−83一

0．70

  （．1hamhCr I）i・m・1・・ H・ight

（mm）  （mm）

 50  75

 1（）0         200

 150  300

1oo

Table5−3 Experimenta1rcsults

l lnI、、

 ・Cl（〕Clty   （m／S）

20 25

50

1（〕0

200

一丁一■一」一 e1     Yieki Culsize Classification

city η ^D。。。 sharpnes・index

s） （％） （μm） K （一）

一一 gー一一一一一 _{L 一 L ■ ■}

95．6 0．58 0．58

92．6 0．65 0．53

90．1 0．64 0．54

92，8 0．62 0．55

94，0 0．60 0．57

88．1 O．45 O．50

92．1 0．38 0．53

93，8 0．34 0．60

95．8 0．28 O．68

「一^?A、I。

5−2  フ ローダ ウン

 集塵牢から伏流の一一都を舳気するブローダウンの効一果を確認するため、集塵室上蓋部 からブローダウン流量二を変化させて、集塵室における再飛散の抑制効果について検討し

た、、

用上ド〕はサイクロン本体内部の気流の3次元数値解析から、サイクロン内部流れはほ ぼ1舳対称に近いと搬1㌃している。したがって、集塵室における旋回流もサイクロン本体

と同様、ほぼ軸対称に近いと推察できる。しかし、ブローダウンを集塵室L蓋部から行

えば、集塵案内の気流を乱す可能性がある。したがって、集塵室底部中、こ、軸上からブロー ダウンすれば、集塵制人1の気流を乱さないので分離性能の向上が期待できる。

5−2−！ 実、験装置および方法

 Fig−5−6（a）にブローダウン流量の分離性能への影響を調べるために用いた集塵室を示す。

集塵室は内径1α）mm、高さ2（氾mmとし、ブローダウンは集塵室上蓋部のサイクロン中一L、

軸から37mm離れた一点から内径22mmの90。ベント円管により行った。

 Fig−5−6（b）にブローダウンを中心軸上で行うときに用いた集塵室を示す。集塵室は内侍

1（X）mm、高さ200mmであり、ブローダウンは集塵室底部中央から内径22mmの直円管に

より行った・なお・ブローダウンを行う円管は集塵室における気流の反転を考え、その 挿入長さは任意に変えられる構造とした。

 ブローダウン流量の分離性能への影響を調べるための実験は入口風速20m／、，30m／、で 一定とし、ブローダウン流量を人口風量の0〜20％の間で変化させた。供試粉体には炭       一84一

酸カルシウムJIS No・17を使用し・粉塵濃度は109／nl｛とした、、粒度測定にはレーザー回折 法であるMicrotracSPAを用いた。

 ブローダウン位置の分離性能への影響を調べるための実験は人rリ風速34、／、、ブロー ダウン量を人口風量の10％で・足とし、ブローダウン高さをサイクロン柵粉出［一はり 15mm〜155mmで変化させた。供試粉体には炭砿カルシウムJlS No．17を他用し、粉塵濃 度は5g／m3とした・粒度測定にはレーザー回折法であるHELLOSを用いた、T，bl，5．4に名

実，験条件を示す。

Table5−4 Expe㎡mental conditions Blow bown _Inlet

Position Height Ratio ^velocity Powd

（mm） ^{（砺） （m／S）}

0 1

5

Top ^{一 一  ■}  10 20

15

20 CaCO

JIS No．

15

Bottom 85

lO 34

155

Top ^{■ ■  ■ 一}

■ ^一 ■

Powder

CaCO．

JIS No．17

 Particle COnCentratiOn

   3 （9／m）

10

Mcasurin・

   bimt川ment

Micmtrac

 SPA

HEI一しOS

s

37 100

00N

B1ow down

＿φL。・

    。⊥一 一⊂m

 o

₈

       1・1・・・…

 （a）Top b1ow down         （b）Bottom b1ow down

Fig．5−6Schematic diagram of dust chamber with a blow down pipe       −85一

5−2一一2 結果および考察

 （i）フ ローダウン時σ）杉響

 Fig・5−7に人川軋速2τ）m／sで・足とし、ブローダウン流量を入口風景のO％〜20％の範囲 で変化させたときの部分分離効率を示す。図中、・はブローダウン0％、○は5％、△は lO％・□は15％・▽は20％の分離効率を示している。分離効率はブローダウン量の増加 にともに15％までは急激に、ン1ちLがり、ブローダウンをしない場合より飛躍的に向上す るが、2（）％では逆に悪くなる。

