JP3341088B2 - 渦流式空気分級機 - Google Patents
渦流式空気分級機Info
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Description
シウム、セラミックス等の粉粒体原料の分級に用いる渦
流式空気分級機に関するものである。
例えば、石灰石粉末などの粉粒体を気流で分散せしめ、
遠心力と抗心力のバランスを利用して粗粉部分と微粉部
分とに分級するとともに該微粉部分を気流に乗せて機外
に取り出し、製品としている。(日本国特公昭57−2
4189号公報参照)
離粒径Dp (th)[m]は下記一般式により求められ
る。
(m/s)、μは空気の粘性係数(Pa・s)、Dはロ
ータ径(m)、Vr は渦流調整羽根先端における内向風
速(m/s)、ρp は空気の密度をそれぞれ示す。但
し、粒子レイノルズ数Rep=Dp (th)Vrρf/μ<
2 とする。
により求めた理論上の分離粒径Dp (th)と、実際の分
級で得られた分級粒径Dp (o b s )とを比較すると、
両者間には次の関係があり、必ずしも一致しないことが
わかった。
れる分離粒径Dp (o b s )が理論上の分離粒径Dp (
th)よりも大きくなる。
o b s )とが上記関係となる原因を研究したところ、次
のことがわかった。
するガイドベーンA8と渦流調整羽根A6を備えた渦流
式空気分級機内の渦流の接線方向流速分布は図6のWで
表される。分離粒径Dp は、接線方向流速Vt A 、Vt
B に由来する遠心力Fc A 、Fc B と内向風速に由来す
る空気抵抗力Fd A 、Fd B とのバランスによって決ま
る。
渦流調整羽根先端部Bに至る半径上で除々に小さくな
り、渦流調整羽根先端より内側では再び大きくなる。
6との間に投入された分級原料の内B点における分離粒
径より大きな粒子は粗粉側へ回収され、それより小さな
粒子は微粉側へ回収される。即ち、この分級機の分離粒
径は、B点における分離粒径Dp B である。
ける接線方向流速Vt B と内向風速とによって決まるの
であるが、実際の接線方向流速Vt B は必ずしもロータ
周速とは一致せず若干の遅れをもっている。即ち渦流の
接線方向流速分布WのB点における流速は、破線で示す
ロータ周速Rより遅いのである。
たってVt B はロータ周速Rを用いる。これが理論分離
粒径Dp (th)と実際の分離粒径Dp (o b s )との相
違の原因である。特にロータ周速が速い場合には接線方
向流速とガイドベーン部のそれとの差異が大きくこの間
に十分な加速が行われにくくなるのでこの傾向が顕著に
なる。以上から明らかな様に一般式を用いて所望の分級
点での分級を行うことはできない。
も正確に粉粒体原料を所望の分級点で分級できるように
することを目的とする。
すると思われる要素、例えば渦流調整羽根間の間隔、即
ち、取付ピッチP(m)や分離粒径Dp (th)(m)等
を変化させて実験を行い、図4の結果を得た。図4にお
いて縦軸は渦流調整羽根取付ピッチP(m)を示し、横
軸は分離粒径Dp (m)を示す。L1 〜L4 は分離粒径
Dp (th)がそれぞれ2.9μm、4.8μm、6.8
μm、10.0μmの場合を示す。
b s )とが一致する各分級点を結んだところ、直線Lと
なった。この直線Lにおける粒径Dp (th)と取付ピッ
チDとの関係は下記P−Dp 関係式(1)で表わすこと
ができる。
記(2)式が得られる。
(m)、高さH(m)、分級風量Q(m3/s)とすれ
ば、内向速度Vr (m/s)は下記(3)式で表すこと
ができる。 Vr =Q/(πDH)・・・・・・(3)
(4)が得られる。
調整羽根を設け、該渦流調整羽根の外周に分級室を介し
てガイドベーンを設けた渦流式空気分級機において、前
記渦流調整羽根の取付ピッチPが、分離粒径Dp (th)
との関係でP−Dp 関係式により求められることを特徴
とする渦流式空気分級機により、上記目的を達成しよう
とするものである。
(th)を代入して渦流調整羽根の取付ピッチPを求め、
該ピッチPで渦流調整羽根をロータに取付ける。そうす
ると、実際の接線方向流速とロータ周速とが一致し、正
確な分級を行うことができる。そのため、細かい分級点
においても所望の分離粒径Dp (o b s )を確実に得る
ことができる。
る。円筒状のケーシング1の下部に円錐状のホッパ2を
設け、該ホッパ2の下部を粗粉排出口3に連通せしめ
る。
定されたロータ5が配設されている。このロータ5の直
径はDであり、又その高さはHである。
6が取付けられているが、その取付ピッチPは、前記修
正ピッチ式(4)、即ち
2700kg/m3 の石灰石を分級する場合のピッチP
について説明する。ロータの直径D=2.1m、ロータ
の高さH=0.3m、温度20°C、1気圧の空気中に
おける空気密度Ρf =1.20kg/m3 、 空気粘性係数μ=1.81×10-5 (Pa.s)。
th)(m)を達成するために必要な渦流調整羽根の取付
ピッチP(m)は表1の通りである。このピッチP
(m)の値は、前記P−Dp 関係式(1)から分級機に
適用する最小分離粒径、例えば3μmまでの分級に適用
する分級機として定めても良い。
端での周速(m/s)、をそれぞれ示す。
して角度調整可能なガイドベーン8が配設されている。
この分級室7の幅Sの決定は極めて重要である。分級室
