JP6982090B2 - 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とに分級する粉体分級装置に関し、特に、分級精度を維持し、かつ分級点をより小さくした粉体分級装置に関する。

現在、酸化物微粒子、窒化物微粒子、および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に用いられている。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。また、金属微粒子についても、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。

また、特許文献２には、装置本体の上部に設けられた供給口から供給された粉体を装置本体内で旋回させながら下方に導くと共に、装置本体内の中心部に上端に吸引口を有する、多重管で構成された吸引管を設け、旋回しながら下方に導かれる粉体中における粒径の小さな粉体を吸引口から吸引管を通して吸引する分級装置が記載されている。
特許文献２では多重管で構成された吸引管を通して、それぞれ粒径の異なる粉体が別個に吸引されて回収される。

特許第４７８５８０２号公報 特開２０００−１０７６９８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。
また、特許文献２では、１回の分級操作で１つの原料粉体を分級して、上述のような多重管で構成された吸引管を通して、各多重管を構成する各管それぞれで粒径の異なる粉体を回収している。
このため、特許文献２では、多重管を構成する各管それぞれで粉体を回収でき、回収されたそれぞれの粉体の粒径のバラツキを小さくすることができるものの分級点は各吸引管の風量バランスで決まり、分級点の微小化を実現するものではない。

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、分級精度を維持し、かつ分級点がより小さい粉体分級装置を提供することにある。

上述の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気体供給部と、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供給部と、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た、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開口部を有する微粉回収部と、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、遠心分離室を構成する対向する２つの部材のうち、少なくとも一方の部材において、遠心分離室の中央部と遠心分離室の外縁部との間の領域に、遠心分離室内に連通して設けられ、遠心分離室内の気体を遠心分離室外に排出する円環状のスリットと、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、スリットは、内径が開口部の外径よりも大きいことを特徴とする粉体分級装置を提供するものである。

円環状のスリットは、遠心分離室を構成する対向する２つの部材のうち、開口部が設けられた部材に設けられており、開口部と円環状のスリットとは同心円状に配置されていることが好ましい。
円環状のスリットは、遠心分離室を構成する対向する２つの部材のうち、開口部が設けられていない部材に設けられていることが好ましい。
円環状のスリットは、遠心分離室を構成する対向する２つの部材に設けられており、開口部が設けられた部材に、設けられた円環状のスリットは、開口部と同心円状に配置されていることが好ましい。
円環状のスリットの吸込口は円環状のスリットが設けられた部材に面しているか、または円環状のスリットの吸込口の吸込面は、開口部の開口面と直交していることが好ましい。
円環状のスリットは、屈曲した流路を有することが好ましい。
円環状のスリットは、吸込口よりも幅が広い流路を有することが好ましい。
円環状のスリットの吸引量は、微粉回収部の吸引量よりも小さいことが好ましい。

本発明によれば、微粉回収部に粉体が到達する前に、円環状スリットで微粉回収部で回収されるべき微粉の中から、さらに粗粉を回収するので、分級精度を維持し、かつ分級点をより小さくすることができ、粒子径が小さい微粉を得ることができる。

本発明の実施形態の粉体分級装置の第１の例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の粉体分級装置の第１の例のスリットの配置位置を示す模式図である。 本発明の実施形態の粉体分級装置の第２の例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の粉体分級装置の第３の例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の粉体分級装置の第４の例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の粉体分級装置の第５の例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の粉体分級装置の第５の例のスリットの配置位置を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の粉体分級装置の第６の例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の粉体分級装置の第７の例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の粉体分級装置の第８の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。 （ａ）は分級前の銀粒子の原料粒子のＳＥＭ像を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の粉体分級装置による分級後の銀粒子のＳＥＭ像を示す模式図であり、（ｃ）は比較のための粉体分級装置による分級後の銀粒子のＳＥＭ像を示す模式図である。 （ａ）は分級前のシリコン粒子の原料粒子のＳＥＭ像を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の粉体分級装置による分級後のシリコン粒子のＳＥＭ像を示す模式図であり、（ｃ）は比較のための粉体分級装置による分級後のシリコン粒子のＳＥＭ像を示す模式図である。

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の粉体分級装置の第１の例を示す模式的断面図であり、図２は本発明の実施形態の粉体分級装置の第１の例のスリットの配置位置を示す模式図である。
図１に示す粉体分級装置１０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とに分級するものである。例えば、図１に示す粉体分級装置１０は、後述の円環状のスリット５０により粗粉Ｐ_ｃ２を１方向から取り除く構成である。