 Fig．5−8にブローダウン率と50％分離径および分級精度指数の関係を示す。ブローダウ ンを5％することにより、50％分離径および分級精度指教は急激に向上する。その後ブロー ダウン率の増加にしたがい50％分離径はほぼ一一一定であるが、分級精度指数は向上し15％

で枢人仙をとり、20％では右1一二ではあるが低下する。

Tab1c5−5にブローダウン流量を変えて行った実験により得られた50％分離径および分 級精度指教の納茱をまとめて示す。

（ま

）

くコ日

㌧り 冒

㊤

．5

§

○ 目

0

3

寅

』 報

』

o

ω

口_碑 一』 碍

■

100

80

60

40

20

0

●

●

  ●

  Blow down

●    rate

一｛）一一5％

十0％

十10％

一モヨー一15％

一」トー20％

CaCO JIS No．17

   3

In1et ve1ocity20m／s  measured by

   Microtmc SPA

0．1         1

Partic1e diameter D

 _（μm）

P

10

Fig．5−7 Effect of b1ow down ratio on partial separation efficiency

一86一

（昌

き

 ε o

ρ

①

N

ω

一_目

。

0．45

0．40

0．35

0．30

0．25

●  1（

○  D p50

CaCO JIS No．17

   3

In1et ve1ocity20m／s

measured by Microtrac SPA

1．O

0．9 0．8 0．7 0．6 0．5 0．4 0．3

0

      0．25    10    15    20    25

R1owdownratio（％）

Fig．5−8 Re1ation between bIow down ratio and cut sizc D、、。，

    c1assificationsharpnessindexK

Table5−5 Experimenta1results

In1et Blow bown ^Cut size Classiilca1ion

Ve10City rati0 ^D。。。 sharPncssindcx

（m／S） （％） （μm） K （一）

一   一   一 ■

0 O．43 O．68

5 ^{（）．35 （）．86}

20 1O O．33 ^（）．82

15 0．32 O．92

20 ^0．32 O．88

一

↓（

】

o

×

○目 吻

α【

①

＝

」』 寅

＝ω 目

。

．二 報 り

一

ωω

至

。

（ii）ブローダウン高さの影響

Fig．5−9に入口風速34m／sで一定とし、ブローダウン高さを変えた場合の祁公分離効率

を示す。図中、○はサイクロン粗粉出川自1ド15mm、△は85mm、口は155mmからブロー

ダウンを行った場合の分離効率、・は集塵室上蓋部からブローダウンを行った場介の分 離効率を示している。集塵室底部からのブローダウンでは、ブローダウン吸引11と粗粉 出口までの距離h、が一短いほど、つまり粗粉出11に近いほど分離効率帥線の傾きが急にな

り分離性能は向上する。h、が小さくなるにしたがい、50％分離径はO．35μmから0．29μmと        一87一

小さくなり、分級柿度指傲4，O．5から（）．6へと向Lする。また、ブローダウン吸引11が祖 粉川11に近づくにぞつかかわ リずブローダウンフィルターに捕集される割合は少なくなる。

 L蓋郁側方かCノのブローダウンとリ1心榊からのブローダウンの分離性能を比較すると L缶郁からのブローダウンは1い心輔h、＝15mmからのブローダウンよりはやや劣るが、

h．そ：85mm，155mmよりは優れていZ）・、朴粉収率はL若部からのものと中心軸h、＝15mmから のく）のとほぼ同じであるか、糾粉の内ブローダウンフィルターへ行く割合は1二藍部から

のノ∫か高くなる、、

 以1二のように、集塵牢L苓郁からブローダウンすることにより分離効率が向上するこ とがψjらかになった、一これは以ドのような理由によるものと考えられる。すなわち、ブ ローダウンにより集塵牢に流人する気流量二よりも流出量の方が減少し、気流がよりスムー スに集雌牛に流人できるので、村ゴも同様に流入し、反転気流への飛び込みが減少する。

これについては一一1川5〕もその傲値解析からブローダウンすることにより円錐郁粗粉出口 付近における雌面近傍の集塵牢流人側分速度は増加すると撮告している。また、流出気 流｝二の減少により流出気流速度が減少し、集塵室での粗粒子の巻き．トげが減少する。サ

