JP6564792B2 - 粉体分級装置 - Google Patents

Description

本発明は、気体で形成される旋回流により粉体に与えられる遠心力と抗力とのバランスを利用して、粒度分布を持つ原料粉体を所望の粒径（分級点）において微粉と粗粉に分級する粉体分級装置に関する。

現在、酸化物微粒子、窒化物微粒子、炭化物微粒子等の微粒子は、半導体基板、プリント基板、各種電気絶縁部品等の電気絶縁材料、切削工具、ダイス、軸受等の高硬度高精度の機械工作材料、湿度センサ等の機能性材料、精密焼結成形材料等の焼結体の製造、エンジンバルブ等の高温耐摩耗性が要求される材料等の溶射部品製造、更には燃料電池の電極、電解質材料および各種触媒等の分野で用いられている。このような微粒子を用いることにより、焼結体および溶射部品等における異種セラミックス同士または異種金属同士の接合強度および緻密性、更には機能性を向上させている。

上述の微粒子は、各種のガス等を高温で化学反応させる化学的方法、または電子ビームもしくはレーザ等のビームを照射して物質を分解・蒸発させ、微粒子を生成する物理的方法等により製造される。上述の製造方法で、製造された微粒子は、粒度分布を有しており、粗粉と微粉とが混在している。上述の用途に利用した場合に微粒子においては、粗粉が含まれる割合が小さい方が良好な特性が得られるため好ましい。そこで、例えば、旋回流を用いて、粉体に旋回運動を与えて粗粉と微粉とに遠心分離する粉体分級装置が利用されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、粒度分布を有する粉体が気流搬送されて供給される粉体分級装置が記載されている。特許文献１の粉体分級装置は、供給された粒度分布を有する粉体を分級する空間である円盤状のくり抜かれた空洞（円盤状空洞部）と、粒度分布を有する粉体を円盤状空洞部に供給する粉体供給口と、円盤状空洞部の外周から所定の角度で内部方向に延びるように配置された複数のガイドベーンと、円盤状空洞部から排出される微粉を含む空気流の排出部と、並びに円盤状空洞部から排出される粗粉の回収部とを有するとともに、複数のガイドベーンの下方にあって、円盤状空洞部の外周壁にその接線方向に沿って配置され、円盤状空洞部の内部の粗粉の回収部側に圧縮空気を吹き込み、粗粉の回収部側にある微粉を円盤状空洞部に戻す複数のエアノズルとを有する。

特許第４７８５８０２号公報

特許文献１の粉体分級装置では、粒度分布を持つ原料粉体を所望の粒径（分級点）において微粉と粗粉とに分級することができるが、最近では、求められる微粉の粒子径は小さくなってきており、粉体分級装置において分級点の更なる微小化が望まれている。

本発明の目的は、前述の従来技術に基づく問題点を解消し、原料粉体を微粉と粗粉とに分級した際、分級精度を維持したまま、分級点が小さい粉体分級装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、粒度分布を有する原料粉体を微粉と粗粉に分級する粉体分級装置であって、対向する２つの部材に挟まれた空間として構成される円盤状の遠心分離室と、遠心分離室内に気体を供給して旋回流を発生させる複数のエアノズルと、遠心分離室内に発生された旋回流に原料粉体を供給する原料噴出ノズルと、遠心分離室の一方の部材の中央部に、遠心分離室内に連通して設けられ、遠心分離室内で分級された微粉を含む気体を遠心分離室外に排出する微粉回収管と、遠心分離室の外縁部に、遠心分離室内に連通して設けられ、遠心分離室内で分級された粗粉を遠心分離室外に排出する粗粉回収部と、微粉回収管により形成された遠心分離室の開口部に遠心分離室内に向かって突出して設けられた円筒状の第１の壁部と、第１の壁部に対向し、かつ所定の隙間をあけて遠心分離室の他方の部材に設けられた円筒状の第２の壁部とを有し、遠心分離室の空間を構成する一方の部材の遠心分離室に面する表面部の第１の壁部の周縁、および遠心分離室の空間を構成する他方の部材の遠心分離室に面する表面部の第２の壁部の周縁のうち、少なくとも一方に斜面が形成されていることを特徴とする粉体分級装置を提供するものである。

