特開 2022-155535 サイクロン集塵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022155535

(43)【公開日】2022-10-13

(54)【発明の名称】サイクロン集塵装置

(51)【国際特許分類】

   B04C 3/00 20060101AFI20221005BHJP

   B04C 3/06 20060101ALI20221005BHJP

   B01D 45/12 20060101ALI20221005BHJP

   F27D 17/00 20060101ALI20221005BHJP

【ＦＩ】

B04C3/00 A

B04C3/06

B01D45/12

F27D17/00 105A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022049827

(22)【出願日】2022-03-25

(31)【優先権主張番号】P 2021058066

(32)【優先日】2021-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184859

【弁理士】

【氏名又は名称】磯村 哲朗

(74)【代理人】

【識別番号】100123386

【弁理士】

【氏名又は名称】熊坂 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100196667

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】川島 知之

(72)【発明者】

【氏名】小林 祥大

(72)【発明者】

【氏名】小澤 典子

【テーマコード（参考）】

4D031

4D053

4K056

【Ｆターム（参考）】

4D031AC01

4D031AC02

4D031BA03

4D031BA06

4D031EA03

4D053AA03

4D053AB01

4D053BA01

4D053BB04

4D053BC03

4D053BD02

4D053CB14

4D053CD01

4D053DA10

4K056AA01

4K056AA05

4K056CA02

4K056DB13

4K056FA08

(57)【要約】

【課題】微小なダストの回収率を向上させる。
【解決手段】サイクロン集塵装置１は、ダストＤＴを含む被処理ガスＴＧからダストＤＴを集塵するものである。サイクロン集塵装置１は、横方向を軸として被処理ガスＴＧを旋回させ、被処理ガスＴＧからダストＤＴを分離するダスト分離部３と、ダスト分離部３の出口側に連結され、ダスト分離部３による被処理ガスＴＧの旋回によって分離したダストＤＴを回収するダスト回収部４と、入口側がダスト回収部４内に設置され、ダストＤＴを分離した被処理ガスＴＧを回収するガス回収部５と、を備える。ダスト回収部４は、被処理ガスＴＧの入口側からガス回収部５の入口側に向かって、流路が小さくなるように絞られた形状を有する。ダスト分離部３は、被処理ガスＴＧの旋回量ηが７５［ｄｅｇ／ｍ］以上になるように被処理ガスＴＧを旋回させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理ガスからダストを集塵するサイクロン集塵装置であって、
横方向を旋回軸として前記被処理ガスを旋回させ、前記被処理ガスからダストを分離するダスト分離部と、
前記ダスト分離部の出口側に連結され、前記ダスト分離部による前記被処理ガスの旋回によって分離した前記ダストを回収するダスト回収部と、
入口側が前記ダスト回収部内に設置され、前記ダストを分離した前記被処理ガスを回収するガス回収部と、
を備え、
前記ダスト回収部は、前記被処理ガスの入口側から前記旋回軸の方向に沿って、流路が小さくなるように絞られた形状を有し、
前記ダスト分離部は、前記被処理ガスの旋回量が７５［ｄｅｇ／ｍ］以上になるように前記被処理ガスを旋回させるサイクロン集塵装置。

【請求項2】

前記ダスト回収部は、テーパー角度θ［ｄｅｇ］のテーパー形状を有し、
前記ダスト分離部は、前記被処理ガスの旋回量をη［ｄｅｇ／ｍ］としたとき、η≧１５×θ＋４５になるように前記被処理ガスを旋回させる請求項１に記載のサイクロン集塵装置。

【請求項3】

前記ダスト回収部は、テーパー角度θ［ｄｅｇ］のテーパー形状を有し、
前記ダスト分離部は、前記被処理ガスの旋回量をη［ｄｅｇ／ｍ］としたとき、下記式を満たすように前記被処理ガスを旋回させる請求項１に記載のサイクロン集塵装置。

