JP2705528B2 - 気流式分級機のシール構造およびその形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉粒体用の分級機、特に
そのシール構造に係る。

【０００２】

【従来の技術】粉粒体の分級において分級機の分級効
率，分級精度の向上を上げるためには従来から種々の構
造上の改良が加えられ実施されている。粉粒体は前工程
の粉砕工程において所望の粒度にまで微細化されて分級
機へ供給されもので、この時点では粗粒と微粉とが混合
しているのは当然であるが、この装置に至って微粉と粗
粉とに分離され微粉又は粗粉が製品として回収される。
分級機の最も基本的な構成は気流式であり、図２に示す
ように粗粉と微粉との混合した粉体を含む気流Ａが供給
され、高速で回転している分級ロータ３ａに周設された
分級羽根の前方で形成された分級ゾーンＳまで到達した
粉体は、粗粉は回転によって生じる遠心力によって撥ね
飛ばされて分級ロータの外周方向へ排除され、微粉だけ
が遠心力に勝る吸引力によってロータ内へ誘導され連通
する微粉排出口から接続した捕集機へ気流とともに送ら
れて回収される。粗粉はそのまま回収されるか又はその
後再び粉砕ゾーンへ逆戻りして再粉砕を受けるという作
用が循環して加えられる。

【０００３】しかし、近年は分級効率の向上が強く求め
られるようになり、分級機も前記の基本的な形状から種
々の改良が加えられ分級ロータの構造も複雑になってき
た。改良の着目点としては、たとえば、微粉が粗粒の表
面に付着したり、微粉化した粉体が再び凝集して粗大化
した見掛け上の粗粒も含まれているから、分級効率や精
度の向上を実現するためには、まず粉粒体を単一粒子ご
とにほぐして分散してから分級することなどが挙げられ
る。これを求めて分級ロータ上に分散羽根を突設する従
来技術が知られている。

【０００４】たとえば、図３に示すのは特公昭５７−１
１２６９号公報である。すなわち、図において、ケーシ
ング１ｂの中央上部に粉体投入口１７ｂを、また、外側
壁周面に空気導入口１０１をそれぞれ設け、ケーシング
内で垂直軸によって回転する分級ロータ３ｂは、上部の
粉体投入口側の表面上に回転軸を中心とする多数の一次
分散羽根１０２を放射状に設け、分散された粉体をさら
に分散する二次分散間隙１０３を分級ロータ上面とケー
シング頂面との間に設けたことを要旨としている。

【０００５】図４に示すのは特公昭６３−４７５１５号
公報の従来技術であり、前例とは若干構成が異なるが、
粉体投入口１７ｃから分級機内へ供給された粉体は、分
級ロータ３ｃの上面に放射状に突設された分散羽根１０
３の作用を受けて分散した後、分級ゾーンＳに達し空気
取り入れ管１０４から誘導された気流に乗って、微粉は
分級ロータ内へ吸引されて微粉取り出し口１８ｃから排
出回収され、粗粒は円周方向へ撥ね飛ばされて粗粒取り
出し口１９ｃから排出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】粉体用の分級機はここ
で示したようにケーシング内で高速に回転する分級ロー
タの機能の維持がすべての前提となることはいうまでも
ない。ここで例示した幾つかの従来技術はロータの構成
に従来にない工夫が凝らされているから、従来の分級機
にない優れた機能を発揮すると謳っている。しかし、そ
のこのように単純な分級ロータから出発して複雑化する
につれて、その機能を十分に活用するために別の要件が
守られなければならない。すなわち、この前提はあくま
で全ての部材の組み合わせが正常に維持され、設定され
た通りの作用を持続できることが肝要である。この場
合、分級機の設置される場所はきわめて大気中の粉体濃
度が高く、空気中に含まれる粉塵の量は他の装置の現場
に対して比較にならないほど多いことが一つの重要な悪
条件となる。

