JPH01245869A - 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】 ［産業上の利用分野］ 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
するものである。

［従来の技術］ 従来、気流分級機としては、井伊谷弐分級機（日本機械
学会誌５９　［３］　２１５　（昭３１））やクラシフ
ロン（名古屋工業技術試験所報告旦［４］　２３５　（
昭３４））等が考案されているが、これらはその固有の
形状で分離粒子径が決まり、分離粒子径を調整すること
ができない、また、粉体材料を１点から分級室へ供給す
る方法であり、分散が悪く、かつ材料供給速度が上がる
と著しく分級精度の低下と分離粒子径が大きくなる等の
欠点を有している。

この解決手段として特開昭５４−４８３７８号公報のご
とく分級室の高さを調節可能にする方法、特開昭５４−
７９８７０号公報のごとく分級室上にサイクロン形状の
案内筒を取り付ける方法が提案されており、これらの提
案を組み合わせたものが実用化されている。この実用化
されている気流分級機の形状を第８図及び第９図に示す
。

［発明が解決しようとしている課題］ しかし、第８図及び第９図に示したようなこの種の気流
分級機では、処理量を多くするために分級室の径を大き
くしたものでは１分離粒子径の下限が大きくなってしま
うという欠点があった。

そこで、実開昭５４−１２２４７７号公報に記載されて
いるように、案内板の径を大きくすることによって、供
給溝の径を大きくし微粉排出ロアまでの距離を大きくと
ることができるため、微粉排出ロアより排出される微粉
中に粗粉が混入するのを防ぎ、微粉の平均粒子径を小さ
くすることが提案されている。

しかしながら、この提案では分級室内での粉体材料の分
散が不十分であり、粗粉中には、微粉の凝集物が混入す
るため、分級効率の低下を起こしており、処理量を多く
するという当初の目的から逸脱してしまうという欠点が
あった。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、案内板の径を大きくすることにより供
給溝の径を大きくすること、そして、分級室上部外周囲
に粉体材料を旋回流により分散させるための空気流入手
段を設けること、さらに、前記手段に加えて、微粉排出
口の口径を、分級板の外直径に対して１０５以上２５％
以下にすること。

より好ましくは２０％以上２５％以下にすることにより
、および／または、分級板の傾斜角度を３０°以上６０
°以下にすること、より好ましくは４０°以上５０°以
下にすることにより、精度良く分離粒子径の小さな分級
を効率良く行うことができるようにしたものである。

以下、図面に基づいて詳細に説明する。

本発明による気流分級機の一例として、外表面図として
第１図及び縦断正面図として第２図に示す形のものを例
示し得る。

図中、ｌは本体ケーシング、２は該ケーシングｌの下部
に接続した下部ケーシングであって、その下部にホッパ
ー３とを備え、本体ケーシングｌの内部には分級室４が
形成されている０本体ケーシング１の上部に案内筒１０
が起立し、この案内筒１０の上部外周面に供給筒９が接
続されている。案内筒１０内の下部に中央が高くなる傾
斜状の案内板１５を取り付け、この案内板１５の下縁外
周囲に環状の供給溝１１を形成する。

ここで、案内板１５の径を大きくし、その下縁外周囲、
つまり供給溝１１は、本体ケーシングｌの内壁に隣接さ
せ、分級室４の最外周部とする。

また、分級室４の底部には、中央部が高くなる傾斜状の
分級板５を設け、この分級板５の下縁外周囲に環状の粗
粉排出溝６を形成し、分級板５の中央部には微粉排出ロ
アを形成する。

分級室４の下部周壁外周囲には、空気流入口８が具備さ
れており、この空気流入口８は、第４図に示すように通
常複数個の羽根形状の分級ルーパー１４の間隙により構
成されている。空気流入口８より導入される空気の流れ
は、分級室４に旋回しながら下降する粉体材料の旋回方
向に噴出するように分級ルーパー１４により調整し、粉
体材料を分散させ、かつ旋回速度を加速させている。

