JP2005211901A - 粉粒体分級器 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い分級効率が得られ、例えば分級器を圧力と瞬間輸送量の変動を伴う空気輸送システムの輸送管末端に設置した場合であっても、分級効率が低下しない構成からなる粉粒体分級器。
【解決手段】 微粉やフロスなど異形物を粒体の製品から分離・分級する内外筒からなる分級器で、粉粒体を含む輸送空気を、投入管を経由して内筒上面との間に形成した一次分離部に吹き込んで分級用空気として利用し、かつ上記内筒の底面から他の二次空気を内外筒の間のすき間に吹き込んで二次分離部とすることにより、効率の良い分級器を構成できる。
【選択図】 図1

Description

この発明は、粉粒体の空気輸送において、気流により運ばれた粉体と異形物(微粉やフロスなど)を分離・分級するための粉粒体分級器であって、サイロから直接粉粒体を供給する場合にも使用し得る粉粒体分級器に関する。

製品と異形物の浮遊速度差を利用した風力分級器は多数提案されている。その中に、分級用空気を供給するブロワーを必須条件とする方式と、分級用空気を供給するブロワーを必要とせず、輸送空気のみで運転できる方式がある。

分級用空気を供給するブロワーを必須条件とする方式として、円筒本体の上部に原料ホッパから粉粒体を筒内に落下する導入管を設け、本体の底に空気を吹き込む整流吐出部を設け、かつ導入管の排出口と整流吐出部との間に円すい胴を設置した、いわゆる二重円筒からなる分級器がある(特許文献1参照)。しかし、この分級器では、製作コストが高く、分級効率が低いなどの問題がある。

分級用空気を供給するブロワーを必要とせず、空気輸送の空気のみで運転する分級器として、図6に示すように、筒体26の下寄り位置に、空気輸送管に接続した送入管27を設け、粉粒体を含む空気を上向きに噴出するように、該送入管27の先端出口を上向きに向け、その上方に分離部28を形成し、上端に排出口29を設けた分級器がよく使われる。しかし、この分級器では、分級効率が極端に低い。輸送などによってポリエチレンペレットから発生した微粉を分級する場合、輸送物と輸送空気の重量比が1〜2の範囲内で、60〜80%程度の分級効率は得られるものの、輸送物と輸送空気の重量比が4〜8の範囲では、分級効率は50%以下となる。
実公昭46-3411号公報

一方、上記2種類の分級器は、プラグ輸送に代表されるような圧力と瞬間輸送量の変動を伴う空気輸送システムの輸送管末端に設置した場合、圧力変動と瞬間輸送量の過大により、分級効率は実用に耐えないほど、極端に低くなる。

この発明は、高い分級効率が得られ、例えば分級器を圧力と瞬間輸送量の変動を伴う空気輸送システムの輸送管末端に設置した場合であっても、分級効率が低下しない構成からなる粉粒体分級器の提供を目的としている。

発明者らは、微粉やフロスなど異形物を粒体の製品から分離・分級する内外筒からなる分級器について種々と工夫・実験している間に、粉粒体を含む輸送空気を、投入管を経由して内筒上面との間に形成した一次分離部に吹き込んで分級用空気として利用し、かつ上記内筒の底面から他の二次空気を内外筒の間のすき間に吹き込んで二次分離部とすることにより、効率の良い分級器を構成できることを知見し、上記内筒の上面である衝突分散面に設けた三次空気噴出口から空気を上向きに吹き出せば、分級効率が更によくなることを知見し、この発明を完成した。

すなわち、この発明は、
筒状体の上部に排気口と下端に粗粒取出し口を形成した外筒と、
前記外筒の上部から上端接続口を残して該筒内にラッパ状に開いた開口の下端噴出口を挿入配置した投入管と、
中空の短筒体で上面に平坦な衝突分散面と下面に分級用空気噴出口を有し外筒内の下部側に設けた分離用内筒と、
前記分離用内筒の下面側に上向きに配置した二次空気供給口とを有し、
前記投入管のラッパ状下端噴出口を間隔をあけて前記分離用内筒の衝突分散面に対向させ、前記投入管の下端噴出口と分離用内筒の上面との空間に一次分離部を形成し、前記分離用内筒の周壁と外筒内壁との空間に二次分離部を形成したことを特徴とする粉粒体分級器である。

