JP3510346B2 - 気流分級方法及び気流分級機並びに該分級機を備えた分級装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の粒径の粒子が混
在する被分級原科をコアンダ効果を利用して粒径別に分
級する気流分級方法および気流分級機、並びに該気流分
級機を用いる気流分級装置に関し、より詳しくは前記被
分級原料を分級する精度を向上させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉砕処理により微粒子化された原材料
は、通常、粗い粒子のものから非常に細かい粒子のもの
まで様々な粒径の粒子が混じりあった状態にある。従っ
て、微粒子化された原材料を工業的に利用する場合に
は、粉砕処理後の原材料にいわゆる分級処理を施して所
望の範囲の粒子径別に分類するようにされている。な
お、ここで言う分級とは、流体中を重力や遠心力または
慣性力で運動する粒子にはその粒子径により沈降速度あ
るいは粒子経路に差ができることを利用して粒子を粒径
の大きさ毎に分別する操作で、例えば、複写機用のトナ
ーのごとき粉体を製造する場合には、種々の粒径の粒子
が混在するトナー原料を気流中に噴射し、コアンダ効果
によって生じる粒径によって異なる飛散降下経路の差を
利用してトナー原料を粒径別に分類する気流分級機が広
く用いられている。

【０００３】図７は、このような気流分級機の従来例を
示したものである。この気流分級機１は、第１および第
２の分級エッジ２、３およびコアンダブロック４および
背面ブロック５によって分岐させた３個の分級用の排気
流路７、８、９が室の出口側に開設されるとともに、２
個の入気流路１１、ｌ２が室の入口側に開設された原料
選別室１４と、前記入気流路１ｌ、１２から各排気流路
７、８、９に向って流れる気流を生じさせる図示略の気
流形成手段（例えば排風機）と、圧縮気体（通常は圧縮
空気）を利用して前記原料選別室１４内に被分級原料ｌ
５を圧送・噴射する原料供給ノズル１６とを備えた構成
となっている。

【０００４】ここに、被分級原料１５は、原料供給ノズ
ル１６の基端側に連通したホッパ１８によって原料供給
ノズル１６内に供給されると共に、該原料供給ノズル１
６に供給される圧縮気体流１９によって分散させられ
て、固気混相流として原料供給ノズル１６から原料選別
室１４内に噴射される。そして、原料供給ノズル１６か
ら原料選別室１４内に噴射された被分級原料１５を含む
噴流は、コアンダ効果によりコアンダブロック４に沿っ
て流れ、被分級原料１５に遠心力が働き、被分級原料１
５内の比較的粗い粒子はこのコアンダブロック４に沿っ
て流れる噴流から外に飛び出す。コアンダブロック４に
沿って流れる噴流の外側には、入気流路１１、１２から
各排気流路７、８、９に向かう気流が流れ、コアンダブ
ロック４に沿って流れる噴流から外側に向かって飛び出
した被分級原料１５内の比較的粗い粒子は、この気流に
よる粒子毎に異なる飛散経路の差によって所定の粒径範
囲毎に該当の排気流路７、８、９に分別排出されるよう
になっている。

【０００５】コアンダ効果が作用する粒子の飛散降下経
路は、粒径が小さく慣性の小さいものほど曲率が大き
く、コアンダブロックの気流接触面に沿って飛散降下し
てコアンダブロック４に最も近い排気流路７に排出され
る。これに対して、粒径が大きく慣性の大きいものほど
飛散降下経路の曲率が小さく、コアンダブロックから遠
く離れるように飛散降下して、コアンダブロック４から
最も遠い排気流路９に排出される。これにより、前記排
気流路７、８、９は、コアンダブロック４に一番近い排
気流路７が粒径の小さい粒子からなる細粉排出用、原料
供給ノズル１６から一番離れた排気流路９が粒径が大き
い粒子からなる粗粉排出用、中間に位置した排気流路８
が中間の粒径を有する中粉排出用とされる。そして、各
排気流路７、８、９に排出された被分級原料１５は、各
排気流路７、８、９に管路２１、２２、２３を介して接
続された図示を省略する集塵機によってそれぞれ集塵さ
れ、もって粉体と空気とに分けられる。

