サイクロン 集塵 原理 8

JAC starts its overseas discovery journey in Beijing Auto Show
April 27, 2018

サイクロン 集塵 原理 8

他の部品は接着するだけで組み立てられるように設計しました。, 問題となるのはペール缶の側面に開ける吸引用の穴 切削くずと共に吸引した空気を、円筒状の中で回転させることで、遠心力を発生します。 各種、設定値を入力していきます。 木工やフライス切削でたくさん切りくずが出ますが、掃除機で吸い取るとすぐに一杯になってしまいます。 丸ジャバラの端部は洗濯機用ホースと接続するので、こちら側は切断しません。  平板形は大風量に適しているので、大型のボイラーや廃棄物焼却炉に広く採用されており、縦・横・高さが20メートルを超えるのも珍しくない。0.05μm程度までの粒子を捕集でき、大気汚染防止法の要求水準を満たせるので、最終集じん装置として普及している。, 図8 電気式集じん装置 (左)円形式電気集じん機、(右)平板形電気集じん機 http://www.city.yokohama.lg.jp/shigen/sub-soshiki/kojo/hodogayak/, 我が国では、戦後の産業構造の重化学工業化に伴い、昭和30年代初期に大気汚染が深刻化しつつあった。当時は東京や大阪など、大都市の自治体単位で公害防止条例を制定して対応していた。しかし、経済の急速な成長とともに、大気汚染問題は大都市だけに留まらなくなり、国家的な対応が必要とされるようになった。 静岡で趣味向けのニッチな木製道具を作っています。今は、主にレザークラフト用と製本用の道具を製作しています。本業そのものの内容は地味この上ないので、たまにしか書きません。ほとんど木工、建築、庭いじり、機械、DIYなどの蘊蓄や考察を書いています。, サイクロン集塵機を突き詰めるにあたり、そもそもサイクロン集塵機の原理を理解するところから始めます。, 吸気を竜巻状に流す事で遠心力を発生させて、ゴミを外側に分離、そのまま重力で下に落とすというわけ。, 粉塵が舞う原因は空気抵抗なので、空気が全て竜巻状に流れている状態では、粉塵も重力の影響を強く受けて下に落ちます。, ものすごく単純な仕組みで、歴史も長く、今まで色々な製品が出ていますし、研究され尽くされています。, 元々は、木工業だとか、ガスから粉塵を除くだとか、工業的な分野で大きな機械として使われていました。, 特にガスから粉塵を除く為には非常に強い遠心力が必要になる為、小型化が必須となります。, 小型化すると、吸気量が小さくなるので、必然的にマルチサイクロン=複数のサイクロン部を並列に配置する形状となります。, それに目をつけた、ジェームズ・ダイソンが家庭用掃除機に転用して大儲けしたわけです。, 大きな木片を吸うのなら、吸気量を確保する為にシングルのサイクロンで、直径を大きくしないと詰まってしまいます。, 粉塵しか吸わないのであれば、小径の方が効率が良く、更に極めるのならばマルチサイクロンになります。, じゃあ細かい物を吸うならマルチサイクロン最強!とは、ならないのが難しいところで、サイクロンを通すと吸気にロスが生じます。, 集塵機には、フィルターだとか、配管の長さや曲がりや柔らかさ、またはサイクロンのようなアタッチメントを接続する事で、本来集塵ファンが出せる本来の吸気量が発揮できなくなります。, 特に気流が複雑な曲がり方をするサイクロンでのロスは非常に大きい為、マルチサイクロンともなれば、ものすごいロスが生じます。, ダイソンの掃除機は、消費電力と音の割に吸い込みが悪いと、感じる方は多いかと思いますが、これが原因なのです。, とは言え、サイクロン式の場合最初から設計されている負荷が、ほとんど増える事なく続くのに対し、フィルター式はゴミの量に比例して負荷が増えるので、ゴミをたくさん吸った時には、逆に吸い込みの良さが逆転するはずです。, フィルター安いですし、何より、サイクロンは爆音で猫が逃げ回って彼等のストレスになるので論外です。, かと言って、現在所有しているサイクロン集塵機では、紙ヤスリで削ったような粉は分離できない割合が高く、もう少し分離性能を上げたいところです。, しかし、分離性能を上げ過ぎると、自動かんな盤のように大き目のチップが大量に流れ込んだ時、詰まる可能性が非常に高くなります。