JPS6126404B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 入口管及び排出管を有するサイクロン及びサ
イクロンに連結されたガスと液とを接触させる為
の手段を有し、上記手段は、噴霧ダクトを経て断
面積が流路に沿つて変化するガス通路と連通する
液集合器を有し、上記ガス通路が、撹拌部と拡散
部との間に置かれた少なくとも一つの喉部を有す
るガス洗浄装置に於て、ガスと液とを接触させる
為の手段２のガス通路９がその撹拌部と拡散部に
おいてサイクロン１の軸心の周りに曲げられ、出
口端に於てサイクロンの内肛に連通し、入口に於
て入口管７に連通することを特徴とするガス洗浄
装置。

２ 噴霧ダクト１５がサイクロン１の軸心の側か
らガス通路９中に導びかれることを特徴とする請
求の範囲第１項に記載の装置。

３ サイクロン１の壁がガス通路９の内側横壁と
して働くことを特徴とする請求の範囲第１項また
は第２項に記載の装置。

４ ガス通路９の上壁及び下壁は、これら両壁を
連結する内側横壁を超えてサイクロン１の軸心に
向けて延び、サイクロン１の軸心に沿つて置かれ
た排出管８に連結され、上記排出管の入口はガス
通路９の出口より下に置かれ、排出管８の壁、こ
れに近い上記上下壁の部分及びガス通路９の内側
横壁により形成された室には少なくとも一つの入
口連結部１９が設けられ、上記室は液集合器１４
として働くことを特徴とする請求の範囲第１項に
記載の装置。

５ ガス通路９の内側横壁１６が、サイクロン１
の軸心に対して偏心して置かれた円筒体の形に作
られることを特徴とする請求の範囲第３項に記載
の装置。

６ ガス通路９の内側横壁１６がその長手方向断
面に於て楕円形に作られることを特徴とする請求
の範囲第３項に記載の装置。

７ 上記楕円の長軸が、サイクロン１中に切線方
向に置かれた入口管７の内面の母線とともに60゜
の角度を形成することを特徴とする請求の範囲第
６項に記載の装置。

８ ガス通路９の内側横壁１６がその長手方向断
面に於て、実質的に二つの交差するアルキメデス
螺旋により形成された幾何学形に作られ、上記二
つの螺旋の交点を通る線は、サイクロン１中に切
線方向に置かれた入口管７の内面の母線に実質的
に直角であることを特徴とする請求の範囲第３項
に記載の装置。

９ 上記アルキメデス螺旋は、それらの曲率半径
がガス通路９の出口への方向に増加する様に置か
れることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の
装置。

１０ 上記二つのアルキメデス螺旋の極が0.4D
の距離だけ離して置かれ、Ｄはサイクロン１の内
径であり、上記二つの極は、サイクロン１の軸心
を通つて入口管７の内面の母線とともに60゜の角
度を形成する直線上に置かれることを特徴とする
請求の範囲第９項に記載の装置。

１１ 噴霧ダクト１５が、ガス流に面する内側横
壁１６に対して切線方向にガス通路９中に導か
れ、ガス通路９の出口への方向に向けられること
を特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。

１２ 各噴霧ダクト１５が、ガス流に面する内側
横壁１６の表面と、上記横壁中に作られた開口の
出口に於てこの壁に切線方向に取付けられた遮蔽
板２０との間の隙間であることを特徴とする請求
の範囲第１１項に記載の装置。

１３ ガス通路９の内側横壁１６が、上記通路の
上下壁に連結された別々の板２１から作られ、噴
霧ダクト１５が、部分的に相重なる隣接した板２
１間の隙間であることを特徴とする請求の範囲１
１項に記載の装置。

１４ 排出管８と同心にサイクロン１の軸心に沿
つて置かれた出口管２６及び出口管２６と排出管
８との間の輪形室２５をガス通路９の喉部１０と
連通する再循環通路２４を有することを特徴とす
る請求の範囲第１項に記載の装置。

技術的分野 本発明は、物質を分離する為の装置に関し、特
に液体の作用によりガスから機械的不純物を除去
する為の装置に関する。

背景技術 ガス洗浄操作は、ガス流が噴霧された液に接触
する時に生ずるガス中に懸濁された塵埃粒子と液
滴との動的凝固に基づく。この装置は、塵埃粒子
が液滴と衝突した時に、液滴の表面張力に打ち勝
つて液滴中に侵入することにある。この様にして
液滴内に捕捉された粒子は、ガス中に自由に懸濁
されている塵埃粒子よりも遥かに容易にガスから
除去され得る。というのは、液滴は寸法が大であ
り、ガスよりも約1000倍も高い密度を有するから
である。

ガス洗浄装置には多種のものがある。特に湿式
サイクロンは広く用いられ、このサイクロンに於
ては、ガスは、切線方向の入口管から供給される
ことによるかまたは、一般に案内ベーンから成る
旋廻器の作用により旋廻され、その中にノズルか
ら水が供給される。ノズルから噴霧された液の小
滴は、その中に捕捉された塵埃粒子とともに、ガ
ス流の旋廻により発生した遠心力によりサイクロ
ンの壁に押付けられ、そこから液はフイルムの形
でスラツジ集合器中に流下する。

その構造が簡単であるのでサイクロンは種々な
産業部門に於て広く用いられる。しかし、この様
な装置は充分に高い洗浄効率を保証し得ない（こ
れらの洗浄効率は、微細に懸濁された塵埃に対し
ては90〜92％を超え得ない）が、このことは主と
して、サイクロン中のガス流の速度が比較的低い
ことによるのである。上記速度を、動的凝固の力
を高め得る程の値に増加するにはエネルギの高度
な消費を必要とし、さらに、装置が極めて高価な
ものになる。

