JP3482503B2 - Eddy current air classifier - Google Patents

Eddy current air classifier

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JP3482503B2
JP3482503B2 JP30559993A JP30559993A JP3482503B2 JP 3482503 B2 JP3482503 B2 JP 3482503B2 JP 30559993 A JP30559993 A JP 30559993A JP 30559993 A JP30559993 A JP 30559993A JP 3482503 B2 JP3482503 B2 JP 3482503B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、セメント、炭酸カル
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ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention also relates to a vortex type air classifier used for classifying raw materials of powder and granules such as cement, calcium carbonate and ceramics.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の渦流式空気分級機では、分級原料
は上部から供給され、分散板で分散されながら分級空間
に入る。一方、分級に必要な空気は、分級機の全周に固
定.配列されたガイドベーンを通して分級機後方のファ
ンにより吸引される。この時、分級空気は、このガイド
ベーンによって均一な渦運動を開始し、さらにロータブ
レードによって分級に必要な速度まで加速される。
2. Description of the Related Art In a conventional vortex type air classifier, a classification raw material is supplied from the upper side and enters a classification space while being dispersed by a dispersion plate. On the other hand, the air required for classification is fixed all around the classifier. It is sucked by the fan behind the classifier through the arranged guide vanes. At this time, the classified air starts a uniform vortex movement by the guide vanes, and is further accelerated by the rotor blade to a speed required for classification.

【0003】すなわち、ガイドベーンとロータブレード
との間の空間を分級空間と定義すると、そこでの気流は
二次元の渦気流と見なすことができる。分級空間に供給
された粒子は、この渦気流とともに渦運動を開始し、そ
のとき粒子に働く遠心力と抗力のバランスによって分級
される。その結果、前記両力のバランスによって定まる
分離粒径より小さい粒子はロータの内部に入り、出口ダ
クトを経由して排出・捕集される。
That is, when the space between the guide vanes and the rotor blade is defined as a classification space, the airflow there can be regarded as a two-dimensional vortex airflow. The particles supplied to the classification space start vortex motion together with this vortex flow, and are classified by the balance of centrifugal force and drag force acting on the particles at that time. As a result, particles smaller than the separated particle size determined by the balance between the two forces enter the rotor and are discharged and collected via the outlet duct.

【0004】一方、大きな粒子は、分級空間の中を繰り
返し分級作用を受けながら重力によって落下し、粗粉排
出口から排出される。なお、分離粒径のコントロール
は、ロータの回転数または分級空気流量、すなわち、粒
子に与えられる遠心力または抗力によって行なわれる。
On the other hand, large particles fall by gravity while being repeatedly classified in the classification space and discharged from the coarse powder discharge port. The separated particle size is controlled by the rotation speed of the rotor or the classified air flow rate, that is, the centrifugal force or drag force applied to the particles.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ロータ外周部におい
て、空気速度分級機接線方向速度成分と粒子速度
級機接線方向速度成分が等しいことが理想的である。し
かし、実際の分級機では粒子の慣性が原因で、空気に対
する粒子速度が遅く、空気の速度は、ロータの接線方向
速度成分同じであるため、次のような問題が発生す
る。
A rotor outer periphery [0005], min classifier tangential velocity component and the particle velocity of the air velocity
Ideally, the tangential velocity components of the class are equal. However, in an actual classifier, the particle velocity with respect to air is low due to the inertia of the particles, and the velocity of the air is the same as the tangential velocity component of the rotor, so the following problems occur.

【0006】(1)ロータの摩耗が多い。この摩耗は一
般にロータブレードト粒子の相対速度の3乗に比例して
大きくなる。 (2)所定の分離粒径で分級するためには、本来粒子に
与えなければならない接線方向成分速度より大きな速度
でロータを回転せねばならず、モータに余分なエネルギ
ーを必要とするとともに、ロータの回転速度が大きくな
るために分級機の圧力損失も大きくなり、空気を吸引す
るファンにも余分のエネルギーを必要とする。
(1) A lot of rotor wear. This wear generally increases in proportion to the cube of the relative velocity of the rotor blade particles. (2) In order to classify particles with a predetermined separation particle size, the rotor must be rotated at a speed higher than the tangential component speed that should originally be imparted to the particles, which requires extra energy for the motor and also the rotor. Since the rotation speed of No. 1 increases, the pressure loss of the classifier also increases, and the fan that sucks in air requires extra energy.

