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JPS62501685A - cyclone separator - Google Patents

cyclone separator

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Publication number
JPS62501685A
JPS62501685A JP60503304A JP50330485A JPS62501685A JP S62501685 A JPS62501685 A JP S62501685A JP 60503304 A JP60503304 A JP 60503304A JP 50330485 A JP50330485 A JP 50330485A JP S62501685 A JPS62501685 A JP S62501685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vector
separation chamber
contour
separator
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60503304A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
プレンダーギヤスト,ギヤバン ジエームズ ジヨセフ
Original Assignee
コノコ スペシャルティ プロダクツ インコーポレイティド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CA000472531A external-priority patent/CA1269952A/en
Application filed by コノコ スペシャルティ プロダクツ インコーポレイティド filed Critical コノコ スペシャルティ プロダクツ インコーポレイティド
Publication of JPS62501685A publication Critical patent/JPS62501685A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 サイクロン分離器 本発明は液体混合物の濃度の薄い成分からより濃度の濃い成分を分離するための サイクロン分離器に関する。この分離器は軸方向に延びた分離室を有し、その一 端側に向って正接方向の流れの成分を伴なった混合物の流入手段を有し、分離室 は前記一端に隣接して軸方向に位置する溢流出口部を有し、更に前記分離室は前 記一端における比較的大基なサイズの断面積を有する部分から前記一端の反対側 の分離室端部における軸方向に位置する下部流出口のある比較的小さなサイズの 断面積を有する部分まで略テーパ状であり、実際上より濃度の濃い成分はより濃 度の薄い成分である内側軸方向に位置するコアを包囲するような形態で下部流出 口に向けて移動し、より濃度の薄い成分は少な(ともその長さのほとんどの部分 にわたって圧力差の形容を受け、その結果その成分を溢流出口部へ流すようにす る。[Detailed description of the invention] cyclone separator The present invention is a method for separating more concentrated components from less concentrated components of a liquid mixture. Regarding cyclone separators. This separator has an axially extending separation chamber, one of which a separation chamber, having means for inlet of the mixture with a tangential flow component towards the end; has an overflow outlet located axially adjacent said one end, and further said separation chamber has a front end. From a portion having a relatively large cross-sectional area at one end to the opposite side of the one end of relatively small size with an axially located lower outlet at the end of the separation chamber. It is approximately tapered up to the part that has a cross-sectional area, and components with higher concentrations are actually more concentrated. The lower part flows out in a form that surrounds the core located in the inner axial direction, which is a thinner component. It moves towards the mouth, with less concentrated components (and for most of its length) is subjected to a pressure difference over the area, causing its components to flow to the overflow outlet Ru.

本発明の1つの観点によると、上述のサイクロン分離器は、流入手段が分離室の 一部分によって規定されかつ少なくとも1つの流入管がこの部分に連通し、この 部分は該流入管又は各流入管と同じ長さ方向の位置における分離室の部分であり 、かつ該流入管又は各流入管は輪郭形状に形成されている。本発明による輪郭の 1つの特殊な形態は液体がスパイラル状の通路に流入するように配置されたイン ボリュート形である。According to one aspect of the invention, the cyclone separator described above is characterized in that the inlet means are in the separation chamber. defined by the portion and at least one inlet tube communicating with the portion; section is a section of the separation chamber at the same longitudinal position as the or each inlet tube; , and the or each inlet tube is contoured. The contour according to the invention One special configuration is an inlet arranged so that the liquid flows into a spiral channel. It is volute shaped.

他の形態では前記流入管又は各流入管は分離器の軸方向に見た時、内側及び外側 輪郭を呈する。外側輪郭は分離室の前記部分の周囲に合致する第1位置から延び ている。前記内側輪郭の少なくとも内側投影は該内側輪郭又はその投影が前記周 囲に合致する第2位置から延びており、前記外側輪郭は・該外側輪郭上の特定の 点の位置を描きかつ前記軸に直角な平面内にあり、前記第1位置を原点とする第 1ベクトルTが、ベクトルTの大きさが増大するに従って、このベクトルTと前 記第1位置を通る前記周囲に正接する線との間の角θが実質上減少することはな くかつ−0,1ラジアンより小さくはならず、流れの方向に直角な断面積はほぼ 流れの方向に収縮している。In another embodiment, the or each inlet pipe is an inner and outer part when viewed in the axial direction of the separator. exhibits a contour. an outer contour extends from a first position to match the perimeter of said portion of the separation chamber; ing. At least an inner projection of said inner contour is such that said inner contour or a projection thereof is the outer contour extends from a second location that matches the outer contour; a point located in a plane perpendicular to the axis and having the origin at the first position; 1 vector T becomes larger than this vector T as the size of vector T increases. The angle θ between the first position and a line tangent to the periphery does not substantially decrease. The cross-sectional area perpendicular to the direction of flow is approximately It contracts in the direction of flow.

外側輪郭の方が内側輪郭よりもより重要であることが見い出された。しかしなが ら、好ましい形態では、前記内側輪郭は第2ベクトルUによって特徴づけられ、 該ベクトルUは内側輪郭上の特定の点を描きかつ前記第2位置にその原点を有し 、ベクトルUの大きさが増加するに従って、このベクトルUと前記第2位置を通 る前記周囲に正接する線との間の角が少なくともベクトルUの実質上の大きさに わたって減少することはなくかつ−0,52ラジアンより小さくなることはない 。The outer contour was found to be more important than the inner contour. But long In a preferred form, the inner contour is characterized by a second vector U; the vector U describes a particular point on the inner contour and has its origin at said second position; , as the magnitude of the vector U increases, the vector U and the second position are and a line tangent to said perimeter is at least equal to the substantial size of the vector U. and never less than -0,52 radians .

