JP2021000593A - Separation device and design method for separation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分離デバイスおよび分離のための設計方法に関する。より詳細には、本発明は、粒子を同伴する気流から粒子と気体とを互いに分離するデバイスに関し、およびそのような分離のための設計方法にも関する。 The present invention relates to separation devices and design methods for separation. More specifically, the present invention relates to a device that separates a particle and a gas from each other from an air stream accompanied by the particle, and also to a design method for such separation.
粒子を同伴する気流は、気体中に固体または液体の粒子が混在する流体流れである（以下では、「粒子を同伴する気流」を単に「粒子同伴流れ」または「粒子同伴気流」などとも称する）。従来よりかかる粒子同伴流れを扱うデバイスは存在している。特に製造業では、粒子と気体とを互いに分離するデバイスが用いられることがある。 An airflow accompanied by particles is a fluid flow in which solid or liquid particles are mixed in a gas (hereinafter, "airflow accompanied by particles" is also simply referred to as "airflow accompanied by particles" or "airflow accompanied by particles"). .. Conventionally, there are devices that handle such a particle-accompanied flow. Especially in the manufacturing industry, devices that separate particles and gases from each other may be used.
このような分離デバイスは、粒子同伴流れから粒子分を取り出すために用いられたり、あるいは、粒子同伴流れから気体を取り出すために用いられたりする。かかる取出しは、粒子同伴流れから不必要なものを除去又は回収するか、あるいは、粒子同伴流れから必要なものを得ることが意図されている。 Such a separation device may be used to extract particles from a particle-accompanied stream, or to extract a gas from a particle-accompanied stream. Such retrieval is intended to remove or recover unwanted material from the particle companion stream or to obtain what is needed from the particle companion stream.
本願発明者らは、粒子同伴流れの分離デバイスに関連した問題点に気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。 The inventors of the present application have noticed a problem related to a particle-accompanied flow separation device, and have found the need to take measures for that problem.
具体的には以下の問題点があることを本願発明者は見出した。粒子同伴流れを扱う分離デバイスとしては、図１１（Ａ）および（Ｂ）に示すような分離デバイス２００が存在する。このような分離デバイスは粒子同伴流れから粒子と気体とを分離することができる。特に図１１（Ａ）および（Ｂ）に示される分離デバイス２００は、塗装機から排出される塗粒流れに対して用いられるところ、塗粒流れから塗粒と空気とを互いに分離し、塗料分が含まれないか或いはそれが減じられた空気を得ることができる。 Specifically, the inventor of the present application has found that there are the following problems. As the separation device that handles the particle accompanying flow, there is a separation device 200 as shown in FIGS. 11A and 11B. Such a separation device can separate particles and gas from the particle accompanying flow. In particular, the separation device 200 shown in FIGS. 11A and 11B is used for the coating particle flow discharged from the coating machine, and separates the coating particles and air from the coating particle flow to separate the coating particles from each other. Can be obtained with no or reduced air.
図１１（Ａ）および（Ｂ）の分離デバイス２００は、邪魔板の役割を果たす板部材２５０でもって塗粒流れを蛇行するように迂回させる思想に基づいている（図１２および図１３参照）。しかしながら、そのような技術思想では、仮に邪魔板の枚数を増やしたとしても分離率が相応に満足のいくように向上するとは言い難いことを見出した（図１４）。また、そもそも分離デバイスとしては、構造を更にシンプルにできることに越したことがない。 The separation device 200 of FIGS. 11A and 11B is based on the idea of meandering the flow of coated particles with a plate member 250 acting as a baffle plate (see FIGS. 12 and 13). However, in such a technical idea, it has been found that even if the number of baffle plates is increased, it cannot be said that the separation rate is improved to be reasonably satisfactory (Fig. 14). Moreover, as a separation device, it is best to make the structure even simpler.
本発明はかかる事情に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の主たる目的は、粒子同伴流れのための分離デバイスであって、蛇行流れを伴わず、かつ、構造が比較的シンプルな分離デバイスを提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances. That is, a main object of the present invention is to provide a separation device for particle-accompanied flow, which does not involve meandering flow and has a relatively simple structure.
本願発明者は、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記目的の達成を試みた。その結果、上記の主目的が達成された粒子同伴流れの分離デバイスの発明に至った。 The inventor of the present application has attempted to achieve the above object by dealing with it in a new direction, instead of dealing with it as an extension of the prior art. As a result, we have invented a particle-accompanied flow separation device that achieves the above-mentioned main purpose.
本発明では、粒子を同伴する気流から粒子と気体とを互いに分離する分離デバイスであって、
吹入口および吹出口を備える略円筒形状体、ならびに
略円筒形状体に設けられ、その略円筒形状体へと導入された前記気流を偏向させる偏向要素
を有して成り、
前記気流が略円筒形状体の内部にて旋回流となる、分離デバイスが提供される。
In the present invention, it is a separation device that separates particles and gas from an air flow accompanied by particles.
It comprises a substantially cylindrical body having an air inlet and an air outlet, and a deflection element provided in the substantially cylindrical body and deflecting the airflow introduced into the substantially cylindrical body.
A separation device is provided in which the airflow becomes a swirling flow inside a substantially cylindrical body.
本発明の分離デバイスは、粒子同伴流れが蛇行流れとならず、また、構造が比較的シンプルな略円筒形状体に基づいている。 The separation device of the present invention is based on a substantially cylindrical body in which the particle-accompanied flow does not meander and the structure is relatively simple.
以下では、本発明の一実施態様に係る「分離デバイス」および「分離のための設計方法」を図面を参照しながら例示的に説明する。ただし、以下で説明する形態などは、本発明の技術思想を説明するためのものであって、本発明を限定するものではない。また、図示する内容は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る場合がある。 In the following, a "separation device" and a "design method for separation" according to an embodiment of the present invention will be exemplified with reference to the drawings. However, the forms described below are for explaining the technical idea of the present invention, and do not limit the present invention. In addition, the contents shown are merely schematic and exemplary for the purpose of understanding the present invention, and the appearance, dimensional ratio, and the like may differ from the actual product.
本明細書で直接的または間接的に用いる「上下方向」および「左右方向」などは、それぞれ図中における上下方向および左右方向に相当する。ある好適な態様では、鉛直方向下向き（すなわち、重力が働く方向）が「下方向」に相当し、その逆向きが「上方向」に相当すると捉えることができる。そして、かかる“上下方向”に直交する方向が水平方向、すなわち「左右方向」に相当すると捉えることができる。 The "vertical direction" and "horizontal direction" used directly or indirectly in the present specification correspond to the vertical direction and the horizontal direction in the drawings, respectively. In one preferred embodiment, it can be considered that the vertical downward direction (that is, the direction in which gravity acts) corresponds to the "downward direction" and the opposite direction corresponds to the "upward direction". Then, it can be considered that the direction orthogonal to the "vertical direction" corresponds to the horizontal direction, that is, the "left-right direction".
本明細書で言及する各種の数値範囲は、下限および上限の数値そのものも含むことを意図している。つまり、例えば１〜１０といった数値範囲を例にとれば、特段の説明が付されない限り下限値の“１”を含むと共に、上限値の“１０”をも含むものとして解釈される。 The various numerical ranges referred to herein are intended to include the lower and upper limits themselves. That is, taking a numerical range such as 1 to 10 as an example, it is interpreted as including the lower limit value "1" and the upper limit value "10" unless a special explanation is given.
本明細書において「分離デバイス」とは、広義には、粒子を同伴する気流から粒子と気体とを互いに分離するデバイスを意味しており、狭義には、粒子同伴気流から不必要なものを除去又は回収するためか、あるいは、粒子同伴気流から必要なものを取り出すために使用されるデバイスを意味している。 As used herein, the term "separation device" means, in a broad sense, a device that separates particles and a gas from an air flow accompanied by particles, and in a narrow sense, removes unnecessary substances from the air flow accompanied by particles. Or it means a device used to retrieve or to remove what is needed from a particle-accompanied air stream.
本明細書において「粒子を同伴する気流」（あるいは「粒子同伴気流」もしくは「粒子同伴流れ」）とは、粒子と気体とから少なくとも成る流体の流れを指している。粒子は、固形状の粉状成分および／または液状の粒状成分（例えばミスト状もしくは霧状の成分）であり得る。気体は、空気および／または工業ガス（例えば不活性ガスなど）であり得る。本発明のより良い理解のために１つ例示しておくと、分離デバイスに導入される「粒子を同伴する気流」は、例えば、ミスト状の微小粒子が空気流れによって同伴されたような流れであってよい。 As used herein, the term "airflow with particles" (or "airflow with particles" or "airflow with particles") refers to the flow of a fluid consisting of at least particles and gas. The particles can be solid powdery components and / or liquid granular components (eg, mist-like or mist-like components). The gas can be air and / or an industrial gas (eg, an inert gas). To give one example for a better understanding of the present invention, the "airflow accompanied by particles" introduced into the separation device is, for example, a flow in which mist-like fine particles are accompanied by an air flow. It may be there.
《本発明の分離デバイス１》
本発明の一実施態様に係る分離デバイスは、好ましくは粒子同伴気流から粒子成分を分離する分離デバイスである。粒子同伴気流は、気体と、その中に含まれる粒子とから少なくとも成るものであり、それゆえ、粒子同伴気流が分離デバイスに導入されることで気流に含まれていた粒子成分と気体成分とが少なくとも部分的に分離される。
<< Separation device 1 of the present invention >>
The separation device according to one embodiment of the present invention is preferably a separation device that separates particle components from a particle-accompanied air stream. The particle-accompanied airflow is at least composed of the gas and the particles contained therein, and therefore, when the particle-accompanied airflow is introduced into the separation device, the particle component and the gas component contained in the airflow are separated. At least partially separated.
特に、本発明の一実施態様に係る分離デバイスでは、気流に含まれていた粒子成分の少なくとも一部（好ましくはその全部）が分離デバイスの内部に留まる一方、気流の気体成分の少なくとも一部（好ましくはその全部）が分離デバイスから排出され得る。例えば、空気流れに沿って液状粒子が分離デバイスに導入される場合、液状粒子の少なくとも一部が分離デバイスで補足される一方、空気の少なくとも一部が分離デバイスから排出され得る。 In particular, in the separation device according to one embodiment of the present invention, at least a part (preferably all) of the particle components contained in the airflow remains inside the separation device, while at least a part (preferably all) of the gas components of the airflow ( Preferably all of them) can be ejected from the separation device. For example, when liquid particles are introduced into a separation device along an air stream, at least a portion of the liquid particles can be captured by the separation device while at least a portion of the air can be expelled from the separation device.