, ただ、やっぱりここでサイクロンの性能が高過ぎると、吸気量が少なくなり過ぎてしまうので、適度な所を探る必要があります。, また、負荷が大き過ぎて吸気量が大幅に減ってしまうなら、集塵機とサイクロンを二台並列に繋いで結果的にツインサイクロンにして風量を稼がなくてはいけないかもしれません。. サイクロン集塵器の性能計算法* 井 伊 谷 鋼 一** 1. 厚さ0.5mm、穴径Φ5のアルミ製です。, 改良の結果は御覧の通り。 Copyright © 2011-2020 自作工房 All Rights Reserved. 掃除機にはゴミと分離された空気だけが吸い込まれるのでフィルター寿命を大幅に伸ばせます。, さらに、遠心分離機の効率を改善するアイディアとして吸引口に仕切りを取り付けてみました。 ちなみに、吸引口が円筒の中心に寄れば寄るほど効率は悪くなります。, 図3は塩ビパイプを利用した自作集塵機に多く見られる構造です。 特にジャバラである必要も無いので、洗濯機用のホースがピッタリ挿入できる、安価なパーツを探した方が良いでしょう。, 配管用の定着カラーとニップルをアルミテープで繋げます。  ろ過式集じん装置は、ろ布の表面にダストの一次付着層が形成されると、0.2μm程度の粒子までほぼ100%捕集できる。大気汚染防止法が要求する厳しい排出基準も達成できるので、近年は大型のボイラーや、廃棄物焼却炉の最終集じん機に広く採用されている。圧力損失は1~2kPで、電気集じん装置より大きいが、容積は相対的に小さくて済む。払い落とし方式とろ布の材質、および概略の適用温度を表3に示す。, 図7 ろ過式集じん装置 Fig.2に,サ イクロン集塵率測定のための実験装置 の概要を示す。本実験では,180° 渦巻入口式(リ ン デン型)の サイクロンを採用し,そ の構造および寸法 はFig.1に 示したとおりである。従来型と改良型の両 サイクロンにおいて,円 筒部より上部は両者とも同じ サイクロン式集塵機は遠心分離の性質上、軽い粉状の切りくずは分離しにくいため、粉塵は分離することができなかったようです。 φ40mmの丸ジャバラ樹脂ホースを通す穴を開けるのですが、側面に開ける穴は単純な丸穴ではないので厄介です。  以下、これら6種類の集じん装置の特徴を解説する。, ※「適用先施設の例」の( )内は、前処理などで補助的に利用されていることを意味する。 現物合わせで微調整しながら穴を開けても良いのですが、非常に手間がかかる割に綺麗に加工できません。 ③吸い込みノズルがちゃち 【トライアック調光器を用いた掃除機の出力コントローラー】, 利用環境を想定したテストでなければ意味がないので、あえて50%に出力ダウンしてテストしました。    (洗濯機用ホースと丸ジャバラ樹脂ホースの接続は、パテが完全に硬化したことを確認してから行います), 内側を斜めに切断しました。 では、早速サイクロン式集塵機の中身を確認してみましょう。 画像出典:icoro.com/201003254806.html, そんなわけで、側面にたくさんの穴をあければよいのですが、いちいちドリルで穴をあけるのは大変です。  含じんガスは入り口より流入し、ろ布を通過する際に粒子がろ布の表面に捕集され、清浄なガスとなって流出する。運転時間の経過とともに、ろ布の表面に捕集されたダストの層が堆積するので圧力損失が増大する。 このため、間欠的または連続的にダストの払落しが必要になる。 サイクロン(sgセパレーター)、集塵機の総合メーカー『日本スリーエム』。こちらでは、高効率サイクロン『sgセパレーター』の分離理論をご紹介します。 サイクロン集塵機を突き詰めるにあたり、そもそもサイクロン集塵機の原理を理解するところから始めます。 基本的には、こういう事です。 吸気を竜巻状に流す事で遠心力を発生させて、ゴミを外側に分離、そのまま重力で下に落とすというわけ。 アルミテープは非常に強力なので十分な強度が保てます。, 掃除機と集塵機を接続する「つぎてパイプ」をペール缶中央に接着します。 Copyright © CyberAgent, Inc. All Rights Reserved. こうすることで、集塵した切削くずを捨てるときにはペール缶を分離するだけでごみを捨てられます。 それで作成し... 先の記事で椅子式のホーム炬燵を作成し、未完成でしたがそのまま使ってきました。