特許 6646524 サイクロン装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6646524

(24)【登録日】2020年1月15日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】サイクロン装置

(51)【国際特許分類】

   B04C 5/04 20060101AFI20200203BHJP

   B04C 5/185 20060101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   B04C5/04

   B04C5/185

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-111757(P2016-111757)

(22)【出願日】2016年6月3日

(65)【公開番号】特開2017-217576(P2017-217576A)

(43)【公開日】2017年12月14日

【審査請求日】2018年11月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000226998

【氏名又は名称】株式会社日清製粉グループ本社

(73)【特許権者】

【識別番号】504136568

【氏名又は名称】国立大学法人広島大学

(74)【代理人】

【識別番号】100112427

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 芳洋

(72)【発明者】

【氏名】江間 秋彦

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英人

(72)【発明者】

【氏名】福井 国博

(72)【発明者】

【氏名】深澤 智典

【審査官】 宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０７３８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−０５１９５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１６／０３１６３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１０２６１９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０４Ｃ ５／００−５／３０

Ｂ０１Ｄ ４５／１２

Ｂ０７Ｂ ７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒形状の上部胴筒と逆円錐形状の下部胴筒を有するサイクロン本体と、
前記上部胴筒内に設けられている環状部材と、
前記上部胴筒の上縁部を覆い中央部に開口部を有する天板と、
前記環状部材の側壁に形成され前記側壁の内壁面の接線方向に向かう貫通孔と、
粉体が含まれた第一の流体を前記サイクロン本体の内壁面に沿って導入する第一導入管と、
前記貫通孔に対して第二の流体を導入する第二導入管と、
前記貫通孔内に配置されたツイスト部材と、
前記上部胴筒の鉛直中心軸に沿って前記開口部に挿入され、前記サイクロン本体内に発生した排気流を上昇させて前記サイクロン本体から排出する排気管と、
前記サイクロン本体内において前記第一の流体、及び前記貫通孔を介して前記サイクロン本体内に導入された前記第二の流体の旋回運動により分離された粉体を捕集する捕集箱と
を備えることを特徴とするサイクロン装置。

【請求項2】

前記ツイスト部材の先端部は、前記貫通孔から前記環状部材内に所定量突出する構造となっていることを特徴とする請求項１記載のサイクロン装置。

【請求項3】

前記環状部材は、交換可能であり、
前記第二導入管は、前記上部胴筒の内壁面と前記環状部材の外壁面との間に形成された円環状の空間部に対して前記第二の流体を導入する形状となっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のサイクロン装置。

【請求項4】

前記ツイスト部材のねじの進行方向は、前記第一導入管の取付位置から前記サイクロン本体内に発生する旋回流の旋回方向が上方から見たときに右まわりの場合には右ねじであり、左まわりの場合には左ねじであり、
前記ツイスト部材のねじ放出端の位置は、鉛直上方を０°とし鉛直上方から前記ねじの進行方向を正とした角度をθとするとき、１８０°≦θ≦３６０°であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のサイクロン装置。

【請求項5】

前記貫通孔から導入される前記第二の流体は、前記第一導入管から導入される前記第一の流体よりも速い速度で導入されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のサイクロン装置。

【請求項6】

前記貫通孔は、複数形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のサイクロン装置。

【請求項7】

前記第一の流体には空気が用いられ、前記第二の流体には圧縮空気が用いられることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のサイクロン装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉体を捕集するために用いられるサイクロン装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、流体中の粉塵等を遠心力によって分離捕集するサイクロン式集塵装置が知られている（例えば、特許文献１）。このサイクロン式集塵装置によれば、除塵すべき流体をサイクロン室内で旋回運動させることにより、遠心力によって流体に含まれる粉体が流体から分離され捕集される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−５２３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述のサイクロン式集塵装置においては、粒子径０．１μｍ〜２．０μｍ程度の微粒子を流体から効果的に分離することができず、微粒子の捕集効率を上げることが難しいという問題があった。

