JPS635140B2 - - Google Patents
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- JPS635140B2 JPS635140B2 JP54160241A JP16024179A JPS635140B2 JP S635140 B2 JPS635140 B2 JP S635140B2 JP 54160241 A JP54160241 A JP 54160241A JP 16024179 A JP16024179 A JP 16024179A JP S635140 B2 JPS635140 B2 JP S635140B2
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- particle
- swirling chamber
- particles
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/08—Vortex chamber constructions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
- B04C5/181—Bulkheads or central bodies in the discharge opening
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Cyclones (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、固形粒子または液状粒子（以下、単
に粒子という。）を含む流体から遠心力により前
記粒子を分離または、選択分離するのに好適な遠
心分離機に関するものである。
に粒子という。）を含む流体から遠心力により前
記粒子を分離または、選択分離するのに好適な遠
心分離機に関するものである。
従来、大流量のガス体から粒子を分離する装置
として内部に比較的小さい多数の遠心分離機を有
するマルチ遠心分離機が使用されている。ここで
従来から問題になつているのは、マルチ遠心分離
機の内部に使用される単一遠心分離機の性能とそ
れを多数使用したマルチ遠心分離機の性能との間
に大きな差があるということである。たとえば単
一遠心分離機では粒子の粒径が10μ以上であれば
ほぼ100％除去できたものが、マルチ遠心分離機
にした場合に粒子の除去率が20〜30％程度まで落
ち、遠心分離機としての性能に大きな問題を生ず
ることが普通であつた。
として内部に比較的小さい多数の遠心分離機を有
するマルチ遠心分離機が使用されている。ここで
従来から問題になつているのは、マルチ遠心分離
機の内部に使用される単一遠心分離機の性能とそ
れを多数使用したマルチ遠心分離機の性能との間
に大きな差があるということである。たとえば単
一遠心分離機では粒子の粒径が10μ以上であれば
ほぼ100％除去できたものが、マルチ遠心分離機
にした場合に粒子の除去率が20〜30％程度まで落
ち、遠心分離機としての性能に大きな問題を生ず
ることが普通であつた。
つまり、従来の理論では単一遠心分離機とそれ
を使用するマルチ遠心分離機との大きな性能の差
は、ガスが旋回室に入る入口部でのガス流速がマ
ルチ遠心分離機では均一でないためであるといわ
れて来た。しかし前記従来理論は旋回室に入るガ
ス流速ならびに旋回室内部のガス流速が、それ以
前の流速に比べて５〜10倍に達していることを考
えると理論的でなく、また実験によつても旋回室
入口部でのガス流速はほぼ均一でありマルチ遠心
分離機の極端な性能低下には影響していないこと
がわかつた。第１図は従来使用されて来た代表的
な遠心分離機の断面図で第２図はその―断面
図である。第１図および第２図において、ガス入
口室１１内の粒子を含んだガス体はガス体入口胴
体１に設けられた案内板１ｃによつて周方向の速
度を与えられた上でガス体入口孔１ａから円筒状
の旋回室２内に流入する。ガス体入口胴体１なら
びに旋回室２においてガス体に含まれる粒子は、
ガス体との比重差ならびに遠心力により旋回室２
内でその半径方向外側に移動し、下方にある粒子
排出部４近くではその移動を終了し、旋回室２の
内壁に沿いながら粒子排出部４の外周部より粒子
集積室１３に排出される。一方粒子が分離された
清浄ガスは旋回室２の中心部に開口３ａを有する
内管３を通り、清浄ガス室１２に導かれる。以上
の説明は従来の遠心分離機に関して一般的な説明
としてなされて来たことであるが、この遠心分離
機を多数備えたマルチ遠心分離機として見た場
合、マルチ遠心分離機の真の性能低下原因が究明
されずにいたものである。その原因とは旋回室２
のガス体の旋回が排出部４においても強力であ
り、その強い旋回力は容易に消えることはなくま
たガス体が旋回していれば必ず軸流速度成分が存
在するということである。上記現象として旋回室
２および粒子排出部４のガス体と粒子の流れを旋
回速度成分を除いて示したものが第３図である。
第３図において粒子排出部４において強力な旋回
があるということから旋回室２の中心部では粒子
流FPを伴うガス流FGは外部の粒子集積室１３か
ら旋回室２の内部に再び引き込まれており、その
引き込まれたガス量に見合うガス量がガス流
FG′に示す如く粒子排出部４の外周部より旋回室
２の外部である粒子集積室１３に流出している。
すなわち粒子排出部４を出入りする相当大きなガ
ス流FG，FG′があり、このガスの流れが単一遠心
分離機とマルチ遠心分離機との間の大きな性能の
差を与えていることが判明した。すなわち単一遠
心分離機でも第３図に粒子流FP′、ガス流FG′、
ガス流FGとして示すガス体の流れは存在するが、
単一遠心分離機の場合は粒子排出部４の外側であ
る粒子集積室１３でもガス体の旋回が維持されて
いるため粒子は粒子排出部４の中心部より外周側
