JP3444181B2 - 分級装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の分級装置は、石炭、
石灰石、セメント原料、スラグ、セメントクリンカ、セ
ラミックス、フィラー、化学品等の粉粒体を所定の粒度
の粉粒体に効率よく分離する分級装置に係り、特に粗
粉、中粉、細粉の数段階の粒度構成の粉粒体に効率よく
分級しうる分級装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】分級装置は、粉粒体を所要の粒度の粉粒体
に選別し分離することを目的とするものである。例え
ば、粉砕機によって粉砕された粉粒体を分級するための
乾式分級装置としては、サイクロン分離方式などが一般
的に多く用いられており、粉粒体を、分級装置の分級点
以上の粒径の粉粒体（粗粉）と分級点以下の粒径の粉粒
体（細粉）とに選別分離している。なお、分級装置の分
級点は、分級装置の種類や構造、運転条件などによって
様々に変えることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、最近になっ
て、粉粒体を粗粉と細粉とにだけ分けるといったような
大まかな分級ではなく、粉粒体を粗粉と中粉と細粉とに
分けるといったようなより細かな分級が求められるよう
になった。その理由としては、例えば、分級後の粉粒体
を効率のよい方法で処置するためには分級後の粉粒体の
粒度分布の幅が狭く、粉粒体の大きさがばらつかない方
が効率的に処理しやすいなどといったことによる。

【０００４】ところが、一般的な分級装置は、粉粒体を
粗粉と細粉にしか選別分離できないため、粉粒体を３種
類に選別する必要がある場合は、異なる分級点を有する
分級装置を、例えば、図３のフローシートに示したよう
な方法で、２つ組み合わせて使用している。図３のフロ
ーシートを説明すると、分級機１で粗粉とそれ以外の粉
粒体に分離し、粗粉以外の粉粒体を分級機１より小さい
粒径で分級する特性をもつ分級機２で粗粉以外の粉粒体
を、中粉と細粉とに分離して、粉粒体を３種類に選別し
ている。このように、粉粒体を粗粉、中粉、および、細
粉に選別するためには２組の分級装置が必要であり、か
つ、２組の分級装置に粉粒体を搬送する設備が必要にな
る。

【０００５】また、水分を含む原料に関しては、分級工
程とは別に乾燥工程が必要であることが多く、その場
合、分級機とは別に乾燥装置も設備する必要があったの
で、装置全体の設備費が高くなり、また、効率も悪くな
るといった問題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、上記の課題を解
決するため本発明は、 （１）上部に原料投入口と細粉を伴った分級ガスの排出
口をそれぞれ有し下部に中粉取出口と粗粉取出口とそれ
ぞれ有した分級装置であり、その内部に、略中央部に略
水平面内で回転可能に取付けた分級原料用の分散板と該
分散板の半径方向外方の周囲に分級ガス吹き上げ環状通
路を介して設けられ該分散板から該環状通路に放出され
た原料を衝突させる略筒状の衝突板とでなり該分散板か
ら該環状通路に放出された原料及び衝突板に衝突した原
料を該環状通路を吹き上げられる分級ガスにより粗粉と
それより小さい粉に分離させ粗粉は下方へ落下させて該
粗粉取出口へ導きそれより小さい粉は分級ガスとともに
上昇させるようにした一次分級部と、該一次分級部の分
級ガス流れの下流である上部に周囲に間隔をおいて配し
た複数の分級羽根を回転可能に有し該一次分級部を上昇
通過して分級ガスに同伴された粉をさらに分級して細粉
と中粉に分離する二次分級部と、該分級羽根の半径方向
外方の略下方周囲に形成され該中粉取出口へ連通した中
粉取入用環状開口と、該一次分級部の分級ガス吹き上げ
環状通路の下方へ位置させて上方に開口した分級ガス導
入口と、を配した構成とした。

【０００７】（２）上記（１）の分級装置において、分
級装置のケーシングを該原料投入口と該細粉を伴った分
級ガスの排出口を設けた略筒状の外側ケーシングとその
内部に略同心状に配置され上端が開口された略筒状の内
側ケーシングで構成し、該内側ケーシングには該開口上
端部に該略筒状衝突板を設け下端に該粗粉取出口を設け
ると共に内部に該分級ガス導入口を配し、該中粉取入用
環状開口は略筒状衝突板と外側ケーシングの間に形成
し、該中粉取出口は該中粉取入用環状開口と連通し外側
ケーシングと内側ケーシングの間に形成した構成とし
た。

