JPS63501347A - 回転分離器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 回転分離器 技術分野 本発明は分離器、特にパルプミルのビンチップからファインを分離する回転分離 器に関する。

背景技術 パルプミルにおいては、ビンチップからファインを分離することが大切であり、 ファインは普通、それが製紙のために必要な長さの繊維を有していないので、焼 却される。

ファイン分離スクリーン、電気力学式分離器及び振動スクリーン等、今日一般に 使用されているものは高価であったり、効率が低いものばかりである。

発明の開示 そこで、本発明の目的は、費用が安く、効率的で、しかもその分離能率に対して 調節可能な回転分離器を提供することである。

前述の目的は、本発明によれば、ファインをビンチップから分離し、その分離を 保持してファインを処方のために運び去るために、気流と共に遠心力を利用する ことにより達成される。

ファインとビンチップの混合物は、流入シュートにより、水平回転ディスクの中 心部に供給され、そこで材料を拡げ、ディスクの周囲をこえてそれを放出する。

微小粉末はより重量のある粒子と同様に空中を弾道曲線に沿って移動することは ないということがわかっているので、ビンチップは一層大きな限定された曲線に 沿って外方へ移動するが、ファインはもっと小さな軌道を移動する。従って、回 転ディスクの周囲の下方とそれをこえたところに、２個の同中心室を形成し、そ の外側室は、ビンチップを受入れ、内側室はファインを受入れる。外側室はその 底部に排出開口を有し、ビンチップをコンベア上へ排出するようになっており、 さらに、空気流入口を備え、前記気流と連絡するように気流を与える。しかしな がら内側室は前記気流と連絡した低圧区域であるので、その中に受入れられたフ ァインは、第１に述べた気流にのって運び去られ、処分されるようになっている 。

本発明の第１実施例において、ローターは遠心力を材料に作用させるために滑ら かな上面を有する回転ディスクで成る。第２実施例において、材料をディスクの 周囲へ向って導くために、上面に複数の弧状羽根が備わっている。第３実施例で は、回転ディスクは複数溝を有し、それらの溝はディスクの周囲へ向って伸長し 、その周囲において開口している。第４実施例においては、回転ディスクはその 下側に複数のスポーク、即ち羽根を有し、さらにディスクを貫通する複数のスロ ットが形成され、それによってビンチップとファインとが分離されるようになっ ており、ファインはそのスロットを通って内側室へ落下する。

本発明の回転分離器は遠心力を調節し、材料の落下点を調節し、ファインをのせ る気流を調節するために複数の制御手段を備えている。遠心力は、例えば可変速 駆動装置を使うことにより行われる回転速度のコントロールにより調節される。

落下点はローターの垂直方向の高さを調節することによって調節される。気流は 、可変ダンパーを使用することによって非常に簡単に調節される。

」皿■呈垂星説旦 第１図は分離器と、ファンとサイクロンとで成る分離システムの概略図であって 、分離器だけ、断面で示す。

第２図は第１図の装置に使用されるローターの部分平面図であり、 第３図は本発明に従って構成されたローターの第３実施例を示す分離器の部分断 面図であり、 第４図は第３図のローターの部分平面図であり、第５図は第３，４図のローター の部分端面図であり、第６図は本発明に従って構成されたローターのもうひとつ の実施例を用いた分離器の部分断面図であり、第７図は第６図に示すローターの 部分平面図であって、第８図は第７図の■−＼１１線に沿ってとった断面図であ る。

発明を実施するための最良の形態 ここで、第１，２図を参照すれば、分離システムは、ファン０４によりサイクロ ン（１２）に連絡した分離器（１０）で成るものとして示されている。

分離器（１０）は、土壁（１６）と、収斂形下壁（１８）と頂壁（５６）とを有 するハウジングで成る。クロスバ−構造体（２０）は内壁（２２）を下壁（１８ ）から離した状態で支持し、外側室（２４）と内側室（２６）とを形成する。下 壁（１８）はまた、コンベア（３０）と連絡する排出開口（２８）を形成する。

内壁（２２）はその下端部に導管（３４）に連絡した排出開口（３２）を形成す る。導管（３４）はダンパー（６０）によって調節される可変開口（３６）から の気流が、ファン（１４）を通り、サイクロン（１２）を通って排出部（６２） へ送られるようになっているローター（３８）は部屋（２４）　（２６）の上方 に回転状に取付られ、上面は、滑らかである。また、第２図に最もよく示すよう に、ローター（３８）は複数の弧状羽１　（４２）を支持するディスク（４０） で成る。ローター（３８）　（第１図）又は（３８’）（第２図）は、クロスバ −（２０）に取付られた軸受（４６）により支持された軸（４４）に回転状に取 付られる。軸（４４）は、■ベルト又はその他の装置のようなカプリング（５２ ）によってモーター（５０）に連結された歯車箱（４８）により駆動される。モ ーター（５０）は、ローグーにより生じる遠心力を調節するために可変速モータ ーコントローラー（６４）によって制御される可変速モーターであるのが好まし い。