本発明による輪郭を有する流入部において、2つ以上の流入開口を設けることは 必要でないことが見い出された。In an inlet with a profile according to the invention, it is possible to provide more than one inlet opening. It was found that it was not necessary.

他の観点によると、本発明は、分離室の端壁を貫通して前記溢流出口部が分離室 に連通しているが、その分離室端壁はいる、最初に述べた如きサイクロン分離器 を提供するものである。According to another aspect of the present invention, the overflow outlet portion penetrates an end wall of the separation chamber to The cyclone separator, as mentioned at the beginning, is connected to the separation chamber end wall. It provides:

他の観点によると、本発明は、溢流出口部は、分離室の端壁を貫通して延びかつ 分離室内へ突出しているダクトの形体に構成された、最初に述べた如きサイクロ ン分離器を提供するものである。According to another aspect, the invention provides that the overflow outlet extends through an end wall of the separation chamber and A cyclone, as mentioned at the outset, constructed in the form of a duct projecting into the separation chamber. The purpose of the present invention is to provide a ion separator.

次に、本発明は添付図面を参照して実施例に基づいて詳細に説明する。Next, the present invention will be described in detail based on embodiments with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明に従って構成した分離器の断面図、第2図は第1図の線n−nに 概ね沿った断面図、第3図および第4図は第1図の分離室の端壁の変形例を示す 図、 第5図は第1図の分離器の溢流出口部の変形例を示す図、第6図は本発明に従っ て構成した分離器の流入手段の詳細な軸方向断面図、 第7図は第6図と類似の図であるが好ましい流入管の形態を示すもの、 第8図は変形した流入管の軸方向の概略図である。FIG. 1 is a sectional view of a separator constructed according to the present invention, and FIG. 2 is taken along line n--n in FIG. 3 and 4 show a modification of the end wall of the separation chamber of FIG. 1. figure, FIG. 5 is a diagram showing a modification of the overflow port of the separator shown in FIG. 1, and FIG. a detailed axial cross-sectional view of the inlet means of the separator constructed with FIG. 7 is a diagram similar to FIG. 6, but showing a preferred form of the inflow pipe; FIG. 8 is a schematic axial view of the deformed inlet tube.

分離器10は、共通軸に沿って配置された3つの円筒形状の分離室部分14 、 16 、18を有する分離室12を含む。これらの分離室部分は、それぞれ直径 及び長さが、dl、lI:dz。The separator 10 comprises three cylindrical separation chamber sections 14 arranged along a common axis; It includes a separation chamber 12 having 16 and 18. Each of these separation chamber parts has a diameter and the length is dl,lI:dz.

12;およびd2,13である。部分14は部分16より直径が大きく、部分1 8は部分16より直径が小さい。国際出願PCT/AU8310002Bの明細 書に記載のように、流量制御手段(図示せず)を円筒部分1日からの出口に設置 することができるが、この実施例では出口端には円筒部分18からの溢流出口2 4が設けられているものとして示しである。部分14と16との間にテーパ部分 17を設けることができる。図示の部分16はテーパ部分に続く最初の平行な形 状の部分として示しであるが、実際上、部分16をその全長にわたって一定のテ ーパを有する部分として形成することも可能である。12; and d2,13. Portion 14 is larger in diameter than portion 16 and portion 1 8 is smaller in diameter than portion 16. Details of international application PCT/AU8310002B Install a flow control means (not shown) at the exit from the cylindrical section as described in the book. However, in this embodiment, the outlet end has an overflow opening 2 from the cylindrical portion 18. 4 is shown as being provided. Tapered portion between portions 14 and 16 17 can be provided. The illustrated section 16 is the first parallel shape following the tapered section. Although the portion 16 is shown as a shaped portion, in practice the portion 16 is shown as having a constant temperature along its entire length. It is also possible to form it as a part with a material.

分離室部分14にインボリュート形入ロバイブ20が設けられ、入口開口部23 にて分離室の側壁に開口している。分離室部分14の軸上には溢流出口25が設 けられ、・軸方向の溢流パイプ27に導びかれている。第2図に示すように、イ ンボリュート形入ロバイブ20は分離室部分14の周囲にスパイラル状で、開口 23に接近するに従って徐々に断面積が減少している。パイプ20および開口2 3は矩形の断面にすることができる。An involute type entry vibe 20 is provided in the separation chamber portion 14 and an inlet opening 23 There is an opening in the side wall of the separation chamber. An overflow outlet 25 is provided on the axis of the separation chamber portion 14. and is led to an axial overflow pipe 27. As shown in Figure 2, The involute-type entry vibe 20 is spiral-shaped around the separation chamber portion 14 and has an opening. The cross-sectional area gradually decreases as it approaches 23. pipe 20 and opening 2 3 can have a rectangular cross section.

使用の際は、分離器10は概ね従来の慣行に従って機能する。即ち、入口バイブ 20を介して分離室内へ流入した液体混合物は遠心力を受け、その結果分離され た液体成分が一方では出口24から、他方では出口25を介して放出される。In use, separator 10 functions generally in accordance with conventional practice. That is, the entrance vibe The liquid mixture flowing into the separation chamber through 20 is subjected to centrifugal force, resulting in separation. The liquid component is discharged from the outlet 24 on the one hand and via the outlet 25 on the other hand.

このようにして、より濃度の孟い位相成分が分離室の壁のまわりを環状断面流と して流れ、一方より軽い位相成分が中心コア40を形成し、そしてこの中心コア はその中の液体を溢流出口25から外へ押し出す差圧の作用を受ける。In this way, the more concentrated phase component forms an annular cross-sectional flow around the walls of the separation chamber. while the lighter phase component forms a central core 40, and this central core is subjected to a differential pressure which forces the liquid therein out of the overflow port 25.

