(57)【要約】【課題】内筒を省略して粒子の付着や高温腐食のないサイクロンを開発する。【解決手段】  円筒状の胴部１１と、この胴部１１の上縁に接続された中央が上方に向かって縮小する天井部１３と、この天井部１３の中央に固定された排出筒１５と、前記胴部１１に固定された供給管１４と、前記胴部１１の下縁に接続された逆円錐部１２とからなり、前記供給管１４は、前記胴部１１の中間部に固定され、かつ、少なくとも吐出口が下向きに傾斜しており、前記排出筒１５は前記天井部１３の下方に突出する部分を有さないように構成したことを特徴とする高温ガス中の粒子の捕集装置。【選択図】        図３
2005058872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴部の上方に天井部を、下方に縮小部をそれぞれ形成し、この胴部の中間部に横向きに設けられた供給管より、胴部の壁面に沿って下方に粒子を含む高速のガス流を供給し、このガス流の旋回により粒子を分離する方法において、前記胴部の中間部に設けられた供給管より斜め下方に向けて供給されたガス流を、壁面に沿って旋回する下降流と、この下降流の中央部を上昇する上昇流とが積極的に混合されない交差空間と、前記胴部の中間部より上方に前記交差空間を経由して旋回しながら上昇する上昇流を案内する上昇流旋回空間とを形成し、前記ガス流自体の旋回エネルギーによって粒子を分離する工程と、粒子が分離されたガスを前記天井部側に移動する工程とを経由させるようにしたことを特徴とする高温ガス中の粒子の捕集方法。
【請求項２】
円筒状の胴部と、この胴部の上縁に接続された中央が上方に向かって縮小する天井部と、この天井部の中央に固定された排出筒と、前記胴部に固定された供給管と、前記胴部の下縁に接続された逆円錐部とからなり、前記供給管は、前記胴部の中間部に固定され、かつ、少なくとも吐出口が下向きに傾斜しており、前記排出筒は前記天井部の下方に突出する部分を有さないように構成したことを特徴とする高温ガス中の粒子の捕集装置。  
【請求項３】
前記天井部は上方に膨出した円錐状であることを特徴とする請求項２記載の高温ガス中の粒子の捕集装置。
【請求項４】
前記天井部の水平面とのなす角βは５０〜７０度、前記下向きに傾斜した供給管は矩形断面に形成され、その上下両面と水平面とのなす角αは１０〜２０度であることを特徴とする請求項２記載の高温ガス中の粒子の捕集装置
【請求項５】
前記天井部の水平面とのなす角βは５０〜７０度、前記下向きに傾斜した供給管は矩形断面に形成され、その上面は水平、床面は下向きで水平面とのなす角αは１０〜２０度であることを特徴とする請求項２記載の高温ガス中の粒子の捕集装置
【請求項６】
前記高温のガスは、流動層ボイラの燃焼炉より排出される高温のガスであることを特徴とする請求項１記載の高温ガス中の粒子の捕集装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴミの焼却装置のように高温の燃焼ガスを多量に発生する燃焼装置の排気ガスに含まれている微粒子を捕集する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ゴミをはじめとして、下水汚泥、産業廃棄物などの燃焼成分が比較的少ない燃料を効率的に燃焼させるために多量に熱を付与できる循環型の流動層燃焼炉が多く使用されるようになった。
【０００３】
この循環型の燃焼炉は、たて型の流動層炉とサイクロンを併設し、この流動炉の頂部とサイクロンの吸気口（供給ダクト）を連結し、逆円錐状の排出口と流動層炉の下部と連結して流動層の循環経路を形成し、前記サイクロンの天井部を貫通するように設置されている内筒（ダクト）から排出されるガスを、例えば蒸気過熱器に導入して蒸気を発生させて熱エネルギーを発電などで回収するようにしている。
【０００４】
