JPH08173732A - 集塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】構造が簡単且つ小型で、設備費とランニングコ
ストが安く、メインテナンスが不要で、単独使用で１ミ
クロメートル以下の径の微細塵埃の回収を可能とする集
塵装置を提供する。 【構成】円筒形に形成し、上流側に供給含塵気流を旋回
流とする案内筒３と斜傾状の複数の固定羽根板４を設
け、その後方に内径が異なり且つ外壁端より短い内壁端
を有する二重円筒による複数の誘導筒６，７，９とその
中心部に配する導出導管１０を設ける。そして、各誘導
筒６，７，９において、内壁端箇所の背部に接線方向の
導出口１４，１６，１８を設け、それぞれのレベルに遠
心力を付与された塵埃が各誘導筒６，７，９の内壁に沿
って流動し、前記導出口１４，１６，１８及び導出導管
１０から回収ダクト１１に吸引回収されるようにした。
また、回収した濃厚含塵気流をサイクロンを介して集塵
装置に循環させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回気流における遠心
力を利用した集塵装置に関し、特に、微細塵埃の回収が
可能な集塵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】製粉工場、金属製錬所等の加工産業を始
め、質量が小さく重力の作用の影響を受けることの少な
い固体微粒子即ち微細塵埃を発生する工場は多い。この
ような沈降性の悪い塵埃を捕集するため、旋回気流を利
用して塵埃に遠心力を付与し、容器壁に沿って沈降させ
る集塵装置として、サイクロンがある。サイクロンは構
造、製作ともに簡単で運転も容易なため広く使用されて
いる。サイクロンは、周知のように、含塵気流を接線方
向に導入して旋回流とし、塵埃に遠心力を付与して容器
壁に沿って沈降させ、清浄気流を中心上部の排気管から
導出させるものであるが、排気管径の内側付近には微細
塵埃を伴って中心に向かう気流部分がある等、構造上、
捕集する塵埃径が小になれば、サイクロンの径も小さく
する必要があり、多量の気体を処理するのは困難にな
る。

【０００３】サイクロンと同様に遠心力を利用した集塵
機としては、例えば、特公平４−３２６８２号に開示さ
れたものがある。この集塵機Ｆは、図３に示すように、
略円筒形の外筒２１を有し、内部の軸心位置に尖頭円錐
状の心軸２２を架設し、この心軸２２と外筒２１との間
に複数の傾斜羽根板２３を離間固設して粒体強制旋回手
段とし、その傾斜羽根板２３の外縁部から内径方向に傾
斜させた環状導風筒２４を設け、また、この導風筒２４
の後方にさらに小径の案内筒２５を架設し、案内筒２５
と外筒２１との間に環状溝２６を形設し、この環状溝２
６の一部に塵埃放出口２７を設けてあり、さらに、前記
案内筒２５の後端部を外筒２１側に傾斜する導風筒２８
に形成し、案内筒２５に離間して同径の尾筒２９を設け
て排気口とし、前記導風筒２８と尾筒２９間に環状溝３
０を形設し、この環状溝３０に塵埃放出口３１を設けて
なるもので、供給された含塵気流を傾斜羽根板２３によ
り強制的に旋回させて含有塵埃に遠心力を付与し、前記
環状導風筒２４と前記導風筒２８の内壁に沿って流れる
塵埃をそれぞれ環状溝２６，３０から塵埃放出口２７，
３１を経て外部に導出させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この集
塵機Ｆにおいては、含有塵埃に遠心力を付与するように
しているが、環状導風筒２４と導風筒２８等壁体に近接
して気流は密になり、遠心力の弱い微細な塵埃は接近で
きず、結局、すべての塵埃を壁体に到達させることは困
難である。壁体に到達できなかった塵埃は気流に搬送さ
れてそのまま排出され、また、気流を環状溝２６，３０
に導入するように環状導風筒２４や導風筒２８等壁体先
端部を傾斜させてあるので、必要以上の気流が巻き込ま
れ、戻る気流のために塵埃もまた戻るという現象もみら
れ、この集塵機においては、通常、１０ミクロメートル
程度までの径の塵埃しか除去できず、さらに集塵性能を
高めて微細な塵埃を捕集するには、同様の集塵機をブロ
ワを介在して直列に連結するか、あるいは、この公報に
おいて発明とする構成のように、高価な高性能電気集塵
機と組み合わせて使用せざるを得ない状況にあり、経済
的な設備で１ミクロメートル以下の微細塵埃の捕集を必
要としている多くの工場の需要には対応しがたい状況に
ある。