【0005】

このため、微粒子を捕集する場合には、捕集する粒子径に合わせてフィルター濾布を選択することが可能なバグフィルターが用いられることが多かった。

【0006】

本発明の目的は、高い捕集効率で微粒子を捕集することができるサイクロン装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のサイクロン装置は、円筒形状の上部胴筒と逆円錐形状の下部胴筒を有するサイクロン本体と、前記上部胴筒内に設けられている環状部材と、前記上部胴筒の上縁部を覆い中央部に開口部を有する天板と、前記環状部材の側壁に形成され前記側壁の内壁面の接線方向に向かう貫通孔と、粉体が含まれた第一の流体を前記サイクロン本体の内壁面に沿って導入する第一導入管と、前記貫通孔に対して第二の流体を導入する第二導入管と、前記貫通孔内に配置されたツイスト部材と、前記上部胴筒の鉛直中心軸に沿って前記開口部に挿入され、前記サイクロン本体内に発生した排気流を上昇させて前記サイクロン本体から排出する排気管と、前記サイクロン本体内において前記第一の流体、及び前記貫通孔を介して前記サイクロン本体内に導入された前記第二の流体の旋回運動により分離された粉体を捕集する捕集箱とを備えることを特徴とする。

【0008】

また、本発明のサイクロン装置は、前記ツイスト部材の先端部が前記貫通孔から前記環状部材内に所定量突出する構造となっていることを特徴とする。

【0009】

また、本発明のサイクロン装置は、前記環状部材が交換可能であり、前記第二導入管は、前記上部胴筒の内壁面と前記環状部材の外壁面との間に形成された円環状の空間部に対して前記第二の流体を導入する形状となっていることを特徴とする。

【0010】

また、本発明のサイクロン装置は、前記ツイスト部材のねじの進行方向は、前記第一導入管の取付位置から前記サイクロン本体内に発生する旋回流の旋回方向が上方から見たときに右まわりの場合には右ねじであり、左まわりの場合には左ねじであり、前記ツイスト部材のねじ放出端の位置は、鉛直上方を０°とし鉛直上方から前記ねじの進行方向を正とした角度をθとするとき、１８０°≦θ≦３６０°であることを特徴とする。

【0011】

また、本発明のサイクロン装置は、前記貫通孔から導入される前記第二の流体が前記第一導入管から導入される前記第一の流体よりも速い速度で導入されることを特徴とする。

【0012】

また、本発明のサイクロン装置は、前記貫通孔が複数形成されていることを特徴とする。

【0013】

また、本発明のサイクロン装置は、前記第一の流体には空気が用いられ、前記第二の流体には圧縮空気が用いられることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明のサイクロン装置によれば、高い捕集効率で微粒子を捕集することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施の形態に係るサイクロン装置の内部構造を側方から視た図である。

【図2】実施の形態に係るサイクロン装置の上部胴筒部の内部構造を上方から視た図である。

【図3】実施の形態に係るツイスト部材の構成及びツイスト部材と貫通孔との位置関係を示す図である。

【図4】実施の形態に係るツイスト部材のねじ放出端について説明するための図である。

【図5】実施の形態に係るツイスト部材のＡ−Ａ矢示図である。

【図6】実施の形態に係るサイクロンシステムを示す概略図である。

【図7】実施の形態に係るサイクロン装置が備える環状部材の種類を示す表である。

【図8】実施の形態に係るサイクロン装置の上部胴筒部の他の内部構造を上方から視た図である。

【図9】実施の形態に係るサイクロン装置において２つのツイスト部材のねじ放出端の角度を変化させた場合における実験結果を示すグラフである。

【図10】実施の形態に係るサイクロン装置において２つのツイスト部材を備えている場合及び備えていない場合における実験結果を示すグラフである。

【図11】実施の形態に係るサイクロン装置において貫通孔からツイスト部材が突出している場合及び突出していない場合における実験結果を示すグラフである。

【図12】実施の形態に係るサイクロン装置において４つのツイスト部材を備えている場合及び備えていない場合における実験結果を示すグラフである。

【図13】実施の形態に係るサイクロン装置において４つのツイスト部材を備えている場合及び備えていない場合であって総流量を変化させた場合における実験結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るサイクロン装置について説明する。図１は、サイクロン装置の内部構造を側方から視た図である。サイクロン装置２は、流体中の粉体を遠心力によって分離捕集するための装置であり、図１に示すように、サイクロン本体４、第一導入管６、第二導入管８、排気管１０、及び捕集箱１２を備えている。