このように燃焼炉の下部に開口されている供給口より燃料となるゴミや砂利などの粒子を流動媒体として供給すると共に、炉底部と炉壁側より燃焼用空気を供給して燃焼炉の内部に流動層を形成しながら燃焼させ、炉頂より排出される燃焼ガスと粒子の一部をサイクロンで処理して、燃焼ガスと粒子とを分離して粒子を流動層熱交換器に供給し、この熱交換器において粒子により熱エネルギーを取出した上で再び燃焼炉に還流させるようにしている。
【０００５】
この種のサイクロンは、例えば実開平４−１２２９２７号公報や特公昭６０−４６３２４号公報で提案されいる。このサイクロンは胴部の開口部を閉止する天井部が水平の円板で、この天井部の中央から内筒がサイクロン胴内に挿入されており、更に、この内筒が天井部を突き抜けて出口ダクトと接続される構造となっている。
【０００６】
しかしながら、前記燃焼炉から８５０〜９００℃もの高温の粒子を含む燃焼ガスが排出され、その中には、ＳＯ2 やＨCLなどの腐食性ガスが含まれ、更に燃焼灰中にＫ，Ｎa などのアルカリ金属や重金属が含まれている。そしてこれらの燃焼灰は融点が低く、溶融状態になり易いのでサイクロンの内筒（ダクト）に付着して高温腐食を引き起したり、粒子の付着により内筒部を徐々に閉鎖させて大きな抵抗となる場合がある。
【０００７】
この燃焼灰の溶融付着や腐食などの問題を解決する方法として、サイクロンの胴部と内筒を強制的に冷却する構造としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、内筒内に噴霧管を配置し、この噴霧管より冷却水を噴霧して灰付着を低減するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２８１６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２７６９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された発明は、サイクロン胴と内筒に冷却パイプで形成し、冷却水によりサイクロン胴と内筒の双方を冷却する装置である。しかし、このジャケット型のサイクロンは構造が複雑で、製造コストが高価となる欠点がある上に、排気ガスとの接触状態によっては高速度で旋回する高温の粒子との摩擦によって摩耗が発生し、寿命が短縮されるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載されたサイクロンは、内筒内部での冷却水の噴霧により排気ガスの温度が低下し、ボイラの熱効率が低下するという問題がある。
【００１１】
ところで、一般に設備で用いられるサイクロンのガス圧力損失は５０−３００ｍｍ水柱であるが、その圧力損失の内訳は、入口部で５０％、出口部で５０％と半々程度の比率となっている。この圧力損失が大きくなると燃焼ガスを吸引するファンの動力が増加し、設備コストと運転コストが高くなるという欠点がある。
【００１２】
前記のように、焼却炉に使用される従来の高温の排気ガスを処理する形式のサイクロンにおいては、旋回する高温のガス流と、粉体が分離されたガス流との境界を形成しながら排気ガスを外部に案内するための内筒（ダクト）が必須の要件であり、そのために冷却水による冷却のために複雑なジャケット構造が必要であったり、冷却水の噴霧などの冷却構造が必要であったのである。
【００１３】
そこで本発明は、高温の排気ガスを処理するサイクロンの構造を本質的に変更することによって、分離性能を落とすことなく内筒を省略した構造を採用し、そしてその内筒の冷却構造や高温下における粒子の付着の問題が一挙に解決することができないかどうかを検討した結果、得られたものである。
【００１４】
本発明者は、サイクロンの構造より内筒を省略することができれば、粒子の付着の問題が解消する上に、排気ガスがサイクロン内を通過する際の圧力損失を下げてファン動力を低下させることが可能となる点に着目して検討した結果、本発明に到達したものである。      
【００１５】
従って、本発明の第１の目的とするところは、サイクロンの天井部に内筒が存在することによって発生する粒子の付着と閉塞の問題を解決すること、具体的には内筒そのものを省略したサイクロンの構造を提供することにある。
