JPS62289252A - 渦巻室分離器 - 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】

３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、渦巻室分離器の中央領域において、共軸であ
って中心面に対して互いに逆の位置に配設されている二
つの吸引管を通して吸引によって特に軽い粒子を除去す
ることにより、渦巻室分離器における遠心力により粒子
を分類及び／又は分級するばかりでなく、混合気体（気
体−気体）及び／又は混合流動体（流動体−流動体）を
分離するのと同様に、気体及び／又：よ液体媒質（ｉｔ
！　積和）から固体及び／又は液体粒子（分散相）を分
離及び／又は沈降除去する方法と、一つの流れの鋭利な
縁部と、渦巻室に共軸に配設されていて端部壁から互い
に延び、且つ浄化ガス出口に１妾続して１広がった出口
を具備して、案内Ｑ３１を入口の内側端部間に設けてい
る二つの吸引管とをＩ〒する、前記方法を実施するため
の渦巻室分離器の構造に関するものである。 〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕軽く
て連続性があり、流動可能な気体ル、び／又は液体分散
キャリヤーｊｌｌから、ｌ；い分ｊ）に川を分、Ｔ、ｌ
［又は沈降するために使用される遠心力による流体分離
法としての渦巻分、？、１１法は公知である。トイン特
許第３２０３４９８号には−ｍの渦巻室分離２Ｓが記載
されている。他の公知の渦巻室分雛器と同様に、この分
離器はエネルギーの必要条件に閉じて比較的分離効率が
悪いという欠点を有しているが、これは渦巻室の流れの
砥抗が高く、分１Ｌ１１を良くするために使用する多重
室方式が比較的大きな容積を有するからである。これで
は、一般の渦巻室分離器の作動範囲は限定されてしまう
。 従って、一般の渦巻室分離器を改良して、渦巻室におけ
る分離が流れの抵抗を減少せしめ、多重室方式における
容積減少によってより良い分離を実現することが本発明
の目的である。 Ｃ問題点を解決するための手段及び作用〕従って、本発
明のこの目的は、運動量モーメントの発生時における流
れの抵抗を減少するために、主流体と渦との接触区域が
円筒ケーノングで調整され、渦巻室で二次Ｖｆｉ環する
薄層底部流における接線方向の初期インパルスが′３層
底部流インパルスの減少によって増大し、圧力降下がな
いのでインパルスの損失を少なくするために、動つりあ
いのとれた薄層底部流が一定又はほぼ一定の平均主流速
度によって１）られ、浄化気体流が出口の方に向かって
増加している断面を有する吸引管を通過し、流速が非常
に高い区域では縦方向の流れが殆どなく、浄化気体流が
出口に向かって速度を増加し乍ら吸引管の外側に沿って
通るということで解決される。 〔実施例〕 第１図は１１りを室分暉器を分解図で示しており、粗ガ
ス流８８が粗ガス入口８７を通して分Ｅｌｆ　２ａケー
スへ４人されている。通常の如く、粗ガス体は渦巻室分
離器ｌ内で分離され、浄化ガス流９６と残余ネ■ガス流
９７になる。残余粗ガス流９７は残余粗ガス出

【コ９５
を経て分離器ケーシング５２を出る。浄化ガス？ｆｔ　
９６は、渦巻室の上部９２及び下部９）における二本の
吸引管３５を通してコレクターケーシング５２を出る。 トランペット型吸引管３５は入口部３６から出口部３７
へ向かって伸びている断面として示されている。その結
果化じる分離器ケーシング５２内における流れは矢印綿
で表わされている。湾曲主流管路９０においては二次流
８９が形成されている。渦巻室の底部９１．９２にも二
次流１０４がある。更に他の二２次流が横方向にあって
、符号ｌｏｔで示されている。 他の二次流れ１２０も吸引管３５の外被に沿って縦方向
に移動する。第２図には、吸引管３５の中心線に直角に
禍５４が形成されている。）４曲主流管路９０の区域で
は、薄層ケーシング流９９が縦方向の成分として形成さ
れている。更に、湾曲主流管路９０においては子分スＵ
帯が配設されており、ここで分＾１１された固体は渦巻
室の下部９１及び上部９２に配置された排出開口部７８
を経て除去される。禍を室の下部９１及び上部９２と吸
引管３５との接続領域には、微粒子分な帯が配設されて
いる。 円筒状吸引管とは違って、第１図に示す如くトランペッ
ト型吸引管３５はいくつかの利点を有している。円筒状
吸引管を有するイ渦巻室と比べて、縦方向の流れからそ
れた円滑な流れにより、運動量モーメントの８１′−径
方向のｔ置去を少なくして、渦巻室５０シこおける分離
を向上ゼしめることになる。 入口部から出口部２こ向かう軸子面内において漸次増Ｉ
Ｊ［ｌする壁面曲率を有する吸引管３５の構造のために
、インパルスの局部的損失が更に減少することＳこなり
、これに対して流速が最も高い領域においては、流れは
イ１かな子午線からそれた流れによってのみ付加的に影
響される。更に、様々な断面を有する吸引管３５は、渦
流の消散領域の容積を少なくしている。従って、ケーシ
ングの流れは小さな渦流体にのみ回転エネルギーを与え
ていることになる。これは圧力の消散を員失を小さくし
ている。これにより、殆どｉｉ！線的な流れから始まっ
て、接線方向の外周に沿った回転流になる初間運動屋モ
ーメントから、更に高い回転エネルギーがケーシングの
流れに与えられる。このため、渦巻室５０における分離
効果の向上が達成される。渦流領域の容積が小さいので
、軸に垂直な平面内における渦５４により微粒子分離帯
１００に集積して粒子Ｐを搬送する距離が短かくなって
いる。その結果、分離１工程を簡単にして、渦巻室５０
から速やかにこれらの粒子Ｐを除去することができる。 内側を向いている移動力は低いので、渦巻室下部９１及