本発明の分離デバイスは、図１〜３に示すように、基本パーツとして略円筒形状体１００を備えている。つまり、“缶”の如く内部に空間を有する略円筒形状体が分離デバイスの基本構成を成している。かかる略円筒形状体は、粒子同伴気流を略円筒形状体の内部へと導入するための「吹入口」を備えている。また、略円筒形状体は、分離に付されることで粒子同伴気流から得られる気体の少なくとも一部（好ましくはその全部）を分離デバイスから排出するのに供する「吹出口」を備えている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the separation device of the present invention includes a substantially cylindrical body 100 as a basic part. That is, a substantially cylindrical body having an internal space such as a "can" constitutes the basic configuration of the separation device. Such a substantially cylindrical body is provided with an "inlet" for introducing a particle-accompanied airflow into the substantially cylindrical body. Also, the substantially cylindrical body is provided with an "outlet" that serves to expel at least a portion (preferably all) of the gas obtained from the particle-accompanied airflow by being attached to the separation device from the separation device.
略円筒形状体１００は、好ましくは、全体として剛性を有する剛体物である。したがって、略円筒形状体１００は、金属製または樹脂製などであってよい。あくまでも例示にすぎないが、略円筒形状体１００は、ステンレス鋼などの金属材から形成されていてよい。 The substantially cylindrical body 100 is preferably a rigid body having rigidity as a whole. Therefore, the substantially cylindrical body 100 may be made of metal, resin, or the like. Although it is merely an example, the substantially cylindrical body 100 may be formed of a metal material such as stainless steel.
図示する形態から分かるように、略円筒形状体１００は、巨視的に捉えると、筒胴部１０と筒端面２０とから少なくとも構成されている（特に図４参照）。より具体的には、略円形状の対を成す筒端面２０と、その筒端面２０の周縁同士をつなぐように延在する筒胴部１０とから略円筒形状体１００が構成されている。略円筒形状体１００において、かかる筒胴部１０および筒端面２０は互いに一体的なパーツ又は別個のパーツとなっていてよいが、略円筒形状体１００の剛性ゆえ、それらは金属または樹脂などの剛性の高い材質から形成されていることが好ましい。 As can be seen from the illustrated form, the substantially cylindrical body 100 is macroscopically composed of at least a cylinder body portion 10 and a cylinder end surface 20 (see particularly FIG. 4). More specifically, the substantially cylindrical body 100 is composed of a cylinder end surface 20 forming a pair of substantially circular shapes and a cylinder body portion 10 extending so as to connect the peripheral edges of the cylinder end surface 20 to each other. In the substantially cylindrical body 100, the cylinder body 10 and the cylinder end surface 20 may be integral parts or separate parts from each other, but due to the rigidity of the substantially cylindrical body 100, they are rigid such as metal or resin. It is preferably formed from a material having a high rigidity.
ここで、本発明においていう「略円筒形状体」といった用語は、両端部が閉じたような円筒形またはそれに類する形状の部材を意味する。よって、「略円筒形状体」は、完全な円筒形状を成す部材に限らず、それに基づいて変更されたとみなせるような筒状又は箱型の部材も含め広く解釈される。例えば、略円筒形状体の筒端面２０の形状に特化していえば、それは真円形に限らず、楕円形または卵形などを含め最も広義に円の概念に含めることができる形状を有していてよい（端的にいえば、略円筒形状体の筒端面２０の形状は、主として又は大部分が曲線に基づいて形成されたような形状であってもよいといえる）。 Here, the term "substantially cylindrical body" as used in the present invention means a member having a cylindrical shape or a similar shape with both ends closed. Therefore, the "substantially cylindrical body" is broadly interpreted to include not only a member having a perfect cylindrical shape but also a tubular or box-shaped member that can be regarded as being modified based on the member. For example, if we specialize in the shape of the cylindrical end face 20 of a substantially cylindrical body, it is not limited to a perfect circle, but has a shape that can be included in the concept of a circle in the broadest sense, including an ellipse or an oval shape. (In short, it can be said that the shape of the cylindrical end surface 20 of the substantially cylindrical body may be a shape mainly or mostly formed based on a curve).
本発明の分離デバイスは、偏向要素を備えていることを少なくとも特徴としている。より具体的には、本発明の分離デバイスでは、略円筒形状体１０に設けられ、該略円筒形状体１０へと導入された粒子同伴気流を偏向させる偏向要素１３が備えられている（図２参照）。本発明では、かかる偏向要素によって偏向された気流が略円筒形状体の内部で旋回流３０となる（図５参照）。 The separation device of the present invention is at least characterized by including a deflection element. More specifically, the separation device of the present invention is provided with a deflection element 13 provided on the substantially cylindrical body 10 and deflecting the particle-accompanied airflow introduced into the substantially cylindrical body 10 (FIG. 2). reference). In the present invention, the airflow deflected by such a deflection element becomes a swirling flow 30 inside the substantially cylindrical body (see FIG. 5).
偏向要素は、分離デバイスに導入された粒子同伴気流の流れに直接的に作用を及ぼすものであり、特にその流れを出口方向へと向かうように（すなわち、吹出口に向かうように）変える作用を有する。例えば、偏向要素は、旋回径方向に対して斜め方向に位置するような基本構造を有している。このような偏向要素は、略円筒形状体とは別個に設けられる形態を有していてよく、あるいは、略円筒形状体の一部を成すように設けられていてもよい。つまり、前者は、略円筒形状体に対して付加的に偏向要素が設置される形態であり、後者は、偏向要素を含めて略円筒形状体が構成されている形態である（略円筒形状体の構成要素の一部が“偏向要素”となっている態様である）。 The deflection element has a direct effect on the flow of the particle-accompanied airflow introduced into the separation device, especially the action of altering the flow towards the outlet (ie, towards the outlet). Have. For example, the deflection element has a basic structure such that it is located diagonally with respect to the turning radial direction. Such a deflection element may have a form provided separately from the substantially cylindrical body, or may be provided so as to form a part of the substantially cylindrical body. That is, the former is a form in which a deflection element is additionally installed with respect to the substantially cylindrical body, and the latter is a form in which the substantially cylindrical body is configured including the deflection element (substantially cylindrical shape). A mode in which a part of the constituent elements of the above is a “deflection element”).
本発明の分離デバイスでは、偏向要素の影響を受けつつも略円筒形状体の内面（好ましくは筒胴部の内面）の影響を受けることを通じて粒子同伴気流が略円筒形状体の内部にて旋回流となる。この旋回流は、略円筒形状体の内部の粒子同伴気流の移動距離をより長くさせる効果を奏し得る。つまり、略円筒形状体の寸法が同一である（例えば略円筒形状体の軸心に沿った長さ寸法が同一である）と仮定した場合、旋回流で流れる粒子同伴気流の方が、そうでない気流（例えば従前の如く蛇行して流れる粒子同伴気流）よりも、略円筒形状体の内部での移動距離が相対的に長くなる。よって、デバイスに導入された粒子同伴気流がより効果的に分離に付されることになり、効果的な分離が為され得る。 In the separation device of the present invention, the particle-accompanied airflow is swirled inside the substantially cylindrical body through being affected by the inner surface of the substantially cylindrical body (preferably the inner surface of the cylinder body) while being affected by the deflection element. It becomes. This swirling flow can have the effect of increasing the moving distance of the particle-accompanied airflow inside the substantially cylindrical body. That is, assuming that the dimensions of the substantially cylindrical body are the same (for example, the length dimension along the axis of the substantially cylindrical body is the same), the particle-accompanied airflow flowing in the swirling flow is not. The moving distance inside the substantially cylindrical body is relatively longer than that of the air flow (for example, the air flow accompanied by particles that meander and flow as before). Therefore, the particle-accompanied airflow introduced into the device is more effectively attached to the separation, and effective separation can be achieved.
このように本発明の分離デバイスでは、それに供される気流が蛇行流れとならず、偏向要素の影響を直接的または間接的に受けた旋回流をベースとした流れがもたらされる。また、本発明の分離デバイスは、効果的な分離が可能でありながらも、構造が複雑化しておらず、“略円筒形状体”に基づいた比較的シンプルな構造を有している。 As described above, in the separation device of the present invention, the airflow provided to the separation device does not become a meandering flow, but a flow based on a swirling flow directly or indirectly influenced by a deflection element is provided. Further, the separation device of the present invention has a relatively simple structure based on a "substantially cylindrical body" without complicating the structure while being capable of effective separation.
ある好適な実施態様では、吹入口および吹出口は略円筒形状体における異なる箇所にそれぞれ設けられている。特に、略円筒形状体を構成する筒胴部１０および筒端面２０について、筒胴部１０に吹入口１５が設けられ、筒端面２０に吹出口２５が設けられていることが好ましい（図６（Ａ）および（Ｂ）参照）。吹入口は、略円筒形状体の内部へと粒子同伴気流が吹き入れられる開口部分である一方、吹出口は、特に粒子同伴気流の気体分が略円筒形状体から排出される開口部分である。図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、吹入口１５および吹出口２５は、その前者が略円筒形状体で湾曲部を成す筒胴部１０に設けられている一方、後者が略円筒形状体の筒端面２０に設けられている。 In one preferred embodiment, the air inlet and the air outlet are provided at different locations in the substantially cylindrical body, respectively. In particular, with respect to the cylinder body portion 10 and the cylinder end surface 20 constituting the substantially cylindrical body, it is preferable that the cylinder body portion 10 is provided with the air inlet 15 and the cylinder end surface 20 is provided with the air outlet 25 (FIG. 6 (FIG. 6). See A) and (B)). The air inlet is an opening where the particle-accompanied airflow is blown into the substantially cylindrical body, while the air outlet is an opening where the gas component of the particle-accompanied airflow is discharged from the substantially cylindrical body. As shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B), the air inlet 15 and the air outlet 25 are provided on the cylinder body portion 10 in which the former is a substantially cylindrical body and forms a curved portion, while the latter is a substantially cylindrical body. It is provided on the cylinder end surface 20 of the shaped body.
好ましくは、対向する２つの筒端面の一方（２０Ａ）に近接して吹入口１５が設けられる一方、吹出口２５は、対向する２つの筒端面の他方（２０Ｂ）に設けられている（図６参照）。つまり、吹入口と吹出口とがそれぞれ筒胴部および筒端面に設けられつつも、互いにできるだけ離れて配置される。これにより、吹き入れられた粒子同伴気流が略円筒形状体の内部でより長い移動距離となって分離に付されることになる。 Preferably, the air inlet 15 is provided close to one (20A) of the two opposing cylinder end faces, while the air outlet 25 is provided on the other (20B) of the two opposing cylinder end faces (FIG. 6). reference). That is, the air inlet and the air outlet are provided on the cylinder body and the end surface of the cylinder, respectively, but are arranged as far apart as possible from each other. As a result, the blown particle-accompanied airflow becomes a longer moving distance inside the substantially cylindrical body and is attached to the separation.