遅くなりましたが、今年の冬を迎える前に完成させるべく、テーブル高さを高くする継ぎ脚の作成とヒーターの取り付けを行います。, 元engineerで今は気楽なeasy-farmerが、”何でも自分でやってみよう”と挑戦しています。ただ、ジャンルを広げ過ぎ? 加工する箇所は、ペール缶の天面と側面にに吸引口の穴を開けます。 ①フィルタがすぐ目詰まりし掃除が面倒 P・・・123 ( D2の半径とD1の半径の差) 接着剤とパテで隙間が無いようにしっかりと固定します。   木工を本格的に始めると、木くずなどのゴミ処理が楽なサイクロン式集塵機が欲しくなります。 集塵機(掃除機)と組み合わせるプレセパレーターというサイクロン式アダプタも売られているのですが、値段が高いです。diyのテーマとして  加圧水型には噴霧塔(スプレー塔)、充填塔、ベンチュリースクラバーがある。スプレー塔は、図6(左)に示すように円筒形装置の内部に多数のスプレーノズルが設置されている。含じんガスは上部から送入する並流式と、下部から送入する向流式がある。スプレー塔は最終集じん装置の上流に設置し、ガス冷却と一次集じんを兼ねることが多い。スプレー塔のガス流速は1~2m/秒で、圧力損失は0.3kP程度と小さい。 出典:『新・公害防止の技術と法規〈2009〉大気編』 社団法人 産業環境管理協会(丸善) 2009, 遠心式集じん装置は別名サイクロンと呼ばれている。粉体を扱う工場などにも広く普及しており、独特の形状なので街中の工場などでよく見かける。近年では家庭用の掃除機にも採用されている。 これも図2と同様に、エネルギー効率の悪い遠心分離機の一つです。 出典:環境省ウェブサイト「平成24年度版環境・循環型社会・生物多様性白書」 遠心力の力によって、空気よりも重い切削くずが回転円の外側にぶんりされ、切削くずだけを集塵することができる仕組みです 渦が発生すると風力が落ちるので、エネルギー効率の悪い集塵機と言えます。 もちろん、性能が悪かったり、やたらと部品代が高いと意味がありませんから、これらは自作の大前提です。, 作りやすい集塵機が目標なので、手に入りやすい既存の部品を使うことや、部品をできるだけ加工せず、そのまま組み合わせて製作することにしました。, サイクロン式集塵機の本体に利用する材料はペール缶と呼ばれる金属製のバケツを利用します。  表2は、各種集じん装置の特性をまとめたものである。集じん装置の集じん率を支配するのは、ばいじんや粉じんの粒径分布である。このため、集じん装置の選定に際しては、最初に粒径分布を把握する必要がある。次に必要なのは求められる集じん率で、処理ガスが大気に放出される最終集じん装置なら、大気汚染防止法の定める排出基準に適合できる機種を選ぶ。処理ガス量の多い大規模な集じん装置なら、ろ過式と電気式が適合する。運転費は主に送風機の動力費なので圧力損失が大きいほど高くなる。「適用先施設の例」は、各種集じん装置が利用されている施設の例である。重力式および慣性式は、粒径が20μm以上のばいじんには適しているが、それ以下の粒子の集じん能力が不十分であることから、近年は減少傾向にある。電気式およびろ過式の採用件数が多い。 0, 木工を本格的に始めると、木くずなどのゴミ処理が楽なサイクロン式集塵機が欲しくなります。 集塵機(掃除機)と組み合わせるプレセパレーターというサイクロン式アダプタも売られているのですが、値段が高いです。DIYのテーマとして手頃なこともあり、サイクロン集塵機を自作されている方が多くおられます。, 私は現状、写真のEValue製集塵機 EVC-200SCL を使っています。吸引力はあるのですが、フィルタが早く目詰まりし、その掃除が面倒です。 それで、この集塵機を改造してサイクロン集塵機にできないかと検討をはじめました。, (この記事は構想までで、設計・製作編の記事を予定しているのですが、製作着手が遅れています), ※サイクロンセパレーターの販売例 Oneida ダスト・デピュティー ¥14,990, EVC-200SCLは吸引力は十分あるのですが、使い勝手として下記不満が有ります。 青ニススプレーでマーキングすると作業しやすいです。(側面部と天面部をマーキング), ペール缶の厚みは意外と薄いのでドリルと金属ヤスリで簡単に穴を開けることができます。 ピッタリ連結できますが、このままでは空気が漏れてしまいます。, そこで、ゴムホースを利用したパッキンを作ります。 