JP6927693B2

JP6927693B2 - 気流２分級機

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Publication number: JP6927693B2
Application number: JP2016230921A
Authority: JP
Inventors: 活規大崎; 智一杉山
Original assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Current assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: JP2018086627A

Description

本発明は、粉体原料を微粉と粗粉とに分ける気流２分級機に関する。

従来、粉体原料を微粉と粗粉とに分ける気流２分級機として、特許文献１に開示されたものが知られている。ここに示された従来の気流２分級機においては、原料の分級が行われる領域である分級領域へ上方から気体（例えば空気）が流入する。この気体は、原料供給ノズルによる原料供給方向（すなわち、原料噴射方向）に沿って流れるように構成されている。さらに、原料供給ノズルの近傍にコアンダブロックは設けられておらず、それに代えて、原料を下方へ流すような形状を有したブロックが設けられている。

この従来の気流２分級機によれば、コアンダ効果を利用しなくても原料から粗粉を効率よく取り除くことができるとされている。また、装置の構成が簡素化されていてメンテナンスコストが安いとされている。しかしながら、特許文献１に開示された従来の気流２分級機は、微粉と粗粉とを高い精度で分級することができない、すなわち分級精度が低いという問題があった。

従来、粉体原料を微粉と粗粉と中間粉との３つに分級する気流分級機、いわゆる気流３分級機が特許文献２に開示されている。この従来の気流分級機によれば、２つ有る分級エッジの一方をコアンダブロックに密着させることにより、微粉と粗粉との２段階への分級を行うことができるようになっている。

しかしながら、この従来の気流分級機においては、分級エッジの一方をコアンダブロックに密着させるので、コアンダ効果が得られ難いという問題があった。また、構造が複雑なので、高価であるという問題があった。

従来、原料の搬送路内において粉体原料に予旋回の現象を付与することにより、コアンダ効果を向上するという技術が特許文献３に開示されている。この従来の装置によれば、原料内の粒子に対して予旋回の現象に応じて粒子の質量に応じた遠心力を付与することができ、そのために予旋回の現象を生じている原料搬送路内において微粉と粗粉とを予め分けることができるとされている。

しかしながら、この従来の気流分級機においては、予旋回を生じさせるためにコアンダブロックの近傍の原料搬送路中に狭い曲がり部分を設けなければならない。このため、原料搬送路内の圧力損失が高くなり、その結果、原料の供給能力が低下したり、送気ブロアへの負担が大きくなってランニングコストが高くなったり、搬送路中の狭い曲がり部分の磨耗が著しいために保守費用が増大したりする、という問題があった。

特開２０１４−２２３６１８号公報特開平６−２２６２０８号公報特開２００８−２７２７１４号公報

本発明は、上記の従来の気流分級機における問題点に鑑みて成されたものであって、微粉と粗粉との２つの段階への分級を簡単で安価な構成によって且つ高精度で行うことができるようにすることを目的とする。

本発明に係る気流２分級機は、粉体原料を微粉と粗粉とに分ける気流２分級機において、粉体原料に対してコアンダ効果を実現するように設けられたコアンダブロック及び原料供給ノズルと、微粉を搬送する微粉搬送路と粗粉を搬送する粗粉搬送路とを形成する分級エッジと、前記原料供給ノズルへ向けて原料を搬送する原料搬送管と、を有しており、前記コアンダブロックの表面は当該コアンダブロックの前を上から下へ向けて流れる気流の下流側を向くように当該気流の上流側へ向けて傾斜しており、前記原料供給ノズルは前記コアンダブロックの表面に接触して直線状に延在しており、前記原料供給ノズルによって規定される原料供給方向は前記コアンダブロックの表面の傾斜に対応して水平方向に対して傾斜しており、前記原料搬送管は前記コアンダブロックの前を上から下へ向けて流れる気流の流れ方向側へ湾曲しており、前記原料搬送管は、前記原料供給ノズルの前段に、当該原料供給ノズルとは別に設けられていることを特徴とする。

コアンダ効果とは、粘性流体の噴流（ジェット）が近くの壁に引き寄せられることである。これは、噴流が周りの流体を引き込む性質を有していることに起因するものである。

原料供給ノズルによって規定される原料供給方向の水平方向に対する傾斜角度は、コアンダ効果を実現する部分（例えばコアンダブロックの先端の断面円弧状部分）の形状に合わせて適宜に設定される。

