(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離室の上部に下部開口を臨ませて外部に浄化ガスを排出させるために設けられた内筒の下部に、角度調整可能な複数の羽根が、前記内筒の径方向に平行に配置されてなることを特徴とする分級可変型サイクロン。
【請求項２】
前記角度調整可能な複数の羽根が、前記内筒内に上下方向に複数段設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の分級可変型サイクロン。
【請求項３】
前記上下に対応する羽根が互いに異なる位相角度に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の分級可変型サイクロン。
【請求項４】
前記内筒と分析計との間を接続するサンプリングラインに定流量サンプリング装置が設けられ、その定流量サンプリング装置と前記内筒との間の前記サンプリングラインに設けたフィルタの後段に配置した圧力検知手段からの圧力検知信号に基づいて単位時間当りの圧力損失を演算し、その圧力損失を最小とするべく、前記角度調整可能な複数の羽根の角度を変化させるためのアクチュエータに対して制御出力を送出するコントローラを設けてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の分級可変型サイクロン。
【請求項５】
前記内筒と分析計との間を接続するサンプリングラインに定流量サンプリング装置が設けられ、その定流量サンプリング装置と前記内筒との間の前記サンプリングラインに設けたダスト計からのダスト検知信号に基づいて単位時間当りのダスト量を演算し、そのダスト量を最小とするべく、前記角度調整可能な複数の羽根の角度を変化させるためのアクチュエータに対して制御出力を送出するコントローラを設けてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の分級可変型サイクロン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は石炭・重油焚きのボイラー等から排出される排ガス中のダストを効率よく除塵することのできる分級可変型サイクロンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭・重油焚きのボイラー等から排出される排ガス中のダストを除塵するために用いられるサイクロンは、例えば図８に示すように、入口管路ａから分離室ｂ内に導入した排ガスを旋回流として遠心力によりダストを下方のダストバンカーｃに分離堆積させる一方、浄化された排ガスを内筒ｄから排出させるものであり、その分級特性はそのサイクロンに固有で固定されたものとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、石炭と重油の混焼をおこなう場合のように、含有成分の異なる複数の燃料の配合割合が大きく変化する時（特に燃料切り換え時）には、ダスト粒子径の分布も大きく変化するため、除塵効率が甚だしく変動してしまうことがあった。このような場合には、排ガスの流速を調整するだけでは除塵効率を安定化することができないことが多く、除塵効率の安定向上化が望まれていた。
【０００４】
本発明はこのような実情に鑑みてなされ、分級特性を可変に調整することのできる分級可変型サイクロンを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
すなわち、請求項１に記載の発明では、分離室の上部に下部開口を臨ませて外部に浄化ガスを排出させるために設けられた内筒の下部に、角度調整可能な複数の羽根が、前記内筒の径方向に平行に配置されてなることを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の分級可変型サイクロンにおける前記角度調整可能な複数の羽根が、前記内筒内に上下方向に複数段設けられてなることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の分級可変型サイクロンにおける前記上下に対応する羽根が互いに異なる位相角度に配置されていることを特徴としている。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の分級可変型サイクロンにおける前記内筒と分析計との間を接続するサンプリングラインに定流量サンプリング装置が設けられ、その定流量サンプリング装置と前記内筒との間の前記サンプリングラインに設けたフィルタの後段に配置した圧力検知手段からの圧力検知信号に基づいて単位時間当りの圧力損失を演算し、その圧力損失を最小とするべく、前記角度調整可能な複数の羽根の角度を変化させるためのアクチュエータに対して制御出力を送出するコントローラを設けてなることを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の分級可変型サイクロンにおける前記内筒と分析計との間を接続するサンプリングラインに定流量サンプリング装置が設けられ、その定流量サンプリング装置と前記内筒との間の前記サンプリングラインに設けたダスト計からのダスト検知信号に基づいて単位時間当りのダスト量を演算し、そのダスト量を最小とするべく、前記角度調整可能な複数の羽根の角度を変化させるためのアクチュエータに対して制御出力を送出するコントローラを設けてなることを特徴としている。