JPS59166226A - ガス流より異種物質を分離する方法および装置 - 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】 本発明は、ベンチュリー状案内機構で形成された導入路
と、上記導入路に対して同軸に配置した回転対称の凹状
衝突面とを有し、横方向へ貫流可能な少くとも１つの分
離ユニットを備えており、衝突面とベンチュリー状案内
機構背面との間に環状排出路が形成されるよう、上記衝
突面を導入路の口部のまわりに間隔を置いて湾曲させて
配置した形式の装置に、異種物質を含むガス流を導入す
ることにより該ガス流から異種物質を分離する方法およ
び装置に関す−るものである。

この種の公知の装置はドイツ連邦共和国特許第２６４１
７６５号、同第２６５９６４７号に示されるように、樋
状部材の案内面および衝突面は、各案内面が、２つの衝
突面の隣接する長縁を被うよう、あるいは、各衝突面が
、２つの案内面の隣接する長縁を被うよう、構成しであ
る。この場合、上記樋状部材は、熱媒または冷媒の流１
通のために中空に構成でき、従って、復熱室に接続可能
な熱交換器を形成することができる。更に、案内面およ
び衝突面には・洗浄液を噴霧せしめるノズルを設けるこ
とができる。

ヨーロッパ特許公開第４．４７２　’Ｏ号には、特に内
燃機関に使用する分離装置が記載されている。

この場合、浄化すべきガス流は、殆んど方向変換される
ことなく、複数の分離要素から成る壁を貫流する。ガス
流は、対応して形成した旋回面によって、各分離要素内
で回転され、この際、含有するダストは、遠心力によっ
て、周縁ゾーンに集結され、次いで、開口から接線方向
へ排出される。

この分離装置を完全に機能させるには、回転するガス流
が相互に訪客しないことが肝要である。従って、互に隣
接する分離要素のガス流が逆方向へ回転する場合も、隔
壁によって各分離要素を流動的に相互に遮蔽する必要が
あり、その結果１余分の経費がかかり、装置の全体的効
率が低下する。

従って本発明の目的は、分離壁全体を複数の益離要素か
ら簡単に構成でき、しかも、分離要素を相互に分ける必
要がなく、装置の効率を向上でき、好ましくは、装置の
騒音特性も改善できる、冒頭に述べた種類の方法及び装
置を提供することにある。

図を参照して以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

第１〜８図に示した装置は、鋼板、好ましくは、不銹鋼
板から成る正方形フレーム１ｏを有する。

フレーム１０の前面（第１，５図において右側の面）に
は、好ましくは不銹鋼板から成る同じく正方形の案内板
１２の縁が固定されている。案内板１２には、例えば、
深絞り加工によって、導入路１６をそれぞれ形成する９
つの濾斗状案内面１４が構成しである。上記案内面１４
は、図示の実施例では、継目なく相互に移行する。濾斗
状案内面１４は、それぞれ、軸線Ａに関して回転対称で
あり、ガス流を減速するための減速用隆起部１８で終わ
っている。軸線Ａは、相互に平行に且つ等間隔で配置し
である。

ベンチュリー状案内機構として構成した各濾斗状案内面
１４の後ろには、濾斗状案内面１４に同軸に、中実の耐
蝕金属製回転対称衝突壁２２の平滑な前面から成る衝突
面２０が設けである（第１〜１２図）。衝突壁２２は、
それぞれ、環状外縁２４（第４，５図）を有する。上記
環状外縁２４は、濾斗状案内面１４の減速用隆起部１８
と、衝突面２０の中心に構成したは丈円錐形の軸線方向
流れ分配器２６との間の半径方向間隔とはソ同一の半径
方向間隔を置いて上記濾斗状案内面１４の背面を囲んで
いる。前面から見て、即ち、第１図の矢印■の方向から
見て、濾斗状案内面１４は凸に湾曲しており、衝突面２
０は凹に湾曲している。上記湾曲にもとづ箸、各減速用
隆起部１８と環状外縁２４との間には、著しく広い環状
スペースが生ずる。

減速用隆起部１８は、この隆起に対向する衝突面２０と
少くともはソ等しい曲率を有し、衝突後にスクリーン状
に外方へ流れるガス流を減速する役割を果す。ガス流が
流れ分配器２６から環状外縁２４を通過するまで辿る環
状流動路は、断面積が内方から外方へ増大するよう構成
−するのが好ましい。