また、原料搬送管の湾曲方向は、分級本体内において粉体粒子を搬送するためにコアンダブロックの前方を流れる気流の方向に関連して決められる。例えばコアンダブロックの前で気流が上から下へ流れる場合、原料搬送管は下方へ向けて曲げられる。

本発明に係る気流２分級機によれば、原料供給ノズルによる原料供給方向を水平に対して傾斜させたので、原料供給方向を水平方向としていた従来の場合に比べて、コアンダブロックのコアンダ効果を実現する部分（例えばコアンダブロックの先端の断面円弧状部分）へ粉体原料を無理なく円滑に供給できる。そのため、コアンダブロックによるコアンダ効果を有効に活用できる。

本発明では、それと同時に、原料供給ノズルの前段（すなわち原料供給ノズルの上流側）に設けられた原料搬送管は１つの方向(例えば下方向）へ湾曲しているので、遠心力の働きにより粉体原料のうちの粗粉が原料搬送管中の外側領域へ集まり、微粉が原料搬送管中の内側領域へ集まる。このため、コアンダブロックのコアンダ効果を実現する部分（例えばコアンダブロックの先端の断面円弧状部分）におけるコアンダ効果をより一層有効に活用して、微粉と粗粉とを精度高く分級できる。

粉体流路を湾曲させることによって発生する遠心力によって粗粉と微粉とを分ける処理をコアンダブロックの先端部の近傍において行おうとすると、その先端部において気流が乱れるおそれがあり、その場合にはコアンダ効果による微粉の分級処理を有効に行うことが難しくなるおそれがある。これに対し、本発明では、コアンダブロックの先端部から距離的に離れた原料搬送管の所で遠心力による粗粉と微粉との分離を行うようにしたので、コアンダブロックの先端部における気流が乱れることはなく、従ってコアンダ効果を有効に活用できる。

本発明に係る気流２分級機の第２の発明態様において、前記コアンダブロックにおいてコアンダ効果を実現する部分（例えばコアンダブロックの先端部）の断面形状は円弧形状であり、前記原料供給ノズルによる前記原料供給方向は前記コアンダブロックの円弧形状の接線方向と平行の方向である。

この構成により、粉体原料を含んだ気流を原料供給ノズルによってコアンダブロックの先端部（すなわちコアンダ効果を生じさせる部分）へ無理なく導くことが可能になり、その結果、その先端部の所で粉体原料に対して発生するコアンダ効果の機能をより一層高めることができる。

本発明に係る気流２分級機の第３の発明態様において、前記コアンダブロックにおいてコアンダ効果を実現する部分（例えばコアンダブロックの先端部）の断面形状は、半径が小さい第１の円弧形状と、当該第１の円弧形状に連続していて半径が大きい第２の円弧形状とを有しており、前記第１の円弧形状が前記原料供給ノズルのノズル開口に隣接している。

この構成により、原料供給ノズルのノズル開口から出射された粉体流をコアンダブロックの先端部の始点から終点にわたって円滑に流すことが可能になり、その結果、粉体原料に対して発生するコアンダ効果の機能をより一層高めることができる。

本発明に係る気流２分級機の第４の発明態様において、前記コアンダブロックの表面は、前記原料供給ノズルの外周側面と接触するように、水平方向に対して傾斜している。

既述した本発明の第１の発明態様によれば、原料供給ノズルによって規定される原料供給方向が水平方向に対して傾斜して配置される。この構成は、例えば図７（ａ）に示すように原料供給ノズル１２自体を水平方向Ｈに対して傾斜させることによって実現できる。この場合、原料供給ノズル１２に対向するコアンダブロック８の表面８ａは図７（ｂ）に符号２８ａで示すように水平方向Ｈと平行に延びるように設置できる。従来の気流分級機においてはコアンダブロックの表面はそのような水平方向の設置状態であった。このようにコアンダブロックの表面が水平状態である装置において原料供給ノズル１２を傾斜させる際には、コアンダブロックの表面を図７（ｂ）に示すような水平状態のままに維持することもできる。しかしながらそのような構成の場合には、原料供給ノズルの外周側面とコアンダブロックの表面との間に空間が形成されることになる。この状態では原料供給ノズルをコアンダブロックに対してしっかりと固定することに関して特別な構造が必要になる。これに対し、上記構成の第４の発明態様のようにコアンダブロックの表面を原料供給ノズルの傾斜角度と同じ角度で傾斜させれば（図７（ａ）参照）、コアンダブロックによって原料供給ノズルを支持して固定することができ、分級本体の構成を簡単で安定した状態に維持できる。

