JPH0722719B2 - 粒子分級方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はセメント工業，薬品工業，セラミックス工業
等の粉体工業全般において用いられる粒子分級方法及び
装置に関するものである。

従来の技術 従来、一般にこの種の方法と装置は、重力，風力，遠心
力等の二種以上の力を、空間に浮遊する粒子に、一定方
向及びこれと直角方向等に作用させ、その結果、粒子の
空間軌跡に生ずる差異を利用して分級するのが普通であ
る。

発明が解決しようとする問題点 ところが上記従来の方法と装置は次のような問題点を有
している。即ち風力は気流分布の不均一、及び気流変動
にもとづく粒子の軌道擾乱が避けられず、そのため必然
的に分級精度に限界を生じる。

又、分級精度の誤差はたとえば遠心力等の作用力に較べ
て風力（空気粘性）のきき方が強くなる微粉領域では特
に大きくなり、そのため分級粒径（限界粒径）にも越え
がたい下限を生じる。この下限は現在の最高性能の装置
でも５μｍ前後である。

この発明はこのような問題を解決するためになされたも
ので、その目的は上記従来のような粒子分級方法よりも
一層高精度な粒子分級方法と装置を提供することであ
る。

問題点を解決するための手段 この発明を実施例を示す図面について述べると、まず装
置については第１図及び７図において、平行に設けられ
た複数の線状電極１から成る電極群２の、少くとも二組
を重合させ、各線状電極１を互に絶縁して交叉させ、該
電極群２間に交流電源３を接続し、電界マトリクス４を
形成して成る粒子分級装置である。又粒子分級方法とし
ては上記電界マトリクスに被分級粒子を供給するもので
ある。

そして前記交流電源３は第１図に示すように単相交流電
源でもよく、又は第５図あるいは第７図に示すように三
相交流電源でもよく、図示は省略するが、三相交流電源
を含む多相交流電源でもよい。又前記線状電極１の交叉
は第６図に示すように単に重合したものでもよく、又は
第１図に示すように他の電極群２の線状電極１と上下方
向において交互に位置を替えてなされていてもよい。即
ち織り合わされていてもよい。又、好ましくは第12図、
第14図に示すように前記電界マトリクス４に連通する供
給粒子の通路５に、粒子に電荷を与える荷電装置６が設
けられるが、これは後述のようになくても差支えはな
い。又前記電界マトリクス４は大気よりも高い気圧の中
に設けられていてもよく、又空気以外のガス、又は同ガ
スと空気の混合気体中に設けられていてもよい。

作 用 被分級粒子をそのまま、又は粒子荷電装置６により荷電
させて、これを風力、又は重力等により前記電界マトリ
クス４に供給する。被分級粒子は電界マトリクス４に接
近し、接触帯電により、又は荷電装置６により予め荷電
させられており、一方電界マトリクス４は前記のように
電界を形成しており、第３図及び第４図に示すような電
気力線７を発生させている。そしてこの電気力線７は交
番的にその方向を変化させている。このため前記供給さ
れた粒子のうち、ある粒径以上の粒径をもつ粒子８は、
その荷電により第３図に示すように弧状の電気力線７上
において、電気力線７に沿って振動し、その結果矢印A8
方向の遠心力を受け、このため第３図においては電界マ
トリクス４上に浮遊させられている。一方、上記粒子８
よりも小径の粒子９はその表面積が小さいため荷電量が
粒子８よりも小さく、このため電界マトリクス４の、上
記のような電気力学的な阻止力を受けることが少く、従
って電界の弱い電気力学的細孔10を通過する。こうして
分級が行われる。又第５図に示すように交流電源３とし
て三相交流電源を用いたものは電界マトリクス４にいわ
ゆる進行波型電界カーテンを形成でき、例えば前記のよ
うにして電界マトリクス４上に浮遊した粒子８をその相
順の方向に移動させることができるようになっている。
このようにすれば、通過を阻止された粒子の集収を早め
ることができよう。

実施例 第８図、第９図に示すものはあや織とした電界マトリク
スを、第10図、第11図に示すものは朱子織とした電界マ
トリクス４を示す。又これらは定在波型電界マトリクス
を示している。又前記線状電極１は一例としてテフロ
ン、ポリエチレン等の絶縁体で被覆された電線が用いら
れた。

第12図に示すものは定在波型の電界マトリクス４を円筒
状に形成し、上部に荷電装置６としてコロナ放電極6aと
対向電極6bを設けた分級装置である。原料は口部11から
入り荷電装置６で荷電され、そのうちある粒径以下の粒
子９は電界マトリクス４の電気力学的細孔10を通過し、
出口12から製品として回収される。一方電界マトリクス
４の阻止力を強く受ける、粒子９よりも大きい粒子８は
重力により降下し、排出口13から排出されるようになっ
ている。なおこの分級は電界マトリクス４に印加する交
番電圧、及び周波数を変えることにより粒子の篩分け
（いわゆる分級点）の調節ができる。なお電界マトリク
ス４は交流電圧に直流電圧を重畳して与えてもよい。