内の粗大凝集体は外側に飛ばされてガイドベーン8に衝
突し、ここで分級される。又、接線方向流速分布Wの速
度勾配が急峻である程この部分にある凝集体に気流の速
度差による剪断力が強く働いて分級が促進される。しか
しながら、該幅Sが狭すぎると、渦流が乱れる。そのた
め、粉粒体は分級室内で乱反射を起こすので正常な分級
ができなくなるのである。
ガイドベーンの衝突及び気流の速度勾配による分級作用
が不十分となり、凝集粒は1次粒子に分散される事なく
分級室7を出ることになるので、分級効果が悪くなるの
みならず精粉中に粗粒が入り込んでしまう。
るため種々の実験を行なったところ次のS−P関係式
(5)を得ることができた。但し係数K=5〜20であ
る。
向の厚さTとの割合T/Pを0.35以下にし、ロータ
5の開口面積Mを65%以上に形成する。
向の厚さTがこの範囲を越えて厚くなると、前記分級室
7の幅S及び渦流調整羽根6の取付ピッチPが上記範囲
内にあっても該渦流調整羽根6の近傍における渦流が乱
れ、例えば、3μm以上の粗粉部分の飛び込みが多くな
り、シャープな微粉分級ができなくなる場合がある。
厚さTが異常に薄くなり強度、材質、構造、施工上の問
題があるが、前記問題が発生しない程度にできるだけ薄
いものが望ましい。
が、現状の技術力からすれば、シャープな微粉分級、例
えば3μmカット、を行うときには、厚さTはT/Pが
0.1であれば充分であることがわかっている。
微粉分級の両面からできるだけ大きい方が分級機内の圧
力損失も少なくなるので、65%以上が望ましい。
空気を分級空気供給路11からガイドベ−ン8を介して
分級室7に送り、該分級室7内に自由渦流を形成すると
ともに回転軸4を回して渦流調整羽根6を回転させ強制
渦流を形成する。
旋回しながら渦流調整羽根6の間を通って製品排出口1
2から機外に排出される。
級材料Y、例えば炭酸カルシウムを投入すると、該被分
級材料Yは分散板14に衝突して外周方向に飛散しなが
ら分級室7内に落下する。
りガイドベ−ン8の表面に叩きつけられ、単粒子を破壊
するほどの強力な衝撃力で強固な凝集粒を1次粒に解き
ほぐし、更に理想的な渦勾配の高速渦流にスリップを起
こすことなく取り込まれる。
り合い作用により分級が行われる。この分級された微粉
Y2 、例えば5μm以下の粒径は、上昇気流に乗りロ−
タ5内を通り製品排出口12に流入するとともに、図示
しない空気濾過機に入り回収される。
がらホッパ2中を落下し、粗粉排出口3から排出され
る。
ではなく、例えば、渦流式空気分級機の製品排出口を該
分級機の上方に設ける代わりに、その下方に設けたり、
又、原料入口を分級機の上部中央に設け、製品排出口を
下方に設けたり、さらに原料入口を分級装置の側方また
は下方の分級空気と共に導入する等、各種のロータ型分
級機に適用できるものである。
流式空気分級機100とミル110とを組み合わせても
よい。図5において、101はテ−ブル111上に被粉
砕原料Yを供給するための原料投入口、112はロ−ラ
をそれぞれ示す。
上の分離粒径と実際に分離して得られた分離粒径とが一
致する。そのため、所望の分級点で確実に分級を行うこ
とができる。
方向流速分布を示すと図3の通りとなるが、これを図6
の従来例と比較すると、図3では渦流調整羽根6の近傍
でのロ−タ周速Rと渦流の接線方向流速分布Wは同一と
なっている。そのため、従来例と異なり、理論上の分離
粒径が実際の分離による分離粒径となるので、所望の分
級点で正確な分級ができる。
る。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 ロータに複数の渦流調整羽根を設け、該
渦流調整羽根の外周に分級室を介してガイドベーンを設
けた渦流式空気分級機において、前記渦流調整羽根の取
付ピッチPが、分離粒径Dp (th)との関係で次式によ
り求められることを特徴とする渦流式空気分級機。 【数1】 - 【請求項2】 ロータに複数の渦流調整羽根を設け、該
渦流調整羽根の外周に分級室を介してガイドベーンを設
けた渦流式空気分級機において、前記渦流調整羽根の取
付ピッチPが、空気の粘性係数μ、粒子の密度ρp 、ロ
ータの高さH、分級風量Q、渦流調整羽根先端の周速V
t との関係で次式により求められることを特徴とする渦
流式空気分級機。 【数2】 - 【請求項3】 分級室の幅Sが、ピッチP、及び係数K
との関係で次式により求められることを特徴とする請求
項1又は2記載の渦流式空気分級機。 【数3】 - 【請求項4】 Kが、5〜20であることを特徴とする
請求項3記載の渦流式空気分級機。
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CN103170456B (zh) * | 2013-03-28 | 2015-06-24 | 河南嘉和节能科技有限公司 | 一种水泥选粉机导流装置及整流方法 |
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-
1993
- 1993-03-31 JP JP07467093A patent/JP3341088B2/ja not_active Expired - Lifetime
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