び上部９２における半径方向の二次ｉｌ＆　ｌ　０４も
（１縮効果を有している。これは、部分的に連袂した速
度を有する主流６９の湾曲主流管路９０を通って、且つ
上部及び下部のｌ丸れ自身の速度より高い速度で下部及
び上部の流れの区域に入る粒子Ｐによって引き起こされ
る。円筒状吸引管では下部及び上部の流れにおいて運動
量モーメントの低下が局部的に増加するが、吸引管３５
の場合には、渦巻室下部９１及び上部９２の領域におけ
る吸引管断面積が増加しているのでモーメント低下は少
ない。このため、渦巻室下部９１及び上部９２の領域に
おける平面１ｉＩＴ動量区域の半径方向の減少と、断面
積の減少に対して影響の少ない半径の外側方向への制限
とが原因となる。この結果、ｌ）縮に影響する運動量が
低下する。渦巻室下部９１及び上部９２の面積は二次流
のために効果的な分離区域を形成し、粒子Ｐの移動力が
縦方向の流れに相当している。可変断面を有する吸引管
３５によって上下部区域を分けていることが、渦巻室５
０の分離効率をよくしている。更に、非常に効果的な微
粒子分離帯が可変断面を有する吸引管３５によって拡大
して得られる。横方向の流れによる分離は、局部的な吸
引管の断面に相関して急に始まるがそれ程増加していな
い微粒子分離帯１００において達成される。可変断面付
吸引管３５による微粒子分離帯の拡大に対応して、粒子
Ｐは螺旋軌道を進み、縦方向の流れからより効果的に且
つ迅速に分＾Ｕされる。その結果、浄化流媒体９６にお
いては粒子濃度が低くなる。更に、流れの分野の領域で
は、局部的なｌ農度の速やかな減少により、局部的な運
動量モーメントの低下が少なくなる。これにより更に高
い局部的な回転速度が得られ、濃度を低くすることがで
きる。これは、循ＩＱして流体を支持する可変断面を有
する吸引管３５の＋＋！ｒと、円筒状吸引管に比べて圧
力…失が少ない渦巻室５０における分離と沈澱が更によ
い結果となっている微粒子分ＬｉＩ帯の技術的改良とに
よるものである。 本発明によれば、吸引管３５は共軸帯域において入口部
３６から出口部３７に向かって５勅次湾曲−たケーシン
グを示している。 主流管路６９の主流と渦５４との間に接触帯域９３が配
設されていることは非常に重要である。 接触帯域１０９の位置は渦の回転領域、即ち渦巻室５０
の分離及び沈澱効果に影響を及ＩＩす。渦巻室５０を構
成していることは、接触帯域１０９の数学的表面積が渦
巻室５０のケーシングに対して大きいという点で利点が
ある。主流の偏差は大きいため、運動量モーメントの発
生時における流れの抵抗は小さい。運動量モーメントの
初めの低下はインペルスＩ、及び１．に起因している。 Ｉ。 は、駆動運動量モーメントとして高エネルギーの主流か
ら渦巻室５０へ入る、薄層をなす上下部流のインパルス
である。１．は、渦巻室５０の内側の藩層上下部流の二
次固転阻止インパルスである。 両インパルス共、ｌｒ４合してインパルス補償により螺
旋状の狭い区域で薄層の上下部流に入る。Ｉ。 区域を大きくして、１６区域を小さくすることは、吸引
管３５において高回転を生じることになる湾曲接触部の
大きな相対的大きさによって引き起こされる（第３図）
。 玉流管路６９における駆動流のインパルス低下を防ぐた
めに、湾曲接ガ１部１０９で回転する流れが対称になる
ようにするとよい。従って、湾曲主流管路９０と主流管
路のケーシングとは螺旋状の対数曲線を画いている（第
３図及び第４図）、主流管路６つの局部断面は主流の方
向に絶えず減少しており、一定か、又はほぼ一定の主流
速度が主流管路６９内で得られる。これは、接触帯域１
０９の領域における渦５４の周辺で一定か、又はほぼ一
定の速度が得られることになる。更に、動つりあいの、
又は殆ど動つりあいの周辺及び半径方向の速度分布が薄
層の上下部流で得られる。玉流管路６９のケーシング９
０の螺旋状対数曲率の代りζこ、他の螺旋状曲率を設け
ることもできる。渦５４の分、？ｌＩ］及び沈澱効果を
向上させるために、渦巻室５０の円筒ケーシング４８も
螺旋状に曲げられる。／１）右室の湾曲部１０６は螺旋
の、例えばＰぐ旋状対数の曲率を設けることができる。 これにより、二次循環流のケーシングインパルスの低下
は、円筒ケーシング４８によって与えられる。：％　”
：　”アーシング内で減少する。 第４図は、湾曲主流管路の基！Ｖ円１０８と渦巻室５０
の基準円１０５との対比による湾曲工’ｒＡ管路９０と
渦巻室湾曲部１０６とのｌ１ｌｖ！旋状曲４：を示して
いる。円筒ケーシング４８の螺旋状曲率のために、主流
が流れの縁部１０３によって影響を受けろということは
特別な利点である。その結果、高エネルギー主流の一部
が流れの縁部１０３に沿って通って渦５４に向かい、そ
の渦巻室のケーシングにおいても駆動流インパルスを得
る。第５図に概略図で示されている如く、渦巻室におけ
る循ＩＯ流全体が、渦の回転軸線からの渦巻室５０の円
筒ケーシング４８と同様に、渦の中心軸線５８に相当し
て、主流管路６９の円筒ケーシング９０の螺旋状曲率に
より、殆ど回転対称形として得られる。二次流の一部の
みが浄化流媒体９６として吸引管３５から除去されるの
で、二次流の残りの部分は半径方向に配設された吸引管
環状帯域から上方へ戻り、二次循環を維持している。運
動量モーメントが増大して微粒子分離帯域１００におけ
る粒子の分離と渦分野を経た半径方向の粒子搬送とが向
上せしめられる。渦巻室上下部９１．９２と主流管路６
９の上下部とにおける排出開口部７８により粒子を直接
沈降せしめる渦巻室５０は、二次流の増大により沈澱効
率を向上させ、縁部の流速をも増大せしめる。 第６図に示した如く、渦巻室５０は円形状に湾曲した主
流管路９０と螺旋状に曲がった渦巻室湾曲部１０６とを