本発明に係る気流２分級機の第５の発明態様においては、前記コアンダブロックに対向して対向ブロックが設けられており、当該対向ブロックは前記コアンダブロックに向かって突出する突出部と、当該突出部に連続すると共に前記分級エッジに対向している傾斜壁部とを有しており、当該傾斜壁部は前記突出部から遠ざかるに従って前記コアンダブロックから離れるように傾斜している。

この構成により、原料供給ノズルのノズル開口から出射された粉体原料のうち慣性力によって遠くへ飛ばされた粉体粒子、すなわち粗粉を対向ブロックの傾斜壁部によって受け止めて粗粉搬送路へ正確に導くことができる。

本発明に係る気流２分級機の一実施形態を示す図である。図１の主要部である分級本体の一実施形態を示す斜視図である。図２の分級本体の正面図である。図３の主要部を拡大して示す図であり、コアンダブロックの先端部を示す図である。図３の主要部を拡大して示す図であり、原料供給ノズルの先端部を示す図である。図１の気流２分級機の主要部である原料搬送管を示す図である。コアンダブロックの近傍における粉体粒子の流れを示す図であり、（ａ）は本発明のものであり、（ｂ）は従来のものである。

以下、本発明に係る気流２分級機を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、本明細書に添付した図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。

（全体構成）
図１は本発明に係る気流２分級機の一実施形態を示している。ここに示す気流２分級機１は、分級本体２と、原料供給系３と、粉体回収系４とを有している。分級本体２は、原料粉体を微粉と粗粉とに分ける（すなわち分級する）処理が行われる部分である。原料供給系３は原料粉体を分級本体２へ供給する部分である。粉体回収系４は分級処理によって得られた製品としての微粉及び製品ではない粗粉を回収する部分である。図１において、矢印Ｈ−Ｈ方向は水平方向を示している。水平方向Ｈに直角の方向が垂直方向である。垂直の下方向は重力が作用する方向である。

分級本体２は、図２に示すように、前側板７ａと後側板７ｂとを有している。前側板７ａと後側板７ｂとの間に、コアンダブロック８と、対向ブロック９と、分級エッジ１０と、搬送ブロック１１とが設けられている。

気流２分級機１によって生成する製品は種々の粉とすることができるが、本実施形態ではレーザプリンタ等といった電子写真装置で用いられるトナーを生成するものとする。トナーとは、帯電性を持ったプラスチック粒子に黒鉛、顔料等といった色粒子を付着させたミクロサイズの粒から成る粉である。もちろん、製品はトナーに限られない。

本実施形態では、粉体原料のうちの分級境界値以下の大きさの粉である微粉がトナーとなる製品である。そして、分級境界値を越える大きさの粉である粗粉は製品から除去される粉である。粗粉は粉砕処理を施された後、粉体原料として再度、気流２分級機１によって分級処理を受ける。分級境界値は、好ましくは８μｍから１２μｍの範囲内の値であり、より好ましくは１０μｍである。

（分級本体）
図３は図２の分級本体２から前側板７ａを除去した状態を示している。図３に示すように、コアンダブロック８の上側の表面８ａ上に原料供給ノズル１２が設けられている。原料供給ノズル１２の下側側面１２ａがコアンダブロック８の表面８ａに接触している。

分級エッジ１０の右側面と搬送ブロック１１の右側面とコアンダブロック８の下面とによって粉体搬送路としての微粉搬送路Ｔ１が形成されている。対向ブロック９は突出部９ａと上傾斜面９ｂと下傾斜面９ｃとを有している。突出部９ａはコアンダブロック８へ向けて突出している。上傾斜面９ｂは突出部９ａから上方へ遠ざかるに従ってコアンダブロック８から離れるように傾斜している。下傾斜面９ｃは突出部９ａから下方へ遠ざかるに従ってコアンダブロック８から離れるように傾斜している。分級エッジ１０の左側面と搬送ブロック１１の左側面と対向ブロック９の下傾斜面９ｃとによって粉体搬送路としての粗粉搬送路Ｔ２が形成されている。