遠心分離室の空間を構成する一方の部材は、遠心分離室に面する表面部の第１の壁部の周縁に斜面が形成され、遠心分離室の空間を構成する他方の部材の遠心分離室に面する表面部の第２の壁部の周縁に斜面が形成されていることが好ましい。
また、遠心分離室の空間を構成する一方の部材の遠心分離室に面する表面部の第１の壁部の周縁、または遠心分離室の空間を構成する他方の部材の遠心分離室に面する表面部の第２の壁部の周縁に斜面が形成されていてもよい。

遠心分離室の空間を構成する一方の部材の遠心分離室に面する表面部は第１の壁部の周縁から外縁に至る斜面で構成され、遠心分離室の空間を構成する他方の部材の遠心分離室に面する表面部は第２の壁部の周縁から外縁に至る斜面で構成されていてもよい。遠心分離室の空間を構成する一方の部材の遠心分離室に面する表面部が第１の壁部の周縁から外縁に至る斜面で構成されるか、または遠心分離室の空間を構成する他方の部材の遠心分離室に面する表面部が第２の壁部の周縁から外縁に至る斜面で構成されていてもよい。
遠心分離室の外縁に沿って設けられたガイドベーンを複数有し、各ガイドベーンは、遠心分離室の外縁の接線方向に対して所定の角度を有し、遠心分離室の周方向に互いに均等な間隔で配置されている構成でもよい。

また、斜面は、遠心分離室の外側から中心に向って、遠心分離室の高さが高くなるように傾斜してもよい。このような粉体分級装置に供給される気体は、目的に応じて適宜選択すればよいが、例えば、空気である。
なお、本発明において、斜面は断面形状が直線である必要はなく、遠心分離室の外側から中心に向って、すなわち、遠心分離室の高さが高くなるように断面形状が曲線であってもよい。更には、断面形状は直線と曲線の組合せであってもよい。

本発明によれば、粒度分布を持つ原料粉体を微粉と粗粉とに分級した際、高精度を維持したまま、分級点を従来よりも微小化することができる。

本発明の実施形態に係る粉体分級装置を示す模式的断面図である。 図１に示す分級装置の要部拡大図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る粉体分級装置の第１の変形例を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る粉体分級装置の第２の変形例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態に係る粉体分級装置の第３の変形例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態に係る粉体分級装置の第４の変形例を示す模式的断面図である。 比較のための粉体分級装置を示す模式的断面図である。 本発明の分級効果を示すグラフである。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の粉体分級装置を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る粉体分級装置を示す模式的断面図である。図２は図１に示す分級装置の要部拡大図である。

図１に示す粉体分級装置１０は、円筒状のケーシング１２を有する。ケーシング１２の内部に、円形状の上部円盤状部１４が形成されている。上部円盤状部１４に対向して所定の間隔を隔てて、外形が略円状の下部円盤状部１６が配置されている。
略円盤形状の遠心分離室１８が上部円盤状部１４と下部円盤状部１６の間に区画形成され、遠心分離室１８は周方向外周がケーシング１２の環状部１９によって閉鎖されている。このように遠心分離室１８は対向する上部円盤状部１４と下部円盤状部１６に挟まれた空間である。上部円盤状部１４と下部円盤状部１６は、いずれも遠心分離室１８の空間を構成する部材である。

上部円盤状部１４の中央部に円筒状の開口部１４ａが形成されており、開口部１４ａは遠心分離室１８と連通している。上部円盤状部１４は開口部１４ａの縁に沿って、遠心分離室１８内に突出する円筒状の第１の壁部２０が設けられている。第１の壁部２０に対向し、かつ所定の間隔をあけて隙間２３が生じるように下部円盤状部１６に円筒状の第２の壁部２２が設けられている。第１の壁部２０と第２の壁部２２とは遠心分離室１８の方向Ｗにおける中央部に配置されている。この方向Ｗは方向Ｈと直交する方向である。

