JPH07289951A - サイクロンフィルタ - Google Patents
サイクロンフィルタInfo
- Publication number
- JPH07289951A JPH07289951A JP19225593A JP19225593A JPH07289951A JP H07289951 A JPH07289951 A JP H07289951A JP 19225593 A JP19225593 A JP 19225593A JP 19225593 A JP19225593 A JP 19225593A JP H07289951 A JPH07289951 A JP H07289951A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cyclone
- chamber
- swirl
- filter
- common
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
-
- 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
- B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
- B04C5/185—Dust collectors
-
- 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
- B04C5/24—Multiple arrangement thereof
- B04C5/28—Multiple arrangement thereof for parallel flow
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Cyclones (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コスト上許容し得る形式で含塵ガスから約１
μｍよりも小さな粒子径までの粒子を分離することが可
能なサイクロンフィルタを提供する。 【構成】 多数の個別のサイクロン部材１と、共通の入
口室２と、共通の分離室３とを備えており、入口室とサ
イクロン部材のスワール室４との間にそれぞれ各２つの
接線方向の供給小管部５が取付けられており、かつサイ
クロン部材が共通の分離室の壁を含めて鏡像の原理によ
る高度な対称性が得られるように配置されている。
μｍよりも小さな粒子径までの粒子を分離することが可
能なサイクロンフィルタを提供する。 【構成】 多数の個別のサイクロン部材１と、共通の入
口室２と、共通の分離室３とを備えており、入口室とサ
イクロン部材のスワール室４との間にそれぞれ各２つの
接線方向の供給小管部５が取付けられており、かつサイ
クロン部材が共通の分離室の壁を含めて鏡像の原理によ
る高度な対称性が得られるように配置されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガス流中の、１０μｍよ
りも小さな直径を持つ粉塵粒子を分離するためのサイク
ロンフィルタに関する。
りも小さな直径を持つ粉塵粒子を分離するためのサイク
ロンフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス流中の粉塵粒子を分離するために使
用分野に応じて特に従来のサイクロンフィルタ、電気フ
ィルタおよびホースフィルタが使用されることは知られ
ている。
用分野に応じて特に従来のサイクロンフィルタ、電気フ
ィルタおよびホースフィルタが使用されることは知られ
ている。
【０００３】高圧での熱ガス中の粒子分離（例えばＰＦ
ＢＣ−またはＩＧＣＣ−装置で）のためには今日まで様
々な理由から主にサイクロンフィルタが使用されてい
る。スワール室の直径が普通０．５〜１ｍである従来の
サイクロンフィルタの欠点は、このフィルタが約１０μ
ｍよりも小さな直径の粒子を分離することができないこ
とにある。このことから次の重大な問題が生じる。
ＢＣ−またはＩＧＣＣ−装置で）のためには今日まで様
々な理由から主にサイクロンフィルタが使用されてい
る。スワール室の直径が普通０．５〜１ｍである従来の
サイクロンフィルタの欠点は、このフィルタが約１０μ
ｍよりも小さな直径の粒子を分離することができないこ
とにある。このことから次の重大な問題が生じる。
【０００４】先ず約３μｍよりも大きな直径の粒子はタ
ービン羽根で重大な固体浸食を惹起する。これはタービ
ン羽根の寿命を著しく低下させる。更には存在する羽根
冷却通路が粒子で閉塞されることがある。
ービン羽根で重大な固体浸食を惹起する。これはタービ
ン羽根の寿命を著しく低下させる。更には存在する羽根
冷却通路が粒子で閉塞されることがある。
【０００５】もう１つの問題は、石炭ガス化−または石
炭燃焼装置でアルカリ金属が約８００℃を下回る温度で
粉塵粒子に結合され、かつガスをこれよりも高い温度に
加熱すると粉塵粒子から再び遊離されることである。し
たがって化学量論を下回る炭塵燃焼（ガス化）に続いて
粒子がきわめて不完全にしか分離されない場合には燃焼
ガスは化学量論を下回る後燃焼工程において約８００℃
を上回る温度に加熱してはならない。それというのもさ
もないと許容し得ない程の大量のアルカリ金属が遊離さ
れるであろうし、アルカリ金属はタービンにおける放圧
時の冷却に基く再凝縮時に急激にタービン羽根上で皮膜
