JP2840579B2 - 流動層分級器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、細骨材、瓦礫、石
炭等の粉粒状の処理物を、流動層を利用して粒径に従っ
て分離する流動層分級器、特に処理物を乾燥させながら
分級することができる流動層分級器に関する。

【０００２】

【従来の技術】流動層分級器についての先行技術は、た
とえば特開平６−３４３９２７に開示されている。従来
からの分級処理は、ふるいと風力とによって行われてい
る。ふるいは、網目の大きさで分級する粒径が定まり、
目の細かいものは目詰まりがしやすい。このため実用的
には、１ｍｍ以上の粒径の分級に適している。風力の利
用は、旋回させて遠心力によって分離するサイクロンな
どによって代表され、実用的には１００μｍ以下の粒径
の粒子に対する分級に適している。特開平６−３４３９
２７で開示しているような流動層分級器は、１００μｍ
〜１ｍｍの範囲の粒子の分級にも適用可能である。分級
効率を向上させるためには、流動層を形成するために吹
き込む気体の流量を調整するだけではなく、流動層形成
部分の断面積をその上方の空間よりも狭めて、分級する
粒径を定めるフリーボード部の空塔速度よりも流動層形
成のための気体の流速を増大させ、広い範囲の粒径の粒
子に対する流動層の形成を可能にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】細骨材、瓦礫、石炭等
の粉粒状の処理物は、機械的な粉砕工程を経て形成さ
れ、粉砕の際に粉塵として広がるのを防止するため水が
かけられることが多い。また瓦礫、たとえば地震などの
災害で損壊した家屋などの廃材の後処理では、可燃物を
焼却した後の不燃物を細骨材化する過程で、粉塵が発生
しないように水をかけている。これらの粉粒状の処理物
は、分級する前に乾燥させる必要がある。さらに製鉄用
コークス炉に投入する石炭は、乾燥とともに分級し、粒
度を調整しておくことが好ましい。粉粒状の処理物の分
級を流動層分級器を利用して行い、流動化を高温の気体
によって行えば、流動層中で乾燥しながら分級を行うこ
とができる。

【０００４】しかしながら、処理物の乾燥を行うために
は、乾燥に所定の熱風量および乾燥時間が必要であるた
め、流動層の断面積を変えることは好ましくない。また
流動層の断面積を変化させる機構の上部に、粉粒物が堆
積して円滑な動きが損なわれたり、動かなくなったりす
るおそれがある。

【０００５】本発明の目的は、粉粒状の処理物の分級を
一層効率よく行うことができる流動層分級器を提供する
ことである。さらには、分級とともに乾燥も効率的に行
うことができる流動層分級器を提供することも目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、投入口から投
入される粉粒状の処理物を、分散板の下方から吹き込ま
れる気体によって流動化させ、分散板上方に形成される
流動層を利用して処理物の粒径に従って分級し、所定粒
径以下の微粉は、フリーボード天壁の微粉排出口から排
ガスとともに排出し、所定粒径以上の粗粉は流動層部の
側壁に設けた粗粉排出口から排出する流動層分級器にお
いて、流動層を通過する気体の流量を調整する流量調整
手段と、流動層上方のフリーボード部の断面積を変化さ
せることが可能な断面積可変手段とを含むことを特徴と
する流動層分級器である。本発明に従えば、流量調整手
段によって流量が調整された気体は、粉粒状の処理物を
流動化させる。所定粒径以下の微粉は、フリーボード天
壁の微粉排出口から排出される。所定粒径以上の粗粉
は、流動層部の側壁の粗粉排出口から排出される。断面
積可変手段によって流動層上方のフリーボード部の断面
積を変化させることが可能であるので、流動層形成のた
めの条件は変えずに、フリーボード部での気体の流速を
変えて分級粒径を可変にすることができ、効率的な分級
を行うことができる。

