各集塵装置の詳細な特徴/①重力集塵装置/②遠心力集塵装置/③電気集塵装置/④慣性力集塵装置/⑤洗浄集塵装置/⑥バグフィルター

・各種の集塵装置の詳細な特徴を覚える!

集塵方法: 水平方向にガスを流し、重力でダストが沈降する。
特徴:
- シンプルな構造でメンテナンスが容易。
- 大きな粒子に有効。
- 装置自体が大きく、設置スペースが必要。
終末沈降速度の式: $$ v_t = \frac{2r^2 (\rho_p – \rho_f)g}{9\eta} $$ ここで、vtv_t は終末沈降速度、rr は粒子の半径、ρp\rho_p は粒子の密度、ρf\rho_f は流体の密度、gg は重力加速度、η\eta は流体の粘性。
分離限界粒子径の式: $$ d_c = \sqrt{\frac{18\eta Q}{(\rho_p – \rho_f)gA}} $$ ここで、dcd_c は分離限界粒子径、QQ は流量、AA は沈降面積。

集塵方法: 遠心力を利用して粒子を分離する。
特徴:
- 数ミクロン以上の粒子に適用可能。
- 効率が高いが、設置スペースが必要。
- 高回転部品が含まれ、定期的なメンテナンスが必要。
接線流入式反転形: ガスを接線方向に流入させ、反転させることで二次渦を形成し、粒子を効率的に分離する。
遠心沈降速度の式: $$ v_c = \frac{\omega^2 r}{\eta} $$ ここで、vcv_c は遠心沈降速度、ω\omega は角速度、rr は回転半径。
分離限界粒子径の式: $$ d_c = \sqrt{\frac{9\eta Q}{2\pi(\rho_p – \rho_f)\omega^2 r}} $$ ここで、dcd_c は分離限界粒子径、QQ は流量。
圧力損失の式: $$ \Delta P = \frac{\rho_f v^2}{2} f $$ ここで、ΔP\Delta P は圧力損失、ρf\rho_f は流体の密度、vv は流速、ff は摩擦係数。

集塵方法: 高電圧をかけて粒子を帯電させ、集塵板に引き寄せる。
特徴:
- 微小粒子の除去に優れている。
- 高価だが高効率。
- 圧力損失が低いため、ランニングコストが低い。
- 電気を使うため、爆発性や可燃性のダストには適さない。
円筒形と平板形: 円筒形は内部に円筒状の集塵板を配置し、平板形は複数の平板を並べた構造。
垂直形と水平形: 垂直形はガスが垂直に流れ、水平形は水平に流れる。
乾式と湿式: 乾式は乾燥した状態で粒子を除去し、湿式は液体を使って粒子を除去する。
ドイッチェの式: $$ \eta = 1 – \exp\left(-\frac{A \cdot v_c \cdot E}{Q}\right) $$ ここで、η\eta は集塵効率、AA は集塵面積、vcv_c は粒子の移動速度、EE は集塵板の帯電効率、QQ は流量。

集塵方法: フィルターを通して粒子を捕捉する。
特徴:
- 高精度な粒子除去が可能。
- 定期的なフィルター交換が必要。
- フィルターの種類により、さまざまな粒子に対応可能。
圧力損失の式: $$ \Delta P = \frac{2\eta QL}{d^2} $$ ここで、ΔP\Delta P は圧力損失、η\eta は流体の粘性、QQ は流量、LL はフィルターの厚さ、dd はフィルターの直径。
代表的なろ布材とその特性:
- ポリエステル: 耐熱性があり、一般的な用途に適する。
- ナイロン: 耐摩耗性が高く、化学耐性に優れる。
- ガラス繊維: 高温下での使用に適するが、取り扱いに注意が必要。
間欠式と連続式:
- 間欠式: フィルターを定期的に停止して清掃する。
- 連続式: フィルターを連続して稼働させながら清掃する。