【数1】

（θ＞０［ｄｅｇ］）

【請求項4】

前記ダスト分離部は、横方向へ延びるガス流路を有する本体部と、前記本体部の前記ガス流路内に設置され、前記被処理ガスを前記本体部の内壁に沿って旋回させながら横方向へ流動させる整流部材と、を備えた請求項１乃至３のいずれかに記載のサイクロン集塵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被処理ガスに含まれるダストを集塵するサイクロン集塵装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、高炉などの竪型の鉄溶融炉において、鉄源とコークス等の熱源がそれぞれ交互に層状に投入された状態で、炉下部に設置された羽口から内部に高温の空気が送風される。羽口より送風された空気は、コークス中の炭素と反応し、燃焼熱で鉄源を溶融しながら炉内を上昇する。炉頂付近に到達したガスは、コークスや炉内耐火物から生じた大小様々な固体粒子等からなるダストを含んだ状態で排気される。高炉などからの排気から、固体粒子からなるダストを分離して集塵する必要がある。

【0003】

従来から、被処理ガスからの固体粒子の分離には、様々な手法が用いられており、その１つとしてサイクロン集塵装置が知られている。サイクロン集塵装置は、被処理ガスを旋回させることで、遠心力によって被処理ガス中の固体粒子を分離する。サイクロン集塵装置の種類としては、縦型と横型のものが知られている。このうち、被処理ガスの性状や設置環境などに応じて圧力損失が少ない横型サイクロン集塵装置を用いる場合がある（例えば特許文献１、２参照）。

【0004】

特許文献１には、被処理ガスを内壁部に沿って内部空間の周方向に旋回しつつ軸方向に移動させてダストを分離する横型サイクロン集塵装置が開示されている。被処理ガスが旋回したとき、被処理ガス中の固体粒子が遠心力により内壁部と衝突する。この際、固体粒子が有していた内壁部に沿って旋回する運動成分（旋回運動成分）と軸方向に移動する運動成分（軸方向運動成分）が消失し、被処理ガスから固体粒子が分離される。

【0005】

特許文献２には、内部空間の径方向内方に向かって内壁部から突出し、内壁部の周方向に沿って延在するように形成された突出部を備える横型のサイクロン集塵装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８－６３１５号公報

【特許文献2】特開２０１１－２１８２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１、２のサイクロン集塵装置の場合、粒子径（質量）の小さいダストを被処理ガスから分離するのが難しくなる。このため、サイクロン集塵装置における微小なダストの回収率が低くなるという課題がある。

【0008】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、微小なダストの回収率を向上させることができるサイクロン集塵装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

［１］ 被処理ガスからダストを集塵するサイクロン集塵装置であって、
横方向を旋回軸として前記被処理ガスを旋回させ、前記被処理ガスからダストを分離するダスト分離部と、
前記ダスト分離部の出口側に連結され、前記ダスト分離部による前記被処理ガスの旋回によって分離した前記ダストを回収するダスト回収部と、
入口側が前記ダスト回収部内に設置され、前記ダストを分離した前記被処理ガスを回収するガス回収部と、
を備え、
前記ダスト回収部は、前記被処理ガスの入口側から前記旋回軸方向に沿って、流路が小さくなるように絞られた形状を有し、
前記ダスト分離部は、前記被処理ガスの旋回量が７５［ｄｅｇ／ｍ］以上になるように前記被処理ガスを旋回させるサイクロン集塵装置。
［２］ 前記ダスト回収部は、テーパー角度θ［ｄｅｇ］のテーパー形状を有し、
前記ダスト分離部は、前記被処理ガスの旋回量をη［ｄｅｇ／ｍ］としたとき、η≧１５×θ＋４５になるように前記被処理ガスを旋回させる［１］に記載のサイクロン集塵装置。
［３］ 前記ダスト回収部は、テーパー角度θ［ｄｅｇ］のテーパー形状を有し、
前記ダスト分離部は、前記被処理ガスの旋回量をη［ｄｅｇ／ｍ］としたとき、下記式を満たすように前記被処理ガスを旋回させる請求項１に記載のサイクロン集塵装置。