http://www.env.go.jp/air/osen/kotei/index.html, ばいじんは、粒径が小さく軽いので、大気中に放散されると滞留して大気を汚染し、視界を妨げる。工場での石油・石炭等の燃焼により発生するほか、自動車などのディーゼルエンジンから排出される「ディーゼル排気微粒子」(DEP: Diesel Exhaust Particles)注)もばいじんに含まれる。これらの物質は、ヒトの健康に悪影響を与える恐れがあることから、各種基準が設けられている。ここでは、ばいじんをはじめとする大気中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)の種類と性質を紹介する。, 注)DEP:炭素と灰分から成る固体粒子の集合。未燃燃料、潤滑油、不完全燃焼生成物、熱分解生成物などが含まれ、粒径は0.1~0.3μm程度。, ○大気中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)の分類 ネットで検索してもブログなどでの紹介が少ないようなので、購入経過や精度確認など... 先の記事 テーブルソーETS-10KN (1)購入 で紹介したようにテーブルソーを買ったのですが、使い始めて直ぐに、手を離さずにスイッチを切れるフット(足踏)スイッチが欲しくなりました。 ごらんのとおり、丸ジャバラ樹脂ホースは短く切断して利用します。 ↓掃除機側, ただし、パウダー状のごみは吸引されてしまうようです。 http://www.env.go.jp/policy/hakusyo/h24/index.html  予測については、「化学天気予報システム(CFORS)」、「大気汚染予測システム」を利用し、東アジア地域における黄砂や大気汚染物質の当日と翌日の2日分の濃度予測結果を提供している。また、観測については、日本、モンゴル、中国、韓国4カ国の17箇所に設置されたライダーによる観測結果、東アジア13カ国の酸性雨観測結果などの情報を提供している。, 図11 東アジアの広域大気汚染マップ/黄砂と大気汚染物質の高度予測分布図(地上付近) しかも、ダストボックスにゴミが溜まると吸い込み口との距離が近くなります。 都道府県が地域の実情に応じて上乗せ基準を定められることが特徴である。また、排出基準違反に対して罰則を適用できるようになったことで、法的な拘束力が増した。 ただし、L字導管のおかげでなんとか特定の方向に空気が流れ、遠心分離機として機能するようです。, 以上のことから、サイクロン式集塵機の設計では、できる限り図1のような設計にすべきです。 http://tenbou.nies.go.jp/gis/, 国立環境研究所は、アジア地域の大気汚染を観測とコンピューターシミュレーション予測の両面から研究してきたが、平成21年2月からこれまでの研究成果を踏まえ、当ウェブサイトのコンテンツ「環境GIS」内に、「東アジアの広域大気汚染マップ」ページを開設し、アジア大陸からの黄砂の飛来や大気汚染物質の移流など、東アジア地域における予測と観測の結果を公開している(図11)。 サイクロン集塵器の性能計算法* 井 伊 谷 鋼 一** 1. 『環境汚染防止のための環境技術・装置大辞典』 産業調査会 2003 は しがき サイクロン集塵器の設計にあたつては経験にたよつて いる程度で,計算式等も一般性のあるものは少い。いま ここにのべるのは筆者の案であつて詳細は別に発表1)し てあるので,実用的な部分を簡単にのべることとする。 2.  充填塔は図6(中央)に示すように、塔内にプラスチック製のリングや金網などを充填してガスが接触する表面積を大きくすることにより、気液の接触効率を高めている。圧力損失は1~2.5kP程度で、数μmの粒子まで捕集できる。 サイクロンの圧力損失を求めていきます。 まず、④式からFを求めます。 やはり集塵機の出力を弱めたことや、簡易的な遠心分離装置なので、この点は致し方ない部分と思います。, 2016年に製作したペール缶式集塵機は集塵効率に少し問題点があったので改良型を作ってみることにしました。, 以前の設計では、吸込み径を大きくすることで掃除機側に吸い上げる吸引力を低下させ、遠心分離性能を向上させようと考えました。, ところが、仕切りが長いので、ごみの回転力が落ちた下側から吸い上げることになります。 