JPH05220424A

JPH05220424A - 粉粒体分離装置

Info

Publication number: JPH05220424A
Application number: JP5969992A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kunigami; ▲ひろし▼ 国上
Original assignee: Shinko Kagaku Kogyosho KK
Current assignee: Shinko Kagaku Kogyosho KK
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】【目的】遠心力を用いた精度の高い粉粒体分離装置を
提供する。【構成】旋回導入部２ａ，２ｂを各備えた垂直な円筒
状円錐形の第１、第２サイクロンＡ，Ｂを並設した粉粒
体分離装置たる分級機を設ける。第１、第２サイクロン
Ａ，Ｂ間に位置して前記旋回導入部２ａに連通した空間
をもつ分離部６を設け、該分離部６には前記旋回導入部
２ｂも連通させる。分離部６内に粉粒体１・・・をその
両側に分離する分離翼７を設ける。旋回導入部２ａに流
動する粉粒体１・・・に対して斜め後方から空気を流入
するように成した開放部を設ける。粉粒体１は遠心力と
開放部からの空気によって旋回導入部２ａ内において粒
径順に整列して分離部６に入り高精度で分級される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミクロン単位の分級を
必要とする樹脂、農薬、医薬、顔料、塗料及びトナー等
の各々同じ成分で粒径が異なるものを含む粉粒体を分級
するための粉粒体分離装置たる分級機、または異なる成
分で粒径がほぼ揃った粉粒体を各成分別に選別するため
の粉粒体分離装置たる選別機に係り、特に流体及び粉粒
体を旋回流動させることによって分離させる機構をもつ
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、流体中の固体粒子が重力、慣性
力、遠心力等の機械的力を付与された場合、個々の粒子
が受けた機械的力が粒径の３乗に比例するのに対し、個
々の粉粒体が流体から受ける浮力、ストクース力（粒径
が十分小さいときに流体から受ける粘性抵抗）等の反力
が粒径の２乗に比例し、各粒子の重量当たりの前記反力
が大粒径のものより小粒径のものの方が大きいという原
理が知られている。つまり、同じ成分で粒径が異なる粒
子の場合は該粒径の差によって、また異なる成分で粒径
がほぼ揃った粒子の場合は該比重の差によって、前記各
場合の粒子に前記機械的力と前記反力の差異が生じるか
ら、各粒子の運動経路が異なり該各粒子が分離可能とな
る。そして、このような原理をもとに構成された粉粒体
分離装置には、前記粒径が異なる粒子を分級する分級機
と、異なる比重の粒子を選別する選別機がある。

【０００３】前記分級機において、前記重力式のものと
してはジグザグ分級機等、また慣性力式のものとしては
ルーバー型分級機、フアンレントゲン等がある。さらに
本発明に係るところの遠心力式のものとしては、井伊谷
式、クラシクロン、ミクロプレックス等がそれぞれ知ら
れている。

【０００４】また、前記選別機には、電化製品、家具什
器、容器、自動車及び建築構築物等の家庭用ないしは産
業廃棄物を粉砕し、金属、ガラス、木、ゴム及びプラス
チック等の各成分が混合した状態の粉粒体を選別するも
のがある。この選別機は次のような観点から使用され
る。前記のような廃棄物の投棄処分は、処分スペースの
制約、輸送及び保管コスト低減の目的から、粉砕しほぼ
粒径が揃った粉粒体にして行っている。しかし、該投棄
処分は環境保護面からも限界があり、混合された各成分
をそれぞれ有用資源保存の面から選別して回収し再生す
ることが望ましい。即ち、前記選別機は混合した前記粉
粒体から各成分を再生可能な形で選別、回収するために
用いられる。そして前記分別機には、前記分級機と同様
に、重力式（浮遊分別式）、慣性力式及び遠心力式（サ
イクロン式）がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記分級機における重
力式のものは、浮力サイクロン内で上昇する流体に粉粒
体をのせ分級を行うため大量の流体が必要なだけでな
く、粒子間の衝突による浮力への干渉を防ぐため極めて
粒子濃度（流体中に含まれる粉粒体の割合）を希薄にせ
ざるを得ず、前記浮力サイクロン内空間当たりの処理量
が少ないので著しく効率が悪い。また分級機とは別に分
級後の粉粒体の捕集装置が必要であるという欠点があ
る。同じく慣性力式のものは、後述する遠心力式のもの
に次いで大きな分級力が得られるが、重力式のものと同
様、多量の流体が必要であり、また粒子濃度に上限があ
り、さらには前記重力式のものと同様、別途捕集装置が
必要であるため、大型で複雑な機構をもったものになる
という欠点がある。同じく遠心力式のものは、前記重力
式及び慣性力式より大きな分級力が得られ、精度の良い
分級が可能であるが、流体中での粒子濃度の影響を受け
易く、粉粒体の正確な供給が必要であり、かつ粒子間の
衝突干渉を防ぐため粒子濃度を一定量より上げられな
い。即ち大量処理に適さず、かつ前記重力式及び慣性力
式のものと同様、別途捕集装置が必要である等の欠点が
ある。

