JPH01207152A - 気流分級機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、分級室に供給した粉体材料に高速旋回渦流を
生起させて微粉と粗粉とに遠心分離させる気流分級機に
関する。

〔背景技術〕

従来、気流分級機としては、タラシフロン（名古屋工業
技術試験所報告旦［４］　２３５　（昭３４））や井伊
谷弐分級機（日本機械学界誌５９　［３］　２１５（昭
３１）等が提案されているが、これらは、その機械形状
で分離粒子径がきまり、分級点の調整が困難である。ま
た、粉体材料を一ケ所から分級室へ投入する方式であり
、粉体の分散が悪く、かつ原料投入速度が上ると、著し
く分級精度が低下し、分離粒子径が粗い方ヘシフトする
等の問題点を有している。この解決手段として、特開昭
５４−４８３７８号公報のごと（、分級室の高さをコン
トロール可能にする方法、特開昭５４−７９８７０号公
報のごとく分級室の上にサイクロン形状の案内筒をとり
つける方法が提案されている。実際には、これらの提案
を組みあわせたものが実用化されている。

実用化されている分級装置の概略図を第５図に示す。

しかし、第５図に示したようなこの種の気流分級機（特
開昭５４−７９８７０号公報や特開昭５４−４８３７８
号公報に記載の技術をくみあわせたもの）の分級室への
粉体材料供給部は、サイクロン状の形状をなしており、
上部カバー６０の上面中央部には案内筒５０を起立状に
設け、該案内筒５０の上部外周面に供給筒８０が接続さ
れている。供給筒８０は、案内筒５０の外周に供給筒８
０を介して供給される粉体材料が案内筒内円周接線方向
に導入されるように接続されている。該供給筒８０より
案内筒５０内に粉体材料を供給する゛と、該粉体材料は
案内筒５０の内周面に沿って旋回しながら下降する。こ
の場合粉体材料は、供給筒８０より案内筒５０内周面に
沿って帯状に下降するため分級室４０に流入する粉体材
料の分布及び濃度が不均一となり（分級室へ案内筒内周
面の一部からのみ粉体材料は流入する）、分散が悪い。

また、処理量を大きくとると粉体材料の凝集がいっそう
起こり易く、さらに分散が十分に行われなくなり、高精
度の分級が行えないという問題点がある。また、粉体材
料を搬送するエアー量が多い場合、分級室に流入するエ
アーの量が多いため分級室において旋回する粒子の中心
向き速度が太き（なり分離粒子径が大きくなるという問
題点がある。したがって、通常分離粒子径を小さ（する
場合案内筒上部１４０よりエアーをダンパーによりコン
トロールして抜いているが、抜（エアー量が多いと粉体
材料の一部も排出し、損失するという実用上の問題点が
生じる場合もある。

また、実開昭５４−８１１７２号公報に提案され、第６
図及び第７図に示すごと（分級室の周壁外周部に入口側
の始端部から終端部に至るに従って通過面積が漸次減少
する渦巻状の供給筒を設け、この供給筒と分級室との間
に設けた環状連通部の円周方向に接戦方向に向く多数枚
のルーバーを設け、前記供給筒の外周囲に環状の高圧エ
アー供給室を設け、該供給室の内周壁円周方向に該ルー
バーと同方向に向く複数個のノズル孔を形成した事を特
徴とする気流分級機も提案されている。この分級機にお
いては、ルーバー間より均一速度でかつ分散された粉体
材料が分級室に流入するように改良されている。しかし
ながら、ノズル孔２２０より供給筒１５０内に高圧エア
ー（Ａ）を噴射せしめるようにしたため、高圧エアーに
よる乱流が起こり、分級精度が低下するという問題点が
ある。

そこで、第８図及び第９図に示されるごとく高圧エアー
を削除した供給方法が考えられるが、この方法の場合、
粉体材料は遠心力により供給筒１５０の外周壁に沿って
流れるため、各ルーバー間から均一に分級室に流入せず
、末端部より多量に流入するため第６図及び第７図に示
された装置の如き効果を得ることも困難である。

さらに、第６図及び第７図に示された装置では、分級室
内で分級に寄与する旋回流が、ルーバー７０間から流入
するエアーのみであるため粉体材料は、ルーパー７０間
から流入する旋回気流による遠心力により、サイクロン
の効果と同様に分級室の外周に沿って移動するため、捕
集の要素が強く粗粉側に微粉が混入し易くなるという問
題点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記問題点を解消した気流分級機を提供する
ことにある。