イクリン気流川11から流川する気流量の減少によりサイクロン1リ筒部および円錐部での 川一気流連度が減少し、そこでの糾村r・の微粉側への飛び込みが減少する。

 さらにブロー一ダウンは柵粉出11付近で行った方が、粗粉の微粉への一飛び込みを抑制で

、きることが川らかになった。また、ブローダウン吸引口がサイクロン粗粉出口に近いほ ど分離性能は向Lするが、杣，粉の内ブローダウンフィルターへ行く割合は減少する。こ の舳刈はソローダウン風串二に関係しているものと考えられる。ブローダウン風景をサイ

クロン人11風；二。1二の1O％とした場合、ブローダウン吸引速度は6m／s程度となる。一一方、吉 日ドiによればサイクロンに流人した気流の50％杵度が集塵室に流入する。したがって、

集雌牢流人気流速度は17m／s柵度となる。つまり、ブローダウン吸引速度が集塵室流入 速度に比べ小さいため、底部からのブローダウン方式ではブローダウン円管が一種のイ ンパクターの働きをしブローダウン吸引1iがサイクロン粗粉出口に近づくにつれて粗粉 の内ブローダウンフィルターへ行く割合が減ったものと考えられる。その一方で、集塵 室における粗粒ゴ・の微粉側への飛び一込みはサイクロン粗粉出口付近で生じており、より 紺粉出11に近いとこ7。でのブローダウンが効果的に働き分離性能が向LLしたものと考え

られる。L一蓋郁からのものと底部からのものとの間で顕著な性能差が認められなかった のは、ブローダウン吸引気流速度が小さいため、．．L蓋部からブローダウンすることによ る集塵室における気流の反統領域の歪みあるいは乱れは少なかったものと推測される。

 ブローダウンL量二は人11風重二の15％程度が最も効果的であり、ブローダウンはサイクロ ン1い心軸トのサイクロン粗粉舳1付近から油気する方が若干ではあるが効果的であるこ とがわかった。しかし、集陣牢構造が複雑になるなどの問題もあり、ブローダウン量が

人11風量の15％稚度であれば実用Lは集塵室L蕎部サイクロン粗粉出口横からの捕気で

       一88一

も問題はないと考えられる。

Table5−6に中心軸Lよレ）ブローダウン高さを変えて行った火験により得られた粗粉収 率、粗粉の内ブローダウンフィルターに1口1収された割合、50％分離径および分級精度指 数の結果をまとめて示す。

（100

ま

）

＜日

り㍉

目

○ り

一一_①

目

。 5 碍

』 冒

」

o

ω 寅

．5

』寅

一

80

60

40

20

0

R1ow down  height

一十一一h＝15Imn1     R

一一P全rh＝85ITin1     B

一一勛鼈鼈黷? １55mm     B

一→一一Chan1ber top

CaCO JIS No．17

   3

Inlet velocity20m／s

measured by HELOS

0．1        1        10    Particle diameter D （μm）

       P

Fig．5−9Effect of b1ow down height on paれiaI separation efficiency

Table5−6 Expc㎡mental results

B1ow down _ln1et Yield BDF／ ^{Cut sizc C}

Height Ratio ^{velocity η （BDF＋Cy．） D。。。 sh} Position

（mm） ^{（％） （m／S） （％） （％） （μm）}

皿  一   L  一   一 一

15 93．4 11．1 O．29

Bottom 85 91，3 13．2

10 20 ^0，33

155 92．1 16．9 ^（）．35

Top ■一 93．6 22．0 0．31

L 一 ■ 一 一  一  一 』   』

一89一

Classmcati〔

sharpncssind  K（一ノ   O．60   0，52   0，50   0．68

5−3 集塵判リ鉗

 集塵牢はサイクロン木体で分離された村ゴを同収する部分であるが、何もしなければ 気流の進人は逃げがたい。この気流は反転して流出するとき、いったん室内に堆積した 村ゴを同伴す仙雌性がある、、集陣室内での岬飛散には気流が集塵室内に流入すること に、働刈する部分がかなりある一，したがって、気流は流入せず、粒子だけを回収する方法