【数1】

（θ＞０［ｄｅｇ］）
［４］ 前記ダスト分離部は、横方向へ延びるガス流路を有する本体部と、前記本体部の前記ガス流路内に設置され、前記被処理ガスを前記本体部の内壁に沿って旋回させながら横方向へ流動させる整流部材と、を備えた［１］乃至［３］のいずれかに記載のサイクロン集塵装置。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係るサイクロン集塵装置によれば、ダスト回収部が、被処理ガスの入口側から旋回軸方向に沿って、流路が小さくなるように絞られた形状を有し、ダスト分離部が、旋回量ηを７５［ｄｅｇ／ｍ］以上にすることにより、微小なダストがダスト回収部に滞在するのを抑制し、微小なダストの回収率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明のサイクロン集塵装置の好ましい実施形態を示す模式図である。

【図2】図１のサイクロン集塵装置におけるダスト分離部の一例を示す模式図である。

【図3】ダスト回収部の旋回空間部の一部を拡大した模式図である。

【図4】図１に示したサイクロン集塵装置において旋回量η［ｄｅｇ／ｍ］と圧力損失との関係を示すグラフである。

【図5】ダスト回収部に傾斜を設けずテーパー角度θ＝０［ｄｅｇ］での旋回量とダストの回収割合との関係を示すグラフである。

【図6】旋回量η＝６０［ｄｅｇ／ｍ］のときのテーパー角度θに対する滞在（旋回）するダスト及び捕捉されるダストの割合を示すグラフである。

【図7】旋回量η＝７５［ｄｅｇ／ｍ］のときのテーパー角度θに対する滞在（旋回）するダスト及び捕捉されるダストの割合を示すグラフである。

【図8】旋回量η＝９０［ｄｅｇ／ｍ］のときのテーパー角度θに対する滞在（旋回）するダスト及び捕捉されるダストの割合を示すグラフである。

【図9】旋回量η＝１２０［ｄｅｇ／ｍ］のときのテーパー角度θに対する滞在（旋回）するダスト及び捕捉されるダストの割合を示すグラフである。

【図10】旋回量η＝１５０［ｄｅｇ／ｍ］のときのテーパー角度θに対する滞在（旋回）するダスト及び捕捉されるダストの割合を示すグラフである。

【図11】テーパー角度θ＝０［ｄｅｇ］の場合に対するテーパー角度θ＝１［ｄｅｇ］の場合のダストＤＴの回収量の比を示すグラフである。

【図12】旋回量ηと、各旋回量ηにおいて回収量が最大になる最大テーパー角度θｍａｘとの関係を示すグラフである。

【図13】旋回量ηと、各旋回量ηにおいて回収量が最大になる最大テーパー角度θｍａｘとの関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明のサイクロン集塵装置の好ましい実施形態を示す模式図である。図１のサイクロン集塵装置１は、横方向を軸にした旋回流を発生させ、被処理ガスＴＧからダストＤＴを集塵するいわゆる横型サイクロン集塵装置である。サイクロン集塵装置１は、流入管２から流入された被処理ガスＴＧからダストＤＴを分離させるダスト分離部３と、ダスト分離部３により分離されたダストＤＴを回収するダスト回収部４と、ダストＤＴが分離された被処理ガスＴＧを回収するガス回収部５とを備える。なお、本実施形態においては、流入管２が例えば高炉もしくは転炉等に接続されており、被処理ガスＴＧが高炉もしくは転炉等（以下、高炉等とも称する）から排出された排気ガスである場合について例示する。

【0013】

図２は、図１のサイクロン集塵装置１におけるダスト分離部３の一例を示す模式図である。図２のダスト分離部３は、横方向を軸として被処理ガスＴＧを旋回させ、被処理ガスＴＧからダストＤＴを分離する。ダスト分離部３は、横方向に沿って延びるガス流路を有する本体部３Ａと、本体部３Ａのガス流路内に設置され、被処理ガスＴＧを本体部３Ａの内壁に沿って旋回させつつ軸方向に移動させる整流部材３Ｂとを備える。