【０００７】分級ロータを高速で回転する電動機の出力
軸は、この粉塵の多い雰囲気内で軸受けによって軸支さ
れるが、粉体を巻き込んで軸受け部で焼き付きの現象を
引き起こす可能性が高い。そのためここに例示した従来
技術は、全て駆動機２ａ、２ｂ、などが分級機の回転体
とは別に据え付けられて単独で回転し、その回転がベル
ト１０５などの伝導治具を介して分級機の回転軸２１
ａ、２１ｂ、２１ｃに伝導され、軸に固定したロータの
各部材を一体的に回転する構成を採っている。これによ
って駆動部分の容積が増大し装置が大型化する欠点は残
るが、駆動用の電動機が焼き付いて破損するという致命
的な障害は一応免れることができる。しかし、分級機の
回転軸を支持する軸受け部分については、なお同様な異
物噛み込みによる焼き付きの懸念がそのまま持越される
から、決して全面的に課題が解決している訳ではない。

【０００８】また、分級ロータによって粗粉と微粉とが
分離され、それぞれべつの系路を辿って目的の箇所へと
誘導されていくのであるが、いわゆる分級ゾーンでそれ
ぞれの系路に分離した後の通路において、両者を連通す
る部分が少ないほど分級効果が高くなることはいうまで
もない。しかし、微粉、粗粉の通過する通路は高速回転
中の分級ロータから対向して静止するケーシングの部材
に引き継がれていくという本質的な構成を避けることは
できないから、高速回転する部分と静止する部分との接
点には若干の隙間を設けておかなければ実施が不可能で
ある。最近のように分級ロータの高度化が進み、その構
成も単一の羽根ではなく構造が多段化してくると、回転
部分と非回転部分との接続点乃至は対向面は多様化しそ
の範囲も形態も増えるのが当然の帰結であり、両者の間
に生じる隙間の総量も増大することは免れない。

【０００９】隙間の総量が増加し各部位に散在すれば、
分級ロータ内外で流通する空気量が増大する。させて気
流中の粉体の濃度を低下させる原因となり、同量の粉体
を回収するために必要な吸引用の負圧を大きくしなけれ
ば回収量の低下となって現われる。そのためにはサイク
ロンコレクタ、バグフィルタなどの捕集機の能力をレベ
ルアップし、製品単位当りのエネルギーを多く消費しな
ければならない。装置の大型化、エネルギーコストの高
騰など経済的な不利に繋がることは避けられないから、
隙間の極限までの微小化は重要な課題である。しかし、
そのために両者の対向する部分の機械加工を最高の精度
に仕上げたとしても技術的な限界がある上、仮にきわめ
て正確に仕上げて隙間が殆ど０に近い状態に組み立てた
としても、分級ロータが高速に回転するとともに各部分
の直径に比例して負荷する不均一な遠心力のために、分
級ロータの各部ごとに不均一な変形が生じて元の正確な
仕上り状態が変動し、隙間が広がったり逆に異常な突き
合わせが生じて相互に押圧し合い変形や破損が生じるお
それがある。

【００１０】また、このように各部に多くの隙間を設け
ざるを得ないということは、折角分離した微粉と粗粉と
を再び短絡して分級効率を大幅に低下させ、製品中へ粗
粉を紛れ込ませる機会が増えるという懸念が高まる。そ
れだけ製品の品質上に負の要因を負わせることとなり、
製品の信頼性が低下するといっても過言ではない。

【００１１】本発明は以上に述べた課題を解決するため
に、外部からの軸受け部分への粉塵の混入を阻止して駆
動機構を簡略化するとともに、分級ロータ内における分
級後の粗粉と微粉の流路を連通する隙間を可及的に縮減
して、流通する空気量の低減と分級効率の向上を目指し
た分級機のシール構造の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る気流式分級
機のシール構造の形成方法は、一方から被砕物を吸引し
て分離した粗粉は下方へ排出し微粉だけ所定の通路内を
吸引して回収する構成において、分級ロータの外周部に
接近して対向し気流通路からの漏洩を防ぐケーシングの
各内周部をプラスチックで形成し、最初は該プラスチッ
ク表面と対向する分級ロータ外周各面とを軽く接触して
組み立て、ならし運転において徐々に分 級ロータの回動
速度を上げて接触しているプラスチック表面を金属面で
擦過して研削または発熱溶融して通常の高速回転が可能
な最小隙間となるように退入させることによって前記の
課題を解決した。