に移動し、この為に粒子集積室１３から旋回室２
の中心に戻るガス流FGには粒子をほとんど含ん
でいないため第３図に示す粒子流FPは存在せず
にガス流FGだけであり、よつてガス流FGの循環
流は性能を低下させる原因とはならない。一方マ
ルチ遠心分離機においては各遠心分離機の粒子排
出部４が隣り合つて多数配置されているため第３
図に示すガス流FGの循環流は粒子流FPを伴い大
巾な性能低下の原因となる。つまり各遠心分離機
において隣合つている多数の循環ガス流FGは隣
同志がそれぞれ打消し合うような旋回流を持つて
いるため粒子排出部４の外側である各遠心分離機
が面している粒子集積室１３では複雑な乱流現象
が発生しており、単一遠心分離の場合と大きく相
違することになる。
を使用するマルチ遠心分離機との大きな性能の差
は、ガスが旋回室に入る入口部でのガス流速がマ
ルチ遠心分離機では均一でないためであるといわ
れて来た。しかし前記従来理論は旋回室に入るガ
ス流速ならびに旋回室内部のガス流速が、それ以
前の流速に比べて５〜10倍に達していることを考
えると理論的でなく、また実験によつても旋回室
入口部でのガス流速はほぼ均一でありマルチ遠心
分離機の極端な性能低下には影響していないこと
がわかつた。第１図は従来使用されて来た代表的
な遠心分離機の断面図で第２図はその―断面
図である。第１図および第２図において、ガス入
口室１１内の粒子を含んだガス体はガス体入口胴
体１に設けられた案内板１ｃによつて周方向の速
度を与えられた上でガス体入口孔１ａから円筒状
の旋回室２内に流入する。ガス体入口胴体１なら
びに旋回室２においてガス体に含まれる粒子は、
ガス体との比重差ならびに遠心力により旋回室２
内でその半径方向外側に移動し、下方にある粒子
排出部４近くではその移動を終了し、旋回室２の
内壁に沿いながら粒子排出部４の外周部より粒子
集積室１３に排出される。一方粒子が分離された
清浄ガスは旋回室２の中心部に開口３ａを有する
内管３を通り、清浄ガス室１２に導かれる。以上
の説明は従来の遠心分離機に関して一般的な説明
としてなされて来たことであるが、この遠心分離
機を多数備えたマルチ遠心分離機として見た場
合、マルチ遠心分離機の真の性能低下原因が究明
されずにいたものである。その原因とは旋回室２
のガス体の旋回が排出部４においても強力であ
り、その強い旋回力は容易に消えることはなくま
たガス体が旋回していれば必ず軸流速度成分が存
在するということである。上記現象として旋回室
２および粒子排出部４のガス体と粒子の流れを旋
回速度成分を除いて示したものが第３図である。
第３図において粒子排出部４において強力な旋回
があるということから旋回室２の中心部では粒子
流FPを伴うガス流FGは外部の粒子集積室１３か
ら旋回室２の内部に再び引き込まれており、その
引き込まれたガス量に見合うガス量がガス流
FG′に示す如く粒子排出部４の外周部より旋回室
２の外部である粒子集積室１３に流出している。
すなわち粒子排出部４を出入りする相当大きなガ
ス流FG，FG′があり、このガスの流れが単一遠心
分離機とマルチ遠心分離機との間の大きな性能の
差を与えていることが判明した。すなわち単一遠
心分離機でも第３図に粒子流FP′、ガス流FG′、
ガス流FGとして示すガス体の流れは存在するが、
単一遠心分離機の場合は粒子排出部４の外側であ
る粒子集積室１３でもガス体の旋回が維持されて
いるため粒子は粒子排出部４の中心部より外周側
に移動し、この為に粒子集積室１３から旋回室２
の中心に戻るガス流FGには粒子をほとんど含ん
でいないため第３図に示す粒子流FPは存在せず
にガス流FGだけであり、よつてガス流FGの循環
流は性能を低下させる原因とはならない。一方マ
ルチ遠心分離機においては各遠心分離機の粒子排
出部４が隣り合つて多数配置されているため第３
図に示すガス流FGの循環流は粒子流FPを伴い大
巾な性能低下の原因となる。つまり各遠心分離機
において隣合つている多数の循環ガス流FGは隣
同志がそれぞれ打消し合うような旋回流を持つて
いるため粒子排出部４の外側である各遠心分離機
が面している粒子集積室１３では複雑な乱流現象
が発生しており、単一遠心分離の場合と大きく相
違することになる。
従つてマルチ遠心分離機の場合は旋回室２に戻
るガス流FGのガス体には粒子流FPが含まれ、そ
れがそのまま内管３を通じて清浄ガスと共に清浄
ガス室１２に導かれるためその分離性能は著しく
悪化する。またこの場合のマルチ遠心分離機の性
能は粒子排出部４の外側の乱流速度と粒子の自重
による自然沈降速度との関連で決まることにな
る。ここで比重２〜３程度の粒子の自然沈降速度
は粒径が100μで30cm／ｓ、10μで0.3cm／ｓと非常
に遅く、排出部外側における乱流速度100cm／ｓ
を考えると粒径が100μと大きい粒子でも余り分
離機されず、また10μ程度の粒子ではまつたく分
離を期待できないと判断すべきである。すなわち
従来のマルチ遠心分離機では第３図にガス流FG、
粒子流FPとして示す粒子排出部４における循環
流のために粒径100μ以下の粒子の分離効率は極
端に低下するという欠点を有するものである。
るガス流FGのガス体には粒子流FPが含まれ、そ
れがそのまま内管３を通じて清浄ガスと共に清浄
ガス室１２に導かれるためその分離性能は著しく
悪化する。またこの場合のマルチ遠心分離機の性
能は粒子排出部４の外側の乱流速度と粒子の自重
による自然沈降速度との関連で決まることにな
る。ここで比重２〜３程度の粒子の自然沈降速度
は粒径が100μで30cm／ｓ、10μで0.3cm／ｓと非常
に遅く、排出部外側における乱流速度100cm／ｓ
を考えると粒径が100μと大きい粒子でも余り分
離機されず、また10μ程度の粒子ではまつたく分
離を期待できないと判断すべきである。すなわち
従来のマルチ遠心分離機では第３図にガス流FG、
粒子流FPとして示す粒子排出部４における循環
