サイクロン集塵機の改良について考えています

　２段サイクロン集塵機の試作をして、簡単にですが、様子を観察してみました。

その結果、現状では、

非常に細かい埃は、サイクロンで効果的に分離出来ていないようでした。

この細かい埃を取り除くのに、ウォーターフィルターを使う手が紹介されていて、これだ！ と思いました。

で、さらに考えていたんですが、ウォーターフィルターを作る前に、サイクロンシステム自体の改良が出来ないか調べていました。

すると、サイクロン集塵についての研究の興味深い文献が見つかったんです！

完全に理解出来ている訳ではないのですが、内容の一部を紹介したいと思います。

 

 

　下図のように、サイクロンユニットの出口に円錐（コーン）ブロックを設置することによって、

細かい埃の捕集率が改善されるという内容です。

円錐ブロックがある時と無い時の、埃粒子のふるまいのシミュレーションが下図です。

円錐ブロックが無い方は、粒子が捕集箱に落ちにくかったり、

落ちても運動し続け、再びサイクロンユニットの方に吸い上げられている様子が分かります。

この理由ですが、サイクロンユニット出口、特にその中央付近には上昇気流が生じており、

この気流が、捕集箱に落ちた埃を再びサイクロンユニットの方へ吸い上げてしまうようです。

円錐ブロックの設置は、この上昇気流の影響を低減する効果があると考えられます。

 

 

そして、この円錐ブロックの頂角の角度に最適値があるという実験が紹介されています。

 

この実験の結果は以下のようですが、円錐ブロック頂角の角度は、６５°付近が最適なようです。

「頂角角度約６５°の時が、最も細かい粒子を捕集出来ている」という結果が表されています。

 

次は、サイクロンユニット出口から円錐ブロック底面までの距離についてです。

上のＦｉｇ.６のＨの値を変化させた実験が紹介されています。

円錐ブロックが無い場合、サイクロン出口の中心部付近の上昇気流が顕著なのが分かります。

この上昇気流の影響を低減できる条件は？

 

サイクロンユニット出口から円錐ブロック下部までの距離Ｈの最適値はいくつでしょうか？

Ｆｉｇ.7からは読み取りづらいと思います。

次のシミュレーション計算結果が紹介されています。

Ｈ＝２４ｍｍ付近が、最も細かい粒子を捕集出来るという結果です。

 

以上のことから、円錐ブロックの底面の直径は、

（２４×ｔａｎ３２.５°）×２ ≒ ３０.６ｍｍ と計算出来るので、

円錐ブロックの形、サイズ、設置位置も決定出来ますね！

工作して設置出来たら報告したいと思っています！！