開口部１４ａに微粉回収管３０がケーシング１２の表面１２ａに対して垂直な方向Ｈに延出して設けられている。微粉回収管３０は、遠心分離室１８内で分級された微粉Ｐｆを含む気体を、隙間２３を経て遠心分離室１８外に排出するためのものであり、微粉回収装置、例えば、バグフィルター（図示せず）等を介して吸引ブロワ（図示せず）に接続されている。
また、下部円盤状部１６は端部が折曲しており折曲部１６ａとケーシング１２との間には隙間３９がある。隙間３９は遠心分離室１８の外縁部に位置する。ケーシング１２の下方に中空円錐台状の粗粉回収室２８が設けられている。遠心分離室１８と粗粉回収室２８とは隙間３９により連通している。

粗粉回収室２８は、遠心分離室１８内で分級された粗粉Ｐｃを遠心分離室１８外に排出するためのものである。粗粉回収室２８には分級された粗粉を収集する粗粉回収管３２が設けられている。粗粉回収管３２の下端にはロータリーバルブ（図示せず）を介してホッパー（図示せず）が設けられている。遠心分離室１８内で分級された粗粉Ｐｃは隙間３９を通り粗粉回収室２８、粗粉回収管３２を経てホッパーに回収される。

ケーシング１２の環状部１９には、方向Ｈにおいて微粉回収管３０側に、複数の第１のエアノズル３４と、原料噴出ノズル３６が設けられている。また、環状部１９には、方向Ｈにおいて第１のエアノズル３４の下方に第２のエアノズル３８が設けられている。
第１のエアノズル３４は、遠心分離室１８の外縁に沿って複数設けられており、それぞれ遠心分離室１８の外縁の接線方向に対して所定の角度を有しながら、遠心分離室１８の周方向に互いに均等な間隔で、例えば、６個配置されている。１つの第１のエアノズル３４の近傍に原料噴出ノズル３６が設けられている。
詳細な図示はしないが、第２のエアノズル３８も第１のエアノズル３４と同様に、遠心分離室１８の外縁に沿って複数設けられており、それぞれ遠心分離室１８の外縁の接線方向に対して所定の角度を有しながら、遠心分離室１８の周方向に互いに均等な間隔で、例えば、６個配置されている。

第１のエアノズル３４と第２のエアノズル３８は、それぞれ加圧気体供給部（図示せず）に接続されている。加圧気体供給部から所定の圧力の気体が第１のエアノズル３４および第２のエアノズル３８に供給されて、それぞれから加圧気体を噴出することにより、遠心分離室１８に互いに同一方向に旋回する旋回流が形成される。なお、気体は、分級する原料粉体、または目的等に応じて適宜決定されるものであるが、例えば、空気が用いられる。原料粉体が空気と反応する場合には、反応しない他の気体が適宜利用される。

原料噴出ノズル３６は、配管（図示せず）を介して原料供給部（図示せず）に接続されている。所定の量の原料粉体Ｐｓが空気流とともに原料噴出ノズル３６に供給されて遠心分離室１８に供給される。
第１のエアノズル３４、第２のエアノズル３８および原料噴出ノズル３６を設ける個数は、上述の個数に限定されるものではなく、１つでも複数でもよく、装置構成等に応じて適宜決定される。
また、第２のエアノズル３８はノズルに限定されるものではなく、従来のガイドベーン等でもよく装置構成に応じて適宜決定される。

次に、遠心分離室１８について図１、図２を用いて説明する。
上述のように、遠心分離室１８の上面は上部円盤状部１４で構成され、下面は下部円盤状部１６で構成される。遠心分離室１８は、外縁から中心に向う方向Ｗにおいて、方向Ｈに平行に測定した高さｈが一定ではない。第１のエアノズル３４、原料噴出ノズル３６、第２のエアノズル３８側の高さが高く、中心に向うにつれて高さが減少し、あるところで高さが一定な領域があり、中心に向かうにつれて高さが順次高くなっている。
この場合、図２に示すように、上部円盤状部１４の遠心分離室１８に面している表面部２４では、平面部２４ａに連続して、円筒状の第１の壁部２０に近い側に傾斜部２４ｂが形成されている。下部円盤状部１６の遠心分離室１８に面している表面部２６では、平面部２６ａに連続して、円筒状の第２の壁部２２に近い側に傾斜部２６ｂが形成されている。傾斜部２４ｂ、２６ｂは平面で構成された斜面であり、断面形状が直線で、遠心分離室１８の高さが高くなるように傾斜している。なお、上部円盤状部１４の平面部２４ａおよび下部円盤状部１６の平面部２６ａは、いずれも、その表面は方向Ｗと平行な平面である。