洗浄の低い効率は、また噴霧系統の不完全さに
よるのであり、これらの噴霧系統のノズルは、相
当な容積を有するサイクロン本体内に置かれてい
るのでガス流中に液滴を均等に分布することが出
来ない。さらに、ノズルはサイクロンの出口に比
較的近く置かれているので、噴霧された液が塵埃
を含むガスと接触する時間が、ガス中に懸濁され
たすべての粒子を捕捉するには不充分である。

上記の欠点は、米国特許3696590号明細書に示
されたガス洗浄装置に於ては部分的に克服され、
この装置はサイクロン、及び、ガスを液に接触さ
せる為の手段を有し、上記手段は、エルボ形連結
管を経て上記サイクロンに連動する別の手段とし
て設けられる。ガスを液と接触させる為の手段
は、液の為の集合器を有し、上記集合器は、実質
的に均等な断面を有するガス通路と連結され（上
記ガス通路の入口部は撹拌部の形に作られ、その
最大断面は集合器の円筒形壁に重なる）。湿気を
与える為の液はガス通路の入口に供給され、上記
通路の断面はサイクロン本体の断面より遥かに小
である。この結果、液滴はガス流の断面にわたつ
てより均等に分布され、ガスと液との接触時間
は、ガス通路、エルボ形連結管及びサイクロンを
含む長い流路により長くされる。

上記装置は比較的低い流体抵抗（水柱約200
mm）を示し、これにより効率が改善される。

この装置の洗浄効率は湿式サイクロンよりも若
干高いが、現在の衛生規準に相当する値（これは
一般に98％より高い）には達し得ない。というの
は、ガスと液とを接触させる為の手段中に於ける
ガス流の速度が比較的低いからである。

高洗浄効率の問題は、“ベンチユリスクラバ
ー”と称される湿式ガス洗浄装置に於てより満足
に取組まれている。

これらの中で知られているガス洗浄装置の一つ
は、入口管及び排出管を有するサイクロン、及
び、夾雑物を有するガスを洗浄液と接触させる為
の接触器を有し、上記接触器はベンチユリ管の形
に作られてサイクロンと連結される。上記接触器
は、ベンチユリ管内に置かれた通路と噴霧ダクト
を経て連通する液集合器を有する。上記接触器の
ガス通路は出口に於てサイクロンの入口管と連通
する（例えば、ポーランド特許68414号、分類、
12C2／01，1973年、参照）。

この装置は高い洗浄効率（98％以上）を示す
が、このことは、出口から喉部（撹拌部）に向け
て断面が平滑に減少する部分と、喉部から出口
（拡散部）に向けて断面が平滑に広くなる部分と
の間に置かれた狭い部分（喉部）を有するガス通
路の合理的形により可能にされる。この様な形に
より、撹拌部を通過する時にガスにより得られる
加速度は、噴霧された液滴により得られる加速度
の10³倍も高くなる。よつて、ベンチユリ中での
速度変化により、処理されているガスは、水滴に
より形成された微粒体積的フイルタによる過の
一種を受ける。水は、撹拌部を通過する時にその
噴霧度が著しく増加され、塵埃を含むガスと水と
の接触が増加される。ガス通路の喉部に於ては、
圧力差が下がり、ガスの速度と水滴の速度との均
等化が促進される。ベンチユリの喉部内に於てガ
スが液と作用する高速度（40〜150m／secの程
度）は、ガス流中に含まれた塵埃粒子の動的凝固
の強化を促進する。さらに、ガス流の高速度によ
り、喉部内に強い乱流が作られ、塵埃粒子が水滴
により捕捉されるばかりではなく、水滴同志の凝
集、さらには、衝突した塵埃粒子同志の凝固さえ
生じ、これにより、これらをガス流から分離する
ことが促進される。

水滴による塵埃粒子の追加の捕捉が拡散部中で
行われるが、拡散部の主機能は、ガスをサイクロ
ンへ供給する所要速度に相当する部分を経て平滑
なガス流を与えるにある。

粒子を捕捉した液滴、及び捕捉されてない粒子
がサイクロン中に供給されると、これらはガス流
の断面にわたつて均等に分布され、これにより、
これらを捕捉することがある程度困難にされる。

同時に、凝固の強さを促進するガス通路の形
は、撹拌部と喉部との間及び喉部と拡散部との間
に於て、ガス流が方向を急激に変える時に生ずる
不利益な渦流の結果により高い流体抵抗（水柱
400〜500mm以上）を生じさせ、よつて、この型の
装置中にガスを通すには多大のエネルギが消費さ
れる。

さらに付記すべきは、ベンチユリスクラバー
は、ガスの流量が一定である場合には高い洗浄効
率を保証するが、このことは実際には必ずしも常
には保たれ得ない。従つて上記装置は、この型の
他の装置と同様に、流量の自動制御手段を有する
が、この手段は装置の構造を複雑化し、さらに
別々のサイクロンとガス−液接触器とから成つて
いるので割高になる。

さらに上記装置に於ては、例えば、その前に述
べたサイクロン洗浄器よりも、ガス流の断面にわ
たつて一層均等に液滴が分布されるが、ガス通路
の断面の一部には洗浄液の流れが与えられない。
これは、洗浄液の流れがガス流により曲げられる
からである。ガス通路の断面が大である場合に
は、上記欠点により、ガス中に懸濁された粒子の
動的凝固が著しく阻害される。この理由により、
喉部の直径が500mmより大きいベンチユリを用い
ることは推奨されない（Rusanov，M.により出
版された“Spravochnik po pyle ｉ
zoloulavlivaniyu”，“Energiya”，1975年、
p118、参照）。