さらに、分級室４の上部周壁外周囲には、空気流入口１
２が具備されている。該空気流入口１２を構成する手段
は限定されるものではないが、−例として複数個の羽根
形状の分散ルーパー１３の間隙により構成されているも
のをここでは例示している。第３図に、第１図、第２図
のＩ−Ｉ視断面図を示すが、この第３図に示すように空
気流入口より導入される空気の流れは、案内筒１０の内
部外周囲を旋回しながら下降し、環状の供給溝１１より
分級室４内に旋回流入する粉体材料の旋回方向に噴出す
るように、分散ルーパー１３により調整される。

空気流入口８および１２の断面積、つまり、分級ルーパ
ー１４間の間隔および分散ルーパー１３間の間隔また、
それぞれ、のルーパーの高さは、適宜に設定する。

本発明の構成によると、従来の装置よりも案内板１５の
径を大きくすることによって、環状の供給溝１１の径を
大きくし微粉排出ロアまでの距離を大きくすることがで
きるため、微粉排出ロアより排出される微粉中に粗粉が
混入するのを防止し分離微粉の平均粒子径を小さくした
。同時に、案内筒内壁で遠心力により濃縮されて環状の
供給溝１１から分級室４内に旋回流入する粉体材料を分
級室上部の空気流入口１２より流入する空気により分散
し、かつその旋回力を加速して、分級室下部へ旋回落下
させ、分級室下部においては、空気流入口８より流入す
る空気により旋回速度をさらに加速させて、粗粉と微粉
とに効率良く分級させる。

この分級室４内の粉体材料の分散状態が分級性能に非常
に影響を及ぼすが、従来の装置ではこの分散が不十分で
あった０本発明では、分級室上部に空気流入口１２を設
けることにより粉体材料の分散を十分に行いかつ分級室
４内での旋回速度を増すことにより前記、大きな案内板
による効果とともに分離粒子径を著しく小さくし、粒度
分布（粒径−重量頻度分布、以下単に粒度分布と記す）
の狭い精緻な分級製品を得ることを可能にした。

分級室上部に設ける空気流入口１２は、分級室４の全高
の中央より上部に設け、環状の供給溝１１の下に設ける
のが好ましい。

空気流入口１２より流入する空気の風速は、分級室下部
の空気流入口８より流入する空気の風速と同等もしくは
遅い速度になるように調整することが好ましい。これは
、空気流入口１２より流入する空気は、粉体材料を分散
させることを主目的としており、粉体材料に強い旋回力
を与え遠心力の違いにより粗粉と微粉とに分級するため
の空気流は、分級室下部の空気流入口８より導入させる
空気から得ているためである。

さらに、微粉排出ロアの口径を微粉排出管１６の内径よ
りも狭く、分級板５の外直径に対して１０％以上２５％
以下にすることにより、分級板５の外周から微粉排出ロ
アまでの距離を大きくするため、よりいっそう分離微粉
中への粗粉の混入を防ぎ、分ａ微粉の平均粒子径をさら
に小さくすると同時にその粒度分布もより精緻なものに
することを可能にした。

微粉排出ロアの口径は、分級板５の外直径に対して２０
％以上２５％以下にすることがより好ましく、より狭く
した場合には圧力損失が大きくなるため、微粉排出管１
Ｂを通過する空気量が減少し、空気流入口８および１２
から流入する分散および旋回を起こす空気を減らしてし
まう。

また、分級板５の傾斜角度を３０＠以上６０°以下にす
ることによっても１分級板５の外周から微粉排出ロアま
での距離を大きくすることができるため、微粉排出ロア
の口径を小さくするのと同様の効果が得られる。

本発明の装置を第１０図のフローチャートに示すように
粉砕機と連結させた粉砕−分級システムとして用いると
特に効果的である。

この場合、まず本発明の気流分級機に粉砕原料を供給し
、規定粒度以上の粗粉は粉砕機へ導入し、粉砕後再度気
流分級機に循環させる。規定粒度以下の微粉は、気流分
級機から取り出し粉砕品とする。