【0007】本発明は上記事情に鑑み、空気速度に対す
る粒子速度の遅れを少なくすることを目的とする。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to reduce the delay of particle velocity with respect to air velocity.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】ロータ外周部の接線方向
速度成分に対して粒子の同場所での接線方向速度成分が
どの程度であるかを実際の分級機で測定することは容易
でない。そこで、理論的に粒子の描く軌道をコンピュー
タにて計算し、分級室の幅SやガイドベーンGの取付角
度θG、即ち、ガイドベーン内接円の接線に対する角度
がどの程度影響を及ぼすかを調べ、それに基づいてロー
タ外周速度と粒子の同場所での接線方向速度成分が略等
しくなる条件を次の方法により見いだした。
[Means for Solving the Problem] A tangential direction of a rotor outer peripheral portion
It is not easy to measure the tangential velocity component of particles at the same location with respect to the velocity component with an actual classifier. Therefore, theoretically, the orbits of the particles are calculated by a computer to determine how the width S of the classification chamber and the mounting angle θ G of the guide vanes G , that is, the angle of the guide vane inscribed circle with respect to the tangent line influences. Based on the investigation, based on that, the condition that the rotor peripheral velocity and the tangential velocity component at the same location of the particles are approximately equal was found by the following method.

【0009】渦流式空気分級機について、二次元粒子軌
道計算を行なうための分級部断面の気流モデルを図1に
示した。この中で、R1はロータブレードBの外接円B
Cの半径、R2はガイドベーンGの内接円GCの半径、
ω1 はロータブレードの角速度、ω2は分級空間へ入る
気流の角速度、をそれぞれ示す。被分級材料は半径位置
0.99R2のところに供給されるものとする。
FIG. 1 shows an airflow model of a cross section of a classifying unit for performing a two-dimensional particle orbital calculation for the vortex type air classifier. In this, R1 is the circumscribed circle B of the rotor blade B
C radius, R 2 is radius of inscribed circle GC of guide vane G,
ω 1 is the angular velocity of the rotor blade, and ω 2 is the angular velocity of the airflow entering the classification space. The material to be classified shall be supplied at the radial position of 0.99R 2 .

【0010】図2は、図1の気流モデルを基にした分級
の概念図である。0.99R2の位置に、ある初速(V
r0、Vθ0)で供給された粒子は、分級空間SPの気流
によって加速または減速され、分級作用を受ける。
FIG. 2 is a conceptual diagram of classification based on the airflow model of FIG. The position of 0.99R 2, there initial velocity (V
The particles supplied at r0 , Vθ 0 ) are accelerated or decelerated by the air flow in the classification space SP, and undergo a classification action.

【0011】一般には図2のように、ロータブレードB
の外周部BOが分離粒径に決定的な役割を果たし、分級
空間SPでの半径方向各位置の平衡粒径、即ち、遠心力
と抗力が釣り合う粒径は、ロータブレードBの外周部B
Oが最も小さい。
Generally, as shown in FIG. 2, the rotor blade B
The outer peripheral portion BO of the rotor blade B plays a decisive role in the separation particle diameter, and the equilibrium particle diameter at each position in the classification space SP in the radial direction, that is, the particle diameter at which the centrifugal force and the drag force are balanced, is the outer peripheral portion B of the rotor blade B.
O is the smallest.

【0012】Lapple and Shepheredによって与えられ
た、回転運動をする流体中の粒子の運動方程式は、粒子
に働く抵抗係数としてSchiller Naumannの式を採用し
て書き直すと次の(1)式、(2)式の様になる。
The equation of motion of a particle in a fluid which makes a rotational motion given by Lapple and Shephered is rewritten by adopting Schiller Naumann's equation as a drag coefficient acting on the particle. The following equations (1) and (2) It becomes like a formula.

【0013】 m(dVr/dt)=m・Vθ2/r(1-ρf2/(ρpUθ2) −3πμDpκ(1+0.15Rep0.687)(Ur-Vr) (1)M (dVr / dt) = m ・ Vθ 2 / r (1-ρ f2 / (ρp Uθ 2 ) −3πμD p κ (1 + 0.15Re p 0.687) (U r -V r ) (1)

【0014】 m(dVe/dt)=m・VθVr/r−3πμDpκ(1+0.15Rep 0.687)(Uθ-Vθ) (2)M (dVe / dt) = m · VθV r / r−3πμD p κ (1 + 0.15Re p 0.687 ) (Uθ-Vθ) (2)

【0015】式(1)および式(2)において、代表長
さ、代表角速度としてそれぞれR1、ω1を用いると、各
変数は次のように無次元化される。
In equations (1) and (2), when R1 and ω1 are used as the representative length and the representative angular velocity, respectively, each variable is made dimensionless as follows.

【0016】tx=tω1、rx=r/R1、R2 x=R2
1、Vrx=Vr/(R1ω1) Vθx=Vθ/(R1ω1)、Ur x=Ur/(R1ω1)、 Uθx=Uθ/(R1ω1)、ω2 x2/ω1
T x = tω 1 , r x = r / R 1 , R 2 x = R 2 /
R 1 , Vr x = Vr / (R 1 ω 1 ) Vθ x = Vθ / (R 1 ω 1 ), U r x = U r / (R 1 ω 1 ), Uθ x = Uθ / (R 1 ω 1 ), Ω 2 x = ω 2 / ω 1 ,

【0017】更に、ρf/ρp≒0なので゛、式(1)
(2)は次の式(3)、式(4)のように書き換えられ
る.
Furthermore, since ρ f / ρ p ≈0, equation (1)
(2) can be rewritten as the following equations (3) and (4).