【０００８】（３）上記（１）又は（２）の分級装置に
おいて、該一次分級部の分散板と該二次分級部の分級羽
根はいずれも分級装置の頂部に取付けた可変速型駆動機
に連結され略鉛直方向の回転軸線を有した回転駆動軸に
連結して回転可能に取付けた構成とした。

【０００９】（４）上記（２）又は（３）の分級装置に
おいて、該一次分級部の分散板の下部と該分級ガス導入
口の開口との間の内側ケーシング内に略逆円錐形状の分
級ガス整流用ガイドコーンを取付けた構成とした。

【００１０】（５）上記（１）又は（２）又は（３）又
は（４）の分級装置において、該分級ガス導入口から分
級ガスとして熱ガスを導入する構成とした。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の詳細について
説明する。図１〜図２は本発明に係る実施例を示し、図
１は分級装置の縦断面図、図２は分級装置運転時の原料
挙動を説明する概念図、図３は従来の分級設備の一例の
フローシートである。

【００１２】まず、最初に、本実施例における分級装置
２の構造を、図１に基づいて説明する。本実施例におけ
る分級装置２は、周囲を上部ケーシング１１と側部ケー
シング１２からなる外側ケーシングと下部ケーシング１
３とでなる内部ケーシングで包囲形成されている。該上
部ケーシング１１は、略筒状の形状をしており、側面部
に細粉取出口２０を有しており、上面には、原料投入口
１７ａと可変速式の電動機３０を配設している。

【００１３】また、上部ケーシング１１の上部は、分級
ガスや粉粒体が漏れださないように天板により封止され
ているが、原料投入口１７ａと軸６を内包した軸受ケー
ス７は天板を貫通し、上部ケーシング１１内に挿入され
ており、軸受ケース７は、上部ケーシング１１と原料投
入シュート１７に固設され原料投入シュート１７の鉛直
方向の中心線上に位置している。そして、軸受ケース７
の中を、軸受７ａに軸支され回転自在とされた軸６が挿
通しており、該軸６は、電動機３０と分散板３を連結し
ている。また、上部ケーシング１１内に吹き込まれた分
級ガスや粉粒体が漏れださないよう、原料投入口１７ａ
と軸６と軸受ケース７はそれぞれ封止されている。

【００１４】なお、原料投入シュート１７は、上部ケー
シング１１内で略逆円錐台形型のホッパー形状であっ
て、上方に向かって拡径しており、上部には２つの原料
投入口１７ａを有し、下部は筒状になっており、円盤４
の中央部に挿入される。

【００１５】次に、側部ケーシング１２は、略筒状の形
状で上方に向かって拡径しており、上部ケーシング１１
の下部に上部ケーシングと一体に取り付けられている。
側部ケーシング１２の下底部は、最下部にある中粉取出
口２１に向かって斜形しており、側部ケーシング１２の
下底部に入った粉粒体は重力により中粉取出口２１まで
自然に流れていく構造となっている。

【００１６】下部ケーシング１３は、略筒状の形状で、
上部が上方に向かって拡径し、側部ケーシング１２の内
部に同心円状に挿入され配置されている。また、下部ケ
ーシング１３の上端は開口し、筒状の衝突板１３ａを配
している。また筒状の衝突板１３ａは、下部ケーシング
１３の上端部の内周面に取替え自在に貼付けてあるので
摩耗に応じて取替え可能な構造となっている。そして、
下部ケーシング１３の最下部には、粗粉取出口２２を有
している。

