特許 6770263 複数段式集塵構造、燃焼炉、および集塵方法

(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】6770263

(24)【登録日】2020年9月29日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】複数段式集塵構造、燃焼炉、および集塵方法

(51)【国際特許分類】

   B04C 5/26 20060101AFI20201005BHJP

   B04C 5/02 20060101ALI20201005BHJP

   B04C 5/12 20060101ALI20201005BHJP

   B04C 5/28 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   B04C5/26

   B04C5/02

   B04C5/12 Z

   B04C5/28

【請求項の数】12

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-216782(P2016-216782)

(22)【出願日】2016年11月4日

(65)【公開番号】特開2018-69217(P2018-69217A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年5月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】506366574

【氏名又は名称】株式会社工藤

(74)【代理人】

【識別番号】100119264

【弁理士】

【氏名又は名称】富沢 知成

(72)【発明者】

【氏名】工藤 美佐男

【審査官】 田中 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００２−５２２２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１８９３７７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−１９５５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０５６３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１９９２８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２５７３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第１９９２／００２２９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−２５４５５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０４Ｃ １／００−１１／００

Ｂ０１Ｄ ４５／００−４５／１８

Ｂ０１Ｄ ４９／００−５１／１０

Ａ４７Ｌ ９／１０− ９／１９

Ｆ２３Ｇ ５／００

Ｆ２３Ｇ ５／２０− ５／２２

Ｆ２３Ｇ ５／３２− ５／３８

Ｆ２３Ｊ ３／００− ７／００

Ｆ２３Ｊ １１／００−１１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サイクロン式集塵装置（以下、「サイクロン」）を用いた燃焼炉用の集塵構造であって、
下記＜Ａ＞の構成を備えるサイクロン（以下、「誘導式サイクロン」）と、
通常のサイクロンおよび複数連列式のサイクロン（以下、「マルチサイクロン」）が直列に接続された三段式である
ことを特徴とする、複数段式集塵構造。
＜Ａ＞ 燃焼炉と接続しそこからの排ガスを最終的に外部に排出すべく流通させるための第一煙筒と、
その下端部が該第一煙筒の下端部よりも上に設けられていて排ガス排出用の上端部を有する第二煙筒と、
該第一煙筒内部に設けられた集塵筒と、
該集塵筒の下端部に設けられた集塵部とからなり、
該集塵筒はその全周に亘って形成されている該第一煙筒との間の間隙を上昇する排ガスを内部に流入させるための複数の集塵筒窓を備え、
該第二煙筒は該集塵筒と上下方向に連通していてかつ該集塵筒よりも小径である、サイクロン

【請求項2】

前記通常のサイクロン、前記誘導式サイクロン、前記マルチサイクロンの順に設けられた三段式であることを特徴とする、請求項１に記載の複数段式集塵構造。

【請求項3】

前記誘導式サイクロンの集塵筒窓は前記集塵筒の上端部に設けられていることを特徴とする、請求項１、２のいずれかに記載の複数段式集塵構造。

【請求項4】

前記誘導式サイクロンの集塵筒周壁には、前記集塵筒窓への排ガス流入を円滑化するための誘導構造が該集塵筒窓毎に設けられていることを特徴とする、請求項１、２、３のいずれかに記載の複数段式集塵構造。

【請求項5】

前記誘導式サイクロンの誘導構造は、前記集塵筒窓よりも下方位置に先端部が、また該集塵筒窓の位置またはその近傍に終端部があり、該先端部と該終端部は該集塵筒周上の角度差を有して設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の複数段式集塵構造。

【請求項6】

前記誘導式サイクロンの前記誘導構造は、前記先端部から前記終端部へ向かって排ガスを誘導する筒周上誘導部と、該終端部から前記集塵筒窓を通って前記集塵筒内に排ガスを誘導する筒内誘導部とを備えていることを特徴とする、請求項５に記載の複数段式集塵構造。

【請求項7】

前記誘導式サイクロンの集塵筒窓および誘導構造は、前記集塵筒の周上に均等に設けられていることを特徴とする、請求項４、５、６のいずれかに記載の複数段式集塵構造。

【請求項8】

前記通常のサイクロンの集塵部は他のサイクロン用の集塵部とは別に設けられていることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６、７のいずれかに記載の複数段式集塵構造。

