JPH06154659A - 低圧損サイクロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】捕集効率を向上させる。 【構成】旋回筒１の上部に設けた外筒１ａと、該外筒１
ａ内に同心状に設けた内筒２と、該内筒の下端部に配設
したスパイラルコ−ン１００と、該外筒の外周に接線方
向に設けた流入筒３と、該旋回筒の下部に設けた落下口
４と、を備えたサイクロンにおいて、前記内筒の直径
ｄ、ｄｓ対前記外筒の直径Ｄを、０．３５〜０．４５に
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はセメント製造装置など
に用いられるサイクロンに関するもので、更に述べる
と、原料の予熱装置として利用されるサスペンションプ
レヒータの一部分を構成するサイクロン、あるいは其の
他の一般の粉粒体サイクロン、若しくは旋回流式分級機
の精粉排出部に用いられるサイクロン等に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】セメント製造システムのプレヒータにお
ける圧力損失の大部分はサイクロンで占められている。
そこで、サイクロンの圧力損失を低減することによりフ
ァンの電力消費量が低減し、セメント製造費の低減が可
能となるため、低圧損サイクロンの開発に取り組んでい
る。

【０００３】近年開発された低圧損サイクロンは、旋回
筒の外筒と内筒とを同心状に設け、該内筒の下端部に整
流部材を設けている。そして、この整流部材として次の
様なスパイラルコーンが用いられる。

【０００４】即ち、内筒の直下の空間に、少なくとも下
半部に湾曲面を形成している複数の逆三角形の面状整流
板を前記円錐整流体の軸心の囲りに等角度間隔に、か
つ、各面状整流板の湾曲面を該円錐形整流体の外周を流
れる旋回流に対向する方向に設けた整流部材。

【０００５】なお、前記スパイラルコーンにおいて、円
錐形整流体を省略したものも用いられている。（特開平
３ー１８６３６８号参照）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】スパイラルコーンは、
圧力損失を低減させるが、ある種のサイクロンにおいて
は捕集効率を低下させてしまうことがある。サイクロン
の性能を評価するとき圧力損失とともに捕集効率も重要
な因子となり、セメント焼成装置において捕集効率が低
下することによりプレヒータ系外への持ち出し熱量が増
加し、使用熱量の増加などの問題が発生する。

【０００７】この発明は、上記事情に鑑み捕集効率を向
上させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、捕集効率低
下の原因を究明するため、種々の実験を行った結果、接
線方向速度が低下することにより固気分離に影響を及ぼ
す遠心効果が低下し、捕集効率が低下することがわかっ
た。そして、この接線方向速度の低下は、内筒直径と旋
回筒の外筒直径との比により大きな影響を受けることが
わかった。そして、該捕集効率を良くするためには、そ
の比を０．３５〜０．４５にしなければならないことを
突き止めた。そこで、本発明者は、本発明を次の様に構
成し、前記目的の達成を図った。

【０００９】旋回筒の上部に設けた外筒と、該外筒内に
同心状に設けた内筒と、該内筒の下端部に配設したスパ
イラルコ−ンと、該外筒の外周に接線方向に設けた流入
筒と、該旋回筒の下部に設けた落下口と、を備えたサイ
クロンにおいて、前記内筒の直径対前記外筒の直径が
０．３５〜０．４５であることことを特徴とする低圧損
サイクロン。

【００１０】

【作 用】流入筒から旋回筒内に向けて粉粒体と流体と
の混相流を接線方向に供給すると、その旋回筒内に旋回
流を発生する。その旋回流は旋回筒の上部から下部に移
動し、その間にガス中に浮遊した粒子は遠心力によって
旋回筒壁面側へ飛び出し、螺旋状に降下して円錐部下部
より外部に排出する。

【００１１】又、残された粒径の小さい微粉等は前記搬
送空気等と共に旋回流を形成しながら、旋回筒の壁面側
から次第に旋回筒の軸心部寄りに集められる。そして、
小さな径の旋回流になって、前記内筒の直下に移動し、
そこに位置する湾曲された面状整流板に案内されて旋回
流から上向きの流れに変化する。そして、その際旋回流
の持っている接線方向の分速度を減速、消滅させ、軸方
向のみの速度に変換し、その状態で内筒内を通って次の
工程に移動する。

【００１２】

【実施例】この発明の実施例を添付図面によって説明す
る。旋回筒１は、直径Ｄの外筒１ａとその下部に接続す
る逆円錐筒１ｂとから構成されている。この旋回筒１の
外筒１ａ内に直径ｄの内筒２を同心的に設けるが、前記
直径ｄ、Ｄは比ｄ／Ｄが０．３５〜０．４５となるよう
に設計されている。該外筒１ａの外周に流入筒３を接線
方向に設けるとともに旋回筒１の下部に粉粒体の落下口
４を設ける。

【００１３】粉粒体と搬送空気との混相流を流入筒３か
ら旋回筒１内に向けて接線方向に供給し、その旋回筒１
内に旋回流７を発生させる。その旋回流７を旋回筒１の
上部から下部に移動し、その間に於いてガス中に浮遊し
た粒子は、遠心力によって旋回筒壁面側へ飛び出し、そ
の内壁面に沿って落下して落下口４から外部に排出す
る。

【００１４】また、該内筒２の下端部２ａの直下の空間
８には円錐形整流体１０と面状整流板１１とからなるス
パイラルコ−ン１００が前記内筒２と同心的に配置され
ている。その円錐形整流体１０の外周面に複数、好まし
くは４〜６枚の面状整流板１１を、それらの面１１ａを
旋回流７に対向する方向に、かつ、その長さ方向を上下
方向に沿うように設ける。