【００１６】
更に、本発明の第２の目的とするところは、サイクロンのガス圧力損失を低下させることによって排気ファンを運転するための動力を低下させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するための本発明に係る流動層ボイラの高温粒子捕集方法とその装置、つまりサイクロンは次のように構成されている。
【００１８】
１）円筒状の胴部の上方に天井部を、下方に縮小部をそれぞれ形成し、この胴部の中間部に横向きに設けられた供給管より、胴部の壁面に沿って下方に粒子を含む高速のガス流を供給し、このガス流の旋回により粒子を分離する方法において、前記胴部の中間部に設けられた供給管より斜め下方に向けて供給されたガス流を、壁面に沿って旋回する下降流と、この下降流の中央部を上昇する上昇流とが積極的に混合されない交差空間と、前記胴部の中間部より上方に前記交差空間を経由して旋回しながら上昇する上昇流を案内する上昇流旋回空間とを形成し、前記ガス流自体の旋回エネルギーによって粒子を分離する工程と、粒子が分離されたガスを前記天井部側に移動する工程とを経由させるようにしたことを特徴としている。
【００１９】
２）円筒状の胴部１１と、この胴部１１の上縁に接続された中央が上方に向かって縮小する天井部１３と、この天井部１３の中央に固定された排出筒１５と、前記胴部１１に固定された供給管１４と、前記胴部１１の下縁に接続された逆円錐部１２とからなり、前記供給管１４は、前記胴部１１の中間部に固定され、かつ、少なくとも吐出口が下向きに傾斜しており、前記排出筒１５は前記天井部１３の下方に突出する部分を有さないように構成したことを特徴としている。
【００２０】
３）前記天井部１３は上方に膨出した円錐状であることを特徴としている。
【００２１】
４）前記天井部１３の水平面とのなす角βは５０〜７０度、前記下向きに傾斜した供給管１４は矩形断面に形成され、その上下両面と水平面とのなす角αは１０〜２０度であることを特徴としている。
【００２２】
５）前記天井部１３の水平面とのなす角βは５０〜７０度、前記下向きに傾斜した供給管１４は矩形断面に形成され、その上面は水平、床面は下向きで水平面とのなす角αは１０〜２０度であることを特徴としている。
【００２３】
６）前記高温のガスは、流動層ボイラの燃焼炉より排出される高温のガスであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、サイクロンの天井部に設けられる内筒を省略するために、ガス流の方向に着目し、サイクロン本体内の胴部の下方に「交差空間」を、胴部の上方に「上昇流旋回空間」を形成することによって胴部の上方においてガスが旋回しながら下降する旋回流と、本体の中央部を旋回しながら上昇する上昇流とが積極的に混合されないようにしたものである。従って、天井部と供給管の吐出口とはかなり離れており、この吐出口と天井部との間には旋回しながら上昇するガス流のみ、あるいはこのガス流が多い状態を形成するように構成したものである。
【００２５】
本発明の粒子の分離方法は極めて新規なものであり、しかも、構造が著しく簡単なサイクロンによって分離性能を与えることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に係る流動層ボイラの高温粒子捕集装置、つまりサイクロンは、胴部の上部の中央に設けられている内筒（ダクト）そのものを省略することによって高温の排気ガス中の粒子の付着の問題と、この内筒が存在することによるガスの流れの抵抗を本質的に解消できる構造を提供することにある。
【００２７】
周知のように、内筒を持つ従来型のサイクロンにおいては、その内筒の長さについて各社のノウハウがあって、天井部より胴部内に挿入される長さに長短があり、それによって分離性能が大きく変化している。しかしながら、内筒そのものを省略した構造については全く提案されていない。
【００２８】