【0018】 (dVrX/dtx)=(Vθx2/rx−(κ/P)(Ur x-Vr x)(1+0.15ReP 0.687) (3) (dVθX/dtx=(VθxVr x/rx−(κ/P)(Uθx-Vθx)(1+0.15Rep 0.687)(4)[0018] (dVr X / dt x) = (Vθ x) 2 / r x - (κ / P) (U r x -V r x) (1 + 0.15Re P 0.687) (3) (dVθ X / dt x = (Vθ x V r x / r x − (κ / P) (Uθ x -Vθ x ) (1 + 0.15Re p 0.687 ) (4)

【0019】ここで、kは動力学的形状係数であり、ま
た、慣性パラメータP、粒子レイノルズ数Repなどは次の
通りである。
Here, k is a dynamic shape factor, and the inertia parameter P, the particle Reynolds number Re p, etc. are as follows.

【0020】P=ρPP 2ω1/(18μ) Rep=Rep0{(Vr x-Vr x)2+(Uθx-Vθx)20.5 Rep0fPR1ω1/μ R1≦r≦R2 P = ρ P D P 2 ω 1 / (18μ) Re p = Re p0 {(V r x -V r x ) 2 + (Uθ x -V θ x ) 2 } 0.5 Re p0 = ρ f D P R 1 ω 1 / μ R 1 ≦ r ≦ R 2

【0021】即ち、遠心場での粒子の運動は、慣性パラ
メータPと粒子レイノルズ数Repで表現することがで
きる。又、気流速度Uθ及びUrをNAVIER-STOKESの式か
ら導くと、本計算で想定した分級機では次の通りであ
る。
That is, the motion of particles in the centrifugal field can be expressed by the inertia parameter P and the particle Reynolds number Rep. Further, when the airflow velocities Uθ and U r are derived from the NAVIER-STOKES equation, they are as follows in the classifier assumed in this calculation.

【0022】Uθ={J1R1 (1+ct)(rx)(1+ct)+R1 3(R2 x)2J2
/rx}/(J3R1ω1) Ur=Ur(R2)x(R2 x/rx)
Uθ = {J 1 R 1 (1 + ct) (r x ) (1 + ct) + R 1 3 (R 2 x ) 2 J 2
/ r x } / (J 3 R 1 ω 1 ) U r = Ur (R 2 ) x (R 2 x / r x )

【0023】但し、 J1=R1 2ω1{(R2 x)2ω2 x-1)} J2=R1 ctω1{(R2 x)ct2 x} J3=R1 (2+ct){(R2 x)(2+ct)-1} ct=R1 2ω1R2 xUr(R2)/(ν+εm)However, J 1 = R 1 2 ω 1 {(R 2 x ) 2 ω 2 x -1)} J 2 = R 1 ct ω 1 {(R 2 x ) ct2 x } J 3 = R 1 (2 + ct) {(R 2 x ) (2 + ct) -1} ct = R 1 2 ω 1 R 2 x Ur (R2) / (ν + ε m )

【0024】分級空間SPでの二次元粒子軌道計算に
は、式(3)および(4)に初期条件(ro 、θ0、V
ro、Vθo)を与えて、Runge−Kutta−Gill法を用い
た。その場合、分離粒径を求めるには、ロータブレード
の外接円BCより内側に入る粒子のうち最も大きな粒子
を試行法で見つけることにした。
For the two-dimensional particle orbital calculation in the classification space SP, the initial conditions (r o , θ 0 , V
r o, giving Vθ o), it was using the Runge-Kutta-Gill method. In that case, in order to obtain the separated particle size, it was decided to find the largest particle out of the particles inside the circumscribed circle BC of the rotor blade by a trial method.

【0025】なお、本法で得た分離粒径は、実測値の5
0%分離径とほぼ一致していることが確認されている。
The separated particle size obtained by this method is the measured value of 5
It has been confirmed that the diameter is almost the same as the 0% separation diameter.

【0026】以上の計算による結果の例を図3に示し
た。この図によると、分離粒径が10μmを越えると気
流に対する粒子の接線方向速度成分比Vθ(R1)/Uθ(R
1)が小さく、即ち、気流に対する粒子の遅れの程度が大
きくなっている。この現象は角速度ω2が小さい程著し
い。
An example of the result of the above calculation is shown in FIG. According to this figure, when the separated particle size exceeds 10 μm, the tangential velocity component ratio Vθ (R 1 ) / Uθ (R
1 ) is small, that is, the degree of particle delay with respect to the air flow is large. This phenomenon is more remarkable as the angular velocity ω 2 is smaller.

【0027】従って、分級条件に応じて、角速度ω2
コントロールすれば、この遅れは無くすることができ
る。そして、この角速度ω2はガイドベーンGの取付角
度θGでコントロールできる。
Therefore, if the angular velocity ω 2 is controlled according to the classification condition, this delay can be eliminated. The angular velocity ω 2 can be controlled by the mounting angle θ G of the guide vane G.

