JP2004322086A - Multicyclone-type dust collection device and dust separation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は気体中に含まれる粉塵を分離除去するマルチサイクロン式集塵装置及び粉塵分離方法に関する。 The present invention relates to a multicyclone dust collector and a dust separation method for separating and removing dust contained in a gas.
サイクロン式集塵装置は、遠心集塵装置とも呼ばれ、構造が簡単で、しかも可動部分を伴わないという理由から工業分野において広く普及している。またサイクロン式集塵装置の集塵能力を高めるため、サイクロンを複数本設置したマルチサイクロン式集塵装置も広く用いられている。
サイクロン式集塵装置の原理を図1を用いて説明する。サイクロン内の気体は、通常、図1中の矢印のように流れる。すなわち、気体導入管11から流入した粉塵を含む気体は、内筒4の外周と外筒3の内周の間のサイクロン気体入口2の部分で螺旋状の羽根5により旋回しながら下降し、その後、サイクロンの外筒3の下部のある点で反転し、サイクロン内筒4を通って内筒のサイクロン気体出口6から装置外へ流出する。粉塵を含む気体が旋回しながら下降する際、粉塵は遠心分離されサイクロン粉塵出口7からサイクロンの外に出され、ホッパ12に貯められる。
Cyclone type dust collectors, also called centrifugal dust collectors, are widely used in the industrial field because of their simple structure and no moving parts. In order to increase the dust collection capacity of the cyclone dust collector, a multi cyclone dust collector having a plurality of cyclones is also widely used.
The principle of the cyclonic dust collector will be described with reference to FIG. The gas in the cyclone normally flows as shown by the arrows in FIG. That is, the gas containing dust flowing in from the
このようにサイクロン式集塵装置は簡単な構造で気体中の粉塵を分離できるが、サイクロン内の気体の流れは複雑で、捕集率の理論予測が難しく、経験に基づいて設計されることも多い。特に、サイクロン式集塵装置内に導入する気体の流量と粉塵の捕集率とは密接な関係があり、気体中の粉塵を高い捕集率で分離するためには、サイクロン式集塵装置内に導入する気体流量を一定以上にする必要がある。また、サイクロン式集塵装置内に導入する気体の流量が高くなりすぎると、サイクロン前後の圧力損失が大きくなり、排風ブロワーの過負荷による破損や、装置内壁の摩耗等の問題が発生する。
しかし、サイクロン式集塵装置の使用目的によっては、装置内に導入する気体流量を一定に保つのが困難な場合も多く、変化する気体流量に対応してサイクロン内の気体流量を一定に保ち、サイクロン式集塵装置の捕集率を一定に保つのは困難であった。
例えば、マルチサイクロン式集塵装置において、本体内部を仕切部材にて2個のサイクロン室に仕切り、各サイクロン室に連通する気体入口流路の少なくとも一方にこれを開閉するダンパを設けることにより、サイクロン内の気体流量を一定に保つ機構が開示されているが(例えば、特許文献1参照。)、このような方法は気体の流量変動が所定の比率に常に定まっている場合はよいが、変動比率が様々に変わる場合は、それに対応できず、したがってサイクロン内部の厳密な流量制御は困難であった。
However, depending on the purpose of use of the cyclone type dust collector, it is often difficult to keep the gas flow rate introduced into the device constant, and the gas flow rate in the cyclone is kept constant corresponding to the changing gas flow rate. It was difficult to keep the collection rate of the cyclone dust collector constant.
For example, in a multi-cyclone type dust collector, the inside of a main body is partitioned into two cyclone chambers by a partition member, and a cyclone is provided in at least one of gas inlet channels communicating with each cyclone chamber. Although a mechanism for keeping the gas flow rate in the inside constant is disclosed (see, for example, Patent Document 1), such a method is good when the flow rate variation of the gas is always fixed at a predetermined ratio, but the variation ratio However, it is difficult to cope with the change in the flow rate, and thus it is difficult to strictly control the flow rate inside the cyclone.