本発明は、分級室へ粉体材料を均一に導入し得る気流分
級機を提供することにある。

本発明は、分級室において旋回する粉体粒子の分級室中
心向き速度を小さくすることにより、分級精度の向上し
た気流分級機を提供することにある。

本発明は、微小粒径の粉体材料を従来装置よりも精緻に
分級し得る気流分級機を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、分級室の底部に中央部が高くなる傾斜状の分
級板を有し、該分級室において搬送エアーとともに供給
された粉体材料を分級ルーバーを介して流入する気流に
よって旋回流動させて微粉と粗粉とに遠心分離し、微粉
を分級板の中央部に設けられた排出口に接続した微゛粉
排出シュートへ排出させると共に、粗粉を分級板の外周
部に形成した排出口より排出する気流分級機であり、該
分級室の上部に粉体供給筒と連通ずる七 環状の案内室を設け、該案内室を該分級室との間に案内
室の内周円方向の接線方向に先端を向けた複数のルーパ
ーを設けたことを特徴とする気流分級機に関する。

〔発明の詳細な説明〕

以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は、本発明の気流分級機の一実施例
を概略的に示した図である。

第１図において、ｌは筒状の本体ケーシングを示し、２
は下部ケーシングを示し、その下部に粗粉排出用のホッ
パー３が接続されている。本体ケーシング−の内部は、
分級室４が形成されており、この分級室４の上部は本体
ケーシング−の上部に取付けた環状の案内室５と中央部
が高くなる円錐状（傘状）の上部カバー６によって閉鎖
されている。

分級室４と案内室５の間の仕切壁に円周方向に配列する
複数のルーパー７を設け、案内室５に送り込まれた粉体
材料とエアーを各ルーパー７の間より分級室４に旋回さ
せて流入させる。なお、供給筒８を経て案内室５の中を
流動するエアーと粉体材料は、各ルーパー７に均一に分
配されることが精度よ（分級するために必要である。ル
ーパー７へ到達するまでの流路は遠心力による濃縮が起
りにくい形状にする必要があり、第２図に示すごとく、
供給筒を案内室外周面接線方向に対して垂直方向に接続
し、ルーパ一部に十分な空間のある案内室と連通ずる。

第３図に示す如く、複数の供給筒８をつけるが、第４図
に示すように分級室４の水平面に対して垂直な上方向か
ら供給筒８を接続させてもよい。

このようにして、ルーパー７を介して、エアーと粉体材
料は分級室４へ供給され、ルーパー７を介して、分級室
４へ供給する際に従来の方式より著しい分散の向上が得
られる。また、ルーパー７は可動であり、ルーパー間隔
は調整できる。

本体ケーシングｌの下部には円周方向に配列する分級ル
ーパー９を設け、外部から分級室４へ旋回流を起こす分
級エアーを分級ルーパー９を介して取り入れている。

分級室４の底部に、中央部が高くなる円錐状（傘状）の
分級板１０を設け、該分級板１０の外周囲に粗粉排出口
１１を形成する。また、分級板１０の中央部には微粉排
出シュート１２を接続し、該シュート１２の下端部をＬ
字形に屈曲し、この屈曲端部を下部ケーシング２の側壁
より外部に位置させる。

さらに該シュートはサイクロンや集塵機のような微粉回
収手段を介して吸引ファンに接続しており、該吸引ファ
ンにより分級室４に吸引力を作用させ、該ルーパー９間
より分級室４に流入する吸引エアーによって分級に要す
る旋回流を起こしている。

実施例で示す気流分級機は上記の構造から成り、供給筒
８より案内筒５内に粉体材料をエアーとともに供給する
と、この粉体材料を含むエアーは、案内室５から各ルー
パー７間を通過して分級室４に旋回しながら均一の濃度
で分散されながら流入する。

分級室４内に旋回しながら流入した粉体材料は、微粉排
出シュート１２に接続した吸引ファンにより、分級室下
部の分級ルーパー９間より流入する吸引エアー流にのっ
て旋回を増し、各粒子に作用する遠心力によって粗粉と
微粉とに遠心分離され、分級室４内の外周部を旋回する
粗粉は粗粉排出口１１より排出され、下部のホッパー３
より排出される。