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の発明では、内筒の径方向に平行に配置した複数の羽根の角度を調整することによって、羽根による衝突分級を可変におこなうことができ、ダスト粒径の分布が大きく変化する場合にも除塵効率を低下させることなく、常に高い除塵効率を確保できるとともに、内筒内を旋回しつつ上昇する排ガスに対する衝突効果の調整を容易におこなうことができる。
【００１５】
【００１６】
請求項２に記載の発明では、内筒内に羽根を上下方向に複数段設けたことによって、段階的な衝突分級が可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、上下に対応する羽根が異なる位相角度に配置されていることによって、さらに効果的な衝突分級が可能になる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
請求項４に記載の発明では、コントローラによって、サンプリングラインにおけるフィルタ後段の圧力損失が最小となるように羽根の角度が調整されることにより、燃料を切り換えた時等にも、常に最高の除塵効率を確保することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、コントローラによって、サンプリングラインにおけるダスト量を最小にするように羽根の角度が調整されることにより、燃料を切り換えた時等にも、常に最高の除塵効率を確保することができる。
【００２３】
【実施例】
以下に本発明の分級可変型サイクロンの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は分級可変型サイクロンの構成図で、符号１は排ガスを取り入れるためのガス取入口、２は円柱状の外筒、３はその外筒２の下部に連設された円錐部、４はダストバンカー、５は分離室、６は浄化ガスを外部に排出するための内筒、７はその内筒６の下部に設けた角度調整可能な複数の羽根で、その内筒６の径方向に平行に配置され、コントローラ８からの指令で作動するアクチュエータ９によって全て同一角度に回動動作する。１０は内筒６と接続されたサンプリングライン、１１はそのサンプリングライン１０に設けたフィルタ、１２は圧力検知手段、１３は定流量サンプラー、１４は分析計である。
【００２４】
上述の内筒６の下部に設けた羽根７，…は相互にリンク部材で連動連結され、ソレノイド等のアクチュエータ９によってその角度が変化させられ、これにより、分級特性を可変に調整することができる。例えば、図２に示すように、各羽根７，…がθの倒れ角に回動されている場合、旋回流が各羽根７，…に衝突すると、比較的粗い粒子は慣性力を失い下方に落下し、ダストバンカー４に貯えられ、微細な粒子のみが内筒６から排出されるが、その微細な粒子はフィルタ１１で捕集することができる。
【００２５】
もし、内筒６内にこの羽根７，…が設けられていないと、上述のような衝突分級はおこなわれず、分級能は低下し、分級特性は固定されたままとなり、既述のように、燃料の配合比率の変化等によって除塵効率が大きく変動するが、本発明では、角度調整可能な羽根７，…を内筒６の下部に設けたことによって、このような難点を解消できたのである。ちなみに、各羽根７，…の衝突分級能を向上させるためには、例えば図３（Ａ）に示すように、中央部で折曲させたもの、あるいは図３（Ｂ）に示すように、全体を湾曲させたもの等が効果的である。また、図４に示すように、上下二段に間隔をおいて羽根７Ａ，…と羽根７Ｂ，…を積み重ね状に配置してもよい。この場合、上下の羽根７Ａ，…と７Ｂ，…を互いに異なる位相角度に配置することにより、段階的でより効果的な衝突分級をおこなうことができる。つまり、下段の羽根７Ｂ，…に衝突することなく流過したダストを上段の羽根７Ａ，…に衝突させることができる。
【００２６】
上述の図１におけるコントローラ８はマイクロコンピュータよりなり、圧力検知手段１２からの圧力検知信号に基づいて単位時間当りの圧力損失を演算し、その圧力損失を最小とするべく、アクチュエータ９に対して制御出力を送出する。より具体的には、フィルタ１１の後段の圧力損失が大になると、粒径の大きなダストが排出しており、サイクロンの分級能が低下していると判断される。従って、各羽根７，…の間隔を狭くするべく（倒れ角θが大になるように）アクチュエータ９を作動させるように制御出力を送出し、分級能を向上させればよい。一方、フィルタ１１の後段の圧力損失が小になると分級能が向上していると判断されるため、コントローラ８は、この圧力損失が常に最小となるように羽根７，…の角度を調整すれば、燃料の切り換え時等においても最適な除塵効率を得ることができるのである。
【００２７】