流のために粒径100μ以下の粒子の分離効率は極
端に低下するという欠点を有するものである。
以上述べたようにマルチ遠心分離機の性能低下
の原因は粒子排出部での循環流の存在であり、ま
たその量が非常に大きいということである。
の原因は粒子排出部での循環流の存在であり、ま
たその量が非常に大きいということである。
本発明の目的は、分離性能の低下原因である粒
子排出部での循流を極力少なくすると共に、旋回
室内で分離された粒子が清浄流体中に混入するこ
とを防止して分離性能を大巾に向上させた遠心分
離機を提供するにある。
子排出部での循流を極力少なくすると共に、旋回
室内で分離された粒子が清浄流体中に混入するこ
とを防止して分離性能を大巾に向上させた遠心分
離機を提供するにある。
上記目的達成の為、本発明は、胴体内に粒子を
含む流体を導く入口部を設け、この入口部から導
かれた流体が旋回しながら軸方向に流下して粒子
を分離させる旋回室を胴体内に形成し、旋回室で
粒子を分離された清浄流体を外方に導出させる内
管を旋回室の中央に軸方向に沿つて配設し、旋回
室で分離された粒子を外部に排出させる排出流路
を有する粒子噴出部材を旋回室の端部に設置し、
この旋回室内壁に面した前記粒子噴出部材の外周
に円環状の溝部を形成し、しかも該溝部底部に排
出流路を開口させ、更に旋回室から前記内管に向
う清浄流体が滑らかに転向するように粒子噴出部
材に旋回室内部へ突き出した突出部を設けると共
に、ここの突出部には軸方向に貫通した他の流路
を形成した遠心分離機にある。
含む流体を導く入口部を設け、この入口部から導
かれた流体が旋回しながら軸方向に流下して粒子
を分離させる旋回室を胴体内に形成し、旋回室で
粒子を分離された清浄流体を外方に導出させる内
管を旋回室の中央に軸方向に沿つて配設し、旋回
室で分離された粒子を外部に排出させる排出流路
を有する粒子噴出部材を旋回室の端部に設置し、
この旋回室内壁に面した前記粒子噴出部材の外周
に円環状の溝部を形成し、しかも該溝部底部に排
出流路を開口させ、更に旋回室から前記内管に向
う清浄流体が滑らかに転向するように粒子噴出部
材に旋回室内部へ突き出した突出部を設けると共
に、ここの突出部には軸方向に貫通した他の流路
を形成した遠心分離機にある。
以下、本発明の実施例を図面に従つて説明す
る。
る。
第４図から第６図までは本発明の一実施例であ
る遠心分離機の構造を示す。図において、第１図
と同一符号は同一部品を示す。旋回室２の下方に
粒子噴出部６を設置する。この粒子噴出部６は、
円板形状をしておりその上面の外周側には旋回室
２の内壁との間に粒子に含まれる最大粒径のもの
が通過できる大きさの円環状の粒子排出溝４ａが
形成され、この底面には、第６図に示す如く粒子
排出部６の底面にまで貫通した外側小孔６ａが設
けられている。更に前記粒子噴出部６の上面中央
部には、旋回室２の中心に突出する円錐状の突出
部を形成しているガス案内部１５を設けると共に
そのガス案内部１５の頂部には噴出部６の底面に
まで貫通した内側小孔６ｂが設けられている。こ
のガス案内部１５は旋回室の軸方向と直角方向に
円形状断面を有するよう形成されている。ここで
粒子噴出部６の外側小孔６ａの位置は旋回室２の
内壁にほぼ接して位置させこの内側小孔６ａを複
数個設ける際には同一径上に位置させることが望
ましい。また、ガス体入口胴体１の構造も第５図
に示す如く外径方向に伸びた従来の案内板１ｃを
取り除き、胴体にガス体入口孔１ｂを直接開口さ
せて粒子を含んだガス流を入口胴体１の内壁面に
沿つた流れとする構造にして、ガスに含まれて導
入される粒子がガス体入口胴体１の内壁面に直接
衝突して侵蝕することを防止している。
る遠心分離機の構造を示す。図において、第１図
と同一符号は同一部品を示す。旋回室２の下方に
粒子噴出部６を設置する。この粒子噴出部６は、
円板形状をしておりその上面の外周側には旋回室
２の内壁との間に粒子に含まれる最大粒径のもの
が通過できる大きさの円環状の粒子排出溝４ａが
形成され、この底面には、第６図に示す如く粒子
排出部６の底面にまで貫通した外側小孔６ａが設
けられている。更に前記粒子噴出部６の上面中央
部には、旋回室２の中心に突出する円錐状の突出
部を形成しているガス案内部１５を設けると共に
そのガス案内部１５の頂部には噴出部６の底面に
まで貫通した内側小孔６ｂが設けられている。こ
のガス案内部１５は旋回室の軸方向と直角方向に
円形状断面を有するよう形成されている。ここで
粒子噴出部６の外側小孔６ａの位置は旋回室２の
内壁にほぼ接して位置させこの内側小孔６ａを複
数個設ける際には同一径上に位置させることが望
ましい。また、ガス体入口胴体１の構造も第５図
に示す如く外径方向に伸びた従来の案内板１ｃを
取り除き、胴体にガス体入口孔１ｂを直接開口さ
せて粒子を含んだガス流を入口胴体１の内壁面に
沿つた流れとする構造にして、ガスに含まれて導
入される粒子がガス体入口胴体１の内壁面に直接
衝突して侵蝕することを防止している。
次に、上記構造の遠心分離機において、ガス体
中の粒子を分離する作用を説明する。第４図にお
いて、ガス体入口孔１ｂから遠心分離機の旋回室
２内に導かれた粒子を搬送するガスは、ガス流
FGとして破線で示す如く旋回室２内の旋回で分
離された粒子流FP′と共に、粒子噴出部６の外周
に形成された粒子排出溝４ａに入る。環状の排出
溝４ａを設けた理由は次の通りである。即ち、粒
子噴出部６の上面では、旋回室２内でのガスの旋
回により、外周部と中心部で圧力差が生じ、外周
部から中心方向への流れが生ずる。しかし粒子は
旋回室２内での旋回により粒子噴出部６の外周に
ある粒子排出溝４ａに流入する。前記粒子排出溝
４ａ内に粒子が入つてしまえば、粒子噴出部６の
上面に生じている外周部から中心方向への流れに
粒子排出溝４ａ内の旋回粒子が混入する可能性は
少なくなる。
中の粒子を分離する作用を説明する。第４図にお