【００１７】上部ケーシング１１の下部と側部ケーシン
グ１２の上部は略円環上の板を介して固設されており、
粉粒体や分級ガスが漏れないように封止されている。ま
た、側部ケーシング１２の内壁面と下部ケーシング１３
の外壁面との間には、中粉取出用の環状通路ＤＴが形成
されており、環状通路ＤＴの上端は、側部ケーシング内
で開口し、中粉取入用環状開口ＤＫを形成している。分
級された粉粒体が、中粉取入用環状開口ＤＫより環状通
路ＤＴを通って落下し中粉取出口２１まで移動すること
ができる構造となっている。なお、側部ケーシング１２
の下端は下部ケーシング１３の外壁部と略円環状の板を
介して固設され、粉粒体や分級ガスが漏れないように封
止されている。

【００１８】下部ケーシング１３内の上部には、略中央
部に前記筒状の衝突板１３ａとほぼ同等の高さ位置にお
いて前記回転軸６に一体に取り付けられた円盤状の分散
板３が回転自在に設けられており、分散板３と衝突板１
３ａとの間には分級ガス吹き上げ環状通路ＤＳが形成さ
れている。分散板３から環状通路ＤＳに放出された原料
及び衝突板１３ａに衝突した原料は該環状通路ＤＳを吹
き上げられる分級ガスにより粗粉とそれより小さな粉に
分離させられる。該分散板３、衝突板１３ａ、及び、該
環状通路ＤＳは一次分級部８を構成する。

【００１９】また、分散板３の上方の前記筒状の衝突板
１３ａの上端部の高さ位置には、分散板３の中央部の上
部に固設された複数個の支柱４ａに固設されてリング状
の円盤４が分散板３と回転軸芯を同一にして回転自在に
取付けられており、該円盤４の外周には、間隔をおいて
分級羽根５ａが上部ケーシング１１の内部に位置されて
複数枚設けられている。即ち、分級羽根５ａは、各々の
下端を円盤４の外周縁に取り付けられ、上端を円盤の外
側に位置するように傾けて取り付けられており、該上端
は上部ケーシングと近接され粉粒体がショートパスしな
いような構造となっている。

【００２０】また、分級羽根５ａと分級羽根５ａの周方
向の間には運転中に分級ガスと細粉が通過することがで
きる隙間を有している。分散板３は上部ケーシング１１
に固設された電動機３０と軸６を介して連結されている
ので、電動機３０の回転により回転させることができ、
また、分級羽根５ａは該分散板３に支柱４ａ、及び、円
盤４を介して連結されているので電動機３０により同時
に回転させることができる。なお、円盤４と分級羽根５
ａとは、一次分級部８を上昇通過して来る分級ガスをさ
らに分級し、細粉と中粉に分級する二次分級部５を構成
している。

【００２１】前記中粉取入用環状開口ＤＫは、該分級羽
根５ａの半径方向外方の略下方周囲に臨まされて開口さ
れて形成されており、該分級羽根５ａの回転によりたた
かれて半径方向外方に飛ばされた中粉が上部ケーシング
１１の内壁に衝突して失速し、そのまま環状開口ＤＫに
取り入れられるよう構成されている。

【００２２】なお、二次分級部５の円盤４の中央部には
上部ケーシング１１に固定された原料投入シュート１７
の下端部の挿通穴が形成されており、該円盤４の該原料
投入シュート１７の下端部の挿通穴は該原料投入シュー
ト１７の下端部に対して回転摺動可能な状態でダストシ
ールされており、分散板３上の粉粒体や分級ガス吹き上
げ環状通路ＤＳを通る分級ガスが、二次分級部５の分級
羽根５ａと分級羽根５ａとの間の周方向の隙間以外（例
えば、円盤４の中央部の孔や二次分級部５と上部ケーシ
ング１１の間の隙間）を通って上部ケーシング１１内に
移動することはできない構造となっている。

【００２３】下部ケーシング１３内には、前記分級ガス
吹き上げ環状通路ＤＳの下方位置で先端が上方に開口し
た分級ガス導入口１５ａを形成した分級ガス導入管１５
が挿入されて位置しており、該分散板３の真下の位置と
該分級ガス導入口１５ａとの間には、略逆円錐台形状の
ガイドコーン１６が、その下端の逆円錐部分の一部分を
該分級ガス導入口１５ａ内の中央部に挿通された形状
で、図示されていない支柱を介して下部ケーシングに固
設されている。従って、該ガイドコーン１６の作用によ
り分級ガス導入管１５から分級装置２内に吹き出される
分級ガスを整流して該分級ガス吹き上げ環状通路ＤＳの
周方向に均等に流すことができる。

