JPH0538483A - 遠心気流分級装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自由形遠心分級装置の分級点の調整を容易に
し、分級効率と粉砕効率を引き上げる。 【構成】 周方向に均等配列した複数の可変ノズル２
０，２０…を備えた外筒１０の軸芯位置に内端を外筒１
０内に開口した内筒１１を配置する。外筒１０の各可変
ノズル２０に対して外筒１０と内筒１１間の分級室１２
に向かって旋回案内板２１を円周方向に傾斜配設する。
外筒１０の下端部外周を粗粉排気口１３と連通し、また
内筒１１の外端を分級室１２外に開口してなり、可変ノ
ズル２０に気流分配機構２３を備えた投入機構部１８を
介して被分級流体投入口１９を開口する。分級室１２外
に導出した内筒１１端部に気流分配機構２７を備えた吸
引機構部２５を連設し、微粉排気口２４を開口したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体の均一分配技術に係
り、高効率，高精度を発揮する遠心気流分級装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々の集塵装置或は分級装置
が使用されており、例えば、遠心分級装置としては、 （１）可動部を持たない自由渦型遠心分級装置 （２）可動部を持っている強制渦型遠心分級装置 に大別することができる。

【０００３】そして、強制渦型遠心分級装置は、複数の
分級羽根が設けられた回転体からなる分級部において、
投入された粉粒を遠心力により、粗粉を外周方向に放出
させると共に、上記分級羽根間を経由してミルケーシン
グ外へ排出される空気流の抗力に伴う求心力によって微
粉を収集するのが一般的である。

【０００４】一方、自由渦型遠心分級装置は、複数の開
口と案内羽根が設けられた外筒と内筒からなる分級部に
おいて、外筒開口部から導入され内筒へと経由する間に
案内羽根によって旋回流となった気流から与えられる遠
心力により粗粉を内筒入口外周方向に放出させると共
に、微粉は内筒を経由してミルケーシング外へ排出され
る空気流の抗力に伴う求心力により収集し、微粉と粗粉
とに分級するのが一般的である。

【０００５】そして、この種の従来の分級装置は次のよ
うな特性を有している。 強制渦型遠心分級装置 （１）被分級粉粒に作用する遠心力は回転羽根の回転数
によって決定され、求心力はミルケーシング外に排出さ
れる空気流量によって決定されるため、分級点の調整が
容易である。 （２）大容量処理能力を有する大型機においても、回転
羽根の回転数を増加し、粉粒に作用させる遠心力を大き
くすることにより、同程度の処理能力を有する自由渦型
分級装置と比較して小さい分級点が得られる。 （３）遠心力が回転羽根により強制的に粉粒に与えられ
るため、気流の乱れによる影響を受け難く、分級精度が
高い。 （４）可動部を有しており造が複雑であることから、製
作費が高く、また軸受の定期的な取り替え、摩耗性の高
い粉末原料を処理する場合の回転羽根摩耗対策等のメン
テナンス費が高い等、経済性に欠点がある。 （５）付着性の高い粉粒処理時における粉粒の付着によ
る回転羽根のアンバランス、或は摩耗性の高い粉粒処理
時における回転羽根の摩耗による回転羽根のアンバラン
スにより、該回転羽根の回転数を大きくした際に分級装
置全体に振動が発生し、振動が著しい場合には回転羽根
の破損という重大事故に至る場合がある。

【０００６】自由渦型遠心分級装置 （１）可動部がなく構造が簡単であることから、製作費
が安く、摩耗性の高い粉粒を処理する場合の摩耗対策も
容易であり、更に破損等の事故は皆無である。 （２）被分級粉粒に作用する遠心力は内筒入口における
旋回気流円周方向水平成分速度によって決定され、求心
力は内筒入口における旋回気流半径方向水平成分速度に
よって決定されるが、これらを調整する案内羽根角度及
びケーシング外に排出される空気流量の微調整が困難で
あり、たぶんに経験的要素が含まれるため、分級点の調
整が困難である。 （３）壁面で生ずる境界層や二次流による旋回気流の乱
れにより、祖粉の微粉への飛び込みや微粉の祖粉への混
入が多発するため分級精度が低く、特に大容量処理能力
を有する大型機においては旋回気流の乱れが著しくな
り、高い分級精度が要求される強制渦型遠心分級装置に
匹敵する小さい分級点が得られない欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の分
級装置において、それぞれの特徴である、可動部がなく
構造が簡単で製作費が低くメンテナンスが容易である自
由渦型遠心分級装置の長所と、分級点の調整が容易で分
級精度が高く大型機においても小さな分級点が得られる
強制渦型遠心分級装置の長所を兼ね備えた、分級効率と
分級精度に優れた遠心気流分級装置を提供することを目
的とするものである。