いて、ガス体入口孔１ｂから遠心分離機の旋回室
２内に導かれた粒子を搬送するガスは、ガス流
FGとして破線で示す如く旋回室２内の旋回で分
離された粒子流FP′と共に、粒子噴出部６の外周
に形成された粒子排出溝４ａに入る。環状の排出
溝４ａを設けた理由は次の通りである。即ち、粒
子噴出部６の上面では、旋回室２内でのガスの旋
回により、外周部と中心部で圧力差が生じ、外周
部から中心方向への流れが生ずる。しかし粒子は
旋回室２内での旋回により粒子噴出部６の外周に
ある粒子排出溝４ａに流入する。前記粒子排出溝
４ａ内に粒子が入つてしまえば、粒子噴出部６の
上面に生じている外周部から中心方向への流れに
粒子排出溝４ａ内の旋回粒子が混入する可能性は
少なくなる。
上記の理由で、効率よく粒子排出溝４ａ内で旋
回している粒子とその搬送ガスは、外側小孔６ａ
を通つて粒子集積室１３に排出されるが、その
後、粒子搬送ガス流FG′は、円錐形状のガス案内
部１５を有する粒体噴出部６の頂部近くに形成さ
れた内側小孔６ｂを通じて旋回室２の内部にガス
流FGとして再流入する。この粒子搬送ガス流
FG′，FGの流れは、粒子噴出部６の内側である旋
回室２でのガスの旋回により丁度粒子排出溝４ａ
のある外周部と内周部とで圧力差が生じており、
この圧力差により流体力学的に上述したガス流
FG′，FGが自然に生ずる。
回している粒子とその搬送ガスは、外側小孔６ａ
を通つて粒子集積室１３に排出されるが、その
後、粒子搬送ガス流FG′は、円錐形状のガス案内
部１５を有する粒体噴出部６の頂部近くに形成さ
れた内側小孔６ｂを通じて旋回室２の内部にガス
流FGとして再流入する。この粒子搬送ガス流
FG′，FGの流れは、粒子噴出部６の内側である旋
回室２でのガスの旋回により丁度粒子排出溝４ａ
のある外周部と内周部とで圧力差が生じており、
この圧力差により流体力学的に上述したガス流
FG′，FGが自然に生ずる。
本実施例の流体力学的な効果について説明する
と、従来構造の粒子排出部４中央部の大きな開口
部に相当する位置に設けた円錐形状の突出し部で
あるガス案内部１５を有する粒子噴出部６は、前
述の粒子噴出部６を通じて流れる往復流（循環
流）の障害物として作用するため、循環流を極端
に少なくすることが出来る。このため粒子噴出部
６外周の粒子排出溝４ａ及び外側小孔６ａを経て
粒子集積室１３に粒子流FP′として排出された粒
子が粒子流FPとして旋回室２に再び戻る量を低
減できるので、一度排出した粒子が内管３より清
浄ガスと共に清浄ガス室１２に排出されることが
なくなる。また、第３図の従来の遠心分離機のよ
うに旋回室２の内部においてガス流FG，FG′の如
く極端な往復流が存在している場合には、旋回室
２の内部に非定常な渦が発生してガスと粒子の分
離が阻害されると共に、旋回室２内部での旋回力
も弱くなつて遠心分離機の性能も低下するが、第
４図に示した本実施例の遠心分離機の場合では、
粒子噴出部６の円錐状のガス案内部１５を旋回室
２の中央に突き出すように配設してあるので、旋
回室２内のガスはガス流F2Gとして示す如く該案
内部１５に沿つて滑かに内管３の方向にその流れ
を転向出来ることから、前記非定常渦の発生が防
止可能となる。また、第３図に示す粒子排出部４
の循環流は先に述べたように粒子排出部４の外周
部と中心部との圧力差に起因し、またその流量は
粒子排出部４の開口面積に比例するものである。
本実施例は、粒子噴出部６を旋回室２の下部中心
部に配置して開口面積を非常に少なくしたので、
この粒子噴出部６を通じて流れるガス流FG，
FG′は極端に低減することが出来るものである。
また、粒子集積室１３から粒子噴出部６の内側小
孔６ｂを経てガス流FGと共に少量の粒子流FPが
旋回室２の内部に再循環したとしても、粒子噴出
部６に形成されたガス案内部１５の円錐状の傾斜
面によつて該ガス流FGは転向流となつたガス流
F2Gに伴なつて内管２に流入されるが、粒子流は
粒子流F2Pとして示す如く遠心力の作用を受けて
旋回室２の内周壁側に集められ、ガス流FG′に伴
なつて粒子排出溝４ａ、外側小孔６ａを通じて再
び粒子集積室１３に排出することが出来るもので
ある。第７図は本発明の他の実施例である遠心分
離機を示すもので、第７図ａは第４図において遠
心分離機の粒子噴出部６に形成されている内側小
孔６ｂに代えて粒子噴出部６の円錐状のガス案内
部１５頂部を貫通する中心小孔６ｃを設けると共
に、該中央小孔６ｃの粒子噴出部６底部側に凹部
７を形成した構造である。そして、第４図に示す
遠心分離機と同様に、旋回室２内で旋回により搬
送ガスから分離されて旋回室２の内壁近くにある
粒子は、粒子噴出部６の外周に形成された粒子排
出溝４ａ、外側小孔６ａを通じ、ガス流FG′に伴
なつて粒子流FP′として粒子集積室１３に排出さ
れ、また粒子を分離したガス流F2Gは、ガス案内
部１５の円錐面に沿つて流れを転向して内筒３に
導かれるようにしている。更にこの転向流である
ガス流F2Gに伴ない、旋回室の内壁近傍から分流
してガス案内部１５の円錐面に沿つて流れるガス
流F3G及び粒子流F3Pは、粒子噴出部６に形成され
た円錐状のガス案内部１５の頂部に設けた中心小
孔６ｃを通じて粒子集積室１３に排出されるよう
にしたものである。つまり、本実施例によれば、
粒子噴出部６の外側小孔６ａ及び中心小孔６ｃか
ら旋回室２内の粒子をガス流FG′，F3Gと共に引き
抜いて、粒子を連続的に粒子集積室１３に取り出
すことができる。また、粒子噴出部６のガス案内
部１５の形状としては、旋回室２の軸方向と直角
方向に円形状断面を有していれば良く、従つて旋
回室の軸方向に沿つて円錐形状のガス案内部１５
に代えて第７図ｂに示す如く逆放物線形状のガス
案内部１５ｂ或いは第７図ｃに示す如く放物線形
状のガス案内部１５ｃを採用しても良い。即ち、
ガス案内部１５ｂ，１５ｃの曲率面に沿つて粒子
を分離したガス流F2Gが流れを転向して内筒３の