分級エッジ１０は軸１３を中心として回動可能である。この回動により分級エッジ１０の先端の位置を左右方向で変化させることができる。この分級エッジ１０の回動により、微粉搬送路Ｔ１及び粗粉搬送路Ｔ２の上端開口の面積（すなわち、粉体の取込み口の面積）を変化させることができる。このように粉体の取込み口の面積を変化させることにより、粉体原料の分級境界値を調整することが可能になる。

図２において、分級本体２の上端において、両側板７ａ，７ｂの上端と、対向ブロック９の上端と、原料供給ノズル１２の先端と、コアンダブロック８の先端とによって気流導入口Ｍ１が形成されている。微粉搬送路Ｔ１の下端部に微粉排出口Ｍ２が形成されている。粗粉搬送路Ｔ２の下端部に粗粉排出口Ｍ３が形成されている。

（コアンダブロック及び原料供給ノズル）
図４はコアンダブロック８及び原料供給ノズル１２を拡大して示している。コアンダブロック８の先端部Ｅの断面形状は円弧形状に形成されている。先端部Ｅは第１の先端部Ｅ１と第２の先端部Ｅ２とを有している。第１の先端部Ｅ１と第２の先端部Ｅ２は連続している。第１の先端部Ｅ１の断面形状は半径ｒ１の円弧形状である。第２の先端部Ｅ２の断面形状は半径ｒ２の円弧形状である。ｒ１＜ｒ２である。

ｒ１及びｒ２は粉体原料の種類及びコアンダブロック８の材質に応じて適宜に設定されるが、粉体原料をトナーとしている本実施形態では、好ましくは５ｍｍ＜ｒ１＜３０ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ＜ｒ１＜２０ｍｍ、さらに好ましくはｒ１＝１５ｍｍである。一方、好ましくは１５ｍｍ＜ｒ２＜４０ｍｍ、より好ましくは２０ｍｍ＜ｒ２＜３０ｍｍ、さらに好ましくはｒ２＝２５ｍｍである。

原料供給ノズル１２の先端の位置、すなわちノズル開口１２ｃの位置は、コアンダブロック８の先端よりも距離Ｄ１だけ後方へ退いている。この距離Ｄ１は任意の距離のことであるが、本実施形態ではこの距離Ｄ１は図４に示すように、コアンダブロック８の先端部Ｅの円弧形状が開始する点Ｐ１に合わされている。しかしながら、コアンダブロック８の先端に対してノズル開口１２ｃを配置する距離Ｄ１は必ずしも円弧形状が開始する点Ｐ１に合わせる必要はない。

このことに関し、従来の気流分級機においては、コアンダブロック８の上側表面８ａにおいてコアンダブロック８の先端部Ｅが始まる点、すなわち円弧形状が始まる点Ｐ１から原料供給の上流側に向かって１０ｍｍの位置に距離Ｄ１を設定していた。本実施形態においても、円弧形状が始まる点Ｐ１から原料供給の上流側に向かって１０ｍｍの位置に距離Ｄ１を設定することができる。あるいは、その他の適宜の距離の位置に距離Ｄ１を設定することもできる。

また、原料供給ノズル１２は水平方向Ｈに対して角度αだけ傾斜している。ここにいう「水平方向」とは、粉体搬送路としての微粉搬送路Ｔ１及び粗粉搬送路Ｔ２が垂直方向を向くように配置したとき（すなわち、分級本体２が図１において垂直方向に立っているとき）の水平方向の意味である。なお、本実施形態では、コアンダブロック８の表面８ａの直線部分８ｂが水平に対して同じ角度αだけ傾斜している。従って、原料供給ノズル１２の下側側面１２ａがコアンダブロック８の表面８ａの直線部分８ｂに全面的に接触している。

角度αは粉体原料の種類及び原料供給ノズル１２の材質に応じて適宜に設定されるが、粉体原料をトナーとしている本実施形態では、角度αは０°＜α＜９０°、好ましくは１０°＜α＜４５°、より好ましくは２０°＜α＜４０°である。さらに好ましくはα＝２８°である。