インボリュート形パイプ20を使用することにより、単一の開口23のみ使用す ればよいことが見い出された。ちなみに、従来は多数の入口開口が設けられてい た。このことは、特に分離器の皿部が共に組み込まれている場合、組立てた装置 が比較的大きく複雑であるという短所となっていた。従って、単一の入口バイブ のみにす、ることにより、組み立てなければならないバイブ連結部の数を減少で きることとなる。更に、流入する液体混合物が、分離室14ヘスパイラル状に進 む際、既に幾らかの遠心力に基づく分離作用を受けていることとなるので、イン ボリュート形パイプ20を使用することにより分離作用が容易になることが見い 出された。By using an involute pipe 20, only a single opening 23 can be used. It was discovered that there is a good thing. By the way, conventionally many entrance openings were provided. Ta. This means that the assembled device The disadvantage is that it is relatively large and complex. Therefore, single entrance vibe By reducing the number of vibrator connections that need to be assembled. It will be possible to do so. Further, the inflowing liquid mixture advances in a spiral manner to the separation chamber 14. When it is removed, it has already been subjected to some separation action based on centrifugal force, so It can be seen that the separation action is facilitated by using the volute pipe 20. Served.

分離室12は、オーストラリア特許明細四箇47105/79号に従って幾らか 構成することができ、同特許の開示は特許明細書の一部を構成するべ(ここに結 合するものである。明細書第47105/79号において、分離室は次のような 寸法の関係を有するものとして説明されている。The separation chamber 12 is constructed in accordance with Australian Patent Specification No. 47105/79. The disclosure of the patent shall constitute part of the patent specification (hereinafter referred to as the conclusion). It matches. In specification No. 47105/79, the separation chamber is as follows: It is described as having a dimensional relationship.

10≦1□/d2< 25 0.04≦4 Ai/d +”< 0.100.1≦d o/ d z< 0. 25ここで、A、は入口開口23で規定される供給入口部の全断面積、doは溢 流出口部25の直径であり、他の記号は上で述べた意味を有する。また、オース トラリア特許出願第84713/82号の明細書において、変形した構成が、d o/dzで特定される比率がこの場合0.1よりも小さいことを除き、上述のよ うなパラメータを有するものとして説明されている。10≦1□/d2< 25 0.04≦4 Ai/d+”<0.100.1≦d o/dz<0. 25 Here, A is the total cross-sectional area of the supply inlet defined by the inlet opening 23, and do is the overflow. This is the diameter of the outlet portion 25, and the other symbols have the meanings given above. Also, Aus In the specification of Tralia patent application no. 84713/82, a modified configuration is as described above, except that the ratio specified by o/dz is in this case less than 0.1. It is described as having such parameters.

この変形例に従って構成された分離器もまた本発明で使用するに通したものであ る。いずれの場合においても概ね、本発明の分離器はlz/dzの比が少なくと も10に等しいことが有利である。また、例えば水のような、より濃度の貰い比 較的多量の液体から、例えばオイルのような、より濃度の低い比較的少量の液体 を分離することを意図した分離器については、比率d、>d、を1.5〜3.0 の範囲、例えば2.0とすることができる。A separator constructed according to this variation is also suitable for use in the present invention. Ru. In any case, the separator of the invention generally has a ratio of lz/dz of at least Advantageously, also equal to 10. Also, it is possible to obtain a more concentrated form, such as water. From a relatively large amount of liquid to a relatively small amount of less concentrated liquid, such as oil For separators intended to separate the ratio d, > d, from 1.5 to 3.0 range, for example 2.0.

しかしながら、実際上、溢流出口部の寸法範囲を上述のように固執する必要はな いことが見い出された。However, in practice, it is not necessary to adhere to the above-mentioned size range of the overflow outlet. Something was discovered.

第6図において本発明の流入口の輪郭をより詳細に示している。、ここで、分離 器の流入手段は、長手方向に隣接する分離器の分離室の一部を伴なった流入管8 0から成るものとして示されている。これに関し、−C的に、第1図に示す分離 器は連続的に径が減少する3つの異なる部分を有するものとして説明されている が、例えば、溢流出口部に隣接する大径端から下部流出口に隣接する小断面の端 部ま°で略テーパ状に延びる形状を呈するように構成することは木質的な要件で はない。管80は外側輪郭部82と内側輪郭部84を有するものとして示されて いる。ここで、第6図に示すようなサイクロン分離器の直径りは第1図における 直径d、に相当する。In FIG. 6 the outline of the inlet of the invention is shown in more detail. , where the separation The inlet means of the vessel include an inlet pipe 8 with a part of the separation chamber of the longitudinally adjacent separator. It is shown as consisting of 0. In this regard, -C-wise, the separation shown in FIG. The vessel is described as having three distinct sections of successively decreasing diameter. For example, from the large-diameter end adjacent to the overflow opening to the small-diameter end adjacent to the lower outflow It is a wood requirement that the wood be constructed so that it has a substantially tapered shape from end to end. There isn't. Tube 80 is shown as having an outer contour 82 and an inner contour 84. There is. Here, the diameter of the cyclone separator as shown in Figure 6 is as shown in Figure 1. It corresponds to the diameter d.