【０００６】ところで、被分級原料を分級する精度を向
上させるためには、図７に模式的に示すように、粒径の
大きい粒子ほどコアンダブロック４からできるだけ遠ざ
かるように飛散降下させ、反対に粒径の小さい粒子ほど
コアンダブロック４に接近するように飛散降下させるこ
とにより、被分級原料の粒子を原料選別室１４の幅一杯
に広がった状態で飛散降下させることが望ましい。

【０００７】また、被分級原料を分級する精度を向上さ
せるためには、被分級原料１５に含まれる粒子が互いに
凝集することなく、一つ一つの粒子が確実に分散した状
態で原料供給ノズル１６から原料選別室１４中に噴射さ
れることが必要である。そこで、被分級原料１５を原料
供給ノズル１６から原料選別室１４中に噴射する圧縮空
気流１９の噴出速度を高めることにより、圧縮空気流１
９中に生じる剪断力を高くした状態で粒子に作用させ、
もって被分級原料１５の分散性を高める必要がある。

【発明が解決しようとする課題】

【０００８】しかしながら、被分級原料１５を原料供給
ノズル１６から原料選別室１４中に噴射する圧縮空気流
１９の噴出速度を高めると、被分級原料１５の慣性によ
り、原料供給ノズル１６から原料選別室１４内に噴射さ
れた被分級原料１５を含む噴流が、コアンダブロック４
の気流接触面から剥離した状態で流れることとなり、被
分級原料１５中に含まれる粒径の小さい粒子までもがコ
アンダブロック４から遠ざかった状態で原料選別室１４
中を飛散降下して、図９に示すように粒子が原料選別室
１４中を飛散降下する幅が狭くなってしまう。したがっ
て、被分級原料１５中に含まれる粒子を分散させるため
に、被分級原料１５を原料供給ノズル１６から原料選別
室１４中に噴射する圧縮空気流１９の噴出速度を高める
と、被分級原料を分級する精度が低下するという問題が
生じてしまう。

【０００９】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消することに係り、被分級原料１５を原料供給ノズル１
６から原料選別室１４中に噴射する圧縮空気流１９の噴
出速度を高めることにより被分級粒子の分散性を向上さ
せた状態においても、入気流路１１、１２から各排気流
路７、８、９に向う第１の気流がコアンダブロック４か
ら剥離することが無いようにし、もって被分級原料を高
い精度で分級することができる気流分級方法および気流
分級装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、被
分級原料を含む噴流をコアンダブロックの湾曲して延び
る気流接触面に沿って噴出させ、前記被分級原料中に含
まれる粒子にコアンダ効果を作用させて前記粒子をその
粒径の大きさに応じて分類する気流分級方法において、
前記コアンダブロックの気流接触面に沿って流れる気流
の一部を前記コアンダブロックの気流接触面に開口する
吸引孔から吸引することを特徴とする気流分級方法によ
り達成することができる。

【００１１】また、本発明の上記目的は、原料選別室
と、前記原料選別室に連通する入気流路および複数に分
岐させた排気流路と、前記原料選別室内に突出する湾曲
した気流接触面を有するコアンダブロックと、前記気流
接触面に沿って前記原料選別室内に噴出される圧縮気体
の流れに被分級原料を乗せた気流を形成する原料供給ノ
ズルとを備えた気流分級機において、前記コアンダブロ
ックの気流接触面に沿って流れる気流の一部を吸引する
吸引孔を前記コアンダブロックの気流接触面に穿設する
とともに、前記吸引孔を気流吸引手段に連通させたこと
を特徴とする気流分級機によって達成することができ
る。更に、前記気流分級機に形成された前記吸引孔から
吸い込んだ粒子を集塵するための集塵手段を備えること
を特徴とする気流分級装置によっても上記目的を達成す
ることができる。

