JPH0655140A - 遠心羽根車式の風力分級機に用いられる分級羽根車 - Google Patents

遠心羽根車式の風力分級機に用いられる分級羽根車

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JPH0655140A
JPH0655140A JP4327820A JP32782092A JPH0655140A JP H0655140 A JPH0655140 A JP H0655140A JP 4327820 A JP4327820 A JP 4327820A JP 32782092 A JP32782092 A JP 32782092A JP H0655140 A JPH0655140 A JP H0655140A
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classifying
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blades
hub
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Georg Schumacher
シューマッハー ゲオルク
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 動的バランスのための手間を減じ、しかも高
い周速で運転できるようにする。 【構成】 ハブ３を備えた円形ディスク２と、カバーデ
ィスク４と、両ディスクの間に配置されて回転軸線８に
対して平行に延びる羽根５とから成る分級羽根車１が、
完全に焼結材料から１つの部品で一体に製造されてお
り、ハブ３に設けられた孔が、分級羽根車を駆動軸に直
接に被せ嵌めるための完成寸法に合わせて加工されてお
り、対応成形された嵌合キーを収容するためにハブ３に
成形された溝７が、横断面半円形に構成されており、流
れ通路６が、互いに平行でかつ回転軸線８の方向に延び
る前記羽根５の面によって形成されており、該面が円形
ディスク２もしくはカバーディスク３に対する移行範囲
で、円弧面によって互いに結合されており、分級羽根車
の外周に位置する前記羽根５のエッジが、僅かに傾けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、風力分級機であって、
遠心方向に抗して外方から内方に向かって分級空気によ
って貫流される、回転する分級羽根車が設けられてい
て、該分級羽根車が、花輪状に配置されて回転軸線に対
して平行に延びる複数の羽根を備えており、該羽根が、
分級羽根車ハブを支持する円形ディスクと、環状のカバ
ーディスクとの間に配置されている形式のものに関す
る。すなわち、本発明はこのような風力分級機に用いら
れる、耐摩耗性の焼結材料から成る羽根を備えた分級羽
根車に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような形式の分級羽根車は、たとえ
ばドイツ連邦共和国特許第３５０８８８９号明細書に基
づき公知である。上記ドイツ連邦共和国特許明細書に開
示されている風力分級機の分級羽根車では、全体的に耐
摩耗性の焼結材料から製造された羽根が、分級羽根車ハ
ブを支持する円形ディスクに設けられた切欠きと、環状
のカバーディスクに設けられた切欠きとに軸方向の遊び
を持って挿入されていて、前記切欠きにプレス嵌めされ
たゴム弾性的な耐摩耗性の材料から成る挿入体によって
相互位置に固定されており、さらに円形ディスクもしく
はカバーディスクに支持されている。この公知の風力分
級機を用いると、高純度の物質、つまりたとえば製品に
接触した面の摩耗により極めて少量の不純物が生じただ
けでも、製品として使用不能にされてしまうような高純
度の物質を、摩耗もしくは摩滅なく処理することができ
る。４を越えるモース硬度を有する摩耗作用の大きな物
質の場合でも、風力分級機の摩耗なしの運転、ひいては
経済的な運転が可能になる。
【０００３】しかし、この場合に欠点となるのは、複数
の部分から構成された各分級羽根車において必要とな
る、動的バランスをとるための手間である。それという
のは、分級羽根車が５０ｍ／ｓを越える最大周速で運転
されるからである。さらに、焼結材料から成る羽根を備
えた分級羽根車は構造の点で見て、全体が鋼から成るよ
うな分級羽根車ほど剛性的ではないので、このような分
級羽根車は、分級羽根車と、微細材料のための吸込み管
との間のシールの構造を改良しない限り、鋼から成る分
級羽根車の最大周速の約８０％の周速でしか運転され得
ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の分級羽根車を改良して、前記欠点が回避
されて、動的バランスのための手間が減じられていて、
しかも高い周速で運転され得るような分級羽根車を提供
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、ハブを備えた円形ディスクと、カ
