section including the axis is wavy. Between the peaks of the waveform there is a depression where the vortex 2 is pushed away.
A regular shape of the vortex 2 in the axial and radial directions facilitates separation.

第11図は、第5,6図に示した場合における
接線方向の入口12の配置の一例の詳細を示す。
FIG. 11 shows details of an example of the arrangement of the tangential inlets 12 in the case shown in FIGS.

第12,13図は、円錐形の渦流室の配列の一
実施例を示す。衝突エリア40の幅は望むように
決めることができる。流れ分配器39は平坦な円
錐面としてもよく、あるいは渦2の進む方向に波
状に、すなわちしわを設けてもよく、あるいは軸
方向に溝を設けてもよい。
Figures 12 and 13 show an example of an arrangement of conical swirl chambers. The width of the collision area 40 can be determined as desired. The flow distributor 39 may be a flat conical surface, or it may be corrugated or wrinkled in the direction of travel of the vortex 2, or it may be grooved in the axial direction.

第14図は、各渦2間の壁が完全に取除かれた
本発明の一実施例を示す。渦2は、矢印により方
向付けられているように、渦2の間に設けられた
接線方向の入口12によつて作られ、維持されて
いる。各渦2は等速回転しかつ等寸で、互いに横
方向に重複している。渦2間の横方向の摩擦は非
常に小さい。第14図の場合は、回転中心49は
平行である。また、入口すなわち供給は軸方向に
設けられている。
FIG. 14 shows an embodiment of the invention in which the walls between each vortex 2 are completely removed. The vortices 2 are created and maintained by tangential inlets 12 provided between the vortices 2, as directed by the arrows. Each vortex 2 rotates at a constant speed, is of equal size, and overlaps each other laterally. The lateral friction between the vortices 2 is very small. In the case of FIG. 14, the rotation centers 49 are parallel. Also, the inlet or feed is provided in the axial direction.

第15図は、1つの大きな渦2の周囲を多数の
小さい渦2に取囲まれた本発明に係る渦流システ
ムを示している。衝突エリア40内では、大きい
方の渦2と小さい方の渦2の接線方向速度は等し
く、上記小さい方の渦2の角速度がより速い。上
記小さい方の渦2の遠心力は大きい方の渦2に比
し、より小さい回転質量により減少する反面、よ
り小さい半径により増大する。したがつて、寸法
の異なる渦2は遠心力に関してはつりあつてい
る。第15図の例では、上記大きい方の渦2の粒
子は1サイクルの間に18回衝突するであろう。第
15図においては、上記大きい方の渦2の外方部
に位置する衝突エリア40は、衝突ポイント40
間の部分と同じ長さを有するように接線方向に作
られている。ゆえに、大きい方の渦2は規則的な
波動運動をさせられる。
FIG. 15 shows a vortex system according to the invention in which one large vortex 2 is surrounded by a large number of smaller vortices 2. Within the collision area 40, the tangential velocity of the larger vortex 2 and the smaller vortex 2 are equal, and the angular velocity of said smaller vortex 2 is higher. Compared to the larger vortex 2, the centrifugal force of the smaller vortex 2 decreases due to its smaller rotating mass, but increases due to its smaller radius. Vortices 2 of different dimensions are therefore balanced with respect to centrifugal force. In the example of Figure 15, the particles of the larger vortex 2 will collide 18 times during one cycle. In FIG. 15, the collision area 40 located outside the larger vortex 2 is located at the collision point 40.
It is made tangentially to have the same length as the part in between. Therefore, the larger vortex 2 is caused to undergo regular wave motion.

