JP3434867B2 - 粉体分選装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は空気流とスクリーン
（微小メッシュの網）を用いた微粉体の分選装置に関す
るものであり、高い精度、高能率で微粉体の分選を行う
ことができ、薬品、化粧品、食品、化学品、鉱工業品等
の広い分野における微粉体の分選に用いることができる
ものである。 【０００２】 【従来の技術】粉粒体から所定の粒径以下の微粉体を分
別する方法には、スクリーンと重力とを用いる方法（篩
いによる方法）、空気流と浮力とを用いる方法（風選に
よる方法）がある。スクリーンと重力とを用いる方法は
分離能率が低く、また所定の粒径以下の粉体のみを分離
する分離精度は高いが所定の粒径以下の粉体を完全に粉
粒体から分離することはできず、分離歩止まりを高める
と分選作業能率が著しく低下する。スクリーンのメッシ
ュが小さいほど分選作業能率が低下し、目づまりを生じ
るので、スクリーンによる分選は能率的ではない。空気
流と浮力とを用いる方法は、分選作業能率は高いが、所
定の粒径以下の粉体のみを分離する分離精度は低い。し
たがって、厳密に所定の粒径以下の微粉体のみを分離収
集することが求められる場合はこの方法を採用すること
はできない。上記の両分選方法を組み合わせて両分選方
法の利点をうまく引き出す方法が従来公知である（実公
昭３３−１０７９０号公報）。この粉体分選装置はスク
リーンの目づまりによる分選作業能率の低下を有効に防
止して、スクリーンによる高い分選能率を維持できるよ
うに工夫したものである。次いでその概略を図６を参照
しつつ説明する。分選器のケーシング１０３と前ケーシ
ング１０９とをスクリーン１０６によって仕切り、ケー
シング１０３に回転自在に支承された中空軸１０５に吸
引ブロワー１０４を固定し、中空軸１０５に回転自在に
支承された中空軸１１０の先端にエアブラシ１１２、１
１３と撹拌ブロアー１１４とを取付けてある。吸引ブロ
ワー１０４は高速で回転し、エアブラシ１１２、１１３
は低速で回転する。エアブラシ１１２、１１３はスクリ
ーン１０６に近接して半径方向に延び、先端が閉じられ
た中空管で、スクリーン１０６に面した面に微細幅のス
リット１１５を設けたものであり、中空軸１１０に中心
孔から供給される高圧空気を上記スリット１１５から吹
き出してスクリーン１０６に吹き付けることによってス
クリーン１０６を間欠的に掃除してその目づまりを防止
するものである。吸引ブロワー１０４の吸引作用によっ
て粉体が混入した空気流を前ケーシング１０９の原料送
入口１０７から前ケーシング１０９内に吸引し、撹拌ブ
ロアー１１４によって撹拌して前ケーシング内で粉体を
一時浮遊させる。空気流はスクリーン１０６を通過して
ケーシング１０３へ吸引されるので、スクリーン１０６
を通過できる粒径の微粉体は空気流に乗ってケーシング
１０３内に流入する。所定粒径以下の微粉体が混入した
空気流は吐出口１０２からサイクロン等の微粉体分離収
集装置に移動し、ここで微粉体が空気から分離されて収
集される。スクリーン１０６を通過できない粒径の粗粉
体はやがて前ケーシング１０９内で下に沈み、粗粉排出
口１０８から排出される。粉粒体は前ケーシング１０９
内で浮遊し、大量の空気流と共にスクリーン１０６を通
過するので、分離精度、分離能率は極めて高く、またス
クリーンはエヤブラシ１１２、１１３で間欠的に掃除さ
れて目づまりが防止されるので、高い分離能率を継続的
に維持することができ、５０μｍ乃至数μｍの微粉体を
能率的に、かつ高精度で分選することができる。なお、
符号１０１は吸込口、１１６は伝動装置である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の微粉体の分
選装置によって分離収集された微粉体の中に所定の粒径