となるからである。このような皮膜の形成は経験によれ
ばタービン羽根の急速な破壊にも導く。
炭燃焼装置でアルカリ金属が約８００℃を下回る温度で
粉塵粒子に結合され、かつガスをこれよりも高い温度に
加熱すると粉塵粒子から再び遊離されることである。し
たがって化学量論を下回る炭塵燃焼（ガス化）に続いて
粒子がきわめて不完全にしか分離されない場合には燃焼
ガスは化学量論を下回る後燃焼工程において約８００℃
を上回る温度に加熱してはならない。それというのもさ
もないと許容し得ない程の大量のアルカリ金属が遊離さ
れるであろうし、アルカリ金属はタービンにおける放圧
時の冷却に基く再凝縮時に急激にタービン羽根上で皮膜
となるからである。このような皮膜の形成は経験によれ
ばタービン羽根の急速な破壊にも導く。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上記の
欠点を回避することであり、コスト上許容可能な形式で
含塵ガスから約１μｍよりも小さな粒子径までの粒子を
分離することが可能であるサイクロンフィルタを見出す
ことである。
欠点を回避することであり、コスト上許容可能な形式で
含塵ガスから約１μｍよりも小さな粒子径までの粒子を
分離することが可能であるサイクロンフィルタを見出す
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の手段は、多数の個別のサイクロン部材と、
共通の入口室と、共通の分離室とを備えており、入口室
とサイクロン部材のスワール室との間にそれぞれ各２つ
の接線方向の供給小管部が取付けられており、かつサイ
クロン部材が共通の分離室の壁を含めて鏡像の原理によ
る高度な対称性が得られるように配置されていることで
ある。
めの本発明の手段は、多数の個別のサイクロン部材と、
共通の入口室と、共通の分離室とを備えており、入口室
とサイクロン部材のスワール室との間にそれぞれ各２つ
の接線方向の供給小管部が取付けられており、かつサイ
クロン部材が共通の分離室の壁を含めて鏡像の原理によ
る高度な対称性が得られるように配置されていることで
ある。
【０００８】
【発明の効果】本発明の利点は、このサイクロンフィル
タでもって許容し得るコストでガス流れから約１μｍよ
りも小さな粒子径までの粒子を分離し、これによって例
えばタービン羽根での固体浸食もしくは皮膜形成を回避
することが可能であることであり、このことは結果的に
タービン羽根の寿命の増加をもたらす。
タでもって許容し得るコストでガス流れから約１μｍよ
りも小さな粒子径までの粒子を分離し、これによって例
えばタービン羽根での固体浸食もしくは皮膜形成を回避
することが可能であることであり、このことは結果的に
タービン羽根の寿命の増加をもたらす。
【０００９】サイクロン部材がスワール室と、中央渦流
管部とスワールレジスタとディフューザとを備えている
と特に有利である。
管部とスワールレジスタとディフューザとを備えている
と特に有利である。
【００１０】サクロンフィルタが鋳造またはプレス加工
された個別のサイクロン部材から構成されているかまた
は鋳造またはプレス加工されたサイクロン部材の全体マ
トリックスを有していると有利である。
された個別のサイクロン部材から構成されているかまた
は鋳造またはプレス加工されたサイクロン部材の全体マ
トリックスを有していると有利である。
【００１１】シンプレックス噴霧器内のスワール室と同
様に設計されたスワール室をサイクロン部材内に配置さ
れていると有利である。
様に設計されたスワール室をサイクロン部材内に配置さ
れていると有利である。
【００１２】
【実施例】本発明によるサイクロンフィルタは図１によ
れば多数の個別のサイクロン部材１から構成されてい
る。図３から判るようにこの実施例ではサイクロンフィ
ルタは１６個のサイクロン部材１を備えている。更にサ
イクロンフィルタは共通の入口室２と共通の分離室３と
を有しており、入口室２とサイクロン部材１のスワール
室４との間にはそれぞれ少なくとも２つの接線方向の供
給小管部５が取付けられており、かつサイクロン部材１
は共通の分離室３の壁を含めて鏡像の原理により著しく
対称的に配置されている。
れば多数の個別のサイクロン部材１から構成されてい
る。図３から判るようにこの実施例ではサイクロンフィ
ルタは１６個のサイクロン部材１を備えている。更にサ
イクロンフィルタは共通の入口室２と共通の分離室３と
を有しており、入口室２とサイクロン部材１のスワール
室４との間にはそれぞれ少なくとも２つの接線方向の供
給小管部５が取付けられており、かつサイクロン部材１
は共通の分離室３の壁を含めて鏡像の原理により著しく
対称的に配置されている。
【００１３】サイクロン部材１はそれぞれスワール室４
と、中央渦流管部８、スワールレジスタ６、ディフュー
ザ７を備えている。
と、中央渦流管部８、スワールレジスタ６、ディフュー
ザ７を備えている。
【００１４】ダストを含んだガスは先ず共通の入口室２
へ送られ、かつここからそれぞれ少なくとも２つの接線
供給小管部５を通ってサイクロン部材のスワール室４内
に入る（図２参照）。サイクロン部材１のスワール室４
は個別の中空渦流を発生し、これはサイクロン部材１の
スワール室４を出た後共通の分離室３内へ入る。
へ送られ、かつここからそれぞれ少なくとも２つの接線
供給小管部５を通ってサイクロン部材のスワール室４内
に入る（図２参照）。サイクロン部材１のスワール室４