【0028】そこで、この遅れがほとんど無くなる角速
度ω2の値を図3より推定すると、次の通りである。
Then, the value of the angular velocity ω 2 at which the delay is almost eliminated is estimated from FIG. 3 as follows.

【0029】[0029]

【数5】 [Equation 5]

【0030】同様に、粒子の密度ρPおよび分級室の
幅、即ちロータとガイドベーンとの距離Sの影響を調
べ、その例を図4および図5に示した。これらをもと
に、粒子の気流に対する遅れがほとんど生じない限界値
を(R2ω2)/(R1ω1)、として求めると図6の通り
である。
Similarly, the influence of the particle density ρ P and the width of the classification chamber, that is, the distance S between the rotor and the guide vane was investigated, and examples thereof are shown in FIGS. 4 and 5. Based on these, the limit value at which the delay of the particles with respect to the air flow hardly occurs is calculated as (R 2 ω 2 ) / (R 1 ω 1 ), and is as shown in FIG.

【0031】この図から、粒子の気流に対する遅れの生
じないR2ω2の範囲は分級室の幅Sと粒子の密度ρP
表現すると次のようになる。
From this figure, the range of R 2 ω 2 in which there is no delay with respect to the air flow of particles is expressed by the width S of the classification chamber and the density ρ P of particles as follows.

【0032】[0032]

【数6】 [Equation 6]

【0033】一方、半径R2での接線方向に対する気流
の流入角度、即ち、接線方向に対するガイドベーンの取
付角度をθGとし、分級室内での内向気流速度、即ち、
中心に向かう方向を負とするロータブレード外接円半径
方向速度成分をUrとすると、
On the other hand, when the inflow angle of the air flow in the tangential direction at the radius R 2 , that is, the mounting angle of the guide vane in the tangential direction is θ G , the inward air flow velocity in the classification chamber, that is,
Let U r be the velocity component in the radial direction of the rotor blade circumscribing circle whose direction toward the center is negative,

【0034】tanθG=−Ur/Uθ=−Ur/R2ω2 Tan θ G = -U r / U θ = -U r / R 2 ω 2

【0035】であるので、これを変形すると次式とな
る。
Therefore, if this is modified, the following equation is obtained.

【数7】 [Equation 7]

【0036】ここで、Urは前述の様に空気速度のロー
タブレード外接円半径方向速度成分で、該成分Urの値
が過小であると、分級空間Sでの粉体の分散が悪くな
り、その結果分級効率は大きく低下する。又、前記成分
rの値が過大であると、空気が粒子におよぼす抗力が
大きくなり、所定の分級を行なうためには、ロータの回
転速度を増す必要が生じ、過剰なエネルギーが必要とな
るとともに、分級室内での気流の乱れも生じやすくな
る。
Here, U r is the air velocity low as described above.
In Taburedo circumcircle radial velocity component, the value of the component U r is too small, the dispersion of the powder in the classifying space S deteriorates, resulting classification efficiency is greatly reduced. If the value of the component U r is too large, the drag force exerted by air on the particles becomes large, and in order to carry out the predetermined classification, it is necessary to increase the rotation speed of the rotor and excessive energy is required. At the same time, turbulence of the air flow in the classification chamber is likely to occur.

【0037】そこで、一般には該成分Urの値は2〜6
m/s程度の範囲内で粉体の種類や分離粒径によって選
択される。又、粒子密度ρPはほとんどの粉体では10
00〜8000kg/m3の間にあり、分級する粉体の
種類に応じて設定される。ガイドベーンGとロータブレ
ードBとの間隔即ち分級室の幅Sは、通常10〜150
mmの中から設定され、微粉の分級になるに従い小さな
値が設定される。
Therefore, generally, the value of the component U r is 2 to 6
It is selected according to the type of powder and the separated particle size within the range of about m / s. The particle density ρ P is 10 for most powders.
It is between 00 and 8000 kg / m 3 and is set according to the type of powder to be classified. The distance between the guide vanes G and the rotor blades B, that is, the width S of the classification chamber is usually 10 to 150.
The value is set from mm, and a smaller value is set as the fine powder is classified.

【0038】本発明者は、 上記研究から本発明の目的
を達成するためには、ガイドベーンの取付角度θGを調
節しなければならないことを認識すると共に、本発明を
次の様に構成した。
The present inventor recognizes from the above research that the attachment angle θ G of the guide vanes must be adjusted in order to achieve the object of the present invention, and the present invention is configured as follows. .

【0039】 ロータに複数のロータブレードを設け、
該ロータブレードの外周の外方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;前記ガイド
ベーンの取付角度を、前記ロータ外周部での空気速度の
分級機接線方向速度成分と粒子速度の分級機接線方向速
度成分とが等しくなるように調整したことを特徴とする
渦流式空気分級機。
The rotor is provided with a plurality of rotor blades,
A vortex type air classifier having guide vanes provided outside the outer circumference of the rotor blade through a classifying chamber; the mounting angle of the guide vanes is the tangential velocity component of the classifier of the air speed at the outer circumference of the rotor. Vortex air classifier characterized in that the particle velocity classifier is adjusted to be equal to the tangential velocity component.