コアンダブロック８の表面８ａの直線部分８ｂはコアンダブロック８の第１の先端部Ｅ１の円弧形状の接線方向に延びている。従って、原料供給ノズル１２はコアンダブロックの先端部Ｅの円弧形状の接線方向に延在している。

コアンダブロック８の先端部Ｅの断面形状を円弧形状に形成し、さらに、原料供給ノズル１２の先端のノズル開口１２ｃの位置をコアンダブロック８の先端よりも距離Ｄ１だけ後方へ退いて設けたことによりノズル開口１２ｃから出射された粉体原料のうちの微粉はコアンダ効果に従ってコアンダブロック８の先端部Ｅに引き寄せられながら微粉搬送路Ｔ１内へ進入する。

既述の通り距離Ｄ１は任意の値に設定できるが、図４に示すようにコアンダブロック８の先端部Ｅが始まる点、すなわち円弧形状が始まる点Ｐ１に距離Ｄ１を合わせることにすれば、上記のように原料供給ノズル１２を角度αで傾斜させたときにコアンダ効果を実現する上で好都合である。

（原料供給ノズルの先端部）
図５（ａ）及び図５（ｂ）はコアンダブロック８及び原料供給ノズル１２を拡大して示している。図５（ｂ）は図５（ａ）における矢印Ａに従った図である。図５（ａ）において、コアンダブロック８の上側の表面８ａから原料供給ノズル１２のノズル開口１２ｃの底辺１２ｄまでの距離はＺ１である。また、コアンダブロック８の上側の表面８ａから原料供給ノズル１２の中心線Ｘ０までの距離はＺ２である。これらの距離Ｚ１及びＺ２は、原料供給ノズル１２の下側の壁部材の厚さを含んだ距離である。よって、原料供給ノズル１２の下側の壁部材の厚さを調整することによりＺ１及びＺ２を調整することができる。

Ｚ１及びＺ２は粉体原料の種類及び原料供給ノズル１２の材質に応じて適宜に設定されるが、粉体原料をトナーとしている本実施形態では、好ましくは２ｍｍ＜Ｚ１＜５ｍｍ、さらに好ましくはＺ１＝３ｍｍである。一方、好ましくは４ｍｍ＜Ｚ２＜８ｍｍ、より好ましくは５ｍｍ＜Ｚ２＜７ｍｍ、さらに好ましくはＺ２＝６ｍｍである。

図５（ｂ）において、原料供給ノズル１２の断面形状は必要に応じて適宜の形状とすることができるが、本実施形態では長方形状である。この長方形状の縦長さＬ１は例えばＬ１＝１２ｍｍであり、横長さＬ２は例えばＬ２＝２５ｍｍである。

原料供給ノズル１２のノズル開口１２ｃの断面形状は必要に応じて適宜の形状とすることができるが、本実施形態では水平方向に長い長方形状である。この長方形状の縦長さＬ３は例えばＬ３＝６ｍｍであり、横長さＬ４は例えばＬ４＝１５ｍｍである。

図７（ｂ）はノズル開口底辺の高さＺ１が２ｍｍを下回っている従来の構造を示している。具体的にはノズル開口１２ｃの底辺１２ｄのコアンダブロック表面２８ａからの高さＺ１＝０ｍｍである。図５（ａ）に示す本実施形態（Ｚ１が存在）の場合でも、図７（ｂ）に示す従来例（Ｚ１が存在しない）の場合でも、ノズル開口１２ｃから気流が噴射するとき、その気流はノズル開口１２ｃから出た瞬間に膨張して噴流となる。Ｚ１が２ｍｍを下回っている図７（ｂ）に示す従来例においては、ノズル開口１２ｃで膨張した噴流がコアンダブロック２８の表面２８ａで反発し、そのため、気流が上方向側のみに膨らんでコアンダブロック２８から離れてしまう。こうなると、期待したコアンダ効果が得られないおそれがある。

他方、図５（ａ）のＺ１が５ｍｍを越える場合には、ノズル開口１２ｃから噴射された気流がコアンダブロック８から遠く離れた領域に進むことになる。このため、気流はコアンダ効果を十分に受けることが出来ず、その結果、微粉を精度高く分級することができなくなる。