【０００５】このような状況に鑑み、本発明は、構造が
簡単で小型であり、従って、設備費が安価で、且つ、メ
インテナンスが殆ど不要で、ランニングコストが安く、
しかも、単独使用で１ミクロメートル以下の微細塵埃の
回収をも可能とする集塵装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明は、含塵気流を供給する集塵ダクトに接続さ
れて使用される円筒形の管体による集塵装置であって、
軸線上の含塵気流の進入側に頭部を円錐形に形成した案
内筒を設け、該案内筒の外周と管体内壁との間に前記含
塵気流に旋回力を付与する複数の旋回案内羽根を固着
し、該旋回案内羽根の後方に、内径が異なり、且つ、外
壁端より短い内壁端を有する二重筒体による複数の誘導
筒を同心に設け、且つ、最小径の前記誘導筒内側に同心
に導出導管を開口させると共に、前記各誘導筒の内壁端
箇所の背部にそれぞれ接線方向の導出口を１箇所設け、
前記導出導管と前記各導出口とを別体の塵埃回収装置に
接続する集塵装置を、また、前記塵埃回収装置としてサ
イクロンを付設し、該サイクロンの排気管を前記含塵気
流の進入側端部に接続して気流を循環させる集塵装置
を、さらに、前記気流循環量を前記集塵ダクトからの前
記含塵気流量の５〜１０％とする集塵装置を提案するも
のである。

【０００７】

【作用】塵埃発生源に接続された集塵ダクトから導入さ
れた含塵気流は、旋回案内羽根の羽根板間を通過するこ
とにより、渦巻気流即ち旋回気流となる。旋回気流は含
有塵埃に遠心力を付与し、径の大きい塵埃を外側に密
に、径の小さい塵埃を内側に粗の状態で、この円筒形の
集塵装置内を旋回的に移動する。径の大きい塵埃を多く
含む含塵気流は最外側の誘導筒の内壁と第２の誘導筒の
外壁間を流れ、その塵埃は最外側の誘導筒の内壁に沿い
ながら移動し、内壁端箇所においてコアンダ効果によ
り、一部の気流と共に急激にその背部に回り込み、接線
方向に設けられた導出口から回収ダクトに導出される。
上記の径の大きい塵埃を含む気流よりも比較的径が小さ
い塵埃を多く含む内側の含塵気流は第２の誘導筒の内壁
と次の第３の誘導筒の外壁間を流れ、その塵埃は第２の
誘導筒の内壁に沿って移動し、その内壁端箇所において
コアンダ効果により急激に背部に回り込み第２の導出口
から回収ダクトに導出される。

【０００８】このように、塵埃は順次継続的に各誘導筒
の内壁端箇所から内壁と外壁間に設けられた導出口から
回収ダクトに導出される。即ち、同心に配設された内径
の異なる各誘導筒壁間で、旋回気流によりそれぞれのレ
ベルで遠心力を付与された塵埃が各内壁に沿って移動
し、それぞれ捕集されるので、大径から小径に至る塵埃
が効率的に回収できる。また、さらに径が小さく軽い塵
埃を希薄に含んで中央部を流れる含塵気流はそのまま導
出導管を経由して回収ダクトに導出される。各誘導筒壁
間を流れる気体の大部分は慣性に従って前進して塵埃を
分離し、塵埃を含まない清浄気流としてこの集塵装置に
接続された排気ダクトに流入する。回収ダクトからの塵
埃を濃厚に含む含塵気流は、接続された適当な塵埃回収
装置に供給され、容易にその塵埃が回収される。

