JPH08323242A

JPH08323242A - サイクロン

Info

Publication number: JPH08323242A
Application number: JP15692395A
Authority: JP
Inventors: Isao Shiromaru; 功四郎丸; Michio Kada; 教夫嘉田; Shigeyuki Akiyama; 重之秋山; Fujio Koga; 富士夫古賀
Original assignee: Horiba Ltd; Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Horiba Ltd; Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-10
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: JP3308133B2

Abstract

(57)【要約】【目的】分級特性を可変に調整可能なサイクロンを提
供する。【構成】内部に分離室２ａが形成される円筒部分２と
その下方に連設される円錐部分３とを有する本体部１
と、その本体部１の円筒部分２に対して交叉する方向に
着脱自在なガス導入管５と、その本体部１の円筒部分２
の上部に同軸方向に着脱自在なガス導出管７とを具備し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は石炭・重油焚きのボイラ
ー等から排出される排ガス中のダストを効率よく除塵す
ることのできる分級特性可変なサイクロンに関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭・重油焚きのボイラー等から排出さ
れる排ガス中のダストを除塵するために用いられるサイ
クロンは、例えば図５に示すように、ガス導入管ａから
分離室ｂ内に導入した排ガスを旋回流として遠心力によ
りダストを下方のダストバンカーｃに分離堆積させる一
方、浄化された排ガスをガス導出管（内筒）ｄから排出
させるものであり、その分級特性はそのサイクロンに固
有で固定されたものとなっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、石炭と重油
の混焼をおこなう場合のように、含有成分の異なる複数
の燃料の配合割合が大きく変化する時（特に燃料切り換
え時）には、ダスト粒子径の分布も大きく変化するた
め、除塵効率（捕集効率）が甚だしく変動してしまうこ
とがあった。このような場合には、排ガスの流速を調整
するだけでは除塵効率を安定化することができないこと
が多く、除塵効率の安定向上化が望まれていた。

【０００４】本発明はこのような実情に鑑みてなされ、
分級特性を可変に調整することのできるサイクロンを提
供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するための手段を以下のように構成している。すなわ
ち、請求項１に記載の発明では、内部に分離室が形成さ
れる円筒部分とその下方に連設される円錐部分とを有す
る本体部と、その本体部の円筒部分に対して交叉する方
向に着脱自在なガス導入管と、その本体部の円筒部分の
上部に着脱自在なガス導出管とを具備してなることを特
徴としている。

【０００６】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明における前記本体部が、長さもしくは径の異な
る円筒部分と円錐部分をそれぞれ有する複数個の本体部
よりなることを特徴としている。

【０００７】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載の発明における前記ガス導入管が、径
の異なる複数個のガス導入管よりなることを特徴として
いる。

【０００８】請求項４に記載の発明では、請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の発明における前記ガス導
出管が、径の異なる複数個のガス導出管よりなることを
特徴としている。

【０００９】請求項５に記載の発明では、長さもしくは
径の異なる円筒部分と円錐部分を有する複数の嵌装体
を、それぞれ装脱自在に嵌装させる嵌装穴を本体部に設
けてなることを特徴としている。

【００１０】請求項６に記載の発明では、ガス導出管内
に径を可変に調整可能な絞り機構を設けてなることを特
徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１ないし請求項５に記載の発明では、そ
れぞれ異なるサイズの本体部と、ガス導入管およびガス
導出管を適宜に組み合わせることにより、使用条件に応
じて、処理能力を勘案した上で分級特性を適宜に変化さ
せることができる。

【００１２】また、請求項６に記載の発明では、ガス導
出管の径を可変に調整することによって、使用条件の変
化により一層迅速効果的に対処することができる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明のサイクロンの実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、ダストの分級特性を
使用条件に合わせて適宜に変化させることができるよう
に構成したサイクロンの分解組立斜視図で、符号１（１
Ａ〜１Ｃ）は本体部、２は内部に分離室２ａが形成され
た円筒部分、３はその下方に連設された円錐部分、４は
螺子溝を有する接続口で、上述の円筒部分２はそれぞれ
異なる長さＬ₁〜Ｌ₃を有している。