そこで、本発明に係るサイクロンの特殊な構造に到達する実験段階の検討結果について図面を参照して説明する。
（実験１：内筒の長さ）
実験に使用した小型のサイクロン１は、図４に示すように胴部２の円筒部の直径ｄ1 が７２ｍｍ、長さｈ1 が１５０ｍｍ、胴部２の下方に延長されている逆円錐部３の長さｈ2 が２００ｍｍである。また、排ガス供給管４は図５に示すように矩形断面をしており、高さが３６ｍｍ、幅が１７ｍｍである。
【００２９】
そして胴部２の天井部２ａを貫通して上下方向に設けられた内筒５は、直径ｄ2 が３２ｍｍで、その下端は前記供給管４の下面より１８ｍｍ突出したものを準備した。
【００３０】
なお、平面図を示していないが、供給管４の外方の側面と胴部２の面とを線状に一致させており、供給されたガスＧは胴部２の内壁面に沿って円滑に高速で旋回し、逆円錐部３の位置まで旋回しながら下降し、この逆円錐部３の下部において反転して壁面に近くを下降する旋回流の中央部を旋回しながら上昇し、内筒５の下端の開口部より粒子が分離された処理ガスｇとして排出される。
【００３１】
前記サイクロン１の供給部４と図示しないブロアの排出口の間を配管で接続し、この配管の中間部に混合器を配置し、この配管にブロアから圧縮空気を供給するようにしている。そして試料とする粒子として中位径が２．５μｍのフライアッシュを使用し、前記混合器に試料粉体を所定の割合で供給しながら攪拌して所定の濃度の空気流とした後に前記供給管４に供給する構造を採用した。
【００３２】
図６は、供給管４に供給する空気流の速度を２０ｍ／ｓとした場合における縦軸に試料粉体の捕集効率を、また、横軸に試料粉体の粒径を描いたものである。曲線Ａは前記従来の構造のサイクロンの分離性能を、曲線Ｂは図８に示す本発明の基礎的な構造を採用したものの分離性能を示している。この図をより分かるように供給部粒径が１〜３μｍの間のものは急速に分離性能（捕集効率）が上がって１００％も捕集されたされたことが分かる。また、曲線Ａ、Ｂの性能の差は小さく、曲線Ｂの性能は、十分に実用上問題ない効率となっていることが分かる。  前記諸条件を持つ図４に示すサイクロン１において、内筒５の下端５ａを１０ｍｍづつ切断して分離性能の変化を確認した。この切断する長さに伴なって分離性能が次第に低下することが確認された。そして前記下端５ａが供給管４の下面と合致すると分離性能が大きく変動し、この供給管４の高さの半分以下になると分離性能が極端に悪化することが分かった。
【００３３】
図７は内筒５を天井部２ａより下方に突出した部分を完全に切除した状態におけるガスＧの旋回状態の説明図である。この図のように供給された試料粒子を含んだガスＧの多くの部分を占める第１のガスＧ1 は内筒５の上部に相当する排出筒５ｂより、粒子が殆ど分離されることなくそのまま排出される。そして残りの第２のガスＧ2 は風量が減少して旋回力が低下し、胴部２の内壁面に沿って弱く旋回しながら下降し、逆円錐部３の近傍において反転上昇して前記排出筒５ｂより排出される。つまり、前記内筒５の天板２ａより下方に突出している部分を完全に切除すると、サイクロンとしての機能が大幅に失われてしまうのである。
（実験２：供給部４の位置と角度）
図７より分かるように矩形断面を持つ供給管４の吐出口と内筒５の残部である排出筒５ｂの下端の開口部とが接近していると、供給部４より供給されたガスＧは胴部２内を殆ど旋回することなるショートカットして排出管５ｂより排出されることが分かった。
【００３４】
そこで、本発明者らは図８に示すように前記供給管４の上面と胴部２における固定板と天井部２ａからの距離ｋを設ける方法について検討した。
【００３５】
天井部２ａと供給管４の上面との距離ｋを胴部２の上端から中間位置に次第に変化させていくと、図７に示した第１のガスＧ１が次第に減少するが、逆に第２のガスＧ２が増加することが分かった。しかし、この状態では第１のガスＧ１の流がかなり多いことから、サイクロン特有のガス流の旋回による粉体の分離特性（捕集効率）を発揮することはできなかった。
【００３６】