【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、気流分配技術により気流をできるだけ整流制
御して、分級式を適応することができる理想構造に近似
する構造としたものであり、周方向に均等配列した複数
の粉末原料導入開口を備えた外筒の軸芯位置に内端を該
外筒内に開口した内筒を配置し、前記外筒の各粉末原料
導入開口に対して外筒と内筒間の分級室に向かって旋回
案内板を円周方向に傾斜配設すると共に、外筒の下端部
外周を粗粉排気口と連通し、また前記内筒の外端を分級
室外に開口してなり、前記粉末原料導入開口に気流分配
機構を備えた投入機構部を介して被分級流体投入口を開
口すると共に、前記分級室外に導出した内筒端部に気流
分配機構を備えた吸引機構部を連設し、微粉排気口を開
口したことを要旨とするものである。

【０００９】図１は本発明の原理を示す分級装置の模式
図で、符号１は外筒２の上部端盤３に対し、同芯に位置
して嵌挿した中心吸引パイプであり、該中心吸引パイプ
１に負圧を発生して小径粒子の採集（矢印Ａ）を行う。
外筒２の下端部には截頭円錐台を呈する円錐旋回案内盤
４を配置して、該円錐旋回案内盤４の外周と外筒２間に
環状の間隙５を構成し、該環状間隙５から大径粒子の採
集（矢印Ｂ）を行う。また符号６，６…は外筒２の上端
外周に均等に配設開口した被分級粉粒投入開口であり、
該各被分級粉粒投入開口６には円周方向に傾斜した旋回
案内板７がそれぞれ内径方向に突設してあり、正圧を印
加した被分級粉粒供給部（矢印Ｃ）を構成してなる。

【００１０】分級粒子径δは数式１で算出され、設計の
基礎となる。

【数１】 被処理粉粒の量により処理風量を決定するもので、矢印
Ａで示す出口速度を２０ｍ／ｓとして小径粉粒を採集す
る内筒１の口径ｄを決定し、装置を設計することができ
る。ここで被分級粉粒ａは、旋回気流に伴う遠心力と、
内筒１を介して排出される気流との差による求心力Ｆ１
を受け、自重による沈降力Ｆ２との合力によって矢印Ｆ
方向に落下する。こうして、落下した位置が円筒状の分
級境界Ｌより内側であれば、内筒１から吸引排出される
小径粉粒となり、外側であれば、環状間隙５から排出す
る大径粉粒となって分級粒子径δが決定される。