図１に示す粉体分級装置１０は、例えば、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。上部円盤状部１４と下部円盤状部１６とは方向Ｈに対して対向している。
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。開口部１４ａは、例えば、円形である。
上部円盤状部１４は開口部１４ａの縁に沿って、遠心分離室１８内に突出する第１の壁部２０が設けられている。第１の壁部２０は、例えば、開口部１４ａと同じ内径を有する円筒部材で構成されている。第１の壁部２０と開口部１４ａとは連通している。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、他方の部材である下部円盤状部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。
上部円盤状部１４の遠心分離室１８に面している表面部２４は、例えば、方向Ｗに平行な平面で構成されている。
下部円盤状部１６の遠心分離室１８に面している表面部２６は、例えば、方向Ｗに平行な平面で構成されている。

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に延出して設けられている。この垂直な方向は、上述の方向Ｈと平行な方向である。
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る。微粉回収管３０は、遠心分離室１８とは反対側の端部３０ｃに、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）が接続されている。バグフィルター（図示せず）、および吸引ブロワ（図示せず）等により微粉回収装置が構成される。また、微粉回収管３０により微粉回収部が構成される。
また、下部円盤状部１６の外端部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、例えば、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。また、遠心分離室１８の外縁部は、方向Ｈにおける高さが中央部に比して高くなっており、遠心分離室１８の外縁部は方向Ｈに広がっている。

粗粉回収室２８は、遠心分離室１８内で分級された粗粉Ｐ_ｃ１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（図示せず）が設けられている。粗粉回収管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Ｐ_ｃ１は隙間３９を通り粗粉回収室２８、粗粉回収管を経てホッパーに回収される。粗粉回収室２８により粗粉回収部が構成される。

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。
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とにより気体供給部が構成される。

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、気体には、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。
第１のエアノズル３４、および第２のエアノズル３８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、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。

ケーシング１２の表面１２ａには、方向Ｗにおいて微粉回収管３０に対して所定の間隔をあけて供給管４２が設けられている。供給管４２は、ケーシング１２の外縁部に設けられている。例えば、供給管４２の上部に、遠心分離室１８内に原料粉体Ｐｓを供給するための原料供給部４０が設けられている。供給管４２は、例えば、上部が中空円錐台状であり、ケーシング１２との接続部が直径が一定の管で構成されている。

上部円盤状部１４において、遠心分離室１８の中央部と遠心分離室１８の外縁部との間の領域に、遠心分離室１８内に連通する円環状のスリット５０が設けられている。円環状のスリット５０は、遠心分離室１８内の気体を遠心分離室１８外に排出するものであり、開口部１４ａの外側に設けられている。
例えば、微粉回収管３０の外周３０ｂに、隙間をあけて管５２が配置されている。微粉回収管３０と管５２との間に規制部材３１が配置されて、所定の幅を有する円環状のスリット５０が構成される。円環状のスリット５０は、微粉回収管３０の外周３０ｂに設けられた規制部材３１により所定の幅にされているが、規制部材３１がない部分では隙間が広くなっている。すなわち、規制部材３１がない部分では円環状のスリット５０の幅が広くなっており、円環状のスリット５０は、吸込口５０ａよりも幅が広い流路５４を有する。
管５２は、一部が略９０°に曲がっている。管５２の曲がった終端の端部５２ｃに、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）が接続されている。バグフィルター（図示せず）、および吸引ブロワ（図示せず）等により粗粉回収装置が構成される。
また、円環状のスリット５０は、図２に示すように、スリットの内径Ｄｒが開口部１４ａの第１の壁部２０の外径Ｄｃよりも大きい。開口部１４ａと円環状のスリット５０とは同心円状に配置されている。

