JPH0261319B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粒体を固気混合流体流の中で遠心力
を利用して粗粒子と微粒子に分級する風力分級機
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来用いられているこの種の風力分級機は、大
別して強制渦型と自由渦型とに分けられる。

強制渦型のものは容器内に導いた固気混合流体
を、流体出口に設けられて回転する多翼フアン状
の羽根ロータの外側から内側に通過せしめて容器
外部から吸引し、羽根ロータにより流体に旋回運
動を与え、その際粒子に与えられる遠心力による
外向力と外部からの吸引力による内向きの気流に
よる内向力との平衡関係により、或る境界粒径よ
り大きな粗粒子は外方へ排出されて容器の下部に
落下収集され、小さな微粒子は羽根ロータの内方
に入り外部のフアンに吸引され捕集されるように
なつている。

自由渦型のものは、例えばサイクロンの如く、
外部からの吸引又は圧送により生じた容器中の流
体の旋回流により、流体中の粒子が受ける遠心力
により或る境界粒子より大きな粗粒子を外方に向
け移動せしめ、周壁付近の旋回流の低速領域で落
下せしめて容器下部から収集し、小さな微粒子は
気流と共に上方から排出され別途捕捉されるよう
になつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの従来のものは分級精度
が低く、例えば、10μｍ以下の微粒子の分級は困
難で、問題点となつていた。

本発明は、この問題点を解決しようとするもの
で、正確で且つ安定した分級を行うことができる
風力分級機を提供することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、上記の目的を達成するために多く
の研究実験を重ね、その折に得た知見に基づき本
発明がなされた。

即ち、強制渦型のものにおいては、遠心力によ
る外向力と吸引気流による内向力との平衡関係に
よる分級作用を行う領域である分級部において、
混合液中の気体や粒子にロータの羽根が衝突して
接線速度を与えているので、この分級部の領域の
流れは著しく乱れており、上記の外向力と内向力
との微妙な平衡関係による分級を、この乱れた領
域内で行うことになるので、精度の向上をはかる
のが困難であることがわかつた。

また自由渦型のものにおいては、固定周壁との
摩擦力により安定した分級領域が得られず、不安
定な領域にて、外向力と内向力との微妙な平衡関
係による分級を行うことになるので、精度の向上
をはかるのが困難であることがわかつた。

本発明は、上述の問題点を解決するための手段
として、第１発明として、回転容器に固気混合流
体を導入し、遠心力により粗粒子と微粒子を分級
する風力分級機において、前記回転容器に固気混
合流体吸込路と粗粒子排出路と微粒子を同伴した
気体の吐出路を備えると共に、前記回転容器周壁
内側に環状の分級部を形成し、前記固気混合流体
吸込路には、前記回転容器とほぼ同速度で回転す
る羽根車が、羽根車入口を吸込路に、羽根出口端
を前記分級部に臨ませて設けられ、前記吐出路
は、前記分級部内の内周縁部分に連通して設けら
れ、前記粗粒子排出路は、分級部の周縁の回転容
器壁に断続的に設けられた排出口を通じて前記分
級部内の外周縁部分に連通して設けられているこ
とを特徴とする風力分級機を、第２発明として、
回転容器に固気混合流体を導入し、遠心力により
粗粒子と微粒子を分級する風力分級機において、
前記回転容器に固気混合流体吸込路と粗粒子排出
路と微粒子を同伴した気体の吐出路を備えると共
に、前記回転容器周壁内側に環状の分級部を形成
し、前記固気混合流体吸込路には、前記回転容器
とほぼ同速度で回転する第１の羽根車が、羽根車
入口を吸込路に、羽根出口端を前記分級部に臨ま
せて設けられ、前記吐出路は、前記分級部内の内
周縁部分に連通して設けられ、前記粗粒子排出路
は、分級部の周縁の回転容器壁に断続的に設けら
れた排出口を通じて前記分級部内の外周縁部分に
連通して前記回転容器外周に環状に設けられ、該
粗粒子排出路に連通して吸気路が設けられ、該吸
気路は、前記回転容器とほぼ同速度で回転される
第２の羽根車を備え、前記吸気路は吸気口面積調
節部材を備えていることを特徴とする風力分級機
を提供しようとするものである。

〔作用〕

第１発明は、上述の構成を具備することによ
り、固気混合流体は第１の羽根車により回転容器
とほぼ同一の接線速度となつた状態で分級部に供
給される。

分級部では回転容器は回転しているので、混合
流体と回転容器との間に相対接線速度が殆どな
く、混合流体中の気体、粒子は接線方向のみなら
ず、半径方向にも乱れの少ない安定した状態を維
持することができる。

分級部においては、分級領域内のこのような安
定した状態の粒子がほぼ一様な大きさの遠心加速
度による外向力を受け、安定した気流による内向
力との平衡関係で分級が行われる。