ある好適な実施態様では、吹入口は、略円筒形状体の中央位置からずれた配置となっている。より具体的には、粒子同伴気流が略円筒形状体の軸心からずれて略円筒形状体の内部に導入されることになるように吹入口が非軸心に配置されている。図３（特に図３（ａ）および３（ｃ））を用いて詳述する。略円筒形状体についていう“軸心”は、略円筒形状体で互いに対向する２つの筒端面の中央ポイントを結ぶ仮想線Ｍに相当する。したがって、吹入口１５の軸１５ａ（例えば、吹入口の中心軸１５ａ）を考えた場合、その軸１５ａは仮想線Ｍと交わることがないようになっている。換言すれば、略円筒形状体の平面視において、吹入口１５と仮想線Ｍとは互いに重ならないようになっている。別の切り口で捉えると、図１に示されるデバイスの向きにおいて略円筒形状体を軸心を通る鉛直線Ｎに沿って左右均等に半分割すると（すなわち、図２の上側図に示されるように半分割すると）、半分割部のいずれか一方にのみ吹入口が存在することになり、吹入口は半分割部の一方と他方とを互いに跨がるようにならない。 In one preferred embodiment, the air inlet is offset from the central position of the substantially cylindrical body. More specifically, the air inlet is arranged non-axially so that the airflow accompanied by the particles deviates from the axial center of the substantially cylindrical body and is introduced into the substantially cylindrical body. It will be described in detail with reference to FIG. 3 (particularly FIGS. 3 (a) and 3 (c)). The "axis center" of the substantially cylindrical body corresponds to the virtual line M connecting the center points of the two cylindrical end faces facing each other in the substantially cylindrical body. Therefore, when considering the axis 15a of the air inlet 15 (for example, the central axis 15a of the air inlet), the axis 15a does not intersect with the virtual line M. In other words, the air inlet 15 and the virtual line M do not overlap each other in the plan view of the substantially cylindrical body. From another perspective, when the substantially cylindrical body is evenly halved along the vertical line N passing through the axis in the orientation of the device shown in FIG. 1 (that is, as shown in the upper view of FIG. 2). (When divided in half), the air inlet exists only in one of the half-divided portions, and the air inlet does not straddle one of the half-divided portions and the other.
本実施態様では、粒子同伴気流が略円筒形状体の軸心からずれるように略円筒形状体の内部へと導入されることになるが、このような導入によって旋回流が生じやすくなる。つまり、略円筒形状体の内部で旋回流をより効果的に発生させることが可能となり、より好適な分離がもたらされ得る。 In the present embodiment, the airflow accompanied by particles is introduced into the substantially cylindrical body so as to deviate from the axis of the substantially cylindrical body, but such introduction tends to generate a swirling flow. That is, it is possible to generate a swirling flow more effectively inside the substantially cylindrical body, which can lead to more suitable separation.
本発明に係る分離デバイスは、偏向要素を有している。換言すれば、分離デバイスに導入された粒子同伴気流に直接的に作用を及ぼし、特にその流れの向きを出口方向（吹出口の方向）へと変える作用を有する要素が積極的又は意図的に設けられている。 The separation device according to the present invention has a deflection element. In other words, an element that directly acts on the particle-accompanied airflow introduced into the separation device and has an effect of changing the direction of the flow in the outlet direction (outlet direction) is positively or intentionally provided. Has been done.
偏向要素は、吹入口と互いに対向した位置関係を有するように設けられていることが好ましい。より具体的には、粒子同伴気流の導入方向において吹入口１５と偏向要素１３とが互いに対向した位置関係を有することが好ましい（図２および後述で言及する図７参照）。これにより、分離デバイスに導入された粒子同伴気流が直接的に偏向要素の作用を受けやすくなり、粒子同伴気流の向きを変える作用がより効果的となり得る。 The deflection element is preferably provided so as to have a positional relationship facing the air inlet. More specifically, it is preferable that the air inlet 15 and the deflection element 13 have a positional relationship facing each other in the introduction direction of the particle-accompanied air flow (see FIG. 2 and FIG. 7 referred to later). As a result, the particle-accompanied airflow introduced into the separation device becomes more susceptible to the action of the deflection element, and the action of changing the direction of the particle-accompanied airflow can be more effective.
偏向要素は、種々の態様で具現化することができる。以下、それについて説明する。 The deflection element can be embodied in various ways. This will be described below.
偏向要素は、好ましくは旋回径方向に対して斜め方向に位置するような基本構造を有している。例えば、偏向要素１３は、略円筒形状体の内部に設けられた錐状部材（１３’）であってよい（図２参照）。つまり、寸法が漸次減じられるような形状を有する部材が略円筒形状体の内部に付加的に設けられていてよい。かかる錐状部材は、その頂部が吹出口に向くように設けられていることが好ましい。これは、錐状部材の幅寸法が好ましくは吹出口に向かって漸次減少していることを意味している。錐状部材は、略円筒形状体の内面（特に筒端内面）に対して直接的に設けられていることが好ましい。なお、錐状部材は、その頂部が必ずしも尖状になっていることに限らず、頂部が平坦状になっていてもよい（すなわち、錐状部材の断面視形状は例えば円錐に限らず、円錐台などであってもよい）。 The deflection element has a basic structure that is preferably located diagonally with respect to the turning radial direction. For example, the deflection element 13 may be a cone-shaped member (13') provided inside a substantially cylindrical body (see FIG. 2). That is, a member having a shape whose dimensions are gradually reduced may be additionally provided inside the substantially cylindrical body. It is preferable that the cone-shaped member is provided so that the top thereof faces the air outlet. This means that the width dimension of the cone-shaped member preferably gradually decreases toward the outlet. It is preferable that the conical member is provided directly on the inner surface (particularly the inner surface of the end of the cylinder) of the substantially cylindrical body. The top of the cone-shaped member is not necessarily sharp, and the top may be flat (that is, the cross-sectional shape of the cone-shaped member is not limited to, for example, a cone, but a cone. It may be a truncated cone).
このような偏向要素が用いられる場合、分離デバイスに導入された粒子同伴気流がその偏向要素に衝突することによって向きを変えることができるが、特に有利な向き変化となるように偏向要素が作用し得る。具体的には、粒子同伴気流がその偏向要素に衝突して流れの向きを強制的に変えるに際して、吹出口の方向に向かってそのまま旋回流となるように向きを変えることができる。よって、略円筒形状体の内部において旋回流をより効果的に発生させることが可能となり、より効率的な分離がもたらされ得る。 When such a deflection element is used, the particle-accompanied airflow introduced into the separation device can be redirected by colliding with the deflection element, but the deflection element acts to provide a particularly favorable orientation change. obtain. Specifically, when the particle-accompanied airflow collides with the deflection element and forcibly changes the direction of the flow, the direction can be changed so as to become a swirling flow as it is toward the outlet. Therefore, it is possible to generate a swirling flow more effectively inside the substantially cylindrical body, and more efficient separation can be brought about.
錐状部材として設けられる偏向要素は、略円筒形状体と同軸状に配置されていることが好ましい。換言すれば、錐状部材１３’は、略円筒形状体１０の軸心方向において吹出口２５と対向した位置関係を有していることが好ましい（図２および図７参照）。図２および図７に示すように、好ましくは錐状部材１３’の高さ方向が略円筒形状体１０の軸心方向に沿っている又は一致しているともいえる。このような配置特徴を有する錐状部材では、分離デバイスに導入された粒子同伴気流の向きが特に旋回流となるように変化し易くなるので、更に効率的な分離がもたらされ得る。なお、同様に旋回流をより生じやすくさせるため、円錐状の錐状部材の最頂ポイントは吹込口と対向する位置に配置されていることが好ましい。 The deflection element provided as the cone-shaped member is preferably arranged coaxially with the substantially cylindrical body. In other words, it is preferable that the cone-shaped member 13'has a positional relationship facing the air outlet 25 in the axial direction of the substantially cylindrical body 10 (see FIGS. 2 and 7). As shown in FIGS. 2 and 7, it can be said that the height direction of the conical member 13'is preferably along or coincides with the axial direction of the substantially cylindrical body 10. In a cone-shaped member having such an arrangement feature, the direction of the particle-accompanied airflow introduced into the separation device is likely to change so as to be a swirling flow, so that more efficient separation can be achieved. Similarly, in order to make the swirling flow more likely to occur, it is preferable that the highest point of the conical cone-shaped member is arranged at a position facing the air inlet.
錐状部材の形状は“円錐”ベースであってよい。つまり、錐状部材が略円錐形状を成していてよい。これは、錐形状の底部が略円状を有していてよいことを意味している。“略円状”は、真円に限らず、楕円形または卵形などを含め最も広義に円の概念に含めることができる形状を意図している（さらにいえば、円が部分的に欠けていたとしても大きく捉えると円の概念に依然含めることができるような形状も意図している）。このような略円状は“旋回流”の回転軌道と整合がよく、それゆえ、分離デバイスに導入された粒子同伴気流が旋回流となるように向きを変え易くなり、結果として更に効率的な分離がもたらされ得る。略円錐形状を有する錐状部材の円錐中心と吹出口とは互いに整列していることが好ましい。また、図２および図７などで示されるように、錐状部材はその頂部が尖状となっていてよい。例えば、図７に示す断面視における尖状角αは、好ましくは約４０°〜約１２０°、より好ましくは約６５°〜約９５°である。図２および図７で示されるように底部が真円形になると共に、頂部が尖状となった錐状部材は、略円筒形状体へ導入された粒子同伴気流が受ける変化がよりスムーズな変化（例えば、気流変動がより少ない漸次的な変化）となり得る。 The shape of the conical member may be "conical" based. That is, the conical member may have a substantially conical shape. This means that the bottom of the cone shape may have a substantially circular shape. "Approximately circular" is intended to be a shape that can be included in the concept of a circle in the broadest sense, including not only a perfect circle but also an ellipse or an oval shape (for that matter, the circle is partially missing). Even if it is taken as a big picture, it is intended to be a shape that can still be included in the concept of a circle). Such a substantially circular shape is well aligned with the rotating orbit of the "swirl flow", and therefore makes it easier to turn the particle-accompanied airflow introduced into the separation device into a swirling flow, resulting in more efficiency. Separation can be brought about. It is preferable that the conical center and the air outlet of the conical member having a substantially conical shape are aligned with each other. Further, as shown in FIGS. 2 and 7, the cone-shaped member may have a pointed top. For example, the pointed angle α in the cross-sectional view shown in FIG. 7 is preferably about 40 ° to about 120 °, more preferably about 65 ° to about 95 °. As shown in FIGS. 2 and 7, the cone-shaped member having a perfect circular bottom and a pointed top has a smoother change in the particle-accompanied airflow introduced into the substantially cylindrical body (the change is smoother. For example, it can be a gradual change with less airflow fluctuation).