【０００７】また本発明で前記流動層を形成させる気体
を加熱して、処理物を乾燥させるための加熱手段が備え
られることを特徴とする。 本発明に従えば、加熱手段によって流動層を形成させる
気体を加熱して、処理物を乾燥させることができるの
で、流動層中で処理物を乾燥させ、流動層を利用して乾
燥された粉粒の分級を効率的に行うことができる。

【０００８】また本発明で前記流動層が形成される容器
内は、中仕切板で複数の室に分割されることを特徴とす
る。 本発明に従えば、流動層が形成される容器内を複数の室
に分割するので、各室ごとに分級粒径を変えて分級した
り、流動層内での熱効率を増大させて充分な乾燥を行わ
せたりすることができる。

【０００９】

【００１０】また本発明で前記断面積可変手段は、前記
中仕切板の少なくとも一部に可動壁を有することを特徴
とする。本発明に従えば、中仕切板の少なくとも一部に
可動壁を有するので、可動壁を動かすことによって複数
の室の相対的な断面積の割合を変化させ、フリーボード
部での気体の流速を変えて分級粒径を調整することがで
きる。

【００１１】

【００１２】また本発明で前記流動層が形成される容器
は、横断面が大略矩形状であり、前記断面積可変手段
は、流動層が形成される容器内の室を形成する側壁面の
少なくとも一面の内部に、フリーボード部の断面積ほぼ
全体的に変えることができる可動壁であることを特徴と
する。本発明に従えば、流動層が形成される容器は、大
略的に矩形状であり、断面積可変手段はフリーボード部
の断面積をほぼ全体的に変えることができる可動壁であ
る。可動壁の移動によってフリーボード部の断面積を変
化させても、流動層の断面積はほぼ全体的に変化するの
で、流動層形成を安定に行うことができる。

【００１３】また本発明で前記可動壁とその外部の側壁
面との間の空間に堆積した処理物を排出する排出手段を
有することを特徴とする。 本発明に従えば、可動壁が内部に設けられる側壁面と可
動壁との間の空間には、長期間にわたる流動化処理の過
程で、処理物の一部が侵入して堆積することは避けられ
ない。排出手段によって堆積した処理物を排出すること
ができるので、長期間にわたって可動壁を確実に移動さ
せることができる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】また本発明で前記投入口付近の分散板底部
に設けられる大塊排出手段を備えることを特徴とする。 本発明に従えば、処理物に流動層を形成することができ
ない程度に大きな粒径の大塊が混入していても、大塊排
出手段が投入口付近の分散板底部に設けられているの
で、大塊が分散板上に広がって流動化を阻害する状態を
防ぐことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の第１形態
による流動層分級器１の概略的な構成を示す。図１
（ａ）には正面断面図、図１（ｂ）には側面断面図をそ
れぞれ示す。流動層分級器１の下部には風箱２が設けら
れ、その上部には分散板３が設けられる。分散板３の上
部には容器４が配置される。ブロア５から供給される空
気は、風量調節ダンパ６によって流量調整され、送風口
７から風箱２内に押込まれる。風箱２内に押込まれた空
気は、分散板３に多数個形成されている空気流路から上
方に吹き出し、容器４内の単一の室４ａに吹き込まれ
る。室４ａ内には、原料投入口８から分級すべき処理物
が投入される。投入された処理物は、分散板３の下方か
ら吹き出す空気によって流動化され、分散板３の上方空
間に流動層９が形成される。

【００１８】処理物は、その粒径や比重に従って定めら
れる流動化開始速度よりも空気の流速が大きいときに流
動化する。粒子の粒径や比重に従って予め定められる終
端速度が流動層内の気体の流速よりも大きくなると、粒
子は流動層９内に留まることができずにその上方に飛び
出す。一般に大きくて重い粒子は終端速度が大きく、小
さくて軽い粒子は終端速度が小さいので、流動層内に留
まる粒子と流動層から飛び出す粒子とで分級することが
できる。流動層９から飛び出した微粉は、微粉排出口１
０から気体とともに排出され、サイクロンなどの集塵装
置１１によって回収される。流動層９から排出される粗
粉は、粗粉排出口１２から排出することができる。粗粉
排出口１２には、流動層分級器１内を気密に保つための
封止手段が設けられているけれども、図示は省略する。