そして、上述の圧力検知手段１２では、圧損の下限値をも検知し、サイクロンでの圧損が限界値以上に達するのを未然に防ぐようにしている。つまり、除塵効率を向上させるためにフィルタ１１の後段の圧損を小さくし過ぎると、サンプリング量が低下し過ぎる場合があるため、サンプリング量を適度に確保しつつ除塵効率の最適化を達成できるようにしている。
【００２８】
図５は異なる実施例を示し、この場合、サンプリングライン１０にダスト計１５を設け、そのダスト計１５からのダスト検知信号に基づいて単位時間当りのダスト量を演算し、そのダスト量を最小とするべく、羽根７，…の角度を調整するようにしている。より具体的には、ダスト量が多くなると分級能が低下していると判断でき、従って、各羽根７，…の間隔を狭くするように（倒れ角θを大とするように）アクチュエータ９を作動させ、分級能を向上させればよい。なお、この場合においても、圧力検知手段１２で圧損の下限値を検知し、サイクロンでの圧損が限界値以上に達するのを未然に防止できるようにしているのはいうまでもない。
【００２９】
図６（Ａ），（Ｂ）は羽根７，…を放射状に配列したものであり、内筒６の下部に取り付けられるリング状の枠体２１内に十字状のフレーム２２，…を架設し、その中央に円形の支持部材２３を取り付け、三角形状に形成した羽根７，…の一端側に突設した支軸７１を中央の支持部材２３に穿設した軸穴に、他端側に突設した支軸７２をリング状の枠体２１に穿設した軸孔に挿入し、さらに、その他方の屈曲させた支軸７２，…の端部同士をアクチュエータ９によって操作される回動リング２４の軸孔に係入させている。
【００３０】
このような構成により、アクチュエータ９によって回動リング２４を操作することによって、各羽根７，…の回動角が全て一様に変化し、分級特性を変化させることができる。この場合、各羽根７，…に旋回流が面直に衝突するため、より一層良好な衝突分級が可能となる。
【００３１】
なお、図示は省略するが、羽根７，…を上向きの円錐状に配列した場合には、旋回しつつ内筒６内を上昇する排ガスが各羽根７，…により一層万遍なく衝突するため、さらに効果的な衝突分級が可能となる。
【００３２】
図７はガス取入口１の前端部と、内筒６の下部とにそれぞれ内径を可変に調整できる絞り機構Ｒ1 ，Ｒ2 を設けたものである。このような構成により、ガスの入口側と出口側の流速を可変に調整して最適な分級特性を容易に設定することができる。その絞り機構Ｒ1 ，Ｒ2 は例えばカメラの絞りのような構成とすればよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明では、内筒の下部に、角度調整可能な複数の羽根が、前記内筒の径方向に平行に配置されているので、その羽根の角度を調整することにより、羽根による衝突分級を可変に調整することができ、燃料の交換時等でダストの粒径が大きく変化する場合にも除塵効率を低下させることなく、常に高い除塵効率を確保することができるとともに、簡易な構成で内筒内を旋回しつつ上昇する排ガスに対する衝突効果の調整を容易におこなうことができる。
【００３４】
【００３５】
請求項２に記載の発明では、内筒内に角度調整可能な羽根を上下方向に複数段設けたので、段階的な衝突分級が可能となる。
【００３６】
請求項３に記載の発明では、上下に対応する羽根を互いに異なる位相角度に配置しているので、さらに効果的な衝突分級が可能になる。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
請求項４に記載の発明では、コントローラによって、サンプリングラインにおけるフィルタ後段の圧力損失が最小となるように羽根の角度が調整されるので、燃料を切り換えた時等にも常に最高の除塵効率が得られる。
【００４１】
請求項５に記載の発明では、コントローラによって、サンプリングラインにおけるダスト量を最小にするように羽根の角度が調整されるので、燃料を切り換えた時等にも常に最高の除塵効率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の分級可変型サイクロンの一実施例を示す構成図である。
【図２】  衝突分級の原理の説明図である。
【図３】  （Ａ）は衝突分級効果を向上させるための羽根の断面図、（Ｂ）は同別の羽根の断面図である。
【図４】  上下に段積み状に配置した羽根の模式的な斜視図である。
【図５】  本発明の分級可変型サイクロンの異なる実施例を示す構成図である。
【図６】  （Ａ）は羽根を放射状に配列した場合の平面図、（Ｂ）は部分縦断面図である。
【図７】  同分級可変型サイクロンの別の実施例を示す構成図である。
【図８】  従来のサイクロンの構成の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
５…分離室、６…内筒、７…羽根、８…コントローラ、９…アクチュエータ、１０…サンプリングライン、１１…フィルタ、１２…圧力検知手段、１３…定流量サンプラー、１４…分析計、１５…ダスト計、Ｒ1 ，Ｒ2 …絞り機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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