上部円盤状部１４の平面部２４ａに対する傾斜部２４ｂの角度、下部円盤状部１６の平面部２６ａに対する傾斜部２６ｂの角度はいずれもθで表す。角度θは５°〜３０°であることが好ましく、より好ましくは１０°〜２０°である。角度θが５°〜３０°程度であれば、原料粉体Ｐｓを微粉Ｐｆと粗粉Ｐｃとに分級した場合、分級点を微小化することができる。
上部円盤状部１４の平面部２４ａに対する傾斜部２４ｂの角度θと、下部円盤状部１６の平面部２６ａに対する傾斜部２６ｂの角度θとは、同じであっても違っていてもよい。
なお、従来では粉体分級装置１０の傾斜部２４ｂ、２６ｂが設けられておらず、第１のエアノズル３４、原料噴出ノズル３６、第２のエアノズル３８側の高さが高く、中心に向うにつれて高さが減少し、あるところで高さが一定になり遠心分離室１８の中心迄ある一定の高さである。

上部円盤状部１４の傾斜部２４ｂの角度θと、下部円盤状部１６の傾斜部２６ｂの角度θを規定したが、傾斜部２４ｂ、２６ｂの規定はこれに限定されるものではない。例えば、傾斜部２４ｂ、２６ｂを、方向Ｈにおける長さＮ_１と方向Ｗにおける長さＮ_２とで規定してもよい。
傾斜部２４ｂ、２６ｂは上述のように断面形状が直線であるが、断面形状が直線である必要はなく、遠心分離室１８の外側から中心に向って、すなわち、傾斜部２４ｂ、２６ｂは遠心分離室１８の高さが高くなるように曲面で構成され、断面形状が曲線であってもよい。更には、傾斜部２４ｂ、２６ｂは平面と曲面の組合せの構成であってもよく、この場合、断面形状は直線と曲線の組合せたものとなる。

粉体分級装置１０では、上部円盤状部１４の表面部２４に平面部２４ａに連続して傾斜部２４ｂを形成し、下部円盤状部１６の遠心分離室１８に面している表面部２６に平面部２６ａに連続して傾斜部２６ｂを形成することで、第１の壁部２０と第２の壁部２２の間の隙間２３の方向Ｈにおける幅を狭めることなく、第１の壁部２０の長さＬ_１（図２参照）および第２の壁部２２の長さＬ_２（図２参照）を長くすることができる。更には、傾斜部２４ｂおよび傾斜部２６ｂを設けることで、隙間２３を通り微粉回収管３０から吸引されて排出される微粉Ｐｆの粒径を小さくすることができる。

次に、粉体分級装置１０の動作について説明する。
まず、吸引ブロワ（図示せず）により微粉回収管３０を介して遠心分離室１８内から所定の風量で吸気を行うとともに、加圧気体供給部（図示せず）から６つの第１のエアノズル３４および６つの第２のエアノズル３８にそれぞれ加圧気体を供給して遠心分離室１８に旋回流を発生させる。
この状態で、粒度分布を有する原料粉体Ｐｓを所定の量、空気流とともに原料噴出ノズル３６に供給する。これにより、原料噴出ノズル３６から原料粉体Ｐｓが、所定の流量で遠心分離室１８内に供給される。