従来技術の以上の説明により明らかなるごと
く、これらの装置に於て高い洗浄効率を得るに
は、エネルギの高い消費、装置の複雑な構造及び
大形化が必要とされる。

発明の開示 本発明は、高効率のガス洗浄装置を提供するこ
とを目的としてなされたものであり、この洗浄装
置はエネルギの低消費を保証し、ガス通路の形及
び位置の変更により簡単な構造及び小型であるこ
とも特徴とする。

上記問題は、入口管及び出口管を有するサイク
ロン、及びサイクロンに連結されて、噴霧ダクト
を経て可変断面のガス通路と連通する液集合器を
有するガス−液接触器を有するガス洗浄装置を提
供することにより解決される。ガス通路は、その
撹拌部と拡散部との間に置かれた少なくとも一つ
の喉部を有する。本発明に於ては、ガス−液接触
器のガス通路はサイクロンの軸心の周りに曲げら
れ、出口に於てサイクロンの内腔と連通され、入
口に於て入口管と連通される。この様なガス通路
の構造により、従来の装置に於ては時間を置いて
次々に行われた二操作が同時に行われ得る。即
ち、通路の喉部中の、高速に於て行われる動的凝
固操作と、曲線形通路に沿つて流れるガス流によ
り発生された遠心力により、ガス中に懸濁された
高密度の粒子を通路の外側横壁に向けて投げる遠
心分離操作とである。遠心分離の結果として、こ
れらの粒子は、ガス通路の出口中に入る時にその
壁近くに見出され、これにより、これらをサイク
ロン中に捕捉する為の望ましい条件が作られる。
上記動的凝固と遠心分離が同時に行われることに
より、ガス中に懸濁された粒子は、既知のベンチ
ユリスクラバーに於けるよりも低いガスの流速に
於て分離されることが許される。ガスの流速が低
ければ低い程、ガス流を動かすに要するエネルギ
が小にされる（周知のごとく、上記エネルギはガ
スの流速の二乗に比例するからである）。

ガス通路が曲線形であること、及び、これがサ
イクロンの軸心の周りに置かれることにより、装
置がコンパクトにされる。

この装置の他の利点は、処理されるガスの流量
の変化により操作が影響されない点にある。予想
した生産能力の⁺50％の範囲内のガスの流量変化
は実際上洗浄効率を変えないことが実験的に確め
られている。これは、ガス流が遠心力により圧縮
され、ガス通路の有効断面（即ち、ガス流の断
面）が実際には変化せず、ガス通路の内断面の幾
何学的寸法にはよらないことによるのであると考
えられる。従つて、本発明の装置は、ガスの流量
を制御する為の自動制御手段を要せず、その構造
が簡単化される。

この様に、本発明の装置は、従来の装置と同じ
洗浄効率を示しつつ、しかも、エネルギ消費が低
く、寸法が小であり、構造が簡単である。

ガス流の全断面にわたつて液を均等に分布する
為には、噴霧ダクトがサイクロンの軸心の側から
ガス通路中に入れられることが適当である。液の
ジエツトは遠心力によりガス通路の寸法のいかん
に拘わらず、その全断面を通つて通路の外側横壁
に押付けられる。このことにより、本発明の装置
に於ては、いかなる断面寸法のガス通路を用いる
ことも可能にされる。ガス流の断面全体にわたつ
て液が均等に分布されることにより、液とガスと
の接触が改善され、動的凝固の強さが高められ
る。さらに、液を噴射するのに高い圧力を用いる
ことが不要にされる。これは、その機能（ガス流
の抵抗に打ち勝つ機能）は遠心力により行われ、
エネルギ消費が低くされるからである。

この装置の構造は、サイクロンの壁がガス通路
の横壁の一つとして働くことにより簡単化され得
る。サイクロン壁が外側からガス通路を形成する
場合には、ガス−液接触器はサイクロン内に置か
れ、装置全体がサイクロンのケース内に置かれ
る。

ガス通路の上壁及び下壁は、これらを連結する
内側横壁を超えてサイクロンの軸心に向けて延
び、サイクロンの排出管に連結され、上記排出管
はサイクロンの軸心に沿つて置かれ、その入口は
ガス通路の出口より下に置かれる。排出管壁、こ
れに近い上記上下壁の部分及びガスダクトの内側
横壁により形成された室には、少なくとも一つの
入口連結部が設けられ、液集合器として働く。

この様な集合器の配置により、装置全体の構造
が簡単化されることは勿論である。これは、特別
な容器及び連結管が不要にされるからである。こ
の場合、ガス通路の内側横壁は噴霧ダクトとして
働く。

この壁は、その長手方向断面に於て、既知の幾
何学的曲線の一つの形を有する。この様な形は、
撹拌部と喉部との間、及び喉部と拡散部との間に
平滑な遷移を与え、これらの場所に有害な渦流が
生ずることが防がれる。最も簡単な構造に於て
は、それはサイクロンの軸心に対して偏心して置
かれた丸いシリンダの形に作られる。この場合に
は、ガス通路は、このシリンダの軸心及びサイク
ロンの軸心を通る平面内に置かれた一つの喉部を
有し、周知のベンチユリと同様である。

本発明の他の実施例に於ては、ガス通路の内側
横壁は、その長手方向断面に於て楕円形に作られ
る。この場合には、ガス通路は、楕円の長軸を通
る面の位置に二つの喉部を有し、洗浄効率を特に
高める為に二段階洗浄を行う為に直列に連結され
たベンチユリ管と同様な働きをする。