というのは、流入管80は(第1図の構造の場合のように)その大径端で分離室 に連通しているからである。This is because the inlet tube 80 (as in the structure of FIG. 1) is connected to the separation chamber at its large diameter end. This is because it is connected to

管80は参照番号85で略示する部位から分離室の側へ内側に延びているものと 考えられる。部位85は、分離室の側へ内側の方向に計算して、ここを越えると 流入液の流量が単純な流量等式では表すことのできない部位である、と定義され る。より詳しくは、部位85に整合する外側および内側輪郭上の部位83 、8 7は、もしその輪郭をそこから平行な関係で外側へ投影したとした場合に、それ らの輪郭が本発明に従って定義される輪郭に連続された場合とほぼ同様に分離器 が作動するような部位である。「外側へ投影した」の用語は、各輪郭の合流する 位置においてほぼ正接する各輪郭からの投影を意味する。それぞれの外側および 内側輪郭上のそれぞれの部位83 、87から、これらの輪郭は内側゛ヘスパイ ラル状に延びており、分離器の円周表面86に合わさっている。このように輪郭 が円周面86に合わさる位置はそれぞれ文字rCJおよびrEJで示している。A tube 80 extends inwardly from a location indicated schematically by reference numeral 85 towards the separation chamber. Conceivable. Point 85 is calculated inward toward the separation chamber, and beyond this point, It is defined that the inflow flow rate cannot be expressed by a simple flow rate equation. Ru. More specifically, regions 83, 8 on the outer and inner contours that match region 85 7 is if the contour is projected outward from there in a parallel relationship. separator in much the same way as if the contours of This is the part where the function is activated. The term ``projected outward'' refers to the confluence of each contour. It means the projection from each contour that is approximately tangent in position. each outside and From the respective parts 83 and 87 on the inner contour, these contours It extends radially and meets the circumferential surface 86 of the separator. Contour like this The positions where the curves meet the circumferential surface 86 are indicated by the letters rCJ and rEJ, respectively.

実際上、輪郭84は、機械的な理由により、部位rEJにおいて円周86に合致 するまで内側へ連続した輪郭によって結合した円周86として示しであるが、( 破線で示す)丸みのある部分84aを与えることによって輪郭84と円周86と の間の結合点をまわるのがしばしばより簡単でありかつより効果的である。In practice, contour 84 coincides with circumference 86 at site rEJ for mechanical reasons. is shown as a circumference 86 joined by a continuous contour inward until ( By providing a rounded portion 84a (shown with a broken line), the contour 84 and circumference 86 are It is often easier and more effective to go around the connection points between.

内側および外側輪郭は一般的に次のような式によって表わすのが好ましい。The inner and outer contours are generally preferably expressed by the following equations.

(a) αくηく2π+α (b) 0.35<α<1.5 ここで、η0は分離室の軸方向から見た、流入 管の外側輪郭82の長さであり、Dは円周86を規定する分離室の部分の直径で ある。この輪郭長さは、位置「C」と83との間に延びるものである。αDは分 離室の軸方向から見た内側輪郭84の長さである。この輪郭長さは、位置rEJ と87との間に延びるものである。(a) α × η × 2π + α (b) 0.35<α<1.5 Here, η0 is the inflow as seen from the axial direction of the separation chamber. is the length of the outer contour 82 of the tube, and D is the diameter of the part of the separation chamber that defines the circumference 86. be. This contour length extends between positions "C" and 83. αD is minute This is the length of the inner contour 84 when viewed from the axial direction of the separation room. This contour length is determined by the position rEJ and 87.

一般的に、外側輪郭82は、ベクトルTがこの外側輪郭上の特定の点の位置を描 きかつ前記軸に垂直な平面に含まれかつ位1rCJにその原点を有するようなも のであり、またベクトルTの大きさが増加する際ベクトルTと前記位WrcJを 通る円周86の正接線92との間の角度θはDηより小さいTのすべての大きさ について実質上減少することはな(かつ−0,1ラジアンより小さくはならない ように設定されている。In general, the outer contour 82 is such that a vector T describes the location of a particular point on this outer contour. and which is included in a plane perpendicular to the axis and has its origin at position 1rCJ. , and when the magnitude of vector T increases, vector T and the above position WrcJ are The angle θ between the tangent line 92 of the circumference 86 passing through is less than Dη for all magnitudes of T. (and not less than -0,1 radians) It is set as follows.

(d)同様に、内側輪郭84上の特定の点の位置を描きかつ位置rEJにその原 点を有するベクトルUは、このベクトルの大きさが増加する際、ベクトルUと前 記位置rEJを通過する前記円周の正接線93との間の角度fはα。より小さい ベクトルUのすべての大きさについて、すなわち少なくともベクトルUのほとん どの大きさについて決乙て減少することはなくかつ決して0.52ラジアンより 小さくはならないように設定されている。ベクトルUのほとんどの大きさとは、 位置rEJの近傍において、前述のように内側輪郭のありうべき丸みのためにベ クトルUは定義することができないことを意味する。(d) Similarly, draw the position of a specific point on the inner contour 84 and place its origin at the position rEJ. A vector U with points becomes smaller than the vector U when the magnitude of this vector increases. The angle f between the tangent line 93 of the circumference passing through the position rEJ is α. smaller than For all magnitudes of vector U, i.e. at least for most of vector U Never less than 0.52 radians in any size It is set so that it does not become smaller. The approximate size of vector U is In the vicinity of position rEJ, as mentioned above, due to the possible roundness of the inner contour, vector U means that it cannot be defined.

位ffrEJを通過する半径方向及び軸方向の面で測定した管80の断面積A1 は、次のように定義するのが好ましい。Cross-sectional area A1 of the tube 80 measured in the radial and axial plane passing through the position ffrEJ is preferably defined as follows.

0.04< 4 Az/ πD”< 0.1また、定数ηとαとの間で次のよう な関係を維持しているのが好ましい。0.04<4Az/πD”<0.1 Also, between the constants η and α, the following It is preferable to maintain a good relationship.

αくηく2π+α 定数αとηとの間の上述のような関係は、比較して述べた場合に、分離器が下部 流出口の直径より比較的大きな最大直径を有する場合に最も適切なものとなる。α × η × 2π + α The above relationship between the constants α and η shows that when the separator is lower It is most suitable if it has a maximum diameter relatively larger than the diameter of the outlet.

しかしながら、この比率が比較的小さい、例えば3より小さい場合は、定数αと ηとの相対値に関してより大きな制限を設けるのが好ましい。However, if this ratio is relatively small, e.g. less than 3, then the constant α It is preferable to place a larger limit on the relative value to η.