そこで、前記胴部２の中間部の距離ｋの変化に加えて、矩形断面を持つ供給部４の角度αの関係を検討することにした。
【００３７】
この供給部４を水平方向から次第に下向きに調節して見ると、第１のガスＧ１の量が次第に少なくなりながら、第２のガスＧ２の量が鮮明に増加する傾向が認められた。しかし、この角度αにもある範囲が存在することが認められた。
（実  験  結  果）
前記実験結果より、次のことが判明した。
【００３８】
１）天井部２ａより胴部２内に突出している内筒５の部分を切除すると、供給管４より供給された大部分のガスは図７のようにショートパスして天井部２ａの上方の排出筒５ｂより排出されてサイクロンとしての分離機能が大幅に失なわれる。
【００３９】
２）図８のように天井部２ａとガスの供給管４との間の距離ｋを持たせることによって、ショートパスして排出筒５ｂより排出されるガスの量が低下する。
【００４０】
３）供給部４を下向きに傾斜させて下降角αを与えると、サイクロン１内に供給されたガスの旋回流が増して分離性能が改良され、ショートパスして排出筒５ｂより排出されるガスの量が低下する。しかし、この下降角αにもある範囲があることが分かった。
【００４１】
４）天井部２ａの近傍と排出筒５ｂの内部においても旋回流が形成することが大切であり、この旋回流の作用により胴部２内に突出する内筒５を省略してもサイクロンとしての粉体の分離機能を持つ装置を得る可能性がある。
（本発明の実施例）
前記実験による知見を分析した結果、図１及び図２に示す新型のサイクロン１０を完成した。
【００４２】
このサイクロン１０は、円筒状の胴部１１と、この胴部１１の下端に接続される逆円錐部１２と、胴部１１の上端に接続される円錐状の天井部１３と、前記胴部１１の中間部であって、しかも下向きに傾斜させた状態で接続された矩形断面の供給管１４で構成されている。このような構造を採用することによって、従来のサイクロンにおいては必須であった内筒を省略することができたのである。
【００４３】
本発明に係るサイクロン１０の特徴を説明すると、下記の通りである。
【００４４】
１）供給管１４の取付姿勢
供給管１４（入口ダクト）は矩形断面を有しており、その上面と床面の両方を水平面に対して斜め下向きにした角αを１０〜２０度の範囲で傾斜させて胴部１１にガスを導入するように構成した。なお、この傾斜させた供給部１４の長さは、矩形断面の供給管１４の長辺の３倍以上であることが好ましい。
【００４５】
この供給管１４は上面と底面とが必ずしも平行するものでなくても良く、側面視でラッパ状に底面側のみを前記角αの範囲で傾斜させたものであっても良い。また、胴部１１に開口する部分の近傍のみを下向きに傾斜させた構造を採用することもできる。
【００４６】
下向きの角αが１０度以下の場合、供給されるガスが水平方向になって旋回するために上昇流と交差し易い状態を発生して強い旋回流を形成することが困難となる。また、２０度より大きいと、ガスが逆円錐部１２側に向かうことになり、胴部１１において十分な旋回流を形成して優れた分離効果を発揮することが困難となる。
【００４７】
図３は本発明に係る粒子捕集装置、即ち、サイクロンの作用図を示すものであるが、供給管１４より供給されたガスＧは、サイクロンの胴部１１の中間部より下方に供給されて壁面に沿って旋回流が下降し、逆円錐部１２で反転して前記旋回流の中央部を旋回しながら上昇する。従って、胴部１１の上半分と天井部１３の近傍には供給ガスＧの旋回流の影響を実質的に与えないようにしている。具体的には、この実施の形態においては、胴部１１の下半分を「交差空間」として壁面を旋回する流れと上昇する流れが混合しない空間を形成している。更に、胴部１１の上半分と天井部１３との間に「上昇流旋回空間」を形成し、専ら旋回しながら上昇する流れを通過させる空間を別個に形成している。
【００４８】
２）供給部１４の取付位置
矩形断面の管（ダクト）で構成した供給管１４の上面と胴部１１との接点は、胴部１１と天井部１３の接点より下方に距離ｋを持って設ける。従って、前記供給管１４の上面から垂直方向に胴部１１が延長された構造（胴部の中間部に供給管１４を固定）を採用することになる。
