JPS6256791B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧力損失が低く、ダストの堆積やコ
ーテイングがなく、排出されるガス中のダスト濃
度が低い、すなわち分離効率のよい竪型のサイク
ロンに関するものである。

竪型のサイクロンは遠心力を利用してガス中の
ダストを分離、捕集するもので、セメント原料予
熱装置等に多く用いられ、概略第１図および第２
図に示すような構造をしている。

すなわち、従来のサイクロン１では、円筒部２
と、その下端部に連続する逆円錐ホツパ３とを有
し、円筒部２の上部にはガス導入ダクト４が接線
状に、かつ水平に設けられている。また、円筒部
２の上面２ａにはガス排出管５が、逆円錐ホツパ
３の下端にはサイクロンで捕集されたダストのダ
スト排出管６が、それぞれ設けられている。これ
ら、ガス排出管５、円筒部２、逆円錐ホツパ３、
ダスト排出管６は、サイクロンの中心軸Ｏ，
O′に同心円状に配設されている。

このような構造のもとに、ガス導入ダクト４か
ら供給されるダストを含んだガスが、円筒部２と
ガス排出管５との間に形成される空間部９内に流
入し、この部分に旋回流が生じる。

この旋回流が逆円錐ホツパ３に沿つて旋回半径
を小さくしつつ下降しながら、ガスとダストの分
離が行われる。

ガスは逆円錐ホツパ３の下端部近傍において、
上方に向かつて方向転換し、旋回流の中心を通つ
てガス排出管５へ導かれる。

この間、旋回流による遠心力によつて円筒部２
および逆円錐ホツパ３の内壁面に分離移動したダ
ストは、上記内壁面に沿つて重力により降下し、
ダスト排出管６から排出される。

このような構造を採用すると、とくにセメント
原料予熱装置に使用されるサイクロンでは、ガス
中に含まれるダストの濃度が高く、ガス導入ダク
ト４が円筒部２に、水平に連結されているので、
ガス導入ダクト４の連結部の底面４ａにダストが
堆積し、このため、この部分のガス導入ダクト４
の断面積が狭小となつて、ここを通過するガス流
速が増大し、これがために圧力損失が増加すると
ともに、サイクロンに導入されるガスの流れに乱
れが生じる。

この乱れたガス流の中にガス導入ダクトの底面
に堆積した多量のダストが同伴され、そのまま、
この含塵ガスがガス排出管５にシヨートパスし、
排ガス中のダストの濃度を増加させる原因とな
る。

また、ガス導入ダクト４から水平に導入された
含塵ガスは、前述したように、旋回しつつガスと
ダストに分離されるが、この流入角度が水平であ
るために、ガスおよびダストの旋回下降する角度
は小さくなる。

したがつて、サイクロン内でのガスおよびダス
トの旋回数が多くなり、ガスの下降流と上昇流と
の摩擦抵抗が増大する。その結果、圧力損失が増
加するとともに、ダストの降下時間が長くなり、
必然的にサイクロン内部に保持されるダスト量が
増加する。その結果、ガス排出管５から同伴され
るダスト量も増加して、サイクロンの分離効率が
低下する。

さらに、ガス導入ダクト４は円筒部２に水平に
接続されているため、この接続部近傍、すなわ
ち、第１図の符号２ｂで示す部分は、流入するガ
スとサイクロン内部における旋回ガスとが、ほぼ
直交するようにして衝突・合流する。このため圧
力損失が増加するとともに、この部分のガス流が
乱れ、前述したことと同様な含塵ガスのシヨート
パスによつて排ガス中のダスト濃度が増大する。

また、円筒部２と、ガス排出管５との間に形成
される空間部９は、ガス排出管５に対して円筒部
２の後半は、同心円上に設けられているので、空
間部９の軸方向断面積に大きな差はなく、したが
つて、この空間部を旋回するガス速度はほぼ等し
くなり、軸方向への分速度が与えられにくい。

その結果、ガスおよびダストの旋回数が多くな
り、前述と同様に圧力損失が高く、分離効率も悪
い。

本発明は以上のような従来の欠点を除去するた
めになされたものであり、圧力損失が小さく、ダ
ストの堆積やコーテイングが生じず、排ガス中の
ダスト濃度の少ないサイクロンを提供することを
目的としたものである。