【０００６】前記選別機における重力式のものは、各粒
子の比重差の比較的小さい混合状態の粉粒体に使用され
るが、小さい比重差で選別するために液体を使用する。
そのため各成分に分離した後、液体中から粉粒体を回収
するための装置が必要となり大型化、複雑化しなければ
ならないという欠点がある。同じく慣性力式のものは、
各粒子の比重差が大きい混合粉粒体に使用されるが、こ
のような混合粉粒体を分離させる空間は大きなものとな
らざるを得ず、必然的に装置も大きくしなければならな
いという欠点がある。同じく遠心力式のものは、比較的
簡便に使用でき小型化も可能であるがおおむね選別精度
が低く、特に粉粒体の各粒子の比重差が小さい場合に該
精度の低さが顕著になるという欠点がある。

【０００７】本発明は、前記各方式の分級機と選別機の
前記欠点を鑑み、簡便で小型化可能な遠心力式がもつ各
欠点を解消し、より一層分離精度を高くすることを課題
とし、かつこの課題を解決した粉粒体分離装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、例えば分級機として、空気及び粉粒体１
・・・が旋回流動しうるように成した旋回導入部２ａ
と、分離後の細粒１ａ・・・を下方に取り出すアンダー
フロー部３ａと、空気を上方に排気するオーバーフロー
部４ａとを備えた本発明に係るサイクロンである第１サ
イクロンＡを設ける一方、該第１サイクロンＡに隣接し
て第２サイクロンＢを設ける。前記第１、第２サイクロ
ンＡ，Ｂ間に位置しては、前記旋回導入部２ａに連通す
る分離部６を設け、該分離部６内の、分級設定粒径の境
界近傍に位置して、粉粒体１・・・をその両側に分離す
る分離翼７を付設した。また前記旋回導入部２ａには粉
粒体流動経路における分離部６の手前に位置した外周部
に開放部を設け、かつ該開放部に、流動する粉粒体１・
・・の斜め後方から空気が流入するように複数の新規流
ガイドベーン８・・・を設ける。

【０００９】

【作用】以上のような分級機にあっては、前記第１サイ
クロンＡの前記旋回導入部２ａに空気及び粉粒体１・・
・を送り込むと、該粉粒体１・・・は旋回導入部２ａ内
を分離部６に向かって旋回流動し遠心力を受ける。この
ように遠心力を受けた個々の粉粒体１・・・はその粒径
の大きいものほど空気から受ける重量当たりの反力が小
さいので旋回部導入２ａの外周側に、また、粒径の小さ
いものほど前記反力が大きいので旋回導入部２ａの内周
側に経路をとるようそれぞれ変位しながら流動し、旋回
導入部２ａの外周側から内周側に向かって、すなわち旋
回導入部２ａ幅方向に粒径の大きい順に整列した状態と
なる。加えて前記旋回導入部２ａを流動する粉粒体１・
・・には、斜め後方から直線的に流れる空気が流入する
ので前記整列状態が強化される。このように強化された
整列状態のまま前記分離部６に流入した粉粒体１・・・
は分離翼７で両側に分離され、細粒１ａ・・・は第１サ
イクロンＡに、また粗粒１ｂ・・・は第２サイクロンＢ
にそれぞれ入り、その中でさらに旋回しつつそれぞれ気
体分離して分級が行われるのである。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明を分級機に適用した好適な実
施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここにおい
て、添付図面の図１は本実施例を概略的に示す正面図、
図２は同じく図１のＸ−Ｘ線端面図、図３は同じく中央
縦断面図である。