【請求項9】

前記各サイクロンの接続状態はこれらが連続的に設けられていることにより形成され、これらが一体をなしていることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６、７、８のいずれかに記載の複数段式集塵構造。

【請求項10】

前記各サイクロンの接続状態は、各サイクロンが排ガス流路によって接続されていることにより形成され、各サイクロンが一体化していないことを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６、７、８のいずれかに記載の複数段式集塵構造。

【請求項11】

請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０のいずれかに記載の複数段式集塵構造を備えていることを特徴とする、燃焼炉。

【請求項12】

請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０のいずれかに記載の複数段式集塵構造を用いて行うことを特徴とする、燃焼炉の集塵方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は集塵構造、燃焼炉、および集塵方法に係り、特に、消耗品使用や大きなメンテナンス労力を要することなく回収率を高めることのできる、集塵構造等に関するものである。

【背景技術】

【0002】

集塵構造やサイクロンについては従来、技術的な提案が多くなされている。たとえば後掲特許文献１には、燃焼装置の集塵装置として適用した場合にも燃焼ガスに含まれる焼却灰等の低融点物質の溶融を防止しうるサイクロンとして、ケーシングの周壁に形成されかつ固体粒子を含有したガスをケーシング内に導入するガス入口と、ケーシングの下端中央部に形成されかつガスから分離された固体粒子を排出する粒子排出口と、ケーシングの頂壁中央部に貫通状に設けられかつ固体粒子の分離されたガスを排出するガス流出筒からなるサイクロンであって、ガス流出筒内に下端開口が水噴霧口である噴霧管を配し、これを冷却水供給管に接続した構成が開示されている。

【0003】

また特許文献２には、集塵効率を高め、サイクロンの配置につき真空掃除機およびサイクロン集塵装置の形状に応じて自在に設計でき、２次サイクロンによっても除去されない微細ゴミを除去できるマルチサイクロン集塵装置として、第１流入口から流入した空気を上部にガイドし遠心分離してゴミを取除く第１サイクロン、その外側に所定間隔で配されるよう集塵ハウジング内に設けられ、流入した空気を遠心分離して微細ゴミを取除く複数の第２サイクロン、第１サイクロンからの排気を各第２サイクロンに流入させるようガイドしてそこから排出された空気を再度フィルタリングし外部に排出させるカバーユニットを備えた構成が開示されている。

【0004】

また、出願人は、広い設置面積、吸引用の動力が不要、均一で効率的な集塵および煙突内部の結露防止可能な燃焼装置の集塵構造として、燃焼炉と接続して排ガスを外部に排出すべく流通させる第一煙筒と、下端部が第一煙筒の下端部よりも上に設けられ排ガス排出用の上端部を有する第二煙筒と、第一煙筒内部に設けられた集塵筒と、集塵筒の下端部に設けられた集塵容器とからなり、集塵筒の全周に亘って形成されている第一煙筒との間の間隙を上昇する排ガスを内部流入させる複数の集塵筒窓を備え、第二煙筒は集塵筒と上下方向に連通している構成を開示した（特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２−２７６９１６号公報「サイクロンおよびこれを用いた燃焼装置」

【特許文献2】特開２００６−３２０７１３号公報「マルチサイクロン集塵装置」

【特許文献3】特開２００９−５６３６０号公報「燃焼炉の集塵構造および燃焼炉」（特許第５１２７０１２号）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

さて、従来のサイクロンによる集塵効率（ダスト回収率）は、通常、８５％程度である。一方、集塵効率が要求される場合、隔壁式のバグフィルターがよく用いられる。しかし、布を用いるバグフィルターは、ダスト回収率には優れるものの、フィルターの目詰まりが発生するためその掃除が大変煩雑であり、また消耗も発生する。このような消耗品使用や煩雑なメンテナンスを要することなく高いダスト回収率の得られる方式があれば便利である。

【0007】

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、バグフィルターのように消耗品使用や大きく煩雑なメンテナンス労力を要することなく、優れたダスト回収率を得ることのできる集塵構造等を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願発明者は上記課題について検討した結果、上記文献３開示のサイクロン（誘導式サイクロン）を用いた二段式、または三段式のサイクロン構造とすることによって解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