楕円の長軸と、サイクロン内に切線方向に置か
れた入口管の内面の母線との間の最適角度は60゜
である。これにより、動的凝固が強化され、ガス
通路の各段階に於ける撹拌部の長さの拡散部の長
さに対する最善比は、実験の結果によれば１対４
である。

好適実施例に於ては、ガス通路の内側横壁は、
その長手方向断面に於て、交差する二つのアルキ
メデス螺旋により実質的に形成された幾何学的形
に作られ、上記螺旋の交点を通る線は、サイクロ
ン内に切線方向に置かれた入口管の内面の母線に
実質的に垂直に置かれる。この様な内側横壁の形
は、ある幾何学的変数に於ては、この壁により形
成された二段階ガス通路の狭い部分と広い部分に
於けるガス流の速度間に最適な関係を与えること
が確認されている。上記変数は螺旋の方向、及び
それらの極の位置である。アルキメデス螺旋は上
記幾何学的形内に置かれることを要し、よつて、
それらの曲率半径はガス通路の出口に向けて増加
する。この場合には、撹拌部の長さが拡散部の長
さより小であることが絶対に必要である。螺旋の
極は0.4D（Ｄはサイクロンの内径である）の距
離を隔てて置かれ、サイクロンの軸心を通つて入
口管の内面の母線と60゜の角を形成する直線上に
置かれるべきであり、これにより、撹拌部の長さ
と拡散部の長さとの間の最適比が与えられるとと
もに、ガス通路の最小断面積（喉部）の最大断面
積に対する最適比（１対５）が与えられる。

噴霧ダクトを、ガス流に面する内側横壁に対し
て切線方向にガス通路中に導き、ガス通路の出口
の方へ向けることは適当である。ガス通路中に切
線方向に入れられた液のジエツトは、ガス通路の
内側横壁に於て減速されたガス粒子に追加のエネ
ルギを与える。即ち、高速に於て生じて流体抵抗
を増加する堺界層分離を防ぐ所謂“堺界層吹き払
い”が行われる。噴霧ダクトの切線方向配置はガ
ス流の全断面にわたつて液滴を均等に分布するこ
とを妨げない。これは、遠心力の作用により液滴
は外側壁に達し、ガス流の全深さを通過するから
である。

切線方向に置かれた噴霧ダクトは種々な形に作
られ得る。

最も簡単な実施例に於ては、各噴霧ダクトは、
ガス流に面するガス通路の内側横壁と、通路の出
口近くに切線方向に置かれた遮蔽板との間に作ら
れたスロツトの形に作られる。

本発明の一実施例に於ては、ガス通路の内側横
壁は、通路の上壁及び下壁に連結された別の板か
ら構成され、噴霧ダクトは、相互に部分的に重ね
られた相隣る板間の隙間であり、この場合には、
境界層吹き払いはガス通路の全高に沿つて行われ
る。

ガス通路の内側横壁が少なくとも一つの、捕捉
された粒子の中間取出しを行う為に切線方向に置
かれたダクトを有することは適当であり、このダ
クトは、この壁の外面と、壁中に作られた開口の
出口の近くに切線方向に壁を取付けられた遮蔽板
との間の隙間により形成される。

この場合、ガス中に懸濁された最も重い粒子
は、ガス流の曲線形通路の始点に於て遠心力によ
りガス通路の外側横壁に押付けられ、さらに遠心
力により上記中間取出しダクトから出され、これ
により、粒子がガス流中に再び戻り込むことが防
止され、装置の洗浄効率が高められる。

装置の洗浄効率は、サイクロンの軸心に沿つて
排出管と同心に取付けられた出口連結管を設ける
こと、及び出口排出管、及びガス通路の喉部と排
出管とにより形成された輪形室と連通する再循環
通路を設けることにより高められる。

さらに、依然として旋廻しているガス流により
排出管中に伴なわれ、排出管の周辺部に於ける旋
廻運動により濃縮された捕捉されなかつた粒子は
ガス通路の喉部へ吸引され、この喉部内には、高
速で流れるガスにより希薄化区域が形成される。
ガス流により伴なわれたこれらの粒子喉部中を通
され、再びすべての洗浄段階を受ける。

【図面の簡単な説明】

本発明をその実施例及び添付図面に従つて説明
する。

第１図は本発明のガス洗浄装置を示す切欠部を
含む全体図であり、第２図は第１図の−線に
よる断面図であり、第３図は本発明の装置の他の
実施例の一つを示す切欠部を含む全体図であり、
サイクロンの壁がガス通路の外側横壁として働
き、第４図は第３図の−線による断面図であ
り、第５図は本発明の装置の他の実施例の一つを
示す切欠部を含む全体図であり、洗浄液の横方向
供給手段を有し、ガス通路は矩形断面であり、第
６図は第５図の装置のガス通路の長手方向断面の
拡大図であり、内側横壁は円筒形に作られてお
り、第７図は内側横壁が楕円形に作られた場合の
第５図の装置のガス通路の長手方向断面の拡大図
であり、第８図はガス通路の内側横壁が二つの交
差するアルキメデス螺旋により実質的に形成され
た幾何学的形に作られた場合の、第５図の装置の
ガス通路の長手方向断面の拡大図であり、第９図
は洗浄液の横方向切線方向供給手段を有する、本
発明の装置中のガス通路の長手方向断面図であ
り、第１０図は洗浄液の横方向切線方向供給手段
を有し、ガス通路の内側横壁が別々の板から作ら
れた、本発明の装置中のガス通路の長手方向断面
図であり、第１１図は捕捉された粒子を予め取出
す為の手段を有する、本発明の装置中のガス通路
の長手方向断面図であり、第１２図は出口連結管
及び再循環通路を有する本発明の装置の部分的長
手方向断面図であり、第１３図は第１２図の
−線による断面図である。

