JPS5913010Y2 - 集塵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は集塵装置に関する。

従来の集塵装置としてのサイクロンでは、サイクロン内
に２種の渦流（強制渦流および準自由渦流）が形成され
るため、流れが干渉し合って圧力損失が大きくなり、こ
れら渦流の相互干渉を可及的少なくするためには、大形
になる。

本考案は、粉体の捕集効率がよく、圧力損失を小さくし
、しかも小形化した集塵装置を提供することを目的とす
る。

以下、図面によって本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の一実施例の正面図であり、第２図は第
１図の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図であり、第３
図は第１図の切断面線ＩＩ−ＩＩＩがら見た断面図であ
る。

集塵されるべき粉体を含む気体を導くための上下に延び
る入口ダクト１は、連結部１８を介して筒体２の軸線方
向一端部に連結される。

この連結部１８は、入Ｆ」ダクｌ−１の筒体２がら離反
した側の側壁１ａに円滑に連続し筒体２に渦巻状に連設
さＩする上半円弧部分１８ ａと、人ロダク１−１の筒
体２寄りの側壁１ｂに連続し筒体２に同一曲率半径を有
して連設される下半円弧部分１８ｂとを備える。

なお上半円弧部分１８ ａの曲率半径は筒体２に近接す
るにつれて徐々に小とされる。

このような連結部１８によって、入口ダクト１はいわゆ
るリンデ゛ン状に筒体２に連結される。

筒体２の軸線方向他端部（第１図の左端部）には、筒体
２よりも小径の筒部４を介して出口ダクト５が連結され
る。

出口ダクト５は筒体２の旋回接線方向（旋回室３の軸線
に直角な平面−・、の投影円に対する接線方向）上方に
向けられている。

筒体２の軸線方向両端部は、端壁６，７によって封じら
れる。

筒体２の内面には気体の旋回方向に沿って螺旋状の案内
板２５が設けられる。

筒体２の下部には、下すぼまりの中空の錐体８が筒体２
の軸線方向全長にわたって連結されている。

この錐体８は、はぼ四角錐の形状を有し、旋回室３がら
その旋回接線方向に沿う斜め下向きに延びる内壁部分８
ａど、内壁部分８ａに対向しがっ旋回室３がらその旋回
接線方向に沿う下向きに延びる内壁部分８ｂと、側内壁
部分８ａ、８ｂに直角で下方にゆくにつれて相互に近接
して斜め下向きに延びる相互に対向した内壁部分８Ｃ，
８ｄとを含む。

錐体８の１・部には、捕集筒９が連結される。

錐体８の上方には、旋回案内板１０が筒体２の軸線方向
全長にわたって設けられろ。

この旋回案内板１０は、筒体２の内壁と（Ｊぼ同一の曲
率を有して彎曲し筒体２の円周上またはその内周部に配
置されている。

旋回案内板１０の旋回方向上流側と下流側どには、旋回
室３および錐体８を相互に連通ずる開口部１１．１２が
それぞれ形成されている。

この開口部１１．１２は、筒体２の軸線方向全長にわた
って延びる。

錐体８内において、旋回案内板１ｏには、旋回方向上流
側の開口部１１寄りで捕集案内板１３の上端部が連接さ
れる。

この捕集案内板１３は、内壁部分８ａに平行で、内壁部
分８ａとの間に空間１４を形成、して斜め下方に延設さ
れ、その下端部１３ ａは第３図に示すように錐体８の
下端部がら間隔１１を隔てた上方に位置される。

捕集案内板１３は、錐体８内で筒体２の軸線に平行に内
壁部分８Ｃ，８ｄ間にわたって設けられる。

この捕集案内板１３によって、錐体８の内部には、旋回
方向−上流側の開口部１１に連通した空間１４と、旋回
方向下流側の開口部１２に連通した空間１６とが形成さ
れる。

