JPS59130559A - サイクロン集じん器 - 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】 この発明は、例えば内燃機関から吐出される排気ガスの
浄化用として、排気ガスに含まれているカーボン等の微
粒ダストを分離捕集させるのに好適なサイクロン集じん
器の改良に関する。

頭記すイクロン集じん器として、自動車に搭載してデ。

−ゼルエンジン等の内燃機関の排気ガスを浄化させるよ
うにしたものが既に知られている。

かかるサイクロン集じん器の構成、並びにその集じん動
作の概要を第１図について示す。第１図において１は自
動車の内燃機関、２は排気ガス中に含まれている０、２
μｍ程度のカーボンを主成分とした微粒ダストを凝集粗
大化させる凝集器、３がこの発明の対象のサイクロン集
じん器である。サイクロン集じん器３は周知のように入
口管３１．出口管３２を備えた円筒部および円錐筒部か
らなる本体３３と、本体の終端に接続された円筒形の集
じん室あとから構成されている。なお自動車に搭載して
内燃機関１の排気ガス通路内に設置するサイクロン集じ
ん器３は、搭載設置場所の制約から図示のようにサイク
ロン軸を横向きないしは斜めに傾むけて使用される場合
が多い。ここで入口管３１を通じて含しん被処理ガスで
ある排気ガスが矢印のように本体３３の中へ接線方向か
ら送り込まれると、排気ガス流は円筒部１円錐筒部でそ
の壁面に沿って旋回しながら集じん室あの方へ向って流
れる。この過程で主気流Ａの大半は集じん室あに到達す
る以前に反転気流Ｂとなって出口管３２の方へ向うが、
残シの僅かな気流は円錐筒部のスロートを通過して集じ
ん室内へ流入し、旋回気流Ｃとして集じん室内を旋回し
た後にその室内中心部から反転して出口管３２へ向けて
流出する。一方、排気ガスに含まれているダスト粒子は
、主気流Ａの旋回流に乗って移動しこの過程で遠心力が
働く。この場合の遠心加速度は重力の場の加速度に比べ
て一般的に３００〜２０００倍にもなシ、シたがってダ
スト粒子は遠心加速度の作用で主気流Ａよシ遠心分離さ
れつつ、壁面に沿って気流とともに集じん室３４の方へ
移動し、更に円錐筒部の終端から集じん室内へ入り込ん
で捕集される。

しかしながら前述の排気ガスに含まれているカーボンダ
ストのようなサブミクロンの微粒ダストは、サイクロン
集じん器３の前段で凝集器２によシ凝集粗大化されたと
しても、そのかさ密度は０．０１〜０．１．９／ｍ程度
であって極めて小さい。このために一旦主気流Ａから遠
心分離して集じん室あに捕集されたカーボンダストは、
集じん室内の旋回気流Ｃに誘導されて室内を旋回する二
次的な運動が誘発する。この場合に、室内旋回気流Ｃの
旋回流速をｖ１集じん室あの半径をＲとすれば、捕集ダ
スト粒子にはｃ　＝　Ｖ７Ｈの遠心加速度が働いてダス
ト粒子は旋回運動を行いながら集じん室あの周壁の方へ
移行しようとするが、その一部は室内中央部から反転す
る気流に誘導されて飛散し、室外へ逸出してしまう現象
が生じる。このために結果としてダスト捕集効率が低下
してしまう。

かかる捕集ダストの再飛散の防止対策として、一旦集じ
ん室３４に分離捕集されたダストをいち早く集じん室別
から気流Ｃの作用が及ばない別の室へ移し替えて回収す
るようにし、ダスト捕集性能の向上を図った方式が既に
提案されている。

すなわち第２図、第３図において、円筒形振じん室３４
に隣接してその下方にダスト回収用のサブポケット４を
画成し、かっこのサブポケット４と隼じん室３４との間
を連通し合うよう建集じん室の周壁に旋回気流Ｃと直角
方向の幅の狭いスリット５が開口されている。かがる構
成により、隼じん室３４内に捕集されたダストは、室内
旋回気流Ｃとともに室内の周壁に沿って旋回運動する過
程でスリット５に差し一掛ると、前記した遠心加速度Ｇ
　＝　Ｖ”／　Ｒによる遠心力でスリット５を透過して
サプボケッ）Ａの中へ飛び込み、その底部に沈積する。

