JPH0111314Y2 - - Google Patents

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JPH0111314Y2
JPH0111314Y2 JP20071383U JP20071383U JPH0111314Y2 JP H0111314 Y2 JPH0111314 Y2 JP H0111314Y2 JP 20071383 U JP20071383 U JP 20071383U JP 20071383 U JP20071383 U JP 20071383U JP H0111314 Y2 JPH0111314 Y2 JP H0111314Y2
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discharge
solid
nodules
classification
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案は粉体粒子の分級装置に関するもので
あり、更に詳しくはフアインセラミツクスに用い
られるケイ素化物の粉末や磁気記憶装置に用いら
れる磁性粉などのように所謂先端技術に用いられ
るものであつて、非常に高度な均質性を要求され
る超微粒子材料を非常に高い精度で単相あるいは
複相に粒度分級するための工業的に実施可能な新
技術の改良に関するものである。
[Detailed description of the invention] (Field of industrial application) This invention relates to a classification device for powder particles, and more specifically to silicide powder used in fine ceramics and magnetic powder used in magnetic storage devices. It is used in so-called advanced technology such as, and is industrially applicable for particle size classification of ultrafine particle materials that require a very high degree of homogeneity into single or multi-phase with very high precision. It concerns the improvement of new technology.

(従来技術) 以下の記載において「微粒子」とは粒度が1μ
m.以上の粒子を、「超微粒子」とは粒径が1μ
m.以下の粒子を指して言う。また「粉体粒子
群」とはある粒度範囲に亘つて分布する微粒子も
しくは超微粒子によつて構成される群を指して言
う。更に「粉体粒子小群」とは、そのような粉体
粒子群中にあつてそれより狭い粒度範囲に亘つて
分布する微粒子もしくは超微粒子によつて構成さ
れる小群を指して言う。
(Prior art) In the following description, "fine particles" refer to particles with a particle size of 1 μm.
m. “Ultrafine particles” refer to particles with a particle size of 1 μm.
m. Point to the following particles. Furthermore, the term "powder particle group" refers to a group composed of fine particles or ultrafine particles distributed over a certain particle size range. Furthermore, the term "powder particle small group" refers to a small group comprised of fine particles or ultrafine particles distributed over a narrower particle size range within such a powder particle group.

例えばある粉体粒子群が0.9〜0.1μm.の粒度
範囲に亘つて分布する超微粒子によつて構成され
ているとすれば、0.7〜0.5μm.の粒度範囲に亘
つて分布する超微粒子によつて構成される小群
は、その粉体粒子群のひとつの粉体粒子小群であ
る。
For example, a certain powder particle group has a diameter of 0.9 to 0.1 μm. If it is composed of ultrafine particles distributed over a particle size range of 0.7 to 0.5 μm. A small group composed of ultrafine particles distributed over a particle size range of is one of the powder particle groups.

また「高位(あるいは低位)の粒度範囲」とは
比較上の表現であつて、例えば上記の粉体粒子群
の場合なら、0.9〜0.7μm.の粒度範囲は「高位」
であり、これに対して0.5〜0.3μm.の粒度範囲
は「低位」である。
Furthermore, the expression "higher (or lower) particle size range" is a comparative expression, and for example, in the case of the above powder particle group, 0.9 to 0.7 μm. The grain size range is "high"
, and on the other hand, 0.5 to 0.3 μm. The particle size range of is "low".

前記したような先端技術分野において用いられ
る超微粒子材料は極めて高度に均質であること、
即ち粒度が揃つていることが強く要求される。な
ぜならば、例えばレンズなどに用いられる極薄透
明セラミツクスの場合には材料に用いられるケイ
素化物の粉末の均質性いかんによつて、得られる
レンズの電気絶縁性や解像力が大きく左右され
る。また磁気テープなどのような計算機に用いら
れる記憶媒体にあつては、材料に用いられる磁性
粉の均質性いかんによつて、得られる媒体の記憶
密度などが大きく左右される。
The ultrafine particle materials used in the advanced technology fields mentioned above are extremely highly homogeneous;
That is, it is strongly required that the particle size be uniform. This is because, in the case of ultra-thin transparent ceramics used for lenses, for example, the electrical insulation properties and resolving power of the resulting lens are greatly influenced by the homogeneity of the silicide powder used as the material. Furthermore, in the case of storage media used in computers, such as magnetic tape, the storage density of the resulting medium is greatly influenced by the homogeneity of the magnetic powder used in the material.

このような超微粒子の生産技術の進歩のために
は、その粉砕、分級および搬送などの取扱技術の
開発が不可欠であり、この内この考案は分級技術
を対象としたものである。
In order to advance the production technology of such ultrafine particles, it is essential to develop handling techniques such as pulverization, classification, and transportation, and this invention is directed to classification techniques.

