JPS5943228B2 - 風力分級装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、分級原料を細粉と粗粉とに分離する風力分
級装置、特に、超微粉用分級装置に関する。

従来、分級原料の物理化学的性状、希望分級点又は処理
量等に応じて選択使用される種々の風力分級装置が開発
されている。

しかしながら、数ミクロンのような超微粉の分級を行な
う場合は、従来のいずれの風力分級装置も分級精度が悪
くなる欠点がある。

特に、高含塵濃度（例えば、Ｏ、２ｋｇ／Ｔｉ■以上の
粉体濃度）の分級原料を処理する場合、従来の風力分級
装置では、分級精度、動力特性、容量特性、等、風力分
級装置に必要欠くべからざる特性がいずれも悪くなつて
しまう。

又、風力分級装置が大型になるにつれて、分級点が大き
くなり、事実上超微粉の分級は不可能になるので、大量
の分級原料を処理する場合にはその処理量に応じて、小
型の風力分級装置を多数台用いざるを得ず、このため設
備上及び分級特性上効率が悪くならざるを得なかつた。

この発明の目的は、上記の制約、ないしは欠点を除去し
、特に、超微粉の分級原料を効率よく、容易かつ正確に
大量処理し得る風力分級装置を提供することにある。

この目的を達成するため、この発明の分級装置は、略渦
巻筒状のケーシング内のほぼ中心に回転堅軸を設け、該
回転堅軸の下端付近に回転板を軸装すると共に、前記ケ
ーシング頂部に原料入口を設け、前記頂部に隣接しかつ
該原料入口から粉粒体原料が落下する位置に前記回転堅
軸と一体的に回転する水平分散板を設け、前記ケーシン
グにその接線方向に空気入口を突設し、前記ケーシング
内にその内壁に沿うと共に前記回転堅軸に同心に複数枚
の垂直案内翼を配列し、該垂直案内翼並びに前記分散板
及び前記回転板により分級室を形成し、複数の渦流調整
片をそれぞれの一端を前記回転板にかつ他端を前記分散
板に固定し、前記分級室を前記回転軸と共に回転する複
数枚の環状の水平整流段で仕切り、前記ケーシングの内
壁と前記垂直案内翼間の空間を前記水平整流仕切板と同
じレベルで仕切る空気仕切板を設け、前記水平整流仕切
板の外縁又は前記水平整流仕切板と前記回転板の外縁に
複数の羽根又はローラからなる分級原料解砕・分散手段
を設け、前記原料入口及び前記垂直案内翼に隣接する前
記ケーシングの部分に粗粉排出管を設け、前記ケーシン
グの下部若しくは上部又は該上部及び該下部に細粉排出
管を設けて構成されている。

以下、図面に基づいてこの発明を説明する。

第１図及び第２図の第１実施例において、１は、略渦巻
状の堅型ケーシングで、これの側壁１ａから接線方向に
空気入口２が突設されている。又、ケーシング１の頂部
中央部分に原料入口３が設けられている。尤も、原料入
口３は、図示のように１個に限らず、複数個を分散させ
たものでもよい。４は、ケーシング１のほぼ中心に設け
られ原料入口３を貫通する回転堅軸であり、５は、分散
と分級を兼ねる中空の回転板であつて、ケーシング１の
下端面１ｂとほぼ一致するように回転堅軸４の下端にス
ポーク５ａを介して軸装されている。

ケーシング１の下端面１ｂから回転板５にその上端が回
転板５と同心の細粉排出管６が下方に延びており、該細
粉排出管６は、回転板５のスポーク５ａ間の空隙部５ｂ
を通じて後述の分級室９に連通している。ケーシング１
内でその頂部に隣接すると共に原料入口３から原料が落
下する位置に回転堅軸４及び回転板５と一体的に回転す
るように、水平分散板７が設けられている。

一例としてこの分散板７は円板でその中心部が回転堅軸
４に固定されている。８は、ケーシング１の頂部と分散
板７との間でケーシング１の内壁に設けられた円錐台形
の衝突部材で、原料入口３から落下した原料が分散板７
で分散されこの衝突部材８に衝突して下方に進行方向が
変えられ、その全周から分級室９へ送られるようになつ
ている。