備えている。このため、渦巻室は接触帯域１０９におけ
る接触湾曲部の長さが短かくムリ、渦巻室５０の一連の
接続部の構造ばかりでなく、製造に際しても利点となる
。渦巻室５０の微粒子分離帯域ｌＯＯにおいては、吸引
管３５のケーシングの所で高回転流速を必要とし、吸引
管３５の内部の圧力に流れの高運動エネルギーを再変換
しなければならない。従って、渦Ｊ！５室分＾１【器ｌ
としてすでに示したように、吸引管３５は入口部３６か
ら出口部３７に向かって断面が増大するように構成され
ており、吸引管３５の内側の流れに対して回転ディフュ
ーザーになっている。流れの方向の僅かに増大するケー
シングの曲率を有するトランペット型回転ディフューザ
ーは、利点があることを立証してきた。しかし、吸引管
３５の他の構造もできるのである。吸引管の内部流を、
吸引管の中芯、即ちディフューザーの中芯３８により円
形流に変えることが非常に利益になる。第７図及び第８
図は、各吸引管３５の出口部３７に配設された回転ディ
フューザーとしての螺旋状ケーシング３９を有する渦巻
室分離２３２を示している。ディフューザー中芯３８は
螺旋状ケーシング３９に接線方向に合流している。開口
部７日は分雛２；ケーソング５２の底部８６に配設され
ている。 従って、渦巻室分離器２は直接沈降式渦巻室分離器であ
る。ディフューザー中芯は流れのガイド４）により一体
として構成されている。流れのガイド４１は」−径方向
に配設されたビード４２を示しており、流れを導く表面
４３を形成している。吸引管３５の入口４０の領域にお
いて局部的な圧力降下を少なくするために、吸引管のマ
ウス】０７はリップ形状をなしている。 第９図及び第１０図は、渦巻室５０において排出開口部
７８がない渦巻室分離器３を示している。 ケーシングの流れの領域においてインパルスの低下を残
少するために、／１り令室５０の流れの縁部が丸くなっ
ている。従って、流れの方向に増大する断面を示してい
る螺旋状ケーシング４４は最適な回転ディフューザーで
ある。第１０回に示した如く、一つ以上の接線方向の流
れの出口をケーシング４４に配設することができる。環
状ギャップ回転ディフューザー４６のトランペット型曲
率は吸引管３５の中心軸線に対して垂直に配設された平
面の軸線方向断面内で終わっており、局部的な環状ギャ
ップを半径方向に最適に拡大させている。 その結果、環状ギャップ回転ディフューザー４６におけ
る縦方向の流れが９０°偏向し、環状ギャップ回転ディ
フューザー４６の圧力回復を増大している。環状ギャッ
プ回転ディフューザー４６に接続している螺旋状ケーシ
ング４４は簡単にｔｌ・１成することができる。 第１１図によれば、渦巻室分シ１１器４は、トランペッ
ト型環状ギャップ回転ディフューザー５１６としてディ
フューザー中芯３８によって設けられている二つの吸引
管３５を示している。吸引管３５は分＾１１２″：ｒケ
ーシング５２の底部８６で終わってぃるので、渦巻室分
離器３に比べて渦巻室分離器の大きさが小さい。片寄り
羽根４７が環状ギャップ回転ディフューザー４６の出口
領域４５に配置されていて、円周方向及び縦方向に阻止
される吸引管内側の流れの回転を止めるために使用され
る（第１１図）。片寄り羽根は湾曲した金属羽根として
形造られるか、又はそのようにして設けられる。片寄り
羽根により、螺旋状ケーシング３９゜４４と対比して渦
巻室分離器４を小型化することができる。 第１２圓は、渦巻室分離器４に比べて簡単になっていて
、ケーシングの底部８６まで延びている吸引管３５０円
筒部と特有なディフューザー中芯３８とを有する渦巻室
分離器５を示す。ゲージングの底部８６における環状ギ
ヤツブ回転ディフェーザ−４６には、片寄り羽根４７も
配設されている（第１２図）、渦巻室分離器５は、吸引
管の圧力１員失を低減せしめるのに最適なものではない
が、構造が簡単な点で利点がある。 更に、吸引管３５の構造により区別された渦巻室分離器
６．７，８．９が第１３図乃至第１６図に概略的に示さ
れている。第１３［２１及び第１４図によれば、渦巻室
分＋’＋ｌ２Ｓ６．７の吸引管３５が、節単に構成され
ていて排出開口部と鋭利な流れの縁部とを有しない渦巻
室５０内に配設されている。 吸引室３５の出口部３７は渦巻室５０のケーシング底部
８６よりも突出している。吸引管３５はトランペット型
ディフューザー中芯を有していて渦巻室分、３１ＩＩ器
７内にも配置される簡単なトランペット型吸引管３５と
して設けられており、その結果、吸引管３５内の環状ギ
ャップ回転ディフューザー４６になっている。ディフュ
ーザー中芯３８の特殊な構造により、中芯のない吸引管
において見られ、且つ薄層流の阻止を妨げるような二次
又は三次循環による不利益な局部的バックプローがなく
なっている。環状ギャップ回転ディフューザー４６の外
部に螺旋状端部ケーシング又はガイド及び羽根を設ける
こともできる。 第１５図による渦巻室分離器８は、構造が節」１′Ｌな
ため、渦巻室５０における籠華な直列又は接続体のエレ
メントとして使用することができる。トランペット型吸
引管３５の出口部３７はケーシングの底部８６で終わっ
ているので、非常にコンパクトな分離器ケーシング５２
が得られる。（第１５図）。 他の簡単な実施例として渦巻室分離器９が第１６図に示
されている。ここでは、吸引管３５が角度付き分離器ケ
ーシング５２内に配置されており、円錐状回転ディフュ
ーザーとして構成されている。 吸引管３５の端部３７はケーシング底部８６から突出し
ている。図示されていないが、円錐状回転ディフェーザ
ーを吸引管３５に挿入することも可能である。ガイド端
部又は端部ケーシングを吸引管３５の出口端部３７に設
け、一方排出開口部を渦巻室５０に配置することもでき