【０００９】前記塵埃回収装置としてサイクロンを付設
し、その排気管を前記集塵装置の供給側前端部に接続し
て気流を循環させることにより、循環気流中の微細塵埃
は塵埃同士の凝集効果によって大径化して捕集されるの
で、その回収率が向上する。また、サイクロンを流れる
気流は、中間ブロワのような動力を要することなく、前
記集塵装置内を流れる含塵気流によって吸引的に付与さ
れる。

【００１０】導出導管の断面積を集塵装置の断面積の５
〜１０％とすることにより、気流の循環量は供給量の５
〜１０％となり、回収ダクトを経由してサイクロンに供
給される含塵気流における含塵濃度は１０〜２０倍に濃
縮され、サイクロンにおける負担が少なく、従って、比
較的小さい設備で済み、且つ、微細塵埃の回収効率が向
上する。

【００１１】

【実施例】以下、図面により、本発明の集塵装置につい
て説明する。図１は本発明の集塵装置の側面断面図であ
る。図２は図１の集塵装置を組み込んだ集塵設備を示す
側面図である。

【００１２】集塵装置Ａの外筒となる装置管体１は円筒
状に形成され、含塵気流を供給する集塵ダクトＢと処理
済の清浄気流を排気する排気ダクトＣとの間に接続され
るようにしてある。装置管体１の内部の気流導入側軸線
上に気流循環用の戻し管２を組み入れ、この戻し管２を
利用して、その周辺に頭部を円錐形状とした案内筒３を
形設し、この案内筒３の外周に等間隔に固定した複数枚
（図示では６枚）の羽根板４による旋回案内羽根５を設
けてある。羽根板４はそれぞれ排気側に斜降状になるよ
うにしてあり、導入された含塵気流がこの羽根板４間を
通るとき旋回流となるようにしてある。

【００１３】旋回案内羽根５の後方（図示右方）に、外
周縁を装置管体１に固着し、傾斜部を介在して形成した
円筒壁６ａからなる第１誘導筒６を設け、この第１誘導
筒６の円筒壁６ａの内側には、同心に、前端部をエッジ
状とし内壁７ａを外壁７ｂより短い二重筒体で形成した
第２誘導筒７をその先端位置を後方にずらした形に配
し、サポート板８により装置管体１の内壁に固定支持さ
せてある。また、この第２誘導筒７の内側には、この第
２誘導筒７に対して先端位置を後方にずらして、先端部
をエッジ状として内壁９ａを外壁９ｂより短い二重筒体
で形成した第３誘導筒９を設け、サポート板８により装
置管体１の内壁に固定支持させてある。

【００１４】この第３誘導筒９の内側には、さらに位置
を後方にずらして同心の導出導管１０を設けてある。導
出導管１０は、先端部を前方にラッパ状に開口させ、そ
の後部を屈曲した形にして装置管体１より突出させ、回
収ダクト１１に接続するようにし、この回収ダクト１１
はサイクロン１２に接続し、サイクロン１２の排気管１
３を前記戻し管２に接続して気流循環路を形成させてあ
る。

【００１５】また、第１誘導筒６は、特に外壁を設ける
ことなく、装置管体１を外壁として利用し、二重円筒体
構造をなすようにしてあるが、この第１誘導筒６の壁端
箇所の背部の装置管体１に、装置管体１の接線方向に位
置する第１導出口１４を１箇所に設け、第１誘導筒６の
後方には環状の受け縁１５を装置管体１に取り付けて気
流を第１導出口１４に誘導できるようにしてある。

【００１６】第２誘導筒７の後部、内壁端箇所の背部に
も、外壁７ｂの接線方向に外壁７ｂと装置管体１を貫通
する第２導出口１６を一箇所に設け、その後方に気流を
誘導する環状の受け縁１７を外壁７ｂに取り付けてあ
る。さらに、第３誘導筒９の内壁端箇所の背部にも、そ
の外壁９ｂと装置管体１を貫通する第３導出口１８を一
箇所に設けてあり、その後方に気流を誘導する環状の受
け縁１９を取り付けてある。そして、これらの第１導出
口１４と第２導出口１６と第３導出口１８は前記導出導
管１０と同様に回収ダクト１１に接続させてある。