各衝突壁２２は、軸線方向穿孔２８を有し、壁背面は、
同じく穿孔２８を有するポリウレタン硬質発泡体の遮音
材製支持部材３０に支持しである。

各支持部材３０の背面には、ホゾ３２が一体に構成しで
ある。このホゾは、前方から金属製支持リング３４に挿
入し、スリットを切った合成物質製固定リング３６によ
って上記支持リング内に固定する。支持リング３４は、
フレーム１０に固定したビーム３８とともに、各支持部
材３０のまわりに排出路４０を構成するような間隔を保
ちながら、支持部材３Ｑを保持する格子状支持機構を形
成する。

各衝突壁２２のまわりには上記壁に対して同軸に、耐蝕
鋼板製捕捉面４２が、細い環状間隙４４が生ずるよう環
状外縁２４に対して間隔を置いて・外方から内方へ湾曲
させである。間隙４４には、支持部材３０に設けられ、
かつ吸引管４８を介して内容物を排出させることができ
る環状捕集チャンバ４６が接続されている。

この構成にもとづき、浄化すべきガス流は、まず、ベン
チュリー状案内機構により強く加速され、凹状衝突面に
衝突後、スクリーン状に相互に駆動され、衝突面と減速
用隆起部との共働作用によって減速され、中心部から外
方へ誘導される。従って、衝突面の近傍に捕集される重
い異種物質は、周縁の環状間隙によって捕捉、吸引でき
る。

この種の分離装置は、実験により証明されている如く、
極めて高い効率を有する。

よく知られているように、比較的軽い異種物質の分離に
は、特殊な問題がある。この種の軽い異種物質も主ガス
流から確実に分離するため、本発明に係る装置には、ガ
ス流内におよびまたは衝突面上に液体を噴霧するノズル
を設けることができる。この場合、ノズルは、本発明に
もとづき、軸線方向流れ分配器の端部位置に設ける。

・即ち、第４，５図に示した装置の場合、ガス流の流れ
分配器２６内でノズル５２で終わる供給導管５０が軸線
方向穿孔２８内に設けである。同じく穿孔２８内には、
供給導管５０と同軸に、環状ノズル５６を端部に構成し
た別の導管５４が設けである。

双方のノズル５２．５６の前には、ガス流の流れ分配器
２６に固定した中空円錐形カバー５８が設けである。カ
バー５８は、供給導管５０を介して高圧状態で供給され
ノズル５２から出る液体を方向変換し、減速用隆起部１
８で囲まれた環状範囲内で後方へ傾斜し半径方向外方へ
向く回転対称液体スクリーン６０を形成する。別の導管
６４を介して高圧空気を供給しノズルから鋭い環状ビー
ムとして放射させれば、上記液体スクリーン６０の生成
が促進される。この場合、上記ビームは１ノズル５２か
ら出た液体を微細に噴霧し、液滴とガス流に含まれる異
種物質粒子とを激しく接触させる。

この配置によって、液体をガス流内に特に均一に分配す
ることができ、ノズルをそれぞれ円錐形カバーの後ろに
配置して、到達するガス流内の異種物質粒子によってノ
ズルが汚染されるのを防止するのが好ましい。又、本発
明に係る装置では、公知の装置の場合と同様、衝突面お
よびこれら衝突面の後ろにそれぞれ設けた背壁によって
、熱媒または冷媒が流通し得る中空スペースを設けるこ
とができる。この場合、本発明の範囲内において、熱媒
または冷媒の供給導管を各突起の端部範囲において中空
スペースに開口させるのが好ましい。

即ち、第６図に示した装置は、衝突壁２２が、直接では
なく、中間壁６２および背壁６４を介して支持部材３０
に支持しである点が第１〜５図の装置と本質的に異なる
。中間壁６２．背壁６４は、衝突壁２２とはヌ同一の形
状であり、突起または同様のもの（図示してない）によ
・って上記衝突壁２２を支持する。中間壁６２．背壁６
４は、中間壁６２で区画された中空スペース６６を形成
する。

冷媒は、供給導管７１を介して、中空スペース６６に導
入され、衝突壁２２の内面に沿って半径方向外方へ流れ
、中間壁６２を回流し、その背面に沿って流れて、戻り
導管として公知の冷却ユニット（図示してない）に至る
別の導管７２に入る。かくして、衝突面の後側に回転対
称の熱媒流または冷媒流が得られる。中空スペースは、
衝突面に対して本質的に平行に配置した中間壁によって
区画し、供給導管に対して同軸に配置した熱媒または冷
媒のもどり導管に接続でき、例えば衝突壁２２を冷却す
ることによって、矢印で示した如く装置を貫流するガス
流から揮発性異種物質（例えば、溶剤）を分離すること
ができる。

