JPH08206604A - 気流分級機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】気流分級機によって得られる産物の粒度分布の
バラ付きを小さくすると共に、粒度分布の精度を向上さ
せ、更に、粒度分布の微調整を可能にする。 【構成】気流分級機１の各分級エッジ５２，５２の先端
と流入エッジ６０の先端１２の位置は、ステッピングモ
ータ６５，６８，１１によって調整可能になっている。
流入エッジ６０の先端１２の位置を変えることによっ
て、流入通路６１，６２の開口面積Ａ１，Ａ２の開口比
率Ａ１／Ａ２が変わり、各排出通路５６，５７，５８か
ら排出される微粉、中間粉、粗粉の粒度分布が変わる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気流中に供給された被
分級原料をコアンダ効果で粒子径別に分類する気流分級
機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば粉砕処理により微粒子
化した原材料が各種分野において利用されている。この
微粒子化した原材料は、通常、粗い粒子のものから非常
に細かい粒子のものまで混ざった状態にある。したがっ
て、工業的に利用する場合には、一般に、粉砕処理後の
原材料に対していわゆる分級処理を実施して、所望の範
囲の粒子径別に分類することが行われている。

【０００３】なお、ここで云う分級とは、流体中を重力
や遠心力または慣性力で運動する粒子にはその粒子径に
より沈降速度あるいは粒子経路に差ができることを利用
して粉粒体を粒子径の大きさで分別する操作で、例え
ば、複写機用のトナーを製造する場合には、種々の粒子
径の粒子が混在するトナー原料を気流中に噴射して、コ
アンダ効果による粒子径に対応した湾曲線状の飛散降下
作用を利用して原料を粒子径別に分類する気流分級機が
広く用いられている。

【０００４】従来、図３に示すような気流分級機５が提
案されている（特公平５−４１３１７号公報）。なお、
図３は気流分級機の上カバーなどを省略した要部のみを
示してある。この気流分級機５は、第１分級エッジ５２
および第２分級エッジ５３と、コアンダブロック５４お
よび粗粉側ブロック５５によって分岐された３個の分級
用の微粉排出通路５６、中間粉排出通路５７、粗粉排出
通路５８が、分級室５９の出口側に設けられている。ま
た、分級室５９の流入側には、流入エッジ６０によって
分割された２個の入気流路６１，６２が設けられてい
る。流入エッジ６０は、組立時に位置決めされて例えば
ボルト８０，８１などで固定される。

【０００５】更に、各排出通路５６，５７，５８の流出
側には、流入通路６１，６２から各排出通路５６，５
７，５８に流れる気流を生じさせるため、例えば排風機
（図示せず）などの分級気流形成手段が接続されてい
る。コアンダブロック５４側の流入通路６１の終端部に
は、圧縮空気などを利用して分級室５９内に被分級原料
を圧送・噴射する原料供給手段としての原料供給ノズル
６３が設けられている。被分級原料は、原料供給ノズル
６３に接続された例えばホッパ（図示せず）によって原
料供給ノズル６３内に供給されると共に、この原料供給
ノズル６３に供給される圧縮気体によって分散されて、
固気混相流として原料供給ノズル６３から分級室５９の
途中に噴射される。

【０００６】そして、原料供給ノズル６３から分級室５
９内に噴射された被分級原料の噴流には、流入通路６
１，６２から各排出通路５６，５７，５８に向う気流が
交差しており、被分級原料の各粒子は、コアンダ効果に
よる粒子径に対応した湾曲線状の飛散降下作用によって
該当の排出通路５６，５７，５８に分別排出される。コ
アンダ効果による湾曲線状の飛散降下作用では、粒子径
の小さく慣性の小さいものほど流れ方向の偏向が大き
く、原料供給ノズル６３に近い排出通路に排出されるこ
とになる。すなわち、コアンダブロック５４に一番近い
通路が微粉排出通路５６、原料供給ノズル６３から一番
離れた通路が粗粉排出通路５８、そして、微粉排出通路
５６と粗粉排出通路５８との間が中間粉排出通路５７と
なる。