図示されるような円錐状の錐状部材の場合、錐状部材の底面径ｄは、略円筒形状体Ｄの内部径の１／２〜３／４であることが好ましい（図７参照）。つまり、Ｄ／２≦ｄ≦３Ｄ／４であることが好ましい。略円筒形状体の内部での旋回流径をより好適にコントロールし易くなるからである。例えば、ｄがＤ／２よりも小さくなると、旋回流が筒胴部の内面に沿ったものとなり難く分離効率の低減につながる。一方、ｄが３Ｄ／４よりも大きくなると、略円筒形状体へ導入された粒子同伴気流が受ける変化がより急激なとものとなり易く旋回流がそもそも生じにくくなる。なお、同様に好適な旋回流をより生じやすくさせるため、円錐状の錐状部材における最頂位置（最頂ポイント）は吹込口と対向するような位置となっていてよい。 In the case of a conical cone-shaped member as shown in the figure, the bottom diameter d of the cone-shaped member is preferably 1/2 to 3/4 of the internal diameter of the substantially cylindrical body D (see FIG. 7). That is, it is preferable that D / 2 ≦ d ≦ 3D / 4. This is because it becomes easier to more preferably control the swirling flow diameter inside the substantially cylindrical body. For example, when d is smaller than D / 2, the swirling flow is unlikely to be along the inner surface of the cylinder body portion, leading to a reduction in separation efficiency. On the other hand, when d is larger than 3D / 4, the change received by the particle-accompanied airflow introduced into the substantially cylindrical body tends to be more rapid, and the swirling flow is less likely to occur in the first place. Similarly, in order to make it easier to generate a suitable swirling flow, the highest position (the highest point) of the conical cone-shaped member may be a position facing the blow port.
錐状部材として設けられる偏向要素について説明してきたが、本発明において偏向要素１３は、図８（Ａ）および（Ｂ）に示すようなものであってもよい。かかる図８（Ａ）および（Ｂ）は、図９にて斜視図で示される分離デバイスの断面図および端面図に相当する。図示されるように、本発明における「偏向要素」は、略円筒形状体に一体的に組み込まれて略円筒形状体の一部を成すような偏向要素であってもよい。 Although the deflection element provided as the cone-shaped member has been described, the deflection element 13 in the present invention may be as shown in FIGS. 8A and 8B. 8 (A) and 8 (B) correspond to a cross-sectional view and an end view of the separation device shown in the perspective view in FIG. As shown, the "deflection element" in the present invention may be a deflection element that is integrally incorporated into a substantially cylindrical body to form a part of the substantially cylindrical body.
図８に示される偏向要素１３は、略円筒形状体の筒胴部の内壁傾斜面１３’’となっている。かかる内壁傾斜面１３’’は、吹出口に向かって略円筒形状体の内径寸法が漸次大きくなるように傾斜している。かかる内壁傾斜面１３’’は、図示される略円筒形状体の断面視において、粒子同伴気流の導入側と対向して位置する面に相当していることが好ましい。上述の偏向要素と同様、この“内壁傾斜面”の形態を有する偏向要素であっても、分離デバイスに導入された粒子同伴気流がその偏向要素に衝突して向きを出口方向（吹出口の方向）へと変えるに際し、そのまま旋回流となるように変えることができる。よって、略円筒形状体の内部でより効果的に旋回流を発生させることが可能となり、より効率的な分離がもたらされ得る。 The deflection element 13 shown in FIG. 8 is an inner wall inclined surface 13 ″ of the cylinder body portion of a substantially cylindrical body. The inner wall inclined surface 13 ″ is inclined so that the inner diameter dimension of the substantially cylindrical body gradually increases toward the air outlet. It is preferable that the inner wall inclined surface 13 ″ corresponds to a surface located opposite to the introduction side of the particle-accompanied airflow in the cross-sectional view of the substantially cylindrical body shown. Similar to the above-mentioned deflection element, even in the deflection element having the form of this "inner wall inclined surface", the particle-accompanied airflow introduced into the separation device collides with the deflection element and the direction is the outlet direction (outlet direction). ), It can be changed so that it becomes a swirling flow as it is. Therefore, it is possible to generate a swirling flow more effectively inside the substantially cylindrical body, and more efficient separation can be brought about.
図８（Ａ）に示すような略円筒形状体１００の断面視において、内壁傾斜面１３’’は水平ラインとの間で成す角度βが好ましくは約３０°〜約６０°、より好ましくは約３５°〜約５５°（例えば４５°）となっている。略円筒形状体の内部での旋回流径をより好適にコントロールし易くなり、また、壁面に付着し得る粒子成分をより効率よく回収できるからである。 In a cross-sectional view of the substantially cylindrical body 100 as shown in FIG. 8 (A), the angle β formed by the inner wall inclined surface 13 ″ with the horizontal line is preferably about 30 ° to about 60 °, more preferably about. It is from 35 ° to about 55 ° (for example, 45 °). This is because the swirling flow diameter inside the substantially cylindrical body can be more preferably controlled, and the particle component that can adhere to the wall surface can be recovered more efficiently.
本発明の分離デバイスは、種々の態様で具現化することができる。以下、それについて説明する。 The separation device of the present invention can be embodied in various aspects. This will be described below.
（塗料ミストの態様）
本態様は、塗料ミストが関与する態様である。具体的には、粒子同伴気流が塗料ミストの流れとなる態様である。かかる態様では、粒子が塗粒（塗料粒子）となり得る。
(Aspect of paint mist)
This aspect is an aspect in which a paint mist is involved. Specifically, it is an embodiment in which the airflow accompanied by particles becomes the flow of the paint mist. In such an embodiment, the particles can be coated particles (paint particles).
すなわち、塗粒が同伴された気体は、本発明の分離デバイスを通過することによって塗粒と気体とに互いに分離される。例えば、塗料ミストを想定すると、分離デバイスに吹き込まれることによって、塗料分とエアとが互いに分けられることになる。塗料分が分離デバイスに留まる一方、塗料分が減じられた又はそれが含まれないエアが分離デバイスから吐き出されることになる。あくまでも例示にすぎないが、塗料ミストは車体塗装の現場で想定されるものであってよく、それゆえ、“粒子同伴気流”における粒子は車体塗装用の塗粒に相当し、気体がエア（空気）に相当し得る。 That is, the gas accompanied by the coating particles is separated into the coating particles and the gas by passing through the separation device of the present invention. For example, assuming a paint mist, the paint and air are separated from each other by being blown into the separation device. While the paint remains in the separation device, air with reduced or no paint will be expelled from the separation device. Although it is only an example, the paint mist may be assumed at the site of vehicle body painting. Therefore, the particles in the "particle-accompanied air flow" correspond to the coating particles for vehicle body painting, and the gas is air (air). ) Can be equivalent.
粒子同伴気流における粒子が塗粒となる態様、即ち、塗料粒子となる態様は、特に、塗料の色変え時に適した態様となっている。具体的には、塗装機（例えば、噴霧塗装機）を用いた塗装において塗料の色変えを行う際、塗装機に先行する塗料が残存していると色混ぜが生じるので好ましくない。よって、塗装機から残存塗料を強制的に排出させる操作を行うことが考えられる。しかしながら、そのまま大気中へと吹き出すことは残存塗料の成分を大気に放出することになるので環境的に好ましくない。そこで、塗装機から排出される気流（特に初期では塗粒が同伴する気流）を分離デバイスへと導入することで、かかる気流から塗粒を分離する。つまり、本発明を用いれば、塗装機からもたらされた気流から塗粒の成分を分離デバイスに留めることができるので、分離デバイスから排出されるエアはそのような粒子成分を含まないものとなり得る（または含まれていたとしても従前のデバイスよりも少ないものとなり得る）。かかる態様に係る分離デバイスは、塗装機から排出される塗料を回収するための装置に相当するので、“塗料回収装置”などとも称すことができる。 The mode in which the particles in the particle-accompanied air flow become coated particles, that is, the mode in which the particles become paint particles is particularly suitable for changing the color of the paint. Specifically, when the color of the paint is changed in the painting using a painting machine (for example, a spray painting machine), if the paint preceding the painting machine remains, color mixing occurs, which is not preferable. Therefore, it is conceivable to perform an operation for forcibly discharging the residual paint from the painting machine. However, blowing it out into the atmosphere as it is is environmentally unfavorable because it releases the components of the residual paint to the atmosphere. Therefore, the airflow discharged from the coating machine (particularly, the airflow accompanied by the coating particles at the initial stage) is introduced into the separation device to separate the coating particles from the airflow. That is, according to the present invention, the components of the coated particles can be retained in the separation device from the air flow brought from the coating machine, so that the air discharged from the separation device may not contain such particle components. (Or even if included, it can be less than previous devices). Since the separation device according to this aspect corresponds to a device for recovering the paint discharged from the coating machine, it can also be referred to as a “paint recovery device” or the like.
なお、塗装機が用いられる場合、略円筒形状体に吹き込まれる粒子同伴気流は、例えば塗装機から吐出されるエア流れとなり得る。かかる場合、そのような塗装機からの吐出圧を利用することで、略円筒形状体内にエア（特に塗料が含まれ得るエア）を吹き込んで旋回流れを形成して分離に付すとともに、その分離後のエアを略円筒形状体から排出することもできる。つまり、本発明の分離デバイスは、強制加圧手段および／または強制排出手段などの付加的な手段を特に要せず、よりコンパクトなデバイス構成を有し得る。 When a coating machine is used, the particle-accompanied airflow blown into the substantially cylindrical body can be, for example, an air flow discharged from the coating machine. In such a case, by utilizing the discharge pressure from such a coating machine, air (particularly air that can contain paint) is blown into a substantially cylindrical body to form a swirling flow for separation, and after the separation. Air can also be discharged from a substantially cylindrical body. That is, the separation device of the present invention does not particularly require additional means such as forced pressurization means and / or forced discharge means, and may have a more compact device configuration.
本発明の分離デバイスにおいて、吹き込まれる粒子同伴気流の流量は、塗装機（例えばスプレーガンまたはエアガンなどの塗装機）から吐出されるエア流れの流量と同等であってよい。あくまでも例示にすぎないが、略円筒形状体（内容積：６０〜８０Ｌ、内径寸法５００〜６００ｍｍ）の内部に吹き込まれる粒子同伴気流の流量は、４〜１０Ｌ／ｓ程度、より具体的には５．８〜７．５Ｌ／ｓ（例えば６．５±０．３Ｌ／ｓなど）であってよい。 In the separation device of the present invention, the flow rate of the airflow accompanied by particles blown may be equal to the flow rate of the air flow discharged from the coating machine (for example, a coating machine such as a spray gun or an air gun). Although it is only an example, the flow rate of the airflow accompanied by particles blown into the inside of a substantially cylindrical body (internal volume: 60 to 80 L, inner diameter dimension 500 to 600 mm) is about 4 to 10 L / s, more specifically 5, It may be .8 to 7.5 L / s (for example, 6.5 ± 0.3 L / s).
