JP3382752B2 - 湿式分級装置及び湿式分級方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、重量による沈降を利用
して液体中で固体粒子を分ける、いわゆる湿式分級のた
めの装置及び方法であって、より詳細には、極めてシャ
ープな分布が得られる湿式分級装置及び湿式分級方法に
関する。

【０００２】具体的には、質的に一様であるが大きさの
異なる粒子を、その大きさについて分けるための装置及
び方法であり、例えばガラス製や合成樹脂製で直径が数
マイクロメートル前後のある値に正確にそろった球形ビ
ーズを生産する工程などに利用される。また、このよう
にして分級されたビーズは、液晶表示パネルのギャップ
制御材、標準粒子、分析用充填材、診断薬の担体、各種
標識材等に用いられる。

【０００３】

【従来の技術】湿式分級のプロセスには、上昇流を利用
するもの、水平流を利用するもの、単なる静置によるも
のなどがあり、特に分離の精度において優れているのは
上昇流を利用するものである。

【０００４】上昇流を利用する湿式分級の基本形を図
８、図９に示す。

【０００５】すなわち、図８は、処理液の流入口６２が
装置本体６１の下部に、細粒子を含むスラリーの流出口
６３が装置本体６１の上部に、スラリーの供給口６４が
装置本体６１の中程に、それぞれ設けられた構造のもの
である。また、図９は、処理液の流入口７２が装置本体
７１の下部近傍に、細粒子を含むスラリーの流出口７３
が装置本体７１の上部に、スラリーの供給口７４が装置
本体７１の中程に、粗粒子を含むスラリーを排出する流
出口７５が装置本体７１の下部に、それぞれ設けられた
構造のものである。

【０００６】供給口６４，７４から供給されるスラリー
（以下、必要に応じて供給スラリーという）は、装置の
滞留スラリーよりも高密度の場合が多い。そのため、供
給スラリーを装置内の処理液に良く分散させるために、
供給口６４，７４は装置本体６１，７１の上端近傍に設
けられていることが多い。

【０００７】装置本体６１，７１内に供給されたスラリ
ーの個々の粒子の沈降速度は、それらの粒径に依存し、
粗い粒子ほど速く沈降する。つまり、処理液の上昇速度
との比較において、より速く沈降する成分（粗い粒子）
は下へ、そうでない粒子（細かい粒子）は上へ移動す
る。そして、下へ移動した粗い粒子は、図８に示すよう
に、ケーキ６５として装置本体６１の底に沈むか、図９
に示すように、粗い粒子を含むスラリーとして、流出口
７５から流出する。

【０００８】図９に示すプロセスは連続式といえるもの
であって、特公昭４７−３３５７１号公報にはこのタイ
プの湿式分級装置が記載されている。こうした連続式プ
ロセスは、沈降速度が比較的大である粗い粒子に適用す
る場合、小さな装置で大量の粒子を処理できるという利
点がある。

【０００９】しかし、このような連続式プロセスのもの
では、一般に流出口７５から流出する粗い粒子のスラリ
ーの中に、細粒子の一部が混入し易いといった問題があ
る。この原因としては、供給口７４から装置本体７１内
に流入する高濃度のスラリーが作る部分的な下降流や、
細粒子が凝集したまま速やかに沈降することなどによる
ショートパスが考えられる。また、このような連続式プ
ロセスにおいてシャープな分布を得るためには、処理液
とスラリーとの安定したフィードを維持しなければなら
ないが、この点も現実的には難度の高い課題である。

【００１０】このような連続式プロセスに対して、分級
の間、粗い粒子を取り出さずに流動させておくバッチプ
ロセスも提案されている。このようなバッチプロセスタ
イプのものとして、例えば特公昭５４−２００２８号公
報に記載された分級装置（これを、従来技術１という）
や、特公昭５９−２９２９９号公報に記載された分級装
置（これを、従来技術２という）がある。