は個別の中空渦流を発生し、これはサイクロン部材１の
スワール室４を出た後共通の分離室３内へ入る。
【００１５】粒子の分離はサイクロン部材１の外で共通
の分離室３内で行われる、すなわち外側の仕切り壁を除
けば分離のために壁は必要ではない。このような壁は後
に汚染の問題を惹起するものである。
の分離室３内で行われる、すなわち外側の仕切り壁を除
けば分離のために壁は必要ではない。このような壁は後
に汚染の問題を惹起するものである。
【００１６】スワール室４はシンプレックス噴霧器のス
ワール室と同様に設計されている。シンプレックススワ
ール噴霧器の場合と同様に中空渦流はスワール室４を出
る際にそれぞれそれらの限定的な横断面を通過する、す
なわちスワール室４から出る際に中空渦流はまさに限界
的なスワール数に達する。自由な共通の分離室３内で各
渦流が隣りのサイクロン部材の渦流によって妨害されな
いために（ビオーサバール−力による相互作用）、サイ
クロン部材１は共通の分離室３の壁を含めて鏡像系によ
り高い対称性が得られるように配置されている。図３に
はサイクロン部材１のスワール室４を図１でみて下方か
ら見た図が略示されている。きわめて対称的に配置され
ているので、特定の渦に対する隣りの渦のビオーサバー
ル−力はそれぞれ消える。圧力状態（入口／分離室／上
方の出口）の調節に基いて各渦流は粉塵分離後にサイク
ロン部材１の中央渦流管部８内へ戻される。
ワール室と同様に設計されている。シンプレックススワ
ール噴霧器の場合と同様に中空渦流はスワール室４を出
る際にそれぞれそれらの限定的な横断面を通過する、す
なわちスワール室４から出る際に中空渦流はまさに限界
的なスワール数に達する。自由な共通の分離室３内で各
渦流が隣りのサイクロン部材の渦流によって妨害されな
いために（ビオーサバール−力による相互作用）、サイ
クロン部材１は共通の分離室３の壁を含めて鏡像系によ
り高い対称性が得られるように配置されている。図３に
はサイクロン部材１のスワール室４を図１でみて下方か
ら見た図が略示されている。きわめて対称的に配置され
ているので、特定の渦に対する隣りの渦のビオーサバー
ル−力はそれぞれ消える。圧力状態（入口／分離室／上
方の出口）の調節に基いて各渦流は粉塵分離後にサイク
ロン部材１の中央渦流管部８内へ戻される。
【００１７】中央渦流管部８の端部にそれぞれ配置され
たスワールレジスタ４を用いて各流れからスワールを除
く。スワールレジスタ４は静圧の回復に用いられる。ス
ワールレジスタ４に引続いて流れは特にディフューザ７
内で制動される。これによって圧力損失は付加的に低下
させることができる。サイクロン部材の本発明による構
造は受容可能な圧力降下においてスワール室４内の高い
速度を可能にする。これによりスワール室４の壁での皮
膜形成の危険は除かれる。
たスワールレジスタ４を用いて各流れからスワールを除
く。スワールレジスタ４は静圧の回復に用いられる。ス
ワールレジスタ４に引続いて流れは特にディフューザ７
内で制動される。これによって圧力損失は付加的に低下
させることができる。サイクロン部材の本発明による構
造は受容可能な圧力降下においてスワール室４内の高い
速度を可能にする。これによりスワール室４の壁での皮
膜形成の危険は除かれる。
【００１８】例ではサイクロン部材１の中央渦流管部８
の直径は約１〜２ｃｍである。方位速度成分ｗは約１０
０ｍ／秒である。代表的な半径方向の、または軸方向の
速度成分ｕはｗよりもおよそ 1/5小さく、すなわち約２
０ｍ／秒である。限界粒子径は大体つぎの式によって算
出することができる。
の直径は約１〜２ｃｍである。方位速度成分ｗは約１０
０ｍ／秒である。代表的な半径方向の、または軸方向の
速度成分ｕはｗよりもおよそ 1/5小さく、すなわち約２
０ｍ／秒である。限界粒子径は大体つぎの式によって算
出することができる。
【００１９】乱流については ＤC＝０．３・ρ／ρP・
（ｕ／ｗ）2・Ｒ 層流については ＤC 2＝１８・ρ／ρP・（ｕ／ｗ）2・
ｖＲ／ｕ が該当する。式中においてＤCは限界粒子径を、δはガ
スの密度を、ρPは粒子の密度を、uは半径方向−軸方向
の速度成分を、wは方位速度成分を、Ｒは中央渦流管部
の半径を、ｖはガスの動粘性率を表わす。
（ｕ／ｗ）2・Ｒ 層流については ＤC 2＝１８・ρ／ρP・（ｕ／ｗ）2・
ｖＲ／ｕ が該当する。式中においてＤCは限界粒子径を、δはガ
スの密度を、ρPは粒子の密度を、uは半径方向−軸方向
の速度成分を、wは方位速度成分を、Ｒは中央渦流管部
の半径を、ｖはガスの動粘性率を表わす。
【００２０】約１０００よりも大きなレイノズル数Ｒｅ
D＝ＤCｕ／ｖ では乱流（上側の式）の近似値が、約１００よりも小さ
なレイノルズ数では下側の層流に関する近似値が使用さ
れる。
D＝ＤCｕ／ｖ では乱流（上側の式）の近似値が、約１００よりも小さ
なレイノルズ数では下側の層流に関する近似値が使用さ
れる。
【００２１】石炭ガス化の代表的な分離条件（圧力≒２
０バール、ガスの温度≒５００℃）および上記のサイク
ロンデータでは層流に関する式が使用される。このよう
な“スーパーサイクロン”は１μｍの粒子径限界をはる
かに下回る粒子径までの粒子を分離し、したがって従来
技術の上記の欠点は取除かれる。
０バール、ガスの温度≒５００℃）および上記のサイク
ロンデータでは層流に関する式が使用される。このよう
な“スーパーサイクロン”は１μｍの粒子径限界をはる
かに下回る粒子径までの粒子を分離し、したがって従来