【００１２】

【作用】本発明の気流分級方法および気流分級機並びに
該分級機を用いた気流分級装置においては、コアンダブ
ロックの気流接触面に沿って流れる気流の一部をコアン
ダブロックの気流接触面に穿設されている吸引孔から吸
引するので、原料選別室内に噴出される被分級原料を含
む噴流の噴出速度を高めても、気流がコアンダブロック
の気流接触面から剥離することなく流れる。これによ
り、原料選別室中に噴出される被分級原料中に含まれる
粒子は、コアンダ効果の作用及び粒子慣性により原料選
別室の幅一杯に広がった状態で飛散降下するので、前記
粒子の粒径に対応する各々の排気流路中に確実に流入さ
せることができ、もって被分級原料を分級する精度を向
上させることができる。

【００１３】

【実施例】本発明に係る気流分級方法および気流分級機
の１実施例を、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
ここで、図１は本発明に係る実施例１の気流分級機の縦
断面図、図２は図１に示すコアンダブロックを拡大して
示す断面図、図３は図２に示すコアンダブロックを図３
中に示すＡ矢視線方向から見た側面図、図４は本発明に
係る実施例２の気流分級機に用いるコアンダブロックを
拡大して示す断面図、図５は図４に示すコアンダブロッ
クを図４中に示すＢ矢視線方向から見た側面図である。
なお、以下の説明においては、従来の気流分級機と同一
の部分には同一の符号を用いて説明を省略する。

【００１４】図１に示すように、本実施例の気流分級機
１００は図７に示す従来の気流分流機１と同様に、第１
および第２の分級エッジ２、３およびコアンダブロック
４０および背面ブロック５によって分岐させた３個の分
級用の排気流路７、８、９を出口側に有するとともに、
２個の入気流路１１、ｌ２を入口側に有する原料選別室
１４と、前記入気流路１ｌ、１２から各排気流路７、
８、９に向って流れる第１の気流を生じさせる図示され
ない気流形成手段（例えば、吸引ブロワを有する集塵装
置）と、従来の気流分級機１より噴出速度が高められて
いる圧縮空気流１９を利用して前記原料選別室１４内に
被分級原料ｌ５を噴出させられる第２の気流を形成する
原料供給ノズル１６とを備えている。

【００１５】しかしながら、本実施例の気流分流機１０
０においてはコアンダブロック４０の構成が、従来の気
流分流機１のコアンダブロック４と異なっている。すな
わち、図２に示すように、前記コアンダブロック４０に
は、前記原料選別室１４に臨んで気流に接触する湾曲面
４１およびこの湾曲面４１から気流の流れの下流側に向
かって連設されている側面４２からなる気流接触面に一
方の端部が開口するとともに、コアンダブロック４０の
外周面４３に他方の端部が開口する複数の貫通孔４５が
貫設されている。そして、これらの貫通孔４５の前記湾
曲面４１および前記側面４２側に開口する複数の吸引孔
４６は、図２に示すように気流の流れに沿うように配設
されているとともに、前記外周面４３側の開口４７は、
図示されない集塵装置に連通する管路２４中に臨むよう
にされ、もって前記集塵装置を作動させることにより、
コアンダブロック４０の前記湾曲面４１および前記側面
４２に沿って流れる気流の一部を吸引してコアンダブロ
ック４０の外部に排出するようにされている。

【００１６】次に、上述のように構成されている本実施
例の気流分級機１００の作動について説明する。原料供
給ノズル１６の基端側に連通したホッパｌ８によって原
料供給ノズル１６内に供給される被分級原料１５は、原
料供給ノズル１６に供給される従来の気流分級機１より
も噴出速度が高められている圧縮空気流１９により生じ
る剪断力によって、粒子同士が凝集することなく確実に
分散させられた状態で、固気混相流として原料供給ノズ
ル１６から原料選別室１４中に噴射させられる。そし
て、原料供給ノズル１６から原料選別室１４内に噴射さ
れた被分級原料１５を含む噴流は、コアンダ効果により
コアンダブロック４に沿って流れ、被分級原料１５に遠
心力が働き、被分級原料１５内の比較的粗い粒子はこの
コアンダブロック４に沿って流れる噴流から外に飛び出
す。コアンダブロック４に沿って流れる噴流の外側に
は、入気流路１１、１２から各排気流路７、８、９に向
かう気流が流れ、コアンダブロック４に沿って流れる噴
流から外側に向かって飛び出した被分級原料１５内の比
較的粗い粒子は、この気流による粒子毎に異なる飛散経
路の差によって所定の粒径範囲毎に該当の排気流路７、
８、９に分別排出される。