吸引ブロアにより、管５２内が吸引されて、円環状のスリット５０の吸込口５０ａから、遠心分離室１８内に供給された原料粉体Ｐｓのうち、微粉Ｐｆよりも大きく、かつ粗粉Ｐ_ｃ１よりも小さい粉体（以下、粗粉Ｐ_ｃ２ともいう）を含む気体が遠心分離室１８外に排出される。これにより、粗粉Ｐ_ｃ２が取り除かれる。なお、微粉Ｐｆと、粗粉Ｐ_ｃ１と、粗粉Ｐ_ｃ２との関係は、Ｐｆ＜Ｐ_ｃ２＜Ｐ_ｃ１である。
図１に示す粉体分級装置１０では、円環状のスリット５０を設けることにより、原料粉体Ｐｓの中から、粗粉Ｐ_ｃ１以外に、微粉Ｐｆよりも粒径の大きい粗粉Ｐ_ｃ２を取り除くことができる。これにより、得られる微粉Ｐｆの粒径をより小さいものにすることができる。このことから、分級精度を維持し、かつ分級点をより小さくすることができる。
なお、円環状のスリット５０の吸引量は、微粉回収管３０（微粉回収部）の吸引量よりも小さいことが好ましい。
円環状のスリット５０における吸引量が大きくなると、遠心分離室１８内で形成された旋回流に使用される気体が少なくなるので、旋回流自体が弱くなり、旋回流の強さによって決まる微粉Ｐｆの粒径は、かえって大きくなってしまうためである。

次に、粉体分級装置の第２の例について説明する。
図３は本発明の実施形態の粉体分級装置の第２の例を示す模式的断面図である。
図３に示す粉体分級装置１０ａ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と、下部円盤状部１６の表面部２６との構成が異なり、それ以外の構成は図１に示す粉体分級装置１０と同様の構成である。図３に示す粉体分級装置１０ａは、図１に示す粉体分級装置１０と同じ効果を得ることができる。

図３に示す粉体分級装置１０ａにおいては、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、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、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と傾斜部２６ｂと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。

上部円盤状部１４の方向Ｗと平行な線に対する傾斜部２４ｂの角度、および下部円盤状部１６の傾斜部２６ｂの角度をいずれも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Ｐ_ｃ１と、粗粉Ｐ_ｃ２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とは、同じであっても違っていてもよい。

次に、粉体分級装置の第３の例について説明する。
図４は本発明の実施形態の粉体分級装置の第３の例を示す模式的断面図である。
図４に示す粉体分級装置１０ｂにおいて、図３に示す粉体分級装置１０ａ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１０ｂは、図３に示す粉体分級装置１０ａに比して、円環状のスリット５０の構成と、微粉回収管３０の構成とが異なり、それ以外の構成は図３に示す粉体分級装置１０ａと同様の構成である。
図４に示す粉体分級装置１０ｂは、微粉回収管３０がストレート管で構成されている。微粉回収管３０は先端部３０ａが遠心分離室１８内に突出して配置されている。粉体分級装置１０ｂでは、微粉回収管３０の先端部３０ａが第１の壁部２０を構成し、微粉回収管３０の先端部３０ａの開口、すなわち、第１の壁部２０の開口が開口部１４ａとなる。
微粉回収管３０の外周３０ｂに、隙間をあけて管５２が配置されている。管５２は、吸込口５０ａ側において隙間にせり出した張出部５２ｂを有する。微粉回収管３０の外周３０ｂと張出部５２ｂとにより円環状のスリット５０が構成され、円環状のスリット５０が所定の幅にされる。図４に示す粉体分級装置１０ｂは、円環状のスリット５０の位置が微粉回収管３０の外周３０ｂであっても、図３に示す粉体分級装置１０ａと同じ効果を得ることができる。

次に、粉体分級装置の第４の例について説明する。
図５は本発明の実施形態の粉体分級装置の第４の例を示す模式的断面図である。
図５に示す粉体分級装置１０ｃにおいて、図３に示す粉体分級装置１０ａ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５に示す粉体分級装置１０ｃは、図３に示す粉体分級装置１０ａに比して、円環状のスリット５０の構成が異なり、それ以外の構成は図３に示す粉体分級装置１０ａと同様の構成である。
図５に示す粉体分級装置１０ｃは、円環状のスリット５０の内径が大きく、遠心分離室１８の外縁部側に設けられている。管５２は円環状のスリット５０側の端が拡径しており、拡径部５２ｄを有する。拡径部５２ｄに、微粉回収管３０の外周に設けられた規制部材３３が配置されている。拡径部５２ｄと規制部材３３とにより、円環状のスリット５０の流路が屈曲する。また、規制部材３３は遠心分離室１８側の端面が傾斜しており、規制部材３３により傾斜部２４ｂが構成される。
図５に示す粉体分級装置１０ｃは、円環状のスリット５０が遠心分離室１８の外縁部側に配置され、かつ円環状のスリット５０の流路が屈曲しても、上述のように粗粉Ｐ_ｃ２を回収することができ、図３に示す粉体分級装置１０ａと同じ効果を得ることができる。