ある好適な態様では、塗料がいわゆる“液体塗料”であり、それゆえ、粒子同伴気流における“粒子”は液体粒子（より具体的には液体塗粒、すなわち、液体塗料粒子）となり得る。かかる場合、塗料成分を液体状態で分離デバイスによって回収しつつ、清浄化されたエアがデバイスから排出されることになる。 In one preferred embodiment, the paint is a so-called "liquid paint" and therefore the "particles" in the particle-accompanied air stream can be liquid particles (more specifically, liquid paint particles, i.e., liquid paint particles). In such a case, the purified air is discharged from the device while the paint component is recovered in a liquid state by the separation device.
（導入パーツ付属の態様）
本態様は、分離デバイスに導入パーツが付加的に設けられている態様である。具体的には、吹入口に連結され、粒子同伴気流を略円筒形状体へと導くための導入パーツ５０が更に設けられている（図１〜図３参照）。
(Aspects attached to the introduction parts)
This aspect is an aspect in which an introduction part is additionally provided in the separation device. Specifically, an introduction part 50 which is connected to the air inlet and guides the airflow accompanied by particles to a substantially cylindrical body is further provided (see FIGS. 1 to 3).
かかる導入パーツ５０は、内部に中空部を有するところ、吹入口に対して流体連通状態で接続されている。よって、導入パーツに吹き込まれた粒子同伴気流は、その導入パーツを介して吹入口へと導かれ、結果として略円筒形状体の内部へと粒子同伴気流が流入することになる。 The introduction part 50 has a hollow portion inside, and is connected to the air inlet in a fluid communication state. Therefore, the particle-accompanied airflow blown into the introduction part is guided to the air inlet through the introduction part, and as a result, the particle-accompanied airflow flows into the inside of the substantially cylindrical body.
図示するように、導入パーツ５０は、筒胴部１０に設けられるところ、略円筒形状体１００に対して立設するように設けられていることが好ましい。かかる導入パーツは、略円筒形状体と一体的に構成されているものであってよく、あるいは、略円筒形状体とは別個のパーツを構成しているものであってもよい。別個のパーツの場合、分離デバイスのクリーニングが容易となる等の点でより望ましいデバイスがもたらされ得る。なお、導入パーツは、ホースなどの可撓性を呈するパーツであってもよいものの、好ましくは金属などから成る剛性パーツである。 As shown in the figure, it is preferable that the introduction part 50 is provided in the cylinder body portion 10 so as to stand upright with respect to the substantially cylindrical body 100. Such an introduction part may be integrally formed with a substantially cylindrical body, or may be formed as a part separate from the substantially cylindrical body. In the case of separate parts, a more desirable device may be provided in terms of facilitating cleaning of the separated device. The introduced part may be a flexible part such as a hose, but is preferably a rigid part made of metal or the like.
塗装機が用いられる場合、塗装機からの吐出されるエア流れを利用して略円筒形状体内で旋回気流を好適に形成できる。そのような旋回気流の形成を促進するため、導入パーツの内径は一定径とすることが好ましい。例えば、導入パーツは、一定の内径を有する略円筒状のパーツであってよい。つまり、導入パーツの中空部分が円柱状となっている場合、その円柱状中空部分の径が導入パーツの軸方向で一定となっていてよい。導入パーツの具体的な内径値は、塗装機のサイズ、エアの吐出方向／噴射方向によって決定してよい。このように、導入パーツの内径を適切な一定径にすることによって、略円筒形状体の内部での気流がより安定化し、一定の気流が略円筒形状体内へと入り込むことになり、結果として安定した旋回挙動が得られ易くなる。 When a coating machine is used, a swirling airflow can be suitably formed in a substantially cylindrical body by utilizing the air flow discharged from the coating machine. In order to promote the formation of such a swirling airflow, it is preferable that the inner diameter of the introduced part is a constant diameter. For example, the introduction part may be a substantially cylindrical part having a constant inner diameter. That is, when the hollow portion of the introduced part is cylindrical, the diameter of the cylindrical hollow portion may be constant in the axial direction of the introduced part. The specific inner diameter value of the introduced parts may be determined by the size of the coating machine and the air discharge direction / injection direction. In this way, by making the inner diameter of the introduced part an appropriate constant diameter, the airflow inside the substantially cylindrical body becomes more stable, and the constant airflow enters the substantially cylindrical body, resulting in stability. It becomes easy to obtain the turning behavior.
《本発明の分離デバイス２》
本発明の分離デバイスは、その構造的な点で特徴を有する。以下、それについて説明する。
<< Separation device 2 of the present invention >>
The separation device of the present invention is characterized in its structural features. This will be described below.
本発明は、特にその構造のみに着目すれば、略円筒形状体の内部において突出形態を有するものである。図１〜３に示される内部構造を有する分離デバイスがそれに相当する。よって、本発明では、以下で規定される構造を有する分離デバイスも提供される。
粒子を同伴する気流から粒子と気体とを互いに分離する分離デバイスであって、
吹入口および吹出口を備える略円筒形状体
を有して成り、
略円筒形状体の内面に突起部材が設けられているか、あるいは当該内面が突起状となっている、分離デバイス。
The present invention has a projecting shape inside a substantially cylindrical body, particularly focusing only on its structure. The separation device having the internal structure shown in FIGS. 1 to 3 corresponds to this. Therefore, the present invention also provides a separation device having the structure defined below.
A separation device that separates particles and gas from the airflow that accompanies them.
It consists of a substantially cylindrical body with an air inlet and an air outlet.
A separation device in which a protrusion member is provided on the inner surface of a substantially cylindrical body, or the inner surface has a protrusion shape.
かかる本発明は、“缶”の如く内部に空間を有する略円筒形状体の内部構造として突出形態を有している。つまり、本発明では、粒子同伴気流のための分離デバイスとして、その略円筒形状体の内部に突出形態を有することが特徴となっている。 The present invention has a protruding form as an internal structure of a substantially cylindrical body having a space inside like a "can". That is, the present invention is characterized in that it has a projecting shape inside a substantially cylindrical body as a separation device for a particle-accompanied air flow.
“突出形態”は、あくまでも略円筒形状体の内部構造に供されており、略円筒形状体の内面からその内部空間側に向かって突出する突起部材が設けられているか、あるいは略円筒形状体の内面が突起状となっている。つまり、本発明でいう「突起」とは、凸状に突出している又は***していることを意味している。また、ここでいう「内面」とは、略円筒形状体の内部空間を直接的に形作っている面のことを意味している。 The "protruding form" is provided only to the internal structure of the substantially cylindrical body, and is provided with a protruding member protruding from the inner surface of the substantially cylindrical body toward the internal space side, or the substantially cylindrical body. The inner surface is protruding. That is, the "protrusion" in the present invention means that it protrudes or rises in a convex shape. Further, the "inner surface" here means a surface that directly forms the internal space of a substantially cylindrical body.
略円筒形状体の内面に“突起”が供されていると、デバイスに導入された粒子同伴気流がより効果的に分離に付されることになり、効果的な分離がもたらされ得る。 The provision of "protrusions" on the inner surface of the substantially cylindrical body allows the particle-accompanied airflow introduced into the device to be more effectively attached to the separation, which can result in effective separation.
以下では、突起部材を設ける場合を主たる例として挙げて説明するが、“突起状の内面”であっても同様である。すなわち、突起部材に関して説明する事項は、“突起状の内面”についても全て同様に当てはまる。 Hereinafter, the case where the protruding member is provided will be described as a main example, but the same applies to the “protruding inner surface”. That is, all the matters described with respect to the protruding member also apply to the "protruding inner surface".
本発明の分離デバイスにおいて、突起部材は錐状部材であってよい。つまり、寸法が漸次減じられるような形状を有する部材１３’が略円筒形状体１００の内面に設けられていてよい（図２参照）。かかる場合、錐状部材の底面（すなわち、相対的に大きい寸法を有する側の面）が内面と直接的に接するように錐状部材が設けられていることが好ましい。なお、錐状部材１３’の頂部は、図１０（Ａ）に示される如く尖状となっていることが考えられるものの、必ずしもそれに限らず頂部が非尖状であってよく（図１０（Ｂ）参照）、例えば頂面が平面状または湾曲面状などになっていてもよい。 In the separation device of the present invention, the protruding member may be a conical member. That is, a member 13'having a shape whose dimensions are gradually reduced may be provided on the inner surface of the substantially cylindrical body 100 (see FIG. 2). In such a case, it is preferable that the cone-shaped member is provided so that the bottom surface of the cone-shaped member (that is, the surface on the side having a relatively large dimension) is in direct contact with the inner surface. It is conceivable that the top of the cone-shaped member 13'is pointed as shown in FIG. 10 (A), but the top is not necessarily limited to that and the top may be non-pointed (FIG. 10 (B). ), For example, the top surface may be flat or curved.
ある好適な態様では、上記の“略円筒形状体の内面”は略円筒形状体の筒端内面である。つまり、そのような筒端内面に突起部材が設けられているか、筒端内面が突起状になっていることが好ましい。突起部材が錐状部材である場合、錐状部材の底面（すなわち、相対的に大きい寸法を有する側の面）が筒端内面と直接的に接するように錐状部材が設けられていることが好ましい。 In one preferred embodiment, the "inner surface of the substantially cylindrical body" is the inner surface of the cylindrical end of the substantially cylindrical body. That is, it is preferable that a protrusion member is provided on the inner surface of such a cylinder end, or the inner surface of the cylinder end has a protrusion shape. When the projecting member is a conical member, the conical member is provided so that the bottom surface of the conical member (that is, the surface on the side having a relatively large dimension) is in direct contact with the inner surface of the cylinder end. preferable.
略円筒形状体では、筒端内面は２つ存在し得るところ、特に吹出口が設けられていない側の筒端内面に突起部材が設けられていることが好ましい。かかる場合、突起部材は、吹出口と互いに対向した位置関係を有することになる。好ましくは、突起部材と吹出口とは略円筒形状体の軸方向に沿って互いに対向した位置関係を有する。 In a substantially cylindrical body, there may be two inner surfaces of the cylinder end, and it is particularly preferable that a protrusion member is provided on the inner surface of the cylinder end on the side where the air outlet is not provided. In such a case, the protruding member has a positional relationship facing the air outlet. Preferably, the protrusion member and the air outlet have a positional relationship facing each other along the axial direction of the substantially cylindrical body.