【００１１】吸引速度（ｕ）＝２００ｃｍ／ｓ ｈ＝１．２５ｄ ｌ＝１．５ｄ ｒ＝２．５ｄ の場合は、前記数式１は、

【数２】 として設計することができる。

【００１２】吸引速度（ｕ）＝４００ｃｍ／ｓ ｈ＝１．２５ｄ ｌ＝１．２５ｄ ｒ＝１．７５ｄ の場合は、前記数式１は、

【数３】 として設計することができる。

【００１３】そして、数式２及び数式３には、表１が適
応される。

【表１】

【００１４】

【作用】上記構成の遠心気流分級装置は、粉末原料導入
開口に気流分配機構を備えた投入機構部を介して被分級
流体投入口を開口すると共に、分級室外に導出した内筒
端部に気流分配機構を備えた吸引機構部を連設して排気
する微粉排気口を開口構成したことにより、分級室にお
ける気流の旋回を平行流に近似させることができ、乱流
が形成されないため、分級点の調整を高精度に行うこと
が可能である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る遠心気流分級装置の具体
的な実施例を図面に従って説明する。図２乃至図４は含
塵気流型の遠心気流分級装置の実施例を示すものであ
り、外筒１０に対して同芯状に内筒１１を内挿し、環状
の分級室１２を構成してなる。上記外筒１０の下端に
は、下端に粗粉排出口１３を開設した粗粉排出コーン部
１４が形成してあり、上記内筒１１の下方に截頭円錐形
の円錐旋回案内盤１６を配置すると共に、該円錐旋回案
内盤１６の外周と上記排出コーン部１４間の漏斗状間隙
１７を介して分級室１２の下端外周と粗粉排出口１３を
連通してなる。

【００１６】上記分級室１２の上端外周は、外筒１０の
外周に固設した、一端に投入口１９を開設してなる環状
の投入機構部１８と、該外筒１０の頂端部に対して周方
向に均一に配設してなる多数の可変ノズル２０，２０…
を介して連通した構造になり、該各可変ノズル２０には
それぞれ周方向に傾斜した旋回案内板２１を突設すると
共に、投入機構部１８の環状室内に上記投入口１９と各
可変ノズル２０，２０…を連通する多数の気流分配フィ
ン２２，２２…を配置した気流分配機構２３を構成して
なる。

【００１７】また上記内筒１１の上端には、一端に微粉
排出口２４を開設した吸引機構部２５を連設してなり、
多数の気流分配フィン２６，２６…を配置した気流分配
機構２７を介して内筒１１に負圧を印加する構成にな
る。

【００１８】そして、上記構成になる含塵気流型遠心気
流分配装置は、含塵流体を投入口１９から供給された含
塵流体が、投入機構部１８を経て多数の可変ノズル２
０，２０…から外筒１０と内筒１１に依って構成された
分級室１２に流入する。このとき投入機構部１８では気
流分配フィン２２，２２…によって構成された気流分配
機構２３の気流分配作用によって、各可変ノズル２０，
２０…から分級室１２に含塵流体が均一量且つ等速で流
入しており、また周方向に傾斜した旋回案内板２１，２
１…によって遠心渦流となる。

【００１９】従って、外筒１０中心に配置した内筒１１
が連通している吸引機構部２５の円周方向に均一な求心
力により、小径粉粒は該内筒１１に向かって吸引され、
吸引機構部２５の気流分配フィン２６，２６…によって
構成された気流分配機構２７を経て微粉排出口２４か
ら、その後段に連結された図示しない集塵装置に流入す
る。一方、大径粉粒は、遠心力によって分級室１２の外
周方向に移動し、自重沈降して円錐旋回案内盤１６の外
周と上記排出コーン部１４間の漏斗状間隙１７を経て粗
粉排出口１３から排出される。

【００２０】上記構成では、分級室１２に回転構造がな
いために平行流に近似した渦流を形成することができ、
これに伴う遠心力と求心力とに依って気流に乱れを与え
ず、分級カット精度の高い構造を得ることができる。

【００２１】尚、上記構成の含塵気流型遠心分級装置
は、吸引機構部２５として、円周スリット部均一吐出型
ベンチュリー装置によって負圧を発生させ強制排出させ
ることができることはいうまでもない。

【００２２】図５乃至図７は直接粒子投入型遠心分級装
置の実施例を示すものである。円筒状の分級室３１を構
成する外筒３０の上端には、軸芯上端に投入筒部３２を
突設した分散室３３を構成してなる円盤状の投入機構部
３４を固設し、該外筒３０の頂端部に対して周方向に均
一に配設してなる多数の可変ノズル３５，３５…を介し
て連通した構造になり、該各可変ノズル３５にはそれぞ
れ周方向に傾斜した旋回案内板３６を突設すると共に、
投入機構部３４の分散室３３に上記投入筒部３２と各可
変ノズル３５，３５…を連通する多数の気流分配フィン
３７，３７…を配置した構造になる。