従って、次式のようなものが適当である。Therefore, the following formula is appropriate.

1) / d < 3 α〈η〈2π+α 0.35<α〈2 ここで、dは第1図の直径d2に相当する下部流出口の直径を示している。1) / d < 3 α〈η〈2π+α 0.35<α<2 Here, d indicates the diameter of the lower outlet corresponding to the diameter d2 in FIG.

第7図を参照して、本発明に従って1つの構成において、分離器の軸のまわりを 部位「C」と「E」との間で測定した角度ρは86°であった。内側輪郭84は 円周86に結合している湾曲部分84aで終結しており、この部分はほぼ0.5  amの湾曲度を有しかつ分離器の軸まわりに部位「c」から約110°のとこ ろに位置している。この実施例では、輪郭82゜84をあられすのに次のような 数学的関係が適当であることがわかった。With reference to FIG. 7, in one configuration according to the invention, the The angle ρ measured between sites “C” and “E” was 86°. The inner contour 84 is terminating in a curved section 84a joining the circumference 86, which section has a diameter of approximately 0.5 with a degree of curvature of am and approximately 110° from point "c" around the axis of the separator. It is located in ro. In this example, to create a contour of 82°84, the following steps are taken: The mathematical relationship was found to be appropriate.

r 0−0.50十〇、0143[IZO’−’ +0.0057DZ、’・” + 0.00286oZo” II + O,0O157DZo’・Sri = 0.5D+0.0714DZ、”+0.00714DZ=”+0.0143DZ 、’ +0.00714DZi’ここで、roは分離器の軸から外側輪郭82上 の特定の点までの距離であり、riは分離器の軸から内側輪郭84上の特定の点 までの距離であり、Zoは分離器の軸と点rCJとを結ぶ線91から起算し、分 離器の軸まわりに時計方向に外側輪郭82上の特定の点に至る角度であり、Z、 は線91から起算し、時計方向に内側輪郭84上の特定の点に至る角度である。r 0-0.50〇,0143[IZO'-' +0.0057DZ,'・” + 0.00286oZo'' II + O,0O157DZo'・Sri = 0.5D+0.0714DZ, "+0.00714DZ="+0.0143DZ , '+0.00714DZi' where ro is on the outer contour 82 from the axis of the separator and ri is the distance from the axis of the separator to a particular point on the inner contour 84. , and Zo is calculated from the line 91 connecting the separator axis and point rCJ, is the angle clockwise around the axis of the separator to a specific point on the outer contour 82, Z, is the angle starting from line 91 and clockwise to a particular point on inner contour 84.

これらの輪郭82 、84を規定する式は角度2..2゜が次のような範囲内に あることが好ましい。The formula defining these contours 82, 84 is angle 2. .. 2° is within the following range It is preferable that there be.

0°くZ。<150゜ 0°>Z、>5Q° 又は少なくとも 24°〉Z五〉60゜ 管80は、分離器の軸と平行に延びる長さWの長辺と、分離t XW=A五、で かつ D/35<t<D/6 一般に、Wはtより大きい。0°kuZ. <150° 0°>Z,>5Q° or at least 24°〉Z5〉60° The tube 80 has a long side with a length W extending parallel to the axis of the separator and a separation t, where XW=A5. and D/35<t<D/6 Generally, W is greater than t.

第8図は本発明に基づく分離器の更に他の実施例を示すものであり、ここでは流 入管80が、分離器の軸95に対し第1図に示したように垂直ではなくて所定の 角度で液体流通用の平均流路93と共に延びているものとして示しである。この 場合、管80の軸93は軸に関して次のような範囲の角度をなす。FIG. 8 shows yet another embodiment of the separator according to the present invention, in which the flow The entry tube 80 is not perpendicular to the separator axis 95 as shown in FIG. It is shown as extending at an angle with a mean channel 93 for liquid flow. this In this case, the axis 93 of the tube 80 makes an angle with respect to the axis in the following range:

80°くρ〈95゜ この管が矩形の断面形状である場合、qがαより小さいとして少なくとも長さq Dを越える矩形断面であるのが望ましい。80° ρ〈95゜ If this tube has a rectangular cross-sectional shape, at least the length q, assuming q is smaller than α. A rectangular cross section exceeding D is desirable.

この明細書において、すべての角は特にことわらない限りラディアンで表わされ ていることに留意すべきである。In this specification, all angles are expressed in radians unless otherwise specified. It should be noted that

上述の分離器の流入部の形状は、2つ以上の管80が設けられる場合についても 容易に採用することができる。この場合、それぞれの点rEJを通り分離器の半 径方向に測定したすべての管の合計の断面積は、面積A、に等しくするべきであ る0例えば、式tXW=Atを、nを管80の数であるとすると、Ai/nによ って置き換えるべきことは明らがである。また、すべての管を必ずしも同一にす る必要がないことに留意すべきである。特に、それらが同一でない場合は、合計 の面積A、は次のように相当な断面積において送り管の長さ及び幅の関数となる 。The shape of the inlet of the separator described above also applies when two or more pipes 80 are provided. Can be easily adopted. In this case, one half of the separator passes through each point rEJ. The total cross-sectional area of all tubes measured radially should be equal to the area A, For example, if the formula tXW=At is the number of tubes 80, then Ai/n It is obvious that it should be replaced with Also, all pipes are not necessarily the same. It should be noted that there is no need to Especially if they are not identical, the sum The area A, is a function of the length and width of the feed pipe at a considerable cross-sectional area as follows: .

Σtn X Wn =A = 、ここでtn及びWnはそれぞれ第n番目の管の 輻及び長さである。Σtn X Wn =A = , where tn and Wn are respectively of the n-th tube convergence and length.

上述の分離器は多量の水から少量の油を分離する場合に優れた作用特性を発揮す る。The separator described above exhibits excellent performance characteristics when separating a small amount of oil from a large amount of water. Ru.