錐体８内で筒体２の軸線に沿う中央位置に、筒体２の軸
線に直角な仕切板２４が、内壁部分８ａ。

８ｂ間にわたって設けられる。

この仕切板２４は、内壁部分８ａと捕集案内板１３との
空間１４を２つの空間１４ ａ、 １４ ｂに２分割す
る。

また捕集案内板１３、内壁部分８ｂ、 ８ｃ、８ｄお
よび旋回案内板１０によって規定される空間１６は、仕
切板２４によって２つの空間１６ａ、１６ｂに分割さｔ
ｌ−る。

内壁部分８ｂには、筒体２の軸線に平行な衝突板２３が
内壁部分８Ｃ，８ｄにわたって設けられる。

この衝突板２３は空間１６ａ、１６ｂの内方に向けて斜
め下向きに突出され、その下端部２３ ａは捕集案内板
１３の下端部Ｉ３ａよりも上方に位置される。

集塵すべき粉体を含んだ気体は、入口ダクト１内を上昇
し、筒体２の旋回室３に導入される。

この際、人１」ダクト１と筒体２とは連結部１８を介し
てリンデン状に連結されているので、連結部１８におけ
る気体の旋回半径と旋回室３の旋回半径とが異なり、気
体は比較的大なる旋回半径を有して筒体２内に導入され
る。

したがって連結部１８において気体中の粉粒体には遠心
力が大きく作用し、それによって集塵作用が促進される
。

しかも連結部１８の旋回半径は徐々に小となるので、気
体は連結部１８から旋回室３内に円滑に導入されること
になり、旋回室３内の気体の旋回流と連結部１８からの
導入気体とが相互に干渉することが極力防止され、る。

したがって旋回室３内の旋回流が乱されることがなく、
それによっても集塵効率が向上する。

旋回案内板１０は筒体２の内壁とほぼ゛同一曲率で彎曲
されているので、旋回室３内において、気体は旋回案内
板１０によって流れを乱されることなく螺旋状の軌跡を
描き、たとえば３回程度旋回して、筒部４を介して出口
ダクト５から排出される。

この気体の旋回によって、旋回方向下流側の開口部１２
付近の圧力は、旋回方向上流側の開口部１１付近に比べ
て低くなる。

そのため旋回室３内で旋回している気体の一部は、開口
部１１から空間１４および空間１６を経て開口部１２で
吸引される。

旋回室３内における気体の旋回によって、気体に含まれ
る粉体は遠心力を受は筒体２の内壁近傍に寄せられる。

したがって筒体２の内壁近傍には粉体が高濃度で偏在す
る。

この高濃度の粉体を含む気体は、先ず開口部１１の入口
ダクト１寄りの部分から空間１４ ａ内に導入されて下
降する。

錐体８は下すぼまりに形成されているので、粉体を含む
気体の下降速度は増大され、したがって粉体は下向きの
慣性力によって捕集筒９内に効率よく落下して排出され
る。

空間１４ａ内を下降してきた気体は、捕集案内板１３の
下端部１３ ａ付近から反転して空間１６ ａ内を上昇
する。

空間１６ ａは上方に向うにつれて広く形成されている
ので、気体の上昇速度が減小され、これによっても粉体
の捕集効率が向上される。

空間１６ ａを上昇した気体は開口部１２の入口ダクト
１寄りの部分から旋回室３内に戻される。

筒体２の内面に設けられた螺旋状の案内板２５によって
気体の旋回力は助長される。

特に旋回室３の後端部で気体の旋回力が低下するのを防
止することができ、気体の旋回による遠心力によって旋
回室３内の内面に寄せられた粉粒体は、案内板２５を伝
わって錐体８内に落下するので、粉粒体の再飛散を防止
することができる。

また開口部１１の出口ダクト５寄りの部分から空間１４
ｂ内に導入された気体は、空間１６ ｂを経て開口部１
２の出口ダクト５寄りの部分から旋回室３内に戻される
。

そのため高濃度の粉体を含む気体が出ロダク１〜５に短
絡して流れることが防止され、旋回室３内での気体の所
定回数たとえば３回程度の旋回が確実に達成され、捕集
効率が向上することになる。