以上を考慮すると、２ｍｍ＜Ｚ１＜５ｍｍであることが好ましい。これにより、図７（ａ）に示すように、ノズル開口１２ｃから噴射された直後の気流の噴流をバランス良く膨張させながら進行させることが可能となる。このため、コアンダブロック８の先端部Ｅに沿った滑らかな気流を形成することが可能になり、その結果、高精度な分級効果を得ることができる。

（原料供給系）
図１に戻って、原料供給系３は、気流供給源としてのエアーポンプ１６と、原料分散装置としてのエジェクタ１７と、粉体原料を原料供給ノズル１２へ向けて搬送する原料搬送管１８とを有している。エアーポンプ１６は原料搬送管１８内を流れる気流を形成する。エジェクタ１７は粉体原料を気流内へ分散させる。

原料供給ノズル１２の上流側に設けられた原料搬送管１８は１つの方向（本実施形態では重力が作用する方向である下方向）へ湾曲している。原料搬送管１８を曲げる方向は分級本体２を設置する方向と関連している。本実施形態の分級本体２は図１に示すように垂直上下方向へ立った状態で設けられている。そして、粉体原料は垂直下方向へ流れる間に分級処理を受ける。この状態のときに、原料搬送管１８は１つの方向である下方向へ曲げられている。

本実施形態の場合は、例えば図６に示すように、曲げ角度範囲β＝２８°、曲げ長さＬ５＝２６０ｍｍ、曲げ半径ｒ３＝５６２ｍｍの条件で原料搬送管１８が曲げられている。原料搬送管１８をこのように曲げたことにより、原料搬送管１８の中を流れる粉体原料に含まれる粉体粒子の質量に応じた大きさの遠心力が各粉体粒子に加わる。これにより、粗粉は原料搬送管１８の外周側へ集められ、微粉は原料搬送管１８の内周側へ集められ、その結果、粉体原料の粒子の大きさに応じた分散が促される。このように、コアンダブロック８の先端部においてコアンダ効果を実行する前に、湾曲する原料搬送管１８によって粉体原料の分散処理を行うようにすれば、コアンダ効果によって微粉をコアンダブロック８の先端部Ｅに沿って流動させる現象を確実に実行することができる。

このような遠心力による分散処理をコアンダブロック８の先端のコアンダ効果領域又はその近傍において行うと、気流に乱れが生じて良好なコアンダ効果を得ることができなくなるおそれがある。これに対し、本実施形態のように、前もって原料搬送管１８の内部において遠心力に応じた分散処理を行うようにすれば、気流の乱れを生じることなく安定した効率の良いコアンダ効果を実現できる。

（粉体回収系）
図１において、粉体回収系４は、分級本体２の微粉排出口Ｍ２に接続された微粉吸引管２１と、粉体を貯留する粉体回収手段としての微粉用サイクロン２２と、分級本体２の粗粉排出口Ｍ３に接続された粗粉吸引管２３と、粉体を貯留する粉体回収手段としての粗粉用サイクロン２４とを有する。サイクロン２２，２４の後段には気体吸引装置であるブロア２５が設けられている。ブロア２５が作動すると、分級本体２の内部の空気が吸引され、気流導入口Ｍ１から空気が気流になって導入される。この気流はコアンダブロック８の先端部Ｅの前の近傍を通って粉体搬送路としての微粉搬送路Ｔ１及び粗粉搬送路Ｔ２へ流れ込む。なお、粉体回収手段はサイクロンに限られない。

（全体的な動作）
図１において、ブロア２５が作動して、分級本体２の内部に気流が形成される。具体的には、上部の気流導入口Ｍ１から下部の微粉排出口Ｍ２へ向かう気流、及び気流導入口Ｍ１から下部の粗粉排出口Ｍ３へ向かう気流がコアンダブロック８の先端部Ｅの前方の近傍に形成される。さらに、エアーポンプ１６が作動し、さらにエジェクタ１７に粉体原料Ｇが投入されると、エジェクタ１７により空気の気流中に粉体原料が分散する。粉体原料を含んだ気流が、湾曲している原料搬送管１８に入ると、遠心力の働きにより、粗粉は外側へ微粉は内側へ揃えられる。