発明を実施するための最良の形態 ガス洗浄装置は、ガス中に懸濁された粒子を分
離する為のサイクロン１（第１図）、及びサイク
ロン１と連通して塵埃粒子を液滴により捕捉する
為の、ガス及び液を入れる為の手段２を有する。

サイクロン１は、上端に於てカバー４により覆
われた本体３を有する。本体３は垂直円筒体の形
に作られて、洗浄されるガスに渦巻き運動を与え
る為の円筒形部分５を有する。本体３の円筒形部
分５の底には、スラツジ排出の為の円錐形漏斗６
が取付けられる。サイクロン１は（後述される）
入口管７及び、本体３の上部中に置かれて、清浄
化されたガスを排出する為の排出管８を有する。
第１図に示した装置の一実施例に於ては、排出管
８は本体３に対して切線方向に置かれているが、
下記に示すごとく他の方向にも置かれ得る。

ガス及び液を入れる為の手段２は、喉部１０
（第２図）を有する可変断面のガス通路９及び喉
部１０と平滑に連結されて入口から喉部１０に向
けて収斂する部分１１（この部分は以後、撹拌部
と称される）、及び喉部１０と平滑に連結され、
喉部１０から出口に向けて発散する部分１２（こ
の部分は以後拡散部と称される）を有する。

本発明によれば、ガス通路９はサイクロン１の
軸心を中心として曲げられる。ガス通路９は、出
口に於て、開口１３を経てサイクロンの内腔と連
結され、入口に於て、通路９の曲線形横壁に対し
て切線方向に置かれた入口管７に連結され、ガス
通路９と入口管７とは実質的に一体部分である。
この様な入口管７の配置は望ましい。というの
は、入口管７は先づ旋廻ガス流を案内し、ガス通
路９に平滑に連結されているので、処理されるガ
スの通路上に追加の流体抵抗を発生しないからで
ある。

第１図及び第２図に示した本発明の一実施例に
於ては、ガス通路９の断面は矩形であり、この場
合には、上記通路の内側横壁はサイクロンの軸心
に面し、本体３の円筒形部分５に於けるサイクロ
ン１の壁である。一般にガス通路９の断面は、他
の種々な形に作られ得、ガス通路９は、サイクロ
ン１の内側または外側に置かれる別々に曲げられ
た管として作られ得る。

手段２はさらに、噴霧ダクト１５を経てガス通
路９に連通する液集合器１４を有する。第１図及
び第２図に示すごとく、液集合器１４は、入口管
７中に置かれたシヤワーの形に作られる。後に示
すごとく、液集合器１４はこれと異なる様にも構
成配置され得る。

第１図及び第２図に示すごとく、ガス通路９
は、サイクロン１の本体３の円筒形部分５の底に
於て一平面内に置かれる。第３図〜第８図に示す
本発明の装置の実施例に於ては、ガス通路９は螺
旋に沿つて置かれ（このことは流体力学的見地か
ら望ましい。というのは、この様な構造はサイク
ロン１の内腔中でのガス流の平滑な排出を可能に
し、ガス流は螺旋通路に沿つて連続的に動くから
である）。さらに、ガス通路９はサイクロン１の
上部中に置かれる。本体３の円筒形部分５に於て
は、サイクロン１の壁はガス通路の横壁として働
き、これにより、装置が一層簡単及び小形に作ら
れ得る。

第３図及び第４図に示す本発明の装置の実施例
に於ては、内側横壁１６は、ガス通路９の断面に
於て曲線形を有する。上述の実施例と異なり、こ
の実施例に於ては、排出管８はサイクロン１の軸
心に沿つて置かれ、この管の入口１７はガス通路
９の出口開口１３より下に置かれ、ガスがすべて
の洗浄段階を経ずして逸出することが防がれる。

サイクロン１のカバー４は、サイクロン１の本
体３を排出管８に連結する螺旋形板の形に作られ
る。

第５図及び第６図に示す装置の実施例に於て
は、ガス通路９の断面は矩形であり（第５図）、
このことは、一般的に言つて、装置の製作の簡単
化の為に望ましい。ガス通路９の上壁は、螺旋形
板の形に作られたサイクロンのカバー４と一致す
る。装置の断面と一致する、ガス通路９の長手方
向断面中に於ける内側横壁１６は、サイクロン１
の壁に対して偏心的に置かれた円筒体（第６図）
の形を有する。この様な形の横壁１６が製作に対
してより便利であることは勿論である。

サイクロン１及びガス通路の横壁１６の幾何学
的軸心を通る平面Ａ−Ａ内に、ガス通路９の最小
断面部（喉部１０）が作られ、ガス通路９の最大
断面は入口管７の断面と等しいことが望ましく、
この場合には平面Ａ−Ａは入口管７の内面の母線
に直角に置かれる。

ガス通路９の下壁１８（第５図）は、カバー４
と同様に、内側横壁１６からサイクロン１の軸心
に向けて延びる螺旋形板の形に作られ、カバー４
と同様に排出管８に連結される。カバー４の延長
部と下壁１８との間、及びガス通路９の横壁１６
と排出管８の壁との間には、液集合器１４として
働く室が作られる。液集合器１４は、カバー４に
取付けられて液集合器１４中に洗浄液を供給する
為の入口連結具１９を有する。通路の喉部１０の
区域に於て壁１６中に作られた孔は、噴霧ダクト
１５の役をする。