また、この発明は、上記構成の粉粒体分級器において、筒状体の下端に粗粒取出し口を有する外筒の上部に、空気輸送管に接続する投入部と排気管を有し、空気輸送される粉粒体と空気の混合体から空気を取り出す空気分離装置を載置し、該空気分離装置の下側に接続して外筒の内部に深く挿入した投入管を設けたことを特徴とする粉粒体分級器である。

また、この発明は、上記構成の空気分離装置を備えた粉粒体分級器において、空気分離装置の排気管と分離用内筒の分級用空気管の供給口との間を風量調整弁を有する配管で接続して、前記空気分離装置で分離された用済みの輸送用空気を分級用空気として再利用することを特徴とする粉粒体分級器である。

さらに、この発明は、上記構成の空気分離装置を備えた粉粒体分級器において、空気輸送される粉粒体と空気との混合体から空気を取り出す空気分離装置で粉粒体を分離した後の用済みの輸送用空気を直接集塵器へ排気するように配管し、かつ空気分離装置の下側に接続した投入管の口径を空気輸送されてくる粉粒体の平均量を排出できる程度に小さくすることを特徴とする粉粒体分級器である。

この発明によると、上部に排気口と下端に粗粒取出し口を、それぞれ形成した外筒に、粉粒体の投入管と分級用空気噴出口を有する分離用内筒を組み込んでなる分級器を、空気輸送設備において粉粒体の分級器として利用し、分離用内筒から二次空気を噴出して、外筒内に一次分離部と二次分離部を形成し、粉粒体の分散・分級を2回繰り返すことにより、高い分級効率が得られる。また、空気分離装置を設けた場合、廃棄する用済みの輸送空気を二次空気としてペレットの分離・分級に有効に再利用することができる。

この発明によると、粉粒体分級器をプラグ輸送システムに組み込んでも、空気輸送されたプラグを空気分離器コニカル部にいったん溜めてから落下させることが可能で、瞬間輸送量と圧力の変動による影響が緩和され、高い分級効率で能率良く分離できる。

この発明によると、空気輸送される粉粒体を分離する空気分離装置で分離された後の用済みの輸送空気を直接集塵機へ排気するように配管し、かつ空気分離装置の下側に接続した投入管口径を空気輸送されてくる粉粒体の平均量を排出できる程度に小さく構成することにより、粉粒体を分離した後の輸送空気は、投入管の下端噴出口からほとんど排出することなく、空気分離装置の排気管から排出でき、圧力と瞬間輸送量の変動を伴う空気輸送システムで使用した場合には、変動の影響を完全になくして、粉粒体の分離・分級を効率よく行うことができる。

この発明の基本構成からなる粉粒体分級器は、図1に示すように、筒状体の上部に排気口7と下端に粗粒取出し口6を、それぞれ形成した外筒1内の上部より外筒1の内部に深く挿入した投入管3の下端噴出口14、または図4に示す空気輸送管に接続する空気分離装置4の下側に接続して外筒1の内部に深く挿入した投入管3の下端噴出口14を、外筒1の下部寄りに設けた二次空気噴出口10を有する分離用内筒2の上面である衝突分散面11に間隔をあけて対向させ、上記噴出口14と分離用内筒の衝突分散面11との間に一次分離部8を、分離用内筒2の周壁と外筒1との間に二次分離部9を形成してなる。