【0014】

本体部３Ａは、ガス流路となる中空部を有する筒状体である。本体部３Ａの形状としては、例えば、円筒形状、円錐台状とすることができる。図１の本体部３Ａは、出口径が入口径より大きい円錐台状になっており、ガス流路は上流側から下流側に向かって径が拡がる拡大流路になっている。整流部材３Ｂは、本体部３Ａの中空部内に配置されている。整流部材３Ｂは、本体部３Ａの入口側から流入した被処理ガスＴＧを整流して旋回流にする整流板３Ｃを有する。整流板３Ｃは、所望の方向の旋回流を発生させるためにらせん状に形成されている。整流板３Ｃは、本実施形態において、被処理ガスＴＧの進行方向において時計回りとなるらせん状（下端側が上端側よりも被処理ガスＴＧの進行方向に位置する）に形成されている。整流板３Ｃは、旋回流の外周側、すなわち本体部３Ａの内壁面に設けられている。したがって、整流部材３Ｂは、本体部３Ａ内に流入する被処理ガスＴＧを旋回軸ＡＬ周りに旋回する旋回流にする。この際、整流板３Ｃのピッチ又は傾斜角度等によって被処理ガスＴＧの旋回量が決まる。被処理ガスＴＧの旋回量とは、旋回軸ＡＬ方向から見たときの進行方向の単位長さたりの旋回軸ＡＬ回りの旋回角度［ｄｅｇ／ｍ］を意味する。

【0015】

特に、本体部３Ａが上流側から下流側に向かって径が拡がる拡大流路を有する場合、被処理ガスＴＧは、下流側（出口側）に向かうにつれて旋回径が広がる拡大旋回流になる。すると、被処理ガスＴＧの旋回流は、下流に向かうにつれて整流板３Ｃから剥がれやすくなり、本体部３Ａの内壁に沿って旋回させやすくすることができる。なお、図１において本体部３Ａが拡大管状流路を形成している場合について例示しているが、これに限定されず、要求される性能に応じて、入口径と出口径が同一の円筒形状でもよいし、入口側から出口側へ向かって径が絞られた形状であっても、本体部３Ａの内壁に沿って旋回流を発生させることができる。

【0016】

図１のダスト回収部４は、ダスト分離部３の出口側に連結され、ダスト分離部３における被処理ガスＴＧの旋回によって分離されたダストＤＴを回収する。ダスト回収部４は、管状、筒状に形成されるもので、例えば一端側がダスト分離部３の出口径と同一の径を有する有底円筒形状に形成されている。ダスト回収部４は、ダスト分離部３の出口とガス回収部５の入口との間に設けられた旋回空間部４Ａと、ダスト回収部４の底部に設けられ、ダストＤＴを回収するダストシューター４Ｂとを有する。旋回空間部４Ａには旋回流になった被処理ガスＴＧが流入し、ダストＤＴが旋回空間部４Ａの内壁に衝突する領域になっている。そして、ダストシューター４Ｂは、旋回流から離脱したダストＤＴを回収する。

【0017】

図３はダスト回収部４の旋回空間部４Ａの一部（ダスト分離部３との接続側の上方）を拡大した模式図である。図１及び図３に示すように、ダスト回収部４の旋回空間部４Ａは、被処理ガスＴＧの入口側からガス回収部５の入口側に向かって、流路が小さくなるように絞られた形状を有している。すると、被処理ガスＴＧは、ダスト回収部４によって旋回しながらガス回収部５側へ流れる気流になる。特に、ダスト回収部４の旋回空間部４Ａは、被処理ガスＴＧの進行方向に対して、鋭角となる所定のテーパー角度θを有するテーパー形状に形成されていることが好ましい。