方向に流入するようになれば良いものである。
と、従来構造の粒子排出部４中央部の大きな開口
部に相当する位置に設けた円錐形状の突出し部で
あるガス案内部１５を有する粒子噴出部６は、前
述の粒子噴出部６を通じて流れる往復流（循環
流）の障害物として作用するため、循環流を極端
に少なくすることが出来る。このため粒子噴出部
６外周の粒子排出溝４ａ及び外側小孔６ａを経て
粒子集積室１３に粒子流FP′として排出された粒
子が粒子流FPとして旋回室２に再び戻る量を低
減できるので、一度排出した粒子が内管３より清
浄ガスと共に清浄ガス室１２に排出されることが
なくなる。また、第３図の従来の遠心分離機のよ
うに旋回室２の内部においてガス流FG，FG′の如
く極端な往復流が存在している場合には、旋回室
２の内部に非定常な渦が発生してガスと粒子の分
離が阻害されると共に、旋回室２内部での旋回力
も弱くなつて遠心分離機の性能も低下するが、第
４図に示した本実施例の遠心分離機の場合では、
粒子噴出部６の円錐状のガス案内部１５を旋回室
２の中央に突き出すように配設してあるので、旋
回室２内のガスはガス流F2Gとして示す如く該案
内部１５に沿つて滑かに内管３の方向にその流れ
を転向出来ることから、前記非定常渦の発生が防
止可能となる。また、第３図に示す粒子排出部４
の循環流は先に述べたように粒子排出部４の外周
部と中心部との圧力差に起因し、またその流量は
粒子排出部４の開口面積に比例するものである。
本実施例は、粒子噴出部６を旋回室２の下部中心
部に配置して開口面積を非常に少なくしたので、
この粒子噴出部６を通じて流れるガス流FG，
FG′は極端に低減することが出来るものである。
また、粒子集積室１３から粒子噴出部６の内側小
孔６ｂを経てガス流FGと共に少量の粒子流FPが
旋回室２の内部に再循環したとしても、粒子噴出
部６に形成されたガス案内部１５の円錐状の傾斜
面によつて該ガス流FGは転向流となつたガス流
F2Gに伴なつて内管２に流入されるが、粒子流は
粒子流F2Pとして示す如く遠心力の作用を受けて
旋回室２の内周壁側に集められ、ガス流FG′に伴
なつて粒子排出溝４ａ、外側小孔６ａを通じて再
び粒子集積室１３に排出することが出来るもので
ある。第７図は本発明の他の実施例である遠心分
離機を示すもので、第７図ａは第４図において遠
心分離機の粒子噴出部６に形成されている内側小
孔６ｂに代えて粒子噴出部６の円錐状のガス案内
部１５頂部を貫通する中心小孔６ｃを設けると共
に、該中央小孔６ｃの粒子噴出部６底部側に凹部
７を形成した構造である。そして、第４図に示す
遠心分離機と同様に、旋回室２内で旋回により搬
送ガスから分離されて旋回室２の内壁近くにある
粒子は、粒子噴出部６の外周に形成された粒子排
出溝４ａ、外側小孔６ａを通じ、ガス流FG′に伴
なつて粒子流FP′として粒子集積室１３に排出さ
れ、また粒子を分離したガス流F2Gは、ガス案内
部１５の円錐面に沿つて流れを転向して内筒３に
導かれるようにしている。更にこの転向流である
ガス流F2Gに伴ない、旋回室の内壁近傍から分流
してガス案内部１５の円錐面に沿つて流れるガス
流F3G及び粒子流F3Pは、粒子噴出部６に形成され
た円錐状のガス案内部１５の頂部に設けた中心小
孔６ｃを通じて粒子集積室１３に排出されるよう
にしたものである。つまり、本実施例によれば、
粒子噴出部６の外側小孔６ａ及び中心小孔６ｃか
ら旋回室２内の粒子をガス流FG′，F3Gと共に引き
抜いて、粒子を連続的に粒子集積室１３に取り出
すことができる。また、粒子噴出部６のガス案内
部１５の形状としては、旋回室２の軸方向と直角
方向に円形状断面を有していれば良く、従つて旋
回室の軸方向に沿つて円錐形状のガス案内部１５
に代えて第７図ｂに示す如く逆放物線形状のガス
案内部１５ｂ或いは第７図ｃに示す如く放物線形
状のガス案内部１５ｃを採用しても良い。即ち、
ガス案内部１５ｂ，１５ｃの曲率面に沿つて粒子
を分離したガス流F2Gが流れを転向して内筒３の
方向に流入するようになれば良いものである。
第８図は、粒子噴出部６に、耐摩耗性のセラミ
ツクを用いた場合の一例を示す、粒子噴出部付近
の拡大断面図である。
ツクを用いた場合の一例を示す、粒子噴出部付近
の拡大断面図である。
本実施例のように、粒子噴出部６の外側小孔６
ａ、内側小孔６ｂにそれぞれ連通する穴部１７
ａ，１７ｂを底面に有するノズルキヤツプ１７を
粒子噴出部６にかぶせ、ボルト１９、ナツト２０
を用いて旋回室２壁面へ固定したフランジタイプ
の構造も有効である。このような構造をとること
によつて、耐摩耗性能が向上すると共に被分離流
体に応じて粒子噴出部６を簡単に取り替えること
ができる。また、粒子噴出部６はもとより旋回室
２内の清浄、検査等も容易に行えるという利点が
ある。
ａ、内側小孔６ｂにそれぞれ連通する穴部１７
ａ，１７ｂを底面に有するノズルキヤツプ１７を
粒子噴出部６にかぶせ、ボルト１９、ナツト２０
を用いて旋回室２壁面へ固定したフランジタイプ
の構造も有効である。このような構造をとること
によつて、耐摩耗性能が向上すると共に被分離流
体に応じて粒子噴出部６を簡単に取り替えること
ができる。また、粒子噴出部６はもとより旋回室
２内の清浄、検査等も容易に行えるという利点が
ある。
第９図は本発明による遠心分離機を使用したマ
ルチ遠心分離機の入口、出口におけるガス中の粒
子の粒径分布を示すものである。第９図で横軸は
粒子粒径（μ）、縦軸は累積粒度分布（％）を表
わし、破線は入口粒子の場合、実線は出口粒子の
場合を示している。つまり、粒子が10μのものは
入口ガス中の全粒子の約20％を占めているが、分
離された後の出口ガス中にはその様な大径の粒子
は含まれていないことを表している。そしてこの
第９図から、ここに出口ガス中の粒子としては粒
径が5μ以上の粒子が100％除去出来ていることを
表している。
ルチ遠心分離機の入口、出口におけるガス中の粒