【００１４】５（５Ａ〜５Ｃ）は各本体部１Ａ〜１Ｃの
接続口４に着脱自在なガス導入管で、それぞれ異なる内
径ａ₁〜ａ₃を有している。６（６Ａ〜６Ｃ）はガス導
出部、７は本体部１Ａ〜１Ｃの円筒部分２内に挿入され
るガス導出管で、それぞれ異なる内径ｄ₁〜ｄ₃を有し
ている。８は本体部１Ａ〜１Ｃの円筒部分２の上部に密
嵌される内栓である。

【００１５】上述の本体部１Ａ〜１Ｃと、ガス導入管５
Ａ〜５Ｃおよびガス導出部６Ａ〜６Ｃは、それぞれ異な
る組み合わせが自在であって、以下に説明する捕集効率
理論（図２参照）により分級特性を使用条件に合わせて
適宜に変化させることができる。

【００１６】（１）入口風速ｕ_iと限界粒子径δとの関
係は式で表わされる。 δ＝（１８μｒｋ₃／ρ_vｋ₄ ²）^1/2・１０⁴・ｕ_i ^-1/2 … ここに、μ：気体の静粘性係数（ｇ／ｃｍ・Ｓ）、ｒ：
回転半径（ｃｍ）、ρ_v：粒子真密度（ｇ／ｃｃ）、ｋ
₃：サイクロン寸法によって決まる定数、ｋ₄：サイク
ロン寸法によって決まる定数である。上記式より、同
一サイクロンで他の運転条件が同じであるときには、限
界粒子径δは入口風速ｕ_iの平方根に逆比例する。例え
ば入口風速が２０リットル／ｍｉｎから２リットル／ｍ
ｉｎになったとき、限界粒子径δは３．２倍となり、捕
集効率は低下する。これは、風速の低下により、導入す
るガス中のダストの慣性力が低下して衝突効果が低下す
るためであると考えることができる。従って、一定流量
でサンプリングしている場合には、ガス導入管５の径ａ
を小さくすると捕集効率は上がる。しかし、あまり径ａ
を小さくし過ぎると、圧力損失が大となり、処理能力が
低下する。

【００１７】（２）ガス導出管７の径ｄと限界粒子径δ
との関係は式で表わされる。ｌｏｇη₂／ｌｏｇη₁＝（ｄ₂／ｄ₁）² … ここにη：捕集効率であり、δ∝ｄの関係が成立する。
つまり、ガス導出管７の径ｄは小さい程捕集効率は上が
る。しかし、あまり径ｄを小さくし過ぎると、圧力損失
が大となり、処理能力が低下する。

【００１８】（３）円筒部分２の長さＬと限界粒子径δ
との関係は式に、また、捕集効率ηとの関係は式で
表わされる。 δ∝ｕ_r ^1/2／ｕθ∝（Ｌ＋Ｈ）^1/4 … ｌｏｇη∝（Ｌ＋Ｈ）^n/4 … ここに、ｕ_r：内向きの半径方向の速度、ｎ…粒度分布
指数である。従って、円筒部分２の長さＬが大になる
と、僅かに捕集効率ηは低下する。

【００１９】（４）円筒部分２の直径Ｄと限界粒子径δ
との関係は式に、また、捕集効率ηとの関係は式に
表わされる。 δ∝ｕ_r ^1/2／ｕθ∝Ｄ^-1/4 … ｌｏｇη∝Ｄ^-u/4 … 直径Ｄが大きくなるほど捕集効率ηは少し向上する。

【００２０】（５）その他、サイクロンの大きさの影響
については、δ∝ｒ^1/2およびｌｏｇη_m／ｌｏｇη₁
＝（ｍⁿ）^1/2の関係があり、サイクロンが大きくなる
につれて捕集効率は低下してゆく。なお、ここにｍは大
きさの比率である。また、円錐角ξの影響については、
円錐角ξが大きく短い円錐ほど捕集効率はよい。しか
し、円錐面が摩耗することもあり、円錐角ξはなるべく
小さくし、集塵口の径ｄ’が小さすぎるのは好ましくな
い。一方、粉末（ダスト）の粒度が細かい程、また、密
度が小である程捕集効率は低下する。そして、温度が高
くなると限界粒子径が大きくなり、捕集効率は低下す
る。

【００２１】以上のような捕集効率理論に基づいて、使
用条件に応じて、例えば石炭と重油の混焼の場合には、
それぞれの成分特性を考慮して、本体部１Ａ〜１Ｃと、
ガス導入管５Ａ〜５Ｃおよびガス導出部６Ａ〜６Ｃを適
宜に組み合わせて、最適な分級特性の設定を段取りよく
コスト安におこなうことができるのである。なお、上述
の本体部１、ガス導入管５およびガス導出部６は、さら
に多くの異なるサイズのものを用意できるのはいうまで
もない。