次に、粉体分級装置の第５の例について説明する。
図６は本発明の実施形態の粉体分級装置の第５の例を示す模式的断面図であり、図７は本発明の実施形態の粉体分級装置の第５の例のスリットの配置位置を示す模式的断面図である。
図６および図７に示す粉体分級装置１０ｄにおいて、図３に示す粉体分級装置１０ａ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１０ｄは、図３に示す粉体分級装置１０ａに比して、円環状のスリット５０の構成が異なり、それ以外の構成は図３に示す粉体分級装置１０ａと同様の構成である。

図６に示す粉体分級装置１０ｄの円環状のスリット５０は、図７に示すように、吸込口５０ａの吸込面５０ｂの向きが異なり、開口部１４ａの開口面１４ｂと平行ではなく、開口部１４ａの開口面１４ｂと直交している。また、円環状のスリット５０は、吸込口５０ａと幅が同じである屈曲した流路５１を有する。この流路５１は吸込口５０ａよりも幅が広い流路５４と連通している。円環状のスリット５０の一部は、傾斜部２４ｂが規制部材３１に向かって延在することにより構成されている。
図６に示す粉体分級装置１０ｄは、図７に示すように吸込口５０ａの吸込面５０ｂと開口部１４ａの開口面１４ｂとが直交し、上述の屈曲した流路５１を有する円環状のスリット５０であっても、上述のように粗粉Ｐ_ｃ２を回収することができ、図３に示す粉体分級装置１０ａと同じ効果を得ることができる。

次に、粉体分級装置の第６の例について説明する。
図８は本発明の実施形態の粉体分級装置の第６の例を示す模式的断面図である。
図８に示す粉体分級装置１０ｅにおいて、図３に示す粉体分級装置１０ａ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８に示す粉体分級装置１０ｅは、図３に示す粉体分級装置１０ａに比して、２つの円環状のスリット５０、６２を有する点が異なり、それ以外の構成は図３に示す粉体分級装置１０ａと同様の構成である。

図８に示す粉体分級装置１０ｅは、円環状のスリット５０と、円環状のスリット６２とが対向して設けられている。円環状のスリット６２は下部円盤状部１６に設けられている。
円環状のスリット６２は、吸込口６２ａが傾斜部２６ｂに面して設けられている。吸込口６２ａに連通され、吸込口６２ａよりも幅の広い流路６４を有する。
円環状のスリット６２は、円環状のスリット５０と同じく、スリットの内径（図示せず）が開口部１４ａの第１の壁部２０の外径Ｄｃ（図２参照）よりも大きい。ケーシング１２を表面１２ａ側から方向Ｈに見た場合、例えば、開口部１４ａと円環状のスリット６２とは同心円状に配置されている。すなわち、開口部１４ａと、円環状のスリット５０と、円環状のスリット６２とは同心円状に配置されている。

下部円盤状部１６の下面１６ｂに、流路６４に連通する中空円錐台状の回収室６６が設けられている。回収室６６には排出管６８が設けられている。排出管６８の端部６８ｃに、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）が接続される。バグフィルター（図示せず）、および吸引ブロワ（図示せず）等により粗粉回収装置が構成される。
吸引ブロアにより、排出管６８内が吸引されると、円環状のスリット６２の吸込口６２ａから、遠心分離室１８内に供給された原料粉体Ｐｓのうち、粗粉Ｐ_ｃ２が遠心分離室１８外に排出される。これにより、粗粉Ｐ_ｃ２が取り除かれる。
図８に示す粉体分級装置１０ｅでは、円環状のスリット５０と、円環状のスリット６２とを設け、粗粉Ｐ_ｃ２を遠心分離室１８の上下方向の２方向から取り除くことができ、図３に示す粉体分級装置１０ａと同じ効果を得ることができる。