第１のエアノズル３４および第２のエアノズル３８からの加圧気体の噴出に起因して遠心分離室１８内にも旋回流が形成されているため、原料噴出ノズル３６から遠心分離室１８に供給された原料粉体Ｐｓは遠心分離室１８内において旋回し、遠心分離室１８内で原料粉体Ｐｓは遠心分離作用を受ける。その結果、遠心分離室１８の中央部に形成されている円筒状の第１の壁部２０および第２の壁部２２により粒径の大きな粗粉Ｐｃが微粉回収管３０内に流入することなく遠心分離室１８内に残り、一方、分級点以下のサイズを有する微粉Ｐｆが空気流とともに隙間２３を通り微粉回収管３０から吸引されて排出される。
このようにして、粒度分布を有する原料粉体Ｐｓから微粉Ｐｆを分級して回収することができる。しかも、上述のように、傾斜部２４ｂおよび傾斜部２６ｂを設けることで、第１の壁部２０の長さＬ_１（図２参照）および第２の壁部２２の長さＬ_２（図２参照）を長くすることができ、回収される微粉Ｐｆの粒径を小さくすることができる。

なお、微粉回収管３０から排出されなかった原料粉体の残部、すなわち、粗粉Ｐｃは、下部円盤状部１６と環状部１９との間の隙間３９を通って遠心分離室１８から粗粉回収室２８へと落下していく。その後、粗粉回収管３２を介して、原料粉体の残部、すなわち、粗粉Ｐｃが回収される。

エアノズル方式よりも空気流等条件によって、ガイドベーン方式の方が高精度に分級できる場合もある。そのため、分級目的に応じて、従来のガイドベーン方式を選択することができる。

粉体分級装置１０では、ほぼ円盤形状の遠心分離室１８の周方向外周部が環状の環状部１９によって閉鎖されているので、第１のエアノズル３４および第２のエアノズル３８から大流量の加圧気体を強制的に流入させても遠心分離室１８の周方向外方へ空気が漏出することがなく渦が乱れることがない。このため、特に粗粉回収室２８内に旋回流を形成するための第１のエアノズル３４からの加圧気体の流入量を大きくすることにより、サブミクロン粒子を安定して分級することが可能となる。
サブミクロン粒子のように微細な粒子は互いに凝集しやすい性質を有するが、粉体分級装置１０によれば、第１のエアノズル３４および第２のエアノズル３８から大流量の加圧気体を噴出することにより、効率よく分級することができる。また、原料粉体としては、シリカ、トナー等の低比重のものから、金属、アルミナ等の高比重のものまで各種の粉体を分級対象として用いることができる。
ただし、分級目的に応じて第２のエアノズル３８は風量の設定範囲の広いガイドベーン方式にしてもよい。

なお、粉体分級装置１０では、円筒状の第１の壁部２０および第２の壁部２２が隙間２３を挟んで互いに対向配置されていたが、これら第１の壁部２０および第２の壁部２２のうち一方のみを設けるようにしてもよい。

粉体分級装置１０の構成は、上述のように構成に限定されるものではなく、例えば、図３（ａ）に示す粉体分級装置１０ａ、図３（ｂ）に示す粉体分級装置１０ｂ、図４に示す粉体分級装置１０ｃおよび図５に示す粉体分級装置１０ｄの構成であってもよい。
ここで、図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る粉体分級装置の第１の変形例を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る粉体分級装置の第２の変形例を示す模式的断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る粉体分級装置の第３の変形例を示す模式的断面図である。図５は、本発明の実施形態に係る粉体分級装置の第４の変形例を示す模式的断面図である。図３（ａ）、（ｂ）、図４、および図５では、原料供給部、配管、粗粉回収室２８および粗粉回収管３２等の図示を省略している。
なお、図３（ａ）に示す粉体分級装置１０ａ、図３（ｂ）に示す粉体分級装置１０ｂおよび図４に示す粉体分級装置１０ｃにおいて、図１に示す粉体分級装置１０と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図３（ａ）に示す粉体分級装置１０ａは、図１に示す粉体分級装置１０に比して、上部円盤状部１４の表面部２４に傾斜部２４ｂが形成されておらず、遠心分離室１８において第１の壁部２０の近傍も平面である点が異なり、それ以外の構成は、図１に示す粉体分級装置１０と同一の構成である。