また、分級板１０の上部傾斜面に沿って中央部へと移行
する微粉は微粉排出シュート１２により、微粉回収手段
へ排出される。

分級室４に粉体材料とともに流入するエアーはすべて旋
回流となつて流入するため、分級室４内で旋回する粒子
の中心向きの速度は遠心力に比べ相対的に小さ（なり、
分級室４において分離粒子径の小さな分級が行われ、粒
子径の非常に小さな微粉を微粉排出シュート１２に排出
させることができる。しかも、粉体材料がほぼ均一な濃
度で分級室に流入するため精緻な分布の粉体として得る
ことができる。

特に、第９図に示す如くジェットミルと直接連結し、ジ
ェットミルの分級機として、ジェットミルで粉砕した粒
子のうち粗い粒子を分離し、再びジェットミルに戻して
粉砕するというシステムで、気流分級機を使用する場合
、分級機に供給されるエアー量（供給筒８から流入する
エアー量）が多くなるため、この効果が顕著になる。さ
らに、この場合、ジェットミルの処理量を多くする場合
や、粒子径の小さな粉砕品を得る場合には、ジェットミ
ルで使用される粉砕エアー量を多くする必要性があり、
より著しい効果となる。

尚、分級室４下部で旋回流を生起させるエアーの流入方
法は、第１図に示す外気から分級ルーパー９間より流入
する吸引エア一方式のみに限定されるものではない。

上記の配合よりなるトナー材料を加熱混練し、それを冷
却後、ハンマーミルで粗粉砕して得た粉体材料を、第４
図に示した気流分級機に毎分１００ｇの割合で投入し、
第１０図に示した如く、分離粗粉を該分級機に接続した
ジェットミル（日本ニューマチック工業社製超音速ジェ
ットミル）に流入させ、微粉砕（粉砕用ジェットエアー
圧力５Ｋｇｆ／　ｃ　ｍ”　）を行い、微粉砕された粉
体材料を再び、粗粉砕して得た粉体材料とともに該分級
機に投入し、分離微粉を微粉砕製品として得た。平均粒
径４．７μｍであり、ｌＯμｍ以上頻度０．１重量％の
微粉砕製品が１００ｇ／ｍｉｎで得られた。平均粒径は
、粒径−重量分布のメジアン値粒径であり、コールタ−
エレクトロニクス社製コールタ−カウンタで測定した。

夫血１」 実施例１と同じ材料を実施例１と同じ供給量（１００ｇ
／　ｍ　ｉ　ｎ　）で実施例１と同じ分級機−ジェット
ミルに投入し、粉砕用ジェットエアー圧力を６Ｋｇｆ／
ｃｍ２で、微粉砕製品を得たところ、その粒度は、平均
粒径３．７μｍであり、１０μｍ以上頻度０重量％であ
り、収ｆｉ　１００　ｇ　／　ｍ　ｉ　ｎで得られた。

尚、このとき、気流分級機に粉体材料とともに入るエア
ー量は実施例１のときの約１．２倍であった。

比Ｊし鯉」 実施例１と同じ粗砕材料を実施例１と同じ供給量（１０
０ｇ　／　ｍ　ｉ　ｎ　）で、第６図に示した気流分級
機に投入し、分離粗粉を該分級機に接続したジェットミ
ル（日本ニューマチック工業社製超音速ジェットミル）
に流入させ微粉砕（粉砕用ジェットエアー圧力５　Ｋ　
ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍ”　）を行い、微粉砕材料を再び、
粗砕材料とともに該分級機に投入し、分離微粒を微粉砕
製品として得たところ、その粒度は、平均粒径７．５μ
ｍ、１０μｍ以上頻度１５．０重量％となり、収量は９
８　ｇ　／　ｍ　ｉ　ｎで得られた。

之較Ｉ」 実施例１と同じ材料を実施例１と同じ供給量（１００ｇ
／　ｍ　ｉ　ｎ　）で、比較例１と同じ分級機−ジェッ
トミルに投入し、粉砕用ジェットエアー圧力を６Ｋｇｆ
／　ｃ　ｍ”で微粉砕製品を得たところ、その粒度は、
平均粒径６．３μｍであり、１０μｍ以上７．０重量％
であり、収量は９７　ｇ　／　ｍ　ｉ　ｎであった。