【００１７】この時、原料供給ノズル１６からコアンダ
ブロック４０の湾曲面４１および側面４２に沿って流れ
る気流の一部は、コアンダブロック４０に穿設されてい
る吸引孔４６から吸い込まれて貫通孔４５中を流れ、排
出口４７から管路２４に排出される。これにより、原料
供給ノズル１６から原料選別室１４中に噴射される被分
級原料１５を含んだ噴流は、その流れが乱されることが
なく、コアンダブロック４０の気流接触面である湾曲面
４１および側面４２から剥離することなく排気流路７に
向って流れる。

【００１８】したがって、原料供給ノズル１６から原料
選別室１４内に噴出された被分級原料１５に含まれる粒
子は、原料選別室１４の幅一杯に広がった状態で飛散降
下するので、被分級原料中に含まれる粒子の粒径に対応
する各々の排気流路７、８、９中に確実に流入させるこ
とができ、もって被分級原料１５を分級する精度を向上
させることができる。

【００１９】なお、本実施例においてはコアンダブロッ
ク４０の気流接触面に穿設した複数のの吸引孔４６を図
３に示すように配設しているが、これにとらわれる必要
はなく、例えばコアンダブロック４０の表面に沿って流
れる気流の上流側において吸引孔４６の個数を少なく
し、反対に下流側において個数を多くすることとすれ
ば、コアンダブロック４０の気流接触面から剥離しやす
い気流の下流側において効果的に気流をコアンダブロッ
ク４０内に吸い込むことができるから、気流のコアンダ
ブロック４０からの剥離を防止することができる。

【００２０】また、本実施例においてはコアンダブロッ
ク４０の気流接触面に穿設されている吸引孔４６の断面
形状を円形としているが、これにとらわれる必要はな
く、例えば図４および図５に示すように、コアンダブロ
ック５０の厚み方向に幅を有する矩形状の断面形状を有
する複数のスリット５６を穿設することとしても良い。
さらに、側壁の影響による気流の乱れを少なくするため
にスリット５６の幅はコアンダブロック５０の幅と同じ
にし、コアンダブロック５０を複数のスリット５６によ
り複数のブロックに分けることもできる。そして、前記
スリット５６の気流接触面上の開口の気流の上流側の端
縁に丸みを持たせることにより、コアンダブロックの気
流接触面に沿って流れる気流の一部を効率よく、かつそ
の流れを乱すことなく前記スリット５６内に吸い込むこ
とができる。

【００２１】さらに、上述したコアンダブロック４０、
５０に貫設されている複数の貫通孔４５、５５は、いず
れも一つの管路２４に連通するようにされ、もって複数
の前記貫通孔４５、５５のいずれにも等しい吸引負圧が
作用するようにされているが、これにとらわれる必要は
無く、例えば貫通孔４５、５５の各々の内径をそれぞれ
異ならせたり、貫通孔４５、５５の各々にバルブを設け
たり、あるいは貫通孔４５、５５の各々を異なった吸引
負圧が作用する複数の管路にそれぞれ連通させたりする
ことにより、貫通孔４５、５５のそれぞれに作用する吸
引負圧を変えることができる。これにより、コアンダブ
ロック４０、５０の湾曲面気流接触面に開口する複数の
吸引孔４６、５６のそれぞれが気流を吸い込む吸引力
を、コアンダブロックの表面の気流の流れ方向に下流側
ほど強く吸引するように漸次変化させることができ、も
って気流がコアンダブロック４０、５０からの剥離し易
い下流側における剥離の発生を効果的に防止することが
できる。