図３（ａ）に示す粉体分級装置１０ａは、図１に示す粉体分級装置１０と同様にして原料粉体を分級することができる。このため、分級方法について、その詳細な説明は省略する。粉体分級装置１０ａも、原料粉体を分級した場合、図１に示す粉体分級装置１０と同様にして分級点が従来よりも小さく、高精度に且つ安定して分級することができる。

図３（ｂ）に示す粉体分級装置１０ｂは、図１に示す粉体分級装置１０に比して、下部円盤状部１６の表面部２６に傾斜部２６ｂが形成されておらず、遠心分離室１８において第２の壁部２２の近傍も平面である点が異なり、それ以外の構成は、図１に示す粉体分級装置１０と同一の構成である。

図３（ｂ）に示す粉体分級装置１０ｂは、図１に示す粉体分級装置１０と同様にして原料粉体を分級することができる。このため、分級方法について、その詳細な説明は省略する。粉体分級装置１０ｂも、原料粉体を分級した場合、図１に示す粉体分級装置１０と同様にして分級点が従来よりも小さく、しかも、高精度に且つ安定して分級することができる。

図４に示す粉体分級装置１０ｃは、図１に示す粉体分級装置１０に比して、上部円盤状部１４の表面部２４が第１の壁部２０の周縁から外縁に至る斜面２５で構成され、下部円盤状部１６の表面部２６が第２の壁部２２の周縁から外縁に至る斜面２７で構成されている点が異なり、それ以外の構成は、図１に示す粉体分級装置１０と同一の構成である。
図４に示す粉体分級装置１０ｃでは、斜面２５、２７は断面形状が直線であり、斜面２５、２７は、遠心分離室１８の外側から中心に向って、すなわち、環状部１９から隙間２３に向かって遠心分離室１８の高さが高くなるように傾斜している。
斜面２５、２７の角度γの規定は、それぞれ方向Ｗに平行な線Ｌｐと、斜面２５、２７とのなす角度のことである。角度γは図２に示す粉体分級装置１０の角度θと同じであり、角度γは５°〜３０°が好ましく、より好ましくは１０°〜２０°である。
斜面２５、２７は断面形状が直線であるが、断面形状が直線である必要はなく、遠心分離室１８の外側から中心に向って、すなわち、遠心分離室１８の高さが高くなるように、斜面２５、２７の断面形状が曲線であってもよい。更には、斜面２５、２７は断面形状が直線と曲線の組合せたものでもよい。

図４に示す粉体分級装置１０ｃは、図１に示す粉体分級装置１０と同様にして原料粉体を分級することができる。このため、分級方法について、その詳細な説明は省略する。粉体分級装置１０ｃも、原料粉体を分級した場合、図１に示す粉体分級装置１０と同様にして分級点が従来よりも小さく、しかも、高精度に且つ安定して分級することができる。

図４に示す粉体分級装置１０ｃは、上部円盤状部１４の表面部２４と下部円盤状部１６の表面部２６を斜面２５、２７で構成されているが、これに限定されるものではなく、上部円盤状部１４の表面部２４と下部円盤状部１６の表面部２６のうち、少なくとも一方に斜面を形成してもよい。

図５に示す粉体分級装置１０ｄは、図４に示す粉体分級装置１０ｃに比して、第２のエアノズル３８に代えてガイドベーン４０が設けられている点が異なり、それ以外の構成は図４に示す粉体分級装置１０ｃと同じである。
粉体分級装置１０ｄでは、第２のエアノズル３８と同じく、遠心分離室１８の外縁に沿って複数のガイドベーン４０が設けられている。また、ガイドベーン４０は、環状部１９に、方向Ｈにおいて第１のエアノズル３４の下方に設けられている。ガイドベーン４０は第１のエアノズル３４と同様に、それぞれ遠心分離室１８の外縁の接線方向に対して所定の角度を有しながら、遠心分離室１８の周方向に互いに均等な間隔で配置されている。
複数のガイドベーン４０の外周部に、空気を溜め、かつ遠心分離室１８内に気体を供給するための押し込み室４２がある。押し込み室４２に加圧気体供給部（図示せず）に接続されている。加圧気体供給部から所定の圧力の気体を、押し込み室４２を介して複数のガイドベーン４０の間から加圧気体を供給する。第１のエアノズル３４およびガイドベーン４０にそれぞれ加圧気体を供給することで、遠心分離室１８に旋回流が発生する。