【００１１】従来技術１の分級装置は、本体の下部に、
多数の小径の孔を有するプレート状の部材を装着し、こ
の部材の下部に、開口総面積が本体の流路断面積より小
さい複数個の縦通孔部を有するブロックを設け、かつこ
のブロックの下部に多数の小径の孔を有するプレート状
の部材を装着し、さらに前記ブロックの各縦通孔部に、
プレート状の部材に設けた孔より多少大きい粒度の支持
部材を流動可能に収納した構造となっている。

【００１２】また、従来技術２の分級装置は、複数の格
子筒をそれぞれ間隔を設けて塔長方向に装着し、格子筒
間の壁面に取出口を設けるとともに、下部の集水板に、
塔内樹脂の逆流を防止するためのスリットボールが螺着
された構造となっている。

【００１３】バッチプロセスでは、分級の能率を良くす
るために、装置の水平断面積を大きくすることが求めら
れる。そのため、装置自体が大きくなりがちで、１回の
処理量はそれほど多くはないが、沈降速度が特に遅い等
の理由で能率が求められるような場合には、バッチプロ
セスが適当である。

【００１４】バッチプロセスにおいては、成分をある域
値より大か小かに単に分けるのではなく、処理液の流速
を少しずつ増やしながら、分劃された粒子群を順次採取
する方法によって、高精度に分級された各級の粒子群を
１つの装置で得られる利点がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、高精度の分級
プロセスを設計するに当たっては、スラリーの一部が底
に沈降してケーキを作ることがないようにするのが望ま
しい。なぜならば、ケーキができると、粗粒子のみなら
ず、たまたま近くにあった細粒子もケーキに取り込まれ
るので、分級の精度と収率とが悪化するからである。

【００１６】この点については、従来技術１，２のもの
は、装置底部の全面から処理液を流入するように構成す
ることで、ケーキの生成を防いでいるが、このようなプ
ロセスの実現には固有の困難さがある。

【００１７】すなわち、このようなバッチプロセスにお
いては、処理すべきスラリーの大部分（初期においては
全量）を装置内に溜めたまま運転する必要があるため、
スラリーを比較的高濃度で扱うことになる。そのため、
粒子を含んで比重が大きくなったスラリーの下方から、
より比重の小さい処理液を流入させることになり、部分
的な逆流が起こり易いからである。

【００１８】この部分的な逆流を防止するため、従来技
術１では、縦通孔部を複数個有するブロックを設け、こ
のブロックの縦通孔部内に支持部材を流動可能に収納し
ている。また、従来技術２では、螺着されたスリットボ
ールを設けている。

【００１９】ところで、被分級粒子が細かい場合には、
沈降速度が小さいために処理液の流入速度を遅く設定す
る必要がある。そのため、従来技術１のものでは、支持
部材等も細かくしないと部分的な逆流が起こり易くなる
が、支持部材等を細かくすると、今度は支持部材からコ
ンタミネーションを除去する洗浄作業が大変になるとい
った問題がある。また、従来技術２のものについても同
様に、スリットボールからコンタミネーションを除去す
る洗浄作業が煩雑であるといった問題がある。

【００２０】この問題については、被分級粒子自体の内
の粗粒子を従来技術１の支持部材として利用できれば、
コンタミネーションを除去する洗浄作業が不要となるこ
とから、最も合理的な解決方法である。

【００２１】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたもので、その目的は、支持部材やスリットボー
ルといった特別の部材を必要とすることなく（もしく
は、被分級粒子の内の粗粒子を支持部材として使用する
ことにより）、簡単な構造でありながら、極めて高精度
の分級を可能とした湿式分級装置及び湿式分級方法を提
供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の湿式分級装置は、直立する
筒状部の下端側開口縁から連続して逆円錐形状の鏡板部
が形成されるとともに、この鏡板部の底部に内壁の軸方
向が垂直である処理液の流入口が設けられ、前記筒状部
の上端側に流出口が設けられたものである。また、本発
明の請求項２記載の湿式分級装置は、請求項１記載の湿
式分級装置において、前記鏡板部の底部に接続される前
記流入口の接続部分の内壁の水平断面形状が、その下部
に位置する流入口の内壁の水平断面形状より絞られたノ
ズル形状に形成されたものである。