【0018】

図１のガス回収部５は、ダストＤＴを分離した被処理ガスＴＧを回収する配管であり、図示しないガス利用側配管に一端側が接続されている。ガス回収部５は、例えばダスト分離部３の出口径及びダスト回収部４よりも小さい径とすることができ、入口側（他端側）がダスト回収部４内に挿入されている。この際、ガス回収部５は、例えばダスト分離部３の中心軸とダスト回収部４の中心軸とガス回収部５の中心軸とが一致するように配置されるとよく、ガス回収部５よりも下側にダストシューター４Ｂが位置するようにダスト回収部４内に入口側（他端側）が挿入される。

【0019】

図１及び図２を参照して、サイクロン集塵装置１の動作例について説明する。高炉もしくは転炉等から排出された被処理ガスＴＧが流入管２を介してダスト分離部３の入口側から流入する。すると、被処理ガスＴＧは、ダスト分離部３の整流板３Ｃによって拡大旋回流になり、ダスト回収部４へ流入する。被処理ガスＴＧに含まれるダストＤＴは、旋回流によってダスト分離部３における本体部３Ａの内壁、又はダスト回収部４の内壁と衝突して運動エネルギーが失われる。すると、ダストＤＴは、被処理ガスＴＧの旋回流から離脱してダストシューター４Ｂに回収される。一方、ダストＤＴが分離された被処理ガスＴＧは、ガス回収部５から回収され、図示しない利用側配管へ流入する。

【0020】

ここで、図１のサイクロン集塵装置１で回収するダストＤＴには、大小様々な粒径の固体粒子が含まれる。サイクロン集塵装置１での固体粒子の分離捕集限界粒子径ｄｓは下記の式（２）によって求めることができる。

【0021】

【数2】

ｄ_ｓ：分離捕集限界粒子径［ｍ］，
μ：流体粘性［Ｐａ・ｓ］，
ｒ_１：回転内径［ｍ］，
ｒ_２：回転外径［ｍ］，
Ｎ：回転数［－］，
ｖ_ｉ：速度［ｍ／ｓ］，
ρ_ｐ：粒子密度［ｋｇ／ｍ^３］，
ρ_ａ：流体密度［ｋｇ／ｍ^３］

【0022】

式（２）によれば、旋回する運動成分（旋回運動成分）を増加させることによってダストの回収量を増加させることができる。微小な固体粒子を回収するために分離捕集粒子径を小さくするには、旋回量を大きくして、ダストＤＴの回収量を増加させることが考えられる。なお、微小なダストＤＴとは、密度が１０００ｋｇ／ｍ^３の粒子で粒子径が１００μｍ以下の固体粒子を意味する。また、以下、図４～図１２に示すグラフは、微小なダストＤＴが、粒子径７５μｍ、レイノルズ数Ｒｅ＝約５００００、粒子レイノルズ数＝１００前後である場合のシミュレーション結果に基づくものである。

【0023】

しかしながら、旋回量が増加していくにつれて、圧力損失が大きくなっていく。図４は図１に示したサイクロン集塵装置１において旋回量η［ｄｅｇ／ｍ］と圧力損失との関係を示すグラフである。図４に示すように、旋回量の増加に伴い圧力損失も大きく増加する。前述のとおり、縦型のサイクロン集塵装置に対する横型のサイクロン集塵装置の利点として、圧力損失が小さいことが挙げられる。旋回量を増加させてしまうと圧力損失は大きくなってしまい、横型のサイクロン集塵装置の利点が十分活かすことができない。よって、圧力損失の観点から、旋回量ηは、１５０［ｄｅｇ／ｍ］以下であることが好ましく、圧力損失を５０００［Ｐａ］以下に抑えるのであれば、１４０［ｄｅｇ／ｍ］以下にすることがさらに好ましい。

【0024】

さらに、上述した圧力損失を考慮した上で被処理ガスＴＧの旋回量を大きくしても、微小なダストＤＴの集塵能力が高くならない。図５は、ダスト回収部４に傾斜を設けずテーパー角度θ＝０［ｄｅｇ］での旋回量とダストＤＴの回収割合との関係を示すグラフである。なお、図５において、「回収」は、ダストシューター４Ｂに回収された微小なダストの割合を意味し、「滞在」は、ダスト回収部４内を旋回し続けて滞在する微小なダストの割合を意味し、「非回収」はガス回収部５へ流出したダストの割合を意味する。