【００１１】本実施例の分級機は、流体たる空気及び粉
粒体１・・・が旋回流動しうるように成した角筒状の旋
回導入部２ａを上部周囲のほぼ四分の三弱にわたって配
置した垂直な円筒状円錐形の本発明に係るサイクロンで
ある第１サイクロンＡと、同様の旋回導入部２ｂを上部
周囲のほぼ四分の一弱にわたって配置した第２サイクロ
ンＢを並設する。該第１、第２サイクロンＡ，Ｂには、
それらの下端に、粉粒体１・・・を取り出すためのアン
ダーフロー部３ａ，３ｂと、その内部中央の中間位置か
ら上方に伸ばした排気用の筒状オーバーフロー部４ａ，
４ｂをそれぞれ備えている。なお、該オーバーフロー部
４ａ，４ｂには排気用に吸引ブロワ（図示せず）が連繋
されている。前記旋回導入部２ａはその導入端に図示し
ない送風機に連結した直線管が連繋され、かつ、前記導
入端の第２サイクロンＢとは反対側の側壁には粉粒体１
・・・を送り込むための粉粒体供給部５が接続されてい
る。また、各旋回導入部２ａ，２ｂはそれぞれの端部に
おいて第１、第２サイクロンＡ，Ｂ内に各連通するとと
もに、後述する分離部６にて互いに連通している。

【００１２】図１及び図２に示すように、前記第１、第
２サイクロンＡ，Ｂ間には、前記旋回導入部２ａ，２ｂ
が連通した空間で形成される分離部６が設けられてい
る。この分離部６内の幅方向中間位置には、該分離部６
幅方向にその先端縁が変位しうるように回転可能に軸支
し、粉粒体１・・・をその両側に分離する分離翼７を付
設してある（分離翼７を回転駆動する機構は図示せ
ず）。また前記旋回導入部２ａにおける分離部６手前に
位置した外周部に開放部を設け、該開放部には流動する
前記粉粒体１・・・に対して斜め後方から直線的に流れ
る空気を吹きつけ得るように、各々所定間隔をおいて、
粉粒体１・・・の移動方向に各回転変位可能な複数の新
規流ガイドベーン８・・・が付設してある。この新規流
ガイドベーン８・・・は、旋回導入部２ａ外周の外側上
下位置に水平に突設した軸受板９，９間に枢軸１０・・
・によってそれぞれ取り付けられている。そして、前記
分離翼７を変位すると、整列して移動してくる粉粒体１
・・・の、分級すべき粒径に対応する細粒１ａ・・・と
粗粒１ｂの境界、すなわち分級設定粒径の境界を変更す
べくその先端縁を位置させることができる一方、前記新
規流ガイドベーン８・・・を変位することによって、旋
回導入部２ａ内への空気流入角度及び空気量を粉粒体の
前記整列状態を強化するのに最適となるよう変化させる
ことが可能である。

【００１３】なお、図２中、符号１１は旋回導入部２ａ
へ流入する空気量を加減するための前記直線管内に設け
たダンパー、図３中、符号１２ａ，１２ｂはそれぞれオ
ーバーフロー部４ａ，４ｂ内を流れる排気空気量を加減
するためのダンパーである。また、図１及び図３中、符
号１３はオーバーフロー部４ａ，４ｂ内の空気圧の差異
を検知する差圧計である。

【００１４】以下に上記実施例の作用、効果について説
明する。前記第１サイクロンＡの前記旋回導入部２ａに
空気とともに粒径の小さい細粒１ａ・・・と粒径の大き
い粗粒１ｂ・・・を含む粉粒体１・・・を送り込むと、
該細粒１ａ・・・と粗粒１ｂ・・・は旋回導入部２ａを
分離部６に向かって旋回流動し遠心力を受ける。そし
て、遠心力を受けた細粒１ａ・・・は空気から受ける重
量当たりの反力が粗粒１ｂ・・・より大きいので旋回導
入部２ａの内周側に、また、粗粒１ｂ・・・は逆に旋回
導入部２ｂの外周側にそれぞれ経路をとるよう変位しな
がら旋回流動し、旋回導入部２ａ外周側から内周側に向
かって、即ち、旋回導入部２ａ幅方向に粒径の大きい順
に整列した状態となる。加えて各新規流ガイドベーン８
・・・の間の開放部を通って旋回導入部２ａ内に流れ込
む新規流たる流入空気が、前記旋回導入部２ａを流動す
る粉粒体１・・・に斜め後方から当たるので前記整列状
態が一層強化される。続いて強化された前記整列状態の
まま前記分離部６内に流入した粉粒体１・・・は、その
状態を保ったまま分離部６幅方向に若干広がり、分離翼
７によってその両側に分離される。該分離後、粉粒体１
・・・のうち細粒１ａ・・・は第１サイクロンＡ内に、
また粗粒１ｂ・・・は第２サイクロンＢ内にそれぞれ入
る。第１サイクロンＡに入った細粒１ａ・・・と空気は
その中でさらに旋回しつつ気体分離され、細粒１ａ・・
・は落下してアンダーフロー部３ａから、また、空気は
オーバーフロー部４ａから外部に吸引、排出される。一
方、第２サイクロンＢに入った粗粒１ｂ・・・と空気も
その中でさらに旋回しつつ気体分離され、粗粒１ｂ・・
・は落下してアンダーフロー部３ｂから、また空気はオ
ーバーフロー部４ｂから外部に吸引、排出されて分級が
行われるのである。この分級機にあっては、前記分離翼
７を回転変位すれば分級設定粒径の境界を任意に変更で
き、またダンパー１２ａ，１２ｂを変位してそれぞれの
オーバーフロー部４ａ，４ｂ内を流れる空気量比を加減
すれば、装置各部の空気の流れ、特に分離部６における
空気の流れが変化し前記分級設定粒径の境界が若干変位
するので、該境界の微調整が可能で分級作業を容易に行
なうことができる。この場合、該空気量比は、差圧計１
３で確認しつつ前記ダンパー１２ａ，１２ｂを各々開閉
して調節する。