このような粉砕システムにおいて、第８図及び第９図に
示したような従来の気流分級機では、粉砕処理量を多く
するため１分級機本体を大きくした場合、分離粒子径を
小さくすることができず、粉砕品粒径の下限が大きくな
ってしまっていた。

また、この従来例の気流分級機の案内板１５の径を大き
くし、供給溝の径を大きくしただけの気流分級機では、
粉砕品の平均粒径（粒径−重量分布のメジアン値粉径で
例えばコールタ−エレクトロニクス社製コールタ−カウ
ンターで測定させる。以下　、単に平均粒径と記す。）
を小さくすることはできるが、分級室内での粉体の分散
が不十分であるため、極微粒子で構成される凝集体ある
いは粗粉に付着している微粒子を完全にほぐすことが困
難である。また、かかる凝集体は分級機で粗粉側に混入
し、粉砕機に再度循環されるため、過粉砕を引き起こし
粉砕効率の低下を招くとともに、粉砕品は微細粒子が多
く幅広い粒度分布になってしまっていた。

このような問題に対し、本発明の分級機を用いた場合、
粉砕品粒子径をより小さくし、かつ分級室内の粉体の分
散が十分に行われるため、かかる凝集体をほぐすことが
でき微粉は微粉として分級されるので粉砕効率をより向
上させることができる。また、粉砕品は粒度分布の幅の
狭い精緻なものが得られる。

以下、本発明を実施例に基いてより具体的に説明する。

［実施例］ 実施例１′ 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１図
及び第２図に示した気流分級機に投入し、分離粗粉を該
分級機に接続した超音速ジェットミルニー１０型（日本
ニューマチック工業社製）に流入させ微粉砕（粉砕用ジ
ェットエアー圧力６　ｋｇｆ／ｃｍ２）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。

その結果、平均粒径１４．３．厘、　２０ｇｍ以上頻度
６．２重量％の微粉砕製品が得られた。

実施例２ 実施例１と同じ材料を実施例１と同じ供給量で、実施例
１と同じ超音速ジェットミルを第５図に示した気流分級
機に接続したものに投入し、粉砕用ジェットエアー圧力
を６　ｋｇｆ／ｃｍ２で微粉砕製品を得た。

その結果、平均粒径１２．６μｒａ、　２０ｐ、ｍ以上
頻度１．８重量％の微粉砕製品が得られた。

なお、第５図に示した気流分級機は第２図に示した微粉
排出口径を分級板の外直径に対して２０％にしたもので
ある。

実施例３ 実施例１と同じ材料を実施例１と同じ供給量で実施例１
と同じ超音速ジェットミルを第６図に示した気流分級機
に接続したものに投入し、粉砕用ジェットエアー圧力を
６　ｋｇｆ／ｃｍ２で微粉砕製品を得た。

その結果、平均粒径１２．１．■、　２０ｐｍ以上頻度
１．５重量％の微粉砕製品が得られた。

なお、第６図で示した気流分級機は第２図に示した分級
板の傾斜角度を５０”にしたものである。

実施例４ 実施例１と同じ材料を実施例１と同じ供給量で実施例１
ど同じ超音速ジェットミルを第７図に示した気流分級機
に接続したものに投入し、粉砕用ジェットエアー圧力を
６　ｋｇｆ／ｃｍ２で微粉砕製品を得た。

その結果、平均粒径１０．４μｍ、、　２０ｐｍ以上頻
度０重量％の微粉砕製品が得られた。

なお、第７図に示した気流分級機は第２図に示した微粉
排出口径を分級板の外直径に対して２０％にし、第２図
に示した分級板の傾斜角度を５０’にしたものである。

実施例５ 実施例１と同じ材料を超音速ジェットミルニー５型（日
本ニューマチック工業社製）を第７図に示した気流分級
機に接続したものに投入し、粉砕用ジェットエアー圧力
を６ｋｇｆ／ｃ１１２で微粉砕製品を得た。