【００１７】このように構成されたこの集塵装置Ａは、
図２のように、集塵ダクトＢと排気ダクトＣ間に、その
まま接続し、出側の排気ダクトＣには吸引用ブロワＤを
接続して含塵気流を吸引付勢するようにして利用される
ものである。また、回収塵埃を回収する回収ダクト１１
は、前記のように、サイクロン１２に接続し、サイクロ
ン１２の排気管１３からの清浄空気は再び集塵装置Ａ内
に循環させるようにしてある。なお、サイクロンの下部
にはダストバンカーＥを接続し、適宜塵埃を抜取りでき
るようにしている。

【００１８】以上のように形成されたこの集塵装置Ａに
おいては、含塵気流を供給すると、この含塵気流は、戻
し管２と案内筒３の周囲を流れ、旋回案内羽根５の箇所
で羽根板４間を通過するとき、旋回動作を強制され、旋
回気流となって流動し、含まれている塵埃は遠心力を付
与され、その径に応じた遠心力により軸線から離間して
流れる。そして、第１誘導筒６と第２誘導筒７間、第２
誘導筒７と第３誘導筒９間、そして第３誘導筒９内側
を、図に矢印で示したように、第１気流ａ、第２気流
ｂ、第３気流ｃ、そして第４気流ｄに分割された状態で
旋回を継続しながら前進流動する。

【００１９】第１気流ａは比較的粗い塵埃を含み、塵埃
は第１誘導筒６の内壁に沿って流れ、その円筒壁６ａの
端部箇所で、コアンダー効果により一部の気流と共に円
筒壁６ａの裏側に回り込み、旋回しながら第１導出口１
４から導出され、そして、大部分の気流は塵埃を分離し
て慣性によりそのまま前進し、装置管体１を脱して排気
ダクトＣへ流れ出る。また、比較的径の小さい塵埃を伴
った第２気流ｂは旋回しながら塵埃の遠心力を維持し、
その塵埃は第２誘導筒７の内壁端部箇所でコアンダ効果
により裏側に回り込み、第２導出口１６から一部の気流
と共に導出され、その大部分の気流は塵埃を分離して慣
性的にそのまま前進し、排気ダクトＣへ流れ出る。

【００２０】さらに径の小さい塵埃を含む第３気流ｃ
は、やはり旋回しながら、その含有塵埃を第３誘導筒９
の内壁９ａに沿わせながら流れ、塵埃はその内壁端部箇
所で一部の気流と共にその裏側に回り込み、第３導出口
１８から導出される。そして大部分の気流は塵埃を分離
してそのまま慣性的に前進し、清浄気流として排気ダク
トＣに流れ出る。そして、第３誘導筒９の内側の中央部
を流れる第４気流ｄは希薄で、径が極めて小さく遠心力
の極めて弱い塵埃を含み、ラッパ状開口部を有する導出
導管１０内に吸引される。

【００２１】さらに、第１導出口１４と第２導出口１６
と第３導出口１８からの各分流気流ａ，ｂ，ｃと導出導
管１０からの第４気流ｄとは回収ダクト１１によりサイ
クロン１２に導入され、含有塵埃を脱離して再び排気管
１３を経由して戻し管２により集塵装置Ａ内に返戻さ
れ、集塵ダクトＢからの新たな含塵気流と合流する。こ
の気流循環は、集塵ダクトＢからの含塵気流によって戻
し管２の出口部分が負圧となるのを補うようにしてなさ
れるので、特に中間ブロワを必要とすることなく自動的
に行われるものである。

【００２２】気流循環により、この気流中に含まれて循
環する径の極めて小さい１ミクロメートル以下の少量の
塵埃も、その流動中に相互にあるいは他の塵埃に接触凝
集し、より大きい粒子に成長し、回収されるようになる
ものである。