粉体粒子の分級技術としては、遠心力を利用し
たもの、ジエツト噴流を利用したもの、および流
体素子を利用したものなどが既に公知である。し
かしこれら公知の分級技術はいずれもその分級の
限界が精々ミクロン単位にとどまるものであり、
到底サブミクロン単位の粒度の超微粒子に及ぶも
のではない。一部に理論的な段階で成功したもの
もないではないが、実生産的な処理能力や消費動
力の面で多々問題を残しており、工業的な規模で
実施されたものはまだその例を見ない。
As techniques for classifying powder particles, techniques using centrifugal force, techniques using jet jets, and techniques using fluid elements are already known. However, in all of these known classification techniques, the classification limit is at most microns.
It certainly does not reach the level of ultrafine particles with a particle size of submicron units. Although some of them have been successful at the theoretical stage, many problems remain in terms of actual production processing capacity and power consumption, and there are still no examples of those that have been implemented on an industrial scale. Do not look.

また後述するように、この考案は超微粒子もし
くは超微粒子の静電沈着現象を利用したものであ
るが、粒子の静電荷電を利用したものとしては電
気集塵機が既に公知である。即ち縦長の構造であ
つて、放電極と集塵極板とが間隙を置いて対面し
ており、放電下に含塵気流をして該間隙内を上昇
せしめ、荷電された塵挨粒子を集塵極板上に捕捉
堆積させ、一定の周期でこの堆積塵挨粒子を間隙
内下方へ払落して除去するものである。
Further, as will be described later, this invention utilizes ultrafine particles or the electrostatic deposition phenomenon of ultrafine particles, but electrostatic precipitators are already known as devices that utilize the electrostatic charge of particles. That is, it has a vertically elongated structure, with a discharge electrode and a dust collecting electrode plate facing each other with a gap in between, and a dust-containing airflow is caused to rise within the gap during discharge, collecting charged dust particles. The dust particles are captured and deposited on the electrode plate, and the accumulated dust particles are removed by being brushed off downward into the gap at regular intervals.

かかる電気集塵機を用いれば、含塵気流中にミ
クロン以上の微粒子があつた場合、これを含塵気
流から分離して除去することは容易である。集塵
(即ち除塵)という目的からすればこれで十分で
ある。しかし電気集塵機の機能はそこにとどまる
のであつて、それを越えて除去した微粒子を含む
超微粒子を更にこれを回収し、粒度に応じて回収
して分級し、もしくは除塵を免れて上方大気中に
放出される超微粒子を分級するというような機能
は望むべくもないのである。
If such an electrostatic precipitator is used, when fine particles of micron size or larger are present in the dust-containing airflow, it is easy to separate them from the dust-containing airflow and remove them. This is sufficient for the purpose of dust collection (that is, dust removal). However, the function of an electrostatic precipitator stops there; it collects ultrafine particles, including the fine particles that have been removed, and either collects and classifies them according to particle size, or escapes dust removal and enters the upper atmosphere. There is no hope for the function of classifying the emitted ultrafine particles.

更に超微粒子は非常に空気中に舞上りやすいも
のであるから、仮に粉体粒子体群から何らかの方
法によりいくつかの粉体粒子小群が捕集されたと
しても、それらを一括して払落としする機構であ
り、分級操作とは全く異質の目的、構造のもので
ある。また払落とし中に超微粒子が舞上がると、
作業環境を汚染するのみならず、その散失により
分級歩留りが低下する。
Furthermore, since ultrafine particles are very easy to fly up into the air, even if several small groups of powder particles are collected by some method from a group of powder particles, it is difficult to remove them all at once. This mechanism has a purpose and structure completely different from that of classification operations. Also, if ultrafine particles fly up during dusting,
Not only does it contaminate the working environment, but its loss also reduces the classification yield.

かかる事情に鑑みて、本出願人は先に特許出願
により発明「粉体粒子静電分級方法と装置」を提
案した。
In view of these circumstances, the present applicant previously proposed the invention "Method and Apparatus for Electrostatic Classification of Powder Particles" by filing a patent application.

該発明においては、搬送気流中に、広い粒度範
囲に亘る微粒子もしくは超微粒子からなる粉体粒
子群を混合して均一な速度分布を有する固気混相
流となし、密閉状の分級室内に対面立設された直
流高電圧印加放電板と2以上の上下に並設された
回収要素間の間隙にこの固気混相流を導いて上昇
進行させ、放電下に単一粒子では荷重量の大なる
高位の粒度範囲を有する粉体粒子小群から順次進
行中の固気混相流から分離し、それぞれの回収要
素により個別に捕捉回収するものである。
In this invention, a group of powder particles consisting of fine particles or ultra-fine particles covering a wide particle size range is mixed in a conveying air stream to form a solid-gas mixed phase flow having a uniform velocity distribution, and the particles are placed facing each other in a closed classification chamber. This solid-gas mixed phase flow is guided into the gap between the installed DC high voltage applied discharge plate and two or more collection elements installed vertically in parallel, and is caused to advance upward. A small group of powder particles having a particle size range of 100 to 100 mm are sequentially separated from the ongoing solid-gas mixed phase flow, and individually captured and recovered by each collection element.