木工  そんな中、昭和37年に「ばい煙規制法」が制定され、ばい煙の排出基準が制定された。しかし同法には、自動車排ガスへの規制が無く、また、燃料が石炭から石油に変わったことで、硫黄酸化物(SOx)の排出量が増えたことへの対応も求められていた。 は しがき サイクロン集塵器の設計にあたつては経験にたよつて いる程度で,計算式等も一般性のあるものは少い。いま ここにのべるのは筆者の案であつて詳細は別に発表1)し  構造は図のように下部が細くなる円筒形で、含じんガスに旋回流を与え、粒子を遠心力でガスから分離する。外壁に衝突した粒子は下部に落下し、ばいじんが少なくなったガスはサイクロン下部から反転上昇して上部から排出される。図5は、マルチサイクロンと呼ばれる複数のユニットサイクロンから構成される集じん装置の一部であるが、集じんの原理は単一のものと共通である。 エネルギー効率が非常に高い為、「トライアック調光器」で集塵機の出力を下げた状態でも十分な分離能力が期待できます。「トライアック調光器による集塵機出力の調整方法」は過去の記事で紹介しています。, ところが、図2のように円筒の外周部と離れた部分に吸引口を取り付けてしまうと、空気の流れが乱れ、小さな渦が発生します。 その他、パテや接着剤、アルミテープ、丸ジャバラホースも自宅にあったので、実質3600円ほどで作りました。  洗浄式集じん装置には、貯水型と加圧水型がある。貯水型では、集じん室に水を貯めておき、含じんガスを接触させることによって粒子を捕集・除去する。圧力損失は1~2kPで、数μmの粒子まで捕集できる。 を基に作成, 重力式集じん装置(図3)は、含じんガスに含まれる粒子を重力による自然沈降で分離捕集する。含じんガスを通過させるだけなので、圧力損失は0.1~0.15kP(10~15mmH2O)と小さいが、流速を1m~2m/秒と遅くする必要があるので、装置の容積が大きい。構造は図3に示すような箱型だが、より細かい粒子を分離するために内部をいくつかの段に分けたり、整流板を設けたりすることがある(図3(b))。集じん率はダストの粒子径で異なるが、一般的に高くはないので最終装置としてではなく、一次処理装置として利用される。90%以上の集じん率が得られるのは、粒子径が約20μm以上の場合である。なお、一般に、処理ガス速度vo、沈降室高さHが小さいほど、沈降室の奥行き長さLが大きいほど、完全に分離できる粒子が小さくなる。, 図3 重力式集じん装置 http://www.nies.go.jp/kanko/news/27/27-1/27-1-04.html, 出典:環境省ウェブサイト「平成23年度大気汚染防止法施行状況調査(平成22年度実績)」, 出典:『新・公害防止の技術と法規〈2009〉大気編』 社団法人 産業環境管理協会(丸善) 2009, http://www.city.yokohama.lg.jp/shigen/sub-soshiki/kojo/hodogayak/, http://www.env.go.jp/policy/hakusyo/h24/index.html, http://www.env.go.jp/air/osen/kotei/index.html, http://tenbou.nies.go.jp/gis/realtime/yellowsand.html, http://www.nies.go.jp/kanko/news/27/27-1/27-1-04.html, 国立科学財団、山火事からの予想を超える亜硝酸の排出が世界の大気質に影響を与えていると報告, 新・公害防止の技術と法規〈2009〉大気編』社団法人 産業環境管理協会(丸善) 2009. このペール缶は蓋が付いているタイプを購入します。, ガレージ・ゼロ 無地 ペール缶 18L 白/白ペール/オープン(フタタイプ)/空缶/TFS(ティンフリースチール)/GZKN36, 蓋付きのペール缶はロック機構付きのバンドが付属していて、何度も着脱ができて完全に密閉できます。, しかも、なんとペール缶同士を連結することも可能! (ゴムホースは1.5mmでは厚すぎました。1mm~0.5mm厚のチューブの方が良いと思います。), 早速完成したサイクロン式集塵機を使って木工用の木くずなどを集塵機で吸引してみました。

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