JP2005342556A - 分級機 - Google Patents

Abstract

【課題】 分級ロータの回転数を上げることなく分離性能の向上を図ることができる分級機を提供する。
【解決手段】 一対の支持部材１３、１４の間に複数の回転羽根１５が設けられるとともに、一対の支持部材１３、１４の一方１４がリング状に形成されている分級ロータ１１が、その中心軸の回りに回転することで、その分級ロータ１１の外側に供給された粉体を、遠心力と求心力との関係に基づいて粉体が分級ロータ１１の内側に導かれることで分級し、一方のリング状支持部材１４の内部を経て外部へ排出して回収する分級機１０において、各回転羽根１５が、一方の支持部材１４側を他方の支持部材１３側よりも回転方向寄りとなるように支持部材１３、１４に対して傾けた状態に配設されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば色素、導電材等を含むミクロン、サブミクロンオーダーの粉体を、回転する分級ロータによる遠心力を利用して分級する乾式の分級機に関する。

上述した分級機として、図５に示す構成のものが知られている（特許文献１参照）。この分級機１００は、二次空気入口１０１を有する容器１０２内に、回転するように分級ロータ１０３が設けられている。そして、分級ロータ１０３自体は、図６に示すように、対向配置された支持部材１０４、１０５の間に設けられる回転羽根１０６が一定間隔を開けて配設されるとともに、各回転羽根１０６が支持部材１０４、１０５に対して垂直になるように配されている。

ところで、このような分級ロータが回転する分級機では、粉体に遠心力を与え、その遠心力と流体抗力（求心力）との大小関係によって粒径別に粉体を分離することができる。よって、粒子がより小さい粉体を分離させること、つまり分離性能を向上させることは、分級ロータの回転数を上げて遠心力を増大させることで可能となる。
特開２００１−３５３４７３号公報

しかしながら、従来の分級ロータで分離性能の向上を図る場合には、上述したように分級ロータの回転数を上げる必要があるために、電力消費量が増大化することや、分級ロータの機械的強度を高くすることが要求される。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、分級ロータの回転数を上げることなく分離性能の向上を図ることができる分級機を提供することを目的とする。

本発明の請求項１の分級機は、一対の支持部材の間に複数の回転羽根が設けられるとともに、該一対の支持部材の一方がリング状に形成されている分級ロータが、その中心軸の回りに回転することで、その分級ロータの外側に供給された粉体を、遠心力と求心力との関係に基づいて該粉体が該分級ロータの内側に導かれることで分級し、一方のリング状支持部材の内部を経て外部へ排出して回収する分級機において、各回転羽根が、一方の支持部材側を他方の支持部材側よりも回転方向寄りとなるように支持部材に対して傾けた状態に配設されていることを特徴とする。

本発明の請求項２の分級機は、前記分級ロータの一方のリング状支持部材側に、回収する粉体を外部へ排出するための導出管が配されていることを特徴とする。

請求項１及び２の発明による場合には、回転羽根が傾けて配設されているので、支持部材に垂直に回転羽根が設けられた従来の場合とは異なり、隣合う回転羽根の間に入った粉体が回転方向上流側の回転羽根の表面により他方の支持部材側へ案内されて移動していき、その他方の支持部材側における粉体濃度が高くなる。このとき、一方の支持部材側から他方の支持部材側まで遠心力はほぼ一定であるものの、一方のリング状をした支持部材側の分級ロータ内側の流速よりも粉体濃度の高い他方の支持部材側の分級ロータ内側の流速が遅いので、遠心力に対して相対的に求心力の弱い他方の支持部材側で粉体を分級する頻度が高くなり、これにより分級ロータの回転数を上げることなく分離性能が向上する。ここで、上記粉体には、より細かい粒体も含まれる。

以下に、本発明の実施形態につき説明する。

図１は本実施形態に係る分級機を組み込んだ粉砕機を示す正面図であり、図２は分級機の構成を示す正面図、図３は分級機に備わった分級ロータを示す正面図である。

この粉砕機は、円筒状の容器１と、容器１内に粉砕用の原料を投入するシュータ２と、容器１の下部において周方向に複数設けられ、容器１内に投入された原料に向けて気体をノズルから噴射する噴射装置３と、容器１の底面中央部に設けられ、破線にて示すように原料を中心軸に沿って上昇させた後に容器１の内壁に沿って落下させる上昇ノズル５と、容器１の壁面に取付けられ、循環する粉砕原料を分級する分級機１０とを備える。

上記分級機１０は、微細化された粉砕原料のうち所定粒径以下のものを分離回収するもので、図２に示すように、分級ロータ１１と、この分級ロータ１１により分級された粉体を外部へ排出して回収するための導出管１２とを有する。分級ロータ１１は、粉砕原料が循環する上記容器１の内部に設けられ、導出管１２は容器１の壁１ａを貫通するように設けられている。

分級ロータ１１は、図３に示すように、一対の支持部材１３、１４の間に、複数の回転羽根１５が設けられた構成となっている。分級ロータ１１における一方（図２の右側、図３の下側）の支持部材１４側には、上記導出管１２が配されており、分級ロータ１１における他方の支持部材１３側には、支持部材１３、１４及び回転羽根１５を回転駆動するための駆動モータ（図示せず）が内蔵されている。導出管１２側の支持部材１４は、回収用微粉が内部を通って導出管１２へ導くように円リング状のものが用いられ、導出管１２から遠い方の支持部材１３は、分級ロータ１１内に原料が入込むのを防ぐように円板状のものが使用されている。