【００４９】
この供給管１４より上部にある胴部１１の距離ｋは矩形断面の供給管１４の短辺（上面）の長さ、あるいは長辺の１／２より大きな範囲を選定するのが良い。  前記下向きの角αで傾斜して固定された供給管１４より、胴部１１の内壁面に沿って下向きに塵などの粒子を含むガスを供給することになる。その結果、粒子が天井部１２の中央に設けられている排出筒１５側にショートパスすることを防止できるだけでなく、粒子を、胴部１１の下方に延長されている逆円錐部１２、即ちコーン部から粒子排出部１６方向に導入して、粒子の分離と捕集効率を増加させることが可能となる。
【００５０】
ところで、前記供給管１４の下降角αと距離ｋとは関係があり、前記のような下向きの角αで固定された供給管１４より供給されたガスが胴部１１の内壁面に接触ないし接近して高速で旋回するように構成されたものでなければならない。つまり、図１における距離ｋを大きくすると、供給管１４より供給されるガスが胴部１１内を旋回する時間が短縮され、粉体を分離する能力が低下することになるからである。
【００５１】
３）天井部１３の形状
胴部１１の上端は円錐状の天井部１３と接続されているが、この天井部１３の形状は、この接点から上向き角度βで５０〜７０度の円錐形状として上部ほど断面を縮小した形状とする。この天井部１３は完全な円錐形であることは必要ではなく、球状や凹形曲面に形成して上昇する旋回流を排出筒１５側に円滑に案内する形状とすることも可能である。
【００５２】
天井部１３の裾部の角度βが５０度より小さいと排出筒１５に向かうガスが滞留する傾向が発生し、この滞留したガスが旋回しながら上昇するガスの排出に抵抗を与えることになる。また、７０度より大きいと、天井部１３の高さが必要以上に長くなり、サイクロンが大型化して製造コストや設置上も問題が発生する。  前記のように円錐状の天井部１３を胴部１１の上方に連続して形成することにより、サイクロン胴部１１内において粒子に慣性力を与えて側壁側に到達させ、ガスと粒子を分離する原動力となる旋回流を強くし、そしてこの旋回流を天井部１３においても減衰させることなく発達させることが可能となる。
【００５３】
また、天井部１３を円錐状に形成することにより大径部より小径部にいたって旋回流速が増加する。従って、この部位における粒子捕集能力が、従来のサイクロンにおける水平な平板状の天井部のものに比較して、大幅に増加して全体の粒子捕集効率（分離効率）を向上させることが可能となる。
【００５４】
４）天井部１３と排出筒１５の接続
天井部１３は円錐状に形成されて上方に縮小されており、その上端部と排出筒１５の下端とが接続されている。従って、胴部１１より旋回しながら上昇するガスはそのまま排出筒１５を通過して他の設備に導入される。従って、本発明に係るサイクロンにおいては、従来のサイクロンにおける内筒に相当するガス流を分離して案内する機能を持つ部材は一切必要としない。
【００５５】
５）逆円錐部１２
胴部１１の下側に続いて形成された逆円錐部１２（コーン部）は、特に従来のサイクロンと大きな差異はなくても良い。そして、この逆円錐部１２の高さは胴部１１の直径の２倍程度で良い。また、この逆円錐部１２の下端部において水平面に対する逆円錐部１２の角度γは、７５〜８５度程度であり、この角度γは分離された粉体が円滑に排出されるように、常識的なデザインの範囲に選定して良い。
【００５６】
図１及び図２に示した構造のサイクロンと、図４及び図５に示した従来のサイクロンを使用してパイロットプラントで実験した粒子の分離性能ないし捕集効率について実験したところ、表１に示す結果が得られた。
【００５７】
【表１】
2005058872.tif 000003
なお、分離性能は図６に見られるように、従来のサイクロンより若干劣る傾向があるが、実際の装置においては灰の付着が全くないこと、圧力損失が半減すること、設備費をかなり低下させることが可能であるなどの各種の効果がある。
【００５８】