【００１９】容器４の水平断面形状は大略的に矩形であ
り、原料投入口８が設けられる投入面１３および投入面
１３に対向して粗粉排出口１２が設けられる排出面１４
は、ほぼ鉛直である。両側壁面１５は、上方にいくに従
って断面積が増加するように外向きに傾斜している。側
壁面１５の内部には断面積可変手段である可動板１６が
配置される。可動板１６は概略的に矩形であり、その可
変には揺動軸１７が設けられている。可動板１６は、揺
動軸１７を中心に揺動変位可能であり、上辺にはシール
部材１８が設けられる。

【００２０】可動板１６と側壁面１５との間には、空間
が形成される。可動板１６と投入面１３および排出面１
４との間の隙間あるいは可動板１６の上部のシール部材
１８と容器４の天井との間の隙間などを介して、流動層
９から飛散する処理物の一部が揺動軸１７の付近に少し
ずつ堆積する。堆積物を必要に応じて排出するために、
堆積物排出シュート１９が設けられる。これによって、
長期間にわたる分級処理を行う際に堆積する処理物を、
確実に容器４の外部に排出することができる。

【００２１】図２は、可動板１６の上辺と容器４の天井
部とのシールの構成を示す。図２（ａ）に示すように、
容器４の天井板２０ａが平板状であるときには、可動板
１６の上辺と天井板２０ａとの間の距離が可動板１６の
揺動変位とともに変化するので、可撓性のあるゴム板な
どのシール部材１８を可動板１６の先端に配置し、可動
板１６と天井板２０ａとの間の隙間から処理物が漏れる
ことを防ぐことが好ましい。図２（ｂ）は、容器４の天
井板２０ｂを円弧状とし、可動板１６の上辺と天井板２
０ｂとの間の距離が可動板１６が揺動変位しても変わら
ないようにして、その隙間を極力小さくすることによっ
て処理物の漏れを防ぐ構成を示す。図２（ａ）に示すよ
うなシール部材１８を設けても、隙間を完全に封止する
ことができず、僅かな漏れが長期間の使用で可動板１６
と側壁面１５との間の空間に堆積することは避けられな
い。しかしながら、シールを行うことによって漏れを低
減し、分級効率を向上させることができる。

【００２２】図３は、本発明の実施の第２形態による流
動層分級器２１の概略的な構成を示す。本実施形態で図
１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、
説明を省略する。流動層分級器２１の容器２２内には単
一の室２２ａが形成され、その排出面２３は上方に傾斜
面２４を有し、流動層９が形成される部分に対応する下
方には鉛直面２５を有する。可動板１６はこのような排
出面２３の内部に設けられ、揺動軸は傾斜面２４と鉛直
面２５との境界部付近に設けられる。排出口１２の上方
で可動板１６によってフリーボード部の断面積を変化さ
せるので、粗粉排出口１２から排出される粗粉の粒度を
効率的に調整することができる。

【００２３】図４は、本発明の実施の第３形態による流
動層分級器３１の概略的な構成を示す。本実施形態で、
図１および図３の実施形態に対応する部分には同一の参
照符を付して説明を省略する。流動層分級器３１は、風
箱２および分散板３とともに風箱３２および分散板３３
を有し、容器３４内を可動中仕切板３５によって２つの
室３４ａ，３４ｂに分割している。可動中仕切板３５は
大略的に矩形であり、その下辺には揺動軸３６が設けら
れる。可動中仕切板３５を揺動変位させることによっ
て、容器３４内で分割される２つの室３４ａ，３４ｂの
断面積の割合を変化させることができる。