上記提案の発明は、(イ)固気混相流中では粒度の
近い超微粒子が互に凝集して一種の団塊を形成す
る、(ロ)この際粒度の小さい超微粒子程凝集し安
く、従つて大きな団塊を形成する、(ハ)放電下に間
隙内を上昇する固気混相流中の団塊には搬送気流
による上向きの力が作用しているが、これに粒子
の荷電量に応じたイオン気流による横向きの力お
よび静電引力が働き団塊が偏向する、更に(ニ)荷電
量の大きい大径の粒子で構成された団塊程より早
い段階でより大きく偏向する、というメカニズム
に立脚したものである。即ち分級の基礎を超微粒
子に凝集現象に置いている。
The above-mentioned invention proposes that (a) in a solid-gas mixed phase flow, ultrafine particles with similar particle sizes agglomerate with each other to form a kind of agglomerate, and (b) in this case, ultrafine particles with a smaller particle size are easier to agglomerate; Large nodules are formed (c) The nodules in the solid-gas multiphase flow rising in the gap under discharge are acted upon by the upward force of the carrier airflow, and this is combined with the ion flow according to the charge amount of the particles. This is based on the mechanism that the nodules are deflected by the lateral force and electrostatic attraction caused by the particles, and (2) the nodules are made up of large-diameter particles with a large amount of charge, and the nodules are deflected earlier and more greatly. . In other words, the basis of classification is based on the agglomeration phenomenon of ultrafine particles.

上記提案の発明は、サブミクロン単位の超微粒
子の分級を高精度でしかも工業的規模で可能にし
たという点で高く評価されるものである。しかし
上述したように、分級の基礎を超微粒子の凝集現
象に置いており、しかもこの凝集現象を何等人為
的に制御していないために、分級の精度という点
において今一番不満足な面があり、かつ工程条件
の微妙な変化に対する対応力の柔軟性において不
満足なものがあつた。
The above proposed invention is highly praised in that it has made it possible to classify ultrafine particles in submicron units with high precision and on an industrial scale. However, as mentioned above, the basis of classification is based on the agglomeration phenomenon of ultrafine particles, and this aggregation phenomenon is not artificially controlled in any way, so the most unsatisfactory aspect is the accuracy of classification. , and the flexibility of responding to subtle changes in process conditions was unsatisfactory.

(考案の目的) この考案の目的は、先端技術用材料として適し
た、より高度な均質性を有した超微粒子の工業的
規模での生産のために、既に提案された静電分級
技術の精度を更に一段と向上させると共に、これ
に工程条件の微妙な変化に対する柔軟な対応力を
付与することにある。
(Purpose of the invention) The purpose of this invention is to improve the accuracy of the electrostatic classification technology that has already been proposed for the industrial scale production of ultrafine particles with higher homogeneity suitable as materials for advanced technology. The aim is to further improve this process, and also to give it the ability to respond flexibly to subtle changes in process conditions.

(考案の基本的構成) この考案によれば、搬送気流中に広い粒度範囲
に亘る微粒子もしくは超微粒子からなる粉体粒子
群を混合して均一な速度分布を有する固気混相流
となし、密閉状分級室内に2以上の上下に並設さ
れた直流高電圧放電板と好ましくは上下方向に群
分けされた回収孔を有する回収要素とを間隙を置
いて対面立設し、上方の放電板程印加電圧を高く
する。前記の固気混相流を上記間隙に導いて上昇
進行させ、放電下に低位の粒度範囲を有する粉体
粒子小群から順次進行中の固気混相流から分離
し、回収要素のそれぞれの回収孔の群毎に個別に
吸引捕捉回収するものである。
(Basic structure of the invention) According to this invention, powder particles consisting of fine particles or ultrafine particles over a wide range of particle sizes are mixed in a conveying air stream to form a solid-gas multiphase flow with a uniform velocity distribution. Two or more DC high-voltage discharge plates arranged vertically in parallel in a classification chamber and collection elements preferably having collection holes grouped in the vertical direction are placed facing each other with a gap in between, and the upper discharge plate Increase the applied voltage. The solid-gas mixed-phase flow is introduced into the gap and progressed upward, and the small groups of powder particles having a lower particle size range are sequentially separated from the ongoing solid-gas mixed-phase flow under the discharge, and each collection hole of the collection element is separated from the solid-gas mixed phase flow. Each group is individually suctioned and collected.