この沈積ダストを符号６で示す。しかも一旦サブポケッ
ト４と入ったダスト６には集じん室内の旋回気流Ｃおよ
びその反転流出気流の影響が及ばないので、結果として
捕集ダストの逸出を大幅に減少させることができる。

しかしながら上記の構造では、集じん室３４からサブポ
ケット４へのダストの移行が極めて低能率であって十分
な成果が発押されないことが判明した。この理由は捕集
ダスト粒子のうち、十分に凝集粗大化されたものには大
きな遠心力が働いてスリット５をすり抜けてサブポケッ
ト４へ入り込むが、十分に粗大化されてない微細なダス
ト粒子はこれに働く遠心力が小さいため、スリット５を
横切る僅かな時間内ではサブポケット４へ侵入すること
ができないためである。

この発明は上記した従来方式を更に改良し、十分に凝集
粗大化が進んでない微粒ダストも集じん室からサブポケ
ットへ効率よく巧みに誘引させることができるようにし
たダスト捕集性能の高いサイクロン集じん器を提供する
ことを目的とする。

かかる目的はこの発明により、準じん室における室内旋
回気流の向きが反重力方向である旋回気流の上昇行程側
に対応する周壁位置に旋回気流と直角方向のスリットを
開口するとともに、集じん室の外側に前記スリットを通
じて集じん室と連通し合うダスト回収用サブポケットを
画成し、しかもサブポケット内にブローアツプ気流を押
込み送風するよう構成したことにより達成される。

以下この発明を図示実施例に基づいて説明する。

第４図において、円筒形振じん室３４の周壁の一部には
室内旋回気流Ｃの方向と直角方向のスリット５が開口さ
れ、更にこのスリット７に通じて集じん室あの外側には
サプボケッＩ−４が隣接画成されている。ところでこの
場合に第３図の従来のものと異なる点は、まずスリット
５の開口位置は、集じん室内の旋回気流Ｃが反重力方向
と向いて流れる上昇行程域側に位置を合わせて定められ
ている。言換えると旋回気流Ｃのベクトルが重力方向と
反対方向の成分を有する位置、図示のように反時計方向
に気流Ｃが旋回しているとすハば、集じん室Ｍにおける
右半分側の周壁に開口されており、このスリット５を通
じて集じん室３４とサブポケット４の上部空間とが互に
連通し合っている。またサブポケット４の底部にはブロ
ーアツプ配管７が開口しておシ、この配管７を通じて外
気、あるいは第１図におけるサイクロン年じん器３より
も上流側の排気ガス通路から抽気した排気ガスのブロー
アツプ気流りが押込み送風される。

なお配管７の開口位置はサブポケット４の底部１（限ら
れることはない。更にスリット５は第５図の詳細断面図
に明示されているように、その通路断面積が集じん基調
からサブポケット４へ向けて次第に縮小するデーパ通路
を形成するように定めてあり、この通路は集じん室３４
の周壁からサブポケット４の方へ向けて突き出したひさ
し部８の内１９１１に画成されている。