第３図および第４図は、本発明の実施例を説明
するものである。各図中、第１図、第２図と同一
部分には同一符号を付し、その説明は詳略する。

本実施例において、円筒部２はサイクロンの軸
心Ｏ，O′と同心円状の円筒部２０と、渦巻状の
円筒部２１からなつている。

この渦巻状の円筒部２１は、サイクロンの軸心
Ｏ，O′と同一軸心ではなく、第３図、第４図か
らも明らかなように、ガス導入ダクト４が外側に
渦巻状に張出した張出し部７で接線状に接してお
り、この張出し部７から次第に半径が短くなるよ
うに縮小し、渦巻状の円筒部２１の終端部８へと
連続している。

ガス排出管５には、その下部に第３図および第
４図に示すような膨出部５ａを設けている。この
膨出部５ａの仮想直径は、ガス排出管５の直径と
同等もしくは、それ以上の直径で、ガス排出管５
の側壁に膨出させ、その周壁を円滑に接続してい
る。

この膨出部５ａは、ガス導入ダクト４の上面４
ｂと円筒部２の上面２ａとが合一する面（第３図
においてＯ―Ｘの位置：XOX′はガス導入ダクト
に平行な軸線）から下流側、望ましくはY′OX′の
間（YOY′はXOX′に直交）に、その最大突出部
を配設する。

ガス導入ダクト４は長方形状で、第４図に示す
ように、サイクロン円筒部２に向つて水平面より
もθ角度だけ下方に傾斜しており、かつ、このガ
ス導入ダクト４の傾斜部分の範囲は、第３図にお
いてサイクロンの全円周の４分の１以上にわた
り、その上面４ｂの終端を円筒部の上面２ａの
OX線上で合一させている。

本発明は以上のように構成されているので、ダ
ストを含んだガスは、下向きに傾斜した長方形状
のガス導入ダクトに沿つてサイクロン内に導かれ
円筒部２とガス排出管５との間に形成される空間
部９に流入し、この空間部９内を流れる含塵ガス
流に強制的に下向きの分速度を与える。

また、傾斜したガス導入ダクト４は、その終端
が渦巻状の円筒部２１の上面２ａと合一するまで
は、ガス導入ダクト４の上部がダクトの内側壁に
よつて、サイクロン内部と隔絶されるため、ガス
導入ダクト内の含塵ガス流は、ガス排出管５にシ
ヨートパスすることもなく、サイクロン内のガス
流からも影響を受けることが少ない。

さらに、渦巻状の円筒部２１の側壁は、その半
径が次第に小さくなり、また、排出管５は膨出部
５ａをそなえているので、円筒部２の周壁と排出
管５の側壁で形成される空間部９の含塵ガスの流
路は次第に狭小となり、含塵ガスは、排出管５の
挿入されていない、より抵抗の少ない逆円錐ホツ
パ３の方向へ流れる。

このため、ガスよりも質量の重いダストは、旋
回による遠心力によつて円筒部周壁に押しつけら
れると同時に、強制的に下方への降下を促進さ
れ、ガスとダストは速やかに分離され、逆円錐ホ
ツパ３の下部に降下してきたダストは、速やかに
ダスト排出管６から排出され、逆円錐ホツパ３の
下部でのダストの再飛散も、より一層少くなる。

さらに、ガス排出管５と渦巻状の円筒部２１で
形成される空間部９を流れる含塵ガス流は、とく
に、その内側流においてガス排出管５の膨出部５
ａの側壁により、渦巻状の円筒部２１の周壁に押
しやられる作用を受ける。

その結果、質量の重いダストは、より一層、円
筒部２１の周壁への移動を助長される。

また、ダストを分離した清浄なガスは、排出管
５の周壁をおおう形となつて、ガス排出管５の周
辺のダストが、ガス排出管から逸出するのを防止
する効果を示し、このため、ガス排出管５からは
非常にダスト濃度の低いガスが排出される。

一方、空間部９内の含塵ガス流は、前述したよ
うに旋回を続けながらダストを分離し、清浄なガ
スは、逆円錐ホツパ３の下端部近傍において上方
に方向転換し、旋回流の中心を通つてガス排出管
５から排出されるが、旋回下降するガスは傾斜し
たガス導入ダクト４と、次第に狭小化された空間
部９とにより下向きの分速度を与えられるので、
旋回数が少ない。したがつて、旋回下降するガス
流と、旋回上昇するガス流との摩擦も少くなり、
これによる圧力損失も低下する。