【0009】

〔１〕 サイクロン式集塵装置（以下、「サイクロン」）を用いた燃焼炉用の集塵構造であって、
下記＜Ａ＞の構成を備えるサイクロン（以下、「誘導式サイクロン」）と、
通常のサイクロンおよび複数連列式のサイクロン（以下、「マルチサイクロン」）が直列に接続された三段式である
ことを特徴とする、複数段式集塵構造。
＜Ａ＞ 燃焼炉と接続しそこからの排ガスを最終的に外部に排出すべく流通させるための第一煙筒と、
その下端部が該第一煙筒の下端部よりも上に設けられていて排ガス排出用の上端部を有する第二煙筒と、
該第一煙筒内部に設けられた集塵筒と、
該集塵筒の下端部に設けられた集塵部とからなり、
該集塵筒はその全周に亘って形成されている該第一煙筒との間の間隙を上昇する排ガスを内部に流入させるための複数の集塵筒窓を備え、
該第二煙筒は該集塵筒と上下方向に連通していてかつ該集塵筒よりも小径である、サイクロン
〔２〕 前記通常のサイクロン、前記誘導式サイクロン、前記マルチサイクロンの順に設けられた三段式であることを特徴とする、〔１〕に記載の複数段式集塵構造。
〔３〕 前記誘導式サイクロンの集塵筒窓は前記集塵筒の上端部に設けられていることを特徴とする、〔１〕、〔２〕のいずれかに記載の複数段式集塵構造。
〔４〕 前記誘導式サイクロンの集塵筒周壁には、前記集塵筒窓への排ガス流入を円滑化するための誘導構造が該集塵筒窓毎に設けられていることを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕のいずれかに記載の複数段式集塵構造。

【0010】

〔５〕 前記誘導式サイクロンの誘導構造は、前記集塵筒窓よりも下方位置に先端部が、また該集塵筒窓の位置またはその近傍に終端部があり、該先端部と該終端部は該集塵筒周上の角度差を有して設けられていることを特徴とする、〔４〕に記載の複数段式集塵構造。
〔６〕 前記誘導式サイクロンの前記誘導構造は、前記先端部から前記終端部へ向かって排ガスを誘導する筒周上誘導部と、該終端部から前記集塵筒窓を通って前記集塵筒内に排ガスを誘導する筒内誘導部とを備えていることを特徴とする、〔５〕に記載の複数段式集塵構造。
〔７〕 前記誘導式サイクロンの集塵筒窓および誘導構造は、前記集塵筒の周上に均等に設けられていることを特徴とする、〔４〕、〔５〕、〔６〕のいずれかに記載の複数段式集塵構造。

【0011】

〔８〕 前記通常のサイクロンの集塵部は他のサイクロン用の集塵部とは別に設けられていることを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕、〔７〕のいずれかに記載の複数段式集塵構造。
〔９〕 前記各サイクロンの接続状態はこれらが連続的に設けられていることにより形成され、これらが一体をなしていることを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕、〔７〕、〔８〕のいずれかに記載の複数段式集塵構造。
〔１０〕 前記各サイクロンの接続状態は、各サイクロンが排ガス流路によって接続されていることにより形成され、各サイクロンが一体化していないことを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕、〔７〕、〔８〕のいずれかに記載の複数段式集塵構造。
〔１１〕 〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕、〔７〕、〔８〕、〔９〕、〔１０〕のいずれかに記載の複数段式集塵構造を備えていることを特徴とする、燃焼炉。
〔１２〕 〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕、〔７〕、〔８〕、〔９〕、〔１０〕のいずれかに記載の複数段式集塵構造を用いて行うことを特徴とする、燃焼炉の集塵方法。

【発明の効果】

【0012】

本発明の複数段式集塵構造、燃焼炉、および集塵方法は上述のように構成されるため、これらによれば、バグフィルターのように消耗品使用や大きく煩雑なメンテナンス労力を要することなく、優れたダスト回収率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明複数段式集塵構造の第一の構成例を示す側断面視の説明図である。