さらに、空間１４ ａ、 １４ ｂを降下してきた気体
の下向きの慣性力によって分離されえなかった残余の粉
体は衝突板２３に衝突する。

これによって粉体が空間１６ａ、１６ｂ内を上昇するこ
とが極力防止され、捕集効率が向上される。

それと同時に、捕集案内板１３の下端部１３ ａ付近か
ら反転上昇する気体の流れの軌跡の半径Ｒが衝突板２３
によって小さくなる。

そのため気体に含まれる粉体に作用する遠心力が増大し
、粉体の落下が促進される。

入口ダクト１の筒体２側の側壁部分が、筒体２の外周に
段差３２を威して連結されているので、気体が入口ダク
ト１から筒体２内に接線方向で導入されるときに気体中
の粉体は段差３２に寄せられる。

そのため気体が筒体２内で旋回されながら出口ダクト５
側に流過していくとき、筒体２内には粉体の高濃度部分
が螺旋状に形成される。

そこで、旋回方向上流側の開口部１１に、筒体２の軸線
方向に間隔をあけて、筒体２の軸線方向に移動自在な閉
止板３３が設けられる。

この閉止板３３を粉体濃度が低い個所に固定することに
よって、高濃度の粉体を含む小量の気体を開口部１１か
ら空間１４に導入して、粉体を効率良く捕集することが
できる。

第７図および第８図は本件考案者の実験結果を示す。

ライン７１．７４は本考案に従って衝突板２３と閉止板
３３を設けた場合を示し、参考のために、ライン７２．
７５は両者２３．３３が設けられない場合を示し、ライ
ン７３．７６は閉止板３３のみを設けかつ衝突板２３を
設けない場合を示す。

この実験結果によれば、衝突板２３と閉止板３３とを設
けることによって、第８図のように圧力損失をほとんど
増大することなしに、捕集効率を大幅に向上することが
できることが判る。

本考案に従う構成におけるこの圧力損失は、在来のサイ
クロンに比べて充分低い。

この圧力損失が低い理由は、（ａ）下すぼまりの錐体８
の空間１４に流入する含塵ガス量が閉止板３３によって
少なくされ、（ｂ）シかも旋回案内板１０が閉止板３３
によって筒体２の壁面となめらかに連なるので、旋回ガ
ス流の乱れが一層抑えられるからである。

なお開口部１１の幅ｄ１は、旋回室３内に導入される気
体中の粉体濃度が比較的高いときに大とし、また粉体濃
度が比較的低いときに小とする。

そうすることによって、空間１４ ａ、 １４ ｂ内に
導入される気体量を可及的に小さく抑えて空間１４ａ。

１４ｂ内に導入される気体中の粉体濃度を高濃度とし、
錐体８内で粉体を効率良く捕集する。

筒部４の端部４ａは、旋回室３内に突出されており、し
たがって高濃度の粉体を含む気体が筒部４内に排出され
ることは防止される。

なお、筒部４の端部４ａは、筒体２内に向けて先細りま
たは末広がりの円錐形であってもよい。

また出口ダクト５は、筒部４を介して筒体２の旋回接線
方向に取付けられているので、旋回室３内から気体を円
滑に排出することができ、圧力損失がさらに小さくされ
る。

また出口ダクト５内で゛は、気体が旋回することなく直
進するので、出口ダクト５内に粉体を投入して清浄気体
との向流熱交換を行なわせるような場合には、粉体が出
口ダクト５内で均一に分散されやすく、熱交換効率を向
上させることができる。

第１図〜第３図の実施例では、錐体８の内壁部分８ａと
捕集案内板１３を平行にして空間１４ａ。

１４ ｂ内を下降する気体の速度を増大させている。

この気体の下降速度が大き過ぎると、気体の流通抵抗が
大きくなって空間１４ａ、１４ｂ内に気体が導入され難
くなったり、あるいは捕集案内板１３の下端部１３ ａ
で気体が反転するときに粉体が捕集筒９内に落下せずに
空間１６ａ、１６ｂの−Ｅ方に再飛散されてしまう恐れ
がある。

これを防ぐために、捕集案内板１３の下端部１３ ａと
内壁部分８ａとの間隙ｄ２（第３図参照）を、開口部１
１の幅ｄ１よりも大きくして、気体の下降速度を調整し
てもよい。