分級された粗粒子は粗粒子排出路から排出さ
れ、微粒子は気体と共に吐出路から吐出されて、
粗粒子と微粒子の分級が行われる。

第２発明は、上述の構成を具備することによ
り、第１発明の作用に加え、分級部において、乱
れの少ない安定した状態の粒子流、安定した状態
の気体流、ほぼ一様な遠心加速度のもとに、分級
する粒子の境界粒径の調節が行われる。

即ち、分級部外周に連通する粗粒子排出路には
第２の羽根車により風量可変に調節用気体が吸込
まれ供給されるが、この調節用気体も、回転容器
とほぼ同速度で回転する第２の羽根車により、排
出路及び分級部に形成されている流れの接線速度
とほぼ同じ接線速度となつた状態で供給されるの
で、分級部の混合流体流の接線速度に影響を与え
ることがない。

また、風量調節による境界粒径の調節は分級部
の風速の所要レベル以下の低下をもたらさないで
すむので、正確且つ円滑な分級を阻害することが
ない。

分級する境界粒子径を大きくしたいときは吸気
口面積調節部材により吸気口面積を大として粗粒
子排出路に導入する空気量を多くする。すると排
出口を通つて分級部に流入し吐出路に向う空気流
量も多くなるので、以前より大きな粒子まで気体
に同伴されて吐出路から吐出され、従つて粗粒子
排出路から排出される粗粒子径は以前より大きな
ものとなる。分級の境界粒径を小さくしたいとき
は反対に粗粒子排出路に導入する空気量を少なく
すればよい。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を用いて説明する。

ケーシング１は内部に回転容器２を備え、脚部
３を介してベース４に固定されている。回転容器
２はケーシング１の底壁を貫通させた軸５の上端
部に固定され、軸５は軸受部６を介してベース４
に回転可能に支承されている。軸５の下端は駆動
軸７を備え、駆動機構（図示せず）に接続されて
いる。

回転容器２は固気混合流体の吸込路８と、微粒
子を同伴した気体の吐出路９と、粗粒子の排出路
１０を備え、周壁内側に分級部１１が形成される
ものである。

吸込路８は、適宜手段で固定された、ボリユー
トケーシング１２と鉛直管１３からなり、鉛直管
１３出口は第１の羽根車１４の入口に接続されて
いる。

第１の羽根車１４は回転容器２とほぼ同速度で
回転し且つ羽根出口端が分級部１１に臨むように
設けられればよく、本実施例では回転容器２の底
壁部分を主板１５とし且つ回転容器２の軸５を回
転軸とした、主板１５、羽根１６、側板１７から
なる第１の羽根車１４が用いられ、羽根１６の出
口端は分級部１１に臨ませてある。

吐出部９は、回転容器２の上部開口に、回転容
器２と共に回転しないように適宜手段で固定され
て接続されたボリユートケーシング１８で形成さ
れ、分級部１１の内周縁部、即ち、回転容器２の
中央部に連通して設けられている。分級部１１内
周縁部からボリユートケーシング１８に至る流路
には整流板３１が設けられている。

排出路１０は、分級部１１を囲む回転容器２周
壁に適宜数断続して設けた排出口１９で分級部１
１内の外周縁部分に連通して設けられたもので、
回転容器２は外周に環状の排出路１０を形成する
ようにケーシング１に内装されている。ケーシン
グ１は、排出路１０内の外周縁部下方に、スリツ
ト２０を放射状に多数有する飛散防止板２１を介
して、粗粒子集合溝２２を形成する形状を備え、
粗粒子集合溝２２には粗粒子取出口２３が設けら
れている。

ケーシング１は、さらに、排出路１０内の内周
縁部分に空気を吸込む吸気路２４を備えている。
本実施例では、回転容器２とケーシング１底部と
の間に間隔をあけて吸気路２４を形成してあり、
ケーシング底部には吸気口２５が設けられてい
る。吸気路２４には回転容器２とほぼ同速度で回
転される第２の羽根車２６が、羽根車入口を吸気
口２５に向けて、羽根車出口を排出路１０に向け
て、設けられている。本実施例では、第１の羽根
車１４の主板１５を兼用させた主板２７、羽根２
８、ケーシング１円錐部で形成した側板２９、回
転軸として軸５を備えた羽根車２６が用いられて
いる。吸気口２５には開口面積調節部材３０が備
えられている。

図中、３２は止ナツト、３３はカバー、３４は
吸込管である。３５は粗粒子排出管で、出口には
粗粒子排出用のロータリフイーダ或いはダンパな
どが設けられる。３６は吐出管で、出口には微粒
子捕捉用のバグフイルタなどが設けられる。