上記のごとく、投入管3を外筒1の内部に深く挿入し、かつ分離用内筒2を外筒の下部寄りに設けたのは、一次分離部8で分散して上昇する微粉体中に含まれる粗粒に属する粉粒体を重力により落下回収するのに必要な高さを有する沈降部15を確保するためである。沈降部の高さは大きいほどよいが、最低必要な寸法は、分級対象粉粒体の大きさによる。PPペレットの場合、300〜500mmが適切である。また、上記投入管3の下端噴出口14は、各図に示すように、ラッパ状に開いた開口とすることにより、噴出する粉粒体または落下する粉粒体プラグを上記衝突分散面の広い範囲に分散衝突させ、分級効果を高めることができる。

上記構成により、輸送空気に混在して運ばれた粉粒体または高圧輸送空気により送られた粉粒体は、下端噴出口14から分離用内筒の衝突分散面11に衝突すれば、一次分離部8で分散し、かつ沈降部15で粗粒に分離される粉粒体は、重力により分離用内筒の周壁と外筒との間の二次分離部9に落下する。ここで、二次空気噴出口から噴出して二次分離部9を上昇する二次空気により更に分散され、粗粒に属する粉粒体は重力により落下して粗粒取出し口6から外部へ分離落下する。また、分級した後の微粉は二次空気と共に上昇して排出口から排出されるが、例えば集塵器を経て放出される。

本発明においては、空気輸送された粉粒体と空気の混合体から空気を取り出すための空気分離器として、サイクロン分離器、バッグフィルター、パンチング板と呼ばれる多孔板で作られるパイプなどの各種分離器から任意のものを用いることができる。

実施例の空気分離装置4によれば、空気輸送された粉粒体と空気の混合体から取り出した輸送空気の一部は、図4に示すように、配管12と調整弁24を経由して粉粒体を分離するための二次空気として再利用することができる。

一方、図5に示すように、排気管23を図示しない集塵機へ接続する場合、輸送空気の大半は、空気分離器の排気側へ流れるので、圧力変動によって投入管3先端の下端噴出口14から吹き出す瞬間空気量の大幅な変動は避けられる。また、空気輸送されたプラグを空気分離器コニカル部20にいったん溜めてから落下させることもできるので、瞬間輸送量と圧力の変動による影響が緩和され、プラグ輸送システムに組み込んでも、高い分級効率で能率良く分離できる。

殊に、空気輸送される粉粒体を分離する空気分離装置4で分離された後の用済みの輸送空気を直接集塵機へ排気するように配管し、かつ空気分離装置の下側に接続した投入管3口径を空気輸送されてくる粉粒体の平均量を排出できる程度に小さく構成することにより、粉粒体を分離した後の輸送空気は、投入管の下端噴出口14からほとんど排出することなく、空気分離装置の排気管から排出できる。

また、投入管から落下するペレットは、常に空気輸送の平均量に近い量で落下するので、瞬間的なペレット量の変化は小さい。その結果、圧力と瞬間輸送量の変動を伴う空気輸送システムで使用した場合には、変動の影響を完全になくして、粉粒体の分離・分級を効率よく行うことができる。

また、分離用内筒の上面である衝突分散面に設けた三次空気噴出口から吹き出す空気を出す場合、粗粒に混じっている細かい粉体を直接吹き上げる効果により、分級効果を向上させることができる。三次空気噴出口を形成する小穴は、円形穴でもよい、細長いスリットでもよい。形状は問わないが、吹き出す空気量が大きいほど効果が大きい。ただし、細かい粉体が落下しないように二次分離部の風速を保つ必要があるので、適切な割合に調整・制御することが大事である。

図3に示す構成例は、分離用内筒の上面である衝突分散面に設けた上向き三次空気噴出口5から吹き出す空気量と分離用内筒の下面の下向き二次空気噴出口10から吹き出す空気量を個別に調整できるように、分離用内筒への空気供給通路を上面噴出用(配管18)と下面噴出用(配管12)に分離した。

かかる構成の場合には、分級対象と一次空気量にもよるが、例えば、二次空気の量に相当する空気で輸送されるPPペレットから微粉を分離する場合、上面である衝突分散面から吹き出す空気量は二次分離部から上昇する二次空気の半分程度が適正である。この場合、分級後の粗粒に残留する微粉量は、三次空気なしの場合に比べ、更に、40〜50%を低減され、高い分級効果が得られる。