本考案の他の実施例として捕集案内板１３を短くしてそ
の下端部１３ ａと錐体８の下端部との間隔を第１図〜
第３図の実施例の間隔１１よりも大きく選び、下端部１
３が錐体８の上部に位置されるようにしてもよい。

また筒体２の軸線は水平に限られることなく、据付場所
に応じて傾斜させてもよい。

さらに内壁部分８Ｃは、第１図の二点鎖線で示す８０′
、８Ｃ″のように配置してもよい。

案内板２５に代えて筒体２の内面に凹溝を螺旋状に形成
してもよく、また案内板２５は断続的に螺旋状に設けら
れてもよい。

本考案の他の実施例として、第４図のごとく筒体２の軸
線方向に間隔をあけて複数の円環状の案内板２６を筒体
２の内面に固着してもよい。

このようにしても第１図〜第３図の実施例と同様の効果
を得ることができる。

第５図は、本件集塵装置をセメント原料焼成装置に多段
化し７て用いた場合の全体の正面図であり、第６図はそ
の側面図である。

集塵装置５０．５１’。５２は、最上段のサイクロン５
３および最下段のサイクロン５４とともに、サスペンシ
ョンプレヒータを構成する。

原料粉体は、その経路が実線矢符で示されるように、ダ
クト５５に投入された後、下方からの熱ガスに吹上げら
れて熱交換され、サイクロン５３で捕集されてダクト５
６に落下する。

以後、ダクト５６→集塵装置５０→ダクト５７→集塵装
置５１→ダクト５８→集塵装置５２→仮焼炉５９に至り
、脱炭酸される。

仮焼炉５９で仮焼された原料粉体は、ダクト６０を経て
サイクロン５４に導かれて捕集され、ロータリキルン６
１に送入される。

ロータリキルン６１では、原料粉体が焼成されてクリン
カとなり、クリンカクーラ６２で冷却されて製品となる
。

熱ガスは、その経路が破線矢符で示される。

ロータリキルン６１からの燃焼排ガスは、クリンカクー
ラ６２からダクト６３を経て抽気された高温の燃焼用２
次空気とともに仮焼炉５９に導入される。

仮焼炉５９からの熱ガスは、ダク） ６０→サイクロン
５４→ダクト５８→集塵装置５２→ダクト５７→集塵装
置５１→ダクト５６→集塵装置５０→ダクト５５→サイ
クロン５３の経路で導かれて、原料粉体と熱交換して誘
引送風機６４から排出される。

集塵装置５０．５１．５２は、従来からのサイクロンに
比べて前述のように小形である。

そのためたとえば図示のごとくサスペンションプレヒー
タヲ５段５３．５０．５１．５２．５４で構成しても、
従来の４段サイクロンで構成されたサスペンションプレ
ヒータと同等またはそれより小さく構成することができ
る。

サスペンションプレヒータを５段で構成することによっ
て熱交換性が向上され、しかも集塵装置５０．５１．５
２の圧力損失が比較的小さいので、誘引送風機６４の動
力を低減することができる。

また最上段のサイクロン５３および最下段のサイクロン
５４の間に集塵装置５０．５１．５２の他に、本考案に
係る他の集塵装置をもう１段加えて６段とすれば、さら
に熱交換性が向上され、しかも従来の４段サイクロンで
構成されたサスペンションプレヒータと同等の大きさに
構成することができる。

上述のごとく本考案では、円形または気体の旋回に支障
のない程度の角形断面を有し横方向に延びる旋回室を形
成する筒体を設け、気体を旋回室内に接線方向で導入し
、気体が旋回室内を旋回しながら軸線方向に流過するよ
うにしたので、サイクロンのように２種の渦流の干渉が
なくしたがって圧力損失を小さくすることができる。

また筒体の下部に下すぼまりの中空器体を固着し、旋回
方向上流側の開口部から捕集案内板によって気体を器体
内に強制的に導いて粉体を分離するようにしたので、自
由落下で粉体を分離するサイクロンに比べて本件集塵装
置を小形化することができる。