る。 渦巻室５０の流れの縁部６６において、流れの損失に関
連して通常発生する渦を防ぐために、流れの縁部６６の
両側における垂直な二次速度を同一方向に且つ一定にす
るとよい。第１７図及び第１８図に示すように、これは
主流管路６９から流れの縁部６６に至る凹状円筒形の側
で達成される。 この場合、凹状に曲がった薄層側の二つのノ！Ｌれが主
流管路６９からばかりでなく渦５４からも流れの縁部６
６に向かって進む。 直接分離器による分離効率を増太さ仕るために、渦巻室
５０の円筒ケーシング４８は例えば螺旋状に対数曲線を
画いて湾曲している（第２０図）。 その結果、薄層例の流れにおける周辺速度としての流入
平均速度は一定のままか、又は薄層ケーシング底部の半
径方向の距訓と共に流れの方向に増加し、渦の回転軸か
らの距離の増加と共にイ戊少する。ケーシング摩擦阻止
の影口は、曲率１′−径の減少と共に螺旋状薄層ケーシ
ング流によって補償されている。排出開口部７日におけ
る縁部の流速は円筒ケーシング４８の蝿旋）：）造によ
って増Ｕｌｌされるので、渦巻室分剤２″ｉｌＯの沈降
及びＩＪト出効やも増大する。第１９図に示した如く、
断面（Ｖが増大している吸引管３５を渦巻室５０内ｌＯ
に配設づることもできる。 Ｔ−備分；’ＩＩＩ器を有する螺旋状直接分η１２ニア
６を設けることも可能である（第２１図）。従って、主
流管路６９のガス主流入口の前に予備分離２Ｓ４９を、
分離器ケーシング５２と同し高さに配置している。予備
分離器管路４９は一般に矩形断面を呈している。予備分
離器管路４９の主流凹状縁部法区域の全体には排出開口
部７８が設けられており、予備分離を向上せしめること
ができる。予備分離器管路４９の矩形断面は一定のまま
か、又は螺旋状構造により主流の方向に連続して減少し
ている。 これにより、予備分■の流れは螺旋状円筒ケーシング４
８を具備している渦巻室５０に入るまで加速されて、良
好な分離を得ることになる。 第２２図及び第２３図は、粗ガス入口８７を通り、数個
の接線方向入口スプリット５６を経て渦巻室５０へ至る
粗ガス用螺旋状直接分薄器７６として構成された渦巻室
分離器１２を示す。従って、渦５４は流れを４く薄板５
７により主流管路６９から分離される。各入口５６は流
れを導く二つの薄板５７間に配置されていて、分配ケー
シング５５を形成している。人ロスブリット５６は渦の
軸線と平行に配置されており、開口の大きさが同しで渦
巻室５０を囲んでいる。この多数の入口スプリット５６
により分離と沈降が向上される。流れを導（薄板５７は
同一の構造をなしている。これらはＩｌｖ旋状に曲がっ
ているか、又は螺旋状の対数曲線を画いており、薄層ケ
ーシング流が、入口５６を１ｌＩｌ過後、螺旋状又は対
数螺旋状に渦巻室５０へ導かれるように配置されている
。流れを専く薄板５７が比較的短い場合には、円状に曲
がった円筒板として設けられるが、螺旋状にも配置され
る。 こうすると、渦巻室分離器１２の構造が節Ｊ１）になる
。第２２図に示した如く、主流管路６９は周辺分布流を
有することができる。多数のスプリットと流れを専く薄
板５７を配置して、分布流か−・同以下の循環の後に入
口５６で終了するようにすることが可能である。又、半
径方向に広く延びた周辺流が得られるように主流管路６
９を構成することも可能である。入口と多数出口との間
の流れの加速度は多重にＷｉ環することによって得られ
、これにより出口は直接渦巻分剤ケーシングのスプリッ
ト入口でもある。第２２図及び第２３図に示されている
ように、排出開口部７日が、分配ケーシングばかりでな
く渦の周辺でも局部的な一次流区域により凹状に湾曲し
たすべての縁部区域におけるケーシング底部に設けられ
ており、これらの縁部において極端に湾曲した二次薄層
流の分離効率を利用している。第２３図による螺旋形直
接分離器７６は集塵器８０に接続されている。 渦巻室分離器１３が第２４図に示されているが、これは
渦５４の中心軸線に従って、その周りに放射状に配置さ
れている数個の円形業内羽根輸５９を有している。これ
らは、規則的に配列された流体案内湾曲ＦＥＷ仮５７か
ら成って、異なる基準半径を持っている。入口スプリッ
ト５６が各流体案内板５７間に設けられている。排出開
口部７８はすべての凹状をなす流れの１部における同一
ケーシング底部に配置されており、これは分配ケーシン
グ５５において塵の除去を向上せしめる外側甥旋状円筒
ケーソングを含んでいる。この渦巻室分離器１３の場合
、流体案内（反５７は薄板羽根又は案内薄板として設け
られているが、これは厚みの形状が殆ど流れに影響しな
いからである。渦巻室分ｌ？ＩＩＩ器１２と比べて、流
体案内板５７も螺旋状又は対数曲線をなしている。動つ
りあいのとれた鯉旋形−次流を得るための各羽根輪５９
による。＋ＩｉＩ！Ｉ！は、局部的な基準半径により行
われる。流体案内板５７にとって好ましい螺旋の曲率は
、はぼ円弧状２こずれば得られる。数個の渦巻室５０を
一つの渦巻室分離器にコンパクトに接続することも可能
である。その渦巻室分離器１４は第２５図に示されてい
て、一つの分離２１ケーシング５２に配置された三つの
渦巻室５０を有している。主流管路６９が渦巻室５０を
囲んでいるので、主流管路の流れの断面積は各渦巻室５
０の後て流れの方向に部分的に減少している。均一な厚
みの湾曲案内（反６１又は案内形状体６２は主ガス流６
０の流γＬから外れた領域に配置されている。案内板６
１又は形状体６２は螺旋形に曲がっているか、又；よ１
螺旋状の欠１数曲線をなしているが、円形状にも配置さ
れて恥旋状に調整され得る。第２６図には、四つの渦巻
室５０をコンパクトに配列した渦巻重分Ｌ’ｌＪ　２”
ｔ　１５が示されているが、循環主ガス流６０も示され