その結果、平均粒径４．６ｐｍ、　ｌｏＩＬｌｌ以上頻
度０．１重量％の微粉砕製品が得られた。

なお、ここで用いた気流分級機は分級室径において実施
例４で用いた分級機の分級室径の８０％に縮少したもの
である。

比較例１ 実施例１と同じ材料を実施例１と同じ供給量で実施例１
と同じ超音速ジェットミルを第８図及び第９図に示した
ような従来の気流分級機に接続したものに投入し、粉砕
用ジェットエアー圧力を６　ｋｇｆ／ｃｍ２で微粉砕製
品を得たところ、平均粒径１８．３ｐｍ、　２０μ■以
上頻度１２．１重量％の粗粉側に幅広な粒度分布であっ
た。

比較例２ 実施例１と同じ材料を実施例５と同じ供給量で実施例５
と同じ超音速ジェットミルを第８図及び第９図に示した
ような従来の気流分級機であり、実施例５と同じ分級室
径にした分級機に接続したものに投入し、粉砕用ジェッ
トエアー圧力を６　ｋｇｆ／ｃ＋ｗ２で微粉砕製品を得
たところ、その粒度分布は平均粒径５．８ＪＡＩｌ＋、
　１０．ＪＨ以上頻度５．０重量％であった。

［発明の効果］ 以上説明したように、案内板の径を大きくすることによ
って供給溝の径を大きくすること、分級室の上部外周囲
に粉体材料を旋回流により分散させるための空気流入手
段を設けること、さらに、微粉排出口の口径を小さくす
ることおよび／または分級板の傾斜を急勾配にすること
により、分離粒子径の小さい、精緻な分布の分級製品を
効率良く得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る装置を実施した気流分級機の外
表面図、第２図、第５図、第６図及び第７図はそれぞれ
縦断正面図を示し、第８図及び第９図はそれぞれ従来例
の気流分級機の外表面図、縦断正面図であり、第３図は
、第１図、第２図のＩ−Ｉ面断面図であり、第４図は第
１図、第２図、第８図及び第９図の■−■視断面断面図
り、第１Ｏ図は、本発明に係る装置を粉砕システムに適
用用したフローチャート図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）分級室の上部に中央部が高くなる傾斜状の案内板
   を設け、該案内板の下縁外周囲に供給溝を形成し、該分
   級室の下部には中央部が高くなる傾斜状の分級板を設け
   、該分級板の下縁外周囲に粗粉を排出するための粗粉排
   出口を形成し、該分級板の中央部には微粉を排出するた
   めの微粉排出口が具備されており、該分級室下部外周囲
   に粉体材料を微粉と粗粉とに分級するための旋回流を生
   じさせるための空気流入口が設けられている気流分級機
   において、該案内板の径を大きくすることによって供給
   溝の径を大きくすると同時に、該分級室の上部外周囲に
   粉体材料を旋回流により分散させるための空気流入手段
   を設け、さらに微粉排出口口径を分級板の外直径に対し
   て１０％以上２５％以下にすることを特徴とする気流分
   級機。
2. （２）該分級板の傾斜角度が３０°以上６０°以下であ
   ることを特徴とする請求項第１項に記載の気流分級機。
3. （３）分級室の上部に中央部が高くなる傾斜状の案内板
   を設け、該案内板の下縁外周囲に供給溝を形成し、該分
   級室の下部には中央部が高くなる傾斜状の分級板を設け
   、該分級板の下縁外周囲に粗粉を排出するための粗粉排
   出口を形成し、該分級板の中央部には微粉を排出するた
   めの微粉排出口が具備されており、該分級室下部外周囲
   に粉体材料を微粉と粗粉とに分級するための旋回流を生
   じさせるための空気流入口が設けられている気流分級機
   において、該案内板の径を大きくすることによって供給
   溝の径を大きくすると同時に、該分級室の上部外周囲に
   粉体材料を旋回流により分散させるための空気流入手段
   を設け、さらに該分級板の傾斜角度が３０°以上６０°
   以下であることを特徴とする気流分級機。