図８に示す粉体分級装置１０ｅでは、円環状のスリット５０と、円環状のスリット６２とを設け遠心分離室１８の上下方向から粗粉Ｐ_ｃ２を取り除く構成としたが、これに限定されるものではなく、図９に示す粉体分級装置１０ｆの第７の例のように、上部円盤状部１４に円環状のスリット５０を設けることなく、下部円盤状部１６にだけ円環状のスリット６２を設け、粗粉Ｐ_ｃ２を１方向から取り除く構成でもよい。この場合、ケーシング１２を表面１２ａ側から方向Ｈに見た場合、例えば、開口部１４ａと円環状のスリット６２とは同心円状に配置されている。
粉体分級装置１０ｆでは、吸引ブロアにより、排出管６８内が吸引されると、円環状のスリット６２により、遠心分離室１８内に供給された原料粉体Ｐｓのうち、粗粉Ｐ_ｃ２が遠心分離室１８外に排出される。これにより、粗粉Ｐ_ｃ２が取り除かれる。このように開口部１４ａが設けられていない部材に、円環状のスリット６２を設ける構成でもよく、しかも図３に示す粉体分級装置１０ａと同じ効果を得ることができる。

なお、円環状のスリットは、遠心分離室１８を構成する対向する上部円盤状部１４と下部円盤状部１６との２つの部材のうち、少なくとも一方の部材に設けられていればよく、図９に示す粉体分級装置１０ｆのように下部円盤状部１６にだけ円環状のスリット６２を設ける構成でもよい。
また、円環状のスリットは、開口部と同心円状に配置されていることが好ましい。円環状のスリットが、開口部が設けられていない部材（下部円盤状部１６）に設けられている場合、ケーシング１２を表面１２ａ側から方向Ｈに見た場合、例えば、開口部１４ａと円環状のスリット６２とは同心円状に配置されていることが好ましい。

次に、粉体分級装置の第８の例について説明する。
図１０は本発明の実施形態の粉体分級装置の第８の例を示す模式的断面図である。
図１０に示す粉体分級装置１０ｇにおいて、図３に示す粉体分級装置１０ａ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１０に示す粉体分級装置１０ｇは、図３に示す粉体分級装置１０ａに比して、第２のエアノズル３８に代えてガイドベーン７０が設けられている点が異なり、それ以外の構成は図３に示す粉体分級装置１０ａと同様の構成である。

図１０に示す粉体分級装置１０ｇでは、図３に示す粉体分級装置１０ａにおける第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７０が設けられている。また、ガイドベーン７０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７０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７０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７２がある。押し込み室７２が加圧気体供給部（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７２を介して複数のガイドベーン７０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７０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１０ｇ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７０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７０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７０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７０を所定角度回動させることで各ガイドベーン７０の間隔を調整して、ガイドベーン７０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７０を設けることで、分級点の選択幅を広くできる。図１０に示す粉体分級装置１０ｇも、図３に示す粉体分級装置１０ａと同じ効果を得ることができる。

ガイドベーン７０を図３に示す粉体分級装置１０ａ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、および図４に示す粉体分級装置１０ｂ〜図９に示す粉体分級装置１０ｆにおいて、第２のエアノズル３８に代えてガイドベーン７０を設ける構成とすることもできる。

また、図５に示す粉体分級装置１０ｃの第３の例〜図１０に示す粉体分級装置１０ｇの第８の例では、傾斜部２４ｂと傾斜部２６ｂを有する遠心分離室１８の構成としたが、これに限定されるものではない。図５に示す粉体分級装置１０ｃの第３の例〜図１０に示す粉体分級装置１０ｇの第８の例のいずれにおいても、図１に示す粉体分級装置１０のように表面部２４を方向Ｗに平行な平面で構成し、表面部２６を方向Ｗに平行な平面で構成してもよい。また、いずれの粉体分級装置においても、表面部２４を方向Ｗに平行な平面で構成し、表面部２６に傾斜部２６ｂが形成された構成でもよく、また、表面部２４に傾斜部２４ｂが形成された構成とし、表面部２６を方向Ｗに平行な平面で構成してもよい。

以下、本発明の粉体分級装置による分級について説明する。
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１１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１１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１１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１１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、円環状のスリット５０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。なお、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とは風量等の分級条件を同じ条件として分級を実施した。
原料粉体には、銀粒子、およびシリコン粒子を用いた。分級の結果を、原料粉体の平均粒子径とともに下記表１に示す。なお、以下に示す粒子径は、全てＢＥＴ法を用いて得られたＢＥＴ径である。
また、銀粒子の原料粉体、シリコン粒子の原料粉体、本発明の分級後粒子、比較の分級後粒子を、それぞれ図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）に示す。
図１２（ａ）は分級前の銀粒子の原料粒子のＳＥＭ像を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の粉体分級装置による分級後の銀粒子のＳＥＭ像を示す模式図であり、（ｃ）は比較のための粉体分級装置による分級後の銀粒子のＳＥＭ像を示す模式図である。
図１３（ａ）は分級前のシリコン粒子の原料粒子のＳＥＭ像を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の粉体分級装置による分級後のシリコン粒子のＳＥＭ像を示す模式図であり、（ｃ）は比較のための粉体分級装置による分級後のシリコン粒子のＳＥＭ像を示す模式図である。