【００２４】次に、図１と図２に基づいて、上記のよう
に構成された分級装置の作動について説明する。まず、
原料投入口１７ａより投入された原料（以下、粉粒体と
称することもある）が原料投入シュート１７を通り、分
散板３上の中央部付近に落下する。このとき分散板３は
電動機３０によって回転されているため、落下した粉粒
体も分散板３の回転に従働されて回転を始める。そのた
め、粉粒体に回転による遠心力が発生し、粉粒体は分散
板３の外周方向へ移動し、やがて、分散板３から衝突板
１３ａの方向へ飛び出して行く。

【００２５】分散板３上から飛び出した粉粒体は、分散
板３と衝突板１３ａの間の分級ガス吹き上げ環状通路Ｄ
Ｓに達し、環状通路ＤＳに放り出されるか、または、衝
突板１３ａに衝突し、環状通路ＤＳに放り出される。こ
の時、環状通路ＤＳには、分級ガス導入管１５を通って
分級ガス導入口１５ａより吹き出された分級ガスが、ガ
イドコーン１６と下部ケーシング１３の間を通って、下
方から周囲均等流となって吹き上げられており、大きな
粒径以外の粉粒体は、上方に吹き上げられるが、大きな
粒径の粉粒体（粗粉）は吹き上げられず、そのまま落下
する。落下した大きな粒径の粉粒体は、環状通路ＤＳを
とおり、さらに、下部ケーシング１３と分級ガス導入管
１５の分級ガス導入口１５ａとの間の環状通路ＤＶをと
おり下部ケーシング１３の下端の粗粉取出口２２より取
り出される。

【００２６】なお、分級ガス導入口１５ａより吹き出さ
れた分級ガスがガイドコーン１６で整流され、環状通路
ＤＳの全体に分級ガスを均等に吹き上げることができる
ので、一次分級部８のどの場所でも均一な分級が行われ
る。

【００２７】また、一次分級部８において分級ガスによ
り吹き上げられた粉粒体は、上方にある二次分級部５に
達し、そこでさらに分級され、小さな粒径の粉粒体（細
粉）のみ回転している二次分級部５の分級羽根５ａと分
級羽根５ａとの間の周方向の隙間を通り抜け上部ケーシ
ング１１まで達し、分級ガスに同伴されて細粉取出口２
０より取出される。そして、それ以外の粉粒体（中粉）
は、回転している二次分級部５の分級羽根５ａによって
たたき落とされて二次分級部５を通り抜けることができ
ず落下する。

【００２８】このとき、下方より分級ガスの吹き上げが
有るため、中粉は二次分級部５の半径方向外方へ移動し
ながら落下するので、側部ケーシング１２の内壁面近傍
に落下するか、あるいは、側部ケーシング１２の内壁面
に衝突して失速し側部ケーシング１２の内壁面に沿って
落下する。従って、中粉はそのまま、分級羽根５ａの半
径方向外方の下方周囲に臨まされて開口している該中粉
取入用環状開口ＤＫに入り、側部ケーシング１２と下部
ケーシング１３の環状通路ＤＴをとおって中粉取出口２
１より取出される。

【００２９】また、一次分級と同様に、分級ガス導入口
１５ａより吹き出された分級ガスがガイドコーン１６で
整流され、環状通路ＤＴの全体に分級ガスを均等に吹き
上げているので、分級ガスの流れにおいて、一次分級部
の下流側にある二次分級部のどの場所でも、均一な分級
ガスの流れがおこり、その結果、均一な二次分級が行わ
れる。

【００３０】本実施例では、分級装置のケーシングを側
部ケーシング１２とその内部に下部ケーシング１３を挿
通して取り付けて構成することにより、該側部ケーシン
グ１２と下部ケーシング１３により中粉取入用環状開口
ＤＫ、それに連通する中粉取出用環状通路ＤＴ、及び、
中粉取出口２１を自ずと形成させる構成とでき、また下
部ケーシング１３下端には粗粉取出口２２を形成させる
構成とすることができるため分級装置を簡潔に構成させ
ることができる。