１０，・・・は、複数本の垂直案内翼で、内縁及び外縁
が回転堅軸４と同心の円筒上に位置し、かつ外縁がケー
シング１に接近して沿うように配列されている。

垂直案内翼１０，・・・は、ケーシング１の水平断面に
おいてこれら案内翼１０，・・・の内縁がある円筒に対
して同じ角度、同じ方向に傾斜している。案内翼１０，
・・・のこの傾角は、ケーシング１の上部に設けられた
レバー１１によつて調整できる。前記の分級室９は、垂
直案内翼１０，・・・の内縁がある円筒と、回転板５と
、分散板７とによつて形成される円筒形の空間部である
。

案内翼１０，・・・と空気入口２とに隣接するケーシン
グ１の下端部分（以下、「粗粉集合部」という。

）１２から粗粉排出管１３が下方に突出している。ケー
シング１の空気入口２と大略対称の位置にケーシング１
から接線方向に延出する２次空気取入口１４を設けても
よく、これを設けた場合、分級室９内の分級空気量を調
整することができる。

複数の垂直渦流調整片（以下、［渦流調整片］という。
）１６と、分級室９の水平整流仕切板１７と、ケーシン
グ１の内壁と案内翼１０，・・・の外縁がある円筒とに
よつて規定される環状の空気取入室１８に設けられた水
平で環状の空気仕切板１９が設けられている。すなわち
、渦流調整片１６は、一端を水平分散板７に固定され、
かつ他端を回転板５に固定されると共に、ケーシング１
内で回転堅軸４に同心の円筒上にあるように配列されて
いる。

整流仕切板１７は、ドーナツ状で、外縁を案内翼１０，
・・・に、垂直方向に等間隔になるように固定され、分
級室９を複数の小姿に区分する。

空気仕切板１９は、対応の整流仕切板１７と同じレベル
にあり、空気取入室１８を分級室９の小室と同数の小室
に仕切つている。更に、回転板５の外縁に、先端がケー
シング１の下端面１ｂの外縁部に摺接又は接近する羽根
２０が円周方向に等間隔に設けられている。

また、整流仕切板１７の外縁に分級原料解砕・分散手段
１００が設けられている。分級原料解砕・分散手段１０
０は、複数枚の羽根、好ましくは複数個のローラである
。

第６図及び第７図は、それぞれ、分級原料解砕・分散手
段１００としての羽根２１及びローラ２２まわりの拡大
図を示す。

羽根２１及びローラ２２は外周面は対応の空気仕切板１
９の内周面に極めて接近させるか接するように設けられ
、特にローラ２２は空気仕切板１９の内周面の下方から
半径方向内方に延びる環状受部１９ａ上で転動するよう
になつている。

羽根２１及びローラ２２の、整流仕切板１７に半径方向
に挿入される軸２１ａ，２２ａにそれらの長手方向に延
びるスロツト２１ｂ，２２ｂが形成され、ボルト・ナツ
ト２１ｃ，２２ｃがこれらスロツト２１ｂ，２２ｂを挿
通し整流仕切板１７に固定されるようにしてもよい。こ
うすると、羽根２１及びローラ２２は遠心力で整流仕切
板１７の半径方向外方ヘスラード可能になし得る。羽根
２１及びローラ２２は、空気取入室１８に設けた仕切板
１９との間で粗粉に細粉が付着した分級原料や２次凝集
した分級原料の解砕作用を促進し、その分散性を高める
ことにより、超微粉域での分級精度を向上させる。尚、
ローラ２２は回転板５に取付けた羽根２０とも相互に置
換できるものである。１５，・・・は細粉排出管６に取
り付けられた差し込みダンパで、しぼり作用をすること
により、分級点の調節又は分級精度の向上が図れる。

次に、以上の構成からなる分級装置の動作状態を説明す
る。

駆動装置（図示せず）により回転堅軸４、回転板５及び
分散板７が一体となつて回転する。

空気は、例えば、送風機（図示せず。）によつて、空気
入口２から適当な速度で、傾斜された案内翼１０，・・
・によつて定められた方向に沿つて渦を描さながら分級
室９に流入する。２次空気取入口１４が設けられている
場合は、これから空気を補給し、分級室９内の分級空気
量を調整することが可能である。

原料入口３から投入された原料は、分散板７の回転によ
り分散され、衝突部材８で方向を下方に変えられ、衝突
部材８の全周から分級室９へ送られ、空気入口２からの
空気と合流する。