【図1-2】図１の複数段式集塵構造における作用を示す説明図である。

【図2】本発明に係る誘導式サイクロンの集塵筒の外表面構造例を示す側面図である。

【図3】本発明に係る誘導式サイクロン実施例の要部の水平方向断面図である。

【図3-2】図３に示す実施例の作用を示す水平方向断面図である。

【図3-3】図３に示す実施例の集塵筒部分の一部の展開図である。

【図3-4】図３に示す実施例における作用を説明する展開図である。

【図4】本発明複数段式集塵構造の第二の構成例を示す側断面視の説明図である。

【図4-2】図４の複数段式集塵構造における作用を示す説明図である。

【図5】本発明複数段式集塵構造の第三の構成例を示す側断面視の説明図である。

【図5-2】図５の複数段式集塵構造における作用を示す説明図である。

【図6】非一体型の本発明複数段式集塵構造の構成例を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明複数段式集塵構造の第一の構成例を示す側断面視の説明図である。また、図１−２は図１の複数段式集塵構造における作用を示す説明図である。これらに図示するように本複数段式集塵構造１０００は、サイクロン式集塵装置（サイクロン）を用いた燃焼炉用の集塵構造であって、誘導式サイクロン１００と、通常のサイクロン４００または複数連列式のサイクロン（マルチサイクロン）５００の少なくともいずれかが直列に接続されてなることを、主たる構成とする。本第一の構成例は、通常のサイクロン４００とマルチサイクロン５００の双方が設けられている構成である。

【0015】

ここで、誘導式サイクロン１００は、上記文献３開示の通り、下記の各要素を構成として含む。
（Ａ１）燃焼炉と接続しそこからの排ガスを最終的に外部に排出すべく流通させるための第一煙筒１。
（Ａ２）その下端部が第一煙筒１の下端部よりも上に設けられていて排ガス排出用の上端部を有する第二煙筒２。
（Ａ３）第一煙筒１内部に設けられた集塵筒３。
（Ａ４）集塵筒３の下端部に設けられた集塵部４８。
（Ａ５）集塵筒３はその全周に亘って形成されている第一煙筒１との間の間隙Ｓを上昇する排ガスを内部に流入させるための複数の集塵筒窓４を備える。
（Ａ６）第二煙筒２は集塵筒３と上下方向に連通していてかつ集塵筒３よりも小径である。

【0016】

かかる構成により本複数段式集塵構造１０００によれば、燃焼炉からの塵埃（ダスト）を含む排ガスの流れはまず通常のサイクロン（以下、「通常サイクロン」）４００の給気口（排ガス流入口）４０から通常サイクロン４００の筐体４１の内部４９に入り、従来通常通りの作用によってダストが筐体内部４９の下部に集塵され、残余のダストを含む排ガスの流れは、次いで誘導式サイクロン１００の間隙Ｓ内を上昇する。なお、通常サイクロン４００においては比較的大径のダストが集塵される。集塵効率（ダスト回収率）は大体８５％である。

【0017】

誘導式サイクロン１００の間隙Ｓ内に入った排ガスは、誘導式サイクロン１００の作用によって処理され、ここで集塵されたダストは本構造１０００最下部の集塵筒４８に集塵され、残余のダストを含む排ガスの流れは、次いで、第二円筒２を通ってマルチサイクロン５００へと入る。誘導式サイクロン１００の作用をより詳細に述べる。誘導式サイクロン１００では、ダストを含む排ガスの流れは第一煙筒１内つまり集塵筒３との間の空間Ｓを上昇し、その最上部に設けられた複数の集塵筒窓４をそれぞれ通って、集塵筒３内に流入する。流入した排ガスの流れは集塵筒３内において、ダストは下方に落下し、本構造１０００最下部の集塵筒４８に集塵集められる。

【0018】

一方排ガスは、集塵筒３内を再上昇してこれと連通する第二煙筒２を通って、その上端部２Ａから排出され、マルチサイクロン５００へと入る。なお、集塵筒窓４は集塵筒３の上端部に設けるものとすることができる。これにより、第一煙筒１内を上昇する排ガスの流れは第一煙筒１の最上部まで上昇して、そこから集塵筒窓４を通って集塵筒３内に円滑に流入する。本誘導式サイクロン１００では、排ガスの流速が緩くても、複数の集塵筒窓４からそれが入りやすい構造であるため、気流が円滑に回りやすい。

