JPS59222244A - サイクロン - Google Patents

サイクロン

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JPS59222244A
JPS59222244A JP58094030A JP9403083A JPS59222244A JP S59222244 A JPS59222244 A JP S59222244A JP 58094030 A JP58094030 A JP 58094030A JP 9403083 A JP9403083 A JP 9403083A JP S59222244 A JPS59222244 A JP S59222244A
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JP
Japan
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cyclone
quadrant
gas
cylinder
guide
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Pending
Application number
JP58094030A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Sasaki
惇 佐々木
Hiromi Osaka
大阪 寛海
Mitsuharu Murakami
村上 光春
Masahiro Harada
昌博 原田
Hirofumi Hatano
波多野 宏文
Yoji Hirota
広田 洋二
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Mitsubishi Industries Cement Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Mitsubishi Industries Cement Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C5/00Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/432Preheating without addition of fuel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/12Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits
    • B04C5/13Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits formed as a vortex finder and extending into the vortex chamber; Discharge from vortex finder otherwise than at the top of the cyclone; Devices for controlling the overflow

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】 本発明は微粉を含むガスから微粉を分離する改良された
サイクロンに関する。
サイクロンは集塵器としてはもつとも構造が簡単で、廉
価であるため、広く用いられているが、圧損失が高いこ
とが欠点である。サイクロンの圧損失を低減するために
、サイクロンの形状を変更したり、内部に種々のガイド
を設けたり、内筒に変わるガイドを設けたり、出口管を
偏心させる等の試みがなされている。しかし、これらの
試みは、一般に、圧損失の低減効果はあるが、集塵効率
が低下する傾向があり、このような事情から、現在、集
塵効率を維持しながら、しかもサイクロンの径、高さ等
を増すことなく、圧損失を低減することは困難であると
言われている。
サイクロンは粉体を扱う設備には広く用いられており、
特にセメント焼成プラントではサイクロンを縦方向直列
多段に重さねた構成のサスペンションプレヒータがセメ
ント原料の予熱に使用されていることは公知の事実であ
る。
従来、このサスペンションプレヒータのサイクロン段数
は4段が一般的であったが、この帯域での熱効率の向上
熱消費量の低減をはかるため、さらにサイクロンを一段
増し、5段にするようになった。熱効率はこのようにサ
イクロンの段数を増せば増す程向上するが、他方、圧損
失すなわち通気のだめの電力消費量が増加する。
サスペンションプレヒータの圧損失を維持S ルいは低
減しようとすれば、構成サイクロンの圧損失を下げざる
を得ない。サイクロンの圧損失を下げるには、サイクロ
ンを太きくシ、入口、出口風速を下げることも1つの方
法であるが、設備がそれだけ大きくなる。また前述のよ
うにサイクロンの大きさをそのままにして形状の変更、
部材の付加等により圧損失を低減する方法は、一般に集
塵効率の低下を招く。しかもこの場合は、折角サイクロ
ン段数を増しても、サイクロン間の原料の循itが増大
し、熱効率向上の効果が十分発揮されないことにもなる
