本發(fā)明涉及用于收集粉體的旋風(fēng)分離器裝置及使用該旋風(fēng)分離器裝置對(duì)粉體進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)方法。

背景技術(shù)：

目前，已知有利用離心力對(duì)流體中的粉塵等進(jìn)行分離收集的旋風(fēng)式集塵裝置(例如，專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)該旋風(fēng)式集塵裝置，通過使應(yīng)當(dāng)除塵的流體在旋風(fēng)室內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用離心力的作用，從流體中分離并收集流體中所含的粉體。

專利文獻(xiàn)1:日本特開平8－52383號(hào)公報(bào)

然而，在上述的旋風(fēng)式集塵裝置中，不能從流體中有效地分離粒徑為0.1μm～2.0μm左右的微粒子，存在難以提高微粒子的收集效率這樣的問題。

因此，在收集微粒子的情況下，大多使用可對(duì)應(yīng)收集的粒徑來選擇過濾濾布的袋式過濾器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供能夠以高的收集效率收集微粒子的旋風(fēng)分離器裝置及使用該旋風(fēng)分離器裝置對(duì)粉體進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)方法。

本發(fā)明的旋風(fēng)分離器裝置具備：旋風(fēng)分離器主體，其具有圓筒形狀的上部筒體和倒圓錐形狀的下部筒體；頂板，其覆蓋所述上部筒體的上緣部，且在中央部具有開口部；第一導(dǎo)入管，其沿所述旋風(fēng)分離器主體的內(nèi)壁面導(dǎo)入含有粉體的第一流體；第二導(dǎo)入管，其在所述第一導(dǎo)入管的上方配置于所述頂板的附近，導(dǎo)入第二流體；排氣管，其沿所述旋風(fēng)分離器主體的垂直中心軸插入所述頂板的所述開口部，使排氣流從所述旋風(fēng)分離器主體內(nèi)上升并從所述旋風(fēng)分離器主體排出；收集部，其收集在所述旋風(fēng)分離器主體內(nèi)通過所述第一流體及所述第二流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而分離的粉體。

另外，本發(fā)明的旋風(fēng)分離器裝置，其特征在于，所述第二流體在沿著與所述旋風(fēng)分離器主體的垂直中心軸正交的方向的方向且與所述上部筒體的內(nèi)壁面的切線平行的方向?qū)搿?/p>

另外，本發(fā)明的旋風(fēng)分離器裝置，其特征在于，所述第一導(dǎo)入管具有以規(guī)定的曲率彎曲的彎曲部。

另外，本發(fā)明的旋風(fēng)分離器裝置，其特征在于，所述第二導(dǎo)入管配置有多個(gè)。

另外，本發(fā)明的旋風(fēng)分離器裝置，其特征在于，從所述第二導(dǎo)入管導(dǎo)入的所述第二流體以比從所述第一導(dǎo)入管導(dǎo)入的所述第一流體更快的速度導(dǎo)入。

另外，本發(fā)明的旋風(fēng)分離器裝置，其特征在于，所述第一流體使用空氣，所述第二流體使用壓縮空氣。

另外，本發(fā)明的分級(jí)方法是使用本發(fā)明的旋風(fēng)分離器裝置對(duì)粉體進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)方法，其特征在于，調(diào)整所述第二流體的壓力。

另外，本發(fā)明的分級(jí)方法是使用本發(fā)明的旋風(fēng)分離器裝置對(duì)粉體進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)方法，其特征在于，調(diào)整所述第二流體的流量。

另外，本發(fā)明的分級(jí)方法是使用本發(fā)明的旋風(fēng)分離器裝置對(duì)粉體進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)方法，調(diào)整所述旋風(fēng)分離器裝置的壓力損失。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)分離器裝置及使用該旋風(fēng)分離器裝置對(duì)粉體進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)方法，能夠以高的收集效率收集微粒子。

附圖說明

圖1是從側(cè)方觀察實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置的內(nèi)部構(gòu)造的圖；

圖2是從上方觀察實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置的內(nèi)部構(gòu)造的圖；

圖3是表示實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的概略圖；

圖4是表示向?qū)嵤┓绞降男L(fēng)分離器裝置導(dǎo)入的壓縮空氣的導(dǎo)入量與旋風(fēng)分離器收集率的關(guān)系的圖；

圖5是表示實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置中的第一導(dǎo)入管的彎曲的有無與旋風(fēng)分離器收集率的關(guān)系的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置進(jìn)行說明。圖1是從側(cè)方觀察旋風(fēng)分離器裝置的內(nèi)部構(gòu)造的圖，圖2是從上方觀察旋風(fēng)分離器裝置的內(nèi)部構(gòu)造的圖。如圖1、2所示，旋風(fēng)分離器裝置2具備旋風(fēng)分離器主體4、第一導(dǎo)入管6、第二導(dǎo)入管8、排氣管10及收集部12(參照?qǐng)D3)。

