サイクロン集塵機研究2

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。

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。

さて、サイクロンを設計するにあたり、何を吸い込むかというのは、非常に重要です。

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。

ただ、掃除機に関しては、僕はフィルター派です。

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。

集塵機の話に戻ります。

クラフトノラでは、木屑と、木の粉しか吸わないので、比較的大きなものが対象です。

なので、とりあえずはシングルサイクロンで十分という事になります。

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。

なかなか１つで両立するのは難しい…。

ならば、２つ以上の部屋を作ってやれば良いのでは？と思いました。

木工機械から吸い上げられた木屑は、まずドロップボックスに入ります。

入った瞬間、急激に広くなるため風速が弱まり重い木屑は、下に落ちます。

細かい木屑は、そのまま気流にのってサイクロンに送られ、分離され、集塵機には、非常に綺麗な空気が入るはずです。

このサイクロンの効率が良ければ、集塵機のフィルターもいらないような気がします。

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。

課題はたくさんあります。

3に続く