(考案の実施態様) 前記したように固気混相流中の超微粒子は凝集
により団塊を形成するが、この凝集は固気混相流
が静電放電にさらされると一段と助長される。凝
集に対する静電放電のための印加直流電圧の影響
は、固気混相流中における超微粒子の濃度(g/
m3)の仮に一定すると、該略第1図に示すような
傾向をもつている。即ち印加直流電圧が50〜
100KVの範囲ならば、電圧が増加すればこれに
ほぼ線型に比例して凝集も助長され団塊が大きく
なる。この考案は、第1図に見られるような静電
放電のための印加直流電圧と静電放電の結果助長
形成された団塊との間の関係を利用したものであ
る。
(Embodiment of the invention) As described above, ultrafine particles in a solid-gas multiphase flow form agglomerates by aggregation, and this aggregation is further promoted when the solid-gas multiphase flow is exposed to electrostatic discharge. The effect of the applied DC voltage for electrostatic discharge on agglomeration is determined by the concentration of ultrafine particles (g/
If m 3 ) is kept constant, there will be a tendency approximately as shown in FIG. That is, the applied DC voltage is 50~
In the range of 100 KV, as the voltage increases, aggregation is promoted and the nodules become larger in approximately linear proportion. This invention utilizes the relationship between the applied DC voltage for electrostatic discharge and the nodules fostered and formed as a result of electrostatic discharge, as seen in FIG.

第2図に示すのはこの考案の静電分級装置の一
例であつて縦長の構造を有しており、その主要部
はフレームと壁体とによつて適宜画定形成される
実質的に密閉状の分級室(図中これを省略する)
に収容配置されている。
Figure 2 shows an example of the electrostatic classification device of this invention, which has a vertically elongated structure, the main part of which is a substantially hermetic shape defined appropriately by a frame and a wall. Classification room (this is omitted in the diagram)
It is arranged to accommodate.

この静電分級装置は、搬送気流に分級されるべ
き粉体粒子群を混合させた固気混相流を均一な速
度分布を有すべく整流された状態で送出する固気
混相流供給部1と、その上方に設けられてかつ供
給された混合流から所定の粒度範囲別に粉体粒子
小群を分離する粉体粒子分級部2と、更にその上
方に設けられて分級、分離済みの搬送気流を積極
的に引取る搬送気流収容部3とから成るものであ
る。
This electrostatic classification device includes a solid-gas multiphase flow supply section 1 that sends out a solid-gas multiphase flow in which a group of powder particles to be classified is mixed with a conveying airflow in a rectified state so as to have a uniform velocity distribution. , a powder particle classifying section 2 is provided above and separates small groups of powder particles according to a predetermined particle size range from the supplied mixed flow; It consists of a transport airflow storage section 3 that actively takes over.

これらの内少なくとも分級部2は前記した密閉
分級室内に配置されている。また、供給部1と収
容部3とは、その気流の積極的送出しと積極的引
取りとにより、所謂プツシユ・プル方式によつて
整流された気流の流れを形成するものである。
Of these, at least the classification section 2 is arranged in the above-mentioned closed classification chamber. Further, the supply section 1 and the storage section 3 form a rectified airflow by a so-called push-pull method by actively sending out and actively taking back the airflow.

固気混相流供給部1は、搬送気流の送風機構1
1と前記の分級室底部に開口する整流吐出機構1
2と両者を連結するダクト13とを有しており、
該ダクトの天井には広い粒度範囲に亘る粉体粒子
群を収容するホツパー14の底部が開口してい
る。ホツパー14内の粉体粒子群は、粒度が1μ
m.前後の種々の粒度の微粒子もしくは超微粒子
から構成されており、例えば、公知のロータリー
フイーダーなどの働きにより、単位時間当り定め
られた量がダクト13内に落下供給される。
The solid-gas multiphase flow supply section 1 includes a blowing mechanism 1 for conveying airflow.
1 and the rectifying discharge mechanism 1 that opens at the bottom of the classification chamber.
2 and a duct 13 connecting the two,
Opening at the ceiling of the duct is the bottom of a hopper 14 which accommodates powder particles over a wide range of particle sizes. The powder particles in the hopper 14 have a particle size of 1μ
m. It is composed of fine particles or ultrafine particles of various particle sizes, and is fed in a predetermined amount per unit time into the duct 13 by the action of, for example, a known rotary feeder.

整流吐出機構12としては、例えば特許第
1027787号(特公昭55−14981号)あるいは特許第
1175637号(特公昭57−40413号)などに開示され
た「ダクト吐出口における流速均一化装置」など
を用いるとよい。ホツパー14から落下供給され
た粉体粒子群は搬送気流と混合され、整流吐出機
構12に至つて均一な速度分布を有した固気混相
流の形で上方に吐出される。
As the rectifying discharge mechanism 12, for example, Patent No.
No. 1027787 (Special Publication No. 55-14981) or Patent No.
1175637 (Japanese Patent Publication No. 57-40413), etc., "Flow velocity equalization device at duct discharge port" may be used. The powder particles falling and being supplied from the hopper 14 are mixed with the conveying air stream, and are discharged upwardly to the rectifying discharge mechanism 12 in the form of a solid-air mixed phase flow having a uniform velocity distribution.