子の粒径分布を示すものである。第９図で横軸は
粒子粒径（μ）、縦軸は累積粒度分布（％）を表
わし、破線は入口粒子の場合、実線は出口粒子の
場合を示している。つまり、粒子が10μのものは
入口ガス中の全粒子の約20％を占めているが、分
離された後の出口ガス中にはその様な大径の粒子
は含まれていないことを表している。そしてこの
第９図から、ここに出口ガス中の粒子としては粒
径が5μ以上の粒子が100％除去出来ていることを
表している。
以上の説明から明らかのように、本発明によれ
ば、遠心分離機の旋回室に排出粒子が再循環する
ことが防止できると共に、旋回室内で分離された
粒子が再び清浄清体中に混入することが防止出来
るので、高い分離性能を有する遠心分離機が実現
出来るという効果が達成される。
ば、遠心分離機の旋回室に排出粒子が再循環する
ことが防止できると共に、旋回室内で分離された
粒子が再び清浄清体中に混入することが防止出来
るので、高い分離性能を有する遠心分離機が実現
出来るという効果が達成される。
第１図は従来の代表的な遠心分離機の断面図、
第２図は第１図の―断面図、第３図は第１図
に示す遠心分離機のガスと粒子の流れを表わす説
明図、第４図、第７図は本発明の実施例である遠
心分離機をガスと粒子の流れと共に示す断面図、
第５図は第４図の―断面図、第６図は第４図
の―断面図、第７図ａ、第７図ｂ及び第７図
ｃはそれぞれ本発明の他の実施例を示す遠心分離
機の断面図、第８図は本発明の更に他の実施例で
ある遠心分離機の粒子噴出部付近を示す断面図、
第９図は本発明による遠心分離機の出入口の粒子
粒径分布図である。 １…ガス体入口胴体、１ｂ…ガス体入口孔、２
…旋回室、３…内管、４ａ…粒子噴出溝、６…粒
子噴出部、６ａ…外側小孔、６ｂ…内側小孔、６
ｃ…中央小孔、７…凹部、１２…清浄ガス室、１
３…粒子集積室、１５，１５ｂ，１５ｃ…ガス案
内部、１７…ノズルキヤツプ、１７ａ，１７ｂ…
穴部、FG，FG′，F2G…ガス流、FP，FP′，F2P，
F3P…粒子流。
第２図は第１図の―断面図、第３図は第１図
に示す遠心分離機のガスと粒子の流れを表わす説
明図、第４図、第７図は本発明の実施例である遠
心分離機をガスと粒子の流れと共に示す断面図、
第５図は第４図の―断面図、第６図は第４図
の―断面図、第７図ａ、第７図ｂ及び第７図
ｃはそれぞれ本発明の他の実施例を示す遠心分離
機の断面図、第８図は本発明の更に他の実施例で
ある遠心分離機の粒子噴出部付近を示す断面図、
第９図は本発明による遠心分離機の出入口の粒子
粒径分布図である。 １…ガス体入口胴体、１ｂ…ガス体入口孔、２
…旋回室、３…内管、４ａ…粒子噴出溝、６…粒
子噴出部、６ａ…外側小孔、６ｂ…内側小孔、６
ｃ…中央小孔、７…凹部、１２…清浄ガス室、１
３…粒子集積室、１５，１５ｂ，１５ｃ…ガス案
内部、１７…ノズルキヤツプ、１７ａ，１７ｂ…
穴部、FG，FG′，F2G…ガス流、FP，FP′，F2P，
F3P…粒子流。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 粒子を含む流体から該粒子を遠心力により分
離する遠心分離機において、胴体内に粒子を含む
流体を導く入口部を設け、該入口部から導かれた
前記流体が旋回しながら軸方向に流下して粒子を
分離させる旋回室を前記胴体内に形成し、前記旋
回室で粒子を分離された清浄流体を外方に導出さ
せる内管を前記旋回室内の軸方向に沿つて配設
し、前記旋回室で分離された粒子を外部に排出さ
せる排出流路を有する粒子噴出部材を前記旋回室
の端部に設置し、この旋回室の内壁に面した前記
粒子噴出部材の外周に円環状の溝部を形成し、し
かも前記排出流路は前記円環状の溝部の底部に開
口させ、更に前記旋回室から前記内管に向う清浄
流体が滑らかに転向するように前記粒子噴出部材
中央部に前記旋回室内部へ突出せる突出部を形成
すると共に、該空出部には軸方向に貫通する小孔
の他の流路が設けられていることを特徴とする遠
心分離機。 ２ 前記突出部は、旋回室の軸方向と直角方向に
円形状断面を有するように形成したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の遠心分離機。 ３ 前記突出部は、旋回室の軸方向に沿つて円錐
形状をなすことを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の遠心分離機。 ４ 前記突出部は、旋回室の軸方向に沿つて放物
線形状断面を有することを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の遠心分離機。 ５ 前記排出流路を該円環状の溝部内に複数個分
散させて設置することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の遠心分離機。 ６ 前記排出流路の孔径を、前記粒子噴出部材の
円環状溝部の幅と同等か、それよりやや大きい径
としたことを特徴とする特許請求の範囲第５項記
載の遠心分離機。 ７ 前記他の流路は、前記突出部の頂点近傍に開
口することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第６項のいずれか１項に従属する遠心分離機。 ８ 前記他の流路は、前記突出部の傾斜部に複数
個開口することを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第６項のいずれか１項に従属する遠心分離
機。 ９ 前記粒子噴出部材には、耐摩耗性物質が使用
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第８項のいずれか１項に従属する遠心分離