第16図は、複数のサイクロンを軸方向に少し
ずつずらして配列した本発明に係るサイクロンシ
ステムを示す。粉粒体等の取入れ口は、最も高い
位置にある中央のサイクロンに設けてあり、そこ
から粒子が部分的にわきにそれて、衝突エリア4
0を経てより低い位置にあるサイクロン内に進む
ことができる。より低い位置にあるサイクロンに
進むのは、渦流室10の上部に集められた、より
大きい質量を有する粒子である。重い粒子は、一
続きのサイクロンの内の最後の、軸方向に最も低
い位置のサイクロンに最もよく集まる。軸方向に
異なつた高さに位置する上記サイクロンから得ら
れるものは、重い粒子、軽い粒子の集まりで、出
口13,14を通り抜けて種々の等級に分かれて
集まる。この等級別の集まりを効果的にするため
に、上記集められたもののいくつかを、入口パイ
プ12により再度中央のサイクロンに通すことが
できる。種々の高さに位置するサイクロンの出口
13,14の寸法および圧力を調整することによ
り種々のサイクロンの粒子構成をコントロールす
ることができる。したがつて、中央のサイクロン
が一定の間隔で3,4,5基あるいは、その他の
基数のサイクロンに囲まれ、そして後者のサイク
ロンは他のサイクロンによつて拡大できるサイク
ロンシステムすなわちサイクロンの配列を組み立
てることができる。
FIG. 16 shows a cyclone system according to the present invention in which a plurality of cyclones are arranged slightly offset in the axial direction. The inlet for powder and granular materials is provided in the central cyclone located at the highest position, from where the particles are partially deflected to the collision area 4.
0 and can proceed into the cyclone at a lower location. It is the particles with greater mass that are collected at the top of the vortex chamber 10 that proceed to the lower cyclones. Heavier particles best collect in the last, axially lowest cyclone in the series. What is obtained from the cyclones located at different axial heights is a collection of heavy and light particles that pass through the outlets 13, 14 and collect in various grades. In order to make this graded collection effective, some of the collected material can be passed through the central cyclone again via the inlet pipe 12. By adjusting the size and pressure of the cyclone outlets 13, 14 located at different heights, the particle composition of the various cyclones can be controlled. Thus, a central cyclone is surrounded by 3, 4, 5 or other cyclones at regular intervals, and the latter cyclones can be expanded by other cyclones, creating a cyclone system or array of cyclones. be able to.

第17図は、遠心分離機内周部の、回転中心4
90の回りに配された本発明に係るサイクロンシ
ステムを示す。サイクロンの回転と結合した遠心
分離機の回転は、サイクロンの渦内に振動運動を
生じさせ、これにより、分離を活発にする。振動
はまた、隣接する渦が互いに衝突することにより
強められる。
Figure 17 shows the rotation center 4 of the inner circumference of the centrifuge.
9 shows a cyclone system according to the invention arranged around 90; The rotation of the centrifuge coupled with the rotation of the cyclone creates an oscillatory motion within the cyclone vortex, thereby activating the separation. Vibrations are also intensified by adjacent vortices colliding with each other.

第18図は、遠心分離機の軸を含む断面を示
す。サイクロンの回転中心49と上記遠心分離機
の回転中心490との間の角度は、サイクロンの
円錐形状あるいは円柱形状によつて、そして衝突
エリア40の所望の長さにしたがつて変えること
ができる。
FIG. 18 shows a cross section including the axis of the centrifuge. The angle between the center of rotation 49 of the cyclone and the center of rotation 490 of the centrifuge can be varied depending on the conical or cylindrical shape of the cyclone and according to the desired length of the impingement area 40.

第19図は、軸を含む断面において、渦2の上
方部分では取り除かれている各渦間の壁を有し、
円錐形をした渦2の回転中心の互いに対称的な位
置を示す。この場合、正方形の網目内の回転中心
49の位置は、球面47に沿つて測定される。
FIG. 19 shows, in a cross section including the axis, the walls between each vortex being removed in the upper part of the vortex 2;
The mutually symmetrical positions of the rotation centers of the conical vortex 2 are shown. In this case, the position of the center of rotation 49 within the square mesh is measured along the spherical surface 47.

第20図は、1つの大きな流れ分配器39の代
り、2つの小さな分配器60の間に4つの渦2が
位置する場合を説明している。このようにして、
渦2を閉じ込める摩擦面により小さくなるであろ
う。渦2と小さな流れ分配器60との間には、分
離用の渦2を横方向から支える逆方向流れの渦が
生じるであろう。
FIG. 20 illustrates the case where instead of one large flow distributor 39, four vortices 2 are located between two small distributors 60. In this way,
The friction surface that confines the vortex 2 will make it smaller. Between the vortex 2 and the small flow distributor 60 there will be a counter-flow vortex supporting the separating vortex 2 laterally.