【0025】

図５に示すように、ガス回収部５へ流出する非回収の微小なダストＤＴの割合は旋回量が大きいほど減る。しかしながら、旋回量が大きいほど微小なダスト回収部４内で旋回し続けて滞在する微小なダストＤＴの量も増え、捕捉される微小なダストＤＴの量が減少してしまう。旋回し続ける微小なダストＤＴは、ダスト回収部４内に滞在していることになる。このため、ダスト回収部４内の清掃頻度が多くなり運用コストが掛かるとともに、滞在している微小なダストＤＴがガス回収部５内に流入してしまうおそれもある。

【0026】

そこで、ダスト回収部４内に滞在し続ける微小なダストＤＴの回収率を高めるべく、図１及び図３に示すように、ダスト回収部４の旋回空間部４Ａは、被処理ガスＴＧの入口からガス回収部５の入口に向かって、流路が小さくなるように絞られた形状を有している。被処理ガスＴＧは、ガス回収部４によって旋回しながらガス回収部５側へ流れる気流になる。すると、被処理ガスＴＧに含まれる微小なダストＤＴも滞在し続けずに、進行方向への運動量を保って横向きの流れに従い移動し、ダストシューター４Ｂに回収されやすくなる。これにより、ダスト回収部４内に滞在し続ける微小なダストＤＴが発生するのを抑制し、回収率を向上させることができる。特に、ダスト回収部４は、被処理ガスの入口からガス回収部５の入口に向かって流路が小さくなるように絞られた形状を有していればよいが、当該流路が被処理ガスＴＧの進行方向に対して所定のテーパー角度θを有するテーパー形状に形成されていることが好ましい。

【0027】

図６～図１０は、テーパー角度θに対する滞在するダスト及び回収されるダストの割合を示すグラフである。なお、図６は旋回量η＝６０［ｄｅｇ／ｍ］、図７は旋回量η＝７５［ｄｅｇ／ｍ］、図８は旋回量η＝９０［ｄｅｇ／ｍ］、図９は旋回量η＝１２０［ｄｅｇ／ｍ］、図１０は旋回量η＝１５０［ｄｅｇ／ｍ］の場合をそれぞれ示している。図６～図１０に示すように、テーパー角度を０°から徐々に大きくするに従い、回収される微小なダストＤＴの割合は増加していくが、一定の角度以上になるとほぼ一定になるような特性になっている。また、旋回量ηが大きいほど回収されるダストの割合が一定になるテーパー角度θは大きくなる。

【0028】

図１１は、テーパー角度θ＝０［ｄｅｇ］の場合に対するテーパー角度θ＝１［ｄｅｇ］の場合のダストＤＴの回収量の比を示すグラフである。図１１に示すように、ダスト回収部４の旋回空間部４Ａがテーパー角度θ＝１［ｄｅｇ］のテーパー形状にしただけで、回収率が改善していることがわかる。また、図１１のように、旋回量ηが７５［ｄｅｇ／ｍ］未満であると、テーパー形状にしたことによる微小なダストＤＴの回収効果が薄れている。このため、旋回量ηが７５［ｄｅｇ／ｍ］以上であることが必要になる。