【0017】

ここで、サイクロン本体４は、円筒形状の上部胴筒部４ａ、上部胴筒部４ａよりも円筒径の小さい中部胴筒部４ｂ、及び逆円錐形状の下部胴筒部４ｃの三つの胴筒部によって構成されている。

【0018】

上部胴筒部４ａは、円筒形状の側壁部１６を備え、上部胴筒部４ａの上縁部は、中央に開口部２２ａが形成された円盤状の天板２２によって気密的に覆われている。ここで、「気密」とは、外部から気体が流入せず、かつ内部から気体が漏れないように密封された状態を意味する。上部胴筒部４ａ内には、環状部材１８が天板２２の近傍に交換可能に配置され、環状部材１８は、上部胴筒部４ａの一部を構成しており、環状部材１８の内壁面は、分級室３０の一部を形成し、上部胴筒部４ａの内壁面と環状部材１８の外壁面との間に円環状の空間部２０が形成されている。また、側壁部１６と環状部材１８は後述するフランジ４ｇ上に配置され、空間部２０の下部はフランジ４ｇによって気密的に閉塞されている。

【0019】

中部胴筒部４ｂは、上部胴筒部４ａの下部に配置され、円筒形状の側壁部４ｆ、及び側壁部４ｆの上端部から外側に向けて延びる円環状のフランジ４ｇを備えている。また、下部胴筒部４ｃは、中部胴筒部４ｂの下端に気密結合されており、下部胴筒部４ｃの下端には、捕集箱１２によって捕集される粉体を排出するための開口部４ｊが形成されている。

【0020】

第一導入管６は、側壁部４ｆの上部に形成された矩形状の内壁開口部６ａに接続されており、粉体を含む空気を中部胴筒部４ｂの内壁面に沿って導入する。第二導入管８は、側壁部１６に形成された孔部８ａに接続されており、空間部２０に対して圧縮空気を導入する。ここで、第二導入管８は、第一導入管６よりも天板２２側に位置している。

【0021】

また、排出管１０は、上部胴筒部４ａの鉛直中心軸Ｘに沿って開口部２２ａに挿入され、排出管１０の下端は中部胴筒部４ｂ内の所定の位置に位置している。排出管１０は、サイクロン本体４内に発生した排気流を上昇させてサイクロン本体４から排出する。

【0022】

図２は、上部胴筒部４ａの内部構造を上方から視た図である。図２に示すように、上部胴筒部４ａの側壁部１６の内壁面と環状部材１８の外壁面との間に形成されている空間部２０には、孔部８ａから送り込まれた圧縮空気が導入される。

【0023】

環状部材１８の側壁には、側壁を貫通する貫通孔１８ａが形成されている。貫通孔１８ａは、環状部材１８の側壁に４ケ所所定の間隔で形成されている。また、貫通孔１８ａの貫通方向は、第一導入管６から導入される空気がサイクロン本体４内で流れる向きと同一方向となるように、環状部材１８の内壁面に対して略接線方向となるように形成される。

【0024】

それぞれの貫通孔１８ａ内には、ツイスト部材１９が配置されている。図３は、ツイスト部材１９の構成及び貫通孔１８ａとツイスト部材１９との位置関係を示す図である。図３に示すように、ツイスト部材１９は、略円柱状であり、ツイスト部材１９の周面には、螺旋状の溝１９ａが形成されている。また、ツイスト部材１９の直径Ｒは、貫通孔１８ａの直径と略同一であり、ツイスト部材１９は、ツイスト部材１９の周面が貫通孔１８ａの内壁面に接するように配置されている。また、ツイスト部材１９の先端部１９ｂは、図３に示すように、貫通孔１８ａの貫通口から上部胴筒部４ａ内に所定量Ｌ突出している。更に、サイクロン装置２では、第一導入管６の取付位置から内部に発生する旋回流の旋回方向が上方から見たときに右回りになるが、その場合、ツイスト部材１９のねじの進行方向は右ねじとする。第二導入管８から空間部２０を介して貫通孔１８ａに導入された圧縮空気は、貫通孔１８ａ内を溝１９ａの螺旋に沿って進行し、サイクロン本体４内に導入される。