しかして、固気混合流体は第１の羽根車１４に
吸引され、吸込路８から吸込まれる。このとき、
ボリユートケーシング１２の作用で鉛直管１３に
おいて流体は旋回流となつて流れるので、凝集し
た粒子は鉛直管壁と衝突摩擦してほぐされて吸込
まれる。また羽根１６の回転速度と第１の羽根車
１４入口付近の流体の回転速度が近似することと
なつて羽根１６の摩耗を減少させることができ
る。

第１の羽根車１４では固気混合流体は昇圧され
且つ旋回力を与えられるが、その間にさらにほぐ
され分級され易くなる。

第１の羽根車１４から分級部１１に吐出された
固気混合流体は前述の作用を受け、粗粒子は排出
口１９を通つて排出路１０に排出され、粗粒子集
合溝２２に落下して粗粒子取出口２３を通つて排
出管３５から適宜取出される。

一方、分級部１１で分級された微粒子を同伴し
た気体は整流板３１にて円滑な流れを保ちながら
ボリユートケーシング１８に入り、吐出管３６か
ら吐出され、微粒子はバグフイルタなどで分離捕
捉される。

また分級の境界粒径の調節は吸気路２４の吸気
口２５の開口面積を吸気口面積調節部材３０で調
節すれば、前述の作用で実現される。

なお、第１の羽根車１４及び第２の羽根車２６
は回転容器２とほぼ同速度で回転するものであれ
ばよいので、軸５を兼用する必要はなく、例えば
第１の羽根車１４の主板１５或いは第２の羽根車
１６の主板２７を独自に備え、別の軸、駆動部を
配備することもできる。

以上の実施例のほか、実施例の上下を逆にした
堅型のもの、横にした横型のものに、応用可能で
ある。

〔発明の効果〕

本発明により、安定した分級領域で分級作用が
行われるので、精度の高い分級を行うことができ
る、信頼性の高い風力分級機を提供することがで
き、実用上顕著な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の縦断面図、第２図
は第１図−線断面平面図である。 １……ケーシング、２……回転容器、３……脚
部、４……ベース、５……軸、６……軸受部、７
……駆動輪、８……吸込路、９……吐出路、１０
……排出路、１１……分級部、１２……ボリユー
トケーシング、１３……鉛直管、１４……第１の
羽根車、１５……主板、１６……羽根、１７……
側板、１８……ボリユートケーシング、１９……
排出口、２０……スリツト、２１……飛散防止
板、２２……粗粒子集合溝、２３……粗粒子取出
口、２４……吸気路、２５……吸気口、２６……
第２の羽根車、２７……主板、２８……羽根、２
９……側板、３０……吸気口面積調節部材、３１
……整流板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転容器に固気混合流体を導入し、遠心力に
   より粗粒子と微粒子を分級する風力分級機におい
   て、 前記回転容器に固気混合流体吸込路と粗粒子排
   出路と微粒子を同伴した気体の吐出路を備えると
   共に、前記回転容器周壁内側に環状の分級部を形
   成し、 前記固気混合流体吸込路には、前記回転容器と
   ほぼ同速度で回転する羽根車が、羽根車入口を吸
   込路に、羽根出口端を前記分級部に臨ませて設け
   られ、 前記吐出路は、前記分級部内の内周縁部分に連
   通して設けられ、 前記粗粒子排出路は、分級部の周縁の回転容器
   壁に断続的に設けられた排出口を通じて前記分級
   部内の外周縁部分に連通して設けられている ことを特徴とする風力分級機。 ２ 回転容器に固気混合流体を導入し、遠心力に
   より粗粒子と微粒子を分級する風力分級機におい
   て、 前記回転容器に固気混合流体吸込路と粗粒子排
   出路と微粒子を同伴した気体の吐出路を備えると
   共に、前記回転容器周壁内側に環状の分級部を形
   成し、 前記固気混合流体吸込路には、前記回転容器と
   ほぼ同速度で回転する第１の羽根車が、羽根車入
   口を吸込路に、羽根出口端を前記分級部に臨ませ
   て設けられ、 前記吐出路は、前記分級部内の内周縁部分に連
   通して設けられ、 前記粗粒子排出路は、分級部の周縁の回転容器
   壁に断続的に設けられた排出口を通じて前記分級
   部内の外周縁部分に連通して前記回転容器外周に
   環状に設けられ、 該粗粒子排出路に連通して吸気路が設けられ、 該吸気路は、前記回転容器とほぼ同速度で回転
   する第２の羽根車を備え、 前記吸気路は吸気口面積調節部材を備えている
   ことを特徴とする風力分級機。 ３ 前記第１、第２の羽根車が共通の主板の両側
   に羽根を設けて形成されている特許請求の範囲第
   ２項記載の風力分級機。