【0019】

誘導式サイクロン１００においては通常サイクロン４００よりも小径のダストが集塵される。ここでも集塵効率（ダスト回収率）は大体８５％であるとすると、通常サイクロン４００を経た後の１５％未回収ダストを含む排ガスの８５％程度が、誘導式サイクロン１００において集塵される。計算上は、通常サイクロン４００および誘導式サイクロン１００によって、９８％ものダストが回収されることになる。

【0020】

第二円筒２を通ってマルチサイクロン５００に入った排ガスは、マルチサイクロン５００の作用によって処理され、ここで集塵されたダストは本構造１０００最下部の集塵筒４８に集塵され、残余のダストを含む排ガスの流れは、マルチサイクロン排気部５２、および最終排気部５６を通って外部に排気される。なお、マルチサイクロン５００においては誘導式サイクロン１００よりもさらにのダストが集塵される。ここでも集塵効率（ダスト回収率）は大体８５％であるとすると、誘導式サイクロン１００を経た後の２％未回収ダストを含む排ガスの８５％程度が、マルチサイクロン５００において集塵される。計算上は、通常サイクロン４００、誘導式サイクロン１００およびマルチサイクロンからなる本構成例１の複数段式集塵構造１０００によって、９９％以上ものダストが回収されることになる。

【0021】

本複数段式集塵構造１０００の誘導式サイクロン１００について、より詳細に説明する。
図２は、本発明に係る誘導式サイクロンの集塵筒の外表面構造例を示す側面図である。図示するように本誘導式サイクロンでは、その集塵筒１３の周壁に、複数の集塵筒窓１４への排ガスの流れＦＡ１の流入を円滑化するための誘導構造１５が、集塵筒窓１４毎に設けられている構成とすることができる。そして誘導構造１５は、集塵筒窓１４よりも下方位置に先端部が、また集塵筒窓１４の位置またはその近傍に終端部があり、先端部と終端部は集塵筒１４周上の角度差を有して設けられている構成とすることができる。

【0022】

かかる構成により、第一煙筒と集塵筒１３との間の空間を鉛直方向に上昇してきた排ガスの流れＦＡ１は、集塵筒１３の周上にカーブ状に設けられている誘導構造１５に沿って集塵筒窓１４方向へと流れ、集塵筒窓１４を通して集塵筒１３内に、円滑に流入する。図では誘導構造１５は円弧状に設けられているが、要するに、排ガスの流れＦＡ１が集塵筒１３の周上を廻りつつ上昇して集塵筒窓１４に至ることの可能な形状であればよく、したがってたとえば直線状の形状でもよい。なお、集塵筒は第一煙筒の内部に設けられるため、集塵筒内を流通する排ガスは第一煙筒内を上昇していくより高熱の排ガスによる熱を受けるため、排ガスを構成する水蒸気が集塵筒内部で冷却されて液化し、結露することがない。

【0023】

また、誘導構造１５は、先端部から終端部へ向かって排ガスを誘導する筒周上誘導部と、終端部から集塵筒窓１４を通って集塵筒１３内に排ガスを誘導する筒内誘導部とを備えたものとして、構成することができる。かかる構成により、排ガスの流れは筒周上誘導部に沿って集塵筒１３上を廻って上昇し、その終端部近傍またはそれに向かって設けられている筒内誘導部によって、集塵筒窓１４を通って集塵筒１３内に、より円滑に流入することができる。誘導構造１５は各集塵筒窓１４毎に設けられているため、集塵筒１３周上の複数箇所にて同時に、排ガスの集塵筒１３内への流入が、円滑になされる。

【0024】

図３は、本発明に係る誘導式サイクロン実施例の要部の水平方向断面図、図３−２は図３に示す実施例の作用を示す水平方向断面図である。これらに示すように、集塵筒窓３４および誘導構造３５１、３５２は、集塵筒３３の周上に均等に設けられた構成とすることができる。図ではそれぞれ８個が均等に設けられた構造であるが、本発明はこれに限定されず、適宜の数を設けるものとすることができる。