その後、図３において、原料供給ノズル１２のノズル開口１２ｃから粉体原料が噴射される。噴射された粉体原料のうちの粗粉は、慣性力の影響により、遠くまで飛んで粗粉搬送路Ｔ２へ入る。原料供給ノズル１２による粉体原料の噴射方向Ｓは原料供給ノズル１２の中心線Ｘ０に沿った方向である。この噴射方向Ｓは、対向ブロック９の突出部９ａの頂点よりも下の位置を指向している。このため、慣性力によって飛ばされた粗粉は確実に粗粉搬送路Ｔ２へ進入する。

他方、粉体原料のうちの微粉は、コアンダブロック８の先端部Ｅに生じるコアンダ効果の働きにより、先端部Ｅの円弧面に沿って進行して微粉搬送路Ｔ１へ進入する。本実施形態では直径１０μｍを越える粒子が粗粉であり、直径１０μｍ以下の粒子が微粉である。本実施形態では、図６に示したように原料供給ノズル１２の前段に設けられた原料搬送管１８を湾曲させたので、遠心力の働きにより粗粉が外側領域へ集められ、微粉が内側領域へ集められる。このため、コアンダブロック８の先端部Ｅにおけるコアンダ効果が有効に機能して、分級エッジ１０によって粗粉と微粉とが精度高く分級される。

図１において、分級によって得られた微粉は微粉吸引管２１を通して微粉用サイクロン２２に製品として収容される。他方、分級によって得られた粗粉は粗粉吸引管２３を通して粗粉用サイクロン２４に収容される。粗粉は製品でない粉として収容される。粗粉は必要に応じて粉砕処理を受けた後、再度、粉体原料としてエジェクタ１７へ投入される。

(本実施形態によって得られる効果）
（１）本実施形態では、図４において、原料供給ノズル１２による原料供給方向Ｓを水平に対して角度αだけ傾斜させたので、図７（ｂ）に示すように原料供給方向を水平方向としていた従来の場合に比べて、図４のコアンダブロック８の先端部Ｅへ粉体原料を滑らかな気流として供給できる。そのため、先端部Ｅの所で粉体原料に付与されるコアンダ効果の機能を一層高めることができる。

（２）また、図６において原料供給ノズル１２の前段に設けられた原料搬送管１８は１つの方向である下方向へ湾曲しているので、遠心力の働きにより粉体原料のうちの粗粉が原料搬送管１８中の外側領域へ集まり、微粉が原料搬送管１８中の内側領域へ集まる。このため、コアンダブロック８の先端部Ｅにおけるコアンダ効果を有効に活用して、微粉と粗粉とを精度高く分級できる。

粉体流を湾曲させることによって発生する遠心力によって粗粉と微粉とを分ける処理をコアンダブロック８の先端部Ｅの近傍において行おうとすると、その先端部Ｅにおいて気流が乱れるおそれがあり、その場合にはコアンダ効果による微粉の分級処理を有効に行うことが難しくなるおそれがある。これに対し、本実施形態では図６に示すようにコアンダブロック８の先端部Ｅから距離的に離れた原料搬送管１８の所で遠心力による粗粉と微粉との分離を行うようにしたので、コアンダブロック８の先端部Ｅにおける気流が乱れることはなく、従ってコアンダ効果を有効に活用できる。

（３）また、図３及び図４において、原料供給ノズル１２はコアンダブロック８の先端部Ｅの円弧形状の接線方向に延在しているので、粉体原料を含んだ気流をコアンダブロック８の先端部Ｅへ無理なく導くことが可能になり、その結果、その先端部Ｅの所で粉体原料に対して発生するコアンダ効果の機能をより一層高めることができる。

（４）また、コアンダブロック８の先端部Ｅの断面形状は、半径の小さい第１の先端部Ｅ１と、それに連続する半径の大きい第２の先端部Ｅ２とによって形成されているので、コアンダブロック８の先端部Ｅの所で粉体原料に対して発生するコアンダ効果の機能をより一層高めることができる。

（５）また、図５（ａ）に示したように、コアンダブロック８の上側の表面８ａからノズル開口１２ｃの底辺１２ｄまでの間に距離Ｚ１を設けた。このため、ノズル開口１２ｃから噴射された気流が膨らんだ場合でも、その気流がコアンダブロック８の表面８ａで反発することがない。従って、その気流は図７（ａ）に示すようにコアンダブロック８の先端部Ｅに沿って滑らかな気流を形成し、その結果、高精度な分級効果を得ることができる。