【００２３】また、本発明の請求項３記載の湿式分級装
置は、請求項１又は２記載の湿式分級装置において、前
記筒状部の内部であって前記流入口の上方位置に、処理
液と粉粒体とを混合する混合部が設けられたものであ
る。

【００２４】また、本発明の請求項４記載の湿式分級方
法は、請求項１，２又は３記載の湿式分級装置におい
て、前記流入口から流入する処理液を一定の流量に保つ
ことにより、前記粉粒体の沈降速度と同速度の上昇流を
作ることによって、所定の域値より小さい粒径の粒子の
みを流出させるものである。

【００２５】

【作用】請求項１記載の作用について述べる。

【００２６】直立する筒状部の下端側開口縁から連続し
て逆円錐形状の鏡板部を形成する。鏡板部の傾斜角度
は、好ましくは処理液中の粉粒体の安息角をやや上回る
角度に設定する。これにより、鏡板部に沈降した粉粒体
の一部は、鏡板面上を滑り、又は転がって下部の方に移
動することになる。

【００２７】請求項２記載の発明の作用について述べ
る。

【００２８】鏡板部の底部に接続される流入口の接続部
分の内壁の水平断面形状が、その下部に位置する流入口
の内壁の水平断面形状より絞られたノズル形状に形成す
る。これにより、鏡板部の底部近傍での逆流を防止する
ことが可能となる。

【００２９】請求項３記載の発明の作用について述べ
る。

【００３０】筒状部の内部であって、流入口の上方位置
に、処理液と粉粒体とを混合する混合部を設ける。これ
により、粒径分布のシャープな分劃を得ることが可能と
なる。

【００３１】

【００３２】

【００３３】請求項４記載の発明の作用について述べ
る。

【００３４】流入口から流入する処理液を一定の流量に
保つことにより、粉粒体の沈降速度と同速度の上昇流を
作ることによって、粒径分布のシャープな分劃が得られ
るとともに、粒径分布幅の狭い分劃を短時間で得ること
ができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００３６】図１は、本発明の湿式分級装置の概略構成
を示しており、請求項１に対応している。

【００３７】すなわち、直立する筒状部１の下端側開口
縁１ａから連続して逆円錐形状の鏡板部２が形成され、
この鏡板部２の底部２ａに処理液の流入口３が設けら
れ、筒状部１の上端１ｂ側に流出口４が設けられたもの
である。そして、鏡板部２の傾斜角度θを、処理液中の
粉粒体の安息角をやや上回る角度となるように設定した
構造となっている。

【００３８】つまり、鏡板部２は、粉粒体の一部がその
上に沈降した後、滑り又は転がる部分であるから、その
傾斜角度θは処理液中の粉粒体の安息角よりも大きくす
る必要がある。しかし、傾斜角度θを極端に大きくする
と、水平断面積が相対的に小さくなるので、処理能力が
低下することになる。また、水平断面積が小さくなる
分、装置の高さを高くすることも考えられるが、この場
合、バッチ当たりの処理量は同じになっても、装置の高
さが高くなった分、処理時間がかかることになる。

【００３９】そのため、鏡板部２の傾斜角度θを処理液
中の粉粒体の安息角をやや上回る角度となるように設定
することにより、上記諸問題を最小限に抑えるのが適当
である。

【００４０】また、筒状部１と鏡板部２との高さの比ｋ
（＝Ｈ₁ ／Ｈ₂ ）は、１．０ないし５．０程度が好適で
ある。この範囲よりｋの値が大きい（ｋ＞５．０）と、
後述する層状構造形成のための必要時間が増大し、また
この範囲よりｋの値が小さい（ｋ＜１．０）と、一度層
状構造ができた後に回収できる粒子量の、粒子全体に対
する割合が減るので、いずれにしても実用上好ましくな
い。