在此，旋風(fēng)分離器主體4具備圓筒形狀的上部筒體部4a及與上部筒體部4a的下端一體地氣密結(jié)合的倒圓錐形狀的下部筒體部4b。上部筒體部4a的頂部通過中央具有開口部14a的圓盤狀的頂板14氣密性地覆蓋，在下部筒體部4b的下端形成有用于排出由收集部12收集的粉體的開口部16。此外，所謂“氣密”，意思是以氣體不會(huì)從外部流入且氣體不會(huì)從內(nèi)部泄漏的方式被密封的狀態(tài)。

第一導(dǎo)入管6是具備具有規(guī)定的曲率的彎曲部7的L字形狀的曲管，在一端部具備導(dǎo)入含有粉體的第一流體的導(dǎo)入口6a，在另一端部具備與上部筒體部4a的側(cè)壁相連接的連接部6b。此外，在此，以對(duì)彎曲部7彎曲90°的情況為例進(jìn)行說明，但彎曲不一定限定在90°。

另外，第一導(dǎo)入管6位于與旋風(fēng)分離器主體4的垂直中心軸18正交的平面內(nèi)，并以能沿著與上部筒體部4a的內(nèi)壁面的切線平行的方向?qū)氲谝涣黧w的方式配置。此外，第一導(dǎo)入管6的截面形狀既可以是矩形，也可以是圓形。

第二導(dǎo)入管8比第一導(dǎo)入管6靠上方配置三個(gè)，分別以均等的間隔氣密性地連接在上部筒體部4a的頂板14的附近。此外，第二導(dǎo)入管8至少配置一根即可，在配置兩根以上的情況下，其配置間隔也可以不一定是均等間隔。另外，第二導(dǎo)入管8位于與旋風(fēng)分離器主體4的垂直中心軸18正交的平面內(nèi)，以能夠在與上部筒體部4a的內(nèi)壁面的切線平行的方向且與旋風(fēng)分離器主體4的垂直中心軸18正交的方向即水平的方向?qū)雺嚎s空氣的方式配置。

此外，第二導(dǎo)入管8只要配置為能夠在沿著上部筒體部4a的內(nèi)壁面的切線的方向且沿著與垂直中心軸18正交的方向的方向?qū)雺嚎s空氣即可。即，第二導(dǎo)入管8及第三導(dǎo)入管9不限于在與和上部筒體部4a的內(nèi)壁面的切線平行的方向完全一致的方向或在與垂直中心軸18正交的方向完全一致的方向，只要配置為能夠在起到本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)導(dǎo)入壓縮空氣即可。

排氣管10沿垂直中心軸18插入頂板14的開口部14a，并以下端部位于上部筒體部4a的規(guī)定的位置的方式而配置。

接著，參照?qǐng)D3所示的旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的概略圖，對(duì)于使用旋風(fēng)分離器裝置2收集粉體的處理進(jìn)行說明。此外，在此，以原料粉體使用硅石粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的情況為例進(jìn)行說明。在此，實(shí)驗(yàn)是改變導(dǎo)入旋風(fēng)分離器裝置2的壓縮空氣的導(dǎo)入量使其為0(NL/min)、170(NL/min)、350(NL/min)、500(NL/min)而進(jìn)行。

首先，在旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)開始的情況下，鼓風(fēng)機(jī)52、壓縮機(jī)54、及壓縮機(jī)74分別被驅(qū)動(dòng)。

在此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)52時(shí)，則經(jīng)由排氣管10吸引旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)部的氣體。通過該吸引，沿旋風(fēng)分離器主體4的內(nèi)壁面產(chǎn)生螺旋形的旋轉(zhuǎn)流。

另外，當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)54時(shí)，則向分級(jí)器70輸送壓縮空氣。由此，沿分級(jí)器70內(nèi)的內(nèi)壁面產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流，可以對(duì)導(dǎo)入分級(jí)器70的原料粉體進(jìn)行分級(jí)。

另外，當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)74時(shí)，則從三根第二導(dǎo)入管8沿與旋風(fēng)分離器主體4的內(nèi)壁面的切線平行的方向且水平的方向?qū)雺嚎s空氣。此外，導(dǎo)入到旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)的壓縮空氣的速度是比從第一導(dǎo)入管6導(dǎo)入的第一流體的速度快的速度。由此，旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流的旋轉(zhuǎn)速度被加速。