【００２２】図３は、本体部１内に形成した円柱状の嵌
装穴１１内に、それぞれ別体に形成した異なる長さＬ₁
〜Ｌ₃の円筒部分２と円錐部分３とを有する嵌装体１２
（１２Ａ〜１２Ｃ）を装脱可能とし、かつそれぞれ別体
に形成した異なる径ｄ₁〜ｄ₃のガス導出管７（７Ａ〜
７Ｃ）をガス導出部６に対して装脱可能に構成するとと
もに、そのガス導出管７Ａ〜７Ｃを、本体部１内に嵌め
込んだ嵌装体１２の上部に嵌合させることができるよう
にしたものである。このような構成によっても、使用条
件に応じて、最適な分級特性の設定をきわめて容易かつ
コスト安におこなうことができる。なお、この場合にお
いても、嵌装体１２およびガス導出管７はさらに多くの
異なるサイズのものを用意しておくことができるのはい
うまでもない。

【００２３】図４は２分割型サイクロンを示し、本体部
１３Ａの上に、ガス導入管５とガス導出管７とを一体化
させた載設部分１４Ａを、着脱自在としたものである。
この場合、その載設部分１４Ａは、ガス導入管５の内径
ａと、ガス導出管７の内径ｄがそれぞれ異なる組み合わ
せのものを複数用意して共通の本体部１３Ａに対して適
宜取り替えられるようにし、前記各実施例と同様に、使
用条件に応じて、分級特性の設定を容易かつコスト安に
おこなうことができる。

【００２４】また、図示は省略するが、ガス導出管７内
に外部から操作可能な絞り機構を設けることにより、装
置の組み合わせの変更を要することなく、外部から分級
特性の変更をきわめて容易におこなうことができる。そ
の絞り機構は、例えば、放射状に配列した複数の開度調
整板によって中央部に形成される開口の径を適宜に変更
調整できるように構成すればよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のサイクロ
ンによれば、それぞれ異なるサイズの円筒部分と円錐部
分を有する本体部と、ガス導入管およびガス導出管を適
宜に組み合わせることができるようにしたので、使用条
件に応じて、最適な分級特性の設定が可能となり、燃料
の切り換え時等においても除塵効率（捕集効率）の安定
向上が可能となる。

【００２６】また、ガス導出管内に径を可変に調整可能
な絞り機構を設けることにより、使用条件の変化により
一層迅速効果的に対処して、除塵効率の維持向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサイクロンの一実施例を示す分解組立
図である。

【図２】サイクロンの基本的な構成を示す説明図であ
る。

【図３】別の実施例を示す分解組立図である。

【図４】さらに別の実施例を示す分解組立図である。

【図５】従来のサイクロンの一例を示す構成図である。

【符号の説明】

１（１Ａ〜１Ｃ）…本体部、２…円筒部分、２ａ…分離
室、３…円錐部分、５（５Ａ〜５Ｃ）…ガス導入管、７
…ガス導出管。

フロントページの続き (72)発明者秋山重之京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地株式会社堀場製作所内 (72)発明者古賀富士夫京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地株式会社堀場製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に分離室が形成される円筒部分とそ
の下方に連設される円錐部分とを有する本体部と、その
本体部の円筒部分に対して交叉する方向に着脱自在なガ
ス導入管と、その本体部の円筒部分の上部に着脱自在な
ガス導出管とを具備してなることを特徴とするサイクロ
ン。
【請求項２】前記本体部が、長さもしくは径の異なる
円筒部分と円錐部分をそれぞれ有する複数個の本体部よ
りなることを特徴とする請求項１に記載のサイクロン。
【請求項３】前記ガス導入管が、径の異なる複数個の
ガス導入管よりなることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載のサイクロン。
【請求項４】前記ガス導出管が、径の異なる複数個の
ガス導出管よりなることを特徴とする請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載のサイクロン。
【請求項５】長さもしくは径の異なる円筒部分と円錐
部分を有する複数の嵌装体を、それぞれ装脱自在に嵌装
させる嵌装穴を本体部に設けてなることを特徴とするサ
イクロン。
【請求項６】ガス導出管内に径を可変に調整可能な絞
り機構を設けてなることを特徴とするサイクロン。