分級部2は、上下に隣接配置された複数個(図
示の例では4個)の放電板21a〜21dと、間
隙Sを置いてこれに対面して上下に延在する回収
板22を有している。該間隙Sは分級室内に供給
された固気混相流の導路となる。
The classification section 2 includes a plurality of (four in the illustrated example) discharge plates 21a to 21d arranged adjacent to each other vertically, and a collection plate 22 extending vertically and facing the discharge plates 21a to 21d with a gap S therebetween. ing. The gap S becomes a conduit for the solid-gas mixed phase flow supplied into the classification chamber.

放電板21a〜21dは、それぞれ導線23a
〜23dにより、別個の直流高電圧電源(図示せ
ず)に電気的に接続されている。該直流高電圧電
源は上方の放電板に接続されたもの程高い電圧を
有している。即ち上方の放電板程印加電圧が高
い。また第3図に示すように、各放電板21a〜
21dの回収板22に対面する表面上には多数の
針状の放電極が間隙S内に突出して密植されてい
る。
The discharge plates 21a to 21d each have a conductive wire 23a.
~23d is electrically connected to a separate DC high voltage power supply (not shown). The DC high voltage power supply has a higher voltage as it is connected to an upper discharge plate. That is, the higher the discharge plate is, the higher the applied voltage is. Further, as shown in FIG. 3, each discharge plate 21a~
A large number of needle-shaped discharge electrodes are densely planted on the surface facing the recovery plate 22 of 21d, protruding into the gap S.

回収板22には上下方向に群分けされて多数の
回収孔が前記の放電極の密度に対応した密度で透
通形成されるとともに、その裏面には各群毎にダ
クト端24a〜24dが付設されている。各ダク
ト端24a〜24dは、図示しないダクトによ
り、吸引フアンと高性能フイルターを具えた公知
の粉体粒子小群の分離回収部に、それぞれ別個に
連結されている。
The recovery plate 22 is divided into groups in the vertical direction, and a large number of recovery holes are formed therethrough at a density corresponding to the density of the discharge electrodes, and duct ends 24a to 24d are provided for each group on the back surface thereof. has been done. Each of the duct ends 24a to 24d is separately connected by a not-shown duct to a known separation and recovery section for small powder particles, which is equipped with a suction fan and a high-performance filter.

上記の回収孔の開口面積(通常は円形孔である
ので直径によつて代表される)は、同一の群内に
おいては同じであるが、群が異なると異なるよう
に定められてもよい。例えば下側の群(例えば印
加電圧の低い放電板21aに対面する群)に属す
る回収孔ほどその開口面積が小さく、上側の群
(例えば印加電圧の高い放電板21dに対面する
群)に属する回収孔ほどその開口面積が大きくな
るように設計する。各群における回収孔の開口面
積の大きさ、群間での回収孔の開口面積の変化の
度合いは、供給される粉体粒子群の粒度分布や要
求される分級の精度などの工程条件に応じて適宜
これを定める。
The opening area of the recovery hole (usually a circular hole, so represented by its diameter) is the same within the same group, but may be set differently for different groups. For example, the collection hole belonging to the lower group (for example, the group facing the discharge plate 21a with a lower applied voltage) has a smaller opening area, and the collection hole belonging to the upper group (for example, the group facing the discharge plate 21d with a higher applied voltage) has a smaller opening area. The hole is designed so that its opening area becomes larger. The size of the opening area of the recovery hole in each group and the degree of change in the opening area of the recovery hole between groups depend on process conditions such as the particle size distribution of the powder particles to be supplied and the required classification accuracy. This shall be determined as appropriate.

もつとも以上に述べたのはあく迄一例であつて
この考案は必ずしもこれに限定されるものではな
い。例えば、回収孔は必ずしも上記のように群分
けする必要はなく、全体に亘つて同一の開口面積
でもよく、また回収板22の上下方向について下
側ほどその開口面積を小さくし、上側ほどその開
口面積を大きくしてもよい。また上記の例では、
回収板22における回収孔の群を放電板21a〜
21dに対応した個数と範域にしたが、必ずしも
これに限定されるものではない。放電板に関係な
く回収板22側の回収孔の群分けを行なつてもよ
い。
Of course, what has been described above is just one example, and this invention is not necessarily limited to this. For example, the collection holes do not necessarily need to be grouped as described above, and may have the same opening area throughout, or the opening area may be smaller toward the bottom in the vertical direction of the collection plate 22, and the opening area may be smaller toward the top. The area may be increased. Also, in the above example,
The collection holes in the collection plate 22 are grouped into discharge plates 21a~
Although the number and range correspond to 21d, it is not necessarily limited to this. The recovery holes on the recovery plate 22 side may be grouped regardless of the discharge plate.