次に上記の構成のダスト回収動作蹟ついて述べる。排気
ガスの処理運転中に、一方においてブローアツプ配管７
を通じてサブポケット４の中ヘブローアップ気流Ｄｉ押
込み送風すれば、気流りはサブポケット４の室内を点線
矢印のように通流した後にスリット５を通じて隼じん室
Ｍの室内へ流出し、スリット５の下流側で室内旋回気流
Ｃに合流する。この過程でブローアツプ気流りはスリッ
ト５を通過する部分で縮流となり、この部分の静圧が集
じん室内の静圧に対して負圧になる。しかも先述のよう
シでスリット５の通路断面私をサブポケット側へ向けて
縮小するテーバ通路としたことにより、スリット通路の
ザブポケット側ＭＡ’＋部が最も負圧の度合が大きくな
る。この結果、集じん室３イの室内旋回気流Ｃの一部が
旋回流Ｃがら分岐し、スリット５の上流側、っ′！ｆ、
！ｌｌスリット５の下方側からスリット内の前記負圧部
分へ向けて流れ込む気流Ｃ′が生じる、また集じん室内
を旋回気流Ｃとともに旋回運動していた捕集ダスト粒子
は、スリット５に差し掛ったところで前記の分岐気流Ｃ
′に誘引されてスリット内の負圧部分へ向けて吸引加速
される。一方、分岐気流Ｃ′はスリット５を出たところ
で急激に反転し、ブローアツプ気流りと合流して再び集
じん室あの方へ戻る。したかって分岐気流Ｃ′に誘引さ
れたダスト粒子は分岐気流Ｃ′が反転する地点Ｐで遠心
力が作用し、分岐気流Ｃ′から逸脱してサブポケット４
の室内空間に飛び出す。そして気体の粘性抵抗によって
次第に速度を失い、重力にょシサブポケット４の底部へ
沈降する。この場合に分岐気流Ｃ′がブローアツプ気流
りの下側にもぐり込む形となるので、ダスト粒子が気流
りの方へ乗り移ることはなくサブボケッ１−４の方へ放
出される。なおサブポケット４の広い空間内を上昇する
ブローアツプ気流りは微速であシ、ダスト粒子の沈降を
阻害することはない。

棟だブローアツプ気流りの流量はサイクロン集じん器３
に導入される被処理ガス流量の０．１〜１％程度で十分
であり、サイクロンの集じん性能に殆ど影響を及ぼす恐
れはない。

以上述べたようにこの発明は、集じん室とサブポケット
との間を連通ずるスリットの開口位置を莱じん室内旋回
気流が反重力方向の向きに流へる旋回気流の上昇工程側
に定め、しかもサブポケット内へブローアツプ気流を押
込み送風するようにしたものであり、サブポケットから
集じん室の方へ流出するブローアツプ気流の縮流によっ
てスリット内通路に巧み１（負圧部分を生成させ、との
負圧部分へ向けて集じん室内から流れ込む気流に乗せて
集じん室内の抽象ダクト粒子を積極的にスリット内へ誘
引し、かつ気流から逸脱させてサブボケラト内へ放出沈
降させることができる。したがって集じん室内の旋回気
流から受ける遠心力のみに頼ってザブポケット内へ向け
てスリットを透過ざぜるようにしていた従来方式のもの
と較べて、遠心力作用が僅かしか働かない凝集粗大化の
十分進んでない微粒ダストも良好に集じん室からダスト
ポケットへ移行させることができ、かくしてサブポケッ
トの機能が十分尾、発揮し得るダスト捕集注能の高いサ
イイｌロン準じん器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサイクロン集じん器の動作を説明するための構
成原理図、第２図は従来におけるダスト回収用サブポケ
ットの構成断面図、第３図は第２図の矢視ト１断面図、
第４図はこの発明の実施例の要部の構成断面図、第５図
は第４図の実施例の動作を説明するための部分拡大図で
ある。 ３・・・サイクロン集じん器、３３・・本体、３４・・
・年じん室、４・・・サブポケット、５・・・スリット
、６・・・捕集ダスト、７・・・ブローアツプ配管、Ｃ
・・集じん室の室内旋回り流、Ｄ・・・ブローアツプ気
流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）サイクロン軸を横向きないし斜めに傾むけたサイク
   ロン本体の終端に円筒形の集じん室を接続し、入口を通
   じて本体へ送υ込まれた含じん被処理ガスからダストを
   遠心分離して集じん室内に捕集させるサイクロン集じん
   器において、前記集じん室における室内旋回気流の向き
   が反重力方向である旋回気流の上昇行程側に対応する周
   壁位置に前記旋回気流と直角方向のスリットを開口する
   ととも蹟、集じん室の外側に前記スリットを通じて集じ
   ん室と連通し合うダスト回収用サブポケットを画成し、
   しかもサブポケット内へブローアツプ気流を押込み送風
   するようにしたことを特徴とするサイクロン集じん器。 ２、特許請求の範囲第１項記載のサイクロン集じん器に
   おいて、スリット内の通路が集じん室からサブポケット
   の方へ向けて徐々に断面積が縮小するテーパ通路である
   ことを特徴とするサイクロン集じん器。