バーディスクと、両ディスクの間に配置されて回転軸線
に対して平行に延びる羽根とから成る分級羽根車が、完
全に焼結材料から一体に製造されており、ハブに設けら
れた孔が、分級羽根車を駆動軸に直接に被せ嵌めるため
の最終寸法に合わせて加工されており、トルク伝達のた
めの、対応して成形された嵌合キーを収容する目的でハ
ブに加工成形された溝が、横断面半円形に構成されてお
り、流れ通路が、互いに平行でかつ回転軸線の方向に延
びる前記羽根の面によって形成されており、該面が円形
ディスクもしくはカバーディスクに対する移行範囲で、
円弧面によって互いに結合されており、分級羽根車の外
周に位置する前記羽根のエッジが、僅かに傾けられてい
るようにした。
【０００６】
【発明の効果】本発明によれば、分級羽根車ハブを支持
する円形ディスクと、環状のカバーディスクと、両ディ
スクの間に配置されて回転軸線に対して平行に延びる分
級車羽根とが、完全に耐摩耗性の焼結材料から一体に製
造されている。
【０００７】分級羽根車本体を製造するためには、焼結
技術もしくは粉末冶金の方法手段および装置が使用され
る。たとえばドイツ連邦共和国特許第５５５２２８号明
細書に記載されているように、粉末状の出発材料である
セラミック焼結材料または金属焼結材料は結合剤と共に
プレス成形体に成形され、このプレス成形体は機械的な
加工によって所望の最終形状に変えられて、次いで焼結
される。引き続き、分級羽根車のハブ孔を駆動軸に直接
に被せ嵌めるための最終寸法に合わせて精密加工し、さ
らに分級羽根車の円形ディスクとカバーディスクとの外
端面を回転軸線に対して正確に垂直に延びるように精密
加工することだけが必要となる。プレス成形体の成形
は、たとえばドイツ連邦共和国特許第４６９８０５号明
細書に記載の方法およびプレス装置に従い実施すること
ができる。上記ドイツ連邦共和国特許明細書に開示され
ている方法およびプレス装置を用いると、分級羽根車本
体のような極めて複雑に成形されたプレス成形体を均一
な密度で製造することができる。
【０００８】英国特許第２０６１３９９号明細書に基づ
き、ポンプインペラのために、流れ通路を軸方向で制限
するカバーディスクの部分と共に、個々のインペラ羽根
を、耐火性で耐摩耗性の材料（たとえば炭化タングステ
ンまたは酸化アルミニウムが挙げられている）から成
る、まとまった羽根エレメントとして、焼結前の切削加
工によって成形することは公知である。個々の羽根エレ
メントは焼結後にインペラに構成され、このインペラは
形状の適合した２つの金属ディスクの間に緊定されるの
で、所要の強度を有するサンドイッチ状の構造が生じ
る。焼結材料から成る部分は、固形物を含有する搬送さ
れた流体による摩耗に対する保護の目的でしか働かな
い。この場合、純然たる滑り摩擦が生じる。なぜなら
ば、羽根通路のジオメトリが、各流れ機械の場合のよう
に、できるだけ壁平行な流れに合わせて設計されている
からである。
【０００９】それに対して、当該の形式の羽根車式の風
力分級機では、羽根通路における全く別の流れ状態を考
慮しなければならない。機能主要構成部分としては、こ
の場合たしかに、ポンプまたはブロワの場合と同様にモ
ータ駆動式の羽根車が設けられているが、しかし風力分
級機の外側に配置されたブロワによって分級羽根車の羽
根通路には、分級羽根車をブロワ羽根車とし運転する場
合に生じるような流れとは反対の方向に向いた流れが形
成される。すなわち、分級羽根車における流れは、この
分級羽根車の外周から半径方向内側に向かって、つまり
遠心方向とは逆の方向で行なわれる訳である。この場合
に、羽根車周面に位置する羽根エッジでは、極めて大き
な流れ変向が生じる。この流れ変向によって、分級空気
内に連行された材料粒子は、はじめて分級過程を規定す
る遠心加速を受ける。分級過程は次いで粒子遠心力と、
分級空気によって粒子に加えられる引きずり力との協働
から生ぜしめられる。小さな粒子の場合には、引きずり
力の方が優勢になるので、この粒子は分級空気によって
連行されて、微細粒子として搬出される。大きな粒子
や、小さな粒子から成る凝集物の場合には、遠心力の方
が優勢となるので、この粒子は分級空気の流れ方向に対
して横方向の運動成分を得る。このような運動成分は粒
子を外方に変向させて、分級羽根に衝突させる。これに
よって、コンパクトな粒子が全て外方に遠心分離される
ので、これらの粒子は分級機から最終的に粗大粒子とし
て流出する。凝集物は個々の粒子に解体されて、再び分
級過程にかけられる。ポンプまたはブロワの場合とは異
なり、分級羽根車の羽根は第１に衝撃力によって負荷さ
れ、さらにこれによって生ぜしめられる摩耗によって負
荷される訳である。
【００１０】ドイツ連邦共和国特許第３５０８８８９号
明細書に記載されている分級羽根車を用いると、前記欠
点は別として、このような負荷が完全に克服され得る。
本発明により構成された分級羽根車においても、前記欠
点は排除される。本発明による分級羽根車は完全にかつ
単一の焼結材料から一体に製造されており、したがって
ねじ締結、接着、ろう接または別の結合手段が不要とな