第3図は第1図の分離器の変形例である。ここで、溢流出口部25に隣接する分 離室部分14の端壁5oは凹形に形成されている。第4図において、端壁50は 軸方向の断面で見た場合に凸形を呈するような他の変形例として示されている。FIG. 3 is a modification of the separator shown in FIG. Here, the portion adjacent to the overflow outlet portion 25 is The end wall 5o of the room separating portion 14 is formed in a concave shape. In FIG. 4, the end wall 50 is Another variant is shown which exhibits a convex shape when viewed in axial section.

第5図は更に他の変形例を示し、溢流入口部25は、壁50を貫通しかつ短い距 離だけ分離室14内へ延びている部分27a (この実施例では軸方向の断面に おいて直線で示されている)を有するパイプ27により構成されている。FIG. 5 shows yet another modification in which the overflow inlet section 25 penetrates the wall 50 and has a short distance. A portion 27a extending into the separation chamber 14 (in this embodiment, in the axial cross section) (shown as a straight line).

分離器の流入手段を上述のような形状に形成することを単一の流入部が採用され る場合についてのみ図示しであるが、上述のような形状は2以上の流入部を設け る場合であっても有利に採用することができる。A single inlet is adopted to form the inlet means of the separator in the shape described above. Although the illustration is only for the case where the It can be advantageously employed even in cases where

「インボリュート」の語はこの明細書においては基本円からコイル様に巻き取る 場合の1本ひもの軌跡曲線を表すために使用する。前述の前記又は各流入管の内 側及び外側輪郭は概ねインボリュート曲線として形成されている。しかしながら 、各輪郭は種々の直径の基本円をそれぞれ規定する結合インボリュート曲線によ って規定される結合した部分を有し、又は各基本円上の投影した開始位置が相対 的に円周方向に間隅をあけている。In this specification, the term "involute" refers to winding in a coil-like manner from a basic circle. It is used to represent the trajectory curve of one string in the case of Of the above or each inflow pipe The side and outer contours are generally formed as involute curves. however , each contour is defined by a combined involute curve that respectively defines basic circles of various diameters. or the projected starting position on each base circle is relative. There are gaps in the circumferential direction.

上述の配置構成は単に説明のために進めてきたもので、添付の請求の範囲で定義 される本発明の精神および範囲を逸脱することな(これに種々の変形を加えるこ とができる。The arrangements described above have been advanced for illustrative purposes only and are defined in the appended claims. Without departing from the spirit and scope of the present invention (various modifications may be made thereto). I can do it.

