JPS6157064B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は従来の縦型サイクロンと実用上、同等
の集塵効率を維持しつつ、圧力損失の低減化をは
かることを目的とした横型サイクロンに関するも
のである。

従来の縦型サイクロンにおいて、圧力損失の低
減を目的としたものに例えば軸流式、偏心式、旋
回流排ガス式、螺旋導入式などが知られている。

また、これらの縦型サイクロンに対して、さら
にサイクロンの小型化、圧力損失の低減化を目的
とした横型サイクロンが使用されている。

この横型サイクロンでは、水平軸線を有する筒
体の下部に下すぼまりのほぼ四角錐の形状の中空
錐体が筒体の軸線方向の全長にわたつて連結され
ており、その連結部に沿つた内壁に旋回案内板や
捕集案内等を設けて、ダストの分離効率が低下す
るのを防止している。

しかし、この従来の横型サイクロンでは、例え
ばセメント原料焼成装置に付設のサスペンシヨ
ン・プレヒータの最下段サイクロンとして仮焼炉
に連結する場合には高温含塵ガスに触れるため、
サイクロン内部に案内板等のものを付設すること
は、損傷やコーチングトラブルを誘発すると思わ
れて、好ましくない。

この発明は、上記した従来の欠点を解消させる
とともに、従来のものと同等の集塵効率を維持し
つつ圧力損失を低減させることのできる横型サイ
クロンを提供するものである。

つぎに、この発明の実施例を図面によつて詳細
に説明する。

第１図ないし第３図は、サイクロン胴体が截頭
円錐形の場合を示すものである。

サイクロンの胴体１は水平方向に旋回軸をも
つ、中空の截頭円錐形をなしている。

小径部端面２は含塵ガス入口ダクト３を、第２
図に示すように接線方向に接続する。

一方、大径部端面４は、その円周に逆三角形状
の集塵溝５を外接する。

集塵溝５の先端部にはダクト排出シユート６を
接続する。

大径部端面４の中心線を通る垂直線上の適当な
位置からガス排出ダクト７を取出す。

ガス排出ダクト７の排ガス吸出口は、大径部端
面４より胴体１の内部に適当な長さほど突出させ
る。（この突出部を符号８とする） 含塵ガスは含塵ガス入口ダクト３より小径部端
面２を経て胴体１の内部に入る。含塵ガスは入る
と同時に胴体１の拡大円錐内壁に沿つて旋回しつ
つ大径部端面４に向つて進行する。

この進行の過程において、拡大円錐壁より旋回
力は遠心分力と軸方向分力としてダクトのガスか
らの分離と前進とに効果的に作用する。

しかも、胴体１の底部が水平軸となす下り勾配
の角度をダストの安息角以下にしてもダストが胴
体内に堆積することなく出口端に向つて円滑に流
出する。

分離されたダクトは集塵溝５内に集合、沈降
し、ダスト排出シユート６より排出される。

また、ダクトを分離したガスはガス排出ダクト
７より排出される。

第４図ないし第６図は本発明の他の実施例とし
て、サイクロンの胴体が截頭変則円錐形の場合を
示すものである。

この実施例は第４図に示すように、小径部端面
２（直径をｄとする）の中心より大径部端面４
（直径をＤとする）の中心のレベルをＤ−ｄ／２
だけ下げ、胴体１の上部が水平となるようにし
た。

このため、胴体１の下部が水平軸となす角度α
が第１図ないし第３図に示す実施例と同一の場合
を比較し、相対的に大径部直径を小さくすること
ができるので、よりコンパクトな構造となる。

また、本発明の横型サイクロンの含塵ガス入口
ダクト３の取付位置は第７図に示すように、胴体
１が截頭円錐形あるいは截頭変則円錐形の如何に
かかわらず小径部端面２の円周に沿つて360゜任
意方向に接続することができ、その効果は変りな
いものである。（ψは取付角度である） また、第８図は第１図ないし第３図に示した截
頭円錐形の重合型を、また第９図は第４図ないし
第６図の截頭変則円錐形の重合型をそれぞれ示す
ものである。