【００１３】この構成をより具体的に述べると、分級ロ
ータ３は中仕切り３２を挟んでシール羽根３３を立設し
た中ロータ３４、分級羽根３５を立設した下ロータ３６
を一体的に形成し、分級ロータ３の気流通路４０の先端
の外周底面３７と隙間Ｔ１を隔てて対向するケーシング
の微粉排出路１８の底部内周面１３、シール羽根３３の
上面円板３８と隙間Ｔ２を隔ててこれを被覆して水平に
突出する隔壁１４、中仕切り３２の外周面３９と隙間Ｔ
３を隔てて対向するケーシング凸部１５、および上ロー
タ上部外周面４１と隙間Ｔ４を隔てて対向する上蓋凸部
１７をそれぞれ組み立て時は分級ロータ３の前記対向箇
所３７，３８，３９，４１と軽く接触するプラスチック
で形成することが最良の実施例である。

【００１４】また、前記の方法によって形成したシール
構造を具えたうえ、さらに駆動機２の出力軸２１へケー
シング内で直接分級ロータ３を装着し、ケーシング上蓋
の下方で該出力軸の軸受け部を囲繞する空間室１１は、
一方でフィルタ５１を介して外気と連通し、他方で分級
機内の気流通路４０と連通していることがきわめて望ま
しい実施例である。これを具体的に述べると、分級ロー
タ３は水平なケーシング上蓋内面１２と対向する水平な
頂面３１が最大の直径よりなり、前記空間室１１と分級
ロータ回転部間の縦向きの隙間Ｔ４、前記分級ロータの
頂面３１とケーシング上蓋内面１２間の横向きの隙間Ｓ
１を介して空間室と気流通路とが連通した構造を重ねて
形成することことがきわめて望ましい。

【００１５】逆に使用する立場から前提として求められ
る要件は、本願気流式分級機を使用するに当っては、分
級ロータの中仕切り３２より上部と対向するケーシング
各部を対向する相手面と軽く接触するプラスチックで製
作して組み立てられた該気流式分級機を現地で据え付け
後、緩速度のならし運転から始まって漸次増速し、プラ
スチックの前記接触面を擦過摩耗乃至は摩耗による発熱
溶解によって両部材間に極限された微細な隙間を形成し
たことを必ず確認した後、通常の高速運転に移ることが
要件となる。

【００１８】

【作用】本発明の気流式分級機は、分級ロータの中ロー
タの外周部に対向するケーシングの各部をプラスチック
で形成し、組み立て当初は両者の表面が軽く接触するよ
うに配置した後、ならし運転で徐々に分級ロータ軸受の
振れ、分級ロータ外周面の加工誤差、その他の組み立て
時のズレなどに基づく不可避的な表面間の凹凸や出入り
を吸収して隙間を極限的に小さくなるように限定したか
ら、中ロータ内の微粉の通過する流路とこれを取り巻く
外部との連通する作用は極端に阻害される。そのために
外気から微粉流路内へ空気が進入する機会は効果的に制
限され、また分離した粗粉が微粉の流路の途中から再び
進入して混在する懸念が著しく緩和される。該隙間を極
限する具体的な構成としては、前記の箇所に該当するケ
ーシングの部分をプラスチックで形成することが最も実
際上有効である。

【００１７】一方、駆動機は回転機を介することなく直
接その出力軸に分級ロータを取り付けているが、その軸
受けの周囲は空間室１１に取り囲まれ、空間室は外気と
はフィルターを介して連通し、さらに分級ロータ内の気
流通過の流路とも連通しているから、空間室へはフィル
ターを通過した清浄な空気だけが進入し分級ロータ内の
微粉を吸引する負圧に誘導されて移動していく気流が形
成される。すなわち、軸受けはつねに清浄な空気の流れ
に取り囲まれるから、粉体の噛み込みがなく焼き付きの
原因が消滅する。さらに実施レベルとして、分級ロータ
の頂面が最大直径の水平面からなって隙間を隔ててケー
シング上蓋の内面と対向しているから、仮に駆動機をケ
ーシング上蓋へ取り付けた箇所でシールの不十分な部分
があり空間室内へ外気から異物が吸引され進入してきた
としても、高速で回転する分級ロータ頂面とケーシング
上蓋内面との間へ誘導された強い遠心力によってロータ
外周方向へ撥ね飛ばされ軸封部へ紛れ込んで噛み込む余
地はない。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す縦断正面図であ
る。図において、ケーシング１は上蓋１６で上面を被覆
され、下部には被砕物を取り入れる供給部１７が開口し
ている。ケーシング１の上部には水平向きの微粉排出路
１８の先端が開口して図示しない製品回収用の捕集機と
連結している。また、その下方には粗粉の排出口１９が
あり所定の粒度に達していない粉体はここから下方へ分
離落下して再度の粉砕作用を受ける。