また、空間部９を旋回するガス流は、ガス導入
ダクト４が傾斜し、かつ、渦巻状の円筒部２１の
旋回半径が次第に小さくなつているので、渦巻状
の円筒部２１の終端部近傍２ｂにおいて、ガス導
入ダクト４から流入する含塵ガス流と、渦巻状の
円筒部２１内の旋回流とのほぼ直交するような衝
突、合流の割合が減少する。

逆円錐ホツパ３の下端部近傍において方向転換
した上昇ガス流は、ガス排出管５を通つて排出さ
れるが、前述したように、ガス排出管５の下部は
膨出部５ａをそなえた拡大された排ガス通路断面
を有しているだけでなく、その断面形状が、だ円
形状または鶏卵形状であるので、この部分を通過
する排ガスは旋回力を弱められ、これによつて圧
力損失を低下させることができる。

第５図ａ，ｂは本発明の実施例による集塵効率
および圧力損失を混合比に対して示したものであ
る。

本発明の実施例の結果を実線で表わし、従来型
サイクロンによる結果を破線で表わしている。

この比較において、本実施例のものの効果は従
来のものより優れていることが明白である。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、長方形状のガス導入ダクトを円筒部に向かつ
て低くなるように傾斜させ、ガス導入ダクトの上
面が円筒部の上面よりも高い位置にあるようにし
て、長方形状のガス導入ダクトを円筒部の上面に
傾斜漸近して合一するようにし、かつ、円筒部の
一部を渦巻状にし、ガス排出管の下部に、その開
口面が、だ円形状または鶏卵形状の膨出部を設
け、円筒部の周壁と、ガス排出管の周壁との間に
形成される空間部を次第に狭小化させて、サイク
ロン内のガス流に下向きの分速度を強制的に与え
ることによつて、圧力損失が低く、分離効率の高
い、優れたサイクロンを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の構造を示す平面図、第２図は第
１図の正面図、第３図は本発明の実施例の構造を
示す平面図、第４図は第３図の正面図、第５図
ａ，ｂは本発明の実施例のサイクロンと従来型サ
イクロンとの実験結果を示すものであり、ａは集
塵（分離）効率を混合比に対して示した線図、ｂ
は圧力損失を混合比に対して示した線図である。 １はサイクロン、２は円筒部、２ａは円筒部の
上面、２ｂはガス導入ダクトと円筒状の胴体との
接続部近傍におけるガスの合流部、２０は同心円
状の円筒部、２１は渦巻状の円筒部、３は逆円錐
ホツパ、４はガス導入ダクト、４ａはガス導入ダ
クトの底面、４ｂはガス導入ダクトの上面、５は
ガス排出管、５ａはガス排出管下部の膨出部、６
はダスト排出管、７はガス導入ダクトが渦巻状に
張出した張出し部、８は渦巻状の胴体の終端部、
９はガス排出管と円筒状の胴体とで形成される空
間部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下部に逆円錐ホツパ、さらに逆円錐ホツパの
   下端部にダスト排出管を形成し、逆円錐ホツパの
   上端部に連続して円筒状の胴体を配設し、この円
   筒状の胴体に接線方向または円周方向から含塵ガ
   スを導入するガス導入ダクトを設け、円筒状の胴
   体の上蓋部に清浄ガスを排出するガス排出管を設
   けたサイクロンにおいて、ガス導入ダクトを円筒
   部に向かつて低くなるように傾斜させ、かつ、上
   記傾斜したガス導入ダクトの上面が円筒部上面よ
   り高い位置にあるようにし、ガス導入ダクトを円
   筒部上面に傾斜漸近させて設け、このガス導入ダ
   クトと接続される渦巻状にした胴体の終端部を、
   ガス導入ダクトの内側壁部においてサイクロン胴
   体の真円径の内部寄りに設け、前記ガス排出管の
   下部側壁に、ガス排出管の直径と同等、もしく
   は、それ以上の直径の円筒部分を円滑に接続し
   て、ガス排出管の下部の水平断面形状を、だ円形
   状または鶏卵形状となるようにしたことを特徴と
   するサイクロン。