搬送気流収容部3は搬送気流の吸風機構31と
前記の分級室頂部に開口する整流吸入機構32と
両者を連結するダクト33とを有している。整流
吸入機構32としては固気混相流供給部1に用い
た整流吐出機構12と同機能のものを用いればよ
く、均一な速度分布を有した状態で分級室からの
搬送気流をダクト33内に吸入する働きをする。
The conveyance airflow storage section 3 has a suction mechanism 31 for the conveyance airflow, a rectification suction mechanism 32 that opens at the top of the classification chamber, and a duct 33 that connects the two. As the rectification suction mechanism 32, one having the same function as the rectification discharge mechanism 12 used in the solid-gas multiphase flow supply section 1 may be used. It acts as an inhaler.

次に上記したような構成を有する静電分級装置
の作用について説明する。
Next, the operation of the electrostatic classifier having the above-mentioned configuration will be explained.

ホツパー14から供給された広い粒度範囲に亘
る粉体粒子群は、したように、搬送気流と混合さ
れて均一な速度分布を有した固気混相流となり、
整流吐出部材12を経て分級室内に入り、放電板
21a〜21dと回収板22間の間隙S内にプツ
シユ・プル方式によつて偏流、渦流などのない整
流として導かれる。
The powder particles supplied from the hopper 14 over a wide particle size range are mixed with the conveying air flow to form a solid-gas multiphase flow with a uniform velocity distribution,
It enters the classification chamber via the rectifying discharge member 12, and is guided into the gap S between the discharge plates 21a to 21d and the collection plate 22 as a rectified flow without drift or eddy current by a push-pull method.

ところで前記したように、搬送気流に混合され
た段階において、粉体粒子中の超微粒子は粒度の
近いもの同志が凝集して団塊を形成する。ここで
粒度の小さい超微粒子ほど大きな団塊を形成し易
いが、この時点においては凝集はまだ不完全であ
り、いわば未完性の団塊が形成される。従つて分
級室内に供給された時点において固気混相流は
種々の大きさの未完成の団塊を含んでいる。これ
ら未完成の団塊は分級室内に導かれて静電放電に
さらされることにより、更に凝集が進められて完
成した団塊に成長するのである。
By the way, as described above, at the stage where the powder particles are mixed with the conveying air flow, the ultrafine particles in the powder particles with similar particle sizes aggregate to form agglomerates. Here, the smaller the particle size of the ultrafine particles, the easier it is to form a large agglomerate, but at this point, the aggregation is still incomplete, so that an incomplete agglomerate is formed. Therefore, the solid-gas mixed phase stream contains unfinished nodules of various sizes at the time it is fed into the classification chamber. These unfinished nodules are led into a classification chamber and exposed to electrostatic discharge, where they are further agglomerated and grow into finished nodules.

ここで説明の便宜上、ホツパー14内の粉体粒
子群の粒度範囲が大きい方から順に〜のグル
ープに分けらられるものとする。するとグループ
に属する超微粒子は粉体粒子群内では最も低位
の粒度範囲に属するから、搬送気流に混合された
時点では最も大きな未完成の団塊(「未完成の団
塊」と称する。以下同じ)を形成する。
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the powder particles in the hopper 14 are divided into groups 1 to 2 in descending order of particle size range. Then, since the ultrafine particles belonging to the group belong to the lowest particle size range in the powder particle group, the largest unfinished nodules (referred to as "unfinished nodules", hereinafter the same) are mixed into the conveying air stream. Form.

さてこれら未完成の団塊〜は固気混相流が
放電板21a〜21dと回収板22との間の間隙
S内に導かれると静電放電により更に成長する。
この間隙S内において固気混相流中の団塊には搬
送気流および静電引力による上向きの慣性力とイ
オン気流による横向きの押力を受け、団塊はこれ
らの合力のベクトルが指向する方向に偏向され
る。
Now, these unfinished nodules grow further due to electrostatic discharge when a solid-gas multiphase flow is introduced into the gap S between the discharge plates 21a to 21d and the recovery plate 22.
In this gap S, the nodules in the solid-gas multiphase flow are subjected to an upward inertial force due to the carrier air current and electrostatic attraction, and a lateral pushing force due to the ion stream, and the nodules are deflected in the direction of the vector of the resultant force. Ru.