すなわち、小径部端面２どうしを互いに結合し
て左右対称の形をなす。

１は胴体、３は含塵ガス入口ダクト、４は大径
部端面、５は逆三角形状の集塵溝、６はダスト排
出シユート、７はガス排出ダクト、８はガス排出
ダクトの胴体内に突出した突出部である。

なお、含塵ガス入口ダクト３の取付位置は胴体
１の小径部円周に沿つて360゜任意方向に接続す
ることができる。

この実施例では両方の含塵ガス入口ダクト３は
胴体１の中央部に１本設けたので、含塵ガスは含
塵ガス入口ダクト３より小径部を経て胴体１の内
部に入り、左右の拡大円錐内壁に沿つて旋回しつ
つ大径部端面４に向つて進行する。

これを第１０図に示すように、小径部端面の接
合部に仕切壁壁９を設け、また、含塵ガス入口ダ
クト３を２本とりつけ、それぞれ仕切壁９を挾ん
で両小径部の接線方向に接続する。

本発明の横型サイクロンを使用したときの集塵
効率（η％）および圧力損失（△PmmAq）の実
験例（H₁，H₂記号で示す）と、従来の縦型サイ
クロンの実験例（Ｖ記号で示す）とを第１１図お
よび第１２図に比較して図示した。

なお、本発明の横型サイクロンは截頭変則円錐
形を採用した。また、従来の縦型サイクロンには
180゜リンデン型を使用した。

また、横型サイクロンを構成する各部寸法比率
は、つぎのとおりである。

小径部端面の直径をｄとすると 大径部端面の直径Ｄ＝2.0d、円錐部の水平方向
の長さＬ＝1.0d、集塵溝の幅Ｗ＝0.25dである。

また、ガス排出ダクト７の突出部８の長さ＝
0.25dの場合を図中にH₁記号で示し、＝0.75dの
場合をH₂記号で示した。

なお、両図の横軸はダクト濃度Ｍを示す。

また、実験用ダクトとして、シリカ・アルミナ
系粉末で粒度は44μ、篩上残５％のものを使用し
た。

サイクロン入口の流速を15m／secとした。

以上により実験の結果、第１１図において、本
発明の横型サイクロンでは、従来の縦型サイクロ
ンと実用上ほぼ同等の集塵効率であるが、第１２
図に示す圧力損失については、本発明の横型サイ
クロンの場合が従来のものよりもずつと小さくな
つている。

また、サイクロン入口の流速を遅くしても集塵
効率の低下は殆んどないが、圧力損失は著しく小
さくなつてゆくことが実験で確かめられた。

本発明の横型サイクロンは各種の用途に広く使
用されるが、その用途の１つとしてセメント製造
用浮遊式予熱装置付きロータリキルンのサスペン
シヨン・プレヒータ部に適用した例を第１３図お
よび第１４図に示す。第１３図は正面図、第１４
図は第１３図のＥ―Ｅ断面図である。

本図において、ロータリキルン１１からの排ガ
スｇは窯尻フード１２、仮焼炉１３、下段サイク
ロン入口ダクト１４、下段サイクロン１５、下段
サイクロン出口ダクト１６、中下段サイクロン１
７、中下段サイクロン出口ダクト１８、中上段サ
イクロン１９、中上段サイクロン出口ダクト２
０、上段サイクロン２１、上段サイクロン出口ダ
クト２２を順次経過し、図示されていない誘引フ
アンに吸引され、系外に排出される。

一方、中上段サイクロン出口ダクト２０に送入
された原料ｍは、上段サイクロン２１、上段サイ
クロンのシユート２３、中下段サイクロン出口ダ
クト１８、中上段サイクロン１９、中上段サイク
ロンのシユート２４、下段サイクロン出口ダクト
１６、中下段サイクロン１７、中下段サイクロン
のシユート２５、仮焼炉１３、下段サイクロン入
口ダクト１４、下段サイクロン１５および下段サ
イクロンのシユート２６を順次経過し、窯尻フー
ド１２に入る。この間で原料ｍと排ガスｇは熱交
換し、予熱および仮焼される。