【０００７】ここで、コアンダフロック５４に近い方の
分級エッジ５２は微粉と中間粉とを分離するためのもの
であり、もう一方の分級エッジ５３は中間粉と粗粉とを
分離するためのものである。各排出通路５６，５７，５
８から排出された被分級原料は、各排出通路５６，５
７，５８に接続された、例えば集塵機（図示せず）によ
って産物の粉体と清浄気体（空気）とに分けられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な気流分級機５では、分級される微粉、中間粉、粗粉の
うち産物となる粉体を所定の粒度分布にするため、分級
エッジ５２，５３の先端の位置を調整することができる
ようになっている。そのため、分級エッジ５２，５３は
側板６４に回転可能に取付けられており、ステッピング
モータ６５（片側のみ図示）によって回転駆動されて分
級エッジ５２，５３の先端が所定の位置に配置される。

【０００９】しかし、従来の気流分級機５は、分級エッ
ジ５２，５３の先端の位置を調整しても、近年における
分級精度の高い要望に対しては産物の粒度分布のバラ付
きが大きいという問題があった。また、分級エッジ５
２，５３の先端は、分級室５９から流れてくる気流に対
向して配置されているため、分級エッジ５２，５３の先
端の位置変化が僅かであっても、気流の流れをこの分級
エッジによって分断するために気流の流線が乱れる危険
性を抱えており、特にそのエッジの回転角度を大きく傾
けるようにした場合には、不測の気流の変化が生じて分
級産物の粒度分布が所望以上に大きく変化するなどの問
題があった。そのために、分級エッジ５２、５３を操作
と粒度分布とが必ずしも数量的に一致した操作ができ
ず、分級エッジのある程度熟練度が要求されるだけでな
く、粒度分布の微調整が困難であるという問題があっ
た。

【００１０】更に、分級エッジ５２，５３の先端は、原
料供給ノズル６３から噴射された硬質な被分級原料に曝
されているため、ある程度の期間使用すると磨耗して形
状及び寸法が変化し、産物の粒度分布が最初の設定値と
変わってしまうという問題がある。そして、気流の流線
に対して分級エッジ５２，５３の傾きを大きくした場合
には、エッジの磨耗が部分的に進行してエッジ寿命が短
くなるだけでなく、片減りしたエッジは当初のエッジと
は分級精度の点で異なってしまうことにより、分級エッ
ジ５２，５３を回転させて先端の位置を調整しても当初
とは同じ粒度分布を保証することができず、分級精度の
信頼性を維持するのが困難であった。そこで、本発明の
目的は上記課題を解消することにあり、分級された産物
の粒度分布のバラ付きを小さくすることができると共
に、粒度分布の精度を向上させることができ、更に、粒
度分布の微調整が可能な気流分級機を提供するものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、分
級気流を形成する分級気流形成手段と、前記分級気流中
に配置された移動自在な分級エッジと、前記分級エッジ
の先端の位置を移動する分級エッジ駆動手段と、前記分
級エッジよりも上流側で被分級原料を前記分級気流中に
供給する原料供給手段と、前記分級気流の流入通路を所
定数に分割する流入エッジとを備え、前記原料供給手段
によって供給された前記被分級原料をコアンダ効果に基
づく粉体の飛行軌跡の差を利用して分級する気流分級装
置において、前記流入エッジが移動自在に配置され、前
記流入エッジの先端の位置を移動する流入エッジ駆動手
段と、前記流入エッジの先端の位置を検出する流入エッ
ジ位置検出手段とが設けられたことを特徴とする気流分
級機によって達成することができる。

【００１２】また、本発明の上記目的は、前記流入エッ
ジ駆動手段はステッピングモータであり、前記流入エッ
ジ位置検出手段はポテンショメータであることを特徴と
する気流分級機によって達成することができる。

【００１３】

【作用】本発明の気流分級機においては、流入エッジの
先端の位置を流入エッジ駆動手段で移動させることによ
り、原料供給ノズルの上方（ノズルに対してコアンダブ
ロックとは反対側）において少なくとも二つに別れて流
入してくる気流の通路の開口面積の比率、すなわち、開
口比率を変えることが可能になる。したがって、原料供
給ノズルに隣接した側でこの原料供給ノズルから吹き出
す気流に対して流体抵抗が小さくなるように流入する気
流と、この原料供給ノズルから少し離れた位置で原料供
給ノズルから吹き出す気流の降下を促進させる方向の流
れを主に生じさせることのできる気流との流量比率を変
えることができる。この流量比率を変えることによっ
て、分級気流の流線を無理なく円滑に変えることがで
き、粒子径に対応した湾曲線状の飛散降下曲線を安定さ
せた状態で微妙に変えることができるものと推定され
る。よって、産物の粒度分布のバラ付きを微妙に変える
ことができ、分級エッジだけでは調整できなかった粒度
分布の微調整が可能になり、粒度分布の精度を上げるこ
とが可能になる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明に係わる気流分級機の実施例に
ついて、図１及び図２を参照して詳細に説明する。図１
は本発明による気流分級機を示す鳥瞰図、図２は正面図
である。なお、図３で示した気流分級機５と同一の部分
には同一の符号を付けて詳細な説明を省略した。