軸受ハウジング（４８）は、調整ねし又は突起（５４）によるように、縮方向へ 調整可能であり、それによって、ローター（３８）の垂直方向の高さを調整し、 かくして分離される物質の落下点を調節する。

ダンパー（６０）は、勿論、導管（３４）へ送られる気流を調節する。

操作時、ビンチップとファインの混合物が流入シュー）　（５Ｂ）から分離器へ 供給され、そしてローター（３８）の中心部分へ導かれ、そこでその混合物は遠 心力を受け、ディスクの周囲へ振り飛ばされる。質量に対する表面積の割合が、 ファインより小さいようなビンチップは、Ａで示すように、通路を横切って部屋 （２４）に受入れられる。他方、ファインはＢで示すような通路を移動し、部屋 （２６）へ受入れられる。有用物質（２４）へ受入れられた全てのファイン及び 粉末は、気流Ｃにのって廃棄物室（２６）へ移送される。

ビンデツプは壁（１８）！こより下向きに排出部（２８）へ案内され、コンベア （３０）へ次の処理のために移送される。しかしながら、ファインは気流Ｃと、 導管（３４）を通る気流とにより、部屋（２６）の低圧区域へ受入れ、：）れ、 排出開口（３２）を通過して気流にのり、ファン（１４）によってサイクロン（ １２）へ移送？れる。結局、ファインは（６２）で示すように、サイクロン（１ ２）から排出される。

ここで、第３．４．５図を参照すれば、本発明の第２実施例が示されており、ロ ーター（６４）は軸（４４）と共に回転するように取付られ、クロスバ−（２０ ）によって支持された軸受（４６）により軸支されている。ローター（６４）は 溶接された凹形構造対として構成され、その下面が、例えば０．５°の角度で伸 長する。第４．５図に最もよく示すように、ローターはその周囲へ向って伸長す る溝（６８）のフィールド（６６）で成る。それらの溝は、例えば、深さが０． ４１８ｃｍ、幅も０．４７８ｃｕ＋である。この溝の目的は、できるだけ多くの ファインを収集することであり、従って、その溝の模様は、溝を放射方向へ伸長 させた場合より溝の距離が長くなるように形成される。ファインが溝内にある時 、それらは２種の摩擦力、即ち、下方向と、それぞれの溝の側壁に沿った方向の 摩擦力によって押圧される。片方の力が下向きに作用し、他方の力が溝の壁に対 して作用する時、ファインの分子の放射方向の速度が減退するので、それらのフ ァインは部屋（２６）の廃棄物区域へ容易に落下する。実験の結果によれば、溝 が分離器の効率を上げることが判明した。

それらの溝はまた、ビンチップに付着したファインを振り落とす。このビンチッ プは溝が詰まるのを防ぐように働く。

回転分離器を通るファン作用による気流は、最小の飛散粒子を集め、それらのフ ァインの流動する長さを短縮させ、ファインを部屋（２６）の廃棄物区域−２移 送する。

ここで第６．７．８図を参照すれば、本発明のもうひとつの実施例が示されてお り、分離器は、ローター（７０）を備えている。

第７．８図に最もよく示すように、ローター（７０）は、複数の間隔をおいて位 置するスポーク（７６）によって−緒に接続された一対のリング（７２）　（７ ４）で成る。プレーｌ−（７８）は複数のねしく８０）によってリング（７２） 　（７４）に取付られ、複数のスロッｌ−（８２）を有する。この構造体では、 ローターの下にあるスポーク、即ちファン羽根（７６）により、ローターの、Ｆ 方にアンダープレッシャーを生じさせる。このローターの回転方向は、溝を有す る前述のローターとは反対方向である。

第６図の部屋（２６）はそれがローターの下におさまるような寸法に作られてお り、この実施例では、ファインはスロット（８２）を通って分類される。

第３〜６図と第６〜８図の実施例もまた、ファインを気流にのせてそれを最終的 処理場へ運ぶために気流を送る導管（３４）と共に使用しうろことが留意すべき である。

前述の説明が、一種類以上の成分を有する混合物から一種の材料（主にランドチ ップ）を分離するために設計された分離器に関することは明らかである。材料は 水平回転ローターの中心部へ供給され、遠心力によって２つ以上の部分へ放出さ れる。