なお、仮焼炉１３には、その長さの適切な位置
にクリンカクーラ（図示されていない）からの二
次空気ａおよび燃料ｆが供給される。

本発明による横型サイクロンは、下段、中下
段、中上段、上段の各サイクロン１５，１７，１
９，２１のいづれにも設置できるが、本適用例で
は截頭円錐形サイクロンを使用した例を示した。

とくに、本発明の横型サイクロンが、、高温
含塵ガスに適していること。、含塵ガスダクト
を任意方向に接続することができること。、高
さを低くすることができること。の特徴を生かし
て第１４図に示すように仮焼炉１３の高温含塵ガ
スを下向きの直管ダクトで、下段サイクロン入口
ダクト１４に接続し、下段サイクロン１５の設置
レベルを下げることができる。

また、下段サイクロン１５に本発明の横型重合
型サイクロンを使用することによつてコンパクト
な空間容積で予熱域を２系統に振り分けられるこ
とが、いま一つの特徴である。

以上は前記したように、セメント製造用浮遊式
予熱装置付きロータリキルンのサスペンシヨン・
プレヒータ部への適用例である。全体的に圧力損
失の低減と全系統の架構の有効利用がはかれると
いう利点がある。

このほか、一般的な公害防止用装置、粉体選別
用装置などの集塵用サイクロンとして広く利用す
ることができる。

本発明は上記のように構成され、その構成によ
つて上記のように操作されるので、つぎのような
効果をあげることができる。

(1) 胴体の水平軸に垂直な断面形状は、つねに円
形で、かつ含塵ガスの入口端から出口端へ向つ
て拡大しており、しかもその底部を貫ねる線は
下り勾配をなしている。

このため、含塵ガスは旋回半径を拡げながら
ラセン状に進行し、次第にその速度を低下させ
る。この過程においてガスから遠心分離されて
前進するダストに旋回力の軸方向分力が効果的
に作用し、胴体１の底部にダクトが堆積するこ
となく出口端へ向つて円滑な流れをする。

また、胴体の全長にわたつて、その断面が円
形をなしていることは遠心作用に乱れを生ぜ
ず、分離ダストの再飛散の割合を少なくする。

さらに、胴体が拡がり円錐形であるため、含
塵ガス入口ダクト３の接続部においても導入ガ
スは直ちにラセン状に向きを変えて進行し、一
旋回後は導入ガスの流れの道筋から外れ、ガス
どうしの干渉による乱れが少なくなる。しか
も、胴体１の内部におけるガスとダストの流れ
は、いづれも截頭円錐形の小径部から大径部へ
の一方向の流れであるから、従来の縦型サイク
ロンのようにガスの反転による損失がない。

以上のように、ガス流れの乱れを少く、かつ
遠心作用を損わない構造にすることにより、高
い集塵効率で圧力損失を低減することのできる
サイクロンが得られ、省エネルギ面での効果を
あげることができる。

(2) 胴体１の水平軸に垂直な断面形状が円形であ
るため、ダストの分離は効果的に行われる。

したがつて、胴体内部に案内板などを設ける
必要がない。このことは、構造が簡単になるだ
けではなく、例えば仮焼炉出口に接続しても、
高温含塵ガスによる損傷の問題がなく、また、
胴体内部の付属物に起因するコーチングトラブ
ルを誘発することがないので、よりメンテナン
スフリーとなり、用途面での利用範囲も広くな
る。

(3) 胴体１の旋回軸が水平で、かつ截頭円錐形で
あるため、含塵ガス入口ダクト３を胴体１の端
面の小径側円周方向に360゜任意方向に接続す
ることができる。

このため、含塵ガス入口ダクト３自体に曲管
部を設けることなく、直管のままの配管が可能
となる。したがつて、曲り部における圧力損失
を低減することができるとともに、旋回軸に対
して上下左右関係の自由度が増すことにより、
サイクロン設置に対して、より効果的な配置が
できる。