本発明は上記問題点を解決し、サイクロン本体に導入される気体の量が変動しても各サイクロンの気体流量を一定に保つことにより、捕集の難しい粉塵においても高い捕集率で分離除去でき、またサイクロン前後での圧力損失を適正な範囲で一定に保つことができる、マルチサイクロン式集塵装置およびマルチサイクロン式集塵装置を用いた気体中に含まれる粉塵の分離方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and keeps the gas flow rate of each cyclone constant even if the amount of gas introduced into the cyclone body fluctuates, thereby separating and removing even a difficult-to-collect dust with a high collection rate. And a method for separating dust contained in a gas using a multi-cyclone dust collector and a multi-cyclone dust collector capable of maintaining the pressure loss before and after the cyclone within a proper range. With the goal.
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意努力検討した結果、本発明に到達した。すなわち本発明は以下の各発明からなる。
(1)本体の内部に設置された多数のサイクロン内で気体を旋回せしめることにより気体中に含まれる粉塵を分離するマルチサイクロン式集塵装置において、各サイクロンの少なくとも一つのサイクロンの気体出口部に開閉ダンパを設けることを特徴とするマルチサイクロン式集塵装置。
(2)本体の内部に設置された多数のサイクロン内で気体を旋回せしめることにより気体中に含まれる粉塵を分離するマルチサイクロン式集塵装置において、各サイクロンの少なくとも一つのサイクロンの気体入口部に開閉ダンパを設けることを特徴とするマルチサイクロン式集塵装置。
As a result of diligent efforts to solve the above problems, the present inventor has reached the present invention. That is, the present invention comprises the following inventions.
(1) In a multi-cyclone type dust collector that separates dust contained in a gas by swirling the gas in a large number of cyclones installed inside the main body, at the gas outlet of at least one cyclone of each cyclone A multi-cyclone type dust collector characterized in that an open / close damper is provided.
(2) In a multi-cyclone type dust collector that separates dust contained in the gas by swirling the gas in a large number of cyclones installed inside the main body, at the gas inlet of at least one cyclone of each cyclone A multi-cyclone type dust collector characterized in that an open / close damper is provided.
(3)本体の内部に設置された多数のサイクロン内で気体を旋回せしめることにより気体中に含まれる粉塵を分離するマルチサイクロン式集塵装置において、各サイクロンの少なくとも一つのサイクロンの気体出口部及び気体入口部に開閉ダンパを設けることを特徴とするマルチサイクロン式集塵装置。
(4)サイクロンで分離した粉塵の出口部に開閉ダンパを設けることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載のマルチサイクロン式集塵装置。
(5)開閉ダンパを設けたサイクロンが、本体内部の気体入口側の外壁部に近い位置に設置したサイクロンであることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載のマルチサイクロン式集塵装置。
(6)本体の内部に設置された多数のサイクロン内で気体を旋回せしめることにより気体中に含まれる粉塵を分離するマルチサイクロン式集塵装置を用いた気体中に含まれる粉塵の分離方法であって、上記(1)〜(5)のいずれかに記載のマルチサイクロン式集塵装置を用い、所定のサイクロンの開閉ダンパを風量に応じて開閉することにより、ダンパを開いているサイクロンの粉塵の捕集率変動や圧力損失の変動を低減することを特徴とするマルチサイクロン式集塵装置を用いた気体中に含まれる粉塵の分離方法。
(3) In a multi-cyclone type dust collector that separates dust contained in a gas by swirling the gas in a large number of cyclones installed inside the main body, a gas outlet of at least one cyclone of each cyclone; A multi-cyclone type dust collector, wherein an opening / closing damper is provided at a gas inlet.
(4) The multicyclonic dust collector according to any one of the above (1) to (3), wherein an opening / closing damper is provided at an outlet of the dust separated by the cyclone.
(5) The multi-cyclone according to any one of (1) to (4), wherein the cyclone provided with the open / close damper is a cyclone installed at a position near the outer wall portion on the gas inlet side inside the main body. Type dust collector.
(6) A method for separating dust contained in a gas using a multi-cyclone type dust collector that separates the dust contained in the gas by swirling the gas in a large number of cyclones installed inside the main body. Then, by using the multi-cyclone type dust collecting device according to any one of the above (1) to (5), by opening and closing a predetermined cyclone opening / closing damper according to the air volume, A method for separating dust contained in a gas using a multi-cyclone type dust collector characterized by reducing fluctuations in collection rate and pressure loss.