【0040】[0040]

【作用】空気はガイドベーンにより流入角度を規制され
ながら分級室内に導入され渦流となる。該分級室内に被
分級粒子が投入されると、該空気流に対する粒子速度の
遅れは少なくなり、ロータ外周部での空気速度分級機
接線方向速度成分と粒子速度分級機接線方向速度成分
とが等しくなる。そのため、分級効率が良くなると共
に、分級機駆動のためのエネルギーを節約することがで
きる。
[Function] Air is introduced into the classification chamber to form a vortex while the inflow angle is regulated by the guide vanes. When the grain fractions is turned converting said class room, a delay of the particle velocity is less for the air flow, the classifier <br/> tangential velocity component of the air velocity at the rotor outer peripheral portion and the classifier tangential particle velocity The direction velocity component becomes equal. Therefore, the classification efficiency is improved and the energy for driving the classifier can be saved.

【0041】[0041]

【実施例】この発明の実施例を図7、図8により説明す
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。
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. A conical hopper 2 is provided in the lower part of the cylindrical casing 1, and the lower part of the hopper 2 is communicated with the coarse powder discharge port 3.

【0042】ケーシング1内の中央には回転軸4に固定
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。
A rotor 5 fixed to a rotating shaft 4 is arranged in the center of the casing 1. The rotor 5 has a diameter D and a height H.

【0043】ロータ5の外周部には複数のロータブレー
ド6が取付けられているが、その取付ピッチpは、実験
により求めた次の式(7)、又は、式(8)により決定
される。(特願平5ー74670号参照)。 p≦1.04×Dp(th)0.365 (7)
A plurality of rotor blades 6 are attached to the outer peripheral portion of the rotor 5, and the attachment pitch p thereof is determined by the following equation (7) or equation (8) obtained by experiment. (See Japanese Patent Application No. 5-74670). p ≦ 1.04 × Dp (th) 0.365 (7)

【0044】[0044]

【数8】 [Equation 8]

【0045】次に下記条件において、粒子の密度ρp=
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=0.3
m、温度20°C、1気圧の空気中における空気密度ρ
f =1.20kg/m3 、 空気粘性係数μ=1.81×10-5 (Pa.s)。
Next, the particle density ρp =
Pitch p when classifying 2700 kg / m 3 limestone
Will be described. Rotor diameter D = 2.1m, rotor height H = 0.3
Air density ρ in air at m, temperature of 20 ° C, and 1 atm
f = 1.20kg / m 3, an air viscosity coefficient μ = 1.81 × 10- 5 (Pa.s ).

【0046】前記条件において理論上の分離粒径Dp(
th)を達成するために必要なロータブレードの取付ピッ
チpは表1の通りである。このピッチPの値は、前記式
(7)から分級機に適用する最小分離粒径、例えば3μ
mまでの分級に適用する分級機として定めても良い。
Under the above conditions, the theoretical separated particle size D p (
Table 1 shows the mounting pitch p of the rotor blades required to achieve the above ( th ). The value of this pitch P is the minimum separation particle size applied to the classifier from the above formula (7), for example, 3 μ.
It may be determined as a classifier applied to classification up to m.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】尚、Qは分級風量(m3 /s)、Vtはロ
ータブレード先端での周速(m/s)、をそれぞれ示
す。
Incidentally, Q indicates the classification air flow (m 3 / s), and Vt indicates the peripheral speed (m / s) at the tip of the rotor blade.

【0049】該ロータブレード6の外周には,分級室7
を介して角度調整可能なガイドベーン8が配設されてい
る。このガイドベーン8の取付角度θG、即ち、ガイド
ベーンGの接線Lに対する傾斜角度については後述す
る。
A classification chamber 7 is provided on the outer periphery of the rotor blade 6.
A guide vane 8 whose angle can be adjusted is provided via the. The mounting angle θ G of the guide vane 8, that is, the inclination angle of the guide vane G with respect to the tangent line L will be described later.

【0050】次に、この分級室7の幅Sの決定は極めて
重要であり、接線方向流速分布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。その結果、粒子が所定の速
度にならず正常な分級ができなくなるのである。
Next, the determination of the width S of the classifying chamber 7 is extremely important. The steeper the velocity gradient of the tangential flow velocity distribution is, the stronger the shearing force due to the difference in velocity of the air flow acts on the agglomerates in this portion. Classification is promoted. However, if the width S is too narrow, the vortex will be disturbed. As a result, the particles do not reach a predetermined speed and normal classification cannot be performed.

【0051】逆に該分級室の幅Sが広すぎると、均一な
渦を形成できず、また、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。
On the contrary, if the width S of the classification chamber is too wide, a uniform vortex cannot be formed, and the agglomerated particles will leave the classification chamber 7 without being dispersed in the primary particles. The effect gets worse.