以上のように実施例１．実施例２では、それぞれ比較例
１及び比較例２に比べて小さな粒径の微粉砕製品（分離
微粉）が得られた。

また、実施例２では実施例１よりも粉砕用ジェットエア
ー圧力をＩ　Ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍ２大きく、風量で
１．２倍多くしたことにより、微粉砕製品粒径が４．７
μｍから３．７μｎと約２０％小さくなった。これに対
して、比較例２と比較例１では、同様に粉砕用ジェット
エアー圧力をＩ　Ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍ”大きくした
ことによって、微粉砕製品粒径は７．５μｍから６．３
μｍと１５％しか小さ（ならなかった。

之較ｌ」 実施例１と同じ材料を比較例１と同じ分級機−ジェット
ミルに投入し、粉砕用ジェットエアー圧力を５Ｋｇｆ／
ｃｍ”で、平均粒径が４．７　μｍである微粉砕製品を
得るようにしたところ、そのときの最大の材料供給量は
２５　ｇ　／　ｍ　ｉ　ｎであり、収量は２４　ｇ　／
　ｍ　ｉ　ｎであった。また、微粉砕製品粒度は、平均
粒径４．７μｍであり、ｌＯμｍ以上頻度０．５重量％
であった。

以上のように、比較例３では、実施例１と同じ平均粒径
の微粉砕製品を得るためには、その処理能力が１／４に
減少してしまった。

支流Ｉ」 実施例１と同様の配合よりなるトナー材料を加熱混練し
、それを冷却後、ハンマーミルで粗粉砕し、それをジェ
ットミル（日本ニューマチック工業社製超音速ジェット
ミル）に供給して、平均粒径７．０μｍであり、４．０
μｍ以下頻度１５重量％に微粉砕されたトナー粉体を第
４図に示した気流分級機で分離粒子径として分離微粉の
平均粒径４．０μｍになるように分級ｔたところ、分離
微粉は平均粒径４．０μｍであり、２．５μｍ以下頻度
７重量％、分離粗粉は平均粒径７．５μｍであり、４．
０μｍ以下頻度１．５重量％となった。また、分離微粉
と分離粗粉の収量比は２０：８０であった。

匿較裂」 実施例３と同じ平均粒径７．０μｍ、４．０μｍ以下頻
度１５重量％のトナー粉体を第５図に示した気流分級機
で分離粒子径として分離微粉の平均粒径４．０μｍにな
るように分級したところ、分離微粉は平均粒径４．０μ
ｍ、　２．５μｍ以下頻度１５重量％１分離粗粉は平均
粒子径７．４μｍであり、４．０μｍ以下頻度５重量％
となり、実施例３と比べると、微粉粗粉ともに、実施例
３の方が粒径−重量頻度分布のシャープな粉体が得られ
た。

また、このときの分離微粉と分離粗粉の収量比は２５ニ
ア５であった。

以上説明したように本発明は、供給筒８から分級室４へ
流入する粉体材料と搬送エアーを案内室５と分級室４の
間に設けたルーバー９の間から分級室４に旋回しながら
しかも全周から均一な粉体材料濃度で流入させるように
したため、精度良く効果的に分級することができる。さ
らに、分級室４において旋回する粒子の中心向きの速度
を小さくすることができるため、分離粒子径を小さくす
ることができる。特に、ジェットミルと接続した系のよ
うに、粉体材料とともに流入するエアーの量が多い場合
には、分離粒子径を小さ（する効果が著しく、ジェット
ミルによる微粉砕製品としてより小さな粒径のものを効
果的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した気流分級機の縦断側面図を示
し、第２図は第１図のＩ−Ｉ視断面図を示す。第３図は
第２図の変形例を示す図であり、第４図は他の実施例の
縦断側面図を示す。第５図。 第６図及び第８図は従来の分級機の縦断面図を示し、第
７図及び第９図は第６図及び第８図のｎ−ｍ視断面図を
示す。第１θ図は実施例及び比較例における気流分級機
とジェットミルを連結させたシステムのフローチャート
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）分級室の底部に中央部が高くなる傾斜状の分級板
   を有し、該分級室において搬送エアーとともに供給され
   た粉体材料を分級ルーバーを介して流入する気流によっ
   て旋回流動させて微粉と粗粉とに遠心分離し、微粉を分
   級板の中央部に設けられた排出口に接続した微粉排出シ
   ユートへ排出させると共に、粗粉を分級板の外周部に形
   成した排出口より排出する気流分級機であり、該分級室
   の上部に粉体供給筒と連通する環状の案内室を設け、該
   案内室と該分級室との間に案内室の内周円方向の接線方
   向に先端を向けた複数のルーバーを設けたことを特徴と
   する気流分級機。