【００３１】また、本実施例では一次分級部８の分散板
３と二次分級部５の分級羽根５ａは同一駆動軸に連結し
て同一駆動源の電動機３０により同時に回転駆動させる
ようにしているので分級装置の構成が簡略化されるとと
もに該分散板３、及び、分級羽根５ａの回転駆動を確実
に行わせることができる。

【００３２】以上のように、本実施例の分級装置２で
は、原料を細粉、中粉、粗粉に効率よく分級して得るよ
うにすることができる。

【００３３】なお、水分を含む原料の場合、分級ガス導
入口１５ａより吹き込まれるガスとして、熱ガスを使用
すると粉粒体の分級と同時に乾燥も行なえ、特に比表面
積の大きい細粉に関して乾燥効果が高く、乾燥設備が不
要となる。また、分級ガス導入口１５ａより吹き込まれ
るガスとして、含塵ガスを使用すると含塵ガス中の粉粒
体も当該分級装置により、分級し選別することができ
る。

【００３４】本実施例においては、細粉として０．１ｍ
ｍ以下程度の粒径の粉粒体、中粉として１〜１０ｍｍ程
度の粒径の粉粒体、粗粉として１０〜１００ｍｍの粒径
の粉粒体を分離選別し分級したが、この値は、二次分級
部５の回転速度等によって変化させることができるので
製品の種類や、工程に応じて適宜変化させることができ
る。

【００３５】なお、本実施例においては、分級羽根５ａ
は分散板３に支柱４ａと円盤４を介して固設し、分散板
３と一体として回転自在に配した構成にしたが、軸６に
支柱、ブラケット等を介して直接取り付けるなどして回
転自在に配してもよい。

【００３６】また、本実施例では、一次分級部８の分散
板３と二次分級部５の分級羽根５ａは同一の駆動軸６に
連結させて、回転駆動させるように構成した場合を示し
たが、勿論、該分散板３と分級羽根５ａは別個の駆動軸
に取付けてそれぞれの駆動軸に別個に原動機を連結して
分散板８と分級羽根５ａを個別に回転駆動させるように
構成しても良い。このように構成した場合は、一次分級
部と二次分級部を独立させて分級性能を制御することが
でき、より精度の高い分級を行わせるようにすることが
できる。

【００３７】また、以上の実施例では分散板３と分級羽
根５ａの駆動原動機は電動機３０とした場合を示した
が、該原動機は油圧モータ等であってもよい。

【００３８】筒状の衝突板１３ａは、下部ケーシング１
３の上端部の内周面に取替え自在に貼付けて摩耗に応じ
て取替え可能に構成した場合を示したが下部ケーシング
１３の上端部に連接して設けても良い。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明の分級装置においては、
１台の分級装置で、粉粒体を粗粉、中粉、細粉の３種類
に効率よく分級することができ、簡単な設備で、粉粒体
を粒度別に最適な次工程に送って適宜処理することがで
きる。

【００４０】請求項２の発明では、分級装置のケーシン
グを用いて中粉取入用環状開口や、中粉取出用環状通路
を形成することにより分級装置の構造を簡素化すること
ができ小型化することができる。

【００４１】請求項３の発明では、一次分級部の一部で
ある分散板と二次分級部の一部である分級羽根をいずれ
も、分級装置の頂部に取付けた可変速電動機等の可変速
駆動機に連結された略鉛直方向の回転軸線を有した駆動
軸に連結するので、一台の可変速駆動機と一つの回転駆
動軸で、一次分級部と二次分級部の両方を駆動すること
ができ、分級装置の構造を簡素化することができ装置を
小型化することができる。

【００４２】請求項４の発明では、分散板の下部と分級
ガス導入口の間に略逆円錐形状のガイドコーンを取り付
けることにより、分級ガス導入管より吹き出された分級
ガスがガイドコーンで整流され、分級ガス吹き上げ環状
通路全体に分級ガスを均等に吹き上げることができるの
で、一次分級、二次分級をともに精度よく行わせること
ができる。