回転羽根１５は、矩形板状のもので、支持部材１３、１４の周方向に沿って一定間隔をあけ、両端が支持部材１３と１４とに取付けられている。支持部材１３、１４に取付けられる各回転羽根１５の両端の辺は、支持部材１３、１４の半径方向に向けられていて、支持部材１３、１４と接していない外側と内側の各辺は、支持部材１３、１４に対して傾けている。その傾きは、側面角θが所定値になるように設定されている。本実施形態では、側面角θを２３．３゜としている。なお、側面角θは、分級ロータ１１をその回転中心軸と直交する方向から見たとき、回転羽根１５の回転域の側面Ａに対する回転羽根１５の角度である。

また、傾ける方向は、図２に示すように、回転羽根１５における導出管１２寄りの支持部材１４への取付け位置が、導出管１２から遠い方の支持部材１３への取付け位置よりも回転方向側に寄った方向としている。

したがって、本実施形態による場合には、回転羽根１５が傾けて配設されているので、支持部材に垂直に回転羽根が設けられた従来の場合とは異なり、図４に示すように隣合う回転羽根１５ａと１５ｂの間に入った粉体２０が回転方向上流側の回転羽根１５ａの表面により導出管１２から遠い方の支持部材１３側へ案内されて移動していき、その支持部材１３側における粉体濃度が支持部材１４側における粉体濃度よりも高くなる。このとき、支持部材１４側から支持部材１３側まで遠心力はほぼ一定であるものの、支持部材１４側の分級ロータ内側の流速よりも粉体濃度の高い支持部材１３側の分級ロータ内側の流速が遅いので、遠心力に対して相対的に求心力の弱い支持部材１３側で粉体を分級する頻度が高くなり、これにより分級ロータ１１の回転数を上げることなく分離性能を向上させ得る。

次に、本実施形態に係る分級機により分級した結果につき説明する。

分級条件としては、１５０ミクロンの鱗片状黒鉛を図１の粉砕機１により粉砕し、種々の回転数で分級ロータを回転させ、回収した分級微粉の粒子径を、島津製作所製ＳＡＬＡＤ２０００を用いて測定した。なお、粉砕機１の粉砕条件は、ホソカワミクロン社製２００ＡＦＧを用い、原料投入量を４．０ｋｇとし、噴射装置３のノズルに径６．３ミリのものを使用し、処理圧０．２ＭＰａで２０分間粉砕した。

表１は、本実施形態に係る分級機により分級した結果（実施例）を、従来の分級ロータを分級機に組み込んだ結果（従来例）と併せて示している。

この表より理解されるように、実施例も従来例も、分級ロータの回転数を上げていくと、回収される微粉の粒径は小さくなり、同一回転数においては、実施例の方が従来例よりも、より小さい粒径の粉体を回収できることがわかる。また、粉砕歩留りについては、実施例も従来例も分級ロータの回転数を上げていくほど低下する傾向であるが、実施例の方が従来例よりも高い歩留りとなる。

なお、上述した実施形態では支持部材に対して回転羽根を傾ける角度（θ）を２３．３゜としているが、本発明はこれに限らず、回転羽根の大きさ及び回転速度などに応じて任意の角度に設定してもよい。また、本発明は、回転羽根における一方の支持部材への取付部から他方の支持部材までの全範囲にわたり傾斜させる必要は必ずしもなく、両支持部材の間の中間部分を大きく傾斜させ、支持部材近くでは小さく傾斜するように、各部で傾斜角度を調整してもよい。

また、上述した実施形態では矩形状の回転羽根を使用した例を挙げているが、本発明はこれに限らない。例えば、五角形状、三角形状など種々の形状の回転羽根を用いることができる。また、回転羽根は、平らな板状に限らず、中央部が凹状又は凸状になっているもの、或いは全体の表面が凹凸状になっているものを使用することができる。

また、上述した実施形態では本発明の分級機を粉砕機に組み込むように設けているが、これに限らない。例えば、予め粉砕しておいた微粉体を分級機へ送る場合等にも、同様に分級することができることは勿論である。

更に、上述した実施形態では明言していないが、一対の支持部材の外径がほぼ同一の円柱状の分級ロータに限らず、一対の支持部材の外径が異なる、つまり台形を回転させた傘状の分級ロータにも同様に適用することができることは勿論である。

本発明の一実施形態に係る分級機を組み込んだ粉砕機を示す正面図である。 図１の粉砕機に備わった分級機の構成を示す正面図である。 図２の分級機に備わった分級ロータを示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る分級機による分級原理の説明図である。 特許文献１の分級機を示す模式図である。 従来の分級ロータを示す正面図である。

符号の説明

１０ 分級機
１１ 分級ロータ
１３、１４ 支持部材
１５ 回転羽根
２０ 粉体

Claims (2)

1. 一対の支持部材の間に複数の回転羽根が設けられるとともに、該一対の支持部材の一方がリング状に形成されている分級ロータが、その中心軸の回りに回転することで、その分級ロータの外側に供給された粉体を、遠心力と求心力との関係に基づいて該粉体が該分級ロータの内側に導かれることで分級し、一方のリング状支持部材の内部を経て外部へ排出して回収する分級機において、
   各回転羽根が、一方の支持部材側を他方の支持部材側よりも回転方向寄りとなるように支持部材に対して傾けた状態に配設されていることを特徴とする分級機。
2. 前記分級ロータの一方のリング状支持部材側に、回収する粉体を外部へ排出するための導出管が配されていることを特徴とする請求項１に記載の分級機。

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