第７図にはガス通路の長手方向断面が示され、
ガス通路９の内側横壁１６は楕円形に作られ、ガ
ス通路は二つの喉部１０及び撹拌部１１に平滑に
連結されたガス通路９の半分と上記通路の他の半
分とにより形成された拡散部１２を有する。

大体に於て、上述の場合のガス通路中の長手方
向断面は、二つの直列に連結されたベンチユリ管
の長手方向断面と同様であるが、これに比して上
述の構造は、寸法が小であり製作が容易であると
いう利点を有する。この様な構造に於ては、最善
の流体力学的性質は、切線方向に置かれた入口管
７の内面の母線と楕円の長軸Ｂ−Ｂとの間の角度
αが60゜である場合に限られ、この場合には、ガ
ス通路の各段階に於ける拡散部の長さに対する撹
拌部の長さの比が（ガス通路の最初の段階が、入
口管７の断面CCから計つて180゜の弧長に相当す
る部分に等しく、第二段階が通路の次の部分の弧
長に相当する場合には）１対４であり、これは、
既知の直線形ベンチユリ管に於ける拡散部の長さ
に対する撹拌部の長さの最適比と一致する。

しかし、第８図に示した長手方向断面を有する
ガス通路９は、さらに良好な流体力学的性質を示
す。このガス通路９の断面中の横壁１６は、二つ
のアルキメデス螺旋により形成された幾何学的形
を有し、上記螺旋は、上記二つの螺旋の交点を通
る線Ｅ−Ｅが、サイクロン１中に切線方向に置か
れた入口管７の内面の母線に対して垂直またはそ
れに近く置かれる。

この様にして横壁１６とサイクロン１の壁との
間に作られたガス通路９も二つの段階を有し、そ
れらの各々は、サイクロン１の軸心及び螺旋の極
Ｐを通る面Ｆ−Ｆから若干離れて置かれた喉部１
０を有する。

この場合、ガス通路９中に於て凝固を行わせる
為の最適条件は、上記の如き螺旋の配置により得
られ、この際、螺旋の曲率半径Ｒは、ガス通路９
の出口に向けて増加され、極Ｐは、サイクロンの
内径Ｄ（本体３の円筒形部分５に於ける直径）の
0.4倍だけ離して置かれ、サイクロン１の軸心
（これは面Ｆ−Ｆ中にある）を通つて入口管７の
内面の母線とともに角度α＝60゜を形成する直線
上に置かれ、この場合には、ガス通路９の各段階
中の撹拌部１１の長さと拡散部１２の長さは１対
４にされ、ガス通路９の最小断面積（喉部１０）
の最大断面積に対する比は１対５とされ、この比
は、直線的ベンチユリ管中の同様な部分の最適比
に相当する。

ガス通路９の最大巾は本体３の円筒形部分５に
於けるサイクロン１の壁と排出管８との間の輪形
隙間の最適寸法に相当する0.2Dに等しく〔上記
排出管の直径ｄは0.6Dにすることが推奨されて
いる（Rusanovにより出版された“Spravochnik
po pyie―ｉ zoloulvlivaniyu”，“Energiya”
M.1975年のp62、参照）〕。従つて、喉部の巾は
0.2D／５＝0.04Dとなる。この様な構造及びガス
通路９の壁１６の構造により、液集合器１４は二
つの別々な室を有し、上記室の各々は、洗浄液を
入れる為のそれぞれの入口（図示なし）を有す
る。

第９図及び第１０図に示す実施例に於ては、噴
霧ダクト１５がガス通路９中に、内側横壁１６の
面に対して切線方向に、ガス通路９の出口に向け
て作られる。これは噴霧ダクトの望ましい配置で
ある。というのは、下記に示すごとく、ガス通路
９中に於ける流体力学的抵抗を減少させるからで
ある。

第９図に示すごとく、各噴霧ダクト１５は、横
壁１６と、この壁に切線方向に取付けられ、その
中に作られた開口の出口に取付けられた曲線形の
シールド２０との間の隙間である。

第１０図には、切線方向に置かれた噴霧ダクト
１５の他の構造が示されている。この構造に於て
は、ガス通路９の内側横壁１６は、上壁及び下壁
に連結された別々の板２１から構成され、各板の
始端は前の板の後端により覆われる。相互に重な
る板２１の間の隙間が噴霧ダクト１５として作用
する。

第１１図には装置のさらに他形が示され、これ
に於ては、本体３の円筒形部分５に於けるサイク
ロン１の壁と一致するガス通路９の外側横壁が、
さらに捕捉された粒子を中間的に引き出す為に切
線方向に置かれたダクト２２を有する。これらの
ダクトの数及び位置は変えられ得るが、ガス通路
９中の喉部１０の数により選択されることが望ま
しい。各ダクト２２を、ガス流の方向に於て喉部
１０の直後に置くことが望ましい。これは、この
場所に於ては流子が最大の速度を有し、ダクト２
２に沿つて動いてサイクロン１外に出るに要する
充分なエネルギを有するからである。各ダクト２
２は、サイクロン１の壁の外面と、上記壁中に作
られた開口の出口に切線方向に取付けられて曲線
形を有する遮蔽板２３との間の隙間である。ダク
ト２２は他の形にも作られ得、例えば、サイクロ
ン１の壁中に切線方向に取付けられたノズルの形
にも作られ得る。