【００４１】ここで、バッチ当たりの仕込量（実体積）
をＶ、分級装置の容積Ｗに対する仕込量Ｖの割合をｘと
すると、ｘが５〜５０％の範囲であることが、分級の精
度と能率とに最も優れている。ｘがこの範囲より小さい
（ｘ＜５％）と、能率が著しく低下し、ｘがこの範囲よ
り大きい（ｘ＞５０％）と、ケーキの生成等のトラブル
が起こる場合があるからである。

【００４２】分級装置の容積Ｗは、

【００４３】

【数１】 Ｗ＝Ｖ／ｘ≒（１／８）（ｋ＋１／３）（π・ｔａｎθ）・Ｄ₁ ³ ・・・（１） であるが、この（１）式の関係を使い、上述の諸要請と
必要な仕込量Ｖとから、筒状部１の内径寸法Ｄ₁ の設計
値を求めることができる。他の部分の寸法は、このＤ₁
の値に基づいて決定することができる。

【００４４】流出口４は、本実施例では、筒状部１の上
端１ｂに水平の鏡板５を接続し、この鏡板５の中央開口
部５ａを流出口としたものであり、この流出口４に配管
６が接続されている。

【００４５】この配管６の内径Ｄ₄ は、あまり太くては
ならず、筒状部１の内径Ｄ₁ の１５％以下が目安であ
る。これを超えると精度が悪化するからである。また、
配管６が詰まる程でなければ、細すぎることによる問題
は少ない。

【００４６】図２は、本発明の分級装置の他の実施例を
示す概略構成図である。すなわち、筒状部１の上端１ｂ
の全周を堰７として作ったオーバーフロー型のものであ
り、その他の構成は、鏡板５及び配管６を除いて図１に
示すものと全く同様である。また、この変形として、筒
状部１の上端１ｂの全周ではなく、その一部を堰７とす
る構造も可能である。

【００４７】なお、このようなオーバーフロー型では、
筒状部１の上端１ｂに覆いをして、下液の揮発と外気を
通じての擾乱とを防ぐようにすることが好ましい。

【００４８】また、図３に示す分級装置は、粉粒体部分
を高濃度スラリーとして回収するため、筒状部１の上端
１ｂ近傍の側壁に、枝管８を設けた構造を示している。

【００４９】また、図４に示す分級装置は、筒状部１の
上端１ｂと鏡板５との接続部分を湾曲させて曲率半径Ｒ
をとった構造を示している。この場合、曲率半径Ｒは大
きくてはならず、筒状部１の内径Ｄ₁ の７％以下が一つ
の目安となる。これを超えると、得られる粒径分布のシ
ャープさが悪化するからである。図３及び図４に示す分
級装置において、その他の構造は図１に示すものと全く
同様である。

【００５０】流入口３の具体的形状を図５に示す。

【００５１】流入口３を単純な形状とする場合、粉粒体
の逆流を防ぐため、流入口３の直径を非常に小さくしな
ければならない。しかし、流入口３をあまり小さくする
と、粉粒体による流入口３の閉塞をはじめ、流路の通り
易さに問題が生じる。そこで、このような問題を解決す
るため、本実施例では、鏡板部２の底部２ａに接続され
る流入口３の接続部分３ａの内壁の水平断面形状（内径
Ｄ₂ ）を、その下部に位置する流入口３の内壁の水平断
面形状（内径Ｄ₃ ）より絞られたノズル形状に形成す
る。これにより、鏡板部２の底部２ａ近傍での逆流を防
止することが可能となる。