第3図において、一番下側の放電板21aがカ
バーする領域Aにおいては、最も低い電圧で静電
放電が行なわれる。この結果未完成の団塊〜
は更にある程度凝集して成長するが、この内粒子
径が大なるほど荷電量が大となるのでもともと一
番小さかつた未完成の団塊が完成した団塊とな
り、上記した慣性力と押力との兼合いから最も偏
向されて回収板22の方に向い、放電板21aに
対応する群の回収孔に捕捉回収されてダクト端2
4a内に吸入されてゆく。この結果、固気混相流
中から未完成の団塊から成長した団塊、即ち最
も高位の粒度範囲のグループに属する微粒子も
しくは超微粒子が分級、分離される。他の未完成
の団塊〜もある程度は成長しまた偏向される
が、その構成粒子の径の大きさの故にまた荷電量
が少ないこともあつて、回収板22には至らな
い。
In FIG. 3, in area A covered by the lowest discharge plate 21a, electrostatic discharge occurs at the lowest voltage. As a result, the unfinished baby boom~
The particles further agglomerate to some extent and grow, but as the inner particle size increases, the amount of charge increases, so the originally smallest unfinished nodule becomes a completed nodule, and the above-mentioned combination of inertial force and pushing force increases. It is deflected the most from the discharge plate 21a and is directed toward the collection plate 22, and is captured and collected by the collection holes of the group corresponding to the discharge plate 21a, and the duct end 2
It is inhaled into 4a. As a result, nodules grown from unfinished nodules in the solid-gas mixed phase flow, that is, fine particles or ultrafine particles belonging to the highest particle size range group, are classified and separated. Other unfinished nodules also grow to some extent and are deflected, but they do not reach the collection plate 22 because of the large diameter of their constituent particles and because the amount of charge is small.

下から2番目の放電板21bがカバーする領域
Bにおいては次に低い電圧で静電放電が行なわれ
る。この結果未完成の団塊〜は更にある程度
凝集して成長するが、この内上昇滞留時間の経過
に伴つて、次に大きな未完成の団塊が完成した
団塊となり、最も偏向されて回収板22の方に向
い、放電板21bに対応する群の回収孔に捕捉回
収されてダクト端24b内に吸入されてゆく。こ
の結果固気混相流中から未完成の団塊から成長
した団塊、即ち次位の粒度範囲のグループに属
する超微粒子が分級、分離される。他の未完成の
団塊,もある程度成長しまた偏向されるが、
その構成粒子の径の大きさの故にまた荷電量がさ
ほど大きくないこともあつて、回収板22には至
らない。
In region B covered by the second discharge plate 21b from the bottom, electrostatic discharge is performed at the next lowest voltage. As a result, the unfinished nodules ~ further aggregate and grow to some extent, but as the rising residence time elapses, the next largest unfinished nodule becomes a completed nodule, and is deflected the most towards the collection plate 22. The particles are captured and recovered by the collection holes of the group corresponding to the discharge plate 21b, and are sucked into the duct end 24b. As a result, nodules grown from unfinished nodules in the solid-gas mixed phase flow, that is, ultrafine particles belonging to the next particle size range group, are classified and separated. Other unfinished baby boomers will also grow to some extent and be deflected,
Because of the size of the constituent particles, and also because the amount of charge is not so large, it does not reach the collection plate 22.

下から3番目の放電板21cがカバーする領域
Cにおいては2番目に高い電圧で静電放電が行な
われる。この結果未完成の団塊,は更にある
程度凝集して成長するが、この内更に大きな未完
成の団塊が完成した団塊となり、最も偏向され
て回収板22の方に向い、放電板21cに対応す
る群の回収孔に捕捉回収されてダクト端24c内
に吸入されてゆく。この結果固気混相流中から未
完成の団塊から成長した団塊、即ち更に次位の
粒度範囲のグループに属する超微粒子が分級、
分離される。残りの未完成の団塊も更にある程
度成長しまた変更されるが、その大きさの故にま
た荷電量が充分に大きくないこともあつて、回収
板22には至らない。
In the region C covered by the third discharge plate 21c from the bottom, electrostatic discharge is performed at the second highest voltage. As a result, the unfinished nodules further agglomerate and grow to some extent, but the larger unfinished nodules become completed nodules, are deflected the most and are directed toward the collection plate 22, forming a group corresponding to the discharge plate 21c. It is captured and collected by the collection hole and sucked into the duct end 24c. As a result, nodules grown from unfinished nodules in the solid-gas mixed phase flow, that is, ultrafine particles belonging to the next particle size range group, are classified.
separated. The remaining unfinished nodules also grow to some extent and are modified, but because of their size and because the amount of charge is not large enough, they do not reach the collection plate 22.