また、図2のように、個別調整機構を設けない場合には、二次分離部の風速の確保を優先するので、上面である衝突分散面の三次空気噴出口5から吹き出す空気量は、二次分離部9から上昇する二次空気の30%程度に抑えた方が、より安定した分級効果が得られる。

更に、粉粒体をサイロから直接分級器に入れる場合には、例えば図1の粉粒体分級器において、上端接続口13に図示しないフィーダを介してサイロを直接接合する。

実施例1
この発明の実施例による空気輸送における粉粒体分級器を図1に基づいて説明する。筒状体の上部に排気口7と下端に粗粒取出し口6を、それぞれ形成した外筒1の上面から上端接続口13を残して筒内に深く挿入した投入管3を設け、中空の短筒体で下面に二次空気噴出口10を設けた分離用内筒2を外筒1の下部寄りに設け、上記投入管3の下端噴出口14を間隔をあけて上記分離用内筒2の上面である衝突分散面11に対向し、二次空気吹込み用配管12を上記分離用内筒2の下面に接続し、投入管3の下端噴出口14と分離用内筒2の上面である衝突分散面11との間に一次分離部8を、分離用内筒2の周壁と外筒1との間に二次分離部9を形成してなる。

上記分離用内筒2の下面に形成する二次空気噴出口10は、分離用内筒2の底面を底板なしとし、二次空気吹込み用配管12の先端吹込み口を底面の中央に置いて複数の支持部材で支持した開口面とするか、または底板の中央にあけた孔に配管12の先端吹込み口を取付け、板の全面に多数の小穴を設けた小穴あき底板で形成する。

輸送管の末端に、上端接続口13を接合した本粉粒体分級器において、粉粒体を含んだ輸送空気を投入管3を通して分級器内に送り込む。すると、下端噴出口14から噴出した輸送空気は、衝突分散面11に衝突してはね返り、一次分離部8において粉粒体は分散して分級される。

慣性の大きい粗粒はいったん衝突分散面に衝突して跳ね上がるが、重力によって外筒1の内周面寄り部分である沈降部15で再落下し、分離用内筒の周壁と外筒との間の二次分離部9に落下する。また、残りの軽い微粉を含む排気は上昇して排気口7から外部へ排出される。

上記二次分離部9では、分離用内筒2の下面の二次空気噴出口10から噴出して上昇する二次空気により二次分散が行われ、分級された粗粒は落下して粗粒取出し口6から取り出され回収される。一方、微粉のみを含む排ガスは上昇して排出口7から外部へ排出される。

実施例2
他の実施例による粉粒体分級器を図2に基づいて説明する。上部に排気口7と下端に粗粒取出し口6を設けた外筒1の内部の上側に粉粒体を含んだ輸送空気を分級器内に送り込むための投入管3と、下側に二次空気を吹き込むための分離用内筒2を対設した基本構成は前記実施例1と同じである。そして、分離用内筒2の上面である衝突分散面11に多数の小穴からなる三次空気噴出口5が付加されている。

このように分離用内筒2の上面である衝突分散面11から上向きに三次空気を吹き込むことにより、一次分離部8における分散効率を高めることができる。図2に示す実施例の場合、二次空気噴出口10に、無数の小穴を開けた板の設置が必須である。付けないと、上面に設けた空気噴出口5から吹き出す空気量が不十分で、三次空気による分級効率アップの効果が無くなる。

実施例3
他の実施例による空気輸送における粉粒体分級器を図3に基づいて説明する。筒状体の上部に排気口7と下端に粗粒取出し口6を、それぞれ形成した外筒1の上面から上端接続口13を残して筒内に深く挿入した投入管3を設け、中空の短筒体で下面に下向き二次空気噴出口10と上面に上向き三次空気噴出口5をそれぞれ区画して個別に空気を吹き込むように設けた分離用内筒2を外筒1の下部寄りに設置してある。