よりも大径の粉体が混入していることがある。分離器の
スクリーン１０６のメッシュの大きさによって規定され
る所定の粒径よりも大径の上記粉体はスクリーン１０６
を通過した微粉体が分選器のケーシング１０３の内壁、
ケーシング内の吸引ブロワー１０４の表面に衝突して付
着し、これが成長し、やがて付着面から離脱して空気流
によって吐出口１０２から流出することによってもたら
されるものである。この現象は従来の微粉体の分選装置
においてはその機構上避けられない現象である。本発明
は、収集された微粉体への所定粒径以上の粒径の粉体の
混入を完全に防止することをその目的とし、そのために
分選器のケーシング内で微粉が機体表面に付着して成長
するのを防止することをその課題とするものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記課題解決のために講
じた手段は次の要素（イ）乃至（ニ）によって構成され
るものである。 （イ）吸引ブロワーをサイクロン等の微粉体分離収集装
置よりも下流側に設けたこと、 （ロ）ケーシング内にケーシング内壁面用エアブラシを
設けたこと、 （ハ）ケーシングに回転可能に支承された回転軸に半径
方向に延びる中空管を固定し、この中空管のケーシング
内壁面に対向する面に微細幅のスリットを設けて上記ケ
ーシング内壁面用エヤブラシを構成したこと、 （ニ）上記回転軸と共に上記中空管を回転させながら上
記スリットから高速空気流を吹き出させ、この高速空気
流をケーシング内壁面に吹き付けてケーシング内壁面を
掃除すること。 【０００５】 【作 用】サイクロン等の微粉体分離収集装置よりも下
流側に設けた吸引ブロワーによって、粉体が混入した空
気流が分選器のケーシング内に引き込まれ、スクリー
ン、ケーシング、微粉体分離収集装置を経て空気だけが
上記吸引ブロワーの排気口から排出される。空気流に混
入して流れる微粉体が衝突するケーシング内の面はケー
シング内壁面と上記中空管であるが、中空管の表面積は
極めて小さく、しかも曲面であってこの曲面に沿って空
気が流れるので、当該中空管の表面に微粉体が衝突して
付着し、滞留して成長することはない。また、ケーシン
グ内面には上記従来の微分体の分選器と同様にケーシン
グ内面に微粉体が付着するが、付着した微粉体はケーシ
ング内で回転するエヤブラシによって壁面から速やかに
吹き飛ばされ、ケーシング内の空気流によって吐出口か
ら排出される。吐出口から排出された微粉体と空気との
混合体はその下流に位置するサイクロン等の微粉体分離
収集装置に流入し、ここで微粉体が分離収集される。微
粉体が分離された空気流は微粉体分離収集装置の下流に
配置された集塵器、吸引ブロワー、消音器を経て大気に
放出される。したがって、ケーシング内壁面に微粉体が
付着して滞留し、それが成長して所定粒径以上の粒径の
粉粒体が空気流に混入するという現象は生じない。ケー
シング内壁面のエヤブラシを構成する中空管とスクリー
ンのエヤブラシを構成する中空管とを同一中空管によっ
て構成しても上記の作用を奏する上では特に問題はない
が、スクリーンに吹き付ける空気流の流速とケーシング
内壁面に吹き付ける空気流の流速とを同じにする必要は
なく、むしろスクリーンのメッシュが微細であるほどケ
ーシング内壁面に吹き付ける空気流の流速よりもスクリ
ーンに吹き付ける空気流の流速を高くすることが望まし
く、また、スクリーンに対するエアブラシによる掃除の
頻度よりもケーシング内壁面に対するエアブラシによる
掃除頻度を高めることが望ましい場合（粉粒体の性質、
スクリーンによって分離された微粉体の粒子の大きさの
大小による）が多いが、この場合は、スクリーンに対す
るエアブラシとケーシング内壁面に対するエアブラシと
を別系統とし、互いに異なる回転軸に取付け、また互い
に異なる圧力の空気供給管に接続する構成としなければ