【0025】

図４は、ツイスト部材１９のねじ放出端について説明するための図、図５は、図４に示すツイスト部材１９のＡ−Ａ矢示図である。なお、図４及び図５に示すＣは、ツイスト部材１９の中心線である。図４に示すように、ツイスト部材１９は、溝１９ａの終端であるねじ放出端１９ｃを備えている。ツイスト部材１９は、図５に示すように、空間部２０から上部胴筒部４ａ方向を見たとき、鉛直上方を０°とし鉛直上方からねじの進行方向を正とした角度をθとした場合において、ねじ放出端１９ｃの位置が１８０°≦θ≦３６０°（この実施の形態ではθ≒２７０°）となるように配置されている。即ち、貫通孔１８ａ内であって溝１９ａの螺旋を通過した空気がねじ放出端１９ｃ及びねじ放出端１９ｃの近傍から環状部材１８の内壁面に沿って前方上方向に放出されるように、ねじ放出端１９ｃは位置決めされている。

【0026】

下部胴筒部４ｃの下端に形成されている開口部４ｊは、サイクロン本体４内において粉体を含む空気、及び貫通孔１８ａを介してサイクロン本体４内に導入された圧縮空気の旋回運動により分離された粉体を排出する。捕集箱１２は、開口部４ｊから排出される粉体を捕集する。

【0027】

次に、サイクロン装置２を用いて粉体を捕集する処理について、図６に示すサイクロンシステムの概略図を参照して説明する。まず、サイクロンシステムの運転が開始された場合、ブロアー５２、コンプレッサ５３、及びコンプレッサ５４がそれぞれ駆動される。ブロアー５２が駆動されると、排気管１０を介してサイクロン本体４内部の気体が吸引される。この吸引により、サイクロン本体４の内壁面に沿って旋回する旋回流が発生する。

【0028】

また、コンプレッサ５３が駆動されると、分散器５８に空気が送り込まれる。これにより、分散器５８内の内壁面に沿って旋回流が発生し、分散器５８に導入される原料粉体を分散させることが可能となる。また、コンプレッサ５４が駆動されると、第二導入管８から空間部２０に第二の流体である圧縮空気が導入される。なお、コンプレッサ５４と第二導入管８との間には、フローメーター５５が設けられている。フローメーター５５は、第二導入管８に導入される第二の流体の流量を測定する。

【0029】

第二導入管８から空間部２０に第二の流体が導入されると、空間部２０に導入された第二の流体は、貫通孔１８ａに配置されているツイスト部材１９の螺旋状の溝１９ａを通過し、環状部材１８の内壁面に沿って前方上方向にサイクロン本体４内に導入される。第二の流体は、螺旋状の溝１９ａを通過することにより、螺旋状に回転しながらサイクロン本体４内に導入される。これにより、サイクロン本体４内を旋回する旋回流の旋回強度が増大される。なお、サイクロン本体４内に導入される第二の流体の速度は、第一導入管６から導入される原料粉体を空気中に含んだ第一の流体よりも速い速度である。これにより、サイクロン本体４内を旋回する旋回流の旋回速度が加速される。

【0030】

次に、フィーダ５６によって原料粉体が分散器５８に供給される。分散器５８において分散された原料粉体は、分散器５８から排出され、原料粉体を空気中に含んだ第一の流体が第一導入管６に導入される。第一導入管６に導入された第一の流体は、第一導入管６からサイクロン本体４内に、サイクロン本体４の内壁面に沿って導入される。

【0031】

次に、空気とともにサイクロン本体４内に導入された原料粉体は、旋回流によりサイクロン本体４内を旋回しながら下降し、旋回流内の原料粉体が旋回運動の遠心力によって旋回流から分離される。なお、旋回流の旋回強度及び旋回速度は、ツイスト部材１９を介して導入された第二の流体によって増大しているため、粒径０．１μｍ〜２．０μｍ程度の微粒子が旋回流から効果的に分離される。