一番上の放電板21dがカバーする領域Dにお
いては一番高い電圧で静電放電が行なわれる。こ
の結果未完成の団塊は更に凝集して成長し、完
成した団塊となり、偏向されて回収板22の方に
向い、放電板21dに対応する群の回収孔に捕捉
回収されて、ダクト端24d内に吸入されてゆ
く。この結果固気混相流中から、未完成の団塊
から成長した団塊、即ち最も低位の粒度範囲のグ
ループに属する超微粒子が分離される。
In the region D covered by the uppermost discharge plate 21d, electrostatic discharge occurs at the highest voltage. As a result, the unfinished nodules further agglomerate and grow to become completed nodules, which are deflected and directed toward the collection plate 22, captured and collected by the group of collection holes corresponding to the discharge plate 21d, and then inside the duct end 24d. is inhaled. As a result, nodules grown from unfinished nodules, that is, ultrafine particles belonging to the lowest particle size range group, are separated from the solid-gas mixed phase flow.

ダクト端24a〜24dに吸入された微粒子も
しくは超微粒子からなる粉体粒子小群は前記した
ように回収部に送られて回収されるが、回収後は
そのまま使用に供してもよいし、更に細かな静電
分級に掛けてもよい。
The powder particle groups consisting of fine particles or ultrafine particles sucked into the duct ends 24a to 24d are sent to the collection section and collected as described above, but after collection, they may be used as they are, or they may be further finely collected. It may also be subjected to electrostatic classification.

最後の団塊分離が終了した後の固気混相流中に
は実質的には超微粒子が含まれていないから、搬
送気流だけが収容部3によつて収容されることに
なる。
Since ultrafine particles are not substantially contained in the solid-gas multiphase flow after the final nodule separation is completed, only the carrier air flow is accommodated in the storage section 3.

(考案の効果) この考案によれば静電放電の印加電圧を加減す
ることにより、超微粒子の凝集およびイオン気流
および/もしくは荷電量の強さを人為的に自由に
制御することができるので、先に提案した静電分
級方式よりも一段と分級精度が向上し、しかも電
圧がアナログ量であつて連続的に変化させること
ができるところから、工程条件の微妙な変化に柔
軟に対応することができる。
(Effects of the invention) According to this invention, by adjusting the applied voltage for electrostatic discharge, it is possible to freely control the agglomeration of ultrafine particles and the strength of the ion stream and/or the amount of charge. The classification accuracy is much improved compared to the electrostatic classification method proposed earlier, and since the voltage is an analog quantity and can be changed continuously, it can flexibly respond to subtle changes in process conditions. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は放電用印加電圧と凝集団塊の大きさの
関係を示すグラフ、第2図はこの考案の静電の要
部の一例を示す斜視図、第3図はその分級作用を
示す側面図である。 1……固気混相流供給部、2……粉体粒子分級
部、12……整流吐出機構、14……粉体粒子群
ホツパー、21a〜21d……放電板、22……
回収板、3……搬送気流収容部、32……整流吸
入機構、S……間隙。
Figure 1 is a graph showing the relationship between the applied voltage for discharge and the size of agglomerated agglomerates, Figure 2 is a perspective view showing an example of the main part of the electrostatic device of this invention, and Figure 3 is a side view showing its classification action. It is. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Solid-gas multiphase flow supply section, 2... Powder particle classification section, 12... Rectification discharge mechanism, 14... Powder particle group hopper, 21a to 21d... Discharge plate, 22...
Recovery plate, 3... Carrier airflow storage section, 32... Rectification suction mechanism, S... Gap.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 実質的に密閉状の縦長の分級室の上下には、搬
送気流を形成する機構が設けられており、 分級室内には上下に並設して少なくとも2個の
放電板21a〜21dが設けられており、 これら放電板は上方のものほど高い電圧の直流
高電圧電源に接続されており、 間隙Sを置いて該放電板に対面して、回収孔を
有した回収要素22が垂直方向に延在して設けら
れており、 各回収要素はそれぞれ個別の粉体粒子小群回収
部に連結されており、 分級室の下方には、広い粒度範囲に亘る超微粒
子からなる粉体粒子群を前記搬送気流に混合して
均一な速度分布を有する固気混相流となして前記
の間隙Sの下端に吐出する固気混相流供給部1が
設けられている ことを特徴とする粉体粒子の静電分級装置。
[Claims for Utility Model Registration] A mechanism for forming a conveying air current is provided above and below a vertically long classification chamber that is substantially closed. Plates 21a to 21d are provided, and these discharge plates are connected to a DC high-voltage power source whose voltage is higher as the upper one is disposed. Elements 22 are provided extending in the vertical direction, and each collection element is connected to a respective individual powder particle small group collection section. A solid-gas multiphase flow supply section 1 is provided which mixes a group of powder particles into the conveying air flow to form a solid-gas multiphase flow having a uniform velocity distribution and discharges the mixture to the lower end of the gap S. Electrostatic classification device for powder particles.
JP20071383U 1983-12-28 1983-12-28 Electrostatic classification device for powder particles Granted JPS60165050U (en)

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