機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16024179A JPS5684656A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | Centrifugal separator |
| IT26628/80A IT1134718B (it) | 1979-12-12 | 1980-12-12 | Separatore contrifugo |
| US06/215,843 US4350510A (en) | 1979-12-12 | 1980-12-12 | Centrifugal separator |
| FR8026358A FR2471815A1 (fr) | 1979-12-12 | 1980-12-12 | Separateur centrifuge |
| CA000366665A CA1166196A (en) | 1979-12-12 | 1980-12-12 | Centrifugal separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16024179A JPS5684656A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | Centrifugal separator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5684656A JPS5684656A (en) | 1981-07-10 |
| JPS635140B2 true JPS635140B2 (ja) | 1988-02-02 |
Family
ID=15710746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16024179A Granted JPS5684656A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | Centrifugal separator |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4350510A (ja) |
| JP (1) | JPS5684656A (ja) |
| CA (1) | CA1166196A (ja) |
| FR (1) | FR2471815A1 (ja) |
| IT (1) | IT1134718B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03119130U (ja) * | 1990-03-16 | 1991-12-09 | ||
| JP2013532251A (ja) * | 2010-06-03 | 2013-08-15 | エル． ブロック，ジョン | 閉鎖型渦流装置 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57187055A (en) * | 1981-05-13 | 1982-11-17 | Hitachi Ltd | Centrifugal separator |
| DE3211783C2 (de) * | 1982-03-30 | 1985-10-24 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Zyklonabscheider |
| US4692311A (en) * | 1982-12-23 | 1987-09-08 | Shell Oil Company | Apparatus for the separation of fluid cracking catalyst particles from gaseous hydrocarbons |
| US4717403A (en) * | 1986-04-17 | 1988-01-05 | Spacelabs, Inc. | Liquid trap for medical application |
| US5279727A (en) * | 1991-12-27 | 1994-01-18 | Amoco Corporation | Open-bottomed cyclone with solids separation tube and method |
| US5362379A (en) * | 1991-12-27 | 1994-11-08 | Amoco Corporation | Open-bottomed cyclone with gas inlet tube and method |
| US5262046A (en) * | 1991-12-27 | 1993-11-16 | Amoco Corporation | In-line cyclone separator and method of solid/gas separation |
| US7875103B2 (en) * | 2006-04-26 | 2011-01-25 | Mueller Environmental Designs, Inc. | Sub-micron viscous impingement particle collection and hydraulic removal system |
| GB2485251B (en) * | 2010-11-04 | 2013-03-20 | Aker Process Systems As | Method for separating gas and liquid and cyclone separators therefore |
| US8940067B2 (en) | 2011-09-30 | 2015-01-27 | Mueller Environmental Designs, Inc. | Swirl helical elements for a viscous impingement particle collection and hydraulic removal system |