ならない。 【０００６】 【実 施 例】次いで図１乃至図５を参照しつつ本発明
の好ましい実施例を説明する。本発明を適用した小型、
コンパクトな微粉体分選装置の全体システムの概略は図
１に示すとおりであり、スクリーンを内蔵した分選器
（以下「ハイボルター」という）５を中心にしてその上
流側に粉粒体投入用ホッパ３が配置され、ハイボルター
よりも下流側にサイクロン１３、集塵フィルター１７、
吸引ブロワー１９が順次配置されている。吸引ブロワー
１９によって引かれて、エアクリーナ１を通過したクリ
ーンな一次空気が管路２を矢印の方向に流れ、管路２に
おいてホッパ３から粉粒体が混入される。粉粒体が混入
された空気流はハイボルター５に流入する。所定以下の
粒径の微粒体のみが空気と共にスクリーンを通過し、所
定以上の粒径の粉体はここで捕捉され、容器１１に落下
する。スクリーンを通過した微粉体が混入する空気はハ
イボルター５の吐出口から管路１２を経てサイクロン１
３に流入し、ここで微粉体が分離されて収集され、収集
容器１５に収集される。微粉体を分離された空気流はサ
イクロン１３から管路１６を経て集塵フィルター１７、
管路１８を経て吸引ブロワー１９に吸引され、消音器２
２を経て大気に排出される。管路２の上流側を調節弁
９、小径管路８を介してハイボルター５の下降管路１０
に接続してある。調節弁９によって管路８から下降管路
１０に流入する空気流量を調節することによってハイボ
ルター５内での浮力を調節する。この浮力の調節によっ
てハイボルター５に流入してから容器１１に落下するま
での滞留時間を調節し、これによって微粉の残留率（容
器１１に落下する粗流体に残留する微粉体の割合）を減
少させることができる。また、投入用ホッパ３から管路
２の空気流に混入させる粉粒体の割合を調節バルブ４に
よって調節して、ハイボルター５の分離能力を最大限発
揮させると共に、上記の微粉の残留率を減少させること
ができる。以上が本実施例の全体システムである。次い
でハイボルター５の詳細を説明する。ハイボルター５の
ケーシング５１の前面に前ケーシング５２が着脱自在に
固定されていて、両ケーシングによって一つの密閉空間
を構成している。ケーシング５１の内部空間と前ケーシ
ング５２の内部空間とがスクリーン５３によって仕切ら
れている。前ケーシング５２の前部に吸入口５４が設け
られ、その反対側の開口部にスクリーン５３が着脱自在
に取付けられている。ケーシング５１に主軸受５５が固
定されており、この主軸受に一対のボールベアリング５
６を介して中空軸（回転軸）５７が回転自在に支承され
ている。中空軸５７に小径の中空軸５８が嵌合固定され
ており、中空軸５７の内面に縦溝を設け、これによって
小径の中空軸５８と中空軸５７との間に空気流路５９を
形成している。ボス６０にＵ形パイプからなるケーシン
グ用エアブラシ６１の両端を固着し、このボス６０を中
空軸５７の先端に固着している。このエアブラシ６１の
ケーシング５１の内壁面に近接した側の辺の一端はボス
６０の半径方向孔６０ａに嵌合して固定され、これによ
って上記エアブラシ６１は上記空気流路５９に連通して
いる。このエアブラシ６１のスクリーン５３に面した側
の辺の先端はボス６０に固定され、ボス６０によって塞
がれている。ケーシング用エアブラシ６１は中空軸５７
と共に回転するものであるからバランスをとるために、
二つのＵ形パイプを中空軸を中心にして対称に配置して
構成されているが、回転バランスを考慮する必要がない
場合は一つのＵ形パイプによって構成することができ
る。Ｕ形パイプからなる上記エアブラシ６１のケーシン
グ５１の内壁面に近接した部分に微小幅の縦方向のスリ
ットＳ（この例においては０．５ｍｍ幅）を設け、この
スリットＳをケーシング５１の内壁平面および内壁曲面
に対向させている（図３、図４参照）。Ｕ形パイプから