【００１９】ケーシングの上蓋１６の上には駆動機２が
取り付けられている。この駆動機は特に粉体の混入を防
止することに留意した特別仕様の電動機ではなく、通常
市販の汎用品で足りる。駆動機の出力軸２１はケーシン
グ内へ垂直に突出し、この軸回りに分級ロータ３が装着
される。一方、ケーシングの上蓋１６の別の箇所には駆
動機と並んでフィルター５１を具えた空気の取り入れ口
５が設けられ上蓋内を水平に穿設した連通孔５２を介し
て空間室１１と連通している。空間室はまた、他方で分
級ロータの回転部との間の縦向きの隙間Ｔ４、分級ロー
タの頂面３１と上蓋の内面１２との間の水平の隙間Ｓ１
とを通じて分級ロータ内の気流通路４０とも連通してい
るから、気流通路内を進行する気流に引き寄せられて清
浄な空気が流れ込んでいる。

【００２０】分級ロータ３は中仕切り３２を挟んでシー
ル羽根３３を立設した中ロータ３４と分級羽根３５を立
設した下ロータ３６と上ロータ４が上下に一体的に構成
されている。ケーシングの内面と高速で回転する分級ロ
ータの対向する部分は当然、僅かな隙間を設けることは
基本的な構成上、やむを得ないがその隙間が極限された
微小なものであることが本発明の大きな特徴である。す
なわち、分級ロータ３の気流通路４０の先端の外周底面
３７と隙間Ｔ１を隔てて対向するケーシングの微粉排出
路底部の内周面１３、シール羽根３３の上面３８と隙間
Ｔ２を隔ててこれを被覆して水平に突出する隔壁１４、
および中仕切り３２の外周面３９と隙間Ｔ３を隔てて対
向するケーシング凸部１５がこの実施例の場合該当する
箇所であり、この隙間を最低限に抑制するために分級ロ
ータの外周面に接近して気流の通路を共同して形成する
ケーシングの対向する箇所をプラスチックで形成するこ
とが材料上では必須の要件である。

【００２１】シール構造の形成に当っては、ケーシング
の前記の該当する箇所をプラスチックで製造して分級ロ
ータの対向する部分と最初は軽く接触するように組み立
てる。現地に装置を据え付けて組み立て完了の後、なら
し運転を開始する。どのような装置であってもならし運
転は必ず実施するが、本発明の実施においては、他の場
合とは異なり最初は部材同士が接触しているから、特に
慎重に徐々に回動を開始し、接触しているプラスチック
を相手側の金属で擦過して僅かづつ摩耗して研削してい
くか、接触摩耗のために発熱してプラスチックの溶融点
近くに達して軟化し、一部が溶損して接触面が離脱する
瞬間まで退入させる。この結果得られる分級ロータの外
面とケーシングの内面との間隔は最小に留まり、人為的
に機械加工して形成する場合に比べて明らかに僅少であ
る。これは前述したように、仮に高度の加工技術を駆使
して静的には最良の隙間を形成できたとしても、分級ロ
ータの高速回転によって生じる分級ロータの軸受の振
れ、分級ロータの外周面の僅かな振れ、その他の機械加
工時や組み立て時の不可避的な誤差があり得る上、高速
回転時の重心のバランスなどから弾性変形を誘発するこ
とも可能性は否定できず、高速運転時に顕われる各部材
間の隙間量は、運転条件により、あるいはロータの形状
や材質的な強度の差によってきわめて千差万別であり、
このような複雑な要素を全て把握して予測し、調整する
ことは事実上不可能である。よって本発明は通常の精度
で通常の手順通りに組み立てた分級機をならし運転によ
って複雑な要素の組合わせの結果得られる誤差をトータ
ル的に吸収し、現実の結果として最良のシール構造を形
成したものである。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上に述べたとおり、機能を向
上するために多段化し複雑化した分級ロータであって
も、シール機構を改良することによって駆動部分の故障
の防止を図ると共に、製品の品質向上がさらに促進され
て信頼性を高める効果がある。一方、分級ロータやこれ
と対向するケーシング各部の形態が多様化し複合化して
も、装置内を流通する空気量を必要な限度に抑制してい
るから、製品回収の捕集機の能力を高くする必要がな
く、装置の大型化、エネルギー原単位の増大を抑止し、
装置の機能が向上し１ランク上の製品精度を仕様とする
高級な構成であっても、それに付随して生じる課題を解
決して有利な運転を保証するという利点が認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の縦断正面図である。