第21図は、流れ分配器39,60が全くない
場合に、上記分離用の渦の間に形成される逆方向
流れの過を示す。各渦は、自然に拡がり、内部で
バランスを保つ。実際には、上記渦は非常に複雑
な状態を組立てることができる。
FIG. 21 shows the reverse flow flow formed between the separation vortices in the absence of any flow distributors 39, 60. Each vortex naturally expands and maintains internal balance. In fact, the vortex can assemble very complex conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る渦流システムを示し、並
列させて設けた分離用の渦が互いに対となるよう
に、かつ横方向に接触しており、第2図は渦が楕
円形である本発明に係る渦流システムを示し、第
3図は本発明に係るサイクロンシステムの側面
で、第4図は第3図の―線に沿つた断面で、
第5図は本発明を適用したサイクロンシステムの
軸方向断面で、第6図は第5図の―線に沿つ
た断面で、第7図は流れ分配器の一実施例を軸測
投象法により示したもので、第8図は流れ分配器
の他の実施例を軸測投象法により示したもので、
第9図は第8図の流れ分配器の横断面の変化を示
し、第10図は第8図の―線上の回転軸に沿
つた断面で、第11図は第6図における接線方向
の供給の一例を示す側面図で、第12図は渦が円
錐形である本発明に係るサイクロンシステムの透
視図で、第13図は渦が円錐形であるサイクロン
システム中の流れ分配器を軸測投象法により示し
たもので、第14図は各渦間に壁を設けていない
本発明に係る渦流システムの軸測投象図で、第1
5図は一つの渦流室が他の複数の渦流室によつて
周囲を囲まれた本発明に係る渦流室の断面で、第
16図は粉粒体等が中央のサイクロンに供給され
る本発明に係るサイクロンシステムの軸測投象図
で、第17図は回転中心の周囲に本発明に係るサ
イクロンシステムを有する遠心分離機の横断面
で、第18図は第17図中の―線に沿つ
た軸を含む断面で、第19図は渦が円錐で、各渦
間の壁が殆ど省略された本発明に係るサイクロン
の軸を含む断面図で、第20図は小さい方の流れ
分配器とその付近の渦の概略を示し、第21図は
流れ分配器がない場合の渦の概略を示している。 1…分離用の渦、10…渦流室、12…入口パ
イパ、39…流れ分配器、40…衝突エリア、6
0…流れ分配器、490…回転中心。
FIG. 1 shows a vortex system according to the invention, in which separating vortices arranged in parallel are in pairs and laterally in contact with each other, and FIG. 2 shows a system in which the vortices are oval. A vortex system according to the invention is shown, FIG. 3 is a side view of the cyclone system according to the invention, and FIG. 4 is a cross section taken along the line - in FIG.
FIG. 5 is an axial cross section of a cyclone system to which the present invention is applied, FIG. 6 is a cross section taken along the line - in FIG. FIG. 8 shows another embodiment of the flow distributor using an axonometric projection method.
9 shows the variation of the cross-section of the flow distributor of FIG. 8, FIG. 10 is a cross-section along the axis of rotation on the line - of FIG. 8, and FIG. 11 shows the tangential supply in FIG. 12 is a perspective view of a cyclone system according to the invention in which the vortices are conical; FIG. 13 is an axonometric projection of a flow distributor in a cyclone system in which the vortices are conical; FIG. Fig. 14 is an axonometric projection view of the vortex system according to the present invention in which no wall is provided between each vortex;
Fig. 5 is a cross section of a vortex chamber according to the present invention in which one vortex chamber is surrounded by a plurality of other vortex chambers, and Fig. 16 is a cross section of a vortex chamber according to the present invention in which powder, granules, etc. are supplied to a central cyclone. FIG. 17 is a cross-sectional view of a centrifugal separator having a cyclone system according to the present invention around the center of rotation, and FIG. 18 is a cross-sectional view along the - line in FIG. FIG. 19 is a cross-sectional view including the axis of the cyclone according to the present invention, in which the vortices are conical and the walls between each vortex are almost omitted, and FIG. A schematic diagram of the vortex in the vicinity is shown, and FIG. 21 shows a schematic diagram of the vortex in the absence of a flow distributor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Separation vortex, 10... Swirl chamber, 12... Inlet piper, 39... Flow distributor, 40... Collision area, 6
0...Flow distributor, 490...Rotation center.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 例えば、サイクロン等の装置における自由渦
流内の遠心力によつて、より大きい質量の粒子を