本発明に係る高温ガス中の粒子の捕集方法は、円筒状の胴部の上方に天井部を、下方に縮小部をそれぞれ形成し、この胴部の中間部に横向きに設けられた供給管より、胴部の壁面に沿って下方に粒子を含む高速のガス流を供給し、このガス流の旋回により粒子を分離する方法において、前記胴部の中間部に設けられた供給管より斜め下方に向けて供給されたガス流を、壁面に沿って旋回する下降流と、この下降流の中央部を上昇する上昇流とが積極的に混合されない交差空間と、前記胴部の中間部より上方に前記交差空間を経由して旋回しながら上昇する上昇流を案内する上昇流旋回空間とを形成し、前記ガス流自体の旋回エネルギーによって粒子を分離する工程と、粒子が分離されたガスを前記天井部側に移動する工程とを経由させるようにしたことを特徴としている。
【００５９】
また、これに使用する装置は、円筒状の胴部と、この胴部の上縁に接続された中央が上方に向かって縮小する天井部と、この天井部の中央に固定された排出筒と、前記胴部に固定された供給管と、前記胴部の下縁に接続された逆円錐部とからなり、前記供給管は、前記胴部の中間部に固定され、かつ、少なくとも吐出口が下向きに傾斜しており、前記排出筒は前記天井部の下方に突出する部分を有さないように構成したことを特徴としている。      
【００６０】
Ａ）従って、従来のサイクロンで必要としていた金属部の内筒が存在せず、また、これをサポートする金属部分も不要である。
【００６１】
Ｂ）胴部の上縁の開口部を閉止している天井部は、上方に縮小する形状に形成されていることから、旋回しながら上昇するガス流は円滑に流出ことになる。このことは、従来のサイクロンには内筒が必須であったことから、急激なガス流路が縮小あるいは拡大する部分が必然的に発生したが、本発明においてはこのような流路が全く形成されることはないので、圧損が従来のサイクロンの約半分程度である。
【００６２】
Ｃ）また、本発明に係る粒子の捕集装置は、ガス流路の拡大、縮小が少ないシンプルな構造のために、低融点物質が付着したり、流路を閉塞するようなトラブルが発生することは全くない。
【００６３】
Ｄ）従来のサイクロンの内筒を構成する高温金属部がないため、廃棄物燃焼時に発生する腐食性ガス低融点アルカリ、重金属などによる高温腐食の問題を発生しない。
【００６４】
Ｅ）従来のサイクロンの内筒が抱えていた摩耗や熱歪みの問題が全くない。
【００６５】
Ｆ）従って、従来の内筒を持つサイクロンのように粒子の分離、捕集効果を十分に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態に係るサイクロンの縦断面図である。
【図２】図１の平断面図である。
【図３】本発明のサイクロンの作用説明図である。
【図４】従来の内筒を持つサイクロンの縦断面図である。
【図５】矩形断面を持つ供給管の断面図である。
【図６】サイクロンの分離性能を示すグラフである。
【図７】従来のサイクロンの内筒を切断した縦断面図である。
【図８】本発明のサイクロンの作用を確認するための実験に使用したサイクロンの縦断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  サイクロン（粒子の捕集装置）    １１  胴部      １２  逆円錐部  
１３  天井部      １４  供給管（供給ダクト）    １５  排出筒（排出ダクト）      １６  粒子排出部
【図１】
2005058872.tif 000004
【図２】
2005058872.tif 000005
【図３】
2005058872.tif 000006
【図４】
2005058872.tif 000007
【図５】
2005058872.tif 000008
【図６】
2005058872.tif 000009
【図７】
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【図８】
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