技術の上記の欠点は取除かれる。
【図１】サイクロンフィルタの縦断面図である。
【図２】サイクロン部材の縦断面図である。
【図３】サイクロン部材の配置を示した図である。
１ サイクロン部材 ２ 入口室 ３ 分離室 ４ スワール室 ５ 供給小管部 ６ スワールレジスタ ７ ディフューザ ８ 中央渦流管部
Claims (5)
- 【請求項１】 サイクロンフィルタにおいて、多数の個
別のサイクロン部材（１）と、共通の入口室（２）と、
共通の分離室（３）とを備えており、入口室（２）とサ
イクロン部材（１）のスワール室（４）との間にそれぞ
れ各２つの接線方向の供給小管部（５）が取付けられて
おり、かつサイクロン部材（１）は共通の分離室（３）
の壁を含めて鏡像の原理による高度な対称性が得られる
ように配置されていることを特徴とする、サイクロンフ
ィルタ。 - 【請求項２】 サイクロン部材（１）がスワール室
（４）と中央渦流管部（８）とスワールレジスタ（６）
とディフューザ（７）とを備えている、請求項１記載の
サイクロンフィルタ。 - 【請求項３】 フィルタが鋳造またはプレス加工された
個別のサイクロン部材（１）から構成されている、請求
項１記載のサイクロンフィルタ。 - 【請求項４】 フィルタが鋳造またはプレス加工され
た、サイクロン部材(１)の全体マトリックスから成って
いる、請求項１記載のサイクロンフィルタ。 - 【請求項５】 スワール室（４）がシンプレックス噴霧
器のスワール室と同様に設計されている、請求項２記載
のサイクロンフィルタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92113179A EP0581977A1 (de) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | Zyklonfilter |
| DE92113179.3 | 1992-08-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07289951A true JPH07289951A (ja) | 1995-11-07 |
Family
ID=8209867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19225593A Pending JPH07289951A (ja) | 1992-08-03 | 1993-08-03 | サイクロンフィルタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0581977A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07289951A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI111229B (fi) * | 2000-02-08 | 2003-06-30 | Fortum Oyj | Menetelmä ja laitteisto kiintoaineen erottamiseksi kaasuista |
| FI20010570A (fi) | 2001-03-20 | 2002-09-21 | Fortum Oyj | Menetelmä ja erotuslaite kahden faasin erottamiseksi toisistaan |
| US8512451B1 (en) | 2011-10-07 | 2013-08-20 | William L. Heumann | Cyclone separator arrangement |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE537710C (de) * | 1929-08-30 | 1931-11-05 | Eugen Haber | Vorrichtung zum Abscheiden von Flugasche aus Rauchgasen bei mit Saugzug arbeitenden Feuerungsanlagen |
| GB545624A (en) * | 1941-12-01 | 1942-06-04 | Prat Daniel Corp | Improvements in centrifugal dust separators |
| US4430100A (en) * | 1981-06-05 | 1984-02-07 | Cardo Philip T | Side stream separation system for mechanical collectors and method of constructing same |
-
1992
- 1992-08-03 EP EP92113179A patent/EP0581977A1/de not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-08-03 JP JP19225593A patent/JPH07289951A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0581977A1 (de) | 1994-02-09 |
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