【0032】

旋回流から分離された粉体は捕集箱１２によって捕集され、旋回流から分離されなかった微粒子は、排気流と共にサイクロン本体４内から上昇して排気管１０から排出された後、バグフィルタ６０によって捕集される。なお、バグフィルタ６０とブロアー５２との間には、オリフィス流量計６１が設けられている。オリフィス流量計６１は、排気管１０を通過する排気流の総流量を測定する。

【0033】

次に、図６に示すサイクロン装置２を用いて行なった実験について説明する。実験は、図７に示すように、８種類の環状部材１８（環状部材I〜VIII）を用意し、ねじ放出端１９ｃの位置（角度）θ（°）、ツイスト部材１９の先端部１９ｂの突出量Ｌ（ｍｍ）及び貫通孔１８ａの数ｎの少なくとも１つを変化させて行なった。環状部材Iはθ＝０（３６０）°，Ｌ＝５ｍｍ，ｎ＝２、環状部材IIはθ＝９０°，Ｌ＝５ｍｍ，ｎ＝２、環状部材IIIはθ＝１８０°，Ｌ＝５ｍｍ，ｎ＝２、環状部材IVはθ＝２７０°，Ｌ＝５ｍｍ，ｎ＝２、環状部材Vはθ＝２７０°，Ｌ＝０ｍｍ，ｎ＝２、環状部材VIはθ＝２７０°，Ｌ＝５ｍｍ，ｎ＝４である。また、環状部材VIIの貫通孔１８ａの数は２、環状部材VIIIの貫通孔１８ａの数は４であり、環状部材VII及びVIIIの貫通孔１８ａには、ツイスト部材１９が配置されていない。なお、環状部材I〜V及びVIIにおいては、図８に示すように、２つの貫通孔１８ａが排気管１０に対して回転対称となる位置に配置されている環状部材１８を用いる。また、環状部材I〜VIIIの貫通孔１８ａの孔径は、すべて５ｍｍである。また、実験には、原料粉体としてＪＩＳ Ｚ ８９０１「試験用粉体及び試験用粒子」によるＪＩＳ試験用粉体１ １１種 関東ローム（焼成品、中位径２．３６μｍ）（以下「関東ロームＪＩＳ１１」と呼ぶ）を用いた。

【0034】

図９は、環状部材I〜IVを用いて実験を行った場合におけるサイクロン装置２の部分分級効率Δηを示すグラフである。即ち、ツイスト部材１９のねじ放出端１９ｃの角度θを変化させた場合における捕集箱１２に捕集される粉体の割合（部分分級効率）Δηを示すグラフである。ここで、図９は、排気管１０を通過する排気流の総流量をＱｔ＝５００Ｌ／ｍｉｎ、第二導入管８を通過する圧縮空気の流量をｑ＝７５Ｌ／ｍｉｎとした場合の実験結果を示している。

【0035】

図９の実験結果によれば、環状部材I,III,IVを用いた場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０＝０．９１μｍ，０．９６μｍ，０．８８μｍは、環状部材IIを用いた場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０＝１．０１μｍより小さい。特に、環状部材IV（θ＝２７０°）を用いた場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０が他の環状部材I〜IIIを用いた場合の５０％分級径Ｄ_Ｐ５０と比較して最も小さい。５０％分離径は、（捕集箱１２によって捕集された粉体の重量）／（サイクロン本体４内に導入された第一の流体に含まれる粉体の重量）×１００＝５０％となる粒子径のことである。即ち、１８０°≦θ≦３６０°の場合、特にθ＝２７０°の場合においては、θ＝９０°の場合より小さい径の粒子を効率よく分級することができる。

【0036】

図１０は、環状部材IV及びVIIを用いて実験を行った場合におけるサイクロン装置２の部分分級効率Δηを示すグラフである。即ち、ツイスト部材１９を備えている場合及び備えていない場合における捕集箱１２に捕集される粉体の割合（部分分級効率）Δηを示すグラフである。なお、図１０は、Ｑｔ＝５００Ｌ／ｍｉｎ、ｑ＝７５Ｌ／ｍｉｎとした場合の実験結果を示している。