回転運動させながら分離用の渦2の外方に集め、
より小さい質量の粒子を分離用の渦2の回転中心
に集める粉粒体等の質量別分離方法において、2
あるいはそれ以上の分離用の渦2を横方向に対と
なるように互いに接触させて配置することによ
り、上記分離用の渦2を互いに逆方向に回転させ
ながら0〜90゜の角度で互いに衝突させることを
特徴とする粉粒体等の質量別分離方法。 2 上記分離用の渦2が、相並んで配置されると
ともに、軸方向からみて回転中心49が一定の正
方形の網目を作る渦流システムを形成することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の粉粒体等
の質量別分離方法。 3 上記分離用の渦2が、相並んで配置されると
ともに、1つの分離用の渦2の周囲に多数の分離
用の渦2を配置した渦流システムを形成すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の粉粒体
等の質量別分離方法。 4 上記分離用の渦2が、相並んで配置されると
ともに、分離用の渦2の回転中心49がその中の
1つの回転中心49に対して対称に位置する渦流
システムを形成することを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の粉粒体等の質量別分離方法。 5 例えば、サイクロン等の装置における自由渦
流内の遠心力によつて、より大きい質量の粒子を
回転運動させながら分離用の渦2の外方に集め、
より小さい質量の粒子を分離用の渦2の回転中心
に集めるようにした粉粒体等を質量別に分離する
渦流分離装置において、互いに平行な渦流分離器
の渦流室10に対を組ませ、互いに内部の一部に
逆方向に回転する平行な渦2が衝突する衝突エリ
ア40を形成することを特徴とする渦流分離装
置。 6 上記分離用の渦2が、相並んで配置されると
ともに、軸方向からみて回転中心49が一定の正
方形の網目を作る渦流システムを形成することを
特徴とする特許請求の範囲第5項記載の渦流分離
装置。 7 上記分離用の渦2が、相並んで配置されると
ともに、1つの分離用の渦2の周囲に多数の分離
用の渦2を配置した渦流システムを形成すること
を特徴とする特許請求の範囲第5項記載の渦流分
離装置。 8 上記分離用の渦2が、相並んで配置されると
ともに、分離用の渦2の回転中心49が、その内
の1つの回転中心49に対して対称に位置する渦
流システムを形成することを特徴とする特許請求
の範囲第5項記載の渦流分離装置。 9 上記粉粒体等の供給部12が、上記渦流室1
0の間より衝突エリア40に向けて設けることを
特徴とする特許請求の範囲第5項記載の渦流分離
装置。 10 上記渦流室10が一定の正方形の網目内に
互いに平行に位置することを特徴とする特許請求
の範囲第5項記載の渦流分離装置。 11 上記渦流室10が、その内の1つの周囲を
他のものが取り囲むように配されることを特徴と
する特許請求の範囲第5項記載の渦流分離装置。 12 上記渦流室10が、互いに平行でかつそれ
らの間の壁1が取り除かれていることを特徴とす
る特許請求の範囲第5項から第10項のいずれか
に記載の渦流分離装置。 13 上記渦流室10が、互いに平行な4室の間
に1つの断面正方形の流れ分配器39を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項から第10
項のいずれかに記載の渦流分離装置。 14 上記渦流室10が、互いに平行な2室の間
に、2つの小さい流れ分配器60を有することを
特徴とする特許請求の範囲第5項から第10項の
いずれかに記載の渦流分離装置。 15 上記渦流室10が、互いに平行な4室の間
に1つの断面円形の流れ分配器39を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第5項から第10項
のいずれかに記載の渦流分離装置。 16 上記流れ分配器39が、分離用の渦2の伝
播方向に溝を設けたものであることを特徴とする
特許請求の範囲第13項から第15項のいずれか
に記載の渦流分離装置。 17 上記流れ分配器39が、分離用の渦2の伝
播方向にしわを設けたものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第13項記載の渦流分離装置。 18 上記渦流室10が、軸方向に互いに高さを
異ならせて隣接させて設けられることを特徴とす
る特許請求の範囲第8項または第11項のいずれ
かに記載の渦流分離装置。 19 上記渦流室10が、遠心分離機の回転中心
の周囲に配置されることを特徴とする特許請求の
範囲第5項記載の渦流分離装置。
[Claims] 1. For example, by centrifugal force in a free vortex flow in a device such as a cyclone, particles with a larger mass are rotated and collected outside the separation vortex 2,
In a method for separating particles by mass, such as powder or granular materials, in which particles of smaller mass are collected at the center of rotation of the separation vortex 2, 2
Alternatively, by arranging more separating vortices 2 in contact with each other in pairs laterally, the separating vortices 2 collide with each other at an angle of 0 to 90 degrees while rotating in opposite directions. A method for separating powder and granular materials by mass, characterized by: 2. The separation vortices 2 are arranged side by side and form a vortex system that forms a square mesh having a constant rotation center 49 when viewed from the axial direction. A method for separating powder and granular materials by mass. 3 The separating vortices 2 are arranged side by side to form a vortex system in which a large number of separating vortices 2 are arranged around one separating vortex 2. A method for separating powder and granular materials by mass as described in Scope 1. 4. characterized in that the separation vortices 2 are arranged side by side and form a vortex system in which the rotation center 49 of the separation vortex 2 is located symmetrically with respect to the rotation center 49 of one of the separation vortices 2; A method for separating powder or granular materials by mass according to claim 1. 5 For example, by centrifugal force in a free vortex flow in a device such as a cyclone, particles with a larger mass are rotated and collected outside the separation vortex 2,