【0025】

かかる構成により、第一煙筒（図示せず）と集塵筒３３との間に全周に亘って形成された排ガス流通用の空間内を上昇してきて誘導構造３５１の領域に入った排ガスの流れＦ１は、集塵筒３３の全外周に亘って均等に複数設けられた誘導構造３５１、３５２によって同時に複数位置において誘導され、同時に複数位置において集塵筒窓３４から集塵筒３３内に流入する。したがって、排ガス（Ｆ１）は無理なく均一に複数の位置にて集塵筒３３内に誘導されるため、集塵筒３３内における排ガスの流れの状態も均衡のとれたものとなり、乱気流発生も防止される。

【0026】

ここで、誘導構造のうち筒周上誘導部３５１は、集塵筒窓３４方向に対して角度をもって（傾斜をもって）排ガスの流れＦ１を誘導する作用が、また筒内誘導部３５２は主として排ガスの流れＦ１を集塵筒窓３４に対して無理なく寄せて流入させる作用がある。

【0027】

筒周上誘導部３５１は、第一煙筒（図示せず）の内壁にも接して設けることとしてもよい。つまりこの場合、筒周上誘導部３５１が設けられる位置から上は、第一煙筒と集塵筒３３との間は各筒周上誘導部３５１によって仕切られる構造となる。かかる構成とすることによって、排ガスに余計な流れの遊びがなくなり、すべての排ガスは誘導構造３５１、３５２に沿って上昇することとなり、集塵筒３３内へのより均一、迅速、かつ効率的な排ガス導入がなされる。

【0028】

さて、誘導される排ガスの流れＦ１は、いずれの集塵筒窓３４においても一定の角度をもって斜め方向から流入するため、集塵筒３３内には排ガスの流れによって自然に、一定の状態の回転する気流が形成される。このように、本発明に係る誘導構造３５１、３５２および集塵筒窓３４の構成によって自然に形成される集塵筒３３内での回転運動を通して、排ガス（Ｆ１）からダストが効率的に分離され、落下する。

【0029】

図３−３は図３に示す実施例の集塵筒部分の一部の展開図、図３−４は図３に示す実施例における作用を説明する展開図である。これらに図示するように、下方から上昇してきた排ガスの流れＦ０は、誘導構造のうち各筒周上誘導部３５１、３５１、・・・に誘導されて排ガスの流れＦ１、Ｆ１、・・・となり、集塵筒３３周上を回転方向の角度をもって斜めに上昇し、途中からは各筒内誘導部３５２、３５２、・・・の作用も受けて各集塵筒窓３４、３４、・・・へと無理なく流入する。

【0030】

また、第一円筒と集塵筒３３との間に形成された空間を上昇してきた排ガスの流れＦ０は、誘導構造３５１等によって排ガスの流れＦ１となり、各集塵筒窓３４、３４、・・・を通って集塵筒３３内に流入するが、いずれの流入も上述の通り、集塵筒３３の周上における一定の角度、傾斜をもって一斉にかつ均一になされるため、集塵筒３３内では一定方向に回転する流れが形成される。流れは集塵筒３３内を回転するうちに、その中に含むダストはその自重によって、下方へと落下する。一方、ダストが分離されたガスは、再度上昇する流れとなり、第二煙筒を通って外部に排出される。

【0031】

以上述べたように、通常サイクロン４００、誘導式サイクロン１００、およびマルチサイクロン５００を備えた本発明複数段式集塵構造１０００によれば、各段のサイクロンにてそれぞれ８５％のダスト回収がなされることからすると、理論上はほぼ１００％のダストを回収することができ、実際、少なくとも９９．２〜９９．５％の回収が可能である。そして、大径のものから小径のものまで、ほとんどのダストを集塵することができる。

【0032】

本発明の複数段式集塵構造は、これら通常サイクロン、誘導式サイクロン、およびマルチサイクロンを備えた三段式とすることが最も望ましい。また、連設する順序は、図１等に示すように、下から通常サイクロン４００、誘導式サイクロン１００、マルチサイクロン５００とすることで最適な結果を得ることができる。しかしながら、これらの順序を違えたものであっても本発明の範囲内である。また、本複数段式集塵構造において通常サイクロンが設けられている場合、その集塵部は他のサイクロン用の集塵部とは別に設けられているものとすることができる。つまり、図１等に示した例では、二段目の誘導式サイクロン１００および三段目のマルチサイクロン５００からのダストは、最下部の集塵部４８に集められ、一方、通常サイクロン４００からのダストは、筐体内部４９の下部に集められる。