【００１５】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、サイクロンを３基並設する構成に
してもよい。このように構成した分級機は、前記実施例
の第１、第２サイクロンＡ，Ｂに該当するサイクロンを
両端に配置するとともに、隣接する各サイクロンの連通
部分に第１、第２の二つの分離部を各々設け、中央に位
置するサイクロンの旋回導入部を両側の旋回導入部に連
繋するように構成し、前記実施例の第１サイクロンＡに
該当する一方端のサイクロンの旋回導入部に導入端を設
ける。そして、このように構成した分級機は、前記一方
端の第１サイクロンＡに該当するサイクロンの旋回導入
部から空気とともに流入させた粉粒体が、第１分離部で
細粒と中粒及び粗粒に、また第２の分離部で中粒と粗粒
にそれぞれ分離し、各サイクロンに細粒、中粒及び粗粒
をそれぞれ分けて収容しうるものである。また、前記実
施例における第２サイクロンＢ及び前記３基のサイクロ
ンから成るものの粗粒を収容するサイクロンにあって
は、粗粒を収容し取り出しうるような他の構造をもつ容
器等に変更してもよい。さらに、分離翼７の変位は回転
動作によるほか、分離部６の幅方向に水平スライドしう
るように構成してもよく、また、分離翼７は変位しない
ものを用いてもよい。加えて、流体は空気に限らず所定
の気体あるいは液体を用いてもよい。

【００１６】その他本発明は、前記実施例の分級機に代
えて、比重の異なるほぼ粒径の揃った混合粉粒体を成分
別に選別する選別機に適用してもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明は、旋回導入部内を
流動する粉粒体に、斜め後方から新規流が流入するので
粉粒体の整列状態が強化され、分離部での分離精度が高
められるという効果を奏しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例を概略的に示す正面図である。

【図２】同じく図１のＸ−Ｘ線端面図である。【】同じく中央縦断面図である。

【符号の説明】

Ａ第１サイクロンＢ第２サイクロン１粉粒体１ａ細粒１ｂ粗粒２ａ，２ｂ旋回導入部３ａ，３ｂアンダーフロー部４ａ，４ｂオーバーフロー部６分離部７分離翼８新規流ガイドベーン

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例を概略的に示す正面図である。

【図２】同じく図１のＸ−Ｘ線端面図である。

【図３】同じく中央縦断面図である。

【符号の説明】Ａ第１サイクロンＢ第２サイクロン１粉粒体１ａ細粒１ｂ粗粒２ａ，２ｂ旋回導入部３ａ，３ｂアンダーフロー部４ａ，４ｂオーバーフロー部６分離部７分離翼８新規流ガイドベーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体及び粉粒体が流動する旋回導入部を
有するサイクロンを備えた粉粒体分離装置であって、前
記旋回導入部に設けた分離部内に粉粒体をその両側に分
離する分離翼を付設するとともに、前記旋回導入部の外
周部に設けた開放部から該旋回導入部内に流体を流入す
るように構成し、かつ該開放部に、各々所定間隔をおい
て各々回転変位可能な二つ以上の新規流ガイドベーンを
付設したことを特徴とする粉粒体分離装置。