【００２３】この実施例の集塵装置Ａにおいて、装置管
体１の口径は２００ｍｍに対し、戻し管２の口径は６０
ｍｍに形成し、気流循環量を供給気流量に対して５〜１
０％の低率範囲になるようにしてある。これにより、回
収ダクト１１からの含塵気流は供給含塵気流の含塵濃度
よりも１０〜２０倍の濃度にすることができ、サイクロ
ン１２を大型化することなく、効率的に塵埃を回収でき
たものである。必須要件ではないが、回収ダクト１１に
バルブを取り付け、塵埃や含塵気流の状況等に対応して
前記の量比を調節できるようにすることもできる。

【００２４】なお、実施例の集塵装置Ａにおいては、排
気ダクトＣ側に設けた吸引ブロワＤにより、含塵気流を
付勢したが、塵埃発生源において十分な風力を確保でき
るのであれば、その風力のみで稼働させることもでき
る。

【００２５】以上の説明により明らかなように、本発明
によれば、従来の集塵機では回収できなかった１ミクロ
メートル以下の微細塵埃の回収が可能である。可動部を
有せず、従って故障が少なく殆どメインテナンスが不要
な経済性の高い集塵機が提供でき、サイクロンを組み合
わせ、その排気管をこの集塵装置に接続し、また、その
循環気流の供給気流に対する比率を５〜１０％に調節す
ることにより塵埃の回収効率を高めることができる。

【００２６】この集塵装置は、小型で円筒形に構成して
あり、工場設備に応じて縦、横、斜め等任意の取付け方
向で集塵ダクトに接続できるので、例えば、ダストバン
カーを大きくし、塵埃回収作業を容易にすることもでき
る。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、次の効果が得られる。 (1) 単独装置で１ミクロメートル以下の微細粉塵の回収
が可能である。 (2) 装置の構造が簡単且つ小型で、安価に製作できる。 (3) ランニングコストが安い。 (4) 装置内に可動部を有せず、従って、故障が殆どな
く、メインテナンスが殆ど不要である。 (5) ダクトとの接続が任意に行え、自在に集塵ラインの
計画が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の集塵装置の側面断面図である。

【図２】図１の集塵装置を施した集塵システムの側面図
である。

【図３】従来例の集塵機の部分側面断面図である。

【符号の説明】

Ａ 集塵装置 Ｂ 集塵ダクト Ｃ 排気ダクト Ｄ 吸引ブロワ Ｅ ダストバンカー １ 装置管体 ２ 戻し管 ３ 案内筒 ４ 羽根板 ５ 旋回案内羽根 ６ 第１誘導筒 ６ａ 円筒壁 ７ 第２誘導筒 ７ａ 内壁 ７ｂ 外壁 ８ サポート板 ９ 第３誘導筒 ９ａ 内壁 ９ｂ 外壁 １０ 導出導管 １１ 回収ダクト １２ サイクロン １３ 排気管 １４ 第１導出口 １５ 受け縁 １６ 第２導出口 １７ 受け縁 １８ 第３導出口 １９ 受け縁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】含塵気流を供給する集塵ダクトに接続され
   て使用される円筒形の管体による集塵装置であって、軸
   線上の含塵気流の進入側に頭部を円錐形に形成した案内
   筒を設け、該案内筒の外周と前記管体内壁との間に前記
   含塵気流に旋回流を付与する複数の旋回案内羽根を固着
   し、該旋回案内羽根の後方に、内径が異なり、且つ、外
   壁端よりも短い内壁端を有する二重筒体による複数の誘
   導筒を同心に設け、且つ、最小径の前記誘導筒の内側に
   同心に導出導管を開口させると共に、前記各誘導筒の内
   壁端箇所の背部にそれぞれ接線方向の導出口を一箇所設
   け、前記導出導管と前記各導出口とを別体の塵埃回収装
   置に接続することを特徴とする集塵装置。
2. 【請求項２】前記塵埃回収装置としてサイクロンを付設
   し、該サイクロンの排気管を前記含塵気流の進入側端部
   に接続して気流を循環させることを特徴とする請求項１
   記載の集塵装置。
3. 【請求項３】前記気流の循環量を前記集塵ダクトから供
   給される前記含塵気流の量の５〜１０％とすることを特
   徴とする請求項２記載の集塵装置。