粉体分級装置１０ｄでは、原料粉体Ｐｓが遠心分離室１８内部を旋回しながら下方に移動する間に遠心分離されるが、ガイドベーン４０は、遠心分離の際の原料粉体Ｐｓの旋回速度を調整する機能を有する。各ガイドベーン４０は、例えば、回動軸（図示せず）により環状部１９に回動可能に軸支され、かつピン（図示せず）により回動板（図示せず）に係止されている。例えば、回動板を回動させることにより全てのガイドベーン４０が同時に、所定角度回動するように構成されている。回動板を回動させて、全てのガイドベーン４０を所定角度回動させることで各ガイドベーン４０の間隔を調整して、ガイドベーン４０の間隔を通過する気体、例えば、空気の流速を変えることができる。これにより、分級点等の分級性能を変更することができる。また、ガイドベーン４０を設けることで、分級点の選択幅を広くできる。

ガイドベーン４０を図４に示す粉体分級装置１０ｃの第２のエアノズル３８に代えて設ける構成としたが、これに限定されるものではない。図１に示す粉体分級装置１０、図３（ａ）に示す粉体分級装置１０ａ、図３（ｂ）に示す粉体分級装置１０ｂにおいて、第２のエアノズル３８に代えてガイドベーン４０を設ける構成とすることもできる。

ここで、本出願人は、本発明の粉体分級装置による分級について確認した。具体的には、上述の図１に示す粉体分級装置１０と、図６に示す比較のための粉体分級装置１００を用いて、原料粉体に対して分級を試みた。

図６は、比較のための粉体分級装置を示す模式的断面図である。図６に示す粉体分級装置１００において、図１に示す粉体分級装置１０と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図６に示す粉体分級装置１００は、図１に示す粉体分級装置１０に比して、上部円盤状部１４の表面部２４に傾斜部２４ｂが形成されておらず、下部円盤状部１６の表面部２６に傾斜部２６ｂが形成されていない点以外は、図１に示す粉体分級装置１０と同様の構成である。

本発明の粉体分級装置１０と比較のための粉体分級装置１００とは風量等を同じ条件で分級した。
原料粉体には、平均粒径１．０μｍのシリカ粒子（ＳｉＯ_２粒子）を用いた。なお、平均粒径は、レーザ回折・散乱法により測定した値である。
第１のエアノズル３４および第２のエアノズル３８の数は６であり、原料噴出ノズル３６の数は１である。
粉体分級装置１０では、上部円盤状部１４の表面部２４の傾斜部２４ｂの角度θが１０°であり、下部円盤状部１６の表面部２６の傾斜部２６ｂの角度θが１０°である。

部分分級効率を粒径毎に測定した結果を図７に示す。なお、図７において、本発明は、本発明の粉体分級装置１０（図１参照）を用いた分級結果を示し、従来は、従来の粉体分級装置１００（図６参照）を用いた分級結果を示す。図７に示すように部分分級効率５０％の粒径（Ｄｐ５０）は、従来の粉体分級装置１００よりも本発明の粉体分級装置１０の方が小さい。
また、分級精度（Ｄｐ２５／Ｄｐ７５）は、従来の粉体分級装置１００では０．８２であったのに対し、本発明の粉体分級装置１０では０．８３であった。このように本発明の粉体分級装置１０では高精度を維持したまま分級点を小さくできる。
なお、Ｄｐ２５は部分分級効率２５％の粒径であり、Ｄｐ７５は部分分級効率７５％の粒径である。