【図２】従来技術の縦断正面図である。

【図３】別の従来技術の縦断正面図である。

【図４】さらに別の従来技術の縦断正面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 駆動機 ３ 分級ロータ ４ 上ロータ ５ 空気の取り入れ口 １１ 空間室 １２ 内面（上蓋） １４ 内周面 １６ 上蓋 １７ 上蓋凸部 １８ 微粉排出路 ３１ 頂面（上ロータ） ３２ 中仕切り ３３ シール羽根 ３４ 中ロータ ３５ 分級羽根 ３６ 下ロータ ３７ 外周面 ３８ シール羽根上面円板 ３９ 中仕切り外周面 ４０ 気流通路 ４１ 上部外周面 ５１ フィルタ ５２ 連通孔 Ｓ１ 隙間 Ｔ１ 隙間 Ｔ２ 隙間 Ｔ３ 隙間 Ｔ４ 隙間

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方から被砕物を吸引して分離した粗粉
   は下方へ排出し微粉だけ所定の通路内を吸引して回収す
   る気流式分級機において、分級ロータの外周部に接近し
   て対向し気流通路からの漏洩を防ぐケーシングの各内周
   部をプラスチックで形成し、最初は該プラスチック表面
   と対向する分級ロータ外周各面とを軽く接触して組み立
   て、ならし運転において徐々に分級ロータの回動速度を
   上げて接触しているプラスチック表面を金属面で擦過し
   て研削または発熱溶融して通常の高速回転が可能な最小
   隙間となるように退入させることを特徴とする気流式分
   級機のシール構造の形成方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、分級ロータ３は中仕
   切り３２を挟んでシール羽根３３を立設した中ロータ３
   ４、分級羽根３５を立設した下ロータ３６及び上ロータ
   ４を一体的に形成し、気流通路４０の先端の外周底面３
   ７と隙間Ｔ１を隔てて対向するケーシングの微粉排出路
   １８の底部内周面１３、シール羽根３３の上面円板３８
   と隙間Ｔ２を隔ててこれを被覆して水平に突出する隔壁
   １４、中仕切り３２の外周面３９と隙間Ｔ３を隔てて対
   向するケーシング凸部１５、および上ロータ上部外周面
   ４１と隙間Ｔ４を隔てて対向する上蓋凸部１７をそれぞ
   れ組み立て時は分級ロータ３の前記対向箇所３７，３
   ８，３９，４１に軽く接触するプラスチックで形成する
   ことを特徴とする気流式分級機のシール構造の形成方
   法。
3. 【請求項３】 一方から被砕物を吸引して分離した粗粉
   は下方へ排出し微粉だけ所定の通路内を吸引して回収す
   る気流式分級機において、分級ロータの外周部に接近し
   て対向し気流通路からの漏洩を防ぐケーシングの各内周
   部をプラスチックで形成し、最初は該プラスチック表面
   と対向する分級ロータ外周各面とを軽く接触して組み立
   て、ならし運転において徐々に分級ロータの回動速度を
   上げて接触しているプラスチック表面を金属面で擦過し
   て研削または発熱溶融して通常の高速回転が可能な最小
   隙間となるように退入させるように形成したシール構造
   を具え、かつ、駆動機２の出力軸２１へケーシング内で
   直接分級ロータ３を装着し、ケーシング上蓋１６の下方
   で該出力軸の軸受け部を囲繞する空間室１１は、一方で
   フィルタ５１を介して外気と連通し、他方で分級機内の
   気流通路４０と連通していることを特徴とする気流式分
   級機のシール構造。
4. 【請求項４】 請求項３において、分級ロータ３は水平
   なケーシング上蓋内面１２と対向する水平な頂面３１が
   最大の直径よりなり、前記空間室１１と分級ロータ回転
   部間の縦向きの隙間Ｔ４、前記分級ロータの頂面３１と
   ケーシング上蓋内面１２間の横向きの隙間Ｓ１を介して
   空間室１１と分級ロータ内の気流通路４０とが連通して
   いることを特徴とする気流式分級機のシール構造。