ている。案内形状体６２は、渦巻室分離器１４の場合と
同様に、主ガス流６０の流れから外れた領域に配設され
ている。これらは螺旋状に曲がった案内形状体６２の表
面を有して、対応する渦５４の方を向き、案内形状体の
凸状外面６３を具飾して円形に湾曲している。案内形状
体６２の先端６４は、流れの縁部６６に向かって配置さ
れている案内面６５を有していて、且つ流れの方向に断
面積が減少しでいる流動部６７が各渦巻室５０に設けら
れるように構成されている。渦巻室分離器１４及び１５
のコンパクトな配列は、流れの入口を有する直接分離器
として、最後の渦巻室５０を流れの方向に設けることに
よって変えることもできる。 直接分月１器からの残留粗ガスの浸透はないので、Ｗｉ
環分布流は得られない。渦巻室５０及び吸引管３５の幾
何学的構造によって、適用分野に好適の作用分離効率と
圧力Ｉ置火の減少により、渦巻室分諦器１４．１５を最
適条件にすることが可能である。 直接分離している渦巻室５０を直列に接続して、異なる
結合構造で配置することができる。・端部分ｈｉｌ器と
して直接分離２：を備えた直接分ＪＪＩ　している渦巻
室５０を閉した直列配置にすることは有益である。端部
直接分離器を使用しない場合には、直列に接続された直
接分濯渦巻室５０は、残留粗ガス除去による直接分離す
る基本的な開かれた直列状態に配設される。各渦巻室に
おいて、各浄化ガス中の鹿の含有里は低く、且つ一定か
又ｉよは＋、′Ｅ一定であって、残留粗ガス中の塵の含
有星は一定か又はほぼ一定であることが一つの利点であ
る。各残留粗ガス塵含有看は相応する構造によって主流
の方向に減少することができる。渦巻室分離器１６では
、渦巻室で流れの干渉がない簡単な）Ｉ′４造という特
別な利点が得られ、渦巻室５０の直列接続体として提供
されている（第２７図）。均一な１１Ａ巻室５０が一平
面上で中心軸線に沿って配置されている。主流管路６９
は、約１８０°の接触スパンドレルで案内形状体６２に
より各渦巻室から分離している。主流管路６９の自由流
れ断面積は各渦巻室５０の後方へ行くに従って減少せし
められている。開かれた基本直列接続体として設けられ
ている直列接続体６８の案内形状体６２は凹面側で螺旋
状に、且つ凸面側では円状に湾曲している。 主流管路６９の断面積が流れの方向に減少しているので
、楔形の直列に接続された渦巻室は構造上の利点を有し
ている。 渦巻室分離器エフは、第２８図によれば三つの直列接続
体６８から成っており、これによりその内の二つが平行
に配置され、残りの、第三列は反対方向に配置されてい
る。主流管路６９は二つの直列接続体６８に合流し、フ
ィードバック管路１１）に共に合流している。フィード
ハック管路１１１は、主流管路６９に接続された出口を
示している第三の直列接続体に入る。交互に這回する代
りに、渦巻室分離器１７を変えて、二つ又は三つの平行
直列接続体６８のみを池の直列体に接続するようにする
ことができる。粗ガスから浄化ガスへの変換効率が５０
％の基本直列体は有益である。 渦巻室分離器１７には排出開口部７８も配置され得る。 他の基本直列体は第２９図に示されていて、直接分ｙＩ
ｌｌ禍右室５０を有する直列接続体６８で構成されてい
る。このため、最大接触スパンドレルが提供されている
。その結果、渦巻室５０はループ型主流管路６９中に配
置されていて、コンパクトに収納されている。過度の容
積でもこの腫の＋１４Ｊ♂では比較的小さくなる。案内
形状体６２を、直列接続体７０における渦巻室５０に設
けられている案内板６１の代りに使用することもできる
。更に、直列接続体７０を各渦巻重分／１１１器１３と
して使用することも可能である。渦巻室分離２３１つの
（ｌの構造体は第３０図に示されており、断面積が減少
していて直列接続体として配πされている三つの渦巻室
５０を含んでいる。渦巻室５０のこのような直列接続体
７１ａは、扇形に配置された、円形状に平行に接続され
ている基本直列体で岱２＋：や一ランドに使用される。 二つの渦巻室５０の循環式放１■状直列疑続体７ｌが第
３１図による渦巻室分離器２０に設けられており、外側
円形主流管路６９と、最終分離器７４として構成されて
いる中央渦巻室５ｏとの間に配置されている。主流管路
６９は直列接続体７）において終了するか、又は循環分
布流を備えている。排出開口部７８は、渦巻室５０ばか
りでなく主流管路６９の凹状の流れの縁部区域にも配置
され得る。渦巻室基本直列体の循環式直列接続体におい
て、螺旋形の直接分離器７６として構成されている唯一
の最終分離器と結合する流れと、それによって場所が節
減されていることは大きな利点である。主流管路６９に
よれば、この分離器は初期子Ｘ１１１ｉＩ！動■モーメ
ントを有している。渦巻室分離器２０は非常にコンパク
トな構造の点で特徴があり、標準化された構造部品で作
られ、小型にすることができる。 環状周辺に・平行に接続されている同−渦巻室５０の多
数の直列接続体７２を有する渦巻室分離器２１を構成す
ることも可能である（第３２図）。 直列接続体７２は、末端骨＃器７４として構成されてい
る渦巻室５０に最終的に接続されている。 この末端分離器を螺旋形直接分離器７６として設けるこ
ともできる。主流管路６９はＶ８環流を達成して直列接
続体の配列を円状に囲んでいる。数列の渦巻室７２は直
接分離器渦巻室５０から成っている。 第３３図によれば一渦右室分離器２２は、分配管路１１
５に囲まれていて同心円に配設された二つの渦巻室環状
ステージ７３から成っている。外側渦巻室環状ステージ
７３には、平行に配置されていて中間分配管路７５に接
続している渦巻室５０を設けられている。内側渦巻室環
状ステージ７３の渦巻室５０は、中間分配管路７５によ
り末端分離器７４に接続している。渦巻分離器と渦巻室