分級室９内へ渦を描いて流れ込んだ原料は、分散板７及
び回転板５の回転により回転気流が強化され、外向きの
遠心力と半径方向に内向きの空気抵抗との方向が相反す
る２力を同時に受けることになる。これらの２力がつり
あい状態にある粒子径を分級点と称すると、分級点以下
の粒子、すなわち細粉は外向の遠心力より内向きの空気
抵抗の方が大きくなり、空気流に乗つて中心方向へ移動
し、細粉排出管６に送り込まれ、別途設けた捕集機（図
示せず）により回収される。他方、分級点以上の粒子径
を持つ粗粉は内向空気抵抗より遠心力が大きくなり、案
内翼１０，・・・の内側に沿つて流れ、粗粉集合部１２
に到達し、粗粉排出管１３を通して回収される。かくし
て、超細粉の原料を１台の分級装置で大量に精度及び効
率よく分級することができる。また、分級室９を上下に
並べられた複数の小室に分割することによつて、分級室
９の上方の粉状原料が重力によつて下降するのを防止す
るために、大型の分級装置で大量の分級原料を処理する
のに適し、渦流調整片１６は渦の水平面内における乱れ
を防止する働らきをする。

すなわち、処理されるべき粉体原料を含んだ空気は、分
級室９内でその外周から中心部へ向けて渦を描きながら
流れるが、従来の風力分級装置では、装置が大型化する
と、理論的に理想な渦流の発生は困難で、回転数、原料
の送入量、粒度分布等をどのように調整しても渦流に乱
れを生じ、鋭いないしは正確な分級は不可能となる。

所が、渦流調整片１６及び整流仕切板１７はこの欠点を
解消し、大型装置においても渦流に乱れを生じることな
く鋭い分級が可能となる。第３図は、渦流調整片１６を
回転板５の外縁に立設したもの、第４図は、渦流調整片
６を回転板５の中心寄りに設けたもの、第５図は渦流調
整片６を回転板５の外縁と中心の中間に設け、第３図及
び第４図では渦流調整片６を回転堅軸４に指向している
のに対し、傾斜したものである。

これらの渦流調整片１６は、希望分級点、分級装置の大
きさ、回転板５の回転数等に応じて、回転板５上の半径
方向の位置、枚数、傾斜角が定められるし、又、これら
によつて、希望分級点を設定することもできる。

更には、整流仕切板１７を取り付けることにより、分級
装置の据付場所、面積等の制約に対して十分対応できる
分級機の設定が容易で、しかも分級原料の処理量に対し
て分級装置全体の大きさを過度に大きくしなくても十分
な分級精度が得られ経済的である。

空気取入室１８に設けた空気仕切板１９も整流仕切板１
７と同じ作用をし、該整流仕切板１７との相乗効果作用
により、超微粉の原料を十分な分級精度で分級すること
ができる。

回転板５の外縁に設けた羽根２０は、粗粉に細粉が付着
し又は２次凝集しケーシング１の下端面１ｂの外縁部上
に堆積した分級原料を解砕・分散させる作用をし、渦流
調整片１６、整流仕切板１７、空気仕切板１９の作用と
合せて超微粉原料の分級精度を向上させるものである。

第８図は、第１図及び第２図の分級装置における分散板
７に中心孔を形成してドーナツ状又は環状にしたもので
、この中心孔を通じて分級室９に連通する別の細粉排出
管６′をケーシング１の頂部から上方へ突設している。

分級室９の実質的に中央の高さに回転堅軸４に中心部を
固定した円板状の水平遮蔽板２３が分級室９を完全に上
下に仕切つている。

複数の原料入口３は細粉排出管６′を囲繞して設けられ
ている。

この風力分級装置では、特に上下の細粉排出管６及び６
′で異なる分級点の細粉が回収できるようにしたもので
ある。

すなわち、遮蔽板２３より上下完全に仕切られる分級室
９において、それぞれ適当数の渦流調整片１６及び整流
仕切板１７を設けることにより、上下の細粉排出管でそ
れぞれ所望する分級点の細粉を得ることができる。従つ
て、粗粉排出管１３から回収される粗粉と合せて複数種
の粒度の粉粒体に同時に分級ができるものである。第９
図は、第８図の分級装置と同趣旨で下部の細粉排出管６
，ｒを２重管とすることで多粒群同時分級を可能とした
のである。