【0037】

図１０の実験結果によれば、環状部材IVを用いた場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０＝０．８８μｍは、環状部材VIIを用いた場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０＝０．９６μｍより小さい。即ち、ツイスト部材１９を備えている場合においては、ツイスト部材１９を備えていない場合より小さい径の粒子を効率よく分級することができる。また、環状部材IVを用いた場合の分級精度指数κ＝１．２３は、環状部材VIIを用いた場合の分級精度指数κ＝１．３３より１に近接している。分級精度指数κは、部分分級効率Δη＝０．７５の粒子径をΔη＝０．２５の粒子径で割った値であり、分級精度指数κが１に近接しているほど分級精度が高い。したがって、ツイスト部材１９を備えている場合においては、ツイスト部材１９を備えていない場合より分級精度が高い。

【0038】

図１１は、環状部材IV，V及びVIIを用いて実験を行った場合におけるサイクロン装置２の部分分級効率Δηを示すグラフである。即ち、ツイスト部材１９を備えツイスト部材１９が貫通孔１８ａから突出している場合、ツイスト部材１９を備えツイスト部材１９が貫通孔１８ａから突出していない場合、及びツイスト部材１９を備えていない場合における捕集箱１２に捕集される粉体の割合（部分分級効率）Δηを示すグラフである。なお、図１１は、Ｑｔ＝５００Ｌ／ｍｉｎ、ｑ＝７５Ｌ／ｍｉｎとした場合の実験結果を示している。

【0039】

図１１の実験結果によれば、環状部材IVを用いた場合の分級精度指数κ＝１．２３は、環状部材Vを用いた場合の分級精度指数κ＝１．２８及びVIIを用いた場合の分級精度指数κ＝１．３３より１に近接している。即ち、ツイスト部材１９を備えツイスト部材１９が貫通孔１８ａから突出している場合においては、ツイスト部材１９を備えツイスト部材１９が貫通孔１８ａから突出していない場合より分級精度が高い。

【0040】

図１２は、環状部材VIII及びVIを用いて実験を行った場合におけるサイクロン装置２の部分分級効率Δηを示すグラフである。即ち、４つの貫通孔１８ａ及び４つのツイスト部材１９を備えた場合、及び４つの貫通孔１８ａを備えツイスト部材１９を備えない場合であって、Ｑｔ＝５００Ｌ／ｍｉｎ、ｑ＝１５０Ｌ／ｍｉｎとした場合における捕集箱１２に捕集される粉体の割合（部分分級効率）Δηを示すグラフである。

【0041】

図１２の実験結果によれば、環状部材VIを用いた場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０＝０．８２μｍは、環状部材VIIIを用いた場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０＝０．９０μｍより小さい。即ち、ツイスト部材１９を備えている場合においては、ツイスト部材１９を備えていない場合より小さい径の粒子を効率よく分級することができる。また、環状部材VIを用いた場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０は、環状部材IVを用いた場合のＤ_Ｐ５０より小さい。即ち、４つの貫通孔１８ａ及び４つのツイスト部材１９を備えた場合においては、２つの貫通孔１８ａ及び２つのツイスト部材１９を備えた場合より小さい径の粒子を効率よく分級することができる。

【0042】

また、環状部材VIを用いた場合の分級精度指数κ＝１．１６は、環状部材VIIIを用いた場合の分級精度指数κ＝１．２８より１に近接している。即ち、ツイスト部材１９を備えている場合においては、ツイスト部材１９を備えていない場合より分級精度が高い。また、環状部材VIを用いた場合の分級精度指数κは、環状部材IVを用いた場合のκより１に近接している。即ち、４つの貫通孔１８ａ及び４つのツイスト部材１９を備えた場合においては、２つの貫通孔１８ａ及び２つのツイスト部材１９を備えた場合より分級精度が高い。