【００２４】各室３４ａ，３４ｂには、風箱２の送風口
７および風箱３２の送風口３７からそれぞれ気体が供給
される。可動中仕切板３５の上辺にはシール部材３８が
設けられ、容器３４の天井との間の封止を行う。分散板
３および分散板３３の上方には、風箱２および風箱３２
から吹き出す気体によって、流動層９および流動層３９
がそれぞれ形成される。流動層９は、原料投入口８から
投入される原料を流動化し、可動中仕切板３５の下部に
設けられる固定の中仕切板３５ａの下部の流通口３５ｂ
から流動層９の一部が流動層３９側に移行し、粗粉排出
口１２から粗粉が排出される。容器３４の天井部には、
各室３４ａ，３４ｂごとに微粉排出口１０および微粉排
出口４０がそれぞれ設けられ、流動層９および流動層３
９から飛散する微粉がそれぞれ排出される。

【００２５】図５および図６は、本発明の実施の第４形
態による流動層分級器４１の概略的な構成を示す。図５
は側面断面図、図６は正面断面図をそれぞれ示す。本実
施形態で第１〜第３実施形態に対応する部分には同一の
参照符を付し、説明を省略する。流動層分級器４１で
は、容器４２が２つの室４２ａ，４２ｂに分割され、そ
の一方側の室４２ｂに傾斜した側壁面１５が設けられ
る。傾斜した側壁面１５の内部には可動壁１６が設けら
れ、フリーボード部の断面積を変化させることができ
る。容器４２内部を仕切る中仕切板４３の下部には開口
４４が設けられ、原料投入口８が設けられる側の流動層
９の一部を粗粉排出口１２が設けられる側の流動層３９
に移行させることができる。

【００２６】風箱２および風箱３２には、熱風発生装置
４５からの熱風を供給する。供給される熱風は、風量調
節ダンパ６および風量調節ダンパ４６によって配分調整
され、たとえば５０：５０〜７５：２５で風箱２および
風箱３２にそれぞれ供給される。風箱２側では、原料投
入口８から投入される原料の乾燥を主として行い、流動
層３９側では乾燥された原料の分級を主として行う。分
級を効率よく行うために、フリーボード部の断面積を変
化させる。

【００２７】原料投入口８から投入される原料中に大塊
が混入しているときには、分散板３の底板付近に設けら
れる大塊排出シュート５０から排出する。大塊排出シュ
ート５０には、その長手方向に間隔をあけて分級空気口
５１，５２を配置し、分散板３の位置付近では粗粒の流
動化開始速度以上となるように空気を吹込む。一旦大塊
排出シュート５０に入り込んだ大塊は、内部では流速が
低下するので再び流動層９内に流出せず、確実に補集す
ることができるように構成している。熱風発生装置４５
や大塊排出シュート５０は、第１〜第３実施形態にも同
様に用いることができる。また、流動化のために空気を
用いているけれども、化学反応を促進したり抑制したり
するような、反応性ガスや不活性ガスなど、必要に応じ
て他の気体を用いることもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、断面積可
変手段によってフリーボード断面積を変化させることが
できるので、粒径制御のために流量調整手段によって気
体の流量を調整することができない範囲でも効率的に分
級粒径あるいは分級率を調整することができる。

【００２９】また本発明によれば、加熱手段によって流
動化させる気体を加熱することができるので、処理物を
流動化させながら乾燥も合わせて行うことができる。処
理物を乾燥させる場合は、熱風温度によって乾燥度を制
御し、処理物の投入量や入口水分等が変化しても熱風量
を変えず、粒径制御はフリーボード部の断面積の調整で
行うことができる。

【００３０】また本発明によれば、容器内には複数の室
が形成されるので、たとえば投入口が設けられる室では
流動化を促進させ、排出口が設けられる室では分級を促
進させるような条件を設定し、効率的な分級を行うこと
ができる。特に処理物が水分を含有して乾燥を必要とす
る場合は、投入口が設けられる室では分級よりも流動化
に重点を置いた条件設定を行い、効率的な乾燥を行うこ
とができる。

【００３１】

【００３２】また本発明によれば、複数の室に分割する
中仕切板の少なくとも一部が可動壁を有するので、可動
壁を移動させて室間の断面積の比率を容易に変化させる
ことができる。