なる上記エアブラシのスリットＳから吹き出す空気流に
よってスラストを生じ、このスラストによって中空軸５
７にモーメントがかかる。このモーメントを相殺させる
ために、二つのＵ形パイプにスリットを設けているが、
このモーメントを問題視しないでもよいときは上記ケー
シング用エアブラシを構成する一つのＵ形パイプだけに
スリットを設ければよい。この場合はそのＵ形パイプの
ケーシング内壁面に面する全面にスリットを設けること
が必要である。このスリットは必ずしも連続的な一つの
スリットである必要はなく、短いスリットを多数縦に並
べたものでもよく、あるいは多数の小さな孔を多数並べ
たものでもよい。スクリーン用エアブラシ６３の一端を
ボス６２の半径方向孔に嵌合させて固着し、その内部を
中空軸５８の中心空気通路６４に連通させている。この
エアブラシ６３の他端は塞がれている。上記エアブラシ
６３は中空軸５８と共に回転するものであるからバラン
スをとるために、二つの直線状パイプを中空軸５８を中
心にして対称に配置して構成されているが、回転バラン
スを考慮する必要がない場合は一つの直線状パイプによ
って構成することができる。この直線状パイプからなる
エアブラッシのスクリーン５３に近接した面には上記Ｕ
形パイプからなるエアブラッシと同様に微小幅の縦方向
のスリットＳを設け、このスリットをスクリーン５３に
対向させている（図５参照）。このスリットの設け方に
ついては上記Ｕ形パイプからなるエアブラッシの場合と
同様である。中空軸５７の空気通路５９にエアホース６
５を接続し、また中空軸５８の中心空気通路６４にロー
タリ管継手６６ａを介してエアホース６６を接続してい
る。中空軸５７の外端にプーリ６７を取付けている。こ
のプーリ６７をモータＭによって低速で駆動し、中空軸
５７、５８とともに前記両エアブラシ６１、６３を低速
で回転させる。エアホース６５から供給される高圧空気
が中空軸５７と中空軸５８との間の空気流路５９を介し
てケーシング用エアブラシ６１に供給され、低速回転す
るこのエアブラシ６１のスリットＳから高速（約２００
ｍ／秒）で吹き出し、ケーシング５１の内壁面に吹き付
けられる。このエアブラシ６１による掃除はこの例にお
いては３０秒間隔で約１秒継続する。これによってケー
シング内壁面に付着した微粉体は直ちに吹き飛ばされて
ケーシング内壁面から除去される。また、エアホース６
６から供給される高圧空気が中空軸５８の中心空気流路
６４を介してスクリーン用エアブラシ６３に供給され、
低速回転するこのエアブラシ６３のスリットＳから高速
（約２５０ｍ／秒）で吹き出し、スクリーンの裏側面に
吹き付けられる。これによってスクリーンに付着した微
粉体は直ちに吹き飛ばされスクリーン５３から除去され
る。上記両エアブラシの作動、高圧空気の噴射はモータ
Ｍおよびエアホースへの高圧空気の供給を電気的に制御
することにより行われ、インターバル、作動時間を粉粒
体の性質、粒径等に応じて任意に設定、変更できるよう
にすることによって分選装置に汎用性を持たせることが
できる。上記エアブラシ６１、６３は共に中空管によっ
て構成され、その表面は小さくかつ曲面であり、常にそ
の表面に沿って空気が流れているのでこれらの表面に微
粉体が付着することはない。ハイボルター５のケーシン
グ内部から空気流が大気に流出することは完全に防止さ
れなければならない。この実施例においては、ケーシン
グ５１に固定されている主軸受５５に空気導入口６８、
６９を設け、この空気導入口からパージエア等を主軸受
５５内に導入し、主軸受５５の内部をケーシング内部よ
りも高圧に保つことによって、ケーシング５１から微粉
体の混入した空気が流出することを防止し、またボール
ベアリング５６に微粉体の混入した空気が流入してその
耐久性を損なうことを防止している。 【０００７】 【効 果】本発明の上記課題を解決した発明は未だ公知