【００１５】また、その面状整流板１１の上部１１ｂを
前記内筒２の下端部２ａに固定し、それらの各面状整流
板１１の上部１１ｂを残してその余の部分１１ｃを旋回
流７の上流側に向けて滑らかに湾曲して湾曲面１１ｄを
形成する。このようにして形成した複数の面状整流板１
１の外周縁１１ｅは内筒２より内側に位置する。

【００１６】前記旋回筒１の内壁面寄りの旋回流７で分
離された粉体粒より粒径の小さい粉粒体等は、前記搬送
空気等と共に旋回流７を形成しながら、前記内筒２の直
下の空間８に移動する。このとき、接線方向速度は固気
分離に影響を及ぼす遠心力効果を得るのに適切な速度を
維持しているので、捕集効率は高い。

【００１７】そして、該粉粒体等は、そこに配置されて
いる湾曲された面状整流板１１の面１１ａに案内されて
旋回流７から上向きの流れ１２に徐々に変化し、その際
旋回流７の持っている接線分速度Ｖ₇ を軸方向のみの速
度に変換し、その状態で内筒２内を通って次の工程に移
動する。

【００１８】この実施例では、接線方向風速が最高とな
る位置は内筒径、すなわち、内筒の外壁、の下部とな
り、粒子の分離作用に寄与する領域の風速Ｖθは変化し
ていないが、分離作用に寄与しない内筒内においては風
速Ｖθが殆ど存在していない。すなわち、粒子の分離に
不必要でエネルギ・ロスを発生させている不必要な渦は
消されているのである。

【００１９】これは、内筒下の空間に設けた円錐形整流
体によりこの円錐形整流体よりも下の部分からの上昇気
流を抑えそこに流入する流体を減少させることにより、
この部分での粒子の分離には不要な流体抵抗を極力抑え
る一方、サイクロン内に流れる流体の大部分を内筒下端
部の真下の空間、すなわち、整流板間の空間で整流部材
により軸方向の流れに整流し、サイクロン系外へスーム
ズに排出させることで、前述の作用が得られるものであ
る。

【００２０】この発明は上記実施例に限定されるもので
なく、その要旨の範囲内で部分的な構成の変更を行った
り、或は部分的に他の構成を付加して実施することもで
きる。例えば、前述の実施例は内筒１の直下の空間８に
円錐形整流体１０と面状整流板１１からなるスパイラル
コ−ン１００を設けたものについて説明しているが、該
コ−ン１００を面状整流板１１のみとし円錐形整流体１
０を省略することも可能である。

【００２１】又、前記実施例では、直筒状の内筒２を用
いた場合につい述べたが、図７に示す様に、直径ｄの内
筒２の下端部２ａを絞り込んで逆円錐台形にし、その下
端の直径ｄｓを前記直径ｄより小さくしてもよい。

【００２２】この場合、直径ｄｓと直径Ｄとの比ｄｓ／
Ｄは、０．３５〜０．４５の範囲内となる様に調整され
る。なお、逆円錐台形の絞り角２θは、必要に応じて適
宜選択されるが、５〜４０°の範囲にすると好適な結果
を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】この発明は、以上の様に内筒の直径対旋
回筒の外筒の直径を０．３５〜０．４５にしたので、捕
集効率の低下を防止できる。

【００２４】因に、スパイラルコーンを備えたサイクロ
ンの捕集効率（％）を実験するため、内筒の直径ｄ、ｄ
ｓ対旋回筒の外筒の直径Ｄの比ｄ／Ｄ、ｄｓ／Ｄを変化
させたところ、次の結果を得た。 ｄ／Ｄ ＝ ０．５０の時 ９４．５％ ｄｓ／Ｄ ＝ ０．４２の時 ９５．６％ ｄｓ／Ｄ ＝ ０．３５の時 ９６．２％

【００２５】又、スパイラルコーンの無い通常のサイク
ロンでは、 ｄ／Ｄ＝０．５０の時、９６．０ であった。以上より、比ｄ／Ｄ、ｄｓ／Ｄ＝０．４２、
０．３５は、比ｄｓ／Ｄ＝０．５０より捕集効率が大き
く、かつ、通常のサイクロンの捕集効率とほぼ同等とな
ることがわかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１のスパイラルコ−ンの拡大図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】図２のIV-IV 線断面図である。

【図５】図２のV-V 線断面図である。

【図６】スパイラルコ−ンの底面図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 旋回筒 １ａ 外筒 ２ 内筒 ２ａ 内筒の下端部 １００ スパイラルコ−ン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回筒の上部に設けた外筒と、該外筒内に
   同心状に設けた内筒と、該内筒の下端部に配設したスパ
   イラルコ−ンと、該外筒の外周に接線方向に設けた流入
   筒と、該旋回筒の下部に設けた落下口と、を備えたサイ
   クロンにおいて、前記内筒の直径対前記外筒の直径が、
   ０．３５〜０．４５であることことを特徴とする低圧損
   サイクロン。
2. 【請求項２】内筒の下端部が、直筒状であることを特徴
   とする請求項１記載の低圧損サイクロン。
3. 【請求項３】内筒の下端部が、絞り角２θの逆円錐台状
   であることを特徴とする請求項１記載の低圧損サイクロ
   ン。
4. 【請求項４】絞り角２θが、５°〜４５°であることを
   特徴とする請求項３記載の低圧損サイクロン。