【００５２】ここで、流入口３の各内径Ｄ₂ 、Ｄ₃ 、及
びノズルの先端幅（高さ）Ｈ₃ の値は、以下の条件
（２）、（３）、（４）を満足する値に設定する。

【００５３】

【数２】 Ｄ₂ ≦０．０５・Φ^1/3 ・（η・ρ）^1/9 ・（ｘ・ｇ・ρΔ）^-2/9 ・・・（２） Ｄ₃ ≧１．２Ｄ₂ ・・・（３） ０≦Ｈ₃ ≦０．５Ｄ₂ ・・・（４） ここで、Φ：流入の流束、η：処理液の粘度、ρ：処理
液の密度、ｘ：スラリー濃度（湿潤状態における体積分
率；０〜１）、ｇ：重力加速度、ρΔ：処理液と粒子
（潤滑状態）の密度差である。ただし、これらはＭＳＫ
単位による。また、（２）〜（４）式、特に（２）式に
おける係数は、数マイクロメートルのシリカ製ビーズの
水中分級実験（ρΔ＝１，２００ｋｇ／ｍ³ 、装置直径
（内径）Ｄ ₁ ＝６０〜２４０ｍｍ）の結果から数値を得
ている。

【００５４】流入の流束Φは、粒子の沈降速度に密接に
関わり、そのオーダーが規定される点に注意を要する。
沈降速度をｖ、装置の直径（内径）をＤ₁ とすると、

【００５５】

【数３】 Φ＝（π／４）・ｖ・Ｄ₁ ² ・・・（５） が釣り合いの条件である。

【００５６】沈降速度ｖは、問題とする粒子自体の無限
希釈沈降速度ｖ₀ を基本に、他の粒子の複雑な影響を受
けて決まるものであるが、粒径分布幅が比較的狭い場合
には近似的に次式で表される。

【００５７】

【数４】 ｖ＝ｆ・ｖ₀ ・・・（６） ｖ₀ ＝（ｇ・ρΔ・ｄ² ）／（１８・η） ・・・（７） （７）式は、ストークスの沈降速度式である。良好に成
り立つのは、沈降に関するレイノルズ数が２を超えない
範囲である。同じ範囲では、濃度因子ｆは次の諸式で近
似される。

【００５８】

【数５】 ｆ＝ε^-4.65 （ε≧０．７） ・・・（８） ｆ＝６・（１−ε）／ε³ （ε≦０．７） ・・・（９） ε（＝１−ｘ）は空隙率であるが、ここでいう濃度ｘと
して有効なのは、運転中における筒状部１の上端１ｂの
流出口４近傍におけるものである。これは、仕込濃度よ
りいくらか小さい値となる。

【００５９】図６は、本発明の湿式分級装置のさらに他
の実施例を示しており、請求項３に対応している。

【００６０】すなわち、図１に示す湿式分級装置におい
て、筒状部１の内部であって、流入口３の上方位置に、
処理液と粉粒体とを混合する混合部１０を設けたもので
ある。

【００６１】この混合部１０の最も簡単な構成は、単純
な水平攪拌翼によるものである。この場合の攪拌翼とし
ては、攪拌力が弱く、処理液の水平方向の移動のみを起
こすような棒状の翼が適当である。

【００６２】また、図７は、混合部１０のより好適な構
造の一例を示している。すなわち、全体を円筒形状と
し、下端側に流入口１１を形成し、上端側に流出口１２
を形成して、その内部に攪拌翼１３を収納したものであ
る。

【００６３】混合部１０の流入口１１は、流入口３の上
方位置に配置する。また、混合部１０の流出口１２は、
筒状部１と鏡板部２との継ぎ目１ａと略同じ高さに設け
るのが最も好ましい。

【００６４】このような円筒形状の混合部１０として、
具体的には、攪拌翼１３を動力によって強制的に駆動す
る場合と、スタティックミキサーによる場合とがある。
図７は、スタティックミキサーの場合を例示している。

【００６５】スタティックミキサーの場合には、積極的
な動力を持たなくても、例えば煙突の中に強い上昇流が
できるのと同じ原理で、上昇流を得ることが可能であ
る。この場合、特に、混合部１０の長さは、下端側の流
入口１１が鏡板部２の底部２ａに接近しすぎて処理液の
流れを塞ぐことのない範囲で長い方が良く、また太い方
が良い。また、エレメントの形状や寸法が粗くなって、
その繰り返し数が少なくなりすぎることは好ましくな
い。さらに、上昇流が確実にスタティックミキサーを通
るように、混合部１０の下端部に傘２０を設けても良
い。

