JP6564792B2 - 粉体分級装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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L1(図2参照)および第2の壁部22の長さL2(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。
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。
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。
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。
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。
原料粉体には、平均粒径1.0μmのシリカ粒子(SiO2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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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