その１つの部分は、有用物であって、外側区域で受入れられ、他方の部分は廃棄 物、即ぢファインであって内側区域に受入れられる。そのシステムをコントロー ルするために、空気は材料の流れと反対の流れで使用される。この装置は他のシ ステムに比べて種々の効果を有する。まず第１に製造費が安く、例えばシェーカ ースクリーンの場合のように、目が詰まり易い型のものに用いる孔、又はスロッ トを必要と廿ず、ディスクスクリーンのような大きな耐摩耗部材も使用せず、効 率は高く、コントロールし易（、ダクトの問題が生じないようにシール装置をな し、キャパシティも高い。

本発明の実物大のモデルを製造し、操作を行った。遠心力は回転板により伝達さ れるものだけを用い、気流を使用しない場合、７５％の分離効率が得られ、キャ パシティの損はわずかであった。そのキャパシティと効率はそれでも、現存の分 離器以上である。前述のように、気流を使ってみると、８８％の分離効率が得ら れた。言いかえれば、その分離器は気流を用いなくても非常にうまく作動し、気 流を使えば、さらにうまくいくということである。

本発明の１つの実施例は、ビンチップから粉末を分離するために開発された特殊 な溝を有するローターを備えている。この溝の模様が第４図に示されている。こ れらの溝の目的は、ファインや粉末をできるだけ多く選別することであり、２種 の摩擦力により、粒子がローターから出る前に、速度をできるだけ低下させる。

それ故に、ローターは第４図に示すように、負の回転をする。気流及び粒子エネ ルギーのために、粒子は内側円錐体の内側又は外側へ流れる。溝は大形分子によ って自浄される。

中心部には、必要ならば、アイスブレーカ−を備えることもできる。キャパシテ ィを増すためには、第１図の装置の場合、一度にローターの半分だけしか使用さ れていないので、第１図に示すものの、反対側にもうひとつ流入シュートを備え ることもできる。

前述のように、分離器を通る気流は、いくつかの理由で重要である。第１に、最 小粒子の収集のためである。ここでは、最小粒子は例えばほこりのように、平均 直径が１−以下の大きさの粒子と考えられる。第２に、気流の重要性は分離を行 うために、材料の小形部分が大形部分と同じ弾道曲線に沿って移動するのを妨害 し、防止することである。この気流はまた、小型部分を処分のために所望の場所 へ移し、有用物を逆流によって空気圧で浄化するために重要である。

最小粒子の収集に当っては、殆んどの有用物質は、有用物の排出口を通って流れ てくる低速の対向空気流を通過する。

低速気流により容易に移送される最小粒子は分離器の外側円錐体と内側円錐体と の間で逆流により収集されることになる。

このローターはその回転により空気を移動させ、最小粒子はほこりの中を上昇す る。最小粒子は、その最小粒子を収集して、それを廃棄物室へ移送するための逆 流がない場合には、有用物に従ってしまうことがある。

小形部分を妨害することについては、次の事を考慮すべきである。真空状態では 、粒子の放出長さは、粒子の大きさに無関係であって、次の関係式に従う。即ち 、Ｗ＝Ｖｏ２Ｘｓｉｎ２α 上式において、Ｗはメートル単位での放出長さであり、Ｖｏは１秒当りのメート ル単位での初期速度であり、αは度単位での放出角度であり、ｇは、１秒当りの メートル単位での重力による加速度である。

しかしながら、低空気速度は低エネルギーでもって小形粒子を妨害し、それらの 小形粒子は、直線状弾道曲線ではなくて、例えば正弦曲線のように、異なる軌道 を横切るように影響される。この理由で、気流と共に、遠心力を使用した時、１ 種類以上の材料構成部分をお互いから分離する方策となる。

また前述したように、小形部分を所望の場所へ移送するのが好ましい。ファイン 及び粉末部分は、投資が安価で、塵埃密閉システムをもち、変更し易いという効 果をもった空気圧式運搬装置により移送される。従って、最小部分を、成る距離 だけ離れた所望の位置へ運ぶために回転分離器内で同一気流を使用することは効 果的である。

全ての有用物は、分離器を横断する時、気流を通過するので、例えば湿気等のよ うな大形分子に付着した小粒子でさえ、分離することができる。

構造の変形も可能である。例えば、混合物の２種以上の構成部分を分離するため に２個以上の同中心室を備えることもできる。また、前述のように、生産性を増 すために、供給部を１ケ所以上、設けることもでき、また例えば分離器の中心部 に、アイスブレーカ−を備えることもできる。