本発明は、特に上記要求に応えるだめに提案されたもの
であるが、もちろん広く一般の集塵装置にも適用できる
ものである。
す々わち本発明は、 (7)上部が円筒形、下部が逆円錐形になっており、上
部円筒側面にガスが円筒接線方向に流入するよう、また
上部円筒天井にガスが排出されるようそれぞれガス導入
口、同排出口を有するサイクロン(以下サイクロンと略
称)において、該サイクロン内円筒天井下方に前記ガス
排出日周を包囲するように筒状排ガスガイドを設け、 (イ)サイクロン円筒断面について、サイクロンの中心
に近いガス導入口端を起点として、該断面を中心角90
°の4つの扇形部分に区切シ、起点よりガス旋回方向順
に第1、第2、第3および第4象限とした場合、前記筒
状排ガスガイドとサイクロン円筒との間隔の最大値が少
くとも第1象限に、最小値が第4象限にそれぞれ位置す
るように該筒状排ガスダクトを配置させる、 ととを特徴とするサイクロンに関するもので、り)さら
に筒状排ガスガイi゛の高さの最大値が第1象限に、最
小値が第3象限又は第4象限にそれぞれ位置するように
該筒状排ガスダクトを設けることを好ましい実施態様と
するものである。
以下、図面により本発明サイクロンを説明する。
第1図、は従来一般のサイクロン、第2〜4図は本発明
サイクロンの実施態様例を示す図である。各図において
(A)は縦断面図、CB)は横断面図であシ、第3図(
C)は第3図(A)のA矢視図、第4図(0)は第4図
(A)のB矢視図である。
先ず、第1図(A)、■)により一般のサイクロンの作
用態様を説明する。
第1図(A)、(B)において、ガスダクト7を通り、
ガス導入口6より微粉同伴ガスが、サイクロン円筒部1
、同円錐部2、同内筒5、同天井部3、ガス排出口4、
および捕集粉排出口8より々るサイクロンに、接線方向
に吹込まれれば、サイクロン中心を軸に旋回流が発達し
、その遠心力により微粉がサイクロン円筒部1、同円錐
部2の壁に振飛ばされ、固気分離される。微粉をほとん
ど分離されたガスは内筒5を旋回上昇し、排出口4より
サイクロン外に排出される。分離捕集された微粉は円筒
部1、円錐部2の内壁に旋回下降し、下端の捕集粉排出
口8により排出される。なお、第1図φ)中の10はガ
ス導入口端を示す。
ガスフローパターンをみれば、ガスはガス導入口6よシ
接線方向に導入され、周辺を旋回下降し、底部で反転し
、中心を旋回上昇する。一般に、ガスの周方向速度は軸
方向速度に比し十分大きく、サイクロン内渡れは、周辺
部は早目。
由渦、中心部は強制渦の2種類の渦を形成している。ま
た内部圧けこのような渦が生じたときに示すように、周
辺部が高く、中心部が低く々つている。そ]2て渦の周
方向速度が大であればある程、周辺部、中心部の圧力差
が大きい。
サイクロンの圧損失は、一般に、サイクロン内の周辺部
と中心部の圧力差に近い値である。
より正確には、ガス排出口の半径の60%の点の圧力が
サイクロン出口の圧損であり、それと周辺部との圧力差
が圧損失である。サイクロンの圧損失は主としてサイク
ロン渦がもっている運動エネルギがサイクロンより排出
される際にほとんど圧力エネルギに転換されず、熱とし
て失なもれることによる。渦の発達は、たとえばサイク
ロン内面の凹凸を犬にしたり、任意の障碍物を挿入する
ととにより損なわれる。またガス排出口をサイクロン中
心に対して偏心した位置に設けることによっても損なわ
れる。渦の発達が損なわれれば、それだけ周辺部、中心
部の圧力差が減少する。したがって、渦の発達が犬きけ
れば大きい程、サイクロンの圧損失が大きく、渦の発達
が損なわれれば、圧損失はそれだけ小さくなると言って
よい。
前記した最近のサイクロン圧力損失低減についての種々
の試みは、その大半が渦の発達を抑制j−たものであり
、圧損失低減の目的は達成されているが、それによって
微粉の分離効率も低下しており、不満が残されたままに
なっている。
次に、第2〜4図により本発明サイクロンの構造、作用
効果を説明する。サイクロンのガス導入口6、同円筒部
1、同円錐部2、同天井部3、ガス排出口4、捕集粉排
出口8け第1図に示す一般のサイクロンと同じものを使
用しである。異なるところは、前記内筒5にかえて筒状
排ガスガイド9を設けたことである。すなわち、本発明
サイクロンの円筒断面を、サイクロン中心に近い側のガ
ス導入口端10を起点としてサイクロン円筒断面をその
周と中心を結ぶ直線によって中心角90°の4つの扇形
部分に区切り、起点よりガス旋回方向順に第1象限11
第2象限■、第3象限■および第4象限■とする。まず
上記筒状排ガスガイド9をサイクロン内円筒部天井3の
下方にガス排出口4周を包囲するように、すなわちガス
排出口4の面積よりも大きい面積の筒状排ガスガイド9
を設ける。次に筒状排ガスガイド9とサイクロン円筒部
1内壁との距離を上記第1象限1に最大値が、第4象限
■に最小値が位置するように配置させる。筒状排ガスガ
イド9は好オしくけ長円形であるが、特にこれに限定す
る必要はない。
第2図(A)N (B)は筒状排ガスガイド9の高さが
全周にわたって等しい例である。との場合、筒状排ガス
ガイド9の下端までの下降速度が高いこと、それより下
方の周辺下降速度および中心部の上昇速度が低いことが