さらに、上記投入管3の下端噴出口14を間隔をあけて上記分離用内筒の上面の上向き空気噴出口5に対向し、二次空気吹込み用配管12を上記分離用内筒2の下端二次空気噴出口10側に接続し、また、三次空気吹込み用配管18を上向き三次空気噴出口5側に接続し、投入管3の下端噴出口14と分離用内筒2の上面との間に一次分離部8を形成し、分離用内筒2の周壁と外筒との間に二次分離部9を形成してなる。

輸送管の末端に上端接続口13を接合した本粉粒体分級器において、粉粒体を含んだ輸送空気を投入管3を通して分級器内に送り込む。すると、下端噴出口14から噴出した輸送空気は、上向き空気噴出口5から噴出する三次空気と衝突して一次分離部8において分散して分級される。慣性の大きい粉粒体は、いったん衝突分散面に衝突して跳ね上がるが、重力によって外筒1の内周面寄り部分である沈降部15で再落下し、二次分離部9に至る。

ここで、分離用内筒2の下面の二次空気噴出口10から噴出して上昇する二次空気により二次分散が行われ、分級された粗粒は落下して粗粒取出し口6から取り出され回収される。一方、微粉のみを含む排ガスは排出口7から外部へ排出される。

実施例4
他の実施例による粉粒体分級器を図4に基づいて説明する。筒状体の上部に排気口7と下端に粗粒取出し口6を、それぞれ形成した外筒1の上面上に送入部22と排気管23を露出し、下部排出口が外筒1内に深く挿入した投入管3と接続する空気分離装置4を設ける。また、中空の短筒体で下面に二次空気噴出口10を設けた分離用内筒2を外筒1の下部寄りに設け、投入管3先端の下端噴出口14を間隔をあけて上記分離用内筒2の上面である衝突分散面11に対向してなる。なお、衝突面に多数の小穴からなる三次空気噴出口を必要に応じて設けることができる。

そして、途中に調整弁24を介在して、二次空気吹込み用配管12の一端を排気管23に接続し、他端は上記分離用内筒2の下面に接続して、輸送空気の排ガスを、ペレットを分級するための二次空気として使用する。なお、二次空気吹き込み用配管12には、分級ブロワー25を接続し、必要に応じて排ガスとは別の二次空気を補充することができる。

また、粉粒体分級器における配管12と投入管3の圧損は、輸送量や配管口径・投入管口径の違いなどによって変わる。投入管の圧損が高すぎると、輸送空気から分離された空気はほとんど二次次空気側へ流れる。その場合、粉粒体が投入管から衝突分散面へ投入されても分散しない。それを解消するため、調整弁24を絞り、投入管3経由で下端噴出口14から吹き出す空気量を増やせばよい。

実施例5
プラグ輸送システムに適用した実施例を図5(図は実施例6と共用している)に基づいて説明する。筒状体の上部に排気口7と下端に粗粒取出し口6を、それぞれ形成した外筒1の上面上に送入部22と排気管23を露出し、下部排出口が外筒1内に深く挿入した投入管3と接続する空気分離装置4を設ける。

また、中空の短筒体で下面に二次空気噴出口10を設けた分離用内筒2を外筒1の下部寄りに設け、投入管3先端の下端噴出口14を間隔をあけて上記分離用内筒2の上面である衝突分散面11に対向してなる。排気管23は図示しない集塵機へ接続する。

この場合、投入管3先端の下端噴出口14から吹き出すガス量が少なく、空気輸送されたプラグを空気分離器コニカル部20にいったん溜めてから落下させることができるので、瞬間輸送量と圧力の変動による影響が緩和され、プラグ輸送システムに組み込んでも、高い分級効率で能率良く分離できる。

実施例6
他の実施例による粉粒体分級器を図5に基づいて説明する。筒状体の上部に排気口7と下端に粗粒取出し口6を、それぞれ形成した外筒1の上面上に送入部22と排気管23を露出し、下部排出口が外筒1内に深く挿入した投入管3と接続する空気分離装置4を設ける。