【００２３】符号３８は上記外筒３０の下端に連設した
偏芯ホッパーであり、下端に粗粉排出口３９を開口する
と共に、分級室３１には截頭円錐形の円錐旋回案内盤４
０を配置すると共に、該円錐旋回案内盤４０の外周と外
筒３０間の環状間隙４１を介して分級室３１の下端外周
と粗粉排出口３９を連通してなる。

【００２４】また上記円錐旋回案内盤４０の中央を貫通
する内筒４２は、偏芯ホッパー３８の下端を貫通して吸
引機構部４３と連通してなり、該内筒４２の分級室３１
部管壁には多数の透孔４４，４４…を穿設してなる。該
内筒４２の下端に連通した吸引機構部４３は、一端に微
粉排出口４５を開設してなり、多数の気流分配フィン４
７，４７…を配置した気流分配機構４８を介して内筒４
２に負圧を印加する構成になる。

【００２５】符号４９は上記投入筒部３２の上端に連設
したスリットベンチュレータであり、一端に加圧空気供
給口５０を開設し、後端に対して投入筒部３２と同軸位
置に連通した含塵流体投入口５１の外周に環状の噴気ス
リット５２を構成してなる。

【００２６】上記構成になる直接粒子投入型遠心気流分
級装置は、含塵流体投入口５１に設けたスリットベンチ
ュレータ４９により吸引速度を加速して投入され、分散
室３３に設けた多数の気流分配フィン３７，３７…と衝
突分散して円周方向に均一に分散せしめられる。そして
各可変ノズル３５，３５…から分岐融資つ３１に噴出す
る際、旋回案内板３６，３６…に依って遠心力を与えら
れ、中心部の求心力に依って小径粉粒が捕集され、内筒
４２，吸引機構部４６を介して微粉排出口４５から回収
される。一方、大径粉粒は自重によって沈降し、円錐旋
回案内盤４０の外周と外筒３０間の環状間隙４１を介し
て偏芯ホッパー３８の粗粉排出口３９から排出される。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係る遠心気流
分級装置は、上記のように構成したから、分級室におけ
る気流の旋回を平行流に近似させることができ、分級点
の調整を高精度に行うことができる特徴を有するもので
あり、本発明実施後の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る遠心気流分級装置の原理を示す説
明図である。

【図２】本発明に係る遠心気流分級装置の第一の実施例
を示す縦断面図である。

【図３】図２におけるIII−III線断面図である。

【図４】図２におけるIV−IV線断面図である。

【図５】本発明に係る遠心気流分級装置の第二の実施例
を示す縦断面図である。

【図６】図５におけるVI−VI線断面図である。

【図７】図５におけるVII−VII線断面図である。

【符号の説明】

１，１１，４２ 内筒 ２，１０，３０ 外筒 ３ 端盤 ４，１６，３６，４０ 円錐旋回案内盤 ６ 被分級粉粒投入開口 ７，２１ 旋回案内板 １２，３１ 分級室 １３，３９ 粗粉排出口 １４ 粗粉排出コーン部 １８，３４ 投入機構部 １９ 投入口 ２０，３５ 可変ノズル ２３，２７，４８ 気流分配機構 ２４ 微粉排出口 ２５，４６ 吸引機構部 ３２ 投入筒部 ３３ 分散室 ３８ 偏芯ホッパー ４４ 多数の透孔 ４９ スリットベンチュレータ ５１ 含塵流体投入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周方向に均等配列した複数の粉末原料導
   入開口を備えた外筒の軸芯位置に内端を該外筒内に開口
   した内筒を配置し、前記外筒の各粉末原料導入開口に対
   して外筒と内筒間の分級室に向かって旋回案内板を円周
   方向に傾斜配設すると共に、外筒の下端部外周を粗粉排
   気口と連通し、また前記内筒の外端を分級室外に開口し
   てなり、前記粉末原料導入開口に気流分配機構を備えた
   投入機構部を介して被分級流体投入口を開口すると共
   に、前記分級室外に導出した内筒端部に気流分配機構を
   備えた吸引機構部を連設し、微粉排気口を開口したこと
   を特徴とする遠心気流分級装置。