【００３３】

【００３４】また本発明によれば、可動壁はフリーボー
ド部の断面積をほぼ全面的に変化させて、安定した流動
層を維持することができる。

【００３５】また本発明によれば、可動壁と外部の側壁
との間の空間に堆積した処理物を排出手段によって搬出
することができるので、円滑な断面積の変化を長期間に
わたって安定して行うことができる。

【００３６】

【００３７】

【００３８】また本発明によれば、大塊排出手段によっ
て処理物に混入している大塊を排出することができるの
で、流動化させることができない大塊が混入した処理物
も安定して分級させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態の概略的な構成を示す
正面断面図および側面断面図である。

【図２】図１の容器４の天井部と可動板１６との間の封
止構造を示す部分的な断面図である。

【図３】本発明の実施の第２形態の概略的な構成を示す
側面断面図である。

【図４】本発明の実施の第３形態の概略的な構成を示す
側面断面図である。

【図５】本発明の実施の第４形態の概略的な構成を示す
側面断面図である。

【図６】本発明の実施の第４形態の正面断面図である。

【符号の説明】

１，２１，３１，４１ 流動層分級器 ２，３２ 風箱 ３，３３ 分散板 ４，２２，３４，４２ 容器 ５ ブロア ６，４６ 風量調節ダンパ ８ 原料投入口 ９，３９ 流動層 １０，４０ 微粉排出口 １１ 集塵装置 １２ 粗粉排出口 １３ 投入面 １４ 排出面 １５ 側壁面 １６ 可動板 １７，３６ 揺動軸 １８，３８ シール部材 １９ 堆積物排出シュート ２０ａ，２０ｂ 天井板 ３５ 可動中仕切板 ４３ 中仕切板 ５０ 大塊排出シュート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−343927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−183849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−86679（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−88671（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B07B 4/00 - 11/08 B01J 8/00 - 8/46

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投入口から投入される粉粒状の処理物
   を、分散板の下方から吹き込まれる気体によって流動化
   させ、分散板上方に形成される流動層を利用して処理物
   の粒径に従って分級し、所定粒径以下の微粉は、フリー
   ボード天壁の微粉排出口から排ガスとともに排出し、所
   定粒径以上の粗粉は流動層部の側壁に設けた粗粉排出口
   から排出する流動層分級器において、 流動層を通過する気体の流量を調整する流量調整手段
   と、 流動層上方のフリーボード部の断面積を変化させること
   が可能な断面積可変手段とを含むことを特徴とする流動
   層分級器。
2. 【請求項２】 前記流動層を形成させる気体を加熱し
   て、処理物を乾燥させるための加熱手段が、備えられる
   ことを特徴とする請求項１記載の流動層分級器。
3. 【請求項３】 前記流動層が形成される容器内は、中仕
   切板で複数の室に分割され、中仕切板は流動層が形成さ
   れる部分に処理物の流通口を有し、さらに、前記複数の
   室に吹込まれて、流動層をそれぞれ形成する気体の流量
   配分を調整する配分調整手段を含むことを特徴とする請
   求項１または２記載の流動層分級器。
4. 【請求項４】 前記断面積可変手段は、前記中仕切板の
   少なくとも一部に可動壁を有することを特徴とする請求
   項３記載の流動層分級器。
5. 【請求項５】 前記流動層が形成される容器は、横断面
   が大略矩形状であり、前記断面積可変手段は、流動層が
   形成される容器内の室を形成する側壁面の少なくとも一
   面の内部に、フリーボード部の断面積ほぼ全体的に変え
   ることができる可動壁であることを特徴とする請求項１
   または２記載の流動層分級器。
6. 【請求項６】 前記可動壁とその外部の側壁面との間の
   空間に堆積した処理物を排出する排出手段を有すること
   を特徴とする請求項５記載の流動層分級器。
7. 【請求項７】 前記投入口付近の分散板底部に設けられ
   る大塊排出手段を備えることを特徴とする請求項１〜６
   のいずれかに記載の流動層分級器。