【0052】そこで分級室7の幅Sの適切な値を決定す
るため種々の実験を行なったところ次の式を得ることが
できた。但し係数K=5〜20(m1/2)である。 S=K√p
Then, various experiments were conducted to determine an appropriate value of the width S of the classifying chamber 7, and the following formula was obtained. However, the coefficient K is 5 to 20 (m 1/2 ). S = K√p

【0053】ロータブレード6の円周方向厚さTの決定
も重要である。この厚さTとピッチpの比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。
It is also important to determine the circumferential thickness T of the rotor blade 6. The ratio T / p between the thickness T and the pitch p is 0.
35 or less, and the opening area M of the rotor 5 is formed to be 65% or more.

【0054】実験によると、該ロータブレード6の円周
方向の厚さTがこの範囲を越えて厚くなると、前記分級
室7の幅S及びロータブレード6の取付ピッチPが上記
範囲内にあっても該ロータブレード6の近傍における渦
流が乱れ、分離粒径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。
According to experiments, when the thickness T of the rotor blade 6 in the circumferential direction exceeds the above range, the width S of the classification chamber 7 and the mounting pitch P of the rotor blade 6 are within the above range. In some cases, the vortex flow near the rotor blade 6 is disturbed, and the coarse powder portion having a size equal to or larger than the separated particle diameter is often jumped in, so that sharp fine powder classification cannot be performed.

【0055】逆に、開口面積が上記範囲未満になると、
厚さTが異常に薄くなり強度及び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。
On the contrary, when the opening area is less than the above range,
Although the thickness T becomes abnormally thin and there are problems in strength and construction, it is desirable that the thickness T be as thin as possible without causing the above problems.

【0056】該厚さTと該ピッチpの比T/pは、0.
35以下が望ましいが、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。次に、ガイドベーン8の接線Lに対する
傾斜角度θGを前記式(5)より求める。この場合にお
いて、分離粒径が10μm以下ではガイドベーン8の取
付角度を適宜定めることも可能である。特に分離粒径が
10μm以上の場合には図3に示したように、ガイドベ
ーン8の取付角度を適切にしないと、空気速度に対する
遅れが生じ、ロータブレードの摩耗やエネルギ消費の過
大がおこる。そこで、傾斜角度θGを前記式(5)より
求め、例えば、傾斜角度θGは15度に設定される。
The ratio T / p between the thickness T and the pitch p is 0.
It is desirable that the thickness T is 35 or less, but from the viewpoint of the current technical strength, it is known that when the fine fine powder classification, for example, 3 μm cutting is performed, the thickness T is T / P of 0.1. Next, the inclination angle θ G of the guide vane 8 with respect to the tangent line L is obtained from the above equation (5). In this case, when the separated particle size is 10 μm or less, the mounting angle of the guide vane 8 can be appropriately determined. In particular, when the separation particle size is 10 μm or more, as shown in FIG. 3, unless the mounting angle of the guide vanes 8 is appropriate, a delay occurs with respect to the air velocity, and wear of the rotor blades and excessive energy consumption occur. Therefore, the tilt angle θ G is obtained from the above equation (5), and the tilt angle θ G is set to 15 degrees, for example.

【0057】ロ−タの開口面積Mは構造、機械的強度と
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。
The opening area M of the rotor is preferably 65% or more because the pressure loss in the classifier is reduced if the opening area M is as large as possible in terms of structure, mechanical strength and fine powder classification.

【0058】次に実施例の作動について説明する。分級
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内に渦流を形成するととも
に回転軸4を回してロータブレード6を回転させ強制渦
流を形成する。
Next, the operation of the embodiment will be described. The classified air is sent from the classified air supply passage 11 to the classification chamber 7 through the guide vane 8 to form a vortex in the classification chamber 7 and the rotating shaft 4 is rotated to rotate the rotor blade 6 to form a forced vortex. .

【0059】そうすると、渦流は分級室7内を旋回しな
がらロータブレード6の間を通って製品排出口12から
機外に排出される。この状態において、原料入口13か
ら被分級材料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。
Then, the vortex is swirled in the classification chamber 7, passes between the rotor blades 6 and is discharged from the product discharge port 12 to the outside of the machine. In this state, when the material to be classified Y, for example, calcium carbonate, is introduced from the raw material inlet 13,
The material to be classified Y collides with the dispersion plate 14 and falls into the classification chamber 7 while scattering in the outer peripheral direction.

【0060】この間に被分級材料の粒子は渦流で加速さ
れながら遠心力と抗力のバランスに従い分級室内を旋回
する。この時渦流の持つせん断力とそれによる粒子同志
の衝突摩擦で粒子は分級されながら旋回の状況によって
定まる分離粒径以下の粒子はロータブレード外周部に達
する。
During this time, the particles of the material to be classified swirl in the classification chamber according to the balance between the centrifugal force and the drag force while being accelerated by the vortex flow. At this time, the particles are classified by the shearing force of the eddy current and the collision friction between the particles, and particles having a size smaller than the separated particle size determined by the state of swirl reach the outer periphery of the rotor blade.