接著，通過進(jìn)料器90向分級(jí)器70供給作為原料粉體的硅石粉。在此，向分級(jí)器70供給的硅石粉的中等粒徑D₅₀為1.1μm，且以1kg/h的供給量進(jìn)行供給。

在分級(jí)器70中被分級(jí)后的硅石粉從排出管70a排出，空氣中含有硅石粉的第一流體從圖2所示的導(dǎo)入口6a導(dǎo)入到第一導(dǎo)入管6。在此，第一流體中所含的硅石粉的中等粒徑D₅₀為0.55μm，以400g/h的導(dǎo)入量導(dǎo)入到第一導(dǎo)入管6。

導(dǎo)入到第一導(dǎo)入管6的第一流體在第一導(dǎo)入管6內(nèi)直線流動(dòng)后，通過彎曲部7。在此，由于離心力作用于第一流體中所含的粉體，因此，粉體偏置于彎曲部7的外周側(cè)。通過了彎曲部7的第一流體以粉體偏置于遠(yuǎn)離旋風(fēng)分離器主體4的垂直中心軸18的位置的狀態(tài)，在第一導(dǎo)入管6中直線流動(dòng)后，在旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)沿旋風(fēng)分離器主體4的內(nèi)壁面在與內(nèi)壁面的切線平行的方向且水平的方向被導(dǎo)入。

接著，通過第一流體被導(dǎo)入到旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)的粉體，利用(搭乘)由第二導(dǎo)入管8在比第一導(dǎo)入管6靠上方的位置形成的旋轉(zhuǎn)流，在旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，進(jìn)行下降。旋轉(zhuǎn)流內(nèi)的粉體利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的離心力從旋轉(zhuǎn)流中被分離，因此，減少了從排氣管10排出的粉體的量。此外，在旋風(fēng)分離器裝置2中，粒徑0.1μm～2.0μm左右的微粒子被有效地分離。

從旋轉(zhuǎn)流分離的粉體的一部分，作為凝集體附著在旋風(fēng)分離器主體4的內(nèi)壁面，沒有附著于內(nèi)壁面的粉體通過收集部12收集后被回收。此外，附著于內(nèi)壁面的粉體通過在旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)分解而被收集、回收。

此外，沒有從旋轉(zhuǎn)流分離的微粒子與排氣流一起從旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)上升并從排氣管10排出后，通過袋式過濾器92被收集。

圖4是表示導(dǎo)入旋風(fēng)分離器裝置2的壓縮空氣的導(dǎo)入量和旋風(fēng)分離器收集率(從收集部12及旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)回收的粉體的重量/導(dǎo)入旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)的第一流體中所含的粉體的重量)的關(guān)系的圖。在此，在圖4中，橫軸表示壓縮空氣導(dǎo)入量(NL/min)，左縱軸表示旋風(fēng)分離器收集率(％)，右縱軸表示旋風(fēng)分離器壓損(旋風(fēng)分離器壓力損失)(kPa)。此外，圖4表示從第一導(dǎo)入管6導(dǎo)入到旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)的第一流體的導(dǎo)入量為0.9(Nm³/min)時(shí)的結(jié)果。

根據(jù)圖4所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，壓縮空氣的導(dǎo)入量為0(NL/min)的情況下(即，沒有從第二導(dǎo)入管8導(dǎo)入壓縮空氣的情況)，旋風(fēng)分離器收集率為76.3％。

與此相對(duì)，在使壓縮空氣的導(dǎo)入量增加到170(NL/min)的情況下，旋風(fēng)分離器收集率上升到77.8％。另外，使壓縮空氣的導(dǎo)入量增加到350(NL/min)的情況下，旋風(fēng)分離器收集率上升到87.1％，使壓縮空氣的導(dǎo)入量增加到500(NL/min)的情況下，旋風(fēng)分離器收集率上升到92.5％。

即，根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，顯示通過導(dǎo)入壓縮空氣旋風(fēng)分離器收集率上升的情況。此外，根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使壓縮空氣的導(dǎo)入量增加的情況下，壓力損失也上升。

根據(jù)該實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置2，由于第二導(dǎo)入管8配置于第一導(dǎo)入管6的上方，因此，能夠可靠地使通過第一流體導(dǎo)入的粉體利用(搭乘)被加速的旋轉(zhuǎn)流。因此，能夠以高的收集效率收集微粒子，以高的旋風(fēng)分離器收集率進(jìn)行回收。

另外，根據(jù)該實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置2，通過從多根第二導(dǎo)入管8在與旋風(fēng)分離器主體4的內(nèi)壁面的切線平行的方向且水平的方向?qū)雺嚎s空氣，使旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流的旋轉(zhuǎn)速度有效地加速，使旋轉(zhuǎn)流的離心力增大，因此，能夠以高的旋風(fēng)分離器收集率回收第一流體中所含的粉體。