冷却も液体＠霧も必要ない場合は、軸線方向の穿孔２８
を栓で閉鎖すればよい（第７，９図）。

第７，８図において、更に、衝突壁２２の前面には、複
数の螺旋状リブ７０が等角度間隔で相互にずらして設け
である。リブ７０は、ガス流からの液滴またはダスト粒
の分離が促進されるよう、流動ガス流を旋回する。濾斗
状案内面の内側にも、旋・・・同作用を有するこの種の
リブを設けることができるＯ 分離装置は、通常、多数の上記装置を貫流可能な隔壁に
まとめて構成されている。この場合、流動工学的理由か
ら、濾斗状案内面１４（第１〜４図）の外面に、ガス流
の流れをスムーズならしめる曲面を持つ部材７３を設け
るのが有利である０第３図に示した如く、この種の部材
７３は、それぞれ、４つの分離装置の中間範囲に設ける
。

第９〜１１図に、本発明に係る装置の３種の運転状態を
示した。同図では、同一参照数字を使用した。

第９図に、ガス流Ｇに含まれる固体粒子を乾式法で、即
ち、補足的に濡らすことなく、分離する乾式ダスト分離
方式を示した。この方法は、比較的重い異種物質粒子を
含むガス流に特に好適である〇 一方、第１０図に、ガス流に含まれる比較的軽いダスト
粒子を、分離が決定的に促進されるよう、既述のノズル
５２．カバー５８からなる噴霧装置によって濡らす湿式
分離方式を示した。

第１１図に、熱交換（冷却または加熱）によって分離を
行う装置を示した。導管７１を介して供給され導管７２
を介して排出される媒体は、低温である場合は、凝縮を
誘起し、一方、熱媒体を使用した場合は、気化が起きる
。

ガス流からの異種物質の分離方法は、第１２図を参照し
て最も良く説明できる。第１に、減速用隆起部１８は、
構造上の観点から、ベンチュリー状案内機構の衝突面２
０側の端部分を約１８００曲げ、ベンチュリー状案内機
構の外面に当接させることによって、構成する。断面と
して示した減速用隆起部１８の長さく外面に沿って測定
をした長さ）は、流れ分配器２６の中心から衝突面２０
の環状外縁２４まで延びている衝突面２０の長さの数分
の１である。減速用隆起部１８の曲率は、衝突面２０の
曲率に合わせであるので、衝突面の上記長さの大部分に
ついて、衝突面２０はガス流に直角な、Ｃを中心とする
半径ｒで画かれる弧によって示され、減速用隆起部１８
の対応する個所は、はぼ同一の曲率を有する。第１２図
に、半径ｒの上記個所をＢ、Ｂ／で示した。図示の実施
例では、曲率のこの相互対応は、はｘＥ点まで述してい
る。

第１２図において、ガス流に含まれる異種物質粒子の流
れを破線で示し、一方、ガス流を矢印で示した。装置の
上述の構造にもとづき、ガス流調り易いよう図面の右半
部のみに示した）は・まず、ベンチュリー状案内機構に
おいて、強く加速され、次いで、衝突面２０に衝突し、
方向変換中に減速され、この際、重い異種物質粒子は、
漸次的に、衝突面２０の近傍に集結され、更に、捕捉面
４２によって捕集チャンバ４６内に誘導され、上記チャ
ンバから吸引排出される。

上述の実施例は、本発明の枠内において、設計変更でき
る。即ち、流れ分配器２６の尖端は、ベンチュリー状案
内機構の口部の下方に置くことができ（第９図）、ある
いは、ベンチュリー状案内機構の内部に突出させること
ができる（第１０（ロ）。

流れ分配器２６の円錐形先端部分の円錐角度は、例えば
、７５１〜１２０°の範囲にある。

ベンチュリー状案内機構は、導入路の奥部個所０（第１
２図）において最も狭い断面を有する。

噴霧ノズル５２は、例えば、ベンチュリー状案内機構内
に設けることもてきる。

第１〜１２図に示した装置は、通気装置の構成要素を示
している。この通気装置以外の構成要素は、公知の態様
で構成してあり、従って、図示してない。

以上詳細に述べた通り本発明はガス流、例えばダスト粒
子および油脂粒子を除くべきガス流は、第１図の矢印Ｈ
の方向へ流れ、導入路１６に入り、その開口Ｍまで強く
加速される。液体スクリーン６０（第５図）の形で噴霧
された液体は、反射されたガス流中に微細に分散される
ので、ダスト粒子および油脂粒子は、液滴に捕捉され、
上記液滴は９１次いで、衝突面２ｏに沈積し、ガス流に
よって上記衝突面に沿って本質的に半径方向外方へ駆動
され、間隙幅をｈで示した環状間隙４４で捕捉され、次
いて、捕集チャンバ４６に達し、最終的に、ガス流から
除去された異種物質の流動性および量に応じて場合によ
っては大きな負圧を加えて、吸引管４８から排出する。