５０との組合せのために、渦巻室分離器２２はいろいろ
な適用分野に非常に良く適合する。従って、各渦巻室環
状ステージ７３には渦巻室５０を設ける必要がない。詳
細に図示していないが、若干の渦巻室５０の代りに盲部
品を設けてもよい。７．−右室分離器２２により、標準
部品を有する循環式モジュラ−構造を提供することが可
能である。 第３４図乃至第４２図には様々な渦巻室分離器１６及び
２３乃至３０が示されており、渦巻室５０のいろいろな
接続体を構成している。渦巻室分割器２３．２４．１６
が渦巻室５００基本直列体として代表的に示されており
、これにより粗ガス’ｌｌ　８８が入って残留粗ガス９
７が出ることが矢印で表わされている。第３６１２１は
、−例としてｆＡ２室分離器１６において連続した基本
直列限定体の模形細まり流れを示している。 第３４図、第３５図及び第３６図に示されているように
、異なる種類の多重直列体が渦巻室５０の基本直列体に
よって得られ、第３７図乃至第４２図による渦巻室分離
器になっている。構成は、直接分離渦巻室５０の各基本
直列体の全吸引部によって決まる６多重直列体は、渦巻
室５０の標αζ化された基本直列体がプラントの建設に
使用できるという利点を有している。 第３７図に例示した多重直列接続体は２；１のグループ
比を示している。同一に構成された二つの渦巻室基本直
列体がもう一つの直列体に接続し、これが更に同一に構
成された渦巻室基本直列体に接続している。７１１）皇
室基本直列体の全吸引比は０゜５又は５０％である。第
３８図に示されている多重直列接続体は、３；ｌのグル
ープ比と、１／３の／ｌ！！１巻室基本右室体の全吸引
比を有している。第３９図は二段階の３：２のグループ
比を有する他の多重直列体を示している。渦巻室基本直
列体の全吸収比は２／３である。 第３９図に例示されているように、一つのプラント又は
一つの多重ｌ＾巻皇室設備おいて、異なるグループ比の
渦巻室基本直列体を配置することが可能である。第３９
図による渦巻室分離器２７の次第に少なくなっていく基
本直列接続体は、４１’Ａ　Ｍ形直１妾分離器７６又は
他の直接分離器として構成されている末端骨＾１１器へ
最終的には接続されている。従って、予備分離処理のた
め小型になっている末端分ηｌ器として繊維フィルター
又は静電フィルターを使用することも可能である。直接
骨ｉＺ［渦巻室基本直列体におけるＱ終段階の残留流体
は全粗ガス入口へ戻される。戻された流体は渦巻室基本
直列体の二段階の間に導入することもできる。 循環接続体と部分循環接続体とにすることも可能である
。 第４０図乃至第４２図には、渦巻室基本直列体の各段階
が、第３６図に示されているようにコンパクトな構造に
使用される楔形基本直列体ケーシングを有する渦巻室分
離器２８，２９．３０と共に示されている。粗ガスは、
外側の全ガス入口管路８３から渦巻室５０の様々な基本
直列体を通って、前記の如く螺旋形骨ＮＪ器７６として
構成されている末端分離器７４に至る。 第４３図は、主流管路６９と、三つの渦巻室５０と、螺
旋形直接分ｌｆ、Ｉ器７６として構成されている末端分
離器とを有する渦巻室分離器３１としての閉しられた直
接分離渦巻室基本直列体を示している。渦巻室分離器３
１は渦巻室５０に案内板６１又は案内形状体６２を設け
ることができる。 第４４図には塵分離設置ｆａ３２が示されていて、集塵
器８０と、渦巻室分離器３）による閉じられた直接分離
渦巻室基本直列体１１９の平行接続体とにより構成され
ている。各渦巻室基本直列体１１９は、模形ケーシング
１１６内に配置されていて、連続して出口部の方に向か
って減少していく渦巻室５０の直列接続体６８．７１．
７１ａから成っている。各渦巻室基本直列体は平行に配
置されていて全粗ガス入口管路８３に接続し、渦巻室基
本直列体１１９間の喫状空間が端部１１７の方に向かっ
て増大するようになついる。これにより自由空間が得ら
れ、吸引設備８１の効率を向上せしめている。集塵器８
０はケーシング７９の下部に配置された漏斗を示してい
る。塵はこれらの漏斗を通してケーシング７９から除去
される。吸引設（ｌｉ８１はケーシング７９の一方の側
に配設されて；３す、集塵器８０から流体を（菫かに除
去し、詳細には図示しないが、直接分離渦巻室基本直列
体の排出開口部７８における出口流を生しるようにして
いる。これにより、渦巻室５ｏがらの塵の除去が向上し
、分離効率が増大する。基本直列体ケーシングの楔形の
先細形状のために、各渦巻室分Ｍ２Ｈ３１間に模状空間
を生し、塵の吸引によって生しる出口流を一律にしてい
る。 第４５図は、全粗ガス入口管路８３に接続されている三
つの螺旋状直接分離器７６を有する塵分離設備３３を示
す。集塵器８０のケーシング７９に１よ、粗ガス入口８
７の区域において全粗ガス入口管路８３に接続している
流体出口８２を有する吸引設備８１が設けられている。 吸引設備８１の吸引孔８４の前には衝撃分離器８５が配
置されている。吸引設備８）によって集塵器８０から吸
引される流体の塵含有覆は、このプレート状衝撃分諦器
８５により減少する。衝撃分離器の分離はプレート端部
で流れが塵分離設備３２．３３による直接骨折設備は、
第４６図に示されている塵骨折設備３３に設けられてお
り、これは、分離器ケーシング５２の外部に配置されて
いて、浄化ガス流媒体９６用のＦ、ｆｆ　ｔｊｌに構成
されたコレクターケーシング内で柊っている吸引管３５
の回転ディフューザーを有している。 第４７図に示されている塵分、離設備３４には、水平に
向いていて、重なり合い、近接して平行に接続された直
接分離渦巻室基本直列体が配置されている。浄化ガス流
媒体９６の分離に使用される箱型内部捕集管路１１２，