另外，根據(jù)該實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置2，通過使其具有向系統(tǒng)外排出被收集部12收集的粉體的功能，在回收所收集的粉體時(shí)不必使旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)停止，因此，可以使旋風(fēng)分離器系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，由于不會(huì)混入袋式過濾器92的纖維等雜質(zhì)，因此，可以收集純度高的微粒子。

圖5是表示第一導(dǎo)入管6的彎曲部7的有無與旋風(fēng)分離器收集率的關(guān)系的圖。在此，在圖5的說明中，將沒有彎曲部7的第一導(dǎo)入管記為無(直管)，將具有彎曲部7的本實(shí)施方式的第一導(dǎo)入管6記為有(曲管)。此外，圖5表示從直管向旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)導(dǎo)入的第一流體的導(dǎo)入量及從曲管向旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)導(dǎo)入的第一流體的導(dǎo)入量均為0.9(Nm³/min)時(shí)的結(jié)果。

在圖5中，(a)表示在將直管與旋風(fēng)分離器裝置2連接，未從第二導(dǎo)入管8導(dǎo)入壓縮空氣的狀態(tài)下，從直管向旋風(fēng)分離器主體4導(dǎo)入第一流體時(shí)的旋風(fēng)分離器收集率。

另外，(b)表示從曲管導(dǎo)入旋風(fēng)分離器主體4的第一流體時(shí)的旋風(fēng)分離器收集率。

另外，(c)表示在將直管與旋風(fēng)分離器裝置2連接，從第二導(dǎo)入管8向旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)導(dǎo)入500(NL/min)的導(dǎo)入量的壓縮空氣的狀態(tài)下，從直管向旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)導(dǎo)入第一流體時(shí)的旋風(fēng)分離器收集率。

另外，(d)表示在從第二導(dǎo)入管8以500(NL/min)的導(dǎo)入量向旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)導(dǎo)入壓縮空氣的狀態(tài)下，從曲管向旋風(fēng)分離器主體4導(dǎo)入第一流體時(shí)的旋風(fēng)分離器收集率。

根據(jù)圖5，對(duì)于從第二導(dǎo)入管8未導(dǎo)入壓縮空氣的情況的旋風(fēng)分離器收集率而言，使用曲管時(shí)比使用直管時(shí)高。

另外，對(duì)于從第二導(dǎo)入管8以500(NL/min)的導(dǎo)入量向旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)導(dǎo)入壓縮空氣時(shí)的旋風(fēng)分離器收集率而言，使用曲管時(shí)比使用直管時(shí)高。

即，根據(jù)本實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置2，通過使用曲管在使粉體偏于遠(yuǎn)離旋風(fēng)分離器主體4的垂直中心軸18的位置的狀態(tài)下將其導(dǎo)入旋風(fēng)分離器主體4內(nèi)，與使用直管的情況相比，能夠提高旋風(fēng)分離器收集率。

另外，根據(jù)使用該實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置2對(duì)粉體進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)方法，通過調(diào)整從第二導(dǎo)入管8導(dǎo)入的壓縮空氣的導(dǎo)入量，能夠得到希望的分級(jí)粒徑，能夠控制使用旋風(fēng)分離器裝置2收集的粒子的大小。

另外，根據(jù)使用該實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置2對(duì)粉體進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)方法，通過調(diào)整從第二導(dǎo)入管8導(dǎo)的壓縮空氣的壓力，能夠得到希望的分級(jí)粒徑，能夠控制使用旋風(fēng)分離器裝置2收集的粒子的大小。

另外，根據(jù)使用該實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置2對(duì)粉體進(jìn)行分級(jí)的分級(jí)方法，通過調(diào)整旋風(fēng)分離器裝置2的旋風(fēng)分離器壓力損失，能夠得到希望的分級(jí)粒徑，能夠控制使用旋風(fēng)分離器裝置2收集的粒子的大小。

此外，在上述的實(shí)施方式中，例示了通過第一流體導(dǎo)入的粉體的中等粒徑D₅₀為0.55μm的情況，但本實(shí)施方式的旋風(fēng)分離器裝置2適于收集粒徑為0.1μm～2.0μm左右的微粒子。

另外，在上述的實(shí)施方式中，第一導(dǎo)入管6也可以不一定配置為能夠沿與上部筒體部4a的內(nèi)壁面的切線平行的方向?qū)氲谝涣黧w。

另外，在上述的實(shí)施方式中，作為原料粉體，也可以代替硅石粉而使用其它金屬粉體或無機(jī)粉體、有機(jī)粉體等。