本発明のマルチサイクロン式集塵装置を用いることにより、集塵装置内に流れる気体流量が変動した場合でも、サイクロン1本当たりの流量を適正な状態に保つことが可能となり、常に最高の捕集率及び所定の圧力損失を得る事が可能となった。 By using the multi-cyclone type dust collector of the present invention, even if the flow rate of gas flowing in the dust collector fluctuates, the flow rate per cyclone can be maintained in an appropriate state, and the highest collection is always achieved. Rate and a predetermined pressure loss can be obtained.
本発明は、本体の内部に設置した多数のサイクロン内で気体を旋回せしめることにより、気体中に含まれる粉塵を分離するマルチサイクロン式集塵装置において、サイクロンの気体出口部に開閉ダンパを設けることを特徴とするマルチサイクロン式集塵装置および該装置を用いた気体中に含まれる粉塵の分離方法に関する。
多数のサイクロンとは、サイクロンが2本以上設けられたマルチサイクロン構造であることを意味し、より好ましくは、サイクロンの本数を5本〜100本の範囲内とすることにより捕集率が高く、また捕集率の変動や圧力損失の変動を効率良く制御可能なマルチサイクロン式集塵装置とすることができる。
The present invention provides an open / close damper at a gas outlet portion of a cyclone in a multi-cyclone type dust collector that separates dust contained in the gas by swirling gas in a large number of cyclones installed inside the main body. The present invention relates to a multicyclonic dust collector characterized by the above and a method for separating dust contained in a gas using the device.
A large number of cyclones means a multi-cyclone structure in which two or more cyclones are provided, and more preferably, the collection rate is high by setting the number of cyclones within a range of 5 to 100, Moreover, it can be set as the multi cyclone type dust collector which can control the fluctuation | variation of a collection rate and the fluctuation | variation of a pressure loss efficiently.
本発明を、図1を用いて詳細に説明する。本発明の集塵装置は本体1の内部に設置されたサイクロンに開閉ダンパを設けた以外は前記の従来の装置と基本的には変わりはない。図1はサイクロンの気体出口6に開閉ダンパ8を設けた場合である。このダンパ8は軸支点61を中心に矢印13のように回動することにより開閉するようになっている。その動作は例えばピストンシリンダー機構62により行われる。このように可動するサイクロンを気体流量に合わせて設定することにより、マルチサイクロン集塵装置に導入される気体流量が変化した場合でも、各サイクロン当たりの気体流量を一定に保つことができる。
The present invention will be described in detail with reference to FIG. The dust collector of the present invention is basically the same as the above-described conventional device except that an open / close damper is provided in a cyclone installed inside the
例えば、サイクロンの本数が10本の、マルチサイクロン構造の集塵装置の場合において、全てのサイクロンの気体出口部が開いている場合に、集塵装置に10m3/分の気体を導入した場合、各サイクロンに流れる気体は1m3/分となる。この場合、集塵装置に導入される気体流量が5m3/分に減少した場合、各サイクロンに流れる気体は0.5m3/分となり、サイクロンの捕集率は低下してしまうが、この際、5本のサイクロンの出口部を閉じると、実効のサイクロンの本数は5本となり、各サイクロンに流れる気体は1m3/分となり、サイクロンの捕集率の変動や圧力損失の変動を低減することができる。 For example, in the case of a dust collector with a multi-cyclone structure with 10 cyclones, when all the cyclone gas outlets are open and 10 m 3 / min of gas is introduced into the dust collector, The gas flowing through each cyclone is 1 m 3 / min. In this case, if the gas flow rate introduced into the dust collector is reduced to 5 m 3 / min, the gas flowing to each cyclone will be 0.5 m 3 / min, and the cyclone collection rate will decrease. When the outlet of the five cyclones is closed, the number of effective cyclones becomes five and the gas flowing to each cyclone becomes 1 m 3 / min, reducing fluctuations in the collection rate of the cyclone and fluctuations in pressure loss. Can do.