１１３には、吸引管３５の回転ディフューザーが接続さ
れている。吸引設備８１は、塵分離設備３４のために、
衝撃分離器８５によって覆われた吸引孔８４を備えてい
る。 衝撃分離器８５は遮蔽物として設けられているので、吸
引流体は集塵器８０の出口から離れていなければならな
い。小型分離器１１４が吸引設備８１の流体出口８２に
配設されていて、吸引流体の塵の沈降捕集に使用される
。小型分離器１１４は螺旋状直接分離器７６として設け
ることができる。 〔発明の効果〕 上述の如く、本発明の渦巻分離器は従来型とは胃なるト
ランペット型吸引管を螺旋状本体内に使用しているので
、流れが円滑で抵抗が少なく、従って圧力…失が低いの
で分離効果がよい。又、この分離器を直列及び並列に接
続してコンバク１−に配置し、大容量の分割処理を行う
ことかできるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は渦巻室分離器の分解断面図、第２図は第３図の
Ａ−Ａ線に沿った渦巻室分離器の断面側面図、第３図は
渦巻室分離器の概略断面図、第４図乃至第１６図は渦巻
室分離器の概略平面及び側面断面図、第１７図及び第１
８図は流れの縁部の斜視図及び平面図、第１９図乃至第
２４図は他の渦巻室分離器の各概略図、第２５図乃至第
４７図は渦巻室弁Ｊ２Ｓの多重室方式の各概略図である
。 １乃至３１・・・・渦巻室分離器、３５・・・・吸引管
、５０・１１．渦巻室、５２・・・・分離器ケーシング
、７８・・・・排出開口部、８８．・、・粗ガス流、９
６．、、。 浄化ガス流、９７・・・・残留ガス流、１０４・・・・
二次流、１０９・、・・接触帯。 ｉｇｊ Ｆｉｇ８ Ｆｔ’ｇ、９ マ ＋Ｉｆ 二　　　　　　　ｆｔ Ｆｉｇ、ＩＩ ｉｇＪ２ Ｆｔ’ｇ、Ｉ３ グ ！ ダθ Ｆｉａ、１４ ’　　　　　　　Ｆｔ’ｇ、２７ Ｆｉｇ、２Ｂ Ｆｉｇ、２９ Ｆｔ’ｇ、１３ Ｆｊｇ、４１゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）渦巻室分離器の中央領域において、共軸であって
   中心面に対して互いに逆の位置に配設されている二つの
   吸引管を通して吸引によって特に軽い粒子を除去するこ
   とにより、渦巻室分離器における遠心力により粒子を分
   類及び／又は分級するばかりでなく、混合気体（気体−
   気体）及び／又は混合流動体（流動体−流動体）を分離
   するのと同様に、気体及び／又は液体媒質（連続相）か
   ら固体及び／又は液体粒子（分散相）を分離及び／又は
   沈降除去する方法において、運動量モーメントの発生時
   における流れの抵抗を少なくするために、主流体と渦と
   の接触区域が円筒ケーシングで調整され、渦巻室で二次
   循環する薄層底部流における接線方向の初期インパルス
   が薄層底部流インパルスの減少によって増大し、圧力効
   果がないのでインパルスの損失を少なくするために、動
   つりあいのとれた薄層底部流が一定又はほぼ一定の平均
   主流速度により得られ、浄化気体流が出口の方に向かっ
   て増加している断面を有する吸引管を通過し、流速が非
   常に高い区域では縦方向の流れが殆どなく、浄化気体流
   が出口に向かって速度を増加し乍ら吸引管の外側に沿っ
   て通ることを特徴する方法。 （２）動つりあいのとれた薄層底部流が、主流管路ケー
   シング及び／又は渦巻室ケーシングの螺旋状曲率によっ
   て得られることを特徴とする、特許請求の範囲（１）に
   記載の方法。 （３）浄化気体流が直線的に又は漸次減少する曲率を有
   する動つりあいのとれた吸引管の外側に沿って通り、且
   つ内側で直線的に又は漸次増大する曲率を有する該吸引
   管を通過することを特徴とする、特許請求の範囲（１）
   又は（２）に記載の方法。 （４）循環流が吸引管において得られることを特徴とす
   る、特許請求の範囲（３）に記載の方法。 （５）渦巻室における渦と主流管路の薄層ケーシング流
   が凹状に湾曲していて流れの縁部を通り、流れの縁部の
   両側における垂直な二次的速度が平行に且つ局部的に設
   けられるようにしたことを特徴とする、特許請求の範囲
   （１）に記載の方法。 （６）循環又は非循環主流体が、渦の軸線に平行で且つ
   渦巻室と同し高さに配設されている接線方向の流れの入
   口を経て渦に入ることを特徴とする、特許請求の範囲（
   １）に記載の方法。 （７）循環又は非循環主流体が、渦の中心軸線に対して
   様々な半径距離で配置されていて規則的に設けられた接
   線方向の流れの入口を経て渦に入ることを特徴とする、
   特許請求の範囲（６）に記載の方法。 （８）吸引管の出口区域における環状流が、案内羽根に
   よってそれた後、低流速の流れに変換されることを特徴
   とする、特許請求の範囲（４）に記載の方法。 （９）少なくとも一つの渦巻室が流れの鋭い縁部と、渦
   巻室に共軸に配置されていて端部壁から互いに延び、且
   つ浄化気体出口と接続して拡張出口を具備している二つ
   の吸引管とを有することにより、案内具が入口の内側端
   部間に配置されており、吸引管３５は入口部３６から出
   口部３７にかけて増大する断面で構成されていることを
   特徴とする、特許請求の範囲（１）乃至（８）に記載の
   方法を実施するための渦巻室分離器。 （１０）吸引管３５が円錐状に構成されているか、又は
   トランペット型吸引管として構成されていることを特徴
   とする、特許請求の範囲（９）に記載の渦巻室分離器。 （１１）吸引管３５の壁面曲率が入口部３６から出口部
   ３７の方に向かって漸増していることを特徴とする、特