【００４３】請求項５の発明では、分級ガスとして熱ガ
スを使用することにより、分級と同時に乾燥を行うこと
ができ、特に水分を含む原料の場合、分級ガス導入管よ
り吹き込まれるガスとして、熱ガスを使用することによ
り粉粒体の分級と同時に乾燥も行なうことができる。こ
の場合、特に比表面積の大きい細粉に対しては乾燥効果
を高くして、乾燥設備を不要とすることができ、装置全
体の効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る分級装置の縦断面図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係る分級装置の運転時の原料
挙動を説明する概念図である。

【図３】従来の分級装置を用いた分級設備の一例のフロ
ーシートである。

【符号の説明】

２ 分級装置 ３ 分散板 ４ 円盤 ５ 二次分級部 ５ａ 分級羽根 ６ 軸 ８ 一次分級部 １１ 上部ケーシング（外側ケーシング） １２ 側部ケーシング（外側ケーシング） １３ 下部ケーシング（内側ケーシング） １３ａ 衝突板 １５ 分級ガス導入管 １５ａ 分級ガス導入口 １６ ガイドコーン １７ 原料投入シュート １７ａ 原料投入口 ２０ 細粉取出口 ２１ 中粉取出口 ２２ 粗粉取出口 ３０ 電動機 ＤＫ 中粉取入用環状開口 ＤＳ 環状通路 ＤＴ 環状通路 ＤＶ 環状通路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B07B 1/00 - 15/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部に原料投入口と細粉を伴った分級ガス
   の排出口をそれぞれ有し下部に中粉取出口と粗粉取出口
   とそれぞれ有した分級装置であり、その内部に、略中央
   部に略水平面内で回転可能に取付けた分級原料用の分散
   板と該分散板の半径方向外方の周囲に分級ガス吹き上げ
   環状通路を介して設けられ該分散板から該環状通路に放
   出された原料を衝突させる略筒状の衝突板とでなり該分
   散板から該環状通路に放出された原料及び衝突板に衝突
   した原料を該環状通路を吹き上げられる分級ガスにより
   粗粉とそれより小さい粉に分離させ粗粉は下方へ落下さ
   せて該粗粉取出口へ導きそれより小さい粉は分級ガスと
   ともに上昇させるようにした一次分級部と、該一次分級
   部の分級ガス流れの下流である上部に周囲に間隔をおい
   て配した複数の分級羽根を回転可能に有し該一次分級部
   を上昇通過して分級ガスに同伴された粉をさらに分級し
   て細粉と中粉に分離する二次分級部と、該分級羽根の半
   径方向外方の略下方周囲に形成され該中粉取出口へ連通
   した中粉取入用環状開口と、該一次分級部の分級ガス吹
   き上げ環状通路の下方へ位置させて上方に開口した分級
   ガス導入口と、を配して構成した分級装置。
2. 【請求項２】分級装置のケーシングを該原料投入口と該
   細粉を伴った分級ガスの排出口を設けた略筒状の外側ケ
   ーシングとその内部に略同心状に配置され上端が開口さ
   れた略筒状の内側ケーシングで構成し、該内側ケーシン
   グには該開口上端部に該略筒状衝突板を設け下端に該粗
   粉取出口を設けると共に内部に該分級ガス導入口を配
   し、該中粉取入用環状開口は略筒状衝突板と外側ケーシ
   ングの間に形成し、該中粉取出口は該中粉取入用環状開
   口と連通し外側ケーシングと内側ケーシングの間に形成
   した中粉取出用環状通路の下端に設けた請求項１記載の
   分級装置。
3. 【請求項３】該一次分級部の分散板と該二次分級部の分
   級羽根はいずれも分級装置の頂部に取付けた可変速型駆
   動機に連結され略鉛直方向の回転軸線を有した回転駆動
   軸に連結して回転可能に取付けた請求項１又は２の分級
   装置。
4. 【請求項４】該一次分級部の分散板の下部と該分級ガス
   導入口の開口との間の内側ケーシング内に略逆円錐形状
   の分級ガス整流用ガイドコーンを取付けたことを特徴と
   する請求項２又は３の分級装置。
5. 【請求項５】該分級ガス導入口から分級ガスとして熱ガ
   スを導入することを特徴とする請求項１又は２又は３又
   は４の分級装置。