第１２図及び第１３図には本発明による装置の
他形が示され、これには処理されるガス流中に、
捕捉されなかつた粒子を入れる為の再循環通路２
４が設けられる。通路２４は、排出管８の壁をガ
ス通路９の内側横壁１６と連結するスリーブによ
り形成される。サイクロン１から排出されるガス
の上昇流中に懸濁された捕捉されなかつた粒子を
集める為に、排出管８内に置かれて上端を閉じら
れた輪形室２５の形に作られたガストラツプが設
けられる。この室は、部分的に排出管８中に挿入
されてカバー４によりその位置に固定された出口
連結管２６により排出管８の中心部から区画され
る。連結管２６の入口は再循環通路２４より下に
ある。再循環通路２４はガス通路９の喉部１０中
に導かれる。というのは喉部１０中には、高速な
ガス流により希薄化区域が形成され、排出管８の
周辺区域から固体粒子が引き出されるからであ
る。勿論、ガス通路９中に二つ以上の喉部１０が
ある場合には、それらの各々が再循環通路２４を
経て排出管８と連通される。

ガス洗浄装置は次のごとく作動する。ガスは入
口管７（第１，２図）を経て装置のガス通路５中
に通され、同時に、液集合器１４及び噴霧ダクト
１５を経て入口管７中に供給された洗浄液により
噴霧される。ガス通路９内に於ては、直線形ベン
チユリ管内に起ると同様な動的凝固が行われる。
同時に、ガス通路９中に於ては、その曲線形によ
り、懸濁された粒子（液体及び固体の両者）の分
離が生じ、この分離操作は既知のサイクロン中で
行われるものと同様である。上記二つの操作が同
時に行われることにより、ガス中に懸濁された粒
子は、ガス通路９の撹拌部１１を通過する時に遠
心力の作用により移動し始める。喉部１０に於て
はガス及び液の速度がともに増加され、粒子に働
く遠心力が急激に増加する。これは、遠心力は速
度の二乗に比例して増加するからである。これら
の力の作用により、固体粒子はガスよりも重いの
で、ガス通路の外側横壁に押付けられる。サイク
ロン１の本体３内に於て、洗浄されたガスは、ガ
ス通路９の拡散部１２から開口１３を経て排出さ
れるが、この開口は、既知の装置に於ける連結管
と異なり、ガス流に対して追加の流体抵抗を与え
ない。サイクロン１の内腔への入口に於ては、固
体粒子はその周辺区域に発見される。粒子を捕え
た液滴はサイクロン１の円筒形部分５及び本体３
の漏斗６に沿つて降下し、ピンまたは他の適当な
容器（図示なし）中に入る。この様にして洗浄さ
れたガスは上昇し、排出管８から装置外に出る。
二つの主操作が同時にガス通路９中で行われるこ
とにより、同等な拡散度を有する粒子を、直線形
ベンチユリ管に於けるよりもはるかに低い速度で
分離することが可能にされる。このことにより、
他のすべてのことは同じとして、本発明の装置に
於ては、従来の装置に於けるよりもはるかに低い
流体損失、従つて、低いエネルギ消費によつて同
じ洗浄効果が得られる。洗浄効果はガスの流量の
相当な変化（＋50％の範囲内）によつても事実上
影響されない事が実験的に確められたが、この事
は本発明の装置のさらに他の利点である。という
のは、追加の流体抵抗を生じるとともに装置の構
造が複雑化を招来する安定手段を用いずに操作し
得るからである。

ガス通路９は、従来技術によるガス洗浄装置の
少なくとも三つの部分の機能を果す。即ち、ガス
と液とを接触させる為の手段のガス導管、液滴を
集める為のトラツプ（この機能は、従来の装置に
於てはサイクロンにより行われた）、及びガス流
をサイクロンの軸心の周りに旋廻させる為の手段
として働く。この様な配置によりガス洗浄装置の
構造が簡単化されることは勿論である。

第３図及び第４図に示した形の装置も同様に作
動する。

第５図及び第６図に示した装置の作動の特徴
は、洗浄液が、周辺に向けて半径方向に置かれた
噴霧ダクト１５からガス通路９に供給されること
にあり、上記ダクトは、ガス通路９の喉部１０の
区域に於て上記通路９の横壁１６中に作られた孔
である。ガスより重い液は、旋廻ガス流中に発生
された遠心力の作用によりガス通路９の外側横壁
に向けて動かされ、喉部１０の全断面を通過し、
ガス中に懸濁された粒子と衝突し、上記粒子はガ
ス通路９の全断面にわたつて、上記断面の寸法に
かかわりなく均等に分布される。従つて、この構
造の装置は、大きな断面（250cm²より大きい）を
有するガス通路を用い得る。液滴に働く遠心力の
存在により、液集合器１４の入口に於ける圧力を
下げることが許され、この結果、エネルギの消費
が低下される。

第７図及び第８図に示したガス通路９を有する
装置に於ては、第６図に示した形の長手方向断面
を有するガス通路９中に於てガス流が受ける洗浄
段階を二回受ける。即ち、第一段階の拡散部１２
からガス流は第二段階の撹拌部１１中に入り、つ
いで、第二段階の喉部１０中の最大速度に加速さ
れ、ここで、洗浄液の噴霧を受け、第一段階に於
て捕捉されなかつた粒子が捕捉され、これらの粒
子がガス通路９の外側横壁に運ばれ、その後、開
口１３を経てサイクロン１の内腔中に運ばれる。
この様な二段階洗浄が一段階洗浄よりも有効であ
ることは勿論である。同様な効果は、現存のガス
洗浄装置に二つの直列に置かれたベンチユリ管を
付けることによつても得られる（例えば、L.R.
Bogdanov，L.I.Kropp Povyshenie effektivnosti
mokroi ochistki gasov ot Letuchey zoly TES
putem ispolzovaniya dvuhstupenchatyth
koagulatorov Venturi。Tezisy dokladov
Wsesoyuznoi konferentsii utchenyh，
Moskva，VDNH，1978年５月、p10〜11参照）。