   許請求の範囲（９）又は（１０）に記載の渦巻室分離器
   。 （１２）中芯又はディフューザー中芯３８が吸引管３５
   に配置されていることを特徴とする、特許請求の範囲（
   ９）乃至（１１）の何れかに記載の渦巻室分離器。 （１３）回転ディフューザーとしての螺旋状ケーシング
   ３９、４４が各吸引管３５における出口部３７に配置さ
   れていて、ディフューザー中芯３８と接線方向に合体し
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲（９）乃至（
   １２）の何れかに記載の渦巻室分離器。 （１４）吸引管３５の入口４０の区域において、ディフ
   ューザー中芯３８が、半径方向に配設されたビード４２
   と、吸引管３５に対応した流れの案内面４３とを有する
   流れのガイド４１により一体として構成されていること
   を特徴とする、特許請求の範囲（１３）に記載の渦巻室
   分離器。 （１５）螺旋状ケーシング３９、４４がディフューザー
   による流れの方向に拡大されていることを特徴とする、
   特許請求の範囲（１３）に記載の渦巻室分離器。 （１６）円周に配設された片寄り羽根４７が、吸引管３
   ５におけるディフューザー中芯３８によって構成されて
   いる環状すきま回転ディフューザー４６の出口領域４５
   に設けられていて、円周方向及び縦方向に阻止される吸
   引管内の流れの回転を止めるために使用されることを特
   徴とする、特許請求の範囲（９）乃至（１２）の何れか
   に記載の渦巻室分離器。 （１７）少なくとも一つの渦巻室が流れの鋭い縁部と、
   渦巻室に共軸に配置されていて端部壁から互いに延び、
   且つ浄化気体出口と接続して拡張出口を具備している二
   つの吸引管とを有することにより、案内具が入口の内側
   端部間に配置されており、渦巻室５０の円筒ケーシング
   ４８は螺旋状又は螺旋状の対数曲線をなしていることを
   特徴とする、特許請求の範囲（１）乃至（８）に記載の
   方法を実施するための渦巻室分離器。 （１８）流れの方向に連続的に減少している断面を有す
   る予備分離器管路４９が、渦巻室分離器ケーシング５２
   の主流入口５１の前に配置されていることを特徴とする
   、特許請求の範囲（９）乃至（１７）の何れかに記載の
   渦巻室分離器。 （１３）予備分離器管路４９が渦巻室５０の高さに設け
   られていて矩形断面を具備し、且つ渦巻室５０の周りに
   螺旋状に配置されていることを特徴とする、特許請求の
   範囲（１８）に記載の渦巻室分離器。 （２０）排出開口部７８が、主流に関して凹状である流
   れの縁部の領域で、予備分離器管路４９のケーシング５
   ３内の固形物用出口として配置されていることを特徴と
   する、特許請求の範囲（１８）に記載の渦巻室分離器。 （２１）分配ケーシング５５を囲む渦５４が、渦５４に
   対応して渦５４と同じ高さで、少なくとも一つの接線方
   向入口スプリット５６を有する分離器ケーシング５２に
   設けられていることを特徴とする、特許請求の範囲（９
   ）乃至（２０）の何れかに記載の渦巻室分離器。 （２２）分配ケーシング５５が、渦５４を囲んでいて入
   口スプリット５６を形成している、全体として環状に配
   置された流れの食い違い案内板５７で構成されているこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲（２１）に記載の渦巻
   室分離器。 （２３）流体案内板５７が螺旋状又は螺旋状の対数曲線
   をなしていることを特徴とする、特許請求の範囲（２２
   ）に記載の渦巻室分離器。 （２４）流体案内板５７が円筒状セグメントとして設け
   られていることを特徴とする、特許請求の範囲（２２）
   に記載の渦巻室分離器。 （２５）円筒状セグメントは、入口スプリット５６を通
   過する部分流が螺旋状又は対数螺旋状に通るように配設
   されていることを特徴とする、特許請求の範囲（２４）
   に記載の渦巻室分離器。 （２６）異なる基準半径を有する数個の円形羽根輪５９
   と、規則的に配列された流体案内湾曲板５７とが渦５４
   を囲んでいる渦５４の中心軸線５８の半径方向に設けら
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲（２１）乃
   至（２５）の何れかに記載の渦巻室分離器。 （２７）均一な厚みの湾曲案内板６１又は案内形状体６
   ２が、数個の渦巻室５０を構成するために主気体流６０
   から外れた領域にコンパクトに配置されていることを特
   徴とする、特許請求の範囲（９）乃至（２６）の何れか
   に記載の渦巻室分離器。 （２８）主流管路６９が、同一渦巻室５０の波形直列接
   続体を構成するために、案内板６１又は案内形状体６２
   により渦巻室５０から分離していることを特徴とする、
   特許請求の範囲（２７）に記載の渦巻室分離器。 （２９）固形物用排出開口部７８が、分離器ケーシング
   ５２と、局部的な一次流れ区域により凹状に湾曲した縁
   部区域における分配ケーシング５５との同一ケーシング
   底部８６に配置されていることを特徴とする、特許請求
   の範囲（９）乃至（２８）の何れかに記載の渦巻室分離
   器。 （３０）集塵器８０のケーシング７９に渦巻室５０を配
   置するために、吸引設備８１が、局部循環流を生じる全
   粗ガス入口管路８３に接続されている流体出口８２を有
   する集塵器８０に設けられていることを特徴とする、特
   許請求の範囲（２７）乃至（２９）の何れかに記載の渦
   巻室分離器。