本発明の分離デバイスにおいて、略円筒形状体は、その密閉性がより高いものが好ましい。つまり、略円筒形状体は、吹入口および吹出口を除いて、外部と連通した箇所を有していないことが好ましい。略円筒形状体内に吹き込まれた粒子同伴気流が略円筒形状体の内部でより好適に分離に付されるとともに、その分離後の気流が略円筒形状体からより排出され易くなるからである。 In the separation device of the present invention, the substantially cylindrical body preferably has a higher airtightness. That is, it is preferable that the substantially cylindrical body does not have a portion communicating with the outside except for the air inlet and the air outlet. This is because the airflow accompanied by particles blown into the substantially cylindrical body is more preferably attached to the separation inside the substantially cylindrical body, and the airflow after the separation is more easily discharged from the substantially cylindrical body.
本発明の分離デバイスにおける“略円筒形状体”および“錐状部材”などのより詳細な事項ならびに更なる具体的な態様などは、上述の［本発明の分離デバイス１］で説明しているので、重複を避けるためにここでの説明は省略する。 More detailed matters such as "substantially cylindrical body" and "cone-shaped member" in the separation device of the present invention, and further specific aspects, etc., are described in the above-mentioned [Separation device 1 of the present invention]. , The description here is omitted to avoid duplication.
《本発明に係る分離のための設計方法》
本発明では、分離のための設計方法も提供される。ここでいう分離は、上述のデバイスにおけるものと同じ意味合いを有している。つまり、本発明の設計方法は、粒子を同伴する気流から粒子と気体とを互いに分離するための設計方法である。
<< Design method for separation according to the present invention >>
The present invention also provides a design method for separation. The separation here has the same meaning as that in the device described above. That is, the design method of the present invention is a design method for separating particles and gas from each other from an air flow accompanied by particles.
本発明の設計方法は、略円筒形状体へと導入された粒子同伴気流を偏向に付し、略円筒形状体の内部においてその気流を旋回流とすることを特徴としている。これは、従来の邪魔板に基づく蛇行流れに鑑みて導入された新たな設計思想を有している。具体的には、本願の発明者は、従来の邪魔板で塗料粒子流れを蛇行させて分離する場合、迂回の回数を増やすべく邪魔板の数を増やしたとしても分離率が相応に向上しないことを見出している（図１４参照）。そのような知見に鑑み、本発明の設計方法では、粒子同伴流れが邪魔板による蛇行流れに基づいておらず、別の流れ機構で効果的な分離がもたらされるようにしている。 The design method of the present invention is characterized in that a particle-accompanied airflow introduced into a substantially cylindrical body is deflected and the airflow is swirled inside the substantially cylindrical body. It has a new design concept introduced in view of the conventional meandering flow based on the baffle plate. Specifically, the inventor of the present application says that when the paint particle flow is meandered and separated by a conventional baffle plate, the separation rate does not improve correspondingly even if the number of baffle plates is increased in order to increase the number of detours. (See FIG. 14). In view of such findings, the design method of the present invention ensures that the particle-accompanied flow is not based on meandering flow by the baffle, but that another flow mechanism provides effective separation.
特に、本発明の設計方法は、粒子同伴気流の旋回流に基づいており、そのような旋回流に伴って、気流に含まれていた粒子成分の少なくとも一部（好ましくは粒子成分の全部）を略円筒形状体の内部に留まらせる一方、気流の気体成分の少なくとも一部（好ましくは気体成分の全部）を略円筒形状体から排出させることを想定している（図５参照）。 In particular, the design method of the present invention is based on a swirling flow of a particle-accompanied airflow, and with such a swirling flow, at least a part (preferably all of the particle components) of the particle components contained in the airflow is removed. It is assumed that at least a part (preferably all of the gas components) of the gas component of the airflow is discharged from the substantially cylindrical body while staying inside the substantially cylindrical body (see FIG. 5).
本発明のある好適な設計方法では、特に旋回流に起因して、略円筒形状体の内部における気流の移動距離がより長くなるといったことに基づいている。これは、デバイス（特に略円筒形状体）の単位体積あたり粒子同伴気流の移動距離をより稼ぐことができることを意味している。したがって、かかる場合、分離効率を実質的に損なわないにも拘わらず略円筒形状体の内部サイズをより小さくでき、分離デバイスの小型化が実現され得る。 A preferred design method of the present invention is based on the fact that the travel distance of the airflow inside a substantially cylindrical body is longer, especially due to swirling currents. This means that the distance traveled by the particle-accompanied airflow can be increased per unit volume of the device (particularly a substantially cylindrical body). Therefore, in such a case, the internal size of the substantially cylindrical body can be made smaller while the separation efficiency is not substantially impaired, and the separation device can be miniaturized.
また、本発明のある好適な設計方法は、「略円筒形状体に導入された粒子同伴気流が衝突する偏向要素」を略円筒形状体に設けることに基づいている。具体的には、略円筒形状体に導入された粒子同伴気流に直接的に作用を及ぼし、特にその流れの向きを出口方向に変える作用を有する要素を積極的又は意図的に設ける。このような偏向要素を設けることで、略円筒形状体に導入された粒子同伴気流がその偏向要素で向きを変えるに際し、そのまま旋回流となるように向きを変えることができる。したがって、略円筒形状体の内部でより効果的に旋回流を発生させ易くなり、より効率的な分離が可能となる。 Further, a preferred design method of the present invention is based on providing a "deflection element in which a particle-accompanied airflow introduced into a substantially cylindrical body collides" with the substantially cylindrical body. Specifically, an element that directly acts on the particle-accompanied airflow introduced into the substantially cylindrical body and particularly has an effect of changing the direction of the flow toward the outlet is positively or intentionally provided. By providing such a deflection element, when the particle-accompanied airflow introduced into the substantially cylindrical body changes its direction by the deflection element, the direction can be changed so as to be a swirling flow as it is. Therefore, it becomes easier to generate a swirling flow more effectively inside the substantially cylindrical body, and more efficient separation becomes possible.
上述した如く、偏向要素は、旋回気流を出口方向に遷移させる機能を有している。偏向要素に関する好適な基本構造は、旋回径方向に対して斜め方向に位置する構造である。かかる基本構造は例えば“円錐”で構成できる。円錐”の底面径ｄは、略円筒形状体の内部径Ｄの１／２〜３／４であることが好ましい(図７参照)。略円筒形状体の内部での旋回流径をより好適にコントロールし易くなるからである。また、“円錐”の高さ寸法は、上述の導入パーツの内径に合わせて決定してよい。これにつき、円錐が高すぎると、略円筒形状体の内圧が過度に高くなり易く気流が逆流し得る。一方、円錐が低すぎると、略円筒形状体内の旋回流が出口方向へと遷移しにくくなる。よって、あくまでも１つの例示であるが、円錐の高さ寸法は、導入パーツの内径寸法と実質的に同じであってよい。 As described above, the deflection element has a function of transitioning the swirling airflow in the outlet direction. A suitable basic structure for the deflection element is a structure that is located diagonally with respect to the turning radial direction. Such a basic structure can be composed of, for example, a "cone". The bottom diameter d of the "cone" is preferably 1/2 to 3/4 of the internal diameter D of the substantially cylindrical body (see FIG. 7). The swirling flow diameter inside the substantially cylindrical body is more preferably. This is because it becomes easier to control. Further, the height dimension of the "cone" may be determined according to the inner diameter of the introduced part described above. Regarding this, if the cone is too high, the internal pressure of the substantially cylindrical body is excessive. On the other hand, if the cone is too low, it is difficult for the swirling flow in the substantially cylindrical shape to transition toward the outlet. Therefore, as an example, the height dimension of the cone is just one example. May be substantially the same as the inner diameter dimension of the introduced part.
また、旋回径方向に対して斜め方向に位置するといった基本構造は、略円筒形状体の入口側から出口側に向かって略円筒形状体の内径を漸次大きくすることでも達成できる。図８（Ａ）および（Ｂ）ならびに図９に示す態様である。この場合であっても、“円錐”構成と同様、旋回気流を出口方向に好適に遷移させることができる。図８（Ａ）の略円筒形状体の断面視で示されるように、略円筒形状体の上側部分は水平となる一方、略円筒形状体の下側部分は水平面に対して例えばおよそ斜め４５°の方向となるように傾斜していてよい。かかる場合、略円筒形状体の内部での旋回流径をより好適にコントロールし易くなる効果、および／または、壁面に付着し得る粒子成分をより効率よく回収できる効果がもたらされる。 Further, the basic structure of being positioned diagonally with respect to the turning radial direction can also be achieved by gradually increasing the inner diameter of the substantially cylindrical body from the inlet side to the outlet side of the substantially cylindrical body. 8 (A) and 8 (B) and the embodiment shown in FIG. Even in this case, as in the "conical" configuration, the swirling airflow can be suitably transitioned in the outlet direction. As shown in the cross-sectional view of the substantially cylindrical body of FIG. 8 (A), the upper part of the substantially cylindrical body is horizontal, while the lower part of the substantially cylindrical body is, for example, approximately 45 ° oblique to the horizontal plane. It may be inclined so as to be in the direction of. In such a case, the effect of facilitating more preferably controlling the swirling flow diameter inside the substantially cylindrical body and / or the effect of more efficiently recovering the particle component that may adhere to the wall surface is obtained.
また、本発明のある好適な設計方法は、略円筒形状体の吹入口をその略円筒形状体の中央位置からずれた偏心配置とする。具体的には、略円筒形状体の吹入口は、略円筒形状体の軸心からずれて気流が略円筒形状体の内部へと導入されるように配置する。つまり、図３（ａ）および（ｂ）における筒端面の中央ポイント同士を結ぶ仮想線Ｍと、吹入口１５の軸１５ａ（特に、吹入口の中心軸１５ａ）とは互いに交わらないようにする。換言すれば、略円筒形状体の平面視において、吹入口１５と仮想線Ｍとが互いに重ならないようにする。 Further, a preferred design method according to the present invention is to arrange the air inlet of the substantially cylindrical body in an eccentric arrangement deviated from the central position of the substantially cylindrical body. Specifically, the air inlet of the substantially cylindrical body is arranged so as to deviate from the axis of the substantially cylindrical body and the airflow is introduced into the substantially cylindrical body. That is, the virtual line M connecting the central points of the cylinder end surfaces in FIGS. 3A and 3B and the axis 15a of the air inlet 15 (particularly, the central axis 15a of the air inlet) do not intersect with each other. In other words, the air inlet 15 and the virtual line M are prevented from overlapping each other in the plan view of the substantially cylindrical body.