第８図に示した形の装置は、動的凝固力をガス
流に与える為の最適条件を与え、この場合、喉部
１０に於けるガス流の速度と、ガス通路９の広い
部分に於ける速度との比は１対５である。

第９図または第１０図に示す断面を有する装置
に於ては、洗浄液は噴霧ダクト１５から切線方向
に（ガス流の流れの方向に）噴射される。

高速でガス通路９中に切線方向に噴霧された液
のジエツトは、その本来の機能である、夾雑物を
含むガスを洗浄する他に、内側横壁１６の表面に
於て減速された粒子に追加のエネルギを与え、こ
れにより、固体の周りをガス流が高速で流れるこ
とによりガス流中に生ずる境界層分離（これは、
流体力学に於て流過として周知されている現象で
ある）が防がれる。上記境界層分離は高い流体損
失の原因となり、従つて境界層の吹き払いは極め
て重要である。前述の装置に於けるごとく、ダク
ト１５はガス通路９の全長に沿つて置かれ、これ
らのダクトによる境界層吹き払いはガス流の全通
路に沿つて行われる。ここに付記するに、洗浄液
が切線方向に向けられることは、液滴が遠心力に
よりガス通路９の外側壁に達することを妨げな
い。従つて、液滴と固体粒子との衝突はガス流の
全深さにわたつて行われる。

第１１図に示した装置に於ては、ガス中に懸濁
された最も重い粒子は遠心分離されてガス通路９
の周辺に押付けられ、第一段階の喉部１０中で加
速され、捕捉された粒子を中間的に取出す為のダ
クト２２から取出される。中間引出しダクト２２
を通る高乱流により小さな粒子が凝固されて作ら
れた大きな粒子とともに、塵埃を含むスラツジ液
の相当な部分が排出される。この結果として、処
理されるガスは、ガス通路９内の第二段階の収斂
部１１に達する時には、より少ない塵埃を含む。
ガス中の固体粒子の濃度は第二段階の喉部１０を
過ぎた後にさらに低下され、分離された粒子の他
の部分及び液滴が次の取出しダクト２２から取出
される。分離された粒子の中間取出しは、ガス流
の中心部中へ塵埃が戻り込む可能性（この可能性
は、ガスが高濃度である場合には極めて大であ
る）を低め、洗浄操作の高効率が保証される。さ
らに、ダクト２２の存在は装置の耐用寿命に対し
て有利である。これは、外側横壁により集められ
た固体粒子は、それらが壁に沿つて動く時に摩耗
剤として働く。即ち、上記横壁の内面を摩耗し、
この摩耗は、粒子の重さ及び速度とともに増加す
る。上記中間取出しは、従来の装置中に用いられ
た場合には、多段階ガス洗浄の為の装置中のベン
チユリ管に設けられた別の吸引手段の助けにより
行われる（Chemico―Chemical Construction／
GB／Limited，Regal House，Twickenham，
Middlesex，England，p.8、参照）。しかし、こ
の方法は装置を割高にし、追加の流体抵抗を発生
する。

第１２図及び第１３図に示した他形の装置の特
徴は、ガスから不純物の大部分が取去られた後に
ガスが排出管８中に入る所に最終洗浄段階が設け
られていることにある。排出管８中で上昇する時
に、ガスはサイクロンの軸心の周りでの廻転を続
け、この結果として、ガス中に依然として残され
ている粒子は遠心力によりこの管の周辺に押しや
られ、排出管８の壁及びこれに同心に置かれて上
端を閉じられた連結管２６の壁により形成された
輪形室２５中に入れられる。これらの粒子は上記
室から再循環通路２４を経て、もう一回すべての
洗浄操作を受けさせる為にガス通路９中に戻され
る。吸引作用は、ガス速度が低い上記輪形室２５
と、通路２４が連通し、ガス速度が大である為に
希薄化区域となる喉部１０との間の差圧により行
われる。従来技術による装置と比較する為にここ
に付記するが、現存の装置中に用いられた再循環
系統は、一般に、粒子を吸引により引き出してこ
れをガス通路へ送る為の手段を有する（前述の
Chemico Ltd.の冊子のp8，９，12，13、参照）。
またここに付記すべきは、切線方向に置かれた噴
霧ダクト、中間引出し管、再循環通路を有する装
置の他形が別々に図示及び説明されて来たが（第
９〜１３図）、これは、これらを別々に用いるこ
との可能性を示すものであり、本発明の最良の実
施例（図示なし）に於ては上記要素のすべてが兼
備され得る。

本発明の特定な実施例が図示及び説明された
が、その種々な改変及び追加はこの技術方面の熟
達者には明らかであり、これらから異なること
も、請求の範囲に示された本発明の主旨及び範囲
内に於て行わら得る。

産業上の利用可能性 本発明のガス洗浄装置は高洗浄効率を特徴と
し、コンパクトであり、構造が簡単であり、経済
的である。上記装置の洗浄効率は99.4〜99.99％
であり、流体損失は水柱200mm以上にならない。

本発明のガス洗浄装置は、化学工業、粉末工学
及び冶金産業に於て、ガスから機械的不純物を除
去する為に広く用いられ得る。この装置は、強力
な熱及び物質伝達を必要とする他の目的に対して
も有用である。