粗粉集合部１２の位置は第１図に示すように分級空気が
入口２から分級室９内を一循した最終位置で、その高さ
は第２，８，９図に示すように分級室底板から分級室高
さの１／６〜１／３が好ましい。粗粉集合部１２は、ケ
ーシング１の唯一個所に設けられているために、粗粉を
集中的捕集でき、超微粉の分散強化が十分に行なわれて
分散効率も向上する。

加えて、粗粉排出管は細い一本のみで済み、風力分級装
置のコンパクト化が図られ、装置の製作費、イニシヤル
コストの低減を行なうことができる。叙上のとおり、こ
の発明の風力分級装置は、渦巻形ケーシング内に回転堅
軸に固定された回転板によつて垂直案内翼及び空気仕切
板、整流仕切板を通し分級原料及び空気を層状の渦流と
して導入し、分級原料にかかる遠心力に応じて該分級原
料を所定の分級点の微粉と粗粉とに別け、分級原料の解
砕・分散を促進させる解砕・分散手段を設け、ケーシン
グ内に原料入口と垂直案内翼とに隣接して設けられた唯
一つの粗粉集合部で粗粉を集中的に捕集すると共に分級
室に通じる細粉排出口により細粉を分級室から取り出す
ようにしたものであるから、超微粉の分散強化が行なわ
れ分散効率が向上し、以つて、大量の超微粉原料の分級
を容易、正確かつ経済的に行なえる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明による分級装置の各実施例を示し、第１
図は横断面図、第２図は縦断面図、第８図、第９図はそ
れぞれ他の実施例の縦断面図、第３図〜第５図は渦流調
整片の取付例を示す概略図、第６図、第７図は分級原料
解砕・分散手段の実施例を主体とした一部拡大図である
。 １・・・・・・ケーシング、２・・・・・・空気入口、
３・・・・・・原料入口、４・・・・・・回転堅軸、５
・・・・・・回転板、６，６′，６ぺ・・・・・細粉排
出管、７・・・・・・分散板、８・・・・・・衝突部材
、９・・・・・・分級室、１０・・・・・・案内翼、１
１・・・・・・レバー １２・・・・・・粗粉集合部、
１３・・・・・・粗粉排出管、１４・・・・・・２次空
気取入口、１５・・・・・・差し込みダンパ、１６・・
・・・・渦流調整片、１７・・・・・・整流仕切板、１
８・・・・・・空気取入室、１９・・・・・・空気仕切
板、２０・・・・・・羽根、２１・・・・・・羽根、２
２・・・・・・ローラ、２３・・・・・・遮蔽板、１０
０・・・・・・分級原料解砕・分散手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平断面が実質的に渦巻状筒体のケーシング内の実
   質的中心に回転竪軸を設け、該竪軸の前記ケーシング下
   端近傍に水平な回転板を軸装すると共に、前記ケーシン
   グの頂部に原料入口を設け、前記ケーシングの前記頂部
   に隣接しかつ該原料入口から粉粒体原料が落下する位置
   に前記回転竪軸と一体的に回転する水平分散板を設け、
   前記ケーシングにその接線方向に空気入口を突設し、前
   記ケーシング内にその内周に沿うと共に前記回転竪軸に
   同心に複数枚の垂直案内翼を配列し、該垂直案内翼並び
   に前記分散板により分級室を形成し、複数の渦流調整片
   をそれぞれの一端を前記回転板にかつ他端を前記分散板
   に固定し、前記分級室を前記回転軸と共に回転する複数
   枚の環状の水平整流板で仕切り、前記ケーシングの内壁
   と前記垂直案内翼間の空間を前記水平整流仕切板と同じ
   レベルで仕切る空気仕切板を設け、前記水平整流仕切板
   の外縁又は前記水平整流仕切板と前記回転板の外縁に複
   数の羽根又はローラからなる分級原料解砕・分散手段を
   設け、前記空気入口及び前記垂直案内翼に隣接する前記
   ケーシング内の部分に粗粉集合部を設け、該粗粉集合部
   から粗粉排出管を延出し、前記ケーシングの下部若しく
   は上部又は該上部及び該下部に細粉排出管を設けて構成
   したことを特徴とする風力分級装置。 ２ 前記分級室内に該分級室を完全に上下の２室に分け
   る円板状水平遮蔽板を設け、前記ケーシングの頂部に該
   分級室の上方の室に連通する別の細粉排出管を設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の風力分級装
   置。