また、従来の縦型サイクロンのように含塵ガ
ス入口ダクトに水平部を設けなくてよいので、
水平部へのダストの堆積によるトラブルのおそ
れがない。このため、含塵ガス入口ダクト３へ
のガス流速も遅くすることができるので、管内
の圧力損失の低減にも効果がある。

(4) 胴体１の旋回軸が水平で、かつ截頭円錐形で
あるため、ダストの分離がよい。このため、胴
体の水平方向の長さが短くてすみ、従来の縦型
サイクロンに比較して容積を縮小することがで
きる。

さらに、第８図および第９図に示す重合型と
して使用すると、一層空間スペースの効果的な
利用ができ、設備費低減の面でも効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の横型サイクロンの実施例（截
頭円錐形）の正面図、第２図は第１図のＡ―Ａか
らみた図、第３図は第１図のＢ―Ｂからみた図、
第４図は本発明の他の実施例（截頭変則円錐形）
の正面図、第５図は第４図のＣ―Ｃからみた図、
第６図は第４図のＤ―Ｄからみた図、第７図は含
塵ガス入口ダクトの取付方向の説明図、第８図は
本発明の他の実施例（截頭円錐形の重合型）の正
面図（１部断面）、第９図は本発明の他の実施例
（截頭変則円錐形の重合型）の正面図（１部断
面）、第１０図は第８図の応用例である。第１１
図および第１２図は本発明の横型サイクロンと従
来の縦型サイクロンとの実験結果を比較した線図
である。第１１図はダスト濃度と集塵効率との関
係を示し、第１２図はダスト濃度と圧力損失との
関係を示すものである。また、第１３図は本発明
の横型サイクロンをセメント製造用浮遊式予熱装
置付きロータリキルンのサスペンシヨン・プレヒ
ータ部に適用した一実施例の概略構成図、第１４
図は第１３図のＥ―Ｅ断面図を示す。 １はサイクロンの胴体、２は小径部端面、３は
含塵ガス入口ダクト、４は大径部端面、５は集塵
溝、６はダスト排出シユート、７はガス排出ダク
ト、８はガス排出ダクトの突出部、９は仕切壁、
１１はロータリキルン、１２はロータリキルン窯
尻フード、１３は仮焼炉、１４は下段サイクロン
入口ダクト、１５は下段サイクロン、１６は下段
サイクロン出口ダクト、１７は中下段サイクロ
ン、１８は中下段サイクロン出口ダクト、１９は
中上段サイクロン、２０は中上段サイクロン出口
ダクト、２１は上段サイクロン、２２は上段サイ
クロン出口ダクト、ｍは原料の流れ、ｇは排ガス
の流れを示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平方向に旋回軸をもつ中空の截頭円錐形を
   なす胴体の小径部端面には含塵ガス入口ダクトを
   接線方向に接続し、また大径部にはその円周に逆
   三角形状の集塵溝を外接し、集塵溝の先端部にダ
   スト排出シユートを接続し、ガス排出ダクトの排
   ガス吸出口を大径部端面より胴体内に適切な長さ
   ほど突出させたことを特徴とする横型サイクロ
   ン。 ２ 小径部の端面の中心より大径部端面の中心レ
   ベルを下げ、胴体の上部端面が水平になるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲の第１項記
   載の横型サイクロン。 ３ 小径部端面どうしを対向して互に接合し、両
   小径部の中央に含塵ガス入口ダクトを設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の横型サイクロン。 ４ 小径部端面どうしを対向して互に接合し、小
   径部端面の接合部に仕切壁を設け、仕切壁を挾ん
   で両小径部の接線方向に含塵ガス入口ダクトをそ
   れぞれ設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の横型サイクロン。 ５ 含塵ガス入口ダクトを小径部端面の円周に沿
   つて任意の位置の接線方向に設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
   記載の横型サイクロン。