第14図に示すものは電界マトリクス４を平面状に形成
し、傾斜させられており、電気力学的阻止力を強く受け
た粒子８は電界マトリクス４上を降下し、ホッパ14に入
り、それよりも小さい粒子９は電気力学的細孔10を通過
して製品ホッパ15に入り分級される。第15図に示すもの
は原料ホッパ16から供給機17を通して予備荷電部18に入
り、荷電部19に入る前にその濃度を粉塵濃度計20で検出
し、その出力を供給機17へフイードバックし、荷電部19
への粉塵負荷を一定にする。荷電部19で帯電された粒子
は電界マトリクス４を設けた分級室21に入り、電気力学
的細孔10を通過した微粒子は電気集塵機22で回収され
る。補集されなかった粒子は再び供給機17へ送る。そし
てこの装置は閉回路方式であるので高気圧環境とするこ
とができ、充分に高い電圧で、電界マトリクス４を運転
することができるようになっている。このため第19図に
示すような高気圧空気の環境下での分級特性を期待する
ことができる。

第16図〜第18図に示すものは、第15図における予備荷電
部18の説明図であり、第18図に示すように、電圧が印加
された被覆電極の表面は、正又は負の電位を持ってお
り、無電荷の粒子が何組かこのような荷電層を接触通過
することにより帯電粒子となる。そこで第17図に示すよ
うに電界マトリクス４を何層にもロール状に形成したも
のを作り、かつ第16図に示すケーシング23内に設け、入
口11から進入した無電荷粒子が出口12を出る迄にある程
度電荷をもった粒子になる。これは粒子の予備荷電と、
分級精度を向上させるための、原料粉の分散を良好にす
ることができるようになっている。

発明の効果 この発明は前記のように構成されたことにより前記従来
の方法より一層分級精度の高い分級方法と装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示し、粒子分級装置の概略
を示す図、第２図は第１図のII−II線矢視図、第３図は
この発明の原理的説明図、第４図は同じくこの発明の原
理的説明図、第５図はこの発明の第２の実施例を示し第
２図に相当する図、第６図は同第３の実施例を示し粒子
分級装置の部分の斜視図、第７図は同第４の実施例を示
し第１図に相当する図、第８図は同第５の実施例を示
し、第１図に相当する図、第９図は第８図のIX−IX線矢
視図、第10図はこの発明の第６の実施例を示し、第１図
に相当する図、第11図は第10図のXI−XI線矢視図、第12
図はこの発明の第７の実施例を示し粒子分級装置の断面
図、第13図は第12図のXIII−XIII線部断面図、第14図は
この発明の第８の実施例を示し、第12図に相当する図、
第15図は同第９の実施例を示し粒子分級装置の概略を示
す図、第16図は第15図に示す装置の予備荷電部18の詳細
断面図、第17図は第16図のXVII−XVII線部断面図、第18
図は第17図に示す装置の作用の説明図、第19図は第15図
に示す装置を運転した際の期待される分級特性の１例を
示すグラフである。 １……線状電極 ２……電極群 ３……交流電源 ４……電界マトリクス

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平行に設けられた複数の線状電極から成る
   電極群の、少なくとも二組を重合させ、各組の線状電極
   を互いに絶縁して交叉させ、該電極群間に交流電圧を印
   加して電界マトリクスを形成し、該電界マトリクスに被
   分級粒子を供給することを特徴とする粒子分級方法。
2. 【請求項２】線状電極の交叉は、他の電極群の線状電極
   と上下方向において交互に位置を替えてなされている特
   許請求の範囲第１項記載の粒子分級方法。
3. 【請求項３】供給される被分級粒子は荷電されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項いずれ
   か１項記載の粒子分級方法。
4. 【請求項４】交流電圧は周波数および印加電圧の一方ま
   たは双方を可変できる単相交流電圧であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれか１項記載
   の粒子分級方法。
5. 【請求項５】交流電圧は周波数および印加電圧の一方ま
   たは双方を可変できる多相交流電圧であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれか１項記載
   の粒子分級方法。
6. 【請求項６】電界マトリクスは大気よりも高い気圧の気
   体中に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第５項いずれか１項記載の粒子分級方法。
7. 【請求項７】電界マトリクスは空気以外のガス、又は同
   ガスと空気の混合した大気中に設けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項いずれか１項
   記載の粒子分級方法。
8. 【請求項８】平行に設けられた複数の線状電極から成る
   電極群の、少なくとも二組を重合させ、各組の線状電極
   を互いに絶縁して交叉させ、該電極群間に交流電源を接
   続し、電界マトリクスを形成することを特徴とする粒子
   分級装置。
9. 【請求項９】線状電極の交叉は、他の電極群の線状電極
   と上下方向において交互に位置を替えてなされている特
   許請求の範囲第８項記載の粒子分級装置。
10. 【請求項１０】電界マトリクスは、粒子荷電装置に連通
    した粒子の供給通路を有している特許請求の範囲第８項
    又は第９項いずれか１項記載の粒子分級装置。
11. 【請求項１１】交流電源は周波数および印加電圧の一方
    または双方を可変できる単相交流電源であることを特徴
    とする特許請求の範囲第８項乃至第10項いずれか１項記
    載の粒子分級装置。
12. 【請求項１２】交流電源は周波数および印加電圧の一方
    または双方を可変できる多相交流電源であることを特徴
    とする特許請求の範囲第８項乃至第10項いずれか１項記
    載の粒子分級装置。
13. 【請求項１３】電界マトリクスは大気よりも高い気圧の
    気体中に設けられていることを特徴とする特許請求の範
    囲第８項乃至第12項いずれか１項記載の粒子分級装置。
14. 【請求項１４】電界マトリクスは空気以外のガス、又は
    同ガスと空気との混合気体の中に設けられていることを
    特徴とする特許請求の範囲第８項乃至第13項いずれか１
    項記載の粒子分級装置。