【００１５】図１に示すように、本発明を適用する対象
となる気流分級機１は、側板６４に第１分級エッジ５
２、第２分級エッジ５３、コアンダブロック５４、粗粉
側ブロック５５、及び流入エッジ６０が取付けられてい
る。粗粉側ブロック５５とコアンダブロック５４の間に
分級室５９が形成されている。分級室５９には、被分級
原料を供給するための原料供給手段としての原料供給ノ
ズル６３が接続されている。また、各分級エッジ５２，
５３によって、微粉排出通路５６、中間粉排出通路５
７、粗粉排出通路５８が形成されている。各排出通路５
６，５７，５８には、分級気流形成手段として、例えば
集麈機および排風機（図示せず）が接続されている。更
に、流入エッジ６０によって複数個、本例では２個の流
入通路６１，６２が形成されている。

【００１６】各分級エッジ５２，５３は移動自在に取付
けられる。本例では、各分級エッジ５２，５３が回転軸
６６，６７に取付けられており、これらの回転軸６６，
６７は、図２に示すように側板５４の裏側に取付けられ
たステッピングモータ６５，６８によって回転駆動され
る。これによって、各分級エッジ５２，５３の先端の位
置が調整される。ステッピングモータ６５，６８には、
タイミングベルト６９，７０を介してポテンショメータ
７１，７２が連結されており、各分級エッジ５２，５３
の位置を検出することができる。

【００１７】また、本発明の気流分級機１においては、
図１に示すように流入エッジ６０が移動自在に取付けら
れる。本実施例では、流入エッジ６０が回転軸１０に取
付けられており、この回転軸１０が側板６４の裏側に取
付けられたステッピングモータ１１によって回転駆動さ
れるようになっている。これによって、流入エッジ６０
の先端１２の位置が調整される。ステッピングモータ１
１には、図２に示すようにタイミングベルト１３を介し
てポテンショメータ１４が連結されている。これによっ
て、流入エッジ６０の先端１２の位置を検出することが
できる。

【００１８】この気流分級機１では、図２に示すように
原料供給ノズル６３から供給された被分級原料が分級室
５９に噴出され、これが流入通路６１，６２からの流入
気体によって各分級エッジ５２，５３側に流される。そ
して、被分級原料中の各粒子の比重及び大きさによる慣
性力に応じて、各排出通路５６，５７，５８から排出さ
れるる。すなわち、慣性力の小さな微粉はコアンダブロ
ック５４に沿った微粉排出通路５６から排出され、慣性
力の大きな粗粉は粗粉側ブロック５５に沿った粗粉排出
通路５８から排出される。また、その中間の慣性力を有
する中間粉は、微粉排出通路５６と粗粉排出通路５８の
間の中間粉排出通路５７から排出される。

【００１９】そして、この気流分級機１では、従来と同
様に微粉、中間粉、粗粉のうち産物となる粉体が所定の
粒度分布となるように、ステッピングモータ６５，６８
を回転させて各分級エッジ５２，５３の先端の位置が調
整される。このときには、各分級エッジ５２，５３の設
定値に対応するポテンショメータ７１，７２の値を記憶
しておき、ポテンショメータ７１，７２が記憶値になっ
たとき、ステッピングモータ６５，６８が停止されて各
分級エッジ５２，５３の先端が固定される。

【００２０】更に、本発明の気流分級機１は、ステッピ
ングモータ１１を回転させて流入エッジ６０の先端１２
の位置を調整することにより、産物の粒度分布を微調整
することができる。すなわち、上述したように各分級エ
ッジ５２，５３の先端の位置を調整した場合、産物の粒
度分布のバラ付きは比較的大きくなってしまうので、こ
こでは流入エッジ６０の先端１２の位置を調整すること
によって、流入エッジ側から流入する空気の流れを調整
して分級気流の流線を微調整して粒度分布の調節精度を
向上させるようにしたものである。