本発明を、その特定の実施例に関連して説明しできたけれども、この技術に熟達 した人々にとって、本発明の本旨と範囲から逸脱することなしに、本発明の多く の変形をなしうることは明らかであろう。従って、この技術に寄与する範囲内に 合理的かつ適切に包含される全てのそのような変形も、これに特許権が付与され るならば、その範囲内に包含されるものである。

手続補正書（自発） 昭和６２年１２月２８日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 ＰＣＴ／ＵＳ８６，１００７１８ ２、発明の名称 回転分離器 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ベロイト・コーポレイション 国際調査報告 １＊１ＭＩｈｌ−＾−１シ番番ｃａｍｇ＋−・ＰＣＴ／ＵＳ８６１００７１８Ａ ＮＮＥＸ　Ｔｏ　Ｔ）ＩＥ　ｒＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. １．その各々がそれぞれの粒子成分を排出する排出開口を有する複数の同中心室 を形成する部屋装置と；前記複数の部屋の上方に取付られたローターと；そのロ ーターに接続し、それを回転させる駆動装置と；複数の粒子成分で成る混合物を 前記ローターへ供給して；その混合物に遠心力を与え、それによってそれらの粒 子成分が前記それぞれの部屋へ落下するように、質量に対する表面積の割合に関 連した通路に沿って、前記ローターの周囲へ放出させる供給装置と；前記粒子成 分の小形のものを気流にのせて移送するための気流を与えるように、前記部屋の 前記排出開口に連絡した気流装置とで成る、寸法の異なる複数の粒子成分で成る 混合物を分離する分離装置。
2. ２．前記ローターは上表面が滑らかであることを特徴とする、請求の範囲第１項 に記載の分離装置。
3. ３．前記ローターは上面及び下面を有するディスクと、同ディスクの上面に支持 された羽根とで成ることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の分離装置。
4. ４．前記羽根は弧状をなし、前記ディスクのほぼ放射方向へ伸長することを特徴 とする、請求の範囲第３項に記載の分離装置。
5. ５．前記ローターは、上面及び下面を有するディスクと、同ディスクの上面に設 けられディスクの周囲で開口する模様の溝から成ることを特徴とする、請求の範 囲第１項に記載の分離装置。
6. ６．前記ローターはそれを貫通するスロットを有するディスクで成ることを特徴 とする、請求の範囲第１項に記載の分離装置。
7. ７．前記ディスクは、その下面に支持された羽根を有することを特徴とする、請 求の範囲第６項に記載の分離装置。
8. ８．前記複数の同中心をなす部屋を有するハウジングを更に有し、その各部屋は 少くとも１つの壁を有し、その壁は前記ローターの回転軸へ向って下向きに収斂 し、それぞれの排出装置の所で終わっていることを特徴とする、請求の範囲第１ 項に記載の分離装置。
9. ９．第１室を形成する第１部屋装置と；その第１室のまわりにあって、それと同 中心をなす第２室を形成する第２部屋装置と；前記第１室及び第２室の上方の予 め定められた位置へ、ピンチップとファインの混合物を供給する供給装置と；前 記第１室及び第２室の上方で回転するように取付られ、その上に前記混合物を受 入れ、少くともピンチップに遠心力を作用させて、ピンチップを前記第２室へ導 きファインを前記第１室へ導くようにしたローターと；前記ローターに接続し、 それを回転させる駆動装置と；前記第１及び第２排出装置に連絡し、前記ファイ ンを気流にのせて運び去るために気流を供給する気流装置とで成り、前記第１部 屋装置と第２部屋装置はそれぞれ第１及び第２排出装置を有し、それぞれの成分 を排出するようになっていることを特徴とするピンチップとファインとの混合物 からそれらを分離する分離装置。
10. １０．前記第１及び第２部屋装置を有するハウジングを更に備え、その各部屋装 置は、少くとも１個の壁を有し、その壁は前記ローターの回転軸へ向って下向き に収斂し、それぞれの排出装置の所で終わっていることを特徴とする、請求の範 囲第９項に記載の分離装置。
11. １１．前記ハウジングは更に、前記駆動装置を取付けた上壁を有することを特徴 とする、請求の範囲第９項に記載の分離装置。
12. １２．前記供給装置は供給シュートを有し、それはピンチップとファインとで成 る混合物を前記ローターの中心部分へ導くように位置していることを特徴とする 、請求の範囲第９項に記載の分離装置。