ではない。したがってこの新規な課題を解決して従来技
術の上記問題を完全に解消したこと自体が本発明特有の
効果である。さらにハイボルター５は吸引ブロワーを有
しないので、その機構が単純であり非常にコンパクトに
なる。したがって、微粉体分離収集装置それ自体を非常
にコンパクト、小型に構成することができ、他の真空源
を利用することによって微粉体分離収集装置を著しくコ
ンパクトにして製作コストを著しく低減することができ
る。仮りに専用の吸引ブロワーを用いるとしても、市販
の小型吸引ブロワーを用いることができるので微粉分選
装置をケーシングに収納してコンソール型に纏めて移動
自在なものにすることができ、また、その製作コストを
著しく低減できる。さらに、分選器の内部に吸引ブロワ
ーがなく、前記両エアブラシの中空パイプは単純な形状
であるので、粉体が滞留するところがなく、また掃除が
簡単、容易であるから、取扱う粉粒体の種類を切り替え
るときの分選器の掃除を簡単、迅速に行うことができる
ことも本発明の大きな利点である。

【図面の簡単な説明】 【図１】実施例の模式図である。 【図２】図１の分選器の断面図である。 【図３】図２の分選器におけるケーシング用エアブラシ
の拡大図である。 【図４】図３の正面図である。 【図５】図２の分選器におけるスクリーン用エアブラシ
の正面図である。 【図６】従来の分選器の断面図である。 【符号の説明】 １・・・エアクリーナ ２、１２、１６、１８・・・管路 ３・・・粉粒体投入用ホッパ ４・・・調節バルブ ５・・・ハイボルター（分選器） ８・・・小径管路 ９・・・調節弁 １０・・・下降管路 １１・・・容器（粗粉体収集容器） １３・・・サイクロン（微粉体分離収集装置） １５・・・微粉体収集容器 １７・・・集塵フィルター １９、１０４・・・吸引ブロワー ２２・・・消音器 ５１・・・ケーシング ５２、１０９・・・前ケーシング ５３、１０６・・・スクリーン ５４・・・吸入口 ５５・・・主軸受 ５６・・・ボールベアリング ５７、１０５、１１０・・・中空軸 ５８・・・小径の中空軸 ５９・・・空気流路 ６０、６２・・・ボス ６０ａ・・・ボス６０の半径方向孔 ６１・・・Ｕ形パイプからなるエアブラシ（ケーシング
用エアブラシ） ６３・・・エアブラシ（スクリーン用エアブラシ） ６４・・・中空軸５８の中心空気通路 ６５、６６・・・エアホース ６６ａ・・・ロータリ管継ぎ手 ６７・・・プーリ １０２・・・吐出口 １０３・・・分選器のケーシング １０７・・・原料送入口 １０８・・・粗粉排出口 １１２、１１３・・・エアブラシ １１４・・・撹拌ブロアー １１５・・・スリット Ｓ・・・縦方向のスリット Ｍ・・・モータ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】粉粒体を混入した空気流を分選器に流入さ
   せ、分選器のスクリーンを通過しない粗粉体と、該スク
   リーンを通過してケーシング内に入る微粉体とに分離
   し、分選器を通過した上記空気流をサイクロン等の微粉
   体分離収集装置に導き、微粉体分離収集装置によって微
   粉体を分離収集して空気のみを排気すると共に、上記ス
   クリーンを回転式のエアブラシによって掃除する粉体分
   選装置において、 吸引ブロワーを微粉体分離収集装置よりも下流側に設
   け、 ケーシング内にケーシング内壁面用エアブラシを設け、 ケーシングに回転可能に支承された回転軸に半径方向に
   延びる中空管を固定し、この中空管のケーシング内壁面
   に対向する面に微細幅のスリットを設けて上記ケーシン
   グ内壁面用エヤブラシを構成し、 上記回転軸と共に中空管を回転させながら上記スリット
   から高速空気流を吹き出させ、この高速空気流をケーシ
   ング内壁面に吹き付けてケーシング内壁面を掃除する粉
   体分選装置。