【0061】この時、ロータ外周部での空気流に対する
粒子速度は殆ど遅れがないので、空気速度分級機接線
方向速度成分は、粒子速度分級機接線方向速度成分と
等しい状態となっている。この分級室内において、該粒
子は遠心力と空気の抗力のつ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1
2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。
At this time, since the particle velocity with respect to the air flow in the outer peripheral portion of the rotor has almost no delay, the tangential velocity component of the air velocity of the classifier is equal to the tangential velocity component of the classifier of the particle velocity . . In this classification chamber, the particles are classified by the counteracting action of the centrifugal force and the drag force of air. The classified fine powder Y 2 , for example, a particle size of 5 μm or less, passes through the rising air stream and passes through the rotor 5, and the product discharge port 1
While flowing into No. 2, it enters an air filter (not shown) and is collected.

【0062】又、粗粉Y1 はケ−シング1内を旋回しな
がらホッパ2中を落下し、粗粉排出口3から排出され
る。
The coarse powder Y 1 drops in the hopper 2 while swirling in the casing 1, and is discharged from the coarse powder discharge port 3.

【0063】この発明の実施例は上記に限定されるもの
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。
The embodiment of the present invention is not limited to the above, and for example, the product outlet of the vortex type air classifier is provided below the classifier instead of above the classifier,
Also, it can be applied to various rotor classifiers, such as providing a raw material inlet at the center of the upper part of the classifier, providing a product discharge port downward, and introducing the raw material inlet together with classification air on the side or below the classifier. It is a thing.

【0064】[0064]

【発明の効果】この発明は以上の様に構成したので、空
気流に対する粒子速度は殆ど遅れがない。そのため、ロ
ータ外周部での空気速度分級機接線方向速度成分と粒
速度分級機接線方向成分とが等しくなり理想分級状
態となる。従って、従来例に比べロータの摩耗が少なく
なり、メンテナンスに要するコストや運転停止回数が減
少するとともに、ロータの摩耗による分級精度悪化を緩
和できる。又、ロータを余分な速度で回転させる必要が
なくなり、分級機の圧力損失も低くなるので、分級機の
圧力損失が小さくなり、その結果、ロータ軸のモータ負
荷および空気を吸引するファンモータの負荷ともに低減
でき、エネルギー節減及び生産性向上を図ることができ
る。
Since the present invention is constructed as described above, there is almost no delay in the particle velocity with respect to the air flow. Therefore, the classifier tangential velocity component and a classifier tangential component are equal becomes ideal classification state of the particle velocity of the air velocity at the rotor outer peripheral portion. Therefore, the wear of the rotor is reduced as compared with the conventional example, the cost required for maintenance and the number of operation stoppages are reduced, and the deterioration of the classification accuracy due to the wear of the rotor can be alleviated. In addition, since it is not necessary to rotate the rotor at an extra speed, and the pressure loss of the classifier is also low, the pressure loss of the classifier is small, and as a result, the motor load of the rotor shaft and the load of the fan motor that sucks air are reduced. Both can be reduced, energy can be saved, and productivity can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】分級機の分級室断面における気流モデルを示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing an airflow model in a cross section of a classifying chamber of a classifier.

【図2】図1の気流モデルに基ずく分級モデルを示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a classification model based on the airflow model of FIG.

【図3】入口気流速度の影響を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an influence of an inlet air velocity.

【図4】粒子密度の影響を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the influence of particle density.

【図5】分級室の幅Sの影響を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the influence of the width S of the classification chamber.

【図6】粒子の気流に対する関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between particles and an air flow.

【図7】本発明の実施例を示す一部断面正面図である。FIG. 7 is a partial sectional front view showing an embodiment of the present invention.

【図8】図7のVIII−VIII線断面図である。8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 ロ−タ 6 ロータブレード 7 分級室 8 ガイドベ−ン P ロータブレードの取付ピッチ Dpth) 理論上の分離粒径 μ 空気の粘性係数 ρp 粒子の密度 H ロ−タの高さ Q 分級風量 Vt ロータブレード先端の周速 S 分級室の幅 θG ガイドベーンの取付角度5 rotor 6 rotor blade 7 classification chamber 8 guide vane P rotor blade mounting pitch D p ( th ) theoretical separation particle size μ air viscosity coefficient ρ p particle density H rotor height Q classification Air volume V t Peripheral speed of rotor blade tip S Width of classification chamber θ G Guide vane mounting angle