【００２２】実施例２ 上述した実施例１の気流分級機１００においては、コア
ンダブロック４０、５０に貫設した貫通孔４５、５５を
介して排気流路７に向かって流れる気流の一部を吸引
し、もって気流がコアンダブロック４０、５０の表面か
ら剥離しないようにしている。ところで、コアンダブロ
ック４０、５０に沿って飛散降下する被分級原料１５中
に含まれる粒子の内、最も粒径が小さい粒子はコアンダ
ブロック４０、５０の気流接触面にごく近い部分を飛散
降下する。したがって、貫通孔４５、５５を介して管路
２４内に吸引した気流の一部には、被分級原料１５中に
含まれる粒子の内、最も粒径が小さい粒子が含まれる。
そこで、前記管路２４に集塵装置を接続することによ
り、貫通孔４５、５５を介して吸い込まれた最も粒径の
小さい粒子を集塵することができる。

【００２３】図６に示す分級装置２００は、このような
考え方に基づいて構成されたもので、前述した気流分級
機１００に設けられているコアンダブロック４０（５
０）にそれぞれ配設されている排気流路７、８、９のそ
れぞれには、従来と同様に集塵装置７１、７２、７３が
接続されていることに加えて、コアンダブロック４０、
５０に貫設されている貫通孔４５、５５に接続されてい
る管路２４にも同様の集塵装置７４が接続されている。
なお、これらの集塵装置７１、７２、７３、７４は、吸
引ブロワ７５がダンパ７６を介して集塵機７７に接続さ
れたものである。また、被分級原料１５は、原料ホッパ
６１、振動フィーダ６２、圧縮空気供給源６３、および
原料供給ノズル１６を介して原料選別室１４中に噴射さ
れるようにされている。これにより、この分級装置２０
０においては、被分級原料１５に含まれている粒子を、
粗粉、中粉、細粉、微粉の４段階に分級して、それぞれ
の集塵装置７１、７２、７３、７４にそれぞれ集塵する
ことができるようにされている。

【００２４】また、実施例１において前述したように貫
通孔４５、５５のコアンダブロック４０、５０の表面に
開口する吸引孔４６、５６の配置を気流の流れに沿って
適宜配設するとともに、さらに各々の貫通孔４５、５５
に接続した集塵装置により貫通孔４５、５５に作用させ
る吸引負圧を第１の気流の流れ方向に漸次変化させるこ
とにより、複数の貫通孔４５、５５のそれぞれを介して
吸引する粒子の粒径を異なるものとすることができる。
したがって、複数の貫通孔４５、５５のそれぞれに独立
した集塵装置を取り付けることにより、貫通孔４５、５
５を介して吸引する微粉を粒径の大きさによってさらに
分級して各々の集塵装置に集塵することができる。

【００２５】

【発明の効果】すなわち、本発明の気流分級方法および
気流分級機においては、コアンダブロックの気流接触面
に穿設した吸引孔を介してコアンダブロックの表面に沿
って流れる気流の一部を吸引するので、被分級原料を含
む気流を原料選別室内に高速で噴出させても、気流がコ
アンダブロックの気流接触面から剥離することが無い。
したがって、被分級原料に含まれる粒子にはコアンダ効
果による遠心力が作用し、最も粒径が大きい粒子がコア
ンダブロックから最も離れ、粒径が最も小さい粒子がコ
アンダブロックに最も接近するように、原料選別室の幅
一杯に広がって飛散降下するから、被分級原料中に含ま
れる粒子を、粒子の粒径に対応する各々の排気流路中に
確実に流入させることができ、もって被分級原料を分級
する精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例１の気流分級機の縦断面図
である。