銀粒子では、表１、図１２（ｂ）および図１２（ｃ）に示すように、本発明の方が分級により得られた微粉の粒子径が小さい。シリコン粒子では、表１、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）に示すように、本発明の方が分級により得られた微粉の粒子径が小さい。このように、本発明では、粒子の種類を問わず、分級点をより小さくすることができる。

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、本発明は上述の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、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ 粉体分級装置
１２ ケーシング
１４ 上部円盤状部
１４ａ 開口部
１４ｂ 開口面
１６ 下部円盤状部
１８ 遠心分離室
２０ 第１の壁部
２２ 第２の壁部
２３ 隙間
２８ 粗粉回収室
３０ 微粉回収管
３０ａ 先端部
３４ 第１のエアノズル
３８ 第２のエアノズル
４０ 原料供給部
５０、６２ スリット
５０ａ、６２ａ 吸込口
５２ 管
６６ 回収室
６８ 排出管
７０ ガイドベーン
７２ 押し込み室
１００ 粉体分級装置
Ｄｃ 第１の壁部の外径
Ｄｒ スリットの内径
Ｈ 方向
Ｐ_ｃ１ 粗粉
Ｐｆ 微粉
Ｐ_ｃ２ 粗粉
Ｐｓ 原料粉体
Ｗ 方向

Claims (7)

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気体供給部と、
   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供給部と、
   前記遠心分離室の一方の部材の中央部に、前記遠心分離室内に連通して設けられた、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開口部を有する微粉回収部と、
   前記微粉回収部が設けられた前記一方の部材と前記遠心分離室を挟んで対向する他方の部材側であり、かつ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、
   前記遠心分離室を構成する前記対向する２つの部材のうち、少なくとも一方の部材において、前記遠心分離室の前記中央部と前記遠心分離室の前記外縁部との間の領域に、前記遠心分離室内に連通して設けられ、前記遠心分離室内の気体を前記遠心分離室外に排出する円環状のスリットと、
   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前記他方の部材に設けられた円筒状の第２の壁部とを有し、
   前記円環状のスリットは、内径が前記開口部の外径よりも大きく、
   前記円環状のスリットは、吸込口と、前記吸込口よりも幅が広い流路を有し、
   前記円環状のスリットの吸引量は、前記微粉回収部の吸引量よりも小さいことを特徴とする粉体分級装置。
2. 前記円環状のスリットは、前記遠心分離室を構成する前記対向する２つの部材のうち、前記開口部が設けられた部材に設けられており、
   前記開口部と前記円環状のスリットとは同心円状に配置されている請求項１に記載の粉体分級装置。
3. 前記円環状のスリットは、前記遠心分離室を構成する前記対向する２つの部材のうち、前記開口部が設けられていない部材に設けられている請求項１に記載の粉体分級装置。
4. 前記円環状のスリットは、前記遠心分離室を構成する前記対向する２つの前記部材にそれぞれ設けられており、前記開口部が設けられた部材に、設けられた前記円環状のスリットは、前記開口部と同心円状に配置されている請求項１に記載の粉体分級装置。
5. 前記円環状のスリットの前記吸込口は前記円環状のスリットが設けられた部材に面しているか、または前記円環状のスリットの前記吸込口の吸込面は、前記開口部の開口面と直交している請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
6. 前記円環状のスリットは、屈曲した流路を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉体分級装置。
7. 前記粗粉回収部は、複数の第１のエアノズルと、前記複数の第１のエアノズルに対して前記他方の部材側に設けられた複数の第２のエアノズルまたは複数のガイドベーンとで構成されており、
   前記複数の第２のエアノズルに対して前記他方の部材側または前記複数のガイドベーンに対して前記他方の部材側、かつ前記遠心分離室の外縁部にある隙間により、前記遠心分離室と、前記粗粉を前記遠心分離室外に排出するための粗粉回収室とが連通されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の粉体分級装置。

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