【0033】

図４は、本発明複数段式集塵構造の第二の構成例を示す側断面視の説明図である。また、図４−２は図４の複数段式集塵構造における作用を示す説明図である。これらに図示するように本複数段式集塵構造９００は、通常サイクロン４００と誘導式サイクロン１００とによって構成される。図示するように一段目を通常サイクロン４００、二段目を誘導式サイクロン１００とすることが望ましいが、これに限定されない。本構成例によれば、理論上は９８％ものダストを回収することができる。

【0034】

図５は、本発明複数段式集塵構造の第三の構成例を示す側断面視の説明図である。また、図５−２は図５の複数段式集塵構造における作用を示す説明図である。これらに図示するように本複数段式集塵構造８００は、誘導式サイクロン１００とマルチサイクロン５００とによって構成される。図示するように一段目を誘導式サイクロン１００、二段目をマルチサイクロン５００とすることが望ましいが、これに限定されない。本構成例でも、理論上は９８％ものダストを回収することができる。

【0035】

なお図示するように、本構成例では、両サイクロン１００、５００により回収されたダストは、ともに集塵部８０に集められる。また図示するように、本構成例８００は、燃焼炉９０に直接誘導式サイクロン１００を設ける構成とすることができる。

【0036】

なお、以上説明したいずれかの複数段式集塵構造を備えている燃焼炉も、本発明の範囲内であり、また、いずれかの複数段式集塵構造を用いて行う燃焼炉の集塵方法も同様である。

【0037】

また、各図面を用いて説明した本発明複数段式集塵構造は、各サイクロンが連続的に設けられていることによって接続状態が形成されており、これらサイクロンが一体をなして複数段式集塵構造を形成しているものである。しかしながら本発明はかかる構成に限定されない。図６は、各サイクロンが分離して設けられている形態（非一体型）の本発明複数段式集塵構造の構成例を示す概念図である。ここに（ａ）〜（ｄ）で例示するように、各サイクロン６１００等が排ガス流路によって接続されていることにより形成され、各サイクロン６１００等は相互に分離して設けられ、一体をなしていない形態の複数段式集塵構造６００００等であっても、本発明の範囲内である。

【0038】

また、一体型、非一体型を問わず、たとえば通常サイクロン１基、誘導式サイクロン２基、合計３基からなる構成のように、同じ種類のサイクロンが適宜の複数用いられている場合であっても、本発明の範囲内である。また、複数段式集塵構造を構成する各サイクロン（誘導式サイクロンが１基以上、通常サイクロンまたはマルチサイクロンが種類を問わず１基以上）のうち、一部が一体型で、その他が非一体型、という構成であっても、本発明の範囲内である。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本発明の複数段式集塵構造、燃焼炉、および集塵方法は上述のように構成されるため、これらによれば、バグフィルターのように消耗品使用や大きく煩雑なメンテナンス労力を要することなく、優れたダスト回収率を得ることができる。したがって、集塵装置、燃焼炉製造分野および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。

【符号の説明】

【0040】

１…第一煙筒
２…第二煙筒
３、１３、３３…集塵筒
４、１４、３４…集塵筒窓
１５、３５１、３５２…誘導構造
４０…給気口（排ガス流入口）
４１…通常サイクロンの筐体
４８、８０…集塵部
４９…筐体内部
５０…マルチサイクロンを構成する個々のサイクロン
５１…マルチサイクロンの筐体
５２…マルチサイクロン排気部
５４…マルチサイクロンの排ガス流入口
５６…最終排気部
９０…燃焼炉
１００…誘導式サイクロン
４００…通常のサイクロン（通常サイクロン）
５００…複数連列式のサイクロン（マルチサイクロン）
８００、９００、１０００…複数段式集塵構造
６１００…誘導式サイクロン
６４００…通常サイクロン
６５００…マルチサイクロン
６００００、６１０００、６２０００、６３０００…非一体型の複数段式集塵構造
ＦＡ１、Ｆ０、Ｆ１…排ガスの流れ
Ｓ…間隙

【図1】

【図1-2】

【図2】

【図3】

【図3-2】

【図3-3】

【図3-4】

【図4】

【図4-2】

【図5】

【図5-2】

【図6】