In a vortex separator that separates powder and granular materials by mass, particles with smaller mass are collected at the center of rotation of the separation vortex 2. In a vortex separator that separates particles by mass, the vortex chambers 10 of the vortex separators are paired in parallel to each other. A vortex separator characterized in that a collision area 40 is formed in a part of the interior where parallel vortices 2 rotating in opposite directions collide. 6. Claim 5, characterized in that the separation vortices 2 are arranged side by side and form a vortex system that forms a mesh of squares with a constant rotation center 49 when viewed from the axial direction. vortex separator. 7 The separating vortices 2 are arranged side by side to form a vortex system in which a number of separating vortices 2 are arranged around one separating vortex 2. The eddy current separation device according to scope item 5. 8. The separating vortices 2 are arranged side by side and form a vortex system in which the center of rotation 49 of the separating vortex 2 is located symmetrically with respect to the center of rotation 49 of one of them. A vortex separator according to claim 5, characterized in that: 9 The supply section 12 for the powder and granular material etc. is connected to the swirl chamber 1.
6. The eddy current separation device according to claim 5, wherein the eddy current separation device is provided toward the collision area 40 from between 0 and 0. 10. A vortex separation device according to claim 5, characterized in that the vortex chambers (10) are located parallel to each other within a fixed square mesh. 11. The vortex separation device according to claim 5, wherein the vortex chambers 10 are arranged such that one of the vortex chambers is surrounded by another. 12. A vortex separation device according to any one of claims 5 to 10, characterized in that the vortex chambers (10) are parallel to each other and the wall (1) between them is removed. 13. Claims 5 to 10, characterized in that the swirl chamber 10 has one flow distributor 39 with a square cross section between four mutually parallel chambers.
The eddy current separation device according to any one of paragraphs. 14. The vortex separation device according to any one of claims 5 to 10, characterized in that the vortex chamber 10 has two small flow distributors 60 between the two mutually parallel chambers. . 15. The vortex separation according to any one of claims 5 to 10, characterized in that the vortex chamber 10 has one flow distributor 39 with a circular cross section between four mutually parallel chambers. Device. 16. The eddy current separation device according to any one of claims 13 to 15, wherein the flow distributor 39 is provided with grooves in the propagation direction of the separation vortex 2. 17. The eddy current separation device according to claim 13, wherein the flow distributor 39 is provided with wrinkles in the propagation direction of the separation vortex 2. 18. The eddy current separation device according to claim 8 or 11, wherein the vortex chambers 10 are provided adjacently at different heights in the axial direction. 19. The vortex separator according to claim 5, wherein the vortex chamber 10 is arranged around the center of rotation of the centrifugal separator.
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