【００６６】スタティックミキサーの寸法上の必要条件
は、ベルヌーイの定理より次の通りである。

【００６７】

【数６】 （π／４）・Ｄ₆ ² ＝ｋ・（１＋Ｎ_E ・α_E ）・Φ／２・Ｈ₄ ・ｘ・ρΔ／ρ）^1/2 ・・・（１０） ただし、ｋ≧２（望ましくはｋ≧５）、Ｎ_E ：エレメン
ト数、α_E ：エレメント当たりの圧力損失係数、Φ：処
理液の流入量の最小値、である。

【００６８】スタティックミキサーとしては、沈降によ
る粒子の滞留がないように、全体に滑らかに仕上げら
れ、内部の傾斜角度も全て粒子の安息角度以上であるこ
と、すなわち、エレメントに極端なひねりのない形状で
あることが望ましい。

【００６９】

【００７０】

【００７１】

【００７２】また、処理液については、主に粉粒体を分
散させたときの沈降速度と、分散性との観点から選択す
る。

【００７３】沈降速度の点からは、密度、粘度ともに低
く、粉粒体を速やかに沈降させ得る液体が望まれること
が多い。このような要求に沿うものとして、常温で液体
の物質のものでは、水の他、多くの有機溶剤（例えば、
ペンタン、ヘキサン、アセトン、メチルエチルケトン、
メタノール、トルエン等）がある。

【００７４】また、分散性の点からは、処理液が粉粒体
表面を良く濡れさせることが必要である。実際の選択に
当たっては、このような要求を満たすよう考慮する必要
があり、分散性改良のために界面活性剤等を使用するこ
とも可能である。

【００７５】この他にも、処理液が粉粒体を溶かした
り、著しく膨潤させることがないことも、必要な条件で
ある。

【００７６】次に、上記各構成の湿式分級装置による分
級方法について説明する。

【００７７】すなわち、被分級粉粒体をスラリーとして
装置内部に仕込んだ後、あまり速すぎない一定流速で流
入口３より処理液を流入し続けると、筒状部１において
緩やかな層状構造ができる。ここでいう層状構造とは、
直径の大きい粒子ほどより下の方に、より高い体積分率
で、小さい粒子ほどより上の方に、より低い体積分率
で、秩序立って配置した状態を意味している。

【００７８】このような層状構造が出来上がった後、処
理液の流速を少しだけ増やし、それまでの全流出液を回
収すると、細粒径側の分劃が、シャープな分布にて得ら
れる。装置内部に残る粒子は、粒径が粗い方の分劃であ
って、分離はやはりシャープである。

【００７９】ここで、流速の変え方と分級の手順とにつ
いて説明する。

【００８０】ある一定の流量を保つことによって、所定
の域値より小さい粒径の粒子のみを流出口４から流出さ
せることができるが、この場合、初期においては、最終
流速よりやや遅い流速にて流し、安定した層状構造がで
きるのを待ってから、最終流速まで増速する。仕込濃度
が高いときほど、初期の流速は遅めに設定する必要があ
るが、通常は最終流速の８０％程度まで落としておけば
概ね十分である。

【００８１】また、層状構造ができあがった後、処理液
の流速を徐々に増やすと、層状構造は少しずつ上方に移
動し、流出口４に達したところで、その流出が起こる。
このようにして、刻々と分劃を分けていくと、狭い粒径
範囲で分劃された粒子群が回収できることになる。この
場合も、回収開始以前にやや遅い流速にて流し、安定な
層状構造ができるのを待ってから回収する必要がある。

【００８２】一定の流量を保つ場合も、流速を徐々に増
やす場合も、安定な層状構造ができるまでの時間オーダ
ーは、次の式から求めることができる。

【００８３】

【数７】 ｔ＝（Ｈ・ｄ₀ ）〔１＋ｌｎ（ｄ₁ ／ｄ₂ ）〕／（２・ｖ・ｄ₁ ）・・・（11） ただし、ｔ：所要時間、Ｈ：分級装置全体の高さ、
ｄ₀ ：中心となる粒子径、ｖ：中心となる粒子径に対応
する沈降速度、ｄ₁ ：仕込み粒子径分布幅、ｄ₂ ：粒子
径分布のシャープさ（又は、単一分劃について目的とす
る分布幅）、である。