るので、本発明による分級羽根車は極めて高い寸法精度
で製造することができ、しかも、動的バランスを不要に
することもできる。また、高い形状安定性も得られ、こ
のような形状安定性に基づき、分級機の微細粒子室と粗
大粒子室との間のシールは分級羽根車の環状のカバーデ
ィスクに単純な環状ギャップとして構成され得るように
なる。材料の、鋼に比べて小さな密度と、対応して僅か
な質量力と、高い強度とに基づき、鋼から成る対応する
分級羽根車よりも高い回転数が可能となる。すなわち、
分級羽根車の作業領域が、一層精密な分離範囲にまで拡
大される訳である。別の利点としては、分級のために熱
いガスを使用することが可能となる。ただしこの場合、
温度上限値は分級羽根車軸受けの耐熱性によって制限さ
れる。互いに平行に延びる壁を備えた、分級羽根車にお
ける流れ通路の構成によって、簡単な製造可能性という
利点と共に、さらに予期されなかった意想外の利点が得
られる。すなわち、公知の全ての分級羽根車に比べて分
級の分離精度が良好となり、摩耗特性も好都合となる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【００１２】図面には、本発明による分級羽根車が部分
的に断面されて図示されている。分級羽根車１はハブ３
を備えた円形ディスク２と、カバーディスク４と、流れ
通路６を形成する羽根５とから成っている。この分級羽
根車１は完全に焼結材料から一体に製造されている。ハ
ブ３に設けられた孔は所定の最終寸法を有しており、こ
の場合、分級羽根車１を直接に駆動軸（図示しない）に
被せ嵌めることができる。トルク伝達のためには、適宜
に成形された嵌合キーが役立つ。この嵌合キーは、ハブ
３に横断面半円形に構成された溝７に係合する。半径方
向を向いた流れ通路６は互いに平行に、かつ回転軸線８
の方向に延びる前記羽根５の面によって形成される。こ
の面は、円形ディスク２もしくはカバーディスク４に対
する移行範囲で、円弧面によって互いに結合されてい
る。流れ通路６の形状は特別なエンドミルを用いて得ら
れると最も簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による分級羽根車の正面図である。
【図２】図１に示した分級羽根車の側面図である。
【符号の説明】
１ 分級羽根車、 ２ 円形ディスク、 ３ ハブ、
４ カバーディスク、５ 羽根、 ６ 流れ通路、 ７
溝、 ８ 回転軸線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 風力分級機に用いられる焼結材料から成
    る分級羽根車であって、分級羽根車ハブを支持する円形
    ディスクと、環状のカバーディスクとの間に複数の羽根
    が花輪状に配置されており、該羽根が、遠心方向に抗し
    て外方から内方に向かって分級空気によって貫流される
    ようになっていて、回転軸線に対して平行に延びている
    形式のものにおいて、 ハブ（３）を備えた円形ディスク（２）と、カバーディ
    スク（４）と、両ディスクの間に配置されて回転軸線
    （８）に対して平行に延びる羽根（５）とから成る分級
    羽根車（１）が、完全に焼結材料から一体に製造されて
    おり、 ハブ（３）に設けられた孔が、分級羽根車を駆動軸に直
    接に被せ嵌めるための最終寸法に合わせて加工されてお
    り、 トルク伝達のための、対応して成形された嵌合キーを収
    容する目的でハブ（３）に加工成形された溝（７）が、
    横断面半円形に構成されており、 流れ通路（６）が、互いに平行でかつ回転軸線（８）の
    方向に延びる前記羽根（５）の面によって形成されてお
    り、該面が円形ディスク（２）もしくはカバーディスク
    （３）に対する移行範囲で、円弧面によって互いに結合
    されており、 分級羽根車の外周に位置する前記羽根（５）のエッジ
    が、僅かに傾けられていることを特徴とする、遠心羽根
    車式の風力分級機に用いられる分級羽根車。
  2. 【請求項２】 前記流れ通路（６）が、半径方向に向け
    られている、請求項１記載の分級羽根車。
  3. 【請求項３】 半径方向における前記流れ通路（６）の
    寸法が、分級羽根車外径の１／１０〜１／７である、請
    求項２記載の分級羽根車。
  4. 【請求項４】 周方向で見て、１つの流れ通路（６）の
    幅が４〜６ｍｍである、請求項２記載の分級羽根車。
  5. 【請求項５】 分級羽根車（１）の外周面で、周方向で
    見て１つの羽根（５）の幅が、１つの流れ通路（６）の
    幅に対して１．６０〜１．６５の比を有している、請求
    項４記載の分級羽根車。
JP4327820A 1991-12-10 1992-12-08 遠心羽根車式の風力分級機に用いられる分級羽根車 Pending JPH0655140A (ja)

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