| EP2804698B1 (de) * | 2012-01-19 | 2020-09-02 | Paul Scherrer Institut | Zyklon zur trennung der flüssigkeitsphase von einem übersättigten gasstrom |
| CN107427847A (zh) * | 2015-03-03 | 2017-12-01 | 国际壳牌研究有限公司 | 改进的旋流管分离器 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US420296A (en) * | 1890-01-28 | Dust-collector | ||
| US933566A (en) * | 1909-05-26 | 1909-09-07 | Julian Kennedy | Dust-catcher. |
| DE587474C (de) * | 1932-04-21 | 1933-11-03 | Buehler Ag Geb | Fliehkraft-Staubabscheider |
| GB582972A (en) * | 1945-05-18 | 1946-12-03 | Matthews & Yates Ltd | Improvements in apparatus for extracting dust and grit from smoke and other gases |
| FR962218A (ja) * | 1945-07-06 | 1950-06-07 | ||
| BE498067A (ja) * | 1948-10-02 | |||
| US2981369A (en) * | 1951-11-23 | 1961-04-25 | Bituminous Coal Research | Vortical whirl separator |
| GB732840A (en) * | 1952-08-13 | 1955-06-29 | Otto Schmid | Improvements in cyclone separators |
| US2963109A (en) * | 1957-02-11 | 1960-12-06 | Roger S Brookman | Centrifugal type separating apparatus |
| FR1204879A (fr) * | 1957-10-14 | 1960-01-28 | Vokes Ltd | Séparateur de poussière cyclone |
| DE1292479B (de) * | 1958-08-22 | 1969-04-10 | Weber Herbert | Fliehkraftstaubabscheider der Zyklonbauweise mit Einbaukoerper |
| US3074218A (en) * | 1961-02-16 | 1963-01-22 | American Air Filter Co | Gas cleaner |
| AU413490B1 (en) * | 1966-06-29 | 1971-05-25 | Shell Internationale Research Maatschappu Nv | Centrifugal separator |
| US3443368A (en) * | 1966-07-26 | 1969-05-13 | Shell Oil Co | Tubular centrifugal separators |
| US3590558A (en) * | 1968-11-15 | 1971-07-06 | Combustion Eng | Particle-from-fluid separator |
-
1979
- 1979-12-12 JP JP16024179A patent/JPS5684656A/ja active Granted
-
1980
- 1980-12-12 FR FR8026358A patent/FR2471815A1/fr active Granted
- 1980-12-12 US US06/215,843 patent/US4350510A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-12-12 IT IT26628/80A patent/IT1134718B/it active
- 1980-12-12 CA CA000366665A patent/CA1166196A/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03119130U (ja) * | 1990-03-16 | 1991-12-09 | ||
| JP2013532251A (ja) * | 2010-06-03 | 2013-08-15 | エル． ブロック，ジョン | 閉鎖型渦流装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5684656A (en) | 1981-07-10 |
| US4350510A (en) | 1982-09-21 |
| FR2471815B1 (ja) | 1985-05-03 |
| FR2471815A1 (fr) | 1981-06-26 |
| CA1166196A (en) | 1984-04-24 |
| IT1134718B (it) | 1986-08-13 |
| IT8026628A0 (it) | 1980-12-12 |
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