【００２１】この気流分級機１を用いて、各分級エッジ
５２，５３の位置を固定すると共に、被分級原料の供給
量及び流入気体の流量など各種の条件を一定にしておい
て、流入エッジ６０の先端１２の位置を変えたときに、
産物、ここでは中間粉排出通路５７から排出された中間
粉の粒度分布の変化を測定した。その結果、流入エッジ
６０の先端１２とコアンダブロック５４との最短部の開
口面積Ａ１と、流入エッジ６０の先端１２と粗粉側ブロ
ック５５との最短部の開口面積Ａ２との開口比率Ａ１／
Ａ２に応じて、中間粉の粒度分布が変わることが分かっ
た。

【００２２】そして、中間粉の粒度分布のバラ付きが小
さく、しかも粒度分布の精度が最良となる開口比率Ａ１
／Ａ２があることも分かった。これは、開口比率Ａ１／
Ａ２が臨界値を超えると、分級室５９内の気流が乱れて
中間粉に流れこむ微粉及び粗粉の量が増える一方粒度分
布の精度が最良となる開口比率Ａ１／Ａ２の所で気流の
流れに対するエッジの相対的な位置が最適となるためと
考えられる。また、流入エッジ６０の先端１２の位置の
微調整によって、粒度分布の微調整が可能であることが
分かった。これは、流入エッジ６０の先端１２の位置が
変わっても、流入気体の乱れがそれ程変わらないためと
考えられる。

【００２３】このように、本発明の気流分級機１では、
流入エッジ６０の先端１２の位置を調整することによ
り、産物の粒度分布のバラ付きを抑えて精度が最良にな
る開口比率Ａ１／Ａ２を得ることができる。そして、分
級性能を左右する分級エッジ５２，５３、コアンダブロ
ック５４、粗粉側ブロック５５、各排出通路５６，５
７，５８などの形状及び寸法など各種の条件が異なる場
合でも、流入エッジ６０の先端１２の位置を調整するこ
とによって、産物となる粉体の粒度分布のバラ付きを小
さくすると共に、粒度分布の精度を向上させることが可
能になる。さらに、上述の流入エッジ６０の先端１２の
位置は、ポテンショメータ１４によって数値化されるの
で、位置決め作業が容易になると共に、位置決め精度が
向上する。なお、本発明は上記実施例に何ら限定される
ものではなく、各エッジの駆動手段やエッジの形状、さ
らには流入エッジの数においても種々変更できるもので
あることは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】本発明の気流分級機は、分級エッジの先
端の位置と、流入エッジの先端の位置を位置調整可能に
したものである。したがって、従来のように分級エッジ
の先端位置の調整だけで、産物の粒度分布を調整してい
た場合に比べて、粒度分布のバラ付きが小さくなり、粒
度分布の精度も向上する。また、流入エッジの先端の位
置を変えても流入気体の流れがそれ程乱れないので、産
物の粒度分布を微調整することが可能になる。更に、流
入エッジの先端の位置をポテンショメータによって検出
できるので、位置調整作業が容易であり、その上位置決
め精度も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる気流分級機の要部を示す斜視図
である。

【図２】本発明の気流分級機の動作を説明する断面図で
ある。

【図３】従来の気流分級機の要部を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，５ 気流分級機 １１，６５，６８ ステッピングモータ １４，７１，７２ ポテンショメータ ５２ 第１分級エッジ ５３ 第２分級エッジ ５４ コアンダブロック ５６ 微粉排出通路 ５７ 中間粉排出通路 ５８ 粗粉排出通路 ５９ 分級室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分級気流を形成する分級気流形成手段
   と、前記分級気流中に配置された移動自在な分級エッジ
   と、前記分級エッジの先端の位置を移動する分級エッジ
   駆動手段と、前記分級エッジよりも上流側で被分級原料
   を前記分級気流中に供給する原料供給手段と、前記分級
   気流の流入通路を所定数に分割する流入エッジとを備
   え、前記原料供給手段によって供給された前記被分級原
   料をコアンダ効果に基づく粉体の飛行軌跡の差を利用し
   て分級する気流分級装置において、 前記流入エッジが移動自在に配置され、前記流入エッジ
   の先端の位置を移動する流入エッジ駆動手段と、前記流
   入エッジの先端の位置を検出する流入エッジ位置検出手
   段とが設けられたことを特徴とする気流分級機。
2. 【請求項２】 前記流入エッジ駆動手段はステッピング
   モータであり、前記流入エッジ位置検出手段はポテンシ
   ョメータであることを特徴とする請求項１記載の気流分
   級機。