力く才）オ〕ぶよい、一

 サイクロン柵粉11111に障害物を設けることにより、集塵室に流入した気流が反転し、

L外する際に1榊：1物底部に衝突・させ、反転気流により巻き上げられた粗粒子の微粉側へ の飛び込みを抑制することが考えられる。木研究では、障害物として円錐体を考えサイ

クロン柵粉川11に1リ鎌を設附した場合の分離性能について検討した。

 また、サイクロン柵粉川1i付近では、壁面側を旋回しながら集塵室に流入する下降気 流とリ1心部を集塵牢から流出する上昇気流が生じており、この二つの気流の間では旋回 j独川1の糊，粒∫・σ）微粉側への飛び込みが生じているものと考えられる。もしサイクロン 柵粉川11付近で生じているド降流と上昇流をうまく整流できれば両者の問で起こる粗粒

r・σ）微粉側への飛び込みを抑制することができ、分離性能の向上が期待できる。そこで、

これまで用いたリパ丈の1リ鍬を穴の空いた中空円錐に変えることによりサイクロン粗粉出

11付近の気流の幣流を試み、L外流とド降流の間で起こっている粗粒子の微粉側への飛

び込みの抑制効果を検討した。

5−3一ユ 実1験装置二および方法

Fig．5−1Oに集塵室障害物設置よる巻き止け抑制効果および気流の整流による飛び込み 抑制効果確認のための実験に用いた集塵室円錐および円筒を示す。巻き上げ抑制効果の 確認にはType−Aの円錐を用いた。Type−Aは投影図形の頂角が90。、底面の直径がサイク

ロン粗粉出1い白1従と等しい1い剣リ錐とし、その頂点がサイクロン粗粉出口と同一面にな る位置に設置した。集塵室は直径1α）mm、高さ200mmのものを使用した。禁流効果の確 認にはType−B〜Dの円錐およびType−Eの円筒を用いた。Type−Bは、投影図形の頂角が60。

の中実円錐、Type−Cは先端に内径4mmの穴が開いた投影図形の頂角が60。の中空円錐、

Typc−Dは先端に内径8mmの穴が開いたType−Bと同様の中空円錐で、円錐底面の直径はい ずれもサイクロン粗粉出口直径と等しくした。Type−Eは円錐より更に簡単な構造の円筒

による整流の可能性を調べるために用いたもので、直径28mm、高さ40mmである。集塵

室円錐および円筒はその設置位置を変えられる構造になっている。Fig．5−11にその設置 位置を示す・円錐および円筒はその上端とサイクロン粗粉出口が同一面になる位置を基 準Lとし・基準よりヒ方に9．4mm移動した位置Uと基準より下方に9．4mm移動した位置D        −90一

の．一Pつの位置で実験を行った。Type−B，Eは泉州1ン1村Lのみ火験を行った、集塵牢は｛1径 1（氾mm、高さ200mmび）ものを使用した、、

巻き上げ抑制効果確認の実験は人1リ軋速30m／sで一定とし、集嘩利リ鉗イゴ肌でそれぞれ 行った・供試粉体としては関東ロームJlS No．11および炭酸カルシウムJIS No．17を使用

し、粉塵濃度は7的ぺとした、粒度測定にはレーザーu折法であるMicrot．acSPAを用いた。

整流効果確認の実験は人11風速20m／・で一一定とし、集塵室設置物の形状と設置位置を変 えて行った。供試粉体としては炭酸カルシウムJ1S N（・．17を使用し、粉塵濃度は3g／m「と

した。粒度測定にはインパクターを用いた。Tab1e5−7に各実験条作を示す、

Tab1e5−7 ExperimentaI conditions

⊥ 一 I  u  L

B（〕tt（〕m cone

Inlet PartiCle

・el（・city Powder COnCen−ratiO

Shape ^{P（）sition} （m／S）   3_i9／m）

一   一

Kantoh Loam

A

L

30 JlS No．l l、

7

n（）n ■ ． CaCO。

JIS No．17

B L

C

U

C

D

C L

D U

^{20 CaCO。 3}

JIS No，17

D D

D

^L

E L

nOn ^一  一

一g1一

COnCen−ratlOn Mcasurin・

   binStrument

Micro1rac

SPA

lmpaCtOr

ドキュメント内 旋回流場における微粒子分離に関する研究 (ページ 48-55)