FIGぴ正 6 国際調査報告 宕1頁の続き 優先権主張 0198師1月22日Oフィリピン(PH)■317540198 ジ「4月4日[相]オーストラリア(AU)■40909/85特表昭62−5 01685 (8)FIG Pisho 6 international search report Continuation of page 1 Priority claim 0198 January 22nd O Philippines (PH) ■317540198 ``April 4th [phase] Australia (AU) ■40909/85 special edition Showa 62-5 01685 (8)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.液体混合物の濃度の薄い成分からより濃度の濃い成分を分離するためのサイ クロン分離器であって、該分離器は軸方向に延びた分離室を有し、その一端側に 向って正接方向の流れの成分を伴なった混合物の流入手段を有し、分離室は前記 一端に隣接して軸方向に位置する溢流出口部を有し、更に前記分離室は前記一端 における比較的大きなサイズの断面積を有する部分から前記一端の反対側の分離 室端部における軸方向に位置する下部流出口のある比較的小さなサイズの断面積 を有する部分まで略テーパ状であり、実際上より濃度の濃い成分はより濃度の薄 い成分である内側軸方向に位置するコアを包囲するような形態で下部流出口に向 けて流れ、より濃度の薄い成分は少なくともその長さのほとんどの部分にわたっ て圧力差の影響を受けてその部分を溢流出口部へ流すようにし、前記流入手段は 分離室の一部分によって規定されかつ少なくとも1つの流入管が該部分に連通し 、該部分は該流入管又は各流入管と同じ長さ方向の位置における分離室の部分で あり、該流入管又は各流入管は、分離器の軸方向に見た時、内側及び外側輪郭を 呈し、該外側輪郭は分離室の前記部分の周囲に合致する第1位置から延びており かつ前記内側輪郭の少なくとも内側投影は該内側輪郭又はその投影が前記円周に 合致する第2位置から延びており、前記外側輪郭は、該外側輪郭上の特定の点の 位置を描きかつ前記軸に直角な平面内にあり、前記第1位置を原点とする第1ベ クトルTが、ベクトルTの大きさが増大するに従って、このベクトルTと前記第 1位置を通る前記周囲に正接する線との間の角θが実質上減少することはなくか つ−0.1ラジアンより小さくはならず、流れの方向に直角な断面積はほぼ流れ の方向に収縮していることを特徴とするサイクロン分離器。 2.前記内側輪郭は第2ベクトルUによって特徴づけられ、該ベクトルUは内側 輪郭上の特定の点の位置を描きかつ前記第2位置にその原点を有し、ベクトルU の大きさが増加するに従って、このベクトルUと前記第2位置を通る前記周囲に 正接する線との間の角Lが、ベクトルUの実質上の大きさにわたって、減少する ことはなくかつ−0.52ラジアンより小さくなることのない請求の範囲第1項 に記載のサイクロン分離器。 3.前記流入手段は、前記第1ベクトルTが増加するに従って、ηDより小さい ベクトルTのすべての大きさについて、前記角θは実質上減少することはなくか つ−0.1ラジアンより小さくならず、かつ前記第2ベクトルUが増加するに従 って、少なくともベクトルUの実質的な大きさについてα。より小さいベクトル Uのすべての大きさにおいて、前記角は実質上減少することはなくかつ−0.5 2ラジアンより小さくならず、ここで (c)α<η<2π+α、 (d)0.35<α<1.5であり、 ここでηDは分離器の軸方向に見た流入管の外部輪郭の長さ、Dは分離室の前記 部分の直径、αDは分離室の軸方向に見た流入管の内部輪郭の長さ、ηDは外部 輪郭が分離室のその部分の周囲に合致する第1位置から測定したもので、αDは 少なくとも内部輪郭の内方突出部が前記周囲に合致する第2位置より測定したも のである請求の範囲第2項記載のサイクロン分離器。 4.(e)0.04<4Ai/πD2<0.1、ここで、Aiは前記管の断面積 又は2以上の管がある場合はすべての前記管の断面積の和であり、前記又は各断 面積は流入管の流れに略直角でかつ前記内側輪郭の終点に交互する面で測定され る請求の範囲第3項記載のサイクロン分離器。 5.(f)α<η<π+αである請求の範囲第4項記載のサイクロン分離器。 6.前記又は各管はq<αについての少なくとも長さqDにわたって矩形の断面 形状を有し、該断面は長さがWn、幅がtnであって、 (g)ΣtnXWn=Aiでかつ (h)D/35<t<D/6、 ここでWnはn番目の管の断面の長さ、tnはn番目の管の幅である請求の範囲 第4項又は第5項記載のサイクロン分離器。 7.長さWの前記又は各断面の辺は分離器の軸方向に概ね整列しており、幅tの 辺は分離器の軸方向に対し概ね直角に整列している請求の範囲第6項記載のサイ クロン分離器。 8.W>tである請求の範囲第7項記載のサイクロン分離器。 9.前記又は各管は分離器の軸に対し、該軸の直交に見て、それぞれの角度で延 びており、前記軸と名流入管を貫通して流入する際の液体混合物の平均的流れ方 向との間の角度は、平均の流路が面積Aiで測定されるそれぞれの管の断面に交 差する点において、 (j)80°<ρ<95° ここて角ρは、90°より小さい値について、前記流路に沿って実際上分離室へ 流入する液体が分離室のより大きな直径の部分からより小さな直径の端部へ指向 する運動成分を有する請求の範囲第1項〜第8項のいずれか1項記載のサイクロ ン分離器。 10.D/d>3であり、ここでdは前記溢流出口の直径である請求の範囲第1 項〜第9項のいずれか1項に記載のサイクロン分離器。 11.D/d≦3、 α<η<2π+α、でかつ 0.35<α<2である 請求の範囲第1項〜第9項のいずれか1項記載のサイクロン分離器。 12.前記又は各流入管は略インボリュート形である請求の範囲第1項〜第11 項のいずれか1項記載のサイクロン分離器。 13.前記又は名流入管は略インボリュート形の外側輪郭を有する請求の範囲第 1項〜第12項のいずれか1項記載のサイクロン分離器。 14.液体混合物の濃度の薄い成分からより濃度の濃い成分を分離するためのサ イクロン分離器であって、該分離器は軸方向に延びた分離室を有し、その一端側 に向って正接方向の流れの成分を伴なった混合物の流入手段を有し、分離室は前 記一端に隣接して軸方向に位置する溢流出口部を有し、更に前記分離室は前記一 端における比較的大きなサイズの断面積を有する部分から前記一端の反対側の分 離室端部における軸方向に位置する下部流出口のある比較的小さなサイズの断面 積を有する部分まで略テーパ状であり、実際上より濃度の濃い成分はより濃度の 薄い成分である内側軸方向に位置するコアを包囲するような形態で下部流出口に 向けて流れ、より濃度の薄い成分は少なくともその長さのほとんどの部分にわた って圧力差の影響を受けてその成分を溢流出口部へ流すようにし、前記流入手段 は分離室の一部分によって規定されかつ少なくとも1つの流入管が該部分に連通 し、該部分は該流入管又は各流入管と同じ長さ方向の位置における分離室の部分 であり、該流入管又は各流入管は、分離器の軸方向に見た時、内側及び外側輪郭 を呈し、該外側輪郭は分離室の前記部分の周囲に合致する第1位置から延びてお りかつ前記内側輪郭の少なくとも内側投影は該内側輪郭又はその投影が前記円周 に合致する第2位直から延びており、前記外側輪郭は、該外側輪郭上の特定の点 の位置を描きかつ前記軸に直角な平面内にあり、前記第1位置を原点とする第1 ベクトルTが、ベクトルTの大きさが増大するに従って、このベクトルTと前記 第1位置を通る前記周囲に正接する線との間の角θが、Oから0.1ラジアンの 範囲内にあり、流れの方向に直角な断面積はほぼ流れの方向に収縮していること を特徴とするサイクロン分離器。 15.前記内側輪郭は第2ベクトルUによって特徴づけられ、このベクトルUは 該内側輪郭上の特定の点の位置を描きかつ前記第2位置にその原点を有し、ベク トルUの大きさが増加するに従って、このベクトルUと前記第2位置を通る前記 周囲に正接する線との間の角Lが0から0.52ラジアンの範囲内にある請求の 範囲第14項に記載のサイクロン分離器。[Claims] 1. Cylinders for separating more concentrated components from less concentrated components of liquid mixtures A Chron separator, the separator having a separation chamber extending in the axial direction, and having a separation chamber at one end thereof. the separation chamber has a means for inlet of the mixture with a tangential flow component; an overflow outlet located axially adjacent one end; separation of the opposite side of said one end from a portion having a cross-sectional area of relatively large size in Relatively small size cross-sectional area with axially located lower outlet at the chamber end It has a nearly tapered shape up to the part where it has a toward the lower outlet in a form that surrounds the core located in the inner axial direction, which is the main component. The less concentrated components flow over at least most of their length. The inflow means is configured to flow into the overflow port under the influence of the pressure difference, and the inflow means defined by a portion of the separation chamber and at least one inlet tube communicating with the portion; , the part is a part of the separation chamber at the same longitudinal position as the or each inlet pipe; The or each inlet pipe has an inner and outer contour when viewed in the axial direction of the separator. and the outer contour extends from a first position to match the perimeter of the portion of the separation chamber. and at least an inner projection of the inner contour is such that the inner contour or its projection is on the circumference. extending from a matching second location, the outer contour extending from a second matching location; a first base that is in a plane perpendicular to the axis and has the first position as the origin; As the magnitude of vector T increases, this vector T and the The angle θ between the line passing through one position and tangent to the circumference does not substantially decrease. -0.1 radian, and the cross-sectional area perpendicular to the direction of flow is approximately A cyclone separator characterized by contracting in the direction of. 2. The inner contour is characterized by a second vector U, which vector U depicting the position of a particular point on the contour and having its origin at said second position, a vector U As the magnitude of increases, the circumference passing through this vector U and the second position The angle L between the tangent lines decreases over the substantial magnitude of the vector U Claim 1: never less than -0.52 radians The cyclone separator described in . 