、従来のサイクロン〔第1図(A)、(B) )とは異
なるが、周方向の速度すなわち渦の強さ、形は殆ど変わ
らない。したがって、筒状排ガスガイド9の下端よシ下
方の半径方向圧力分布も従来のサイクロンとは殆ど変ら
ない。サイクロン圧損失は、従来のものに比し70〜8
0%、捕集効率は従来のものが95%に対し、本発明サ
イクロンでは94%と僅かに低下しているが、実用上満
足すべき性能を示しだ。
第3図(A)〜(C)および第4図(A)〜(C)は、
筒状排ガスガイド9の高さを第3.4象限■、■域にお
いて短かくシ、高さの最大値を第1象限Iに、最小値を
第3象限■又は第4象限■にそれぞれ位置するように配
置させたものである。これらの場合も第2図(A)、(
B)の例と同様に渦の発達は従来のサイクロンと変らず
、圧損失は従来のものに比し30〜50%、捕集効率は
第2図(A)、(B)の例と同等であった。
以上詳述した本発明サイクロンのガス流れ、微粉の挙動
等は十分把握されてはいないが、現在の解析結果からは
次のことが明らかである。
(7)サイクロン内の渦の強さ、形、圧力分布は従来の
サイクロンとほぼ同等である。
(イ)微粉の殆どはガス導入口6から第1、第2象限を
通過する間に内壁に到達し、1次捕集される。
(+7)筒状排ガスガイド9へは広い断面にわたって、
ガスが流入すため、未捕集の微粉が僅かに同伴され、2
次捕集については従来のサイクロンよりも劣る。
に) しかし、円錐部2先端、捕集粉排出口8上方での
反転ガスの上昇流量、速度が小さく、再飛散は従来のサ
イクロンよシも小さく、総合捕集率は従来のものと同等
である。
(3)筒状排ガスガイド9下端下方の圧力分布は従来の
サイクロンにはtτ等しいが、上記ガスガイド9内で5
0〜60%圧力を回復するため、圧損失は従来のものに
比し30〜50%低い。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、(B)は従来一般のサイクロンを、第2
〜4図は本発明サイクロンの実施態様例を示す図で、各
図の(A)は縦断面図、■)は横断面図であり、第3図
(C)は第3図(A)のA矢視図、第4図(C)は第4
図(A)のB矢視図である。 01) 第3図 (A)         (B) (C) 第4図 (A)          (B) (G) 第1百の続き 0発 明 者 波多野宏文 北九州市小倉北区紺屋町9番三 菱鉱業セメント株式会社九州事 某所内 □□□発 明 者 広田洋二 東京都千代田区丸の内−丁目5 番1号三菱鉱業セメント株式会 社内 ■出 願 人 三菱鉱業セメント株式会社東京都千代田
区丸の内−丁目5 番1号 261−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)上部が円筒形、下部が逆円錐形になっておシ、上
    部円筒側面にガスが円筒接線方向に流入するよう、また
    上部円筒天井にガスが排出されるようそれぞれガス導入
    口、同排出口を有するサイクロンにおいて、前記サイク
    ロン内円筒天井下方に前記ガス排出日周を包囲するよう
    に筒状排ガスガイドを設け、かつサイクロン円筒断面に
    ついて、サイクロン中ノ0に近いガス導入口端を起点と
    して、サイクロン円筒断面をその周と中心を結ぶ直線に
    よって中心角90°の4つの扇形部分に区切り、起点よ
    りガス旋回方向順に第1、第2、第5および第4象限と
    した場合に、前記筒状排ガスガイドとサイクロン円筒と
    の間隔の最大値が少くとも第1象限に、最小値が第4象
    限にそれぞれ位置するように該筒状排ガスガイドを配置
    したことを特徴とするサイクロン。
  2. (2)筒状排ガスガイドの高さの最大値が第1象限に、
    最小値が第3象限又は第4象限にそれぞれ位置するよう
    に該筒状排ガスダクトを設けたことを特徴とする特許請
    求の範囲(1)のサイクロン。
JP58094030A 1983-05-30 1983-05-30 サイクロン Pending JPS59222244A (ja)

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DE8484730057T DE3482731D1 (de) 1983-05-30 1984-05-24 Zyklon.
EP84730057A EP0128113B1 (en) 1983-05-30 1984-05-24 Cyclone
KR1019840002920A KR870000406B1 (ko) 1983-05-30 1984-05-28 싸이크론
DK264484A DK164208C (da) 1983-05-30 1984-05-29 Cyklon
US06/615,459 US4600417A (en) 1983-05-30 1984-05-30 Cyclone
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IN (1) IN162743B (ja)

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