【図２】図１に示すコアンダブロックを拡大して示す断
面図である。

【図３】図２に示すコアンダブロックを図３中に示すＡ
矢視線方向から見た側面図である。

【図４】本発明に係る実施例２の気流分級機に用いるコ
アンダブロックを拡大して示す断面図である。

【図５】図４に示すコアンダブロックを図４中に示すＢ
矢視線方向から見た側面図である。

【図６】分級精度を向上させる場合の被分級粒子の流れ
を模式的に示す説明図である。

【図７】従来の気流分流機の縦断面図である。

【図８】被分級粒子を気流中に噴出するときの粒子の飛
散軌道を模式的に示す説明図である。

【図９】被分級粒子を気流中に噴出する速度を高めた場
合の問題点を模式的に説明する説明図である。

【符号の説明】

７、８、９ 排気流路 １１、１２ 入気流路 １４ 原料選別室 １５ 被分級原料 １６ 原料供給ノズル １８ ホッパ １９ 圧縮空気流 ２１、２２、２３、２４ 管路 ４０、５０ コアンダブロック ４１、５１ 湾曲面 ４２、５２ 側面 ４３、外周面 ４５、５５ 貫通孔 ４６、５６ 吸引孔 ４７、５７ 排出孔 ６１ 原料ホッパ ６２ 振動フィーダ ６３ 圧縮空気供給源 ７１、７２、７３、７４ 集塵装置 ７５ 吸引ブロワ ７６ ダンパ ７７ 集塵機 １００ 気流分級機 ２００ 分級装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−264065（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−91229（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−38484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−267488（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B07B 1/00 - 15/00

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被分級原料を含む噴流をコアンダブロック
   の湾曲して延びる気流接触面に沿って噴出させ、前記被
   分級原料中に含まれる粒子にコアンダ効果を作用させて
   前記粒子をその粒径の大きさに応じて分類する気流分級
   方法において、前記コアンダブロックの気流接触面に沿
   って流れる気流の一部を前記コアンダブロックの気流接
   触面に開口する吸引孔から吸引することを特徴とする気
   流分級方法。
2. 【請求項２】前記気流を、前記コアンダブロックにおけ
   る少なくとも気流移動方向に沿って複数設けた前記吸引
   孔から吸引することを特徴とする請求項１に記載の気流
   分級方法。
3. 【請求項３】前記気流を吸引する吸引力を、前記吸引孔
   毎に異ならせることを特徴とする請求項２に記載の気流
   分級方法。
4. 【請求項４】前記吸引孔毎の吸引力を、前記コアンダブ
   ロック表面の前記気流の下流側に向かって漸次変化させ
   ることを特徴とする請求項３に記載の気流分級方法。
5. 【請求項５】前記吸引孔から吸い込んだ前記粒子を集塵
   することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載
   の気流分級方法。
6. 【請求項６】原料選別室と、前記原料選別室に連通する
   入気流路および複数に分岐させた排気流路と、前記原料
   選別室内に突出する湾曲した気流接触面を有するコアン
   ダブロックと、前記気流接触面に沿って前記原料選別室
   内に噴出される圧縮気体の流れに被分級原料を乗せた気
   流を形成する原料供給ノズルとを備えた気流分級機にお
   いて、前記コアンダブロックの気流接触面に沿って流れ
   る気流の一部を吸引する吸引孔を前記コアンダブロック
   の気流接触面に穿設するとともに、前記吸引孔を気流吸
   引手段に連通させたことを特徴とする気流分級機。
7. 【請求項７】前記気流接触面に、複数の前記吸引孔が穿
   設されていることを特徴とする請求項６に記載の気流分
   級機。
8. 【請求項８】複数の前記吸引孔のそれぞれに、気流を吸
   引する吸引力を調節する吸引力調節手段を備えることを
   特徴とする請求項７に記載の気流分級機。
9. 【請求項９】前記吸引孔の吸引力が、前記気流の下流側
   に向かって漸次変化可能に構成されたことを特徴とする
   請求項８に記載の気流分級機。
10. 【請求項１０】前記吸引孔が、前記気流接触面上で前記
    気流の流れ方向と直交する前記コアンダブロックの厚み
    方向に延びるスリットとされていることを特徴とする請
    求項６から９のいずれかに記載の気流分級機。
11. 【請求項１１】前記気流接触面における前記スリットの
    開口の前記気流の上流側の縁角部が丸められていること
    を特徴とする請求項１０に記載の気流分級機。
12. 【請求項１２】請求項１乃至１１のいずれかに記載の気
    流分級機に形成された前記吸引孔から吸い込んだ粒子を
    集塵するための集塵手段を備えることを特徴とする気流
    分級装置。
13. 【請求項１３】前記吸引孔のそれぞれに独立した前記集
    塵手段が接続されていることを特徴とする請求項１２に
    記載の気流分級装置。