【0029】

図１２は、図６～１０において示した旋回量ηと、各旋回量ηにおいてダストＤＴの回収量が最大になる最大テーパー角度θｍａｘとの関係を示す。図１２に示すように、旋回量η＝７５～１２０［ｄｅｇ／ｍ］では、旋回量ηと回収量が最大になる最大テーパー角度θｍａｘとの間には比例関係が成立する。テーパー角度θは、旋回量ηに応じて最大テーパー角度θｍａｘになるように設定することが好ましい。但し、ダスト回収部４を作製する際、製造誤差等によりテーパー角度θが最大テーパー角度θｍａｘからずれる場合がある。この場合であっても、旋回量η≧１５×θ＋４５（θ＞０［ｄｅｇ］）の範囲内であれば、圧力損失を抑えつつ高い回収率を維持することができる。一方、旋回量ηが大きくなりすぎると、回収されずに旋回し続けて滞在するダストＤＴが増える。このため、ダストＤＴの滞在量を低減させることを考慮すると、旋回量η≦１５×θ＋９０（θ＞０［ｄｅｇ］）の範囲に抑えることが好ましい。例えば、旋回量η＝１２０［ｄｅｇ／ｍ］のとき、２［ｄｅｇ］≦テーパー角度θであることが好ましく、またテーパー角度θ≦５［ｄｅｇ］であることが好ましい。

【0030】

また、ダスト回収部４を作製する際、製造誤差等によりテーパー角度θが最大テーパー角度θｍａｘからずれる場合がある。図１３は、図６～１０における旋回量ηと、各旋回量ηにおいて回収量が最大になる最大テーパー角度θｍａｘとの関係を示す。図１３に示すように、旋回量η＝７５～１５０［ｄｅｇ／ｍ］では、旋回量ηの増加に伴って、回収量が最大になる最大テーパー角度θｍａｘも増加する傾向がある。

【0031】

この場合であっても、下記の式（１）を満たす範囲内、すなわち図１３の実線で示される範囲であれば、被処理ガスＴＧの圧力損失を抑えつつ、高いダストＤＴの回収率を維持することができる。一方、旋回量ηが大きくなりすぎると、回収されずに旋回し続けて滞在するダストＤＴが増える。このため、ダストＤＴの滞在量を低減させることを考慮すると、旋回量ηを下記の式（１）の範囲に抑えることが好ましい。例えば、旋回量η＝１２０［ｄｅｇ／ｍ］のとき、約２［ｄｅｇ］≦テーパー角度θであることが好ましく、またテーパー角度θ≦１０［ｄｅｇ］であることが好ましい。

【0032】

【数3】

（θ＞０［ｄｅｇ］）

【0033】

上記実施の形態によれば、ダスト回収部４が、被処理ガスＴＧの入口側からガス回収部５の入口側に向かって、流路が小さくなるように絞られた形状を有し、旋回量η≧７５［ｄｅｇ／ｍ］にすることにより、ダスト回収部４内に滞在する微小なダストＤＴの量を低減して回収率を向上させることができる。このとき、ダスト回収部４が、テーパー角度θ［ｄｅｇ］のテーパー形状を有し、旋回量η≧１５×θ＋４５又は、上記式（１）を満たすように被処理ガスＴＧを旋回させるものであるとき、さらに回収率を向上させることができる。

【0034】

本発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。本実施形態においては、被処理ガスＴＧが高炉もしくは転炉等からの排気ガスである場合について例示しているが、処理対象の被処理ガスＴＧに含まれるダストＤＴを分離するものであればその用途は問わない。また、図２のダスト分離部３が本体部３Ａ内の中心に整流板３Ｃを有する整流部材３Ｂを備えた場合について例示しているが、旋回流を発生させるものであればよく、整流部材３Ｂが例えば本体部３Ａの内壁面に取り付けられた整流板からなっていてもよい。

【0035】

また、ダスト回収部４が、テーパー形状である場合について例示しているが、流路が小さくなるように絞られた形状を有していればよく、例えば底面側は傾斜しておらず上面側が傾斜している等の形状であってもよい。

【符号の説明】

【0036】

１ サイクロン集塵装置
２ 流入管
３ ダスト分離部
３Ａ 本体部
３Ｂ 整流部材
３Ｃ 整流板
４ ダスト回収部
４Ａ 旋回空間部
４Ｂ ダストシューター
５ ガス回収部
ＤＴ ダスト
ＴＧ 被処理ガス
θ テーパー角度
η 旋回量

【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】