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の粉体分級装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１００ 粉体分級装置
１２ ケーシング
１４ 上部円盤状部
１６ 下部円盤状部
１８ 遠心分離室
１９ 環状部
２０ 第１の壁部
２２ 第２の壁部
２４、２６ 表面部
２４ａ、２６ａ 平面部
２４ｂ、２６ｂ 斜面部
２８ 粗粉回収室
３０ 微粉回収管
３２ 粗粉回収管
３４ 第１のエアノズル
３６ 原料噴出ノズル
３８ 第２のエアノズル
３９ 隙間
４０ ガイドベーン

Claims (8)

1. 粒度分布を有する原料粉体を微粉と粗粉に分級する粉体分級装置であって、
   対向する２つの部材に挟まれた空間として構成される円盤状の遠心分離室と、
   前記遠心分離室内に気体を供給して旋回流を発生させる複数のエアノズルと、
   前記遠心分離室内に発生された前記旋回流に前記原料粉体を供給する原料噴出ノズルと、
   前記遠心分離室の上部円盤状部の中央部に、前記遠心分離室内に連通して設けられ、前記遠心分離室内で分級された前記微粉を含む気体を前記遠心分離室外に排出する微粉回収管と、
   前記遠心分離室の外縁部に、前記遠心分離室内に連通して設けられ、前記遠心分離室内で分級された前記粗粉を前記遠心分離室外に排出する粗粉回収部と、
   前記微粉回収管により形成された前記遠心分離室の開口部に前記遠心分離室内に向かって突出して設けられた円筒状の第１の壁部と、
   前記第１の壁部に対向し、かつ所定の隙間をあけて前記遠心分離室の下部円盤状部に設けられた円筒状の第２の壁部とを有し、
   前記遠心分離室の空間を構成する前記上部円盤状部の前記遠心分離室に面する表面部の前記第１の壁部の外縁、および前記遠心分離室の空間を構成する前記下部円盤状部の前記遠心分離室に面する表面部の前記第２の壁部の外縁のうち、少なくとも一方に斜面が形成されていることを特徴とする粉体分級装置。
2. 前記遠心分離室の空間を構成する前記上部円盤状部は、前記遠心分離室に面する表面部の前記第１の壁部の外縁に斜面が形成され、前記遠心分離室の空間を構成する前記下部円盤状部の前記遠心分離室に面する表面部の前記第２の壁部の外縁に斜面が形成されている請求項１に記載の粉体分級装置。
3. 前記遠心分離室の空間を構成する前記上部円盤状部の前記遠心分離室に面する表面部の前記第１の壁部の外縁、または前記遠心分離室の空間を構成する前記下部円盤状部の前記遠心分離室に面する表面部の前記第２の壁部の外縁に斜面が形成されている請求項１に記載の粉体分級装置。
4. 前記遠心分離室の空間を構成する前記上部円盤状部の前記遠心分離室に面する表面部は前記第１の壁部の外縁から前記遠心分離室の外縁に至る斜面で構成され、前記遠心分離室の空間を構成する前記下部円盤状部の前記遠心分離室に面する表面部は前記第２の壁部の外縁から前記遠心分離室の前記外縁に至る斜面で構成されている請求項１に記載の粉体分級装置。
5. 前記遠心分離室の空間を構成する前記上部円盤状部の前記遠心分離室に面する表面部が前記第１の壁部の外縁から前記遠心分離室の外縁に至る斜面で構成されるか、または前記遠心分離室の空間を構成する前記下部円盤状部の前記遠心分離室に面する表面部が前記第２の壁部の外縁から前記遠心分離室の前記外縁に至る斜面で構成されている請求項１に記載の粉体分級装置。
6. 前記遠心分離室の前記外縁に沿って設けられたガイドベーンを複数有し、前記各ガイドベーンは、前記遠心分離室の前記外縁の接線方向に対して傾いており、前記遠心分離室の周方向に互いに均等な間隔で配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
7. 前記斜面は、前記遠心分離室の外側から中心に向って、前記遠心分離室の高さが高くなるように傾斜している請求項１〜６のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
8. 前記遠心分離室内に供給される前記気体は、空気である請求項１〜７のいずれか１項に記載の粉体分級装置。

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