このような設計では、粒子同伴気流が略円筒形状体の軸心からずれて略円筒形状体の内部へと導入される。よって、略円筒形状体の内部に導入された粒子同伴気流が旋回流となり易く、より好適な分離がもたらされ得る。 In such a design, the particle-accompanied airflow deviates from the axis of the substantially cylindrical body and is introduced into the substantially cylindrical body. Therefore, the particle-accompanied airflow introduced into the substantially cylindrical body tends to become a swirling flow, and more suitable separation can be brought about.
本発明のある好適な設計方法は、略円筒形状体への粒子同伴気流の導入を鉛直方向下向きとする。つまり、吹入口を介して略円筒形状体の内部へと入っていく粒子同伴気流の向きを鉛直方向下向きとする。導入パーツ５０（図１〜図３参照）が用いられる場合では導入パーツの軸方向が鉛直方向に沿うような条件で粒子同伴気流を略円筒形状体の内部へと吹き込むことになる。かかる場合、粒子同伴気流の導入方向は重力方向に相当し、粒子同伴気流の流速の点でより好ましくなり、略円筒形状体の内部で粒子同伴気流が旋回流となり易く、より好適な分離がもたらされ得る。なお、このような場合、略円筒形状体の周辺雰囲気は下降流れを伴った雰囲気であってもよい。 A preferred design method of the present invention is to introduce a particle-accompanied airflow into a substantially cylindrical body in the vertical downward direction. That is, the direction of the particle-accompanied airflow entering the inside of the substantially cylindrical body through the air inlet is set to be downward in the vertical direction. When the introduction part 50 (see FIGS. 1 to 3) is used, the particle-accompanied airflow is blown into the substantially cylindrical body under the condition that the axial direction of the introduction part is along the vertical direction. In such a case, the introduction direction of the particle-accompanied airflow corresponds to the direction of gravity, which is more preferable in terms of the flow velocity of the particle-accompanied airflow, and the particle-accompanied airflow tends to become a swirling flow inside the substantially cylindrical body, and more preferable separation is also possible. Can be drowned. In such a case, the surrounding atmosphere of the substantially cylindrical body may be an atmosphere accompanied by a downward flow.
本発明の設計方法は「入口の寸法」の点である特徴を有する。これにつき、本発明では、略円筒形状体に導入パーツを更に設けることが好ましい。具体的には、吹入口に連結され、粒子同伴気流を略円筒形状体へと導くための導入パーツを更に設けることが好ましい。塗装機が用いられる場合では、塗装機からの吐出されるエア流れを利用して略円筒形状体内で旋回気流がより好適に形成されることになるように、導入パーツ（図１〜３における参照番号５０の部材）の内径は一定径とすることが好ましい。例えば、導入パーツは、その軸方向に沿って一定の内径を有する円筒状パーツであってよい。具体的な内径値は、塗装機のサイズ、エアの吐出方向／噴射方向によって決定してよい。このように、導入パーツの内径を適切な一定径にすることによって、略円筒形状体の内部で気流がより安定化し、一定の気流が略円筒形状体内へと入ることになり、ひいては安定した旋回挙動が得られ易くなる。 The design method of the present invention has a feature that is a point of "inlet dimensions". Regarding this, in the present invention, it is preferable to further provide an introduction part in a substantially cylindrical body. Specifically, it is preferable to further provide an introduction part that is connected to the air inlet and guides the airflow accompanied by particles to a substantially cylindrical body. When a coating machine is used, the introduced parts (see FIGS. 1 to 3) so that the swirling airflow is more preferably formed in the substantially cylindrical shape by utilizing the air flow discharged from the coating machine. The inner diameter of the member (number 50) is preferably a constant diameter. For example, the introduction part may be a cylindrical part having a constant inner diameter along its axial direction. The specific inner diameter value may be determined by the size of the coating machine and the air discharge direction / injection direction. In this way, by making the inner diameter of the introduced part an appropriate constant diameter, the airflow becomes more stable inside the substantially cylindrical body, and the constant airflow enters the substantially cylindrical body, which in turn stabilizes the rotation. It becomes easier to obtain the behavior.
本発明の設計方法は「出口の寸法」の点でもある特徴を有する。これにつき、本発明では、出口径は入口径に対応して決定してよい。つまり、図１〜３などに示される略円筒形状体を例にとると、吹出口の寸法・サイズは、吹入口の寸法・サイズに応じて決定してよい。出口径が大きすぎると旋回流が発生し難くなる一方、出口径が小さすぎると、旋回流が出口方向へと遷移し難くなる。よって、あくまでも１つの例示であるが、出口径（すなわち、吹出口）の寸法・サイズは、入口径（すなわち、吹入口および／または導入パーツの内径）の寸法・サイズと実質的に同じであってよい。 The design method of the present invention has a feature that is also a point of "outlet dimensions". Regarding this, in the present invention, the outlet diameter may be determined according to the inlet diameter. That is, taking the substantially cylindrical body shown in FIGS. 1 to 3 as an example, the size and size of the air outlet may be determined according to the size and size of the air inlet. If the outlet diameter is too large, it becomes difficult to generate a swirling flow, while if the outlet diameter is too small, it becomes difficult for the swirling flow to transition toward the outlet. Therefore, although it is only an example, the size / size of the outlet diameter (that is, the air outlet) is substantially the same as the size / size of the inlet diameter (that is, the inner diameter of the air inlet and / or the introduced part). You can.
本発明の設計方法は、塗料ミスト流れから塗料を回収することを前提としたものであってよい。つまり、粒子同伴気流が塗料ミストの流れであって、粒子が塗粒となることを前提とした分離に関する設計方法であってよい。 The design method of the present invention may be premised on recovering the paint from the paint mist flow. That is, it may be a design method for separation on the premise that the air flow accompanied by particles is the flow of the paint mist and the particles become the paint particles.
特には、粒子同伴気流は、スプレーガンまたはエアガンなどの塗装機から略円筒形状体の内部へと強制的に吹き入れられる塗粒流れであってよい。これは、塗装機を用いた塗装において塗料の色変えを行う際の残存塗料の問題に鑑みたものである。先行の塗料が残存した状態で塗装機を用いると色混ぜが生じるので、塗装機から残存塗料を強制的に排出させる操作を行うことが好ましい。この際、そのまま大気中へと吹き出すことは環境的に問題となり得るので、塗装機から排出される気流（特に初期では塗粒を含有する気流）から塗粒を分離回収することが好ましい。 In particular, the particle-accompanied airflow may be a coating particle flow that is forcibly blown into the inside of a substantially cylindrical body from a coating machine such as a spray gun or an air gun. This is in view of the problem of residual paint when changing the color of paint in painting using a painting machine. If the coating machine is used with the preceding paint remaining, color mixing will occur. Therefore, it is preferable to perform an operation of forcibly discharging the residual paint from the coating machine. At this time, since blowing it out into the atmosphere as it is can be an environmental problem, it is preferable to separate and recover the coated particles from the airflow discharged from the coating machine (particularly, the airflow containing the coated particles at the initial stage).
よって、塗装機からエアを排出させつつ、その気流から塗料粒子の成分を略円筒形状体に留める一方、略円筒形状体から排出されるエアはそのような粒子成分を含まないものとする（または含まれていたとしても従前よりも少ないものとする）。かかる設計方法において、粒子同伴気流は、塗装機から強制的に吐出される気流であるので、ポンプなどの付加的なデバイスを要することなく、略円筒形状体内へと粒子同伴気流を導入することができ、かつ、略円筒形状体内で旋回流を形成できる。なお、略円筒形状体は、特に塗装機から排出される塗料を回収するのに供すことができるので“塗料回収体”などとも称すこともできる。 Therefore, while discharging air from the coating machine, the components of the paint particles are retained in the substantially cylindrical body from the air flow, while the air discharged from the substantially cylindrical body does not contain such particle components (or Even if it is included, it shall be less than before). In such a design method, since the particle-accompanied airflow is the airflow forcibly discharged from the coating machine, it is possible to introduce the particle-accompanied airflow into a substantially cylindrical body without requiring an additional device such as a pump. It is possible to form a swirling flow in a substantially cylindrical body. It should be noted that the substantially cylindrical body can also be referred to as a "paint recovery body" because it can be used for collecting the paint discharged from the coating machine.
略円筒形状体の全体的な大きさに関連する略円筒形状体の長さ寸法（図３（ｂ）でいえば、対向する２つの筒端面２０の互いの離隔距離Ｌ）は、排出する塗料・エアの量に応じて決定してよい。例えば、排出量の多少に応じて、目標の回収率をより満たすことになるように略円筒形状体のサイズを適宜変更してよい。 The length dimension of the substantially cylindrical body related to the overall size of the substantially cylindrical body (in FIG. 3B, the separation distance L between the two opposing cylinder end faces 20) is the paint to be discharged.・ It may be decided according to the amount of air. For example, the size of the substantially cylindrical body may be appropriately changed so as to more satisfy the target recovery rate depending on the amount of discharge.
本発明の設計方法のより詳細な事項および更なる態様などその他の事項は、上述の［本発明の分離デバイス１］および［本発明の分離デバイス２］で説明しているので、重複を避けるためにここでの説明は省略する。 Other matters such as more detailed matters and further aspects of the design method of the present invention are described in the above-mentioned [Separation device 1 of the present invention] and [Separation device 2 of the present invention], in order to avoid duplication. The description here is omitted.
以上、本発明の実施態様について説明してきたが、本発明の適用範囲における典型例を示したに過ぎない。したがって、本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変更がなされ得ることは当業者に容易に理解されよう。 Although the embodiments of the present invention have been described above, they merely show typical examples in the scope of application of the present invention. Therefore, it will be readily appreciated by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made.
例えば、上記においては、粒子同伴気流における粒子として塗料粒子を挙げたが、かかる塗料は種々のものが考えられる。つまり、塗料の種類は、一液型塗料、二液型塗料もしくは多液型塗料などであってよく、また、粉体塗料、水溶性塗料、エマルション塗料、非水ディスパーション塗料などと称される塗料であってもよい。なお、塗装工程の観点でいえば、塗料は、表面処理塗料、下地塗料またはクリア塗料などの範疇に属するものであってもよい。 For example, in the above, paint particles are mentioned as particles in the airflow accompanied by particles, but various paints can be considered. That is, the type of paint may be one-component paint, two-component paint, multi-component paint, etc., and is also referred to as powder paint, water-soluble paint, emulsion paint, non-water dispersion paint, or the like. It may be a paint. From the viewpoint of the coating process, the coating material may belong to the category of surface treatment coating material, base coating material, clear coating material, or the like.