3. The inflow means is smaller than ηD as the first vector T increases. For all magnitudes of the vector T, the angle θ does not substantially decrease. -0.1 radian, and as said second vector U increases, So, at least for the substantial size of vector U, α. smaller vector For all sizes of U, the angle does not decrease substantially and is −0.5 not less than 2 radians, where (c) α<η<2π+α, (d) 0.35<α<1.5, where ηD is the length of the external contour of the inlet pipe in the axial direction of the separator, and D is the length of the external contour of the separation chamber. diameter of the section, αD is the length of the internal contour of the inlet pipe in the axial direction of the separation chamber, ηD is the external Measured from the first position where the contour matches the perimeter of that part of the separation chamber, αD is at least as measured from a second position where the inward protrusion of the internal contour conforms to said periphery; 3. A cyclone separator according to claim 2. 4. (e) 0.04<4Ai/πD2<0.1, where Ai is the cross-sectional area of the tube Or, if there are two or more pipes, it is the sum of the cross-sectional areas of all said pipes, and the said or each cross-section The area is measured in planes approximately perpendicular to the flow of the inlet pipe and alternating with the end points of said inner contour. A cyclone separator according to claim 3. 5. (f) The cyclone separator according to claim 4, wherein α<η<π+α. 6. The or each tube has a rectangular cross section over at least a length qD for q<α has a shape, the cross section has a length Wn and a width tn, (g) ΣtnXWn=Ai and (h) D/35<t<D/6, Claims where Wn is the cross-sectional length of the n-th pipe, and tn is the width of the n-th pipe. Cyclone separator according to item 4 or 5. 7. The sides of said or each cross section of length W are generally aligned in the axial direction of the separator and have a width t. The size according to claim 6, wherein the sides are aligned generally perpendicular to the axial direction of the separator. Chron separator. 8. 8. The cyclone separator according to claim 7, wherein W>t. 9. The or each tube extends at a respective angle to the axis of the separator, viewed perpendicular to said axis. and the average flow of the liquid mixture as it flows through the shaft and the inlet tube. The angle between In terms of (j) 80°<ρ<95° where the angle ρ is, for values smaller than 90°, practically along the flow path to the separation chamber. Incoming liquid is directed from the larger diameter section of the separation chamber to the smaller diameter end The cyclone according to any one of claims 1 to 8, which has a motion component that separator. 10. D/d>3, where d is the diameter of the overflow outlet. The cyclone separator according to any one of Items 1 to 9. 11. D/d≦3, α<η<2π+α, big 0.35<α<2 A cyclone separator according to any one of claims 1 to 9. 12. Claims 1 to 11, wherein the or each inflow pipe has a substantially involute shape. Cyclone separator according to any one of paragraphs. 13. Claim 1, wherein the inflow tube has a generally involute outer contour. Cyclone separator according to any one of items 1 to 12. 14. A service for separating more concentrated components from less concentrated components of a liquid mixture. An Ikron separator, the separator having an axially extending separation chamber, one end of which The separation chamber has an inlet means for the mixture with a tangential flow component towards the an overflow outlet located axially adjacent the one end; From the portion having a relatively large cross-sectional area at the end to the portion on the opposite side of the one end. Relatively small size cross-section with axially located lower outlet at the exit end It has a substantially tapered shape up to the part where the At the bottom outlet in a form that surrounds the core located in the inner axial direction, which is a thin component. the more concentrated components flow at least over most of their length. The component is caused to flow to the overflow port under the influence of the pressure difference, and the inflow means is defined by a portion of the separation chamber and at least one inlet tube communicates with the portion. and the part is a part of the separation chamber at the same longitudinal position as the or each inlet pipe. and the or each inlet pipe has an inner and an outer profile when viewed in the axial direction of the separator. and the outer contour extends from a first position to match the periphery of the portion of the separation chamber. and at least an inner projection of the inner contour is such that the inner contour or a projection thereof is , and the outer contour extends from a second position coincident with the outer contour, and the outer contour , and is in a plane perpendicular to the axis, and has the first position as the origin. As the magnitude of vector T increases, this vector T and the above The angle θ between the first position and a line tangent to the circumference is 0.1 radian from O. within the range, and the cross-sectional area perpendicular to the direction of flow is approximately contracted in the direction of flow. A cyclone separator featuring: 15. Said inner contour is characterized by a second vector U, which vector U is draw the position of a particular point on the inner contour and have its origin at the second position; As the magnitude of torque U increases, this vector U and the The angle L between the line tangent to the surrounding area is within the range of 0 to 0.52 radian. Cyclone separator according to scope 14.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006102657A (en) * 2004-10-06 2006-04-20 Hideto Yoshida Cyclone device for powder collection

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