【００８４】処理液の流れ制御には、ポンプ、静水圧利
用等の一般的な方法が利用できる（図６には、ポンプが
図示されている）が、槽内が大きく乱されないよう、流
量を安定に保つことが重要である。

【００８５】次に、本発明の湿式分級装置及び湿式分級
方法を用いて、以下の３つの実験を行った。

【００８６】〔実験１〕図６に示す形状の分級装置を作
成し、これを使用した。詳細は、図４、図５、図７に従
い、それぞれの寸法は、Ｄ₁ ＝４８０ｍｍ、Ｄ₂ ＝３ｍ
ｍ、Ｄ₃ ＝８ｍｍ、Ｄ₄ ＝５３ｍｍ、Ｈ₁ ＝３２０ｍ
ｍ、Ｈ₂ ＝３２０ｍｍ、Ｈ₃ ＝１ｍｍ、Ｒ＝１２ｍｍ、
θ＝５３°で、容量は７７リットルである。処理液の供
給は、定量ポンプによって行い、混合部１０として、内
径１２ｍｍφ、長さ２１０ｍｍ、エレメント数８のスタ
ティックミキサーを用いた。

【００８７】常温下、処理液としてペンタン（η＝２．
３×１０^-4Ｐａｓ・ｓｅｃ、ρ＝６３０ｋｇ／ｍ³ ）を
用い、ρ＝１１３０ｋｇ／ｍ³ （ρΔ＝５００ｋｇ／ｍ
³ ）の熱硬化性樹脂ビーズを分級した。粒径は、ｄ＝
６．０７μｍを平均値に、ｄ＝５．４２μｍないしｄ＝
６．８０μｍに８３％が入る分布を持つ、略正規分布の
ものを用いた。仕込量は、見掛けで１５．４リットル
（容器容積に対し、２０％）、実体積では７．７リット
ルであった。

【００８８】流速条件は、２００ｍｌ／分から６００ｍ
ｌ／分まで変化させて分級を行った。その結果、２５分
劃のサンプルを得た。各サンプルの平均粒径の範囲は
５．５μｍから６．８μｍであり、各分劃の分布幅を示
すＣＶ値（変動係数）としては、２．１％から２．６％
までの範囲の良好な値を得た。ただし、ＣＶ値の定義
は、ＣＶ値＝粒径の標準偏差／粒径の平均値である。

【００８９】〔実験２〕図６に示す形状の分級装置を作
成し、これを使用した。詳細は、図４、図５、図７に従
い、それぞれの寸法は、Ｄ₁ ＝４８０ｍｍ、Ｄ₂ ＝３ｍ
ｍ、Ｄ₃ ＝８ｍｍ、Ｄ₄ ＝５３ｍｍ、Ｈ₁ ＝３２０ｍ
ｍ、Ｈ₂ ＝３２０ｍｍ、Ｈ₃ ＝１ｍｍ、Ｒ＝１２ｍｍ、
θ＝５３°で、容量は７７リットルである。処理液の供
給は、定量ポンプによって行い、混合部１０として、内
径１２ｍｍφ、長さ２１０ｍｍ、エレメント数８のスタ
ティックミキサーを用いた。

【００９０】常温下、処理液として水（η＝１．０×１
０^-3Ｐａｓ・ｓｅｃ、ρ＝１，０００ｋｇ／ｍ³ ）を用
い、ρ＝２２００ｋｇ／ｍ³ （ρΔ＝１，２００ｋｇ／
ｍ³）のシリカビーズを分級した。粒径は、ｄ＝６．１
４μｍを平均値に、ｄ＝５．３２μｍないしｄ＝６．９
４μｍに８６％が入る分布を持つ、略正規分布のものを
用いた。仕込量は、見掛けで１５．４リットル（容器容
積に対し、２０％）、実体積では７．７リットルであっ
た。