残存ガス流は、捕捉面４２および当該の支持部材３０の
まわりを流れて系外に出るか、異種物質を除去した個所
で閉循環路にもどる。

そして本発明に係る分離装置のガス流の案内面および衝
突面は１９本質的に回転対称形状であるので、大きな固
有剛性を有し、従って、公知の同種の装置の樋状案内面
および衝突面とは異なり、鳴動することは殆んどない。

更に、有害な騒音がで、きる限り完全に排除されるよう
、格子状に分割したフレームに固定するためのホゾを有
し１かつ、ガス流の案内面、および衝突面と同様に本質
的に回転対称形状の温度絶縁及び音響絶縁材製支持部材
に１それぞれ衝突面を支持するのが好ましく、この場合
、支持部材内に捕集チャンバを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の軸線方向垂直断面図、第２図は
、第１図の矢印■の方向から見た部分正面図、第３図は
、第１図の矢印■の方向から見た部分背面図、第４図は
、別の実施例の軸線方向垂直断面図、第５図は、第４図
の部分拡大断面図。 第６図は、気化せる異種物質を凝縮させガス流から熱を
回収する機構を備えた本発明装置の、部分拡大断面図、
第７図は、空気流からダスト状異種物質を乾式分離する
機構を備えた本発明装置の、示された３種の本発明装置
の運転段階を示す断面図、第１２図は、本発明装置の部
分拡大詳細断面図である。 １０パ・フレーム　　１２・・・案内板１４・・・濾斗
状案内面　　１６・・・導入路　　１８・・・減速用隆
起部　　２０・・・衝突面　　２２・・・衝突壁　　２
４・・−環状外縁　　２６・・・流れ分配器２８・・・
穿孔　　３Ｑ・・・支持部材　　３２・・・ホゾ　　３
４・°・支持リング　　３６・・・固定リング　　３８
°・・ビーム　　４０・・・排出路４２・・・捕捉面　
　４４・・・間＠４６・・・捕集チャンバー　　４８・
・・吸引管　　５０，５４゜７１．７２・・・導Ｗ　　
　５２，５６・・・ノズル５８・・・カバー　　６０・
・・スクリーン　　６２・・・中間壁　　６４・・・背
徳　　６６・・・中空スペース　　７０・パ螺旋状リブ
　　７３・・・プロフ特許　　出願人　　　コンダール
　アクチェンゲゼルシャフト代理人　弁理士　　　　　
大　野　克　躬大野令子 大　野　柳之輔 ＦｆＧ、Ｉ Ｒ ＦＩ１３．５ −１５５− ＦＩＧ、６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ガス流をベンチュリー状案内機構によって衝突面
   に導き、上記衝突面によって方向変換する形式のものに
   おいて、ガス流を、まず、加速し、次いで、上記衝突面
   に衝突後、減速させ、中心から分離路に沿ってスクリー
   ン状に外方へ流動させて、比較的重い異種物質を衝突面
   の近傍に堆積させ、次いで、衝突面の周縁を限定する環
   状間隙によってガス流から異種物質を分離し、捕集スペ
   ースに送り、吸引排出し、一方、浄化ずみの残存ガス流
   を、再び方向変換させて、実質的に流入方向へ導くこと
   を特徴とするガス流より異種物質を分離する方法。 ２、ベンチュリー状案内機構で形成された導入路と、上
   記導入路に対して同軸に配置した回転対称の凹状衝突面
   とを有し、横方向へ貫流可能な少くとも１つの分離ユニ
   ットを備えており、衝突面とベンチュリー状案内機構の
   背面との間に環状排出路が形成されるよう、上記衝突面
   を導入路のまわりに間隔を置いて湾曲させた形式の、ガ
   ス流から異種物質を分離する装置において、ａ）衝突面
   が、中心部でベンチュリー状案内機構の方向へ突出しベ
   ンチュリー状案内機構の方向へ円錐形に狭小化する流れ
   分配器を有し、上記分配器の外周面は、上記衝突面に滑
   らかに移行しており、ｂ）ベンチュリー状案内機構の口
   部を囲む縁には、流れ分配器の尖端から衝突面の周縁に
   達する衝突面の長さの数分の１の長さを有するガス流を
   減速するための減速用隆起部が設けられており、Ｃ）衝
   突面の周縁部には、衝突面と減速用隆起部との間の距離
   の数分の１に等しい距離だけ上記周縁部から離して、衝
   突面の周縁部とともに内面で異種物質排出路を形成する
   環状捕捉面が設けられ、ｄ）上記異種物質排出路が、実
   質的に流入方向へ流通可能な捕集チャンバに開口してい
   ることを特徴とするガス流より異種物質を分離する装置