しかも器体内部を仕切板によって２分割したので、気体
を筒体内で確実に旋回させることができ、高濃度の粉体
を含む気体が入口から出口に短絡して流れることが防止
され捕集効率が向上する。

また人口ダクトを、渦巻状に徐々に半径が小となる上半
円弧部分および筒体と同一半径の下半円弧部分を備える
連結部を介して、筒体の軸線方向一端部に連結したので
、連結部において粉粒体に大なる遠心力が作用し、集塵
装置が向上するとともに、旋回室内での旋回流が乱され
ることがないので、それによっても集塵効率が向上する
。

さらに筒体の内面に突起または溝を設けたので気体の旋
回力が助長され、集塵効率が向上する。

しかも本考案では、錐体の旋回方向下流側で、前記旋回
案内板よりも下方の錐体内壁部分に、下端部が前記捕集
案内板の下端部よりも上方に位置するように斜め下向き
に突出し、かつ前記筒体の軸線に平行な衝突板を固着し
、旋回室と錐体の内部空間とを連通ずる旋回方向上流側
の開口部には、筒体の軸線方向に移動可能な閉止板を、
筒体の軸線方向に間隔をあけて設けたので、圧力損失を
低く抑えたままで、捕集効率を一層向上することができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の正面図、第２図は第１図の
切断面線ＩＩ −ＩＩから見た断面図、第３図は第１図
の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図、第４図は本
考案の他の実施例を示す断面図、第５図は本件集塵装置
をセメンＩ・原料焼成装置に多段化して用いた場合の全
体の正面図、第６図は第５図の側面図、第７図は本考案
の実験結果の捕集効率を示すグラフ、第８図は本考案の
実験結果の圧損係数を示すグラフである。 １・・・入口ダクト、２・・・筒体、３・・・旋回室、
４・・・筒部、５・・・出ロダクＩ・、８・−・錐体、
８ａ、 ８ｂ。 ８Ｃ５８ｄ・・・内壁部分、１０・・・旋回案内板、１
１．１２・・・開口部、１３−・・捕集案内板、１４．
１４ａ、 １４ｂ、 １６゜１６ ａ、 １６ ｂ・・
・空間、２３・・・衝突板、２４・・・仕切板、２５・
・・案内板、３３・・・閉止板、５０．５１．５２・・
・集塵装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円形または気体の旋回に支障のない程度の多角形断面を
   有し、横方向に延びる旋回室を形成する筒体の軸線方向
   一端部に、渦巻状に徐々に半径が小となる上半円弧部分
   および前記筒体と同一半径の下半円弧部分を備える連結
   部を介して、上下に延びる入口ダクトを連結し、軸線方
   向他端部には、出口ダクトをその端部が筒体内に突出さ
   せて連結し、筒体の下部には、筒体内壁から接線方向に
   延びる内壁部分を有する下すぼまりの中空錐体を固着し
   、旋回室と錐体内部空間との境界付近には、旋回方向上
   流側と下流側とで、旋回室と錐体内部空間とを連通ずる
   開口部をそれぞれ形威し、旋回室の内面とほぼ同一の曲
   率を有して彎曲された旋回案内板と、上端部が旋回方向
   上流側で旋回案内板に固着されかつ錐体の旋回方向上流
   側の内壁部分との間に空間を形成するようにして錐体の
   下端部から間隔を隔てた上方位置まで斜め下方に延設し
   た捕集室内板とを設け、前記錐体の内部空間を筒体の軸
   線に沿う中央位置で筒体の軸線に直角な仕切板によって
   ２分割し、旋回室内面には気体の旋回力を助長するため
   の突起または溝を旋回室の内周に沿って設け、前記錐体
   の旋回方向下流側で、前記旋回案内板よりも下方の錐体
   内壁部分に、下端部が前記捕集案内板の下端部よりも上
   方に位置するように斜め下向きに突出し、かつ前記筒体
   の軸線に平行な衝突板を固着し、前記旋回室と錐体の内
   部空間とを連通ずる旋回方向上流側の開口部には、筒体
   の軸線方向に移動可能な閉止板を、筒体の軸線方向に間
   隔をあけて設けることを特徴とする集塵装置。