なお、粉塵の捕集率の変動を低減するとは、捕集率の変動を20%以内、より好ましくは10%以内に抑えることをいう。またや圧力損失の変動についても同様である。
図1では、サイクロン気体出口6に開閉ダンパを設け、ダンパを閉じることにより、サイクロンに流入する気体を抑える場合である。この装置において気体の入口2は開となっていても、気体出口6が塞がれていれば集塵効果が得られる。
図3は本発明の別の態様を示すもので、気体入口2のところに開閉ダンパ9を設けた構造である。このダンパは図に示すように上下動させることによって気体入口の開閉を行うことができる。
In addition, reducing the fluctuation | variation of the collection rate of dust means suppressing the fluctuation | variation of a collection rate within 20%, More preferably, within 10%. The same applies to fluctuations in pressure loss.
In FIG. 1, an open / close damper is provided at the
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which an open / close damper 9 is provided at the
本発明の集塵装置において、多数のサイクロンの少なくとも一つに上記の開閉ダンパが設けられ、そのダンパは気体の入口または出口のいずれでも可能であるが、サイクロンに流入するガスの流量を厳密に一定にするにはこれらの両者に開閉ダンパを設けることが好ましい。さらに図1に示すようにサイクロンの外筒3の粉塵出口7にも開閉ダンパ10を設けることが一層好ましい。このダンパ10は例えば矢印14に示すように作動することによって開閉させることができる。開閉ダンパ10を閉じることによりサイクロン外筒内部に生ずる上昇気流を防ぐことができる。開閉ダンパ10は同様に図3に示す装置にも設けることができることは云うまでもない。
In the dust collector of the present invention, at least one of a large number of cyclones is provided with the above open / close damper, and the damper can be either a gas inlet or outlet, but the flow rate of gas flowing into the cyclone is strictly controlled. In order to make it constant, it is preferable to provide an open / close damper on both of them. Furthermore, as shown in FIG. 1, it is more preferable to provide an opening / closing damper 10 at the
本発明ではサイクロンに設けたダンパの開閉を手動操作または自動操作で行うことができる。図1の開閉ダンパ8および矢印13、開閉ダンパ10および矢印14はダンパを手動で操作する機構および開閉ダンパの動きを例示したものである。
本発明において、サイクロンにダンパを設ける場合、その開閉機構が必要であり、それが集塵装置本体の気体の流れる部分に設けられる場合がある。そのため、これらの開閉機構により集塵装置内の気体の流れが乱されることがある場合も考えられる。
本発明のマルチサイクロン式集塵装置において、開閉ダンパを設けたサイクロンを、本体内部の気体入口側の外壁部に近い位置に設置することにより、集塵装置内の気体流をなるべく乱さない構造とすることができる。
図2は、図1で例示した本発明のマルチサイクロン式集塵装置の内部の断面模式図で、開閉ダンパを設置するのに適したサイクロンの位置を示した例である。図2中で開閉ダンパを設置するのに最も適したサイクロンの位置を黒丸で示し、次に適したサイクロンの位置を二重丸で示している。黒丸のサイクロンの位置は気体の入口側で外壁に近いところである。
In the present invention, the damper provided in the cyclone can be opened and closed manually or automatically. The open / close damper 8 and the
In this invention, when providing a damper in a cyclone, the opening-and-closing mechanism is required, and it may be provided in the part through which the gas of a dust collector main body flows. Therefore, it may be considered that the gas flow in the dust collector may be disturbed by these opening / closing mechanisms.
In the multi-cyclone type dust collector of the present invention, a cyclone provided with an open / close damper is installed at a position close to the outer wall portion on the gas inlet side inside the main body, so that the gas flow in the dust collector is not disturbed as much as possible. can do.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the inside of the multi-cyclone dust collector of the present invention illustrated in FIG. 1 and is an example showing the position of a cyclone suitable for installing an open / close damper. In FIG. 2, the position of the cyclone most suitable for installing the open / close damper is shown by a black circle, and the next suitable cyclone position is shown by a double circle. The black circle cyclone is located near the outer wall on the gas inlet side.