   。 ３、減速用隆起部は、閉じた円環体を形成し、その端縁
   が、ベンチュリー状案内機構の外面に当接していること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４　衝突面と減速用隆起部との間の流路が、半径方向外
   方へ連続的に広がっていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項または第３項記載の装置。 ５、異種物質の分離が促進されるようガス流を旋回する
   ため、衝突面およびまたはベンチュリー状案内機構に螺
   旋状リブが設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項乃至第４項の何れが１つに記載の装置。 ６、流れ分配器が、液体導管および高圧空気導管をベン
   チュリー状案内機構の口部範囲まで案内するための穿孔
   を有し、液体導管は、噴霧ノズルで終わっており、高圧
   空気導管は、噴霧ノズルを囲む環状ノズルに開口し、噴
   霧ノズルおよび環状ノズルが、中空円錐形カバーによっ
   て間隔を置いて被われ、上記カバーの自由縁と流れ分配
   器の隣接表面との間には、画突面の方向へ開放した環状
   スペースが形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項乃至第５項の何れか１つに記載の装置。 ７　ベンチュリー状案内機構の減速用隆起部の下縁力、
   凹状衝突面によって囲まれた環状スペース内にあること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の装置。 ８　衝突面が、冷却媒体または加熱媒体が流通する凹状
   衝突部材から構成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項乃至第７項の何れか１つに記載の装置。 ９、ベンチュリー状案内機構が、ベンチュリー管であり
   、その最も狭い個所が、導入路奥部、出口開口部の内側
   にあることを特徴とする特許請求の範囲第２項乃至第８
   項の何れか１つに記載の装置。 １α　捕集チャンバが、吸引管に接続していることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項乃至第９　項の何れか１
   つに記載の装置。 ＩＬ　　ベンチュリー状案内機構で形成された導入路と
   、上記導入路に対して同軸に配置した回転対称の凹状衝
   突面とを有し、横方向へ貫流可能な少くとも１つの分離
   ユニットを備えており、衝突面とベンチュリー状案内機
   構の背面との間に環状排出路が形成されるよう、上記衝
   突面を導入路のまわりに間隔を置いて湾曲させた形式の
   、ガス流から異種物質を分離する装置において、ａ）衝
   突面が、中心部でベンチュ１）−状案内機構の方向へ突
   出しベンチュリー状案内機構の方向へ円錐形に狭小化す
   る流れ分配器を有し、上記分配器の外周面は、上記衝突
   面に滑らかに移行しており、ｂ）ベンチュリー状案内機
   構の口部を囲む縁には、流れ分配器の尖端から衝突面の
   周縁に達する衝突面の長さの数分の１の長さを有するガ
   スを減速するための減速用隆起部が設けられており、Ｃ
   ）衝突面の周縁部には、衝突面と減速用隆起部との間の
   距離の数分の１に等しい距離だけ上記周縁部から離して
   、衝突面の周縁部とともに内面で異種物質排出路を形成
   する環状捕捉面が設けられ、ｄ）上記異種物質排出路が
   、実質的に流入方向へ流通可能な捕集チャンバに開口し
   た装置から成り、相互に隣接し、かつ等間隔に配置した
   複数の前記装置の中間スペースが１浄化ずみの大部分の
   ガス流の排出路を形成し、各装置は、着脱自在な固定手
   段によって格子状支持機構に固定した湿度絶縁及び音響
   絶縁材製保護部材を有し、隣接する４つの装置の間の中
   間スペースには、それぞれ、ガス流とは逆方向へ向く、
   ガス流の流れをスムーズならしめる曲面を持つ部材が設
   けであることを特徴とするガス流より異種物質を分離す
   る装置。 １２　　浄化ずみの大部分のガス流の排出路が１個々の
   分離装置の捕集チャンバを実質的に同軸に囲んでいるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の装置。