13. １３．前記駆動装置は、駆動部と、その駆動部に接続され前記ローターを支持す る軸とで成ることを特徴とする、請求の範囲第９項に記載の分離装置。
14. １４．前記駆動装置は、前記ローターの回転速度を変え、ピンチップとファイン との混合物に作用する遠心力を変えるために可変速モーターで成ることを特徴と する、請求の範囲第１３項に記載の分離装置。
15. １５．前記駆動部は、前記ローターの高さを変化させ、前記ピンチップと前記フ ァインとがそれぞれの部屋へ移動する移動通路を変化させる調整装置で成ること を特徴とする、請求の範囲第１３項に記載の分離装置。
16. １６．前記気流装置は、前記第１排出装置に連絡した導管と、その導管に接続さ れ導管内を流れる気流を発生させるファン装置とで成ることを特徴とする、請求 の範囲第９項に記載の分離装置。
17. １７．前記導管は気流をコントロールする調整ダンパーを有することを特徴とす る、請求の範囲第１６項に記載の分離装置。
18. １８．ピンチップを運び去るために前記第２排出装置の下方にコンベアを備えで いることを特徴とする、請求の範囲第９項に記載の分離装置。
19. １９．上壁と、その上壁から垂下する少くとも１個の側壁と、その少くとも１個 の側壁から伸長するクロスバーと、前記クロスバーから垂下し、ファインのため の廃棄物室を形成し、ファイン排出開口の所で終わっている下向きに収斂する第 １室と、その下向きに収斂する第１壁から離れた所で前記少くとも１個の側壁か ら垂下し、ピンチップ用の有用物室を形成し、ピンチップ排出開口の所で終わっ ている下向きに収斂する第２壁とを有するハウジングと；前記上壁に装着され、 その上壁を貫通かつ前記クロスバーにジャーナル接続する回転軸を有する駆動装 置と；混合物を分離装置へ供給する供給シュートと前記ピンチップ排出開口の下 にあって、ピンチップを運び去るコンベアと；前記有用物室を貫通し、そこから シールされ前記フアイン排出開口と連絡している導管と；ファインをのせて運び 去るために、前記ピンチップ排出開口から前記有用物室と廃棄物室を通って前記 導管まで流れ更に、前記導管を通る気流を発生させる装置と；前記供給シュート の近くで、しかも前記有用物室及び廃棄物室の上方で前記軸に支持され、その上 に混合物を受入れ、ピンチップとファインとに遠心力を与えてそれらをその周囲 を越えてそれぞれの有用物室と廃棄物室へ放出させるローターとで成るピンチッ プとファインをその混合物から分離する分離装置。
20. ２０．前記ローターの周囲は前記下向きに収斂する第１室から放射方向へ離れて 位置することを特徴とする、請求の範囲第１９項に記載の分離装置。
21. ２１．前記ローターの周囲は下向きに収斂する前記第１壁をこえて伸長すること を特徴とする、請求の範囲第１９項に記載の分離装置。
22. ２２．ピンチップとファインとで成る混合物を分離位置へ供給し；ファインがピ ンチップの通路より短い通路を移動するように、それぞれの質量に対する表面積 の割合に従ってピンチップとファインにそれぞれの通路を移動させるよう、それ らに遠心力を作用させ；ファインを排出させるために気流にのせる工程から成る ピンチップとファインとの混合物をその構成部分に分離する分離方法。
23. ２３．ファインを案内するため分離位置の下方にアンダープレッシャーを生じさ せる工程を更に有することを特徴とする、請求の範囲第２２項に記載の方法。
24. ２４．複数の各収集室を通って気流を発生させ、その気流を少くともファイン収 集室の出口の所で合流させ；混合物を前記収集室の上方位置へ供給し；それらの 粒子が、それぞれの粒子に対する表面積の割合に関連した弾道に沿ってそれぞれ の収集室へ移動するように、それらの粒子に遠心力をかけ；小形粒子を、大形粒 子に付着したものも含めてそれぞれの気流及び合流した気流にのせて排出部へ送 る工程から成るピンチップ及びファインを含む種々の種類の複数の粒子で成る混 合物を分離する方法。
25. ２５．ピンチップとファインとの混合物を分離位置へ供給し；その混合物が分離 位置に達した時、その混合物を進行させて一部はファインを伴ったピンチップを 第１通路に沿って分離位置の下の第１区域へ移動させると共にファインを第２通 路に沿って第１区域の近くの第２区域へ移動させ；ファインを伴ったピンチップ の部分からファインを除去し、これらのファインを第２区域へ運ぶために第１区 域を通って上方へ気流を生じさせ；ファインを排出するためにファインを気流に のせて運び去るように第２区域を通って下方へ気流を発生させ；ピンチップを第 １区域から排出する工程から成るピンチップとファインとで構成される混合物を それぞれの構成部分に分離する方法。