また、中空の短筒体で下面に二次空気噴出口10を設けた分離用内筒2を外筒1の下部寄りに設け、投入管3先端の下端噴出口14間隔をあけて上記分離用内筒2の上面である衝突分散面11に対向してなる。衝突面は多数の小穴からなる三次空気噴出口を設けた方がよい。また、三次空気噴出口を設けない場合、衝突面を円錐状にし、ペレットが外周へ流れやすいようにすることが望ましい。

そして、上記投入管3の口径を空気輸送されてくるペレットの平均量を排出できる程度に小さく構成すると共に、空気分離装置4の排気管23を図示しない集塵器に接続して、粉粒体を分離した後の用済み輸送用空気を排気するように設ける。また、上記二次空気噴出口10に接続した二次空気吹き込み用配管12に分級ブロワー25を接続して二次空気を送るように構成する。

このように構成することにより、粉粒体を分離した後の輸送空気は、投入管の下端噴出口14から排出することなく、空気分離装置の排気管23から排出できる。その結果、圧力と瞬間輸送量の変動を伴う空気輸送システムで使用した場合には、変動の影響を完全になくして、粉粒体の分離・分級を効率よく行うことができる。

この発明は、実施例に明らかなように、瞬間輸送量と圧力の変動が大きなプラグ輸送システムに組み込んでも、高い分級効率で能率良く分離できる。

実施例1の装置を外筒を断面しかつ分離用内筒の一部を破断して内部構成の概略を示す説明図である。 実施例2の装置を外筒及び分離用内筒を断面して内部構成の概略を示す説明図である。 実施例3の装置を外筒及び分離用内筒を断面して内部構成の概略を示す説明図である。 実施例4の装置を外筒を破断して内部構成の概略を示す説明図である。 実施例5及び実施例6の装置を外筒を破断して内部構成の概略を示す説明図である。 従来の空気輸送用空気で運転する粉粒体分級器の一例を示す説明図である。

符号の説明

1 外筒
2 分離用内筒
3 投入管
4 空気分離装置
5 三次空気噴出口
6 粗粒取出し口
7 排気口
8 一次分離部
9 二次分離部
10 二次空気噴出口
11 衝突分散面
12 二次空気吹込み用配管
13 上端接続口
14 下端噴出口
15 沈降部
18 三次空気吹込み用配管
20 空気分離器コニカル部
22 送入部
23 排気管
24 調整弁
25 分級ブロワー
26 筒体
27 送入管
28 分離部
29 排出口

Claims (4)

1. 筒状体の上部に排気口と下端に粗粒取出し口を形成した外筒と、前記外筒の上部から上端接続口を残して該筒内にラッパ状に開いた開口の下端噴出口を挿入配置した投入管と、中空の短筒体で上面に平坦な衝突分散面と下面に分級用空気噴出口を有し外筒内の下部側に設けた分離用内筒と、前記分離用内筒の下面側に上向きに配置した二次空気供給口とを有し、前記投入管のラッパ状下端噴出口を間隔をあけて前記分離用内筒の衝突分散面に対向させ、前記投入管の下端噴出口と分離用内筒の上面との空間に一次分離部を形成し、前記分離用内筒の周壁と外筒内壁との空間に二次分離部を形成した粉粒体分級器。
2. 筒状体の下端に粗粒取出し口を有する外筒の上部に、空気輸送管に接続する投入部と排気管を有し、空気輸送される粉粒体と空気の混合体から空気を取り出す空気分離装置を載置し、該空気分離装置の下側に接続して外筒の内部に深く挿入した投入管を設けた請求項1に記載の粉粒体分級器。
3. 空気分離装置の排気管と分離用内筒の分級用空気管の供給口との間を風量調整弁を有する配管で接続した請求項2に記載の粉粒体分級器。
4. 空気輸送される粉粒体と空気との混合体から空気を取り出す空気分離装置で分離された後の用済みの輸送用空気を直接集塵機へ排気する配管を有する請求項3に記載の粉粒体分級器。

Images