また、上記で参照した図は、分離デバイスが１パーツから構成されるように示されているが、本発明は、これに限定されない。分離デバイスを構成する部分が取り外し可能なパーツとなっていてよい。例えば、分離デバイスの導入パーツ（図１で参照番号“５０”の部分）、および／または、筒端面のパーツ（図１で参照番号２０”の部分）が取り外し可能となっていてよい。かかる場合、取り外し可能なパーツを適宜取り外すことによって、分離デバイスのクリーニングなどをより容易に行うことができる。 Further, the figure referred to above shows that the separation device is composed of one part, but the present invention is not limited thereto. The parts that make up the separation device may be removable parts. For example, the introduction part of the separation device (the part of the reference number “50” in FIG. 1) and / or the part of the cylinder end surface (the part of the reference number 20 in FIG. 1) may be removable. By appropriately removing the removable parts, the separation device can be cleaned more easily.
本発明に関連する実施例を説明する。 Examples related to the present invention will be described.
以下の条件の分離デバイスについて実証試験およびシミュレーションを実施した。
実施例１
・分離デバイス：図１〜３に示すデバイス
− 偏向要素：錐状部材
− 内部体積：７５．１Ｌ
・粒子同伴気流：塗装機からデバイスへと下向きに吹き込まれる塗料ミストの気流
− 粒子：塗粒
− 気体：空気（エア）
塗装機（回転ベル型噴霧塗装機）によって分離デバイスの入口（導入パーツにおける入口）に対して液体塗料を吹き込む操作を行った。吹き込み流量は、８．４ｇ／ｓとした。吹き込みは１０秒行い、吹き込みの流れがデバイスに３０秒滞留するといった条件でそれを３０回実施し、塗粒の回収率（分離デバイスに最終的に留まる粒子の割合）を求めた。
特にシミュレーション（流体数値シミュレーション）については、市販の解析ソフトウェア「ＳＴＡＲ-ＣＣＭ+」（Siemens PLM Software社）を使用して実証試験を模した。以下はその解析条件である。
・分離デバイスへの入力
−質量流量：８．４ｇ／ｓ
・吹入口側境界条件
−圧力：１．００００１ａｔｍ
・吹出口側境界条件
−圧力：１．０００００ａｔｍ
・粒子（液滴）
−直径：１０μｍ
−比重：１．０００ｋｇ／Ｌ
−初速：１００〜３００ｍ／ｓ
−個数：１００個／ｓ
Demonstration tests and simulations were conducted on separation devices under the following conditions.
Example 1
-Separation device: Device shown in Figures 1 to 3-Deflection element: Conical member-Internal volume: 75.1L
-Particle-accompanied airflow: Airflow of paint mist blown downward from the coating machine to the device-Particles: Coated particles-Gas: Air (air)
The liquid paint was sprayed onto the inlet of the separation device (the inlet of the introduced parts) by a coating machine (rotary bell type spray coating machine). The blowing flow rate was 8.4 g / s. The blowing was performed for 10 seconds, and the blowing flow was carried out 30 times under the condition that the flow of the blowing stayed in the device for 30 seconds, and the recovery rate of the coated particles (the ratio of the particles finally staying in the separation device) was determined.
In particular, for simulation (fluid numerical simulation), a demonstration test was imitated using commercially available analysis software "STAR-CCM +" (Siemens PLM Software). The following are the analysis conditions.
-Input to separation device-mass flow rate: 8.4 g / s
・ Boundary condition on the air inlet side − Pressure: 1.00001 atm
・ Boundary condition on the outlet side − Pressure: 1.00000 atm
・ Particles (droplets)
-Diameter: 10 μm
-Specific gravity: 1.000 kg / L
-Initial velocity: 100-300 m / s
-Number: 100 pieces / s
実施例２として、以下に示す事項以外は実施例１と同じ条件で試験およびシミュレーションを実施した。
実施例２
・分離デバイス：図８および図９に示すデバイス
− 偏向要素：筒胴部の内壁傾斜面
− 内部体積：６５．５Ｌ
As Example 2, tests and simulations were carried out under the same conditions as in Example 1 except for the items shown below.
Example 2
-Separation device: Device shown in FIGS. 8 and 9-Deflection element: Inclined surface of inner wall of cylinder body-Internal volume: 65.5L
比較例として、以下に示す事項以外は実施例１と同じ条件で試験およびシミュレーションを実施した。
比較例
・分離デバイス：図１１（Ａ）および（Ｂ）に示す従前のデバイス（従来技術の分離デバイス）
− 内部体積：９６．１Ｌ
As a comparative example, tests and simulations were carried out under the same conditions as in Example 1 except for the items shown below.
Comparative Example -Separation device: Conventional device shown in FIGS. 11A and 11B (conventional separation device)
-Internal volume: 96.1L
実証試験およびシミュレーションの結果を表１に示す。結果として表に示す数値（％）は、回収率を表しているところ、分離デバイスの分離率に相当する。 The results of the verification test and simulation are shown in Table 1. As a result, the numerical value (%) shown in the table represents the recovery rate and corresponds to the separation rate of the separation device.
表１の回収率から分かるように、塗料ミスト流れを分離デバイスにかけた場合、「本発明に従った実施例１および２」は「従来技術に従った比較例」よりも塗料成分を多く回収できることが分かった。 As can be seen from the recovery rates in Table 1, when the paint mist flow is applied to the separation device, "Examples 1 and 2 according to the present invention" can recover more paint components than "Comparative examples according to the prior art". I understood.
実施例１および２のデバイス内容積が比較例のデバイス内容積よりも小さいことに鑑みると、本発明のデバイスでは、より小容積でありながらも塗料成分をより多く回収できるといえる。つまり、本発明の分離デバイスは、塗料ミスト流れから塗料成分をより効率的に回収できるといえる。 Considering that the internal volume of the device of Examples 1 and 2 is smaller than the internal volume of the device of Comparative Example, it can be said that the device of the present invention can recover a larger amount of the paint component even though the volume is smaller. That is, it can be said that the separation device of the present invention can more efficiently recover the paint component from the paint mist flow.
以上の如く、本発明に従った分離デバイスは、粒子同伴気流から粒子成分をより効率的に分離できるデバイスであることが分かった。 As described above, it has been found that the separation device according to the present invention is a device capable of more efficiently separating particle components from the particle-accompanied airflow.
本発明の分離デバイスおよび分離のための設計方法は、粒子同伴流れから不必要な粒子分を除去又は回収したり、あるいは、粒子同伴流れから必要な粒子分を抽出するのに用いることができる。 The separation device and the design method for separation of the present invention can be used to remove or recover unnecessary particles from the particle-accompanied flow, or to extract necessary particles from the particle-accompanied flow.
例えば、塗装現場において本発明を好適に利用できる。特に塗装ガンなどを用いた塗装作業に伴う塗料の色変えに際して本発明の分離デバイスを好適に用いることができる。あくまでも例示にすぎないが、自動車等の車体塗装作業における塗料の色変えのためには塗装ガンから残存塗料を強制的に排出させる吹き出し操作を行うことがあるが、その際に本発明のデバイスを好適に用いることができる。つまり、塗装ガンからの吹き出し気流を分離デバイスにかけると、塗料成分が含まれていないか又はそれが減じられた清浄エアを分離デバイスから得ることができる。 For example, the present invention can be suitably used at a painting site. In particular, the separation device of the present invention can be preferably used when changing the color of paint associated with painting work using a painting gun or the like. Although it is only an example, in order to change the color of the paint in the car body painting work of an automobile or the like, a blowing operation for forcibly discharging the residual paint from the painting gun may be performed. It can be preferably used. That is, when the blown airflow from the paint gun is applied to the separation device, clean air containing no or reduced paint components can be obtained from the separation device.
１０ 筒胴部
１３ 偏向要素
１３’ 錐状部材
１３’’ 内壁傾斜面
１５ 吹入口
２０ 筒端面
２５ 吹出口
３０ 旋回流
５０ 導入パーツ
１００ 略円筒形状体
２００ 分離デバイス（従来技術）
２５０ 板部材（従来技術）
10 Cylinder body 13 Deflection element 13'Cone-shaped member 13'' Inner wall inclined surface 15 Air inlet 20 Cylinder end surface 25 Air outlet 30 Swirling flow 50 Introduced parts 100 Approximately cylindrical shape
200 Separation device (conventional technology)
250 plate member (conventional technology)
Claims (18)
吹入口および吹出口を備える略円筒形状体、ならびに
前記略円筒形状体に設けられ、該略円筒形状体へと導入された前記気流を偏向させる偏向要素
を有して成り、
前記気流が前記略円筒形状体の内部にて旋回流となる、分離デバイス。 A separation device that separates particles and gas from the airflow that accompanies them.
It comprises a substantially cylindrical body having an air inlet and an air outlet, and a deflection element provided in the substantially cylindrical body and deflecting the airflow introduced into the substantially cylindrical body.
A separation device in which the airflow becomes a swirling flow inside the substantially cylindrical body.
前記内壁傾斜面は、前記吹出口に向かって該略円筒形状体の内径寸法が漸次大きくなるように傾斜している、請求項１〜４のいずれかに記載の分離デバイス。 The deflection element is an inclined surface of the inner wall of the cylinder body portion of the substantially cylindrical body.
The separation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the inner wall inclined surface is inclined so that the inner diameter dimension of the substantially cylindrical body gradually increases toward the outlet.
前記錐状部材は、その幅寸法が前記吹出口に向かって漸次減少している、請求項１〜４のいずれかに記載の分離デバイス。 The deflection element is a cone-shaped member provided inside the substantially cylindrical body.
The separation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the cone-shaped member has a width dimension gradually decreasing toward the outlet.
吹入口および吹出口を備える略円筒形状体
を有して成り、
前記略円筒形状体の内面に突起部材が設けられているか、あるいは、該内面が突起状になっている、分離デバイス。 A separation device that separates particles and gas from the airflow that accompanies them.
It consists of a substantially cylindrical body with an air inlet and an air outlet.
A separation device in which a protrusion member is provided on the inner surface of the substantially cylindrical body, or the inner surface has a protrusion shape.
略円筒形状体へと導入された前記気流を偏向に付し、該略円筒形状体の内部において該気流を旋回流とする、設計方法。 It is a design method for separating particles and gas from the airflow accompanied by particles.
A design method in which the airflow introduced into a substantially cylindrical body is deflected and the airflow is swirled inside the substantially cylindrical body.
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|---|---|---|---|
| JP2019114568A JP2021000593A (en) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | Separation device and design method for separation |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| FR1257689A (en) * | 1960-02-20 | 1961-04-07 | Cyclone retarder | |
| JP2018196864A (en) * | 2017-05-24 | 2018-12-13 | トヨタ車体株式会社 | Paint recovery device |
-
2019
- 2019-06-20 JP JP2019114568A patent/JP2021000593A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR1257689A (en) * | 1960-02-20 | 1961-04-07 | Cyclone retarder | |
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