以下に本発明のマルチサイクロン式集塵装置の実施例を示すが本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
図1に示すようなサイクロンの外筒3の内径が240mm、サイクロン内筒4の内径が120mmであるサイクロンを16本有するマルチサイクロン式集塵装置を用いた。このマルチサイクロン式集塵装置では図2の黒丸および二重丸の、10本のサイクロンの、サイクロン気体出口およびサイクロン粉塵出口に開閉ダンパが設けられている。
このマルチサイクロン式集塵装置の、図2中黒丸の位置の開閉ダンパを全て閉じた状態で、120m3/分の流量で、1m3当たり平均粒径50μmのアルミナ粉を5g含む空気を流した。この条件下での有効(ダンパが開)なサイクロン1本当たりに流れる粉塵を含む空気の流量は約10m3/分となり、アルミナ粉の捕集率は95%であった。
Examples of the multicyclonic dust collector of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these examples.
(Example 1)
A multi-cyclone type dust collector having 16 cyclones in which the inner diameter of the
In this multi-cyclone type dust collector, air containing 5 g of alumina powder with an average particle diameter of 50 μm per m 3 was flowed at a flow rate of 120 m 3 / min with all the open / close dampers at the positions of the black circles in FIG. 2 closed. . Under this condition, the flow rate of air containing dust flowing per cyclone effective (the damper was opened) was about 10 m 3 / min, and the collection rate of alumina powder was 95%.
(比較例1)
実施例1において、空気の流量を160m3/分とした以外は、実施例1と同様の条件で粉塵の捕集を行った。この条件下での有効なサイクロンに1本当たりに流れる粉塵を含む空気の流量は約13m3/分となり、アルミナ粉の捕集率は96%に高まったが、サイクロン前後の圧力損失が実施例1の約1.7倍となり排風ブロワーが過負荷状態となった。またサイクロン内壁の摩耗速度が実施例1の約1.7倍となった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, dust was collected under the same conditions as in Example 1 except that the air flow rate was 160 m 3 / min. Under this condition, the flow rate of air containing dust per effective cyclone was about 13 m 3 / min, and the collection rate of alumina powder was increased to 96%. It was about 1.7
(実施例2)
比較例1において、全ての開閉ダンパを開いた以外は、比較例1と同様の条件で粉塵の捕集を行った。この条件下での有効なサイクロンに1本当たりに流れる粉塵を含む空気の流量は約10m3/分となり、サイクロン前後の圧力損失は実施例1と同じになった。また、アルミナ粉の捕集率は95%であった。
(Example 2)
In Comparative Example 1, dust was collected under the same conditions as in Comparative Example 1 except that all the open / close dampers were opened. Under this condition, the flow rate of air containing dust per one effective cyclone was about 10 m 3 / min, and the pressure loss before and after the cyclone was the same as in Example 1. Moreover, the collection rate of alumina powder was 95%.
(比較例2)
実施例1において、空気の流量を60m3/分とした以外は、実施例1と同様の条件で粉塵の捕集を行った。この条件下での有効なサイクロンに1本当たりに流れる粉塵を含む空気の流量は約5m3/分となり、アルミナ粉の捕集率は50%であった。
(Comparative Example 2)
In Example 1, dust was collected under the same conditions as in Example 1 except that the air flow rate was set to 60 m 3 / min. Under this condition, the flow rate of air containing dust per one effective cyclone was about 5 m 3 / min, and the collection rate of alumina powder was 50%.
(実施例3)
比較例2において、全ての開閉ダンパを閉じた以外は、比較例2と同様の条件で粉塵の捕集を行った。この条件下での有効なサイクロンに1本当たりに流れる粉塵を含む空気の流量は約10m3/分となり、アルミナ粉の捕集率は95%に回復した。
(Example 3)
In Comparative Example 2, dust was collected under the same conditions as in Comparative Example 2 except that all the open / close dampers were closed. Under this condition, the flow rate of air containing dust per one effective cyclone was about 10 m 3 / min, and the collection rate of alumina powder was recovered to 95%.
アルミナ粉等捕集し難い粉塵も高い捕集率で分離できる。 Dust that is difficult to collect, such as alumina powder, can also be separated with a high collection rate.
1 集塵装置本体
2 サイクロン気体入口
3 サイクロン外筒
4 サイクロン内筒
5 螺旋状の羽根
6 サイクロンの気体出口
61 軸支点
62 ピストンシリンダー機構
7 サイクロン粉塵出口
8 開閉ダンパ
9 開閉ダンパ
10 開閉ダンパ
11 気体導入管
12 ホッパー
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