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ロータに複数のロータブレードを設け、該
ロータブレードの外周の外方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; 前記ガイドベーンの取付角度を、前記ロータ外周部での
空気速度の分級機接線方向速度成分と粒子速度の分級機
接線方向速度成分とが等しくなるように調整したことを
特徴とする渦流式空気分級機。
1. A vortex type air classifier in which a plurality of rotor blades are provided on a rotor, and guide vanes are provided on the outer periphery of the rotor blades through a classifying chamber; A vortex air classifier, wherein the tangential velocity component of the air velocity of the classifier and the tangential velocity component of the particle velocity of the classifier are adjusted to be equal at the outer peripheral portion.
【請求項2】ロータに複数のロータブレードを設け、該
ロータブレードの外周の外方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; 前記ガイドベーンの取付角度θが、空気速度のロータ
ブレード外接円半径方向速度成分U、ロータブレード
外接円の半径R、ロータブレードの角速度ω、粒子
の密度ρ、分級室の幅S、との関係で次式により決め
られることを特徴とする渦流式空気分級機。 【数1】
2. A vortex type air classifier in which a plurality of rotor blades are provided on a rotor, and guide vanes are provided on the outer periphery of the rotor blades through a classifying chamber; and the mounting angle θ G of the guide vanes is Determined by the following equation in relation to the air velocity radial velocity component U r of the rotor blade circumscribing circle, the radius R 1 of the rotor blade circumscribing circle, the angular velocity ω 1 of the rotor blade, the particle density ρ p , and the width S of the classification chamber. A vortex type air classifier characterized by being used. [Equation 1]
【請求項3】空気速度のロータブレード外接円半径方向
速度成分Uが2〜8m/s、粒子の密度ρが100
0〜8000kg/m、分級室の幅Sが10〜150
mm、であることを特徴とする請求項2記載の渦流式空
気分級機。
3. A rotor blade circumscribing circle radial direction velocity component U r of the air velocity is 2 to 8 m / s, and a particle density ρ p is 100.
0-8000 kg / m 3 , width S of the classification chamber is 10-150
The vortex type air classifier according to claim 2, wherein
【請求項4】ロータに複数のロータブレードを設け、該
ロータブレードの外周の外方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; 前記ガイドベーンの取付角度θが、空気速度のロータ
ブレード外接円半径方向速度成分U、ロータブレード
外接円の半径R、ロータブレードの角速度ω、粒子
の密度ρ、分級室の幅S、との関係で次式により決め
られ;ロータブレードのピッチpが、分離粒径Dp(t
h)との関係で次式により決められることを特徴とする
渦流式空気分級機。 【数2】 P≦1.04×Dp(th)0.365
4. A swirl type air classifier in which a rotor is provided with a plurality of rotor blades, and guide vanes are provided outside a circumference of the rotor blades through a classifying chamber; and a mounting angle θ G of the guide vanes is Determined by the following equation in relation to the air velocity radial velocity component U r of the rotor blade circumscribing circle, the radius R 1 of the rotor blade circumscribing circle, the angular velocity ω 1 of the rotor blade, the particle density ρ p , and the width S of the classification chamber. The pitch p of the rotor blades is equal to the separation particle size Dp (t
A vortex type air classifier characterized by being determined by the following equation in relation to h). [Equation 2] P ≦ 1.04 × Dp (th) 0.365
【請求項5】ロータに複数のロータブレードを設け、該
ロータブレードの外周の外方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; 前記ガイドベーンの取付角度θが、空気速度のロータ
ブレード外接円半径方向速度成分U、ロータブレード
外接円の半径R、ロータブレードの角速度ω、粒子
の密度ρ、分級室の幅S、との関係で次式により決め
られ;ロータブレードのピッチPが、空気の粘性係数
μ、ロータの高さH、分級風量Q、ロータブレード先端
の周速Vt、との関係から次式により決められることを
特徴とする渦流式空気分級機。 【数3】 【数4】
5. A vortex air classifier in which a rotor is provided with a plurality of rotor blades, and guide vanes are provided outside the outer circumference of the rotor blades through a classification chamber; and the mounting angle θ G of the guide vanes is Determined by the following equation in relation to the air velocity radial velocity component U r of the rotor blade circumscribing circle, the radius R 1 of the rotor blade circumscribing circle, the angular velocity ω 1 of the rotor blade, the particle density ρ p , and the width S of the classification chamber. Swirl-type air characterized in that the pitch P of the rotor blades is determined by the following equation from the relationship among the viscosity coefficient μ of air, the height H of the rotor, the air volume Q for classification, and the peripheral speed Vt of the tip of the rotor blades. Classifier. [Equation 3] [Equation 4]
【請求項6】分級室の幅Sが、ピッチp、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4、
又は5記載の渦流式空気分級機。 S=K√p
6. The width S of the classifying chamber is obtained by the following equation in relation to the pitch p and the coefficient K:
Or the vortex type air classifier according to 5. S = K√p
【請求項7】Kが、5〜20であることを特徴とする請
求項6記載の渦流式空気分級機。
7. The vortex type air classifier according to claim 6, wherein K is 5 to 20.
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FR2941389B1 (en) * 2009-01-29 2011-10-14 Fives Fcb SELECTIVE GRANULOMETRIC SEPARATION DEVICE FOR SOLID PULVERULENT MATERIALS WITH CENTRIFUGAL ACTION AND METHOD OF USING SUCH A DEVICE
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