【００９１】流速条件は、１６０ｍｌ／分から５００ｍ
ｌ／分まで変化させて分級を行った。その結果、１８分
劃のサンプルを得た。各サンプルの平均粒径の範囲は
５．６μｍから６．７μｍであり、各分劃のＣＶ値とし
ては、２．３％から２．７％までの範囲の良好な値を得
た。

【００９２】

【００９３】

【００９４】

【００９５】

【００９６】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の湿式分級装置
は、直立する筒状部の下端側開口縁から連続して逆円錐
形状の鏡板部を形成したので、鏡板部に沈降した粉粒体
の一部は、鏡板面上を滑り又は転がって下部の方に移動
することになる。そのため、この粗い粒子が支持部材の
役目を果たす結果、鏡板部の底部近傍での逆流を防止す
ることができるものである。

【００９７】また、本発明の請求項２記載の湿式分級装
置は、鏡板部の底部に接続される流入口の接続部分の内
壁の水平断面形状を、その下部に位置する流入口の内壁
の水平断面形状より絞られたノズル形状に形成したの
で、鏡板部の底部近傍での逆流をさらに効果的に防止す
ることができるものである。

【００９８】また、本発明の請求項３記載の湿式分級装
置は、筒状部の内部であって、流入口の上方位置に、処
理液と粉粒体とを混合する混合部を設けた構成としたの
で、粒径分布のシャープな分劃を得ることができるもの
である。

【００９９】

【０１００】また、本発明の請求項４記載の湿式分級方
法は、流入口から流入する処理液を一定の流量に保つこ
とにより、粉粒体の沈降速度と同速度の上昇流を作るこ
とによって、粒径分布のシャープな分劃が得られるとと
もに、粒径分布幅の狭い分劃を短時間で得ることができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に対応した湿式分級装置の概
略構成図である。

【図２】本発明の請求項１に対応した湿式分級装置の他
の実施例を示す概略構成図である。

【図３】本発明の請求項１に対応した湿式分級装置の他
の実施例を示す概略構成図である。

【図４】本発明の請求項１に対応した湿式分級装置の他
の実施例を示す概略構成図である。

【図５】本発明の請求項２に対応した湿式分級装置の流
入口の具体的形状を示す一部拡大断面図である。

【図６】本発明の請求項３に対応した湿式分級装置の概
略構成図である。

【図７】混合部の構造を示す一部拡大断面図である。

【図８】湿式分級装置の基本的構成を示す図である。

【図９】湿式分級装置の基本的構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 筒状部 ２ 鏡板部３ 流 入口 ４ 流出口 １０ 混合部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−90054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−80894（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−310201（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−137414（ＪＰ，Ａ) 特公 昭30−8901（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B03B 1/00 - 13/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量による沈降を利用した湿式の分級装置
   であって、直立する筒状部の下端側開口縁から連続して
   逆円錐形状の鏡板部が形成されるとともに、この鏡板部
   の底部に内壁の軸方向が垂直である処理液の流入口が設
   けられ、前記筒状部の上端側に流出口が設けられたこと
   を特徴とする湿式分級装置。
2. 【請求項２】前記鏡板部の底部に接続される前記流入口
   の接続部分の内壁の水平断面形状が、その下部に位置す
   る流入口の内壁の水平断面形状より絞られたノズル形状
   に形成されたことを特徴とする請求項１記載の湿式分級
   装置。
3. 【請求項３】前記筒状部の内部であって前記流入口の上
   方位置に、処理液と粉粒体とを混合する混合部が設けら
   れたことを特徴とする請求項１又は２記載の湿式分級装
   置。
4. 【請求項４】請求項１，２又は３記載の湿式分級装置に
   おいて、前記流入口から流入する処理液を一定の流量に
   保つことにより、前記粉粒体の沈降速度と同速度の上昇
   流を作ることを特徴とする湿式分級方法。