（他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。

また、図４に示した実施形態では、コアンダ効果を実現する部分を円弧形状部分Ｅとし、特に径の小さい第１の部分Ｅ１と径の大きい第２の部分Ｅ２の連続構造とした。しかしながら、コアンダ効果を実現する部分は、単一の径の部分とすることもできるし、場合によっては円弧形状以外の曲面形状とすることもできる。

１．気流２分級機、２．分級本体、３．原料供給系、４．粉体回収系、７ａ．前側板、７ｂ．後側板、８．コアンダブロック、８ａ．上側の表面、８ｂ．直線部分、９．対向ブロック、９ａ．突出部、９ｂ．上傾斜面、９ｃ．下傾斜面、１０．分級エッジ、１１．搬送ブロック、１２．原料供給ノズル、１２ａ．下側側面、１２ｂ．ノズル内底面、１２ｃ．ノズル開口、１２ｄ．ノズル開口底辺、１３．軸、１６．エアーポンプ（気流供給源）、１７．エジェクタ（原料分散装置）、１８．原料搬送管、２１．微粉吸引管、２２．微粉用サイクロン、２３．粗粉吸引管、２４．粗粉用サイクロン、２５．ブロア（気体吸引装置）、２８．コアンダブロック、２８ａ.上側の表面、２８ｂ．辺面、 α.ノズル角度、 β．曲げ角度範囲、Ｄ１．ノズル先端の距離、Ｅ．コアンダブロックの先端部、Ｅ１．径の小さい第１の先端部、Ｅ２．径の大きい第２の先端部、Ｇ．粉体原料、Ｈ．水平方向、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４．長さ、Ｌ５．曲げ長さ、Ｍ１．気流導入口、Ｍ２．微粉排出口、Ｍ３．粗粉排出口、Ｐ１．円弧形状が始まる点、ｒ１，ｒ２．半径、ｒ３．曲げ半径、Ｓ．粉体原料の噴射方向、Ｔ１．微粉搬送路、Ｔ２．粗粉搬送路、Ｘ０．原料供給ノズルの中心線、Ｚ１．ノズル開口の底辺までの距離、Ｚ２．ノズル中心線までの距離

Claims

粉体原料を微粉と粗粉とに分ける気流２分級機において、
粉体原料に対してコアンダ効果を実現するように設けられたコアンダブロック及び原料供給ノズルと、
微粉を搬送する微粉搬送路と粗粉を搬送する粗粉搬送路とを形成する分級エッジと、
前記原料供給ノズルへ向けて原料を搬送する原料搬送管と、を有しており、
前記コアンダブロックの表面は当該コアンダブロックの前を上から下へ向けて流れる気流の下流側を向くように当該気流の上流側へ向けて傾斜しており、
前記原料供給ノズルは前記コアンダブロックの表面に接触して直線状に延在しており、
前記原料供給ノズルによって規定される原料供給方向は前記コアンダブロックの傾斜に対応して水平方向に対して傾斜しており、
前記原料搬送管は前記コアンダブロックの前を上から下へ向けて流れる気流の流れ方向側へ湾曲しており、
前記原料搬送管は、前記原料供給ノズルの前段に、当該原料供給ノズルとは別に設けられている
ことを特徴とする気流２分級機。
前記コアンダブロックにおいてコアンダ効果を実現する部分の断面形状は円弧形状であり、
前記原料供給ノズルによる前記原料供給方向は前記コアンダブロックの円弧形状の接線方向と平行の方向である、
ことを特徴とする請求項１記載の気流２分級機。
前記コアンダブロックにおいてコアンダ効果を実現する部分の断面形状は、半径が小さい第１の円弧形状と、当該第１の円弧形状に連続していて半径が大きい第２の円弧形状とを有しており、
前記第１の円弧形状が前記原料供給ノズルのノズル開口に隣接している、
ことを特徴とする請求項２記載の気流２分級機。
前記コアンダブロックに対向して対向ブロックが設けられており、
当該対向ブロックは前記コアンダブロックに向かって突出する突出部と、当該突出部に連続する傾斜壁部と、を有しており、
当該傾斜壁部は、前記分級エッジに対向しており、且つ前記突出部から遠ざかるに従って前記コアンダブロックから離れるように傾斜している、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の気流２分級機。