【0043】

図１３は、環状部材VIII及びVIを用いて実験を行った場合におけるサイクロン装置２の部分分級効率Δηを示すグラフである。即ち、４つの貫通孔１８ａ及び４つのツイスト部材１９を備えた場合、及び４つの貫通孔１８ａを備えツイスト部材１９を備えない場合であって、Ｑｔ＝８００Ｌ／ｍｉｎ、ｑ＝１５０Ｌ／ｍｉｎとした場合における捕集箱１２に捕集される粉体の割合（部分分級効率）Δηを示すグラフである。

【0044】

図１３の実験結果によれば、環状部材VIを用いた場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０＝０．７５μｍは、環状部材VIIIを用いた場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０＝０．８５μｍより小さい。即ち、ツイスト部材１９を備えている場合においては、ツイスト部材１９を備えていない場合より小さい径の粒子を効率よく分級することができる。また、環状部材VIを用いた場合であって、Ｑｔ＝８００Ｌ／ｍｉｎとした場合の５０％分離径Ｄ_Ｐ５０は、Ｑｔ＝５００Ｌ／ｍｉｎとした場合のＤ_Ｐ５０より小さい。即ち、総流量Ｑｔが高い場合においては、総流量Ｑｔが低い場合より小さい径の粒子を効率よく分級することができる。また、環状部材VIを用いた場合の分級精度指数κ＝１．１５は、環状部材VIIIを用いた場合の分級精度指数κ＝１．２４より１に近接している。即ち、ツイスト部材１９を備えている場合においては、ツイスト部材１９を備えていない場合より分級精度が高く、総流量Ｑｔが高くなった場合であっても１に近接した値を維持することができる。

【0045】

この実施の形態に係るサイクロン装置２によれば、環状部材１８の貫通孔１８ａ内にツイスト部材１９を備え、ツイスト部材１９のねじ放出端１９ｃの角度θを１８０°≦θ≦３６０°とし、ツイスト部材１９の先端部１９ｂを貫通孔１８ａから所定量突出させている。したがって、第二の流体である圧縮空気を環状部材１８の内壁面に沿って前方上方向に放出させることができ、サイクロン本体４内での空気の旋回流を強くすることができるため、高い捕集効率で微粒子を捕集することができる。

【0046】

なお、上述の実施の形態において、環状部材１８に形成される貫通孔１８ａの数は必ずしも２ヶ所及び４ケ所に限定されない。例えば、貫通孔１８ａが４ケ所に形成された環状部材１８に代えて、貫通孔１８ａが１ケ所、３ヶ所または５ヶ所以上形成された環状部材１８を上部胴筒部４ａに配置してもよく、必要に応じて必要な孔数の貫通孔を配置できる。

【0047】

また、上述の実施の形態に係るサイクロン装置２においては、環状部材１８が円環状であるが、環状部材１８が形成する分級室３０の壁面が側壁部４ｆと略なめらかに接続されているのであれば円環以外の形状であってもよい。また、環状部材１８が機密的に構成されているのであれば環状部材１８が例えば直径方向又は円周方向に分割されていてもよい。即ち、環状部材１８が２つの半環状部材を組み合わせたもの、又は２つの環状部材を組み合わせたものであってもよい。

【0048】

また、上述の実施の形態に係るサイクロン装置２においては、貫通孔１８ａ内にねじ形状のツイスト部材１９を配置しているが、ツイスト部材１９に代えて貫通孔１８ａに羽根形状の部材を配置してもよい。

【0049】

また、上述の実施の形態において、第一導入管６と第二導入管８は、必ずしも排気管１０に対して略回転対称になる位置に配置されなくてもよい。

【0050】

また、勝手ちがい等で旋回流の回転方向が上方から見たときに左回りになる場合には、ツイスト部材１９のねじの進行方向は、それにあわせ左ねじとすることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0051】

２…サイクロン装置、４…サイクロン本体、４ａ…上部胴筒部、４ｂ…中部胴筒部、４ｃ…下部胴筒部、６…第一導入管、８…第二導入管、１０…排気管、１２…捕集箱、１６…側壁部、１８…環状部材、１８ａ…貫通孔、１９…ツイスト部材、２０…空間部、２２…天板、２２ａ…開口部、３０…分級室。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】